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關(guān)鍵詞:航空遙感技術(shù)、現(xiàn)狀、應(yīng)用、趨勢(shì)、成就
中圖分類號(hào):TP7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
一、航空遙感的發(fā)展現(xiàn)狀
一九六零年美國(guó)的學(xué)者就提出了遙感這一概念,這是一項(xiàng)FQ綜合技術(shù),將其定義為以攝影方式或以非攝影方式獲得被探測(cè)目標(biāo)的圖像或數(shù)據(jù)的技術(shù),是為了更加全面的描述這種技術(shù)和方法,從現(xiàn)實(shí)的意義來分析,通常我們把它稱為一種遠(yuǎn)離的目標(biāo),通過非直接接觸而判定、測(cè)量并分析目標(biāo)性質(zhì)的技術(shù)。一九七二年第一顆地球資源衛(wèi)生發(fā)射升空,一直以來,法國(guó)、美國(guó)、俄羅斯、日本、印度以及中國(guó)等國(guó)家陸續(xù)發(fā)射了對(duì)地觀測(cè)的衛(wèi)星,并且越來越多。如今,大氣窗口的全部都已被衛(wèi)星遙感的多傳感器技術(shù)所覆蓋,光學(xué)遙感包含以下幾種:近紅外、見光及短波紅外區(qū),以探測(cè)目標(biāo)物的反射和散射熱紅外遙感的波長(zhǎng)可從8/an到14Inn,以射率和溫度等輻射特征,微波遙感的波長(zhǎng)是從1mm到100cm的范圍,其中被動(dòng)微波遙感主要是以目標(biāo)的散發(fā)射率與溫度的探測(cè)為主,主動(dòng)微波遙感通過合成孔徑雷達(dá)探測(cè)目標(biāo)的反向散射特征。微波遙感能夠全天時(shí)、全天候的對(duì)地進(jìn)行觀測(cè),雷達(dá)干涉的測(cè)量多數(shù)采用兩付天線同步成像,或者是一付天線需要隔一段時(shí)間之后重復(fù)成像,利用同名像點(diǎn)的相位差對(duì)地面目標(biāo)的三維坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)定,精度可以達(dá)到5In~10In,差分干涉測(cè)量定相對(duì)位移量的精度更高,在自動(dòng)獲取數(shù)字高程模型的精度上得到很大的提高。航空航天遙感對(duì)地定位不依賴地面的控制,也就是對(duì)影像目標(biāo)的實(shí)地位置能夠確定,過去的一個(gè)世紀(jì)中取得的重大成果中就包括從空中和太空觀測(cè)地球獲取影像,體出了多平臺(tái)多傳感器航空航天遙感數(shù)據(jù)獲取技術(shù)趨向于三高。多平臺(tái)多傳感器航空航天遙感數(shù)據(jù)獲取技術(shù)有著非??焖俚陌l(fā)展,并趨向于高空間分辨率、高光譜分辨率及高時(shí)向分辨率。在二零零一年衛(wèi)星遙感的空間分辨率有了快速的提高,而時(shí)間分辨率的提高則是由于小衛(wèi)星技術(shù)的快速發(fā)展,傳感器與小衛(wèi)星星座的大角度傾斜可以以1d~3d的周期獲得感興趣地區(qū)的遙感影像。
因?yàn)榫哂腥旌蛉鞎r(shí)的特征,以及應(yīng)用INSAR和東一INSAR進(jìn)行高精度三維地形及其變化測(cè)定的可能性,因此,全世界各國(guó)家都在普遍關(guān)心的就是SAR雷達(dá)衛(wèi)星。在機(jī)載和星載SAR傳感器以及應(yīng)用研究方面我們國(guó)家還處于形成體系的階段,如今,我們國(guó)家將把遙感數(shù)據(jù)獲取的方法全面推進(jìn),從而形成自主的高分辨率資源衛(wèi)星、雷達(dá)衛(wèi)星、測(cè)圖衛(wèi)星和對(duì)環(huán)境與災(zāi)害進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的小衛(wèi)星群。
二、航空遙感技術(shù)的應(yīng)用
從遙感科學(xué)的本質(zhì)來分析,就是通過對(duì)地球表層的遙感,如巖石圈、大氣圈、水圈以及生物圈都屬于地球表層。根據(jù)遙感儀器所選用的波譜性質(zhì)遙感技術(shù)可以分為以下幾種,聲納遙感技術(shù)、電磁波遙感技術(shù)、物理場(chǎng)遙感技術(shù)等。電磁波遙感技術(shù)是利用各種物體或物質(zhì)反射出不同的特性的電磁波而進(jìn)行遙感。包括見光、微波及紅外等遙感技術(shù)。按照感測(cè)目標(biāo)的能源作用可以分為以下兩種技術(shù),包括:被動(dòng)式遙感技術(shù)、主動(dòng)式遙感技術(shù)。如果按照記錄信息的表現(xiàn)形式來分的話,可以分為圖像方式以及非圖像方式,若按遙感器使用的平臺(tái)來分,可以分為航空遙感技術(shù)、航天遙感技術(shù)、地面遙感技術(shù)等三種技術(shù)。從遙感的應(yīng)用領(lǐng)域來分的話,可以分為環(huán)境遙感技術(shù)、地球資源遙感技術(shù)、海洋遙感技術(shù)以及氣象遙感技術(shù)等。遙感應(yīng)用具體包括:土地資源調(diào)查、陸地水資源調(diào)查、植被資源調(diào)查、城市遙感調(diào)查、地質(zhì)調(diào)查、海洋資源調(diào)查、環(huán)境資源調(diào)查以及考古調(diào)查與規(guī)劃管理等。
三、我國(guó)航空遙感技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
科學(xué)技術(shù)在不斷的進(jìn)步,光譜信息逐漸趨向成像化,雷達(dá)成像向多極化發(fā)展,光學(xué)探測(cè)多向化,地學(xué)分析也越來越智能化,環(huán)境研究也向動(dòng)態(tài)化發(fā)展,資源研究方面也趨于定量化,這對(duì)遙感技術(shù)的實(shí)時(shí)性有很大的提高,并且對(duì)遙感技術(shù)的運(yùn)行性也起到很大的提高作用,使它向多頻率、多尺度、全天候的方向發(fā)展,與此同時(shí),還要向高效快速以及高精度的目標(biāo)發(fā)展下去。其一、隨著高性能新型傳感器研制開發(fā)水平的不斷提高,以及環(huán)境資源遙感對(duì)高精度遙感數(shù)據(jù)的要求越來越高,高光譜分辨率以及高空間已經(jīng)成為衛(wèi)星遙感影像獲取技術(shù)的未來發(fā)展方向。遙感傳感器的改進(jìn)與突破重點(diǎn)體現(xiàn)在像光譜儀和雷達(dá)上,高分辨率的遙感資料對(duì)地質(zhì)勘測(cè)以及海洋陸地的生物資源調(diào)查都有非常顯著的效果。其二、全天候全天時(shí)獲取影像并穿透地物是雷達(dá)遙感具有的能力,并且在對(duì)地觀測(cè)領(lǐng)域有很大的優(yōu)勢(shì)。無論是干涉雷達(dá)技術(shù),還是被動(dòng)微波合成孔徑成像技術(shù),還是三維成維技術(shù)及植物穿透性寬波段雷達(dá)技術(shù)都在發(fā)揮著越來越重要的作用,并且也是實(shí)現(xiàn)全天候?qū)Φ赜^測(cè)的非常主要的技術(shù),使環(huán)境資源的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)能力得到很大的提高。其三、不斷開發(fā)陸地表面溫度及發(fā)射率的分離技術(shù),并使其得以完善,對(duì)陸地表面的能量交換進(jìn)行定量估算并進(jìn)行監(jiān)測(cè),除此之外,還要對(duì)平衡過程進(jìn)行監(jiān)測(cè),這會(huì)在全球氣候變化的研究中起到更大的作用。其四、由航空、航天與地面觀測(cè)臺(tái)站網(wǎng)絡(luò)等組成的并且以地球作為研究對(duì)象的綜合對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng),不但具有提供定性、定位、定量的能力,而且還具有提供全天候、全空間及全時(shí)域的數(shù)據(jù)能力,為資源開發(fā)、地學(xué)研究、環(huán)境保護(hù)及區(qū)域經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)數(shù)據(jù),同時(shí)提供信息服務(wù)。
四、我國(guó)在航天遙感技術(shù)方面已取得的巨大成就
在對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)中一項(xiàng)重要的組成部分就是航空遙感,無論是在災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)監(jiān)測(cè)方面,還是在高精度地表測(cè)量中以及礦產(chǎn)資源探測(cè)等領(lǐng)域都發(fā)揮著非常重要的作用。有了863計(jì)劃等國(guó)家科技計(jì)劃的支持,我們國(guó)家一直堅(jiān)持自主創(chuàng)造并不斷創(chuàng)新,在無人機(jī)遙感、高精度輕小型航空遙感、高效能航空SAR遙感等領(lǐng)域都自主研發(fā)了紅外、可見光、激光、合成孔徑雷達(dá)等航空遙感傳感器,技術(shù)非常先進(jìn)并且實(shí)用性很強(qiáng),把國(guó)外的技術(shù)壟斷與技術(shù)壁壘徹底打破了,研發(fā)出一系列的軟件及硬件產(chǎn)品,并且是適合我們國(guó)家國(guó)情的產(chǎn)品,形成獨(dú)具特色的全國(guó)航空遙感網(wǎng),應(yīng)用領(lǐng)域包括地礦、測(cè)繪、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、水利、減災(zāi)、交通、軍事以及一些重大的工程建設(shè),并且發(fā)揮出了非常重要的作用。如今,我們國(guó)家的遙感技術(shù)在國(guó)際中處于領(lǐng)導(dǎo)者的地位。
由高精度小型化POS、高精度輕型組合寬角數(shù)字相機(jī)、穩(wěn)定平臺(tái)、輕小型機(jī)載LIDAR、超輕型飛機(jī)(或無人機(jī))和相應(yīng)軟件組成了高精度輕小型航空遙感系統(tǒng)。此系統(tǒng)與國(guó)外一些同類的產(chǎn)品相比,具有以下優(yōu)點(diǎn):重量輕、體積水、成本低、功能全并且操作起來非常方便,更重要的是擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),主要應(yīng)用于大比例尺測(cè)繪、高分辨率對(duì)地觀測(cè)、數(shù)字城市建設(shè)以及重大自然災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)等方面,不但可以節(jié)省大量的人力、物力以及財(cái)力,而且對(duì)于遙感工作效率及效益有很大的提高。
