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【关键词】物理教学;科学探索;意识;培养
物理学是一门以实验为基础的自然科学,是观察、实验和科学思维相结合的产物,它研究最基本最简单的运动形式的一般规律。随着社会的进步,科技的发展,物理已渗入到人类生活的各个领域,增强学生的科学探索意识,提高学生对科学技术是第一生产力的认识,物理起着至关重要的作用。伴着新课程改革的深入人心,如何在物理教学中有针对性地培养学生的科学探索意识,继而为社会生产、生活和发展服务呢?
1 重视物理课堂教学的基础性
课堂教学是教师传播物理知识的主要阵地,也是学生获取物理知识的主要途径,加强科学探索意识的培养,要重视物理课堂教学的基础性。
1.1 突出知识的实用性
物理是一门实用性很强的科学,与工农业生产、日常生活有着极为密切的联系。在教学中,教师应结合具体的教学内容,紧密联系生产和生活实际,突出知识的实用性,物理知识、物理规律本身就是对自然现象的总结和抽象,通过这些知识的介绍,使学生更加认识到科学知识在日常生活,工农业生产乃至高科技领域中的地位和作用,从而更加相信科学、热爱科学,树立良好的科技意识和科学技术是第一生产力的思想。
1.2 加强实验教学
加强实验教学,有助于培养学生的动手操作能力、观察能力和独立分析问题、解决问题的能力,同时也使学生受到良好的科技意识教育。根据自己多年的教学经验,我认为加强实验教学可以从以下入手:
1.2.1 注重学生实验教学。对学生实验的教学,教师要将部分演示实验改成学生上台演示或边讲边实验的形式,给学生提供更多的亲自动手操作机会。要求学生按“预习─实验─观察记录─分析讨论─总结报告”的形式进行,对实验中出现的问题组织学生认真讨论、分析原因,找出解决问题的方法,并根据实验的实际情况写出实验报告,达成学生严肃认真、实事求是的科学态度和独立分析问题、解决问题能力的目的。
1.2.2 加强实验习题的教学。对实验习题的教学,主要采取“自设方案─讨论方案─选择方案─实验验证─总结报告”的程序进行教学,让学生亲自参与实验设计并通过实验验证,培养学生的科研意识和创新意识。
1.3 注重物理史教学
物理发展史是物理教学的一项重要内容,教师在实际教学中一定要强化物理发展史的教学,让学生了解物理发展的历史,一些著名物理学家的典型事迹。根据具体的教学内容,选用适当的物理学史材料,如“伽利略的自由落体实验”、“牛顿运动定律的创立”、“爱因斯坦创立相对论”等,适当向学生介绍建国以来,特别是改革开放以来,我国在航天领域和高科技领域中所取得的巨大成就。通过这些知识的介绍,可使学生更加了解科学家们对科学的态度,研究科学的方法以及他们热爱科学、献身科学的精神,了解科学技术给社会发展带来的巨大动力,树立民族自尊心和自信心,从中受到良好的科技意识教育。
2 认识物理课外活动的重要性
物理课外活动与课堂教学相比,课外活动具有更大的灵活性和选择性。
2.1 指导学生阅读科普读物。根据学生的知识基础,教师要指导学生阅读有关的科普读物,使学生更多地了解科技知识和科技发展的新动向,增加学生的科技知识,并定期组织实用物理知识竞赛,以调动学生学习、读书的积极性,使学生掌握更多的科学文化知识,培养学生的科技阅读能力。
2.2 科技小制作。根据学校的实际情况,积极组织学生利用课外活动时间开展科技制作活动,如自制电铃,自制平行光源,制作针孔照相机等并组织展评。根据学生的知识基础,精心设计趣味物理实验让学生来完成,如“飞机投弹”、“喷气火箭”、“纸锅烧水”等等。科技活动的开展,既能锻炼学生的科技制作能力,又能帮助学生破除迷信、解放思想,树立科学的人生观和价值观。
2.3 组织社会调查活动。社会调查活动是物理知识的延伸,可指导学生利用教材中的知识,结合实际去解决生活和生产中的实际问题,如学习“水能风能的利用”后,可调查当地能源使用情况和环境污染情况,并提出改进意见,还可以结合教材中的内容,调查噪声污染、热机使用、农村用电等情况。
2.4 举办科普知识讲座。利用活动课或集中学习,可以收集军事科学、航天技术、通信技术、空间技术、科学家的事例与贡献等材料,对学生进行思想品德和科学素质教育,还可以联系社会生活中的物理,让学生自己搜集资料在班上进行专题介绍,还可以利用板报介绍科普知识及物理知识的应用。
