地理國情監(jiān)測以及測繪技術(shù)探討

朱碧琴

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局326地質(zhì)隊(duì) 安徽安慶 246003）

地理國情監(jiān)測以及測繪技術(shù)探討

朱碧琴

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局326地質(zhì)隊(duì) 安徽安慶 246003）

國家地理國情監(jiān)測是一項(xiàng)主要的科研活動(dòng)，其不僅能夠了解國內(nèi)各地區(qū)的地理情況，同時(shí)還可以提高對礦產(chǎn)資源的勘探效率。本文即是對地理國情監(jiān)測和測繪技術(shù)進(jìn)行研究，探討了現(xiàn)代地理國情監(jiān)測工作的重要性和目標(biāo)，并列舉了目前我國應(yīng)用的高新測繪技術(shù)，以湖南省為例介紹了地理國情監(jiān)測的主體流程，以期能為相關(guān)工作提供參考。

地理國情監(jiān)測；測繪技術(shù)；測繪流程

早在2011年中旬，我國總理李克強(qiáng)就提出了地理國情監(jiān)測是我國現(xiàn)代化建設(shè)的主要推動(dòng)力，并且是構(gòu)建“數(shù)字化”中國的基礎(chǔ)，從我國總的發(fā)展戰(zhàn)略角度出發(fā)，現(xiàn)代地理國情監(jiān)測工作遇到了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，這也為推動(dòng)我國測繪技術(shù)的發(fā)展提供了一個(gè)良好的平臺。在未來的發(fā)展過程中，我國必然會進(jìn)一步將衛(wèi)星、導(dǎo)航、遙感以及定位技術(shù)等進(jìn)行融合，為地理國情監(jiān)測提供更加綜合化的服務(wù)。

1 現(xiàn)代地理國情監(jiān)測工作的重要性和目標(biāo)

1.1 現(xiàn)代地理國情監(jiān)測工作的重要性

地理國情對于一個(gè)國家來說非常重要，其主要包含了國家整體的國土面積，同時(shí)還包含了各地區(qū)的地理區(qū)域劃分、地質(zhì)特征、交通網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況、水資源分布情況、土地利用情況、可使用土地覆蓋率情況等多個(gè)方面。地理國情一般是通過面積、長度、形狀以及空間位置等進(jìn)行反映，它是一種能夠?qū)倚畔⒃诳臻g角度進(jìn)行可視化反映的活動(dòng)，能夠?yàn)橐粋€(gè)國家研究其國內(nèi)自然資源、人文環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度等提供輔助數(shù)據(jù)。同時(shí)，地理國情還能夠?yàn)檎O(jiān)管人員提供礦產(chǎn)資源分布情況、國土資源利用情況、地質(zhì)地貌變化情況、生態(tài)分布情況以及城市規(guī)劃等多方面的信息，因此能夠幫助國家和地區(qū)政府對經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市建設(shè)進(jìn)行有效的規(guī)劃，進(jìn)一步提升城市改革的針對性，并推動(dòng)其他事業(yè)的有序發(fā)展。

1.2 當(dāng)前我國地理國情監(jiān)測工作的目標(biāo)

①開展這一工作的主要目的在于利用現(xiàn)有資源，對我國地理國情的各類信息進(jìn)行收集和整理，并幫助相關(guān)部門構(gòu)建動(dòng)態(tài)的國家地理國情信息監(jiān)控系統(tǒng)，對國內(nèi)各地區(qū)生態(tài)變化情況進(jìn)行量化處理，以保證有效的監(jiān)管工作。②地理國情監(jiān)測還能夠有效輔助各類大規(guī)模工程的實(shí)施，可以讓政府和施工企業(yè)充分了解施工地點(diǎn)周圍自然資源的分布規(guī)律，在滿足環(huán)境保護(hù)的前提下，保持經(jīng)濟(jì)建設(shè)的穩(wěn)定和健康發(fā)展。③利用地理國情監(jiān)測工作中所獲得數(shù)據(jù)的最終目標(biāo)是制定我國整體發(fā)展戰(zhàn)略，并進(jìn)一步推動(dòng)國內(nèi)公共服務(wù)的發(fā)展，科學(xué)規(guī)劃各地區(qū)土地使用情況，并對各類自然災(zāi)害問題進(jìn)行有效的預(yù)防和及時(shí)的解決，保障群眾的生活安全。