高效能航空SAR遙感應(yīng)用系統(tǒng)不但突破了系統(tǒng)總體與系統(tǒng)集成、X波段干涉SAR、P波段極化SAR技術(shù),而且還突破了地形測(cè)圖處理技術(shù),技術(shù)指標(biāo)要滿足測(cè)圖精度的要求,這樣才能有利于技術(shù)流程及標(biāo)準(zhǔn)的形成,把國(guó)外技術(shù)的封鎖徹底打破了,使國(guó)內(nèi)的空白得到了填補(bǔ),使我國(guó)成為世界上第三個(gè)擁有先進(jìn)航空SAR遙感系統(tǒng)的國(guó)家。
參考文獻(xiàn):
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[2]浦瑞良,宮鵬.高光譜遙感及其應(yīng)用.北京:高等教育出版社,2OO0
[關(guān)鍵詞]遙感技術(shù);土地管理;應(yīng)用
中圖分類號(hào):TP79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2017)13-0397-01
土地管理在我國(guó)發(fā)展中也屬于一項(xiàng)較為重要的工作,為了能夠更好地提高土地資源的可持續(xù)開發(fā),我國(guó)先后也引入了多種不同的測(cè)量技術(shù),其中遙感技術(shù)就屬于一項(xiàng)較為重要的技術(shù),將其應(yīng)用到土地管理過程中能夠及時(shí)對(duì)土地各項(xiàng)信息變化情況進(jìn)行掌握,同時(shí)還能為我國(guó)土地資源治理提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持。也正是因?yàn)槿绱?,我?guó)在進(jìn)行土地管理工作的過程中,遙感技術(shù)的應(yīng)用成了工作中比不可少的一項(xiàng)手段,而筆者也對(duì)其應(yīng)用要點(diǎn)以及具體應(yīng)用進(jìn)行了以下的分析。
1.遙感技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)
在應(yīng)用遙感技術(shù)的過程中,需要使用精度較為準(zhǔn)確的橢圓面積公式對(duì)土地范圍進(jìn)行測(cè)量,并且都需要將其交由計(jì)算機(jī)來進(jìn)行計(jì)算和調(diào)整。而相關(guān)人員需要選擇5100控制點(diǎn),并且使用先進(jìn)的衛(wèi)星照片對(duì)560個(gè)大型校正放大點(diǎn)進(jìn)行矯正,1∶25萬規(guī)模的衛(wèi)星圖片可以使用顏色對(duì)土地進(jìn)行分類管理。對(duì)于一些土地利用較高的與區(qū)域可以對(duì)其進(jìn)行以及測(cè)量,其中15區(qū)可以采用映射以及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)這兩種方式對(duì)其進(jìn)行測(cè)量,在測(cè)量過程中一定要確保全國(guó)各地地理面積相對(duì)誤差不能大于10%,其中,森林以及農(nóng)田一定要小于5%,然后按照不同的土地使用單位選擇較為典型的區(qū)域構(gòu)建結(jié)構(gòu)、顏色、位置、分布等情況進(jìn)行解釋。另外,還要使用業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行衡量和檢驗(yàn)[1]。
2.遙感技術(shù)在我國(guó)土地管理中的應(yīng)用
2.1 遙感技術(shù)在我國(guó)土資源概查中的應(yīng)用
遙感技術(shù)在我國(guó)土地管理中的應(yīng)用,還體現(xiàn)在土地資源調(diào)查以及耕地保護(hù)當(dāng)中,并且之前就已經(jīng)產(chǎn)生了較大的作用,在這一方面的應(yīng)用,就目前來看,其無論是技術(shù)水平還是規(guī)模都已經(jīng)得到了較為顯著的發(fā)展,并且也已經(jīng)形成了產(chǎn)業(yè)化。而本文主要是對(duì)其在我國(guó)土資源概查中的應(yīng)用進(jìn)行了分析,早在1980年我國(guó)就已經(jīng)第一次應(yīng)用遙感技術(shù)完成了全國(guó)土地利用調(diào)查制圖,并且基本上已經(jīng)查清了家底,達(dá)到了國(guó)家級(jí)概查的精度要求,那一次全國(guó)土地資源調(diào)查規(guī)模十分之大,范圍也十分的廣,是見過以來都不存在的,這也是遙感技術(shù)在我國(guó)土地資源管理中的具體應(yīng)用,并且在應(yīng)用過程中屬于較為成功的典范,具有一定的里程牌作用,也正是因?yàn)檫@一次的遙感技術(shù)的應(yīng)用,在一定程度上奠定了遙感技術(shù)在我國(guó)土地管理中的應(yīng)用基礎(chǔ)。
2.2 遙感技術(shù)在我國(guó)國(guó)土地資源詳查中的應(yīng)用
遙感技術(shù)在我國(guó)土資源概查中的應(yīng)用,在很大程度上彌補(bǔ)了我國(guó)土地資源面積長(zhǎng)期不清這一問題,但是,因?yàn)槟莻€(gè)階段技術(shù)以及條件都存在一定的限制,所以,在實(shí)際應(yīng)用過程中,衛(wèi)星數(shù)據(jù)地面分辨率還是較低,因此,很難真正滿足國(guó)家對(duì)于土地資源管理的需求,在這種情況下,我國(guó)從1984年5月開始,就已經(jīng)開始了全國(guó)大范圍內(nèi)的土地資源詳查工作,而在具體工作過程中,其使用了高精度遙感數(shù)據(jù)源,目的就是為了土地資源詳查結(jié)果的準(zhǔn)確性,具體實(shí)施技術(shù)主要是以縣(市)為單位,采用航空航天遙感技術(shù)并且按照相關(guān)技術(shù)規(guī)程來進(jìn)行全野外調(diào)查工作;在進(jìn)行外業(yè)調(diào)查工作的過程中則主要是以航空航天遙感像片和大比例尺地形圖作為主要技術(shù),并且還將計(jì)算機(jī)以及光學(xué)技術(shù)結(jié)合在一起對(duì)其進(jìn)行處理。遙感技術(shù)在我國(guó)國(guó)土地資源詳查中的應(yīng)用也取得了較為顯著的成果,具體表現(xiàn)為在1995年就已經(jīng)完成了全國(guó)2843個(gè)縣(市)外業(yè)土地利用現(xiàn)狀調(diào)查以及匯總,并且還編制出了相應(yīng)的土地利用現(xiàn)狀圖,而這些資源至今還在為我國(guó)土地資源合理利用產(chǎn)生重大影響[2]。
2.3 遙感技術(shù)在我國(guó)土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
從1999年開始,國(guó)土資源相關(guān)部門就開展了第一次利用高分辨遙感資料,對(duì)全國(guó)土地利用情況進(jìn)行了動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),而這也拉開了遙感技術(shù)在我國(guó)土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用序幕,并且就目前來看,這一項(xiàng)工作在土地管理過程中有著非常重要的作用,如果遙感數(shù)據(jù)分辨率非常高的話,其在進(jìn)行土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的過程中效果也就會(huì)更加顯著。遙感技術(shù)在我國(guó)土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)當(dāng)中的應(yīng)用,其主要是利用已存在的較為成熟的技術(shù)方式,并且選擇兩個(gè)時(shí)相的TM、SPOT座位數(shù)據(jù)源,然后對(duì)其進(jìn)行糾正、融合以及配準(zhǔn)等處理,這樣就能最大程度提高地物的空間分辨率以及光譜識(shí)別能力,土地用動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)流程見圖1,主要是利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)提取技術(shù),以及人機(jī)交互的方式來對(duì)其變化特征進(jìn)行觀察,之后再將其交由專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行核查,這樣就能獲得較為準(zhǔn)確的變化圖斑位置、面積、類型、范圍等信息,最終就能得到當(dāng)年耕地和非耕地變更和占用信息[3]。遙感技術(shù)在我國(guó)土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用有著顯著的優(yōu)勢(shì),能夠?qū)χ饕鞘薪ㄔO(shè)占用耕地的數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè),而我們監(jiān)測(cè)過程中所獲得的結(jié)果,則能將其作為針對(duì)性的指導(dǎo)工作數(shù)據(jù),這樣就能在很大程度上減少外爺查找變化地的時(shí)間,最大程度提升土地管理的工作效率和質(zhì)量。此外,在土地管理過程中,如果能夠?qū)⑦@一項(xiàng)技術(shù)配合到土地執(zhí)法檢查過程中,就能最大程度強(qiáng)化國(guó)土資源執(zhí)法工作,為我國(guó)土地資源管理以及規(guī)劃,提供較為合理又有效的科學(xué)依據(jù)。
3.結(jié)語
綜上所述,遙感技術(shù)在我國(guó)土地管理中的作用十分重要,能夠?yàn)槲覈?guó)土地資源管理提供較為科學(xué)的決策依據(jù),因此,在發(fā)展過程中,一定要不斷對(duì)遙感技術(shù)加大推廣和研究,以此來將遙感技術(shù)在我國(guó)土地管理中的價(jià)值發(fā)揮到最大。
參考文獻(xiàn)
[1] 夏慶成,方乃芳.淺談遙感技術(shù)在我國(guó)土地管理中的應(yīng)用與進(jìn)展[J].城市地理,2015,15(6):78-79.
