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遙感技術的工作原理范文1
【關鍵詞】無人機遙感技術 應用 環境保護
遙感技術是探測領域中非常重要的一項技術。近幾年,隨著科技的不斷發展,無人機遙感這種全新的技術也越來越受到重視,其操作、運用水平也在不斷地提高。無人機遙感技術的本質是:無人機可在任意地點和任意時刻進行拍攝,拍攝出來的照片既真實又清晰。正因為如此,無人機遙感技術的被廣泛運用到各個領域中,解決了很多面調查中無法實現的難題,大大減少了戶外調查工作量,提高了工作效率。
1 無人機遙感技術的概述
1.1 無人機遙感的簡介
無人機遙感技術是指利用無人駕駛飛行器技術、遙感傳感器技術、遙測遙控技術等進行數據處理、建模和應用分析的應用技術。它具有體積小、重量輕的特點,而費用成本較低,用途多樣,因此無人機在國家應急救災、資源的調查和監測、氣象監測等方面的運用越來越廣泛。
1.2 無人機遙感技術的工作原理
無人機感應是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操作的無載人飛機,它以無人飛行器為平臺,搭載多種不同的遙感傳感器獲取遠程空間遙感信息,通過電子信息技術加工處理后,按照一定精度要求制作出正射遙感影像。無人機遙感技術采集信息的工作平臺分別為飛行器系統、監測及信息傳輸系統、信息獲取和處理以及保障系統四個方面。
2 無人機在生態環境中的應用
隨著科技的不斷進步,具有高時效、高分辨率而機動靈活的無人機遙感技術正憑借著其特性在生態環境中發揮著越來越重要的作用,比如在項目建設、環境監測、環境應急等方面都用到了無人機感應技術。
2.1 在建設項目中的應用
例如在修建鐵路的時候就用到了無人機感應技術,工作人員采用無人機技術對鐵路附近居民搬遷情況、生態環境情況進行了航空遙感監測,通過影像獲得圖集來收集整理信息,方便工程的實施。在修建鐵路的過程中,相關人員會利用無人機每隔幾天在施工地點上空巡飛一次,無人機是由電機的旋轉,使螺旋槳產生升力而飛起來的,當無人機四個螺旋槳的升力之和等機總重量時,無人機的升力與重力相平衡,無人機就可以懸停在空中了。但旋翼在旋轉的同時,也會有一個反作用力促使電機向反方向旋轉,一次無人機中相鄰的兩個螺旋槳旋轉方向是相反的。等無人機平穩后,利用上面搭載遙感傳感器收集地面的影像圖片,將拍攝下來的畫面對其進行加工處理制成三維圖片,然后觀察檢視其與最初的建筑設想和規劃是否相符合,方便工程在做出錯誤時及時糾正。
2.2 在環境監測中的運用
無人機遙感技術主要監測環境中的植被覆蓋、土壤侵蝕和地面水污染等情況,比如在海上環境監測中無人機就發揮了重要作用。由于海面寬廣無垠,且海水較深,一般無法監測只能在海灘周圍的淺水區,無法真正進行全面的監測,有了無人機便可以對海洋情況進行全方位的監測,讓我們清楚了解海洋溢油污染,垃圾污染等詳細情況。
對海洋進行檢測的工作是選擇一塊較空曠的場地,架設好彈射器或是火箭助推器,在測量一切條件合適后,在搭載了需要的遙控傳感器后便可以起飛。它以無人機為空中平臺,通過搭載的各種遙感器全面的監測海洋情況獲取信息,通過電調接收飛控指令后,控制電機轉速,從而實現無人機的傾角改變,讓無人機能夠拍攝地面的各個角度畫面,然后利用圖傳系統將畫面傳輸到地面連接計算機里,讓計算機對收集到的圖形信息做出分析處理,并按照一定的精度制成圖像,通過這些圖像我們便可以清晰看到平時無法到達的海面情況。
2.3 在環境應急中的運用
在四川汶川地震中,就有人利用無人機感應技術,像雷天杰在就使用無人機拍攝了汶川的余震中北川縣震后影像,為抗震救災提供了有效幫助。它通過手動遙控器讓無人機飛到北川縣上空,然后用GPS獲取無人機經緯度信息,以方便及時進行調整。通過地面的遙控器和飛機端的接收模塊的鏈接來傳輸信息,然后用隨身攜帶的BGAN衛星系統將拍攝的畫面傳給相關部門,為部門的決策提供了很大的幫助。在這個過程中無人機首先用飛行系統將傳感器采集來的數據無線電測控終端傳輸的由地面測控站,地面相關工作人員在計算處理后對無人機飛行模式進行調整和控制,然后又進行新的一輪將無人機的狀態數據及發動機、機載電源系統、任務設備的工作狀態參數實時傳送給機載無線電數據終端,經無線電下行信道發送回地面測控站。
參考文獻
[1]楊中華.我國資源環境監測中遙感技術應用現狀及展望[J].工程科技,2009(06):164-165.
