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关键词: 遥感;原理;分类;制图;应用
遥感,从广义来讲,就是指遥远的感知,非接触远距离的探测技术。从狭义来讲,指借助于专门的探测仪器(传感器),把遥远的物体所辐射(或反射)的电磁波信号接收记录下来,再经过加工处理,变成人眼可以直接识别的图像,从而揭示出所探测物体的性质及其变化规律。遥感技术指从高空到地面各种对地球观测的综合性技术系统总称。它由遥感平台、探测传感器以及信息接受、处理与分析应用系统等组成,周期性地提供监测对象数据和动态情报。遥感技术(Remote Sensing)是一门建立在空间科学、电子技术、光学、计算机技术、信息论等新的技术科学以及地球科学理论基础上的综合性技术,为现代前沿科学技术之一,具有宏观、动态、综合、快速、多层次、多时相的优势。在新技术迅猛发展的今天,遥感技术伴随着航空、航天技术的发展而不断提高与完善,服务领域因之而不断扩展,受到普遍重视,显示出极其广泛的应用价值、良好的经济效益和巨大的生命力。
一、遥感的基本原理
振动的传播称为波。电磁振动的传播是电磁波。电磁波的波段按波长由短至长可依次分为: γ-射线、X-射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波。电磁波的波长越短其穿透性越强。遥感探测所使用的电磁波波段是从紫外线、可见光、红外线到微波的光谱段。 太阳作为电磁辐射源,它所发出的光也是一种电磁波。太阳光从宇宙空间到达地球表面须穿过地球的大气层。太阳光在穿过大气层时,会受到大气层对太阳光的吸收和散射影响,因而使透过大气层的太阳光能量受到衰减。但是大气层对太阳光的吸收和散射影响随太阳光的波长而变化。通常把太阳光透过大气层时透过率较高的光谱段称为大气窗口。大气窗口的光谱段主要有: 紫外、可见光和近红外波段。 地面上的任何物体(即目标物),如大气、土地、水体、植被和人工构筑物等,在温度高于绝对零度(即0°k=-273.16℃)的条件下,它们都具有反射、吸收、透射及辐射电磁波的特性。当太阳光从宇宙空间经大气层照射到地球表面时,地面上的物体就会对由太阳光所构成的电磁波产生反射和吸收。由于每一种物体的物理和化学特性以及入射光的波长不同,因此它们对入射光的反射率也不同。各种物体对入射光反射的规律叫做物体的反射光谱。遥感探测正是将遥感仪器所接受到的目标物的电磁波信息与物体的反射光谱相比较,从而可以对地面的物体进行识别和分类。这就是遥感所采用的基本原理。
二、遥感的分类
为了便于专业人员研究和应用遥感技术,人们从不同的角度对遥感作如下分类:
1、按搭载传感器的遥感平台分类 根据遥感探测所采用的遥感平台不同可以将遥感分类为地面遥感和航天遥感。
2、按遥感探测的工作方式分类 根据遥感探测的工作方式不同可以将遥感分类为主动式遥感和被动式遥感。
3、按遥感探测的工作波段分类根据遥感探测的工作波段不同可以将遥感分类为紫外遥感、红外遥感、微波遥感、多光谱遥感。
4、按遥感探测的应用领域分类根据遥感探测的应用领域,从宏观研究角度可以将遥感分类为外层空间遥感、大气层遥感、陆地遥感、海洋遥感等; 从微观应用角度可以将遥感分类为: 军事遥感、地质遥感、资源遥感、环境遥感、测绘遥感、气象遥感、水文遥感、农业遥感、林业遥感、渔业遥感、灾害遥感及城市遥感等。
三、遥感资料的制图应用
1、航天遥感制图
