遥感和地理信息技术范文

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遥感和地理信息技术

篇1

关键词:遥感信息技术;地理信息系统;土地动态监测

土地作为不可再生的资源,是我们赖以生存基础,它养育着地球上的每一个生命,可是随着近代社会的进步,经济的发展带来的土地资源破坏越来越严重,如何去合理的利用土地资源,是每一个政府都必须考虑的问题。遥感信息技术作为一种先进的的探测技术,可以快速、准确的对物体和自然气候进行监控,帮助我们对土地动态有效把握。在各国的致力研究下,遥感技术发展日新月异,自动化水平和准确度越来越高,通过使用遥感信息技术可以对国家的土地年度利用变化准确把握。

1 国内外研究动态

(一)国内研究动态

我国遥感信息技术的发展时间较短,在的大动荡过去之后,科学研究人员才开始尝试采用卫星遥感与航空遥感结合进行土地资源调查研究。到1980年以后,遥感信息技术才在我国土地动态监测中逐渐大规模使用。1984年我国首次运用遥感信息技术对全国的土地进行了调查,最终在东西部分别完成了1∶5万比例与1∶1万的土地调查图,1989到1993 年期间,我国对北方草原草畜利用遥感技术进行了详细的动态监测。1990年以后,我国对工程建设用地和可用耕地的逐年变化情况进行及时精确的定期监测。在1999年与2000年,我国对全国总共66个城市的工程建设用地和可用耕地进行了监测[1]。随着遥感信息技术对土地动态监测准确的越来越高,相关学者对遥感信息技术土地动态监测的作用研究也不断地深入。

(二)国外研究动态

在国外遥感信息技术的发展时间较早,相比中国70年代开始的研究,国外发达国家比中国至少提前了20年。美国从1850年起就已然建立了全国范围内的农业普查制度,1920年之后的土地利用信息更是每5年就更新一次。1971年开始就编绘了全国l:25万和l:10万两份土地利用图。与美国同一大陆的加拿大从1960年后也开始建立完善的土地利用监测体系,1978年以土地的利用价值为根据,把全国土地化为四种,加大力度监控优质土地,提高土地利用利用价值。一些经济发达的小国家,为了对有限的土地合理利用,根据实际情况制定符合国情的监测方法。瑞士自1912年起就在全国建立了完善的地籍档案,1970年后又以航空图片对监测区的土地利用情况进行了抽样调查。

2 遥感信息技术在土地动态监测中的运用

现在我国遥感信息技术和地理信息系统在土地动态监测中的运用已经有了很大的成果。北京师范大学教授潘耀钟利用遥感信息技术,成功研究出了完善的土地利用变化动态信息的新的监测方法;北京大学遥感与地理信息系统研究所李天俊提出了进行土地动态监测的新技术方案,那就是应用多种遥感综合时空信息进行研究。在具体应用中,武汉测绘科技大学对湖北省利川市进行了草场资源调查.近百人需要历时3年才能完成的工作任务,他们利用利用遥感多光谱影像技术,6个人只用了半年时间就完成了任务。而且精确度也很高,吻合率高达96%,是我国资源调查中利用遥感技术的成功案例。我国利用遥感信息技术拍摄的560幅陆地卫星图像,对全国15种土地利用类型进行了统计计算,两年时间就提供了全国的土地利用动态基本数据。

3 地理信息系统在土地动态监测中的运用

在遥感信息技术对土地利用的调查中,利用地理信息系统的分类数据库,可以对保存的各种遥感资料进行分类并制图。除此之外,利用地理信息系统强大的空间分析技术,对数据库中保存的原始数据进行处理后,我们就可以获取作为空间决策的依据的新数据集[2]。1989年包头市环境监测站为了对包头二氧化碳容量计算以及监控包头新市区的大气扩散,借鉴了美国EPA的工业复合源模式创新出城市多源高斯模式,为包头大气污染治理提供了可靠依据。

4 遥感信息技术和地理信息系统在土地动态监测中的结合

遥感信息技术和地理信息系统是现代地理学的两大空间支撑技术。随着遥感信息技术的由现状描述到预测、静态到动态、由定性到定量的技术不断提高,遥感信息技术和地理信息系统综合随之向更高级方向发展。遥感信息技术的实时性、宏观性、动态性特点,有效的促进了土地利用监测的准确性提高。地理信息系统则是在计算机的支持下,并以空间数据作为基础,对相关空间数据进行管理、采集、模拟、操作、分析以及显示,并建立地理模型,对土地利用变化进行分析。遥感信息技术和地理信息系统在发展中是本不相干的两个工程技术领域,但这并不能阻断它们之间可以有交集的可能性。遥感信息技术可以为地理信息系统提供及时有效的信息源,而地理信息系统也可以通过形成地理模型分析,为遥感信息技术的地学动态分析信息分析提供有效帮助。地理信息系统提供的数据库,可以大大提高遥感信息技术制图精度和分类精度。我国目前正在各级土地利用监测的建立中,把遥感影像技术和地理信息系统结合应用到实际土地利用动态监测。中国科学院遥感应用研究所张显峰利用3S集成技术成功研究出了面向工程目标进行土地动态监测的新方法[3]。张海玲等[4]论述了土地动态监测中使用先进技术的必要性,介绍了遥感信息技术与地理信息系统相结合进行动态监测的所带来的工作效率提升优势;朱运海等利用地遥感信息技术和地理信息系统,对河北省万全县土地利用状况的变化信息进行了总结,而且对土地动态监测的关键技术及工作流程做了详细的分析[5]。总而言之地理信息系统中储存的主要数据源和数据的更新手段都来自遥感信息技术,而地理信息系统的发展对遥感信息技术的综合开发与利用又起到了支持作用。

结语

虽然我国的在数十年的探索中已经取得了一定的成绩,有了一个相对成熟的技术体系。但全国土地利用遥感动态监测系统却还尚待完善,有计划地把遥感信息技术和地理信息系统在土地动态监测中结合,才能更好地去变化趋势预测、变化监测以及综合评价,进而完成对我国土地利用的监测长期性,满足我国特色社会主义发展要求。

参考文献:

[1]李恒利.土地利用调查与动态监测的遥感方法研究[D].太原理工大学,2007.

[2]李轩宇,周卫军,黄利红,郝金菊,邹容.基于RS的土地动态监测方法和应用[J].经济地理,2008,04:671-673.

[3]胡玉臣,衣德萍.遥感与地理信息系统在土地利用动态监测的应用[J].林业科技情报,2008,01:18-19.

篇2

【关键词】空间信息技术;3S;矿山测量

0 前言

空间信息技术是20世纪80年展起来的,其核心和主体是“3S”技术,即遥感、全球定位系统、地理信息系统,作为一项综合性的技术已构成当代高技术的一个重要组成部分。与传统的对地观测手段相比,它的优势在于能够提供全球或大区域精确定位的高频度宏观影像 ,扩大了人类的视野,加深了对地球及其变化的了解。目前,空间信息技术已在全球与区域通信、导航定位、资源调查、灾害和环境的动态监测、区域和城市规划等领域得到了广泛应用[1]。

近年来,中国空间信息技术发展取得一系列重要进展,其中,遥感信息技术方面,已建立资源卫星数据服务体系,形成一定市场规模,相应遥感数据生产加工市场潜力巨大,相关企业也正在迅速发展与壮大。此外,卫星定位技术方面已得到广泛应用,并形成相当规模的产业群体[2]。矿山测量应用于矿区生产与管理的各个环节,矿山测量技术经过几十年的发展,在理论和技术上基本能够满足矿山开采生产的要求,但信息时代的矿山测量面临的是新的任务和要求,近十几年来空间信息技术在矿山测量界取得了较大进展,其理论研究和实际应用不断发展和完善,这些先进技术已经在一些矿区得到广泛应用,并取得了显著的经济效益。

1 空间信息技术在矿山测量中的应用

以“3S”集成为主导的空间信息技术体系已逐渐成为测绘学或地球信息学(Geoinformatics或Geomatics)新的技术体系和工作模式,其先进性、时效性明显。以空间信息技术为技术支撑,现代测绘仪器、技术正处于快速的发展之中。空间信息技术是矿山测量实现其现代任务的重要的技术支撑和保证,以“3S”技术和其他测量仪器技术的有机结合为基础的矿区资料环境信息系统就是空间信息技术在矿山测量中应用的综合性成果[1]。

1.1 遥感及其在矿山测量中的应用

遥感依据不同的物体的电磁波特性不同来探测地表物体对电磁波的反射和发射,从而提取这些物体的信息,完成远距离识别物体。遥感包括卫星遥感和航空遥感,航空遥感作为地形图测绘的重要手段已在实践中得到了广泛的应用,卫星遥感用于测图也正在矿究之中并已取得一些意义重大的成果,基于遥感资料建立数字地面模型(DTM)进而应用于测绘工作已获得了较多的应用。

遥感科技正在走向定量化 、自动化与实用化。遥感观测技术向多传感器、多平台、多角度和三高(高分辨率、高光谱、高时相)的方向发展;1m及更高空间分辨率的多光谱遥感数据已商品化;具有几十、上百个光谱段的高光谱遥感正在从航空向航天平台迈进,它能够鉴定矿物岩石的成分及土壤的物化性质;合成孔径雷达图像处理与应用发展喜人;无地面控制遥感影像定位技术,国际上已达到15m甚至更高的精度[3]。

遥感技术在矿山测量中的应用已经历了较长的时间,并积累了丰富的经验。应用遥感资料,可获取矿区实时、动态、综合的信息源,对矿区环境进行监测,为矿区环境保护提供决策支持,在进行找矿、矿区地质条件研究、煤层顶底板研究等方面也已得到应用。合成孔径雷达干涉(InSAR)测量技术是近年来微波遥感发展的一个重要方向,InSAR 利用雷达信号的相位信息提取地球表面的高精度三维信息,可以测量地面点的高程变化,是目前空间遥感技术中获取高程信息精度最高的一项技术,由于它可以获得全球高精度的(毫米级)、高可靠性的(全天时、全天候)地表变化信息,因此能够有效地监测由自然和人为因素引起的地表形变。

