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關鍵詞:地理;國情;監測;測繪高新技
中圖分類號:C35文獻標識碼: A
地理國情監測主要是在綜合利用各時期測繪成果的基礎上,以現代測繪技術為技術手段,對一個國家的地表覆蓋率、交通、地形等各方面的要素實行定量化與動態監測,并對其分布的地域差異、變化率以及變化頻率以及趨勢等進行統計分析,最終形成各類要素的發展變化規律或空間分布的研究報告以及監測數據等,是一種全面展示國情國力的手段之一。加強地理國情監測,對于加強生態文明建設,保障科學決策具有重要的意義。本文立足于技術角度,對地理國情監測與測繪的高新技術進行探討分析。
一、概念
為全面掌握我國地理國情現狀,滿足經濟社會發展和生態文明建設的需要,國務院下發了《國務院關于開展第一次全國地理國情普查的通知》(國發[2013]9號),決定于2013年至2015年開展第一次全國地理國情普查工作。地理國情普查是一項重大的國情國力調查,是全面獲取地理國情信息、掌握地表自然、生態以及人類活動基本情況的重要手段和基礎性工作,對于權威、客觀、系統、準確地掌握我國自然和人文地理國情信息,提高測繪地理信息公共服務能力,更好地服務于防災減災、應急保障及相關行業調查統計等工作,推動國家重大發展戰略制定實施及資源合理配置,推進節約型社會和生態文明建設具有重要意義。
二、內業部分
1、遙感影像實例及其屬性信息采集
遙感影像實例采集要求遙感影像實例采集需要根據地面照片的相關屬性值,采用手工或自動方式完成遙感影像裁切、拍攝點位置標繪以及地面照片視野范圍標繪。其中,遙感影像裁切必須完成,拍攝點位置標繪和地面照片視野范圍標繪可根據實際需要進行,不做強制要求遙感影像裁切必須完成,拍攝點位置標繪和地面照片視野范圍標繪可根據實際需要進行,不做強制要求,可以在數據利用或顯示時利用相關軟件工具實時進行。)遙感影像實例裁切
(1)對應地面照片,根據其姿態信息,從經過正射處理的可用遙感數據源中裁切長寬511*511像素大小的高分辨率遙感影像,并盡可能把地面照片拍攝的主體地物置于影像的中間部分,同時保證拍攝點也位于遙感影像實例范圍內。對于遠距離拍攝的地面照片,如果的確無法將拍攝點和拍攝的主體地物同時置于511*511像素大小的遙感影像范圍內,可以將裁切范圍擴展至1023*1023。對于冰川、常年積雪等采用超遠距離拍攝的地面照片,難以在1023*1023范圍內滿足上述條件,允許只把地面照片拍攝的主體地物置于影像的中間部分,不要求拍攝點也位于遙感影像實例范圍內。如果使用分辨率非常高的航攝影像,難以在1023*1023范圍內滿足上述條件,可以適當擴展。
(2)關于可用遙感數據源的說明:原則上,所有用到的遙感影像數據源類型(如同時用到WorldView、ZY-3、航片數據)都應采集相應的遙感影像實例。對于衛片,優先考慮經過正射處理的分景融合影像;其次考慮經過正射處理的分景多光譜影像;如果只有全色影像,則考慮經過正射處理的分景全色影像。對于航片,優先考慮經過正射處理的分幅融合影像;其次考慮經過正射處理的分幅多光譜影像;如果只有全色影像,則考慮經過正射處理的分幅全色影像。對于樣點組,如果在滿足上述要求的情況下,可以用一個一致的范圍裁切遙感數據,只裁切一次;如果難以用同一個范圍裁切,則分開裁切。
(3)裁切后的遙感影像實例的數學基礎,與遙感影像數據源的數學基礎相同。
(4)如果裁切范圍位于多幅影像拼接區域,只以照片中主體地物所在幅的影像為數據源,移動裁切框但盡可能使拍攝點位于有影像的部分進行裁切;確實難以保證拍攝點位于影像區域的,使其包含在裁切區域內的空白區并進行裁切;如果連照片中主體地物都難以在一幅影像中反映,從經過拼接處理的標準分幅DOM中裁切。如果從標準分幅DOM裁切也遇到上述前兩種情形,參照處理,遇到上述最后一種情形,放棄遙感影像實例裁切,保留地面照片信息,待有條件時再補充。
2、航空影像作業流程及其技術指標
作業流程
采用數字攝影測量立體作業模式的一般作業流程見圖。
數字攝影測量立體作業流程
單片微分糾正作業流程
三、生成底圖
1、作業流程及步驟
(1)技術流程
數字普查底圖
數字普查底圖制作流程圖
(2)作業步驟及要求
普查底圖首先需要準備數據,然后根據實際情況,選擇采用不同的產品模式進行普查底圖制作,也可同時選用兩種模式進行組織生產。
2、數據準備
(1)正射影像或經粗糾正影像
以任務區、分幅或分景為單元,經過粗糾正的影像數據或按照《數字正射影像生產技術規定》制作的全色及多光譜的單景(單片)正射影像或分幅正射數據檢查是地理國情普查底圖否數據整理組織根據作業單元裁切拼接數據數據符號化,返出注記,標注外業調查信息調整符號及注記制作符號庫或模板圖廓整飾紙質打印出圖正射影像(或經粗糾正影像)地理國情要素數據、地表覆蓋分類數據(或基礎地理信息數據和專題數據經過整合提取的預處理數據)影像數據。
(2)地理國情要素數據
以任務區、分幅或分景為單元,按照《地理國情普查內容與指標》和《地
理國情普查數據規定與采集要求》制作的地理國情要素數據,包括道路、構筑物、水體、地理單元以及上述類別中需外業調查內容。
(3)地表覆蓋分類數據
以任務區、分幅或分景為單元,按照《地理國情普查內容與指標》和《地理國情普查數據規定與采集要求》制作的地表覆蓋分類數據,包括耕地、園地、林地、草地、房屋建筑(區)、道路、構筑物、人工堆掘地、荒漠與地表、水域以及上述類別中需外業調查內容。在地理國情要素與地表覆蓋分類數據采集之前進行外業調查,其底圖制作則不涉及前兩項內容,可以按照任務區、分幅或分景為單元,準備相關整合處理的基礎地理信息數據與必要的專題數據。
四、外業部分
全球衛星GPS定位技術的應用
GPS全球定位系統是一種全方位定位系統,以無線電衛星導航為基礎,進行全球的實時定位勘測定位,擁有很好的抗干擾性和保密性。
外業調查工作中,可以利用 GPS 定位設備,結合數字普查底圖做以下工作:
1)記錄外業工作行進軌跡,作為外業調查的工作依據和元數據基本來源。
2)對遙感影像解譯樣本采集的數據進行定位。
3)準確定位自己位置,為準確判讀底圖提供位置依據;新增或變化的圖斑或要素,在底圖影像上可以直接定位的,為圖上標繪提供位置依據。
結束語
總之,加快我國測繪和地理信息發展和測繪強國建設步伐,可以提升建設數字中國、監測地理國情的能力,促進地理信息產業壯大,提高經濟建設的保障服務能力。文章對地理國情監測與測繪高新技術做了簡要的論述,希望可以對于我國社會科學發展做出一定的貢獻
參考文獻
[1]李維森.地理國情監測與測繪地理信息事業的轉型升級[J].地理信息世界,2013,(5):11-14.
關鍵詞:西氣東輸二線工程;航測;遙感技術
中圖分類號:TP7文獻標識碼: A 文章編號:
1 航空攝影測量與遙感技術
航空攝影測量[ aerial photogrammetry ]指的是在飛機上用航攝儀器對地面連續攝取像片,結合地面控制點測量、調繪和立體測繪等步驟,繪制出地形圖的作業。
遙感是通過遙感器這類對電磁波敏感的儀器,在遠離目標和非接觸目標物體條件下探測目標地物,獲取其反射、輻射或散射的電磁波信息(如電場、磁場、電磁波、地震波等信息),并進行提取、判定、加工處理、分析與應用的一門科學和技術。
當前,隨著計算機技術、電子與信息技術、網絡技術、空間技術的發展和各種測量高新技術的不斷出現,使得油氣長輸管道勘察設計的測設手段得到了迅速發展。航空攝影測量與遙感技術作為現代測繪技術的先進代表和大范圍內采集地形原始數據最理想、最有效的方法和手段,已成為我國長距離、大口徑、高壓力的油氣管道測設中最主要的地形數據來源之一。航測與遙感技術應用在長輸管道線路設計中,對改進長輸管道測設技術和能力、提高工程設計質量以及推動長輸管道測設新技術的發展起到了重要作用。
2西氣東輸二線工程在設計中應用航測與遙感技術
西氣東輸二線工程西起新疆的霍爾果斯口岸,管道總體走向為由北向南、由西向東,東至浙江、上海,南至廣東、廣西,途經新疆、甘肅、寧夏、陜西、河南、湖北、江西、廣東、廣西、浙江、上海、湖南、江蘇、安徽和香港共15個省、市、自治區,線路總長約8600km,設計輸氣能力300´108m³/a,是一條連接中亞進口氣源、國內塔里木氣田、準噶爾氣田、吐哈氣田、長慶氣田和沿線中西部地區、華東、華南、長三角、珠三角等用氣市場的重要能源通道。該項目的建設,將進一步滿足快速增長的天然氣市場需求,提高我國清潔能源利用水平,是構筑我國油氣戰略通道的重要工程。
西氣東輸二線工程是目前世界上最長的大口徑高壓輸氣管道工程,作為我國戰略性能源工程,建設人員在可行性研究階段決定全線引入航測與遙感技術作為管道線路設計的輔助手段,發揮航測與遙感技術優勢,提高設計質量,減少設計人員內外業反復工作量,縮短設計周期,為西氣東輸二線建設提供優質的設計服務。
在西氣東輸二線工程的建設過程中,航測與遙感技術主要應用于線路設計的工作中。作為線路選擇和優化的輔助工具,遙感技術主要通過影像圖片和數字高程信息實現其輔助功能。
在利用遙感技術之前,設計人員首先根據地形圖確定管道的擬定路由,然后根據擬定路由的中線坐標確定航測路線,待影像圖片和數字高程信息拍攝、測量完成后對圖片進行糾正、裁剪、拼接等處理,最后由線路設計人員應用軟件在處理好的影像圖片上添加帶有坐標的線路文件,對擬定路由進行優化,實現其輔助功能。
3 航測與遙感技術的優勢
西氣東輸二線工程全線采用了航空攝影測量的手段獲得遙感圖像和地面高程信息,遙感圖像為真彩色全波段圖像,分辨率0.5m,地面高程信息精度為每1m一個高程點,這些遙感資料經過GIS手段構建模型,服務于選線工作。作為管道設計的新技術,遙感技術具備以下優點:
a時效性較強。由于傳統地形圖繪制時間多在上世紀50-90年代,存在區域性更新及更新速度慢的問題。然而近三十年是中國經濟騰飛的三十年,各地方經濟隨之發展,人口增加,縣、市、鎮、村的規模擴大,河湖、交通線等地物都發生了變化,單純依靠年代久遠的地形圖經常造成線路選擇的失誤,造成沒有必要的反復工作量。西氣東輸二線工程所用的遙感影像圖均為線路設計階段拍攝航空遙感圖片,其反映出的地物信息均為最新的信息,時效性非常好,從而在保證設計準確性的同時大大減少了線路設計人員的內業工作量。
