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關(guān)鍵詞:遙感技術(shù)地籍測繪應(yīng)用
引言:地藉測繪總體來說是一項政府行為上的技術(shù)工作,是政府行使土地管理職能并且具有法律意義的行政技術(shù)手段,其主要工作是調(diào)查土地及其附著物的位置、界線、質(zhì)量、權(quán)屬和利用現(xiàn)狀等基本情況來測繪其幾何形狀與面積。數(shù)字地籍測繪包括數(shù)據(jù)采集和成圖成果數(shù)字化兩方面,即應(yīng)用全站儀等測量儀器實地采集數(shù)據(jù)、編輯地籍圖、生成宗地圖、建立地籍數(shù)據(jù)庫、輸出面積匯總表、進行地籍數(shù)據(jù)動態(tài)管理等,直接為土地、城建、規(guī)劃等部門提供權(quán)威數(shù)據(jù)。隨著遙感技術(shù)以及計算機技術(shù)的發(fā)展,越來越多的人開始研究遙感技術(shù)在地籍測繪中的應(yīng)用,并取得了顯著效果,大大提高了經(jīng)濟和社會效益。
一、遙感技術(shù)概述
遙感技術(shù),是測繪技術(shù)的一種,指的是通過傳感裝置,不直接跟被檢測對象進行直接的接觸,從而獲得被檢測對象的相關(guān)詳細的信息,對這些信息進行分析加工描繪,遙感技術(shù)是21世紀一項新的測繪科學(xué)技術(shù)。我們利用遙感技術(shù),能夠?qū)ν恋乩玫默F(xiàn)狀和水土流失的現(xiàn)狀進行大范圍的核查和更新,能夠?qū)θ珖耐恋乩矛F(xiàn)狀和信息進行全面的了解,這些都能對每一季度和每一年的土地利用及變更數(shù)據(jù)進行更新、管理、分析、查詢、備案。
遙感技術(shù)是基與衛(wèi)星或者飛機以及其他的飛行裝置為其技術(shù)釋放的依托,來收集地面或者研究目標相關(guān)電磁信息,以此來判斷整個地球局部土地環(huán)境以及地藉等相關(guān)資料的技術(shù)手段。遙感技術(shù)最早起源于上世紀60年代,是把航空攝影技術(shù)和計算機技術(shù)結(jié)合并得到了發(fā)展,從而形成了現(xiàn)在的遙感技術(shù)??梢赃@么說,將遙感裝置設(shè)ing置在高空飛行器中,進行相關(guān)測量,這種方式成為航空遙感。隨著科學(xué)技術(shù)的進步,以及計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,當前的遙感技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛,在我國地籍測繪領(lǐng)域中,利用遙感技術(shù)對土地相關(guān)信息進行全面的分析,記錄大量可行性以及科學(xué)性數(shù)據(jù),并依此判斷和識別地籍的相關(guān)資料。
二、現(xiàn)代地籍測繪與“數(shù)字國土”的關(guān)系
現(xiàn)代地籍測繪、地籍信息系統(tǒng)與“數(shù)字國土”三者有著密切的關(guān)系?,F(xiàn)代地籍測繪為建立地籍信息系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),但為了有效管理和共享大量的地籍測繪成果,需要建立一個地籍信息系統(tǒng),進而就可以存放各種圖形和屬性等信息,并對國土資源部門進行從“部”到“廳”到“局”的各種行政級別上的空間應(yīng)用分析?!皵?shù)字國土”包括廣泛的數(shù)據(jù)和信息,高分辨率影像和數(shù)字地圖是其中的重要數(shù)據(jù)之一,地籍測繪正是地籍信息系統(tǒng)建設(shè)及其網(wǎng)絡(luò)體系建設(shè)即“數(shù)字國土”的重要內(nèi)容。現(xiàn)代地籍測繪、地籍信息系統(tǒng)和“數(shù)字國土”的關(guān)系。
現(xiàn)代測繪技術(shù)是運用地籍測量中的一些先進技術(shù)和方法,它是融地籍測量外業(yè)、內(nèi)業(yè)于一體的綜合性作業(yè)系統(tǒng)。其最大優(yōu)點就是在完成地籍測量的同時可建立地籍數(shù)據(jù)庫,并通過一定的途徑建立地籍管理系統(tǒng),為完成“數(shù)字國土”工程、實現(xiàn)電子政務(wù)和現(xiàn)代地籍管理奠定基礎(chǔ)?,F(xiàn)代地籍測繪主要是采用自動采集地籍要素的方式,利用全站儀、計算機或PDA采集地籍要素,傳輸?shù)接嬎銠C上,運用專用的地籍數(shù)據(jù)處理軟件,對其進行分析、整理、編輯和入庫。其基本流程為:
(1)資料分析:對測區(qū)已有的地籍數(shù)據(jù)進行分析,熟悉測區(qū)地形,根據(jù)本身已有的設(shè)備和最終建立地籍數(shù)據(jù)庫的要求確定采用何種測量技術(shù)。在資料分析過程中,可以考慮能否使用“準地籍測量”。
(2)數(shù)據(jù)獲取:數(shù)據(jù)獲取途徑包括兩種:第一種是通過上述分析,直接利用已有的資料,如原始的正確的地籍檔案資料等;第二種是野外直接采集與收集。數(shù)據(jù)采集必須根據(jù)建立數(shù)據(jù)庫的要求,得到適宜的數(shù)據(jù)格式。數(shù)據(jù)獲取的內(nèi)容,包括全要素地形數(shù)據(jù)、地籍數(shù)據(jù)、地類數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)。
(3)數(shù)據(jù)編輯、整理、入庫:對于獲取的各種數(shù)據(jù)。按照數(shù)據(jù)庫建庫技術(shù)要求進行編輯、整理、人庫,并進行各種統(tǒng)計、分析、匯總,最終建市地籍數(shù)據(jù)庫,形成地籍管理系統(tǒng)
三、遙感技術(shù)在地藉測繪中的應(yīng)用
動態(tài)監(jiān)測應(yīng)用 隨著計算機和遙感技術(shù)的進步、發(fā)展,越來越成熟的技術(shù)已融進地籍測繪中,比如遙感結(jié)合地理信息系統(tǒng),以及GPS等定位技術(shù),給土地測繪帶來了更多的方便。遙感技術(shù)在地籍測繪中的應(yīng)用,最直接的一點便是其動態(tài)監(jiān)測。地籍測繪相互資料便于核查土地利用總體規(guī)劃,為國家整體規(guī)劃以及相關(guān)決策提供可靠、可行的理論資料。應(yīng)用數(shù)字攝影測量與遙感模式進行地籍測量前景非常廣闊。由于地籍測量的精度要求較高,數(shù)字攝影測量主要以大比例尺航空像片為數(shù)據(jù)采集對象,利用該技術(shù)在航片上采集地籍數(shù)據(jù),其控制點和目標點主要采用航測區(qū)域網(wǎng)法和光束法進行平差,即所謂的空三加密,進而通過專有數(shù)字攝影測量的數(shù)據(jù)處理軟件,完成地籍測量的內(nèi)外業(yè)。
數(shù)字攝影測量與模式得到的地籍圖信息豐富,實時性強,既具有線劃地圖的幾何特征,又具有數(shù)字直觀、易讀的特性;地籍圖上的界址點完善。不受通視條件的限制;除要用GPS像控和地籍權(quán)屬調(diào)查外,大部分工作均是在內(nèi)業(yè)中完成,既減輕了勞動強度,又提高了工作效率,是一種廣有前途的地籍測量模式。
四、內(nèi)業(yè)掃描數(shù)字化測量模式
用掃描數(shù)字化方法對已有地形圖或地籍圖采集數(shù)字化地籍要素數(shù)據(jù),而界址點的坐標數(shù)據(jù)則由之前所述的兩種模式測出和計算得到,或把已有界址點的坐標數(shù)據(jù)輸入計算機,然后將這兩部分數(shù)據(jù)疊加,并在數(shù)據(jù)處理軟件的控制下得到各種地籍圖和表冊。
“準地籍測量”就是近年來出現(xiàn)的內(nèi)業(yè)掃描數(shù)字化模式,即在已有的地形圖上根據(jù)地籍臺賬實地標繪宗地界址線,劃分街道、街坊、調(diào)查區(qū)及編號,調(diào)查宗地座落、地名、門牌號碼、房屋結(jié)構(gòu)及層數(shù),標示不清或精度不符時,可待日后做地籍調(diào)查和變更填補;這種地籍測量模式的前提條件是要求測區(qū)內(nèi)的地形圖或地籍圖現(xiàn)時性強,并且具有完備的控制點和目標點。
摘要:本文探討了現(xiàn)代測繪技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,并介紹了在礦山測量、濕地、水利工程和精準農(nóng)業(yè)四個方面的應(yīng)用。關(guān)鍵詞:測繪;應(yīng)用;發(fā)展
隨著現(xiàn)代測繪技術(shù)的出現(xiàn),無論在學(xué)科理論,或在技術(shù)體系,以及應(yīng)用范圍上都取得了重大的發(fā)展,甚至可以說是重大的變革,從而也將徹底地改變傳統(tǒng)測繪的生產(chǎn)方式。現(xiàn)代測繪產(chǎn)業(yè)以“3S”技術(shù)為特征,現(xiàn)代測繪技術(shù)已經(jīng)成為人類研究地球及自然環(huán)境,解釋某些自然現(xiàn)象,解決人類社會可持續(xù)發(fā)展等重大問題的重要工具。一、現(xiàn)代測繪技術(shù)的發(fā)展概況(一)GPS的發(fā)展全球定位系統(tǒng)(GPS)是美國從20世紀70年代開始研制,于1994年全面建成的利用導(dǎo)航衛(wèi)星進行測時和測距,具有在海、陸、空進行全方位實時三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。1996年2月,美國總統(tǒng)令宣布GPS為軍民兩用系統(tǒng),標準定位服務(wù)對民用開放,2000年5月,美國總統(tǒng)令SA關(guān)閉,價格不貴的民用GPS接收機能將其水平定位精度從不低于100m提高到15~20m,民用GPS的具備了真正的實用價值。隨著全球定位系統(tǒng)的不斷改進,硬、軟件的不斷完善,GPS的應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷地開拓,目前,各種類型的GPS接收機體積越來越小,重量越來越輕,便于野外觀測。GPS已遍及國民經(jīng)濟各種部門,并開始逐步深入人們的日常生活。GPS和GLONASS兼容的全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)接收機已經(jīng)問世。GPS作為一項引起傳統(tǒng)測繪觀念重大變革的技術(shù),已經(jīng)成為大地測量的主要技術(shù)手段,也是最具潛力的全能型技術(shù)。GPS定位技術(shù)與常規(guī)地面測量定位相比,除具有對測站選擇更靈活、更適應(yīng)不利條件、全天候連續(xù)作業(yè)外。還具有比任何地面常規(guī)技術(shù)供數(shù)量更多、精度更高的數(shù)據(jù)信息。