前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的遙感技術的定義主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
(一)“遙感”的界定
目前學術界比較認可的對于“遙感”的定義為利用遙感器裝置對地面物體進行探測,得出待測物體的相關性質,根據待測物體對于波譜產生的不同反映而識別出地面上的待測物,它有從遙遠的地方感知物體的含義。遙感技術主要是指空對地的遙感,也就是從遠離地面的不同工作平臺上通過傳感器裝置,對地球表面物體的電磁波信息進行探測,并通過信息的傳輸和處理以及判讀,對地球表面資源與環境條件進行檢測技術。
(二)遙感技術的主要特點
1、遙感技術可以獲得大范圍的數據資料
由于陸地衛星的軌道為910km左右,而遙感技術所應用飛機的飛行高度為10km左右,所以通過遙感技術可以獲得較大范圍的數據信息。
2、遙感技術獲得信息的速度快、周期短,能滿足時效性要求
由于衛星圍繞地球運轉,因此對于衛星所經過區域的自然現象能夠獲取到最新的資料信息,以便及時更新原有信息。或通過對待測物體信息資料的變化對比進行實時監測,能夠做到數據的及時更新,所以從這個角度來說,人工實地測量的劣勢顯而易見。
3、獲取信息受條件限制少
由于遙感技術基本不受地面條件的限制,所以航天遙感技術對于待測物體的各種信息資料能夠做到方便及時的獲取。尤其是對于自然條件極為惡劣的沙漠、沼澤和山高路險的地方。
4、遙感技術所獲得信息的手段較多,信息資料龐大
遙感技術所獲得的數據信息應用于不同的研究領域和不同的研究目的,為實現這一方面的要求,可以通過選用不同波段的遙感儀器來獲得信息。同時對于地區的內部信息,可以通過不同波段對于物體的穿透性來完成。
二、遙感技術與土地管理
(一)遙感技術的原理
通常,波是指振動的傳播,電磁波即是電磁振動的傳播。根據波長的長短可以把電磁波的波段進行劃分,從目前的情況來看,電磁波的波段主要包括γ-射線、X-射線、紫外線、可見光、紅外線、微波和無線電波(按照波長由短至長依次劃分)。穿透力越強的電磁波波長越短,紫外線、可見光、紅外線到微波的光譜段主要應用于遙感探測技術。太陽所發出的光是一種電磁波,因為它是電磁輻射源。當太陽照射出來的光從宇宙空間穿過大氣層到地面的時候,大氣層會對太陽光進行吸收以及輻射,因此也造成了太陽光的衰減。大氣層對于太陽光的吸收和輻射作用有一定的差異,所以大氣層對于太陽光的吸收和散射的影像也有一定的區別。由于地面上的任何物體只要溫度高于絕對零度就會產生反射、吸收以及透射、輻射電磁波的特性。每種待測物體的特性以及照射光的波長不同,所以其對照射光的反射率也有一定的差異。目前,遙感信息的應用分析已經從靜態分析向動態監測過渡,從單一遙感資料向多時相、多數據源的融合與分析,遙感技術也逐漸向高空間分辨率以及高時間分辨率和高光譜分辨率的方向發展。遙感技術的充分發展可以減少野外作業和目視解譯的工作量。
(二)土地管理
土地管理是指國家綜合運用行政、經濟、法律、技術等手段,為維護土地所有制,調整土地關系,合理組織土地利用,而進行的計劃、組織、指揮、協調、控制等綜合性活動。它是國家的基本職能之一,由立法機構將國家意志表示規范化并用法律形式體現,國家各級管理機關貫徹執行。土地管理的目的是有效利用和節約土地,使這項不可再生資源能長期為經濟發展和人民生活提高發揮作用。運用現代技術可以對土地資源進行更科學、更精準的管理,特別是遙感技術的應用,有助于我們高效節約利用土地,在土地管理中的地位越來越重要。目前遙感技術主要應用于海洋、氣象、地質、水文、軍事等領域。在未來的一定時間里,遙感技術將進入新的發展階段。它在給人們提供快速、及時觀測數據的同時還可以提高遙感圖像的空間分辨率、光譜分辨率和時間分辨率。地理信息系統和全球定位技術的進一步發展及相互配合使用將會逐漸使其應用的領域越來越廣泛。
(三)遙感技術在土地管理中的應用
1、遙感技術應用于土地資源的變更調查和復核檢驗
近些年我國在土地變更調查事業上投入了大量人力物力財力,但是得到的調查結果卻并不令人滿意,差錯漏現象仍然很突出,隨著時間的推移,歷史遺留問題將會逐漸增加,數據的時效性難以保障。衛星遙感數據的應用彌補了上述的不足,其應用已成必然。在土地變更調查中應用遙感數據,土地管理人員可以方便快捷的找出變更圖幅的具置,并且這一工作可以在室內展開,然后根據各縣市區國土資源管理部門提供的具體變更資料便可以進行變更。它在工作效率和調查結果的可靠性方面有了長足的改進。另外通過遙感技術所獲得的遙感數據進行土地資源變更調查的復核工作,可以快速及時的發現遙感數據和實際的變更資料之間產生差異的真實原因。
2、遙感技術在進行城鎮地籍更新調查中的應用
城鎮地籍更新調查中同樣可以應用遙感技術,通過航空攝影測量,可以獲取城鎮地籍圖和地籍影像圖,并以此為依據建立相應的城鎮地籍數據庫及管理系統,逐步形成全市范圍內的城鎮地籍信息系統網絡,這不僅可以更有效的利用土地資源,還有利于土地權屬管理,落實各項土地管理措施。
3、利用遙感技術配合土地執法檢查
土地執法檢查中應用遙感監測,可以及時發現因監管缺失而造成的隱漏或因交通不便不易通過巡查發現的土地違法行為,做到早發現早解決,盡可能的把土地違法行為消失在萌芽狀態,杜絕違法用地現象的發生。
4、利用遙感技術輔助規劃部門掌握土地利用總體規劃執行情況
目前,規劃部門所具備的只是各區縣的土地利用總體規劃圖的文本和圖件,至于其具體執行情況卻很難獲悉。有了遙感數據以后,通過得到的影像圖,規劃部門可以對各地的執行情況一目了然,從而為進行宏觀層面的管理提供了可靠的依據。
現代測繪新技術的出現發展,不論是在學科理論上、還是技術體系中以及應用范圍上都取得了較重大的發展。目前,測繪產業主要是以“3S”技術為主要的特征,現代測繪技術在人們的生活中已經成為一種重要的工具,為人類研究地球及自然環境,解釋一些自然現象,解決人類社會可持續發展等許多的重大問題。
遙感,從廣義上的概念是泛指一切遠距離無接觸的探測,狹義的定義,遙感是應用探測儀器,不與探測目標相接觸,從遠處把目標的電磁波特性記錄下來,通過分析,揭示出物體的特征性質以及其變化的綜合性探測技術。遙感影像數據是值地表得光譜特征通過大氣層的傳播,被航空或航天的傳感器接收,記錄表達為光譜數據,或者在感光介質上直接反映成為像片數據。不同種類的地表覆蓋,表現為不同的地物特征,最終反映成為不同色度值、亮度值的遙感資料,為計算機的自動分類和作業者準確的目視判讀創造了條件,從而達到提高調查工作的效率和效益的目的。制作衛星遙感數字正射影像圖(DOM),其原理是依據其自身的特點,應用專業的遙感軟件對原始的遙感影像進行輻射校正和幾何校正,達到消除位移誤差和各種畸變,最終得到的衛星遙感數字正射影像地圖包含地理信息和各種所需專題。
遙感技術主要包括衛星遙感和航空遙感兩個方面,作為地形圖測繪的重要手段航空遙感在實際已經得到了廣泛的應用,而衛星遙感影像在測圖工作中同樣取得了較好的效果。
1 與傳統測繪工作相比較遙感技術所具有的優勢
目前,人造地球衛星時間周期短,提供的遙感影像資料經過加工處理可以制作成高速度、高質量的測繪地形圖。①大面積的同步觀測。大面積同步觀測所取得的數據是進行環境、資源調查時最寶貴的資料。然而通過傳統的測繪手段難度較大,工作量巨大。遙感觀測則可以不受地形條件等限制,提供獲取信息的最佳方。②時效性。遙感探測可以做到對同一地區在短時間內進行重復探測,發現地球所發生的動態變化,而傳統的測繪工作則必須在大量的人力、物力前提條件下開展地面調查,用幾年、或者幾十年的時間僅能獲得地球大部分地區動態變化的數據。③經濟性。相比較傳統的測繪技術,遙感技術更大的程度上節省了人力、財力、物力和時間,帶來了較高的經濟效益和社會效益。