1.2 全球定位系统及其在矿山测量中的应用

全球定位系统(GPS)是20世纪70年代由美国国防部批准,陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务。全球定位系统共三部分构成:空间部分、地面控制部分、用户装置部分等。GPS的主要特点是全天候、全球覆盖、三位定速定时高精度、快速省时高效率及应用广泛。未来几年中,GPS和俄国研制的GLONASS两个卫星导航定位系统的技术水平、精度和抗干扰能力将会大幅度提高。有中国参与的欧洲Galileo 卫星导航定位系统 2005年已进入实质建设阶段,将于 2010年前后建成,其精度和性能将大大优于目前的 GPS系统,从而打破美国GPS在全球的垄断局面[2]。

GPS作为一项引起传统测绘观念重大变革的技术,已经成为大地测量的主要技术手段,也是最具潜力的全能型技术,在矿山测量、控制测量、工程测量、环境监测、防灾减灾以及交通运输工具的导航方面发挥着重要的作用。由于GPS不仅具有全天候、高精度和高度灵活性的优点,而且与传统的测量技术相比,无严格的控制测量等级之分,不必考虑测点间通视,不需造标,不存在误差积累,可同时进行三维定位等优点,在外业测量模式、误差来源和数据处理方面是对传统测绘观念的革命性转变。

目前,在矿山测量中,主要应用GPS技术建立区域性或局域性的大地测量GPS控制网,进行矿区地表移动监测等等。其中,定位精度比 DGPS高100倍的GPS-RTK实时载波相位差分技术,以其高精度、全天候、高效率等优势,在大地测量和工程测量中,显示出巨大的潜力和广阔的前景。传统的定位和施工放样,不仅仪器种类繁多,需要人员多,而且精度容易受施工作业现场影响。GPS-RTK 综合了其他测量仪器的功能,提高了作业效率,对于图形的数字化管理和使用也起到了促进作用,利用 GPS-RTK 测量手段可以得到每一个测点的三维坐标,并采用数据、图形和位置等不同的表现形式反映到不同的应用环境中,解决了图形不能统一到国家坐标系中这一问题。GPS-RTK 在矿山测量中的应用,使得代表着当今尖端科学水平的3S技术在矿山测量中成功实现突破[3]。

1.3 地理信息系统及其在矿山测量中的应用

GIS是近20年来发展起来的一门综合应用系统,它能把各种信息同地理位置和有关的视图结合起来,并把地理学、几何学、计算机科学及各种应用对象、Internet、多媒体技术及虚拟现实技术等融为一体,利用计算机图形与数据库技术来采集、存储、编辑、显示、转换、分析与输出地理图形及其属性数据。这样,就可根据用户需要将这些信息图文并茂地输送给用户,便于使用。地理信息系统作为对空间地理分布有关的数据进行采集、处理、管理、分析的计算机技术系统,其发展和应用对测绘科学的发展意义重大,是现代测绘技术的重大技术支撑。GIS正在向地理信息科学或空间信息科学的方向发展,并与计算机技术、信息技术相互借鉴、渗透,将成为一门独特的影响广泛的空间信息科学技术。

地理信息系统在地质、矿产领域的应用可以概括为三个方向:GIS技术建立多源数据找矿模型、矿山地理信息系统(Mine GIS,MGIS)和三维矿山[4]。目前虽然在我国矿山资源勘查、开发和生产管理中已经有多种GIS软件系统发挥了作用,但是由于许多原因如地下矿产资源数据获取不易性、不完整性及矿山地下采掘空间动态性等等,使得这些软件在矿山不完全实用,因此致力于研发适宜矿山特点的矿山地理信息系统是十分必要的,十几年来国内外的科技人员特别是矿业界的科技人员在MGIS的基本理论、技术体系、方法及实用软件开发方面做了大量的工作,取得了可喜的成果;三维矿山是矿山客观实体的一个模型描述, 通过三维矿山的建设,地质、矿业界人士能够更直观、更精确地圈定矿体边界,了解不同矿体分布的三维形态,准确地解译和圈定地下地质体,借以指导矿业开发和深部找矿预测,现在三维矿山已成为地学与信息科学的交叉技术前沿和热点。

2 结语

随着计算机技术、空间信息技术的发展,平面模型在向空间模型转化,数值记录在向数字模型转化 ,测绘科学也正逐步发展为内涵更为丰富的地球空间信息学,以“3S”集成技术为主导的空间信息技术虽然还在起步阶段,但其对于矿山测量的发展所起到的促进作用是不可估量的,在空间信息技术技术的推动下,矿山测量学正在演绎着深刻的变革,朝着“矿山空间信息学”的方向前进。

【参考文献】

[1]3snews中国地理空间产业门户网站[OL].http:///.

[2]郭达志.论“矿山空间信息学”:矿山测量的现展[J].测绘工程,2006,15(3).

篇3

【关键词】地理信息系统技术;遥感技术;煤矿地质灾害预测

1 前言

矿山地质灾害是指自然地质作用和矿山地质作用(亦称人为地质作用)导致的矿山生态地质环境恶化,并造成人类生命和财产损失或人类赖以生存的资源、环境严重破坏的灾害事件。在煤矿开采中,经常会遇到各种各样的地质灾害,如瓦斯突出、底板突水、地表沉陷等。这些地质灾害对正常生产危害很大,还会危及矿工和人民的生命财产安全,必须想办法减小地质灾害带来的危害。我们知道,矿山在被人类开采以前,处于自然的平衡状态,这时候几乎不会发生什么地质灾害。而人类的采矿活动,破坏了原有的平衡,原来储存在煤层或岩层中的瓦斯就可能会跑出来,岩层中含有的承压水也可能因为岩层的破坏而涌向采矿工作面,从而产生了地质灾害。正确地预测地质灾害是防止其发生的前提条件,随着煤矿开采技术的进步以及人们对煤矿安全的日益重视,地质灾害的预测逐渐成为广大学者和技术人员关注和研究的重点。

地理信息系统技术,简称GIS技术,是近年来随着信息技术等的发展而发展起来的一门新兴的地理空间信息分析技术。该技术以地理空间为基础,采用地理模型分析方法,能将表格型数据转化为地理图形进行显示,从而可以为地理研究或地理决策等服务。本文拟将地理信息系统技术与遥感技术相结合,将其应用于地质灾害的预测中来。

2 矿山地质灾害的危害

其破坏作用主要表现在危害矿工生命和财产安全;破坏采矿设施,影响矿业正常生产;破坏矿产资源、土地资源和水环境、矿区环境。严重的地质灾害一次可造成几十人甚至上百人死亡。我国是矿山地质灾害多发国之一,地质灾害种类多、分布广、影响大、造成的损失严重。据全国31个省(自治区、直辖市)矿山调查数据统计,1950―2010 年的60 年间, 中国矿山开发已发生地质灾害约10869 起,死亡约4779 人,造成直接经济损失约174.58 亿元。其中突发性的崩塌、滑坡、泥石流灾害2549 起,死亡4244 人,经济损失50.04 亿元;缓变型的地面塌陷、地裂缝有8320 处, 影响的面积314765hm2,死亡535 人,经济损失124.54 亿元。矿山地质灾害类型以地面塌陷为主, 共有5416处,占矿山地质灾害的50%,灾害规模以小型为主(占63%),大型次之(占21%),经济损失、影响面积以地面塌陷和地裂缝最严重,泥石流灾害发生的次数虽然最少,仅占6%,但造成的死亡人数最多,共1581 人,占33%。

3 应用遥感技术和地理信息系统预测煤矿地质灾害的原理

煤矿地质灾害预测主要涉及到两方面内容:第一是界定出现煤矿地质灾害的危险等级,也就是预测煤矿地质灾害出现的可能性,是制定煤矿开采规划的重要基础;第二就是地质灾害发生前的预报,主要是针对具体的工作面情况作出短期预报及预警。

利用地理信息系统及遥感预测技术可以对上述两大层面的煤矿地质灾害做出准确的预测。其中,遥感技术主要针对矿区的地质情况进行调查。具体来说,就是利用遥感技术从整体上调查矿区的地质、地理以及开采条件等情况,在此基础上展开矿区地质灾害的相关研究;与此同时,利用针对矿区遥感影像所做解释,能够进一步明确矿区范围内的水文地质等相关信息,具体包括地貌单元类型;断裂构造的性质、形态以及展布等;地表水体;地表湿度或第四纪含水量;溶洞、地面塌陷以及矸石山分布等。利用地理信息系统技术可以更加高效而科学的组织和管理空间数据及其属性资料,不仅如此,利用GIS技术还可以针对不同来源的信息进行复合分析。煤矿地质灾害具有多级、多因以及多时的特点,是人为因素及自然因素耦合作用的结果。借助GIS技术,可以通过专题信息层的方式对矿区地质灾害相关的影响因素进行保存,并按照现实需求进行复合分析,并在此基础上构建煤矿地质灾害预测模型。

4 应用遥感技术和地理信息系统预测煤矿地质灾害的的步骤

在煤矿地质灾害预测过程中应用遥感及GIS技术,第一步就是预处理,主要是针对遥感解释结果、相关实验数据以及地面勘察资料等进行;第二步就是已出现的煤矿地质灾害实例以及本矿区范围内的相关影响因素进行分析,在此基础上明确矿区地质灾害形成机理以及主控因素。

在灾害预测中,我们对引起煤矿地质灾害的因素的指标进行了详细的量化,然后将量化的指标在遥感中进行预测,这样一来,就形成了各个层次,每个层次的权重有所不同,通过这一表现层我们了解到各个因素带来的相关图层的配准、空间分析以及初始计算问题,再将初始模型计算结果与现有地质灾害资料进行拟合,一直到取得预期的拟合效果为止,这样便可以将煤矿地质灾害预测模型确定下来。技术流程详见图1所示。

图1 煤矿地质灾害遥感及GIS技术预测流程示意图

5 结语

地质灾害是危害煤矿安全生产的一项十分重要的因素,然而煤矿井下的地质条件一般都十分复杂,要想对地质灾害进行准确的预测和防治难度较大。遥感技术和GIS技术的出现,为煤矿地质灾害的预测提供了强有力的手段。利用遥感及GIS技术可以很方便地对多种信息进行综合分析、综合利用,从而大大提高了预测的准确性和精确性。同时,GIS技术处理数据的速度较快,可以使预测结果尽早地出来,为我们针对灾害采取应对措施留出了充足的时间。作为一名煤矿地质工作者,应该尽快掌握应用遥感和GIS技术预测地质灾害的技术。

参考文献:

篇4

关键词:煤炭矿区;地质测绘;测量新技术

Abstract: Mine measurement as a comprehensive work, the development and progress of mining technology and mining engineering development, measurement science and technology and the development of the apparatus, other disciplines such as mathematics, computer science and other related closely to the development of. Based on the coal mine geological survey work is based on the analysis, the new measurement technology in mine survey field application undertook discussing, analyzed its application situation, and its development are discussed.

