引論：我們?yōu)槟砹?3篇海洋測(cè)繪論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
篇1
我國(guó)具有島嶼多、海域廣、海岸線長(zhǎng)等特點(diǎn)。因此，做好海洋測(cè)繪工作，對(duì)于維護(hù)國(guó)家安全和開發(fā)海洋資源來(lái)說，意義重大，除此之外，海洋測(cè)繪工作還與海洋地質(zhì)勘探、海洋工程、海上交通、管道敷設(shè)、開發(fā)海洋資源和海底電纜等相關(guān)工作息息相關(guān)。作者通過查找相關(guān)的資料和結(jié)合自身的工作經(jīng)驗(yàn)，得知導(dǎo)航衛(wèi)星在海洋測(cè)繪中發(fā)揮的作用不容忽視。
2 海洋測(cè)繪在GPS信號(hào)接收機(jī)
通過人造地球衛(wèi)星來(lái)對(duì)點(diǎn)位進(jìn)行測(cè)量，這種技術(shù)就是我們耳熟能詳?shù)男l(wèi)星定位技術(shù)。在這種技術(shù)剛出來(lái)的時(shí)候，人造地球衛(wèi)星只是一種空間上的觀測(cè)目標(biāo)，在地面測(cè)站實(shí)施攝影觀測(cè)，就是我們平時(shí)常說的衛(wèi)星三角測(cè)量技術(shù)。這種技術(shù)在一定程度上可以解決陸地海島聯(lián)測(cè)定位的問題，但是所消耗的人力、物力和時(shí)間比較大，而且定位的精度不高，難以對(duì)點(diǎn)位的地心坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量。所以，衛(wèi)星多普勒定位很快就取代了衛(wèi)星三角測(cè)量技術(shù)，取得了較大的進(jìn)步，也導(dǎo)致衛(wèi)星定位技術(shù)從初級(jí)階段上升到高級(jí)階段，實(shí)現(xiàn)了從空間觀測(cè)目標(biāo)到動(dòng)態(tài)已知點(diǎn)衛(wèi)星的轉(zhuǎn)變。但是，有一點(diǎn)必須要明確的是，對(duì)子午衛(wèi)星信號(hào)實(shí)施多普勒定位的時(shí)候，需要間隔的時(shí)間比較長(zhǎng)，還要花上1-2天的時(shí)間來(lái)觀測(cè)。在連續(xù)定位問題上沒有得到解決，同時(shí)也沒有實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)的定位精度，所以，子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用也受到了較大的約束。隨著技術(shù)的發(fā)展，人類也追求全球性、全天時(shí)、全天候和更加高精度的導(dǎo)航和定位技術(shù)，GPS衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)也隨之誕生。這也使導(dǎo)航與定位技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入到一個(gè)全新的階段，其前景也相當(dāng)可觀。
在20世紀(jì)的90年代初期，當(dāng)時(shí)的在軌GPS衛(wèi)星數(shù)量不多，僅僅為15、16顆，但是，那時(shí)候GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)就已經(jīng)深受海洋測(cè)繪人員的偏好。中國(guó)南海GPS島礁聯(lián)測(cè)分隊(duì)由國(guó)家海洋局、測(cè)繪局和地震局于1990成功建立起來(lái)，同年，乘坐“向陽(yáng)紅五號(hào)”前往中國(guó)南海，并開展GPS島礁聯(lián)測(cè)的工作；測(cè)量的范圍涉及廣州、曾母暗沙、三亞和黃巖島，其面積多達(dá)200萬(wàn)平方千米。海域面積相當(dāng)大，時(shí)間也長(zhǎng)達(dá)52天，第一次通過3臺(tái)WM-102GPS雙頻接收機(jī)工作，GPS的定位聯(lián)測(cè)工作點(diǎn)設(shè)立在南海8個(gè)點(diǎn)位、陸地4個(gè)大地和南海上的5個(gè)島礁，而此次站間距離最大也實(shí)現(xiàn)了808687.519m，在南海建立起一個(gè)精度較高的陸海大地測(cè)量控制網(wǎng)。
國(guó)家海洋局科技司于1991年4月提出，全面推進(jìn)GPS衛(wèi)星定位技術(shù)，將統(tǒng)一的陸海大地測(cè)量控制網(wǎng)建立在所有領(lǐng)海基點(diǎn)、島嶼測(cè)量大地測(cè)量控制點(diǎn)和基本驗(yàn)潮站中，總共包含有345個(gè)GPS測(cè)量定位點(diǎn)。這樣做的主要目的就是為了能夠?qū)㈥懞４蟮販y(cè)量控制網(wǎng)建立在我國(guó)專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)和大陸架中，并提高其測(cè)量的精度，從而為這些地區(qū)提供相關(guān)的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
中國(guó)測(cè)繪學(xué)會(huì)海洋專業(yè)委員會(huì)和大地測(cè)量專業(yè)委員會(huì)在1994年10月13～16日展開了相關(guān)的研討會(huì)，對(duì)20世紀(jì)90年代初期的GPS技術(shù)研發(fā)成果進(jìn)行了深入的交流。作者查閱了相關(guān)的資料，發(fā)現(xiàn)研討會(huì)中的部分在期刊《海洋測(cè)繪》上，其期刊數(shù)為1994年第4期，包含了14名作者所發(fā)表的9篇關(guān)于GPS技術(shù)應(yīng)用的論文。這些學(xué)者進(jìn)一步推動(dòng)了海洋測(cè)繪GPS技術(shù)的應(yīng)用，隨著其逐步完善和發(fā)展，在海面變化、海港工程、海洋漁業(yè)、海上地位等領(lǐng)域上都得到了廣泛的應(yīng)用。
3 導(dǎo)航衛(wèi)星技術(shù)與海洋測(cè)繪技術(shù)分析
GPS/GLONASS技術(shù)在近幾年來(lái)，發(fā)展比較穩(wěn)定，北斗星導(dǎo)航定位系統(tǒng)計(jì)劃于2020年實(shí)現(xiàn)全球性的覆蓋；歐盟的伽利略全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)于2014年8月成功發(fā)射了衛(wèi)星；印度也在積極進(jìn)行IRNSS印度區(qū)域衛(wèi)星系統(tǒng)的工作。將會(huì)有越來(lái)越多的導(dǎo)航衛(wèi)星運(yùn)行在天空中，方便海洋測(cè)繪人員工作的開展，也提高了海域定位的精度，海洋測(cè)繪的研究?jī)r(jià)值相當(dāng)有意義。
3.1 導(dǎo)航衛(wèi)星在海洋強(qiáng)國(guó)建設(shè)中的意義重大
我國(guó)具有的島嶼較大，而且島嶼面積大，島嶼岸線也比較長(zhǎng)，除此之外，還擁有很多島群，這些島群也會(huì)發(fā)展成為我國(guó)核心的海島綜合經(jīng)濟(jì)帶。再對(duì)《聯(lián)合國(guó)海洋法公約》的規(guī)定進(jìn)行分析，劃分在中國(guó)管轄的海域面積為400萬(wàn)平方公里左右。海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略任務(wù)在《中國(guó)海洋21世紀(jì)議程》中首次被提出，主要解決海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展、海洋經(jīng)濟(jì)區(qū)域建設(shè)和海洋科技等問題之外，還需要處理國(guó)家海洋權(quán)益和利益的維護(hù)、海上力量建設(shè)的強(qiáng)化等。從中我們可以看出，要想真正落實(shí)海洋強(qiáng)國(guó)任務(wù)，海洋測(cè)繪工作是必不可少的，因?yàn)檫@是一項(xiàng)基礎(chǔ)性和前期性的工作，而點(diǎn)位測(cè)定工作，則能夠提供基準(zhǔn)數(shù)據(jù)給海洋測(cè)繪，是一項(xiàng)超前性工作。飛行在天空中的導(dǎo)航衛(wèi)星，能夠?qū)⒕雀摺⑺俣瓤斓亩ㄎ粶y(cè)量運(yùn)用在廣闊的海域上，并且實(shí)現(xiàn)動(dòng)靜結(jié)合。舉個(gè)例子說，通過導(dǎo)航定位信號(hào)的載波相對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)解算，就能夠?qū)崿F(xiàn)厘米級(jí)的動(dòng)態(tài)定位測(cè)量精度。所以，導(dǎo)航衛(wèi)星對(duì)于實(shí)施海洋強(qiáng)國(guó)建設(shè)及其戰(zhàn)略的意義來(lái)說，是不容忽視的。
3.2 海域測(cè)量領(lǐng)域在GNSS三頻接收機(jī)影響下的前景相當(dāng)明朗
GPS、GLONASS、Compass和伽利略全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，都能夠?qū)?個(gè)導(dǎo)航定位信號(hào)向民間用戶提供，有一點(diǎn)必須要注意的是，CLONASS的不斷發(fā)展，可以提供8個(gè)CDMA信號(hào)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了GPS/Compass/Galileo良好的兼容性。開展定位測(cè)量工作時(shí)利用三個(gè)導(dǎo)航定位信號(hào)，主要有下面的幾大意義：
第一，可以計(jì)算出排除電離層效應(yīng)干預(yù)站星的距離，從而進(jìn)一步促進(jìn)用戶點(diǎn)位精度和置信度的提升；第二，運(yùn)用在軍事領(lǐng)域上，可以為用戶解算出實(shí)時(shí)點(diǎn)位坐標(biāo)，這個(gè)坐標(biāo)的精度和置信度更高，那么高速飛行兵器就有了更加良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。第三，能夠計(jì)算出更長(zhǎng)的寬巷載波相位測(cè)量波長(zhǎng)，這樣能夠增加航解算算法的速度，也有利于高動(dòng)態(tài)用戶可以獲得精度更加高的實(shí)時(shí)點(diǎn)位坐標(biāo)。
總而言之，利用三個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航定位信號(hào)，在提高動(dòng)態(tài)用戶實(shí)時(shí)點(diǎn)位精度方面表現(xiàn)得相當(dāng)出色，也將定位測(cè)量與廣闊海域的導(dǎo)航衛(wèi)星緊密結(jié)合在一起。
