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关键词:地理信息系统精确定位应用
中图分类号: C931.6 文献标识码: A 文章编号:
随着现代测绘技术的飞速发展,测绘在经济社会发展和人们的生活越来越密切,与我们的生活息息相关。例如,神舟六号的发射、回收,需要测绘的支持;国家“十二五”要制定各类和区域地域、空间有关系的规划,需要测绘保障;在汶川地震、玉树地震、舟曲泥石流等地质、气象的重大灾害的应急救灾和灾后重建,需要测绘先行;各类大型工程的建设,需要测绘贯穿其中;老百姓要出去旅游、出行、探险,需要测绘的服务。因此,现代测绘技术和我们经济社会发展,和老百姓的生活密切相关。
1.现代测绘技术简介
测绘技术起源于社会的生产需求,有着悠久的历史,并随社会的进步而发展。现代测绘就是以计算机技术、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子信息。
当前,我国测绘地理信息事业正处于转型发展的重要时期。“十二五”测绘地理信息发展的总体战略是“构建数字中国、监测地理国情,发展壮大产业、建设测绘强国”。它要求积极促进地理信息应用社会化,大力发展卫星导航、位置服务、现代测绘装备制造、网上地图服务以及经营性测绘等产业,测绘的应用更为广泛。
2.测绘技术在精确定位与导航的应用
人们进入了使用电子地图时代,随着汽车技术的不断进步,车载导航系统作为高附加值的电子产品在汽车里所占的比重越来越高。同时,互联网基础设施的完善,智能手机的普及,电子地图、手机导航的需求量和使用量也越来越大,生活中,人们利用电子地图寻找美食、店铺等。测绘技术正逐渐渗透到我们生活的各个层面,为我们生活的便利、丰富添彩。
GPS即为全球定位系统,是美国从20世纪70年代开始研制,于1994年全面建成的利用导航卫星进行测时和测距,具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。各种类型的GPS接收机体积越来越小,重量越来越轻,便于野外观测。GPS已遍及国民经济各种部门,并开始深入人们的日常生活。
由中国自主研制和建立的用于导航和定位的北斗卫星导航系统,与美国GPS、俄罗斯格罗纳斯、欧盟伽利略系统并称全球四大卫星导航系统。目前,北斗卫星导航系统开始正式向中国及周边地区提供连续的导航定位和授时服务。
3.现代测绘技术在农业信息化方面的应用
进入21世纪后,测绘新技术应用到农业生产中,农业信息化成为了农业发展的重要标志,许多发达国家的信息农业已经进入了新的阶段,出现了数字农业、智能农业、精细农业等来称谓以信息为基础的农业。农业信息化系统通过GIS与GPS、RS以及INTERNET的集成,实现农业相关资源信息的搜集、监测和分析。我国的农业信息化工作起步较晚,自20世纪80年代以来,开展了数据库与信息管理系统、遥感、地理信息系统等技术应用于农业,已取得一些阶段性成就。当前,加强农业信息化建设是农业现代化建设的重中之重。
目前在农业生产实践中应用较多的是地理信息系统技术(GIS),利用GIS技术建立农田土地管理、自然条件、作物产量的空间分布等的空间数据库;对作物苗情、墒情的发生发展趋势进行分析模拟,为分析农田内自然条件、资源有效利用状况、作物产量的时空差异性和实施调控提供处方信息。再利用GPS技术对采集的农田信息进行空间定位;利用遥感技术(RS)技术获取农田小区内作物生长环境、生长状况和空间变异的大量时空变化信息;GPS、RS、GIS技术及自动化控制技术为支撑的精确农业将促进现代农业的发展。它能够收集土地利用现状、植被分布、农作物的生长情况、农作物的灾情分布、土壤肥力等多种信息,将信息技术与农艺、农机有机地结合起来,最大限度地优化各项农业资源与生产要素的合理分配,获取高产量和最大经济效益,同时又能有效地保护生态环境和农业自然资源,有利于农业的可持续发展。
现代测绘新技术实现了对灾害过程的实时监测,为各级领导、各级部门的指挥调度、快速响应、联合行动提供着可靠依据。灾害严重地威胁着人类的生存与发展。防灾减灾是一项系统工程,灾害的监测、预报、评估、恢复、管理等每一个过程都与地理空间信息密切相关,地理空间信息分析和处理已经成为防灾减灾的重要手段。尤其目前将“3S”(即是地理信息系统GIS、遥感RS、和全球定位系统GPS)集成使用,可以更好的预测预报灾害,并为相关部门提供实时的决策参考。
例如,应用GPS技术可监测活断层的现今活动状态和构造应力场状态,利用测出的地壳变形资料等可对地震活动进行预测,也是对地震活动、地震危险性评价的依据;RS可进行对活断层
遥感技术(RS)能对大江、大河和湖水水位进行及时监测, RS和GIS集成能及早预报洪水淹没范围和干旱灾情范围,为防灾、抗灾提供准确信息。遥感技术还可调查地下水资源状况,监测水污染。在水利枢纽工程竣工后,需对水库大坝、大型桥梁等进行连续的、精密的监测。现代测绘技术提供了连续、实时的安全运行监控手段。利用全数字摄影测量或数字测图技术建立数字地面模型,应用GIS的分析决策功能,可以方便快速地进行水库大坝选址、库容计算、引水渠修建、受益范围等设计工作,为开发利用水资源提供科学依据。目前,我国许多地方和部门建立了众多的灾情预报系统,它们将在防灾、抗灾、救灾中发挥重大作用,为我们的生命和财产安全提供保障。
5.现代测绘技术推进数字城市建设
“十二五”期间,将在全国全面推进数字化城市建设,力争完成全部333个地级市和部分有条件的县级市的数字城市建设。
建设地理信息数字城市,所涉及到的几乎所有的管理和运营对象都与地理空间位置有关。地理信息系统(GIS)是重要的基础,它管理城市基础地形数据、城市部件数据等空间数据,以及基于空间数据的分析和处理。城市管理本身也从单纯的管理、执法,向管理、执法与服务相结合过渡。借助GIS这个平台,城市管理能为市民提供更好的城市基础功能和公共空间服务,使全体市民都能够公平合理地分享。
结束语
测绘是社会发展的助推器,为城市经济社会发展和信息化建设提供了有力支撑,为促进科学发展、构建和谐社会将作出更大的贡献。
参考文献
[1]廖克等. 地球信息科学导论[M]. 北京:科学出版社,2007.