(二)遙感技術(shù)的發(fā)展遙感包括衛(wèi)星遙感和航空遙感,航空遙感作為地形圖測繪的重要手段已在實踐中得到了廣泛的應(yīng)用,衛(wèi)星遙感用于測圖也正在研究之中并取得一些意義重大的成果,基于遙感資料建立數(shù)字地面模型進而應(yīng)用于測繪工作已獲得了較多的應(yīng)用。自20世紀初菜特兄弟發(fā)明人類歷史上第一架飛機起,航空遙感就開始了它在軍事上的應(yīng)用,從1972年第一顆地球資源衛(wèi)星發(fā)射升空以來,美國、法國、俄羅斯、歐空局、日本、印度、中國等國家都相繼發(fā)射了眾多對地觀測衛(wèi)星。遙感信息獲取技術(shù)已從可見光發(fā)展到紅外、微波:從單波段發(fā)展到多波段、多角度、多極化;從空間維擴展到時空維;從低分辨率發(fā)展到高分辨率甚至超高分辨率。遙感平臺有地球同步軌道衛(wèi)星、太陽同步衛(wèi)星、太空飛船、航天飛機、探空火箭,并且還有高、中、低空飛機、升空氣球和無人飛機等:傳感器有框幅式光學(xué)相機,縫隙、全景相機、光機掃描儀、光電掃描儀、CCD線陣、面陣掃描儀、微波散射計、雷達測高儀、激光掃描儀和合成孔徑雷達等,它們幾乎覆蓋了可透過大氣窗口的所有電磁波段。(三)GIS的發(fā)展地理信息系統(tǒng)作為多個學(xué)科、多種技術(shù)交叉融合的產(chǎn)物,至今只有40多年的歷史。地理信息系統(tǒng)起源于20世紀60年代加拿大和美國學(xué)者的在土地和交通方面的地理信息研究。1998年1月31日美國前副總統(tǒng)戈爾在加利福尼亞科學(xué)中心的一次講演,在該講演中戈爾正式提出數(shù)字地球的概念。地理信息系統(tǒng)作為對空間地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)進行采集、處理、管理、分析的計算機技術(shù)系統(tǒng),其發(fā)展和應(yīng)用對測繪科學(xué)的發(fā)展意義重大,是現(xiàn)代測繪技術(shù)的重大技術(shù)支撐。二、現(xiàn)代測繪技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)代測繪技術(shù)作為一門新的信息科學(xué)在經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的諸多領(lǐng)域正發(fā)揮著愈來愈大的作用。在這里主要介紹現(xiàn)代測繪技術(shù)在礦山測量方面、濕地方面、水利工程方面和精準農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用情況。
(一)礦山測量方面遙感技術(shù)在礦山測量中的應(yīng)用已經(jīng)歷了較長的時間,并積累了豐富的經(jīng)驗。應(yīng)用遙感資料,可獲取礦區(qū)實時、動態(tài)、綜合的信息源,對礦區(qū)環(huán)境進行監(jiān)測,為礦區(qū)環(huán)境保護提供決策支持。遙感資料用于找礦、礦區(qū)地質(zhì)條件研究、煤層頂?shù)装逖芯康确矫娑家训玫綉?yīng)用,所有這些,都說明遙感技術(shù)應(yīng)用于礦山測量是礦山測量實現(xiàn)其現(xiàn)代任務(wù)的重要保證。利用GPS技術(shù)進行礦區(qū)地表移動監(jiān)測、水文觀測孔高程監(jiān)測、礦區(qū)控制網(wǎng)建立或復(fù)測、改造等。其應(yīng)用于礦山測量工作的地面部分已成為現(xiàn)代礦山測量的一項重要支撐技術(shù)。以礦區(qū)資源環(huán)境信息系統(tǒng)為平臺,以各種測量技術(shù)為數(shù)據(jù)獲取的途徑,可以建立集數(shù)據(jù)采集、處理、管理、分析、輸出于一體的自動化、智能化的技術(shù)系統(tǒng),作為礦山可持續(xù)發(fā)展的決策支持系統(tǒng)。(二)濕地方面利用遙感技術(shù)對濕地生物資源的分布、生長狀況及其變化進行估測。利用遙感技術(shù)多層次、多時相的動態(tài)監(jiān)測功能獲得及時可靠的數(shù)據(jù),通過地理信息系統(tǒng)技術(shù)進行相關(guān)數(shù)據(jù)的實時更新,并對這些數(shù)據(jù)進行空間分析,可得到濕地的動態(tài)變化情況。應(yīng)用遙感和地理信息系統(tǒng)技術(shù),獲取濕地生態(tài)環(huán)境質(zhì)量分析評價所需要的數(shù)據(jù),借助GPS技術(shù)進行水質(zhì)采樣調(diào)查、植被樣方調(diào)查、土壤采樣等常規(guī)野外調(diào)查。根據(jù)濕地信息系統(tǒng)的功能,可將其劃分為兩大類:查詢服務(wù)型信息系統(tǒng)和決策支持型地信息系統(tǒng)。(三)水利工程方面遙感技術(shù)能夠?qū)崟r地對大江、大河和湖水水位進行監(jiān)測,可實時監(jiān)測洪水災(zāi)害面積。RS和GIS集成能及早預(yù)報洪水淹沒范圍和干旱災(zāi)情范圍,為防災(zāi)、抗災(zāi)提供準確信息。在水利樞紐工程竣工后,需對水庫大壩、大型橋梁等進行連續(xù)的、精密的監(jiān)測。現(xiàn)代測繪技術(shù)提供了連續(xù)、實時的安全運行監(jiān)控手段。利用全數(shù)字攝影測量或數(shù)字測圖技術(shù)建立數(shù)字地面模型,應(yīng)用GIS的分析決策功能,可以方便快速地進行水庫大壩選址、庫容計算、引水渠修建、受益范圍等設(shè)計工作,為開發(fā)利用水資源提供科學(xué)依據(jù)。目前,大中城市都有由數(shù)字測圖技術(shù)或全數(shù)字攝影測量技術(shù)建立的城市數(shù)字地形圖,給排水管線的規(guī)劃、設(shè)計可在數(shù)字地形圖上進行。(四)精準農(nóng)業(yè)方面精確農(nóng)業(yè)中,利用GPS技術(shù)對采集的農(nóng)田信息進行空間定位;利用RS技術(shù)獲取農(nóng)田小區(qū)內(nèi)作物生長環(huán)境、生長狀況和空間變異的大量時空變化信息;利用GIS技術(shù)建立農(nóng)田土地管理、自然條件、作物產(chǎn)量的空間分布等的空間數(shù)據(jù)庫;對作物苗情、墑情的發(fā)生發(fā)展趨勢進行分析模擬,為分析農(nóng)田內(nèi)自然條件、資源有效利用狀況、作物產(chǎn)量的時空差異性和實施調(diào)控提供處方信息。GPS、RS、GIS技術(shù)及自動化控制技術(shù)為支撐的精確農(nóng)業(yè)將促進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。它能夠收集土地利用現(xiàn)狀、植被分布、農(nóng)作物的生長情況、農(nóng)作物的災(zāi)情分布、土壤肥力等多種信息,將信息技術(shù)與農(nóng)藝、農(nóng)機有機地結(jié)合起來,最大限度地優(yōu)化各項農(nóng)業(yè)資源與生產(chǎn)要素的合理分配,獲取高產(chǎn)量和最大經(jīng)濟效益,同時又能有效地保護生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)自然資源,有利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
三、結(jié)語以“3S”一體化或集成為主導(dǎo)的空間信息技術(shù)體系已逐漸成為測繪學(xué)或地球信息學(xué)新的技術(shù)體系和工作模式,其先進性、時效性明顯?,F(xiàn)代測繪技術(shù)將朝著高科技、自動化、實時化和數(shù)字化方向發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】測繪技術(shù);地形測量學(xué)
地形測量學(xué)是研究測繪地形圖及與其有關(guān)測繪工作的理論、方法的應(yīng)用技術(shù)學(xué)科。地形測量是為城市、礦區(qū)以及各種工程提供不同比例尺的地形圖,以滿足城鎮(zhèn)規(guī)劃、礦山開采設(shè)計以及各種經(jīng)濟建設(shè)的需要。
地形測繪是研究地球局部表面形狀和大小,并將其測繪成地形團的理論和技術(shù)。通過測定小范圍地表高低起伏形態(tài)和地物(如建筑物、道路、耕地等)的特征點的平面位置和高程,經(jīng)相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理、采用一定的測量符號按一定的比例縮繪在圖紙上。從而獲得與相應(yīng)地面幾何圖形相似的地形圖,為國家經(jīng)濟建設(shè)提供設(shè)計與施工的圖紙資料。
傳統(tǒng)的測繪包括控制測量、地形測量、施工測量、竣工測量和變形監(jiān)測5個部分?,F(xiàn)代測繪技術(shù)自動化技術(shù)具有自動化程度高、測圖精度高、圖形屬性信息豐富和圖形編輯方便等優(yōu)點。
1 測繪自動化技術(shù)
測繪自動化是集數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸、顯示于一體。隨著計算機、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及測量儀器的智能化,測繪技術(shù)自動化技術(shù)發(fā)生了重大變革,3S技術(shù)(GPS全球定位系統(tǒng)、GIS地理信息系統(tǒng)、RS遙感)及其集成技術(shù)成為測繪技術(shù)自動化技術(shù)的核心。
1.1 GPS技術(shù) GPS(Global Positioning System)稱為全球定位系統(tǒng),是美國20世紀70年代開始研制的,它歷時20年,于1994年3月全面建成的利用導(dǎo)航衛(wèi)星進行測時和測距,具有在海、陸、空進行全方位實時三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng),是一種高精度、全天候、高效率、多功能的測繪工具。
GPS定位技術(shù)與常規(guī)地面測量定位相比,具有抗干擾性能好、保密性強,功能多、應(yīng)用廣,觀測時間短,執(zhí)行操作簡便,全球、全覆蓋、全天候、高精度的特點。特別是RTK的定位精度可達厘米級,在水上定位得到了廣泛的應(yīng)用。
GPS RTK(Real Time Kinematic)技術(shù)開始于90年代初,是一種全天候、全方位的新型測量系統(tǒng),稱載波相位動態(tài)實時差分技術(shù),是目前適時、準確地確定待測點的位置的最佳方式,是基于載波相位觀測值基礎(chǔ)上的實時動態(tài)定位技術(shù)。
GPS RTK具有定位精度高且精度分布均勻,速度快、效率高,觀測時間短,方便靈活,測程不受限制,不受通視條件影響等優(yōu)點。