3.3 GNSS導(dǎo)航衛(wèi)星能夠?yàn)楹?維狀態(tài)參數(shù)和3維姿態(tài)參數(shù)提供更加準(zhǔn)確的精度
相對(duì)于水面測(cè)量船測(cè)量來(lái)說，機(jī)載激光測(cè)深所耗用的費(fèi)用僅僅為其1/6。可見，機(jī)載激光測(cè)深系統(tǒng)的成本低而且效率高，能夠精密又快速地對(duì)海底地形進(jìn)行測(cè)繪，是一項(xiàng)先進(jìn)的設(shè)備，在今后的發(fā)展也會(huì)得到重視，成為我國(guó)現(xiàn)代化海事測(cè)繪保障體系建設(shè)的一項(xiàng)重點(diǎn)工程。
在采用機(jī)載激光測(cè)探的時(shí)候，一個(gè)必須具備的系統(tǒng)就是機(jī)載GNSS信號(hào)接收機(jī)，主要測(cè)定飛機(jī)在航3維姿態(tài)參數(shù)，將基準(zhǔn)數(shù)據(jù)提供給控制機(jī)載激光作業(yè)的平臺(tái)，確保其穩(wěn)定性，從而更加穩(wěn)定地接收激光回波；還能夠?qū)r(shí)間同步源提供給機(jī)載激光測(cè)探等子系統(tǒng)，確保不同子系統(tǒng)之間的協(xié)同性；對(duì)飛機(jī)在航7維狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行測(cè)定，可以更好地引導(dǎo)飛機(jī)在晝夜作業(yè)。飛行在天空中的導(dǎo)航衛(wèi)星和三個(gè)民用導(dǎo)航定位信號(hào)，確保了機(jī)載激光測(cè)深系統(tǒng)的精確性，促進(jìn)了機(jī)載激光測(cè)深事業(yè)的發(fā)展。
4 結(jié)束語(yǔ)
對(duì)于海洋測(cè)繪作為一項(xiàng)超前期基礎(chǔ)性建設(shè)工作，其作用能夠確保我國(guó)海洋國(guó)土的完整性，有利于海洋資源的開發(fā)和利用，導(dǎo)航衛(wèi)星能夠解決很多海洋工程項(xiàng)目問題，并為其提供快而準(zhǔn)的定位數(shù)據(jù)，隨著我國(guó)導(dǎo)航衛(wèi)星與海洋測(cè)繪技術(shù)的不斷發(fā)展，在導(dǎo)航衛(wèi)星在軌飛行影響下，海洋測(cè)繪事業(yè)將會(huì)發(fā)展得更加興旺。
篇2
1 概述
當(dāng)前，電腦在大學(xué)生中普及率非常高，但學(xué)生對(duì)電腦的利用情況并不樂觀。互聯(lián)統(tǒng)計(jì)大學(xué)平均每天利用電腦的時(shí)間分配顯示：男生中打游戲比例最高、其次是聊天，利用電腦進(jìn)行知識(shí)學(xué)習(xí)的約有25%，女生聊天的時(shí)間最多，其次是聽音樂、看電視電影等，利用電腦進(jìn)行知識(shí)學(xué)習(xí)的時(shí)間約有35%。大學(xué)生的首要任務(wù)是學(xué)習(xí)，大學(xué)生對(duì)電腦的利用時(shí)間應(yīng)該超過50%在學(xué)習(xí)方面，才是較好的情況。從統(tǒng)計(jì)情況來(lái)看，當(dāng)前大學(xué)生電腦的利用情況不容樂觀。
從另外一個(gè)角度來(lái)講，這種情況說明當(dāng)前大學(xué)生對(duì)電腦的使用有一定的基礎(chǔ)，大學(xué)生也比較喜歡電腦、比較認(rèn)可電腦。如果指導(dǎo)大學(xué)生利用電腦進(jìn)行專業(yè)學(xué)習(xí)應(yīng)該是存在可行性的，如果指導(dǎo)內(nèi)容事關(guān)就業(yè)，那么大學(xué)生的興趣可以進(jìn)一步提高。
海洋測(cè)繪專業(yè)學(xué)生畢業(yè)就業(yè)的招聘信息內(nèi)容與計(jì)算機(jī)相關(guān)的較多，說明海洋測(cè)繪專業(yè)畢業(yè)生應(yīng)該多利用電腦學(xué)習(xí)點(diǎn)知識(shí)，在學(xué)習(xí)過程中充分利用電腦，面向就業(yè)的學(xué)習(xí)更多知識(shí)。
大學(xué)課堂教學(xué)改革在不斷摸索中，其中面向就業(yè)的教學(xué)探索也比較多。結(jié)合海洋測(cè)繪專業(yè)課堂教學(xué)實(shí)踐，探索面向就業(yè)的教學(xué)內(nèi)容穿插，推動(dòng)教學(xué)，提高學(xué)習(xí)的興趣，促進(jìn)就業(yè)。教學(xué)的最終目的是讓學(xué)生掌握更多的知識(shí)。
2 教學(xué)中舉措
課堂中講到了很多知識(shí)，用到的軟件都是學(xué)生曾經(jīng)學(xué)過的，也都是學(xué)生計(jì)算機(jī)上能夠?qū)崿F(xiàn)的。但是在《工程測(cè)量》中知識(shí)將會(huì)新用，即新的應(yīng)用，又可達(dá)到“溫故而知新”，學(xué)而時(shí)習(xí)之，不亦說乎”的目標(biāo)。工程測(cè)量不只需要放樣，同時(shí)還需要數(shù)據(jù)助理，求解放樣數(shù)據(jù)，這也是最關(guān)鍵的部分。基于這些原因采取了以下舉措。
Excel 是微軟辦公套裝軟件廣泛地應(yīng)用于管理、統(tǒng)計(jì)財(cái)經(jīng)、金融、行業(yè)數(shù)據(jù)處理圖標(biāo)制作等眾多領(lǐng)域。在工程測(cè)量的數(shù)據(jù)處理中，excel軟件是經(jīng)常被用到制作圖表的，非常實(shí)用方便。學(xué)生將來(lái)工作中也會(huì)用到，或者將來(lái)讀研撰寫科研論文時(shí)，也可以利用Excel進(jìn)行畫圖。
Matlab和Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。Matlab可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語(yǔ)言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、圖像處理、信號(hào)檢測(cè)、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。
在《工程測(cè)量》中，經(jīng)常會(huì)遇到擬合各種曲線、曲面的問題。例如，天文臺(tái)并址過程中，需要擬合圓心坐標(biāo)；在隧道建設(shè)中，需要通過擬合圓柱面，來(lái)控制盾構(gòu)機(jī)的施工導(dǎo)向。這些都可以采用Matlab進(jìn)行模擬計(jì)算。
在解決擬合圓并求解圓心的問題時(shí)，首先講解模型，然后根據(jù)模型，一行一行的代碼書寫，限于文章篇幅，代碼省去。中間穿插Matlab的基礎(chǔ)知識(shí)，比如矩陣的各種技巧，講解循環(huán)控制語(yǔ)句等。最終達(dá)到學(xué)生掌握Matlab，可以應(yīng)用到以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，工作中，讀研中。
例如講到工程測(cè)量第5章斷面圖繪制、第7章變形觀測(cè)數(shù)據(jù)整理、成果表達(dá)時(shí)都要面對(duì)一系列的數(shù)據(jù)，通過使用Excel可以繪制斷面圖，直觀表達(dá)地形的起伏狀況。另外，可以將變形觀測(cè)數(shù)據(jù)整理成報(bào)表，很容易找到建筑物變形量累積的關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)；如果使用Excel表格的繪圖功能，則可以很容易生成變形圖表，直觀表達(dá)建筑變形隨時(shí)間的變化情況。下一組漁船的軌跡坐標(biāo)，通過Excel繪制軌跡圖，如圖1所示，方便快捷，容易掌握。
其他應(yīng)用還有利用Excel、Matlab繪制斷面圖；利用C#語(yǔ)言進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)高斯投影的正反算。
3 課程設(shè)計(jì)
教學(xué)中認(rèn)真做好教學(xué)設(shè)計(jì)也很重要。首先會(huì)在第一次授課中，講一些課程的相關(guān)的考勤、考核方式、答疑等，同時(shí)為了后面做準(zhǔn)備，請(qǐng)同學(xué)在課下安裝matlab、visual studio開發(fā)工具等軟件，方面以后的課程講授使用。
做好案例的準(zhǔn)備工作，講解案例的應(yīng)用意義，應(yīng)用的地方。以文字圖片、錄像等方式來(lái)解釋；然后準(zhǔn)備相關(guān)數(shù)據(jù)，通過模擬數(shù)據(jù)，或者通過其它途徑獲得數(shù)據(jù)，模擬數(shù)據(jù)學(xué)生可以參與測(cè)量采集。最后是講解過程，講解原理、講解模型、講解代碼的書寫，最后是執(zhí)行。布置作業(yè)，達(dá)到強(qiáng)化訓(xùn)練的目的。
4 實(shí)施效果
課程教學(xué)中，這些方法都得到了學(xué)生的認(rèn)可。豐富了教學(xué)手段，豐富了課堂內(nèi)容，學(xué)生的積極性被調(diào)動(dòng)起來(lái)，課堂的教學(xué)質(zhì)量提高很多。目前已經(jīng)實(shí)施兩屆學(xué)生，效果較明顯，每一屆都有多個(gè)學(xué)生對(duì)編程產(chǎn)生濃厚的興趣。一個(gè)同學(xué)在實(shí)習(xí)階段運(yùn)用編程解決了工作中的一些問題，從而得到了公司認(rèn)可，最后成功入職，還有一個(gè)同學(xué)目前正在一家IT公司從事專業(yè)領(lǐng)域的研發(fā)任務(wù)，并表現(xiàn)出很大的熱情。他們都是課堂中，產(chǎn)生的濃厚興趣。編程和自己專業(yè)背景相結(jié)合，可以對(duì)就業(yè)產(chǎn)生積極的影響。大家在找工作的時(shí)候，簡(jiǎn)歷中編程的能力也可以成為亮點(diǎn)。
5 總結(jié)
通過這些教學(xué)手段，很多同學(xué)都掌握一些實(shí)用工具；并通過這些工具學(xué)習(xí)，增加學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也達(dá)到溫故而知新的效果。同時(shí)掌握編程，有利于就業(yè)。今后的將圍繞著教學(xué)內(nèi)容不斷豐富知識(shí)點(diǎn)，實(shí)用工具則緊緊圍繞Matlab和C#編程語(yǔ)言，為學(xué)生打造生動(dòng)課堂內(nèi)容，面向就業(yè)的課堂內(nèi)容。需要注意的是課程的核心內(nèi)容是不能改變，教學(xué)結(jié)束時(shí)，達(dá)到教學(xué)大綱的要求。
參考文獻(xiàn)：
[1] 陸國(guó)棟.于大學(xué)教學(xué)中若干要素的思考[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2009（11）：11-13.
