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遥感技术的起源范文1
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.
遥感技术的起源范文2
关键词:现代测绘技术;发展;应用;
中图分类号:P258 文献标识码:A 文章编号:1674-3520(2014)-11-00-01
随着科技水平的不断进步,测绘技术也在不断发展,其主要包括卫星导航定位技术、遥感技术、地理信息系统技术等。遥感技术与卫星导航定位技术是综合了卫星技术、航天技术、传感器技术、计算机技术、现代通信技术等多项高新技术的研究成果而形成的最新技术成果,地理信息系统技术则集合了数据库技术、计算机技术、空间分析与模拟技术综合研究而形成的。这三项技术是现代测绘技术的核心,他们是空间技术和信息技术等现代高新技术的综合集成。
一、现代测绘技术的发展概况
(一)遥感技术(RS)的发展。遥感包括卫星遥感和航空遥感,卫星遥感用于测图正在研究之中并取得一些意义重大的成果,航空遥感作为地形图测绘的重要手段已在实践中得到了广泛的应用,基于遥感资料建立数字地面模型进而应用于测绘工作已获得了较多的应用。遥感信息获取技术已从可见光发展到红外、微波;从单波段发展到多角度、多波段、多极化;从低分辨率发展到高分辨率甚至超高分辨率。传感器有框幅式光学相机,光机扫描仪、光电扫描仪、面阵扫描仪、CCD线阵、激光扫描仪、雷达测高仪和合成孔径雷达等;遥感平台有太阳同步卫星、地球同步轨道卫星、太空飞船、探空火箭、航天飞机,并且还有升空气球,高、中、低空飞机以及无人飞机等,它们几乎覆盖了可透过大气窗口的所有电磁波段。
(二)全球卫星定位技术(GPS)的发展。GPS是英文GlobalPositioningSystem(全球定位系统)的简称,而其中文简称为“球位系”。GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供全天候、实时和全球性的导航服务,并用于核爆监测、情报收集和应急通讯等一些军事目的经过20余年的研究实验,耗资巨大,全球卫星定位系统共由24颗GPS卫星布设组成。GPS采用的是全球性地心坐标系统,坐标原点为地球质量中心。
(三)地理信息系统(GIS)的发展。地理信息系统作为多种技术、多个学科交叉融合的产物,至今只有40多年的历史。地理信息系统起源于20世纪60年代加拿大和美国学者的在土地和交通方面的地理信息研究。1998年1月31日美国前副总统戈尔在加利福尼亚科学中心的一次讲演,在该讲演中戈尔正式提出数字地球的概念。地理信息系统作为对空间地理分布有关的数据进行采集、处理、管理、分析的计算机技术系统,其发展和应用对测绘科学的发展意义重大,是现代测绘技术的重大技术支撑。
二、现代测绘技术的应用
现代测绘技术作为一门新的信息科学在经济和社会可持续发展的诸多领域正发挥着愈来愈大的作用。在这里主要介绍现代测绘技术在湿地方面、矿产普查与勘探、农业方面以及水利工程方面的应用情况。
(一)湿地方面。利用遥感技术对湿地生物资源的分布、生长状况及其变化进行估测。利用遥感技术多层次、多时相的动态监测功能获得及时可靠的数据,通过地理信息系统技术进行相关数据的实时更新,并对这些数据进行空间分析,可得到湿地的动态变化情况。应用遥感和地理信息系统技术,获取湿地生态环境质量分析评价所需要的数据,借助GPS技术进行水质采样调查、土壤采样、植被样方调查等常规野外调查。根据湿地信息系统的功能,可将其划分为两大类:决策支持型地信息系统与查询服务型信息系统。
(二)矿产普查与勘探。矿产普查与勘探目的是为了开发地下资源,找出有用矿物,并确定其形状大小及储藏量(通常简称储量)。矿产普查,首先是查明矿床位置,并加以圈定,确定其隐伏部分或其他隐伏矿体的大致分布地段,作为勘探基地,并作出矿床的远景评价,然后确定是否进行勘探。为此,在没有适当的相应比例尺地形图使用时,须进行正规的地形测图,或配合地质工作同时进行路线图测量,或进行简易测图,以及少量的普查工程测量,以便为矿点检查做出评价报告和下一步勘探设计提供资料。
