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【關鍵詞】 馬錢子;佐劑性關節炎;雷公藤多苷
The intervention of Semen Strychni on the inflammatory factors in the serum of AA rats QIN Jinghai.Pharmaceutical Department of First Affiliated Hospital of Henan College of Chinese Medicine,Henan 45000,China
【Abstract】 Objective To explore the intervention of Semen Strychni on the inflammatory factors in the serum of AA rats. Methods Determination of rat paw swelling degree after d 17, d 21 and d 24.Determination of serum IL10, IL23 levels in 25 days after the proinflammatory. Results Semen Strychni can significantly inhibit the rat paw swelling, can significantly improve the antiinflammatory cytokine IL10 levels in the serum of AA rats, and lower IL23 content. Conclusion The traditional Chinese medicine Semen Strychni have an effect of antiAA.
【Key words】 Semen Strychni; Adjuvant arthritis; Tripterygium glycosides
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作者單位:450000 河南省中醫學院第一附屬醫院藥學部 內風性關節炎(RA)是一種典型的自身免疫性疾病,免疫功能紊亂在RA發病機制中的作用逐漸引起重視,T細胞功能紊亂是RA患者免疫功能改變的特征之一。T淋巴細胞尤其是Th細胞是滑膜浸潤細胞中的主要細胞亞群。RA患者自身免疫性T細胞對自身抗原產生特異性免疫應答,促進單核巨噬細胞的活化和細胞毒性T細胞的分化,導致大量炎性細胞因子釋放[1]。目前認為Th細胞功能紊亂,及其亞群分泌的炎性細胞因子和抗炎細胞因子失衡在啟動免疫異常過程中,起到了關鍵性的作用。本研究通過觀察中藥馬錢子對佐劑性關節炎(AA)大鼠血清中IL10、IL23的干預作用,以探討馬錢子對抗RA的初步研究。
1 材料與方法
1.1 實驗材料 Wistar大鼠,雌雄各半,體質量為(180±20) g;制馬錢子由我院中藥房提供(為醋酸浸品,取凈馬錢子用水泡2 d,潤12 h,切1.5 mm薄片,再用5%的醋酸溶液浸泡5 d,水漂3 d,干燥,碾碎);弗氏完全佐劑(FCA,美國sigma公司,批號:019 k8719);IL10、IL17試劑盒購于南京建成生物工程研究所。
1.2 動物分組 Wistar大鼠40只,隨機分為模型組、醋制馬錢子組、雷公藤多苷片組和空白對照組,每組10只大鼠。
關鍵詞:石油 技術 石油地質勘探
近年來,伴隨我國科技水平的不斷進步,我國的石油地質勘探技術也穩步邁上了一個更高的臺階。整個勘探體系不斷突破各項技術難關,不斷實踐總結經驗成果,不斷吸收借鑒世界先進理論,逐步總結出了一整套石油地質綜合評價方法和前沿勘探技術,并日益走向集成化、精細化,也取得了一批重大科研理論成果。例如,我國自主研發的GeoeastV1.0大型地震數據處理解釋一體化軟件以及三次采油技術攻關并現場應用,這不僅打破了外國公司對我國的壟斷,也使我國研究石油地質勘探技術有了全新的發展。
一、石油地質勘探技術的重要意義
我國的石油產量雖然一度躍居世界第五位,但從石油來源統計數據來看,依然有大量消耗石油需要進口,可見國外石油資源對我國石油經濟乃至整個經濟社會發展有很大的制約性。然而據中國石油經濟技術研究院研究證明[1],預計到2020年我國石油需求量將達到3.8億噸,但目前國內石油生產能力在1.8~2億噸之間,也就是說如果同期我國石油勘探技術沒有取得重大突破,石油資源得不到重大發現的話,其缺口就會在1億噸左右,由此可見,石油地質勘探技術的不斷進步對我國經濟發展,社會安全,國家安全客觀重要。
二、我國石油地質勘探中的前沿技術
為了確保我國的石油供應量,經過幾代人的不斷研究創新,我國的石油地質勘探技術已經取得了巨大成就,這些技術的不斷應用將為我國經濟的騰飛提供前提和物質保障。而這些先進前沿技術的應用更是推動了我國石油勘探事業的快速發展,取得了巨大成就。
1.虛擬勘探技術的應用
虛擬勘探技術在石油地質勘探中的應用主要是通過虛擬顯示技術將理想的數據進行分析、對石油儲層進行建模分析、對鉆井軌跡進行設計,從而保證鉆井軌跡設計的科學性、合理性。其主要是通過可視化軟件、以及虛擬現實技術將石油勘探形成數字化、一體化、網絡化、虛擬化、協同化的石油開發平臺,讓整個鉆井過程進行可視化運行,全面提升了石油地質勘探資產評估組決策的正確性,也提升了各學科工作組對石油地質勘探技術的研究能力,同時可以很大程度的減少我國傳統石油勘探的弊端,加快對隱藏性石油儲備資源的勘探與開發,逐步解決我國石油資源短缺的現實問題,促進我國石油地質勘探技術的發展,這也是計算機信息化技術在石油勘探領域應用的最佳案例。
2.測井中的前沿技術
電子、計算機、通訊等技術的快速發展帶來了測井技術包括測井數據采集、處理和解釋技術的新一步發展,成像測井儀便是比較突出的一種,它可以以更高的數據傳輸率,在更短的時間之內傳送更多的測量數據,也擴大了井眼搜索的范圍,并通過技術創新可以發現鉆孔附件的盲礦體。其他像核磁共振測井技術、隨鉆測井技術和快速平臺測井技術以及套管井測井技術也同步取得了相應發展,在石油地質勘探測井技術中占重要地位。有了這些技術,在勘探人員的實際工作中,就可以根據地區、地質、地理等不同勘探條件去選擇合適的勘探技術,以此可以降低石油地質勘探成本,減少不必要的損失從而提高勘探效率,也能讓我國石油工作的利潤實現更大化。
3.鉆井中的前沿技術
在鉆井技術中先后出現了超深井鉆井技術、三維可控技術、特殊工藝鉆井技術等多種技術成果,對我國石油產業的發展起到了功不可沒的作用,但隨著我國石油開發迅猛,新區勘探不斷擴大,鉆井深度不斷增加,地層年代越來越久遠,鉆遇硬地層越來越多,深井、超深井面臨的主要問題是機械鉆速慢以及深海鉆探硬巖鉆進效率低等難題。對此,技術人員突破障礙于2011年7月開發出一項全新的鉆井技術——旋沖鉆井技術[2],它在普通旋轉鉆進的基礎上,在鉆頭上部安裝一個液動沖擊器,使鉆井液壓力能轉變為高頻沖擊能,使鉆頭在一定鉆壓下隨鉆柱旋轉的同時,受到沖擊器高頻沖擊力的作用,在旋轉和沖擊共同作用下破碎巖石,提高了破巖效率。國內外油氣鉆井領域對該項技術的出現也表示了極大關注。石油旋沖鉆井技術以其全新的思路、良好的性能把深井鉆井技術提高到了一個新的高度,也為鉆井技術的進一步發展提供了廣闊的前景。
