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關(guān)鍵詞: 遙感;原理;分類;制圖;應(yīng)用
遙感,從廣義來講,就是指遙遠(yuǎn)的感知,非接觸遠(yuǎn)距離的探測技術(shù)。從狹義來講,指借助于專門的探測儀器(傳感器),把遙遠(yuǎn)的物體所輻射(或反射)的電磁波信號接收記錄下來,再經(jīng)過加工處理,變成人眼可以直接識別的圖像,從而揭示出所探測物體的性質(zhì)及其變化規(guī)律。遙感技術(shù)指從高空到地面各種對地球觀測的綜合性技術(shù)系統(tǒng)總稱。它由遙感平臺、探測傳感器以及信息接受、處理與分析應(yīng)用系統(tǒng)等組成,周期性地提供監(jiān)測對象數(shù)據(jù)和動態(tài)情報。遙感技術(shù)(Remote Sensing)是一門建立在空間科學(xué)、電子技術(shù)、光學(xué)、計算機(jī)技術(shù)、信息論等新的技術(shù)科學(xué)以及地球科學(xué)理論基礎(chǔ)上的綜合性技術(shù),為現(xiàn)代前沿科學(xué)技術(shù)之一,具有宏觀、動態(tài)、綜合、快速、多層次、多時相的優(yōu)勢。在新技術(shù)迅猛發(fā)展的今天,遙感技術(shù)伴隨著航空、航天技術(shù)的發(fā)展而不斷提高與完善,服務(wù)領(lǐng)域因之而不斷擴(kuò)展,受到普遍重視,顯示出極其廣泛的應(yīng)用價值、良好的經(jīng)濟(jì)效益和巨大的生命力。
一、遙感的基本原理
振動的傳播稱為波。電磁振動的傳播是電磁波。電磁波的波段按波長由短至長可依次分為: γ-射線、X-射線、紫外線、可見光、紅外線、微波和無線電波。電磁波的波長越短其穿透性越強。遙感探測所使用的電磁波波段是從紫外線、可見光、紅外線到微波的光譜段。 太陽作為電磁輻射源,它所發(fā)出的光也是一種電磁波。太陽光從宇宙空間到達(dá)地球表面須穿過地球的大氣層。太陽光在穿過大氣層時,會受到大氣層對太陽光的吸收和散射影響,因而使透過大氣層的太陽光能量受到衰減。但是大氣層對太陽光的吸收和散射影響隨太陽光的波長而變化。通常把太陽光透過大氣層時透過率較高的光譜段稱為大氣窗口。大氣窗口的光譜段主要有: 紫外、可見光和近紅外波段。 地面上的任何物體(即目標(biāo)物),如大氣、土地、水體、植被和人工構(gòu)筑物等,在溫度高于絕對零度(即0°k=-273.16℃)的條件下,它們都具有反射、吸收、透射及輻射電磁波的特性。當(dāng)太陽光從宇宙空間經(jīng)大氣層照射到地球表面時,地面上的物體就會對由太陽光所構(gòu)成的電磁波產(chǎn)生反射和吸收。由于每一種物體的物理和化學(xué)特性以及入射光的波長不同,因此它們對入射光的反射率也不同。各種物體對入射光反射的規(guī)律叫做物體的反射光譜。遙感探測正是將遙感儀器所接受到的目標(biāo)物的電磁波信息與物體的反射光譜相比較,從而可以對地面的物體進(jìn)行識別和分類。這就是遙感所采用的基本原理。
二、遙感的分類
為了便于專業(yè)人員研究和應(yīng)用遙感技術(shù),人們從不同的角度對遙感作如下分類:
1、按搭載傳感器的遙感平臺分類 根據(jù)遙感探測所采用的遙感平臺不同可以將遙感分類為地面遙感和航天遙感。
2、按遙感探測的工作方式分類 根據(jù)遙感探測的工作方式不同可以將遙感分類為主動式遙感和被動式遙感。
3、按遙感探測的工作波段分類根據(jù)遙感探測的工作波段不同可以將遙感分類為紫外遙感、紅外遙感、微波遙感、多光譜遙感。
4、按遙感探測的應(yīng)用領(lǐng)域分類根據(jù)遙感探測的應(yīng)用領(lǐng)域,從宏觀研究角度可以將遙感分類為外層空間遙感、大氣層遙感、陸地遙感、海洋遙感等; 從微觀應(yīng)用角度可以將遙感分類為: 軍事遙感、地質(zhì)遙感、資源遙感、環(huán)境遙感、測繪遙感、氣象遙感、水文遙感、農(nóng)業(yè)遙感、林業(yè)遙感、漁業(yè)遙感、災(zāi)害遙感及城市遙感等。
三、遙感資料的制圖應(yīng)用
1、航天遙感制圖
所謂航天遙感是指以航天器為傳感器承載平臺的遙感技術(shù)。航天遙感實踐中,針對具體應(yīng)用需求,選擇不同的傳感器如:成像雷達(dá)、多光譜掃描儀等,通過衛(wèi)星地面站獲取合適的覆蓋范圍的最新的圖像數(shù)據(jù),利用遙感圖像專業(yè)處理軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射校正、增強、融合、鑲嵌等處理,同時,借助應(yīng)用區(qū)域現(xiàn)有較大比例尺的地形數(shù)據(jù),對影像數(shù)據(jù)進(jìn)行投影變換和幾何精糾正,并從地形圖上獲得境界、城市、居民點、山脈、河流、湖泊以及鐵路、公路等典型地貌地物信息和相應(yīng)地名信息,進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)注和整飾,制作數(shù)字正射影像圖。
航天遙感制圖不僅在國土資源調(diào)查、土地利用監(jiān)測、城市規(guī)劃監(jiān)測、重點風(fēng)景名勝區(qū)監(jiān)測中有了典型應(yīng)用,而且,國家863計劃信息獲取與處理技術(shù)主題重大課題還開展了利用分辨率為0.61m的QUICKBIRD衛(wèi)星影像進(jìn)行城市大比例尺地形圖的更新研究。此外,高分辨率衛(wèi)星遙感影像還可提供立體像對,可用于直接生成DEM數(shù)據(jù),甚至可以進(jìn)行大比例尺地形圖的獲取與更新測繪。
