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[摘要]随着电子计算机技术,空间信息技术,GPS定位技术,遥感技术的飞速发展和测量效率和精度要求的不断提高,把GPS技术、GIS技术和RS技术进行整合并实现优势互补已经成为当前测绘工程发展的客观需要和必然趋势。
[关键词]矿山测量;“3S”集成技术;城市规划测量
在新时期测绘新技术的应运而生为社会的进步注入了巨大的活力,特别是“3S”技术的发展,成为矿山测量学取得新发展、新突破的关键,本文就“3S”技术在矿山测量中的应用作简要陈述。
1 3S技术在矿山测量中的应用
矿山测量学是一个重要应用领域,在广大的煤矿、金属矿山、有色矿山等的生产过程中发挥着重要的作用,是测量学、地质学和采矿学的一个交叉学科。
1.1 GPS技术在矿山测量中的应用
1.1.1 GPS技术在矿山控制测量中的应用
国家或区域性的高精度三维国家大地测量GPS控制网,相邻点的距离可达数千千米,以确定国家大地坐标系与世界大地坐标系的转换参数,为地学和空间科学等方面的科学研究工作服务。另一类是局部性的GPS控制网,包括矿区GPS控制网,网中相邻,点间距为几千米至几十千米,主要是为矿山生产或专项工程建设服务
1.1.2 GPS-RTK技术在矿山测量中的应用
GPS-RTK技术是实时载波相位差分技术,实时处理2个测站载波相位观测量的差分方法。差分定位技术是用至少2台GPS接收机同时接收卫星信号,其中一台安置在已知坐标点上作为基准站(基准站可安置在任意位置),其他的用来测定未知的坐标——移动站。工作原理是基准站根据改正点的准确坐标求出到卫星的距离的改正数并将这一改正数发给移动站,移动站接收到这一改正数来改正其定位结果。RTK技术的精度可以达到厘米级,可以满足矿区各比例尺测图要求。GPS-RTK在矿山测量中的应用,使得代表着当今尖端科学水平的“3S”技术得以在矿山测量中成功实现突破。并且由于定位精度高、全天候作业、观测时间短,可及时消除地方与企业的用地纠纷,减少不必要的麻烦,其社会效益不可估量。
1.2 GIS在矿山测量中的应用
三维矿山是矿山客观实体的一个模型描述,是三维地学模拟理念的一个具体实现。通过三维矿山的建设,地质、矿业界人士能够更直观、更精确地圈定矿体边界,了解不同矿体分布的三维形态,准确地解译和圈定地下地质体,借以指导矿业开发和深部找矿预测。近10年来,随着地理信息系统、科学可视化技术和地质信息计算机模拟技术的发展,三维矿山已成为地学与信息科学的交叉技术前沿和热点。
1.3 RS在矿山测量中的应用
21世纪80年代,国外学者开始将INSAR应用于监测地表形变的各个领域,而国内对于利用InSAR技术来监测滑坡的研究起步较晚。目前,InSAR技术已广泛应用于地表沉降监测、滑坡监测、地震形变监测、冰川动力学等方面,并在工矿区地表沉陷、矿山地表形变等监测方面的研究也取得了满意的效果。
2 3S技术在城市规划测量中的应用
城市化和城市扩张是我国全面实现现代化的基础。城市发展的日新月异对城市规划所需的各种基础测绘资料(图件和数据)的更新及其数据管理带来了很大的压力;另一方面,随着城市范围的不断扩大以及城乡一体化建设的加快,对城市基础测绘资料的覆盖范围、准确性也提出了更高的要求。
随着3s技术不断深入发展,其在城市规划测量中的应用也势必更加广阔。GPS技术与Rs技术的发展给城市规划测量提供了新的手段和方法。GPS技术快速静态定位为城市各种工程控制网的测量提供了快捷、经济的手段;动态定位(RTK)技术将GPS定位技术推向一个新的里程碑,在图根测量、竣工测量、城市勘界测量和快速施工放样等方面得到越来越多的应用。Rs技术给地形图等基本资料的快速更新和包括土地利用、道路、城市绿地等城市各种专题信息的提取与专题图的制作等工作都可提供更加有效、快捷、经济的手段。随着遥感影像分辨率越来越高,某些商用卫星(Quick Bird,IKONOS等)分辨率已达分米级,使得利用遥感数据生产大中比例尺的城市基本地形图成为可能。城市的发展使得传统的城市数据管理手段不堪重负,GIS和数据库技术的出现为城市数据的管理注入了新的活力,提供了有效的管理手段和模式;反之,利用GIS技术管理的城市基础地理数据也将为城市的规划测量工作提供更好的服务。“3S”在城市规划中的应用范围极其广泛,其中最主要的是信息的采集、城市发展的动态监测、城市环境变的模拟和预测、城市环境的分析评价、城市三维显示等方面。
