前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的遙感技術(shù)在防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關(guān)鍵詞:地理信息系統(tǒng)精確定位應(yīng)用
中圖分類號(hào): C931.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
隨著現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的飛速發(fā)展,測(cè)繪在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人們的生活越來越密切,與我們的生活息息相關(guān)。例如,神舟六號(hào)的發(fā)射、回收,需要測(cè)繪的支持;國(guó)家“十二五”要制定各類和區(qū)域地域、空間有關(guān)系的規(guī)劃,需要測(cè)繪保障;在汶川地震、玉樹地震、舟曲泥石流等地質(zhì)、氣象的重大災(zāi)害的應(yīng)急救災(zāi)和災(zāi)后重建,需要測(cè)繪先行;各類大型工程的建設(shè),需要測(cè)繪貫穿其中;老百姓要出去旅游、出行、探險(xiǎn),需要測(cè)繪的服務(wù)。因此,現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)和我們經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,和老百姓的生活密切相關(guān)。
1.現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)簡(jiǎn)介
測(cè)繪技術(shù)起源于社會(huì)的生產(chǎn)需求,有著悠久的歷史,并隨社會(huì)的進(jìn)步而發(fā)展?,F(xiàn)代測(cè)繪就是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、光電技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、空間科學(xué)、信息科學(xué)為基礎(chǔ),以全球定位系統(tǒng)(GPS)、遙感(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)為技術(shù)核心,將地面已有的特征點(diǎn)和界線通過測(cè)量手段獲得反映地面現(xiàn)狀的圖形和位子信息。
當(dāng)前,我國(guó)測(cè)繪地理信息事業(yè)正處于轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要時(shí)期?!笆濉睖y(cè)繪地理信息發(fā)展的總體戰(zhàn)略是“構(gòu)建數(shù)字中國(guó)、監(jiān)測(cè)地理國(guó)情,發(fā)展壯大產(chǎn)業(yè)、建設(shè)測(cè)繪強(qiáng)國(guó)”。它要求積極促進(jìn)地理信息應(yīng)用社會(huì)化,大力發(fā)展衛(wèi)星導(dǎo)航、位置服務(wù)、現(xiàn)代測(cè)繪裝備制造、網(wǎng)上地圖服務(wù)以及經(jīng)營(yíng)性測(cè)繪等產(chǎn)業(yè),測(cè)繪的應(yīng)用更為廣泛。
2.測(cè)繪技術(shù)在精確定位與導(dǎo)航的應(yīng)用
人們進(jìn)入了使用電子地圖時(shí)代,隨著汽車技術(shù)的不斷進(jìn)步,車載導(dǎo)航系統(tǒng)作為高附加值的電子產(chǎn)品在汽車?yán)锼嫉谋戎卦絹碓礁?。同時(shí),互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的完善,智能手機(jī)的普及,電子地圖、手機(jī)導(dǎo)航的需求量和使用量也越來越大,生活中,人們利用電子地圖尋找美食、店鋪等。測(cè)繪技術(shù)正逐漸滲透到我們生活的各個(gè)層面,為我們生活的便利、豐富添彩。
GPS即為全球定位系統(tǒng),是美國(guó)從20世紀(jì)70年代開始研制,于1994年全面建成的利用導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)時(shí)和測(cè)距,具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)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)。各種類型的GPS接收機(jī)體積越來越小,重量越來越輕,便于野外觀測(cè)。GPS已遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各種部門,并開始深入人們的日常生活。
由中國(guó)自主研制和建立的用于導(dǎo)航和定位的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),與美國(guó)GPS、俄羅斯格羅納斯、歐盟伽利略系統(tǒng)并稱全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。目前,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)開始正式向中國(guó)及周邊地區(qū)提供連續(xù)的導(dǎo)航定位和授時(shí)服務(wù)。
3.現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在農(nóng)業(yè)信息化方面的應(yīng)用
進(jìn)入21世紀(jì)后,測(cè)繪新技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,農(nóng)業(yè)信息化成為了農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志,許多發(fā)達(dá)國(guó)家的信息農(nóng)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了新的階段,出現(xiàn)了數(shù)字農(nóng)業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、精細(xì)農(nóng)業(yè)等來稱謂以信息為基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)。農(nóng)業(yè)信息化系統(tǒng)通過GIS與GPS、RS以及INTERNET的集成,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)相關(guān)資源信息的搜集、監(jiān)測(cè)和分析。我國(guó)的農(nóng)業(yè)信息化工作起步較晚,自20世紀(jì)80年代以來,開展了數(shù)據(jù)庫(kù)與信息管理系統(tǒng)、遙感、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè),已取得一些階段性成就。當(dāng)前,加強(qiáng)農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的重中之重。
目前在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用較多的是地理信息系統(tǒng)技術(shù)(GIS),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(kù);對(duì)作物苗情、墑情的發(fā)生發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)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(shí)空差異性和實(shí)施調(diào)控提供處方信息。再利用GPS技術(shù)對(duì)采集的農(nóng)田信息進(jìn)行空間定位;利用遙感技術(shù)(RS)技術(shù)獲取農(nóng)田小區(qū)內(nèi)作物生長(zhǎng)環(huán)境、生長(zhǎng)狀況和空間變異的大量時(shí)空變化信息;GPS、RS、GIS技術(shù)及自動(dòng)化控制技術(shù)為支撐的精確農(nóng)業(yè)將促進(jìn)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(zhǎng)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(jī)有機(jī)地結(jié)合起來,最大限度地優(yōu)化各項(xiàng)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(jì)效益,同時(shí)又能有效地保護(hù)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。
4.現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在綜合防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用
現(xiàn)代測(cè)繪新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)災(zāi)害過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),為各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、各級(jí)部門的指揮調(diào)度、快速響應(yīng)、聯(lián)合行動(dòng)提供著可靠依據(jù)。災(zāi)害嚴(yán)重地威脅著人類的生存與發(fā)展。防災(zāi)減災(zāi)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,災(zāi)害的監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、評(píng)估、恢復(fù)、管理等每一個(gè)過程都與地理空間信息密切相關(guān),地理空間信息分析和處理已經(jīng)成為防災(zāi)減災(zāi)的重要手段。尤其目前將“3S”(即是地理信息系統(tǒng)GIS、遙感RS、和全球定位系統(tǒng)GPS)集成使用,可以更好的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)災(zāi)害,并為相關(guān)部門提供實(shí)時(shí)的決策參考。
例如,應(yīng)用GPS技術(shù)可監(jiān)測(cè)活斷層的現(xiàn)今活動(dòng)狀態(tài)和構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)狀態(tài),利用測(cè)出的地殼變形資料等可對(duì)地震活動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè),也是對(duì)地震活動(dòng)、地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的依據(jù);RS可進(jìn)行對(duì)活斷層
遙感技術(shù)(RS)能對(duì)大江、大河和湖水水位進(jìn)行及時(shí)監(jiān)測(cè), RS和GIS集成能及早預(yù)報(bào)洪水淹沒范圍和干旱災(zāi)情范圍,為防災(zāi)、抗災(zāi)提供準(zhǔn)確信息。遙感技術(shù)還可調(diào)查地下水資源狀況,監(jiān)測(cè)水污染。在水利樞紐工程竣工后,需對(duì)水庫(kù)大壩、大型橋梁等進(jìn)行連續(xù)的、精密的監(jiān)測(cè)。現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)提供了連續(xù)、實(shí)時(shí)的安全運(yùn)行監(jiān)控手段。利用全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量或數(shù)字測(cè)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(jìn)行水庫(kù)大壩選址、庫(kù)容計(jì)算、引水渠修建、受益范圍等設(shè)計(jì)工作,為開發(fā)利用水資源提供科學(xué)依據(jù)。目前,我國(guó)許多地方和部門建立了眾多的災(zāi)情預(yù)報(bào)系統(tǒng),它們將在防災(zāi)、抗災(zāi)、救災(zāi)中發(fā)揮重大作用,為我們的生命和財(cái)產(chǎn)安全提供保障。
5.現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)推進(jìn)數(shù)字城市建設(shè)
“十二五”期間,將在全國(guó)全面推進(jìn)數(shù)字化城市建設(shè),力爭(zhēng)完成全部333個(gè)地級(jí)市和部分有條件的縣級(jí)市的數(shù)字城市建設(shè)。
建設(shè)地理信息數(shù)字城市,所涉及到的幾乎所有的管理和運(yùn)營(yíng)對(duì)象都與地理空間位置有關(guān)。地理信息系統(tǒng)(GIS)是重要的基礎(chǔ),它管理城市基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)、城市部件數(shù)據(jù)等空間數(shù)據(jù),以及基于空間數(shù)據(jù)的分析和處理。城市管理本身也從單純的管理、執(zhí)法,向管理、執(zhí)法與服務(wù)相結(jié)合過渡。借助GIS這個(gè)平臺(tái),城市管理能為市民提供更好的城市基礎(chǔ)功能和公共空間服務(wù),使全體市民都能夠公平合理地分享。
結(jié)束語(yǔ)
測(cè)繪是社會(huì)發(fā)展的助推器,為城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和信息化建設(shè)提供了有力支撐,為促進(jìn)科學(xué)發(fā)展、構(gòu)建和諧社會(huì)將作出更大的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
[1]廖克等. 地球信息科學(xué)導(dǎo)論[M]. 北京:科學(xué)出版社,2007.