另外,在石油地質勘探技術中,一種采用多分支井鉆井技術[3]在鉆井領域起著舉足輕重的作用,也受到了國際社會的極大肯定,它不僅能夠提高采收率降低鉆井成本,而且能夠在開發油氣藏和建設油氣藏中突出其優越性。
4.無線遙感技術
我國油井分布涉及西北、東北、華北、華中等地區,對各個油井工作狀況的監督檢查時一項很復雜的龐大工程,針對這一特殊情況,我國現已全面使用了無線遙感監測系統,它可以將監測到的井下狀態無線傳送到監控指揮中心,工作人員可以第一時間得到井下數據,這極大的方便了人們對油井的監控,這項技術還能檢測輸油管系統,能夠找出漏油點和盜油點,對我國現代石油業發展有深遠影響。
三、石油地質勘探技術發展中的注意事項
1.增強能源開發的合理性
總體來講,我國現階段的石油地質勘探水平仍然存在許多不足之處。眾所周知,石油工業不斷發展的同時,也給我國的環境質量帶來很大的影響,每年的礦難事故也頻頻發生,所以如何采用先進設備更加準確的勘探出儲量合理的油田,最大限度降低開采過程中對環境的破壞,全面保障礦工的生命財產安全是要全力攻克的問題,也將成為未來技術發展的指向標。石油勘探企業應當以社會利益為主,在開發的同時顧及環境影響,以增強能源開發的合理性,降低成本,提高效益。
2.不斷進行技術創新
可以綜合運用計算機、GPS、GIS、3G等多項技術,實現石油地質勘探的高仿真度,提高勘探效率,節省人力、財力成本;也可以采用可膨脹套管技術[4]、計算機仿真技術來提高勘探質量和綜合勘探水平,同時加強各種創新并不斷研究新方法,來增強石油地質勘探技術的時效性,這對于更好的應對市場競爭,提高石油勘探企業的經濟效益具有重要意義。
3.重視合作研究
支持引進新的戰略思想,新的機械設備,新的科技理念,對于大的勘探項目可以考慮采用風險共擔、利益共享等多種合作方式,從中相互借鑒學習,去其糟粕,用其精華,升華出更好的解決方案和先進技術,從而降低風險,提高鉆探成功率。
四、結束語
當代,全球不可再生資源日趨枯竭,而經濟社會的發展對此類能源的依賴程度卻越來越高,另外,世界范圍內油氣勘探環境十分復雜,勘探難度也隨之提高,綜合諸多因素,對新時期的石油地質勘探技術會有更高要求,要在不遺余力改善傳統技術方法的同時,進一步加大科技投入,重視科技在石油地質勘探事業中的應用,努力開發更多前沿技術從而提高油田開采率,提高油氣質量,確保國家能源安全,使得經濟社會能夠持續穩步發展。
參考文獻
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關鍵詞:測繪工作 遙感測繪 措施
中圖分類號:P2 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)03(c)-0030-01
從20世紀50年代開始,遙感技術就已經步入人們的視野,第一顆由蘇聯發射的人造地球衛星就是憑借遙感技術而取得成功。截止到目前,遙感技術已譜寫了半個世紀的篇章,縱觀今天的遙感技術,已經不再應用于人造地球衛星領域,多種應用在航天飛機衛星運轉、發射、檢測以及環境方面的遙感技術提供更為客觀、真實的數據。現階段,我國測繪工作具體涵蓋資源測繪、地質勘測以及環境檢測等方面,由于遙感技術的顯著性效果,在此行業中被普遍應用。
1 遙感技術發展概況
所謂的遙感技術,主要是指利用相關設備對遙遠的事物進行監測,從而獲取信息及感知的有效方式。其中,傳感器這項裝備可以說是遙感技術最為關鍵的設備。利用傳感器自身的傳播性能,遙感技術感知附近及地面事物,在經過確定及篩選之后,獲得有用的數據,同時再將這些信息與數據利用傳感器傳遞到地面,采用分析法與計算機技術對其進行系統的比較,最終得出較為全面、客觀的信息。此外,遙感技術滲透了計算機科學、地球科學、測繪科學及地球科學等學科知識,結合了各個學科的優點,整合而成的一項高端、先進而又精確測繪技術。
2 測繪工作中遙感技術應用現狀分析
2.1 測繪遙感應用不夠廣泛
在我國,在所有的測繪工程項目中,遙感技術是完成任務目標的必備手段,可見,具有十分廣闊的發展前景,技術的水平與領域也隨之不斷延伸。然而,由于人們習慣和觀念,對遙感技術存在一定陌生感,導致其推廣受限。
2.2 遙感工作資金造價高
在實際工作當中,有些測繪項目因為遙感技術價格高等問題望而怯步,隨著近幾年來計算機技術以及遙感技術的快速發展,促成遙感技術由最開始的理論層面正式步入實質階段,其具體的環境資源、災害監測、地質勘探以及地理測繪方面的檢測功能逐漸明顯。但是,仍然遙感技術造價高、花費大等特點仍然制約了其發展。此外,在我國,遙感技術主要應用在一些重點研發的科研項目上,譬如說資源勘探、環境污染以及地址災害等方面,而用于煤礦開采或工程地址檢測方面的則少之又少。
2.3 遙感信息源空間分辨率較低,應用水平較低
遙感技術在環境污染檢測以及地質災害勘測方面的優勢將會促進我國環境保護失業用戶地質災害研究事業的長遠發展,所以,從某種方面來看,提高遙感技術信息員的空間分比率,在測量水平、覆蓋范圍、以及信息數據準確性方面有著不容忽視的作用。
3 完善遙感技術在測繪工作中應用的策略及其具體做法
隨著時展,遙感技術也被廣泛應用于各個測繪工程項目中,遙感信息技術的漏洞與不足也愈加明顯,而完善遙感技術手段、加強其宣傳力度以及提高技術水平可以說是普及遙感技術的主要方式。
3.1 遙感技術在測繪工作中的應用
現階段,遙感技術在我國測繪工程項目中應用較為廣泛,因為遙感技術相比傳統的測繪工具,其優勢更為明顯,避免了很多容易出現的測繪漏洞。
(1)跟傳統的測繪技術相比,遙感技術發生人為干預的情況較少,可以客觀、全面的將監測區域的情況反映出來。而若是采用傳統的方式進行測量,極容易出現誤差偏大或誤差累積等現象。而不得不說,遙感技術的測量數據比較真實、準確。譬如說:在礦區資源的定位和監測上,可以通過遙感技術來確定煤礦資源的具置,避免以為內不科學開采威脅生命或資源浪費等問題。
(2)與傳統的測繪方式不同,遙感技術能夠動態實時、全方位、全天候的進行工作,這可以說是遙感技術最為顯著的特點,它以全球定位系統作為后盾與支撐,在完成空間定位與導航工作之后,能夠實時監測區域的實際情況。
(3)遙感技術發展至如今,應用范圍已經極為廣闊,它可以迅速了解所在區域的地質特點、資源所在地以及地理情況,從而獲取全面、精確的數據。
3.2 加強對遙感技術深度研究,拓展應用領域
可以說,在地質調查這項工作中,應用遙感技術不僅是社會經濟發展的急迫需要與客觀要求,從事物本身出發來看,也是十分必要的。就我國目前的發展態勢來講,遙感技術的發展前景極為廣闊,應進一步以研究遙感技術為出發,提高其精度、準確度以及宣傳力度。首先,加大資金的投入力度可以說也為遙感技術的深入研究工作做出了貢獻。我國必須以進一步開發遙感技術為核心,以強國為目標從而不懈努力。除此之外,我國還需提高思想認識與觀念意識,增加遙感技術的覆蓋范圍,加大資金扶持力度,解決當前各大測繪工程項目應用遙感技術而遭遇的一些難以解決的問題,拓展其技術領域。其次,相關部門也應重視起來,加強對遙感技術的推動、深入研發與鼓勵,可制定一系列優惠政策來促進遙感技術的應用及普及。