综上所述,在物理教学中加强学生科学探索意识的培养,是科学技术发展的需要,物理教师理应顺应社会发展,紧跟时代脉搏,及时实现自身角色转换和成长需求,为培养新世纪合格人才贡献力量。
参考文献:
[关键词]后福岛时代;核能;发展
[作者简介]雷 芳(1979―),女,东华理工大学地质资源经济与管理研究中心副教授,硕士生导师,研究方向为经济管理;娄思卿(1995―),女,东华理工大学经济与管理学院硕士研究生,研究方向为管理会计。(江西南昌 330013)
一、主要核电大国核能产业发展介绍
在20世纪50年代之前,人类在能源的使用方面只关系到物理方面的变化及化学方面的转化。第二次世界大战时期,原子弹的产生使得核能开始被广泛利用,例如军事、工业技术、航天技术等不同领域,美俄英法等发展大国也逐步开始对核能进行未来式的应用探讨。从世界范围来看,核能发展的区域性差异极其的了然,由于核能对国家的技术研究及地理位置方面的要求较高,使得现阶段呈现的核电厂各自拥有者都是对能源需求度强、财政供应富足及技术水平较高的国家,这些国家大部分分布于欧洲、北美以及东南亚一带。除去地理位置上的不均衡,各个核能发展国的差异也大多体现在核能技术的发展条件以及国家相关支持政策等方面。
欧洲的核能发电厂约占世界的三分之一比例,非常之集中,这些核能发电厂大部分都集中在欧盟成员国。50年来,欧洲的核能发展产业已经极为完整,从研究、建设到生产环环相扣,欧洲国家对于核能发电的优势极为认同。在核能发电的电量统计中,可以看出欧洲是全球核能发电的最大利用国,然而,各个国家对于核能发电的相关政策上却有着比较大的差异,其中,欧盟成员国有15个国家对于核能发电的技术方面有着很强的发展意愿。
(一)法国核能产业发展状况
法国是世界上利用核能发电的第二消耗大国,到现在为止已经有了近60台核电供能的联网机组。在2013年的核能发电统计数据中,法国以其73.28%的发电量占比居于榜首,成为全球中对于核能发电的使用比率最高的一员。20世纪50年代,法国就已经着手对原子能技术的开发及研究。法国的首座可供发电使用的反应堆在1956年投产,1959年和1960年法国又相继投产了两座反应堆。有了这些基础,原委会利用天然铀石墨开发出慢化气冷反应堆技术,这也成为法国在当时的核电厂建造中的主要技术内容。1973年10月第四次中东战争爆发导致了石油危机,这使得法国做出了利用核能大规模进行发电的决定,并对美的压水堆技术进行了改进,制定出一项标准化的核能发电技术发展规划。现如今,法国的核产业体系趋于完善,更为独立完整,在向其它国运输电力的同时还能够保证自身的电力能源供应。第三代的欧洲压水堆技术现在已在法国使用,由于其核能的监管系统极其的严密、规范,至今未发生过任何重大核事故。法国的核能监管机构在20世纪中期设立,经过多次改革重组,成立了相对独立的核安全局,作为一个独立的行政组织机构,核安全局主要负责对民用核能的使用进行监管,并将核能的相关安全信息进行透明式公开。
(二)德国核能产业发展状况
作为欧洲能源的第一消耗大国,德国的煤炭储量极为丰富,然而石油及天然气等自然资源却比较贫瘠。1973年石油危机后,德国决定开发本国的核能发电技术,1986年由于核事故发生,德国的态度有所改变,直至三年后最后一座核能反应堆才被批准。尽管派支持核电技术的发展,但是政府依旧宣布核电技术在此后的十年中将被放弃,公告一经发出,正在研究的高温气冷堆项目以及快中子堆项目也于1998年后停止,现如今德国的核能发电运行机组共有9台,2013年的核能发电量数据比例较2011年的25%下降了近10%。修订后的《原子能法》,德国以其作为核能利用相关的基本法则,其中对于核能相关设备、核燃料的反复利用以及废弃材料处理等问题都做出了详细规定,并公布了许可证的批准及担负安全责任的硬性要求。为了增加国家的电力供应,德国又开始加强对可再生资源的利用,预计到2020年提高国家可再生资源的发电占比至35%。同时,为提高核能安全管理信息的公开透明度,德国专门设置了一套较为全面的信息管理及记录系统,旨在于将最新的信息提供给利益相关者。
(三)美国核能产业发展状况
