遥感技术在精准农业中的应用范文
时间:2023-12-18 18:00:14
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关键词:遥感技术;农业产业监测;应用研究
随着社会的不断发展与进步,遥感技术已经被应用在诸多行业中,也为行业发展提供全新契机。就农业产业监测工作来说,遥感技术被应用在农业土壤、气象以及多方面内容中,遥感技术的应用范围随着技术的发展不断拓展。近几十年,中国农业发展迅速,农业产业由手工作业逐渐转向机械作业。随着近代的遥感技术出现,将农业产业推向全新高度,农业逐渐迈向高效化、精准化发展方向,这也是未来农业发展的主要趋势。
一、遥感技术概述
所谓的遥感技术,就是指对较远的区域具有感知意识。从事物发展的角度来看,遥感技术的出现,能够进行远处探知,并根据所收集信息,对信息进行分析以及处理。遥感技术能够对不同事物特征加以分析,感知地面事物性质。此外,遥感技术可以根据不同事物或是物体,呈现出不同波普,对地面上的多种事物或是物体加以识别,具有极强地远方感知能力。通俗来讲,就是利用天空中的飞机、卫星等多种飞行物所含有的遥感器,对地面的数据加以收集以及整理,并对不同的数据进行识别、分析以及传送等,这也是遥感技术主要特征。
二、遥感技术的主要特征
(一)信息获取速度快卫星可以根据地球自转周期进行运转,并能在运转工作中,对最新的数据进行获取,并将获得的信息技术更新,也能对原有数据加以更改。同时,快速信息获取速度,能够对新旧动态变化进行及时监测。
(二)信息获取受限少地球的自然生态系统较为复杂,不同区域的地形、地质、地貌存在较大差异。像是沼泽、沙漠等区域,人类不仅难以跨越,更难以对其地面工作进行检测。而利用遥感技术,在信息获取上,所受限制较少。遥感技术不需要技术人员到区域现场进行观测,能够借助远程控制系统,在恶劣的情况下借助遥感技术,获取多种信息数据。
(三)信息获取方法多对目前的遥感技术加以分析,遥感技术可以根据不同的人去需求,选取不同的波段以及遥感一起,对信息进行收集工作。较为常见的有可见光、紫外线、红外线以及微波探测等。这些不同的信息获取方式,由于不同波段,对物体造成的穿透性存在差异,进而对不同地面物体信息加以获取。
三、遥感技术在农业产业监测中的实际应用
(一)分析农业生产所需资源遥感卫星在地表开展扫描监测工作,主要用用多波段传感器,多波段传感器,能够根据布偶听的物体信息,对其数据进行颈环收集。就目前所获图像来看,不同的地表物体,具有不同的纹理、形状以及色调,这些信息之间都存在差异。只有根据不同的识别特征,并对地表的物体特征加以分析与识别。利用遥感技术,对农业产业进行监测的这一过程,也是遥感技术的主要应用原理。
(二)应用遥感技术监测农业产业情况将遥感技术应用在农业产业监测工作中,能够对不同的农业作物加以区分,不同的农业作物,其所呈现的光谱具有较大的差异。根据图像以及不同的波普,能够对农业产业进行实时的监测,并关注农作物的实际生长情况。此外,利用不同阶段的生长信息,还能对农作物产量进行评估。就我国遥感技术应用来说,遥感技术主要应用在小麦以及水稻监测工作中。
(三)监测评估可能出现的农业灾害不同的农作物其所呈现的波谱特征存在差异,就算是一种农作物,也具有不同的内部结构以及外部的特征,其光谱反射率的曲线也是不同的。而遥感技术,正是应用此种方式,对农业产业进行监测工作,并根据不同的波普特征,对农业产业灾害问题加以监测与评估。
(四)监测农业生产环境农业的生产环境关乎农业产量,利用遥感技术,对农业产业生产环境加以监测,像是对大气环境、水环境、自然生态环境的监测工作中。其中,对大气环境的监测,主要是对其空气成分加以监测,并对大气变化进行实时监测。而水环境,则是对水资源的变化情况以及不同水质进行分析。而自然生态环境的监测工作,主要指对农村生态变化、城市开发状况以及森林覆盖等多种情况进行监测。矿区生态破坏以及森林覆盖情况等多方面进行监测。
篇2
当前,企业生产的农机大多数是有人操控的农机,而信息化水平不高,在农机上并没有安装相应的信息化设备(如GPS),操作辅助系统等数字化的系统并没有加装到农机。这就造成现在的农机技术与飞速发展的网络数字化技术严重脱节。公司的农机产品并不能满足当前新市场的要求,使企业的产品受到一定的市场冲击。这对于企业来说既是挑战,也是机遇,所以,抓住当前的机遇,进行农机信息化的相关技术研发,提高农机的信息化水平。当前,国家扶持农机的发展,对农机的技术要求更高,企业以往的农机技术已经不适合当前市场发展的需要,所以,对企业的战略要进行进一步的调整,将工作的中心从农机基础技术的研发,要转移到农机信息化技术上来,加大农机信息化技术研发和生产的投入。南通富来威农业装备有限公司,通过对农机推广和对生产者的专业培训达到了良好的市场效果,但这种推广已经不能满足时代的发展,企业应当发展先进的农机联网技术,为农机提供相应的技术支柱,这样才能增强企业产品的竞争力,真正适应市场的需要,才能达到更好的宣传效果和经济效益。
2科技信息技术在农机技术中的应用
2.1遥感技术的应用
遥感技术有若干的组成部分,从字面意思来说就是遥远的感知技术。首先是感知技术,这之中就包涵GPS技术。GPS技术是一种定位技术,通过卫星对地面上的目标进行定位,这是一种比较成熟的技术,这种技术已经运用到社会的各个方面。在农机上运用GPS技术可以使农机实施对各个农机的位置和作业情况进行跟踪,以便农机可以更好地掌握生产情况,对农业生产进行更加科学合理的部署,使农机作业可以有条不紊的进行,提高农机整体的生产效率。在传统的农业生产中,都是通过人工对农田进行相关的审查,对农田的作物生长状况、农田土壤水分生长环境、病虫害进行评估和处理的。但是这样的方法缺少及时性,而且人为因素对田地调查结果的影响较大。现在的信息技术可以通过高精度的传感器对农田的情况进行实时的检测,这样的监控数据不仅实施性强,对各项数据的检测也较为详细具体,可以检测到人工检测不到的项目,以便对农业生产进行及时的调整。在农机中加入这种技术可以更好的把握农业生产的各个环节,通过传感器可以进行更加精确的播种,灭害和预防,提高生产的效率。地理信息交互技术,这是农场的数据处理中心。其核心技术是将农机的地理信息进行数字化,通过各种传感器对整个数字化系统进行实时的更新,以便管理者更好地对农机的信息进行掌控,对整个农业生产进行及时的科学调整。对于企业来说,要结合当前的市场需要,生产能实际应用在农业生产中的农机,将信息技术融入到农机技术之中。
2.2网络物联技术
网络物联技术包涵各个方面,对农业生产的各个环节都进行了链接,使农机在农业生产情况可以快速的到达管理者手中,以便快速做出处理。通过这样的网络可以对农机的各个地方实现远程的生产操作,大大节省了劳动力。此外,在整个系统中可以建立自己的数据处理系统,降低整个农机对人的依赖,真正达到自动化,提高农业生产的效率。企业可以根据这一点对当前的农机进行网络化的改造,使农机可以更方便的连接网络。也可以研发相应的网络技术对相关的生产单位进行技术支持。
2.3精准化技术
精准化技术是建立在精准传感技术的基础之上的,这其中就包括精准播种技术、精准整地技术等。这些都对现有的农机技术提出了更高的要求,不仅在传感器方面要达到相应的要求,还要在现在的技术上进行改进,提高基础技术的稳定性可靠性和精准性,这样才能真正的达到生产的要求。精准技术是一项技术性极强的技术,要真正实现它,就要整合网络技术遥感技术。通过遥感技术对农田的情况进行把握,通过掌握的情况进行相应的生产安排,通过网络下发到各个生产单位。在农机上可以通过精准的传感器对生产进行更精准的操作,但这种精准的操作也对农机的质量和操作精度提出了更高的要求。所以企业要在这方面对当前的农机技术进行优化和改进。
篇3
【关键词】农业工程;信息关键技术;应用;发展趋势
随着现代化社会的发展,信息技术的发展和应用日渐成熟。信息技术在农业工程中的应用,提高了农业生产效率,为现代农业的发展奠定基础,成为现代农业发展的动力源,同时,信息技术在农业各领域中的应用,也为农业产业结构调整产生较大影响。基于信息技术对农业工程的重要性,本文主要探究信息关键技术在农业工程中的应用。
1农业信息化发展中的关键技术
