發布時間:2023-12-21 10:37:57
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的遙感技術在地質災害中的應用樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。
一、遙感技術的涵義
1、遙感的定義
“遙感”,顧名思義,就是遙遠地感知。傳說中的“千里眼”、“順風耳”就具有這樣的能力。人類通過大量的實踐,發現地球上每一個物體都在不停地吸收、發射和反射信息和能量,其中有一種人類已經認識到的形式-電磁波,并且發現不同物體的電磁波特性是不同的。遙感就是根據這個原理來探測地表物體對電磁波的反射和其發射的電磁波,從而提取這些物體的信息,完成遠距離識別物體。
2、遙感技術的特點
①遙感具有宏觀性和直觀性。②遙感獲取資料的速度快、周期短、而且能反映動態變化。③遙感使用的電磁波各波段之間,性質差異很大,用途也很不相同。④遙感獲得的信息量巨大。⑤遙感技術的應用受地面條件限制少,可用于自然條件惡劣、地面工作困難的地區。⑥經濟效益好,成本低,收益高。由此可見,遙感技術在自然災害的調查、監測和預測中具有顯著優勢。當前,遙感技術在分析、預測、評估自然災害造成的損失方面正發揮越來越大和不可替代的作用。
二、遙感技術在礦山地質環境調查中的作用
1)遙感解譯是礦山地質環境調查不可缺少的技術方法之一。從技術方法角度講,遙感解譯是礦山地質環境調查的技術方法之一。利用航、衛片進行遙感解譯,具有直觀、真實、準確、實效性強等特點。礦山地質環境調查的技術方法包括地面調查、遙感解譯、樣品測試、動態監測以及輕型山地工程等,特別是遙感解譯,能提高調查研究的水平。2)利用遙感技術進行礦山地質環境調查,能起到事半功倍的效果。通過大比例尺地面調查和高分辨率的遙感解譯相結合的工作方法,能快速圈定礦山環境地質問題的類型、形態、空間分布、規模及其地質環境條件,便于進行定性和定量的分析研究,提高礦山地質環境調查工作的質量和效率,對礦山地質環境調查與評價起到重要作用。3)遙感技術的特點為在礦山地質環境調查中的應用提供了可能。衛星遙感技術的快速發展,為我國礦山地質環境遙感調查提供了可能。遙感技術具有探測范圍大、周期短、信息量大、資料獲取速度快、客觀真實、動態性強以及資料收集不受特殊地形限制等突出特點。發揮大比例尺遙感影像在調查中的作用,是區域地質環境調查最有效的手段之一,對礦山環境地質問題具有良好的解譯效果。
三、應用實例分析
2002年10月,作者參加了某礦區的礦山地質環境野外調查工作,應用Quick Bird遙感數據對煤礦開采引發的地質災害進行調查,研究了不同類型地質災害(塌陷坑、地面沉陷、地裂縫)的遙感影像特征,對礦區地質災害現狀、成因、分布規律特點和調查精度進行了分析評價。
1、塌陷坑
塌陷坑是地下礦產資源開采引發的局部地面塌陷,以第四系覆蓋的農業區居多。由于開采煤層較淺,礦層頂板為碳酸巖且厚度較薄,受外力或降水影響,經常發生地面垂直塌落現象,形成小面積的塌陷坑。
實地觀察發現,地面塌陷形成的塌陷坑,一般直徑從3~30 m不等,塌陷深度一般2~3 m。多數塌陷坑的坑壁陡直,無法耕種,隨著時間推移坑壁坍塌變緩,底部生長雜草,較大的塌陷坑經過改造還種上莊稼。遙感圖像上塌陷坑呈獨立的環形或橢圓形斑點、斑塊狀,呈獨立個體成群分布,色調明暗不同。坑內植被呈微紅色。由于塌陷坑是有一定深度的負地形,在陰影作用下,立體效果明顯。與正地形(如墳墓、獨立樹冠)相比,形成的立體效果正好相反。塌陷坑的陰影出現在環形圖斑內側的下半部分,而土堆形成的陰影出現在環形圖斑內側的上半部分,這是塌陷坑判斷正確與否的重要標志。有的塌陷坑雖已填平,但從隱約可見的淺色環狀還
能看出塌陷坑的輪廓。有的雖未形成塌陷坑,但小幅地面沉降造成土壤結構和水分含量的變化已經顯現出塌陷坑的輪廓。
2、地面沉陷
地面沉陷是地下礦產資源開采引發地面不均勻沉降,主要發生在第四系覆蓋的農業區。由于地下采空區打破了原有的應力平衡,當礦層頂板無法支撐上覆地層壓力時,便發生整體大面積塌落現象,形成地表一定范圍的不均勻沉降。
實地觀察發現,地面沉陷面積比塌陷坑大的多,沉降幅度比塌陷坑小的多,一般只有幾十厘米。地裂縫出現在沉陷區邊緣,有時多條地裂縫同時出現,呈平行排列。裂縫兩側地形高差變化明顯。由于第四系沉積物松散,地裂縫深度很小,裂縫寬度只有幾厘米~十幾厘米,容易被自然或人為擾動而消失。特別是經農業耕作改造后,形成舒緩波狀微型地貌,并保持了原有播種方向和農田格狀結構。但大多數地裂縫已經消失,只有水泥路面依舊保留著地裂縫的痕跡。
遙感影像中的地面沉陷顯著特征是沉降區邊緣形成有一定高差、寬1~2m、長數十米~上百米的不規則封閉、半封閉的環形帶或條帶影像,有時呈斷斷續續的帶狀。在環形帶的上方(圖1 A處,向陽面)色調較亮,下方(背陰面, B處)色調較暗,這種明暗色差變化的原因是沉陷形成的負地形,造成地形坡度、坡向突變,改變了光線入射角使局部光譜反射能量改變所致。在圖2中,剖面亮度值得到了驗證。地面沉陷區的形狀與農田中的道路、田埂和植物行距排列極不協調,與自然地形坡度有顯著地影像差別,是非人為因素跡象。受采空區面積影響,沉陷區具有一定的寬度,面積從數百平方米至數萬平方米不等。通過微地貌的變化可以推斷地裂縫的位置,據此,可以圈定并計算沉陷區的面積。沉陷區按形狀可劃分為環狀、帶狀和平行狀等沉陷類型。
圖1地面沉陷剖面位置
圖2地面沉陷剖面亮度值
3、地裂縫
地裂縫在基巖和平原農業區都有發生,是地下礦產資源采空區應力失衡引發的巖石鋼性變形。開裂的程度、規模受控于地質構造、開采厚度、深度、巖性及第四系覆蓋層厚度。
實地觀察發現,基巖以巖石張裂、斷裂為主要特征,致使巖石垂直裂開影響到地表。第四系覆蓋區則以地面沉陷區邊緣的拉張性地裂縫為主。主要特征是裂縫兩側地形高差變化很小或沒有變化,未形成沉陷區。基巖山區張裂型地裂縫規模大,整個山體裂開寬度達1~3m,長達數百米,小型地裂縫不足10 cm,長度幾米~幾十米。大量地裂縫造成地下水?滲漏,水土流失嚴重,山上大部分果樹枯死,只有稀疏的荒草。
在遙感影像中,發生地裂縫處的地表和淺層土壤結構發生了變化,造成局部土壤含水量增加、濕度增大或透水性增強、濕度減少。甚至地裂縫的產生使植物種類(縫內生長雜草)、長勢發生變化,形成色調和紋理上的光譜差異。平原區地裂縫一般規模較大,呈線狀影像特征。規模小的地裂縫隱約可見,尚未影響農業種植,具有地面沉陷地裂縫的影像特征。有的沿已有老地裂縫向前延伸,呈現或明或暗的直線、折線狀。有的則呈交叉或平行排列格局。有時
穿過農田形成一定落差的斷陷陡坎,在遙感影像上具有不同的影像特征。山區規模較大的地裂縫呈條帶狀,裂縫內有植被呈暗紅色。缺乏表土覆蓋的小地裂縫,寬度10~20 cm,但從放大的遙感圖像可以發現其蹤跡,呈折線狀斷續分布(圖3)。按地裂縫形狀類型可劃分為直線型、斷續型和交叉型。
圖3采礦造成的山體開裂
高分辨率衛星遙感圖像提供了礦山地質災害的豐富特征信息,具有宏觀、準確、高效的特點,是礦山地質災害和生態環境調查行之有效的手段之一。在一定條件下能為某些地質災害的發生、發展提供預測指示信息,為綜合治理提供科學依據。
參考文獻:
[1] 盛業華,郭達志等.工礦區環境動態監測與分析研究[M].北京:地質出版社, 2001.
