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【关键词】 糖尿病;血液流变学;血管内皮功能;中药
【摘要】 目的 探讨糖尿病大鼠血液流变学变化与血管内皮功能的相关性及益气活血通络方药的干预作用。方法 链脲佐菌素复制糖尿病大鼠模型,随机分为模型组、中药高剂量组(7.44 g·kg-1·d-1)、中剂量组(3.72 g·kg-1·d-1)、低剂量组(1.86 g·kg-1·d-1),并设正常对照组。8 w检测血液流变学指标、一氧化氮(no)、内皮素(et)的含量。结果 糖尿病大鼠血液流变学发生改变,血清no含量明显降低,血浆et含量明显升高。结论 糖尿病大鼠血液流变学变化与血管内皮功能改变具有相关性,益气活血通络方药可以改善糖尿病大鼠血液流变学及血清no、血浆et,从而防治糖尿病及其并发症。
【关键词】 糖尿病;血液流变学;血管内皮功能;中药
糖尿病患者的血液流变学改变导致其微血管病变发生,而一氧化氮(no)与内皮素(et)作为一对具有拮抗作用的血管活性物质,是协调血管张力的关键〔1〕。前期研究表明,益气活血通络方药能够提高糖尿病大鼠坐骨神经传导速度、调节血清胰岛素、c肽的分泌、降低坐骨神经糖基化终末产物(ages)含量〔2~5〕。在此基础上,本文继续探究糖尿病大鼠血液流变学与血管内皮功能的相关性,旨在揭示该方药的作用机制。
1 材料与方法
1.1 试剂及药品
链脲佐菌素(stz)(美国sigma公司)。益气活血通终方药由黄芪、桂枝、葛根、水蛭等药物组成。no硝酸还原酶法试剂盒(南京建成生物工程研究所提供,批号:20091112),血浆t放免试剂盒(解放军总医院科技开发中心放免所,批号:091105)。
1.2 动物模型建立及分组
选用wistar大鼠,雄性,体重220~240 g,由吉林大学实验中心提供。适应性喂养1 w,禁食12 h后,按60 mg/kg的剂量一次性腹腔注射stz(用ph4.5 0.1 mol/l枸橼酸钠缓冲液稀释),72 h后由尾静脉采血测定血糖,凡血糖>16.7 mmol/l者纳入实验。其余达不到标准者剔除。将入选的模型动物随机为模型组、中药高、中、低剂量组,并以体重、年龄、血糖正常大鼠作为对照组。
1.3 给药方法
中药组分别给予7.44、3.72、1.86 g·kg-1·d-1灌胃;模型组、正常对照组灌服相应容量的蒸馏水。给药8 w。
1.4 指标检测
大鼠麻醉后,腹主动脉取血,肝素抗凝,应用全自动血液流变快测仪fasco3010检测(重庆大学维多生物工程研究所)。采用硝酸还原酶法检测no。取血1.5 ml,3 000 r/min离心10 min,收集上清液,置-20℃冰箱。采用放射免疫法检测et。取血2 ml,注入含10%乙二胺四乙酸(edta)二钠30 μl和抑肽酶40 μl的试管中,用力摇匀,4℃,3 000 r/min离心10 min,分离血浆,严格按照试剂盒说明书进行操作。
1.5 统计学处理
应用spss13.0软件,数据以x±s表示,组间样本均数比较采用单因素方差分析,组间比较采用q检验。
2 结 果
2.1 各组大鼠血液流变学变化的比较
与正常对照组相比,模型组、中药各剂量组大鼠全血黏度、红细胞聚集指数及刚性指数明显升高(p<0.05);与模型组相比,中药高、中剂量组各项指标有显著差异(p<0.05)。见表1。
2.2 各组大鼠no、et含量比较
与正常组相比,模型组、中药各剂量组no含量降低、et含量明显升高;与模型组相比,中药高剂量组no、et含量有显著差异(均p<0.05)。见表2。表1 各组大鼠血液流变学变化的比较表2 各组大鼠no、et含量的变化
3 讨 论
糖尿病的血液流变学改变主要表现为高黏滞综合征,包括血细胞和血浆两个方面。血细胞的变化为红细胞比积增加、聚集性增强、变形能力降低等。糖尿病患者长期处于高血糖状态,使红细胞膜血红蛋白糖基化,携氧能力下降,内皮细胞缺氧损伤,et生成增加,no生成降低,引起微血管持久收缩、痉挛,血管平滑肌增生,血管狭窄,加速糖尿病血管并发症的发生发展。因此,et的升高在一定程度上反映了内皮细胞损伤的程度,而内皮细胞损伤是导致糖尿病血管病变的主要原因。
中医认为,糖尿病主要病机为气阴两虚、瘀血阻络。益气活血通络法方由黄芪、桂枝、元胡、水蛭、地龙、生地组成。具有养阴益气、活血化瘀的功用。高血黏度导致低灌流状态以及内皮功能损伤,从而导致循环障碍使血管并发症发生,因此,改善血液流变学对糖尿病并发症的防治、预后有深远的影响〔6〕。以往研究证实,活血化瘀中药能改善糖尿病大鼠血液流变学、降低血小板聚集、改善血流、增加周围神经的供血和营养、抑制坐骨神经的纤维脱髓鞘和轴索萎缩、提高传导速度〔7〕、改善不同切变率下血液表观黏度、降低血浆黏度,使各级血管的血液流变性普遍趋于正常〔8〕。
实验结果表明,糖尿病大鼠的血浆黏度、红细胞聚集及刚性指数、no、et的含量均发生改变;益气活血通络方药能改善血浆黏度、红细胞聚集及刚性指数,提高血清no含量、降低血浆et含量,可以防治糖尿病及其并发症。
【参考文献】
1 卫重娟,程 焱.氧化应激与糖尿病周围神经病变〔j〕.医学综述,2009;15(16):247881.
2 张文风,苏 鑫,赵书锋.益气活血通络法防治糖尿病周围神经病变的实验研究〔j〕.中医药信息,2008;25(6):734.
3 张文风.益气活血通络方对糖尿病大鼠血清胰岛素、c肽的影响〔j〕.湖南中医杂志,2008;24(5):989.
4 张文风,苏 鑫,粟 栗.糖尿病大鼠坐骨神经ages的表达及益气活血通络方的干预研究〔j〕.上海中医药杂志,2010;3:568.
5 张文风,朴今哲,苏 鑫,等.从血液流变学和神经传导速度评价益气活血通络法对糖尿病周围神经病变的干预作用〔j〕.时珍国医国药,2010;21(2):43940.
6 张一娜,璀 璨,张亚清,等.老年心脑血管疾病、糖尿病血液流变学改变〔j〕.中国微循环杂志,2002;6(3):1678.
