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關鍵詞：遙感信息技術；地理信息系統；土地動態監測

土地作為不可再生的資源，是我們賴以生存基礎，它養育著地球上的每一個生命，可是隨著近代社會的進步，經濟的發展帶來的土地資源破壞越來越嚴重，如何去合理的利用土地資源，是每一個政府都必須考慮的問題。遙感信息技術作為一種先進的的探測技術，可以快速、準確的對物體和自然氣候進行監控，幫助我們對土地動態有效把握。在各國的致力研究下，遙感技術發展日新月異，自動化水平和準確度越來越高，通過使用遙感信息技術可以對國家的土地年度利用變化準確把握。

1 國內外研究動態

（一）國內研究動態

我國遙感信息技術的發展時間較短，在的大動蕩過去之后，科學研究人員才開始嘗試采用衛星遙感與航空遙感結合進行土地資源調查研究。到1980年以后，遙感信息技術才在我國土地動態監測中逐漸大規模使用。1984年我國首次運用遙感信息技術對全國的土地進行了調查，最終在東西部分別完成了1∶5萬比例與1∶1萬的土地調查圖，1989到1993 年期間，我國對北方草原草畜利用遙感技術進行了詳細的動態監測。1990年以后，我國對工程建設用地和可用耕地的逐年變化情況進行及時精確的定期監測。在1999年與2000年，我國對全國總共66個城市的工程建設用地和可用耕地進行了監測[1]。隨著遙感信息技術對土地動態監測準確的越來越高，相關學者對遙感信息技術土地動態監測的作用研究也不斷地深入。

（二）國外研究動態

在國外遙感信息技術的發展時間較早，相比中國70年代開始的研究，國外發達國家比中國至少提前了20年。美國從1850年起就已然建立了全國范圍內的農業普查制度，1920年之后的土地利用信息更是每5年就更新一次。1971年開始就編繪了全國l：25萬和l：10萬兩份土地利用圖。與美國同一大陸的加拿大從1960年后也開始建立完善的土地利用監測體系，1978年以土地的利用價值為根據，把全國土地化為四種，加大力度監控優質土地，提高土地利用利用價值。一些經濟發達的小國家，為了對有限的土地合理利用，根據實際情況制定符合國情的監測方法。瑞士自1912年起就在全國建立了完善的地籍檔案，1970年后又以航空圖片對監測區的土地利用情況進行了抽樣調查。

2 遙感信息技術在土地動態監測中的運用

現在我國遙感信息技術和地理信息系統在土地動態監測中的運用已經有了很大的成果。北京師范大學教授潘耀鐘利用遙感信息技術，成功研究出了完善的土地利用變化動態信息的新的監測方法；北京大學遙感與地理信息系統研究所李天俊提出了進行土地動態監測的新技術方案，那就是應用多種遙感綜合時空信息進行研究。在具體應用中，武漢測繪科技大學對湖北省利川市進行了草場資源調查.近百人需要歷時3年才能完成的工作任務，他們利用利用遙感多光譜影像技術，6個人只用了半年時間就完成了任務。而且精確度也很高，吻合率高達96%，是我國資源調查中利用遙感技術的成功案例。我國利用遙感信息技術拍攝的560幅陸地衛星圖像，對全國15種土地利用類型進行了統計計算，兩年時間就提供了全國的土地利用動態基本數據。

3 地理信息系統在土地動態監測中的運用

在遙感信息技術對土地利用的調查中，利用地理信息系統的分類數據庫，可以對保存的各種遙感資料進行分類并制圖。除此之外，利用地理信息系統強大的空間分析技術，對數據庫中保存的原始數據進行處理后，我們就可以獲取作為空間決策的依據的新數據集[2]。1989年包頭市環境監測站為了對包頭二氧化碳容量計算以及監控包頭新市區的大氣擴散，借鑒了美國EPA的工業復合源模式創新出城市多源高斯模式，為包頭大氣污染治理提供了可靠依據。

4 遙感信息技術和地理信息系統在土地動態監測中的結合

遙感信息技術和地理信息系統是現代地理學的兩大空間支撐技術。隨著遙感信息技術的由現狀描述到預測、靜態到動態、由定性到定量的技術不斷提高，遙感信息技術和地理信息系統綜合隨之向更高級方向發展。遙感信息技術的實時性、宏觀性、動態性特點，有效的促進了土地利用監測的準確性提高。地理信息系統則是在計算機的支持下，并以空間數據作為基礎，對相關空間數據進行管理、采集、模擬、操作、分析以及顯示，并建立地理模型，對土地利用變化進行分析。遙感信息技術和地理信息系統在發展中是本不相干的兩個工程技術領域，但這并不能阻斷它們之間可以有交集的可能性。遙感信息技術可以為地理信息系統提供及時有效的信息源，而地理信息系統也可以通過形成地理模型分析，為遙感信息技術的地學動態分析信息分析提供有效幫助。地理信息系統提供的數據庫，可以大大提高遙感信息技術制圖精度和分類精度。我國目前正在各級土地利用監測的建立中，把遙感影像技術和地理信息系統結合應用到實際土地利用動態監測。中國科學院遙感應用研究所張顯峰利用3S集成技術成功研究出了面向工程目標進行土地動態監測的新方法[3]。張海玲等[4]論述了土地動態監測中使用先進技術的必要性，介紹了遙感信息技術與地理信息系統相結合進行動態監測的所帶來的工作效率提升優勢；朱運海等利用地遙感信息技術和地理信息系統，對河北省萬全縣土地利用狀況的變化信息進行了總結，而且對土地動態監測的關鍵技術及工作流程做了詳細的分析[5]。總而言之地理信息系統中儲存的主要數據源和數據的更新手段都來自遙感信息技術，而地理信息系統的發展對遙感信息技術的綜合開發與利用又起到了支持作用。

結語

雖然我國的在數十年的探索中已經取得了一定的成績，有了一個相對成熟的技術體系。但全國土地利用遙感動態監測系統卻還尚待完善，有計劃地把遙感信息技術和地理信息系統在土地動態監測中結合，才能更好地去變化趨勢預測、變化監測以及綜合評價，進而完成對我國土地利用的監測長期性，滿足我國特色社會主義發展要求。

參考文獻：

[1]李恒利.土地利用調查與動態監測的遙感方法研究[D].太原理工大學，2007.

[2]李軒宇，周衛軍，黃利紅，郝金菊，鄒容.基于RS的土地動態監測方法和應用[J].經濟地理，2008，04：671-673.

[3]胡玉臣，衣德萍.遙感與地理信息系統在土地利用動態監測的應用[J].林業科技情報，2008，01：18-19.

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【關鍵詞】空間信息技術；3S；礦山測量

0 前言

空間信息技術是20世紀80年展起來的，其核心和主體是“3S”技術，即遙感、全球定位系統、地理信息系統，作為一項綜合性的技術已構成當代高技術的一個重要組成部分。與傳統的對地觀測手段相比，它的優勢在于能夠提供全球或大區域精確定位的高頻度宏觀影像 ，擴大了人類的視野，加深了對地球及其變化的了解。目前，空間信息技術已在全球與區域通信、導航定位、資源調查、災害和環境的動態監測、區域和城市規劃等領域得到了廣泛應用[1]。

近年來，中國空間信息技術發展取得一系列重要進展，其中，遙感信息技術方面，已建立資源衛星數據服務體系，形成一定市場規模，相應遙感數據生產加工市場潛力巨大，相關企業也正在迅速發展與壯大。此外，衛星定位技術方面已得到廣泛應用，并形成相當規模的產業群體[2]。礦山測量應用于礦區生產與管理的各個環節，礦山測量技術經過幾十年的發展，在理論和技術上基本能夠滿足礦山開采生產的要求，但信息時代的礦山測量面臨的是新的任務和要求，近十幾年來空間信息技術在礦山測量界取得了較大進展，其理論研究和實際應用不斷發展和完善，這些先進技術已經在一些礦區得到廣泛應用，并取得了顯著的經濟效益。

1 空間信息技術在礦山測量中的應用

以“3S”集成為主導的空間信息技術體系已逐漸成為測繪學或地球信息學（Geoinformatics或Geomatics）新的技術體系和工作模式，其先進性、時效性明顯。以空間信息技術為技術支撐，現代測繪儀器、技術正處于快速的發展之中。空間信息技術是礦山測量實現其現代任務的重要的技術支撐和保證，以“3S”技術和其他測量儀器技術的有機結合為基礎的礦區資料環境信息系統就是空間信息技術在礦山測量中應用的綜合性成果[1]。

1.1 遙感及其在礦山測量中的應用

遙感依據不同的物體的電磁波特性不同來探測地表物體對電磁波的反射和發射，從而提取這些物體的信息，完成遠距離識別物體。遙感包括衛星遙感和航空遙感，航空遙感作為地形圖測繪的重要手段已在實踐中得到了廣泛的應用，衛星遙感用于測圖也正在礦究之中并已取得一些意義重大的成果，基于遙感資料建立數字地面模型（DTM）進而應用于測繪工作已獲得了較多的應用。

遙感科技正在走向定量化 、自動化與實用化。遙感觀測技術向多傳感器、多平臺、多角度和三高（高分辨率、高光譜、高時相）的方向發展；1m及更高空間分辨率的多光譜遙感數據已商品化；具有幾十、上百個光譜段的高光譜遙感正在從航空向航天平臺邁進，它能夠鑒定礦物巖石的成分及土壤的物化性質；合成孔徑雷達圖像處理與應用發展喜人；無地面控制遙感影像定位技術，國際上已達到15m甚至更高的精度[3]。

遙感技術在礦山測量中的應用已經歷了較長的時間，并積累了豐富的經驗。應用遙感資料，可獲取礦區實時、動態、綜合的信息源，對礦區環境進行監測，為礦區環境保護提供決策支持，在進行找礦、礦區地質條件研究、煤層頂底板研究等方面也已得到應用。合成孔徑雷達干涉（InSAR）測量技術是近年來微波遙感發展的一個重要方向，InSAR 利用雷達信號的相位信息提取地球表面的高精度三維信息，可以測量地面點的高程變化，是目前空間遙感技術中獲取高程信息精度最高的一項技術，由于它可以獲得全球高精度的（毫米級）、高可靠性的（全天時、全天候）地表變化信息，因此能夠有效地監測由自然和人為因素引起的地表形變。

