遥感技术起源范文

时间:2024-04-23 15:42:45

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遥感技术起源

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关键词:监测;遥感;汽车尾气

中图分类号:X831 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2015)24-0021-01

随着经济的不断发展,机动车已作为一种普通的交通工具深入到我们的生活工作中,一方面为人们的日常出行带来了极大的方便,另一方面其产业的发展更为扩大内需、拉动经济增长作出重大的贡献。然而,机动车尾气中含有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、硫氧化合物、铅化合物等,随着佛山市机动车保有量的快速增长,机动车排气污染已成为大气污染的主要来源之一。它在对城市环境造成严重影响的同时,也造成了大气环境质量的恶化,促使当局必须采取有效的措施来监测和解决汽车尾气的污染问题。因此,汽车尾气遥感监测技术具有较大的应用空间,是汽车尾气控制和监测的新兴手段。

1 汽车尾气遥感监测技术的主要原理

目前,我市对在用机动车的定期排气污染检测主要使用简易工况法(点燃式发动机)和加载减速工况法(压燃式发动机),路检及场检由于受到条件限制则只能使用传统的双怠速法(点燃式将发动机)和自由加速烟度法(压燃式发动机)。前者的检测结果虽然能够较真实地反映机动车行驶中的排气状态,但所需仪器设备及控制系统相对昂贵,且具有不可移动性。后者虽然操作简便、满足移动需求,检测结果的误差值较大。这迫使监测技术需要得到进一步优化――汽车尾气遥感监测。

汽车尾气遥感监测,是一种实验室光谱分析技术,因此又被称为长光程吸收光谱法,它能够对道路上正常行驶的汽车所排放的污染物的浓度进行监控。其主要的工作原理是,通过光源向道路对面的光学反光镜发送紫外光和红外光,光学反光镜会将其反射到检测器中。汽车在道路上行驶时要通过这些光束,由于汽车尾气会吸收光线,从而改变透射光的强度,从而通过对检测器中光强的变化进行监测,对道路行驶的汽车排放的氮氧化物、碳氢化合物和一氧化碳的浓度进行监测。

排气管排出尾气之后,汽车尾气就会向周围的空气中扩散,其浓度也会发生变化。风向风速和气体的扰动都会影响车尾气的浓度。因此,要对排气管中污染物的排放浓度进行测量,很难通过直接测量汽车排放的尾气烟羽的方式。事实上,汽车尾气遥感监测仪主要是对汽车尾气的各相对浓度进行测量,例如NO /CO2、HC /CO2、CO /CO2等。之后再依据一定的公式来进行推导和计算,从而得出尾气中各种气体的绝对浓度。因此如果行驶的车辆处于化学计量空燃比燃烧状态,则能够取得更好的遥测效果。

遥感装置与其他测量汽车排放的仪器不同,它不需要接触被测车辆,因此能够快速的对重污染车辆进行鉴别。不仅如此,汽车尾气遥感监测技术能够监测汽车的加速度和速度,对运行特征进行确定,这样可以有效地避免非正常运行对汽车监测准确性所造成的影响。通过拍摄汽车尾部的图像和车牌,能够在电脑中记录与汽车排放有关的一些数据,例如车辆的型号、制造厂家、车主、生产年份等等,以此为依据来判断该汽车是否存在排放控制问题。同时,汽车尾气排放的遥感监测中运用了可调二极管激光器技术(TDL),从而扩大了特定气体浓度检测的量程范围。

2 汽车尾气遥感监测系统的现场设置和组成情况

汽车尾气遥感监测系统的主要组成部分有监视器、数据处理装置、尾气分析仪、车牌摄像仪、加速度和速度测量装置、检测器、汽车检测光源。

要提高汽车尾气遥感监测的准确率,就必须选择合适的检测地点。在测量的时候,最好使车辆处于正常负载的加速状态,不要在车辆马力过大、减速或者空挡时对其进行测量,必须把握最佳的仪器安置地点和交通状况。当车辆满足在轻微的加速状态下产生较强排放烟羽,保持0~110 km /h之间的平均车速,以及200~3 000辆次/h的车流量时,汽车尾气遥感监测达到最佳效果。

通过详细的现场实验和调查分析来确定合适的监测地点,对监测地点进行确定之后,还要通过实验来调整仪器的具置。为了避免两车排放的烟羽产生重叠,影响检测数据的准确性,两车之间应保持一定的距离,故可以在桥梁引道的入口处、略有上坡的单行车道、高速公路收费站等设置测量点。

3 汽车尾气遥感监测技术的具体应用

3.1 检查净化装置

通过汽车尾气遥感监测技术中的可调二极管激光技术,对机动车环保催化装置产生的特殊气体进行检测,能够检查汽车是否已经安装催化净化装置,以及初步判断其催化净化装置是否有效工作。

3.2 筛选清洁车辆

为了缓解城市大气污染问题,政府一直鼓励高性能车辆的发展,并鼓励人们定期对车辆进行保养和检修。通(下转23页)(上接21页)过汽车尾气遥感检测筛选出清洁车辆,并考虑将其列入免检名单,一方面有利于减少机动车环检机构的工作压力,另一方面也方便群众高效地完成汽车年检业务。

3.3 筛选污染车辆

在明确汽车工况的前提下,汽车尾气遥感监测技术能够对重污染车辆进行筛选,多次遥测不合格的高排放车辆,集中列入黑名单,为对其勒令整改、提前淘汰提供依据,有利于改善城市的空气质量。

3.4 验证减排效果

为了控制我市的大气污染,政府出台了一系列对汽车尾气进行控制的相关政策,例如,分阶段实施限制高污染(高排放)汽车通行、提前淘汰黄标车领取奖励补贴等,可以通过遥感监测技术检测出来的结果,分析汽车尾气排放与空气质量之间的关系,从而达到对减排政策的使用效果进行考核的目的。

3.5 实现客观检测

与传统的汽车尾气检测技术相比,汽车尾气遥感检测技术具有检测速度快、自动化程度高、且无需停车检查等优点, 能准确地监测汽车发动机的运行工况,并如实反映汽车尾气排放的实际情况。通过隐藏监测点,在驾驶员不知情的情况下进行监测,可以避免一些人为因素对检测结果的准确性造成影响。同时,驾驶员与仪器操作员之间没有产生联络,排除检测数据被人为干扰的可能,实现客观检测。因此,汽车尾气遥感监测技术更容易被驾驶员所接受。

4 结 语

尽管当前汽车尾气遥感监测技术还不能完全取代怠速法及工况法,但作为一种新的检测技术,其已经表现出了良好的使用性能,具有广阔的发展前景。值得注意的是,汽车尾气遥感监测技术尚未成熟,在实际使用过程中还存在一些问题,例如对监测环境有着较高的要求、具有较低的检出率、单车重复性较差等,故汽车尾气遥感监测技术仍然存在很大的发展空间,这也需要研究者不断对汽车尾气遥感监测技术进行完善,从而推动汽车尾气遥感监测技术的进一步发展。

参考文献:

[1] 徐晓亮,刘耀龙.遥感技术在煤矿研究中的应用[J].科技创新与生产

力,2012,(11).

[2] 杨柳,林娟,池敏君,等.遥感技术在秦岭生态保护中的应用[J].价

值工程,2012,(29).

[3] 陆彦俊,陈亮,尚慧.遥感技术在惠农采煤沉陷区矿山生态环境监测

篇2

关键词:工程地质调绘;遥感技术;应用

近年来,随着遥感技术的快速发展,在工程地质调绘中的应用也越来越成熟,遥感技术的应用极大改变了工程地质调绘的探测方式,特别是对于一些地形较为复杂的工程地质调绘来说,遥感技术的应用克服了许多探测难题。基于遥感技术的众多优势,遥感技术在工程地质调绘中已经得到了普遍性的应用。

一、遥感技术概述

遥感技术是一种从卫星、飞机、热气球等飞行器上获取电磁辐射信息,依据信息进行地质条件、资源条件、环境等方面判断的技术手段。遥感技术最早起源于上世纪60年代,在一些航空器上架设摄影、摄像设备进行拍摄,这是遥感技术发展初期的雏形。随着遥感技术的发展,在航空器上架设遥感器,通过遥感器探测地面物质的电磁辐射信息来形成一种综合的信息反馈,并且最终成像。利用遥感技术在工程地质调绘中进行探测,能够通过这种遥感成像更加全面的分析地质面貌和信息,而且由于任何物体都具有电磁辐射特征,利用遥感技术进行探测也能获得更佳准确的探测信息[1]。同时,在遥感技术中还通常利用可见光、红外线等进行探测,针对不同的地质条件和探测需要,选择不同的遥感探测技术。

二、遥感系统组成

遥感系统一般由遥感平台、信息传输设备、遥感器、图像处理装置等设备组成,遥感器是遥感系统中的主要组成设备,根据不同的探测需要,可以采取不同的遥感器。遥感器有微波辐射、多光谱扫描仪、雷达、摄影摄像设备等不同的技术类型,成像类型也不尽相同。在遥感器对地面物体进行探测后将信息传输给图像处理设备进行进一步的技术处理,图像处理设备对各种信息进行汇总处理后形成图像反映给判释人员。由此可见,在遥感系统中,遥感器以及遥感平台是关键组成部分,无论是基于何种技术的遥感技术,其核心设备都是遥感器,遥感器的技术水平也直接决定着最终的成像质量以及探测质量。

三、遥感技术在工程地质调绘中的应用优势

1.探测范围大

较传工程地质调绘探测方法来说,遥感技术的首要优势便在于其探测范围大,由于遥感器材是安装在航空器上的,航空飞机通常飞行高度在10km左右,极大扩大了这种地面探测范围,而卫星遥感技术的探测范围就更大[2]。扩大了探测范围就能有效保证探测的全面性,在传统工程地质调绘中,由于技术条件所限,很难全面的进行地质分析,特别是对于地质面貌的全面了解。而利用遥感技术进行工程地质调绘,则能非常全面的形成全面地质面貌分析,同时利用不同的探测技术,详细了解地质构成。因而可以看出,在工程地质调绘中应用遥感技术,有利于掌握地质区域的全局信息,形成全面了解。