b 視覺效果更直觀。選線時,同地形圖、行政區圖、交通圖等傳統地圖相比,遙感的真彩色影像圖視覺效果更加直觀、準確。傳統地圖只能依靠各種抽象的圖例、顏色、線條等表示地形地物,而真彩色影像圖以照片的方式把地物呈現給設計人員,地物清晰、具體、直觀,容易判別。
c 不受地形限制。選線時,由于地形的差別,山區地段選線比平原段要困難得多,在新疆、甘肅、寧夏等高寒地區,人跡罕至,選線人員到達線路位置的難度非常大甚至存在安全風險。在傳統的選線模式下,由于地形限制,大型河流穿跨越工程、隧道工程確定穿越點、隧道入(出)口的選擇都存在難于總體把握和全面考慮的問題。遙感技術利用航測的影像圖片和數字高程可以打破地形的限制,使選線人員可以在不親臨現場的情況下獲取擬定線路方案所需的地形地貌信息,從而在保證設計質量的同時大大減少了線路設計人員的外業工作量。
4 航測與遙感技術需要改進的問題和建議措施
作為西氣東輸二線工程設計工作應用的新技術,航測與遙感技術在與線路設計的結合過程中還存在一些問題,需要在以后的工作中加以改進:
a航測與遙感技術受天氣的影響
西氣東輸二線工程全部的遙感圖像都需要在飛機上拍攝出來,天氣情況對機的飛行和遙感圖像清晰度都有很大影響,對于春季沙塵天氣,夏季雷雨天氣,冬季風雪天氣,這些都會延誤遙感圖像的拍攝工作,在一定程度上影響設計的進度。
克服天氣的影響主要有兩種措施可以采用,第一,采用航天遙感方法拍攝的衛星圖片避免航空遙感受天氣的限制,以遙感圖像時效性為代價確保工程進度;第二,根據不同地區的氣候特點選取最佳航測季節,及時關注航測區域的天氣預報,選取晴好天氣有計劃的提前開展航測工作。
b航測與遙感技術航帶寬度問題
西氣東輸二線工程遙感圖像的寬度為管道中線兩側各600m,如果在遙感圖像拍攝完成后再發生改線幅度大于600m的情況,就需要進行現場人工測量來獲取數據,因此遙感圖像有限的寬度對線路的選擇存在束縛。
發生超出航帶寬度改線主要是原因:
城鎮規劃范圍、土地資源利用的調整速度過快,環境敏感區域級別變更。
地下特殊地質結構、重要歷史文物等在現行勘察規范不能完全滿足工程前期需要。
建議在線路設計的各個階段注重和地方相關部門結合與溝通,同時在設計工作前期針對特殊地段,特殊情況應提前進行有針對性的勘察工作,在局部可做加寬航測帶方式處理。
c航測與遙感技術費用高
西氣東輸二線工程采用的是航測與遙感技術,利用飛機在飛行過程對中線兩側拍攝遙感圖像,由于安全要求較高,此項工作必須委托專業的測繪機構來完成,需要花費高額的費用來完成遙感資料的獲取工作。同時航測帶寬度也是影響最終費用的因素之一,傳統測繪方式多為管道中心線兩側各200m。
對于航空器費用高的問題,建議可采用相對廉價的航天遙感技術。即采用人造衛星代替飛機拍攝遙感圖片或更為廉價的航空器遙感技術,如高空氣球、無人機。這樣在時效性可以接受的范圍內節省大筆費用。針對航測帶寬的問題,需要大量的工程經驗積累以及經驗豐富的工程專家技術把關。同時可考慮根據地形地貌難度區域性劃分航測帶寬度的方法降低航測費用。
5結語
航測與遙感技術作為近年來引入管道設計工作的新技術,為西氣東輸二線工程線路的選擇提供了很大幫助,不但為設計工作節省了大量的人力、物力、財力和時間,而且對一些不易地面踏勘觀測的地形地物從俯瞰的角度給出了清晰的表示。因此,航測與遙感技術在以后的管道設計工作中還有很大的利用空間,需要繼續深入研究、實踐,使其更好的融入到設計工作中,發揮更大的輔助作用。
參考文獻:
[ 1 ]湯國安,張友順,劉詠梅. 遙感數字圖像處理[M ]. 北京:高等教育出版社, 2004.
[ 2 ]樊紅,詹小國. ARC / INFO應用與開發技術[M ]. 武漢:武漢大學出版社, 2002.
[ 3 ]梅安新.彭望琭.秦其明.劉慧平.遙感導論.北京:高等教育出版社.2001.
[ 4 ]西氣東輸二線工程可行性研究報告
關鍵詞 鐵路 地質勘察 綜合勘探
中圖分類號: F53文獻標識碼: A
1 綜合勘探技術概述
綜合勘探是指依據工程的地形、地質復雜程度, 工程類型, 工程規模的大小和勘察階段的技術要求, 合理應用遙感、地質調繪、物探、鉆探、原位測試、土工試驗等地質勘探方法, 用最佳的方法組合使用, 密切配合,取長補短, 獲取多性狀地質信息, 通過相互驗證和綜合分析, 提高地質判別的準確性, 達到提高勘探質量、縮短勘測周期和降低成本的目的, 最大限度的為工程設計提供可靠、適用的基礎地質資料。
綜合勘探手段包括: 遙感地質判釋、地質調查測繪、綜合物探、原位測試、鉆探、輕型勘探( 觸探)、挖探、綜合測井、巖土室內試驗、水文地質試驗、資料匯總與綜合分析等。
1. 1 遙感
遙感技術應用于鐵路工程地質勘察主要是利用遙感圖像判釋獲取沿線地形地貌、地層巖性、地質構造、不良地質、水文地質等信息。對鐵路勘測中常見的不良地質和特殊地質現象都可以通過遙感技術加以分析和判斷。
遙感技術最大的特點是視野廣闊、影像逼真、信息量豐富; 可放大使用而不影響其精度, 通過一種比例尺的遙感圖像, 可以做多種比例尺的地質圖; 可全天候地室內反復判釋, 對測區進行整體到細部的觀察, 其工作區域具有全局性, 判釋得出的信息具有指導性。利用遙感判釋成果指導工程地質調繪, 可以充分發揮遙感技術宏觀性、直觀性的優勢, 提高地面調查的針對性和準確性, 減輕地質調繪的工作強度, 提高工作效率。遙感資料還可以與物探資料結合, 提高數據的精度和準確性。現在, 遙感技術已經和GIS、GPS 技術結合, 實現了對遙感資料的自動解譯、綜合成圖、數據量測、建立數據庫和評比分析等, 極大地提高了工作效率。
1. 2 物探
物探方法包括電法勘探、彈性波勘探、重力勘探、磁法勘探、放射性勘探、地溫勘探、孔內勘探等。物探是鐵路工程地質勘察中的一種重要手段, 具有勘探方法多、勘探深度較隨意, 易于大面積施測, 可進行點、線、面相結合乃至三維勘探的特點。充分并合理利用物探, 能提高地質勘探的宏觀控制水平, 減少鉆孔布置的盲目性, 提高鉆孔利用率。
1. 3 原位測試
工程地質原位測試技術是在現場直接測定天然巖土體力學性能的各類測試方法的總稱, 包括載荷試驗、靜力觸探、動力觸探、標準貫入試驗、十字板剪切試驗、預鉆式旁壓試驗、扁板側脹試驗、應力鏟試驗、現場直剪試驗、巖體應力試驗等。因其能在勘察現場對巖土體直接進行連續測試, 完全避免采取或切制巖土樣品過程中對巖土體產生擾動影響, 更能直接有效、快速地測定巖土體力學參數。原位測試是勘探與測試相結合的方法, 測試結果與巖土體原始應力狀態接近, 具有高效、連續、重現性好的特點, 不會產生漏層。其費用也遠低于鉆探、取樣、化驗的傳統方法。
1. 4 工程勘探
鉆探是地質勘探中最常用、也是極其重要的手段,通過鉆孔提取巖土芯, 能較直觀地了解地層巖性、地質構造、巖體的風化破碎程度、土體的軟硬性質、地下水的特征以及它們的分布范圍, 并通過巖土、水的取樣實驗、孔內的原位測試、物探綜合測井、水文地質試驗、地應力測試和瓦斯壓力測試等工作, 獲取滿足設計和施工需要的工程地質和水文地質資料及各種參數。
鉆探孔位的布置及要求必須在進行詳細地質調繪和必要的物探工作的基礎上進行, 對地質調繪和物探進行驗證和確認, 同時又可以指導和修正以上兩種方法。
對較深鉆孔進行物探測井或孔內測試工作是重要的和必須的, 既能提高鉆孔利用率和分層準確性, 又能充分發揮綜合勘探的作用, 提高地質勘探質量、水平和效率。鉆孔孔內測試包括水文試驗、綜合測井、孔內CT、地應力測試、瓦斯測試等。
2 鐵路綜合勘探技術應用原則
鐵路勘察工作量大, 勘察質量要求高, 必須根據地形地質復雜程度、工程類型、建筑物規模和特點、地層結構、巖土特性、場地條件, 結合勘測階段, 在地質調繪的基礎上, 以最佳的組合方式, 應用遙感、物探、鉆探、原位測試、土工試驗等多種地質勘探方法, 通過綜合分析和相互驗證, 取得真實、準確的工程地質資料, 以滿足鐵路設計及建設需要。
鐵路建設對工程場地區域穩定性提出了較高的要求。在踏勘階段, 應從區域地質穩定性角度參與線路方案的比選, 在研究分析既有區域地質資料的基礎上, 充分發揮遙感技術和地質調繪的全局性、指導性作用, 利用航片、衛片進行地質解譯, 結合現場重點調查, 為方案選擇及編制預可行性研究報告提供工程地質資料。對控制線路方案的越嶺、河谷、不良地質、特殊巖土、長大隧道、大河橋渡等重大工程地段, 應充分發揮遙感和物探作用, 采用以遙感和綜合物探為主,輔以必要鉆探、測試的綜合勘探技術, 查明重大地質問題。
初測階段應充分利用航片、衛片資料進行地質解譯, 并在大面積地質調繪的基礎上, 合理選用綜合物探和原位測試等有效方法, 配合鉆探及測試工作, 評價其對線路方案及工程的影響, 避免因遺漏重要的工程地質問題而造成線路方案決策上的失誤。地質特別復雜地段應開展加深地質工作或專項地質工作, 需要深孔鉆探的必須安排深孔鉆探。
定測階段以鉆探、挖探以及相應的原位測試和試驗等為主要手段, 配合必要的物探工作。對于巖溶地區、采空區、給水水源, 以及需要判明斷裂構造、破碎帶、滑動面、軟弱層、基巖界面、巖層界面、隧道圍巖分級、風化層厚度等, 應采用物探與鉆探相配合的方法。對第四系地層黏性土及砂類土地區的橋梁、大型房基、軟土地基、松軟地基等工點, 應采用原位測試與鉆探配合的方法。對地質條件復雜的長大隧道, 必須在綜合勘探基礎上, 對洞身進行必要的鉆探, 包括深孔鉆探,確定地質條件和施工方法, 保證隧道質量和施工安全。
3 鐵路綜合勘探應用中應注意的幾個問題
科學應用綜合勘探技術, 提高鐵路勘察質量和效率, 關鍵是根據不同地質條件、不同勘測階段,選擇合適的勘探組合, 堅持點面結合、間接推斷與直接驗證結合、鉆孔取樣離位測試與原位測試結合、物探與鉆探結合的原則。并重視以下幾方面的工作:
(1)充分收集和分析現有資料是了解區域地質情況, 明確工作重點, 節省勘察工作量的重要手段。
勘測準備階段, 首先要盡量收集既有資料, 了解測區的地形、地質條件以及環境條件, 包括以往在該地區進行勘探的成果和經驗教訓等。在此基礎上進行綜合分析, 選定綜合勘探的方法。
(2)前期應高度重視遙感指導下的地質調繪、工程地質選線工作。
遙感工作在時序上應先于其他勘探手段。充分發揮其宏觀性、全局性的優勢, 提高效率, 減少勘探布點的盲目性, 降低勘探工作量。
(3)強調綜合分析的工作理念, 不斷提高綜合分析水平。