[2]張海榮,馬靜,徐雷.遙感技術在環境檢測領域的應用[J].2011,2(04):126-129.
遙感技術的工作原理范文2
關鍵詞 地質礦產勘測;高科技技術;應用研究
中圖分類號P5 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2014)114-0126-02
地質礦產勘測技術發展至今,已經有非常久的歷史了,勘測技術也可以說是各式各樣,伴隨著我國經濟的迅猛發展,工業領域對礦產資源的需求量越來越大,而我們要更加注重的就是要把傳統的勘測技術與現代的先進的新型勘測技術相結合,以提高礦產的勘測工作效率,進而促進我國經濟的發展。
1 中國地質礦產勘測的現狀
我國是一個地大物博的國家,總的礦產儲備量居全世界前幾位,其中有些礦產的儲備量更是居世界第一位,可是我國的人口基數大,人均礦產資源的占有率低于世界平均水平,并且礦產的使用率不高,造成了資源的浪費,這也就加劇了我國對于礦產的迫切需求。自建國以后,我國的礦產勘測技術突飛猛進,為我國的經濟建設做出了卓越的貢獻。不過,我們應該清醒的認識到,雖然我國的礦產儲備量很高,但是還有個別種類的礦產資源滿足不了我國的經濟建設需求,仍需要從外國進口,這就要求我們要不斷的改進勘測技術,使用高科技技術,找到更多的礦產資源。
2 新形勢下高科技在地質礦產勘測中的應用
2.1 GPS在地質礦產勘測中的應用
2.1.1 GPS含義和原理
全球定位系統(英語:Global Positioning System)通稱GPS,它是一個中距離的原型軌道衛星導航系統,可以為地球表面的絕大部分地區提供準確的定位、測速和高精度的時間標準。該系統包括太空中的24顆GPS衛星;地面上1個主控站、3個數據注入站和5個監測站及作為用戶端的GPS接收機。它需要各個部分的協調工作,才能確保定位的準確從而獲得比較精確地數據。
GPS的工作原理,是對衛星所發出的信號進行處理和匯總,將匯總的數據和信息進行整合,最后對正確的空間位置進行定位。DPS技術應用于全球各個領域,尤其對于地質的勘測有極大的幫助,它具有一定的定位功能,發出的信號和提供的數據具有實時性。GPS對于外界的干擾具有很好的抵制作用,抗干擾能力強,而且對于數據具有保密的功能。GPS主要由九個部分組成,分別是五個監控站、三個注入站和一個主控站。主控站主要是對衛星發出的信號和數據進行分析和整合,然后傳輸到注入站,注入站再將這些信息和數據輸送到存儲器中,然后GPS將定位的結果呈現出來。
2.2 GPS在地質礦產勘測工作中的具體應用步驟
2.2.1 GPS進行野外采集的準備工作
首先將GPS進行初始化,使GPS不留原始的數據,這樣才能更準確地定位。在初始化完成后,相關的工作人員要建立橫向和縱向的測量系統,在用GPS進行定位時,最好使用兩臺或兩臺以上的GPS,以其中的一臺作為基準,另外兩臺作為數據的參考,找出這三臺GPS在定位中存在的誤差,最后綜合這三臺GPS的定位狀況,做出合理分析,得出最終的結論。需要注意的是,在進行野外定位之前,需要對每一臺GPS進行初始化設定,從而使三臺GPS達到同步的標準。
2.2.2 對GPS野外站點進行位置的選擇
通常進行地質勘測的地區都位于山區,山區的樹木茂盛,通視條件一般都比較差,于是,在進行野外站點的選擇時,要根據當地的實際狀況,盡量選擇通視條件較好,視野相對開闊的地方,這樣有利于衛星對當地數據的收集,提高GPS定位的精確度。
2.2.3 GPS野外站點的數據采集工作
GPS在進行數據采集的時候,數據的精確度受到衛星的高度、當地對衛星干擾的大小等方面的影響。所以,在信息采集的時候,要保持衛星信號的良好,進行數據采集時要保持15分鐘以上,根據距離的長度,相應的增加數據采集的時間。如在定位的距離大于5000時,數據的采集工作要持續30分鐘以上。如果定位的距離大于10千米時,數據采集工作要持續45分鐘以上。
2.2.4 GPS對觀測到的數據進行處理
將三臺GPS所收集的數據進行整合,得出最準確的數據信息。在進行結算的時候,各項數據都要進行準確的輸入,否則都會使整個地質勘測工作無法正常的運行,數據要保留小數點后的四位,盡量地提高數據結算的精確度。