所谓航天遥感是指以航天器为传感器承载平台的遥感技术。航天遥感实践中,针对具体应用需求,选择不同的传感器如:成像雷达、多光谱扫描仪等,通过卫星地面站获取合适的覆盖范围的最新的图像数据,利用遥感图像专业处理软件对数据进行辐射校正、增强、融合、镶嵌等处理,同时,借助应用区域现有较大比例尺的地形数据,对影像数据进行投影变换和几何精纠正,并从地形图上获得境界、城市、居民点、山脉、河流、湖泊以及铁路、公路等典型地貌地物信息和相应地名信息,进行相应的标注和整饰,制作数字正射影像图。
航天遥感制图不仅在国土资源调查、土地利用监测、城市规划监测、重点风景名胜区监测中有了典型应用,而且,国家863计划信息获取与处理技术主题重大课题还开展了利用分辨率为0.61m的QUICKBIRD卫星影像进行城市大比例尺地形图的更新研究。此外,高分辨率卫星遥感影像还可提供立体像对,可用于直接生成DEM数据,甚至可以进行大比例尺地形图的获取与更新测绘。
2、航空遥感制图
所谓航空遥感是指以航空器如飞机、飞艇、热气球等为传感器承载平台的遥感技术。根据不同的应用目的,选用不同的传感器:如:航空摄影机、多光谱扫描仪、热红外扫描仪、CCD像机等,获取所需资料包括:航摄像片和扫描数据。其制图应用一般包括两大方面:
(1)摄影测量制图
在测绘领域中,摄影测量学已经是一门从理论到实践都非常成熟的学科。在我国应用摄影测量的原理和方法测绘地形图有相当长的历史。目前,1:5000及其以下小比例尺地形图的测绘,基本上都采用摄影测量方法施测。计算机技术的发展给摄影测量制图带来了新的发展和变化,不仅在内业测图仪器上实现由测绘线划图到直接测绘数字地形图的转化,而且诞生了抛开了传统的摄影测量仪器设备,以软件实现地形数据采集与处理的数字摄影测量技术,这无疑是摄影测量技术发展史上的一次革命。
(2)正射影像图制作
正射影像图是一种既具有地物注记、图面可量测性等常规地形图的特性又具有丰富直观的影像信息的一种图件,是将航摄像片的中心投影经过机械式的或数字式的纠正转变为正射投影形式而生成的影像图件。正射影像图制作的优势在于,生产周期短、成本低。正射影像图分为“常规正射影像图”和“数字正射影像图”两大类,前者是通过影像拷贝和正射投影仪纠正工艺,以纸基或胶片基承载的平面型影像图件。后者则是应用数字摄影测量技术和工艺制作的以数字形式存在的影像图件,可以方便地输出成纸基或胶片基图件。目前,由于计算机技术和影像处理技术的发展,以数字形式存在的影像图件在生产技术上日趋成熟并不断完善,已经占据主导地位,并与方兴未艾的城市 GIS 技术相得益彰,应用广泛。特别是数字影像图在色彩处理方面的优越性,使其更具应用价值。
【关键词】“3S”技术;地理信息技术;考点诠释
地理信息技术指获取、管理、分析和应用地理空间信息的现代技术的总称,主要包括遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)等。近年考试考查中,该考点呈现材料的方式比较新,并与学科知识联系较为紧密;考查角度比较新,侧重考查考生的比较辨析能力。考题更加重视知识点的纵深,所以想仅从题面上就能看到考点并不容易。笔者认为应引导学生学会分析和挖掘考点,在平时复习中要多读图看图,运用图解法将提供新材料、新情境的文字式选择题进行迁移突破,化难为易;运用图图互变、文图互变、图表互变转换思维角度,推导地理规律和原理。目前现代地理信息技术的应用不仅仅是一种单一技术的应用,常常是两种或多种技术的综合应用,其中地理信息系统是必不可少的,如遥感和地理信息系统在自然灾害监测中的应用,本文就该考点作详尽具体的诠释。
一、遥感(RS)
1.定义:是人们在航空器(如飞机、高空气球)或航天器(如人造卫星)上利用一定的技术装备,对地表物体进行远距离的感知。
2.组成:有遥感平台、传感器、地面接收站、信息处理系统等。
