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(一)“遥感”的界定
目前学术界比较认可的对于“遥感”的定义为利用遥感器装置对地面物体进行探测,得出待测物体的相关性质,根据待测物体对于波谱产生的不同反映而识别出地面上的待测物,它有从遥远的地方感知物体的含义。遥感技术主要是指空对地的遥感,也就是从远离地面的不同工作平台上通过传感器装置,对地球表面物体的电磁波信息进行探测,并通过信息的传输和处理以及判读,对地球表面资源与环境条件进行检测技术。
(二)遥感技术的主要特点
1、遥感技术可以获得大范围的数据资料
由于陆地卫星的轨道为910km左右,而遥感技术所应用飞机的飞行高度为10km左右,所以通过遥感技术可以获得较大范围的数据信息。
2、遥感技术获得信息的速度快、周期短,能满足时效性要求
由于卫星围绕地球运转,因此对于卫星所经过区域的自然现象能够获取到最新的资料信息,以便及时更新原有信息。或通过对待测物体信息资料的变化对比进行实时监测,能够做到数据的及时更新,所以从这个角度来说,人工实地测量的劣势显而易见。
3、获取信息受条件限制少
由于遥感技术基本不受地面条件的限制,所以航天遥感技术对于待测物体的各种信息资料能够做到方便及时的获取。尤其是对于自然条件极为恶劣的沙漠、沼泽和山高路险的地方。
4、遥感技术所获得信息的手段较多,信息资料庞大
遥感技术所获得的数据信息应用于不同的研究领域和不同的研究目的,为实现这一方面的要求,可以通过选用不同波段的遥感仪器来获得信息。同时对于地区的内部信息,可以通过不同波段对于物体的穿透性来完成。
二、遥感技术与土地管理
(一)遥感技术的原理
通常,波是指振动的传播,电磁波即是电磁振动的传播。根据波长的长短可以把电磁波的波段进行划分,从目前的情况来看,电磁波的波段主要包括γ-射线、X-射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波(按照波长由短至长依次划分)。穿透力越强的电磁波波长越短,紫外线、可见光、红外线到微波的光谱段主要应用于遥感探测技术。太阳所发出的光是一种电磁波,因为它是电磁辐射源。当太阳照射出来的光从宇宙空间穿过大气层到地面的时候,大气层会对太阳光进行吸收以及辐射,因此也造成了太阳光的衰减。大气层对于太阳光的吸收和辐射作用有一定的差异,所以大气层对于太阳光的吸收和散射的影像也有一定的区别。由于地面上的任何物体只要温度高于绝对零度就会产生反射、吸收以及透射、辐射电磁波的特性。每种待测物体的特性以及照射光的波长不同,所以其对照射光的反射率也有一定的差异。目前,遥感信息的应用分析已经从静态分析向动态监测过渡,从单一遥感资料向多时相、多数据源的融合与分析,遥感技术也逐渐向高空间分辨率以及高时间分辨率和高光谱分辨率的方向发展。遥感技术的充分发展可以减少野外作业和目视解译的工作量。
(二)土地管理
土地管理是指国家综合运用行政、经济、法律、技术等手段,为维护土地所有制,调整土地关系,合理组织土地利用,而进行的计划、组织、指挥、协调、控制等综合性活动。它是国家的基本职能之一,由立法机构将国家意志表示规范化并用法律形式体现,国家各级管理机关贯彻执行。土地管理的目的是有效利用和节约土地,使这项不可再生资源能长期为经济发展和人民生活提高发挥作用。运用现代技术可以对土地资源进行更科学、更精准的管理,特别是遥感技术的应用,有助于我们高效节约利用土地,在土地管理中的地位越来越重要。目前遥感技术主要应用于海洋、气象、地质、水文、军事等领域。在未来的一定时间里,遥感技术将进入新的发展阶段。它在给人们提供快速、及时观测数据的同时还可以提高遥感图像的空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率。地理信息系统和全球定位技术的进一步发展及相互配合使用将会逐渐使其应用的领域越来越广泛。
(三)遥感技术在土地管理中的应用
1、遥感技术应用于土地资源的变更调查和复核检验
近些年我国在土地变更调查事业上投入了大量人力物力财力,但是得到的调查结果却并不令人满意,差错漏现象仍然很突出,随着时间的推移,历史遗留问题将会逐渐增加,数据的时效性难以保障。卫星遥感数据的应用弥补了上述的不足,其应用已成必然。在土地变更调查中应用遥感数据,土地管理人员可以方便快捷的找出变更图幅的具置,并且这一工作可以在室内展开,然后根据各县市区国土资源管理部门提供的具体变更资料便可以进行变更。它在工作效率和调查结果的可靠性方面有了长足的改进。另外通过遥感技术所获得的遥感数据进行土地资源变更调查的复核工作,可以快速及时的发现遥感数据和实际的变更资料之间产生差异的真实原因。
2、遥感技术在进行城镇地籍更新调查中的应用
城镇地籍更新调查中同样可以应用遥感技术,通过航空摄影测量,可以获取城镇地籍图和地籍影像图,并以此为依据建立相应的城镇地籍数据库及管理系统,逐步形成全市范围内的城镇地籍信息系统网络,这不仅可以更有效的利用土地资源,还有利于土地权属管理,落实各项土地管理措施。
3、利用遥感技术配合土地执法检查
土地执法检查中应用遥感监测,可以及时发现因监管缺失而造成的隐漏或因交通不便不易通过巡查发现的土地违法行为,做到早发现早解决,尽可能的把土地违法行为消失在萌芽状态,杜绝违法用地现象的发生。
4、利用遥感技术辅助规划部门掌握土地利用总体规划执行情况
目前,规划部门所具备的只是各区县的土地利用总体规划图的文本和图件,至于其具体执行情况却很难获悉。有了遥感数据以后,通过得到的影像图,规划部门可以对各地的执行情况一目了然,从而为进行宏观层面的管理提供了可靠的依据。
现代测绘新技术的出现发展,不论是在学科理论上、还是技术体系中以及应用范围上都取得了较重大的发展。目前,测绘产业主要是以“3S”技术为主要的特征,现代测绘技术在人们的生活中已经成为一种重要的工具,为人类研究地球及自然环境,解释一些自然现象,解决人类社会可持续发展等许多的重大问题。
遥感,从广义上的概念是泛指一切远距离无接触的探测,狭义的定义,遥感是应用探测仪器,不与探测目标相接触,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,揭示出物体的特征性质以及其变化的综合性探测技术。遥感影像数据是值地表得光谱特征通过大气层的传播,被航空或航天的传感器接收,记录表达为光谱数据,或者在感光介质上直接反映成为像片数据。不同种类的地表覆盖,表现为不同的地物特征,最终反映成为不同色度值、亮度值的遥感资料,为计算机的自动分类和作业者准确的目视判读创造了条件,从而达到提高调查工作的效率和效益的目的。制作卫星遥感数字正射影像图(DOM),其原理是依据其自身的特点,应用专业的遥感软件对原始的遥感影像进行辐射校正和几何校正,达到消除位移误差和各种畸变,最终得到的卫星遥感数字正射影像地图包含地理信息和各种所需专题。
遥感技术主要包括卫星遥感和航空遥感两个方面,作为地形图测绘的重要手段航空遥感在实际已经得到了广泛的应用,而卫星遥感影像在测图工作中同样取得了较好的效果。
1 与传统测绘工作相比较遥感技术所具有的优势