关键词:地理检测;测绘遥感;技术;应用分析
地理检测技术在地质工程中,已经得到了广泛的应用,随着矿质勘探和生物科学的发展,对地理检测技术有了更高的要求,地理检测技术要想很好的发挥其应有的作用,就必须对检测的技术和方法进行更新,测绘遥感技术就是在这种背景下产生的,遥感技术是利用远距离的电磁波等手段,向需要探测的目标发射信号,然后通过返回的信号,就可以计算出目标的形状和组成等,目前已经有很多公司开发了相应的测绘遥感系统,在实际的检测过程中,只需要把相关的设备安放到指定位置即可,然后通过对设备进行简单的设置,设备就会自行的进行目标的测绘,极大的改善了传统地理检测的难度。
1 测绘遥感技术简述
1.1 测绘遥感技术的概念
遥感英文名为Remote Sensing,简称RS,顾名思义,遥感就是指通过非接触式的手段,通过一些必要的传感器,进行远距离检测的方法,然后就可以根据对目标探测的数据,对目标物体的特性和性质等进行深入的分析,从广义上来说,遥感是指所有远距离探测的方式,而狭义上的遥感技术就是通过具体的设备,收集探测目标的相关数据,然后对这些数据进行分析,在实际的应用中,通常都会采用一些对电磁波反应灵敏的设备,然后向探测的地区发射电磁波,电磁波在接触到物体时,会进行反射和散射等,同时目标物体自身会进行辐射,而探测的设备就是将这些与目标相关的电磁波都收集起来,通过计算机的特定运算,就可以得出物体的相关属性,测绘遥感技术的最初应用是在空中拍摄,在上世纪中期时,由于遥感技术可以迅速的获取某个地区的地形地貌,开始被人们所重视,到了第一颗卫星发射时,遥感技术开始走向成熟,经过了多年的不断完善,现在的遥感技术在地理检测中得到了广泛的应用。
1.2 测绘遥感技术的特点
从遥感的发展历程中可以看出,遥感从最初的航空拍摄,发展到现在的地质测绘,其每个阶段的进步都是根据实际的需要来的,因此其具有很高的实用性,现在的遥感技术都是利用卫星进行的,卫星在高空进行拍摄时,可以对很大的空间同时进行探测,而传统的地理检测方式,通常都需要人工的参与,这种方式每次检测的范围非常小,获取的数据有很大的局限性,而要想完成大面积的检测工作,就需要大量的人力和时间,而卫星遥感的这种测绘方式,可以同时收集到一个地区大量的数据,对数据的处理也都是由计算机进行,由于卫星绕地球的周期都比较短,对同一地区进行遥感的时间间隔也比较短,尤其是地球同步卫星,始终保持在地球上空的同一个位置,就可以不断的对这一地区进行遥感,那么收集到的数据都是最新的,如果这一地区发生了地质变化,也能够很快的通过测绘遥感,收集到变化后的地理护具,这是传统的地理检测技术无法相比的,从检测成本的角度上考虑,卫星遥感技术也要好很多,由于不需要人员进行实地的检查,就能够节省人员和设备的相关费用,而卫星的存在,遥感通常都是其功能的一部分,同时对一些沙漠等荒凉地区的地理检测,地面的检测很难进行,如果采用卫星遥感的方式,就可以非常简单的解决。
2 地理检测中测绘遥感的技术应用
2.1 获取相关的地理数据
从某种意义上来说,在地理检测中使用遥感技术,极大的促进了地理学的发展,由于遥感技术可以获取到地区表面的图像,而且随着摄像相关技术的发展,卫星上所带的拍摄设备分辨率越来越高,获取到的图像也越来越清晰,测绘遥感技术的这个功能是地理检测的基本功能,已经在很多地理领域得到了应用,尤其是地图的绘制中,目前大多数地图都是通过这种方式获取的,由于这种卫星遥感测绘出来的地图,能够真实的表现出建筑物等的实际情况,受到了用户的广泛称赞,除了对地球表面进行拍照意外,遥感技术还能够利用波普获取到更多的地理信息,通过这种卫星的光谱遥感,对地下的情况也能够进行信息的获取,目前我国的一些卫星就配备了最新的高光谱设备,利用这个设备能够获取到很多地理资源的信息,这些信息对水利和矿产等领域有很重要的作用。
2.2 测绘遥感技术在地质灾害中的应用
由于卫星遥感技术是在高空对地理信息的收集,那么在一些地质灾害中,对地理检测工作也可以顺利的进行,例如某一地区发生地震后,地形地质都有了较大的变化,要想很好的完成救灾工作,首先就需要一个地震发生地区的最新地图,这时卫星遥感技术不仅能够很快的获取到相关的地图信息,甚至对某一地区的地质灾害情况,也能够做出评估,从而使救灾工作能够很好的进行下去,同时测绘遥感也是地理信息系统收集数据的重要组成,由于该系统需要大量地理信息的检测和收集工作,而测绘遥感技术能够很好的完成,随着该系统自身不断的发展和完善,对相关数据的准确性和有效性要求越来越高,这就要求相关数据在保证精确的同时,还要进行及时的更新,而测绘遥感技术刚好符合这点,随着遥感相关设备的发展,收集的数据精确性越来越高,而卫星对数据的收集本来就有很好的时效性,这可以保证地理信息系统的有效运行。
3 结语
通过全文的分析可以知道,遥感技术已经是现代地理检测中的主要方式,与传统的一些检测技术相比,遥感技术的对地理检测的空间上增大了,检测的时间上却缩短了,能够有效的保证相关地理信息数据的准确性和有效性,而且随着遥感技术使用设备的更新,对地理检测将变得更加精确,相信随着时间的推移,测绘遥感的技术将会在地理检测中得到更好的应用。
参考文献
关键词:遥感测绘技术;测绘工作;应用
遥感技术是现阶段测绘领域使用最为广泛的辅助方式,很长一段时间内,遥感技术被应用在资源预测中,近些年来,遥感技术越来越成熟,因此逐渐的拓展到其他领域,地质测绘就是其中一个十分重要的领域,遥感测绘技术的出现,使得该领域不再单纯的依靠传统的技术,也不必耗费大量的人力武力,目前遥感技术已经进入到综合发展阶段,其应用价值将更高。
1 遥感测绘技术的相关问题概述
遥感测绘技术是一种新型的测绘技术,在传统的测绘技术的基础上,融合了遥感技术,以此使测绘更加准确,其该技术的应用范围十分广泛,在此,笔者将对遥感测绘技术进行详细的介绍。
1.1 概念
遥感,顾名思义,就是遥远地感知。在测绘方面来说,遥感技术的发展离不开全球定位系统。科学家发现地球上的各种物体的电磁波特性是有差异的。遥感测绘就是按照这个原理来工作的,并从而提取所需的信息,从而完成远距离的测绘。但在这一测绘过程中需要一些遥感平台,如卫星“飞机”气球等,遥感平台的作用就是稳定地运载传感器。现阶段工程师们已经开发出了多种传感器,这些传感器会把接收到的电磁辐射按照一定的规律转换为原始图像。原始图像被地面站接收后,要经过一系列复杂的处理,才能提供给不同的用户使用。
遥感技术主要就是利用遥感器来进行数据的收集,并且对所收集的数据进行相应的研究分析,以此获取目标的相关信息的一种技术。如果单纯的从数据采集方面来将,声波以及电磁波都与之属于同一类型。遥感技术由多个系统构成,为大家熟知的有地基以及空基系统,通过来收集相应的信息,利用所获得信息来判断目标物质。
1.2 优点
遥感技术与传统的技术相比,优势比较突出,首先,获取资料的范围更广,程度更深,利用先进的设计可以在更大范围内对目标物质的数据进行收集,经过数据分析,以此对目标物质做出更准确的判断;其次,效率更高,因为遥感技术受到的限制非常小,而且数据收集以及整理的方式也随之增加,因此效率也就更高,在同等的时间内,可以收集以及处理更多的信息。比如利用航空摄影测量的方式来获取信息,现代地理要素发生了很大的变化,传统应用的技术已经不能达到相关的测绘技术标准,但是利用航空摄影的方式进行测量,不仅准确,效率也能够保证,完全可以满足应用需求。
1.3 应用环节
遥感技术的应用,通常而言,都要经过四个环节:
第一, 选取数据,在众多的数据中选取出有价值的数据,这对传统的技术来说非常困难,但是因为遥感技术的存在,而变得简单,因为目前选取数据方面都是应用卫星,检测数据时,将其与土地利用图有机结合,通过不断地对比,确定数据的范围,并且在此基础上,加进生态以及人文等元素,以便获得更精确的信息数据。如果数据信息对精度要求特别高,可以将数据信息与影像资料有机融合,一起完成数据选取;第二,处理数据,虽然遥感技术能够在短时间内获取所需要的数据,但是这些数据在大多数情况下不能识别,因此需要通过专业的设备来处理,才能够识别,识别之后还需要进行修正,以此保证信息的精确度;第三,提取信息,遥感技术所获取的一部分信息处于不断的变化中,尤其是有些地理信息从未出现过,针对这类信息更需要遥感技术提取出来,应用在实际测绘中,之后按照时间先后顺序来整理上述信息,并且依据变化的信息进行上下一步的预测,以便后期使用;第四,评定检测的精度。从某种角度来说,精度就是要技术质量的衡量标尺,通过数据的分析与记录,便可以获取信息的准确精度,提高数据的准确度。