2.获取信息多

在遥感技术中,通过不同的技术手段,如摄影摄像、电磁辐射、红外线等形成不同的地质信息,从而能够获取更大的信息量,有助于后续的地质调绘。特别是对于一些肉眼不可见的信息,如红外信息、微波信息、紫外线信息等等,利用一些特殊的遥感设备进行探测能够获得关于地质的各方面信息。这一点是传统工程地质调绘手段中无法实现的,在传统工程地质调绘中,只能通过物探等一些方法分析地质结构组成,而这种方法不但费时费力,也不能形成全面的分析地质结构组成。

3.探测速度快

利用遥感技术,能够快速的完成工程地质调绘工作,在工程地质调绘中,通常一周甚至几天就能够完成基本的探测工作,探测效率较传统工程地质调绘方法来说大大提高。同时,在探测过程中,如果遇到地质条件较为负责的情况,如山川险峻难以实地探测,那么就会大大降低探测速度。而遥感技术的应用就解决了这一问题,遥感技术能够克服这些地质条件,不受地质环境的阻碍影响,这就提高了探测速度。

四、遥感技术在工程地质调绘中的应用策略

1.制定合理的工程地质调绘方案

制定关于遥感探测工程地质调绘方案的主要意义便在于对遥感技术进行更加有效的利用,特别是对于地质条件较为复杂的环境进行探测时,应当针对工程地质调绘需求合理安排相应的遥感技术应用方案,合理运用遥感技术,同时也应当充分利用遥感技术的优势,缩短调绘周期,提高调绘质量[3]。

2.选择适宜的遥感平台

针对不同的工程地质调绘需求,应当选择适宜的遥感平台,也就是对于航空航天器材的选择,如飞机、热气球、卫星等等,不同的遥感平台所产生的探测效果是不同的,这就需要在遥感平台选择中要尽量符合工程地质调绘的具体需求。同时,遥感平台的选择也涉及到工程质地调绘效率和成本问题,在遥感技术应用中,也应当充分考虑这一方面。遥感技术的应用范围很广,就在工程地质调绘中的应用来说,可供选择的遥感平台也有很多,各种遥感平台的优势、劣势也不尽相同。

3.充分利用各种遥感技术手段

在工程地质调绘中,应当尽可能全面的对地质条件进行分析,这就要求充分利用各种遥感技术手段,如可见光成像、电磁辐射成像、红外成像等等,这有利于在工程地质调绘中获取更多的地质信息。在利用遥感技术手段中,也应当针对工程地质调绘的具体要求,如果需要分析地质内部结构组成的,则需要选择多种遥感技术手段,如果仅仅需要了解周围地质面貌,那么利用可见光进行遥感成像就能够满足需求。

结论

遥感技术在工程地质调绘应用中有着诸多优势,如探测范围大、获取信息多、探测速度快等,遥感技术在工程地质调绘中应用的快速发展也正是基于这些优势。针对遥感技术的优势以及技术特点,其在工程地质调绘的应用中应当采取一些适当的策略,制定出完善、科学的工程地质调绘方案,充分利用各种遥感技术手段,选择适宜的遥感平台,以达到更好的应用效果。

参考文献

[1]张晓绥,崔红兵,魏清. 遥感技术在公路工可研阶段工程地质调绘中的应用[J]. 内蒙古公路与运输,2005,02:29-31.

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关键词:地形测量;测绘技术;发展与应用;探讨

一、地形测量和测绘技术的概念阐述

(一)地形测量

地形测量是为城市、矿区以及各种工程提供不同比例尺的地形图,以满足城镇规划、矿山开采设计以及各种经济建设的需要。

(二)地形测绘、测绘技术自动化技术

地形测绘是研究地球局部表面形状和大小,并将其测绘成地形网的理论和技术。通过测定小范围地表高低起伏形态和地物(如建筑物、道路、耕地等)的特征点的平面位置和高程,经相应的数据处理、采用一定的测晕符号,按一定的比例缩绘在图纸上。从而获得与相应地面几何图形相似的地形图,为国家经济建设提供设计与施工的图纸资料。

二、测绘自动化技术

测绘自动化是集数据采集、处理、传输、显示于一体。现代测绘技术自动化技术包括3S(GPS全球定位系统、GIS地理信息系统、RS遥感)技术、数字摄影测量技术(DPS)等,具有自动化程度高、测图精度高、图形属性信息丰富和图形编辑方便等优点,其核心是3S技术及其集成技术。

(一) GPS技术。

GPS(Global Positioning System)即全球定位系统,20世纪70年代由美国开发,利用人造卫星所发射的讯号进行测时测距。GPS采用全球性地心坐标系统,以地球质量中心为坐标原点。具有对海、陆、空进行全方位实时三维导航和定位能力,是一种高精度、全天候、高效率、多功能的测绘工具。

(二) GIS技术

GIS(Geographical in:formation sr=tem GIS)即地理信息系统,兴起于20世纪60年代中期,在计算机软硬件支持下,将空间数据自动输入、存储、检索、运算、显示和综合分析应用。GIS是现代化管理的重要手段,更是遥感图像处理和应用的技术支撑。

GIS中的数据包括:地理背景信息(外业测量数据、摄影测量数据、现有地图和各种遥感图像);资源与环境数据(各种专题图,科研分析成果,各种图形和图表,航天、航空图像的解译成果);社会经济信息(人口普查、国民收入情况、工业分布及土地利用分类图表等)。

(三) RS技术。

RS(Remote Sensing)即遥感技术,起源于20世纪60年代,不直接接触被研究的目标,感测目标的特征信息(一般是电磁波的反射、辐射和发射辐射),经过传输、处理,从中提取人们感兴趣的信息。遥感包括摄影、陆地、卫星、航空、航天摄影测量等技术。

现代遥感技术是空间技术,是集光学、无线电、计算等相结合的一门新技术。近20年,遥感技术迅猛发展,它作为一种空间探测技术,至今已经历了地面遥感、航空遥感和航天遥感三个阶段。

遥感技术依其波谱性质,可分为电磁波遥感技术、声学遥感技术、物理场遥感技术。遥感信息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、多时相、多极化,从空间维扩展到时空维,从静态分析发展到动态监测。

(四)3S的综合应用

RS为GIS提供信息源,GIS为RS提供空间数据管理和分析的技术手段(图像处理),GPS则作为GIS有力的补测、补绘手段,实现了GIS原始地图数据的实时更新。

3S的综合应用充分发挥了各自的技术特点,快速准确经济地为人们提供所需的有关信息的新技术,三者紧密结合,为地形测量提供了精确的图形和数据。

三、测绘自动化技术的发展趋势

随着网络技术的飞速发展以及测量仪器不断智能化,地形测量的测绘技术不断趋于自动化,传统的电子测距仪、经纬仪、水准仪和平板仪等测绘技术,逐渐被3s技术、数字摄影测量技术所代替,测绘自动化技术迅速活跃并不断革新,逐渐趋向自动化、网络化和数字化,地形测量也变得更加精确、方便、快捷。

进一步扩展3S技术在地形测量测绘技术领域的应用

全球数字摄影测量系统在GPS、GIS、RS和3S集成技术中的应用,对普及和深化地形测量产生了很大的影响,测绘技术正向电子化、数字化和自动化的方向发展着。

3S技术及集成技术正随着时代进步进一步发展,但仍存在问题需要改进,3S及其集成技术测量的方法和手段尚须更新,只有这样才能加强测量的精度和准确度,使3S技术在地形测量测绘技术领域的应用进一步扩展。

(二)测绘软件技术对地形测量具有十分重要的作用

开发和更新测绘软件及数据库,加强研发地形测量数字化测绘软件,使测绘软件系统更加高效灵活,功能更加齐全。

更新和完善信息数据库,将采集的测量数据转换直接进入信息数据库,数据管理查询方便、数据共享,实现全球数据更新和扩展空间基础信息系统的动态管理,实现测量数据的管理科学化、标准化、信息化,实现测绘数据的传输网络化、多样化、社会化,使测绘技术走向自动化,实时化,数字化。

(三)人工智能和专家系统在测绘技术中的应用。

随着计算机技术的发展和测绘技术与相关学科的综合交叉,人工智能和专家系统在测绘技术中表现出了广泛的应用前景。

专家系统对整个测量流程进行控制,并执行相应的推理、分析和处理工作,并可实现信息资源共享,实时动态监测诊断,提高效率和质量,是测绘技术通向实时、自动、智能测量系统的关键。

计算机利用专家知识模拟人脑思维进行推理,从事智能化的数据、图形处理和信息管理工作,极大地提高工作效率,使测绘技术向自动化、智能化发展。专家系统对全球定位系统(GPS)、数字摄影测量系统(DPS)、遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)和专家系统(ES)这5S技术的发展和相互结合发挥着重要的作用。

四、21世纪的地形测绘不断与时俱进

进入21世纪,由于3S技术的重大突破,地形测量进入了航空摄影地形测量和卫星摄影地形测量的新阶段。先进的地形测绘技术体系正在发展和建立,从地图测绘到影像测绘,多时相、多光波段和电磁波段、多角度遥感影像的获取和使用,使得可视化技术在地形制图、环境制图和相关的空间制图中,得到了迅速和广泛的发展和应用。

(一)为适应国家信息化对基础测绘地理空间信息越来越大的需求,21世纪的地形测绘需具备高水平的自动化和智能化。

(二)21世纪的地形测绘将是基于影像的地形测绘。在影像地形测绘的阶段,测绘地理空间信息的产品和服务将不止是数字地形图、数字影像图和数字地图等资讯。地形测绘将逐步信息化,为国土资源和环境提供历史和现实的地理空间数据和信息。

(三)卫星(或航空)影像获取系统与GPS导航系统集成从而组成卫星(或航空)地形测绘系统。在全国范围内进行的基础测绘工作,具有需求量巨大、时限性强的特点,必须及时采用相关学科(物理学、电子学、天文测量学等)的最先进技术,以实现测绘工作的现代化、信息化。

五、结语

随着科学的飞速发展,测绘技术不断革新,测绘技术在学科理论、技术体系、应用范围上均取得重大发展。现代测绘技术已经成为人类研究地球及自然环境的重要工具,将为人类社会提供更全面的服务,为经济的可持续发展作出重大贡献。

参考文献:

[1] 杨明辉.21世纪的地形测绘[J]测绘科学2006.31(2).