目前,人造地球卫星时间周期短,提供的遥感影像资料经过加工处理可以制作成高速度、高质量的测绘地形图。①大面积的同步观测。大面积同步观测所取得的数据是进行环境、资源调查时最宝贵的资料。然而通过传统的测绘手段难度较大,工作量巨大。遥感观测则可以不受地形条件等限制,提供获取信息的最佳方。②时效性。遥感探测可以做到对同一地区在短时间内进行重复探测,发现地球所发生的动态变化,而传统的测绘工作则必须在大量的人力、物力前提条件下开展地面调查,用几年、或者几十年的时间仅能获得地球大部分地区动态变化的数据。③经济性。相比较传统的测绘技术,遥感技术更大的程度上节省了人力、财力、物力和时间,带来了较高的经济效益和社会效益。
卫星遥感信息具有覆盖范围大的特点,对宏观的定性分析具有重要作用与价值。从20世纪的70年代中期开始,我国已经开始利用陆地卫星像片进行区域地质调查以及土地资源调查的工作。伴随着计算机技术的快速发展的同时,遥感技术也在随之进步,在地籍测绘工作中,日趋成熟的动态监测已经得到了广泛的应用,比如遥感技术(RS)与地理信息系统(GIS)、GPS定位技术相结合(3S技术),为开展土地测绘工作提供了许多的便利。动态监测是在地籍测绘中应用遥感技术最直接最便捷的表现就。动态监测是指应用遥感技术,及时监测土地的调查、动态以及变更。
2 在测绘领域的应用
2.1 测绘地形图 在测绘生产过程中,应用立体摄影测量方法较为普遍,其通过遥感技术来获取地面的三维信息。雷达卫星的全天候,全天时,不受夜暗和云雾等恶劣天气影响的特性,随着雷达遥感快速发展的同时,因此,合成孔径雷达(SAR)在立体摄影测量中的应用也逐渐开始广泛。然而,由于斑点和噪声的原因,因此,合成孔径雷达的使用受到了一定程度的影响。但是,伴随着雷达技术快速发展的同时,为获取地面三维信息干涉合成孔径雷达技术(INSAR)提供了全新的方法,就是利用干涉雷达技术的提取来制作地形数字高程模型(DEM)。此方法大大改进了获取数字高程模型(DEM)的传统模式。
2.2 卫星遥感数字正射影像图(DOM) 遥感影像是通过遥感技术所获取得地球表面客体或事物(地物)的影像资料。在应用了专业的地理信息遥感软件后,通过对原始感遥影像经过辐射校正、几何校正后,消除各种畸变和位移误差,然后进行地理配准和图像融合、增强等手段处理,之后生成具有地理信息和各种专题的卫星遥感数字正射影像地图。DOM具有一定几何精度的影像。在城市及区域规划、土地利用/土地覆盖制图、地质和土壤制图、测绘(地形图的修补测及专题地图的制作)的应用广泛,以及在农、林、牧、渔业、资源专题、湿地制图、野生动植生态学、环境评价、考古学和地形分析及城市虚拟景观的制作及评价等方面应用也越来越普及。
2.3 制作专题图 识别空间不同规模制图对象,对于遥感图像空间分辨率方面都有相应的要求。遥感图像的空间分辨率与地图的比例尺存在着极密切的关系。在遥感制图中,由于不同平台的传感器所获取的图像信息可以满足成图精度的比例尺范围都是不尽相同的。因此,修测更新遥感专题制图和普通地图时,应该结合研究、用途、精度和成图比例尺、宗旨等要求,对不同平台的图像信息源,不可通用必须要进行分析筛选适合的,以便达到经济实用的效果。遥感图像的时间分辨率差异很大,用显示制图对象动态变化使用遥感制图的方式的同时,不仅需要清楚研究对象自己本身的变化周期,而且更要了解到有没有与其相对应的遥感信息源。
3 结语
随着获取遥感信息和处理技术信息时代到来的高速发展,人们对遥感技术的了解也逐渐深入,遥感技术可以贯穿于地质灾害调查、监测、预警、评估的全过程。随着遥感技术理论的逐步完善以及遥感图像时间分辨率、空间分辨率与波谱分辨率的不断提高,为地质测绘工作提供更先进的技术支持和更加全面的数据库资料。
参考文献:
[1]陈俊勇.我国工程测量技术的新进展[J].测绘工程,2004.
遥感是利用工作在不同电磁波范围、运行在不同高度和不同类型遥感平台上的技术,连续不断、夜以继日、周而复始地获取以地球表面为主体的遥感数据,对地球表面的各种物体进行探测,把握地球表面物体、现象和过程的变化及其演变过程。
遥感开辟了人类认知地球的崭新视角,为人类提供了从多维角度和宏观尺度上去认识宇宙世界的新方法和新手段,实现了历史性的跨越。目前,我国的遥感应用已取得了令人瞩目的成就,在经济建设和社会发展中发挥着越来越重要的技术支撑和服务作用。
受国家重视应用前景广
中国遥感技术起步于20世纪70年代末,30年来,国家非常重视遥感技术的发展,连续4个五年计划都把发展遥感技术列为国家重点科技攻关项目,把遥感技术作为国民经济建设35项关键技术之一。
在应用方面,遥感已在土地资源、土地利用及其动态监测,主要农作物的遥感估产,森林资源调查包括植树造林及退耕还林评估,重要自然灾害的遥感监测与评估,城市发展和规划的遥感监测等众多领域得到全面应用。
遥感应用为国家和各级政府提供了大量科学的宏观辅助决策信息,产生了巨大的社会经济效益。越来越多的部门,已经或正在将这些技术纳入部门业务化应用中,成为主管部门执法或制定产业政策、行业规范及行业技术改造的主要技术之一。
国家中长期规划把遥感对地观测列为重点项目,将遥感应用列为相关部门的重点应用内容。我国卫星发射有长期规划,保证了遥感应用的信息源,保证了我国的遥感应用持续发展。
各领域实践处处开花
1.土地资源调查和土地动态遥感监测
随着人口的增加,耕地的减少,我国面临着如何尽快查清国土资源的数量和分布的重大问题。
我国利用遥感技术先后完成了全国土地利用调查。在20世纪80年代初期采用陆地卫星MSS数据编制了全国818幅1∶25万土地利用图等。20世纪80年代中期我国又应用航空和卫星遥感技术与野外调绘相结合,完成全国的土地利用详查,查清了我国土地权属、类型、数量、质量、分布及利用状况。从此取得了全面、翔实、准确的全国土地利用现状的第一手资料,为编制国民经济和社会发展计划,制定有关政策和科学决策等提供了重要依据。我国应用陆地卫星TM数据、中巴卫星数据等完成了20世纪80年代中期、90年代中末期和2000年代中期1∶10万和1∶25万全国土地利用调查,并建立了业务运行系统,具有每年耕地数据动态更新和每五年土地利用数据全面更新的能力。现在我国正利用遥感数据进行第二次全国土地详查工作。
2.遥感在自然灾害监测评估中的应用
遥感技术为自然灾害的监测评价提供了强有力的技术手段。经过20多年的科技攻关和建设,我国已建立了重大自然灾害遥感监测评估运行系统,已经形成了对台风、暴雨、洪涝、旱灾、森林与草原火灾、雪灾、冰凌、赤潮、地震、沙尘暴以及典型区的虫害、滑坡、泥石流等灾害的监测能力,特别是快速图像处理和评估系统的建立,已经具有了对突发性灾害的快速应急反应能力,使该系统能在几个小时内获取灾情数据,1天内做出灾情的快速评估,1周内完成详细评估报告。
系统建成后已先后在1987年的大兴安岭特大森林火灾,1998年我国长江、嫩江特大洪水,2000年易贡大滑坡地质灾害,2003年淮河大洪水以及2008年“5•12”汶川特大地震等灾害监测中投入运行,为国家各级防灾减灾部门决策提供服务,产生巨大的社会和经济效益。
例如在1998年我国特大洪水监测中,运用了六颗卫星数据,出动三套航空遥感系统对灾情进行动态监测,并核实了上报受灾面积3 亿多亩为3000多亩的事实,体现了遥感的优势。遥感在汶川大地震灾情监测中发挥了其他手段不可替代的作用,是获取灾情信息的惟一手段。在四川汶川大地震发生后,全力启用了航空、航天遥感设备和专业技术人员,为抗震救灾监测获取、处理和分析数据,并紧急向政府部门、前线指挥部提供了大量快速、有效的灾情数据和信息。
3.农作物遥感估产系统
