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1 病因病机研究(古籍中相关的记载)
《小儿药证直诀・虚羸》云:“脾胃不和,不能乳食”。《杂病广要》也云:“脾不和则食不化,胃不和则不思食,脾胃不和则不思而且不化”。因此饮食不节,喂养不当或长期偏食,损伤脾胃正常运化功能,导致脾胃不和,受纳运化失健是本病发生的主要病因病机。厌食在1982年南京中医学院编著的《中医儿科学》中首次提出,1985年卫生部组织编写的《中医儿科学》将“厌食”做为独立病症。小儿厌食症是在较长时期食欲减退或者食欲缺乏为主的一种症状,并不是一种独立的疾病[1]。
古代中医文献没有厌食的病名,而其中的“恶食”、“不思食”、“不嗜食”、“不饥不纳”等病症的主要临床表现与本病相同,多由喂养不当、久病伤脾、先天不足、情致失调引起,其病变脏腑主要在脾胃。中医药在治疗本病上显示了明显的特色和优势。
2 穴位贴敷或注射疗法
2.1 耳穴贴压 一般选取胃、脾为主穴。在配穴方面主要采用辨证或根据个人经验随症配穴。在压丸选择方面,绝大多数选用王不留行籽,部分选用白芥子,个别使用揿针。
2.2 体穴贴敷 中药敷脐疗法[2],药物组成:肉桂40 g,苍术、枳壳、砂仁、焦三仙各30g,白豆寇、陈皮各20 g。上方共研细末过筛,装瓶中密封备用。主穴:神阙;配穴:足三里、脾腧、涌泉。方法:敷药前先将选穴常规消毒,取上药粉适量放入水杯中,用生姜汁调成糊状,填入脐中,胶布封贴固定,同时根据病情辨证后选敷配穴。
2.3穴位注射 骆方[3]以维生素B12注射液0.5 mg、维生素B1注射液50 mg混合,穴位注射治疗小儿厌食症,穴注双侧足三里,得气后缓慢注入药液,2次/周,4周为1个疗程。实证配合梅花针叩刺,以脊柱两侧华佗夹脊和脾腧、胃腧、三焦腧等背部腧穴为主;虚证配合温和灸(部位同上)。
3 针刺疗法
针刺四缝穴治疗治疗小儿疳积、厌食之法早在《针炙大成》中已有记载。四缝穴具有健脾助运、消积清热之作用。为治疗小儿疳积、 厌食之特定穴。 该穴为经外奇穴, 针之可激活经络而兴奋脾胃,从而使摄纳运动功能得以恢复[4],故能获得益气健脾、助运消食之良效。鉴于针刺疼痛且需多次治疗,因此进针宜浅,留针时间短或少留针。一般选择四缝穴为主,针刺取血,或挤出少许白色透明黏液即可[5]。
4 中药内服疗法
根据厌食症的病机及临床表现分为6型[6,7,8],辨证论治:
4.1 食滞内阻型 症见饮食懒进,脘腹饱胀,夜卧不安,精神尚可,二便如常或酸臭。舌质红,苔白或腻,脉弦滑,指纹紫滞。治宜消食导滞,健脾助运。方用曲麦枳术丸加味,药用:枳实、苍术、神曲、麦芽、鸡内金、茯苓、扁豆、陈皮。
4.2 脾失健运型 症见不思纳食或食而无味,拒进饮食,精神状态及大便基本正常。舌质红,苔薄,脉尚有力。治宜健脾助运,开胃增食。方用自拟健脾开胃汤,药用:太子参、白术、茯苓、陈皮、神曲、焦山楂、生麦芽、生谷芽、砂仁。
4.3 胃阴不足型 症见不喜进食,口干喜饮,五心烦热,喜伏卧,大便干结。舌质红,苔少或苔花剥,脉细。治宜养胃生津,育阴润燥。方用沙参麦冬汤或养胃增液汤加减,药用:石斛、沙参、麦冬、玉竹、乌梅、白芍、山药、生麦芽、生谷芽、甘草。
4.4 脾胃气虚型 症见厌食、拒食,神倦乏力,形体偏瘦,面色萎黄或苍白,易出汗,大便不化或溏薄。舌质淡,苔薄白,脉细缓,指纹淡红。治宜益气健脾,渗湿和胃。方用参苓白术散加减,药用:太子参、茯苓、白术、山药、扁豆、砂仁、木香、陈皮、神曲、炙甘草。
4.5 肝气郁结型 症见饮食少进或不食,甚至抛撒食品,不愿言语或脾气急躁,稍拂其意,即哭闹不已,夜寐不宁,梦中惊哭。舌质红,苔薄或薄黄,脉弦。治宜疏肝理气,运脾开胃。方用柴胡疏肝散加减,药用:柴胡、白芍、枳壳、佛手、木蝴蝶、白术、茯苓、山药、鸡内金、远志。
4.6 虫积伤脾型 临床表现为饮食不佳,饮食少思,面黄肌瘦,或嗜食异物,偏食香燥,时有腹痛,以脐周明显,或时有便出,巩膜蓝点。舌质红,舌苔薄白,脉细弦。治宜驱虫去积,健运脾胃,用肥儿丸加减,由太子参、茯苓、胡黄连、使君子、槟榔、乌梅、神曲、麦芽、甘草组成。
5 讨论
小儿厌食症是儿科常见病之一,以1-6岁儿童多见,发病率较高,小儿时期脏腑娇嫩,形气未充,胃小且弱,脾常不足。加之小儿寒暖不知自调,饮食不知饥饱,过食肥甘、 生冷食物损伤脾胃,或病后中气未复,或素体脾胃虚弱均可导致本病的发生。中医治疗小儿厌食症有独到之处,故应根据中医辨证对证治疗。不过中医仍然有其不足之处,如中药味苦、 疗程长。小儿往往会排斥服用,本身患厌食症的小儿身体虚弱这样更加重孩子的痛苦。因此可以发展各中成药的开发提高药物口感,同时施以推拿、 针灸、 食疗等各治疗方法,内治外治结合,患儿无痛苦,易于接受,疗效亦佳。在运用中医治疗的同时结合西医治疗,充分发挥西医在治疗小儿厌食症方面的优点,兼收并蓄发挥各自的优势。另外,治疗小儿厌食症还要配合生活调摄,要指导家长做好科学育儿,控制零食冷饮,避免饮食单一或偏食,培养孩子良好的饮食习惯。我们临床工作者应采用科学规范的研究方法,发挥中医药疗效优势,中医药治疗小儿疳积症的研究工作一定会取得更大的成绩。
参考文献
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【摘要】 目的 观察脑缺血再灌注(CIR)损伤时脑、心和肾组织钙调神经磷酸酶(CaN)活性变化。方法 线栓法制作局部脑缺血2 h,再灌注24、48和72 h模型,生化法测定脑、心和肾组织CaN活性,并观察60 kg/mg阿司匹林(ASA)对其影响。结果 再灌注24 h时,模型组与假手术组脑组织及肾组织的CaN活性无显著差异。模型组心脏的CaN活性明显低于假手术组。ASA对脑和肾的CaN活性无明显影响,但使心CaN活性于正常水平。再灌注48 h时,脑和肾组织明显升高,均与其各自假手术组有显著差异。心脏CaN活性仍低于其假手术组,但与24 h模型组无显著差异。再灌注72 h时,脑CaN活性进一步升高,与其假手术组、24和48 h均有显著差异;心CaN活性恢复至正常水平;肾CaN活性仍维持在48 h时的较高水平。ASA使脑和肾的CaN活性维持在正常水平,对心CaN活性无明显影响。结论 脑缺血再灌注时,不同组织CaN活性变化不同,这可能与在应激过程中不同器官磷酸化反应不同有关。ASA在维持其稳定中有重要作用。
