遙感技術的起源范文

時間:2024-04-22 16:16:07

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遙感技術的起源

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關鍵詞:監測;遙感;汽車尾氣

中圖分類號:X831 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2015)24-0021-01

隨著經濟的不斷發展,機動車已作為一種普通的交通工具深入到我們的生活工作中,一方面為人們的日常出行帶來了極大的方便,另一方面其產業的發展更為擴大內需、拉動經濟增長作出重大的貢獻。然而,機動車尾氣中含有一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物、硫氧化合物、鉛化合物等,隨著佛山市機動車保有量的快速增長,機動車排氣污染已成為大氣污染的主要來源之一。它在對城市環境造成嚴重影響的同時,也造成了大氣環境質量的惡化,促使當局必須采取有效的措施來監測和解決汽車尾氣的污染問題。因此,汽車尾氣遙感監測技術具有較大的應用空間,是汽車尾氣控制和監測的新興手段。

1 汽車尾氣遙感監測技術的主要原理

目前,我市對在用機動車的定期排氣污染檢測主要使用簡易工況法(點燃式發動機)和加載減速工況法(壓燃式發動機),路檢及場檢由于受到條件限制則只能使用傳統的雙怠速法(點燃式將發動機)和自由加速煙度法(壓燃式發動機)。前者的檢測結果雖然能夠較真實地反映機動車行駛中的排氣狀態,但所需儀器設備及控制系統相對昂貴,且具有不可移動性。后者雖然操作簡便、滿足移動需求,檢測結果的誤差值較大。這迫使監測技術需要得到進一步優化――汽車尾氣遙感監測。

汽車尾氣遙感監測,是一種實驗室光譜分析技術,因此又被稱為長光程吸收光譜法,它能夠對道路上正常行駛的汽車所排放的污染物的濃度進行監控。其主要的工作原理是,通過光源向道路對面的光學反光鏡發送紫外光和紅外光,光學反光鏡會將其反射到檢測器中。汽車在道路上行駛時要通過這些光束,由于汽車尾氣會吸收光線,從而改變透射光的強度,從而通過對檢測器中光強的變化進行監測,對道路行駛的汽車排放的氮氧化物、碳氫化合物和一氧化碳的濃度進行監測。

排氣管排出尾氣之后,汽車尾氣就會向周圍的空氣中擴散,其濃度也會發生變化。風向風速和氣體的擾動都會影響車尾氣的濃度。因此,要對排氣管中污染物的排放濃度進行測量,很難通過直接測量汽車排放的尾氣煙羽的方式。事實上,汽車尾氣遙感監測儀主要是對汽車尾氣的各相對濃度進行測量,例如NO /CO2、HC /CO2、CO /CO2等。之后再依據一定的公式來進行推導和計算,從而得出尾氣中各種氣體的絕對濃度。因此如果行駛的車輛處于化學計量空燃比燃燒狀態,則能夠取得更好的遙測效果。

遙感裝置與其他測量汽車排放的儀器不同,它不需要接觸被測車輛,因此能夠快速的對重污染車輛進行鑒別。不僅如此,汽車尾氣遙感監測技術能夠監測汽車的加速度和速度,對運行特征進行確定,這樣可以有效地避免非正常運行對汽車監測準確性所造成的影響。通過拍攝汽車尾部的圖像和車牌,能夠在電腦中記錄與汽車排放有關的一些數據,例如車輛的型號、制造廠家、車主、生產年份等等,以此為依據來判斷該汽車是否存在排放控制問題。同時,汽車尾氣排放的遙感監測中運用了可調二極管激光器技術(TDL),從而擴大了特定氣體濃度檢測的量程范圍。

2 汽車尾氣遙感監測系統的現場設置和組成情況

汽車尾氣遙感監測系統的主要組成部分有監視器、數據處理裝置、尾氣分析儀、車牌攝像儀、加速度和速度測量裝置、檢測器、汽車檢測光源。

要提高汽車尾氣遙感監測的準確率,就必須選擇合適的檢測地點。在測量的時候,最好使車輛處于正常負載的加速狀態,不要在車輛馬力過大、減速或者空擋時對其進行測量,必須把握最佳的儀器安置地點和交通狀況。當車輛滿足在輕微的加速狀態下產生較強排放煙羽,保持0~110 km /h之間的平均車速,以及200~3 000輛次/h的車流量時,汽車尾氣遙感監測達到最佳效果。

通過詳細的現場實驗和調查分析來確定合適的監測地點,對監測地點進行確定之后,還要通過實驗來調整儀器的具置。為了避免兩車排放的煙羽產生重疊,影響檢測數據的準確性,兩車之間應保持一定的距離,故可以在橋梁引道的入口處、略有上坡的單行車道、高速公路收費站等設置測量點。

3 汽車尾氣遙感監測技術的具體應用

3.1 檢查凈化裝置

通過汽車尾氣遙感監測技術中的可調二極管激光技術,對機動車環保催化裝置產生的特殊氣體進行檢測,能夠檢查汽車是否已經安裝催化凈化裝置,以及初步判斷其催化凈化裝置是否有效工作。

3.2 篩選清潔車輛

為了緩解城市大氣污染問題,政府一直鼓勵高性能車輛的發展,并鼓勵人們定期對車輛進行保養和檢修。通(下轉23頁)(上接21頁)過汽車尾氣遙感檢測篩選出清潔車輛,并考慮將其列入免檢名單,一方面有利于減少機動車環檢機構的工作壓力,另一方面也方便群眾高效地完成汽車年檢業務。

3.3 篩選污染車輛

在明確汽車工況的前提下,汽車尾氣遙感監測技術能夠對重污染車輛進行篩選,多次遙測不合格的高排放車輛,集中列入黑名單,為對其勒令整改、提前淘汰提供依據,有利于改善城市的空氣質量。

3.4 驗證減排效果

為了控制我市的大氣污染,政府出臺了一系列對汽車尾氣進行控制的相關政策,例如,分階段實施限制高污染(高排放)汽車通行、提前淘汰黃標車領取獎勵補貼等,可以通過遙感監測技術檢測出來的結果,分析汽車尾氣排放與空氣質量之間的關系,從而達到對減排政策的使用效果進行考核的目的。

3.5 實現客觀檢測

與傳統的汽車尾氣檢測技術相比,汽車尾氣遙感檢測技術具有檢測速度快、自動化程度高、且無需停車檢查等優點, 能準確地監測汽車發動機的運行工況,并如實反映汽車尾氣排放的實際情況。通過隱藏監測點,在駕駛員不知情的情況下進行監測,可以避免一些人為因素對檢測結果的準確性造成影響。同時,駕駛員與儀器操作員之間沒有產生聯絡,排除檢測數據被人為干擾的可能,實現客觀檢測。因此,汽車尾氣遙感監測技術更容易被駕駛員所接受。

4 結 語

盡管當前汽車尾氣遙感監測技術還不能完全取代怠速法及工況法,但作為一種新的檢測技術,其已經表現出了良好的使用性能,具有廣闊的發展前景。值得注意的是,汽車尾氣遙感監測技術尚未成熟,在實際使用過程中還存在一些問題,例如對監測環境有著較高的要求、具有較低的檢出率、單車重復性較差等,故汽車尾氣遙感監測技術仍然存在很大的發展空間,這也需要研究者不斷對汽車尾氣遙感監測技術進行完善,從而推動汽車尾氣遙感監測技術的進一步發展。

參考文獻:

[1] 徐曉亮,劉耀龍.遙感技術在煤礦研究中的應用[J].科技創新與生產

力,2012,(11).

[2] 楊柳,林娟,池敏君,等.遙感技術在秦嶺生態保護中的應用[J].價

值工程,2012,(29).

[3] 陸彥俊,陳亮,尚慧.遙感技術在惠農采煤沉陷區礦山生態環境監測

篇2

1遙感估產的原理及建模基礎

任何物體都具有吸收和反射不同波長電磁波的特性,這是物體的基本特性。相同的物體具有相同的波譜特征,不同的物體,其波譜特征也不同,遙感技術就是基于該原理,利用搭載在各種遙感平臺上的傳感器接收電磁波,根據地面上物體的波譜反射和輻射特性,識別地物的類型和狀態[1]。衛星遙感數據具有高度的概括性,衛星獲取的光譜植被指數反映了植物葉綠素和形體的變化[3]。大量的研究也表明,植物的葉面積系數、生物量、干物重與光譜植被指數間存在著較好的相關關系[4]。因此,利用從衛星獲取的植被光譜信息估測產量成為了可能。用于區域植物生物量估測的遙感模型基礎是從光合作用即植被生產力形成的生理過程出發,在建立模型的過程中,根據植物對太陽輻射的吸收、反射、透射及其輻射在植被冠層內及大氣中的傳輸,結合植被生產力的生態影響因子,最后在衛星接收到的信息之間建立完整的數學模型及其解析式[5]。

2遙感估產模型的類型

20世紀70年代后期估產模型將遙感信息作為變量加入到模型中,建立了大量的遙感估產模型。理論上探討植物光合作用與植物光譜特征間的內在聯系以及植物的生物學特性與產量形成的復雜關系等,方法上從單純建立光譜參數與產量間的統計關系,發展到考慮植物生長的全過程,將光譜的遙感物理機理與植物生理過程統一起來,建立基于成分分析的遙感估測模型,使估算精度不斷提高[6]。由于研究對象的不同,選用的估產參數也不盡相同,模型種類也較多,基本上可以分為2類[7-8],即統計模型和綜合模型。