3.3 大力推廣遙感技術,加大遙感技術普及力度
只有在大力推廣工作中,才能充分的顯示遙感技術對測繪工作的適應力與優勢?,F階段,不少應用遙感技術的測繪工程項目已經發現遙感技術高超的環境適應力以及技術優勢,譬如誰:能夠勘測不同地形,實現對地質災害、氣象災害以及火災等的全程監測,獲取真實的數據,為建立災害防御制度以及我國災害研究做出了巨大的貢獻,適合監測不同地形,可實現對地質災害、氣象災害以及火災的全程監測,從而獲取有效的數據信息,為建立災害防御制度以及我國災害研究做出了巨大貢獻,所以,增加遙感技術的覆蓋面積以及普及程度勢在必行。
(1)利用遙感技術來降低項目工程的測繪造價,實現遙感技術在各行各業的實用度。只有降低資金成本,讓更多和項目去接受,而不是目前集中在幾個重點項目上。
(2)提高遙感技術的空間分辨率也將有利于遙感技術的普及。早期遙感技術受分辨率限制,較多應用于宏觀的檢測,而當前由于新工作思路的拓展,遙感技術與地質的符合程度越來越高,受距離的限制也越來越小。但是相關人員在改善工作思路,加大遙感技術地質檢測水平上還需進一步努力。
4 結語
總之,在當今的測繪工作中,應用遙感技術已經成為社會發展的必然趨勢。隨著計算機的普及與科技的進步,遙感技術的覆蓋范圍將會大大增加,實現遙感工程司、災害、氣象、地質遺跡環境資源監測等項目,拓展遙感技術的應用范圍,讓其充分發揮自身優勢,在災害預防、社會發展以及國民經濟上做出貢獻。
參考文獻
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【關鍵詞】空間信息網絡及應用;教學方法;虛擬仿真
空間信息網絡及應用課程是綜合了航天技術、衛星通信技術、衛星導航定位技術、衛星遙感技術、網絡技術的寬知識面、應用性課程。通過本課程的學習,讓學生全面了解空間信息網絡的基礎理論和關鍵技術,理解空間信息網絡的構成及各部分的工作特點,初步掌握衛星通信、衛星導航、衛星遙感等基本原理、應用現狀及發展趨勢。為本科學生畢業后從事空間信息網絡相關工作或繼續深造研究相關課題提供基本的理論基礎。一方面由于空間信息網絡涵蓋的領域眾多,需要掌握的知識點比較分散和抽象。另一方面,隨著我國“天地一體化信息網絡”重大工程的建設和發展,近年來空間信息產業蓬勃發展、日新月異。因此空間信息網絡及應用課程如何與時俱進,綜合應用各種教學手段,并在教學過程中結合前沿的技術發展和重大事件,提高學生的學習興趣、鞏固學生對知識點的掌握,并結合思政教育、培養愛國主義情懷,成為該課程教學改革的主要目標。本文以南京郵電大學空間信息網絡與應用課程的教學為例,以作者的教學實踐為切入點,分析教學過程中出現的問題,在總結教學經驗的基礎上,歸納總結出一系列的有效措施,初步探討空間信息網絡及應用課程教學內容和教學方式的改進。
1教學中的問題與剖析
在南京郵電大學的本科生培養計劃中,空間信息網絡及應用作為大類專業限選課程,可供通信工程、信號處理、自動化、智能科學與技術等專業學生選修。課程按照緒論、衛星通信及應用、衛星定位導航及應用、衛星遙感及應用,分為四大部分、七個章節。根據作者的教學經歷,總結了如下問題:(1)空間信息網絡及應用課程的知識點比較分散,涉及衛星通信技術、衛星導航定位技術、衛星遙感技術、航天技術、網絡技術的交叉和延伸,所需前置課程包括信號與系統、通信原理、電磁場與微波、計算機網絡等多門基礎課[1]。然而選修該課程的同學專業背景不盡相同,各自所學前置課程也有所區別,導致接受新知識點的能力也有所差異。因此完全相同的授課內容和教學側重點,會使得學生對知識點的掌握程度參差不齊,嚴重影響了教學效果。(2)空間信息網絡及應用課程的知識點比較抽象,傳統的授課方式過于單一、難以具象化,使得學生很容易對教學內容感到枯燥,必然會導致課堂教學效果不理想,學生的學習主動性也逐漸下降,對知識點的掌握不牢[2]。另一方面,近年來空間信息產業蓬勃發展,國內外空間信息領域不斷涌現出新的技術,使得相應的教材內容有所滯后,所列舉的衛星通信、衛星導航等系統已落后于當前的發展趨勢和前沿動態。(3)近年來面對錯綜復雜的國際形勢,在專業課上結合課程相關內容,對學生進行思政教育顯得尤為重要。我國的空間信息和航天領域的發展雖然起步晚于西方發達國家,但進入二十一世紀后,尤其是近年來的發展速度極其迅猛,如何結合我國近期的重大航天任務,培養學生愛國主義情懷,是課程教學中值得思考的問題。而傳統的空間信息網絡授課內容中并未關注思政教育的結合。
2教學改革與實踐
針對以上問題,作者在教學實踐中采取了以下三點改進措施:(1)堅持“因材施教”的基本原則。教學內容和方法的改進是永無止境的,也是教學改革的主要方面,更是提高教學效果的重要途徑之一。然而,任何一種改進都不能背離“因材施教”的基本原則[3]。必須針對不同專業的教學班,對教學內容和方法進行“量體裁衣”,摒棄完全相同的授課計劃和教學內容,分別根據不同教學班的專業背景和前置課程,調整教學側重點和教學內容。例如,針對通信工程專業教學班,對于衛星通信相關知識點,可采用“鞏固—延伸”的方法,即在通信原理等專業課的基礎上,幫助學生回顧已經學習的通信基礎知識,從而進一步延伸到衛星通信系統。而對于自動化、智能科學與技術等非通信類專業的教學班,由于通信原理的前置課程的缺失,需要在講述衛星通信相關章節之前,深入淺出的講授通信的基本知識和原理,使得學生對無線通信有了一定程度的理解后,才能夠開展衛星通信相關知識點的學習。(2)綜合多種授課方式,與時俱進的引入前沿內容,提高教學效果。作者在教學實踐中,在傳統的幻燈片授課加教師口述講解的基礎上,引入了三維虛擬仿真演示,來激發學生的學習興趣,強化知識點掌握。虛擬仿真作為重點建設的教學新形式,其優勢在于借助先進的沉浸式體驗和三維顯示技術,將教學大綱的內容在計算機虛擬環境中重現出來,能夠將抽象的概念具象化,并且正確真實的反映原理和現象,幫助學生更好地掌握對應的知識點[4,5]。例如,將枯燥乏味的調制編碼計算、衛星通信鏈路設計等,轉換為三維動畫過程,幫助學生理解知識點,進而完成相應課堂作業,做到虛實結合、虛實互補。另一方面,在授課內容上補充前沿技術、空間信息產業最新發展,例如,可以補充我國“天地一體化信息網絡”重大工程的啟動,北斗三號全球導航定位系統的正式運行,以及美國太空探索公司“星鏈”計劃等商業的實施,從而激發學生好奇心和知識額外獲取的滿足感。同時通過時事熱點和實際應用的授課內容補充,增強學生的代入感。例如,在講解衛星遙感的氣象遙感應用時,可以播放天氣預報的衛星云圖視頻,讓他們覺得空間信息網絡技術不是虛無縹緲的,而是與日常生活息息相關,進一步增強學習的興趣。(3)結合授課內容,加強思政教育[6,7]。首先可以通過講解我國科技前輩艱苦奮斗的歷程,激發學生奮發圖強的精神,學有所成后解決“卡脖子”的技術難題。例如,在講解衛星定位和導航相關內容時,可以用我國北斗導航衛星系統的發展為例,講述20世紀80年代中期在國外技術封鎖、國內物資匱乏的不利條件下,老一輩的科研工作者不計個人得失、無私奉獻,通過幾代北斗人三十多年的艱苦奮斗,終于建成了北斗三號衛星全球導航系統,系統服務能力步入世界一流行列。其次通過闡述我國航天事業和空間信息網絡的發展,建立學生的民族自豪感和使命感。例如,通過在教學內容中穿插介紹“天宮”系列航天空間科學實驗室、“神舟”系列載人航天飛船、“嫦娥”系列月球探測器、“天問”系列行星探測任務、“鴻雁”衛星星座通信系統、“虹云”星載寬帶移動互聯網絡等一批我國航天事業和空間信息網絡發展里程碑式的典型代表,樹立我國航天大國的地位和形象,增強學生的民族自豪感和愛國主義情懷。