[關(guān)鍵詞]農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害;災(zāi)害預(yù)報(bào)系統(tǒng);預(yù)防
中圖分類號(hào):S42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2014)37-0378-01
農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)是關(guān)于某種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害能否發(fā)生、發(fā)生的時(shí)間及其危害程度的農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)。我國(guó)的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害包括:干旱、洪澇、低溫冷凍害、高溫?zé)岷安∠x害等,它們嚴(yán)重影響我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn),對(duì)國(guó)家農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和糧食安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此,加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)方法的研究,對(duì)于預(yù)報(bào)氣象災(zāi)害的發(fā)生、減少其發(fā)生的危害對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展有重要作用。
一、我國(guó)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)系統(tǒng)
1.我國(guó)的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)系統(tǒng)概述
為了切實(shí)做到為農(nóng)民服務(wù),減少氣象災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)損失,通過多年的研究,我國(guó)已建成可供業(yè)務(wù)應(yīng)用和操作方便的各種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)。系統(tǒng)中應(yīng)用多種集成模式、多種技術(shù)( 遙感、GIS、網(wǎng)絡(luò)、氣候模擬等),形成了從資料輸入、模式計(jì)算到信息乃至決策建議等的業(yè)務(wù)流程,在農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)測(cè)服務(wù)中發(fā)揮重要作用,為政府減災(zāi)防災(zāi)提供科學(xué)決策依據(jù)。其中農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng),能夠提供及時(shí)、準(zhǔn)確的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào),幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門及時(shí)采取有效措施,減輕災(zāi)害損失,保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。目前,在方法改進(jìn)、新技術(shù)應(yīng)用和系統(tǒng)建設(shè)等方面的研究取得了一些成果。遙感技術(shù)在干旱、洪澇、低溫冷害、高溫?zé)岷?zāi)害監(jiān)測(cè)評(píng)估中得到廣泛的應(yīng)用,特別是與計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和GIS技術(shù)的結(jié)合,使得遙感技術(shù)更加充分體現(xiàn)其應(yīng)用前景,更趨向系統(tǒng)化、業(yè)務(wù)化,便捷建立基于遙感技術(shù)的各種自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)評(píng)估系統(tǒng),為政府部門提供高效的指導(dǎo)服務(wù),提出合理的防災(zāi)減災(zāi)的建議。
2.我國(guó)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的預(yù)報(bào)方法
為了進(jìn)行農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的統(tǒng)計(jì)分析,我國(guó)已有不少氣象類的專家學(xué)者開展了農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)和調(diào)控技術(shù)研究,并開始農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害形成機(jī)理研究。主要包括采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)處理資料的數(shù)理統(tǒng)計(jì)模型預(yù)報(bào)方法;作物生長(zhǎng)動(dòng)力模擬模型;農(nóng)業(yè)氣象學(xué)和天氣氣候?qū)W、動(dòng)力氣候?qū)W等多學(xué)科結(jié)合、各種預(yù)報(bào)方法相結(jié)合、長(zhǎng)中短期預(yù)報(bào)相結(jié)合、動(dòng)態(tài)預(yù)報(bào)和補(bǔ)充訂正相結(jié)合、衛(wèi)星遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)信息與預(yù)警模式相結(jié)合的多學(xué)科交叉、多種方法綜合集成也是農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)的穩(wěn)妥和有效的方法。而突發(fā)性的災(zāi)害性天氣頻發(fā),使服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一線的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng),成為我國(guó)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì),也是我國(guó)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)工作的艱巨任務(wù)。同時(shí),電視、廣播、手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)等媒體逐步在廣大農(nóng)民中普及,發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村迫切需要,也為實(shí)時(shí)開展農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)警服務(wù)提供了可能。
3.我國(guó)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)系統(tǒng)在防止農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害中的應(yīng)用
農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)在專家技術(shù)人員的研發(fā)下,取得了很大的成就,在全國(guó)各地應(yīng)用也十分廣泛。上海地區(qū)2001 年研制了農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)警示系統(tǒng),系統(tǒng)是以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),根據(jù)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害指標(biāo)進(jìn)行評(píng)判分析。福建省氣象臺(tái)2005 年建立了基于 GIS 的新一代福建省氣候監(jiān)測(cè)與災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng),系統(tǒng)具有底圖制作、數(shù)據(jù)處理、監(jiān)測(cè)預(yù)警、診斷分析、圖形圖像制作等系統(tǒng)功能。杭州市氣象局 2008 年建立了針對(duì)該市主要農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害指標(biāo)體系,并開發(fā)“農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)警業(yè)務(wù)服務(wù)平臺(tái)”,將天氣預(yù)報(bào)與災(zāi)害指標(biāo)有機(jī)結(jié)合起來,自動(dòng)生成包括受災(zāi)產(chǎn)品、所處關(guān)鍵期、致災(zāi)因子、對(duì)其影響、防御措施的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)警服務(wù)材料,為氣象開展為農(nóng)服務(wù)提供基礎(chǔ)。安徽省氣象局利用淮北地區(qū)主要站點(diǎn)歷年氣象和土壤墑情資料,在黃淮平原農(nóng)業(yè)干旱監(jiān)測(cè)預(yù)警與綜合防御研究成果的基礎(chǔ)上,研究開發(fā)適合淮北地區(qū)農(nóng)業(yè)干旱監(jiān)測(cè)預(yù)警與決策服務(wù)系統(tǒng),結(jié)合該地中長(zhǎng)期天氣預(yù)報(bào)結(jié)果預(yù)測(cè)未來土壤墑情發(fā)展變化,預(yù)警和決策服務(wù)信息。 廣東省氣象局還開展了基于 GIS 技術(shù)的廣東荔枝寒害監(jiān)測(cè)預(yù)警研究,采用基于GIS 技術(shù)和氣候?qū)W模型,融合土地利用、海拔高度、坡度、坡向等地理信息,對(duì)平均氣溫、最低氣溫資料進(jìn)行較高空間分辨?率的地理訂正,實(shí)現(xiàn)對(duì)廣東寒害發(fā)生發(fā)展及其強(qiáng)度、范圍的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、預(yù)警。由此可見,我國(guó)的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)系統(tǒng)為我國(guó)農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)決策和為農(nóng)服務(wù)中發(fā)揮了重大作用,應(yīng)加大對(duì)氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)系統(tǒng)的研發(fā)力度,以最大程度的減少經(jīng)濟(jì)損失。
二、探究?jī)?yōu)化我國(guó)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)的方法
1.甄選預(yù)報(bào)員隊(duì)伍,提高預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。由于災(zāi)害性天氣的突發(fā)性和復(fù)雜性,準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)現(xiàn)在不可能完全靠客觀預(yù)報(bào),預(yù)報(bào)員的主觀能力和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)?zāi)壳笆遣豢商娲?,因此加?qiáng)預(yù)報(bào)員隊(duì)伍建設(shè)十分重要。要通過各種措施教育預(yù)報(bào)員安心預(yù)報(bào)崗位,激勵(lì)他們鉆研業(yè)務(wù),引導(dǎo)他們?cè)谫|(zhì)量上下功夫,這是提高天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的根本。同時(shí)深入推進(jìn)業(yè)務(wù)技術(shù)體制改革,加強(qiáng)短期、短時(shí)臨近預(yù)報(bào)工作,提高暴雨、冰雹、大風(fēng)等突發(fā)災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)的精細(xì)化水平和預(yù)警時(shí)效。建立健全早期預(yù)警預(yù)報(bào)工具的研發(fā)工作長(zhǎng)效投入機(jī)制和加強(qiáng)多源資料的綜合應(yīng)用分析研究工作也是相當(dāng)必要的。
2.精細(xì)化預(yù)報(bào)災(zāi)害類型,盡早提出對(duì)應(yīng)性措施。由于氣象災(zāi)害的多樣性需要我們針對(duì)不同的災(zāi)害提出不同的解救方案,因此需要以需求為牽引,增強(qiáng)公共氣象服務(wù)的敏感性和針對(duì)性,努力提高服務(wù)的質(zhì)量和水平。一是提高氣象服務(wù)的針對(duì)性。改變以預(yù)報(bào)產(chǎn)品代替服務(wù)產(chǎn)品,從服務(wù)的體制和工作流程上將預(yù)報(bào)和服務(wù)分離,準(zhǔn)確定位“精細(xì)化預(yù)報(bào)”與“精細(xì)化服務(wù)”,依托精細(xì)化的預(yù)報(bào)產(chǎn)品,有針對(duì)性地制作精細(xì)化服務(wù)產(chǎn)品。二是提高公共氣象服務(wù)的主動(dòng)性和敏感性。認(rèn)真分析社會(huì)公眾關(guān)注的熱點(diǎn)、新點(diǎn),結(jié)合天氣氣候發(fā)展演變趨勢(shì),換位思考,建立與相關(guān)部門的多渠道溝通協(xié)作機(jī)制,及時(shí)了解新需求,有針對(duì)性地提出應(yīng)對(duì)措施和建議。
3.氣象災(zāi)害信息全面化,擴(kuò)大信息的覆蓋面。當(dāng)前我國(guó)農(nóng)村的公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)還是不夠完善,不能及時(shí)有效的使氣象災(zāi)害信息在農(nóng)民中間傳播。為此我們應(yīng)完善現(xiàn)代公共氣象服務(wù)信息渠道,提高氣象預(yù)警信息覆蓋面完善公共氣象服務(wù)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),建立與各大媒體和主要服務(wù)用戶的專線連接;建立天氣警報(bào)無線電臺(tái)系統(tǒng),擴(kuò)大信息覆蓋的范圍;加強(qiáng)掌上氣象警報(bào)器等信息終端產(chǎn)品的研發(fā),提高氣象預(yù)報(bào)預(yù)警信息能力;升級(jí)電視天氣預(yù)報(bào)節(jié)目制作系統(tǒng),增加氣象服務(wù)信息播報(bào)頻率和內(nèi)容。
三、結(jié)語(yǔ)
總之,農(nóng)業(yè)收成與農(nóng)民生活緊密相關(guān),為了最大程度的提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量,使農(nóng)民生活安居樂業(yè),應(yīng)提高我國(guó)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)的精確化、精細(xì)化、針對(duì)化、全面化水平,加大氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)的研發(fā)力度,使氣象預(yù)報(bào)更好為我國(guó)的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。
參考文獻(xiàn)
[關(guān)鍵詞]無人機(jī) 特點(diǎn) 應(yīng)用
[中圖分類號(hào)] P237 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X(2014)-8-130-2
0引言