1.2 GIS技術(shù) 地理信息系統(tǒng)(Geographical Information System-GIS)是利用現(xiàn)代計算機圖形和數(shù)據(jù)庫技術(shù)來處理地理空間及其相關(guān)數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng),是融地理學(xué)、測量學(xué)、幾何學(xué)、計算機科學(xué)和應(yīng)用對象為一體的綜合性高新技術(shù)。其最大的特點就在于:它能把地球表面空間事物的地理位置及其特征有機地結(jié)合在一起,并通過計算機屏幕形象、直觀地顯示出來。
GIS具有以下的基本特點:一是公共的地理定位基礎(chǔ);二是多維結(jié)構(gòu);三是標準化和數(shù)字化;四是具有豐富的信息。
地理信息系統(tǒng)對空間地理信息進行處理,準確采集有關(guān)的數(shù)據(jù),并對地理空間數(shù)據(jù)和信息進行處理、管理、更新和分析,是采用數(shù)據(jù)庫、計算機圖形學(xué)、多媒體等最新技術(shù)的技術(shù)系統(tǒng),對現(xiàn)代測繪技術(shù)自動化技術(shù)的起重要支撐作用。
目前GIS地理信息將向著數(shù)據(jù)標準化(Interoperable GIS)、數(shù)據(jù)多維化(3D&4DGIS)、系統(tǒng)集成化(Component GIS)、系統(tǒng)智能化(Cyber GIS)、平臺網(wǎng)絡(luò)化(Web GIS)和應(yīng)用社會化(數(shù)字地球)的方向發(fā)展。
1.3 RS技術(shù) 遙感RS(Remote Sensing)起源于20世紀60年代,不直接接觸被研究的目標,感測目標的特征信息(一般是電磁波的反射、輻射和發(fā)射輻射),經(jīng)過傳輸、處理,從中提取人們感興趣的信息。遙感包括攝影、陸地、衛(wèi)星、航空、航天攝影測量等技術(shù)。遙感技術(shù)依其波譜性質(zhì),可分為電磁波遙感技術(shù)、聲學(xué)遙感技術(shù)、物理場遙感技術(shù)。
遙感信息技術(shù)已從可見光發(fā)展到紅外、微波;從單波段發(fā)展到多波段、多角度、多時相、多極化;從空間維擴展到時空維;從靜態(tài)分析發(fā)展到動態(tài)監(jiān)測。
RS為GIS提供信息源,GIS為RS提供空間數(shù)據(jù)管理和分析的技術(shù)手段(圖像處理),GPS作為GIS有力的補測、補繪手段,實現(xiàn)了GIS原始地圖數(shù)據(jù)的實時更新。3S的綜合應(yīng)用是一種充分利用各自的技術(shù)特點,快速準確而又經(jīng)濟地為人們提供所需的有關(guān)信息的新技術(shù),三者的緊密結(jié)合,為地形測量提供了精確的圖形和數(shù)據(jù)。
2 測繪自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢
隨著計算機、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及測量儀器的系統(tǒng)、智能化,測繪技術(shù)自動化技術(shù)向著3G技術(shù)及集成技術(shù)自動化、實時化、數(shù)字化,數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用軟件的開發(fā)應(yīng)用,三維可視化技術(shù)以及人工智能化發(fā)展。使測繪技術(shù)自動化技術(shù)能全方位的應(yīng)用于地形測量中,提高了地形測量的效率和準確性。
2.1 3G技術(shù)及集成技術(shù)的進一步發(fā)展 積極普及3G技術(shù)的應(yīng)用,改進3G技術(shù)中存在問題,更新3G及其集成技術(shù)測量的方法和手段,加強測量精度和準確性,使3G技術(shù)能在地形測量測繪技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用進一步擴展。
全球數(shù)字攝影測量系統(tǒng)在GPS、GIS、RS和3S集成技術(shù)中的應(yīng)用,對數(shù)碼攝影測量和地形測量更加普及和深化,使測繪技術(shù)向電子化、自動化、數(shù)字化方向發(fā)展。
2.2 測繪軟件及數(shù)據(jù)庫的開發(fā)與更新 加強地形測量數(shù)字化測繪軟件的研發(fā),使測繪軟件系統(tǒng)更加高效、靈活和功能齊全,使測繪軟件技術(shù)在地形測量中起到了相當重要的作用。
更新完善信息數(shù)據(jù)庫,將采集的測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換直接進入信息數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)管理查詢方便,數(shù)據(jù)共享,實現(xiàn)全球數(shù)據(jù)更新和擴展空間基礎(chǔ)信息系統(tǒng)的動態(tài)管理,實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的管理科學(xué)化、標準化、信息化,實現(xiàn)測繪數(shù)據(jù)的傳輸網(wǎng)絡(luò)化、多樣化、社會化,使測繪技術(shù)走向自動化,實時化,數(shù)字化。
2.3 人工智能和專家系統(tǒng)在測繪技術(shù)中的應(yīng)用 隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和測繪技術(shù)與相關(guān)學(xué)科的交叉、綜合,人工智能和專家系統(tǒng)在測繪技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用前景。計算機利用專家知識模擬人腦思維進行推理,從事智能化的數(shù)據(jù)、圖形處理和信息管理工作,極大地提高工作效率,使測繪技術(shù)向自動化、智能化發(fā)展。
全球定位系統(tǒng)(GPS)、數(shù)字攝影測量系統(tǒng)(DPS)、遙感技術(shù)(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)和專家系統(tǒng)(ES)這5S技術(shù)的發(fā)展和相互結(jié)合,專家系統(tǒng)在其中發(fā)揮著重要的作用,專家系統(tǒng)對整個測量流程進行控制,并執(zhí)行相應(yīng)的推理、分析和處理工作,并可實現(xiàn)信息資源共享,實時動態(tài)監(jiān)測診斷,提高效率和質(zhì)量,是測繪技術(shù)通向?qū)崟r、自動、智能測量系統(tǒng)的關(guān)鍵。
最早提出“數(shù)字地球”概念的是美國前副總統(tǒng)阿爾,戈爾。1998年他在加利福尼亞科學(xué)中心的一次演講時向人們描繪了數(shù)字地球的應(yīng)用前景:借用對地觀測、計算機、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù),把有關(guān)地球上每一點的相關(guān)信息,按地球的地理坐標加以整理,然后構(gòu)建一個全球的信息模型,把地球“縮小”,直至把它“裝”進計算機。借助這個數(shù)字地球,人們不論走到哪里,都可以快速、形象、完整地按地理坐標了解地球上任何一點、任何方面的信息。
數(shù)字地球即虛擬地球,實際上是以因特網(wǎng)為基礎(chǔ),以空間數(shù)據(jù)為依托,以虛擬現(xiàn)實技術(shù)為特征,具有三維界面和多種分辨率瀏覽器的面向公眾開放的系統(tǒng)。它把用遙感技術(shù)獲取的資源、環(huán)境、社會、經(jīng)濟和人口等數(shù)據(jù)或信息,在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)里,按地球坐標,從局部到整體,從區(qū)域到全球,進行融合。以不同空間、時間、物質(zhì)和能量的多種分辨率進行多維顯示,形成一個巨大系統(tǒng),使我們能夠大量地獲得、存儲、處理和顯示關(guān)于我們地球的各種環(huán)境和文化信息,通過對當前現(xiàn)實地球景觀和過程的直接表達,實現(xiàn)對未來和現(xiàn)實地球場景的預(yù)測、預(yù)觀。通俗點說,就是能模擬展現(xiàn)過去、現(xiàn)在和未來。
數(shù)字地球是整個地球全方位的GIS與虛擬現(xiàn)實技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。數(shù)字地球要解決的技術(shù)問題是計算機科學(xué)、海量數(shù)據(jù)存貯、衛(wèi)星遙感技術(shù)、互操作性、元數(shù)據(jù)等問題。顯然,面對如此一個浩大的工程,任何一個政府組織、企業(yè)或?qū)W術(shù)機構(gòu),都是無法獨立完成的,它需要成千上萬的個人、公司、研究機構(gòu)和政府組織的共同努力。自從數(shù)字地球這一概念提出后,引起國際社會極大關(guān)注和響應(yīng)。1999年由中國科學(xué)院發(fā)起在北京隆重召開第一屆數(shù)字地球國際會議,此后關(guān)于數(shù)字地球理論與技術(shù)的討論及相關(guān)應(yīng)用研究迅速發(fā)展起來。目前世界上許多國家都在積極地發(fā)展和運用先進的科學(xué)技術(shù)如遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)為代表的地球空間信息技術(shù)獲取地球信息,國外一些軟件商已經(jīng)開發(fā)了一些與數(shù)字地球有關(guān)的系統(tǒng)。我國承擔的“數(shù)字奧運”項目即是數(shù)字地球研究與應(yīng)用的一個范例:從應(yīng)用遙感技術(shù)對奧運環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測,到應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)來展現(xiàn)場館、交通、環(huán)境工程動態(tài)變化和進展,以及實現(xiàn)虛擬奧運網(wǎng)絡(luò)與瀏覽,使2008奧運會的成功舉辦受到各國稱贊。
數(shù)字地球已經(jīng)開始走進我們的生活:當你到了一個陌生的地方,GPS汽車導(dǎo)航儀會為你引路;足不出戶你可身臨其境般“逛”敦煌;想旅游Google地球可以把你“帶往”世界任何地方……
可以預(yù)見,隨著地球空間信息學(xué)的發(fā)展而建立的數(shù)字地球,必將在社會發(fā)展、國民經(jīng)濟建設(shè)、環(huán)保和國防安全中發(fā)揮重要作用,在未來的知識經(jīng)濟社會中產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和社會效益,構(gòu)建“數(shù)字地球”已不再是夢想!
