3s技術論文范文
時間:2023-03-16 00:43:45
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篇1
3s技術在城市管理、規劃工作中發展迅速,在信息的采集和、城市動態監測、城市的規劃管理、模擬分析及預測以及現狀的評價分析等方面發揮著越來越突出的作用。
1.1信息采集與
城市環境信息不僅包括宏觀層面和微觀層面、局部的和整體的,還包括自然、地理、土壤等方方面面。3S技術用于城市綜合管理,可以提供宏觀和微觀、動態和靜態的綜合信息,從而實時可實現綜合、系統的城市環境信息采集。遙感(RS)是一種非接觸式對地觀測技術,具有快捷、實時、動態地獲取空間信息的能力。RS技術給地形圖等基本資料的快速更新和包括土地利用、道路、城市綠地等城市各種專題信息的提取與制作等工作提供更加有效、快捷、經濟的手段。GPS主要被用于實時、快速地提供目標的空間位置。RS和GPS的相結合使用,可以使得城市規劃和綜合管理的信息能夠及時、準確、經濟的更新。計算機網絡技術的利用方便了規劃方案的信息、網上公布、意見征集和動態查詢,提高了公眾參與度,改變了傳統的單方參與模式,變單方參與為多方參與。提高城市規劃的法律基礎和群眾基礎。
1.2動態監測
城市人口的過快增長,對于城市空間的需求也不斷增加,如何合理、有效的利用城市的每一寸土地,提高土地利用效率,促進城市的可持續發展,這就有必要對城市發展和運行規律進行分析和監測。城市的變化發展是一個動態的過程。對于發展變化的城市而言,及時的對信息進行分析和綜合處理尤為必要。其關鍵在于建立合理的監測模型,并對信息及時有效的處理,從而實現對城市變化的動態監測。我們可以依靠GIS強大的空間分析和數據處理能力,利用選定的監測模型,可對多源城市信息進行處理,從中找出城市發展演變的規律。
1.3城市規劃管理應用
以地理空間信息為其綜合管理的基礎的城市規劃管理,它的核心是城市建設項目的管理。對于要立案的項目,我們可以借助于GIS數據庫信息系統向提供相應的信息,以此作為檢查項目受理情況和工作周期的依據。在項目審批階段,我們可利用GIS空間分析技術,讓審批人員迅速了解到施工土地的相應具體情況,以利于進一步的施工工作。總之,以GIS技術為核心的集成系統來實現整個城市規劃管理的方法已經得到比較廣泛的運用。具體的應用如利用GIS平臺上建立城市規劃設計、管理及信息建庫3個環節銜接的電子報批系統。同時形成“一書兩證”的城市規劃管理信息系統,改變傳統的城市綜合管理系統,提高城市綜合管理的科學性。
1.4模擬分析與預測
城市發展演變的過程急需要定性的分析,又需要定量的分析。計算機信息技術的應用,使城市規劃的定量分析更進一步實現。城市發展的定量分析,提供了一些以前沒有的具體數據為城市規劃和管理提供決策依據。在城市管理中3S技術成為了城市環境演變模擬和預測的有力工具。GIS數據庫在城市交通方面的應用,可以實現對現狀路網密度、出行距離和時間、交通可達性、公交服務半徑進行合理性評價,結合專業軟件能進行城市交通的規劃預測、出行分布和流量分配,開展交通環境容量影響評價。遙感技術可以用于對道路的勘測設計,利用該系統可以迅速實現對路線所經過地區相應的地形、地貌等進行必要的分析和判讀。利用虛擬現實技術和三庫一體(影像數據庫、矢量圖形庫、數字高程模型)技術可以進行道路方案的仿真表現和環境模擬,更新和改變了傳統的規劃和分析模式,這也是城市規劃和分析的一大進步。
1.5現狀評價與分析
城市的發展變化,對于城市化進程至關重要,對于城市環境的分析與評價,傳統的定量分析方法已經顯得力不從心。現階段,計算機技術的發展在某些方面也對城市的發展有一定的促進作用,3S技術在城市規劃、城市工程建設、城市環境維護方面的作用越來越突出。3S技術通過利用計算機信息系統,將城市的大量信息儲存在龐大的數據庫中。針對具體問題,只要選定主要的因子,通過模擬和模型的定量與定性相結合分析,就能夠大致了解到問題的基本狀況,從而及時的采取相應解決措施。
2結論
篇2
【關鍵詞】:3S技術 GPSRSGIS 土地勘測定界 應用1前言
土地勘測定界是伴隨著土地管理部門職能到位而逐步開展的一項以法律為依據,根據土地征收、征用、劃撥、出讓、農用地轉用、土地利用規劃及土地開發、整理、復墾等工作的需要,實地界定土地使用范圍、測定界址位置、調繪土地利用現狀、計算用地面積,為國土資源行政主管部提供管理和規劃的依據。
2 3S技術介紹
3S技術是遙感技術(Remote sensing,RS)、地理信息系統(Geography informationsystems,GIS)和全球定位系統(Global positioning systems,GPS)的統稱,是空間技術、傳感器技術、衛星定位與導航技術和計算機技術、通訊技術相結合,多學科高度集成的對空間信息進行采集、處理、管理、分析、表達、傳播和應用的現代信息技術。
隨著3S技術的不斷發展,將遙感、全球衛星定位系統和地理信息系統緊密結合起來的“3S'’一體化技術已顯示出更為廣闊的應用前景。以RS、GIS、GPS為基礎,將RS、GIS、GPS三種獨立技術中的有關部分有機集成起來,構成一個強大的技術體系,可實現對各種空間信息和環境信息的快速、機動、準確、可靠的收集、處理與更新。
3土地勘測定界簡介
土地勘測定界(簡稱勘測定界,勘界),是根據土地征收、征用、劃撥、出讓、農用地轉用、土地利用規劃及土地開發、整理、復墾等工作需要,實地界定土地使用范圍、測定界址位置、調繪土地利用現狀,計算用地面積,為國土資源行政主管部門用地審批和地籍管理等提供科學、準確的基礎資料而進行的技術服務性工作。
4 3S技術在土地勘測定界中的應用
現今電子技術發展推動了全站儀智能化,計算機與繪圖軟件的完備使測繪更加快捷準確節省人力物力。 采用全站儀與CASS6.0相結合, 快速獲得測量數據及成果圖, 大大提高了測量質量及效率, 節省了費用成本, 有助于地籍測繪成果數字化測繪及管理。
4.1 GPS技術在土地勘測定界中的應用 測量時根據土地勘測定界測量的要求.需要采集兩類數據:一是地塊的地理坐標數據:二是屬性數據如權屬、利用類型等。每測一個地物,同時填寫野外記錄表。利用GPS技術進行地勘測定界主要有一下優點: (1) 減少人力費用;由于GPS接收機的自動化程度高,操作非常方便,因而減低了野外測量人員的勞動強度,提高了工作效率。 (2) 定位精度高,測站間無需通視,在沒有現成基準控制點的遙遠地區能進行高精度的定位計算,且定位不受人眼視線的限制;精確地3維系統,24小時免費使用,全天候作業。精度高,使用大地測量型雙頻GPS接收機,根據載波相位測量原理進行靜態相對定位,目前達到的典型精度為1ppm。 (3) 控制網幾何圖形已不是決定測量精度的重要因素,點與點之間的距離長短可以根據實際的需要自由布設。能在同一坐標系統中提供三維信息,GPS定位是在國際統一的坐標系中計算的,因此不同地點的測量成果相互關聯,可實現數據共享。 (4)操作簡便,容易使用。隨著GPS接收機不斷改進,自動化程度越來越高,體積越來越小,重量越來越輕因控制點之間無通視的要求,顧客省去大量建造標志的費用,同時野外實測時間短,人員少,大大降低了測量成本。同時由于信息自動接收,數據自動存儲,內外業緊密結合,減少了繁瑣的數據記簿和手工計算工作,由于配備有功能完善的數據處理軟件,可以迅速提交控制測量成果,提高了測量成果的可靠性和規劃程度。4.2遙感技術在土地勘測定界中的應用 利用衛星遙感技術進行土地利用動態變更調查,及時準確地獲取變更信息,就有著十分重要的意義。遙感的出現,擴展了人類對于其生存環境的認識能力,較之于傳統的野外測量和野外觀測得到的數據遙感技術具有以下優點: (1)增大了觀測范圍;能夠提供大范圍的瞬間靜態圖像,用于監測動態變化的現象;能夠進行大面積重復觀測,即使是人類難以到達的偏遠地區;
(2)大大“加寬”了人眼所能觀察的光譜范圍,遙感使用的電磁波波段從x光到微波,遠遠出了可見光范圍;而雷達遙感由于使用微波,可以不受制于晝夜、天氣變化,進行全天候的觀測;(3)空間詳細程度高,航空像片的空問分辨率可以高達厘米級甚至毫米級。與航空遙感相比, 航天遙感能夠進行連續的、全天候的工作,提供更大范圍的數據,其成本更低,是獲取遙數據的主要方式,而航空遙感主要應用于臨時性的、緊急的觀測任務以獲得高精度數據。,目前我國土地管理部門進行數據更新的方法是在前期土地利用現狀圖的基礎上,根據變更申報到現場勘查,在詳查圖上標繪宗地變化的邊界位置、權屬變化和利用類型的變化,再到室內進行編繪更新。 4.3地理信息技術在土地勘測定界中應用
對地籍空間信息和圖形屬性數據的處理需要借助GIS系統平臺進行,地理信息技術系統數據采集、數據處理以及數據建庫等方面具有重要作用。
對于地籍數據而言,系統數據分層處理必須以提高工作效率、便于數據分統計、查詢并且具有良好的可擴展和伸縮性,能夠滿足不同地區的地籍管理工作需要為目標,無論是基礎地理信息數據還是界址數據等專業數據都需要運用地理信息技術來作為支撐和后臺支持,因此地理信息技術在土地勘測定界中具有重要的作用。
5 結束語