(三)农业方面。农业中,利用GPS技术对采集的农田信息进行空间定位;利用GIS技术建立农田自然条件、土地管理、作物产量的空间分布等的空间数据库;利用RS技术获取农田小区内作物生长状况、生长环境以及空间变异的大量时空变化信息,为分析农田内资源有效利用状况、自然条件、作物产量的时空差异性和实施调控提供处方信息。RS、GPS、GIS技术及自动化控制技术为支撑的精确农业将促进现代农业的发展。它可以收集土地利用现状、农作物的生长情况、植被分布、土壤肥力等多种信息、农作物的灾情分布,将信息技术与农艺、农机有机地结合起来,最大限度地优化各项农业资源与生产要素的合理分配,获取高产量和最大经济效益。
(四)水利工程方面。遥感技术可以实时地对大河、大江和湖水水位进行监测,可实时监测洪水灾害面积。RS和GIS集成能及早预报洪水淹没范围和干旱灾情范围,为防灾、抗灾提供准确信息。在水利枢纽工程竣工后,需对水库大坝、大型桥梁等进行精密的、连续的监测。现代测绘技术提供了连续、实时的安全运行监控手段。利用数字测图技术或全数字摄影测量建立数字地面模型,应用GIS的分析决策功能,可以方便快速地进行水库大坝选址、引水渠修建库容计算、受益范围等设计工作,为开发利用水资源提供科学依据。
三、结束语
以“3S”一体化或集成为主导的空间信息技术体系已逐渐成为测绘学或地球信息学新的技术体系和工作模式,其先进性、时效性明显。现代测绘技术将朝着高科技、自动化、实时化和数字化方向发展。
参考文献:
[1]刘海世.基于现代测绘技术的发展及应用研究[J].科技致富向导,2012,33:165.
遥感技术的起源范文3
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.
遥感技术的起源范文4
[关键词]测绘技术 工程测量 应用
中图分类号:P271 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)33-0391-01
引言:随着社会经济与科学技术的迅速发展,工程建设项目的规模也变得日益庞大,再加上工程测绘大多需要在艰苦的野外环境下进行,传统的测绘由于需要操作人员长驻守在测绘地点以保证测绘的准确性,已经无法满足工程测量的需要,而现代测绘技术的出现对于解决传统工程测量的难题有重要的意义,开始在工程测量中得到广泛的应用。
一、工程测量
所谓在工程测量,是指工程建设在规划设计、经营管理、施工等阶段所进行的测量工作。工程测量在工程建设各个阶段的主要任务不同:在规划设计阶段,要提供可靠完整的地形资料;在施工阶段,要按规定精度进行定线放样;在经营管理阶段,要进行建筑物的变形观测以判断它们的稳定性,保证工程质量和安全使用,同时也验证设计理论和施工方法的正确性。
二、现代测绘技术概况
所谓的测绘,是以计算机技术、信息科学、空间科学、光电技术、网络通讯技术为基础,以GIS(地理信息系统)、GPS(全球定位系统)、RS(遥感)为技术核心,将地面已有的特征点和界线通过测量手段获得反映地面现状的图形和位置信息,在工程建设的规划设计中有重要的作用。
(一)全球定位系统(GPS)
全球定位系统(GPS)是上世纪70年代由美国开始研制,在1994年全面建成,它利用导航卫星进行测时和测距,是新一代卫星导航与定位系统,可以在海、陆、空进行全方位实时定位与三维导航。伴随着全球定位系统的不断改进、软硬件的日益完善,GPS的应用领域正在不断的拓展,目前,各种类型的GPS接收机体积越来越小,重量也越来越轻,更便于野外观测,具有使用简单、测量时间短等优点,引起了传统测绘观念重大变革,目前已成为大地测量的主要技术手段,也是最具潜力全能型技术。
(二)遥感(RS)
遥感技术包括航空遥感和卫星遥感,航空遥感主要用于地形图测绘,已在实践中得到了广泛的应用,卫星遥感则主要用在测图上,并且目前仍在研究之中但也已经取得了一些重大的成果,特别是基于遥感资料建立数字地面模型方面获得了较多的应用。1972年第一颗地球资源卫星发射,从那以后,法国、美国、日本、俄罗斯、中国、印度等国家都相继发射了对地观测卫星。当前遥感获取技术已从低分辨率发展到高分辨率甚至超高分辨率;从可见光发展到红外、微波;从单波段发展到多波段、多角度、多极化;从空间维扩展到了时空维。遥感技术在测量中主要是通过波谱产生的响应不同的来识别不同的物体,是利用集合形态的物体的位置指标和物力性质等来进行分析,进而实现对物体形态的测绘。