1.2 全球定位系統及其在礦山測量中的應用

全球定位系統（GPS）是20世紀70年代由美國國防部批準，陸海空三軍聯合研制的新一代空間衛星導航定位系統。其主要目的是為陸海空三大領域提供實時、全天候和全球性的導航服務。全球定位系統共三部分構成：空間部分、地面控制部分、用戶裝置部分等。GPS的主要特點是全天候、全球覆蓋、三位定速定時高精度、快速省時高效率及應用廣泛。未來幾年中，GPS和俄國研制的GLONASS兩個衛星導航定位系統的技術水平、精度和抗干擾能力將會大幅度提高。有中國參與的歐洲Galileo 衛星導航定位系統 2005年已進入實質建設階段，將于 2010年前后建成，其精度和性能將大大優于目前的 GPS系統，從而打破美國GPS在全球的壟斷局面[2]。

GPS作為一項引起傳統測繪觀念重大變革的技術，已經成為大地測量的主要技術手段，也是最具潛力的全能型技術，在礦山測量、控制測量、工程測量、環境監測、防災減災以及交通運輸工具的導航方面發揮著重要的作用。由于GPS不僅具有全天候、高精度和高度靈活性的優點，而且與傳統的測量技術相比，無嚴格的控制測量等級之分，不必考慮測點間通視，不需造標，不存在誤差積累，可同時進行三維定位等優點，在外業測量模式、誤差來源和數據處理方面是對傳統測繪觀念的革命性轉變。

目前，在礦山測量中，主要應用GPS技術建立區域性或局域性的大地測量GPS控制網，進行礦區地表移動監測等等。其中，定位精度比 DGPS高100倍的GPS-RTK實時載波相位差分技術，以其高精度、全天候、高效率等優勢，在大地測量和工程測量中，顯示出巨大的潛力和廣闊的前景。傳統的定位和施工放樣，不僅儀器種類繁多，需要人員多，而且精度容易受施工作業現場影響。GPS-RTK 綜合了其他測量儀器的功能，提高了作業效率，對于圖形的數字化管理和使用也起到了促進作用，利用 GPS-RTK 測量手段可以得到每一個測點的三維坐標，并采用數據、圖形和位置等不同的表現形式反映到不同的應用環境中，解決了圖形不能統一到國家坐標系中這一問題。GPS-RTK 在礦山測量中的應用，使得代表著當今尖端科學水平的3S技術在礦山測量中成功實現突破[3]。

1.3 地理信息系統及其在礦山測量中的應用

GIS是近20年來發展起來的一門綜合應用系統，它能把各種信息同地理位置和有關的視圖結合起來，并把地理學、幾何學、計算機科學及各種應用對象、Internet、多媒體技術及虛擬現實技術等融為一體，利用計算機圖形與數據庫技術來采集、存儲、編輯、顯示、轉換、分析與輸出地理圖形及其屬性數據。這樣，就可根據用戶需要將這些信息圖文并茂地輸送給用戶，便于使用。地理信息系統作為對空間地理分布有關的數據進行采集、處理、管理、分析的計算機技術系統，其發展和應用對測繪科學的發展意義重大，是現代測繪技術的重大技術支撐。GIS正在向地理信息科學或空間信息科學的方向發展，并與計算機技術、信息技術相互借鑒、滲透，將成為一門獨特的影響廣泛的空間信息科學技術。

地理信息系統在地質、礦產領域的應用可以概括為三個方向：GIS技術建立多源數據找礦模型、礦山地理信息系統（Mine GIS，MGIS）和三維礦山[4]。目前雖然在我國礦山資源勘查、開發和生產管理中已經有多種GIS軟件系統發揮了作用，但是由于許多原因如地下礦產資源數據獲取不易性、不完整性及礦山地下采掘空間動態性等等，使得這些軟件在礦山不完全實用，因此致力于研發適宜礦山特點的礦山地理信息系統是十分必要的，十幾年來國內外的科技人員特別是礦業界的科技人員在MGIS的基本理論、技術體系、方法及實用軟件開發方面做了大量的工作，取得了可喜的成果；三維礦山是礦山客觀實體的一個模型描述， 通過三維礦山的建設，地質、礦業界人士能夠更直觀、更精確地圈定礦體邊界，了解不同礦體分布的三維形態，準確地解譯和圈定地下地質體，借以指導礦業開發和深部找礦預測，現在三維礦山已成為地學與信息科學的交叉技術前沿和熱點。

2 結語

隨著計算機技術、空間信息技術的發展，平面模型在向空間模型轉化，數值記錄在向數字模型轉化 ，測繪科學也正逐步發展為內涵更為豐富的地球空間信息學，以“3S”集成技術為主導的空間信息技術雖然還在起步階段，但其對于礦山測量的發展所起到的促進作用是不可估量的，在空間信息技術技術的推動下，礦山測量學正在演繹著深刻的變革，朝著“礦山空間信息學”的方向前進。

【參考文獻】

[1]3snews中國地理空間產業門戶網站[OL].http：///.

[2]郭達志.論“礦山空間信息學”：礦山測量的現展[J].測繪工程，2006，15（3）.

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【關鍵詞】地理信息系統技術；遙感技術；煤礦地質災害預測

1 前言

礦山地質災害是指自然地質作用和礦山地質作用（亦稱人為地質作用）導致的礦山生態地質環境惡化，并造成人類生命和財產損失或人類賴以生存的資源、環境嚴重破壞的災害事件。在煤礦開采中，經常會遇到各種各樣的地質災害，如瓦斯突出、底板突水、地表沉陷等。這些地質災害對正常生產危害很大，還會危及礦工和人民的生命財產安全，必須想辦法減小地質災害帶來的危害。我們知道，礦山在被人類開采以前，處于自然的平衡狀態，這時候幾乎不會發生什么地質災害。而人類的采礦活動，破壞了原有的平衡，原來儲存在煤層或巖層中的瓦斯就可能會跑出來，巖層中含有的承壓水也可能因為巖層的破壞而涌向采礦工作面，從而產生了地質災害。正確地預測地質災害是防止其發生的前提條件，隨著煤礦開采技術的進步以及人們對煤礦安全的日益重視，地質災害的預測逐漸成為廣大學者和技術人員關注和研究的重點。

地理信息系統技術，簡稱GIS技術，是近年來隨著信息技術等的發展而發展起來的一門新興的地理空間信息分析技術。該技術以地理空間為基礎，采用地理模型分析方法，能將表格型數據轉化為地理圖形進行顯示，從而可以為地理研究或地理決策等服務。本文擬將地理信息系統技術與遙感技術相結合，將其應用于地質災害的預測中來。

2 礦山地質災害的危害

其破壞作用主要表現在危害礦工生命和財產安全；破壞采礦設施，影響礦業正常生產；破壞礦產資源、土地資源和水環境、礦區環境。嚴重的地質災害一次可造成幾十人甚至上百人死亡。我國是礦山地質災害多發國之一，地質災害種類多、分布廣、影響大、造成的損失嚴重。據全國31個省（自治區、直轄市）礦山調查數據統計，1950―2010 年的60 年間， 中國礦山開發已發生地質災害約10869 起，死亡約4779 人，造成直接經濟損失約174.58 億元。其中突發性的崩塌、滑坡、泥石流災害2549 起，死亡4244 人，經濟損失50.04 億元；緩變型的地面塌陷、地裂縫有8320 處， 影響的面積314765hm2，死亡535 人，經濟損失124.54 億元。礦山地質災害類型以地面塌陷為主， 共有5416處，占礦山地質災害的50%，災害規模以小型為主（占63%），大型次之（占21%），經濟損失、影響面積以地面塌陷和地裂縫最嚴重，泥石流災害發生的次數雖然最少，僅占6%，但造成的死亡人數最多，共1581 人，占33%。

3 應用遙感技術和地理信息系統預測煤礦地質災害的原理

煤礦地質災害預測主要涉及到兩方面內容：第一是界定出現煤礦地質災害的危險等級，也就是預測煤礦地質災害出現的可能性，是制定煤礦開采規劃的重要基礎；第二就是地質災害發生前的預報，主要是針對具體的工作面情況作出短期預報及預警。

利用地理信息系統及遙感預測技術可以對上述兩大層面的煤礦地質災害做出準確的預測。其中，遙感技術主要針對礦區的地質情況進行調查。具體來說，就是利用遙感技術從整體上調查礦區的地質、地理以及開采條件等情況，在此基礎上展開礦區地質災害的相關研究；與此同時，利用針對礦區遙感影像所做解釋，能夠進一步明確礦區范圍內的水文地質等相關信息，具體包括地貌單元類型；斷裂構造的性質、形態以及展布等；地表水體；地表濕度或第四紀含水量；溶洞、地面塌陷以及矸石山分布等。利用地理信息系統技術可以更加高效而科學的組織和管理空間數據及其屬性資料，不僅如此，利用GIS技術還可以針對不同來源的信息進行復合分析。煤礦地質災害具有多級、多因以及多時的特點，是人為因素及自然因素耦合作用的結果。借助GIS技術，可以通過專題信息層的方式對礦區地質災害相關的影響因素進行保存，并按照現實需求進行復合分析，并在此基礎上構建煤礦地質災害預測模型。

4 應用遙感技術和地理信息系統預測煤礦地質災害的的步驟

在煤礦地質災害預測過程中應用遙感及GIS技術，第一步就是預處理，主要是針對遙感解釋結果、相關實驗數據以及地面勘察資料等進行；第二步就是已出現的煤礦地質災害實例以及本礦區范圍內的相關影響因素進行分析，在此基礎上明確礦區地質災害形成機理以及主控因素。

在災害預測中，我們對引起煤礦地質災害的因素的指標進行了詳細的量化，然后將量化的指標在遙感中進行預測，這樣一來，就形成了各個層次，每個層次的權重有所不同，通過這一表現層我們了解到各個因素帶來的相關圖層的配準、空間分析以及初始計算問題，再將初始模型計算結果與現有地質災害資料進行擬合，一直到取得預期的擬合效果為止，這樣便可以將煤礦地質災害預測模型確定下來。技術流程詳見圖1所示。

圖1 煤礦地質災害遙感及GIS技術預測流程示意圖

5 結語

地質災害是危害煤礦安全生產的一項十分重要的因素，然而煤礦井下的地質條件一般都十分復雜，要想對地質災害進行準確的預測和防治難度較大。遙感技術和GIS技術的出現，為煤礦地質災害的預測提供了強有力的手段。利用遙感及GIS技術可以很方便地對多種信息進行綜合分析、綜合利用，從而大大提高了預測的準確性和精確性。同時，GIS技術處理數據的速度較快，可以使預測結果盡早地出來，為我們針對災害采取應對措施留出了充足的時間。作為一名煤礦地質工作者，應該盡快掌握應用遙感和GIS技術預測地質災害的技術。

參考文獻：

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關鍵詞：煤炭礦區;地質測繪;測量新技術

Abstract: Mine measurement as a comprehensive work, the development and progress of mining technology and mining engineering development, measurement science and technology and the development of the apparatus, other disciplines such as mathematics, computer science and other related closely to the development of. Based on the coal mine geological survey work is based on the analysis, the new measurement technology in mine survey field application undertook discussing, analyzed its application situation, and its development are discussed.