通過GPS技術與數字測圖在實際中的應用,與傳統地籍測量對比,無論從控制網的布設,還是信息的采集、處理、存儲、管理、分析、應用等方面都有明顯的技術優勢。地籍測量全面應用3S 技術,實現了地籍測量工作的現代化、科學化,促進了土地管理從外延粗放型到內涵集約型的轉變,對于發揮地籍信息在國民經濟建設和社會發展中的基礎性、公益性作用具有十分重要的意義。
【參考文獻】
篇3
關鍵詞:地理信息系統(GIS);全球定位系統(GPS);遙感(RS);沙漠地區;勘察設計
中圖分類號:X734文獻標識碼: A 文章編號:
前言
地理信息系統(GIS)、全球定位系統(GPS)與遙感(RS)— 簡稱“3S”技術,是近年來隨著計算機技術的迅速進步而發展起來的一門綜合性高新技術。“3S”技術不是GPS、GIS、RS的簡單結合,而是將其通過數據接口嚴格地、緊密地、系統地集成起來,使其成為一個大的對地觀測、處理、分析、制圖系統。“3S”技術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要的有關信息的新技術。
二、沙漠地區公路勘察設計的特殊性
沙漠地區通常交通不便,人煙稀少,氣候惡劣,地貌標志不明顯,極易迷失方向,且缺乏滿足公路各測設階段所需的各種比例尺的最新地形圖。由于沙漠成因不同而引起不同性質的沙漠地形和地質條件,使得影響公路使用效果的病害復雜、多變。這決定了沙漠地區公路測設地質條件和沙漠病害資料獲取的必要性。沙漠地區公路施工圖設計階段,路線中線測設及縱、橫斷面測設工作量十分繁重。應用常規方法進行勘察,不僅周期長,勞動條件艱苦、強度高,完不成急需要的工程地質調繪圖件,而且很難準確填繪工程地質圖,不能保證圖件質量。
沙漠地區地形復雜多變,地貌形態差別很大,沙漠區沙埋與風蝕問題嚴重。為了盡量減少沙害對公路的破壞以及公路本身對沙漠地形的干擾和破壞,沙漠地區公路選線時要根據沙區地貌類型和沙丘移動的規律,盡量靠近材料產地及水源,盡可能利用有利地帶,利用沙漠中的湖盆攤地及風蝕洼地,沿沙漠中的河流兩岸和古河床布設線路或選在扇緣的固定、半固定沙丘地帶通過,繞避嚴重流沙帶,而選擇沙害較輕的地段、沙丘的迎風坡坡角或下部通過。沙漠公路選線過程中應對沙源、氣象資料、地形地貌、生態環境等進行充分調查分析,綜合考慮線形和沙害、景觀、地貌特征、公路等級,結合不同的沙漠類型和公路工程的特點,最終確定有利于風沙流順暢通過的路線線位和線形。
線形設計時應以順應自然地形為主,根據風沙地貌特點、風沙運動特征、風向、風力、路線與風向的關系,綜合考慮路線線位、平縱橫線形計及路基填土高度。沙漠公路干擾小,車速快,為保持良好視距,保證交通安全, 防止或減少積沙,應盡量采用直線和大半徑平曲線和豎曲線,特別是凸型豎曲線。平面線形要平順、多設直線少設曲線,平曲線容易產生近地表氣流波動,而出現積沙現象,應盡量少設,必須設時,盡量以弧面迎向主風向(凸型)為好,另外導線的偏角不宜過大,平曲線半徑則盡量大為宜。沙漠地區路線縱斷面應按照少挖多填的原則,順應自然地形布設,但盡量減少大起大伏,坡長也不宜過短。
三、沙漠地區公路勘察設計中應重點解決的技術問題
1、沙漠地區公路測設的特殊性及應用傳統測設方法的局限性
沙漠地區地形復雜,地質條件多變,沙害嚴重,公路設計區的地形、地質、沙害資料的獲取非常必要。由于沙漠地區惡劣的環境條件,應用傳統的方法難以實現。沙漠地區公路測設必須采用采取最新的技術手段,以最短的時間,經濟而可實施的方法,獲取所需的各種比例尺地形圖獲取沙漠地區地質條件和沙漠病害等資料,以確定最優的路線方案,沙漠地區公路施工圖設計階段,路線中線測設及縱、橫斷面測設,若采用傳統的測設方法,工作量十分繁重,測設周期長,效率低,所以沙漠地區公路路線中線、縱斷面,及橫斷面測設必須采用現代測量技術和設計技術。
2、“3S”技術漠地區公路測設中應解決的主要技術問題
·測量沙漠地區大比例尺地形圖可采用RTK技術進行碎部測量,若能夠收集有關地形、地質資料,可經過數字掃描儀對地形圖矢量化,再轉化為柵格結構GIS,亦可直接生成三維地形模擬。
·發揮遙感與GPS技術優勢,采用遙感數學圖像增強處理及影像圖編制技術,極大提高工程地質解譯成圖的速度和質量,以獲取滿足沙漠地區公路測設的地形信息;
·采用遙感地質解釋標志和地質解釋技術,尤其在沙漠區難以通行的地段,通過GPS的準確定位,可以滿足1:10000工程地質調繪的要求,測量各種地質要素的數據,地質邊界準確,驗證地質解譯預測到的活動半活動沙丘、固定沙丘的分布及分布方向,以獲得路線評價所需的沙漠地質條件和沙漠病害信息。
·在沙漠地區公路施工圖設計階段,當路線的方案在可行性研究或初步設計中確定后,在路線的走廊帶可布設GPS控制網,最后在野外選點并按GPS靜態測量的作業模式進行外業觀測,外業結束后進行內業處理,內業處理全過程均由計算機自動完成處理。沙漠地區公路路線平、縱、橫設計完成后,然后將中線逐樁坐標數據通過計算機輸入GPS接收機,采用RTK技術放樣路線中線,并檢驗,復核路線的平、縱、橫數據并進行必要的修改。
·采用RS和GPS與GIS之間數據交換技術,建立以GIS為空間數據整理和分析平臺的公路數字化地理信息系統,從而實現沙漠地區公路測設的現代化。
四、“3S”技術在沙漠地區公路勘察設計方面的應用
1. “3S”技術在沙漠地區公路工程可行性研究中的應用
公路工程可行性研究的主要內容包括①市場分析:主要研究擬建道路的必要性;②技術分析:研究項目實施的可能性;③財務分析:從微觀角度分析擬建項目建成后的盈利水平;④經濟評價:從宏觀角度評價擬建項目對國民經濟發展起的作用。“3S”技術在沙漠地區公路工程可行性研究階段的應用主要包括公路路線選線或路線規劃兩方面的應用。
其應用程序見圖1;
圖1沙漠地區公路工程可行性研究程序框圖
2. “3S”技術在沙漠地區公路初步設計階段的應用
初步設計應根據批準的可行性研究的要求和初步資料,擬定修建原則,選定設計方案,計算主要工程量,提出施工方案的一件,編制設計概算,提供文字說明及圖表資料。“3S”技術在沙漠地區公路初步設計階段的應用程序見圖2。
圖2沙漠地區公路初步設計程序框圖
3. “3S”技術在沙漠地區公路施工圖設計階段的應用
施工圖設計應根據批準的初步設計和定測資料,進一步對所審定的修建原則、設計方案、技術決定加以具體和深化,最終確定工程量,提出文字說明和適應施工需要的圖表資料以及施工組織計劃,編制施工圖概算。
“3S”技術在沙漠公路施工圖設計中的應用程序見圖2。
圖3沙漠地區公路施工圖設計程序框圖
4. 應用工程實例介紹
近年來,陜西省院應用遙感地質、GPS、GIS綜合技術開展工程地質調繪工作取得了令人鼓舞的成果。陜西省公路勘察設計院曾將“3S”技術應用在毛烏素沙漠東南部邊緣地帶的榆(林)靖(邊)高速公路勘察設計工作中。他們應用遙感科研成果,于1999年3月~5月對榆(林)靖(邊)沙漠區高速公路設計路線進行了首次大規模(正線117公里、比較線和連接線32.5公里,合計149.5公里)的工程地質調繪生產應用工作。榆靖線路區80%以上是復雜的沙丘分布區,其中活動沙丘占40%以上,沙害嚴重。由于交通不便,人煙稀少,按常規方法不但不能按要求在短期內完成1:10000工程地質調繪成圖任務,而且沙丘區地形復雜,地貌標志不明顯,極易迷失方向,難以保證調繪質量。 實踐證明,應用“3S”技術是快速、高質量完成任務的最佳途徑。“3S”科研成果在快速優質完成榆靖公路調繪中發揮了關鍵作用,全面并超額完成了各項任務。
五、結論
1、遙感、地理信息系統與全球定位系統及計算機信息處理技術的發展,為沙漠區公路勘察設計提供了全新高效的方法和信息源。“3S”技術在公路方案規劃、道路選線、不良地質調查、路線中樁放樣工作的應用,尤其能夠全面掌握公路規劃區的環境地貌與地質構造要素,提高公路規劃決策水平,不但可加快了工作速度,而且能提高了質量,有非常高的經濟效益和社會效益。2、應用遙感信息在識別沙漠地質地貌特征、優化選線方面有其他方法難以達到的優點,其宏觀真實性、實時性、信息豐富性、具有一定透視性的特點可以給我們許多規律性的認識,從而指導我們更好的進行路線的選線定位工作,提高選線的質量和水平。同時,應用GPS技術可以大大提高調繪速度和定位精度。今后應堅持開展航天航空綜合遙感技術在公路工程地質調繪選線及勘察設計中的應用,可以全面提高路線方案質量和水平。
3、當代沙漠公路的快速發展及生態環境的不斷惡化,促使人類注重對環境質量的改善。要搞好現代高速公路的設計優化,提高環境質量,必須大力發展“3S”技術。而只有通過“3S”技術與常規勘察設計技術的緊密結合,才能使公路勘察設計實現快速優化成為可能。大力推廣“3S”技術在公路建設中的普及應用,有利于加快科技進步,提高人類利用、改造、美化環境的水平,對促進整個人類的進步具有重要意義。我國政府十分重視“3S”技術的發展應用,作為最重要的關鍵高新技術之一列入國家發展計劃。1999年10月中國已經成功發射了資源遙感衛星,為加速推廣“3S”技術的應用創造了良好的條件。我們相信,隨著遙感、地理信息系統、全球定位系統以及計算機信息技術的進一步發展普及,將對人類公路交通建設事業起到更大的促進作用,國家與整個世界的高速公路的網絡化與信息高速公路的網絡化遠景得到更快的實現。
參考文獻:1. 陳曉光,羅俊寶,張生輝. 沙漠地區公路建設成套技術.北京:人民交通出版社,2006.