2、航空遙感制圖
所謂航空遙感是指以航空器如飛機(jī)、飛艇、熱氣球等為傳感器承載平臺的遙感技術(shù)。根據(jù)不同的應(yīng)用目的,選用不同的傳感器:如:航空攝影機(jī)、多光譜掃描儀、熱紅外掃描儀、CCD像機(jī)等,獲取所需資料包括:航攝像片和掃描數(shù)據(jù)。其制圖應(yīng)用一般包括兩大方面:
(1)攝影測量制圖
在測繪領(lǐng)域中,攝影測量學(xué)已經(jīng)是一門從理論到實踐都非常成熟的學(xué)科。在我國應(yīng)用攝影測量的原理和方法測繪地形圖有相當(dāng)長的歷史。目前,1:5000及其以下小比例尺地形圖的測繪,基本上都采用攝影測量方法施測。計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展給攝影測量制圖帶來了新的發(fā)展和變化,不僅在內(nèi)業(yè)測圖儀器上實現(xiàn)由測繪線劃圖到直接測繪數(shù)字地形圖的轉(zhuǎn)化,而且誕生了拋開了傳統(tǒng)的攝影測量儀器設(shè)備,以軟件實現(xiàn)地形數(shù)據(jù)采集與處理的數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù),這無疑是攝影測量技術(shù)發(fā)展史上的一次革命。
(2)正射影像圖制作
正射影像圖是一種既具有地物注記、圖面可量測性等常規(guī)地形圖的特性又具有豐富直觀的影像信息的一種圖件,是將航攝像片的中心投影經(jīng)過機(jī)械式的或數(shù)字式的糾正轉(zhuǎn)變?yōu)檎渫队靶问蕉傻挠跋駡D件。正射影像圖制作的優(yōu)勢在于,生產(chǎn)周期短、成本低。正射影像圖分為“常規(guī)正射影像圖”和“數(shù)字正射影像圖”兩大類,前者是通過影像拷貝和正射投影儀糾正工藝,以紙基或膠片基承載的平面型影像圖件。后者則是應(yīng)用數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)和工藝制作的以數(shù)字形式存在的影像圖件,可以方便地輸出成紙基或膠片基圖件。目前,由于計算機(jī)技術(shù)和影像處理技術(shù)的發(fā)展,以數(shù)字形式存在的影像圖件在生產(chǎn)技術(shù)上日趨成熟并不斷完善,已經(jīng)占據(jù)主導(dǎo)地位,并與方興未艾的城市 GIS 技術(shù)相得益彰,應(yīng)用廣泛。特別是數(shù)字影像圖在色彩處理方面的優(yōu)越性,使其更具應(yīng)用價值。
【關(guān)鍵詞】“3S”技術(shù);地理信息技術(shù);考點詮釋
地理信息技術(shù)指獲取、管理、分析和應(yīng)用地理空間信息的現(xiàn)代技術(shù)的總稱,主要包括遙感(RS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)和地理信息系統(tǒng)(GIS)等。近年考試考查中,該考點呈現(xiàn)材料的方式比較新,并與學(xué)科知識聯(lián)系較為緊密;考查角度比較新,側(cè)重考查考生的比較辨析能力??碱}更加重視知識點的縱深,所以想僅從題面上就能看到考點并不容易。筆者認(rèn)為應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會分析和挖掘考點,在平時復(fù)習(xí)中要多讀圖看圖,運用圖解法將提供新材料、新情境的文字式選擇題進(jìn)行遷移突破,化難為易;運用圖圖互變、文圖互變、圖表互變轉(zhuǎn)換思維角度,推導(dǎo)地理規(guī)律和原理。目前現(xiàn)代地理信息技術(shù)的應(yīng)用不僅僅是一種單一技術(shù)的應(yīng)用,常常是兩種或多種技術(shù)的綜合應(yīng)用,其中地理信息系統(tǒng)是必不可少的,如遙感和地理信息系統(tǒng)在自然災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用,本文就該考點作詳盡具體的詮釋。
一、遙感(RS)
1.定義:是人們在航空器(如飛機(jī)、高空氣球)或航天器(如人造衛(wèi)星)上利用一定的技術(shù)裝備,對地表物體進(jìn)行遠(yuǎn)距離的感知。
2.組成:有遙感平臺、傳感器、地面接收站、信息處理系統(tǒng)等。
3.遙感的優(yōu)越性:(1)提高研究工作的精度和質(zhì)量,節(jié)省人力、財力,提高效率;(2)遙感信息作為重要的信息源,為區(qū)域地理環(huán)境研究從定性到定量、從靜態(tài)到動態(tài)、從過程到模式的轉(zhuǎn)化和發(fā)展,提供了條件。
4.應(yīng)用:區(qū)域地理環(huán)境研究的前提是獲取地理信息,在區(qū)域地理環(huán)境研究中,遙感廣泛應(yīng)用于資源凋查、環(huán)境監(jiān)測、自然災(zāi)害防御監(jiān)測等領(lǐng)域。遙感技術(shù)的應(yīng)用范圍很廣。除了森林火災(zāi)、洪水監(jiān)測外,還廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、地質(zhì)、海洋研究、環(huán)境監(jiān)測等許多方面。而且我國的遙感技術(shù)也已經(jīng)在世界上具領(lǐng)先地位。具體應(yīng)用分析如下:
