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7味中药分别为生地黄、莪术、南沙参、玉竹、路路通、炙甘草和生白术;顾军花主任医师治疗干燥综合征在甘酸生津的基础上,注重疏肝理气,最常用的9味中药分别为芦根、地骨皮、枸杞子、钩藤、郁金、合欢皮、首乌藤、炙甘草和白术;茅建春主任医师治疗干燥综合征在甘酸生津的基础上,注重清热化痰,最常用的12味中药分别为白花蛇舌草、丹参、北沙参、浙贝母、蒲公英、佛手、枸杞子、莲子心、女贞子、旱莲草、黄芩和密蒙花。结论:龙华医院风湿科运用中药内服治疗原发性干燥综合征以清热养阴、活血化瘀为治疗大法,以生地黄、芦根、玉竹、南沙参、白花蛇舌草等为主要药物,其中陈湘君以甘酸生津为主,在此基础上苏励注重甘酸生津,活血通络;顾军花注重甘酸生津,疏肝理气;茅建春注重甘酸生津,清热化痰。3位医师很好地继承、发扬了陈湘君治疗干燥综合征的临床经验,取得了良好的临床效果。
【关键词】 干燥综合征;数据挖掘;龙华医院风湿科;用药规律;用药特色
Analysis of the Medication Laws and Characteristics of Treating Sj?gren's Syndrome in the Department of Rheumatism of Longhua Hospital based on Data Mining
ZHANG Dong-yu,SU Li,MAO Jian-chun,GU Jun-hua,CHEN Xiang-jun,TIAN Yu
【ABSTRACT】Objective:To summarize the medication laws of treating sj?gren's syndrome in the Department of rheumatism of Longhua Hospital based on Data Mining and analyze the medication characteristics of four physicians CHEN Xiang-jun,SU Li,GU Jun-hua and MAO Jian-chun.Methods:Three hundred and eighty effective prescriptions of treating sj?gren's syndrome from November 2014 to May 2016 of the four physicians were collected.The TCM inheritance auxiliary platform V2.5 was used to make frequency analyses,correlation analyses and cluster analyses to related drugs.Results:High frequency drugs used to treat sj?gren's syndrome in the Department of rheumatism of Longhua Hospital include Shengdihuang(Rehmannia glutinosa Libosch),Lugen(Rhizoma Phragmitis),Yuzhu(Rhizoma Polygonati Odorati),Baihuasheshecao(Herba Hedyotidis),Baizhu (Rhizoma Atractylodis Macrocephalae),Zhigancao(Radix Glycyrrhizae preparata),Beishashen(Radix Glehniae),Ezhu(Rhizoma Curcumae Phaeocaulis),Nanshashen (Radix Adenophorae Tetraphyllae)and Danshen(Radix Salviae Miltiorrhizae).By the analysis of their nature and flavor,52.27% of them are cool in nature,42.61% are sweet and 33.62% are bitter.By the analysis of their meridian tropism,most of them belong to the liver meridian(3116 times).CHEN Xiang-jun focuses on the regeneration of body fluid with drugs of sweet and sour nature such as Shihu(Herba Dendrobii Nobilis),Baishao(Radix Paeoniae Alba),Beishashen,Yuzhu,Maidong(Radix Ophiopogonis Japonici)and Gancao(Radix Glycyrrhizae).Based on using sweet and sour drugs,SU Li puts emphasis on promoting blood circulation to remove meridian obstruction,frequently used drugs including Shengdihuang,Ezhu,Nanshashen,Yuzhu,Lulutong(Fructus Liquidambaris),Zhigancao and Baizhu.On the basis of regeneration of body fluid with drugs of sweet and sour nature,GU Jun-hua pays more attention to soothing liver to regulate qi,frequently used drugs including Lugen,Digupi(Cortex Lycii Radicis),Gouqizi(Fructus Lycii),Gouteng(Ramulus Uncariae Rhynchophyllae cum Uncis),Yujin(Radix Curcumae Wenyujin),Hehuanpi (Cortex Albiziae),Shouwuteng (Caulis Polyoni Multiflori),Zhigancao and Baizhu.On the same basis,MAO Jian-chun focuses on eliminating phlegm by clearing heat,often applied drugs including Baihuasheshecao,Danshen,Beishashen,Zhebeimu (Chekiang Fritillary Bulb),Pugongying (Herba Taraxaci Mongolici),Foshou (Fructus Citri Sarcodactylis),Gouqizi,Lianzixin (Plumula Nelumbinis),Nvzhenzi (Fructus Ligustri Lucidui),Hanliancao (Herba Ecliptae Eclipta prostrala L.),Huangqin (Radix Scutellariae Baicalensis) and Mimenghua(Flos Buddlejae).Conclusion:Physicians in the Department of Rheumatism of the Longhua Hospital use Chinese drugs to treat primary sj?gren's syndrome by clearing heat and nourishing yin,promoting blood circulation and removing blood stasis with drugs such as Shengdihuang,Lugen,Yuzhu,Nanshashen,Baihuasheshecao.The other three physicians have inherited and carried forward the clinical experience of professor CHEN Xiang-jun to achieve good clinical results.
