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【关键词】 马钱子;佐剂性关节炎;雷公藤多苷
The intervention of Semen Strychni on the inflammatory factors in the serum of AA rats QIN Jinghai.Pharmaceutical Department of First Affiliated Hospital of Henan College of Chinese Medicine,Henan 45000,China
【Abstract】 Objective To explore the intervention of Semen Strychni on the inflammatory factors in the serum of AA rats. Methods Determination of rat paw swelling degree after d 17, d 21 and d 24.Determination of serum IL10, IL23 levels in 25 days after the proinflammatory. Results Semen Strychni can significantly inhibit the rat paw swelling, can significantly improve the antiinflammatory cytokine IL10 levels in the serum of AA rats, and lower IL23 content. Conclusion The traditional Chinese medicine Semen Strychni have an effect of antiAA.
【Key words】 Semen Strychni; Adjuvant arthritis; Tripterygium glycosides
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作者单位:450000 河南省中医学院第一附属医院药学部 内风性关节炎(RA)是一种典型的自身免疫性疾病,免疫功能紊乱在RA发病机制中的作用逐渐引起重视,T细胞功能紊乱是RA患者免疫功能改变的特征之一。T淋巴细胞尤其是Th细胞是滑膜浸润细胞中的主要细胞亚群。RA患者自身免疫性T细胞对自身抗原产生特异性免疫应答,促进单核巨噬细胞的活化和细胞毒性T细胞的分化,导致大量炎性细胞因子释放[1]。目前认为Th细胞功能紊乱,及其亚群分泌的炎性细胞因子和抗炎细胞因子失衡在启动免疫异常过程中,起到了关键性的作用。本研究通过观察中药马钱子对佐剂性关节炎(AA)大鼠血清中IL10、IL23的干预作用,以探讨马钱子对抗RA的初步研究。
1 材料与方法
1.1 实验材料 Wistar大鼠,雌雄各半,体质量为(180±20) g;制马钱子由我院中药房提供(为醋酸浸品,取净马钱子用水泡2 d,润12 h,切1.5 mm薄片,再用5%的醋酸溶液浸泡5 d,水漂3 d,干燥,碾碎);弗氏完全佐剂(FCA,美国sigma公司,批号:019 k8719);IL10、IL17试剂盒购于南京建成生物工程研究所。
1.2 动物分组 Wistar大鼠40只,随机分为模型组、醋制马钱子组、雷公藤多苷片组和空白对照组,每组10只大鼠。
关键词:石油 技术 石油地质勘探
近年来,伴随我国科技水平的不断进步,我国的石油地质勘探技术也稳步迈上了一个更高的台阶。整个勘探体系不断突破各项技术难关,不断实践总结经验成果,不断吸收借鉴世界先进理论,逐步总结出了一整套石油地质综合评价方法和前沿勘探技术,并日益走向集成化、精细化,也取得了一批重大科研理论成果。例如,我国自主研发的GeoeastV1.0大型地震数据处理解释一体化软件以及三次采油技术攻关并现场应用,这不仅打破了外国公司对我国的垄断,也使我国研究石油地质勘探技术有了全新的发展。
一、石油地质勘探技术的重要意义
我国的石油产量虽然一度跃居世界第五位,但从石油来源统计数据来看,依然有大量消耗石油需要进口,可见国外石油资源对我国石油经济乃至整个经济社会发展有很大的制约性。然而据中国石油经济技术研究院研究证明[1],预计到2020年我国石油需求量将达到3.8亿吨,但目前国内石油生产能力在1.8~2亿吨之间,也就是说如果同期我国石油勘探技术没有取得重大突破,石油资源得不到重大发现的话,其缺口就会在1亿吨左右,由此可见,石油地质勘探技术的不断进步对我国经济发展,社会安全,国家安全客观重要。
二、我国石油地质勘探中的前沿技术
为了确保我国的石油供应量,经过几代人的不断研究创新,我国的石油地质勘探技术已经取得了巨大成就,这些技术的不断应用将为我国经济的腾飞提供前提和物质保障。而这些先进前沿技术的应用更是推动了我国石油勘探事业的快速发展,取得了巨大成就。
1.虚拟勘探技术的应用
虚拟勘探技术在石油地质勘探中的应用主要是通过虚拟显示技术将理想的数据进行分析、对石油储层进行建模分析、对钻井轨迹进行设计,从而保证钻井轨迹设计的科学性、合理性。其主要是通过可视化软件、以及虚拟现实技术将石油勘探形成数字化、一体化、网络化、虚拟化、协同化的石油开发平台,让整个钻井过程进行可视化运行,全面提升了石油地质勘探资产评估组决策的正确性,也提升了各学科工作组对石油地质勘探技术的研究能力,同时可以很大程度的减少我国传统石油勘探的弊端,加快对隐藏性石油储备资源的勘探与开发,逐步解决我国石油资源短缺的现实问题,促进我国石油地质勘探技术的发展,这也是计算机信息化技术在石油勘探领域应用的最佳案例。
2.测井中的前沿技术
电子、计算机、通讯等技术的快速发展带来了测井技术包括测井数据采集、处理和解释技术的新一步发展,成像测井仪便是比较突出的一种,它可以以更高的数据传输率,在更短的时间之内传送更多的测量数据,也扩大了井眼搜索的范围,并通过技术创新可以发现钻孔附件的盲矿体。其他像核磁共振测井技术、随钻测井技术和快速平台测井技术以及套管井测井技术也同步取得了相应发展,在石油地质勘探测井技术中占重要地位。有了这些技术,在勘探人员的实际工作中,就可以根据地区、地质、地理等不同勘探条件去选择合适的勘探技术,以此可以降低石油地质勘探成本,减少不必要的损失从而提高勘探效率,也能让我国石油工作的利润实现更大化。
3.钻井中的前沿技术
在钻井技术中先后出现了超深井钻井技术、三维可控技术、特殊工艺钻井技术等多种技术成果,对我国石油产业的发展起到了功不可没的作用,但随着我国石油开发迅猛,新区勘探不断扩大,钻井深度不断增加,地层年代越来越久远,钻遇硬地层越来越多,深井、超深井面临的主要问题是机械钻速慢以及深海钻探硬岩钻进效率低等难题。对此,技术人员突破障碍于2011年7月开发出一项全新的钻井技术——旋冲钻井技术[2],它在普通旋转钻进的基础上,在钻头上部安装一个液动冲击器,使钻井液压力能转变为高频冲击能,使钻头在一定钻压下随钻柱旋转的同时,受到冲击器高频冲击力的作用,在旋转和冲击共同作用下破碎岩石,提高了破岩效率。国内外油气钻井领域对该项技术的出现也表示了极大关注。石油旋冲钻井技术以其全新的思路、良好的性能把深井钻井技术提高到了一个新的高度,也为钻井技术的进一步发展提供了广阔的前景。
另外,在石油地质勘探技术中,一种采用多分支井钻井技术[3]在钻井领域起着举足轻重的作用,也受到了国际社会的极大肯定,它不仅能够提高采收率降低钻井成本,而且能够在开发油气藏和建设油气藏中突出其优越性。
4.无线遥感技术
我国油井分布涉及西北、东北、华北、华中等地区,对各个油井工作状况的监督检查时一项很复杂的庞大工程,针对这一特殊情况,我国现已全面使用了无线遥感监测系统,它可以将监测到的井下状态无线传送到监控指挥中心,工作人员可以第一时间得到井下数据,这极大的方便了人们对油井的监控,这项技术还能检测输油管系统,能够找出漏油点和盗油点,对我国现代石油业发展有深远影响。