作为历史上核能产业发展的始祖,美国的核能发电技术较其他国家更加成熟,其核能相关的立法框架及安全管理制度比较完善。然而在20世纪70年代末美国发生了历史上第一次核事故,这使得国民群众对于核能的恐慌度开始上升,本国的核能产业也步入了长达30年的荒废时期。之后的30年内,除去某些允许延长使用期限或者扩大装机容量的核电厂,美国的核能监管会对于新的核能发电项目都是零通过。核事故发生之后,美国决定设立一个能解决突发事件的新联邦政府,所有的突发事故例如民用核能设备发生故障等都交由联邦政府做出处置。《核废料政策法》还规定,联邦政府需要对核废料中放射性高的物质进行处理,同时在内华达州的尤卡山内设置一个深层的核废料埋藏场地。然而由于内华达州本地居民的反对,政府不得不将尤卡山这一项目搁浅。在2012年,经由美国的核能监管会全体投票决定,有关新核能反应堆的申请原则上不允通过,除非核能高放射性的剩余废料能得到有效的处置。
[摘要] 当今社会随着经济的不断迅猛发展,我国通信规模不断的加大,这将给以不断升级的通信技术带来更大的发展空间。本文主要研究通信技术的发展历史和现代通信技术的新未来,以及通信技术目前主要显现出来的特点。我们希望以此为基础,探讨现代通信技术的发展趋势,实现新的突破,是具有很大的现实意义。此外通过分析通信技术的主要前沿动态来研究现代通信技术在高速公路通信系统、海洋地质调查作业、电力计量系统中的应用。
[关键词]通信技术的发展史 现代通信技术的特点 通信技术的应用领域 通信技术发展的前沿动态
一、 通信技术的定义与现状
1、通信技术的定义与发展
通信是人与人之间通过某种媒体进行的信息交流传递。在古代人们就通过简单的语言、壁画等方式交换信息。其中在中国古代民间的通信只能是让别人捎口信,官方也只是通过一个一个的驿站进行信息传递,这种通信方式对远距离来说,最快也要几天的时间。而现在的通信的方式,有电报,电话,快信,短信,E-MAIL等,实现了即时通信。
纵观通信的发展分为以下三个阶段:第一阶段是语言和文字通信阶段。第二阶段是电通信阶段。第三阶段是即时通信。
2.通信技术的现状
现代的通信一般是指电信,国际上称为远程通信。现代通信的基本特征是数字化,现代通信中传递和交流的基本上都是数字化的信息。美国著名未来学家、网络专家尼葛庞帝在《数字化生存》一书中,提出了要实现信息化,数字技术是关键。纵观已经使用的信息产品,通信技术与装备和更广泛的信息技术,如数字通信、数字光纤通信、数字卫星通信、数字移动通信以及数字电视系统等,无不在这些通信技术前面冠以"数字"二字。因此可以说,现代通信姓"数"。
二、通信技术的主要体现
现代通信技术主要有四个方面技术。
1.现代通信技术的基础――微电子技术。
电子学,特别是微电子学是信息技术的关键,是现代通信产业的重要基础,它在很大程度上决定着硬件设备的运行能力。
2.现代通信技术的核心――计算机技术。
电话交换技术与计算机技术紧密结合,使交换技术数字程控化。通信与计算机融为一体,这使通信技术得到了飞跃发展,人们把数字通信与计算机的融合称为现代通信。
3.光通信的基础――光子技术。
从1964年英籍华人高锟博士首先提出利用玻璃纤维实现远距离通信到20世纪70年代的美国首先制成了实用的玻璃光导纤维--光纤,使光纤通信成为现实。
4.卫星通信技术的基础――空间技术
航天技术的发展,促进了现代空间通信的发展。从1957年苏联发射第一颗人造地球卫星来,火箭、航天飞机等空间技术发展非常迅速。
现代通信技术不论从什么角度来讲都是具备良好的发展前景的,也有越来越多的人投入到通信产业中去。从宏观上看,人们对通信的理想目标是:实现任何人、任何时间、 在任何地方、以任何方式、传递任何形式的信息内容。简单来说也就是5A目标:Anyone、Anytime、Anywhere、Anyway、Anything。
二、现代通信技术的发展趋势
1.综合化
综合化具有双重含义。其一是技术的综合化,即无论是传输、交换还是通信处理功能都采用数字技术,实现数字传输与数字交换的综合,使网络技术如电话网、数据网、电视网一体化。
2.宽带化
宽带化主要指现代数字通信宽带化。人们日益增长的物质文化需求,如高速数据、高速文件、可视电话、会议电视、宽带可视图文、高清晰度电视以及多媒介、多功能终端等促进了新的宽带业务的发展,从而研究开发了宽带数字信号交换和传输。
3.智能化
智能化主要指在现代通信中,大量采用计算机及其软件技术,使网络与终端,业务与管理都充满智能。
4.个人化