衛星遙感信息具有覆蓋范圍大的特點,對宏觀的定性分析具有重要作用與價值。從20世紀的70年代中期開始,我國已經開始利用陸地衛星像片進行區域地質調查以及土地資源調查的工作。伴隨著計算機技術的快速發展的同時,遙感技術也在隨之進步,在地籍測繪工作中,日趨成熟的動態監測已經得到了廣泛的應用,比如遙感技術(RS)與地理信息系統(GIS)、GPS定位技術相結合(3S技術),為開展土地測繪工作提供了許多的便利。動態監測是在地籍測繪中應用遙感技術最直接最便捷的表現就。動態監測是指應用遙感技術,及時監測土地的調查、動態以及變更。
2 在測繪領域的應用
2.1 測繪地形圖 在測繪生產過程中,應用立體攝影測量方法較為普遍,其通過遙感技術來獲取地面的三維信息。雷達衛星的全天候,全天時,不受夜暗和云霧等惡劣天氣影響的特性,隨著雷達遙感快速發展的同時,因此,合成孔徑雷達(SAR)在立體攝影測量中的應用也逐漸開始廣泛。然而,由于斑點和噪聲的原因,因此,合成孔徑雷達的使用受到了一定程度的影響。但是,伴隨著雷達技術快速發展的同時,為獲取地面三維信息干涉合成孔徑雷達技術(INSAR)提供了全新的方法,就是利用干涉雷達技術的提取來制作地形數字高程模型(DEM)。此方法大大改進了獲取數字高程模型(DEM)的傳統模式。
2.2 衛星遙感數字正射影像圖(DOM) 遙感影像是通過遙感技術所獲取得地球表面客體或事物(地物)的影像資料。在應用了專業的地理信息遙感軟件后,通過對原始感遙影像經過輻射校正、幾何校正后,消除各種畸變和位移誤差,然后進行地理配準和圖像融合、增強等手段處理,之后生成具有地理信息和各種專題的衛星遙感數字正射影像地圖。DOM具有一定幾何精度的影像。在城市及區域規劃、土地利用/土地覆蓋制圖、地質和土壤制圖、測繪(地形圖的修補測及專題地圖的制作)的應用廣泛,以及在農、林、牧、漁業、資源專題、濕地制圖、野生動植生態學、環境評價、考古學和地形分析及城市虛擬景觀的制作及評價等方面應用也越來越普及。
2.3 制作專題圖 識別空間不同規模制圖對象,對于遙感圖像空間分辨率方面都有相應的要求。遙感圖像的空間分辨率與地圖的比例尺存在著極密切的關系。在遙感制圖中,由于不同平臺的傳感器所獲取的圖像信息可以滿足成圖精度的比例尺范圍都是不盡相同的。因此,修測更新遙感專題制圖和普通地圖時,應該結合研究、用途、精度和成圖比例尺、宗旨等要求,對不同平臺的圖像信息源,不可通用必須要進行分析篩選適合的,以便達到經濟實用的效果。遙感圖像的時間分辨率差異很大,用顯示制圖對象動態變化使用遙感制圖的方式的同時,不僅需要清楚研究對象自己本身的變化周期,而且更要了解到有沒有與其相對應的遙感信息源。
3 結語
隨著獲取遙感信息和處理技術信息時代到來的高速發展,人們對遙感技術的了解也逐漸深入,遙感技術可以貫穿于地質災害調查、監測、預警、評估的全過程。隨著遙感技術理論的逐步完善以及遙感圖像時間分辨率、空間分辨率與波譜分辨率的不斷提高,為地質測繪工作提供更先進的技術支持和更加全面的數據庫資料。
參考文獻:
[1]陳俊勇.我國工程測量技術的新進展[J].測繪工程,2004.
遙感是利用工作在不同電磁波范圍、運行在不同高度和不同類型遙感平臺上的技術,連續不斷、夜以繼日、周而復始地獲取以地球表面為主體的遙感數據,對地球表面的各種物體進行探測,把握地球表面物體、現象和過程的變化及其演變過程。
遙感開辟了人類認知地球的嶄新視角,為人類提供了從多維角度和宏觀尺度上去認識宇宙世界的新方法和新手段,實現了歷史性的跨越。目前,我國的遙感應用已取得了令人矚目的成就,在經濟建設和社會發展中發揮著越來越重要的技術支撐和服務作用。
受國家重視應用前景廣
中國遙感技術起步于20世紀70年代末,30年來,國家非常重視遙感技術的發展,連續4個五年計劃都把發展遙感技術列為國家重點科技攻關項目,把遙感技術作為國民經濟建設35項關鍵技術之一。
在應用方面,遙感已在土地資源、土地利用及其動態監測,主要農作物的遙感估產,森林資源調查包括植樹造林及退耕還林評估,重要自然災害的遙感監測與評估,城市發展和規劃的遙感監測等眾多領域得到全面應用。
遙感應用為國家和各級政府提供了大量科學的宏觀輔助決策信息,產生了巨大的社會經濟效益。越來越多的部門,已經或正在將這些技術納入部門業務化應用中,成為主管部門執法或制定產業政策、行業規范及行業技術改造的主要技術之一。
國家中長期規劃把遙感對地觀測列為重點項目,將遙感應用列為相關部門的重點應用內容。我國衛星發射有長期規劃,保證了遙感應用的信息源,保證了我國的遙感應用持續發展。
各領域實踐處處開花
1.土地資源調查和土地動態遙感監測
隨著人口的增加,耕地的減少,我國面臨著如何盡快查清國土資源的數量和分布的重大問題。
我國利用遙感技術先后完成了全國土地利用調查。在20世紀80年代初期采用陸地衛星MSS數據編制了全國818幅1∶25萬土地利用圖等。20世紀80年代中期我國又應用航空和衛星遙感技術與野外調繪相結合,完成全國的土地利用詳查,查清了我國土地權屬、類型、數量、質量、分布及利用狀況。從此取得了全面、翔實、準確的全國土地利用現狀的第一手資料,為編制國民經濟和社會發展計劃,制定有關政策和科學決策等提供了重要依據。我國應用陸地衛星TM數據、中巴衛星數據等完成了20世紀80年代中期、90年代中末期和2000年代中期1∶10萬和1∶25萬全國土地利用調查,并建立了業務運行系統,具有每年耕地數據動態更新和每五年土地利用數據全面更新的能力。現在我國正利用遙感數據進行第二次全國土地詳查工作。
2.遙感在自然災害監測評估中的應用
遙感技術為自然災害的監測評價提供了強有力的技術手段。經過20多年的科技攻關和建設,我國已建立了重大自然災害遙感監測評估運行系統,已經形成了對臺風、暴雨、洪澇、旱災、森林與草原火災、雪災、冰凌、赤潮、地震、沙塵暴以及典型區的蟲害、滑坡、泥石流等災害的監測能力,特別是快速圖像處理和評估系統的建立,已經具有了對突發性災害的快速應急反應能力,使該系統能在幾個小時內獲取災情數據,1天內做出災情的快速評估,1周內完成詳細評估報告。
系統建成后已先后在1987年的大興安嶺特大森林火災,1998年我國長江、嫩江特大洪水,2000年易貢大滑坡地質災害,2003年淮河大洪水以及2008年“5•12”汶川特大地震等災害監測中投入運行,為國家各級防災減災部門決策提供服務,產生巨大的社會和經濟效益。
例如在1998年我國特大洪水監測中,運用了六顆衛星數據,出動三套航空遙感系統對災情進行動態監測,并核實了上報受災面積3 億多畝為3000多畝的事實,體現了遙感的優勢。遙感在汶川大地震災情監測中發揮了其他手段不可替代的作用,是獲取災情信息的惟一手段。在四川汶川大地震發生后,全力啟用了航空、航天遙感設備和專業技術人員,為抗震救災監測獲取、處理和分析數據,并緊急向政府部門、前線指揮部提供了大量快速、有效的災情數據和信息。
3.農作物遙感估產系統