2 遥感技术在测绘工作中的运用
近年来,遥感技术被广泛地运用在各行各业,尤其是在测绘工作中的运用十分广泛,从根本上改变了测绘工作的情况,不仅提高了工作效率,而且也提高了测绘的精确度。具体运用情况分析:
2.1 地质测绘中遥感技术的运用
利用遥感技术获取到的地质信息最大的优势是时效强且准确度高,而且信息丰富,宏观性很强。在进行地质情况监测的过程中发挥了不可替代的作用。在地质测绘的过程中,遥感技术的运用十分广泛,地质图的绘制与大比例尺的地籍测绘过程中,遥感技术与地质的实际负荷程度及兼容程度改进很大,可以更好反映出地质的真实情况,进而保证不可再生资源的可持续发展。同时由于获取信息的准确程度不断提高,还可以改进地图的精确程度,绘制出更加精确的地图。
2.2 专题图制作过程中遥感技术的运用
2.2.1 制图比例尺与空间分辨率选择中遥感技术的运用在进行空间分辨率选择的过程中必须要考虑到两个十分重要的因素,第一个是目标的最小尺寸,另一个是地图在成图过程中的比例尺。比例尺要求不同,空间的分辨率也各不相同,因此在进行地图修测或者是专题图的制作过程中,一定要注意合适的空间分辨率。
2.2.2 选择波段及波普分辨率中遥感技术的运用在选择波普分辨率的过程中,必须要合理选择波段,波段的数目、波段的宽度及波段的长度都会影响到分辨率的准确性。
2.2.3 时间分辨率与时相,由于时间分辨率在遥感图像中的差别十分明显,因此,在制图的过程中必须要对其变化的周期有较为全面的了解,方可揭示出其本质的最佳时相,达到准确测绘的目的。
结束语
综上所述,可知遥感技术在测绘工作中发挥了重要的作用,更能适应不断变化的地理信息要素,虽然我国在测绘领域,遥感技术还未得到全面的应用,这主要是因为遥感技术应用成本比较高,再加之,相关应用人才的缺乏,这导致其应用范围受到了严重的限制,为了扩宽其应用范围,促进我国测绘工作的发展,我国的相关部门应该进行大量的投入,而相关学者也应该进行深入的研究。本文是笔者对遥感测绘技术应用的多年研究,仅供参考。
参考文献
[1]何莉萍,袁珂珂,徐红梅.浅议新时期地质测绘技术与发展[J].中国新技术新产品,2011(5).
[2]蒯志达,任海川,张学忠,黄淼云.地质测绘方法、管理及成图系统[J].有色金属矿产与勘查,1994(6).
[关键词]地质找矿 现代遥感技术 应用 价值
[中图分类号] P237 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-2-147-1
遥感技术作为一种新型现代技术,被广泛地应用在地质找矿工作中,它具有较高的应用价值,可借助影像传输,实时记录地表情况,还可远程观测地表状况,并在此基础上,科学分析地质条件和结构成分,进行达到远程评判地貌情况的目标。而地质找矿工作能够较好地满足日益增长的资源需求,因此,本文对于地质找矿工作中现代遥感技术的应用及价值的探讨具有一定的现实意义。
1现代遥感技术概述
遥感是指借助飞机等遥感器技术扫描和辨别待检测物体,进一步观测待检对象,进而全面掌握待检对象的相关信息和情况,为深入研究奠定基础。现阶段,卫星、红外扫描仪和雷达等是地质找矿工作较为常用的探测器,借助图像处理获取平台数据信息。地质找矿工作中的现代遥感技术主要借助遥感检测技术测量待检地质的光谱以及扫描卫星,进而全面掌握待检测地的地质情况,为后续地质开采和探究活动奠定基础,这种技术与传统技术相比,其拥有较高的技术含量,检测精确度更高,因此,为提高地质找矿工作效率,我们应加强在这方面的研究。
2地质找矿工作中现代遥感技术的应用
现代遥感技术在地质找矿工作中的应用主要包含直接应用和间接应用这两种类型,本文将对这两种应用进行具体阐述。
2.1直接应用
遥感蚀变信息提取法是应用范围最为广泛的地质找矿方法,具体通过岩浆热液改变围岩结构,从而提取信息。在成矿的影响下,生成围岩蚀变,在范围层面,矿化面积小于围岩蚀变。在空间分布层面,金属矿山和围岩蚀变均具有一定的规律可循,因此,在具体的地质找矿工作中,围岩蚀变是代表性的标志。
(1)围岩蚀变是在热液和原岩的作用下形成的;
(2)地质信息提取。一旦地质地貌发生改变,电磁波也会随之出现一定的改变,它可负载地物信息。另外,地物的光谱特性和理化特性存在关联。因地质成分结构的不同,导致相应的波长光子存在一定的差异,吸收和反射操作也各不相同。通过波谱仪,对野外进行测量采样,对比分析数据库光谱,明确矿物类型;
(3)遥感技术主要凭借航空技术接收光谱,这一过程会受到多种因素的影响,因此,针对上述信息,应实施干扰物光谱,以此来降低干扰程度。
2.2间接应用
(1)地质构造信息的提取
通常不同类型的地质构造的差异运动生成了矿产,大部分矿产主要分布在不同类型地质构造边界和变异位置,关键矿产则主要形成在板块构造不同类型块体相衔接或者临近边缘的位置,分析生成时间可知,矿产生成时间和地质构造运动时间相同,矿床的分布因地质构造运动类型的改变而变,且大部分均以带状样式分布。地质找矿工作中现代遥感技术的应用主要凭借该地质特征完成的。因此,可在矿产形成部位,借助线形影响提取有关信息,同时还可在火山构造和热液活动的影响资料中,进行找矿信息提取,然后在综合与之相关的因素,进行最终评定。
(2)植被波普特性的应用
地貌植被和矿床生成这两者之间存在一定的关联,随着时间的变化,金属元素会慢慢生成微生物,这些微生物经由地下水和土壤,这在某种程度上会影响表面涂层,进而出现一定的变化。地表植被在吸收一定的金属元素后,外形颜色和生长趋势区别于其它地区的植物,这种多样性的生物地质化特征有助于现代遥感技术的应用,只要提取相关信息,便能明确植被中的各种金属含量,然后参照植物对金属的吸收效果,明确矿产资源种类。另外,现代遥感技术还能借助图像收集,进一步处理光谱特征,一旦植被在反射光谱中表现异常,借助图像处理,可提取信息,再参照图像色调变化,准确推测矿区位置。
(3)矿床改造信息标志
生成矿床后,它不是一成不变的,它会因外界环境和空间位置进行微小变化,引发部分矿床特性的改变。因此,分析对比不同阶段的遥感图像,并有效结合矿床和成矿勘测数据信息,便能直接明确出现质变的具体矿床位置。同时,通过对不同位置矿床的研究,可总结出矿床的整体分布规律,这是地质找矿工作中的关键标志。借助遥感图像,还能划分不同类型的岩层,获得理想的地质图纸,这对于矿区的选择异常关键。
3地质找矿工作中现代遥感技术的价值
现代遥感技术具有检测精确度和技术含量较高的显著优势,能为我国地质勘查工作提供有利的参考依据,为后续地质开采和全面研究奠定了基础保障。伴随着科学技术的向前发展,现代遥感技术理论将更加成熟,应用范围将更加广泛。在现代遥感技术中,借助全球定位功能,可快速准确定位待观测地点,也可迅速处理待观测点的信息影响,这较好地实现了和GPS、GIS这两种技术的融合,地质找矿工作是一项复杂、工作环境艰苦的工作,矿床的形成受到多种因素的影响,且即便成型后还会受到一定的破坏和变形,因此,仅仅依赖一种找矿技术手段无法有效完成找矿工作,需要多种技术手段的有效融合,这不仅能够提高找矿工作效率,还能减小成本投入。现阶段,我国已经形成了以遥感技术为主,辅以地质、地理等系统信息的找矿方法。
4结语
现代遥感技术作为一种新型技术,它可远程观测地质情况和结构成分,还可提高地质找矿效率,我们应全面认识到现代遥感技术的应用价值。伴随着信息技术的不断发展,现代遥感技术理论将更加成熟,应用范围将更加广泛。现阶段,地质找矿工作中的现代遥感技术正处在初级应用阶段,利用率不高,这需要我们进一步探索、研究,不断完善,进而提高我国地质勘察技术水平,更好地满足日益增长的资源需求。
参考文献
[1]钱建平,伍贵华,陈宏毅等.现代遥感技术在地质找矿中的应用[J].地质找矿论丛,2012,27(3):355-360.