人们在日常生活中总会到处奔波、移动,现代通信已经能使移动中的用户方便快捷地实现信息的交流―移动通信。
5.网络全球化
近年来,Internet(互联网)像野火一样在全球蔓延,互联网的覆盖面已遍及五大洲,它已成为全球范围的公共网。
通信的发展都是在交换、传输、终端几个方面交替或同步发展的,各个时期在各个方面都有相应的技术热点。目前通信领域的技术热点很多,且随着时间推进会迅速发生变化,因此把握技术热点前沿的最好方法是紧跟时代,多看通信杂志和浏览相关网页,时时追踪其发展的脉搏。
三、通信技术的前沿动态
1.NGN(下一代网络)
NGN(Next Generation Network)即下一代网络。所谓“下一代网络”,从字面上理解,应该是以当前网络为基点的新一代网络,它是一个建立在IP技术基础上的新型公共电信网络,能够容纳各种形式的信息,提供各种宽带应用和传统电信业务,是一个真正实现宽带窄带一体化、有线无线一体化、有源无源一体化、传输接入一体化的综合业务网络。
2.IMS
IMS即IP多媒体子系统(IP Multimedia Subsystem),它是一种定义IP网络处理语音呼叫和数据会话方式的架构。基本上相当于在传统线路交换电话网络中控制基础设施的地位,但也存在一些关键的区别。在它的架构中,服务与其下层的网络是完全分离开来的。通过这种方式,文本信息、语音邮件和文件共享等服务就可以驻留在任何地点的应用服务器上,并且通过多家无线和有线服务商提供给用户。
3.第三代移动通信
第三代移动通信系统(3G)是一种能提供多种类型、高质量多媒体业务,能实现全球无缝覆盖,具有全球漫游能力,与固定网络相兼容,并以小型便携式终端在任何时候、任何地点,进行任何类型通信的通信系统。
4.第四代移动通信
第四代移动通信系统(4G)是多功能集成的宽带移动通信系统,是宽带接入IP系统,可提供的最大带宽为4G是一个包括卫星通信在内的端到端IP系统,与其他技术共享一个IP核心网。
四、通信技术的广泛应用
随着现代通信技术的不断发展,其应用的范围也越来越广泛,并迅速向电力行业渗透。从技术成熟、应用广泛的有线通信方式,到近年发展迅速的无线通信方式,现代化通信技术在各个领域都体现出其重要性。现代通信技术的飞速发展,给电力系统的生产、运行提供了新的技术支撑,大大提高了电力企业的生产效率、给电力生产力的发展注入了新的活力。
在当今海洋地质调查作业中,声学通信技术,通信技术,卫星通信技术,局域网络通信技术等现代通信技术得到广泛应用。
高速公路通信系统是高速公路现代化管理的重要支撑系统,它要准确及时地传输监控系统、综合收费系统的话音、数据和图像等信息,保持高速公路各管理部门之间业务联络通讯的通畅,并要为高速公路内部各部门和外界建立必要的联系;同时高速公路通信系统作为交通专用通信网的重要组成部分,是交通信息的主要传输载体,为各种网络服务及会议电视系统提供传输通道。
当代通信网络技术的迅速发展,促使了通讯网络得到了很大的发展,在电力计量系统的应用上,无线方面表现为移动通信技术,有线方面则表现Internet宽带网络,在局域网络方面,有RS485总线、CAN总线等。
五、总结
现代通信作为信息产业核心技术,迅速进入了多媒体、电子商务、光纤通信、卫星电视广播等通信领域,为社会发展基础设施和经济发展基本条件提供了保障。现代通信技术是信息时代的生命线,现代通信网是一个综合性的为多种信息服务的通信网。现代通信网已经成为支撑现代经济的最重要的基础结构之一。
[参考文献]
【1】 甘良才编著,《现代通信的发展动态》,武汉大学电子信息学院;
【2】 张荣坤、孙解中编著,人民邮电出版社,现代通信技术;2009
[关键词] 遥感;城市规划;应用
Abstract: Urban Remote Sensing Information is one of the urban resources. This paper describes the methods and situation of application of the Remote Sensing Information in urban planning and management, analyses some practical questions, and previews its prospects.
