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Abstract: in this paper, the "3 S" technology (GPS, RS, GIS) also expounded, the 3 S integration technology and its prospects are introduced, and with 3 S technique to rely on, expounds the "3 S" technology in the land survey of application.
前 言:隨著GPS(球定位系統)技術、RS(遙感)技術和GIS (地理信息系統)技術的不斷發展和應用,GPS、RS和GIS緊密結合的“3s”一體化技術已成為土地調查的一個嶄新的方向已經在國家土地調查及全國土地利用遙感監測中得到很好的應用。
關鍵詞:GPS、RS、GIS、3S集成技術、土地調查
Keywords: GPS, RS, GIS, 3 S integration technology, the land survey
中圖分類號:P228.4文獻標識碼:A 文章編號:
1 “3S”技術
“3S”是全球定位系統(GPS)、遙感(RS)、地理信息系統(GIS)的簡稱。
1.1全球定位系統(GPS)
衛星導航系統(Navigation Satellite Timing and Ranging Global Positioning System),簡稱全球定位系統(GPS)。GPS能夠進行厘米級甚至毫米級精度的靜態相對定位,米級至亞米級精度的動態定位,亞米級至厘米級精度的速度測量和毫微秒級精度的時間測量。GPS已廣泛應用于各個行業領域中。
1.1.1 GPS的應用特點
用途廣泛、自動化程度高、觀測速度快、定位精度高。
1.1.2 GPS的應用局限性
GPS定位系統并不是可以用在任何環境中的,如樹林、城市的遮擋將影響GPS信號的接收。GPS應用的局限性如下:信號遮擋、信號干擾、多路徑效應。
1.2遙感技術(RS)
1.2.1基本概念
遙感技術(Remote Sensing,簡稱RS),是通過觀測電磁波,判讀和分析地表的目標以及現象,其中利用了地物的電磁波特性,即“一切物體,由于其種類及環境條件不同,因而具有反射或輻射不同波長電磁波的特性”。
通常把用不同高度的平臺使用傳感器收集地物的電磁波信息,并將這些信息傳輸到地面并加以處理,從而達到對地物的識別與監測的全過程,稱為遙感技術。
1.2.2遙感的特性
(1)空間特性——視域范圍大,具有宏觀物性;
(2)光譜特性——探測波段從可見光向兩側延伸;
(3)時相特性——能夠瞬間成像和周期成像,有利于動態監測和研究。
1.3地理信息系統(GIS)
地理信息系統(Geographic Information System,簡稱GIS)是一種以采集、存儲、管理、分析和描述整個或部分地球表面(包括大氣在內)與空間和地理分布有關的數據的信息系統。該系統具有數據采集與輸入功能;數據編輯與更新功能;數據存儲與管理功能;空間查詢與分析功能;數據顯示與輸出功能等。
2 “3S”集成技術
隨著“3S”研究和應用的不斷深入,單獨地運用其中的一種技術已經不能滿足工程的實際需求。國際上“3S”的研究和應用開始向集成化方向發展。在這種集成中:GPS主要被用于實時、快速地提供目標,包括各類傳感器和運載平臺的空間位置;RS用于實時地或準實時地提供目標及其環境的語義或非語義信息,發現地球表面上的各種變化,及時地對GIS進行數據更新;GIS則是對多種來源的時空數據進行綜合處理、集成管理、動態存取,作為新的集成系統的基礎平臺,并為智能化數據采集提供地學知識。
3 “3S”技術在土地調查中的應用
隨著“3S”技術的日益進步和廣泛運用,基于“3S”技術的土地查應用已經進入了實用階段。
3.1 RS在土地調查中的應用
隨著遙感技術的進步和發展,遙感數據源已經向全天候、超光譜、高時空分辨率方向發展。RapidEye、SPOT5、IRS等中分辨率衛星數據的應用,以IKONOS、GeoEye-1、QuickBird 、WorldView-I和WorldView-II等為代表的高分辨率遙感數據的應用,為遙感監測提供了廣泛的數據源。
國土資源管理部門利用衛星遙感影像進行年度土地利用變更調查工作。國家在利用遙感影像生產上制定了相應的技術規程,如國家測繪局制定的《1:10000數字正射影像(DOM)生產技術規定》、《1:5萬數字高程模型生產技術規定》,國家測繪局、國土資源部地籍管理司和中國土地勘測規劃院制定的《SPOT2.5米數字正射影像圖制作技術規程》以及國務院第二次全國土調查調查領導小組辦公室針對于“二調”制定的《第二次全國土地調查底圖生產技術規定》等。
遙感信息具有探測范圍大、資料實時新穎、信息豐富、影像處理高效等特點。但遙感技術在土地調查的應用上也存在不足,受影像價格和分辨率和采集能力的制約,縣級1:5000或更小比例尺土地調查中多以中分辨率影像為主。
3.2 GPS在土地調查中的應用
GPS在土地調查中的主要應用有:
建立測量控制網,便于常規方法測量;
利用RTK技術測量權屬界址點和變化圖斑的界限;
基于PDA/GPS技術外業直接發現變化圖斑并采集定位點坐標和屬性數據。GPS測量控制網一般采用靜態定位方式,其特點是觀測基線組成一系列封閉圖形,并通過平差,成果精度高。
3.3 GIS在土地調查中的應用
GIS 能夠管理、分析和綜合多源、多時態、多層次土地調查信息,它的核心是將空間信息和屬性信息有機結合在一起,通過對空間數據的處理和分析,對土地利用現狀進行有效地空間分析。地理信息系統有多種信息表達方式,通過圖表、互聯網、圖件等可以清晰地了解和處理分析結果。因此成為土地調查的核心技術,在土地調查中得到了廣泛的應用。
GIS 技術的進步及其相關軟件的成熟為管理土地調查數據、建設數據庫、開展決策分析提供了有力的工具,更為“3S”技術集成應用與土地調查工作提供了基礎。在GIS 支持下進行分層分類提取。
我國應用較成功的GIS軟件有ArcGIS、MapGIS、Maplnfo和SuperMap等。隨著GIS向多功能、高精度、現勢性強的時態地理信息系統方向發展,向與計算機空間信息可視化技術及虛擬現實技術相結合的方向發展,向基于網絡的WebGIS方向發展,其在土地調查中的應用具有十分廣闊的前景。
3.4“3S”技術集成應用
綜合應用RS技術、GPS定位技術、GIS技術,作為一個有機的整體,以GIS為核心實現“3S”技術的集成,形成一個對土地利用數據進行采集、處理分析和輸出的完整技術體系。
我國土地利用基礎圖件更新問題,提出了全數字化環境下“3S”技術與外業調查相結合的土地利用現狀圖快速更新技術流程和方法,并給出了不同比例尺圖件更新數據源流程獲取、變化信息快速提取、零星地類與遺漏圖斑補測等關鍵技術的解決途徑。其具體的技術路線是:
①外業調查在GPS技術引導和準確定位下,確認變化圖斑的類型、面積、范圍和權屬,核實地物寬度和零星地物(包括遺漏的小圖斑)的量測;
②以遙感技術和己有的土地利用現狀數據庫、土地利用現狀圖為基準,利用計算機自動化發現變化信息,或人機交互解譯提取土地利用變化信息,進行土地利用現狀圖的更新;
③內業在地面調查的基礎上,利用GIS技術在多源信息的支持下,實現對基礎圖件的數字化更新。
4結 論
“3S”技術的迅速發展,保障了土地調查工作的快速、精確和高效率進行,節省了大量的人力、物力、財力。衛星遙感影像是現階段全國土地調查工作的重要數據源,隨著技術的進步,在不久的站將來必將形成一套嶄新的技術處理手段,更加快速、有效、準確地進行土地調查及土地動態監測等工作。
參考文獻
[1]寧津生等,測繪學概論,武漢:武漢大學出版社,2004
關鍵詞:地質礦產勘查;3S技術;應用研究
在當前我國經濟和社會平穩可持續發展的背景下,地質礦產勘查工作成了非常重要的工作,它為國民經濟發展提供了重要能源基礎,能夠有效保障各行各領域的能源需求。隨著我國綜合國力的不斷增強,科學技術的不斷進步,越來越多的先進技術開始在地質礦產勘查領域中應用,其中最為突出的就是3S技術,能夠極大的提高勘察工作的效率。
1.3S技術分析
所謂3S技術,即全球定位技術(GPS)、地理信息系統(GIS)、遙感技術(RS)的統稱,這三種技術在實踐中能夠形成同一互補且相互獨立的有機整體。其中全球定位技術(GPS)所起到的作用是進行位置坐標標注、地理信息系統(GIS)對數據進行分析和比對并篩選出有效信息、遙感技術(RS)作用是獲取樣本數據,3S技術的集成應用如圖1所示。
1.1全球定位系統技術
目前全球定位系統應用最廣泛的是美國開發研制的GPS系統,該系統由24枚離地約20000km的衛星組成,圍繞著6個軌道進行運轉,使用者通過該系統能夠獲取到準確的位置,誤差僅為1m左右。GPS不僅僅能夠提供準確的位置,還能夠提供運行軌跡分析。在實踐中應用具有以下明顯的優勢:一是穩定性較好,不受外界天氣因素的干擾、不受時間、空間的干擾,能夠實時地提供準確的多維定點;二是能夠較為快速地進行定時、定點,還能夠對運行軌道進行預測和分析;三是應用范圍廣泛,不僅僅在目前的地質礦產勘查方面能夠實現應用,同時在交通、水利等諸多領域也有著廣泛的應用;四是服務的范圍廣泛,如上文所述,GPS系統只需要24顆衛星即可覆蓋全球的定位;五是定位法則便捷,使用者不需要在特定位置進行定位,可以檢測到運動的物體,隨意移動都可以獲取到準確的數據。