[2]马文富,莫福赳.有关现代遥感技术在地质找矿中应用的分析[J].中华民居,2013,(30):262-263.
[3]于福春.现代遥感技术在地质找矿中的应用探究[J].黑龙江科技信息,2014,(3):45-45.
关键词 遥感技术;水文水资源领域;研究
中图分类号TP7 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)110-0227-02
现阶段我国科技水平不断的提高,随着科学技术的灵活发展,遥感技术也开始在各行各业落地生根,尤其是在水文水资源领域研究方法的应用获得了大量的关注。通过遥感技术的应用可得到科学准确的水文数据,有助于提高工作人员的工作质量与效率,减少成本,对研究水文水资源领域工作起到了重要作用。
1 遥感技术的概念
我国遥感技术的应用已有几十年的历史,遥感技术作为一种功能性强、复合型的探测技术,其主要的原理就是根据物体所呈现出的电磁波反射、辐射等特点,通过遥感感测将物体特点记录与收集,最后将电磁波信息处理为影像,为探测其它物体提供科学可靠的依据。遥感技术是从电磁波理论知识出发,在人们的日常生活中得到大量的运用,例如气象观察、资源局势探查等方面,由于遥感技术传播速度快并且能够保证信息的科学与完整,也可运用于地图测绘,且其应用范围拓展到航空、军事等领域。遥感技术应用在水文水资源领域当中,有利于节约人力、物力以及时间,提高了水文勘测工作质量与效率,缩短了实施周期,使作业工序变得简单。
2 遥感技术在水文水资源领域的应用与发展
2.1监测降水量
通过遥感技术的运用,将卫星与雷达结合在一起,输送和传递出遥感信息源,可了解到降水量的空间、分布等各项参数,有利于获得不同地区降雨量的具体数据。雷达主要是根据空气中降水粒子对电磁波产生的影响,从而实现对部分地区雨量的预测,特别是对于监测雨量较少的地区,除了监测其雨量站,还要运用雷达监测,便于得到准确的降雨量信息,雷达监测属于微波遥感的重要环节。卫星则是综合卫星信息与地面测量的情况,对大面积的雨量进行预报,由于雷达只能监测到降水粒子,一旦降水粒子出现密集的情况产生较厚的云层,雷达监测将无法给出正确的降水量数据,因此在这种情况下,就要通过雷达与卫星共同监测出准确的降水量数据,卫星估算的方法有综合法以及微波辐射法。现阶段运用最多的是航空飞机,通过飞机进入到云层深处开始探测,航空遥感是一种用于气象观察的辅助技术,主要监测云层以及周围小粒子的分布情况,然后将收集到的数据与资料传输到计算机系统当中进行处理与分析,从而会自动获得更多的云层数据,这些大量而又准确的数据为水文研究工作提供了便利,减少了研究成本与时间。
2.2监测蒸发量
蒸发量包括土壤、水面、植物等这三个方面的蒸发,蒸发量对水量、能量的平衡起到了关键作用,换句话说也就是蒸发量的多少将直接决定水量、能量的平衡。而监测蒸发量是通过物理的方式来转化质量和能量的关系,来得到准确的蒸发量数据。遥感技术的运用日趋广泛,监测蒸发量的方法也越来越多,运用卫星来收集数据的方法多种多样,计算方法有统计经验法、能量余项法、全遥感信息模型法。通过模型特点将模型分类,使其发挥出具体的作用,多层模型是通过将土壤划分为较多层,一层模型用在对地表、土壤、植被的区分,二层模型主要是对地表植被、地下土壤、地上热量这三者间的余热计算。在通过遥感技术监测蒸发量与探测地表特征数据相结合的形式下,研究出遥感日蒸散估算模型,这种计算模型的建立,可了解各种地表环境下的蒸散情况,为监测与计算蒸发量提供了有力的前提。
2.3监测径流量
由于径流量测量比较复杂,目前只有通过水文模型来获得遥感信息估算径流量,遥感技术是一种综合性的技术,可用于收集土壤、地表、植被、水体、蒸发量等数据,其收集信息具有便捷性、即时性、全面性、完整性等优点,遥感技术与水文模型的共同使用,就可以预测出径流量。遥感技术测量径流量是通过感测与其相关的元素,收集大量的数据建立水文模型来获得径流量的结果。
2.4地表和土壤水分的监测
地表对径流形成、地面能量与物质有着重要的影响作用,土壤水分包括地表水、地下水、地表能量这三个重要的参数。由于地表特征较为复杂,通过遥感技术识别与分类地物,对识别水体、提高土地利用率与覆盖率有着深远意义,水文变化最直接的表现为土地利用、土地覆被的变化,遥感技术在监测土地利用与覆被变化方面有着较大的优势,地表又被称为下垫面,地表特征当中的几个关键元素信息,例如植被、地表发射率、地面温度与反照率等,这些关键元素将影响地表能量与物质的平衡。土壤水分又被称为土壤湿度,是地表能量交换中的重要内容之一,也是地表水与地下水的中间元素,遥感监测土壤水分有光学遥感、微波遥感这两种研究方法。
2.5预防灾害,保持水土平衡
遥感技术在收集研究水文资源的同时,也可监测洪涝、旱情、积融雪、水质等情况,起到了一定的预防灾害作用。为保证水土不被流失,遥感技术作为研究水土工作中的重要手段,能够监测土壤侵蚀动态、水土流失情况。利用遥感技术监测土壤侵蚀是通过收集与其相关的元素信息,例如降雨量、植被、地形、土地、人为等因素,目前我国监测土壤侵蚀动态的方法有很多,如分类对比、逐像元比较以及分类与逐像两者结合的动态监测方法。水土流失定量研究法运用较多的是建立水土流失定量计算模型,通过收集的土壤流失信息建立方程式来计算和分析,从遥感影像上获得土壤侵蚀元素数据,提取模型计算因子用于监测水土流失状况。
3结论
综上所述,遥感技术在水文水资源领域的应用方法也越来越多,使研究水文水资源领域的方法得到了扩展。遥感技术对水文研究工作有着很大的帮助,节省了人力、物力、时间、成本,为研究水文资源提供了一定的便利条件,通过准确科学的水文信息,便于开展水文水资源的研究工作,对水文水资源领域的长期稳定发展起到了积极作用。
参考文献
[1]姜哲石.遥感技术在水文水资源领域中的应用分析[J].才智,2011(34).