2.1遙感統計模型

目前,基于統計的遙感估產有3種技術路線:一是遙感光譜綠度值(植被指數)-生物量關系模式。在對作物、草原、森林的估產中,這是一種常用的思路,但是該方法得到的遙感估產等級圖只反映衛星攝影時的植物長勢和生物量的空間分布狀況;二是遙感光譜綠度值-地物光譜綠度值-生物量關系模式,即先分析實測地物光譜綠度值與生物量之間的關系,建立相應模型,再分析衛星遙感植被指數與地物光譜綠度值的關系,建立衛星遙感植被指數與生物量之間的關系模型,最后利用光譜監測模型和衛星遙感監測模型進行監測與估產;三是遙感-地學綜合模式。該方法將氣溫、降水等環境因子引入模型,與遙感-生物量模型互相補充,克服各自存在的缺陷,可進一步提高估產精度。建立的統計模型有線性、冪函數、指數、對數等,回歸的方法也有一元回歸、多元回歸、逐步回歸等,得到的系數差別較大,并且應用也局限于建模的時間和地點,在很多情況下地面資料的數也影響模型的精度。

2.2遙感綜合模型

綜合模型借助遙感信息和植被信息、氣象因子等來建立,其包含了更多的信息量,可以更加精確地反映植被的生物物理參數。盡管這類方法前景廣闊,但受到模型中大量的參數和變量獲取的限制(例如呼吸、衰老、光合作用、碳分配、凋落物的分解等),以及當物種的組成在時空上變化較大時出現復雜的、異質性的、冠層的描述問題的影響,部分模型只適用于當時的研究區域,如何通過“尺度擴大”來改進模式中的區域限制,更好地適應遙感信息的同化需要,也是亟需解決的一個關鍵問題。

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【關鍵詞】水文學;現代信息技術;遙感技術;GPS技術

水文學是地球科學中的一項重要組成部分,是以研究地球上水系統變化規律為主的一門新學科,尤其是水文科學的進步直接關系到水力發電行業的發展。水文學在工作研究領域中主要是以水的起源、存在、循環、分布以及相應的運動變化規律進行深入分析,并利用這些規律來為人類社會發展服務。現代社會與高新技術的迅速發展,促使了水文學研究發生了翻天覆地的變革。尤其是近年來,計算機技術、信息技術、衛星技術的不斷發展與應用,為現代水文研究技術和理論的改革與創新奠定了堅實的技術基礎,也為水力發電行業提供了強大的技術支持。

1、RS技術在水文領域中的應用分析

1.1RS技術概念

RS技術即遙感技術,是與上個世紀六十年隨著近代物理學、計算機技術和空間技術的發展而產生的一門綜合性新的探測技術。在探測工作中,它是通過一種非直接接觸的方法對遠距離的目標性質和運行規律進行探測的技術。遙感技術通常由遙感平臺,遙感介質、傳感器和數據處理中心五部分組成。

1.2遙感技術在水文領域的應用

遙感技術隨著社會的發展越來越廣泛的應用在旱情評估與檢測之中,同時在評價土壤侵蝕和洪水產生的原因方面也取得了較為顯著的成果。在洪水災害中,經常使用遙感技術來對洪水的影響和損害進行評估,以便緊急救災和災后重建工作的順利進行。

在洪水災害的檢測中,遙感技術可以對災后重建和評測具體的損失情況起著著全面、客觀、科學、準確的作用。在現階段的社會發展中,遙感技術在災害監測評估方面取得了較大的發展,同時其對于干旱預測方面也取得了一定的成績。一般而言,遙感技術通過土壤表面發出的電磁能量的測量來進行土壤濕度的評估,再加上相關數據的統計與分析,進而實現干旱監測的作用。而且,還可以在工作中通過對土壤表面植物的生長情況、地面的溫度情況來監測旱情的產生規律。通過了解不同地域的相關情況,建立一個能夠滿足植物作物彼此之間的生長優勢和協調生長模式。在工作中,根據具體的相關情況建立出一項系統全面的遙感技術體系和管理控制流程。

在水文領域的研究中采用遙感技術不但能夠更快地獲得了大面積的土壤濕度信息,而且能夠快速準確的分辨出土壤中水含量的分布規律,因為監測模型的構成方式和簡化程度之中存在著差異,因此對于不同范圍和精度的遙感技術也不盡相同。在目前的社會之中,我國目前已經建立了初步的旱情遙感技術監測體系,在一些試點地區獲得了顯著的成效。遙感技術在水質監測之中也有很大的作用。運用遙感監測技術,可以動態的監測地表水質在時間和空間上參數的變化情況,具體表現在對濕地的評價、和測定水質參數等方面。遙感技術在水質監測方面的應用已經開始在實踐生產之中使用,隨著它在水質監測領域的地位更加重要,它的發展也不斷完善。

2、GPS技術在水文領域中的應用分析

全球衛星定位系統,即GPS技術,具有自動化、高效率、精確度高、全天候的優點,成功應用于工程測量、航空攝影、資源勘測、地球動力學、大地測量、水文領域之中,取得巨大的社會效益和經濟效益。水利信息與空間地理位置有很大的關系,GPS可以更準確的獲取水利信息的空間位置,可以運用在減災防汛和水下地形測量等方面。使用全球衛星定位技術,可以及時準確的定位災害的發生地點,尤其是在使用了無線通話功能之后,實現了雙向的通話功能,使指揮中心和災害現場能夠自由及時的對象,方便二者進行溝通,對緊急情況做出應急反應。以往在汛期來臨時,在大堤上排查險情,在發現了險情隱患之后,通過對講機向指揮部門匯報,耽誤了搶險時間,而且無法準確的描述出險情發生的位置。

3、現代化信息技術在水利水電中的應用

隨著信息技術的發展,計算機作為一種新的工具,已經對社會產生了巨大的影響。新的工具產生新的方法,計算機輔助工程項目管理已經成為一種先進、可行的新方法。利用計算機網絡系統,可以大大提高信息溝通和數據采集的效率,可以把大量紛雜的信息進行有序的組織。新的工具也帶來了新的思想。建立在計算機網絡世界基礎上的過程重建、學習型組織、知識管理等新思想紛紛被應用到實踐中。

自20世紀90年代以來,我國水電行業進入了快速發展的機遇期,隨著市場經濟體制改革的不斷深化,我國的水電行業投資體制也發生了根本性的變革。水電工程的建設管理亦由原來的計劃經濟管理模式逐步經歷了項目招投標制、工程監理制和業主負責制,以及大型非電力集團企業跨行業參與水電工程建設,發展到現在的項目管理模式,說明了拉鋸式的超長期施工已不滿足我國電力需求增長的需要,不考慮投入產出比,低效率的管理方式,已不適應現代企業發展的要求。對于水電工程中的機電工程項目,往往都是投資巨大,子項目眾多,施工工藝復雜,施工高峰期人數近千人,工程承包單位幾十家,各類物資、材料、設備供應商數十家,主要工序上萬條,面對如此復雜的資源配置、復雜的施工工序和嚴格的工期要求,如何使建設各方密切配合、運籌帷幄、科學組織、有效協調,作好機電工程項目的控制管理工作,傳統的管理已經不能滿足要求,這時必須應用先進的信息技術輔助管理。

項目管理是近年來國際上興起的一門新興專業學科和技術。隨著項目,尤其是較大型的建設工程項目的啟動、規劃、實施等項目生命周期的展開,與項目有關的合同、圖紙、報告、文件、照片、音像、模型等各種各類紙介質和非紙介質信息會層出不窮地產生,對項目信息的管理變得越來越重要。項目信息管理的效率和成本將直接影響項目管理其他環節的工作效率、質量和成本。很顯然信息處理始終貫穿著項目管理的全過程。如何高效、有序、規范地對項目全過程的紙介質信息資源進行管理,是現代項目管理的重要環節。隨著互聯網Internet、多媒體數據庫MMDB及電子商務EC等以計算機和通信技術為核心的現代信息管理科技的迅猛發展,又為項目(特別是大型建設工程項目)信息管理系統的規劃、設計和實施提供了全新的信息管理理念、技術支撐平臺和全面解決方案。由此導入了項目信息化管理的全新觀念。

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【關鍵詞】現代測繪技術,自動化技術,地形測繪

一.前言

地形測量學是研究測繪地形圖及與其有關測繪工作的理論、方法的應用技術學科。地形測量是為城市、礦區以及各種工程提供不同比例尺的地形圖,以滿足城鎮規劃、礦山開采設計以及各種經濟建設的需要。但是由于現在我國在地形測量方面還在利用一些常規性,傳統性的手段來進行測量,這樣就導致了在對地形測量時候出現一定的局限性和低效,所以現在在我國測繪自動化技術手段的普及和完善是有著十分重要意義的。本文主要闡述測繪自動化技術在地形測量中的應用問題。

二.目前地形測量的測繪自動化技術

測繪自動化是集數據采集、處理、傳輸、顯示于一體。隨著計算機、網絡技術的發展及測量儀器的智能化,測繪技術自動化技術發生了重大變革,3S技術(GPS全球定位系統、GIS地理信息系統、RS遙感)及其集成技術成為測繪技術自動化技術的核心。

1.GPS技術

GPS(Global Positioning System)稱為全球定位系統,是美國20世紀70年代開始研制的,它歷時20年,于1994年3月全面建成的利用導航衛星進行測時和測距,具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統,是一種高精度、全天候、高效率、多功能的測繪工具。

GPS定位技術與常規地面測量定位相比,具有抗干擾性能好、保密性強,功能多、應用廣,觀測時間短,執行操作簡便,全球、全覆蓋、全天候、高精度的特點。特別是RTK的定位精度可達厘米級,在水上定位得到了廣泛的應用。

GPS RTK(Real Time Kinematic)技術開始于90年代初,是一種全天候、全方位的新型測量系統,稱載波相位動態實時差分技術,是目前適時、準確地確定待測點的位置的最佳方式,是基于載波相位觀測值基礎上的實時動態定位技術。