3結語
本文以空間信息網絡實際教學中遇到的問題作為切入點,對教學內容和教學方法進行了改進和革新。主要闡述了針對不同專業的教學班,綜合應用各種教學手段,引入空間信息網絡的前沿的技術發展和產業動態,并結合教學內容進行思政教育。本文提出的教學方法和教學內容的改進僅是初步的探索,必須在教學實踐中根據學生的課堂反映和課后的作業反饋,實時調整教學方法[8],最終達到提高教學效果的目的。
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關鍵詞:長距離油氣管道 無人機 管道管理 管線巡查
一、引言
國民經濟的迅速發展使得國家對能源的需求越來越大。油氣管道作為國家的能源動脈,其快速發展為解決我國能源運輸緊張、保障能源供應安全發揮著十分重要的作用。確保油氣管道安全平穩運行已成為相關企業一項重要的責任。
長距離油氣管道線路長、分布廣、途經復雜地貌多,在管理工作中,往往會面臨以下難題:(1)管線巡查。傳統的人工巡線方法費時費力、條件艱苦、人力成本高,許多埋設于險要地段的管道,由于環境險要、交通不便而造成徒步巡線無法到達,導致不能及時發現安全隱患;(2)應急搶險。如何及時定位、定性管道突發事件,快速準確到達現場,為應急搶險提供一手信息,縮短事故處理時間,減小次生事故發生,一直是管道應急搶險的難題;(3)管道保衛。防止打孔盜油、盜氣的現象,加強管道保衛工作。
無人機作為一項融合多個專業于一身的高新技術,可快速獲取地貌的空間遙感信息,結合長距離油氣管道管理特點,在總結吸收其他行業經驗的基礎上,可應用于長距離油氣管道定期巡檢、搶險應急巡查、漏油和盜油(盜氣)點現場定位等,可成為保障管道安全運行的一種可行的新手段。
二、無人機在長距離油氣管道管理中的應用原理
1.無人機系統的組成
無人駕駛飛機(簡稱無人機)是當今航空科技發展的熱點之一,發展至今已近80年歷史,其融合了無人駕駛飛行器、遙感傳感器、遙測遙控、通訊、GPS差分定位、影像處理等前沿技術,可實現土地資源、環境、植被等空間遙感信息快速獲取、處理、建模及應用分析的自動化、智能化、專題化。早期基本上用于軍方,目前國內外都在積極開展無人機的民用研究,并且在資源遙感、環境評估、航空測繪、精準農業、氣象探測和電力巡邏等領域內取得了一定的進展。相對于普通飛機而言,其具有體積小、重量輕、成本低、維護簡單、使用靈活等特點。
一般來說,無人機由空中部分、地面部分和數據后處理部分組成。(1)空中部分。由遙感傳感器、遙感空中控制、無人機平臺組成。其主要功能是規劃航線并上傳到飛機上的控制器,飛行中監控飛機狀態,在控制半徑范圍內能根據實際需要更改部分控制參數,并進行航空拍攝;(2)地面部分。由航跡規劃、無人機地面控制以及數據接收顯示部分組成。主要功能為設計和規劃航道軌跡,并載入無人機航線控制模塊,使無人機可以根據預定航線進行遙感影像數據采集工作,以及無人機的實時控制與飛行姿態數據的實時接收和遙感影像的顯示。(3)數據后處理部分。影像后處理部分,是無人機遙感技術的一個關鍵環節,關系到影像的精度和分析的準確性。
在現有無人機遙感技術發展的基礎上,選擇合適高效穩定的無人機平臺(無人機機型)、良好的飛行控制系統(完成無人機的飛行控制與飛行管理,系統由傳感器、執行機構和飛控計算機系統3部分組成)、機載遙感設備控制系統(由數字相機、穩定平臺、遙感設備控制系統等組成)、高效的數據處理系統等可組成適合長距離油氣管道線路巡查、應急搶險和管道保衛的無人機遙感飛行系統。
2.無人機系統線路巡查工作流程
以長距離油氣管道線路巡查為例,一套完整的無人機巡線解決方案,可包括:無人機機體、彈射起飛架、自動駕駛儀、地面站控等。
無人機巡線工作流程為:
2.1無人機搭載高清攝像頭、高分辨率CCD相機和紅外成像儀等任務設備,通過起飛架起飛;
2.2具有自主導航定位功能的地面控制站,可實現無人機自主起飛,采用定高飛行的方式,確保無人機和地面被檢測物的安全;
2.3數字圖像傳輸電臺實時傳送巡檢中的視頻錄像;
2.4地面檢查人員格局實時視頻判斷線路情況,并根據GPS定位判斷位置并記錄,當發現問題區域后開啟機載的CCD相機進行拍攝,利用高分辨率航拍照片對問題區域進行準確判讀;
2.5完成一次飛行后,無人機可根據現場作業情況,選擇滑跑、開傘等方式進行回收。
三、無人機在長距離油氣管道中的應用情況
在國外,無人機遙感技術在管道行業應用已非常廣泛,涉及到山區管道巡檢、近海油氣管道監視、災后次生災害評價,漏油和盜油點現場定位等各方面。
國內,已有無人機應用于管道建設中的案例,如慶鐵線擴能改造管道建設中,曾使用無人遙感飛行系統輔助施工單位優化選線、放線,幫助選擇施工進場道路等;在地質災害調查中,也有成功案例,無人機遙感在西氣東輸管道地質災害調查中得到了應用;在輸油管道管理中,2011年無人機遙感技術在蘭成渝管道中管道管理中得到應用,是我國首次應用于長輸油氣管道的管理。
2012年11月,中國石油西氣東輸管道公司首次進行了無人機管線巡查試驗飛行。該試驗由中石油管道學院無人機項目團隊實施,在西氣東輸龍潭站至鎮江站干線管道之間進行管道無人機巡護試驗。巡護過程中可以同時進行高清視頻信號錄制,管道沿線地貌圖片拍攝,三樁、水工保護設施、場站以及閥室安全監測,管道沿線地表地質變化情況、雜散電流排流系統監測等管道本體、周邊情況以及管道附屬設施監測,能夠有效提高巡檢效率和質量。
目前,已有多家公司可以提供無人機管道巡線等技術,比如中國石油管道學院、桂林鑫鷹公司等,可提供管道巡線解決方案。
四、應用前景和展望
無人機遙感技術日趨成熟,已逐漸滲透到民用領域的各個行業,包括氣象監測、資源調查與監測、測量、突發事件處理和電力巡線等各方面。在長距離油氣管道應用方面,國外已非常廣泛,涉及山區管道巡檢、近海油氣管道監視、災后次生災害評價,漏油和盜油點現場定位等各方面,國內相關應用尚處于探索階段。
從技術和應用的角度,GIS是解決空間問題的工具、方法和技術,它可以對地球上存在的事物和發生的事件進行成圖和分析。GIS 技術把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數據庫操作(如查詢和統計分析等)集成在一起。這種能力使 GIS與其它信息系統相區別,從而使其在解釋事件、預測結果、規劃戰略等中具有實用價值。
