遥感技术综述范文
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篇1
关键词：气候变化；碳收支；遥感；碳收支模型
中图分类号： S153；S127 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）11（b）-0000-00
1. 引言
随着全球气候变暖的日益严重，人类面临到了迄今为止最重大的生态环境问题。随着全球气候变暖的日益严重，人类面临到了迄今为止最重大的生态环境问题。气候变化所带来的不良影响已经涉及到区域经济秩序、政治格局前景、人类生存环境以及能源发展方向等领域。区域碳收支能力是承载于碳排放和碳汇之上，运用于评价剖析和趋势预测的科研方向。相关研究表明通过遥感技术经济、高效地提取土地利用和地物覆被信息，成为现阶段研究全球气候变化的有力手段之一。[1]因此加强区域碳收支评估的精确性和针对性、研究区域碳收支能力估算的有效途径，对区域碳环境的平衡和气候变化的预测具有承上启下的效果。
2.主要原理和方法
2.1土地分类原理
随着《联合国气候变化框架公约》及《京都议定书》的生效实施，人们史无前例的认识到了全球气候变化对我们造成的危害将极为严重，这其中涉及碳循环的土地利用覆
被变化就是重要因素之一。世界各国随之高度重视针对气候变化的土地覆被分类的研究，其中包括：欧洲环境署（EAA）为便于欧盟各国间进行统一的环境监测，提出了CORINE土地覆被分类系统；美国方面通过遥感技术衍生出针对森林特色植被和稀疏草地的分类体系，将其命名为Anderson分类系统；中国中科院提出了主要面向植被覆盖的土地利用分类系统，便于我国大尺度的生态环境评价研究。同时政府间气候变化专门委员会（IPCC）利用土地利用、土地利用变化和林业活动，估算碳储量变化和温室气体排放。
在诸多分类系统的辅助下，张磊[2]等专家提出了基于碳收支的中国土地覆被分类系统，该系统结合我国地物排列、监测水平、季节变化等19个特征指标，设计出6大类、38个小类面向碳收支的土地覆被类型，推动了我国区域碳收支能力专题研究的发展。
2.2遥感技术
2.2.1遥感应用于碳收支研究
遥感技术的发展经历了波段分辨率、空间分辨率、时间分辨率的不断提高的过程[3-4]。现阶段引用遥感技术进行区域碳收支能力的研究，已经彻底改变了传统的基于碳源汇实地观测的方法，使得区域碳收支能力的研究面积更具整体化，突破了以往获取和统计数据的瓶颈。例如：方精云[5]等利用遥感技术结合相关数据研究1981-2000年中国陆地植被的碳汇情况，预测了我国森林固碳能力将会显著增加的趋势，同时总结了其反演模型的不确定性；Soegaar.H[6]等利用遥感技术提高了基于景观层面碳通量的估算水平。
2.2.2针对碳收支专题的遥感分类方法
反观现阶段高分辨率遥感影像大量出现并广泛应用的大背景下，传统基于像元的分类方发法不断面临挑战，已经难以满足现阶段的需求，王东生[7]等就曾在基于RS和GIS的不同土地利用方式的碳收支研究中提出，传统的分类方法无法对主要土地利用类型开展进一步的细分，导致估算出的碳收支结果对实践的指导意义不大。基于此面向对象遥感影像分类技术脱颖而出、推陈出新，面向对象分类技术可以完美地利用影像对象的空间、形状、纹理、上下文等特征信息进行更加深入细致的分类，使得区域碳收支能力的研究更加切合实际。例如郭亚鸽[8]等利用面向对象的分类方法对森林植被进行二级信息提取，并通过精度对比体现出面向对象分类方法相比传统分类的精确度具有很大的提高。
2.3碳收支模型
目前国内外在区域碳收支能力的研究上早已将经验模型提升到碳循环参数模型方向，大量的RS模型、GIS模型应用于碳收支能力研究的成功案例逐渐涌现，已经成为现阶段生态碳循环相关研究的必经之路。徐国泉[9]采用Divisia分解法建立了碳排放的因素分解模型，分析了10年间影响中国人均碳排放的主要因素，拉动了节能减排政策的实施。朱文泉[10]等人在GIS技术的支持下，利用MODIS数据构建了一个区域NPP估算模型，提高了估算森林NPP的可操作性和真实性。国外方面，Rik Leemans[11]结合环境资源结构模型预测分析了生物能源对全球气候变化和区域碳循环的影响，总结了绿色能源使用和节约的相关措施。因此为增加区域碳收支能力研究的精确性和预见性，基于前人的经验总结归纳其碳收支相关模型的优劣，建立更为适宜研究区域土地利用现状的碳收支模型显得尤为重要。
3. 关于影响因素的研究
除了研究区域碳收支的原理与方法之外，形成区域内碳能力差异的影响因素也是现阶段关于碳收支能力的研究重点。大部分专家学者认为经济发展、产业结构、地形地势分异是三大影响碳收支能力的主导因素。
3.1经济发展
工业革命带动了世界经济高速发展的趋势，同时也带来了诸多如全球气候变化、生态环境污染等人为灾害。因此，为了更为科学的探究经济发展与碳收支之间的关系，环境库兹涅茨曲线（EKC曲线）应运而生，并且随之而来的相关研究大量开展。DeBruyn S M[12]等人认为在中、远期之后环境压力与经济关系应该是N形曲线，而非传统观念上的倒U形曲线。相似的结论在胡初枝[13]等结合分解分析法研究EKC模型后也有展现，并分析出中国自1990至2005年碳排放量总体呈现出N型曲线。近期国内大量研究表明在省、市级层面上，区域碳排放与经济发展之间存在着一种脱钩关系，并且有待进一步探讨。
3.2产业结构
产业结构与区域碳收支能力的研究大都一致认为，区域碳排放与第二第三产业息息相关，而碳汇能力与第一产业紧密联系。李雷鸣[14]等曾在分析山东省碳排放问题时发现人口因素及产业结构因素对区域总碳排放量起到决定性的作用。而李建[15]更为细致深入的探讨了三个产业与我国各省碳收支能力的具体关系，其研究表明区域碳排放的强度跟该区域第二产业关联最深，第一产业对区域碳排放的作用最小。同时潘磊等提出了以调整产业结构低碳化、产业内部减排等手段，解决辽宁省碳收支能力与生态环境和谐等问题，并给出了低碳产业结构化的经济发展对策，得到了很好的效果。
3.3地形地势分异
在区域碳收支能力的研究上，虽然尺度不大，但大部分区域内仍涉及到明显的地形地势分异问题，从而会造成温度、水分、植被覆盖等因素的变化。例如黄从德[16]等人结合四川森林碳储量等信息分析出海拔越高，总结出碳收支能力的影响越小，碳密度越大等特点，对日后区域碳收支能力的研究具有推动作用；刘玉[17]针对独特花岗岩地形区进行区域碳汇能力研究，发现裂隙带厚度与风化程度干涉了区域土地利用和植被覆盖度等情况，从而影响了花岗岩地区的碳汇强度。相信随着RS和GIS技术的快速发展，更多关于特殊地形地势的区域碳收支能力相关研究将逐步解决。
4. 总结展望
近年来，国内外在区域碳收支能力的研究上具有长足的进展，尤其是通过RS技术和GIS技术解决碳收支问题方面。面向对象分类技术的迅猛发展和空间分析技术的广泛应用，完全可以解决传统的实地观测不便、手工统计资料量大等问题，为日后拓宽区域碳收支能力的研究提供了强有力的技术支持。
该研究取得进展的同时也存在某些不足，主要表现在以下几方面：
（1） 由于测算模型的不同、标准碳转换系数不统一、能源消耗统计来源相异等问题，使得同一区域的碳收支能力估算结果具有或多或少的差异，影响了区域碳收支能力研究的实用性前景，容易误导区域碳收支预测分析的结果。
（2） 在区域碳收支能力的影响因素方面，大量研究主要针对经济发展、产业结构、人为干扰等相关因素，而忽略了较为重要的政策性因素。相信国家政策性因素对于现阶段区域碳收支能力的研究影响也很关键。
（3） 大量研究提出了不少针对统一划定区域碳收支放标准的制度性建议，可是，当今中国经济发展并不均衡，西部地区与东部沿海一带的经济水平差距较大，统一划定区域碳收支标准不利于我国部分西部地区的经济发展，为此应该因地制宜的给予一些补偿性措施以平衡区域碳收支差异。
基于此，高度重视节能减排工作对于区域碳收支问题仍旧尤为重要。我国正处于工业加速扩张、经济逐步提升、社会文明高速发展时期，随着社会发展、人口增加、城市转换以及人民物资丰足，我国已成为受人瞩目的碳排放大国。为此中国有责任进行相关内容的科学研究，提高碳源利用效率，降低碳排放强度，完善节能减排工作，处理好区域碳收支的问题。
参考文献：
【1】赵荣钦， 黄贤金. 基于能源消费的江苏省土地利用碳排放与碳足迹 [J][J]. 地理研究， 2010， 29（9）： 1639-1649.