二、全球定位系統(tǒng)(GPS)
利用衛(wèi)星,在全球范圍內(nèi)適時進(jìn)行導(dǎo)航、定位的系統(tǒng),稱為全球定位系統(tǒng),簡稱GPS。
1.組成:GPS包括三個部分:空間部分―GPS衛(wèi)星星座;地面控制部分―地面監(jiān)控系統(tǒng);用戶設(shè)備部分―GPS信號接收機(jī)。地面上任何一點、任何時刻的上空至少有4顆GPS衛(wèi)星。用他們提供的星歷參數(shù)和時間信息算出地面點的三維位置、三維方向以及運動速度和時間信息(GPS衛(wèi)星定位的基本原理);用戶設(shè)備部分――GPS信號接收機(jī)。
2.特點:全能性(陸地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、連續(xù)性和實時性
3.應(yīng)用:(1)為各類用戶提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時間;(2)在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應(yīng)用:如野外調(diào)查是區(qū)域地理環(huán)境研究常用的方法之一,全球定位系統(tǒng)可以幫助野外考察人員確定考察點的地理位置(經(jīng)度和緯度)、高程(海拔),從而可在野外調(diào)查中獲得更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù);(3)在日常生活中應(yīng)用――GPS導(dǎo)航。無論是在何時何地,只要擁有GPS信號接收機(jī),就能知道自己前進(jìn)的方向和所處的地理坐標(biāo)。目前GPS廣泛的應(yīng)用于交通、郵電、地礦、建筑、農(nóng)業(yè)、氣象、土地管理、金融、公安等部門和行業(yè)。
三、地理信息系統(tǒng)(GIS)
專門處理地理空間數(shù)據(jù)的汁算機(jī)系統(tǒng),稱為“地理信息系統(tǒng)”,簡稱“GIS”。
1.地理信息系統(tǒng)的簡要程序:其工作流程由地理空間數(shù)據(jù)的輸入、管理、分析和表達(dá)等過程構(gòu)成,即“信息源――數(shù)據(jù)處理――數(shù)據(jù)庫――空間分析――表達(dá)”。
2.應(yīng)用的領(lǐng)域相當(dāng)廣泛:凡是用到地圖或需要處理地理空間數(shù)據(jù)的領(lǐng)域都可用到;(1)在區(qū)域地理環(huán)境研究中,地理信息系統(tǒng)可提供反映區(qū)域狀況的各種空間信息;(2)利用地理信息系統(tǒng)所提供的查詢檢索、空間分析等功能,可對區(qū)域內(nèi)的地理要素進(jìn)行精確的分析、評價;(3)運用地理信息系統(tǒng)對環(huán)境和自然災(zāi)害進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測及評估預(yù)測;(4)地理信息系統(tǒng)在城市管理中的應(yīng)用已得到推廣。在城市管理中的具體應(yīng)用如下:
四、地理信息技術(shù)與數(shù)字地球
1.“3S”技術(shù)的聯(lián)系和區(qū)別:(1)遙感技術(shù)主要用于地理信息數(shù)據(jù)的獲取,全球定位系統(tǒng)主要用于地理信息的空間定位,地理信息系統(tǒng)主要用來對地理信息數(shù)據(jù)的管理、更新、空間分析和應(yīng)用評價等;(2)遙感技術(shù)為地理信息系統(tǒng)提供信息數(shù)據(jù),加快了地理信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的更新,保證了地理信息系統(tǒng)的時效性,全球定位系統(tǒng)為遙感信息數(shù)據(jù)地面定位目標(biāo)選擇、野外驗證、圖像分類等提供了必要的數(shù)據(jù)信息,為更好地利用遙感技術(shù)解決實際問題提供支持。既互為獨立發(fā)展又相互促進(jìn)。
遙感(RS)是20世紀(jì)60年代以來發(fā)展起來的一門新興邊緣學(xué)科,其涉及現(xiàn)代物理學(xué)、空間科學(xué)、電子計算機(jī)技術(shù)、數(shù)學(xué)方法和地球科學(xué)理論等眾多領(lǐng)域,是一門先進(jìn)的、實用的探測技術(shù)[1]。遙感技術(shù)在林業(yè)規(guī)劃設(shè)計調(diào)查、森林病蟲害監(jiān)測、森林火災(zāi)監(jiān)測、林地變更調(diào)查及林地清收等工作中都得到了廣泛應(yīng)用。林學(xué)專業(yè)學(xué)生通過遙感課程的學(xué)習(xí),可以了解遙感技術(shù)的基本原理及圖像處理的一般方法,掌握遙感相關(guān)的概念、分類及應(yīng)用。掌握遙感技術(shù)的應(yīng)用技術(shù)理論、遙感圖像處理一般方法,可以獨立利用遙感圖像處理軟件對遙感圖像進(jìn)行幾何校正、圖像融合、圖像增強及計算機(jī)分類等操作。從而為今后工作中,能夠運用掌握的遙感知識處理和解決實際問題提供幫助[2]。本文結(jié)合北華大學(xué)林學(xué)院林學(xué)專業(yè)的實際情況,針對在遙感課程教學(xué)及實踐過程中發(fā)現(xiàn)的問題,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、結(jié)合實踐教學(xué)三個方面進(jìn)行了課程教學(xué)改革探索,希望這些改革措施能夠為相關(guān)院校林學(xué)專業(yè)遙感課程的教學(xué)提供幫助。
