测绘技术在环境监测和水利工程方面的应用.doc

测绘技术在环境监测和水利工程方面的应用摘要：近年来，伴随着经济的发展，自然环境却是在恶化的。所以，环境监测就越来越重要，而作为环境最重要的组成因素之一的水，不论是它的监测还是水利方面的建设都显得尤为重要。本文对测绘技术在环境监测和水利工程方面的应用做一些初步介绍。关键字：测绘技术；环境监测；水利工程1、 引言测量学与制图学统称为测绘学。测绘学研究的对象是地球整体及其表面和外层空间中的各种自然物体和人造物体的有关信息。它研究的内容是对这些与地理空间有关的信息进行采集、处理、管理、更新和利用。随着现代科学技术如电子计算机、电子技术、激光技术、遥感技术和空间技术的发展和应用，以及测绘技术本身的进步，测绘工作正朝着电子化、数字化和自动化的方向发展。 第一章，绪论，第1页/测量学/谷达华主编.北京：中国林业出版社，2003.9因此借助测绘学的知识和技术，特别是“3S”技术的发展，我们可以更好地进行环境监测。“3S”技术包括：RS(Remoteensing)遥感技术、GIS(Geographical Information System)地理信息系统、GPS (Global Positioning System)全球定位系统。 全球气候变暖，土地荒漠化，大气、土壤、水体污染越来越严重.。森林砍伐、化石燃料燃烧、城市化、土地垦殖、农业施肥和撒药、淡水采集、水产过度捕捞和垃圾生产等人类活动都进一步加剧了环境的恶化。只有当人们能够准确地辨别和探测到这些变化的类型, 测量到这些变化的强度和持续的时间, 才能更好地理解变化过程, 模拟过去预测未来, 从而制定合理的政策以采取相应的环境管理、修复、或适应措施, 最大程度减轻环境变化的负面影响。水是生命的源泉，然而，不处理好水的问题，它就可能变成洪水猛兽，对人类的生产生活，甚至是生存造成巨大的威胁。我国作为四大文明古国之一，自古就非常注重水利工程。4000多年前的大禹治水，说明中国古人早就开始了对水利的治理。至隋唐开始划分“六部”，其中之一的“工部”主管建造，分为“四司”，其中之一就是“水部”，主管水利。战国时期，蜀郡守李冰主持修建的“都江堰”就是举世闻名的一个中国古代防洪、灌溉、航运综合水利工程。测量工作贯穿于水利工程勘测、设计、施工、运行整个过程，对水利工程建设和管理有着十分重要的作用。接下来就对测绘技术在环境方面和水利反面的应用做一些整理和论述。二、遥感(RS)技术在环境方面的应用遥感包括卫星遥感和航空遥感，航空遥感作为地形图测绘的重要手段已在实践中得到了广泛的应用，卫星遥感用于测图也正在研究之中并取得一些意义重大的成果，基于遥感资料建立数字地面模型进而应用于测绘工作已获得了较多的应用。 王月,朱明纯.论述现代测绘技术的发展现状J.科学与财富,2012,(第4期).中国幅员辽阔, 仅靠局部定点环境监测, 远不能满足社会需求. 而对大空间范围来说,遥感是唯一可行的环境变化监测手段. 遥感技术应用于环境监测上既可宏观观测空气、土壤、植被和水质状况，为环境保护提供决策依据，也可实时快速跟踪和监测突发环境污染事件的发生、发展，及时制定处理措施，减少污染造成的损失。然而，虽然国内外拥有强大的卫星数据获取能力和大量的卫星遥感数据, 以中国全境为对象的遥感环境变化研究并不多. 宫鹏.拓展与深化中国全境的环境变化遥感应用J科学通报，2012，（第16期）下表罗列了一些运用遥感可以检测到的环境变化类型表1 遥感有可能探测到的环境变化 宫鹏.