從學科的角度,GIS是在地理學、地圖學、測量學和計算機科學等學科基礎上發展起來的一門交叉性學科,具有獨立的學科體系。大地測量、工程測量、礦山測量、地籍測量、航空攝影測量和遙感技術為GIS中的空間實體提供各種不同比例尺和精度的定位數;電子速測儀、GPS全球定位技術、解析或數字攝影測量工作站、遙感圖像處理系統等現代測繪技術的使用,可直接、快速和自動地獲取空間目標的數字信息產品,為GIS提供豐富和更為實時的信息源,并促使GIS向更高層次發展。地理學是GIS的理論依托,GIS是地理學第的主要工具和手段,必將為地理科學的發展和提高開辟一個嶄新的天地。因此,GIS明顯具有多學科交叉的特征,它既要吸取諸多相關學科的精華和營養,并逐步形成獨立的邊緣學科,又將被多個相關學科所運用,并推動它們的發展。
從功能上,GIS被譽為地學的第三代語言――用數字形式來描述空間實體,它具有空間數據的獲取、存儲、顯示、編輯、處理、分析、輸出和應用等功能,GIS的技術優勢在于它的數據綜合、模擬與分析評價能力,其獨特的地理空間分析能力、快速的空間定位搜索和復雜的查詢功能、強大的圖形處理和表達、空間模擬和空間決策支持等,可以得到常規方法或普通信息系統難以得到的重要信息,實現地理空間過程演化的模擬和預測,這是GIS的重要貢獻;從系統學的角度,GIS具有一定結構和功能,是一個完整的系統。
二、地理信息系統物理組成元素的重要進展
一個完整的GIS 由硬件、軟件、數據、人員和方法五個主要物理元素構成。隨著社會與科技的不斷進步,GIS系統的物理組成元素也相應不斷發展。隨著計算機技術的不斷發展,對GIS有非常重要影響的是硬件的實際價格(產品在扣除貨幣貶值影響后的價格)在持續下降,同時硬件功能也比原來強大了許多,一般的內核或CPU性能比上年同等的電腦有40%的提升。這些進步極大減弱了計算機硬件技術對GIS功能的發揮。目前,GIS軟件可以在很多類型的硬件上運行,從中央計算機服務器到桌面計算機,從單機到網絡環境。未來,計算機硬件會更加便宜,功能也會更加強大。
GIS軟件是提供所需的存儲、分析和顯示地理信息功能的工具。主要的軟件部件有:輸入和處理地理信息的工具、數據庫管理系統、支持地理查詢、分析和視覺化的工具、容易使用這些工具的圖形化界面。隨著GIS技術本身的發展,GIS軟件的功能不斷完善和強大,其空間分析、數據管理、決策支持能力等都產生著重要飛躍;同時,軟件會變得更容易使用,魯棒性更好,軟件的兼容性也更加突出,信息的表達形式也從二維向多維方向發展。
數據是一個GIS系統中最重要的部件。地理數據包含有明確的地理參照系統,也可以包含間接的地理參照系統。這些地理參照系統可以定位一些特征用于做地表分析。當前,GIS系統中數據主要以矢量和柵格兩種格式進行存儲與組織,但不管是矢量模式還是柵格模式,用來存儲地理數據,都有優點和缺陷,因此,GIS系統中數據存儲與組織正向二者融合的方向發展。GIS把空間數據和其它數據源的數據集成在一起,而且可以使用那些被大多數部門和公司用來組織和儲存數據的數據庫管理系統,來管理空間數據。GIS系統所需的數據已經可以從眾多商業或非商業組織機構收集或購買。
人員是GIS系統的核心,GIS技術如果沒有人來管理系統和制定計劃應用于實際問題,將沒有什么價值。GIS的用戶范圍包括從設計和維護系統的技術專家,到那些使用該系統來完成他們每天工作的人員。當前,GIS技術日益普及,熟練掌握GIS技術的人員不斷增加,同時GIS也逐步進入政府、企業甚至日常百姓的生活。GIS的設計人員不斷提高GIS的水平與功能,GIS的使用者意識逐漸提高,尤其是政府的高級官員對GIS和它的能力有了更清楚的認識,越來越明確GIS是一個提高政府和經貿活動效率和效益的工具。未來滿足社會需求的GIS專業人才將不斷增長,高級管理人員能夠更強烈地意識到在他們的組織中利用GIS的益處,更多的國家通過國家政策時,GIS將成為內閣討論的一個重要部分。
GIS不僅要管理大量復雜的地理數據,更為重要的是要完成地理分析、評價、預測和輔助決策的任務,這就要求必須建立廣泛的適用于GIS的地理分析模型與方法。只有建立了準確的地理分析模型,才能開發出優秀的應用分析程序,這是GIS真正走向實用的關鍵。成功的GIS系統,具有好的設計計劃和自己的事務規律,這些是規范而且對每一個部門和公司來說其具體的操作實踐又是獨特的。隨著GIS應用領域的拓展和深入,出現了眾多經典的應用實踐案例,這些為GIS的發展奠定了堅實的實踐基礎。
通過上述分析可以發現,自GIS技術產生以來,計算機軟硬件技術的發展、GIS軟件功能的不斷完善、空間數據獲取與組織能力的提高、GIS專業人員素質的提高、GIS社會認同感的拓寬、GIS實踐的不斷成功這些進步對當前的GIS產生了重要影響。
三、地理信息系統的技術前沿
1.云(Cloud)GIS
云GIS是以網絡為基礎的地理信息服務系統,它以云為動力,目標是完全取代桌面地理信息系統,同時保留所有的桌面功能和現代地理信息系統豐富的網絡技術,以便易于地理信息的創建、編輯、上傳、分享、、處理以及對空間屬性的數據分析。如果從地理空間技術的角度來看,云計算可能會在傳輸和存儲數據方面起到革命性的改變。隨著Internet的迅猛發展以及云計算的不斷成熟,云計算下GIS將成GIS應用開發領域未來的發展方向。目前,ESRI公司已從ArcGIS 9.2開始提供ArcGIS Online以及Google地圖等“云”下GIS服務。云技術給GIS發展帶來的有利條件體現在云計算多臺服務器集群的超大規模為海量的地理信息提供了巨大的存儲空間,同時保證了較快的計算速度;動態開放的地理信息要求“云”的規??梢詣討B伸縮,來滿足應用和用戶規模增長的需要;云的通用性允許我們將不同類型的地理信息數據、GIS應用軟件統統放在云中;云服務低廉的價格正好彌補昂貴的數據給GIS的開發與發展帶來的局限。基于云計算技術的GIS,改變了傳統GIS的運行模式,使用戶可以利用儲存在云中的GIS平臺、軟件以及海量的空間信息在遠程實時便捷地操作GIS,這一點對于GIS產業來說具有重大的意義。因而,基于云的地理信息系統也必將是GIS發展的未來趨勢。
2.網格(Grid)GIS
“Grid”的概念起源于20世紀90年代中期,成為繼Internet及web之后的第三次互聯網浪潮。網格計算的提出和發展使得GIS必將朝著以下方向發展:GIS網絡化、GIS標準化、GIS全球化、GIS大眾化。GridGIS基于網格計算,形成新的PervAsive/Grid體系結構,GridGIS中間件把一個極度異構的環境變成一個虛擬的同構環境,使各用戶瀏覽器不被網格的硬件和軟件基礎結構的細節所打擾。GridGIS需要存儲和管理更大數量的空間信息,并有能力在大量用戶同時通過網格對其進行訪問時快速響應。GridGIS具有更強的地理空間信息共享、地理信息、空間分析、模型分析的功能。特別是對涉及到大量空間分析計算的問題,GridGIS具有并行計算的能力,通過對空間信息網格化和超媒體技術的集成,網格GIS提供給用戶的信息不僅僅是矢量化的空間信息,還有動態視頻、遙感影像、文字說明等多種信息;GridGlS的應用將GIS的應用擴展至整個社會的方方面面甚至人們日常生活的點點滴滴,使GIS的應用大眾化了。同時,GridG1S容易和網上其它信息服務融為一體,通過各種信息導航工具,就可在豐富的網絡資源查到所需的地理信息,并使用各種GIS功能,如制圖、空間查詢、空間分析等進行信息的二次加工??梢哉J為網格GIS是GIS與網格技術的有機結合,是GIS在網格環境下的一種應用。GIS通過網格技術使功能得到了延伸和拓展,真正成為一種大眾使用的信息工具。