三、石油地质勘探技术发展中的注意事项
1.增强能源开发的合理性
总体来讲,我国现阶段的石油地质勘探水平仍然存在许多不足之处。众所周知,石油工业不断发展的同时,也给我国的环境质量带来很大的影响,每年的矿难事故也频频发生,所以如何采用先进设备更加准确的勘探出储量合理的油田,最大限度降低开采过程中对环境的破坏,全面保障矿工的生命财产安全是要全力攻克的问题,也将成为未来技术发展的指向标。石油勘探企业应当以社会利益为主,在开发的同时顾及环境影响,以增强能源开发的合理性,降低成本,提高效益。
2.不断进行技术创新
可以综合运用计算机、GPS、GIS、3G等多项技术,实现石油地质勘探的高仿真度,提高勘探效率,节省人力、财力成本;也可以采用可膨胀套管技术[4]、计算机仿真技术来提高勘探质量和综合勘探水平,同时加强各种创新并不断研究新方法,来增强石油地质勘探技术的时效性,这对于更好的应对市场竞争,提高石油勘探企业的经济效益具有重要意义。
3.重视合作研究
支持引进新的战略思想,新的机械设备,新的科技理念,对于大的勘探项目可以考虑采用风险共担、利益共享等多种合作方式,从中相互借鉴学习,去其糟粕,用其精华,升华出更好的解决方案和先进技术,从而降低风险,提高钻探成功率。
四、结束语
当代,全球不可再生资源日趋枯竭,而经济社会的发展对此类能源的依赖程度却越来越高,另外,世界范围内油气勘探环境十分复杂,勘探难度也随之提高,综合诸多因素,对新时期的石油地质勘探技术会有更高要求,要在不遗余力改善传统技术方法的同时,进一步加大科技投入,重视科技在石油地质勘探事业中的应用,努力开发更多前沿技术从而提高油田开采率,提高油气质量,确保国家能源安全,使得经济社会能够持续稳步发展。
参考文献
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[2] 朱怀平,李武,吴传芝,等. 油气化探技术在隐蔽油气藏勘探中的作用[J].石油与天然气地质, 2011,25(3):344-345
关键词:测绘工作 遥感测绘 措施
中图分类号:P2 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)03(c)-0030-01
从20世纪50年代开始,遥感技术就已经步入人们的视野,第一颗由苏联发射的人造地球卫星就是凭借遥感技术而取得成功。截止到目前,遥感技术已谱写了半个世纪的篇章,纵观今天的遥感技术,已经不再应用于人造地球卫星领域,多种应用在航天飞机卫星运转、发射、检测以及环境方面的遥感技术提供更为客观、真实的数据。现阶段,我国测绘工作具体涵盖资源测绘、地质勘测以及环境检测等方面,由于遥感技术的显著性效果,在此行业中被普遍应用。
1 遥感技术发展概况
所谓的遥感技术,主要是指利用相关设备对遥远的事物进行监测,从而获取信息及感知的有效方式。其中,传感器这项装备可以说是遥感技术最为关键的设备。利用传感器自身的传播性能,遥感技术感知附近及地面事物,在经过确定及筛选之后,获得有用的数据,同时再将这些信息与数据利用传感器传递到地面,采用分析法与计算机技术对其进行系统的比较,最终得出较为全面、客观的信息。此外,遥感技术渗透了计算机科学、地球科学、测绘科学及地球科学等学科知识,结合了各个学科的优点,整合而成的一项高端、先进而又精确测绘技术。
2 测绘工作中遥感技术应用现状分析
2.1 测绘遥感应用不够广泛
在我国,在所有的测绘工程项目中,遥感技术是完成任务目标的必备手段,可见,具有十分广阔的发展前景,技术的水平与领域也随之不断延伸。然而,由于人们习惯和观念,对遥感技术存在一定陌生感,导致其推广受限。
2.2 遥感工作资金造价高
在实际工作当中,有些测绘项目因为遥感技术价格高等问题望而怯步,随着近几年来计算机技术以及遥感技术的快速发展,促成遥感技术由最开始的理论层面正式步入实质阶段,其具体的环境资源、灾害监测、地质勘探以及地理测绘方面的检测功能逐渐明显。但是,仍然遥感技术造价高、花费大等特点仍然制约了其发展。此外,在我国,遥感技术主要应用在一些重点研发的科研项目上,譬如说资源勘探、环境污染以及地址灾害等方面,而用于煤矿开采或工程地址检测方面的则少之又少。
2.3 遥感信息源空间分辨率较低,应用水平较低
遥感技术在环境污染检测以及地质灾害勘测方面的优势将会促进我国环境保护失业用户地质灾害研究事业的长远发展,所以,从某种方面来看,提高遥感技术信息员的空间分比率,在测量水平、覆盖范围、以及信息数据准确性方面有着不容忽视的作用。
3 完善遥感技术在测绘工作中应用的策略及其具体做法
随着时展,遥感技术也被广泛应用于各个测绘工程项目中,遥感信息技术的漏洞与不足也愈加明显,而完善遥感技术手段、加强其宣传力度以及提高技术水平可以说是普及遥感技术的主要方式。
3.1 遥感技术在测绘工作中的应用
现阶段,遥感技术在我国测绘工程项目中应用较为广泛,因为遥感技术相比传统的测绘工具,其优势更为明显,避免了很多容易出现的测绘漏洞。
(1)跟传统的测绘技术相比,遥感技术发生人为干预的情况较少,可以客观、全面的将监测区域的情况反映出来。而若是采用传统的方式进行测量,极容易出现误差偏大或误差累积等现象。而不得不说,遥感技术的测量数据比较真实、准确。譬如说:在矿区资源的定位和监测上,可以通过遥感技术来确定煤矿资源的具置,避免以为内不科学开采威胁生命或资源浪费等问题。
(2)与传统的测绘方式不同,遥感技术能够动态实时、全方位、全天候的进行工作,这可以说是遥感技术最为显著的特点,它以全球定位系统作为后盾与支撑,在完成空间定位与导航工作之后,能够实时监测区域的实际情况。
(3)遥感技术发展至如今,应用范围已经极为广阔,它可以迅速了解所在区域的地质特点、资源所在地以及地理情况,从而获取全面、精确的数据。
3.2 加强对遥感技术深度研究,拓展应用领域
可以说,在地质调查这项工作中,应用遥感技术不仅是社会经济发展的急迫需要与客观要求,从事物本身出发来看,也是十分必要的。就我国目前的发展态势来讲,遥感技术的发展前景极为广阔,应进一步以研究遥感技术为出发,提高其精度、准确度以及宣传力度。首先,加大资金的投入力度可以说也为遥感技术的深入研究工作做出了贡献。我国必须以进一步开发遥感技术为核心,以强国为目标从而不懈努力。除此之外,我国还需提高思想认识与观念意识,增加遥感技术的覆盖范围,加大资金扶持力度,解决当前各大测绘工程项目应用遥感技术而遭遇的一些难以解决的问题,拓展其技术领域。其次,相关部门也应重视起来,加强对遥感技术的推动、深入研发与鼓励,可制定一系列优惠政策来促进遥感技术的应用及普及。
3.3 大力推广遥感技术,加大遥感技术普及力度
只有在大力推广工作中,才能充分的显示遥感技术对测绘工作的适应力与优势。现阶段,不少应用遥感技术的测绘工程项目已经发现遥感技术高超的环境适应力以及技术优势,譬如谁:能够勘测不同地形,实现对地质灾害、气象灾害以及火灾等的全程监测,获取真实的数据,为建立灾害防御制度以及我国灾害研究做出了巨大的贡献,适合监测不同地形,可实现对地质灾害、气象灾害以及火灾的全程监测,从而获取有效的数据信息,为建立灾害防御制度以及我国灾害研究做出了巨大贡献,所以,增加遥感技术的覆盖面积以及普及程度势在必行。
(1)利用遥感技术来降低项目工程的测绘造价,实现遥感技术在各行各业的实用度。只有降低资金成本,让更多和项目去接受,而不是目前集中在几个重点项目上。
(2)提高遥感技术的空间分辨率也将有利于遥感技术的普及。早期遥感技术受分辨率限制,较多应用于宏观的检测,而当前由于新工作思路的拓展,遥感技术与地质的符合程度越来越高,受距离的限制也越来越小。但是相关人员在改善工作思路,加大遥感技术地质检测水平上还需进一步努力。
4 结语
总之,在当今的测绘工作中,应用遥感技术已经成为社会发展的必然趋势。随着计算机的普及与科技的进步,遥感技术的覆盖范围将会大大增加,实现遥感工程司、灾害、气象、地质遗迹环境资源监测等项目,拓展遥感技术的应用范围,让其充分发挥自身优势,在灾害预防、社会发展以及国民经济上做出贡献。
参考文献
[1] 覃永勤.浅谈现代测绘技术的发展及其工程应用[J].广西城镇建设,2010(5).