農業生產形勢,特別是各級政府、農業生產管理部門、農產品購銷與加工企業以及廣大公眾都關注的大事。農作物長勢與產量是國家社會經濟基礎信息,對于制定國家和區域社會經濟發展規劃,制定農產品進出口計劃,確保國家糧食安全,指導和調控宏觀的種植業結構調整,提高相關企業與農民的經營管理水平均具有重要意義。遙感技術用于農情監測具有得天獨厚的優勢。近30年來,農作物遙感監測一直是遙感應用的一個重要主題。
中國科學院建成了“中國農情遙感速報系統”,該系統包括作物長勢監測、主要作物產量預測、糧食產量預測、時空結構監測和糧食供需平衡預警等5個子系統,可實現全國范圍主要農作物的長勢監測、單產預測與估算、農作物種植面積提取、種植結構變化監測、糧食總產分析計算、耕地復種指數獲取、農業氣象分析、農作物旱情遙感監測等農情監測業務,并能獲取全球主要農業國家的作物長勢和重點產糧國的總產預測等信息。自運行以來,該系統每年監測和預測的信息被國家發改委、國家糧食局、農業部等部門及一些省市應用,現在已推廣到期貨市場應用。
農業部組織研發并投入業務運行的“國家農業遙感監測系統(CHARMS)”,可定期監測和評價全國大宗農作物面積、長勢和產量、草地產草量和草地退化、農業土地資源、土壤墑情、農業災害等主要農業動態信息,為農業結構調整、糧食安全預警和農業宏觀決策提供可靠的技術支撐。
4.遙感在數字城市建設中的應用
遙感在城市建筑監測中發揮了重要作用。城市拆遷是城市建設中的難題,利用高分辨率圖像,對拆遷進程一目了然,便于城市建設管理。北京市利用“北京一號”小衛星4米分辨率的圖像對較大工程(如奧運工程)的拆遷和建設進行了監測。建設部已經建立了風景名勝保護監管信息系統,實現對風景名勝區環境生態和景觀的及時、有效的監管,以迅速遏制國家級風景名勝區“城市化”、“人工化”、“商業化”的趨勢惡性蔓延,保護國家風景名勝區的寶貴資源。該系統已納入建設部日常監管業務。
城市發展已經成為遙感技術應用最具活力的領域之一。利用先進的遙感等空間信息技術可以對城市自然生態中的土地、生物(如綠地)、水、景觀等,對社會生態中的環境(如大氣污染)和人居環境(如綠化和熱島)等進行監測,為城市建設提供生態布局和治理方案。
對我國直轄市、省會城市和特別行政區的34個城市的中心建成區30年的城市擴展監測結果表明,到21世紀初期,各個城市中心建成區不同程度地增加了中心建成區的面積,城市的建設規模顯著增大。實施監測的34個城市的中心建成區面積較監測起始期擴大了2.26倍。
5. 遙感在測繪中的應用
以遙感數據為核心的國家1:5萬地形數據庫建設已相繼完成了數字柵格地圖(DRG)、數字高程模型(DEM)、矢量核心要素數據庫(DLG)、地名(GN)、土地覆蓋(LC)、數字正射影像(DOM)、控制點(CP)、元數據庫(MD)等專題數據庫,并實現對各數據庫的集成管理,為廣大用戶提供高精度的基礎地理信息服務。1∶5萬基礎地理信息更新工程的實施,將大幅度地提高其現勢性和改善內容完整性,有力地提升基礎測繪成果為國民經濟建設、社會發展和國家安全的服務保障能力與水平。
我國西部約 200萬平方公里的國土曾經受惡劣自然環境和當時技術水平的制約,一直沒有測制過1:5萬比例尺地形圖。如今,航天遙感、航空攝影、航空航天合成孔徑雷達、衛星導航定位、地理信息系統等最新攝影測量與遙感技術,為西部測圖工程的順利實施提供了有力的技術支撐。西部測圖工程的實施,對于滿足西部重大基礎設施建設、資源合理開發與利用、生態建設與環境保護以及國家安全具有十分重大的意義。
做好數據保障與應用業務結合
1. 遙感應用的數據保障問題
遙感應用進入業務化,首先要保證其時效性、數據的可靠性和實用性。這就要求遙感數據能及時提供用戶所需要的不同時間分辨率、空間分辨率、光譜分辨率的各種數據,特別是突發性災害的監測評估,要能在災害發生后最短的時間內提供遙感數據。
2. 遙感信息與應用業務的結合問題
遙感提供的信息可能只是業務應用涉及的部分信息,要解決業務應用需要與實際應用模型、其他數據與信息等的結合,其難點是遙感信息與應用模型的同化、綜合信息的挖掘等。
3. 遙感應用系統集成問題
遙感信息作為業務應用的重要空間信息,其優勢是可以快速提供大范圍地表的空間分布信息,這是常規方法不可比擬的,但是,遙感信息必須與數據庫、模型和應用系統集成在一起才能發揮其應有的作用。目前應用比較好的領域都是這樣做的。
“四化”加速遙感應用
1. 遙感應用數據的詳細化
由于遙感應用的巨大需求,遙感數據獲取技術的飛速發展,適應遙感應用的數據將是多樣化的。空間分辨率將會有幾公里- 1公里-幾百米-幾十米-幾米-幾十厘米級的數據,時間分辨率會有幾天-幾小時- 1小時-半小時甚至更高時頻的數據,光譜間隔將達納米級。
2. 遙感信息提取的智能化
遙感應用的重要環節是信息提取和挖掘。未來的遙感數據處理和信息提取技術會向自動化、智能化方向發展,關鍵要解決精度和速度問題,新的算法、模式識別和工作流技術等將會引入到遙感數據處理和信息提取中,大大提高自動化處理和智能化提取的能力,可以自動處理重復、費事的任務,提高操作效率,降低生產成本。
3. 遙感應用的外包服務化
由于遙感的數據-信息-知識-應用的技術環節復雜,因此遙感應用的門檻很高。目前,國際上已出現一些大的企業,承接政府和行業的遙感應用。將復雜的技術問題交給企業解決,從得到的遙感信息和知識中做好自身與專業的結合,從而降低應用的門檻。我國“北京一號”小衛星的應用就是由北京各委辦局交給企業做的,取得很好的效果。這種外包服務化是未來遙感應用發展的趨勢,也會推動遙感產業化。
4. 遙感應用的大眾化
環境與生活的品質有直接的聯系,環境保護受到越來越多的關注。對于建設項目,其對于水環境、聲環境、生態環境等的影響必須經過評價以確定該項目是否合符法律、法規的要求。成熟的、完善的無人機遙感技術,在國土監察、氣象遙感等領域就用廣泛。環境保護領域中的應用,取得令人滿意的效果。對提高應急效率等有著極大助力。及時快捷的災情信息對于及時制定救援策略,提高救援效率和質量起著至關重要的作用。2008年南方出現罕見雨雪冰凍災害,在災情監測勘查、災情評估、現場救災指揮、受災面積估算、災后重建工作無人機遙感都體現了其優勢。2010年郎城、楊永崇等人主要采用三種機型來獲取航片,應用近兩年航拍的無人機遙感影像完成東勝區土地利用動態監測。2011年12月遼寧省遼寧環境與航空應用工程中心采用無人機遙感系統對遼河流域現狀航拍和遙感監測,影像分辨率為0.1m。遙感監測對遼河生態系統現狀全面評價。將無人機遙感應用在環保領域遼寧走在了國內的前沿。隨之,2012年遼寧環境航空應用工程中心利用通航研究院研制完成的sy-1型低空無人機遙感系統,選用高分辨率面陣CCD數碼相機作為遙感設備,對遼寧省錦州市第二、三污水處理廠進行規劃環境影像評價,通過遙感目視解譯以及將無人機遙感影像作為規劃底圖,為環評工作提供數據支持和依據。將遙感影像與專題圖聯系起來是一個具備實用價值的課題。當需要對偏遠的地區地形圖作為底圖供保用,精度低或年代久遠是不能滿足的使用的。多光譜成像儀生成多光譜圖像,提供污染狀況信息的專題圖。另外,無人機遙感系統生成高分辨率遙感影像甚至還可以辨識出該區域內不同植被類型的相互替代情況,這樣對區域內的植物生態研究也會起到參考作用。
2研究對象概況
地理位置上,丹東港位于遼東半島東部,鴨綠江入海口西岸,南臨黃海,是遼東半島港口群中距離朝鮮半島和日本列島最近的港口。丹東港現有大東港區(海港)和浪頭港區(河港)兩個港區,共有生產性泊位15個,其中大東港區是我國北方天然不凍良港,共有萬噸級以上泊位10個,港區內有油品專業碼頭1座。港口工程分多期進行。有部分項目還在處于報批或未開工,對于建設項目環保管理的手段提出考驗。通過無人機拍攝的高清圖片,工作人員在對圖片進行處理后能夠清楚明了地得到該建設項目的信息,為作出決策提供詳實、實時的佐證。