篇3
1 概述
同陸地一樣，海洋與江河湖泊開發(fā)的前期基礎(chǔ)性工作也是測(cè)繪。不同的是，海洋測(cè)繪是測(cè)量水下地形圖或水深圖。興建港口、水上運(yùn)輸、海上采油、海底探礦、海洋捕撈，發(fā)展水產(chǎn)、海域劃界，海戰(zhàn)保障、監(jiān)測(cè)海底運(yùn)動(dòng)，研究地球動(dòng)力等任務(wù)都需要各種內(nèi)容的水下地形測(cè)量。 水下地形測(cè)量主要包括定位和測(cè)深兩大部分。定位的作用是不言而喻的，目前的水上定位手段有光學(xué)儀器定位、無(wú)線電定位、水聲定位、衛(wèi)星定位和組合定位。[1]平面位置的控制基礎(chǔ)主要是陸上已有的國(guó)家等級(jí)控制點(diǎn)，衛(wèi)星定位如采用差分方式，其岸臺(tái)亦多采用已知控制點(diǎn)，以求坐標(biāo)系統(tǒng)的統(tǒng)一。水上定位同時(shí), 測(cè)量水的深度是確定水下地形的重要內(nèi)容。測(cè)深與定位是必須瞬時(shí)同步進(jìn)行的工作，都是描述水底地形的要素。但規(guī)范規(guī)定的測(cè)深中誤差要求卻不是一個(gè)定值,而是隨著使用方法不同、所測(cè)深度不同以及是否感潮水域而有不同的精度要求。
2 水下地形測(cè)量技術(shù)
2.1 水下地形測(cè)量的發(fā)展歷史
水下地形測(cè)量的發(fā)展是與測(cè)深手段的不斷完善緊密相連的。在回聲測(cè)深儀問世之前,主要的測(cè)深工具是測(cè)深鉛錘和測(cè)深桿。這種測(cè)深方法不僅精度很低,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,而且對(duì)于測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的要求很高,例如為了保證精度測(cè)量的水深不能過深,測(cè)量只能在測(cè)船停泊的時(shí)候進(jìn)行定點(diǎn)測(cè)量,風(fēng)浪對(duì)測(cè)量精度的影響非常大。20世紀(jì)60年代, 出現(xiàn)了側(cè)掃聲納, 可探測(cè)船一側(cè)( 或兩側(cè)) 一定面積海域內(nèi)的水下障礙物和水底地貌,可以取得類似于航攝效果的水底表面聲學(xué)圖像。20世紀(jì)70年代, 又出現(xiàn)了多波束測(cè)深系統(tǒng), 它能一次給出與航線垂直的平面內(nèi)幾十個(gè)甚至百余個(gè)海底被測(cè)點(diǎn)的水深值, 形成一定寬度的全覆蓋的水深條帶, 可以比較可靠地反映出水下地形的細(xì)微起伏, 比單一測(cè)線的水深測(cè)量確定水下地形更真實(shí)。目前,多波速測(cè)深系統(tǒng)正向小型化發(fā)展,適用淺水海域和簡(jiǎn)易船只的新產(chǎn)品已經(jīng)有售。20世紀(jì)80年代以后, 又推出了高效率的機(jī)載激光測(cè)深系統(tǒng), 激光光束的高分辨率能獲得海底傳真圖像, 從而可以詳細(xì)調(diào)查海底地貌和底質(zhì)。美國(guó)國(guó)防制圖局于1990年研制的ABS機(jī)載水深測(cè)量系統(tǒng), 除包括一臺(tái)激光測(cè)深儀外, 還有一臺(tái)多光譜掃描儀和一臺(tái)電磁剖面儀, 能夠在各種環(huán)境條件下, 在飛機(jī)上利用激光、光譜和電磁測(cè)量幾種方法互補(bǔ)快速測(cè)制沿海的水下地形圖。這些手段一般可測(cè)深30～50m,精度在±0.3m左右。目前, 還可以利用衛(wèi)星上安裝合成孔徑雷達(dá)(SAR)等設(shè)備對(duì)海面遙感攝影, 通過對(duì)照片處理確定水深。需要強(qiáng)調(diào)的是,以上水深測(cè)量得到的瞬時(shí)值存在著儀器、潮汐等因素的影響。因此,需在數(shù)據(jù)后處理中加入相關(guān)改正,并歸算至統(tǒng)一的高程基準(zhǔn)面。為了與陸上地形圖實(shí)現(xiàn)拼接,水下地形圖宜采用與陸地統(tǒng)一的高程基準(zhǔn)。而為航海服務(wù)的海圖通常采用理論深度基準(zhǔn)面, 它和平均海面相差一個(gè)常數(shù)。國(guó)外少數(shù)國(guó)家,在水下工程施工前, 還利用潛水器攜帶水下立體攝影機(jī)獲取水下地形的立體相片,或者利用高分辨率聲學(xué)系統(tǒng)采取全息攝影技術(shù)測(cè)量水下地形。在特殊地區(qū)還可利用水下經(jīng)緯儀、水下激光測(cè)距儀、水下氣壓水準(zhǔn)儀和水下液體比重水準(zhǔn)儀、水下電視攝影系統(tǒng)測(cè)量水下地形。
2.2 水下地形測(cè)量方法
2.2.1 測(cè)深儀的選擇
當(dāng)前常見測(cè)深主要靠回聲測(cè)深儀進(jìn)行。利用水聲換能器垂直向下發(fā)射聲波并接收水底回波, 根據(jù)回波時(shí)間和聲速來(lái)確定被測(cè)點(diǎn)的水深, 通過水深的變化就可以了解水下地形的情況。[2]為提高發(fā)射功率,改善方向性,回聲測(cè)深儀的換能器從單個(gè)發(fā)展到多個(gè)；為擴(kuò)大探測(cè)面積,從單波束發(fā)展為多波束,他能一次給出與航線相垂直的平面內(nèi)幾十個(gè)海底被測(cè)點(diǎn)水深值,或者測(cè)出航線一定寬度的全覆蓋的水深條帶。并應(yīng)用了計(jì)算機(jī)和數(shù)字顯示技術(shù),提高了精確度,擴(kuò)大了使用范圍。
測(cè)深儀的測(cè)深精度與測(cè)深儀的固有誤差、水溫、水深、河床類型等因素有關(guān)，而與比例尺無(wú)關(guān)。實(shí)際測(cè)深精度為：
δ2深度比例誤差=h深度 * 1/100
δ實(shí)際定位=［(δ2測(cè)深儀固有誤差+δ2深度比例尺誤差+δ2濕度+δ2鹽度+…)/n］1/2
從公式可以看到，測(cè)深精度的主要誤差源在于深度比例誤差，因而在選擇設(shè)備時(shí)，應(yīng)盡量選擇大量程、高靈敏度的測(cè)深儀。測(cè)深儀機(jī)型可分為單頻測(cè)深儀和雙頻測(cè)深儀。單頻測(cè)深儀可滿足一般的深度測(cè)量需求，但對(duì)于兼有淤積、土方計(jì)算類型的測(cè)量就變得困難，因后者水深測(cè)量需要測(cè)定兩個(gè)深度，一個(gè)為表層深度，另一個(gè)為積巖深度，故只有用具有兩個(gè)不同探測(cè)頻率的雙頻測(cè)深儀才可實(shí)現(xiàn)。[3]
2.2.2 常規(guī)水下地形測(cè)量
常規(guī)水下地形測(cè)量的工作包括測(cè)深、定位和水位觀測(cè)三部分內(nèi)容。首先在河道兩岸建立一定密度的控制點(diǎn),布設(shè)一定數(shù)量的水位站,要考慮到水位站的控制范圍與測(cè)深精度、瞬時(shí)水位差、水位改正模型之間的關(guān)系,水位站的密度必須滿足控制范圍內(nèi)內(nèi)插后的水位精度。具體作業(yè)時(shí)運(yùn)用GPS和導(dǎo)航軟件對(duì)測(cè)深船進(jìn)行定位,并指導(dǎo)測(cè)深船在指定測(cè)量斷面上航行,導(dǎo)航軟件或測(cè)深系統(tǒng)每隔一個(gè)時(shí)間段自動(dòng)記錄觀測(cè)數(shù)據(jù)。測(cè)量數(shù)據(jù)處理主要包括坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、聲速改正、水位改正、時(shí)間同步改正、地形圖生成等。
2.2.3 無(wú)驗(yàn)潮模式下GPS-RTK水深測(cè)量
常規(guī)的水下地形測(cè)量是用GPS測(cè)定水底點(diǎn)的平面位置,利用測(cè)深儀測(cè)定水深,通過對(duì)潮位、測(cè)船吃水等參數(shù)的改正,得到定位點(diǎn)高程。但是由于水面比降、潮汐等影響,使驗(yàn)潮站之間與待測(cè)位置之間的距離受到一定的限制,必須設(shè)置驗(yàn)潮站測(cè)量水位,推算潮汐傳播規(guī)律。由于快速逼近整周模糊度技術(shù)的出現(xiàn)和不斷改進(jìn),整周未知數(shù)可以迅速確定,從而保證了GPS實(shí)時(shí)載波相位差分(RTK)可以在動(dòng)態(tài)環(huán)境下,實(shí)時(shí)地以厘米級(jí)的精度給出用戶站的三維坐標(biāo)。采用RTK技術(shù)可實(shí)時(shí)精確求得測(cè)定兩點(diǎn)之間的相對(duì)高差,通過該高差可反算出流動(dòng)站GPS相位中心的高程,該高程同基準(zhǔn)站具有相同的高程基準(zhǔn)面。但RTK得到的是WGS84坐標(biāo)系中的高程,屬于大地高程系統(tǒng)。如果能將該大地高轉(zhuǎn)換成正常高或正高,就可以直接確定水下地形點(diǎn)的高程而無(wú)需進(jìn)行驗(yàn)潮,因此稱之為免驗(yàn)潮的水下地形測(cè)量。該測(cè)量方法擯棄了傳統(tǒng)水下地形測(cè)量對(duì)潮位觀測(cè)的嚴(yán)格需求,直接獲得水底點(diǎn)高程,操作和實(shí)施方便、快捷。但上述方法同傳統(tǒng)的測(cè)量方法一樣,存在著船體姿態(tài)對(duì)測(cè)量成果精度的影響。在水面條件平穩(wěn)情況下,姿態(tài)對(duì)測(cè)量精度影響較小；反之,影響較大時(shí),必須進(jìn)行測(cè)量和補(bǔ)償。[4]
3 結(jié)語(yǔ)
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、空間技術(shù)和通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，水下地形測(cè)量裝備正在朝著系統(tǒng)功能更加集成化，系統(tǒng)外觀更加小型化和輕便型方向發(fā)展。隨著測(cè)量理論研究和測(cè)量手段的變化，測(cè)量精度將明顯提高。具有面狀測(cè)量功能的多波速測(cè)量系統(tǒng)將被廣泛應(yīng)用，各種水聲校準(zhǔn)設(shè)備的使用也將提高聲納設(shè)備的測(cè)量精度。數(shù)據(jù)采集和處理軟件將得到進(jìn)一步的發(fā)展，功能將滿足不同用戶的特殊要求。整個(gè)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化和發(fā)展，使水下地形測(cè)量有著更加光明的未來(lái)。[5]
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篇4
Abstract:On the basis of analyzing the characteristics of ENC, this paper discusses the contents and methods of ENC editing. The idea of developed and innovated ENC is brought forward, accounting to fulfill the requirement of customer.
Key words: paper chart; ENC; information factor; believable level
我國(guó)是舉世矚目的海洋大國(guó),為了保障經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展,在我國(guó)很多港口建造了超大型船舶碼頭,以滿足超大型船舶航運(yùn)需求。作為保障船舶航行安全的海道測(cè)量單位,如何利用好現(xiàn)代的測(cè)繪設(shè)備、測(cè)繪技術(shù),生產(chǎn)出既滿足航運(yùn)需要又滿足航運(yùn)管理和港口建設(shè)需要的測(cè)繪產(chǎn)品,是海道測(cè)量界長(zhǎng)期研究、探討的課題。數(shù)字海圖是由各國(guó)官方航道測(cè)量部門按照國(guó)際航道測(cè)量組織(IHO)制定的S57標(biāo)準(zhǔn)制作的矢量式數(shù)字海圖,也是唯一可以合法的用于數(shù)字海圖顯示和信息系統(tǒng)的數(shù)字海圖[1]。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,數(shù)字海圖因其具有傳統(tǒng)紙海圖無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于船舶航行導(dǎo)航、船舶引航、海事管理、船舶交通管理和水上工程建設(shè)等諸多領(lǐng)域,成為海上安全與高效率海上營(yíng)運(yùn)的基本要素。數(shù)字海圖是紙質(zhì)海圖的現(xiàn)代表現(xiàn)形式,而海圖是地形圖的一種,海圖與地形圖最大的區(qū)別是前者的海底要素不具有可見性,后者具有可見性,那么怎樣把不可見的海底地形要素全部展現(xiàn)在使用者面前,是儀器制造商、測(cè)繪工作者努力實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。
現(xiàn)代紙質(zhì)海圖編輯主要包含的內(nèi)容為:(1)圖幅設(shè)計(jì):主要包括圖幅名稱或圖幅編號(hào)、、坐標(biāo)系統(tǒng)、投影系統(tǒng)選擇等;(2)資料搜集:資料搜集分為兩部分,一是新測(cè)資料搜集;二是舊有成果搜集,根據(jù)現(xiàn)實(shí)地形要素確定是否使用;(3)地形要素編輯:對(duì)沿海地形要素和圖幅內(nèi)主要地形要素的編輯;(4)助航要素編輯:對(duì)燈浮、燈樁、燈塔等助航要素的編輯;(5)水深編輯:對(duì)水深資料進(jìn)行適當(dāng)取舍;(6)特殊礙航物要素編輯:對(duì)沉船、礁石、工程和航運(yùn)遺留或散落的沉積物、戰(zhàn)爭(zhēng)拋設(shè)的炸彈等;(7)潮汐:對(duì)潮汐要素的計(jì)算和編輯,包括驗(yàn)潮站、潮汐表、潮汐性質(zhì)等;(8)海底底質(zhì);(9)范圍線編輯:包括對(duì)航道線、錨地范圍線、禁航區(qū)、養(yǎng)殖區(qū)、施工區(qū)等的編輯;(10)磁差計(jì)算編輯;(11)圖幅整飾。