GPS RTK具有定位精度高且精度分布均勻,速度快、效率高,觀測時間短,方便靈活,測程不受限制,不受通視條件影響等優點。

2.GIS技術

地理信息系統(Geographical Information System-GIS)是利用現代計算機圖形和數據庫技術來處理地理空間及其相關數據的計算機系統,是融地理學、測量學、幾何學、計算機科學和應用對象為一體的綜合性高新技術。其最大的特點就在于:它能把地球表面空間事物的地理位置及其特征有機地結合在一起,并通過計算機屏幕形象、直觀地顯示出來。

GIS具有以下的基本特點:一是公共的地理定位基礎;二是多維結構;三是標準化和數字化;四是具有豐富的信息。是采用數據庫、計算機圖形學、多媒體等最新技術的技術系統,對現代測繪技術自動化技術的起重要支撐作用。

3. RS技術

遙感RS(Remote Sensing)起源于20世紀60年代,不直接接觸被研究的目標,感測目標的特征信息(一般是電磁波的反射、輻射和發射輻射),經過傳輸、處理,從中提取人們感興趣的信息。遙感包括攝影、陸地、衛星、航空、航天攝影測量等技術。遙感技術依其波譜性質,可分為電磁波遙感技術、聲學遙感技術、物理場遙感技術。遙感信息技術已從可見光發展到紅外、微波;從單波段發展到多波段、多角度、多時相、多極化;從空間維擴展到時空維;從靜態分析發展到動態監測。

RS為GIS提供信息源,GIS為RS提供空間數據管理和分析的技術手段(圖像處理),GPS作為GIS有力的補測、補繪手段,實現了GIS原始地圖數據的實時更新。

三.測繪自動化技術在地形測量中的應用

1.衛星導航定位技術的應用

衛星導航定位系統主要是通過人造衛星發射出來的信號,并采用三角測量的原理及時準確的計算出收到信號的人所處的具置。到目前為止,大約有27顆衛星在運行在地球上空,衛星運行軌道的高達20200公里。自從衛星導航定位技術問世以來,在定位領域和無線導航領域得到了廣泛的青睞和應用。

例如:上海市的特殊地形,需要通過全球定位系統對其水下地形的變化進行測繪,描述變化趨勢,為建設提供寶貴的水下地形資料,這一工作在上海市已經進行了二十多年,讓水下測繪工作變得更加便捷、精確和效率。

2.遙感技術的應用

(一)遙感技術形成了具有分辨率影象序列的金字塔讓我國傳感器的研制工作向著全方位立體觀測能力方面發展,向著更寬廣的空間和領域發展。

(二)遙感技術的新型傳感器在不斷的研制成功,包括了多光譜掃描儀、多光譜攝影、彩色攝影、紫外攝影、成象光譜儀,紅外掃描儀、微波輻射計、激光測高儀、合成孔徑雷達等。

(三)遙感技術可以反復獲取同一地區的影象信息,具有多時相性,為人們提供了研究地球表面規律和變化的可能性,遙感技術已經得到了廣泛的拓展。

例如:當前,國內很多測繪機構部門正在進行信息化工作,即通過現代化手段完成現代化的地形測繪資料,遙感技術借助雷達衛星全天時、全天候及不易受其他惡劣環境影響的特點,通過立體攝影的方法幫助測繪人員獲取測繪地面的三維信息,讓人們更加直觀的了解到測繪地形的特征。

3.地理信息系統技術的應用

地理信息系統技術簡稱為GIS。地理信息系統技術是集多個應用對象和多門科學為一體的高新技術,它主要利用現代計算機圖形和數據庫技術來處理地理空間的相關數據。在地理信息系統的實際使用過程中,它最大的優點就是能有機的結合地球表面空間事物的特征和其所處的地理位置,通過計算機屏幕直觀形象地顯示出來。

四.測繪技術自動化技術的發展趨勢

1.隨著計算機、網絡技術的發展及測量儀器的系統、智能化,測繪技術自動化技術向著3G技術及集成技術自動化、實時化、數字化,數據庫和應用軟件的開發應用,三維可視化技術以及人工智能化發展。使測繪技術自動化技術能全方位的應用于地形測量中,提高了地形測量的效率和準確性。

2.下面具體談論3G技術在地形測量中的應用分析:

GPS、GIS、RS技術是通過計算機技術,對相關地理信息進行儲存和記錄,建立系統化數據庫。對地理要素通過轉化,將相關數據計算出來,然后進行數字化的分析和處理。根據需求,地形測量人員利用GIS快速獲取數據,其結果通過圖形、數字的方式顯出。現今的GIS技術通過數據采集、攝影和地圖掃描進行設計數字地圖,所需的地理信息收集到之后,完整、自動的生成數字地圖。其結果結合地球表面空間的地理位置和特征用計算機顯示,人們能夠對地形結構進行直觀的了解,從而使得測繪質量和效率均得到了明顯的提高。

四.結束語

隨著計算機、網絡技術的發展及測量儀器的智能化,測繪技術自動化技術發生了重大變革,從傳統的測繪技術(例如電子測距儀、經緯儀、水準儀和平板儀)向3G技術、數字攝影測量技術以及人工智能化發展,推動了測繪技術自動化技術的活躍和革新,測繪技術朝著自動化、實時化、網絡化和數字化方向發展,使地形測量更快速、簡單、精確。

參考文獻:

[1]徐翔.淺議地形測量和測繪技術自動化技術.科技信息,2011(10):326~326.

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關鍵詞:3S技術;森林調查規劃;應用

引言

長期以來我國對于森林資源的經營和利用的水平都比較低,很難建立可靠、精確的數學模型來對整個森林資源和生態環境的規律進行反映。從上個世紀九十年代開始,3S技術在林業發展中有廣泛的應用,在3S系統中,RS―GPS、GIS―RS、GPS―GIS等方面的結合比較完美,能夠將數據結構和物理結構之間進行統一的結合,提升對森林資源的利用效率。為此,要加強以GPS、GIS、RS為主導的3S技術在森林資源的調查和規劃中的應用,對森林資源的管理做到全方位,才能實現林業的發展從傳統的模式中解放出來,向精準化、系統的方向發展。本文淺述了3S技術的相關概念以及3S技術在森林資源的調查規劃中的應用。

1 3S技術的概況

3S技術是遙感技術(即RS),地理信息系統(即GIS),以及全球定位系統(即GPS)的統稱。近年來,隨著信息技術的不斷深入發展,3S技術在信息數字化的實施過程中占據十分重要的地位。

地理信息系統在我國的興起時間比較短,是一門綜合性的應用系統,該系統能夠將各種森林資源的視圖信息和森林的地理位置進行結合,同時和其他的計算機科學、幾何學、多媒體技術等多方面進行結合,將各種對象融為一體,并且對這些對象進行分析,將對象相關的各種圖文信息都傳遞給用戶,便于用戶的使用。

遙感技術指的是從高空接收來自地球表面的一些電磁波信息,并且對這些信息進行掃描、攝影、處理等操作之后,對各種現象進行遠距離地測控和識別的技術。遙感技術在森林資源的調查分析中具有十分廣泛的應用,比如植被資源調查、氣候氣象觀測預報、病蟲害預測、環境質量監測等,都可以應用遙感技術。

全球定位系統是從上個世紀七十年代開始研制的,具有海、陸、空全方位觀測、定位和導航功能的系統,GPS包含空間星座、地面控制以及用戶設備三個方面,能夠對被測對象進行點、線、面等位置信息的確定。精度高、效益高,在很多方面都有應用,比如軍事、民用交通、大地測量、土地利用調查、森林資源調查等。

隨著3S技術的不斷發展,將三個方面融為一體的技術在森林資源的管理方面有非常廣闊的應用前景。以GPS、GIS和RS為基礎,將其中的幾個部分進行結合,可以構成功能比較強大的技術體系,便于對各種環境信息和空間信息進行收集和處理。3S技術是信息技術的一個重要部分,它在森林資源的調查利用中的發展過程大致有三個重要的階段,第一是作為一種采集的手段,將各種森林資源進行收集,為森林資源的管理提供相關的數據。第二個階段是構建了森林資源屬性和空間數據庫,對森林資源的數量、質量等有一個準確的了解。第三個階段是通過各種探索對森林資源的管理提供一些優化的手段,提高森林資源管理的決策效益和能力,實現對森林資源的集約化管理。

2 3S技術在森林資源的調查規劃中的應用

傳統的森林資源的規劃和調查,一般是在一定的范圍之內,將森林資源進行分塊,以一個個小塊為單位進行森林資源的清查。這種方法一般需要大量的人力,而且工作量大、工作效率比較低、調查精度也往往因調查人員的主觀認知能力而受到較大影響,因此為了提高森林資源調查規劃的效率,掌握更加準確的森林資源信息,需要加強先進技術的應用。3S技術的應用,有助于建立相關的森林資源管理系統,對傳統的森林資源的調查方式是一種顛覆,也促進了森林資源的調查工作向更高效的方向發展。3S技術在森林資源調查規劃中的應用主要有以下方面。

2.1 3S技術在森林資源的監測中的應用

2.1.1 遙感影像數據的采集和處理 當前在對森林資源進行調查的過程中,比較常用的是美國陸地資源衛星TM數據和法國的SPOT衛星數據,這兩種影像技術具有不同的特點,利用這兩種影像對森林資源進行調查時,需要對地面的各種森林資源進行校正,圖像合成、增強等處理,使得各種森林資源的影像圖分辨率比較高。同時要利用全球定位系統、遙感影像和實地之間的關系,建立不同地類、樹種等與森林資源相關的各種因子的遙感影像標志。