關鍵詞:遙感技術 地質 作用
一、引言
近年來,一方面,由于空間科學、信息科學、計算機科學、物理學等科學技術的進步與發展,為遙感技術奠定了必要的技術基礎,另一方面,由于人類生產活動不斷地向深度和廣度進軍,遙感技術得到較為廣泛的應用,因而使得遙感技術獲得了飛躍的發展,已經成為發達國家和一些發展中國家十分重視的一項科學技術。隨著我國工農業生產的高速發展,人類對自然資源,特別是對礦產資源的需求量與日俱增。遙感數字圖像處理屬于地質工作中的一種新型的工作手段,充分結合了現時計算機高科技信息技術。在地質工作中主要是通過對一個地區巖性,構造的狀況分析后服務與地調填圖,礦產普查,工程地質,水文地質及地質災害治理方面,有著其特殊的高效性,空間性和優勢所在。正如中科院院士徐冠華等,所談及遙感技術為地學研究提供了全新的手段,導致了地學研究范圍,內容、方法的重要變化,標志著地學信息獲取和方法處理的一場革命。中國遙感事業自70年代至今發生了巨大的變化,在國民經濟中的應用也日漸普遍。相對國際發達國家,中國遙感事業與其尚存在較大差距,這也正證明了在學科應用教學方面的前景性和挑戰性。
二、地質災害遙感技術的歷史與成績
人口、資源、環境與災害是當今社會人類面臨的主要問題。人口的不斷增長,導致了對資源需求的不斷增加;人類活動空間和規模的迅速增大及對資源的過量開采,導致了一系列環境問題,引起了一系列自然災害。在各種自然災害中,地質災害占有重要的比重。據不完全統計,全球發展中國家每年由地質災害造成的經濟損失,達到了國民生產總值的5%以上。在我國災害及其所導致的環境問題中,據估計由地質災害造成的損失約占整個災害損失的35%。其中崩塌、滑坡、泥土流及人類工程活動誘發的淺表生地質災害所造成的損失約占55%。遙感對地觀測技術是當代高新技術的重要組成部分,是20世紀末幾年開始執行的“對地觀測系統(EOS)”計劃的主體。它具有時效性好、宏觀性強、信息量豐富等特點。利用全球衛星定位系統(GPS)可以準確地監測地質災害體的形變與蠕動情況,從衛星遙感圖像上可實時或準實時地反映災時的具體情況,監測重點災害點的發展演化趨勢,增強地質災害發生的預見性。因此,為了能及時地調查地質災害狀況,為搶災與救災工作提供準確資料,根據國民經濟建設與可持續發展的需要,在地質災害調查中采用遙感技術這一先進手段,是尤為必要的,這也是現代高新技術應用發展的必然趨勢。國內外地質災害遙感調查技術方法主要是在上世紀最后20年發展起來的,現已基本形成了規范化的技術流程,在地質災害遙感判讀、分類及制作相應的圖像方面都取得了較成熟的經驗。
三、遙感技術的作用和方法
構造地質學在經歷了近一個半世紀的發展后,不管是在研究方法還是研究程度上都已經有了很大的進步。構造地質學強調野外實地觀測,其研究精度隨科學技術的發展而迅速提高。這也對構造地質學的研究方法提出了更高的要求。20世紀60年代以后遙感技術的運用,對地質構造的研究產生了極高的效益。雖然遙感技術引入到構造地質學領域已經近半個世紀,但其本身的發展以及構造地質學對其利用的不充分,使得遙感數字圖像處理在構造地質學領域還有很大的發展空間。利用好遙感數字圖像處理能夠使得不同尺度構造的研究有可能在成因和演化及運動學、動力學上結合得好,研究得更深入。因此,遙感影像上這些特殊影像體得識別是遙感直接找礦的一個重要環節。各種金屬礦體的露頭,特別是富含硫化物的礦體的露頭,經風化淋濾后形成的氧化物或含氧巖類礦物,呈現出與周圍巖石迥然不同的色彩,在高分辨率圖像上可直接識別。通過遙感解譯,信息提取,確定礦源層、含礦巖體、含礦脈體、礦化蝕變帶等含礦地質體的存在。通過地物波普測試,來尋找含礦地質體存在的波普特征,提取與成礦有關的某些蝕變礦物的波普特征,確定含礦地質體的可能所在。另外,從遙感影像上識別出礦化與礦化體的特殊形態特征,如某些含礦石英脈的淺色紋帶。礦床模型是對礦床賦存的地質環境、礦床產出的時空規律、礦床特征等礦床本質特征的高度概括,涵蓋了礦產形成和保全的全部地質因素,顯示現今地質科學對礦床學的研究程度,也顯示了將礦床資料理論化的觀念認識水平。利用遙感技術在打面積內尋找礦化集中區,將圖像上的色、線、環、影紋圖像與曠田構造的基本要素(成礦巖體、控礦斷裂、圍巖蝕變)相結合,提取礦床遙感地質信息,尋找區域找礦標志,并用礦床模式的概念來識別礦床賦存的遙感影特征,建立礦床遙感模型,逐漸成為20世紀90年代以來遙感找礦學的研究熱點之一。這也勢必能為影像礦床的分析開拓新的思路,把礦床遙感地質研究推進到一個新的層次。遙感技術對區域性和全球性成礦帶、成礦域研究方面有著極其重要的意義。對大量不同來源、不同內容的圖像或非圖像子量進行綜合處理,把原來的地學理論和邏輯思維轉換成三維的直觀和形象化得、時間和空間模型,把原來的定性概念轉化為定量的觀念和分析方法,進行多元化地學綜合成礦。治理和預測地質災害是我國迫在眉睫的件大事,故遙感人才是國家急需的專業性技術人才。
四、結語
遙感地質是一門理論與技術相結合的課程,其實際操縱性較強,需要我們對理論基礎知識不斷地應用鞏固。它在未來地質工作中有非常重要的意義。
參考文獻:
摘 要:無人機低空航拍遙感測量以它獨有的特點對衛星遙感與普通航空攝像得到了完美的補充。它不僅清晰度比較高、操作方便,而且在預防和應對自然災害方面有較明顯的優勢。文章介紹了無人機低空航拍遙感測量的組成、測量的特點和優勢、應用前景以及在地質災害中的應用。
關鍵詞:無人機 低空航拍遙感測量 應急救援 地質災害監測
中圖分類號:P231 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)08(c)-0002-02