农业生产形势,特别是各级政府、农业生产管理部门、农产品购销与加工企业以及广大公众都关注的大事。农作物长势与产量是国家社会经济基础信息,对于制定国家和区域社会经济发展规划,制定农产品进出口计划,确保国家粮食安全,指导和调控宏观的种植业结构调整,提高相关企业与农民的经营管理水平均具有重要意义。遥感技术用于农情监测具有得天独厚的优势。近30年来,农作物遥感监测一直是遥感应用的一个重要主题。
中国科学院建成了“中国农情遥感速报系统”,该系统包括作物长势监测、主要作物产量预测、粮食产量预测、时空结构监测和粮食供需平衡预警等5个子系统,可实现全国范围主要农作物的长势监测、单产预测与估算、农作物种植面积提取、种植结构变化监测、粮食总产分析计算、耕地复种指数获取、农业气象分析、农作物旱情遥感监测等农情监测业务,并能获取全球主要农业国家的作物长势和重点产粮国的总产预测等信息。自运行以来,该系统每年监测和预测的信息被国家发改委、国家粮食局、农业部等部门及一些省市应用,现在已推广到期货市场应用。
农业部组织研发并投入业务运行的“国家农业遥感监测系统(CHARMS)”,可定期监测和评价全国大宗农作物面积、长势和产量、草地产草量和草地退化、农业土地资源、土壤墒情、农业灾害等主要农业动态信息,为农业结构调整、粮食安全预警和农业宏观决策提供可靠的技术支撑。
4.遥感在数字城市建设中的应用
遥感在城市建筑监测中发挥了重要作用。城市拆迁是城市建设中的难题,利用高分辨率图像,对拆迁进程一目了然,便于城市建设管理。北京市利用“北京一号”小卫星4米分辨率的图像对较大工程(如奥运工程)的拆迁和建设进行了监测。建设部已经建立了风景名胜保护监管信息系统,实现对风景名胜区环境生态和景观的及时、有效的监管,以迅速遏制国家级风景名胜区“城市化”、“人工化”、“商业化”的趋势恶性蔓延,保护国家风景名胜区的宝贵资源。该系统已纳入建设部日常监管业务。
城市发展已经成为遥感技术应用最具活力的领域之一。利用先进的遥感等空间信息技术可以对城市自然生态中的土地、生物(如绿地)、水、景观等,对社会生态中的环境(如大气污染)和人居环境(如绿化和热岛)等进行监测,为城市建设提供生态布局和治理方案。
对我国直辖市、省会城市和特别行政区的34个城市的中心建成区30年的城市扩展监测结果表明,到21世纪初期,各个城市中心建成区不同程度地增加了中心建成区的面积,城市的建设规模显著增大。实施监测的34个城市的中心建成区面积较监测起始期扩大了2.26倍。
5. 遥感在测绘中的应用
以遥感数据为核心的国家1:5万地形数据库建设已相继完成了数字栅格地图(DRG)、数字高程模型(DEM)、矢量核心要素数据库(DLG)、地名(GN)、土地覆盖(LC)、数字正射影像(DOM)、控制点(CP)、元数据库(MD)等专题数据库,并实现对各数据库的集成管理,为广大用户提供高精度的基础地理信息服务。1∶5万基础地理信息更新工程的实施,将大幅度地提高其现势性和改善内容完整性,有力地提升基础测绘成果为国民经济建设、社会发展和国家安全的服务保障能力与水平。
我国西部约 200万平方公里的国土曾经受恶劣自然环境和当时技术水平的制约,一直没有测制过1:5万比例尺地形图。如今,航天遥感、航空摄影、航空航天合成孔径雷达、卫星导航定位、地理信息系统等最新摄影测量与遥感技术,为西部测图工程的顺利实施提供了有力的技术支撑。西部测图工程的实施,对于满足西部重大基础设施建设、资源合理开发与利用、生态建设与环境保护以及国家安全具有十分重大的意义。
做好数据保障与应用业务结合
1. 遥感应用的数据保障问题
遥感应用进入业务化,首先要保证其时效性、数据的可靠性和实用性。这就要求遥感数据能及时提供用户所需要的不同时间分辨率、空间分辨率、光谱分辨率的各种数据,特别是突发性灾害的监测评估,要能在灾害发生后最短的时间内提供遥感数据。
2. 遥感信息与应用业务的结合问题
遥感提供的信息可能只是业务应用涉及的部分信息,要解决业务应用需要与实际应用模型、其他数据与信息等的结合,其难点是遥感信息与应用模型的同化、综合信息的挖掘等。
3. 遥感应用系统集成问题
遥感信息作为业务应用的重要空间信息,其优势是可以快速提供大范围地表的空间分布信息,这是常规方法不可比拟的,但是,遥感信息必须与数据库、模型和应用系统集成在一起才能发挥其应有的作用。目前应用比较好的领域都是这样做的。
“四化”加速遥感应用
1. 遥感应用数据的详细化
由于遥感应用的巨大需求,遥感数据获取技术的飞速发展,适应遥感应用的数据将是多样化的。空间分辨率将会有几公里- 1公里-几百米-几十米-几米-几十厘米级的数据,时间分辨率会有几天-几小时- 1小时-半小时甚至更高时频的数据,光谱间隔将达纳米级。
2. 遥感信息提取的智能化
遥感应用的重要环节是信息提取和挖掘。未来的遥感数据处理和信息提取技术会向自动化、智能化方向发展,关键要解决精度和速度问题,新的算法、模式识别和工作流技术等将会引入到遥感数据处理和信息提取中,大大提高自动化处理和智能化提取的能力,可以自动处理重复、费事的任务,提高操作效率,降低生产成本。
3. 遥感应用的外包服务化
由于遥感的数据-信息-知识-应用的技术环节复杂,因此遥感应用的门槛很高。目前,国际上已出现一些大的企业,承接政府和行业的遥感应用。将复杂的技术问题交给企业解决,从得到的遥感信息和知识中做好自身与专业的结合,从而降低应用的门槛。我国“北京一号”小卫星的应用就是由北京各委办局交给企业做的,取得很好的效果。这种外包服务化是未来遥感应用发展的趋势,也会推动遥感产业化。
4. 遥感应用的大众化
环境与生活的品质有直接的联系,环境保护受到越来越多的关注。对于建设项目,其对于水环境、声环境、生态环境等的影响必须经过评价以确定该项目是否合符法律、法规的要求。成熟的、完善的无人机遥感技术,在国土监察、气象遥感等领域就用广泛。环境保护领域中的应用,取得令人满意的效果。对提高应急效率等有着极大助力。及时快捷的灾情信息对于及时制定救援策略,提高救援效率和质量起着至关重要的作用。2008年南方出现罕见雨雪冰冻灾害,在灾情监测勘查、灾情评估、现场救灾指挥、受灾面积估算、灾后重建工作无人机遥感都体现了其优势。2010年郎城、杨永崇等人主要采用三种机型来获取航片,应用近两年航拍的无人机遥感影像完成东胜区土地利用动态监测。2011年12月辽宁省辽宁环境与航空应用工程中心采用无人机遥感系统对辽河流域现状航拍和遥感监测,影像分辨率为0.1m。遥感监测对辽河生态系统现状全面评价。将无人机遥感应用在环保领域辽宁走在了国内的前沿。随之,2012年辽宁环境航空应用工程中心利用通航研究院研制完成的sy-1型低空无人机遥感系统,选用高分辨率面阵CCD数码相机作为遥感设备,对辽宁省锦州市第二、三污水处理厂进行规划环境影像评价,通过遥感目视解译以及将无人机遥感影像作为规划底图,为环评工作提供数据支持和依据。将遥感影像与专题图联系起来是一个具备实用价值的课题。当需要对偏远的地区地形图作为底图供保用,精度低或年代久远是不能满足的使用的。多光谱成像仪生成多光谱图像,提供污染状况信息的专题图。另外,无人机遥感系统生成高分辨率遥感影像甚至还可以辨识出该区域内不同植被类型的相互替代情况,这样对区域内的植物生态研究也会起到参考作用。
2研究对象概况
地理位置上,丹东港位于辽东半岛东部,鸭绿江入海口西岸,南临黄海,是辽东半岛港口群中距离朝鲜半岛和日本列岛最近的港口。丹东港现有大东港区(海港)和浪头港区(河港)两个港区,共有生产性泊位15个,其中大东港区是我国北方天然不冻良港,共有万吨级以上泊位10个,港区内有油品专业码头1座。港口工程分多期进行。有部分项目还在处于报批或未开工,对于建设项目环保管理的手段提出考验。通过无人机拍摄的高清图片,工作人员在对图片进行处理后能够清楚明了地得到该建设项目的信息,为作出决策提供详实、实时的佐证。