Key words: coal mine; geological mapping; new measurement technology

中圖分類號：F407.1 文獻標識碼：A 文章編號

煤地質主要是研究煤在地殼中分布聚集規律的科學。包括以下研究領域：

1、煤的物理組成和性質的研究。

2、成煤作用的研究。

3、煤層及煤系沉積學研究。

4、聚煤盆地的研究。

5、煤聚集與分布規律的研究等五個方面。礦山工程的相關地質要素主要有：礦區地貌地形、地層與地質構造、巖土特征及地質屬性、巖體應力狀態、水文地質和環境地質條件等。煤礦工程地質要解決的問題主要有：一是區域穩定問題。一般包括構造活動、地震、沙土液化、地面上升與沉降，區域構造應力場強度、主應力方向；礦區巖體穩定問題。主要有地表塌陷邊坡、礦井下采場和坑道圍巖、重要構筑物地基體的變形、破壞與失穩。二是地下水滲流相關的地質問題。三是礦區環境地質問題。一般包括滑坡、泥石流、采空區塌落、尾礦壩潰決及“三廢”污染等。礦山工程地質工作主要包括：地質測繪與調查，地質勘探，地質測試與監測，地下開采巖體穩定性分析，環境地質調查及特殊工程地質勘探。接下來，我簡單談一談對煤炭礦區地質測繪及測量新技術的發展及應用。

一、煤礦地質測繪

1、工程地質測繪的定義 工程地質測繪是工程地質勘察中一項最重要最基本的勘察方法，也是諸勘察工作中走在前面的一項勘察工作。它是運用地質、工程地質理論對與工程建設有關的各種地質現象進行詳細觀察和描述，以查明擬定建筑區內工程地質條件的空間分布和各要素之間的內在聯系，并按照精度要求將它們如實地反映在一定比例尺的地形設計圖上。配合工程地質勘探、試驗等所取得的資料編制成工程地質圖，作為工程地質勘察的重要成果提供給建筑物規劃、設計和施工部門參考。

2、工程地質測繪的任務主要是查清煤礦工程地質條件的空間分布及互相關系，判定構造復合關系及應力場，調查巖體結構與力學特征，調查影響巖體穩定和移動的因素、變形破壞和移動特點、規模；調查環境地質及容易導致的影響與災害。

3、地質測繪的范圍 主要有坑道、采空區受巖石崩落法影響的可能移動破壞范圍及鄰近地區，水庫匯水面積至分水嶺范圍。

4、地質測繪的內容 主要是軟弱巖組及圍巖風化的調查，結構面與軟弱夾層的調查，節理裂隙等結構面的統計，第四紀地質調查，礦區水文地質條件調查，礦區巖石移動的調查。

5、工程地質測繪的要求(1)充分收集和利用已有資料，并綜合分析，認真研究，對重要地質問題，必須經過實地校核驗證：(2)中心突出，目的明確，針對與工程有關的地質問題進行地質測繪；(3)保證第一性資料準確可靠，邊測繪，邊整理；(4)注意點、線、面、體之間的有機聯系。

二、測繪新技術的發展及其在礦山測量中的應用

礦山測量技術的一個重要應用領域，在廣大的煤礦、金屬礦山、有色礦山等的生產過程中發揮著重要的作用。礦山測量的現代任務是：在礦山勘探、設計、開發和生產運營的各個階段，對礦區地面和地下的空間、資源、(以礦產和土地資源為主)和環境信息進行采集、存儲、處理、顯示、利用，為合理、有效地開發資源、保護資源、保護環境、治理環境服務，為工礦區的持續發展報務。為了實現其現代任務，礦山測量必須充分應用現代測繪儀器和技術，將先進的現代技術同礦山測量的實際工作、具體特點相結合，拓寬礦山測量的生存空間和業務范圍，促進礦山測量的改革和發展，適應市場經濟體制和礦山體制改革的需要。全站儀、空間信息技術等現代測繪儀器技術均已在礦山測量中得到了應用并正在不斷向縱深發展。

1、全站儀及其在礦山測量中的應用全站儀作為當前應用最為廣泛的測繪儀器，是電子技術與光學技術發展結合的光電測量儀器，也是集測距儀、電子經緯儀的優點于一體的、應用前途廣泛的儀器，智能化的全站儀是目前銷量最大的測繪儀器，也是今后發展的主要方向。智能型全站儀是集光、電、磁、機的最新科學成果，集測距、測角為一體的先進儀器。全站儀已在工程測量、礦山測量、地籍測量等領域得到了廣泛的應用，其發展及應用正處在飛速發展之中。全站儀由于兼具有經緯儀和測距儀的優點，且以數字形式提供測量成果，其操作簡便、性能穩定、數據可通過電子手簿與計算機進行通訊等優點使其在礦山測量中得到了廣泛的應用。地面控制測量、地形測量、工程測量均可利用全站儀進行，聯系測量、井下測量工作也可用全站儀進行。以全站儀為代表的智能化、數字化儀器是礦山測量儀器今后的發展方向之一。基于全站儀和現代計算機技術可建立礦山三維數據自動采集、傳輸、處理的礦山測量數據處理系統，取代傳統的手簿記錄、手工錄入、繁瑣計算等大量的重復性的工作。此外，全站儀在礦山地表移動監測、礦區土地復墾工程實施、礦區施工等方面也都得到應用，各大礦的測量機構正在以全站儀取代傳統的儀器進行日常的測量工作，既提高了效益，加快了速度，又減少了開發，保證了精度。

2、空間信息技術及其在礦山測量中的應用 空間信息技術的核心和主體是“3S”技術，即遙感、全球定位系統、地理信息系統。遙感包括衛星遙感和航空遙感，航空遙感作為地形圖測繪的重要手段已在實踐中得到了廣泛的應用，衛星遙感用于測圖也正在礦究之中并已取得一些意義重大的成果，基于遙感資料建立數字地面模型進而應用于測繪工作已獲得了較多的應用。GPS作為一項引起傳統測繪觀念重大變革的技術，已經成為大地測量的主要技術手段，也是最具潛力的全能型技術，在礦山測量方面發揮著重要的作用。由于GPS不僅具有全天候、高精度和高度靈活性的優點。地理信息系統作為對空間地理分布有關的數據進行采集、處理、管理、分析的計算機技術系統，其發展和應用對測繪科學的發展意義重大，是現代測繪技術的重大技術支撐。遙感技術在礦山測量中的應用已經歷了較長的時間，并積累了豐富的經驗。對于航空遙感來說，航空遙感資料可作為進行礦區地形圖測繪的資料源，通過象片校正、目視判讀、野外調繪等工作，完成地形圖的測繪。航天遙感在礦山測量中應用的關鍵理論與技術也正處于研究之中。應用遙感資料，可獲取礦區實時、動態、綜合的信息源，對礦區環境進行監測，為礦區環境保護提供決策支持。遙感資料用于找礦、礦區地質條件研究、煤層頂底板研究等方面都已得到應用，所有這些，都說明遙感技術應用于礦山測量是礦山測量實現其現代任務的重要保證。GPS技術在礦山測量中的應用主要是取代傳統的地面測繪工作。如利用GPS技術進行礦區地表移動監測、水文觀測孔高程監測、礦區控制網建立或復測、改造等。隨著GPS接收機性能價格比的不斷上升，其應用于礦山測量工作的地面部分已成為現代礦山測量的一項重要支撐技術。應用于礦區的地理信息系統即為礦區地理信息系統。礦區地理信息系統已成為礦山測量的重要發展方向。以礦區資源環境信息系統為平臺，以各種測量技術為數據獲取的途徑，可以建立集數據采集、處理、管理、分析、輸出于一體的自動化、智能化的技術系統，作為礦山可持續發展的決策支持系統。礦山測量工作是建立礦區地理信息系統的前提性工作，而建立礦區地理信息系統則是礦山測量發展的必然趨勢。因此，GPS在礦區應用首先就是應用于礦山測量建立礦山測量信息系統，然后以此為基礎建立礦區資源環境信息系統。空間信息技術是礦山測量實現其現代任務的重要的技術支撐和保證，以“3S”技術和其他測量儀器技術的有機結合為基礎的礦區資料環境信息系統就是空間信息技術在礦山測量中應用的綜合性成果。

3、其他測繪新儀器新技術在礦山測量中的應用其他的現代測繪儀器如激光指向儀、陀螺經緯儀、數字式水準儀及相關的測繪技術等都在礦山測量中得到了應用，并以這些儀器技術為基礎，形成了許多礦山測量的專用儀器，作為礦山測量應用的現代儀器和技術。

地質測繪是地質礦產勘查開發的基礎性工作，在經濟社會快速發展的今天，正面臨著眾多的挑戰和機遇。隨著計算機技術、衛星技術、電子技術等的發展，測繪儀器產生了巨大進步，相應的技術手段也有了很大的提高，形成了現代測繪儀器及技術的新的體系。現代測繪科學技術迅猛發展，必然會促進礦山測量的進一步發展。以現代測繪技術、礦業工程技術和相關科學技術為基礎的礦山測量，必將會形成集數據采集、處理、管理、傳輸、分析、表達、應用、輸出為一體的智能化、自動化的技術系統，為礦區資源環境信息系統的建立提供基礎性的資料，促進礦山可持續發展。

參考文獻：

[1]趙寶鋒，測量實踐教學的改革與實踐[J]，山測量，2005 .

