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7味中藥分別為生地黃、莪術、南沙參、玉竹、路路通、炙甘草和生白術;顧軍花主任醫師治療干燥綜合征在甘酸生津的基礎上,注重疏肝理氣,最常用的9味中藥分別為蘆根、地骨皮、枸杞子、鉤藤、郁金、合歡皮、首烏藤、炙甘草和白術;茅建春主任醫師治療干燥綜合征在甘酸生津的基礎上,注重清熱化痰,最常用的12味中藥分別為白花蛇舌草、丹參、北沙參、浙貝母、蒲公英、佛手、枸杞子、蓮子心、女貞子、旱蓮草、黃芩和密蒙花。結論:龍華醫院風濕科運用中藥內服治療原發性干燥綜合征以清熱養陰、活血化瘀為治療大法,以生地黃、蘆根、玉竹、南沙參、白花蛇舌草等為主要藥物,其中陳湘君以甘酸生津為主,在此基礎上蘇勵注重甘酸生津,活血通絡;顧軍花注重甘酸生津,疏肝理氣;茅建春注重甘酸生津,清熱化痰。3位醫師很好地繼承、發揚了陳湘君治療干燥綜合征的臨床經驗,取得了良好的臨床效果。
【關鍵詞】 干燥綜合征;數據挖掘;龍華醫院風濕科;用藥規律;用藥特色
Analysis of the Medication Laws and Characteristics of Treating Sj?gren's Syndrome in the Department of Rheumatism of Longhua Hospital based on Data Mining
ZHANG Dong-yu,SU Li,MAO Jian-chun,GU Jun-hua,CHEN Xiang-jun,TIAN Yu
【ABSTRACT】Objective:To summarize the medication laws of treating sj?gren's syndrome in the Department of rheumatism of Longhua Hospital based on Data Mining and analyze the medication characteristics of four physicians CHEN Xiang-jun,SU Li,GU Jun-hua and MAO Jian-chun.Methods:Three hundred and eighty effective prescriptions of treating sj?gren's syndrome from November 2014 to May 2016 of the four physicians were collected.The TCM inheritance auxiliary platform V2.5 was used to make frequency analyses,correlation analyses and cluster analyses to related drugs.Results:High frequency drugs used to treat sj?gren's syndrome in the Department of rheumatism of Longhua Hospital include Shengdihuang(Rehmannia glutinosa Libosch),Lugen(Rhizoma Phragmitis),Yuzhu(Rhizoma Polygonati Odorati),Baihuasheshecao(Herba Hedyotidis),Baizhu (Rhizoma Atractylodis Macrocephalae),Zhigancao(Radix Glycyrrhizae preparata),Beishashen(Radix Glehniae),Ezhu(Rhizoma Curcumae Phaeocaulis),Nanshashen (Radix Adenophorae Tetraphyllae)and Danshen(Radix Salviae Miltiorrhizae).By the analysis of their nature and flavor,52.27% of them are cool in nature,42.61% are sweet and 33.62% are bitter.By the analysis of their meridian tropism,most of them belong to the liver meridian(3116 times).CHEN Xiang-jun focuses on the regeneration of body fluid with drugs of sweet and sour nature such as Shihu(Herba Dendrobii Nobilis),Baishao(Radix Paeoniae Alba),Beishashen,Yuzhu,Maidong(Radix Ophiopogonis Japonici)and Gancao(Radix Glycyrrhizae).Based on using sweet and sour drugs,SU Li puts emphasis on promoting blood circulation to remove meridian obstruction,frequently used drugs including Shengdihuang,Ezhu,Nanshashen,Yuzhu,Lulutong(Fructus Liquidambaris),Zhigancao and Baizhu.On the basis of regeneration of body fluid with drugs of sweet and sour nature,GU Jun-hua pays more attention to soothing liver to regulate qi,frequently used drugs including Lugen,Digupi(Cortex Lycii Radicis),Gouqizi(Fructus Lycii),Gouteng(Ramulus Uncariae Rhynchophyllae cum Uncis),Yujin(Radix Curcumae Wenyujin),Hehuanpi (Cortex Albiziae),Shouwuteng (Caulis Polyoni Multiflori),Zhigancao and Baizhu.On the same basis,MAO Jian-chun focuses on eliminating phlegm by clearing heat,often applied drugs including Baihuasheshecao,Danshen,Beishashen,Zhebeimu (Chekiang Fritillary Bulb),Pugongying (Herba Taraxaci Mongolici),Foshou (Fructus Citri Sarcodactylis),Gouqizi,Lianzixin (Plumula Nelumbinis),Nvzhenzi (Fructus Ligustri Lucidui),Hanliancao (Herba Ecliptae Eclipta prostrala L.),Huangqin (Radix Scutellariae Baicalensis) and Mimenghua(Flos Buddlejae).Conclusion:Physicians in the Department of Rheumatism of the Longhua Hospital use Chinese drugs to treat primary sj?gren's syndrome by clearing heat and nourishing yin,promoting blood circulation and removing blood stasis with drugs such as Shengdihuang,Lugen,Yuzhu,Nanshashen,Baihuasheshecao.The other three physicians have inherited and carried forward the clinical experience of professor CHEN Xiang-jun to achieve good clinical results.