伴著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,作為獲取遙感數(shù)據(jù)的新型手段,無人機(jī)遙感技術(shù)向著光譜信息成像化,雷達(dá)成像多極化,光學(xué)探測(cè)多向化,地學(xué)分析智能化,環(huán)境研究動(dòng)態(tài)化以及資源研究定量化的方向發(fā)展,大大提高了遙感技術(shù)的實(shí)時(shí)性和運(yùn)行性,使其向多尺度、多頻率、全天候、高精度和高效快速的目標(biāo)發(fā)展[1]。隨著人們對(duì)地理環(huán)境的不斷理解和對(duì)測(cè)繪需求的增長(zhǎng)使得無人機(jī)與測(cè)繪的關(guān)系越來越緊密。無人機(jī)遙感技術(shù)體現(xiàn)了無人機(jī)與測(cè)繪的緊密結(jié)合同時(shí)也提供了更高效的測(cè)繪方式[2]。
1無人機(jī)遙感系統(tǒng)的組成
無人機(jī)遙感系統(tǒng)由空中控制系統(tǒng)、地面控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)后處理系統(tǒng)組成,如圖1所示。
利用無人機(jī)遙感系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)時(shí),其工作流程為:根據(jù)遙感任務(wù)的要求對(duì)待拍攝地區(qū)進(jìn)行航跡規(guī)劃,在地面控制子系統(tǒng)中將規(guī)劃好航線并載入到遙感空中控制子系統(tǒng)。無人機(jī)地面控制子系統(tǒng)按照規(guī)劃的航線控制無人機(jī)的飛行,遙感空中控制子系統(tǒng)則按照預(yù)設(shè)的航線和拍攝方式控制遙感傳感器進(jìn)行拍攝;遙感傳感器子系統(tǒng)將拍攝的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ),無人機(jī)平臺(tái)則利用無線傳輸通道將飛行數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛娴目刂谱酉到y(tǒng);地面工作人員可以在地面監(jiān)測(cè)無人機(jī)的飛行航線,必要的情況下,可以根據(jù)接收的數(shù)據(jù)更改本次飛行的計(jì)劃,比如可以馬上進(jìn)行部分地區(qū)的補(bǔ)拍;拍攝結(jié)束后可以自動(dòng)切入手控飛行,等待降落[3]。
2無人機(jī)遙感技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)
2.1無人機(jī)遙感技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
2.1.1機(jī)動(dòng)、靈活、快速
機(jī)動(dòng)靈活,快速出擊的響應(yīng)能力是應(yīng)急遙感工作的生命線。缺失了快速響應(yīng)的能力,應(yīng)急將無從談起。無人機(jī)能夠通過地面運(yùn)輸快速到達(dá)指定目標(biāo)區(qū)域[2]。起降場(chǎng)地要求低(100-150m平整馬路、平地甚至草地),不需要機(jī)場(chǎng)跑道,能夠在15-30分鐘內(nèi)完成組裝、調(diào)試、起飛。對(duì)于起飛場(chǎng)地?zé)o法尋找到,或者事故常發(fā)地點(diǎn),可以通過車載、導(dǎo)彈或者地面方式從田間地頭、空地、山坡、沙灘等多種地域直接發(fā)射,通過滑行和傘降的方式進(jìn)行回收[4]。
2.1.2操作簡(jiǎn)單、安全性能好
無人機(jī)技術(shù)的不斷成熟,其操作也越來越智能化、自動(dòng)化??梢酝ㄟ^事先設(shè)制飛行路線,并在飛行中進(jìn)行校對(duì)和調(diào)整以達(dá)到對(duì)目標(biāo)的精確測(cè)量。無人機(jī)通過配備故障自動(dòng)診斷及顯示功能,如果發(fā)生故障,飛機(jī)會(huì)自動(dòng)返航到起點(diǎn)上空等待排出故障[2]。
2.1.3體積小、經(jīng)濟(jì)
無人機(jī)因?yàn)檩p小,運(yùn)輸、保存非常方便。無人機(jī)飛行費(fèi)用低,可做超低空視距飛行,對(duì)操作員的培養(yǎng)比較周期相對(duì)較短。系統(tǒng)的保養(yǎng)和維修簡(jiǎn)便,同時(shí)不用租賃起飛和停放場(chǎng)地。飛行審批手續(xù)簡(jiǎn)單,無人機(jī)屬于遙控飛行器,基本不用審批。
2.1.4數(shù)據(jù)處理速度快
無人機(jī)遙感技術(shù)數(shù)據(jù)處理速度快,及時(shí)性強(qiáng)。例如國(guó)內(nèi)蘇州武大影像信息工程研究院打造的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量處理平臺(tái)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量網(wǎng)格(DPGrid),讓無人機(jī)在處理數(shù)據(jù)的速度與效率上達(dá)到目前數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量處理速度的8倍以上。特別是大量的數(shù)據(jù)處理,傳統(tǒng)模式一個(gè)月才能處理好的數(shù)據(jù),借助該軟件系統(tǒng),幾個(gè)小時(shí)內(nèi)就可以解決。
2.1.5獲取影像分辨率高
無人機(jī)遙感的最大優(yōu)點(diǎn)是遙感影像分辨率高、成像效果清晰。無人機(jī)搭載的高精度數(shù)碼成像設(shè)備,具備面積覆蓋、垂直或傾斜成像的技術(shù)能力。無人機(jī)在200米左右的空中可以準(zhǔn)確拍攝到地面上5厘米大小物體,而一般衛(wèi)星航拍只能分辨地面50厘米的大小的物體,獲取圖像的空間分辨率極高,適于大比例尺遙感應(yīng)用的需求。
2.1.6數(shù)據(jù)精確度高
無人機(jī)遙感影像數(shù)據(jù)處理后,可在電腦屏幕上顯示平面和三維場(chǎng)景影像,鼠標(biāo)點(diǎn)到哪里就能顯示出坐標(biāo)、高度等數(shù)據(jù)信息,相比傳統(tǒng)技術(shù),精確度很高。
無人機(jī)遙感技術(shù)除了以上的優(yōu)勢(shì)外,還具有航攝效率高;可即時(shí)重拍;飛行時(shí)間基本是有效拍攝時(shí)間;工作現(xiàn)場(chǎng)集中,便于統(tǒng)籌安排。同時(shí)無人機(jī)遙感航空攝影可以抵達(dá)許多載人飛行器無法到達(dá)的空域、高度或危險(xiǎn)地區(qū)[6]。基于無人機(jī)低空遙感技術(shù)的高機(jī)動(dòng)性、低成本和小型化、專用化特點(diǎn),可廣泛用于航空遙感、國(guó)土監(jiān)察、城市規(guī)劃、水利建設(shè)、林業(yè)管理、資源勘探、災(zāi)害勘查、環(huán)境監(jiān)測(cè)、地圖更新、以及農(nóng)業(yè)、電力、交通、軍事等領(lǐng)域。
2.2無人機(jī)遙感技術(shù)的缺點(diǎn)
2.2.1飛行不夠平穩(wěn)
由于其體積小、重量輕,高空飛行易受風(fēng)力的影響,飛行姿態(tài)不及有人駕駛飛機(jī)平穩(wěn),常出現(xiàn)飛行航線漂移,飛行軌跡呈曲線的情況[5]。這就使得拍攝的影像航向重疊度和旁向重疊度不規(guī)則,影像間的重疊度相差加大[7]。
2.2.2影像數(shù)據(jù)傾角大
與傳統(tǒng)航空影像相比,無人機(jī)遙感影像數(shù)據(jù)傾角大而無規(guī)律,給連接點(diǎn)的提取和布設(shè)帶來困難。并且無人機(jī)應(yīng)用于外業(yè)勘察時(shí),難于建立野外實(shí)測(cè)地面控制點(diǎn)。這些特點(diǎn)給無人機(jī)影像的幾何校正處理帶來了困難,進(jìn)而影響到圖像鑲嵌和信息的有效提取[5]。
2.2.3對(duì)GPS的依賴性
許多無人機(jī)系統(tǒng)都比有人駕駛飛機(jī)更依賴于GPS系統(tǒng)。例如,某些無人機(jī)必須依靠GPS的定位才能起飛。另一些無人機(jī)的編程則要靠GPS來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)返回。如果說GPS很容易受到動(dòng)能和電子干擾時(shí),那么同樣無人機(jī)也會(huì)面臨相應(yīng)的干擾,從而無法保證數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。
2.2.4對(duì)通信系統(tǒng)的依賴性
無人機(jī)都要依靠衛(wèi)星通信系統(tǒng)來實(shí)施指揮與控制以及將傳感器搜集到的數(shù)據(jù)發(fā)回地面進(jìn)行處理。與GPS一樣,通信衛(wèi)星也容易受到各種干擾,包括動(dòng)能和噪音干擾。而這些干擾能大大降低無人機(jī)、地面控制站和信息處理中心之間的衛(wèi)星通信數(shù)據(jù)率。總之,無人機(jī)比有人駕駛飛機(jī)更依賴于通信資源,尤其是使用多傳感器來執(zhí)行情報(bào)、監(jiān)視和偵察任務(wù)的無人機(jī)。
3無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用
近幾年,新疆第一測(cè)繪院與中科院新疆生態(tài)地理研究所展開無人機(jī)遙感系統(tǒng)項(xiàng)目的合作,實(shí)施了昌吉、克州、阿勒泰、伊犁、阿克蘇等地部分區(qū)域的1:1萬(wàn)地形圖測(cè)繪任務(wù),完成航測(cè)外業(yè)測(cè)圖626幅,航測(cè)內(nèi)業(yè)測(cè)圖415幅,測(cè)繪覆蓋面積約1.5萬(wàn)平方千米;先后完成了塔城市城市規(guī)劃地形圖測(cè)繪工程、甘肅嘉峪關(guān)至新疆烏魯木齊西站GPS控制測(cè)量工程、南疆二線電力測(cè)量工程、克拉瑪依油田建設(shè)測(cè)繪工程等一批測(cè)繪項(xiàng)目。制作完成了各種比例尺數(shù)字正射影像圖、數(shù)字高程模型、數(shù)字地面模型、數(shù)字地表模型、三維點(diǎn)云等,結(jié)束了測(cè)量人員翻山越嶺、耗時(shí)極長(zhǎng)的原始地質(zhì)測(cè)繪、工程測(cè)量工作[7]。
同時(shí)新疆第二測(cè)繪院于2012年初利用無人機(jī)遙感技術(shù)完成奎屯市部分區(qū)域無人機(jī)影像圖的生產(chǎn)制作,成圖面積達(dá)23平方千米,影像分辨率為0.10米,采用中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院的PixelGrid軟件制作。此次奎屯市部分區(qū)域無人機(jī)正射影像圖的順利完成,加之前期已經(jīng)完成的新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)105團(tuán)場(chǎng)無人機(jī)影像圖、鄯善無人機(jī)影像圖的反復(fù)試驗(yàn)生產(chǎn),標(biāo)志著新疆在無人機(jī)低空航攝及后續(xù)影像加工處理方面的技術(shù)已趨于成熟,將來可以在無人機(jī)應(yīng)急保障、快速獲取影像圖方面提供新的測(cè)繪服務(wù)[8]。
4結(jié)語(yǔ)
無人機(jī)遙感系統(tǒng)是衛(wèi)星遙感和航空遙感的有益補(bǔ)充[9],具有高分辨率圖像和高精度定位數(shù)據(jù)獲取能力,是當(dāng)今重要的遙感數(shù)據(jù)來源。隨著國(guó)家援疆工作的大規(guī)模展開,新疆迫切需要加快基礎(chǔ)建設(shè),特別是地圖測(cè)繪、城鎮(zhèn)化建設(shè)、新農(nóng)村建設(shè)、城市化改造、應(yīng)急、反恐防暴、防災(zāi)救災(zāi)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、礦產(chǎn)資源與開發(fā)、土地利用與調(diào)查等領(lǐng)域急需現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)的大比例尺地形圖及正攝影像圖數(shù)據(jù)成果,為當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供快捷方便的高分辨率影像測(cè)繪保障服務(wù)[10]。利用無人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行的航空攝影測(cè)量,將從關(guān)鍵技術(shù)上保證精度滿足大比例尺成圖要求,從而推進(jìn)新疆當(dāng)?shù)氐乩硇畔⒒ㄔO(shè)進(jìn)程。
The characteristics and application of
UAV Remote Sensing Technology
LI He-qing1,LIU Jun-yan2
(The Xinjiang Uygur Autonomous Region Transportation Planning Survey and Design Institute,Urumqi830006,China)
(Xinjiang Agricultural University science and technology academy,Urumqi830091,China)
Abstract: With the development of UAV Remote Sensing Technology,Remote sensing aerial data has become an indispensable part of the information industry,Characteristics and application of the UAV remote sensing technology are briefly described。
KeyWords: UAV,Characteristic,Application
參考文獻(xiàn)
[1]朱京海,梁婷,徐光,劉家斌,問鼎. 無人機(jī)遙感技術(shù)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)展[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué),2013,39(4):97-100.
[2]范承嘯,韓俊,熊志軍,趙毅.無人機(jī)遙感技術(shù)現(xiàn)狀與應(yīng)用[J].測(cè)繪科學(xué),2009,34(5):214-215.
[3]洪宇,龔建華,胡社榮,黃明祥.無人機(jī)遙感影像獲取及后續(xù)處理探討[J].遙感技術(shù)與應(yīng)用,2008,23(4):462-466.
[4]韓杰,王爭(zhēng).無人機(jī)遙感國(guó)土資源快速監(jiān)察系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].測(cè)繪通報(bào),2008(2):4-6.
[5]吳榮華,周茂春,申依薇.無人機(jī)遙感數(shù)據(jù)處理探討[J].江西測(cè)繪,2012,92(2):53-54.
[6]王青山.簡(jiǎn)述無人機(jī)在遙感技術(shù)中的應(yīng)用[J].測(cè)繪與空間地理信息,2010,33(3):100-104. [7].谷國(guó)濤,吳良才.無人機(jī)遙感技術(shù)數(shù)據(jù)特點(diǎn)及其應(yīng)用[J].科技向?qū)В?011(35):57-58.
[7]齊彬.新疆首次引入無人機(jī)用于國(guó)土監(jiān)測(cè)防災(zāi)減災(zāi)[N].中國(guó)新聞,2010-3-12.
[8]朱建輝.新疆二院用無人機(jī)技術(shù)提升應(yīng)急保障能力[N].中國(guó)測(cè)繪報(bào),2012-2-7(3).
關(guān)鍵詞:水文;水資源;環(huán)境管理;洪澇災(zāi)害
中圖分類號(hào):TV213 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
現(xiàn)在國(guó)家由于受工業(yè)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、對(duì)和諧社會(huì)發(fā)展環(huán)境和全民生態(tài)身體健康等方面的需求的影響,迫使水文水資源領(lǐng)域急需在技術(shù)上有新的突破和發(fā)展,并將經(jīng)得起實(shí)踐考驗(yàn)的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)進(jìn)推廣應(yīng)用,對(duì)于水文水資源環(huán)境管理與防洪減災(zāi)也應(yīng)該提出新的舉措。
一、近年的水文水資源環(huán)境狀況