綜合勘探與綜合分析是密切聯系的, 對各種資料綜合分析所做出的正確判斷是綜合勘探的核心。
在鐵路工程地質勘察工作中, 采用綜合勘察方法,達到提高質量和勘探效果的目標, 關鍵是要綜合分析。綜合分析需要貫穿整個勘察的全過程, 無論是在準備階段、勘探實施階段, 還是勘探成果的整理與應用, 都應注重綜合分析, 才能提出各種勘探手段的合理組合,在實施過程中有效地發揮綜合勘探的優勢。不同的勘探方法所獲得的各項工程地質資料, 必須進行綜合分析, 才能更好地滿足工程設計所需要的定性或定量評價。同時, 充分利用不同勘探與測試成果的對比, 找出不同方法所存在的優勢與不足, 總結出區域綜合勘探的經驗。通過對成果的綜合分析對比, 可以總結出區域工程地質的宏觀規律。
(4)推廣應用綜合物探、原位測試技術, 發揮其現場測試、連續測試和高效的優勢, 對符合測試條件的地段, 應優先采用。
(5)提高鉆孔綜合利用程度。鉆探要為進行孔內物探和水文地質測試等工作創造條件, 鉆孔直徑、孔深、鉆進方法等應滿足孔內物探和水文測試要求, 做到一孔多用。巖溶發育地區的墩臺, 應在鉆探的基礎上輔以物探方法確定巖溶形態。
(6)采用先進鉆探工藝, 提高鉆探進度和巖心采取率。
在鐵路勘察中, 鉆探工作量大, 巖土取樣量大, 為保證鉆探質量和取樣質量, 應采用高速鉆進、斜孔鉆進、雙層單動鉆進等鉆探方法, 以及薄壁取土器、活塞巖心管等取芯工具。
參考文獻
關鍵詞:連云港縣級海域;動態監管能力;海域動態監管系統;遙感;測量 文獻標識碼:A
中圖分類號:U651 文章編號:1009-2374(2016)10-0189-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.10.092
1 建設背景
1.1 國家海域動態監視監測系統
國家海域動態監視監測管理系統是依據《海域使用管理法》建立的重要業務系統,系統利用衛星遙感、航空遙感和地面監視監測等多種手段,實施對近岸海域開發活動的監視監測,及時為海洋主管部門和社會公眾提供決策支持和信息服務。該系統從2006年開始建設,2009年啟動業務化運行,至今已建立3個國家級業務中心、11個省和49個市級海域動態監管中心,成為我國海洋管理領域節點最多、網絡覆蓋面最廣、與行政管理結合最緊密的業務系統,為海域綜合管理提供了有力的技術支撐。
1.2 縣級海域動態監管能力建設的意義
縣級海洋主管部門是海域綜合管理的最基層單位,承擔著大量與民生關系密切的養殖用海審批、重點用海項目受理審查和監督管理等職能,管理責任重大。強化縣級海域動態監管是國家海域動態監管業務體系的重要組成部分,是對國家、省、市級動態監管機構的拓展和延伸。隨著政府職能加快轉變,簡政放權不斷深化,縣級承擔的管理任務將越來越繁重,縣級海域動態監管工作的不斷完善與發展勢在必行。
為推動國家海域動態監視監測管理系統建設,建立全覆蓋、立體化、高精度海域動態監控體系,切實加強海域使用全過程監管,實現國家、省、市、縣四級整體聯動,國家海洋局于2014年全面啟動縣級海域動態監管能力建設項目。全面開展縣級海域動態監管能力建設,是落實“五個用海”要求、全面深化海域綜合管理的重要內容,對于促進海洋管理科學決策、提升海洋綜合管控能力、推動海洋強國建設具有重要意義。
2 連云港縣級海域動態監管基本情況
自海域動態監管系統運行以來,連云港市海域動態監管工作水平一直位于全國地級市前列。2007年,連云港市本級就啟動海域使用動態監視監測系統建設工作,投資近400萬元完成了監管中心的硬件建設,成立了獨立編制的海域動態部門,確保了業務化運行的正常開展。在完成市級建設之后,2009年所轄連云區、灌云縣和灌南縣相繼成立了具有專門人員編制的“海域使用動態監視監測中心”,壯大和完善了市、縣兩級動態監管隊伍,縣、區級中心全部參照市級標準完成監管中心的硬件建設。通過硬件的不斷完善、工作思路的不斷創新、業績成果的不斷積累,連云港市在2009年、2012年、2014年連續三次被評為“國家海域動態系統運行優秀單位”。
2.1 工作現狀
2009年連云港率先啟動縣級海域動態監視監測體系建設,完成了4個縣、區級的海域動態監管三級業務機構。其中,3家為經編辦批準單獨成立的機構,新增編制12個;1家與區海監大隊合署辦公,實行一個機構、兩塊牌子。各監管中心均配置了與測繪、海洋、計算機等專業相關的技術人員。
2.2 業務開展
縣、區級有效地開展了統一配號、圍填海計劃臺賬、海域使用統計、縣級海洋功能區劃修編等業務,實現了與海域行政管理的緊密結合。同時開展區域用海項目投資效益評估,對科學制定圍填海規劃、適時適度調節近岸區域的用海方向和規模,為管理部門科學引導近海開發提供了決策參考。
3 連云港海域動態監管縣級能力建設的重點
在縣級海域動態監管能力建設過程中要遵循“統一設計、統一政策、統一管理、統一設備、統一軟件、統一運行”的原則,以保持系統的專業性、穩定性和完整性,嚴格按照國家要求開展建設。
3.1 常規監測能力建設
常規監測能力建設主要為滿足縣級海域空間資源監測、海域使用現狀核查監測等常規監測業務開展。根據海域使用的實際情況,按照分類型、分區域的網格化模式,綜合考慮各縣區視頻監控點布局,重點從海島開發與利用、港口開況、區域用海規劃實施情況、重點用海項目進展情況、侵蝕岸段變化五種類型,部署新的遠程視頻監控點,通過整合新建及已有的,實現對全市212公里海岸線的實時監視監測,并建立遠程視頻監控綜合展示系統,國家、省、市、縣各級管理人員通過該系統可實時掌握轄區內各監控點信息,對各種違法用海事件及突發事件及時做出科學決策。
3.2 應急監測能力建設
應急監測能力建設指為滿足縣級海域使用應急監測、應急通信、應急指揮等需要而配備相關設備,對縣區中心配備海域動態監控指揮車。海域動態監控指揮車應至少配備車載視頻采集系統、移動數據傳輸系統、車載視頻會議系統等,并具備以下功能:
3.2.1 外業數據采集。主要是通過車頂攝像云臺對車輛周圍360°環境的實時監測,采集海域監測高清視頻。
3.2.2 數據處理與管理。在監測現場可通過海域動態專網對現場監測數據進行數據處理、輔助現場辦公。
3.2.3 移動數據傳輸。利用3G/4G設備和無線基站接入終端,將現場與海域主控室的視頻、圖像、語音等進行雙向傳輸。
3.2.4 車載視頻會議傳輸。通過應急指揮監控平臺,可與主控室實時召開視頻會議。
3.2.5 綜合應急指揮與保障。實現對外業監測設備和人員作業的保障,并可作為突發事件的應急指揮。
3.3 信息處理能力建設
為滿足監測數據處理、制圖、監視監測成果編制、海域使用權證書統一配號、證書打印、掃描、上傳等日常辦公等,各縣級在現有軟硬件基礎上,配備海域動態監管業務應用軟件和通用地理信息處理軟件。
3.4 基礎數據體系建設
基礎數據體系建設旨在為滿足海域使用行政審批、輔助決策、專題評價成果制作等需要而開展的海域管理背景信息庫建設,主要包括以下三個方面內容:
3.4.1 基礎數據建設。主要包括海域使用權屬核查、公共用海調查、海域資源環境數據庫、涉海規劃數據庫和海域基礎地理庫建設五方面內容,由省、市、縣三級海域管理部門共同開展。主要利用國家海域動態監視監測管理系統數據整理模塊,補充錄入權屬數據并核查更新問題數據,統一轉換坐標系;收集整理各類公共用海數據,建設并提交公共用海數據庫;配合國家業務中心建設海域資源環境、涉海規劃和海域基礎地理本底數據庫。另外,將全部圍填海竣工驗收項目從項目批復、立項、施工過程的監測報告、竣工海籍測量報告等紙質和電子版進行單宗歸檔,為海域使用的事中、事后監管提供依據。
3.4.2 精細化監測數據處理。由省級統一組織各縣級對全省的區域用海規劃、重點用海項目、海域使用情況等開展海域三維全景數據采集,通過三維推掃數據分析軟件進行數據處理與分析,建立三維全景業務平臺,對重點區域進行三維全景直觀展示;通過海域無人機對區域用海規劃、重點用海項目等開展航拍并進行數據處理,直觀展現區域用海、重點用海開發利用情況。
3.4.3 成果數據分析挖掘。為充分發揮縣級海域動態監管業務運行中數據的效用,各縣級中心通過挖掘和加工監測數據,編制分析研究報告,逐步提升縣級分析評價水平,為海域管理部門決策參考提供依據。重點是開展區域用海、圍填海項目效益評估監測,重點對圍填情況、企業進駐情況、投入、產出等情況進行監測及數據分析;分析提取全省各縣級海域使用統計情況、海域使用現狀等數據,編制海域分析評價報告;利用無人機、地面監測、遠程視頻監控等監控手段對疑點疑區進行提取與分析,形成相關分析報告。
3.5 專線傳輸網絡建設
為滿足縣級海域專網數據傳輸與網絡信息安全,購置相關網絡交換機、下一代防火墻、線路加密設備、網絡終端準入、病毒防護軟件等設備,完善升級海域動態網絡專線。同時,為實現近岸海域動態專網無線信號的有效覆蓋,滿足移動監測需要,可新建相關無線通信基站。
3.6 省、市配套運行保障環境能力建設
為確保縣級系統建設能夠與現有國家、省、市系統的有機銜接,在省、市兩級節點開展監視監測、網絡通信、應急指揮、視頻會商等設備的補充、升級以及機房運行環境的保障建設,并委托開展系統軟件開發、硬件設備集成、基礎數據建設技術服務,開展全省的系統總集成,實現國家、省、市、縣四級業務系統的互聯互通、監測數據的上下聯動和應急指揮的統一調度。
3.6.1 網絡環境保障。省、市級為保障各縣級節點用戶能夠快速、高效、實時訪問調用省、市節點相關應用軟件系統,同時滿足國家配發省、市節點相關IT硬件設備的使用環境要求,省、市節點需要優化改造現有機房配套設施,規范機房物理環境,添加機房不間斷電源系統、消防系統、監控安防等系統。通過改造,擴大機房使用空間,改善能耗效率,增強對機房環境的管控能力,保障全省各級海域動態監管業務系統高效、可靠、穩定運行。
3.6.2 業務平臺保障。為保證全省海域動態監管系統的專業性、穩定性和完整性,保障全省縣級能力建設中所形成大量的海域動態監測數據、衛星、航空遙感監測數據、遠程視頻監控數據等發揮更大的作用,我省整合已有的海域動態監視監測數據中心、海島三維展示系統、海域無人機三維立體監管平臺等,打造江蘇省海洋綜合管控系統,實現統一平臺、統一界面、單點登錄、二三維聯動,并深入挖掘已有的海域數據、監視監測數據、岸線數據等,增加圍填強度、岸線占有率等分析模塊、海域使用管理等業務模塊,減少人工計算的復雜性,為管理部門科學編制規劃、分配用海指標、科學決策等提供依據;完成重點區域、海島的三維實景展示,為江蘇省海域綜合管理提供決策支撐。
