環(huán)境遙感技術(shù)及應(yīng)用范文
時(shí)間:2023-12-06 17:52:22
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關(guān)鍵詞:遙感技術(shù);環(huán)境監(jiān)測(cè);應(yīng)用;水環(huán)境監(jiān)測(cè);大氣環(huán)境
一、水環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用
水環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)的任務(wù)是通過(guò)對(duì)遙感影像的分析,獲得水體的分布、泥沙、有機(jī)質(zhì)、化學(xué)污染等狀況和水深、水溫等要素的信息,從而對(duì)一個(gè)地區(qū)的水資源和水環(huán)境等做出評(píng)價(jià),為環(huán)境、水利、交通、航運(yùn)等部門提供決策支持。應(yīng)用遙感技術(shù),可以快速監(jiān)測(cè)出水體污染源的類型、位置分布以及水體污染的分布范圍等。水體及其污染物的光譜特性是利用遙感信息進(jìn)行水環(huán)境監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)的依據(jù)。
1、水體富營(yíng)養(yǎng)化監(jiān)測(cè)
水體富營(yíng)養(yǎng)化是指氮、磷等植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量過(guò)多所引起的水質(zhì)污染現(xiàn)象,這種現(xiàn)象在江河湖泊中稱為水華,在海中則叫做赤潮。水體富營(yíng)養(yǎng)化遙感監(jiān)測(cè)是通過(guò)分析水體反射、吸收和散射太陽(yáng)輻射能形成的光譜特征與富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)參數(shù)濃度之間的關(guān)系 ,建立富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)參數(shù)的定量遙感反演模型,并分析各水質(zhì)參數(shù)之間的相關(guān)性 ,建立適當(dāng)?shù)母粻I(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)模型。利用衛(wèi)星遙感進(jìn)行大范圍湖泊、海洋富營(yíng)養(yǎng)化空間分布及動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià),具有監(jiān)測(cè)范圍廣、速度快、成本低和便于長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì),還能發(fā)現(xiàn)一些常規(guī)方法難以揭示的污染物排放源、遷移擴(kuò)散方向以及影響范圍等特征。
2、懸浮固體
水中懸浮固體(ss)含量是水質(zhì)指標(biāo)的重要參數(shù)之一。SS不僅可以作為水體污染物的示蹤劑,其含沙量的多少還直接影響水體的透明度、水色等光學(xué)性質(zhì)。一般來(lái)說(shuō),對(duì)可見(jiàn)光遙感而言,0.58~0.68um對(duì)不同泥沙濃度出現(xiàn)輻射峰值,即對(duì)水中泥沙反應(yīng)最敏感,是遙感監(jiān)測(cè)水中懸浮物質(zhì)的最佳波段。在實(shí)際監(jiān)測(cè)當(dāng)中,選擇與懸浮物質(zhì)濃度相關(guān)性好的波段,結(jié)合實(shí)測(cè)懸浮物質(zhì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,從而建立特定波段輻射值與懸浮固體濃度之間的關(guān)系模型,然后進(jìn)行反演得出懸浮固體的濃度。
3、油污染
遙感監(jiān)測(cè)油污染不僅能夠發(fā)現(xiàn)污染源、確定污染的區(qū)域范圍和估算油的含量,而且通過(guò)連續(xù)監(jiān)測(cè),能夠得到溢油的擴(kuò)散方向和速度,預(yù)測(cè)將會(huì)影響的區(qū)域。
4、熱污染
由于人類活動(dòng)向水體排放的“廢熱”引起環(huán)境水體的增溫效應(yīng)而產(chǎn)生的污染稱之為水體熱污染。水體熱污染可直接影響到水生生物的多樣性,導(dǎo)致局部生態(tài)系統(tǒng)的破壞,從而影響人類的生產(chǎn)生活。遙感監(jiān)測(cè)水體熱污染是一種有效的宏觀監(jiān)測(cè)手段,目前主要的探測(cè)方法有熱紅外遙感和微波遙感。
二、大氣環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用
1、臭氧層監(jiān)測(cè)
臭氧對(duì)低于0.3微米紫外區(qū)電磁波具有較高的吸收能力,基于此,臭氧層臭氧含量多少的測(cè)定可通過(guò)紫外波段進(jìn)行。吸收帶在2.74毫米位置,應(yīng)選用11083MH2頻率的地面微波輻射計(jì)與射電望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行大氣中臭氧垂直分布的監(jiān)測(cè),如大氣臭氧不斷增加其含量,將導(dǎo)致溫度不斷上升,這種情況下,可選用紅外波段進(jìn)行大氣臭氧層監(jiān)測(cè)。
2、監(jiān)測(cè)大氣氣溶膠
大氣氣溶膠一般是指煙、霧、塵等。這些大氣氣溶膠的形成往往是因?yàn)榛鹕奖l(fā)、火災(zāi)及工業(yè)廢氣等。污染物位置及范圍的確定可以直接通過(guò)遙感圖像進(jìn)行分析,同時(shí)預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)時(shí)可遵循其位移情況及發(fā)展規(guī)律進(jìn)行分析。如漂浮于低空的塵埃,可利用對(duì)植物受害程度的監(jiān)測(cè)進(jìn)行間接研究。
3、監(jiān)測(cè)有害氣體
二氧化硫氟化物等有害氣體在人為、自然條件下產(chǎn)生,這些有害氣體對(duì)生物肌體將造成嚴(yán)重的危害,一般選用間接解譯標(biāo)志進(jìn)行,受污染后植被反射紅外線的能力將有所降低,與正常植被相比,受污染后植被的顏色、紋理與動(dòng)態(tài)標(biāo)志都發(fā)生了極大的改變,如彩紅外圖象顏色會(huì)變暗,樹(shù)木郁閉度降低等,通過(guò)這些特性可以對(duì)污染情況進(jìn)行間接分析。
4、監(jiān)測(cè)城市熱島效應(yīng)
城市熱島效應(yīng)是由于城市人口密集、產(chǎn)業(yè)集中,進(jìn)行形成了市區(qū)溫度比郊區(qū)溫度高的小氣候情況。這種現(xiàn)象屬于大氣熱污染氣候,一般對(duì)城市熱島效應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的方式都會(huì)選用流動(dòng)觀測(cè)結(jié)合定點(diǎn)觀測(cè)的方式。但這種方式具有較高的成本、其監(jiān)測(cè)范圍較小,同時(shí)很容易受到各種因素的影響,其極限性較大。遙感技術(shù)在城市熱島效應(yīng)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用,不僅提高了監(jiān)測(cè)的精確度,還降低了成本。并實(shí)現(xiàn)了定性到定量、靜態(tài)到動(dòng)態(tài)的轉(zhuǎn)變,實(shí)現(xiàn)了較大范圍同步監(jiān)測(cè),同時(shí)可以對(duì)城市熱島效應(yīng)內(nèi)部熱信息的區(qū)別進(jìn)行提取與分析。
三、土地環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用
目前不斷出現(xiàn)環(huán)境變化問(wèn)題,如全球碳循環(huán)的量化與氣候變化的生物反饋,要求數(shù)據(jù)對(duì)大面積土地覆蓋特點(diǎn)進(jìn)行描述,遙感技術(shù)主要以人造衛(wèi)星為基礎(chǔ),是一個(gè)強(qiáng)大的制作陸地覆蓋圖工具,通過(guò)光譜的差別對(duì)土地覆蓋類型進(jìn)行分類。從上個(gè)世紀(jì)80年代起,在全球變化、可持續(xù)發(fā)展中遙感數(shù)據(jù)已經(jīng)得到了廣泛地應(yīng)用。作為全球變化研究項(xiàng)目的重要組成部分,土地利用與土地覆蓋研究在遙感技術(shù)的應(yīng)用下取得了不錯(cuò)的成績(jī)。
作為環(huán)境的主要組成成分,植被可以對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境進(jìn)行反映,還是解譯土壤、水文等因素的標(biāo)志。在大型植被、生物物理及生態(tài)學(xué)參量研究、估算中遙感技術(shù)的應(yīng)用十分有利。應(yīng)用遙感圖像可以進(jìn)行臨時(shí)分析,同時(shí)還可以將附近地區(qū)全面的數(shù)據(jù)提供給相關(guān)部門,隨著遙感技術(shù)水平的提升,可以有效提高植被指標(biāo)的準(zhǔn)確度,如葉面積指數(shù)、單位面積等。
按照氣候、可燃物積累及含水量等因素,促使衛(wèi)星遙感技術(shù)結(jié)合地理信息系統(tǒng)與全球定位系統(tǒng),可以對(duì)森林火災(zāi)可能發(fā)生的區(qū)域、時(shí)段及等級(jí)進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè),這樣可以對(duì)火災(zāi)產(chǎn)生的損失降到最低,并能第一時(shí)間選用行之有效的措施進(jìn)行有效處理。
四、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升,遙感技術(shù)作為環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要技術(shù)之一,其監(jiān)測(cè)結(jié)果是否準(zhǔn)確,對(duì)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展具有關(guān)鍵性的作用。在環(huán)境監(jiān)測(cè)中,應(yīng)對(duì)國(guó)際資源環(huán)境衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行充分利用,加大我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)遙感技術(shù)的應(yīng)用力度,完善環(huán)境監(jiān)測(cè)體系,為人類的發(fā)展及美化環(huán)境提供一份可靠的保障。
參考文獻(xiàn)
[1]陳琳;王浩;;遙感技術(shù)在我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)中應(yīng)用現(xiàn)狀及展望[J];科技資訊;2007年18期
篇2
關(guān)鍵詞:環(huán)境;污染;遙感技術(shù)
引言
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,環(huán)境污染和生態(tài)破壞日益嚴(yán)重,突發(fā)性環(huán)境污染事故也時(shí)有發(fā)生。環(huán)境監(jiān)測(cè)作為環(huán)境管理和污染控制的主要手段之一,正發(fā)揮著不可替代的作用。遙感技術(shù)是獲取環(huán)境信息的有力手段,是實(shí)現(xiàn)這一目的的極有效的技術(shù)。運(yùn)用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)環(huán)境污染及生態(tài)環(huán)境狀況,正確評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量,尋求改善生態(tài)環(huán)境的途徑和措施,具有重要的意義。
1遙感技術(shù)概述
1.1基本概念
遙感技術(shù)是從衛(wèi)星、飛機(jī)或其他飛行器上收集地物目標(biāo)的電磁輻射信息,判認(rèn)地球環(huán)境和資源的技術(shù)。它是60年代在航空攝影和判讀的基礎(chǔ)上隨航天技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而逐漸形成的綜合性感測(cè)技術(shù)。任何物體都有不同的電磁波反射或輻射特征。航空航天遙感就是利用安裝在飛行器上的遙感器感測(cè)地物目標(biāo)的電磁輻射特征,并將特征記錄下來(lái),供識(shí)別和判斷。
1.2特點(diǎn)
遙感技術(shù)具有監(jiān)測(cè)范圍廣、速度快、成本低、質(zhì)量高,便于進(jìn)行長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等優(yōu)勢(shì),還能發(fā)現(xiàn)用常規(guī)方法往往難以揭示的污染源及其擴(kuò)散的狀態(tài),因此遙感技術(shù)正廣泛地應(yīng)用于監(jiān)測(cè)水污染、大氣污染等方面.其最重要的作用是不需要采樣而直接可以進(jìn)行區(qū)域性的跟蹤測(cè)量,快速進(jìn)行污染源的定點(diǎn)定位、污染范圍的核定、大氣生態(tài)效應(yīng)、污染物在水體、大氣中的分布、擴(kuò)散等變化,從而獲得全面的綜合信息。
2環(huán)境污染遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)