3無人機遙感技術
無人機遙感技術是無人駕駛飛行器技術與遙感技術的結合。即自動化、可編程飛行與遙測、遙控、通訊、GPS差分定位的綜合技術。該系統能快速獲取土地資源和環境等的空間遙感信息,可為后期處理遙感影像數據提供高分辨率的數據。其具有成本低、損耗低、高時效性、可靈活使用等諸多優點。無人機遙感技術是由空中部分、地面部分組成。其中空中部分由遙感傳感器、遙感空中控制、無人機平臺組成;地面部分由航跡規劃、無人機地面控制以及數據接收顯示部分組成。遙感影像覆蓋范圍廣、獲取周期短、相對于衛星與航空遙感受自然條件限制少,能為環境保護提供高時效、高精度的數據。相比于普通GOOGLE地形圖,無人機遙感影像時效性更高、分辨率更高、能更準確反映項目周邊實際情況。遙感技術已在建設項目水土保持監測中、環境影響評價中、環保驗收中等工作中得到應用,并取得了不錯的效果。
4信息科學分類理論研究
《建設項目環境保護管理辦法》規定凡從事對環境有影響的建設項目都必須執行環境影響評價制度和“三同時”制度。所謂“三同時”是指“建設項目需要配套建設的環境保護設施,必須與主體工程同時設計、同時施工、同時投產使用”。同時設計、同時施工是“三同時”的基礎,同時投產使用是“三同時”的關鍵。港口包括生態環境、聲環境、振動環境、電磁環境、地表水環境、環境空氣、固體廢物污染等,因目前無人機遙感載荷能力限制,難以獲取環境振動、聲及電磁環境等信息。地圖符號的基本圖形要素可稱為符號構成元素。基本因素,是地圖上最小的圖解單元。位置、形狀、色彩、尺寸、網紋、方向和注記構成符號的要素。從結構上看,產生意義的不是符號本身,而是符號的組合關系。因此,歸根結底,各類關系和結構落實在地圖上,體現于點、線、面符號之中。一個專題符號的意義達成,核心任務是要處理語義和語法層的關系。專題圖中,符號要素的特性。專題圖中。針對符號形態與專題圖需求,擬按以下原則分類。符號構成元素設計應遵循的基本原則應該是,最大限度地利用每個符號構成元素的最佳表達效果,尋求科學的組合模式,能系統、完整、充分地顯示專題要素,并和制圖目的、用途、主題相一致。大體上分類可以遵從這可規則:點、線、面,又通過其規則性與否區分球體、棱錐和棱柱等及曲線、弧線等,還可以通過方向性箭頭來表達動態變化,并且與靜態變化來表達不同態勢。而通過以語言學來描述,這些就是構成具有語義的符號。符號構成元素和其所表示的專題要素特征,有了相對復雜的關系,基本可以通過模糊理論來對他們進行組合,而不是是明確的邏輯關系。簡單的分類應滿足幾個原則:科學性原則、重要性原則、直觀性原則。即應遵循環保專題地圖相應規定,各工程屬性信息定義明確,能夠體現相應環保措施要求,其解譯數據庫、符號表達依據相關環境保護標準,具有科學依據。對你信息應選取具有代表性、最為重要的指標,舍棄影響小的指標,保證最大程度地反映工程環保信息。提取的屬性應是在現有技術條件下,能夠在無人機影像上獲取的信息,能對建設項目工程做出客觀、公正的評價。
5港口項目科學分類研究
在數據符號化的過程中,對符號進行分類、規范是因不同需求而變。在環保專題圖中針對對像不同,可以通過形狀(可借鑒現有圖例、符號設計方法、經驗)、顏色不同,來表達對像的要素。首先,以顏色不同來表達項目工程的建設情況。這樣有利于對其進行環境保護管理。(見表2)按不同顏色劃分項目工程后,可以根據不同工程的環保要求及對附近敏感點的影響來分類。(見表3)將現實對像符號化,通過GIS來實現。敏感點均以點符號表達,融合元素要素后成為數字化識別、操作對像。通過ArcMAP將圖片格式制成不同類型,其對像對應點識別符號。(見表4)確定制圖符號及對應對像關系,定下分類規則。包含了多種屬性的符號是為分類符號。分組符號利用不同形狀、大小、顏色、圖案可以表達符號對應對像的多種狀態。這種分類的表示方法能夠反映出要素的數量或者質量的差異。重要的是對地理信息的決策作用提供了支持。將符號入庫以便于以后使用。
6結語
【關鍵詞】ERDAS IMAGINE;數據功能;圖像處理;地理信息系統
中圖分類號:N37文獻標識碼: A
1 前言
ERDAS IMAGINE是美國ERDAS公司開發的專業遙感圖象處理與地理信息系統軟件。ERDAS IMAGINE是以模塊化的方式提供給用戶的,可使用戶根據自己的應用要求及資金情況合理地選擇不同功能模塊極其不同組合,對系統進行裁剪,充分利用軟硬件資源,并最大限度地滿足用戶的專業應用要求。
2 ERDAS IMAGINE軟件的功能體系介紹
ERDAS IMAGINE作為一個功能完整的、集遙感與地理信息系統于一體的專業軟件,用戶在進行遙感圖象處理、轉換、分析和成果輸出的過程中,如何有效地應用系統所提供的強大功能呢?下圖將會根據ERDAS IMAGINE的系統功能、常規遙感圖象處理與遙感應用研究的工作流程,說明ERDAS IMAGINE的功能體系。
3 ERDAS IMAGINE軟件的特色功能介紹
3.1 圖像處理功能介紹
方便和直觀的操作步驟使用戶操作非常靈活:ERDAS IMAGINE具有非常友好、方便地管理多窗口的功能。不論是幾何校正還是航片、衛片區域正射矯正以及其它與多個窗口有關的功能,IMAGINE都將相關的多個窗口非常方便地組織起來,免去了用戶開關窗口、排列窗口、組織窗口的麻煩,應用方便因而加快了產品的生產速度。IMAGINE的窗口提供了卷簾、閃爍、設置透明度以及根據坐標進行窗口聯接的功能,為多個相關圖像的比較提供了方便的工具。IMAGINE的窗口還提供了整倍的放大縮小、任意矩形放大縮小、實時交互式放大縮小、虛擬及類似動畫游戲式漫游等工具,方便對圖像進行各種形式的觀看與比較。
ERDAS IMAGINE為不同的應用提供了250多種地圖投影系統。支持用戶添加自己定義的坐標系統。支持不同投影間的實時轉換、不同投影圖像的同時顯示對不同投影圖像直接進行操作等。支持相對坐標的應用。另外有非常方便的坐標轉換工具,經緯度到大地坐標,反之亦然。常用的圖像處理算法都可用圖形菜單驅動,用戶也可指定批處理方式(batch),使圖像處理操作在用戶指定的時刻開始執行;圖像的處理過程可以由圖像的屬性信息控制,而上層屬性信息可存在于本層或任何其他數據層次;同時,圖像處理過程可以用于具有不同分辨率的圖像數據上,輸出結果的分辨率可由用戶指定;ERDAS IMAGINE還支持對不同圖像數據源的交集、并集和補集的圖像處理;
獨一無二的專家工程師及專家分類器工具,為高光譜、高分辨率圖像的快速高精度分類提供了可能。此工具突破了傳統分類只能利用光譜信息的局限,可以利用空間信息輔助分類。此工具可以將我們所積累的幾乎所有數字信息應用于分類,是分類應用的一大飛越。其功能強大且應用方便,其提供的游標功能使知識庫的優化成為輕而易舉的操作。其知識庫的可移動性為其它非專業人員進行分類工作提供了方便,為成熟知識庫的推廣應用提供了方便易行的途徑。利用專家的知識還可以建立決策支持系統,為決策人提供工具。
3.2 與地理信息系統的集成方面介紹