近些年,由于人為地進(jìn)行環(huán)境的破壞和污染,天氣的變化也很頻繁。洪澇災(zāi)害的突發(fā)性越來越明顯,對(duì)于預(yù)防控制提出了巨大的挑戰(zhàn)。在我國(guó)的防洪工程建設(shè)嚴(yán)重不足的情況下,洪澇災(zāi)害帶來的危害可想而知。
二、我國(guó)水文水資源領(lǐng)域技術(shù)的科技需求
水資源短缺、水環(huán)境污染以及水災(zāi)、旱災(zāi)已經(jīng)成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展、工業(yè)產(chǎn)業(yè)化以及城市化進(jìn)程進(jìn)展迅速的不良產(chǎn)物,而且這些問題已經(jīng)成為阻礙社會(huì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)進(jìn)步的重要原因。面對(duì)這樣嚴(yán)峻的形式,水文水資源領(lǐng)域重要的研究任務(wù)就是,如何保證水資源在社會(huì)發(fā)展中的可持續(xù)發(fā)展作用,同時(shí)保證在促進(jìn)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的穩(wěn)定供需平衡作用。結(jié)合目前急需完成的任務(wù),水文水資源領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)及相關(guān)科技需求,主要包括以下幾個(gè)方面:(1)新科技在減災(zāi)方面的應(yīng)用,例如防洪、抗旱、海嘯預(yù)報(bào)等。通過衛(wèi)星遙感、雷達(dá)測(cè)雨、地理信息系統(tǒng)等新科技、新設(shè)備的應(yīng)用,在提高防澇、抗旱、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)海嘯等極端水文事件的科學(xué)性和準(zhǔn)確性,加強(qiáng)減災(zāi)能力。(2)提高水資源的利用和管理能力。對(duì)于水資源的利用和管理通過開源和節(jié)流兩個(gè)方面開展,所謂的開源是通過先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)加強(qiáng)流域洪水、城市雨水的利用;節(jié)流則是通過普及節(jié)水灌溉、水凈化等節(jié)水技術(shù),控制水資源的浪費(fèi)。(3)加強(qiáng)水文水資源的生態(tài)和環(huán)境保護(hù)。通過強(qiáng)化水資源的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警,保護(hù)水源地的水資源避免污染。利用衛(wèi)星遙感技術(shù)對(duì)各地水文水資源的生態(tài)條件準(zhǔn)確檢測(cè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境受影響的因素,并予以處理,做好保護(hù)水資源的生態(tài)和保護(hù)工作。(4)通過信息平臺(tái)的建立健全提高管理水平。利用公共基礎(chǔ)軟件建立健全相關(guān)的信息共享平臺(tái),使相關(guān)信息得可以共享,避免信息采集方面的重復(fù)工作。另外,針對(duì)例如水文監(jiān)測(cè)分析、水資源評(píng)價(jià)等一些專業(yè)性強(qiáng)、適用性廣的領(lǐng)域,開發(fā)并使用相關(guān)軟件管理。利用網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)和軟件管理的手段,提高水文水資源領(lǐng)域的管理水平。
三、水文水資源環(huán)境管理與防洪減災(zāi)的措施
做好水文水資源的管理,才能更好的促進(jìn)防洪減災(zāi)工作的開展。完善防洪減災(zāi)的工作,需要根據(jù)國(guó)家的相關(guān)政策的指導(dǎo),加大水利科技的投入,深化對(duì)水文水資源環(huán)境的管理工作。
3.1提高防災(zāi)減災(zāi)意識(shí),加強(qiáng)預(yù)防災(zāi)害的技術(shù)學(xué)習(xí)
根據(jù)相關(guān)部門的統(tǒng)計(jì),我國(guó)每年的水旱災(zāi)害損失較為嚴(yán)重,占據(jù)各種自然災(zāi)害總損失的大半比重,進(jìn)而影響著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)。我國(guó)的水文水資源管理部門作為管理全國(guó)的湖泊、地下水和地表水的專業(yè)機(jī)構(gòu),對(duì)全國(guó)的防洪減災(zāi)工作承擔(dān)著重要的責(zé)任,也是提供各種技術(shù)支持的重要力量。因此,努力提高水文水資源管理部門的服務(wù)職能,加大防洪減災(zāi)的意識(shí)宣傳,讓全民擁有自覺的防汛減災(zāi)意識(shí),盡可能地減少人員傷亡和國(guó)家的損失。
3.2嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家規(guī)范。水文水資源管理部門在圍繞防汛、抗旱減災(zāi)方面的重要職責(zé)不僅僅局限于向上級(jí)防汛抗旱主管機(jī)關(guān)提供江河湖庫(kù)(水庫(kù))的雨量、水位、蒸發(fā)量、流量等信息,還要開展土壤墑情和地下水水位監(jiān)測(cè)和水質(zhì)監(jiān)測(cè)。為了做好工作,建國(guó)以來國(guó)家水文局有關(guān)專家制定了一整套水文水資源測(cè)驗(yàn)規(guī)范,報(bào)訊規(guī)范,水質(zhì)監(jiān)測(cè)規(guī)范以及地下水監(jiān)測(cè)規(guī)范,這是做好水文水資源管理工作的總要文件,在工作中要認(rèn)真貫徹執(zhí)行,不能打折扣,要一絲不茍的做好管理工作。
3.3數(shù)字水文站網(wǎng)的建設(shè)
水文資源是我國(guó)生產(chǎn)和生活的重要資源,是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的先決條件,完善水利生態(tài)系統(tǒng)具有重要的作用。由于近年各種地質(zhì)和水利災(zāi)害的影響,加強(qiáng)對(duì)水文站點(diǎn)的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,及時(shí)準(zhǔn)確獲得準(zhǔn)確情報(bào),對(duì)水文站網(wǎng)進(jìn)行數(shù)字化建設(shè)至關(guān)重要。水文站網(wǎng)的數(shù)字化建設(shè)依托水文信息采集自動(dòng)化技術(shù)、遙感和全球定位技術(shù)、海量的存儲(chǔ)和傳輸技術(shù)以及計(jì)算機(jī)軟件工程技術(shù)等各種現(xiàn)代技術(shù)。水文站網(wǎng)的數(shù)字水文站和水文站中心網(wǎng)建設(shè),可以在加強(qiáng)水文遙測(cè)點(diǎn)的建設(shè)上,做到對(duì)各級(jí)河流的實(shí)時(shí)監(jiān)控。在現(xiàn)代技術(shù)的推動(dòng)下,水文站的建立已經(jīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)雨量和河流水位的自動(dòng)監(jiān)測(cè),水文站的水資源信息處理平臺(tái)可以對(duì)各個(gè)水文站點(diǎn)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析整理,最后進(jìn)行應(yīng)用。水文站網(wǎng)的建設(shè),可以促進(jìn)相關(guān)的水文信息存儲(chǔ)和分析處理體系的建設(shè),將水文站網(wǎng)的信息進(jìn)行不受時(shí)空限制的分布和共享,對(duì)全面的水文情報(bào)預(yù)報(bào)體系進(jìn)行全局流域的覆蓋,促進(jìn)對(duì)防汛和抗災(zāi)的監(jiān)測(cè)。
3.4加強(qiáng)地理信息技術(shù)的應(yīng)用,建立水文水資源災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
水文水資源的管理也是一門綜合性的學(xué)科,包含較強(qiáng)的專業(yè)知識(shí),對(duì)氣象、水利、水文地質(zhì)等領(lǐng)域的知識(shí)都有涉獵。因此,作為水文水資源管理部門的工作人員,需要擁有廣泛的知識(shí)面,在實(shí)踐中不斷的學(xué)習(xí)新知識(shí)和新技術(shù),總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天,需要將計(jì)算機(jī)和信息等技術(shù)引入水文水資源的管理工作中,提高其工作效率。隨著信息和科技技術(shù)的發(fā)展,水文領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)手段也在不斷進(jìn)步。地理信息技術(shù)綜合了地理科學(xué)、遙感技術(shù)、信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù),其應(yīng)用使水文工作不斷系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化。地理信息系統(tǒng)以空間數(shù)據(jù)管理為主,可以對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。地理信息系統(tǒng)的主要功能就是信息的提取和編輯,在數(shù)據(jù)的集成、查詢和空間分析上具有重大的實(shí)用性。地理信息系統(tǒng)對(duì)于水污染的控制、水管網(wǎng)信息管理、水文情報(bào)預(yù)報(bào)和水環(huán)境管理具有重要的作用。做好相關(guān)的前期預(yù)測(cè),才可以充分發(fā)揮防洪減災(zāi)的效用,也可加強(qiáng)對(duì)地下水水質(zhì)的監(jiān)測(cè),促進(jìn)生態(tài)用水的發(fā)展。加強(qiáng)對(duì)各地河流和雨量的監(jiān)控,可以進(jìn)行及時(shí)的流域內(nèi)水量的調(diào)配,合理利用水資源,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
3.5水文預(yù)警預(yù)報(bào)體系的建設(shè)
在水文水資源環(huán)境管理的建設(shè)中,做好水文預(yù)警預(yù)報(bào)工作很重要。不僅可以實(shí)現(xiàn)水利防災(zāi)減災(zāi),也是新形勢(shì)下防汛和水利事業(yè)發(fā)展的必然選擇。加強(qiáng)水文預(yù)警預(yù)報(bào)體系的建設(shè),需要從設(shè)施的智能化建設(shè)、完善的預(yù)報(bào)機(jī)制、信息宣傳的平臺(tái)建設(shè)等幾個(gè)方面著手。進(jìn)行水文預(yù)警預(yù)報(bào)體系的建設(shè),可以促進(jìn)水文監(jiān)測(cè)信息的采集和處理,還要對(duì)水文預(yù)警預(yù)報(bào)的設(shè)施進(jìn)行總體的規(guī)劃和布局,根據(jù)流域內(nèi)的降水特點(diǎn)進(jìn)行合理監(jiān)測(cè)。將水文預(yù)警預(yù)報(bào)體系進(jìn)行智能化的設(shè)計(jì),依靠各種先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行智能化的監(jiān)測(cè),完善各種預(yù)警信息的平臺(tái)建設(shè),加強(qiáng)各種水文預(yù)警預(yù)報(bào)知識(shí)的宣傳。
四、結(jié)論
綜述全文,水文水資源的建設(shè)關(guān)系我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的根本,建立和完善水文水資源的監(jiān)測(cè)系統(tǒng),促進(jìn)水利建設(shè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。眾所周知,經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步離不開水利工程的建設(shè),水文水資源管理工作是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)后盾,所以我們必須做好水文水資源的管理工作,加強(qiáng)水文環(huán)境的監(jiān)測(cè),建立完善的水文預(yù)警預(yù)報(bào)體系,完善防洪減災(zāi)的防護(hù)工作,從而為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步做出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
[1]張翰華.水文水資源環(huán)境管理與防洪減災(zāi)[J].管理觀察,2013(3).
[2]張艷萍,張叢明,柳廣玲.淺談造成洪澇災(zāi)害嚴(yán)重的人為因素及對(duì)策[J].科技資訊,2008(25).
關(guān)鍵詞:水利 工程 現(xiàn)代 測(cè)繪 技術(shù)
中圖分類號(hào):TV文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
正文:
我國(guó)經(jīng)濟(jì)取得了快速的發(fā)展,近幾年來,我國(guó)更重視于國(guó)防的建設(shè),而測(cè)繪技術(shù)為國(guó)防建設(shè)的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作,所以加強(qiáng)測(cè)繪技術(shù)水平具有十分重要的意義,其不僅對(duì)宏觀調(diào)控具有較好的改善作用,同時(shí)也可以有效的對(duì)區(qū)域的發(fā)展進(jìn)行協(xié)調(diào),對(duì)于我國(guó)新時(shí)期和諧社會(huì)的建設(shè)具有極其重要的推動(dòng)作用。隨著水利工程規(guī)模的不斷擴(kuò)大,現(xiàn)代化的測(cè)繪技術(shù)得以廣泛的應(yīng)用,這在很大程度上降低了測(cè)繪人員的工作量及水利工程的造價(jià)成本。
1 測(cè)繪新技術(shù)的內(nèi)容
目前所說的“3S”技術(shù)即是測(cè)繪技術(shù)的新內(nèi)容,其中包括全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、全自動(dòng)的測(cè)圖系統(tǒng)以及遙感技術(shù)(Rs)。在測(cè)繪新技術(shù)內(nèi)容中,其中全球定位系統(tǒng)利用信號(hào)接收機(jī)對(duì)測(cè)繪瞇的三維坐標(biāo)值進(jìn)行測(cè)算,而且此接收機(jī)在接收信號(hào)時(shí)還不會(huì)受到時(shí)間和地點(diǎn)的限制。而地理信息系統(tǒng)則利用計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)空間內(nèi)涵的信息進(jìn)地輸入、儲(chǔ)存、查詢、分析、運(yùn)算和表達(dá)。而實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量目標(biāo)的大小、形狀、性搟和位置的測(cè)量時(shí),則需要利用遙感技術(shù)中的傳感器來獲取目標(biāo)的影像資料,從而提取出有用的信息。而當(dāng)需要進(jìn)行航測(cè)成圖時(shí),則需要利用全自動(dòng)測(cè)圖系統(tǒng)來進(jìn)行,其可以有效的減少成圖的時(shí)間,有效的提高勘測(cè)的效率。
2“三 S”技術(shù)集成
GPS 全球定位系統(tǒng)、RS 遙感技術(shù)和 GIS 地理信息系統(tǒng)的集成,即“三 S”技術(shù)集成。GPS 主要用于實(shí)時(shí)、快速地提供目標(biāo)的空間位置;RS 用于實(shí)時(shí)快速地提供大面積地表物體及其環(huán)境的幾何與物理信息及各種變化;GIS 為對(duì)多種來源的時(shí)空數(shù)據(jù)的綜合處理分析和應(yīng)用的平臺(tái)?!叭?S”技術(shù)集成帶來了地球表面的時(shí)空模型,它不僅提供地面物體及其環(huán)境的幾何信息,而且給出了空間位置,并通過應(yīng)用平臺(tái)對(duì)模型進(jìn)行綜合處理和分析,滿足應(yīng)用者的各種要求。