1.2數(shù)字海圖產(chǎn)生
隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,測(cè)繪設(shè)備不斷更新,推動(dòng)了海道測(cè)繪產(chǎn)品創(chuàng)新步伐。IHO早在1977年就認(rèn)識(shí)到需要制定數(shù)字海圖標(biāo)準(zhǔn), 并開始標(biāo)準(zhǔn)的制定工作[2]。1983年IHO成立了數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)交換委員會(huì),專門負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。在1985年5月IMO海上安全委員會(huì)第51次會(huì)提出數(shù)字海圖安置討論的議案,1996年11月IHO了劃時(shí)代意義的《數(shù)字化海道測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)》(S-57 3.0版),1996年12月,IHO又了《ECDIS海圖內(nèi)容與顯示規(guī)范》(S-52 4.0版)。IHO4.0版S-52與3.0版S-57標(biāo)準(zhǔn)的頒布,海圖概念、目的映射、可視化、技術(shù)工序等出現(xiàn)了巨大的變化[3]。從此后ENC和ECDIS的研發(fā)進(jìn)入了高速發(fā)展的階段。國(guó)內(nèi)科研院所、海道測(cè)量單位對(duì)自己的測(cè)繪產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)字海圖制作創(chuàng)新,創(chuàng)新的基本目的是:保證不同用戶的使用者,快捷、便利的查詢到自己需要的相關(guān)信息,保障船舶航行運(yùn)營(yíng)、港口規(guī)劃運(yùn)營(yíng)、港口建設(shè)運(yùn)營(yíng)、航運(yùn)管理的安全和高效低耗。要實(shí)現(xiàn)上述目的,在1999年數(shù)字海圖孕育而生,目前諸多單位編繪的數(shù)字海圖,數(shù)據(jù)量較紙質(zhì)海圖有些擴(kuò)展,但是仍可認(rèn)為是紙質(zhì)海圖的簡(jiǎn)單數(shù)字化。
1.3數(shù)字海圖特點(diǎn)
符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字海圖通常被稱為電子航海圖[4],即ENC(Electronic Navigational Chart,ENC),也就是通常說的數(shù)字海圖。 計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,為數(shù)字海圖制作和讀取提供了廣闊的空間。與紙海圖相比,紙海圖產(chǎn)品是以海圖符號(hào)支撐,海圖上的信息需要借助于《海圖圖式》來(lái)反映傳達(dá)給使用者,數(shù)字海圖產(chǎn)品則是以數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫(kù)支撐,海圖上的信息以屬性編碼的形式反映,使用者需要借助于《海圖數(shù)據(jù)字典》來(lái)獲取信息[5]。因此數(shù)字海圖應(yīng)具有如下特點(diǎn):(1)數(shù)字海圖涵蓋信息量大。(2)圖幅范圍從過去紙質(zhì)海圖的固定性轉(zhuǎn)變?yōu)殪`活性。(3)部分區(qū)域的比例尺具有可變性(既可以縮小又可以放大)。(4)由過去紙質(zhì)海圖涵蓋內(nèi)容的單一性改變?yōu)閿?shù)字海圖復(fù)合型。(5)用戶具有寬闊的可選性。(6)水深由不變到可變。(7)使用簡(jiǎn)單快捷。
1.4.1執(zhí)行規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)
如前所述,數(shù)字海圖具有的7大特點(diǎn),那么在進(jìn)行數(shù)字海圖(數(shù)字海圖)編輯時(shí),在遵照《海道測(cè)量規(guī)范》、《航海圖編繪規(guī)范》、《海圖圖示》、《數(shù)字化海道測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)》(S-57 3.0版)、《ECDIS海圖內(nèi)容與顯示規(guī)范》(S-52 5.0版)標(biāo)準(zhǔn)的前提下,制作單位必需以滿足廣大用戶的需求,制作數(shù)字海圖為己任,否則制作的數(shù)字海圖(數(shù)字海圖)就成了紙質(zhì)海圖的簡(jiǎn)單的電子化。制作數(shù)字海圖應(yīng)遵循的原則是:制作的數(shù)字海圖必須符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),在符合標(biāo)準(zhǔn)的前提下根據(jù)廣大用戶的需求進(jìn)行測(cè)繪產(chǎn)品表現(xiàn)形式的創(chuàng)新。
數(shù)字海圖涵蓋大量海道測(cè)量測(cè)繪信息,進(jìn)一步提高了編輯海圖的可信度,具體編輯內(nèi)容及表現(xiàn)方法為:(1)測(cè)繪儀器:包括定位儀器、沿岸地形測(cè)量?jī)x器、單波束、多波束、淺地層剖面儀、磁力儀、側(cè)掃聲納、流速儀、海底地質(zhì)取樣器、驗(yàn)潮儀等的分辨率和精度指標(biāo);(2)測(cè)量方法:包括測(cè)量范圍、測(cè)量方式(檢查測(cè)量、掃海測(cè)量)、發(fā)現(xiàn)的礙航物確認(rèn)核實(shí)手段等;(3)潮汐性質(zhì):驗(yàn)潮站位置、潮汐性質(zhì)、實(shí)施驗(yàn)潮數(shù)據(jù)提取方法、流速、流向;(4)助航物:航標(biāo)、高大建筑物、高山、指向標(biāo)站、AIS等;(5)重要的地形要素:包括碼頭、防波堤、港航管理部門、貨場(chǎng)、鐵路線路、高速公路、公路;(6)礙航物:包括礁石、沉船、鉆井平臺(tái)、石油管線、海底電纜、跨海大橋、跨通道的高壓線等;(7)海區(qū)有關(guān)界線:包括港池、航道、錨地、通道、港界線、養(yǎng)殖范圍線、拋泥區(qū)范圍線;(8)船舶導(dǎo)航:根據(jù)船舶吃水自動(dòng)生成設(shè)計(jì)航線,實(shí)時(shí)顯示偏航方向、偏移距離、船速及到目的地的時(shí)間;(9)規(guī)劃施工:包括范圍劃定、范圍面積計(jì)算、平均水深計(jì)算、疏浚土方量計(jì)算、選定等深線的自動(dòng)生成;(10)海底底質(zhì);(11)管理范圍劃定;(12)投影及坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換;(13)測(cè)繪時(shí)間;(14)高程基準(zhǔn);(15)測(cè)繪單位;(16)置信水平;
隨著我國(guó)港口吞吐能力的不斷增強(qiáng)和航運(yùn)安全意識(shí)的不斷提高,重要的航行區(qū)域一般都進(jìn)行覆蓋測(cè)量,為了準(zhǔn)確地反映海底地貌,紙質(zhì)海圖在編繪中盡量放大比例尺,但是準(zhǔn)確的表示局部就不可能表示全部,怎樣才能做到又具體又全部呢?數(shù)字海圖可以做到既詳細(xì)的表示局部區(qū)域的海底地貌,又能夠宏觀的表示圖幅內(nèi)海底地貌變化趨勢(shì)。根據(jù)實(shí)際水深測(cè)量、地形岸線測(cè)量、潮汐觀測(cè)、底質(zhì)探測(cè)、掃海測(cè)量、特殊礙航物測(cè)量、助航標(biāo)志測(cè)量、淺地層剖面測(cè)量、重力測(cè)量、磁力測(cè)量、測(cè)區(qū)流速和流向測(cè)量的成果進(jìn)行數(shù)字海圖編繪,每幅數(shù)字海圖分別采用中文和英文進(jìn)行編繪。編繪根據(jù)不同用戶的需要在保障基礎(chǔ)數(shù)字海圖,符合規(guī)范要求的基礎(chǔ)上,分層進(jìn)行拓展、對(duì)航行區(qū)域的不同測(cè)量方法產(chǎn)生的測(cè)量成果進(jìn)行拓?fù)?根據(jù)用途對(duì)相關(guān)要素進(jìn)行取舍,做到由過去紙質(zhì)海圖編繪單一性轉(zhuǎn)化為復(fù)合性的數(shù)字海圖。
數(shù)字海圖實(shí)際上對(duì)于表示的最大區(qū)域內(nèi)的每個(gè)分區(qū)域是數(shù)字海圖系統(tǒng),因此要求數(shù)字海圖系統(tǒng)的制定標(biāo)準(zhǔn)、傳輸標(biāo)準(zhǔn)、顯示標(biāo)準(zhǔn)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。為船舶航運(yùn)、港航管理、規(guī)劃施工、海洋漁業(yè)作業(yè)、海洋壞境保護(hù)等行業(yè)硬件和軟件配置(導(dǎo)航軟件、疏浚軟件、航運(yùn)監(jiān)控軟件;計(jì)算機(jī)、GPS、測(cè)深儀、電羅經(jīng)、計(jì)程儀、傾廢記錄儀、雷達(dá)和船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)AIS(VESSEL TRAFFIC SERVICES))提供廣闊的使用空間。用戶可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇,數(shù)字海圖系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)分項(xiàng)選擇和集成選擇,根據(jù)信息顯示窗口的大小選擇自己需要要素,而那些相對(duì)次要的要素,隨著比例尺變化自動(dòng)增減[6]。實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)比例尺數(shù)字海圖,同時(shí)對(duì)潮汐、重要航行區(qū)域的發(fā)展變化、助航標(biāo)志、測(cè)深精度置信水平、海底現(xiàn)勢(shì)置信水平、測(cè)繪手段等重要要素進(jìn)行語(yǔ)言陳述,數(shù)字海圖編輯實(shí)現(xiàn)圖示和語(yǔ)言陳述相結(jié)合,保障數(shù)字海圖讓用戶使用放心、簡(jiǎn)單快捷。以下為各種查詢結(jié)果的示意圖:
2結(jié)語(yǔ)
計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、測(cè)繪技術(shù)、測(cè)繪設(shè)備的發(fā)展,有效的提高了海道測(cè)繪產(chǎn)品的表現(xiàn)形式,為航運(yùn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供有力支持。目前數(shù)字海圖有多種表現(xiàn)形式,由于數(shù)字海圖(數(shù)字海圖)處于制作初期和制作高峰,對(duì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)會(huì)淺顯,制作方式仍停留在紙制海圖制作的基礎(chǔ)上,造成數(shù)字海圖(數(shù)字海圖)與用戶需求存在較大差異。本文對(duì)數(shù)字海圖編輯方法進(jìn)行了探討,以大比例尺海道測(cè)繪數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),利用技術(shù)手段用戶可以自動(dòng)生成選項(xiàng)中的任意比例尺的數(shù)字海圖(數(shù)字海圖),引導(dǎo)數(shù)字海圖(數(shù)字海圖)編輯向滿足用戶現(xiàn)代需求方向轉(zhuǎn)化。
參考文獻(xiàn):
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篇5
一、關(guān)于GPS定位系統(tǒng)
1、空間衛(wèi)星群
24顆衛(wèi)星群（2.02萬(wàn)km）組成的就是GPS空間衛(wèi)星群，其分布在六個(gè)特定軌道上，各面間的交角是60°，而地球赤道和軌道的傾斜角是55°，衛(wèi)星軌道運(yùn)行的周期是11h58min，也只有這樣才能確保在任何地點(diǎn)、時(shí)間、地平線能夠最少收取到4顆衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)。
2、地面控制系統(tǒng)
其主要是由3個(gè)注入站、1個(gè)主控站、5個(gè)監(jiān)測(cè)站所組成的，其中注入站作用就是把主控站計(jì)算出的信息全部注進(jìn)到衛(wèi)星里；主控站作用就是通過GPS觀測(cè)出的數(shù)據(jù)，對(duì)衛(wèi)星鐘改正參數(shù)以及將衛(wèi)星星歷計(jì)算出來(lái)，然后再將計(jì)算結(jié)果利用注入站傳送到衛(wèi)星當(dāng)中；監(jiān)控站作用是接收衛(wèi)星所發(fā)出的信號(hào)，對(duì)衛(wèi)星工作情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
3、用戶部分
GPS用戶部分是由氣象儀、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)處理軟件以及接收器所組成的，用戶部分的作用就是收取衛(wèi)星所發(fā)出的信號(hào)，然后通過這些接收到的信號(hào)來(lái)定位導(dǎo)航。隨著科技的不斷發(fā)展，也產(chǎn)生出了很多重量輕、易攜帶、體積小的GPS。
二、GPS誤差的來(lái)源
1、衛(wèi)星星歷誤差