遙感技術(shù)是一種利用物體反射或輻射電磁波的固有特性,遠(yuǎn)距離不直接接觸物體而識(shí)別、測(cè)量并分析目標(biāo)物性質(zhì)的技術(shù),根據(jù)所利用的波段,遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)主要分為可見(jiàn)光、反射紅外遙感技術(shù)、熱紅外遙感技術(shù)、微波遙感技術(shù)三種類型.當(dāng)前,遙感的應(yīng)用已深入到農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)、地理、地質(zhì)、海洋、水文、氣象、環(huán)境監(jiān)測(cè)、地球資源勘探、城鄉(xiāng)規(guī)劃、土地管理和軍事偵察等諸多領(lǐng)域。
3環(huán)境污染遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用
3.1水環(huán)境污染遙感監(jiān)測(cè)
對(duì)水體的遙感監(jiān)測(cè)是以污染水與清潔水的反射光譜特征研究為基礎(chǔ)的,可以采用以水體光譜特性和水色為指標(biāo)的遙感技術(shù)。遙感監(jiān)測(cè)視野開(kāi)闊,對(duì)大范圍內(nèi)發(fā)生的水體擴(kuò)散過(guò)程容易通覽全貌觀察出污染物的排放源、擴(kuò)散方向、影響范圍及與清潔水混合稀釋的特點(diǎn).從而查明污染物的來(lái)龍去脈。
3.1.1泥沙污染及水體渾濁度分析
水體中泥沙含量增加使水反射率提高.隨著水中懸浮泥沙濃度的增加及懸粒徑增加,水體反射量逐漸增加,反射峰亦隨之向長(zhǎng)波方向移動(dòng),即紅移.又由于水體在0.93~1.13μm附近對(duì)紅外線吸收多,不適宜作懸浮泥沙濃度的判定波段.定量判讀懸浮泥沙濃度的最佳波段應(yīng)在0.65~0.85μm之間。
3.1.2城市污水監(jiān)測(cè)
城市大量排放的工業(yè)廢水和生活污水中帶有大量有機(jī)物,它們分解時(shí)耗去大量氧氣,使污水發(fā)黑發(fā)臭,當(dāng)有機(jī)物嚴(yán)重污染時(shí)呈漆黑色,使水體的反射率顯著降低,在黑白像片上呈灰黑或黑調(diào)的條帶.使用紅外傳感器,能根據(jù)水中含有的染料、氫氧化合物、酸類等物質(zhì)的紅外輻射光譜弄清楚水污染的狀況.水體污染狀況在彩紅外像片上有很好的顯示,不僅可以直接觀察到污染物運(yùn)移的情況,而且憑借水中泥沙懸浮物和浮游植物作為判讀指示物,可追蹤出污染源。
3.1.3廢水污染和水體熱污染調(diào)查
廢水由于水色與懸浮物性狀千差萬(wàn)別,特征曲線上的反射峰位置和強(qiáng)度也不大一樣。廢水污染一般用多光譜合成圖像進(jìn)行監(jiān)測(cè),有的根據(jù)溫度的差異也可用熱紅外方法測(cè)定.熱污染使用紅外傳感器,能根據(jù)熱效應(yīng)的差異有效地探測(cè)出熱污染排放源,熱紅外掃描圖像主要反映目標(biāo)的信息,無(wú)論白天、黑夜,在熱紅外像片上排熱水口的位置、排放熱水的分布范圍和擴(kuò)散狀態(tài)都十分明顯,水溫的差異在像片上也能識(shí)別出來(lái).利用光學(xué)技術(shù)或計(jì)算機(jī)對(duì)熱圖像作密度分割,根據(jù)少量同步實(shí)測(cè)水溫,可正確地繪出水體的等溫線.因此熱紅外圖像能基本上反映熱污染區(qū)溫度的特征,達(dá)到定量解譯的目的。
3.2大氣污染遙感監(jiān)測(cè)
大氣遙感是利用遙感器監(jiān)測(cè)大氣結(jié)構(gòu)、狀態(tài)及變化。對(duì)于水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量氣體成分具有各自分子所固有的輻射和吸收光譜,可以通過(guò)測(cè)量大氣的吸收及輻射的光譜而從其結(jié)果中推算出來(lái)。
3.2.1有害氣體的監(jiān)測(cè)
人為或自然條件下產(chǎn)生的SO2、氟化物等對(duì)生物肌體有毒害的氣體,通常采用間接解譯標(biāo)志進(jìn)行.植被受污染后對(duì)紅外線的反射能力下降,其顏色、紋理及動(dòng)態(tài)標(biāo)志都不同于正常的植被,如在彩紅外圖象上顏色發(fā)暗、樹(shù)木郁閉度下降、植被個(gè)體物候異常等,利用這些特點(diǎn)就可以間接分析污染情況.對(duì)于地面污染,例如農(nóng)田遭受污染之后,作物的生長(zhǎng)將起特殊變化,地下水的污染也會(huì)引起地面植被的變化,與正常生長(zhǎng)區(qū)的作物有不同的光譜表現(xiàn).多光譜成像儀能監(jiān)測(cè)這些變化,從而圈定地面污染分布范圍,進(jìn)一步對(duì)地面污染預(yù)防規(guī)劃。
3.2.2臭氧層監(jiān)測(cè)由于臭氧對(duì)0.3μm以下紫外區(qū)的電磁波吸收嚴(yán)重,因此可以用紫外波段來(lái)測(cè)定臭氧層臭氧含量的變化.在2.74μm處有個(gè)吸收帶,可以用頻率為11083MHz的地面微波或用望遠(yuǎn)鏡來(lái)測(cè)定臭氧在大氣中的垂直分布.又由于大氣中臭氧含量高則溫度高,又可以用紅外波段來(lái)探測(cè)。
4發(fā)展趨勢(shì)
遙感影像獲取技術(shù)方面,隨著高性能新型傳感器的研制開(kāi)發(fā)水平的提高以及環(huán)境資源遙感對(duì)高精度遙感數(shù)據(jù)要求的提高,高空間和高光譜分辨率已是衛(wèi)星遙感影像獲取技術(shù)的總發(fā)展趨勢(shì)。雷達(dá)遙感技術(shù)具有全天候全天時(shí)影像的獲取能力以及對(duì)一些地物的穿透能力,將得到更廣泛的應(yīng)用。以地球?yàn)檠芯繉?duì)象的綜合對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)必將是當(dāng)前及今后遙感技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。
遙感信息模型的發(fā)展方面,遙感信息機(jī)理模型的發(fā)展和拓寬,特別是不確定性遙感信息模型與人工智能決策支持系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與綜合應(yīng)用也將是一個(gè)重要研究和應(yīng)用方向。將環(huán)境污染遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)(RS)與地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(Geographic Information System,GPS)、專家系統(tǒng)(Expert System,ES)技術(shù)集成,利用環(huán)境污染遙感監(jiān)測(cè)集成系統(tǒng),可以大大提高環(huán)境監(jiān)測(cè)的科學(xué)性,合理性及智能化程度,從而大擴(kuò)展環(huán)境監(jiān)測(cè)的應(yīng)用范圍,開(kāi)發(fā)集GPS、RS、GIS、ES于一體、適合環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用的綜合多功能型的遙感信息技術(shù),也將是今后環(huán)境遙感技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
5結(jié)束語(yǔ)
當(dāng)前,我國(guó)環(huán)境污染遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)依托我國(guó)的對(duì)地觀測(cè)技術(shù)和對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展計(jì)劃,同時(shí)充分利用國(guó)際上資源環(huán)境衛(wèi)星系統(tǒng),開(kāi)展廣泛的國(guó)際合作和交流,大力發(fā)展我國(guó)的環(huán)境污染遙感監(jiān)測(cè)技術(shù),并充分利用現(xiàn)有的環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)和常規(guī)監(jiān)測(cè)方法,采用遙感技術(shù)與地面監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方法,建立我國(guó)的環(huán)境污染遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
參考文獻(xiàn)
[1]李曉雪.基于遙感技術(shù)的環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用分析[J].自動(dòng)化與儀器儀表,2015(04)
篇3
關(guān)鍵詞:無(wú)人機(jī);遙感技術(shù);環(huán)境監(jiān)測(cè);研究進(jìn)展
中圖分類號(hào):X87
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):16749944(2017)8016602
1引言
長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)環(huán)保監(jiān)測(cè)方面一直存在“門難進(jìn)、臉難看、證據(jù)難找”的情況。即使環(huán)保部門勒令環(huán)境污染較為嚴(yán)重的企業(yè)進(jìn)行整改,但很多企業(yè)忽視環(huán)保,仍然違規(guī)生產(chǎn)、頂風(fēng)作案。部分企業(yè)甚至不配合環(huán)保局人員調(diào)查,拒絕甚至對(duì)環(huán)保檢查人員進(jìn)行攻擊。選擇新型的環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)以應(yīng)對(duì)當(dāng)前的嚴(yán)峻形勢(shì),顯得非常迫切。
無(wú)人機(jī)具有快速機(jī)動(dòng)、預(yù)警響應(yīng)能力快的特點(diǎn),可以通過(guò)車載或者地面方式從多種地域直接發(fā)射,快速到達(dá)工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域.對(duì)污染發(fā)生位置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)側(cè),通過(guò)滑行和傘降的方式進(jìn)行回收取證。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在短時(shí)間內(nèi)快速而且準(zhǔn)確地獲取遙感數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì),帶動(dòng)了其在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的快速發(fā)展。
2無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)
2.1無(wú)人機(jī)簡(jiǎn)介
無(wú)人機(jī)(UnmannedAerialVehicle,縮寫(xiě)UAV)是利用無(wú)線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。根據(jù)其系統(tǒng)組成和飛行特點(diǎn),無(wú)人機(jī)可分為滑跑滑翔型、彈射起飛滑橇降落型、手拋傘降型、旋翼直升機(jī)四大類型,其特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域見(jiàn)表1。
2.2無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)
無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)(Unmanned Aerial Vehicle Remote Sensing )
以先進(jìn)的無(wú)人駕駛飛行器為平臺(tái),負(fù)載數(shù)字遙感設(shè)備(數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝錄機(jī)等)進(jìn)行拍攝和記錄,通過(guò)遙感數(shù)據(jù)處理技術(shù)進(jìn)行影像的同步傳輸,以實(shí)現(xiàn)對(duì)采集對(duì)象信息的實(shí)時(shí)調(diào)查與監(jiān)測(cè),且可以完成遙感數(shù)據(jù)處理、建模和應(yīng)用分析的應(yīng)用技術(shù)。無(wú)人駕駛飛行器技術(shù)和通訊技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)、GPS差分定位技術(shù)、遙測(cè)遙控技術(shù)和遙感應(yīng)用技術(shù)相互結(jié)合組成的無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng),具有自動(dòng)化、智能化、專題化,可以快速獲取國(guó)土、資源、環(huán)境等的空間遙感信息(圖1)。
2.3無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
2.3.1作業(yè)安全、效果直接。