【关键词】 脑缺血再灌注;重要脏器;钙调神经磷酸酶;大鼠;阿司匹林
钙调神经磷酸酶(CaN)是迄今发现的惟一受Ca2+/CaM调节的丝/苏氨酸蛋白磷酸酶。目前认为其是一种分布广泛、参与多种细胞功能调节的多功能信号酶〔1〕,最近在信号转导及细胞凋亡方面的作用有新的研究报道〔2,3〕。CaN在多种疾病中的表现及意义也引起重视。有研究表明,不同状态下,大鼠不同器官CaN活性表现不同,并认为其可能对不同器官功能的调节有重要意义〔4~6〕。本文将进一步探讨大鼠脑缺血再灌注(CIR) 24、48及72 h时脑、心和肾器官CaN活性变化特征及阿司匹林(ASA)对其影响。
1 材料与方法
1.1 药品和试剂 ASA为Sigma公司产品,生化试剂盒购自南京建成生物工程研究所,环孢素A粉(CsA)及其余试剂均为国产分析纯。
1.2 动物及实验分组 雄性SD大鼠,体重240~290 g,中国科学院上海动物实验中心提供。术前12 h禁食,自由饮水。再灌注24、48和72 h 3个时段均随机分成假手术组,缺血再灌注模型组。再灌注24和72 h CsA和ASA治疗组。
1.3 模型制备 用直径0.205 mm尼龙线作栓子,参考邱丽颖〔7〕法制作右侧大脑中动脉栓塞模型。假手术组除不插入栓子,其余相同。缺血2 h麻醉状态下拨出线栓行再灌24、48和72 h。
1.4 CaN活性测定 按试剂盒说明制备脑、心和肾的组织样本,无机磷法测定CaN活性,以每小时每毫克蛋白的CaN分解底物对硝基苯磷酸(PNPP)产生1 μmol/L无机磷的量为一个活力单位。考马斯亮蓝法测定组织蛋白含量。
1.5 统计学处理 SPSS11.0统计软件进行数据处理,实验数据以x±s表示,组间行单因素方差分析,两两比较q检验。
2 结 果
2.1 CIR不同时间点脑、心、肾重要器官CaN活性变化 CIR 24、48和72 h 3个假手术组间脑组织CaN活性均无显著差异。模型组CIR 24 h时,脑组织CaN活性与假手术组无显著差异,CIR 48 h时,其活性明显升高,与其假手术组和CIR 24 h组均有显著差异(P
2.2 ASA和CsA对CIR时CaN活性的影响 模型组CIR 24 h时,脑组织CaN活性与假手术组无显著差异,CsA抑制其活性,与其假手术组和模型组均有显著差异(P
3 讨 论
CaN在脑缺血中作用和重要地位早已引起重视。阎力君等〔8〕报道,小鼠断头5 min后,胞浆CaN内源性底物的磷酸化水平明显降低,CaN 参与了缺血后脑内蛋白磷酸化过程的调控。Nagahiro等提出,迟发性神经元死亡与Ca2+/CaM依赖的蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用失衡有关〔9〕。Aronowski等〔10〕也证实,蛋白质的磷酸化和去磷酸化反应的失衡是迟发性神经元死亡的主要原因,缺血后CaN独特的时间依从性变化可能是其中的关键因素。国内有报道,缺血后急剧发生的神经细胞内磷酸化和去磷酸化的过程严重失衡也可能是急性期神经元损伤的主要原因之一,并认为CaN含量的下降可以作为神经细胞不可逆损伤的标志〔11〕。有结果表明,不同组织中的CaN 钙依赖性有共同特征。随着Ca2+浓度变化CaN活性呈钟形曲线变化〔12〕,这种现象可能是由于组织中的CaN 内源性抑制因子作用而产生的〔13〕。而CIR时不同器官的CaN活性变化特征及意义少有报道。
CaN作为一种使底物脱磷酸化的蛋白磷酸酶,在各器官磷酸化平衡反应中起重要作用。近年来其在脑缺血时的变化特征有不少报道,但CaN活性的改变机制尚不清楚,Kim等认为可能与某些内源性因子有关,其研究发现CaN结合蛋白cain/cabin1是内源性CaN抑制因子,其活性受Ca2+、半胱氨酸蛋白酶Calpain的调节〔14〕。本研究发现,CIR不同时期,重要脏器CaN活性表现出不一致的变化特征。这些不一致的改变可能与在CIR这一全身性应激反应引起的磷酸化反应不同有关,也可能与全身神经体液调节或自身磷酸化代谢特点有关。
CsA作为 CaN特异性抑制剂,对心、脑、肾再灌注损伤的保护作用已多有研究〔15~17〕。ASA对CIR时脑保护作用也有报道,但它们对CIR时远隔器官的CaN活性影响少见报道。本研究发现,CIR 24 h时,CsA明显抑制脑和心的CaN活性,却升高了肾的CaN活性,这也可能是CsA引起肾脏毒性的原因之一〔18〕。ASA使脑、心、肾CaN活性均维持在正常水平。表明CIR时ASA在维持CaN活性稳定方面有重要作用,在维持重要器官磷酸化反应平衡中有重要意义。
综上所述,CIR不同时间点重要器官CaN活性呈现不一致的变化特征,可能与不同脏器对CIR应激反应不同有关。ASA可维持不同状态下CaN活性的稳定,其详尽机制有待研究。
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关键词:地籍测绘;遥感技术;应用
地籍测绘是一项对土地位置、界限、权属及土地利用状况实施的综合调查工作,往往需要对土地面积及形状进行测绘。伴随计算机技术的快速发展,遥感技术的性能得以丰富,其在地籍测绘相关领域取得了较好的应用效果,对社会效益的提高作出了巨大贡献。但地籍测绘工作本身具有较大的难度,因此,地籍测绘如何深度融合遥感技术,充分发挥其效用,将是本文作者要深入探讨的问题。
1 遥感技术及应用现状概述