2.3 遙感技術在地質勘測工作中的應用
2.3.1 遙感技術對礦產資源的識別作用
巖石的類別和組成成分是礦物質形成的基礎條件,遙感通過對一類巖石的類型和組成成分進行分析,進行數據的整合,發現巖石中是否有礦物質或預測這類巖石是否有成礦的可能性。遙感技術對巖石類別的識別主要通過圖像的增強效果、圖像的變換和進行圖像分析的方法,通過增強巖石在圖像中的色調、顏色和紋理,從而更清晰地觀察巖石的類別。遙感技術在礦產勘測的工作中發揮著重要的作用。
遙感技術對巖石類型的識別主要依靠光譜和空間特征的差異,高光譜下的遙感技術具有分辨率高、數據精確等特點,近年來被廣泛應用于地質礦產的勘測工作。高光譜的遙感可以有效地區分巖石的含礦量,提高礦產勘測的效率。
2.3.2 遙感技術在礦產勘測工作中可以提供礦化蝕變信息
巖石蝕變信息的收集與提取是礦產勘測工作中的一項重要內容,巖石蝕變的類別與巖石的化學成分、相關的礦床類別是密切相關的、巖石蝕變的范圍通常大于巖石礦化的范圍,因此,巖石蝕變可作為礦產勘探一個重要方法,有助于進行礦產的勘測工作。
巖石蝕變時,其在種類、顏色、結構等方面與其他周圍的巖石具有一定的差別,這些差別用遙感技術鑒別時體現出光譜的差異。光譜的差異為遙感技術提取礦物信息提供了有力的保障,因此,可以通過遙感技術進行礦產的勘測工作。
2.3.3 遙感技術對地質構造信息的提取
遙感技術對地質構造信息的提取是礦產勘測工作中的一項重要內容。通過礦產專家的多年實踐,礦化蝕變帶是有規律可循的,它總是沿著一定地質構造分布。遙感技術對地質構造信息的獲取主要呈現出線性的影像和環行的影像,根據不同的成礦條件,可以得出不同的成礦信息。
有些巖石區域的成礦紋理比較模糊,遙感技術使巖石的線性行跡、紋理等信息變得清晰,通過遙感技術對呈現的影像進行相關的處理,如增強邊緣的線條、通過比值的分析,使構造的輪廓清晰地展現出來。遙感技術通過對線性和環行的影像進行分析和統計,確定礦物的構造和分布情況,確定礦產分布的規律,對地質礦產的勘測工作具有重要意義。
4 結論
20世紀以來,一系列高科技技術已經被廣泛的應用于地質礦產勘測的工作中,新技術、新理念的應用大大提高了地質礦物勘測工作的效率,擴大了礦產資源的開采。加強礦產資源的勘測與開發,獲取更多的礦產勘測信息,需要更精準的高科技技術的支持。
參考文獻
遙感技術的工作原理范文3
關鍵詞:現代測繪技術;城市規劃;測量;應用
中圖分類號:TU19 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)01-0137-02
進入以信息化、數字化為主要特征的21世紀以來,各種各樣的新穎的科學技術層出不窮,并且廣泛地應用于各個社會領域,為我們的生活提供了極大的便利。作為一種新型的信息技術,隨著現代測繪技術在城市規劃測量領域中的應用越來越普遍,城市規劃的速度日益高效,城市建設的規模逐漸擴大,城市管理的體系趨于健全,為我國的經濟建設、社會發展提供了強有力的保障。因此,我們更應該對現代測繪技術在城市規劃測量領域中的應用加以重視。
1 現代測繪技術在城市規劃測量領域中應用的價值
由于城市現代化建設的發展,城市中的空間位置信息、基礎設施的規劃變得越來越復雜,加上信息技術的進步,在生活領域的利用率越來越高,逐漸派生出了數字化城市的概念,這一概念的推行,也就對城市規劃測量工作提出了更嚴格的要求[1]。針對這一情況,如果想要使城市規劃測量工作能順利展開,就必須采取現代化測繪技術。因為現代化測繪技術在測量工作中所運用的是數字化的測量工具,所得出的測量結果具有一定的科學性和可靠性。通過現代測繪技術的應用,可以對城市中的各個區域實行合理的劃分,優化技術設施的配置方案,有效地控制城市的布局,使得城市的規劃和建設更加系統化、高效化。
2 現代測繪技術在城市規劃測量領域中的具體應用
目前,現代測繪技術主要包括三種信息技術,它們分別是遙感技術(RS)、地理信息系統(GIS)以及全球定位系統(GPS)。