3 采用新測(cè)繪技術(shù)意義重大
目前信息產(chǎn)業(yè)取得了較快的發(fā)展,這對(duì)于測(cè)繪技術(shù)起到了積極的促進(jìn)作用,測(cè)繪技術(shù)水平的提升,不僅是國(guó)家科技水平的重要體現(xiàn),同時(shí)也是當(dāng)前國(guó)情、國(guó)力的重要手段。通過測(cè)繪技術(shù)為各級(jí)政府提供測(cè)繪公共服務(wù),使政府的管理決策水平得到有效的提高。測(cè)繪成果繪制成圖后,其是國(guó)家和政治主張的體現(xiàn),所以測(cè)繪工作還涉及國(guó)家,所以需要保證測(cè)繪成果的安全性,從而使國(guó)家的和安全得以維護(hù)。所以需要有效的提高測(cè)繪服務(wù)的水平,從而使社會(huì)得以健康、快速的發(fā)展。近年來我國(guó)的測(cè)繪事業(yè)取得了快速的發(fā)展,相關(guān)的法律法規(guī)也不斷的完善,這對(duì)于測(cè)繪水平的提高也起到了積極的作用。當(dāng)前地理信息產(chǎn)業(yè)正在興起,這對(duì)測(cè)繪起到了極強(qiáng)的保障作用,但在當(dāng)前我國(guó)社會(huì)的快速發(fā)展過程中,測(cè)繪的需求和測(cè)繪的發(fā)展存在著脫節(jié)的情況,而且二者之間的矛盾也在日益的突出。所以提高測(cè)繪技術(shù)的水平,使測(cè)繪技術(shù)開始向現(xiàn)代化和智能化的方向發(fā)展具有迫切性。
4 現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用
由于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展,使水利工程的規(guī)模得以不斷的擴(kuò)大。水利工程具有工期長(zhǎng)、任務(wù)重的特點(diǎn),所以需要在較短時(shí)間內(nèi)提供大量的數(shù)據(jù),這就對(duì)測(cè)繪技術(shù)提出了更高的要求,僅僅依靠傳統(tǒng)的測(cè)繪作業(yè)模式是滿足不了水利工程對(duì)數(shù)據(jù)的需求,所以需要利用現(xiàn)代化的測(cè)繪技術(shù)來為水利工程提供良好的服務(wù)。
4.1 在大型水利工程中的應(yīng)用
在南水北調(diào)、三峽水利樞紐等大型的水利工程建設(shè)中,現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)深入到各個(gè)階段??睖y(cè)施工的坐標(biāo)框架即控制網(wǎng)的建立,已由 GPS 定位代替?zhèn)鹘y(tǒng)的三角測(cè)量。目前除大范圍(400 平方千米以上) 控制測(cè)量以外,GPS 定位從靜態(tài)定位后處理向?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)定位方向發(fā)展。從單純的精密定位處理向建立特定勘測(cè)施工坐標(biāo)系方向發(fā)展??睖y(cè)階段已完全采用全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)和野外數(shù)字測(cè)圖技術(shù)獲得數(shù)字地形圖。目前,勘測(cè)技術(shù)開始向機(jī)載激光測(cè)量和 CCD 航攝集成技術(shù)過渡,以獲取真三維數(shù)字地圖。利用數(shù)字地形圖可以實(shí)現(xiàn)三維虛擬現(xiàn)實(shí),在三維可視化可量測(cè)景觀上呈現(xiàn)多種工程設(shè)計(jì)方案,實(shí)現(xiàn)各種工程設(shè)計(jì)仿真,并及時(shí)計(jì)算出相應(yīng)的土石方工程量,做出該區(qū)域環(huán)境評(píng)估,以提供最優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。在水利工程施工建設(shè)和現(xiàn)場(chǎng)管理中,采取了大量的現(xiàn)代數(shù)字測(cè)繪手段。目前除大量采用全站儀進(jìn)行施工放樣、土石方驗(yàn)收,采用數(shù)字水準(zhǔn)儀測(cè)定挖填深度、測(cè)量坡度外,還有三維近地激光影像掃描、GPS -RTK 實(shí)時(shí)測(cè)圖與工程放樣、航空攝影和衛(wèi)星攝影測(cè)量等方法可進(jìn)行實(shí)時(shí)的工程進(jìn)度管理,還可以輔以移動(dòng)通信和網(wǎng)絡(luò)通信等手段,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。在山體開挖、隧道開鑿等危險(xiǎn)施工中,智能全站儀或 GPS 與 GIS 集成技術(shù)可實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械的自動(dòng)化運(yùn)行和工程安全及質(zhì)量監(jiān)控。智能全站儀可以控制機(jī)械掘進(jìn)(隧道)的位置和方向,GPS 可以實(shí)時(shí)定出施工車輛的位置和姿態(tài),可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)土方自動(dòng)挖掘控制和工程量精密計(jì)算,從而實(shí)現(xiàn)開挖和掘進(jìn)的自動(dòng)化。
4.2 在防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)中的應(yīng)用
利用“3S”技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)江、河、湖等水位的監(jiān)測(cè)工作,同時(shí)可以提前進(jìn)行災(zāi)情的預(yù)報(bào),從而為防災(zāi)和抗災(zāi)提供準(zhǔn)確的信息。而且利用遙感技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水下資源的監(jiān)測(cè),從而有效的對(duì)水污染情況進(jìn)行監(jiān)測(cè),以便于采取及時(shí)的治理措施。目前在我國(guó)已建立了災(zāi)情預(yù)報(bào)系統(tǒng),對(duì)于防災(zāi)和救災(zāi)將起到積極的作用。
4.3 在變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
在水利樞紐工程竣工后,需對(duì)水庫(kù)大壩、大型橋梁等進(jìn)行連續(xù)的、精密的監(jiān)測(cè)?,F(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)提供了連續(xù)、實(shí)時(shí)的安全運(yùn)行監(jiān)控手段。如采用 GPS、智能全站儀(測(cè)量機(jī)器人)和數(shù)字垂線儀等技術(shù)( 它們都具有全自動(dòng)、全天候、無人值守的特點(diǎn)) ,綜合其他工業(yè)傳感器,可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)、無人或少人值守的工程運(yùn)行方式。又如,利用三維激光影像掃描儀,可以對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象(大壩、橋梁)進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè),幾秒鐘內(nèi)對(duì)整體幾百萬(wàn)個(gè)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行毫米級(jí)分析,可以隨時(shí)準(zhǔn)確了解觀測(cè)對(duì)象整體模型變形情況。
4.4 RS 技術(shù)在水利工程勘測(cè)中的應(yīng)用
當(dāng)前在編制地形圖、像片圖和專用圖過程中都會(huì)利用遙感技術(shù),能用遙感技術(shù)可以有效的對(duì)水利工程的流域進(jìn)行規(guī)劃,而且在無人煙的地方也能利用遙感像片提供信息,從而有效的減少了野外工作人員的工作強(qiáng)度,可以在短時(shí)間內(nèi)快速成圖。
5 結(jié)束語(yǔ)
將測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用到水利工程中,可以有效的提高水利工程設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營(yíng)的質(zhì)量,有效的控制造價(jià)成本,所以測(cè)繪技術(shù)的先進(jìn)與否,則直接影響著水利工程的健康發(fā)展。因此需要加強(qiáng)對(duì)測(cè)繪技術(shù)在水利工程應(yīng)用中的研究,從而有效的提高測(cè)繪質(zhì)量,使測(cè)繪工作人員的工作量得以降低,推動(dòng)水利工程得以健康、持續(xù)的發(fā)展,使其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益得以實(shí)現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
[1]賈力.水利測(cè)量現(xiàn)狀與展望[J].河北水利,2006(08).
關(guān)鍵詞:礦山測(cè)量;測(cè)繪新技術(shù);應(yīng)用;
中圖分類號(hào):O434文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
前言:
測(cè)繪新技術(shù)有著自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),其持續(xù)的發(fā)展趨勢(shì)不容小覷,在未來的時(shí)間里將會(huì)為我國(guó)的礦山測(cè)量工作提供極大的便利。與此同時(shí) ,這一技術(shù)的應(yīng)用范圍也必然將在未來的發(fā)展里獲得進(jìn)一步的擴(kuò)大 ,進(jìn)而為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更多的貢獻(xiàn)。下文就對(duì)礦山測(cè)量中的測(cè)繪新技術(shù)的含義、現(xiàn)狀以及應(yīng)用進(jìn)行一個(gè)詳細(xì)的闡述。
1. 測(cè)繪新技術(shù)含義
測(cè)繪技術(shù)是憑借著信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與通信技術(shù)快速發(fā)展的春風(fēng)獲得進(jìn)步的。不僅如此 ,不論是測(cè)繪工程的技術(shù)體系還是研究人員的研究范圍都圍繞著新時(shí)期的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求做出相應(yīng)的改變 ,例如以高新技術(shù)為重要載體 ,打入日漸激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中來探尋立足之地。所以 ,引導(dǎo)測(cè)繪行業(yè)變?yōu)槲覈?guó)的信息關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)之一早已成為重要趨勢(shì)。與此同時(shí) ,服務(wù)的范圍與對(duì)象都獲得了擴(kuò)展 ,一改之前單一性的控制、測(cè)圖以及地形圖制作等工作內(nèi)容 ,反而將國(guó)防建設(shè)與國(guó)家的社會(huì)發(fā)展作為未來的發(fā)展方向。不僅如此 ,還和包括空間數(shù)據(jù)在內(nèi)的多個(gè)領(lǐng)域建立起了緊密的聯(lián)系。現(xiàn)今 ,在信息時(shí)代持續(xù)快速進(jìn)步的條件下 ,測(cè)繪新技術(shù)在數(shù)字化信息發(fā)展中的作用必將越來越重要。
2.測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
測(cè)繪技術(shù)在全球衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展下得到了很大的提高。目前使用最廣泛的測(cè)繪技術(shù)是3S 技術(shù),它是由空間技術(shù)和其他相關(guān)技術(shù)相結(jié)合而發(fā)展來的,其中 3S 技術(shù)指的是 GIS(地理信息系統(tǒng))、RS(遙感)、GPS(全球定位系統(tǒng))。3S 技術(shù)使得在工程測(cè)量中的傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)得到了很大的改進(jìn),給礦山工程測(cè)量帶來了很多的方便。即傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)是通過紙質(zhì)或類似介質(zhì)對(duì)地圖進(jìn)行編制、更新和生產(chǎn),來指導(dǎo)后續(xù)工作的進(jìn)行,而 3S 技術(shù)以及新產(chǎn)生的測(cè)繪技術(shù)則是通過衛(wèi)星進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集,再結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和管理,測(cè)繪人員只要在室內(nèi)借助計(jì)算機(jī)和先關(guān)配套的輔助設(shè)備就可以將通過衛(wèi)星獲取的遙感影像、數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何信息和物理信息的提取和轉(zhuǎn)換,繪制出數(shù)字化地理信息產(chǎn)品,滿足生產(chǎn)的需要。這種數(shù)字化的地理信息易儲(chǔ)存、傳遞方便快捷、有更高的靈活性,可以有效地提高工程測(cè)量的效率,為測(cè)繪技術(shù)注入新的活力。測(cè)繪技術(shù)的服務(wù)對(duì)象和范圍也在不斷地礦大,已由原本的制作基本地質(zhì)地形圖,擴(kuò)大到各個(gè)領(lǐng)域。它對(duì)于信息化社會(huì)的建設(shè)具有重大意義。
3.礦山測(cè)量中的測(cè)繪新技術(shù)應(yīng)用
(1)慣性測(cè)量系統(tǒng)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用
慣性測(cè)量系統(tǒng)是一種由陀螺平臺(tái)和加速度計(jì)等慣性器件組成的,適應(yīng)于測(cè)定載體的姿態(tài)和空間位置及重力場(chǎng)參數(shù)的測(cè)量系統(tǒng),具有自主式,快速多能和機(jī)動(dòng)靈活,全天候等優(yōu)勢(shì),能夠?yàn)楣こ虦y(cè)量和礦山測(cè)量作業(yè)及大地測(cè)量的全能型和自動(dòng)化提供新型的技術(shù)手段,慣性測(cè)量系統(tǒng)是利用慣性的導(dǎo)航原理,以同時(shí)間獲取多種大地測(cè)量數(shù)據(jù),比如經(jīng)緯度,方位角,高程,重力異常和垂線偏差等進(jìn)行測(cè)量的技術(shù),慣性測(cè)量系統(tǒng)在測(cè)繪領(lǐng)域的目標(biāo)包括管線監(jiān)測(cè),地殼形變,地表沉陷觀測(cè),定位;控制測(cè)量,比如對(duì)已有的控制點(diǎn)的加密,航測(cè)控制和檢核; 地震,重力測(cè)量,地球物理研究; 井下定位和各種建筑,工程的測(cè)量; 井筒和罐道梁的垂直性監(jiān)測(cè)等等
(2)礦山測(cè)繪工具的進(jìn)步