【關(guān)鍵詞】測(cè)繪新技術(shù);測(cè)繪工程;測(cè)量運(yùn)用
工程測(cè)量中,測(cè)繪技術(shù)的選擇是否合理與工程建設(shè)的施工期以及施工質(zhì)量有直接關(guān)系,而且也會(huì)影響到施工效率。隨著生產(chǎn)力水平的提高和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)不能滿足社會(huì)的要求。在這種形勢(shì)下,測(cè)量新技術(shù)開始受到人們的關(guān)注,并逐漸成為測(cè)繪工程測(cè)量領(lǐng)域中研究范圍最廣的技術(shù),各種測(cè)量新技術(shù)仍然需要不斷改進(jìn)和完善。
1 測(cè)繪新技術(shù)在測(cè)繪工程測(cè)量中的應(yīng)用分析
測(cè)繪新技術(shù)主要包括3S技術(shù),即全球地位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù),數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)、攝影測(cè)量技術(shù)、三維工業(yè)測(cè)量技術(shù)、信息化測(cè)繪技術(shù)。本文主要分析這幾種技術(shù)在測(cè)繪工程測(cè)量中的應(yīng)用。
1.1 全球定位系統(tǒng)在測(cè)繪工程測(cè)量中的應(yīng)用
全球定位系統(tǒng)屬于一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),它的主要功能是定位和跟蹤,在測(cè)繪工程測(cè)量中運(yùn)用這個(gè)系統(tǒng)可以測(cè)量地理上的空間距離,之后再用計(jì)算機(jī)來全面綜合的分析得到的信息,進(jìn)而確保測(cè)量的準(zhǔn)確,為工程的設(shè)計(jì)和施工提供有力的資料。它能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目的完全覆蓋,進(jìn)而全程監(jiān)測(cè)工程項(xiàng)目,它能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工程項(xiàng)目的定位,大大節(jié)省了勞動(dòng)力,縮短施工期,提升施工效率。不過,全球定位系統(tǒng)在測(cè)繪工程測(cè)量中的應(yīng)用仍然有某種風(fēng)險(xiǎn),比如采集數(shù)據(jù)的時(shí)候,數(shù)據(jù)有可能會(huì)發(fā)生損壞或者丟失,數(shù)據(jù)的有效性會(huì)降低。所以,工作人員要加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)信息的管理,及時(shí)備份數(shù)據(jù),保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定安全,這是測(cè)繪工程測(cè)量中不能忽視的問題。
1.2 地理信息系統(tǒng)在測(cè)繪工程測(cè)量中的應(yīng)用
地理信息系統(tǒng)是新興科學(xué),它包括測(cè)繪遙感科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、環(huán)境空間科學(xué)等等,它能夠采集和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息,還可以對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行管理,此外,地理信息系統(tǒng)還能夠進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、空間提醒、輔助決策,這些多元的功能使得這項(xiàng)技術(shù)可以建立起一個(gè)數(shù)據(jù)庫,并且具備輸出能力,根據(jù)測(cè)量的要求,它可以高效的處理數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)受地理環(huán)境的限制,而地理信息系統(tǒng)可以突破這種限制,它在很多條件復(fù)雜的環(huán)境中,比如野外仍然可以正常使用,同時(shí)能夠保證測(cè)量的準(zhǔn)確,管理上也非常容易,因而,有助于降低測(cè)量的難度,提高工程建設(shè)的效率。
1.3 遙感技術(shù)在測(cè)繪工程測(cè)量中的應(yīng)用
航空攝影技術(shù)是遙感技術(shù)出現(xiàn)和發(fā)展的基礎(chǔ),它可以分成兩種,一是航天遙感技術(shù),二是航空遙感技術(shù)。航天遙感技術(shù)是工作人員利用空中飛行器來搜集數(shù)據(jù)信息;航空遙感技術(shù)是利用空中平臺(tái)測(cè)量地勢(shì)地圖。一般而言,遙感技術(shù)在地形圖的測(cè)繪工作中應(yīng)用比較廣泛。它能夠高效的搜集小比例尺和中比例尺的地形圖的數(shù)據(jù),確保了基本地形圖測(cè)量的精確性。
在具體的測(cè)繪工程測(cè)量中,運(yùn)用遙感技術(shù),能夠?qū)こ探ㄔO(shè)的面積實(shí)現(xiàn)同步觀測(cè),該技術(shù)的時(shí)效性強(qiáng),經(jīng)濟(jì)性好,由于遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)明顯,使其在測(cè)繪工程測(cè)量中所占的比例增加。
1.4 數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪工程測(cè)量中的應(yīng)用
過去,由于受技術(shù)的限制,地形圖的測(cè)繪和工程圖的測(cè)繪工作需要很多人力和物力,并且工作環(huán)境惡劣,而且因?yàn)閳D形較為單一,成圖時(shí)間較長(zhǎng),無法滿足工程建設(shè)的要求。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)可以有效的應(yīng)對(duì)這種情況,數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)包括兩種技術(shù),第一種是地圖技術(shù),第二種是成圖數(shù)字化技術(shù)。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)能夠?qū)?shù)據(jù)采集與數(shù)控繪圖儀結(jié)合到一起,形成一個(gè)自動(dòng)的測(cè)圖系統(tǒng),不但可以減小成圖的難度,而且有助于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)圖形測(cè)繪,同時(shí),它建立起來的數(shù)據(jù)庫能夠幫助日后的圖形測(cè)繪。所以,數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)勢(shì)明顯,它的精確度高、容易保管、工作效率高。
1.5 攝影測(cè)量技術(shù)在測(cè)繪工程測(cè)量中的應(yīng)用
攝影測(cè)量技術(shù)就是通過攝影的方法,處理收集到的信息資源。當(dāng)前主要的攝影技術(shù)是數(shù)字?jǐn)z影及攝影技巧,已經(jīng)逐漸發(fā)展到數(shù)字化攝影測(cè)繪,用影像進(jìn)行處理,然后再利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來測(cè)繪影像,把在室外進(jìn)行的測(cè)量轉(zhuǎn)換成室內(nèi)的測(cè)量,在測(cè)量時(shí),無需與建筑工程中的實(shí)物接觸,工作量因此降低,精確度和速度都很快,在人口密集的地方,通過攝影測(cè)量技術(shù)可以迅速地大面積成圖,為工程建設(shè)提供指導(dǎo)。
1.6 三維工業(yè)測(cè)量技術(shù)在測(cè)繪工程測(cè)量中的應(yīng)用
隨著社會(huì)和高新技術(shù)的發(fā)展,工業(yè)生產(chǎn)迎來了新的發(fā)展機(jī)遇,很多工業(yè)生產(chǎn)需要快速準(zhǔn)確的測(cè)點(diǎn)定位生產(chǎn)監(jiān)測(cè)、產(chǎn)品的質(zhì)檢、生產(chǎn)中控制和自動(dòng)化的流程,然而,傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的這些要求。因而,三維工業(yè)測(cè)量技術(shù)出現(xiàn)并發(fā)展,很快的被用在了工業(yè)生產(chǎn)中的諸多方面,推動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)。三維工業(yè)測(cè)量技術(shù)就是利用傳感器,比如電子經(jīng)緯儀或者近景攝影儀,利用計(jì)算機(jī)的幫助來組成三維的測(cè)量系統(tǒng)。
1.7 信息化測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪工程測(cè)量中的應(yīng)用
信息化測(cè)繪技術(shù)是測(cè)繪技術(shù)發(fā)展的一個(gè)嶄新的階段,它是數(shù)字化測(cè)繪的進(jìn)步,不論是在技術(shù)水平上還是各種效率上,都有了新的提高,它是測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪工程測(cè)量中總的發(fā)展方向。該技術(shù)最明顯的特征就是能夠在任何地方、任何地點(diǎn)開展地理信息服務(wù)以及幫助工程測(cè)量,它包括許多前沿技術(shù),比如RTK技術(shù)、現(xiàn)代坐標(biāo)基準(zhǔn)構(gòu)建技術(shù)等等。在工程測(cè)量中,大大提升了測(cè)量的準(zhǔn)確性,而且在生態(tài)環(huán)境保護(hù)、資源和能源節(jié)約、建設(shè)新農(nóng)村等領(lǐng)域也得到了應(yīng)用,其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益較高。
2 測(cè)繪新技術(shù)發(fā)展的展望
測(cè)繪技術(shù)仍然在不斷更新變化著,信息化測(cè)繪技術(shù)是目前最先進(jìn)的測(cè)繪技術(shù),但是在我國(guó)許多工程測(cè)量中,還沒有真正實(shí)現(xiàn)信息化測(cè)繪技術(shù)的大范圍普及。所以,我們依然要對(duì)信息化測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行探究,推動(dòng)它的進(jìn)一步發(fā)展。新測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展是科技發(fā)展的結(jié)果,要想全面的發(fā)揮出它們的價(jià)值,應(yīng)當(dāng)在測(cè)繪工程測(cè)量中大力推廣這些技術(shù),為提高我國(guó)工程建設(shè)的質(zhì)量提供更好的指導(dǎo),促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
3 結(jié)束語
測(cè)繪技術(shù)是工程建設(shè)的質(zhì)量的保障。隨著社會(huì)和科技的進(jìn)步,未來將會(huì)涌現(xiàn)出更多的測(cè)繪新技術(shù),加快工程建設(shè)的步伐,提高社會(huì)效益。盡管與過去相比,我國(guó)測(cè)繪新技術(shù)的發(fā)展有了很大的進(jìn)步,但是仍舊與發(fā)達(dá)國(guó)家存在著較大的差距,這就要求我們?nèi)匀恍枰粩嗤晟茰y(cè)繪技術(shù)。未來,會(huì)出現(xiàn)更先進(jìn)的測(cè)繪技術(shù),更好的推動(dòng)我國(guó)工程測(cè)繪的進(jìn)步和發(fā)展。
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關(guān)鍵詞:測(cè)繪 新技術(shù) 工程測(cè)量