3.遥感的优越性:(1)提高研究工作的精度和质量,节省人力、财力,提高效率;(2)遥感信息作为重要的信息源,为区域地理环境研究从定性到定量、从静态到动态、从过程到模式的转化和发展,提供了条件。
4.应用:区域地理环境研究的前提是获取地理信息,在区域地理环境研究中,遥感广泛应用于资源凋查、环境监测、自然灾害防御监测等领域。遥感技术的应用范围很广。除了森林火灾、洪水监测外,还广泛应用于农业、地质、海洋研究、环境监测等许多方面。而且我国的遥感技术也已经在世界上具领先地位。具体应用分析如下:
二、全球定位系统(GPS)
利用卫星,在全球范围内适时进行导航、定位的系统,称为全球定位系统,简称GPS。
1.组成:GPS包括三个部分:空间部分―GPS卫星星座;地面控制部分―地面监控系统;用户设备部分―GPS信号接收机。地面上任何一点、任何时刻的上空至少有4颗GPS卫星。用他们提供的星历参数和时间信息算出地面点的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息(GPS卫星定位的基本原理);用户设备部分――GPS信号接收机。
2.特点:全能性(陆地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、连续性和实时性
3.应用:(1)为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间;(2)在区域地理环境研究中的应用:如野外调查是区域地理环境研究常用的方法之一,全球定位系统可以帮助野外考察人员确定考察点的地理位置(经度和纬度)、高程(海拔),从而可在野外调查中获得更为精准的数据;(3)在日常生活中应用――GPS导航。无论是在何时何地,只要拥有GPS信号接收机,就能知道自己前进的方向和所处的地理坐标。目前GPS广泛的应用于交通、邮电、地矿、建筑、农业、气象、土地管理、金融、公安等部门和行业。
三、地理信息系统(GIS)
专门处理地理空间数据的汁算机系统,称为“地理信息系统”,简称“GIS”。
1.地理信息系统的简要程序:其工作流程由地理空间数据的输入、管理、分析和表达等过程构成,即“信息源――数据处理――数据库――空间分析――表达”。
2.应用的领域相当广泛:凡是用到地图或需要处理地理空间数据的领域都可用到;(1)在区域地理环境研究中,地理信息系统可提供反映区域状况的各种空间信息;(2)利用地理信息系统所提供的查询检索、空间分析等功能,可对区域内的地理要素进行精确的分析、评价;(3)运用地理信息系统对环境和自然灾害进行动态监测及评估预测;(4)地理信息系统在城市管理中的应用已得到推广。在城市管理中的具体应用如下:
四、地理信息技术与数字地球
1.“3S”技术的联系和区别:(1)遥感技术主要用于地理信息数据的获取,全球定位系统主要用于地理信息的空间定位,地理信息系统主要用来对地理信息数据的管理、更新、空间分析和应用评价等;(2)遥感技术为地理信息系统提供信息数据,加快了地理信息数据库系统的更新,保证了地理信息系统的时效性,全球定位系统为遥感信息数据地面定位目标选择、野外验证、图像分类等提供了必要的数据信息,为更好地利用遥感技术解决实际问题提供支持。既互为独立发展又相互促进。