1.2地理信息系統技術
地理信息系統簡而言之,屬于一種處理數據的計算機軟件系統,能夠對地理信息數據進行管理。主要的作用在于能夠對數據進行分析、修改、儲存、分類、輸出等一系列的處理。同時還能夠通過數據加工以特定的形式進行轉換,標注在地圖上,進而實現信息的可視化。除此之外,地理信息系統還能夠對數據進行處理和加工,進行動態顯示,能夠實現數據的實時監控。地理信息系統的數據處理是一個非常復雜的系統,所處理的數據能夠為地質礦產提供有效準確的數據。
1.3遙感技術
遙感技術的原理是通過電磁波的發射、吸收這樣反復循環的過程,對電磁波信息進行分析,形成數據圖像,通過不直接接觸物體的情況下,來辨識物體。遙感技術成像的方法有兩種,即膠卷成像,利用相機膠卷來進行拍攝,發展至今,膠卷成像已成為過去式,目前普遍采用數字成像的方式,利用計算機來對電波信號進行處理,轉換為規則圖像。遙感技術能夠節省人力物力,簡單地獲取到有效的信息,尤其是面對一些環境較為復雜的區域,遙感技術能夠拍攝出不同角度的信息,通過三維成像的方式來還原物體圖像。
2.地質礦產勘查工作中3S技術應用分析
2.1全球定位系統的應用分析
全球定位GPS系統自投入使用之日到如今,已運用了幾十年的時間,全球定位GPS系統的應用能夠為地質工作者提供地質礦產的時間、空間和地理數據信息,具有非常大的應用價值。全球定位GPS系統操作簡單,衛星定位技術作為信息化的重要組成部分,在地質礦產工作的勘查領域已成為非常重要的部分。在礦產資源勘查的實踐中,我們主要通過全球定位GPS系統和北斗衛星定位系統。全球定位GPS系統相對于傳統的無線電定位系統而言,受天氣的影響更小,準確度更高,通過對衛星定位系統的利用,能夠有效監測地質情況,能夠準確定位出礦產資源的具置,對礦產發展情況進行準確的定位,以便于地質工作者更加高效率的開展工作。全球定位GPS系統在地質礦產勘查領域中進行測量時,需要根據實際的地形進行測繪,主要的目的是為礦區提供不同比例的地形圖,以滿足實際勘查的需要,針對不同的項目,以往主要采取的是經緯儀和測距儀進行測圖,實際運行過程中需要按照設定控制網點、控制次網點并結合加密控制點進行測量,隨著科學技術的發展,上述測量的方式煩瑣,全球定位GPS系統的應用能夠滿足實際項目所需要的精度、速度以及費用等方面的要求,操作相對簡單,在地質測量中能夠廣泛使用。在發現礦產藏區后,首先應該建立GPS網,由于不屬于不同的地質勘探工程,礦區可以通過地質技術來制作簡易的全球定位GPS系統控制網,在此基礎之上來實現測設基線的項目,以確保地質勘查項目的順利運行。針對礦區GPS控制網構建而言,能夠完成地質工程的測量工作,這樣一來不僅僅能夠節省工作時間,還能夠極大提升經濟效益。在完成基線點測量工作之后,開始沿著基線點布設主要的測量線,沿著基線點零的位置,順時針將望遠鏡旋轉90°,將勘探線方向作為主要的施測剖面。然后在勘探方向分別通過全球定位GPS系統對不同的地形點進行探勘,并利用全球定位GPS系統對地形點進行測定,并根據坐標數據來外出完成測量作用,對數據進行匯總分析后,可繪制出礦區的剖面圖。
2.2地理信息技術的應用分析
地理信息技術是基于信息技術發展而來的地理信息管理系統,信息技術本身就具備了綜合信息、動態預測、信息分析和處理的能力,因此地理信息技術優勢十分明顯。地理信息技術包含了數據的管理、傳輸、錄入和分析等,最后經過處理得出最終的數據,能夠直觀地展現在地質工作者面前,在減災防災方面具有非常大的應用價值。我國各地區的自然資源局就通過地理信息技術,繪制了全國的地質信息圖,這對于全國各地的礦產開發、勘查工作提供了良好的基礎,同時也避免了數據重復產生的成本。利用地理信息技術還能夠對區域的礦洞、山脈等地形圖具體成數據信息,產生多維度的信息預報,為地質發展情況提供準確有效的信息數據,同時也為地質礦產勘查和開發提供信息平臺,有效提高了工作效率。在開展地質礦產勘查的過程中,地理信息技術應用的地質圖像能夠發揮出重要的作用,因此在進行勘查的過程中,地質圖像的準確性至關重要,是之后工作的重要基礎,為確保地質圖像的準確性,需要在測繪領域、采礦領域數據工作等方面加強質量控制,在實際勘查的工作中,工作人員可以應用專業的分析模型和地理信息系統,這對確保地質圖像的準確性有很大的效果。地質礦產勘查的信息資料對地質礦產勘查有很大的影響,地質工作人員在工作中會引用到前人留下的信息資料,因此為提高地質礦產勘查工作的質量,必須要加強地質探勘的資料管理工作,應用地理信息技術能夠實現地質勘探資料的電子化錄入,這對于信息資料的安全性保障有了很大的提高,通過地理信息技術還能夠實現圖形與信息資料的建立,能夠為用戶提供可靠的依據,因此為確保地理信息系統的高效性,必須要加強礦產勘查資料的完整性和真實性。為進一步提高地質勘查工作的有效性和高效性,還需要加強地質定量分析工作,這是非常關鍵的內容。在實際工作過程中,地理信息系統能夠實現對信息數據的充分利用,同時還可以構建數據模型,提高信息數據的處理效率,這對促進礦產勘查工作的順利進行意義重大,目前這項信息數據處理技術發展并不全面,在外來需要不斷地提高智能化的技術水平,才能夠有效發揮出地理信息系統的應用效果。
2.3遙感技術的應用分析
隨著科學技術的進步,遙感技術也在不斷地改進和完善,在地質礦產勘查領域,遙感技術的應用已不再是純粹的遙感技術應用,同時還集成了地球物理信息、圖像處理技術、數據庫技術、三維可視化及虛擬仿真等諸多先進技術,這樣綜合的技術應用,實現了虛擬礦產資源勘查區,以實現對礦產資源的虛擬勘查,如圖2所示。遙感技術作為3S技術中的一種,能夠對區域的地殼和地層結構進行綜合分析,并具體繪制成像。同時還能夠針對該地區的礦產資源,描繪出具體的分布圖與分布規律信息。這對于傳統采用人工的方式進行勘察,效率提升很大,同時對于環境惡劣、荒漠地區的勘查,遙感技術的應用能夠替代人工的方式進行資料收集,為地質礦產勘查提供了極大的便利,提高了礦床的發現概率,為地質礦產的勘查、開發,提供了良好的數據基礎。不同地區的地質構造運動,導致了地質礦產的地區分布差異,特定區域中地質礦產存在的條件一般為特定的巖石組合,因此巖石作用十分重要,巖石自身所具有的光譜特點為遙感技術的應用提供了極大的便利,分析遙感圖像接觸圖像的各個參數進行差異化分析,以識別巖石的特性,而地質礦產的分部主要集中在地質結構中的邊緣以及特殊變異部位。通過不同遙感技術進行找礦的關鍵在于從礦物質產生的時間上進行分析,以確定礦產分部的因素,是否展現出帶狀分部的特征,在特定礦產區域,借助影響提取主要的信息,同時能夠對相應的地質影響進行分析,將有效的礦產資源位置信息提取出來,讓地質工作者對整個區域的地質情況有一個綜合的把握,進而確定找礦的理論依據。遙感技術的應用能夠一定程度上解釋地質信息,地質構造運動會導致地殼內部活動,同時礦作用、熱事件、變質會同步進行,地質結構事件控制了地質內部礦產資源儲量的變動,遙感技術的應用能夠觀察到遙感圖像的變化情況,當遙感圖像變動為線性時,圖像上會顯示呈持續形式或斷續形式的線狀、帶狀的分布影像,這個遙感影像說明地質結構中存在著斷裂、節理等結構,控制了巖漿的具體活動,同時對礦液的移動、儲存等都起到了十分重要的作用。當地質結構在遙感圖像呈現出環狀時,即呈現出圓形的結構環狀,說明地質結構的活動主要發生在地殼中,這是一個非常鮮明的外在特征。總而言之,無論遙感圖像表現出來的形狀如何,是線性或者環形,通過遙感技術的應用,所形成的圖像可對地質工作者進行深入直觀的分析,這對于地質礦產勘查十分有幫助。
關鍵詞:3S技術;城市規劃;應用階段;監測;控制測量
Abstract: in recent years, with the rapid development of science and technology, all kinds of high-tech development also change rapidly. Technology brings people convenience is gradually into people's daily life. Application of the present stage of geographic information technology, remote sensing technology and global positioning system of these three kinds of technology are also becoming more popular, this paper mainly discusses the application of the third science and technology in the increasing speed of the city of Beijing.