4 結語
關鍵詞:精品課程;中國地理;課程流域系統;培養創新性人才
一、課程教學理念
北京師范大學“中國地理”課程的教學理念強調學生參與和師生互動,以學生為本,重視創新性人才的培養。教師對學生不僅要“授之以魚”,更要“授之以漁”,因此注重學生的興趣和對學習過程的參與,引導學生關注事物發生的起因和過程(why and how),留給學生探究性思考、參與和交流的空間,強調支持與引導。
1、“培養創新性人才”的理念
創新性人才的培養是一個系統工程,每一個教師都承擔著培養創新性人才的歷史責任。我國長期以來,本科生科學研究主要是通過本科生畢業論文(設計)、生產實習等教學環節,及一些社會實踐活動來實現的,具有一定的局限性。在“中國地理”精品課程的建設中,教師以學生為本,為學生科研能力的培養給予啟蒙,以學生能夠進行自主、主動及課外學習、研究提供思維空間和操作平臺為己任。創新思想和創造能力的培養貫穿于課程教學的整個過程。經過多年的教學實踐和研究探索,初步建立起了以中國地理課程為載體的本科生科研能力培養體系。主要是依托教師項目和本科生研究課題,吸收并指導本科生研究中國地理問題;通過建立本科生科研實踐數據平臺,為廣大學生提供實踐環境和條件,在此基礎上指導并資助學生撰寫論文,從而實施培養創新性人才培養過程。
2、“流域系統”理念
借用地理中“流域”的概念,將“中國地理”的教學過程分為上游、中游和下游三部分,能量(能力)和物質(知識)通過網絡平臺進行流動和傳輸。與流域中水的流動方向不同,能力和知識在流動的過程中越來越趨于高處,這是因為能力和知識會隨著教師的傳授、學生的消化及師生間的互饋有所提高和積累(圖1)。上游主要體現了教師的儲備過程,即教師對課程與教材的設計能力。中游主要體現了教師講授與學生學習的過程,通過教師講解與學生提問之間的反饋,教師傳授知識的能力以及學生的知識儲備與分析能力等都有所提高。下游主要體現了學生的實踐技能和創新思維的培養過程,學生通過學習后的實踐研究與創新活動,獲得高于課本、高于教師傳授的知識與能力。多數課程教學止于上游、中游的教學目標,而“中國地理”的課程教學設計與實踐,還關注下游,將教學過程貫穿、延展至實現創新性人才的培養目標。課程建設的成效不僅僅體現在教材建設和教師能力的提升,而且還體現在學生能力的提升。
3、“多源信息-多教學環節-師生雙向反饋”理念
“中國地理”課程經過長期的教學實踐,形成了“多源信息-多教學環節-師生雙向反饋”教學模式。“多源信息”是依據“中國地理”學科的區域性、綜合性、交叉性和實踐性四個特征,利用地圖、影像、錄像、文字、數據、實景等多源信息設計的教學環節。“多教學環節”是指依據教學規律和學生認知規律的有機結合,利用多種媒體設計教學環節,包括講課內容、學術報告、討論辯論、作業、面試、CAI、網絡教學以及實習等,
二、“中國地理”課程的上游建設
課程建設的上游是整個流域系統中最初“施動者”,是整個流域的原動力。通過建設一支水平高、結構合理的教師隊伍,依靠全體教師的能力編制立體化的教材,并設計操作性強的教學大綱來實現。
1、高水平的教師隊伍建設
精品課程建設的重要基礎是具有高水平的教師隊伍。教師是課程的建設者和實施者,擁有一流的學者專家型的教師梯隊是形成精品課程的關鍵。某種程度上說,精品課程建設是教師行為,是教師的學術造詣、科研背景、教學技能、人格魅力的綜合體現。培育、擴大“精品”教師隊伍,是精品課程建設的根本任務之一。精品課程要由學術造詣較高、具有豐富授課經驗的教授主講,通過精品課程建設形成一支結構合理、人員穩定、教學水平高、教學效果好的教師梯隊。由于教師的知識結構、知識覆蓋度、創新能力和師德風貌直接決定著課程的質量與水平,因此課程建設也是教學名師隊伍建設。名師可以凝聚成一個高素質的人才組合中心、高水平的學科中心、成果卓著的科研中心,可以支撐起一個著名的課程。
“中國地理”精品課程的教師隊伍建設具有三個方面的特點和優勢:第一,圍繞課程規劃、教材編寫、課程講授、課程網絡建設等具體任務,優化組合教師團隊。分別由院士、教授、副教授、講師和研究生助教相互銜促進學生感官和多種能力的訓練。“師生雙向反饋”則是依據師生互動原理,在教師傳輸教學信息的同時,即時通過各種教學環節接收學生反饋的信息,再反饋于學生。通過不斷地雙向反饋,在互動中完成整個教學過程,從而在有限的課時下,提高單位時間的教學效率,也為教師發掘學生潛力和進一步的重點培養學生提供條件。接完成各項任務,實現老中青相銜接的主講隊伍,形成縱橫交織的穩定的教師隊伍。第二,教師隊伍結構優化與課程綜合性特點相適應,堅持“取長補短”,形成群體優勢。教師學緣結構:本校培養的教師占1/3、其他高校引進的教師占1/3、科學院和政府引進的教師占1/3,實現多學緣交叉滲透,優勢互補。專業結構上,教師研究方向分別為自然、人文(經濟)、GIS等多學科,與課程性質相符,形成綜合優勢。第三,教師個體能力建設與課程區域性特點相適應,堅持“揚長避短”,形成個體優勢,其中有突出貢獻的學者、國家杰出青年基金獲得者和國家教學名師。
2、立體化的教材體系建設
為落實教育部提出的高等學校教學質量工程的要求,高等教育出版社正式啟動“高等教育百門精品課程教材建設計劃”,鼓勵建設一體化設計、多種媒體有機結合的立體化教材,這是推動精品課程建設的重要舉措。精品課程教材應該是我國同類教材中水平最高、在世界上是先進的教材。立體化的教材不僅要體現“三基”(基礎理論、基本知識、基本技能)和“五性”(思想性、科學性、先進性、啟發性、適用性),而且具有系統和互補性的作用。
“中國地理”精品課程的教材建設以紙介質教材為主,配以電子教材。組織出版了“教科書-電子教案-教學軟件-地圖”的立體化核心教材:主編有《中國地理教程》(北京高教精品教材)、《中國地理》(面向21世紀課程教材)、《中國地理電子教案》、《中國自然地理多媒體教學軟件》(光盤3張)和《中國地理圖集》。“十一五”國家規
劃教材建設中修編《中國地理》和《中國自然地理》,新編《鄉土地理教程》。此外,還主編《中國區域地理》叢書(全國各省、市、自治區和直轄市共34本)。
3、操作性強的教學大綱編制
“中國地理”課程屬于區域地理學,是本科地理的核心課程之一,屬于專業基礎課,具有上承部門地理、下啟專業課程的“樞紐”地位,承擔著地理國情教育和培養地理師資的任務。我們從三個層面設定課程培養目標,(1)知識方面:理解中國區位及其意義;掌握中國地理環境特征與結構;認識地理環境形成與演化的基本過程;了解中國區域劃分以及分析典型區域的人口、資源、環境與發展的關系。(2)態度與情感方面:增強對祖國的熱愛,關心祖國和家鄉的生存與發展,結合切身體會思考國家建設的相關問題,建立服務國家的意識,增強中華民族的自豪感。(3)學生能力與技能方面:培養學生遙感圖像的判識能力、地圖分析能力、區域綜合分析能力、區域問題發現能力、區域創新思維能力和區域地理描述能力等。
“中國地理”精品課程的內容改革始終貫穿“區域+綜合+可持續發展”,經歷了整合、綜合與結構優化過程。課程體系貫穿人地關系地域系統“地理結構-地理過程-區域綜合分析”;依據區域性和綜合性,通過區域綜合地理和綜合地理問題精選內容,實現綜合;依據認知規律優化課程的三篇結構:總論、分論和專論;依據國家需求優化課程的章節結構,例如加強自然災害與防治、土地退化與生態建設等章節設計;依據區域地理學科特點,理論與實踐相結合,加大實踐環節的課時。依據“整體與局部”、“過程與發展”、“理論與實踐”的思想設計課程模塊。從課程內容講授的邏輯性設計知識模塊,從課程學習的認知規律設計類型模塊。
三、“中國地理”課程的中游建設
課程中游的建設在整個流域中起著重要作用,是“中間環節”,聯系著上游和下游。中游的通暢無阻是整條河流平穩流淌的關鍵,也是進行能量(能力)和物質(知識)傳播和增值的主要陣地。中游的教學過程要用多樣化的教學環節、有效的教學方法和優質共享的教學資源,來完成課程內容教學。
1、課程內容建設
教學內容建設是精品課程建設的核心。精品課程的內容要具有科學性、先進性、豐富性,既包含本學科基礎的、經典的知識,又要反映本學科領域最新科技成果。同時,廣泛吸收先進的教學經驗,積極整合優秀教改成果,體現新時期對人才培養提出的新要求。
“中國地理”課程具有在自然、人文和信息技術基礎上的高度綜合性。在教學內容的設計上,我們力圖體現出地理學科的思想精髓和知識與技術基礎,例如其中的“區域分析”具有在傳統地圖與現代遙感、GIS等方面綜合集成的優勢,使地理國情、區域研究和開發緊密結合,形成了集知識性與基礎性、前沿性和時代性、思想性與實踐性于一體,教學與科研結合的體系。課程內容分為上、中、下三篇。
上篇:中國地理結構,講述地理區位及其地理意義(運用遙感圖像)。運用大量地圖,分圖層表明中國地理結構,包括:地貌結構、水熱結構等自然結構;人口分布、土地利用結構、城市群等社會經濟結構。認識中國地理結構,是課程的基礎也是重點部分。其中難點是如何綜合地認識中國地理結構和各地理要素結構的關系。在教學過程中是這樣解決的:一是以遙感圖像為基底,分圖層闡明中國的地貌結構、水熱結構等自然結構和人口分布、土地利用結構、城市群等經濟結構,再進行圖層疊加,形成對地理結構的綜合認識。二是著重分析“青藏高原隆起”、“胡煥庸人口分界線”和“土地利用/覆蓋變化”對中國地表結構特征形成的影響,從而建立各地理要素結構間的關系。
中篇:中國地理過程,是重點和難點,涉及若干學術前沿問題。闡述中國自然環境的演變過程,中國的水土流失、風蝕沙化等土地退化及生態建設問題;水災、地震、旱災、沙塵暴等自然災害及減災對策;中國城市化與經濟格局變化。這部分的難點有兩個:一是涉及若干學術前沿問題。我們主要通過專題報告和討論等方式理清思路,用多媒體教學軟件模擬區域地理過程。二是如何綜合地認識中國地理過程和各地理要素相互作用的關系。我們以人地關系為主線,針對綜合性問題設置專題,重點論述中國的水土流失、風蝕沙化等土地退化過程,水災、地震、旱災、沙塵暴等自然災害過程,城市化過程等,提升學生的綜合認識和分析問題的能力。