水利信息化是利用无人侦察机、卫星遥感技术以及物联网技术等信息新技术对水利信息进行采集和传输,进而提高水利信息的质量和水利信息的服务水平。利用信息新技术对我国水利信息化管理,已经成为发展我国水利管理的必然趋势。
1.1加强对水利信息的科学判断
通过采集、输送和储存水利资源信息,能够完成对采集的信息进行科学合理的判断,从而做出准确的决定。由于传统的水利信息管理模式具有信息采集的滞后性以及受人为主观因素影响等特点,从而影响了决定判断的准确性,导致水利灾害加重。为了能够完成对水利信息的准确判断,可以实施信息信技术则对信息进行采集、传输和决策。在现代管理中也有很多应用,诸如利用物联网技术对水库实施信息化管理,不仅能够对水利信息进行有效的采集和判断并制定出科学合理的水利信息管理方案,还能够提供大量的科学依据防止水利灾害的发生。
1.2提升水资源的优化配置
水资源的开发和利用是传统的水利信息管理工作的重点,但是随着我国水资源日益短缺,在对水资源进行开发的同时还要引起对水资源有效配置的关注。水资源的优化配置需要工作人员对水资源的分配情况以及影响周围水资源的因素进行掌握。采用人工收集和操作的方法对复杂的信息进行收集,将严重影响到决定判断的准确性。利用信息新技术可以快速有效的完成复杂信息的收集和操作,实现了水利工程的水资源管理和水利信息资源的优化。
1.3实现电子化水利行政管理和服务
信息新技术能够利用计算机网路平台整合水利信息资源,对水利信息资源的采集、传输、储存以及决策制定实现了全自动化管理,改善了人工操作的弊端。水利用户在选择自己需求的信息时不再像以前一样受时间和地点等方面的限制,完全可以借助现代信息管理平成自己需求信息的选择。
2信息新技术在水利信息管理中的实际应用
2.1物联网技术应用
物联网技术是完成水利信息采集、传输以及处理的重要方法也是我国水利信息化的标志。近几年来,伴随着物联网技术的日益发展,物联网技术在水利信息管理尤其是在水利资源建设中得到了广泛的应用并起到了决定性作用。截止到目前,我国水利管理部已经完成了信息管理平台的构建和完善,用户想要查阅我国各地的水利信息,只要通过该平台就能完成。为了能够对基础水利信息动态实现实时把握,我国也加大了对基层水利管理部门的管理力度,给科学合理的决策提供了有效的信息资源。由于物联网具有快速传播的特点,水利管理部门对物联网水利信息管理系统的构建也不断加强。在水利管理服务中,物联网技术有以下两个作用,分别为在水利信息管理系统中的作用和对水利信息智能化处理作用。为了能够通过物联网对水利信息及时的掌握并制定有效措施,可以采用设置传感器节点以及RFID设备的方法,完成对水利信息的智能感应以及信息采集。所谓的智能处理,就是采用计算技术和数据利用对收集的信息进行处理,进而对水利信息加以管理和控制。气候变化、模拟出水资源的调度和市场发展等问题都可以采用云计算的方法,实现应用平台的构建和开发。目前,水利工作视频会议、水利信息采集以及水利工程监控等工作中物联网技术都得到了广泛的综合应用。
2.2遥感技术
在水利信息管理中遥感技术也得到了广泛的应用。其获取信息原理就是通过地表物体反射电磁波和发射电磁波,实现对不同信息的采集。近几年,遥感技术也被广泛的应用到防洪、水利工程管理和水利执法中。遥感技术在防洪抗旱过程中,能够借助遥感系统平台实现对灾区的监测,发生洪灾后,人工无法测量出受灾面积,遥感技术能够对灾区受灾面积以及洪水持续时间进行预测,并反馈出具体灾情情况以及图像,为决策部门提供了有效的决策依据。信息新技术的快速发展,遥感技术在水利信息管理中也有越来越重要的作用。在使用遥感技术获取数据时,还要求其他技术与其相结合,进行系统的对接,进而能够完成对水利信息数据的整合,充分体现了遥感技术集成化特点;遥感技术能够为水利工作者提供大量的数据,而且也能够根据数据制作图像。但是在使用遥感技术时,为了能够给决策者供应辅助决策,一定要对遥感系统进行专业化的模型分析,充分体现了遥感技术数字模型化特点;为了能够对数据收集、数据交换以及数据分析等做出科学准确的预测,使用遥感技术时,要设定统一的标准要求,充分体现了遥感技术标准化特点。
2.3GIS技术
GIS技术在水利信息管理服务中对水利信息自动化起到关键性作用。反映地理坐标是GIS技术最大的功能特点。由于其能够对水利资源所处的地形地貌等信息做出很好的反映,因此对我国水利信息准确位置的确定起到了决定性作用;GIS技术可以在平台上将测站、水库以及水闸等水利信息进行专题信息展示;GIS技术也能够对综合水情预报、人口财产和受灾面积等进行准确的定量估算分析;GIS技术能够集成相关功能的模块及相关专业模型。其中集成功能模块主要包括数据库、信息服务以及图形库等功能性模块;集成相关专业模型包括水文预报、水库调度以及气象预报等。充分体现了GIS技术基础地理信息管理、水利专题信息展示、统计分析功能运用以及系统集成功能的作用。GIS技术在水利信息管理、水环境、防汛抗旱减灾、水资源管理以及水土保持等方面得到了广泛的应用,其应用能力也从原始的查询、检索和空间显示变成分析、决策、模拟以及预测。
2.4卫星定位技术应用
卫星定位系统其作用就准确定位,它是在计算机技术和空间技术的基础上发展而来的。卫星定位技术一般都应用在抗洪抢险和防洪决策等水利信息管理工作中。卫星定位技术能够对发生险情的地理位置进行准确定位,进而给予灾区及时的救援。卫星定位系统在水利信息管理服务中有广泛应用,诸如1998年我国发生特大险情,就是通过卫星定位系统对灾区进行准确定位并进行及时救援,从而有效的控制了灾情,降低了灾害的持续发生。随着信息新技术的不断发展,卫星定位系统也与其他RS影像以及GIS平台等系统连接,进而被广泛应用到抗洪抢险工作中。采用该方法能够对灾区和险情进行准确定位,从而实施及时救援,降低了灾情的持续发展,保障了灾区人民的生命安全。
3总结
关键词:城市 遥感技术 数据获取 数字城市
中图分类号:X171 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)02(b)-0029-02
中国目前正处于城市化快速发展期。城市化的发展,一方面创造了城市文明和物质繁荣,给人们带来了极大的生活便利;另一方面则剧烈地改变着原有的生存环境,并产生了一系列城市问题:人口激增、环境污染、耕地占用、绿地减少和生态系统退化等,城市已成为社会矛盾和资源环境问题最尖锐的区域。
因此,如何采取合理有效的技术手段对城市系统进行实时监测和有效管理,最终实现城市的可持续发展,是人类亟待解决的关键问题之一。另外,传统的城市基础信息获取手段由于周期长、费用高、范围有限,难以及时反映城市空间发展趋势,也已成为城市建设与管理的制约因素。因此,采用新兴的信息获取技术对现代城市进行合理的规划管理已显得十分迫切。
1.遥感技术与城市遥感
