遙感技術(shù)的工作原理范文
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篇1
關(guān)鍵詞:繪測;遙感技術(shù);應(yīng)用
中圖分類號:P2文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
地球環(huán)境的改變以及國際競爭的加劇要求人類進(jìn)一步發(fā)掘自然資源,開發(fā)太空資源,遙感技術(shù)由此產(chǎn)生并發(fā)展。遙感技術(shù)以航拍為雛形,它可以完整迅速地確定空間內(nèi)資源的分布。測繪工作,特別是基礎(chǔ)測繪,在國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中占據(jù)重要位置,有利于深化可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。測繪工作中遙感技術(shù)的使用使地圖的制造更加快捷方便高效,滿足社會多方面需求。
一、遙感技術(shù)的工作原理
遙遠(yuǎn)感知縮寫即為遙感,它是指不用接觸、遠(yuǎn)距離的測量識別技術(shù)。經(jīng)過不斷地科學(xué)探究以及實驗操作,人們終于發(fā)現(xiàn)電磁波的存在。任何物體都在不斷地吸取、發(fā)射信息和能量,電磁波是其中的形式之一。研究發(fā)現(xiàn)每一種物體的電磁波具有獨特的特點。因此,根據(jù)物體反射以及發(fā)射的電磁波得到物體的信息,就可以實現(xiàn)非接觸、遠(yuǎn)距離探測識別物體,這就是遙感技術(shù)的工作原理。遙感技術(shù)的使用離不開遙感平臺。遙感平臺,如飛機(jī)、氣球、人造地球衛(wèi)星、載人航天器等,用來安全平穩(wěn)地裝載傳感器。地面實驗中,一些簡單的遙感平臺,如三腳架等也會被用到。根據(jù)用途的差異以及波段范圍的差異,不同種類的傳感器紛紛出現(xiàn),用來探測收取在可見光、紅外線以及微波范圍內(nèi)的電磁輻射。傳感器在接收這些電磁輻射后將其進(jìn)行有規(guī)律地更換,還原原始樣貌。地面站成功收到原始圖像后,還需對其進(jìn)行一連串的繁瑣處理之后才能被用戶應(yīng)用。
二、繪測工作中遙感技術(shù)的應(yīng)用
(一)GPS定位技術(shù)
伴隨科技的快速發(fā)展,遙感技術(shù)不斷進(jìn)步,逐漸成熟。遙感技術(shù)在地籍測繪中的應(yīng)用,如遙感技術(shù)與地理信息系統(tǒng)結(jié)合、GPS定位技術(shù)等,為地籍測繪工作做出了卓越的貢獻(xiàn)。目前最常用且具有一定名氣的GPS定位導(dǎo)航系統(tǒng),在地籍測繪中也占據(jù)重要的位置,它可以遙感測繪地質(zhì)情況同時還可以用來進(jìn)行不同項目的攝影測量。測繪工作中,首先設(shè)置大地參考點,然后使用裝載在無人機(jī)上的GPS 設(shè)備測量波相位差分。使用這種方式得出的測量結(jié)果十分具有精確性,在一定測量工作范圍內(nèi)可以將精度控制在±3~5cm之內(nèi),足以應(yīng)對當(dāng)前的空中三角測量。裝載在衛(wèi)星上的GPS設(shè)備精確度也十分可觀,例如美國的Landsat一5,精度可以達(dá)9~~lOm(垂直方向定位精度)。目前,GPS定位技術(shù)在建筑測繪以及航空遙感測量中都有應(yīng)用,未來GPS定為技術(shù)的應(yīng)用會更加廣泛,隨著科技的不斷發(fā)展,GPS技術(shù)也會更加成熟,呈現(xiàn)更加開闊的前景。
(二)雙頻GPS技術(shù)
當(dāng)前,GPS測量技術(shù)已逐漸深入到各種時變系統(tǒng)的遙控測繪中。依據(jù)不同監(jiān)測對象的不同特性,有周期性重復(fù)測量、固定連續(xù)GPS測站陣列和實施動態(tài)監(jiān)測等三種不同的操作和監(jiān)測模式。實時動態(tài)監(jiān)測是橋梁變形監(jiān)測中重點使用模式。實時動態(tài)監(jiān)測模式采樣十分密集頻繁,比如1秒鐘乃至更短時間內(nèi)就要進(jìn)行一次采樣,同時還需計算出每個歷元的位置。在此主要闡述一種計算GPS單歷元的方法,也就是雙頻P碼偽距法,或高密度C/A碼法。這種算法是根據(jù)雙頻P碼偽距或者單歷元數(shù)目,首先明確寬波的模糊度,然后再明確L1,L2模糊度的動態(tài)定位。由于這種方法并沒有特別設(shè)定初始坐標(biāo)的精度,只需要單點定位的數(shù)據(jù)即可,它能夠適用于高動態(tài)的狀況。
站星雙差寬波整周模糊度初值可以根據(jù)以下公式導(dǎo)出:
這個公式中雙差用符號表示,NW 代表寬波LW的模糊度,f1,f2分別代表L1,L2的頻率。辦代表寬波LW的相位觀測值,p1、p2則代表L1、L2的偽距 ,丑、五表示L1、L2的波長一寬波模糊度與電離層無關(guān)。公式里的系數(shù)項接近0.124,這個值比較小,對于縮小碼觀測誤差十分有效,從而有較高的精確性。這樣得出的寬波模糊度也不受基線長度的影響。短基線定位和長基線定位中可以廣泛使用這種方法,在明確L1和L2模糊度中也有極大的應(yīng)用。最小二乘是搜索計算的原則,根據(jù)上述的模糊度空間,固定解平差所有模糊度聚合的向量,得出與每個模糊度向量相對的殘差平方和PV與坐標(biāo),其中殘差平方和最小的坐標(biāo)就是最優(yōu)坐標(biāo)。之后還需要檢驗Ratio值。Ratio值超過某一閾值時,即已實現(xiàn)成功解算。接下來根據(jù)解算的結(jié)果算出L1和L2頻率的整周模糊度。還要最小二乘解算L1和L2 頻率的觀測值才能得出最終坐標(biāo)。
三、遙感技術(shù)反應(yīng)的新信息
地質(zhì)災(zāi)害是一種特別的惡性地質(zhì)情況,它對人類生命健康有極大威脅,是地質(zhì)測繪中極其重要的組成部分。由于這些地質(zhì)災(zāi)害,如滑坡、泥石流、崩塌等,在狀態(tài)、顏色、影紋構(gòu)造方面都與附近背景在遙感圖像上的呈現(xiàn)有一些差異,所以可以從遙感圖像上判斷定位這些地質(zhì)災(zāi)害的范圍、形態(tài)以及出現(xiàn)的特點。故此,只要對這些遙感圖像研究解析,才可以對圖像所對應(yīng)的地表范圍已發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的具置和潛在地質(zhì)災(zāi)害位置綜合審查,了解地質(zhì)災(zāi)害的大小、成因、孕育特征、發(fā)展走向等方面。然后根據(jù)這些研究成果,劃分地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域,評估其災(zāi)害潛在指數(shù),從而減少甚至杜絕地質(zhì)災(zāi)害隱患。
結(jié)束語
隨著不同專業(yè)科目的聯(lián)系日益緊密,相互滲透,相互跨越,測繪科學(xué)不斷吸取其他學(xué)科成果,各個學(xué)科間的整合發(fā)展為測繪科學(xué)開創(chuàng)了新的格局。雖然遙感技術(shù)在地質(zhì)測繪工作中應(yīng)用廣泛且反響甚好,但遙感技術(shù)仍然沒有為人們所熟知,導(dǎo)致遙感技術(shù)沒有得到充分的發(fā)揮。遙感信息源信息源耗費較高,導(dǎo)致遙感技術(shù)在宏觀調(diào)查中有較好的發(fā)揮,在微觀方面卻受到一定限制。這些迫待解決的問題對于遙感技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步十分重要,值得進(jìn)一步探究,從而增加遙感技術(shù)的普及程度。
參考文獻(xiàn):
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篇2
關(guān)鍵詞:水文地質(zhì)勘探;方法
淡水屬于可再生資源,主要靠自然降水得到補充。雖然地表水傳導(dǎo)水的能力強(qiáng),但存儲量有限;而地下水含水層傳導(dǎo)水的能力相對較弱,但存儲量豐富,合理的開采可以有效緩解當(dāng)前水資源緊張的現(xiàn)狀。本文對地下水開采過程中幾種水文地質(zhì)勘察技術(shù)進(jìn)行了闡述,希望為水文地質(zhì)勘察工作提供一些幫助。
一、遙感技術(shù)在勘探水資源中的應(yīng)用
遙感技術(shù)就是通過遠(yuǎn)處的探測來感知事物特點的技術(shù),這項技術(shù)的優(yōu)點就是探測的范圍和信息量都較大,而且技術(shù)較為先進(jìn),同時能夠進(jìn)行動態(tài)的監(jiān)測;遙感勘測的方法主要實施的手段就是在所需要勘測的區(qū)域進(jìn)行航空勘探,這種方法是結(jié)合展片和航片,并于野外的水文地質(zhì)進(jìn)行相互補充驗證的方法,具體可以細(xì)分為四種:熱紅外監(jiān)測法、水文地質(zhì)遙感信息法、環(huán)境遙感信息分析法以及遙感模型法。
1、熱紅外的監(jiān)測方法
這種方法主要就是利用紅外線的波段來對所探測區(qū)域進(jìn)行遙感取像,通過地表的溫度來判斷地下是否有水源的存在,這種方法比較適合于在干旱的地區(qū)。它的工作原理就是:由于地下水在熱傳導(dǎo)、過毛細(xì)、以及地表蒸發(fā)等多重作用下使得地表干旱的地區(qū)溫度和濕度發(fā)生變化的,從而使得該區(qū)域冷熱異常,因而正好可以在紅外遙感下得到不同的顯示,當(dāng)然也就比較容易發(fā)現(xiàn)水源。
2、水文地質(zhì)勘探遙感信息分析的方法
這種方法主要就是利用水文地質(zhì)的相關(guān)理論對通過遙感所獲取的地質(zhì)、水文信息進(jìn)行細(xì)致的分析,從而大致確定容易蓄水的地方區(qū)域,從而判斷該區(qū)域地下的水文狀況。
3、環(huán)境的遙感信息分析方法
這種方法就是利用遙感方式得到的圖像,從圖像中發(fā)掘與地下水存在有關(guān)的植被、水系以及湖泊等環(huán)境因子,從相互之間的關(guān)聯(lián)程度來探討地下水系的貯存狀況。這種方法的工作原理就是:在相對而言干旱的地方,植被等容易受到地貌、地下水以及氣候等的影響,而這些影響因素中淺層的地下水對于植被的影響甚大,因而可以間接的利用這些信息來判斷該區(qū)域的礦化度、水化深淺等信息。
4、遙感模型法。
國內(nèi)對地下水資源的遙感研究開始于20世80年代初,但發(fā)展迅速。遙感模型法是指通過分析遙感圖像得知與地下水密切關(guān)系的水文因素狀況,并建立監(jiān)測地下水位的定量評價模型,對地下水資源進(jìn)行估測的方法叫遙感模型法,它是遙感與數(shù)學(xué)、模型學(xué)相結(jié)合的一種新的研究方法。地下水遙感監(jiān)測的依據(jù)是地下水與地表水、植被、土壤水分和溫度等遙感信息的相關(guān)性。此種方法主要用于評價地下水位分布狀況。
目前,地下水資源的監(jiān)測主要是靠水文地質(zhì)特征、地下水所處的環(huán)境因素和巖層構(gòu)造條件的目視解譯和常規(guī)的計算機(jī)數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法來分析遙感數(shù)據(jù)。遙感最終目標(biāo)是解決實際應(yīng)用問題,隨著遙感技術(shù)的發(fā)展,地下水遙感監(jiān)測在農(nóng)業(yè)和實際生產(chǎn)應(yīng)用已越來越受到人們的重視。
二、地面核磁共振的方法
地面核磁共振法就是利用不同物質(zhì)原子核特性差異產(chǎn)生的核磁共振效應(yīng),通過觀測、研究地層中水質(zhì)子產(chǎn)生的核磁共振信號的變化規(guī)律,來判斷探測區(qū)地下水的分布情況。它是目前世界上唯一可直接找水的地球物理方法,可量化含水層信息,勘探的深度小(目前最大勘探深度小于150m),適合北方地表較干燥地區(qū)使用。其工作原理就是水中的氫核質(zhì)子在地磁場的作用下,處在一定的能級上,再以具有拉摩爾頻率的交變磁場對地下水中的質(zhì)子進(jìn)行激發(fā),這樣原子核能級間就會產(chǎn)生躍遷即產(chǎn)生核磁共振。核磁共振信號的強(qiáng)弱或衰減的快慢直接與含水層中氫質(zhì)子的數(shù)量、含水層孔隙大小相關(guān),核磁共振信號的幅值越大,所探測區(qū)域內(nèi)水含量就越豐富。從而,可以根據(jù)由小到大的核改變激發(fā)脈沖矩來推斷由淺到深含水層的貯存狀況,達(dá)到實現(xiàn)直接尋找地下水的目的。