Key words: coal mine; geological mapping; new measurement technology

中图分类号:F407.1 文献标识码:A 文章编号

煤地质主要是研究煤在地壳中分布聚集规律的科学。包括以下研究领域:

1、煤的物理组成和性质的研究。

2、成煤作用的研究。

3、煤层及煤系沉积学研究。

4、聚煤盆地的研究。

5、煤聚集与分布规律的研究等五个方面。矿山工程的相关地质要素主要有:矿区地貌地形、地层与地质构造、岩土特征及地质属性、岩体应力状态、水文地质和环境地质条件等。煤矿工程地质要解决的问题主要有:一是区域稳定问题。一般包括构造活动、地震、沙土液化、地面上升与沉降,区域构造应力场强度、主应力方向;矿区岩体稳定问题。主要有地表塌陷边坡、矿井下采场和坑道围岩、重要构筑物地基体的变形、破坏与失稳。二是地下水渗流相关的地质问题。三是矿区环境地质问题。一般包括滑坡、泥石流、采空区塌落、尾矿坝溃决及“三废”污染等。矿山工程地质工作主要包括:地质测绘与调查,地质勘探,地质测试与监测,地下开采岩体稳定性分析,环境地质调查及特殊工程地质勘探。接下来,我简单谈一谈对煤炭矿区地质测绘及测量新技术的发展及应用。

一、煤矿地质测绘

1、工程地质测绘的定义 工程地质测绘是工程地质勘察中一项最重要最基本的勘察方法,也是诸勘察工作中走在前面的一项勘察工作。它是运用地质、工程地质理论对与工程建设有关的各种地质现象进行详细观察和描述,以查明拟定建筑区内工程地质条件的空间分布和各要素之间的内在联系,并按照精度要求将它们如实地反映在一定比例尺的地形设计图上。配合工程地质勘探、试验等所取得的资料编制成工程地质图,作为工程地质勘察的重要成果提供给建筑物规划、设计和施工部门参考。

2、工程地质测绘的任务主要是查清煤矿工程地质条件的空间分布及互相关系,判定构造复合关系及应力场,调查岩体结构与力学特征,调查影响岩体稳定和移动的因素、变形破坏和移动特点、规模;调查环境地质及容易导致的影响与灾害。

3、地质测绘的范围 主要有坑道、采空区受岩石崩落法影响的可能移动破坏范围及邻近地区,水库汇水面积至分水岭范围。

4、地质测绘的内容 主要是软弱岩组及围岩风化的调查,结构面与软弱夹层的调查,节理裂隙等结构面的统计,第四纪地质调查,矿区水文地质条件调查,矿区岩石移动的调查。

5、工程地质测绘的要求(1)充分收集和利用已有资料,并综合分析,认真研究,对重要地质问题,必须经过实地校核验证:(2)中心突出,目的明确,针对与工程有关的地质问题进行地质测绘;(3)保证第一性资料准确可靠,边测绘,边整理;(4)注意点、线、面、体之间的有机联系。

二、测绘新技术的发展及其在矿山测量中的应用

矿山测量技术的一个重要应用领域,在广大的煤矿、金属矿山、有色矿山等的生产过程中发挥着重要的作用。矿山测量的现代任务是:在矿山勘探、设计、开发和生产运营的各个阶段,对矿区地面和地下的空间、资源、(以矿产和土地资源为主)和环境信息进行采集、存储、处理、显示、利用,为合理、有效地开发资源、保护资源、保护环境、治理环境服务,为工矿区的持续发展报务。为了实现其现代任务,矿山测量必须充分应用现代测绘仪器和技术,将先进的现代技术同矿山测量的实际工作、具体特点相结合,拓宽矿山测量的生存空间和业务范围,促进矿山测量的改革和发展,适应市场经济体制和矿山体制改革的需要。全站仪、空间信息技术等现代测绘仪器技术均已在矿山测量中得到了应用并正在不断向纵深发展。

1、全站仪及其在矿山测量中的应用全站仪作为当前应用最为广泛的测绘仪器,是电子技术与光学技术发展结合的光电测量仪器,也是集测距仪、电子经纬仪的优点于一体的、应用前途广泛的仪器,智能化的全站仪是目前销量最大的测绘仪器,也是今后发展的主要方向。智能型全站仪是集光、电、磁、机的最新科学成果,集测距、测角为一体的先进仪器。全站仪已在工程测量、矿山测量、地籍测量等领域得到了广泛的应用,其发展及应用正处在飞速发展之中。全站仪由于兼具有经纬仪和测距仪的优点,且以数字形式提供测量成果,其操作简便、性能稳定、数据可通过电子手簿与计算机进行通讯等优点使其在矿山测量中得到了广泛的应用。地面控制测量、地形测量、工程测量均可利用全站仪进行,联系测量、井下测量工作也可用全站仪进行。以全站仪为代表的智能化、数字化仪器是矿山测量仪器今后的发展方向之一。基于全站仪和现代计算机技术可建立矿山三维数据自动采集、传输、处理的矿山测量数据处理系统,取代传统的手簿记录、手工录入、繁琐计算等大量的重复性的工作。此外,全站仪在矿山地表移动监测、矿区土地复垦工程实施、矿区施工等方面也都得到应用,各大矿的测量机构正在以全站仪取代传统的仪器进行日常的测量工作,既提高了效益,加快了速度,又减少了开发,保证了精度。

2、空间信息技术及其在矿山测量中的应用 空间信息技术的核心和主体是“3S”技术,即遥感、全球定位系统、地理信息系统。遥感包括卫星遥感和航空遥感,航空遥感作为地形图测绘的重要手段已在实践中得到了广泛的应用,卫星遥感用于测图也正在矿究之中并已取得一些意义重大的成果,基于遥感资料建立数字地面模型进而应用于测绘工作已获得了较多的应用。GPS作为一项引起传统测绘观念重大变革的技术,已经成为大地测量的主要技术手段,也是最具潜力的全能型技术,在矿山测量方面发挥着重要的作用。由于GPS不仅具有全天候、高精度和高度灵活性的优点。地理信息系统作为对空间地理分布有关的数据进行采集、处理、管理、分析的计算机技术系统,其发展和应用对测绘科学的发展意义重大,是现代测绘技术的重大技术支撑。遥感技术在矿山测量中的应用已经历了较长的时间,并积累了丰富的经验。对于航空遥感来说,航空遥感资料可作为进行矿区地形图测绘的资料源,通过象片校正、目视判读、野外调绘等工作,完成地形图的测绘。航天遥感在矿山测量中应用的关键理论与技术也正处于研究之中。应用遥感资料,可获取矿区实时、动态、综合的信息源,对矿区环境进行监测,为矿区环境保护提供决策支持。遥感资料用于找矿、矿区地质条件研究、煤层顶底板研究等方面都已得到应用,所有这些,都说明遥感技术应用于矿山测量是矿山测量实现其现代任务的重要保证。GPS技术在矿山测量中的应用主要是取代传统的地面测绘工作。如利用GPS技术进行矿区地表移动监测、水文观测孔高程监测、矿区控制网建立或复测、改造等。随着GPS接收机性能价格比的不断上升,其应用于矿山测量工作的地面部分已成为现代矿山测量的一项重要支撑技术。应用于矿区的地理信息系统即为矿区地理信息系统。矿区地理信息系统已成为矿山测量的重要发展方向。以矿区资源环境信息系统为平台,以各种测量技术为数据获取的途径,可以建立集数据采集、处理、管理、分析、输出于一体的自动化、智能化的技术系统,作为矿山可持续发展的决策支持系统。矿山测量工作是建立矿区地理信息系统的前提性工作,而建立矿区地理信息系统则是矿山测量发展的必然趋势。因此,GPS在矿区应用首先就是应用于矿山测量建立矿山测量信息系统,然后以此为基础建立矿区资源环境信息系统。空间信息技术是矿山测量实现其现代任务的重要的技术支撑和保证,以“3S”技术和其他测量仪器技术的有机结合为基础的矿区资料环境信息系统就是空间信息技术在矿山测量中应用的综合性成果。

3、其他测绘新仪器新技术在矿山测量中的应用其他的现代测绘仪器如激光指向仪、陀螺经纬仪、数字式水准仪及相关的测绘技术等都在矿山测量中得到了应用,并以这些仪器技术为基础,形成了许多矿山测量的专用仪器,作为矿山测量应用的现代仪器和技术。

地质测绘是地质矿产勘查开发的基础性工作,在经济社会快速发展的今天,正面临着众多的挑战和机遇。随着计算机技术、卫星技术、电子技术等的发展,测绘仪器产生了巨大进步,相应的技术手段也有了很大的提高,形成了现代测绘仪器及技术的新的体系。现代测绘科学技术迅猛发展,必然会促进矿山测量的进一步发展。以现代测绘技术、矿业工程技术和相关科学技术为基础的矿山测量,必将会形成集数据采集、处理、管理、传输、分析、表达、应用、输出为一体的智能化、自动化的技术系统,为矿区资源环境信息系统的建立提供基础性的资料,促进矿山可持续发展。

参考文献:

[1]赵宝锋,测量实践教学的改革与实践[J],山测量,2005 .