【Keywords】 sj?gren's syndrome;data mining;the Department of Rheumatism of the Longhua Hospital;medication laws;medication characteristics
干燥综合征(sj?gren's syndrome,SS)是一种弥漫性结缔组织病及慢性自身免疫病,主要侵犯泪腺、唾液腺等外分泌腺体,以明显的口眼干燥、反复发作的腮腺肿大及关节疼痛等为主要临床表现,实验室检查血清中可出现多种自身抗体和伴有高免疫球蛋白血症。目前现代医学对于SS的病因尚未明确,考虑可能与遗传、免疫、感染、环境等多种因素有关;中医学从“阴虚津亏、燥热内蕴”的病机角度认识SS,以养阴清热生津法为主治疗SS是目前使用比率最高、应用范围最广的中医治法,且较西药疗效肯定、副作用小,具有良好的临床适用性。
龙华医院风湿科是沪上著名的风湿病专科[1],专业技术实力雄厚,拥有陈湘君、苏励、茅建春、顾军花等多位著名风湿病专家。近年来随着计算机技术的普及,不少学者开展了名老中医经验发掘的研究工作[2-3]。笔者有幸接触到陈湘君、苏励、茅建春、顾军花4位医师运用不同方药治疗SS有效的临床案例,运用数据挖掘方法初步总结本院风湿科治疗SS用药规律并分析4位医师用药特色。通过分析总结4位医师的用药经验特色,可以在相当程度上代表并反映本院风湿科治疗本病的用药规律,为后学提供一定的临床借鉴。
1 临床资料
1.1 资料来源 2014年11月至2016年5月在本院陈湘君、苏励、顾军花、茅建春4位医师门诊确诊为原发性干燥综合征(pSS)患者91例,其中男1例,女90例,纳入处方380首。
1.2 诊断依据 西医诊断按照2002年SS国际诊断标准[4],自身抗体(抗SSA或抗SSB)阳性,口干或眼干症状3个月以上且唇腺病理活检淋巴细胞灶1灶及以上者。
中医诊断按照2013年第2版《实用中医风湿病学》燥痹诊断要点[5],津伤干燥表现如口眼干燥、皮肤咽喉干燥、大便干等症状,津亏血瘀表现如瘀斑瘀点、红斑结节、指端阵发性青紫等症状,筋膜、关节肌肉等失于津液濡润表现且舌质红或红绛有裂痕,少苔、花剥苔或镜面舌,脉细数、弦细数或为细涩脉者。
1.3 纳入标准[6] ①符合上述中西医诊断标准;②年龄18~75岁且签署知情同意书自愿进入该研究的轻、中型pSS患者;③门诊处方要求为复诊确认有一定疗效的完整处方,每首处方须与已纳入处方不完全相同。
1.4 排除标准 ①合并非SS所致各系统靶器官严重病变、肿瘤、结核病、急慢性肝炎,及其他严重感染等疾病者;②妊娠或哺乳期妇女;③精神病患者等无法合作者;④门诊处方不符合上述纳入标准且处方对患者造成不良反应或不适症状者。
2 数据挖掘方法
2.1 病例收集与资料整理 采集91例pSS患者一般情况及中医四诊信息(姓名、性别、年龄、职业、病程、相关症状、舌苔、脉象等)和治疗有效的3~
6个月的处方3~6首,建立Excel表格对数据资料进行汇总整理。
2.2 中药处方数据规范 根据中医传承辅助平台V2.5系统默认名称,将4位医师所开处方的药物名称加以规范统一,如“杞子根”统一为“地骨皮”,“金荞麦”统一为“开金锁”,“留行子”统一为“王不留行”,“仙灵脾”统一为“羊藿”等。
2.3 数据录入与核对 将纳入的91例病例共
380首处方录入中医传承辅助平台V2.5,全部完成后采取双人双机数据审核,从而确保数据的准确性与真实性。
2.4 数据统计与分析 使用中医传承辅助平台V2.5“数据分析”系统的“方剂分析”功能与“统计报表”系统的“方剂统计”功能,通过疾病查询及处方医师查询,分别对本院风湿科及4位医师治疗SS的用药频数、组方规律和药物关联规则进行数据挖掘,得出图表及网络化展示等统计分析
结果。
3 结 果
3.1 本院风湿科治疗SS用药规律
3.1.1 用药频数分析 使用频数最高的中药是生地黄,出现频数为201次。使用频数≥140次的中药共有10味,由高到低依次为生地黄、芦根、玉竹、白花蛇舌草、白术、炙甘草、北沙参、莪术、南沙参和丹参。使用频数前30位的中药,见表1。
3.1.2 药物四气(药性)分析 使用中药在四气中所占比重统计示,所用药物大部分属于寒性(52.27%),其次分别为温性(24.72%)、平性(17.47%)、凉性(4.98%)和热性(0.56%)。见表2。
3.1.3 药物五味分析 使用中药在五味中所占比重统计示,所用药物大部分属于甘味(42.61%),其次分别是苦味(33.62%)、辛味(14.06%)、酸味(5.08%)、涩味(2.4%)和咸味(2.21%)。见表3。
3.1.4 药物归经分析 使用中药归经最多的是肝经,其次由高到低分别是胃经、肺经、肾经、脾经等。见图1。
3.2 4位医师治疗SS组方用药特色
3.2.1 陈湘君教授组方用药特色 进入中医传承辅助平台V2.5数据分析系统“方剂分析”模块,在“处方医师”处输入“陈湘君”,提取出中药共128味。设置支持度个数为24,置信度为0.9,得到8个药物组合,包含6味中药。见表4,图2。
3.2.2 苏励教授组方用药特色 进入中医传承辅助平台V2.5数据分析系统“方剂分析”模块,在“处方医师”处输入“苏励”,提取出中药共126味。设置支持度个数为110,置信度为0.9,得到20个药物组合,包含7味中药。见表5,图3。
3.2.3 顾军花主任医师组方用药特色 进入中医传承辅助平台V2.5数据分析系统“方剂分析”模块,在“处方医师”处输入“顾军花”,提取出中药共199味。设置支持度个数为40,置信度为0.9,得到14个药物组合,包含9味中药。见表6,图4。
3.2.4 茅建春主任医师组方用药特色 进入中医传承辅助平台V2.5数据分析系统“方剂分析”模块,
在“处方医师”处输入“茅建春”,提取出中药共
117味。设置支持度个数为16,置信度为0.9,得到37个药物组合,包含12味中药。见表7,图5。
4 讨 论
4.1 关于数据挖掘 数据挖掘是近年来新兴的一项以数学、计算机及信息网络科学为基础的技术手段。随着传统中医药学的发展,将数据挖掘技术应用于医学领域尤其是中医药领域的案例越来越多[7]。
中医传承辅助平台软件是中国中医科学院中药研究所研发的一款面向中医药大数据的数据挖掘与分析软件,具有疾病证候信息、中药方剂信息及医案相关信息的管理、检索与分析功能[8],可帮助年轻中医师学习并传承名老中医的临床用药经验,助力中药新方的发掘研究与经典方剂组方配伍规律的探索。通过频数分析、关联规则分析及聚类分析等数据挖掘手段,实现中医药大数据的条理化、标准化与可重复操作,建立一条中医药循证的通路与研究途径。
4.2 病机探讨 SS中医称之为燥痹,主要病机为阴亏津少,体内水液代谢失常,不能濡养荣润四肢百骸,从而导致干燥症状的发生。根据数据挖掘结果结合临床经验,燥痹主要病位在肺、胃、肝、肾。从寒热虚实来讲,燥痹属虚实夹杂、寒热错杂,本病往往病程长久、缠绵难愈,故久病成虚;本病阴虚有热,若痰饮瘀血痹阻关节,会同时出现关节肿胀疼痛现象;总体来讲,SS的病机以虚热为主。陈湘君教授主张运用酸甘生津法辨证论治SS,创立以芍药甘草汤为基础的酸甘生津系列方剂运用于临床,取得了良好的疗效。
4.3 治则治法 因SS病机为阴虚有热,病位在肺胃肝肾,故治疗当养阴清热,尤当以滋养肝肾之阴,清泄肺胃之热为主,具体治法可包括中药汤剂内服、针灸、漱口熏眼外治等多种手段。具体来说,本院风湿科在甘酸生津治疗SS基础上,分别侧重从活血通络、疏肝理气、清热化痰等方面论治。
4.4 选方用药 根据本院风湿科治疗SS的数据挖掘结果并结合4位医师临床经验,SS的治疗可选用生地黄、芦根、玉竹、南沙参、北沙参等药物,代表方剂如六味地黄丸、杞菊地黄丸等,应酌情随症加减。此外,勿忘佐以活血通络、疏肝理气、清热化痰药物,如莪术、路路通、王不留行、鸡血藤、川芎、当归、丹参、浙贝母、白花蛇舌草、郁金等,可以起到补而不腻、静中有动、动静结合的良好
疗效。
综上所述,本院风湿科运用中药内服治疗pSS以清热养阴、活血化瘀为治疗大法,以生地黄、芦根、玉竹、南沙参、白花蛇舌草等为主要药物,从滋补肺胃、肝肾之阴着手。陈湘君教授治疗SS以甘酸生津为主,在此基础上,苏励注重甘酸生津,活血通络;顾军花注重甘酸生津,疏肝理气;茅建春注重甘酸生津,清热化痰。3位医师很好地继承、发扬了陈湘君教授治疗SS的临床经验,取得了良好的临床效果。
5 参考文献
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关键词:环境监测;遥感技术;红外遥感