2.1 遙感技術
遙感技術指的是借助遙感器,在高空中對地面的物體性質進行探測的的技術,其工作原理為不同的物體有著不同反應的波普,因此可以通過波普精確地識別地面上的各種物體[2]。
2.2 遙感技術的應用層次
2.2.1 第一層次:遙感影像數據的應用
在城市規劃測量工作中,可以運用遙感技術將城市規劃分成主要的兩個層次進行處理。第一層,就是遙感影像數據在城市規劃中的應用。與衛星遙感技術相連接后,城市規劃的測量人員可以通過衛星圖像的傳送,得到更加全面且細致的城市布局圖,為城市的規劃和測量提供必需的數據資料的圖像資料。若想在城市規劃測量的工作上充分地保障遙感技術的有效性,就必須保證相關的工作人員對于遙感技術的性能和作用具有全面的認識,進而將在第一層次中獲得的的遙感影像信息更好地服務于城市規劃測量工作。
2.2.2 第二層次:滿足規劃專項研究的需要
通過遙感技術,城市規劃測量能夠得到更為精準的數據與信息,同時也能得到更為清晰和直觀的圖像。除此之外,還可以滿足規劃專項研究的需求,推動城市的規劃建設的長足發展。依據目前的遙感技術的實際應用情況而言,遙感技術切實地提升了城市規劃測量工作水平,使城市中每一項設施的規劃和設計都得到了進一步完善,從而促進了城市整體形象的提升,為城市建設的專項規劃研究打下了堅實的基礎。
2.3 地理信息系統
地理信息系統是將地理空間的相關數據利用計算機圖形和現代數據庫技術來進行分析處理的計算機系統,是實現公共地理定位的關鍵前提[3]。
2.4 地理信息系統的應用階段
2.4.1 集中地管理信息
地理信息系統在城市規劃測量中具有十分重大的作用,它可以迅速有效地采集城市中的各項地理信息數據,并進行統一、集中的存儲、加工和處理。在借助地理系統信息時,首先應該建立一個容量較大的地理信息數據庫,將此作為對所收集到的數據和信息進行存儲、整合以及分類的工具,這樣可以提升這些信息的利用價值,并在實際工作中,將其應用于城市規劃測量的各個方面,保證這項工作的正常施。
2.4.2 規劃分析與決策
因為地理信息技術包含了空間統計和查詢的能力,所以地理信息系統才可以為城市的規劃建設做出完善的分析決策,用來滿足城市規劃的實際需要,這對于構建完善的城市規劃建設數據庫具有積極的意義。
2.5 全球定位系統
全球定位系統指的是經過與衛星技術和現代通訊技術相結合,利用導航衛星實施測時和測距的技術,這種技術具有抗干擾性強、操作便捷、觀測所需的時間短等優勢[4]。
2.6 全球定位系統的應用方面
2.6.1 控制測量方面
由于城市規劃測量中涉及的建設面積比較大,僅僅依賴常規的測量方式難以有效地達到目的,獲取到最細微的測量數據。鑒于此,全球定位系統便被引入城市規劃測量的領域中來,它除了可以實現最大限度的測量控制,還能實現對城市中較大目標區域的精準測量,使測量結果的整體效果和微觀效果均得到保障。
2.6.2 像控點測量方面
像控點測量是一種利用全球定位系統技術進行測量,測量過程中只需要在測試區內或測試區周圍的高等級控制點架設基準站,以流動站點對各像控點的平面坐標和高程直接測量的方式,是航空攝影測量外業的主要工作之一[5]。其中,對于不方便設置站點的像控點,可以使用手簿提供的交會法等方式進行間接測量。
3 結語
總而言之,由于現代測繪技術在城市規劃測量領域的廣泛應用,顯著地提升了城市規劃建設的科學性、有效性以及合理性,同時也促進了城市測繪工作效率的大幅度提升。但是我們正處于一個日新月異的高速發展社會,城市的規劃測量領域也在不斷地產生新舊交替,因此我們更應該對現代測繪技術進行持續性的分析和研究,深入地發掘這項技術在城市建設中的應用價值,使其為我們的生活創造更多的實惠和便利。
參考文獻:
[1]海瑞.淺談現代測繪技術在城市規劃測量領域的應用[J].民營科技,2015(11):15-15.
[2]孫佳懌.淺談城市規劃中現代測繪技術的應用[J].城市建設理論研究:電子版,2014(36).
[3]趙紅麗,趙強.現代測量技術在城市規劃中的應用[J].建材與裝飾,2016(26):143-144.