1 遙感課程教學(xué)及學(xué)生學(xué)習(xí)方面存在的主要問題
對于林學(xué)專業(yè)來說,遙感課程還沒有全國統(tǒng)編教材,各院校會根據(jù)自身實際情況,結(jié)合教學(xué)大綱的要求而選擇自己的遙感教學(xué)教材,使得教材各不相同。教材內(nèi)容更新速度較慢,而遙感技術(shù)發(fā)展是迅速的,勢必導(dǎo)致教材內(nèi)容與實踐脫節(jié)。遙感課程作為林學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)課,基礎(chǔ)設(shè)施相對欠缺,教學(xué)過程中使用的遙感資料不能及時更新,時效性較差。
林學(xué)專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)完必修課的基礎(chǔ)上,會選修一些與自己專業(yè)相關(guān)或自己感興趣的專業(yè)課,在開始學(xué)習(xí)遙感課程之前,學(xué)生對遙感知識幾乎不了解,遙感技術(shù)在林業(yè)實際生產(chǎn)工作中有哪些應(yīng)用,怎么應(yīng)用,需要學(xué)習(xí)和掌握哪些知識更是一無所知,所以學(xué)習(xí)興趣普遍不高。
2 教學(xué)內(nèi)容方面改革措施
2.1 選用適合教材,合理修改教案內(nèi)容
由于林學(xué)專業(yè)遙感課程沒有統(tǒng)編教材,所以有必要根據(jù)本校自身情況,合理選擇遙感教材,選用了《遙感概論》作為林學(xué)專業(yè)的遙感課程固定教材,該教材內(nèi)容比較全面,涵蓋了遙感基礎(chǔ)理論、遙感圖像獲取、遙感圖像處理及遙感技術(shù)應(yīng)用等幾個方面。但沒有突出林學(xué)專業(yè)特點,也沒有側(cè)重林業(yè)應(yīng)用內(nèi)容。為此選擇《林業(yè)遙感》作為參考教材,該教材較為全面系統(tǒng)地介紹了遙感技術(shù)的基本原理與應(yīng)用方法,將遙感基礎(chǔ)理論和林業(yè)實際應(yīng)用相結(jié)合,突出了林業(yè)特點。書寫教案時,在考慮課時的情況下,以《遙感概論》教材內(nèi)容為框架,對內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)刪減,增加一些《林業(yè)遙感》教材中與林業(yè)相關(guān)的內(nèi)容,從而做到與專業(yè)結(jié)合,豐富教學(xué)內(nèi)容。
2.2 結(jié)合網(wǎng)絡(luò)不斷更新教學(xué)內(nèi)容
目前,遙感類教材大多較為陳舊、更新較慢,而遙感技術(shù)的發(fā)展是十分迅速的,不同類型的傳感器不斷涌現(xiàn),衛(wèi)星圖像的分辨率越來越高,無人機(jī)及無人機(jī)數(shù)據(jù)應(yīng)用也愈加廣泛。導(dǎo)致教材內(nèi)容無法與日益更新的遙感技術(shù)發(fā)展相一致,與社會對于畢業(yè)生的要求相距甚遠(yuǎn)[3]。在實際教學(xué)過程中,有必要利用網(wǎng)絡(luò)信息快速更新教學(xué)內(nèi)容。例如,現(xiàn)在無人機(jī)在林業(yè)調(diào)查、監(jiān)測及各項工程中的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍,而教材中卻沒有關(guān)于無人機(jī)及數(shù)據(jù)的相關(guān)內(nèi)容;教材中第六章航天遙感在介紹SPOT系列衛(wèi)星時只提到了SPOT5,而SPOT7都已于2014年6月發(fā)射成功了。這些新的知識有必要通過網(wǎng)絡(luò)查詢,及時更新教材中沒有涉及的新知識、新內(nèi)容,彌補因教材更新較慢而遙感技術(shù)發(fā)展較快的矛盾與缺陷[4]。在教學(xué)過程中涉及到的遙感圖像數(shù)據(jù),最好選擇學(xué)校周邊、近期拍攝的圖像,例如,利用谷歌地球,選擇學(xué)校范圍內(nèi)的高分辨率圖像進(jìn)行遙感圖像目視判讀,這樣學(xué)生進(jìn)行目視判讀的積極性會更高一些,也有利于判讀精度的實地驗證。
3 教學(xué)方法的改革措施
3.1 通過課堂提問,讓學(xué)生主動學(xué)習(xí)
在教室上課的時候,前排的學(xué)生基本能夠主動學(xué)習(xí),而坐在最后幾排的學(xué)生往往學(xué)習(xí)積極性不高。在實際教學(xué)的過程中,在提問題環(huán)節(jié),改變以往提問前排學(xué)習(xí)好的學(xué)生問題的習(xí)慣。每次都是多次從后排反復(fù)提問,如果不認(rèn)真聽課就會影響學(xué)生的平時成績。這樣后排的學(xué)生慢慢的就主動坐在前排座位了,學(xué)生很自然的就會學(xué)到一些知識,整個班級對遙感課程的接收水平就提高了。
3.2 多媒體教學(xué)與實物教學(xué)相結(jié)合