ERDAS IMAGINE系統已經內含了ArcInfo Coverage矢量數據模型,可以不經轉換地讀取、查詢、檢索其coverage、GRID、SHAPEFILE、SDE矢量數據,并可以直接編輯coverage、SHAPEFILE數據。如果ERDAS IMAGINE再加上擴展功能,還可實現GIS的建立拓撲關系、圖形拼接、專題分類圖與矢量二者相互轉換。節省了工作流程中讓人頭疼、費時費力的數據轉換工作,解決了信息丟失問題,可大大提高工作效率。使遙感定量化分析更完善。
4 ERDAS IMAGINE軟件的數據功能
ERDAS IMAGINE作為一個功能完整的、集遙感與地理信息系統于一體的專業軟件,用戶可以進行遙感圖象處理、轉換、分析和成果輸出,同時ERDAS IMAGIN軟件的數據處理功能也很強大。
ERDAS IMAGINE的有兩種數據存取類型,首先是對許多柵格文件可以不經轉換而直接以其原始格式進行存取,其次是對更廣范圍的光譜數據的數據交換提供了輸入/輸出功能。柵格數據的格式主要有ERDAS IMAGINE 的img,ERDAS .lan,ERDAS . gis,TIFF .tif,GeoTIFF .tif,ESRI GRID Stack,ESRI GRID,ESRI BIL,BIP 和 BSQ,JFJF(JPEG)等。矢量數據的格式主要有ESRI ArcInfo coverage 格式(7.x,6.x&3.5),ESRI Shapefile,ESRI SDE 矢量格式,ERDAS IMAGINE注記層文件(.ovr),ERDAS IMAGINE AOI文件(.aoi),TerraModel 投影文件(.pro)等。
關鍵詞:遙感影像數據庫管理系統;要求;管理模式
中圖分類號:P23 文獻標識碼:A
遙感技術的發展準確來說應該開始于人類第一顆人造衛星發射。經過幾十年來的發展,遙感影像的應用范圍越來越廣泛,涉及到了軍事、科學研究、氣象預報等等多個行業領域,也正是由于遙感影像的應用越來越廣泛,遙感影像數據量越來越大。遙感影像數據量與日劇增以后,遙感影像的發展必然呈現出越來越繁榮的趨勢,數據量也會越來越大,面對這樣的情況,對建設遙感影像數據庫管理系統提出了更高的標準。
1 遙感影像數據庫管理系統所具備的要求分析
遙感影像是記錄電磁波的膠片,與我們日常的影像數據存在很大的區別,從遙感影像數據特征來進行分析,遙感影像數據庫管理系統需要具備以下幾點要求:
1.1 在實際當中,遙感影像的來源有很多渠道,如航空影像、衛星影像等等,因此,遙感影像數據庫管理系統的兼容性要強。
1.2 遙感影像具有一個很明顯的特點就是能夠表現立體空間,支持空間表達對于應高影像來說是至關重要的,所以遙感影像數據庫管理系統對于空間數據索引和數據查詢具有一定的能力。
1.3 由于遙感影像數據庫來源于很多的渠道,影像數據也沒有統一的標準,所以對于遙感影像要滿足多尺度的特性。
1.4 遙感影像數據庫管理系統必須具備“無縫性”,主要表現在其一集合空間的無縫,遙感影像的存儲一般來說具有固定的存儲模式,而無縫性的要求就是要打破這種模式,構建一個無縫的區域,用戶在使用的時候圖幅是透明的。二是色彩空間的無縫性,遙感影像數據庫管理系統在一定區域和分辨率范圍內,影像色彩的變化應當是平滑的,不能出現明顯的差異。其三是尺度空間的無縫性,在操作遙感影像數據縮放的時候,應該保持不同尺寸之間的遙感影像能夠平穩的過渡。其四是影像數據和元數據的無縫性,該性質是遙感影像數據庫管理系統建設當中需要著重強調的。
1.5 遙感影像應用較為廣泛,對于商業用途來說,系統的通用性、擴展性以及維護性是非常重要的。
1.6 隨著社會經濟的發展,遙感影像數據量急劇增加,遙感數據庫管理系統的儲存量也應該是海量的,必須要達到TB級。
1.7 從數據可視化的角度上來說,遙感影像數據庫管理系統的建設應該以零延遲為目標。
2 遙感影像數據庫系統管理模式研究
從大體上來說,遙感數據庫系統管理的主要方式可以分為三大類,一個是基于文件的方式,其次是基于數據庫的方式,最后就是文件和數據庫混合的方式,下面文章對三種方法進行簡單的分析:
2.1 基于文件的方式
遙感影像數據庫管理系統基于文件方式進行管理的主要優點就是結構不復雜,并且維護的費用也不高,技術相對來說較為成熟。同時也存在一定的缺點,主要表現為安全性能不高,不能支持多用戶進行并發操作,元數據管理效率較低等等。因此,對于這種管理方式來說在多數據量的環境下性能表現力不從心,大多數情況下只能適用于遙感影像數據量較小的環境下。
2.2 文件和數據庫混合的方式
文件和數據庫混合的方式的主要原理是將遙感影像數據以文件的形式保存在服務器上,但是與之對應的元數據卻分隔開來保存在了數據庫當中,這種管理方式的主要優點是遙感影像數據存儲的效率高,但是相對難度也會增大很多,并且隨著時間的推移,遙感影像數據量會不斷增多,并且后期的維護難度也非常大。
2.3 基于數據庫的方式
基于數據庫的遙感影像管理模式主要以分布式對象對應關系數據庫管理遙感影像數據,該方式不僅可以給中央服務器減負,還可以減少產生瓶頸的幾率,提高數據的傳送率、查詢以及更新效率,可以大大縮短相應時間,并且能夠支持多用戶的并發訪問,這些都是其他管理模式無法比擬的。除此之外目前的數據庫都設置了安全訪問控制機制,這樣的設置能夠為開發人員省下了不少的麻煩,提高效率。
3 遙感影像數據庫管理系統建設對比分析
由于工作的需要,遙感影像數據庫管理系統的功能要求越來越高,為了更好的進行分析研究,文章對比了傳統遙感影像數據庫系統來論述。
3.1 傳統遙感影像數據庫管理系統分析
3.1.1 關系數據庫系統
傳統的關系數據庫對于遙感影像數據的處理僅限于數值和字符串,并沒有豐富的數據類型,這對于遙感影像的使用、研究來說是極其不方便的,建立在對象層來挖掘面向對象應該是目前的主流,對于對象數據庫的存儲和訪問不能優化,其效率不高,而且技術上也存在嚴重的問題。
3.1.2 對象數據庫系統
在上個世紀八十年代以來,對了遙感影像數據的最好技術就是面對象技術,這種技術的應用能夠使得系統當中的數據模型表現的更加直觀、并且性能更加的問題,后期維護也較為方便,同時這種系統也存在致命的缺陷,對于SQL的支持很少,實際的工作當中,許多軟件需要應用到SQL接口。
3.2 對象一關系數據庫系統
對象一關系數據庫管理系統具備最大的優勢就是具有面向對象的建模能力,對于復雜的遙感影像數據都能進行分析,用戶可以直接使用數據管理工具,將遙感影像應用的具體范圍與系統實現無縫結合,極大的提高了工作效率。
在目前來說,對象一關系數據庫管理模式還處在研發階段,只能說是一種新興的技術,其應用的行業領域也較窄,相比上文論述的遙關系數據庫管理來說還尚不成熟,關系數據庫系統的所有操作只是按照既定的操作標準來執行,相對來說非常簡單,但是其致命缺點有限的數據類型以及程序設計中數據結構是制約關系數據庫系統發展的最大障礙。而遙感影像數據對象一關系數據庫管理系統能夠將面向對象的建模能力和關系數據庫的功能實現了有機的結合,理論上來說都優于上述兩種遙感影像數據庫管理系統,還能將關系數據庫系統缺點轉換成優勢,具有高度的擴展性、管理復雜遙感影像數據的能力也大大提高,用戶通過自定義的功能和索引表達,對于各種類型的遙感影像數據實現訪問、存儲以及恢復等功能。
遙感影像數據對象一關系數據庫管理系統通過開放SQL平臺,可以最大限度的避免定義復雜對象的專有數據結構,使得遙感影像數據庫管理系統的應用更加廣泛。
4 遙感影像數據庫管理系統建設的技術分析