Key words: Remote Sensing; urban planning; application
一、引言
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。
城市遥感信息是城市重要的信息资源之一,遥感技术在城市规划与管理方面的应用目标可以归纳为:快速实现城市范围国土资源与生态环境的多层次、全方位综合调查,系统地研究城市资源与环境的空间分布规律及其相互联系、相互制约的关系,按不同层次、不同内容编制系列基础图件,客观、真实、系统地反映城市的建设成就和存在问题,为制定城市国民经济和社会发展的中长期规划、国土资源和生态环境的综合整治规划以及城市经济可持续发展规划提供科学依据。
二、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。
当前,高分辨率卫星遥感技术的发展已经到了一个前所未有的高度,法国SPOT 5和美国IKNOS、QUICKBIRD卫星影像的地面分辨率分别达到2.5m、1m、0.61m,据估计,在未来两年内,更高分辨率的卫星遥感影像将进入商业运行。这就使得卫星遥感技术突破了仅能进行定性分析的局限,而跨入定性和定量分析的新境界。因此,航天遥感制图应用也更为活跃,展示出非常好的前景,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。
用于遥感影像处理的专业软件如Erdas、PCI、ENVI、Er Mapper等都来自国外,软件比较成熟,功能较多,并且有些软件还将卫星传感器的参数引入影像处理中,以提高精度。近几年国产化遥感影像处理专业软件相继涌现,如ImageInfo、IRSA等,为遥感影像的广泛应用提供了具有自主知识产权的、高性价比的实用工具。 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。按照陈述彭院士主编的《遥感大辞典》给出的定义,摄影测量完全符合遥感的广义定义,与狭义定义虽不够贴切,但从总体上讲,它具有遥感的诸多特征。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。在城市测量方面,由于要求成图比例尺较大,过去由于航测仪器及作业水平的局限一直徘徊于有关实验,主要原因是,对于平面精度,只要工序控制完善尚能满足要求,但高程精度难以满足《城市测量规范》的要求。而近年来,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。数字测绘成果既可以通过硬拷贝输出获得线划图件,又可以借助相关的编码技术及格式转换接口,直接为GIS提供基础数据。
在我国测绘工作者的努力下,我国的数字摄影测量技术水平站在了世界先进的行列,这是中国测绘人可以引以为自豪的。与国外相关产品相比,具有我国自主知识产权的VirtuoZo NT和JX-4两大数字摄影测量系统,性价比更为出色,近几年迅速占领国内城市测绘的制高点,展示了极为广阔的发展前景。目前,应用数字摄影测量技术进行城市大比例尺地形图的测绘与更新,已经非常普遍,很多城市测绘部门已经形成了一定规模的生产能力。
实践表明,应用摄影测量技术进行城市大范围大比例尺空间基础信息的获取与更新,平面精度完全可以满足规范要求,在高程精度方面需要进行特殊的处理(如铺面水准实测)。与常规地面测量相比,其主要的优势在于周期短、成本低。
(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。
利用正射影像图勾绘地物图形进行地形图生产,就是曾经广为应用的像片图测图,这种技术现在仍然有其生命力,2000年实施的“数字海淀城市智能管理信息系统”就是利用城市航空遥感制作的1:2000正射影像图实现地物信息的勾绘并建立系统数据库的。从2002年开始,北京市每年都进行航空摄影,并利用航摄资料制作大比例尺数字正射影像图,逐渐积累将会形成一个记录北京市城市年度变化的信息丰富影像图库。同时,由于城市基本地形和像控点数据变化较小,形成了有效的可持续利用的DEM和像控点库,使正射影像图生产更为经济和快速。