1.1虚拟仪器技术。虚拟仪器技术在应用时需要同时结合硬件和软件,并且对硬件软件的要求较高,硬件为模块化硬件,同时需要较高性能,使用模块化硬件可以满足全面需求,比如同步和定时应用,软件需要具备灵活高效能的特性,用户可以根据需求创建界面,只有将高性能的硬软件结合使用才能达成相应的应用目的,另外,为了使虚拟仪器技术达到最大化优势,还要使用具有集成作用的软硬件平台,在软硬件以及软硬件平台的共同应用下,才能发挥虚拟仪器技术的高性能、高扩展性、高效率、高出色等优势。虚拟仪器技术结合计算机、仪器仪表以及传感器等技术,可以在硬软件的应用下模拟生产条件,并对生产信息进行跟踪和记录,在农业生产方面,可以提前模拟生产情况,并供专业人员分析和改良,提高农业生产力,实现对农业的智能化管理。1.2专家系统。专家系统通过获取某一领域内专家的知识,并将这些专家知识进行对应编辑,并存放到知识库中备用,以便于解决该领域在发展过程中遇到的问题,知识库是整个专家系统的核心,同时,独立于其他构成部分。专家系统是解决专业问题的主要系统,而知识库就是解决问题的知识源,在遇到问题时,需要调动知识库内对应的知识,从而得到解决。推理机构相当于专家系统的管家,控制专家系统解决问题的整个过程,并了解用户的需求,以及用户为什么要解决这一问题。人机交互界面传输主要信息以及解决问题的过程,方便用户查看和记录。1.33S技术。3S技术指遥感系统(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS),当前,3S技术在农业工程中已经得到广泛应用,下面对这三种技术进行详细介绍。遥感技术(RS),即对大面积空间内的信息进行提取,形成相应的数字图像,根据不同要求或者需求,对数字图像进行加工,成为能够被人们使用的信息。随着技术的不断发展,使用遥感技术获取数字图像的分辨率会越来越高,能够为人们提供更加精确的信息。通过遥感技术获得图像需要进行加工和处理,处理方式主要有数字图像预处理和数字图像分类两种,或者说这两种处理方式也是不同的处理步骤,数字图像预处理是对获取的初始数据图像进行初步处理,通过消除原始数据中的噪音、增加图像视觉效果等,使目标呈现更加清晰,而数字图像分类是在数字图像预处理之后,也就是在获得清晰的目标后,使用科学的方式对目标图像分类,通过分类便于更加准确的获取目标信息。地理信息系统(GIS),即能够存储空间信息和数据,使用图形表达内容,具备空间分析、空间定位和检索技术。全球定位系统(GPS),即可以对地面上任何一个点位进行定位,然后精准测算出该点位的坐标位置,具体精度为厘米数量级,使用全站仪或者激光测距仪就可以精准测量坐标距离。全球定位系统可以直接获取某一点位的信息,结合遥感技术,可以对遥感技术下所获得的定位数据进行校正,使信息更加精准。1.4数据挖掘技术。数据挖掘技术可以存储所获得的数据,并能够对数据进行分类、分析和处理,其中,对数据的分析、挖掘数据背后隐藏的信息以及特征是关键,这样才能实现数据的意义,为人们决策或者分析提供基础。数据挖掘技术对于涉及信息广的领域尤其重要,以农业为例,农业生产多样复杂,通过现代化的手段或者技术获取生产信息之后,要将数据及时入库,在入库的过程中,要做到智能化处理,即对信息或者数据进行分类、归纳、分析、整理以及智能化管理,并确定信息来源,建立对应的信息挖掘途径,这个过程包含数据库、统计学、人工智能等多个领域,最重要的是对数据进行挖掘,了解数据的特征以及涵义,为之后的决策打下基础。1.5数据融合技术。数据处理技术是对信息进行自动化综合处理,以传感器为载体,通过传感器获取外部信息,并对所获数据进行多级别、多层次和多方面处理,挖掘数据或者信息深层的含义,数据融合技术下使用传感器综合处理数据和单一的传感器处理数据不同,前者对数据的处理和分析更加全面、完整,并实现了对传感器的高效率运用。
2各项信息技术在农业工程中的应用
2.1虚拟仪器技术在农业工程中的应用。虚拟仪器技术将虚拟和智能结合,作为一种以计算机为载体的智能资源,在农业工程中得到深入应用,其中最常见的就是精密播种机虚拟仪器检测系统和种子成长虚拟检测系统。精密播种机虚拟仪器检测系统通过自动化检测和管理方式,从常规台架试验的所有项目获得相应数据,并能够展示相应数据,主要包含合格粒距平均值、落种性能以及种子落地速度,通过这些数据,可以了解播种情况,或者对有问题的播种进行及时处理,优化播种工作,在实际操作过程中,使用者可以直观的看到数据信息,并对数据进行记录和分析,将数据和播种标准进行对比,提高播种成功率。种子成长虚拟检测系统是通过智能化的方式,模拟种子成长所需要的环境,一方面,可以减少投入实际投入成本,另一方面,可以提高种子成功率,在模拟状态下优化种子成长环境,然后根据模拟情况指导后续的实际种植。另外,虚拟仪器技术对水果分离和选配做出重要贡献,以苹果分选为例,在分选时使用苹果分选系统,通过计算机展现图像,对图像进行分析,然后根据图像情况确定阀门开关,便于在之后实现智能化、自动化分选。虚拟仪器技术在农业工程中的应用,大大提高了农业生产效率,并提高农业生产质量。2.2专家系统在农业工程中的应用。专家系统应用于农业工程中区别于传统的农业,在传统农业发展中解决问题主要以工作者的经验为主,但是很多农业从业者的学历较低,掌握的专业知识较少,在解决问题时容易受到限制。专家系统是通过建立专家知识库,将农业生产和发展过程中遇到的问题进行转化,明确需要哪些知识解决,并确定常用的专业知识,将知识调入专家知识库中。现代农业中很多从业者基本以高学历为主,专业性强,这一点和专家系统的使用相符合,从业者的知识以及解决问题的方式都可以调入专家知识库中,方便在农业生产过程中使用。专家系统结构中,知识库专门存放农业领域方面的专业知识,当遇到问题需要调动知识库中的专业知识时,只需要工作人员输入关键词或者相关信息就可以,在这个过程中,推理机构控制专家系统工作的整个过程。2.33S在农业工程中的应用。遥感(RS)可以利用电磁波特性对物体以及所处的客观环境进行监测,获取物体的信息,并能够对物体进行精细化管理。在农业工程中,遥感技术主要通过遥感器发射信号,对农作物的耕作情况进行远程管理,比如农作物生长情况、产量、种植密度、种植环境、自然灾害情况,也可以对一定空间区域内进行全天候的实时精确监控,掌握种植区域内自然条件以及土壤的变化情况,获知可能发生的自然灾害,并可以提前做好预防措施,遥感对农作物的远程距离监控也可以做到精确化,通过监控了解农作物种植的详细情况,为了解农作物生长环境打下基础。地理信息系统(GIS)服务于农业的精细化耕作,对农业实行动态化和智能化管理。地理信息系统可以处理空间地域信息,获取信息后能够掌握空间地域内的自然条件、土壤条件以及病虫草害情况等,然后将这些数据信息输入到计算机中,计算机对这些数据进行分析和处理,实现对农业种植的动态化管理,这一应用可以判断所在空间是否适合耕作,并能够为精细化耕作做好准备。另外,地理信息系统也可以进行有效调查农业资源,通过处理空间内信息,获得气候图、实时图像,并进行相关处理,将气候图、实时图像整合为空间数据库,将空间数据库和实际数据结合起来,实现农业资源的自动化管理。同时,也可以对现有的土地资源进行整合和分析,明确土地资源的使用情况,对土地资源重新规划,避免资源浪费,实现资源合理利用和布局,以及实现对土地资源的可持续利用。全球定位系统(GPS)可以精准确定空间内的某一位置,或者对某一物体进行精确定位,主要包含地面控制站、地面监控站、空间导航卫星等组成部分,目前主要使用美国的GPS系统,该系统可以在任何时间、任意气象条件中接收4颗以上卫星的信号,在农业工程中主要使用GPS定位作业者和作业机械的具置。另外,将遥感技术、地理信息系统以及全球定位系统结合应用在农业工程中,可以通过遥感获得农作物的生长数据,使用地理信息系统获取农作物种植地图,然后在农机上安装GPS,就可以指挥农机自动行走,完成耕地、播种、锄草、灌溉等工作。2.4数据挖掘技术在农业工程中的应用。当前,农业现代化的发展使得很多农业数据以及信息变得越来越庞大、复杂,使用传统的人工分析已经不能满足现代化的要求,所以,需要使用现代化技术来储存、分析数据。我国地域辽阔,农业种植面积大,并且不同区域的自然条件不同,在农业种植中面临着很多变动因素,比如自然灾害、土壤条件、病虫草害等,要想科学的应对这些变动因素,就需要找到对应措施,并能够预测事件的发生,做好预防措施。数据挖掘技术通过智能化、自动化、信息化的方式,将获取的信息储存起来,并对信息进行分类和分析,挖掘数据或者信息的延伸含义,以及数据呈现的特征,能够对动态记录和分析,并能够根据变动情况及时更新数据,便于查询和使用。2.5数据融合技术在农业工程中的应用。数据融合技术是对多个传感器进行融合,实现对信息的智能化控制和管理,一般多传感器信息融合技术主要用于精准农业关键技术的研究中,使用多传感器信息融合技术可以实现对数据的智能检测、管理和控制,而精准农业是对信息技术和人工智能技术的综合应用,使用多传感器融合技术可以大大提高精准农业研究的准确性。
3信息技术在农业工程中的发展趋势及对策
随着科学技术的不断发展,现代农业向专业化、集成化、智能化方向发展,因此,现代农业是传统农业的革命,改变了原有的生产和发展方式。我国是一个农业大国,疆域辽阔,农业种植面积大,农业在我国的产业发展中也占有重要位置,推动农业向现代化发展是必然趋势,在这个过程中,也会遇到很多挑战,因此,如何更好的利用信息技术,实现我国现代农业的全球化、智能化、专业化是需要思考的重要问题。我国和发达国家相比,现代化农业发展较为落后,同时,在农业机械化、农业生产规模、农民文化素质方面没有达到理想水平。所以,需要建立具有中国特色的现代化农业体系,进行专业化理论研究,结合农业实际发展情况,推动现代化农业信息技术在农业生产和管理上的应用;大力培养农业专业化人才,提供农业劳动者的素质,使农业从业者具备处理、运用信息的能力;建设现代化农业信息网络,让大众了解农业发展以及相关农产品,为农产品流通打好基础;发挥政府的作用,并结合科研机构以及企业,共同为现代化农业努力,推动农业的现代化发展;提高使用信息技术的能力,信息技术是现代农业的重要组成部分,只有能够综合利用各种信息技术,才能不断提高农业生产效率,推动农业现代化发展。