衛(wèi)星星歷主要是根據(jù)監(jiān)測(cè)站所跟蹤的GPS衛(wèi)星來(lái)設(shè)定的，因?yàn)樾l(wèi)星會(huì)在空中受到不同程度的攝動(dòng)力以及監(jiān)測(cè)站所測(cè)定出的誤差，那么這也就使衛(wèi)星軌道會(huì)產(chǎn)生誤差，而衛(wèi)星星歷是由監(jiān)測(cè)站推算處理的，那么其提供出的衛(wèi)星位置與衛(wèi)星實(shí)際位置也就會(huì)產(chǎn)生一定偏差。GPS測(cè)量誤差的重要來(lái)源就是星歷誤差，那么要是定位精度的要求在1ppm以下時(shí)，那么軌道誤差就可以忽略不計(jì)。而一些精度要求比較高的，就可以利用同步觀測(cè)值的求差來(lái)消弱軌道誤差的影響，特別是在基線比較短的時(shí)候，這種影響會(huì)更不明顯。
2、天線中心位置所導(dǎo)致的偏差
GPS所測(cè)量的觀測(cè)值都是通過衛(wèi)星再去接受機(jī)天線的相位中心距離，那么天線對(duì)中也就是將天線幾何中心來(lái)作為標(biāo)準(zhǔn)的，所以天線幾何中心與相位中心就一定要一致，但是實(shí)際上相位中心的位置會(huì)隨著信號(hào)輸入方向、強(qiáng)度的變化不斷發(fā)生變化的，那么這個(gè)時(shí)候相位中心理論位置就和與瞬時(shí)位置產(chǎn)生差異，最終這個(gè)差異也就形成定位誤差。
3、對(duì)流層的信號(hào)傳播延遲
出現(xiàn)對(duì)流層延遲的原因，主要是電磁波信號(hào)在通過對(duì)流層的時(shí)候，其傳播速度和真空中光的傳播速度不同所引起的。其中又分為干大氣分量和濕大氣分量，在低仰角的時(shí)候其能夠達(dá)到20米。其中干大氣分量大概占有80%至90%，這點(diǎn)能夠利用模型將其大部分進(jìn)行改正。大氣分量所占用的數(shù)值雖然不大，但是它隨著緯度和高度出現(xiàn)的變化，而隨之變化。也就是說緯度和高度越高，其變化值也隨之相應(yīng)的變高，并且除此之外還隨著時(shí)間變化的非常快。在實(shí)踐中對(duì)于空氣中的水汽與干氣非常的難以預(yù)測(cè)，因此在實(shí)踐當(dāng)中進(jìn)行大氣測(cè)試，通常都是干氣和濕氣兩者融合在一起的數(shù)值，所以對(duì)于準(zhǔn)確性就顯得難以做出有效的判斷。然而在電流層延遲和電離層延遲之間沒有多大的變化，所出現(xiàn)的主要影響是天頂方向。由于他們之間具有相關(guān)性，在短基線測(cè)量中，對(duì)此能夠很好的進(jìn)行消除，在長(zhǎng)基線測(cè)量中采取雙頻接收機(jī)也能很好的減少其影響。
4、電離層的信號(hào)傳播延遲
信號(hào)在傳播的過程中引起延遲的原因是電離層，其主要是和沿用衛(wèi)星與用戶使用的接收機(jī)視線方向所呈現(xiàn)出來(lái)的電子密度有關(guān)，接收視線方向如果處于垂直視線，那么所體現(xiàn)出來(lái)的延遲值在夜間平均可以達(dá)到三米，在白天的時(shí)候延遲值可以達(dá)到十五米，然而在低仰視角度情況中，所出現(xiàn)的延遲值分別是九米和四十五米，并且在反常時(shí)期所出現(xiàn)的延遲值還會(huì)進(jìn)一步增加。
5、觀測(cè)誤差
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般認(rèn)為觀測(cè)的分辨誤差約為信號(hào)波長(zhǎng)的1%。故知道載波相位的分辨誤差比碼相位不小，由于此項(xiàng)誤差屬于偶然誤差，可適當(dāng)?shù)卦黾佑^測(cè)量，將會(huì)明顯地減弱其影響。接收機(jī)天線相對(duì)于觀測(cè)站中心的安置誤差，主要是天線的置不與對(duì)中誤差以及量取天線高的誤差，在精密定位工作中，必須認(rèn)真，仔細(xì)操作，以盡量減小這種誤差的影響。
二、GPS測(cè)量精度控制
1、控制衛(wèi)星星歷誤差
GPS衛(wèi)星軌道可以通過GPS跟蹤網(wǎng)來(lái)確定，而跟蹤站地心的坐標(biāo)誤差會(huì)對(duì)衛(wèi)星造成10倍之多的影響，所以跟蹤站地心的坐標(biāo)精度就要優(yōu)于0.1m，而衛(wèi)星軌道精度則是要優(yōu)于2m。在使用約束基準(zhǔn)法來(lái)約束基站松弛軌道加權(quán)的時(shí)候，我們可以得出優(yōu)過5m的坐標(biāo)值，那么這也就基本能滿足目前我國(guó)對(duì)區(qū)域性定軌的需求。如果使用我國(guó)現(xiàn)在所擁有的跟蹤基站，那么通過記錄所觀測(cè)到的衛(wèi)星數(shù)值，我們就可以將直接產(chǎn)生的軌道根數(shù)誤差改成正值，這樣也就可以直接對(duì)用戶播發(fā)出精密星歷，從而代替有誤差的技術(shù)。
2、控制天線位置偏差
天線幾何中心和相位中心需要重合，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要盡量減少天線中心位置偏差。可采用的方法是：設(shè)計(jì)天線時(shí)讓其天線盤上指定的指針均指向北方，通過這種方法，在進(jìn)行相對(duì)位置定位時(shí)，可采用求差的方法來(lái)削弱幾何中心和相位中心不重合的偏差。并且在野外測(cè)量時(shí)，要嚴(yán)格要求天線對(duì)中，整平，并且將天線盤上的方向指北。
接收機(jī)天線附近的斜面、垂直面、水平面都可以反射GPS信號(hào)，像是天線周圍的沙灘、水塘、山坡、山谷、道路、樹木、水溝、建筑這些都能進(jìn)行反射，因此我們?cè)贕PS定位的時(shí)候，一定要盡量的避開這些實(shí)物。通常控制接收機(jī)時(shí)鐘精度都是使用下面這些方法：在單點(diǎn)定位的時(shí)候，把時(shí)鐘差當(dāng)成未知數(shù)然后在方程式里求解；在載波相對(duì)定位的時(shí)候，可以求出觀測(cè)值差，然后再去除掉時(shí)鐘差；在定位高精度的時(shí)候，可以外接頻標(biāo)，從而提供出高精度時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。
3、信號(hào)傳播精度控制
電離層延遲導(dǎo)致的信號(hào)誤差可通過一下幾個(gè)措施進(jìn)行防治：
（1）球差時(shí)利用同步測(cè)量。
（2）膜擬電離層模型，實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案。
（3）便換接收機(jī)，采用雙頻接受。
為了減少對(duì)流層的折射對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懀刹捎玫目刂拼胧┯校?/p>
(1)利用同步觀測(cè)求差值，使結(jié)果更加精確。
(2)同減少電離層影響的措施一樣，將對(duì)流程建模，進(jìn)行模型改正。首先測(cè)量對(duì)流層各項(xiàng)參數(shù)，在實(shí)驗(yàn)室根據(jù)數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行實(shí)際建模，通過接近實(shí)際的模型來(lái)研究如何減少對(duì)流層對(duì)信號(hào)的影響。
4、衛(wèi)星軌道誤差控制
在GPS定位測(cè)量中，處理衛(wèi)星軌道誤差有以下幾種方法：（1）忽略軌道誤差。這種方法以從導(dǎo)航電文中所獲得的衛(wèi)星軌道信息為準(zhǔn)，不再考慮衛(wèi)星軌道實(shí)際存在的誤差，所以廣泛的用于精度較低的實(shí)時(shí)單點(diǎn)定位工作中；（2）同步觀測(cè)值求差。這一方法是利用在兩個(gè)或多個(gè)觀測(cè)站一同，對(duì)同一衛(wèi)星的同步觀測(cè)值求差。以減弱衛(wèi)星軌道誤差的影響。
5、觀測(cè)誤差精度控制
首先對(duì)于地面工作站工作人員的專業(yè)素質(zhì)進(jìn)行培訓(xùn)，使每個(gè)數(shù)據(jù)觀測(cè)人員均能準(zhǔn)確對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與整理，具備發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題的能力。其次對(duì)于觀測(cè)精度的控制可采用太陽(yáng)光壓改正模型，這些模型包括：標(biāo)準(zhǔn)光壓模型、ROCK4光壓攝動(dòng)模型以及多項(xiàng)式光壓模型，這幾種光壓模型精度相當(dāng)，均可以滿足lm定規(guī)要求。
結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，在實(shí)踐中利用GPS進(jìn)行作業(yè)測(cè)量，我們需要對(duì)其所體現(xiàn)出來(lái)的所有誤差進(jìn)行全面有效的分析，綜合考慮各方面因素對(duì)GPS所造成的負(fù)面影響，采取有效的措施盡量的給予避免問題發(fā)生，減少項(xiàng)目作業(yè)中的誤差出現(xiàn)，只有這樣才能夠更好的使用GPS進(jìn)行測(cè)量，保證其測(cè)量數(shù)據(jù)的精確性。
參考文獻(xiàn)
篇6
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671-3168（2012）06-0006-04
收稿日期：2012-11-01
作者簡(jiǎn)介：唐世斌（1963-），男，重慶梁平人，副教授，碩士生導(dǎo)師。研究方向?yàn)轱L(fēng)景園林建筑工程與規(guī)劃設(shè)計(jì)、3S技術(shù)在風(fēng)景園林學(xué)中的應(yīng)用等。Email：
國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局于1992年12月批準(zhǔn)了《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 國(guó)家基本比例尺地形圖分幅和編號(hào)》（GB/T 13989-92）[1]，次年7月1日施行。在實(shí)際使用中，將1993年以前按地形圖分幅編號(hào)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生的地形圖圖幅號(hào)稱為舊圖幅號(hào)，1993年以后按新的國(guó)家基本比例尺地形圖分幅和編號(hào)標(biāo)準(zhǔn)（即GB/T 13989-92）產(chǎn)生的地形圖圖幅號(hào)稱為新圖幅號(hào)。
現(xiàn)階段，我國(guó)正在使用中的國(guó)家基本比例尺地形圖，其圖幅編號(hào)有新、舊之分，這給人們尤其是市縣級(jí)以下基層生產(chǎn)單位專業(yè)技術(shù)人員帶來(lái)了較大的障礙或困難，造成了使用中的不便。《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 國(guó)家基本比例尺地形圖分幅和編號(hào)》（GB/T 13989-92）只是規(guī)范了新的圖幅分幅與編號(hào)規(guī)則，并未給出我國(guó)國(guó)家基本比例尺地形圖新、舊圖幅號(hào)彼此間的換算關(guān)系；為解決新、舊圖幅號(hào)之間的換算關(guān)系，我國(guó)的一些科技工作者從不同角度對(duì)此進(jìn)行了探索研究。筆者通過多渠道檢索，查到17篇相關(guān)期刊論文[2-18]。最早的關(guān)于地形圖新舊圖幅編號(hào)的換算研究文獻(xiàn)發(fā)表于1997年，其中半數(shù)研究文獻(xiàn)發(fā)表于近5年的相關(guān)科技期刊上，這些研究文獻(xiàn)基本上是基于國(guó)家基本比例尺地形圖的經(jīng)緯度條件下，地形圖分幅與圖幅編號(hào)的新舊圖幅號(hào)之間的換算，且多側(cè)重于編程自動(dòng)換算，以方便于科研或生產(chǎn)項(xiàng)目中批量操作管理，但滿足不了基層生產(chǎn)單位專業(yè)技術(shù)人員在實(shí)際工作中遇到的少量或個(gè)別的只用手工即可進(jìn)行的新舊圖幅號(hào)便捷換算方法。
2009～2010年，筆者有幸參與廣西新一輪森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查（即二類資源調(diào)查）的部分縣區(qū)的外、內(nèi)業(yè)工作，尤其是內(nèi)業(yè)制圖工作，在工作中常遇到1∶1萬(wàn)地形圖新、舊圖幅號(hào)需要彼此間換算的問題，經(jīng)過查閱相關(guān)規(guī)范、文獻(xiàn)資料，反復(fù)探索研究，找到了適用于工作中遇到的少量或個(gè)別的可手工進(jìn)行的新舊圖幅號(hào)便捷換算方法，經(jīng)驗(yàn)證，結(jié)果正確，便捷有效，現(xiàn)將研究成果系統(tǒng)整理出來(lái)，供業(yè)界同仁共享，方便工作。
1國(guó)家1∶1萬(wàn)地形圖新、舊圖幅號(hào)的構(gòu)成及其含義
11地形圖舊圖幅號(hào)
1∶1萬(wàn)地形圖的舊圖幅編號(hào)是以1∶10萬(wàn)地形圖為基礎(chǔ)進(jìn)行的，而1∶10萬(wàn)地形圖的舊圖幅編號(hào)又基于1∶100萬(wàn)地形圖，其具體的分幅和編號(hào)相關(guān)知識(shí)請(qǐng)查閱相關(guān)規(guī)范、文獻(xiàn)資料。
1∶1萬(wàn)地形圖的舊圖幅號(hào)由4組代碼組成，各組代碼間用“-”連接：
其中：第1組“×”——1∶100萬(wàn)地形圖的圖幅列號(hào)（緯度方向），為1位“字符碼”，由于我國(guó)地處地球的東半球赤道以北，圖幅范圍在緯度0°～56°內(nèi)，因此，行號(hào)為A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N 14個(gè)英文字符之一。
林 業(yè) 調(diào) 查 規(guī) 劃第37卷第6期唐世斌：1∶1萬(wàn)地形圖新、舊圖幅號(hào)的手工換算方法