現(xiàn)在我們的礦山測(cè)量人員所使用的最廣泛的測(cè)繪工具就是全站儀。全站儀作為一種集成了多方面科學(xué)技術(shù)、新研究成果的綜合化。自動(dòng)一體的工具,其自身所具有的高度的自動(dòng)化,是其較其他測(cè)量工具所擁有的巨大優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際的運(yùn)用中只需要采集到足夠的數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入,自身就會(huì)根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)行,在地面測(cè)量和地形地勢(shì)的測(cè)量方面起到了很好的應(yīng)用效果。極大地便利了礦山測(cè)繪人員。同時(shí)全站儀的發(fā)展向著智能化前進(jìn),在全球測(cè)量領(lǐng)域中都占有著重要的地位。因?yàn)槿緝x兼具了經(jīng)緯儀和測(cè)距儀兩種儀器的功能,其得出的結(jié)果以數(shù)字的形式體現(xiàn),同時(shí)與其他的設(shè)備能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸,簡(jiǎn)單方便,同時(shí)性能也比較穩(wěn)定。在礦山的實(shí)際測(cè)量中,全站儀與計(jì)算機(jī)相互合作,得出來的礦山三維立體影像,直觀而生動(dòng),在相關(guān)數(shù)據(jù)的收集整理方面有著簡(jiǎn)便操作,這樣,面對(duì)著地質(zhì)的變化,只要簡(jiǎn)單進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和整理,就可以在短時(shí)間內(nèi)重新繪制出新的礦山測(cè)量圖,既節(jié)約了人力成本和時(shí)間,又保證了速度和精度。
(3)遙感技術(shù)在礦山工程測(cè)量中的應(yīng)用
遙感技術(shù)是通過從遠(yuǎn)的距離感知目標(biāo)地物自身輻射或者反射的電磁波、紅外線、可見光,對(duì)目標(biāo)地物進(jìn)行探測(cè)和識(shí)別的技術(shù)。在進(jìn)行礦山工程測(cè)量時(shí),遙感技術(shù)的應(yīng)用是很多的,利用遙感技術(shù)進(jìn)行大面積的測(cè)量,判斷整個(gè)礦山的概況。遙感技術(shù)時(shí)效性非常強(qiáng),可以及時(shí)有效地對(duì)目標(biāo)地物進(jìn)行測(cè)量,將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息儲(chǔ)存在內(nèi)存卡內(nèi),或傳送給數(shù)據(jù)處理人員。利用遙感技術(shù),可以得到不同類型的比例尺地形圖,并且將這個(gè)比例尺地形圖作為施工的憑證,不僅可以增強(qiáng)礦山施工的整體效率,而且可以進(jìn)一步提高施工質(zhì)量。
(4)空間信息技術(shù)即全球定位系統(tǒng),遙感,地理信息系統(tǒng),
其主體和核心就是 3S技術(shù),其中,遙感主要包括航空遙感和衛(wèi)星遙感兩種,航空遙感作為地形圖測(cè)繪的重要方式,已經(jīng)在實(shí)踐中得到廣泛的應(yīng)用,并且衛(wèi)星遙感用于測(cè)圖也正在研究之中,并取得了意義重大的成果GPS 作為一項(xiàng)能夠引起傳統(tǒng)測(cè)繪觀念重大變革的技術(shù),已經(jīng)成為最具潛力的全能型技術(shù),是大地測(cè)量的技術(shù)手段,在控制測(cè)量,工程測(cè)量,環(huán)境測(cè)量,防災(zāi)減災(zāi),礦山測(cè)量及交通運(yùn)輸工具的導(dǎo)航等方面都發(fā)揮著舉足輕重的作用,再者,與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)相比,GPS并沒有嚴(yán)格的控制測(cè)量的等級(jí)劃分,因此,不需要考慮測(cè)點(diǎn)間的通視和造標(biāo),也不存在誤差的積累,還可以同時(shí)間進(jìn)行三維定位,具有全天候,高精度和高靈活性的優(yōu)勢(shì),對(duì)于誤差來源,數(shù)據(jù)處理和在外業(yè)測(cè)量模式等方面是對(duì)以往的測(cè)繪理念的革命性的轉(zhuǎn)變,地理信息系統(tǒng)是一種對(duì)空間地理的分布有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,管理,處理,分析的計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng),其發(fā)展和應(yīng)用對(duì)于測(cè)繪科學(xué)的發(fā)展意義深遠(yuǎn),可謂是支撐現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的技術(shù)大廈。
(5)地理信息系統(tǒng)技術(shù)在礦山工程測(cè)量中的應(yīng)用
地理信息系統(tǒng)技術(shù)是在計(jì)算機(jī)軟、硬件系統(tǒng)的支持下,對(duì)整個(gè)或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)技術(shù)在礦山工程測(cè)量中的應(yīng)用主要是在為礦山創(chuàng)建合理的礦山管理系統(tǒng)、利用模擬技術(shù)建立三維礦山和建立合理的多源數(shù)據(jù)找礦模型三個(gè)方面。礦山專業(yè)測(cè)量人士,可以有效地管理地理信息合理的應(yīng)用功能,使建立的信息系統(tǒng)逐漸的完善。礦山管理包括很多方面,即:環(huán)境評(píng)估、檢測(cè)沉降、土地復(fù)墾、港道開挖,采礦和礦山設(shè)計(jì)等方面,工作人員進(jìn)行測(cè)試時(shí),充分地利用地理信息管理系統(tǒng)進(jìn)行礦山工程測(cè)量,提高管理的各個(gè)方面的效率。其次,利用三維仿真技術(shù),使礦山三維模型是近似合理的,然后保證描述的客觀性,充分體現(xiàn) 3D 的概念。然后,負(fù)責(zé)礦山工程測(cè)量的人員就可以通過建立的三維模型,獲得更為精確地礦山分布范圍,了解礦體的整體布局。施工人員在了解礦體分布的情況下,可以準(zhǔn)確的圈定地下地質(zhì)體,從而保證礦山生產(chǎn)工作科學(xué)有效的開展。將來自多源的數(shù)據(jù)有效地進(jìn)行聚集,以便進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,創(chuàng)建一個(gè)多源數(shù)據(jù)的找礦模型,這樣就可以是礦山工程測(cè)量工作順利進(jìn)展。因此,礦山工程測(cè)量過程中,多源數(shù)據(jù)的分析便于建立合理的找礦模型,通過模擬系統(tǒng)進(jìn)行找礦流程的模擬,在實(shí)際的施工過程中,將會(huì)提供相對(duì)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),確保找礦工作的有效進(jìn)行。
4.新技術(shù)運(yùn)用下,礦山測(cè)量所面對(duì)的現(xiàn)實(shí)問題和解決辦法
由于大量新技術(shù)的誕生,新成果的運(yùn)用,相關(guān)學(xué)科的發(fā)展總是較其慢一拍,這也就導(dǎo)致在實(shí)際的運(yùn)用過程中,出現(xiàn)相關(guān)軟件不會(huì)運(yùn)用、數(shù)據(jù)的錄入不準(zhǔn)確,最終得出的相關(guān)結(jié)論與實(shí)際存在著差異性的現(xiàn)象。同時(shí)在錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)下建立的模型,對(duì)相關(guān)工作起到了誤導(dǎo)的作用,這也是不得不重視的實(shí)際問題。
解決辦法:加強(qiáng)相關(guān)工作人員自身的知識(shí)儲(chǔ)量的提升,和其他學(xué)科教授人員進(jìn)行溝通學(xué)習(xí),多部門多單位同時(shí)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的交流,在探討中加深對(duì)于本學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)的掌握程度,利用知識(shí)遷移的正遷移,達(dá)到更好地引導(dǎo)和促進(jìn)作用,來為礦山測(cè)量事業(yè)增添新的助力。
結(jié)束語(yǔ):
礦山測(cè)量技術(shù)扮演著不可或缺的角色 ,不論是在還是在金屬礦山的生產(chǎn)方面都起到了非常關(guān)鍵的作用。在社會(huì)主義發(fā)展的新時(shí)期 ,要想更好的完成礦山測(cè)量任務(wù)就需要最大限度的發(fā)揮現(xiàn)代測(cè)繪儀器和技術(shù)的作用。在測(cè)量過程中 ,要以礦山的實(shí)際狀況與相關(guān)需要來使用高水平的現(xiàn)代技術(shù) ,從而更好的加快我國(guó)礦山測(cè)量的改革進(jìn)程與快速發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1] 張連貴,梁廣泉.測(cè)繪新技術(shù)的發(fā)展及其在礦山測(cè)量中的應(yīng)用研[J].地礦測(cè)繪,2004(02).
空間信息技術(shù)的發(fā)展始于20世紀(jì)80年代,主要包括GIS(地理信息系統(tǒng))、RS(遙感技術(shù))、GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))等技術(shù),空間信息技術(shù)應(yīng)用于智能電網(wǎng)領(lǐng)域,主要研究與空間分布相關(guān)的數(shù)據(jù)采集、測(cè)量、存儲(chǔ)、傳輸、管理等。GIS(地理信息系統(tǒng))是GIS技術(shù)應(yīng)用于配電自動(dòng)化系統(tǒng)的管理方式,為配電網(wǎng)的設(shè)備提供一個(gè)完備的資產(chǎn)管理平臺(tái),同時(shí)集成了配電網(wǎng)的資產(chǎn)管理、配電業(yè)務(wù)管理、配電網(wǎng)絡(luò)分析、三維漫游模擬巡視、與配電網(wǎng)SCADA、EMS等系統(tǒng)接口的功能,完善對(duì)配網(wǎng)的監(jiān)控與管理。RS(遙感技術(shù))多用于電力系統(tǒng)的防災(zāi)工作中,如地震、臺(tái)風(fēng)、冰災(zāi)等的監(jiān)測(cè)、震害防御、應(yīng)急救援、災(zāi)后重建等,還可以對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行情況、災(zāi)害發(fā)生進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。在2008年曾給我國(guó)湖南電網(wǎng)、廣西電網(wǎng)、貴州電網(wǎng)、福建電網(wǎng)等帶來巨大的損失和停電影響的冰災(zāi)事故中,國(guó)家電網(wǎng)集就開展了基于衛(wèi)星遙感技術(shù)的廣域自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)技術(shù)的科技減災(zāi)措施。GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))多用于電力系統(tǒng)的測(cè)量、搶修和故障診斷中,另外,GPS還有一個(gè)重要的對(duì)時(shí)功能,幾乎所有的電力系統(tǒng)設(shè)備、繼電保護(hù)裝置、安全自動(dòng)裝置都必須進(jìn)行統(tǒng)一的時(shí)鐘對(duì)時(shí),這是進(jìn)行故障分析、處理、事故追憶的重要憑證。此外,GPS還可以用于電網(wǎng)的巡視和檢修。
2云計(jì)算在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用
云計(jì)算是一種新型的IT資源運(yùn)用模式,它通過網(wǎng)絡(luò)按需、易擴(kuò)展方式來獲得所需的計(jì)算資源,云計(jì)算因其具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)計(jì)算與存儲(chǔ)能力,并具有高安全性、可擴(kuò)展性、資源共享等優(yōu)點(diǎn),在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用前景十分廣泛。面向智能電網(wǎng)的云技術(shù)將各個(gè)環(huán)節(jié)的信息進(jìn)行整合,并實(shí)現(xiàn)信息的交互,將智能云技術(shù)作為電力系統(tǒng)底層信息交互技術(shù),實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)各項(xiàng)智能模塊的功能。智能云包括:智能調(diào)度、智能運(yùn)行、智能監(jiān)控、智能保護(hù)、智能輸配電。下圖即為智能云的組成環(huán)節(jié):
2.1提高電網(wǎng)仿真速度
隨著智能電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,對(duì)大容量電力系統(tǒng)的仿真也日益困難,智能電網(wǎng)引入分布式能源、發(fā)展特高壓網(wǎng)架結(jié)構(gòu),復(fù)雜的電力電子器件和分布式能源特性也使得電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)與暫態(tài)運(yùn)行特性發(fā)生了巨大變化,提高了電網(wǎng)仿真的難度,智能云技術(shù)的使用,將有利于電網(wǎng)仿真速度和計(jì)算速度的提高,尋找最優(yōu)的系統(tǒng)網(wǎng)架互聯(lián)方案。
2.2提高辦公自動(dòng)化程度
在智能電網(wǎng)的發(fā)展過程中,員工都用個(gè)人辦公計(jì)算機(jī)開展業(yè)務(wù),這種單獨(dú)的專屬計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)模式的資源利用率不高,且信息安全面臨風(fēng)險(xiǎn)。智能云技術(shù)能夠?qū)㈦娏ο到y(tǒng)內(nèi)部龐大的內(nèi)網(wǎng)資源拆分成小的計(jì)算塊,在由智能云計(jì)算服務(wù)器進(jìn)行快速計(jì)算,結(jié)果返還客戶,通過智能云計(jì)算的方法,將大大提高辦公自動(dòng)化系統(tǒng)的響應(yīng)速度。
2.3電力系統(tǒng)私有云
電力系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)具有一定敏感性,其中,與電網(wǎng)運(yùn)行與控制的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)至關(guān)重要,關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。雖然電網(wǎng)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)與電力通信數(shù)據(jù)網(wǎng)的雙網(wǎng)分開運(yùn)行,但是電力信息數(shù)據(jù)在一定程度上仍然受到其它因素的干擾,存在泄密與通信質(zhì)量受影響的可能。通過智能云計(jì)算,可以利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)物理設(shè)備,重新構(gòu)建電力系統(tǒng)私有的云,這樣,電力系統(tǒng)可以完全控制云計(jì)算的方式、集群應(yīng)用、存儲(chǔ)以及各類資源的調(diào)用,而不用依賴于公用的云計(jì)算服務(wù)商,這無疑提高了電力數(shù)據(jù)的安全性。
3電力經(jīng)營(yíng)管理信息技術(shù)
3.1電力營(yíng)銷管理系統(tǒng)
隨著電力體制改革的不斷深入,電力融入市場(chǎng)化進(jìn)程進(jìn)一步推進(jìn),客戶服務(wù)意識(shí)不斷增強(qiáng)。2002年,國(guó)家電力公司對(duì)傳統(tǒng)的供電營(yíng)銷模式進(jìn)行了革新,對(duì)電力營(yíng)銷的全過程進(jìn)行計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化改造。并在國(guó)家電力公司下轄的各省公司進(jìn)行同步改造,建立用電管理信息系統(tǒng),在地(市)一級(jí)的供電業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)化受理。此外,供電公司建設(shè)客戶服務(wù)中心,建立專門的客戶服務(wù)系統(tǒng)、營(yíng)銷管理系統(tǒng)、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)服務(wù)系統(tǒng),并設(shè)立“95598”客戶服務(wù)專線。計(jì)算機(jī)信息技術(shù)在電力營(yíng)銷管理中發(fā)揮了重要作用。
3.2管理信息系統(tǒng)(MIS)