[2] 徐忠新.浅谈地形测量测绘自动化技术与发展趋势[J]中国西部科技.2011 10(1).

[3] 王超.现代测绘技术自动化技术在地形测量中的应用[J]黑龙江科技信息. 2010(36).

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关键词:地形测量 测绘技术 发展趋势

中图分类号: P2 文献标识码: A 文章编号: 0 引言

地形测量学是研究测绘地形图及与其有关测绘工作的理论、方法的应用技术学科。地形测量是为城市、矿区以及各种工程提供不同比例尺的地形图,以满足城镇规划、矿山开采设计以及各种经济建设的需要。

地形测绘是研究地球局部表面形状和大小,并将其测绘成地形团的理论和技术。通过测定小范围地表高低起伏形态和地物(如建筑物、道路、耕地等)的特征点的平面位置和高程,经相应的数据处理、采用一定的测量符号按一定的比例缩绘在图纸上。从而获得与相应地面几何图形相似的地形图,为国家经济建设提供设计与施工的图纸资料。

传统的测绘包括控制测量、地形测量、施工测量、竣工测量和变形监测5个部分。现代测绘技术自动化技术具有自动化程度高、测图精度高、图形属性信息丰富和图形编辑方便等优点。

1 目前地形测量的测绘自动化技术

测绘自动化是集数据采集、处理、传输、显示于一体。随着计算机、网络技术的发展及测量仪器的智能化,测绘技术自动化技术发生了重大变革,3S技术(GPS全球定位系统、GIS地理信息系统、RS遥感)及其集成技术成为测绘技术自动化技术的核心。

1.1 GPS技术 GPS(Global Positioning System)称为全球定位系统,是美国20世纪70年代开始研制的,它历时20年,于1994年3月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,是一种高精度、全天候、高效率、多功能的测绘工具。

GPS定位技术与常规地面测量定位相比,具有抗干扰性能好、保密性强,功能多、应用广,观测时间短,执行操作简便,全球、全覆盖、全天候、高精度的特点。特别是RTK的定位精度可达厘米级,在水上定位得到了广泛的应用。

GPS RTK(Real Time Kinematic)技术开始于90年代初,是一种全天候、全方位的新型测量系统,称载波相位动态实时差分技术,是目前适时、准确地确定待测点的位置的最佳方式,是基于载波相位观测值基础上的实时动态定位技术。

GPS RTK具有定位精度高且精度分布均匀,速度快、效率高,观测时间短,方便灵活,测程不受限制,不受通视条件影响等优点。

1.2 GIS技术 地理信息系统(Geographical Information System-GIS)是利用现代计算机图形和数据库技术来处理地理空间及其相关数据的计算机系统,是融地理学、测量学、几何学、计算机科学和应用对象为一体的综合性高新技术。其最大的特点就在于:它能把地球表面空间事物的地理位置及其特征有机地结合在一起,并通过计算机屏幕形象、直观地显示出来。

GIS具有以下的基本特点:一是公共的地理定位基础;二是多维结构;三是标准化和数字化;四是具有丰富的信息。

地理信息系统对空间地理信息进行处理,准确采集有关的数据,并对地理空间数据和信息进行处理、管理、更新和分析,是采用数据库、计算机图形学、多媒体等最新技术的技术系统,对现代测绘技术自动化技术的起重要支撑作用。

目前GIS地理信息将向着数据标准化(Interoperable GIS)、数据多维化(3D&4DGIS)、系统集成化(Component GIS)、系统智能化(Cyber GIS)、平台网络化(Web GIS)和应用社会化(数字地球)的方向发展。

1.3 RS技术 遥感RS(Remote Sensing)起源于20世纪60年代,不直接接触被研究的目标,感测目标的特征信息(一般是电磁波的反射、辐射和发射辐射),经过传输、处理,从中提取人们感兴趣的信息。遥感包括摄影、陆地、卫星、航空、航天摄影测量等技术。遥感技术依其波谱性质,可分为电磁波遥感技术、声学遥感技术、物理场遥感技术。

遥感信息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、多时相、多极化;从空间维扩展到时空维;从静态分析发展到动态监测。

RS为GIS提供信息源,GIS为RS提供空间数据管理和分析的技术手段(图像处理),GPS作为GIS有力的补测、补绘手段,实现了GIS原始地图数据的实时更新。3S的综合应用是一种充分利用各自的技术特点,快速准确而又经济地为人们提供所需的有关信息的新技术,三者的紧密结合,为地形测量提供了精确的图形和数据。

2 测绘技术自动化技术的发展趋势

随着计算机、网络技术的发展及测量仪器的系统、智能化,测绘技术自动化技术向着3G技术及集成技术自动化、实时化、数字化,数据库和应用软件的开发应用,三维可视化技术以及人工智能化发展。使测绘技术自动化技术能全方位的应用于地形测量中,提高了地形测量的效率和准确性。

2.1 3G技术及集成技术的进一步发展 积极普及3G技术的应用,改进3G技术中存在问题,更新3G及其集成技术测量的方法和手段,加强测量精度和准确性,使3G技术能在地形测量测绘技术领域的应用进一步扩展。

全球数字摄影测量系统在GPS、GIS、RS和3S集成技术中的应用,对数码摄影测量和地形测量更加普及和深化,使测绘技术向电子化、自动化、数字化方向发展。

2.2 测绘软件及数据库的开发与更新 加强地形测量数字化测绘软件的研发,使测绘软件系统更加高效、灵活和功能齐全,使测绘软件技术在地形测量中起到了相当重要的作用。

更新完善信息数据库,将采集的测量数据转换直接进入信息数据库,数据管理查询方便,数据共享,实现全球数据更新和扩展空间基础信息系统的动态管理,实现测量数据的管理科学化、标准化、信息化,实现测绘数据的传输网络化、多样化、社会化,使测绘技术走向自动化,实时化,数字化。

2.3 人工智能和专家系统在测绘技术中的应用 随着计算机技术的发展和测绘技术与相关学科的交叉、综合,人工智能和专家系统在测绘技术中有着广泛的应用前景。计算机利用专家知识模拟人脑思维进行推理,从事智能化的数据、图形处理和信息管理工作,极大地提高工作效率,使测绘技术向自动化、智能化发展。

全球定位系统(GPS)、数字摄影测量系统(DPS)、遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)和专家系统(ES)这5S技术的发展和相互结合,专家系统在其中发挥着重要的作用,专家系统对整个测量流程进行控制,并执行相应的推理、分析和处理工作,并可实现信息资源共享,实时动态监测诊断,提高效率和质量,是测绘技术通向实时、自动、智能测量系统的关键。

3 结论

随着计算机、网络技术的发展及测量仪器的智能化,测绘技术自动化技术发生了重大变革,从传统的测绘技术(例如电子测距仪、经纬仪、水准仪和平板仪)向3G技术、数字摄影测量技术以及人工智能化发展,推动了测绘技术自动化技术的活跃和革新,测绘技术朝着自动化、实时化、网络化和数字化方向发展,使地形测量更快速、简单、精确。

参考文献:

[1]王运昌.地形测量学[M].冶金工业出版社.1993.p2.

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关键词:地质工作;水工环勘察技术;遥感技术

引言

随着现代经济以及工业的发展,资源的匮乏问题已经成为了一个世界性的问题。伴随着地质勘察技术的进步,越来越多的自然资源被发现、应用。所谓的水工环地质勘察工作,综合了水文以及岩土工程两门地质勘察学科的知识。水工环地质勘察工作不仅要对勘察地区地下水的起源位置、汇集形式以及地下水的分布进行探讨,并且要对当地的岩土工程以及工程动力的地质进行探讨。以下文章首先概述我国水工环地质勘察技术的现状,并进一步探讨现阶段地质工作中应用较广的GPS以及RTK技术。

一、水工环地质勘察技术的概述

现阶段,我国的地质勘察工作存在着许许多多问题。这些问题的存在,破坏了原有的生态平衡,使能源不断地开采出来,严重影响了我国可持续发展的目标。这些问题的存在,也严重影响了我国地质勘察的发展。面对资源日益枯竭的现状,政府部门应该重视地质勘察工作的水平,完善我国地质勘察制度,培养高技术水平的勘察人员,积极研发并购买先进的地质勘察仪器设备,从而促进我国地质勘察工作的发展。重视水工环地质勘察工作的进展,加快我国现阶段水工环勘察技术的进步。

现阶段,我国水工环地质勘察技术的应用范围较广。一方面,随着我国经济的不断进步,我国的城市化进程不断加快。随着我国城市化进程的加快,我国城市发展面临着许许多多的问题,比如城市的环境的污染问题,立即填埋场的选址问题,地质灾害的危险性评估问题以及土地利用的问题。利用水工环地质勘察技术,可以对以上问题提出有效的解决措施。通过地质勘察工作的进行,改善了城市污染现状,并且对垃圾的填埋场进行合理有效的选址,极大的降低了垃圾的污染程度。在地质灾害的评估工作中,地质勘察同样发挥着重要的作用。另一方面,我国自上世纪八十年代以来,经济的发展严重破坏了生态环境的平衡。随着人们环保意识的提高,人与自然的可持续发展越来越受到了人们的关注。利用水工环地质勘察技术,可以在保护环境的前提下,加快我国经济的发展。现阶段,我国水工环地质勘察技术的应用越来越广,比如环境对人体健康的影响问题,生态可持续发展与土地利用率的问题等。通过应用水工环地质勘察技术,极大的提高了环境保护的力度,提高了人们的生活水平。