現(xiàn)在教師基本上在上課的時候都會選擇多媒體教學(xué),多媒體教學(xué)是指在教學(xué)過程中,根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)對象的特點,以多種媒體信息作用于學(xué)生,形成合理的教學(xué)過程,達(dá)到最優(yōu)化的教學(xué)效果[5]。雖然多媒體教學(xué)比以往在黑板上書寫板書的教學(xué)形式更為生動,充分利用圖片等輔助教學(xué),對教學(xué)效果的提高起到了一定作用。但多媒體教學(xué)畢竟還是利用二維空間。實物具有更形象、更直觀的特點,如果能?蛟諤跫?允許的情況下,選擇多媒體教學(xué)與實物教學(xué)相結(jié)合,這樣更有利于學(xué)生接受和理解知識點。
3.3 增加課堂討論,提高學(xué)生對知識點的理解和掌握
對于遙感課程中的一些知識點,改變以往教師講,學(xué)生記的方式。而是采用分組討論,讓學(xué)生自己去分析、總結(jié)知識點,教師對討論的結(jié)果進(jìn)行點評。例如在講完第五章航空遙感和第六章航天遙感后,讓學(xué)生分組討論,總結(jié)航空遙感和航天遙感的優(yōu)缺點。這樣在分析、討論的過程中,學(xué)生對知識點的記憶會更深刻,從而便于學(xué)生掌握和理解遙感相關(guān)知識。
4 結(jié)合實踐進(jìn)行教學(xué),適應(yīng)林業(yè)工作對遙感知識的要求
4.1 加強與畢業(yè)生溝通,了解林業(yè)實際工作對遙感知識的要求
對于以往林學(xué)專業(yè)的畢業(yè)生,需要加強與其的溝通和聯(lián)系。通過相互的交流,了解在實際林業(yè)工作中,需要掌握哪些遙感方面的知識。例如通過與吉林省林業(yè)勘察設(shè)計研究院等林業(yè)相關(guān)部門工作的畢業(yè)生交流,了解到在林地清收工作中需要工作人員掌握遙感圖像配準(zhǔn)方面的知識;在林業(yè)征占地項目中需要結(jié)合時效性和分辨率都較高的谷歌地球影像進(jìn)行實際工作等。通過以上與畢業(yè)生的交流與調(diào)查,在教學(xué)過程中就可以結(jié)合以上項目進(jìn)行遙感知識點的講解,由于貼近生活與實踐,學(xué)生也比較容易接受和掌握。
4.2 加強與相關(guān)院校及單位交流,了解學(xué)科前沿動?B
利用空余時間,多與相關(guān)院校及單位進(jìn)行交流,了解遙感方面的前沿及動態(tài)信息。例如現(xiàn)在無人機(jī)技術(shù)及數(shù)據(jù)應(yīng)用已經(jīng)越來越普遍,所以利用暑假空余時間,去北京林業(yè)大學(xué)參觀學(xué)習(xí),與精準(zhǔn)林業(yè)北京市重點實驗室的成員一起進(jìn)行外業(yè)無人機(jī)數(shù)據(jù)的獲取,從而了解無人機(jī)外業(yè)操作過程及內(nèi)業(yè)處理過程。同樣利用假期時間聯(lián)系相關(guān)單位,了解無人機(jī)及其數(shù)據(jù)的應(yīng)用情況等。通過以上的交流與學(xué)習(xí),將這些學(xué)科前沿方面的知識在平時授課過程中體現(xiàn)出來。由于是親身經(jīng)歷的,有拍攝的照片及錄制的相關(guān)視頻,所以在講解過程中,學(xué)生聽起來也不至于枯燥、乏味。反而了解到了遙感知識應(yīng)用的廣泛性,遙感知識貼近生活,學(xué)習(xí)的主動性普遍得到提高。
[關(guān)鍵詞]新時期;地質(zhì)勘查;基本原則;勘查方法
中圖分類號:U445.57 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)08-0177-01
一、有關(guān)地質(zhì)勘查技術(shù)的原則
1.1 合理布局
由于中國的礦產(chǎn)資源非常豐富且分布非常廣泛。所以在進(jìn)行地質(zhì)勘查時應(yīng)該充分考慮當(dāng)?shù)氐牡乩硖卣骷叭宋奶攸c等,應(yīng)結(jié)合人口分布、國土利用、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和城鎮(zhèn)化格局,多方面的規(guī)劃地質(zhì)勘查工作區(qū)域布局,從而引導(dǎo)商業(yè)性的地質(zhì)勘查工作能夠更加順利有序地開展并得到迅速的發(fā)展。
根據(jù)中國地質(zhì)調(diào)查局于2011年4月1日發(fā)表的《全國地質(zhì)勘查規(guī)劃》,可以得知近三年內(nèi)中國的礦產(chǎn)地質(zhì)勘查的重點工作布局如下:
1.2 統(tǒng)籌調(diào)整
為了地質(zhì)勘查的工作進(jìn)行能夠在基礎(chǔ)性作用上更大程度的發(fā)揮,統(tǒng)籌和部署工作也必須提前完成。中國向來貫徹以人為本的原則、實行全面落實科學(xué)發(fā)展觀的方式,要將公益類型的一部分地質(zhì)調(diào)查工作與商業(yè)性質(zhì)的一部分的地質(zhì)勘查工作進(jìn)行結(jié)合。同時,也要把礦產(chǎn)的勘查工作與環(huán)境問題相結(jié)合。統(tǒng)籌中央與各個分散地區(qū)的地質(zhì)勘查工作,對于規(guī)劃區(qū)所開展的地質(zhì)勘查工作,也要進(jìn)行統(tǒng)籌。并且在基于國內(nèi)地質(zhì)勘查事業(yè)的發(fā)展的同時還要積極拓寬對外的前景,爭取在最短的時間內(nèi)率先完成地質(zhì)勘查工作的統(tǒng)籌規(guī)劃。
1.3 重點拓寬