篇2
关键词：多源遥感；多分辨率；影像融合；像素级
中图分类号：P407文献标识码： A
1引言
随着遥感技术的发展，光学、红外、微波和激光雷达等大量不同卫星传感器的应用，获取同一地区的多源遥感影像数据（多时相、多光谱、多传感器、多平台和多分辨率）越来越多，为环境监测、资源调查、地形测绘和军事应用等领域提供了多层次的遥感影像金字塔。
与单源遥感影像数据相比，多源遥感影像数据所提供的信息具有冗余性、互补性和合作性。通过影像融合可以从不同的遥感影像中获取更多的有用信息，补充单源影像信息的不足。在遥感中，遥感影像融合是将覆盖同一地区的多源影像在统一地理坐标系中，按照一定的算法进行处理产生出比单源影像更精确、更完全、更可靠的影像的过程[1][2]。多源遥感影像融合不仅仅表现在多源遥感影像信息之间的叠加方面，还表现在利用多源遥感影像信息进行目标识别决策上。它能提高影像的空间分解力和清晰度，平面测图精度、分类精度与可靠性，增强解释和动态监测能力，减少影像模糊度，有效提高遥感影像数据的利用率[3][10]。
多源遥感影像融合可以分为像素级、特征级和决策级三个层次。这三个层次上所采用的融合算法各不相同，像素级融合算法主要有代数运算法、高通滤波法、HIS变换法、主分量分析法（PCA）、分量替换法及小波分析融合法；特征和决策级融合算法主要有贝叶斯统计决策理论、D-S证据推理、模糊推理和人工神经网络等[1][4][8-9][11-13]。
像素级融合直接在原始数据层上进行融合，该层次的融合准确性最高，能够提供其它层次上的融合处理所不具有的更丰富、更精确、更可靠的细节信息，有利于图像的进一步分析、处理与理解。它是特征级图像融合和决策级图像融合的基础。但是与其它两个层次的融合相比，像素级融合需要处理的信息量最大，处理时间较长，对设备的要求也比较高。目前在图像融合方面，研究较为成熟，应用较为广泛的方法大多属于像素级图像融合[7]。因此，本文将着重介绍像素级图像融合方法。这类算法大体上可以分为三类：（1）简单图像融合算法，如比值和加权乘法、Brovey 变换法、高通滤波法（2）分量替换图像融合算法，如HIS 变换法[5]、主成分分析法（3）多分辨率图像融合算法，如金字塔融合法、小波变换融合方法[14]。
2遥感影像融合方法
2.1简单图像融合方法
简单图像融合算法不对融合的各个源图像进行任何图像分解或变换，而是直接对各个源图像中对应像素点分别进行选择、平均或加权平均等简单处理，最终融合成一幅新的图像。
2.1.1加权融合方法
为了将高空间分辨率影像的空间信息传递到低空间分辨率的多光谱影像上，获取空间分辨率提高的多光谱影像，基于像元的加权融合对两幅图像，按下式进行：
(1)
权系数，可根据经验对某被融会影像，需强调的程度确定，也可运用相关系数确定融会影像的权重，以减少冗余度。
采用该方法融合的影像包含高分辨率影像的细节，空间分辨率有所提高，可用于TM和SPOT全色影像的融合，但融合后的影像与原多光谱影像的光谱特征有较大的差异。
2.1.2乘积性融合方法
Cliche提出了三种乘积性融合方法对SPOT全色影像和多光谱影像进行融合，表达式为：
(2)
(3)
(4)
式中，为全色影像，为第i波段多光谱影像。式（2）对红、绿波段同全色影像融合效果较好，而对红外波段因与全色影像相关性小，效果并不理想。式（3）会导致融合的影像反差变小。式（4）对红外波段采用加权融合，且权值大，可获得较好的视觉效果。
2.1.3比值融合方法
针对不同影像类型学者们提出了多种比值融合法，如Pradines融合法、Price融合法、Munechicka融合法和Brovey融合法等，其中Brovey融合法是最常用的一种比值融合方法。该方法假设高分辨率全色影像与低分辨率多光谱影像的光谱响应范围相同。
该方法能在增强影像的同时保持或增强原多光谱影像的光谱信息，不仅有利于地物的识别，还能在一定程度上消除太阳光照度、地形起伏、阴影和云影等的影响，可用于SPOT全色与其多光谱影像，SPOT全色与TM多光谱影像的融合[6]，但不能用于波谱范围不一致的全色影像和多光谱影像融合的问题。
2.1.4高通滤波融合方法
高通滤波融合法将高分辨率影像中的几何信息逐像素叠加到低分辨率影像中而进行融合。通过高通滤波滤掉了绝大部分的光谱信息而保留了与空间信息有关的高频成分，再把高通滤波的结果加到各光谱影像数据中，经过这种处理就可把高分辨率影像的空间信息与多光谱影像数据的光谱信息融合了，形成高频信息特征突出的融合图像。
该方法的优点是能提高多光谱影像的空间分辨率，同时保留了原始多光谱影像的光谱信息，能减小阴影的影响，并且对于参与融合的多光谱影像的波段数没有限制。融合的影像对于农作物识别与分类尤其适用。
2.2分量替换图像融合方法
分量替换融合算法将低空间分辨率多光谱影像进行某种变换，然后由高空间分辨率影像代替与其高度相关的分量，最后经逆变换获得空间分辨率增强的多光谱影像。
2.2.1彩色变换融合方法
HIS变换将图像处理常用的RGB彩色空间变换到HIS空间。HIS空间用色调H，亮度I和饱和度S表示，图像融合只在亮度通道上进行即用全色波段影像替换经HIS变换后得到的亮度分量，而图像的色调和饱和度保持不变。
通过正变换、替代和逆变换获得的融合影像既具有全色影像的高分辨率优点，又保持了多光谱影像的色调和饱和度，有利于改善判读、分类和提高制图精度等，适用于城区资源调查和视觉分析等。但是由于两类影像不可能完全相关，因此融合的影像中光谱特性的扭曲是可觉察的，且HIS方法只能同时对三个波段的多光谱影像和全色影像进行融合[5][6]。
2.2.2主分量变换融合方法
主分量变换(PCA)亦称K-L变换，是一种最小均方误差意义上的的多维(多波段)最优正交线性变换，它能够消除模式特征之间的相关性，用若干个分量图像就能完全表征原始集群的有效信息，图像中的彼此相关的数据被压缩而特征得到了突出，在影像数据压缩、特征选择和具有相关因子的多源数据进行融合时具有显著的优势。
采用主分量变换融合法不仅清晰度和空间分辨率比多光谱影像提高了，而且在保留原多光谱影像的光谱特征方面由于HIS融合法，即光谱特征扭曲度小，可增强多光谱影像的判读和量测性，且可以在多个波段上进行融合。该方法可用于融合特征互补性强的源图像，一个典型的应用就是利用PCA方法对SAR和多光谱数据进行融合[6]。
篇3
[关键词]白芍；赤芍；芍药苷；芍药内酯苷；血虚证；红细胞；血红蛋白
白芍[1]为毛茛科植物芍药Paeonia lactiflora Pall.的干燥根，是中医常用补血药，苦、酸，微寒，归肝、脾经，具有养血调经，敛阴止汗，柔肝止痛，平抑肝阳的功效，用于血虚萎黄，月经不调，自汗，盗汗，胁痛，腹痛，四肢挛痛，头痛眩晕。赤芍[2]为毛茛科植物芍药P. lactiflora Pall.或川赤芍P. veitchii Lynch的干燥根，是中医常用活血药，苦、微寒，归肝经，具有清热凉血，散瘀止痛的功效，用于热入营血，温毒发斑，吐血衄血，目赤肿痛，肝郁胁痛，经闭痛经，瘕腹痛，跌扑损伤，痈肿疮疡。市场调查表明[3]流通的赤芍主要为芍药P. lactiflora野生品的根，与白芍来源一致。二者在临床上不混用，白芍长于养血敛阴，赤芍长于凉血活血。
白芍有补血之效，常与当归、熟地黄等配伍，可以治疗血虚诸证；赤芍具有清热凉血，活血散瘀之功，临床应用中赤芍亦可以用于补血，当患者血虚有瘀时，可将白芍替换为赤芍，或者赤芍与白芍同用，利用赤芍能活血祛瘀并有补血作用，使患者瘀血去而新血生，以达到补血和祛瘀的功效。但临床上常主要以白芍为补血药，可能与赤芍能活血散瘀而耗血有关。
现代研究表明，赤芍和白芍含有单萜类物质，包括芍药苷、芍药内酯苷等[4-5]，芍药苷具有明确的补血作用[6]，但对芍药内酯苷的药理作用研究较少。本实验通过赤芍、白芍和芍药苷、芍药内酯苷补血作用的对比研究，探讨白芍补血作用的有效成分。
1材料
1.1动物 雄性昆明种小鼠，体重（22±2） g，由北京维通利华实验动物有限公司提供，许可证号SCXK（京）2012-0001。
1.2药品 受试药：白芍水提物、赤芍水提物、芍药苷、芍药内酯苷。白芍水提物制备：取白芍饮片加水12倍，浸泡2 h，加热煮沸，水提1.5 h，过滤，滤渣再加水10倍，加热煮沸，水提1 h，过滤，合并滤液，浓缩，烘干，称重，得白芍水提物，出膏率为30%。经HPLC测定，含芍药苷7.35%，芍药内酯苷4.18%。赤芍水提物制备：取赤芍饮片同上法制备得赤芍水提物，出膏率为36%。经HPLC测定，含芍药苷7.62%，含芍药内酯苷为0。芍药苷、芍药内酯苷制备：自制，纯度均高于96%。阳性药：四物颗粒，吉泰安（四川）药业有限公司，批号1206064。经HPLC测定，芍药苷质量分数为0.536%。
1.3仪器与试剂 Beckman Coulter Ac. T 5血细胞分析仪，Ac. T 5diff Rinse（批号03202C21926），Ac. T 5diff WBC Lyse（批号16502B02838），Ac. T 5diff Fix（批号17602E07007），Ac. T 5diff Hgb Lyse（批号04802A0170），以上均由美国Beckman Coulter. Inc生产。
2方法[7]
2.1白芍和赤芍补血实验 适应性喂养后，将90只小鼠按体重随机分成9个组，即正常对照组、血虚模型组、四物颗粒组（2.5 g·kg-1）、白芍3个剂量组、赤芍3个剂量组，每组10只。对照组、模型组每天灌胃蒸馏水，白芍组给予白芍2，1，0.5 g·kg-1（按生药量计，下同），赤芍组给予赤芍2，1，0.5 g·kg-1。按每10 g体重灌胃0.2 mL给药，每日1次。
小鼠连续给药7 d，然后进行为期2周的造模。模型组、四物颗粒组、白芍组、赤芍组隔天由眼底静脉丛放血0.3 mL，次日温水游泳20 min，同时每天饲料按75 g·kg-1体重控制，自由饮水，造模期间仍继续给药。于第0，7，14天眼眶采血40 μL，检测血象。
2.2芍药苷和芍药内酯苷补血实验 分组与实验方法同上。其中芍药苷分别给予120，60，30 mg·kg-1，芍药内酯苷分别给予120，60，30 g·kg-1。
2.3统计学方法 实验数据采用SPSS软件进行One-way ANOVA统计学分析，结果用±s表示。
3结果
3.1赤芍、白芍对红细胞数量的影响 造模第7天，与对照组比较，模型组的红细胞数明显降低（P
3.2赤芍、白芍对血红蛋白含量的影响 造模第7天，与对照组比较，模型组的血红蛋白含量明显降低（P
3.3芍药苷、芍药内酯苷对红细胞数的影响 造模第7天，与对照组相比，模型组的红细胞数明显降低（P
3.4芍药苷、芍药内酯苷对血红蛋白含量的影响 造模第7天，与对照组相比，模型组的血红蛋白含量明显降低（P
4讨论