【关键词】空间信息网络及应用;教学方法;虚拟仿真
空间信息网络及应用课程是综合了航天技术、卫星通信技术、卫星导航定位技术、卫星遥感技术、网络技术的宽知识面、应用性课程。通过本课程的学习,让学生全面了解空间信息网络的基础理论和关键技术,理解空间信息网络的构成及各部分的工作特点,初步掌握卫星通信、卫星导航、卫星遥感等基本原理、应用现状及发展趋势。为本科学生毕业后从事空间信息网络相关工作或继续深造研究相关课题提供基本的理论基础。一方面由于空间信息网络涵盖的领域众多,需要掌握的知识点比较分散和抽象。另一方面,随着我国“天地一体化信息网络”重大工程的建设和发展,近年来空间信息产业蓬勃发展、日新月异。因此空间信息网络及应用课程如何与时俱进,综合应用各种教学手段,并在教学过程中结合前沿的技术发展和重大事件,提高学生的学习兴趣、巩固学生对知识点的掌握,并结合思政教育、培养爱国主义情怀,成为该课程教学改革的主要目标。本文以南京邮电大学空间信息网络与应用课程的教学为例,以作者的教学实践为切入点,分析教学过程中出现的问题,在总结教学经验的基础上,归纳总结出一系列的有效措施,初步探讨空间信息网络及应用课程教学内容和教学方式的改进。
1教学中的问题与剖析
在南京邮电大学的本科生培养计划中,空间信息网络及应用作为大类专业限选课程,可供通信工程、信号处理、自动化、智能科学与技术等专业学生选修。课程按照绪论、卫星通信及应用、卫星定位导航及应用、卫星遥感及应用,分为四大部分、七个章节。根据作者的教学经历,总结了如下问题:(1)空间信息网络及应用课程的知识点比较分散,涉及卫星通信技术、卫星导航定位技术、卫星遥感技术、航天技术、网络技术的交叉和延伸,所需前置课程包括信号与系统、通信原理、电磁场与微波、计算机网络等多门基础课[1]。然而选修该课程的同学专业背景不尽相同,各自所学前置课程也有所区别,导致接受新知识点的能力也有所差异。因此完全相同的授课内容和教学侧重点,会使得学生对知识点的掌握程度参差不齐,严重影响了教学效果。(2)空间信息网络及应用课程的知识点比较抽象,传统的授课方式过于单一、难以具象化,使得学生很容易对教学内容感到枯燥,必然会导致课堂教学效果不理想,学生的学习主动性也逐渐下降,对知识点的掌握不牢[2]。另一方面,近年来空间信息产业蓬勃发展,国内外空间信息领域不断涌现出新的技术,使得相应的教材内容有所滞后,所列举的卫星通信、卫星导航等系统已落后于当前的发展趋势和前沿动态。(3)近年来面对错综复杂的国际形势,在专业课上结合课程相关内容,对学生进行思政教育显得尤为重要。我国的空间信息和航天领域的发展虽然起步晚于西方发达国家,但进入二十一世纪后,尤其是近年来的发展速度极其迅猛,如何结合我国近期的重大航天任务,培养学生爱国主义情怀,是课程教学中值得思考的问题。而传统的空间信息网络授课内容中并未关注思政教育的结合。
2教学改革与实践
针对以上问题,作者在教学实践中采取了以下三点改进措施:(1)坚持“因材施教”的基本原则。教学内容和方法的改进是永无止境的,也是教学改革的主要方面,更是提高教学效果的重要途径之一。然而,任何一种改进都不能背离“因材施教”的基本原则[3]。必须针对不同专业的教学班,对教学内容和方法进行“量体裁衣”,摒弃完全相同的授课计划和教学内容,分别根据不同教学班的专业背景和前置课程,调整教学侧重点和教学内容。例如,针对通信工程专业教学班,对于卫星通信相关知识点,可采用“巩固—延伸”的方法,即在通信原理等专业课的基础上,帮助学生回顾已经学习的通信基础知识,从而进一步延伸到卫星通信系统。而对于自动化、智能科学与技术等非通信类专业的教学班,由于通信原理的前置课程的缺失,需要在讲述卫星通信相关章节之前,深入浅出的讲授通信的基本知识和原理,使得学生对无线通信有了一定程度的理解后,才能够开展卫星通信相关知识点的学习。(2)综合多种授课方式,与时俱进的引入前沿内容,提高教学效果。作者在教学实践中,在传统的幻灯片授课加教师口述讲解的基础上,引入了三维虚拟仿真演示,来激发学生的学习兴趣,强化知识点掌握。虚拟仿真作为重点建设的教学新形式,其优势在于借助先进的沉浸式体验和三维显示技术,将教学大纲的内容在计算机虚拟环境中重现出来,能够将抽象的概念具象化,并且正确真实的反映原理和现象,帮助学生更好地掌握对应的知识点[4,5]。例如,将枯燥乏味的调制编码计算、卫星通信链路设计等,转换为三维动画过程,帮助学生理解知识点,进而完成相应课堂作业,做到虚实结合、虚实互补。另一方面,在授课内容上补充前沿技术、空间信息产业最新发展,例如,可以补充我国“天地一体化信息网络”重大工程的启动,北斗三号全球导航定位系统的正式运行,以及美国太空探索公司“星链”计划等商业的实施,从而激发学生好奇心和知识额外获取的满足感。同时通过时事热点和实际应用的授课内容补充,增强学生的代入感。例如,在讲解卫星遥感的气象遥感应用时,可以播放天气预报的卫星云图视频,让他们觉得空间信息网络技术不是虚无缥缈的,而是与日常生活息息相关,进一步增强学习的兴趣。(3)结合授课内容,加强思政教育[6,7]。首先可以通过讲解我国科技前辈艰苦奋斗的历程,激发学生奋发图强的精神,学有所成后解决“卡脖子”的技术难题。例如,在讲解卫星定位和导航相关内容时,可以用我国北斗导航卫星系统的发展为例,讲述20世纪80年代中期在国外技术封锁、国内物资匮乏的不利条件下,老一辈的科研工作者不计个人得失、无私奉献,通过几代北斗人三十多年的艰苦奋斗,终于建成了北斗三号卫星全球导航系统,系统服务能力步入世界一流行列。其次通过阐述我国航天事业和空间信息网络的发展,建立学生的民族自豪感和使命感。例如,通过在教学内容中穿插介绍“天宫”系列航天空间科学实验室、“神舟”系列载人航天飞船、“嫦娥”系列月球探测器、“天问”系列行星探测任务、“鸿雁”卫星星座通信系统、“虹云”星载宽带移动互联网络等一批我国航天事业和空间信息网络发展里程碑式的典型代表,树立我国航天大国的地位和形象,增强学生的民族自豪感和爱国主义情怀。
3结语
本文以空间信息网络实际教学中遇到的问题作为切入点,对教学内容和教学方法进行了改进和革新。主要阐述了针对不同专业的教学班,综合应用各种教学手段,引入空间信息网络的前沿的技术发展和产业动态,并结合教学内容进行思政教育。本文提出的教学方法和教学内容的改进仅是初步的探索,必须在教学实践中根据学生的课堂反映和课后的作业反馈,实时调整教学方法[8],最终达到提高教学效果的目的。
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关键词:长距离油气管道 无人机 管道管理 管线巡查
一、引言