隨著遙感技術的不斷發展,遙感影像數據量增長速度越來越快,在這樣的背景下,必須要研發出一套高效的管理應用系統,將遙感影像的分發以及處理能力提升到新的高度,與此同時還需要很好的契合遙感影像數據制作影像海圖等各方面應用需求。高效科學的遙感影像數據庫管理系統建設成為了業內關注的焦點。鑒于此,文章對遙感影像數據庫管理系統建設的總體構架以及相關的技術問題提出了幾點愚見。
4.1 遙感影像數據庫管理系統建設的總體架構
針對日常生產生活對遙感影像數據庫管理系統提出的功能和要求,總的來說,系統的總體框架可以分成四層: 基礎設施層、數據層、邏輯層和應用層。在這四個層次當中,基礎設施層是整個遙感影像數據庫管理系統運行的基礎,主要包含了系統的軟硬件運行環境以及網絡運行環境的建設;第二層數據層對于整個遙感影像數據庫管理系統來說,是非常關鍵的組成部分,也應該是建設的重中之重,其主要的功能是對采集的原始遙感影像、影像元數據以及矢量數據等等進行儲存;而對于邏輯層來說,主要的工作就是對客戶端訪問遙感影像數據庫所需的功能部件進行優化升級;最后的應用層主要就是對遙感影像數據庫管理系統當中的集成影像進行日常的管理和維護,同時提供查詢、分析以及分發等等功能。
4.2 遙感影像數據庫管理系統功的能設計
結合上文對遙感影像數據庫管理系統總體架構分析,所提出的四層主要架構需要實現的功能,可以將遙感影像數據庫管理系統分為五個子系統。
4.2.1 質檢入庫子系統
遙感影像采集后需錄入到系統當中,但是在此之前需要對遙感影像進行質檢,主要檢查的內容包括了遙感影像的完整性、一致性等等,并且通過工程化方式對遙感影像、元數據等等實現快速入庫,支持斷點續傳、后臺任務同時進行。
4.2.2 組織管理子系統
該子系統是對遙感影像數據管理的核心部分,主要對數據庫當中遙感影像的參數進行配制、同時還包含了數據建模、數據備份以及數據共享等等應用,方便遙感影像數據的共享和管理系統的集成。
4.2.3 分發服務子系統
需要在系統中引入電子商務模式的影像分發服務,實現對數據庫中遙感影像的查詢、分發等功能,同時在改子系統當中提供開放的數據接口。
4.2.4 技術支援子系統
對入庫的遙感影像數據進行規范化處理,包括了元數據的采集、快視圖提取、鑲嵌、配準等。
4.2.5 配置維護子系統
主要的工作是支持和維護遙感影像數據庫管理系統的運行,提供一系列的安全管理配套功能,如用戶管理、日志信息維護等。
結語
遙感技術隨著社會經濟的發展,應用越來越廣泛,面對與日俱增的遙感影像數據,必須要建立一個強大的遙感影像數據庫管理,這也是遙感影像發展的必然趨勢。遙感影像信息系統核心技術設計的范圍較廣、難度較大,目前有很多的學者在進行這方面的研究,本文對遙感影像數據庫管理系統的建設只是進行了粗淺的探討,相信隨著研究的深入和科技的發展,遙感影像數據庫管理系統建設相關研究會更加的深入,遙感影像也會更加方便的應用于我們的各項工作當中。
參考文獻
[1]黃杰,劉仁義,劉南,沈林芳,王娜. 海量遙感影像管理與可視化系統的研究與實現[J]. 浙江大學學報(理學版). 2008(06).
(1)無人機在水利工程測繪中的應用。由于現有的普通航空攝影缺乏激動靈活性,而且難以獲取云下圖像;衛星遙感受制于時效性不強的影響,分辨率較低,對于水利工程等需要重復測繪或監測的工作,無法滿足要求。以無人機作為遙感飛行平臺,在機體上荷載數據遙感設備,利用遙感數據處理系統作為技術支撐,融入“3S”技術,可以實時對地或對目標水域進行觀測及數據的快速處理。采用無人機技術的測繪遙感系統,具有快速獲取高分辨率圖像及快速處理的能力,在前期檢校及測試后,都可以根據項目需要獲取較大比例尺的航空影像資料,完成數字線規劃圖、數字高程模型、數字正射影像圖的繪制,為工程建設提供重要的信息。此外,利用無人機遙感圖像技術,根據水利工程區域內不同時間段的監測圖像進行假彩色合成,能夠分析該時間段內水域的淹沒范圍,能夠分析水流移動方向和移動速度,為決策者作提供有效信息;利用紅外波段的水體輻射率同其他地物輻射率相比,存在較大差異的特點,針對目前水域,選擇合適的紅外波段,確定水體的閾值。將紅外波段輻射過后閾值在該范圍內的定位水體,高出閾值的定義為非水體,根據該原理,可以計算水利工程區域內水位值及水位覆蓋面積,便于為工程提供科學參考依據。
(2)無人機技術在水利工程動態監測及水域環境監測中的應用。我國水資源豐富,水域河流眾多,眾多水利工程對國民經濟發展和人民生命財產具有重大影響。利用無人機技術,對水域實施動態監測,能夠查明范圍內水域的變化情況,通過掌握的水域基礎數據來建立水域調查、水域統計及其他管理制度,逐步實現水域管理的信息化,滿足社會經濟發展和水域管理的需要。利用水域動態監測結果,建立水域變化及非法水域占用資料,為水利管理提供依據。
(3)無人機在水利工程水土保持作用中的應用。由于自然地理環境和社會經濟條件的特殊性,我國水土流失較為嚴重,以成為目前最主要的環境問題。水土保持是水利工程重要作用之一,由于水利工程規模較大,對水域內水土保持及水土流失情況進行統計,單純依靠人工處理,無法確保數據的準確性。可以利用無人機技術調查土壤侵蝕定量來完成水土保持的研究。由于土壤侵蝕原因及過程較為復雜,受到多種自然環境及人為因素影響,根據不同土壤侵蝕類型和影響因子的不同,參考土壤侵蝕房產因子指標,結合遙感技術及常規方法,在GIS中存取、表達和計算,完成土壤侵蝕定量的計算。利用無人機獲取的遙感圖像,對水土流失情況、現狀及發生特點和趨勢,進行科學分析并及時制定針對性改善策略,加快水土流失治理,確保水利工程的實際效用。
二、無人機在水利工程中的航攝成圖
(1)外業像控點布設方案及測量。像片控制點測量采用區域網布設方案,在照片拍攝之前進行實地布標和航拍后明顯地物點相片刺點的方法。像控點分為平面控制點、高程控制點和平高點。根據各項目具體特點,水利工程內所有像控點皆為平高點,像控點一般布設在沿河道的兩旁公路邊或地面較平坦處,由于涉及到淹沒的問題,所以在較平坦的耕地集中處布置較多像控點;田間工程等區域平均布點。
(2)航空攝影。航線網布點將航向分段設置為多個平高點,確保航線首尾末端上下的控制點布設在通過主點并且垂直于方向線的直線上,確保上下點在同一立體相對內。根據攝影區域進行航線設計,確保測量區域之間存在重疊度,一般設置航向重疊為60~70%,旁向的重疊為30~40%。選擇無揚塵、云霧少、大氣透明度好、地表植被或其他覆蓋物對成圖影響較小的季節進行攝影,根據地形條件,選擇合理的攝影時間。
(3)立體測圖。在全數字攝影測量工作站上進行內業數據采集,像對定向元素直接由加密成果導入測圖工作站,利用已有的加密資料,恢復測區,每個模型在自動相對定向下重新相對定向,然后生成核線。數據采集以成圖的模型為單位進行,每一幅圖存放一個文件,文件名與圖幅編號一致,擴展名為xyz,然后經轉換程序直接轉成cass數據。
三、結束語
【關鍵詞】測繪技術 現代化 應用
傳統的測繪技術已經不能適應當今社會發展的要求,又由于其工作量大,更新困難,效率低下等缺點,已經很少被采用,而新興的測繪技術通過對高科技技術系統的運用,已經做到了簡便精確的完成測量任務,當前我國的土地測繪技術在不斷的發展和完善,在工程地質勘測過程中,很多技術都在不斷的改進,此外還出現了很多的新技術,科學技術的不斷發展也使得這些技術中融合了更多的現代化技術因素,這對我國的土地測繪而言有著十分重要的意義和作用。現代的土地測繪工作中越來越多的應用到了高科技技術,這些技術發展的過程中也是離不開計算機網絡技術和數據庫技術的支持的,它是多項技術的綜合體,所以當前現代測繪技術通常就是空間技術和信息技術發展的一個產物,也是國家十分重視的一個內容。