無(wú)人機(jī)監(jiān)督執(zhí)法不受空間與地形條件等各方面的干擾,可以比常規(guī)的監(jiān)管執(zhí)法手段更為獨(dú)立,直接取得第一手的真實(shí)情況。無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)具備面積覆蓋、垂直或傾斜均能成像的技術(shù)能力,尤其是搭載的高精度數(shù)碼成像設(shè)備,可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)回傳的視頻信號(hào),在視頻終端清晰成像,現(xiàn)場(chǎng)情況辨識(shí)度可以精確到0.1m,能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)指揮工作提供實(shí)時(shí)的幫助。同以往的環(huán)?,F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢查相比,無(wú)死角,更直接安全。
2.3.2目的明確、操作簡(jiǎn)單
無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)智能化和自動(dòng)化水平均比較高。可以通過(guò)在系統(tǒng)中事先設(shè)置飛行路線來(lái)達(dá)到無(wú)人駕駛,并且在飛行中通過(guò)不斷的微細(xì)校對(duì)和調(diào)整來(lái)達(dá)到對(duì)目標(biāo)的精確測(cè)量。現(xiàn)在的無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)可以通過(guò)視頻系統(tǒng)后手柄來(lái)完成操作。
2.3.3使用成本低
目前無(wú)人機(jī)最多能加載5kg油,一次飛行任務(wù)可以到達(dá)100多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),能夠在空中持續(xù)飛行16h以上。無(wú)人機(jī)體形小,耗費(fèi)低,系統(tǒng)的保養(yǎng)和維修簡(jiǎn)便,具有監(jiān)測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、區(qū)城廣、使用成本低的優(yōu)點(diǎn)。
3環(huán)境監(jiān)測(cè)
3.1無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
由于內(nèi)陸水體具有污染類型多樣、環(huán)境復(fù)雜且水域面積相對(duì)小的特點(diǎn),要求數(shù)據(jù)精度非常高,目前無(wú)人機(jī)還達(dá)不到要求,因此在內(nèi)陸水環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究相對(duì)較少。目前水環(huán)境監(jiān)測(cè)主要是借助系統(tǒng)搭載的多光譜成像儀生成多光譜圖像,從宏觀上觀測(cè)水質(zhì)狀況,提供諸如水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化、水華、水體透明度、懸浮物排污口污染狀況等信息的專題圖,直觀全面地監(jiān)測(cè)地表水環(huán)境質(zhì)量狀況,從而達(dá)到對(duì)水質(zhì)特征污染物監(jiān)視性監(jiān)測(cè)的目的。國(guó)內(nèi)無(wú)人機(jī)第一次應(yīng)用于環(huán)保領(lǐng)域是在遼寧省,采用無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)對(duì)遼河流域進(jìn)行的遼河治理現(xiàn)狀航拍和遙感監(jiān)測(cè)進(jìn)展順利,可以得到分辨率為0.1 m的實(shí)景圖像數(shù)據(jù),對(duì)這些圖像進(jìn)行技術(shù)評(píng)估,可以及時(shí)掌握遼河治理重點(diǎn)區(qū)域的動(dòng)態(tài)變化情況。
3.2無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在大氣環(huán)境環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
現(xiàn)在,國(guó)內(nèi)無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)方面可監(jiān)測(cè)的指標(biāo)主要包括臭氧、粒子濃度、溫度、濕度、NO2和壓力等??裳杆俨槊鳝h(huán)境現(xiàn)狀具有視域廣、及時(shí)連續(xù)的特點(diǎn)。無(wú)人機(jī)不僅可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)大氣環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè),還可搭載采樣器,在空中采集大氣樣品后送回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)分析。
3.3無(wú)人機(jī)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
目前,無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)方面應(yīng)用主要實(shí)現(xiàn)方式表現(xiàn)為利用數(shù)碼相機(jī)或光譜類設(shè)備(如紅外攝影機(jī)、紅外掃描儀、微波輻射計(jì)等)獲取遙感影像,通過(guò)地面控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)后處理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)拼接與處理,提取宏觀環(huán)境監(jiān)測(cè)或大范圍監(jiān)測(cè)指標(biāo)。應(yīng)用領(lǐng)域體現(xiàn)在森林資源調(diào)查、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、生態(tài)環(huán)境等方面。
3.4在環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
一旦突發(fā)環(huán)境污染事件發(fā)生后,在情況危險(xiǎn)、交通不利等不利因素下,相關(guān)應(yīng)急處理人員無(wú)法到達(dá)現(xiàn)場(chǎng),而無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)可快速趕到污染事故所在空域,系統(tǒng)搭載的影像平臺(tái)可實(shí)時(shí)傳遞影像信息,立體的查看事故現(xiàn)場(chǎng)、污染物排放情況和周圍環(huán)境敏感點(diǎn)分布情況,監(jiān)控事故進(jìn)展,為環(huán)境保護(hù)決策提供準(zhǔn)確信息。無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)的使用,不僅保障了現(xiàn)場(chǎng)工作人員的人身安全,同時(shí)也大幅度的降低了現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境應(yīng)急工作人員的工作難度。如發(fā)生在2010年的大連新港30萬(wàn)t級(jí)油輪輸油管線爆炸事件,當(dāng)時(shí)原油入海造成約50 km2海域受到污染,傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)無(wú)法控制。環(huán)保部在第一時(shí)間調(diào)配無(wú)人機(jī)攜帶遙感系統(tǒng)趕赴現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了“天―空―地”同步監(jiān)測(cè)。無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)在惡劣條件下多次成功完成低空飛行監(jiān)測(cè)作業(yè),提供的海面油污發(fā)展監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以動(dòng)態(tài)反映溢油發(fā)生發(fā)展情況,為當(dāng)時(shí)的環(huán)境應(yīng)急管理提供了重要技術(shù)支持。
5結(jié)語(yǔ)
無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)作為一項(xiàng)極具潛力的環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù),具有實(shí)時(shí)傳輸影像、續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)、系統(tǒng)保養(yǎng)維修簡(jiǎn)便、實(shí)用成本低、覆蓋區(qū)域廣、使用用途多、機(jī)動(dòng)靈活等優(yōu)點(diǎn),正在快速發(fā)展。目前我國(guó)正在建設(shè)“天-空-地”一體化環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系,并且已經(jīng)在自然地質(zhì)災(zāi)害、大氣、內(nèi)陸水體、海洋、生態(tài)預(yù)警等多個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域取得了一些研究成果。相信隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展成熟,無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)將在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域發(fā)揮日益重要的作用。
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篇4
關(guān)鍵詞 遙感技術(shù);地質(zhì)環(huán)境;調(diào)查應(yīng)用
1.進(jìn)行礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查的必要性
20世紀(jì)90年代初,人們并沒(méi)有認(rèn)識(shí)到礦山環(huán)境的重要性,并不會(huì)積極主動(dòng)地對(duì)其進(jìn)行調(diào)查、評(píng)價(jià)與保護(hù)。隨后發(fā)展到中期階段時(shí),隨著國(guó)土資源部的成立以及相關(guān)采礦技術(shù)的迅速發(fā)展,人們開(kāi)始意識(shí)到對(duì)礦山環(huán)境進(jìn)行調(diào)查與保護(hù)的重要性,遙感技術(shù)也由此產(chǎn)生。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)礦山環(huán)境中的遙感技術(shù)雖然應(yīng)用時(shí)間較為落后,但是發(fā)展水平卻十分迅速,遙感不論是在探測(cè)范圍、使用周期還是資料獲取方式、獲取素材等方面都具有十分突出的優(yōu)勢(shì),極大地推動(dòng)了礦山環(huán)境調(diào)查的效率。
我國(guó)地域遼闊,礦山資源十分豐富,但是實(shí)際的礦山地質(zhì)環(huán)境卻存在很大的差異。因此,在進(jìn)行正式的采礦工作前必須要對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況進(jìn)行認(rèn)真的考察。同時(shí),近些年我國(guó)的礦山地質(zhì)逐漸暴露出一些問(wèn)題,在一定程度上制約了開(kāi)采效率。所以必須要對(duì)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行調(diào)查。
2.我國(guó)礦山地質(zhì)環(huán)境中存在的問(wèn)題
2.1資源問(wèn)題
1)耕地資源與林地資源。在實(shí)際的調(diào)查中發(fā)現(xiàn),礦山開(kāi)采行為對(duì)當(dāng)?shù)氐母丶傲值刭Y源造成了嚴(yán)重的破壞作用,露天環(huán)境中大量的固體廢棄物肆意堆積在一起。盡管國(guó)家制定了明確的固體排放標(biāo)準(zhǔn),但是從現(xiàn)場(chǎng)情況來(lái)說(shuō)其并沒(méi)有起到真正的約束作用。一方面,這些廢棄物由于無(wú)法得到合理的安置,所以會(huì)占據(jù)部分的林地與耕地空間,對(duì)其造成一定的破壞;另一方面,由于環(huán)境的不斷作用,這些堆積物長(zhǎng)此以往會(huì)散發(fā)出有毒的氣體,影響到了農(nóng)田的肥力,使得農(nóng)作物無(wú)法茁壯成長(zhǎng),最重要的是還會(huì)威脅到周圍居民的身心健康。
2)地質(zhì)古跡及景觀。像地質(zhì)古跡及自然景觀都屬于不可再生資源,所以一旦遭受到任何破壞作用,都很難在恢復(fù)到原有的面貌。盡管現(xiàn)階段,可以借助一些科技手段進(jìn)行修復(fù),但是其對(duì)于人力、物力、財(cái)力的要求是十分巨大的。在對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境的實(shí)際調(diào)查中發(fā)現(xiàn),這種破壞現(xiàn)象十分嚴(yán)重,很多地方的自然遺產(chǎn)都受到了不同程度上的破壞。因此,相關(guān)調(diào)查人員更應(yīng)該提高認(rèn)識(shí),不斷修正開(kāi)采設(shè)計(jì)方案。