2.1.2 信息提取 在對各種森林影像資源中的信息進行提取時,可以以ArcGIS 軟件為地理信息系統的平臺,將之前經過處理的森林影像傳入到系統中,采用人機交互的方式,利用軟件的編輯功能,建立相應的小班空間圖形數據庫,并且從影像上將一些地理位置信息、小班號、地貌坡度等立地、樹種、森林資源的起源等各種信息因子進行提取和標注。

2.1.3 現地調查 在森林資源的調查中,要采取抽樣的方法進行現場調查,選擇小班進行現地驗證,利用全球定位系統進行地理位置的核實,以校正人機交互方式提取的各種森林資源信息因子,提高準確性。

2.1.4 建立森林資源管理信息系統 對森林資源信息進行了解之后,要建立一個森林資源管理信息系統,利用各種計算機技術和相應的軟件建立森林資源信息系統,對小班空間圖像數據庫進行系統化的管理,對各種資源進行保存、匯總等,以便相關資料的查閱和使用,同時也便于對森林資源的演替變化進行適時的監測、資源數據更新和管理決策。

2.2 對森林災害進行監測和防治 森林災害對于森林資源的危害很大,3S技術在各種森林資源災害的監測和防治中也有廣泛的應用。比如在森林資源管理中引入RS技術之后,由于一些設備的覆蓋范圍比較廣、波段也比較寬,因此在一些森林災害中發揮了重要的監測作用。利用遙感技術來進行災害的監測主要是利用遙感技術的光譜灰度值的變化來實現的,比如森林中的病蟲發作時,樹木會發生一些生理方面的變化,利用遙感技術可以將這些變化顯現出來,以便進行森林資源的保護。

2.3 在森林資源規劃的決策中的應用 對林業發展進行規劃和決策對于森林資源有很大的影響,3S技術在林業決策和管理中也有應用,比如GIS應用于林業決策和管理時,基于其建立的方便直觀的森林資源管理信息系統,決策管理部門可以快捷而準確地獲取相關數據,從而及時作出正確的決策和合理的管理措施。另外,還可以利用GIS建立決策、經營、預測等方面的模型,對林業資源的管理進行評價,選出最好的方案,提高資源管理效果。

3 結語

隨著信息技術的不斷發展,3S技術的應用越來越廣泛,尤其是在森林資源的調查和規劃中,為其提供了更加快捷、準確的調查、監測手段,隨著3S技術的不斷發展和應用,在以后的森林資源管理中其作用會更加明顯。

參考文獻

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關鍵詞:地形測量技術GPS RTK 技術

中圖分類號:P931 文獻標識碼:A 文章編號:

1 影響工程測量施工質量的因素分析

(1)測量施工工程質量,與測量施工人員的技術水平直接相關,測量儀器操作人員的操作水平將直接影響測量成果的精度。(2)測量施工方案的確定,對測量定位精度及測量施工進度具有決定性的影響。在施工控制網及微型控制網的測設過程中,控制網的圖形結構及控制點方向聯測數目、方向觀測的測回數等對控制網的精度及可靠性均有重要影響,但并非觀測測回、聯測方向的數量越多越好,技術人員對此應予以綜合考慮。(3)測量施工質量,還直接受現場作業環境的影響,如現場通視條件不良、施工過程中的機械震動、焊接作業及風雨天氣等都將直接影響測角及測距精度。

2目前地形測量的測繪自動化技術

(1) GPS 技術GPS(Global Positioning System)稱為全球定位系統,是美國20世紀70年代開始研制的,它歷時20年,于1994年3月全面建成的利用導航衛星進行測時和測距,具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統,是一種高精度、全天候、高效率、多功能的測繪工具。

GPS 定位技術與常規地面測量定位相比,具有抗干擾性能好、保密性強,功能多、應用廣,觀測時間短,執行操作簡便,全球、全覆蓋、全天候、高精度的特點。特別是RTK的定位精度可達厘米級,在水上定位得到了廣泛的應用。

GPS RTK(Real Time Kinematic)技術開始于90 年代初,是一種全天候、全方位的新型測量系統,稱載波相位動態實時差分技術,是目前適時、準確地確定待測點的位置的最佳方式,是基于載波相位觀測值基礎上的實時動態定位技術。

GPS RTK具有定位精度高且精度分布均勻,速度快、效率高,觀測時間短,方便靈活,測程不受限制,不受通視條件影響等優點。

(2) GIS技術地理信息系統(Geographical Information System-GIS) 是利用現代計算機圖形和數據庫技術來處理地理空間及其相關數據的計算機系統,是融地理學、測量學、幾何學、計算機科學和應用對象為一體的綜合性高新技術。其最大的特點就在于:它能把地球表面空間事物的地理位置及其特征有機地結合在一起,并通過計算機屏幕形象、直觀地顯示出來。

GIS具有以下的基本特點:一是公共的地理定位基礎;二是多維結構;三是標準化和數字化;四是具有豐富的信息。地理信息系統對空間地理信息進行處理,準確采集有關的數據,并對地理空間數據和信息進行處理、管理、更新和分析,是采用數據庫、計算機圖形學、多媒體等最新技術的技術系統,對現代測繪技術自動化技術的起重要支撐作用。

目前GIS 地理信息將向著數據標準化(Interoperable GIS)、數據多維化(3D&4DGIS)、系統集成化(Component GIS)、系統智能化(CyberGIS)、平臺網絡化(Web GIS)和應用社會化(數字地球)的方向發展。

(3) RS技術遙感RS(Remote Sensing) 起源于20世紀60年代,不直接接觸被研究的目標,感測目標的特征信息(一般是電磁波的反射、輻射和發射輻射),經過傳輸、處理,從中提取人們感興趣的信息。遙感包括攝影、陸地、衛星、航空、航天攝影測量等技術。

遙感技術依其波譜性質,可分為電磁波遙感技術、聲學遙感技術、物理場遙感技術。遙感信息技術已從可見光發展到紅外、微波;從單波段發展到多波段、多角度、多時相、多極化;從空間維擴展到時空維;從靜態分析發展到動態監測。

RS為GIS提供信息源,GIS為RS提供空間數據管理和分析的技術手段(圖像處理),GPS作為GIS有力的補測、補繪手段,實現了GIS原始地圖數據的實時更新。3S的綜合應用是一種充分利用各自的技術特點,快速準確而又經濟地為人們提供所需的有關信息的新技術,三者的緊密結合,為地形測量提供了精確的圖形和數據。

3 GPS RTK測量技術

3.1 控制測量

根據現場踏勘,分別在兩個測量范圍內各布設了2個E級GPS點,作為測區首級平面控制點,在此控制基礎下發展RTK控制點及二級測距導線點,形成完整的控制體系。高程控制測量采用四等水準測量方法進行測量。

3.2 平面控制測量

(1) E級GPS點測量

(1)儀器設備:使用南方9600型單頻GPS接收機4臺。(2)測量方法:GPS點觀測采用靜態觀測模式,數據采樣間隔位10s衛星截至高度角為15°,有效衛星個數不少于4顆,觀測時段長度為60min。(3)數據處理:GPS基線后處理和網平差軟件采用南方GPS靜態處理軟件。GPS點測量時采用世界大地坐標系WGS-84,并在1954年北京坐標系參考橢球體上采用高斯正形投影轉換為1954年北京坐標,本次1954年北京坐標的中央子午線為108°。經平差處理,各GPS點的精度滿足規范要求。

(2) 二級導線測量

(1)儀器設備:使用蘇一光OTS234全站儀1臺(套)。(2)測量方法:采用單一附合導線和閉和導線的方式,分別在兩個范圍各布設了一條二級導線,各項指標均滿足規范要求。(3)數據處理:導線平差計算采用嚴密平差計算方法程序進行。

3.3 地形測量

水下地形部分采用GPS+測深儀的方法進行測繪;陸域部分則采用RTK與全站儀結合的方法進行碎部測量。

(1) 水下地形測量

海上測量利用計算機與測深儀和GPS接收機實現連接,形成一個完善的海上測量數據采集系統。測線方向基本垂直于等深線方向,布設間距為15m,測點間距為5m~8m,測量時利用GPS接收機與計算機自動導航。GPS信標機在定位前進行了比測和校正,采用的E級GPS點為GPS01、GPS02。水位觀測每30min記錄一次,和低潮期每10min觀測一次。潮間帶測量采用全站儀進行碎步測量。測深點數據取位為小數點后一位。

(2) 陸地地形碎部測量

在測區施測過程中,我們根據地形情況、人員數量、經濟效益、工程期限等具體因素,經過以下綜合考慮,采用了RTK與全站儀相配合的生產模式,分為一個RTK組,兩個全站儀組。RTK采點必須保持凈空,不能有遮擋,以使其能夠接收到高度角大于15°不少于5顆的有效衛星,并使衛星幾何圖形PDOP小于6;而在地形測量中,在測量高大建構筑物的位置時,特征點必須是建構筑物的拐角點,這就要求在使用RTK采點時,RTK流動站必須放在緊靠建構筑物的拐角處,這些約束條件就使其不能有效工作,也就限制了它在城市和鄉村居民地的使用;而全站儀沒有這種限制,它只要在安全、穩固的地方就可以架設,只要測量員手持棱鏡到達該點就可以測得該點坐標, 現在許多全站儀還具有不需棱鏡就能直接測量的功能;但全站儀也不是萬能的,一方面,在施測一個點時,要求這個點必須和儀器通視,另一方面,在測地形點時視距一般