遥感技术,最早源于20世纪60年代的电磁波研究领域,和一般的探测技术相比,它最大的优点在于不需要直接接触被测目标物,实现远距离、高精度、动态性的测量任务[1]。在工作原理上,遥感技术源于电磁波理论,利用电磁波的传感作用获取一定地理区域的目标物测定与勘探。不仅如此,遥感技术还能实现对被测数据的深度加工与处理,实现实体、图纸的一体化,是新时期较为先进的一种测绘技术。遥感技术的工作流程并不复杂,它需要在遥感技术设备的支撑之下以完整的遥感系统为依托,完成对目标物的测定。遥感技术主要由遥感平台、遥感器、图像信息传输与处理设备构成。其中,遥感器通常是由扫描仪、照相机等具有影像拍摄与扫描功能的设备组成,其主要功能是获取被测目标物的影像及数据信息。遥感系统中图像信息传设备一般以飞行器形式存在,这保证了传输的动态性与稳定性。当地面遥感设备接收到影像信息后,工作人员还需对数据信息进行进一步处理和加工,这一般由计算机或光学仪器来完成,找到地理坐标中有用的信息点。与其他测绘技术相比,遥感技术除了不需要与目标物直接接触,还具有测定范围广、信息获取量大、测定速率快和环境影响度低的优势。
当前,遥感技术因工作时间长、控制方式简易、数据采集量庞大,在环境监测、农田水利等领域得到了广泛应用,取得了较为显著的成果。将遥感技术应用于现代地籍测绘领域,不仅能将不同类别的地基信息进行整合归档,还能绘制成直观的图形,为地籍资源的开发利用提供科学依据,是政府了解并分析实际土地资源、更新土地利用信息,做好土地资源及地籍资料管理的得力帮手。
2 分析遥感技术在地籍测绘中的具体应用
计算机网络时代的降临,为遥感技术的更新与发展带了福音,使得其在各领域的应用得到不断拓展,当今地籍信息的测绘方法日渐多样,以遥感技术为代表的各种新型测绘技术不断应用到地籍测绘中,遥感技术在地籍测绘工作中的运用,使得图像信息的采集更加清晰,让地籍信息的变更变得实时可控,地籍测绘内外业的操作也变得日趋完善,满足地籍测绘工作各方面的需求,遥感技术在地籍测绘中的应用具体体现在以下几个方面:
2.1 遥感技术在动态监测中的应用
在现阶段的地籍测绘工作中,由于遥感技术、GPS定位系统及地理信息系统的不断更新,提升了地籍测绘工作的实效,促进了地籍测绘工作取得实质进展。将遥感技术应用于地籍测绘,首先体现在动态监测领域。遥感技术借助计算机自动识别和卫星监测平台,有效实现了土地变更信息的动态监测,为土地更新调查提供了便利,让地籍测绘工作人员获取实时的土地变化信息,形成实时的土地调查资料,实现土地资源管理部门对土地的有效利用。在遥感技术下,地籍测绘中不可识别的文字及图像都以更加直观的形式展现,确保了土地数据信息的完整记录,进而合理确定地籍信息的监测周期,通过将过去与现在的土地数据进行比对,综合得出最准确的信息,进而开展对土地利用情况的调查,为土地整体规划提供决策依据。
2.2 遥感技术在地籍信息处理中的应用
遥感技术在地籍信息获取与管理中的应用主要包括数据选取、数据处理、变更信息提取和监测精度评定四个部分。
2.2.1 数据选取
众所周知,地籍信息的管理具有连续性、实时性和综合性及高精度的要求,利用遥感技术对地籍数据信息进行选取,通常是经过美、法两国制造的LandsatTM、SPOT卫星数据得以完成[2]。对数据的动态监测是在在较高精度基础上得以实现的,对地籍测绘信息的选取,需要对土地利用图纸信息与监测结果进行对比,进而确认地籍测绘资料中的人文、生态等相关指标。在GPS导航定位系统平台的支持下,地籍测绘能有效实现高分辨率卫星影像等补充资料的获取。
2.2.2 数据处理
数据处理是地籍管理中最为关键的环节。经过卫星遥感监测到的数据,需要利用计算机进行处理,这些资料包括不能被识别的图像和数据等,经过遥感系统中的图像信息处理设备对数据的转换与修正,使地籍测绘数据达到精度要求。
2.2.3 变更信息提取
变化信息的提取是遥感技术在地籍测绘管理中最为重要的应用。它是指根据遥感设备监测并处理的数据,在固定时段,当土地资料(如面积、权属及利用状况等)发生变化时,通过计算时间段内的时间差和得出土地资料的变化信息量,最终得出土地信息变化的规律,为往后的土地利用与开发提供预见性参考,并为后续政府国土资源管理部门进行整体土地规划决策提供意见。
2.2.4 监测精度评定
精度是评价地籍测绘成果的最主要指标,同时也是评价遥感技术应用成果的可靠筹码。在遥感技术平台上对地土地信息进行监测精度的评定,主要是对数据进行统计学的研究,根据已经完成测量的信息数据,需要与往期数据的精确度进行比较,实现对遥感技术下地籍测绘精度的衡量。相比过去的测绘方式,利用遥感技术测定土地信息,从传统的航空摄影方式上延伸出了红外摄影、红外扫描、微波探测等一系列非成像摄影,遥感技术下采用的多谱段扫描仪,能获取大于单波段成像所获取的光谱像片[3]。
2.3 遥感技术在建设用地勘测界定中的应用
以往,对建设用地的勘测界定通常需要一些技术经验丰富的测量人员进行,他们采用先进的测量仪器,对建设用地周围的设计点位进行测定计算。但这种传统人工的测量方法不仅对技术要求较高,往往还会受到复杂地形环境的影响,若是遇到障碍物,通视性就得不到保证,测量精度很受限制,测量结果难以保证准确。对建设用地的勘测定界定一般按照以下流程进行:审查建设用地的图件-现场勘查-设计图纸-建设用地的实地放样-进行土地面积的测量-核算数据-绘制建设用地的地界图与管理图-资料整理与归档,最后在反复核实下确定放样数据。然而,利用遥感技术中的GPS-RTK技术,能有效避免复杂地理环境的阻碍,突破了避免解析法和关系距离法放样方法的复杂性,尤其简化了中公路、铁路等建设用地的勘测界定的工作程序,节省了工程成本。
3 结束语
地籍测绘对于国土资源管理异常重要,但我们也深刻意识到它的琐碎性与复杂性,将遥感技术应用于地籍测绘领域,不仅降低了土地信息获取、数据处理及建设建设用地勘测界定工作的繁琐程度,还保证了数据的精度,有效提高了地籍测绘的整体效率,为新时期的地籍管理提供了极为便利的方法。
参考文献
[1]曹海春.遥感技术在森林绿地信息提取中的应用[J].山西煤炭管理干部学院学报,2010(03):15.