【Keywords】 sj?gren's syndrome;data mining;the Department of Rheumatism of the Longhua Hospital;medication laws;medication characteristics
干燥綜合征(sj?gren's syndrome,SS)是一種彌漫性結締組織病及慢性自身免疫病,主要侵犯淚腺、唾液腺等外分泌腺體,以明顯的口眼干燥、反復發作的腮腺腫大及關節疼痛等為主要臨床表現,實驗室檢查血清中可出現多種自身抗體和伴有高免疫球蛋白血癥。目前現代醫學對于SS的病因尚未明確,考慮可能與遺傳、免疫、感染、環境等多種因素有關;中醫學從“陰虛津虧、燥熱內蘊”的病機角度認識SS,以養陰清熱生津法為主治療SS是目前使用比率最高、應用范圍最廣的中醫治法,且較西藥療效肯定、副作用小,具有良好的臨床適用性。
龍華醫院風濕科是滬上著名的風濕病專科[1],專業技術實力雄厚,擁有陳湘君、蘇勵、茅建春、顧軍花等多位著名風濕病專家。近年來隨著計算機技術的普及,不少學者開展了名老中醫經驗發掘的研究工作[2-3]。筆者有幸接觸到陳湘君、蘇勵、茅建春、顧軍花4位醫師運用不同方藥治療SS有效的臨床案例,運用數據挖掘方法初步總結本院風濕科治療SS用藥規律并分析4位醫師用藥特色。通過分析總結4位醫師的用藥經驗特色,可以在相當程度上代表并反映本院風濕科治療本病的用藥規律,為后學提供一定的臨床借鑒。
1 臨床資料
1.1 資料來源 2014年11月至2016年5月在本院陳湘君、蘇勵、顧軍花、茅建春4位醫師門診確診為原發性干燥綜合征(pSS)患者91例,其中男1例,女90例,納入處方380首。
1.2 診斷依據 西醫診斷按照2002年SS國際診斷標準[4],自身抗體(抗SSA或抗SSB)陽性,口干或眼干癥狀3個月以上且唇腺病理活檢淋巴細胞灶1灶及以上者。
中醫診斷按照2013年第2版《實用中醫風濕病學》燥痹診斷要點[5],津傷干燥表現如口眼干燥、皮膚咽喉干燥、大便干等癥狀,津虧血瘀表現如瘀斑瘀點、紅斑結節、指端陣發性青紫等癥狀,筋膜、關節肌肉等失于津液濡潤表現且舌質紅或紅絳有裂痕,少苔、花剝苔或鏡面舌,脈細數、弦細數或為細澀脈者。
1.3 納入標準[6] ①符合上述中西醫診斷標準;②年齡18~75歲且簽署知情同意書自愿進入該研究的輕、中型pSS患者;③門診處方要求為復診確認有一定療效的完整處方,每首處方須與已納入處方不完全相同。
1.4 排除標準 ①合并非SS所致各系統靶器官嚴重病變、腫瘤、結核病、急慢性肝炎,及其他嚴重感染等疾病者;②妊娠或哺乳期婦女;③精神病患者等無法合作者;④門診處方不符合上述納入標準且處方對患者造成不良反應或不適癥狀者。
2 數據挖掘方法
2.1 病例收集與資料整理 采集91例pSS患者一般情況及中醫四診信息(姓名、性別、年齡、職業、病程、相關癥狀、舌苔、脈象等)和治療有效的3~
6個月的處方3~6首,建立Excel表格對數據資料進行匯總整理。
2.2 中藥處方數據規范 根據中醫傳承輔助平臺V2.5系統默認名稱,將4位醫師所開處方的藥物名稱加以規范統一,如“杞子根”統一為“地骨皮”,“金蕎麥”統一為“開金鎖”,“留行子”統一為“王不留行”,“仙靈脾”統一為“羊藿”等。
2.3 數據錄入與核對 將納入的91例病例共
380首處方錄入中醫傳承輔助平臺V2.5,全部完成后采取雙人雙機數據審核,從而確保數據的準確性與真實性。
2.4 數據統計與分析 使用中醫傳承輔助平臺V2.5“數據分析”系統的“方劑分析”功能與“統計報表”系統的“方劑統計”功能,通過疾病查詢及處方醫師查詢,分別對本院風濕科及4位醫師治療SS的用藥頻數、組方規律和藥物關聯規則進行數據挖掘,得出圖表及網絡化展示等統計分析
結果。
3 結 果
3.1 本院風濕科治療SS用藥規律
3.1.1 用藥頻數分析 使用頻數最高的中藥是生地黃,出現頻數為201次。使用頻數≥140次的中藥共有10味,由高到低依次為生地黃、蘆根、玉竹、白花蛇舌草、白術、炙甘草、北沙參、莪術、南沙參和丹參。使用頻數前30位的中藥,見表1。
3.1.2 藥物四氣(藥性)分析 使用中藥在四氣中所占比重統計示,所用藥物大部分屬于寒性(52.27%),其次分別為溫性(24.72%)、平性(17.47%)、涼性(4.98%)和熱性(0.56%)。見表2。
3.1.3 藥物五味分析 使用中藥在五味中所占比重統計示,所用藥物大部分屬于甘味(42.61%),其次分別是苦味(33.62%)、辛味(14.06%)、酸味(5.08%)、澀味(2.4%)和咸味(2.21%)。見表3。
3.1.4 藥物歸經分析 使用中藥歸經最多的是肝經,其次由高到低分別是胃經、肺經、腎經、脾經等。見圖1。
3.2 4位醫師治療SS組方用藥特色
3.2.1 陳湘君教授組方用藥特色 進入中醫傳承輔助平臺V2.5數據分析系統“方劑分析”模塊,在“處方醫師”處輸入“陳湘君”,提取出中藥共128味。設置支持度個數為24,置信度為0.9,得到8個藥物組合,包含6味中藥。見表4,圖2。
3.2.2 蘇勵教授組方用藥特色 進入中醫傳承輔助平臺V2.5數據分析系統“方劑分析”模塊,在“處方醫師”處輸入“蘇勵”,提取出中藥共126味。設置支持度個數為110,置信度為0.9,得到20個藥物組合,包含7味中藥。見表5,圖3。
3.2.3 顧軍花主任醫師組方用藥特色 進入中醫傳承輔助平臺V2.5數據分析系統“方劑分析”模塊,在“處方醫師”處輸入“顧軍花”,提取出中藥共199味。設置支持度個數為40,置信度為0.9,得到14個藥物組合,包含9味中藥。見表6,圖4。
3.2.4 茅建春主任醫師組方用藥特色 進入中醫傳承輔助平臺V2.5數據分析系統“方劑分析”模塊,
在“處方醫師”處輸入“茅建春”,提取出中藥共
117味。設置支持度個數為16,置信度為0.9,得到37個藥物組合,包含12味中藥。見表7,圖5。
4 討 論
4.1 關于數據挖掘 數據挖掘是近年來新興的一項以數學、計算機及信息網絡科學為基礎的技術手段。隨著傳統中醫藥學的發展,將數據挖掘技術應用于醫學領域尤其是中醫藥領域的案例越來越多[7]。
中醫傳承輔助平臺軟件是中國中醫科學院中藥研究所研發的一款面向中醫藥大數據的數據挖掘與分析軟件,具有疾病證候信息、中藥方劑信息及醫案相關信息的管理、檢索與分析功能[8],可幫助年輕中醫師學習并傳承名老中醫的臨床用藥經驗,助力中藥新方的發掘研究與經典方劑組方配伍規律的探索。通過頻數分析、關聯規則分析及聚類分析等數據挖掘手段,實現中醫藥大數據的條理化、標準化與可重復操作,建立一條中醫藥循證的通路與研究途徑。
4.2 病機探討 SS中醫稱之為燥痹,主要病機為陰虧津少,體內水液代謝失常,不能濡養榮潤四肢百骸,從而導致干燥癥狀的發生。根據數據挖掘結果結合臨床經驗,燥痹主要病位在肺、胃、肝、腎。從寒熱虛實來講,燥痹屬虛實夾雜、寒熱錯雜,本病往往病程長久、纏綿難愈,故久病成虛;本病陰虛有熱,若痰飲瘀血痹阻關節,會同時出現關節腫脹疼痛現象;總體來講,SS的病機以虛熱為主。陳湘君教授主張運用酸甘生津法辨證論治SS,創立以芍藥甘草湯為基礎的酸甘生津系列方劑運用于臨床,取得了良好的療效。
4.3 治則治法 因SS病機為陰虛有熱,病位在肺胃肝腎,故治療當養陰清熱,尤當以滋養肝腎之陰,清泄肺胃之熱為主,具體治法可包括中藥湯劑內服、針灸、漱口熏眼外治等多種手段。具體來說,本院風濕科在甘酸生津治療SS基礎上,分別側重從活血通絡、疏肝理氣、清熱化痰等方面論治。
4.4 選方用藥 根據本院風濕科治療SS的數據挖掘結果并結合4位醫師臨床經驗,SS的治療可選用生地黃、蘆根、玉竹、南沙參、北沙參等藥物,代表方劑如六味地黃丸、杞菊地黃丸等,應酌情隨癥加減。此外,勿忘佐以活血通絡、疏肝理氣、清熱化痰藥物,如莪術、路路通、王不留行、雞血藤、川芎、當歸、丹參、浙貝母、白花蛇舌草、郁金等,可以起到補而不膩、靜中有動、動靜結合的良好
療效。
綜上所述,本院風濕科運用中藥內服治療pSS以清熱養陰、活血化瘀為治療大法,以生地黃、蘆根、玉竹、南沙參、白花蛇舌草等為主要藥物,從滋補肺胃、肝腎之陰著手。陳湘君教授治療SS以甘酸生津為主,在此基礎上,蘇勵注重甘酸生津,活血通絡;顧軍花注重甘酸生津,疏肝理氣;茅建春注重甘酸生津,清熱化痰。3位醫師很好地繼承、發揚了陳湘君教授治療SS的臨床經驗,取得了良好的臨床效果。
5 參考文獻
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關鍵詞:環境監測;遙感技術;紅外遙感