第2組“××”——1∶100萬(wàn)地形圖的圖幅行號(hào)（經(jīng)度方向），為1～2位“數(shù)字碼”，由于我國(guó)地處地球的東半球赤道以北，圖幅范圍在經(jīng)度72°～138°內(nèi)，因此，列號(hào)為2位“數(shù)字碼”，為43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54等11組數(shù)字之一。
第3組“×××”——1∶1萬(wàn)地形圖所在的1∶10萬(wàn)地形圖，其在1∶100萬(wàn)地形圖中的位置代碼，即圖位號(hào)，為1～3位“數(shù)字碼”；每幅1∶100萬(wàn)地形圖劃分為12行（經(jīng)度方向）12列（緯度方向）共144幅1∶10萬(wàn)地形圖，其位置代碼（圖位號(hào)）為1、2、3、……、142、143、144等144組數(shù)字之一，在本文中的新、舊圖幅號(hào)的換算公式里用“m”表示。
第4組“（××）”——“（ ）” 中的“××”，為1∶1萬(wàn)地形圖在1∶10萬(wàn)地形圖中的位置代碼，即圖位號(hào)，為1～2位“數(shù)字碼”；每幅1∶10萬(wàn)地形圖劃分為8行（經(jīng)度方向）8列（緯度方向）共64幅1∶1萬(wàn)地形圖，其位置代碼（圖位號(hào)）為1、2、3、……、62、63、64等64組數(shù)字之一，在本文中的新、舊圖幅號(hào)的換算公式里用“n”表示。
第1組代碼（1∶100萬(wàn)地形圖的圖幅列號(hào)（經(jīng)度方向））和第2組代碼（1∶100萬(wàn)地形圖的圖幅行號(hào)（緯度方向））共同構(gòu)成1∶100萬(wàn)地形圖的圖幅號(hào)，如廣西南寧市所在的1∶100萬(wàn)地形圖的圖幅號(hào)為F-49。
1∶1萬(wàn)地形圖是在1∶10萬(wàn)地形圖圖幅號(hào)的尾部加上其在1∶10萬(wàn)地形圖中的位置代碼，即圖位號(hào)，如F-49-37-（30）。而1∶10萬(wàn)地形圖是在1∶100萬(wàn)地形圖圖幅號(hào)的尾部加上其在1∶100萬(wàn)地形圖中的位置代碼，即圖位號(hào)，如F-49-37。
12地形圖新圖幅號(hào)
1∶1萬(wàn)地形圖的新圖幅編號(hào)是直接以1∶100萬(wàn)地形圖為基礎(chǔ)進(jìn)行的。
1∶1萬(wàn)地形圖的新圖幅號(hào)由5組共10位代碼組成，各組代碼間直接相連：
× ×× × ××× ×××
第1組 第2組 第3組 第4組 第5組
其中：第1組“×”——1∶100萬(wàn)地形圖的圖幅行號(hào)（緯度方向），為1位“字符碼”，與舊圖幅號(hào)的第1組代碼含義相同，我國(guó)的為A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N 14個(gè)英文字符之一。
第2組“××”——1∶100萬(wàn)地形圖的圖幅列號(hào)（經(jīng)度方向），為2位“數(shù)字碼”，與舊圖幅號(hào)的第2組代碼含義相同，我國(guó)的為43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54數(shù)字之一。
第3組“×”——地形圖的比例尺代碼，為1位“字符碼”，1∶1萬(wàn)地形圖的比例尺代碼為“G”；其他基本比例尺地形圖的比例尺代碼見《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 國(guó)家基本比例尺地形圖分幅和編號(hào)》[1]。
第4組“×××”——1∶1萬(wàn)地形圖的圖幅行號(hào)（緯度方向），即在1∶100萬(wàn)地形圖中的圖幅行號(hào)（緯度方向），為3位“數(shù)字碼”；每幅1∶100萬(wàn)地形圖的行向（緯度方向）劃分為96行1∶1萬(wàn)地形圖，其圖幅行號(hào)為001、002、003、……、094、095、096等96組數(shù)字之一，在本文中的新、舊圖幅號(hào)的換算公式里用“x”表示。
第5組“×××”——1∶1萬(wàn)地形圖的圖幅列號(hào)（經(jīng)度方向），即在1∶100萬(wàn)地形圖中的圖幅列號(hào)（經(jīng)度方向），為3位“數(shù)字碼”；每幅1∶100萬(wàn)地形圖的列向（經(jīng)度方向）劃分為96列1∶1萬(wàn)地形圖，其圖幅列號(hào)為001、002、003、……、094、095、096等96組數(shù)字之一，在本文中的新、舊圖幅號(hào)的換算公式里用“y”表示。
從1∶1萬(wàn)地形圖的新、舊圖幅號(hào)的構(gòu)成關(guān)系來(lái)看，同一幅1∶1萬(wàn)地形圖其新、舊圖幅號(hào)的第1組代碼和第2組代碼是相同的，只不過是舊圖幅號(hào)的緯度方向?yàn)榱校?jīng)度方向?yàn)樾校聢D幅號(hào)的緯度方向?yàn)樾校?jīng)度方向?yàn)榱校哂兴煌选?/p>
其他的國(guó)家基本比例尺地形圖的新圖幅號(hào)構(gòu)成與1∶1萬(wàn)地形圖的構(gòu)成相同。
2地形圖從舊圖幅號(hào)換算成新圖幅號(hào)
從上述分析知，同一幅1∶1萬(wàn)地形圖其新、舊圖幅號(hào)的第1組代碼和第2組代碼是相同的，因此在進(jìn)行新舊圖幅號(hào)的換算時(shí)，只需要考慮舊圖幅號(hào)中的第3、第4兩組代碼與新圖幅號(hào)的第4、第5兩組代碼之間的關(guān)系即可，而新圖幅號(hào)中的第3組代碼為地形圖比例尺代碼，對(duì)于1∶1萬(wàn)地形圖來(lái)說，為“G”，始終不變。
同4結(jié)語(yǔ)
本文只述及在實(shí)際工作中經(jīng)常使用的1∶1萬(wàn)地形圖其新、舊圖幅號(hào)的手工換算方法，此法是基于同幅1∶1萬(wàn)地形圖的舊圖幅號(hào)或新圖幅號(hào)來(lái)解決其新、舊圖幅號(hào)的換算問題，直接用舊圖幅號(hào)換算其相應(yīng)的新圖幅號(hào)，或直接用新圖幅號(hào)換算其舊圖幅號(hào)，而不須該地形圖圖幅的經(jīng)緯度或公里網(wǎng)坐標(biāo)。
文中1∶1萬(wàn)地形圖新、舊圖幅號(hào)彼此間相互換算的關(guān)系也可用于編程，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)或計(jì)算器進(jìn)行自動(dòng)換算；依照本文解決1∶1萬(wàn)地形圖新、舊圖幅號(hào)相互換算的思路，也可解決我國(guó)的其他基本比例尺地形圖直接利用其圖幅號(hào)進(jìn)行新、舊圖幅號(hào)間的相互換算。
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篇7
目前，物聯(lián)網(wǎng)在很多領(lǐng)域的研究和應(yīng)用，如智能交通、機(jī)場(chǎng)監(jiān)控、太湖水質(zhì)監(jiān)測(cè)、森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)等，而在石油鉆井中事故經(jīng)常發(fā)生，因此，在石油行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)精確的鉆井環(huán)境監(jiān)測(cè)、人員安全的位置精確定位，提高鉆井效率水平，改善工作環(huán)境，具有重要意義。
1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述
隨著我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)已大范圍的被引入到企業(yè)的生產(chǎn)當(dāng)中，物聯(lián)網(wǎng)從字面上來(lái)說就是實(shí)現(xiàn)物與物之間鏈接的網(wǎng)絡(luò)，其包含了兩方面的含義：首先，物聯(lián)網(wǎng)必須基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)和實(shí)現(xiàn)，利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理和部署。其次，在互聯(lián)網(wǎng)的擴(kuò)展和發(fā)展內(nèi)容為主要內(nèi)容，及時(shí)交換和傳輸?shù)男畔?shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的操作。事實(shí)上，在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，有許多新技術(shù)，如FRID射頻技術(shù)、全球定位系統(tǒng)（GPS）、微型傳感器、zigbee低功耗無(wú)線傳輸?shù)茸钕冗M(jìn)的信息和通訊手段，通過集成的技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能項(xiàng)目的定位、跟蹤和管理。
過去的傳統(tǒng)思維是獨(dú)立的物理基礎(chǔ)設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施，通過三層和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)將連接物理系統(tǒng)與信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，物理基礎(chǔ)設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施集成在一起，因此，人類可以更精細(xì)和智能來(lái)控制物質(zhì)世界的操作。世界上任何對(duì)象，在任何地點(diǎn)和任何環(huán)境中，只要使其感知和識(shí)別的嵌入式設(shè)備，可以通過射頻識(shí)別、紅外傳感器、激光掃描儀，GPS和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)連接，然后通過智能分析和信息處理技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)全面和徹底感知物質(zhì)世界及其變化，以及智能反饋和決定。
2 主要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)原理
（1）FRID射頻技術(shù)。鉆井企業(yè)應(yīng)用FRID射頻技術(shù)就是把一個(gè)RFID電子閱讀器安裝在車位上，這樣員工在完成任務(wù)后就可以刷下工票卡，從而能夠及時(shí)的將員工的生產(chǎn)信息進(jìn)行采集，可以有效的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行管理，進(jìn)行合理的安排和進(jìn)行改善，F(xiàn)RID射頻技術(shù)的應(yīng)用可以對(duì)人員和現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行合理的管理，把工作進(jìn)度反饋給管理人員。（2）全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)。全球定位系統(tǒng)（GPS）是一個(gè)衛(wèi)星定位和導(dǎo)航技術(shù)和現(xiàn)代通訊技術(shù)，結(jié)合GPS定位在空間技術(shù)引起了革命性的變化，在越來(lái)越多的領(lǐng)域來(lái)取代傳統(tǒng)的光學(xué)和電子定位設(shè)備。使用GPS同時(shí)測(cè)試3 d坐標(biāo)位置的方法從陸地和海洋測(cè)繪技術(shù)擴(kuò)展到整個(gè)地球空間和外太空，從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)、從單點(diǎn)定位擴(kuò)展到本地和廣域覆蓋，從事后處理擴(kuò)展到定位，實(shí)時(shí)和導(dǎo)航。（3）微型傳感器技術(shù)。微型傳感器技術(shù)是利用能量或感覺指定轉(zhuǎn)換元件進(jìn)行測(cè)量時(shí)，按照一定的規(guī)則敏感元件，人類不能直接獲得或識(shí)別信息到技術(shù)識(shí)別信息的數(shù)據(jù)。傳感器技術(shù)測(cè)量不僅感覺信息，并且還覺得所檢測(cè)的信息，根據(jù)變換成的電或其它形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸，處理，控制所需的，等等，這也是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)的首要環(huán)節(jié)。（4）zigbee低功耗無(wú)線傳輸技術(shù)。ZigBee是一種專用的低數(shù)據(jù)率通信技術(shù)，相比WIFI，光纖數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)具有成本低，功耗低，實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)過程控制，以及煤炭，樓宇自控，等我們做應(yīng)用結(jié)果，油井通過現(xiàn)場(chǎng)安裝的壓力變送器、載荷變送器、轉(zhuǎn)速變送器實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)壓力、載荷、轉(zhuǎn)速生產(chǎn)參數(shù)的采集，站庫(kù)是通過現(xiàn)場(chǎng)安裝的壓力變送器、溫度變送器、流量計(jì)、液位計(jì)等設(shè)備采集泵的壓力、加熱爐的溫度、注水的流量、儲(chǔ)液罐的液位等生產(chǎn)數(shù)據(jù)。
3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在石油鉆井工程中的應(yīng)用前景