国民经济的迅速发展使得国家对能源的需求越来越大。油气管道作为国家的能源动脉,其快速发展为解决我国能源运输紧张、保障能源供应安全发挥着十分重要的作用。确保油气管道安全平稳运行已成为相关企业一项重要的责任。
长距离油气管道线路长、分布广、途经复杂地貌多,在管理工作中,往往会面临以下难题:(1)管线巡查。传统的人工巡线方法费时费力、条件艰苦、人力成本高,许多埋设于险要地段的管道,由于环境险要、交通不便而造成徒步巡线无法到达,导致不能及时发现安全隐患;(2)应急抢险。如何及时定位、定性管道突发事件,快速准确到达现场,为应急抢险提供一手信息,缩短事故处理时间,减小次生事故发生,一直是管道应急抢险的难题;(3)管道保卫。防止打孔盗油、盗气的现象,加强管道保卫工作。
无人机作为一项融合多个专业于一身的高新技术,可快速获取地貌的空间遥感信息,结合长距离油气管道管理特点,在总结吸收其他行业经验的基础上,可应用于长距离油气管道定期巡检、抢险应急巡查、漏油和盗油(盗气)点现场定位等,可成为保障管道安全运行的一种可行的新手段。
二、无人机在长距离油气管道管理中的应用原理
1.无人机系统的组成
无人驾驶飞机(简称无人机)是当今航空科技发展的热点之一,发展至今已近80年历史,其融合了无人驾驶飞行器、遥感传感器、遥测遥控、通讯、GPS差分定位、影像处理等前沿技术,可实现土地资源、环境、植被等空间遥感信息快速获取、处理、建模及应用分析的自动化、智能化、专题化。早期基本上用于军方,目前国内外都在积极开展无人机的民用研究,并且在资源遥感、环境评估、航空测绘、精准农业、气象探测和电力巡逻等领域内取得了一定的进展。相对于普通飞机而言,其具有体积小、重量轻、成本低、维护简单、使用灵活等特点。
一般来说,无人机由空中部分、地面部分和数据后处理部分组成。(1)空中部分。由遥感传感器、遥感空中控制、无人机平台组成。其主要功能是规划航线并上传到飞机上的控制器,飞行中监控飞机状态,在控制半径范围内能根据实际需要更改部分控制参数,并进行航空拍摄;(2)地面部分。由航迹规划、无人机地面控制以及数据接收显示部分组成。主要功能为设计和规划航道轨迹,并载入无人机航线控制模块,使无人机可以根据预定航线进行遥感影像数据采集工作,以及无人机的实时控制与飞行姿态数据的实时接收和遥感影像的显示。(3)数据后处理部分。影像后处理部分,是无人机遥感技术的一个关键环节,关系到影像的精度和分析的准确性。
在现有无人机遥感技术发展的基础上,选择合适高效稳定的无人机平台(无人机机型)、良好的飞行控制系统(完成无人机的飞行控制与飞行管理,系统由传感器、执行机构和飞控计算机系统3部分组成)、机载遥感设备控制系统(由数字相机、稳定平台、遥感设备控制系统等组成)、高效的数据处理系统等可组成适合长距离油气管道线路巡查、应急抢险和管道保卫的无人机遥感飞行系统。
2.无人机系统线路巡查工作流程
以长距离油气管道线路巡查为例,一套完整的无人机巡线解决方案,可包括:无人机机体、弹射起飞架、自动驾驶仪、地面站控等。
无人机巡线工作流程为:
2.1无人机搭载高清摄像头、高分辨率CCD相机和红外成像仪等任务设备,通过起飞架起飞;
2.2具有自主导航定位功能的地面控制站,可实现无人机自主起飞,采用定高飞行的方式,确保无人机和地面被检测物的安全;
2.3数字图像传输电台实时传送巡检中的视频录像;
2.4地面检查人员格局实时视频判断线路情况,并根据GPS定位判断位置并记录,当发现问题区域后开启机载的CCD相机进行拍摄,利用高分辨率航拍照片对问题区域进行准确判读;
2.5完成一次飞行后,无人机可根据现场作业情况,选择滑跑、开伞等方式进行回收。
三、无人机在长距离油气管道中的应用情况
在国外,无人机遥感技术在管道行业应用已非常广泛,涉及到山区管道巡检、近海油气管道监视、灾后次生灾害评价,漏油和盗油点现场定位等各方面。
国内,已有无人机应用于管道建设中的案例,如庆铁线扩能改造管道建设中,曾使用无人遥感飞行系统辅助施工单位优化选线、放线,帮助选择施工进场道路等;在地质灾害调查中,也有成功案例,无人机遥感在西气东输管道地质灾害调查中得到了应用;在输油管道管理中,2011年无人机遥感技术在兰成渝管道中管道管理中得到应用,是我国首次应用于长输油气管道的管理。
2012年11月,中国石油西气东输管道公司首次进行了无人机管线巡查试验飞行。该试验由中石油管道学院无人机项目团队实施,在西气东输龙潭站至镇江站干线管道之间进行管道无人机巡护试验。巡护过程中可以同时进行高清视频信号录制,管道沿线地貌图片拍摄,三桩、水工保护设施、场站以及阀室安全监测,管道沿线地表地质变化情况、杂散电流排流系统监测等管道本体、周边情况以及管道附属设施监测,能够有效提高巡检效率和质量。
目前,已有多家公司可以提供无人机管道巡线等技术,比如中国石油管道学院、桂林鑫鹰公司等,可提供管道巡线解决方案。
四、应用前景和展望
无人机遥感技术日趋成熟,已逐渐渗透到民用领域的各个行业,包括气象监测、资源调查与监测、测量、突发事件处理和电力巡线等各方面。在长距离油气管道应用方面,国外已非常广泛,涉及山区管道巡检、近海油气管道监视、灾后次生灾害评价,漏油和盗油点现场定位等各方面,国内相关应用尚处于探索阶段。
从技术和应用的角度,GIS是解决空间问题的工具、方法和技术,它可以对地球上存在的事物和发生的事件进行成图和分析。GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作(如查询和统计分析等)集成在一起。这种能力使 GIS与其它信息系统相区别,从而使其在解释事件、预测结果、规划战略等中具有实用价值。
从学科的角度,GIS是在地理学、地图学、测量学和计算机科学等学科基础上发展起来的一门交叉性学科,具有独立的学科体系。大地测量、工程测量、矿山测量、地籍测量、航空摄影测量和遥感技术为GIS中的空间实体提供各种不同比例尺和精度的定位数;电子速测仪、GPS全球定位技术、解析或数字摄影测量工作站、遥感图像处理系统等现代测绘技术的使用,可直接、快速和自动地获取空间目标的数字信息产品,为GIS提供丰富和更为实时的信息源,并促使GIS向更高层次发展。地理学是GIS的理论依托,GIS是地理学第的主要工具和手段,必将为地理科学的发展和提高开辟一个崭新的天地。因此,GIS明显具有多学科交叉的特征,它既要吸取诸多相关学科的精华和营养,并逐步形成独立的边缘学科,又将被多个相关学科所运用,并推动它们的发展。
从功能上,GIS被誉为地学的第三代语言――用数字形式来描述空间实体,它具有空间数据的获取、存储、显示、编辑、处理、分析、输出和应用等功能,GIS的技术优势在于它的数据综合、模拟与分析评价能力,其独特的地理空间分析能力、快速的空间定位搜索和复杂的查询功能、强大的图形处理和表达、空间模拟和空间决策支持等,可以得到常规方法或普通信息系统难以得到的重要信息,实现地理空间过程演化的模拟和预测,这是GIS的重要贡献;从系统学的角度,GIS具有一定结构和功能,是一个完整的系统。