中圖分類號:X87 文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2012)02(c)-0000-00
一、遙感技術概述
(一)遙感技術分類
遙感技術主要是指通過物體對電磁波的輻射或反射,不與物體進行直接接觸,遠距離辨識及測量目標對象的一種監測技術。按照所使用的監測波段不同,該技術可分為以下幾種類型:熱紅外遙感技術、可見光反射紅外遙感技術和微波遙感技術。
(二)遙感技術的特點和作用
遙感技術的特點如下:監測速度快、范圍廣、能夠進行長時間動態監測、投入成本低、回報高、無需現場采集樣本、可以發現常規方法無法監測到的污染源;其較為明顯的作用是可對指定區域進行跟蹤測量,并且能夠快速獲取與污染有關的全方面信息,如污染源位置、污染范圍、污染物分布及擴散情況、大氣生態效應等等。
(三)遙感技術的應用范圍
目前,遙感技術已在我國諸多領域內得到廣泛應用,具體包括:農林牧漁業環境監測;地質、地理、水文、氣象、海洋等環境監測;城鄉規劃、資源勘探、軍事偵察、土地資源管理等等。現階段,隨著科技水平的發展速度不斷加快,促進了遙感技術的發展,該技術目前能夠測出水中大部分微量元素的實際含量,如葉綠素、水溫、泥沙含量以及水色等等,而且其還可以測量出大氣的溫度、濕度以及各種有害氣體的濃度和分布情況,在固體污染物的測量方面也有一定的作用。
二、遙感技術在環境監測中的具體應用
(一)在大氣環境監測中的應用
1.臭氧層監測。因臭氧自身能夠吸收0.3微米以下的紫外區中的電磁波,故此可采用紫外波段進行臭氧含量測定。此外,若大氣中的臭氧含量達到一定高度時,溫度也會隨之升高,所以也可采用紅外波段進行探測。
2.有害氣體監測。對于由自然或人為條件下生成的二氧化硫及氟化物等有害氣體,可采用間接解譯標志進行監測。通常情況下,當植被受到一定程度的污染后,其對于紅外線的反射能力會有所降低,加之紋理、顏色等外在特征也會異于正常狀態下的植被,所以可利用植被這一特點,對污染情況進行間接分析。
(二)在水環境監測中的應用
應用遙感技術對水環境進行監測主要是以清潔水與污染水的反射光譜作為監測依據。正常情況下,清潔的水體其反射率較低,而且對于在光的吸收較強,從而使得其在遙感影像中呈暗色調,這一特征在紅外譜段上更為明顯。在進行水體監測時,可將水色指標及光譜特征作為遙感技術監測的主要依據。由于遙感技術監測的范圍較廣,從而使其在水體擴散時能夠及時發現污染物的擴散方向、排放源、影響范圍及程度,以便盡快找到污染源。因水體中的污染物種類較多,且過于繁雜,為方面遙感監測,通常將水污染分為廢水污染、泥沙污染、熱污染、石油污染等幾種類型。
1.熱污染監測。利用紅外傳感裝置能夠有效地監測到水體中的熱污染,由于熱污染會釋放出熱效應,紅外傳感器則可根據水體熱效應的實際差異監測到污染源,再通過計算機或光學分析,便可得出水體的等溫線,進而達到對水體污染定量解譯的目的。
2.石油污染監測。就港口和海洋而言,石油污染屬于一種較為常見的水污染。利用遙感技術對石油污染進行監測,不但可以確定污染區的實際范圍和石油含量,同時還能追蹤到污染源。由于石油與海水的光譜特征差異較大,所以在很多光譜段上均可將石油與海水分開。
3.廢水污染監測。由于廢水中所含的懸浮物種類較多且水色差異較大,加之特征曲線上的強度也有所不同,所以可采用多光譜合成圖像對廢水進行監測。此外根據廢水中水溫的差異情況,也可采用熱紅外進行監測。
(三)在城市環境監測中的應用
由于城市中一些工業企業的存在、汽車尾氣排放、固體廢棄物等,致使城市環境污染日趨嚴重,人們的工作和生活都建立在城市環境的基礎上,環境質量的優劣與人們的關系極為密切。利用遙感技術能夠監測到影響城市環境的具體因素,這樣有利于在進行城市規劃中,對城市整體結構及工業布局進行適當調整,以此來降低環境污染。遙感技術在城市環境監測中的應用主要有以下兩個方面:其一,研究土地變化及分類;其二,通過遙感技術提供的各種信息,政府有關部門可以此作為依據,對城市的工業布局及人口分布進行決策和管理。
(四)固體廢棄物監測
固體廢棄物的種類比較繁多,比較常見的有建筑垃圾、工業垃圾、混合垃圾以及生活垃圾等等。由于固體廢棄物的光譜特征均不相同,所以可利用光譜信息對固體廢棄物進行監測,以確定其分布狀況、位置、面積等。運用GIS系統還可分析出其發展趨勢,以便有關部門對此進行管理。
三結論
總而言之,遙感技術在我國環境監測中的應用,對于保護自然生態環境起著極其重要的作用。環境保護現已成為我國一項重要的基本國策,在未來的工作中,應加大遙感技術的應用力度,使其在環境保護方面的作用得到充分發揮。
參考文獻
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[4]周晨.環境遙感監測技術的應用與發展[J].環境科技.2011(z1)
關鍵詞∶遙感技術;水文地質;應用探索
本文利用新興的綜合性遙感技術作為探測數據來源,其原理主要是依據遙感器對地表物體進行探測,利用波譜的不同反應來識別地面上的各類地物。利用遙感技術對地下水勘察相關因素信息進行科學準確的評價、判斷。通過對地表含水斷層、線性構造、裂隙、地面濕度等信息,準確地評價一個地區的地下水資源。同時,微波遙感還能夠直觀的對地下潛水層進行探測,使地下水資源的開發利用更為全面、科學。
1.遙感技術應用概述
1.1遙感技術概念及特征
目前,人們對于遙感技術的普遍定義為從遠處探測和感知事物和物體的技術的統稱。因此遙感技術有以下幾個特征。首先,遙感技術相較于其他探測技術來說,探測的覆蓋范圍較大。其次,遙感技術獲取的探測數據,信息種類眾多,手段多樣,技術也相對先進。最后,探測信息表現大多是通過圖像的形式來表現,獲取探測數據信息方式更為直接、快速。同時整個探測用時也相對較短。
1.2遙感技術體系概述
遙感技術的應用體系一般為探測信息的獲取、傳輸、解譯和應用。其中信息的獲取主要通過對地表物體波譜進行探測。通過專業的遙感探測數據傳播設備和軟件對初步信息進行傳輸,然后再對原始探測信息進行對比統計處理。信息的解譯則是主要通過模式識別、模擬實驗和地物分析等方法進行信息的細化。最后對這些經過解譯的系統性數據信息進一步的應用加工。
1.3遙感技術水文勘察中具體應用流程概述
在水文勘察中,遙感技術的具體應用重視對地下水位有關的環境因素的綜合分析,同時注重對遙感圖像數據的處理方法。具體應用流程如下∶首先,對勘察地區背景進行必要了解,同時,確立明確的水文勘察目標。根據目標收集相關原始資料。其次,圍繞勘察目標對遙感技術的相關原始資料進行分類。對各遙感資料信息進行細致的遙感圖像信息處理。同時,根據各類信息不同的遙感圖像波段,進行合成波段的合理選擇。以此對各類遙感探測圖像信息進行解譯。然后,再加工各類相關資料信息的解譯結果。綜合分析地下水位的分布情況,根據土壤的水分、反射率、像元關系等原理,構建科學合理的地下水位分布模型。根據土壤水分以及地下水位分布模型,對單波段以及多波段地下水位進行詳細估算。把估算結果和地區背景資料、歷史勘察資料等進行對比,檢驗勘察結果。最后,構建更為全面合理的地下水位分布模型,進行詳盡專業的勘察結論以及勘察土建制作。
2.水文氣象條件概述
水文氣候條件是影響地下水資源最為直接的環境條件。其主要包括地表水文條件以及氣象環境條件。地表水文條件包括地區的河流、湖泊等地表水系環境,以及這些地表水系分布位置地表蓄水量。地區地表水系條件的優劣對判斷地下水資源有很好的參考價值。氣象環境條件包括地區降雨量、地區季節溫度、風速等氣候條件。降雨量也是判斷地區地下水資源的重要參考依據。溫度包括日照時長日照強度等,通過這些條件能夠準確地判斷地區水分蒸況。同樣道理,也要對地區風速進行詳細定量偵測。這些氣候環境條件的數據獲取首先要以年為單位,判斷地區長期所處的氣候環境。同時還要獲取地區短期的氣候環境數據。通過當前氣候環境的變量來判斷地區所處的水文氣象條件。
3.地下水資源遙感勘察具體應用方法概述
遙感技術對地下水資源的勘察主要依賴于衛星拍攝的當地地形變化以及氣候特征等因素信息,然后通過地質學解譯標志進行處理。解譯標志的方法大致可以分為兩種。一種是直接解譯標志,一種為間接解譯標志。本文采用的是人機交互式的間接解譯標志中的人機交互式解譯方式。首先,應該對地下水資源相關的地形地貌遙感圖像、以及巖性構造、土壤植被、地表水系特征等進行遙感特征分析。其次,通過對遙感圖像中光譜信息的提取分析,判斷地層巖性情況。確定地區是否存在潛水含水層以及易存水性地層巖性構造。最后,通過數學統計學技巧以及模型學技巧等信息處理方法,對地下水位進行單波段和多波段的評估模型構建。同時,對評估結果進行進一步實測印證,確保遙感技術勘察數據能夠更加準確的反映地區地下水資源分布情況。
4.遙感信息分析方法概述