此次推出的概念“物聯(lián)網(wǎng)”，打破了傳統(tǒng)的思維，過去一直認(rèn)為鉆井安全生產(chǎn)依賴于某一個(gè)單獨(dú)的物理基礎(chǔ)設(shè)施和信息；而在“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代，有害氣體檢測(cè)、施工參數(shù)檢測(cè)、鉆井液檢測(cè)及鉆機(jī)、柴油機(jī)等設(shè)備檢測(cè)的傳感器日益成熟，無(wú)線傳輸技術(shù)、全球定位技術(shù)、FRID射頻技術(shù)逐漸集成融合為施工現(xiàn)場(chǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施，通過一定的技術(shù)手段可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜作業(yè)環(huán)境下的人員、機(jī)器、設(shè)備、工具、物料及基礎(chǔ)設(shè)施等更有效的協(xié)調(diào)管理和控制，為建設(shè)新的石油鉆井生態(tài)環(huán)境提出了新的思路和方法。
（1）應(yīng)用傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)主要鉆井裝備狀態(tài)監(jiān)控。如對(duì)柴油機(jī)、頂驅(qū)監(jiān)控，達(dá)到減少油耗、及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障的目的。（2）應(yīng)用傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)鉆井生產(chǎn)作業(yè)流程監(jiān)控。作業(yè)過程中的鉆壓、扭矩、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速、大鉤負(fù)荷等參數(shù)采集傳輸，通過三維仿真遠(yuǎn)程展示、工況分析以及參數(shù)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)通信、精確控制、遠(yuǎn)程協(xié)作和自治五大功能。（3）應(yīng)用RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)施工人員身份識(shí)別與自動(dòng)考勤監(jiān)。比如在施工現(xiàn)場(chǎng)入口處安裝RFID采集器，對(duì)施工人員進(jìn)場(chǎng)與離場(chǎng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和考勤。（4）應(yīng)用RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)鉆桿鉆具管理。
4 結(jié)語(yǔ)
物聯(lián)網(wǎng)是一種跨學(xué)科的新興產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)不斷地融入到我們的生活當(dāng)中，它給我們的生活生產(chǎn)都帶來(lái)了巨大的方便。但物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一項(xiàng)新興技術(shù)，其應(yīng)用還不是很成熟，但隨著時(shí)間的推移，科學(xué)技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)的作用的發(fā)展將越來(lái)越完善。尤其在我國(guó)石油需求量比較大的國(guó)家，加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，為石油開采做出貢獻(xiàn)。
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篇8
1 深基坑支護(hù)的概況
1.1 深基坑支護(hù)
對(duì)于深、淺基坑，目前工程界并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。1967年Terzaghi與Peck建議將6米以上深度的基坑定為深基坑，但實(shí)際施工中這種說法并沒有得到廣泛地認(rèn)可。現(xiàn)階段，我國(guó)深基坑施工中普遍將超過6米或7米的開挖深度看作是深基坑。基坑支護(hù)是指為確保地下室施工及附近環(huán)境的安全，選用支擋、加固等方式對(duì)基坑側(cè)壁與附近環(huán)境加以保護(hù)。支護(hù)結(jié)構(gòu)主要對(duì)側(cè)向壓力進(jìn)行承受，主要包含水土壓力、地面荷載、鄰近建筑物基底壓力及相鄰場(chǎng)地施工荷載等引起的附加壓力，其中水土壓力為支護(hù)結(jié)構(gòu)承受的主要壓力。傳統(tǒng)支護(hù)設(shè)計(jì)理論主要將基坑附近土體作為荷載，作為支護(hù)結(jié)構(gòu)的“對(duì)立面”，隨后按照圍護(hù)墻位移的狀況，進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)。
1.2 土釘墻支護(hù)
作為一種新型支護(hù)方式，主動(dòng)支護(hù)就是將基坑附近土體自支撐能力進(jìn)行充分發(fā)揮及提升。目前主動(dòng)支護(hù)主要分為水泥土墻支護(hù)、土釘墻支護(hù)、噴錨支護(hù)、凍結(jié)支護(hù)、拱形支護(hù)等方式，本文主要對(duì)基坑主動(dòng)支護(hù)中的土釘墻支護(hù)進(jìn)行分析與探究。
土釘墻是在新奧法的基礎(chǔ)上基于物理加固土體的機(jī)制，在上個(gè)世紀(jì)70年代從德國(guó)、法國(guó)及美國(guó)發(fā)展出來(lái)的支護(hù)方式。上個(gè)世紀(jì)80年代早期在礦山邊坡支護(hù)中我國(guó)采用了這種方式，隨后土釘墻支護(hù)法在基坑支護(hù)得到了大量應(yīng)用。土釘墻的組成成分為被加固土、放置于原位土體內(nèi)的細(xì)長(zhǎng)金屬桿件與在坡面附著著的混凝土面板，最終實(shí)現(xiàn)重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)。將一定長(zhǎng)度及密度的土釘設(shè)置在土體內(nèi)，通過土釘和土一起完成作業(yè)，進(jìn)而將原位土的強(qiáng)度、剛度進(jìn)行有效提升。這種支護(hù)技術(shù)主要應(yīng)用于12米以下的基坑開挖深度，如地下水位在坑底以上時(shí)，必須根據(jù)實(shí)際施工要求，進(jìn)行有效排水與截水施工。
2 建筑工程深基坑支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用
2.1 工程概況
本工程由15層住宅樓含局部3層商鋪（裙樓）組成，裙樓外側(cè)邊線范圍內(nèi)設(shè)1層連通式地下室。基坑長(zhǎng)55.19m，寬36.10m，開挖深度約為4.9m。
2.2 土釘墻基坑支護(hù)施工
結(jié)合本工程的實(shí)際施工情況，選用土釘墻基坑支護(hù)的方式進(jìn)行有效施工，應(yīng)遵循一定順序進(jìn)行，如基坑西側(cè)支護(hù)―南側(cè)―東側(cè)。其施工流程如下圖1所示。
2.3 基本工藝
（1）鉆設(shè)釘孔。選用土釘成孔的方式進(jìn)行基坑支護(hù)作業(yè)，其成孔工具為洛陽(yáng)鉆機(jī)，將其孔徑設(shè)置為80毫米，深度應(yīng)確保其超過土釘長(zhǎng)度100毫米，成孔傾角為15度。每鉆進(jìn)1米，并進(jìn)行傾角地測(cè)量，避免偏向等情況的出現(xiàn)。
（2）土釘安裝。與本工程基坑土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)需求相結(jié)合，進(jìn)行土釘?shù)闹谱鳎_保其長(zhǎng)度在設(shè)計(jì)長(zhǎng)度以上。每隔1.5米進(jìn)行一組土釘?shù)脑O(shè)置，選用搭焊連接的方式進(jìn)行土釘連接，焊縫高度控制在6毫米，把土釘在成孔作業(yè)后設(shè)置在孔內(nèi)。
（3）注漿。選用孔底注漿法進(jìn)行土釘墻基坑支護(hù)注漿作業(yè)，其作業(yè)流程為在孔底插入注漿管，確保管口與孔底之間距離200毫米，注漿管應(yīng)同時(shí)進(jìn)行注漿與拔出作業(yè)，確保注漿管底能夠在漿面以下，確保注漿過程中可以順利從孔口流出，并將止?jié){閥設(shè)置在孔口，選用壓力注漿的方式進(jìn)行施工，確保水泥漿強(qiáng)度為M20，注漿壓力控制在1到2Mpa之間。
（4）掛鋼筋網(wǎng)并與土釘尾部焊牢。選用鋼筋網(wǎng)進(jìn)行土釘墻面施工，將其間距定為200毫米，在坡面上通過人工的方式進(jìn)行綁扎鋼筋的作業(yè);搭接坡面鋼筋的長(zhǎng)度需在300毫米左右，隨后順著土釘長(zhǎng)度方向在土釘端部?jī)蓚?cè)進(jìn)行短段鋼筋的焊接作業(yè)，同時(shí)在面層內(nèi)將相近土釘端部通長(zhǎng)加強(qiáng)筋進(jìn)行連接及焊牢。
（5）安裝泄水管。土釘墻基坑支護(hù)的泄水管制作應(yīng)選用PVC管作為主要材料，泄水管長(zhǎng)度必須在450毫米以上，并在管附近進(jìn)行鉆孔作業(yè)，孔數(shù)應(yīng)控制在5到8個(gè)，隨后在管外側(cè)進(jìn)行尼龍網(wǎng)布的包裹作業(yè)。泄水孔縱橫距離定為2米，布置形狀為梅花型并確保安裝的牢固性。
（6）復(fù)噴表層混凝土至設(shè)計(jì)厚度。選用噴射混凝土方式進(jìn)行土釘墻施工，其設(shè)計(jì)強(qiáng)度必須在C20左右，其厚度應(yīng)控制在80毫米。第一，選用干拌方式，混合料攪拌時(shí)必須遵循相應(yīng)的配合比進(jìn)行施工，混凝土噴射施工過程中根據(jù)實(shí)際情況，可以將水泥重量為5%噴射砼速凝劑摻加到里面。在開挖土方、修坡施工后，及時(shí)完成土釘錨固作業(yè)，結(jié)束焊接鋼筋網(wǎng)施工后，必須及時(shí)進(jìn)行噴射混凝土作業(yè)。選用分層噴射的方式，由下到上的方式進(jìn)行噴射混凝土作業(yè)。第一層噴射厚度應(yīng)控制在4厘米到5厘米之間，確保其不出現(xiàn)掉漿現(xiàn)象后，進(jìn)行第二層混凝土再噴射作業(yè)，直至其厚度符合設(shè)計(jì)規(guī)定。
3 建筑工程深基坑支護(hù)監(jiān)測(cè)
基坑支護(hù)體系隨著開挖深度的不斷增加會(huì)出現(xiàn)側(cè)向變位的情況，這種情況在施工中無(wú)法避免，基于此，基坑支護(hù)監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵就在于側(cè)向變位的發(fā)展及控制。通常情況下，體系的破壞都具有相應(yīng)的預(yù)兆性，在基坑支護(hù)監(jiān)測(cè)中，施工單位必須做好現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)工作，利用檢測(cè)等方式及時(shí)分析、了解支護(hù)體系的受力情況。在監(jiān)測(cè)中不僅要做好整個(gè)基坑支護(hù)檢測(cè)工作，還要充分考慮其附近環(huán)境。這種監(jiān)測(cè)方式可以掌握好基坑附近支護(hù)的穩(wěn)定情況，在目前深基坑支護(hù)工程理論與相關(guān)技術(shù)支持下，施工實(shí)際情況往往存在或多或少的問題，根據(jù)本工程現(xiàn)場(chǎng)施工的具體情況，其地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜，可選用變形監(jiān)測(cè)的方式進(jìn)行基坑支護(hù)作業(yè)，這樣可以保證施工的安全性。
選用的監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置范圍為本工程基坑支護(hù)的邊坡開挖影響范圍，遵循其基坑深度2倍以上的深度進(jìn)行分析，并對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象的特定范圍進(jìn)行充分考慮。本工程沉降位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)在基坑邊坡附近每個(gè)20米到25米的范圍進(jìn)行設(shè)置，這樣可以為施工的順利進(jìn)行提供強(qiáng)有力的保障。并能對(duì)施工后路面損壞形成的原因進(jìn)行分析。在施工前，施工單位必須認(rèn)真調(diào)查路面的實(shí)際情況，主要選用拍照等形式對(duì)其現(xiàn)狀進(jìn)行分析，隨后對(duì)形成相應(yīng)文字進(jìn)行歸檔。完成以上監(jiān)測(cè)作業(yè)后，對(duì)于較大危害部位，可以選用石膏膜設(shè)點(diǎn)的方式進(jìn)行施工，盡可能降低對(duì)工程施工的影響，并定期進(jìn)行跟蹤查看。分期分階段將監(jiān)測(cè)情況記錄匯報(bào)有關(guān)各方。此類監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置將在詳細(xì)調(diào)查現(xiàn)狀的基礎(chǔ)綜合確定，同時(shí)對(duì)在施工間出現(xiàn)的開裂，特別重視監(jiān)測(cè)，將實(shí)際情況向相關(guān)單位及時(shí)上報(bào)。