二、现阶段我国地质勘察工作中GPS以及RTK技术的应用

现阶段,我国在实际的地质勘察工作中应用较广的技术有GPS以及RTK技术,通过这两种技术的应用,可以极大的提高定位的精确度,保证地质勘察工作的顺利进行。下面结合自身经验,谈谈现阶段我国地质勘察工作中应用较广的这两种技术,并对其工作原理以及有关的优点进行阐述。

(一)GPS技术的应用现状及其作用

GPS技术的工作原理较为简单,就是将原有的无线电信号的发射装置搬到了太空中的卫星上。这样一来,不仅可以利用地面上的三个已知位置确定出卫星的位置,同样,也可以利用三个已知卫星的位置确定出地面的未知的位置。GPS用户利用接收仪器,同时接受来自三个不同卫星的信号,通过计算测点到三颗卫星不同的距离,可以精确的确定出站点的位置。实时的动态定位原理是首先要建立一个基准站,并安装一台接收装置,该装置要对可见的卫星进行不间断的测量,同时把测量数据发送到流动站。流动站里的无线电接收仪器在接收卫星信号的同时,将数据与基准站传过来的数据进行对比,然后应用GPS定位的相关原理就可以计算出基准站的位置。通过GPS定位系统相关技术的应用,可以极大的提高定位的精度。随着我国自主研发的定位系统的应用,我国的地质勘察工作水平得到了极大的提高,也为我国以后的地质勘察技术的发展奠定了基础。

(二)RTK技术的应用现状及其作用

现阶段,我国应用RTK技术的一个重要的目的就是降低卫星数据里载波相位测量的有关误差。一般情况下,运用这种技术可以将载波相位测量值的误差控制在十毫米之内。应用RTK技术进行定位通常采用三种相位差分。然而,这三种相位差分本质上存在着一个共同的特点:对于已经更改好的数据,由基准站发送,流动站负责接收。这种技术的工作原理也相对简单,就是基准站里要有一台接收装置,同时,流动站里也要有接收装置,与基准站不同的是,流动站里的接收装置要有多台。基准站与流动站里的接收装置同时对卫星发射的信号进行接收。工作人员通过对接收的数据进行处理,同时应用GPS相关技术对更正后的数据通过无线传输的方式传到流动站,最后获得流动站的位置。利用这种方法得到的位置较为精确,具有较大的参考价值。现阶段,这项技术在我国得到了广泛的应用。在城镇环境污染的防治和检测方面以及地质灾害的调查方面均有应用,同时,RTK技术在水工环地质勘察工作中也有较多的应用。通过该种技术的应用,极大的提高了我国地质勘察的水平,对我国以后的地质勘察工作的进步具有重要意义。

结语

随着现代科学技术的不断发展,我国水工环地质勘察技术水平得到了显著的提高。GPS以及RTK等遥感技术的应用,极大的提高了我国地质勘察技术的水平。随着水工环地质勘察技术的应用,极大的节省了地质勘察人员的时间,减少了工作人员的工作量,提高了工作效率并且极大的缩短了测量过程的时间,对我国地质勘察工作有着极其重要的作用。但是,我们也应该正视我国地质勘察工作中存在的问题,积极寻求相关方法,对问题进行合理解决,保证我国地质勘察工作的进步。

参考文献

[1]郝佳伟. 论当前水工环地质勘察中的技术及应用范围[J]. 黑龙江科技信息,2014,11:124.

[2]朱明星. 水工环地质勘察及遥感技术在地质工作中的应用[J]. 黑龙江科技信息,2014,14:109.

[3]胡志文,欧阳燕,罗湘. 水工环地质勘察及遥感技术在地质工作中的应用[J]. 江西建材,2012,05:187-188.

[4]陈晓哲,李朋辉,江伟. 水工环地质勘察问题防治对策[J]. 中华民居(下旬刊),2014,10:130.

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关键词:3S技术;森林调查规划;应用

引言

长期以来我国对于森林资源的经营和利用的水平都比较低,很难建立可靠、精确的数学模型来对整个森林资源和生态环境的规律进行反映。从上个世纪九十年代开始,3S技术在林业发展中有广泛的应用,在3S系统中,RS―GPS、GIS―RS、GPS―GIS等方面的结合比较完美,能够将数据结构和物理结构之间进行统一的结合,提升对森林资源的利用效率。为此,要加强以GPS、GIS、RS为主导的3S技术在森林资源的调查和规划中的应用,对森林资源的管理做到全方位,才能实现林业的发展从传统的模式中解放出来,向精准化、系统的方向发展。本文浅述了3S技术的相关概念以及3S技术在森林资源的调查规划中的应用。

1 3S技术的概况

3S技术是遥感技术(即RS),地理信息系统(即GIS),以及全球定位系统(即GPS)的统称。近年来,随着信息技术的不断深入发展,3S技术在信息数字化的实施过程中占据十分重要的地位。

地理信息系统在我国的兴起时间比较短,是一门综合性的应用系统,该系统能够将各种森林资源的视图信息和森林的地理位置进行结合,同时和其他的计算机科学、几何学、多媒体技术等多方面进行结合,将各种对象融为一体,并且对这些对象进行分析,将对象相关的各种图文信息都传递给用户,便于用户的使用。

遥感技术指的是从高空接收来自地球表面的一些电磁波信息,并且对这些信息进行扫描、摄影、处理等操作之后,对各种现象进行远距离地测控和识别的技术。遥感技术在森林资源的调查分析中具有十分广泛的应用,比如植被资源调查、气候气象观测预报、病虫害预测、环境质量监测等,都可以应用遥感技术。

全球定位系统是从上个世纪七十年代开始研制的,具有海、陆、空全方位观测、定位和导航功能的系统,GPS包含空间星座、地面控制以及用户设备三个方面,能够对被测对象进行点、线、面等位置信息的确定。精度高、效益高,在很多方面都有应用,比如军事、民用交通、大地测量、土地利用调查、森林资源调查等。

随着3S技术的不断发展,将三个方面融为一体的技术在森林资源的管理方面有非常广阔的应用前景。以GPS、GIS和RS为基础,将其中的几个部分进行结合,可以构成功能比较强大的技术体系,便于对各种环境信息和空间信息进行收集和处理。3S技术是信息技术的一个重要部分,它在森林资源的调查利用中的发展过程大致有三个重要的阶段,第一是作为一种采集的手段,将各种森林资源进行收集,为森林资源的管理提供相关的数据。第二个阶段是构建了森林资源属性和空间数据库,对森林资源的数量、质量等有一个准确的了解。第三个阶段是通过各种探索对森林资源的管理提供一些优化的手段,提高森林资源管理的决策效益和能力,实现对森林资源的集约化管理。

2 3S技术在森林资源的调查规划中的应用

传统的森林资源的规划和调查,一般是在一定的范围之内,将森林资源进行分块,以一个个小块为单位进行森林资源的清查。这种方法一般需要大量的人力,而且工作量大、工作效率比较低、调查精度也往往因调查人员的主观认知能力而受到较大影响,因此为了提高森林资源调查规划的效率,掌握更加准确的森林资源信息,需要加强先进技术的应用。3S技术的应用,有助于建立相关的森林资源管理系统,对传统的森林资源的调查方式是一种颠覆,也促进了森林资源的调查工作向更高效的方向发展。3S技术在森林资源调查规划中的应用主要有以下方面。

2.1 3S技术在森林资源的监测中的应用

2.1.1 遥感影像数据的采集和处理 当前在对森林资源进行调查的过程中,比较常用的是美国陆地资源卫星TM数据和法国的SPOT卫星数据,这两种影像技术具有不同的特点,利用这两种影像对森林资源进行调查时,需要对地面的各种森林资源进行校正,图像合成、增强等处理,使得各种森林资源的影像图分辨率比较高。同时要利用全球定位系统、遥感影像和实地之间的关系,建立不同地类、树种等与森林资源相关的各种因子的遥感影像标志。

2.1.2 信息提取 在对各种森林影像资源中的信息进行提取时,可以以ArcGIS 软件为地理信息系统的平台,将之前经过处理的森林影像传入到系统中,采用人机交互的方式,利用软件的编辑功能,建立相应的小班空间图形数据库,并且从影像上将一些地理位置信息、小班号、地貌坡度等立地、树种、森林资源的起源等各种信息因子进行提取和标注。

2.1.3 现地调查 在森林资源的调查中,要采取抽样的方法进行现场调查,选择小班进行现地验证,利用全球定位系统进行地理位置的核实,以校正人机交互方式提取的各种森林资源信息因子,提高准确性。

2.1.4 建立森林资源管理信息系统 对森林资源信息进行了解之后,要建立一个森林资源管理信息系统,利用各种计算机技术和相应的软件建立森林资源信息系统,对小班空间图像数据库进行系统化的管理,对各种资源进行保存、汇总等,以便相关资料的查阅和使用,同时也便于对森林资源的演替变化进行适时的监测、资源数据更新和管理决策。

2.2 对森林灾害进行监测和防治 森林灾害对于森林资源的危害很大,3S技术在各种森林资源灾害的监测和防治中也有广泛的应用。比如在森林资源管理中引入RS技术之后,由于一些设备的覆盖范围比较广、波段也比较宽,因此在一些森林灾害中发挥了重要的监测作用。利用遥感技术来进行灾害的监测主要是利用遥感技术的光谱灰度值的变化来实现的,比如森林中的病虫发作时,树木会发生一些生理方面的变化,利用遥感技术可以将这些变化显现出来,以便进行森林资源的保护。

2.3 在森林资源规划的决策中的应用 对林业发展进行规划和决策对于森林资源有很大的影响,3S技术在林业决策和管理中也有应用,比如GIS应用于林业决策和管理时,基于其建立的方便直观的森林资源管理信息系统,决策管理部门可以快捷而准确地获取相关数据,从而及时作出正确的决策和合理的管理措施。另外,还可以利用GIS建立决策、经营、预测等方面的模型,对林业资源的管理进行评价,选出最好的方案,提高资源管理效果。

3 结语

随着信息技术的不断发展,3S技术的应用越来越广泛,尤其是在森林资源的调查和规划中,为其提供了更加快捷、准确的调查、监测手段,随着3S技术的不断发展和应用,在以后的森林资源管理中其作用会更加明显。

参考文献

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【关键词】地形测量;测绘技术;发展趋势

On the topographic survey and mapping technology automation technology

Zhang Tong-sheng

(Geological Team of Henan Nonferrous Metal Geological and Mineral Bureau Zhengzhou Henan 450046)

【Abstract】This paper describes a topographic survey and mapping technology concepts and current topographic survey mapping automation technology, and discusses the development of automation technology trends in mapping technology.