[关键词]农业气象灾害;灾害预报系统;预防
中图分类号:S42 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)37-0378-01
农业气象灾害预报是关于某种农业气象灾害能否发生、发生的时间及其危害程度的农业气象预报。我国的农业气象灾害包括:干旱、洪涝、低温冷冻害、高温热害及病虫害等,它们严重影响我国的农业生产,对国家农业可持续发展和粮食安全构成严重威胁。因此,加强对农业气象灾害预报方法的研究,对于预报气象灾害的发生、减少其发生的危害对我国农业的稳定发展有重要作用。
一、我国农业气象灾害预报系统
1.我国的农业气象灾害预报系统概述
为了切实做到为农民服务,减少气象灾害对农业损失,通过多年的研究,我国已建成可供业务应用和操作方便的各种农业气象灾害预警系统。系统中应用多种集成模式、多种技术( 遥感、GIS、网络、气候模拟等),形成了从资料输入、模式计算到信息乃至决策建议等的业务流程,在农业气象灾害预测服务中发挥重要作用,为政府减灾防灾提供科学决策依据。其中农业气象灾害监测预警系统,能够提供及时、准确的农业气象灾害预警预报,帮助农业生产部门及时采取有效措施,减轻灾害损失,保证农业生产持续稳定发展。目前,在方法改进、新技术应用和系统建设等方面的研究取得了一些成果。遥感技术在干旱、洪涝、低温冷害、高温热害灾害监测评估中得到广泛的应用,特别是与计算机、网络技术和GIS技术的结合,使得遥感技术更加充分体现其应用前景,更趋向系统化、业务化,便捷建立基于遥感技术的各种自然灾害监测评估系统,为政府部门提供高效的指导服务,提出合理的防灾减灾的建议。
2.我国农业气象灾害的预报方法
为了进行农业气象灾害的统计分析,我国已有不少气象类的专家学者开展了农业气象灾害监测、预报和调控技术研究,并开始农业气象灾害形成机理研究。主要包括采用数理统计学处理资料的数理统计模型预报方法;作物生长动力模拟模型;农业气象学和天气气候学、动力气候学等多学科结合、各种预报方法相结合、长中短期预报相结合、动态预报和补充订正相结合、卫星遥感动态监测信息与预警模式相结合的多学科交叉、多种方法综合集成也是农业气象灾害预报的稳妥和有效的方法。而突发性的灾害性天气频发,使服务于农业生产一线的农业气象灾害预警系统,成为我国农业气象灾害预报技术的未来发展趋势,也是我国农业气象灾害预报工作的艰巨任务。同时,电视、广播、手机、互联网等媒体逐步在广大农民中普及,发展农业生产和建设社会主义新农村迫切需要,也为实时开展农业气象灾害预警服务提供了可能。
3.我国农业气象灾害预报系统在防止农业气象灾害中的应用
农业气象灾害预警系统在专家技术人员的研发下,取得了很大的成就,在全国各地应用也十分广泛。上海地区2001 年研制了农业气象灾害监测警示系统,系统是以实时数据为基础,根据农业气象灾害指标进行评判分析。福建省气象台2005 年建立了基于 GIS 的新一代福建省气候监测与灾害预警系统,系统具有底图制作、数据处理、监测预警、诊断分析、图形图像制作等系统功能。杭州市气象局 2008 年建立了针对该市主要农产品的农业气象灾害指标体系,并开发“农业气象灾害预警业务服务平台”,将天气预报与灾害指标有机结合起来,自动生成包括受灾产品、所处关键期、致灾因子、对其影响、防御措施的农业气象灾害预警服务材料,为气象开展为农服务提供基础。安徽省气象局利用淮北地区主要站点历年气象和土壤墒情资料,在黄淮平原农业干旱监测预警与综合防御研究成果的基础上,研究开发适合淮北地区农业干旱监测预警与决策服务系统,结合该地中长期天气预报结果预测未来土壤墒情发展变化,预警和决策服务信息。 广东省气象局还开展了基于 GIS 技术的广东荔枝寒害监测预警研究,采用基于GIS 技术和气候学模型,融合土地利用、海拔高度、坡度、坡向等地理信息,对平均气温、最低气温资料进行较高空间分辨?率的地理订正,实现对广东寒害发生发展及其强度、范围的实时动态监测、预警。由此可见,我国的农业气象灾害预报系统为我国农业防灾减灾决策和为农服务中发挥了重大作用,应加大对气象灾害预报系统的研发力度,以最大程度的减少经济损失。
二、探究优化我国农业气象灾害预报的方法
1.甄选预报员队伍,提高预报的准确性。由于灾害性天气的突发性和复杂性,准确的预报现在不可能完全靠客观预报,预报员的主观能力和实践经验目前是不可替代的,因此加强预报员队伍建设十分重要。要通过各种措施教育预报员安心预报岗位,激励他们钻研业务,引导他们在质量上下功夫,这是提高天气预报准确率的根本。同时深入推进业务技术体制改革,加强短期、短时临近预报工作,提高暴雨、冰雹、大风等突发灾害性天气预报的精细化水平和预警时效。建立健全早期预警预报工具的研发工作长效投入机制和加强多源资料的综合应用分析研究工作也是相当必要的。
2.精细化预报灾害类型,尽早提出对应性措施。由于气象灾害的多样性需要我们针对不同的灾害提出不同的解救方案,因此需要以需求为牵引,增强公共气象服务的敏感性和针对性,努力提高服务的质量和水平。一是提高气象服务的针对性。改变以预报产品代替服务产品,从服务的体制和工作流程上将预报和服务分离,准确定位“精细化预报”与“精细化服务”,依托精细化的预报产品,有针对性地制作精细化服务产品。二是提高公共气象服务的主动性和敏感性。认真分析社会公众关注的热点、新点,结合天气气候发展演变趋势,换位思考,建立与相关部门的多渠道沟通协作机制,及时了解新需求,有针对性地提出应对措施和建议。
3.气象灾害信息全面化,扩大信息的覆盖面。当前我国农村的公共基础设施建设还是不够完善,不能及时有效的使气象灾害信息在农民中间传播。为此我们应完善现代公共气象服务信息渠道,提高气象预警信息覆盖面完善公共气象服务通信网络系统,建立与各大媒体和主要服务用户的专线连接;建立天气警报无线电台系统,扩大信息覆盖的范围;加强掌上气象警报器等信息终端产品的研发,提高气象预报预警信息能力;升级电视天气预报节目制作系统,增加气象服务信息播报频率和内容。
三、结语
总之,农业收成与农民生活紧密相关,为了最大程度的提高农产品产量,使农民生活安居乐业,应提高我国农业气象灾害预报的精确化、精细化、针对化、全面化水平,加大气象灾害预报的研发力度,使气象预报更好为我国的工农业生产服务。
参考文献
[关键词]无人机 特点 应用
[中图分类号] P237 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-8-130-2
0引言
伴着科学技术的进步,作为获取遥感数据的新型手段,无人机遥感技术向着光谱信息成像化,雷达成像多极化,光学探测多向化,地学分析智能化,环境研究动态化以及资源研究定量化的方向发展,大大提高了遥感技术的实时性和运行性,使其向多尺度、多频率、全天候、高精度和高效快速的目标发展[1]。随着人们对地理环境的不断理解和对测绘需求的增长使得无人机与测绘的关系越来越紧密。无人机遥感技术体现了无人机与测绘的紧密结合同时也提供了更高效的测绘方式[2]。
1无人机遥感系统的组成
无人机遥感系统由空中控制系统、地面控制系统和数据后处理系统组成,如图1所示。