下篇:區域綜合分析,是應用部分,在地理區劃的基礎上,選擇國家開發和建設區、熱點區、科學研究深入的地理區為重點,著重分析區域資源開發中的環境問題和環境保護中的資源開發問題,為國土整治和可持續發展提供依據。本篇難點首先在于如何認識中國地理區域劃分。課程采用“百花齊放”的方式,以自然區劃為基礎,多角度分析各代表性的區劃方案,同時留有一定思考空間,讓教師和學生提出各自的觀點。其次難點還在于如何通過典型區域的綜合分析,讓學生獲得綜合分析的能力。不僅要在課堂上講深、講透典型區的環境問題和資源開發問題,而且運用CAI和資源庫,“多源信息一雙向反饋”,按區域進行分組,開展各區域的研究并報告分析結果。
2.教學環節與方法改革
精品課程的教學應實現教師與學生的互動,要根據學科特點選擇多樣化的教學環節和方法,要在最大范圍上應用現代教育技術進行教學。“中國地理”精品課程建設根據以下三點進行教學方法設計:一是區域、綜合、滲透和實踐四性特征結合;二是教學規律和認知規律有機結合;三是師生互動。課堂講授方面:以主講為主(電子教案與板書相結合),部分CAI輔助。并且探索多種教學方法:“多源信息-多教學環節-師生雙向反饋”教法、“珍珠-項鏈式”教法、“CAI”教法、“合作-討論式”教法,開展研究性、探究性學習,鼓勵學生自主學習。
(1)“多源信息-多教學環節-師生雙向反饋”教學方法
“中國地理”精品課程經過長期的教學實踐,摸索出:通過講課、CAI、學術報告、展板、面試、筆試、實習、作業、討論等多種教學環節,以及口授、地圖、遙感、文獻、視頻、實測等多種來源信息,在師生相互交流、反饋和互動中完成教學過程,從而提高教學效率。
(2)“珍珠-項鏈式”教學方法
在教師引導下,將每個學生從實踐中獲得的知識創新點比作“珍珠”,通過攝像集成,有機地串連成集體學習成果(項鏈),以電視講演等方式再現于課堂。“珍珠一項鏈式”教學的核心是:創新能力與互動教學。基于互動教學的基本宗旨,設計并實踐了“印證-擴展-重組型”、“搜索-凝聚型”和“知識創新型”三種類型的“項鏈式”教學法。
知識重組是將現有已存在的信息,依據用戶自身的需求,按照一個新的秩序重新組合的過程。但是這個轉換過程不是簡單的復制,也不是已有信息的無序調整,而是學生獲取信息,按照研究目的進行取舍,加工信息
并加以創新的過程。這是“項鏈式”教學法的初級要求,符合學生認知的基本規律。凝聚有兩層含義:聚集和濃縮。學生可走進社會,廣泛采集某一區域的有關信息,再將其收集起來,進行濃縮,提取出區域的主要特征,反映人一地互動關系及關系的變化。這種教學模式可全面鍛煉學生的社會交際能力(社會調查)、信息采集能力以及信息加工能力。這是“項鏈式”教學法的中級水平。Littlewood將學生自主學習定義為“學習者不依靠老師而使用所學知識的能力”。在“中國地理”教學中,學生通過課堂講授及自主學習,可以掌握區域的基本知識。但是,僅達到這個層次是遠遠不夠的。我們的教學目的是要使學生會運用這些區域知識,分析當前區域發展中存在的問題及其原因,為區域發展提出合理的建議,指出區域發展之路,這樣才能知識創新,學以致用。因此知識創新是“項鏈式”教學法的高級水平。
(3)“CAI”教學方法
隨著多媒體技術的迅速發展,開發與研制適合大學課程的教學軟件,以及如何高效地使用這些教學軟件成為精品課程建設的重要內容之一。“中國地理”課程從1998年開始在教學軟件開發的同時進行CAI輔助教學,現已形成有序又有效的教學方法,減少了1/4課時,提高了學生學習興趣和教學質量。CAI教學模式設計的核心是設計教學軟件的使用方式和教學的思維方式。而教學思維方式的設計因課件內容不同而設計重點不同。由于引入了CAI,傳統的教學關系發生了重大變化,根據教學實踐,依CAI使用的先后順序和教師的作用,我們提出四種較為可行的教學關系模型。
先導模式:指講新課前,先給學生演示CAI軟件,然后由教師講解重點。這種模式一開始就給了學生一個廣闊的知識空間,然后在已有的知識背景上深化難點和重點,其優勢在于廣泛與深入相結合。橋梁模式:指教師根據教學內容,在課堂上一邊給學生演示CAI,一邊穿插講授新的內容。同時提出問題,給學生新的思路,啟發學生深入思考。其優勢是內容現勢性強,更新快,課堂師生互動性強。后發模式:指教師給學生講課之后,由學生自學CAI,然后再通過作業、討論、回答問題或口試反饋給教師。其優勢在于為學生提供了消化和升華知識的時間和余地,思考問題的主動性增強。交互討論模式:指學生一邊學習CAI軟件,一邊與教師討論或提問。這種模式將學生、教師和CAI緊密結合在一起,在提高教學效率上具有極大的優勢。
(4)“合作-討論式”教學方法
美國教育心理學家布盧納認為學習者的學習過程不僅是主動地進入感覺的選擇轉換、儲存和應用的過程,而且是主動學習、適應和改造環境的過程。“合作-討論式”學習模式,是經過預先的設計與組織,在學生獨立思考的基礎上,讓學生就某一話題各抒己見,并通過學生之間、師生之間的多邊交流,互相啟發探討、以尋求獲取真知和全面提高學生素質的教學模式。討論題目要給學生留有充分發揮的余地,由此不僅練習了學生的語言表達能力,還能提高他們創造性思維和思辨的能力。“中國地理”教學過程中設計的組織討論方式有:即興討論方式(臨近座位的學生組成微型組)、問題或作業討論方式(分宿舍或按來源地區分組)和專題辯論方式(按專業、性別和性格差異組成小組)。
3、優秀共享的教學資源建設
國家精品課程建設要求有關課程的教學大綱、授課教案、電子教案、教學錄像、習題、實驗指導、參考文獻目錄等上網共享,這無疑會推動高校建立基于網絡的遠程學習環境,逐步完善支持服務規范,為學生的個性化學習提供高質量的支持服務。所以,精品課程網絡教學資源的建設十分重要,要把最好的教學內容、教學方法以及師生互動形成的課程精華搬上網絡,使廣大師生可以共享最優秀的教學資源,并且有利于教師之間的交流與相互借鑒,及時更新知識體系,相互溝通共同提高。
“中國地理”課程的部分資源在2000年開始在局域網運行,學生可在局域網上閱讀與下載,同時建立了中國典型地區遙感影像信息系統,運行效果良好。2003年本課程作為北京市精品課程,在網上向全國輻射。2005年推出本課程網絡教學版第二版,主要包括八部分:教學特色、教學隊伍、課程介紹、網上課堂、學生實踐、網絡資源、教學評價和教學論壇。2006年9月推出課程英文版網站,以互聯網為依托,開始向國內外輻射。總之,網絡課程結構設計本著教師為主導、學生為主體的原則,以師生交互為線索的思路,按照“誰來教(教學隊伍)――教什么(課程介紹)――怎么教(網上課堂)――怎么學(學生實踐)――課程補充資料(網絡資源)――教得怎么樣(教學評價)”的順序實施教學過程,使學生首先對“中國地理”課程的講授教師有所了解,然后對課程整體情況有所把握,并且能夠通過“學生實踐”和“網絡資源”、“教學論壇”模塊進行自主的學習、研究與交流,最后課程以學生評價為主、專家評價為輔,反映真實的教學水平。整個網絡課程的構建,符合教學和學生認知規律,為相關教師備課提供了良好的素材,為學生自主、主動學習提供了平臺。
其中網絡資源模塊可用于學生作業和課外閱讀以及教師備課或其他研究,主要包括地理參數庫、基本地圖庫、地理動畫庫、地名詞典、地理文獻、電子教材等八個資源庫。這些資源庫不僅有助于學生增強地理感性認識,還可能激發師生的原創新能力、生成新的教學內容,這就意味著教師和學生在課程建設中應該能夠從事自主的課程創造,所以說網絡資源是“中國地理”精品課程建設中非常有意義的一個組成部分。
四、“中國地理”課程的下游建設
課程建設的下游是整個流域的“歸宿”,是課程的最終目的。通過教育教學過程和網絡平臺實現上游、中游物質的擴散(或傳播)和能量的增值,實現課程的最終目標:讓學生掌握更多的知識,并最大可能地提高學生的科研能力。這部分強調通過開展多層面的學生實踐,有效轉換積累的知識和能量,全面提升學生能力。
1、多層面展開的學生實踐
“中國地理”課程的綜合性和區域性特點,決定了學生實踐的多尺度特性(層面)。學生實踐共分為:宏觀、中觀、微觀三個尺度的學生實踐內容,它們是構成相互依存、有遞進(等)關系的層次體系,缺了其中的某個環節,整個學生實踐的體系結構也就不完整。
宏觀層面的實踐性教學:從太空看中國,運用現代衛星遙感影像(覆蓋中國),辨識中國地表結構及演化特征,可以實現遙感考察,把握全國宏觀地理特征。整合中國地理課程資源(1:50萬中國遙感影像圖和1:5萬-1:20萬城市遙感影像圖),編制了一套“中國地理遙感圖像庫系統”,可直接對系統進行操作,遙看中國。通過實踐訓練,學生的遙感影像識別和地學分析能力迅速提高,同時可以獲得綜合、可視化的區域地理信息。
中觀層面的實踐性教學:從視頻看中國,運用現代多媒體技術手段,通過采集區域地理影視片信息,并共
同觀看完成實踐要求作業,來理解區域人地關系和地理問題。課程實踐中通過多人選擇不同區域的錄像,增加區域準感性認識,實現準區域考察,把握區域地理特征,從而達到較好的實踐效果。
微觀層面的實踐性教學:從實地看中國,運用野外調查和測量技術,通過對周邊區域的綜合考察或專題調研,理解站立點區域人地關系和地理問題。最終把學生的技能訓練方法、分組立項方法、實地調查和結果匯總形成系列成果,增強學生對區域的感性知識,激發研究創新能力。
2、全面提高的學生科研能力
研究技能的提高是本科生研究能力培養的基本方面。在“中國地理”課程建設中,學生通過生產實習、勤工助學方式參與到教師科研課題中,也可通過學生自行立項方式確定科研課題,依托科研課題,本科生可以直接參與創新性實踐,并以課程論文、畢業論文、研究報告等多種形式展現出來。
教師組織并指導本科生依托國家項目確立研究選題,深入研究中國敏感區域的地理問題,并取得了豐富的研究成果。例如依托“973項目:草地與農牧交錯帶生態系統重建機理及優化生態-生產范式”,指導學生9人確立“退耕還林(草)驅動力的地區差異研究”、“中國北方農牧交錯帶貧困縣變化狀況及驅動力研究”以及“北方農牧交錯帶流域多樣性與可持續發展研究”等三組科研立項。一方面,國家項目為本科生研究課題提供了充足的專家資源和資金保障;另一方面,學生通過野外實地考察加深對研究區域的認識,發現問題并尋求解決途徑。本科生以課題為依托開展科研的過程,也是學生的研究能力經歷從潛在到現實,從低到高和從自發到自覺的創新過程。