3)煤炭資源。各個(gè)地區(qū)的煤炭分布情況及存儲(chǔ)情況存在一定的差異,在實(shí)際的調(diào)查過(guò)程中,由于相關(guān)工作人員的失誤,所以導(dǎo)致對(duì)煤炭的開(kāi)發(fā)行為并不合理,沒(méi)有最大程度上利用煤炭資源,造成了嚴(yán)重的浪費(fèi)。
2.2地質(zhì)問(wèn)題
1)滑坡災(zāi)害?;伦鳛橐环N常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害,對(duì)于礦山地質(zhì)環(huán)境的影響也是不容小覷的。在實(shí)際的調(diào)查中發(fā)現(xiàn),滑坡現(xiàn)象主要是從兩方面原因所造成的。一個(gè)是過(guò)度的露天開(kāi)采,一個(gè)是固體廢棄物產(chǎn)生的堆積斜坡。尤其在雨水頻發(fā)季節(jié),這種現(xiàn)象造成的危害是十分巨大的。輕則堵塞交通線路,重則造成人員的傷亡,必須要引起足夠的重視。
2)地表災(zāi)害。這種類型的地質(zhì)災(zāi)害對(duì)道路地基的破壞作用最大,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使得地面出現(xiàn)漏洞問(wèn)題。這主要是由于在開(kāi)采過(guò)程中使用井工倉(cāng)儲(chǔ)式的開(kāi)采工作方式或者超強(qiáng)度的開(kāi)發(fā)行為,再加上對(duì)地下水的過(guò)度引用,都加劇了地表的變形速率,威脅到了地質(zhì)平衡狀態(tài),使得地面出現(xiàn)了不同程度的沉降問(wèn)題。
3)地表裂縫災(zāi)害。這種現(xiàn)象對(duì)于環(huán)境的破壞作用更為強(qiáng)烈,主要也是由于不合理的開(kāi)采行為所導(dǎo)致。裂縫的實(shí)際長(zhǎng)度最多可達(dá)數(shù)千米,一旦發(fā)生將會(huì)造成永久性的破壞,基本是不存在修復(fù)的可能。這對(duì)礦山上的一些基礎(chǔ)設(shè)施比如鐵路、盤山公路等地基造成了巨大的破壞,影響了正常的使用行為。
3.遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查中的應(yīng)用
針對(duì)上述存在的問(wèn)題,必須將遙感技術(shù)不斷應(yīng)用到礦上地質(zhì)環(huán)境的調(diào)查中。及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,解決問(wèn)題,提高礦山開(kāi)采效率。
3.1將遙感技術(shù)應(yīng)用到對(duì)損壞資源的探測(cè)中
首先,在利用遙感技術(shù)進(jìn)行調(diào)查時(shí),必須要確定一個(gè)監(jiān)測(cè)因子。選擇礦石和自然景觀是兩種常見(jiàn)的類型。在實(shí)際工作中,一方面遙感技術(shù)極大地提高了監(jiān)測(cè)的范圍和效率。比如,通過(guò)一定的技術(shù)手段,它能夠準(zhǔn)確的找到損壞資源的實(shí)際位置,也能及時(shí)監(jiān)測(cè)的塌陷的坑洞;同時(shí),多光譜數(shù)據(jù)功能也是遙感技術(shù)一個(gè)突出的優(yōu)勢(shì),它主要針對(duì)的是固體廢棄物,能夠?qū)ζ錁?gòu)成成分以及空間分布進(jìn)行準(zhǔn)確的判定。在遙感技術(shù)的諸多功能當(dāng)中,最重要的一項(xiàng)莫過(guò)于高精度的DEM功能,在對(duì)礦上環(huán)境進(jìn)行調(diào)查時(shí),采用該項(xiàng)技術(shù)能夠獲取有效地礦的地形情況及特征,并將其以數(shù)據(jù)圖形的形式呈現(xiàn)出來(lái),將人為失誤的影響降到了最低。
其次,在進(jìn)行礦藏資源的開(kāi)發(fā)時(shí),必須要充分考慮煤礦的不同程度上的熱量輻射情況,以此將資源的浪費(fèi)降到最低。而遙感技術(shù)則能夠?qū)⒓皶r(shí)有效地分辨出熱量輻射等級(jí),使得區(qū)域的礦藏類型的更加突出。這為相關(guān)的工作人員提供了理論依據(jù),能夠根據(jù)具體的圖像進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)查,將環(huán)境的損害降到最低。
3.2將遙感技術(shù)應(yīng)用到對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)中
1)在滑坡災(zāi)害中的應(yīng)用。與其他類型的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)所不同,遙感技術(shù)在該類型的地質(zhì)災(zāi)害中發(fā)展的比較成熟,監(jiān)測(cè)經(jīng)驗(yàn)也是比較豐富的。在實(shí)際工作中,主要從兩個(gè)方面進(jìn)行監(jiān)測(cè),一個(gè)是對(duì)災(zāi)害主體而言,再一個(gè)就是針對(duì)于災(zāi)害主體涉及到的相關(guān)信息。它以地形地貌覆蓋以及影像光譜信息為技術(shù)支持,在人和設(shè)備的相互協(xié)調(diào)作用,使得系統(tǒng)能夠及時(shí)將災(zāi)害主體及具體信息及時(shí)呈現(xiàn)出來(lái),極大地提高了施工操作效率。同時(shí),遙感技術(shù)能夠及時(shí)將斜坡類地質(zhì)災(zāi)害分辨出來(lái),像一些專業(yè)的遙感技術(shù)人才,能夠根據(jù)遙感圖像判定出礦山中的地質(zhì)災(zāi)害類型、規(guī)模及分布位置,提高了調(diào)查水平。
2)在地表災(zāi)害中的應(yīng)用。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法要求調(diào)查人員必須深入實(shí)際的礦山環(huán)境中,但由于地形地貌的限制,所以這種方法的可操作性并不理想,而遙感技術(shù)的應(yīng)用大大提高了監(jiān)測(cè)效率。它根據(jù)雷達(dá)波相位差原理,能夠?qū)⒌V山中的物質(zhì)以SAR影像的形式呈現(xiàn)出來(lái),有效規(guī)避了大氣效應(yīng)的干擾,受到了人們的廣泛青睞。其次,遙感技術(shù)還能實(shí)現(xiàn)對(duì)地裂縫的監(jiān)測(cè)。反應(yīng)在圖像上是灰色細(xì)條狀的形態(tài)。
3.3將遙感技術(shù)應(yīng)用到礦上地質(zhì)災(zāi)害的評(píng)估及預(yù)警
易發(fā)區(qū)、危險(xiǎn)區(qū)以及預(yù)警是三種常見(jiàn)的遙感監(jiān)測(cè)等級(jí),這主要是由于從礦山地質(zhì)災(zāi)害的形成到發(fā)生,遙感技術(shù)都能實(shí)現(xiàn)對(duì)其的監(jiān)測(cè)所導(dǎo)致的。在進(jìn)行危險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估及安全預(yù)警時(shí),應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注裂縫、斜坡以及地表變形等常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害類型,選取合適的監(jiān)測(cè)因子,借助于地理信息系統(tǒng)技術(shù)、多期遙感影像監(jiān)測(cè)技術(shù)等科學(xué)全面的評(píng)定危險(xiǎn)等級(jí),并根據(jù)獲取的圖形信息及時(shí)判定災(zāi)害隱患,從而可以及時(shí)制定一定的處理措施,降低地質(zhì)災(zāi)害的損害程度。尤其是在大力推進(jìn)科學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略的今天,要想實(shí)現(xiàn)礦區(qū)居民與周圍環(huán)境的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展,就必須要重視對(duì)地質(zhì)災(zāi)害等級(jí)評(píng)估和預(yù)警,充分發(fā)揮遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。
篇5
關(guān)鍵詞:礦山地質(zhì)環(huán)境;遙感原理;遙感調(diào)查;動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè);方式應(yīng)用
一、遙感監(jiān)測(cè)理論知識(shí)概述介紹
遙感監(jiān)測(cè)是利用遙感技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的技術(shù)方法。遙感技術(shù)就是根據(jù)電磁輻射(發(fā)射、吸收、反射) 的理論, 應(yīng)用各種光學(xué)、電子學(xué)和電子光學(xué)探測(cè)儀器對(duì)遠(yuǎn)距離目標(biāo)所輻射的電磁波信息進(jìn)行接收記錄, 再經(jīng)過(guò)加工處理, 并最終成像, 從而對(duì)環(huán)境地物進(jìn)行探測(cè)和識(shí)別的一種綜合技術(shù)。監(jiān)測(cè)對(duì)象主要是地面覆蓋、大氣、海洋和近地表狀況等。遙感廣泛用于氣象、土地、海洋、農(nóng)業(yè)、地質(zhì)、和軍事等領(lǐng)域。
二、礦山地質(zhì)遙感監(jiān)測(cè)的研究背景
我國(guó)礦業(yè)活動(dòng)誘發(fā)的礦山環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題類型多、分布廣,主要可以歸納為資源損毀、地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境污染三大類,包括:①礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)壓占、毀損土地資源嚴(yán)重;②采礦活動(dòng)引發(fā)的地面(沉)塌陷、地裂縫、邊坡失穩(wěn)等地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題突出;③礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中的“三廢”排放污染環(huán)境,造成公害;④采礦活動(dòng)造成了地下水均衡系統(tǒng)破壞;⑤采礦活動(dòng)加劇了礦區(qū)水土流失和土地沙化。
為了進(jìn)一步掌握我國(guó)礦山地質(zhì)環(huán)境發(fā)展變化趨勢(shì),必須進(jìn)行礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)。通過(guò)監(jiān)測(cè)及時(shí)掌握礦山地質(zhì)環(huán)境動(dòng)態(tài)變化規(guī)律,預(yù)測(cè)礦山地質(zhì)環(huán)境發(fā)展變化趨勢(shì),從而提出相應(yīng)的防治措施。由于多方面的原因,我國(guó)還沒(méi)有系統(tǒng)地開(kāi)展礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作,嚴(yán)重影響了礦山環(huán)境管理決策的制定。
三、遙感技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)的原理及優(yōu)勢(shì)
1.遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)的原理
不同環(huán)境體由于組成它們的分子和原子數(shù)量和排列組合方式不同, 它們所特有的發(fā)射的電磁波性質(zhì)也不同, 它們反射外來(lái)電磁波的性質(zhì)也就不同。因此不同的環(huán)境體發(fā)射不同波段的電磁波,不同的環(huán)境體對(duì)太陽(yáng)和人工輻射有不同的吸收和反射及透射能力,這些差別經(jīng)過(guò)“遙感”形成了不同的成像,然后通過(guò)這些不同的遙感成像解譯就可區(qū)分不同的環(huán)境體,這就是遙感技術(shù)可進(jìn)行宏觀環(huán)境要素監(jiān)測(cè)的原理。
2.遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)
遙感技術(shù)應(yīng)用于宏觀生態(tài)環(huán)境要素的監(jiān)測(cè),具有視野廣闊、獲取的信息量多、效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、可用于動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等眾多優(yōu)點(diǎn), 同時(shí)其技術(shù)方法成熟。盡快進(jìn)行宏觀生態(tài)環(huán)境的遙感監(jiān)測(cè), 對(duì)提高環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的水平, 擴(kuò)大環(huán)境監(jiān)測(cè)的影響力, 使環(huán)境監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)工作與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人們生活水平的提高、環(huán)境保護(hù)的要求相適應(yīng), 對(duì)最終控制我國(guó)生態(tài)環(huán)境狀況惡化的趨勢(shì), 保護(hù)生態(tài)環(huán)境, 具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