Keywords: 3S; city planning; application stage; monitoring; control measure
中圖分類號:TU98 文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)
引言
3S 技術即地理信息技術、遙感技術以及全球定位系統的統稱,3S 技術是目前為止城市規劃過程中最為常見的應用技術。地理信息技術簡稱GIS,它具有標準化、多維化和數字化的特點,能夠綜合的處理與分析空間數據;遙感技術簡稱RS,它能夠通過空間平臺上的傳感器獲取信息,所得圖像具有直觀、真實和實時的特點;全球定位系統即GPS,也是最為常見的技術,它能夠精確定位,且操作便捷,可以提供野外基礎測繪的控制數據。這三種技術擁有各自的特點,在城市規劃的過程中發揮著各自的優勢,下面本文就重點的論述它們在城市規劃中的具體應用。
一、地理信息技術(GIS)在城市規劃中的應用
通過GIS 技術能夠直觀和理性的進行城市規劃,由于其具有階段性、廣泛性以及局部性的特點,因此在動態城市規劃以及城市規劃管理方面起著關鍵的技術支撐作用,同時對于城市規劃的決策也起到了決定作用。下面本文就從該技術在城市規劃中應用的階段以及應用的具體方面進行詳細的論述。
(一)GIS 技術在城市規劃中的應用階段
GIS 技術在城市規劃中的應用階段主要分為三個,即信息統一管理階段、規劃分析決策階段以及規劃數字成果階段,在每個階段中該技術都發揮著重要的作用。首先在第一階段,該技術能夠建立起規劃區范圍內的數據基礎信息庫,獲得充足且豐富的信息,為城市規劃的前期做好準備和各種分析;第二個階段,該技術能夠利用各種數據基礎的資料進行空間的查詢與統計,得出分析結果,為城市規劃的各個環節做好準備,編制詳細的方案,并提供空間分析與支持;在最后的階段,該技術能夠提供城市規劃的數字產品,方便城市規劃的管理部門更好的利用這一
技術進行規劃建設。
(二)GIS 技術在城市規劃中的具體應用
GIS 技術在城市規劃的過程中可以應用在多個方面。首先能夠利用城市小比例尺的地形圖建立起相應的城市整體或者是部分空間模型,再利用數據庫資料對應相關的公路、建筑等設施進行查詢,以為城市規劃提供更為直觀詳細的規劃資料;其次能夠利用該技術實現城市規劃土地的集成化管理,方便城市規劃的相關部門更詳細準確的了解土地的規劃現狀以及規劃體的建設情況,為城市土地的綜合利用提供了巨大的幫助;除此之外,利用該技術還能夠實現規劃審批的高效快捷,提高規劃的效率;對于舊城的拆遷規劃,也能夠快速的建立起三維地理模型,對拆遷總量進行詳細的調查。這些具體的應用技術對于城市規劃的進程具有積極的作用。
二、遙感技術(RS)在城市規劃中的應用
遙感技術在城市規劃過程中也普遍應用,如遙感技術能夠將遙感圖像作為城市規劃的基礎圖像,使得城市規劃者在總體規劃以及詳細規劃中都能夠減少盲目性帶來的偏差;同時該技術還能夠制作出大型彩色圖紙,能夠為規劃者提供直觀的規劃依據。遙感技術還能夠實現專題規劃,為城市規劃系統建立起較為細致的規劃數據源。
但是不能忽視的是,遙感技術在城市規劃的應用過程中由于缺乏高分辨率的數據、城市規劃者對于遙感技術的運用不熟練等因素的制約,遙感技術也存在一些不足之處,需要輔以其他技術的協調才能夠更為合理的應用在城市規劃過程中。下面本文就具體的論述遙感技術在城市規劃中的具體應用。
(一)能夠實現對土地資源利用率的實時監測
土地資源在城市規劃的過程中具有重要的作用,是城市規劃的最為關鍵的因素,在規劃的過程中要實時的掌握其利用的動態,這樣才能做到心中有數,實現合理規劃。利用遙感技術,能夠準確的檢測土地利用率的動態信息,并提供詳細的資料,為加強城市規劃過程中土地管理提供了更為堅實的平臺。除此之外,遙感技術還能夠檢測城市規劃的發展變化,并結合城市的綜合發展情況提供更為準確的規劃信息。
(二)提供環境檢測動態變化
溫度和濕度等自然環境的變化對于城市規劃也會產生一定的影響。而自然環境的變化會引起地物波譜特征的變化,通過遙感技術能夠及時的監測這種變化,再通過遙感圖像的特征分析,為城市規劃的動態環境監測提供最為可靠的數據支持。
(三)為城市規劃提供對話式操作系統
除上述具體應用之外,遙感技術還能夠利用其獲取的數字影像制作出數字正射影響DOM、數字線劃地圖DLG 以及數字高程模型DEM,這樣就能夠為城市規劃提供出詳盡可靠的數據,并能夠為城市規劃提供對話式的操作系統。與此同時,還能夠利用遙感技術制作成地形圖,為城市規劃提供詳盡的地形圖紙。
三、全球定位系統(GPS)在城市規劃中的應用
全球定位系統具有實時性的特點,在應用于城市規劃過程中時能夠減少觀測的繁雜性,降低觀測的時間,為規劃者提供較為可靠的數據資料,因此說GPS 在城市規劃過程中起到了重要的作用。下面本文就從三個方面論述該技術在城市規劃中的具體應用。
(一)對城市規劃控制測量
城市規劃的過程中需要區分城市建成區和規劃區,由于城市的控制網點面積較大、準確度要求高,這就要求有先進的技術支持,而GPS 在這方面具有優勢,能夠很好的幫助規劃者劃定規劃范圍。該技術彌補了靜態測量中精確度低的缺陷,無論是在作業精度和準確度以及規劃效率方面都具有明顯的優勢,因此在城市規劃中經常用到。同時,城市規劃中的線控點測量也需要利用該技術,由于GPS 技術不需要逐級設置控制點,因此減少了時間,提高了效率,也能為城市規劃提供所需的精確數據。
(二)用地測量中的精確應用
城市規劃中免不了進行用地測量,在進行測量的過程中應用GPS 技術,不僅能夠實時的進行地面選址,確定土地的計算范圍,還能夠利用計算的數據進行分類研究,提高精確度和測量的速度。
(三)在城市規劃中建筑物規劃放線中的應用
建筑物規劃放線過程中,放線點既要和城市建筑物的情況相符合,又要滿足整體城市規劃的總需求,這樣雙重標準要求下來,對于放線的精確度要求就更為嚴格。GPS 技術的應用能夠充分的協調二者之間的關系,找出最為合適的銜接點,確保準確度,滿足需求。
上文中簡單的論述了3S 技術在城市規劃中的應用,除了上述的應用之外,3S 技術還在城市規劃中的其他方面發揮著不可替代的作用,如城市規劃信息的采集與數據更新、城市現狀的動態調查控制、城市規劃設計的方案評估以及模擬分析方面都起著重要的作用,為城市規劃的發展打下了堅實的基礎。
結束語:隨著科技的進步,高技術在城市規劃的過程中廣泛的應用,其中最有代表性的就是3S 技術的應用,在上文的論述中,本文簡單的闡述了三種技術在城市規劃中的具體應用,說明了在新技術的幫助下城市規劃不僅提高了工作的效率,也得到了更為準確的規劃數據和動態監測情況,使得城市規劃朝著更為合理的方向發展,希望本文的論述能夠對今后的城市規劃工作有所幫助。
參考文獻:
[1] 張琛程俊“3S”技術在城市規劃中的應用城市建設理論研究,2012 年第4 期
[2] 羅名海3S 技術的發展趨勢與在城市規劃中的應用前景地理空間信息,2004 年04 期
[3] 吳威龍基于3S 技術的數字城市規劃安徽農業科學,2007年第25 期
關鍵詞:信息技術;全球定位系統;遙感技術;地理信息系統;森林;管理
1引言