遥感(RS)是20世纪60年代以来发展起来的一门新兴边缘学科,其涉及现代物理学、空间科学、电子计算机技术、数学方法和地球科学理论等众多领域,是一门先进的、实用的探测技术[1]。遥感技术在林业规划设计调查、森林病虫害监测、森林火灾监测、林地变更调查及林地清收等工作中都得到了广泛应用。林学专业学生通过遥感课程的学习,可以了解遥感技术的基本原理及图像处理的一般方法,掌握遥感相关的概念、分类及应用。掌握遥感技术的应用技术理论、遥感图像处理一般方法,可以独立利用遥感图像处理软件对遥感图像进行几何校正、图像融合、图像增强及计算机分类等操作。从而为今后工作中,能够运用掌握的遥感知识处理和解决实际问题提供帮助[2]。本文结合北华大学林学院林学专业的实际情况,针对在遥感课程教学及实践过程中发现的问题,从教学内容、教学方法、结合实践教学三个方面进行了课程教学改革探索,希望这些改革措施能够为相关院校林学专业遥感课程的教学提供帮助。
1 遥感课程教学及学生学习方面存在的主要问题
对于林学专业来说,遥感课程还没有全国统编教材,各院校会根据自身实际情况,结合教学大纲的要求而选择自己的遥感教学教材,使得教材各不相同。教材内容更新速度较慢,而遥感技术发展是迅速的,势必导致教材内容与实践脱节。遥感课程作为林学专业的一门专业课,基础设施相对欠缺,教学过程中使用的遥感资料不能及时更新,时效性较差。
林学专业的学生在学习完必修课的基础上,会选修一些与自己专业相关或自己感兴趣的专业课,在开始学习遥感课程之前,学生对遥感知识几乎不了解,遥感技术在林业实际生产工作中有哪些应用,怎么应用,需要学习和掌握哪些知识更是一无所知,所以学习兴趣普遍不高。
2 教学内容方面改革措施
2.1 选用适合教材,合理修改教案内容
由于林学专业遥感课程没有统编教材,所以有必要根据本校自身情况,合理选择遥感教材,选用了《遥感概论》作为林学专业的遥感课程固定教材,该教材内容比较全面,涵盖了遥感基础理论、遥感图像获取、遥感图像处理及遥感技术应用等几个方面。但没有突出林学专业特点,也没有侧重林业应用内容。为此选择《林业遥感》作为参考教材,该教材较为全面系统地介绍了遥感技术的基本原理与应用方法,将遥感基础理论和林业实际应用相结合,突出了林业特点。书写教案时,在考虑课时的情况下,以《遥感概论》教材内容为框架,对内容进行适当删减,增加一些《林业遥感》教材中与林业相关的内容,从而做到与专业结合,丰富教学内容。
2.2 结合网络不断更新教学内容
目前,遥感类教材大多较为陈旧、更新较慢,而遥感技术的发展是十分迅速的,不同类型的传感器不断涌现,卫星图像的分辨率越来越高,无人机及无人机数据应用也愈加广泛。导致教材内容无法与日益更新的遥感技术发展相一致,与社会对于毕业生的要求相距甚远[3]。在实际教学过程中,有必要利用网络信息快速更新教学内容。例如,现在无人机在林业调查、监测及各项工程中的应用已经非常普遍,而教材中却没有关于无人机及数据的相关内容;教材中第六章航天遥感在介绍SPOT系列卫星时只提到了SPOT5,而SPOT7都已于2014年6月发射成功了。这些新的知识有必要通过网络查询,及时更新教材中没有涉及的新知识、新内容,弥补因教材更新较慢而遥感技术发展较快的矛盾与缺陷[4]。在教学过程中涉及到的遥感图像数据,最好选择学校周边、近期拍摄的图像,例如,利用谷歌地球,选择学校范围内的高分辨率图像进行遥感图像目视判读,这样学生进行目视判读的积极性会更高一些,也有利于判读精度的实地验证。
3 教学方法的改革措施
3.1 通过课堂提问,让学生主动学习
在教室上课的时候,前排的学生基本能够主动学习,而坐在最后几排的学生往往学习积极性不高。在实际教学的过程中,在提问题环节,改变以往提问前排学习好的学生问题的习惯。每次都是多次从后排反复提问,如果不认真听课就会影响学生的平时成绩。这样后排的学生慢慢的就主动坐在前排座位了,学生很自然的就会学到一些知识,整个班级对遥感课程的接收水平就提高了。
3.2 多媒体教学与实物教学相结合