综上所述,信息技术作为现代农业发展的必要组成部分,改变了农业生产方式,提高农业生产水平,对于我国的现代化农业建设具有重要影响。同时,信息技术为农业发展提供诸多优势条件,为现代农业发展提供更多方向,不仅降低农业从业者的劳动强度,还大大提高生产效率,使农业在我国的产业发展中贡献更多力量。当前,在我国农业工程中已经应用很多信息技术,这些信息技术也为我国农业发展做出突出贡献,但是,我国对信息技术的应用较晚,并且很多信息技术的使用需要投入大量资金、设备等,加之我国地域辽阔,不同地区的农作物种植环境不同,这也加大了信息技术的应用,所以,我国农业对信息技术的使用还不成熟,同时,没有实现信息技术在农业发展中的全面普及。为此,相关工作者、研究者应该进一步研究设备的使用和更新,争取能够让信息技术更快、更好、更全面的融入到现代化农业中,为构建具有中国特色的现代化农业体系做好铺垫。
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篇4
[关键词]现代测绘;遥感技术;GIS;应用
中图分类号:F426.92 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)36-0232-01
一、现代测绘技术概述
当代测绘高科技主要是空间定位技术、航空和卫星遥感技术、地面一体化测量技术和地理信息技术,以及与之相配套的通信技术和系统技术而带来的上述技术的集成。它是以研究地理信息为主要目的,其研究内容主要包括对地理信息的几何物理性质的探讨,研究地理信息的度量方法,研究地理信息如何产生、提取、变换、检测、传递、存贮、识别和处理,以及研究如何表达和应用地理信息等这些均属于当代信息科学的研究内容。
二、现代测绘技术具体分析
1、遥感技术
遥感技术的涵盖范围相对较为宽泛,其主要包括有卫星遥感、低空航拍、航天摄影等多种方式,此外,根据测量波普性质的不同,还可以将遥感技术分为电磁波遥感、声学遥感以及物理场遥感等,而随着科学技术的不断发展,遥感技术的精确性和适应性也有了显著的提高,在工程测绘测量方面,采用遥感技术能够快速有效的得到需要的信息,从而及时的提供工程建设所需的数据,成为其他测绘测量技术的有力补充,其在工程测绘测量工作中发挥着难以替代的重要作用,因为它通过光谱的不同而能反映出地面不同的信息,是标准常规测量只能测出几何要素做无法达到的功能。
2、全球卫星定位技术
全球卫星定位技术,简称GPS,是通过卫星导航定位系统来实现空间精确定位的一种定位及导航技术,由于其功能强大,GPS技术在诸多领域均有着广泛的应用,将GPS技术引入到工程测量行业当中之后,工程测量技术也得到了极大的发展,由此衍生出的实时动态(RTK)技术便是GPS技术与工程测量技术完美结合的典范,所谓的RTK技术,是建立于基站与流动站之间,流动站以基站的坐标为参考依据和改造依据的坐标处理系统,具体来说,RTK技术,就是将一台GPS接收机作为原始的坐标点,安装在坐标已知点位,收集相应的卫星数据,同时,另外一台GPS接收机则作为流动站对需要测量的区域进行观测,并对基站的信号进行同步接收与对比,通过相应的计算软件求出流动站所在的位置,最终得出精度可达厘米级的工程测绘测量数据,RTK测量技术的应用,大大降低了工程测绘测量的工作难度,缩短了工作时间,同时,也有效的提高了测量结果的准确性与可靠性,对工程测绘测量技术的发展起到了十分重要的作用,目前在能用rtk的作业区域基本都已经取代传统的全站仪进行测量作业。
3、GIS地理信息技术
GIS地理信息技术是建立在计算机技术和数据库技术的基础之上,融合了多个领域相关知识的综合性技术,通过使用地理信息技术,工程测量测绘人员就能够将地表的标志物与其地理位置一一对应,并利用电子计算机加以表现,从而达到为工程建设提供依据的目的,而在建立GIS系统时,则需要注意对已有信息进行数字化处理,并修补数据中的漏洞与错误,使数字地图的生成有理可依、有据可查,以保证数据的质量,完善系统的使用功能,将地理信息技术应用在工程测绘测量领域当中,可以大大提高空间地理信息的管理效率,降低数据更新与分析的难度,并可以与其他技术完美的结合,推动着工程测绘测量技术不断向着智能化、自动化与人性化的方向发展。
4、数字化绘图技术
对于当前的工程测绘中的数字化技术而言,其具体又可分为地图数字化技术以及数字化成图手段,下面就对这两种数字化的技术进行分析探讨:
一是地图数字化技术:在工程的测绘中,对原有的地图进行需要的数字化处理时,一般均是建立GIS系统的前提下,进行地图的数字化处理,对这种技术而言:首先,其不仅可以解决相当工作量的建库工作,而且也能够减少工程测绘部门需要投入的人力和财力;其次,地图的数字化技术还能够对于已有的工程测绘的纸制地图,当其现势性以及精度还有测绘要求的比例尺能够满足技术的要求时,可以直接利用数字化仪而将其输入到计算机,再处理之后便能够生成相应的需要的测绘数字地图;最后,在地图数字化技术中能应用手扶跟踪数字化仪器或者是扫描矢量化的仪器,而对大比例尺的测绘地形图进行扫描而做到自动提取地图的多边形信息,而能够高效以及保真的对测绘地图进行需要的数字化处理。
二是数字化成图手段。对于当前我国的工程图的测绘而言,数字化成图技术具有以下优势:能够解决传统测绘中成图方法复杂而且艰苦以及投入大的问题;数字化成图对地图而言,精度高,而对于工作人员来说,劳动强度小,对于管理人员而言,更新方便而且保存管理还有应用及方便;就目前我国的数字化成图技术而言,其一般采用的模式为内外业一体化或者电子平板,而这两种模式均具有精度高以及测绘的内外业分工明确等特点而便于对测绘工作人员的分配,从而显示出较高的成图效果。数字化是测量发展的必然结果,也是测绘为其他行业服务的使命的必然结果。
三、现代测绘技术的应用
现代测绘技术的应用范围是非常广的,它深入到了各个领域中,在这些领域中起到的作用也是越来越大。但是涉及最深的主要有四个方面,分别是矿山测量、湿地、水利工程以及精准农业等方面。
1、 现代测绘技术在矿山测量方面的应用
在矿山测量中遥感技术一直都是处于一个主导的地位,同时涉及到这方面的时间也是比较长的,从而积累了非常丰富的经验。遥感技术的应用,可以对矿区进行实时监测,随时获取矿区中的信息。遥感技术在矿山中主要的作用就是寻找矿源、对矿区的地质和煤层等进行研究。同时,GPS在矿山中也有着十分广泛的应用,例如对矿区地表的移动进行检测、对矿区的控制网进行复测或者是建立以及改造、对水文观测孔高程进行检测等。就目前现代测绘技术在矿区中的应用来说,应该将矿区资源环境信息系统作为平台,使用所有的测量技术来获取数据信息,将收集数据、管理、处理、输出以及分析融合在一起,建立起一个智能化和自动化的技术系统,以此来确保矿区的稳定发展。
2、 现代测绘技术在湿地方面的应用
通过使用遥感技术对湿地中生物的分布状况以及其生长和变化的状况进行实时监测,获取可靠的、相关的数据,根据这些数据对地理信息系统进行及时的更新,同时根据获取到的数据分析出湿地的动态变化情况。此外,还可以利用GPS技术对野外的植被、水样以及土壤等进行常规的调查。以湿地信息的系统功能作为根据可以将其分为两类,分别是决策支持型信息系统和查询服务型信息系统。
3、 现代测绘技术在水利工程方面的应用
对于水利工程来说,遥感系统可以对我国的江、河、湖的水位进行全面的监测,当发生水灾时,可以对受灾的面积进行实时监测。将GIS和RS进行有效的集成,能够对发生旱灾或者是水灾的范围进行预报,为抗灾和防灾的工作提供了保障。
4、 现代测绘技术在精准农业方面的应用
现代测绘技术在农业中的应用也是十分的广泛的,其可以使用GPS技术对农田进行空间的定位;使用PS的技术监测农田作物的生长情况和变化;使用GIS的技术为农田建立一个空间数据库等。现代测绘技术应用在农业中可以对作物的生长情况和环境的变化进行模拟,然后对其进行分析,提供有效的信息和技术,促进现代农业的快速发展。
篇5
美国是世界上农业航空技术最先进,应用最广泛的国家,农用飞机有20多个品种,根据机型划分,可分为固定翼飞机和直升飞机两大类;根据载荷不同,可分为大型和中小型两类,大型旋风式农用飞机载重1.5t,中小型为0.5~1t。农用飞机价格通常在100~140万美元之间。美国现有农业航空公司2000多家,在用农用飞机约4000架,注册农用飞机驾驶员3000多名,年处理耕地面积近3400万hm2,占美国年处理耕地面积的40%。森林植保作业100%采用航空作业方式。美国农业航空服务一个重要的特点就是有强大的农业航空组织体系,包括国家农业航空协会和近40个州级农业航空协会。国家农业航空协会有来自于46个州的1700个会员,会员主要包括企业业主和飞行员。协会一方面为会员提供品牌保护、继续教育、安全计划、农林业与公共服务业方面的联系与信息服务,另一方面还积极开展提高航空应用效率与安全性方面的研究与教育计划。由于共同的利益与目标,美国国家农业航空协会还与政府机构,包括美国联邦航空管理局、美国环境保护署、美国农业部、重要的科研机构如美国农业部南方平原研究中心以及材料与化学工业行业保持紧密联系与合作。另外,协会还通过组织航空年会,为会员在新产品、新技术以及教育方面提供重要的交流机会,特别是新技术趋势会吸引了众多企业与农场主,他们都希望能够在会上寻求到更经济的技术用于农业生产。
农业航空施药技术
农业航空施药作业是农业航空服务最主要的作业项目。在美国,航空施药作业规范齐全,施药部件系列完善,能适合不同作业要求。随着精准农业技术手段如GPS自动导航、施药自动控制系统、各种作业模型的逐步应用,施药作业变得更加精准、高效,对环境的污染也在不断降低。
1GPS导航施药技术