“3S”技術是遙感技術(Remote Senescing RS)、地理信息系統(Geographical information System GIS)、全球定位系統(Global Positioning System GPS)這3種技術名詞的統稱,這3種系統的綜合應用就構成了3S技術。目前關于3S技術的研究與運用,世界各國水平不一,而我國關于3S技術的利用范圍也愈加廣泛。由于3S技術在各個領域中的特殊地位,需要對3S技術有相應的了解,以便全面認識3S技術的實際意義。這3種技術有各自的運用特征和具體使用領域,但是在實際工作中,三者密不可分,相輔相成。地理信息系統與全球定位系統是遙感技術的數據源,為遙感技術提供各種所需的相關數據,無論是圖像分析,還是地理位置的確定,相關數據都會通過遙感技術進行匯總,再進一步分析與加工處理得到人們所需要的重要信息。
23S技術在森林防護管理中的作用
3S技術的應用范圍極為廣泛,與各個領域都有一定的聯系與運用,在自然災害的監測與預防工作中有著獨特的意義。在地質勘探領域,對于資源勘察有著指導性的作用,在社會治安上,對于進一步協助公安與相關部門偵破案件、維護社會秩序,責任重大。3S技術的運用領域較為廣闊,而細化到森林防護管理中,3S技術不僅可以清查森林資源的分布特征、實現規劃化與數字化經營,還可以進一步設計林區道路,實現森林的科學管理,另一方面,3S技術對于森林火災的預防以及病蟲害的監測都具有實踐性的作用。本文以森林防護管理中森林火災預防工作為具體研究案例,進行相關分析。
作為陸地生態系統的主體,森林資源有著不可替代的地位,不僅是完美與強大的資源庫、基因庫和蓄水庫,更由于其本身的調節氣候、保持水土、涵養水源、改良土壤、防風固沙、減少污染等功能,對美化環境有著重要的意義。作為資源庫對保持生物多樣性,改善生態環境和維護生態平衡,更是有著決定性的作用。森林火災對森林的危害極大,頃刻之間能夠造成巨大的損失,不僅危害社會自然生存環境,更是對社會的穩定造成極大的影響。火災過后,土地缺少森林的覆蓋,極易形成水土流失,同時水旱災害不斷,風沙不斷肆虐,也會影響社會的發展。在我國不少林區,居民點與農田和山林交錯,一旦發生火災,極有可能燒毀房舍、糧食等財產,甚至會危害到群眾的生命安全,影響人民群眾的生產與生活。森林火災另一方面還會燒死林中的生物及各種林副產品,對自然系統造成嚴重的危害,也對經濟發展極為不利。因此,應加強森林防火管理,學習西方發達國家經驗,將3S技術運用于森林防火管理活動中,對森林防護管理工作進行指導,從防止、撲滅及預測等環節加強防護管理工作。
33S技術在森林防火管理中的應用分析
森林火災是森林防護管理中面臨的主要問題之一,了解森林火災的原因,是做好防火工作的前提。通常可以把火災的原因歸為自然和人為兩大類。我國氣候類型多樣,在干旱季節,雷雨天氣較多,雷電觸及林木引起樹冠燃燒,極易形成火災。另外干旱季節的陽光輻射過于強烈,林地腐殖質層或泥炭層在高溫的條件下,易發生自燃現象,也容易引起火災。但根據統計,大多數森林火災的發生是人為因素造成的。生產性和非生產性火源是人為因素中的兩大分類。生產性火源主要包括燒荒、燒墾、放炮采石等用火,這種生產性火源引起的森林火災占森林火災的70%以上。非生產性火源與人們的主觀行為有關,野外吸煙、燒火取暖、燒烤食物、燒山趕野獸、燒黃蜂、燒蛇鼠、上墳燒紙、燃放煙花炮竹、小孩玩火、精神病人放火等都是非生產性火源。同時要嚴防不法分子的縱火行為。無論是自然原因,還是人為因素,火災一旦發生,都將造成無法挽救的損失,因此,做好森林防火工作至為關鍵。
由于森林火災的突發性特點,火災發生前期的并沒有相對明顯的跡象,尤其是人為性火災。鑒于此,森林管理者必須要提高警惕,從細小出發,在日常工作中就要嚴格落實相關信息的收集與整理的工作,在火災防護管理中做到未雨綢繆,從源頭上減小森林火災發生的可能性。
(1)建立防火數據庫。作為森林防護管理工作者,應該利用全球定位系統與地理信息系統收集與整理各種地圖信息。具體來說,一是全國以及各地區的行政區劃圖,二是各地的地形地貌圖,三是地區居民分布圖等。另一方面各個地區的交通路線圖以及林區分布圖也要細致審視,對于滅火工具圖,要放在整體與宏觀的地位上。在使用3S技術過程中,可以運用 GIS進行處理,使其數字化,通過整合數據信息,為管理者提供有效信息服務。
(2)對地圖的屬性進行相關的分類,以文字或者圖像的形式劃分為可以分為氣象數據、地形數據、 居民數據、 交通數據等,具體方式以圖像或者文字不定。在整合地圖數據信息與屬性資源兩者相聯系的基礎上,森林防護管理組要找到相應的處理方法,具體情況具體分析,將已經設定具體的方案進一步系統化。另一方面,要及時更新數據庫的變化動態,現代社會的發展較為迅速,為了了解森林資源發展變化的最新動態,必須及時更新數據庫相關信息。森林防護管理者只有隨時了解森林資源現狀,在不斷豐富的數據庫信息中找到有效信息,才能將森林防護管理工作做好,及時提出森林火災防護的有效方案。
(3)通過進行數據的檢索與輸出,以便于向森林防護管理工作者提供更為直觀的數據信息。
43S技術在森林滅火管理中作用分析
在森林防護管理工作中,一旦森林火災發生,有效的滅火管理技術與措施尤為重要。在滅火管理中需要有效結合GIS 與各種相關技術來確定火災的具體情況。在模擬森林火災發生時,第一時間要通過地理信息系統與遙感技術了解火災發生的具體范圍及動態情況。衛星遙感技術有著自身的優勢,比如可以以較低的成本來獲得較大范圍的信息,同時也由于其快速的成像效果,直接為森林滅火工作提供有力依據。但是,遙感技術自身也具有一定的局限性,其精準程度較低,因而在實際運用過程,會結合地理信息系統,更為有效地處理與整合圖像以及數據庫信息與資源利用,從而進一步精準定位,減少森林火災的毀害,挽救森林火災所造成的損失。而全球定位系統能夠通過衛星來進一步實現精準定位,GPS而且不受地點、時間和天氣狀況的影響,在森林防火滅火過程有著突出的作用。GPS與GIS的結合運用,可以進一步實現和確定較準確的行動方向,同時借助GIS的查詢功能還能出具相關的現場報告。3S技術在森林火災發生時,準確定位火災的經緯度,由相關定位信息整合后,制定出森林滅火的各個行動方案,選擇最佳方案,通過通訊技術,最后指導滅火工作。
5結語
森林火災的防護管理工作意義重大,由于火災對森林危害巨大,一旦發生,不僅會耗費過多的人力、物力和財力,而且對森林資源造成難以估量的損失。因此,森林防護管理工作者應該加強對森林火災的預測工作,防范于未然。GIS能夠有效分析及管理各種信息,為林火的預測提供直觀、形象的數據資源。將這一功能廣泛應用將會收到火災預測的良好效果。隨著科技的發展與進步,3S技術對森林防護管理的各個方面都有著積極的作用。森林防護管理工作者應該結合高新科技,建立森林防火“信息高速公路”,加強林火監測,通過衛星遙感監測,提高發現火情能力,加強指揮決策,在防火指揮中心通過地面監測和衛星監測系統,隨時在計算機中監測雷擊火發生的精確位置,及時作出應急措施。將技術引入到森林防護管理工作中,進一步實現我國林業的成熟發展。
參考文獻:
[1] 鐘淼.“3S”技術在林業實踐中的應用研究[J].內蒙古林業調查設計,2008(4):39~40.