隨著我國社會的發展,人們的經濟水平越來越好,然而好的經濟條件付出的代價便是自然環境的惡化。最近幾年,由于生態環境的逐漸惡化,各種各樣的地質災害頻繁發生。無人機低空航拍遙感系統的研發補充了衛星遙感和載人航空遙感的不足,它具有運行成本低、機動靈活、操作方便、分辨率高等許多優點。利用其飛行較低,能快速獲取數據的優點,輔助與一系列的技術方法,能有效地對地質災害完成檢測,實施救援和最后的災情評估等一系列的任務。下面闡述了無人機低空航拍遙感測量的組成、優勢和特點,應用前景以及在地質災害的應用。
1 無人機低空航拍遙感系統的組成
1.1 飛行平臺
一般無人機的機身是由多種材料制作的,包括玻璃鋼、碳纖維、木材、金屬等。它的機身有電池艙、任務艙、降落傘艙,而這3種艙都是獨立存在的。在它的機身前端安置著發動機,機翼旁邊連接著碳纖維圓管插接,外型構成了接進式后三點布局。無人機起落裝置具有重量輕、強度大、減振好、拆卸便捷等諸多特點,而這些特點決定了它更適合飛行于山區野外生態環境。
1.2 飛行控制系統
無人機的飛行控制系統是由3部分構成的,它們分別是:機載飛控、地面站、通訊設備。這樣的飛行系統使用時方便簡單、控制精度高、GPS導航功能強,加之有各種各樣的任務接口使其可以游刃有余地控制各種布局的無人駕駛飛機。
1.3 遙感系統
高分辨率數碼單反相機具有其重量輕、體積小、可代替性強、可直接在計算機中進行處理的特點,這樣的特點使它作為無人機遙感攝影的傳感器再合適不過了。
1.4 軟件系統
軟件系統分為監控軟件、航線規劃軟件、影像處理軟件。監控軟件使無人機飛行過程中飛行區域的電子地圖、飛行航跡、飛行參數、飛機航向參數、GPS定位狀態、航拍影像的數量和關鍵參數的交互捕獲的顯示得以實現。航線規劃軟件具備了設置飛控和傳感器參數,使其可以控制固定翼、動力傘、旋翼機等飛行器。影像處理軟件可獲取豎直攝影影像、交向攝影影像、復雜航線多基線攝影影像。
1.5 無線電遙控系統
無線電遙控系統可以是無線機按照地面人員的想法進行飛行,而地面人也可以通過無線電遙控系統掌握無人機和遙感設備的有關信息。
1.6 保障系統
設備維修系統和故障判別系統組成了無人機飛行的保障系統。
2 無人機低空航拍遙感測量的特點和優勢
無人機低空航拍遙感測量具有以下的特點和優勢[1]。
(1)無人機受空中管制和氣候的影響較小,使它具有機動靈活的特點,而這種特點使其能夠不論處于怎樣的環境下都可以直接獲取影像,而且具有很高的安全性,這種安全性體現在在設備出現故障的情況下,人員的生命也可以得以保障。
(2)低空飛行使無人機不受云層的遮擋而獲取影像,它這一優點與衛星光學遙感和普通航空攝影得以補充。同時克服城市高層建筑物遮擋問題,可以有效地獲取建筑物多面高分辨率紋理影像。
(3)低空飛行使無人機可以近景航空攝影測量,測圖的精度比較高,滿足了測繪精細的要求。
(4)無人機低空航拍遙感系統無需機場起降,操作員培養時間較短,以至于其成本相對較低,而且系統的保養和維修都比較簡單。在輕霧彌漫的天氣中可以拍到合格的影像,這樣的優勢減少了野外工作的量度,一方面使得野外工作的勞動量變少,另一方面也改善了野外工作的效率和精度。
3 無人機低空航拍遙感系統的應用前景
3.1 應用背景
為了使經濟更快發展,一系列的措施應運而生。可就是實施這些為了發展經濟的措施導致了一系列地質災害的發生。而傳統的地面獲取信息數據的方法已經不能及時、有效地反映出這些巨大的變化。商用遙感衛星和傳統的載人飛機在拍攝的過程中需要采用地面人工測量的方式來制作大比例尺地圖,耗時耗力。而無人機低空遙感系統的出現,使這樣那樣的問題得到了充分的解決[2]。
3.2 應用前景
天氣的變幻無人知曉,可是一旦出現陰雨連綿、輕霧籠罩這樣的天氣,人們難以通過載人航拍及時獲得高精度的遙感圖片。伴隨著載人航拍的限制性、天氣的不確定性這些問題的出現,無人機低空航拍遙感系統應運而生。在這樣的情況下,無人機低空航拍遙感系統因其特有的技術特點在市場上占據一定的優勢。目前各種各樣的情況對大比例尺數據的要求日益迫切而且相對較高,在空間分辨率和時間分辨率上都有很高的要求,而無人機航空遙感系統技術都可以很大程度上解決這樣的問題。
4 地質災害中無人機低空航拍遙感技術的應用
為了幫助地質災害分布的詳細調查和判別,無人機航拍遙感技術通過校正多光譜數據然后形成數字高程模型和正射影像圖[3]。通過對數據一遍又一遍的檢測,然后把這些數字進行分析和對比,最后發現什么地方又存在著地質災害。有些地方地形險峻,不利于運用人的力量調查時,無人機就會通過它靈活性高,飛行低來給地質災害監測工作帶來很大的幫助。一手重要的資料能給救援的人們帶來最有利的幫助,而這一手資料就是當地質災害剛發生時所調查的數據。地質災害在救援的過程中,對于時效有著很高的要求,而無人機可以滿足這樣的要求。
把地質災害航拍遙感數據進行拼接和校正,最后形成了DOM、DEM、微波遙感與熱紅外這樣的數據,而這些數據即是地面災情得以解譯的數據來源[4]。根據這一系列數據、影像解譯會發現地質災害造成各種各樣的損害,通過對這些損害的判別,進一步形成與災害對應的解譯結果圖和初步統計的數據。
5 結語
無人機低空航拍遙感技術以其靈活性強、速度快、效率高、經濟小巧等其他技術沒有的特點,成為了一種新興的測繪方式,而且這種新興測繪方式通過國內外的研究開發,慢慢應用到了各個領域。文章貫穿了無人機低空航拍遙感技術的特點,然后分別介紹了其組成、優勢、應用前景以及在地質災害中的應用。生態環境的逐漸惡化,各種各樣的地質災害頻頻發生,面對災害的侵襲,有些系統會顯得束手無措,無人機低空航拍遙感技術應運而生,希望在以后的研發中,讓其技術得以改進,越發精湛,使得無人機低空航拍遙感技術應用越來越廣泛。
參考文獻
[1] 劉剛,許宏健,馬海濤,等.無人機航測系統在應急服務保障中的應用與前景[J].測繪與空間地理信息,2011(34):177-179.
[2] 田建宏,高生飛,張萍,等.無人機低空航拍遙感在應急測繪保障中的應用[J].甘肅科技,2015(4):49-51.