利用无人机遥感系统采集数据时,其工作流程为:根据遥感任务的要求对待拍摄地区进行航迹规划,在地面控制子系统中将规划好航线并载入到遥感空中控制子系统。无人机地面控制子系统按照规划的航线控制无人机的飞行,遥感空中控制子系统则按照预设的航线和拍摄方式控制遥感传感器进行拍摄;遥感传感器子系统将拍摄的数据进行存储,无人机平台则利用无线传输通道将飞行数据传输到地面的控制子系统;地面工作人员可以在地面监测无人机的飞行航线,必要的情况下,可以根据接收的数据更改本次飞行的计划,比如可以马上进行部分地区的补拍;拍摄结束后可以自动切入手控飞行,等待降落[3]。
2无人机遥感技术的优缺点
2.1无人机遥感技术的优点
2.1.1机动、灵活、快速
机动灵活,快速出击的响应能力是应急遥感工作的生命线。缺失了快速响应的能力,应急将无从谈起。无人机能够通过地面运输快速到达指定目标区域[2]。起降场地要求低(100-150m平整马路、平地甚至草地),不需要机场跑道,能够在15-30分钟内完成组装、调试、起飞。对于起飞场地无法寻找到,或者事故常发地点,可以通过车载、导弹或者地面方式从田间地头、空地、山坡、沙滩等多种地域直接发射,通过滑行和伞降的方式进行回收[4]。
2.1.2操作简单、安全性能好
无人机技术的不断成熟,其操作也越来越智能化、自动化。可以通过事先设制飞行路线,并在飞行中进行校对和调整以达到对目标的精确测量。无人机通过配备故障自动诊断及显示功能,如果发生故障,飞机会自动返航到起点上空等待排出故障[2]。
2.1.3体积小、经济
无人机因为轻小,运输、保存非常方便。无人机飞行费用低,可做超低空视距飞行,对操作员的培养比较周期相对较短。系统的保养和维修简便,同时不用租赁起飞和停放场地。飞行审批手续简单,无人机属于遥控飞行器,基本不用审批。
2.1.4数据处理速度快
无人机遥感技术数据处理速度快,及时性强。例如国内苏州武大影像信息工程研究院打造的数字摄影测量处理平台数字摄影测量网格(DPGrid),让无人机在处理数据的速度与效率上达到目前数字摄影测量处理速度的8倍以上。特别是大量的数据处理,传统模式一个月才能处理好的数据,借助该软件系统,几个小时内就可以解决。
2.1.5获取影像分辨率高
无人机遥感的最大优点是遥感影像分辨率高、成像效果清晰。无人机搭载的高精度数码成像设备,具备面积覆盖、垂直或倾斜成像的技术能力。无人机在200米左右的空中可以准确拍摄到地面上5厘米大小物体,而一般卫星航拍只能分辨地面50厘米的大小的物体,获取图像的空间分辨率极高,适于大比例尺遥感应用的需求。
2.1.6数据精确度高
无人机遥感影像数据处理后,可在电脑屏幕上显示平面和三维场景影像,鼠标点到哪里就能显示出坐标、高度等数据信息,相比传统技术,精确度很高。
无人机遥感技术除了以上的优势外,还具有航摄效率高;可即时重拍;飞行时间基本是有效拍摄时间;工作现场集中,便于统筹安排。同时无人机遥感航空摄影可以抵达许多载人飞行器无法到达的空域、高度或危险地区[6]。基于无人机低空遥感技术的高机动性、低成本和小型化、专用化特点,可广泛用于航空遥感、国土监察、城市规划、水利建设、林业管理、资源勘探、灾害勘查、环境监测、地图更新、以及农业、电力、交通、军事等领域。
2.2无人机遥感技术的缺点
2.2.1飞行不够平稳
由于其体积小、重量轻,高空飞行易受风力的影响,飞行姿态不及有人驾驶飞机平稳,常出现飞行航线漂移,飞行轨迹呈曲线的情况[5]。这就使得拍摄的影像航向重叠度和旁向重叠度不规则,影像间的重叠度相差加大[7]。
2.2.2影像数据倾角大
与传统航空影像相比,无人机遥感影像数据倾角大而无规律,给连接点的提取和布设带来困难。并且无人机应用于外业勘察时,难于建立野外实测地面控制点。这些特点给无人机影像的几何校正处理带来了困难,进而影响到图像镶嵌和信息的有效提取[5]。
2.2.3对GPS的依赖性
许多无人机系统都比有人驾驶飞机更依赖于GPS系统。例如,某些无人机必须依靠GPS的定位才能起飞。另一些无人机的编程则要靠GPS来实现自动返回。如果说GPS很容易受到动能和电子干扰时,那么同样无人机也会面临相应的干扰,从而无法保证数据采集的准确性。
2.2.4对通信系统的依赖性
无人机都要依靠卫星通信系统来实施指挥与控制以及将传感器搜集到的数据发回地面进行处理。与GPS一样,通信卫星也容易受到各种干扰,包括动能和噪音干扰。而这些干扰能大大降低无人机、地面控制站和信息处理中心之间的卫星通信数据率。总之,无人机比有人驾驶飞机更依赖于通信资源,尤其是使用多传感器来执行情报、监视和侦察任务的无人机。
3无人机遥感技术的应用
近几年,新疆第一测绘院与中科院新疆生态地理研究所展开无人机遥感系统项目的合作,实施了昌吉、克州、阿勒泰、伊犁、阿克苏等地部分区域的1:1万地形图测绘任务,完成航测外业测图626幅,航测内业测图415幅,测绘覆盖面积约1.5万平方千米;先后完成了塔城市城市规划地形图测绘工程、甘肃嘉峪关至新疆乌鲁木齐西站GPS控制测量工程、南疆二线电力测量工程、克拉玛依油田建设测绘工程等一批测绘项目。制作完成了各种比例尺数字正射影像图、数字高程模型、数字地面模型、数字地表模型、三维点云等,结束了测量人员翻山越岭、耗时极长的原始地质测绘、工程测量工作[7]。
同时新疆第二测绘院于2012年初利用无人机遥感技术完成奎屯市部分区域无人机影像图的生产制作,成图面积达23平方千米,影像分辨率为0.10米,采用中国测绘科学研究院的PixelGrid软件制作。此次奎屯市部分区域无人机正射影像图的顺利完成,加之前期已经完成的新疆生产建设兵团105团场无人机影像图、鄯善无人机影像图的反复试验生产,标志着新疆在无人机低空航摄及后续影像加工处理方面的技术已趋于成熟,将来可以在无人机应急保障、快速获取影像图方面提供新的测绘服务[8]。
4结语
无人机遥感系统是卫星遥感和航空遥感的有益补充[9],具有高分辨率图像和高精度定位数据获取能力,是当今重要的遥感数据来源。随着国家援疆工作的大规模展开,新疆迫切需要加快基础建设,特别是地图测绘、城镇化建设、新农村建设、城市化改造、应急、反恐防暴、防灾救灾、环境监测、矿产资源与开发、土地利用与调查等领域急需现势性强的大比例尺地形图及正摄影像图数据成果,为当地的社会、经济建设提供快捷方便的高分辨率影像测绘保障服务[10]。利用无人机遥感技术进行的航空摄影测量,将从关键技术上保证精度满足大比例尺成图要求,从而推进新疆当地地理信息化建设进程。
The characteristics and application of
UAV Remote Sensing Technology
LI He-qing1,LIU Jun-yan2
(The Xinjiang Uygur Autonomous Region Transportation Planning Survey and Design Institute,Urumqi830006,China)
(Xinjiang Agricultural University science and technology academy,Urumqi830091,China)
Abstract: With the development of UAV Remote Sensing Technology,Remote sensing aerial data has become an indispensable part of the information industry,Characteristics and application of the UAV remote sensing technology are briefly described。