也不允許超過400m,所以說它的使用范圍也有限制。

參考文獻

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關鍵詞:數字規劃 發展歷程 新模式 探索

中圖分類號:TU986 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)04(c)-0000-00

1.引言

2008年美國IBM公司提出的“智慧地球”(Smarter Planet)概念已得到各國的普遍認可。智慧地球孕育出智慧城市,近幾年,我國智慧城市的建設風潮席卷全國。智慧城市的建設是一項及其復雜的工作,智慧規劃則是其不可或缺的重要支撐條件之一。智慧規劃的技術主線是信息技術,而數字規劃恰好滿足了智慧規劃的技術需求。數字規劃服務智慧城市的建設,智慧城市的建設又促進數字規劃的發展,兩者相輔相成。為了更好的運用數字規劃服務智慧城市建設,我們有必要回顧數字規劃的發展歷程,對其實踐和探索進行總結,使我們對數字規劃有更全面的認識。

2.數字規劃背景

1998年1月31日,美國副總統戈爾在加利福尼亞科學中心所做的“數字地球――認識21世紀我們這顆星球”的講演中首次提出“數字地球”的概念。數字地球概念的提出,推動了全球又一次信息化建設的。我國十分注重信息技術的發展與應用,建設部在“十五”期間,組織實施了國家科技攻關計劃“城市規劃、建設、管理與服務的數字化工程”項目,開展了數字城市、城市建設管理信息化、城市規劃管理信息化等示范工程建設,取得了大量高水平的示范成果。在2008年1月1日起施行的《中華人民共和國城鄉規劃法》總則第十條中寫明“國家鼓勵采用先進的科學技術,增強城鄉規劃的科學性,提高城鄉規劃實施及監督管理的效能。”隨著信息技術的不斷發展,規劃工作的不斷深入,數字規劃的概念出現在規劃人員面前。

2000年,簡逢敏先生提出數字城市規劃的概念,他認為數字城市規劃是以數字地圖為基礎,集成經濟、社會和人口統計等信息來描述城市空間形態的過去、現在和未來[1]。

此后,數字規劃引起更多學者的重視,但大家對數字規劃的概念及理論的認知還未達到一致。一種觀點認為數字規劃是以數字化的手段來實現對城市空間資源的有效配制與合理安排,是一種可持續的、適應城市發展變化的有效手段,它涵蓋城市規劃業務的每個方面。另一種觀點則認為數字城市規劃是傳統城市規劃理論與方法和現代信息技術發展相結合的必然產物,是在實際應用中逐步形成的城市規劃理論和方法,以及在此基礎上形成的計算機應用系統,是數字城市中的一個重要的組成部分[2]。雖然數字規劃的概念還未統一,但是我們可以看出,在規劃工作中運用數字規劃技術是數字規劃的本質。

近年來,數字規劃技術的應用得到越來越多規劃單位的重視,2013年為加快各類新技術的轉化應用,完善數字規劃人才隊伍建設,天津市城市規劃設計研究院規劃科技信息中心加掛“數字技術研究中心”,從而更大限度地實現數字規劃技術與規劃編制和管理的融合。武漢市規劃研究院亦下設數字規劃研究中心,負責信息化建設工作,主要從事GIS、城市仿真等技術在城市規劃中的應用和開發,為將武漢院建設成為“數字化規劃院”提供技術平臺和支撐。

3 數字規劃發展歷程

本文將數字規劃發展歷程概括為四個階段,分別對各個階段數字規劃技術應用及實踐進行分析及總結。

3.1 數字規劃萌芽階段

數字規劃萌芽階段就是以CAD技術為代表的規劃設計成果的輔助制圖階段。為了推進CAD技術在規劃設計行業的應用,1994年建設部推行“甩圖板”工程,規劃人員徹底拋掉了水彩筆和圖板。CAD技術的應用,使規劃人員對設計成果的編制效率大大提高,使規劃設計成果更加精確和詳細,通過計算機對規劃成果的處理與渲染,使規劃成果的表達更加直觀。且和傳統的紙質成果相比較,CAD電子成果更加容易保存。

3.2 數字規劃起步階段

隨著信息技術的不斷發展,3S及3D技術進入規劃行業,數字規劃迎來起步階段。

3.2.1. 遙感

1983年,由北京市政府和地質礦產部、城鄉建設部聯合組織的北京航空遙感綜合調查正式啟動。項目成果為城市規劃人員利用遙感技術服務規劃工作創造了成功的經驗,且對城鄉規劃、建設、決策、管理和立法等方面具有重大意義,社會效益十分明顯[3],為遙感技術今后在規劃工作中的應用奠定了良好的基礎。

可獲取大范圍數據資料、獲取信息的速度快,周期短、受制條件較少可概括為遙感技術的特點。遙感技術在規劃工作中的應用首先解決了部分數據源的獲取問題,通過遙感技術可快速獲取城市現狀數據。其次,利用遙感數據更便于規劃人員分析城市問題,如利用不同年份遙感數據研究城市增長問題,利用夜間燈光遙感界定城市建成區等。

近些年無人機遙感技術迅猛發展,因其獲取數據速度快、分辨率高且成本較低,被應用于小區域航空攝影測量。

3.2.2. 地理信息系統

地理信息技術起源于上世紀60年代,到90年代后期進入規劃行業。雖然CAD技術提供了強大的繪圖功能,但是在數據統計分析方面有所欠缺,而GIS正好彌補了CAD的空白,它能夠為規劃設計者提供一定的輔助分析和決策的手段。而且規劃成果由CAD格式存儲轉為GIS數據庫形式存儲,更加便于對成果的規范化管理。因GIS的強大的空間數據分析能力,各個規劃單位開始注重規劃決策支持系統的建設工作,如北京市城市規劃設計研究院立足規劃行業信息技術應用的全新視角,開展了城鄉規劃決策支持平臺的建設工作。

隨著網絡技術和移動技術的發展,WEBGIS和移動GIS應運而生且進入規劃領域。通過網絡對空間數據進行地圖服務,規劃人員在局域網內可方便瀏覽查詢所需要的數據,在保證數據安全性的前提下提升了便捷度。互聯網的普及,使得WEBGIS應用在規劃公眾參與領域,公眾可直觀的查看規劃設計方案并反饋合理的建議。移動GIS則運用在規劃移動辦公領域,提升規劃人員辦公的便捷程度。

3.2.3. 三維可視化

2000年前后,三維可視化技術快速發展,隨后被引入規劃工作。開展相關工作較早的當屬武漢市。2006年,武漢市三維數字地圖系統開始建設,目前已建設完成國內首個特大城市級的“三維數字城市”模型及信息平臺,且總結提煉出國內首個城市三維建模方面的國家行業標準,并形成了數據生產、管理、更新與應用的一體化循環體系[4]。

將城市模型建立在一個虛擬的三維環境中,規劃人員可直觀的看到一個立體可交互的虛擬城市。城市現狀及規劃成果的展示由以往的二維變為三維展現,且在三維系統中可進行科學的模擬及預測,如通過三維系統對不同規劃方案建筑高度和視域的分析,可及時發現方案存在的問題,亦可快速選取眾多方案中最優的一個。

3.3 數字規劃成熟階段

2000年之前,數字規劃技術主要是以單項應用為主,在2000年后,規劃人員逐漸發現現有的技術已不能滿足日常工作的需要,如何將各項數字規劃技術集成應用以發揮更大作用,成為亟待解決的問題。2006年,北京市城市規劃設計院提出“規劃一體化”思想,開展了城市規劃設計領域信息整合-共享-一體化方法研究工作,數字規劃進入成熟階段。

一體化方案實施的核心是整體設計架構采用CAD技術、GIS技術、WebGIS技術和數據庫技術融合運用的方法,通過系統配置為實際應用中不同的需求對象提供多平臺松散的應用模式,實現不同的應用策略,同時運用技術融合方法巧妙的將信息整合和標準規范實施融入到日常輔助規劃工作中去,從而解決了信息的整合、組織、共享、再利用等關鍵技術之間的關系問題。

3.4 數字規劃新模式探索階段

在規劃一體化的背景下,學者們正探尋數字規劃新的模式,這種模式更傾向于規劃全局化、整體化,主要包括地理設計和CIM(城市智慧模型)兩個方向。

3.4.1 地理設計

2008年“GIS與設計中的空間概念”(Spatial Conceptsin GIS and Design)會議在美國召開,會議強調應重新審視GIS和設計之間的聯系并首次提出地理設計的概念[4]。地理設計是一種把規劃設計活動與實時的(或準實時的)以地理信息系統為基礎的動態環境影響模擬緊密結合在一起的決策支持方法論[5]。

將地理大環境納入評估范疇,借助GIS實現設計過程的實時評估與反饋是地理設計的最大特點。近年,地理設計吸越來越多規劃學者的關注。金賢鋒等(2014年)總結了地理設計在城鄉規劃中的應用,他認為地理設計依托地理信息的地理分析,借助評估模型的動態評估與即時反饋,涵蓋“規劃委托―規劃編制―成果報批―規劃實施―規劃修編―規劃委托”的整個過程。

清華大學周文生等(2014年)在地理設計理念的指導下設計并開發了清華地理設計平臺(THGeoDesign),該平臺的設計目標是構建一個覆蓋規劃設計全過程,即從現狀數據采集、現狀分析、規劃方案設計、規劃方案評估、模擬、規劃方案展示到規劃成果輸出等的規劃設計支持平臺。平臺主要由系統配置管理、屬性數據處理、圖形數據處理、規劃分析、規劃設計、規劃評價、地理模擬以及專題制圖8個子系統組成。THGeoDesign已在中國大運河保護與管理規劃、大慶市總體城市設計、大慶市西城區分區性規劃、昆明滇池流域景觀風貌保護體系研究以及城市公共安全應急響應動態地理模擬模型及其在城市公共安全規劃中的應用等項目中得到應用并取得良好的應用效果。