白芍和赤芍是临床常用中药，其功效有别，赤芍长于清热凉血散瘀，白芍长于敛阴补血柔肝。《注解伤寒论》云“芍药，白补而赤泻，白收而赤散也。”[8]赤芍、白芍中含有的成分较相似，二者均含有单萜苷类成分，如芍药苷、氧化芍药苷、芍药内酯苷、苯甲酰芍药苷等，其中芍药苷是药典[1-2]规定的控制赤芍和白芍质量的成分。赤芍、白芍功效迥异，都用芍药苷控制质量无法明确区分二者。研究[9]发现市售赤芍中含有较多的芍药苷，但芍药内酯苷的含量极少；白芍中含有芍药苷，同时芍药内酯苷的含量较赤芍中多。本研究对赤芍、白芍及其提取物中芍药苷和芍药内酯苷进行含量测定，结果发现赤芍中芍药苷的含量相对较高，但不含芍药内酯苷；白芍中含有芍药苷和芍药内酯苷，与文献报道一致。芍药苷与芍药内酯苷是同分异构体，芍药苷的药理作用已有较多的研究报道，由于芍药内酯苷较难分离纯化[10]，其单一成分药理作用的文献报道较少。已有研究[11]发现，赤芍、白芍对失血法致小鼠血虚模型均有补血作用，而本实验的对比研究也证实了该报道。赤芍与白芍均含有芍药苷，临床补血药常选用白芍，白芍中除芍药苷外的其他成分如芍药内酯苷补血作用的研究就很有意义了。
血虚证是临床常见病症，多由生血无源、失血过多、大病亏虚等不同原因引起。目前关于复制血虚模型的方法主要有放射线辐照法、腹腔注射环磷酰胺法和综合放血法3种。本实验采用综合放血法，模拟大量失血，使小鼠“有形之血不能速生”，并结合温水游泳，每日限食等措施，使得小鼠“无形之气”不能固益，血液亏损且新血化生不足，表现为外周血象血细胞数明显降低，从而复制出血虚模型。综合放血法所致的血虚模型与传统中医理论契合，是补血实验常用模型。
四物汤是中医传统的补血方剂，由当归，川芎，白芍，熟地黄等组成，具有较好的临床疗效，并已经开发研制出中成药四物颗粒。已有研究表明，四物颗粒[12]对综合放血法致血虚小鼠具有补血作用，故本实验采用四物颗粒作为阳性对照药。文献[13]中四物颗粒对小鼠补血实验的用量为9～2.25 g·kg-1，本实验根据四物颗粒说明书的服用量计算出小鼠的用量大约为2.5 g·kg-1；采用HPLC测定四物颗粒中芍药苷的质量分数为0.536%，故2.5 g四物颗粒中含芍药苷13.4 mg。按药典白芍饮片中芍药苷的含量限度1.2%计算，相当于1.12 g白芍，与本研究中1 g·kg-1白芍剂量相似。实验结果也表明2.5 g·kg-1四物颗粒能升高该模型小鼠的红细胞数与血红蛋白含量，具有补血作用。
实验结果显示，2 g·kg-1白芍、赤芍均能在第7天和第14天升高小鼠的红细胞数与血红蛋白含量；1 g·kg-1白芍亦能在第14天升高血红蛋白的含量，而1 g·kg-1赤芍作用不明显；同剂量组相比，白芍组的红细胞数和血红蛋白含量有升高趋势，但无统计学差异；表明赤芍和白芍对该血虚模型均有补血作用，白芍的补血作用略优于赤芍。
芍药内酯苷各剂量组的红细胞数和血红蛋白含量均有升高，芍药苷仅120 mg·kg-1剂量组的红细胞数和血红蛋白含量升高，即芍药内酯苷的起效剂量为30 mg·kg-1，芍药苷的起效剂量为120 mg·kg-1。同剂量组对比发现，芍药内酯苷的红细胞数和血红蛋白含量皆较芍药苷升高（P
本研究首次探讨了芍药内酯苷的补血作用，发现芍药苷和芍药内酯苷对综合放血法模型小鼠均具有补血作用，芍药内酯苷对该模型起效剂量低、作用强，补血作用更好。依据此实验结果推测，芍药苷是赤芍、白芍具有补血作用的共同有效成分；芍药内酯苷是白芍补血作用优于赤芍的物质基础，可作为白芍在补血作用上区别于赤芍的特征有效成分。本实验采用了综合放血法血虚模型，该模型的造模原理符合中医“血虚”的病因，对小鼠外周血象中红细胞和血红蛋白数影响较明显，但是该模型白细胞数量变化不明显，因此，芍药苷和芍药内酯苷其他模型的补血作用还有待进一步研究。
[参考文献]
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Comparative study on effects of blood enriching on mouse model of blood
deficiency syndrome induced by compound method of bleeding， starved
feeding and exhausting of Paeoniae Radix Alba and Paeoniae
Radix Rubra， paeoniflorin and albiflorin
ZHANG Jian-jun*， HUANG Yin-feng， WANG Li-li， LI Wei， WANG Jing-xia， WANG Chun， QU Sheng-sheng
（School of Preclinical Medicine， Beijing University of Chinese Medicine， Beijing 100029， China）
[Abstract] Objective： To study the effects of blood enriching on mouse model of blood deficiency syndrome of Paeoniae Radix Alba and Paeoniae Radix Rubra， paeoniflorin and albiflorin. Method： Building the mouse model of blood deficiency syndrome induced by compound method of bleeding， starved feeding and exhausting of swimming， extract from Paeoniae Radix Alba and Paeoniae Radix Rubra were given during modeling. The amount of RBC，HGB were detected after the treatment. Based on the amount results of RBC，HGB and the paeoniflorin content，albiflorin content in Paeoniae Radix Alba and Paeoniae Radix Rubra， the same model and the same method were used to comparatively study the effect of blood enriching of paeoniflorin and albiflorin. Result： At the 7th day， the amount of RBC and HGB in model mice was significantly increased （P
篇4
关键词：半干法；窑炉脱硫脱硝；陶瓷；改性SNCR低温脱硝
1 前言
随着国民经济的不断发展，我国陶瓷工业也得到了迅猛发展。据统计陶瓷墙地砖生产量由1991年的2.72亿m2猛增至2012年约90亿m2，产量居世界第一，约占世界的2/3，形势一片大好[1]。但其带来的负面影响--窑炉烟气污染也越来越突出。我国大气中90%的SOX、85%的CO2、80%的ROX（粉尘）和50%的NOX污染均来自陶瓷窑炉、蒸汽锅炉以及其他各种工业窑炉[2]。据资料统计，目前仅在日用陶瓷、建筑陶瓷生产领域中就有3 000余座窑炉，达到窑炉总数的70%，因此处理陶瓷窑炉烟气污染就成为了目前应该研究的方向。
目前的行业中大部分均采用湿式脱硫除尘塔系统，这样的结果是SO2的排放浓度虽然达标，但粉尘排放浓度很难到新的陶瓷工业排放标准（《陶瓷工业污染物排放标准》（GB25464-2010）），而且采用湿法烟气脱硫，将产生大量的脱硫废水，而且污水处理系统所需的占地面积进一步扩大；废水量的增加，占前的行业中大部分均采用湿式脱硫除尘塔系统，地面积的进一步需求，使得产品生产过程中需要的能耗也进一步扩大[3]。近年来市场上出现了一种适合陶瓷工业窑炉废气处理的脱硫除尘技术--喷雾半干法烟气除尘技术。该技术在国内脱硫市场上已有商业运用业绩，除尘脱硫效果也不亚于湿法脱硫。
在我国烟气污染控制主要集中在除尘和SO2的控制上，随着环境污染的加重以及空气质量要求的提高，NOx的治理己被提上日程。目前我国， 对工业窑炉NOx 废气的排放也做出了严格的规定， 按《大气污染物综合排放标准》GB25464-2010执行。目前SCR脱硝工艺合适的烟气温度是300～420℃，投资及运行费用高，占地面积大，不适合于用地紧张的陶瓷企业窑炉烟气脱硝。
本文将结合陶瓷工业窑炉烟气的特点，从实际应用角度分析和讨论，提出利用改性SNCR低温脱硝与半干法脱硫除尘综合技术治理陶瓷窑炉尾气。
2 改性SNCR低温脱硝与半干法脱硫除尘综合技术工艺简介
改性SNCR低温脱硝与半干法脱硫除尘综合技术是在充分利用现有装置的基础上，增设相应装置，实现同时脱硫脱硝除尘。系统中巧妙地设置了脱硝机装置，增加部分管道，系统运行温度为300～450℃，保证系统安全、稳定、连续地运行。
工艺流程如图1所示，在烧成窑与干燥窑之间的风管管道段安装脱硝装置，采用改性SNCR技术进行低温脱硝处理，同时会吸收部分的SO2，处理后的烟气进入到半干法的脱硫装置，烟气中的SO2与碱性溶液经充分反应形成脱硫雾滴，高温蒸发后烟气降温脱硫，随烟气进入在线行喷吹布袋除尘器，通过除尘器将烟气中的粉尘和脱硫副产物捕集净化，然后经由风机、烟囱达标排放。
3 改性SNCR低温脱硝技术系统
3.1改性SNCR低温系统工艺流程
改性SNCR低温系统其实是在SNCR的基础上加以改进的一项技术，其基本原理与SNCR一样，在一定温度范围内（300～450℃），利用干复药还原 NOx。其主要反应为：
NOx+干复药+O2N2+H2O
（备注：干复药为我司自主研发专用于低温脱硝的药剂，不含尿素，无氨逃逸，安全稳定）
与SNCR不同的是改性SNCR 低温系统将细小的改性药剂溶液雾滴喷入特定管道区域中并使其均匀分布。改性SNCR 低温系统是一个烟气管道内的脱硝反应，改性药剂溶液雾滴在管道相应温度窗口区域的精细分布程度是该系统性能的重要影响因素。该系统储存适合浓度的改性药剂溶液并将它循环输送到管道侧，然后利用该企业提供的压缩空气将改性药剂溶液进一步稀释到预设的浓度，并通过计量模块精确计量脱硝反应所需的改性药剂溶液被输送到喷枪。喷枪利用机械雾化和携带风将所需的改性药剂溶液喷入特定管道区域中。在系统优化和调试期间，每支枪的雾化性能和流速等还要根据管道内的实际运行负荷和 NOx 浓度进行进一步的调整以更好的满足系统要求。脱硝机可与在线监测联网，根据其反馈的数据（例如：处理后浓度、NH3 逃逸浓度等）自动对喷药量、药液浓度等参数实施准确调节，以求平衡地达标排放和节省运行费用。
改性SNCR 系统主要由药剂储存箱、药剂输送调节系统、药剂反馈传感器组件、触摸式控制屏、自动调节式药剂喷枪组件等组成。装置图如图2所示。
3.2技术工艺特点
与其同类技术工艺相比，本系统具有如下特点：
（1） 使用改性药剂作为还原剂，无毒、无害、不含尿素、不会产生氨逃逸；
（2） 不需要储存、处理带压和危险的无水氨或氨水相应的安全设备；