中图分类号:X87 文献标识码:A文章编号:1672-3791(2012)02(c)-0000-00
一、遥感技术概述
(一)遥感技术分类
遥感技术主要是指通过物体对电磁波的辐射或反射,不与物体进行直接接触,远距离辨识及测量目标对象的一种监测技术。按照所使用的监测波段不同,该技术可分为以下几种类型:热红外遥感技术、可见光反射红外遥感技术和微波遥感技术。
(二)遥感技术的特点和作用
遥感技术的特点如下:监测速度快、范围广、能够进行长时间动态监测、投入成本低、回报高、无需现场采集样本、可以发现常规方法无法监测到的污染源;其较为明显的作用是可对指定区域进行跟踪测量,并且能够快速获取与污染有关的全方面信息,如污染源位置、污染范围、污染物分布及扩散情况、大气生态效应等等。
(三)遥感技术的应用范围
目前,遥感技术已在我国诸多领域内得到广泛应用,具体包括:农林牧渔业环境监测;地质、地理、水文、气象、海洋等环境监测;城乡规划、资源勘探、军事侦察、土地资源管理等等。现阶段,随着科技水平的发展速度不断加快,促进了遥感技术的发展,该技术目前能够测出水中大部分微量元素的实际含量,如叶绿素、水温、泥沙含量以及水色等等,而且其还可以测量出大气的温度、湿度以及各种有害气体的浓度和分布情况,在固体污染物的测量方面也有一定的作用。
二、遥感技术在环境监测中的具体应用
(一)在大气环境监测中的应用
1.臭氧层监测。因臭氧自身能够吸收0.3微米以下的紫外区中的电磁波,故此可采用紫外波段进行臭氧含量测定。此外,若大气中的臭氧含量达到一定高度时,温度也会随之升高,所以也可采用红外波段进行探测。
2.有害气体监测。对于由自然或人为条件下生成的二氧化硫及氟化物等有害气体,可采用间接解译标志进行监测。通常情况下,当植被受到一定程度的污染后,其对于红外线的反射能力会有所降低,加之纹理、颜色等外在特征也会异于正常状态下的植被,所以可利用植被这一特点,对污染情况进行间接分析。
(二)在水环境监测中的应用
应用遥感技术对水环境进行监测主要是以清洁水与污染水的反射光谱作为监测依据。正常情况下,清洁的水体其反射率较低,而且对于在光的吸收较强,从而使得其在遥感影像中呈暗色调,这一特征在红外谱段上更为明显。在进行水体监测时,可将水色指标及光谱特征作为遥感技术监测的主要依据。由于遥感技术监测的范围较广,从而使其在水体扩散时能够及时发现污染物的扩散方向、排放源、影响范围及程度,以便尽快找到污染源。因水体中的污染物种类较多,且过于繁杂,为方面遥感监测,通常将水污染分为废水污染、泥沙污染、热污染、石油污染等几种类型。
1.热污染监测。利用红外传感装置能够有效地监测到水体中的热污染,由于热污染会释放出热效应,红外传感器则可根据水体热效应的实际差异监测到污染源,再通过计算机或光学分析,便可得出水体的等温线,进而达到对水体污染定量解译的目的。
2.石油污染监测。就港口和海洋而言,石油污染属于一种较为常见的水污染。利用遥感技术对石油污染进行监测,不但可以确定污染区的实际范围和石油含量,同时还能追踪到污染源。由于石油与海水的光谱特征差异较大,所以在很多光谱段上均可将石油与海水分开。
3.废水污染监测。由于废水中所含的悬浮物种类较多且水色差异较大,加之特征曲线上的强度也有所不同,所以可采用多光谱合成图像对废水进行监测。此外根据废水中水温的差异情况,也可采用热红外进行监测。
(三)在城市环境监测中的应用
由于城市中一些工业企业的存在、汽车尾气排放、固体废弃物等,致使城市环境污染日趋严重,人们的工作和生活都建立在城市环境的基础上,环境质量的优劣与人们的关系极为密切。利用遥感技术能够监测到影响城市环境的具体因素,这样有利于在进行城市规划中,对城市整体结构及工业布局进行适当调整,以此来降低环境污染。遥感技术在城市环境监测中的应用主要有以下两个方面:其一,研究土地变化及分类;其二,通过遥感技术提供的各种信息,政府有关部门可以此作为依据,对城市的工业布局及人口分布进行决策和管理。
(四)固体废弃物监测
固体废弃物的种类比较繁多,比较常见的有建筑垃圾、工业垃圾、混合垃圾以及生活垃圾等等。由于固体废弃物的光谱特征均不相同,所以可利用光谱信息对固体废弃物进行监测,以确定其分布状况、位置、面积等。运用GIS系统还可分析出其发展趋势,以便有关部门对此进行管理。
三结论
总而言之,遥感技术在我国环境监测中的应用,对于保护自然生态环境起着极其重要的作用。环境保护现已成为我国一项重要的基本国策,在未来的工作中,应加大遥感技术的应用力度,使其在环境保护方面的作用得到充分发挥。
参考文献
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关键词∶遥感技术;水文地质;应用探索
本文利用新兴的综合性遥感技术作为探测数据来源,其原理主要是依据遥感器对地表物体进行探测,利用波谱的不同反应来识别地面上的各类地物。利用遥感技术对地下水勘察相关因素信息进行科学准确的评价、判断。通过对地表含水断层、线性构造、裂隙、地面湿度等信息,准确地评价一个地区的地下水资源。同时,微波遥感还能够直观的对地下潜水层进行探测,使地下水资源的开发利用更为全面、科学。
1.遥感技术应用概述
1.1遥感技术概念及特征
目前,人们对于遥感技术的普遍定义为从远处探测和感知事物和物体的技术的统称。因此遥感技术有以下几个特征。首先,遥感技术相较于其他探测技术来说,探测的覆盖范围较大。其次,遥感技术获取的探测数据,信息种类众多,手段多样,技术也相对先进。最后,探测信息表现大多是通过图像的形式来表现,获取探测数据信息方式更为直接、快速。同时整个探测用时也相对较短。
1.2遥感技术体系概述
遥感技术的应用体系一般为探测信息的获取、传输、解译和应用。其中信息的获取主要通过对地表物体波谱进行探测。通过专业的遥感探测数据传播设备和软件对初步信息进行传输,然后再对原始探测信息进行对比统计处理。信息的解译则是主要通过模式识别、模拟实验和地物分析等方法进行信息的细化。最后对这些经过解译的系统性数据信息进一步的应用加工。
1.3遥感技术水文勘察中具体应用流程概述
在水文勘察中,遥感技术的具体应用重视对地下水位有关的环境因素的综合分析,同时注重对遥感图像数据的处理方法。具体应用流程如下∶首先,对勘察地区背景进行必要了解,同时,确立明确的水文勘察目标。根据目标收集相关原始资料。其次,围绕勘察目标对遥感技术的相关原始资料进行分类。对各遥感资料信息进行细致的遥感图像信息处理。同时,根据各类信息不同的遥感图像波段,进行合成波段的合理选择。以此对各类遥感探测图像信息进行解译。然后,再加工各类相关资料信息的解译结果。综合分析地下水位的分布情况,根据土壤的水分、反射率、像元关系等原理,构建科学合理的地下水位分布模型。根据土壤水分以及地下水位分布模型,对单波段以及多波段地下水位进行详细估算。把估算结果和地区背景资料、历史勘察资料等进行对比,检验勘察结果。最后,构建更为全面合理的地下水位分布模型,进行详尽专业的勘察结论以及勘察土建制作。
2.水文气象条件概述
水文气候条件是影响地下水资源最为直接的环境条件。其主要包括地表水文条件以及气象环境条件。地表水文条件包括地区的河流、湖泊等地表水系环境,以及这些地表水系分布位置地表蓄水量。地区地表水系条件的优劣对判断地下水资源有很好的参考价值。气象环境条件包括地区降雨量、地区季节温度、风速等气候条件。降雨量也是判断地区地下水资源的重要参考依据。温度包括日照时长日照强度等,通过这些条件能够准确地判断地区水分蒸况。同样道理,也要对地区风速进行详细定量侦测。这些气候环境条件的数据获取首先要以年为单位,判断地区长期所处的气候环境。同时还要获取地区短期的气候环境数据。通过当前气候环境的变量来判断地区所处的水文气象条件。
3.地下水资源遥感勘察具体应用方法概述
遥感技术对地下水资源的勘察主要依赖于卫星拍摄的当地地形变化以及气候特征等因素信息,然后通过地质学解译标志进行处理。解译标志的方法大致可以分为两种。一种是直接解译标志,一种为间接解译标志。本文采用的是人机交互式的间接解译标志中的人机交互式解译方式。首先,应该对地下水资源相关的地形地貌遥感图像、以及岩性构造、土壤植被、地表水系特征等进行遥感特征分析。其次,通过对遥感图像中光谱信息的提取分析,判断地层岩性情况。确定地区是否存在潜水含水层以及易存水性地层岩性构造。最后,通过数学统计学技巧以及模型学技巧等信息处理方法,对地下水位进行单波段和多波段的评估模型构建。同时,对评估结果进行进一步实测印证,确保遥感技术勘察数据能够更加准确的反映地区地下水资源分布情况。
4.遥感信息分析方法概述