作者:李智炯 單位:中國神華神東煤炭集團地測公司
礦山測量理論發展
隨著電子計算機的軟硬件發展,以及各種測量計算分析軟件的推出,計算機已成為測量控制網優化設計、測量數據處理、自動化成圖最有效和必不可少的工具。相對于以前測量工作人員在小型計算器上編程進行簡單的數據處理或者進行簡單的平差數據處理,現在的測量數據處理則體現出智能化、自動化和可視化,且數據處理理論得到了更深入的發展。灰色理論、小波分析、人工神經網絡模型等新的理論大量應用于礦山工程測量數據處理中,單一模型的變形預測與組合模型的變形預測均得到了發展。以公路勘測數據處理系統為例,這個數據處理系統主要包括3部分:1)數據獲取和處理模塊;2)數字地面模型模塊;3)繪圖與設計應用模塊。礦山測量控制網優化設計測量方案的設計以前都是憑經驗進行的。隨著計算機技術的應用,設計正在向著更科學的方向發展。優化設計是在現有人力、物力和財力條件下,使礦山工程控制網具有較高的精度。而在滿足控制網的精度和可靠性的前提下,使成本最低。網的優化設計是一個迭代求解過程,它包括以下內容:1)提出設計任務。由測量人員與應用單位共同擬定,通常是后者提出要求,前者對其具體化,每一個優化任務都必須表示為數值上的要求。2)制定設計方案。包括網的圖形和觀測方案,觀測方案指每個點上所有可能的觀測,通過室內設計和野外踏勘來制定。3)進行方案評價。按精度和可靠性準則進行,同時考慮費用和靈敏度。4)進行方案優化。對網的設計進行修改,以期得到一個接近理想的優化設計方案。礦山測量信息管理隨著礦山測量數據采集和數據處理的逐步自動化、數字化,測量工作者更好地使用和管理海量礦山測量信息的最有效途徑是建立礦山測量數據庫或與GIS技術結合建立各種礦山信息系統。目前,礦山測量部門已經建立了各種用途的數據庫和信息系統,為礦山管理部門進行信息、數據檢索與使用管理的科學化、實時化和現代化創造了條件。目前,礦山測量人員對這個問題都很重視,并且正在參與和從事各種信息的收集、傳遞和管理工作,建立礦山信息系統、礦山生活區信息系統、礦區信息系統以及土地信息系統等。煤礦開采沉陷預計理論開采沉陷預計理論按采用方法的基礎可分為:經驗方法、分布函數、理論模型法三大類。而常用的預計方法主要有:概率積分法、負指數函數法、典型曲線法、威布爾分布法、樣條函數法、皮爾森函數法、山區地表移動變形預計法、基于托板理論的條帶開采的預計法、力學預計法和有限元法。近年來,隨著變形理論的深入發展,灰色系統理論預計法和神將網絡預計法被應用到了沉陷預計領域,并有了一定的實踐進展。同時,基于地質觀點的沉陷預計方法也有相應報道。
3S技術在采煤地質災害監測中的應用
以計算機技術為核心,結合數據庫技術、地圖可視化技術和空間分析技術,建立對包含空間定位和屬性關聯的問題進行計算機化處理,進而提供輔助決策的功能系統。目前,GIS已經廣泛應用于地質災害數據管理、地質災害風險性分析和地質災害預警等防災減災工作當中。由于GIS系統具有強大的空間分析能力,因此,其不再局限于某種地質災害的分布顯示,而可提供綜合多種地質災害,并能進行區域劃分的功能。RS技術的應用RS(遙感技術)作為一門新興的高新技術手段,近幾年迅速在眾多領域得到了廣泛的使用,而應用遙感技術進行地質災害監測的文章也多不勝數。總結歸納,遙感技術用于地質災害監測是可行的,也是必要、可推廣的。從地質災害監測與防治的角度來看,遙感技術貫穿地質災害調查、監測、預警、評估的全過程,為地質災害防治提供了很好的決策參考。隨著遙感技術在理論上、技術上和實際應用上的逐步發展,遙感數據源向著高分辨率遙感影像過渡,其不僅具有精確的空間分辨率,更重要的是擁有豐富的光譜信息,使具有特殊光譜特征的地物探測成為可能。這也必將使得遙感技術在地質災害宏觀調查、災體動態監測和災情評估中大顯身手,成為地質災害監測與防治的重要手段之一。GPS技術的應用煤炭開采中,大量的采空區隨之出現,給采煤區居民的生活帶來了很大的影響,而因此誘發的大量的地面塌陷災害更給采煤區的經濟帶來了巨大損失。以采空區為變形體所進行的沉陷觀測,受采空區自身沉陷影響,很難找到穩定的地點埋設監測基點。同時,在對沉陷引起的地裂縫進行監測時,需掌握其空間位置,針對上述工作,如果采用傳統測量方法,必將面臨諸多不便與不利因素。作為新一代空間定位技術的代表—GPS技術,經眾多技術人員從實踐角度和眾多學者從理論角度的驗證,其不僅可以滿足沉陷觀測的精度要求,而且可以實現監測工作的自動化與實時化。目前,GPS技術已廣泛應用于各類變形監測項目中。而動態差分GPS技術的出現,更為地質調查、災害地點確定等實時、高精度定位工作提供了有力支持。
關鍵詞:國土資源;遙感技術;土地資源調查;國土資源管理
Abstract: With the development and application of geographic information technology, remote sensing technology as a basic support technology which is widely used, it brings the gratifying achievements the impetus to the further exploration and development. In this paper, the present application situation and development trend of remote sensing technology in the land and resources of are analyzed and discussed, in order to promote the dissemination and development of better land resources remote sensing technology.
Key words: land resources; remote sensing technology; land resources survey; land and resources management
中圖分類號: TP79
0 前言
遙感技術具有很多無可比擬的優勢,它可以高效地獲取高分辨衛星數據,快速提取土地利用程度和地質構造等方面的信息,這些優勢使得遙感技術近年來在土地、礦產衛片執法檢查、土地利用動態監測及對其變更調查數據的復核以及地質災害勘察和礦產資源查找等諸多方面有著廣泛的應用。尤其是在1999年國土資源部在連續十年開展的國土利用動態遙感監測和其進行的第二次全國土地普查中,廣泛地采用了遙感技術,使其漸漸進入到土地資源調查評價領域,同時也顯示出廣闊的應用前景。
1 國土資源傳感技術的應用現狀
隨著遙感技術在國土資源領域中的應用逐漸廣泛和升級,其作用早已從初始時的遙感地質填土拓展到了地質災害預警預測、礦產資源開發多角度檢測,尤其是遙感技術在礦產資源調查和土地利用檢測等方面的運用,體現出絕對的競爭優勢,也使得其研究應用實現了跨越式發展。
1.1遙感技術與土地資源調查檢測
遙感技術跨越式地提升了獲取信息的效率,相比于傳統的數據采集技術,遙感技術可以全天候地獲取到更加豐富的信息,縮短了信息獲取的周期,有更好的動態性和多光普特性,因此很廣泛地應用到了我們的國土資源調查監測中。我國從上世紀80年代初開始利用衛星遙感技術進行土地狀況調查到現在,已經逐步建成了全國性的土地遙感監測體系,在此期間,遙感技術實現了標準化、規模化的發展,在土地資源調查監測中所起到的作用逐步加強。在2007年開展的全國土地調查中,遙感技術得到了進一步的規模化應用。