二、地理信息系统物理组成元素的重要进展
一个完整的GIS 由硬件、软件、数据、人员和方法五个主要物理元素构成。随着社会与科技的不断进步,GIS系统的物理组成元素也相应不断发展。随着计算机技术的不断发展,对GIS有非常重要影响的是硬件的实际价格(产品在扣除货币贬值影响后的价格)在持续下降,同时硬件功能也比原来强大了许多,一般的内核或CPU性能比上年同等的电脑有40%的提升。这些进步极大减弱了计算机硬件技术对GIS功能的发挥。目前,GIS软件可以在很多类型的硬件上运行,从中央计算机服务器到桌面计算机,从单机到网络环境。未来,计算机硬件会更加便宜,功能也会更加强大。
GIS软件是提供所需的存储、分析和显示地理信息功能的工具。主要的软件部件有:输入和处理地理信息的工具、数据库管理系统、支持地理查询、分析和视觉化的工具、容易使用这些工具的图形化界面。随着GIS技术本身的发展,GIS软件的功能不断完善和强大,其空间分析、数据管理、决策支持能力等都产生着重要飞跃;同时,软件会变得更容易使用,鲁棒性更好,软件的兼容性也更加突出,信息的表达形式也从二维向多维方向发展。
数据是一个GIS系统中最重要的部件。地理数据包含有明确的地理参照系统,也可以包含间接的地理参照系统。这些地理参照系统可以定位一些特征用于做地表分析。当前,GIS系统中数据主要以矢量和栅格两种格式进行存储与组织,但不管是矢量模式还是栅格模式,用来存储地理数据,都有优点和缺陷,因此,GIS系统中数据存储与组织正向二者融合的方向发展。GIS把空间数据和其它数据源的数据集成在一起,而且可以使用那些被大多数部门和公司用来组织和储存数据的数据库管理系统,来管理空间数据。GIS系统所需的数据已经可以从众多商业或非商业组织机构收集或购买。
人员是GIS系统的核心,GIS技术如果没有人来管理系统和制定计划应用于实际问题,将没有什么价值。GIS的用户范围包括从设计和维护系统的技术专家,到那些使用该系统来完成他们每天工作的人员。当前,GIS技术日益普及,熟练掌握GIS技术的人员不断增加,同时GIS也逐步进入政府、企业甚至日常百姓的生活。GIS的设计人员不断提高GIS的水平与功能,GIS的使用者意识逐渐提高,尤其是政府的高级官员对GIS和它的能力有了更清楚的认识,越来越明确GIS是一个提高政府和经贸活动效率和效益的工具。未来满足社会需求的GIS专业人才将不断增长,高级管理人员能够更强烈地意识到在他们的组织中利用GIS的益处,更多的国家通过国家政策时,GIS将成为内阁讨论的一个重要部分。
GIS不仅要管理大量复杂的地理数据,更为重要的是要完成地理分析、评价、预测和辅助决策的任务,这就要求必须建立广泛的适用于GIS的地理分析模型与方法。只有建立了准确的地理分析模型,才能开发出优秀的应用分析程序,这是GIS真正走向实用的关键。成功的GIS系统,具有好的设计计划和自己的事务规律,这些是规范而且对每一个部门和公司来说其具体的操作实践又是独特的。随着GIS应用领域的拓展和深入,出现了众多经典的应用实践案例,这些为GIS的发展奠定了坚实的实践基础。
通过上述分析可以发现,自GIS技术产生以来,计算机软硬件技术的发展、GIS软件功能的不断完善、空间数据获取与组织能力的提高、GIS专业人员素质的提高、GIS社会认同感的拓宽、GIS实践的不断成功这些进步对当前的GIS产生了重要影响。
三、地理信息系统的技术前沿
1.云(Cloud)GIS
云GIS是以网络为基础的地理信息服务系统,它以云为动力,目标是完全取代桌面地理信息系统,同时保留所有的桌面功能和现代地理信息系统丰富的网络技术,以便易于地理信息的创建、编辑、上传、分享、、处理以及对空间属性的数据分析。如果从地理空间技术的角度来看,云计算可能会在传输和存储数据方面起到革命性的改变。随着Internet的迅猛发展以及云计算的不断成熟,云计算下GIS将成GIS应用开发领域未来的发展方向。目前,ESRI公司已从ArcGIS 9.2开始提供ArcGIS Online以及Google地图等“云”下GIS服务。云技术给GIS发展带来的有利条件体现在云计算多台服务器集群的超大规模为海量的地理信息提供了巨大的存储空间,同时保证了较快的计算速度;动态开放的地理信息要求“云”的规模可以动态伸缩,来满足应用和用户规模增长的需要;云的通用性允许我们将不同类型的地理信息数据、GIS应用软件统统放在云中;云服务低廉的价格正好弥补昂贵的数据给GIS的开发与发展带来的局限。基于云计算技术的GIS,改变了传统GIS的运行模式,使用户可以利用储存在云中的GIS平台、软件以及海量的空间信息在远程实时便捷地操作GIS,这一点对于GIS产业来说具有重大的意义。因而,基于云的地理信息系统也必将是GIS发展的未来趋势。
2.网格(Grid)GIS
“Grid”的概念起源于20世纪90年代中期,成为继Internet及web之后的第三次互联网浪潮。网格计算的提出和发展使得GIS必将朝着以下方向发展:GIS网络化、GIS标准化、GIS全球化、GIS大众化。GridGIS基于网格计算,形成新的PervAsive/Grid体系结构,GridGIS中间件把一个极度异构的环境变成一个虚拟的同构环境,使各用户浏览器不被网格的硬件和软件基础结构的细节所打扰。GridGIS需要存储和管理更大数量的空间信息,并有能力在大量用户同时通过网格对其进行访问时快速响应。GridGIS具有更强的地理空间信息共享、地理信息、空间分析、模型分析的功能。特别是对涉及到大量空间分析计算的问题,GridGIS具有并行计算的能力,通过对空间信息网格化和超媒体技术的集成,网格GIS提供给用户的信息不仅仅是矢量化的空间信息,还有动态视频、遥感影像、文字说明等多种信息;GridGlS的应用将GIS的应用扩展至整个社会的方方面面甚至人们日常生活的点点滴滴,使GIS的应用大众化了。同时,GridG1S容易和网上其它信息服务融为一体,通过各种信息导航工具,就可在丰富的网络资源查到所需的地理信息,并使用各种GIS功能,如制图、空间查询、空间分析等进行信息的二次加工。可以认为网格GIS是GIS与网格技术的有机结合,是GIS在网格环境下的一种应用。GIS通过网格技术使功能得到了延伸和拓展,真正成为一种大众使用的信息工具。
3.多维动态GIS