為了使學生的科研活動更有可操作性,強調地理本科生的科研活動要注重從區域地理實踐中獲取研究信息,同時為所在校園的環境安全與建設服務。1999年開始,教師先后組織并指導本科生開展北師大校園環境安全調查與研究,持續有5屆學生、數十人參加。學生公開發表數字化校園、環境安全與評價等論文5篇,并且初步建立起可供學校有關部門和學生研究、查詢的北師大校園資源與環境安全數字化平臺,開辟了“校園環境安全與可持續發展”的研究領域。
在本科生研究能力的培養方式上,特別注重訓練學生建立區域地理數據庫的技能以及編制數字地圖的技能,學會運用數據庫和地圖來分析區域地理時空規律。其中歷時15年,先后涉及40余名本科生的《中國自然災害數據庫》的建設,為《中國自然災害系統地圖集》出版的系統工程做出重要貢獻。同時建立的“中國自然災害數據庫平臺”,也為自然災害的持續研究奠定基礎。本科生的研究過程突出顯示了能力從無到有和從低到高、從弱到強的提升過程。
在教師的指導和修改、鼓勵和資助下,學生的研究成果和能力通過撰寫科研報告、發表學術論文、參加競賽及國內外學術會議等多種渠道得到很好的體現。學生在研究集成和成果發表的過程中,由于提升認識的驅動,可以產生極大的創新沖動:由于初次進入學術領域接受同行肯定評價,為更加深入思考而推動認識的升華,積累自信心;由于親自接觸更多的學術前輩和同行,受到熏陶和感染產生新的研究火花。可以說,指導學生、參加學術會議對提升學生科研能力起到承上啟下的作用,既總結提高其已有研究成果,提升自信心,又搭建了促使其產生進一步研究的沖動和創新想法的有效平臺。
五、“中國地理”課程的規劃設想
精品課程是一項實實在在的系統質量工程,它涉及到師資隊伍、教學內容、教學方法、教材建設和教學管理等若干子系統。課程建設是一項長期工作,也是一個循序漸進的過程。相對于創建精品課程而言,保持精品課程更難。精品課程的建設不能畢其功于一役,必須保持其可持續性。作為國家級精品課程,必須站在國家層面上,面向國內外所有高校的課程。“中國地理”精品課程的課程規劃理念是:輻射國內與國外兩個教育教學市場(中、英文版本):搭建貫穿教學過程的師生互動平臺,有效指導和培養學生;發揮北師大全國高校中國地理教學研究會理事長單位和位居北京人才一信息.文化一科技中心的優勢,為區域地理教學提供優質課程資源。
師資隊伍建設方面力求形成兩支隊伍:一是相對穩定、結構合理的主體教師隊伍;二是由專家、學者組成的相對靈活的協作教師隊伍。考慮到中國地理的區域性特點,力圖建立由省區高校從事中國地理教學或研究的網絡教師隊伍,以實現教師資源和區域理信息共享與交流。
教學內容上,進一步完善中國地理“結構-過程-可持續發展”的結構體系。目前,世界各國大都設有本國國家地理課程。站在世界的角度看中國,規劃建立中國與世界主要國家的區域地理比較體系。
教學方法上,完善多媒體軟件――重點實現地理過程的可視化;建成網絡課程――探索網絡教學環境下的方法體系,另外建成一個基礎性的具有中國地理專業知識水平的試題庫和計算機自動測試系統;利用“多媒體虛擬野外實習”嘗試實現跨越中國南北或東西的“綜合地理實習”;繼續完善“多元信息一師生雙向反饋”教學法。
教材建設上,將規劃出版《中國地理教程》,做成一個附素材庫的多功能教程;從國際化角度出發,編譯《中國地理教程》英文版;從地域化角度出發,編譯《中國地理教程》蒙文版、維文版和藏文版。
根據國家有關法律規定,環境影響評價已成為基本建設程序中一個重要的環節。環境影響報告書是建設項目規劃、立項、設計、施工及運行管理中重要的、具有法律效力的技術文件。環評報告與工程可行性研究報告有明確的分工:可研報告主要關注工程本身的各項指標,并不關注工程與外部環境的相互關系;環評報告則主要關注工程與外部環境的相互影響關系,為解決工程與外部環境之間的矛盾提供科學合理的方案。
可以預見,我國的水利水電建設面臨著艱巨的任務。在環境影響方面,與其它工程相比,水利水電工程有突出的特點:影響地域范圍廣闊,影響人口眾多,對當地社會、經濟、生態環境影響巨大,外部環境對工程也同樣施以巨大的影響。目前,整個社會對環境問題越來越重視,對環境質量要求越來越高,環境問題已成為水利水電工程建設中的制約性因素,環境影響評價也變得越來越重要。它在減小環境不利影響、保證工程建設與環境保護的協調性、把可能引起嚴重后果的問題解決在搖籃中等方面都有重要的作用。
筆者曾負責編制了許多水利水電工程的環境影響報告書,近來剛完成了山西省張峰水庫工程環境影響評價任務,本文以此為例簡要論述環境影響評價在水利水電工程建設中的作用。
2.水利水電工程環境影響評價的主要職能
從宏觀的角度來講,水利水電工程環評的主要職能如下:
(1)調查工程影響區自然環境及社會環境狀況,調查主要污染源和主要污染物,監測環境質量現狀;
(2)研究預測工程建設對當地自然、社會和生態環境產生的影響,研究外部環境對工程的影響;
(3)依據各種法律法規、標準等,制定防止、減緩環境污染的對策措施;
(4)從環境角度論證工程的可行性,為政府提供決策依據;
(5)從環境保護的角度為工程設計、施工、管理提供優化方案,為施工期環保設計提供依據;
(6)制定環境監測計劃,計算環境保護投資,將環保投資追加到工程投資預算中,使環保措施能夠實施;
(7)進行公眾意見調查,溝通政府管理部門及建設單位與利益相關的群眾之間的對話渠道。
在張峰水庫工程環境影響報告書中,對以水庫為中心的廣大地區進行了社會、經濟及生態環境的調查研究,重點對水環境、水文情勢、土地資源、移民生活、下游水資源利用等一些問題進行了預測評價,提出了對應的緩解措施和建議。以上都是在水利水電工程建設中遇到的共同性問題。
3.山西張峰水庫工程概況
張峰水庫擬建于山西省晉城市沁河干流,水庫為大(2)型,壩址以上干流長度為224km,控制流域面積4990km2,壩址處多年平均年徑流量(自然狀態)約為4.79億m3。建設項目分為水庫工程和輸水工程兩大部分,壩型擬采用粘土斜心墻碾壓堆石壩,壩頂長637m,最大壩高72.2m,總庫容3.92億m3,庫水面積為14.36km2。水電站擬設3臺發電機組,總裝機容量為1890KW。設計輸水渠系由總干渠及3條支干渠組成,渠道全長約145km。工程開發目的是:城市生活供水;工業供水;農村人畜飲水;防洪;發電。
張峰水庫工程環境影響報告書于2003年4月在北京通過了水利部、國家環保總局的審查,9月份獲得批文,工程得到國家批準立項,目前剛開始施工。
張峰水庫是一項典型的水利水電工程,其面對的環境問題具有代表性,因此,以它為例子,能很好的說明問題。
4.水環境保護問題
我國的多數水庫都兼有向城市供水的任務,水庫建成后,如何確保水質顯然是最重要的任務之一。水質預測及保護措施的制定是環評中要解決的首要問題之一。水庫水環境保護問題涉及到廣大的地域范圍,涉及到眾多復雜的因素。在張峰水庫工程環境影響報告書中,有關水環境問題主要做了如下幾個方面的工作:
4.1掌握污染源及水質現狀
對庫區上、下游沁河干流沿線的10多個重要城鎮進行了實地調查,了解了社會經濟及環境狀況,把握了污染源情況,收集到了大量資料。調查范圍涉及壩址以上120km、壩址以下80km。
在以庫區為核心布設了6個監測斷面,對豐、平、枯水季節的水質進行了取樣監測,監測項目有水溫、PH值、DO、CODcr、BOD5、氨氮等17項,對水文情況也進行了同步測量。還收集到8個常設水質監測站的資料。按《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)對水質現狀進行了評價。
4.2對水庫水質進行了預測
根據上游地區兩個縣的經濟發展規劃及環境保護規劃,以2010年及2020年為水平年,對污染源進行了預測。選用95%及50%保證率的流量,利用數學模型對入庫水質、出庫水質進行了預測,預測了污染物需要控制的總量。
4.3進行了富營養化預測
總磷是影響水庫湖泊富營養化的控制性因素,通過計算總磷濃度計算及類比調查,進行了預測分析。報告中分析了磷的來源,對總磷的入庫負荷進行了預測,利用Dillon模型計算了庫水總磷濃度。對臨近兩座已運行了40多年的大型水庫進行了調查。綜合各種條件,對水庫發生富營養化的可能性給出了結論。
4.4對水庫下游河道水質進行了預測
水庫的興建將會大大地改變下游河道的水文情勢,引起河道水質變化。基于對下游社會、經濟、環境的調查,預測了2010年、2020年下游河段污染物排放量,利用一維河道水質模型,預測了枯水年、平水年情況下水質變化,為下游地區制定水環境保護目標提供了依據。
4.5制定了水環境保護規劃、提出了明確的保護措施
根據國家有關規定,制定了水庫上游地區水環境保護規劃。劃分了3級保護區,明確了各保護區的范圍,明確了各級保護區水質保護目標,明確了各保護區環境管理要求,明確了各保護區內人類開發建設活動的控制要求。
5.水溫問題
水庫蓄水后,水溫沿水深方向變化較大,大壩泄流水溫與自然水溫之間產生一定的差別,對河道生態環境及農田灌溉產生一定的影響。預測水溫變化也是環境影響報告書的重要內容之一。
張峰水庫壩前水深在50m以上,為深水型水庫,根據氣象參數、水庫特征、入庫來流、運行調度等條件,利用經驗公式對一年中各月的壩前垂向水溫分布進行了計算預測,發現5~6月表底溫差最大,可達5~8℃。5~6月是農業灌溉期,也是水生生物重要的生長期,下泄水溫比自然水溫低4~6℃,利用數學模型對水庫泄水水溫沿河道的變化情況進行了計算預測。發現泄水要流淌近35km左右的距離后,水溫才能恢復到低于自然水溫1~2℃的程度。據此可以判斷出水溫對河道生態環境及農田灌溉的影響區間,為制定相應的對策措施提供了依據。
6.最小下泄流量問題
中國經濟快速發展,對水資源需求量越來越大。特別是在北方地區,河流水量本來就少,再加上近年降雨偏少,水資源更加寶貴。由于河流穿越的行政區域較多,上游修建水庫截水,加劇了下游地區用水困難,因此,上下游地區之間經常因此產生矛盾。應該確保多大的最小下泄流量往往是爭執的焦點。從水生態環境保護的角度看,也需要確保一個最小基本流量。最小流量問題往往需要上級政府進行協調,把結果落實在環境影響報告書中。張峰水庫工程也遇到了這樣的問題。
沁河發源于山西省,出山西流入河南省,最后注入黃河。修建張峰水庫的計劃,引起了下游河南省的極大關注。在最初的可行性研究報告中,將潤城斷面(壩下約80km)的實測最枯流量0.86m3/s作為控制大壩放流量的數據。河南省則提出了不低于3m3/s的要求,若滿足這一要求,則水庫規模需要大幅度減小,工程的經濟效益就變得很小,因此,山西省無法接受。最后,在水利部的協調下,標準確定為1.5m3/s,被雙方接受。這一流量也滿足90%保證率月均流量的生態基準要求。