本次所采用的信息數據分析方法主要通過對遙感圖像的解譯,再結合地區水質氣象環境條件的探測以及對地區地形地貌的判斷,對地層巖性以及具置信息的判斷,最后,通過綜合多波段模型呈現的水文數據的變化規律等信息,分析地下含水層分布情況。從而能從多個角度對影響地下水資源分布的各個因素進行具體判斷。更加準確的對地區的地下水含水層數量、地下水儲存量、地下水深度、水質、形成年代等進行分析,為開發利用當地地下水資源提供更加全面、科學的勘察數據。
5.遙感圖像數據處理以及水文地質信息提取方法分析
5.1遙感數據類型的選取
由于不間斷的遙感影像成像方式以及獨特的對地物的表現方式,遙感圖像數據也有明顯的特征。因此,在進行遙感圖像解析之前應該選擇更為適合的遙感圖像類型,然后再根據不同圖像類型的地物波譜特性曲線來選擇合適的解譯波段。例如對于水體多采用TM1波段進行解譯,巖性識別則一般會用TM5或TM1波段進行,而對于植被則采用TM2波段進行。影響遙感數據類型選擇的因素主要包括環境因素以及解譯目標等影響。首先,環境因素包括,遙感探測時間以及地形特點等。如對于地質、地貌等遙感數據的解譯一般選擇在冬天進行遙感影像探測。而對于植被的遙感探測多選擇在春季和秋季。另外,考慮解譯目標的面積大小以及時間跨度等因素的不同,所選擇的遙感影像尺寸以及波段變化組合等也要符合解譯目標的實際需求。
5.2遙感數據的處理
在遙感數據處理中,由于遙感數據特殊的傳輸處理方式,很容易對遙感數據在傳輸過程中或軟件工具處理過程中出現對比度下降、幾何變形等失真現象。因此,首先要對出現失真現象的遙感圖像進行科學的誤差校正,而誤差校正要分兩個部分進行。首先,對遙感數據輻射量的校正。遙感圖像的輻射量主要是指圖像的光譜輻射特征。光譜輻射特征會在經過大氣層或傳感設備本身是受到一定的影響而出現輻射量誤差。因此,應該根據具體的數據對比、數據分析等手段確定誤差的范圍。然后通過對傳感器的工作參數進行微調來校正這種誤差。其次,遙感圖像幾何位置的誤差。對于遙感圖像像元位置的誤差,可以通過以一個典型的準確的地物作為空間位置的控制點,根據控制點對地表坐標和遙感圖像坐標進行統一校正。
5.3圖像合成波段的選擇
大多數勘察對象的地物組成成分都較為復雜,不同地質結構的遙感波段參數也不同,其表現出的光譜特征也有差異。同時,同樣的地物在不同波段上所表現出來的光譜特征也不一樣。因此,大多數情況下,都要選擇遙感圖像合成波段對地區地物組合進行全面分析。我們可以依據地區水文地質勘察結果以及圖像數據提取目標、各種巖層光譜效應以及各個波段光譜信息等因素,綜合考慮,選擇更為合適的遙感圖像合成波段。
6.結論
本文通過對遙感技術的應用特征以及應用技巧入手,對遙感技術在水文地質勘察中的應用流程進行了進一步說明。本文認為在進行復雜地質環境的水文地質勘察工作時,可以應用遙感技術把水文地質勘察工作。通過對地物遙感圖像的定量分析,對影響水文地質的各方面因素進行科學評析。繼而更加準確客觀的全面判定地區的地下水資源狀況。由于本人能力有限,缺乏遙感技術實際應用經驗,對于遙感技術的應用知識系統和實踐經驗不足。可能會對遙感數據的解譯過程出現一些不夠嚴謹的理解。對于這方面的欠缺,希望能在今后的工作學習中得到補充。
參考文獻:
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關鍵詞:環境;污染;遙感技術
引言
隨著我國經濟的高速發展,環境污染和生態破壞日益嚴重,突發性環境污染事故也時有發生。環境監測作為環境管理和污染控制的主要手段之一,正發揮著不可替代的作用。遙感技術是獲取環境信息的有力手段,是實現這一目的的極有效的技術。運用遙感技術監測環境污染及生態環境狀況,正確評價環境質量,尋求改善生態環境的途徑和措施,具有重要的意義。
1遙感技術概述
1.1基本概念
遙感技術是從衛星、飛機或其他飛行器上收集地物目標的電磁輻射信息,判認地球環境和資源的技術。它是60年代在航空攝影和判讀的基礎上隨航天技術和電子計算機技術的發展而逐漸形成的綜合性感測技術。任何物體都有不同的電磁波反射或輻射特征。航空航天遙感就是利用安裝在飛行器上的遙感器感測地物目標的電磁輻射特征,并將特征記錄下來,供識別和判斷。
1.2特點
遙感技術具有監測范圍廣、速度快、成本低、質量高,便于進行長期動態監測等優勢,還能發現用常規方法往往難以揭示的污染源及其擴散的狀態,因此遙感技術正廣泛地應用于監測水污染、大氣污染等方面.其最重要的作用是不需要采樣而直接可以進行區域性的跟蹤測量,快速進行污染源的定點定位、污染范圍的核定、大氣生態效應、污染物在水體、大氣中的分布、擴散等變化,從而獲得全面的綜合信息。
2環境污染遙感監測技術
遙感技術是一種利用物體反射或輻射電磁波的固有特性,遠距離不直接接觸物體而識別、測量并分析目標物性質的技術,根據所利用的波段,遙感監測技術主要分為可見光、反射紅外遙感技術、熱紅外遙感技術、微波遙感技術三種類型.當前,遙感的應用已深入到農業、林業、漁業、地理、地質、海洋、水文、氣象、環境監測、地球資源勘探、城鄉規劃、土地管理和軍事偵察等諸多領域。
3環境污染遙感監測技術的應用
3.1水環境污染遙感監測
對水體的遙感監測是以污染水與清潔水的反射光譜特征研究為基礎的,可以采用以水體光譜特性和水色為指標的遙感技術。遙感監測視野開闊,對大范圍內發生的水體擴散過程容易通覽全貌觀察出污染物的排放源、擴散方向、影響范圍及與清潔水混合稀釋的特點.從而查明污染物的來龍去脈。
3.1.1泥沙污染及水體渾濁度分析
水體中泥沙含量增加使水反射率提高.隨著水中懸浮泥沙濃度的增加及懸粒徑增加,水體反射量逐漸增加,反射峰亦隨之向長波方向移動,即紅移.又由于水體在0.93~1.13μm附近對紅外線吸收多,不適宜作懸浮泥沙濃度的判定波段.定量判讀懸浮泥沙濃度的最佳波段應在0.65~0.85μm之間。
3.1.2城市污水監測
城市大量排放的工業廢水和生活污水中帶有大量有機物,它們分解時耗去大量氧氣,使污水發黑發臭,當有機物嚴重污染時呈漆黑色,使水體的反射率顯著降低,在黑白像片上呈灰黑或黑調的條帶.使用紅外傳感器,能根據水中含有的染料、氫氧化合物、酸類等物質的紅外輻射光譜弄清楚水污染的狀況.水體污染狀況在彩紅外像片上有很好的顯示,不僅可以直接觀察到污染物運移的情況,而且憑借水中泥沙懸浮物和浮游植物作為判讀指示物,可追蹤出污染源。
3.1.3廢水污染和水體熱污染調查
廢水由于水色與懸浮物性狀千差萬別,特征曲線上的反射峰位置和強度也不大一樣。廢水污染一般用多光譜合成圖像進行監測,有的根據溫度的差異也可用熱紅外方法測定.熱污染使用紅外傳感器,能根據熱效應的差異有效地探測出熱污染排放源,熱紅外掃描圖像主要反映目標的信息,無論白天、黑夜,在熱紅外像片上排熱水口的位置、排放熱水的分布范圍和擴散狀態都十分明顯,水溫的差異在像片上也能識別出來.利用光學技術或計算機對熱圖像作密度分割,根據少量同步實測水溫,可正確地繪出水體的等溫線.因此熱紅外圖像能基本上反映熱污染區溫度的特征,達到定量解譯的目的。
3.2大氣污染遙感監測
大氣遙感是利用遙感器監測大氣結構、狀態及變化。對于水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量氣體成分具有各自分子所固有的輻射和吸收光譜,可以通過測量大氣的吸收及輻射的光譜而從其結果中推算出來。
3.2.1有害氣體的監測
人為或自然條件下產生的SO2、氟化物等對生物肌體有毒害的氣體,通常采用間接解譯標志進行.植被受污染后對紅外線的反射能力下降,其顏色、紋理及動態標志都不同于正常的植被,如在彩紅外圖象上顏色發暗、樹木郁閉度下降、植被個體物候異常等,利用這些特點就可以間接分析污染情況.對于地面污染,例如農田遭受污染之后,作物的生長將起特殊變化,地下水的污染也會引起地面植被的變化,與正常生長區的作物有不同的光譜表現.多光譜成像儀能監測這些變化,從而圈定地面污染分布范圍,進一步對地面污染預防規劃。
3.2.2臭氧層監測由于臭氧對0.3μm以下紫外區的電磁波吸收嚴重,因此可以用紫外波段來測定臭氧層臭氧含量的變化.在2.74μm處有個吸收帶,可以用頻率為11083MHz的地面微波或用望遠鏡來測定臭氧在大氣中的垂直分布.又由于大氣中臭氧含量高則溫度高,又可以用紅外波段來探測。
4發展趨勢
遙感影像獲取技術方面,隨著高性能新型傳感器的研制開發水平的提高以及環境資源遙感對高精度遙感數據要求的提高,高空間和高光譜分辨率已是衛星遙感影像獲取技術的總發展趨勢。雷達遙感技術具有全天候全天時影像的獲取能力以及對一些地物的穿透能力,將得到更廣泛的應用。以地球為研究對象的綜合對地觀測數據獲取系統必將是當前及今后遙感技術發展的重要方向之一。