近年来,随着空间对地观测技术的发展和集成,三维地理空间信息获取与更新的能力有了飞速的进步。同时,空间数据库更新的技术方法和生产流程不断发展,传统GIS按照平面图或铺盖数据模型,将具有鲜明的多维、动态特征的现实空间世界抽象为二维、静态目标,生产、提供和使用二维(或2.5维)的地理基础框架数据来表达或反映三维实体及其时空变化方面表现出很大的局限性,往往不能满足实际应用的需求。GIS部门开始更新原有空间数据库的二维(x,y)数据和扩充第三维(z)数据,并逐步积累成能反映地理空间要素时空分布的多维(x,y,z,t)数据源。随着GIS应用的不断深入,动态和多维GIS 成为GIS 发展的必然结果。动态和多维GIS研究热点包括三维空间数据模型、时空数据模型、空间数据动态处理方法、异构地理数据的集成管理与互操作、多维索引与查询、多维数据可视化、多维空间数据内插与分析、海量数据组织与数据更新、影像数据管理及信息提取等。当前,数字地球的重要性已得到世界的广泛承认,数字地球涉及到以下三个关键问题:地球的多分辨率(或多比例尺)表示;地球的三维表示;如何植入与地球相关的大量数据问题。大量与地球相关的数据组合可用来描述某一时间三维空间上的一个特殊现象或某段时间内某一现象的演化,后者涉及到时间、空间模型,这样就引出了动态模型。多分辨率表示也涉及多比例尺表示,比例尺被作为空间模拟中的一个基础维,因此,多分辨率表示问题是多维GIS问题的一部分。由此可见,动态及多维GIS是数字地球的核心。3DGIS、数字地球、虚拟GIS、时态GIS等都是多维动态GIS的具体表现形式。
4.智能GIS
关键词:工程测绘;GPS技术
中图分类号:TB2文献标识码: A 文章编号:
1、GPS技术的测绘特点
GPS 测量技术即全球定位系统,其定位基本原理,是空间距离交会定点原理。假设在地面上有3个无线电信号发射台,其位置坐标已知,用(xi,yi,zi)(i其中i=1,2,3)表示。用户接收机在某一时刻采用无线电测距的原理测得接收机到3个无线电发射台的距离只Ri(i=1,2,3),则只需以3个发射台为球心,以所测距离为半径,即可用距离交会原理计算出用户接收机的空间位置(xp,yp,zp,)。使用GPS技术的主要测绘特点包括了以下几个方面:
1.1测绘点之间不必进行通视
这就解决了房屋建筑测绘中一大难题。因为它能够使得测绘的选点比较灵活。但是同时要注意保证,测绘点的上空的开阔,这样比较利于接收GPS的卫星信号,有利于测绘的数据收集。
1.2 GPS定位具有很高的精度
GPS定位的准确度较传统的定位方式有明显的提高,具体数据如下:在5km以内定位的精度约在10~6之间;当定位范围扩大到一百到五百公里之间时,定位的精确度约在10~7;定位距离在1000km时可达10~9。应用于300m~1500m的工程定位,进行1小时以上观测的数据误差仅在1mm之内,较ME-5000电磁波测距仪测得的数据精确度有明显的提高。
1.3 测绘的观察时间缩短了
随着科技的发展,软件的功能的增加日趋完善。现在仅用15min就可以对20km以内的静态目标进行精确的定位;基准站与各流动站的距离在1.5km以内时,进行快速静态相对定位的测量,流动站观测仅要不到2min的时间即可以准确定位,在此之后可以随时对目标进行定位,各站之间的观测差距在几秒钟之内。
1.4 GPS测绘的操作简单
一方面是测绘一般是自动化进行的,工作人员只要根据测绘的简单操作要求来进行就能够完成测绘任务。另一方面,GPS主要是通过提供三维坐标来准确测定观测地点的数据的。
2、工程测量中GPS测绘技术
2.1 GIS技术的应用
GIS技术是集环境科学、测绘遥感科学、空间科学、计算机科学等学科为一体的新兴科学,它不仅可以集地理数据采集、存储、管理为一体,还能够进行空间提示、预测预报和辅助决策,这些功能的应用,使GIS技术本身建立了一个庞大的数据库和图形显示输出能力,数据库存储信息可以根据测量需求对存储数据进行处理,这可以提高工程测量的成图效率,加速工程设计的进度。
2.2 RS技术的应用
遥感技术是以航空摄影技术为基础,在20世纪60年展起来的一门新兴技术,随着1972年美国发射了第一颗陆地卫星开始,航天遥感时代随之来临,遥感技术的应用是对地观测获取基础地理信息的重要手段。遥感技术可以对测量范围进行大面积的同步观测,保证测量数据的有效性、综合性,对工程测量的意义重大,并且在工程测量领域得到了快速的普及。遥感技术的快速发展使得中、小比例尺的形图数据得到了有效的收集,保证了城市基本地形图的工程测量,其较高的全色光谱分辨率也达到了相当大的提高,成为目前地观测基础地理信息的有效手段。
2.3 摄影测量技术的应用
所谓摄影测量技术实际上就是通过摄影的方式来将目标物的信息采集的一种技术,随着科学技术的不断进步,当前的摄影测量测绘技术已经逐步发展到了数字化的摄影测绘阶段,它主要是利用影像处理和计算机技术对影像进行测绘,将大量的测量从外业转移到室内,不仅精度很高,而且具有很高的速度,在一些人口比较密集的地区,利用该技术能够高效地形成大面积成图,为城市的建筑工程和城市规划等提供良好的指南。摄影测量技术在测绘工程测量中的应用,大大提高了工程测量的精确度和速度,同时也节约了大量的人力和财力,实现了工程建设成本的节约,为工程建设的发展起到了良好的促进作用。
2.4 数字化测绘技术的应用
20世纪80年代以来,我国的数字化测绘技术的应用和开发研究发展速度飞快,而且成效显著,传统的地形图和工程图的测绘,需要耗费大量的人力和物力,而且作业环境十分艰苦,由于成图时间长,图形单一,难以适应飞速发展的城市建设和现代化工程建设的需要。数字化测绘技术的应用将数据采集和数控绘图仪有效地结合起来,形成一个从外到内数据收集、数据处理、绘图的自动测图系统,不仅实现了图形测绘的自动化,降低了成图的难度,而且还建立了专业的数据库和基础地理信息系统,为以后的图形测绘奠定基础。
2.5 三维工业测量技术的应用
20世纪80年代以来,随着高新技术的发展和社会的进步,现代工业生产进入了一个新的阶段,许多新的工业生产要求对生产的监测、产品质量检验、生产过程控制与自动化流程等工作进行快速、高精度的测点定位,但是,传统的测量技术根本达不到现有的工业生产要求。于是三维工业测量技术由此兴起,并迅速的广泛应用于工业生产的各个方面,极大地促进了工业生产的发展。
2.6 信息化测绘技术
信息化测绘技术的发展是我国测绘技术实现了由传统测绘向数字化测绘转化和跨越之后进入的又一个新的发展阶段,在技术上和效率上都有了新的提高,它代表着我国测绘技术发展在进入新世纪后现代化建设总的战略方向。信息化测绘技术的最本质的特征就是可以实现随时随地的地理信息服务,能够为工程测量提供极大的帮助。信息化测绘技术中的前沿技术如现代坐标基准构建技术、新型网络RTK技术等,在工程测量各方面的应用,使得工程测量的准确度不断提高.