環境影響報告書中對以上問題進行了計算和論述,可行性研究報告則依據環境影響報告書的內容對水庫進行了調整設計,適當減小了水庫規模。
7.淹沒影響問題
水庫工程有一個共同的特點,就是淹沒損失較大,淹沒大量耕地、樹木,拆遷大量的房屋,有的還要淹沒珍稀生物、淹沒文物古跡。這些淹沒損失是無法避免的,也是不可逆的。一般在工程可研報告中,這些淹沒實物數據都能夠列出,目的是為了計算補償損失,作為工程投資的一部分。環境影響報告書則從價值的角度進行詳細地調查論證,提出符合環境保護政策的、切實可行的處理措施。
張峰水庫淹沒范圍涉及10個行政村,搬遷人口3730人(1114戶);淹沒土地15431畝,其中耕地9716畝、園地627畝、林地1556畝;淹沒房屋20多萬m2;清除樹木28萬顆。這些淹沒對于生態環境來講是一大損失。
評價單位利用衛星遙感技術對擬建庫區的土地利用狀況進行了宏觀測量,在現場對村鎮建設、農田耕作、樹木植被、動植物情況等進行了調查,評估出了農田淹沒對農業生產的影響,評估了生物量的損失,進而提出了移民農業扶持措施及生態補償措施。這些措施對于減少農業損失、維護生態環境有一定的作用,但要完全挽回損失是做不到的。
8.移民拆遷問題
在水利水電工程建設中,移民數量往往較多,移民問題顯然是最復雜、最敏感的事情,容易引發社會矛盾。一般情況下,都專門制定“移民安置規劃”,但移民設計到的問題多而復雜,是一項需要行政支持、多專業協作才能完成的工作。在此問題上,環境影響評價的作用是從另外一種觀點來審視移民規劃是否適當,對規劃提出一些修正意見。
張峰水庫工程初步移民規劃中,擬將3700多移民安置在附近12處村莊,并提出了利用山溝淤地80ha作為耕地的計劃。在環境影響評價中,對淹沒區及安置區的社會、自然環境狀況進行了調查研究,認為移民計劃與土地資源及生產能力不均衡,對部分村莊原居民的生活影響較大,提出了新的平衡配置方案。此外,山溝淤地措施難以實現,建議放棄。還提出了政府投資支持移民搞好農田灌溉設施、改善農業種植結構、提高農民收入水平的建議。以上重要建議均被采納,進一步完善了移民方案。
9.下游水資源利用影響問題
一般情況下,山區河谷地帶人口密集、村鎮眾多、資源豐富、土地開發利用較完備。在上游修建水庫會對下游水資源利用產生較大的影響,也是環境影響報告書的要解決的重要問題。
評價人員對庫區以下沁河干流約80km范圍內的5個鄉鎮、幾十處村莊、十幾座小水電站的水資源利用情況進行了實地調查。
個別村鎮從河床底下取水,作為生活用水。絕大多數村鎮及工礦企業用水均取自地下水,一般不直接從河道取水。下游共有140多處農業灌溉抽水點,2萬多畝農田灌溉面積,合計最大取水量約40000m3/d。上游修建水庫提高了旱季供水的保證率,對農業用水有益處。
水庫下游已建有12處小水電站,總裝機容量約1萬KW,年總發電量約3千萬度,還有2個規劃待建的小水電站。這些小水電站單機容量在200~800KW之間,機組臺數在2~4臺,都屬于當地縣、鎮、村投資建設。環境影響報告書中對小水電發電損失進行了計算評估,提出了建立協調機制、確定補償措施、及時通知投資者修改待建小水電規模的建議。
10.上下游經濟發展不均衡問題
已有經驗說明,水庫修建以后,對供水區的社會、經濟發展及生態環境有很大的利益,而由于在上游實施水環境保護規劃,使上游地區的城鎮建設及工業發展受到嚴格限制,地區間經濟水平差距進一步擴大。在山西省,水庫上游地區的民眾對此有很大的怨言。2003年4月,在北京審查環境影響報告書時,山西省環保局官員則強烈要求在環評報告中提出一套經濟補償方案,由受益區以一定的方式補償上游受損區。這一要求在與會者中引起了很大的爭論。經濟補償問題涉及到的社會、經濟問題復雜,需要省政府制定統一的政策、需要省人大立法,在環境影響評價的層面上已無法解決此問題。最后,環境影響報告中提出了一些建議:建議地方政府統一協調,由受益區制定扶持上游地區經濟發展的計劃,支持上游發展旅游、生態農業及污染較輕的產業,投資幫助上游治理污染。
11.結語
水利水電工程在環境影響方面有突出的特點,表現在影響地域范圍廣闊,對社會、經濟、生態環境影響巨大,外部環境對工程的影響也十分巨大。水質保護、水溫、水文情勢變化、最小下泄流量、淹沒影響、移民拆遷、下游水資源利用、上下游經濟發展均衡性影響等是水利水電工程建設中最常見、也是最重要的環境問題。環境影響報告書在減緩環境影響有重要作用,在水利水電工程建設中,擔當著重要的角色。
據共同通訊社引用業內一家機構的消息來源稱,液晶顯示器電視(LCD TV)的發貨量5月份在日本首次超過陰極射線管電視(CRT TV),反映出消費者對平板顯示器電視的日益偏好。日本電子信息技術工業協會(JEITA:Japan Electronics and Information Technology Industries Association)稱,LCD TV發貨量與一年前同期比增長74.9%達到29.1萬臺,占TV總發貨量的52.0%,而CRT TV發貨量下降32.4%至24萬臺。該協會一位官員稱,LCD TV發貨超過CRT TV來得比預計的要快。共同社報道稱,日本5月份等離子面板電視(PDP TV)發貨也增長了17.4%達到2.9萬臺,占TV總發貨量的5.2%。日本5月份TV總發貨量增長了2.6%至56萬臺,該月也是與去年同期比實現增長的第八個連續月份。在蘋果電腦公司iPod數字音樂播放器銷售日益增長的情況下,日本音頻設備在5月份的發貨額與一年前比增長6.2%達到150億日元,這也是五年三個月以來所呈現出的第一次增長。共同社稱,日本5月份消費電子產品總發貨額達到1629億日元,與去年同期比增長7%。這標志著該月份是與前年同期比第十八個連續增長的月份。
二季度芯片庫存被削減21% 實現平衡
咨詢機構iSuppli最新研究報告顯示,第二季度半導體市場平穩的發展態勢讓半導體供應商得以消耗其過多的庫存,這使得芯片庫存回到了平衡狀態。該咨詢機構預測過高的芯片庫存將在第二季度底回落到少于5億美元的規模,比上個季度削減了21個百分點。上個季度庫存芯片的價值為6.3億美元。去年第三季度整個芯片產業的庫存高達16.2億美元,也正是從這個季度芯片廠商開始季節削減庫存。到了去年第四季度過高的庫存被削減了36個百分點,為10.3億美元,而到今年第一季度更是削減了39%,為6.3億美元。該咨詢機構的分析家認為,大多數芯片供應商有望在6月底之前消耗調其過高的庫存。此前芯片廠商往往在每年第二季度提高DOI(每日芯片庫存),但是今年供應商在第二季度降低了DOI以實現整個供貨鏈系統實現平衡。
巴基斯坦通訊網絡嚴重癱瘓
巴基斯坦與外部相連的一條海底國際光纜6月27日晚突然出現故障,致使巴基斯坦對外的通訊網絡系統嚴重癱瘓。據巴基斯坦有關部門初步估算,此次光纜故障導致每天損失約10億美元。據悉,此次光纜故障是由于電力供應出現了問題,頃刻間通過光纜傳輸的國際數據業務和互聯網系統發生崩潰。出現故障的光纜是連接東南亞、中東以及西歐的主要通訊干線。這次故障使網絡服務商、電話中心以及新無線服務商損失巨大。
巴基斯坦網絡服務協會主席哈克稱,連續24小時的線路中斷,僅巴基斯坦網絡服務商的損失就達1000萬美元。光纜故障也給巴基斯坦電話公司造成巨大損失。據初步估計,每天給電話公司造成的經濟損失高達7-8億美元,巴基斯坦呼叫中心將失去近3成的客戶。此外,航班、信用卡交易也受到了影響。為了緩解通訊問題,巴基斯坦相關部門啟動了衛星信號接入系統。同時,宣布啟用建于1986年的連接巴基斯坦和阿聯酋之間的有線通信線路。目前,一些網絡和電話公司已經開始恢復工作,但網絡連接速度和電話通訊質量還難以得到保證。
中歐伽利略計劃合作項目進展順利
關鍵詞: 工程 測繪技術 現狀 發展趨勢
中圖分類號:P24 文獻標識碼:A
前言
我國工程測量科技進步很大,發展很快,取得了顯著成績;但是發展還不平衡,尚跟不上國民經濟建設發展和社會進步的需要。擺在我們面前的任務是:大力促進工程測量的技術方法與手段的更新換代,積極推動新技術的推廣和應用,把傳統的手工測量向電子化、數字化、自動化方向發展;同時加強相關學科的研究,不斷拓寬工程測量服務新領域,開創工程測量發展新局面,為推動我國工程測量科技進步而努力奮斗。
1 工程測繪技術的現狀
1.1 地圖數字化技術
在建立各種 GIS 系統時,對原有地圖進行數字化處理,在建庫工作中占據了相當大的工作量,各工程測繪部門都投入相當大的人力和財力。對于已有紙制地圖,若其現勢性、精度和比例尺能滿足要求,就可以利用數字化儀將其輸入計算機,經編輯、修補后生成相應的數字地圖。當前有手扶跟蹤數字化和掃描矢量化兩大類儀器,針對大比例尺地形圖,大多數掃描矢量化軟件能自動提取多邊形信息,高效便捷、保真的對地圖進行數字化處理。
1.2 數字化成圖手段
大比例尺地形圖和工程圖的測繪是傳統工程測量的重要內容,常規的成圖方法野外工作量大,作業艱苦,作業程序復雜,同時還有繁瑣的內業數據處理和繪圖工作,成圖周期長,產品單一,難以適應社會飛速發展的需要。而數字化成圖技術具有精度高、勞動強度小、更新方便、便于保存管理及應用、易于等特點。目前,數字化成圖技術有內外業一體化和電子平板兩種模式。
1.3 工程測量中的全球衛星定位技術 (GPS)
GPS 是美國從 20 世紀 70 年代開始研制,歷時 20 年,于 1994 年全面建成,具有海、陸、空全方位實施三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。GPS 接收機的改進,廣域差分技術、載波相位差分技術的發展,加之美國SA 技術的解除,使得 GPS 技術在導航、運載工具實時監控、城市規劃、工程測量等領域有了更為廣泛的應用。