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關鍵詞：測繪技術；地質測繪；地質工程

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.11.099

0 前言

地質工程是研究人類工程活動與環境之間相互作用的學科，隨著我國經濟建設的發展，其本身不斷完善，已經具有了世界領先水平。地質測繪作為地質工程研究的基礎，是不可忽視的一部分。地質測繪的主要方面包括：被測地地質點測量、勘探工程定位測量、露天礦測量、地形圖測量、地質剖面測量、貫通測量、勘探網布測、坑探工程測量、地表移動觀測和沉降測量這些大的方面。而現代測繪技術就廣泛應用在其中。

1 現代測繪技術發展

在計算機的快速發展下，現代測繪技術的方法與手段也在不斷發展。現代測繪技術的核心是衛星導航定位技術，遙感技術和地理信息系統技術（簡稱3S技術）。其中衛星導航定位技術和遙感技術是航天技術，衛星技術，傳感器技術，現代通信技術和計算機技術的高新科技集合；而地理信息系統技術是計算機技術，數據庫技術，空間分析和模擬技術的高新科技集合。因此，總的來說是空間技術和信息技術等現代高新科技的集合體。全球衛星定位技術（GPS）最初是有美國國防部開發，利用衛星信號，以三角測量原理計算出收訊者在地球上的位置。遙感技術（RS）包括衛星遙感和航空遙感，航空遙感作為地形圖測繪的重要手段已經在生產過程中廣泛的應用，并且衛星遙感用于大型的地質構造分析也正在研究之中并取得了重大的成果，基于遙感資料建立數字地面模型進而應用于測繪工作已獲得了較多軍事上和生活上應用。而地理信息系統技術（GIS）是多種技術相結合而形成的，比較年輕，僅有40多年的歷史可以追尋。地理信息系統作為對空間地理分布有關的數據進行采集、處理、管理、分析的計算機技術系統，它的發展和應用對測繪科學具有劃時代的意義，是現代測繪技術的重大技術基礎，為對地球以外的測繪提供了新的思路。

自改革開放幾十年以來，我國測繪技術取得了飛速的發展，從傳統測繪模式發展到了數字化測繪模式，而自20世紀90年代以來，信息化時代來臨，信息化產業作為一個新興產業在發達國家以致到世界范圍內快速發展起來，世界范圍內測繪技術已經出現了面向地理信息服務的新變革。我國也在不斷的努力建設一個完善、高效、先進的國家公益信息基礎網，從而我國測繪及時又了新的變革方向，在信息化時代的背景下信息化測繪事業在數字化測繪的基礎上飛速發展，我國開展的“大專項”工程，它的建立是我國測繪從數字化到信息化的一個飛躍。

2 對工程地質的重要性分析

2.1 現代測繪技術有能更好的了解地質結構資料

地質測繪至關重要的一點就是充分的了解一個地區的地形、地貌，通過對地形、地貌的勘察和分析來判斷一個地區可能的地質構造，從而對這些地方進行詳細的研究，判斷其地質活動的情況。而現代測繪技術相對傳統測繪而言，可以對地質結構復雜，不穩定的地區進行進行精確的測量，獲得更多的地質信息，從而對這些地質災害頻發的地區，進行相關的處理。

2.2 現代測繪技術對地質的分析提供了更有利的基礎

現代測繪技術是實時檢測，信息化采集數據，通過對數據的處理和分析，得出有用的，可靠的地質資料。現代測繪技術對數據的采集是大數據，如果用傳統的方式對對數據進行處理，從而判斷其存在的地質工程問題是十分不現實的。特別是對有高精度要求的地質資料，要采集的數據更多。因此現代測繪技術對數據的處理大大簡化了這一過程，可以為地質工程勘察及時提供最新資料。

2.3 現代測繪技術加快了工程地質的發展

遙感技術能夠實現遠程實時進行動態的監測，可對場地的工程地質問題實時檢測。RS和GIS集成能夠及早或提前預報地質災害信息，為防災、抗災提供準確、及時的信息。在水利工程方面，可以對水庫大壩、大型橋梁和河流等進行不間斷的、精密的數據采集。現代測繪技術提供了連續、實時的安全運行監控手段。利用全數字攝影測量或數字測圖技術建立數字地面模型，可以簡單快速地進行公路鐵路的選址，沉降計算，水庫大壩選址、庫容計算、防洪道修建、受益范圍等設計工作，為城市的發展和經濟建設提供合理的可行的科學依據。目前而言，許多的大中城市都有由數字測圖技術或全數字攝影測量技術建立的城市數字地形圖，城市的建設、規劃和設計都可在數字地形圖上進行，大大的提高了其效率，加快了發展。也因此使中國在地質工程建設方面得到快速的發展。

2.4 現代測繪技術使得地質的利用更加的合理化

地質信息是能夠被我們日常使用的，一個地區的地質信息就顯得十分的重要，而地質測繪獲取的地質資料會更加的和我們的生活緊密相聯，更加的具有應用價值。例如一個地區重要的建筑設計和大型工程應該滿足當地的地質環境和使用要求，從而有更好的使用價值，這也是因地制宜的要求的結果。而通過現代的測繪技術，我們可以更容易的找到合適的場地，模擬其修建后的建筑，找到最佳的場地。一定要讓最應該出現的東西出現在最適合它出現的地方

3 結語

在科技的不斷發展下，以“3S”一體化或集成為主導的空間信息技術體系已逐漸成為測繪學或地球信息學新的技術體系和工作模式，它的的準確性、先進性、時效性是顯而易見的。現代測繪技術對地質工程的影響是不可忽視的，未來測繪技術的發展將為地質工程帶來新的變革。

參考文獻：

[1]成英燕.全球導航衛星系統原理與應用測繪出版社，2007（09）.

[2]葉見曙.現代測繪技術改造[M].北京：人民交通出版社，2010.

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關鍵詞：MAPGIS測繪技術；GPS；RS；GIS；測繪地圖

Abstract: at present, mapping technology has become a respect for the important means of spatial data, this paper expounds the current situation of the development of the modern surveying and mapping technology, and introduces in mine surveying, wetland, water conservancy project precision agriculture and four aspects of the application.

Keywords: MAPGIS surveying and mapping technology; GPS; RS; GIS; Map surveying and mapping

中圖分類號：TU74文獻標識碼：A 文章編號：

隨著現代測繪技術的出現，無論在學科理論，或在技術體系，以及應用范圍上都取得了重大的發展，甚至可以說是重大的變革，從而也將徹底地改變傳統測繪的生產方式。現代測繪產業以“3S”技術為特征，現代測繪技術已經成為人類研究地球及自然環境，解釋某些自然現象，解決人類社會可持續發展等重大問題的重要工具。

1現代測繪技術的發展概況

1.1 GPS的發展

全球定位系統(GPS)是美國從20世紀70年代開始研制，于1994年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。1996年2月，美國總統令宣布GPS為軍民兩用系統，標準定位服務對民用開放，2000年5月，美國總統令SA關閉，價格不貴的民用GPS接收機能將其水平定位精度從不低于100m提高到15～20m，民用GPS的具備了真正的實用價值。隨著全球定位系統的不斷改進，硬、軟件的不斷完善，GPS的應用領域正在不斷地開拓，目前，各種類型的GPS接收機體積越來越小，重量越來越輕，便于野外觀測。GPS已遍及國民經濟各種部門，并開始逐步深入人們的日常生活。GPS和GLONASS兼容的全球導航定位系統接收機已經問世。GPS作為一項引起傳統測繪觀念重大變革的技術，已經成為大地測量的主要技術手段，也是最具潛力的全能型技術。GPS定位技術與常規地面測量定位相比，除具有對測站選擇更靈活、更適應不利條件、全天候連續作業外。還具有比任何地面常規技術供數量更多、精度更高的數據信息。

1.2 遙感技術的發展

遙感包括衛星遙感和航空遙感，航空遙感作為地形圖測繪的重要手段已在實踐中得到了廣泛的應用，衛星遙感用于測圖也正在研究之中并取得一些意義重大的成果，基于遙感資料建立數字地面模型進而應用于測繪工作已獲得了較多的應用。自20世紀初菜特兄弟發明人類歷史上第一架飛機起，航空遙感就開始了它在軍事上的應用，從1972年第一顆地球資源衛星發射升空以來，美國、法國、俄羅斯、歐空局、日本、印度、中國等國家都相繼發射了眾多對地觀測衛星。遙感信息獲取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、多極化；從空間維擴展到時空維；從低分辨率發展到高分辨率甚至超高分辨率。遙感平臺有地球同步軌道衛星、太陽同步衛星、太空飛船、航天飛機、探空火箭，并且還有高、中、低空飛機、升空氣球和無人飛機等：傳感器有框幅式光學相機，縫隙、全景相機、光機掃描儀、光電掃描儀、CCD線陣、面陣掃描儀、微波散射計、雷達測高儀、激光掃描儀和合成孔徑雷達等，它們幾乎覆蓋了可透過大氣窗口的所有電磁波段。

1.3 GIS的發展

地理信息系統作為多個學科、多種技術交叉融合的產物，至今只有40多年的歷史。地理信息系統起源于20世紀60年代加拿大和美國學者的在土地和交通方面的地理信息研究。1998年1月31日美國前副總統戈爾在加利福尼亞科學中心的一次講演，在該講演中戈爾正式提出數字地球的概念。地理信息系統作為對空間地理分布有關的數據進行采集、處理、管理、分析的計算機技術系統，其發展和應用對測繪科學的發展意義重大，是現代測繪技術的重大技術支撐。

2 現代測繪技術的應用

現代測繪技術作為一門新的信息科學在經濟和社會可持續發展的諸多領域正發揮著愈來愈大的作用。在這里主要介紹現代測繪技術在礦山測量方面、濕地方面、水利工程方面和精準農業方面的應用情況。