尋根探源話病毒
廖云新
從上個世紀致命的埃博拉和艾滋病,到本世紀初肆虐全球的sARs、以及今年四月始于墨西哥的甲型H1N1病毒,一個個新奇古怪的傳染性疾病在世界各地不斷“拋頭露面”,給人類健康帶來極大威脅。
那么,病毒從何而來?就像人類起源問題一樣,病毒的起源仍然是生物進化史上的一個重要謎題。因為病毒沒有化石,所以比起其他動物,病毒的溯源工作更加困難,科學(xué)家目前對病毒的起源有三種假說:
第一種假說:病毒是地球上生物進化過程中最為原始的生命物質(zhì),它產(chǎn)生于化學(xué)進化之后,因此它既有化學(xué)大分子屬性,又有生物的部分特征。該學(xué)說暗示病毒是從無生命到有生命的過渡型物質(zhì),其位置處于化學(xué)大分子和原始細胞之間。地球生命演化的過程表現(xiàn)為:無機物一有機物一化學(xué)大分子一病毒一原核生物一真核生物。這個假說是根據(jù)生命起源學(xué)說和分子進化理論提出來的,是一種純粹的假設(shè)。
第二種假說:病毒是高級微生物的退行性生命物質(zhì),即微生物在其生存過程中可能會丟失部分基因,這部分基因喪失了獨立自我繁殖能力,只能重新進入微生物細胞中找到相應(yīng)的位置才具有活力,久而久之便退化為病毒。
第三種假說:病毒來源于正常細胞的核酸,因偶然途徑從細胞內(nèi)脫離出來進而演變?yōu)椴《?。該假說又稱內(nèi)源性假說。其間接的實驗證據(jù)為:作為細胞一部分的質(zhì)??呻S時脫離細胞,并在細胞間傳遞,病毒與質(zhì)粒是相似的。
由于1999年在古細菌中發(fā)現(xiàn)了所謂“反轉(zhuǎn)子”的遺傳單位,這為病毒在基因水平上的起源及進化提供了新的證據(jù)?!胺崔D(zhuǎn)子”是僅含一個基因并且能自我復(fù)制的一段核酸分子,具有重要的基因捕獲功能。經(jīng)過考證,初步估計“反轉(zhuǎn)子”在4億年前就已經(jīng)存在了。
【關(guān)鍵詞】地形測量;測繪技術(shù);發(fā)展趨勢
1. 引言
(1)地形測量學(xué)是研究測繪地形圖及與其有關(guān)測繪工作的理論、方法的應(yīng)用技術(shù)學(xué)科。[1]地形測量是為城市、礦區(qū)以及各種工程提供不同比例尺的地形圖,以滿足城鎮(zhèn)規(guī)劃、礦山開采設(shè)計以及各種經(jīng)濟建設(shè)的需要。
(2)地形測繪是研究地球局部表面形狀和大小,并將其測繪成地形團的理論和技術(shù)。通過測定小范圍地表高低起伏形態(tài)和地物(如建筑物、道路、耕地等)的特征點的平面位置和高程,經(jīng)相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理、采用一定的測量符號按一定的比例縮繪在圖紙上。從而獲得與相應(yīng)地面幾何圖形相似的地形圖,為國家經(jīng)濟建設(shè)提供設(shè)計與施工的圖紙資料。[2]
(3)傳統(tǒng)的測繪包括控制測量、地形測量、施工測量、竣工測量和變形監(jiān)測5個部分?,F(xiàn)代測繪技術(shù)自動化技術(shù)具有自動化程度高、測圖精度高、圖形屬性信息豐富和圖形編輯方便等優(yōu)點。[3]
2.目前地形測量的測繪自動化技術(shù)
測繪自動化是集數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸、顯示于一體。隨著計算機、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及測量儀器的智能化,測繪技術(shù)自動化技術(shù)發(fā)生了重大變革,3S技術(shù)(GPS全球定位系統(tǒng)、GIS地理信息系統(tǒng)、RS遙感)及其集成技術(shù)成為測繪技術(shù)自動化技術(shù)的核心。
2.1GPS技術(shù) GPS(Global Positioning System)稱為全球定位系統(tǒng),是美國20世紀70年代開始研制的,它歷時20年,于1994年3月全面建成的利用導(dǎo)航衛(wèi)星進行測時和測距,具有在海、陸、空進行全方位實時三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng),是一種高精度、全天候、高效率、多功能的測繪工具。[4]
(1)GPS定位技術(shù)與常規(guī)地面測量定位相比,具有抗干擾性能好、保密性強,功能多、應(yīng)用廣,觀測時間短,執(zhí)行操作簡便,全球、全覆蓋、全天候、高精度的特點。特別是RTK的定位精度可達厘米級,在水上定位得到了廣泛的應(yīng)用。
(2)GPS RTK(Real Time Kinematic)技術(shù)開始于90年代初,是一種全天候、全方位的新型測量系統(tǒng),稱載波相位動態(tài)實時差分技術(shù),是目前適時、準確地確定待測點的位置的最佳方式,是基于載波相位觀測值基礎(chǔ)上的實時動態(tài)定位技術(shù)。
(3)GPS RTK具有定位精度高且精度分布均勻,速度快、效率高,觀測時間短,方便靈活,測程不受限制,不受通視條件影響等優(yōu)點。
2.2GIS技術(shù)。地理信息系統(tǒng)(Geographical Information System-GIS)是利用現(xiàn)代計算機圖形和數(shù)據(jù)庫技術(shù)來處理地理空間及其相關(guān)數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng),是融地理學(xué)、測量學(xué)、幾何學(xué)、計算機科學(xué)和應(yīng)用對象為一體的綜合性高新技術(shù)。其最大的特點就在于:它能把地球表面空間事物的地理位置及其特征有機地結(jié)合在一起,并通過計算機屏幕形象、直觀地顯示出來。[5]
(1)GIS具有以下的基本特點:一是公共的地理定位基礎(chǔ);二是多維結(jié)構(gòu);三是標準化和數(shù)字化;四是具有豐富的信息。
(2)地理信息系統(tǒng)對空間地理信息進行處理,準確采集有關(guān)的數(shù)據(jù),并對地理空間數(shù)據(jù)和信息進行處理、管理、更新和分析,是采用數(shù)據(jù)庫、計算機圖形學(xué)、多媒體等最新技術(shù)的技術(shù)系統(tǒng),對現(xiàn)代測繪技術(shù)自動化技術(shù)的起重要支撐作用。
(3)目前GIS地理信息將向著數(shù)據(jù)標準化(Interoperable GIS)、數(shù)據(jù)多維化(3D&4DGIS)、系統(tǒng)集成化(Component GIS)、系統(tǒng)智能化(Cyber GIS)、平臺網(wǎng)絡(luò)化(Web GIS)和應(yīng)用社會化(數(shù)字地球)的方向發(fā)展。
2.3RS技術(shù)。遙感RS(Remote Sensing)起源于20世紀60年代,不直接接觸被研究的目標,感測目標的特征信息(一般是電磁波的反射、輻射和發(fā)射輻射),經(jīng)過傳輸、處理,從中提取人們感興趣的信息。遙感包括攝影、陸地、衛(wèi)星、航空、航天攝影測量等技術(shù)。[6]遙感技術(shù)依其波譜性質(zhì),可分為電磁波遙感技術(shù)、聲學(xué)遙感技術(shù)、物理場遙感技術(shù)。
(1)遙感信息技術(shù)已從可見光發(fā)展到紅外、微波;從單波段發(fā)展到多波段、多角度、多時相、多極化;從空間維擴展到時空維;從靜態(tài)分析發(fā)展到動態(tài)監(jiān)測。
(2)RS為GIS提供信息源,GIS為RS提供空間數(shù)據(jù)管理和分析的技術(shù)手段(圖像處理),GPS作為GIS有力的補測、補繪手段,實現(xiàn)了GIS原始地圖數(shù)據(jù)的實時更新。3S的綜合應(yīng)用是一種充分利用各自的技術(shù)特點,快速準確而又經(jīng)濟地為人們提供所需的有關(guān)信息的新技術(shù),三者的緊密結(jié)合,為地形測量提供了精確的圖形和數(shù)據(jù)。[6]
3. 測繪技術(shù)自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢
隨著計算機、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及測量儀器的系統(tǒng)、智能化,測繪技術(shù)自動化技術(shù)向著3G技術(shù)及集成技術(shù)自動化、實時化、數(shù)字化,數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用軟件的開發(fā)應(yīng)用,三維可視化技術(shù)以及人工智能化發(fā)展。使測繪技術(shù)自動化技術(shù)能全方位的應(yīng)用于地形測量中,提高了地形測量的效率和準確性。
3.13G技術(shù)及集成技術(shù)的進一步發(fā)展。積極普及3G技術(shù)的應(yīng)用,改進3G技術(shù)中存在問題,更新3G及其集成技術(shù)測量的方法和手段,加強測量精度和準確性,使3G技術(shù)能在地形測量測繪技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用進一步擴展。
全球數(shù)字攝影測量系統(tǒng)在GPS、GIS、RS和3S集成技術(shù)中的應(yīng)用,對數(shù)碼攝影測量和地形測量更加普及和深化,使測繪技術(shù)向電子化、自動化、數(shù)字化方向發(fā)展。
3.2測繪軟件及數(shù)據(jù)庫的開發(fā)與更新。加強地形測量數(shù)字化測繪軟件的研發(fā),使測繪軟件系統(tǒng)更加高效、靈活和功能齊全,使測繪軟件技術(shù)在地形測量中起到了相當重要的作用。
更新完善信息數(shù)據(jù)庫,將采集的測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換直接進入信息數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)管理查詢方便,數(shù)據(jù)共享,實現(xiàn)全球數(shù)據(jù)更新和擴展空間基礎(chǔ)信息系統(tǒng)的動態(tài)管理,實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的管理科學(xué)化、標準化、信息化,實現(xiàn)測繪數(shù)據(jù)的傳輸網(wǎng)絡(luò)化、多樣化、社會化,使測繪技術(shù)走向自動化,實時化,數(shù)字化。
3.3人工智能和專家系統(tǒng)在測繪技術(shù)中的應(yīng)用。
(1)隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和測繪技術(shù)與相關(guān)學(xué)科的交叉、綜合,人工智能和專家系統(tǒng)在測繪技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用前景。計算機利用專家知識模擬人腦思維進行推理,從事智能化的數(shù)據(jù)、圖形處理和信息管理工作,極大地提高工作效率,使測繪技術(shù)向自動化、智能化發(fā)展。
(2)全球定位系統(tǒng)(GPS)、數(shù)字攝影測量系統(tǒng)(DPS)、遙感技術(shù)(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)和專家系統(tǒng)(ES)這5S技術(shù)的發(fā)展和相互結(jié)合,專家系統(tǒng)在其中發(fā)揮著重要的作用,專家系統(tǒng)對整個測量流程進行控制,并執(zhí)行相應(yīng)的推理、分析和處理工作,并可實現(xiàn)信息資源共享,實時動態(tài)監(jiān)測診斷,提高效率和質(zhì)量,是測繪技術(shù)通向?qū)崟r、自動、智能測量系統(tǒng)的關(guān)鍵。
4. 結(jié)論
隨著計算機、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及測量儀器的智能化,測繪技術(shù)自動化技術(shù)發(fā)生了重大變革,從傳統(tǒng)的測繪技術(shù)(例如電子測距儀、經(jīng)緯儀、水準儀和平板儀)向3G技術(shù)、數(shù)字攝影測量技術(shù)以及人工智能化發(fā)展,推動了測繪技術(shù)自動化技術(shù)的活躍和革新,測繪技術(shù)朝著自動化、實時化、網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化方向發(fā)展,使地形測量更快速、簡單、精確。
參考文獻
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【 關(guān)鍵詞】 工程測繪; 技術(shù); 數(shù)字化繪圖; 遙感技術(shù).