在正射影像图上叠加某些地形信息,如道路信息、房屋信息等,制作复合式正射影像地形图,信息更为丰富,表现力更强,其在城市规划与管理方面的应用更具直观性。
三、遥感影像资料的规划设计应用
城市大比例尺地形图是城市规划设计、管理中应用最为广泛的一个图种,而遥感影像图在规划设计中的应用仍然举步维艰。1992年开展中德技术合作时,国内第一条完整的正射影像图生产线在建设部建成,建设部曾发文推广正射影像图在城市规划设计中的应用,但收效甚微。究其原因主要是,尽管城市大比例尺正射影像图或影像地形图对于城市规划设计的辅助作用要优于线划地形图,但其在城市规划设计及管理方面的应用没有形成易操作的技术思路和方法,没有充分地展示其功能特点和未来发展趋势。1996年完成的建设部科研课题《广州市大比例尺数字正射影像图制作及在城市规划中的应用》研究,应用航空摄影资料制作2054幅1:2000数字影像图和504幅1:5000伪彩色数字影像图,并建成区范围调查、绿化覆盖率调查、水系调查、重大违章建筑的监测等方面开展应用研究,取得了较好的效果,这是国内第一个大范围大比例尺正射影像图生产和应用的实例,是一次有益的、意义深远的成功尝试。
最近几年,由于计算机技术以及数字正射影像图生产技术的发展,数字正射影像图在城市规划设计、建设和管理中的应用日趋活跃,其特点正在被城市规划行业认同并在应用实践中得到进一步发掘,生产市场也日益扩大,城市在进行以基础信息获取与更新为目的的航摄时,一般都要求开展数字正射影像图的制作。
在城市规划设计、建设和管理中,为了更真实、直观地了解城市的地形地貌及环境状况,对数字高程模型和数字景观模型等数据的需求也日益增多,利用遥感信息进行数字高程模型和数字景观模型的生产,在技术上已经日臻完善。实践中人们认识到,应用航空遥感信息进行生成数字高程模型(DEM)所需要平面坐标(X,Y)及高程(Z)的数据集的采集,比地面测绘或其它方式更为经济和快速。作为模型化的城市现状的表现形式,城市景观模型对于总体规划设计思想的形成以及把握城市建设和发展的方向,具有重要的作用。传统的城市景观模型是以纸板或其它材料制作的非数字式模型,要想做得逼真,费时费钱。应用数字摄影测量技术所具有的制作城市景观数字模型的功能,在计算机上非常逼真地再现城市现状,并可以多视角浏览,以辅助规划设计与建设的参与者及决策者开展相关工作,毫无疑问,其基础资料来源于各类遥感信息。
除此之外,近景摄影测量和三维激光扫描技术的遥感特征也应被正视,它们面向城市的现实目标体进行信息的获取,对城市规划、建设和管理的信息支持作用也是不可低估的,如文物保护测绘、城市标志性建筑和街区的三维建模等。
转贴于 四、专题遥感调查与研究
城市规划、建设和管理是一个长期的过程,是一个包括城市方方面面的系统工程,与城市的历史、人文、地理环境以及经济建设紧密相关,因此,通过对一些可能影响城市建设和发展的专门课题的调查与研究,获得指导城市规划与建设的决策的信息,有着巨大的社会效益和经济效益,对于城市社会、经济、环境等协调发展具有重要意义。
遥感图像资料是地表光谱特征通过大气层的传播,被航空或航天传感器接收记录为光谱数据,或直接反映在感光介质上成为像片资料。不同的地表覆盖,不同的地物特征,反映为遥感资料的不同色度值、亮度值,它们是地表反照率的函数,为计算机自动分类和准确的目视判读提供了可能,从而提高调查工作的效率和效益。