【Key words】Topographic survey;Mapping technology;Development trends

1.引言

地形测量学是研究测绘地形图及与其有关测绘工作的理论、方法的应用技术学科。[1]地形测量是为城市、矿区以及各种工程提供不同比例尺的地形图,以满足城镇规划、矿山开采设计以及各种经济建设的需要。

地形测绘是研究地球局部表面形状和大小,并将其测绘成地形团的理论和技术。通过测定小范围地表高低起伏形态和地物(如建筑物、道路、耕地等)的特征点的平面位置和高程,经相应的数据处理、采用一定的测量符号按一定的比例缩绘在图纸上。从而获得与相应地面几何图形相似的地形图,为国家经济建设提供设计与施工的图纸资料。[2]

传的测绘包括控制测量、地形测量、施工测量、竣工测量和变形监测5个部分。现代测绘技术自动化技术具有自动化程度高、测图精度高、图形属性信息丰富和图形编辑方便等优点。[3]

2. 目前地形测量的测绘自动化技术

测绘自动化是集数据采集、处理、传输、显示于一体。随着计算机、网络技术的发展及测量仪器的智能化,测绘技术自动化技术发生了重大变革,3S技术(GPS全球定位系、GIS地理信息系、RS遥感)及其集成技术成为测绘技术自动化技术的核心。

2.1 GPS技术 GPS(Global Positioning System)称为全球定位系,是美国20世纪70年代开始研制的,它历时20年,于1994年3月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,是一种高精度、全天候、高效率、多功能的测绘工具。[4]

GPS定位技术与常规地面测量定位相比,具有抗干扰性能好、保密性强,功能多、应用广,观测时间短,执行操作简便,全球、全覆盖、全天候、高精度的特点。特别是RTK的定位精度可达厘米级,在水上定位得到了广泛的应用。

GPS RTK(Real Time Kinematic)技术开始于90年代初,是一种全天候、全方位的新型测量系,称载波相位动态实时差分技术,是目前适时、准确地确定待测点的位置的最佳方式,是基于载波相位观测值基础上的实时动态定位技术。

GPS RTK具有定位精度高且精度分布均匀,速度快、效率高,观测时间短,方便灵活,测程不受限制,不受通视条件影响等优点。

2.2 GIS技术 地理信息系(Geographical Information System-GIS)是利用现代计算机图形和数据库技术来处理地理空间及其相关数据的计算机系,是融地理学、测量学、几何学、计算机科学和应用对象为一体的综合性高新技术。其最大的特点就在于:它能把地球表面空间事物的地理位置及其特征有机地结合在一起,并通过计算机屏幕形象、直观地显示出来。[5]

GIS具有以下的基本特点:一是公共的地理定位基础;二是多维结构;三是标准化和数字化;四是具有丰富的信息。

地理信息系对空间地理信息进行处理,准确采集有关的数据,并对地理空间数据和信息进行处理、管理、更新和分析,是采用数据库、计算机图形学、多媒体等最新技术的技术系,对现代测绘技术自动化技术的起重要支撑作用。

目前GIS地理信息将向着数据标准化(Interoperable GIS)、数据多维化(3D&4DGIS)、系集成化(Component GIS)、系智能化(Cyber GIS)、平台网络化(Web GIS)和应用社会化(数字地球)的方向发展。

2.3 RS技术 遥感RS(Remote Sensing)起源于20世纪60年代,不直接接触被研究的目标,感测目标的特征信息(一般是电磁波的反射、辐射和发射辐射),经过传输、处理,从中提取人们感兴趣的信息。遥感包括摄影、陆地、卫星、航空、航天摄影测量等技术。[6]遥感技术依其波谱性质,可分为电磁波遥感技术、声学遥感技术、物理场遥感技术。

遥感信息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、多时相、多极化;从空间维扩展到时空维;从静态分析发展到动态监测。

RS为GIS提供信息源,GIS为RS提供空间数据管理和分析的技术手段(图像处理),GPS作为GIS有力的补测、补绘手段,实现了GIS原始地图数据的实时更新。3S的综合应用是一种充分利用各自的技术特点,快速准确而又经济地为人们提供所需的有关信息的新技术,三者的紧密结合,为地形测量提供了精确的图形和数据。[6]

3. 测绘技术自动化技术的发展趋势

随着计算机、网络技术的发展及测量仪器的系、智能化,测绘技术自动化技术向着3G技术及集成技术自动化、实时化、数字化,数据库和应用软件的开发应用,三维可视化技术以及人工智能化发展。使测绘技术自动化技术能全方位的应用于地形测量中,提高了地形测量的效率和准确性。

3.1 3G技术及集成技术的进一步发展 积极普及3G技术的应用,改进3G技术中存在问题,更新3G及其集成技术测量的方法和手段,加强测量精度和准确性,使3G技术能在地形测量测绘技术领域的应用进一步扩展。

全球数字摄影测量系在GPS、GIS、RS和3S集成技术中的应用,对数码摄影测量和地形测量更加普及和深化,使测绘技术向电子化、自动化、数字化方向发展。

3.2 测绘软件及数据库的开发与更新 加强地形测量数字化测绘软件的研发,使测绘软件系更加高效、灵活和功能齐全,使测绘软件技术在地形测量中起到了相当重要的作用。

更新完善信息数据库,将采集的测量数据转换直接进入信息数据库,数据管理查询方便,数据共享,实现全球数据更新和扩展空间基础信息系的动态管理,实现测量数据的管理科学化、标准化、信息化,实现测绘数据的传输网络化、多样化、社会化,使测绘技术走向自动化,实时化,数字化。

3.3 人工智能和专家系在测绘技术中的应用 随着计算机技术的发展和测绘技术与相关学科的交叉、综合,人工智能和专家系在测绘技术中有着广泛的应用前景。计算机利用专家知识模拟人脑思维进行推理,从事智能化的数据、图形处理和信息管理工作,极大地提高工作效率,使测绘技术向自动化、智能化发展。

全球定位系(GPS)、数字摄影测量系(DPS)、遥感技术(RS)、地理信息系(GIS)和专家系(ES)这5S技术的发展和相互结合,专家系在其中发挥着重要的作用,专家系对整个测量流程进行控制,并执行相应的推理、分析和处理工作,并可实现信息资源共享,实时动态监测诊断,提高效率和质量,是测绘技术通向实时、自动、智能测量系的关键。

4. 结论

随着计算机、网络技术的发展及测量仪器的智能化,测绘技术自动化技术发生了重大变革,从传的测绘技术(例如电子测距仪、经纬仪、水准仪和平板仪)向3G技术、数字摄影测量技术以及人工智能化发展,推动了测绘技术自动化技术的活跃和革新,测绘技术朝着自动化、实时化、网络化和数字化方向发展,使地形测量更快速、简单、精确。

参考文献

[1] 王运昌.地形测量学[M].冶金工业出版社.1993.p2.

[2] 吴贵才.地形测量出版社[M].中国矿业大学出版社.2005.p2.

[3] 李淑燕.浅谈数字化测绘技术和地质工程测量的发展应用[J].科技信息.2009.25:p37.

[4] 张德军,皱顺平.浅谈土地测绘技术的发展[J].山西建筑.2009.35(29):p355~356.

[5] 范文琦.GPS和GIS技术在1:1万土壤地球化学测量中的应用[J].中国科技信息.2008.23:p40~41.