一、現代測繪技術的內容
(1)全球衛星定位技術。全球衛星定位技術通常也就是我們所說的GPS技術,這種技術最早出現在美國的國防部,利用24顆人造衛星發射出來出的信號,用三角測量的計算公式來計算出收信者在地球上的地理坐標。該技術在應用的過程中采用的是全球性的底薪坐標,通常我們將坐標原點定義為地球的質量中心。
(2)遙感技術。遙感技術是一項綜合性的技術,這項技術在應用的過程中綜合應用了空間技術,光學技術和無線電技術及計算機技術等,所以它也是一個非常先進的技術,在其近期的發展中,遙感技術得到了非常顯著的完善,它是一種空間探測技術,在發展的過程中主要經歷了三個階段。
第一個階段主要致力于對新型傳感器的研制,這些傳感器當中有狂腐蝕可見光黑白攝影、多光譜攝影、彩色攝影等多種形式,此外隨著技術的發展還出現了紅外線掃描儀、成像光譜儀等多種類型。第二個節點主要是形成了多級空間分辨率成像序列的形式,這樣就可以為設備提供更加精確的觀測數據源。在傳感器研究的過程中也更加重視分辨率的提升,此外這些傳感器還能實現立體觀測的功能。最后一個階段的發展中所研制出來的傳感器是可以重復的獲得同一個地區的影像記錄的。通常情況下如果其空間分辨率不是很高,那么其時間分辨率就會比較高。該系統在運行的過程中可以給人們提供更加長期的、穩定的動態性的研究,這樣就可以更好的了解對地球表面的變化規律進行研究的可能性。
(3)地理信息系統技術。地理信息系統技術通常也被我們叫做GIS技術,該技術在運行的過程中主要是以計算機為重要的載體對空間數據予以輸入、存儲和處理等,GIS系統中包含了非常多的數據內容,GIS技術在運行的過程中可以為現代化管理提供技術支持,同時它也可以為遙感系統的應用提供更加堅實的保障。
二、現代測繪技術的應用
(1)工程地質測繪。工程地質測繪通常是巖土勘察工作中必須要做的一項工作,而在所有的工作中,它是需要最先完成的,按照普遍的程序,主要是可以在可行性研究的過程中加以用,但是在勘察工作的具體實施階段,為了可以更好的對一些具體的問題進行詳細的調查,這樣就有效的提高了測繪的質量和水平。
工程地質測繪主要是應用地質、工程地質理論對和工程建設關系十分密切的現象進行切實的描述,搜羅與其相關的所有資料,對一些自然現象進行分析,測量的地點、高程確定也是需要這一要素去控制的,在工作的過程中還要使用不同顏色或者是符號將其體現在圖紙上,此外在這一過程中還要和其他的勘測資料充分的結合在一起,將其設計成工程圖和地質剖面圖等,這項研究的應用對提升建筑地段的可靠性和穩定性有著十分關鍵的作用。
(2)礦產普查與勘探。礦產普查與勘探目的是為了開發地下資源,找出有用礦物,并確定其形狀大小及儲藏量(通常簡稱儲量)。礦產普查,首先是查明礦床位置,并加以圈定,確定其隱伏部分或其他隱伏礦體的大致分布地段,作為勘探基地,并作出礦床的遠景評價,然后確定是否進行勘探。為了這個目的,通常要進行1∶50000、1∶25000或1∶10000地質填圖,并進行這一數量的輕型山地工程和普查鉆探工程。為此,在沒有適當的相應比例尺地形圖使用時,須進行正規的地形測圖,或進行簡易測圖,或配合地質工作同時進行路線圖測量,以及少量的普查工程測量,以便為礦點檢查做出評價報告和下一步勘探設計提供資料。
(3)服務農業生產。在農業中,GPS的應用相當廣泛,此技術可對農田信息進行空間定位,利用RS技術還可以獲取農田里作物生長環境、生長狀況等,建立起資源信息管理系統,幫助相關部門找出更加是適合土壤的農作物,從而提高農作物的產量。利用GIS技術對農田的自然條件、農作物的生長狀況等進行有效分析,爭取最大限度的優化農業資源與生產要素的合理分配,以保證可以獲取最高產量和最大經濟效益,與此同時,還可以保證農田的生態環境和農業自然資源的有效利用,減少浪費,以實現農業的現代化和可持續發展。
三、測繪技術的發展
(1)大地控制測量。控制測量是工程勘察和地質普查的基礎。地質礦區布設平面控制的方法:一是在國家一、二等三角點控制下進行三、四等三角點的加密;二是在國家一、二等三角點下不能加密情況下,布設獨立的三、四等三角點或五秒小三角鎖網作為礦區基本“平面控制”。獨立的三角鎖網必須測定鎖網的起算邊長。載波靜態相對定位技術即多臺套GPS接收機結合后處理軟件以來,精密控制測量就不再限制于通視條件、距離條件這些因素,控制測量的工作模式有了很大的改觀。對于相對獨立斷點分布的礦區工程點不再需要長遠距離的測三角鎖從其他地方引入控制點,只需從起算點采用邊點連接跳躍式地可以直接引入到測區,極大地簡化了工作步驟,節省了時間和人力。對于內部范圍不大的測區來說,采用光電測距儀、全站儀進行三角鎖、導線的測量,生產效率比丈量基線也提高幾十倍。所以對于小范圍測區來講,光電測距(半站儀、全站儀)除測定起算邊外,還應用于測邊網、測距導線代替常規的測角網。
(2)地形測量。地形測量的加密圖根控制,傳統的方法是在礦區基本控制點下布設測角圖根線形鎖及測角交會點,現在則采用導線測量、GPS、RTK模式,極大地減少了工作量,也提高了精度。地形測量是工程勘察和地質普查工作重要的任務,長期以來的測圖方法以大平板儀測圖為主,至今已全部改用全野外數字化測量。
[關鍵詞]礦山地質環境 監測方法 可持續發展
[中圖分類號] P5 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-9-201-2
經濟社會的快速發展在為人們的生產生活提供極大便利的同時也造成了生態破壞、環境污染、資源枯竭等一些列問題,使人類自身的發展面臨很大的危機。為了實現可持續發展,我國在總結以往發展模式經驗和教訓的基礎上對科學的發展模式進行了深入的研究并提出了將經濟效益與環境效益、社會效益、生態效益協調發展的戰略框架,在礦山開發與保護方面,建立了相關的制度對礦山地質環境監測進行規范和管理,為了解我國礦山地質構造及變化以及礦山生態環境恢復提供了有力的支持。
1礦山地質環境概述
1.1礦山地質環境的定義
礦山地質環境就是指以曾經開采、正在開采或即將開采的礦床為中心的輻射區域,其巖石圈的上部和水、大氣、生物圈等組分之間進行著連續性的物質交換和能量流動,這種物質和能量的交互以及各組分之間的有機聯系就形成了一個相對獨立的地質環境循環系統。在正常狀態下,即不涉及人為因素的情況下,區域的生態環境能夠實現物質和能量的通暢交互,系統中的無機組分和有機生物相互依賴,共同發展。但是礦產資源的開采使地質環境轉向了以巖石圈為依托,以礦產資源開發為主導的運行狀態,隨著人為因素造成的影響不斷增強,該地區就會呈現出巖石圈自然平衡狀態失衡、環境問題日益突出和地質災害頻發的現象。
1.2礦山地質環境問題
礦山地質環境問題復雜,宏觀因素可分為自然因素和人為因素兩類。人為因素又分為采礦活動和管理行為兩種因素。從采礦活動過程方面而言,礦山地質環境出現的主要問題包含以下方面:第一是在采礦和選礦過程中產生的廢水、廢渣、廢氣,這部分物質大都含有對人體和生物造成危害的毒性成分,不但對礦區及周邊人民群眾的生命健康造成威脅,同時還直接影響到當地的氣象、水文、土壤等自然因素;第二是廢石堆以及尾礦庫會大量占用農田或其它空間資源;第三是很多地區的露天礦存在邊坡坍塌、滑坡等現象,井下采空區會造成地面塌陷等災害;第四是礦井突水和礦山疏干排水能夠引發周邊區域淺層水以及地表水的干涸,有的場合下還會造成地表河流斷流;第五是采礦作業的剝離施工嚴重破壞了水土平衡,對于水土流失、土壤沙化、山體滑坡、泥石流、土壤侵蝕等具有很大的誘發作用;第六是對自然景觀的影響和破壞。