3无人机遥感技术
无人机遥感技术是无人驾驶飞行器技术与遥感技术的结合。即自动化、可编程飞行与遥测、遥控、通讯、GPS差分定位的综合技术。该系统能快速获取土地资源和环境等的空间遥感信息,可为后期处理遥感影像数据提供高分辨率的数据。其具有成本低、损耗低、高时效性、可灵活使用等诸多优点。无人机遥感技术是由空中部分、地面部分组成。其中空中部分由遥感传感器、遥感空中控制、无人机平台组成;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。遥感影像覆盖范围广、获取周期短、相对于卫星与航空遥感受自然条件限制少,能为环境保护提供高时效、高精度的数据。相比于普通GOOGLE地形图,无人机遥感影像时效性更高、分辨率更高、能更准确反映项目周边实际情况。遥感技术已在建设项目水土保持监测中、环境影响评价中、环保验收中等工作中得到应用,并取得了不错的效果。
4信息科学分类理论研究
《建设项目环境保护管理办法》规定凡从事对环境有影响的建设项目都必须执行环境影响评价制度和“三同时”制度。所谓“三同时”是指“建设项目需要配套建设的环境保护设施,必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用”。同时设计、同时施工是“三同时”的基础,同时投产使用是“三同时”的关键。港口包括生态环境、声环境、振动环境、电磁环境、地表水环境、环境空气、固体废物污染等,因目前无人机遥感载荷能力限制,难以获取环境振动、声及电磁环境等信息。地图符号的基本图形要素可称为符号构成元素。基本因素,是地图上最小的图解单元。位置、形状、色彩、尺寸、网纹、方向和注记构成符号的要素。从结构上看,产生意义的不是符号本身,而是符号的组合关系。因此,归根结底,各类关系和结构落实在地图上,体现于点、线、面符号之中。一个专题符号的意义达成,核心任务是要处理语义和语法层的关系。专题图中,符号要素的特性。专题图中。针对符号形态与专题图需求,拟按以下原则分类。符号构成元素设计应遵循的基本原则应该是,最大限度地利用每个符号构成元素的最佳表达效果,寻求科学的组合模式,能系统、完整、充分地显示专题要素,并和制图目的、用途、主题相一致。大体上分类可以遵从这可规则:点、线、面,又通过其规则性与否区分球体、棱锥和棱柱等及曲线、弧线等,还可以通过方向性箭头来表达动态变化,并且与静态变化来表达不同态势。而通过以语言学来描述,这些就是构成具有语义的符号。符号构成元素和其所表示的专题要素特征,有了相对复杂的关系,基本可以通过模糊理论来对他们进行组合,而不是是明确的逻辑关系。简单的分类应满足几个原则:科学性原则、重要性原则、直观性原则。即应遵循环保专题地图相应规定,各工程属性信息定义明确,能够体现相应环保措施要求,其解译数据库、符号表达依据相关环境保护标准,具有科学依据。对你信息应选取具有代表性、最为重要的指标,舍弃影响小的指标,保证最大程度地反映工程环保信息。提取的属性应是在现有技术条件下,能够在无人机影像上获取的信息,能对建设项目工程做出客观、公正的评价。
5港口项目科学分类研究
在数据符号化的过程中,对符号进行分类、规范是因不同需求而变。在环保专题图中针对对像不同,可以通过形状(可借鉴现有图例、符号设计方法、经验)、颜色不同,来表达对像的要素。首先,以颜色不同来表达项目工程的建设情况。这样有利于对其进行环境保护管理。(见表2)按不同颜色划分项目工程后,可以根据不同工程的环保要求及对附近敏感点的影响来分类。(见表3)将现实对像符号化,通过GIS来实现。敏感点均以点符号表达,融合元素要素后成为数字化识别、操作对像。通过ArcMAP将图片格式制成不同类型,其对像对应点识别符号。(见表4)确定制图符号及对应对像关系,定下分类规则。包含了多种属性的符号是为分类符号。分组符号利用不同形状、大小、颜色、图案可以表达符号对应对像的多种状态。这种分类的表示方法能够反映出要素的数量或者质量的差异。重要的是对地理信息的决策作用提供了支持。将符号入库以便于以后使用。
6结语
【关键词】ERDAS IMAGINE;数据功能;图像处理;地理信息系统
中图分类号:N37文献标识码: A
1 前言
ERDAS IMAGINE是美国ERDAS公司开发的专业遥感图象处理与地理信息系统软件。ERDAS IMAGINE是以模块化的方式提供给用户的,可使用户根据自己的应用要求及资金情况合理地选择不同功能模块极其不同组合,对系统进行裁剪,充分利用软硬件资源,并最大限度地满足用户的专业应用要求。
2 ERDAS IMAGINE软件的功能体系介绍
ERDAS IMAGINE作为一个功能完整的、集遥感与地理信息系统于一体的专业软件,用户在进行遥感图象处理、转换、分析和成果输出的过程中,如何有效地应用系统所提供的强大功能呢?下图将会根据ERDAS IMAGINE的系统功能、常规遥感图象处理与遥感应用研究的工作流程,说明ERDAS IMAGINE的功能体系。
3 ERDAS IMAGINE软件的特色功能介绍
3.1 图像处理功能介绍
方便和直观的操作步骤使用户操作非常灵活:ERDAS IMAGINE具有非常友好、方便地管理多窗口的功能。不论是几何校正还是航片、卫片区域正射矫正以及其它与多个窗口有关的功能,IMAGINE都将相关的多个窗口非常方便地组织起来,免去了用户开关窗口、排列窗口、组织窗口的麻烦,应用方便因而加快了产品的生产速度。IMAGINE的窗口提供了卷帘、闪烁、设置透明度以及根据坐标进行窗口联接的功能,为多个相关图像的比较提供了方便的工具。IMAGINE的窗口还提供了整倍的放大缩小、任意矩形放大缩小、实时交互式放大缩小、虚拟及类似动画游戏式漫游等工具,方便对图像进行各种形式的观看与比较。
ERDAS IMAGINE为不同的应用提供了250多种地图投影系统。支持用户添加自己定义的坐标系统。支持不同投影间的实时转换、不同投影图像的同时显示对不同投影图像直接进行操作等。支持相对坐标的应用。另外有非常方便的坐标转换工具,经纬度到大地坐标,反之亦然。常用的图像处理算法都可用图形菜单驱动,用户也可指定批处理方式(batch),使图像处理操作在用户指定的时刻开始执行;图像的处理过程可以由图像的属性信息控制,而上层属性信息可存在于本层或任何其他数据层次;同时,图像处理过程可以用于具有不同分辨率的图像数据上,输出结果的分辨率可由用户指定;ERDAS IMAGINE还支持对不同图像数据源的交集、并集和补集的图像处理;
独一无二的专家工程师及专家分类器工具,为高光谱、高分辨率图像的快速高精度分类提供了可能。此工具突破了传统分类只能利用光谱信息的局限,可以利用空间信息辅助分类。此工具可以将我们所积累的几乎所有数字信息应用于分类,是分类应用的一大飞越。其功能强大且应用方便,其提供的游标功能使知识库的优化成为轻而易举的操作。其知识库的可移动性为其它非专业人员进行分类工作提供了方便,为成熟知识库的推广应用提供了方便易行的途径。利用专家的知识还可以建立决策支持系统,为决策人提供工具。
3.2 与地理信息系统的集成方面介绍