美国的农用飞机都配备精密仪器和设备,如GPS是很普遍的装备,部分农用飞机还配备流程控制、实时气象测试系统和精确喷洒设备。飞机上的GPS系统,由驾驶舱仪表板上的移动地图显示装置、指示灯条以及键盘组成。在施药作业之前,施药规划人员通过手持GPS测量确定施药作业区域的边界点,当这些边界点加载到施药飞机的GPS接收器上,就形成一个施药区域地图。GPS根据区域地图规划出施药作业的航路图,并准确地使飞机沿着规定路线施药,有效避免重喷和漏喷。当药箱中的药液不够时,GPS会记录结束喷药的关闭点,待药液重新加载完成后,飞机会从关闭点开始继续施药。大多数GPS系统在驾驶舱内都有一个显示屏,可以实时显示喷药地块、路线和飞机在已规划航路中的位置,便行员进行监控及修正。GPS获取的作业信息,如飞机飞行轨迹、喷雾系统开与关、飞行速度等,也可以输入到GIS系统中,用来分析施药作业情况。这些信息也被作为一种合法的记录,用于由于施药可能产生的纠纷处理中[1]。
2航空喷嘴
美国航空施药喷嘴根据雾化方式主要分两种:液力雾化喷嘴和旋转离心雾化喷嘴(图1)。航空用液力喷嘴的设计类似于地面施药装备的喷嘴,但是有较大的区别:一是由机飞行的速度比较快,因此航空施药液力喷嘴的流量非常大;二是由于航空喷嘴工作时会遇到高速空气流,因此航空施药液力喷嘴工作时会受到很大的空气剪切力;三是航空喷嘴的安装角度与地面喷嘴不同,高速空气流会直接影响雾滴谱。典型的航空施药液力喷嘴是CP喷嘴系列,多头CP喷嘴可以提供多种孔径,飞行员通过旋转喷嘴座来改变喷量,通过快速调节喷杆实现喷嘴角度向前或向下改变。另外一种航空施药喷嘴是旋转式离心雾化喷嘴(Micron公司制造),驱动方式有电动驱动和风力驱动两种形式。这种喷嘴主要有3个特点:①雾滴可控,可以通过调节旋转速度,有效地控制雾滴直径。②大流道结构不会产生堵塞现象,所以非常适合应用于可溶性粉剂和悬浮剂的喷洒作业。③主要用于低量施药,因此用此类喷嘴进行航空施药,通常只需要6~8个喷嘴。
3航空喷嘴模型
美国农业部航空应用技术研究中心研究出一种航空喷嘴喷洒模型,通过喷嘴的电脑模型,可以清晰了解喷嘴产生的雾滴情况,以便选择并设计合适的作业参数。喷嘴模型可以通过喷嘴型式、喷雾压力、气流速度和喷雾药液来预测将会产生的雾滴谱。目前,航空喷嘴模型不仅给使用者提供作业依据,还作为EPA、州监管部门及相关人员等评估喷雾作业雾滴谱范围是否符合农药使用标签规定的依据。喷嘴空中雾滴谱数据研究,最早从1954年开始,Akesson、Bouse、Hewitt、Picot等开展了在各种条件下、不同喷嘴雾滴谱的相关研究,但是这些研究数据获取方式不统一。直到1990年,应EPA的要求,由38家美国农业化工公司资助的农药飘移研究小组收集、研究了大约2000个产品的相关数据来评估飘移。1999年,美国农业工程师学会,ASAE,2005年更名为技术委员会又通过“合作标准项目”,制订了农用喷雾雾滴谱分类标准。按照标准程序,SDTF获得一系列喷嘴雾化数据,Hermansky、Hewitt分别建立模型来描绘了这些喷嘴[1~2]。建立喷嘴模型,引起了美国国家航空协会的兴趣,它要求建立一些最常用喷嘴模型。随后,NAA和USDA对市场上所使用的喷嘴进行了调查,将固定翼飞机所使用的市场占有率超过5%以及一些具有独特设计或雾化特性的喷嘴列入了名单,这些喷嘴包括现在市场占有率超过60%的CP可调喷嘴、水射流喷嘴(Lund、TVB等)。目前,美国DSDA-ARS的DropKirk模型已成为美国航空施药作业条件选择的重要依据[3]。
4航空飘移预测模型
美国十分重视农药喷洒作业中雾滴飘移引起的环境污染问题,对于航空施药的安全区域,已有明确的法律条文规定。目前,飘移模型已成为决策是否允许航空施药和处理相关纠纷的重要手段。20世纪70年代末到80年代初,美国林业局开始用计算机模型来分析和预测航空施药中雾滴飘移、沉积情况。最早的模型是FSCBG模型,该模型研究天气因素、蒸况和冠层穿透对沉积分布的影响,预测雾滴分布、沉积,用于制定施洒作业方案和对环境的风险评估。在Teske等研究人员努力下,FSCBG模型发展成为著名的AGDISP模型。用户可以输入喷嘴、药液、飞机类型、天气因素等,通过对内部数据库调用,预测可能产生的飘移。该模型将飞机尾流、翼尖涡流、直升机旋翼下旋气流和机身周边空气扰动纳入到对雾滴的影响因素,把航空施药的喷洒雾滴作为离散对象进行分析,以平均直径和体积分数为衡量参数,再将数据经过拉格朗日方程处理,得到雾滴的运动轨迹,以此来预测雾滴的运动和地面沉积模式,可以说该模型的建立为其他模型奠定了基础。在AGDISP模型的基础上,STDF做了一系列田间试验,为建立计算机飘移模型数据库奠定了坚实的基础。STDF与EPA合作,在2002年正式注册了AGDRIFT模型,用于官方监管农业航空喷雾施药相关事宜。近几年,AGDISP模型还不断地被完善。Teske和Thistle等针对AGDISP模型预测范围小的缺陷,对该模型进行了进一步改进,运用静态高斯模型法、高斯云团模型和物理角度分析飞机尾流、大气湍流相互作用、N-S方程求解3种方法,将该模型有效准确预测范围扩至20km;澳大利亚Hewitt等将地理信息系统引入到航空飘移模型中,通过对实时风速的测定来优化喷施策略,以减少在非靶标区域的农药飘移损失[4];新西兰Praat等开展了从喷雾器(机)和作物冠层特性角度出发,进行一系列飘移研究;德国Kaul等也基于一些具体作物进行了相关的沉积、飘移研究,取得了一定的进展[5]。美国Hoffmann、Fritz和Lan通过一系列喷嘴在低速风洞中测得的尺寸和流量建立了WTDISP模型,然后用同样的喷嘴做实际试验,得到了很好的对比结果[6~7]。
5航空静电喷雾技术
静电喷雾技术可以增加雾滴在靶标上的沉积,减少非靶标区的飘移,在温室、果园等地面喷洒作业中已有成功应用。1966年,Carlton等开展航空静电喷雾技术研究[8],1999年Carlton获得航空静电喷雾系统专利[9],此专利被美国SES公司购买并形成商业化产品。与地面静电喷雾系统不同的是,每个航空静电喷嘴为相距30mm相连的2个喷嘴组成(图2)。航空静电喷雾系统的静电发生器,分别产生正或负电压,在实际应用时,安装在飞机的机翼两侧的航空静电喷嘴,分别与静电发生器的正或负压输出端连接,使两机翼负载的正、负电压达到平衡,机身或喷雾支架上总静电场近似于零。静电喷雾系统的雾滴感应充电电压为8~10kV,喷嘴工作压力为0.5MPa,雾滴VMD约为150μm,施药液量为9~18L/hm2。近年来,美国学者对航空静电喷雾系统的作业效果做了一些评估试验,2001年Kirk、Hoffmann、Carlton研究了系统在棉花上的田间应用效果[10],2003年Kirk研究了系统抗飘移性能[11],试验结果表明,航空静电喷雾系统可有效减少施药液量和提高药液沉积量,但是没有提高病虫害防治效果和减少下风处的喷雾飘移。由于美国农药标签规定施药量大于静电施药量,航空静电喷雾系统价格与应用效果等方面的问题,限制了该技术的广泛应用。
6航空变量施药技术
航空变量施药技术,是将不同空间单元的数据与多源数据(土壤性质、病虫草害、气候等)进行叠加分析为依据,根据不同地块的不同要求,有针对性的进行作业。航空遥感与地理信息系统相结合,利用软件转换为处方图,提供给飞机导航系统制造商。变量控制系统下载这种处方图,利用处方图来控制施药量。航空精准施药系统有2个主要部件:GPS系统和变量施药控制系统。HemisphereGPS公司2010年产品AirIntelliStar采用了一种新的技术———Crescent接收器,这种新的接收器的频率为20Hz,使飞行员操作盘接收的信号1s能够更新20次。与普通的5Hz或10Hz相比,20Hz的频率能够提供更精确的信号,因为频率越高,系统就能够更准确、更准时地作出相应的变量控制。还有许多其他的公司提供类似的技术装备,AG-NAV公司有一种型号为AG-NAV2的导航设备,它可以提供给飞行员田地宽度、方向导航以及其他作业信息。Adapco公司生产的WingmanGX具有较大的使用范围,可以提供基本的飞行指导、飞行记录、喷洒流量控制等功能,是一个先进的空中喷洒管理系统,WingmanGX系统能够实时通过气象传感器系统接收和处理气象信息,准确的气象信息分析减少了喷洒过程中农药在非靶标作物上的飘移量,最大程度地优化喷洒质量。由于航空变量喷洒系统的应用时间不长,所以关于农药投放和变量系统反应精确度的信息很少。2005年,Smith和Thomson选择了一个经纬度已知的区域评估了SatlocAirstarM3导航系统的GPS的位置及机械系统反应滞后问题[12]。2009年,Thomson等测试了流量变量控制系统的定位精度,并且通过给出一些变量指令,观察它反应的快速性和准确性,相应地改进了控制系统[13]。
精准农业航空技术的研究现状
精准农业技术是利用各种技术和信息工具来实现农作物生产率的最大化。这种新的技术可以使航空施药更加精确、更有效率。近几年来,包括全球定位系统、地理信息系统、土壤地图、产量监测、养分管理地图、航拍、变量控制器和新类型的喷嘴如宽频调制变量喷嘴等精准农业技术,进一步促进了航空应用技术的发展。机载遥感系统可以产生精确的空间图像用来分析农田植物的水分、营养状况,病虫害的状况;空间统计学可以更好地分析空间图像,通过图像处理将遥感数据转换成处方图,从而实现航空变量施药作业。因此,遥感、空间统计学、变量施药控制技术对于航空精准变量施药作业系统都是至关重要的[14]。
1遥感技术