[关键词]农业灾害 监测 遥感技术
[中图分类号]DF413.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-7-299-1
中国作为一个传统的农业大国,正遭受着世界上最严重的农业灾害。如何加强对这些灾害的监测和控制,成为困扰农业发展的一项难点课题。基于我国农业发展历程,我们不难发现,遥感技术是增强农业灾害监测实效,实现我国农业更好更快发展的有效手段。对此,本文从基本概述、应用两个角度,对相关问题进行了如下的分析和阐述。
1遥感技术原理及其优点
1.1遥感技术的基本原理
所谓遥感技术,就是指通过各类光学探测仪器,对远距离目标所辐射的电磁波信息进行接收、加工、成像处理,进而探测与识别环境地物的一项综合性技术。而众所周知,物质不同,所发射的地磁波的波段也会有所不同。正因为如此,不同的物质在遥感技术作用下形成了不同的图像。从另一个角度讲,遥感技术凭借着不同的遥感成像,反映出了目标物的不同数据信息,进而成为区分不同物质的重要标准,这就是遥感技术的基本原理。
1.2遥感技术的优点
与其它监测技术相比,遥感技术的优点主要体现在以下几个方面:
首先,监测范围广,监测立体性强。通过遥感技术,可以获取对地面的连续性的、立体性的图像。这种图像可以有效避免地面点线监测所带来的视野阻隔以及其它一些局限性,极大地拓宽了监测者的视野,使监测者能够对各类灾害信息进行宏观性地把握。而且,越是那些波及范围广、灾害性大的灾害,其优势就越发明显。
其次,信息获取量大,信息获取效率高。凭借着高超的现代航天技术以及先进的现代航天工具,遥感技术能够及时的、迅速的获取各类图像信息和数据信息,为高效数据模型的建立提供先决条件,为灾害的甄别与监测提供有效依据。
最后,适应性强,可实现动态监测。对于有些灾害,如病虫害、雪灾、火灾等,常规性的监测手段根本无法奏效。在这种情况下,就需要充分发挥遥感技术的作用,发挥其适应性强的优势。此外,遥感技术可以对各类灾情进行全天候地监测,实现灾前监测、灾中监测、灾后监测的有机统一,为灾害控制提供充足的第一手资料。
2.遥感技术在农业灾害监测中的应用
2.1旱灾
旱灾是一种比较常见的农业灾害。据不完全统计,每年因旱灾造成的经济损失约占气象灾害类经济损失的一半左右。在应对旱灾的过程中,比较常用的方法有两种,一种是热惯量法,二是作物水分胁迫指数法,这都是遥感技术的重要体现。所谓的热惯量法,就是指通过遥感图像反演的研究区昼夜温差来反映农业旱情的方法;而所谓的作物水分胁迫指数法,则是指通过作物冠层与其上空大气温度差来反映作物的水分胁迫状况的方法。在实际中,两者的适用范围有所区别,前者适用于地与作物稀疏的农田,而后者则适用于作物覆盖率较高的农田。
2.2洪灾
与旱灾一样,洪灾也是一种比较常见的农业灾害。洪灾具有时空分布广、危害性大、突发性强的特点,每年造成经济损失高达210亿元。在实际中,遥感技术常通过洪灾程度监测和洪灾面积提取两项指标来实现监测目的。而这两项指标的取得,通常是建立在归一化植被指数(NDVI)提取和分析的基础上。现如今,遥感技术在洪灾监测中的应用日趋成熟,尤其是微波遥感技术,凭借着其实时性、动态性的优点,成为目前洪灾监测中最常用的数据源。
2.3病虫害
病虫害是影响农业生产的重要因素,每年约有13.5%的农业灾害是由病虫害引起的。在以前,人们主要通过肉眼来“监测”这种灾害。可想而知,这种监测具有很明显的滞后性,实际效果也很不理想。而遥感技术可以有效地弥补这个缺陷,通过各项监测数据,为我们准确地提供病虫害的范围和程度,以便及时发现并防治,为农业生产提供坚实的保障。光谱参数法是一种通过遥感数据来判断农作物外部形体以及内部生理信息的方法,而这些信息恰是判断病虫害的重要依据。可见,光谱参数法是遥感技术应用于病虫害的基础。此外,植被指数法和红边参数法也是遥感监测中不可或缺的两种方法,通过植被参数和红边参数,实现最终的监测目标。
2.4冷冻害
冷冻害是指因温度过低而抑制农作物生长的自然灾害。它不仅会延迟农作物的生长,有时甚至会造成农作物大面积的死亡。遥感技术在冷冻害防范方面具有重要的价值,可以准确、有效地预测或者评估冷冻害的发生时间以及危害程度。在实际中,植被指数(NDVI)并不能及时反映农作物冻害,以致冷冻害发生一段时间后才有所察觉。很显然,这种监测具有一定的延迟性。因此,要想取得理想中的监测效果,就必须将NDVI监测与农作物地表温度反演有机地结合起来。
2.5风雹灾
统计资料显示,我国每年的风雹受灾面积多达600万公顷,直接经济损失超过30亿元人民币。风雹灾的破坏性极强,在极短的时间内就会造成农作物的大面积倒伏甚至死亡。截至目前,遥感技术在风雹灾中的应用现状还不甚理想,遥感数据的时间分辨率与空间分辨率还无法达到要求。针对这种现状,可以采用TM、EOS-MODIS、NOAA-AVHRR等遥感数据相结合的方式,增强数据源的针对性和有效性。
3小结
综上所述,在新时期,加强遥感技术在农业灾害监测的应用是一项非常系统的工程。为了将该项工程做大做强,夯实该项工程的基础,必须明确以下几个问题:首先,要对加强遥感技术在农业灾害监测应用的必要性和重要性有一个清晰的认识;其次,要对遥感技术在农业灾害监测应用的现状有一个全面的分析;最后,要对加强遥感技术在农业灾害监测应用的路径有一个科学的把握。只有这样,才能切实增强遥感技术应用的有效性与实效性,才能真正实现我国农业又好又快的发展。
参考文献
[1]闫峰,李茂松,王艳姣,覃志豪.遥感技术在农业灾害监测中的应用[J].自然灾害学报,2006年第06期.