现在教师基本上在上课的时候都会选择多媒体教学,多媒体教学是指在教学过程中,根据教学目标和教学对象的特点,以多种媒体信息作用于学生,形成合理的教学过程,达到最优化的教学效果[5]。虽然多媒体教学比以往在黑板上书写板书的教学形式更为生动,充分利用图片等辅助教学,对教学效果的提高起到了一定作用。但多媒体教学毕竟还是利用二维空间。实物具有更形象、更直观的特点,如果能?蛟谔跫?允许的情况下,选择多媒体教学与实物教学相结合,这样更有利于学生接受和理解知识点。
3.3 增加课堂讨论,提高学生对知识点的理解和掌握
对于遥感课程中的一些知识点,改变以往教师讲,学生记的方式。而是采用分组讨论,让学生自己去分析、总结知识点,教师对讨论的结果进行点评。例如在讲完第五章航空遥感和第六章航天遥感后,让学生分组讨论,总结航空遥感和航天遥感的优缺点。这样在分析、讨论的过程中,学生对知识点的记忆会更深刻,从而便于学生掌握和理解遥感相关知识。
4 结合实践进行教学,适应林业工作对遥感知识的要求
4.1 加强与毕业生沟通,了解林业实际工作对遥感知识的要求
对于以往林学专业的毕业生,需要加强与其的沟通和联系。通过相互的交流,了解在实际林业工作中,需要掌握哪些遥感方面的知识。例如通过与吉林省林业勘察设计研究院等林业相关部门工作的毕业生交流,了解到在林地清收工作中需要工作人员掌握遥感图像配准方面的知识;在林业征占地项目中需要结合时效性和分辨率都较高的谷歌地球影像进行实际工作等。通过以上与毕业生的交流与调查,在教学过程中就可以结合以上项目进行遥感知识点的讲解,由于贴近生活与实践,学生也比较容易接受和掌握。
4.2 加强与相关院校及单位交流,了解学科前沿动?B
利用空余时间,多与相关院校及单位进行交流,了解遥感方面的前沿及动态信息。例如现在无人机技术及数据应用已经越来越普遍,所以利用暑假空余时间,去北京林业大学参观学习,与精准林业北京市重点实验室的成员一起进行外业无人机数据的获取,从而了解无人机外业操作过程及内业处理过程。同样利用假期时间联系相关单位,了解无人机及其数据的应用情况等。通过以上的交流与学习,将这些学科前沿方面的知识在平时授课过程中体现出来。由于是亲身经历的,有拍摄的照片及录制的相关视频,所以在讲解过程中,学生听起来也不至于枯燥、乏味。反而了解到了遥感知识应用的广泛性,遥感知识贴近生活,学习的主动性普遍得到提高。
[关键词]新时期;地质勘查;基本原则;勘查方法
中图分类号:U445.57 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)08-0177-01
一、有关地质勘查技术的原则
1.1 合理布局
由于中国的矿产资源非常丰富且分布非常广泛。所以在进行地质勘查时应该充分考虑当地的地理特征及人文特点等,应结合人口分布、国土利用、基础设施建设和城镇化格局,多方面的规划地质勘查工作区域布局,从而引导商业性的地质勘查工作能够更加顺利有序地开展并得到迅速的发展。
根据中国地质调查局于2011年4月1日发表的《全国地质勘查规划》,可以得知近三年内中国的矿产地质勘查的重点工作布局如下:
1.2 统筹调整
为了地质勘查的工作进行能够在基础性作用上更大程度的发挥,统筹和部署工作也必须提前完成。中国向来贯彻以人为本的原则、实行全面落实科学发展观的方式,要将公益类型的一部分地质调查工作与商业性质的一部分的地质勘查工作进行结合。同时,也要把矿产的勘查工作与环境问题相结合。统筹中央与各个分散地区的地质勘查工作,对于规划区所开展的地质勘查工作,也要进行统筹。并且在基于国内地质勘查事业的发展的同时还要积极拓宽对外的前景,争取在最短的时间内率先完成地质勘查工作的统筹规划。