近几年,随着一系列探测地球资源卫星的发射,卫星遥感技术已成为用于特定地点监测和管理作物生长状况的重要和有效的工具。一些商业卫星公司通过遥感技术提供不同的空间、光谱特性和分辨率的卫星影像,再利用这些动态变化的卫星影像来监测作物长势,并对作物产量进行预测。卫星遥感技术虽然在成像幅度和成像摆角等方面有显著优势,但是也有很多不足,例如确定这些系统的光谱波段、飞行位置以及高度和采集时间是很困难的。随着地理信息系统(GIS)、全球卫星定位系统(GPS)、图像处理技术和数码摄录技术的发展,开发高效的航空遥感系统来克服卫星遥感系统的不足,成为一种新趋势。航空遥感系统的主要特点是机动灵活、作业选择性强、时效性好、准确度高。遥感装置包括:数码相机、CCD(电耦合器件)照相机、摄像机、高光谱照相机、多光谱照相机、热成像照相机。高光谱成像和多光谱成像的区别在于光谱波段的数量。多光谱一般包含几个光谱波段数据,光谱往往并不是连续的。高光谱包含了几十个到数百个波段数据,并且是一套连续的光谱波段。在过去的10年里,航空高光谱遥感技术在农业中的应用一直稳步增长。Goel、Yang、Dobermann等开展了利用高光谱技术进行高粱、棉花的产量评估报告工作[15~21]。Huang、Pinter、Yang等研究表明,与高光谱图像的系统相比,因为降低了数据密度,多光谱系统便宜得多,适合获取作物、土壤、杂草或地面覆盖信息,是服务于农业生产和农药喷洒既经济又实用的技术手段[22~26]。通常,在实际的航空遥感应用中,要基于经济和技术可行性来选择不同类型的光谱成像系统。
2遥感飞机
航空遥感系统的飞机主要以小型农用飞机和无人驾驶直升飞机为主。图3所示为USDA-ARS大面积病虫害管理研究中心航空应用技术团队用于航空遥感系统的飞机。其中图3a为空中拖拉机公司生产的402-B型农用飞机,装载一个整合的气象系统,实时地测量和记录风速、风向、温度、湿度以及压力。图3b为Cessna公司生产的206型农用飞机,主要用于航空遥感系统,机载系统包括:数码相机、多光谱相机、TerraHawk遥感系统(图4)。图3c为Rotomotion公司生产的SR20型和SR200型无人驾驶直升飞机,其中SR20使用电池供电飞行时间约为25min,可以承载2.25kg的载荷;SR200使用汽油燃料提供动力飞行时间可达到1h,可以承载约22.5kg的载荷。两种机型都可以通过软件实时控制飞行路线,或者按照预先设定好的路线飞行。图3d为AgHusky农用飞机,同样是Cessna公司生产的产品,装载了一个GPS导航系统和变量控制系统,主要用于变量航空喷洒技术的研究。
3空间统计学
空间统计学首次提出和形成于20世纪50年代。近些年来,随着地理信息系统GIS技术的发展,空间统计学已经引起越来越多的重视,已被广泛用于空间数据的建模与分析,并且用于自然科学如地球物理学、生物学、流行病学和农业。大量研究成果表明,空间统计学具有在农业管理中应用的优越性和好处。Stein等通过给玉米提供不同剂量的氮肥,然后利用空间统计学建立不同的模型来监测玉米的产量[33]。通过此研究,他们强调了空间分析在降低生产风险、制定可变资源配置上的优越性。Bongiovanni等发现,把空间回归分析应用于产量管理,可以用来调节玉米和大豆氮肥的变量施肥策略[34~35]。Lambert等指出利用空间经济学、空间地质统计学、空间趋势分析氮肥的使用量比普通的最小二乘法、相邻分析法能够提供更精确、更强有力的数据保证[36]。Yao等利用土壤样本数据、航空高光谱成像系统和空间统计学成功地制作了一幅土壤营养图[37]。Misaghi等使用空中图像、土壤参数、作物参数制作了预测草莓产量的模型[38]。Bajwa等建立了不同的空间模型测试各种各样变化的归一化植被指数,数据来源于遥感技术可见光和近红外地区的成像,以应对氮含量和叶柄硝态氮含量的营养预测[39]。Huang等发现遥感图像可以用来预测空间模型和地面的土壤特性和作物冠层覆盖率等[40]。总的来说,遥感图像数据和空间统计方法,可以提供有价值的、完整的信息管理。这些信息可用于制作配方、产量等应用地图,支持变量精准农业技术。
研究趋势
目前,美国等发达国家在农业航空技术方面的研究热点,主要有以下3个方面。
1图像实时处理系统
图像的实时处理可以弥合遥感和航空变量喷洒的差距。数据的采集和处理是精细航空喷洒的重要部分之一,无论是空中图像采集、地面传感器及仪器的监测、人们的观察,或实验室样品的检测,其数据分析必须正确,这样才便于更好地了解因果关系。为了能准确地绘制航空变量喷洒的地图,收集实时的多光谱图像是一个挑战。研究的最终目标是建立一个界面友好的图像处理软件系统,旨在快速分析空中图像的数据,以便于在数据采集后可立即进行变量喷洒。
2多传感器数据融合技术
多传感器数据融合技术可以把不同位置的多光谱数据、多分辨率数据、环境数据、生物数据加以综合,消除传感器间可能存在的冗余和矛盾的数据互补,降低其不确定性,形成对系统的相对完整一致的感知描述,从而提高遥感系统决策、规划、反映的快速性和正确性,降低决策风险。
3变量喷洒系统
目前,现有的商业变量喷洒控制设备成本高并且操作困难,因此在应用方面受到限制。所以需要开发一种经济的、应用软件界面友好的整合系统,可以实时处理空间分布信息并指导在有效面积上的喷洒作业。此外,喷嘴的设计应达到释放最佳雾滴大小的目的,并提供最大的应用效果,尤其是喷嘴的大小应根据适当的压力界限而设计,同时可以调节喷嘴的最佳压力范围。精确的航空喷洒作业系统使得农药的利用更加合理和有效,从而满足农民的要求,达到节能环保的目的。
篇6
[关键词]高分辨率 遥感技术 制图 城市规划 监测
[中图分类号] P237 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-2-251-1
我国正处于城市高速发展时期,逐渐从农业大国走向以城市为主的新历史阶段。而数字城市则是城市发展的主要方向,它推动城市的可持续发展。高分辨率遥感技术在数字城市规划中的应用有助于获取大量基础性数据,绘制相应的地图,辅助城市建设决策。
1 高分辨率遥感技术概述
学界将卫星影像图的空间分辨率在10m内的遥感技术成为高分辨率遥感技术,早期的高分辨率遥感技术被应用到军事领域,到20世纪90年代,高分辨率遥感技术开始进入商业化进程,开始在工程测量、城市规划等方面得到广泛应用,这时的高分辨率遥感技术才开始进入繁荣发展时期。当前,我国在高分辨率遥感技术的应用上,多采用美国发射的IKONOS高分辨率卫星。
高分辨率遥感技术进入到市场经济发展中后,其强大的空间分辨率、丰富的信息量都使得其与传统遥感技术相比有无可比拟的优势,得到大家的认可和关注。在1m分辨率的卫星影像图上,城市的地表资源、环境、经济等内容都可清晰可见,故而高分辨率遥感影像图在数字城市规划中得到大力应用。
与传统遥感技术相比,高分辨率遥感技术的单幅遥感影像图中的数据更多,是中低分辨率遥感影像图数据量的100倍以上;高分辨率遥感卫星影像图的单色波段光谱分辨率大,用户可以准确判断出地物的类别、属性,地物的纹理信息和几何结构信息非常明显,用户可根据实际需求对这些影像图进行相应的图像处理,得出想要的图件。而传统的遥感影像分辨率有限,很难看到一些较小地物的纹理、结构等细节信息。
2高分辨率遥感技术在数字城市空间布局规划中的应用
2.1运用遥感资料制图
运用遥感技术制图前获取遥感资料的常见作业方法有三种:航空摄影测量:包括像片控制点测量和像片调绘等外业工作内容和影像扫描、数字空三加密、定向建模和数据采集等内业内容,所需数据源包括航摄资料、大地测量资料、地形图资料、专题资料等。航天遥感测量:包括正射纠正、数据采集、核查补调等作业流程,所需数据源包括卫星遥感影像或其正射影像数据、比例尺成图比例尺相同的地形图或DRG数据等。地形图扫描矢量化:包括扫描定向纠正、数据采集与更新、数据编辑以及图幅接边等作业流程,所需数据源包括出版年代最新的、比例尺与成图比例尺相同或更大的地形图、最新的DOM数据、专题资料等。
高分辨率遥感技术获取的影像图与一般的影像图不同,其数据处理和信息提取方法也有所不同。一般来说,其包括图像的预处理和信息提取两大部分,流程如图1所示。首先将图像数据读入进行预处理,包括几何校正、去噪、增强效果等,当影像图有三维立体图像时,可提取数字高程模型,纸质正射影像DOM。其次进行景观地物的边缘检测和分割;再次,利用专家知识系统和先验模型确定各个类型特征的描述参数,提取出需要的信息,并进行分类;最后输出结果。
第一,地形图绘制。地形图是数字城市规划和建设中需要的最基本的地图,按照往年的经验,地形图的更新周期为1-3年。在数字城市规划中,应用高分辨率遥感技术可大大缩短地形图更新周期,绘制大比例尺地形图。利用遥感技术获取精确的影像图,然后借助相关图像处理技术进行影像图的处理,绘制出不同类型的地形图。
第二,正射影像图绘制。正射影像图是一种具有地物标记、图画可量测性、丰富直观影像信息的地图。通过遥感技术获取合适覆盖范围内的最新图像信息,然后利用专业图像处理软件对其进行校正、增强、镶嵌等处理,借助大比例尺地形图,对影像图进行变换和几何纠正,确保图像信息的精准度,将地形图中的城市、居民点、山脉、河流、公路等典型地物信息和名称标注出来,进行相应的装饰,制作出数字正射影像图。正射影像图在数字城市规划中应用的最大优点就是周期短、成本低。
2.2 建设城市规划数据库