1.3我國礦山地質環境的管理現狀
我國地域寬廣幅員遼闊,在長久的地質運動中形成了豐富的礦藏資源,隨著我國近年來經濟的迅速增長以及工業化生產、城市建設等方面的發展,對于各種礦產資源的需求量越來越大,礦產開采技術和理論建設已經成為衡量國家綜合競爭力的重要指標。我國在進行礦產開發時曾經走過重視經濟效益忽視環境效益,重開發輕保護,先破壞后治理的發展道路,對我國的生態平衡和環境保護造成了嚴重的影響。近年來經過政策的調整以及技術水平的提升,這種狀況已經有了一定程度的改善,但是依然面臨著開采過渡、開采方式不科學、管理制度不健全,礦山環保資金投入嚴重不足,執法力度不強,缺乏環境觀念,條塊分割,部門分割管理的局面等諸多問題。
2礦山地質環境監測方法
針對礦產開采產生的各種質地環境問題應該根據不同的監測對象選用科學有效的方法進行監測。
2.1單個礦山的監測方法
對于常規性的單個礦山的地質環境監測可以運用定期現場勘查的方式進行操作,但是對于規模較大,并且地質條件復雜的礦山應設立固定的監測點進行監測,監測點涵蓋的內容至少要包括滑坡動態、地下水位變幅、地面沉降變化等內容。在進行采空區地面塌陷程度監測時,如果塌陷區域范圍較大,首選遙感技術。而對于重點礦山要進行全方位多角度的監測,利用精度較高的GPS測量儀、全站儀以及鉆孔傾斜儀等進行監測。在具體操作時要注意:第一,地面設施的變形監測一般要設置特定的點位,充分運用百分表和水準儀對變形角度和變形程度進行準確的測量;第二,測量地下巖土體的變形運用鉆孔深部應變儀和伸縮性鉆孔L樁;第三,在監測塌陷跡象時要包含以下內容:抽排地下水造成的地面積水和泉水干涸,人工蓄水造成的植物突變、地表起泡、建筑雜音、地下水各項指標以及動物的非正常活動等;第四,對于以上監測都要保持連續性不間斷的長期記錄,盡量避免中斷現象的發生,以便及時準確地了解地面和地下水特征及變化規律,從而進行早期的預防和處理。
2.2大范圍區域監測方法
對于區域性的監測要借助現代遙感技術,遙感測量具有波段廣、時相豐富以及分辨率高等優勢,通過對礦山地質環境因素進行剖析,能夠最大程度地提高測量質量和精度。基于遙感波普的監測技術已經實現了對礦山土地、水文、動植物類型、地面沉陷等內容的自動識別,通過分析軟件的建模操作可以對礦山地質環境變化進行實時自動監測。
在具體實施遙感測量時,可以按照以下流程進行操作:首先勘察礦區實際情況,選取監測的中心點和重點區域,并結合礦山地質構造和生態結構制定監測計劃;其次要根據監測計劃中的實施目的及監測要求選用相應分辨率的遙感影像,一般采用具有高分辨率的衛星影像數據或者不同類型的航空遙感影像;其后進行正式的監測并對礦區內的土地面積、山體滑坡、泥石流、采空區塌陷、植被消退、廢料堆、尾礦庫等因素造成的水土流失沙化和污染、土壤構造變化、礦區環境問題等進行解譯;最后進行遙感數據翻譯和記錄工作,將監測區域的遙感影像設置為1:25000至1:50000配準地形圖,運用人工解譯、人機結合、計算機自動讀取等方式將數據標示在地形圖上。
礦山地質崩塌的遙感監測方法。露天礦區剝離及道路開發極易引發崩塌災害,并且崩塌現象經常出現于陡崖區域。運用遙感技術進行監測可以在影像上比較明顯地顯示出崩塌體在發育進程出現的弧形崖壁或者直形崖壁。對礦山崩塌環境和發育情況進行有效識別能為監測和采取相應措施提供數據依據,基于此可以將TM和ETM遙感圖像進行特定波段的組合。另外通過線性強化措施可以對礦山的變化程度和植被面積等進行更為清晰的觀測。為了進一步提升監測的效率和精確度,可以對SPOT213波段的遙感影像進行HSV技術的融合,增強數據的可讀性。
泥石流的遙感監測方法。礦山泥石流危害巨大,它是山區頻現的地質災害,從近些年的監測數據可以看出,選礦以及采礦過程中產生的大量廢渣、棄石、尾礦等堆積現象使造成礦山泥石流誘發的主要原因,極端自然天氣或者地貌變形是直接造成泥石流災害的誘發因素。通過運用TM和TMC遙感圖像的分析,采用453和741波段的融合可以將圖像進行對比度和色彩的處理,進而使泥石流災區的礦山巖石類型、匯水程度、植被覆蓋率、流域形狀等予以清晰地展示。
巖溶塌陷的遙感監測方法。運用遙感監測巖溶塌陷得出的TM影像特征和SPOT影像特征具有一定的差異性,將兩者進行對比研究可以對巖溶塌陷的產生機理及外部條件做出客觀的評價。TM影像受到自身分辨率的制約難以對監測范圍進行精確地劃定,而SPOT則可以彌補這一不足,并且還能對巖溶塌陷區域周邊地質構造進行多方位的解譯。整體來講,TM對于地質構造、巖性特征、底層性質等有很好的反映,SPOT則擅長于對人類活動情況和塌陷邊界范圍進行顯示,將TM圖像和SPOT圖像相結合,可以實現對巖溶塌陷的高質量監測。
3礦山地質環境監測的質量控制和結果處理
礦山地質環境監測對于礦業發展、生態環境的恢復和重造具有重大的戰略意義,因此要切實加強對于礦山地質環境監測的質量控制和結果處理與信息。質量控制是目前各種工程項目關注的重點內容,在礦山地質環境監測方面,首先要加強相關規章制度的落實,對于監測流程和施工標準在具體操作時要予以嚴格的施行,不能遺漏任何監測內容。對于需要進行現場勘查的監測工作,要按照前期制定的監測計劃定時定點的進行現場作業。為了保證勘查結果的客觀性盡量避免誤差,在監測時間段之外嚴禁任何人進入到監測區域,在規定的監測時間內也要盡可能的減少人員的隨意走動。實施科學有效地監測方法是保證提高監測質量的前提條件,目前應用于礦山地質環境監測的儀器設備大多具有高精密度,專業性強等特點,此外監測方式和流程也是影響監測質量的決定性因素,因此要做好這些方面的管理和控制,實行專人專項的管理措施。此外還要加強監測人員隊伍的建設力度,由于監測需要知識面廣,專業化程度高的技術型人才,同時礦山監測牽涉到多方面的利益訴求,因此還需要相關工作人員具有良好的職業道德和抵抗壓力的能力。對于礦山分級明顯,分布規模較廣,監測對象復雜,因此要充分協調礦業主管、地質、環境科學、遙感技術等多個部門的工作,實現信息的有效溝通和資源的合理配置。
在進行一系列的礦山地質環境監測之后,礦山的開發企業要對監測數據進行分析整理和存檔處理。省級礦山的地質監測部門要負責其將全省礦產地質環境監測進行匯總儲存的任務,為建立和完善長遠的地質環境信息系統打好基礎。國家級的礦山地質環境監測機構要將信息從宏觀層面進行匯總和分析,提取出與社會發展和人民生活相關的典型信息,并將信息以有效地方式和易于人們接受理解的形式公布出來,建立起社會大眾的外部監督反饋機制。
4結論
在實施可持續發展的整體氛圍中,要充分認識到進行礦山地質環境監測的重要意義,在實際工作中運用學科有效地方式,按照正確的工作程序進行相關的監測作業,切實保證監測數據的精確性和可靠性,并提出科學性、可行性的監測報告,為我國礦山地質環境的保護及生態文明的建設奠定堅實的基礎。
參考文獻
[1]金慶花,朱麗麗,張立新,等.礦產資源評價與礦山環境監測中高光譜遙感技術方法應用的實例[J].地質通報,2009(02).
[2]唐有為,梁斌.礦山地質環境監測工作方法初探[J].建材與裝飾,2013(20).
[3]高肽賢,朱福才.淺談礦山地質工作中環境監測技術[J].城市建設理論研究,2011(34).
[4]楊濤毅,陳靜,冷洋洋.基于PSR模型的貴州礦山地質環境變化趨勢分析[J].貴州地質,2012(03).