3、对未来工程测量中测绘技术应用的展望
由于GPS定位技术的不断改进和完善,其测绘精度、测绘速度和经济效益,都大大地优于目前的常规控制测量技术,目前,常规静态测量、快速静态测量、TRK技术已经逐步取代常规的测量方式,成为地籍控制测量的主要手段。边长大于巧kin的长距离GPS基线向量,只能采取常规静态测量方式:边长在10~15km的GPS基线向量,如果观测时刻的卫星很多,外部观测条件好,可以采用快速静态GPS测量模式,否则,建议使用常规静态测量,如果是平原开阔地区,可以尝试TRK模式;边长小于skin的一、二级地籍控制网的基线,优先考虑采用RTK方法,如果设备条件不能满足要求,可以采用快速静态定位方法;边长5~10knl的二、三、四等基本控制网的GPS基线向量,优先采用GPS快速静态定位的方法,设备条件许可和外部观测环境合适,可以使用TRK测量模式。
近几年,地籍控制测量基本采用了以上三种GPS测量模式。例如:在大庆83万亩油田用地的地籍调查中,采用常规静态的作业方式建立了首级地籍控制网,然后采用TRK测量方式,加密了低级(5“)地籍控制点。随着精密单点定位技术的不断完善和网络RTK系统的建立,未来这两项新的技术可望成为地籍控制测量的主要方法之一。
4、结束语
各种测绘新技术在工程测量中的应用,极大地促进了工程建设的发展,开创了工程测量发展的新时代,为国家和人民带来了更大的经济效益和社会效益。测绘技术还在不断的探索和发展当中,在未来的工程测量中,必然会有更多的测绘新技术应用到工程测量中,更好的促进工程测绘的发展。
参考文献:
关键词:城市规划 测绘 应用
中图分类号:TU984 文献标识码:A
21世纪是一个信息化发展迅猛的社会,随着经济的全球化以及信息化的飞速发展,我国的信息技术也得到了不断地发展,并且已经渗透到我国社会及经济生活的方方面面,信息化的快速发展成为了我国提升劳动生产力以及推动社会经济发展以及提升我国综合国力的一个综合考评基础。随着信息化的发展与应用,给城市规划行业也带去了非常多令人惊喜的变化,但是,从目前看来,我国的城市规划及其基础设施方面、整体的管理水平等方面水平并不是很高,大部分的城市规划与管理都还是处于一个以纸质统计为主要的信息管理手段,绝大部分还是基于纯粹的数据库的方式来进行的,缺乏了时间以及空间上的信心表达,将很难实现空间上的信息查询、信息统计以及信息分析等等一些系统功能。信息化测绘对城市的相关基础设施资源进行可视化的分析与管理,并且能够达到充分利用城市化基础设施资源,在此基础上实现对城市基础设施的规划以及设计、建设和维护的全过程的管理。
一、城市测绘的主要内容
测绘是以计算机技术、光电技术、网络通讯技术、空间科学、信息科学为基础,以全球定位系统(GPS)、遥感(RS)、地理信息系统(GIS)为技术核心,将地面已有的特征点和界线通过测量手段获得反映地面现状的图形和位置信息,供工程建设的规划设计和行政管理之用。城市以及地籍、房产测绘共同构成了整个城市建设当中具有交叉作用的三大块,通过城市测绘的相关数据能够反应出整个城市的地表的自然以及经济和社会等多方面要素的特征以及位置、形态、大小和一些其他的重要信息等等。通过城市测绘的相关资料可以很直观的反映出城市的面貌,在做城市规划的时候也需要经过城市测绘的相关资料,测绘资料的准确性以及完整性将直接影响到整个城市规划及城市建设。关于城市测绘的内容主要包括了:城市现状大比例尺地形图测绘、地下管线的测量、城市平面以及建筑用地界线选定等等。
二、测绘的社会需求
有关测绘工作的具体体现主要在以下方面:测绘对于行政区域的划分来说,关系到行政区域的布设以及加密城市的控制网,能够使得整个城市的建设以及规划能够在一个共同的平台下有序进行,而且还能够为政府机关以及企事业单位提供一些可靠的多比例尺的地形图,同时还能够满足各个行业的使用需求,能够根据具体的设计需求来规划整个城市的建设用地,并且还能够对城市的用地情况进行实时监控,能够获得一些有效的可靠的信息。另外,社会对于测绘的需求是非常大的,大部分的需求单位主要是政府机关,然后是一些企事业单位。经过测绘之后的绝大部分的资料都将运用到城市基础设施建设以及规划当中,城市规划的任何一项工作都需要测绘资料的辅助。包括从建设用地之前的选址、建设工程的有关设计以及实施等多方面,测绘是始终贯穿到城市规划的每一个环节的。所以,重视以及促进依法测绘,这样才能够保证整个城市的完整性、连续性以及统一性。在城乡建设规划、国土资源利用、环境保护等工作中,必须进行土地测量和测绘各种地图,供规划和管理使用。在地质勘探、矿产开发、水利、交通等建设中,必须进行控制测量、矿山测量、路线测量和绘制地形图,供地质普查和各种建筑物设计施工用。
三、信息化测绘服务城市建设的方式
(一)服务内容多样化
服务内容从数字地图产品到数字地图的补充产品,从普通的DMI到Web-GIS,Mobile-GIS和网格GIS、从4D产品到5D产品:一个可量测的实景影像扩展成5D产品。
(二)三维可视化
通过运用ImaGis软件能够使用一些交互式的应用程序,并且使用者还可以自行建立起虚拟的三维场景,能够进行浏览以及分析和查询等。并且,所获得的信息将更加直观、完整以及清晰,能够进行空间分析、漫游以及一些属性编辑等等,比如说需要对某一栋高楼进行查询的话,可以对这栋高楼建筑周边的街道以及周边的建筑进行模拟实现实时场景画面更新,对这栋建筑的日照以及交通情况进行模拟,还有对这栋大厦的大概人口以及周边的加油站等等做一个信息汇总,这些信息将会受到用户的喜欢。
(三)可测量
用车载GIS导航进行多CCD相机拍摄,然后将每一个像片的元素都求出来,让后再把前方交会的公式进行计算并且挂到网上去,所以就可以在网上看到模拟出测量出整个街道的宽度以及被测量对象的高度等等。可能不知道谁会需要这些信息,但是知道做这些东西是一定有人需要的,先把所拍摄到的影像放在网上,用户能够根据此测量出所需要的目标的相关信息,使用者可以进行自由的操作并且参与到其中。其实这一功能并不是只有专业人员才能够做到的,希望普通用户就可以将自己看到的影像上传到网上,进行一些具有创造性的服务,并且这种做法可以很有效的降低成本。
四、GIS的应用与发展方向
虽然从上面的介绍可以看出有关地理信息系统技术及其应用得到了巨大的发展,但是出于空间的复杂性以及特殊性,GIS的发展还需要克服很多困难。
(一)数据采集、共享、更新以及分析
多数情况下,采用的跟踪数字化方法速度慢、精度低;扫描数字化尚未普遍采用;软件运行不稳定、智能化程度差。数据多来自地图,遥感动态信息的应用基本没有解决;多数数据源数据采集方法及其技术集成程度低。数据采集与更新落后状况阻碍了GIS的发展。
(二)系统功能深化
大多数GIS仍是侧重于数据获取、存储、管理和查询检索的初级阶段,空间分析、预言预报、决策支持功能很低。已经建立的遥感卫星地面接收系统、图像数据处理系统、自动观测台网系统,将为GIS提供大量、及时、动态的数据,为GIS建立动态地理数据库、模型库提供条件,为GIS走向高级支持决策创造了条件。
(三)3S集成问题