数字城市规划需要多种技术的支持,高分辨率遥感技术可获得高质量的卫星影像图,丰富数字城市规划的信息系统,帮助用户了解城市建设的相关情况,帮助其作出科学的决策。数字城市的规划以城市建设现状为入手点,这其中就涉及到大量基础地形数据、规划控制数据、现状数据、属性数据等资料。现状数据主要包括拨地数据、用地现状数据等。利用高分辨率遥感技术可获取丰富的地形数据资料,且数据的更新也非常简单。
2.3 城市内部用地结构分析
在数字城市规划中,城市各功能单元及其结构的合理性直接关系到城市的可持续发展。例如:城市用地变化与建设格局分析。城市人口的增加使得房地产业迅速发展起来,土地开发问题越来越多,这不利于数字城市规划与建设的顺利进行。合理利用每一寸土地,提高土地利用率,推动城市可持续发展是数字城市规划中用地规划的关键。将不同时期的城市用地遥感影像图综合起来分析,了解城市用地变化情况,并用统计方法进行城市中心移动、离散度、紧凑度等的分析评价,预测城市时空变化,发现城市规划中存在的问题,并及时纠正,促进城市可持续发展。又如:绿地景观是城市的重要生态系统,可利用高分辨率遥感技术进行城市绿地景观基本布局、占地面积、所处位置、苗木种植情况等数据资料的获取,然后根据基础地理信息数据库中的管理系统进行数据处理,得出最为直观的影像图,进而进行合理的城市绿地景观设计。
利用高分辨率技术以及高光谱遥感数据,实现地物的精确分类和识别,从定性化的高光谱遥感数据走向定量计算,更好发挥遥感数据的优势。在数字城市建设中,根据实际需求利用高分辨率技术和高光谱遥感数据进行城市定量遥感的分析。总的来说,高空间分辨率技术在数字城市中的利用主要有以下几个途径,如图2所示。
3 城市发展动态监测
动态监测是数字城市规划的重点之一,为数字城市规划奠定基础,帮助用户了解城市发展动态。一般来说,城市发展动态监测包括城镇扩张现象、市容管理、城市绿化、地震灾害、环境保护、城市交通规划、数字交通建设等方面的监测和评价。下面就简单介绍其中的城市绿化、地震灾害两个方面的监测和评价。
第一,城市绿化的动态监测。应用多时相遥感数据,对比分析测区不同时期的绿化状态,了解其绿化变化和空间分布情况,实现对城市绿化的动态监测。通过高分辨率遥感技术获取一系列专题性的城市绿化分类图、树种分布图、草地分布图等,进行城市绿化的动态监测。如:2003年北京重点实验室的“基于IKONOS遥感影像的北京城市公园湿地资源调查”项目将1m空间分辨率的全色影像几何形状数据与4m彩色影像数据融合,解析水系植被等的遥感影像特征信息,了解近年来的公园水面面积、植被面积、水系植物类型等变化数据。
第二,地震灾害监测。地震预防是各个国家和城市都非常重视的问题,地震灾害的监测有助于减轻地震危害。利用遥感技术进行地震灾害的监测,扩展人们获取地球信息的能力,减轻地震灾害对城市建设带来的危害。如:2004年中国地震局地质研究所开展的“IKONOS卫星影像在城市防震减灾及震害评价中的应用研究”项目中,在IKONOS卫星影像图中可清楚分辨出防震减灾工作中需要的基本要素,利用图像处理技术对影响资料进行信息的提取,提取地物形状、方位、属性等信息,大大节约时间和人力。且IKONOS卫星影像的更新速度快,能满足城市地震灾害评价对影像图的需求。
4结束语
高分辨率遥感技术以及影像图的处理和信息提取技术越来越成熟,是数字城市规划的关键技术之一,有助于实现资源的合理调配,保护生态资源,合理规划城市交通、教育、绿化、市政管理等,促进城市可持续发展。
参考文献
[1]蔡宏,李俊,刘敬.高分辨率遥感在城市发展动态监测中的应用[J].云南地理环境研究,2006,18(1):105-109.
[2]肖洲,张海涛,虞欣.遥感技术在城市规划中的应用与展望[A].中国城市规划信息化年会论文集[C].2009年:271-273.
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【关键词】精准农业;技术体系;发展现状
1 精准农业产生的原因
精确农业(precision agriculture)是由美国农业工作者在20世纪九十年代初倡导并实施的。精准农业的兴起主要有两个原因:一是可持续农业为世人所接受。传统农业的发展在很大程度上依赖于化肥、农药的大量投入的增加而实现。但是由于化学物质的过量投入造成生态环境污染和农产品质量下降,高能耗的生产方式导致农业生产效益低下。在当今农产品市场竞争日趋激烈的时代,急需精准农业这种新的生产模式来适应农业持续发展的需要。二是全球定位系统、地理信息系统、遥感、人工智能等高新技术的产生以及民用化。前者给精准农业的产生提供了思想准备,后者给精准农业的实现提供了技术准备。
2 精准农业内涵及其关键技术
精准农业指的是利用全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、遥感(RS)、连续数据采集技术、决策支持系统(DSS)、变量控制技术等现代高新技术获取农田小区作物产量和影响作物生产的环境因素(如土壤结构、地形、植物营养、含水量、病虫草害等)实际存在的空间及时间差异性信息,分析影响小区产量差异的原因,并采取技术上可行、经济上有效的调控措施,区域对待,按需实施定位调控的“处方农业”。其技术体系由信息数据采集、信息数据处理和决策生成、决策实施等3个环节组成的[1]。如图1所示:
图1 精准农业技术体框架
2.1 地理信息系统(GIS)
地理信息系统是用于输入、存储、查询、分析、和显示地理数据的计算机系统[2]。地理信息系统开始应用于农业领域是在20世纪70年代,最先应用在耕地调查、土地资源评价、农业资源信息管理等方面。到20世纪90年代以后,地理信息系统开始广泛的应用于农业领域,和全球定位系统、遥感、计算机网络技术、自动控制等技术紧密地结合起来,主要用于采集、建立影响农田小区作物生产的地理环境数据、土壤数据、作物苗情数据、病虫害数据、作物产量等空间数据库。并且进行空间信息的地理统计处理、图形处理和表达等,为分析空间和时间差异性和实施调控提供决策方案。
2.2 全球定位系统(GPS)
全球定位系统是指利用定位卫星在全球范围进行定位、导航的系统。利用全球定位系统快速准确的定位系统可以实时的用于农田面积精准测量、农药化肥的精准喷洒,在作物收获时不仅可以精准收获还可以不断地记录下几乎每平方米的产量和其他信息。不仅有助于提高作物的产量还可以降低因化肥农药的过量使用而造成的环境污染。
2.3 遥感(RS)
遥感是指在一定的距离之外,不与目标物体直接接触,通过传感器收集被测目标所发射出来的电磁波能量而加以记录并形成影响,以供有关专业进行信息识别、分类、和分析的一门技术学科[3]。因此遥感技术是未来精准农业主要采用的信息获取手段,是支持大面积快速获得田间数据的重要工具。主要用于土壤数据采集、农业资源监测、作物产量预测、农情预报等方面。
2.4 专家系统(ES)
专家系统是一个能够利用某个领域人类专家水平的知识和经验来解决领域问题的智能计算机程序系统。一般是由知识获取、知识库、推理机和人机界面等几个部分组成的。20世纪70年代专家系统在农业领域初次应用,随着农业专家系统的不断发展,专家系统在农业领域中的应用越来越广泛,已经由单一的施肥、灌溉、病虫害等服务扩展到播前、播种、施肥、灌溉、病虫害、田间管理等全过程。
2.5 决策支持系统(DSS)
决策支持系统是一种以计算机为辅助工具,应用决策科学以及有关科学的理论与方法,以人机交互方式辅助决策者解决半结构或非结构化的决策问题的信息系统。在精准农业技术体系中,决策支持系统可以根据农作物的生长情况、环境因素、结合经济分析以及作物生长相关的数据进行决策,并且根据专家知识,对不同的决策给出最优方案,从而指导田间操作。
2.6 作物模拟模型(CGSM)
作物模拟模型,是指能够定量和动态地描述作物的生长、发育和产量形成过程及其对环境反应的计算机模拟程序[4]。作物模拟技术是60年代初在欧洲及美国出现的[5],主要通过作物模拟模型研究不同播种时期、不同作物密度以及灌溉时间、灌溉次数、肥料使用量在不同的环境状况下对作物布局和产量的影响。现在将作物生长模拟模型与专家系统、多媒体技术、网络技术、3S技术等技术相结合使得作物模拟模型在生产力预测预警、品种设计与评价、时空尺度分析、环境效应评估等方面发挥更大的作用。
3 我国精准农业的发展现状
我国在1994年就提出在我国进行精准农业研究应用的建议,但是由于当时条件的限制,并没有引起有关部门的重视。近几年随着信息技术的快速发展,信息技术在农业上的应用也得到了重视。国家计委刘江副主任访美后,认为我们应该跟踪国际农业生产技术的前沿领域,开展“精准农业”的研究应用。科技部徐冠华副部长在谈发展“数字地球”时认为,“精准农业”是中国“数字地球”发展战略的切入点之一。国家在863计划中已列入了精准农业的内容,国家计委和北京市政府共同出资在北京搞精准农业示范区。中科院也把精准农业列入知识创新工程计划,我国精准农业的思想已经为科技界和社会广为接受,并在实践上有一些应用。但是“精准农业”在理论上目前还是一些概念性的东西,没有建立先进的体系,不足以对指导精准农业进行深入研究和实践运作。且我国发展精准农业存在诸多限制因素:1)农田类型多种多样、分布零星、人均耕地面积较少不利于联合作业机械的实施。2)农业机械化水平较低且农业科技投入不足精准农业技术一时很难推广。3)农民的信息意识不强、科研成果实用性不足高投入的精准农业在我国的多大部分很难付诸实施。所以我国精准农业的发展还处在起步阶段。
【参考文献】
[1]徐国强,高献坤,田辉,侯瑞娟,余泳昌.精细农业研究[J].农机化研究,2001,01.