ERDAS IMAGINE系统已经内含了ArcInfo Coverage矢量数据模型,可以不经转换地读取、查询、检索其coverage、GRID、SHAPEFILE、SDE矢量数据,并可以直接编辑coverage、SHAPEFILE数据。如果ERDAS IMAGINE再加上扩展功能,还可实现GIS的建立拓扑关系、图形拼接、专题分类图与矢量二者相互转换。节省了工作流程中让人头疼、费时费力的数据转换工作,解决了信息丢失问题,可大大提高工作效率。使遥感定量化分析更完善。
4 ERDAS IMAGINE软件的数据功能
ERDAS IMAGINE作为一个功能完整的、集遥感与地理信息系统于一体的专业软件,用户可以进行遥感图象处理、转换、分析和成果输出,同时ERDAS IMAGIN软件的数据处理功能也很强大。
ERDAS IMAGINE的有两种数据存取类型,首先是对许多栅格文件可以不经转换而直接以其原始格式进行存取,其次是对更广范围的光谱数据的数据交换提供了输入/输出功能。栅格数据的格式主要有ERDAS IMAGINE 的img,ERDAS .lan,ERDAS . gis,TIFF .tif,GeoTIFF .tif,ESRI GRID Stack,ESRI GRID,ESRI BIL,BIP 和 BSQ,JFJF(JPEG)等。矢量数据的格式主要有ESRI ArcInfo coverage 格式(7.x,6.x&3.5),ESRI Shapefile,ESRI SDE 矢量格式,ERDAS IMAGINE注记层文件(.ovr),ERDAS IMAGINE AOI文件(.aoi),TerraModel 投影文件(.pro)等。
关键词:遥感影像数据库管理系统;要求;管理模式
中图分类号:P23 文献标识码:A
遥感技术的发展准确来说应该开始于人类第一颗人造卫星发射。经过几十年来的发展,遥感影像的应用范围越来越广泛,涉及到了军事、科学研究、气象预报等等多个行业领域,也正是由于遥感影像的应用越来越广泛,遥感影像数据量越来越大。遥感影像数据量与日剧增以后,遥感影像的发展必然呈现出越来越繁荣的趋势,数据量也会越来越大,面对这样的情况,对建设遥感影像数据库管理系统提出了更高的标准。
1 遥感影像数据库管理系统所具备的要求分析
遥感影像是记录电磁波的胶片,与我们日常的影像数据存在很大的区别,从遥感影像数据特征来进行分析,遥感影像数据库管理系统需要具备以下几点要求:
1.1 在实际当中,遥感影像的来源有很多渠道,如航空影像、卫星影像等等,因此,遥感影像数据库管理系统的兼容性要强。
1.2 遥感影像具有一个很明显的特点就是能够表现立体空间,支持空间表达对于应高影像来说是至关重要的,所以遥感影像数据库管理系统对于空间数据索引和数据查询具有一定的能力。
1.3 由于遥感影像数据库来源于很多的渠道,影像数据也没有统一的标准,所以对于遥感影像要满足多尺度的特性。
1.4 遥感影像数据库管理系统必须具备“无缝性”,主要表现在其一集合空间的无缝,遥感影像的存储一般来说具有固定的存储模式,而无缝性的要求就是要打破这种模式,构建一个无缝的区域,用户在使用的时候图幅是透明的。二是色彩空间的无缝性,遥感影像数据库管理系统在一定区域和分辨率范围内,影像色彩的变化应当是平滑的,不能出现明显的差异。其三是尺度空间的无缝性,在操作遥感影像数据缩放的时候,应该保持不同尺寸之间的遥感影像能够平稳的过渡。其四是影像数据和元数据的无缝性,该性质是遥感影像数据库管理系统建设当中需要着重强调的。
1.5 遥感影像应用较为广泛,对于商业用途来说,系统的通用性、扩展性以及维护性是非常重要的。
1.6 随着社会经济的发展,遥感影像数据量急剧增加,遥感数据库管理系统的储存量也应该是海量的,必须要达到TB级。
1.7 从数据可视化的角度上来说,遥感影像数据库管理系统的建设应该以零延迟为目标。
2 遥感影像数据库系统管理模式研究
从大体上来说,遥感数据库系统管理的主要方式可以分为三大类,一个是基于文件的方式,其次是基于数据库的方式,最后就是文件和数据库混合的方式,下面文章对三种方法进行简单的分析:
2.1 基于文件的方式
遥感影像数据库管理系统基于文件方式进行管理的主要优点就是结构不复杂,并且维护的费用也不高,技术相对来说较为成熟。同时也存在一定的缺点,主要表现为安全性能不高,不能支持多用户进行并发操作,元数据管理效率较低等等。因此,对于这种管理方式来说在多数据量的环境下性能表现力不从心,大多数情况下只能适用于遥感影像数据量较小的环境下。
2.2 文件和数据库混合的方式
文件和数据库混合的方式的主要原理是将遥感影像数据以文件的形式保存在服务器上,但是与之对应的元数据却分隔开来保存在了数据库当中,这种管理方式的主要优点是遥感影像数据存储的效率高,但是相对难度也会增大很多,并且随着时间的推移,遥感影像数据量会不断增多,并且后期的维护难度也非常大。
2.3 基于数据库的方式
基于数据库的遥感影像管理模式主要以分布式对象对应关系数据库管理遥感影像数据,该方式不仅可以给中央服务器减负,还可以减少产生瓶颈的几率,提高数据的传送率、查询以及更新效率,可以大大缩短相应时间,并且能够支持多用户的并发访问,这些都是其他管理模式无法比拟的。除此之外目前的数据库都设置了安全访问控制机制,这样的设置能够为开发人员省下了不少的麻烦,提高效率。
3 遥感影像数据库管理系统建设对比分析
由于工作的需要,遥感影像数据库管理系统的功能要求越来越高,为了更好的进行分析研究,文章对比了传统遥感影像数据库系统来论述。
3.1 传统遥感影像数据库管理系统分析
3.1.1 关系数据库系统
传统的关系数据库对于遥感影像数据的处理仅限于数值和字符串,并没有丰富的数据类型,这对于遥感影像的使用、研究来说是极其不方便的,建立在对象层来挖掘面向对象应该是目前的主流,对于对象数据库的存储和访问不能优化,其效率不高,而且技术上也存在严重的问题。
3.1.2 对象数据库系统
在上个世纪八十年代以来,对了遥感影像数据的最好技术就是面对象技术,这种技术的应用能够使得系统当中的数据模型表现的更加直观、并且性能更加的问题,后期维护也较为方便,同时这种系统也存在致命的缺陷,对于SQL的支持很少,实际的工作当中,许多软件需要应用到SQL接口。
3.2 对象一关系数据库系统
对象一关系数据库管理系统具备最大的优势就是具有面向对象的建模能力,对于复杂的遥感影像数据都能进行分析,用户可以直接使用数据管理工具,将遥感影像应用的具体范围与系统实现无缝结合,极大的提高了工作效率。
在目前来说,对象一关系数据库管理模式还处在研发阶段,只能说是一种新兴的技术,其应用的行业领域也较窄,相比上文论述的遥关系数据库管理来说还尚不成熟,关系数据库系统的所有操作只是按照既定的操作标准来执行,相对来说非常简单,但是其致命缺点有限的数据类型以及程序设计中数据结构是制约关系数据库系统发展的最大障碍。而遥感影像数据对象一关系数据库管理系统能够将面向对象的建模能力和关系数据库的功能实现了有机的结合,理论上来说都优于上述两种遥感影像数据库管理系统,还能将关系数据库系统缺点转换成优势,具有高度的扩展性、管理复杂遥感影像数据的能力也大大提高,用户通过自定义的功能和索引表达,对于各种类型的遥感影像数据实现访问、存储以及恢复等功能。
遥感影像数据对象一关系数据库管理系统通过开放SQL平台,可以最大限度的避免定义复杂对象的专有数据结构,使得遥感影像数据库管理系统的应用更加广泛。
4 遥感影像数据库管理系统建设的技术分析