2.1 礦山測量方面

遙感技術在礦山測量中的應用已經歷了較長的時間，并積累了豐富的經驗。應用遙感資料，可獲取礦區實時、動態、綜合的信息源，對礦區環境進行監測，為礦區環境保護提供決策支持。遙感資料用于找礦、礦區地質條件研究、煤層頂底板研究等方面都已得到應用，所有這些，都說明遙感技術應用于礦山測量是礦山測量實現其現代任務的重要保證。利用GPS技術進行礦區地表移動監測、水文觀測孔高程監測、礦區控制網建立或復測、改造等。其應用于礦山測量工作的地面部分已成為現代礦山測量的一項重要支撐技術。以礦區資源環境信息系統為平臺，以各種測量技術為數據獲取的途徑，可以建立集數據采集、處理、管理、分析、輸出于一體的自動化、智能化的技術系統，作為礦山可持續發展的決策支持系統。

2.2 濕地方面

利用遙感技術對濕地生物資源的分布、生長狀況及其變化進行估測。利用遙感技術多層次、多時相的動態監測功能獲得及時可靠的數據，通過地理信息系統技術進行相關數據的實時更新，并對這些數據進行空間分析，可得到濕地的動態變化情況。應用遙感和地理信息系統技術，獲取濕地生態環境質量分析評價所需要的數據，借助GPS技術進行水質采樣調查、植被樣方調查、土壤采樣等常規野外調查。根據濕地信息系統的功能，可將其劃分為兩大類：查詢服務型信息系統和決策支持型地信息系統。

2.3 水利工程方面

遙感技術能夠實時地對大江、大河和湖水水位進行監測，可實時監測洪水災害面積。RS和GIS集成能及早預報洪水淹沒范圍和干旱災情范圍，為防災、抗災提供準確信息。在水利樞紐工程竣工后，需對水庫大壩、大型橋梁等進行連續的、精密的監測。現代測繪技術提供了連續、實時的安全運行監控手段。利用全數字攝影測量或數字測圖技術建立數字地面模型，應用GIS的分析決策功能，可以方便快速地進行水庫大壩選址、庫容計算、引水渠修建、受益范圍等設計工作，為開發利用水資源提供科學依據。目前，大中城市都有由數字測圖技術或全數字攝影測量技術建立的城市數字地形圖，給排水管線的規劃、設計可在數字地形圖上進行。

2.4 精準農業方面

精確農業中，利用GPS技術對采集的農田信息進行空間定位；利用RS技術獲取農田小區內作物生長環境、生長狀況和空間變異的大量時空變化信息；利用GIS技術建立農田土地管理、自然條件、作物產量的空間分布等的空間數據庫；對作物苗情、墑情的發生發展趨勢進行分析模擬，為分析農田內自然條件、資源有效利用狀況、作物產量的時空差異性和實施調控提供處方信息。GPS、RS、GIS技術及自動化控制技術為支撐的精確農業將促進現代農業的發展。它能夠收集土地利用現狀、植被分布、農作物的生長情況、農作物的災情分布、土壤肥力等多種信息，將信息技術與農藝、農機有機地結合起來，最大限度地優化各項農業資源與生產要素的合理分配，獲取高產量和最大經濟效益，同時又能有效地保護生態環境和農業自然資源，有利于農業的可持續發展。

3 結語

以“3S”一體化或集成為主導的空間信息技術體系已逐漸成為測繪學或地球信息學新的技術體系和工作模式，其先進性、時效性明顯。現代測繪技術將朝著高科技、自動化、實時化和數字化方向發展。

參考文獻

[1]譙章明.地質圖繪制[M].北京:測繪出版社,2003

[2]MAPGIS地理信息系統開發手冊[Z]. 武漢:武漢中地信息工程有限公司,2000

篇7

1研究進展和成就

土地信息科學作為一門新興的信息科學技術,已走過了近40年的發展歷程。目前正以每年25%~40%的速度快速增長。毫無疑問,土地信息科學是國土現代化無可替代的重要技術支撐,它的廣泛應用,必將給土地資源的研究和發展帶來革命性的變革[3]。

1.1土地利用遙感動態監測研究我國土地利用/土地覆被變化遙感動態監測研究始于20世紀70年代。1974年開始引進美國地球資源衛星圖像,開展遙感圖像處理和解譯工作。1978年全國第二次土壤普查,許多地區利用航片借助計算機技術勾繪出了土地利用現狀圖和土壤圖。20世紀80—90年代,微型計算機的出現促進了遙感技術的發展,我國土地信息科學研究進入新的階段。1980—1983年我國利用陸地衛星圖像資料對全國土地進行遙感調查,編制了1∶250000和1∶2000000土地利用現狀圖。利用航空遙感圖像判讀編制了1∶10000、1∶25000、1∶50000的土地利用現狀圖和土地利用類型圖。航空遙感與GPS應用到城鎮大比例尺(1∶2000~1∶500)地形圖測繪工作中,為城市土地規劃建設提供了依據。90年代初,在國家土地管理局的組織下,東部采用航空遙感信息完成1∶10000土地利用調查,西部以航空遙感和衛星遙感信息相結合完成1∶50000、1∶100000和1∶200000土地利用調查。近十幾年以來,隨著衛星遙感分辨率的不斷提高,遙感技術在土地利用動態變化監測中發揮越來越重要的作用。在國家科委和國家科學基金委“九五”到2010的重點發展領域和優先資助領域中,將土地利用動態變化遙感監測作為研究重點之一[4]。目前,遙感技術因其能提供動態、豐富和廉價的數據源已成為獲取土地利用/土地覆被變化最為行之有效的手段。衛星遙感在全球和區域尺度土地利用/土地覆被變化研究與應用方面均取得了突破性進展[5]。

1.2土地信息系統建設研究1980年中國科學院遙感所成立了第一個地理信息系統研究室,并于1985年組建了“資源與環境信息系統”國家重點實驗室。1990年,武漢大學建立“測繪遙感信息工程”國家實驗室。在此基礎上我國開展了大量的土地信息相關的開發研制工作,如中國測繪局在全國大地測量和數字地面模型建立的基礎上,建成1∶1000000國土基礎信息系統和全國土地信息系統[2]。國土資源部已將“加強信息系統建設,實現信息服務社會化”列為國土資源部門的五大任務之一,并已成立了以部長為首的部信息化領導小組,組建了部信息中心。在新一輪國土資源大調查中設立了“數字國土工程”專項,我國國土資源信息化工作已全面展開[6]。與此同時,我國一大批土地信息化相關的重點項目已經或者正在開發、實施。例如,黃杏元等根據城市土地定級因素所具有的空間特征和相關性,采用地理信息系統的技術和方法,運用空間數據庫存貯、管理和操作各類與城市土地定級估價有關的信息和數據,完成了南通市土地定級信息系統的設計,建立了土地定級估價數據庫[7]。武漢大學資源與環境學院開發了農用地分等定級估價信息系統,不但可以減少農用地分等定級估價工作中大量煩瑣的計算工作,而且可以大大提高分等的速度和精度。

1.3人才培養和學術交流成果研究近年來,我國研究者出版了一系列有關論述土地信息科學的專著,如由胡月明等編著的《土地信息系統》(華南理工大學出版社2001年出版)、海等編著的《土地管理信息系統》(中國農業大學出版社2000年出版)等。同時,我國學者也發表了大量的土地信息科學相關的學術論文,如彭俊等就“土地信息學”的建設進行了深入的探討。嚴泰來等就土地信息學科前沿的若干問題作了深入的剖析。孫靜等就土地利用遙感動態監測技術方法作了詳細介紹。近年來,許多高校科研院所開設了與土地信息科學有關的專業、課程和培訓班,培養出了一大批從事土地信息科學教學、研究和實踐的工作人員。

2前沿領域

無論從發展土地信息科學的角度,還是從國家社會經濟進步的需求來看,土地信息科學面臨著不少困難和新的挑戰,同時也迎來發展的有利契機。本文主要從空間信息數據庫角度提出一些土地信息學科的前沿問題。

2.1空間數據表達與系統開發標準化土地信息的標準化程度決定了系統的兼容性、可移植性,同時也保證信息的共享和可持續利用[8]。土地信息系統的標準化包含兩方面的含義。首先,要服從軟件系統工程的標準,服從系統的設計、開發標準和網絡協議標準。其次,土地信息系統要遵從土地行業及地理界的標準,服從空間地理信息(點、線、面)的描述、管理和表示的數據標準。目前我國土地信息系統建設缺乏統一的技術標準,系統低水平設計、軟件重復開發現象嚴重。土地信息化基礎設施薄弱,基礎數據庫建庫與更新仍是一個瓶頸問題。應確定基礎數據生產和利用的法定地位,加快制定有關國家標準,加強數據質量控制,統一土地空間數據模型[9],具體如土地信息系統中名詞術語標準、圖形與影像數據采集技術規程、數據交換格式標準、數據精度和質量標準、土地數據的分類與代碼等[3]。值得一提的是,宋其友等編著的《土地信息學》較為系統地介紹了土地信息的數據模型、數據獲取、應用模型等[10]。

2.2空間數據信息挖掘問題當前全國各地國土資源部門構建了多層次、多類型的國土資源數據庫。數據庫的數據規模、質量與數據的完備性都達到前所未有的高度,這種情形為數據庫的信息挖掘提供了良好條件[11]。隨著國土信息化進程的深入,不同時間、不同區域、不同方式來源的土地信息數據越來越多,積累了大量的空間數據資料,如何在系統支持下由“死”數據變為“活”數據,挖掘深層次的信息成為當前土地信息科學的熱點問題[12]。事實上,不少人對這個問題也做了深入研究。比如,有人利用一個地區各個圖斑的周長面積比的平均值來衡量這個地區的土地開發程度,也有人從城市各個商業網點布局來發現一些經濟現象[13]。

2.3時空數據結構問題時間、空間、屬性是構成GIS的三個基礎成分。黃杏元等指出時間是土地信息系統中不可缺少的一維,它不僅僅作為數據的一個組成部分,而且與空間數據相互關聯地存在著[14]。然而,目前的土地信息系統軟件除三維表面模型外,基本上是二維模型,難以描述土地時空的三維性。若要實現這一目標,二維的土地信息系統模型需要作根本性的改進[15]。