[2]Kang-tsung Chang.地理信息系统导论[M].陈建飞,等,译.北京:科学出版社.
[3]张学检,李晓瑞.精准农业及其支撑技术[J].甘肃农业科技,2006.
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[关键词]信息技术;农机技术推广;应用
在我国,农村经济发展和农业有较大的关系,农业一直在我国占有非常重要的经济地位。随着现代化农业技术的发展,将农业科技直接转化为农业效益是促进现代化农业发展的重要途径。而如何将这些现代化信息技术直接运用到农业生产中,一直是农业推广工作的重点。
1农机技术发展现状
农业推广体系的构建是为了开展相应的农业技术推广活动,以便为农村种植和畜牧业提升相应的科技含量,加强农民培训,提高农民素质,调整产业结构等。不可否认的是在我国现代农业中,我国农业技术相对而言较为落后,农业结构有待进一步改善。近年来,我国为了平衡城市和农村之间的经济矛盾,政府开展了公益性为主体的农业技术推广工作,我国的农业经济增长也面临着较大的挑战。其主要表现为,我国基层农业推广的力度较差,基层推广机构的设置较为分散,难以发挥出其中的整体效益;另外,我国农村基层的科技投资制度不够完善,缺乏相关的高素质人才。因此,基层教育和科技推广面临着前所未有的困难。
2信息技术在农机技术推广中的应用
2.1在农机器械中安装全球卫星定位系统
GPS全球定位系统,指的是利用GPS全球定位来实现位置定位。采用GPS定位的目的是向全球提供低成本和高精度的定位服务,从而精确三维定位位置。将全球定位系统放在施肥机或者播种机上,通过GPS能够找到精确的位置,从而掌握好播种和施肥的情况,并且根据农作物的生长情况以及土壤的有机肥料情况,有针对性地进行施肥和播种,使得农业机械和信息化最大程度的相互结合。
2.2信息技术应用于农机物联网技术中遥感技术
在农机中有较为广泛的运用,采用遥感技术指的是通过目标物体的反射光、红外线及电磁波对目标物体进行及时的探测和精准的发掘。农机联网技术是遥感技术和互联网紧密结合的一项技术,在农产品生产区域中安装相应的遥感技术设备,如采集温度、湿度等传感器,并将传感器所记录的信息通过无线的方式传至互联网,工作人员在日常生产中可以了解生产过程中的参数,从而最大程度地减少看护农作物的时间,从而解放劳动力。
2.3加强农民信息化利用率
首先是及时采集农民的需求信息,按照农民的需要及市场需求、产业要求,建立市场和农业机构之间的沟通渠道,从而能够掌握市场动态,这样才能够实施“菜单式”服务。其次是有效拓宽技术服务领域,原有服务领域是重视产前、产中服务向产后服务延伸,从生产到加工等流通环节重视管理;在原有的基础上,由原有的偏重农业产量的推广到重视生态型的生产,从而改善农村的生态状况。最后是丰富服务技术手段。不仅需要做好技术资料的准备工作,定期举办技术培训班,做好相应的田间技术讲解。而且要善于做好创新服务模式,最大程度地推行农投企业的订单服务模式,以农资和经销商为主体的服务模式,进一步规范科技园区为主体的示范推广。
2.4加强渗透农机信息技术相关知识
信息技术如果在农业生产中加以落实,将会使我国农业发生翻天覆地的变化,从而走向一个新的高度。信息化的推广,让农业生产人员能够认识到信息技术的重要性,才能够最终实行推广。而加强农业技术人员的政治理论学习和业务技能培训,是当前工作的重点之一。例如,可以邀请专家进行培训,将年轻优秀的农业技术推广人员派出去交流学习。通过专家的培训和讲座,能够让技术人员开阔视野和更新相应的知识结构,填补相应的技术空白,对于及时了解和掌握农业科技的成果具有非常重要的意义。只有上下一起努力,才能够帮助农机技术朝着信息化方向发展。
2.5加强领导,科学筹划
相对而言,农民的科学文化水平较低,因此在接受新知识和新技术方面能力较弱,导致了目前基层农业推广工作的能力较差,这也是导致我国基层农机推广进程较为缓慢的原因之一。因此,要加强领导,科学规划信息化与农机化之间的融合发展,制定科学合理的领导体系。对发展规划的建设标准的制定要坚持实事求是、因地制宜的原则,拉近农机管理部门同农机用户之间的距离,从而有利于推广农机技术。同时,要合理利用信息技术,及时了解最新的农机科技信息技术和农机科技发展动态,合理配置信息资源,确保信息技术在农机推广中作用的发挥。信息技术的发展有力地促进了我国农业技术的迅速发展与进步,为农业工作的开展创造了诸多便利,同时也减少了农机推广人员的工作量。在农业技术推广应用过程中,提高农机的智能化和自动化,对于满足农户的生产种植需求,确保生产种植高效完成具有重大的现实意义。
2.6提高认识,提高农机信息化推广
加强建设农机信息化,有助于整合和优化农机工作流程,从而有效提高工作效率及质量。广泛推广农机信息化,应该统一认识,全力支持信息化建设,大力推广新的信息技术。基于产业信息化、管理现代化、决策科学化等原则,大力促进农机信息化发展,同时在这一过程中政府应切实履行加强管理、统筹规划、组织协调的职能,想方设法提高农机技术的产业化。在农机信息化应用推广过程中,应善于利用网络、视频、现场讲解和音频等推广方式,定期对相关人员进行系统专业培训,使得他们掌握先进的农机生产理念和农机新技术,从而进一步提高农机推广服务水平。
3结语
随着我国信息技术的快速发展,农业生产已成为了我国未来发展的重点。未来只有实现农业信息化,才能够促进现代化农业的发展;只有重视农机信息化的推广,才能够保证信息化时代的到来,从而走向农业现代化。
参考文献
[1]林建.浅议信息技术在农机技术推广中的运用分析[J].民营科技,2013(3):80.
[2]马金嫦.浅析智能化农业信息技术及示范推广应用模式[J].科学种养,2016(4).