四、尾礦庫(kù)遙感監(jiān)測(cè)與安全性評(píng)估
1.尾礦庫(kù)底數(shù)與合法性遙感監(jiān)測(cè)
礦山環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明,空間分辨率在2.5m 以上的遙感數(shù)據(jù)完全能夠準(zhǔn)確地識(shí)別出各種礦業(yè)活動(dòng)所需的尾礦庫(kù),包括正在生產(chǎn)使用的尾礦庫(kù)、廢棄的尾礦庫(kù)和已閉庫(kù)的尾礦庫(kù)。如果輔以“安全生產(chǎn)許可證”數(shù)據(jù),則能進(jìn)一步識(shí)別出未頒發(fā)安全生產(chǎn)許可證的尾礦庫(kù),為分類實(shí)施監(jiān)管和依法關(guān)閉取締非法生產(chǎn)、不具備安全生產(chǎn)條件的尾礦庫(kù)監(jiān)管提供客觀的、現(xiàn)實(shí)性強(qiáng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
2.尾礦庫(kù)安全性遙感評(píng)估
尾礦庫(kù)的安全由尾礦庫(kù)的防洪安全、尾礦壩安全和尾礦庫(kù)庫(kù)區(qū)安全3部分組成。另外,庫(kù)容監(jiān)測(cè)及突發(fā)降雨條件下的庫(kù)容量也是和尾礦庫(kù)安全性密切相關(guān)的重要因素。參考尾礦庫(kù)安全技術(shù)規(guī)程,用遙感和地理信息系統(tǒng)技術(shù)識(shí)別和計(jì)算相關(guān)因子,從以下4個(gè)方面開(kāi)展尾礦庫(kù)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。
【1】防洪安全遙感調(diào)查
(1)采用1:1萬(wàn)比例尺甚至更大比例尺的DEM數(shù)據(jù),計(jì)算尾礦庫(kù)灘頂高程。目前,雷達(dá)干涉測(cè)量及Lidar技術(shù)均能夠生成高精度的DEM 數(shù)據(jù),提取現(xiàn)實(shí)性較強(qiáng)的高分辨率DEM數(shù)據(jù)。
(2)尾礦庫(kù)干灘長(zhǎng)度遙感測(cè)量。
(3)尾礦庫(kù)沉積灘干灘的平均坡度遙感估算。需要高分辨率的DEM 方可滿足估算需求。
【2】尾礦壩遙感調(diào)查
(1)尾礦壩的輪廓尺寸、變形、裂縫、滑坡和滲漏、壩面保護(hù)等遙感監(jiān)測(cè)。借助于高空間分辨率遙感數(shù)據(jù),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)尾礦壩的輪廓尺寸、一定程度的裂縫、滑坡、壩面保護(hù)情況等的遙感監(jiān)測(cè),利用雷達(dá)干涉測(cè)量則可以實(shí)現(xiàn)對(duì)尾礦壩變形的監(jiān)測(cè)。
(2)尾礦壩的外坡坡比監(jiān)測(cè)。利用高分辨率的DEM 數(shù)據(jù)生成坡度圖,可以監(jiān)測(cè)尾礦壩的外坡坡比。
【3】尾礦庫(kù)庫(kù)區(qū)遙感監(jiān)測(cè)
(1)尾礦庫(kù)庫(kù)區(qū)周邊山體穩(wěn)定性遙感監(jiān)測(cè)。利用空間分辨率大于2.5m 的遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)周邊山體滑坡、崩塌(塌方)和泥石流等情況,分析周邊山體發(fā)生滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的可能性。
(2)礦區(qū)范圍內(nèi)危及尾礦庫(kù)安全遙感監(jiān)測(cè)。目前,礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)狀況遙感監(jiān)測(cè)已經(jīng)形成了較為成熟的工作方法和技術(shù)流程。結(jié)合采礦權(quán)數(shù)據(jù),可以獲取礦區(qū)上游及周邊界外開(kāi)采的狀況,查清是否存在采砂等危害尾礦庫(kù)安全的隱患情況。
【4】尾礦庫(kù)庫(kù)容遙感監(jiān)測(cè)
當(dāng)尾礦庫(kù)庫(kù)容接近或者超過(guò)設(shè)計(jì)庫(kù)容時(shí),則有潰壩的可能性。利用最新時(shí)相的立體像對(duì)遙感數(shù)據(jù),基于正射影像獲取尾礦庫(kù)的水位、水位線內(nèi)的面積、邊界等參數(shù);采用高分辨率的DEM 統(tǒng)計(jì)出尾礦庫(kù)的最高水位線高程信息及最高水位線內(nèi)的平均高程信息,利用式(1)即可計(jì)算出尾礦庫(kù)庫(kù)容。
3.尾礦庫(kù)環(huán)境影響評(píng)估
對(duì)尾礦庫(kù)下游和周邊的居民地、重要基礎(chǔ)設(shè)施、水源地影響情況的評(píng)估是尾礦庫(kù)監(jiān)管的重要內(nèi)容。利用遙感數(shù)據(jù)可以查清尾礦庫(kù)下游和周邊的居民地、重要基礎(chǔ)設(shè)施、水源地等的空間分布:結(jié)合高分辨率的DEM 數(shù)據(jù)可以估測(cè)尾礦庫(kù)的庫(kù)容量。結(jié)合三維遙感影像可以對(duì)尾礦庫(kù)的環(huán)境影響狀況進(jìn)行初步評(píng)估。
總結(jié):構(gòu)建高效、通用、可靠的監(jiān)測(cè)體系,建立礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)及綜合評(píng)價(jià)應(yīng)用示范與相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,全面推進(jìn)以遙感、地理信息系統(tǒng)為核心的空間信息技術(shù)在礦山地質(zhì)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)中的綜合應(yīng)用,直接服務(wù)于礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn)
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篇6
關(guān)鍵詞:遙感技術(shù);水土保持;監(jiān)測(cè)
中圖分類號(hào): S157 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-0432(2010)-12-0243-1
水土保持監(jiān)測(cè)是做好水土流失防治工作的重要基礎(chǔ),是國(guó)家水土保持建設(shè)宏觀決策的依據(jù)與根本。而遙感技術(shù)作為國(guó)土資源監(jiān)測(cè)查和調(diào)的重要手段之一,其具有宏觀性、周期性、綜合性與實(shí)時(shí)性的特點(diǎn),已經(jīng)成為我國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)的有效手段與方法。
1 遙感技術(shù)的發(fā)展及主要特點(diǎn)
1.1 遙感技術(shù)的定義
遙感技術(shù)可以認(rèn)為是從遠(yuǎn)距離感知目標(biāo)反射或自身輻射的可見(jiàn)光、電磁波、紅外線結(jié)合目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)與識(shí)別的一類技術(shù)。目前多指從人造衛(wèi)星或飛機(jī)對(duì)地面進(jìn)行觀測(cè),同時(shí)采用電磁傳播和接收手段來(lái)收取目標(biāo)的信息并對(duì)其加以分析的一類技術(shù)。
1.2 遙感技術(shù)的發(fā)展歷史
遙感技術(shù)的發(fā)展最早可以追溯到20世紀(jì)初發(fā)展的對(duì)地觀測(cè)綜合技術(shù),早期的遙感技術(shù)開(kāi)始于航空攝影,然后在1909年發(fā)展到航空遙感技術(shù)階段;二次世界大戰(zhàn)后,利用航空照片進(jìn)行區(qū)域范圍土地調(diào)查與制圖的研究被更廣泛更系統(tǒng)的應(yīng)用;上世紀(jì)70年代后,人造衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展與成熟使遙感技術(shù)被大量應(yīng)用于土地利用調(diào)查和大范圍土地覆蓋;上世紀(jì)80年代后, 洲際范圍內(nèi)廣泛利用氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)對(duì)土地覆蓋進(jìn)行研究取得了明顯成果。在1981年,國(guó)外開(kāi)始采用AVHRR數(shù)據(jù)對(duì)全球和洲際尺度的植被變化及土地利用進(jìn)行研究;上世紀(jì)90年代后,衛(wèi)星遙感在全球和區(qū)域尺度土地覆蓋應(yīng)用與研究方面取得了突破性發(fā)展,效果顯著。進(jìn)入21世紀(jì)后,遙感技術(shù)在全球和區(qū)域土地覆蓋土地利用上研究被進(jìn)一步發(fā)展。
1.3 遙感技術(shù)的主要特點(diǎn)
遙感技術(shù)與其他技術(shù)相比,具有其自身的特點(diǎn),主要優(yōu)點(diǎn)如下:(1)遙感技術(shù)可以大范圍的獲取數(shù)據(jù)資料,呈現(xiàn)宏觀景象。遙感技術(shù)所采用的衛(wèi)星,其在軌高度可達(dá)910km左右;即使是航攝飛機(jī),其飛行高度也可以達(dá)到10km。高度的優(yōu)勢(shì)可以使遙感技術(shù)覆蓋面積廣,大范圍的獲取數(shù)據(jù)資料。例如,一張普通的衛(wèi)星圖像,其覆蓋面積多達(dá)3萬(wàn)多km2;(2)遙感技術(shù)具有獲取信息速度快,周期短的特點(diǎn)。衛(wèi)星在圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能及時(shí)獲取所經(jīng)區(qū)域的各種的最新資料,以更新原有的舊資料,或者根據(jù)新舊資料的對(duì)比來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè),這是人工實(shí)地測(cè)量所無(wú)法比擬的;(3)獲取信息受到很少的限制條件。地球上很多地方的自然條件是極其惡劣的,人類是難以直接到達(dá)的。而采用遙感技術(shù)則可以避免地面條件限制,能方便及時(shí)地獲取各種寶貴資料;(4)獲取信息的手段多,信息量大。根據(jù)不同的任務(wù),遙感技術(shù)可選用不同波段和遙感儀器來(lái)獲取信息。利用不同波段對(duì)物體不同的穿透性,還可獲取地物的內(nèi)部信息。
遙感技術(shù)的主要缺點(diǎn)如下:(1)雖然能得到有關(guān)地球表面的信息,但內(nèi)部的信息獲取困難;(2)大氣的不利影響不能完全根除,這樣關(guān)于反射和放射物理量不可能全部表現(xiàn)出來(lái);(3)天氣條件、衛(wèi)星軌道等外在因素的影響使所希望的圖像未必立即得到。
2 遙感技術(shù)應(yīng)用于水土保持監(jiān)測(cè)
2.1 遙感技術(shù)應(yīng)用于土壤侵蝕監(jiān)測(cè)
土壤侵蝕遙感監(jiān)測(cè)不同于其他生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè),主要表現(xiàn)在:(1)影像的時(shí)相對(duì)土壤侵蝕信息獲取影響比較大。地球上的植被具備明顯的物候變化,也就是說(shuō)不同季節(jié)會(huì)有明顯不同的植被覆蓋度,而植被覆蓋度又是判別土壤侵蝕強(qiáng)度最重要指標(biāo)之一。在土壤侵蝕調(diào)查中,影像時(shí)相的影響是不能忽略的。(2)土壤侵蝕強(qiáng)度在遙感影像上無(wú)法直接進(jìn)行判讀,得不到直觀的信息。(3)土壤侵蝕強(qiáng)度分類工作復(fù)雜多樣,分類時(shí),不僅要兼顧遙感和非遙感信息進(jìn)行綜合分析,而且即使對(duì)遙感信息源來(lái)說(shuō),也需要對(duì)其反映的直接信息再作進(jìn)一步分析[4]。
2.2 遙感技術(shù)應(yīng)用于水土流失監(jiān)測(cè)
水土流失的發(fā)生與發(fā)展不是一個(gè)靜態(tài)的過(guò)程,而是一個(gè)時(shí)空變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程,它的監(jiān)測(cè)與評(píng)估需要根據(jù)不同的目的而采用不同的尺度。不同的衛(wèi)星遙感影像其特點(diǎn)也有所區(qū)別,如氣象衛(wèi)星影像具有監(jiān)測(cè)范圍大、時(shí)間分辨率高和數(shù)據(jù)處理費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn),而其缺點(diǎn)是時(shí)間分辨率低,像元所反映的信息具有較大的地域混合。因此,氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)適用于大范圍,植被蓋度、地表、坡度等組成物質(zhì)比較均一的地方;資源衛(wèi)星具有多時(shí)相特段、性多波,高空間分辨率等優(yōu)點(diǎn),有效地獲取精確的地表信息,為水土流失信息的提取以及模型的分析提供數(shù)據(jù)保障。但它也具有對(duì)一個(gè)地區(qū)重復(fù)觀測(cè)周期長(zhǎng),在關(guān)鍵時(shí)期有可能得不到所需的資料等缺點(diǎn)。為了滿足水土流失監(jiān)測(cè)在空間分辨率、時(shí)間分辨率等方面的要求,通常需要將不同來(lái)源的信息進(jìn)行組合來(lái)提高了水土流失監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)源精度[6]。
