地理国情监测以及测绘技术探讨

2016-08-11朱碧琴

大科技 2016年5期

关键词：飞艇国情遥感技术

朱碧琴

（安徽省地质矿产勘查局326地质队安徽安庆 246003）

地理国情监测以及测绘技术探讨

朱碧琴

（安徽省地质矿产勘查局326地质队安徽安庆 246003）

国家地理国情监测是一项主要的科研活动，其不仅能够了解国内各地区的地理情况，同时还可以提高对矿产资源的勘探效率。本文即是对地理国情监测和测绘技术进行研究，探讨了现代地理国情监测工作的重要性和目标，并列举了目前我国应用的高新测绘技术，以湖南省为例介绍了地理国情监测的主体流程，以期能为相关工作提供参考。

地理国情监测；测绘技术；测绘流程

早在2011年中旬，我国总理李克强就提出了地理国情监测是我国现代化建设的主要推动力，并且是构建“数字化”中国的基础，从我国总的发展战略角度出发，现代地理国情监测工作遇到了新的机遇和挑战，这也为推动我国测绘技术的发展提供了一个良好的平台。在未来的发展过程中，我国必然会进一步将卫星、导航、遥感以及定位技术等进行融合，为地理国情监测提供更加综合化的服务。

1 现代地理国情监测工作的重要性和目标

1.1 现代地理国情监测工作的重要性

地理国情对于一个国家来说非常重要，其主要包含了国家整体的国土面积，同时还包含了各地区的地理区域划分、地质特征、交通网络覆盖情况、水资源分布情况、土地利用情况、可使用土地覆盖率情况等多个方面。地理国情一般是通过面积、长度、形状以及空间位置等进行反映，它是一种能够将国家信息在空间角度进行可视化反映的活动，能够为一个国家研究其国内自然资源、人文环境、经济发展程度等提供辅助数据。同时，地理国情还能够为政府监管人员提供矿产资源分布情况、国土资源利用情况、地质地貌变化情况、生态分布情况以及城市规划等多方面的信息，因此能够帮助国家和地区政府对经济发展和城市建设进行有效的规划，进一步提升城市改革的针对性，并推动其他事业的有序发展。

1.2 当前我国地理国情监测工作的目标

①开展这一工作的主要目的在于利用现有资源，对我国地理国情的各类信息进行收集和整理，并帮助相关部门构建动态的国家地理国情信息监控系统，对国内各地区生态变化情况进行量化处理，以保证有效的监管工作。②地理国情监测还能够有效辅助各类大规模工程的实施，可以让政府和施工企业充分了解施工地点周围自然资源的分布规律，在满足环境保护的前提下，保持经济建设的稳定和健康发展。③利用地理国情监测工作中所获得数据的最终目标是制定我国整体发展战略，并进一步推动国内公共服务的发展，科学规划各地区土地使用情况，并对各类自然灾害问题进行有效的预防和及时的解决，保障群众的生活安全。

2 现代我国在地理国情监测工作中应用的高新测绘技术

2.1 3S测绘技术

目前在我国地理国情监测工作当中应用最为广泛地就是3S测绘技术，其主要是将遥感技术、地理信息技术以及全球定位技术进行结合，因为这三种技术的英文缩写当中均含有“S”，因此被称为3S测绘技术，其结构如图1所示。