本次所采用的信息数据分析方法主要通过对遥感图像的解译,再结合地区水质气象环境条件的探测以及对地区地形地貌的判断,对地层岩性以及具置信息的判断,最后,通过综合多波段模型呈现的水文数据的变化规律等信息,分析地下含水层分布情况。从而能从多个角度对影响地下水资源分布的各个因素进行具体判断。更加准确的对地区的地下水含水层数量、地下水储存量、地下水深度、水质、形成年代等进行分析,为开发利用当地地下水资源提供更加全面、科学的勘察数据。
5.遥感图像数据处理以及水文地质信息提取方法分析
5.1遥感数据类型的选取
由于不间断的遥感影像成像方式以及独特的对地物的表现方式,遥感图像数据也有明显的特征。因此,在进行遥感图像解析之前应该选择更为适合的遥感图像类型,然后再根据不同图像类型的地物波谱特性曲线来选择合适的解译波段。例如对于水体多采用TM1波段进行解译,岩性识别则一般会用TM5或TM1波段进行,而对于植被则采用TM2波段进行。影响遥感数据类型选择的因素主要包括环境因素以及解译目标等影响。首先,环境因素包括,遥感探测时间以及地形特点等。如对于地质、地貌等遥感数据的解译一般选择在冬天进行遥感影像探测。而对于植被的遥感探测多选择在春季和秋季。另外,考虑解译目标的面积大小以及时间跨度等因素的不同,所选择的遥感影像尺寸以及波段变化组合等也要符合解译目标的实际需求。
5.2遥感数据的处理
在遥感数据处理中,由于遥感数据特殊的传输处理方式,很容易对遥感数据在传输过程中或软件工具处理过程中出现对比度下降、几何变形等失真现象。因此,首先要对出现失真现象的遥感图像进行科学的误差校正,而误差校正要分两个部分进行。首先,对遥感数据辐射量的校正。遥感图像的辐射量主要是指图像的光谱辐射特征。光谱辐射特征会在经过大气层或传感设备本身是受到一定的影响而出现辐射量误差。因此,应该根据具体的数据对比、数据分析等手段确定误差的范围。然后通过对传感器的工作参数进行微调来校正这种误差。其次,遥感图像几何位置的误差。对于遥感图像像元位置的误差,可以通过以一个典型的准确的地物作为空间位置的控制点,根据控制点对地表坐标和遥感图像坐标进行统一校正。
5.3图像合成波段的选择
大多数勘察对象的地物组成成分都较为复杂,不同地质结构的遥感波段参数也不同,其表现出的光谱特征也有差异。同时,同样的地物在不同波段上所表现出来的光谱特征也不一样。因此,大多数情况下,都要选择遥感图像合成波段对地区地物组合进行全面分析。我们可以依据地区水文地质勘察结果以及图像数据提取目标、各种岩层光谱效应以及各个波段光谱信息等因素,综合考虑,选择更为合适的遥感图像合成波段。
6.结论
本文通过对遥感技术的应用特征以及应用技巧入手,对遥感技术在水文地质勘察中的应用流程进行了进一步说明。本文认为在进行复杂地质环境的水文地质勘察工作时,可以应用遥感技术把水文地质勘察工作。通过对地物遥感图像的定量分析,对影响水文地质的各方面因素进行科学评析。继而更加准确客观的全面判定地区的地下水资源状况。由于本人能力有限,缺乏遥感技术实际应用经验,对于遥感技术的应用知识系统和实践经验不足。可能会对遥感数据的解译过程出现一些不够严谨的理解。对于这方面的欠缺,希望能在今后的工作学习中得到补充。
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关键词:环境;污染;遥感技术
引言
随着我国经济的高速发展,环境污染和生态破坏日益严重,突发性环境污染事故也时有发生。环境监测作为环境管理和污染控制的主要手段之一,正发挥着不可替代的作用。遥感技术是获取环境信息的有力手段,是实现这一目的的极有效的技术。运用遥感技术监测环境污染及生态环境状况,正确评价环境质量,寻求改善生态环境的途径和措施,具有重要的意义。
1遥感技术概述
1.1基本概念
遥感技术是从卫星、飞机或其他飞行器上收集地物目标的电磁辐射信息,判认地球环境和资源的技术。它是60年代在航空摄影和判读的基础上随航天技术和电子计算机技术的发展而逐渐形成的综合性感测技术。任何物体都有不同的电磁波反射或辐射特征。航空航天遥感就是利用安装在飞行器上的遥感器感测地物目标的电磁辐射特征,并将特征记录下来,供识别和判断。
1.2特点
遥感技术具有监测范围广、速度快、成本低、质量高,便于进行长期动态监测等优势,还能发现用常规方法往往难以揭示的污染源及其扩散的状态,因此遥感技术正广泛地应用于监测水污染、大气污染等方面.其最重要的作用是不需要采样而直接可以进行区域性的跟踪测量,快速进行污染源的定点定位、污染范围的核定、大气生态效应、污染物在水体、大气中的分布、扩散等变化,从而获得全面的综合信息。
2环境污染遥感监测技术
遥感技术是一种利用物体反射或辐射电磁波的固有特性,远距离不直接接触物体而识别、测量并分析目标物性质的技术,根据所利用的波段,遥感监测技术主要分为可见光、反射红外遥感技术、热红外遥感技术、微波遥感技术三种类型.当前,遥感的应用已深入到农业、林业、渔业、地理、地质、海洋、水文、气象、环境监测、地球资源勘探、城乡规划、土地管理和军事侦察等诸多领域。
3环境污染遥感监测技术的应用
3.1水环境污染遥感监测
对水体的遥感监测是以污染水与清洁水的反射光谱特征研究为基础的,可以采用以水体光谱特性和水色为指标的遥感技术。遥感监测视野开阔,对大范围内发生的水体扩散过程容易通览全貌观察出污染物的排放源、扩散方向、影响范围及与清洁水混合稀释的特点.从而查明污染物的来龙去脉。
3.1.1泥沙污染及水体浑浊度分析
水体中泥沙含量增加使水反射率提高.随着水中悬浮泥沙浓度的增加及悬粒径增加,水体反射量逐渐增加,反射峰亦随之向长波方向移动,即红移.又由于水体在0.93~1.13μm附近对红外线吸收多,不适宜作悬浮泥沙浓度的判定波段.定量判读悬浮泥沙浓度的最佳波段应在0.65~0.85μm之间。
3.1.2城市污水监测
城市大量排放的工业废水和生活污水中带有大量有机物,它们分解时耗去大量氧气,使污水发黑发臭,当有机物严重污染时呈漆黑色,使水体的反射率显著降低,在黑白像片上呈灰黑或黑调的条带.使用红外传感器,能根据水中含有的染料、氢氧化合物、酸类等物质的红外辐射光谱弄清楚水污染的状况.水体污染状况在彩红外像片上有很好的显示,不仅可以直接观察到污染物运移的情况,而且凭借水中泥沙悬浮物和浮游植物作为判读指示物,可追踪出污染源。
3.1.3废水污染和水体热污染调查
废水由于水色与悬浮物性状千差万别,特征曲线上的反射峰位置和强度也不大一样。废水污染一般用多光谱合成图像进行监测,有的根据温度的差异也可用热红外方法测定.热污染使用红外传感器,能根据热效应的差异有效地探测出热污染排放源,热红外扫描图像主要反映目标的信息,无论白天、黑夜,在热红外像片上排热水口的位置、排放热水的分布范围和扩散状态都十分明显,水温的差异在像片上也能识别出来.利用光学技术或计算机对热图像作密度分割,根据少量同步实测水温,可正确地绘出水体的等温线.因此热红外图像能基本上反映热污染区温度的特征,达到定量解译的目的。
3.2大气污染遥感监测
大气遥感是利用遥感器监测大气结构、状态及变化。对于水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量气体成分具有各自分子所固有的辐射和吸收光谱,可以通过测量大气的吸收及辐射的光谱而从其结果中推算出来。
3.2.1有害气体的监测
人为或自然条件下产生的SO2、氟化物等对生物肌体有毒害的气体,通常采用间接解译标志进行.植被受污染后对红外线的反射能力下降,其颜色、纹理及动态标志都不同于正常的植被,如在彩红外图象上颜色发暗、树木郁闭度下降、植被个体物候异常等,利用这些特点就可以间接分析污染情况.对于地面污染,例如农田遭受污染之后,作物的生长将起特殊变化,地下水的污染也会引起地面植被的变化,与正常生长区的作物有不同的光谱表现.多光谱成像仪能监测这些变化,从而圈定地面污染分布范围,进一步对地面污染预防规划。
3.2.2臭氧层监测由于臭氧对0.3μm以下紫外区的电磁波吸收严重,因此可以用紫外波段来测定臭氧层臭氧含量的变化.在2.74μm处有个吸收带,可以用频率为11083MHz的地面微波或用望远镜来测定臭氧在大气中的垂直分布.又由于大气中臭氧含量高则温度高,又可以用红外波段来探测。
4发展趋势
遥感影像获取技术方面,随着高性能新型传感器的研制开发水平的提高以及环境资源遥感对高精度遥感数据要求的提高,高空间和高光谱分辨率已是卫星遥感影像获取技术的总发展趋势。雷达遥感技术具有全天候全天时影像的获取能力以及对一些地物的穿透能力,将得到更广泛的应用。以地球为研究对象的综合对地观测数据获取系统必将是当前及今后遥感技术发展的重要方向之一。