KeyWords: UAV,Characteristic,Application
参考文献
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关键词:水文;水资源;环境管理;洪涝灾害
中图分类号:TV213 文献标识码:A
现在国家由于受工业产业可持续发展、对和谐社会发展环境和全民生态身体健康等方面的需求的影响,迫使水文水资源领域急需在技术上有新的突破和发展,并将经得起实践考验的相关技术进行转进推广应用,对于水文水资源环境管理与防洪减灾也应该提出新的举措。
一、近年的水文水资源环境状况
近些年,由于人为地进行环境的破坏和污染,天气的变化也很频繁。洪涝灾害的突发性越来越明显,对于预防控制提出了巨大的挑战。在我国的防洪工程建设严重不足的情况下,洪涝灾害带来的危害可想而知。
二、我国水文水资源领域技术的科技需求
水资源短缺、水环境污染以及水灾、旱灾已经成为社会经济迅猛发展、工业产业化以及城市化进程进展迅速的不良产物,而且这些问题已经成为阻碍社会发展、经济进步的重要原因。面对这样严峻的形式,水文水资源领域重要的研究任务就是,如何保证水资源在社会发展中的可持续发展作用,同时保证在促进市场经济发展中的稳定供需平衡作用。结合目前急需完成的任务,水文水资源领域的发展趋势及相关科技需求,主要包括以下几个方面:(1)新科技在减灾方面的应用,例如防洪、抗旱、海啸预报等。通过卫星遥感、雷达测雨、地理信息系统等新科技、新设备的应用,在提高防涝、抗旱、预测预报海啸等极端水文事件的科学性和准确性,加强减灾能力。(2)提高水资源的利用和管理能力。对于水资源的利用和管理通过开源和节流两个方面开展,所谓的开源是通过先进的科学技术加强流域洪水、城市雨水的利用;节流则是通过普及节水灌溉、水净化等节水技术,控制水资源的浪费。(3)加强水文水资源的生态和环境保护。通过强化水资源的实时监测和预警,保护水源地的水资源避免污染。利用卫星遥感技术对各地水文水资源的生态条件准确检测,及时发现生态环境受影响的因素,并予以处理,做好保护水资源的生态和保护工作。(4)通过信息平台的建立健全提高管理水平。利用公共基础软件建立健全相关的信息共享平台,使相关信息得可以共享,避免信息采集方面的重复工作。另外,针对例如水文监测分析、水资源评价等一些专业性强、适用性广的领域,开发并使用相关软件管理。利用网络信息平台和软件管理的手段,提高水文水资源领域的管理水平。
三、水文水资源环境管理与防洪减灾的措施
做好水文水资源的管理,才能更好的促进防洪减灾工作的开展。完善防洪减灾的工作,需要根据国家的相关政策的指导,加大水利科技的投入,深化对水文水资源环境的管理工作。
3.1提高防灾减灾意识,加强预防灾害的技术学习
根据相关部门的统计,我国每年的水旱灾害损失较为严重,占据各种自然灾害总损失的大半比重,进而影响着我国国民经济的增长。我国的水文水资源管理部门作为管理全国的湖泊、地下水和地表水的专业机构,对全国的防洪减灾工作承担着重要的责任,也是提供各种技术支持的重要力量。因此,努力提高水文水资源管理部门的服务职能,加大防洪减灾的意识宣传,让全民拥有自觉的防汛减灾意识,尽可能地减少人员伤亡和国家的损失。
3.2严格执行国家规范。水文水资源管理部门在围绕防汛、抗旱减灾方面的重要职责不仅仅局限于向上级防汛抗旱主管机关提供江河湖库(水库)的雨量、水位、蒸发量、流量等信息,还要开展土壤墒情和地下水水位监测和水质监测。为了做好工作,建国以来国家水文局有关专家制定了一整套水文水资源测验规范,报讯规范,水质监测规范以及地下水监测规范,这是做好水文水资源管理工作的总要文件,在工作中要认真贯彻执行,不能打折扣,要一丝不苟的做好管理工作。
3.3数字水文站网的建设
水文资源是我国生产和生活的重要资源,是现代农业发展的先决条件,完善水利生态系统具有重要的作用。由于近年各种地质和水利灾害的影响,加强对水文站点的状态进行实时监控,及时准确获得准确情报,对水文站网进行数字化建设至关重要。水文站网的数字化建设依托水文信息采集自动化技术、遥感和全球定位技术、海量的存储和传输技术以及计算机软件工程技术等各种现代技术。水文站网的数字水文站和水文站中心网建设,可以在加强水文遥测点的建设上,做到对各级河流的实时监控。在现代技术的推动下,水文站的建立已经实现对雨量和河流水位的自动监测,水文站的水资源信息处理平台可以对各个水文站点的信息数据进行采集和分析整理,最后进行应用。水文站网的建设,可以促进相关的水文信息存储和分析处理体系的建设,将水文站网的信息进行不受时空限制的分布和共享,对全面的水文情报预报体系进行全局流域的覆盖,促进对防汛和抗灾的监测。
3.4加强地理信息技术的应用,建立水文水资源灾害监测系统
水文水资源的管理也是一门综合性的学科,包含较强的专业知识,对气象、水利、水文地质等领域的知识都有涉猎。因此,作为水文水资源管理部门的工作人员,需要拥有广泛的知识面,在实践中不断的学习新知识和新技术,总结经验和教训。在信息技术高速发展的今天,需要将计算机和信息等技术引入水文水资源的管理工作中,提高其工作效率。随着信息和科技技术的发展,水文领域的相关技术手段也在不断进步。地理信息技术综合了地理科学、遥感技术、信息技术和计算机技术,其应用使水文工作不断系统化和网络化。地理信息系统以空间数据管理为主,可以对空间数据进行分析和处理。地理信息系统的主要功能就是信息的提取和编辑,在数据的集成、查询和空间分析上具有重大的实用性。地理信息系统对于水污染的控制、水管网信息管理、水文情报预报和水环境管理具有重要的作用。做好相关的前期预测,才可以充分发挥防洪减灾的效用,也可加强对地下水水质的监测,促进生态用水的发展。加强对各地河流和雨量的监控,可以进行及时的流域内水量的调配,合理利用水资源,促进经济的发展。
3.5水文预警预报体系的建设
在水文水资源环境管理的建设中,做好水文预警预报工作很重要。不仅可以实现水利防灾减灾,也是新形势下防汛和水利事业发展的必然选择。加强水文预警预报体系的建设,需要从设施的智能化建设、完善的预报机制、信息宣传的平台建设等几个方面着手。进行水文预警预报体系的建设,可以促进水文监测信息的采集和处理,还要对水文预警预报的设施进行总体的规划和布局,根据流域内的降水特点进行合理监测。将水文预警预报体系进行智能化的设计,依靠各种先进技术进行智能化的监测,完善各种预警信息的平台建设,加强各种水文预警预报知识的宣传。
四、结论
综述全文,水文水资源的建设关系我国农业发展的根本,建立和完善水文水资源的监测系统,促进水利建设的长远发展。众所周知,经济的发展和社会的进步离不开水利工程的建设,水文水资源管理工作是经济发展的坚强后盾,所以我们必须做好水文水资源的管理工作,加强水文环境的监测,建立完善的水文预警预报体系,完善防洪减灾的防护工作,从而为地方经济发展和社会进步做出贡献。
参考文献
[1]张翰华.水文水资源环境管理与防洪减灾[J].管理观察,2013(3).
[2]张艳萍,张丛明,柳广玲.浅谈造成洪涝灾害严重的人为因素及对策[J].科技资讯,2008(25).