3.4.2 城市智慧模型

建筑信息模型(BIM,Building Information Modeling)是一種應用于工程設計建造管理的建模技術,將各種項目信息納入建筑模型之中,可應用于項目設計、實施及維護全生命周期。2015年中國BIM應用價值研究報告中預測,未來兩年我國運用BIM的施工企業總數增長速率將超過世界平均水平。住房和城鄉建設部分別于2011年、2014年和2015年發文鼓勵推進BIM技術的應用,由此可見BIM擁有良好的發展前景。BIM目前在城市規劃中有一些簡單的應用,但是不能夠解決城市問題。

城市智慧模型(CIM,City Intelligent Model)是同濟大學吳志強教授(2015年)在“從BIM到CIM,從增量建設到智慧協同”演講中提出的概念,他認為城市不僅是機器,更是生命體。所有的智能建造,意識,構建,全部整合起來,形成一個新體系,城市要以單體建筑為基礎,走向全系統運行管理。

CIM的研究重點是介于建筑單體之間的聯絡網絡,例如交通流、氣流等等。城市的單體建筑是固定的,但是他們之間的連接網絡是每天變化的,通過對這些網絡的研究,我們便可以發現城市中的問題。CIM將BIM作為城市的細胞,把時空數據接入CIM,實現對突發事件的預警和城市未來藍圖的模擬。

無論是地理設計還是城市智慧模型,兩者都是把整個城市納入到模型系統中進行模擬及評估,更加注重規劃的全局性和整體性。這兩種方法目前還處于研究階段,在實際規劃工作中應用不多,但隨著研究的不斷深入,很可能成為數字規劃服務規劃工作新的方式。

4總結

通過對數字規劃技術發展回顧,我們不難發現,由最初啟蒙階段發展到新模式探索階段的過程中,數字規劃技術深深影響著我們的規劃方式。為了讓數字規劃技術更好的服務于智慧城市的建設,我們要做到以下兩點:(1)首先我們要做到數字規劃技術集成應用。數字規劃技術的簡單應用,已經不能滿足日常規劃工作中的需求,分析各項數字規劃技術特點、挖掘其應用潛力并進行集成應用,才能發揮出巨大作用。(2)其次我們要把握技術發展方向。當今社會信息技術日新月異,我們應該及時掌握新技術的發展方向,將有潛力的新技術引入規劃領域,使其與規劃工作相結合。

數字規劃技術的運用,不僅提升規劃工作人員的效率,而且使得規劃成果更加科學化。數字規劃技術未來必將幫助我們解決更多的城市問題。

參考文獻

[1] 簡逢敏.從數字地球到數字城市規劃:兼論上海城市規劃信息系統[J] 上海城市規劃,2000(4):23-32

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在海底裝上“眼睛”

――地球系統的第三個觀測平臺

新世紀伊始,一個新的科學熱點正在出現:這就是海底觀測系統。其功能是把深海大洋置于人類的監測視域之內,以從根本上改變人類認識海洋的途徑,開創海洋科學的新階段。

迄今為止,人類“入地”的能力仍然遠遜于“上天”。海底是最貼近地球深部的去處,從海底“第三個平臺”觀測地球,將揭示地球系統“運作”之謎。

建設中的海底觀測系統,是通向新突破的捷徑。作為新開的領域,各國都處在起步階段。中國,正經歷著數百年不遇的良機。

假如把地面與海面看作地球科學的第一個觀測平臺,把空中的遙測遙感看作第二個觀測平臺,那么新世紀在海底建立的,將是第三個觀測平臺。

人類認識世界的過程,是一部不斷擴展視野的歷史。古人沒有想到海洋有這么大,15世紀重新發現的“托勒密地圖”上并沒有太平洋,以為歐洲航海西行到亞洲并不遙遠,否則哥倫布也許不敢冒這個險。當然更不會知道海底的地形起伏,會比陸地的高山深谷還大,這要等到20世紀中期,有了聲波測深技術才能發現。現在我們知道,海水比河水多百萬倍,海洋的平均水深3800米。隔了厚層的水,人類對深海海底的了解,還不如月亮和火星表面。而地球深處“地幔”里的水,又比地球表面的海水多許多倍。

人類視域的突變發生在17世紀:用新發明的顯微鏡,看到了細胞,看到了微生物;用新發明的望遠鏡觀察行星,提出了“日心說”,導致“哥白尼革命”。又一次突變發生在20世紀:航天技術使人類克服地球引力進入太空,第一次看到地球的全貌,開始將地球看作一個整體,將地球上種種現象連結為“牽一發動全身”的系統,導致地球系統科學的產生,被喻為“第二次哥白尼革命”。

這次“革命”對地球科學的影響最大,尤其是浩瀚的大洋。人類對海洋的認識,大都是19世紀晚期以來通過航海從船上取得,這種星星點點、斷斷續續的觀測,帶來了許多錯覺和誤會。直到20世紀早期,測量海底地形的辦法還是用繩子系上重錘拋到海底,用繩子的長度測算水深,如此得來的測點寥若晨星,繪在圖上當然只能說明海底平坦,地形單調。再如船上用溫度計測量海水表層,只能測了上一點再測下一點,永遠也畫不出一張同時的海洋溫度圖來。20世紀出現的遙測遙感技術從衛星獲取地球信息,開辟了全新的對地觀測系統,能夠獲取全球性的和動態性的圖景。同時得到的不僅有海水表面的溫度、風場、海流和波浪,而且有生產力、污染以至淺海地形等各方面的信息。

但是遙感技術的主要觀測對象在于地面與海面,缺乏深入穿透的能力。隔了千百米厚的水層,遙感技術難以達到大洋海底。現在要問:能不能換一個視角,不要老是從海面看海底?可不可以從海底看海面,把觀測平臺放到海底去?新世紀伊始,一個新的熱點正在出現:這就是海底觀測系統。

海底的觀測平臺的功能是把深海大洋置于人類的監測視域之內,結果將從根本上改變人類認識海洋的途徑,開創海洋科學的新階段。

1.請準確指出本文主要介紹的對象,并說明其出現的社會背景。

解析:此題考查學生的分析概括能力。要能夠迅速準確地弄清楚科普文敘述的對象,就得樹立全局意識。也就是說,在通讀全文后要把握好各段段意,分清作者的敘述重點主次,切不能斷章取義。具體到此題,本文在首段拋出話題――海底觀測系統,接著從之前觀測技術的不足、人類對海洋的認識過程及建設海底觀測系統的突出優點等方面展開,順理成章地點出題旨。

答案:海底觀測系統。隨著人類社會的發展進步,人類視野已由“海面”拓展到了“海底”。可之前所有的監測平臺及技術都無法從根本上改變人類認識的途徑,因而也就無法掌握到海底更多更準確的有效信息。而海底觀測系統能轉換視角,從根本上改變了人類認識海洋的途徑,開啟了海洋科學的新階段。

2.綜觀全文,人類對海洋的認識經歷了哪幾個階段?

解析:此題考查學生對文章寫作思路的把握。一般來說,科普文章的層次是比較分明的,或以時間為序(本文是以時間為序),或以空間為序,或按總分的順序解說。

答案:第一階段:人類對海洋的認識主要通過航海從船上獲得;第二階段:人類通過簡單的工具測量海洋;第三階段:遙感遙測技術出現后,人類從衛星獲取地球信息,加強了對海洋的認識。第四階段:海底觀測系統的建成,人們可以從海底看海面。

【技法指津】

找準科普文寫作之對象,理清其思路結構,是讀懂此類文章的關鍵一步。那么該如何把握對象、理清思路呢?

一、識記一定的文體知識

科普文是介紹、普及科學知識的說明文體。大致分為科學說明文和科學小品文。其結構并不復雜,常見的結構形式有“總(概說)―分(具體)”式、“總(概說)―分(具體)―總(概說)”式、“分(具體)―總(概說)”式、并列式、遞進式等。

二、樹立整體的閱讀意識

確定科普文的說明對象及分析思路時,一定要有整體意識,需要具備整體把握的能力。有些科普文的內容介紹說明的是廣大讀者不太熟悉,甚至從未聽聞接觸到的,作者為將之講述得更加通俗易懂,往往會拿不少大家熟知的事物來打比方或作比較,如不能搞清各段的內容及段落之間的關系,也弄不清各事物之間的聯系和區別,就易弄錯對象,自然也就無法梳理好文章的結構層次。當然,這種對文章整體把握的意識不僅適用于科普文,同樣適用于其他文本的閱讀。

三、掌握基本的解題策略

一般而言,說明對象會在文本中多次出現,如果說明對象是眾多事物,敘寫的主次會比較分明。不管怎樣,只要明白了作品所闡述事物的特點、性質、現狀、發展前景及意義等內容共同指向的對象,就找到答案了。

而解答“把握文章結構,分析文章思路”類的題型時應注意:理清文章的層次,看文章寫了哪幾層意思(要善于借助標志性的詞或過渡句);找中心句或關鍵詞,并將其加以概括。另外還要特別注意關聯詞。常見的關聯詞有遞進、并列、假設、條件、因果、轉折等幾大類,閱讀時,看到“首先”,要想到“其次”;看到“多項條件”,要找到“唯一條件”;看到“所以”,要尋找“原因”……高考命題者常常在關聯詞語的運用方面設置考題。注意關聯詞有助于我們快速閱讀,準確找到答案所在的重點段落或重點句子。

【閱讀訓練】

閱讀下面的文字,完成后面的題目。

“好奇”號火星漫游記

李 理

“祝賀你們!”肅靜的大廳里傳來一聲渾厚的問候。大屏幕前,正在觀察“好奇”號行動的科學家們屏息凝聽著隨后的一段話。這是一份來自火星的特殊問候。近日,“好奇”號火星車在接收了地球上的語音郵件之后,通過美國宇航局的深空天線網絡接收信號將其向地球轉發回來。這是人類首次完成從地球上向其他行星發送語音郵件并轉發回來的任務。