近年來, 我國測繪科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展. 為工程建設(shè)提供了強大技術(shù)支撐, 如鐵路公路中心線的標定。 水壩、 橋梁及建筑物的空間位置的確定等, 都需依據(jù)測量控制點和工程測量技術(shù)予以實現(xiàn). 以保證施工順利地進行。 為檢驗工程質(zhì)量和監(jiān)視工程設(shè)施安全營運提供重要技術(shù)手段 , 主要有施工驗線、 工程驗收測量以及工程建( 構(gòu)) 筑物變形觀測等。在社會管理方面, 一個國家、 一個地區(qū)或一個城市的現(xiàn)代化管理往往需要運用現(xiàn)代科學(xué)手段建立一系列的管理系統(tǒng)以實現(xiàn)高效、 實時地管理 , 城市交通的科學(xué)管理離不開現(xiàn)代化的智能交通系統(tǒng). 它既需要集成大量、 廣泛的空間基礎(chǔ)信息資料. 這些部必須運用測繪科技手段來完成。以下就工程測繪測量技術(shù)作以簡要闡述
1 . GP S地理信息系統(tǒng)技術(shù)
G PS是利用現(xiàn)代計算機圖形和數(shù)據(jù)庫技術(shù)來處理地理空間及其相關(guān)數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng), 是融地理學(xué)、 測量學(xué): 幾何學(xué)、 計算機科學(xué)和應(yīng)用對象為一體的綜合性高新技術(shù)。其最大的特點就在于: 它能把地球表面空間事物的地理位置及其特征有機地結(jié)合在一起 . 并通過計算機屏幕形象、 直觀地顯示出來 G P S具有以下的基本特點主要有以下幾個方面: 一是公共的地理定位基礎(chǔ); 二是多維結(jié)構(gòu); 三是標準化和數(shù)字化; 四是具有豐富的信息。 地理信息系統(tǒng)對空間地理信息進行處理, 準確采集有關(guān)的數(shù)據(jù) . 并對地理空間數(shù)據(jù)和信息進行處理 、 管理、 更新和分析, 是采用數(shù)據(jù)庫計算機圖形學(xué) 、 多媒體等最新技術(shù)的技術(shù)系統(tǒng). 對現(xiàn)代測繪技術(shù) 自動化技術(shù)的起重要支撐作用
2 .RS遙感技術(shù)
遙感技術(shù)起源于 2 O世紀6 0年代 .不直接接觸被研究的目標. 感 測目標的特征信息( 一般是電磁波的反射、 輻射和發(fā)射輻射) 。 經(jīng)過傳 輸、 處理, 從中提取人們感興趣的信息。遙感包括攝影、 陸地、 衛(wèi)星、 航 空、 航天攝影測量等技術(shù)。 遙感技術(shù)依其波譜性質(zhì), 可分為電磁波遙感 技術(shù)、 聲學(xué)遙感技術(shù) 、物理場遙感技術(shù) 遙感信息技術(shù)已從可見光發(fā)展到紅外、 微波: 從單波段發(fā)展到多 波段、多角度 、多時相、 多極化;從空間維擴展到時空維: 從靜態(tài)分析發(fā) 展到動態(tài)監(jiān)測。R S為GP S提供信息源, G P S為RS提供空間數(shù)據(jù)管理 和分析的技術(shù)手段( 圖像處理) 。 G P S作為 G I S有力的補測、 補繪手段。實現(xiàn)了GP S原始地圖數(shù)據(jù)的實時更新。R s的綜合應(yīng)用是一種充分利 用各 自的技術(shù)特點. 快速準確而又經(jīng)濟地為人們提供所需的有關(guān)信息 的新技術(shù), 三者的緊密結(jié)合. 為地形測量提供了精確的圖形和數(shù)據(jù)。
3 數(shù)字化繪圖
大比例尺地形圖和工程圖的測繪是傳統(tǒng)工程測量的重要內(nèi)容, 數(shù)字化繪圖克服了手工繪圖存在的許多弊端,如工作量大' 作業(yè)艱苦,作業(yè)程序復(fù)雜, 煩瑣的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理和繪圖工作. 成圖周期長,產(chǎn)品單一 等缺點, 符合現(xiàn)代飛速發(fā)展的工程需要 在采集數(shù)據(jù)時, 數(shù)據(jù)采集人員要準確應(yīng)用地物代碼, 以免在內(nèi)業(yè)成 圖時出現(xiàn)錯誤; 在觀測開始時, 相關(guān)工作人員需嚴格按照要求應(yīng)對測站 點進行檢查, 跑尺人員應(yīng)嚴格按照自動成圖的要求作業(yè). 確保能完整地 描述地形地貌的特征點, 必須通過繪制草圖來表明各個地物碎部點的屬性及相互關(guān)系,測量坎子時。要量取坎子比高.坎下也要進行地形點采集。當一個測區(qū)完成后, 如果有必要可把數(shù)據(jù)備份。目前, 數(shù)字化成圖技術(shù)主要有內(nèi)外業(yè)一體化和電子平板兩種模 式。內(nèi)外業(yè)一體化是一種外業(yè)數(shù)據(jù)采集方法, 主要設(shè)備是全站儀、 電子 手簿等, 其特點是精度高、內(nèi)外業(yè)分工明確 、便于人員分配,從而具有較 高的成圖效率。具有以下的特點
3 .1一測多用
如在一些綜合性較強的工程中需要對同一地形圖繪制不同比例尺的地形圖, 過去的平板測圖方法則需要重復(fù)工作.而數(shù)字化測圖則可以同時根據(jù)完成的地形圖繪制不同比例尺的多個地形圖- 因為往往小 比例尺包含了大比例尺地形圖測圖范圍。僅需先測大比例尺圖范圍.再補充小比例尺測圖范圍即可滿足各不同專業(yè)人員對不同比例尺的 地形圖的需要
3 .2精度高
數(shù)字化成圖系統(tǒng)在外業(yè)采集數(shù)據(jù)時,利用全站儀現(xiàn)場 自動采集地 形地物點的三維坐標, 并 自動存儲,在內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理時。完全保持了外業(yè)測量的精度, 消除了人為的錯誤及誤差來源。 而且外業(yè)工作省略了讀 數(shù)、計算、展點繪圖等外業(yè)工序,減少了作業(yè)人員, 外業(yè)工效大大提高,時間縮短, 直接生產(chǎn)成本大幅度下降。
3 .3勞動強度小
數(shù)字化成圖的過程,減輕了作業(yè)人員的勞動強度,使生產(chǎn)周期大大縮短能及時滿足用戶的要求。
3 .4便于保存管理及更新方便
數(shù)字化產(chǎn)品既可以存儲在軟盤上, 也可以通過繪圖儀繪在所需的
圖紙上, 線條、 線劃粗細均勻, 注記、 字體工整, 圖面整齊、 美觀。且便于 修改, 能更好地保證圖形的現(xiàn)勢性和不變形性。 避免重復(fù)測繪造成的浪 費, 增加地形圖的實用性和用戶的廣泛性
4 . 工程測量中的數(shù)字攝影測量技術(shù)
數(shù)字攝影測量是基于數(shù)字影像與攝影測量的基本原理- 應(yīng)用計算 機技術(shù)、 數(shù)字影像處理、 影像匹配、 模式識別等多學(xué)科的理論與方法。就攝影測量本身而言, 從測繪的角度上來看數(shù)字攝影測量還是利用影 像來進行測繪的科學(xué)與技術(shù): 而從信息科學(xué)和計算機視覺科學(xué)的角度 來看, 它是利用影像來重建三維表面模型的科學(xué)與技術(shù)。 也就是在“ 室 內(nèi)” 重建地形的三維表面模型然后在模型上進行測繪從 本質(zhì)上來說。它與原來的攝影測量沒有區(qū)別。因而, 在數(shù)字攝影測量系統(tǒng)中, 整個的 生產(chǎn)流程與作業(yè)方式, 和傳統(tǒng)的攝影測量差別似乎不大, 但是它給傳統(tǒng) 的攝影測量帶來了重大的變革.