(三)地理信息技术(GIS)
作为多个学科、多种技术交叉融合的产物,地理信息技术起源于20世纪60年代美国和加拿大的学者在土地和交通方面的地理信息研究,从诞生至今仅仅只有40多年的历史,但作为对空间地理分布有关的数据进行采集、处理、管理、分析的计算机技术系统,其应用和发展对测绘科学有重要的发展作用和意义,已成为现代测绘技术的重大技术支撑。GSI技术在工程测量上的作用主要提使供空间形态的数据检测,对于目标工程地地形状态等方面的测量有着显著的效果。
(四)数字摄影技术
数字摄影是将通过高精度摄像机与测量仪对观测目标进行摄影,并能够将影像实时发送至操作终端的技术。数字摄影的起源可以追溯到上世纪60年代末,当时贝尔实验室为了研究存储计算机数据,却意外使“电荷对联设备”(CCD)的微电子元件诞生了。但是,真正用CCD来记录静态影像的数码相机则是20世纪80年代的日本索尼公司的不用感光胶片的电子静态照相机――MAWEICA,它采用电子磁性记录的方式记录影像,一般被认为是今天数码相机的雏形;世界真正意义上的第一台数码相机是由柯达公司于1991年研制的。随着科技的发展,数字摄影技术能够在不与测量目标相接触的情况下对目标进行检测,并得出其三维数据。三维数据通过软件能够转化为目标物体的形象,进而生成物体表面模型。从而促使数字摄影技术进入到飞速发展的阶段。
三、测绘技术在现代工程测量中的应用
测绘技术在工程测量中主要是用于研究工程建设中设计、施工和管理各阶段测量工作的理论、技术和方法,进而为工程建设提供准确的大比例尺地图和测量数据,保证工程选址的合理性,同时也在工程运营阶段对工程进行沉降监测和形变观测以保证工程运行正常。
(一)测量技术在矿山测量中的应用
在矿山测量中,遥感技术已经有较长的使用时间,同时也积累了丰富的经验。首先应用遥感资料,能获取矿区实时、动态、综合的信息源,实现对矿区环境的监测,从而为矿区的环境保护提供决策支持;其次,遥感资料可以用于找矿、进行矿区地质条件和煤层顶底板研究,以上这些表明遥感技术对于矿山测量任务的完成具有重要意义。在GPS技术方面,主要利用其对矿区进行矿区控制网建立或复测、改造、地表移动监测、水文观测孔高程监测等,在矿山测量工作的地面部分GPS技术已成为一项重要支撑技术。
(二)测量技术在水利工程中的应用
遥在水利工程测量上,遥感技术能够实时地对湖泊后和大江大河的水位进行监测,从而确定洪水灾害面积。RS和GIS结合在一起使用能够多洪水淹没范围和干旱灾情范围进行及早的预报,从而为防灾、抗灾提供准确的信息,减轻水旱灾害的危害。而在水利枢纽工程竣工后,需要对水库大坝、大型桥梁等进行连持续细致精密的监测,这时现代测绘技术就可以应用其中,成为实时的安全运行监控手段。此外,将数字测图技术或全数字摄影测量建立的数字地面模型和GIS的分析决策功能相结合,可以更加便捷、迅速地进行水库大坝选址、库容计算、引水渠修建、受益范围等作,为合理利用和开发水资源提供科学的依据。
(三)测量技术在地籍测量中的应用
当前,在经济迅速发展和城镇化不断推进的背景下,全国各地的城镇地籍测量工作已经全面展开,而小城镇建设速度的加快,使得各地对地籍图的需求量也在快速增加,测量地籍的主要是为了建立全国土地管理信息系统,从而对城镇土地的面积、属性、经济价值等有比较清晰的认识,更好的开展城市建设工作。同传统的测绘技术相比,数字化测绘技术具有明显的优越性,体现在技术含量更高、测绘产品更多样化、应用范围更广泛、维护更方便、使用更便捷等,因此随着高新测绘技术的较快发展,数字化测绘技术也得到了广泛的应用。
四、结语
从上述分析可以看出,测绘技术在现代工程测量具有举重轻重的地位,而随着现代测绘技术朝着自动化、实时化、数字化的发展,其在工程测量中会发挥着越来越重要的作用,因此我们的测绘工作者必须与时俱进,不断学习新方法、新理论、新知识,更新观念,提高创新意识和能以,使得测绘技术在工程测量中得到更加广泛的运用,提高工程测量的效率与质量。
参考文献
[1]吴洪平,麦俊义. 测绘技术在现代工程测量中的应用[J].科技与企业. 2012.