2.4數據壓縮和數據更新淘汰問題土地空間數據涉及跨部門、跨行業的多種數據格式和多種數據類型的大量資源、環境和社會經濟圖形、屬性數據。這些空間數據在以幾何級數的形式增長,而計算機數據存儲空間卻是以算術級數在增加,勢必有一天存儲空間容納不下巨量的地學信息數據[13]。研究科學的空間數據壓縮方法顯得十分必要。

2.5遙感影像數據解譯精度與可信度問題遙感影像數據解譯精度與可信度是貫穿于土地利用動態變化監測過程的核心問題之一,也是困擾遙感技術在土地利用動態監測中應用的重要限制因素。多數據源的數據融合問題、確定信息與不確定信息問題、人—機交互界面設計等是今后土地信息科學發展所面臨的主要問題。

3發展趨勢

3.1多學科的集成性研究張榮群[16]指出土地信息科學涉及遙感與測繪技術、計算機信息技術、數學和統計學、地圖學,以及與土地相關的地理學、環境生態學、土壤學、氣象學、城市科學和管理學等學科。遙感測繪技術以及全球定位技術為土地信息系統提供豐富的數據來源;計算機科學為土地信息系統的發展提供強大的軟、硬件環境;環境資源(土地資源相關)科學則是土地信息系統工作的對象。

3.2土地信息的網絡化研究土地管理業務具有業務種類多樣性、數據量大、手續繁雜等特點,要求各個部門共享信息,協同處理。Internet具有不受時空限制能快速、直觀地土地信息,對于合理保護、利用和開發土地資源,整合資源優勢,最大限度地挖掘土地生產力,保證土地資源的可持續利用等方面具有積極作用[17]。正如朱明倉[18]指出的在網絡信息技術的強大推動下,具有時間特性的土地信息數據也必將通過先進的網絡技術實現各種土地信息用戶的互連和信息資源共享,不僅實現增強協同處理業務能力,進行業務監督,更能把土地信息傳給千家萬戶,真正使普通老百姓加入到土地管理中來,最終實現土地信息的開放性和實用性[3]。目前土地網絡化研究前沿是通過WebGIS實現的。利用web技術可以實現基于地圖的瀏覽、查詢、分析應用等功能,從而能夠構建智能化、個性化、交互式的土地信息管理和服務平臺,實現開放的、互操作的數據共享LIS系統。當前用于WebGIS的瀏覽器的中間鍵有多種,對客戶端,主要有Ac-tivex,JavaApplet,P1ug-in,Autodesk公司Mapguide等方式;對服務器端,主要有CORBA,CGI和JavaServerlet,武漢大學研制的GeosuIf等方式[17]。

3.3土地信息系統的智能化研究土地信息系統是一個基于土地空間數據的信息系統,它必須具有自動采集和處理空間數據的功能,而且能智能式分析和運用數據,提供科學的決策咨詢,以回答用戶可能提出的各種復雜問題[3]。在土地信息系統中加入專業領域的知識和有關空間推理知識形成知識庫和專家系統(ES)模塊,實現對空間土地數據綜合分析人腦思維化。我國學者在智能化的土地信息系統開發中也做了大量工作。如,鄭順義等基于對知識工程的土地信息系統的研究,開發了交通建設用地分析系統TransLand,該系統開發了智能決策部分,包括知識庫、模型庫的管理,以及推理、解釋等模塊。系統的運行證明,建立基于知識的土地信息系統可以克服傳統土地信息系統的一些缺陷和不足,利用其進行土地分析,能夠從定量、定性、定位的角度對交通建設用地的有關問題進行全方位的分析和決策[19]。

3.4地面、航空、航天的多層次綜合遙感監測近年來,地面、航空、航天的多層次綜合遙感在LUCC研究中的應用越來越受到人們的重視。通過地面、航空、航天的多層次綜合遙感監測,建立國土資源衛星監測網絡,系統地獲取土地利用、土地覆被變化不同分辨力的遙感圖像數據。

3.5綜合“3S“技術應用,發揮整體功能遙感技術作為一種勘查技術手段和一種信息源,其應用是非常有限的,但是,當遙感(RS)與地理信息系統(GIS)和全球衛星定位系統(GPS)集成后,其技術應用的能力和范圍將會得到極大的提升和拓展。可見,3S技術(GIS、RS、GPS)充分集成,建立適合LUCC監測領域應用的綜合多功能型的遙感信息技術是今后的發展方向。

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智慧城市是城市信息化的高級階段

總理視察中國測繪創新基地時指出，測繪地理信息是經濟社會活動的重要基礎，是全面提升信息化水平的重要條件，是加快轉變經濟發展方式的重要支撐，是戰略性新興產業的重要內容，是維護國家安全利益的重要保障。總理還指出，離開了測繪地理信息，就不可能實現國民經濟和社會的信息化。智慧城市是城市信息化的高級階段，是經濟和社會信息化的重要標志和具體成果，離開測繪地理信息就無法建成智慧城市。換而言之，測繪地理信息部門不僅為數字城市向智慧城市發展奠定了工作基礎，而且在智慧城市建設中還將發揮著獨特的優勢和作用。

智慧城市不是空中樓閣，必須建立在海量的、精確的、動態的地理信息數據基礎上。我國已經完成了基礎地理信息數據的全覆蓋，形成了國家、省、市全方位的地理信息數據源，建立了龐大的動態地理信息數據庫。目前測繪地理信息部門正在積極構筑海陸空天地一體化的高精度、實時化地理信息獲取能力，使大地測量從靜態到動態、從地基到天基、從區域到全球發展，推動航空航天遙感朝“三多”（多傳感器、多平臺、多角度）和“四高”（高空間分辨率、高光譜分辨率、高時相分辨率、高輻射分辨率）方向發展，通過衛星發射組網進行全天時、全天候觀測，使獲取的地理信息資源在時空上覆蓋面更廣、數據量更大、準確度更高、現實性更強。不難預見，全方位、多時空的地理信息將讓城市更加“耳聰目明”。

李維森說，為了推動城市智能化時代的到來，早在2006年國家測繪地理信息局就與省級測繪部門和市級人民政府三方共建共享，開展了全國數字城市地理空間基礎框架建設，其中包括地理信息數據和公共平臺，所建成的空間框架和公共平臺是市政府權威的、唯一的、全市域的共享平臺。截至目前，全國333個地級行政區中有317個開展了這項工作，170余個已經建成。而在智慧城市建設中，地理空間框架經過擴展、提升將方便地升級為智慧城市的時空信息云平臺。

目前，國家測繪地理信息局通過開展時空數據建設、云服務系統開發和典型應用示范等試點工作，探索智慧城市時空信息云平臺的建設模式、共享模式和服務模式，凝練工藝流程和標準規范，為全國數字城市地理空間框架升級轉型以及后續大規模的智慧城市時空信息云平臺建設提供指導，為智慧城市、智慧區域和智慧中國建設奠定了基礎。

智慧城市促進城市問題解決

黨的十報告明確提出走中國特色新型工業化、信息化、城鎮化、農業現代化道路。但隨著城鎮化的快速發展，我國城市人口已經達到6.75億，占到了總人口的51%。預計到2030年，這一數字有望增加到10億，城市人口的劇增，不可避免地受到土地、空間、能源和清潔水等資源短缺的約束，導致交通擁堵、醫療資源緊張、教育資源不均、環境污染、就業壓力、城市安全監管等問題的出現。

“傳統的技術手段和管理方法已經難以解決這些問題，以時空信息為基礎的智慧城市建設通過使用新一代信息技術和智能化手段，重新審視城市本質、定位發展目標、培育城市功能、調整城市結構，通過智能傳感和智能決策調整城市運行方式，優化發展環境，對逐步解決發展中的問題將有重大意義，因此建設智慧城市能夠促進城市發展過程中一系列問題的解決。”李維森告訴《經濟》記者。

產業是支撐城市發展的基礎，失去產業支撐的城市就會陷入“鬼城”的噩夢。當前我國許多城市的發展過分依賴土地財政、資源開發等，缺乏核心技術和品牌能力，隨著土地、礦產等資源的消耗枯竭、勞動力成本的不斷增加，城市面臨著巨大的可持續發展問題，亟待進行結構調整和產業轉型升級。

智慧城市建設能否為產業發展注入新鮮血液？李維森指出，智慧城市建設為戰略性新興產業發展提供了廣闊的市場空間。因為智慧城市建設，需要構建大量智能化基礎設施，需要海量的時空信息數據，需要通過廣泛地采用物聯網、云計算、人工智能、數據采集處理、數據挖掘服務、知識管理等技術，以提高城市規劃、建設、管理、服務的智能化水平，使城市運轉更加高效、敏捷、低碳與和諧。

因此，智慧城市建設為促進新一代信息技術產業的成長提供了一個重要的發展契機，將進一步推動智能交通、城市管理、城市安防、醫療信息化、綠色建筑、云計算、物聯網等新興產業的發展。另一方面，時空信息云平臺的建設對時空數據的獲取、處理和深度挖掘服務提出了更高的要求，將有力地促進航空航天地理信息獲取、大數據存儲處理、云計算以及新型地理信息服務業的成長，為地理信息產業的發展打開了更廣闊的空間。目前，數字城市和智慧城市建設已帶動影像獲取、應用系統開發等領域的大發展，拉動地理信息產業服務產值高達300多億元。

城市管理模式的變革

什么是智慧城市？在李維森看來，一個智慧的城市應當包括像人類感官一樣的實時信息感知設備，像人類神經系統一樣的信息與指令雙向傳輸網絡系統，像人類大腦一樣的云計算中心，像人類行為器官一樣的應對與處置專題系統。智慧城市在時空信息支撐下，依托互聯網、云計算等現代信息技術，將人類知識物化到信息化條件下的城市規劃、設計、建設、管理、運營和發展等各項活動中，建立起不依賴人或少依賴人的智能化城市管理模式，將給傳統的城市管理模式帶來一場深刻的變革。

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關鍵詞: 遙感資源整合 城市規劃 用地動態監測

[Abstract]: This paper gives a clear presentation of the data resouces relevant to the research of urban planning and design， enumerates some applications of new technologies such as comformity and dynamic inspection on remote resources into urban planning， and discusses an operable way to use new technologies into the study of city problems.