彭世古.沙漠地區公路設計、施工與環保養護.北京:人民交通出版社,2004.
3.新疆交通科學研究院等. 沙漠地區公路建設成套技術論文集.北京:人民交通出版社,2006.
篇4
摘 要:現代科技給我們的生活帶來了很多方便,3S技術應用于環境監測,彌補了在一些方面人工監測效率慢甚至無法監測的問題,3S技術在環境監測中應用于監測水污染,固廢污染,林火、水土流失、礦山生態以及植被調查等方面。
關鍵詞:3S技術;水體污染;固廢污染;林火信息;水土流失;礦山生態;展望
1.引言
環境的惡化和生態平衡的破壞已經影響到人類的生存和經濟的發展,環境問題已經成為全球性跨世紀的焦點問題。要想有效的,快速的遏制日趨惡化的環境,光靠人力是沒法實現的,只有利用現代先進科技才能環境保護和監測水平。近年來國內外大量實踐表明,3S技術是獲取環境信息的強有力手段,利用3S技術監測大范圍的環境變化省時、省力,可以從宏觀上快速跟蹤和監測突發污染事件的發生、發展,及時制定處理措施,減少污染造成的損失,突破了以往研究環境問題的局限性。
2.3S技術簡介
2.1 遙感(RS)
遙感(Remote Sensing,簡稱RS)是二十世紀六十年展起來的對地觀測綜合性技術。遙感,即“Remote Sensing”是應用探測儀器,不與探測目標相接觸,從遠處把目標的電磁波特性記錄下來,通過分析,揭示出物體的特征性質及其變化的綜合性探測技術。遙感系統主要包括五大部分,它們是:被測目標的信息特征、信息的獲取、信息的傳輸與記錄、信息的處理和信息的應用。遙感技術是一個綜合性的系統,它涉及到航空、航天、光電、物理、計算機和信息科學以及諸多的應用領域,它的發展與這些學科緊密相關。
2.2 地理信息系統(GIS)
地理信息系統(Geographic Informat ion System,簡稱GIS) 是一種特定的空間信息系統。它是在計算機硬、軟件系統支持下,對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。地理信息系統處理、管理的對象是多種地理空間實體數據及其關系,包括空間定位數據、圖形數據、遙感圖像數據、屬性數據等,用于分析和處理在一定地理區域內分布的各種現象和過程,解決復雜的規劃、決策和管理問題一個實用的GIS 系統,要支持對空間數據的采集、管理、處理、分析、建模和顯示等功能,其基本組成一般包括以下五個主要部分:系統硬件、系統軟件、空間數據、應用人員和應用模型。因此,GIS 的物理外殼是計算機化的技術系統,它又由若干個相互關聯的子系統構成;GIS 的操作對象是空間數據,即點、線、面、體這類有三維要素的地理實體。
2.3 全球定位系統(GPS)
全球定位系統(Global Position System,簡稱GPS)是美國第二代衛星導航系統,它利用多顆導航衛星的無線電信號,對地球表面某地點進行定位、報時或對地表移動物體進行導航。全球定位系統由地面控制部分、空間部分和用戶裝置部分組成。全球定位系統是一種高精度、全天候和全球性的無線電導航、定位和授時系統。具有性能好、精度高、應用廣等特點,是迄今最好的導航定位系統。GPS 作為一種定位手段,可應用它的靜態和動態定位方法,解決傳感器位置和姿態的快速定位問題,并獲取準確空間三維位置信息,這樣也就解決了遙感信息的定位問題和GIS 數據采集的空間定位問題。
2.4 3S技術的集成與應用
3S 技術是由遙感(RS)、全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)有機結合一體化集成。RS 是一門比較實用的現代化空對地觀測的新興技術,具有全天候、多時相以及不同空間觀測尺度等優點,能動態地、周期性地獲取地表及地下信息,可以廣泛應用于各個領域,如資源環境、水文、氣象、地理地質等領域,并提供所需的遙感圖像。GPS 具有精確的定位能力和準確定時以及測速能力,它的出現為大量的野外高精度定位工作提供了極大方便,使定位與導航在精度和速度上都產生了質的飛躍。GIS 具有采集、存貯、管理、分析、描述整個或部分地球上空間和地理分布有關數據的重要作用。3S 技術能共同的應用于很多領域,如交通、石油、地質、測繪、環境、氣象、移動通訊、規劃管理等,尤其在生態環境動態監測、自然災害動態監測與防治、各種資源調查與開發等一系列研究中發揮著越來越重要的作用。
3.3S技術在環境監測中各方面的應用
3.1 在監測水體污染中的應用
工業廢水排放,礦產資源開發,對水體有著不容忽視的影響。利用RS技術可以對水體進行遙感監測,其原理是通過比較被污染水與清潔水的反射光譜特征的差異來判斷水體被污染的程度。遙感監測可以對大范圍內水體的擴散過程統攬全貌,這樣就比較容易發現污染源。一般地,水體污染區多分布于工業區,居民區,有排污口與之相通連,距排污口較近,多在水體邊緣靠外;面積較小,一般呈條狀、塊狀,顏色較清潔水體深。
3.3 在監測城市固廢污染中的應用
由于固體廢物自身的物理化學分解作用,其溫度一般高于周圍的物體,在熱紅外圖像上顯示明顯的色調特征。根據有關的遙感圖像解釋標志,定期利用遙感圖像為信息源進行固體廢棄物堆的監測,并通過GIS技術確定相應的空間位置,然后在圖像中對不同的固體廢棄物污染信息進行比較,以確定其發展趨勢,并結合城市產業布局及垃圾處理系統設置,實施相應的管理策略,以實現對固體廢棄物的動態監測和有效管理。
3.4 在監測林火信息中的應用
森林火災具有突發性強、蔓延迅速的特點,利用3S技術不但可以對森林火災進行實時監控,還可以對災后的損失進行評估。遙感圖像作為森林火災監測的主要信息源,一旦發生森林火災,利用GPS可以迅速、準確地進行火災現場定位,GIS可以對各種來源的數據信息進行匯總,并可以對某一時間火勢的發展方向進行模擬,以便制定有效的撲火措施;同時,利用GPS對救火隊進行實時的導向,從而引導救火隊及時、準確地到達火場。此外,利用GPS還可以簡單精確地測定過火面積,結合遙感圖像和GIS,可以對火災等級進行評定,對災后的損失進行評估[1]。
3.5 在動態檢測水土流失中的應用
利用衛星遙感數據和地形、土壤、土地利用等圖件及降雨資料。通過本成果的一系列方法,憑借GIS軟件ARCVIEW和ARC/INFO的支撐,對有關非遙感影像數據進行處理,實現圖件矢量化——矢柵化——數字化,并與DEM復合配準和編制出各水土流失侵蝕因子像元圖后統一與底圖進行配準,建立地理數據庫。然后,根據土壤性狀剖面和值計算公式。計算得到數據圖并在解譯后的衛星影象上對不同植被類型的像元進行統計和計算。最后,按流失量監測模型運算基礎的流失量圖。再按部頒標準分類制作出水土流失現狀圖,再按防治預報模型及時運算出防治強度預報圖;再經過統計這些圖獲得準確的區域或各縣級水土流失量,各級面積數等結果,并借GIS軟件的幫助,建立水土流失管理信息綜合數據庫,實現水土流失的實時動態監測[2]。
3.6在礦山生態環境監測中的應用
運用3S 技術對煤礦土地利用/覆被和生態環境進行監測,并對煤礦生態質量進行評價和分析,這為礦產資源的可持續發展提供了科學的依據,同時為其他類型礦山生態環境監測研究提供了有效、可行的技術流程和工作思路。通過對遙感影像、數字圖像進行信息提取,得出2005年攀枝花寶鼎煤礦區土地覆蓋率情況。基于APH 法結合遙感和 GIS 技術對攀枝花寶鼎煤礦區的環境質量進行了評價,得到該地區植被覆蓋率為良好,等級為Ⅱ;環境污染嚴重,等級為Ⅳ;礦山恢復治理率不高,等級為Ⅲ;災害發生率不高,等級為Ⅱ。該研究區生態環境質量綜合評價為Ⅲ[3]。
4.展望