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关键词:测绘技术;地质测绘;地质工程

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.11.099

0 前言

地质工程是研究人类工程活动与环境之间相互作用的学科,随着我国经济建设的发展,其本身不断完善,已经具有了世界领先水平。地质测绘作为地质工程研究的基础,是不可忽视的一部分。地质测绘的主要方面包括:被测地地质点测量、勘探工程定位测量、露天矿测量、地形图测量、地质剖面测量、贯通测量、勘探网布测、坑探工程测量、地表移动观测和沉降测量这些大的方面。而现代测绘技术就广泛应用在其中。

1 现代测绘技术发展

在计算机的快速发展下,现代测绘技术的方法与手段也在不断发展。现代测绘技术的核心是卫星导航定位技术,遥感技术和地理信息系统技术(简称3S技术)。其中卫星导航定位技术和遥感技术是航天技术,卫星技术,传感器技术,现代通信技术和计算机技术的高新科技集合;而地理信息系统技术是计算机技术,数据库技术,空间分析和模拟技术的高新科技集合。因此,总的来说是空间技术和信息技术等现代高新科技的集合体。全球卫星定位技术(GPS)最初是有美国国防部开发,利用卫星信号,以三角测量原理计算出收讯者在地球上的位置。遥感技术(RS)包括卫星遥感和航空遥感,航空遥感作为地形图测绘的重要手段已经在生产过程中广泛的应用,并且卫星遥感用于大型的地质构造分析也正在研究之中并取得了重大的成果,基于遥感资料建立数字地面模型进而应用于测绘工作已获得了较多军事上和生活上应用。而地理信息系统技术(GIS)是多种技术相结合而形成的,比较年轻,仅有40多年的历史可以追寻。地理信息系统作为对空间地理分布有关的数据进行采集、处理、管理、分析的计算机技术系统,它的发展和应用对测绘科学具有划时代的意义,是现代测绘技术的重大技术基础,为对地球以外的测绘提供了新的思路。

自改革开放几十年以来,我国测绘技术取得了飞速的发展,从传统测绘模式发展到了数字化测绘模式,而自20世纪90年代以来,信息化时代来临,信息化产业作为一个新兴产业在发达国家以致到世界范围内快速发展起来,世界范围内测绘技术已经出现了面向地理信息服务的新变革。我国也在不断的努力建设一个完善、高效、先进的国家公益信息基础网,从而我国测绘及时又了新的变革方向,在信息化时代的背景下信息化测绘事业在数字化测绘的基础上飞速发展,我国开展的“大专项”工程,它的建立是我国测绘从数字化到信息化的一个飞跃。

2 对工程地质的重要性分析

2.1 现代测绘技术有能更好的了解地质结构资料

地质测绘至关重要的一点就是充分的了解一个地区的地形、地貌,通过对地形、地貌的勘察和分析来判断一个地区可能的地质构造,从而对这些地方进行详细的研究,判断其地质活动的情况。而现代测绘技术相对传统测绘而言,可以对地质结构复杂,不稳定的地区进行进行精确的测量,获得更多的地质信息,从而对这些地质灾害频发的地区,进行相关的处理。

2.2 现代测绘技术对地质的分析提供了更有利的基础

现代测绘技术是实时检测,信息化采集数据,通过对数据的处理和分析,得出有用的,可靠的地质资料。现代测绘技术对数据的采集是大数据,如果用传统的方式对对数据进行处理,从而判断其存在的地质工程问题是十分不现实的。特别是对有高精度要求的地质资料,要采集的数据更多。因此现代测绘技术对数据的处理大大简化了这一过程,可以为地质工程勘察及时提供最新资料。

2.3 现代测绘技术加快了工程地质的发展

遥感技术能够实现远程实时进行动态的监测,可对场地的工程地质问题实时检测。RS和GIS集成能够及早或提前预报地质灾害信息,为防灾、抗灾提供准确、及时的信息。在水利工程方面,可以对水库大坝、大型桥梁和河流等进行不间断的、精密的数据采集。现代测绘技术提供了连续、实时的安全运行监控手段。利用全数字摄影测量或数字测图技术建立数字地面模型,可以简单快速地进行公路铁路的选址,沉降计算,水库大坝选址、库容计算、防洪道修建、受益范围等设计工作,为城市的发展和经济建设提供合理的可行的科学依据。目前而言,许多的大中城市都有由数字测图技术或全数字摄影测量技术建立的城市数字地形图,城市的建设、规划和设计都可在数字地形图上进行,大大的提高了其效率,加快了发展。也因此使中国在地质工程建设方面得到快速的发展。

2.4 现代测绘技术使得地质的利用更加的合理化

地质信息是能够被我们日常使用的,一个地区的地质信息就显得十分的重要,而地质测绘获取的地质资料会更加的和我们的生活紧密相联,更加的具有应用价值。例如一个地区重要的建筑设计和大型工程应该满足当地的地质环境和使用要求,从而有更好的使用价值,这也是因地制宜的要求的结果。而通过现代的测绘技术,我们可以更容易的找到合适的场地,模拟其修建后的建筑,找到最佳的场地。一定要让最应该出现的东西出现在最适合它出现的地方

3 结语

在科技的不断发展下,以“3S”一体化或集成为主导的空间信息技术体系已逐渐成为测绘学或地球信息学新的技术体系和工作模式,它的的准确性、先进性、时效性是显而易见的。现代测绘技术对地质工程的影响是不可忽视的,未来测绘技术的发展将为地质工程带来新的变革。

参考文献:

[1]成英燕.全球导航卫星系统原理与应用测绘出版社,2007(09).

[2]叶见曙.现代测绘技术改造[M].北京:人民交通出版社,2010.

篇6

关键词:MAPGIS测绘技术;GPS;RS;GIS;测绘地图

Abstract: at present, mapping technology has become a respect for the important means of spatial data, this paper expounds the current situation of the development of the modern surveying and mapping technology, and introduces in mine surveying, wetland, water conservancy project precision agriculture and four aspects of the application.

Keywords: MAPGIS surveying and mapping technology; GPS; RS; GIS; Map surveying and mapping

中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:

随着现代测绘技术的出现,无论在学科理论,或在技术体系,以及应用范围上都取得了重大的发展,甚至可以说是重大的变革,从而也将彻底地改变传统测绘的生产方式。现代测绘产业以“3S”技术为特征,现代测绘技术已经成为人类研究地球及自然环境,解释某些自然现象,解决人类社会可持续发展等重大问题的重要工具。

1现代测绘技术的发展概况

1.1 GPS的发展

全球定位系统(GPS)是美国从20世纪70年代开始研制,于1994年全面建成的利用导航卫星进行测时和测距,具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。1996年2月,美国总统令宣布GPS为军民两用系统,标准定位服务对民用开放,2000年5月,美国总统令SA关闭,价格不贵的民用GPS接收机能将其水平定位精度从不低于100m提高到15~20m,民用GPS的具备了真正的实用价值。随着全球定位系统的不断改进,硬、软件的不断完善,GPS的应用领域正在不断地开拓,目前,各种类型的GPS接收机体积越来越小,重量越来越轻,便于野外观测。GPS已遍及国民经济各种部门,并开始逐步深入人们的日常生活。GPS和GLONASS兼容的全球导航定位系统接收机已经问世。GPS作为一项引起传统测绘观念重大变革的技术,已经成为大地测量的主要技术手段,也是最具潜力的全能型技术。GPS定位技术与常规地面测量定位相比,除具有对测站选择更灵活、更适应不利条件、全天候连续作业外。还具有比任何地面常规技术供数量更多、精度更高的数据信息。

1.2 遥感技术的发展

遥感包括卫星遥感和航空遥感,航空遥感作为地形图测绘的重要手段已在实践中得到了广泛的应用,卫星遥感用于测图也正在研究之中并取得一些意义重大的成果,基于遥感资料建立数字地面模型进而应用于测绘工作已获得了较多的应用。自20世纪初菜特兄弟发明人类历史上第一架飞机起,航空遥感就开始了它在军事上的应用,从1972年第一颗地球资源卫星发射升空以来,美国、法国、俄罗斯、欧空局、日本、印度、中国等国家都相继发射了众多对地观测卫星。遥感信息获取技术已从可见光发展到红外、微波:从单波段发展到多波段、多角度、多极化;从空间维扩展到时空维;从低分辨率发展到高分辨率甚至超高分辨率。遥感平台有地球同步轨道卫星、太阳同步卫星、太空飞船、航天飞机、探空火箭,并且还有高、中、低空飞机、升空气球和无人飞机等:传感器有框幅式光学相机,缝隙、全景相机、光机扫描仪、光电扫描仪、CCD线阵、面阵扫描仪、微波散射计、雷达测高仪、激光扫描仪和合成孔径雷达等,它们几乎覆盖了可透过大气窗口的所有电磁波段。

1.3 GIS的发展

地理信息系统作为多个学科、多种技术交叉融合的产物,至今只有40多年的历史。地理信息系统起源于20世纪60年代加拿大和美国学者的在土地和交通方面的地理信息研究。1998年1月31日美国前副总统戈尔在加利福尼亚科学中心的一次讲演,在该讲演中戈尔正式提出数字地球的概念。地理信息系统作为对空间地理分布有关的数据进行采集、处理、管理、分析的计算机技术系统,其发展和应用对测绘科学的发展意义重大,是现代测绘技术的重大技术支撑。

2 现代测绘技术的应用

现代测绘技术作为一门新的信息科学在经济和社会可持续发展的诸多领域正发挥着愈来愈大的作用。在这里主要介绍现代测绘技术在矿山测量方面、湿地方面、水利工程方面和精准农业方面的应用情况。