信息管理系統(tǒng)(MIS)包括辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、綜合指標(biāo)查詢系統(tǒng)、計(jì)劃統(tǒng)計(jì)管理、人事勞資管理、生產(chǎn)管理、設(shè)備管理、安全監(jiān)督管理、電力負(fù)荷管理、營(yíng)銷管理、燃料管理、工程管理、財(cái)務(wù)管理、電網(wǎng)實(shí)時(shí)信息管理系統(tǒng)等,涉及到電力生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理的各個(gè)層面,在各大電網(wǎng)企業(yè)都將信息化建設(shè)放到重要位置的背景下,管理信息系統(tǒng)在提供數(shù)字化辦公環(huán)境、進(jìn)行企業(yè)綜合業(yè)務(wù)管理、提供多媒體會(huì)議環(huán)境、電子郵件與視頻會(huì)議系統(tǒng)等方面起到了重要作用。
3.3信息安全技術(shù)
關(guān)鍵詞:新形勢(shì);地質(zhì)測(cè)繪技術(shù);發(fā)展;應(yīng)用
中圖分類號(hào):P623 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-2064(2017)07-0124-01
傳統(tǒng)的地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)過度的依賴經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、平板儀等實(shí)測(cè)儀器,在實(shí)際的地質(zhì)測(cè)量中,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的具體操作水平有較高的要求,并且在人力、設(shè)備資金等方面的投入很大。而在新形式下,由于航攝信息技術(shù)的發(fā)展與完善,原有測(cè)繪儀器在實(shí)際地質(zhì)測(cè)繪中的使用大大減少。在當(dāng)下信息技術(shù)主宰的時(shí)代里,地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)的核心是3S技術(shù)。
1 新形勢(shì)下地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展
全新的地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)各領(lǐng)域已經(jīng)開始了廣泛的應(yīng)用,特別是在地質(zhì)調(diào)查與礦產(chǎn)勘查工作中,這種新技術(shù)啟到了非常重要的作用[1]。新形勢(shì)下的地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)的代表三種超強(qiáng)的融合了當(dāng)代科技技術(shù)的形式,他們分別是:GPS技術(shù)、GIS技術(shù)、RS技術(shù)。由美國(guó)主導(dǎo)的全球衛(wèi)星定位技術(shù)GPS已經(jīng)老生常談,現(xiàn)在筆者對(duì)其他兩種技術(shù)展開討論分析。
1.1 地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)中GIS技術(shù)的應(yīng)用
GIS是Geographic Information System的縮寫,就是我們常說的地理信息系統(tǒng)。按照學(xué)科的劃分,地理信息系統(tǒng)可以歸屬到空間信息系統(tǒng)的范疇中,這種系統(tǒng)是以地理決策、地理研究為主要目的的,它實(shí)質(zhì)上是一種人機(jī)交互式的空間決策系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)的核心部分是強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)和計(jì)算機(jī)處理裝置,他能對(duì)空間信息進(jìn)行快速的響應(yīng)、分析以及處理,它還可以把地理分析功能和數(shù)據(jù)庫(kù)的處理結(jié)果以地圖的形式顯示,簡(jiǎn)單明了。目前,地理信息系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)的地質(zhì)勘探、地質(zhì)測(cè)繪、地質(zhì)監(jiān)測(cè)等地質(zhì)領(lǐng)域中廣泛的應(yīng)用。在日常的地質(zhì)測(cè)繪工作過程中,地理信息系統(tǒng)主要被作為空間信息的基礎(chǔ)平臺(tái)來使用的,借助該系統(tǒng)可以對(duì)便利的完成地理數(shù)據(jù)的采集工作、管理工作、分析工作乃至決策工作,進(jìn)而給地理測(cè)繪工作提供數(shù)字化的信息。
1.2 地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)中RS技術(shù)的應(yīng)用
RS是遙感技術(shù)的簡(jiǎn)稱,近些年來,隨著航空技術(shù)的不斷進(jìn)步,空間科學(xué)也逐漸開始完善了,RS技術(shù)就是在這樣的形勢(shì)下發(fā)展起來的。如今,RS技術(shù)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)的地質(zhì)測(cè)繪工作中得到了廣泛的推廣應(yīng)用。RS技術(shù)應(yīng)用與地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)主要是依賴于遙感衛(wèi)星與環(huán)境監(jiān)測(cè)衛(wèi)星做到的,RS技術(shù)能夠用不同幅度的圖像資料反映地表的動(dòng)態(tài)變化,這為RS技術(shù)在實(shí)際地質(zhì)測(cè)繪中的應(yīng)用提供了巨大的便利[2]。RS技術(shù)應(yīng)用與地質(zhì)測(cè)繪工作中使得地質(zhì)測(cè)繪的范圍更加大,時(shí)效性更加強(qiáng),圖像可比性更加高。
2 工程地質(zhì)測(cè)繪工作中現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用
2.1 礦山的地質(zhì)測(cè)繪
幅員遼闊的中國(guó)礦產(chǎn)資源異常的豐富,在礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用進(jìn)程中,礦山地質(zhì)的測(cè)繪工作不可或缺,是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。在礦山的地質(zhì)測(cè)繪工作中,對(duì)RS技術(shù)和GPS技術(shù)的應(yīng)用相對(duì)比較多。RS技術(shù)已經(jīng)在礦山地質(zhì)測(cè)繪領(lǐng)域中應(yīng)用較長(zhǎng)時(shí)間了,通過RS技術(shù),地質(zhì)測(cè)繪人員可以便利的獲得與礦區(qū)地質(zhì)相關(guān)的信息源,這樣就可以為礦區(qū)的開采以及環(huán)境保護(hù)工作的決策提供科學(xué)可靠的依據(jù)[3]。
2.2 水利工程的地質(zhì)測(cè)繪
RS技術(shù)的應(yīng)用使得地質(zhì)工作者不僅可以實(shí)時(shí)地檢測(cè)江河湖泊的實(shí)時(shí)水位,同時(shí)還可以實(shí)時(shí)的檢測(cè)洪水災(zāi)害的面積,為后續(xù)災(zāi)害防治措施的決策工作提供可信賴的依據(jù)。以GIS技術(shù)和RS技術(shù)為核心的地理測(cè)繪集成系統(tǒng)可以做到準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)洪水以及干旱發(fā)生的范圍、時(shí)間、嚴(yán)重程度,進(jìn)而為水利工程的防災(zāi)減災(zāi)決策工作提供有價(jià)值的參考信息,避免了傳統(tǒng)水利測(cè)繪工作的盲目性。
總之,現(xiàn)階段,導(dǎo)線測(cè)量以及“3S”技術(shù)在地質(zhì)測(cè)繪中的應(yīng)用,極大地減輕了地質(zhì)工作者的工作強(qiáng)度,并且顯著的提高了地質(zhì)測(cè)繪工作的精確度。
參考文獻(xiàn)
[1]姜楠,項(xiàng)明月,王一楠.新形勢(shì)下當(dāng)前地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦技術(shù)的分析[J].中小企業(yè)管理與科技(上旬刊),2016,(12):180-181.
關(guān)鍵詞 海洋環(huán)境污染 海洋災(zāi)害 海洋工程與海洋環(huán)境相互作用
隨著沿海經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,近海海域遭到越來越嚴(yán)重的污染,使海域環(huán)境質(zhì)量明顯下降,生態(tài)環(huán)境日趨惡化,并對(duì)生物資源和人體健康產(chǎn)生有害影響。近海水域的污染已成為世界各國(guó),特別是象我國(guó)這樣具有相當(dāng)長(zhǎng)的海岸線和眾多海灣的國(guó)家所共同關(guān)心的環(huán)境問題。海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展還面臨嚴(yán)酷的海洋自然環(huán)境,海洋災(zāi)害直接影響著海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展規(guī)模、速度和效益,精確預(yù)報(bào)海洋災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展和應(yīng)該采取何種防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)工程措施,也成為嚴(yán)重關(guān)注的環(huán)境問題。為了開發(fā)海洋中的空間、礦產(chǎn)、漁業(yè)、能源等物質(zhì)資源,需要在海上進(jìn)行各類工程建設(shè),在目前科技日益發(fā)展的情況下,工程建設(shè)的規(guī)模日益巨大,這些大規(guī)模的工程建設(shè)和海洋環(huán)境之間的相互作用也將是開發(fā)海洋中的一個(gè)應(yīng)引起特別關(guān)注的重要問題。為了適應(yīng)我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,海洋環(huán)境的日益惡化,海洋災(zāi)害的頻發(fā)和海洋工程向大型化發(fā)展,近海石油氣田的開發(fā),以及海岸帶開發(fā)過程中的后效問題的研究需要,針對(duì)我國(guó)重大海洋環(huán)境與保護(hù)問題開展研究是十分必要和迫切的。
在這方面,重點(diǎn)需要開展的研究課題大體上有三類。第一類課題是海洋環(huán)境特征對(duì)各類污染物作用的機(jī)理和規(guī)律研究,第二類課題是海洋工程設(shè)施防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)研究,第三類課題是海洋工程及海洋環(huán)境工程與海洋環(huán)境的相互作用吸防治措施與對(duì)策。
一、海洋環(huán)境特征對(duì)各類污染物的作用機(jī)理和規(guī)律研究
以海洋流體動(dòng)力對(duì)各類污染物遷移、擴(kuò)散、轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究為基礎(chǔ),考慮各種自然環(huán)境因素(浪、流、風(fēng)、光、溫度、濕度)、物理因素(擴(kuò)散、揮發(fā)、沉降、吸附、釋放)、化學(xué)因素、生物因素的作用,揭示污染物在海洋復(fù)雜條件下的運(yùn)動(dòng)及演變規(guī)律,并建立海洋水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型。此外,近年來,在我國(guó)沿海海域,赤潮頻發(fā)嚴(yán)重。因此,除了加強(qiáng)赤潮的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)外,也應(yīng)加強(qiáng)在建立赤潮生長(zhǎng)機(jī)理和發(fā)展規(guī)律方面的研究工作。
此項(xiàng)研究應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、物理模型實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)模擬研究相結(jié)合的方法來進(jìn)行。由于現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)工作耗資巨大,且受到許多客觀條件的限制,所獲得的數(shù)據(jù)往往有許多綜合因素的共同作用,很難將其中的單因素影響分離出來,因此,往往只能用它來作為對(duì)某一水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型進(jìn)行檢驗(yàn)其可行性和精度的一個(gè)實(shí)例。
用數(shù)學(xué)模擬方法來建立海洋水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型是一個(gè)較為有效的方法。目前,在這方面國(guó)內(nèi)外已有不少水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型,這些水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型大體上都基于以下幾方面的模型:水流數(shù)學(xué)模型;波浪數(shù)學(xué)模型;液流相互作用模型;近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型。
在水流數(shù)學(xué)模型研究方面,對(duì)于較大范圍的海域,通??刹捎蒙疃绕骄某绷鹘虒W(xué)模型,對(duì)于紊動(dòng)影響不顯著的海域,可不考慮湍流影響,而對(duì)于湍流效應(yīng)顯著的區(qū)域,如排污口近區(qū),則應(yīng)考慮湍流效應(yīng)。此外,采用坐標(biāo)變換,可建立一種能夠考慮復(fù)雜地形和套流效應(yīng)的三維潮流數(shù)學(xué)模型,這樣才能夠較好地重現(xiàn)實(shí)際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域,水流數(shù)學(xué)模型可以以N-S方程和通用的k-(湍流模型為基礎(chǔ),針對(duì)水溫和鹽度分層流的流動(dòng)特性,考慮浮力對(duì)紊動(dòng)的影響,建立用于模擬同時(shí)存在溫度和鹽度梯度這一類密度分層流的k-(單流體數(shù)學(xué)模型。也可以基于多流體模型的基本概念,分別對(duì)兩相本身的湍流輸運(yùn)規(guī)律以及相間相互作用規(guī)律進(jìn)行模擬,建立兩相湍浮力分層流的雙流體數(shù)學(xué)模型。
在波浪數(shù)學(xué)模型研究方面,可應(yīng)用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數(shù)方程組,以提高求解效率。從水波發(fā)展方程出發(fā),可導(dǎo)出一種用于大區(qū)域波浪變形問題的數(shù)學(xué)模型。通過引入弱非線性波色散關(guān)系,可使雙曲型緩坡方程能夠有效地考慮波浪的非線性效應(yīng)。對(duì)高階Boussinesq方程的進(jìn)一步研究,可使方程的色激性從入水到深水都達(dá)到很高精度,并提高方程的非線性精度,可以更精確的計(jì)算較深水域波浪的非線性特征。
針對(duì)帶自由表面的波浪場(chǎng)問題,通過把能有效模擬自由面形態(tài)的N— S方程和波能平衡方程的結(jié)合,可導(dǎo)出一個(gè)能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程,用這個(gè)方程可模擬規(guī)則波和不規(guī)則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數(shù)學(xué)模型,可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面,對(duì)于弱流情形,可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型;對(duì)于強(qiáng)流情形,可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型??梢詫⑤椛鋺?yīng)力的計(jì)算公式與拋物型緩坡方程中的待求變量聯(lián)系起來,建立一種輻射應(yīng)力計(jì)算的新方法,用該方法可對(duì)較大區(qū)域均勻斜坡地形上的波浪輻射應(yīng)力進(jìn)行數(shù)值模擬。