隨著空間技術、信息技術及計算機技術的飛速發展,3S技術也在逐步完善。我國的環境監測是一項新的任務,利用3S技術對環境進行檢測,不僅能改善以往的環境監測只側重于污染,災害等方面,以定性描繪為主,在時間系列的比較上難以具體化等缺點;而且能使定性表述,定量結果落實在同一空間位置上,建立環境動態監測模型,我國環境監測技術將得到大大提高。這就能為各級政府和管理部門提供及時、準確、動態的數字化圖像信息,建立規范的環境保護制度,為保護環境,造福人類作出巨大的貢獻。(作者單位:華中科技大學文華學院)
參考文獻
[1] 劉惠明,林中大.3S技術及其在林業上的應用[J].廣東林業科技,2002,18(2)
篇5
關鍵詞:信息化建設;城市規劃管理;應用
中圖分類號:TU984 文獻標識碼: A
一、城市規劃管理中存在的主要問題
在當今社會我國城市化進入快速發展階段,伴隨著住房分配制度的改革,城市房地產業出現了迅猛發展的勢頭,在此過程中城市規劃管理方面的新問題隨著市場經濟制度的逐步建立而不斷的凸顯出來,城市規劃管理面臨著全新的挑戰。當前國內城市規劃管理中存在以下幾方面的原因
1、城市規劃管理部門工作
有些規劃管理部門缺乏為人民服務的思想,法律觀念不強在工作過程中做不到公平、公正、公開,出現問題無法可依使個利益方的矛盾不能公正、合理的解決導致出現突發問題頻發影響了政府的公正形象。
對下級規劃部門建立監督機制,并對相關事宜要及時的溝通。下級規劃管理部門對上一級的相關指示要進行深入理解,不清楚的問題要及時進行溝通。上一級管理部門對下級要經常進行監督管理。
2、當前城市規劃相關的法律、法規的內容存在一定的缺失
我國城市規劃由于缺乏完善的法律法規體系支持,規劃的干預缺乏力度,城市違法建設屢禁不止,城市規劃行政許可的裁量權自由度過大,自由裁量權限較大,導致沒有形成統一的規范。
當前我國城市各個行政單位之間缺乏統一協調能力,規劃局在“規劃審批權”的行使上會因政府部門的要求而放棄從整體利益為出發點的規劃原則,即城市政府行政管理體制嚴重影響到規劃局正當行使‘規劃審批權”。雖然在權力監督機制上備案制度可以發揮一定的監督、管控作用,但仍存在著及時性的問題,從而造成監督乏力,目前我國城市規劃管理也缺乏公眾監督。
在我國,由于部分地區領導權力過于集中,大部分的城市規劃管理決策往往領導者才是“決策者”,規劃決策權限集中在政府主要領導或規劃專家手上,缺乏對城市規劃進行有效的監督作用。
二、信息技術在規劃領域的具體應用
1、網絡技術
網絡技術一般可以理解為以共享資源為目的,通過數據通信線路將多臺計算機和服務器互聯互通而形成的系統。近年來互聯網高速發展,在規劃領域也得到了大量的應用。現有規劃領域的系統幾乎都是以C/S或者B/S模式開發的系統,而這些系統最基本的硬件基礎就是網絡。通過網絡,客戶機和服務器進行數據交換,從而實現數據的入庫、分析和查詢等服務。如GIS系統,門戶網站,電子郵件,Ftp文件傳輸等。這些服務為數據的共享、更新、管理和交流提供了便捷的途徑。
2、3S技術
遙感(RS)、地理信息系統(GIS)和全球定位系統(GPS)有機的結合起來的應用叫做3S技術。遙感技術是當今空間信息獲取和更新的一個非常重要的手段和工具。通過這項技術獲取信息速度快,范圍廣,精度高,而且遙感信息中有地理信息系統所需的各類空間信息和屬性信息,所以遙感技術必然會和GIS技術相結合,它實際上完成了GIS技術中最基礎的數據入庫工作。同時遙感技術中的地面采樣、導向和定位功能是以GPS定位系統為基礎的,GPS技術的應用是遙感技術和GIS技術的前提條件。同時遙感技術和GIS技術的發展又對GPS技術提出了新的應用和需求。從GPS系統的定位,到遙感技術的數據采集,再到最后GIS系統的分析和可視化結果顯示,這3項技術構成了空間技術的基礎。
3、數字化野外測量技術
數字化野外測量技術是指利用現代化的電子測量儀器,通過外業測量采集高精度的電子數據,然后直接輸入到計算機系統中成圖的技術。它具有精度高、時間短、操作簡便等優點,簡化了傳統的作業方法,降低了作業時間和作業強度,提高了作業效率和成果精度。
4、CAD技術
CAD技術(計算機輔助設計)主要是研究用計算機及其設備和圖形輸入輸出設備幫助人們進行工程和產品設計的技術。CAD廣泛應用于工程機械、電子、化工和建筑領域。目前規劃行業中的規劃圖紙基本上采用CAD進行設計和驗收。
5、三維虛擬實現技術
虛擬實現技術是利用計算機生成一個逼真的三維虛擬環境,通過使用傳感設備與之相互作用的新技術。人們通過各種設備感覺信息空間所反映的生動形象的現實世界。
三、某區級城鄉規劃管理局在信息化領域中的具體應用
1、門戶網站
門戶網站是規劃局通過網絡技術將規劃信息進行和展現的具體應用。它通過B/S方式,以圖文、視頻、矢量圖等多種形式向外各類規劃信息和成果。目前主要包括工作動態、規劃文摘、規劃公示、規劃展覽、辦事指南、資料下載、政民互動和政策法規等欄目,直接公開信息并與公眾進行互動。它是電子政務的一個重要構成部分和組成環節,是直接向公眾提供公共服務的窗口和平臺。
2、局內辦公系統
業務辦公系統采用規劃管理信息系統(B/S架構),集成了地形圖、管線圖、柵格圖、地下管網圖、地籍圖、規劃圖等多源數據,形成“現狀一張圖”、“規劃一張圖”數據庫。在建設項目審批時,將設計方案、施工圖等按照統一的數據標準入庫,利用日照分析軟件、總平圖審查軟件、控規編制應用軟件等專業設計審查軟件進行規劃、控制指標的計算、匯總、分析,為項目審批提供準確、實時的技術服務。
3、局內三維輔助決策系統
利用三維輔助決策系統,將城市現狀建、構筑物及附屬設施進行現狀三維建模,將控規編制成果三維可視化,建立規劃三維模型,以最新的航攝影像圖為底圖,將現狀、規劃三維模型數據到政務信息網,實現資源共享。同時在建設項目審批時,將重點建設項目的設計方案(效果圖)進行規劃建模,放入三維場景中,支持方案比選,為領導決策提供服務。
結束語
信息化已經深入到城市規劃領域的各個方面,它的發展和應用極大的提高了工作效率和成果準確性,已經成為當代規劃工作中必不可少的一個強有力的工具。
參考文獻
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以微電子技術、通訊技術和電子計算機技術為代表的信息技術的發展,使人類社會正由傳統的工業時代向信息時代邁進,正將世界林業帶入數字和信息時代。它將推動電子信息技術及人工智能技術應用于農業系統的發展,引發林業科技革命,是21世紀林業的重要發展方向。
所謂精確林業,是指由信息技術支持的根據空間變異、定位、定時、定量地實施的一整套現代化林業操作技術與管理系統。事實上,這種林業技術體系是信息技術網絡化、智能化、數字化綜合應用的體現,核心是實時測定工作對象所需工作的質、量和時機等數據。通過對影響林木生長環境因素實際存在的時空差異性分析,判別林木長勢優劣,確定影響長勢的原因,提出科學處方,采取技術上可行、經濟上有效的調控措施,消除和減少這些差異。并按需定量實施灌溉、施肥和噴藥,以實現最小資源投入、最大林業收益和最少環境危害。制定出針對性的林業生產措施,在取得最優效果的同時,減少污染,保護生態,實現林業的可持續發展。
2精確林業主要支撐技術
精確林業以3S技術(GPS,全球定位系統;GIS,地理信息系統;RS,遙感遙測系統)、信息技術、智能化決策技術、可變量控制技術等為技術支撐體系,以生態學、造林學、工程學、系統學、控制學、測繪學為指導,能在自動化、智能化、一體化、時效性、準確性、可靠性等方面滿足人們的需要,它的建立依賴于地球空間信息基礎理論及其他高新科學技術的發展。
3精確林業的源頭