遥感信息模型的发展方面,遥感信息机理模型的发展和拓宽,特别是不确定性遥感信息模型与人工智能决策支持系统的开发与综合应用也将是一个重要研究和应用方向。将环境污染遥感监测技术(RS)与地理信息系统(GIS)、全球定位系统(Geographic Information System,GPS)、专家系统(Expert System,ES)技术集成,利用环境污染遥感监测集成系统,可以大大提高环境监测的科学性,合理性及智能化程度,从而大扩展环境监测的应用范围,开发集GPS、RS、GIS、ES于一体、适合环境保护领域应用的综合多功能型的遥感信息技术,也将是今后环境遥感技术的发展趋势。
5结束语
当前,我国环境污染遥感监测技术应依托我国的对地观测技术和对地观测系统的发展计划,同时充分利用国际上资源环境卫星系统,开展广泛的国际合作和交流,大力发展我国的环境污染遥感监测技术,并充分利用现有的环境监测网点和常规监测方法,采用遥感技术与地面监测相结合的方法,建立我国的环境污染遥感监测系统。
参考文献
[1]李晓雪.基于遥感技术的环境监测应用分析[J].自动化与仪器仪表,2015(04)
关键词:遥感技术;国土资源管理;土地资源调查;应用现状
中图分类号: P237文献标识码: A
1、概述
遥感(RemoteSensing)也就是遥远感知,指的是在高空与外层空间的各种平台上,运用各种传感器来充分的获取反映地表特征的各种数据,通过传输、变换与处理,来提取其中有用的信息,最终实现研究地物性质、位置、变化、空间形状及其与环境的相互关系的一门现代应用科学。遥感信息具有信息丰富、动态性以及周期性,且其获取的效率是比较高的,可以直接的以数字方式记录传送等特点。遥感技术以精确、动态、快速、综合以及宏观的优势为国土资源管理与调查提供了先进的探测与研究的手段,国土资源遥感调查的成果将会成为经济建设的决策以及规划来提供有效地依据,从而为国土的综合开发、整治规划以及地区的经济发展来提供关键的系列基础资料,并可以充分的保障资料的全面性、现实性以及科学、合理性。
2、遥感技术在国土资源管理的应用
2.1、土地资源调查监测中遥感技术的具体应用
作为一种获得信息的有效方式,遥感技术的信息量丰富、信息获取周期短,并具有多光谱的特性,所以,它在我国的土地资源调查当中有着十分重要的作用。20世纪80年代,MSS卫星遥感数据采集技术便开始应用于全国土地概查工作当中;80年代后期,原国家土地管理局应用航空遥感技术开展了全国绝大多数地区1:1万土地利用现状调查。90年代初,全国县级土地详查工作也在遥感技术的支持下展开,进入新世纪以来,大量新设备、新技术,诸如QuickBird,IKONOS,SPOT-5等高分辨率、多时段卫星数据开始广泛应用于土地资源的调查监测当中,在全面展开利用动态遥感进行土地监测工作的前提下,逐步建立了全国的土地遥感监测体系。
所以,近些年来,遥感技术在国土资源管理中的应用已经开始朝着规模化与标准化的方向发展。然而随着科学技术的发展,各级政府也逐渐的开始顺应形势,
颁布了《SPOT2.5m数字正射影像图制作技术规定》、《土地利用动态遥感监测规程》以及《土地利用现状调查技术规程》等等的标准规程,2005年,国土资源部承担了国家“863”课题“规模化高效土地资源遥感业务运行系统”建设,进而开展了高分辨率遥感影像的数据处理、土地利用信息自动提取等等各种遥感高端技术的研究;2007年,第二次全国土地调查利用了大量的技术路线以及技术方法,使得遥感技术得到了广泛的应用与发展。
2.2、在地质环境调查与地质灾害监测中遥感技术的应用
现代遥感技术的进步和发展,对环境监测、地质灾害监测的研究提供了崭新的道路。在地质灾害,诸如地震、滑坡、泥石流等的调查研究中,遥感技术的优势和作用被充分发挥,在1976年唐山地震的救灾工作的时候,我们利用机载遥感资料进行震后相应的救灾工作,而且利用高科技的1:1万航片制定了相应的震害图,在唐山地震的营救中起到了重要的作用,有效提升救灾工作效率,能够节省时间和资金的耗费,更加真实客观地反映了灾害地区的受灾状况。
2.3、在矿产资源调查、开发利用监测中遥感技术的应用
高光谱遥感通常是利用搭载于航空或航天平台上的成像光谱仪监测各类地物的光谱特性,取得相应的图谱合一的信息。所以,它被充分地利用到矿产资源调查、开发和利用的各类监测活动,为其提供了技术支持和发展空间。
随着AIS-1的出现,遥感技术在地质方面的应用由多光谱的定性描述向高光谱定量物质组成鉴别进行技术跨越,至此,我国高光谱矿物填图技术逐步开始应用到地表岩石、矿物的具体识别与填图当中。20世纪90年代开始,国土资源部利用遥感技术对多个矿产资源进行了开发和监测,基本查明了进行监测的区域各类矿种能够进行开采的具置、废弃物分布状况等,并方便进行各类执法活动,经过多年的实践,各类与矿产资源开发有关的遥感技术已经有了很大发展,为矿产资源开发活动能够长期有效地进行奠定了坚实的基础。
3、遥感技术应用中存在的种种问题
3.1、数据资源不够丰富
高分辨率、多时相的遥感信息资源在国土资源管理工作当中显得尤为的重要,虽然它已经在各个方面均有很大的提高,但是,因其资金与科技等等问题的限制,高水平、高质量的遥感数据的卫星源却是非常的少。在国内虽然有“遥感三号”以及“遥感四号”等等均可以有效地用于国土资源的管理工作,但是这些卫星的分辨率具有成像周期长、相对比较低等的缺点,所以就不能够充分的满足国土资源管理工作的各类需求。因此,我国通常都是从国外来购买相应的遥感资料以及遥感数据,高质量遥感数据资源是相当的珍贵,我国自主获取高水平、高质量的遥感影像数据源的各种手段均有待提升与提高,才可以获得更好的遥感资料。
3.2、遥感技术实力薄弱,高分辨率遥感影像的信息自动化水平不高
现今,遥感技术可以对中分辨率遥感数据来进行一个非常成熟的科学研究。而目前土地利用遥感监测务必要在充分满足管理以及生产需要的大前提之下来进行,但是目前基于纹理的分类和信息的提取技术依旧满足不了其的各项要求,高分辨率遥感影像的信息自动化水平较低。
4、遥感技术在未来的国土资源管理中的发展状况
作为一项新的技术手段,随着科学技术的发展以及各类数据库资源的有效利用,遥感技术在国土资源管理中的应用向更深层次和更广泛的空间发展。
4.1、地质环境调查与地质灾害监测方面遥感技术的利用前景
遥感技术应用于地质环境调查与地质灾害监测具有不可代替的优势,针对目标区域的特点,利用遥感技术,可以对目标区域的地质环境和地质灾害进行监测,而且遥感技术应用于地质灾害监测逐步从定性化向定量化发展,并可逐步应用于地震前期的监测,今后,利用遥感技术研究地质灾害,一般需要在使用卫星系统的基础下,以航空、地面等多种监测为主要的手段,进行全天候、多时相的连续观测,从而达到事半功倍的效果和作用。
4.2、资源开发和管理方面遥感技术的利用前景
利用高光谱遥感技术光谱信息层次丰富、波段窄、分辨率高等优势,能够做到反复演示某些指示矿物的丰度,将使遥感技术能够更好地利用在各种矿产资源的开发管理和监测方面,成为地质及矿产资源找矿、监测等方面的重要技术手段。
4.3、土地利用调查与监测方面遥感技术的利用前景
一般来说,国土资源部每年对全国50万人口以上城市的土地利用情况进行相应的监测工作。但近些年来,随着对国土资源管理工作的需要,许多省市进行监测的时间间隔越来越短。随着管理工作的需要和科技的发展,遥感技术的各类特征和优势,十分有利于相应工作的开展,所以,一些地级市为了更好地进行国土管理工作,也开始进行相应的监测工作,其趋势是省级监测的时间间隔将会越来越短,地级市进行监测的次数越来越多。
近年来,随着遥感技术调查工作的顺利开展和进行,帮助国土资源管理部门和各级政府基本实现了遥感监测技术在国土资源管理中的产业化经营和应用。但由于种种限制,在天气状况不好的情况下,常用的遥感影像数据技术对于数据和资料的获取有着很大的缺陷性和局限性,不能准确地获取国土利用问题的各类资料,所以,随着科学技术的发展和提高,遥感技术需要避免恶劣天气所带来的种种影响,使其具有全天候穿透能力等优势,这样将会在未来的土地利用和调查中充分发挥其重要作用和价值。
总之,随着遥感技术的发展,更多的方面和领域通过利用遥感技术中高分辨率卫星数据,对土地变更、土地执法以及土地利用情况等等问题来进行一个深入的调查,在国土资源管理问题方面来发挥着巨大的作用,随着科学技术的发展以及遥感技术的深入运用,遥感技术已经可以应用到土地资源调查评价领域之中,并且还具有十分广阔的应用前景。
参考文献
[1]王瑾.浅谈遥感技术在国土资源管理中应用和发展[J].吉林农业,2011,09:61+69.
[2]王文卿.遥感技术在国土资源管理中的应用现状及前景[J].测绘通报,2009,06:38-40.