關鍵詞:遙感技術;地質勘查;概況;技術應用;發展
一、遙感技術的概況
遙感技術出現于上個世紀60年代,是一種根據電磁波原理而產生的探測技術。主要應用原理是利用各種傳感儀器對遠距離目標所輻射和反射的電磁波、紅外線和可見光等信息,對這些信息進行采集、分析和處理,最終形成影像,從而實現對目標物體及其附近各種景物的探測和識別。這種探測技術具有直觀性和整體性的兩大特點,利用遙感技術對所需材料進行拍攝,將使拍攝的地質信息更加清晰、全面。
遙感技術在地質工作中的大量應用,可以為地質工作提供大量的信息資源。在探測地質情況時,運用不同波段和不同遙感儀器,可以獲取更多有價值的信息。同時遙感技術在應用過程中受地面環境的限制很小,探測的范圍也比傳統的探測技術要廣泛很多,更能順利完成地質勘察工作。
二、地質勘查中遙感技術的應用
1、地質構造信息的獲取
不同地質構造的邊界或者由于板塊運動而產生的變異部位通常存在著內生礦。重要礦產一般都是隨機分布在不同板塊連接或者臨界的地方,隨著重大地質的變異相繼產生,礦床為帶狀分布,規模與地質構造的變異差不多。
遙感技術應用在礦產資源的探測方面多表現在空間信息上。主要通過提取該區域礦產的線狀影像資料,主要包括地質的斷裂、變異等;環狀影像資料,主要包括火山、盆地等;帶狀影像資料,主要包括巖層信息等。還有從控礦斷裂交切處出現的塊狀影像資料和感礦相關的色異常中提出的相關信息。需要說明的是,如果斷裂變異為主要控礦構造時,利用遙感技術對斷裂信息重點提取分析具有重要的作用。
遙感技術在拍攝成像處理的過程中,通常會出現不清晰和模糊的情況,造成人們無法對那些有興趣想要重點探索的區域進行清楚的識別。人們利用自我的目測解釋或者通過人機互動等方法,對所提取的遙感影像綜合分析處理,例如:加強邊界線處理,增加灰度調色,利用科學算法等一系列方法,使地質構造信息簡單明了的顯現出來。此外,遙感技術仍可以通過地表地貌、植被、巖石分布等主要特征,綜合提取分析,來獲得隱蔽的構造信息。
2、利用植被波譜特點探礦
受地下水和微生物的共同作用,礦產資源中的金屬元素、礦物質都可能或多或少的對上邊地層結構產生影響,從而使土壤的營養構成產生變化,生長在最上方土壤上邊的植被對于金屬元素有著吸附和聚集的作用,導致自身生長過程中水分和葉綠素等主要物質的變化,那就產生了植被反射光譜的差異。因此,這就為遙感技術的應用奠定了理論基礎,人們可以通過提取分析遙感資料中植被光譜的異常信息來探尋礦產資源。
人們應該掌握不同植被或者同種植被不同葉、莖含金屬量的差異變化。所以,通過對已知現有礦區不同植被或同種植被的不同部位作為樣品,進行光譜測試,歸納分析總結出對金屬最有吸收聚集作用的植被,將這一種類的植被定為礦產探測的有效植被,其余作為輔助植被。遙感技術的圖像處理一般通過光譜增強技術,采用主要成分分析,監督分類等方法。一般情況下,遙感圖像上的異常顏色分布均為植被反射的光譜異常信息,我們通過對圖像的分析和處理,將這些細微的異常信息分析、提取出來,并將他們直觀、重點的重新標注于遙感圖像上邊,以此來綜合推斷未探知的礦產資源大致分布。由于植被體內有些金屬元素的成分含量
3、礦床信息的變化依據
由于外界環境的不斷變化,礦床也會隨之產生某些性狀的變化。我們可以通過調取不同時段的遙感資料和圖像進行宏觀對比,分析礦床的剝蝕改造作用;綜合相關成礦深度的知識,找出礦床的產出部位。
三、地質勘查工作中遙感技術的發展趨勢
1、高光譜的實際應用
高光譜是一種融合了計算機、探測、光學、信號處理于一身的綜合技術。充分顯示了納米級別的光譜分辨率在光譜儀中的實際應用,在成像的時候可以同時記錄下數百條的光譜通道數據,從每一個像元中提取連續的光譜曲線,實現空間信息,光譜信息和輻射信息的同時獲取,所以有著很大的發展空間。高光譜的圖像光譜信息具有層次分明、信息豐富的特點,對于不同波段有陣不同的信息變化量,通過建立相關模型,得出礦物的豐度。人們應該充分利用高光譜的優勢,加強數據應用處理能力。
2、數據的整合
伴隨著大量新型傳感器的不斷產生,可以從不同的空間、時間和光譜范圍等諸多方面來客觀真實的反應地物目標的特點,形成同一個區域的多元數據,和單元數據比較,多元數據具有互補性的優點。單源數據僅能突出地物目標在一個方面或者幾個方面的特點,想要全面,多層次的了解目標,就必須以多源據作為基礎,提取更多豐富、有意義的信息。多源數據的發展促使數據整合技術的不斷前進。借助數據整合,我們不僅可以刪除無用信息,提高數據處理效率,還可以將有價值的信息集中整合起來,形成互補優勢。
3、3S技術的有機結合
遙感(RS),地理信息系統(GIS),全球定位系統(GPS)統稱為3S。我們利用全球定位系統可以有效的迅速定位,確認全球范圍內的任何點坐標并進行科學管理。大量的遙感數據需要更大的空間,所以更加需要強大的管理系統。現階段,隨著人力成本的大幅上升,在區域范圍內探尋礦產資源的過程中,遙感技術已經表現出了小投資大回報的絕對優勢,所以RS和GIS的技術整合相當重要。隨著3S技術的不斷升級完善,地質工作人員可以嘗試3S和可視系統、衛星通信系統等先進科學技術的綜合應用,
四、結束語
綜上所述,隨著社會市場經濟的快速發展,工業化、城市化程度的不斷加深。在地質勘查中,一定要采用先進的科學技術,才能確保地質勘探工作的順利實施。遙感技術作為地質勘查工作的重要手段,在地質工作中占據著重要的位置。采用遙感技術對地質進行有效勘測,才能促進社會經濟的快速發展。
參考文獻
[1] 陳旭鋒. 遙感地質勘查技術發展趨勢研究[J]. 民營科技. 2012(04)
[2] 王潤生. 遙感地質技術發展的戰略思考[J]. 國土資源遙感. 2008(01)
[3] 王迪楠. 遙感技術在地質勘查找礦中的應用[J]. 黑龍江科技信息. 2014(14)
關鍵詞:測繪新技術,3S
隨著現代測繪新技術的出現,無論在學科理論,或在技術體系,以及應用范圍上都取得了重大的發展,甚至可以說是重大的變革,從而也將徹底地改變傳統測繪的方式。當前測繪產業以“3S”技術為特征,現代測繪技術已經成為人類研究地球及自然環境,解釋一些自然現象,解決人類社會可持續發展等重大問題的重要工具。工程測量技術服務領域主要包括:農業、林業、水利、交通 、城市建設等行業,隨著計算機和網絡技術的結合 、測量儀器的數字化和智能化,使得數字化測繪技術得到了廣泛的應用,3S以及數字化測繪和地面測量先進技術的發展,數據采集和處理的逐漸自動化、實時化和數字化,測量新技術的服務范圍也進一步擴寬,才能更好的為社會服務。論文格式,3S。。
一、現代測繪新技術(3S)的發展概況
(一)全球定位系統技術(GPS)的發展
GPS是美國從上世紀七十年代開始研制,于九十中期年全面建成的利用導航衛星進行測時和測距,具有在三維空間范圍內進行全方位實時導航與定位。隨著精度從最初的百米范圍內提高到1米以內,現在的GPS已經民用化。隨著GPS系統的不斷創新改進,硬、軟件的不斷完善,GPS的應用領域正在不斷地擴寬,目前,各種體積小、精度高類型的GPS問世,更加方便的用于野外測量。GPS技術作為測繪發展更新的新技術,已經成為大地測量的先進技術手段,也是最具潛力的全能型技術。GPS定位技術與常規地面測量定位相比,除具有對測站選擇更靈活、更適應不利條件、全天候連續作業外。還具有比任何地面常規技術供數量更多、精度更高的數據信息。
(二)遙感技術(RS)的發展