地面核磁共振法屬于直接找水法,在有效的勘探深度范圍內(nèi),有水就有核磁共振信號顯示,以此來探測各類型的地下水。將核磁共振找水方法主要用于探測其他物探方法難以尋找的地下水,應(yīng)用于水文地質(zhì)填圖,快速圈定找水遠(yuǎn)景區(qū)、對地下水資源進(jìn)行評價以及確定出水井位方面,可以發(fā)揮核磁共振找水方法所具備的直接找水、量化程度高、快速、經(jīng)濟(jì)等特點,有利于獲得地下水資源三維分布的信息。
核磁共振找水方法除了可以探查各種類型的地下水外,還可以與電阻率法、激發(fā)極化法等其他地球物理方法配合,根據(jù)地下水電阻率等物性參數(shù)的變化來區(qū)分淡水和咸水。此外,核磁共振找水方法也可以用來圈定被含有氫核(烴類)污染物污染的水的范圍和污染程度。
用核磁共振方法,通過剖面或面積性測量對工程地基和堤壩隱患進(jìn)行無損檢測,可以圈定地下水入侵范圍、評價堤壩及其壩基有無地下水作用等。核磁共振找水主要應(yīng)用在以下4個方面:黃土孔隙、裂隙水探測;尋找碎屑巖類淺層風(fēng)化裂水和層間承壓裂隙水;確定基巖裂隙帶的富水性;判斷灰?guī)r區(qū)溶洞、裂隙含水或是泥質(zhì)充填。
三、地球物理測井方法
地球物理測井是物探方法的一種,主要是配合地質(zhì)鉆探對鉆孔內(nèi)的水文地質(zhì)狀況進(jìn)行精確探測。地球物理測井方法是以嚴(yán)密的物理數(shù)學(xué)原理為基礎(chǔ),主要用于分析地下水的分布,判斷地下水質(zhì)量,探測巖溶洞,分析地層構(gòu)造等。地球物理測井主要工作內(nèi)容及工作原理如下:
1、正確地劃分含水層并確定層位及厚度,研究它們之間的相互關(guān)系。
2、對地下水進(jìn)行地下水礦化度進(jìn)行測量。地層水的礦化度越高,地層電阻率值越低
3、判斷裂隙及其泥質(zhì)含量。裂隙存在的判斷標(biāo)準(zhǔn):聲波時差較大,電阻率較小,密度偏低。如果裂隙存在,那么裂隙中填充的泥質(zhì)越多,自然伽馬測井值就越大。
4、巖溶水勘察。裂隙層位可由聲波曲線直接反映;當(dāng)溶洞中含水時,自然伽馬曲線幅值略低,以此來可判斷其富水性;在巖溶、裂隙發(fā)育處,會出現(xiàn)井徑擴(kuò)大的現(xiàn)象,因此,巖溶裂隙發(fā)育程度也可用井徑曲線來判斷。
5、劃分鉆孔地層巖性。根據(jù)不同巖石的密度,電阻率,波阻抗,孔隙度等參數(shù)的差異,并綜合電阻率測井、聲波測井、密度測井、中子孔隙度測井等資料就可以劃分鉆孔的巖性剖面。
總之,隨著近年來科技的不斷發(fā)展,以及勘探技術(shù)的不斷提升,在繼承了老一輩水文勘探人員的技術(shù)和知識后,新一代的工作者更要與時俱進(jìn),不斷的研究并熟悉新的理論和技術(shù),從而將新老結(jié)合,挖掘開拓出更加優(yōu)良的勘探方法,從而方便找水工作,使得找水的相關(guān)技術(shù)得到不斷的提升和發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
篇3
關(guān)鍵詞:測繪技術(shù);施工測量;數(shù)字化;精確度
0引言
測繪技術(shù)為工程施工提供基本的數(shù)據(jù)支持,為工程規(guī)劃、施工設(shè)計提供主要的參考依據(jù),是工程順利進(jìn)行的基礎(chǔ)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,工程的復(fù)雜程度不斷提高,對施工工程測量的精確度要求也越來越高,工程測量在施工中的重要性逐漸受到施工單位的重視。在測繪技術(shù)科研人員的努力和科研資金的不斷投入下,新型測繪技術(shù)不斷涌現(xiàn),為施工測量提供了更為準(zhǔn)確的測量方法,在很大程度上增加了施工測量的精確度,降低了工程測繪的難度,減少了施工測量方面的人力投入,保證了工程的質(zhì)量。當(dāng)前,廣泛應(yīng)用的新型測繪技術(shù)包括地理信息技術(shù)、全球定位技術(shù)、遙感技術(shù)、數(shù)字?jǐn)z影和數(shù)字化測繪技術(shù),這些技術(shù)各具特點,極大地豐富了測繪工作的選擇。
1地理信息與全球定位技術(shù)
1.1地理信息技術(shù)
在實際施工中的經(jīng)驗積累,使得地理信息技術(shù)在國內(nèi)的施工測量中逐漸普及,并得到人們廣泛關(guān)注。地理信息系統(tǒng)簡稱GIS,是現(xiàn)階段用于獲取、整理、分析和管理地理空間數(shù)據(jù)的重要工具和技術(shù)。由于地理信息技術(shù)主要是用于綜合處理和分析空間地理數(shù)據(jù)的一個技術(shù)系統(tǒng),所以,從理論上講,地理信息技術(shù)是應(yīng)用于現(xiàn)階段的任何一個行業(yè)在地理信息技術(shù)系統(tǒng)中使用的遙感技術(shù)。由于大面積的同步觀測、數(shù)據(jù)的綜合性、時效性和經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢,在地形測量領(lǐng)域得到了快速普及。隨著信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,高分辨率的遙感衛(wèi)星與多光譜航空攝影將成為對地觀測獲取地理信息的重要手段。地理信息技術(shù)給工程測量領(lǐng)域的城市基本地形圖、各種比例地形圖更新以及地籍圖的測量提供了更加方便的手段和方式。
1.2全球定位技術(shù)
出于軍事目的開發(fā)使用的全球定位系統(tǒng),目前在生產(chǎn)生活的各個方面發(fā)揮出了不可替代的作用。全球定位系統(tǒng)簡稱GPS,是由美國軍隊研制的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航地位系統(tǒng),創(chuàng)建該系統(tǒng)的主要目的是為了給海陸空三軍提供全天候、全球性和實時的導(dǎo)航服務(wù)。全球定位系統(tǒng)由地面控制站、空間衛(wèi)星和用戶裝置這相互聯(lián)系的三部分組成。地面控制部分中,監(jiān)測站負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)自動收集中心、主控站負(fù)責(zé)管理和協(xié)調(diào)整個地面的控制系統(tǒng)、地面天線負(fù)責(zé)向衛(wèi)星注入通訊輔助系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸;空間部分,主要是分布在6個道平面的24顆衛(wèi)星組成;用戶裝置部分,主要用于GPS接收機(jī)和衛(wèi)星天線組成。
現(xiàn)階段,全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)在全球的覆蓋率已經(jīng)達(dá)98%。全球定位系統(tǒng)中的24顆衛(wèi)星,以12小時為一個周期環(huán)繞地球運行,使得在任意一個時刻,地球上的任意一個位置都可以同時有至少4顆的衛(wèi)星對其進(jìn)行定位和觀測,測量人員得到衛(wèi)星到接收機(jī)的距離,利用3顆衛(wèi)星,同時利用三位坐標(biāo)中的距離公式,就可以精確地計算出觀測點的位置;為了進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的精確度,可以通過算法挑選出誤差最小的一組衛(wèi)星進(jìn)行定位,利用接收機(jī)鎖住的4顆衛(wèi)星,這在很大程度上提高了測量數(shù)據(jù)精確度。
2遙感測繪技術(shù)
2.1遙感技術(shù)特點
遙感技術(shù)簡稱RS,是一門建立在航空攝影技術(shù)基礎(chǔ)上新興技術(shù)。遙感技術(shù)主要工作原理是不同物體的波電磁振動傳播效果不同,在一定距離對這些電磁波的反射進(jìn)行收集、處理從而獲得所探測物體的特征。地面上的任何物體(樓房、大地、水、植物、大氣等)在溫度在高于絕對零度時,都具有反射、吸收、透射以及輻射電磁波的特性。所以,當(dāng)太陽光通過大氣層射到地球表面時,地面上的物體都會對太陽光的電磁波進(jìn)行吸收和反射,由于同一種物體自身的物理和化學(xué)特性以及入射光的波長小同,為此,它們對于入射光的反射率也不盡相同。不同的物體對入射光反射的規(guī)律叫做物體的反射光譜,通過這個工作原理,遙感技術(shù)作為一種新型的測繪技術(shù)在施工測量中逐漸贏得了測量人員的青睞。
2.2遙感技術(shù)的應(yīng)用
遙感技術(shù)在工程測量中得到了很好的應(yīng)用,在很大程度上提高了工程測量的精確度和工作效率。遙感技術(shù)主要是利用遙感器從空中探測地面物體的性質(zhì),利用不同的物體對波譜會產(chǎn)生的不同相應(yīng)來識別地面上的各類物體,也就是遙遠(yuǎn)感知事物,利用空中的飛行物如衛(wèi)星、飛機(jī)、飛船等的遙感器,收集地面上的數(shù)據(jù)資料,并且從中獲取地面信息資料,然后經(jīng)過進(jìn)一步記錄、傳送、分析處理,判斷識別地面上的物體。遙感技術(shù)發(fā)展初期主要應(yīng)用于航空遙感,經(jīng)過之后的不斷發(fā)展創(chuàng)新,現(xiàn)階段的遙感技術(shù)作為一項實用的先進(jìn)的空間檢測技術(shù)被廣泛應(yīng)用于水文、氣象、資源環(huán)境、地質(zhì)等諸多領(lǐng)域,為測量人員的施工測量提供了極大幫助。
3數(shù)字?jǐn)z影測量和數(shù)字化測繪技術(shù)
數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)主要結(jié)合了數(shù)字影像處理技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、模式識別技術(shù)以及影像匹配等多種技術(shù)的理論和方法,利用計算機(jī)對數(shù)字影像或數(shù)字化影像進(jìn)行處理,以影像匹配與影像識別為核心,用計算機(jī)視覺代替人眼的立體量測與識別,完成影像幾何與物理信息的自動提取。而且數(shù)字影像與攝影測量原理是該技術(shù)實施的基礎(chǔ)數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)主要適用于面積較小的工程測量,以及面積較寬的區(qū)域測量。數(shù)字?jǐn)z影測量增加的測繪技術(shù)的適用范圍。
數(shù)字化測繪技術(shù)是利用數(shù)字化儀將相關(guān)的測量數(shù)據(jù)輸入計算機(jī),通過專門的繪圖軟件進(jìn)行編輯、修改,最后建成數(shù)字地圖。這樣不僅可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行精確地記錄和處理,從測繪結(jié)果的展示方面,也十分直觀,而且便于改動和修正。數(shù)字化技術(shù)在某種程度上提高了測繪人員的工作效率,增強(qiáng)了測繪圖形的準(zhǔn)確性。同時,其還有便于測繪結(jié)果的分享和傳輸?shù)膬?yōu)點,適合信息化時代的應(yīng)用。
4新型測繪技術(shù)與測繪精確度
相比傳統(tǒng)的測繪技術(shù),新型測繪技術(shù)的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在以下幾方面。
第一,目前工程測量技術(shù)被廣泛應(yīng)用在交通、建筑、水利各個行業(yè),人們對測量結(jié)果的精確度要求越來越高。新型測繪技術(shù)一般有較高的技術(shù)含量,紅外線測繪等相關(guān)儀器的技術(shù)水平和測量方法有效提高了測量的精確度,降低測量誤差。同時在工程測量的過程中,新型設(shè)備具有工作狀況穩(wěn)定的特點,受各種客觀條件的影響較小,測量的數(shù)據(jù)結(jié)果比傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)測量精確度更好。
第二,傳統(tǒng)的工程測量需要工作人員經(jīng)常到測量地點進(jìn)行考察,通過多次考察,收集大量數(shù)據(jù)信息,然后對其進(jìn)行整理,最后繪制成與實際相符和的圖紙。這種測量方法在很大程度上了增加了工作人員的勞動強(qiáng)度,同時易于出現(xiàn)人為誤差,降低了測繪結(jié)果的精確度。新型的測繪技術(shù)在測量過程中的自動化程度較高,可以直接利用數(shù)字化技術(shù)自動成圖,節(jié)約了大量勞動力。