“好奇”之路漫漫行

自2011年11月,美國“好奇”號火星車被成功送入設計軌道之后,其征程一直被廣大。到目前為止,“好奇”號火星探測器進展順利。成功踏出火星第一步,成功發回郵件等一系列測試,均表明“好奇”號目前狀態良好。

在近日的會上,美國航天局對外了“好奇”號傳來的照片。根據這些照片,人們可以清晰地識別出火星山麓地區一些侵蝕形成的沖溝地形,以及其層狀沉積結構。目前,搭載在“好奇”號上的鏡頭已經拍攝了附近夏普山的緩坡下部地形景象。科學家表示,那里將是“好奇”號攀登夏普山的位置,照片中的層狀沉積巖層是它的最終目標。但是,有一片暗色的沙丘橫亙在“好奇”號和沉積巖層之間。根據資料,科學家判斷,這片暗色區域存在不同顏色的地區,每部分所含成分并不相同,是歷史成因的差異導致了這些巖石的多樣性。

此外,根據報告“好奇”號已從著陸點附近出發,正式開始向400米外的首個科研目的地格萊內爾格前進,該地是三種地形相交的區域。科研人員期待首個巖石目標能在這一區域找到,并對其進行取樣和分析。

火星生命仍為謎

那么,是何原因讓“好奇”號火星車備受世界關注呢?科學家表示,是人類對生命起源的未知迫使人類關注外星球。之前的資料顯示,火星上存有火山噴發后的坑狀高低。而有關科學家也曾稱,一些帶回來的標本也顯示火星上有機物是存在的。雖然有科學家表示在火星上發現有機物質并不能證明火星現在或者過去存在生命,隕石可將有機物質攜帶到火星上,此外,有些可能被有機物質污染的探測儀器限制了對火星現代微生物的探測任務。因此,對此次“好奇”號的火星之旅是否會發現有機物,成功驗證生命是否存在,是一個被大眾關注的話題。“在我看來,如果‘好奇’號發現了火星上存在有機物,那么這將是火星上存在生命發現的轉折點。”美國科學家曾經如此表態。

然而,火星探測的任務并不局限于對生命是否存在于火星的探索,科學家還將通過研究地球以外的太陽系和銀河系中的物理化學環境,逐步認識地球上的生命的產生過程。假設探測到火星表面存在有機物的痕跡,科學家們表示,其重點將轉向研究這些有機物的性質以及形成過程,并確定有機物質是否能與火星生命起源產生關聯。

“好奇”探索最先進

此番訪問火星時,科學家們為“好奇”號選擇了最優的探測地點以及攜帶先進的科學儀器。例如,“好奇”號中搭載了最先進的火星樣本分析儀,該設備將對火星大氣、巖石和土壤粉末進行取樣成分分析。雖然在升空之后,曾遇到些許麻煩,但它最終完成了對內部殘留地球大氣成分的測試分析工作。火星樣本分析儀設備首席科學家表示:“對于測試結果非常滿意,結果完美地證明了該設備測定氣體成分的精確性。”目前,“好奇”號發回的數據已經快要超過在此之前所有火星車發回數據的總和。

與此同時,“好奇”號在火星上工作絲毫不用擔心其能源問題。以核燃料為主要動力的“好奇”號采用了模塊化設計,可以適應多種不同的任務需求,供能相對穩定。并且,該核電池的主要原料為“性情溫和”的放射性元素釙-238。該元素不會發生核爆炸,而是緩慢衰變放出能量。在通訊傳輸上,在火星運行的全球性的通訊中繼衛星系統持續不斷地將數據從“好奇”號傳回地球。并且,其自身擁有調整的數據傳輸速率的能力,讓回傳效率更高。

(選自《人民日報?海外版》2012年9月1日,有刪改)

1.簡要歸納“好奇”號“漫游”的歷程。

答:_________________________________________________

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2.文章的標題是“‘好奇’號火星漫游記”,為什么后兩部分寫的卻是“火星生命仍為謎”和“‘好奇’探索最先進”?請作簡要分析。

答:_________________________________________________

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3.聯系文本,談談你認為尖端科學發展的意義所在。

篇9

[關鍵詞]水文地質 勘探技術 特點

[中圖分類號] P641 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2015)-7-301-1

1前言

我國水文地質勘探工作從50年代開始,經過半個多世紀的發展,取得了舉世矚目的成就,相比前蘇聯、美國以及其他國家,我國水文地質勘探工作的特點是起步晚、發展迅速。50年代,首次建立起全國性的水文地質工程隊伍;60年代,在東部大平原和西北缺水地區這些特殊的地理區域進行了水文地質的普查;70年代,全國三分之二以上的地區完成了水文地質的普查工作,水文地質勘查技術更加完善,地下水動態觀測站在各省市自治區陸續建成;80年代,我國的水文地質勘探工作過程中,開始重視水文環境,加強環境立法;水文勘探發展到當前,數字地球建成,地理信息中的3S(GIS、GPS、RS)應用于處理水文地質的空間數據,以及專業性軟件隨著計算機的發展廣泛應用于水文地質的勘探,為水文地質工作的發展提供了技術上更加有力的支持。

2水文地質勘探的目的

水文地質勘探是水文勘探技術工作者為了了解某區域的水文地質環境以開發利用相關資源而進行的科學探究工作。出于不同目的和要求,水文地質勘探又可以進一步劃分為普查和勘探,普查是綜合性的,用以表達普查結果的水文地質圖的比例尺為1:20萬,而水文地質勘探是在已用普查方式探明地下水的分布后對特定區域水文資源的深入調查,服務于專門目的,如從居民健康考慮,對區域內供水水文的調查,采礦時對礦床水文地質的勘探等。

3水文地質勘探內容和要求

(1)泉水調查:查明出露地貌位置和地質條件、成因類型、補給來源、流量、水質、水溫、訪問其動態變化情況。選擇部分代表性強的泉取樣,進行水質化學全分析和作細菌、污染、放射性分析。(2)老硐調查:查明硐Eli地貌位置和地質條件、老硐形狀、斷面、長度、揭穿層位和巖性、出水量、水質、水溫、訪問其動態變化情況。選擇有代表性的取樣進行水質化學全分析和作細菌、污染、放射性分析。(3)地表水體調查:查明河流、溪溝點的地貌位置和地質條件、水位、流量、水質、水溫、與地下水的聯系,訪問其動態變化情況。

4礦區水文地質勘探技術方法

4.1綜合物探技術方法

綜合物探技術方法是將地震以及電法勘探方法結合在一起,主要是解決在煤礦開采過程中出現的構造與礦井水的問題,這種方法比較快捷方便,并且具有較大的經濟性。在進行煤礦采區物探時,一方面是充分地利用采區的高分辨率三維地震數據體,再結合已有的鉆孔資料,對采區的目的層構造進行科學合理地分析、說明,構建一套完整系統的立體構造圖像。

4.2地下水化學及同位素研究

地下水化學在屬于水文地質學的一門基本學科,對生態環境有著重要的影響。近幾年隨著科學技術的不斷發展,同位素研究和應用在水文地質學中得到了廣泛地推廣,漸漸成為水文地質化學中的一種重要手段。加強對同位素方法的研究,有助于加強對地下水的起源、形成、儲存以及質量的變化等方面的研究,同時,可以正確地判斷地下水的補給開源、補給強度以及補給比例、補給的具置等。

4.3水文地質鉆探技術

無論采用何種現代技術勘測方法,獲取水文地質信息的最直接、最有效的方法仍舊是水文鉆探方式。水文鉆探方式是一種比較常用的勘測方式,對煤田水文地質勘探有著重要的作用。我國的煤地層主要分布在山前、盆地邊緣等地區,這些地區比較干旱,相當地缺水,因此,需要加大對應用鉆進過程中少用水甚至是不用水技術的研究,比如,空氣反循環以及泡沫鉆進等技術。同時,一般情況下,煤系下伏碳酸鹽巖埋藏得比較深,奧陶系巖溶含水層中多層泥灰巖夾層,在鉆進的過程中,經常出現地層漏失以及地層坍塌的情況,同時由于鉆孔結構比較復雜,嚴重影響著正常安全進尺,因此,需要研究針對性解決問題的鉆探技術以及合理的鉆孔結構。

4.4“3S”技術

“3S”技術是GPS、GIS、RS三項技術的整合,它以計算機的數據分析、繪圖技術,及遙感、成像技術等為基礎,進行勘探工作,是目前煤礦生產中水文地質狀況勘探的主要方法,可以有效借用三種技術的優勢,以保證其勘探工作在信息的采集、處理以及分析等方面的一體化實旅。“3S”技術中較為主要的技術為Rs遙感技術,它與計算機技術相結合,可通過構建全方位完善的遙感體系,是吸納對于煤炭資源水文地質狀況的自主、自動的智能化勘測調查,以節省勘探工作人員,提升勘探工作效率及質量。而此項技術與GPS、GlS結合應用,能夠使水文地質勘探工作更加順利的實施,并得到更加精準的結果。

4.5流量測井法

當前時期,流量測井法在水文地質的勘探工作中,屬于較新的一種方泫,它主要用來對不同深度階段的鉆孔橫截面中的縱向流量狀況進行測量。只要鉆孔中存在縱向的水流運動,利用該方法,均能夠實現對于含水層及隔水層的有效劃分,同時達到對于各層的位置、厚度以及滲透狀況等參數的掌握,此種方法便捷穩定,在目前煤礦生產的找水及預防水害工作中應用較為廣泛。

5礦區水文地質勘探技術的特點

在礦區水文地質勘探過程中,可以充分利用礦井的有利條件,做到井上、下相結合,以增強時空優勢。在礦區水文地質勘探試驗時,進行以井下放水試驗(有時包括連通試驗)為主的井下勘探,井上、下結合觀測的綜合勘探方法。這種以井下放水試驗為中心的礦井水文地質綜合勘探方法,不僅大大擴大了勘探空間,使勘探工程的布置帶有立體性,而且放水試驗的水量和水位降深可以不受抽水設備能力的限制,能夠較真實地模擬礦井建設、生產過程中的地下水流場特征,對礦井水文地質條件的評價和預測更接近于礦井建設、生產的實際,從而可為礦井建設、生產過程中的礦井防治水工作提供可靠的水文地質依據。

6結語

綜上所述,隨著煤炭工業的快速發展,為煤礦地區的水文地質工作的開展提供了良好的機遇。因此,需要加強對煤礦水文地質學科的研究,綜合使用多種水文地質勘探技術,從而不斷促進我國能源工業的發展。

參考文獻

[1]栗占有,王秋平;對我國煤礦水文地質現狀及勘探技術的探討[J];中華民居;2013.