【关键词】卫星遥感技术;环境保护
社会经济的快速发展,为科学技术的不断进步创造了良好的环境与条件,顺应实际需要的不断高涨,先进的现代化技术层出不穷,又为推动社会经济的和谐可持续发展提供了可靠的技术保障。而在社会经济快速发展的同时,兼顾生态环境的和谐发展,才是真正的可持续发展,因此,应用现代化先进技术来实现生态环境的保护与监测是可持续发展战略实施的重要体现。卫星遥感技术是基于信息技术与遥感技术等发展起来的综合性技术,在实际应用中发挥了重要作用,尤其是在生态环境的保护与监测方面,更是作出了很大贡献。卫星遥感技术在水环境质量监测、大气环境质量监测、动态环境监测、固体废弃物监测、重大环境事故的跟踪监测及重要工程项目的环境监测等方面都发挥重要作用,本文主要是从以下几方面来对生态环境保护中,对卫星遥感技术的实际应用进行分析与探讨:
1、水环境质量监测方面的应用
卫星遥感技术在水环境质量监测方面主要包括水体富氧化监测、水体热污染与废水污染监测及泥沙污染监测等:(1)水体富氧化监测。水体富营养化严重影响水环境质量,在水体富营养化方面的监测,张穗等人通过叶绿素浓度遥感解译方法并结合叶绿素及总氮、总磷等特征提出了富营养化的评价方法。(2)水体热污染与废水污染监测。热污染主要来源于工厂排放的废弃热水,对水体生物及水体附近农作物造成极大威胁,因此需要加强对热水污染的监测,而在这一方面的探测,多是通过红外传感器来实现,探测图像中对于热污染的排放情况、温度分布及具体流向都有清晰显示。而在废水污染监测方面,可用热红外方法并基于温度差异来测定,但多是用多光谱合成图像进行监测。(3)泥沙污染监测。泥沙污染会提高水的反射率,出现红移状况,而0.93微米之1.13微米范围附近的水体有强烈的红外辐射吸收特点,在降低反射通量的同时,会遭受到水分瑞利散射效应的干扰,因此不是最佳的悬浮泥沙浓度判定波段,而最佳定量波段应为0.65微米之0.85微米之间。另外卫星遥感技术在海洋监测方面也发挥着重要作用,通过对遥感信息的仿真模拟与分析,可获取叶绿素浓度及海表面、海流循环模式或海冰运动等温线分布等影响海洋生物与理化过程的相关参数。通过卫星遥感技术,可全天候、大范围进行对海洋污染的监测,并且卫星遥感技术目前也已在海洋渔业中渔情预报与分析方面应用广泛。
2、大气环境质量方面的应用
卫星遥感技术在大气环境质量监测方面的具体应用主要包括对臭氧层的监测、对大气气溶胶的监测、对有害气体的监测、对沙尘暴的监测及对城市热岛效益的监测等:(1)对臭氧层的监测。二十世纪七十年代末期,已有通过臭氧制图光谱仪进行对臭氧层的卫星监测。胡顺星等人通过激光雷达进行了高度范围为对流层2千米至4千米臭氧层的监测,并取得较好成效。(2)对大气气溶胶的监测。传统的地面观测在气溶胶空间的变化趋势与具体分布方面的反映方面存在很大缺陷,而卫星遥感技术的高分辨率特点则有效弥补了这一缺陷。毛节泰等人通过对地面光度计测量与卫星遥感技术监测的结果进行对比,结果显示,两种测量结果较为接近,但地面遥感所覆盖的地面观测空间有限,而这一点又可通过卫星遥感技术来弥补,所以卫星遥感技术完全可替代地面遥感进行对大气气溶胶的监测。(3)对有害气体的监测。有害气体对人体及人们的生活环境造成极大威胁,因此对于自然生成或人为生成的有害气体监测具有重要意义,还可以通过有害气体监测对大气污染情况做间接分析。王雪梅等人将污染气体信息与概化为水体、植被等基本信息类型的线性集合做叠加,从卫星数据来进行对有害气体累加浓度信息的直接定量提取。(4)对沙尘暴的监测。通过EOS—Terra/MODIS数据,章伟伟等人对MODIS传感器通道特点及沙尘暴波谱特征进行分析,并通过叠加分析法进行对沙尘暴的监测。而范一大等人基于NOAA/AVHRR数据而采用的沙尘暴信息密度分割法与所提取的沙尘暴信息也取得显著成效。(5)对城市热岛效益的监测。通过热红外遥感进行地物辐射温度测定来推导与探测热岛效应差异及热源。马跃良等人根据辐射传输方程的地表温度反演方法,并基于LandsatTM/ETM+热红外波段数据,进行地表温度的定量计算,并对热污染情况进行探测。
3、地表监测方面的具体应用
地表监测方面的应用主要有对地面污染的监测、对土地利用变化的监测及对城市绿地的调查:(1)对地面污染的监测。在应用卫星遥感技术进行对地面污染的监测时,可对地面污染分布范围进行圈定,并作出规划性的地面污染预防措施。如煤炭自燃隐火监测中应用卫星遥感技术,相关部门单位结合地面红外测温仪及航空红外扫描仪,并基于细微的地表温度差异来实现隐火区圈定,并作出燃尽区与燃烧区的区分,同时对隐火的蔓延规律与具体方向做出分析,为及时采取预防措施提供可靠保障。(2)对土地利用变化的监测。卫星遥感技术应用最为广泛的领域之一就是土地利用与土地覆被变化的研究领域,满足了城市土地利用与覆被变化研究的动态多时段遥感图像资料的需求。通过对不同时段的同一地区土地利用与土地覆被变化进行分类,进而获取该区域的土地利用变化信息,为实现对土地覆盖的动态监测提供可靠的信息依据。史培军等人通过应用卫星遥感技术监测所得的不同时段同一区域遥感影像,对土地利用变化的驱动力以及空间过程作了分析,为土地利用与土地覆被变化的研究方面做出贡献。(3)对城市绿地的调查。通过卫星遥感技术的应用,可实时准确地得到城市绿化覆盖度信息及绿地分布情况,对绿地景观的布局、种类及具体组成等有一个宏观的了解。石雪冬等人通过RS技术与GIS技术的综合应用,探讨了城市绿地数据的提取方法,而刑诒等人则通过遥感监测实现了对城市景观生态变化的动态分析。
[关键词]地质遥感;地质构造;
中图分类号:P237 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)14-0367-01
1 地质遥感技术的概况
地质遥感技术在现实中的应用时间相对较短,但是相对于其他学科来讲已经造成了不可比拟的影响力。在空间信息和地质工作的相关产业中,地质遥感技术已经成为了不可或缺的技g方式。由于科技的高速发展,遥感技术取得了很大的发展,并带动了地质相关方面调查工作的深层次,大范围的改革。地质遥感技术可以对大气信息、地表信息等进行及时且全面的调查和掌控。为勘察资源、绘制地图、地质构造等提供了极为强大的技术支持。岩石性质分析和地质构造识别是地质遥感技术的两大基础性内容,是地质研究更深层次研究的必备知识。
遥感图像技术是在一定的技术基础上将地质的信息以较为直观的方式表现出来的一门技术,可以对地表和地下物质变化所产生的电磁波及其引发的相关效应进行记录。由于不同的地质的属性,电磁波也具有不同的特征,因此遥感图像的图形差异和色调的差异便是分析地质属性最为基本的信息。
地质和地质体的现代并不是以一种断点的方式呈现出来的,而是在近千万年的地质变化形成过程中不断地发展和演化而来的。这些发展特征之间必然有着一定性的联系,因此我们可以通过辨别地貌可以分析发现不同地质体之间的相互依存关系,遥感技术甚至可以在地质的活动和一些被掩盖的信息上显示出更为强大的优势。卫星定位和航空摄影也是遥感技术经常会涉及到的领域,我们利用视野上面的绝对优势,在局部绘图、岩性分析、精细处理等相关的领域取得比较理想的效果。
2 地质构造识别的思考
2.1 水平岩层识别的思考
如果我们用低分辨率的遥感影像,就会很不容易发现水平岩层上的一些产状信息,这是因为这些水平在遭受侵蚀之后,往往会形成由较硬的岩层构成德尔保护层,并且形成陡坡。这样就保护了下部的一些较软的岩层。但是这些水平岩层经受切割而形成的地貌,我们可以在高分辨率的遥感影像上发现到。并且会发现软岩的缓坡和硬岩行后才能的陡坡呈同心圆形状分布,有较深阴影的为硬岩的陡坡,而较浅的色调为软岩的陡坡。
2.2 倾斜岩层识别的思考
在低分辨率的遥感图像上观测倾斜岩层,基本的情况是有着较长坡面的为顺向坡,较短的为逆向坡。如果在观测时这两种坡面的坡面长度基本上一致,就可以基本判定岩层的倾斜角是45度,当然这种情况下要判定倾向问题还要借助其他的分析工具。如果倾斜岩层被沟谷所切分,这种情况下利用高分辨率的遥感影像,我们可以观测到岩层形成的三角面,通过分析的岩层形态就可以判定岩层的产状。
2.3 褶皱及其类型识别的思考
在遥感影像上,我们一般把褶皱的特征归结为对斯性和岩层产状要素的识别影像。对影像的的分析我们通常会综合运用不同分辨率的遥感影像,首先我们会根据分辨率较低影像上看到光的情况进行整体体识别,确定褶皱的存在。其次要进行细节的识别,这时候就需要运用高分辨率遥感影像进行识别,以确定褶皱的类型。褶皱构造是由一系列的岩层组成的,而且并不是所有的岩石构造出来的就一定是褶皱。其实这些岩层分为硬岩和软岩,硬岩形成正地形,软岩形成谷地。这些交错分布的正地形和谷底在遥感影像上会形成不同的色带,因此确定褶皱的关键步骤就是先在影像上找到最稳定并且延续性最好的平行色带,把它作为标志层,再从标志层的色带中找到呈圈闭的圆形、马蹄形、长条形、橄榄形或马蹄形椭圆形等,这样就能确定是褶皱。如果大的褶皱能在中低分辨率影像上面看到,那么在高分辨率遥感影像上就能看到具体产状要素以及岩体层的分布层是否对称。