随着遥感技术的不断发展,遥感影像数据量增长速度越来越快,在这样的背景下,必须要研发出一套高效的管理应用系统,将遥感影像的分发以及处理能力提升到新的高度,与此同时还需要很好的契合遥感影像数据制作影像海图等各方面应用需求。高效科学的遥感影像数据库管理系统建设成为了业内关注的焦点。鉴于此,文章对遥感影像数据库管理系统建设的总体构架以及相关的技术问题提出了几点愚见。
4.1 遥感影像数据库管理系统建设的总体架构
针对日常生产生活对遥感影像数据库管理系统提出的功能和要求,总的来说,系统的总体框架可以分成四层: 基础设施层、数据层、逻辑层和应用层。在这四个层次当中,基础设施层是整个遥感影像数据库管理系统运行的基础,主要包含了系统的软硬件运行环境以及网络运行环境的建设;第二层数据层对于整个遥感影像数据库管理系统来说,是非常关键的组成部分,也应该是建设的重中之重,其主要的功能是对采集的原始遥感影像、影像元数据以及矢量数据等等进行储存;而对于逻辑层来说,主要的工作就是对客户端访问遥感影像数据库所需的功能部件进行优化升级;最后的应用层主要就是对遥感影像数据库管理系统当中的集成影像进行日常的管理和维护,同时提供查询、分析以及分发等等功能。
4.2 遥感影像数据库管理系统功的能设计
结合上文对遥感影像数据库管理系统总体架构分析,所提出的四层主要架构需要实现的功能,可以将遥感影像数据库管理系统分为五个子系统。
4.2.1 质检入库子系统
遥感影像采集后需录入到系统当中,但是在此之前需要对遥感影像进行质检,主要检查的内容包括了遥感影像的完整性、一致性等等,并且通过工程化方式对遥感影像、元数据等等实现快速入库,支持断点续传、后台任务同时进行。
4.2.2 组织管理子系统
该子系统是对遥感影像数据管理的核心部分,主要对数据库当中遥感影像的参数进行配制、同时还包含了数据建模、数据备份以及数据共享等等应用,方便遥感影像数据的共享和管理系统的集成。
4.2.3 分发服务子系统
需要在系统中引入电子商务模式的影像分发服务,实现对数据库中遥感影像的查询、分发等功能,同时在改子系统当中提供开放的数据接口。
4.2.4 技术支援子系统
对入库的遥感影像数据进行规范化处理,包括了元数据的采集、快视图提取、镶嵌、配准等。
4.2.5 配置维护子系统
主要的工作是支持和维护遥感影像数据库管理系统的运行,提供一系列的安全管理配套功能,如用户管理、日志信息维护等。
结语
遥感技术随着社会经济的发展,应用越来越广泛,面对与日俱增的遥感影像数据,必须要建立一个强大的遥感影像数据库管理,这也是遥感影像发展的必然趋势。遥感影像信息系统核心技术设计的范围较广、难度较大,目前有很多的学者在进行这方面的研究,本文对遥感影像数据库管理系统的建设只是进行了粗浅的探讨,相信随着研究的深入和科技的发展,遥感影像数据库管理系统建设相关研究会更加的深入,遥感影像也会更加方便的应用于我们的各项工作当中。
参考文献
[1]黄杰,刘仁义,刘南,沈林芳,王娜. 海量遥感影像管理与可视化系统的研究与实现[J]. 浙江大学学报(理学版). 2008(06).
(1)无人机在水利工程测绘中的应用。由于现有的普通航空摄影缺乏激动灵活性,而且难以获取云下图像;卫星遥感受制于时效性不强的影响,分辨率较低,对于水利工程等需要重复测绘或监测的工作,无法满足要求。以无人机作为遥感飞行平台,在机体上荷载数据遥感设备,利用遥感数据处理系统作为技术支撑,融入“3S”技术,可以实时对地或对目标水域进行观测及数据的快速处理。采用无人机技术的测绘遥感系统,具有快速获取高分辨率图像及快速处理的能力,在前期检校及测试后,都可以根据项目需要获取较大比例尺的航空影像资料,完成数字线规划图、数字高程模型、数字正射影像图的绘制,为工程建设提供重要的信息。此外,利用无人机遥感图像技术,根据水利工程区域内不同时间段的监测图像进行假彩色合成,能够分析该时间段内水域的淹没范围,能够分析水流移动方向和移动速度,为决策者作提供有效信息;利用红外波段的水体辐射率同其他地物辐射率相比,存在较大差异的特点,针对目前水域,选择合适的红外波段,确定水体的阈值。将红外波段辐射过后阈值在该范围内的定位水体,高出阈值的定义为非水体,根据该原理,可以计算水利工程区域内水位值及水位覆盖面积,便于为工程提供科学参考依据。
(2)无人机技术在水利工程动态监测及水域环境监测中的应用。我国水资源丰富,水域河流众多,众多水利工程对国民经济发展和人民生命财产具有重大影响。利用无人机技术,对水域实施动态监测,能够查明范围内水域的变化情况,通过掌握的水域基础数据来建立水域调查、水域统计及其他管理制度,逐步实现水域管理的信息化,满足社会经济发展和水域管理的需要。利用水域动态监测结果,建立水域变化及非法水域占用资料,为水利管理提供依据。
(3)无人机在水利工程水土保持作用中的应用。由于自然地理环境和社会经济条件的特殊性,我国水土流失较为严重,以成为目前最主要的环境问题。水土保持是水利工程重要作用之一,由于水利工程规模较大,对水域内水土保持及水土流失情况进行统计,单纯依靠人工处理,无法确保数据的准确性。可以利用无人机技术调查土壤侵蚀定量来完成水土保持的研究。由于土壤侵蚀原因及过程较为复杂,受到多种自然环境及人为因素影响,根据不同土壤侵蚀类型和影响因子的不同,参考土壤侵蚀房产因子指标,结合遥感技术及常规方法,在GIS中存取、表达和计算,完成土壤侵蚀定量的计算。利用无人机获取的遥感图像,对水土流失情况、现状及发生特点和趋势,进行科学分析并及时制定针对性改善策略,加快水土流失治理,确保水利工程的实际效用。
二、无人机在水利工程中的航摄成图
(1)外业像控点布设方案及测量。像片控制点测量采用区域网布设方案,在照片拍摄之前进行实地布标和航拍后明显地物点相片刺点的方法。像控点分为平面控制点、高程控制点和平高点。根据各项目具体特点,水利工程内所有像控点皆为平高点,像控点一般布设在沿河道的两旁公路边或地面较平坦处,由于涉及到淹没的问题,所以在较平坦的耕地集中处布置较多像控点;田间工程等区域平均布点。
(2)航空摄影。航线网布点将航向分段设置为多个平高点,确保航线首尾末端上下的控制点布设在通过主点并且垂直于方向线的直线上,确保上下点在同一立体相对内。根据摄影区域进行航线设计,确保测量区域之间存在重叠度,一般设置航向重叠为60~70%,旁向的重叠为30~40%。选择无扬尘、云雾少、大气透明度好、地表植被或其他覆盖物对成图影响较小的季节进行摄影,根据地形条件,选择合理的摄影时间。
(3)立体测图。在全数字摄影测量工作站上进行内业数据采集,像对定向元素直接由加密成果导入测图工作站,利用已有的加密资料,恢复测区,每个模型在自动相对定向下重新相对定向,然后生成核线。数据采集以成图的模型为单位进行,每一幅图存放一个文件,文件名与图幅编号一致,扩展名为xyz,然后经转换程序直接转成cass数据。
三、结束语
【关键词】测绘技术 现代化 应用
传统的测绘技术已经不能适应当今社会发展的要求,又由于其工作量大,更新困难,效率低下等缺点,已经很少被采用,而新兴的测绘技术通过对高科技技术系统的运用,已经做到了简便精确的完成测量任务,当前我国的土地测绘技术在不断的发展和完善,在工程地质勘测过程中,很多技术都在不断的改进,此外还出现了很多的新技术,科学技术的不断发展也使得这些技术中融合了更多的现代化技术因素,这对我国的土地测绘而言有着十分重要的意义和作用。现代的土地测绘工作中越来越多的应用到了高科技技术,这些技术发展的过程中也是离不开计算机网络技术和数据库技术的支持的,它是多项技术的综合体,所以当前现代测绘技术通常就是空间技术和信息技术发展的一个产物,也是国家十分重视的一个内容。