在目前具體施工過程中,人們逐漸重視測(cè)量技術(shù)的使用,以便獲得更加準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果,保證建設(shè)施工質(zhì)量,新時(shí)期,科學(xué)技術(shù)為我們提供了許多新型測(cè)繪技術(shù),像數(shù)字化技術(shù)、3s技術(shù)以及信息化測(cè)繪技術(shù)等應(yīng)運(yùn)而生,這在一定程度上推動(dòng)了測(cè)繪行業(yè)的快速發(fā)展,同時(shí),又提高了現(xiàn)代建設(shè)施工的準(zhǔn)確率,但實(shí)際測(cè)量工作中,由于測(cè)量人員缺乏對(duì)新技術(shù)的了解,不能對(duì)其進(jìn)行合理應(yīng)用,不僅影響測(cè)量進(jìn)度,而且影響測(cè)量質(zhì)量,對(duì)后期施工的正常進(jìn)行將十分不利,對(duì)此,本文將詳細(xì)圍繞測(cè)量技術(shù)在具體工程中的實(shí)際應(yīng)用情況,深入了解測(cè)繪工作的流程,不僅提升工作效率,而且保證建設(shè)施工質(zhì)量。
1 數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用
數(shù)字化技術(shù)在工程測(cè)量中運(yùn)用較為頻繁,其主要包括成圖數(shù)字化以及地圖技術(shù),實(shí)施測(cè)量時(shí),要想在GIS技術(shù)的指導(dǎo)下,完成對(duì)相應(yīng)地圖的數(shù)字轉(zhuǎn)化工作相對(duì)較難,它對(duì)人力、物力、財(cái)力等有硬性要求,而借助數(shù)字化技術(shù),只需將紙質(zhì)地圖的精度以及比例通過編輯便可得到相關(guān)規(guī)定,完成既定任務(wù)。現(xiàn)階段,廣泛應(yīng)用的掃描以及跟蹤技術(shù),通過將比例尺大的地圖從多個(gè)角度獲取信息資源,在準(zhǔn)確、可靠、高效的數(shù)字化技術(shù)的幫助下,可快速完成相應(yīng)任務(wù)。在工程測(cè)量中,經(jīng)常遇到大比例尺工程圖,傳統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)的方法是組織相關(guān)人員進(jìn)行實(shí)地考察,不僅工作環(huán)境惡劣,而且要求在短時(shí)間內(nèi)將所采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理,工作量十分龐大,導(dǎo)致完成繪圖所需的時(shí)間過長(zhǎng),而且一旦測(cè)量人員失誤產(chǎn)生誤差,將影響后期施工建設(shè)的順利開展,而數(shù)字化技術(shù)憑借自身高效、快捷、準(zhǔn)確更優(yōu)勢(shì),已經(jīng)幫助測(cè)繪人員完成了一定量的工作。
2 3s技術(shù)的應(yīng)用情況
3s技術(shù)是測(cè)繪新技術(shù)的主要力量,由GPS全球定位技術(shù)、遙感技術(shù)以及地理信息技術(shù)構(gòu)成,綜合運(yùn)用這三種技術(shù),在提高工程測(cè)量工作效率的前提下,推動(dòng)其朝著智能化、科技化方向發(fā)展,因此,成為測(cè)繪工作的“新寵”。
2.1 3s技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)
①生動(dòng)直觀。3s技術(shù)是指在測(cè)量工作中,在電腦上直觀生動(dòng)的將測(cè)量地區(qū)的地理位置、地形地勢(shì)以及地貌狀況加以呈現(xiàn),從而對(duì)測(cè)量地區(qū)形成整體性認(rèn)識(shí)。
②更新生命力旺盛。3s 技術(shù)是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物,在科學(xué)技術(shù)前進(jìn)的過程中,其實(shí)現(xiàn)了測(cè)繪行業(yè)的智能化與數(shù)字化進(jìn)步,同時(shí),產(chǎn)生其他新型技術(shù),以牢固樹立自己在測(cè)繪工作中的穩(wěn)定力量。
③適用性高。3s 技術(shù)能夠根據(jù)顧客的不同要求對(duì)產(chǎn)品作出相應(yīng)的分析與處理,使其具備某種功能,以滿足顧客的需求,減少不必要矛盾的發(fā)生,提高工作質(zhì)量。
2.2 3s技術(shù)在實(shí)際測(cè)量中的應(yīng)用情況
①全球定位系統(tǒng)。其又可以稱為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),可以完成定位于導(dǎo)航工作。因此,在測(cè)量中,可以充分利用這一特性,完成對(duì)地理空間距離的測(cè)量,再通過計(jì)算機(jī)對(duì)所收集的數(shù)據(jù)作深入分析,以便提高最終數(shù)據(jù)的真實(shí)性,保證后期建設(shè)的質(zhì)量。運(yùn)用這一系統(tǒng)時(shí),要求測(cè)繪人員具備一定的計(jì)算機(jī)水平,能夠借助計(jì)算機(jī)的力量將此系統(tǒng)獲取的相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,為后期的建設(shè)做好充分的準(zhǔn)備,從這個(gè)角度來講,其降低了測(cè)繪人員的工作量,提高了工作效率。
②遙感技術(shù)。其包括航天遙感技術(shù)以及航空遙感技術(shù)兩種類型。航天遙感技術(shù)是借助衛(wèi)星及其他飛行器進(jìn)行數(shù)據(jù)信息收集;航空遙感技術(shù)是指在飛機(jī)、氣球或其他空中平臺(tái)進(jìn)行測(cè)量地表的地勢(shì)以及地貌情況,目前,這一技術(shù)在測(cè)繪地形圖中應(yīng)用較為廣泛。進(jìn)行實(shí)地測(cè)量時(shí),可以運(yùn)用這一技術(shù)完成測(cè)量建設(shè)工程面積的任務(wù),由于測(cè)量某一地區(qū)的地形、地勢(shì)以及地貌難度較大,而這一技術(shù)則有效解決了這一問題,提升了測(cè)量的經(jīng)濟(jì)性效益,縮短了測(cè)量工期。
③地理信息系統(tǒng)。此系統(tǒng)主要是測(cè)量人員綜合運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)以及遙感技術(shù)以獲得地面空間距離的相應(yīng)數(shù)據(jù)信息,通過對(duì)三維模型的分析與處理,獲取能夠保證實(shí)際施工質(zhì)量的信息,能夠起到提前預(yù)測(cè)、輔助決定的效果,例如,在工程測(cè)量中,為做好規(guī)劃管理任務(wù),可運(yùn)用此技術(shù)對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行預(yù)測(cè),以推動(dòng)決策科學(xué)化,能夠提升實(shí)際測(cè)量的科學(xué)性,減少不必要的失誤。
3 信息化測(cè)繪技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用
伴隨著科學(xué)技術(shù)的更新?lián)Q代,工程測(cè)量所使用的測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)到數(shù)字化的轉(zhuǎn)變,新時(shí)期,其又迎來了發(fā)展的新機(jī)遇,不僅創(chuàng)新了原有的技術(shù)而且極大地提高了測(cè)量效率,實(shí)現(xiàn)數(shù)字化以及智能化將是測(cè)繪技術(shù)發(fā)展的主要任務(wù)。而信息化測(cè)繪技術(shù)主要應(yīng)用于需要時(shí)時(shí)刻刻提供地理信息、進(jìn)行工程測(cè)量的領(lǐng)域,其主要由現(xiàn)代坐標(biāo)基準(zhǔn)構(gòu)建技術(shù)與新型網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù),運(yùn)用其進(jìn)行測(cè)量能夠保證信息的精準(zhǔn)度,對(duì)于新型農(nóng)村建設(shè)、生態(tài)發(fā)展以及降能減耗方面發(fā)揮著重要作用,拓寬了自己的應(yīng)用領(lǐng)域,同時(shí),有利于推動(dòng)我國(guó)和諧社會(huì)的構(gòu)建。
4 攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用情況
此系統(tǒng)是通過常見的攝影方式完成對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)的分析與處理,從而獲得最終需要的信息?,F(xiàn)階段,進(jìn)行數(shù)字化攝影以及技巧性攝影是攝影技術(shù)的主要組成部分,在計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展的同時(shí),大量高質(zhì)量、精度的攝影機(jī)器陸續(xù)面世,能夠更加完整、全面、時(shí)時(shí)的獲得所需的信息,運(yùn)用此技術(shù)進(jìn)行工程測(cè)量要求工作者能夠借助攝影器材的影像處理功能,并結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)完成相應(yīng)測(cè)繪工作,此技術(shù)的廣泛運(yùn)用不再需要測(cè)繪人員對(duì)測(cè)量場(chǎng)地進(jìn)行實(shí)地考察、勘測(cè)(有的測(cè)量場(chǎng)地地形崎嶇、地理位置偏僻,測(cè)量人員要承受自然、心理以及生理上的壓力,這嚴(yán)重影響了測(cè)量效果),只需對(duì)其影像進(jìn)行深入分析處理,極大降低了測(cè)繪人員的工作量,但對(duì)其攝影技術(shù)有一定的要求。
5 結(jié)束語
各種新測(cè)繪技術(shù)的出現(xiàn)推動(dòng)了測(cè)繪行業(yè)的快速發(fā)展,通過合理運(yùn)用相應(yīng)的技術(shù),不僅有效提升了工作效率,縮短了工程測(cè)量的時(shí)間,而且保證了所獲取的信息的準(zhǔn)確度,提升了建設(shè)施工的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益,新時(shí)期,隨著經(jīng)濟(jì)全球化的加劇,我國(guó)的測(cè)繪技術(shù)所面臨的發(fā)展環(huán)境正發(fā)生著改變,這要求測(cè)繪工作人員應(yīng)重視提升自身素質(zhì),正確運(yùn)用各種測(cè)繪新技術(shù),以推動(dòng)更多新型技術(shù)的出現(xiàn),滿足我國(guó)測(cè)繪發(fā)展的需要,真正實(shí)現(xiàn)測(cè)繪技術(shù)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的發(fā)展,改善我國(guó)測(cè)繪技術(shù)的現(xiàn)狀。
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關(guān)鍵詞:土壤侵蝕 遙感監(jiān)測(cè) 目視解譯 遙感光譜
中圖分類號(hào):P2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)09(c)-0030-02
遙感技術(shù)的發(fā)展為人類提供了從多維和宏觀角度進(jìn)行陸地生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)的可能。遙感的優(yōu)勢(shì)在于能以不同的時(shí)空尺度不斷地提供多種地表特征信息,這對(duì)于傳統(tǒng)的以稀疏離散點(diǎn)為基礎(chǔ)的對(duì)地觀測(cè)手段是一場(chǎng)革命性的變化(趙英時(shí),2003)。自從有了航空攝影以來,航空像片就在土壤侵蝕監(jiān)測(cè)中發(fā)揮著重要的作用(陳述彭,1992),而航天遙感的出現(xiàn),更為土壤侵蝕的監(jiān)測(cè)提供了豐富的信息和廣闊的空間,使得土壤侵蝕監(jiān)測(cè)從定位監(jiān)測(cè)拓展到區(qū)域或更大范圍,從而將水土保持監(jiān)測(cè)推向更深廣的層次。國(guó)內(nèi)外目前發(fā)展的土壤侵蝕遙感監(jiān)測(cè)方法,主要有目視解譯方法和計(jì)算機(jī)自動(dòng)分類方法。