遙感技術包括:衛星遙感和航空遙感,其中航空遙感作為地形圖測繪的重要手段已在實際中得到了廣泛的應用,衛星遙感影像測圖也取得較好的效果,運用遙感資料建立數字地面模型進而應用于測繪工作已廣泛的應用。航空遙感最先在軍事上應用,1972年第一顆地球資源衛星發射升空以來,很多國家都相繼發射了眾多對地觀測衛星。遙感信息獲取技術已從可見光發展到紅外、微波:從單波段發展到多波段、多角度、多極化;從空間維擴展到時空維;從低分辨率發展到高分辨率甚至超高分辨率。
(三)GIS(地理信息系統)技術的發展
地理信息系統起源于上世紀六十年代在土地和交通方面的地理信息研究。地理信息系統(GIS)作為多個學科、多種技術交叉結合的產物,GIS的提出到現在不到50年的時間。特別是在與民生和經濟息息相關的行業,如商業、城市規劃、物流、交通、人口普查、疾病分析等領域,GIS技術的運用更是得到空前的發展,地理信息系統作為對空間地理分布有關的數據進行采集、處理、管理、分析的計算機技術系統,其發展和應用對測繪科學的發展意義重大,是測繪新技術的重大發展和跨越。當前GIS深入到了各行各業乃至千家萬戶,成為人們生產、生活、學習和工作中不可缺少的工具和助手。論文格式,3S。。
二、測繪新技術(3S)在工程測量、林業、水利,高新農業等方面的應用
(一)在工程方面
在工程項目中,可以運用GPS準確的定位,以便準確的找到工程項目的位置,例如地形復雜或山區的土地開發整理項目的準確定位控制點,礦區的范圍的界定等。利用遙感技術(RS)在礦山測量中應用遙感資料,可獲取礦區實時、動態、綜合的信息源,對礦區環境進行監測,為礦區環境保護提供決策支持。利用GIS建立數據管理庫,對項目進庫后綜合管理,以GIS為平臺,以3S測量技術為數據獲取的途徑,可以建立集數據采集、處理、管理、分析、輸出于一體的自動化、智能化的技術系統,作為工程測量可持續發展的決策支持系統。
(二)在林業方面
3S技術主要在林業方面有三大應用:森林資源調查;森林資源動態監測;森林資源災害監測利用遙感技術(RS)對林地資源的分布、生長狀況及其變化進行調查和估測分析。利用遙感技術多層次、多時相的動態監測功能獲得及時可靠的數據,通過GIS技術進行相關數據的實時更新,并對這些數據進行空間分析,可得到林地的動態變化情況。
(三)在水利方面
“3S”技術可以及時有效的防洪減災,可用于災前預測、災中監測和災后評估;“3S”技術防治水土流失調查預測和水土保持規劃,可運用“3S”技術可以監測水蝕、風蝕等多種類型的土壤侵蝕區的侵蝕面積、數量和強度發展的動態變化。可以對水資源實時動態監測和科學管理,水資源實時動態監測在水利信息化中非常重要,因為只有掌握瞬時變化的供水和需水等有關信息,才能科學、準確地進行水資源的配置及調度;“3S”技術在水利工程的勘察設計中得到了充分運用。“3S”技術在水利工程的維護管理中也能發揮重要作用,如南水北調的選線,在DEM的基礎上,進行地質情況分析,并結合GIS中的有關地質環境數據庫實現合理的選線分析。在水利工程規劃設計中也廣泛運用“3S”技術。如在水庫的規劃設計中,利用GIS建立的庫區DEM,可以直觀、快速、準確地計算出各種庫容和淹沒面積及開挖土石方量;結合其他GIS專題數據可以進行大型水庫淹沒區實物量、灌溉區有效灌溉面積和水庫淤積量的估算。(四)在高新農業中
運用GPS技術對高新農業信息進行空間定位; RS影像技術可獲取區內農作物生長環境、生長狀況和空間變化的影像信息,便于區內狀況的分析; GIS技術可以建立農田土地管理、自然條件、作物產量的空間分布等的空間數據庫;對作物生長苗情、的發生發展趨勢進行分析模擬,為分析農田內自然條件、資源有效利用狀況、作物產量的時空差異性和實施調控提供處方信息。3S技術它能夠收集土地利用現狀、植被分布、農作物的生長情況、農作物的災情分布、土壤肥力等多種信息,將信息技術與農藝、農機有機地結合起來,最大限度地優化各項農業資源與生產要素的合理分配,獲取高產量和最大經濟效益,同時又能有效地保護生態環境和農業自然資源,有利于農業的可持續發展。
三、測繪新技術(3S)的集成應用
測繪新技術3S集成應用,取長補短是自然的發展趨勢,三者之間的相互作用形成了'一個大腦,兩只眼睛'的框架,即和向提供或更新區域信息以及空間定位,進行空間分析,以從提供的大量數據中提取有用信息,并進行綜合集成,使之成為科學決策的依據。實際應用中,較為多見的是兩兩之間的結合,常見的兩兩結合有以下幾種方式:
RS與GIS集成:遙感數據是GIS的重要信息來源,GIS則可作為遙感圖像解譯的強有力的輔助工具。GIS作為圖像處理工具,可以進行幾何糾正和輻射糾正,圖像分類和感興趣區域的選取;遙感數據作為GIS的重要信息來源,可以進行線和其他地物要素的提取,DEM數據的生成,以及土地利用變化和地圖更新。
GIS與GPS集成:定位、測量、監控導航。
GPS+RS集成:幾何校正、訓練區選擇以及分類驗證,提供定位遙感信息查詢。
GPS+GIS集成:定點查詢專題信息,提供或更新空間點位。
GIS+RS集成:幾何配準、輔助分類等,提供和更新區域信息。論文格式,3S。。
四、結語
隨著數字化測繪技術的提高, GPS、RS技術在各行各業的廣泛應用, GIS技術的不斷成熟, 現代工程測量必將朝著測量數字工程化的方向發展。大力開展數字化3S測繪技術的應用與研究將是測繪行業立足者提升自身競爭實力和創造經濟效益的首要任務。
關鍵詞:測繪技術;河道測量;水利工程3S測量
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前言
當前測繪產業以“3S”技術為特征,現代測繪技術已經成為人類研究地球及自然環境,解釋一些自然現象,解決人類社會可持續發展等重大問題的重要工具。工程測量技術服務領域主要包括:農業、林業、水利、交通、城市建設等行業,隨著計算機和網絡技術的結合、測量儀器的數字化和智能化,使得數字化測繪技術得到了廣泛的應用,3S以及數字化測繪和地面測量先進技術的發展,數據采集和處理的逐漸自動化、實時化和數字化,測量新技術的服務范圍也進一步擴寬,才能更好的為社會服務。
一、現代測繪新技術(3S)的發展概況
1全球定位系統技術(GPS)的發展
隨著GPS系統的不斷創新改進,硬、軟件的不斷完善,GPS的應用領域正在不斷地擴寬,目前,各種體積小、精度高類型的GPS問世,更加方便的用于野外測量。GPS技術作為測繪發展更新的新技術,已經成為大地測量的先進技術手段,也是最具潛力的全能型技術。GPS定位技術與常規地面測量定位相比,除具有對測站選擇更靈活、更適應不利條件、全天候連續作業外。還具有比任何地面常規技術供數量更多、精度更高的數據信息。
2遙感技術(RS)的發展
遙感技術包括:衛星遙感和航空遙感,其中航空遙感作為地形圖測繪的重要手段已在實際中得到了廣泛的應用,衛星遙感影像測圖也取得較好的效果,運用遙感資料建立數字地面模型進而應用于測繪工作已廣泛的應用。航空遙感最先在軍事上應用,1972年第一顆地球資源衛星發射升空以來,很多國家都相繼發射了眾多對地觀測衛星。遙感信息獲取技術已從可見光發展到紅外、微波:從單波段發展到多波段、多角度、多極化;從空間維擴展到時空維;從低分辨率發展到高分辨率甚至超高分辨率。
3 GIS(地理信息系統)技術的發展
地理信息系統起源于上世紀六十年代在土地和交通方面的地理信息研究。地理信息系統(GIS)作為多個學科、多種技術交叉結合的產物,GIS的提出到現在不到50年的時間。特別是在與民生和經濟息息相關的行業,如商業、城市規劃、物流、交通、人口普查、疾病分析等領域,GIS技術的運用更是得到空前的發展,地理信息系統作為對空間地理分布有關的數據進行采集、處理、管理、分析的計算機技術系統,其發展和應用對測繪科學的發展意義重大,是測繪新技術的重大發展和跨越。
二、 3S測量技術的應用.