由于精確林業依賴于3S系統,而3S系統在歐美發達國家發展很快,因此精確林業在發達國家嶄露頭角,發展較快。精確林業的概念和實踐,起源于發達國家林業生產高效化程度的提高、林業生產中降低成本、提高投入產出率、發展優質高效林業的要求以及環境保護、資源再生利用、林業可持續發展等方面的需求。這些要求反映了人類的共識,既要經濟效益和快速發展,又要社會效益、生態效益和可持續發展。
精確林業的構想是美國在20世紀80年代首先提出的。提出這個概念的基礎,是當時微電子技術發展推動了智能化監控技術,同時又結合了作物生長模擬、栽培管理、測土配方施肥等技術。由于GPS技術在1990年海灣戰爭中大顯身手,此后美國將這一技術應用到林業生產領域,開創了精確林業技術體系的雛形。到了1992年4月,美國召開了第一次精確林業學術研討會,精確林業這一概念才逐漸被人們廣為接受。
精確林業最基本的技術組成部分是全球定位衛星。后者主要是針對林地面積、林木生長情況等因素的差異而指導人們分別采用不同的經營管理措施等。
4精確林業現狀
在我國,精確林業的理論框架逐步完善,技術體系初步建立,應用領域進一步擴大,產業部門逐漸形成。
3S技術及其他高新技術已經廣泛應用于森林資源清查、林地面積實時測量、林界劃分、護林防火、飛播造林、荒漠化監測等方面。目前,山西省二類調查和數字生態都使用3S技術,林業信息管理系統不僅是林業資源管理的工具,同時也可以為用戶創建良好的經濟效益和管理效益。總之,有如下3個優點:一是節省經費。制作一張林相圖或林業規劃圖,從勾繪草圖、小班求積、清樣、標注、描色、數據分析、統計等都可以實現計算機化,與人力相比在總體上可節省50倍的經費。二是提高工作效率。提高了內業制圖速度,縮短了林業資源數據更新周期;提高各類林業專題調查,如天然林保護工程區劃、森林資源分類區劃、森林資源分類經營工作效率;提高制作經營決策方案的效率。如此高效地提供林業數據,從而達到了林業決策的適時性。三是使林業經營管理更趨科學化。將空間數據作為不可缺少的因素與屬性數據進行綜合分析,改變了單一屬性數據分析缺陷,使制作的決策方案更加合理;對森林資源的空間屬性數據進行動態管理,一旦資源發生變更,即刻對資源數據進行更新,從而準確掌握資源狀況,做出有效的決策;制作與生長模型、決策模型等有關的專題地圖提供形象化決策分析方案,為經營方案準確、有效地實施奠定了基礎。
目前,全國精確林業建設已經啟動,這標志著精確林業的研究進入了系統集成與平臺建立階段。隨著一些經濟發達地區精確林業示范地的建立,我國精確林業將由實驗轉向生產,由技術形成產業,必將擁有廣泛的應用前景和強大的生命力。
5精確林業之路
精確林業是一種基于知識的林業技術體系,是知識經濟在林業中的最好體現,也是林業創新體系主要組成部分,可以說是一次世界性林業科技革命的歷史機遇。更為重要的是,發展精確林業是有效利用生態資源,實現林業可持續發展的迫切需求。我國是世界上人口最多的國家,地大物博早已成為一種過時觀念,因為多年來的粗放性和掠奪性開發早就造成了自然資源的匱乏,再加上人口眾多,人均資源就更少。比如,人均林地占有量逐年下降,水土流失、氣候異常、環境污染、土地荒漠化嚴重,致使自然災害愈加頻繁。
在此情況下,實施精確林業必然可以優化資源,保護環境,實現林業可持續發展,實際上這已成為社會經濟發展的基本戰略。但是,在實施精確林業上還有很多困難,如實施精確林業技術必須使計算機控制的林業技術與土地狀況的空間差異精確匹配。我國疆域遼闊,林業生產條件復雜,林業領域電子計算機和信息等技術應用較少,基礎設施還不先進。所以,一方面,購買精確林業軟件并不實用;另一方面要自行開發適合不同地區、不同土壤土質、適應不同氣候的精確林業軟件也是一件十分困難的事情。比如,要創建識別樹種、林齡、斷面積、蓄積量等的3S軟件需要測取大量數據,需要若干年的各個地區、地塊的投入、氣候變化等歷史數據,但各地區在這方面都還沒有基礎。此外,如果能建立適合不同地區土地情況的精確林業軟件,林業工作者的操作和認識也需要有一個過程。
5結束語
精確林業是現代林業發展的必然結果,是超前性的林業新技術,是信息林業的重要組成部分。結合國情、省情,研究發展適用的精確林業技術體系、運用體系是必要的。精確林業的研究與發展,將有助于人口、資源與環境方面重大問題的解決,有助于林業資源的高效利用和林業環境保護。GIS作為精確林業的核心技術,也應適應精確林業需要,作技術上的改進與深入。
【論文關鍵詞】精確林業可持續發展
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關鍵詞:環境監測;環境保護工程;重要意義
0引言
環境作為人類社會生存與發展的重要基礎,具有自我更新能力和自我恢復能力,但如果環境污染程度超出了環境自我恢復負荷就會造成環境問題日益惡化,通過環境監測能夠確保環境問題得到有效控制,對環境污染重災區采取科學合理的措施與方案,加強監督管理的質量與水平,保證城市環境可持續發展。在新時期,要想提高環境保護的質量與水平,采取科學高效的環境監測技術手段,分析環境污染的重點難點,制定環境保護政策,提高環境的總體質量。
1環境監測的內涵
環境監測主要就是指國家和政府制定一系列法律法規和規范流程,對空氣、水源、土壤等環境污染指標樣本進行采集,判斷城市環境污染的具體情況,是開展環境保護的重要基礎資料,為相關部門制定科學高效的環境保護策略提供重要的基礎。環境監測主要包括現場調查、資料收集、布置監測點、樣品采集、樣品運輸與保管、樣品分析、數據處理、綜合評價等一般流程。監測人員需要對采樣區域進行全面勘察,制定科學高效的樣本采樣計劃,確保采樣符合要求,從而對環境污染的狀況進行準確分析。
環境監測包括環境質量監督測量以及污染物治理兩方面,是環境管理和環境保護開展的重要依據。在環境監測時,由于環境質量監督測量的對象具有時間和空間可變性、污染物復雜多樣的特點,使得環境監測必須隨時間的變化而連續綜合測量。通過對污染物進行連續不斷的觀測采樣,能夠提高檢測結果的整體質量與水平。監測對象包括多種類別,只有對環境中不同種類進行分析,加強數據處理,根據社會環境的實際因素才能有效減少環境監測的片面性,確保對整體環境進行客觀評價,方便后續防護與治理工作有效開展。
2我國目前常用的環境監測技術
2.13S技術
3S技術就是指GPS、GIS和RS技術,通過3S技術的有機融合,能夠對地理信息數據進行快速提取,而且還能夠對相關數據進行準確判斷。3S技術在水環境監測中應用非常廣泛,能夠應對流域水文模擬、水資源分析、監測水體富營養化等環境問題。通過對地理數據信息進行收集管理存儲,并且實現空間決策,整個系統不僅能構建完整的數據庫,并輸出和顯示數據,同時也能夠打破測繪場地的局限,更好地解決測量時效性不高的問題。GIS技術應用更加簡單操作方便,可以提高操作的整體性和測量精確度,優化測量的整體效果。
2.2生物技術
生物技術主要包括生物學細胞學以及微生物學,能夠與計算機科學、化學、環境工程學等相關學科緊密結合,對生物技術進行深入研究。在環境監測中,通過生物技術能夠對生物大分子標記物進行全面檢測,對生態環境問題作出及時預警。還能夠分析環境與生物之間的關聯。生物技術具有快速準確、精度高的優勢,在環境監測中發揮著重要的作用。
2.3信息技術
目前信息技術主要包括無線傳感器網絡技術、PLC信息技術等。無線傳感器網絡技術能夠將監測到的數據傳輸到處理中心,能夠幫助監護人員隨時訪問數據中心,并且發出指令。PLC技術具備防塵、耐熱、抗震性能,可以在任何惡劣的環境下進行實時監測,還能夠實現遠程監控,實現農業抗旱防洪的預警。對河流水位、水質、流速等環境指標進行監測。技術人員通過遙感技術能夠對地理事物整體進行全面觀測,提高觀測的整體質量,同時也能夠獲得更高的經濟利潤,工作效率得到顯著增強,時效性非常高。