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关键词:数字规划 发展历程 新模式 探索

中图分类号:TU986 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)04(c)-0000-00

1.引言

2008年美国IBM公司提出的“智慧地球”(Smarter Planet)概念已得到各国的普遍认可。智慧地球孕育出智慧城市,近几年,我国智慧城市的建设风潮席卷全国。智慧城市的建设是一项及其复杂的工作,智慧规划则是其不可或缺的重要支撑条件之一。智慧规划的技术主线是信息技术,而数字规划恰好满足了智慧规划的技术需求。数字规划服务智慧城市的建设,智慧城市的建设又促进数字规划的发展,两者相辅相成。为了更好的运用数字规划服务智慧城市建设,我们有必要回顾数字规划的发展历程,对其实践和探索进行总结,使我们对数字规划有更全面的认识。

2.数字规划背景

1998年1月31日,美国副总统戈尔在加利福尼亚科学中心所做的“数字地球――认识21世纪我们这颗星球”的讲演中首次提出“数字地球”的概念。数字地球概念的提出,推动了全球又一次信息化建设的。我国十分注重信息技术的发展与应用,建设部在“十五”期间,组织实施了国家科技攻关计划“城市规划、建设、管理与服务的数字化工程”项目,开展了数字城市、城市建设管理信息化、城市规划管理信息化等示范工程建设,取得了大量高水平的示范成果。在2008年1月1日起施行的《中华人民共和国城乡规划法》总则第十条中写明“国家鼓励采用先进的科学技术,增强城乡规划的科学性,提高城乡规划实施及监督管理的效能。”随着信息技术的不断发展,规划工作的不断深入,数字规划的概念出现在规划人员面前。

2000年,简逢敏先生提出数字城市规划的概念,他认为数字城市规划是以数字地图为基础,集成经济、社会和人口统计等信息来描述城市空间形态的过去、现在和未来[1]。

此后,数字规划引起更多学者的重视,但大家对数字规划的概念及理论的认知还未达到一致。一种观点认为数字规划是以数字化的手段来实现对城市空间资源的有效配制与合理安排,是一种可持续的、适应城市发展变化的有效手段,它涵盖城市规划业务的每个方面。另一种观点则认为数字城市规划是传统城市规划理论与方法和现代信息技术发展相结合的必然产物,是在实际应用中逐步形成的城市规划理论和方法,以及在此基础上形成的计算机应用系统,是数字城市中的一个重要的组成部分[2]。虽然数字规划的概念还未统一,但是我们可以看出,在规划工作中运用数字规划技术是数字规划的本质。

近年来,数字规划技术的应用得到越来越多规划单位的重视,2013年为加快各类新技术的转化应用,完善数字规划人才队伍建设,天津市城市规划设计研究院规划科技信息中心加挂“数字技术研究中心”,从而更大限度地实现数字规划技术与规划编制和管理的融合。武汉市规划研究院亦下设数字规划研究中心,负责信息化建设工作,主要从事GIS、城市仿真等技术在城市规划中的应用和开发,为将武汉院建设成为“数字化规划院”提供技术平台和支撑。

3 数字规划发展历程

本文将数字规划发展历程概括为四个阶段,分别对各个阶段数字规划技术应用及实践进行分析及总结。

3.1 数字规划萌芽阶段

数字规划萌芽阶段就是以CAD技术为代表的规划设计成果的辅助制图阶段。为了推进CAD技术在规划设计行业的应用,1994年建设部推行“甩图板”工程,规划人员彻底抛掉了水彩笔和图板。CAD技术的应用,使规划人员对设计成果的编制效率大大提高,使规划设计成果更加精确和详细,通过计算机对规划成果的处理与渲染,使规划成果的表达更加直观。且和传统的纸质成果相比较,CAD电子成果更加容易保存。

3.2 数字规划起步阶段

随着信息技术的不断发展,3S及3D技术进入规划行业,数字规划迎来起步阶段。

3.2.1. 遥感

1983年,由北京市政府和地质矿产部、城乡建设部联合组织的北京航空遥感综合调查正式启动。项目成果为城市规划人员利用遥感技术服务规划工作创造了成功的经验,且对城乡规划、建设、决策、管理和立法等方面具有重大意义,社会效益十分明显[3],为遥感技术今后在规划工作中的应用奠定了良好的基础。

可获取大范围数据资料、获取信息的速度快,周期短、受制条件较少可概括为遥感技术的特点。遥感技术在规划工作中的应用首先解决了部分数据源的获取问题,通过遥感技术可快速获取城市现状数据。其次,利用遥感数据更便于规划人员分析城市问题,如利用不同年份遥感数据研究城市增长问题,利用夜间灯光遥感界定城市建成区等。

近些年无人机遥感技术迅猛发展,因其获取数据速度快、分辨率高且成本较低,被应用于小区域航空摄影测量。

3.2.2. 地理信息系统

地理信息技术起源于上世纪60年代,到90年代后期进入规划行业。虽然CAD技术提供了强大的绘图功能,但是在数据统计分析方面有所欠缺,而GIS正好弥补了CAD的空白,它能够为规划设计者提供一定的辅助分析和决策的手段。而且规划成果由CAD格式存储转为GIS数据库形式存储,更加便于对成果的规范化管理。因GIS的强大的空间数据分析能力,各个规划单位开始注重规划决策支持系统的建设工作,如北京市城市规划设计研究院立足规划行业信息技术应用的全新视角,开展了城乡规划决策支持平台的建设工作。

随着网络技术和移动技术的发展,WEBGIS和移动GIS应运而生且进入规划领域。通过网络对空间数据进行地图服务,规划人员在局域网内可方便浏览查询所需要的数据,在保证数据安全性的前提下提升了便捷度。互联网的普及,使得WEBGIS应用在规划公众参与领域,公众可直观的查看规划设计方案并反馈合理的建议。移动GIS则运用在规划移动办公领域,提升规划人员办公的便捷程度。

3.2.3. 三维可视化

2000年前后,三维可视化技术快速发展,随后被引入规划工作。开展相关工作较早的当属武汉市。2006年,武汉市三维数字地图系统开始建设,目前已建设完成国内首个特大城市级的“三维数字城市”模型及信息平台,且总结提炼出国内首个城市三维建模方面的国家行业标准,并形成了数据生产、管理、更新与应用的一体化循环体系[4]。

将城市模型建立在一个虚拟的三维环境中,规划人员可直观的看到一个立体可交互的虚拟城市。城市现状及规划成果的展示由以往的二维变为三维展现,且在三维系统中可进行科学的模拟及预测,如通过三维系统对不同规划方案建筑高度和视域的分析,可及时发现方案存在的问题,亦可快速选取众多方案中最优的一个。

3.3 数字规划成熟阶段

2000年之前,数字规划技术主要是以单项应用为主,在2000年后,规划人员逐渐发现现有的技术已不能满足日常工作的需要,如何将各项数字规划技术集成应用以发挥更大作用,成为亟待解决的问题。2006年,北京市城市规划设计院提出“规划一体化”思想,开展了城市规划设计领域信息整合-共享-一体化方法研究工作,数字规划进入成熟阶段。

一体化方案实施的核心是整体设计架构采用CAD技术、GIS技术、WebGIS技术和数据库技术融合运用的方法,通过系统配置为实际应用中不同的需求对象提供多平台松散的应用模式,实现不同的应用策略,同时运用技术融合方法巧妙的将信息整合和标准规范实施融入到日常辅助规划工作中去,从而解决了信息的整合、组织、共享、再利用等关键技术之间的关系问题。

3.4 数字规划新模式探索阶段

在规划一体化的背景下,学者们正探寻数字规划新的模式,这种模式更倾向于规划全局化、整体化,主要包括地理设计和CIM(城市智慧模型)两个方向。

3.4.1 地理设计

2008年“GIS与设计中的空间概念”(Spatial Conceptsin GIS and Design)会议在美国召开,会议强调应重新审视GIS和设计之间的联系并首次提出地理设计的概念[4]。地理设计是一种把规划设计活动与实时的(或准实时的)以地理信息系统为基础的动态环境影响模拟紧密结合在一起的决策支持方法论[5]。

将地理大环境纳入评估范畴,借助GIS实现设计过程的实时评估与反馈是地理设计的最大特点。近年,地理设计吸越来越多规划学者的关注。金贤锋等(2014年)总结了地理设计在城乡规划中的应用,他认为地理设计依托地理信息的地理分析,借助评估模型的动态评估与即时反馈,涵盖“规划委托―规划编制―成果报批―规划实施―规划修编―规划委托”的整个过程。

清华大学周文生等(2014年)在地理设计理念的指导下设计并开发了清华地理设计平台(THGeoDesign),该平台的设计目标是构建一个覆盖规划设计全过程,即从现状数据采集、现状分析、规划方案设计、规划方案评估、模拟、规划方案展示到规划成果输出等的规划设计支持平台。平台主要由系统配置管理、属性数据处理、图形数据处理、规划分析、规划设计、规划评价、地理模拟以及专题制图8个子系统组成。THGeoDesign已在中国大运河保护与管理规划、大庆市总体城市设计、大庆市西城区分区性规划、昆明滇池流域景观风貌保护体系研究以及城市公共安全应急响应动态地理模拟模型及其在城市公共安全规划中的应用等项目中得到应用并取得良好的应用效果。

3.4.2 城市智慧模型

建筑信息模型(BIM,Building Information Modeling)是一种应用于工程设计建造管理的建模技术,将各种项目信息纳入建筑模型之中,可应用于项目设计、实施及维护全生命周期。2015年中国BIM应用价值研究报告中预测,未来两年我国运用BIM的施工企业总数增长速率将超过世界平均水平。住房和城乡建设部分别于2011年、2014年和2015年发文鼓励推进BIM技术的应用,由此可见BIM拥有良好的发展前景。BIM目前在城市规划中有一些简单的应用,但是不能够解决城市问题。

城市智慧模型(CIM,City Intelligent Model)是同济大学吴志强教授(2015年)在“从BIM到CIM,从增量建设到智慧协同”演讲中提出的概念,他认为城市不仅是机器,更是生命体。所有的智能建造,意识,构建,全部整合起来,形成一个新体系,城市要以单体建筑为基础,走向全系统运行管理。

CIM的研究重点是介于建筑单体之间的联络网络,例如交通流、气流等等。城市的单体建筑是固定的,但是他们之间的连接网络是每天变化的,通过对这些网络的研究,我们便可以发现城市中的问题。CIM将BIM作为城市的细胞,把时空数据接入CIM,实现对突发事件的预警和城市未来蓝图的模拟。

无论是地理设计还是城市智慧模型,两者都是把整个城市纳入到模型系统中进行模拟及评估,更加注重规划的全局性和整体性。这两种方法目前还处于研究阶段,在实际规划工作中应用不多,但随着研究的不断深入,很可能成为数字规划服务规划工作新的方式。