关键词:水利 工程 现代 测绘 技术
中图分类号:TV文献标识码: A
正文:
我国经济取得了快速的发展,近几年来,我国更重视于国防的建设,而测绘技术为国防建设的一项基础性工作,所以加强测绘技术水平具有十分重要的意义,其不仅对宏观调控具有较好的改善作用,同时也可以有效的对区域的发展进行协调,对于我国新时期和谐社会的建设具有极其重要的推动作用。随着水利工程规模的不断扩大,现代化的测绘技术得以广泛的应用,这在很大程度上降低了测绘人员的工作量及水利工程的造价成本。
1 测绘新技术的内容
目前所说的“3S”技术即是测绘技术的新内容,其中包括全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、全自动的测图系统以及遥感技术(Rs)。在测绘新技术内容中,其中全球定位系统利用信号接收机对测绘眯的三维坐标值进行测算,而且此接收机在接收信号时还不会受到时间和地点的限制。而地理信息系统则利用计算机技术的支持,从而实现对空间内涵的信息进地输入、储存、查询、分析、运算和表达。而实现对测量目标的大小、形状、性擀和位置的测量时,则需要利用遥感技术中的传感器来获取目标的影像资料,从而提取出有用的信息。而当需要进行航测成图时,则需要利用全自动测图系统来进行,其可以有效的减少成图的时间,有效的提高勘测的效率。
2“三 S”技术集成
GPS 全球定位系统、RS 遥感技术和 GIS 地理信息系统的集成,即“三 S”技术集成。GPS 主要用于实时、快速地提供目标的空间位置;RS 用于实时快速地提供大面积地表物体及其环境的几何与物理信息及各种变化;GIS 为对多种来源的时空数据的综合处理分析和应用的平台。“三 S”技术集成带来了地球表面的时空模型,它不仅提供地面物体及其环境的几何信息,而且给出了空间位置,并通过应用平台对模型进行综合处理和分析,满足应用者的各种要求。
3 采用新测绘技术意义重大
目前信息产业取得了较快的发展,这对于测绘技术起到了积极的促进作用,测绘技术水平的提升,不仅是国家科技水平的重要体现,同时也是当前国情、国力的重要手段。通过测绘技术为各级政府提供测绘公共服务,使政府的管理决策水平得到有效的提高。测绘成果绘制成图后,其是国家和政治主张的体现,所以测绘工作还涉及国家,所以需要保证测绘成果的安全性,从而使国家的和安全得以维护。所以需要有效的提高测绘服务的水平,从而使社会得以健康、快速的发展。近年来我国的测绘事业取得了快速的发展,相关的法律法规也不断的完善,这对于测绘水平的提高也起到了积极的作用。当前地理信息产业正在兴起,这对测绘起到了极强的保障作用,但在当前我国社会的快速发展过程中,测绘的需求和测绘的发展存在着脱节的情况,而且二者之间的矛盾也在日益的突出。所以提高测绘技术的水平,使测绘技术开始向现代化和智能化的方向发展具有迫切性。
4 现代测绘技术在水利工程中的应用
由于现代农业的快速发展,使水利工程的规模得以不断的扩大。水利工程具有工期长、任务重的特点,所以需要在较短时间内提供大量的数据,这就对测绘技术提出了更高的要求,仅仅依靠传统的测绘作业模式是满足不了水利工程对数据的需求,所以需要利用现代化的测绘技术来为水利工程提供良好的服务。
4.1 在大型水利工程中的应用
在南水北调、三峡水利枢纽等大型的水利工程建设中,现代测绘技术深入到各个阶段。勘测施工的坐标框架即控制网的建立,已由 GPS 定位代替传统的三角测量。目前除大范围(400 平方千米以上) 控制测量以外,GPS 定位从静态定位后处理向实时动态定位方向发展。从单纯的精密定位处理向建立特定勘测施工坐标系方向发展。勘测阶段已完全采用全数字摄影测量技术和野外数字测图技术获得数字地形图。目前,勘测技术开始向机载激光测量和 CCD 航摄集成技术过渡,以获取真三维数字地图。利用数字地形图可以实现三维虚拟现实,在三维可视化可量测景观上呈现多种工程设计方案,实现各种工程设计仿真,并及时计算出相应的土石方工程量,做出该区域环境评估,以提供最优化设计方案。在水利工程施工建设和现场管理中,采取了大量的现代数字测绘手段。目前除大量采用全站仪进行施工放样、土石方验收,采用数字水准仪测定挖填深度、测量坡度外,还有三维近地激光影像扫描、GPS -RTK 实时测图与工程放样、航空摄影和卫星摄影测量等方法可进行实时的工程进度管理,还可以辅以移动通信和网络通信等手段,实现远程实时监控。在山体开挖、隧道开凿等危险施工中,智能全站仪或 GPS 与 GIS 集成技术可实现工程机械的自动化运行和工程安全及质量监控。智能全站仪可以控制机械掘进(隧道)的位置和方向,GPS 可以实时定出施工车辆的位置和姿态,可实现现场土方自动挖掘控制和工程量精密计算,从而实现开挖和掘进的自动化。
4.2 在防灾减灾救灾中的应用
利用“3S”技术不仅可以实现对江、河、湖等水位的监测工作,同时可以提前进行灾情的预报,从而为防灾和抗灾提供准确的信息。而且利用遥感技术还可以实现对水下资源的监测,从而有效的对水污染情况进行监测,以便于采取及时的治理措施。目前在我国已建立了灾情预报系统,对于防灾和救灾将起到积极的作用。
4.3 在变形监测中的应用
在水利枢纽工程竣工后,需对水库大坝、大型桥梁等进行连续的、精密的监测。现代测绘技术提供了连续、实时的安全运行监控手段。如采用 GPS、智能全站仪(测量机器人)和数字垂线仪等技术( 它们都具有全自动、全天候、无人值守的特点) ,综合其他工业传感器,可实现全自动、无人或少人值守的工程运行方式。又如,利用三维激光影像扫描仪,可以对监测对象(大坝、桥梁)进行全方位的监测,几秒钟内对整体几百万个扫描数据进行毫米级分析,可以随时准确了解观测对象整体模型变形情况。
4.4 RS 技术在水利工程勘测中的应用
当前在编制地形图、像片图和专用图过程中都会利用遥感技术,能用遥感技术可以有效的对水利工程的流域进行规划,而且在无人烟的地方也能利用遥感像片提供信息,从而有效的减少了野外工作人员的工作强度,可以在短时间内快速成图。
5 结束语
将测绘技术应用到水利工程中,可以有效的提高水利工程设计、施工及运营的质量,有效的控制造价成本,所以测绘技术的先进与否,则直接影响着水利工程的健康发展。因此需要加强对测绘技术在水利工程应用中的研究,从而有效的提高测绘质量,使测绘工作人员的工作量得以降低,推动水利工程得以健康、持续的发展,使其社会效益和经济效益得以实现。
参考文献
[1]贾力.水利测量现状与展望[J].河北水利,2006(08).