3 3S集成技术
“3S”集成技术(GPS、GIS、ItS)是当前世界的发展主流和必然趋势,其占有主导地位可谓是水到渠成的事。其中,遥感技术通过不同遥感传感器来获取地表数据,然后进行分析处理最后获得地物信息;地理信息系统的长处在于对数据进行分析。如果将两者集成,可实现优
势互补。利用遥感影像资料进行矿区土地利用变化进行分类解释,结合GIS技术进行土地利用动态监测可以全面、系统地反映土地利用状态及其分布规律;GPS与GIS组合用于矿山安全监测,则可构成GPS数据采集与GIS数据管理的实时分析等。而由于GPS在实时定位方面的优势,使得GPS与遥感图像处理系统的集成变得很自然。不管是RS还是GIS,处理的都是带坐标的数据,而GPS是当前获取坐标最快捷的方式之一,同时精度也越来越高。“3S”的两两结合中,RS和GIs的结合是核心,共包含三种方式:分开但平行的结合,表面无缝的结合以及整体的结合。
4 结束语
由于以空间技术、计算机技术、通讯技术和信息技术为支柱的测绘高新技术日新月异的迅猛发展,测绘学的理论基础、测绘工程的技术体系、其研究领域和学科目标,正在适应新形势的需要发生着深刻的变化,表现为正在以高新技术为支撑和动力,进入市场竞争求发展,测绘业已成为一项重要的信息产业。它的服务范围和对象也在不断扩大,不仅是原来的单纯从控制到测图,为国家制作基本地形图的任务,而是扩大到国民经济和国防建设中与空间数据有关的各个领域。它必将随着21世纪更加成熟的信息化社会的到来向更高层次发展,在未来数字地球的概念和技术框架中占据重要的基础性地位。
参考文献
[1]张正禄著,工程测量学,武汉大学出版社。2002
[2]孙家著,遥感原理与应用,武汉大学出版社,2002
[3]徐邵强,张华海,杨志强,王泽民,著,GPS测量原理及应用,武汉大学出版社,2002
[4]程广博,GPS-RTK在矿山测量中的应用,山东煤炭科技,2009年第1期
[5]杨建庆,RTK技术在大峰矿测量中的应用,西北煤炭,2005年第3期
[关键词]矿山测量;“3S”集成技术;城市规划测量
在新时期测绘新技术的应运而生为社会的进步注入了巨大的活力,特别是“3S”技术的发展,成为矿山测量学取得新发展、新突破的关键,本文就“3S”技术在矿山测量中的应用作简要陈述。
1 3S技术在矿山测量中的应用
矿山测量学是一个重要应用领域,在广大的煤矿、金属矿山、有色矿山等的生产过程中发挥着重要的作用,是测量学、地质学和采矿学的一个交叉学科。
1.1 GPS技术在矿山测量中的应用
1.1.1 GPS技术在矿山控制测量中的应用
国家或区域性的高精度三维国家大地测量GPS控制网,相邻点的距离可达数千千米,以确定国家大地坐标系与世界大地坐标系的转换参数,为地学和空间科学等方面的科学研究工作服务。另一类是局部性的GPS控制网,包括矿区GPS控制网,网中相邻,点间距为几千米至几十千米,主要是为矿山生产或专项工程建设服务
1.1.2 GPS-RTK技术在矿山测量中的应用
GPS-RTK技术是实时载波相位差分技术,实时处理2个测站载波相位观测量的差分方法。差分定位技术是用至少2台GPS接收机同时接收卫星信号,其中一台安置在已知坐标点上作为基准站(基准站可安置在任意位置),其他的用来测定未知的坐标——移动站。工作原理是基准站根据改正点的准确坐标求出到卫星的距离的改正数并将这一改正数发给移动站,移动站接收到这一改正数来改正其定位结果。RTK技术的精度可以达到厘米级,可以满足矿区各比例尺测图要求。GPS-RTK在矿山测量中的应用,使得代表着当今尖端科学水平的“3S”技术得以在矿山测量中成功实现突破。并且由于定位精度高、全天候作业、观测时间短,可及时消除地方与企业的用地纠纷,减少不必要的麻烦,其社会效益不可估量。
1.2 GIS在矿山测量中的应用