目前通過在空中利用數(shù)字攝影機所獲得的數(shù)字影像. 內(nèi)業(yè)使用專 門的航測軟件處理, 進行的航空攝影測量是大面積 、 大比例尺地形測 圖、 地籍測量的重要手段與方法, 在計算機上對數(shù)字影像進行像對匹 配, 建立地面的數(shù)字模型。 再通過專用的軟件來獲得數(shù)字地圖 該方法 的特點是可將大量的外業(yè)測量工作移到室內(nèi)完成。它具有成圖速度 快、 精度高而均勻 、 成本低, 不受氣候及季節(jié)的限制等優(yōu)點。特別適合 于城市密集地區(qū)的大面積成圖。但是該方法的初期投入較大. 如果一 個測區(qū)較小, 它的成本就顯得較高。但可以說是今后數(shù)字測圖的一個 重要發(fā)展方向, 未來社會要求的是可以提供數(shù)字的、 影像的、 線劃的等 多種形式的地圖產(chǎn)品。并且隨著全數(shù)字攝影工作站的出現(xiàn)。 加上 G P S技術(shù)在攝影測量中的應(yīng)用, 使得攝影測量向自動化、 數(shù)字化方向邁進。
5. 結(jié)語
綜上 , 隨著科學(xué)技術(shù)的進步. 在工程測繪領(lǐng)域也必然會帶來新的 突破, 現(xiàn)代工程測量必將朝著測量數(shù)字化方向邁進。實踐中還有一些 問題亟待不斷去的探討研究 , 鑒于作者水平有限, 文中論述不到之處 望行業(yè)同仁多多指正, 今后亦會加強相關(guān)理論知識的學(xué)習(xí)。 爭取為工程測繪測量技術(shù)研究面建言獻策 。
【 參考文獻】
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關(guān)鍵詞:電子 技術(shù) 地震 預(yù)報
中圖分類號: P315 文獻標識碼: A
1 電子技術(shù)的定義、發(fā)展階段及相關(guān)技術(shù)應(yīng)用。
1.1 電子技術(shù)
電子技術(shù)是指通過電子學(xué)的原理,利用電子器件設(shè)計和制造某種特定功能電路,來輔助解決實際問題的現(xiàn)代科學(xué)。它可主要分為信息電子技術(shù)和電力電子技術(shù)兩大分支。其中信息電子技術(shù)包括 模擬 (Analog) 電子技術(shù)和l 數(shù)字(Digita) 電子技術(shù)。電子技術(shù)主要的作用在于對電子信號進行處理,其處理方式主要有以下四種:信號發(fā)生、信號放大、信號濾波、信號轉(zhuǎn)換。
1.2 發(fā)展階段
電子器件及其電子器件構(gòu)成電路的應(yīng)用是電子技術(shù)研究的主要內(nèi)容。而構(gòu)成各種分立、集成電子電路最基本的元器件主要是半導(dǎo)體器件。隨著電子技術(shù)迅猛發(fā)展,如今各類新型半導(dǎo)體器件不斷涌現(xiàn)。而現(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展方向, 是從傳統(tǒng)電力電子學(xué)(以低頻技術(shù)處理問題為主), 向現(xiàn)代電力電子學(xué)方向(以高頻技術(shù)處理問題為主)轉(zhuǎn)變。五十年代末六十年代初的硅整流器件是電力電子技術(shù)起源, 到現(xiàn)在為止其發(fā)展先后經(jīng)歷了三大時代跨越(整流器時代、逆變器時代和變頻器時代), 有力地促進了電力電子技術(shù)在社會新領(lǐng)域的應(yīng)用。而以功率MOSFET、IGBT 為代表,集高頻高壓和大電流于一身的復(fù)合器件(功率半導(dǎo)體),是從八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來的,這已經(jīng)表明傳統(tǒng)電力電子技術(shù)到現(xiàn)在已經(jīng)跨進現(xiàn)代電力電子時代。
2 地震預(yù)報定義及方法
地震預(yù)測主要是利用地震地質(zhì)、地殼活動性、前兆異常以及環(huán)境因素等多種手段研究監(jiān)測來達到防災(zāi)減災(zāi)的目的?,F(xiàn)代地震預(yù)報技術(shù),主要是通過地震監(jiān)測考察、野外地質(zhì)調(diào)查勘探、室內(nèi)實驗論證多方面,實現(xiàn)對發(fā)生地震條件、地震規(guī)律、地震前兆、地震機理的監(jiān)測預(yù)報來及時制定相關(guān)對策。
2.1 地震預(yù)報定義
發(fā)震時間、發(fā)震地點和震級被稱為地震預(yù)報的三要素。而地震預(yù)報綜合五階段工作程序主要包括地震形勢預(yù)知、地震中期預(yù)報、短期預(yù)報、臨震預(yù)報以及震后預(yù)報。震后地震趨勢預(yù)報指破壞性地震發(fā)生之后,及時分析受其影響地區(qū)近期內(nèi)地震活動形勢(無震預(yù)報、震后強余震及更大地震預(yù)報)。
2.2 地震預(yù)報方法
地震預(yù)報方法通常有以下三類,即地震地質(zhì)法、地震統(tǒng)計法和地震前兆法。然而這三者之間不能孤立存在,只有相互結(jié)合補充,方能獲得良好的預(yù)報效果。
2.2.1 測震學(xué)預(yù)報
這種預(yù)報方法也稱為“以震報震”。它主要通過利用地震活動空間、活動時間及強度變化來達到預(yù)報地震三要素(波速比、b值、圍空、條帶、統(tǒng)計預(yù)報等)的目的。到目前為止,測震學(xué)預(yù)報越來越受到了地震檢測工作者的重視,也逐漸作為地震綜合數(shù)據(jù)分析預(yù)報的主要依據(jù)。
2.2.2 地震前兆觀測
它主要通過地震前兆監(jiān)測設(shè)施提供資料,并對數(shù)據(jù)進行處理劃定異常,從而有效預(yù)報地震。目前,常見的前兆監(jiān)測手段一般有以下幾類:地下水觀測、地形變觀測及電磁場觀測。
2.2.3 宏觀異常
通常,技術(shù)性預(yù)測總需要結(jié)合自然界動植物感官的異常反應(yīng)才能達到很好的預(yù)測效果。而這種預(yù)測手段就強調(diào)通過感官來發(fā)現(xiàn)震前異常現(xiàn)象。它主要包括大規(guī)模的動物習(xí)性異常、地下水位漲落及果樹重花等等等。一旦短時間內(nèi)大量出現(xiàn)此類異常,地震來臨的可能性要大得多。
3 地震預(yù)報中電子技術(shù)應(yīng)用
3.1 應(yīng)用背景
在“九五”期間,我國不斷加大國家數(shù)字地震臺網(wǎng)的建立(包含50 個數(shù)字地震臺站),并于同時建立了一批區(qū)域數(shù)字化地震臺網(wǎng)。其后,我國又建立了GPS 觀測網(wǎng)絡(luò)(包括25 個連續(xù)觀測基準站、56 個定期復(fù)測基本站和1000 多個不定期復(fù)測區(qū)域站),從而有利保障中國地殼運動觀測網(wǎng)絡(luò)大型科學(xué)工程的有利實施。而且我國在華北、西北及西南等地區(qū)設(shè)立衛(wèi)星遙感觀測站,來完成在地震監(jiān)測中衛(wèi)星遙感技術(shù)的應(yīng)用研究。如今,我國地震預(yù)報研究與國際同步進行,并且也取得了重要進展。同時我國及時建立了中國地震局地球物理勘探中心電子技術(shù)研究室,來為物探中心所從事的防震減災(zāi)事業(yè)提供先進的地球物理儀器及野外探測服務(wù)。
3.2 電子預(yù)測技術(shù)分類
3.2.1 遙感技術(shù)
該技術(shù)主要是利用衛(wèi)星紅外遙感異常監(jiān)測地震活動。其主要的技術(shù)支持是通過衛(wèi)星遙感影像的分析來判識斷層。一般地,只要是斷層存在的地方,無論是建筑物還是其他,其潛在的危險是不言而喻的。通過衛(wèi)星遙感技術(shù),我們可以及時準確地感知地震發(fā)生區(qū)域,并做好建筑物加固工作,并為未來城市規(guī)劃做出可行性借鑒。而地質(zhì)斷層在衛(wèi)星影像上是有非常典型特征的。在通過影像分析后,仍然需要人親自赴野外進行實地性勘探論證。衛(wèi)星遙感技術(shù),主要是通過衛(wèi)星電磁異常與地震、地震電磁的異常特征來達到對地震的實時監(jiān)控。一直以來,人們都在這方面做了很多嘗試。
事實上,地震在活動之前,確實會存在紅外遙感所檢測到的異常圖像情況,而且這些異常往往都分布在很大范圍。不過,這種異常的每一次出現(xiàn)并不意味著地震就會出現(xiàn),其幾率對比不成正比。因此這也需要在時間預(yù)測與空間分布相結(jié)合對應(yīng)起來。也只有這樣才能在一個非常低頻的情況下正確處理與地震的關(guān)系。另一方面,一旦地震災(zāi)難發(fā)生,我們應(yīng)該快速處理好各種信息(電磁場、電磁波以及等離子體和離子濃度、離子流、電子密度等),還包含由地震引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害(滑坡,強降雨等等)。這樣所獲得的參數(shù)可以為國家應(yīng)急提供很大的幫助,尤其是對啟用哪個級別應(yīng)急預(yù)案方面作用不言而喻。再一個這種異常出現(xiàn)的幾率要比地震出現(xiàn)的幾率大的多的多,不是一個數(shù)量體兩個數(shù)量體,這會造成在眾多的異常中獲取真正的地震前兆非常困難。
3.2.2 GPS定位測量在地震勘探運用中的新興技術(shù)
目前該技術(shù)主要包含兩種定位方法――絕對定位方法與相對定位方法。前者又叫單點定位,主要通過對地球質(zhì)心為坐標原點的觀測站坐標來實現(xiàn)定位。它的原理是通過全球定位衛(wèi)星,將其到用戶接收機天線之間距離觀測量為基,依據(jù)衛(wèi)星瞬時坐標借以確定接收點所對應(yīng)坐標點。相對定位方法主要是通過導(dǎo)航電文中給出的鐘差參數(shù),分析信息發(fā)出點的可能性坐標,并把其作為未知數(shù)與觀測點三維坐標運用數(shù)據(jù)處理辦法求解,得出坐標位置。
1)精密定位技術(shù)
精密定位技術(shù)分為單點定位和相對定位兩類。單點的精密技術(shù)主要通過計算衛(wèi)星軌道參數(shù)和衛(wèi)星鐘差,再根據(jù)計算結(jié)果進行校正處理,得到精確坐標。而精密相對定位技術(shù)是將精密星歷及IGS站點聯(lián)測作為起算數(shù)據(jù),對空間衛(wèi)星應(yīng)采用精密星歷進行定軌。
2)信標差分技術(shù)
地震勘探工作中導(dǎo)航的精確度非常難以把握,而此技術(shù)利用已有的海上無線電信標臺,在發(fā)射的信號中加入了一個副載波調(diào)制,對GPS信號進行了差分修正,使其精確度可達到米級精度。
3)廣域差分技術(shù)
此技術(shù)是在廣闊的地域空間內(nèi),通過設(shè)立GPS跟蹤站對GPS基準網(wǎng)進行差分,并對GPS觀測量的誤差源進行區(qū)分,從而對每種誤差源都模型化。通過這種技術(shù),可是更正用戶GPS觀測量,削弱誤差源,使定位精度得到極大改善。
4 結(jié)語
世界范圍內(nèi),地震預(yù)報始終是一個難題。電子技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展,為地震預(yù)報提供了一條準確及時更方便的科技發(fā)展之路。順著社會的進步,相信在未來,電子技術(shù)將更加廣泛地應(yīng)用在自然災(zāi)害的防治方面。它將給人類帶來巨大的安全保障。
參考文獻
[1] 《中國地震預(yù)報概論》( 梅世蓉、馮德益等著,地震出版社1993 年版)