2.4 断层及其类型识别的思考
断层在遥感的影像上呈现为线性状态,因此可以说这是一种断层构造。断层基本上是由两种表现形式构成的:一是两种不同色调之间形成的分界线呈现出线状延伸的状态,二是两侧的岩层的色调与线性的色调有着明显的不同。当然,有些不是断层的地物也有可能具备这两个影像的特征,比如道路、较小的河流、岩层的走向、山脊、渠道、岩层的界面等等,因此我们为了更为准确的判断断层,还应当对断层的水系、断层的两侧岩性和整体断层的地质构造进行深入的研究。
2.5 活动断裂识别的思考
在研究断裂性质时,我们最应当注意的是如何确定活动断裂,因为活动断裂和人们日常生活的建设紧密相连。活动断裂不仅具备上面所说的断裂构造的影像特征,还有这几方面的特征:沟谷和山形之间明显的变形和错位;山前近代或现代洪积扇的错开;突然中断的山形走向;呈线性排列的震中活动频繁。活动断裂在通常情况下往往具有一定的继承性,这是在一些时间久远的断裂层上发展起来的,发展的同时又会有新的断裂形成。为了确定两条或者两组及其以上断裂之间的新老关系时,我们应当注意总是新断裂切断老的断裂。
3 地质构造运动分析的思考
采用现代技术完成对遥感影像的解译,一方面能够判断地质岩性和地质构,另一方面还可以完成对某个地区的近、现代地壳运动特征的分析,尤其是当新构造运动以升降运动为主要表现形式,并且会引起老断裂的重新活动和新断裂的产生的时候。与此同时它也能够反映在地貌、水泵等特征上面。上升运动主要表现为地壳的抬升或掀升,抬升为比较均匀的上升,掀升则是指空间的不均匀上升。表现在地貌上就是出现土地的抬升及河流的切割,换而言之就是山地切割的深度与现代地壳上升的幅度成正比。在遥感影像上我们可以很清晰的识别出河流的切割深度,这样也就可以求出地壳上升的幅度。负地形是地壳的下沉区在地貌上的显著表现,如许多荒地,对于周围山地来讲都是所谓的下沉区。两者交接的地带一般会有断裂的存在。此外,另一个反映地壳升降运动的是洪积扇的分布,简单来说就是从山地河谷出口处、冲积的分布。山地上升时,冲积―洪积扇的堆积较为旺盛,颗粒比较粗,表面坡度相对比较陡,其扇体本身也遭受了后期的切割,所以在前端形成了新的冲积―洪积扇。根据上面讲述的内容,我们还能够分析出地壳上升运动的节奏性,根据洪积扇规模的大小还能确定每次上升运动的强度大小。此外,洪积扇的偏转、扭曲等变形在一定程度上也能反映出地壳掀斜、升降的特征。在水系表现方面上,上升区一般表现为放射状水系。下降区则为汇聚状水系。不对称水系也恰恰反映了流域内的不对称升降运动。影像中的某些椭圆形的隆起,也可以观察到水系的绕行特征。
4 结语
综上所述,遥感技术对于地质构造和运动的研究做出了巨大的贡献。遥感技术不仅对识别岩层有很大的帮助,对于岩层的产状也有着很大的识别功能。地质遥感技术的应用领域越来越广泛,需要不断地进行技术上的研究,以适应社会的发展以及行业的需求。
参考文献
【关键词】土地利用更新调查 遥感影像处理技术 应用
为了促进我国国民经济的发展,合理利用土地资源是一项重要手段,目前,原有的土地利用更新技术已经不能满足时展的需求,怎样做到图、数、实、地相一致成为人们面对的新问题。随着遥感技术的开发和利用,土地利用更新调查技术得到了很好地发展,也为土地利用调查工作带来了极大方便。
1 遥感影像处理技术
遥感技术,指应用各种传感器对远距离目标所辐射和反射的电磁波信息,进行收集、处理后形成影像,以达到对地面各种物体进行探测和识别的目的,如航空摄影就是一种遥感技术。遥感影像处理技术,是在利用遥感技术的基础上,对遥感图像进行辐射校正、几何纠正、图像整饰等,常用的遥感图像处理技术有光学处理和数字处理两种。光学处理包括一般的光学几何纠正、分层叠加曝光处理等;数字处理指用计算机进行图像分析处理,这种处理方式灵活性好,处理速度快,且成像品质高,因而得到广泛应用。在土地管理中,不论是对于土地资源调查还是对于土地的征用,遥感影像处理技术都发挥了巨大作用。遥感技术的动态监测能力实现了对地的定期重复观察,同时对土地的违法利用以及土地利用的变化情况起到了有效监测作用,从而便捷地获取土地变化相关信息,这是遥感技术相较于其他传统方法的优势。随着遥感影像处理技术的发展,其作为一种高容量信息的载体,已经在土地利用更新调查中起着越来越重要的作用。
2 遥感影像处理技术在土地利用更新调查中的应用
遥感影像处理技术在土地利用更新调查中应用的总体思路,是利用现存的历年详细土地变更资料,结合先进的遥感技术实施对地监测,采取内外共同工作的调查方式,获取较为精准的土地基础数据的技术。在使用中,通常采用3S技术相结合的方式进行最新信息的获取,将遥感图像与GIS平台相结合,通过分析来获取土地利用变化的相关信息,然后利用GPS精准定位功能,对已获取的信息进行核查,最后将全部信息整理输入计算机。
2.1 遥感影像处理技术的增强措施
遥感影像增强处理是指通过一定手段对原图像附加信息或进行数据变换,有选择地突出图像中重要的部分,使图像与视觉相匹配。影像增强处理是整个土地利用更新调查的基础工作,同时也是遥感数据处理的核心工作,影像增强的最终目的,是优化影像视觉效果,提高影像的清晰度,突出土地变化信息,将影像转换成便于人类及计算机分析处理的形式。图像增强可以分为两大类,一类是空间域法,一类是频率域法,前者是通过局部求平均值法除去或减弱瑕疵部分,后者是采用高、低同滤波法使模糊的图片变清晰。其中,多光谱影像的光谱信息极其丰富,不同的物质可以通过不同的波段反映出来,分辨率极高,纹理信息较丰富,所以,为了避免影像合成时出现色调不均匀的现象,应进行波段选择和彩色合成,合理利用波段信息,辅助分析影像。
2.2 遥感影像处理技术几何精校正
遥感卫星的扫描仪每次扫描有6个平行光电转换器共同工作,而制图仪每次扫描有16个平行光电器件共同工作,由于各个光电转换器件存在特性差异以及电路漂移,图像中各个像元灰度值不能准确反映地面物体反射的电磁波的强度,并且图像时常带有条纹,清晰度极差。卫星图像的几何校正是指消除图像中的几何畸变,将遥感图像投影到平面,使其符合地面物体的地理坐标。卫星图像的几何校正是根据卫星轨道公式进行计算的,包括卫星的轨道、位置以及扫描特征等,按照一定计算方法来确定图像中地面物体的位置,生成符合某种要求的新图像。但是在实际应用中,遥感器的位置和姿态测量值往往存在一定问题,如精度不高等,致使图像几何校正的精度也随之变得不高,因此,需要进一步进行几何校正工作,可以参考以下几点:第一,建立原始图像和校正后图像坐标系;第二,确定控制点;第三,建立畸变模型;第四,根据畸变模型进行图像几何转换,并重新采样。
2.3 遥感影像处理技术的配准
遥感图像的配准是指将不同时间、不同传感器、不同条件下获取的两幅或者多幅图像进行匹配以及叠加,实现影像及坐标统一的过程。其原理是首先对两幅图进行特征提取找到特征点,然后通过匹配的特征点得到图像空间坐标变换参数,最后根据该参数进行图像配准,其中,特征提取是保证匹配成功的关键所在,因此,应寻求准确性极高的特征提取方法以保证匹配的精准度,在配准后,采用“卷帘式”方法进行比较,及时确认是否配准超限。
2.4 遥感影像处理技术的融合处理
遥感图像数据融合是一个队多遥感器的图像数据和其他信息的处理过程,着重于把那些在空间上冗余的数据,按照一定规则进行处理,获得更丰富的信息,生成具有空间特征的合成图像。图像的融合并不是简单的将图像进行叠加,而是通过图像融合过程生成更有价值的信息图像,融合后的图像既能提高多光谱影像的空间分辨率,同时又保留其特性,不仅美观而且色彩丰富,让使用者得到更多的信息,减少理解的困难,提高利用遥感技术所收集数据的利用率。遥感图像融合可分为以下几种融合方式:
第一,基于像元的图像融合。指直接在采集的原始数据上进行融合,以改善图像处理的效果,获得更好的视觉效果。
第二,基于特征的图像融合。指运用不同的算法,对数据源进行识别和特征提取,然后对这些信息进行分析处理,然后运用特殊方法进行融合。
第三,基于决策层的图像融合。指在理解和识别图像的基础上进行融合,这是一种高层次的融合,往往直接针对于应用。
3 结语
土地利用更新调查是土地管理中的基础工作,也是相对较重要的环节,传统的土地变更调查法比较落后,不能很好地满足时展的需求,遥感技术的应用及发展就很好地解决了这一问题,实现了图、数、时、地相一致,为土地利用更新调查提供了极大方便。
参考文献:
[1]施军.遥感影像处理技术在土地利用更新调查中的应用[J].科技致富向导,2013,17:212.