（3） 使用液态而不是气态反应剂，可以更有效地控制反应剂喷射模式和反应剂分布，保证与烟气良好的混合，在合适的温度下，使药剂得到更充分的利用，有效提高还原剂利用率。
（4） 还原反应剂渗透能力强，液滴尺寸合理，分布均匀，与烟气中的 NOx 混合良好；
（5）每一工程的改性药剂喷射系统进行专门量身定做，有墙式喷射器，带伸缩的墙式喷射器以及多喷嘴枪式喷射器，在短的改性药剂喷枪不能覆盖的区域，多喷嘴枪式喷射器能保证所喷射的改性药剂溶液良好的覆盖。
4 半干法脱硫除尘工艺
陶瓷工业窑炉烟气一般具有以下特性，由于生产中烧成窑的尾气含有较高温度，为了利用余热，一般将烧成窑废气转入前段工艺--干燥窑中，由此造成废气排烟温度相对较低，而由于陶瓷制喷干粉过程中粉尘从液滴吸收热量的过程中吸尘了烟气中的SO2，在窑炉烘干烧成过程中有一部分释放出来，再在烧成过程中燃料燃烧产生的SO2，窑炉废气中SO2浓度较高，而干燥窑干燥过程中产生的湿气也随着废气排放，使得了陶瓷工业窑炉产生的废气具有低温，高湿，高浓度的特性[2]。
本文介绍的窑炉烟气“半干法脱硫及除尘技术”中处理系统主要由两个工艺过程组成：“干法脱硫”+“布袋除尘”，以及与之配套的风机管路系统、电气控制系统等。它的基本工艺原理是：将一定量的碱性溶液喷入降温脱硫塔内；脱硫雾滴高温蒸发后形成烟气降温脱硫，随烟气进入除尘器，通过除尘器将烟气中的粉尘和脱硫副产物捕集净化，然后经由风机、烟囱达标排放。具体工艺流程见图见图3。
4.1降温脱硫系统
4.1.1系统组成及流程
降温脱硫系统采用的是“喷雾干燥降温脱硫技术”，系统主要由降温脱硫塔、降温脱硫水系统、压缩空气系统等组成，其系统流程如图4所示。
4.1.2系统配置及结构
（1） 降温脱硫塔
本系统采用降温脱硫塔作为降温脱硫设备，它由筒体、灰斗、喷咀、导流板、水管、气管等组成。
烟气进入降温脱硫塔后，在导流板的作用下均匀地向上流动。喷咀采用气水双流喷咀，可以将溶液雾化成50μm的液滴，液滴与高温烟气接触时，可以把烟气当中的热量带走降低烟气温度，同时溶液当中的碱与烟气当中SO2反应，吸收中和了烟气当中的SO2，使其SO2含量达到国家的相关排放标准。当液滴完全蒸发后，烟气再进入除尘器。
烟气中的粉尘部分在重力作用下落入灰斗中，经布袋捕集后，在振动器的作用下，经卸灰阀排出。
（2） 降温脱硫溶液制备
根据系统降温脱硫的要求，通过泵与流量调节阀精确配制降温脱硫溶液的浓度，降温脱硫溶液在不锈钢多级离心泵的加压下，经气水双流喷咀以极微小的雾滴喷入降温脱硫塔内。
4.3系统特点
（1） 结构形式独特，降温脱硫效率高，满足系统要求
根据烟气治理经验，设计出的降温塔结合了多种降温脱硫系统的优点。通过传感器及自动控制系统，有效地控制相关降温脱硫操作准确性，可以使得烟气稳定地保持一定的温度湿度。
（2） 占地面积小
降温脱硫塔为立式结构，占地面积很小，另外溶液罐、泵的占地面积也很小。
（3）工艺简单、节省投资
根据高温烟气的实际温度，系统自动调整流量，就可方便调温度，不仅满足系统要求，而且节约运行费用。且降温塔运行对陶瓷熔炉的炉压没有影响。
（4）系统稳定可靠、维护简单
整个系统活动部件少，降温脱硫溶液采用洁净自来水，系统不存在堵塞问题。
经脱硫塔后的烟气进入布袋除尘器，合理并稳定解决粉尘、脱硫反应物等易造成烟气粉尘超标的问题。
降温脱硫塔上所有设备检修都不需要进入降温塔内部，检修设备完全可以不影响陶瓷熔炉的运行，其在线与否不影响陶瓷熔炉的压力。
所以系统维护很简单，系统故障率低、设备使用寿命长，节省大量的人力和财力。
（5） 塔产物易于处理、无废水产生
向降温脱硫塔内喷射的溶液在降温脱硫塔内直接蒸发，部分粉尘直接落入降温脱硫塔灰斗中，另一部分进入下一个工艺流程，由除尘器将其捕集，所有副产物均是干态物质，性质稳定，无毒无害。粉尘可以直接废弃。处理方便，不生产废水、废气等二次污染。
相对其它降温脱硫方法，该半干法降温脱硫工艺节省了大量人力、投资、维护、降温产物处理等成本，所以本降温脱硫技术综合优势还是比较明显。
总而言之，半干法工艺的优点是：没有水处理系统、没有白烟生成、运行成本低、维护方便、对质量产量无影响、可以全天候达标排放等等。
4.4除尘系统
针对窑炉烟气特性，半干法除尘系统的除尘器选用布袋除尘器，目前市面上使用得比较多的布袋除尘器主要有脉冲行喷吹布袋除尘器与箱式布袋除尘器，表1是两种布袋除尘器的分析比较。
以上比较可以看出，脉冲行喷吹布袋除尘器更适用于窑炉的烟气除尘。
4.4.1除尘――在线脉冲行喷吹布袋除尘器
在线脉冲行喷吹布袋除尘器的气体净化方式为外滤式。除尘器由上箱体、中箱体、灰斗、滤袋组件、喷吹装置、卸灰阀、脉冲阀及检测、控制系统等组成。滤袋通过袋笼固定在花孔板上。每排滤袋上部都装有一根喷射管，喷射管上有小喷孔，并与每条除尘滤袋中心相对应。喷射管前装有与空气压缩机相连的脉冲阀，电磁脉冲阀与气缸相连接。控制器定期发出短程的脉冲信号，通过控制阀有序地控制各脉冲阀开启。
工作时，含尘废气由进风口经中箱体下部进入各单元灰斗，大颗粒粉尘由于惯性碰撞、自然沉降等作用直接落入灰斗、其余粉尘随气流进入中箱体过滤区，粉尘积附在滤袋外表面，过滤后的洁净气体透过滤袋经上箱体、排风管排出，从而达到除尘的目的。
随着过滤工况的进行，滤袋外表面所附积的粉尘不断增加，从而导致除尘器本身的阻力也逐渐升高，滤袋表面附积的粉尘达到一定量时，清灰控制装置发出清灰信号，通过控制阀有序地控制各脉冲阀开启。当脉冲阀开启时，与脉冲阀相连的喷射管与气缸相通，高压空气从喷射孔中以极高的速度喷出。高压气流进入滤袋内，使滤袋剧烈膨胀，引起冲击振动。同时在瞬间内，产生由内向外的逆向气流，使粘在滤袋外表面及吸入滤袋内部的粉尘吹扫下来。吹扫下来的粉尘落入集灰斗内，最后经卸料器排出。各排滤袋依次轮流清灰，待一周期后，又重新开始轮流。
4.4.2脉冲行喷吹布袋除尘设备的设计特点
其技术特点：
（1） 滤料作了技术改进，令透气量更高，阻力少，更加节能。
（2） 防腐材料更新换代，避免了长时间使用后会产生的离壳现象，提高了使用寿命。
（3） 除尘器的喷吹清灰电磁阀，由以前的直角式电磁阀改用性能更优良的淹没式脉冲电磙阀，虽然淹没阀相比直角式成本更高，但淹没阀的瞬间通气量更大（可使得清灰更干净，间隔时间更长），阻力小，提高了负荷带动量，扩大了气源压力的使用范围，可以适应气源压力较低的场合使用（最低可到3.5kg/cm2的压缩空气压力）。
（4） 本除尘器，其控制系统经过优化后，不再采用机械式的控制原件进行控制，改为采用PLC的控制方式，同时配套一个触摸控制屏，实时显示各种设备的工作状态及工作参数。同时，各阀门用于检测状态的开关由原来的机械式行程开并，改为感应式电子开关，可有效地减少由行程开并失灵而引起的事故。
5 系统总的运行成本分析
5.1脱硝系统
本系统采用的是改性SNCR低温脱硝技术，表2、表3是在窑炉烟气治理方面，改性SNCR低温技术与SNCR技术的对比表
表4是某一陶瓷厂使用改性SNCR低温脱硝系统处理窑炉尾气的运行费用表，该陶瓷厂使用的燃料为天然气。
5.2半干法脱硫除尘系统运行费用表
表5是某一陶瓷厂半干法脱硫除尘系统处理窑炉尾气的运行费用表，该陶瓷厂使用的燃料为天然气。
注：（1） 以上半干法脱硫系统运行成本表中是以最大电费用量计算，暂不考虑使用变频器时节省的电量。
（2） 本运行费用当中重点分析的是脱硫的药剂使用费用；其中未含人工费等费用，其需根据各个企业的实际情况而定。
6 结论
在我国，烟气的除尘、脱硫都有了比较成熟的技术，而脱硝技术的研究则处于研究试验阶段。从发展趋势来看如果不对NOX采取足够的重视NOX完全有可能取代SO2成为大气污染的主要物质。随着人们对环境的更加重视，以及科学发展观和构建社会主义和谐社会的要求，以后的烟气处理应该是脱硫、脱硝和除尘一体化的。改性SNCR低温脱硝与半干法脱硫除尘技术的结合很好地顺应这一潮流，而且该系统能够很好地提高窑炉烟气的处理率，解决窑炉生产过程中能耗巨大，成本高的缺点，也能够推动陶瓷行业的转型升级。
参考文献
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创新特点[J].机械与设备，2014（4）：29-31.
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境，2004（3）：57-59.
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【关键词】道路与铁道工程；GPS；航测遥感；GIS
众所周知，道路工程通常包括勘测设计、施工建造、运营管理3个阶段，在这3个阶段中，测绘技术都起着十分重要的作用。随着空间技术、计算机技术和信息技术以及通信技术的发展和在各行业中的不断渗透、融合，使得测绘学在这些新技术的支撑和推动下，出现了以“3S”技术为代表的现代测绘新技术，使测绘学科从理论到手段发生了革命性的变化，这些变化必然会影响到道路工程各个阶段的测量方式。本文结合3S技术的最新发展，综合介绍我国道路工程不同阶段中3S技术的应用现状。
1.全球卫星导航定位系统的应用
全球卫星导航定位系统GNSS是指利用人造地球卫星进行导航或定位的技术系统。目前国际上全球卫星导航定位系统主要包括美国的GPS，俄国的GLONASS，欧盟的GALILEO等，我国也自主研制了“北斗”卫星导航广域增强系统。其中，GPS是目前应用最广泛的全球卫星导航定位系统，其技术的最新进展代表了全球卫星导航定位系统的主要发展方向[1]。
2.地理信息系统的应用
地理信息系统（GIS）是在计算机软件和硬件支持下，把各种地理信息按照空间分布及属性以一定的格式输入、存储、检索、更新、显示、制图和综合分析应用的技术系统，在铁路和公路工程的勘测设计中正得到愈来愈多地应用。将GIS用于铁路和公路工程建设可以保持各种数据的统一、规范，便于提高工程建设的效率，GIS和RS结合，可以获得三维地理信息的遥感图像信息，并利用其进行纵横断面分析、坡度分析等工作，从而实现三维铁路和公路工程设计、桥梁设计、景观设计等。
3.航测遥感技术的应用
当前多平台多传感器的航空航天遥感数据的获取技术趋向于高空间分辨率、高光谱分辨率和高时相分辨率。遥感图像宏观、逼真、丰富的信息为道路与铁道工程的选线、工程可行性研究、路线工程地质条件和水文条件的评价、工程初步设计提供了充分的信息源，已经成为铁路勘测设计中关键的核心技术之一[2]。利用航测遥感技术测绘大规模大比例尺（以1：2 000比例尺为主）地形图，建立数字地形模型，已经成为新线铁路勘测设计的基础数据；遥感工程地质和水文地质综合信息填图已成为绕避地质灾害、确定铁路线路走向不可缺少的控制性因素。航测遥感技术取代了繁重落后的地面测图工作，改变了铁路勘测设计的程序，引起了铁路勘测设计发生了革命性飞跃，成倍地提高了铁路勘测的速度，大大缩短了勘测的周期，提高了铁路勘测设计的质量。
以上实例表明，GIS技术在道路与铁道工程勘测设计中的应用，大大推进了勘测设计一体化、智能化的进程。
4．施工阶段主要以GPS的应用为主