卫星遥感信息覆盖的范围大,虽然其分辨率有限,但对于宏观定性分析,有着重要的作用与价值。从七十年代中期开始,我国就利用陆地卫星像片开展区域地质调查以及土地资源调查。现在卫星传感器的种类很多,分辨率大大提高,其信息可应用于大范围的区域规划,尤其城市群的规划建设,有巨大效益,应用遥感技术可以开展很多专题的调查研究,如:1)城市土地利用现状调查;2)城市历史变迁动态研究;3)城市水系调查;4)城市道路网络调查;5)城市污染源分布调查;6)城市垃圾调查;7)城市热岛效应调查;8)城市绿化现状调查;9)城市在建工地调查;10)城市旧城改造调查;11)城市防汛设施分布调查;12)城市违章建筑现状调查等等。由具有遥感信息判读经验的技术人员,对包括卫星遥感影像、彩红外影像、多光谱扫描影像以及历史遥感影像等资料进行人工判读识别,结合计算机模式识别与分类等专门技术提取相应的专题信息,然后进行实地调查核实,确定研究对象的性质、特征以及规模等。综合各专题的调查研究,制作专题图件,总结和分析城市建设的成就以及存在的问题,揭示城市资源与环境的空间分布规律及其相互联系、相互制约的关系,提出对于城市可持续发展规划与管理决策等有现实借鉴价值的建议。
国土资源部将土地利用动态遥感监测列入新一轮国土资源大调查“一项计划、五项工程”中,对全国66个人口50万以上的城市进行土地利用变化监测,其成果直接应用于国土资源调查、耕地保护、规划和土地执法检查、土地利用管理及检查各地统计数据的可靠性,为土地管理的依法行政提供了真实可靠的信息支持。该项目最初是利用TM遥感数据,现在已经发展到利用分辨率为2.5m的SPOT 5卫星遥感数据,使监测信息更为准确,定量分析的置信水平更高。项目从1999年开始,目前仍在进行中。北京市于2001年开展了基于卫星遥感影像的土地利用详细调查工作,摸清了城市土地利用现状,为规划和土地管理决策提供了可靠的依据。建设部于2002年底开展全国城市规划监管和国家重点风景名胜区监管项目,也是利用2.5m、1m、0.61m等分辨率的卫星遥感数据与地形、规划数据进行比对,发现和监管违法违规的建设活动,应用效果非常显著。
五、遥感信息的GIS应用
GIS(地理信息系统,Geographic Information System)是一门新兴的边缘学科,是一个在计算机硬件、软件和网络支持下对空间信息进行预处理、输入、存储、查询检索、处理、分析、显示和应用的技术体系,是一个在各个领域得到广泛应用的智能化系统。从80年代初开始的二十年间,GIS在我国由探索到实际应用,经历了一个成绩辉煌的发展时期,在许多方面发挥了重要的作用。
我国的GIS研究和应用是以遥感为先导的,而且遥感技术和GIS技术同被列为数字时代的高新技术和核心技术。城市遥感信息是城市空间信息的一部分,也是城市GIS的研究对象。与矢量信息相比较,遥感信息的综合、多层次、多时相、形象直观的优点,可使GIS的分析、显示和决策应用功能能够得到更为生动的表达,其成果使多种层次的使用者如身临其境。有学者预测,随着城市信息化的推进,大量的城市GIS的建设与应用,对城市空间信息的需求将越来越多,人们将面临巨大的信息获取与更新的压力。从技术、经济等角度考虑,遥感技术将成为解决这一问题的最优的和最有发展前景的技术之一。
六、结语
目前,“数字地球”已经成为信息时代的战略制高点,世界各国政府和有识之士正在付出巨大的关注和行动。作为对应策略,我国的“数字中国”规划已经提上议事日程,而作为其重要的组成部分之一的“数字城市”的建设必将扮演举足轻重的角色。城市遥感信息是“数字城市”的多源信息的一个重要的分支,与城市的其它信息相比,有其特点和应用优势。遥感技术也是“数字城市”建设中的关键技术之一。遥感信息的获取与处理技术随着信息时代的到来正在高速发展,人们对遥感信息内在规律的了解也愈加深入,因此,遥感信息在城市领域的应用将越来越广泛,必将推动“数字城市”乃至“数字中国”和“数字地球”的建设,对于提高城市建设的决策、规划和管理水平,提高城市建设的环境、经济、社会等的综合效益,以及城市的可持续发展规划将起到十分重要的作用。
转贴于 [参考文献]
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