遥感技术作为一种在不直接接触的情况下,对目标物或自然现象远距离感知的一门探测技术,能够快速、准确地获取城市发展、建设的有关信息,既有城市宏观的全貌和综合数据,又有城市街区的微观图像和基础数据,可以全面、高效、实时地揭示城市的发展变化。正是由于遥感技术具有的显著优越性,使得城市遥感逐渐成为众多学者与专业技术人员关注的热点领域,城市遥感技术也开始广泛地运用到城市规划与建设、土地开发、环境监测、人口统计以及园林绿化等各个方面,逐渐成为城市管理决策的核心技术手段之一。所谓城市遥感,即以城市系统为研究对象,利用遥感技术为城市规划管理者提供多方面的基础信息和相关资料的科学技术。目前,城市遥感主要采用航空与航天遥感相结合,同时辅以地面实地调查的一种技术方法。全球现有1000多颗遥感卫星在轨运行(2012年8月数据),如美国的QuickBird,法国的SPOT,中国的CBERS以及印度的IRS等。各种遥感平台的定期与不定期的作业,可见光与彩色红外摄影、热红外扫描、多光谱与高光谱扫描等各种成像技术的应用,使得多分辨率、多光谱、多质量等级的城市动态信息数据的获取成为可能。如今,城市遥感技术的运用,已成为衡量现代城市规划与管理水平高低的一个重要标志。它对于及时了解和掌握城市发展变化及资源环境状况,对于合理进行城市规划、调整用地结构、保护城市环境和实现城市可持续发展具有十分重要的意义。
2.城市遥感技术的应用领域
城市遥感技术为全面、高效、实时地了解城市的发展变化提供了有力的技术支撑,它已逐渐渗透到城市建设和研究的各个领域,在城市规划管理中的巨大的作用也日益显现。目前,城市遥感技术的应用领域主要体现在以下几个方面。
2.1城市基础信息数据的获取
城市基础信息数据包括数字地图、正射影像图、数字高程模型、数字景观模型、数字专题图和各种专用地理信息数据等。现代城市建设需要大量的基础信息数据,利用遥感技术可制作不同种类、各种比例尺的专题图或影像图,以满足不同使用者的需求,加快城市数字化的进程。近些年,由于计算机技术以及数字图像处理技术的发展,数字正射影像图在城市设计和管理中的应用日趋活跃,其特点正在被城市规划者认同,并在应用实践中得到进一步发展。
此外,为了更真实、直观地反映城市的地形地貌及环境状况,对城市数字高程模型和景观模型等数据的需求也日益增多,利用遥感信息快速生成数字高程模型和景观模型,在技术上已经日臻完善。应用数字摄影测量技术所具有的制作城市景观数字模型的功能,在计算机上能够非常逼真地再现城市场景,并可以多视角浏览,有助于改善城市设计与规划决策。以上基础地理数据的获取与生成均离不开城市遥感技术。
2.2实现城市环境的宏观监测
固体废弃物、大气和水体的污染以及城市热岛都是城市发展中面临的主要环境问题,利用遥感技术可以有效地开展城市环境问题的宏观监测。
例如,不同的物体在遥感影像上具有明显的的灰阶、色调、纹理特征差异。因此,利用高分辨率的遥感图像就可以对城乡结合部的固体废弃物进行解译与识别;其次,根据特定时期的城市大气环境在遥感影像的电磁波辐射强弱特征,结合实地环境监测数据,建立两者之间的相关数学分析模型,可以对城市大气污染的现状与空间分布进行测定与评估;第三,城市热岛是由于城市扩张与热源排放导致的市区温度高于郊区的一种污染效应。研究者可通过对热红外影像的分析判读,揭示城市热岛强度和空间分布范围,并对其分布特征、形成规律等进行深入研究。进而实现对城市热环境进行合理规划和科学管理的目的;在水污染监测方面,遥感技术也能够发挥重要作用,由于不同水体中的污染物成分、浓度不同,导致水体反射率发生变化,因而在遥感图像上也会有明显反映。研究者可通过分析相关遥感信息,判断出水体污染的类型、程度以及空间分布,从而为城市水环境保护提供科学决策依据。
2.3为城市规划提供技术支持
利用遥感技术可以快速、准确地获取城市规划和城市建设所需的各种信息数据。具有遥感信息判读经验的技术人员,通过对城市历史以及现状的各类遥感影像数据进行人工判读解译,结合计算机智能识别与分类技术提取相应的城市专题信息,容易发现城市化发展中存在的一些突出问题,因而可以提出对城市规划与管理决策具有现实意义的建议。遥感技术在城市规划管理中已经和正在发挥着重要的作用,例如,早在20世纪50、60年代,我国就利用航空影像数据对部分城市区域开展了初步调查研究;“十一五”期间,国家建设部启动了针对我国86个重点城市的城市建设遥感动态监测项目;此外,列入国家863计划的信息获取与处理技术重大课题,利用高空间分辨率的QuickBird卫星影像进行城市大比例尺地形图的更新研究,都是遥感技术在城市规划领域应用的很好的例证。可预见,随着城市遥感技术的不断进步,遥感信息数据在城市规划建设中的应用将会产生巨大的社会经济效益。
2.4城市化进程及土地利用动态监控
随着中国经济的快速发展,城市人口与城市空间规模的不断膨胀,城市边缘地带的大量耕地、生态用地正在被蚕食,城市空间急剧扩张中出现的盲目无序、生态环境破坏、公共交通导向滞后等问题,均对城市健康发展构成严重威胁。因此,对城市空间扩展及土地利用变化进行动态监测,是发现和解决城市问题的一个重要途径。在城市化迅速发展的背景之下,利用遥感技术对城市区域不同时相的各类航空、卫星影像数据进行解译分析,能够迅速、准确地获取城市建成区内各种土地利用的现状与历史信息数据。研究者可以客观了解不同时期内城市居住、耕地、林地、水体、交通等用地的面积、分布和动态变化情况,从而为深入研究城市化发展问题、合理进行城市土地利用规划提供强有力的技术手段。
2.5城市园林绿地与植被调查研究
城市绿地与植被是城市自然生态系统的重要构成要素,绿色植物具有释放氧气、净化污染、调节城市气候、美化景观等诸多生态功能,因而在城市系统中充当环境调节器角色。随着城市生态环境日趋恶化,这种作用更加受到人们的关注,城市绿地监测和动态评价已成为城市问题研究的核心内容之一。利用遥感技术能快速准确地获取城市园林绿地的分布和植被覆盖度信息,了解城市绿地景观的组成、植被种类和空间布局。应用遥感影像对城市园林绿地进行调查,首先是根据调查研究的内容选取不同类型、时相和分辨率影像数据,然后对影像数据进行校正、解译和分类。最后计算出绿地面积并对城市植被覆盖状况按等级进行划分,通过对不同时相的遥感数据进行动态变化分析,能够建立起供政府决策利用的空间数据库与模型库。近10年来,国内的北京、广州、上海、天津、深圳、重庆等城市均开展了城市绿地遥感调查和评价研究,各种类型的遥感数据源都得到了广泛地运用,也取得了较好的效果,相关研究成果的取得极大地推动了我国城市绿化及城市生态研究工作。
3.城市遥感技术的发展与展望
遥感技术问世30多年来,其应用的深度和广度都在不断的拓展。目前,这一技术正从单一遥感资料的分析,向多时相、多数据源的信息复合与综合分析过渡,从区域静态分析研究向动态监测和过程预测过渡,从定性调查、系列制图,向计算机辅助的数字处理、定量自动制图过渡,从对各种事物的表面性的描述向内在规律分析、定量化分析过渡。预计在未来一段时期,城市遥感技术将在以下一些方面有较大的发展。
3.1遥感数据获取技术的发展
随着新型传感器研发水平的提高以及城市遥感对各类数据需求的增加,高分辨率卫星遥感数据在城市中得以广泛应用。尤其是IKONOS、QuickBird、GeoEye-1等一系列商业卫星的成功发射和运行,将逐步取代航空遥感数据成为城市遥感的主要数据源。高分辨率卫星数据在城市规划、城市土地调查、环境监测、城市地图和专题地图更新等方面会发挥重要的作用。对于全球用户而言,无论你身在何处,都能够更方便地采用联机方式直接定购和接收产品,相关遥感数据信息能以数字方式传输,在几小时内就可以获取相关数据。