2 現(xiàn)代我國在地理國情監(jiān)測工作中應(yīng)用的高新測繪技術(shù)

2.1 3S測繪技術(shù)

目前在我國地理國情監(jiān)測工作當(dāng)中應(yīng)用最為廣泛地就是3S測繪技術(shù)，其主要是將遙感技術(shù)、地理信息技術(shù)以及全球定位技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，因?yàn)檫@三種技術(shù)的英文縮寫當(dāng)中均含有“S”，因此被稱為3S測繪技術(shù)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 3S測繪技術(shù)示意圖

圖1 當(dāng)中的RS即是遙感技術(shù)，其主要是在大氣層或外太空對地球表面信息進(jìn)行檢測，并利用數(shù)據(jù)掃描、攝影、傳輸以及分析等多重技術(shù)，對地面的地理數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)距離測量。遙感技術(shù)目前在國際上應(yīng)用范圍較廣，主要用于天氣預(yù)測、病蟲害預(yù)測、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控、交通網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控等多個(gè)方面。例如，可利用遙感技術(shù)可以對地面行駛的汽車數(shù)量進(jìn)行監(jiān)控，以此分析汽車數(shù)量和尾氣排放對環(huán)境污染造成的影響[1]。GIS則是地理信息技術(shù)，這一技術(shù)屬于計(jì)算機(jī)的軟件技術(shù)，其具有將地理數(shù)據(jù)分層級管理和儲存的功能，同時(shí)還可以通過檢索查詢的方式獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)，并可以將各種層級的數(shù)據(jù)進(jìn)行交叉對比分析，將數(shù)值化的地理信息轉(zhuǎn)變?yōu)橹庇^的量化數(shù)據(jù)，再通過顯示器將仿真模擬出的地理信息進(jìn)行排列，也就使得現(xiàn)代地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠更加直觀地進(jìn)行反映。這一技術(shù)能夠直接被應(yīng)用在土地資源規(guī)劃、生態(tài)系統(tǒng)分布、農(nóng)作物產(chǎn)量評估等多個(gè)方面，對我國建筑業(yè)、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)以及林業(yè)等的發(fā)展提供了高效的推動(dòng)力。GPS則指的是全球定位技術(shù)，是美國在20世紀(jì)70年代所研發(fā)的，其具備了海陸空三維導(dǎo)航和定位的功能，并且其所提供的定位坐標(biāo)是空間三維坐標(biāo)，并能夠提供定位點(diǎn)所在地區(qū)周圍的地理數(shù)據(jù)，該技術(shù)的主要的優(yōu)勢在于全天候、精準(zhǔn)度高、自動(dòng)化、效率高等，目前已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在軍事、交通、地質(zhì)勘探、野外探險(xiǎn)以及人員追蹤等多個(gè)領(lǐng)域，并且還引入到了手機(jī)功能當(dāng)中，使得該項(xiàng)技術(shù)距離人們越來越近。

2.2 無人機(jī)航拍技術(shù)

目前世界各國均在研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的無人機(jī)技術(shù)，并且已經(jīng)取得了重大的成功。這種智能化飛行平臺上既可以搭載數(shù)碼攝像系統(tǒng)，又可以搭載小型武器，能夠同時(shí)完成地理數(shù)據(jù)的拍攝和處理，并將其同步發(fā)送到控制平臺上，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對國內(nèi)地理信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控作業(yè)，進(jìn)一步提高了我國地理國情動(dòng)態(tài)監(jiān)測的效果。在2015年7月我國新疆大型地震當(dāng)中，無人機(jī)也被派往災(zāi)區(qū)監(jiān)控地震區(qū)域的地質(zhì)變化，為災(zāi)后受困人員的搶救提供了第一手資料，有效提高了受困者生還的幾率。

2.3 飛艇遙感技術(shù)