1 目視解譯分析方法
目視解譯方法根據(jù)操作手段和輔助工具的不同,主要有兩種方式,目視解譯和計(jì)算機(jī)人機(jī)交互解譯。但兩者只是由于硬件設(shè)施的差異所導(dǎo)致的操作手段和方式的不同,其實(shí)質(zhì)是一樣的。該方法著重于根據(jù)土壤侵蝕環(huán)境因子特征在遙感影上的客觀反映來進(jìn)行分析解譯和光譜特征識(shí)別。首先需要確定分類分級(jí)系統(tǒng),其次建立解譯標(biāo)志,然后進(jìn)行圖像的判讀、繪制專題圖等流程。早期的目視解譯方式,是“通過直接觀察或借助判讀儀器(放大鏡、立體鏡、密度分割儀和彩色合成儀等)研究地物在遙感圖像上的各種影像特征(如形狀、大小、灰度、陰影、圖形結(jié)構(gòu)),并通過地物間的相互關(guān)系的推理、分析,達(dá)到識(shí)別地物目標(biāo)的過程”(陳述彭,1990)。而人機(jī)交互解譯是以計(jì)算機(jī)為平臺(tái),借助GIS軟件,以數(shù)字遙感影像為信息源,依據(jù)野外驗(yàn)證過程中所建立的解譯標(biāo)志,建立遙感影像特征與地物原型之間的直接和間接關(guān)系,并綜合地物波譜知識(shí)、植被指數(shù)、地學(xué)空間分布規(guī)律和物候知識(shí)等,來識(shí)別地物的過程。
隨著遙感和計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展,由水利部水土保持監(jiān)測(cè)中心為項(xiàng)目主持單位,由中國(guó)院遙感應(yīng)用研究所為項(xiàng)目技術(shù)主持單位,采用人機(jī)交互解譯方式,于1999年3月正式實(shí)施全國(guó)第二次土壤侵蝕遙感調(diào)查,并于2002年了成果公告。2000年水利部又組織開展了全國(guó)第三次土壤侵蝕遙感調(diào)查。近期水利部陸續(xù)在黃河、長(zhǎng)江中上游地區(qū)、黑河、塔里木河流域等重點(diǎn)水土保持生態(tài)建設(shè)區(qū)開展了水土保持監(jiān)測(cè)(許峰,2004)。到20世紀(jì)90年代,隨著遙感技術(shù)的快速發(fā)展,人機(jī)交互解譯方法已廣泛應(yīng)用于土壤侵蝕監(jiān)測(cè)(趙忠海,2003,曾琪明,1996)。土壤侵蝕目視解譯除了應(yīng)用于全國(guó)土壤侵蝕調(diào)查外,目前基本上呈現(xiàn)出應(yīng)用范圍廣、手段單一,以區(qū)域性研究為主、零散分散、缺乏系統(tǒng)性,研究結(jié)果也只反映了“一家之言”,缺乏實(shí)地驗(yàn)證。同時(shí)受監(jiān)測(cè)手段的限制,效率低、非定量化、監(jiān)測(cè)結(jié)果易忽視細(xì)節(jié)信息,受主觀因素影響較大。但在大尺度土壤侵蝕遙感調(diào)查中,尤其是對(duì)我國(guó)這樣地域廣、地形復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)條件,在新的技術(shù)未突破之前,人機(jī)交互解譯是目前主要的監(jiān)測(cè)手段。
國(guó)外學(xué)者也有采用目視解譯方法進(jìn)行土壤侵蝕監(jiān)測(cè),Bococ(1988)利用SPOT立體影像圖,用目視解譯的方法繪制了Mxeioc的土壤侵蝕圖。Raina(1993)通過TM假彩色合成影像進(jìn)行重度、中度和輕度土壤侵蝕圖的繪制。
2 基于遙感光譜反射值自動(dòng)監(jiān)測(cè)
該方法是依據(jù)遙感影像中地物光譜反射值進(jìn)行定量分析,以提取土壤侵蝕的信息。即將圖像中每個(gè)像元根據(jù)其在不同波段的光譜亮度、空間結(jié)構(gòu)特征或其他信息,按照某種規(guī)則或算法劃分為不同的類別。最簡(jiǎn)單的分類是只利用不同波段的光譜亮度值進(jìn)行單像元自動(dòng)分類;另一種不僅考慮像元的光譜亮度值,還利用像元和其周圍像元之間的空間關(guān)系,如圖像紋理、特征大小、形狀、方向性、復(fù)雜性和結(jié)構(gòu),對(duì)像元進(jìn)行分類。
圖像分類中最常用的即監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類,其中監(jiān)督分類的算法有平行算法、最小距離法、最大似然法和基于概率分布的貝葉斯(Byaes)分類器等,非監(jiān)督分類也稱為聚類分析或點(diǎn)群分析,即在多光譜圖像中搜尋、定義其自然相似光譜集群組的過程。其算法主要有重復(fù)自組織數(shù)據(jù)分析技術(shù)。除以上圖像分類方法外,還發(fā)展了模糊分類、空間結(jié)構(gòu)紋理分類和人工智能神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)方法等。
Evnas(1990)認(rèn)為,真正反映土壤侵蝕的信息通常是土壤表層微觀的色調(diào)、質(zhì)地和光譜特征,然而這些微觀信息差異由于地表覆蓋物或其它信息干擾,很難被遙感探測(cè)器感知,所以單純地利用遙感方法進(jìn)行土壤侵蝕研究十分困難。所以基于遙感影像光譜值監(jiān)測(cè)土壤侵蝕,主要原理是基于土壤侵蝕所導(dǎo)致的地形地貌或植被因子的變化,如地表的沖溝、細(xì)溝,植被枯竭等效應(yīng)信息在光譜影像上的客觀反映。
除了采用遙感影像分類方法提取侵蝕信息,模糊分類方法、混合像元分解方法的發(fā)展,己不僅僅應(yīng)用于土地覆蓋、農(nóng)作物分類中,同時(shí)也應(yīng)用于土地退化監(jiān)測(cè),這些方法在歐洲地中海地區(qū)土地退化監(jiān)測(cè)中應(yīng)用最多。由于土壤侵蝕,造成地形地貌或植被因子的變化,如沖溝、植被枯竭等信息在光譜影像上會(huì)被客觀地反映,從而利用植被指數(shù)或混合像元光譜分解方法可獲得植被或土壤信息。盡管光譜指數(shù)對(duì)估算植被覆蓋率效果不錯(cuò),但對(duì)于衰老植被則效果不太理想,但衰老植被對(duì)土壤侵蝕有著抑制作用,因此在土地退化監(jiān)測(cè)中相關(guān)學(xué)者采用像元光譜分解一線性光譜分解法監(jiān)測(cè)了地中海地區(qū)意大利Sicliy的植被覆蓋度(deJnog,1999)。分解方法的基本假設(shè)則是每個(gè)像元的光譜反射值是每個(gè)純組分光譜反射值與其所占權(quán)重的線性組合。同樣,Mettemihct(1998)采用線性光譜分解方法,提取了玻利維亞的Sacbaa流域的土壤侵蝕信息與制圖。他利用LnadsatTM的六個(gè)波段的信息,選擇了五個(gè)端元,而從影像中選擇端元是其中的關(guān)鍵。研究結(jié)果表明,線性光譜分解模型可以有效地應(yīng)用于區(qū)域土壤侵蝕信息提取及制圖。同樣,在地中海地區(qū)土地退化監(jiān)測(cè)中,有學(xué)者采用了光譜分解方法和波譜形狀指數(shù)來監(jiān)測(cè)土地退化。結(jié)果表明,采用上述方法可以進(jìn)行區(qū)域土地退化的制圖,而采用光譜分解方法從光學(xué)遙感影像中提取土壤侵蝕性狀特征有更大的潛力。同時(shí)景觀單元分析表明,結(jié)合DEM變量與光譜信息對(duì)土地退化評(píng)價(jià)十分有用。在地中海區(qū)域土地退化評(píng)價(jià)監(jiān)測(cè)中,基于線性光譜分解方法計(jì)算植被豐度、提取土地退化特征信息研究很多。除上述方法外,部分學(xué)者分析了由于土壤侵蝕而導(dǎo)致的環(huán)境要素的改變,從而嘗試建立這些變化與植被指數(shù)的相關(guān)關(guān)系。Sinhg(2004)認(rèn)為由于土地退化、如土壤侵蝕,會(huì)導(dǎo)致表土喪失、有機(jī)質(zhì)減少、土壤物理化學(xué)性質(zhì)的改變,最終表現(xiàn)于土壤顏色的改變,在顏色上表現(xiàn)較高的Munesll值。他們通過長(zhǎng)時(shí)間序列的NOAA/AVHRR影像來監(jiān)測(cè)土壤亮度值,最終達(dá)到監(jiān)測(cè)土壤侵蝕的過程。首先通過NOAA AVHRR影像研究土壤顏色(Mun esll)與NDVI之間相關(guān)關(guān)系,結(jié)果表明Hue與NDVI、Chorma與NDVI之間的相關(guān)性很好,從而基于NDVI與土壤顏色之間的相關(guān)關(guān)系來評(píng)價(jià)土壤顏色,最終用于土壤侵蝕監(jiān)測(cè)。通過理論模型建立了土壤顏色、植被指數(shù)、表面溫度和發(fā)射率(emissiviyt)之間的回歸方程,結(jié)果表明通過多種植被指數(shù)(NDVI、MSAVI、PAVI等)來監(jiān)測(cè)土壤顏色是有效的,從而可以監(jiān)測(cè)土壤侵蝕或其它自然災(zāi)害導(dǎo)致的土壤變化(singh,2005)。無論是目視解譯還是遙感光譜反射值自動(dòng)監(jiān)測(cè),兩者基于遙感技術(shù)進(jìn)行土壤侵蝕監(jiān)測(cè)決定了它們的本質(zhì)依據(jù)相似,只是手段和方式不同。遙感影像所攜帶的信息是地表特征的客觀反映,而土壤侵蝕是復(fù)雜地理系統(tǒng)負(fù)向效應(yīng)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,它不同于土地覆蓋或其它地物,它是一種效應(yīng)的結(jié)果,無法從影像光譜特征信息上直接提取土壤侵蝕信息的量度值。只能通過這種結(jié)果造成地表環(huán)境因子的改變而獲取,如沖溝、植被枯竭或土壤特性的改變等信息在光譜影像上的客觀地反映而獲得土壤侵蝕信息。因此,將兩者手段相結(jié)合,可以稱為基于指標(biāo)規(guī)則的土壤侵蝕遙感監(jiān)測(cè)方法,也可用于土壤侵蝕監(jiān)測(cè)。即采用目視解譯的原理和依據(jù),但處理過程中結(jié)合了影像光譜反射值自動(dòng)運(yùn)算等。遙感影像目視解譯過程根據(jù)分類、分級(jí)系統(tǒng),參考分級(jí)指標(biāo),在非遙感信息源(如土地利用、土壤圖和地形圖等)支持下,由判讀者綜合遙感影像光譜特征所攜帶的各項(xiàng)指標(biāo)特征,判斷得出圖斑單元所代表的土壤侵蝕類型及強(qiáng)度。
在黃土高原土壤侵蝕強(qiáng)度遙感監(jiān)測(cè)中,選用降雨、地面物質(zhì)抗蝕性、植被覆蓋度和地形因子,采用變權(quán)模糊數(shù)學(xué)模型進(jìn)行水蝕定量評(píng)判。邊多等(2003)采用該方式,以1∶2.5萬彩紅外航片和TM影像為主要信息源,對(duì)“一江兩河”地區(qū)進(jìn)行了土壤侵蝕監(jiān)測(cè)。黃詩峰等(2001)建立了基于柵格地理信息系統(tǒng)的流域土壤侵蝕量估算的指標(biāo)模型,結(jié)合嘉陵江上游西漢水流域具體情況,以降雨、地形、溝谷密度、植被蓋度、成土母質(zhì)等為主要指標(biāo),對(duì)流域土壤侵蝕量進(jìn)行了估算。同樣是基于判別規(guī)則和邏輯綜合分析的過程,并且參考指標(biāo)與土壤侵蝕目視解譯過程一致,但是在基于遙感提取單因子方法上略有不同的還有,通過特定算法自動(dòng)提取植被信息,進(jìn)行綜合判別土壤侵蝕強(qiáng)度。國(guó)外也有相關(guān)方法的應(yīng)用研究。
3 遙感監(jiān)測(cè)方法總結(jié)
綜上所述,基于遙感方法進(jìn)行土壤侵蝕監(jiān)測(cè)盡管隨著航空航天遙感的發(fā)展很早就開展起來,但目前存在著如下狀況和問題?;谶b感方法,尤其是通過影像光譜特征進(jìn)行分析、直接獲取土壤侵蝕監(jiān)測(cè)的研究在國(guó)內(nèi)外研究還較少,并且國(guó)外研究主要集中于地中海地區(qū)土地退化監(jiān)測(cè)研究中。