第三,新型測繪產(chǎn)品的操作效率非常高,測繪信息可以隨時修正,便于傳輸能夠有效減少測繪誤差的出現(xiàn)。測繪人員可以將繪制的圖形儲存在計算機(jī)中永久保存,出現(xiàn)問題時也可以及時進(jìn)行修改,提高了對測繪圖紙和測繪數(shù)據(jù)的處理能力,避免了圖紙浪費。采用新型測繪技術(shù)后,測繪人員可以在計算機(jī)中直接把測繪對象的特征完整的呈現(xiàn)出來,測量結(jié)果一目了然。
結(jié)語
新型測繪技術(shù)的廣泛使用提高了施工測量的精確度。測量人員可以在實際的工程測量中,根據(jù)實際情況選擇合適的測繪技術(shù),保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性,確保測圖效果與實際相符合。測繪技術(shù)是科技發(fā)展中一項基礎(chǔ)性工程技術(shù),在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步中扮演著重要角色。測繪技術(shù)從最初的傳統(tǒng)測繪到數(shù)字化測繪,再到今天的信息化測繪,測繪事業(yè)在工作人員的努力下不斷發(fā)展。當(dāng)今各行各業(yè)都在與計算機(jī)信息科學(xué)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合而獲得自身的良性發(fā)展,需要相關(guān)工作者在科學(xué)技術(shù)和機(jī)制體制兩方面進(jìn)行改革和創(chuàng)新,使測繪技術(shù)向地理信息綜合服務(wù)為主的信息化測繪轉(zhuǎn)變,根據(jù)測繪事業(yè)發(fā)展的實際情況并結(jié)合實踐不斷推進(jìn)我國測繪事業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]馬琛.工程測量技術(shù)的發(fā)展與展望研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2009,(8).
篇4
[關(guān)鍵字]煤礦測量 測繪技術(shù) 應(yīng)用探究
[中圖分類號] TD82 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-4-160-1
煤礦測量技術(shù)在整個煤炭從勘探設(shè)計到開發(fā)運營等各個方面都具備著很大的比重,特別是在煤炭的生產(chǎn)過程當(dāng)中起到著十分重要的作用。煤礦測量技術(shù)的主要作用是對礦區(qū)的地面以及地下的空間、資源和整體的環(huán)境信息進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、整理、分析和利用,以便于在進(jìn)行煤礦開發(fā)的過程當(dāng)中能夠做好經(jīng)濟(jì)的發(fā)展同環(huán)境的保護(hù)和諧統(tǒng)一,實現(xiàn)礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。在煤礦的測量過程當(dāng)中必須要充分合理的利用現(xiàn)代的測繪儀器和技術(shù),將現(xiàn)金的科學(xué)技術(shù)和煤礦測量中的實際工作和具體的工作特點有機(jī)結(jié)合,從而促進(jìn)煤礦測量技術(shù)的改革和發(fā)展,以此來適應(yīng)當(dāng)今社會的激烈的市場競爭,更好的為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。
1 全球定位系統(tǒng)技術(shù)在煤礦測繪當(dāng)中的應(yīng)用
全球定位系統(tǒng)技術(shù)即常說的GPS技術(shù)。其全球定位系統(tǒng)技術(shù)在煤礦測量當(dāng)中的應(yīng)用主要是體現(xiàn)在,GPS系統(tǒng)可以建造出一個十分全面的礦區(qū)控制網(wǎng),這個控制網(wǎng)可以對礦區(qū)中的各個方面進(jìn)行必要的監(jiān)測,其主要監(jiān)測的方面包括對于整個礦區(qū)的場地是否產(chǎn)生沉降進(jìn)行監(jiān)測、對于礦井一下的巷道是否彎曲進(jìn)行測定,對于開礦地區(qū)的周邊范圍進(jìn)行一定程度上的安全性監(jiān)測,最后還可以對礦區(qū)內(nèi)的設(shè)備,最主要是礦車的定位監(jiān)測和調(diào)度。GPS系統(tǒng)技術(shù)和傳統(tǒng)的技術(shù)相比較來說,具備著很多的優(yōu)點,主要是表現(xiàn)在:第一,GPS技術(shù)可以建立一個更具立體化的三維坐標(biāo)體系,在這個體系當(dāng)中可以極大的提高監(jiān)測的精準(zhǔn)度。第二,以GPS系統(tǒng)為中心,其可以進(jìn)行十五千米范圍內(nèi)的監(jiān)測,其進(jìn)行監(jiān)測的時間要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的低于傳統(tǒng)的測繪技術(shù)。第三,因為GPS是新興的高科技技術(shù),通過電磁波測距儀進(jìn)行監(jiān)測,所以其精準(zhǔn)度也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的高于傳統(tǒng)的測量方式。第四,就目前的情況來說,我們可以把GPS操作系統(tǒng)稱之為傻瓜操作系統(tǒng),只要設(shè)定好程序,GPS系統(tǒng)就能自動的運轉(zhuǎn),操作相對便捷。
2 慣性測量系統(tǒng)在煤礦測繪中的應(yīng)用
慣性測量系統(tǒng)又稱之為ISS,慣性測量系統(tǒng)和GPS全球定位系統(tǒng)之間存在著很大的差別。其主要的優(yōu)點是自動化程度相比其它技術(shù)要高,自然環(huán)境對其影響相對較小,更加的機(jī)動靈活,可以適應(yīng)多種環(huán)境的煤礦測繪。同時慣性測量系統(tǒng)還受到GPS信號的限制。所以在此基礎(chǔ)之上,慣性測量系統(tǒng)完全可以隨時隨地的進(jìn)行煤礦的測繪工作,為整個煤礦測繪技術(shù)的發(fā)展提供了一個新的方向。慣性測量系統(tǒng)在測量的過程當(dāng)中所應(yīng)用的原理主要是慣性的導(dǎo)航原理,其可以同時的對經(jīng)度、緯度、重力感應(yīng)等很多方面進(jìn)行觀測。其在煤礦測繪當(dāng)中的具體應(yīng)用則是主要體現(xiàn)在:第一,慣性測量系統(tǒng)又有其對于重力感應(yīng)、垂直偏差等多個方面都有很好的觀測功能,所以慣性測量系統(tǒng)在對于地震的測量和預(yù)防之上具備著不可忽視的作用。第二,同其他技術(shù)相同,慣性測量技術(shù)對于礦區(qū)的場地地面的變形和沉降也具備著一定的觀測作用。第三,慣性測量技術(shù)對于礦井當(dāng)中的巷道的變形和偏移同樣的具備著一定的監(jiān)測功能。最后,慣性的測量系統(tǒng)可以和GPS系統(tǒng)進(jìn)行有效的組合,而形成一個全新的,具備著高精度的定位系統(tǒng)。這個系統(tǒng)可以建立出一個十分準(zhǔn)確的三維的坐標(biāo)系和大地的水準(zhǔn)面,并通過這兩個來組成一個十分嚴(yán)謹(jǐn)?shù)哪P拖到y(tǒng)。從而對所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效和快速的分析,這個系統(tǒng)主要的優(yōu)勢就在于對GPS系統(tǒng)的有效補充,其在實際測量當(dāng)中的定位和導(dǎo)航的精確程度都要比單獨使用GPS系統(tǒng)高出很多。
3 全站型電子測速儀在煤礦測繪當(dāng)中的應(yīng)用
全站型電子測速儀可以簡稱為全站儀。全站儀在當(dāng)今的煤礦測量當(dāng)中也是被廣泛的運用的一種儀器,它主要采用的技術(shù)的新型的光學(xué)技術(shù)和電子技術(shù)的完美統(tǒng)一。在采用光學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)之上,全站儀完全的保存了電子測速儀的所有優(yōu)點,目前看來前景相對來說較為廣闊。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,全站儀也在不斷的更新?lián)Q代的過程當(dāng)中,其智能化的標(biāo)準(zhǔn)研究,使得全站儀在煤礦測量中的地位越來越突出。智能化的全站儀是一種結(jié)合了多種高新技術(shù)的結(jié)晶,它是一種具備著雙向的傳輸功能的儀器,也就是說全站儀不僅能夠接收計算機(jī)的指令并按照指令進(jìn)行操作,還能夠和計算機(jī)之間進(jìn)行雙向的數(shù)據(jù)傳輸,通過數(shù)字的方式來傳達(dá)監(jiān)測的結(jié)果,更加具備合理性。在這些功能的基礎(chǔ)之上全站型電子測速儀還具備著操作簡單、容易上手、穩(wěn)定性強(qiáng)等等許多的優(yōu)點,所以全站儀在煤礦測量中的應(yīng)用也就不足為奇。全站儀主要應(yīng)用于煤礦測量當(dāng)中的礦山測量工作當(dāng)中,在進(jìn)行測量時,全站儀和計算機(jī)技術(shù)二者緊密合作,可以有效的構(gòu)建出一個完整的煤礦三維數(shù)據(jù)系統(tǒng),從事有效的實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集、整理和分析。有效的替代了傳統(tǒng)的手工錄入的繁瑣方式,更大的程度上解放和發(fā)展了生產(chǎn)力。
4 遙感技術(shù)在煤礦測繪過程當(dāng)中的應(yīng)用
遙感技術(shù)即RS技術(shù),最早產(chǎn)生于二十世紀(jì)六十年代的一種探測技術(shù),通過利用傳感儀器對于遠(yuǎn)距離的目標(biāo)所輻射或者是反射的電磁波信息進(jìn)行收集和處理,并在組后形成圖像,以便于對地面的各種景物進(jìn)行一定程度上的探測和識別的系統(tǒng)。其最早應(yīng)用于航空航天,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,遙感技術(shù)現(xiàn)在煤礦測繪系統(tǒng)當(dāng)中也被廣泛的應(yīng)用。遙感技術(shù)在煤礦測量的過程當(dāng)中的應(yīng)用主要是因為其可以實現(xiàn)大規(guī)模的同步觀測,具備著相當(dāng)高的經(jīng)濟(jì)效益和時效性。遙感技術(shù)在煤礦設(shè)備當(dāng)中的許多應(yīng)用適合GPS技術(shù)相重合的,二者在煤礦的測繪上各有利弊,只能通過礦區(qū)的實際情況來進(jìn)行兩種技術(shù)的選擇。第一,遙感技術(shù)可以通過衛(wèi)星對于礦山周邊地區(qū)的環(huán)境進(jìn)行大范圍的監(jiān)測,如出現(xiàn)突發(fā)的狀況,可以在第一時間進(jìn)行通知。第二,遙感技術(shù)煤礦開采過程當(dāng)中對于周邊環(huán)境的危害的范圍和影響的具體程度進(jìn)行一定的監(jiān)測,使煤礦在開采的過程當(dāng)中達(dá)到對于周__圍環(huán)境危害最小,成就環(huán)境友好型開采的目的。第三,遙感技術(shù)可以有效對所開采的礦山場地的地表沉降程度進(jìn)行一定的觀測,對于有效的保護(hù)當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境具備著不可忽視的作用。
5 小結(jié)
綜上所述,本文主要是闡述了四種煤礦測量所采用的測繪新技術(shù),這些測繪新技術(shù)無疑對于整個煤礦的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的提高帶來了很大的作用,更加重要的是它對于環(huán)境的保護(hù)和礦區(qū)周邊土地的合理利用提供了一個很好的解決方案,為我國整體的煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和國民經(jīng)濟(jì)的提升奠定了基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
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篇5