1.3 重点拓宽
立足于中国的优越的矿产条件,要分清主次,加强对一些重点矿区地质的勘查工作。格外要引起注意的是矿产种类以及重点的成矿区域所开展的勘查工作,要从深度和高度全方位地调高地质勘查的水平,以此来迎合当代社会迅速发展的经济与科技实力,立足眼前,积极拓展,展望未来。
1.4 科学创新
立足于我国“科技兴地”战略,注重创新基地建设,从而加快地质勘查工作现代化步伐。发展勘查技术突出重大地质理论问题研究,把地质区位优势变为科技创新优势。 地质部门要以科学的态度分析问题,巧妙转化资源和地域 ,充分利用科技创新成果,为地质勘查技术的发展提供一定的保证不断完善地质科技创新体系,将科研与勘查的有机结合,发挥科技的支撑和引领作用。
1.5 完善体制
要更好地开展地质勘查工作,不仅仅在中央上,更要在地方政府所负责的工作上进行完成,俩者还要注意互相配合,互相协调。要能够调动每一个地区,各个部分的参与性,造就积极竞争的局面,从而形成一种多渠道投入的地质勘查新机制。另一方面,也要尽快完善商业性矿产勘查机制,让财政资金的流动在对整个社会的资金流动中起引导作用,也能作为其他社会投资的吸引力和拉动力。
1.6 扩大合作
要采用“两种资源、两个市场”的模式,即一个国内市场,一个国外市场;一个国内资源,一个国外资源。针对国内资源,要充分挖掘其潜力。要进一步促进国内资源的对外开放,积极地与国外的企业进行合作。而针对国外市场, 则要加大对一些国外的企业的合作,要积极地“走出去”并“引进来”,促进双方的交流,取长补短,一次提高矿产资源的保障以及勘探技术的进步。
二、地质勘查技术创新方法
2.1 地震勘探
基本原理为在地表进行人工激发地震波,由于地下介质在弹性和密度上有着一定的差异,所以会对接收到的地震波进行研究和分析,从而预测推断出出地下岩层的性质和形态的一种地球物理勘探方法。其基本操作为:工作人员在地面通过一些探测仪器向地下发送地震波,由于岩层有分界面,而在这些特殊的分界面上,地震波将会法上一定的物理反应,即反射和折射,这时,在地面便可以通过仪器接收到这些反馈回来的信息,再通过对这些反馈信息的分析测量研究,从而对地下的状况对行预测和推断。
2.2 重力勘探
所谓重力异常,就是因为地球的质量分布不均匀而导致地球上不同位置的重力矢量G与正常的重力矢量G之间存在一定的差距。此时,便可以通过重力矢量之差推断出这些特殊的地质体在地球上的位置,预测出其形状,从而大致推测所勘查地区的地质构造情况。在用于区域的地质调查及矿产搜查和勘探的各个阶段都可应用重力勘探o所以要根据实际地质状况进行不同的勘探方案设计。要注意的是,重力勘探有一定使用条件,应用重力勘探的条件是s被探测的地质体与围岩的密度存在一定的差别;被探测的地质体有足够大的体积和有利的埋藏条件;干扰水平低。
2.3 磁法勘探
通过观测和分析由岩石、矿石或者其他地质状况在磁性方面的差异所引起的磁异常,由于地磁场的理论分布是有变化的,而实际上测得的地球磁场强度和理论磁场强度是有区别的,便把这种区别称地磁异常。它主要是由地壳内磁性不同的岩石受地磁场磁化而产生的一种附加的磁场。磁法勘查就是通过磁异常进而研究地质构造和矿产资源等的分布规律的勘探方法。
2.4 电法勘探
此类方法主要是通过所测区域的岩石或者是矿石等地质体所具备的一些物理特性,例如导电性、导磁性等类的特征进行分析与测量。 通过对人工或天然电场、电磁场包括电化学厂的一些分布规律和在时间上的一些特性所进行的观测和研究,从而寻找类型各异的有用矿床和研究地质的构造以及解决地质问题的一种地球物理方法。
2.5 采用GPS感应系统