一、现代测绘技术的内容
(1)全球卫星定位技术。全球卫星定位技术通常也就是我们所说的GPS技术,这种技术最早出现在美国的国防部,利用24颗人造卫星发射出来出的信号,用三角测量的计算公式来计算出收信者在地球上的地理坐标。该技术在应用的过程中采用的是全球性的底薪坐标,通常我们将坐标原点定义为地球的质量中心。
(2)遥感技术。遥感技术是一项综合性的技术,这项技术在应用的过程中综合应用了空间技术,光学技术和无线电技术及计算机技术等,所以它也是一个非常先进的技术,在其近期的发展中,遥感技术得到了非常显著的完善,它是一种空间探测技术,在发展的过程中主要经历了三个阶段。
第一个阶段主要致力于对新型传感器的研制,这些传感器当中有狂腐蚀可见光黑白摄影、多光谱摄影、彩色摄影等多种形式,此外随着技术的发展还出现了红外线扫描仪、成像光谱仪等多种类型。第二个节点主要是形成了多级空间分辨率成像序列的形式,这样就可以为设备提供更加精确的观测数据源。在传感器研究的过程中也更加重视分辨率的提升,此外这些传感器还能实现立体观测的功能。最后一个阶段的发展中所研制出来的传感器是可以重复的获得同一个地区的影像记录的。通常情况下如果其空间分辨率不是很高,那么其时间分辨率就会比较高。该系统在运行的过程中可以给人们提供更加长期的、稳定的动态性的研究,这样就可以更好的了解对地球表面的变化规律进行研究的可能性。
(3)地理信息系统技术。地理信息系统技术通常也被我们叫做GIS技术,该技术在运行的过程中主要是以计算机为重要的载体对空间数据予以输入、存储和处理等,GIS系统中包含了非常多的数据内容,GIS技术在运行的过程中可以为现代化管理提供技术支持,同时它也可以为遥感系统的应用提供更加坚实的保障。
二、现代测绘技术的应用
(1)工程地质测绘。工程地质测绘通常是岩土勘察工作中必须要做的一项工作,而在所有的工作中,它是需要最先完成的,按照普遍的程序,主要是可以在可行性研究的过程中加以用,但是在勘察工作的具体实施阶段,为了可以更好的对一些具体的问题进行详细的调查,这样就有效的提高了测绘的质量和水平。
工程地质测绘主要是应用地质、工程地质理论对和工程建设关系十分密切的现象进行切实的描述,搜罗与其相关的所有资料,对一些自然现象进行分析,测量的地点、高程确定也是需要这一要素去控制的,在工作的过程中还要使用不同颜色或者是符号将其体现在图纸上,此外在这一过程中还要和其他的勘测资料充分的结合在一起,将其设计成工程图和地质剖面图等,这项研究的应用对提升建筑地段的可靠性和稳定性有着十分关键的作用。
(2)矿产普查与勘探。矿产普查与勘探目的是为了开发地下资源,找出有用矿物,并确定其形状大小及储藏量(通常简称储量)。矿产普查,首先是查明矿床位置,并加以圈定,确定其隐伏部分或其他隐伏矿体的大致分布地段,作为勘探基地,并作出矿床的远景评价,然后确定是否进行勘探。为了这个目的,通常要进行1∶50000、1∶25000或1∶10000地质填图,并进行这一数量的轻型山地工程和普查钻探工程。为此,在没有适当的相应比例尺地形图使用时,须进行正规的地形测图,或进行简易测图,或配合地质工作同时进行路线图测量,以及少量的普查工程测量,以便为矿点检查做出评价报告和下一步勘探设计提供资料。
(3)服务农业生产。在农业中,GPS的应用相当广泛,此技术可对农田信息进行空间定位,利用RS技术还可以获取农田里作物生长环境、生长状况等,建立起资源信息管理系统,帮助相关部门找出更加是适合土壤的农作物,从而提高农作物的产量。利用GIS技术对农田的自然条件、农作物的生长状况等进行有效分析,争取最大限度的优化农业资源与生产要素的合理分配,以保证可以获取最高产量和最大经济效益,与此同时,还可以保证农田的生态环境和农业自然资源的有效利用,减少浪费,以实现农业的现代化和可持续发展。
三、测绘技术的发展
(1)大地控制测量。控制测量是工程勘察和地质普查的基础。地质矿区布设平面控制的方法:一是在国家一、二等三角点控制下进行三、四等三角点的加密;二是在国家一、二等三角点下不能加密情况下,布设独立的三、四等三角点或五秒小三角锁网作为矿区基本“平面控制”。独立的三角锁网必须测定锁网的起算边长。载波静态相对定位技术即多台套GPS接收机结合后处理软件以来,精密控制测量就不再限制于通视条件、距离条件这些因素,控制测量的工作模式有了很大的改观。对于相对独立断点分布的矿区工程点不再需要长远距离的测三角锁从其他地方引入控制点,只需从起算点采用边点连接跳跃式地可以直接引入到测区,极大地简化了工作步骤,节省了时间和人力。对于内部范围不大的测区来说,采用光电测距仪、全站仪进行三角锁、导线的测量,生产效率比丈量基线也提高几十倍。所以对于小范围测区来讲,光电测距(半站仪、全站仪)除测定起算边外,还应用于测边网、测距导线代替常规的测角网。
(2)地形测量。地形测量的加密图根控制,传统的方法是在矿区基本控制点下布设测角图根线形锁及测角交会点,现在则采用导线测量、GPS、RTK模式,极大地减少了工作量,也提高了精度。地形测量是工程勘察和地质普查工作重要的任务,长期以来的测图方法以大平板仪测图为主,至今已全部改用全野外数字化测量。
[关键词]矿山地质环境 监测方法 可持续发展
[中图分类号] P5 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-9-201-2
经济社会的快速发展在为人们的生产生活提供极大便利的同时也造成了生态破坏、环境污染、资源枯竭等一些列问题,使人类自身的发展面临很大的危机。为了实现可持续发展,我国在总结以往发展模式经验和教训的基础上对科学的发展模式进行了深入的研究并提出了将经济效益与环境效益、社会效益、生态效益协调发展的战略框架,在矿山开发与保护方面,建立了相关的制度对矿山地质环境监测进行规范和管理,为了解我国矿山地质构造及变化以及矿山生态环境恢复提供了有力的支持。
1矿山地质环境概述
1.1矿山地质环境的定义
矿山地质环境就是指以曾经开采、正在开采或即将开采的矿床为中心的辐射区域,其岩石圈的上部和水、大气、生物圈等组分之间进行着连续性的物质交换和能量流动,这种物质和能量的交互以及各组分之间的有机联系就形成了一个相对独立的地质环境循环系统。在正常状态下,即不涉及人为因素的情况下,区域的生态环境能够实现物质和能量的通畅交互,系统中的无机组分和有机生物相互依赖,共同发展。但是矿产资源的开采使地质环境转向了以岩石圈为依托,以矿产资源开发为主导的运行状态,随着人为因素造成的影响不断增强,该地区就会呈现出岩石圈自然平衡状态失衡、环境问题日益突出和地质灾害频发的现象。
1.2矿山地质环境问题
矿山地质环境问题复杂,宏观因素可分为自然因素和人为因素两类。人为因素又分为采矿活动和管理行为两种因素。从采矿活动过程方面而言,矿山地质环境出现的主要问题包含以下方面:第一是在采矿和选矿过程中产生的废水、废渣、废气,这部分物质大都含有对人体和生物造成危害的毒性成分,不但对矿区及周边人民群众的生命健康造成威胁,同时还直接影响到当地的气象、水文、土壤等自然因素;第二是废石堆以及尾矿库会大量占用农田或其它空间资源;第三是很多地区的露天矿存在边坡坍塌、滑坡等现象,井下采空区会造成地面塌陷等灾害;第四是矿井突水和矿山疏干排水能够引发周边区域浅层水以及地表水的干涸,有的场合下还会造成地表河流断流;第五是采矿作业的剥离施工严重破坏了水土平衡,对于水土流失、土壤沙化、山体滑坡、泥石流、土壤侵蚀等具有很大的诱发作用;第六是对自然景观的影响和破坏。