2.1 矿山测量方面

遥感技术在矿山测量中的应用已经历了较长的时间,并积累了丰富的经验。应用遥感资料,可获取矿区实时、动态、综合的信息源,对矿区环境进行监测,为矿区环境保护提供决策支持。遥感资料用于找矿、矿区地质条件研究、煤层顶底板研究等方面都已得到应用,所有这些,都说明遥感技术应用于矿山测量是矿山测量实现其现代任务的重要保证。利用GPS技术进行矿区地表移动监测、水文观测孔高程监测、矿区控制网建立或复测、改造等。其应用于矿山测量工作的地面部分已成为现代矿山测量的一项重要支撑技术。以矿区资源环境信息系统为平台,以各种测量技术为数据获取的途径,可以建立集数据采集、处理、管理、分析、输出于一体的自动化、智能化的技术系统,作为矿山可持续发展的决策支持系统。

2.2 湿地方面

利用遥感技术对湿地生物资源的分布、生长状况及其变化进行估测。利用遥感技术多层次、多时相的动态监测功能获得及时可靠的数据,通过地理信息系统技术进行相关数据的实时更新,并对这些数据进行空间分析,可得到湿地的动态变化情况。应用遥感和地理信息系统技术,获取湿地生态环境质量分析评价所需要的数据,借助GPS技术进行水质采样调查、植被样方调查、土壤采样等常规野外调查。根据湿地信息系统的功能,可将其划分为两大类:查询服务型信息系统和决策支持型地信息系统。

2.3 水利工程方面

遥感技术能够实时地对大江、大河和湖水水位进行监测,可实时监测洪水灾害面积。RS和GIS集成能及早预报洪水淹没范围和干旱灾情范围,为防灾、抗灾提供准确信息。在水利枢纽工程竣工后,需对水库大坝、大型桥梁等进行连续的、精密的监测。现代测绘技术提供了连续、实时的安全运行监控手段。利用全数字摄影测量或数字测图技术建立数字地面模型,应用GIS的分析决策功能,可以方便快速地进行水库大坝选址、库容计算、引水渠修建、受益范围等设计工作,为开发利用水资源提供科学依据。目前,大中城市都有由数字测图技术或全数字摄影测量技术建立的城市数字地形图,给排水管线的规划、设计可在数字地形图上进行。

2.4 精准农业方面

精确农业中,利用GPS技术对采集的农田信息进行空间定位;利用RS技术获取农田小区内作物生长环境、生长状况和空间变异的大量时空变化信息;利用GIS技术建立农田土地管理、自然条件、作物产量的空间分布等的空间数据库;对作物苗情、墒情的发生发展趋势进行分析模拟,为分析农田内自然条件、资源有效利用状况、作物产量的时空差异性和实施调控提供处方信息。GPS、RS、GIS技术及自动化控制技术为支撑的精确农业将促进现代农业的发展。它能够收集土地利用现状、植被分布、农作物的生长情况、农作物的灾情分布、土壤肥力等多种信息,将信息技术与农艺、农机有机地结合起来,最大限度地优化各项农业资源与生产要素的合理分配,获取高产量和最大经济效益,同时又能有效地保护生态环境和农业自然资源,有利于农业的可持续发展。

3 结语

以“3S”一体化或集成为主导的空间信息技术体系已逐渐成为测绘学或地球信息学新的技术体系和工作模式,其先进性、时效性明显。现代测绘技术将朝着高科技、自动化、实时化和数字化方向发展。

参考文献

[1]谯章明.地质图绘制[M].北京:测绘出版社,2003

[2]MAPGIS地理信息系统开发手册[Z]. 武汉:武汉中地信息工程有限公司,2000

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1研究进展和成就

土地信息科学作为一门新兴的信息科学技术,已走过了近40年的发展历程。目前正以每年25%~40%的速度快速增长。毫无疑问,土地信息科学是国土现代化无可替代的重要技术支撑,它的广泛应用,必将给土地资源的研究和发展带来革命性的变革[3]。

1.1土地利用遥感动态监测研究我国土地利用/土地覆被变化遥感动态监测研究始于20世纪70年代。1974年开始引进美国地球资源卫星图像,开展遥感图像处理和解译工作。1978年全国第二次土壤普查,许多地区利用航片借助计算机技术勾绘出了土地利用现状图和土壤图。20世纪80—90年代,微型计算机的出现促进了遥感技术的发展,我国土地信息科学研究进入新的阶段。1980—1983年我国利用陆地卫星图像资料对全国土地进行遥感调查,编制了1∶250000和1∶2000000土地利用现状图。利用航空遥感图像判读编制了1∶10000、1∶25000、1∶50000的土地利用现状图和土地利用类型图。航空遥感与GPS应用到城镇大比例尺(1∶2000~1∶500)地形图测绘工作中,为城市土地规划建设提供了依据。90年代初,在国家土地管理局的组织下,东部采用航空遥感信息完成1∶10000土地利用调查,西部以航空遥感和卫星遥感信息相结合完成1∶50000、1∶100000和1∶200000土地利用调查。近十几年以来,随着卫星遥感分辨率的不断提高,遥感技术在土地利用动态变化监测中发挥越来越重要的作用。在国家科委和国家科学基金委“九五”到2010的重点发展领域和优先资助领域中,将土地利用动态变化遥感监测作为研究重点之一[4]。目前,遥感技术因其能提供动态、丰富和廉价的数据源已成为获取土地利用/土地覆被变化最为行之有效的手段。卫星遥感在全球和区域尺度土地利用/土地覆被变化研究与应用方面均取得了突破性进展[5]。

1.2土地信息系统建设研究1980年中国科学院遥感所成立了第一个地理信息系统研究室,并于1985年组建了“资源与环境信息系统”国家重点实验室。1990年,武汉大学建立“测绘遥感信息工程”国家实验室。在此基础上我国开展了大量的土地信息相关的开发研制工作,如中国测绘局在全国大地测量和数字地面模型建立的基础上,建成1∶1000000国土基础信息系统和全国土地信息系统[2]。国土资源部已将“加强信息系统建设,实现信息服务社会化”列为国土资源部门的五大任务之一,并已成立了以部长为首的部信息化领导小组,组建了部信息中心。在新一轮国土资源大调查中设立了“数字国土工程”专项,我国国土资源信息化工作已全面展开[6]。与此同时,我国一大批土地信息化相关的重点项目已经或者正在开发、实施。例如,黄杏元等根据城市土地定级因素所具有的空间特征和相关性,采用地理信息系统的技术和方法,运用空间数据库存贮、管理和操作各类与城市土地定级估价有关的信息和数据,完成了南通市土地定级信息系统的设计,建立了土地定级估价数据库[7]。武汉大学资源与环境学院开发了农用地分等定级估价信息系统,不但可以减少农用地分等定级估价工作中大量烦琐的计算工作,而且可以大大提高分等的速度和精度。

1.3人才培养和学术交流成果研究近年来,我国研究者出版了一系列有关论述土地信息科学的专著,如由胡月明等编著的《土地信息系统》(华南理工大学出版社2001年出版)、海等编著的《土地管理信息系统》(中国农业大学出版社2000年出版)等。同时,我国学者也发表了大量的土地信息科学相关的学术论文,如彭俊等就“土地信息学”的建设进行了深入的探讨。严泰来等就土地信息学科前沿的若干问题作了深入的剖析。孙静等就土地利用遥感动态监测技术方法作了详细介绍。近年来,许多高校科研院所开设了与土地信息科学有关的专业、课程和培训班,培养出了一大批从事土地信息科学教学、研究和实践的工作人员。

2前沿领域

无论从发展土地信息科学的角度,还是从国家社会经济进步的需求来看,土地信息科学面临着不少困难和新的挑战,同时也迎来发展的有利契机。本文主要从空间信息数据库角度提出一些土地信息学科的前沿问题。

2.1空间数据表达与系统开发标准化土地信息的标准化程度决定了系统的兼容性、可移植性,同时也保证信息的共享和可持续利用[8]。土地信息系统的标准化包含两方面的含义。首先,要服从软件系统工程的标准,服从系统的设计、开发标准和网络协议标准。其次,土地信息系统要遵从土地行业及地理界的标准,服从空间地理信息(点、线、面)的描述、管理和表示的数据标准。目前我国土地信息系统建设缺乏统一的技术标准,系统低水平设计、软件重复开发现象严重。土地信息化基础设施薄弱,基础数据库建库与更新仍是一个瓶颈问题。应确定基础数据生产和利用的法定地位,加快制定有关国家标准,加强数据质量控制,统一土地空间数据模型[9],具体如土地信息系统中名词术语标准、图形与影像数据采集技术规程、数据交换格式标准、数据精度和质量标准、土地数据的分类与代码等[3]。值得一提的是,宋其友等编著的《土地信息学》较为系统地介绍了土地信息的数据模型、数据获取、应用模型等[10]。

2.2空间数据信息挖掘问题当前全国各地国土资源部门构建了多层次、多类型的国土资源数据库。数据库的数据规模、质量与数据的完备性都达到前所未有的高度,这种情形为数据库的信息挖掘提供了良好条件[11]。随着国土信息化进程的深入,不同时间、不同区域、不同方式来源的土地信息数据越来越多,积累了大量的空间数据资料,如何在系统支持下由“死”数据变为“活”数据,挖掘深层次的信息成为当前土地信息科学的热点问题[12]。事实上,不少人对这个问题也做了深入研究。比如,有人利用一个地区各个图斑的周长面积比的平均值来衡量这个地区的土地开发程度,也有人从城市各个商业网点布局来发现一些经济现象[13]。

2.3时空数据结构问题时间、空间、属性是构成GIS的三个基础成分。黄杏元等指出时间是土地信息系统中不可缺少的一维,它不仅仅作为数据的一个组成部分,而且与空间数据相互关联地存在着[14]。然而,目前的土地信息系统软件除三维表面模型外,基本上是二维模型,难以描述土地时空的三维性。若要实现这一目标,二维的土地信息系统模型需要作根本性的改进[15]。