遙感信息模型的發展方面,遙感信息機理模型的發展和拓寬,特別是不確定性遙感信息模型與人工智能決策支持系統的開發與綜合應用也將是一個重要研究和應用方向。將環境污染遙感監測技術(RS)與地理信息系統(GIS)、全球定位系統(Geographic Information System,GPS)、專家系統(Expert System,ES)技術集成,利用環境污染遙感監測集成系統,可以大大提高環境監測的科學性,合理性及智能化程度,從而大擴展環境監測的應用范圍,開發集GPS、RS、GIS、ES于一體、適合環境保護領域應用的綜合多功能型的遙感信息技術,也將是今后環境遙感技術的發展趨勢。
5結束語
當前,我國環境污染遙感監測技術應依托我國的對地觀測技術和對地觀測系統的發展計劃,同時充分利用國際上資源環境衛星系統,開展廣泛的國際合作和交流,大力發展我國的環境污染遙感監測技術,并充分利用現有的環境監測網點和常規監測方法,采用遙感技術與地面監測相結合的方法,建立我國的環境污染遙感監測系統。
參考文獻
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關鍵詞:遙感技術;國土資源管理;土地資源調查;應用現狀
中圖分類號: P237文獻標識碼: A
1、概述
遙感(RemoteSensing)也就是遙遠感知,指的是在高空與外層空間的各種平臺上,運用各種傳感器來充分的獲取反映地表特征的各種數據,通過傳輸、變換與處理,來提取其中有用的信息,最終實現研究地物性質、位置、變化、空間形狀及其與環境的相互關系的一門現代應用科學。遙感信息具有信息豐富、動態性以及周期性,且其獲取的效率是比較高的,可以直接的以數字方式記錄傳送等特點。遙感技術以精確、動態、快速、綜合以及宏觀的優勢為國土資源管理與調查提供了先進的探測與研究的手段,國土資源遙感調查的成果將會成為經濟建設的決策以及規劃來提供有效地依據,從而為國土的綜合開發、整治規劃以及地區的經濟發展來提供關鍵的系列基礎資料,并可以充分的保障資料的全面性、現實性以及科學、合理性。
2、遙感技術在國土資源管理的應用
2.1、土地資源調查監測中遙感技術的具體應用
作為一種獲得信息的有效方式,遙感技術的信息量豐富、信息獲取周期短,并具有多光譜的特性,所以,它在我國的土地資源調查當中有著十分重要的作用。20世紀80年代,MSS衛星遙感數據采集技術便開始應用于全國土地概查工作當中;80年代后期,原國家土地管理局應用航空遙感技術開展了全國絕大多數地區1:1萬土地利用現狀調查。90年代初,全國縣級土地詳查工作也在遙感技術的支持下展開,進入新世紀以來,大量新設備、新技術,諸如QuickBird,IKONOS,SPOT-5等高分辨率、多時段衛星數據開始廣泛應用于土地資源的調查監測當中,在全面展開利用動態遙感進行土地監測工作的前提下,逐步建立了全國的土地遙感監測體系。
所以,近些年來,遙感技術在國土資源管理中的應用已經開始朝著規模化與標準化的方向發展。然而隨著科學技術的發展,各級政府也逐漸的開始順應形勢,
頒布了《SPOT2.5m數字正射影像圖制作技術規定》、《土地利用動態遙感監測規程》以及《土地利用現狀調查技術規程》等等的標準規程,2005年,國土資源部承擔了國家“863”課題“規模化高效土地資源遙感業務運行系統”建設,進而開展了高分辨率遙感影像的數據處理、土地利用信息自動提取等等各種遙感高端技術的研究;2007年,第二次全國土地調查利用了大量的技術路線以及技術方法,使得遙感技術得到了廣泛的應用與發展。
2.2、在地質環境調查與地質災害監測中遙感技術的應用
現代遙感技術的進步和發展,對環境監測、地質災害監測的研究提供了嶄新的道路。在地質災害,諸如地震、滑坡、泥石流等的調查研究中,遙感技術的優勢和作用被充分發揮,在1976年唐山地震的救災工作的時候,我們利用機載遙感資料進行震后相應的救災工作,而且利用高科技的1:1萬航片制定了相應的震害圖,在唐山地震的營救中起到了重要的作用,有效提升救災工作效率,能夠節省時間和資金的耗費,更加真實客觀地反映了災害地區的受災狀況。
2.3、在礦產資源調查、開發利用監測中遙感技術的應用
高光譜遙感通常是利用搭載于航空或航天平臺上的成像光譜儀監測各類地物的光譜特性,取得相應的圖譜合一的信息。所以,它被充分地利用到礦產資源調查、開發和利用的各類監測活動,為其提供了技術支持和發展空間。
隨著AIS-1的出現,遙感技術在地質方面的應用由多光譜的定性描述向高光譜定量物質組成鑒別進行技術跨越,至此,我國高光譜礦物填圖技術逐步開始應用到地表巖石、礦物的具體識別與填圖當中。20世紀90年代開始,國土資源部利用遙感技術對多個礦產資源進行了開發和監測,基本查明了進行監測的區域各類礦種能夠進行開采的具置、廢棄物分布狀況等,并方便進行各類執法活動,經過多年的實踐,各類與礦產資源開發有關的遙感技術已經有了很大發展,為礦產資源開發活動能夠長期有效地進行奠定了堅實的基礎。
3、遙感技術應用中存在的種種問題
3.1、數據資源不夠豐富
高分辨率、多時相的遙感信息資源在國土資源管理工作當中顯得尤為的重要,雖然它已經在各個方面均有很大的提高,但是,因其資金與科技等等問題的限制,高水平、高質量的遙感數據的衛星源卻是非常的少。在國內雖然有“遙感三號”以及“遙感四號”等等均可以有效地用于國土資源的管理工作,但是這些衛星的分辨率具有成像周期長、相對比較低等的缺點,所以就不能夠充分的滿足國土資源管理工作的各類需求。因此,我國通常都是從國外來購買相應的遙感資料以及遙感數據,高質量遙感數據資源是相當的珍貴,我國自主獲取高水平、高質量的遙感影像數據源的各種手段均有待提升與提高,才可以獲得更好的遙感資料。
3.2、遙感技術實力薄弱,高分辨率遙感影像的信息自動化水平不高
現今,遙感技術可以對中分辨率遙感數據來進行一個非常成熟的科學研究。而目前土地利用遙感監測務必要在充分滿足管理以及生產需要的大前提之下來進行,但是目前基于紋理的分類和信息的提取技術依舊滿足不了其的各項要求,高分辨率遙感影像的信息自動化水平較低。
4、遙感技術在未來的國土資源管理中的發展狀況
作為一項新的技術手段,隨著科學技術的發展以及各類數據庫資源的有效利用,遙感技術在國土資源管理中的應用向更深層次和更廣泛的空間發展。
4.1、地質環境調查與地質災害監測方面遙感技術的利用前景
遙感技術應用于地質環境調查與地質災害監測具有不可代替的優勢,針對目標區域的特點,利用遙感技術,可以對目標區域的地質環境和地質災害進行監測,而且遙感技術應用于地質災害監測逐步從定性化向定量化發展,并可逐步應用于地震前期的監測,今后,利用遙感技術研究地質災害,一般需要在使用衛星系統的基礎下,以航空、地面等多種監測為主要的手段,進行全天候、多時相的連續觀測,從而達到事半功倍的效果和作用。
4.2、資源開發和管理方面遙感技術的利用前景
利用高光譜遙感技術光譜信息層次豐富、波段窄、分辨率高等優勢,能夠做到反復演示某些指示礦物的豐度,將使遙感技術能夠更好地利用在各種礦產資源的開發管理和監測方面,成為地質及礦產資源找礦、監測等方面的重要技術手段。
4.3、土地利用調查與監測方面遙感技術的利用前景
一般來說,國土資源部每年對全國50萬人口以上城市的土地利用情況進行相應的監測工作。但近些年來,隨著對國土資源管理工作的需要,許多省市進行監測的時間間隔越來越短。隨著管理工作的需要和科技的發展,遙感技術的各類特征和優勢,十分有利于相應工作的開展,所以,一些地級市為了更好地進行國土管理工作,也開始進行相應的監測工作,其趨勢是省級監測的時間間隔將會越來越短,地級市進行監測的次數越來越多。
近年來,隨著遙感技術調查工作的順利開展和進行,幫助國土資源管理部門和各級政府基本實現了遙感監測技術在國土資源管理中的產業化經營和應用。但由于種種限制,在天氣狀況不好的情況下,常用的遙感影像數據技術對于數據和資料的獲取有著很大的缺陷性和局限性,不能準確地獲取國土利用問題的各類資料,所以,隨著科學技術的發展和提高,遙感技術需要避免惡劣天氣所帶來的種種影響,使其具有全天候穿透能力等優勢,這樣將會在未來的土地利用和調查中充分發揮其重要作用和價值。
總之,隨著遙感技術的發展,更多的方面和領域通過利用遙感技術中高分辨率衛星數據,對土地變更、土地執法以及土地利用情況等等問題來進行一個深入的調查,在國土資源管理問題方面來發揮著巨大的作用,隨著科學技術的發展以及遙感技術的深入運用,遙感技術已經可以應用到土地資源調查評價領域之中,并且還具有十分廣闊的應用前景。
參考文獻
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【關鍵詞】衛星遙感技術;環境保護