关键词:矿山测量;测绘新技术;应用;
中图分类号:O434文献标识码: A
前言:
测绘新技术有着自身独特的优势,其持续的发展趋势不容小觑,在未来的时间里将会为我国的矿山测量工作提供极大的便利。与此同时 ,这一技术的应用范围也必然将在未来的发展里获得进一步的扩大 ,进而为我国的经济发展提供更多的贡献。下文就对矿山测量中的测绘新技术的含义、现状以及应用进行一个详细的阐述。
1. 测绘新技术含义
测绘技术是凭借着信息技术、互联网技术与通信技术快速发展的春风获得进步的。不仅如此 ,不论是测绘工程的技术体系还是研究人员的研究范围都围绕着新时期的经济发展的要求做出相应的改变 ,例如以高新技术为重要载体 ,打入日渐激烈的市场竞争中来探寻立足之地。所以 ,引导测绘行业变为我国的信息关键产业之一早已成为重要趋势。与此同时 ,服务的范围与对象都获得了扩展 ,一改之前单一性的控制、测图以及地形图制作等工作内容 ,反而将国防建设与国家的社会发展作为未来的发展方向。不仅如此 ,还和包括空间数据在内的多个领域建立起了紧密的联系。现今 ,在信息时代持续快速进步的条件下 ,测绘新技术在数字化信息发展中的作用必将越来越重要。
2.测绘技术的发展现状
测绘技术在全球卫星技术的发展下得到了很大的提高。目前使用最广泛的测绘技术是3S 技术,它是由空间技术和其他相关技术相结合而发展来的,其中 3S 技术指的是 GIS(地理信息系统)、RS(遥感)、GPS(全球定位系统)。3S 技术使得在工程测量中的传统测绘技术得到了很大的改进,给矿山工程测量带来了很多的方便。即传统的测绘技术是通过纸质或类似介质对地图进行编制、更新和生产,来指导后续工作的进行,而 3S 技术以及新产生的测绘技术则是通过卫星进行数据的采集,再结合计算机技术对数据进行处理和管理,测绘人员只要在室内借助计算机和先关配套的辅助设备就可以将通过卫星获取的遥感影像、数据进行几何信息和物理信息的提取和转换,绘制出数字化地理信息产品,满足生产的需要。这种数字化的地理信息易储存、传递方便快捷、有更高的灵活性,可以有效地提高工程测量的效率,为测绘技术注入新的活力。测绘技术的服务对象和范围也在不断地矿大,已由原本的制作基本地质地形图,扩大到各个领域。它对于信息化社会的建设具有重大意义。
3.矿山测量中的测绘新技术应用
(1)惯性测量系统在矿山测量中的应用
惯性测量系统是一种由陀螺平台和加速度计等惯性器件组成的,适应于测定载体的姿态和空间位置及重力场参数的测量系统,具有自主式,快速多能和机动灵活,全天候等优势,能够为工程测量和矿山测量作业及大地测量的全能型和自动化提供新型的技术手段,惯性测量系统是利用惯性的导航原理,以同时间获取多种大地测量数据,比如经纬度,方位角,高程,重力异常和垂线偏差等进行测量的技术,惯性测量系统在测绘领域的目标包括管线监测,地壳形变,地表沉陷观测,定位;控制测量,比如对已有的控制点的加密,航测控制和检核; 地震,重力测量,地球物理研究; 井下定位和各种建筑,工程的测量; 井筒和罐道梁的垂直性监测等等
(2)矿山测绘工具的进步
现在我们的矿山测量人员所使用的最广泛的测绘工具就是全站仪。全站仪作为一种集成了多方面科学技术、新研究成果的综合化。自动一体的工具,其自身所具有的高度的自动化,是其较其他测量工具所拥有的巨大优势。在实际的运用中只需要采集到足够的数据进行录入,自身就会根据相关数据进行运行,在地面测量和地形地势的测量方面起到了很好的应用效果。极大地便利了矿山测绘人员。同时全站仪的发展向着智能化前进,在全球测量领域中都占有着重要的地位。因为全站仪兼具了经纬仪和测距仪两种仪器的功能,其得出的结果以数字的形式体现,同时与其他的设备能够进行实时的数据传输,简单方便,同时性能也比较稳定。在矿山的实际测量中,全站仪与计算机相互合作,得出来的矿山三维立体影像,直观而生动,在相关数据的收集整理方面有着简便操作,这样,面对着地质的变化,只要简单进行数据的收集和整理,就可以在短时间内重新绘制出新的矿山测量图,既节约了人力成本和时间,又保证了速度和精度。
(3)遥感技术在矿山工程测量中的应用
遥感技术是通过从远的距离感知目标地物自身辐射或者反射的电磁波、红外线、可见光,对目标地物进行探测和识别的技术。在进行矿山工程测量时,遥感技术的应用是很多的,利用遥感技术进行大面积的测量,判断整个矿山的概况。遥感技术时效性非常强,可以及时有效地对目标地物进行测量,将实时数据信息储存在内存卡内,或传送给数据处理人员。利用遥感技术,可以得到不同类型的比例尺地形图,并且将这个比例尺地形图作为施工的凭证,不仅可以增强矿山施工的整体效率,而且可以进一步提高施工质量。
(4)空间信息技术即全球定位系统,遥感,地理信息系统,
其主体和核心就是 3S技术,其中,遥感主要包括航空遥感和卫星遥感两种,航空遥感作为地形图测绘的重要方式,已经在实践中得到广泛的应用,并且卫星遥感用于测图也正在研究之中,并取得了意义重大的成果GPS 作为一项能够引起传统测绘观念重大变革的技术,已经成为最具潜力的全能型技术,是大地测量的技术手段,在控制测量,工程测量,环境测量,防灾减灾,矿山测量及交通运输工具的导航等方面都发挥着举足轻重的作用,再者,与传统的测量技术相比,GPS并没有严格的控制测量的等级划分,因此,不需要考虑测点间的通视和造标,也不存在误差的积累,还可以同时间进行三维定位,具有全天候,高精度和高灵活性的优势,对于误差来源,数据处理和在外业测量模式等方面是对以往的测绘理念的革命性的转变,地理信息系统是一种对空间地理的分布有关的数据进行采集,管理,处理,分析的计算机技术系统,其发展和应用对于测绘科学的发展意义深远,可谓是支撑现代测绘技术的技术大厦。
(5)地理信息系统技术在矿山工程测量中的应用
地理信息系统技术是在计算机软、硬件系统的支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。地理信息系统技术在矿山工程测量中的应用主要是在为矿山创建合理的矿山管理系统、利用模拟技术建立三维矿山和建立合理的多源数据找矿模型三个方面。矿山专业测量人士,可以有效地管理地理信息合理的应用功能,使建立的信息系统逐渐的完善。矿山管理包括很多方面,即:环境评估、检测沉降、土地复垦、港道开挖,采矿和矿山设计等方面,工作人员进行测试时,充分地利用地理信息管理系统进行矿山工程测量,提高管理的各个方面的效率。其次,利用三维仿真技术,使矿山三维模型是近似合理的,然后保证描述的客观性,充分体现 3D 的概念。然后,负责矿山工程测量的人员就可以通过建立的三维模型,获得更为精确地矿山分布范围,了解矿体的整体布局。施工人员在了解矿体分布的情况下,可以准确的圈定地下地质体,从而保证矿山生产工作科学有效的开展。将来自多源的数据有效地进行聚集,以便进行数据分析,创建一个多源数据的找矿模型,这样就可以是矿山工程测量工作顺利进展。因此,矿山工程测量过程中,多源数据的分析便于建立合理的找矿模型,通过模拟系统进行找矿流程的模拟,在实际的施工过程中,将会提供相对准确的数据,确保找矿工作的有效进行。
4.新技术运用下,矿山测量所面对的现实问题和解决办法
由于大量新技术的诞生,新成果的运用,相关学科的发展总是较其慢一拍,这也就导致在实际的运用过程中,出现相关软件不会运用、数据的录入不准确,最终得出的相关结论与实际存在着差异性的现象。同时在错误的数据下建立的模型,对相关工作起到了误导的作用,这也是不得不重视的实际问题。
解决办法:加强相关工作人员自身的知识储量的提升,和其他学科教授人员进行沟通学习,多部门多单位同时进行经验和知识的交流,在探讨中加深对于本学科领域知识的掌握程度,利用知识迁移的正迁移,达到更好地引导和促进作用,来为矿山测量事业增添新的助力。
结束语:
矿山测量技术扮演着不可或缺的角色 ,不论是在还是在金属矿山的生产方面都起到了非常关键的作用。在社会主义发展的新时期 ,要想更好的完成矿山测量任务就需要最大限度的发挥现代测绘仪器和技术的作用。在测量过程中 ,要以矿山的实际状况与相关需要来使用高水平的现代技术 ,从而更好的加快我国矿山测量的改革进程与快速发展。
参考文献:
[1] 张连贵,梁广泉.测绘新技术的发展及其在矿山测量中的应用研[J].地矿测绘,2004(02).