1利用遙感圖像獲取所需河道水文信息以遙感手段獲得的河道信息通過信息提取產生需要的專題圖像,通過計算機的圖像校正、圖像增強、圖像分類、圖像變換及圖像數據結構的轉換,將遙感信息作為信息源提供給GIS。在對遙感圖像進行判讀解譯和相關分析之前,必須首先對遙感圖像進行投影變換和幾何糾正處理。為保證遙感圖像與地形圖保持地理幾何位置的一致性,須對遙感影像進行相應的投影變換。最后將圖像處理結果轉換成GIS能夠接受的數據格式。充分利用圖形資料(尤其是電子地圖)對非電子形式的圖形資料要進行數字化,建立起矢量圖形庫和圖像資料。以便提取高程數據以建立數字高程模型(DEM)以及對遙感圖像進行幾何配準和校正。產生數字高程模型后,就可以利用GIS軟件提供的地形分析功能進行等高線計算、水面面積和體積計算、沖淤量計算、坡度坡向的分析和計算等。
2遙感動態監測遙感動態監測就是對同一區域運用不同時相的遙感圖像,以獲得區域變化的遙感影像。動態變化監測已成為遙感應用的一個主要方面,多時相、多種類型的傳感器對同一地區進行定期或不定期的資源與環境調查。能及時、準確、宏觀地反映客觀情況。以多時相遙感影像為數據源,通過重點分析最佳組合波段的選擇和水體信息特征提取的圖像處理方法,為遙感技術在水環境方面的研究提供一定的理論依據。同時,利用數字遙感技術實現隨時間變化的水域動態監測和枯水期、豐水期的水域變化的動態監測,為防洪、抗洪、水資源合理調度、河道規劃治理工作提供科學依據。
3水深遙感沖淤變化分析水深遙感是利用可見光在水體內的穿透能力,通過飛機、衛星等遙感平臺,利用輻射計、攝影機等遙感設備將水下一定深度范圍內的立體單元信息按照一定的規則采集下來。再通過信息處理軟件分離出可見光空透的水體厚度信息,即可獲得水深。利用入水輻射強度與水深、水體渾濁度之間的關系。通過測定、處理輻射強度來量測水深。在研究河床沖淤時,常常因實測資料遺缺無法進行系統分析和比較。
4 GIS技術在河道測量中的應用GIS是水文資料管理的重要工具。在GIS中還有計算距離、曲率、表面積、周長等工具。河道演變分析主要是沖淤分析。GIS利用DEM模型數據能立即計算出兩沖淤監測斷面間的沖淤量。不僅便捷且精度大為提高。河道某斷面圖的繪制、某地沖淤過程的累積圖等。可直接從圖上提取數據并自動繪制成圖。所有這些GIS功能對于分析河道演變的成因、了解河道演變規律都有著十分積極的意義。GIS技術用于水下地形的沖淤變化分析比傳統分析方法更加科學合理、精確度高。
三、 3S技術在水利方面的重要價值。
“3S”技術可以及時有效的防洪減災,可用于災前預測、災中監測和災后評估;“3S”技術防治水土流失調查預測和水土保持規劃,可運用“3S”技術可以監測水蝕、風蝕等多種類型的土壤侵蝕區的侵蝕面積、數量和強度發展的動態變化。可以對水資源實時動態監測和科學管理,水資源實時動態監測在水利信息化中非常重要,因為只有掌握瞬時變化的供水和需水等有關信息,才能科學、準確地進行水資源的配置及調度;“3S”技術在水利工程的勘察設計中得到了充分運用。“3S”技術在水利工程的維護管理中也能發揮重要作用,如南水北調的選線,在DEM的基礎上,進行地質情況分析,并結合GIS中的有關地質環境數據庫實現合理的選線分析。在水利工程規劃設計中也廣泛運用“3S”技術。如在水庫的規劃設計中,利用GIS建立的庫區DEM,可以直觀、快速、準確地計算出各種庫容和淹沒面積及開挖土石方量;結合其他GIS專題數據可以進行大型水庫淹沒區實物量、灌溉區有效灌溉面積和水庫淤積量的估算。
四、3S技術在水利應用的前景和展望。
在以信息化帶動水利現代化的戰略方針指導下,3S在水利行業的應用在技術上已經發展并逐步成熟,而且在水利行業開始應用的主要有以下幾個趨勢:1集成性:水利信息化進程中的3S技術在實際應用中不僅要通過數據接口將RS、GIS、GPS嚴格地、緊密地、系統地集合起來,使其成為一個更具有應用價值的大系統,往往還要跟其他的諸如MIS或OA等系統緊密結合,方可滿足需求。因此,3S技術與外部系統無縫集成是必然的發展趨勢。2以數學模型和決策分析為支撐:對于水利工作者來說,僅對圖形進行簡單的瀏覽、查詢是沒有太大意義的。如何要讓3S在水利行業發揮出更大的作用,就要利用3S軟件特有的專業分析功能。水利行業要求3S系統平臺提供專業的分析算法和專業模型,以便對各種水利數據進行深層次的分析,使系統具有輔助決策支持功能,為有關部門提供科學的計算結果和決策依據。3網絡化:在網絡技術和環境日趨成熟和完善的時代,水利部門要借助網絡技術,充分利用網絡資源,實現資源的共享,實現網絡化。
【關鍵詞】煤炭地質;遙感技術;創新分析;探測識別
由于煤炭地質的復雜性、多樣性,我們往往會在開發煤炭的過程中出現不合理開采、不高效利用的現象,這樣就會造成煤炭資源的浪費,甚至會導致不必要的人身傷亡和財產損失。所以在合理開采煤炭資源時,還要利用現代先進的科學技術來輔助煤炭的勘探、開采及災害防御。其中,對于煤炭地質的遙感技術就是重要的應用手段之一。
一、遙感技術的概念特點
(1)基本概念。遙感技術是20世紀60年代興起的一種探測技術,是根據電磁波的理論,應用各種傳感儀器對遠距離目標所輻射和反射的電磁波、紅外線和可見光等信息,進行收集、處理,并且最后形成影像,從而對目標物體及其附近各種景物進行探測和識別的一種綜合技術。(2)主要特點。一是直觀性和整體性。通過遙感設備的拍攝處理,我們所獲得的傳輸影像是非常清晰生動的,并且具有很明顯的直觀性和全面的整體性。二是收集手段多,信息量大。人們可以運用不同波段以及各不相同的遙感儀器設備,來探測識別目標物體,用以獲得我們所需要的信息。技術人員不但能夠探測地球表面的環境性質,而且可以探測到目標物內部一定的深度。所以說遙感技術的信息手段很多,信息容量非常大。三是受地面條件限制較小。相較于傳統的探測技術,遙感技術所探測收集的信息可以不受冰川、高山、沙漠及惡劣環境的影響,能夠順利完美的完成既定任務。四是獲取信息的效率高、周期短,而且探測范圍較廣。
二、遙感技術的實際應用
(1)煤炭地質的探測繪圖。一是地形圖的及時更新。現在我們生活的實際地形圖已經發生了天翻地覆的變化,這就要求我們及時更新地形圖,以滿足實際的工作需求。我們發射到太空中的衛星可以通過遙感技術傳輸清晰的影像過來,其數據的時效性強,探測范圍廣。這一手段已經成為我國獲取更新國家基本比例尺地形圖的重要途徑。此外遙感技術還可以探測識別國家的基礎地理信息,及時更新各不相同種類、多種多樣尺度的數據庫。二是煤炭地質圖的獲取編制。在開采煤炭的過程中,開采團隊需要較高精度的煤炭地質圖。我們需要在煤炭地質填圖時,做到有的放矢,突出重點。工程技術人員可以把遙感技術測得的影像作為依據,通過多元地學進行信息的綜合分析和適當處理,以提取含煤地層、控煤構造、水文地質、工程地質和環境地質信息為重點,進行煤炭資源的地質填圖;再依據野外填圖獲取的地質信息資料,運用相應的軟件編制煤炭剖面圖和柱狀圖。除此之外,遙感技術還應用在對煤炭資源、水文地質、煤層氣調等的調查評價及對小煤窯的實際生產情況進行監控調查。(2)煤炭地質災害的調查評估。依據煤層自燃的地質規律,把遙感技術作為必要手段,建立煤礦區的動態監測系統,從而為煤礦區的防火防災、監測治理提供了重要依據。技術人員還應該通過地質災害的易發程度,經過綜合分析研究,編制地質災害危險性分區評估圖,提出相應的防治方法策略。還要分析遙感影像查明煤層突水的走向、性質和規模,進而確定突水的控制寬度和流量。(3)煤炭生態環境的污染監測。遙感技術在煤炭區生態環境的污染監測中主要應用在煤礦區的環境檢查,開采高硫煤導致的酸沉降污染調查和生態環境的重建及土地復墾等方面。其中環境檢查就是運用遙感技術獲取固體廢棄物、粉塵污染、水體污染和土地污染的信息,明晰污染的程度范圍,從而為以后的綜合治理提供理論依據。
三、遙感技術的發展前景
(1)“3S”技術一體化。遙感技術、地理信息系統、全球定位系統著三者之間的關系是相鋪相成,密不可分的。遙感技術可以更新地理系統中的數據,地理系統支持遙感影像的分析表達,全球定位可以提供精確位置和高程模型。煤炭地質的遙感技術應該與時俱進,緊跟“3S”一體化的腳步,促進煤炭資源的產業化、現代化發展。(2)數字煤炭信息領域。隨著全世界的信息化發展,煤炭地質的遙感技術也要逐步走向綜合化、智能化和多功能信息化。煤炭行業要開拓數字煤炭的信息領域,以信息數據庫基礎,運用電子計算機進行現代分析、數據采礦、礦山規劃和資源評估,從而為煤炭的開發利用提供技術支持和有利工具。(3)健全技術創新機制。在進行煤炭地質遙感技術創新的同時,還要健全遙感技術的創新保障機制。煤炭行業必須統籌規劃,明確層次,用來完善煤炭地質的遙感技術創新體制。還要重視煤炭地質學科建設,健全多元化投資新機制,形成自主有效的創新機制。
參 考 文 獻
【關鍵詞】水利工程;3S測量技術;河道測量;動態監測;研究與應用
Application of water conservancy measurement 3S technology
Li Gang
(Yili Prefecture, Xinjiang Water Resources and Electric Power Survey and Design Institute Yining Xinjiang 835000)
【Abstract】Into the era of digital information, 3S technology continues to develop, update, put into the field of application is more widely. Measured in water conservancy and hydropower engineering industry, their pluripotency, global, all-weather, continuous and real-time precision three-dimensional navigation and positioning, but also has good noise immunity and confidentiality efficient performance measured in order to ensure water conservancy laid the foundation. The article combines the case of river measurement, erosion and deposition change monitoring, application of the 3S measurement techniques in water projects.