關(guān)鍵詞:遙感影像 RGIS 綜合信息場
水、土地、能源是人類社會生存和發(fā)展的三大戰(zhàn)略性資源,而我國水資源問題則更加突出。據(jù)預(yù)測,到本世紀中葉,我國將進入缺水國家行列,洪澇災(zāi)害、干旱缺水、水污染和生態(tài)環(huán)境惡化已成為我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素。天然水體的實時監(jiān)測是環(huán)境保護的關(guān)鍵 ,監(jiān)測的手段的現(xiàn)代化則顯得尤為重要,隨著科學(xué)技術(shù)的進步,水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)迅速發(fā)展,儀器分析、計算機控制等現(xiàn)代化手段在水質(zhì)監(jiān)測中得到了廣泛應(yīng)用。分析方法從分光光度法、電位法發(fā)展到原子吸收法、原子熒光光譜法、氣相色譜法和液相色譜法等;手動和半自動實驗方法、儀器也正逐步被計算機控制的自動監(jiān)測、遙測裝置所代替,其中配合RS(衛(wèi)星遙感)的GIS(地理信息系統(tǒng),Geographical Information System)是一種很先進可行的技術(shù),然而GIS的應(yīng)用卻存在一些誤區(qū)。
1、國內(nèi)外GIS系統(tǒng)概況
遍閱所有的GIS信息系統(tǒng),實屬是一種與地面位置相關(guān)的信息系統(tǒng),每種系統(tǒng)皆可以自成體系,差別僅在于功能。如最常見的ESRI公司的ARC/INFO,包含幾千個GIS分析功能,致力于為用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。另外還有GeoMedia,可利用GemediaWebMap工具,動態(tài)生成地圖,支持GIS數(shù)據(jù)庫的屬性等,也能在“HotSpot”功能下產(chǎn)出靜態(tài)地圖。MapInfo公司的MapInfoProfessional是基于Windows之上的桌面地圖軟件,用于存取、可視化、分析綜合的地理數(shù)據(jù),以及高級的制圖工具、遠程數(shù)據(jù)庫存取等。MapXtreme是一個基于Web的地圖應(yīng)用服務(wù)器,因而可以將地圖信息通過Internet/Intranet傳送到整個企業(yè)乃至更廣的廣大用戶。Bentley公司主要生產(chǎn)面向工程的軟件,它覆蓋的工程領(lǐng)域有建設(shè)/設(shè)計、地理、土木、工廠、機械等。國內(nèi)的GIS產(chǎn)品功能較弱,有:CityGIS采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計和編碼技術(shù),它的最顯著的特點就是圖形操作靈便、實用尤其是對于大數(shù)據(jù)矢量和圖像;另外它的另一特點體現(xiàn)在它的圖形編輯功能,有利于進行屏幕數(shù)字化。MapGIS是國家優(yōu)選的具有自主版權(quán)的地理信息系統(tǒng)軟件平臺,它有三大特點:1.可制作具有出版精度的復(fù)雜地質(zhì)圖,2.海量無縫地圖數(shù)據(jù)庫管理功能,3.高效的空間分析功能。它將傳統(tǒng)的地圖制圖軟件、數(shù)據(jù)庫軟件以及數(shù)據(jù)分析軟件功能匯集到一個統(tǒng)一的平臺,從而為多源地學(xué)數(shù)據(jù)的綜合評價于分析,創(chuàng)造了一個理想的環(huán)境。地球上水體(水資源)的時空分布和運動變化信息,并應(yīng)用GIS方法來研究地球上水體的起源、存在、分布、循環(huán)、運動、轉(zhuǎn)化及質(zhì)和量的變化規(guī)律以及地球上水圈同大氣圈、巖石圈和生物圈等地球自然圈層的相互關(guān)系,并應(yīng)用這些規(guī)律為人類適應(yīng)、利用、改造和保護環(huán)境,實現(xiàn)人與自然和諧相處和人類社會的可持續(xù)發(fā)展提供服務(wù)的知識體系。
2、GIS的誤區(qū)
在建立“航空遙感信息系統(tǒng)”時,隨城市發(fā)展需求發(fā)現(xiàn),當全世界都在熱衷與研究開發(fā)GIS時,卻存在一個較為隱蔽的誤區(qū),而這誤區(qū)一直影響到我國,如國內(nèi)行業(yè)以為地理信息基礎(chǔ)平臺,都是測繪地圖,這種誤區(qū)將導(dǎo)致我們的認識、我們的出發(fā)點,永遠停留在地形圖所的含的少量信息上,為此信息采集和應(yīng)用將永遠滯后于全世界孜孜不倦追求的高分辨率遙感影像,包括航空遙感和衛(wèi)星遙感影像。
一種真正的地理信息系統(tǒng),其含有地表上下空間的各種地理信息,而絕非像僅靠接觸式的勾繪過的地形圖作為基礎(chǔ)地理信息那樣缺乏綜合性。應(yīng)該認為,基于接觸式勾繪地形圖作為基礎(chǔ)地理信息顯然滿足不了現(xiàn)代城市管理需求,也難稱得上基礎(chǔ)。因為基礎(chǔ)必然具有在此基礎(chǔ)上可以獲得更多的信息和綜合信息量。而地形圖通常指大于1:100萬比例尺、表示地物復(fù)雜程度,反映地面主要要素,如地貌、水文、工程建筑、居民點等;適時地測量和調(diào)繪成直接成果,是國家最基本地地圖,是編制其他比例尺的土地的基礎(chǔ),而并非是反映內(nèi)在聯(lián)系綜合性很強的地表遙感影像,所以若把地圖作為基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)來作GIS,顯然遠遠不夠。又因為,當代地理學(xué)傾向于對人地關(guān)系的地域系統(tǒng)進行綜合研究,而一般地形圖和城市地圖,幾乎無法去進行地理分析研究,沒聽說用地形圖做地理信息地分析研究,以及概括地理和地理學(xué)內(nèi)涵。常規(guī)地理信息系統(tǒng),若以地形圖作為基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù),無疑都已碰到很大困難;而只有抓準地理學(xué)精髓觀念和概念,從地理信息系統(tǒng)發(fā)展的觀點去分析。
常見GIS不實用的原因是:1.缺乏圖像信息數(shù)字化標準和遙感圖像庫。2.專題成果相互之間的迭置分析尚未真正地建立。3.沒有功能靈活與信息傳遞的GIS軟件平臺。很多系統(tǒng)還只是一種表面上的結(jié)合,尚未達到學(xué)術(shù)與應(yīng)用概念的結(jié)合、標準與類型的結(jié)合,遠景與近期目標的結(jié)合,好像是無標準的記錄系統(tǒng),無法更新續(xù)用,另外如今GIS運行的統(tǒng)計數(shù)字,經(jīng)常不以RS為基礎(chǔ),而以地形圖作空間特征介紹,常含有“假數(shù)真做”的文章,而不用遙感影像作為具體的電子地圖,仿佛身份證,不用免冠照片,而用素描圖,行否?這一點早被國家土地資源管理與監(jiān)督所證實。充分說明了用遙感照片的方式信息效率要高得多。因此,稱為數(shù)字城市的基礎(chǔ),必須能夠“表達已知、呈現(xiàn)未知、擴大認知、挖掘新知”。
3、RGIS的提出
GIS若是一種以遙感(RS)信息為主的地理信息系統(tǒng),這類系統(tǒng)有一個最大的特點,其有一個空間特征的綜合信息過程,是一種非接觸式的獲取信息的系統(tǒng),它是對目前以地形圖為數(shù)字框架的地理信息系統(tǒng)的一種突破,從這個意義上講是一種真正的地理信息系統(tǒng),其含有地表上下空間的各種地理信息,而絕非像僅靠接觸式的勾繪過的地形圖作為基礎(chǔ)地理信息那樣缺乏綜合性。當時在GIS環(huán)境中,遙感信息的應(yīng)用技術(shù)未形成一個實用的系統(tǒng),GIS表達能力遠非今日可比,明顯的弱點是對信息的容納和調(diào)用存在問題,盡管通稱為“遙感信息系統(tǒng)”,試滿足遙感信息查詢、數(shù)據(jù)庫管理、圖形編輯、制圖、數(shù)據(jù)分析和輸出,并力求向?qū)嵱没繕税l(fā)展,但是缺乏對海量信息及數(shù)字城市這樣的認識,而是一種迫于“成果”而快速建立的系統(tǒng)。當回顧與檢驗并找出這些癥結(jié)的時候,這就為全新的RS和GIS的研究提供了借鑒:GIS必須以RS為基礎(chǔ),以信息流為基礎(chǔ)。
GIS定位直接關(guān)系到遙感信息庫的建庫定位和相關(guān)技術(shù)內(nèi)容,所以定位是本項目的第一基礎(chǔ):1.要為綜合調(diào)查建立圖象庫、文檔庫服務(wù);2.面對越來越多的遙感圖像數(shù)據(jù),提出新的方案,包括圖像配準和信息處理模型等。要建立一個良好的平臺,便于政府、行業(yè)管理部門對城市建設(shè)、管理進行信息分析和信息更新等工作。前者是信息源,是借助于遙感的原理,或者說應(yīng)用RS技術(shù)捕獲城市的面貌的信息。后者是信息處理,是借助于相應(yīng)的計算機技術(shù)開發(fā)平臺,或者說GIS軟件平臺作為信息存貯、管理、分析和應(yīng)用的工具。系統(tǒng)加快了政府管理信息化進程,是適應(yīng)國民經(jīng)濟和社會信息化發(fā)展的迫切要求,尤其是社會公眾的電信發(fā)展如此之快,媒體傳播如此之快,這就加大了政府管理對信息化需求的關(guān)注,否則將落后于社會,對政府和企業(yè)發(fā)展都會有極大影響。同時,是一個動態(tài)信息和城市空間信息相關(guān)的一種綜合顯示,而且是一個難度不大的及時信息綜合的概念,經(jīng)過新GIS階段,即突破為“RGIS”。
RGIS是信息科學(xué)、空間科學(xué)和地理科學(xué)的結(jié)合,系統(tǒng)要實現(xiàn)空中對地觀察圖像數(shù)字化、不同比例尺圖像迭合分析和不同分辨率圖像迭置分析,而建立一個不同點源及不同尺度的遙感數(shù)字信息場,使得城市建設(shè)和管理者有一個在計算機上就能看到全市綜合特征的信息庫,即綜合信息場。RGIS要體現(xiàn)出以遙感技術(shù)和信息系統(tǒng)技術(shù)的有機結(jié)合,為遙感綜合調(diào)查信息在進行統(tǒng)一分類和規(guī)整處理的技術(shù)方案上進行應(yīng)用的探索研究,RGIS是一個綜合分析與表達技術(shù)。因此RGIS絕對離開不了綜合信息場,也即信息場可視基礎(chǔ)主要以RS為基礎(chǔ)。其中,地理空間與地學(xué)也是一個很有尺度的學(xué)問,GIS中社會和國民經(jīng)濟信息等也決不是地圖科學(xué)。為此,為區(qū)別先前的GIS概念,為推廣和發(fā)展,又不屈服于誤解,可稱其為RGIS。當你想把GIS作為傳統(tǒng)地圖的延續(xù),在GIS的開始階段是允許的。然而,這不是GIS的本意。其本意應(yīng)當是逐漸對所有的行業(yè)信息能包容的綜合信息的圖?,F(xiàn)在已經(jīng)明朗,最好是以包含了定位與定量內(nèi)容的RS信息的基礎(chǔ)上做行業(yè)的幾何信息、空間屬性與統(tǒng)計的支持決策等處理,這才是RGIS城市地理信息系統(tǒng)。以往地形圖的GIS基礎(chǔ)已經(jīng)只是其中的行業(yè)圖件之一了。因為其他行業(yè)管理圖件,已經(jīng)成為各行業(yè)自己的GIS基礎(chǔ),實實在在的基礎(chǔ)。若同時又強調(diào)要以地形圖作為所有GIS基礎(chǔ)地理信息圖,這必將引起對地形圖的應(yīng)用精度和使用期限等問題。從信息化講,實際上應(yīng)用RGIS作為管理,就是一個隨著管理事件的點源尺度變化而變化的具體的動態(tài)信息和靜態(tài)信息特征。