3.多維動態GIS
近年來,隨著空間對地觀測技術的發展和集成,三維地理空間信息獲取與更新的能力有了飛速的進步。同時,空間數據庫更新的技術方法和生產流程不斷發展,傳統GIS按照平面圖或鋪蓋數據模型,將具有鮮明的多維、動態特征的現實空間世界抽象為二維、靜態目標,生產、提供和使用二維(或2.5維)的地理基礎框架數據來表達或反映三維實體及其時空變化方面表現出很大的局限性,往往不能滿足實際應用的需求。GIS部門開始更新原有空間數據庫的二維(x,y)數據和擴充第三維(z)數據,并逐步積累成能反映地理空間要素時空分布的多維(x,y,z,t)數據源。隨著GIS應用的不斷深入,動態和多維GIS 成為GIS 發展的必然結果。動態和多維GIS研究熱點包括三維空間數據模型、時空數據模型、空間數據動態處理方法、異構地理數據的集成管理與互操作、多維索引與查詢、多維數據可視化、多維空間數據內插與分析、海量數據組織與數據更新、影像數據管理及信息提取等。當前,數字地球的重要性已得到世界的廣泛承認,數字地球涉及到以下三個關鍵問題:地球的多分辨率(或多比例尺)表示;地球的三維表示;如何植入與地球相關的大量數據問題。大量與地球相關的數據組合可用來描述某一時間三維空間上的一個特殊現象或某段時間內某一現象的演化,后者涉及到時間、空間模型,這樣就引出了動態模型。多分辨率表示也涉及多比例尺表示,比例尺被作為空間模擬中的一個基礎維,因此,多分辨率表示問題是多維GIS問題的一部分。由此可見,動態及多維GIS是數字地球的核心。3DGIS、數字地球、虛擬GIS、時態GIS等都是多維動態GIS的具體表現形式。
4.智能GIS
關鍵詞:工程測繪;GPS技術
中圖分類號:TB2文獻標識碼: A 文章編號:
1、GPS技術的測繪特點
GPS 測量技術即全球定位系統,其定位基本原理,是空間距離交會定點原理。假設在地面上有3個無線電信號發射臺,其位置坐標已知,用(xi,yi,zi)(i其中i=1,2,3)表示。用戶接收機在某一時刻采用無線電測距的原理測得接收機到3個無線電發射臺的距離只Ri(i=1,2,3),則只需以3個發射臺為球心,以所測距離為半徑,即可用距離交會原理計算出用戶接收機的空間位置(xp,yp,zp,)。使用GPS技術的主要測繪特點包括了以下幾個方面:
1.1測繪點之間不必進行通視
這就解決了房屋建筑測繪中一大難題。因為它能夠使得測繪的選點比較靈活。但是同時要注意保證,測繪點的上空的開闊,這樣比較利于接收GPS的衛星信號,有利于測繪的數據收集。
1.2 GPS定位具有很高的精度
GPS定位的準確度較傳統的定位方式有明顯的提高,具體數據如下:在5km以內定位的精度約在10~6之間;當定位范圍擴大到一百到五百公里之間時,定位的精確度約在10~7;定位距離在1000km時可達10~9。應用于300m~1500m的工程定位,進行1小時以上觀測的數據誤差僅在1mm之內,較ME-5000電磁波測距儀測得的數據精確度有明顯的提高。
1.3 測繪的觀察時間縮短了
隨著科技的發展,軟件的功能的增加日趨完善?,F在僅用15min就可以對20km以內的靜態目標進行精確的定位;基準站與各流動站的距離在1.5km以內時,進行快速靜態相對定位的測量,流動站觀測僅要不到2min的時間即可以準確定位,在此之后可以隨時對目標進行定位,各站之間的觀測差距在幾秒鐘之內。
1.4 GPS測繪的操作簡單
一方面是測繪一般是自動化進行的,工作人員只要根據測繪的簡單操作要求來進行就能夠完成測繪任務。另一方面,GPS主要是通過提供三維坐標來準確測定觀測地點的數據的。
2、工程測量中GPS測繪技術
2.1 GIS技術的應用
GIS技術是集環境科學、測繪遙感科學、空間科學、計算機科學等學科為一體的新興科學,它不僅可以集地理數據采集、存儲、管理為一體,還能夠進行空間提示、預測預報和輔助決策,這些功能的應用,使GIS技術本身建立了一個龐大的數據庫和圖形顯示輸出能力,數據庫存儲信息可以根據測量需求對存儲數據進行處理,這可以提高工程測量的成圖效率,加速工程設計的進度。
2.2 RS技術的應用
遙感技術是以航空攝影技術為基礎,在20世紀60年展起來的一門新興技術,隨著1972年美國發射了第一顆陸地衛星開始,航天遙感時代隨之來臨,遙感技術的應用是對地觀測獲取基礎地理信息的重要手段。遙感技術可以對測量范圍進行大面積的同步觀測,保證測量數據的有效性、綜合性,對工程測量的意義重大,并且在工程測量領域得到了快速的普及。遙感技術的快速發展使得中、小比例尺的形圖數據得到了有效的收集,保證了城市基本地形圖的工程測量,其較高的全色光譜分辨率也達到了相當大的提高,成為目前地觀測基礎地理信息的有效手段。
2.3 攝影測量技術的應用
所謂攝影測量技術實際上就是通過攝影的方式來將目標物的信息采集的一種技術,隨著科學技術的不斷進步,當前的攝影測量測繪技術已經逐步發展到了數字化的攝影測繪階段,它主要是利用影像處理和計算機技術對影像進行測繪,將大量的測量從外業轉移到室內,不僅精度很高,而且具有很高的速度,在一些人口比較密集的地區,利用該技術能夠高效地形成大面積成圖,為城市的建筑工程和城市規劃等提供良好的指南。攝影測量技術在測繪工程測量中的應用,大大提高了工程測量的精確度和速度,同時也節約了大量的人力和財力,實現了工程建設成本的節約,為工程建設的發展起到了良好的促進作用。
2.4 數字化測繪技術的應用
20世紀80年代以來,我國的數字化測繪技術的應用和開發研究發展速度飛快,而且成效顯著,傳統的地形圖和工程圖的測繪,需要耗費大量的人力和物力,而且作業環境十分艱苦,由于成圖時間長,圖形單一,難以適應飛速發展的城市建設和現代化工程建設的需要。數字化測繪技術的應用將數據采集和數控繪圖儀有效地結合起來,形成一個從外到內數據收集、數據處理、繪圖的自動測圖系統,不僅實現了圖形測繪的自動化,降低了成圖的難度,而且還建立了專業的數據庫和基礎地理信息系統,為以后的圖形測繪奠定基礎。
2.5 三維工業測量技術的應用
20世紀80年代以來,隨著高新技術的發展和社會的進步,現代工業生產進入了一個新的階段,許多新的工業生產要求對生產的監測、產品質量檢驗、生產過程控制與自動化流程等工作進行快速、高精度的測點定位,但是,傳統的測量技術根本達不到現有的工業生產要求。于是三維工業測量技術由此興起,并迅速的廣泛應用于工業生產的各個方面,極大地促進了工業生產的發展。
2.6 信息化測繪技術
信息化測繪技術的發展是我國測繪技術實現了由傳統測繪向數字化測繪轉化和跨越之后進入的又一個新的發展階段,在技術上和效率上都有了新的提高,它代表著我國測繪技術發展在進入新世紀后現代化建設總的戰略方向。信息化測繪技術的最本質的特征就是可以實現隨時隨地的地理信息服務,能夠為工程測量提供極大的幫助。信息化測繪技術中的前沿技術如現代坐標基準構建技術、新型網絡RTK技術等,在工程測量各方面的應用,使得工程測量的準確度不斷提高.