2.4数据压缩和数据更新淘汰问题土地空间数据涉及跨部门、跨行业的多种数据格式和多种数据类型的大量资源、环境和社会经济图形、属性数据。这些空间数据在以几何级数的形式增长,而计算机数据存储空间却是以算术级数在增加,势必有一天存储空间容纳不下巨量的地学信息数据[13]。研究科学的空间数据压缩方法显得十分必要。

2.5遥感影像数据解译精度与可信度问题遥感影像数据解译精度与可信度是贯穿于土地利用动态变化监测过程的核心问题之一,也是困扰遥感技术在土地利用动态监测中应用的重要限制因素。多数据源的数据融合问题、确定信息与不确定信息问题、人—机交互界面设计等是今后土地信息科学发展所面临的主要问题。

3发展趋势

3.1多学科的集成性研究张荣群[16]指出土地信息科学涉及遥感与测绘技术、计算机信息技术、数学和统计学、地图学,以及与土地相关的地理学、环境生态学、土壤学、气象学、城市科学和管理学等学科。遥感测绘技术以及全球定位技术为土地信息系统提供丰富的数据来源;计算机科学为土地信息系统的发展提供强大的软、硬件环境;环境资源(土地资源相关)科学则是土地信息系统工作的对象。

3.2土地信息的网络化研究土地管理业务具有业务种类多样性、数据量大、手续繁杂等特点,要求各个部门共享信息,协同处理。Internet具有不受时空限制能快速、直观地土地信息,对于合理保护、利用和开发土地资源,整合资源优势,最大限度地挖掘土地生产力,保证土地资源的可持续利用等方面具有积极作用[17]。正如朱明仓[18]指出的在网络信息技术的强大推动下,具有时间特性的土地信息数据也必将通过先进的网络技术实现各种土地信息用户的互连和信息资源共享,不仅实现增强协同处理业务能力,进行业务监督,更能把土地信息传给千家万户,真正使普通老百姓加入到土地管理中来,最终实现土地信息的开放性和实用性[3]。目前土地网络化研究前沿是通过WebGIS实现的。利用web技术可以实现基于地图的浏览、查询、分析应用等功能,从而能够构建智能化、个性化、交互式的土地信息管理和服务平台,实现开放的、互操作的数据共享LIS系统。当前用于WebGIS的浏览器的中间键有多种,对客户端,主要有Ac-tivex,JavaApplet,P1ug-in,Autodesk公司Mapguide等方式;对服务器端,主要有CORBA,CGI和JavaServerlet,武汉大学研制的GeosuIf等方式[17]。

3.3土地信息系统的智能化研究土地信息系统是一个基于土地空间数据的信息系统,它必须具有自动采集和处理空间数据的功能,而且能智能式分析和运用数据,提供科学的决策咨询,以回答用户可能提出的各种复杂问题[3]。在土地信息系统中加入专业领域的知识和有关空间推理知识形成知识库和专家系统(ES)模块,实现对空间土地数据综合分析人脑思维化。我国学者在智能化的土地信息系统开发中也做了大量工作。如,郑顺义等基于对知识工程的土地信息系统的研究,开发了交通建设用地分析系统TransLand,该系统开发了智能决策部分,包括知识库、模型库的管理,以及推理、解释等模块。系统的运行证明,建立基于知识的土地信息系统可以克服传统土地信息系统的一些缺陷和不足,利用其进行土地分析,能够从定量、定性、定位的角度对交通建设用地的有关问题进行全方位的分析和决策[19]。

3.4地面、航空、航天的多层次综合遥感监测近年来,地面、航空、航天的多层次综合遥感在LUCC研究中的应用越来越受到人们的重视。通过地面、航空、航天的多层次综合遥感监测,建立国土资源卫星监测网络,系统地获取土地利用、土地覆被变化不同分辨力的遥感图像数据。

3.5综合“3S“技术应用,发挥整体功能遥感技术作为一种勘查技术手段和一种信息源,其应用是非常有限的,但是,当遥感(RS)与地理信息系统(GIS)和全球卫星定位系统(GPS)集成后,其技术应用的能力和范围将会得到极大的提升和拓展。可见,3S技术(GIS、RS、GPS)充分集成,建立适合LUCC监测领域应用的综合多功能型的遥感信息技术是今后的发展方向。

篇8

智慧城市是城市信息化的高级阶段

总理视察中国测绘创新基地时指出,测绘地理信息是经济社会活动的重要基础,是全面提升信息化水平的重要条件,是加快转变经济发展方式的重要支撑,是战略性新兴产业的重要内容,是维护国家安全利益的重要保障。总理还指出,离开了测绘地理信息,就不可能实现国民经济和社会的信息化。智慧城市是城市信息化的高级阶段,是经济和社会信息化的重要标志和具体成果,离开测绘地理信息就无法建成智慧城市。换而言之,测绘地理信息部门不仅为数字城市向智慧城市发展奠定了工作基础,而且在智慧城市建设中还将发挥着独特的优势和作用。

智慧城市不是空中楼阁,必须建立在海量的、精确的、动态的地理信息数据基础上。我国已经完成了基础地理信息数据的全覆盖,形成了国家、省、市全方位的地理信息数据源,建立了庞大的动态地理信息数据库。目前测绘地理信息部门正在积极构筑海陆空天地一体化的高精度、实时化地理信息获取能力,使大地测量从静态到动态、从地基到天基、从区域到全球发展,推动航空航天遥感朝“三多”(多传感器、多平台、多角度)和“四高”(高空间分辨率、高光谱分辨率、高时相分辨率、高辐射分辨率)方向发展,通过卫星发射组网进行全天时、全天候观测,使获取的地理信息资源在时空上覆盖面更广、数据量更大、准确度更高、现实性更强。不难预见,全方位、多时空的地理信息将让城市更加“耳聪目明”。

李维森说,为了推动城市智能化时代的到来,早在2006年国家测绘地理信息局就与省级测绘部门和市级人民政府三方共建共享,开展了全国数字城市地理空间基础框架建设,其中包括地理信息数据和公共平台,所建成的空间框架和公共平台是市政府权威的、唯一的、全市域的共享平台。截至目前,全国333个地级行政区中有317个开展了这项工作,170余个已经建成。而在智慧城市建设中,地理空间框架经过扩展、提升将方便地升级为智慧城市的时空信息云平台。

目前,国家测绘地理信息局通过开展时空数据建设、云服务系统开发和典型应用示范等试点工作,探索智慧城市时空信息云平台的建设模式、共享模式和服务模式,凝练工艺流程和标准规范,为全国数字城市地理空间框架升级转型以及后续大规模的智慧城市时空信息云平台建设提供指导,为智慧城市、智慧区域和智慧中国建设奠定了基础。

智慧城市促进城市问题解决

党的十报告明确提出走中国特色新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化道路。但随着城镇化的快速发展,我国城市人口已经达到6.75亿,占到了总人口的51%。预计到2030年,这一数字有望增加到10亿,城市人口的剧增,不可避免地受到土地、空间、能源和清洁水等资源短缺的约束,导致交通拥堵、医疗资源紧张、教育资源不均、环境污染、就业压力、城市安全监管等问题的出现。

“传统的技术手段和管理方法已经难以解决这些问题,以时空信息为基础的智慧城市建设通过使用新一代信息技术和智能化手段,重新审视城市本质、定位发展目标、培育城市功能、调整城市结构,通过智能传感和智能决策调整城市运行方式,优化发展环境,对逐步解决发展中的问题将有重大意义,因此建设智慧城市能够促进城市发展过程中一系列问题的解决。”李维森告诉《经济》记者。

产业是支撑城市发展的基础,失去产业支撑的城市就会陷入“鬼城”的噩梦。当前我国许多城市的发展过分依赖土地财政、资源开发等,缺乏核心技术和品牌能力,随着土地、矿产等资源的消耗枯竭、劳动力成本的不断增加,城市面临着巨大的可持续发展问题,亟待进行结构调整和产业转型升级。

智慧城市建设能否为产业发展注入新鲜血液?李维森指出,智慧城市建设为战略性新兴产业发展提供了广阔的市场空间。因为智慧城市建设,需要构建大量智能化基础设施,需要海量的时空信息数据,需要通过广泛地采用物联网、云计算、人工智能、数据采集处理、数据挖掘服务、知识管理等技术,以提高城市规划、建设、管理、服务的智能化水平,使城市运转更加高效、敏捷、低碳与和谐。

因此,智慧城市建设为促进新一代信息技术产业的成长提供了一个重要的发展契机,将进一步推动智能交通、城市管理、城市安防、医疗信息化、绿色建筑、云计算、物联网等新兴产业的发展。另一方面,时空信息云平台的建设对时空数据的获取、处理和深度挖掘服务提出了更高的要求,将有力地促进航空航天地理信息获取、大数据存储处理、云计算以及新型地理信息服务业的成长,为地理信息产业的发展打开了更广阔的空间。目前,数字城市和智慧城市建设已带动影像获取、应用系统开发等领域的大发展,拉动地理信息产业服务产值高达300多亿元。

城市管理模式的变革

什么是智慧城市?在李维森看来,一个智慧的城市应当包括像人类感官一样的实时信息感知设备,像人类神经系统一样的信息与指令双向传输网络系统,像人类大脑一样的云计算中心,像人类行为器官一样的应对与处置专题系统。智慧城市在时空信息支撑下,依托互联网、云计算等现代信息技术,将人类知识物化到信息化条件下的城市规划、设计、建设、管理、运营和发展等各项活动中,建立起不依赖人或少依赖人的智能化城市管理模式,将给传统的城市管理模式带来一场深刻的变革。

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关键词: 遥感资源整合 城市规划 用地动态监测

[Abstract]: This paper gives a clear presentation of the data resouces relevant to the research of urban planning and design, enumerates some applications of new technologies such as comformity and dynamic inspection on remote resources into urban planning, and discusses an operable way to use new technologies into the study of city problems.