拓展与深化中国全境的环境变化遥感应用J科学通报，2012，（第16期）环境变化大类 细分的环境变化类型森林主导的环境种类, 物候, 高度和郁闭度, 物种丰富度, 树龄, 演替, 气候适应, 气象灾害, 火灾, 病虫害, 污染, 外来物种入侵, 修剪、间伐和采伐, 种植, 生物量, 叶面积指数, 叶绿素含量和氮含量等生化参数, 森林湿地面积等20 项以上灌丛草地种类, 物候, 盖度和高度, 物种丰富度, 演替, 气候适应, 气象灾害, 火, 病虫害, 污染, 放牧, 外来物种入侵, 叶面积指数, 种植, 生产力等15 项以上农业 土壤物理化学性质(类型、温度、含水量、有机质含量、重金属含量等), 作物种类, 种植面积, 叶面积指数, 物候,洪涝, 干旱, 病虫害, 污染, 收获, 火, 产量等15 项以上无光合作用地表 不透水层, 建筑密度和高度, 屋顶材料, 路面材料, 裸露地表类型等6 项以上 水环境水面高度和淹没范围, 水下地形, 温度, 波浪, 洋流速度, 泥沙含量, 盐度, 浊度, 酸度, 有色溶解有机物含量,有害藻类含量, 污染物含量, 生物入侵, 物种丰富度, 水生生物生产力, 冻融状态, 封冻时间, 冰盖或雪盖类型、厚度及范围等18 项以上大气环境温度, 湿度, 气压, 风速风向, 大气化学组分柱浓度及垂直 分布, 气溶胶光学厚度、大小、形状, 云的高度、盖度、厚度、水汽含量, 闪电位置与频率等20 项以上 以遥感技术在水环境监测方面的应用为例 利用红外扫描仪监视石油污染 ，全球每年排入海洋的石油及其制品高达1000万吨，利用多光谱航片可对海面石油污染进行半定量分析，将彩色航片同步拍照与近红外片做的彩色密度分割图相比较，更精密地判断和解译信息，参照图片画出不同油膜厚度的大致分级图。通过彩色密度分割图像，特别是数字密度分割图，可以更准确地判断油量的分布情况。通过彩色密度分割可把相差零点零几厚度的海面油膜区分出层次来，这有利于用航空遥感对海面油的扩散分布和半定量研究。浓度大的地方是黄色，往外扩散的油膜变薄，呈黄紫混在一起的颜色，再往外扩散的油膜就更薄些呈紫色。通过对污染发生后各天的气象卫星图像的对比分析，确定油膜的漂移方向，计算出其扩散速度和扩散面积。 遥感测绘技术应用论文/百度文库，/view/cc9f933e376baf1ffc4fad5c.html 三、GPS技术在水利工程方面的应用目前水利工程测量使用较多的是:水准仪、经纬仪、平板仪和全站仪等仪器，或者使用航测仪器进行航测成图，其成果一般以图件的形式提交和使用，存在着工作量大，外业辛苦，成图周期长，精度难以保证等各种问题。随着人类科学技术的不断发展和进步，各种新的技术在测绘工作中起着显著的作用，这些测绘新技术不仅充实了水利工程测量科学理论，而且有很强的可操作性，大幅度地减少了测绘人员在野外的工作时间，节省了人、才、物，为水利工程建设提供了更好更快的服务。下面介绍GPS卫星定位技术在水利工程中的应用。目前，GPS卫星定位技术已广泛应用于水利水电工程测量，它不仅能够获得高精度的测量成果和良好的经济效益，而且具有测站间不需要通视、可全天候作业、野外作业时间段、观测数据自动记录采集、基线解算和平差处理自动化程度高等技术特点，促进GPS施工控制网的建网技术得到迅速发展和提高，在很大程度上取代了常规测量方法，而被普遍采用。 刘东庆，瞿明成.采用Pinnacle随机软件进行GPS施工控制网数据处理的办法./水利水电测绘科技论文集（2007），第20页云南吉沙水电站施工控制网，采用GPS布网方式，全网布设GPS主网点11座、GPS加密网点18座，平面控制网点总计29座，GPS主网相邻点最小距离为1309m，相邻点最大距离为4786m，平均距离为3002m。 刘东庆，瞿明成.采用Pinnacle随机软件进行GPS施工控制网数据处理的办法./水利水电测绘科技论文集（2007），第21页GPS(RTK)放样线法的不足之处：GPS信号会受到高大树木和高层建筑物的影响；其次，目前GPS属于美国的垄断技术，仪器设备比较昂贵。但随着中国的北斗导航系统的逐步完善，这种技术的垄断局面将被打破，这一缺点将被改善。 姜凤和,吕胜宾.从河道横断面测绘看测绘技术在水利行业的发展J.水利科技与经济,2012,(第1期).4、 结束语 随着现代科学技术如电子计算机、电子技术、激光技术、遥感技术和空间技术的发展和应用，以及测绘技术本身的进步，测绘工作正朝着电子化、数字化和自动化的方向发展。