2.3 遙感技術(shù)應(yīng)用于水資源污染監(jiān)測(cè)
遙感技術(shù)能應(yīng)用于水資源污染監(jiān)測(cè)是因?yàn)槲廴舅墓庾V效應(yīng)。水中溶解或懸浮的污染物,其組成與濃度也不同,這樣水體反射能量的變化在遙感圖像上也表現(xiàn)出紋理、結(jié)構(gòu)、灰度、色調(diào)的微細(xì)差別。水的反射包含著水的鏡面與表面反射、水體及水底地形反射等不同的類型,具有高度復(fù)雜性。當(dāng)遙感技術(shù)應(yīng)用于水資源污染監(jiān)測(cè)時(shí),對(duì)海洋與內(nèi)陸水質(zhì)監(jiān)測(cè)也有區(qū)別。如遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)海洋石油污染的效果就比較好,可以發(fā)揮實(shí)時(shí)、同步和大范圍連續(xù)監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)。遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)內(nèi)陸水質(zhì)時(shí),由于內(nèi)陸水體本身的光譜特征復(fù)雜多變,并且大氣散射影響嚴(yán)重輻射信息,遙感監(jiān)測(cè)所能得到的水質(zhì)參數(shù)種類較少,所以內(nèi)陸水質(zhì)監(jiān)測(cè)中雖然遙感技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用,但還應(yīng)仔細(xì)分析,區(qū)別對(duì)待。內(nèi)陸水質(zhì)遙感監(jiān)測(cè)的主要對(duì)象為各類湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的監(jiān)測(cè)與江、河污染監(jiān)測(cè)(包括排污口、污染帶);主要環(huán)境遙感指標(biāo)有可溶性有機(jī)物、浮游植物、懸浮物、總氮、總磷等。目前對(duì)水體中浮游植物的監(jiān)測(cè)主要靠測(cè)定葉綠素含量,遙感技術(shù)已經(jīng)能達(dá)到監(jiān)測(cè)規(guī)定的要求;而可溶性有機(jī)物、懸浮物、總氮、總磷等的遙感監(jiān)測(cè)還存在或多或少的問(wèn)題,有待進(jìn)一步的研究。
總體來(lái)說(shuō),遙感技術(shù)依靠及時(shí)快速的提供信息和真實(shí)客觀、形象的優(yōu)點(diǎn),可對(duì)水資源污染進(jìn)行良好、有效地監(jiān)測(cè)為及時(shí)采取防護(hù)、疏導(dǎo)措施和環(huán)境評(píng)價(jià)提供了基礎(chǔ),是水資源污染監(jiān)測(cè)中非常行之有效的技術(shù)手段。
參考文獻(xiàn)
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篇7
關(guān)鍵詞:植被指數(shù);高分一號(hào);差異性
中圖分類號(hào):Q948.15+6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20170332016
引言
植被信息是生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域中重要的組成因子,在氣候、水文和生化循環(huán)中起著重要的作用,也是反映區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的重要標(biāo)志。因此,對(duì)植被分布及其時(shí)空演化規(guī)律的研究一直是各國(guó)政府和科研機(jī)構(gòu)的關(guān)注熱點(diǎn)[1]。遙感技術(shù)是植被生態(tài)調(diào)查的重要手段,相比常規(guī)的調(diào)查方法,遙感具有感測(cè)范圍大、獲取速度快、花費(fèi)成本低、干擾因素少等優(yōu)點(diǎn),利用遙感技術(shù)進(jìn)行植被信息提取可以為環(huán)境監(jiān)測(cè)、生物多樣性保護(hù)及農(nóng)業(yè)、林業(yè)等相關(guān)部門提供數(shù)據(jù)支持和信息服務(wù)[2,3]。
1 研究區(qū)與數(shù)據(jù)源
1.1 研究區(qū)概況
茂縣位于四川省西北部,地勢(shì)西北高、東南低。所處經(jīng)緯度為E10256'~ 10410',N3125'~ 3216',岷江、涪江上游貫穿其間,東西全程116.62km,南北橫跨93.73km,所轄面積3903.28km2。地形表現(xiàn)主要為高山溝谷,平均海拔約2000m,相對(duì)高度1500~2500m。截至2012年,茂縣國(guó)土總面積3903.28km2,其中耕地占2.61%,林地占67.5%,草地21.6%,森林覆蓋率為31.3%。
1.2 數(shù)據(jù)源簡(jiǎn)介
高分一號(hào)衛(wèi)星于2013年4月 26日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,搭載2臺(tái)2m全色/8m多光譜PMS相機(jī),4臺(tái)16m分辨率多光譜WFV相機(jī)。衛(wèi)星側(cè)擺條件下重訪周期4d,其中2/8m分辨率PMS相機(jī)覆蓋周期需要41d,而16m分辨率多光譜WFV相機(jī)覆蓋周期4d,幅寬800km [4]。由于高分一號(hào)影像數(shù)據(jù)可免費(fèi)獲取,因此在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域應(yīng)用前景廣泛。
2 植被信息提取
2.1 植被指數(shù)選取
利用植被指數(shù)來(lái)反演植被信息是一種廣泛應(yīng)用的方法,結(jié)合前人研究成果和研究區(qū)植被分布特點(diǎn)選用3種植被指數(shù),分別是:歸一化植被指數(shù)(NDVI)、增強(qiáng)型植被指數(shù)(EVI)、和土壤調(diào)整植被指數(shù)(SAVI)。
對(duì)各植被指數(shù)影像進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,獲得它們的直方圖和相關(guān)統(tǒng)計(jì)參數(shù),然后在直方圖上通過(guò)目視判讀和人工調(diào)試獲得最佳閾值。對(duì)各植被增強(qiáng)影像進(jìn)行閾值分割提取,獲得植被信息的二值影像。其中,植被像元賦值為1,非植被像元賦值為0。研究區(qū)植被提取的二值影像如圖1和圖2所示。
3 結(jié)果分析
對(duì)所提取的植被信息做進(jìn)一步精度驗(yàn)證。將同期的SPOT 2.5m全色影像與多光譜影像進(jìn)行融合,獲得的2.5m彩色融合影像作為參考影像進(jìn)行精度驗(yàn)證。應(yīng)用隨機(jī)采樣法,在研究區(qū)選取200~300個(gè)驗(yàn)證點(diǎn),建立各指數(shù)影像的混淆矩陣,獲取3種不同植被指數(shù)植被提取的總精度和Kappa系數(shù)。
從表2的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知,高分一號(hào)的總體精度都在80%以上,提取效果理想。其中高分一號(hào)數(shù)據(jù),2013年5種植被指數(shù)的提取精度依次為NDVI>SAVI>EVI,2015年5種植被指數(shù)的提取精度依次為NDVI >EVI> SAVI,分析原因是茂縣地處川西高原,加上實(shí)驗(yàn)采用的數(shù)據(jù)獲取時(shí)間是12月份,植被覆蓋度不高,植被指數(shù)未達(dá)到飽和值,所以NDVI的提取效果最好。綜合研究對(duì)比得出,高原山區(qū)地形環(huán)境下利用5種植被指數(shù)提取植被信息,高分一號(hào)數(shù)據(jù)的提取精度差別較大,高分一號(hào)數(shù)據(jù)提取精度2013年NDVI比EVI高5.37%,2015年NDVI比SAVI高8.65%。
4 結(jié)論
針對(duì)茂縣地區(qū),利用5種植被指數(shù)進(jìn)行植被信息提取,高分一號(hào)采用NDVI的提取效果最好,分類總精度分別為94.55%(2013年數(shù)據(jù))、90.47%(2015年數(shù)據(jù)),對(duì)應(yīng)的Kappa系搗直鷂0.88、0.85。
植被指數(shù)作為一種簡(jiǎn)單實(shí)用的植被信息提取方法,在茂縣地區(qū)的提取精度較高,因此適用于茂縣地區(qū)的植被信息提取。但是提取時(shí)分割閾值的選取是個(gè)難題,其置信度選擇不夠明確,人工干擾較大。在下一步的研究中將結(jié)合地理地形、影像采集時(shí)間等背景信息,充分考慮區(qū)域地形、采集時(shí)間等背景因子對(duì)植被指數(shù)的影響,以此提高植被提取的精度。
參考文獻(xiàn)
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篇8
[關(guān)鍵詞]:遙感 防災(zāi)減災(zāi) 海洋管理
1、概述
海洋管理也可稱為海洋綜合管理,是各級(jí)海洋行政主管部門代表政府履行的一項(xiàng)基本職責(zé)。它的核心內(nèi)容包括:海域使用管理、海洋環(huán)境管理以及海洋權(quán)益管理,協(xié)調(diào)機(jī)制。《中國(guó)海洋21世紀(jì)議程》關(guān)于海洋綜合管理問(wèn)題的定義是:“海洋綜合管理應(yīng)從國(guó)家的海洋權(quán)益、海洋資源、海洋環(huán)境的整體利益出發(fā),通過(guò)方針、政策、法規(guī)、區(qū)劃、規(guī)劃的制定和實(shí)施,以及組織協(xié)調(diào)、綜合平衡有關(guān)產(chǎn)業(yè)部門和沿海地區(qū)在開(kāi)發(fā)利用海洋中的關(guān)系,以達(dá)到維護(hù)海洋權(quán)益,合理開(kāi)發(fā)海洋資源,保護(hù)海洋環(huán)境,促進(jìn)海洋經(jīng)濟(jì)持續(xù)、穩(wěn)定、協(xié)調(diào)發(fā)展的目的。
當(dāng)前我國(guó)海洋管理的業(yè)務(wù)化工作中海洋災(zāi)害應(yīng)急監(jiān)測(cè)、海域使用測(cè)量、入海排污口監(jiān)測(cè)、海岸帶調(diào)查等工作仍然以人工現(xiàn)場(chǎng)采樣、調(diào)查船走航監(jiān)測(cè)為主。這就造成了日常管理效率低、管理滯后、災(zāi)害發(fā)現(xiàn)不及時(shí)、應(yīng)急反應(yīng)速度慢等問(wèn)題。
隨著衛(wèi)星遙感技術(shù)的日益成熟以及衛(wèi)星海洋學(xué)的發(fā)展,遙感中的大量高新技術(shù)被應(yīng)用到海洋日常管理中來(lái),成為獲取和更新空間數(shù)據(jù)的強(qiáng)有力手段。不僅可進(jìn)行一次性的資料調(diào)查和環(huán)境監(jiān)測(cè),通過(guò)多時(shí)相信息的綜合開(kāi)發(fā)與利用,將遙感系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)有機(jī)整合,能夠?qū)崿F(xiàn)資源與環(huán)境的快速檢測(cè)和預(yù)報(bào)。
2、遙感在海洋管理的應(yīng)用
2.1 海洋災(zāi)害預(yù)警
我國(guó)大陸海岸線長(zhǎng),海岸帶人口眾多,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),發(fā)生海洋災(zāi)害時(shí)往往損失巨大。我國(guó)沿海常見(jiàn)的海洋災(zāi)害包括:赤潮、臺(tái)風(fēng)、風(fēng)暴潮、海岸侵蝕、海洋溢油和海水污染等。當(dāng)災(zāi)害發(fā)生時(shí),常規(guī)監(jiān)測(cè)方法無(wú)法給出全面的災(zāi)情評(píng)估。
在赤潮監(jiān)測(cè)中,應(yīng)用最為廣泛的衛(wèi)星數(shù)據(jù)為美國(guó)的SeaWiFS資料,其空間分辨率為1Km,時(shí)間分辨率為1-2天。SeaWiFS被稱為第二代水色傳感器,擁有比前代傳感器更多的波段、更高的信噪比(SNR)與更好的大氣校正算法,在計(jì)算生物量、葉綠素a濃度和水體透明度等方面有更可靠的生物光學(xué)算法。如果采用補(bǔ)償懸浮物散射的大氣校正算法和適合當(dāng)?shù)氐娜~綠素算法,SeaWiFS能很好的估算葉綠素濃度數(shù)據(jù),進(jìn)而預(yù)測(cè)赤潮的發(fā)生。雷達(dá)是近年來(lái)溢油探測(cè)中十分重要的傳感器,用于溢油探測(cè)的雷達(dá)主要有兩種,即合成孔徑雷達(dá)(SAR) 和側(cè)視機(jī)載雷( SLAR)。通過(guò)氣象衛(wèi)星也可以對(duì)臺(tái)風(fēng)的風(fēng)速、氣壓、影響范圍和移動(dòng)路徑等情況有比較準(zhǔn)確的了解。通過(guò)陸地衛(wèi)星如我國(guó)發(fā)射的HJ-1A/B以及資源三號(hào)衛(wèi)星,可以對(duì)海岸帶環(huán)境變化情況給出比較可靠的分析.