我國(guó)的土壤侵蝕遙感監(jiān)測(cè)手段以目視解譯為主,是區(qū)域土壤侵蝕遙感監(jiān)測(cè)的主流手段。從己發(fā)表文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì),研究監(jiān)測(cè)范圍從全國(guó)土壤侵蝕調(diào)查到各個(gè)省級(jí)、流域或更小地域單元。應(yīng)用范圍廣、手段單一,以區(qū)域性研究為主、零散分散、缺乏系統(tǒng)性,研究結(jié)果也只反映了“一家之言”,缺乏實(shí)地驗(yàn)證。同時(shí)受目視解譯的限制,工作量大、效率低、非定量化、監(jiān)測(cè)結(jié)果易忽視細(xì)節(jié)信息,受主觀因素影響較大。20世紀(jì)80年代初的全國(guó)土壤侵蝕遙感調(diào)查開始以目視解譯方法為主,現(xiàn)在經(jīng)歷了航天遙感技術(shù)的快速發(fā)展的20多年,尤其是定量遙感分析技術(shù)的發(fā)展,但新的土壤侵蝕監(jiān)測(cè)的研究方法較少。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:遙感技術(shù);地震預(yù)測(cè)工作;應(yīng)用
我國(guó)位于亞歐大陸板塊交界處,大陸板塊的緩慢運(yùn)動(dòng),使我國(guó)的地震發(fā)生頻率相對(duì)較高。所以,能夠及時(shí)、準(zhǔn)確、有效地進(jìn)行地震預(yù)報(bào)、監(jiān)測(cè)以及震后救災(zāi)工作就顯得非常有必要。遙感技術(shù)的特點(diǎn)是高效率信息收集、獲取信息量較大、方式多樣與間隔時(shí)間較短等,可以保證全方面24h的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),所以其用于地震預(yù)測(cè)、地震災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與震后損失核算等是一個(gè)比較有價(jià)值的課題。該文主要對(duì)遙感技術(shù)用于地震預(yù)測(cè)工作進(jìn)行簡(jiǎn)要描述。
1遙感技術(shù)與地震
遙感技術(shù)(RS)指的是通過使用一定的方式能夠遠(yuǎn)距離獲取“物體”的各種信息。使用遙感器遠(yuǎn)距離獲取目標(biāo)對(duì)象的各種數(shù)據(jù),再采用特定方式對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究,進(jìn)而得到目標(biāo)對(duì)象的相關(guān)情況。遙感技術(shù)是根據(jù)電磁波和地球表面物質(zhì)之間的特定關(guān)系建立的,目的在于探測(cè)、分析、研究地球現(xiàn)有的資源和地理面貌,是對(duì)地球表面的空間與時(shí)間的特征以及規(guī)律變化進(jìn)行觀察研究的新型技術(shù)。遙感技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是概括性強(qiáng)、綜合性優(yōu)異、宏觀調(diào)控力強(qiáng)、具有直觀可視性等,由此能夠最大限度地預(yù)防人為性的干擾,在合理分配有限資源的同時(shí),使震區(qū)各項(xiàng)數(shù)據(jù)能夠快速有效地傳輸。通過將遙感技術(shù)和傳統(tǒng)地震探測(cè)技術(shù)進(jìn)行對(duì)比,能夠發(fā)現(xiàn)遙感技術(shù)要更先進(jìn)、更科學(xué)以及更加具有時(shí)效性,其使用于地震的預(yù)測(cè)工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。地震的實(shí)質(zhì)是地球內(nèi)部的某種結(jié)構(gòu)產(chǎn)生突然性的破裂引發(fā)震波,在某個(gè)范圍中引發(fā)地震的現(xiàn)象。地震現(xiàn)象伴隨的是災(zāi)難與危險(xiǎn),具有突然性、危害嚴(yán)重性以及影響較大等特征,是國(guó)際上公認(rèn)的最危險(xiǎn)的自然災(zāi)害之一。我國(guó)所處的位置是亞歐大陸板塊交界處,地殼運(yùn)動(dòng)頻繁,因此地震發(fā)生的數(shù)量也相對(duì)較多。世界范圍內(nèi)死亡人數(shù)前十的地震中,有一半發(fā)生在我國(guó)。使用遙感技術(shù)進(jìn)行地震預(yù)測(cè)、地震災(zāi)害調(diào)查和損失評(píng)估等震前震后各種處理工作,提高了地震預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性,能有效控制和減少震后各種問題的發(fā)生。目前,遙感技術(shù)在災(zāi)后重建工作的規(guī)劃中得到了廣泛的應(yīng)用,在強(qiáng)震區(qū)之中,利用遙感技術(shù)還可以評(píng)估災(zāi)后重建工作的進(jìn)展,為管理人員提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。利用遙感技術(shù),還可以獲取震區(qū)的地理資料,為災(zāi)后重建工作的開展提供科學(xué)的科技保障。
2遙感技術(shù)應(yīng)用于地震
傳統(tǒng)的地震預(yù)測(cè)、地震情況調(diào)查、災(zāi)情了解等信息收集方式只能采用實(shí)地勘測(cè)等方法。雖然能夠得到精確性和可信度很高的數(shù)據(jù)信息,但其附帶著巨大的人力和成本的投入。那么使用遙感技術(shù)能夠優(yōu)化傳統(tǒng)實(shí)地勘測(cè)方式的缺陷,伴隨而來的是更加先進(jìn)、更加科學(xué)的地震各個(gè)階段的處理工作,其在地震領(lǐng)域中具有很大的應(yīng)用前景。遙感技術(shù)主要以航天遙感影像分辨率為基礎(chǔ),伴隨高分辨率影像技術(shù)的發(fā)展,推動(dòng)著遙感技術(shù)在地震各個(gè)階段的廣泛使用。
3遙感技術(shù)在地震預(yù)測(cè)中的應(yīng)用
地震的預(yù)測(cè)工作是一個(gè)國(guó)際性的研究課題,主要是由于地震形成原因的復(fù)雜性和多樣性,且受到目前科學(xué)技術(shù)的限制,無法形成及時(shí)有效、準(zhǔn)確的地震預(yù)測(cè)工作。現(xiàn)在將衛(wèi)星遙感技術(shù)應(yīng)用到地震預(yù)測(cè)的研究正在處于發(fā)展階段,伴隨而來的是很多難關(guān)需要攻克,現(xiàn)在科研人員研究的重點(diǎn)是使用遙感技術(shù)進(jìn)行地震震前監(jiān)測(cè),其中心是對(duì)震區(qū)的熱異常情況進(jìn)行探測(cè)分析。地震發(fā)生前的地表溫度異常在國(guó)際的歷史上有很多記載,我國(guó)歷史文獻(xiàn)中也有很多資料記錄了地震時(shí)地表溫度異常的情況。在強(qiáng)烈地震發(fā)生時(shí),震中位置周圍一定范圍內(nèi)將會(huì)出現(xiàn)溫度升高的情況,同時(shí)這種溫度升高包括空氣溫度、地表溫度以及地表下淺層溫度等。傳統(tǒng)地震預(yù)測(cè)技術(shù)對(duì)震前溫度變化的研究主要是對(duì)全國(guó)臺(tái)網(wǎng)監(jiān)測(cè)的氣溫、淺層土地溫度與中、深層水溫等數(shù)據(jù)的分析,同時(shí)對(duì)震中位置附近區(qū)域的地表與指定深度的地下溫度情況變化的分析研究。然而其有一定的局限性,只能監(jiān)測(cè)局部位置的溫度異常,無法形成范圍性溫度變化趨勢(shì)的數(shù)據(jù)。熱紅外遙感技術(shù)的特點(diǎn)是覆蓋性、24h動(dòng)態(tài)信息監(jiān)測(cè)、信息多樣性等,因此能夠?qū)φ饏^(qū)熱異常信息影像形成連續(xù)性監(jiān)測(cè)。
4遙感技術(shù)在地震災(zāi)害評(píng)估中的應(yīng)用
地震災(zāi)情的獲取與評(píng)估是降低災(zāi)害影響的有效途徑,但是傳統(tǒng)人工勘探途徑不僅費(fèi)用高,且工作效率低。實(shí)際上,早在1906年,美國(guó)科學(xué)界就利用風(fēng)箏記錄了地震災(zāi)后影響,從此,遙感技術(shù)開始應(yīng)用在地震災(zāi)害的調(diào)查與分析中,自此之后,遙感技術(shù)開始普遍應(yīng)用在地震災(zāi)害信息的預(yù)測(cè)中,獲取了突出的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。利用遙感技術(shù)來獲取震害信息,可以及時(shí)收集到道路、橋梁、建筑物等設(shè)施的信息,為地震后的災(zāi)害評(píng)估提供資料支持。作為一種新興的空間對(duì)地觀測(cè)技術(shù),遙感技術(shù)正日益發(fā)展成為一種先進(jìn)的手段,并應(yīng)用于各個(gè)不同的科學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中。對(duì)地震科學(xué)而言,快速、高效及準(zhǔn)確地獲取信息具有至關(guān)重要的意義,而遙感的特性恰好滿足了這一需求。不同光譜段和不同空間分辨率的遙感數(shù)據(jù)可以根據(jù)其自身的特點(diǎn)應(yīng)用于地震研究的各個(gè)研究方向。開展多源地震空間數(shù)據(jù)的綜合研究,并建立多源遙感數(shù)據(jù)地震應(yīng)用模型是今后空間技術(shù)應(yīng)用于地震行業(yè)的必然發(fā)展趨勢(shì)。震害損失快速評(píng)估未來的發(fā)展應(yīng)主要定位于結(jié)合高精度遙感數(shù)據(jù)和遙感震害模型的3S技術(shù)(RS、GIS及GPS)的應(yīng)用,通過震害信息自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和目標(biāo)物的精確定位技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)震害快速得出結(jié)論。
5結(jié)語
關(guān)鍵詞:水利水電工程 地質(zhì)勘測(cè) 遙感技術(shù)應(yīng)用
中圖分類號(hào):U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
前言:遙感(RS)技術(shù)通常主要應(yīng)用于預(yù)可行性研究階段或可行性研究階段。Rs技術(shù)與其他勘察手段配合,有利于大范圍進(jìn)行地質(zhì)測(cè)繪,提高填圖質(zhì)量和選線選址的質(zhì)量,減少野外地質(zhì)調(diào)查的盲目性,并可以大大減少外業(yè)工作量,提高作業(yè)效率。遙感技術(shù)作為一種工程地質(zhì)勘測(cè)手段,近年來在我國(guó)水利地質(zhì)勘測(cè)工程中應(yīng)用越來越廣泛,其用途主要包括:工程地質(zhì)調(diào)查與制圖、巖溶調(diào)查、對(duì)滑坡、崩塌、泥石流等物理地質(zhì)現(xiàn)象的調(diào)查,輸水隧洞、渠道等跨區(qū)域、長(zhǎng)距離等線狀大型工程地質(zhì)調(diào)查,地貌、地質(zhì)、地形、氣候、水文等復(fù)雜特殊地區(qū)的工程地質(zhì)調(diào)查,省時(shí)且經(jīng)濟(jì)。隨著高空間分辨率、高光譜分辨率、高時(shí)間分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)的日益豐富及普及,RS對(duì)水利建設(shè)及管理的影響和作用必將越來越大。
1.工程勘測(cè)中遙感技術(shù)應(yīng)用的必要性及其應(yīng)用效果
工程勘測(cè)是各種工程建設(shè)質(zhì)量?jī)?yōu)劣的先決條件。勘測(cè)質(zhì)量的優(yōu)劣,直接影響了設(shè)計(jì)質(zhì)量,而設(shè)計(jì)質(zhì)量則影響了工程建設(shè)的質(zhì)量。要修建一項(xiàng)理想的工程,除要考慮政治、經(jīng)濟(jì)、國(guó)防等因素外,還必須充分掌握工程所在地區(qū)的地形、地貌、地質(zhì)、水文、氣候等自然環(huán)境條件。采用傳統(tǒng)的地面勘測(cè)方法,由于視野的局限,擬查明自然環(huán)境條件是很困難的,尤其是在地形、地貌、地質(zhì)、水文、氣候等復(fù)雜的地區(qū),有時(shí)由于手段的限制,勘測(cè)質(zhì)量得不到保證,造成工程選線、選址的變動(dòng),甚至到了施工階段,還不得不補(bǔ)做勘測(cè)前期的工作。更有甚者,給施工或日后的運(yùn)營(yíng)帶來無窮的后患,這樣的例子不勝枚舉。