關(guān)鍵詞:工程;測繪技術(shù);現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢
引言
無論是公路交通、水利水電,還是礦山勘探、建筑工程,都需要進(jìn)行工程測繪??茖W(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、精準(zhǔn)的工程測繪工作,能夠降低施工難度,提高工程質(zhì)量,確保工程項目按時完成。隨著現(xiàn)代科技在工程測繪領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,傳統(tǒng)的測繪技術(shù)逐步被新技術(shù)與新方法所替代,使數(shù)據(jù)的時效性、準(zhǔn)確性、可靠性均有大幅度提高?,F(xiàn)代工程測繪從原來的靜態(tài)測量發(fā)展為現(xiàn)階段的動態(tài)幾何測量,并且能夠?qū)ψ兓厔葸M(jìn)行科學(xué)的預(yù)測,這對于工程項目的順利開展有著積極的意義。
一、工程測繪技術(shù)概述
工程測繪技術(shù)是指運用現(xiàn)代工程測量技術(shù),對工程所在地區(qū)的空中、地表、水體以及地下進(jìn)行勘測與考察,從而幫助工程管理人員、設(shè)計人員以及施工人員全方位的掌握工程項目的難度,從而在工程進(jìn)行的過程中對重點與難點進(jìn)行有效控制,最終實現(xiàn)提高工程質(zhì)量,按質(zhì)按時完成工程的目的。
二、現(xiàn)狀分析
工程測繪所出具的數(shù)據(jù),是工程設(shè)計的基礎(chǔ),是工程開展的前提,因此,工程測繪工作對于保證整個工程項目的有效進(jìn)行有著重大意義。我們知道,工程測繪工作是一項技術(shù)性、配合性、綜合性都非常強(qiáng)的工作,它對于工程測繪人員的素質(zhì)要求也很高。我們在進(jìn)行測繪的過程中,無論哪一個階段出現(xiàn)了問題,都會對整個工程項目的設(shè)計、規(guī)劃產(chǎn)生重大影響。所以,建筑企業(yè)從來沒有放棄過以下幾項工作的深化與落實:(1)重視對現(xiàn)有測繪技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用;(2)注意對工程測繪所形成的誤差進(jìn)行深入研究;(3)對測繪條件不間斷的進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn);(4)對工程測繪與現(xiàn)場地理特質(zhì)的結(jié)合的探討;(5)對測繪人員綜合素質(zhì)的提升。
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,全球衛(wèi)星技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于社會生活的諸多領(lǐng)域,使用衛(wèi)星來對地球進(jìn)行勘測這項技術(shù)已經(jīng)日漸成熟,比如GIS、RS以及GPS等技術(shù)就是基于空間衛(wèi)星技術(shù)而開發(fā)出來的,現(xiàn)階段已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工程測繪領(lǐng)域,彌補了傳統(tǒng)工程測繪技術(shù)的不足,拓寬了工程測繪思路與方法,使測繪學(xué)產(chǎn)生了革命性的改變。現(xiàn)階段的工程測繪工作已經(jīng)由單一的地質(zhì)勘探與施工放線發(fā)展成為了多元化、立體化的測繪方法。同時,隨著信息技術(shù)、多媒體技術(shù)在工程測繪領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,也使傳統(tǒng)的紙質(zhì)信息轉(zhuǎn)化成為了能夠在電子屏幕上顯示的數(shù)據(jù)信息,這讓測繪數(shù)據(jù)的利用與傳遞更加靈活與快捷,大大提高了工程測繪工作的效率。
三、未來發(fā)展
1.衛(wèi)星定位技術(shù)
目前,衛(wèi)星定位技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工程測繪領(lǐng)域,并且極大的推動了我國工程測繪事業(yè)。測距儀、經(jīng)緯儀這類傳統(tǒng)的測繪儀器會受溫度、濕度等因素的影響,發(fā)生測量結(jié)果偏離實際的情況,其測量精度與測繪儀器所處環(huán)境有很大的關(guān)系。衛(wèi)星定位技術(shù)則不存在這類問題,它能夠有效彌補測距儀與經(jīng)緯儀在這方面存在的不足。衛(wèi)星定位技術(shù)受干擾較少,精度較為準(zhǔn)確。除此之外,衛(wèi)星定位技術(shù)還有以下優(yōu)勢:一是衛(wèi)星定位技術(shù)由于受外界干擾因素較小、精度準(zhǔn),所以大大的提高了測繪工作效率,從而能夠減少測繪人員的工作量;二是衛(wèi)星定位技術(shù)在動態(tài)放樣時,誤差的偏差率可降低到厘米級;三是衛(wèi)星定位技術(shù)在對樁位分布進(jìn)行測量時,同時還能夠?qū)段坏钠倪M(jìn)行檢測。在未來短時間內(nèi),傳統(tǒng)的測繪設(shè)備還不會退出歷史舞臺,衛(wèi)星定位技術(shù)與傳統(tǒng)測繪設(shè)備結(jié)合使用的趨勢將會進(jìn)一步加強(qiáng),二者能夠互相彌補各自的缺點,共同推動我國工程測繪事業(yè)的快速發(fā)展。
2.地理信息技術(shù)
地理信息技術(shù)是遙感技術(shù)、數(shù)字技術(shù)在環(huán)境管理領(lǐng)域應(yīng)用。通過地理信息技術(shù),我們可以展開地理數(shù)據(jù)收集工作,并利用地理信息技術(shù)對這些地理數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,最終形成一個三維展示。地理信息技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于城市發(fā)規(guī)劃與土地整理工作,對于我國測繪事業(yè)的快速發(fā)展起到了重要作用。地理信息技術(shù)擁有完善的數(shù)據(jù)管理功能與圖形處理再顯示功能,它的工作原理是測繪人員按照測繪任務(wù),對數(shù)據(jù)庫中的大量信息進(jìn)行篩選與分析,然后利用成圖軟件對篩選出現(xiàn)的信息進(jìn)行處理,最后形成一個三維圖象。地理信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用,極大的提高了工程測量成圖的效率,也極大的增強(qiáng)了測繪工作的效率。在未來,地理信息技術(shù)將會進(jìn)一步發(fā)展,并且與其他測繪軟件相結(jié)合,在降低戶外測量任務(wù)的工作難度與強(qiáng)度的同時,還會便測量精度大大提高,成圖也更貼近實際效果。除此之外,地理信息技術(shù)所產(chǎn)生的測量成果更便于傳送與管理,從而為建筑企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。
3.遙感技術(shù)
遙感技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線電技術(shù)以及空間技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。近二十年來,遙感技術(shù)已經(jīng)日益成熟,并且被廣泛應(yīng)用于國家基礎(chǔ)測繪、地質(zhì)礦產(chǎn)勘查以及環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域。在未來,遙感技術(shù)將會呈現(xiàn)出以下發(fā)展趨勢:一是遙感影像技術(shù)將會有突破性的發(fā)展,隨著遙感傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展,遙感影像將會具有較高的光譜分辨率,而且雷達(dá)遙感可以實現(xiàn)二十四小時抓取影像,而且雷達(dá)遙感具有很強(qiáng)的穿透能力,這必將會我們增強(qiáng)對地觀測的能力。二是遙感信息處理方法將有所改進(jìn)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,各科學(xué)領(lǐng)域?qū)霈F(xiàn)互相融合的情況,比如統(tǒng)計學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)以及模糊學(xué)等學(xué)科與遙感技術(shù)融合在一起時,可以形成一個復(fù)合型的分類器,從而使遙感技術(shù)的類數(shù)與測量的精度大大提高。三是衛(wèi)星定位技術(shù)、地理信息技術(shù)以及遙感技術(shù)一體化趨勢不斷加強(qiáng)。衛(wèi)星定位技術(shù)能夠為遙感提供準(zhǔn)時的定位信息,遙感技術(shù)則能夠為地理信息提供自然環(huán)境信息,地理信息技術(shù)提高遙感影像處理能力。因此,在未來,衛(wèi)星定位技術(shù)、地理信息技術(shù)與遙感技術(shù)的聯(lián)系將會近一步加強(qiáng),從而共同推動我國工程測繪事業(yè)的發(fā)展。
四、工程實例分析
本文選擇的工程實例是金沙地籍平面控制測量。此測量是以國土資源廳提供的D級GPS點作為測區(qū)首級控制,在實際測量的過程中,我們需要按照已知點分布以及測區(qū)規(guī)模來進(jìn)行導(dǎo)線網(wǎng)的布設(shè)(如圖1所示)。測量的過程中,要注意以下情況:E級GPS點會選擇在房頂之上,或者是道路的交叉口上,平均邊長要達(dá)到1.5km;每個GPS點至少要有一個通視的方向;一級導(dǎo)線需要使用全站儀進(jìn)行觀測;點位的選擇要視野開闊,要避開體積比較高大的建筑物,而且要避開強(qiáng)烈的干擾源,要離高壓輸電線50m。
圖1 金沙E級GPS測量網(wǎng)圖
五、結(jié)論
綜上所述,工程測繪技術(shù)作為推動社會進(jìn)步的一項基礎(chǔ)性技術(shù),在經(jīng)濟(jì)建設(shè)與社會發(fā)展領(lǐng)域發(fā)揮著無可替代的作用。隨著信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)的快速發(fā)展,工程測繪技術(shù)將日漸成熟,操作也更加人性化,特別是衛(wèi)星定位技術(shù)、地理信息技術(shù)以及遙感技術(shù)三者的一體化發(fā)展,必將會使我國的工程測繪事業(yè)進(jìn)入一個前所未有的發(fā)展階段。
參考文獻(xiàn):
[1] 覃永勤. 淺談現(xiàn)代測繪技術(shù)的發(fā)展及其工程應(yīng)用[J]. 廣西城鎮(zhèn)建設(shè). 2010(05)
篇6
【關(guān)鍵詞】大氣探測技術(shù);發(fā)展;對策
20世紀(jì)以來,大氣科學(xué)獲得了前所未有的快速發(fā)展,而日新月異的科學(xué)技術(shù)在大氣科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用,正是推動其發(fā)展的關(guān)鍵因素。雷達(dá)、衛(wèi)星、遙感探測技術(shù)、GPS技術(shù)等被廣泛應(yīng)用于高空大氣探測中,這些技術(shù)不僅在探測能力方面表現(xiàn)出眾,而且使得探測的自動化水平上升到了一個新的高度。
一、 國外高空大氣探測技術(shù)的發(fā)展歷程
國外高空探測系統(tǒng)的飛躍式發(fā)展是從GPS測風(fēng)系統(tǒng)的誕生開始的,該系統(tǒng)是通過利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)的電子高空探測儀,其主要利用的是多普勒原理,通過探測因氣球與衛(wèi)星的相對速度而產(chǎn)生的多普勒頻率來計算高空的風(fēng)數(shù)據(jù)。這種技術(shù)因未使用探測相關(guān)傳感元件,因而很大程度地節(jié)省了高空探測儀的成本,其探測的精度也可以與雷達(dá)相媲美。