3.2构建新型城市遥感信息模型
遥感信息模型是集地形模型、数学模型和物理模型之大成,它是利用遥感信息和地理信息影像化方法建立起来的一种可视化模型,是一种注重知识表达和影像理解的模型。城市遥感信息模型是遥感技术应用深入发展的关键,构建各类针对具体研究对象的城市遥感信息模型,可计算和反演对实际应用非常有价值的城市环境参数。在过去几十年中,尽管人们发展了许多遥感信息模型,如植被指数和植被覆盖度模型、地表蒸散估算模型、城市地表不透水层模型、地表温度指数及归一化水体指数模型等,但远不能满足当前城市遥感应用的需要,因此发展新的遥感信息模型仍然是当前城市遥感技术研究的前沿。
3.3“3S”信息技术的集成应用
未来由遥感(Rs)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)作为主体构成的空间信息集成技术系统,将完成其从理论、方法、技术框架到实施步骤的研究和应用,最终形成具有多维城市信息获取与实时处理特点的新的综合技术领域。其中,遥感可为地理信息系统提供海量的空间数据信息,地理信息系统为遥感影像处理分析提供高效的辅助工具,全球定位系统为遥感对地观测信息提供实时的定位信息和地面高程模型。“3s”一体化集成将最终建成新型的城市三维信息获取系统,并形成高效、高精度的信息处理分析流程,这对遥感技术在城市系统的应用与发展产生深远的影响。
3.4全面推进“数字城市”的建设
“数字城市”是城市信息化的战略目标和城市现代化的重要标志。遥感技术发展在“数字城市”的建设过程中将扮演举足轻重的角色,遥感信息是“数字城市”的多源信息的一个重要的分支,与城市发展的其他信息相比,有其显著的特点和应用优势。作为“数字城市”建设中的关键性支撑技术之一,遥感信息的获取与处理技术随着数字化时代的到来正在高速发展,人们对遥感信息内在规律与实用价值的认识也愈加深入。因此,遥感技术在城市领域的应用将越来越广泛,这必将推动“数字城市”和“数字地球”的建设,对于提升城市规划和管理决策水平,提高城市建设的社会、经济、生态环境等的综合效益,以及推进城市的科学发展将起到十分重要的作用。
1.1促进了对水利信息的科学判断
对水利资源信息的采集、输送以及储存等的最终目的就是为了实现对采集信息的科学判断,进而做出正确的决定,传统的水利信息管理模式不仅存在着信息采集的滞后性,而且还受人为主观因素影响导致决策的失误等,最终导致对水利灾害的不正确判断,而实施现代信息技术则可以通过信息采集、传输、决策自动化,实现对水利信息的准确判断,比如在水库信息管理系统中,就充分借助了现代物联网技术,及时地对各方面的水利信息进行采集与判断,从而自动制定出科学的水利信息管理方案,为预防水利灾害提供科学的依据。
1.2提高了对水资源的优化配置
传统的水利信息管理工作的重点就是对水资源的开发、利用,而随着我国水资源的日益紧张,要求在开发水资源的同时注重对水资源的有效配置。水资源的优化配置对水资源信息管理工作提出了更高的要求,要求工作人员不仅要掌握水资源的分配情况,还要了解周围环境对水资源的影响因素,面对这些繁琐的信息,如果采取人工收集、操作的方式就很难产生理想的效果,而通过现代信息技术则可以从源头上实现对水利资源的管理,从水利工程的整体上进行优化水利信息资源。
1.3实现了水利行政管理与服务的电子化
通过现代电子信息技术可以将各种水利信息资源通过计算机网络平台进行整合,实现了由信息采集、传输、储存、决策制定的全过程自动化管理,优化了人工操作环节,水利信息用户可以依托现代信息管理平台自主选择自己需要的信息,而不再受到时间、地点等方面地限制,比如在我国的农田水利工程中,通过采用现代信息技术可以随时地了解农田的水利信息,从而自动生成科学的决策供水利工作者使用。
2现代电子信息技术在水利信息管理中的具体应用
2.1物联网技术
物联网技术是水利信息化的主要标志,随着物联网技术的不断发展,物联网技术已经在水利信息管理中得到了广泛的应用,尤其是在水利资源的建设中起到了关键性的作用,物联网技术已经成为水利信息采集、传输、处理的重要手段,到目前为止我国的水利管理部门已经构建了完善的信息管理平台,通过该平台可以随时查阅我国各地的水利信息,同时也加强了对基层水利管理部门的管理,实时掌握基础水利信息的动态,便于为科学的决策提供有效的信息。基于物联网技术的快速传播性,我国的水利管理部门加强了对物联网水利信息管理系统的构建,比如江西水利厅就依托物联网技术在官网上开设“江西防汛抗旱信息网”实现了对水利资源的网络传输。物联网技术在水利信息管理中应用的具体功能表现为:一是在水利信息管理系统中,可以在水利工程中设置传感器节点和RFID设备实现对水利信息的智能感知和信息采集,以便物联网系统及时地了解水利情况,并且制定相应的措施;二是物联网实现了水利信息的智能处理,智能处理就是对感知而来的数据利用与计算技术进行综合处理,以此实现对水利信息的管理与控制,通过云计算可以模拟出水资源的调度、气候变化以及市场发展,从而构建开放、统一的应用平台。目前物联网技术已经在水利信息采集、水利工作视频会议、水利工程监控等方面得以综合应用。
2.2遥感技术应用
遥感技术就是利用对地表物体的反射与发射电磁波来获取相应的信息,遥感技术在水利信息管理中具有广泛的应用,近些年,遥感技术在防洪、水利执法以及水利工程管理中发挥了重要的作用,在此我们以遥感技术在防洪抗旱中的应用为例:通过遥感系统平台可以对灾区进行宏观的监测,我国出现洪灾以后,由于无法对受灾面积等进行测量,因此可以通过遥感技术对受灾地区的情况进行及时的测量反馈,并且对受灾面积、洪水持续时间等预测出具体的灾情简报和图像,以便给决策部门提供有利的决策依据。随着信息技术的发展,遥感技术在水利信息管理中的应用发展趋势呈现出:一是集成化。水利信息化要求对遥感获知的数据进行集合,而且还要与其它技术系统进行结合,实现遥感技术与外部系统的对接;二是数字模型化。通过遥感获知的数据被水利工作者采用,并且可以根据遥感技术制作的图像进行分析,但是基于水利工作的要求,必须要对遥感系统进行专业的模型分析,以便为决策者提供辅助决策;三是标准化。要对遥感技术的使用进行统一的标准要求,实现对数据收集、数据分析、数据交换等科学预测。
2.3GIS技术的应用
综合分析,GIS在水利信息管理中已经应用了十几年了,它对实现水利信息的自动化发挥了重要的作用,其具体体现在:一是基础地理信息管理。GIS技术的最大功能优势是能够反映地理的坐标,这对于确定我国水利信息的准确位置具有重要的作用,可以反映水利资源所处的地形地貌等信息;二是水利专题信息展示。在该平台上可以将水库、水闸、测站等水利工程信息展示出来;三是统计分析功能运用。GIS技术能够对复杂的水利信息进行准确的计算,比如可以综合水情预报、受灾面积以及人口财产等对防洪由粗略估算实现定量分析;四是系统集成功能。常用的GIS集成主要有相关功能模块和相关专业模型的集成。集成功能模块包括信息服务、数据库、图形库等功能模块;集成专业模型包括气象预报、水文预报、水库调度等模型。总之随着GIS在水利信息管理中的广泛应用,其应用的能力与层次也越来越深,由最初的查询、检索、空间显示转变为分析、决策、模拟甚至预测,其在防汛抗旱减灾、水资源管理、水环境和水土保持等方面都得到广泛应用。