3環境監測在環境保護工程中的重要意義
3.1環境監測在城市規劃中的重要意義
隨著我國社會經濟的高速發展,經濟與環境存在對立統一的問題愈來愈強烈。在新時期要想確保社會主義建設的整體質量與水平,必須要加強環境保護治理工作,通過“三同時、三同步”的環境保護模式,確保經濟發展與環境保護同時落實、同時實施、同時投入,保證經濟發展與環境保護同步規劃、同步開展、同步實施。在城市規劃建設中,必須將環境保護計劃與城市發展規劃緊密結合,使環境保護成為城市發展建設的重要組成部分。
3.2環境監測在環境執法與污染物排放中的重要意義
在環境執法和污染物減排工作中通過利用環境監測技術,能夠對所有重污染企業進行明察暗訪,根據最終的環境監測結果,對超標排污企業給予警告。如果企業沒有能夠按照規范做好防污染處理,則必須予以關停或者對重點污染源掛牌督查的高污染、高能耗企業上報政府部門,予以整治。如果發現企業存在偷排,偷放污染物則必須予以罰款警告。
3.3環境監測在環境污染糾紛仲裁中的重要意義
如果企業發生環境污染事故,則必須申請環境仲裁,通過環境監測到的數據,能夠對發生環境污染事故的企業做出準確判斷。污染仲裁監測也是環境監測的重要組成,可以有效解決環境污染糾紛與矛盾,保證環境部門作出公正合理的裁決,對于環境污染仲裁企業,則必須要及時處罰,并且落實整改意見。如果沒有按照整改要求整改的企業,則必須進入環境污染黑名單。
結語
筆者結合自身工作經驗,對我國目前常用的環境監測技術進行歸納,包括3S技術、生物技術、信息技術,總結這些技術的特點與應用范圍。還對環境監測在環境保護工程中的城市規劃、環境執法與污染物排放、環境污染糾紛仲裁的重要意義進行說明,充分發揮環境監測的重要作用,為政府的環境保護治理工作提供科學、合理、準確的參考信息。加強對環境監測工作的支持水平,確保環境監測質量與水平全面提高,保證我國社會經濟與環境保護協調發展。
參考文獻
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篇8
[論文摘要]丹霞地貌是一種重要的旅游資源,對它的開發與利用應以保護旅游區自然資源為前提。利用景觀生態學原理指導旅游區進行生態建設是實現旅游區可持續發展的必由之路。本文分析了景觀結構的構成要素,并從景觀生態設計和景觀生態調控兩方面探討了如何對旅游區進行生態化設計與管理,以達到保護自然環境的目的。
丹霞地貌在我國有著廣泛的分布。據統計,全國共有600多處丹霞地貌,以長江以南福建、廣東、廣西等地區發育最為典型。在自然力的作用下,丹霞地貌呈現出瑰麗奇特的自然景觀,吸引了眾多的中外游客。隨著我國旅游業的發展,丹霞地貌作為一種旅游資源得到了進一步的開發和利用,先后建立了一批風景旅游區。但是,在開發過程中卻常常為了追求經濟利益而忽視了對景觀資源的保護與管理,導致水土流失、植被退化、環境污染等一系列問題的出現。為了減少對自然環境的破壞,保護景觀的特色和質量,運用景觀生態學原理,針對丹霞地貌風景區進行生態化設計與調控是十分必要的和迫切的。
一、景觀生態學與景觀結構
景觀生態學是現代地理和生態學相結合的產物,是一門連接自然科學和人類學的交叉性學科,屬于宏觀尺度空間研究范疇[1]。它注重景觀結構與生態過程的相互作用,強調生態整體性和空間異質性,通過對旅游區的景觀結構、功能和演化過程的研究,從而實現對景觀的優化利用與管理。
描述景觀空間結構的基本要素有斑塊、廊道、基質和緣[2-3]。斑塊是景觀中與周圍在外貌和性質上不同并具有一定內部均勻性的空間單元,在旅游區內是指以自然景觀為主的地域和服務網點;廊道是景觀中與相鄰兩邊環境不同的線性或帶狀結構,旅游區內的廊道主要表現為河流、林帶、交通線及其兩側的帶狀樹木、草地;基質是景觀中分布最廣、連續性最大的景觀背景結構,對應于旅游區內的自然地理環境;緣則是指旅游區的外圍保護帶或旅游斑的外圍環境,作為緩沖區,可避免自然環境與周圍社會環境直接接觸,有利于旅游區的生態保護。
二、丹霞地貌景觀生態設計
丹霞地貌風景區以自然旅游資源為主體,不僅具有觀賞的功能,還具有維持區域生態環境,保護生物多樣性的功能。一旦遭到破壞,將難以恢復乃至無法恢復,無論是對當地的生態環境還是旅游業來說,這無疑是個致命的打擊。因此,對風景區進行設計與開發,應從生態學角度出發,以保護、優化風景區內自然生態環境,保證旅游資源的可持續利用為最終目標。
(一)景觀的結構設計
1.斑塊的設計。景觀要素及其功能格局是控制旅游區生態環境狀況的關鍵。在自然風景區內,按照景觀生態學理論,在斑塊設計方面應以大型植被斑塊作為主要考慮對象,同時需要一定數量分散的小型斑塊作為補充。就丹霞地貌風景區而言,它最具特色的景觀要素是赤壁丹崖,丹山、碧水、秀峰、奇石構成了旅游區重要的旅游資源。因此,為保護旅游景點的整體性,應以巨型的旅游斑為主要考慮對象。選擇具有典型意義的景點與周圍環境組成旅游斑,斑塊的構成大體上是有一個近圓的核心區,彎曲邊界和有利于物種傳播的邊緣指狀突出。對于斑內脆弱的核心區,為避免破壞地質結構,應禁止游客進入,可以考慮建立遠距離觀景平臺,配置觀景設施,為游客提供遠距離觀景服務。紅色巖系膠結和固結程度較差,巖石硬度小,易受風化侵蝕,因此在旅游斑內嚴禁砍伐樹木,禁止在崖壁上人工斧鑿和雕刻。旅游區內自然植被斑塊對于維持生態環境的穩定性具有重要的意義:大型的植被斑塊可以起到涵養水源、調節氣候、保護生物的作用;小型自然植被斑塊既可作為動物臨時棲息地和避難場所,有助于生物多樣性的保護,又可增加景觀異質性,擴散干擾風險,因此要注意保留、保護,加強實時監測,及時養護管理。作為游客休憩、消費為主的小型人為斑塊,則要注意遠離巨型旅游斑塊,沿廊道分散安排,合理布局。
2.廊道的設計。在旅游區內,廊道的構成主要是引導游客活動的旅游線路。丹霞地貌風景區內的廊道除了具有旅游線路引導功能外,還是聯系斑與斑、斑與種源之間的紐帶,因此,廊道的設計必須從多方面考慮,總的思路是保護、保持原有地形,其寬度、長度和位置的設計應根據山體實際情況而定,綜合估計其利弊。根據丹霞地貌風景區獨特的地質條件,廊道的設計應注意以下幾點:(1)為了保護地形,同時也為了控制游客數量,景區內應以步行道為主,不宜建造盤山公路,也不宜修建高空索道;(2)旅游區內不同斑塊之間要有廊道相通,注意保持廊道和斑塊植被結構的相似性,以保證斑塊之間的連通性,滿足內部種在斑塊間運動的需要,保護景觀整體的生態功能;(3)在線路選擇時,最好利用現有自然通道,同時避開生態脆弱區;(4)在道路施工時,盡量利用自然的無污染的材料,如木材,石板等;另外,對于某些自然廊道,如林帶、河流等,既是景觀中能流、物流的通道,同時本身也具有娛樂價值,因而要注意加以保護與管理,避免人為破壞。
3.基質和緣的設計。基質是景觀中的背景地域,在很大程度上決定著景觀的性質,對景觀的動態起主導作用。從生態學角度看,保持旅游區內基質的穩定性對于實現景區內生態系統平衡具有十分重要的意義;從生態規劃角度看,對基質的全面調查與研究也是對旅游區進行功能分區、優化景觀格局的基礎。由于丹霞地貌多發育在氣候濕潤地區,流水對其影響極大,因此在開發時要注重流域的完整性;從景觀上來講要注意山水結合,突出“山體為主,水體映襯”,體現丹山碧水的特色。另外,在旅游區外圍要規劃一定寬度的緩沖區。一方面,作為交通工具的停放地和旅游者住宿、購物區,滿足游客生活需求;另一方面,將游覽以外的活動集中在緩沖區,可減輕旅游區內部環境壓力,保護生態環境的穩定性。
(二)優化景觀格局