遙感技術的工作原理范文4
關鍵詞:地籍測量;測繪技術;數字化;應用
在土地管理工作中,地籍測量主要通過采取一系列的測量技術手段,對地籍的精確信息如位置、面積、權屬界址點以及地籍圖紙等進行地籍信息調查工作,為土地管理部門以及其他相關國民經濟建設部門提供參考依據?,F代地籍測量工作主要是利用各種現代化測繪技術?,F代化的測繪技術是依據對目標土地的測量,通過對需測繪區域的相關指標如土地利用類型、實際位置、面積、質量等級和相關分布情況等的精確反映,將基礎數據導入計算機系統,建立并完善電子信息化管理系統,從而為相關部門的管理工作提供更為規范、準確且全面的數據信息?,F代化的地籍測量工作一般采用的測繪技術手段有GPS衛星定位技術、RTK定位技術以及遙感技術等,現代化測繪技術的應用為地籍測量工作帶來更準確、更詳實以及更加全面的信息,從而有效的提高了地籍測量工作的效率和質量。
1 遙感技術的應用
早在20世紀60年代,遙感技術作為一門新興起的探測技術,由于其信息的準確性和全面性得到廣泛的應用。遙感技術所依據的理論是電磁波,通過收集、處理和分析傳感器對遠距離目標所輻射和反射的電磁波信息,從而得出地籍信息。遙感技術通過對最終成像分析,得到更加詳細準確的地面景物情況,屬于一種綜合性很強的技術。遙感技術的工作原理主要是根據物體在同一光譜區反映的情況不同以及同一種物體在不同光譜區的放映情況差異的光譜特性,從而對物體作出判斷。一般遙感技術通常使用綠光、紅光以及紅外光三種光譜波段進行探測。一般來講,可將遙感所成影像技術分為多個種類,如影像-影像對比判讀技術、影像一矢暈地圖對比判讀技術以及影響疊加分析技術等。工作人員主要根據具體的測量工作和內容來選擇恰當的測量方法,有時還會根據實際當中的測量工作,將幾種測量方式融合在一起,從而有效提高測量的準確性和代表性,達到提高測量質量、實現對目標區域的動態監測。處理遙感影像的技術主要是根據目前科技的發展分為兩種:(1)貝葉斯法;(2)
特征融合法。其中應用作為廣泛的技術是特征融合技術,主要是因為特征融合技術更能充分利用、發揮TM影像與SPOT影像的作用、功能。通過將影像融合處理所得圖紙信息與各種專題地圖進行比對、分析,從而得出更加準確、全面、詳細的數據信息。在應用多時相的Rs影相融合技術,針對目標區域的土地利用變化,通過光譜分析能夠確定具體的目標的基礎上在進行人工測量,一定程度上可以有效降低成本,提高工作效率和質量。
2 數字化內業掃描技術的應用
數字化業內掃描技術主要是將既有的地基圖紙、地形圖紙等地籍要素數據信息以及既有的坐標數據等,通過導入計算機系統,利用相關軟件進行整合、疊加、調整等操作,從而得出進一步處理所得地籍圖冊和信息。數字化內業掃描技術還可以利用所得地籍圖紙和信息等將目標區域中涉及到的路線情況、街道布局等事項進行具體劃分,并可以及時的變更和填補目標區域內的門牌號碼、房屋布局以及地名等詳細信息,務必要求地籍信息情況的準確、全面、詳細的反映出來。因此數字化內業掃描技術相對其他方法而言具有更為準確、全面、完整的優勢,因此為接下來地籍測量工作的施行和管理提供了更加專業、可靠的基礎數據依據。
3 GPS衛星定位技術的應用
GPS衛星定位系統的前身是美軍研制的一種“子午儀”導航衛星系統,GPS全球定位系統是20世紀70年代由美國陸??杖娐摵涎兄频男乱淮臻g衛星導航GPS定位系統。隨著我國科學技術的飛躍發展,航天航空事業的飛速跨越,GPS衛星定位技術的發展和應用也得到了廣泛的推進。GPS衛星定位技術在地籍測量工作中具有不同與以往傳統方式測量的優勢。主要是指,在測量中打破了傳統測量工作位點選取的局限性。GPS定位技術利用網狀結構對地籍測量進行全天候觀測,實現更為精確地數據測量。只要在保證了GPS設備實現等級控制、設備運行良好、精確度符合規定以及網狀結構位點的選取符合要求的前提下,就可以保證大幅度提高地籍測量工作的效率和質量,從而充分的滿足我國有關地籍測量工作的標準、要求。
4 全野外數字測繪技術的應用
全野外數字測繪技術主要是依據于數據采集軟件,將各種地籍信息數據進行預處理,并按一定的格式進行儲存和編制,同時根據數據信息將地理信息編冊成草圖,更加智能化的將地籍信息反映到直觀表面上,特別是全野外數字測繪技術可以實現角度、距離的自動計算,但是同時也具有一定的局限性。如果系統的硬件設備不過關,繪制出的草圖容易出錯,且其可起到的作用效果也大打折扣。因此,有關地籍測量工作的有效展開,還需要過硬的設備技術支持。
5 RTK定位技術的應用
GPS衛星定位技術的快速發展,帶動產生了GPS-RTK定位技術。RTK定位技術不同與以前的測量方法,必須在經過一系列的測量后再進行事后的解算才能得到精確到厘米的精度,而是直接就在野外的測量中就可以及時得到相同精度的信息。RTK定位技術主要采用了載波相位動態實時差分的方法,這種方法的應用前景則隨著科學技術的逐漸發展越來越廣闊。與其他技術手段相比,RTK定位技術具有幾點明顯的優勢:(1)數據信息實時提供;(2)技術操作簡單、省時;(3)自動化、集成化程度較高,功能較為強大;(4)應用范圍較廣;(5)自動控制系統,人為誤差降低,作業精度較高;(6)受外界環境因素影響較小。相比較于其他測繪技術手段,RTK定位技術具有定位精度高,數據安全可靠,沒有誤差積累且作業效率高,操作更為簡單、處理數據能力更強的優勢。因此,RTK定位技術具有更加廣闊的發展前景。
6 結束語
通過對以上內容的闡述,在地籍測量工作中采用現代化的測繪技術,有效的提高了地籍基礎信息數據的準確性、全面性以及完整性等。通過對現代測繪技術的應用,大幅度的提高了地籍測量工作的效率和質量,并且有效的降低了工作成本和人力投入。因此,現代社會經濟的發展,各項科學技術水平的提高,從而為各項工作技術提供了良好的發展動力。
參考文獻
[1]黃艷立,歐立春.以江西省上猶縣為例談數字化地籍測量的實現[J].山西建筑,2008(34):55-57.