4总结

通过对数字规划技术发展回顾,我们不难发现,由最初启蒙阶段发展到新模式探索阶段的过程中,数字规划技术深深影响着我们的规划方式。为了让数字规划技术更好的服务于智慧城市的建设,我们要做到以下两点:(1)首先我们要做到数字规划技术集成应用。数字规划技术的简单应用,已经不能满足日常规划工作中的需求,分析各项数字规划技术特点、挖掘其应用潜力并进行集成应用,才能发挥出巨大作用。(2)其次我们要把握技术发展方向。当今社会信息技术日新月异,我们应该及时掌握新技术的发展方向,将有潜力的新技术引入规划领域,使其与规划工作相结合。

数字规划技术的运用,不仅提升规划工作人员的效率,而且使得规划成果更加科学化。数字规划技术未来必将帮助我们解决更多的城市问题。

参考文献

[1] 简逢敏.从数字地球到数字城市规划:兼论上海城市规划信息系统[J] 上海城市规划,2000(4):23-32

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关键词:遥感影像 RGIS 综合信息场

水、土地、能源是人类社会生存和发展的三大战略性资源,而我国水资源问题则更加突出。据预测,到本世纪中叶,我国将进入缺水国家行列,洪涝灾害、干旱缺水、水污染和生态环境恶化已成为我国经济社会可持续发展的重要制约因素。天然水体的实时监测是环境保护的关键 ,监测的手段的现代化则显得尤为重要,随着科学技术的进步,水质监测技术迅速发展,仪器分析、计算机控制等现代化手段在水质监测中得到了广泛应用。分析方法从分光光度法、电位法发展到原子吸收法、原子荧光光谱法、气相色谱法和液相色谱法等;手动和半自动实验方法、仪器也正逐步被计算机控制的自动监测、遥测装置所代替,其中配合RS(卫星遥感)的GIS(地理信息系统,Geographical Information System)是一种很先进可行的技术,然而GIS的应用却存在一些误区。

1、国内外GIS系统概况

遍阅所有的GIS信息系统,实属是一种与地面位置相关的信息系统,每种系统皆可以自成体系,差别仅在于功能。如最常见的ESRI公司的ARC/INFO,包含几千个GIS分析功能,致力于为用户提供优质服务。另外还有GeoMedia,可利用GemediaWebMap工具,动态生成地图,支持GIS数据库的属性等,也能在“HotSpot”功能下产出静态地图。MapInfo公司的MapInfoProfessional是基于Windows之上的桌面地图软件,用于存取、可视化、分析综合的地理数据,以及高级的制图工具、远程数据库存取等。MapXtreme是一个基于Web的地图应用服务器,因而可以将地图信息通过Internet/Intranet传送到整个企业乃至更广的广大用户。Bentley公司主要生产面向工程的软件,它覆盖的工程领域有建设/设计、地理、土木、工厂、机械等。国内的GIS产品功能较弱,有:CityGIS采用面向对象的设计和编码技术,它的最显著的特点就是图形操作灵便、实用尤其是对于大数据矢量和图像;另外它的另一特点体现在它的图形编辑功能,有利于进行屏幕数字化。MapGIS是国家优选的具有自主版权的地理信息系统软件平台,它有三大特点:1.可制作具有出版精度的复杂地质图,2.海量无缝地图数据库管理功能,3.高效的空间分析功能。它将传统的地图制图软件、数据库软件以及数据分析软件功能汇集到一个统一的平台,从而为多源地学数据的综合评价于分析,创造了一个理想的环境。地球上水体(水资源)的时空分布和运动变化信息,并应用GIS方法来研究地球上水体的起源、存在、分布、循环、运动、转化及质和量的变化规律以及地球上水圈同大气圈、岩石圈和生物圈等地球自然圈层的相互关系,并应用这些规律为人类适应、利用、改造和保护环境,实现人与自然和谐相处和人类社会的可持续发展提供服务的知识体系。

2、GIS的误区

在建立“航空遥感信息系统”时,随城市发展需求发现,当全世界都在热衷与研究开发GIS时,却存在一个较为隐蔽的误区,而这误区一直影响到我国,如国内行业以为地理信息基础平台,都是测绘地图,这种误区将导致我们的认识、我们的出发点,永远停留在地形图所的含的少量信息上,为此信息采集和应用将永远滞后于全世界孜孜不倦追求的高分辨率遥感影像,包括航空遥感和卫星遥感影像。

一种真正的地理信息系统,其含有地表上下空间的各种地理信息,而绝非像仅靠接触式的勾绘过的地形图作为基础地理信息那样缺乏综合性。应该认为,基于接触式勾绘地形图作为基础地理信息显然满足不了现代城市管理需求,也难称得上基础。因为基础必然具有在此基础上可以获得更多的信息和综合信息量。而地形图通常指大于1:100万比例尺、表示地物复杂程度,反映地面主要要素,如地貌、水文、工程建筑、居民点等;适时地测量和调绘成直接成果,是国家最基本地地图,是编制其他比例尺的土地的基础,而并非是反映内在联系综合性很强的地表遥感影像,所以若把地图作为基础地理信息数据来作GIS,显然远远不够。又因为,当代地理学倾向于对人地关系的地域系统进行综合研究,而一般地形图和城市地图,几乎无法去进行地理分析研究,没听说用地形图做地理信息地分析研究,以及概括地理和地理学内涵。常规地理信息系统,若以地形图作为基础地理信息数据,无疑都已碰到很大困难;而只有抓准地理学精髓观念和概念,从地理信息系统发展的观点去分析。

常见GIS不实用的原因是:1.缺乏图像信息数字化标准和遥感图像库。2.专题成果相互之间的迭置分析尚未真正地建立。3.没有功能灵活与信息传递的GIS软件平台。很多系统还只是一种表面上的结合,尚未达到学术与应用概念的结合、标准与类型的结合,远景与近期目标的结合,好像是无标准的记录系统,无法更新续用,另外如今GIS运行的统计数字,经常不以RS为基础,而以地形图作空间特征介绍,常含有“假数真做”的文章,而不用遥感影像作为具体的电子地图,仿佛身份证,不用免冠照片,而用素描图,行否?这一点早被国家土地资源管理与监督所证实。充分说明了用遥感照片的方式信息效率要高得多。因此,称为数字城市的基础,必须能够“表达已知、呈现未知、扩大认知、挖掘新知”。

3、RGIS的提出

GIS若是一种以遥感(RS)信息为主的地理信息系统,这类系统有一个最大的特点,其有一个空间特征的综合信息过程,是一种非接触式的获取信息的系统,它是对目前以地形图为数字框架的地理信息系统的一种突破,从这个意义上讲是一种真正的地理信息系统,其含有地表上下空间的各种地理信息,而绝非像仅靠接触式的勾绘过的地形图作为基础地理信息那样缺乏综合性。当时在GIS环境中,遥感信息的应用技术未形成一个实用的系统,GIS表达能力远非今日可比,明显的弱点是对信息的容纳和调用存在问题,尽管通称为“遥感信息系统”,试满足遥感信息查询、数据库管理、图形编辑、制图、数据分析和输出,并力求向实用化目标发展,但是缺乏对海量信息及数字城市这样的认识,而是一种迫于“成果”而快速建立的系统。当回顾与检验并找出这些症结的时候,这就为全新的RS和GIS的研究提供了借鉴:GIS必须以RS为基础,以信息流为基础。

GIS定位直接关系到遥感信息库的建库定位和相关技术内容,所以定位是本项目的第一基础:1.要为综合调查建立图象库、文档库服务;2.面对越来越多的遥感图像数据,提出新的方案,包括图像配准和信息处理模型等。要建立一个良好的平台,便于政府、行业管理部门对城市建设、管理进行信息分析和信息更新等工作。前者是信息源,是借助于遥感的原理,或者说应用RS技术捕获城市的面貌的信息。后者是信息处理,是借助于相应的计算机技术开发平台,或者说GIS软件平台作为信息存贮、管理、分析和应用的工具。系统加快了政府管理信息化进程,是适应国民经济和社会信息化发展的迫切要求,尤其是社会公众的电信发展如此之快,媒体传播如此之快,这就加大了政府管理对信息化需求的关注,否则将落后于社会,对政府和企业发展都会有极大影响。同时,是一个动态信息和城市空间信息相关的一种综合显示,而且是一个难度不大的及时信息综合的概念,经过新GIS阶段,即突破为“RGIS”。

RGIS是信息科学、空间科学和地理科学的结合,系统要实现空中对地观察图像数字化、不同比例尺图像迭合分析和不同分辨率图像迭置分析,而建立一个不同点源及不同尺度的遥感数字信息场,使得城市建设和管理者有一个在计算机上就能看到全市综合特征的信息库,即综合信息场。RGIS要体现出以遥感技术和信息系统技术的有机结合,为遥感综合调查信息在进行统一分类和规整处理的技术方案上进行应用的探索研究,RGIS是一个综合分析与表达技术。因此RGIS绝对离开不了综合信息场,也即信息场可视基础主要以RS为基础。其中,地理空间与地学也是一个很有尺度的学问,GIS中社会和国民经济信息等也决不是地图科学。为此,为区别先前的GIS概念,为推广和发展,又不屈服于误解,可称其为RGIS。当你想把GIS作为传统地图的延续,在GIS的开始阶段是允许的。然而,这不是GIS的本意。其本意应当是逐渐对所有的行业信息能包容的综合信息的图。现在已经明朗,最好是以包含了定位与定量内容的RS信息的基础上做行业的几何信息、空间属性与统计的支持决策等处理,这才是RGIS城市地理信息系统。以往地形图的GIS基础已经只是其中的行业图件之一了。因为其他行业管理图件,已经成为各行业自己的GIS基础,实实在在的基础。若同时又强调要以地形图作为所有GIS基础地理信息图,这必将引起对地形图的应用精度和使用期限等问题。从信息化讲,实际上应用RGIS作为管理,就是一个随着管理事件的点源尺度变化而变化的具体的动态信息和静态信息特征。