現(xiàn)階段,與各種測風(fēng)系統(tǒng)相配套的探空儀基本上已發(fā)展成為電子探空儀,俄羅斯的單頻二次測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng)和美國的無線電經(jīng)緯儀代測距系統(tǒng)(即雙頻二次測風(fēng)雷達(dá)系統(tǒng))是國際業(yè)務(wù)站上具有代表性的探測系統(tǒng),芬蘭的GPS Loran-C導(dǎo)航探測系統(tǒng)是世界上使用較廣的導(dǎo)航探測系統(tǒng)。
綜觀國外高空探測技術(shù)的發(fā)展,其總體表現(xiàn)出向綜合探測、系統(tǒng)性化、自動化、高精度、多功能等方向發(fā)展。
二、我國高空探測技術(shù)的發(fā)展歷程
我國的高空探測技術(shù)正在邁向綜合探測的發(fā)展方向,高空探測的能力、探測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、大氣預(yù)測能力等都在不斷提高。
(一)天氣雷達(dá)。天氣雷達(dá)早在20世紀(jì)70年代就被我國廣泛使用于天氣的觀測,長期以來在氣象服務(wù)中起著非常重要的作用。我國的天氣雷達(dá)從最初的引進(jìn)、研制、學(xué)習(xí)改進(jìn)再到自主研發(fā)的過程,經(jīng)歷了從早期703、711型電子管的天氣雷達(dá)到半導(dǎo)體化天氣雷達(dá),再到第一代714CD型脈間相參多普勒天氣雷達(dá),最后發(fā)展成為現(xiàn)在大量使用集成電路、固態(tài)電路、可編程信號處理的具有全相參多普勒功能的現(xiàn)代化的新一代天氣雷達(dá)的發(fā)展過程。目前已經(jīng)建成的多普勒天氣雷達(dá)對災(zāi)害性天氣的預(yù)報準(zhǔn)確性和時效性比起以前均有大幅提升,為我國防災(zāi)減災(zāi)、人工干預(yù)天氣以及有效利用云水資源發(fā)揮著重要的作用。
(二)氣象衛(wèi)星。二十世紀(jì)初期,我國的高空探測主要是借助能見度儀器、濕度儀器、風(fēng)速表等探測儀器進(jìn)行的,當(dāng)時我國才剛剛建立了地面觀測網(wǎng),探測儀器基本上都是基于傳統(tǒng)物理原理的設(shè)備,探測能力、探測精度都相當(dāng)有限。隨著我國高空探測技術(shù)和無線電技術(shù)的不斷發(fā)展,進(jìn)入二十世紀(jì)中期,我國的大氣探測技術(shù)進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段,在對大氣結(jié)構(gòu)的認(rèn)識上有了進(jìn)一步的提高。1990年9月3日,由我國自行研制的第一代準(zhǔn)極地太陽同步軌道氣象衛(wèi)星升空,該衛(wèi)星也是中國第一顆傳輸型極軌遙感衛(wèi)星,代表著中國高空探測技術(shù)步入了遙感時代,隨后,我國于1997年和2000年由接連發(fā)射了兩顆靜止軌道風(fēng)云2號氣象衛(wèi)星,并由此組成了中國氣象衛(wèi)星業(yè)務(wù)監(jiān)測系統(tǒng),成為繼美、俄之后世界上同時擁有兩種軌道氣象衛(wèi)星的國家。2008年5月27日,我國新一代極軌氣象衛(wèi)星風(fēng)云三號A星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功。
(三)風(fēng)廓線儀。風(fēng)廓線儀是探測晴空大氣中風(fēng)垂高度化的一種雷達(dá)設(shè)備,是1960年第一顆氣象衛(wèi)星發(fā)射之后出現(xiàn)的新興氣象探測儀器,是各國應(yīng)用于氣象業(yè)務(wù)探測的新手段,其工作原理是基于多普勒原理采用微波遙感技術(shù)反演出大氣風(fēng)場垂直結(jié)構(gòu)和輻散、輻合等信息對大氣進(jìn)行探測。我國的風(fēng)廓線儀是20世紀(jì)90年代初研制成功的,但是相較美國、日本等發(fā)達(dá)國家 ,我國的風(fēng)廓線儀的總體水平還是比較落后的。2001年9月我國啟動了對流層風(fēng)廓線儀的建設(shè)工作,將爭取在2020年實現(xiàn)風(fēng)廓線儀在常規(guī)探空站間氣象變化敏感區(qū)域的布點工作。
(四)GPS定位系統(tǒng)。GPS定位系統(tǒng)即全球定位系統(tǒng),其起始于1958年美國軍方的一個項目,1964年投入使用,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,GPS定位系統(tǒng)對大氣對流層底層濕度、大氣溫度、風(fēng)、閃電、火山效應(yīng)等的探測和預(yù)報,為高空大氣探測提供了更為高效、精準(zhǔn)的方法,其在高空探測中發(fā)揮著越來越重要的作用。GPS作為我國21世紀(jì)高空探測的主要發(fā)展目標(biāo)之一,已經(jīng)被列入我國“八五”國家科技發(fā)展計劃,GPS技術(shù)必將在我國未來的高空大氣探測中扮演重要角色。
三、我國高空探測技術(shù)的發(fā)展對策
面對高空大氣探測技術(shù)的飛躍發(fā)展,一方面,要視科學(xué)技術(shù)為第一生產(chǎn)力,加大對高空大氣探測技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的投入力度。高空大氣探測是氣象科學(xué)的重要組成部分,是氣象服務(wù)的重要基礎(chǔ),是提高天氣預(yù)報、災(zāi)害預(yù)警的準(zhǔn)確性和實效性的前提。高空探測技術(shù)的是對現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的綜合利用,任何一門技術(shù)的落后都可能導(dǎo)致我國高空探測技術(shù)的整體水平落后。因此必須加強(qiáng)對高空大氣探測技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的整體投入和推進(jìn),要從整體出發(fā),制定相關(guān)的發(fā)展策略,培養(yǎng)在傳感技術(shù)、遙感技術(shù)、雷達(dá)技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù)、GPS技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的專業(yè)人才,加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新型和綜合應(yīng)用型人才隊伍的建設(shè)。另一方面,從事高空大氣探測作業(yè)的工作人員,要加強(qiáng)學(xué)習(xí)現(xiàn)代先進(jìn)的科學(xué)文化知識,特別是要加強(qiáng)對計算機(jī)技術(shù)的學(xué)習(xí)和掌握,重點掌握現(xiàn)代化高空大氣探測設(shè)備操作要點,理解探測相關(guān)設(shè)備的工作原理,提高整體科學(xué)技術(shù)水平,以滿足我國不斷快速發(fā)展的高空探測工作的需要。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】現(xiàn)階段;水工環(huán)地質(zhì)勘查;技術(shù);應(yīng)用范圍
水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)是指對某一地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、環(huán)境、水文狀況以及災(zāi)害地質(zhì)等進(jìn)行勘察的技術(shù),在社會生產(chǎn)生活的多個方面都發(fā)揮著十分重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)也在不斷完善,其經(jīng)濟(jì)效益和社會效益日益突顯,做好水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)的掌握和應(yīng)用有著重要意義。
一.現(xiàn)階段水工環(huán)地質(zhì)勘察的狀況概述
在水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中,通過借助先進(jìn)的勘察技術(shù)和設(shè)備,能夠?qū)崿F(xiàn)對地質(zhì)環(huán)境和災(zāi)害情況的全面了解和掌握,從而為礦產(chǎn)開采工作提供準(zhǔn)確指導(dǎo),確保開采的高效、順利進(jìn)行。同時,水工環(huán)地質(zhì)勘察還存在技術(shù)難度高、管理困難、能耗過大等諸多問題,需要進(jìn)一步解決。
在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的雙重影響下,現(xiàn)階段我國水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)有了長足進(jìn)步,勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性大幅度提升,對礦產(chǎn)資源的開發(fā)和采集發(fā)揮著重大作用。
但是,我國礦產(chǎn)能源需求巨大,當(dāng)前礦產(chǎn)市場中還存在著較大的缺口,現(xiàn)有能源日益緊張,礦產(chǎn)資源開發(fā)深度不斷加大,采集難度也不斷提升,同時還存在著嚴(yán)重的環(huán)境污染、儲量減少等問題,如何實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一,是水工環(huán)地質(zhì)勘察索要面臨的重大問題[1]。
二.現(xiàn)階段水工環(huán)地質(zhì)勘察中的技術(shù)
(一)TEM技術(shù)及其原理
TEM技術(shù)就是瞬變電磁技術(shù),最開始是在航空物探領(lǐng)域中被應(yīng)用,在我國的應(yīng)用始于上世紀(jì)70年代,在地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境勘測中應(yīng)用較為廣泛。
TEM技術(shù)需要借助電磁設(shè)備,其工作原理是通過向地下發(fā)射脈沖電磁波,根據(jù)地磁波發(fā)送間歇期的二次渦流,來分析地質(zhì)的特性,如果出現(xiàn)異常二次場或者渦流場不均勻體情況時,就可判定地下存在電性不均勻地質(zhì)體;同時,由于地下不同介質(zhì)受電磁場影響不同,電磁波的傳播時間會被延長,在地下不斷深入,出現(xiàn)煙圈效應(yīng),所以,利用煙圈效應(yīng)反饋的信息,也可以分析瞬變磁場的變化情況,以此作為地質(zhì)勘察的重要依據(jù)。
(二)GPS技術(shù)及其原理
GPS技術(shù)就是全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng),解決了傳統(tǒng)地面地質(zhì)勘察工作方式存在的不足,有效提高了勘察工作效率,在水工環(huán)地質(zhì)勘察中有著廣泛應(yīng)用。GPS技術(shù)工作原理是通過衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù),實現(xiàn)對地面不同位置地質(zhì)情況的勘察,其工作過程為:先通過3顆以上衛(wèi)星對地面接收機(jī)進(jìn)行定位,通過接收機(jī)對衛(wèi)星的連續(xù)觀測,利用無線通訊技術(shù)實現(xiàn)衛(wèi)星與GPS接收機(jī)間信息傳遞,然后使用相應(yīng)軟件完成信息的處理與分析,得到基準(zhǔn)點的基線向量,計算出其WGS-84坐標(biāo),以此坐標(biāo)為基礎(chǔ),通過參數(shù)的變換得到勘察區(qū)域的坐標(biāo)等信息。
(三)RTK技術(shù)及其原理
在RTK技術(shù)中,各級系統(tǒng)差分法的原理,可以將衛(wèi)星數(shù)據(jù)改正殘余和載波相位測量數(shù)據(jù)中的誤差降低到合理范圍內(nèi),實現(xiàn)厘米級的數(shù)據(jù)測量,常用的相位差分有三種方式,其共同點是改正數(shù)據(jù)的發(fā)送和接受分別由基準(zhǔn)站和流動站完成。
RTK技術(shù)的工作原理為:將接收設(shè)備放置于選定的基準(zhǔn)站中,流動站同樣需設(shè)置與基準(zhǔn)站相同的接收設(shè)備,數(shù)量大于1,由統(tǒng)一衛(wèi)星向這些接受設(shè)備中發(fā)送信號,通過不同站點、不同接收機(jī)接收信號的對比,計算出GPS差分,并將差分改正后傳遞給流動站,確定流動站的準(zhǔn)確位置[2]。