2.4卫星定位技术
卫星定位系统实际上是在空间技术、计算机技术等基础上发展而来的一种技术,它的作用就是准确定位。卫星定位技术在水利信息管理中的应用主要是在一些抗洪抢险、防洪决策等工作当中,需要对险情的位置进行准确的定位,在这一工作当中卫星定位系统发挥了重要作用。我国从1998年抗洪抢险开始,就在水利行业当中在地理信息系统的基础上配合使用卫星定位系统,取得了不错的效果,一些险情得到及时地发现与排除,避免了灾害的继续扩大。而现在很多地方在防洪工作当中将GPS定位系统与RS影像、GIS平台等有效连接,实现了灾区与灾情的准确定位。通过将GPS与网络技术结合起来,能够提高对各类灾害的应急反应速度,使险情能够在最短的时间内排除。
3结束语
关键词:城市规划;3s;遥感;规划监察;违章建筑;
中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号:
遥感技术(Remote Sensing)是一门建立在空间科学、电子技术、光学、计算机技术、信息论等新的技术科学以及地球科学理论基础上的综合性技术,为现代前沿科学技术之一,具有宏观、动态、综合、快速.多层次,多时相的优势。在新技术迅猛发展的今天,遥感技术伴随着航空、航天技术的发展而不断提高与完善,服务领域因之而不断扩展,受到普遍重视,显示出极其广泛的应用价值,良好的经济效益和巨大的生命力。
遥感技术发展现状
从太空和空中观测地球并获取影像数据极大的拓展了人类的视野,为人们认识自然和改造自然提供了科学的技术和方法,随着相关学科的发展与技术上的改进、创新,遥感数据获取手段有了迅猛发展。航空航天遥感传感器数据获取技术趋向三多(多平台、多传感器、多角度)和三高(高空间分辨率、高光谱分辨率和高时相分辨率)。 遥感平台有地球同步轨道卫星(35000km)、太阳同步卫星(600~lO00km)、太空飞船(200~300km)、航天飞机(240~350km)、探空火箭(200~
lO00km),并且还有高、中、低空飞机,升空气球、无人飞机等;传感器有框幅式光学相机,缝隙、全景相机、光机扫描仪、光电扫描仪、CCD线阵、面阵扫描仪、微波散射计雷达测高仪,激光扫描仪和合成孔径雷达等,它们几乎覆盖了可透过大气窗口的所有电磁波段。三行CCD阵列可以同时得到3个角度的扫描成像,EOSTerra卫星上的MISR可同时从9个角度对地成像。
遥感技术在城市监察中的系统框架
数字城市规划监察系统主要分为3部分:图像处理、违章建筑识别、违章建筑案件处理,其基本框架图如下图。
数字城市规划监察系统组成框图
三.3S技术应用
“3S”技术是GIS、GPS(GNSS)、RS 3个名称的英文缩写,是相互独立而在应用上又密切关联的高新技术的简称。3s技术的集成是当前测绘技术、摄影测量、RS技术、GIS、计算机技术、(GNSS)定位、虚拟网络RTK及数据通讯技术的结合与综合应用。
3S集成技术:
RS、GIS、GPS(GNSS)是违章建筑识别监测的3大支撑技术,实际中单独使用存在缺陷。RS技术可快速获取区域违章信息但又受光谱波段、地面分辨率的限制,而且还有众多建筑物特征不可遥感,且只能达到米级精度,不能满足城市规划监察的要求;GIS具有较好的违章查询检索、空间分析计算和综合处理能力,但数据录入和获取始终是个瓶颈;GPS(GNSS)可在瞬间产生违章建筑目标定位坐标却不能给出地理属性。由于三者功能上存在明显的互补性,在实践中人们渐渐认识
到只有将它们集成在一个统一的平台中,其各自的优势才能得到充分发挥。近年来,随着电子计算机技术、无线电通讯技术、空间技术的迅猛发展,“3S”技术已从各自独立发展进入相互融合、共同发展的阶段,并逐渐发展成为一个新的交叉学科。三者相互作用与集成关系如下图所示。采用3S技术对城市规划建设进行监察与管理,RS成为获取城市规划建设动态、实时更新数据的技术手段,GPS(GNSS)对城市可能的违章建筑精确定位,通过GPS(GNSS)实地定位信息与RS影像的地理坐标配准,数据实时进入GIS。GIS则是3S技术中的核心,主要用于空间数据的存贮、分析、处理和查询,从RS和GPS(GNSS)提供的浩如烟海的数据中提取有用信息,并进行综合集成,使之成为决策的科学依据。GIS、RS、GPS(GNSS)三者集成利用,构成为整体的、实时的和动态的集观测、分析和应用为一体的运行系统,提高了GIS的应用效率。
四.系统功能
遥感用于城市规划监察的发展趋势是监察与管理相结合,数字城市规划违章监察系统再与其他系统进行整合,形成一个完善的城市规划建设综合监管平台和决策支持的可视化平台。其主要功能如下:
4.1数据处理与违章建筑识别模块
主要完成数据获取和城市地物识别功能,特别是城市建筑(包括违章建筑)识别:以哈尔滨市基础空间地理信息数据、影像数据等相关资料为基础,对实时高分辨率RS影像进行预处理、特征提取和地物解译等处理分析,获取哈尔滨市建筑的时空分布和现状图;将它们与哈尔滨市历史基础空间地理信息数据、历史影像和城市规划审批数据等相关资料进行比对,从众多的建筑中提取异常建筑,通过对比分析,并结合实地GPS(GNSS)量测,最终确认违章建筑及其违章方式,如压盖红线、楼层超高等;并对确认的违章建筑在空间数据库中建立案卷档案。
4.2违章建筑信息管理与查询模块
主要进行违章建筑信息的收集、统计分类和查询:确认违章建筑以后,通过遥感影像、现场勘测并与城市规划审批数据库对接,整合违章建筑详细属性信息,包括案卷编号、违章类别、地理位置、所属管区、开发项目、建筑规模、建造时问、建造单位和违章危害性等;对已有的违章建筑信息按各种属性分类整理;通过可视化界面为用户提供各种属性查询功能(属性的单项查询、联合查询,为用户提供诸如新增违章、重点地区、重点违章建筑警告信息等),对用户选定的违章建筑详尽提供其各种信息供用户管理与决策。
4.3违章建筑案件处理模块
此模块主要为违章建筑处理过程中数据和信息的数字化管理:为违章建筑设立数字档案保存属性信息,除了违章建筑物本身的属性外,记录违章建筑案卷整改信息,例如是否接受整改、整改执行部门、面临的问题、所处阶段、进度控制、整改结果等。
五.结语
目前,“数字地球”已经成为信息时代的战略制高点,世界各国政府和有识之士正在付出巨大的关注和行动。作为对应策略,我国的“数字中国” 规划已经提上议事日程,而作为其重要的组成部分之一的“数字城市”建设必将扮演举足轻重的角色。城市遥感信息是“数字城市”的多源信息的一个重要的分支,与城市的其它信息,有其特点和应用优势。遥感技术也是“数字城市”建设中的关键技术之一。遥感信息的获取与处理技术随着信息时代的到来正在高速发展,人们对遥感信息内在规律的了解也愈加深入,因此,遥感信息在城市领域的应用将越来越广泛,必将推动“数字城市”乃至“数字中国”和“数字地球”的建设,对于提高城市建设的决策、规划和管理水平,提高城市建设的环境、经济、社
会等的综合效益,以及城市的可持续发展规划将起到十分重要的作用。
参考文献
[1] 杨清华,齐建委,孙永军.高分辨率卫星遥感数据在土地利用动态监测中的应用研究.国土资源遥感,2001:4(50)
[2] 马建文,田国良.遥感变化检测技术发展综述.地球科学进展,2004:19(2)