社會經濟的快速發展,為科學技術的不斷進步創造了良好的環境與條件,順應實際需要的不斷高漲,先進的現代化技術層出不窮,又為推動社會經濟的和諧可持續發展提供了可靠的技術保障。而在社會經濟快速發展的同時,兼顧生態環境的和諧發展,才是真正的可持續發展,因此,應用現代化先進技術來實現生態環境的保護與監測是可持續發展戰略實施的重要體現。衛星遙感技術是基于信息技術與遙感技術等發展起來的綜合性技術,在實際應用中發揮了重要作用,尤其是在生態環境的保護與監測方面,更是作出了很大貢獻。衛星遙感技術在水環境質量監測、大氣環境質量監測、動態環境監測、固體廢棄物監測、重大環境事故的跟蹤監測及重要工程項目的環境監測等方面都發揮重要作用,本文主要是從以下幾方面來對生態環境保護中,對衛星遙感技術的實際應用進行分析與探討:
1、水環境質量監測方面的應用
衛星遙感技術在水環境質量監測方面主要包括水體富氧化監測、水體熱污染與廢水污染監測及泥沙污染監測等:(1)水體富氧化監測。水體富營養化嚴重影響水環境質量,在水體富營養化方面的監測,張穗等人通過葉綠素濃度遙感解譯方法并結合葉綠素及總氮、總磷等特征提出了富營養化的評價方法。(2)水體熱污染與廢水污染監測。熱污染主要來源于工廠排放的廢棄熱水,對水體生物及水體附近農作物造成極大威脅,因此需要加強對熱水污染的監測,而在這一方面的探測,多是通過紅外傳感器來實現,探測圖像中對于熱污染的排放情況、溫度分布及具體流向都有清晰顯示。而在廢水污染監測方面,可用熱紅外方法并基于溫度差異來測定,但多是用多光譜合成圖像進行監測。(3)泥沙污染監測。泥沙污染會提高水的反射率,出現紅移狀況,而0.93微米之1.13微米范圍附近的水體有強烈的紅外輻射吸收特點,在降低反射通量的同時,會遭受到水分瑞利散射效應的干擾,因此不是最佳的懸浮泥沙濃度判定波段,而最佳定量波段應為0.65微米之0.85微米之間。另外衛星遙感技術在海洋監測方面也發揮著重要作用,通過對遙感信息的仿真模擬與分析,可獲取葉綠素濃度及海表面、海流循環模式或海冰運動等溫線分布等影響海洋生物與理化過程的相關參數。通過衛星遙感技術,可全天候、大范圍進行對海洋污染的監測,并且衛星遙感技術目前也已在海洋漁業中漁情預報與分析方面應用廣泛。
2、大氣環境質量方面的應用
衛星遙感技術在大氣環境質量監測方面的具體應用主要包括對臭氧層的監測、對大氣氣溶膠的監測、對有害氣體的監測、對沙塵暴的監測及對城市熱島效益的監測等:(1)對臭氧層的監測。二十世紀七十年代末期,已有通過臭氧制圖光譜儀進行對臭氧層的衛星監測。胡順星等人通過激光雷達進行了高度范圍為對流層2千米至4千米臭氧層的監測,并取得較好成效。(2)對大氣氣溶膠的監測。傳統的地面觀測在氣溶膠空間的變化趨勢與具體分布方面的反映方面存在很大缺陷,而衛星遙感技術的高分辨率特點則有效彌補了這一缺陷。毛節泰等人通過對地面光度計測量與衛星遙感技術監測的結果進行對比,結果顯示,兩種測量結果較為接近,但地面遙感所覆蓋的地面觀測空間有限,而這一點又可通過衛星遙感技術來彌補,所以衛星遙感技術完全可替代地面遙感進行對大氣氣溶膠的監測。(3)對有害氣體的監測。有害氣體對人體及人們的生活環境造成極大威脅,因此對于自然生成或人為生成的有害氣體監測具有重要意義,還可以通過有害氣體監測對大氣污染情況做間接分析。王雪梅等人將污染氣體信息與概化為水體、植被等基本信息類型的線性集合做疊加,從衛星數據來進行對有害氣體累加濃度信息的直接定量提取。(4)對沙塵暴的監測。通過EOS—Terra/MODIS數據,章偉偉等人對MODIS傳感器通道特點及沙塵暴波譜特征進行分析,并通過疊加分析法進行對沙塵暴的監測。而范一大等人基于NOAA/AVHRR數據而采用的沙塵暴信息密度分割法與所提取的沙塵暴信息也取得顯著成效。(5)對城市熱島效益的監測。通過熱紅外遙感進行地物輻射溫度測定來推導與探測熱島效應差異及熱源。馬躍良等人根據輻射傳輸方程的地表溫度反演方法,并基于LandsatTM/ETM+熱紅外波段數據,進行地表溫度的定量計算,并對熱污染情況進行探測。
3、地表監測方面的具體應用
地表監測方面的應用主要有對地面污染的監測、對土地利用變化的監測及對城市綠地的調查:(1)對地面污染的監測。在應用衛星遙感技術進行對地面污染的監測時,可對地面污染分布范圍進行圈定,并作出規劃性的地面污染預防措施。如煤炭自燃隱火監測中應用衛星遙感技術,相關部門單位結合地面紅外測溫儀及航空紅外掃描儀,并基于細微的地表溫度差異來實現隱火區圈定,并作出燃盡區與燃燒區的區分,同時對隱火的蔓延規律與具體方向做出分析,為及時采取預防措施提供可靠保障。(2)對土地利用變化的監測。衛星遙感技術應用最為廣泛的領域之一就是土地利用與土地覆被變化的研究領域,滿足了城市土地利用與覆被變化研究的動態多時段遙感圖像資料的需求。通過對不同時段的同一地區土地利用與土地覆被變化進行分類,進而獲取該區域的土地利用變化信息,為實現對土地覆蓋的動態監測提供可靠的信息依據。史培軍等人通過應用衛星遙感技術監測所得的不同時段同一區域遙感影像,對土地利用變化的驅動力以及空間過程作了分析,為土地利用與土地覆被變化的研究方面做出貢獻。(3)對城市綠地的調查。通過衛星遙感技術的應用,可實時準確地得到城市綠化覆蓋度信息及綠地分布情況,對綠地景觀的布局、種類及具體組成等有一個宏觀的了解。石雪冬等人通過RS技術與GIS技術的綜合應用,探討了城市綠地數據的提取方法,而刑詒等人則通過遙感監測實現了對城市景觀生態變化的動態分析。
[關鍵詞]地質遙感;地質構造;
中圖分類號:P237 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)14-0367-01
1 地質遙感技術的概況
地質遙感技術在現實中的應用時間相對較短,但是相對于其他學科來講已經造成了不可比擬的影響力。在空間信息和地質工作的相關產業中,地質遙感技術已經成為了不可或缺的技g方式。由于科技的高速發展,遙感技術取得了很大的發展,并帶動了地質相關方面調查工作的深層次,大范圍的改革。地質遙感技術可以對大氣信息、地表信息等進行及時且全面的調查和掌控。為勘察資源、繪制地圖、地質構造等提供了極為強大的技術支持。巖石性質分析和地質構造識別是地質遙感技術的兩大基礎性內容,是地質研究更深層次研究的必備知識。
遙感圖像技術是在一定的技術基礎上將地質的信息以較為直觀的方式表現出來的一門技術,可以對地表和地下物質變化所產生的電磁波及其引發的相關效應進行記錄。由于不同的地質的屬性,電磁波也具有不同的特征,因此遙感圖像的圖形差異和色調的差異便是分析地質屬性最為基本的信息。
地質和地質體的現代并不是以一種斷點的方式呈現出來的,而是在近千萬年的地質變化形成過程中不斷地發展和演化而來的。這些發展特征之間必然有著一定性的聯系,因此我們可以通過辨別地貌可以分析發現不同地質體之間的相互依存關系,遙感技術甚至可以在地質的活動和一些被掩蓋的信息上顯示出更為強大的優勢。衛星定位和航空攝影也是遙感技術經常會涉及到的領域,我們利用視野上面的絕對優勢,在局部繪圖、巖性分析、精細處理等相關的領域取得比較理想的效果。
2 地質構造識別的思考
2.1 水平巖層識別的思考
如果我們用低分辨率的遙感影像,就會很不容易發現水平巖層上的一些產狀信息,這是因為這些水平在遭受侵蝕之后,往往會形成由較硬的巖層構成德爾保護層,并且形成陡坡。這樣就保護了下部的一些較軟的巖層。但是這些水平巖層經受切割而形成的地貌,我們可以在高分辨率的遙感影像上發現到。并且會發現軟巖的緩坡和硬巖行后才能的陡坡呈同心圓形狀分布,有較深陰影的為硬巖的陡坡,而較淺的色調為軟巖的陡坡。
2.2 傾斜巖層識別的思考
在低分辨率的遙感圖像上觀測傾斜巖層,基本的情況是有著較長坡面的為順向坡,較短的為逆向坡。如果在觀測時這兩種坡面的坡面長度基本上一致,就可以基本判定巖層的傾斜角是45度,當然這種情況下要判定傾向問題還要借助其他的分析工具。如果傾斜巖層被溝谷所切分,這種情況下利用高分辨率的遙感影像,我們可以觀測到巖層形成的三角面,通過分析的巖層形態就可以判定巖層的產狀。
2.3 褶皺及其類型識別的思考
在遙感影像上,我們一般把褶皺的特征歸結為對斯性和巖層產狀要素的識別影像。對影像的的分析我們通常會綜合運用不同分辨率的遙感影像,首先我們會根據分辨率較低影像上看到光的情況進行整體體識別,確定褶皺的存在。其次要進行細節的識別,這時候就需要運用高分辨率遙感影像進行識別,以確定褶皺的類型。褶皺構造是由一系列的巖層組成的,而且并不是所有的巖石構造出來的就一定是褶皺。其實這些巖層分為硬巖和軟巖,硬巖形成正地形,軟巖形成谷地。這些交錯分布的正地形和谷底在遙感影像上會形成不同的色帶,因此確定褶皺的關鍵步驟就是先在影像上找到最穩定并且延續性最好的平行色帶,把它作為標志層,再從標志層的色帶中找到呈圈閉的圓形、馬蹄形、長條形、橄欖形或馬蹄形橢圓形等,這樣就能確定是褶皺。如果大的褶皺能在中低分辨率影像上面看到,那么在高分辨率遙感影像上就能看到具體產狀要素以及巖體層的分布層是否對稱。