遙感技術的工作原理范文5
關鍵詞:綜合勘探技術;巖溶;應用
中圖分類號:U452 文獻標識碼:A
巖溶是可溶性巖層在水的影響下溶蝕,產生各種形態的總稱。按照巖石成分可將其劃分為硫酸鹽、碳酸鹽等。近年來,隨著建筑業的不斷發展,施工人員更加了解巖溶,并開始了對巖溶地質地貌、影響因素等方面的研究,獲得顯著效果。而勘察作為工程基礎,若不做好勘察工作,將加大后期的設計、施工難度,故做好勘察工作是非常重要的,能為日后巖溶發育情況的評估提供保障。
1.巖溶地區的勘探技術
1.1 工程測繪和調查技術
工程測繪和調查技術是對巖溶地區地質、地貌等的調查、測繪,從宏觀角度分析巖溶分布、性質,并根據相關資料勘察地質。該方法操作簡便,能給巖溶地區的工程提供可行性資料。
1.2 遙感技術
遙感技術包括衛星遙感、紅外線感應等技術,憑借諸多優勢被廣泛用于工程勘察中,給地質勘探行業帶來嚴重影響。比如:遙感技術工作效率高,適合大區域巖溶地區的勘探,能清晰、直觀地顯示巖溶地區地貌、結構。通常情況,多將遙感技術用于大型工程位置的選擇上,基本位置的選擇使用比較少。
1.3 地球物理勘探技術
地球物理勘探技術多用于結構復雜的巖穴中,隨著近年科技水平的提高,CT技術、雷達探測技術等被廣泛用于巖溶地區勘察中,尤其是巖溶位置定位、洞穴坍塌定位中,效果顯著。通過地面下沉監測方法的運用,能動態性地監控洞穴坍塌,但效果并不突出。這種情況下使用雷達探測技術,能直接監測巖溶系統中的水動態,且這種智能化的技術還能增強洞穴坍塌的監測效果。另外,地球物理勘探技術還能用于大區域巖溶發育、深層次巖溶分布情況的勘察中,但從實際情況來看,勘探結果易受技術、施工場地的影響。
1.4 示蹤試驗技術
巖溶地區勘察中使用示蹤試驗技術,能測定巖溶地下水的連通情況,檢測巖溶發育及溶洞之間的連續性。示蹤試驗技術操作簡便,安全、可靠,但該技術只能用于有水的溶洞中。
1.5 管波探測技術
管波探測技術是工程鉆孔中借助管波作為場地,探測孔周圍溶洞、裂縫等地質的新型方法,也就是用樁位中心的鉆孔,通過所發射的管波,能準確記錄、分析信號,便于勘探整個樁位發巖溶、裂縫情況,為樁基樁持力完整性的評估奠定基礎。
1.6 工程地質原位測試技術
工程地質原位測試技術多在試驗中融入針對性標準對溶洞情況、溶洞填充物、巖溶地質特征等進行測定,該技術在巖溶地區中廣泛使用,現階段已有著豐富的操作經驗。并且,該技術操作簡便,費用少,是眾多勘探技術中比較常用的。
1.7 模型試驗
巖溶地區勘察中使用合理的模型,對地質條件、土層實施模擬處理,比如:模擬巖溶地區的地基坍塌過程。
2.勘察原理
2.1 高密度電法工作原理
高密度電法工作原理類似于常規的電阻率法,是將巖土體電性差異基作為基礎的方法,在電場施加作用下的電流分布規律,推斷地下所具備的電阻率、地質體情況。該方法的物理前提是地下介質間的導電差異,和常規的電阻率法相似,高密度電法通過電極向地下提供電力,然后在兩極之間測量電位差,從而得出準確的視電阻率值。根據最終得出的視電阻率剖面,實施計算、分析處理,能得到地下層的電阻分布情況,便于準確劃分地層,判斷電流異常等。
2.2 孔內電視勘探