[2]李明. 浅谈现代测绘技术在工程测量中的应用与改进措施[J].中国西部科技.201O.
[3]魏卫红. 现代测绘技术的发展及应用[J].233网校论文中心.2010
遥感技术的起源范文5
关键词:地形测量 测绘技术 发展趋势
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。[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。[3]
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。[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。[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。[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]
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.
[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.
遥感技术的起源范文6
关键词:3S;矿山测量;数字矿山
中图分类号:TD1 文献标识码: A
引言
矿山测量学是一种空间几何学,是测量学、地质学和采矿学的一个交叉学科。它综合运用测量、地质及采矿等多种学科的知识,来研究和处理矿山地质勘探、建设和采矿过程中的各种实际问题。矿山测量是一项艰巨的任务,要用到现代测绘仪器和技术,将先进的现代技术同矿山测量的实际工作。在新时期测绘新技术的应运而生为矿山测量技术的进步注入了巨大的活力特别是“3S”技术的发展,成为矿山测量学取得新发展、新突破的关键,促进矿山测量的改革和发展。
一、GPS技术
全球定位系统(Global Positioning System,通常简称GPS),又称全球卫星定位系统,是一个中距离圆型轨道卫星导航系统。起源于20世纪80年代人造地球卫星导航定位技术的问世,到20世纪70年代已逐步发展为全球定位系统。以其全天候、高精度、自动化、测站间无需通视、可同时测定点的三维坐标等优点,已经成熟地应用于大地测量、控制测量、工程测量、地籍测量等方面,并广泛运用于人类生活的其他方面。
(一)、GPS技术在矿山控制测量中的应用
由于每个矿区的实际情况不同,在地形和矿物质构成方面各有特点,所以矿区地面控制测量应该根据矿山工程的实际需要,在地面上散布一种类似于网状的结构,通过精密测量,确定其地面位置,GPS是矿山地下工程测量的基础。相较于传统测量的平面控制网状设为导线网(闭合导线、符合导线)或三角网不同,GPS测量对两点间通视并不要求,且所测点位精度均匀,与常规地面控制相比,具有很大的优越性和灵活性,尤其适合矿区平面控制测量。GPS技术应用于矿区地面控制测量,在建立新的矿区控制网、检核和改善已有控制网、对旧网进行加密以及日常工作中控制点的设立等方面都具有显著的优势。
(二)、RTK技术用于矿区地面碎部测量
GPS-RTK(Real Time Kinematic)技术是实时载波相位差分技术,实时处理2个测站载波相位观测量的差分方法。工作原理是基准站根据改正点的准确坐标求出到卫星的距离的改正数并将这一改正数发给移动站,移动站接收到这一改正数来改正其定位结果。RTK技术的观测值精度高,可以达到厘米级,满足矿区各比例尺测图要求。RTK是通过综合了其他测量仪器的优点,对提高工作效率、图形的数字化管理和使用也起到了促进作用。 利用RTK测量手段可以得到所有测点的三维坐标,以数据、图形和位置等不同的表现形式反映到具体的应用环境中,解决了图形不能统一到国家坐标系中这一问题。与传统地形测图相比,RTK技术的特点有:不需建立加密控制网,不要求测站间通视,测量工作比较灵活;误差相互独立、不积累、不传递,测量精度高;工作效率高;测量获得的数据成果便于存储、管理和共享,达到一测多用的目的。RTK技术已经在地形测量、线路测量、地籍测量、图根控制测量、大面积地面沉降监测、工程放样等方面进行了广泛的应用。
(三)、GPS技术应用于矿区地表移动监测