2.4 斷層及其類型識別的思考
斷層在遙感的影像上呈現為線性狀態,因此可以說這是一種斷層構造。斷層基本上是由兩種表現形式構成的:一是兩種不同色調之間形成的分界線呈現出線狀延伸的狀態,二是兩側的巖層的色調與線性的色調有著明顯的不同。當然,有些不是斷層的地物也有可能具備這兩個影像的特征,比如道路、較小的河流、巖層的走向、山脊、渠道、巖層的界面等等,因此我們為了更為準確的判斷斷層,還應當對斷層的水系、斷層的兩側巖性和整體斷層的地質構造進行深入的研究。
2.5 活動斷裂識別的思考
在研究斷裂性質時,我們最應當注意的是如何確定活動斷裂,因為活動斷裂和人們日常生活的建設緊密相連。活動斷裂不僅具備上面所說的斷裂構造的影像特征,還有這幾方面的特征:溝谷和山形之間明顯的變形和錯位;山前近代或現代洪積扇的錯開;突然中斷的山形走向;呈線性排列的震中活動頻繁。活動斷裂在通常情況下往往具有一定的繼承性,這是在一些時間久遠的斷裂層上發展起來的,發展的同時又會有新的斷裂形成。為了確定兩條或者兩組及其以上斷裂之間的新老關系時,我們應當注意總是新斷裂切斷老的斷裂。
3 地質構造運動分析的思考
采用現代技術完成對遙感影像的解譯,一方面能夠判斷地質巖性和地質構,另一方面還可以完成對某個地區的近、現代地殼運動特征的分析,尤其是當新構造運動以升降運動為主要表現形式,并且會引起老斷裂的重新活動和新斷裂的產生的時候。與此同時它也能夠反映在地貌、水泵等特征上面。上升運動主要表現為地殼的抬升或掀升,抬升為比較均勻的上升,掀升則是指空間的不均勻上升。表現在地貌上就是出現土地的抬升及河流的切割,換而言之就是山地切割的深度與現代地殼上升的幅度成正比。在遙感影像上我們可以很清晰的識別出河流的切割深度,這樣也就可以求出地殼上升的幅度。負地形是地殼的下沉區在地貌上的顯著表現,如許多荒地,對于周圍山地來講都是所謂的下沉區。兩者交接的地帶一般會有斷裂的存在。此外,另一個反映地殼升降運動的是洪積扇的分布,簡單來說就是從山地河谷出口處、沖積的分布。山地上升時,沖積―洪積扇的堆積較為旺盛,顆粒比較粗,表面坡度相對比較陡,其扇體本身也遭受了后期的切割,所以在前端形成了新的沖積―洪積扇。根據上面講述的內容,我們還能夠分析出地殼上升運動的節奏性,根據洪積扇規模的大小還能確定每次上升運動的強度大小。此外,洪積扇的偏轉、扭曲等變形在一定程度上也能反映出地殼掀斜、升降的特征。在水系表現方面上,上升區一般表現為放射狀水系。下降區則為匯聚狀水系。不對稱水系也恰恰反映了流域內的不對稱升降運動。影像中的某些橢圓形的隆起,也可以觀察到水系的繞行特征。
4 結語
綜上所述,遙感技術對于地質構造和運動的研究做出了巨大的貢獻。遙感技術不僅對識別巖層有很大的幫助,對于巖層的產狀也有著很大的識別功能。地質遙感技術的應用領域越來越廣泛,需要不斷地進行技術上的研究,以適應社會的發展以及行業的需求。
參考文獻
【關鍵詞】土地利用更新調查 遙感影像處理技術 應用
為了促進我國國民經濟的發展,合理利用土地資源是一項重要手段,目前,原有的土地利用更新技術已經不能滿足時展的需求,怎樣做到圖、數、實、地相一致成為人們面對的新問題。隨著遙感技術的開發和利用,土地利用更新調查技術得到了很好地發展,也為土地利用調查工作帶來了極大方便。
1 遙感影像處理技術
遙感技術,指應用各種傳感器對遠距離目標所輻射和反射的電磁波信息,進行收集、處理后形成影像,以達到對地面各種物體進行探測和識別的目的,如航空攝影就是一種遙感技術。遙感影像處理技術,是在利用遙感技術的基礎上,對遙感圖像進行輻射校正、幾何糾正、圖像整飾等,常用的遙感圖像處理技術有光學處理和數字處理兩種。光學處理包括一般的光學幾何糾正、分層疊加曝光處理等;數字處理指用計算機進行圖像分析處理,這種處理方式靈活性好,處理速度快,且成像品質高,因而得到廣泛應用。在土地管理中,不論是對于土地資源調查還是對于土地的征用,遙感影像處理技術都發揮了巨大作用。遙感技術的動態監測能力實現了對地的定期重復觀察,同時對土地的違法利用以及土地利用的變化情況起到了有效監測作用,從而便捷地獲取土地變化相關信息,這是遙感技術相較于其他傳統方法的優勢。隨著遙感影像處理技術的發展,其作為一種高容量信息的載體,已經在土地利用更新調查中起著越來越重要的作用。
2 遙感影像處理技術在土地利用更新調查中的應用
遙感影像處理技術在土地利用更新調查中應用的總體思路,是利用現存的歷年詳細土地變更資料,結合先進的遙感技術實施對地監測,采取內外共同工作的調查方式,獲取較為精準的土地基礎數據的技術。在使用中,通常采用3S技術相結合的方式進行最新信息的獲取,將遙感圖像與GIS平臺相結合,通過分析來獲取土地利用變化的相關信息,然后利用GPS精準定位功能,對已獲取的信息進行核查,最后將全部信息整理輸入計算機。
2.1 遙感影像處理技術的增強措施
遙感影像增強處理是指通過一定手段對原圖像附加信息或進行數據變換,有選擇地突出圖像中重要的部分,使圖像與視覺相匹配。影像增強處理是整個土地利用更新調查的基礎工作,同時也是遙感數據處理的核心工作,影像增強的最終目的,是優化影像視覺效果,提高影像的清晰度,突出土地變化信息,將影像轉換成便于人類及計算機分析處理的形式。圖像增強可以分為兩大類,一類是空間域法,一類是頻率域法,前者是通過局部求平均值法除去或減弱瑕疵部分,后者是采用高、低同濾波法使模糊的圖片變清晰。其中,多光譜影像的光譜信息極其豐富,不同的物質可以通過不同的波段反映出來,分辨率極高,紋理信息較豐富,所以,為了避免影像合成時出現色調不均勻的現象,應進行波段選擇和彩色合成,合理利用波段信息,輔助分析影像。
2.2 遙感影像處理技術幾何精校正
遙感衛星的掃描儀每次掃描有6個平行光電轉換器共同工作,而制圖儀每次掃描有16個平行光電器件共同工作,由于各個光電轉換器件存在特性差異以及電路漂移,圖像中各個像元灰度值不能準確反映地面物體反射的電磁波的強度,并且圖像時常帶有條紋,清晰度極差。衛星圖像的幾何校正是指消除圖像中的幾何畸變,將遙感圖像投影到平面,使其符合地面物體的地理坐標。衛星圖像的幾何校正是根據衛星軌道公式進行計算的,包括衛星的軌道、位置以及掃描特征等,按照一定計算方法來確定圖像中地面物體的位置,生成符合某種要求的新圖像。但是在實際應用中,遙感器的位置和姿態測量值往往存在一定問題,如精度不高等,致使圖像幾何校正的精度也隨之變得不高,因此,需要進一步進行幾何校正工作,可以參考以下幾點:第一,建立原始圖像和校正后圖像坐標系;第二,確定控制點;第三,建立畸變模型;第四,根據畸變模型進行圖像幾何轉換,并重新采樣。
2.3 遙感影像處理技術的配準
遙感圖像的配準是指將不同時間、不同傳感器、不同條件下獲取的兩幅或者多幅圖像進行匹配以及疊加,實現影像及坐標統一的過程。其原理是首先對兩幅圖進行特征提取找到特征點,然后通過匹配的特征點得到圖像空間坐標變換參數,最后根據該參數進行圖像配準,其中,特征提取是保證匹配成功的關鍵所在,因此,應尋求準確性極高的特征提取方法以保證匹配的精準度,在配準后,采用“卷簾式”方法進行比較,及時確認是否配準超限。
2.4 遙感影像處理技術的融合處理
遙感圖像數據融合是一個隊多遙感器的圖像數據和其他信息的處理過程,著重于把那些在空間上冗余的數據,按照一定規則進行處理,獲得更豐富的信息,生成具有空間特征的合成圖像。圖像的融合并不是簡單的將圖像進行疊加,而是通過圖像融合過程生成更有價值的信息圖像,融合后的圖像既能提高多光譜影像的空間分辨率,同時又保留其特性,不僅美觀而且色彩豐富,讓使用者得到更多的信息,減少理解的困難,提高利用遙感技術所收集數據的利用率。遙感圖像融合可分為以下幾種融合方式:
第一,基于像元的圖像融合。指直接在采集的原始數據上進行融合,以改善圖像處理的效果,獲得更好的視覺效果。
第二,基于特征的圖像融合。指運用不同的算法,對數據源進行識別和特征提取,然后對這些信息進行分析處理,然后運用特殊方法進行融合。
第三,基于決策層的圖像融合。指在理解和識別圖像的基礎上進行融合,這是一種高層次的融合,往往直接針對于應用。
3 結語
土地利用更新調查是土地管理中的基礎工作,也是相對較重要的環節,傳統的土地變更調查法比較落后,不能很好地滿足時展的需求,遙感技術的應用及發展就很好地解決了這一問題,實現了圖、數、時、地相一致,為土地利用更新調查提供了極大方便。
參考文獻:
[1]施軍.遙感影像處理技術在土地利用更新調查中的應用[J].科技致富向導,2013,17:212.