GIS、RS、GPS各自代表地图制图、摄影测量、遥感和大地测量等学科的前沿技术,目前还没有实现三者的有机结合,一体化进程还在初步阶段。但是,卫星遥感技术的进步,从全球到局部、从宏观到微观的人类认知过程,传统的地图测绘模式也将从根本上发生变化,这将不利于GIS的发展。
(四)方法学问题
目前缺少明显的认知方法学以及能够面对大众的程序设计方法学及其指导,这将导致整个设计的分析以及实现需要经过一个系统的过程,并且这种系统过程的认识方法和一般的系统认识方法是不一样的,就好比计算机语言与一般的人类语言,传统的系统设计以及系统分析,还有系统实现都和人类认识问题的整个过程以及宏观层次上存在着差异,而且整个软件系统的维护性以及可靠性也比较差。
小结
总之,为了更好地发挥测绘保障服务水平,发挥地理信息系统在城市建设管理中的作用,应由政府测绘主管部门牵头,规划管理、土地管理、房产管理、路政、水利、交通和市政建设等部门共同担纲,制定统一的数据标准和相关政策,确定唯一的地理信息基础数据的作业要求、精度、成图质量,整合现有测绘力量。制定相应的维护、更新机制,确保地理数据的正确性和现势性,进行统一的城市大比例尺基础图提供,各部门在基于一个共享数据平台的基础上挂接本部门的专业数据,直接获得数字化的地形信息,从而极大地减少重复劳动,降低全社会的信息收集与输入成本,保持空间位置的统一性和精确性。
参考文献
[1]孔祥元、郭际明、刘宗泉等.大地测量学基础[M].武汉大学出版社,2010.5
【关键词】数字化;测绘技术;城镇地籍;测量
本文主要从分析传统测图和数字化测绘技术的优势劣势分析入手,与实际测绘技术在城镇地籍测量中的应用相结合,对城镇地籍测量具有一定的参考价值。
1 传统测图方法的弊端和数字化测绘的优势
1.1 传统测图方法的弊端
点、线、面是地图图形构成的三要素,几乎所有的地形图都可以被分解成这三个要素。点作为其中的最基本要素,测量其点位坐标是整个测量工作的最基本环节。测量完毕后,点连成线,这些由线条组成的图形就是所测量地形的地图的基本图形,再添加地理专业符号等进行标注。在进行传统模式的城镇地籍测量时,我们所使用的设备往往也比较传统,经纬仪、平板仪、水准仪等就是我们在传统测量中常用的设备。利用这些仪器测出点的平面坐标、高程,或者测量点的水平角、竖直角以及距离,从而确定点位,这些点位就是绘图员通过计算得出三维坐标的数据基础,最后通过角度和距离或者坐标将点在图纸上进行绘制。这项工作在野外花费的时间较长,工作量相对较大,所以在工作的过程中较容易出现失误,最终导致测绘与实际的误差较大。图解测图的方法受到的影响因素较多,容易产生误差。如地物点的平面位置会受到展绘误差和测定误差的影响,此外测定地物点的视距误差和方向误差以及地形图上地物点的刺点误差等都是潜在的影响因素,虽然红外测距仪的使用和电子测速仪的普及在某种程度上改善了误差较大这一弊病,提高了测量的精度,但白纸测图的方法有局限了一起的精密特点,因此出现了资源的浪费。无论测距和测角的精度怎样被提高整体测绘的精度提高仍然不多。
1.2 数字化测绘的优势
从本质上来看,数字化测图技术与传统的测绘方法不同,它是以一种全解析、机助成图的方法。它的优势相较于传统的测绘方法来看也是方方面面的:数字地形图可以实现与高精度测量仪器的良好匹配,也就是说,他可以实现无损地体现外业测量的高精度,作为一种前沿技术,在地形测绘领域数字化测图技术具有广阔而良好的发展前景。数字化测图技术是高科技在一起发展历程上的一个经典的体现。数字化测绘技术不仅作为科技的产物代表着高精度和高效率,在实际的生活中,它也是进行科学的管理必不可少的一个工具,在工程测量,数字化测绘技术在地籍测量、管网测量以及房产测量等非常多的方面都起着重要的作用。数字化测图技术在这些领域的应用提高了测量的精度的同时,也为各个行业的信息系统管理提供了良好的基础。
2 数字化测绘技术在城镇地籍测量中应用情况
2.1 自动化程度高
在计算机技术飞速发展的今天,计算机软件的开发和应用为数字化侧图技术提供了强大的技术支持。因此自动化程度高也是数字化侧图技术的一个突出的特点。在城镇地籍测量的数字化测绘中,计算机软件提供了自动计算的功能,一方面减少了人力的投入一方面将计算的误差降低。计算机软件的自动识别、计算和调用符号的功能大大地提高了测绘的准度,也是绘制的成图更加规范和美观。
2.2 测图精度高
前文已经说过,传统的测绘方式由于人力和工具的限制,测绘的精度会受到
较大的影响,而测图精度高是数字化测绘技术的另一大显著特点。采用数字测图技术的地图图形距离小于300m时物点测定误差为2mm左右,地形点高差测定为18mm左右。数字化测绘技术也不会使绘制的地图在传输、存储、复制、成图的过程中发生精度误差,降低了测绘的总体误差,这些误差一般包括:视距误差、方向误差、展点误差等,保证了测量具有较高的精度。
2.3 丰富的图形属性信息
城镇地籍测量的数字化测绘的地图中,地形点的点位左边的精度得到了较好的保证,地形点的属性信息也得到了较大的丰富,如该测点的编码和连接信息,在显示成图时,利用测图系统中的图式符号库,通过编码就可以非常轻松地从库中调出与该编码对应的图式符号成图。这些信息涵盖的内容较广,它包括点的定位信息、连接信息、属性信息等很多方面,在佳诺查阅的时候就显得十分智能和方便。
2.4 对数据进行采集的方法科学
传感器等其它设备在数字化测绘中的应用,目的是用来模拟数字被测单元自动采集信息,这一过程叫做数据采集。在地籍测绘中,数字化测绘需呀的数据测量通常是通过对所要测量地点的阳台角、房屋拐角、围墙拐点等地物的数据进行测量,也可以采用测量地形点的方式来对其他的地物进行测量来得出。通常情况下,会把界址点以及地形点的测量制作成与之相应的代码,即使这些点的性质不同。这种方法对于工作人员来说是便于记忆和便于使用的。
在进行实地测量的过程中,对于测量区域内的测量目标要进行有一定顺序的测量,数据之间的转换在使用了这种方法以后会变得更加方便,也在一定的程度上减少了工作人员花费在散点上的尽力,提高作图的效率和成图的精准度。
总的来说,有了数字化测绘的方法以后,工程测量的服务领域也得到了一定程度的延伸,数据采集自动化,自动处理数据、实时化和数据化的发展方向将使测绘领域的精度得到日益的提升。
3 结束语
数字化测绘和地面测量等技术的应用范围越来越广,作为其重要的一个应用方向,工程测量相应地产生了很大的变革。在经历了深刻的变化之后,测绘的手段和测绘方法都不可同日而语。传统测绘这项工作在野外花费的时间较长,工作量相对较大,所以在工作的过程中较容易出现失误,导致测绘与实际的误差较大。图解测图的方法受到的影响因素较多,容易产生误差。数字化测图技术与传统的测绘方法不同,它是以一种全解析、机助成图的方法。数字地形图可以实现与高精度测量仪器的良好匹配,也就是说,他可以实现无损地体现外业测量的高精度,这一点在城镇地籍测量的应用中体现十分明显。作为一种前沿技术,在地形测绘领域数字化测图技术具有广阔而良好的发展前景。我们会继续研究城镇地籍数字化测量的技术,争取越做越好。
参考文献:
[1]高恒昌,段朝辉,张澎.数字化测图在城镇地籍测量中的应用[J].城市勘测,2002(02).