4.1 采用静态GPS建立高精度平面工程控制网
在桥梁和隧道工程中，目前最为广泛的是应用GPS技术进行控制测量。杭州湾跨海大桥是当前世界第一长跨海大桥，跨海段长达31.5 km，海上无任何自然岛屿，其平面控制采用静态GPS按B级精度的要求施测[3]；乌稍岭隧道全长20 km，是我国目前最长的铁路隧道，其洞外控制也采用GPS技术，现在该隧道已经全线贯通交付使用。这些大型工程的建设都说明，利用GPS技术进行大型工程的控制测量，不仅可以满足工程建设的精度需要，而且能够加快工程建设的进度。
4.2 通过GPS高程拟合建立高程控制网
目前，GPS高程测量精度较低，主要原因是无法准确获取各点的大地高和高程异常值。较常用的计算高程异常方法是：利用测区里的若干个已知水准点，采用解析内插、曲面拟合等方法确定测区的似大地水准面，进而求出各点的高程异常。数座特大型桥梁工程测量的试验分析表明：在小范围的桥梁工程区域内，当地形较为平坦时，利用2~3 h的GPS静态观测成果，经过拟合计算，可获得二等精度的高程成果；而利用1~2 h的观测资料，可获得三、四等精度的高程拟合成果[4]。
4.3 利用GPS-RTK技术进行工程放样
GPS技术在施工阶段的应用除了建立施工控制网外，近年来随着RTK技术的不断完善，在工程放样中也同样得到了广泛应用，从而大大降低了放样的计算工作量和外业观测强度，提高了作业效率。
5.运营管理阶段3S技术开始得到应用
5.1 GPS技术在变形监测中正得到广泛的应用
大型工程结构的变形监测，一直是道路与铁道工程运营管理阶段的重要课题，目前，利用GPS技术正在成为变形监测的重要技术手段。例如，虎门大桥GPS(RTK)实时位移监测系统，能够实时监测整桥3个方同的x，y，z位移和大桥的扭转角，并能对各点的数据进行记录回放[5]。GPS监测大桥位移的实时性和高采样率的数据为大桥的状态分析提供了方便的条件，也为大桥的管理部门的决策提供了依据，使大桥的安全得到了保障。
5.2 遥感技术开始得到深入认识并开展应用
目前我国已经利用航测遥感技术完成了大量的既有铁路复测和地质病害调查工作，对成昆、宝天、宝成等10余条地形地质条件复杂，路基、地质病害较严重的既有铁路重点区段和重要工程进行了遥感地质病害调查，从而为铁路工务管理提供了及时有力的信息保障。
6.结语
3S技术的迅速发展及应用，极大地提高了我国道路与铁道工程可持续发展的能力。在施工阶段，GPS技术已经成为大型工程控制测量的主要技术手段，同时在地形测绘和施工放样中也得到了得到越来越多的应用。在运营管理阶段，我国已经初步形成了应用3S技术对铁路公路工程进行全面管理和综合服务的新格局，在铁路和公路日常安全运营管理、土地管理、技术改造、病害调查与预防、信息化建设中发挥了基础性的作用，有力地推动了我国陆上交通事业的现代化。因此，大力推广3S技术在道路与铁道工程中的普及应用，对于促进我国道路与铁道工程的可持续发展具有重要意义。
参考文献
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关键字：土地管理；3S; 应用
1 引言
随着我国经济的不断发展，城市化进程在不断的加快，对土地资源的需求也越来越大。土地资源也显得倍加珍贵，必须要对其合理的进行开发和利用。如果处理不当将会造成土体资源的浪费和流失。从我国建设资源节约型社会的角度来讲，做好土地资源的开发和利用也显得尤为重要。但是长期以来我们国家的土地资源管理技术先对落后，这也严重限制了新时期、新条件下的土地管理的发展。特别对于土地资源的实时动态管理现在显得尤为重要。目前遥感技术能覆盖较大的面积，获取信息也十分的方便。合理的运用3S技术的现代化的手段从根本上改变了土地资源管理的模式。使得土地管理更加的快捷和方便。
23S技术综述
目前3S技术是对地观测系统中空间数据、属性数据的采集、存储、管理、查询、更新、分析和应用的三大支撑技术。RS、GPS、GIS三者之间形成一个不可分割的整体。通过RS和GPS两者采集的数据来给GIS来提供和及时更新空间和属性数据。GIS通过对这一部分数据的综合处理和分析，同时用的到的处理结果来指导RS和GPS的数据采集。
2.1 RS技术
RS技术是遥感技术的简称，它是通过专门的遥感设备，在不与目标对象直接接触的情况下取得目标对象的信息特征，并且对这一部分信息进行提取和加工。近几年来随着地理信息系统的不断发展，于此紧密结合在一起的遥感技术也得到的迅猛的发展。遥感技术一般情况下是对是图像形式的遥感数据进行数据处理，主要包括纠正、增强、变换、滤波、分类等功能，通过这一系列的处理措施得到不同类型的数据信息，例如土地的建设使用情况、植被的覆盖率和农作物产量等。一般采用的是光学处理和数字处理这两种方式来对数据进行处理，数字图像处理的重复性好，能够很好的和GIS相结合在一起，可以应用的领域比较广。遥感技术一门应用性很强的学科。目前遥感技术的数据分析可以实现从单一数据向不同类型和多数据源的领域发展，同时也实现了同静态分析到动态监测的方向发展。遥感技术展现出来的综合和快速的特点已经得到了广泛的认可。已经被广泛的应用在土地资源管理、环境监测、植被调查和城市规划等各个方面。
2.2 GPS技术
GPS技术也就是全球定位系统，它通过导航卫星进行授时和距离的测量。GPS技术是上世纪70年代美国发展起来的技术。进过接近20年的不断发展实现了全球范围内的实时导航和定位。我国对GPS的使用也已经有了十几年的历史，GPS技术以其精度高、全天候和自动化的特点得到了国内外测绘部门的认可。为测量学带来了革命性的变化。在地里测绘领域在对遥感图像进行空间处理之前必须要对遥感图像进行稽核校正，这时候就用到了地面控制点。为了得到地面点的具置最简单的办法就是利用地形图来确定，但是由于现在的地面变化情况日新月异，有时候在地形图上找到和遥感影像相同的点位就比较困难。另外一个方面，在很多的领域对控制点位的要求精度比较高，以方便的来进行土地利用情况的比较。这就用到了GPS高精度的优势。
2.3 GIS技术
地理信息系统技术是由计算机系统、地理数据系统和用户三部分所组成的。通过对地理数据的采集、存储和分析可以得到各种类型的地理信息，从而为土地管理、城市规划等各个领域提供具有科学性的技术方案。在上世纪90年代GIS技术开始进入到我国，逐渐被应用在国土和环境的调查分析和决策之中。
2.43S的集成应用
3S技术作为一个全新的信息管理手段已经被政府和社会各部分广泛的应用。3S之间的相互结合应用能够很好的取长补短，形成一个平衡的状态。三者之间相互构成一个整体，能够进行实时动态的观测。三种技术可以在不同的技术水平上来进行实现。单纯从软件的集成来看，开发出完善的3S技术是可以实现的。通常的做法是通过支持栅格数据类型及相关的处理分析操作以实现与遥感的集成，而通过增加一个动态矢量图层以与GPS集成。3S集成技术的发展能够形成一个完善的对地观测系统，对人们日常的对地测量带来了极大的方便。能够大大提高测量的效率。对于促进测绘科学的发展也起到了积极的推动作用。
3 3S技术在土地管理中的应用
3.1 在土地资源动态监测方面的应用
目前对土地资源进行动态监测主要利用的是全国的详细调查数据和最新的卫星遥感信息。在3S技术的支持下可以实现对土地资源管理的动态监测，对土地资源的动态变化信息能有一个及时的了解，这位保证我国的经济建设特别是农业的可持续发展发挥着积极的作用。进行土地资源动态监测的基础是在同一区域不同时相下的遥感图像之间存在的光谱上的特征差异，通过对特征差异的识别可以对土地的动态利用状况有一个及时的了解。通过遥感和全球定位系统来获取信息，由地理信息系统来对这部分信息进行管理和分析。地理信息系统是通过特定的硬件和软件来对图像数据进行信息化，建立空间的数据库，经过特定的编辑、空间分析和表达之后，能够为决策和咨询提供服务。
3.2 在土地更新调查中的应用
单独运用一种技术难满足各种工作的要求。三种技术都各自具有自己的特色，但是也存在着一些缺陷。GPS可以快速的对目标进行准确的定位，但是不能给出定位目标的具体地理属性。RS具有现时性、宏观性、信息量丰富等特点，能够做到实时或准确提供目标的环境变化的信息，但是受到了光谱波段的限制，在数据定位的精度方面难以保证，而起必须要依靠GIS来实现空间信息的专题制图、动态监测和信息更新的自动化以及信息的空间查询和分析。GIS能够为多种空间数据综合处理、动态存储和空间分析提供基础的数据，但是获取数据的过程工作量比较大。只有将三者有机结合形成一个多功能的空间信息集成系统，才能真正发挥“35”技术的功能。
3.3 在土地管理信息系统中的应用
土地管理信息系统是对法律、行政和经济决策进行辅助的工具，也是进行规划和研究的辅助设备。它包括了一部分特定地区的土地相关信息数据库，同事也包含了收集、更新、处理和传播数据的技术和方法。土地管理信息系统从软件系统结构总体上来看能够分为三个组成部分：土地资源调查评价信息系统、政务管理信息系统和社会服务信息系统。土地管理信息系统包含的内容比较多，它很好的将计算机技术、GPS、GIS、RS、数据库以及网络等技术整合在了一起。特别是GIS技术能够为土地管理信息系统的开发提供了一个良好的平台。
3.4 在建设用地勘测定界中的应用
在土地勘测定界测量中，运用GPS卫星定位技术，能够很好的克服复杂工作环境的限制，对提高工作效率和保证测量的精度非常有意义。特别是RTK技术的发展，可以实现精度在厘米级的三维坐标，利用RTK技术能够实时地测定界桩位置，保证了土地使用在界限范围之内。使用RTK技术进行勘测定界放样是坐标的直接放样，建设用地勘测定界中的面积量算，实际上由GPS软件中的面积计算功能直接计算并进行检核。避免了常规的解析法放样的复杂性，简化了建设用地勘测定界的工作程序。
结语
未来的土地资源管理必将沿着可持续发展的道路前进，3S技术在土地管理中的应用也会被不断的发展和完善。伴随着这遥感技术和全球定位系统的动态监测技术的不断提高，加之地理信息系统的网络化和智能化发展趋势，3S技术将会不断的推动土地管理向前发展。
参考文献
[1] 宋拥军, 刘保东.”3S"技术在土地资源管理中应用的现状及趋势[J]. 山东国土资源,2005,21(9)
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中图分类号：P64文献标识码：A
关键词：水文地质勘探；地面核磁共振；遥感技术；原理及应用
根据相关的研究表明，我国现在人均淡水量少于2200立方米，而在三十年之后，人均淡水量会不断下降，达到人均不足1700立方米的水平，虽然我国地大物博，疆土辽阔，但是对于淡水的需求量也随着人口的增加不断增多，因而我们需要不断的更新技术科技手段，通过各种现代的水文地质勘探的手段来寻找水源，从而减轻各个缺水地区的供水问题，除了政策上的“南水北调”之外，我们还必须依赖科技手段来不断的开拓新水源，下面我们将主要介绍几种方法：地面核磁共振；遥感技术；地球物理测井等勘探方法，通过介绍其原理和应用来进一步的探讨水文勘探的工作。