篇9
关键词:3S;地籍测量;遥感技术;管理
引言
3S测绘技术和计算机技术的快速发展,给予建立起全国性的地籍管理信息化系统创造了极大便利。地籍测绘离不开权属临界点和临界地址,对于测量的要求是既要精确又要全面,3S技术的出现将以往国土资源管理中难题如工作量大、图件数据变更困难等给予了很好的解决,并系统地优化了国土资源的管理工作,确保地籍管理的成果能够有效运用,服务社会,在国土资源信息系统的数据管理、更新和运用重发挥着重要的作用。
1 地籍测绘的重要性
地籍测绘为我国社会、经济建设提供了有力的保障,是我国地籍管理工作的重要组成部分,同样是地理信息资源不可或缺的一部分。近年来,随着城市化进程的不断加快,城市地籍信息逐渐成为城市建设重要的基础信息。在进行地籍信息采集工作时,应用最多的技术要属3S技术,通过3S技术的应用可以快速、准确的获取地籍信息,而且可以安全有效地管理地籍数据库。目前,我国相关部门已经充分认识到地籍测绘工作的重要作用,并运用科学发展观理念对地籍测绘工作进行指导。
2 3S技术的具体内容
2.1 地理信息系统(GIS)技术
地理信息系统虽然与一般信息系统一样都可以储存和管理数据,但是地理信息系统可以将用空间的形式将数据展现出来。地理信息系统的功能在于对于数据进行采集、处理和分析等操作,其数据集成能力极强,同时其还具备空间模拟能力,有利于各地域在进行地籍测量和管理时统计和分析资料及数据,并为预测和统计工作创造便利。
2.2 遥感技术(RS)
遥感技术可在远距离探测物体的信息并又可以不接触物体。其工作原理是在高空或外层空间的可供测量的平台上,利用光、红外线、微波等电磁探测器,对地面物体的性状及所处环境,进行摄影、扫描,通过信息感应,进一步对数据进行处理和传送来获得所需的信息。比如,可见光、微波或激光等其测量的依据就是依靠光线对物体的反射,将所需测定物体的环境及性状,经过光线反射的电磁波,经过校正、换算和识别等步骤,进一步得出比较具体的所需遥感图像。遥感技术多用于实时或快速检测目标环境的语义或非语义信息,监测地表环境的变化,及时的更新GIS数据。在进行地籍测绘时,遥感技术一般用于比例范畴中等或比较小的地形图的处理。动态监测作为遥感技术之一,在地籍测绘中已被广泛使用,其监测的目标是土地的利用率及其有关资料,将测得的数字或图形等经过计算机的处理,把测得的数据及信息变得更易被人研究和分析,并设置监测周期,定期对土地的有关数据进行整理和对比,最后获得所需的科学依据。由此可见,遥感技术的优势在于其操作简单,成图速度快,不受地域的空间因素影响,资料和数据具有较高的显势性和可判读性。
2.3 全球定位系统(GPS)技术
GPS即全球定位系统,GPS即全球卫星定位系统,由空间卫星部分、地面监控和用户设备三方面构成。GPS的精准度和灵活性很高,并且其操作简单,可以非常迅速的覆盖全球,以极快的速度进行数据传输,形成三维图像,连续作业等优点。GPS技术的发展和普及速度极快,在现阶段的地籍测绘中已成为其不可或缺的手段,如PTK技术,其通过GPS技术定位每块地域的权属界址点,其精度可达厘米级别,精确性极高。但在利用GPS(PTK)技术进行测绘是要注意:第一,在基准站200米范围内不能有太强的电磁干扰,同时基准站所处的上空位置要空旷且无干扰,以免影响测绘数据的精确性;第二,提前对卫星星历做好预报工作,PTK作业要选择在卫星数目多且PDOP值比较低的时候进行,这样便可以以有效保障数据的客观性;第三,由于GPS的信号接收会因障碍物的阻挡而受到影响,因此要选择地域开阔的地方作为GPS信号的接收点,这样才不会影响测绘工作的顺利进行。
3 3S技术在现代地籍测绘中的应用
目前,随着经济、科技的发展,人们越来越关注土地的地籍信息,3S技术的飞速发展,为地籍测绘工作提供了很大的便利,而且3S技术的应用空间也更加广泛。对于地籍信息数据源来说,3S技术在外业测绘、内业建库等方面起到了很大的作用。3S技术在地籍测绘中发挥着十分重要的作用,其技术也存在一定的弊端。为了提高3S测绘技术的精确度,在具体的测绘施工中可以对三种技术实现集成应用,提高综合分析能力。3S集成技术是利用GPS全球定位系统、地理信息系统技术以及遥感技术三项技术,实时高效地观测土地,集成技术最大的优点便是不需布设地面控制站,或者布设很少的地面控制点,通过航天航空手段实时对各项遥感信息进行观测定位,并及时跟踪测量。
3.1 GPS技术在地籍测绘中的应用
全球定位系统可以对遥远地区进行高精度定位计算,为地籍测量工作提供准确的地理坐标。GPS技术设备高度自动化,且体积小,为测量工作降低了人力和物力成本。其次,GPS测绘技术可以改变测量的进度,传统测量数据往往会受到网的大小因素影响,致使数据的几何形状不能被调整,进而为地基测量工作带来了很多不便。使用GPS技术则可以依据实际情况,对设置点做出长短及距离的调整,进而促使数据的分析可以实现从面到线,从线到点的变化。此外,GPS测绘技术不受天气等因素的影响,可以进行实时测量,同时其数据结果可实现全球共享。
3.2 遥感(RS)技术在地此测量工作中的应用
遥感测绘技术比野外测量技术测量的数据更为准确,同时可以扩大观测的范围,不管是静态还是动态的物体都可以瞬间成像。利用遥感技术不仅可以为地籍数据库提供分辨率极高的影像数据,还可以在偏远地区收集数据,其技术同样不受天气影响。
3.3 GIS在地籍测绘中的应用
在完成上述工作以外,还需要做好外业调查记录的整理工作,即以县区为单位,建立统一化的土地利用数据库,依据相应的技术要求及规范,完善有关的调查记录,将土地的图形数据并结合其表单数据开展属性分析工作,实现数据库中图形、影像及属性等土地数据利用。因此,地理信息系统的应用工作非常重要,其包含了大型的关系型数据库,也是系统后台管理数据的应用体现,将采集到的各类土地数据结果储存,以便于合理的土地划分利用,将有关的影像、属性及空间数据有效的运用起来,将一体化的数据管理贯彻实施,经过网络技术的配合,以集中式和其分布式为原则,有效的进行勘探数据的存储及管理。我国国土资源信息网络的建设是随着网络技术的更新而进步的,不断在完善我国的土地利用信息,促使其可以处于先进性、高速性和大容量化的良好运营状态下,并依据我国有关的结构划分实现分级运营,便于不同互联网之间可以实现其数据的传输、交流和协调。因此,这就需要有一个良好的信息网络环境和服务系统,来保证不同地域间信息交流的顺利进行。
4 结束语
综上所述,3S技术既为现代城镇地籍测绘提供了数据支持,同时也更新了地籍测绘的技术手段。不论是GIS技术、遥感技术,还是GPS全球定位系统,都在现代城镇地籍测绘中发挥着十分重要的作用。而且,随着科学技术的不断发展,3S技术在未来会应用的更加广泛,地籍测绘工作也会更加科学。
参考文献
[1]马瑞衢.地理信息系统在土地资源管理中的应用[J].现代农业科技,2013,23:347-348.
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【关键词】新技术 水文水资源 勘测 应用研究
水文水资源领域的发展于我国整体发展而言具有十分重要的意义,虽然国内外对其的研究已经由来已久,但前期受到科学技术发展缓慢的影响,导致其并未在短时间内获得大的成果,尤其处于我国科学技术落后于其他发达国家的情形下,也导致了我国水文水资源勘测领域的整体发展落后于其他国家。但随着我国科学技术的不断更新和完善,水文水资源勘测方面也在近期得到了更大的突破,虽然其中依然会存在很多问题,但相信在科学技术不断更新和完善下,势必会使水文水资源方面发展得更好。
1 水文水资源发展现状
水文水资源是我国水利科技研究中的重要领域之一,其经过多年的发展如今已经在很多领域中取得了突破性的进展,如水文预报技术、水生态保护技术等方面,但虽然我国一直在进行水文水资源方面的研究,但我国的基本国情也使得此方面的研究遇到了不小的阻碍。我国虽然地大物博但却存在着水资源匮乏的现象,而且我国不似国外的发达国家般大量投入资金和技术支持,也使得我国水文水资源方面的研究受到了一定程度的阻碍,另外,很多相关技术如洪涝的监控系统、设备更新等方面也已经渐渐无法满足当代社会的发展要求,虽然近年来遥感技术、人工神经网络技术等被广泛应用到水文水资源研究领域中,使得其发展速度明显加快,但依然无法真正实现水文信息实时共享[1]。
2 水文水资源勘测中的应用领域
2.1 遥感技术
目前来看遥感技术的主要应用领域在于洪涝灾害中,其可以很好的完成当地旱涝情况的实时监控、评估等工作,也可以对土质进行深入分析,而其中的监测系统也可以对洪涝现象进行提前预警,这对于水文水资源勘测领域来说是非常重要的,并且该技术的广泛应用也使得我国农业生产方面得到了保障。遥感技术除了可以根据土壤表面反馈的信息进行分析外,该技术在灾后重建方面也可以发挥很大的作用,并且与其他重建工作模式相比其有有很大的优势,如通过遥感技术开展重建工作可以使工作变得更有系统性、更加快捷也可以将附件环境变化尽收眼底,从而促进了实时调控工作的开展。
2.2 地理信息系统
我国地大物博地区之间的差异很大,有些地区总是陷于洪水灾害的威胁下,而防洪也就成为了我国亟待解决的问题之一,地理信息系统的出现很好的解决了这一问题,并且该技术经过不断的更新和完善,如今已经可以充分实现远程以及浏览等其他功能。目前地理信息系统的主要应用领域包括城市积水预报、暴雨预警等方面,目前手机中时常会暴雨蓝色预警、大雾黄色预警等信息,这都是在地理信息系统的基础上完成的,有了地理信息系统的广泛应用,可以使人们尽量原理洪灾,这对于保障人们安全出行、生命和财产安全等方面有很大的作用[2]。
2.3 人工神经网络
水文水资源勘测是一项复杂的工作,尤其在进行分类、鉴别等环节中容易出错,而人工神经网络技术可以有效解决这一问题,其与人类的大脑功能类似,因此在处理很多信息时比其他技术更为快捷、精准。目前来看该技术主要在三个方面起到很大的作用,一是识别和分类,二是预测和预报,三是优化计算,在识别和分类功能的使用中,其主要被应用在水质评价方面,其包括3个神经网络即,水质评价标准、评价级别以及水质综合评价模型,并且,由于人工神经网络具有很好的自适应能力,其也可以根据实际情况做出适当调整;而预测和预报方面则改善了传统水文预报中存在的问题,其主要是通过神经元之间的联系来进行工作,其另一特点在于建模较容易;优化计算方面则较为简单,虽然水文水资源勘测领域中存在多种多样的计算方式,但人工神经网络技术类似于人脑的设计使得其比其他计算方式拥有更多优势,如计算速度快、计算容量大等优点。
2.4 其他技术
除了上述几种技术外,我国也有很多相关技术对水文水资源勘测方面能够起到推动作用,如数字信息处理技术、知识挖掘技术等,这些技术均是通过近年来将各种科学技术融合到一处而产生的新型技术,按照理论方面来说,这些技术中所包含的很多功能均能够在水文水资源研究方面发挥出不同的作用,甚至可以弥补当今技术中普遍存在的很多问题。未来科学技术可以发展到什么地步无人知晓,但根据近些年频繁出现的高新技术而言,相信在不久的将来势必会出现功能更全面、更强大的技术,另外目前智能化、微型化以及巨型化都是当代科技发展的重要方向,在此种发展观念下诞生的技术想必更可以在水文水资源领域发挥更大的作用[3]。
3 结语
综上所述,水文水资源的发展现状还算可观,尤其在众多新技术应用研究在水文水资源领域中得到广泛应用后,水文水资源的勘测成果得到了更大程度上的认可,而且科学技术的不断发展也使得相关技术不断完善和更新,其在水文水资源方面所发挥的作用也越来越大,本文中提及的几种技术均是在水文水资源勘测领域中较为重要的技术,其很大程度上推动了水文水资源勘测的整体发展,根据目前的情况来看,相信在不久的将来势必还会有功能更加强大和完善的技术被投入到水文水资源勘测领域。
参考文献:
[1]姜春芳.二维码在水文档案管理中的应用――以江苏省水文水资源勘测局镇江分局水文档案管理为例[J].山西档案,2014,06(05):69-71.
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