景觀格局是景觀組成單元的類型、數目以及空間分布與配置。景觀生態學強調空間格局對過程的影響,通過優化景觀格局來改善景觀的功能、調整能流物流的輸入輸出,從時空尺度上來耦合生態與社會過程之間的聯系,管理景觀資源的利用[2]。目前,“集聚間有離析”的景觀格局被認為是生態學意義上最優化的景觀格局(forman,1995)。依此為規劃目標,注重風景區內質地粗細結合,大小斑塊互為補充,斑、廊和緣的合理布局,最終實現土地利用的合理分類。如在廊道之間或沒有廊道的地方加設一行小的斑塊以增加調景觀連接度;在細質地的景觀局部設置小型植被斑塊和廊道;設置邊界過度帶,作為服務區,為游客提供休憩機會等。目的是使景觀要素之間達到穩定的動態平衡狀態,在優化景觀格局的同時還豐富了視覺空間,最終形成以地貌景觀為依托,并融合當地自然、人文景觀于一體的景區整體風格。
三、丹霞地貌景觀生態調控
(一)景觀生態管理
在生態系統進行動態監控和實際調查的基礎上,利用生態學的原理和方法對旅游區進行管理,力求使系統結構合理,功能協調,促進系統內的互利共生與良性循環。這包括對景觀、基礎設施和人員的管理等幾個方面。
為了保護丹霞地貌風景旅游區內的天然風貌,保證視覺景觀的多樣性和獨特性,除了歷史遺留的文物古跡、樓臺廟宇外,在景區內應避免建造新的人工建筑物,必要的基礎設施要嚴格限制其規模和數量,設施的造型,色彩、質地等也要與周圍環境相協調,不能破壞景觀視覺美感。由于自然或人為因素而遭到破壞的景點和基礎設施,需要及時修繕或替換,確保基礎設施的正常發揮。
加強游客管理,正確引導游客的旅游行為,一是通過計算景區環境容量來確定游客數量,防止因游客數量過多加重環境壓力;二是通過廣泛的宣傳,普及環保知識,增強游客的環保意識,提高游客保護自然地貌的自覺性;三是通過制訂相應的規章制度來約束游客的某些不良行為(如攀爬、刻畫等)。
對于旅游區工作人員,要進行集中培訓,提高自身的文化素質與服務水平,加強與旅游者的溝通。實踐證明,只有游客與管理人員相互合作,共同努力,才能促使旅游業的良性發展。
(二)景觀生態監測
景觀生態監測的任務是不斷監視景區內生態系統的狀況,確定其改變的方向和速度,并查明人類活動對這些變化所起的作用,以便能快速、準確的制定出相應對策。隨著科學技術的發展,現代高新技術在景觀生態學的應用,景觀生態監測的水平不斷得到提高[4]。
1.3s系統的應用
3s系統是對gis、gps和rs的總稱。三者各具特色又相互關聯,在解決問題的功能上各自存在優點和不足。只有把三者結合起來形成一個有機系統,實現各種技術的綜合,才能完全實現監測地表變化的功能,在資源、環境調查和區域管理中發揮巨大作用。隨著景觀生態規劃、研究尺度的擴展,3s技術逐漸成為景觀規劃不可缺少的方法和手段。目前,該項技術已被應用于旅游區位置的確定,生物資源調查,地貌監測等方面。由于丹霞地貌主要分布于長江流域以南區域,氣候濕熱,風化強烈,加之其特殊的巖性特征,對于環境的變化極為敏感,因此,利用3s技術對丹霞風景區內的地形地貌實施監控是十分必要的。
2.ledess空間明晰化模型
ledess 模型[4](landscape ecological design and evaluation support system)原意為景觀生態決策與評價支持系統。其主要功能是幫助決策者對景觀中自然環境部分進行管理和規劃,盡量減少未來出現的非確定因子,分析不同的決策方案對植物和動物種群造成的生態后果。將ledess模型引入丹霞地貌風景區,用來模擬植被演替過程,按植被演替和生境的需要,評估物種生境適宜性,計算潛在生物斑塊間的景觀連接度,將對景區的規劃、建設和保護有很大的幫助。
目前,我國對3s系統或ledess模型的研究與應用尚處于初級階段,還要進一步加強國際間的合作與交流,善于借鑒國外先進經驗,加快對這方面的研究,盡快應用于實踐,為實施有效的生態保護和恢復行動奠定基礎。
參考文獻
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篇9
【關鍵詞】柱塞泵 故障診斷 局域波時頻處理 軸承
常見的3S系列泵為臥式、三柱塞、單作用高壓往復泵,主要用于石油化工、水壓機、高壓清水機、水力切割機、礦山機械、輕工食品、油田注水、輸油等一切需要輸送高壓液體的工業部門。其工作狀態的健康與否直接影響著個生產鏈的效率和壽命,因而針對性的故障診斷研究一直是熱點和難點。
從結構上柱塞泵主要由液力端和動力端兩部分組成.動力端的曲柄連桿機構帶動液力端的活塞運動,活塞的往復運動改變缸套中的壓力,從而使吸入閥和排出閥產生開關動作,實現從吸入閥吸入介質,實現機械能轉化為內能的基本功能[1]。
本文利用局域波時頻處理方法放大了故障時域信號,并進一步進行頻域分析,依據相關軸承部件的故障特征頻率,確定3S系列柱塞泵軸承不同故障狀態的時頻分布特征,從而實現故障診斷的目的.
1 局域波法
局域波法是基于經驗模式分解(EMD)發展而來的一種對非線性、非平穩信號進行分析的新方法[2]。它源于瞬時頻率的概念,能把動態信號的局部特征正確地在時頻域內予以描述。瞬時頻率在研究瞬態和非平穩現象時非常重要,能夠反映非平穩信號的時變性,對非平穩信號的研究有著廣泛的前景。局域波法把信號分解成滿足條件的局域波分量,對這些分量進行Hilbert變換就可以得到信號的瞬時頻率和時頻特征,這也就是局域波時頻分析方法。
通過對信號進行EMD分解,把原始數據分解成n個局域波分量,及一個剩余分量nr,該剩余分量或者是一個平均趨勢或者是一個常數。
把信號幅度在三維空間表示成時間和瞬時頻率的函數,信號幅度也可以表示成時間-頻率平面的等高線,這種在時間-頻率平面上的幅度分布稱為局域波時頻譜。
局域波法可以有效地剔除實測信號中所包含的干擾因子,同時局域波分量中包含著大量的狀態信息。通過分析局域波時頻譜,從大量的實測信號中篩選出的故障特征信號所包含的故障信息可以有效而又較為全面的提取出來,這與機組因各零部件的結構不同而導致振動信號所包含不同零部件的故障特征分布在不同頻帶范圍一致[9]。其時頻譜的這些特點對于故障診斷圖的生成極為有利。
圖1 柱塞泵曲軸軸承振動數據采集
3S150系列柱塞泵的測點布置和振動數據采集如圖1所示.測點0為連桿十字頭;測點1、2、3為曲軸軸承監測測點; 測點4、5、6為液力端振動監測測點。
圖3 振動信號時頻分析圖
分析圖2振動時域信號和圖3振動時頻信號,可發現:振動信號幅值偏大(RMS值達到了3.75G),且沖擊特性異常明顯,且呈現極不穩定趨勢,但工作狀態具體受到了那類故障的影響尚不得而知,需要進行進一步的研究。
3 軸承振動信號時頻分析與故障診斷
柱塞泵動力端的故障主要發生在曲軸和軸承上,且以軸承的故障最為常見.動力端的軸承均為滾動軸承.在對動力端軸承振動信號的測試中,干擾眾多,造成譜線混雜,故障特征不易提取。為了解決這一問題,采用局域波時頻處理方法進行深層次處理。
3.1 故障頻率計算
從圖4可以看出,曲軸監測振動信號能量明顯集中于400Hz附近,且該頻段60Hz及其倍頻成分明顯,局域波處理后的時頻譜圖也證實了這一特征,由此可推斷故障原因為軸瓦磨損所致。究其原因,可能是曲軸支撐系統出現故障或者是油出現問題,當日檢修發現,曲軸滾珠由于受力不均或是其他問題出現了一定程度的磨損,導致軸瓦偏磨,現場機組解剖圖如5所示。
4 結論
(1)應用局域波時頻方法處理往復柱塞泵振動信號,能有效地對往復柱塞泵動力端的主要軸承進行精密的故障診斷.
(2)在對軸承進行故障診斷時,必須進行典型故障機理分析,獲取其振動特征,并將其作為一個診斷的參考面并尋求其共性,才能進行準確的判斷.