遙感技術(shù)是獲得海洋信息的重要手段。由于衛(wèi)星遙感技術(shù)具有實(shí)效性、大尺度、成本低、快速和長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)監(jiān)測(cè)等其他方法不能比擬的優(yōu)點(diǎn),利用遙感技術(shù)建立全天候多層次立體海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)是海洋災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)警工作開(kāi)展的基礎(chǔ),它也能夠?qū)ξ覈?guó)沿岸海區(qū)的異常和災(zāi)害的發(fā)生提供足夠多的基礎(chǔ)觀測(cè)資料,對(duì)改善我國(guó)現(xiàn)有海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)水準(zhǔn),減輕海洋災(zāi)害,促進(jìn)我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。
2.2 海域使用動(dòng)態(tài)監(jiān)管
當(dāng)前我國(guó)海域管理自動(dòng)化程度低,管理和各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分散,如何將復(fù)雜多樣的海洋數(shù)據(jù)如功能區(qū)劃、基礎(chǔ)地理、海域使用、資源、環(huán)境、規(guī)劃以及其它專題數(shù)據(jù)有機(jī)的管理起來(lái),是海洋管理部門最關(guān)心的問(wèn)題。
在海域使用管理系統(tǒng)中,利用遙感影像作為背景資料,疊加上海域使用數(shù)據(jù),可以更加直觀的顯示和反映信息。如在遙感影像上疊加不同時(shí)期的海岸線,可以明顯地看出海岸線的沖瘀變化情況,對(duì)岸線進(jìn)行監(jiān)測(cè)。通過(guò)遙感影像,可以確定新審批的填海面積,并根據(jù)該面積進(jìn)行有計(jì)劃的填?;顒?dòng)。同時(shí)還可以監(jiān)測(cè)岸邊的圍墾活動(dòng)以及河口地區(qū)沖瘀的變化情況。
目前,衛(wèi)星數(shù)據(jù)被廣泛應(yīng)用在海域使用管理領(lǐng)域,如SPOT、LandSAT、我國(guó)資源三號(hào)衛(wèi)星等。LandSAT衛(wèi)星屬于美國(guó)NASA的陸地衛(wèi)星(Landsat)計(jì)劃(1975年前稱為地球資源技術(shù)衛(wèi)星 ― ERTS ),從1972年7月23日以來(lái), 已發(fā)射8顆(第6顆發(fā)射失?。D壳癓andsat1―4均相繼失效,Landsat 5仍在超期運(yùn)行(從1984年3月1日發(fā)射至今)。 Landsat 7于1999年4月15日發(fā)射升空。Landsat8于2013年2月11日發(fā)射升空,經(jīng)過(guò)100天測(cè)試運(yùn)行后開(kāi)始獲取影像。
2.3 海洋環(huán)境參數(shù)反演
海洋環(huán)境參數(shù)包括:海表面溫度,海流、海面風(fēng)場(chǎng)、波浪、海面高度等.利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)可以對(duì)這些海洋環(huán)境參數(shù)進(jìn)行反演,提高對(duì)海洋環(huán)境現(xiàn)狀的認(rèn)識(shí),同時(shí)可以對(duì)海洋災(zāi)害如臺(tái)風(fēng)、海嘯等進(jìn)行預(yù)警.
目前最廣泛使用的傳感器包括:AVHRR、JASON-1、TOPEX/POSEIDON以及QickSCAT等。
AVHRR原本是為氣象研究設(shè)計(jì)的,但其第3、4、5通道用于探測(cè)亮溫?cái)?shù)據(jù),其數(shù)據(jù)經(jīng)反演可得到海表溫度。由于其具有重訪周期短、可靠性高、成本低并有長(zhǎng)時(shí)間序列的存檔數(shù)據(jù)等特點(diǎn),在氣象之外的環(huán)境遙感應(yīng)用領(lǐng)域中得到了很大的發(fā)展。由于NOAA衛(wèi)星不斷有后續(xù)衛(wèi)星發(fā)射,因此用AVHRR進(jìn)行海溫反演的研究從未間斷,并建立了豐富的模型與算法。1992年8月10日發(fā)射的TOPEX/ Poseidon衛(wèi)星是NASA、美國(guó)航天局、法國(guó)國(guó)家空間研究中心以及法國(guó)航天局聯(lián)合完成的衛(wèi)星任務(wù),其目的是用于地圖海洋表面地形。
3、總結(jié)
海洋遙感技術(shù)對(duì)海洋資源管理和環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的影響日益增強(qiáng),為研究、開(kāi)發(fā)、利用和保護(hù)海洋提供了豐富的資料,成為人類認(rèn)識(shí)海洋的關(guān)鍵技術(shù)。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展及其與GIS技術(shù)結(jié)合的日臻緊密,遙感技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用必將更加廣泛。2I世紀(jì)是海洋的世紀(jì),將遙感技術(shù)中的科技生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化為海洋管理部門的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力,提高涉海部門的管理水平,增強(qiáng)辦事效率,滿足社會(huì)需求,是全體海洋工作者的責(zé)任和義務(wù)。相信通過(guò)海洋部門和其它部門的共同努力,我國(guó)海洋管理的科學(xué)化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化指日可待。
參考文獻(xiàn)
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篇9
關(guān)鍵詞:礦山地質(zhì)環(huán)境;地質(zhì)遙感;GIS
中圖分類號(hào):TU984 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
前言
“3S” 技術(shù)是遙感技術(shù)(Remote Sensing,RS)、地理信息系統(tǒng)(Geography Information Systems,GIS)和全球定位系統(tǒng)(Global Positioning Systems,GPS)的統(tǒng)稱,是空間技術(shù)、傳感器技術(shù)、衛(wèi)星定位與導(dǎo)航技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)相結(jié)合,多學(xué)科高度集成的對(duì)空間信息進(jìn)行采集、處理、管理、分析、表達(dá)、傳播和應(yīng)用的現(xiàn)代信息技術(shù)。遙感技術(shù)不斷發(fā)展,同一區(qū)域所獲取的光譜信息越來(lái)越豐富、空間分辨率越來(lái)越高、時(shí)相越來(lái)越多,可為礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)及研究工作提供越來(lái)越多的遙感數(shù)據(jù)。利用遙感技術(shù)對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行監(jiān)測(cè)己是必然的趨勢(shì)。
國(guó)土資源部對(duì)全國(guó)礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括侵占、破壞土地及土地復(fù)墾監(jiān)測(cè)、固體廢棄物及其綜合利用監(jiān)測(cè)、采空區(qū)地面沉( 塌) 陷監(jiān)測(cè)、山體開(kāi)裂、滑坡、崩塌、泥石流地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)、水土流失和土地沙化監(jiān)測(cè)、礦區(qū)地表水體污染監(jiān)測(cè)、土壤污染監(jiān)測(cè)、地裂縫監(jiān)測(cè)、廢水廢液排放監(jiān)測(cè)、地下水監(jiān)測(cè)等11項(xiàng)內(nèi)容。本文選取礦山環(huán)境污染遙感監(jiān)測(cè)、礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)和地貌景觀的破壞遙感監(jiān)測(cè)兩個(gè)方面,為礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)提供新技術(shù)手段,促進(jìn)“3S”技術(shù)在礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。
1礦山環(huán)境污染監(jiān)測(cè)
1.1水體污染監(jiān)測(cè)
水污染主要是由于礦山開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的礦坑水、廢石淋濾水、選礦水及尾礦壩廢水等直接排放到江河湖泊或者未達(dá)到工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn),水體污染是環(huán)境評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)之一。對(duì)于水體污染的監(jiān)測(cè)可對(duì)水體污染區(qū)制作遙感圖像三維可視化圖,從而直觀的看出水污染的情況。
1.2大氣污染監(jiān)測(cè)
礦區(qū)大氣污染重要是由于煉礦廠煉礦排放出來(lái)的有害氣體引起。在遙感影像上表現(xiàn)為位于煙囪附近,且被污染區(qū)域下方地物朦朧,有霧籠罩感,TM、ETM光譜信息豐富, 對(duì)大氣污染識(shí)別較好。
2礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)
2.1 滑坡遙感監(jiān)測(cè)
礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)能夠引發(fā)滑坡地質(zhì)災(zāi)害,主要表現(xiàn)為2種形式:一是開(kāi)采過(guò)程直接造成山體滑坡;二是產(chǎn)生的排土場(chǎng)、煤矸石等固體廢棄物,堆積到一定程度時(shí), 在內(nèi)外營(yíng)力共同作用下形成松散層滑(坡)塌。礦區(qū)滑坡遙感監(jiān)測(cè)方法, 需要借助地理信息系統(tǒng)技術(shù)并通過(guò)相關(guān)的遙感信息模型進(jìn)行。首先,通過(guò)多源遙感數(shù)據(jù)獲取上述影響滑坡發(fā)育的因子, 并確定其對(duì)滑坡發(fā)育的重要程度;然后,根據(jù)滑坡或者斜坡所處部位含有的重要因子進(jìn)行礦區(qū)滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。如利用地形判別法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法等,其中地形判別法能夠有效地避免對(duì)評(píng)價(jià)因子賦值的主觀性。
2.2泥石流遙感監(jiān)測(cè)
泥石流是一種嚴(yán)重的洪流作用下形成的地質(zhì)災(zāi)害,其形成有3個(gè)基本條件:一是松散物發(fā)育;二是河谷縱坡坡降5%-30%;三十一定的水動(dòng)力條件。決定因素是形成水動(dòng)力條件的降雨臨界值。泥石流發(fā)育的地段常是崩塌、滑坡發(fā)育的地段。遙感影像記錄了大量的泥石流直接與間接信息。在SPOT影像上,采用213 波段組合,圖像進(jìn)行線性增強(qiáng)后,泥石流溝顯示灰白彩,溝口的扇狀沖積錐顯示較清晰;QuickBird影像上對(duì)較小型的泥石流都能很好的辨認(rèn)。
3地貌景觀的破壞監(jiān)測(cè)
煤礦、鐵礦及非金屬礦露天開(kāi)采,道路開(kāi)挖,造成基巖、地表土壤剝離、植被破壞,導(dǎo)致地表類型從植被過(guò)渡到的礦石,從而增加了降雨和巖石的接觸面積,造成了礦山環(huán)境的污染。產(chǎn)生的固體廢棄物占?jí)捍罅客恋?,尾礦在遙感影像上最容易識(shí)別,能較清晰地顯示礦產(chǎn)開(kāi)采產(chǎn)生的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題。利用不同時(shí)相、不同分辨率的遙感影像,采用圖像融合和圖像增強(qiáng)的方法,提取礦山植被破壞動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的變化信息,分析出不同時(shí)間段開(kāi)礦對(duì)植被破壞情況,并可通過(guò)GIS空間分析功能定量計(jì)算出礦山破壞和占用的土地面積,并利用GPS野外核查和實(shí)地采點(diǎn),進(jìn)一步核查礦山破壞情況,從而為科學(xué)地進(jìn)行礦山環(huán)境保護(hù)工作提供重要的支撐數(shù)據(jù)。
4 結(jié)語(yǔ)
本文通過(guò)對(duì)礦山環(huán)境污染監(jiān)測(cè)、礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)和地貌景觀的破壞監(jiān)測(cè)三個(gè)方面的遙感工作方法概述,利用遙感和 GPS 技術(shù)開(kāi)展遙感監(jiān)測(cè)工作,通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化的時(shí)空分析,設(shè)計(jì) GIS 數(shù)據(jù)的更新模型??杀O(jiān)測(cè)程度與影像的分辨率、周圍地物屬性、解譯者的專業(yè)知識(shí)等密切相關(guān),可監(jiān)測(cè)頻率則與影像獲取能力有密切關(guān)系。對(duì)大面積的污染監(jiān)測(cè)、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)、地貌景觀破壞監(jiān)測(cè)等可選取多時(shí)相的中等分辨率的遙感影像(TM/ETM/OLI)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè);對(duì)小區(qū)域的污染監(jiān)測(cè)、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)、地貌景觀破壞監(jiān)測(cè)等可結(jié)合中等分辨率(TM/ETM/OLI)和高分?jǐn)?shù)據(jù)(SPOT)相結(jié)合的方法來(lái)進(jìn)行遙感監(jiān)測(cè);對(duì)小規(guī)模的污染監(jiān)測(cè)、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)、地貌景觀破壞監(jiān)測(cè)等可采用更高分辨率的遙感影像(QuickBird\IKONOS)和航片(無(wú)人機(jī)航片)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