RGIS絕不是以地形圖為基礎(chǔ)的地理信息平臺,而是以RS影像為基礎(chǔ)的確實充滿綜合信息的系統(tǒng)平臺。近期,又被一個有效的事例所證實。某城市的人口統(tǒng)計已經(jīng)完成,人口普查的分布特征底圖,由于其統(tǒng)計底圖單元,是以數(shù)百人為單元的實際現(xiàn)狀,這種小單元大比例關(guān)系的底圖,統(tǒng)計精度高,而地形圖上是缺乏相關(guān)聯(lián)信息的,統(tǒng)計的邊界卻無法準確落在城市或郊區(qū)“正規(guī)”的地形圖上,唯有依靠能反映地面所有微細的綜合信息的彩紅外航空遙感數(shù)字影像來解決問題,即解決“統(tǒng)計邊界”信息落地的問題,這就為人口資源環(huán)境問題首先解決了人口統(tǒng)計與地面區(qū)域的綜合信息相關(guān)的表達基礎(chǔ),為建立客觀、準確的整個人口資源環(huán)境發(fā)展和分析,建立了可靠的RGIS基礎(chǔ)。有人稱矢量地形圖是一種最為單一的,只是反映了地物簡單的幾何邊界及其位置,高層建筑與多層建筑在地形圖上是區(qū)分不出來的,常見一樣的形狀;地面的微小差別,如植被差別、露裸非露裸土地差別、河海防護堤特征、小路小溪等在地形圖上是沒有的,建筑物的外形特征、綠化質(zhì)量特征等都是找不到的。這些常是統(tǒng)計分析、統(tǒng)計單元的信息邊界,極其重要,如人口統(tǒng)計單元邊界,地形圖上無法整合的話,而航空遙感圖像可淋漓盡致的反應(yīng)并準確整合。同時,各基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的矢量線劃表達的信息,依據(jù)航空遙感地物信息,即可獲得非常具體的綜合信息,因為在地形圖上你所得到的信息太少,新的認識更少,說實在的沒有一個城市建設(shè)和管理者真的是用地形圖來獲得管理信息的,因此,不能依靠地形圖去承擔基礎(chǔ)地理信息的重任,而只有依靠高分辨率的遙感信息才能獲得,并達到這一目標。換言之,矢量地形圖與其他行業(yè)管理數(shù)字化圖是同一種類型的信息,它們都實際上來源于地表真實寫照的遙感影像?,F(xiàn)代化、信息化、系統(tǒng)化的水質(zhì)監(jiān)測體系日益提上議事日程,我們認為在現(xiàn)有的四級水質(zhì)監(jiān)測體系下,以提高水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)的現(xiàn)代化、標準化以及管理制度化的水平為目標,逐步建立起實驗室、移動監(jiān)測和自動監(jiān)測相結(jié)合的立體化監(jiān)測模式,并統(tǒng)一在水利部水質(zhì)監(jiān)測中心之下,可以有效全面的解決我國可持續(xù)發(fā)展過程中所面臨的水質(zhì)監(jiān)測問題。
4、RGIS的展望
RGIS不僅適用于天然水體的實時監(jiān)測,還適用于各省大、中、小城市其他方面的發(fā)展。正在啟動的國家防汛指揮系統(tǒng)工程將在數(shù)據(jù)傳輸方面采用通信衛(wèi)星和安全的網(wǎng)絡(luò)技術(shù);用遙感技術(shù)監(jiān)測洪澇災(zāi)害;在七大江河流域建立以RGIS技術(shù)為支撐的包括社會經(jīng)濟、水體、水利工程、地形、土地利用、行政邊界、交通、通信、生命線工程等數(shù)據(jù)層的分布式防洪基礎(chǔ)背景數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)倉庫;完善水文及災(zāi)害預(yù)報這些以空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的虛擬地球的技術(shù);以及災(zāi)前作洪水預(yù)報及對未來各種降雨情況下的水情進行模擬等直接為決策提供依據(jù)的綜合服務(wù)。尤其是目前,正值西部大開發(fā)進入了實質(zhì)性的實施運作階段,城鎮(zhèn)建設(shè)作為區(qū)域社會經(jīng)濟活動的中心,正需要有一個這樣的信息基礎(chǔ),也就是說不可避免地談到數(shù)字建設(shè);密切部門間的聯(lián)系與合作,相互協(xié)調(diào),形成合力,從而有效的提高保護城市環(huán)境能力。
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[關(guān)鍵詞]圖像處理智能化;應(yīng)用;發(fā)展
中圖分類號:TN911.73 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)21-0118-01
[Abstract]introduces the basic concept, principle, and image processing,Account for part of the algorithm,Image compression, enhancement and recovery are briefly discussed, and the characteristics of image collection, processing。With the rapid development of computer, The application of image processing is ubiquitous, Communication engineering, aerospace, biomedical engineering, security industry, military and so on all has the extremely widespread application. This article from the status quo and the content of image processing, intelligent, Summarized the application of related concept, At the same time the paper forecasts the development direction of the future。
[Key words]intelligent image processing; Application; The development of
1、圖像處理的研究內(nèi)容及現(xiàn)狀
所謂數(shù)字圖像處理指的是用數(shù)字計算機加工、處理圖像,目的是為了恢復(fù)圖像的本來面目,改善人們的視覺效果,突出圖像中目標物的某些特征,提取目標物的特征參數(shù)[1]。數(shù)字圖像處理起源可追溯到20世紀20年代,在50年代時人們開始對數(shù)字圖像處理進行系統(tǒng)的研究。這個時期的圖像處理系統(tǒng)采用機箱式結(jié)構(gòu),所以系統(tǒng)的體積比較大,功能也比較強,價格較貴。隨著時間推移,其演變成小型化,外形絕大部分都采用PC系列危機構(gòu)成圖像處理系統(tǒng),并采用雙屏操作方式,圖像卡體積小,且采用大規(guī)模集成電路,從而在價格上大大降低,從20世紀90年代初,其突出特點為單屏方式,在Windows平臺上編制圖像處理軟件包。
2、圖像處理的應(yīng)用
圖像是人類獲取及交換信息的主要載體,數(shù)字圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域與人類的生活息息相關(guān),不僅在理論方面有著顯著的成功,在實際應(yīng)用當中也起到至關(guān)重要的作用。
2.1 遙感航空航天方面
數(shù)字圖像處理不僅應(yīng)用于航天和航空技術(shù)方面,還應(yīng)用在飛機遙感和衛(wèi)星遙感技術(shù)中自JPL對月球、火星照片處理有了新發(fā)現(xiàn)之后,許多國家每天派出很多偵察飛機對地球上相關(guān)地區(qū)進行大量的空中攝影人們利用具有高級計算機的圖像處理系統(tǒng)來分析照片,相比以前既加快了速度,又節(jié)省了相當一部分人力,還從照片中提取出人工所不能發(fā)現(xiàn)的相關(guān)有用情報從60年代以來,美國及一些國際組織發(fā)射了資源遙感衛(wèi)星和天空實驗室,由于成像條件受到了飛行器環(huán)境、姿態(tài)、位置、條件等影響,圖像質(zhì)量總不是很高,因此以如此昂貴的代價進行簡單直觀的判讀獲取圖像是不合算的,而必須采用數(shù)字圖像處理采用多波段掃描器,在900Km高空對地球每一個地區(qū)以18天為一周期進行掃描成像,其圖像分辨率大致相當于地面上十幾米百米左右。
2.2 生物醫(yī)學(xué)工程方面
數(shù)字圖像處理在生物醫(yī)學(xué)工程方面的應(yīng)用十分廣泛,而且很有成效除了文獻[2]中介紹的CT技術(shù)之外,還有一類是對醫(yī)用顯微圖像處理分析,如紅細胞、白細胞分類,癌細胞識別,染色體分析等此外,在X光肺部圖像增強、超聲波圖像處理、心點圖分析、立體定向放射治療等醫(yī)學(xué)診斷方面都廣泛地應(yīng)用到了圖像處理。
2.3 通信工程方面
目前通信的主要發(fā)展方向是聲音、圖像、文字和數(shù)據(jù)結(jié)合的多媒體通信,具體地講是將電話、電視、和計算機以三網(wǎng)合一的方式在數(shù)字通信網(wǎng)上傳輸其中以圖像通信最為復(fù)雜和困難,因圖像的數(shù)據(jù)量十分巨大,如傳送彩色電視信號的速率達到100Mbit/s以上,要將這樣高速率的數(shù)據(jù)實時傳送出去,必須采用編碼技術(shù)來壓縮信息的比特量,在一定意義上講,編碼壓縮是這些技術(shù)成敗的關(guān)鍵除了已應(yīng)用較廣泛的DPCM編碼、熵編碼、變換編碼外,目前國內(nèi)外正在大力開發(fā)研究新的編碼方法,自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)編碼、如分析編碼、小波變換圖像壓縮編碼等。
2.4 軍事、公安方面
在軍事方面圖像處理和識別主要用于導(dǎo)彈的精確制導(dǎo)和制彈、判讀各種偵查照片、建立具有圖像傳輸、存儲、和顯示的軍事自動化指揮系統(tǒng)及飛機、坦克和軍艦?zāi)M訓(xùn)練系統(tǒng)等; 在公安方面,判讀分析公安業(yè)務(wù)圖片、識別指紋、鑒別人臉,復(fù)原不完整圖片、監(jiān)控交通和分析事故等。
3圖像處理存在的問題及未來發(fā)展
數(shù)字圖像處理技術(shù)快速發(fā)展的同時也存在一定的問題,表現(xiàn)在以下四個方面:(1)提高精度的同時還要解決處理速度的問題,發(fā)達的數(shù)據(jù)量和處理速度不相匹配;(2)加強軟件研究,創(chuàng)造新的處理方法;(3)邊緣科學(xué)的研究如人的視覺特性,促進圖像處理技術(shù)的發(fā)展;(4)建立圖像信息庫和標準子程序,統(tǒng)一存放格式和檢索,方便不同領(lǐng)域的圖像交流和使用,實現(xiàn)資源共享。
隨著計算機科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,圖像處理隨著應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬,在其應(yīng)用方向上也隨著人們?nèi)找嬉蟮奶岣咴谥鸩窖由?,前方未知的領(lǐng)域還有待我們繼續(xù)去探索。
參考文獻