在近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型研究方面,基于N一S方程所建立的深度平均的二維應(yīng)力一通量代數(shù)全場(chǎng)模型,可對(duì)非對(duì)稱潮流作用下的側(cè)向岸邊排放問題過分?jǐn)?shù)值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預(yù)報(bào)系統(tǒng)作為目標(biāo),在分析近海環(huán)境中各種物理、化學(xué)和生物現(xiàn)象的基礎(chǔ)上,針對(duì)近海海域水污染的特點(diǎn),從三維湍流模型出發(fā),在動(dòng)量方程中引入表面風(fēng)應(yīng)力、底部切應(yīng)力以及柯氏力的作用;在輸運(yùn)方程中引入反映物理、化學(xué)、生物等作用的源、匯項(xiàng),可建立一個(gè)統(tǒng)一考慮物理、化學(xué)和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預(yù)報(bào)模型,它可為環(huán)境評(píng)價(jià)、水質(zhì)規(guī)劃、污染控制以及水域排污工程設(shè)計(jì)等提供重要的科學(xué)依據(jù);同時(shí)對(duì)確定水域環(huán)境容量,從而制定水域環(huán)境保護(hù)策略,也具有十分重要的理論價(jià)值和應(yīng)用前景。
應(yīng)該指出,在海洋水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型研究方面,數(shù)學(xué)模擬無疑是一種十分有效的手段,但不論是何種數(shù)學(xué)模型,其模型中所需的必要參數(shù)和邊界條件的處理是研究水質(zhì)模
型的技術(shù)關(guān)鍵,直接影響到水質(zhì)模型的科學(xué)性和預(yù)測(cè)能力。而這些必要的數(shù)據(jù)是無法從數(shù)學(xué)模型本身來取得的,有些可以通過現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)來得到,但其中一些最基本的卷數(shù)是要通過基本機(jī)理的研究才能得到,在這方面物理模型實(shí)驗(yàn)研究將是一個(gè)有效的手段。 能模擬海洋動(dòng)力因素的先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,現(xiàn)代化的量測(cè)儀器和測(cè)試系統(tǒng)是開展物理模型實(shí)驗(yàn)研究的必備條件。進(jìn)一步完善PIV和LIF的濃度場(chǎng)、速度場(chǎng)同步測(cè)量系統(tǒng),可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直結(jié)構(gòu),獲得流場(chǎng)中水質(zhì)點(diǎn)速度的空間分布和時(shí)間過程;并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場(chǎng)的空間及時(shí)間變化過程,可用以分析定量污染物團(tuán)在波浪及波流相互作用下擴(kuò)散的基本特征和擴(kuò)散系數(shù)。
二、海洋災(zāi)害的精確預(yù)報(bào)及海洋工程設(shè)施防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)的研究
海洋災(zāi)害主要包括風(fēng)暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。90年代以來,我國(guó)海洋災(zāi)害所造成的損失每年達(dá)上百億元人民幣,是世界上海洋災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一。海洋工程結(jié)構(gòu)的投資費(fèi)用很高,一旦發(fā)生破壞,將會(huì)造成重大的人員傷亡和巨額財(cái)產(chǎn)損失(如1969年渤海冰推倒“海二井”平臺(tái),1989年風(fēng)暴潮損失超6億元,1991年DB29銷管船在南海通臺(tái)風(fēng)翻沉等)。當(dāng)前我國(guó)海洋能源開發(fā)與海洋空間利用的絕大部分活動(dòng)是在近海和極淺海海域。為了保證在這些海域所建造的工程設(shè)施能夠安全服役免遭破壞,面臨的首要問題是弄清這一海域中嚴(yán)酷和復(fù)雜多變的環(huán)境因素。我國(guó)東臨西北太平洋,每年出現(xiàn)的臺(tái)風(fēng)數(shù)目占全球的38%,其中對(duì)我國(guó)可能造成災(zāi)害的臺(tái)風(fēng)每年有7—8個(gè)。每當(dāng)臺(tái)風(fēng)在我國(guó)登陸或接近我國(guó)沿海通過時(shí),都會(huì)在沿岸局部地區(qū)產(chǎn)生風(fēng)暴潮,形成風(fēng)暴潮災(zāi)害。
在我國(guó)北方海域(渤海和北黃海),冬季由于受寒潮影響,沿岸地區(qū)每年都有結(jié)冰現(xiàn)象,結(jié)冰嚴(yán)重的年份則出現(xiàn)冰害。若對(duì)這些海洋災(zāi)害估計(jì)不足將會(huì)帶來巨大的損失。渤海重疊冰與堆積冰的形成,不但可給結(jié)構(gòu)物以強(qiáng)大的冰壓力,而且由于冰激引起的振動(dòng)作用,也會(huì)給海洋平臺(tái)的使用和安全帶來巨大的損害。而冰區(qū)溢油的遷移規(guī)律及預(yù)防和清理技術(shù),至今尚未進(jìn)行過深入的研究。對(duì)近岸大面積冰排和海上浮冰,在波浪、潮汐作用下都會(huì)引起海冰的斷裂,斷裂后冰塊的尺度直接影響其對(duì)結(jié)構(gòu)物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺(tái),為了抵抗冰害,往往建成正、倒錐體的結(jié)構(gòu)型式,冰排對(duì)錐體結(jié)構(gòu)的冰荷載及與其的動(dòng)力相互作用,也是目前尚未解決的課題。在海冰力學(xué)的研究中,除進(jìn)行理論分析和數(shù)值模擬外,實(shí)驗(yàn)研究也是一個(gè)重要的手段。在實(shí)驗(yàn)研究中,模型冰可采用凍結(jié)模型冰和非凍結(jié)模型冰來進(jìn)行,它們各有其優(yōu)缺點(diǎn),發(fā)展這兩種技術(shù)是海冰力學(xué)研究中的一個(gè)課題。
我國(guó)是一個(gè)多地震的國(guó)家,海域中時(shí)有地震發(fā)生。強(qiáng)烈的地震將有可能是海上工程設(shè)施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結(jié)構(gòu)物(海洋平臺(tái)、鉆井船、人工>文秘站:
近年環(huán)太平洋地區(qū)地震的頻度和強(qiáng)度都在上升,造成重大災(zāi)害。大型海上工程在地震作用下的安全性,特別是抗震防災(zāi)的基本原理和減震技術(shù)措施需要認(rèn)真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應(yīng)和振動(dòng)破壞機(jī)理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明,地震及由此引發(fā)的巨浪共同作用對(duì)水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴(yán)重。水工建筑物的這類破壞機(jī)理,至今國(guó)內(nèi)外對(duì)此都很少研究,且由于試驗(yàn)條件的限制,國(guó)內(nèi)外對(duì)此方面的試驗(yàn)研究工作開展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個(gè)新領(lǐng)域。
以下的一些研究?jī)?nèi)容將是為解決海洋工程設(shè)施抗震措施中的關(guān)鍵技術(shù)所必需考慮的,如近海環(huán)境地震危險(xiǎn)性分析,設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)和頻譜特性,強(qiáng)震海底多維地震動(dòng)及其空間分布規(guī)律,地震波傳播特性及地震動(dòng)輸入機(jī)理;海域中大型海上水工建筑物在地震作用下,考慮周圍水介質(zhì)影響的結(jié)構(gòu)振動(dòng)破壞機(jī)理、振動(dòng)控制、地震動(dòng)時(shí)頗聯(lián)合分析模型和輸入機(jī)制、非線性動(dòng)力分析和動(dòng)力破壞試驗(yàn);核電站海域工程建筑物抗地震性能,海洋采油平臺(tái)及地下輸油管線與地基土動(dòng)力相互作用,碼頭及護(hù)岸建筑物地震穩(wěn)定性;海域中水工建筑物的性能設(shè)計(jì)和地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)等。
海上水工建筑物在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中健康狀況逐漸惡化,其損傷主要來自兩個(gè)方面:其一是結(jié)構(gòu)的老化、疲勞、超載、內(nèi)部損傷(裂縫)、地基沉降變形以及環(huán)境的物理化學(xué)損傷(低溫、凍融、大氣侵蝕)等;其二是設(shè)計(jì)不周或設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低,施工質(zhì)量差,原材料不合格,管理維護(hù)不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成重大的影響。
因此,發(fā)展以下的一些技術(shù)和方法將是十分重要的。如在考慮海洋環(huán)境荷載在幅值。時(shí)間及方向上的隨機(jī)性所導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全的不確定性情況下,對(duì)現(xiàn)役海洋工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行健康診斷和評(píng)估剩余可靠度的理論;結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)及損傷檢測(cè)的新技術(shù)和新方法;結(jié)構(gòu)病害治理用的新材料、新技術(shù)和新方法;海洋工程結(jié)構(gòu)在多種復(fù)雜海洋環(huán)境條件下(風(fēng)、浪、流、冰、地震等)的可靠度和優(yōu)化理論研究,設(shè)計(jì)與建造新型抗災(zāi)工程結(jié)構(gòu);研究和設(shè)計(jì)使海洋工程結(jié)構(gòu)物在設(shè)計(jì)使用期限內(nèi)有足夠的安全度,而在退役之后又便于拆除的各種工程措施。
為了及時(shí)掌握海洋環(huán)境的風(fēng)云變幻和災(zāi)害的可能來臨,發(fā)展海洋環(huán)境及災(zāi)害的預(yù)報(bào)技術(shù)是非常必要的。為此需要建立以下一些系統(tǒng),如建立由近海到遠(yuǎn)海的海洋環(huán)境及災(zāi)害觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)、預(yù)報(bào)與預(yù)警系統(tǒng)、沿岸防災(zāi)準(zhǔn)備和各類應(yīng)急處理系統(tǒng);以主要海域和海岸帶區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展為背景,進(jìn)行重點(diǎn)研究,建立數(shù)字化的海洋環(huán)境信息系統(tǒng)模型與結(jié)構(gòu);以及建立海岸和近海工程設(shè)施防災(zāi)減災(zāi)數(shù)字信息系統(tǒng),將海岸和近海工程與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)相結(jié)合,建立數(shù)學(xué)物理模型,通過多媒體技術(shù),形象化地描述災(zāi)害成因、發(fā)生機(jī)理、傳播規(guī)律、模擬災(zāi)害破壞的過程,建成智能化的防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)決策支持系統(tǒng)。
三、海洋工程及海洋環(huán)境工程與海洋環(huán)境的相互作用及防治措施與對(duì)策
為了充分利用海洋空間,現(xiàn)代海洋空間利用除傳統(tǒng)的港口和海洋運(yùn)輸外,正在向海上人造城市、發(fā)電站、海洋公園、海上機(jī)場(chǎng)、海底隧道和海底倉(cāng)儲(chǔ)的方向發(fā)展。人們現(xiàn)已在建造或設(shè)計(jì)海上生產(chǎn)、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結(jié)構(gòu)和海底工程,估計(jì)到21世紀(jì),可能出現(xiàn)能容納10萬(wàn)人的海上人造城市。我國(guó)澳門和日本已經(jīng)在海上建成了人工島海上機(jī)場(chǎng)。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等,日本已經(jīng)于99年8月在東京灣用6塊380米長(zhǎng),60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機(jī)場(chǎng)。
由此可見,隨著海洋資源與空間的開發(fā)利用,各類海上工程建筑物數(shù)量不斷增多、規(guī)模日益復(fù)雜和龐大,保證這些海上工程設(shè)施的安全運(yùn)行及采取海洋工程防災(zāi)減災(zāi)措施將越來越重要。海岸帶和近岸海域是各種動(dòng)力因素最復(fù)雜的地區(qū),但同時(shí)又是經(jīng)濟(jì)活動(dòng)最為發(fā)達(dá)的地區(qū),海上工程建設(shè)如果考慮不當(dāng)將會(huì)在一定程度上引發(fā)環(huán)境災(zāi)害。工程設(shè)施可能破壞原有海岸帶的動(dòng)態(tài)平衡,影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會(huì)改變海岸的形態(tài),破壞某些海洋生物賴以生存的棲息地,若對(duì)含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當(dāng)則會(huì)造成二次污染。海上石油生產(chǎn)中的溢油事故將對(duì)海洋環(huán)境造成極其嚴(yán)重的污染。日益增多的海上退役工程設(shè)施如果不及時(shí)處理也將會(huì)逐漸成為海上障礙物以致引起公害。海洋工程抗災(zāi)減災(zāi)的任務(wù)是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災(zāi)害帶來的報(bào)失,另一方面又要避免人為造成的海洋環(huán)境災(zāi)害。
隨著人類對(duì)海洋資源的不斷開發(fā)和利用,海洋環(huán)境保護(hù)與人類生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)協(xié)調(diào)發(fā)展日顯重要。如港口開發(fā)中的環(huán)境問題,主要內(nèi)容包括:航道、港池開挖、疏浚引起的泥沙輸運(yùn)及其疏浚物拋放對(duì)海洋環(huán)境的影響,深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結(jié)構(gòu)的環(huán)境和生態(tài)影響;破波帶及其附近水域沿岸流對(duì)物質(zhì)輸運(yùn)擴(kuò)散規(guī)律研究;大型海岸工程、岸灘保護(hù)和整治工程引起的海域環(huán)境的變遷和海岸演變;海岸演變、防護(hù)及開發(fā)利用新概念的原則與理論,如由于工程措施所引起的海岸動(dòng)力學(xué)、生態(tài)學(xué)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)學(xué)及與環(huán)境關(guān)系的綜合分析與協(xié)調(diào)。
隨著