这项新型技术在勘探行业被广泛使用,且主要地质勘测方面。其拥有一功能强大的特别系统,把所有得到的信息进行汇集整理,GPS作为全球定位系统,能高效并且精确地测量出所测矿物资源在地下的分布状况,甚至可以辨识地质中的矿物组成成分与构成,是现代科技技术的新结晶,正被广泛采用中。
2.6 遥感地质
遥感是“遥感技术”的简称。是利用各种各样探测的仪器,从较远的距离进行探查、测量或侦察地球上、大气中甚至是其他的星球上的各种事物和变化情况,这种与目标不直接接触而获取有关目标的、信息的技术方法称遥感。而地质遥感技术这项技术是对现代遥感技术的一种应用,通过遥感技术得到空中获得的地质信息,也就是对地质层体对于电磁波,电磁辐射所作出的反应进行分析和研究。
三、结论
综上所述,在中国进行地质勘查,要遵循合理布局、统筹规划、重点拓宽 、科学创新 、完善体制 、扩大合作等原则,而地质勘查的方法则有地震勘探、重力勘探、磁法勘探、电法勘探、采用 GPS 感应系统采集法、遥感地质法 。随着社会经济的发展,科学技术也要不断地进行创新与发展,在地质勘查方法,更要遵循原则,创新方法,以促进地质勘查的迅速发展。
参考文献
[1] 杨联荣,郭峰利.新形势下浅析当前地质矿产勘查及找矿技术[J].中国新技术新产品,2012(12):19.
[2] 罗顿.刍议地质矿产勘查技术[J].科技与企业,2011(7):85.
[3] 朱国昌.关于我国矿产地质勘查技术与方法的探究[J].科学与财富, 2012(10):121.
[关键词]工程测量 技术
[中图分类号] P258 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-11-111-1
0前言
工程建设中的测绘工作可以统称其为工程测量,其中包括工程建设的设计、勘测、施工、管理阶段所进行的各种测量工作,其目的是为建设项目的设计、勘测、监测、安装、施工、竣工及运营管理等一系列工序而服务的。工程测量是测绘学在工程建设中的直接应用,其应用领域包括:公路、铁路、水利工程、建筑工程、隧道工程、桥梁工程、城市市政工程、海洋工程、厂房建设、国防建设、矿山测量、农林、地质等。工程测量在国民经济建设和国防建设中发挥着巨大的作用,可以说,如果没有测量工作所提供的数据和图纸,任何工程建设项目都无法顺利的进展。随着经济的飞速发展、社会的不断进步、城市规模的扩大、大工程建设项目的不断增多,再加上微电子、计算机技术等的应用,对工程测量提出了许多新的要求。在这种情况下,产生了许多的测量新技术、新方法,并推动和加快了工程测量技术的发展。
1工程测量中应用的技术
1.1自动化技术
在测量过程中,有时会遇到需要连续监测一个物体在某种力的作用下所发生的几何变形,或是定时的进行测量,并将所测得的数据及时的表达出来。在这些情况下,就需要用到自动化技术。当利用自动化技术进行工程测量时,可以实现自动监测、实时监测、连续测量、遥测等。
自动化技术的应用实例:欲测量导轨是否平整。具体做法,步骤一:在导轨的旁边安放一个水槽,槽内装有导电液体,该液体可作为电容器的一个极板;步骤二:将一辆装有一个水平衡臂的小滑车放置在导轨上,水平衡臂的一端与导轨的顶面相接触,另一端伸出一根竖杆,竖杆下端悬挂电容器的另一个极板。设法让小滑车沿着导轨滑动,可以发现电容器的可动极板也随之移动,并且该极板离导电液体液面的距离也发生变化,这个不断变化的过程就会被传感器记录下来,并反馈出来。根据反馈的结果,就可以快速、精确的测量出轨道的不平度。
1.2电子测速仪
电子测速仪是由电子计算机、电子经纬仪及电磁波测距仪组合而成。作为一种既能测量距离,又可测量角度的多功能仪器,电子测速仪在地形测量、控制测量、施工放样测量等测量工作中发挥着重要作用。