孔內電視勘探系統原理是在設備中使用特殊性的棱鏡成像耦合器,將鉆孔中的圖像無死角地顯示出來,借助計算機技術控制圖像的采集,滿足模型、數值之間的轉換需求。圖像處理系統能自動的處理、采集、記錄孔壁圖像,并將其保存至硬盤中,用二維、三維的形式展示出。另外,孔內電視勘探系統也能把錐面反射鏡中的圖像轉換成柱狀圖、展開圖。
3.綜合勘探技術在巖溶地區勘察中的應用結果比對
3.1 測繪和鉆孔、物探對比
擬修建長380m,線路中心最高36m,屬于溶蝕、侵蝕地貌,沖溝呈現Y型分布在山體中間,自然坡度處于25°~31°之間,左側在下山腰處,山體的最高高程為1070m。路段的左側為巖溶洼地,溝谷高程980m,路基通過段面高程1009m。
通過工程地質測繪、鉆探,發現地表多覆蓋粉質黏土、碎石土,厚度處于3.4m~15m之間,下伏基巖為灰巖。該路段左側呈現漏斗狀,是當地地表水的排泄通道,山腳處存在早前巖溶坍塌時形成的洞穴。地質測繪結果顯示,溶孔、溶槽發育顯著,處于巖溶的中、強發育階段。
3.2 鉆探及孔內電視成果對比
通過對地質測繪、物探結果的綜合,發現該勘察工作共沿著路基橫向、縱向布置6個左右的鉆孔。并且,對鉆孔進行了針對性的試驗,結果:①LK01鉆孔。該鉆孔多位于線路中心,鉆孔深度處于3m~8m之間,多為溶蝕破碎帶,溶溝、溶槽發育顯著。其中,半充填溶洞深度處于5m~8m之間,充填物是碎塊,根據孔內電視顯示,溶孔、裂縫等形態過度發育,和鉆探結果基本相似;②LK02鉆孔。該鉆孔位于線路中心左側4m~5m處,在半山腰。結果顯示,溶蝕破碎帶深度在14m以內,溶蝕現象過于發育,其中,半充填溶洞深度處于1.5m~2.5m之間,充填材料是碎塊??變入娨暯Y果顯示,溶孔、裂縫等形態過度發育,且局部被黏土、砂土填充,鉆探、孔內電視結果基本相似;③LK03L、K04、LK05、LK06鉆孔。這4個鉆孔在山間低洼處或山腰,鉆探結果顯示,這4個鉆孔比較完整,僅局部可見形態發育情況??變入娨暯Y果表明正常,局部見溶槽發育,和鉆探結果相似。
3.3 勘探成果
本次綜合勘探結果顯示,該路段地層為中風化的灰巖,測繪、鉆探、孔內電視結果基本相似;路基段的巖溶處于中等發育階段,路基填筑過程中可先清除表面軟土,并對影響路基底部的溶溝、裂縫等實施注漿處理。
結語
在巖溶地區開展勘察工作意義重大,因巖溶地區勘察工作煩瑣、復雜,實際施工中需充分了解施工場地、地質特征,全面掌握地質、分布規律,并給予勘探地區準確的評價,以制定科學、合理的施工方案。本文通過對巖溶地區實施綜合勘探發現:測繪技術能清晰、直觀地掌握的巖溶規律、發育特征,為勘探技術的選擇提供保障;高密度電法能勘察出巖溶深度、發育情況,鉆探技術通過巖芯的直接取出,能全面了解內部充填、巖溶發育情況;鉆孔電視能從勘探孔內直接采集圖像,準確定位巖溶發育現狀,增強勘探資料的可行性,保證勘探工作的合理性、安全性。綜合勘探技術在巖溶地區勘察中的應用,能從某種程度上消除單一方法帶來的局限性,增強勘探資料科學性,為巖溶地區工程施工奠定基礎。
參考文獻
[1]張翔.綜合勘探法在巖溶地區中應用[J].城市建設理論研究(電子版),2014,10(20):1025-1026.