一、遥感技术在勘探水资源中的应用
遥感技术就是通过远处的探测来感知事物特点的技术，这项技术的优点就是探测的范围和信息量都较大，而且技术较为先进，同时能够进行动态的监测；遥感勘测的方法主要实施的手段就是在所需要勘测的区域进行航空勘探，这种方法是结合展片和航片，并于野外的水文地质进行相互补充验证的方法，具体可以细分为四种：热红外监测法、水文地质遥感信息法、环境遥感信息分析法以及遥感模型法。
1.热红外的监测方法
这种方法主要就是利用红外线的波段来对所探测区域进行遥感取像，通过地表的温度来判断地下是否有水源的存在，这种方法比较适合于在干旱的地区。它的工作原理就是：由于地下水在热传导、过毛细、以及地表蒸发等多重作用下使得地表干旱的地区温度和湿度发生变化的，从而使得该区域冷热异常，因而正好可以在红外遥感下得到不同的显示，当然也就比较容易发现水源。
2.水文地质勘探遥感信息分析的方法
这种方法主要就是利用水文地质的相关理论对通过遥感所获取的地质、水文信息进行细致的分析，从而大致确定容易蓄水的地方区域，从而判断该区域地下的水文状况。
3.环境的遥感信息分析方法
这种方法就是利用遥感方式得到的图像，从图像中发掘与地下水存在有关的植被、水系以及湖泊等环境因子，从相互之间的关联程度来探讨地下水系的贮存状况。这种方法的工作原理就是：在相对而言干旱的地方，植被等容易受到地貌、地下水以及气候等的影响，而这些影响因素中浅层的地下水对于植被的影响甚大，因而可以间接的利用这些信息来判断该区域的矿化度、水化深浅等信息。
二、地球物理测井方法
地球物理测井是物探方法的一种，主要是配合地质钻探对钻孔内的水文地质状况进行精确探测。地球物理测井方法是以严密的物理数学原理为基础，主要用于分析地下水的分布，判断地下水质量，探测岩溶洞，分析地层构造等。地球物理测井主要工作内容及工作原理如下：
1．正确地划分含水层并确定层位及厚度，研究它们之间的相互关系。
2．对地下水进行地下水矿化度进行测量。地层水的矿化度越高，地层电阻率值越低。
3．判断裂隙及其泥质含量。裂隙存在的判断标准：声波时差较大，电阻率较小，密度偏低。如果裂隙存在，那么裂隙中填充的泥质越多，自然伽马测井值就越大。
4．岩溶水勘察。裂隙层位可由声波曲线直接反映；当溶洞中含水时，自然伽马曲线幅值略低，以此来可判断其富水性；在岩溶、裂隙发育处，会出现井径扩大的现象，因此，岩溶裂隙发育程度也可用井径曲线来判断。
5．划分钻孔地层岩性。根据不同岩石的密度，电阻率，波阻抗，孔隙度等参数的差异，并综合电阻率测井、声波测井、密度测井、中子孔隙度测井等资料就可以划分钻孔的岩性剖面。
三.地面核磁共振的方法的原理及应用
这种方法就是主要就是利用不同的物质内在的原子之间可以产生不同的富有差异性的核磁共振，通过研究和分析地层中不同水质子产生的共振效应，从而判断该区域地下水的分布状况，这种方法主要适用于北方，由于其地表相对南方而言较为干燥。这种方法的工作原理就是：水中氢核质子由于受到地磁场的作用，是处于一定的能级之上的，然后利用拉摩尔频率的交变磁场对其进行激发，从而使得原子核能级之间就会发生跃迁，这种产生的共振效应的强弱直接与水层中的水有很大的关联，如果共振信号越强烈说明地层中含水量越大，因而可以根据核改变从小到大来激发脉冲矩，从而推断或者分析出水层的由浅到深的贮存情况，这样子可以很方便的寻找水源。这种方法属于比较直接的找水方法，这种方法只要在勘探的区域范围之内，一旦发现有核磁共振的信号那么就证明该区域有水，因而探测地下水很直接也很方便，主要应用在其他的勘探方法难以进行的情况下。
随着近年来科技的不断发展，以及勘探技术的不断提升，在继承了老一辈水文勘探人员的技术和知识后，新一代的工作者更要与时俱进，不断的研究并熟悉新的理论和技术，从而将新老结合，挖掘开拓出更加优良的勘探方法，从而方便找水工作，使得找水的相关技术得到不断的提升和发展。
参考文献
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关键词:无人机;遥感技术;应用研究
随着信息化概念的不断推广与普及，人们逐渐认识到远程传输和无线遥感技术在日常生活中所扮演的重要角色，远程传输和无线遥感技术可以极大地提高工作效率，尤其在条件艰苦的工作岗位上。无人机是近些年来辅助遥感技术重要支撑平台，是未来航空器的主流发展方向之一，已成为世界各国研究的热点。目前，无人机技术经过几十年的发展，具有机动性高、适用性强、分辨率高、成本低廉等优势，在水利管理行业中正逐渐崭露头角。随着“十四五”计划中水利信息化建设的不断推进，采用先进技术手段提高水利行业工作效率是现今水利工作者的研究重点［1］。为此，本文通过总结无人机遥感技术在水利行业中管理、应急救灾、国土资源监察、水利行政执法、水工建筑物病害巡查等领域的应用与实践，论述无人机技术在水利行业中的应用优势和应用前景。
1无人机系统简介
无人机是利用无线电遥控设备操控，可以搭载相关传感器的无人驾驶飞机，可以通过自动化、智能化、专用化等相关技术快速获取国土、资源和环境等空间遥感信息，并实时上传到数据处理系统，通过专业人士进行数据分析和整理，以供相关单位工作者进行实际应用。常见无人机控制系统主要由空中控制系统、地面控制系统和数据后处理系统3部分组成。空中控制系统主要包括通讯模块和地表影像采集模块。地面控制系统主要引导和制定无人机航行航摄路线。高级地面控制系统可以对预定航摄地区提前规划好无人机的飞行路线等有关飞行，同时记录并保存所有导航数据。数据处理系统主要根据各单位的实际需要通过软件对图像或视频进行分析。国内外常见的主流软件有PixelGrid、ERDAS、ENVI、ERmapper等。常见无人机种类主要包括固定翼式、多旋翼式和无人直升机等。固定翼式起降方式多采用跑道滑行、弹射等;抗风能力较强，可长时间续航，但无法进行定点悬停拍摄工作，因此一般适用于监控辐射范围广或应急响应情况下的航测任务。多旋翼式和无人直升机无需跑道和弹射器，对于起降场地要求低，可在复杂地势条件下快速起降，具有飞行灵活性强、可随时悬停等优点［2］。其中，无人直升机具有结构复杂、载荷量大、续航时间长、操作复杂等特点;多旋翼式无人机具有结构简单、操作简单等优点，但载荷量较小，续航时间多数为30min左右。
2无人机技术的特点
搭载各种传感器和遥感相机的无人机可以对近地表实现多角度、高分辨率的连续图像或视频采集工作。所获得实时信息内容丰富，尤其适用于对重点区域和监管难度大的区域的监测工作。目前无人机技术主要具备以下特点。
2.1运行成本低，工作效率高
与其它方法相比，无人机的造价和后期维护成本低。各地区可以根据自己需要选择相应类别的无人机，对本辖区重点区域、气候条件较恶劣的地区、高危地区等进行监测，从而显著减少外界条件干扰带来的人员伤亡的可能，提高工作人员的工作效率和准确度。
2.2监测精度高
无人机可以根据任务需要随时起降飞行，也可以预设航线进行定期巡航以获取待测地区的相关图像和视频，交由专业人士进行数据分析。与其它方法相比，无人机测量精度为亚米级，获得有关数据成本低、耗时短，可为有关单位科学决策和统计工作提供有力的数据支撑。
2.3操作灵活，可以对建筑物进行多角度监测
无人机体积较小，重量较轻，飞行角度容易操控，可在险峻地势和各种水工建筑物之间穿梭，易获取不同点位的图像和视频记录。此外，无人机可以通过挂载不同角度摄像头对水工建筑物进行拍摄，为后期构建高精度等比例水工模型和水工建筑物的病险监测提供有力的参考数据。
2.4飞行易受低温、大风等天气干扰
目前无人机多由电池供电，易受到外界低温的影响，导致续航时间急速下降。因此，在日常使用中，应注意外界天气条件对无人机续航时间的影响。此外，因无人机体积小、重量轻，易受大风天气干扰，导致无人机飞行不稳定，增加人为操控难度。严重时易造成无人机失控，出现坠毁现象［3］。
2.5数据处理的特殊性
无人机执行数据采集任务主要分为外业飞行和内业数据处理工作。完整的数据采集工作是获得高质量数据的基本保证，因此无人机在操控时必须经过培训后方可上岗。此外，无人机执行任务后获得数据量较大，对相关软件和技术人员要求高，尤其是建筑物的病害分析，均需要大量的科研准备工作才可以正常进行。
3无人机遥感技术在水利行业中应用
3.1在应急救援工作中的应用
无人机具有操作灵活、反应迅速等优点。在洪涝灾害频发的地区，无人机可以深入高危地区进行实时影像传输，为地面工作人员及时提供灾区现状，便于应急救援单位协调救援工作，降低抢险救灾的难度，同时也保证了救援人员的安全。在河流汛期时，无人机可以迅速到达出现险情的上空，及时为有关单位实时监控汛情走向，为防汛指挥部作出决策提供较为客观真实的信息，降低因对险情数据获取较少而造成的损失。如，2018年8月，黑龙江省某河道突然遭遇上游强降雨，河床水位迅速上涨，部分地区堤防和河道均出现险情;为快速解决该险情，有关工作人员及时调用无人机在洪涝区进行高空作业，通过实时影像传输功能为地面指挥人员第一时间提供险情水情数据，便于确定来水方向和各堤防的泄洪强度，为防汛指挥决策提供准确依据，显著提高了防汛指挥部门的运行效率［4］。
3.2在水利行政执法巡查中的应用
无人机具有视角广阔、实时传输不受地形地貌影响等优势。在水利行政执法巡查中可以代替巡查人员定期对垃圾倾倒、河道采砂、非法占河等违法行为进行巡查，辅助监察提取位置和范围等信息，显著提高了巡查人员的巡查效率和针对相关违法案件证据收集工作效率。如，2015年在广佛肇高速公路修建期间，施工单位为减少成本，在很多隐蔽地方非法堆弃建筑材料，给生态环境造成严重的破坏。为此，广东省水利厅在日常巡查中发现问题后，采用无人机直接对施工单位正在违法作业行为和违法弃渣场进行现场拍照和录像取证，而后整理成材料提交到法院作为核心证据，显著提高了水利行政执法的工作效率。新疆乌鲁木齐经济技术开发区(头屯河区)率先使用无人机对所在辖区进行网格监督检查，协助执法部门进行拍摄取证，同时进行地理信息数据采集，建立实景三维模型等，极大地提升水利行政执法巡查工作效率。
3.3提高水利基础数据更新速度
在众多水利基建地区和河道流经地区，常存在人力不能及时或难以达到的现场。目前多采用卫星远程数据记录功能进行数据存档工作。这些存档数据多数均存在明显的滞后性，在实际应用中的时效性和可信度对水利管理部门决策容易造成影响。此外，水利部门属于艰苦行业，各部门负责河流区域范围广、河段多，基层人员工作量负荷大，人才流失现象严重。为此，可以利用无人机在河道沿线进行低空定点巡航，以获得大量高清晰、可解读的复杂区域的遥感影像数据，及时了解各地水库库区水域面积变化、淹没范围、泄洪冲击范围、河道变化走向及辖区内水土流失情况，减少基层人员工作压力。如，常德市红旗水库近些年来采用航测无人机对库区流域面积、淹没调查、防护区以及坝址等进行定期监测。所获得资料在在效率、精度、质量等层面上均满足要求，极大地减轻了红旗水库流域管理局日常工作压力。
3.4在日常巡查水工建筑物及其相关构筑物病害中的应用