遙感技術(shù)的應(yīng)用,可以克服單純地面勘測(cè)的不足,它與其他勘察手段相結(jié)合,可以從整體上提高工程勘察的質(zhì)量,因而,具有明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。遙感技術(shù)應(yīng)用的效果主要表現(xiàn)如下:
1)有利于大面積地質(zhì)測(cè)繪,提高填圖質(zhì)量和選線、選址的質(zhì)量;
2)可克服地面觀測(cè)的局限性,減少盲目性,增強(qiáng)外業(yè)地質(zhì)調(diào)查的預(yù)見性;
3)減少外業(yè)工作量,提高了測(cè)繪效率,某些外業(yè)工作可移到室內(nèi)進(jìn)行,改善了勞動(dòng)條件。
一般認(rèn)為,工程勘察中采用遙感技術(shù)后,預(yù)可行性研究階段可提高工作效率2~3倍,可行性研究階段,可提高1倍左右。有些地區(qū),應(yīng)用遙感技術(shù)后,勘察效率提高的更多些。
工程勘察中,應(yīng)用遙感技術(shù)可獲取地貌、地層(巖性)、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)、不良地質(zhì)等信息。尤其是對(duì)工程影響較大的滑坡、崩塌、錯(cuò)落、巖堆、墜石、泥石流、巖溶、沙丘、沼澤、鹽漬土、河岸沖刷、水庫坍岸、沖溝、人工坑洞、地震地質(zhì)等不良地質(zhì)現(xiàn)象,其判釋效果更為明顯。工程勘察中,利用陸地衛(wèi)星遙感圖像一般可編制1∶5萬~1∶20萬的有關(guān)圖件;利用航空遙感圖像可編制1∶5百~1∶5萬的有關(guān)圖件。
上述不同比例尺圖件的編制可滿足工程勘察編制圖件的需要。工程勘察中所采用的遙感圖像比例尺不同階段而有所不同。一般在預(yù)可行性研究階段主要應(yīng)用1∶5萬~1∶20萬的陸地衛(wèi)星圖像,重點(diǎn)地段可用1∶5萬航空遙感圖像;可行性研究階段,采用1∶5千~1∶2萬的航空遙感圖像。
2 .遙感技術(shù)在水利水電工程勘測(cè)中的應(yīng)用
遙感技術(shù)按照遙感平臺(tái)的高度不同,一般分為航天遙感、航空遙感和地面遙感共3大類。遙感技術(shù)由于視域廣闊、信息豐富、具立體感、衛(wèi)星影像成周期性重現(xiàn)以及獲取資料快速等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于水利水電工程中有關(guān)重大工程地質(zhì)問題及相關(guān)的環(huán)境等問題的調(diào)查與研究。
2.1 區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性研究。由于遙感圖像能提供大量宏觀的線性構(gòu)造信息,較好地反映區(qū)域地質(zhì)特征、水系分布特征和地貌形態(tài),所以對(duì)研究區(qū)域構(gòu)造格架,確定斷裂體系及活動(dòng)性以及評(píng)價(jià)工程及其周緣地區(qū)的構(gòu)造穩(wěn)定性有重大作用。因此遙感技術(shù)的應(yīng)用也成為研究此問題必用的手段。
2.2 水庫區(qū)塌、滑坡、泥石流調(diào)查。在大型水利水電工程庫區(qū)岸坡的滑坡、崩塌、泥石流以及某些松散堆積體的調(diào)查中,有一些工程應(yīng)用遙感技術(shù)利用航衛(wèi)片或彩紅外片進(jìn)行地質(zhì)解譯,結(jié)合野外現(xiàn)場(chǎng)觀察、復(fù)查和檢查查明了許多久拖不決的影響庫岸穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的大型或較大型、塌滑體的數(shù)量,分布及其穩(wěn)定狀態(tài)。
2.3 巖溶調(diào)查。利遙感影像,特別是彩紅外影像進(jìn)行巖溶及巖溶水文地質(zhì)調(diào)查有其特殊的優(yōu)勢(shì),像片解譯不僅能很好地判讀各種巖溶地貌現(xiàn)象,而且還可以充分利用和其它介質(zhì)紅外光譜的差異,判斷地下水的分布和泉水分布等。清江招來河、高壩洲,黃河萬家寨等工程曾利用彩紅外航片解譯來研究巖溶及巖溶滲漏問題,都取到了良好的效果。
2.4 中小比例尺地質(zhì)測(cè)繪填圖。推廣遙感技術(shù),在保持必須的野外工作量和成圖現(xiàn)場(chǎng)校核工作的前提下,中小比例尺地質(zhì)圖以遙感成圖取代常規(guī)地質(zhì)測(cè)繪;建筑物及其它重要地區(qū)大比例尺工程地質(zhì)圖優(yōu)先考慮遙感成圖。這是十年前在全國(guó)水利水電勘測(cè)工作會(huì)議上由水利水電規(guī)劃總院提出的“勘測(cè)技術(shù)發(fā)展目標(biāo)”文件所確定的。
2.5巖土工程開挖面地質(zhì)編錄。為適應(yīng)大型水利水電工程施工中進(jìn)行反饋設(shè)計(jì)、安全預(yù)報(bào)和存檔備查的需在人工開挖高邊坡、大型地下建筑物和大壩基坑的開挖中采用地面遙感技術(shù),進(jìn)行地質(zhì)編錄,并為有關(guān)的穩(wěn)定分析和現(xiàn)場(chǎng)預(yù)報(bào)提供翔實(shí)的地質(zhì)資料和數(shù)據(jù)是很必要的。
2.6水土保持、防洪與移民安置容量研究。如1994年,長(zhǎng)江勘測(cè)技術(shù)研究所承擔(dān)的長(zhǎng)江上游水土保持重點(diǎn)治理區(qū)滑坡、泥石流發(fā)育程度與穩(wěn)態(tài)區(qū)域研究項(xiàng)目,該項(xiàng)目在研究中利用TM衛(wèi)片對(duì)隴南、金沙江下游、三峽庫區(qū)3大片進(jìn)行解譯與發(fā)育程度的劃分(滑坡分四級(jí),泥石流分五級(jí))作出了區(qū)劃圖,提出了防治意見和預(yù)警系統(tǒng)建立的基本設(shè)想。1990年地礦部航空物探中心與長(zhǎng)江委規(guī)劃處、綜勘局一道,開展長(zhǎng)江中游干流防洪工程現(xiàn)狀遙感調(diào)查,用TM衛(wèi)片和1∶3萬~1∶5萬彩紅外航片進(jìn)行解譯和編寫報(bào)告,提交的成果獲得了較好的成效。移民安置容量研究,航衛(wèi)片,尤其是彩紅外航片,以其對(duì)土地利用類型的可判讀性和現(xiàn)實(shí)性,為移民安置容量分析確定提供了新手段。
3.結(jié)語
水利水電工程勘探技術(shù)正處于一個(gè)飛速發(fā)展的階段,綜合采用各種勘探方法是促使勘探技術(shù)從“定性測(cè)量”向“定量測(cè)量”的關(guān)鍵。在技術(shù)的采用過程中,既要積極的采用新技術(shù),同時(shí)不能夠忽視傳統(tǒng)技術(shù)的再利用,這樣才能促進(jìn)勘探技術(shù)的提高。
參考文獻(xiàn):
[1]杜道生,陳軍,李政航.RS、GIS、GPS的集成與應(yīng)用.北京:測(cè)繪出版社,1995.
【關(guān)鍵詞】測(cè)繪工程;技術(shù);發(fā)展
1、概述
傳統(tǒng)的測(cè)繪工程長(zhǎng)期依靠經(jīng)緯儀、平板儀、水準(zhǔn)儀進(jìn)行工作,隨著現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的逐步擴(kuò)大應(yīng)用,向傳統(tǒng)測(cè)繪工程技術(shù)告別的時(shí)代已經(jīng)到來?,F(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的核心是衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)、遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)。其中,衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)和遙感技術(shù)是航天技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù)、傳感器技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等高新技術(shù)綜合集成的結(jié)果,地理信息系統(tǒng)技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、空間分析與模擬技術(shù)綜合集成的結(jié)果。因此,現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)是空間技術(shù)和信息技術(shù)等現(xiàn)代高新技術(shù)的綜合集成,也是國(guó)家高新技術(shù)的重要組織部分。
2、現(xiàn)代測(cè)繪工程技術(shù)的發(fā)展
2.1 測(cè)繪儀器的發(fā)展現(xiàn)代測(cè)量?jī)x器以自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化為方向發(fā)展,傳統(tǒng)的光學(xué)測(cè)量?jī)x器呈現(xiàn)出被棄用的趨勢(shì)。全站儀堪稱工程測(cè)量的代表儀器,它是電子經(jīng)緯儀和測(cè)距儀的集成體。全站儀不僅具有電子測(cè)角和電子測(cè)距的功能,而且具有自動(dòng)記錄、存儲(chǔ)和運(yùn)算能力,有很高的工作效率。目前還出現(xiàn)了“自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別全站儀”,可以自動(dòng)跟蹤反射器并實(shí)時(shí)得到三維坐標(biāo),在軟件的支持下與設(shè)計(jì)值比較,從而控制施工過程。用于高精度定向的陀螺經(jīng)緯儀向激光陀螺定向發(fā)展。另外,將陀螺儀和全站儀集成就出現(xiàn)了陀螺全站儀。大面積的首級(jí)控制測(cè)量早已使用GPS全球定位系統(tǒng)。目前,用于控制測(cè)量的靜態(tài)GPS接收機(jī)已實(shí)現(xiàn)天線、接收機(jī)和電源一體化,操作完全自動(dòng)化。用于圖根控制測(cè)量和采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)RTK GPS接收機(jī),可以瞬時(shí)獲得地面點(diǎn)的坐標(biāo)。另外,它還可以在30~50km范圍內(nèi)按坐標(biāo)施工放樣。將全站儀和GPS集成一體,就出現(xiàn)了“超站儀”,它改變了工程測(cè)量外業(yè)的作業(yè)模式,實(shí)現(xiàn)控制測(cè)量、碎部測(cè)量和施工放樣的一體化和無縫銜接作業(yè)。三維激光影像掃描儀可以快速、精確和可靠地獲得被識(shí)別物體三維空間數(shù)據(jù),在橋梁變形、水壩監(jiān)測(cè)及建模、土石滑坡監(jiān)控、開挖容量測(cè)量、城市數(shù)字化測(cè)量等方面非常有用。高精度高程測(cè)量方法目前還是采用幾何水準(zhǔn)測(cè)量,但水準(zhǔn)測(cè)量的儀器實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化和自動(dòng)化。數(shù)字水準(zhǔn)儀不光實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)安平,還配合條碼標(biāo)尺,實(shí)現(xiàn)觀測(cè)自動(dòng)化和測(cè)量結(jié)果數(shù)字化。數(shù)字水準(zhǔn)儀主要是利用相關(guān)法和相位法的原理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)讀取視線高和視線距離。
2.2 現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展
2.2.1 全球定位系統(tǒng)GPS即全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。它最初是由美國(guó)國(guó)防部開發(fā)的,利用離地面約兩萬多公里高的軌道上運(yùn)行的24顆人造衛(wèi)星所發(fā)射出來的訊號(hào),以三角測(cè)量原理計(jì)算出收訊者在地球上的位置。GPS采用的是全球性地心坐標(biāo)系統(tǒng),坐標(biāo)原點(diǎn)為地球質(zhì)量中心。GPS自問世以來,充分顯示了其在無線導(dǎo)航、定位領(lǐng)域的霸主地位。
2.2.2 遙感技術(shù)