1.2遙感技術與地質及地質災害調查
基于航空航天技術與遙感技術的長足發展,地質環境監測和災害預警研究呈現出廣闊的前景。現代遙感技術在地震、泥石流和滑坡等地質災害的研究與調查中體現出了重大作用。
首先是新一代遙感影像填土技術的應用。其技術參數已經由當初的1:5萬區域地質調查發展到1:25萬填土實驗研究,在基于不同地質體的遙感影像差異基礎上,劃分了三級影像巖石填土單元,對三大巖類的解譯方法和地質構造的認識也提升到新的水平。2008年汶川地震,利用高精度遙感影像對環形構造和活動性線性構造進行提取分析,得到斷裂、冒沙和位移等方面要素,而且以構造的活動程度、規模以及與其他構造的結構關系等方面為依據,對余震發生的概率和危害程度作出識別和評價。另外,通過對比不同時相的遙感資料,可對崩塌、滑坡、泥石流等地質災害的易發地作出預測并及時預防。
其次,遙感技術可為地質災害的檢測提供實時性的點對點服務。在1998年長江水災和2000年的易貢滑坡時,遙感技術對整個過程進行了實時監測,為指揮救災和災后重建工作提供了重要的參考依據。與此同時,環境與土地的遙感檢測技術已經實現了工程化應用。到目前為止,我國已經實現了對大部分城市的遙感動態檢測部署工作,對每年進行的土地執法、土地利用利用狀況普查提供了重要的便利、有效條件,使得每年的國土資源狀況調查得以順利進行。
1.3遙感技術與礦產資源調查及其開發利用檢測
高光譜遙感技術的應用,使得礦產資源開發和利用監測得到了有效的技術支撐。通過搭載于航空航天平臺上的成像光譜儀,高光譜遙感可以測量礦物等地物的光譜特性,得到圖譜合一的信息,以此進行地物識別和環境探測。從第一臺成像光譜儀A IS-1于1983年問世,實現了史無前列的“譜像合一”,成為遙感科學領域的一大跨越式發展,遙感地質的應用也由傳統的多光譜定性描述發展到高光譜定量物質組成的鑒別。自上世界90年代以來,我國已經對全國大部分省區和重點礦區進行了調查和監測,對不同礦種的開采位置、無證開采、廢棄物分布等情況有了基本的掌握。經過了多年的探索和改進,針對礦產資源開發形成了完善的遙感監測和調查的方法流程,規范了相關的技術標準,健全了相應的技術體系。這位我國在以后對其他地區的礦產資源探測和開發奠定了必要的技術支持和基礎。
另外,礦化蝕變提取技術的質地提升也為礦產資源的探測提供了必要的技術支持。通過分析TM圖像的比值主要成分,篩選出能夠突出礦化蝕變的高特征量利用空間濾波等圖像分類處理技術,在圖像上顯示出異常區,依次來辨別出礦化蝕變帶。利用遙感信息挑選出異常帶,已經成為礦產、油氣資源探測中常用的技術手段。
最后,還需提及的一項技術是微波遙感技術。實驗表明,在地形起伏的高地,采用DEM數據,將地面監測點同步到衛星軌道參數中,借助雷達多普勒方程產生衛星空間數據,,保證SAR數據的準確性。處理斑點噪聲時,只對噪聲作出弱化處理,主要技術思路是主成分去噪聲法。將雷達的弱信息和強信息進行分類合成,突出不同后向散射系數,加之利用紋理識別技術對不同地形的紋理度量分析,確定高山礦產資源的分布和量化。
2 國土資源遙感技術發展趨勢
作為一門綜合性極強的新技術應用,它的發展狀況與其構成技術成分的發展狀況密切相關。近年來,網絡技術、數據庫技術、GIS等都得到了卓有成效的進步,同時,土地利用現狀數據庫、土地利用規劃數據庫、土地執法監察數據庫等新形信息資料庫的建成和完善,遙感技術的獨特優勢體現得更加深刻和廣泛。
2.1我國國土資源遙感技術的差距
應用基礎性研究存在軟肋,發展滯后于當今最領先的水平。主要表現為對遙感新技術、方法等研發投入不足,現實工作中,主要精力忙于將現實已經成熟的技術方法應用到實際工作生產中去,而對于新的技術研發、跟進方面,顯得力不從心。使得我們的遙感技術一直都處于一個跟隨者的位置。
另一個因素是,我國的資源衛星無論在規模、性能還是技術等方面都存在很多缺陷,所以,盡管我們擁有自己的衛星,但是很多方面的實際應用中還不得已借助國外的衛星完成,嚴重制約了我國遙感技術的自主發展。
設備更新慢也同樣是制約遙感技術進步的一個重要因素。特別是自動成圖、數據庫建設、數據獲取、GIS應用等方面的設備嚴重老化,并且不是絕對地配套,難成系統。成為制約技術提升的一個重要瓶頸。
2.2發展趨勢
鑒于我國的遙感技術發展現狀,要改變我國遙感技術相對落后的局面,要從基礎性的環節做起,引進國外的先進傳感設備及其配套設備,同時還要在此基礎上進行在創新。同時與國際前沿技術緊密結合,爭取成為技術開拓的驅動者。總結起來,國土傳感技術的發展在如下幾個方面變化比較顯著。
遙感數據源更加多樣化,以滿足更多領域的需求。為保證航空遙感在國內的優勢,必須將航空與航天遙感技術同步起來。現在,環境與生態在國家的可持續發展方面中的地位日益突出,國家對其關注的程度也是前所未有。鑒于此,機載光譜成像儀、數字航空攝像儀等設備的引進和再開發會更快推動航空遙感技術的發展。這將進一步拓寬地理信息數據獲取的渠道和質量,使得遙感技術在新一輪地質填圖、城市綜合調查中的作用更加突出。
為適應國家各方面發展的需求,必須努力追蹤世界相關技術的發展前沿,采用產、學、研緊密結合的發展思路,推進對干涉雷達、3S技術系統的研究。對土地、海洋、地質礦產等資源領域展開更詳細、更精確的數據采集,建成集動態性、完善性、系統性好的信息系統,為決策提供更有質量水準的基礎資料。
借助航空航天采集到的具有高空間分辨率和高光譜分辨率的遙感數據,可以對城市環境進行綜合性檢測和研究,以適應我國城市的規模化和質量化發展。對于城市的各種指標如土壤、水體狀況,電磁輻射程度等都可以有詳盡、及時地了解。
3.總結
國土資源遙感技術在人類社會的現代化進程中發揮著越來越重要的作用,對于改善人類的生活環境、提升人們的生活水品和質量、更好處理人與自然的關系都扮演著不可替代的作用,作為我國發展的重要部分,國土遙感技術應被放在很高的戰略位置來看待。
【參考文獻】
[1] 趙福岳.遙感在1:25萬區域地質編圖工作中的應用效果和作用[J].國土資源遙感,1997, (3):17-19.
【關鍵詞】遙感;三維;滑坡
【Abstract】This article get the basic information of landslide by utilizing the combination of remote sensing technology and GIS technology,dealing with remote sensing graph of before and after the earthquake,then preprocessing like geometric correction and comparing images of the disaster area after the earthquake with the before;make use of DEM elevation data of the diaster area to display 3D visualization image of the affected area and the landslide,which shows the information of the disaster-affected body such as location and scope more accuratly and more clearly;a rough estimate the acreage and volume of the landslide by using the 3D analysis function of GIS is also in this paper.