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:土地利用调查方法;遥感技术;应用;
中图分类号: P237 文献标识码: A 文章编号:
l 引言
主要列述了传统的土地利用调查方法及其缺陷,概述了遥感技术和基于遥感影像的土地利用调查理论,通过对柳州市的土地利用现状更新调查结果,并与以前的年度变更调查的技术及成果进行比较分析,总结出利用遥感影像能及时了解土地变化状况,能及时更新调查数据库,保持柳州市土地调查数据的现势性,实现国土资源“以图管地”精确调查和有效监管,满足国土资源“一张图”建设和“批、供、用、补、查”日常监管的需要,为国土资源管理和经济社会发展提供基础资料。
2 传统的土地利用调查方法及遥感技术概述
2.1 传统的土地利用调查方法
1984-1996年的12年间,我国各县级土地现状初始调查基本完成。由此获得的宝贵的土地利用现状基础数据成果,为各级政府制定国民经济发展计划提供了最基础的依据,为建立土地登记、土地统计制度,制定土地利用总体规划提供了第一手的数据。但是,近20年和今后的数十年内,都将是我国经济快速发展的时期,土地利用的形式将发生一系列的变化,随时摸清土地利用形式的变化、对土地利用图件和数据库进行及时更新将是我国各级土地管理部门的一项重要的和经常性的工作。由于航空摄影成本很高,难以运用航片来进行每年的土地变更调查,目前我国土地管理部门进行数据更新的方法是在前期土地利用现状图的基础上,根据变更申报到现场勘查,在详查图上标绘宗地变化的边界位置、权属变化和利用类型的变化,再到室内进行编绘更新,这种方法存在明显的缺点:
(1)难以准确获取变化边界的地理坐标,仅从相邻关系进行外推量测,难以准确获取变化边界的空间位置坐标,图件更新精度达不到要求;
(2)变化宗地的空间位置难以确定,面积量测不准确;
(3)不能主动监测变化;
(4)方法落后且人为干扰大;
(5)变更数据获取速度慢,多次清绘误差累积;
(6)工作效率低,费工费时费力,很多县市很难每年进行及时的变更;
(7)农村土地利用图斑多为不规则多边形,运用平板仪等测量工具只能测量拐点,不能连续测量整个边界,而且难于精确标绘到原土地利用现状底图上。
由此可见,该方法不能及时准确地获取全局的土地利用动态变化信息,无法实时掌握土地利用变化在空间上的分布和分析评价土地利用变化是否合理。此外,传统的方法即根据用地单位的上报数据了解土地利用的变化状况不仅被动,且中间不可避免地存在误报、漏报,对于地块的空间属性难以做到准确掌握,更不能满足动态变更及时准确的要求。因此,利用卫星遥感技术进行土地利用动态变更调查,及时准确地获取变更信息,就有着十分重要的意义。
2.2遥感技术概述
2.2.1遥感的定义
遥感(Remote Sensing),通常是指通过某种传感器装置,在不与研究对象直接接触的情况下,获取其特征信息,并对这些信息进行提取、加工、表达和应用的一门科学技术。
2.2.2遥感技术的优点
遥感的出现,扩展了人类对于其生存环境的认识能力,较之于传统的野外测量和野外观测得到的数据,遥感技术具有以下优点:
(1)增大了观测范围;
(2)能够提供大范围的瞬间静态图像,用于监测动态变化的现象;
(3)能够进行大面积重复观测,即使是人类难以到达的偏远地区;
(4)大大“加宽”了人眼所能观察的光谱范围,遥感使用的电磁波波段从x光到微波,远远超出了可见光范围;而雷达遥感由于使用微波,可以不受制于昼夜、天气变化,进行全天候的观测;
(5)空问详细程度高,航空像片的空问分辨率可以高达厘米级甚至毫米级。
与航空遥感相比,航天遥感能够进行连续的、全天候的工作,提供更大范围的数据,其成本更低,是获取遥感数据的主要方式,而航空遥感主要应用于临时性的、紧急的观测任务以获得高精度数据。
总之,利用遥感技术,不但可以更加迅速、客观地监测环境信息,同时根据遥感数据的空间分布特性,还可以作为地理信息系统的一个重要的数据源,以实时更新空间数据库。
3 基于遥感影像的土地利用调查实践
利用遥感进行土地调查的步骤遥感影像应用于土地调查中, 主要作用是通过人工目视或计算机自动解释, 建立信息数据或发现变化的图斑并对其进行变更。常规的图像解释方法根据遥感图像的光谱特征、空间特征和时间特征, 按照解释者的认识程度, 或自信程度和准确度, 逐步进行目标的探测、识别和鉴定。土地利用变更调查的原理是先将前一时期的土地利用矢量图叠加到当前时期的遥感图像上, 对比同一范围内遥感图像上地块的形状和利用类型, 发现变化图斑, 并对其进行标记, 再到野外进行产地核查进一步确定,最后将室内判读的结果与野外调查的实际情况进行对比分析。
3.1调查区概况
2007年-2009年,柳州市开展第二次土地调查工作,对利用状况开展了全面的调查,建立了土地利用数据库和管理系统。从2010年开始,土地变更调查是从第二次土地调查的基础上进行利用状况变更,获取当年的土地利用现状数据。为了使工作成果科学、准确和合理,并尽快地符合实际工作的需要,工作人员使用了遥感、GPS等新技术进行全面的土地利用现状更新调查,取得了良好的成果,极大地提升了国土资源管理方式。
3.2总体技术流程
总体的技术流程如下:
(1)利用当年航摄的航片及DEM数据制作成地面分辨率为1米的1:10000正射影像图,作为土地利用现状图更新及土地利用数据库建设的精度要求;
(2)利用正射影像图、各年度土地变更调查资料及最新的l:1万地形图作为内业判读及外业调查底图;
(3)把制作好的正射影像数据库套合到1990年基础库,应用GPS技术等进行全面野外调查,查清土地权属变化情况及境界、土地权属界变化情况,并对已变更的地物进行实地测量获取变更图斑、线状地物、零星地物点位坐标和面积等输入计算机,更新土地利用现状图;
(4)利用新的土地利用现状图,更新土地利用现状数据库,做到图件、数据、实地三者一致。
3.3土地利用数据更新流程
土地利用数据更新入库的流程可以分为三部分,即:制作正射影像图、结合GPS技术更新变更地物和利用supemap软件进行数据入库。具体操作如下:
(1)应用遥感技术(RS)发现和提取土地利用信息,由于航空像片为中心投影,应该先将其纠正为正射投影—— 制作正射影像图;
(2)应用全球定位系统技术(GPS)快速、准确地获取土地利用变化信息的空间坐标土地变更数据的获取;
(3)应用supermap地理信息系统技术进行土地利用现状数据更新及农村土地调查数据库管理系统具有输入、图形编缉、管理库、空间分析、输出等主要功能,系统可满足土地利用现状数据更新及土地利用数据库建库的要求。
3.4新老结果比较分析
在土地更新调查完成后,把此次土地变更调查的结果和上年的土地变更调查成果做比较,发现相应地类的面积存在着差异,其具体情况如下:
(1)耕地面积比上年度耕地面积数减少;
(2)建设用地面积比上年度耕地面积增加;
(3)土地更新调查中建设用地增加幅度大,而耕地减少幅度小。
经研究分析,发现耕地面积产生差异的主要原因是历年违法用地未在年度变更调查进行变更统计,建设用地面积产生差异的主要原因是历年积累的变更调查漏查的建设用地未在年度变更调查进行变更统计,而这些未在年度变更调查中进行变更统计的数据,在更新调查工作中均进行调查统计。建设用地增加幅度大,耕地减少幅度小的主要原因有两个:
(a)在土地规划及耕地保护具体工作中,经农田整理新增耕地的一部分作为折抵指标已用于建设用地,尚有一部分未用于建设用地,也没有用于耕地占补平衡,这部分耕地在年度变更调查工作中全部进行了变更统计,同时,根据占补平衡要求,将相当于扣除折抵指标后剩余部分新增耕地面积数的经开发造地新增耕地面积数节余下来未进行变更统计,在更新调查工作将节余下来的开发地数进行了变更统计。
(b)经本地开发造地新增耕地超过占补平衡所需部分未在年度变更调查工作进行变更统计,但在更新调查工作中将这些超额部分开发造地数进行了变更统计。
4 结束语
随着各类建设占用地日益增加,在我国经济快速增长,用地量逐年增大,土地利用变化频繁,常规的土地调查方法已远远不能满足新形势对土地管理的要求。因此,改变传统国土资源管理工作方式,采用现代化遥感技术手段,准确、快速地掌握国土资源利用状况,科学规划、配置、合理开发利用国土资源,实现国土资源决策、管理现代化和服务社会化,促进我国经济可持续发展和社会全面进步,是国土资源管理工作面临的当务之急,也是必须实现的战略目标。
参考文献:
[1] 李月臣,杨华,刘春霞.土地覆盖变化遥感检测方法[J].水土保持研究.