(四)RS技術(shù)及其原理
RS技術(shù)就是遙感技術(shù),其工作原理是在高空處接收地球表面發(fā)出的各種電磁波信息,然后經(jīng)過對信息的掃描、攝影和傳輸、處理后,得到地表不同物體的圖像和數(shù)據(jù),實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控測和識別。在RS技術(shù)中,核心設(shè)備是遙感儀器,針對不同的測量對象設(shè)備也有所差別,主要包括聲吶遙感、電磁波遙感和物理場遙感三種。
三.現(xiàn)階段水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)應(yīng)用范圍
隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加快,城市水工環(huán)地質(zhì)勘察任務(wù)日益加重,城市環(huán)境問題十分復(fù)雜、人口密集,迫使水工環(huán)地質(zhì)勘察的范圍不斷加大、技術(shù)水平不斷提高。
在上述各種水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)中,TEM技術(shù)具有對異常地質(zhì)體敏感性高、橫向分辨率高等優(yōu)點,對深度目標(biāo)勘察較為有效,尤其適用于懸空勘察的項目。GPS技術(shù)主要對解決城市社會問題有著較突出的優(yōu)點,在環(huán)境污染、地質(zhì)災(zāi)害、城市土地利用和人體健康以及城市垃圾處理等方面應(yīng)用較多。RTK技術(shù)在現(xiàn)階段主要在環(huán)境污染檢測和防治、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查等方面應(yīng)用較為廣泛。RS技術(shù)手段豐富,被應(yīng)用于多個方面的水工環(huán)地質(zhì)勘察中,包括陸地水資源、植被資源、土地資源和海洋資源的調(diào)查以及考古調(diào)查、測繪和環(huán)境監(jiān)測等方面[3]。
結(jié)語
綜上所述,隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展,水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)手段日益豐富、技術(shù)水平不斷提升,對我國水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的良好開展提供了有效條件。在我國現(xiàn)階段水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)中,技術(shù)實力依然無法有效滿足當(dāng)下勘察工作的需求,深入了解并掌握各種水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù),做好其在實際勘察工作中的應(yīng)用,可以有效解決我國在能源利用、環(huán)境保護(hù)和城市規(guī)劃等方面的問題,促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]劉在乾.水工環(huán)地質(zhì)勘察中的技術(shù)及應(yīng)用范圍淺析[J].低碳世界,2014,21:172-173.
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關(guān)鍵詞:礦區(qū)環(huán)境治理 地質(zhì)災(zāi)害 生態(tài)環(huán)境
對礦產(chǎn)資源的過度采集導(dǎo)致了礦山的生態(tài)環(huán)境惡劣,它主要包括了生態(tài)破壞、地質(zhì)災(zāi)害和環(huán)境污染,所以礦山環(huán)境問題已經(jīng)成為世界各國都重點關(guān)注的對象。
1. 3S技術(shù)
3S技術(shù)所指的是RS遙感技術(shù),GIS地理信息系統(tǒng)以及GPS全球定位系統(tǒng)。這三項技術(shù)各有所長,是空間通信技術(shù)、傳感器計算機(jī)技術(shù)與衛(wèi)星定位導(dǎo)航技術(shù)的結(jié)合體。
1.1遙感技術(shù)
遙感(Remote Sensing,RS)是一種具有對地觀測性能的綜合性技術(shù)。它的應(yīng)用主體就是遙感探測儀。遙感探測儀能夠做到不接觸探測目標(biāo)就能遠(yuǎn)程將目標(biāo)的電磁波特性完全記錄下來,數(shù)據(jù)被記錄之后對其進(jìn)行綜合性解析,最終獲得需要的結(jié)果。
遙感系統(tǒng)包含五大部分,分別為:測量目標(biāo)的信息特征、信息獲取、信息傳輸記錄、信息處理以及信息應(yīng)用,是一種集數(shù)據(jù)性、時效性和經(jīng)濟(jì)性為一體的現(xiàn)代化高科技工程設(shè)備。
1.2地理信息系統(tǒng)
地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System,GIS)是一種全面的地理空間信息系統(tǒng)。它可以在計算機(jī)軟硬件的聯(lián)合支持下,完成對地球部分表層甚至是大氣層空間中的地理數(shù)據(jù)分析,其對信息的處理流程和遙感技術(shù)類似,但是GIS還具備虛擬3D建模功能,能夠為用戶提供極為直觀的圖形數(shù)據(jù),使用戶更方便快捷得了解到所測地理位置的一切地理信息。
1.3全球定位系統(tǒng)
全球定位系統(tǒng)(Global Position System,GPS)即大家熟知的全球定位衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。它的工作原理就是通過地球以外的若干顆導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行無線電信號交互傳輸,從而達(dá)到對地球表面指定地點的定位、報時和對地表移動物體的導(dǎo)航。
GPS作為一種世界普及的全球性定位手段,具有靜態(tài)和動態(tài)兩種定位選擇。它們解決了姿態(tài)快速變化后的定位與傳感器的位置等問題,所以人們才能通過某些便攜設(shè)備就能完成定位任務(wù),而且這種空間位置的獲取和表達(dá)形式是三維立體的。GPS在3S技術(shù)中作用很大,它能夠輔助GS及GIS進(jìn)行精確定位、定時,也能為運動物體進(jìn)行測速,為3S技術(shù)增添了更多的功能性選擇。
2. 3S在具體工程實例中的應(yīng)用
2.1工程地質(zhì)概況
文中所借鑒的工程實例是位于中國西部的攀枝花某礦山,礦山工作區(qū)位于青藏高原東段,東臨四川盆地、西接橫斷山脈、南靠金沙江。具有峽谷、盆地、丘陵、山原等多種地貌,工作區(qū)的相對海拔為1500米。在工作區(qū)周圍有95條大小河流,它們分屬于不同的水系――金沙江水系與雅礱江水系。由于兩江年過境徑流量高達(dá)1102億立方米以上,所以在水系周圍有正在運行的水電站數(shù)座,總發(fā)電量可達(dá)700萬千瓦以上。另外,工作區(qū)礦產(chǎn)資源豐富,是全國四大鐵礦之一,而且還具有相當(dāng)多品種的稀有礦資源,發(fā)展前景良好,是攀枝花的主要礦產(chǎn)開采區(qū)。
2.2礦區(qū)土地信息的提取
采用人機(jī)交互式的解譯方法,再根據(jù)QuickBird所提供的彩色圖像來提取信息。它可以將數(shù)據(jù)、圖形與影像以疊加的方式統(tǒng)計出來,達(dá)到三者的一致,方便查看與分析。
它的信息提取步驟為:
首先通過ERDAS Imagine軟件進(jìn)行土地利用/覆被信息圖像的建立,并且圖像要通過QuickBird進(jìn)行處理、編碼和賦值。
第二步要進(jìn)行柵格數(shù)據(jù)的分類并完全轉(zhuǎn)化為矢量數(shù)據(jù)。
接下來要使用workstation平臺進(jìn)行土地利用類型特征的分類,并修改矢量數(shù)據(jù),賦予土地應(yīng)有的地類屬性。
2.3野外驗證
野外驗證要首先設(shè)計好考察路線,然后根據(jù)所要考察的內(nèi)容進(jìn)行設(shè)備配置。GPS是野外驗證不可或缺的重要設(shè)備,它能夠進(jìn)行信息的接收定位,結(jié)合人機(jī)交互解譯數(shù)據(jù)和GS影像進(jìn)行數(shù)據(jù)的驗證和修改。
本次礦山工作區(qū)在野外考察時,GPS接收設(shè)備跟蹤到的衛(wèi)星不應(yīng)該少于4顆,在測量后要把每個測點的經(jīng)緯度都記錄下來。再根據(jù)數(shù)據(jù)收集來結(jié)合GS監(jiān)測所獲得的數(shù)據(jù)源進(jìn)行精度的判讀,選擇目標(biāo)必須是2.5O以上的地物。在拍攝后要嚴(yán)格檢查照片的格式,分辨率以及存儲方式。
2.4生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的評價值計算
首先利用人機(jī)交互的解譯方法和QuickBird圖像進(jìn)行該礦區(qū)土地利用/覆被信息的提取,然后對它的土地現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)展開分析。土地利用結(jié)構(gòu)分析要涉及土地的面積和比例來表示,即:
在上述兩個公式中,S(i,t)表示t時期內(nèi)土地類型i的面積,Ax則表示了土地類型i第x斑塊的面積;Pi表示土地類型i的面積之于總面積的相對比例,而m為土地利用的類型數(shù)。GS的圖像解譯顯示了2012年1月該礦區(qū)的土地利用類型和數(shù)量。其中面積最大的是林地,具有2133公頃,它占到工作區(qū)總面積的33.21%,然后是旱地,面積有1932公頃,第三位的是排土場面積,也有月1303公頃。排土場的大面積覆蓋說明了工作區(qū)的生態(tài)環(huán)境并不良好。
該礦山工作區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價采用了目標(biāo)層逐層計算的方法,直到計算達(dá)到最高層為止。其計算公式為:
在公式中,A即代表了本文中的實例礦區(qū)評價值,Di代表了因子指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值,ωi表示因子指標(biāo)的相應(yīng)權(quán)重值,而j和m則分別指代元指標(biāo)的序號。
評價等級值的計算要在礦山工作區(qū)生態(tài)環(huán)境評價的基礎(chǔ)上進(jìn)行,我國目前采用較多的是人為分級,首先要根據(jù)礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境來合理劃分其環(huán)境質(zhì)量等級;其次要設(shè)立礦山生態(tài)環(huán)境的評價因子指標(biāo)等級閾值。再用礦區(qū)的環(huán)境質(zhì)量評價值計算每一等級的閾值;最后根據(jù)綜合閾值來建立整個礦山工作區(qū)的生態(tài)環(huán)境綜合評價等級,并確定各等級區(qū)域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境區(qū)間范圍值。最終根據(jù)這些確切的數(shù)據(jù)設(shè)立生態(tài)環(huán)境保護(hù)體系,確保礦區(qū)的生態(tài)穩(wěn)定。
3.總結(jié)
本文通過3S技術(shù)實現(xiàn)了對攀枝花礦山工作區(qū)生態(tài)環(huán)境的土地信息提取、實地野外考察和最后的生態(tài)監(jiān)測等級評價。確立了每一個地區(qū)的生態(tài)環(huán)境等級,以便于日后的環(huán)境保護(hù),避免礦產(chǎn)開采過度再次打破礦區(qū)的生態(tài)平衡。這樣的3S技術(shù)應(yīng)該在我國的每一處礦區(qū)都得到積極的推廣和應(yīng)用,并進(jìn)一步拓展3S技術(shù)的綜合評價范圍,例如區(qū)域人文、自然環(huán)境等等。
參考文獻(xiàn):
[1]周春蘭.“3S”技術(shù)在礦山生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用研究――以攀枝花寶鼎煤礦為例[D].成都理工大學(xué),2009.