參考文獻
[1] 溫傳舟.工業常用設備故障判斷與排除[M].北京:化學工業出版社,2008
篇10
【論文摘要】:GPS、RTK測量技術是建立在載波相位觀測值基礎上的實時動態定位系統,文章就利用這項新技術在地形和地籍測量中的應用情況做一介紹。同時,文章利用地理信息系統(GIS)對測繪地形、地籍以及生成土地證、房產證等一些圖件進行說明,并作相應的轉換處理,滿足了地籍管理工作的需要。
一、基于GPS、RTK測量技術的地形和地籍研究
(一)概述
GPS、RTK測量技術是建立在載波相位觀測值基礎上的實時動態定位系統,文章就利用這項新技術在地形和地籍測量中的應用情況做一介紹,供同行參考。地形測圖是為城市以及為各種工程提供不同比例尺的地形圖,以滿足城鎮規劃和各種經濟建設的需要。地籍測量是精確測定土地權屬界址點的位置,同時測繪供土地管理部門使用的大比例尺的地籍平面圖,并量算土地面積。用常規的測圖方法(如用經緯儀、測距儀等)通常是先布設控制網點,這種控制網一般是在國家高等級控制網點的基礎上加密次級控制網點。最后依據加密的控制點和圖根控制點,測定地物點和地形點在圖上的位置,并按照一定的規律和符號繪制成平面圖。GPS新技術的出現,可以高精度并快速地測定各級控制點的坐標。特別是應用RTK新技術,甚至可以不布設各級控制點,僅依據一定數量的基準控制點,便可以高精度并快速地測定界址點、地形點、地物點的坐標,利用測圖軟件可以在野外一次測繪成電子地圖,然后通過計算機和繪圖儀、打印機輸出各種比例尺的圖件。應用RTK技術進行定位時要求基準站接收機實時地把觀測數據(如偽距或相位觀測值)及已知數據?(如基準站點坐標)實時傳輸給流動站GPS接收機,流動站快速求解整周模糊度,在觀測到四顆衛星后,可以實時地求解出厘米級的流動站動態位置。這比GPS靜態、快速靜態定位需要事后進行處理來說,其定位效率會大大提高。故RTK技術一出現,其在測量中的應用立刻受到人們的重視和青睞。
(二)RTK技術應用
RTK技術用于各種控制測常規控制測量如三角測量、導線測量,要求點間通視,費工費時,而且精度不均勻,外業中不知道測量成果的精度。GPS靜態、快速靜態相對定位測量無需點間通視能夠高精度地進行各種控制測量,但是需要時候進行數據處理,不能實時定位并知道定位精度,內業處理后發現精度不合要求必須返工測量。而用RTK技術進行控制測量既能實時知道定位結果,又能實時知道定位精度。這樣可以大大提高作業效率。應用RTK技術進行實時定位可以達到厘米級的精度,因此,除了高精度的控制測量仍采用GPS靜態相對定位技術之外,RTK技術即可用于地形測圖中的控制測量,地籍測量中的控制測量和界址點點位的測量。地形測圖一般是首先根據控制點加密圖根控制點,然后在圖根控制點上用經緯儀測圖法或平板儀測圖法測繪地形圖。近幾年發展到用全站儀和電子手簿采用地物編碼的方法,利用測圖軟件測繪地形圖。但都要求測站點與被測的周圍地物地貌等碎部點之間通視,而且至少要求2-3人操作。采用RTK技術進行測圖時,僅需一人背著儀器在要測的碎部點上呆上一、二秒鐘并同時輸入特征編碼,通過電子手簿或便攜微機記錄,在點位精度合乎要求的情況下,把一個區域內的地形地物點位測定后回到室內或在野外,由專業測圖軟件可以輸出所要求的地形圖。用RTK技術測定點位不要求點間通視,僅需一人操作,便可完成測圖工作,大大提高了測圖的工作效率。
(三)RTK技術在地籍測量中的應用
地籍和測量中應用RTK技術測定每一宗土地的權屬界址點以及測繪地籍圖,同上述測繪地形圖一樣,能實時測定有關界址點及一些地物點的位置并能達到要求的厘米級精度。將GPS獲得的數據處理后直接錄入GPS系統,可及時地精確地獲得地籍圖。但在影響GPS衛星信號接收的遮蔽地帶,應使用全站儀、測距儀、經緯儀等測量工具,采用解析法或圖解法進行細部測量。
在建設用地勘測定界測量中,RTK技術可實時地測定界樁位置,確定土地使用界限范圍、計算用地面積。利用RTK技術進行勘測定界放樣是坐標的直接放樣,建設用地勘測定界中的面積量算,實際上由PS軟件中的面積計算功能直接計算并進性檢核。避免了常規的解析法放樣的復雜性,簡化了建設用地勘測定界的工作程序。在土地利用動態檢測中,也可利用RTK技術。傳統的動態野外檢測采用簡易補測或平板儀補測法。如利用鋼尺用距離交會、直角坐標法等進行實測丈量,對于變通范圍較大的地區采用平板儀補測。這種方法速度慢、效率低。而應用RTK新技術進行動態監測,則可提高檢測的速度和精度,省時省工,真正實現實時動態監測,保證了土地利用狀況調查的現實性。
二、GIS在地籍、地形測量中的運用
(一)概述
目前GIS正向著數據標準化、平臺網絡化、數據多維化、系統集成化、系統智能化和應用社會化的方向發展。互操作地理信息系統是GIS系統集成的平臺,它實現異構環境下多個地理信息系統及其應用系統之間的通訊協作。基于WWW的GIS(WEBGIS)是利用Internet技術在網絡上空間信息,供用戶瀏覽使用,成為GIS社會化大眾化最有效的途徑。面向對象和構件的GIS是把GIS功能模塊劃分為多個標準控件,完成不同功能,通過可視化工具集成起來,形成最終GIS應用。嵌入式GIS是將GIS功能與嵌入式設備,嵌入式操作系統相結合創造更自由隨意的GIS應用模式。三維GIS(3DGIS)目前研究重點集中在三維數據結構的設計優化實現,立體可視化技術的應用,三維系統功能和模塊設計等方面。數字地球是對真實地球及其相關現象的統一性的數字化重現和認識,其核心思想是利用數字化手段統一處理地球問題和最大限度地利用信息資源。
在GIS軟件開發方面,更換平臺和環境,擴展數據庫管理系統、更改一切語言和開發模式。操作平臺以原Unix為主流更換到WindowsNT/2000平臺,后者已成為發展主流。在理論研究方面,時空數據處理及三維GIS仍然是當前熱點,隨著計算機處理能力和多維空間可視化技術的進步,推進商品化的多維GIS將為時不遠。在國內,當前研究GIS系統的主要有中國地大、武漢瑞得、南方CASS、金陵地籍等大小幾十家企業,各家軟件偏重點不同,使用方法各異。針對各個單位要求形成的數據格式不一樣,作者在各個軟件上分別使用,并轉換到通用平臺上,使之能在通用平臺上操作、修改、編輯等,完成工作的需要。
(二)建設方案的設計思路
1.關鍵技術
(1)高分辨率對地觀測技術
數字攝影測量將成為數字城市數據采集手段之一。
(2)3S一體化
3S指的是全球定位系統(GPS)、衛星遙感系統(RS)和地理信息系統(GIS),是建立數字城市的三大支撐技術,GPS可在瞬間產生目標定位坐標卻不能給出點的地理屬性,RS可快速獲取區域面狀信息但受光譜波段限制,GIS具有查詢、檢索、空間分析計算和綜合處理能力,但數據的錄入和獲取始終是瓶頸問題。數字城市需要綜合運用這三大技術的特長,方可形成和提供所需的對地觀測,信息處理和分析模擬能力。
(3)空間一致性匹配
建立數字城市是一項龐大工程,不同信息源、不同比例尺、不同投影方式、不規則分幅地圖,要在數字城市系統中復合顯示,疊加查詢和綜合分析必須進行系統整合。
(4)互操作
統一協議是實現互操作的關鍵。互操作是在保持信息不丟失的前提下,從一個系統到另一個系統的信息交換能力,現已有抽象開放地理互操作規范(OGIS),主要由三大模塊(開放式地理數據模型、OGIS服務模型、信息群模型)組成
2.系統結構組成
行業數據庫,行業辦公自動化系統,行業信息化系統、行業基礎檔案庫
(2)3S技術系統
包括城市電子地圖、遙感圖像(衛星、航空)、地理信息系統、行業應用軟件、全球衛星
定位系統(GPS)、立體測量系統。
(3)硬件環境
計算機硬件(包括外設)、網絡系統、全球衛星定位系統、立體測量系統。
三、計算機技術在地籍地形測量中的運用
下面是應用軟件的一個中文菜單提示:NAPGIS一個很大的特點就是圖形和屬性之間的聯系緊密,圖形處理功能強大。在其上建立的地籍管理信息系統除了圖形處理能強大以外,還提供了一套符合土地系統的解析圖形編輯法及十分強大的歷史管理功能,解決了圖形與屬性數據歷史信息管理的難題。宗地的屬性數據是十分豐富的,由于各地經濟發達的程度不同,城市的規模不同,需求的不同,它包括的內容也是多種多樣的;但要以把宗地屬性分為兩類:空間方面的屬性和人文方面的屬性。空間屬性主要有宗地面積,座落,四至等,這些是國家土地管理局頒
布的《城鎮地籍調查規程》及《土地登記規則》中規定必須要具備的,另外還包括一些地區根據自己的需要所增加的一部分,如:地物分布及類型面積情況、容積率,密度等,從計算機管理的角度考慮并結合MAPGIS的特點,空間方面的信息又可分為與圖形緊密聯系的屬性(如宗地面積,周長,宗地號,界標類型等)和一般性質的空間屬性(如:宗地座落,四至等),在MAPGIS中根據這兩種數據的特點,將其放在圖形數據中由MAPGI平臺直接維護其一致性,令面積的核算快速準確,而將一般性質的空間屬性放在外部數據庫中;而人文屬性包括宗地的權
屬、共用關系、用途等信息,這一部分屬性全部放在外中數據庫中,通過宗地號與圖形數據建立聯系。將上述的數據準備好以后,就可以進入系統進行初始數據采集與系統建庫了。對于地籍數據而言,系統數據分層處理必須以能提高工作效率,便于數據分析,統計,查詢,并且有良好的可擴展、可伸縮性,能夠滿足各地區地籍管理工作需要為目標。結合陽縣地籍,可以按如下專題進行分層:地形數據分過渡層、方里網、測量控制點、居民地、獨立地物、交通及附屬、水系及附屬特殊地貌、植被、注記、地形、電力線等層。界址數據包括界址點、界址線、宗地。由于界址數據在測量時就是一個整體,因此這一層沒有進行分幅管理,而是充分發揮MAPGIS對數據的管理能力,從物理上就作為完整的一體進行管理。
參考文獻
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