[关键词]高分辨率 遥感技术 制图 城市规划 监测
[中图分类号] P237 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-2-251-1
我国正处于城市高速发展时期,逐渐从农业大国走向以城市为主的新历史阶段。而数字城市则是城市发展的主要方向,它推动城市的可持续发展。高分辨率遥感技术在数字城市规划中的应用有助于获取大量基础性数据,绘制相应的地图,辅助城市建设决策。
1 高分辨率遥感技术概述
学界将卫星影像图的空间分辨率在10m内的遥感技术成为高分辨率遥感技术,早期的高分辨率遥感技术被应用到军事领域,到20世纪90年代,高分辨率遥感技术开始进入商业化进程,开始在工程测量、城市规划等方面得到广泛应用,这时的高分辨率遥感技术才开始进入繁荣发展时期。当前,我国在高分辨率遥感技术的应用上,多采用美国发射的IKONOS高分辨率卫星。
高分辨率遥感技术进入到市场经济发展中后,其强大的空间分辨率、丰富的信息量都使得其与传统遥感技术相比有无可比拟的优势,得到大家的认可和关注。在1m分辨率的卫星影像图上,城市的地表资源、环境、经济等内容都可清晰可见,故而高分辨率遥感影像图在数字城市规划中得到大力应用。
与传统遥感技术相比,高分辨率遥感技术的单幅遥感影像图中的数据更多,是中低分辨率遥感影像图数据量的100倍以上;高分辨率遥感卫星影像图的单色波段光谱分辨率大,用户可以准确判断出地物的类别、属性,地物的纹理信息和几何结构信息非常明显,用户可根据实际需求对这些影像图进行相应的图像处理,得出想要的图件。而传统的遥感影像分辨率有限,很难看到一些较小地物的纹理、结构等细节信息。
2高分辨率遥感技术在数字城市空间布局规划中的应用
2.1运用遥感资料制图
运用遥感技术制图前获取遥感资料的常见作业方法有三种:航空摄影测量:包括像片控制点测量和像片调绘等外业工作内容和影像扫描、数字空三加密、定向建模和数据采集等内业内容,所需数据源包括航摄资料、大地测量资料、地形图资料、专题资料等。航天遥感测量:包括正射纠正、数据采集、核查补调等作业流程,所需数据源包括卫星遥感影像或其正射影像数据、比例尺成图比例尺相同的地形图或DRG数据等。地形图扫描矢量化:包括扫描定向纠正、数据采集与更新、数据编辑以及图幅接边等作业流程,所需数据源包括出版年代最新的、比例尺与成图比例尺相同或更大的地形图、最新的DOM数据、专题资料等。
高分辨率遥感技术获取的影像图与一般的影像图不同,其数据处理和信息提取方法也有所不同。一般来说,其包括图像的预处理和信息提取两大部分,流程如图1所示。首先将图像数据读入进行预处理,包括几何校正、去噪、增强效果等,当影像图有三维立体图像时,可提取数字高程模型,纸质正射影像DOM。其次进行景观地物的边缘检测和分割;再次,利用专家知识系统和先验模型确定各个类型特征的描述参数,提取出需要的信息,并进行分类;最后输出结果。
第一,地形图绘制。地形图是数字城市规划和建设中需要的最基本的地图,按照往年的经验,地形图的更新周期为1-3年。在数字城市规划中,应用高分辨率遥感技术可大大缩短地形图更新周期,绘制大比例尺地形图。利用遥感技术获取精确的影像图,然后借助相关图像处理技术进行影像图的处理,绘制出不同类型的地形图。
第二,正射影像图绘制。正射影像图是一种具有地物标记、图画可量测性、丰富直观影像信息的地图。通过遥感技术获取合适覆盖范围内的最新图像信息,然后利用专业图像处理软件对其进行校正、增强、镶嵌等处理,借助大比例尺地形图,对影像图进行变换和几何纠正,确保图像信息的精准度,将地形图中的城市、居民点、山脉、河流、公路等典型地物信息和名称标注出来,进行相应的装饰,制作出数字正射影像图。正射影像图在数字城市规划中应用的最大优点就是周期短、成本低。
2.2 建设城市规划数据库
数字城市规划需要多种技术的支持,高分辨率遥感技术可获得高质量的卫星影像图,丰富数字城市规划的信息系统,帮助用户了解城市建设的相关情况,帮助其作出科学的决策。数字城市的规划以城市建设现状为入手点,这其中就涉及到大量基础地形数据、规划控制数据、现状数据、属性数据等资料。现状数据主要包括拨地数据、用地现状数据等。利用高分辨率遥感技术可获取丰富的地形数据资料,且数据的更新也非常简单。
2.3 城市内部用地结构分析
在数字城市规划中,城市各功能单元及其结构的合理性直接关系到城市的可持续发展。例如:城市用地变化与建设格局分析。城市人口的增加使得房地产业迅速发展起来,土地开发问题越来越多,这不利于数字城市规划与建设的顺利进行。合理利用每一寸土地,提高土地利用率,推动城市可持续发展是数字城市规划中用地规划的关键。将不同时期的城市用地遥感影像图综合起来分析,了解城市用地变化情况,并用统计方法进行城市中心移动、离散度、紧凑度等的分析评价,预测城市时空变化,发现城市规划中存在的问题,并及时纠正,促进城市可持续发展。又如:绿地景观是城市的重要生态系统,可利用高分辨率遥感技术进行城市绿地景观基本布局、占地面积、所处位置、苗木种植情况等数据资料的获取,然后根据基础地理信息数据库中的管理系统进行数据处理,得出最为直观的影像图,进而进行合理的城市绿地景观设计。
利用高分辨率技术以及高光谱遥感数据,实现地物的精确分类和识别,从定性化的高光谱遥感数据走向定量计算,更好发挥遥感数据的优势。在数字城市建设中,根据实际需求利用高分辨率技术和高光谱遥感数据进行城市定量遥感的分析。总的来说,高空间分辨率技术在数字城市中的利用主要有以下几个途径,如图2所示。
3 城市发展动态监测
动态监测是数字城市规划的重点之一,为数字城市规划奠定基础,帮助用户了解城市发展动态。一般来说,城市发展动态监测包括城镇扩张现象、市容管理、城市绿化、地震灾害、环境保护、城市交通规划、数字交通建设等方面的监测和评价。下面就简单介绍其中的城市绿化、地震灾害两个方面的监测和评价。