图1 3S测绘技术示意图

图1 当中的RS即是遥感技术，其主要是在大气层或外太空对地球表面信息进行检测，并利用数据扫描、摄影、传输以及分析等多重技术，对地面的地理数据进行远距离测量。遥感技术目前在国际上应用范围较广，主要用于天气预测、病虫害预测、环境质量监控、交通网络监控等多个方面。例如，可利用遥感技术可以对地面行驶的汽车数量进行监控，以此分析汽车数量和尾气排放对环境污染造成的影响[1]。GIS则是地理信息技术，这一技术属于计算机的软件技术，其具有将地理数据分层级管理和储存的功能，同时还可以通过检索查询的方式获得相关的数据，并可以将各种层级的数据进行交叉对比分析，将数值化的地理信息转变为直观的量化数据，再通过显示器将仿真模拟出的地理信息进行排列，也就使得现代地理国情监测数据能够更加直观地进行反映。这一技术能够直接被应用在土地资源规划、生态系统分布、农作物产量评估等多个方面，对我国建筑业、农业、畜牧业以及林业等的发展提供了高效的推动力。GPS则指的是全球定位技术，是美国在20世纪70年代所研发的，其具备了海陆空三维导航和定位的功能，并且其所提供的定位坐标是空间三维坐标，并能够提供定位点所在地区周围的地理数据，该技术的主要的优势在于全天候、精准度高、自动化、效率高等，目前已经被广泛地应用在军事、交通、地质勘探、野外探险以及人员追踪等多个领域，并且还引入到了手机功能当中，使得该项技术距离人们越来越近。

2.2 无人机航拍技术

目前世界各国均在研制具有自主知识产权的无人机技术，并且已经取得了重大的成功。这种智能化飞行平台上既可以搭载数码摄像系统，又可以搭载小型武器，能够同时完成地理数据的拍摄和处理，并将其同步发送到控制平台上，进而实现了对国内地理信息的实时监控作业，进一步提高了我国地理国情动态监测的效果。在2015年7月我国新疆大型地震当中，无人机也被派往灾区监控地震区域的地质变化，为灾后受困人员的抢救提供了第一手资料，有效提高了受困者生还的几率。

2.3 飞艇遥感技术

为了进一步扩增我国地理国情监测技术的种类，打造全新的测绘强国，我国中科院主力研发了用于航空遥感地理信息监测的特种飞行器——飞艇。这种飞行器虽然从机动能力上要弱于无人机，并且飞行速度较慢，但是却可以获得更加稳定的航拍视频图像，加之飞艇本身所需要的动力仅来自于气体浮力和电力，较传统飞行器对环境的污染性大大降低。我国最早的飞艇遥感地理国情监测基地建于湖北省的荆门市，依靠我国自主研发技术，已经实现了飞艇遥感技术的产业化发展，为我国地理国情监测工作提供了全新的技术。但需要注意的是，现代大多数飞艇均无法承受4级以上的强风干扰，因此克服4级风并能按直线飞行就是我国飞艇遥感技术下一个难题[2]。

2.4 地理信息应急监测车

随着我国近几年重大自然灾害的频发，使得国内地理数据测绘的保障服务技术显得更加重要。虽然我国已经开始推广无人机技术的使用，但当前我国无人机技术仍存在远程数据传输较慢、现场视频画面波动较大等问题，影响了实时监测的精准度。而为了弥补这一劣势，我国在2011年是研发了应急监测车，其内部结构如图2所示。

由图2可见，该特种车辆内搭载了摄像设备、数据处理计算机、远程传输设备等，并利用遥感和全球定位技术，实现了车载地理数据三维快速建模的技术，能够有效对灾情地区的地质活动情况进行实时监测[3]。

3 现代地理国情监测技术的流程

以湖南省岳阳县为例，该地区在开展地理国情监测时主要采用的是3S技术：①RS和GPS技术对县区内的地理数据进行搜集和拍摄。②利用空间分辨和光谱分辨技术，拍摄更加符合时相生长季的图像数据，并制成数字正射影像图。③将基础数据以1：10000的比例在GIS当中建立三维模型，采用高分辨遥感技术，对所需要普查的地理数据进行地表覆盖和地理国情要素监测。④在整个监测过程中，每个覆盖类型的取样点均需要寻找15个左右，取样点所获得的图片数据存储为JPG格式文件，文字描述存储为TXT格式文件，遥感影像数据则存储为TIF格式文件。⑤根据搜集的各类信息，在GIS当中建立生产元数据库，其中的元数据要包含基础数据、数据源、采集点数据、外业核查数据、调整编辑、质量核查、结果校验、结果精确度以及责任单位等多个方面。