【Key words】Remote sensing; 3D; Landslide
0 引言
我國是一個多地震的國家,也是世界上遭受地震災害最為深重的國家之一,地震災害嚴重威脅著人民的生命財產安全,也成為制約和諧社會發展的一個重要因素。誘發滑坡地震在全國大部分省區都有發生,尤其在山區較多的地區,其中以云南、四川地震滑坡造成的災害損失最為嚴重。地震滑坡災害在我國分布極為廣泛,近年來,隨著遙感影像分辨率的提高和遙感信息提取技術的發展,遙感技術逐漸成為快速獲取地震災情信息、震后應急和震害快速評估的有效手段。因此,利用現代遙感影像(RS)、遙感圖像處理和三維分析(ArcGIS)等技術,高度逼真地呈現地質災害形狀、概略計算滑坡體的表面面積與體積、劃定地質災害影響范圍及危害性評估具有現實意義。
1 遙感技術在地震中的應用
近年來,各項新技術新方法應用在地震中,而地理信息系統(GIS)技術、網絡技術以及海量數據存儲等技術的發展相關的研究方法和技術也日趨成熟,為遙感在地震中的應用提供了技術保障。
第一,利用中低分辨率的遙感影像獲取震后災情的宏觀分布情況,以判斷地震的影響范圍,對活動斷層、地震破裂帶及次生地質災害進行調查,分析活動斷層的幾何特性、構造地貌等。
第二,利用遙感影像可以得到震后房屋的詳細破壞情況,以滿足災情的詳細判斷和震災評估的精度要求,以便盡可能地獲取災情信息,從而迅速地為專家進行震后評估提供數據源;通過遙感影像的解譯,可以估算出山體滑坡的面積、土方,還可以通過遙感監測推斷出潛在的滑坡區域,為民眾的疏散以及次生災害的預防提供參考。
第三,雷達衛星采用主動微波遙感方式,不受光照和氣候條件的限制,可實現全天候對地物進行觀測,初步確定震中位置和推定地震烈度分布,為制定救災決策提供重要的參考信息。
2 三維分析技術模塊簡介
數據的表達和顯示,是空間數據分析的基礎。利用ARCGIS的3D Analyst模塊可以創建動態三維地形和交互式地圖,從而更好地實現地理數據的可視化和分析處理。
數據的三維可視化,一般通過以下3種方式實現。第一種是疊加影像到空間相應區域的DEM上。第二種是設置圖層屬性,以三維立體高度反映矢量數據圖層中每個特征的字段值大小。第三種是直接使用3D Analyst三維分析模塊提供的三維轉換工具,將已有矢量數據特征轉換到三維空間中。
本文主要采用第一種處理技術,實現數據的轉換和三維圖像顯示,并利用三維分析模塊中的aera and volume statistics功能,來初略計算目標物的表面積和體積。
3 數據收集與預處理
3.1 數據收集
研究區以某城市的山區為研究區域,收集的基礎地理信息數據主要包括30m分辨率的TM衛星遙感數據、1:50000等高線數據,使用軟件包括ERDAS IMAGINE 9.2和ARCGIS 9.3等。
圖1 研究區遙感影像圖
3.2 數據預處理
TM遙感數據處理的內容主要是對原始遙感圖像進行圖像增強、正射校正、圖像裁剪等,提高其識別率,從而滿足遙感解譯和識別地物的需要。由于原始遙感圖像色調對比度不大,灰度級較集中,遙感層次較少,影像分辨力和解譯力均較差,不適宜直接應用于遙感解譯,因此首先要對遙感影像進行分段線性拉伸處理,對圖像進行正射校正以減少地形起伏對遙感影像產生的投影偏差,最后根據實際工作需要對圖像進行了分幅剪裁處理。處理后的圖像如圖所示:
圖2 遙感影像數據預處理
DEM數據的生成,是將傳統紙質地形圖上的信息,通過ARCGIS軟件進行數字化處理,將柵格數據轉化為矢量數據,實質上是為將掃描得到的圖像數據轉化為圖形線性數據,利用得到的矢量圖為基礎數據源源,精確定義圖形數據中的各種拓撲關系,生成數字表達地形表面形態的屬性信息,其數字描述是帶有空間位置特征和地形屬性特征的數字高程模型(DEM)。對1:50000地形圖進行校正并矢量化,得到shp格式矢量圖,用ArcToolBox模塊中的3D analyst Tool的功能技術,將SHP格式矢量化成DEM-TIN的格式圖形文件,再生成由TIN-DEM轉化的地形高程灰階圖。
圖3 研究區DEM圖
4 滑坡解譯與三維可視化
4.1 滑坡的解譯
滑坡的解譯是斜坡變形現象中最復雜的一種,自然界中的斜坡變形千姿百態,特別是經過長期變形的斜坡,往往是多種變形現象的綜合體。遙感影像上滑坡的解譯主要是通過影像中色調、陰影、紋理、形態進行,在對滑坡進行解譯時,除了直接對滑坡體本身做辨認外,還應對附近斜坡地形、地層巖性、地質構造、植被、水系等進行解譯。遙感影像上滑坡體的色調與周圍穩定地形有著明顯的區別,剛發生不久的地震滑坡,坡體上大都有著松散的堆積物質組成,表面具有較強的波譜反應能力,在影像上呈現淺色調為主,處于變形階段的滑坡,滑坡體周邊一般具有相比滑坡平面形態色調較淺的色環,或在后緣出現淺色線條甚至前緣出現局部的崩塌現象。
4.2 三維遙感立體圖形
利用ArcGIS軟件的三維擴展功能模塊,在ArcScene中,將已形成的DEM數據信息添加到高程圖層,遙感影像信息添加到紋理圖層,經過透視法疊加組合,從DEM獲取高程數據,并設置拉伸系數后,實現三維仿真效果立體圖,災害體的位置、范圍等信息表現更準確、清晰展現。
圖4 三維立體圖
4.3 計算滑坡體表面積和體積
ArcGIS軟件具有計算某形體的表面面積和體積的作用功能,利用3D AnyalystSurface Anyalystarea and volume statistics的分析模塊,可計算出在指定高程以上或以下,不同形態地質體的表面面積和體積。
文中選取某塊區域為滑坡點,通過統計計算其滑坡面積與體積,得出該滑坡體表面面積為1.3×104m2,利用高程值計算估算其體積約為1.82×104-3.25×104m3。
5 結論
通過ArcGIS三維分析技術所提供的各種分析功能模塊使用,能夠完成簡單二維地理信息系統所無法完成的任務。與二維平面地質災害預測圖比較,三維立體地質災害預測圖,可使研究區域內的地形、地貌特征更直觀表現,對災害體的位置、范圍等信息表現更準確、清晰展現。文中由于受數據獲取難度與精度等限制,選取不具有代表意義的區域為研究對象,但估算滑坡體表面積和體積的方法是可具有普適性,在真實地震中將得到較好的應用。
【參考文獻】
[1]姜立新,帥向華,等.地震應急指揮管理信息系統的探討[J].地震,2003,23:115-120.
[2]柳稼航,楊建峰,魏成階,等.震害信息遙感獲取技術歷史、現狀和趨勢[J].自然災害學報,2004,13(6):4-11.