篇9
公路工程中的前期測繪工作主要是查明公路范圍內(nèi)地形、地勢、地貌以及地質(zhì)條件,并結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料對路基、隧道、橋梁等結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定性、適宜性做出預(yù)測性評價。 進(jìn)而為公路的地質(zhì)勘探、測試工作、工點布置及后期施工提供指導(dǎo)性依據(jù)。下面本文將根據(jù)公路工程前期測繪工作的實際情況對測繪技術(shù)在公路工程前期的應(yīng)用進(jìn)行簡單分析。
2 公路工程前期測繪工作中測繪技術(shù)的實用價值
根據(jù)我國公路工程實際現(xiàn)狀我們可以知道,現(xiàn)階段公路工程的前期工作主要是選取一條最合理、最經(jīng)濟(jì)、最恰當(dāng)、最科學(xué)的路線。需要進(jìn)行路線測繪,繪制帶狀地形圖,進(jìn)行縱橫斷面測量, 綜合各種地質(zhì)地貌資料進(jìn)行紙上定線和線路設(shè)計等繁雜的工作。 不斷改進(jìn)測繪技術(shù)能夠提高測繪成果的質(zhì)量和精確度,能夠縮短測繪周期。 與國際先進(jìn)測繪技術(shù)相比,我國的公路測繪技術(shù)的技術(shù)水平較低,測繪設(shè)備落后,測繪周期長,測繪成果不能滿足設(shè)計和施工的需求,測繪成本比較高。 因此先進(jìn)的測繪技術(shù)在我國的公路工程中的使用價值非常高。目前的公路工程的施工測量體制中,有的工程要求政府或委托社會監(jiān)理企業(yè)一起參與對工程測繪成果的質(zhì)量進(jìn)行控制;有的工程卻只是施工企業(yè)自己成立單獨的工程監(jiān)管部門與測繪方共同管理工程的測繪質(zhì)量,也就是說整個測繪過程中都必須嚴(yán)格監(jiān)督,嚴(yán)格執(zhí)行。 由于傳統(tǒng)的測繪技術(shù)局限性非常大,測量都太籠統(tǒng)化,使得監(jiān)理方無法對測繪工作進(jìn)行全面監(jiān)督,致使大量測繪工程出現(xiàn)驗收質(zhì)量上的問題, 這些問題對后面的施工造成重大的困擾。 所以我們應(yīng)當(dāng)將公路工程的測繪過程都數(shù)據(jù)化、信息化,靠數(shù)據(jù)說話,這樣更能保障測繪工作的嚴(yán)格實施。
3 簡單分析幾種測繪技術(shù)在公路施工前期工作中的應(yīng)用
3.1 遙感技術(shù)的實際應(yīng)用
遙感技術(shù)可以為公路工程提供更直觀、更真實、更可靠的數(shù)據(jù)圖像,并且為公路路線的多個方案對比篩選提供必要的數(shù)據(jù)依據(jù)。 遙感技術(shù)是大規(guī)模公路工程最理想、最方便、最實用的公路測設(shè)方法。遙感技術(shù)中最常用的是航測遙感技術(shù), 航測遙感技術(shù)在公路工程前期工作中的實際應(yīng)用,主要有以下三個方面:
①利用航攝照片和地面控制測量工作的配合,為公路工程的勘測設(shè)計等工作提供各種照片平面圖和地貌信息, 為選線和紙上定線提供有力依據(jù)。
②利用航攝照片得到的豐富地面信息資源,可以構(gòu)成航測立體光學(xué)模型。 再經(jīng)過立體觀察、判釋和實地調(diào)查等工作就可以在立體模型上選取路線,同時還可以為工程設(shè)計提供地質(zhì)、水文等很多有關(guān)資料。
③利用解析攝影測量技術(shù)和數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù),計算機(jī)直接生成被攝區(qū)域的大比例等高線地形圖和地形三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。 ,這些地形圖和數(shù)據(jù)為公路工程的設(shè)計和勘測提供原始地形數(shù)據(jù)。
3.2 檢測預(yù)報技術(shù)的實際應(yīng)用
檢測預(yù)報技術(shù)現(xiàn)階段在公路工程前期主要是運用高邊坡三維攝像成圖系統(tǒng)將邊坡巖體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)化,三維立體可視化,以便對邊坡巖體的穩(wěn)定性和發(fā)展趨勢進(jìn)行分析。 檢測預(yù)報系統(tǒng)對邊坡線路的選取也有很大作用, 減少線路以后因塌方造成損失的風(fēng)險。
3.3 鉆探與重型勘探技術(shù)的實際應(yīng)用
近幾年來鉆探和重型勘探技術(shù)在公路測繪中的應(yīng)用越來越多,對公路測繪工作幫助很大,并且隨著我國科技的發(fā)展也在不斷得到改進(jìn)和創(chuàng)新。 對于我國公路工程中的測繪工作,使用先進(jìn)的鉆探和重型勘探技術(shù)可以大大提高工作效率,縮短測繪周期,保證測繪成果的質(zhì)量水平。 當(dāng)前在我國應(yīng)用最廣泛的鉆探和重型勘探技術(shù)是金剛石繩索取芯鉆進(jìn)技術(shù)。 其先進(jìn)性在于可以在不提鉆的情況下利用專用鉆桿內(nèi)的繩索將裝有巖芯樣品的內(nèi)管提取到地面,這樣在復(fù)雜的地層可以減少回鉆次數(shù),以防止發(fā)生孔洞坍塌、掉塊,減少巖蕊之間的對磨。 在軟弱夾層取樣時同樣可以保障巖蕊的質(zhì)量。 利用專用的粘結(jié)劑可以使插入的鋼管與含軟弱夾層的巖蕊凝結(jié)為一體, 不僅可以將弱質(zhì)夾層完整地取出,而且還可以基本保持原狀結(jié)構(gòu)。黃河小浪底和龍門公路就使用了這種套鉆技術(shù),并且達(dá)到了滿意的效果。
3.4 瞬變電磁測量技術(shù)的實際應(yīng)用
瞬變電磁技術(shù)(TEM)屬于時間域電磁感應(yīng)方法,它的工作原理是通過不接地回線或接電極發(fā)送脈沖式一次電磁場, 然后再利用線圈或接電極觀測由這個脈沖電磁場感應(yīng)的地下渦流產(chǎn)生的二次電磁場的時間和空間分布, 從而得到被測區(qū)域地質(zhì)情況。 瞬變電磁測量技術(shù)是通過收集各個測道的瞬變感應(yīng)電壓并換算成視電阻率、視深度等參數(shù),然后再經(jīng)過濾波、時深轉(zhuǎn)化、繪制各參數(shù)圖件等步驟,確定被測區(qū)域的地質(zhì)情況。此法比較適用于地形條件比較復(fù)雜的山區(qū)公路隧道的測繪,它還擁有操作簡便,精確度高等優(yōu)點,并且已經(jīng)在這些區(qū)域取得了良好的效果。近幾年來隨著我國高速公路的迅速發(fā)展,許多高速公路不可避免地要經(jīng)過煤礦采空區(qū)。在高速公路的測繪實踐當(dāng)中,瞬變電磁測量技術(shù)在煤礦采礦區(qū)域的應(yīng)用取得了顯著效果, 它能夠很直觀地反映出地層深處的地質(zhì)信息,而且劃分詳細(xì),勘測的深度比較大。
3.5 全球定位系統(tǒng)的實際應(yīng)用
全球定位系統(tǒng)(GPS)在公路工程前期測繪工程前期工作中主要用來確定被觀測點位的三維坐標(biāo)。 同傳統(tǒng)測量手段相比較,它具有以下優(yōu)點:定位精度比較高;觀測效率高時間短;操作十分簡便;工作不受晝夜更替的影響;可以將數(shù)據(jù)信息輸入計算機(jī),更便于收集、分析和處理。 公路工程測繪工作中主要運用到全球定位系統(tǒng)的以下兩大功能:
(1)靜態(tài)GPS 測量技術(shù)
靜態(tài) GPS 測量技術(shù)在公路的首級控制網(wǎng)當(dāng)中的運用比較廣泛, 主要是在測繪工作進(jìn)場前對設(shè)計部門提供的控制網(wǎng)中的導(dǎo)線點進(jìn)行復(fù)核和加密。 相對于另一張測量技術(shù)———動態(tài)GPS 測量技術(shù),靜態(tài) GPS 測量技術(shù)的運用還不是太廣泛,在這里就不多說了。
(2)動態(tài)GPS 測量技術(shù)
動態(tài) GPS 測量 技術(shù)也稱為實時動態(tài)(RTK)測量技術(shù),它是將 GPS 測量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相結(jié)合的一種全新的GPS 測量技術(shù) ,是 GPS 測量技術(shù)發(fā)展中的一個重大突破。由于靜態(tài) GPS 測量技術(shù)測量的數(shù)據(jù)處理是滯后的,我們無法及時計算出定位結(jié)果, 也無法對觀測的數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)測和檢驗。 在實際工作中數(shù)據(jù)的復(fù)測和檢查是經(jīng)常會出現(xiàn)的,這也就使得觀測結(jié)果的質(zhì)量得不到保障,工作效率也會降低。 而在先進(jìn)的實時動態(tài)測量技術(shù)面前,這些問題迎刃而解。 實時動態(tài)測量技術(shù)由流動站和基站共同構(gòu)成, 同時建立了保障動態(tài)實時測量的無線通訊。 這就在保障測量質(zhì)量的同時也大大提高了測量效率,避免了靜態(tài)GPS 重復(fù)測量的繁雜工作。
3.6 地理信息系統(tǒng)技術(shù)的實際應(yīng)用
地理信息系統(tǒng)(GIS)在公路工程測繪當(dāng)中不但可以自動生成平面圖、剖面圖、柱形圖和等值線圖等公路工程的地質(zhì)圖件,還能對圖像、圖形、空間數(shù)據(jù)以及相應(yīng)的各種屬性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理,進(jìn)行空間立體分析。 地理信息系統(tǒng)在公路地質(zhì)管理和制圖輸出等方面的廣泛推廣已經(jīng)成為近幾年公路工程測繪行業(yè)中的一種潮流,一種必然趨勢。 地理信息系統(tǒng)(GIS)集采集、存儲、管理、分析和評價地球表面與空間地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)等功能為一身,將計算機(jī)科學(xué)、空間科學(xué)、測繪遙感學(xué)、地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、信息科學(xué)和管理科學(xué)巧妙地結(jié)合在一起,利用其強(qiáng)大的空間分析功能, 廣泛服務(wù)于各種與空間地理分布有關(guān)的信息采集、分析、管理、輸出及決策支持等。地理信息系統(tǒng)以有空間特性的地理信息及其屬性為研究對象, 以圖形圖像處理和空間模型的建立為研究方式??衫玫乩硇畔⑻幚硐到y(tǒng)對遙感信息進(jìn)行分析和處理, 從而建立可用于公路工程選線的立體空間分析模型,將各種影響因素綜合在一起進(jìn)行分析和研究,有效地利用地理信息處理系統(tǒng)的空間分析功能, 為公路工程路線選線提供有力的充分的科學(xué)的決策支持。 地理信息系統(tǒng)的這些強(qiáng)大功能和計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合, 使得公路工程測繪工作的自動化程度得到了顯著提高,同時也大大縮短了測繪周期。