传统的地面测量布设矿区地表变形监测网,是将水平变形(二维网)和地表沉降变形(一维网)分别布网。如果监测环境复杂,对监测技术要求也就相应较高,因此应用常规技术不仅观测时间长,劳动强度大,而且难以实现自动化监测。目前矿区地表移动监测以GPS技术为主,按监测对象及要求不同又可分为静态测量法、快速静态测量法和动态测量法三种。GPS技术用于垂直分量的监测(高程)一直备受关注。首先,GPS获得的高程其高程系统与传统不一致,(GPS为大地高系统,而传统水准测量为正常高系统); 其次,GPS测得的高程精度要比水平位置精度低,通常解决方法是利用GPS高程根据研究区已有的、足够数量的、高精度水准测量值来拟合研究区的似大地水准面,依此来求得GPS测点的水准高程,拟合精度因测区环境水准点的数量以及水准网的结构和拟合方法而异。
二、GIS地理信息系统
地理信息系统( Geographical Information System),简称GIS,是采集、存储、管理、描述、分析地球表面及空间和地理分布有关的数据的理论和技术的总称。地理信息系统的多源数据综合分析和数据管理能力可以给具有空间属性的基础地质资料、地球物理、地球化学以及遥感等异源数据提供一个良好的融合平台。GIS在矿山测量中的运用有两个方面:
(一)、矿山管理信息系统
矿山管理涉及矿山设计、巷道开挖、矿产开采、沉降监测、土地复垦、环境评价等一系列过程。在这一过程中的每一个环节,都离不开GPS的重要作用。矿山管理信息系统是一个庞大的管理系统工程和技术体系,目前,许多研究者已在矿区地质灾害、矿山机电安全管理、煤矿灾害事故、矿井通风信息系统、煤矿瓦斯管理信息系统、矿区生态环境评价、矿区土地利用、煤矿安全管理、矿山开采沉降可视化、井下可视化管理系统、救援信息系统等方面进行了研究和探讨,这些研究都是矿山管理信息系统的重要组成部分。
(二)、三维矿山
三维矿山是将矿山客观实体建立成一个模型,用以直观、方便、明了的观测矿山,通过三维矿山的建设,地质、矿业界人士能够更直观、更精确地圈定矿体边界,了解不同矿体分布的三维形态,准确地解译和圈定地下地质体,借以指导矿业开发和深部找矿预测。
三、RS遥感技术
遥感(Remote Sensing),简称RS。是通过遥感器这类对电磁波敏感的仪器,在远离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物,获取其反射、辐射或散射的电磁波信息(如电场、磁场、电磁波、地震波等信息),并进行提取、判定、加工处理、分析与应用的一门科学和技术。
合成孔径雷达干涉(InSAR)测量,是利用雷达信号的相位信息提取地球表面的高精度三维信息,可以测量地面点的高程变化,是目前空间遥感技术中获取高程信息精度最高的一项技术。由于它可以获得全球高精度的(毫米级)、高可靠性的(全天时、全天候)地表变化信息,因此能够有效地监测由自然和人为因素引起的地表形变。目前,该技术已广泛应用于地表沉降监测、滑坡监测、地震形变监测、冰川动力学等方面;并且在工矿区地表沉陷、闭坑矿井塌陷、矿山地表形变、煤矿开采沉陷等监测方面的研究也取得了满意的效果。
四、“3S”集成技术
根据国内外局势的发展需要,由全球定位系统、地理信息系统和遥感技术三者构成的新集成技术,势必成为将来矿山测量中的主导技术。首先,遥感技术通过遥感传感器获取地表数据,再进行分析处理,然后获得地物信息;其次,地理信息系统的优点在于对数据进行分析, 两者集成可实现优势互补,利用遥感影像资料进行矿区土地利用变化进行分类解译,结合GIS技术进行土地利用动态监测全面系统地反映土地利用状态和它的分布规律;再次,GPS与GIS组合用于矿山的安全监控和测量,可构成GPS数据采集与GIS数据管理的实时分析等。=由于GPS在实时定位方面具有的优势,使得GPS与遥感图像处理系统的集成变得水到渠成。不管是RS还是GIS处理的都是二维或三维数据,GPS能够方便快捷的获取到所需要的坐标,精度也随之越来越高。“3S”的两两结合中, RS和GIS的结合是核心,共包含三种方式:分开但平行的结合,表面无缝的结合以及整体的结合。
结束语
“3S”技术的产生有其特定的历史社会背景,虽然目前处于不成熟的阶段,但是将来的进步空间是非常大的。空间信息技术及地球信息科学的发展日新月异,传统的矿山测量己就像绳索丈量,已经不能适应现代矿山测量技术的发展,所以3S技术的发展正好弥补了这一缺憾,逐步在矿山测量仲奠定坚实的技术基础,发展成为强大的矿山空间信息技术。并且随着现代“绿色开采”理念的提出和发展以及数字矿山的进一步建设,“35”技术必将在未来矿区生产、建设方面立下汗马功劳,成为不可替代的中坚力量。
参考文献
[1]张文兵,。 浅谈“3S”技术在矿山测量中的应用[J]。 科技信息,2009,31:825+904。