[Key words]: Comformity of Remote Resources Urban Planning

一、引言

城市是個復雜的系統，它既是一個復雜的生態系統，又是一個社會、經濟、自然復合的系統，而且決非這幾部分簡單的疊加，而是科學的復合與綜合。有數據顯示，截至2002年我國的設市城市為668個，城市化水平為30.9%，預計20年以后全國城市將達到1000至1100座。城市化進程加快，要求我們充分利用數字化信息處理技術和網絡通信技術，將城市的各種數字信息及各種信息資源加以整合并充分利用，從而使城市規劃具有更高的分析能力和準確性，使我們以科學的管理模式和科技創新行動實現城市持續發展。

遙感、地理信息系統（GIS）技術伴隨著計算機技術的飛速發展，在城市規劃領域的數據整合、數據應用方面正發揮著越來越大的作用。在這種形勢下，我們研究分析了規劃設計研究單位在日常工作及應用GIS技術時，所涉及到的各類數據源，重點將現有的遙感數據進行整合，并開展了一系列遙感數據在城市規劃中的應用研究工作，為利用新技術與城市規劃結合研究城市問題，探討了一條具有實用性、可操作性的技術途徑。

二、遙感數據源整合分析

2.1城市規劃設計研究涉及的數據源

地理信息系統作為信息網絡中的一員，在我國部分城市的城市規劃管理、基礎設施建設等方面所取得的相當顯著的社會與經濟效益，彰顯城市地理信息系統已成為現代城市發展中不可或缺的一部分。它不僅用來收集、存儲、檢索城市發展過程中的過去和現狀，更重要的是可以用來輔助城市發展的評估、規劃和決策，模擬和預測城市發展的未來。為此，我們的數據梳理、整合工作基本上是圍繞建立GIS數據庫展開的。根據我們的調查、分析，城市規劃設計研究部門對數據的需求有別于規劃管理部門，大致可以分為如下幾類：

l

基礎地理數據庫

l

基礎專題數據庫

l

規劃基礎數據庫

l

現狀基礎數據庫

l

規劃專題數據庫

l

遙感解譯數據庫

l

社會經濟統計數據庫

l

規劃檔案數據庫

l

規劃法規、細則庫

l

輔助規劃設計符號、線型庫

l

多媒體數據庫

······

上述內容從數據格式上可以分三類，即：矢量數據、文本數據、柵格數據。詳見下圖

現階段我們重

2.2遙感數據源整合分析

2.2.1遙感數據的適用范圍

根據遙感平臺高度的不同，通常將遙感分為衛星遙感和航空遙感，所獲取的信息亦分為衛星影像和航空影像。遙感用途的大小不是以分辨率的大小來決定的，而是取決于研究對象，要解決什么問題。對于不同應用的目的，要求概括程度不同，選擇的地面分辨率也完全不同。

千米級(1000～5000m)的宏觀現象如大陸飄移等，多屬全球級巨型環境特征，采用氣象衛星便可解決問題。資源調查、環境質量評價、城市用地變化監測等多屬國家級、省級的大型環境特征，大致相當于百米級(80～100m)范疇，陸地衛星空間分辨率可以保證。中型環境特征如作物估產、林火、污染監測等，一般在50m以下區域范圍內，采用陸地衛星資料加上SPOT衛星圖像便可進行工作。小型環境特征如港灣、水庫等具體的工程建設、城市發展規劃等，一般在5～10m的地區范圍內，SPOT衛星圖像尚可以做一些工作，但主要靠高空間分辨率衛星圖像和航空像片來進行工作。

點開展了遙感數據的整合與應用工作。

2.2.2遙感數據在北京城市規劃中的應用回顧

遙感在城市規劃中的應用可分為二個層次。

第一層次解決影像數據在規劃中的日常應用。如將影像圖作為現狀調查的基礎圖件，在城市總體規劃、分區規劃、控制性詳細規劃及工程規劃中應用，以減少現狀調查的盲目性及線劃圖過時帶來的偏差；也可制作大型彩色掛圖及專題或局部地區彩色掛圖為各級部門的管理、決策、宣傳提供直觀材料。

第二層次解決規劃專題研究與新技術應用的需要。如，利用影像信息源內容豐富，綜合性強，結合計算機圖像處理技術的新發展，分類提取影像信息，進行專題應用研究， 為城市可持續發展研究、動態監測城市發展變化研究等提供依據，為城市規劃信息系統的建立、更新提供基礎數據源。

北京市城市規劃設計研究院開展遙感應用工作多年，積累了大量的基礎資料和研究成果。北京市1983年開展的第一次航空遙感綜合調查密切結合城市問題，結合規劃需要，為今后廣泛應用遙感技術奠定了基礎。

1989年進行的第二次航空遙感綜合調查又有新的突破。制作的系列正射影像圖不僅為規劃人員提供了現狀信息，而且為1993年北京城市總體規劃修訂及時提供了各類用地現狀數據，為總體規劃的順利編制提供了數據基礎保障；利用正射影像圖對綠化隔離帶的解譯、量算，提供了至1989年時隔離帶內的綠地、被侵占綠地、糧田等最客觀數據，為有效保護綠地與城市生態環境提供了依據；利用房山區土地利用現狀解譯圖及Genemap地理信息系統軟件進行的縣域規劃研究，為今后廣泛應用與深入探討積累了技術方法。

由于受當時技術設備條件和技術手段的局限，未能充分應用遙感、計算機技術生產出滿足城市規劃和其它工程控制要求的數字式大比例尺影像成果，使遙感成果在建庫和應用等方面受到影響。

隨著計算機和遙感圖像處理等技術在理論上的新突破及在技術的可用性、經濟性等方面的極大進展，為遙感進一步深入應用提供了條件。

2.2.3遙感數據整合及數據庫建設

對遙感數據的整合工作，我們從兩個方面進行：一是對資料本身的整合入庫；二是從應用角度出發，對數據進行梳理、整合。

我院積累的大量遙感資料為規劃設計、研究提供了不同年代的詳盡的基礎信息。但由于技術原因，存在著坐標系不統一，難以進行比較分析等問題。

通過我們對歷年散在的衛片、航片資料進行幾何糾正、坐標轉換等數據整合工作，將坐標統一到北京地方坐標系并建立相應的遙感數據庫，方便了規劃人員的數據使用，發揮了遙感資料現勢性、連續性的特點，為規劃人員提供了具有可比性的基礎信息，有利于分析比較不同時期的城市用地變化情況。同時，數據庫的系統性、完整性為長期開展這項工作也奠定了良好的基礎。

結合我院規劃工作現狀，對遙感數據在規劃應用層面的整合，主要集中在三個方面：首先為規劃設計提供基礎底圖；其次為規劃專題研究提供基礎信息；再次為院內局域網快速瀏覽影像圖提供基礎保障。

根據上述原則，我們建立了遙感數據庫，并利用圖像處理軟件、GIS軟件結合規劃需求，進行數據分析、應用。

一、遙感數據應用研究

3.1目的和意義

自改革開放后歷經二十多年，城市建設日新月異。北京作為中國的首都，在城市自身建設不斷發展的同時也面臨眾多的城市問題。特別是一九九三年《北京城市總體規劃》實施以來，盡管統計數據表明，城市建設用地不斷增加，但是地理位置不夠明確。城市空間發展態勢如何？北京周邊地區近十年來用地又是如何發展變化的呢？目前急需將統計數據和地理位置對應起來。

遙感信息真實地記錄了當時的城市用地現狀。利用歷年遙感資料，采用當今最新遙感、地理信息系統技術，一方面可以研究分析北京城市及其周邊地區的發展、變化進程，為規劃研究提供部分基礎資料；另一方面可以為今后動態監測城市發展，及時發現規劃執行過程中的問題，為可持續開展這項工作，探討一條具有實用性、可操作性的技術路線。與此同時，也可以為今后如何向規劃人員推廣普及應用GIS系統平臺查詢、統計基礎地理信息，疊加、分析城市用地發展趨勢，儲備技術力量；為日后分區域、分階段建設各類規劃信息數據庫及各類子系統積累經驗。

3.2遙感應用研究思路

根據遙感影像的適用范圍，并結合城市用地區域的不同規劃深度，我們將北京的用地規劃研究分為三個層次，即舊城（約62平方公里）、規劃市區（或擴大到六環路，約2280平方公里）、全市域（約16800平方公里）。舊城用地研究適于采用航空影像或高分辨率的衛星影像，六環路內的用地研究適于采用中或高的分辨率衛星影像，如2.5米分辨率的影像，由于目前控規深度的規劃研究范圍不斷擴大，我們考慮這一區域的遙感資料也采用航空影像或高分辨率的衛星影像，如0.6米快鳥影像。而全市域的用地研究則宜采用10米或15米分辨率的衛星影像進行大區域的宏觀研究。北京周邊地區俗稱大北京地區采用30米影像足以。

遙感應用研究總體框架

依據遙感數據的適用范圍及城市規劃的不同階段要求，我們建立了能夠保證數據更新的遙感應用研究體系，并進行了以下一系列應用研究工作：

（1）配合戰略規劃，進行了《京津冀（大北京）地區建設用地遙感動態監測信息系統應用研究》；

（2）配合總體規劃，進行了《北京市域建設用地遙感動態監測信息系統應用研究》；

（3）配合控制性詳細規劃層面的研究，進行了市區范圍的用地及經濟分析

3.3遙感應用研究范例

3.3.1北京市城市空間戰略規劃

南到吳橋；西起陽原，東至秦皇島。總面積約17萬平方公里，涵蓋北京、天津全部區域，涉及河北省大部分地區，并將山東省的德州地區包含進來。

應用GIS軟件可以獲得以下幾種類型的數據統計、分析圖：

1． 大北京區域2002年人口狀況分布圖

2． 大北京區域平原區、山區分布圖

3． 大北京區域2002年現狀各類用地分布圖

4． 北京、天津輻射范圍示意圖

5． 大北京區域1991年-2002年城市建設用地增量示意圖

6． 北京與周邊主要城市間距離示意圖

7． 大北京區域2002年現狀機場、港口分布圖

8． 大北京區域1991年、2002年現狀道路分布圖

9． 大北京區域1991年-2002年道路增長示意圖

10．

北京區域1991年、2002年現狀鐵路分布圖

3.3.2北京市城市總體規劃修編

3.3.2.1北京市域建設用地增長趨勢分析

在配合北京市總體規劃修編的項目中，我們以遙感、GIS為技術支持，以遙感影像解譯現狀用地圖為基礎，動態監測了北京市自1986年以來，每五年的用地變更狀況，客觀反映了城市建設用地膨脹的真實狀況。