3、對未來工程測量中測繪技術應用的展望
由于GPS定位技術的不斷改進和完善,其測繪精度、測繪速度和經濟效益,都大大地優于目前的常規控制測量技術,目前,常規靜態測量、快速靜態測量、TRK技術已經逐步取代常規的測量方式,成為地籍控制測量的主要手段。邊長大于巧kin的長距離GPS基線向量,只能采取常規靜態測量方式:邊長在10~15km的GPS基線向量,如果觀測時刻的衛星很多,外部觀測條件好,可以采用快速靜態GPS測量模式,否則,建議使用常規靜態測量,如果是平原開闊地區,可以嘗試TRK模式;邊長小于skin的一、二級地籍控制網的基線,優先考慮采用RTK方法,如果設備條件不能滿足要求,可以采用快速靜態定位方法;邊長5~10knl的二、三、四等基本控制網的GPS基線向量,優先采用GPS快速靜態定位的方法,設備條件許可和外部觀測環境合適,可以使用TRK測量模式。
近幾年,地籍控制測量基本采用了以上三種GPS測量模式。例如:在大慶83萬畝油田用地的地籍調查中,采用常規靜態的作業方式建立了首級地籍控制網,然后采用TRK測量方式,加密了低級(5“)地籍控制點。隨著精密單點定位技術的不斷完善和網絡RTK系統的建立,未來這兩項新的技術可望成為地籍控制測量的主要方法之一。
4、結束語
各種測繪新技術在工程測量中的應用,極大地促進了工程建設的發展,開創了工程測量發展的新時代,為國家和人民帶來了更大的經濟效益和社會效益。測繪技術還在不斷的探索和發展當中,在未來的工程測量中,必然會有更多的測繪新技術應用到工程測量中,更好的促進工程測繪的發展。
參考文獻:
關鍵詞:城市規劃 測繪 應用
中圖分類號:TU984 文獻標識碼:A
21世紀是一個信息化發展迅猛的社會,隨著經濟的全球化以及信息化的飛速發展,我國的信息技術也得到了不斷地發展,并且已經滲透到我國社會及經濟生活的方方面面,信息化的快速發展成為了我國提升勞動生產力以及推動社會經濟發展以及提升我國綜合國力的一個綜合考評基礎。隨著信息化的發展與應用,給城市規劃行業也帶去了非常多令人驚喜的變化,但是,從目前看來,我國的城市規劃及其基礎設施方面、整體的管理水平等方面水平并不是很高,大部分的城市規劃與管理都還是處于一個以紙質統計為主要的信息管理手段,絕大部分還是基于純粹的數據庫的方式來進行的,缺乏了時間以及空間上的信心表達,將很難實現空間上的信息查詢、信息統計以及信息分析等等一些系統功能。信息化測繪對城市的相關基礎設施資源進行可視化的分析與管理,并且能夠達到充分利用城市化基礎設施資源,在此基礎上實現對城市基礎設施的規劃以及設計、建設和維護的全過程的管理。
一、城市測繪的主要內容
測繪是以計算機技術、光電技術、網絡通訊技術、空間科學、信息科學為基礎,以全球定位系統(GPS)、遙感(RS)、地理信息系統(GIS)為技術核心,將地面已有的特征點和界線通過測量手段獲得反映地面現狀的圖形和位置信息,供工程建設的規劃設計和行政管理之用。城市以及地籍、房產測繪共同構成了整個城市建設當中具有交叉作用的三大塊,通過城市測繪的相關數據能夠反應出整個城市的地表的自然以及經濟和社會等多方面要素的特征以及位置、形態、大小和一些其他的重要信息等等。通過城市測繪的相關資料可以很直觀的反映出城市的面貌,在做城市規劃的時候也需要經過城市測繪的相關資料,測繪資料的準確性以及完整性將直接影響到整個城市規劃及城市建設。關于城市測繪的內容主要包括了:城市現狀大比例尺地形圖測繪、地下管線的測量、城市平面以及建筑用地界線選定等等。
二、測繪的社會需求
有關測繪工作的具體體現主要在以下方面:測繪對于行政區域的劃分來說,關系到行政區域的布設以及加密城市的控制網,能夠使得整個城市的建設以及規劃能夠在一個共同的平臺下有序進行,而且還能夠為政府機關以及企事業單位提供一些可靠的多比例尺的地形圖,同時還能夠滿足各個行業的使用需求,能夠根據具體的設計需求來規劃整個城市的建設用地,并且還能夠對城市的用地情況進行實時監控,能夠獲得一些有效的可靠的信息。另外,社會對于測繪的需求是非常大的,大部分的需求單位主要是政府機關,然后是一些企事業單位。經過測繪之后的絕大部分的資料都將運用到城市基礎設施建設以及規劃當中,城市規劃的任何一項工作都需要測繪資料的輔助。包括從建設用地之前的選址、建設工程的有關設計以及實施等多方面,測繪是始終貫穿到城市規劃的每一個環節的。所以,重視以及促進依法測繪,這樣才能夠保證整個城市的完整性、連續性以及統一性。在城鄉建設規劃、國土資源利用、環境保護等工作中,必須進行土地測量和測繪各種地圖,供規劃和管理使用。在地質勘探、礦產開發、水利、交通等建設中,必須進行控制測量、礦山測量、路線測量和繪制地形圖,供地質普查和各種建筑物設計施工用。
三、信息化測繪服務城市建設的方式
(一)服務內容多樣化
服務內容從數字地圖產品到數字地圖的補充產品,從普通的DMI到Web-GIS,Mobile-GIS和網格GIS、從4D產品到5D產品:一個可量測的實景影像擴展成5D產品。
(二)三維可視化
通過運用ImaGis軟件能夠使用一些交互式的應用程序,并且使用者還可以自行建立起虛擬的三維場景,能夠進行瀏覽以及分析和查詢等。并且,所獲得的信息將更加直觀、完整以及清晰,能夠進行空間分析、漫游以及一些屬性編輯等等,比如說需要對某一棟高樓進行查詢的話,可以對這棟高樓建筑周邊的街道以及周邊的建筑進行模擬實現實時場景畫面更新,對這棟建筑的日照以及交通情況進行模擬,還有對這棟大廈的大概人口以及周邊的加油站等等做一個信息匯總,這些信息將會受到用戶的喜歡。
(三)可測量
用車載GIS導航進行多CCD相機拍攝,然后將每一個像片的元素都求出來,讓后再把前方交會的公式進行計算并且掛到網上去,所以就可以在網上看到模擬出測量出整個街道的寬度以及被測量對象的高度等等??赡懿恢勒l會需要這些信息,但是知道做這些東西是一定有人需要的,先把所拍攝到的影像放在網上,用戶能夠根據此測量出所需要的目標的相關信息,使用者可以進行自由的操作并且參與到其中。其實這一功能并不是只有專業人員才能夠做到的,希望普通用戶就可以將自己看到的影像上傳到網上,進行一些具有創造性的服務,并且這種做法可以很有效的降低成本。
四、GIS的應用與發展方向
雖然從上面的介紹可以看出有關地理信息系統技術及其應用得到了巨大的發展,但是出于空間的復雜性以及特殊性,GIS的發展還需要克服很多困難。
(一)數據采集、共享、更新以及分析
多數情況下,采用的跟蹤數字化方法速度慢、精度低;掃描數字化尚未普遍采用;軟件運行不穩定、智能化程度差。數據多來自地圖,遙感動態信息的應用基本沒有解決;多數數據源數據采集方法及其技術集成程度低。數據采集與更新落后狀況阻礙了GIS的發展。
(二)系統功能深化
大多數GIS仍是側重于數據獲取、存儲、管理和查詢檢索的初級階段,空間分析、預言預報、決策支持功能很低。已經建立的遙感衛星地面接收系統、圖像數據處理系統、自動觀測臺網系統,將為GIS提供大量、及時、動態的數據,為GIS建立動態地理數據庫、模型庫提供條件,為GIS走向高級支持決策創造了條件。
(三)3S集成問題