空间信息技术的发展始于20世纪80年代,主要包括GIS(地理信息系统)、RS(遥感技术)、GPS(全球卫星定位系统)等技术,空间信息技术应用于智能电网领域,主要研究与空间分布相关的数据采集、测量、存储、传输、管理等。GIS(地理信息系统)是GIS技术应用于配电自动化系统的管理方式,为配电网的设备提供一个完备的资产管理平台,同时集成了配电网的资产管理、配电业务管理、配电网络分析、三维漫游模拟巡视、与配电网SCADA、EMS等系统接口的功能,完善对配网的监控与管理。RS(遥感技术)多用于电力系统的防灾工作中,如地震、台风、冰灾等的监测、震害防御、应急救援、灾后重建等,还可以对电网的运行情况、灾害发生进行实时监控。在2008年曾给我国湖南电网、广西电网、贵州电网、福建电网等带来巨大的损失和停电影响的冰灾事故中,国家电网集就开展了基于卫星遥感技术的广域自然灾害监测技术的科技减灾措施。GPS(全球卫星定位系统)多用于电力系统的测量、抢修和故障诊断中,另外,GPS还有一个重要的对时功能,几乎所有的电力系统设备、继电保护装置、安全自动装置都必须进行统一的时钟对时,这是进行故障分析、处理、事故追忆的重要凭证。此外,GPS还可以用于电网的巡视和检修。
2云计算在智能电网中的应用
云计算是一种新型的IT资源运用模式,它通过网络按需、易扩展方式来获得所需的计算资源,云计算因其具有强大的数据计算与存储能力,并具有高安全性、可扩展性、资源共享等优点,在智能电网中的应用前景十分广泛。面向智能电网的云技术将各个环节的信息进行整合,并实现信息的交互,将智能云技术作为电力系统底层信息交互技术,实现智能电网各项智能模块的功能。智能云包括:智能调度、智能运行、智能监控、智能保护、智能输配电。下图即为智能云的组成环节:
2.1提高电网仿真速度
随着智能电网规模的不断扩大,对大容量电力系统的仿真也日益困难,智能电网引入分布式能源、发展特高压网架结构,复杂的电力电子器件和分布式能源特性也使得电网的稳态与暂态运行特性发生了巨大变化,提高了电网仿真的难度,智能云技术的使用,将有利于电网仿真速度和计算速度的提高,寻找最优的系统网架互联方案。
2.2提高办公自动化程度
在智能电网的发展过程中,员工都用个人办公计算机开展业务,这种单独的专属计算机和存储模式的资源利用率不高,且信息安全面临风险。智能云技术能够将电力系统内部庞大的内网资源拆分成小的计算块,在由智能云计算服务器进行快速计算,结果返还客户,通过智能云计算的方法,将大大提高办公自动化系统的响应速度。
2.3电力系统私有云
电力系统传输的数据具有一定敏感性,其中,与电网运行与控制的实时数据至关重要,关系到电网的安全稳定运行。虽然电网数据实现了电力调度数据网与电力通信数据网的双网分开运行,但是电力信息数据在一定程度上仍然受到其它因素的干扰,存在泄密与通信质量受影响的可能。通过智能云计算,可以利用现有的网络物理设备,重新构建电力系统私有的云,这样,电力系统可以完全控制云计算的方式、集群应用、存储以及各类资源的调用,而不用依赖于公用的云计算服务商,这无疑提高了电力数据的安全性。
3电力经营管理信息技术
3.1电力营销管理系统
随着电力体制改革的不断深入,电力融入市场化进程进一步推进,客户服务意识不断增强。2002年,国家电力公司对传统的供电营销模式进行了革新,对电力营销的全过程进行计算机的网络化改造。并在国家电力公司下辖的各省公司进行同步改造,建立用电管理信息系统,在地(市)一级的供电业务实现了计算机化受理。此外,供电公司建设客户服务中心,建立专门的客户服务系统、营销管理系统、生产经营服务系统,并设立“95598”客户服务专线。计算机信息技术在电力营销管理中发挥了重要作用。
3.2管理信息系统(MIS)
信息管理系统(MIS)包括办公自动化系统、综合指标查询系统、计划统计管理、人事劳资管理、生产管理、设备管理、安全监督管理、电力负荷管理、营销管理、燃料管理、工程管理、财务管理、电网实时信息管理系统等,涉及到电力生产、经营、管理的各个层面,在各大电网企业都将信息化建设放到重要位置的背景下,管理信息系统在提供数字化办公环境、进行企业综合业务管理、提供多媒体会议环境、电子邮件与视频会议系统等方面起到了重要作用。
3.3信息安全技术
关键词:新形势;地质测绘技术;发展;应用
中图分类号:P623 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)07-0124-01
传统的地质测绘技术过度的依赖经纬仪、水准仪、平板仪等实测仪器,在实际的地质测量中,对现场的具体操作水平有较高的要求,并且在人力、设备资金等方面的投入很大。而在新形式下,由于航摄信息技术的发展与完善,原有测绘仪器在实际地质测绘中的使用大大减少。在当下信息技术主宰的时代里,地质测绘技术的核心是3S技术。
1 新形势下地质测绘技术的发展
全新的地质测绘技术已经在我国各领域已经开始了广泛的应用,特别是在地质调查与矿产勘查工作中,这种新技术启到了非常重要的作用[1]。新形势下的地质测绘技术的代表三种超强的融合了当代科技技术的形式,他们分别是:GPS技术、GIS技术、RS技术。由美国主导的全球卫星定位技术GPS已经老生常谈,现在笔者对其他两种技术展开讨论分析。
1.1 地质测绘技术中GIS技术的应用
GIS是Geographic Information System的缩写,就是我们常说的地理信息系统。按照学科的划分,地理信息系统可以归属到空间信息系统的范畴中,这种系统是以地理决策、地理研究为主要目的的,它实质上是一种人机交互式的空间决策系统。地理信息系统的核心部分是强大的数据库和计算机处理装置,他能对空间信息进行快速的响应、分析以及处理,它还可以把地理分析功能和数据库的处理结果以地图的形式显示,简单明了。目前,地理信息系统技术已经在我国的地质勘探、地质测绘、地质监测等地质领域中广泛的应用。在日常的地质测绘工作过程中,地理信息系统主要被作为空间信息的基础平台来使用的,借助该系统可以对便利的完成地理数据的采集工作、管理工作、分析工作乃至决策工作,进而给地理测绘工作提供数字化的信息。
1.2 地质测绘技术中RS技术的应用
RS是遥感技术的简称,近些年来,随着航空技术的不断进步,空间科学也逐渐开始完善了,RS技术就是在这样的形势下发展起来的。如今,RS技术已经在国内的地质测绘工作中得到了广泛的推广应用。RS技术应用与地质测绘技术主要是依赖于遥感卫星与环境监测卫星做到的,RS技术能够用不同幅度的图像资料反映地表的动态变化,这为RS技术在实际地质测绘中的应用提供了巨大的便利[2]。RS技术应用与地质测绘工作中使得地质测绘的范围更加大,时效性更加强,图像可比性更加高。
2 工程地质测绘工作中现代测绘技术的应用
2.1 矿山的地质测绘
幅员辽阔的中国矿产资源异常的丰富,在矿产资源的开发利用进程中,矿山地质的测绘工作不可或缺,是非常关键的环节。在矿山的地质测绘工作中,对RS技术和GPS技术的应用相对比较多。RS技术已经在矿山地质测绘领域中应用较长时间了,通过RS技术,地质测绘人员可以便利的获得与矿区地质相关的信息源,这样就可以为矿区的开采以及环境保护工作的决策提供科学可靠的依据[3]。
2.2 水利工程的地质测绘
RS技术的应用使得地质工作者不仅可以实时地检测江河湖泊的实时水位,同时还可以实时的检测洪水灾害的面积,为后续灾害防治措施的决策工作提供可信赖的依据。以GIS技术和RS技术为核心的地理测绘集成系统可以做到准确的预报洪水以及干旱发生的范围、时间、严重程度,进而为水利工程的防灾减灾决策工作提供有价值的参考信息,避免了传统水利测绘工作的盲目性。
总之,现阶段,导线测量以及“3S”技术在地质测绘中的应用,极大地减轻了地质工作者的工作强度,并且显著的提高了地质测绘工作的精确度。
参考文献
[1]姜楠,项明月,王一楠.新形势下当前地质矿产勘查及找矿技术的分析[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2016,(12):180-181.