立足于中國的優(yōu)越的礦產(chǎn)條件,要分清主次,加強對一些重點礦區(qū)地質(zhì)的勘查工作。格外要引起注意的是礦產(chǎn)種類以及重點的成礦區(qū)域所開展的勘查工作,要從深度和高度全方位地調(diào)高地質(zhì)勘查的水平,以此來迎合當(dāng)代社會迅速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)與科技實力,立足眼前,積極拓展,展望未來。
1.4 科學(xué)創(chuàng)新
立足于我國“科技興地”戰(zhàn)略,注重創(chuàng)新基地建設(shè),從而加快地質(zhì)勘查工作現(xiàn)代化步伐。發(fā)展勘查技術(shù)突出重大地質(zhì)理論問題研究,把地質(zhì)區(qū)位優(yōu)勢變?yōu)榭萍紕?chuàng)新優(yōu)勢。 地質(zhì)部門要以科學(xué)的態(tài)度分析問題,巧妙轉(zhuǎn)化資源和地域 ,充分利用科技創(chuàng)新成果,為地質(zhì)勘查技術(shù)的發(fā)展提供一定的保證不斷完善地質(zhì)科技創(chuàng)新體系,將科研與勘查的有機(jī)結(jié)合,發(fā)揮科技的支撐和引領(lǐng)作用。
1.5 完善體制
要更好地開展地質(zhì)勘查工作,不僅僅在中央上,更要在地方政府所負(fù)責(zé)的工作上進(jìn)行完成,倆者還要注意互相配合,互相協(xié)調(diào)。要能夠調(diào)動每一個地區(qū),各個部分的參與性,造就積極競爭的局面,從而形成一種多渠道投入的地質(zhì)勘查新機(jī)制。另一方面,也要盡快完善商業(yè)性礦產(chǎn)勘查機(jī)制,讓財政資金的流動在對整個社會的資金流動中起引導(dǎo)作用,也能作為其他社會投資的吸引力和拉動力。
1.6 擴(kuò)大合作
要采用“兩種資源、兩個市場”的模式,即一個國內(nèi)市場,一個國外市場;一個國內(nèi)資源,一個國外資源。針對國內(nèi)資源,要充分挖掘其潛力。要進(jìn)一步促進(jìn)國內(nèi)資源的對外開放,積極地與國外的企業(yè)進(jìn)行合作。而針對國外市場, 則要加大對一些國外的企業(yè)的合作,要積極地“走出去”并“引進(jìn)來”,促進(jìn)雙方的交流,取長補短,一次提高礦產(chǎn)資源的保障以及勘探技術(shù)的進(jìn)步。
二、地質(zhì)勘查技術(shù)創(chuàng)新方法
2.1 地震勘探
基本原理為在地表進(jìn)行人工激發(fā)地震波,由于地下介質(zhì)在彈性和密度上有著一定的差異,所以會對接收到的地震波進(jìn)行研究和分析,從而預(yù)測推斷出出地下巖層的性質(zhì)和形態(tài)的一種地球物理勘探方法。其基本操作為:工作人員在地面通過一些探測儀器向地下發(fā)送地震波,由于巖層有分界面,而在這些特殊的分界面上,地震波將會法上一定的物理反應(yīng),即反射和折射,這時,在地面便可以通過儀器接收到這些反饋回來的信息,再通過對這些反饋信息的分析測量研究,從而對地下的狀況對行預(yù)測和推斷。
2.2 重力勘探
所謂重力異常,就是因為地球的質(zhì)量分布不均勻而導(dǎo)致地球上不同位置的重力矢量G與正常的重力矢量G之間存在一定的差距。此時,便可以通過重力矢量之差推斷出這些特殊的地質(zhì)體在地球上的位置,預(yù)測出其形狀,從而大致推測所勘查地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造情況。在用于區(qū)域的地質(zhì)調(diào)查及礦產(chǎn)搜查和勘探的各個階段都可應(yīng)用重力勘探o所以要根據(jù)實際地質(zhì)狀況進(jìn)行不同的勘探方案設(shè)計。要注意的是,重力勘探有一定使用條件,應(yīng)用重力勘探的條件是s被探測的地質(zhì)體與圍巖的密度存在一定的差別;被探測的地質(zhì)體有足夠大的體積和有利的埋藏條件;干擾水平低。
2.3 磁法勘探
通過觀測和分析由巖石、礦石或者其他地質(zhì)狀況在磁性方面的差異所引起的磁異常,由于地磁場的理論分布是有變化的,而實際上測得的地球磁場強度和理論磁場強度是有區(qū)別的,便把這種區(qū)別稱地磁異常。它主要是由地殼內(nèi)磁性不同的巖石受地磁場磁化而產(chǎn)生的一種附加的磁場。磁法勘查就是通過磁異常進(jìn)而研究地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)資源等的分布規(guī)律的勘探方法。
2.4 電法勘探
此類方法主要是通過所測區(qū)域的巖石或者是礦石等地質(zhì)體所具備的一些物理特性,例如導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性等類的特征進(jìn)行分析與測量。 通過對人工或天然電場、電磁場包括電化學(xué)廠的一些分布規(guī)律和在時間上的一些特性所進(jìn)行的觀測和研究,從而尋找類型各異的有用礦床和研究地質(zhì)的構(gòu)造以及解決地質(zhì)問題的一種地球物理方法。
2.5 采用GPS感應(yīng)系統(tǒng)
這項新型技術(shù)在勘探行業(yè)被廣泛使用,且主要地質(zhì)勘測方面。其擁有一功能強大的特別系統(tǒng),把所有得到的信息進(jìn)行匯集整理,GPS作為全球定位系統(tǒng),能高效并且精確地測量出所測礦物資源在地下的分布狀況,甚至可以辨識地質(zhì)中的礦物組成成分與構(gòu)成,是現(xiàn)代科技技術(shù)的新結(jié)晶,正被廣泛采用中。