矿产资源作为人类生存的主要物质来源,是国家经济发展的物资基础。如今,社会正处于高速发展的时期,社会生产需要大量的矿产资源以满足各行各业的正常运作。国内的矿产勘查技术和策略在此大环境下得到不断的改进和创新,其中以现代化信息技术、计算机技术和遥控技术为一体的遥感技术,由于其具有信息量比较大,波段较多,定位准确,画面立体感较强等特性,得到了地质找矿人员的青睐,尤其在自然和地理环境较为恶劣,不便于工作人员到现场探测及寻找的高寒区域,该技术具有明显的优越性。
1 遥感岩石矿物识别
任何物体都具有光谱特性,并且在同一光谱区各种物体反映的情况不同,同一物体对不同光谱的反映也有明显差别。遥感技术就是根据这些原理,对物体进行判断。由于岩石类型存在差异,它们反映在图像上的色调、颜色和纹理也存在相应的差异,岩石矿物的信息可以根据其呈现的光谱特征,结合图像增强、变换和分析等方法提取出来。唐兰兰[1]在遥感岩性信息提取的基础和技术研究进展中提出,0.4~2.5 μm和8~14 μm是适合研究岩石、矿物光谱特征的两个最佳的窗口,其中0.4~2.5 μm研究反射光谱特征,8~14 μm发射光谱特征。
2 遥感技术在找矿工作中的具体应用
遥感技术在地质找矿中的应用一般以地质制图为主,并与地质图相套盒,使得遥感影像图与地质图具有相同的地图投影坐标系统,使得工作区遥感概貌与地质图相互对应,对当地的地质情况进行详细再现。遥感找矿大致按照以下几方面进行。第一,以波谱图形式的方式将矿产资源构成的土层、地质等特征体现出来,以此确定具体的找矿方向。第二,结合遥感解译地质勘测信息资料,利用矿区波谱测试的结果从而预测矿区资源的形成条件。第三,利用遥感技术对具体地质条件进行检测,结合遥感检测技术形成的具体图像、资料,利用物质探测仪对化学探测地质信息进行全面统计分析预测,以实现远距离矿产资源的确认和圈定。
2.1 地质构造信息的提取
地质构造运动的差异会形成不同类型的矿产资源,两者紧密相关,所以不同规模的地质构造运动会导致矿床分布不同[2],矿产的构造信息可根据不同的构造环境和条件进行分析推断并提取,地质构造信息的提取主要是线性影像和环形影像的解译[3]。
在具体的遥感找矿工作中,遥感成像过程往往会产生“模糊作用”,即用户较为感兴趣的纹理、线性、环形等重要信息在遥感影像中显示不清楚,模糊不清的信息给用户造成读取的困扰。但通过边缘增强、灰度拉伸、方向滤波、比值分析、卷积运算等遥感影像处理方法进行相关处理,可以有用的重要信息,使地质构造信息凸显出来[4]。再对解译的线性和环形影像进行统计分析,结合地质、物探、化探等方面资料。最终确定成矿构造的分布及其特征。
2.2 植被波谱特征的应用
不同种类的植被会形成不同类型的矿产资源,两者紧密相关。植被在生长过程中,需要吸收各种各样的微生物,这些微生物都是由金属元素(即矿产资源)生成的,不同种类的植被对不同金属元素的吸收程度并不相同,而是具有不同的表现,所以,矿产金属元素的构成能够通过地表植被的种类以及生长特征表现出来,利用植被的波谱性质有利于提高找矿的效率,很大程度上帮助地质勘探工作者提供了一个发现矿区构造的好方法。
植被生长环境下的土壤结构类型可以通过分析遥感波谱的特征推断出该区域的哪一种矿产资源较为丰富。莫火华[2]在现代遥感技术地质找矿中的应用研究中指出,正常土壤和含铜土壤的波普反射率存在差异。所以,生物地质特征为矿产资源勘测提供了重要的信息,以此为依据,利用遥感技术对地表结构进行成像分析,结合遥感成像资料分析植被金属物质的含量,大体上判断出区域中不同矿产资源的分布状况。
2.3 矿化蚀变信息提取
围岩蚀变是指围岩结构受到岩浆热液的影响,岩石和热液在相互作用下形成的一种物质。常见的围岩蚀变有硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化、高岭土化、云英岩化、青磐岩化、夕卡岩化和褐铁矿化等[5]。矿区的实际范围要比围岩蚀变的范围小,围岩蚀变可作为有效的找矿标志。
正常的岩石在矿产种类、结构、颜色等方面区别于矿化蚀变岩石,具体差异反映在岩石的反射光谱特征,在某一特定的光谱波段上,某一特定的蚀变岩石的光谱呈现异常,遥感图像上异常信息的识别可圈定矿化蚀变异常区和确定找矿靶区。目前,常用的遥感数据主要是多光谱和高光谱等,其中应用最多的是多光谱ETM+数据源[5]。
3 遥感地质找矿技术的发展趋势及前景
近年来,我国社会经济发展迅速,地质找矿技术的蓬勃发展为各行各业的物质需求提供了保障。未来地质找矿既要依靠传统的找矿技术,更要发现新的遥感地质找矿技术,遥感地质找矿技术具有“窥一斑而知全豹”的特点,节省了人力财力和物力等方面的资源。在未来,遥感地质找矿在意识上从单一追求矿产资源的开采规模到综合考虑生态环境保护,区域上从陆地到海洋,从地球到太空拓展,实现遥感地质找矿技术更加多元化。
在遥感地质找矿新技术的创新和拓展的探索过程中,高光谱遥感技术在地址中得到较多学者的重视和青睐,因为高光谱遥感技术利用成像光谱仪获取许多非常窄的连续的光谱影像数据,能使地质勘探工作者准确找到新的矿产区,有效辨识矿与其他物质的差异性。当代社会3S技术(全球定位系统及(GPS)、遥感(RS)和地理信息系统(GIS)三种技术)集成为地质找矿提供了更加智能方案和便捷途径。GPS技术进行定位,测量矿区的空间位置;GIS技术可集合地理信息,具有储存、处理地理信息数据等多种功能。GIS技术与RS技术结合,为海量遥感影像数据提高存储空间,并进行数据及图像的管理及浏览。