关键词 海洋环境污染 海洋灾害 海洋工程与海洋环境相互作用
随着沿海经济的迅猛发展,近海海域遭到越来越严重的污染,使海域环境质量明显下降,生态环境日趋恶化,并对生物资源和人体健康产生有害影响。近海水域的污染已成为世界各国,特别是象我国这样具有相当长的海岸线和众多海湾的国家所共同关心的环境问题。海洋经济的发展还面临严酷的海洋自然环境,海洋灾害直接影响着海洋经济的发展规模、速度和效益,精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾、抗灾和减灾工程措施,也成为严重关注的环境问题。为了开发海洋中的空间、矿产、渔业、能源等物质资源,需要在海上进行各类工程建设,在目前科技日益发展的情况下,工程建设的规模日益巨大,这些大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也将是开发海洋中的一个应引起特别关注的重要问题。为了适应我国海洋经济的快速发展,海洋环境的日益恶化,海洋灾害的频发和海洋工程向大型化发展,近海石油气田的开发,以及海岸带开发过程中的后效问题的研究需要,针对我国重大海洋环境与保护问题开展研究是十分必要和迫切的。
在这方面,重点需要开展的研究课题大体上有三类。第一类课题是海洋环境特征对各类污染物作用的机理和规律研究,第二类课题是海洋工程设施防灾、抗灾和减灾研究,第三类课题是海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用吸防治措施与对策。
一、海洋环境特征对各类污染物的作用机理和规律研究
以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础,考虑各种自然环境因素(浪、流、风、光、温度、湿度)、物理因素(扩散、挥发、沉降、吸附、释放)、化学因素、生物因素的作用,揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律,并建立海洋水质预测预报模型。此外,近年来,在我国沿海海域,赤潮频发严重。因此,除了加强赤潮的监测和预报外,也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。
此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大,且受到许多客观条件的限制,所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用,很难将其中的单因素影响分离出来,因此,往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。
用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前,在这方面国内外已有不少水质预测预报模型,这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型:水流数学模型;波浪数学模型;液流相互作用模型;近海海域污染物迁移转化数学模型。
在水流数学模型研究方面,对于较大范围的海域,通常可采用深度平均的潮流教学模型,对于紊动影响不显着的海域,可不考虑湍流影响,而对于湍流效应显着的区域,如排污口近区,则应考虑湍流效应。此外,采用坐标变换,可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型,这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域,水流数学模型可以以N-S方程和通用的k-(湍流模型为基础,针对水温和盐度分层流的流动特性,考虑浮力对紊动的影响,建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k-(单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念,分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟,建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。
在波浪数学模型研究方面,可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组,以提高求解效率。从水波发展方程出发,可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系,可使双曲型缓坡方程能够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步研究,可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度,并提高方程的非线性精度,可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。
针对带自由表面的波浪场问题,通过把能有效模拟自由面形态的N— S方程和波能平衡方程的结合,可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程,用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型,可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面,对于弱流情形,可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型;对于强流情形,可采用在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来,建立一种辐射应力计算的新方法,用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。
在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面,基于N一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型,可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标,在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上,针对近海海域水污染的特点,从三维湍流模型出发,在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用;在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项,可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型,它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据;同时对确定水域环境容量,从而制定水域环境保护策略,也具有十分重要的理论价值和应用前景。
应该指出,在海洋水质预测预报模型研究方面,数学模拟无疑是一种十分有效的手段,但不论是何种数学模型,其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模
型的技术关键,直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的,有些可以通过现场观测来得到,但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到,在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。 能模拟海洋动力因素的先进实验设备,现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善PIV和LIF的浓度场、速度场同步测量系统,可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直结构,获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程;并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程,可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。
二、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究
海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。90年代以来,我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币,是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高,一旦发生破坏,将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失(如1969年渤海冰推倒“海二井”平台,1989年风暴潮损失超6亿元,1991年DB29销管船在南海通台风翻沉等)。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏,面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋,每年出现的台风数目占全球的38%,其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时,都会在沿岸局部地区产生风暴潮,形成风暴潮灾害。
在我国北方海域(渤海和北黄海),冬季由于受寒潮影响,沿岸地区每年都有结冰现象,结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成,不但可给结构物以强大的冰压力,而且由于冰激引起的振动作用,也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术,至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰,在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂,断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台,为了抵抗冰害,往往建成正、倒锥体的结构型式,冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用,也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中,除进行理论分析和数值模拟外,实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中,模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行,它们各有其优缺点,发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。
我国是一个多地震的国家,海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物(海洋平台、钻井船、人工>文秘站:
近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升,造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性,特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明,地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理,至今国内外对此都很少研究,且由于试验条件的限制,国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。
以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的,如近海环境地震危险性分析,设计地震动参数和频谱特性,强震海底多维地震动及其空间分布规律,地震波传播特性及地震动输入机理;海域中大型海上水工建筑物在地震作用下,考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验;核电站海域工程建筑物抗地震性能,海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用,码头及护岸建筑物地震稳定性;海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。
海上水工建筑物在长期运行过程中健康状况逐渐恶化,其损伤主要来自两个方面:其一是结构的老化、疲劳、超载、内部损伤(裂缝)、地基沉降变形以及环境的物理化学损伤(低温、冻融、大气侵蚀)等;其二是设计不周或设计标准偏低,施工质量差,原材料不合格,管理维护不善等。大型海上水工建筑物的损伤和事故都将对国民经济的发展造成重大的影响。
因此,发展以下的一些技术和方法将是十分重要的。如在考虑海洋环境荷载在幅值。时间及方向上的随机性所导致结构安全的不确定性情况下,对现役海洋工程结构进行健康诊断和评估剩余可靠度的理论;结构健康状态及损伤检测的新技术和新方法;结构病害治理用的新材料、新技术和新方法;海洋工程结构在多种复杂海洋环境条件下(风、浪、流、冰、地震等)的可靠度和优化理论研究,设计与建造新型抗灾工程结构;研究和设计使海洋工程结构物在设计使用期限内有足够的安全度,而在退役之后又便于拆除的各种工程措施。
为了及时掌握海洋环境的风云变幻和灾害的可能来临,发展海洋环境及灾害的预报技术是非常必要的。为此需要建立以下一些系统,如建立由近海到远海的海洋环境及灾害观测网络、预报与预警系统、沿岸防灾准备和各类应急处理系统;以主要海域和海岸带区域经济发展为背景,进行重点研究,建立数字化的海洋环境信息系统模型与结构;以及建立海岸和近海工程设施防灾减灾数字信息系统,将海岸和近海工程与网络技术人算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合,建立数学物理模型,通过多媒体技术,形象化地描述灾害成因、发生机理、传播规律、模拟灾害破坏的过程,建成智能化的防灾、抗灾和减灾决策支持系统。
三、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策
为了充分利用海洋空间,现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外,正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程,估计到21世纪,可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等,日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长,60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。
由此可见,随着海洋资源与空间的开发利用,各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大,保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区,但同时又是经济活动最为发达的地区,海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡,影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态,破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地,若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失,另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。
随着人类对海洋资源的不断开发和利用,海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题,主要内容包括:航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响,深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响;破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究;大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变;海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与理论,如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。
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