2.6 遙感地質(zhì)
遙感是“遙感技術(shù)”的簡稱。是利用各種各樣探測的儀器,從較遠(yuǎn)的距離進(jìn)行探查、測量或偵察地球上、大氣中甚至是其他的星球上的各種事物和變化情況,這種與目標(biāo)不直接接觸而獲取有關(guān)目標(biāo)的、信息的技術(shù)方法稱遙感。而地質(zhì)遙感技術(shù)這項技術(shù)是對現(xiàn)代遙感技術(shù)的一種應(yīng)用,通過遙感技術(shù)得到空中獲得的地質(zhì)信息,也就是對地質(zhì)層體對于電磁波,電磁輻射所作出的反應(yīng)進(jìn)行分析和研究。
三、結(jié)論
綜上所述,在中國進(jìn)行地質(zhì)勘查,要遵循合理布局、統(tǒng)籌規(guī)劃、重點拓寬 、科學(xué)創(chuàng)新 、完善體制 、擴(kuò)大合作等原則,而地質(zhì)勘查的方法則有地震勘探、重力勘探、磁法勘探、電法勘探、采用 GPS 感應(yīng)系統(tǒng)采集法、遙感地質(zhì)法 。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)也要不斷地進(jìn)行創(chuàng)新與發(fā)展,在地質(zhì)勘查方法,更要遵循原則,創(chuàng)新方法,以促進(jìn)地質(zhì)勘查的迅速發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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[關(guān)鍵詞]工程測量 技術(shù)
[中圖分類號] P258 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-11-111-1
0前言
工程建設(shè)中的測繪工作可以統(tǒng)稱其為工程測量,其中包括工程建設(shè)的設(shè)計、勘測、施工、管理階段所進(jìn)行的各種測量工作,其目的是為建設(shè)項目的設(shè)計、勘測、監(jiān)測、安裝、施工、竣工及運營管理等一系列工序而服務(wù)的。工程測量是測繪學(xué)在工程建設(shè)中的直接應(yīng)用,其應(yīng)用領(lǐng)域包括:公路、鐵路、水利工程、建筑工程、隧道工程、橋梁工程、城市市政工程、海洋工程、廠房建設(shè)、國防建設(shè)、礦山測量、農(nóng)林、地質(zhì)等。工程測量在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)中發(fā)揮著巨大的作用,可以說,如果沒有測量工作所提供的數(shù)據(jù)和圖紙,任何工程建設(shè)項目都無法順利的進(jìn)展。隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展、社會的不斷進(jìn)步、城市規(guī)模的擴(kuò)大、大工程建設(shè)項目的不斷增多,再加上微電子、計算機(jī)技術(shù)等的應(yīng)用,對工程測量提出了許多新的要求。在這種情況下,產(chǎn)生了許多的測量新技術(shù)、新方法,并推動和加快了工程測量技術(shù)的發(fā)展。
1工程測量中應(yīng)用的技術(shù)
1.1自動化技術(shù)
在測量過程中,有時會遇到需要連續(xù)監(jiān)測一個物體在某種力的作用下所發(fā)生的幾何變形,或是定時的進(jìn)行測量,并將所測得的數(shù)據(jù)及時的表達(dá)出來。在這些情況下,就需要用到自動化技術(shù)。當(dāng)利用自動化技術(shù)進(jìn)行工程測量時,可以實現(xiàn)自動監(jiān)測、實時監(jiān)測、連續(xù)測量、遙測等。
自動化技術(shù)的應(yīng)用實例:欲測量導(dǎo)軌是否平整。具體做法,步驟一:在導(dǎo)軌的旁邊安放一個水槽,槽內(nèi)裝有導(dǎo)電液體,該液體可作為電容器的一個極板;步驟二:將一輛裝有一個水平衡臂的小滑車放置在導(dǎo)軌上,水平衡臂的一端與導(dǎo)軌的頂面相接觸,另一端伸出一根豎桿,豎桿下端懸掛電容器的另一個極板。設(shè)法讓小滑車沿著導(dǎo)軌滑動,可以發(fā)現(xiàn)電容器的可動極板也隨之移動,并且該極板離導(dǎo)電液體液面的距離也發(fā)生變化,這個不斷變化的過程就會被傳感器記錄下來,并反饋出來。根據(jù)反饋的結(jié)果,就可以快速、精確的測量出軌道的不平度。
1.2電子測速儀
電子測速儀是由電子計算機(jī)、電子經(jīng)緯儀及電磁波測距儀組合而成。作為一種既能測量距離,又可測量角度的多功能儀器,電子測速儀在地形測量、控制測量、施工放樣測量等測量工作中發(fā)揮著重要作用。
電子測速儀在工程測量中的應(yīng)用實例:某單位擬建造一個大型的冷卻塔,塔高180m,壁厚0.1m。要求施工單位必須保證塔壁上每一點與設(shè)計值的偏離不超過3cm,目的是為了達(dá)到預(yù)期的冷卻要求。針對這樣一個技術(shù)難題,利用電子測速儀可以較好的解決。具體操作如下:在所使用的施工設(shè)備上安裝許多測距用的四面體反光鏡,在地面上能觀測到反光鏡的地方安放電子測速儀。根據(jù)所測量點的平均高程,利用計算機(jī)查得相應(yīng)高程的斷面半徑,與設(shè)計半徑相比較,即可得到每一個點的徑向偏差,也就會發(fā)現(xiàn)哪些點偏離了設(shè)計位置。