RGIS绝不是以地形图为基础的地理信息平台,而是以RS影像为基础的确实充满综合信息的系统平台。近期,又被一个有效的事例所证实。某城市的人口统计已经完成,人口普查的分布特征底图,由于其统计底图单元,是以数百人为单元的实际现状,这种小单元大比例关系的底图,统计精度高,而地形图上是缺乏相关联信息的,统计的边界却无法准确落在城市或郊区“正规”的地形图上,唯有依靠能反映地面所有微细的综合信息的彩红外航空遥感数字影像来解决问题,即解决“统计边界”信息落地的问题,这就为人口资源环境问题首先解决了人口统计与地面区域的综合信息相关的表达基础,为建立客观、准确的整个人口资源环境发展和分析,建立了可靠的RGIS基础。有人称矢量地形图是一种最为单一的,只是反映了地物简单的几何边界及其位置,高层建筑与多层建筑在地形图上是区分不出来的,常见一样的形状;地面的微小差别,如植被差别、露裸非露裸土地差别、河海防护堤特征、小路小溪等在地形图上是没有的,建筑物的外形特征、绿化质量特征等都是找不到的。这些常是统计分析、统计单元的信息边界,极其重要,如人口统计单元边界,地形图上无法整合的话,而航空遥感图像可淋漓尽致的反应并准确整合。同时,各基础地理信息系统的矢量线划表达的信息,依据航空遥感地物信息,即可获得非常具体的综合信息,因为在地形图上你所得到的信息太少,新的认识更少,说实在的没有一个城市建设和管理者真的是用地形图来获得管理信息的,因此,不能依靠地形图去承担基础地理信息的重任,而只有依靠高分辨率的遥感信息才能获得,并达到这一目标。换言之,矢量地形图与其他行业管理数字化图是同一种类型的信息,它们都实际上来源于地表真实写照的遥感影像。现代化、信息化、系统化的水质监测体系日益提上议事日程,我们认为在现有的四级水质监测体系下,以提高水质监测技术的现代化、标准化以及管理制度化的水平为目标,逐步建立起实验室、移动监测和自动监测相结合的立体化监测模式,并统一在水利部水质监测中心之下,可以有效全面的解决我国可持续发展过程中所面临的水质监测问题。

4、RGIS的展望

RGIS不仅适用于天然水体的实时监测,还适用于各省大、中、小城市其他方面的发展。正在启动的国家防汛指挥系统工程将在数据传输方面采用通信卫星和安全的网络技术;用遥感技术监测洪涝灾害;在七大江河流域建立以RGIS技术为支撑的包括社会经济、水体、水利工程、地形、土地利用、行政边界、交通、通信、生命线工程等数据层的分布式防洪基础背景数据库或数据仓库;完善水文及灾害预报这些以空间数据为基础的虚拟地球的技术;以及灾前作洪水预报及对未来各种降雨情况下的水情进行模拟等直接为决策提供依据的综合服务。尤其是目前,正值西部大开发进入了实质性的实施运作阶段,城镇建设作为区域社会经济活动的中心,正需要有一个这样的信息基础,也就是说不可避免地谈到数字建设;密切部门间的联系与合作,相互协调,形成合力,从而有效的提高保护城市环境能力。

转贴于 参考文献:

1.庄逢甘、陈述彭,遥感科技论坛,地震出版社2000年.10月ISBN7-5028-1839-1

2.孙建中,21世纪特大城市信息化基础之一:航空遥感综合信息场(上)(下),上海建设科技2001年第1、第2期ISSN1005-6637

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4.吴灿帮,费龙.现代环境监测技术.北京:中国环境科学出版社,1999,

5.李国刚. 环境自动监测技术与设备的发展动态. 第二届环境监测仪器与现代控制技术在环境治理工程中的应用研讨会. 北京,2003.10

6.国家空间信息基础设施"十五"总体规划思路和2010年发展远景研究报告

7.空间技术应用科技发展"十五"规划和2015年远景规划

8.测绘科技发展基金项目:构建"数字中国"地理空间基础框架总体战略研究

9.中华人民共和国科学技术部国家遥感中心网站

10.国家遥感中心:全国遥感(3S)行业发展现状调查与分析

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关键词:GIS 水环境管理 应用 前景

一、前言

GIS即地理信息系统是一门新兴的与高科技相结合的学科,它介于信息科学、计算机科学、地理学、遥感测绘学和管理科学之间。随着社会信息化的进行,它也逐渐的将各种地理信息与其相应地理位置相结合,可直接将用户所需的信息进行分析,并最终输出表格、数字、视图等数据,以更直观的方式让用户得到所需的信息。

二、GIS在水环境管理中的应用

在水环境管理这一块,必然离不开将其空间位置与其环境信息相结合,而太小范围的数据对水环境管理来说没有太实质性的意义,只有将较大范围的环境信息与地理信息结合才能真正的为水环境管理提供帮助。它在水环境管理中应用主要在以下几个方面:

(1)水资源管理模块

主要是对环境信息进行管理,包括大量的数据。而环境信息具有明显的空间与层次属性,运用GIS可清晰的显示不同区域的水环境状况,能够反映不同空间的水体环境信息变化。并且能够直观的反映重要环境信息点如污染源、排污口、监测点等在空间位置上的分布。

鄱阳湖水环境地理信息系统,首先具有数据库的所有常规功能,包括一些环境及地理信息数据的输入、删除、添加、输出、查询及检索等功能。能够很方便的将实际检测的信息输入输入系统中,对系统信息库进行更新。并且用户可以通过界面操作及搜索条件的输入,快速的查到某一地理空间位置的水环境信息。

(2)水环境评价

通过对鄱阳湖水环境地理信息系统研究发现,可以对水环境进行评价。根据鄱阳湖的相关环保参数、各项监测数据分析以及其水质特点,选取相应的评价因子。在确定评价因子时以国家制定的水环境评价标准作为依据,结合水环境评价的专业模型方法,以分布图或专题图等形式对鄱阳湖水环境进行评价,将环境素质的优劣转化为定量的可比数据,最后将这些定量的结果划分等级,以表明环境受污染的程度经过水环境评价子系统对鄱阳湖水质进行评价,得出的结果为水环境质量级别,将结果返回水资源管理子系统中,并以图形的方式显示出来从而实现鄱阳湖水环境质量评价目标,使抽象的鄱阳湖水环境评价工作变得准确、生动和直观。

(3)非点源污染控制

非点源污染主要是相对于点源污染,与点源污染相比,非点源污染具有起源分散、成分复杂、发生机理复杂、对环境影响具有一定得延迟性、时间和空间上都有较大的不确定性、位置难以确定等特点。正是由于这些特点,使得非点污染源的控制难度大为增加。应用GIS对非点源污染进行控制,可以充分发挥地理信息系统强大的空间数据管理、分析等功能,更能很好的与非点源污染的空间本质特性相结合,可以很方便的进行操作、检索、形象的得出分析结果。并且是为非点源污染定量研究的必然要求。

(4)突发环境事故

突发环境事故就是社会生产生活活动中用到的各种危险品由于各种人为或自然灾害的疏忽,造成其不受控制性的排放到周围环境中造成严重的环境污染与破坏,并对群众的生命财产造成重大损失的事故。这种污染具有突发性、事故的严重性、范围广、危害大等特点。GIS在对突发事故的应急管理中,第一:可以将各种应急储存物资的位置在GIS的空间位置上显示,以便于及时的调动物资辅助事故的处理。第二:在应急管理监测系统中通过GIS地图可以准确的显示给应急工作人员事故的发生地点,及附近交通情况。了解附近的基本信息后,可以初步判断事故的发展方向,在预定位置提前监测。可以让应急人员提前做好准备减少事故影响范围。第三:在整个指挥管理系统中,可以对整个污染状况进行宏观控制,并进行统筹安排。比如在火灾应急中,可以为选定人员的最佳撤退路径提供参考,并为消防救援选择最近最快的线路,减少道路上耽搁时间。总之对整个事故的应急管理提供参考依据。

(5)水环境模拟

运用地理信息系统可很好的进行各种水环境模拟,因为水环境与GIS的共同点在于均需要地理空间坐标与非空间特性相结合,将两者相结合是GIS的基本功能,而对于水环境来说,所有 的地理空间坐标或者非空间特点都是没有意义的,只有两者相结合,才能正确的表达一个地区某一时间的水环境条件。其中包括地表水地下水的模拟地表水的模拟主要是湖泊、河流及降水-径流关系的描述。利用GIS的数据库功能可以快捷的处理并显示一个地区的特征各种特征参数,结合其图形处理能力,可以讲流域内所有的特征用图形充分的显示出来。用于地下水的模拟,主要是包括模型输入数据、有限元分析、模拟结果的可视化及最终结果输出。利用GIS的网络分析功能,用来分析一个区域的降水与径流特性,描述流域汇流时的时间。因此可以结合水文模拟程序与之相结合,用来模拟城市地区或农业流域的排水情况,并对其排水能力的评估提供参考依据。

(6)GIS在水文勘测领域的应用

利用遥感技术与GPS定位技术,收集目标区域的图形信息,根据实测地物的光谱特性和样本区特征所建立的解释标志,将遥感测得的遥感图进行解析,在遥感图上识别地形地貌及地物。为了保证对遥感图解析与实际的一致性,需要在野外实地建立定点校核。且建立数字高程模型,就可进行高程方面的计算,得到体积、面积等信息。并了解沿程地貌、植物分布等参数。

三、结语

近年来,地理信息系统发展迅速,在很多领域如勘探、航空、环保、水利、农、城市规划等领域都有很大的作用。而在水环境管理方面运用地信信息系统技术,将我国的水环境管理,带入了一种全新的方式。随着这一技术的深层次研发,它必然在水环境管理中发挥更大的作用。

参考文献:

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