篇10

關鍵詞:生態農業;病蟲害;“3S”技術

在農業發展歷史中,農業先后經歷了刀耕火種、傳統農業、工業化農業以及現在正在積極探索的生態農業,無論哪種農業形式,其在世界各地的起源、發展皆與生態環境息息相關。尤其是隨著現代化的進程,為減少病蟲害干擾、提高農業生產產量與質量以解決溫飽問題而大量不合理的使用農藥、化肥等有毒有害的化學污染物質,使這些污染物在農業生態系統中不斷積累并超過其自身的自凈能力,破壞了農業生態系統原有的結構和功能,而導致生態安全與糧食安全受損。而生態農業可以緩解農業環境繼續惡化。農作物病蟲害會對農業生產造成巨大的損失,且在全球氣候變化的大背景下,農田生態系統受到病蟲害脅迫的概率將顯著增加[1]。因此保護農業生態環境,不再使用化肥農藥等,從而積極發展生態農業,提出與之相對應的防治病蟲害的方法與技術勢在必行。

1利用“3S”技術監測病蟲害

“3S”技術分別是指是遙感(RS)、地理信息系統(GIS)和全球定位系統(GPS)。

1.1遙感技術

隨著技術的迅速發展,遙感技術已經能快速地為農業、林業、地質、環境監測等領域提供數據。將高光譜遙感應用于農業中,其數據能準確地反映田間作物的生物化學參數(含水量、葉綠素含量、蛋白質等)以及生物物理參數(生物量、葉面積指數LAI等)的光譜信息。病蟲害對農作物生長造成的影響主要有兩種表現形式,即農作物外部形態的變化和內部生理變化。外部形態變化包括有落葉、卷葉,葉片幼芽被吞噬,枝條枯萎,導致冠層形狀發生變化;內部生理變化則表現于葉綠素組織遭受破壞,光合作用,養分水分吸收、運輸、轉化等機能衰退[2]。當農作物受病蟲害危害后,會發生病蟲害的光譜響應(可見光區域的反射率上升,在近紅外區反射率下降),從而為農作物病蟲害的遙感監測提供支持。

1.2地理信息系統技術

目前,地理信息系統技術已應用于農業資源信息管理、農業生態環境監測、農用土地適宜性評價、農作物估產和監測及農業病蟲害監測與管理等領域。GIS的數據管理包括空間數據庫和屬性庫管理,在監測病蟲害時可充分利用其數據庫的優勢,將地形圖、水系分布圖、交通圖等普通地圖以及在其基礎上按照一定的用途制成用于反應自然要素的專題地圖(如土壤類型圖、氣象圖等)作為空間數據庫,把病蟲害種類與習性、發生數量、發生地點、危害程度與特征以及相關氣象資料建成屬性數據庫,通過地圖疊置操作與空間分析生成用于指導農業病害蟲監測與管理的預警系統。從而對病蟲害的發生及未來發展趨勢進行預測,并預報不正常狀況時空范圍和危害程度,按需要適時地給出變化和惡化的各種警戒信息及相應的綜合性對策[3]。

1.3全球定位系統技術

由空間衛星、地面控制系統和用戶設備組成的全球定位系統,可以在短時間內將危害較大的病蟲害區域定位,為農業管理人員提供精確的空間坐標以找到災害發生點的準確位置并及時做好相關措施,從而避免病蟲害的大面積爆發,因而越來越多的用于農業病蟲害的監測與調查。此外,將GPS與RS、GIS相結合構建用于病蟲害發生動態與分布的實時監測系統已成為農業病蟲害監測與管理的重要課題之一。

2利用生物技術防治病蟲害

2.1種植抗性品種

農業生態系統中各作物品種間生物特性不同使得不同品種抗病蟲害的能力存在差異,并在長期的進化過程中形成了獨特的防御機制來達到抗病蟲害能力。選用對害蟲具有抗性的作物進行種植,不但可以發揮作物自身對病蟲害的調控作用,而且控制效果持久。隨著分子生物學的發展,越來越多的分子技術應用在抗性育種,改變了雜交育種、誘變育種等方法在實際操作中育種速度慢的缺點,這也為種植抗性品種提供了更多的方便。

2.2保護與利用天敵

在農田生態系統中,由于生物之間存在競爭、捕食、寄生等關系致使有害生物存在著許多捕食性或寄生性天敵、病原微生物。所以保護天敵并加以利用這些自然因素對害蟲實施控制是一種有效的措施。通過優化田間微生態環境,利用邊緣效應在田間保留交錯帶和緩沖帶,為天敵生存和繁衍的創造良好條件以及保證天敵安全越冬,可以達到保護的目的。稻田養鴨、魚、蟹等農業模式就是利用天敵的原理,以達到防治稻飛虱、夜蟬、螟蟲等害蟲的目的。用于防治有害生物的病原微生物主要有真菌、細菌、病毒等,例如用白僵菌防治棉鈴蟲等,用蘇云金桿菌防治菜青蟲、茶尺例蠖等,以核多角體病毒(NPV)防治小菜蛾等。

2.3使用生物藥劑

隨著科技的發展與社會的進步,利用生物及其代謝產物研發生物藥劑成為一種新途徑而進入了蓬勃發展的時期,這些生物藥劑包括:植物源農藥、微生物源農藥、昆蟲激素。其中,植物源農藥研究較多,從楝科、柏科、衛矛科等植物分離的高效活性均有殺蟲作用,例如楝科植物苦楝分離出的川楝素可有效防治菜青蟲、柑桔螨等。昆蟲激素是由昆蟲內分泌腺分泌到體外或由體液輸送至全身各處的化學物質,按其作用方式分為兩大類,即昆蟲內激素、昆蟲外激素。昆蟲內激素調控昆蟲的生長發育,分為腦激素、保幼激素、蛻皮激素等;昆蟲外激素又稱為昆蟲信息素是昆蟲進行信息交流的媒介,包括了集結外激素、追蹤外激素、告警信息素、疏散信息素及性外激素等。由于昆蟲激素具有易降解、專一性強、不污染環境等特點已越來越受重視并廣泛用于防治農業害蟲。昆蟲內激素防治害蟲的主要作用機理是破壞昆蟲體內的激素平衡,導致昆蟲的生長發育、變態及生殖等過程受阻而使害蟲畸形或死亡。昆蟲外激素在實際應用中無需考慮其是否可以穿透昆蟲包被在身體外側的角質膜,因而使用較廣,例如性外激素。

2.4利用農業生物多樣性原理

農業生物多樣性以遺傳、物種、生態系統和景觀4個層次的多樣性為基礎,以人類可持續發展而形成的人與自然和諧共處的生物多樣性系統為目的,是全球生物多樣性的重要組成部分,對防治有害生物、維持農業系統的生態平衡與安全、保障全球糧食安全具有重要作用。利用農業生物多樣性持續控制有害生物已成為研究熱點。農業生物多樣性控制有害生物的基礎原理包括,群體異質效應、稀釋效應、微生態效應、誘導抗性效應、物理阻隔效應、生理學效應和化感效應等7個方面[4];其方法為模擬自然生態系統,在生產農田中創建種內遺傳多樣性、種間物種多樣性、生態系統多樣性和景觀多樣性,以實現時間多樣化和空間多樣化的生物多樣性種植。時間多樣化種植是指利用輪作換茬的作用,防止作物連作生長時生長遲緩、病蟲害嚴重、作物產品數量與質量下降。而空間上多樣化種植是指利用生物之間互利共生原理,進行簡混套作(即間作、混作和套種)的種植模式。

3利用物理技術控制病蟲害

3.1物理誘殺技術

物理誘殺技術是指利用害蟲對各種物理因子(光、電、色、溫度等)的趨避性,創造一種對害蟲有害的方法或將其從原有生境驅趕,以達到防治害蟲或病害的目的。昆蟲對不同光的波長、光照強度等條件十分敏感,往往會做出不同的趨光反應。例如應用佳多頻振式殺蟲燈,可以有效殺死天蠶蛾、紅腹燈蛾、粘蟲、豆莢螟、煙青蟲、蛺蝶等。

3.2改善栽培措施

通過合理灌溉、合理翻耕、合理施肥等措施,改善土壤的水分、熱量、氣、肥等條件,從而調節土壤結構與孔隙,利于植物根系對養分的吸收、轉化以及土壤微生物與根系的相互作用,使農作物的長勢達到最佳狀態,進而提高農作物對有害生物的抗性。

參考文獻

[1]張競成,袁琳,等.作物病蟲害遙感監測研究進展[J].農業工程學報,2012,28(20):1-11.

[2]陳鵬程,等.高光譜遙感監測農作物病蟲害研究進展[J].中國農學通報,2006,22(3):388-391.

[3]豐江凡,等.基于GIS的太湖藍藻預警系統研究[J].環境科學與技術,2006,29(09):60-61.