遙感(RS)是一種遠(yuǎn)距離,大面積幾何形態(tài)、位置以及相關(guān)物理特性的傳感手段。廣義的遙感包含航空攝影測(cè)量?,F(xiàn)代航天遙感技術(shù)(RS)可提供分辨率的影像資料,航空遙感技術(shù)即全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量可提供分米級(jí)甚至厘米級(jí)的影像資料。遙感技術(shù)在近一、二十年內(nèi)飛速發(fā)展,既有框幅式可見光黑白攝影、多光譜攝影、彩色攝影、彩紅外攝影、紫外攝影,又有全景攝影機(jī)、紅外掃描儀,紅外輻射計(jì)、多光譜掃描儀、成象光譜儀,CCD線陣列掃描和矩陣攝影機(jī)、微波輻射計(jì)、散射計(jì),合成孔徑雷達(dá)及各種雷達(dá)和激光測(cè)高儀等。傳感器的研制在向更高的空間分辨率方向發(fā)展的同時(shí),也向全方位的立體觀測(cè)能力方向發(fā)展。遙感多時(shí)相性,提供了人們長(zhǎng)期、系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)研究地球表面的變化及其規(guī)律的可能性。
2.2.3 地理信息系統(tǒng)
從系統(tǒng)角度看,在未來的幾十年內(nèi),地理信息系統(tǒng)(GIS)將向著數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化(Interoperable GIS)、數(shù)據(jù)多-維化(3D&4D GIS)、系統(tǒng)集成化(Component GIS)、系統(tǒng)智能化(Cyber GIS)、平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化(Web GIS)和應(yīng)用社會(huì)化(數(shù)字地球DE)的方向發(fā)展。Interoperable GIS互操作地理信息系統(tǒng)(Interoperable GIS)是GIS系統(tǒng)集成平臺(tái),它實(shí)現(xiàn)在異構(gòu)環(huán)境下多個(gè)地理信息的系統(tǒng)或其應(yīng)用系統(tǒng)之間的互相通信和協(xié)作,以完成某一特定任務(wù)。3D&4D GIS三維(四維)地理信息系統(tǒng)(3D&4D GIS)目前研究重點(diǎn)集中在三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),優(yōu)化與實(shí)現(xiàn),以及體視化技術(shù)的運(yùn)用,三維系統(tǒng)的功能和模塊設(shè)計(jì)等方面。
Com GIS面向?qū)ο蠛蜆?gòu)件技術(shù)的地理信息系統(tǒng)(Com GIS)是把GIS的功能模塊劃分為多個(gè)控件,每個(gè)控件完成不同的功能,通過可視化的軟件開發(fā)工具集成起來,形成最終GIS應(yīng)用。Web GIS基于WWW的地理信息系統(tǒng)(Web GIS)是利用Internet技術(shù)在Web上空間信息供用戶瀏覽和使用。Digital Earth它是對(duì)真實(shí)地球及其相關(guān)現(xiàn)象統(tǒng)一性的數(shù)字化重現(xiàn)和認(rèn)識(shí),其核心思想是用數(shù)字化手段統(tǒng)一地處理地球問題和最大限度地利用信息資源,從而完成數(shù)字地球的核心功能,光纜、衛(wèi)星通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)則完成海量數(shù)據(jù)的傳輸任務(wù)。
“3S”是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、遙感(RS)和地理信息系統(tǒng)(GIS)的合稱?!?S”集成技術(shù)提供了對(duì)地球系統(tǒng)進(jìn)行長(zhǎng)期的立體的監(jiān)測(cè)能力,為收集、處理和分析地球系統(tǒng)變化的海量數(shù)據(jù)提供了工具。在大型工程中,如三峽工程、南水北調(diào)、西氣東送等,都具有施工范圍大、戰(zhàn)線長(zhǎng)、物流量大、施工周期長(zhǎng)、土方工程大等特點(diǎn)?!?S”技術(shù)為大型工程提供了最有效的數(shù)據(jù)和信息采集、分析處理、表達(dá)決策的工具?!?S”集成技術(shù)將在大型工程中貫穿從勘測(cè)、設(shè)計(jì)、質(zhì)量監(jiān)控、安全監(jiān)控、竣工驗(yàn)收到運(yùn)行監(jiān)控管理的一切階段。
在鉆探施工過程中,工人大部分情況下是依靠感覺和經(jīng)驗(yàn)而獲得鉆進(jìn)特征,通過對(duì)鉆進(jìn)狀態(tài)的判斷來采取用來調(diào)整操作的措施。這種主觀性的方法需要鉆工具有足夠的工作經(jīng)驗(yàn)和豐富的專業(yè)知識(shí),不能輕易掌握并且很難形成標(biāo)準(zhǔn)化操作。近年來,通過利用科學(xué)技術(shù)研究和對(duì)外技術(shù)合作,通過各傳感儀鉆進(jìn)參數(shù)探測(cè)系統(tǒng)可以及時(shí)準(zhǔn)確地掌握鉆桿旋轉(zhuǎn)速度,鉆進(jìn)進(jìn)尺速度,鉆桿扭矩,鉆進(jìn)壓力,進(jìn)、返水量,泵壓,孔深,泥漿粘度、密度和酸堿度等鉆進(jìn)參數(shù),依據(jù)這些參數(shù),鉆工可及時(shí)、準(zhǔn)確地調(diào)整操作。不僅大大降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度,還可提高鉆進(jìn)質(zhì)量和工作效率。隨著煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的提高,該技術(shù)得到越來越廣泛的應(yīng)用。
2地球物理勘探
在當(dāng)前煤田地質(zhì)勘探工作中,地球物理勘探是必不可少的技術(shù)手段之一。地球物理勘探主要是用物理方法來勘測(cè)地殼上部巖石、構(gòu)造等來澄清地質(zhì)問題,尋找有用礦產(chǎn)的新興科學(xué),是根據(jù)地質(zhì)體的物理性質(zhì)差異,借助一定裝置和專門的儀器來探測(cè)其物理量分布規(guī)律。地球物理勘探常利用的巖石物理性質(zhì)有:密度、磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率、彈性等。與此相應(yīng)的勘探方法有:重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探等。
2.1電法勘探
電法勘探是根據(jù)巖石及礦石電學(xué)性質(zhì)如導(dǎo)電性、電化學(xué)活動(dòng)性、電磁感應(yīng)特性和介電性等電學(xué)性質(zhì)差異,借助專門的儀器設(shè)備觀測(cè)和研究地球物理場(chǎng)的變化及分布規(guī)律,來找礦和研究地質(zhì)構(gòu)造的一種地球物理勘探方法。其主要特點(diǎn)是利用的場(chǎng)源形式多、方法變種多、解決的地質(zhì)問題多,工作領(lǐng)域?qū)拸V。
2.2地震勘探
地震勘探是地球物理勘探中重要的技術(shù)手段之一,是通過利用地下介質(zhì)彈性和密度的差異,通過觀測(cè)和分析大地對(duì)人工激發(fā)地震波的響應(yīng),推斷地下巖層的性質(zhì)和形態(tài)的地球物理勘探方法,目前采用最多的是高分辨地震勘查技術(shù)。高分辨地震勘查技術(shù)通過采用高分辨二維地震、三維地震、多波多分量震等方法,來查明斷層落差,圈定煤層分叉合并區(qū)、巖漿巖對(duì)可采煤層的影響范圍及陷落柱分布情況等。
2.3重力勘探
重力勘探是測(cè)量與圍巖有密度差異的地質(zhì)體在其周圍引起的重力異常,以確定這些地質(zhì)體存在的空間位置﹑大小和形狀﹐從而對(duì)工作地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)分布情況作出判斷的一種地球物理勘探方法。重力勘探具有成本低、深度大、輕便快捷獲得煤田地質(zhì)資料的優(yōu)點(diǎn)。
2.4磁法勘探
通過觀測(cè)和分析由巖石、礦石磁性差異所引起的磁異常,進(jìn)而研究地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)資源(或其它探測(cè)對(duì)象)的分布規(guī)律的一種地球物理勘探方法。在地面磁法勘探中,一般是布置一系列的平行等距的測(cè)線,垂直于被尋找的對(duì)象(礦體等)的走向,在每條測(cè)線上按一定距離設(shè)置測(cè)點(diǎn),在測(cè)點(diǎn)上測(cè)地磁場(chǎng)垂直分量的相對(duì)值,測(cè)線距與測(cè)點(diǎn)距之比從10﹕1到1﹕1。在煤田地質(zhì)勘探中,煤礦與周圍巖石的磁性具有明顯差異而發(fā)生磁異常,地面儀器接收到磁異常后形成數(shù)據(jù)資料進(jìn)行保存,然后對(duì)該資料進(jìn)行分析和研究,即可推斷出隨測(cè)區(qū)域煤礦的分布規(guī)律。
2.5地球物理測(cè)井
地球物理測(cè)井是運(yùn)用物理學(xué)的原理和方法,使用專門的儀器設(shè)備,沿鉆井(鉆孔)剖面測(cè)量巖石的物性參數(shù),了解井下地質(zhì)情況,從而發(fā)現(xiàn)煤層、金屬、非金屬、放射性等礦藏資源。這是煤田地質(zhì)勘探中不可缺少的手段。巖石和礦物有不同的物理特性,如導(dǎo)電特性、聲波特性、放射性等。在地球物理勘探中相應(yīng)地建立了多種測(cè)井方法,如電法測(cè)井、聲波測(cè)井、放射性測(cè)井和氣測(cè)井等。
3煤田地質(zhì)勘探中的遙感技術(shù)
目前,在地質(zhì)勘探中已經(jīng)形成了煤炭遙感技術(shù)體系,遙感技術(shù)被應(yīng)用的領(lǐng)域日趨廣泛,如在煤炭資源調(diào)查、煤層氣資源評(píng)價(jià)以及煤礦區(qū)環(huán)境評(píng)價(jià),水害防治和監(jiān)測(cè)等方面都得到了應(yīng)用。煤炭資源遙感技術(shù)主要是通過應(yīng)用航天遙感、航空遙感、地面遙感測(cè)試等技術(shù),對(duì)地下煤炭資源進(jìn)行調(diào)查和評(píng)價(jià),以得到煤炭資源開發(fā)利用的可靠信息。遙感技術(shù)具有高效率、低成本、層次性、時(shí)相性、波段性以及較強(qiáng)綜合性等特點(diǎn),是調(diào)查和評(píng)價(jià)煤炭資源的重要技術(shù)手段。隨著遙感技術(shù)的進(jìn)步,遙感傳感器種類也不斷增多,同時(shí),還提高了遙感圖像分辨率,使遙感數(shù)據(jù)處理和信息提取技術(shù)也得到一定程度的發(fā)展??梢姡b感技術(shù)有著日益廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景,在煤田地質(zhì)勘探中,調(diào)查煤炭資源的遙感探測(cè)模式和技術(shù)方法逐步得到完善。
4綜合勘探方法
由于大部分情況下勘探區(qū)地形地質(zhì)條件和物理性質(zhì)等復(fù)雜,一種簡(jiǎn)單的勘探技術(shù)很難使勘測(cè)結(jié)果達(dá)到十分精確的水準(zhǔn)。因此,根據(jù)煤礦區(qū)的地形地質(zhì)條件、構(gòu)造復(fù)雜程度等,可以合理選取多種勘探手段,統(tǒng)籌各項(xiàng)勘查工程布置,將得出的各種地質(zhì)信息進(jìn)行綜合分析,從而提高地質(zhì)報(bào)告的質(zhì)量。也就是將鉆探技術(shù)、物探技術(shù)、遙感技術(shù)以及測(cè)井等技術(shù)手段相結(jié)合,在勘探區(qū)內(nèi),運(yùn)用得出的重磁資料推定煤系的分布范圍;用高分辨率數(shù)字地震控制斷層、褶皺和其它異常體的發(fā)育;用鉆探結(jié)合測(cè)井方法驗(yàn)證地震勘探結(jié)果,并重點(diǎn)控制煤層的變化。煤田地質(zhì)勘探技術(shù)手段多種多樣,每一種勘探方王會(huì)江:淺析煤田地質(zhì)勘探技術(shù)法都有自己的作用和使用條件,應(yīng)結(jié)合工作實(shí)踐的具體情況選取適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行運(yùn)用,以提高煤田地質(zhì)勘探的工作效率。
5結(jié)語