為了進(jìn)一步擴(kuò)增我國地理國情監(jiān)測技術(shù)的種類，打造全新的測繪強(qiáng)國，我國中科院主力研發(fā)了用于航空遙感地理信息監(jiān)測的特種飛行器——飛艇。這種飛行器雖然從機(jī)動(dòng)能力上要弱于無人機(jī)，并且飛行速度較慢，但是卻可以獲得更加穩(wěn)定的航拍視頻圖像，加之飛艇本身所需要的動(dòng)力僅來自于氣體浮力和電力，較傳統(tǒng)飛行器對環(huán)境的污染性大大降低。我國最早的飛艇遙感地理國情監(jiān)測基地建于湖北省的荊門市，依靠我國自主研發(fā)技術(shù)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了飛艇遙感技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，為我國地理國情監(jiān)測工作提供了全新的技術(shù)。但需要注意的是，現(xiàn)代大多數(shù)飛艇均無法承受4級以上的強(qiáng)風(fēng)干擾，因此克服4級風(fēng)并能按直線飛行就是我國飛艇遙感技術(shù)下一個(gè)難題[2]。

2.4 地理信息應(yīng)急監(jiān)測車

隨著我國近幾年重大自然災(zāi)害的頻發(fā)，使得國內(nèi)地理數(shù)據(jù)測繪的保障服務(wù)技術(shù)顯得更加重要。雖然我國已經(jīng)開始推廣無人機(jī)技術(shù)的使用，但當(dāng)前我國無人機(jī)技術(shù)仍存在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸較慢、現(xiàn)場視頻畫面波動(dòng)較大等問題，影響了實(shí)時(shí)監(jiān)測的精準(zhǔn)度。而為了彌補(bǔ)這一劣勢，我國在2011年是研發(fā)了應(yīng)急監(jiān)測車，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。

由圖2可見，該特種車輛內(nèi)搭載了攝像設(shè)備、數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)、遠(yuǎn)程傳輸設(shè)備等，并利用遙感和全球定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了車載地理數(shù)據(jù)三維快速建模的技術(shù)，能夠有效對災(zāi)情地區(qū)的地質(zhì)活動(dòng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測[3]。

3 現(xiàn)代地理國情監(jiān)測技術(shù)的流程

以湖南省岳陽縣為例，該地區(qū)在開展地理國情監(jiān)測時(shí)主要采用的是3S技術(shù)：①RS和GPS技術(shù)對縣區(qū)內(nèi)的地理數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集和拍攝。②利用空間分辨和光譜分辨技術(shù)，拍攝更加符合時(shí)相生長季的圖像數(shù)據(jù)，并制成數(shù)字正射影像圖。③將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以1：10000的比例在GIS當(dāng)中建立三維模型，采用高分辨遙感技術(shù)，對所需要普查的地理數(shù)據(jù)進(jìn)行地表覆蓋和地理國情要素監(jiān)測。④在整個(gè)監(jiān)測過程中，每個(gè)覆蓋類型的取樣點(diǎn)均需要尋找15個(gè)左右，取樣點(diǎn)所獲得的圖片數(shù)據(jù)存儲為JPG格式文件，文字描述存儲為TXT格式文件，遙感影像數(shù)據(jù)則存儲為TIF格式文件。⑤根據(jù)搜集的各類信息，在GIS當(dāng)中建立生產(chǎn)元數(shù)據(jù)庫，其中的元數(shù)據(jù)要包含基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)源、采集點(diǎn)數(shù)據(jù)、外業(yè)核查數(shù)據(jù)、調(diào)整編輯、質(zhì)量核查、結(jié)果校驗(yàn)、結(jié)果精確度以及責(zé)任單位等多個(gè)方面。

圖2 應(yīng)急監(jiān)測車內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

4 結(jié)論

地理國情監(jiān)測是一個(gè)復(fù)雜的國情調(diào)查體系，需要結(jié)合先進(jìn)的遙感、定位等技術(shù)，建立動(dòng)態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對國內(nèi)地質(zhì)環(huán)境的高效監(jiān)測。

[1]楊宇.測繪技術(shù)在地理國情監(jiān)測中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代交際，2015（01）：107～108.

[2]周天祥.監(jiān)測地理國情對測繪發(fā)展的引領(lǐng)與拓新[J].測繪與空間地理信息，2012，35（03）：102～103.

[3]李德仁，眭海剛，單杰.論地理國情監(jiān)測的技術(shù)支撐[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（信息科學(xué)版），2012，37（05）：38～39.

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A

1004-7344（2016）05-0195-02

2016-1-12