三维矿山是矿山客观实体的一个模型描述,是三维地学模拟理念的一个具体实现。通过三维矿山的建设,地质、矿业界人士能够更直观、更精确地圈定矿体边界,了解不同矿体分布的三维形态,准确地解译和圈定地下地质体,借以指导矿业开发和深部找矿预测。近10年来,随着地理信息系统、科学可视化技术和地质信息计算机模拟技术的发展,三维矿山已成为地学与信息科学的交叉技术前沿和热点。
1.3 RS在矿山测量中的应用
21世纪80年代,国外学者开始将INSAR应用于监测地表形变的各个领域,而国内对于利用InSAR技术来监测滑坡的研究起步较晚。目前,InSAR技术已广泛应用于地表沉降监测、滑坡监测、地震形变监测、冰川动力学等方面,并在工矿区地表沉陷、矿山地表形变等监测方面的研究也取得了满意的效果。
2 3S技术在城市规划测量中的应用
城市化和城市扩张是我国全面实现现代化的基础。城市发展的日新月异对城市规划所需的各种基础测绘资料(图件和数据)的更新及其数据管理带来了很大的压力;另一方面,随着城市范围的不断扩大以及城乡一体化建设的加快,对城市基础测绘资料的覆盖范围、准确性也提出了更高的要求。
随着3s技术不断深入发展,其在城市规划测量中的应用也势必更加广阔。GPS技术与Rs技术的发展给城市规划测量提供了新的手段和方法。GPS技术快速静态定位为城市各种工程控制网的测量提供了快捷、经济的手段;动态定位(RTK)技术将GPS定位技术推向一个新的里程碑,在图根测量、竣工测量、城市勘界测量和快速施工放样等方面得到越来越多的应用。Rs技术给地形图等基本资料的快速更新和包括土地利用、道路、城市绿地等城市各种专题信息的提取与专题图的制作等工作都可提供更加有效、快捷、经济的手段。随着遥感影像分辨率越来越高,某些商用卫星(Quick Bird,IKONOS等)分辨率已达分米级,使得利用遥感数据生产大中比例尺的城市基本地形图成为可能。城市的发展使得传统的城市数据管理手段不堪重负,GIS和数据库技术的出现为城市数据的管理注入了新的活力,提供了有效的管理手段和模式;反之,利用GIS技术管理的城市基础地理数据也将为城市的规划测量工作提供更好的服务。“3S”在城市规划中的应用范围极其广泛,其中最主要的是信息的采集、城市发展的动态监测、城市环境变的模拟和预测、城市环境的分析评价、城市三维显示等方面。
3 3S集成技术
“3S”集成技术(GPS、GIS、ItS)是当前世界的发展主流和必然趋势,其占有主导地位可谓是水到渠成的事。其中,遥感技术通过不同遥感传感器来获取地表数据,然后进行分析处理最后获得地物信息;地理信息系统的长处在于对数据进行分析。如果将两者集成,可实现优
势互补。利用遥感影像资料进行矿区土地利用变化进行分类解释,结合GIS技术进行土地利用动态监测可以全面、系统地反映土地利用状态及其分布规律;GPS与GIS组合用于矿山安全监测,则可构成GPS数据采集与GIS数据管理的实时分析等。而由于GPS在实时定位方面的优势,使得GPS与遥感图像处理系统的集成变得很自然。不管是RS还是GIS,处理的都是带坐标的数据,而GPS是当前获取坐标最快捷的方式之一,同时精度也越来越高。“3S”的两两结合中,RS和GIs的结合是核心,共包含三种方式:分开但平行的结合,表面无缝的结合以及整体的结合。
4 结束语
由于以空间技术、计算机技术、通讯技术和信息技术为支柱的测绘高新技术日新月异的迅猛发展,测绘学的理论基础、测绘工程的技术体系、其研究领域和学科目标,正在适应新形势的需要发生着深刻的变化,表现为正在以高新技术为支撑和动力,进入市场竞争求发展,测绘业已成为一项重要的信息产业。它的服务范围和对象也在不断扩大,不仅是原来的单纯从控制到测图,为国家制作基本地形图的任务,而是扩大到国民经济和国防建设中与空间数据有关的各个领域。它必将随着21世纪更加成熟的信息化社会的到来向更高层次发展,在未来数字地球的概念和技术框架中占据重要的基础性地位。
参考文献
[1]张正禄著,工程测量学,武汉大学出版社。2002
[2]孙家著,遥感原理与应用,武汉大学出版社,2002
[3]徐邵强,张华海,杨志强,王泽民,著,GPS测量原理及应用,武汉大学出版社,2002
[4]程广博,GPS-RTK在矿山测量中的应用,山东煤炭科技,2009年第1期
[5]杨建庆,RTK技术在大峰矿测量中的应用,西北煤炭,2005年第3期