1.3全球衛(wèi)星定位技術(shù)(GPS)
GPS是全球定位系統(tǒng)/授時與測距導(dǎo)航系統(tǒng)的簡稱。GPS定位的基本原理是:利用測量學(xué)中的空間距離交匯的方法。GPS系統(tǒng)包括:GPS接收機(jī)、地面可控制部分和空間部分。與傳統(tǒng)的經(jīng)典測量技術(shù)相比,其主要具有:自動化程度高、精度高、全天候作業(yè)、操作簡單、效益高等特點,已成功應(yīng)用于航空攝影測量、工程測量、大地測量、運載工具實時監(jiān)控、導(dǎo)航與管制、地球動力學(xué)、資源勘探、城市規(guī)劃等領(lǐng)域,遍及國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域、各個部門。
GPS技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,則是RTK技術(shù),該技術(shù)是數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)與GPS測量技術(shù)的結(jié)合,是一種更先進(jìn)的技術(shù)。具有全天候作業(yè)、定位速度快、操作簡便、觀測時間短等優(yōu)點,是GPS測量技術(shù)新的發(fā)展成果。
1.4RS技術(shù)
RS技術(shù)也就是遙感技術(shù),包括信息傳輸技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息提取、處理和應(yīng)用技術(shù)。該技術(shù)不與物體直接接觸,是利用傳感器接收地面物體反射的或發(fā)射出的電磁波信號,并以數(shù)據(jù)或是圖像的形式記錄下來所接收的信號,再傳輸?shù)降孛娼邮掌?。遙感技術(shù)的全過程即為:接收、處理、分析和判讀。該技術(shù)具有獲取資料速度快、可實現(xiàn)反復(fù)觀察、感測面積大、受限制小、可實現(xiàn)連續(xù)運行等優(yōu)點,多用于土地資源調(diào)查、地質(zhì)調(diào)查、海洋資源調(diào)查、水資源調(diào)查、植被資源調(diào)查、城市遙感調(diào)查、考古調(diào)查、測繪、環(huán)境監(jiān)測和規(guī)劃管理等。目前,主要的遙感應(yīng)用軟件有ERMapper、ERDAS和PCI。
1.5地理信息技術(shù)(GIS)
GIS是集測繪遙感學(xué)、空間信息科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、計算機(jī)科學(xué)和管理學(xué)等學(xué)科為一體的一門新興的學(xué)科,具有數(shù)據(jù)存儲量大、規(guī)模宏大、處理復(fù)雜、功能強大等特點,已成為多學(xué)科集成顯示的基本工具。其技術(shù)優(yōu)勢主要在于:具備輔助決策、空間預(yù)測預(yù)報和提示功能,并且具有集地理數(shù)據(jù)采集、存儲、分析、管理、可視化顯示、成果輸出于一體的數(shù)據(jù)流程。目前,GIS已成為一門新興的產(chǎn)業(yè),在國防建設(shè)、地質(zhì)礦產(chǎn)、氣象海洋、測繪、農(nóng)林水利、城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測、區(qū)域開發(fā)、土地管理等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。
1.6數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)
數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)是基于攝影測量與數(shù)字影像的基本原理,綜合應(yīng)用數(shù)字影像處理、計算機(jī)技術(shù)、模式識別及影像匹配等多學(xué)科的方法與理論。航空攝影測量是大比例尺、大面積地形測圖、地籍測量的重要方法與手段,可以提供影像的、數(shù)字的、線劃的等多種形式的地圖產(chǎn)品。利用全數(shù)字?jǐn)z影工作并結(jié)合GPS技術(shù)在攝影測量中的應(yīng)用,可以實現(xiàn)攝影測量向著數(shù)字化、智能化、自動化方向邁進(jìn)的目標(biāo)。
2結(jié)語
工程測量為工程建設(shè)服務(wù)的,貫通于整個工程建設(shè)的始終,甚至在建筑物的運營階段也起到較大的影響。工程測量是保證工程質(zhì)量的重要手段。當(dāng)前,隨著測繪技術(shù)的不斷進(jìn)步、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn),工程測量技術(shù)也正在向著測量數(shù)字化、測量過程控制和系統(tǒng)行為智能化、測量內(nèi)外作業(yè)一體化、測量控制智能化、測量成果和產(chǎn)品數(shù)字化、數(shù)據(jù)獲取及處理自動化、信息管理可視化、信息共享和傳播網(wǎng)絡(luò)化的趨勢發(fā)展,并將逐漸成為我國工程建設(shè)的重要前提和可靠保障。
參考文獻(xiàn)
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