第一,城市绿化的动态监测。应用多时相遥感数据,对比分析测区不同时期的绿化状态,了解其绿化变化和空间分布情况,实现对城市绿化的动态监测。通过高分辨率遥感技术获取一系列专题性的城市绿化分类图、树种分布图、草地分布图等,进行城市绿化的动态监测。如:2003年北京重点实验室的“基于IKONOS遥感影像的北京城市公园湿地资源调查”项目将1m空间分辨率的全色影像几何形状数据与4m彩色影像数据融合,解析水系植被等的遥感影像特征信息,了解近年来的公园水面面积、植被面积、水系植物类型等变化数据。
第二,地震灾害监测。地震预防是各个国家和城市都非常重视的问题,地震灾害的监测有助于减轻地震危害。利用遥感技术进行地震灾害的监测,扩展人们获取地球信息的能力,减轻地震灾害对城市建设带来的危害。如:2004年中国地震局地质研究所开展的“IKONOS卫星影像在城市防震减灾及震害评价中的应用研究”项目中,在IKONOS卫星影像图中可清楚分辨出防震减灾工作中需要的基本要素,利用图像处理技术对影响资料进行信息的提取,提取地物形状、方位、属性等信息,大大节约时间和人力。且IKONOS卫星影像的更新速度快,能满足城市地震灾害评价对影像图的需求。
4结束语
高分辨率遥感技术以及影像图的处理和信息提取技术越来越成熟,是数字城市规划的关键技术之一,有助于实现资源的合理调配,保护生态资源,合理规划城市交通、教育、绿化、市政管理等,促进城市可持续发展。
参考文献
[1]蔡宏,李俊,刘敬.高分辨率遥感在城市发展动态监测中的应用[J].云南地理环境研究,2006,18(1):105-109.
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关键词:低空遥感;农业大数据;无人机;农情解析
农业生产是人类赖以生存的传统性社会生产活动,但由于其具有生产分散性、地域复杂性、灾害突发性等特点,人们难以及时掌握农业资源信息来推动生产发展。1970年代开始,随着民用资源卫星的出现,农业生产领域最先开始利用遥感技术进行农作物面积监测和估产且效果显著。近年来,无人机遥感技术在农业生产中的应用发展迅速,凭借其灵活机动、操作简单、成本低、获取影像速度快且光谱分辨率更高等高空遥感无法比拟的优势,推动了精准农业的调查、评价、监测和管理。由于无人机遥感技术可对农作物进行快速高效的动态实时监测,它已经成为当下农业遥感领域的研究热点。
1无人机遥感概述
1.1无人机发展历程
1916年9月,无人机正式步入人们视线开始发展,2010年开始进入全民应用阶段。目前无人机的应用已经渗透到人类生活的方方面面,成为促进社会经济发展的重要增长点。无人机以其操作方便、灵活机动、实时精准等特点受到了越来越多的关注和得到了应用发展。我国的无人机发展虽起步较晚,近年来也获得了一定的成果,开展了一系列卓有成效的应用研究,影像数据的监测和获取精度有了极大的提高。
1.2无人机低空遥感系统组成
具体的无人机低空遥感系统的组成部分有:无人机飞行平台、微型传感器负载、地面控制台、数据传输系统和影像处理系统等。在农业资源领域,无人机的形状大小、可载负荷量、飞行性能和航线规划算法都对农田资源的监测获取精度有着很大的影响。近年来随着多种无人机平台———如固定翼、单旋翼和多旋翼等无人机机型的出现,各种问题和缺陷也逐渐显露出来,农业遥感技术的发展面临着新的机遇和挑战。
2无人机农业应用中的优势
相比于卫星遥感,无人机有着独特优势。(1)无人机作业自主化。农业无人机由动力驱动,操作灵活,可以根据要求自主规划最佳航行路线和拍摄角度,极大地弥补了传统作业需要大量人力且效率低的缺点。(2)无人机获取数据精准。低空无人机遥感技术可以凭无人机的近地摄影测量优势获取更高精度的光谱影像,覆盖范围更广,受到天气和空间的影响更小,与“精细化农业”的目标更加贴合。(3)无人机获取数据实时、快速、成本低。可以动态连续监测,利用所得影像的高光谱信息进行作物营养诊断、农田系统检测和种类细分、作物长势动态信息获取等技术操作。
3无人机低空遥感技术的主要应用
3.1农业资源预测评估
粮食作物是维系社会正常运行的基础,种植面积与长势的波动影响着国家的稳定。卫星遥感在精确即时数据获取方面有着明显缺陷,无法满足现代农业要求。近年来,无人机遥感随着技术的成熟,弥补了卫星遥感的不足,其在农作物长势分析、养分和土壤水分分析等方面发挥着独特优势。在不与农作物直接接触的情况下可以通过传感器在低空获取作物的电磁波信息并得到相关的指标数据,然后用相应的定量分析方法对耕地生产力进行评价,且最终获得的数据的空间分辨率可达到厘米级。参照刘忠等[1]的研究,将农作物长势关键参数划分为形态指标、生理生化指标、胁迫指标和产量指标等4类。有关长势参数反演的相关研究近年来在国内外都是研究热点,反演方法有形态特征提取法、辐射传输模型法等众多针对不同情形的方法,选择时要尽量避开其短板。
3.2农业虫草害遥感监测
全世界每年由病害和虫害导致的粮食减产仍然十分严重,在总产量中的占比约达到了1/4。目前国内外对利用无人机遥感进行数据反演的研究有很多,但是还未形成规模化成果进行推广,大部分是针对特定作物的监测研究。在农业虫草害中,作物与杂草的识别不可或缺,针对此问题Inkyu等[2]提出了新的改进办法,即利用站式滑动窗口的方式开发一种新的识别分离模型。在各研究中,对于虫草害等信息光谱特征专门提取并进行遥感反演定性,若可更深入研究并加以推广,可做到对灾害的及时发现和防治,将对农业发展有巨大的推动作用。
3.3精准农业管理
精准农业管理是根据作物生长环境和自身特点的差异性进行精准的特定的管理,达到浪费少、成本低、收益高的目的。在李明等[3]的实验研究中,对通过无人机遥感试验得到的多幅有重叠区域的水稻地块图像,进行处理后建立的可识别二分类Logistic回归模型准确率高,对各不同地块的差异性比较具有参考价值。对无人机影像获得的三种可见波段进行模型建立可达到高精度提取某种作物信息的效果。如综合利用红、绿、蓝三个波段建立可见光差异植被指数模型,绿色健康植被信息的提取精度可达到90%。
4无人机农业应用中的不足