【Key words】Hydraulic engineering;3S measurement techniques;River measurement;Dynamic monitoring;Research and Application
1. 3S技術的含義
3S技術是遙感(RS)、地理信息系統(GIS)及全球定位系統(GPS)的統稱。是多學科高度集成的對空間信息進行采集、處理、管理、分析、表達、傳播和應用的現代信息技術。能夠對空間實體快速地進行精確定位,同時宏觀地獲取信息,對所得到的特定位置空間信息進行綜合分析。
2. 3S技術的特點
遙感(RS)技術是一種衛星遙感技術,不直接接觸目標或現象就能收集信息,并據此進行識別與分類。即在地球不同高度平臺上使用某種傳感器,收集地球各類地物反射或發射的電磁波信息,對這些電磁波信息進行加工處理,用特殊方法判讀解譯,從而達到識別、分類的目的,為科研工程的生產應用服務。
地理信息系統(GIS)技術是以空間數據為研究對象,在各種地理圖形的基礎上,以計算機為工具對空間數據進行錄入、編輯、判讀存儲、查詢、顯示和綜合分析應用的技術系統。
全球定位系統(GPS)技術是一種全新的現代定位方法,具有多功能、高效率、高精度的特點,可在全球任意地點,為任意多個用戶同時提供幾乎是瞬時的三維測速、三維定位服務,極大地改變了傳統的定位技術和導航技術,并已逐漸在越來越多的領域中取代了常規光學和電子儀器。
隨著3S技術在測繪科學中的應用日趨成熟并廣泛應用到水文測量中,河道水文測量的效率和精度有了很大程度的提高。下面作者結合河道測量、沖淤變化監測等案例加以分析。
3. 河道水文測量傳統方法存在的缺陷
河道測量是以河道治理和水量調度為應用目的,涉及測量及描述水下泥表面及相鄰地帶的物理特性的應用科學。長期以來,河道水文測量常利用六分儀、經緯儀、水準儀測定,這些傳統的測量方法,不僅測量周期長、精度低,而且勞動強度大、測量標志耗費大,不能滿足河道動態監測及河流治理、防洪減災的需要。
河道水下地形測量及容積、沖淤量的計算是水文測量的基礎業務之一,及時了解河道變化及沖淤變化資料,為水資源合理調度、泥沙有效控制、防洪減災正確決策、灌溉和發電等各項科學管理工作提供基本依據。河道主流變化分析主要是反映河勢情況。通常包括對河道平面形態變化、河道縱剖面變化及深泓線變化情況的分析等。
河道沖淤分析是河道演變分析的重要環節,工程中常采用斷面法,即利用河道槽蓄量的大小變化判斷河道的沖淤。該方法的前提是斷面間距能夠正確的測定,斷面間水底地形和河床變化規則,而且無支流。而實際地形的變化錯綜復雜,河床參差不齊,所以這種方法計算的沖淤量無法準確反映河道的沖淤變化情況。
4. 3S測量技術的應用
4.1 利用遙感圖像獲取所需河道水文信息。以遙感手段獲得的河道信息通過信息提取產生需要的專題圖像,通過計算機的圖像校正、圖像增強、圖像分類、圖像變換及圖像數據結構的轉換,將遙感信息作為信息源提供給GIS。在對遙感圖像進行判讀解譯和相關分析之前,必須首先對遙感圖像進行投影變換和幾何糾正處理。為保證遙感圖像與地形圖保持地理幾何位置的一致性,須對遙感影像進行相應的投影變換,最后將圖像處理結果轉換成GIS能夠接受的數據格式。
充分利用圖形資料(尤其是電子地圖,對非電子形式的圖形資料要進行數字化,建立起矢量圖形庫)和圖像資料,以便提取高程數據以建立數字高程模型(DEM),以及對遙感圖像進行幾何配準和校正。產生數字高程模型后,就可以利用GIS軟件提供的地形分析功能進行等高線計算、水面面積和體積計算、沖淤量計算、坡度坡向的分析和計算等。
4.2 遙感動態監測。遙感動態監測就是對同一區域運用不同時相的遙感圖像,以獲得區域變化的遙感影像。動態變化監測已成為遙感應用的一個主要方面,多時相、多種類型的傳感器對同一地區進行定期或不定期的資源與環境調查,能及時、準確、宏觀地反映客觀情況。以多時相遙感影像為數據源,通過重點分析最佳組合波段的選擇和水體信息特征提取的圖像處理方法,為遙感技術在水環境方面的研究提供一定的理論依據。同時,利用數字遙感技術實現隨時間變化的水域動態監測和枯水期、豐水期的水域變化的動態監測,為防洪、抗洪、水資源合理調度、河道規劃治理工作提供科學依據。
4.3 水深遙感沖淤變化分析。水深遙感是利用可見光在水體內的穿透能力,通過飛機、衛星等遙感平臺,利用輻射計、攝影機等遙感設備,將水下一定深度范圍內的立體單元信息按照一定的規則采集下來,再通過信息處理軟件分離出可見光空透的水體厚度信息,即可獲得水深。利用入水輻射強度與水深、水體渾濁度之間的關系,通過測定、處理輻射強度來量測水深。在研究河床沖淤時,常常因實測資料遺缺無法進行系統分析和比較。
遙感信息獲取便捷,水深遙感研究已取得初步成果,因此在缺乏某一階段實測資料的情況下,可利用歷史階段遙感資料推求出水深,從而實現沖淤分析的目的。考慮到用某一時相遙感資料所得水深精度較實測地形精度差。用實測地形與遙感所得地形直接產生河床沖淤值,誤差會很大。而用兩個時相遙感水深計算河床沖淤能滿足分析精度的要求。
其原因是:盡管遙感水深誤差大,但從反演所得的斷面圖來看,遙感水深誤差存在諸多綜合因素的影響,兩個時相遙感水深誤差表現形式基本一樣,所以差值減少了系統誤差,削減了由遙感信息源轉換成水深信息時的誤差。此方法計算的結果與用實測地形資料計算的結果基本一致,能滿足河床演變分析和沖淤量計算的要求。故水深遙感方法可以在地形資料短缺情況下進行長時段河床演變分析以補充缺測的資料。若將GIS與水深遙感技術相結合,可實現水下地形圖數字化,也可以很方便地得到所測水域不同時段、不同沖刷深度(或淤積厚度)的沖淤分布。
5. GIS技術在河道測量中的應用
GIS是水文資料管理的重要工具。在GIS中還有計算距離、曲率、表面積、周長等工具,即用即得,利用DEM模型可以很方便得到某點的高程。河道演變分析主要是沖淤分析。GIS利用DEM模型數據能立即計算出兩沖淤監測斷面間的沖淤量,不僅便捷且精度大為提高。
河道某斷面圖的繪制、某地沖淤過程的累積圖等,可直接從圖上提取數據并自動繪制成圖。所有這些GIS功能對于分析河道演變的成因、了解河道演變規律都有著十分積極的意義。GIS技術用于水下地形的沖淤變化分析比傳統分析方法更加科學合理、精確度高。
6. RTK技術的應用
促進GPS技術向更深、更廣、更新的方向發展,它既克服了常規測量要求點間通視、費工費時而且精度不均勻、外業不能實時了解測量成果和測量精度的缺點,同時又避免了GPS靜態定位及快速靜態相對定位需要進行后處理,避免了業后處理中發現精度不合乎要求,需進行返工的困擾,RTK實時三維精度可以達到厘米級,大大減輕了測量作業的勞動強度并提高了作業效率。為水下地形測量和GIS前端數據采集提供了有利保障。GPS接收機進行定位測量,測深儀進行水深測量,再加上專業測繪軟件和繪圖儀便可組成河道測量自動化系統。工程中對采集到的水下地形點的平面、高程數據進行檢查校核后,將其輸入專業的數字地形圖成圖軟件和斷面圖成圖軟件中進行處理,即可得到高精度的數字地形圖和斷面圖。
7. 結束語
總而言之,3S技術的廣泛應用,給河道、水庫監測管理以及水文測量的勘測帶了很大的方便,為河道水文勘測及動態監測、管理方面提供一個嶄新的前景。
參考文獻
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