[Key words]: Comformity of Remote Resources Urban Planning

一、引言

城市是个复杂的系统,它既是一个复杂的生态系统,又是一个社会、经济、自然复合的系统,而且决非这几部分简单的叠加,而是科学的复合与综合。有数据显示,截至2002年我国的设市城市为668个,城市化水平为30.9%,预计20年以后全国城市将达到1000至1100座。城市化进程加快,要求我们充分利用数字化信息处理技术和网络通信技术,将城市的各种数字信息及各种信息资源加以整合并充分利用,从而使城市规划具有更高的分析能力和准确性,使我们以科学的管理模式和科技创新行动实现城市持续发展。

遥感、地理信息系统(GIS)技术伴随着计算机技术的飞速发展,在城市规划领域的数据整合、数据应用方面正发挥着越来越大的作用。在这种形势下,我们研究分析了规划设计研究单位在日常工作及应用GIS技术时,所涉及到的各类数据源,重点将现有的遥感数据进行整合,并开展了一系列遥感数据在城市规划中的应用研究工作,为利用新技术与城市规划结合研究城市问题,探讨了一条具有实用性、可操作性的技术途径。

二、遥感数据源整合分析

2.1城市规划设计研究涉及的数据源

地理信息系统作为信息网络中的一员,在我国部分城市的城市规划管理、基础设施建设等方面所取得的相当显著的社会与经济效益,彰显城市地理信息系统已成为现代城市发展中不可或缺的一部分。它不仅用来收集、存储、检索城市发展过程中的过去和现状,更重要的是可以用来辅助城市发展的评估、规划和决策,模拟和预测城市发展的未来。为此,我们的数据梳理、整合工作基本上是围绕建立GIS数据库展开的。根据我们的调查、分析,城市规划设计研究部门对数据的需求有别于规划管理部门,大致可以分为如下几类:

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基础地理数据库

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基础专题数据库

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规划基础数据库

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现状基础数据库

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规划专题数据库

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遥感解译数据库

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社会经济统计数据库

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规划档案数据库

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规划法规、细则库

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辅助规划设计符号、线型库

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多媒体数据库

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上述内容从数据格式上可以分三类,即:矢量数据、文本数据、栅格数据。详见下图

现阶段我们重

2.2遥感数据源整合分析

2.2.1遥感数据的适用范围

根据遥感平台高度的不同,通常将遥感分为卫星遥感和航空遥感,所获取的信息亦分为卫星影像和航空影像。遥感用途的大小不是以分辨率的大小来决定的,而是取决于研究对象,要解决什么问题。对于不同应用的目的,要求概括程度不同,选择的地面分辨率也完全不同。

千米级(1000~5000m)的宏观现象如大陆飘移等,多属全球级巨型环境特征,采用气象卫星便可解决问题。资源调查、环境质量评价、城市用地变化监测等多属国家级、省级的大型环境特征,大致相当于百米级(80~100m)范畴,陆地卫星空间分辨率可以保证。中型环境特征如作物估产、林火、污染监测等,一般在50m以下区域范围内,采用陆地卫星资料加上SPOT卫星图像便可进行工作。小型环境特征如港湾、水库等具体的工程建设、城市发展规划等,一般在5~10m的地区范围内,SPOT卫星图像尚可以做一些工作,但主要靠高空间分辨率卫星图像和航空像片来进行工作。

点开展了遥感数据的整合与应用工作。

2.2.2遥感数据在北京城市规划中的应用回顾

遥感在城市规划中的应用可分为二个层次。

第一层次解决影像数据在规划中的日常应用。如将影像图作为现状调查的基础图件,在城市总体规划、分区规划、控制性详细规划及工程规划中应用,以减少现状调查的盲目性及线划图过时带来的偏差;也可制作大型彩色挂图及专题或局部地区彩色挂图为各级部门的管理、决策、宣传提供直观材料。

第二层次解决规划专题研究与新技术应用的需要。如,利用影像信息源内容丰富,综合性强,结合计算机图像处理技术的新发展,分类提取影像信息,进行专题应用研究, 为城市可持续发展研究、动态监测城市发展变化研究等提供依据,为城市规划信息系统的建立、更新提供基础数据源。

北京市城市规划设计研究院开展遥感应用工作多年,积累了大量的基础资料和研究成果。北京市1983年开展的第一次航空遥感综合调查密切结合城市问题,结合规划需要,为今后广泛应用遥感技术奠定了基础。

1989年进行的第二次航空遥感综合调查又有新的突破。制作的系列正射影像图不仅为规划人员提供了现状信息,而且为1993年北京城市总体规划修订及时提供了各类用地现状数据,为总体规划的顺利编制提供了数据基础保障;利用正射影像图对绿化隔离带的解译、量算,提供了至1989年时隔离带内的绿地、被侵占绿地、粮田等最客观数据,为有效保护绿地与城市生态环境提供了依据;利用房山区土地利用现状解译图及Genemap地理信息系统软件进行的县域规划研究,为今后广泛应用与深入探讨积累了技术方法。

由于受当时技术设备条件和技术手段的局限,未能充分应用遥感、计算机技术生产出满足城市规划和其它工程控制要求的数字式大比例尺影像成果,使遥感成果在建库和应用等方面受到影响。

随着计算机和遥感图像处理等技术在理论上的新突破及在技术的可用性、经济性等方面的极大进展,为遥感进一步深入应用提供了条件。

2.2.3遥感数据整合及数据库建设

对遥感数据的整合工作,我们从两个方面进行:一是对资料本身的整合入库;二是从应用角度出发,对数据进行梳理、整合。

我院积累的大量遥感资料为规划设计、研究提供了不同年代的详尽的基础信息。但由于技术原因,存在着坐标系不统一,难以进行比较分析等问题。

通过我们对历年散在的卫片、航片资料进行几何纠正、坐标转换等数据整合工作,将坐标统一到北京地方坐标系并建立相应的遥感数据库,方便了规划人员的数据使用,发挥了遥感资料现势性、连续性的特点,为规划人员提供了具有可比性的基础信息,有利于分析比较不同时期的城市用地变化情况。同时,数据库的系统性、完整性为长期开展这项工作也奠定了良好的基础。

结合我院规划工作现状,对遥感数据在规划应用层面的整合,主要集中在三个方面:首先为规划设计提供基础底图;其次为规划专题研究提供基础信息;再次为院内局域网快速浏览影像图提供基础保障。

根据上述原则,我们建立了遥感数据库,并利用图像处理软件、GIS软件结合规划需求,进行数据分析、应用。

一、遥感数据应用研究

3.1目的和意义

自改革开放后历经二十多年,城市建设日新月异。北京作为中国的首都,在城市自身建设不断发展的同时也面临众多的城市问题。特别是一九九三年《北京城市总体规划》实施以来,尽管统计数据表明,城市建设用地不断增加,但是地理位置不够明确。城市空间发展态势如何?北京周边地区近十年来用地又是如何发展变化的呢?目前急需将统计数据和地理位置对应起来。

遥感信息真实地记录了当时的城市用地现状。利用历年遥感资料,采用当今最新遥感、地理信息系统技术,一方面可以研究分析北京城市及其周边地区的发展、变化进程,为规划研究提供部分基础资料;另一方面可以为今后动态监测城市发展,及时发现规划执行过程中的问题,为可持续开展这项工作,探讨一条具有实用性、可操作性的技术路线。与此同时,也可以为今后如何向规划人员推广普及应用GIS系统平台查询、统计基础地理信息,叠加、分析城市用地发展趋势,储备技术力量;为日后分区域、分阶段建设各类规划信息数据库及各类子系统积累经验。

3.2遥感应用研究思路

根据遥感影像的适用范围,并结合城市用地区域的不同规划深度,我们将北京的用地规划研究分为三个层次,即旧城(约62平方公里)、规划市区(或扩大到六环路,约2280平方公里)、全市域(约16800平方公里)。旧城用地研究适于采用航空影像或高分辨率的卫星影像,六环路内的用地研究适于采用中或高的分辨率卫星影像,如2.5米分辨率的影像,由于目前控规深度的规划研究范围不断扩大,我们考虑这一区域的遥感资料也采用航空影像或高分辨率的卫星影像,如0.6米快鸟影像。而全市域的用地研究则宜采用10米或15米分辨率的卫星影像进行大区域的宏观研究。北京周边地区俗称大北京地区采用30米影像足以。

遥感应用研究总体框架

依据遥感数据的适用范围及城市规划的不同阶段要求,我们建立了能够保证数据更新的遥感应用研究体系,并进行了以下一系列应用研究工作:

(1)配合战略规划,进行了《京津冀(大北京)地区建设用地遥感动态监测信息系统应用研究》;

(2)配合总体规划,进行了《北京市域建设用地遥感动态监测信息系统应用研究》;

(3)配合控制性详细规划层面的研究,进行了市区范围的用地及经济分析

3.3遥感应用研究范例

3.3.1北京市城市空间战略规划

南到吴桥;西起阳原,东至秦皇岛。总面积约17万平方公里,涵盖北京、天津全部区域,涉及河北省大部分地区,并将山东省的德州地区包含进来。

应用GIS软件可以获得以下几种类型的数据统计、分析图:

1. 大北京区域2002年人口状况分布图

2. 大北京区域平原区、山区分布图

3. 大北京区域2002年现状各类用地分布图

4. 北京、天津辐射范围示意图

5. 大北京区域1991年-2002年城市建设用地增量示意图

6. 北京与周边主要城市间距离示意图

7. 大北京区域2002年现状机场、港口分布图

8. 大北京区域1991年、2002年现状道路分布图

9. 大北京区域1991年-2002年道路增长示意图

10.