4 結(jié)語
篇10
關(guān)鍵詞:國土資源;測繪技術(shù);經(jīng)濟(jì)發(fā)展
中圖分類號:P2文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
引言
隨著社會的進(jìn)步和發(fā)展,科學(xué)技術(shù)在各行各業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛,它在信息測繪技術(shù)發(fā)展的過程中發(fā)揮了巨大的作用,新測繪技術(shù)在測繪工作中的應(yīng)用也越來越多。數(shù)字測繪技術(shù)、GPS技術(shù)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)和數(shù)字?jǐn)z像測量技術(shù)是地理測繪中常用的測繪技術(shù)。作為最新的測繪技術(shù),它還在不斷的發(fā)展中,很多技術(shù)還處于研究階段,但是這些技術(shù)一定要引起相關(guān)機(jī)構(gòu)部門的重視,它們的應(yīng)用對我國的地理測繪技術(shù)水平的提高具有非常重要的意義,還能夠不斷的推動地理相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。從目前的使用情況來看,地籍測繪中先進(jìn)的測繪技術(shù)的應(yīng)用,極大的促進(jìn)了我國的國土資源管理工作。
1、3S測繪技術(shù)簡介
3S技術(shù)把遙感技術(shù)(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球衛(wèi)星定位(GPS)有效的結(jié)合起來,從而達(dá)到及時地收集、處理、更新各種環(huán)境信息和空間信息的目的。該技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用為相關(guān)工作者收集各種空間信息和環(huán)境信息提供了便利,是獲得精確圖形和數(shù)據(jù)的有力保障。
1.1地理信息系統(tǒng)(GIS):GIS測量技術(shù)具有以下特點:第一,操作平臺是計算機(jī)編程;第二,數(shù)據(jù)的使用和存儲采用數(shù)據(jù)庫技術(shù);第三,奠定了公共地理定位的基礎(chǔ);第四,本質(zhì)是全球空間分析即時技術(shù)。由此可見,GIS不僅是測量技術(shù)也是信息系統(tǒng),它能夠有效實現(xiàn)空間對象的管理。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步,GIS正朝著網(wǎng)絡(luò)平臺化、應(yīng)用社會化、系統(tǒng)集成化、數(shù)據(jù)規(guī)范化、系統(tǒng)智能化的方向快速邁進(jìn)。
1.2遙感技術(shù)RS:遙感技術(shù)(RS)的工作原理是利用物體對波普產(chǎn)生的不同相應(yīng),來識別和判斷地面上的物體。它主要通過遙感器探測物體性質(zhì)。目前,遙感技術(shù)(RS)作為目前最為先進(jìn)的空間探測技術(shù)之一,已經(jīng)廣泛用于水文、地理、氣象、資源環(huán)境等不同領(lǐng)域,并發(fā)揮著不可替代的作用。航空遙感是當(dāng)前進(jìn)行地形圖測繪最為重要手段,其成效也相當(dāng)顯著。
1.3全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS):近年來,GPS技術(shù)被廣泛應(yīng)運用于現(xiàn)代測繪中。它具有以下顯著特點:第一,操作簡單;第二,測量時間短,節(jié)省時間;第三,抗干擾性能強(qiáng);第四,超強(qiáng)的保密性;第五,功能齊全,效率高。憑借以上獨特優(yōu)點,GPS的應(yīng)用領(lǐng)域正不斷擴(kuò)大,衛(wèi)星和通訊技術(shù)的發(fā)展無疑使GPS技術(shù)提升空間迅速擴(kuò)大,同時其應(yīng)用前景也越來越廣闊,勢必成為許多行業(yè)耐以生存和發(fā)展的重要技術(shù)。實時動態(tài)測量技術(shù)(RTK)正是在GPS技術(shù)上發(fā)展而來的新興技術(shù),使用RTK進(jìn)行測量時,只用在規(guī)定的基準(zhǔn)控制點(可以省去布設(shè)控制點的環(huán)節(jié)),就可以一次形成電子地圖。因此,RTK在一定程度上節(jié)省了人力和物力。同時,RTK可以根據(jù)數(shù)據(jù)和成果進(jìn)行快速放樣,因而可以有效應(yīng)用于工程測繪或者數(shù)字化測圖中。
1、國土資源測繪工作的必要性
1.1測繪工作是許多工作的先行工作
在測繪工作中,要采用各種不同的測繪工具進(jìn)行測繪,測繪的方法都是依據(jù)多種科學(xué)技術(shù)方法,經(jīng)過求測、編繪、接收各種測量信息并對信息進(jìn)行處理后,編輯成冊,以將各種測量成果以出版物的形式出版發(fā)行,或者形成地圖資料。測繪工作的目的是服務(wù)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè),為建設(shè)提供技術(shù)支持。作為各項工作的前期準(zhǔn)備階段,測繪工作所提供的數(shù)據(jù)信息、圖紙以及各項成果資料,都將成為工程設(shè)計階段的依據(jù)。
1.2測繪工作是政府工作中的一部分
測繪工作是國土資源管理工作中的重要組成部分,因此要具有高度的嚴(yán)謹(jǐn)性。測繪管理工作中,要以高度的組織紀(jì)律性規(guī)范各個環(huán)節(jié)。土地是由國家直接管理的稀有資源,要使每一寸土地都分配得合理,就要在測繪工作中遵循各項工作原則。從政府的角度而言,土地的維護(hù)和管理要從人民的根本利益出發(fā),不僅要維護(hù)社會主義的土地公有制,同時還要保證土地使用的合法性。對于人民而言,土地是生活的根本,因此,政府要對于土地合理開發(fā),就要在利用土地的基礎(chǔ)上,保護(hù)好土地和農(nóng)業(yè)耕地,以確保社會主義現(xiàn)代化建設(shè)穩(wěn)定而持續(xù)地發(fā)展。可見,要做好國土資源管理工作,要高度重視測繪工作。
2、國土資源測繪過程中的具體要求
2.1測圖比例尺的選擇
在進(jìn)行土地測繪工作時,第一步就是確定合適的繪圖比例尺。如果測繪目標(biāo)是地形起伏大、地勢比較崎嶇而導(dǎo)致通視度差的地區(qū),需要布置高程網(wǎng)點,以測量其高程點。而如果是在地形起伏相對來說比較平緩的平原地帶進(jìn)行測繪工作,一般應(yīng)該將網(wǎng)格間距定為一米以內(nèi),以滿足多個用途的使用要求。
2.2對關(guān)鍵點測量的精準(zhǔn)度
土地測量中的關(guān)鍵點,應(yīng)當(dāng)包括高程趨勢變化點、標(biāo)高,窯等比高及量注面積和坎腳、坎頂線的位置等一系列關(guān)鍵數(shù)據(jù)。在實地測繪時,需要綜合利用多種手段測量出上述關(guān)鍵點的具體數(shù)據(jù)信息。此外,在測繪圖上除了要體現(xiàn)溝渠、居民點、園地、農(nóng)田等信息外,還需要體現(xiàn)舊村復(fù)墾地區(qū)和舊城改造地區(qū)的林木面積和種類,以及建筑面積和人口密度等信息。為了給隨后的工程施工活動提供便利,測繪工作結(jié)束后應(yīng)當(dāng)用標(biāo)石標(biāo)注關(guān)鍵點的高程和坐標(biāo)。
3、國土資源測繪中3S技術(shù)的應(yīng)用策略
國土資源測繪領(lǐng)域運用3S技術(shù)首要考慮其便捷的服務(wù)特點,在建設(shè)技術(shù)系統(tǒng)的時候,要對各個部門進(jìn)行綜合的分析和整合。國土資源信息庫的建立主要有土地的規(guī)劃、用地的建設(shè)管理、地籍工程的管理、土地使用監(jiān)察等方面,所有這些部門都要做好協(xié)調(diào)統(tǒng)一的工作安排,以實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置,同時還要在這一過程中充分發(fā)揮3S技術(shù)的優(yōu)勢。
GPS技術(shù)主要是通過對載波相位進(jìn)行及時動態(tài)差分定位,這是全球定位系統(tǒng)的新型技術(shù),這種實時處理的方式可以最大限度地提高CM測繪的精準(zhǔn)程度,因此該技術(shù)完全符合現(xiàn)代國土測繪中對地理坐標(biāo)定位點的精確性,同時也可以減小界址線與測繪目標(biāo)附近物體之間的誤差。采用同步衛(wèi)星接收技術(shù),將傳送到基準(zhǔn)站的相關(guān)信息進(jìn)行解碼和改正處理,借助計算機(jī)操作軟件,得出最后的精確數(shù)據(jù)。利用Trimmap軟件將數(shù)據(jù)傳送到TDC電子簿進(jìn)行保存,以便供國土資源測繪人員隨時調(diào)取使用。GPS技術(shù)的工作流程比傳統(tǒng)的測繪技術(shù)簡單得多,應(yīng)用的范圍非常廣泛,包括線狀工程的測量、國土資源測繪等方面。
在GPS技術(shù)應(yīng)用非常成熟的情況下,采用該定位系統(tǒng)可以對所要測量的點位信息加以準(zhǔn)確的判斷,并利用一、二點位的相關(guān)信息條件建設(shè)符合條件的數(shù)據(jù)信息資源庫,具體的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下表所示:
等級 平均邊長(km) GPS接收機(jī)性能 測量對象 接收機(jī)標(biāo)稱精度優(yōu)于 同步觀測接收機(jī)數(shù)量
一級 0.5 雙頻(或單頻) 載波相位 10mm+3ppm ≥2
二級 0.2 雙頻(或單頻) 載波相位 10mm+3ppm ≥2
GPS技術(shù)相對定位測繪一、二級點位的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
結(jié)束語
隨著現(xiàn)代測繪技術(shù)的不斷發(fā)展,我國的國土資源管理工作正處在一個迅猛發(fā)展的時代。要實現(xiàn)科學(xué)應(yīng)用測繪技術(shù),充分發(fā)揮3S技術(shù)的先進(jìn)測繪能力,這需要我國測繪工作人員多花時間,投入精力,能夠從日常工作中發(fā)現(xiàn)問題,有了問題就去努力探索解決。測繪技術(shù)是一項需要不斷創(chuàng)新、升級的工作,測繪工作者應(yīng)該提升自身對測繪技術(shù)的認(rèn)識,形成于測繪新技術(shù)相契合的工作新理念,在實踐中勇于創(chuàng)新,在工作中提高測繪質(zhì)量,力爭讓我國的國土資源管理邁向新的高度。
參考文獻(xiàn)
[1]劉俊雷,劉英杰,張濤.3S技術(shù)在國土管理中的應(yīng)用[J].中國地產(chǎn)市場,2013,09:70-71.
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