电子测速仪在工程测量中的应用实例:某单位拟建造一个大型的冷却塔,塔高180m,壁厚0.1m。要求施工单位必须保证塔壁上每一点与设计值的偏离不超过3cm,目的是为了达到预期的冷却要求。针对这样一个技术难题,利用电子测速仪可以较好的解决。具体操作如下:在所使用的施工设备上安装许多测距用的四面体反光镜,在地面上能观测到反光镜的地方安放电子测速仪。根据所测量点的平均高程,利用计算机查得相应高程的断面半径,与设计半径相比较,即可得到每一个点的径向偏差,也就会发现哪些点偏离了设计位置。
1.3全球卫星定位技术(GPS)
GPS是全球定位系统/授时与测距导航系统的简称。GPS定位的基本原理是:利用测量学中的空间距离交汇的方法。GPS系统包括:GPS接收机、地面可控制部分和空间部分。与传统的经典测量技术相比,其主要具有:自动化程度高、精度高、全天候作业、操作简单、效益高等特点,已成功应用于航空摄影测量、工程测量、大地测量、运载工具实时监控、导航与管制、地球动力学、资源勘探、城市规划等领域,遍及国民经济的各个领域、各个部门。
GPS技术的进一步发展,则是RTK技术,该技术是数据传输技术与GPS测量技术的结合,是一种更先进的技术。具有全天候作业、定位速度快、操作简便、观测时间短等优点,是GPS测量技术新的发展成果。
1.4RS技术
RS技术也就是遥感技术,包括信息传输技术、传感器技术、信息提取、处理和应用技术。该技术不与物体直接接触,是利用传感器接收地面物体反射的或发射出的电磁波信号,并以数据或是图像的形式记录下来所接收的信号,再传输到地面接收器。遥感技术的全过程即为:接收、处理、分析和判读。该技术具有获取资料速度快、可实现反复观察、感测面积大、受限制小、可实现连续运行等优点,多用于土地资源调查、地质调查、海洋资源调查、水资源调查、植被资源调查、城市遥感调查、考古调查、测绘、环境监测和规划管理等。目前,主要的遥感应用软件有ERMapper、ERDAS和PCI。
1.5地理信息技术(GIS)
GIS是集测绘遥感学、空间信息科学、环境科学、计算机科学和管理学等学科为一体的一门新兴的学科,具有数据存储量大、规模宏大、处理复杂、功能强大等特点,已成为多学科集成显示的基本工具。其技术优势主要在于:具备辅助决策、空间预测预报和提示功能,并且具有集地理数据采集、存储、分析、管理、可视化显示、成果输出于一体的数据流程。目前,GIS已成为一门新兴的产业,在国防建设、地质矿产、气象海洋、测绘、农林水利、城市规划、环境监测、区域开发、土地管理等领域发挥着越来越重要的作用。
1.6数字摄影测量技术
数字摄影测量技术是基于摄影测量与数字影像的基本原理,综合应用数字影像处理、计算机技术、模式识别及影像匹配等多学科的方法与理论。航空摄影测量是大比例尺、大面积地形测图、地籍测量的重要方法与手段,可以提供影像的、数字的、线划的等多种形式的地图产品。利用全数字摄影工作并结合GPS技术在摄影测量中的应用,可以实现摄影测量向着数字化、智能化、自动化方向迈进的目标。
2结语
工程测量为工程建设服务的,贯通于整个工程建设的始终,甚至在建筑物的运营阶段也起到较大的影响。工程测量是保证工程质量的重要手段。当前,随着测绘技术的不断进步、新技术的不断涌现,工程测量技术也正在向着测量数字化、测量过程控制和系统行为智能化、测量内外作业一体化、测量控制智能化、测量成果和产品数字化、数据获取及处理自动化、信息管理可视化、信息共享和传播网络化的趋势发展,并将逐渐成为我国工程建设的重要前提和可靠保障。
参考文献
[1]陈俊勇,胡建国.GPS技术的新进展[J].测绘工程,1996(2).