无人机作业效率高、作业成本低，可以搭载摄影及其它检测设备对水工建筑物及其相关构筑物进行快速检查，及时巡查获取水工建筑物运行现状、大坝变形、基层沉降、库区水位变幅，核查岸坡是否存在地基变形、滑坡、垮塌等灾害发生前的详细迹象，便于水利工作者对水利工程现状进行评价。如，湖南省应急管理厅为提高辖区内水库病险诊断效率，利用无人机对江华瑶族自治县病险水库进行三维立体模型，为后期水库除险加固工作和开展防汛提供必要的基础数据资料和科学依据［5］。对于灌区渠道巡查效率低等问题，使用无人机可以快速针对各干、支渠和水闸进行检测，减轻渠系维护人员巡查压力，及时发现渠系破损或淤积部分，提高渠系建筑物使用寿命和养护效率。
4无人机遥感技术在水利行业应用展望
4.1制定无人机行业有关规范
无人机遥感属于新兴智能化监测与巡查技术，但限于该技术的推广和使用时间较短，相关法律体系和行业规范存在一定程度上的缺失，有关人员在日常使用时易出现安全与秩序问题，引发一些不必要的麻烦。因此，建议地方政府和有关单位尽快遵照国家现有法律法规，根据水利行业的特点制定和规范无人机应用和监管标准，建立无人机空中交通管理模式，确保相关人员在无人机的日常使用中有法可依。
4.2加强水利行业无人机应用人才培养和管理
随着无人机行业的迅速发展，一些普通高校和职业院校正在加紧设立与无人机相关专业。但现今社会处于多学科交叉融合阶段，单纯对无人机理论知识和实际操作的职业教育已经无法满足社会需求。对于水利行业而言，相关法律法规和水利类基础知识是相关从业人员必备条件。因此，建议无人机行业的人才培养应根据各行业需求，加大各学科专业知识的融会贯通，培育出适应各行业的综合型人才。此外，在基层人员眼中无人机属于高端仪器，相关配件和传感器价格过高，即使经过系统的培训，也易出现不会使用和不敢使用等问题。因此，在推广无人机使用时，应注意定期对一线操作人员的专业培训，提升基层人员综合素质。同时，构建维修、保养、答疑等综合服务体系，减轻一线人员对无人机使用的压力。
4.3强化无人机行业的技术攻坚
无人机遥感技术作为新兴智能化监测与巡查技术，在水利行业中具备较强的应用优势。但在日常使用时，仍存在一些问题，如大风或气候条件恶劣等造成数据精确度下降、巡航时间大大缩减;无人机操作复杂，对专业人士技术要求较高等。因此，亟需对此进行技术攻坚，在提高无人机恶劣天气适用性的同时简化无人机操作强度。此外，无人机可以搭载多个探头对基建设施和场地进行监测，如何通过传感器采集的数据扩大无人机技术的应用领域也是现阶段研究人员关注的重点。技术攻坚仍是无人机行业发展的重中之重。
5结论
随着我国水利信息化水平的不断提升，以无人机为代表的最新技术已经逐渐应用到水利行业的方方面面，尤其在应急救援、水利行政执法和水利工程建筑物日常维护等方面均起到了举足轻重的作用。因此，无人机技术在水利工程中的应用对水利工程具有重要的意义与广大的应用前景。未来无人机技术的发展潜力巨大，其与水利行业如何更好的结合值得进一步研究和探讨。
参考文献
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关键词：遥感地学分析；课程；教学方法
中图分类号：g642.4 文献标志码：a 文章编号：1674-9324（2013）30-0130-02
一、引言
遥感是综合利用物理手段、数学方法，依据地学规律来研究地球表层的资源与环境问题的技术手段，具有现代边缘科学技术明显的综合性的特点，它既是空间技术的必要组成部分，又是联系天文学、地球科学和生物学的纽带，其应用遍布林业、农业、地质矿产、土地资源、环境、水资源、城市规划与管理等各个不同领域[1]。遥感应用研究的基础是需要根据地学应用的目的来建立一定的遥感信息的处理和分析模型，获得能反映地球区域分异规律和地学发展过程的有效信息，而遥感地学分析就是遥感与地学各学科应用之间的一个接口，它既是遥感应用基础研究的重点，也是遥感技术发展的前沿[2]。
《遥感地学分析》是遥感与地学交叉的边缘科学，是应用遥感的理论、方法和技术，应用遥感数据源，实现复杂地学问题的快捷、方便、省时和省力解决的一门课程。该课程是遥感科学与技术专业、地理信息系统专业等本科专业的一门重要专业课程，作为其学习基础的先修课程有《遥感原理与方法》或《遥感概论》、《遥感数字图像处理》、《自然地理学》等。开设该课程的主要目的是巩固、深化学生遥感基础理论知识，学习掌握遥感地学分析的基本原理、方法及模型构建，学习遥感技术在各主要地学领域的应用方法，使学生从遥感的角度认识地理过程和规律。为了实现上述教学目的，可以将整个教学过程分为三部分：基础知识与案例相融合的问题驱动式基础理论教学；具有专业学科背景及地域特色的遥感地学分析教学；完整的项目式实践教学。
二、基础知识与案例相融合的问题驱动式基础理论教学
《遥感地学分析》课程是在学习过遥感相关原理、方法等基础知识的基础上开设的，在基础理论知识这块主要以巩固和深化为主，因此在教学过程中不是简单的重复式教学，不能以灌输的方式再将学过的知识讲解一遍。教学中可以把经典理论知识与案例相融合，将有针对性的案例展示给学生，并采用问题驱动式教学，把案例中涉及的理论知识由浅入深、循序渐进的以问题形式引出，再由学生自行思考、讨论，利用所学基本理论对案例所呈现的现象和问题进行分析和解释，最后由教师对学生的回答给出解释和总结，从而达到巩固和加深基础理论知识的目的。例如，在回顾和地物光谱特性相关知识时，可打开一个多波段影像，在老师的要求和简单提示下，由学生自己动手进行一些简单的数据操作，如可单独打开每一个波段的影像，针对同一位置同一种地物类型进行观察，由学生通过地物在不同波段影像中的色调变化，来直观认识该地物在各个波段的光谱反射差异；然后可打开多个由不同波段组合形式形成的真彩色或假彩色影像，先由学生观察并描述不同影像中地物的差异，分析产生差异的原因；进而进一步讨论多波段影像在遥感应用中的作用，认识到研究地物光谱特性的必要性及波段选择的重要性，掌握地学分析应用中波段选择及波段组合的方法及评价。
上述整个过程中都需要老师根据实际情况有针对性的引导、提出问题、解决问题，从而实现教学的推进。当然，完成这一教学过程除了上述内容外还需做好充分的课前准备和课后总结工作。课前准备有：由老师挑选准备学校所在地的，最好是不同时相的多波段遥感影像数据，在上课之前就分发给学生，由学生通过目视解译、实地踏勘及其他辅助手段（如google earth等），将影像中地物类别判识并标注出来；老师提前将所要讲解的知识点进行提炼，按照知识的连贯性及人对事物认识的过程，将知识点按照由浅入深、层层递进的关系进行组织串联，并设计好影像操作的步骤、环节以及提出的问题。课后的总结主要是在课堂的主体内容结束后，由老师以文字的形式将整堂课所涉及的知识点依次总结罗列出来，保证课堂教学的整体性。
三、具有专业学科背景及地域特色的遥感地学分析教学
在《遥感地学分析》课程中，非常重要的一部
内容就是学习掌握遥感地学分析的基本原理、方法及模型构建，学习遥感技术地学领域的应用方法，从遥感的角度认识地理过程和规律。这部分内容需要讲解一些基础、常用的遥感分析方法，如地学相关分析法、分层分类法、变化检测、定量遥感分析等等，还需要学习遥感在一些主要地学领域当中的具体应用，比如土地资源、林业、农业、水资源、地质等。作为不同学校或不同专业开设这门课程，除了要完成上述基本原理、方法和应用的学习任务外，还应突出专业学科背景特色，根据该专业的学科背景、支撑学科及所处地域特色，深入系统的学习与区域特色及学科背景结合紧密的一个地学领域中的应用。比如新疆大学地处西北干旱区，具有干旱区所特有的一些地理环境特点，在这里长期进行着盐渍化、沙漠化、干旱区流域生态环境及其脆弱性、积雪融雪、冰川、地质地貌等具有地域特色的地学研究。因此在课程该部分内容的学习中，可根据教师或者学校其他研究团队在这些领域中的研究，加入一项专题地学分析学习，将实际的科研工作情况融入到课堂教学中，用实例让学生更直观深刻的理解在这些领域中，各种地学分析方法是如何应用的，应用后能够得到什么样的结果，这些结果有什么样的作用以及如何指导实际的工作。
四、完整的项目式实践教学
实践教学是《遥感地学分析》课程的重要组成部分，对于整个课程内容的串联和实际应用起着至关重要的作用。传统的课程实验是将实验割裂开来，针对不同章节的内容设置多个小实验、单独完成、单独撰写实验报告，这样的实验模式会使学生很难形成解决一个具体问题的整体思路，知识的连贯性不够，运用遥感知识解决问题的能力不能得到很好提升。因此该课程的实验应改变这种传统的独立小实验模式，将实践内容设计成一个完整的项目形式。所谓项目式就是由教师根据科研项目情况及数据可能的获取情况，确定相关选题，选题以能够包含主要的学习内容和知识点、执行一个完整的遥感数据分析流程、能够在有限时间内实现为原则。学生则分成多个小组，自由选择感兴趣的题目，小组成员共同讨论选题实现的思路和方法，通过分工合作完成实验内容，最后各自独立撰写一份完整的项目实验报告。这种实验方式能更多的调动学生参与的积极性，能在一定程度上提高学生分析问题、解决问题的能力，培养团结协作的意识，此外也能体现出知识的连贯性和实用性。
五、结束语
本文根据《遥感地学分析》课程的特点及课程所要达到的教学目的，探讨了针对基础理论知识、地学分析方法和实践教学三个部分的教学方法。认为在遥感基础理论知识部分，应以巩固和深化为主，强调基础知识与案例相融合，由问题驱动的学生自主分析学习；在遥感地学分析的原理、方法及应用部分，强调紧密结合学生所在专业的支撑学科及所处的地域特色和当地的重点研究领域，加入遥感在某个特色领域应用的学习；在实践教学部分，应考虑以一个完整项目式的实验形式代替多个独立小实验，以增强知识的连贯性，提高学生解决实际问题的能力。
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关键词：遥感 洪涝灾害 地理信息系统
我国是自然灾害频繁发生的国家，也是世界上灾害最严重、受灾历史最早、成灾种类最多的少数国家之一。每年由于自然灾害和人为活动诱发的灾害造成严重的人员伤亡和五六百亿元计的直接经济损失［1］。在各种各样的自然灾害中，洪涝灾害是威胁我国国民经济和人民生命财产安全的主要灾害之一。
洪涝灾害的发生一般具有突发性特点，要进行洪涝灾害的预警预报、救灾和安排灾后的重建需要对洪涝灾害相关信息进行及时、准确、可靠的采集和反馈［2］。而传统基于人工为主的信息采集手段、过程与水平已经很难满足防洪抗涝的需要。20世纪60年展起来的遥感技术因其具有观测范围大、获取信息量大、速度快、实时性好、动态性强等优点，在洪涝等自然灾害的研究中得到越来越多的应用。遥感技术在自然灾害防治中的应用在我国可以分为四个阶段，即20世纪70年代的起步阶段，80年代的初步发展阶段，90年代上半叶的快速发展阶段和90年代以后的实际应用阶段［3］。经过三四十年的探索应用和实践，逐渐形成了贯穿灾前、灾中和灾后全过程的遥感应用领域和方法。本文将对遥感技术在洪涝灾害中的作用，特别是在我国的研究现状进行评述，并对存在的问题和未来的发展进行探讨。
1 洪涝灾害背景数据库的建设和更新