遙感技術的工作原理范文6
[關鍵詞]LiDAR 輸電線路 航空攝影測量 巡線
[中圖分類號]TN958.98 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-7-318-1
1前言
LiDAR(Light Detection And Rang,激光雷達)技術是上世紀末遙感領域、攝影測量領域中具有革命性意義的一項技術成就,是迄今為止最先進的一項三維航空遙感技術。LiDAR技術比傳統攝影測量技術的精度和自動化處理程度更高,作業成本更低。LiDAR在西方發達國家的應用歷史已有10年,它的應用范圍十分廣泛,包括基礎測繪、線路設計、電力巡線、林業、數字城市等領域。
2 LiDAR技術的工作原理
機載激光雷達系統(LiDAR),是集GPS(全球定位系統)、INS(慣性導航系統)、激光掃描等技術于一體的三維遙感系統。其具體組成部分通常包括飛行平臺、控制單元、慣性測量與定位單元、激光掃描儀、數據處理系統等。激光掃描儀可對地面采樣點到掃描儀中心之間的距離進行測定。飛行平臺一般包括直升飛機和固定翼飛機。慣性測量與定位單元包括DGPS(差分全球定位系統)、INS兩部分。DGPS與GPS可對激光掃描儀中心位置進行精確測定,INS可對掃描儀的姿態進行測定??刂茊卧刂啤⑼?、記錄三部分。
LiDAR系統利用掃描儀發射激光脈沖到地面,再根據發射脈沖至脈沖返回掃描儀的時間,來計算出地面激光光斑與定掃描儀中心之間的距離(d)。通過DGPS測定掃描儀中心的三維坐標(X0,Y0,Z0),再通過INS確定掃描儀的姿態參數(航偏角κ、ω旁向傾角ω、航向傾角φ)。通過獲得的空間幾何關系及幾何參數,就可確定地面測樣點的坐標(X,Y,Z),關系式如下:
3 LiDAR技術與傳統航空攝影測量的區別
LiDAR技術可視作一種新型的航空攝影測量技術,它與傳統的航空攝影測量在一些方面較為相似:二者的載體都是飛行器;二者都配備了數字攝影測量傳感器和GPS(INS);對于原始數據的處理較為相似,比如斷裂線探測、數據壓縮、粗差過濾等;二者的研究主題都為:傳感器的集成、數字信號的處理分析。LiDAR作為最先進的遙感技術,與傳統航空攝影測量相比,其優勢還是顯而易見的:
第一,LiDAR技術是主動式測量方法,是天氣條件的影響小于傳統的航空攝影測量;
第二,與傳統航空攝影測量比較,LiDAR野外控制測量的工作大大減少,只需要很少的幾個GPS點即可;
第三,LiDAR是光電計算技術不斷發展的產物,它集成了計算機、激光、INS、GPS等先進設備,其集成度隨著技術理論的成熟而日益提高,其數據處理速度快,自動化程度高,外業工作量少,且成果精度高;
第四,在進行激光雷達掃描的同時,還可以進行數碼航空攝影測量,不需做像控,直接可以解算出外方位元素,構建三維模型、生成正射影像DOM,是傳統航空攝影測量的擴充;
4 LiDAR技術在輸電線路工程中的應用
4.1輸電線路的勘測設計
4.1.1數據處理
LiDAR數據一般包括回波強度圖像和距離圖像數據(也叫激光點云數據)。對距離圖像數據進行分類:非地面激光點云和地面激光點云數據,生成數字高程模型(DEM)數據。根據DGPS和INS獲得的航空數碼影像內外方位元素、DEM數據,就可糾正航空數碼正射影像,獲得數字正射圖像(DOM)數據。直接利用距離圖像數據,可生成數字表面模型(DSM)數據,提取植被、道路房屋等信息。利用DEM或地面激光點云可以直接生成等高線、斷面圖(剖面圖)。
4.1.2優化選線
在輸電線路設計中,選擇線路路徑是一個重要內容,隨著各級地方政府對輸電線路通道審批的日益嚴格,對于有新增工廠或房屋的地段,選擇輸電線路通道變得更加的困難。在重要避讓、重要跨越等緊張地段,以及地方規劃范圍以內,對線路通道的精度要求非常高,而這些因素對整個路徑方案的成敗起著決定性作用,傳統選線方式工作量特別大,經常需要多次反復,且很難達最佳方案,而運用高精度的LiDAR技術進行優化選線。利用LiDAR系統中的激光點云數據、DOM數據和DEM數據,技術人員判讀地形地物,測量、獲取空間信息更加地便捷、準確,選線更為精確,平斷面測圖的精度更高,塔位選擇也更加合理。
4.2巡線中的LiDAR技術應用
利用LiDAR系統巡線,在激光束遇到樹木、桿塔或電纜時,信號返回,即可確定掃面對象的位置,確定輸電線路相當于植被的安全距離。LiDAR系統對多個回波信號進行記錄時,提取并處理不同回波的信息,以獲得樹高信息、樹木底部的地形信息。LiDAR數據的密度較高,適宜描述樹冠形狀,它還可從數字影像中提取光譜信息,根據光譜信息可區分出闊葉樹和針葉樹。再處理數據后,還可對植被覆蓋情況進行分析,對其進行分類,計算出樹種、樹高、林木體積,對植物生長情況進行動態監測。在獲取了線路走廊中主要樹種的生長情況后,根據運行規程,通過直升機激光掃描,就可計算出樹木的最佳剪枝、砍伐量,從而滿足輸電線路安全運行的要求。
參考文獻
[1]王俊剛,李新科.機載激光雷達技術在電網工程建設中的應用[J].廣東電力,2009,22(9):46-49.
[2]張芳寧.基于機載激光雷達的輸電線路優化技術研究[J].科技資訊,2011,(6):128.
[3]袁榮.基于機載激光雷達的電力線路優化技術研究[J].科技資訊,2011,(8):129,131.
[4]高晉,楊國建,吳真等.機載激光雷達在超高壓輸電線路走廊管理中的應用[C].重慶市電機工程學會2010年學術會議論文集.2010:148-150.