1.3我国矿山地质环境的管理现状
我国地域宽广幅员辽阔,在长久的地质运动中形成了丰富的矿藏资源,随着我国近年来经济的迅速增长以及工业化生产、城市建设等方面的发展,对于各种矿产资源的需求量越来越大,矿产开采技术和理论建设已经成为衡量国家综合竞争力的重要指标。我国在进行矿产开发时曾经走过重视经济效益忽视环境效益,重开发轻保护,先破坏后治理的发展道路,对我国的生态平衡和环境保护造成了严重的影响。近年来经过政策的调整以及技术水平的提升,这种状况已经有了一定程度的改善,但是依然面临着开采过渡、开采方式不科学、管理制度不健全,矿山环保资金投入严重不足,执法力度不强,缺乏环境观念,条块分割,部门分割管理的局面等诸多问题。
2矿山地质环境监测方法
针对矿产开采产生的各种质地环境问题应该根据不同的监测对象选用科学有效的方法进行监测。
2.1单个矿山的监测方法
对于常规性的单个矿山的地质环境监测可以运用定期现场勘查的方式进行操作,但是对于规模较大,并且地质条件复杂的矿山应设立固定的监测点进行监测,监测点涵盖的内容至少要包括滑坡动态、地下水位变幅、地面沉降变化等内容。在进行采空区地面塌陷程度监测时,如果塌陷区域范围较大,首选遥感技术。而对于重点矿山要进行全方位多角度的监测,利用精度较高的GPS测量仪、全站仪以及钻孔倾斜仪等进行监测。在具体操作时要注意:第一,地面设施的变形监测一般要设置特定的点位,充分运用百分表和水准仪对变形角度和变形程度进行准确的测量;第二,测量地下岩土体的变形运用钻孔深部应变仪和伸缩性钻孔L桩;第三,在监测塌陷迹象时要包含以下内容:抽排地下水造成的地面积水和泉水干涸,人工蓄水造成的植物突变、地表起泡、建筑杂音、地下水各项指标以及动物的非正常活动等;第四,对于以上监测都要保持连续性不间断的长期记录,尽量避免中断现象的发生,以便及时准确地了解地面和地下水特征及变化规律,从而进行早期的预防和处理。
2.2大范围区域监测方法
对于区域性的监测要借助现代遥感技术,遥感测量具有波段广、时相丰富以及分辨率高等优势,通过对矿山地质环境因素进行剖析,能够最大程度地提高测量质量和精度。基于遥感波普的监测技术已经实现了对矿山土地、水文、动植物类型、地面沉陷等内容的自动识别,通过分析软件的建模操作可以对矿山地质环境变化进行实时自动监测。
在具体实施遥感测量时,可以按照以下流程进行操作:首先勘察矿区实际情况,选取监测的中心点和重点区域,并结合矿山地质构造和生态结构制定监测计划;其次要根据监测计划中的实施目的及监测要求选用相应分辨率的遥感影像,一般采用具有高分辨率的卫星影像数据或者不同类型的航空遥感影像;其后进行正式的监测并对矿区内的土地面积、山体滑坡、泥石流、采空区塌陷、植被消退、废料堆、尾矿库等因素造成的水土流失沙化和污染、土壤构造变化、矿区环境问题等进行解译;最后进行遥感数据翻译和记录工作,将监测区域的遥感影像设置为1:25000至1:50000配准地形图,运用人工解译、人机结合、计算机自动读取等方式将数据标示在地形图上。
矿山地质崩塌的遥感监测方法。露天矿区剥离及道路开发极易引发崩塌灾害,并且崩塌现象经常出现于陡崖区域。运用遥感技术进行监测可以在影像上比较明显地显示出崩塌体在发育进程出现的弧形崖壁或者直形崖壁。对矿山崩塌环境和发育情况进行有效识别能为监测和采取相应措施提供数据依据,基于此可以将TM和ETM遥感图像进行特定波段的组合。另外通过线性强化措施可以对矿山的变化程度和植被面积等进行更为清晰的观测。为了进一步提升监测的效率和精确度,可以对SPOT213波段的遥感影像进行HSV技术的融合,增强数据的可读性。
泥石流的遥感监测方法。矿山泥石流危害巨大,它是山区频现的地质灾害,从近些年的监测数据可以看出,选矿以及采矿过程中产生的大量废渣、弃石、尾矿等堆积现象使造成矿山泥石流诱发的主要原因,极端自然天气或者地貌变形是直接造成泥石流灾害的诱发因素。通过运用TM和TMC遥感图像的分析,采用453和741波段的融合可以将图像进行对比度和色彩的处理,进而使泥石流灾区的矿山岩石类型、汇水程度、植被覆盖率、流域形状等予以清晰地展示。
岩溶塌陷的遥感监测方法。运用遥感监测岩溶塌陷得出的TM影像特征和SPOT影像特征具有一定的差异性,将两者进行对比研究可以对岩溶塌陷的产生机理及外部条件做出客观的评价。TM影像受到自身分辨率的制约难以对监测范围进行精确地划定,而SPOT则可以弥补这一不足,并且还能对岩溶塌陷区域周边地质构造进行多方位的解译。整体来讲,TM对于地质构造、岩性特征、底层性质等有很好的反映,SPOT则擅长于对人类活动情况和塌陷边界范围进行显示,将TM图像和SPOT图像相结合,可以实现对岩溶塌陷的高质量监测。
3矿山地质环境监测的质量控制和结果处理
矿山地质环境监测对于矿业发展、生态环境的恢复和重造具有重大的战略意义,因此要切实加强对于矿山地质环境监测的质量控制和结果处理与信息。质量控制是目前各种工程项目关注的重点内容,在矿山地质环境监测方面,首先要加强相关规章制度的落实,对于监测流程和施工标准在具体操作时要予以严格的施行,不能遗漏任何监测内容。对于需要进行现场勘查的监测工作,要按照前期制定的监测计划定时定点的进行现场作业。为了保证勘查结果的客观性尽量避免误差,在监测时间段之外严禁任何人进入到监测区域,在规定的监测时间内也要尽可能的减少人员的随意走动。实施科学有效地监测方法是保证提高监测质量的前提条件,目前应用于矿山地质环境监测的仪器设备大多具有高精密度,专业性强等特点,此外监测方式和流程也是影响监测质量的决定性因素,因此要做好这些方面的管理和控制,实行专人专项的管理措施。此外还要加强监测人员队伍的建设力度,由于监测需要知识面广,专业化程度高的技术型人才,同时矿山监测牵涉到多方面的利益诉求,因此还需要相关工作人员具有良好的职业道德和抵抗压力的能力。对于矿山分级明显,分布规模较广,监测对象复杂,因此要充分协调矿业主管、地质、环境科学、遥感技术等多个部门的工作,实现信息的有效沟通和资源的合理配置。
在进行一系列的矿山地质环境监测之后,矿山的开发企业要对监测数据进行分析整理和存档处理。省级矿山的地质监测部门要负责其将全省矿产地质环境监测进行汇总储存的任务,为建立和完善长远的地质环境信息系统打好基础。国家级的矿山地质环境监测机构要将信息从宏观层面进行汇总和分析,提取出与社会发展和人民生活相关的典型信息,并将信息以有效地方式和易于人们接受理解的形式公布出来,建立起社会大众的外部监督反馈机制。
4结论
在实施可持续发展的整体氛围中,要充分认识到进行矿山地质环境监测的重要意义,在实际工作中运用学科有效地方式,按照正确的工作程序进行相关的监测作业,切实保证监测数据的精确性和可靠性,并提出科学性、可行性的监测报告,为我国矿山地质环境的保护及生态文明的建设奠定坚实的基础。
参考文献
[1]金庆花,朱丽丽,张立新,等.矿产资源评价与矿山环境监测中高光谱遥感技术方法应用的实例[J].地质通报,2009(02).
[2]唐有为,梁斌.矿山地质环境监测工作方法初探[J].建材与装饰,2013(20).
[3]高肽贤,朱福才.浅谈矿山地质工作中环境监测技术[J].城市建设理论研究,2011(34).
[4]杨涛毅,陈静,冷洋洋.基于PSR模型的贵州矿山地质环境变化趋势分析[J].贵州地质,2012(03).