由于无人机遥感技术仍是近年来的新兴技术,若要大规模推广利用仍有许多局限性。无人机自身携带的GPS精度、天气状况、续航时间、通信距离等因素都会影响无人机遥感技术的适用性和实用性。针对单一无人机的作业能力,国内外研究者提出了众多解决方案,但尚未得出一个全面的结论,例如若提高机载设备的监测精度往往又会减低其单次飞行时间。同时,农田间环境千差万别,对无人机的运行也是极大的挑战。在面对复杂天气时,体积小质量轻的优点反而成了劣势,若不能做到随时监测就会降低无人机遥感的可靠性,恶劣条件下通信信号变弱也会影响到低空无人机的运行。国内外无人机遥感研究模型试验的农田范围尚小,缺乏代表性。
[关键词]深部矿产勘查 问题 勘查技术 应用
[中图分类号] P62 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-4-216-1
在深部矿产勘查过程中,经常会遇到这样或那样的问题,这些问题一旦得不到及时有效的解决,就会对勘查成效带来影响,因而必须对存在的问题有一个全面的认识,并切实加强勘查技术的应用,最大化的确保深部矿产勘查成效。基于此,笔者结合自身工作实践,就此展开以下几点探究性的分析。
1深部矿产勘查的问题分析
在深部矿产勘查中,经常会遇到这样或那样的问题,具体来说,主要体现在以下几个方面:
(1)在钻头在钻进过程中经常会遇到复杂的地层,加上深部地层的构造极其复杂,尤其是所穿越的岩石层非常之多,且不同层位的岩石的坚硬程度不同,因此对于整个钻进工程而言具有较大的难度。
(2)在钻进过程中钻孔经常会出现偏斜距较大的情况,尤其是在钻深孔时,往往偏斜距与钻浅孔的偏斜距的偏差要大得多,因而难以对钻孔落点位置进行精确的确定,进而影响整个深部矿产勘查工作的开展。
(3)在样本获取过程中存在的较大的难度,这是由于钻孔旨在得到矿产的样品,而对于复杂的岩层来说,则对钻探技术的要求更加严格,就现有的钻探技术来说,往往由于器具和钻探人员的专业技术水平的高低不一,导致矿产样本获取的难度较大。
(4)钻探施工过程中危险系数较大,且需要耗费大量的人力物力财力,尤其是施工中存在较大的工作负荷,因而必须严防出现孔内事故,所以在钻进施工过程中对于各种各样钻进设备材料和工具的要求具有较高的性价比,因而整个施工过程具有较大的危险性,且耗费的人力物力材力较大,从而极大化的影响钻进工作的开展[1]。
2深部矿产勘查中勘查方法的应用探析
2.1地震反射技术在深部矿产勘查中的应用
深部矿产勘查中应用地震反射技术是未来的主要发展方向。在地震反射技术应用过程中,应切实做好以下几方面的工作:
一是在采集数据过程中,由于在结晶岩地区地面具有较大起伏,且植被非常茂盛,加上存在诸多障碍物,因而在野外作业难度较大,进而导致信号收发的稳定性较差,因此应想方设法将分辨率提升,而这就必须将信号频率激发,同时还应考虑增加频率和勘查深度可能带来的信噪比提升,所需的激发药量也应精心控制,否则将会适得其反。
二是加强3D技术的应用,切实做好地下介质的观测。这是因为地下介质具有较强的不均匀性,而这就会使得所发射的地震信号出现反射和散射,从而将其信噪比,加上标志层的缺乏,就会导致矿体反射识别难度较大,此外,由于地下岩层具有复杂的结构,所以必须加强3D技术等辅助技术的应用,加强对地下介质的观测,但在应用时还应结合企业的经济实力尽可能地降低勘探成本。
三是在深部矿产勘查过程中应用地震反射技术应对矿体理论开展模拟研究,且模拟研究应分成不同形状、成分和尺度矿体等方面,才能更好地对矿体的特点有一个深入的了解,例如对矿体的反射特性和散射特性,并对矿体机械相应的探测试验,尤其应加强不同类型矿体的探测和探究,再结合矿体理论和矿产的物性研究进行有机结合,从而更好地分析和认识矿区波场的响应规律[2]。
2.2深部矿产勘查中加强遥感技术的应用
在深部矿产勘查中加强遥感技术的应用能有效克服矿产难找和难识别等问题,因而必须加强对遥感技术的应用,在应用过程中,应严格按照以下步骤进行:
首先,应利用遥感影像的色调和异常的形态,科学的确定勘查的靶区。这因为在不同的遥感影像中,能发现诸多与地层色调不同的特殊影像体,加上围岩的色变以及矿床的分散晕就会形成特殊的影像,所以在遥感图像中识别特殊影像体是在矿床勘查中应用遥感技术的第一要务。
其次,应利用遥感技术建立遥感找矿模型。而这就需要在遥感技术应用过程中结合地质环境和矿床的时空规律对其高度概括,从而得出与待勘查煤矿相符的模型,而正是建立了该模型,就为低下深部矿产的勘测带来极大的动力。
再次,科学分析和总结深部矿产开采办法,加强对成矿方法的预测。在深部矿产勘测过程中,若采用单一的方法进行勘查,往往效率较低,因而必须在应用遥感技术的同时,加强与多种技术方法的应用,采用多元地学信息对成矿进行综合预测。
最后,应借助遥感技术所得的遥感资料,利用遥感资料特有的宏观性对成矿区的延伸范围进行追溯,这是因为成矿区往往存在大型构造带以及岩浆带的活动,能有效的确定成矿区的延伸范围,进而为部署和安排深部矿产勘查工作奠定坚实的基础。
由此可见,在深部矿产勘查中加强遥感技术的应用,主要是就是利用遥感技术对矿床的靶区进行预测,在未来的深部矿产勘查中,随着遥感技术和卫星空间技术、高光谱技术等高新技术的综合应用,将逐步实现利用卫星勘查替换野外勘查,最终为深部矿产的勘查提供强大的技术支持。
2.3钻进技术在深部矿产勘查中的应用
在钻进过程中,由于小口径孔底马达输出功率小,不能用于所有岩层的钻进,而且抗拉强度比较小,所以,在进行深部矿产地质钻查时,要研制出符合各项自然条件要求的高精度定向测量仪器。此外还要保证冲洗液的正常工作面对不同复杂层护壁问题,冲洗液要有良好流变性,从而达到减小阻力的效果。另外还要研制使用结构简易、性能良好的泥浆净化设备,既要预防泥浆在高温条件下变质失效,又要维持泥浆性能稳定,起到非常好的效果[3]。
3结语
综上所述,对深部矿产勘查的问题与勘查方法进行探析具有十分重要的意义。作为新时期背景下的部矿产勘查人员,必须紧密结合时展的需要,致力于自身专业技术水平的提升,结合深部矿产勘查的问题,采取有效的勘查方法,最大化的确保深部矿产勘查成效。
参考文献
[1]张保江.对深部矿产勘查方法的探讨[J].科技致富向导,2012,09:256+299.