【關鍵詞】遙感;土地;監測
0.前言
眾所周知,土地不僅僅是我們在地球上賴以生存和發展的物質基礎,更是國家經濟建設的基石,社會穩定的保證,所以如何合理的利用每一寸土地是我們當前乃至未來發展的根本方向,伴隨土地空間遙感監測技術的應運而生,空間遙感監測技術在土地調查、耕地保護、土地監察中已應用十余年,取得了良好的成績。
1.遙感監測技術簡介
1.1什么是遙感監測技術
所謂遙感監測技術,簡而言之就是根據電磁波的理論,應用各種傳感儀器對遠距離目標所輻射和反射的電磁波信息,進行收集、處理,最后完成成像,從而對地面上的各種景物進行探測和識別的一種綜合性監測技術空間遙感監測技術的優點主要體現在:遙感探測范圍大,監測受地面條件限制少,遙感監測手段多樣,遙感監測獲取的信息量大等。
1.2遙感監測技術的應用
空間遙感監測技術目前已經廣泛應用于農、林業方面,地質方面,地理方面,海洋方面,水文方面、氣象方面、測繪方面、環境保護和軍事偵察等許多領域。
2.空間遙感技術在土地管理中的應用
2.1空間遙感監測技術在土地變更中的應用
目前,我們國家已經將土地資源利用情況的變更調查與遙感監測工作完全的統一起來,全國土地利用變更調查監測與核查工程現已全面啟動。這一工程要求:全國各地區的國家土地監管部門,應該在遙感監測技術發現的變化圖斑的引導下,將傳統的土地的大范圍變更調查轉變為明確的點線形式調查,這樣不僅僅為實際工作的人員減少了大量的工作量,使得調查工作有繁瑣變成簡單;也極大地提高了土地利用現狀調查的準確性。在調查中,我們可以通過抽取部分重點地區,重點地類,進行細致的實地核實工作。
空間遙感監測技術在土地變更調查中的應用具有:監測技術方法先進,減少人為干預因素、保障數據真實可靠,監測數據覆蓋面廣,實際監測的整合度高等優勢。
2.2在洪澇地質災害預測方面的應用
我們知道,洪澇災難作為自然災害中的一員,其發生具有突發性、難預警的特點,然而,在實際的救災工作和災后重建工作的安排時,我們要及時、準確、可靠的對洪澇災害的相關信息進行采集和反饋。洪澇災害信息的傳統采集方法,一般周期長,效率低,所以很難滿足防洪抗澇工作的需要,而遙感監測技術則因為具有觀測范圍廣,獲取信息量大,信息獲取速度快,實時性好,動態性強等優點而廣泛地用在洪澇地質等自然災害評估中。
比如,在具體的洪澇災害發生時,一般情況下災區的耕地,道路都會受損,發生了滑坡,崩塌,泥石流等地質災害,這時國家為了快速的獲取地質災害實情,為災后重建提供基礎數據和決策依據,會開展臨時的遙感影像災情復合項目,獲取相應的衛星影像,再由專門人員對衛星影像進行校正,融合,鑲嵌等工作,最終制作出數字衛星正射影像圖;還要將災區的災后影像與災區標準時點統一更新二調數據庫也就是災情發生前的影像數據進行對比分析,通過比較提取出災毀耕地和地質災害信息的圖斑,結合相應的軟件進行處理,最終得到災害發生區域地形地貌,受災面積和統計報表等信息的直觀展現,可以說,遙感監測技術在災區的災情評估及災后重建過程中發揮了巨大作用。
2.3空間遙感監測技術在土地執法檢查工作中的應用
土地資源的執法檢查,一般情況下,是在年度土地變更調查國家級外實地核查后,國家根據具體的年度變更調查數據庫以及相應的土地遙感監測成果,還要參照對應的遙感監測影像,從眾多的監測圖斑中抽查出重點圖斑,從而開展土地執法檢查工作。
而對于遙感技術所得到的遙感影像,它為我們提供了一個客觀而持久的解譯數據源,同時由于這些數據結果還具有重現性,所以土地執法檢查部門完全可以根據這些數據,對具體區域土地利用中的不合理情況做到事前發現,事中跟蹤,事后評估,最大限度地發現各地的土地違法行為,并及時地采取相應的有效處理措施,從而在根源上杜絕土地的違法使用行為,加強人們對土地合理利用的意識。
2.4空間遙感監測技術在二次調查土地標準時點更新中的應用
一般情況下,第二次全國土地調查工作是在土地利用更新調查的基礎上開展的,在實際土地使用情況調查中由于兩次調查的時間跨度長,而遙感監測得到的變化圖斑多,所以在實際調查中,調查人員面臨時間緊,任務量大的問題,然而不可否認的是,國家利用空間遙感監測技術對全國土地使用現狀的二次調查也具有相當重要的作用。
在土地利用的二次調查中,我們要充分結合二次調查初始土地利用現狀數據庫的相關信息,利用計算機自動發現與人工判別相結合的方式,在遙感監測儀器上找到土地利用現狀發生變化的最適圖斑信息,之后再以實際土地變化信息圖斑為基礎制作調查底圖,全面開展標準時點統一更新工作,值得一提的是,此時做好土地圖斑更新成果與空間遙感監測成果相銜接工作顯得尤為重要,最終保證全國土地二次調查工作順利進行。
2.5空間遙感監測技術在城市開發區監測中的應用
在開發區的具體監測時,我們首先要依據國家級開發區的四至范圍和總體規劃圖對開發區的理論建設有一個總體認識,然后再配合高分辨率的空間遙感監測衛星影像技術,對開發區實施具體的現狀和變化進行全面而細致的監測。當然,在實際監測工作中,監測開發區的土地利用與行業用地現狀,結構,土地的規劃執行情況,土地開發利用的集約化程度及以新增建設用地為主的年度變化等有關情況是實際監測的重中之重。
對于具體的開發區,我們必須要分析其實際土地使用狀況,并及時建立開發區的空間遙感監測數據庫,這樣就可以方便國家通過監測開發區的土地利用現狀,土地變化與土地規劃的實際執行情況,研究并確定適合具體開發區的國家土地監測指標,建立完善的國家級開發區預測、預警系統,為國家土地監管部門提供快速而可靠的信息,保證開發區的有序發展和國家土地的合理使用。
3.結語
當今社會,遙感技術由于具有高空間分辨率,高光譜分辨率等特點,加上多平臺、多傳感器數據的不斷涌現,其在土地資源管理方面發揮了越來越顯著的作用。所以,在土地利用問題上,我們要充分利用遙感監測技術,一方面使國家對于土地的管理不斷的規范化、科學化;另一方面,也可以保證土地利用的合理性,實現可持續發展。
【參考文獻】
[1]馬向平等.重慶市酸沉降污染造成的植被受害狀況遙感監測研究[J].國土資源遙感,2008,4:14-20.
關鍵詞:水工環地質;環境保護
1.頻發的礦區地質災害
針對礦區地質災害頻發的現狀,礦區資源產量不斷減少,礦產儲備明顯不足(如圖1),為應對礦區現狀,提高地質災害治理的成果,研究人員對于礦區主要發生的地質災害進行有效的規劃,并結合實際進行分析。圖1我國主要礦產儲能比例
1.1地震災害
基于采礦工程對于礦區地表巖石層的破壞。對于一些處于地震帶及地震帶邊緣地理位置上的礦區,時常會發生地震災害。地震災害具有突發性與破壞性,當災害發生時,對人民的財產安全與人身安全造成了極大的損害。目前,研究人員主要通過信息技術監測手段對地表活動進行勘察。以預警地震災害的發生。
1.2地表坍塌
由于礦區工程運作對于地表的破壞以及山體的鏤空,礦區難免會發生地表塌陷等人為導致的地質災害。由于某些礦區工程建設設計漏洞,導致在施工過程中地質結構遭到破壞,引發地面坍塌,對于工程主體產生嚴重的安全隱患,對于現場的施工作業人員產生人身安全威脅。礦區的工程作業導致地表土壤結構的變化,土質松弛,在外力作用下,產生嚴重的地表坍塌。一些處在山體上的礦區,砍伐山體林場,導致山體滑坡、泥石流等一系列地質災害。
1.3地裂縫
地裂縫往往出現在區域性的地表斷裂。由于地裂縫與地下水的運動有關,在一些開采水平低下,沒有科學依據指導的礦區,常常會出現地裂縫這類嚴重的地質災害。對于地下水的過度抽取導致地下水枯竭,地下和結構坍塌,出現大面積的地裂縫。對于該區域的地表主體結構,造成外力因素下的非自然變化。