隨著資源三號(hào)衛(wèi)星等高分辨率立體測(cè)繪衛(wèi)星、環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)小衛(wèi)星星座和航空無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的逐步完善,光學(xué)和雷達(dá)遙感協(xié)同發(fā)展的格局已經(jīng)初步形成,隨著北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的逐步建立,大型數(shù)據(jù)庫(kù)(如ArcObject / Oracle等)的開(kāi)發(fā)技術(shù)逐步完善,礦山地質(zhì)環(huán)境的監(jiān)測(cè)對(duì)象和精度將會(huì)逐步提升。運(yùn)用“3S”技術(shù)對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)對(duì)構(gòu)建高效、通用、可靠的監(jiān)測(cè)體系,建立礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)及綜合評(píng)價(jià)應(yīng)用示范與相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,全面推進(jìn)以遙感、地理信息系統(tǒng)為核心的空間信息技術(shù)在礦山地質(zhì)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)中的綜合應(yīng)用,直接服務(wù)于礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
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篇10
關(guān)鍵詞: GIS; 森林資源; 監(jiān)測(cè); 管理
一、地理信息系統(tǒng)的概念和特點(diǎn)
地理信息系統(tǒng), 即GIS( Geog raphic Information Sy stem) , 是隨著地理科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)和信息科學(xué)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的一個(gè)學(xué)科, 是一門集計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息學(xué)、地理學(xué)等多門科學(xué)為一體的新興學(xué)科, 它以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為研究對(duì)象, 在計(jì)算機(jī)軟件和硬件支持下, 運(yùn)用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論, 科學(xué)管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù), 以提供對(duì)規(guī)劃、管理、決策和研究所需信息的空間信息系統(tǒng)。
地理信息系統(tǒng)( GIS) 特點(diǎn)是能把各種信息同地理位置和有關(guān)的視圖結(jié)合起來(lái), 并把地理學(xué)、幾何學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)及各種應(yīng)用對(duì)象、I nternet、多媒體技術(shù)及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等融為一體, 利用計(jì)算機(jī)圖形與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)來(lái)采集、存儲(chǔ)、編輯、顯示、轉(zhuǎn)換、分析和輸出地理圖形及其屬性數(shù)據(jù), 且可根據(jù)用戶需要將這些信息圖文并茂地輸送給用戶, 便于工程管理者對(duì)項(xiàng)目的分析管理、規(guī)劃設(shè)計(jì)、檢查驗(yàn)收等提供決策依據(jù)。
二、利用GIS技術(shù)對(duì)森林資源檢測(cè)及管理管理
由于森林資源與生態(tài)環(huán)境具有功能上的多樣性、形成周期的長(zhǎng)期性、狀態(tài)的動(dòng)態(tài)性、森林成熟的不確定性、分布的廣域性及空間結(jié)構(gòu)性 ,使人類對(duì)森林的作用和功能的認(rèn)識(shí)與研究處于簡(jiǎn)單、膚淺和初級(jí)的階段和水平。長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)的森林資源經(jīng)營(yíng)管理都處于比較粗放的水平。常規(guī)的森林資源監(jiān)測(cè),從資源清查到數(shù)據(jù)整理成冊(cè),最后制定經(jīng)營(yíng)方案,需要的時(shí)間長(zhǎng),造成經(jīng)營(yíng)方案和現(xiàn)實(shí)情況不相符,這種滯后現(xiàn)象勢(shì)必出現(xiàn)管理方案的不合理,甚至無(wú)法接受。利用GIS 就可以很好解決這一問(wèn)題,及時(shí)掌握森林資源及有關(guān)因子的空間時(shí)序的變化特征,從而對(duì)癥下藥。目前GIS 在林業(yè)上的應(yīng)用主要有如下的幾個(gè)方面。
1、森林資源清查及各類林業(yè)專題圖的編制
其具體內(nèi)容包括森林資源清查和數(shù)據(jù)管理、制定森林經(jīng)營(yíng)決策方案、林業(yè)制圖。通過(guò)“二類調(diào)查”獲取森林資源數(shù)據(jù),如小班檔案及林相圖等林業(yè)用圖,以往這些工作要花費(fèi)大量的時(shí)間、人力和財(cái)力才能完成,并且圖面材料和小班數(shù)據(jù)庫(kù)資料是分離的, 難以長(zhǎng)期有效地重復(fù)利用。GIS 強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)分析和制圖功能簡(jiǎn)化了林業(yè)專題圖的制圖工作,其經(jīng)過(guò)收集整理、制圖信息數(shù)字化,建立坐標(biāo)投影和拓?fù)潢P(guān)系,編輯修改, 建立圖形與屬性的關(guān)聯(lián),最終完成多種林業(yè)專題圖的編制, 達(dá)到了一次投人、多次產(chǎn)出的效果。它不僅可以為用戶輸出全要素森林資源信息圖,而且可以根據(jù)用戶需要分層輸出各種專題圖, 并且易于查詢、更新和保存。這在林業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中已有廣泛的應(yīng)用,如專題圖繪制、統(tǒng)計(jì)計(jì)算、分析等工作,創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
2、森林資源基礎(chǔ)信息管理與監(jiān)測(cè)
其具體內(nèi)容包括林業(yè)土地利用變化監(jiān)測(cè)與管理、用于分析林分、樹(shù)種、林種、蓄積等因子的空間分布、森林資源動(dòng)態(tài)管理、林權(quán)、林種結(jié)構(gòu)調(diào)整、齡組結(jié)構(gòu)調(diào)整。森林的面積、蓄積、類型、林種、樹(shù)種的結(jié)構(gòu)和分布及變動(dòng)情況等森林資源信息,過(guò)去只能從森林資源檔案中的文字表格上了解情況,缺乏直觀的空間數(shù)據(jù)反映,難以分析變化的空間分布規(guī)律, GIS 空間數(shù)據(jù)管理和分析功能彌補(bǔ)了這一不足,它以有效的數(shù)據(jù)組織形式進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)管理、更新、維護(hù)、檢索查詢,做到了圖上動(dòng)態(tài)管理和監(jiān)測(cè),并以多種方式輸出決策所需的地理空間信息,應(yīng)用資源數(shù)據(jù)的圖形與數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)合查詢,分析了森林資源變化,并通過(guò)相關(guān)分析研究這種變化的空間分布規(guī)律以及對(duì)林業(yè)生產(chǎn)未來(lái)發(fā)展的影響,森林資源監(jiān)測(cè)是為了迅速準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)森林資源的發(fā)展趨勢(shì),分析森林的分布、生長(zhǎng)和發(fā)育,更真實(shí)、更直觀地把握森林資源的狀況及變化。
3、森林經(jīng)營(yíng)與林業(yè)工程規(guī)劃管理
其具體內(nèi)容包括采伐、撫育間伐、造林規(guī)劃、速生豐產(chǎn)林、基地培育、封山育林等。GIS 借助其建立的數(shù)字地面模型, 結(jié)合土壤、氣象和自然經(jīng)濟(jì)調(diào)查因子, 可以實(shí)現(xiàn)地形與造林類型的配準(zhǔn)、疊置,直觀逼真地顯示地形地貌和造林現(xiàn)狀, 反映造林后的林地空間分布。可以直接在圖上進(jìn)行林種改造等營(yíng)林設(shè)計(jì)和規(guī)劃工作,為林業(yè)規(guī)劃、管理和決策提供科學(xué)依據(jù)。通過(guò)分析顯示森林資源保護(hù)和開(kāi)發(fā)利用適宜性圖,然后通過(guò)空間迭代分析來(lái)獲取森林資源的最優(yōu)持續(xù)利用規(guī)劃方案, 在時(shí)間和空間上有效地經(jīng)營(yíng)利用森林資源,為采取有效的造林工程措施提供了依據(jù)。
4、利用GIS對(duì)森林病蟲(chóng)害綜合防治監(jiān)測(cè)
地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于害蟲(chóng)綜合治理領(lǐng)域,可為害蟲(chóng)綜合治理研究提供新的途徑和方法,在害蟲(chóng)綜合治理領(lǐng)域,利用GIS并結(jié)合生物地理統(tǒng)計(jì)學(xué)可以進(jìn)行害蟲(chóng)空間分布、空間相關(guān)分析、害蟲(chóng)發(fā)生動(dòng)態(tài)的時(shí)空模擬和大尺度數(shù)據(jù)庫(kù)管理等功能,其應(yīng)用潛力十分巨大。在森林病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)及控制領(lǐng)域,應(yīng)用GIS 可以實(shí)現(xiàn)對(duì)森林病害、蟲(chóng)害發(fā)生規(guī)律、分布狀況及控制程度動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及跟蹤管理,能夠克服工作的盲目性和被動(dòng)性,做到心中有數(shù),防治工作及時(shí)。
5、利用GIS技術(shù)對(duì)林火監(jiān)測(cè)及預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)
其具體內(nèi)容包括林火信息管理、林火撲救指揮和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、林火的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、林火設(shè)施的布局分析等。利用GIS 技術(shù)可進(jìn)行林區(qū)信息管理, 防火點(diǎn)建設(shè)規(guī)劃, 提供林火撲救輔助決策,較大程度提高了滅火效率, 減少經(jīng)濟(jì)損失同時(shí)比較準(zhǔn)確評(píng)估由火災(zāi)造成的經(jīng)濟(jì)損失。實(shí)現(xiàn)了火點(diǎn)智能定位、火場(chǎng)信息查詢、輔助決策指揮和歷史檔案查詢與分析,促進(jìn)了森林防火輔助決策指揮的技術(shù)革新。
6、GIS技術(shù)對(duì)林業(yè)其它方面的監(jiān)測(cè)
可以應(yīng)用衛(wèi)星圖像、航空照片等遙感數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)快捷準(zhǔn)確地顯示森林景觀的動(dòng)態(tài)變化,同時(shí)根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)模型從而能在決策前而不是實(shí)施后顯示出不同管理措施和經(jīng)營(yíng)方案的效果,預(yù)測(cè)災(zāi)害因子對(duì)森林景觀的影響,為管理者提供決策方案。此外, GIS 還將會(huì)在野生動(dòng)物管理、林區(qū)綜合開(kāi)發(fā)管理、林政管理、林區(qū)人口管理及林區(qū)建設(shè)管理方面發(fā)揮難以估量的作用 。
結(jié)束語(yǔ)
資源和環(huán)境是人類賴以生存發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,對(duì)資源和環(huán)境的需求越來(lái)越高,用高新技術(shù)加強(qiáng)森林資源管理已經(jīng)成為迫切的需要。在協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)上,在保持區(qū)域可持續(xù)發(fā)展等重要問(wèn)題上,GIS 系統(tǒng)已成為不可缺少的支撐技術(shù),應(yīng)用前景極其廣闊,有著深遠(yuǎn)的社會(huì)效益和巨大的經(jīng)濟(jì)效益 。
參考文獻(xiàn):
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