北京区域1991年、2002年现状铁路分布图

3.3.2北京市城市总体规划修编

3.3.2.1北京市域建设用地增长趋势分析

在配合北京市总体规划修编的项目中,我们以遥感、GIS为技术支持,以遥感影像解译现状用地图为基础,动态监测了北京市自1986年以来,每五年的用地变更状况,客观反映了城市建设用地膨胀的真实状况。

2001年用地现状图

2001年市域总用地:

16389.13 KM2

2001年市区总用地:

1069.73 KM2

2001年市区建设用地:

660.711 KM2

2001年市区城市建设用地:

640.7 KM2

2001年市区农村建设用地:

21.01 KM2

2001年卫星城城市建设用地:234.323 KM2

2001年乡中心建设用地:

47.01 KM2

2001年建制镇建设用地:

46.13 KM2

中心镇建设用地:

52.295 KM2

3.3.2.2北京市域交通状况分析

1986年道路总长度:

5364.9 KM

1986-1991年增加道路:

1127.2 KM

1991-1996年增加道路:

719.7 KM

1996-2001年增加道路:

451.9 KM

86-91年增长的道路中:

路宽10-30米 503.4 KM

路宽30-45米 402.2 KM

路宽>45米

221.7 KM

91-96年增长的道路中:

路宽10-30米 348.8 KM

路宽30-45米 264.2 KM

路宽>45米

106.7 KM

96-01年增长的道路中:

路宽10-30米

97.4 KM

路宽30-45米 215.8 KM

路宽>45米

138.7 KM

3.3.3市区用地现状、经济指标数据分析

3.3.3.1北京市区

我们将现状用地结合一系列的社会经济数据库(摘自2002年北京市区统计年鉴),进行了一系列的分析:

GDP指标分析

3.3.3.2旧城地区

旧城道路分析

区名

总占地面积

(平方公里)

道路长度

(公里)

道路密度

(公里/公里2)

胡同长度

(公里)

胡同密度

(公里/公里2)

东城区

18.10

197.27

10.90

141.90

7.84

西城区

197.27

147.28

11.24

92.61

7.07

崇文区

10.90

110.25

9.37

75.92

6.45

宣物区

141.90

202.66

11.66

137.46

7.91

分析结论:

l

旧城胡同占道路长度的比例非常大;

l

旧城胡同在东、西城的总长度与道路密度高于崇文区和宣武区。

四、

结束语

遥感、地理信息系统的研究应用在我院已开展了很多年,近年来我们首次系统利用遥感技术、GIS技术搭建辅助城市规划编制、分析、研究及管理的专用技术平台,在利用新技术与城市规划结合研究城市问题领域提出了系统框架与理论方法并使之附注于规划实践,具有的一定开创性。首次进行工程性的遥感信息资源整合,并将大范围的用地信息应用遥感解译,利用通用地理信息系统软件建数据库、进行初步统计、分析,为如何将遥感、地理信息系统应用于规划需求进行了较为成功的技术层面探讨,为如何更紧密结合规划应用发挥更大的效益积攒了经验和教训,为今后持续开展这项工作奠定了基础。

通过我们所做的研究工作,我们深切体会到遥感、地理信息系统等新技术在城市规划应用中的重要价值与巨大潜力。北京作为正向国际化大都市迈进的特大型首都城市,伴随2008年奥运会的胜利申办,必将发生巨大变化,在机遇面前我们更应冷静地思考,如何在城市大发展的同时保证城市机能的有效运转——如何有效控制城市人口膨胀,如何进一步改善首都生态环境,如何更好地延续历史文脉......,这一系列问题需要我们深入研究。在今后的工作中我们会逐步扩展深入到北京规划市区、北京旧城等地区微观研究北京城市发展的内在规律,相信遥感、地理信息系统技术在北京规划建设中必将发挥巨大作用。

五、

参考文献

1.《城市总体规划》

董光器

东南大学出版社

2.《城市规划信息技术开发及应用》 张伟 顾朝林 东南大学出版社

3.《城市化与城市地理信息系统》

篇10

矿产资源作为人类生存的主要物质来源,是国家经济发展的物资基础。如今,社会正处于高速发展的时期,社会生产需要大量的矿产资源以满足各行各业的正常运作。国内的矿产勘查技术和策略在此大环境下得到不断的改进和创新,其中以现代化信息技术、计算机技术和遥控技术为一体的遥感技术,由于其具有信息量比较大,波段较多,定位准确,画面立体感较强等特性,得到了地质找矿人员的青睐,尤其在自然和地理环境较为恶劣,不便于工作人员到现场探测及寻找的高寒区域,该技术具有明显的优越性。

1 遥感岩石矿物识别

任何物体都具有光谱特性,并且在同一光谱区各种物体反映的情况不同,同一物体对不同光谱的反映也有明显差别。遥感技术就是根据这些原理,对物体进行判断。由于岩石类型存在差异,它们反映在图像上的色调、颜色和纹理也存在相应的差异,岩石矿物的信息可以根据其呈现的光谱特征,结合图像增强、变换和分析等方法提取出来。唐兰兰[1]在遥感岩性信息提取的基础和技术研究进展中提出,0.4~2.5 μm和8~14 μm是适合研究岩石、矿物光谱特征的两个最佳的窗口,其中0.4~2.5 μm研究反射光谱特征,8~14 μm发射光谱特征。

2 遥感技术在找矿工作中的具体应用

遥感技术在地质找矿中的应用一般以地质制图为主,并与地质图相套盒,使得遥感影像图与地质图具有相同的地图投影坐标系统,使得工作区遥感概貌与地质图相互对应,对当地的地质情况进行详细再现。遥感找矿大致按照以下几方面进行。第一,以波谱图形式的方式将矿产资源构成的土层、地质等特征体现出来,以此确定具体的找矿方向。第二,结合遥感解译地质勘测信息资料,利用矿区波谱测试的结果从而预测矿区资源的形成条件。第三,利用遥感技术对具体地质条件进行检测,结合遥感检测技术形成的具体图像、资料,利用物质探测仪对化学探测地质信息进行全面统计分析预测,以实现远距离矿产资源的确认和圈定。

2.1 地质构造信息的提取

地质构造运动的差异会形成不同类型的矿产资源,两者紧密相关,所以不同规模的地质构造运动会导致矿床分布不同[2],矿产的构造信息可根据不同的构造环境和条件进行分析推断并提取,地质构造信息的提取主要是线性影像和环形影像的解译[3]。

在具体的遥感找矿工作中,遥感成像过程往往会产生“模糊作用”,即用户较为感兴趣的纹理、线性、环形等重要信息在遥感影像中显示不清楚,模糊不清的信息给用户造成读取的困扰。但通过边缘增强、灰度拉伸、方向滤波、比值分析、卷积运算等遥感影像处理方法进行相关处理,可以有用的重要信息,使地质构造信息凸显出来[4]。再对解译的线性和环形影像进行统计分析,结合地质、物探、化探等方面资料。最终确定成矿构造的分布及其特征。

2.2 植被波谱特征的应用

不同种类的植被会形成不同类型的矿产资源,两者紧密相关。植被在生长过程中,需要吸收各种各样的微生物,这些微生物都是由金属元素(即矿产资源)生成的,不同种类的植被对不同金属元素的吸收程度并不相同,而是具有不同的表现,所以,矿产金属元素的构成能够通过地表植被的种类以及生长特征表现出来,利用植被的波谱性质有利于提高找矿的效率,很大程度上帮助地质勘探工作者提供了一个发现矿区构造的好方法。

植被生长环境下的土壤结构类型可以通过分析遥感波谱的特征推断出该区域的哪一种矿产资源较为丰富。莫火华[2]在现代遥感技术地质找矿中的应用研究中指出,正常土壤和含铜土壤的波普反射率存在差异。所以,生物地质特征为矿产资源勘测提供了重要的信息,以此为依据,利用遥感技术对地表结构进行成像分析,结合遥感成像资料分析植被金属物质的含量,大体上判断出区域中不同矿产资源的分布状况。

2.3 矿化蚀变信息提取

围岩蚀变是指围岩结构受到岩浆热液的影响,岩石和热液在相互作用下形成的一种物质。常见的围岩蚀变有硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化、高岭土化、云英岩化、青磐岩化、夕卡岩化和褐铁矿化等[5]。矿区的实际范围要比围岩蚀变的范围小,围岩蚀变可作为有效的找矿标志。

正常的岩石在矿产种类、结构、颜色等方面区别于矿化蚀变岩石,具体差异反映在岩石的反射光谱特征,在某一特定的光谱波段上,某一特定的蚀变岩石的光谱呈现异常,遥感图像上异常信息的识别可圈定矿化蚀变异常区和确定找矿靶区。目前,常用的遥感数据主要是多光谱和高光谱等,其中应用最多的是多光谱ETM+数据源[5]。

3 遥感地质找矿技术的发展趋势及前景

近年来,我国社会经济发展迅速,地质找矿技术的蓬勃发展为各行各业的物质需求提供了保障。未来地质找矿既要依靠传统的找矿技术,更要发现新的遥感地质找矿技术,遥感地质找矿技术具有“窥一斑而知全豹”的特点,节省了人力财力和物力等方面的资源。在未来,遥感地质找矿在意识上从单一追求矿产资源的开采规模到综合考虑生态环境保护,区域上从陆地到海洋,从地球到太空拓展,实现遥感地质找矿技术更加多元化。

在遥感地质找矿新技术的创新和拓展的探索过程中,高光谱遥感技术在地址中得到较多学者的重视和青睐,因为高光谱遥感技术利用成像光谱仪获取许多非常窄的连续的光谱影像数据,能使地质勘探工作者准确找到新的矿产区,有效辨识矿与其他物质的差异性。当代社会3S技术(全球定位系统及(GPS)、遥感(RS)和地理信息系统(GIS)三种技术)集成为地质找矿提供了更加智能方案和便捷途径。GPS技术进行定位,测量矿区的空间位置;GIS技术可集合地理信息,具有储存、处理地理信息数据等多种功能。GIS技术与RS技术结合,为海量遥感影像数据提高存储空间,并进行数据及图像的管理及浏览。