2.水工環地質工程的應用
在目前的水工環地質工程中,有許多常見的基礎應用技術與手段。包括GPS技術,地質雷達技術,瞬變電磁法技術,遙感技術,水勘測技術等。
2.1GPS技術
在水工環地質工程中,常用GPS技術提高地質地表監測的準確性。在進行地質災害治理時,GPS技術可以充分發揮作用。GPS技術在對地表狀態進行測量與勘測中有明顯的實用價值,能夠幫助監測人員及時盡早地探知地質災害,以起到預警的作用。
2.2地質雷達技術
在水工環地質工程中,地質雷達技術可以對地表環境進行短距離的探索。由于探索的距離較短,探索結果盡可能的準確。地質雷達技術在使用期間,通過電磁波對地表以下的部分的探測,遇到障礙物由電磁波分析將具置返回到地面,幫助研究人員掌握地表下的地質狀況。實現地質勘測的自動化應用與信息化分析,預測預防地面坍塌與地裂縫。
2.3瞬變電磁法技術
作為一種新型勘測手段,瞬變電磁法技術在很多方面得到應用。瞬變電磁法技術通過電磁設備向地底傳送脈沖電磁波,通過二次渦流場的變化來分析地質狀況。研究人員借助瞬變電磁法排除某一區域的地質隱患。
2.4遙感技術
遙感技術與地理信息系統,全球定位系統組成一個地理信息技術的聯合整體。研究人員通過地理信息技術的應用,實現對各地區地質狀況各項參數整合分析。遙感技術在實際使用期間通過計算機技術和圖像信息結合,給勘測活動提供先導數據資料,對于地質災害的治理有著十分重要的技術指導作用。
2.5水勘測技術
水勘測技術在實際使用過程中分為物理和化學兩種。化學分析法主要通過對于地表水質的化學性質分析,對水質酸堿度的檢測,沉淀物的測試,得出水質成分綜合性檢驗的分析。通過物理分析法分析地表水體內各成分的含量變化,使用光譜分析儀對水質進行準確檢測。
3.實施水工環地質工程與環境破壞
3.1工程實施在自然環境方面的危害
水工環地質工程實際施工時對自然環境會產生一定的危害。在執行地表勘測活動時,由于勘測工作的開展,需要大量的設備輔助與人力投入,對于該地區的自然環境會產生難以避免的破壞。例如,工作人員在架設設備儀器時需要對周遭的地面進行一定程度的改造,在工作與生產過程中產生的工程垃圾與生活垃圾也一定程度上加劇對環境的破壞。在地質災害治理的過程中,支擋、護坡、改造排水管道等多方面的施工產生土壤污染,水污染和噪聲污染。這些污染問題常常不被重視,導致不可挽回的環境破壞。地質災害治理過程中對于土壤挖掘,挖孔等工程活動,有可能引發泥石流,山體滑坡等二次危害,對于礦區地質工程的治理產生影響。
3.2工程實施在社會環境方面的危害
對于礦區地質災害的治理不僅僅會影響到該地區的自然環境,還會影響該地區的社會環境。對于土地、生態系統等自然環境部分會留存大量的人類活動痕跡,導致該地區原本穩定的社會環境遭到破壞。搭建一系列的工程建筑,導致該地區地表景觀發生變化。對于名勝古跡,水工環地質工程的實施往往會導致文化古跡遭到破壞,影響社會環境的文化資源。
4.環境保護措施的提出對水工環地質工程的影響
在新的環境保護建設標準下,水工環地質工程對于地質災害治理的工作從多個方面有了嚴格的要求。相關的技術手段在更為嚴格的環境保護措施下進行了大量的革新,以減少水工環地質工程對于環境的影響。
4.1環境保護措施對于水工環地質工程的創新指導
隨著社會對自然環境需求的提升與環保意識的增強,環境保護部門對于水工環地質工程中的環保措施有了新要求。通過改進不夠科學的生產工程方案,執行規范標準,調整政策,為水工環地質工程提供更為科學合理且明確的準則。在創新性需求的背景下,先進的科學技術同數據化的工程實施方案相結合,工程得到了創新和發展。
4.2水工環地質工程作業人員環保意識得到提高
由于加強環保措施,對環境的需求提升,許多礦區的水工環地質工程作業人員有了更為深刻的環境保護意識。整體工程在環境意識上有了很大的提升。貫徹保護環境的意識,能夠很好執行統籌規劃提出的環境保護措施。施工方改變了以往工程作業當中圖方便圖快捷的錯誤思想,取而代之的是低能耗,低污染的環保工程建設理念。工作人員環境保護意識的提高,良好推進了施工過程中環境保護措施。
4.3減少水工環地質工程中污染物的產生
對于環境保護措施的施行,原本水工環地質工程大量產生的污染物也相對減少。工程作業人員更加重視實際生產過程中產生排放的污染物,盡量避免污染物的過量排放導致對環境的破壞。例如工程污水的排放有了有效的控制,在固體廢物,氣體,廢物等方面也進行了嚴格地把控,大大降低了對環境的影響。對于產生的一切工程廢物都進行科學的處理,從排放源進行廢渣分解,從而降低水工環地質工程中產生的污廢物對周圍環境的影響。
4.4環境保護措施的要求提高了行業規范
根據傳統的水工環地質工程建設需求,在短時間內能夠取得一定的地質災害治理成效。但對于從長久時間上的考量,依然會造成難以恢復的環境傷害。這一系列環境損害影響了環境的可持續發展。對于工程實施的環境保護措施的提出,整體行業在相關行為方面有了更高的標準與規范。通過創新改變現有的工程標準,以達到環境保護措施的要求,同時可以減少對于工程周圍的環境破壞,使得工程總體口碑得到良好的反饋,從而推進整個行業對于可持續發展要求的踐行。
5.提高工程中的環境保護
環境保護措施對于水工環地質工程的建設與發展有著積極向上的指導意義。為了進一步加強環境保護,提升工程質量,研究人員提出了以下的策略措施。
5.1將環境保護作為工程剛需
施工人員在開展某一區域的水工環地質工程建設之前需要對該區域的環境背景進行充分的了解。在工程準備時期,提出合理的實施方案,從最大程度上減少對周圍環境的危害。對于工作人員的環保意識需要進行規范與提高,保證在施工過程中避免人為的、低級的環境破壞。嚴格執行設計的環境保護措施與方案,最大程度減少工程對環境造成的噪聲污染,土壤污染,水污染等。
5.2建立嚴格的環境保護體系
對于水工環地質工程建設過程中的環境保護需求,不僅僅是工程施工方需要對施工人員進行一定的行為約束,政府與相關部門也需要制訂更為嚴格的施工標準。以規范化的制度、準則對施工方與施工人員進行嚴格的監管,定期對施工人員進行環保知識的培訓與考核。派遣專員對于工程進行環保標準的實時監督,建立嚴格的追責體系。對于不符合環保標準的施工方與施工人員進行責任追究,通過嚴格的環境保護體系確保水工環地質工程在施工環節對于環境保護措施的嚴格遵守。
5.3完善對于施工地區的生態補償
對于一些位于自然保護區的水工環地質工程建立及時的生態補償制度。由相關環保部門派遣專業人員對于施工區進行工程檢查與評價,對于不符合生態標準與環境保護需求的工程責令進行嚴格的整改。對于已經造成污染威脅的工程,要求施工方給予周圍原住民一定的經濟補償,或是對破壞的自然環境進行科學合理的修復。
6.結語
現行的環境保護政策與相關部門制定的環境保護標準無疑將推進水工環地質工程整體行業的改革與進步,施工人員將更加重視實際生產過程中對于環境的保護,使工程在長時間的檢驗下依舊遵循可持續發展的戰略要求,在治理地質災害的同時也對環境保護起到一定的作用。
參考文獻:
[1]孔凡芬.水工環地質工程中環境保護措施產生的影響[J].綠色環保建材,2020(09):42-43.
[2]張艷.水工環地質在地質災害治理中的應用策略分析[J].世界有色金屬,2020(20):162-163.
[3]王昌舉.水工環地質調查在生態修復中的研究[J].建筑技術開發,2021,48(01):84-85.
[4]孫曉民,李明慧,等;水工環地質在地質災害治理中的應用策略分析[J].中國金屬通報,2021(01):185-186.