RTK (Real Time Kinematics,實時動態) 技術是在 GPS 基礎上發展起來的、能夠實時提供流動站在指定坐標系中的三維定位結果,并在一定范圍內達到厘米級精度的一種新的 GPS 定位測量方式,是 GPS應用的重大里程碑。RTK 測量是將 l 臺 GPS 接收機安裝在已知點上對GPS衛星進行觀測,將采集的載波相位觀測量調制到基準站電臺的載波上,再通過基準站電臺發射出去;流動站在對GPS衛星進行觀測并采集載波相位觀測量的同時,也接收由基準站電臺發射的信號,經解調得到基準站的載波相位觀測量;流動站的 GPS 接收機再利用 0TF(運動中求解整周模糊度) 技術由基準站的載波相位觀測量和流動站的載波相位觀測量來求解整周模糊度,最后求出厘米級精度流動站的位置。RTK 測量可以不布設各級控制點,僅依據一定數量的基準控制點,便可以高精度、快速地測定圖根控制點、界址點、地形點、地物點的坐標,利用測圖軟件可以在野外一次生成電子地圖。同時,也可以根據已有的數據成果快速的進行施工放樣。因此,RTK 被廣泛應用于圖根控制測量,地籍、房地產測繪、數字化測圖及施工放樣等各種工作中。
1.4 數據庫技術與 GIS 技術的應用
隨著測量數據采集和數據處理的逐步自動化、數字化,測量工作者如何更好地使用和管理好長期積累或收集的大量測繪信息,更好地為經濟建設和國防建設服務,其最有效的方法是利用數據庫技術或GIS技術建立數據庫或信息系統。我國國民經濟建設飛速發展和社會進步,有力地推動了 GIS 技術的應用與發展,已成為當前新技術應用的“熱點”之一。GIS 作為信息科學和信息產業的一部分,在面向21世紀這個信息社會里的價值是不容懷疑的。
2測繪技術發展趨勢和方向
21世紀測繪技術歸納起來朝著以下幾個趨勢和方向發展:1)數據采集和處理實現自動化,實時化,數字化。2)測量數據的管理實現科學化,標準化,信息化。3)測繪數據的傳輸與應用實現網絡化,多樣化,社會化。4)測繪的硬件設備實現人性化,國產化,智能化。未來測繪技術將在以下幾個方面有新的進步和發展:
2.1 GPS全球定位技術,隨著接收機的改進,廣域差分技術,實時差分技術,CCD技術的應用,將隨時滿足靜態,動態,高精度定位的需要,接收機將更輕便靈活。在土地測繪技術領域的應用將進一步擴展,并且在偏僻地區不受限制,全天候控制到每個角落,同時,還將在水準高程控制,航測外業控制,地形測圖等多方面得到廣泛應用。
2.2城市與工程控制網,監測網優化設計軟件將得到進一步應用與推廣,觀測數據處理等方面的研究將進一步智能化,控制網的觀測數據采集和處理,將走向自動化,實時化,數字化。
2.3工程測量的數字化測繪軟件的研發將進一步深化,將出現功能齊全,效率更高,使用更加靈活的軟件系統。a.數字測繪技術與GIS的結合將更加緊密,數字信息的采集通過數據轉換直接進入數據庫,實現一測多用,數據共享。將實現全球數據更新和空間基礎信息系統的動態管理,為實現“數字城市”打下堅實基。b.數字測繪技術與工程設計施工相結合的軟件系統的研發與應用將會有更新,更快的發展;為勘測,設計,施工建立專業信息管理系統創造良好的條件。
2.4 隨著市場經濟的飛速發展,城市建設,土地利用,資源開發,環境治理等部門都將建立各類專業基礎信息數據庫。工程測量,特別是大型項目用地勘測定界測繪,將要求從事土地勘測的單位更加積極地充分利用GPS高新技術,數字庫技術,內外業一體化測圖技術,掃描數字化技術以及全數字攝影測量技術,為各類專業系統的建立提供及時準確,標準化,數字化的基礎空間信息,并提供高效的技術服務。
2.5遙感技術手段RS的應用將更加普及,特別是從事高科技實施動態監測的中國土地勘測規劃部門,將運用RS對地面進行實時衛星遙感監控,特別是高分辨率0.2 M~2 M的遙感數據,將在監測城市化進程,擴展用地規模,查處違法濫占耕地等方面得到廣泛應用。
2.6三維工業測量系統在工業設備的精密安裝與定位測量中將會得到廣泛應用。同時三維工業測量系統將進一步快速發展,在大型建筑物和構筑物建設,大型物體外形測繪變形監測中發揮更加積極的作用。
2.7空中攝影測量技術發展前景將更加廣泛,全自動數碼航測相機與GPS相連接,與激光掃描儀相結合即可制作三維地面主體模型,將會在眾多領域如建筑工地,文物保護,建筑物維修,地形測量,汽車及飛機試驗,刑事案件偵破,交通事故現場測量,安全監控,城市規劃管理等方面都得到廣泛應用。
2.8軟件人才的培養成為當務之急,目前中國的軟件人才結構呈橄欖形,中級人才充裕,初級人才和高級人才欠缺,國際型、應用型的高級軟件人才更為缺乏。目前國內軟件從業人員普遍缺乏基本的軟件工程管理,項目管理,質量和過程管理,系統分析與設計方法等國際性軟件項目合作技能,嚴重阻礙了測繪行業與國際接軌,難以將業務做大做強。因此,著眼未來立足眼前,要著力培養軟件人才,打造具有本行業特色的軟件英才,形成基礎是軟件藍領,塔尖是既懂技術,又有項目管理能力的脫穎而出的高級人才。
3 結束語
總之,伴隨著測繪新技術的不斷進步,現代工程測量必將朝著一個更加科學和智能化的方向發展。作為工程測繪相關人員,我們只有不斷學習,才能滿足科學技術不斷進步的要求,才能更好的做好工作,服務社會!
參考文獻
[1] 姜建慧,連鎮華,付青松.福建省工程測量學科發展研究報告[J]. 海峽科學. 2011(01)
關鍵詞:地下水數值模擬系統、礦井涌水量計算、實際應用
中圖分類號:TU991.11文獻標識碼: A
正文:
礦井涌水量的準確預測對于防止礦井突水、淹井等惡性突發事故有著重要的意義,同時也能大大降低生產成本,保障礦山的安全生產。【1】
一、地下水數值模擬系統
(一)概況
地下水數值模擬系統主要用來解決各類水文地質問題,并起到一定的預測作用,其模擬任務主要有四種,分別為地下水運移模擬、水流模擬、反應模擬以及反應運移模擬。在模擬模型的簡歷過程中,需要針對其中某一個目標,模型的建立步驟一般有這樣幾點:1、建立概念模型;2、選擇數學模型;3將數學模型進行數值化;4、模型校正;5、校正靈敏度分析;6、模型驗證;7、預測;8、預測靈敏度分析;9、給出模擬設計與結果;10、后續檢查;11、模型再設計。
地下水數值模擬系統是隨著計算機出現而發展起來的,以有限單元法為基本計算方法,在分割近似原理的指導下,將復雜的非線性問題簡化為線性問題,從而避開了解析法求解微分方程時各種嚴格理想化的要求,使數值模擬系統更能靈活地適用于各種礦井涌水量的計算。【2】現目前常用的地下水數值模擬軟件有美國開發的GMS(其中MODFLOW是世界上使用最廣泛的三維地下水水流模型)、Visual MODFLOW、Visual Groundwater、PHREEQC、TNTmips等是運用較為廣泛的軟件。
二、實際應用
(一)鄭煤盛源煤業有限公司概況
寶豐盛源煤業位于寶豐縣大營鎮宋坪村西南方,其由寶豐縣大營鎮宋坪村辦煤礦和大營鎮雙魚山二礦于2007年被鄭煤集團整合而成,并于2010年加入中國有色金屬工業集團。地處平頂山市寶豐縣內,緊鄰207國道,交通十分便利。礦井設計生產能力為30萬噸每年,煤種為1/3焦,是優質的煉焦用煤。
1、可采煤層。
主要開采山西組下部的二1煤層以及一4煤層。
2、煤層標高。
二1煤層深埋280m~338m,煤層開采深度標高為-140m~0m;一4煤層深埋261m~400m,煤層開采深度地板標高為-160m~-30m。
(二)礦井的水文地質
該礦區的主要含水層有四個系層:寒武系上統崮山組,二又疊系下統山西組、下石盒子組,石炭系上統本溪組和太原組,第四系。
第一系層:寒武系上統崮山組含水層。白云質灰巖,厚59~131m,無泉水出露。
第二系層:二又疊系下統山西組、下石盒子組含水層。其中山西組是由二1煤層上部大占香碳砂巖段中的粗粒巖、砂巖段構成;下石盒子組是由下部中、粗粒砂巖組成,該層含砂巖裂痕承壓水,富水性較差,不威脅煤礦開采。
第三系層:石炭系上統本溪組和太原組含水層,巖性為灰至深灰色結晶灰巖,含水層由L1~L8(L1灰巖厚為0.33~15.76m)薄層狀灰巖和中粒砂巖組成。該巖層承壓性較好,存儲水量較多,水壓較高,但其分布并不均勻。
第四系層:第四系含水層。由沖擊巖、沙石巖組成,直接覆蓋在下伏地層上,對礦井開采有一定的影響。
(三)模型的建立
概念模型的建立是一個極為復雜的過程,需要我們充分了解模擬地區的地質構造、水文地質、巖石礦物、氣象、地形地貌、工農業利用等一切與地下水相關的關系點。【3】
在劃分水文地質單元,確定模擬邊界和范圍之前,我們應該準備:地形地貌圖、第四紀地質圖、水文地質圖、地下水等水位線及埋深圖、模擬區遙感影像數據、有關的區域地下水方面的調查勘察研究報告及成果。
(四)模型的結構
首先應該對模擬區域的地質結構和水文地質條件加以概化,建立水文地質概念模型,然后構建相關數值模型。
1、有剖面線的位置的水文地質剖面圖;
2、詳細的鉆孔、深孔資料(附有名稱、坐標、孔標高、終孔深度、分層信息以及巖性描述等);
3、以完整的水文地質單元作為模擬的區域范圍,考慮到有些邊界和范圍過于偏遠,應該考慮擴大模擬區的范圍,適時可采用模型嵌套技術。
(五)模型的參數
1、潛水、承壓含水層和弱透水層平、根據巖性和抽水試驗分區的垂向滲透系數的分區圖與數值;
2、承壓水含水層存水率的分區和相關數值;
3、潛水含水層的導水程度的分區和數值;
4、弱透水層的存儲率的分區圖和數值;
5、各類滲水實驗的資料和研究成果;
6、各層的有效鉆孔的隙度。
(六)實際案例
1、確定一4煤層為計算區域,對計算區域進行三角分區和參數分區;
2、對一4煤層的含水系統內部進行概化,對其邊界形態進行簡化,對邊界進水類型進行劃分以及地下水的相關運動狀態;
3、明確各分區的參數值,要詳細了解一4煤層每個節點、每個分單元的信息,以及觀察鉆孔的水位信息和抽水孔水量信息,計算時段信息等。
在這個水文地質模型中將一4煤層共劃分為20個分區,650個節點,分單元5512個,有效單元5082個,觀測孔號5個。
表1 地下水位觀測值擬合統計
其中我們選取了1號孔水位觀測值進行研究,可得出:
表2 各分區參數計算
最后通過系統模擬可以計算出一4煤層的正常涌水量為222m²/h,最大涌水量為289m²/h。
(四)結語
近年來,隨著科技的不斷進步和發展,水文地質工作者們擁有了大量的科學決策和科學管理信息的方法。地下水數值模擬系統可以量化地下水的動態變化與人類開采活動的關系,可以比較不同開采方案并預測其對環境造成的影響。由此可見,地下水數值模擬系統在實踐中是可以得到廣泛運用的,它將在國家制定區域水政策以及各企事業單位開礦采礦事業中做出重大的貢獻。由此可以預測,地下水數值模擬系統在礦井涌水量研究應用中的前景是無限廣闊的,應該引起相關工作者的重視。
參考文獻:
【1】魏軍,《礦井涌水量的數值模擬研究》,2006年12月