礦產資源作為人類生存的主要物質來源,是國家經濟發展的物資基礎。如今,社會正處于高速發展的時期,社會生產需要大量的礦產資源以滿足各行各業的正常運作。國內的礦產勘查技術和策略在此大環境下得到不斷的改進和創新,其中以現代化信息技術、計算機技術和遙控技術為一體的遙感技術,由于其具有信息量比較大,波段較多,定位準確,畫面立體感較強等特性,得到了地質找礦人員的青睞,尤其在自然和地理環境較為惡劣,不便于工作人員到現場探測及尋找的高寒區域,該技術具有明顯的優越性。
1 遙感巖石礦物識別
任何物體都具有光譜特性,并且在同一光譜區各種物體反映的情況不同,同一物體對不同光譜的反映也有明顯差別。遙感技術就是根據這些原理,對物體進行判斷。由于巖石類型存在差異,它們反映在圖像上的色調、顏色和紋理也存在相應的差異,巖石礦物的信息可以根據其呈現的光譜特征,結合圖像增強、變換和分析等方法提取出來。唐蘭蘭[1]在遙感巖性信息提取的基礎和技術研究進展中提出,0.4~2.5 μm和8~14 μm是適合研究巖石、礦物光譜特征的兩個最佳的窗口,其中0.4~2.5 μm研究反射光譜特征,8~14 μm發射光譜特征。
2 遙感技術在找礦工作中的具體應用
遙感技術在地質找礦中的應用一般以地質制圖為主,并與地質圖相套盒,使得遙感影像圖與地質圖具有相同的地圖投影坐標系統,使得工作區遙感概貌與地質圖相互對應,對當地的地質情況進行詳細再現。遙感找礦大致按照以下幾方面進行。第一,以波譜圖形式的方式將礦產資源構成的土層、地質等特征體現出來,以此確定具體的找礦方向。第二,結合遙感解譯地質勘測信息資料,利用礦區波譜測試的結果從而預測礦區資源的形成條件。第三,利用遙感技術對具體地質條件進行檢測,結合遙感檢測技術形成的具體圖像、資料,利用物質探測儀對化學探測地質信息進行全面統計分析預測,以實現遠距離礦產資源的確認和圈定。
2.1 地質構造信息的提取
地質構造運動的差異會形成不同類型的礦產資源,兩者緊密相關,所以不同規模的地質構造運動會導致礦床分布不同[2],礦產的構造信息可根據不同的構造環境和條件進行分析推斷并提取,地質構造信息的提取主要是線性影像和環形影像的解譯[3]。
在具體的遙感找礦工作中,遙感成像過程往往會產生“模糊作用”,即用戶較為感興趣的紋理、線性、環形等重要信息在遙感影像中顯示不清楚,模糊不清的信息給用戶造成讀取的困擾。但通過邊緣增強、灰度拉伸、方向濾波、比值分析、卷積運算等遙感影像處理方法進行相關處理,可以有用的重要信息,使地質構造信息凸顯出來[4]。再對解譯的線性和環形影像進行統計分析,結合地質、物探、化探等方面資料。最終確定成礦構造的分布及其特征。
2.2 植被波譜特征的應用
不同種類的植被會形成不同類型的礦產資源,兩者緊密相關。植被在生長過程中,需要吸收各種各樣的微生物,這些微生物都是由金屬元素(即礦產資源)生成的,不同種類的植被對不同金屬元素的吸收程度并不相同,而是具有不同的表現,所以,礦產金屬元素的構成能夠通過地表植被的種類以及生長特征表現出來,利用植被的波譜性質有利于提高找礦的效率,很大程度上幫助地質勘探工作者提供了一個發現礦區構造的好方法。
植被生長環境下的土壤結構類型可以通過分析遙感波譜的特征推斷出該區域的哪一種礦產資源較為豐富。莫火華[2]在現代遙感技術地質找礦中的應用研究中指出,正常土壤和含銅土壤的波普反射率存在差異。所以,生物地質特征為礦產資源勘測提供了重要的信息,以此為依據,利用遙感技術對地表結構進行成像分析,結合遙感成像資料分析植被金屬物質的含量,大體上判斷出區域中不同礦產資源的分布狀況。
2.3 礦化蝕變信息提取
圍巖蝕變是指圍巖結構受到巖漿熱液的影響,巖石和熱液在相互作用下形成的一種物質。常見的圍巖蝕變有硅化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化、高嶺土化、云英巖化、青磐巖化、夕卡巖化和褐鐵礦化等[5]。礦區的實際范圍要比圍巖蝕變的范圍小,圍巖蝕變可作為有效的找礦標志。
正常的巖石在礦產種類、結構、顏色等方面區別于礦化蝕變巖石,具體差異反映在巖石的反射光譜特征,在某一特定的光譜波段上,某一特定的蝕變巖石的光譜呈現異常,遙感圖像上異常信息的識別可圈定礦化蝕變異常區和確定找礦靶區。目前,常用的遙感數據主要是多光譜和高光譜等,其中應用最多的是多光譜ETM+數據源[5]。
3 遙感地質找礦技術的發展趨勢及前景
近年來,我國社會經濟發展迅速,地質找礦技術的蓬勃發展為各行各業的物質需求提供了保障。未來地質找礦既要依靠傳統的找礦技術,更要發現新的遙感地質找礦技術,遙感地質找礦技術具有“窺一斑而知全豹”的特點,節省了人力財力和物力等方面的資源。在未來,遙感地質找礦在意識上從單一追求礦產資源的開采規模到綜合考慮生態環境保護,區域上從陸地到海洋,從地球到太空拓展,實現遙感地質找礦技術更加多元化。
在遙感地質找礦新技術的創新和拓展的探索過程中,高光譜遙感技術在地址中得到較多學者的重視和青睞,因為高光譜遙感技術利用成像光譜儀獲取許多非常窄的連續的光譜影像數據,能使地質勘探工作者準確找到新的礦產區,有效辨識礦與其他物質的差異性。當代社會3S技術(全球定位系統及(GPS)、遙感(RS)和地理信息系統(GIS)三種技術)集成為地質找礦提供了更加智能方案和便捷途徑。GPS技術進行定位,測量礦區的空間位置;GIS技術可集合地理信息,具有儲存、處理地理信息數據等多種功能。GIS技術與RS技術結合,為海量遙感影像數據提高存儲空間,并進行數據及圖像的管理及瀏覽。