2001年用地現狀圖

2001年市域總用地：

16389.13 KM2

2001年市區總用地：

1069.73 KM2

2001年市區建設用地：

660.711 KM2

2001年市區城市建設用地：

640.7 KM2

2001年市區農村建設用地：

21.01 KM2

2001年衛星城城市建設用地：234.323 KM2

2001年鄉中心建設用地：

47.01 KM2

2001年建制鎮建設用地：

46.13 KM2

中心鎮建設用地：

52.295 KM2

3.3.2.2北京市域交通狀況分析

1986年道路總長度：

5364.9 KM

1986-1991年增加道路：

1127.2 KM

1991-1996年增加道路：

719.7 KM

1996-2001年增加道路：

451.9 KM

86-91年增長的道路中：

路寬10-30米 503.4 KM

路寬30-45米 402.2 KM

路寬>45米

221.7 KM

91-96年增長的道路中：

路寬10-30米 348.8 KM

路寬30-45米 264.2 KM

路寬>45米

106.7 KM

96-01年增長的道路中：

路寬10-30米

97.4 KM

路寬30-45米 215.8 KM

路寬>45米

138.7 KM

3.3.3市區用地現狀、經濟指標數據分析

3.3.3.1北京市區

我們將現狀用地結合一系列的社會經濟數據庫（摘自2002年北京市區統計年鑒），進行了一系列的分析：

GDP指標分析

3.3.3.2舊城地區

舊城道路分析

區名

總占地面積

（平方公里）

道路長度

（公里）

道路密度

(公里／公里2)

胡同長度

（公里）

胡同密度

(公里／公里2)

東城區

18.10

197.27

10.90

141.90

7.84

西城區

197.27

147.28

11.24

92.61

7.07

崇文區

10.90

110.25

9.37

75.92

6.45

宣物區

141.90

202.66

11.66

137.46

7.91

分析結論：

l

舊城胡同占道路長度的比例非常大；

l

舊城胡同在東、西城的總長度與道路密度高于崇文區和宣武區。

四、

結束語

遙感、地理信息系統的研究應用在我院已開展了很多年，近年來我們首次系統利用遙感技術、GIS技術搭建輔助城市規劃編制、分析、研究及管理的專用技術平臺，在利用新技術與城市規劃結合研究城市問題領域提出了系統框架與理論方法并使之附注于規劃實踐，具有的一定開創性。首次進行工程性的遙感信息資源整合，并將大范圍的用地信息應用遙感解譯，利用通用地理信息系統軟件建數據庫、進行初步統計、分析，為如何將遙感、地理信息系統應用于規劃需求進行了較為成功的技術層面探討，為如何更緊密結合規劃應用發揮更大的效益積攢了經驗和教訓，為今后持續開展這項工作奠定了基礎。

通過我們所做的研究工作，我們深切體會到遙感、地理信息系統等新技術在城市規劃應用中的重要價值與巨大潛力。北京作為正向國際化大都市邁進的特大型首都城市，伴隨2008年奧運會的勝利申辦，必將發生巨大變化，在機遇面前我們更應冷靜地思考，如何在城市大發展的同時保證城市機能的有效運轉——如何有效控制城市人口膨脹，如何進一步改善首都生態環境，如何更好地延續歷史文脈......，這一系列問題需要我們深入研究。在今后的工作中我們會逐步擴展深入到北京規劃市區、北京舊城等地區微觀研究北京城市發展的內在規律，相信遙感、地理信息系統技術在北京規劃建設中必將發揮巨大作用。

五、

參考文獻

1．《城市總體規劃》

董光器

東南大學出版社

2．《城市規劃信息技術開發及應用》 張偉 顧朝林 東南大學出版社

3．《城市化與城市地理信息系統》

篇10

礦產資源作為人類生存的主要物質來源，是國家經濟發展的物資基礎。如今，社會正處于高速發展的時期，社會生產需要大量的礦產資源以滿足各行各業的正常運作。國內的礦產勘查技術和策略在此大環境下得到不斷的改進和創新，其中以現代化信息技術、計算機技術和遙控技術為一體的遙感技術，由于其具有信息量比較大，波段較多，定位準確，畫面立體感較強等特性，得到了地質找礦人員的青睞，尤其在自然和地理環境較為惡劣，不便于工作人員到現場探測及尋找的高寒區域，該技術具有明顯的優越性。

1 遙感巖石礦物識別

任何物體都具有光譜特性，并且在同一光譜區各種物體反映的情況不同，同一物體對不同光譜的反映也有明顯差別。遙感技術就是根據這些原理，對物體進行判斷。由于巖石類型存在差異，它們反映在圖像上的色調、顏色和紋理也存在相應的差異，巖石礦物的信息可以根據其呈現的光譜特征，結合圖像增強、變換和分析等方法提取出來。唐蘭蘭[1]在遙感巖性信息提取的基礎和技術研究進展中提出，0.4～2.5 μm和8～14 μm是適合研究巖石、礦物光譜特征的兩個最佳的窗口，其中0.4～2.5 μm研究反射光譜特征，8～14 μm發射光譜特征。

2 遙感技術在找礦工作中的具體應用

遙感技術在地質找礦中的應用一般以地質制圖為主，并與地質圖相套盒，使得遙感影像圖與地質圖具有相同的地圖投影坐標系統，使得工作區遙感概貌與地質圖相互對應，對當地的地質情況進行詳細再現。遙感找礦大致按照以下幾方面進行。第一，以波譜圖形式的方式將礦產資源構成的土層、地質等特征體現出來，以此確定具體的找礦方向。第二，結合遙感解譯地質勘測信息資料，利用礦區波譜測試的結果從而預測礦區資源的形成條件。第三，利用遙感技術對具體地質條件進行檢測，結合遙感檢測技術形成的具體圖像、資料，利用物質探測儀對化學探測地質信息進行全面統計分析預測，以實現遠距離礦產資源的確認和圈定。

2.1 地質構造信息的提取

地質構造運動的差異會形成不同類型的礦產資源，兩者緊密相關，所以不同規模的地質構造運動會導致礦床分布不同[2]，礦產的構造信息可根據不同的構造環境和條件進行分析推斷并提取，地質構造信息的提取主要是線性影像和環形影像的解譯[3]。

在具體的遙感找礦工作中，遙感成像過程往往會產生“模糊作用”，即用戶較為感興趣的紋理、線性、環形等重要信息在遙感影像中顯示不清楚，模糊不清的信息給用戶造成讀取的困擾。但通過邊緣增強、灰度拉伸、方向濾波、比值分析、卷積運算等遙感影像處理方法進行相關處理，可以有用的重要信息，使地質構造信息凸顯出來[4]。再對解譯的線性和環形影像進行統計分析，結合地質、物探、化探等方面資料。最終確定成礦構造的分布及其特征。

2.2 植被波譜特征的應用

不同種類的植被會形成不同類型的礦產資源，兩者緊密相關。植被在生長過程中，需要吸收各種各樣的微生物，這些微生物都是由金屬元素（即礦產資源）生成的，不同種類的植被對不同金屬元素的吸收程度并不相同，而是具有不同的表現，所以，礦產金屬元素的構成能夠通過地表植被的種類以及生長特征表現出來，利用植被的波譜性質有利于提高找礦的效率，很大程度上幫助地質勘探工作者提供了一個發現礦區構造的好方法。

植被生長環境下的土壤結構類型可以通過分析遙感波譜的特征推斷出該區域的哪一種礦產資源較為豐富。莫火華[2]在現代遙感技術地質找礦中的應用研究中指出，正常土壤和含銅土壤的波普反射率存在差異。所以，生物地質特征為礦產資源勘測提供了重要的信息，以此為依據，利用遙感技術對地表結構進行成像分析，結合遙感成像資料分析植被金屬物質的含量，大體上判斷出區域中不同礦產資源的分布狀況。

2.3 礦化蝕變信息提取

圍巖蝕變是指圍巖結構受到巖漿熱液的影響，巖石和熱液在相互作用下形成的一種物質。常見的圍巖蝕變有硅化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化、高嶺土化、云英巖化、青磐巖化、夕卡巖化和褐鐵礦化等[5]。礦區的實際范圍要比圍巖蝕變的范圍小，圍巖蝕變可作為有效的找礦標志。

正常的巖石在礦產種類、結構、顏色等方面區別于礦化蝕變巖石，具體差異反映在巖石的反射光譜特征，在某一特定的光譜波段上，某一特定的蝕變巖石的光譜呈現異常，遙感圖像上異常信息的識別可圈定礦化蝕變異常區和確定找礦靶區。目前，常用的遙感數據主要是多光譜和高光譜等，其中應用最多的是多光譜ETM+數據源[5]。

3 遙感地質找礦技術的發展趨勢及前景

近年來，我國社會經濟發展迅速，地質找礦技術的蓬勃發展為各行各業的物質需求提供了保障。未來地質找礦既要依靠傳統的找礦技術，更要發現新的遙感地質找礦技術，遙感地質找礦技術具有“窺一斑而知全豹”的特點，節省了人力財力和物力等方面的資源。在未來，遙感地質找礦在意識上從單一追求礦產資源的開采規模到綜合考慮生態環境保護，區域上從陸地到海洋，從地球到太空拓展，實現遙感地質找礦技術更加多元化。

在遙感地質找礦新技術的創新和拓展的探索過程中，高光譜遙感技術在地址中得到較多學者的重視和青睞，因為高光譜遙感技術利用成像光譜儀獲取許多非常窄的連續的光譜影像數據，能使地質勘探工作者準確找到新的礦產區，有效辨識礦與其他物質的差異性。當代社會3S技術（全球定位系統及（GPS）、遙感（RS）和地理信息系統（GIS）三種技術）集成為地質找礦提供了更加智能方案和便捷途徑。GPS技術進行定位，測量礦區的空間位置；GIS技術可集合地理信息，具有儲存、處理地理信息數據等多種功能。GIS技術與RS技術結合，為海量遙感影像數據提高存儲空間，并進行數據及圖像的管理及瀏覽。