GIS、RS、GPS各自代表地圖制圖、攝影測量、遙感和大地測量等學科的前沿技術,目前還沒有實現三者的有機結合,一體化進程還在初步階段。但是,衛星遙感技術的進步,從全球到局部、從宏觀到微觀的人類認知過程,傳統的地圖測繪模式也將從根本上發生變化,這將不利于GIS的發展。
(四)方法學問題
目前缺少明顯的認知方法學以及能夠面對大眾的程序設計方法學及其指導,這將導致整個設計的分析以及實現需要經過一個系統的過程,并且這種系統過程的認識方法和一般的系統認識方法是不一樣的,就好比計算機語言與一般的人類語言,傳統的系統設計以及系統分析,還有系統實現都和人類認識問題的整個過程以及宏觀層次上存在著差異,而且整個軟件系統的維護性以及可靠性也比較差。
小結
總之,為了更好地發揮測繪保障服務水平,發揮地理信息系統在城市建設管理中的作用,應由政府測繪主管部門牽頭,規劃管理、土地管理、房產管理、路政、水利、交通和市政建設等部門共同擔綱,制定統一的數據標準和相關政策,確定唯一的地理信息基礎數據的作業要求、精度、成圖質量,整合現有測繪力量。制定相應的維護、更新機制,確保地理數據的正確性和現勢性,進行統一的城市大比例尺基礎圖提供,各部門在基于一個共享數據平臺的基礎上掛接本部門的專業數據,直接獲得數字化的地形信息,從而極大地減少重復勞動,降低全社會的信息收集與輸入成本,保持空間位置的統一性和精確性。
參考文獻
[1]孔祥元、郭際明、劉宗泉等.大地測量學基礎[M].武漢大學出版社,2010.5
【關鍵詞】數字化;測繪技術;城鎮地籍;測量
本文主要從分析傳統測圖和數字化測繪技術的優勢劣勢分析入手,與實際測繪技術在城鎮地籍測量中的應用相結合,對城鎮地籍測量具有一定的參考價值。
1 傳統測圖方法的弊端和數字化測繪的優勢
1.1 傳統測圖方法的弊端
點、線、面是地圖圖形構成的三要素,幾乎所有的地形圖都可以被分解成這三個要素。點作為其中的最基本要素,測量其點位坐標是整個測量工作的最基本環節。測量完畢后,點連成線,這些由線條組成的圖形就是所測量地形的地圖的基本圖形,再添加地理專業符號等進行標注。在進行傳統模式的城鎮地籍測量時,我們所使用的設備往往也比較傳統,經緯儀、平板儀、水準儀等就是我們在傳統測量中常用的設備。利用這些儀器測出點的平面坐標、高程,或者測量點的水平角、豎直角以及距離,從而確定點位,這些點位就是繪圖員通過計算得出三維坐標的數據基礎,最后通過角度和距離或者坐標將點在圖紙上進行繪制。這項工作在野外花費的時間較長,工作量相對較大,所以在工作的過程中較容易出現失誤,最終導致測繪與實際的誤差較大。圖解測圖的方法受到的影響因素較多,容易產生誤差。如地物點的平面位置會受到展繪誤差和測定誤差的影響,此外測定地物點的視距誤差和方向誤差以及地形圖上地物點的刺點誤差等都是潛在的影響因素,雖然紅外測距儀的使用和電子測速儀的普及在某種程度上改善了誤差較大這一弊病,提高了測量的精度,但白紙測圖的方法有局限了一起的精密特點,因此出現了資源的浪費。無論測距和測角的精度怎樣被提高整體測繪的精度提高仍然不多。
1.2 數字化測繪的優勢
從本質上來看,數字化測圖技術與傳統的測繪方法不同,它是以一種全解析、機助成圖的方法。它的優勢相較于傳統的測繪方法來看也是方方面面的:數字地形圖可以實現與高精度測量儀器的良好匹配,也就是說,他可以實現無損地體現外業測量的高精度,作為一種前沿技術,在地形測繪領域數字化測圖技術具有廣闊而良好的發展前景。數字化測圖技術是高科技在一起發展歷程上的一個經典的體現。數字化測繪技術不僅作為科技的產物代表著高精度和高效率,在實際的生活中,它也是進行科學的管理必不可少的一個工具,在工程測量,數字化測繪技術在地籍測量、管網測量以及房產測量等非常多的方面都起著重要的作用。數字化測圖技術在這些領域的應用提高了測量的精度的同時,也為各個行業的信息系統管理提供了良好的基礎。
2 數字化測繪技術在城鎮地籍測量中應用情況
2.1 自動化程度高
在計算機技術飛速發展的今天,計算機軟件的開發和應用為數字化側圖技術提供了強大的技術支持。因此自動化程度高也是數字化側圖技術的一個突出的特點。在城鎮地籍測量的數字化測繪中,計算機軟件提供了自動計算的功能,一方面減少了人力的投入一方面將計算的誤差降低。計算機軟件的自動識別、計算和調用符號的功能大大地提高了測繪的準度,也是繪制的成圖更加規范和美觀。
2.2 測圖精度高
前文已經說過,傳統的測繪方式由于人力和工具的限制,測繪的精度會受到
較大的影響,而測圖精度高是數字化測繪技術的另一大顯著特點。采用數字測圖技術的地圖圖形距離小于300m時物點測定誤差為2mm左右,地形點高差測定為18mm左右。數字化測繪技術也不會使繪制的地圖在傳輸、存儲、復制、成圖的過程中發生精度誤差,降低了測繪的總體誤差,這些誤差一般包括:視距誤差、方向誤差、展點誤差等,保證了測量具有較高的精度。
2.3 豐富的圖形屬性信息
城鎮地籍測量的數字化測繪的地圖中,地形點的點位左邊的精度得到了較好的保證,地形點的屬性信息也得到了較大的豐富,如該測點的編碼和連接信息,在顯示成圖時,利用測圖系統中的圖式符號庫,通過編碼就可以非常輕松地從庫中調出與該編碼對應的圖式符號成圖。這些信息涵蓋的內容較廣,它包括點的定位信息、連接信息、屬性信息等很多方面,在佳諾查閱的時候就顯得十分智能和方便。
2.4 對數據進行采集的方法科學
傳感器等其它設備在數字化測繪中的應用,目的是用來模擬數字被測單元自動采集信息,這一過程叫做數據采集。在地籍測繪中,數字化測繪需呀的數據測量通常是通過對所要測量地點的陽臺角、房屋拐角、圍墻拐點等地物的數據進行測量,也可以采用測量地形點的方式來對其他的地物進行測量來得出。通常情況下,會把界址點以及地形點的測量制作成與之相應的代碼,即使這些點的性質不同。這種方法對于工作人員來說是便于記憶和便于使用的。
在進行實地測量的過程中,對于測量區域內的測量目標要進行有一定順序的測量,數據之間的轉換在使用了這種方法以后會變得更加方便,也在一定的程度上減少了工作人員花費在散點上的盡力,提高作圖的效率和成圖的精準度。
總的來說,有了數字化測繪的方法以后,工程測量的服務領域也得到了一定程度的延伸,數據采集自動化,自動處理數據、實時化和數據化的發展方向將使測繪領域的精度得到日益的提升。
3 結束語
數字化測繪和地面測量等技術的應用范圍越來越廣,作為其重要的一個應用方向,工程測量相應地產生了很大的變革。在經歷了深刻的變化之后,測繪的手段和測繪方法都不可同日而語。傳統測繪這項工作在野外花費的時間較長,工作量相對較大,所以在工作的過程中較容易出現失誤,導致測繪與實際的誤差較大。圖解測圖的方法受到的影響因素較多,容易產生誤差。數字化測圖技術與傳統的測繪方法不同,它是以一種全解析、機助成圖的方法。數字地形圖可以實現與高精度測量儀器的良好匹配,也就是說,他可以實現無損地體現外業測量的高精度,這一點在城鎮地籍測量的應用中體現十分明顯。作為一種前沿技術,在地形測繪領域數字化測圖技術具有廣闊而良好的發展前景。我們會繼續研究城鎮地籍數字化測量的技術,爭取越做越好。
參考文獻:
[1]高恒昌,段朝輝,張澎.數字化測圖在城鎮地籍測量中的應用[J].城市勘測,2002(02).