洪涝灾害背景数据的建立是洪涝灾害预警预报、损失评估和救灾的基础。背景数据库的内容主要包括两个方面。一是自然数据，包括地形图、气象条件、大气环境、坡度、土壤、地表物质组成、河流网络和湖泊的分布及其特性；再是社会经济方面的数据，包括人口分布，产业布局、经济发展状况等。由于遥感图像是自然环境综合体的信息模型，通过对遥感数据的人工解译分析或者计算机自动分类，能够直接得到的主要是自然方面的数据。
洪涝灾害背景数据的建设与更新一般在灾前进行，强调的是数据的准确性和可靠性，因此对于遥感数据的空间分辨率和光谱分辨率要求高，而对于时间分辨率的要求相对灾中的灾情监测要低一些。常用的遥感数据包括美国的LANDSAT-TM、法国的SPOT-HRV、中国国土资源卫星数据、美国气象卫星NOAA-AVHRR和中国的风云气象卫星，以及目前正在成为遥感热点的合成孔径雷达数据和成像光谱仪数据。
NOAA-AVHRR数据的时间分辨率高达6小时，但其空间分辨率较低（星下点为1.1 km），主要应用于大面积的洪涝灾害过程监测。而在灾前背景数据库的建设过程中主要应用于气象条件的研究，包括云量的估算［4］、云性质的分析［5］、太阳辐射量的监测等。洪水的形成原因主要有降雨洪水，融水性洪水，工程失事型三种。利用NOAA卫星数据和地形数据的复合提取积雪信息方法，结合监督分类方法在地形复杂地区也取得理想的分类结果，并利用GIS进行了积雪遥感的高效实用的制图［6］，及根据理论技术和数学模型，在引进温度、消融量、风速和地貌等修正系数后进行积雪量的估算，已经取得满意的结果［7］。以气象卫星和多谱勒雷达数据在降雨定量预报和测定方面的研究也取得了新的进展，已经接近实用化的水平［8］。这些遥感手段可以将传统的点雨量监测转变为面雨量监测，充分反映了降雨量在空间分布上的不均匀性，弥补了雨量监测站稀少或者没有的缺陷，为分布式水文模型提供了输入参数。
LANDSAT-TM数据由于具有30 m的空间分辨率、7个光谱波段和16天的时间分辨率，适合于进行1∶50000～1∶200000比例尺的洪涝灾害背景数据采集和更新。其中对于土地利用和土地覆盖的研究尤为普遍，虽然遥感土地利用研究的目的并不针对建立洪水灾害背景数据库。另外，通过TM数据也可进行河流系统和湖泊分布的解译、甚至进行湖泊和水库的库容测定［8］。我国的TM数据最早起于1986年，在此以前，应用较多的是具有??79 m空间分辨率的多波段MSS数据。
SPOT-HRV数据的空间分辨率高达10 m（多波段为20 m），而且具有立体观测能力，可以应用于更详细的地面资料的采集和更新。一般对应专题地图的比例尺可为1∶25000～1∶50000。通过对其立体像对图像进行立体重建，能够得到研究区域的数字地形模型（DTM），在灾前的枯水期可用于进行河道、河势、河中滩岛和植被的分布等影响洪水演进的因素进行研究。目前商用遥感数据的空间分辨率越来越高，如美国空间图像公司（Space Imaging）的IKONOS卫星数据和以色列的EROS数据为1 m、俄罗斯的SPIN-2为2 m、印度的BhasKara-2为2.5 m等等［9］。这些高分辨率的遥感数据为采集更加详细和准确的洪涝灾害背景数据提供了可能。
例如，利用高分辨率数据调查蓄滞洪区的土地利用现状。另一方面，航空遥感由于分辨率高，灵活性高、不受时间限制的优点，也是建设和更新洪涝灾害背景数据库的一个重要途径。 2 洪涝灾害承灾体的识别和信息提取
在洪涝灾害的发生过程中，灾害承灾体的信息提取是进行灾害损失动态评估和安排救灾、减灾方案的前提。洪涝灾害承灾体主要是指淹没区域内的各种地物及其属性，例如农田、工矿、居民地、道路以及人口状况等。承灾体的提取以前主要依靠利用专题地图和现场调查。而专题地图数据往往不具有较好的现势性，现场调查的方法费时费工，加之在灾中也无法及时进行实地的现场调查。如果洪涝灾害背景数据库中的数据现势性好、内容齐备的情况下，从灾中的遥感数据中得到洪涝灾害的淹没范围以后，在GIS系统进行多个数据层的空间叠加操作（OVERLAY）即可进行承灾体的快速提取。例如在1998年全国洪水肆虐期间，中国科学院利用时间序列的遥感数据快速识别洪水及其动态信息，完成遥感监测图象、图形70余幅，灾情分析报告和简报50余份，并快速传递到国务院和有关部委，有力地支持了抗洪救灾工作［10］。
淹没范围一般利用多波段卫星数据进行图像分类，提取水体信息和水体淹没信息，除了常见的计算机图像分类方法(如各种监督分类和非监督分类方法)以外，现已发展了一些简单易行的新方法，如遥感波段谱间关系方法［11］和水体判别函数法［12］等。
由于在洪涝灾害发生期间，得到的遥感影像一般会受到云量的影响，因此单纯依靠水体的光谱特征还不能进行有效的水体信息的计算机自动提取。根据NOAA卫星的可见光波段和热红外波段，进行自动判别云，利用周期相近的图像资料相对变化率来反演替代云区的灰度值，可以保证淹没的范围连续性和客观性［4］。
排除云量干扰的另一个途径是采用雷达数据。雷达图像由于具有全天候、全天时的特点，对于洪涝灾害的监测更具有优势。我国利用机载SAR数据进行洪水监测进行了大量的研究和实践，在实时传输中等方面取得了新的进展［8］。利用雷达数据提取洪涝灾害淹没范围也得到了实际应用［13］。
配合淹没范围内的数字地形模型，可以得到洪涝灾害淹没区域的3维信息。这种方法在江汉平原的洪涝灾害监测中已经得以应用［14］，取得了较好的效果。
在洪涝灾害背景数据库建设不完善的情况下，直接对遥感数据进行分析是识别和提取洪涝受灾体空间分布信息的有效途径。对遥感数据进行目视解译来提取洪涝灾害承灾体时，需要专家经验和较长的时间，虽然不能进行日常性的灾中灾害承灾体的快速识别，但由于识别的精度较高，过去是、现在仍是一个行之有效的方法［15］。承灾体的识别和提取一般采用遥感图像分类的做法，其中应用最为普遍的是最大似然法。这种方法具体实施时需要各种承灾体的训练样本和先验概率且认为数据符合正态分布的假设。为了克服最大似然法的缺陷，近年来发展了许多新的承灾体提取方法，例如人工神经网络方法［16，17］、证据推理方法［18］等。其中人工神经网络方法具有解决线性问题和非线性问题的包容性，不要求数据符合正态分布的统计假设，是一种非参数方法，已被应用于灾中承灾体的快速识别和提取［19］。人工神经网络方法以遥感各波段数据作为神经网络的输入，应提取灾害类型作为神经网络的输出，类型个数与输出层的神经元个数一致，选择样本训练网络结构以后，使用训练好的网络来提取承灾体的信息。另外，随着GIS应用的日渐普遍，GIS空间数据库存储的数据也将日渐丰富，从数据库发掘知识并应用于提高遥感专题分类精度的方法也逐渐得以应用［20，21］。
灾中灾害信息的提取对遥感数据的时间分辨率要求很高，目前广泛采用具有6小时的NOAA-AVHRR数据［22］，例如在1998年吉林省西部的洪水监测中，通过使用NOAA-AVHRR数据进行了洪水动态的监测，并完成了以农田损失为主的灾情评估［23］。此外灵活性高的航空遥感数据也经常应用于受灾体的调查中。这样即可在数小时之内得到洪涝灾害的灾情状况，实现对洪涝灾害的快速监测。
3 洪涝灾害相关模型计算
灾害现象主要是相对于人类来说的，因此灾害的危险程度评价不仅取决于自然灾害本身的严重程度，而且还取决于受灾区域内人类活动的程度和社会经济发展水平。在利用遥感和GIS进行灾害损失评估中，一方面需要准确了解灾害本身的信息和灾害承受体的信息，另一方面掌握灾害发生前的背景数据作为对比。当然数据的精度越高，得到的灾害评估结果也就越详细和可靠。洪涝灾害具有时效短的特点，因此需要在精度和速度两个方面进行权衡利弊。遥感数据、往往是具有较高时间分辨率的遥感数据作为一个快速提取灾害信息和承灾体信息的数据源，结合洪涝灾害的背景数据库，利用洪涝灾害本身的专业模型［24］，例如洪涝灾害预报模型、洪水演进模型、危险度评价模型、洪水淹没范围计算模型、洪涝灾害淹没损失评价模型等等。在GIS系统中进行实时的计算，以期快速得到各种评价结果，为安排灾中救灾和灾后重建工作提供科学的决策支持。遥感数据在于获取信息的速度快，是这些模型计算的主要驱动数据之一；而GIS为模型计算中其它数据的快速获取提供了保证，GIS强大的空间分析方法也大大缩短了以往手工信息处理的时间，GIS丰富的数据表达能力有助于以直观形象的形式表达数据和预测结果。遥感和GIS一体化的洪涝灾害灾情快速评估系统在我国几次特大洪水灾害中得到了应用，2天内提供灾情的初步分析报告，大大提高了对洪涝灾害应急反应的技术能力［2］。例如在1998年全国特大洪涝灾害监测中，建立在遥感、GIS和分析模型基础之上的洪水速报系统，能够快速地进行洪水地动态监测、农作物损失地评估、防洪工程的有效性分析、长江洪水蓄洪分洪的必要性分析、防洪减灾的决策建议以及灾后的重建规划等等［10］。
需要指出的是，应用模型是关键，要提高遥感洪涝灾害模型计算中的精度和可靠性，一方面需要进一步探索洪涝灾害中的各种应用模型。另外，从实际应用的角度出发，还需要建立遥感洪涝灾害模型计算的技术规范，继承已有研究成果，促进不同评价单位之间的协同工作。
4 洪涝灾害救灾减灾应急系统
要了解洪涝灾害发生发展过程、进行灾害损失和灾害的预测，并为进一步的救灾和减灾决策提供科学依据，必须将遥感技术和GIS结合起来，将遥感作为快速获取灾害背景数据、孕灾环境数据、致灾因子和灾害承受体信息的一个重要手段，实现效率和效益并重的目的，将信息接收、传输、处理和分析全过程压缩到动态中，实现对洪涝灾害实时、准确的监测［2，23，25］。我国对于这方面的建设比较重视，目前已经建成了洪涝灾情遥感速报系统［10］并在1998年的洪水中发挥了显著作用。针对黄河流域洪涝灾害的卫星遥感灾害监测与评估系统也于2000年进入试运行的阶段［26］。基于GIS和遥感的灾害应急反应系统虽然各个地方的软硬件环境有所不同，数据结构设计也会有所差别，但系统的逻辑结构一般都可以用图1简要表达［27］。GIS的空间分析工具可以帮助制定出优化的减灾和救灾方案，例如是否启用分洪区、分洪区的选择、灾民疏散的最佳路径、灾后重建的功能分区等等。
5 结论和讨论
遥感技术在洪涝灾害的灾前预警预报、灾中的灾情监测和损失评估和安排救灾、灾后减灾与重建中都具有很大的应用潜力。遥感尤其和GIS结合后将有助于解决洪涝灾害减灾的两个核心问题，即快速而准确地预报致灾事件，对灾害事件造成灾害的地点、范围和强度的快速评估。预报的改进取决于对灾害事件及其机制的更加确切的了解，而灾害的监测评价基于地球观测系统的完善，必须使信息的获取既迅速又准确。只有在上面两个方面进行不断地探索并取得有效的成果，才能更好地为防灾、救灾和减灾提供决策支持。目前，以遥感、GIS和全球定位系统（GPS）组合的3S对地观测系统发展迅速，正在形成全天候、全方位、多平台、多高度、多角度、多时相的立体综合系统［2］，而对于洪涝灾害本身的成灾机理、预测预警模型的研究相对滞后，在一定程度上影响了3S技术应用的潜力。 参考文献：
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