4 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，在建筑工程深基坑支護(hù)施工中，土釘墻支護(hù)技術(shù)施工中具有較高的技術(shù)含量及較快的施工速度，這種施工技術(shù)在建筑工程基坑支護(hù)施工中得到了廣泛地應(yīng)用，可以對(duì)公路施工、交通基坑支護(hù)中的問題進(jìn)行有效解決。在基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)用中，必須詳細(xì)檢查施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，提高技術(shù)水平，規(guī)范施工流程，做好監(jiān)測(cè)工作，確保基坑支護(hù)技術(shù)符合施工要求，避免造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。
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篇9
作者簡(jiǎn)介：張飛，副教授，研究方向?yàn)橘Y源遙感與3S技術(shù)應(yīng)用的教學(xué)。
隨著全球化進(jìn)程的發(fā)展，世界上各個(gè)國(guó)家交流的趨勢(shì)日益增強(qiáng)，社會(huì)對(duì)人才所具備的素質(zhì)的需求也越來(lái)越高，對(duì)國(guó)際化人才的需求增多，高等教育的國(guó)際化趨勢(shì)得到了強(qiáng)化。這種趨勢(shì)要求在培養(yǎng)專業(yè)人才的學(xué)科建設(shè)中進(jìn)行專業(yè)化和國(guó)際化的改革，實(shí)施國(guó)際化的教學(xué)方式，通過實(shí)施專業(yè)課程的雙語(yǔ)教學(xué)，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)既掌握扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)、又通曉國(guó)際語(yǔ)言、熟悉國(guó)際慣例與規(guī)則的專業(yè)化、國(guó)際化人才的目標(biāo)。[1]雙語(yǔ)教學(xué)是指為了實(shí)現(xiàn)學(xué)生能夠運(yùn)用母語(yǔ)和外語(yǔ)理解、掌握專業(yè)知識(shí)，并且能夠熟練應(yīng)用并實(shí)現(xiàn)專業(yè)技能目的，通過采用兩種語(yǔ)言――母語(yǔ)及第二外語(yǔ)，同步對(duì)同一知識(shí)進(jìn)行描述的教學(xué)方式。[2]經(jīng)過多年的雙語(yǔ)教學(xué)證明，在我國(guó)高校推行專業(yè)課程雙語(yǔ)教學(xué)是可行的，教學(xué)效果也是顯著的。鑒于雙語(yǔ)教學(xué)是我國(guó)高校培養(yǎng)高素質(zhì)、國(guó)際化人才的有效手段之一，[3]因此教育部在《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》中強(qiáng)調(diào)指出：“按照教育面向現(xiàn)代化、面向世界、面向未來(lái)的要求，為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)全球化和科技革命的挑戰(zhàn)，各個(gè)高校要積極推進(jìn)雙語(yǔ)教學(xué)，本科教育要?jiǎng)?chuàng)造條件使用英語(yǔ)等外語(yǔ)進(jìn)行公共課和專業(yè)課教學(xué)。”[4]因此，本文將選擇《遙感地學(xué)分析》課程作為案例，并配合我校精品課程建設(shè)項(xiàng)目，探討開展《遙感地學(xué)分析》課程雙語(yǔ)教學(xué)建設(shè)必要性和內(nèi)容。
一、遙感地學(xué)分析課程雙語(yǔ)教學(xué)的必要性
進(jìn)行《遙感地學(xué)分析》課程的雙語(yǔ)教學(xué)是3S（GIS，GPS，RS）學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)的必然需求。該課程是地理信息系統(tǒng)和遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的必修課程，隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，遙感地學(xué)分析已成為地理信息系統(tǒng)學(xué)科的重要部分。地理信息系統(tǒng)學(xué)科目前呈現(xiàn)出應(yīng)用化、國(guó)際化的發(fā)展趨勢(shì)，這種趨勢(shì)一方面體現(xiàn)在對(duì)專業(yè)人才的需求不僅局限在3S領(lǐng)域，其它涉及空間信息的領(lǐng)域，如環(huán)保、林業(yè)等部門，對(duì)于具有空間信息處理的人才需求很大；另一方面體現(xiàn)在隨著大量外國(guó)公司進(jìn)入中國(guó)（如：ESRI公司）和中國(guó)公司跨出國(guó)門（如：Supermap公司），針對(duì)空間信息處理領(lǐng)域既具有專業(yè)技能又有較強(qiáng)專業(yè)外語(yǔ)能力的人才需求強(qiáng)烈，因此推行遙感地學(xué)分析課程的勢(shì)在必行；另外，進(jìn)行《遙感地學(xué)分析》課程的雙語(yǔ)教學(xué)也是3S課程教學(xué)改革的要求。課程教學(xué)改革的目標(biāo)是培養(yǎng)專業(yè)素質(zhì)硬、應(yīng)用能力高和動(dòng)手能力強(qiáng)的高素質(zhì)人才，滿足社會(huì)對(duì)3S專業(yè)人才的需要。由于現(xiàn)在高校中普遍存在的英語(yǔ)學(xué)習(xí)與專業(yè)理論學(xué)習(xí)脫節(jié)的情況，使得很多學(xué)生雖然通過了CET4、CET6考試，但是在專業(yè)上使用外語(yǔ)的能力差，不能很好理解專業(yè)文獻(xiàn)，不能熟練運(yùn)用ENVI，ArcGIS，Erdas等專業(yè)軟件，更不能進(jìn)行專業(yè)方面的國(guó)際交流溝通，這種狀況對(duì)3S課程的教學(xué)改革目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是一種危害。為了減輕這種危害，目前很多高校都開展了遙感地學(xué)分析的雙語(yǔ)教學(xué)，這種教學(xué)方式使學(xué)生將專業(yè)知識(shí)的提高與外語(yǔ)的應(yīng)用融合起來(lái)，以培養(yǎng)具有較高綜合素質(zhì)的人才，適應(yīng)社會(huì)的需求。
二、遙感地學(xué)分析雙語(yǔ)教學(xué)課程建設(shè)內(nèi)容
1.雙語(yǔ)教學(xué)的教材與教案建設(shè)
雙語(yǔ)教學(xué)必須根據(jù)課程性質(zhì)靈活選擇使用原版外文教材或自編教材。在使用原版外文教材時(shí)，要遵守適用、適合的原則，積極進(jìn)行原版教材本土化探索，自編雙語(yǔ)輔助教材。滿足教學(xué)大綱要求的優(yōu)秀雙語(yǔ)教材是雙語(yǔ)教學(xué)成功的前提。筆者根據(jù)學(xué)校遙感地學(xué)分析課程教學(xué)大綱的要求，在參考國(guó)外多種原版遙感教材，如《Satellite Remote Sensing》、《Advances in Land Remote Sensing》、《Remote Sensing：Models and Methods for Image Processing》的基礎(chǔ)上，并結(jié)合其它中英文教材編寫《遙感地學(xué)分析》雙語(yǔ)教學(xué)講義。
2.雙語(yǔ)教學(xué)的師資隊(duì)伍建設(shè)
一支結(jié)構(gòu)合理、外語(yǔ)教學(xué)水平較高、教學(xué)效果好的雙語(yǔ)教學(xué)團(tuán)隊(duì)是雙語(yǔ)教學(xué)成功的關(guān)鍵。雖然聘請(qǐng)國(guó)外專家參與雙語(yǔ)教學(xué)工作可以在一定程度上推動(dòng)雙語(yǔ)教學(xué)，但是立足于本校，建立一支本土化的教師隊(duì)伍才是雙語(yǔ)教學(xué)成功的關(guān)鍵。雙語(yǔ)教師應(yīng)具備較強(qiáng)的英語(yǔ)聽、說、讀、寫、譯能力，能夠流利地運(yùn)用英語(yǔ)進(jìn)行專業(yè)課程的授課。因此，為了更好地完成雙語(yǔ)教學(xué)任務(wù)，教師應(yīng)經(jīng)常閱讀英文版遙感書籍雜志，特別注意閱讀遙感專業(yè)英語(yǔ)期刊論文，如：《Remote Sensing of Environment》、《ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing》、《International Journal of Remote Sensing》、《IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing》等遙感類權(quán)威雜志，同時(shí)也要經(jīng)常瀏覽影響力強(qiáng)的遙感類國(guó)際網(wǎng)站，如：美國(guó)攝影測(cè)量與遙感協(xié)會(huì)網(wǎng)站和加拿大遙感協(xié)會(huì)網(wǎng)站等，這樣可以及時(shí)把握遙感發(fā)展動(dòng)態(tài)，拓寬視野，為講課提供生動(dòng)的案例。
3.雙語(yǔ)教學(xué)的內(nèi)容建設(shè)
在教學(xué)內(nèi)容的選材方面，需要反映國(guó)際上本領(lǐng)域最新的科研成果，緊緊圍繞素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育來(lái)組織，力求體現(xiàn)遙感地學(xué)分析的理念，注重基礎(chǔ)知識(shí)、基本方法與基本技能的訓(xùn)練。《遙感地學(xué)分析》著重講述遙感物理基礎(chǔ)（Physical basis of remote sensing）；遙感平臺(tái)及特點(diǎn)（Remote sensing platforms and their characteristics）；遙感傳感器及其成像特征（Sensors and imagery characteristics）；遙感數(shù)據(jù)源（Remote sensing data sources）；可見光～反射紅外遙感（Visible-reflection infrared remote sensing）；熱紅外遙感（Thermal infrared remote sensing）；微波遙感（Microwave remote sensing）；遙感圖像目視判讀（Visual Interpretation of remotely sensed imagery）；遙感圖像計(jì)算機(jī)分類（Classification of imagery by computer）；定量遙感（Quantitative remote sensing）；土地遙感（Land remote sensing）；植物遙感（Vegetation remote sensing）以及水體遙感（Water remote sensing）。通過對(duì)遙感地學(xué)分析課程雙語(yǔ)教學(xué)內(nèi)容的建設(shè)，使學(xué)生利用中英文對(duì)照教材進(jìn)行預(yù)習(xí)，教學(xué)效果將得到大幅度的提高。
4.雙語(yǔ)教學(xué)過程中教學(xué)方法和手段建設(shè)
在教學(xué)方法上，應(yīng)循序漸進(jìn)、因材施教，根據(jù)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與掌握程度逐步推進(jìn)。在教學(xué)中，采用“預(yù)習(xí)――授課――復(fù)習(xí)”三段式教學(xué)法，努力營(yíng)造雙語(yǔ)教學(xué)氛圍，為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)良好的雙語(yǔ)教學(xué)環(huán)境。在課堂教學(xué)中，全方位地訓(xùn)練學(xué)生外語(yǔ)思維和應(yīng)用的能力，除了教學(xué)內(nèi)容中的難點(diǎn)與重點(diǎn)增加中文解釋外，教師與學(xué)生互動(dòng)、作業(yè)等都用英語(yǔ)進(jìn)行，培養(yǎng)學(xué)生用英語(yǔ)思考問題、解決問題的能力，鍛煉實(shí)際英語(yǔ)應(yīng)用能力。課外，鼓勵(lì)學(xué)生積極研讀外文文獻(xiàn)，培養(yǎng)利用外文獲取知識(shí)的能力，并建立雙語(yǔ)教學(xué)網(wǎng)站，把它作為一個(gè)平臺(tái)，將相關(guān)的中英文教案、習(xí)題、實(shí)驗(yàn)指南、最新動(dòng)態(tài)等放在網(wǎng)頁(yè)中，實(shí)現(xiàn)資料共享。
5.本科生英語(yǔ)學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)
學(xué)生是雙語(yǔ)教學(xué)的主體，是教學(xué)活動(dòng)的最終歸宿。我國(guó)傳統(tǒng)的英語(yǔ)教學(xué)方法重視語(yǔ)法、句法學(xué)習(xí)，忽視聽說訓(xùn)練，忽視英語(yǔ)交流能力的培養(yǎng)。針對(duì)這種情況，首先，給學(xué)生布置提前閱讀教材與講義的任務(wù)，使他們預(yù)先熟悉課程內(nèi)容，以便上課時(shí)能夠跟得上。另外，布置一些聽說作業(yè)并定期檢查，努力培養(yǎng)學(xué)生使用語(yǔ)言進(jìn)行實(shí)際交流的能力。
實(shí)施雙語(yǔ)教學(xué)是實(shí)現(xiàn)高等教育國(guó)際化，培養(yǎng)面向現(xiàn)代化、面向未來(lái)的復(fù)合型人才的有效途徑。當(dāng)然，建立一整套規(guī)范完善的雙語(yǔ)教學(xué)模式，從原版教材的引進(jìn)、雙語(yǔ)教師的培養(yǎng)，到教學(xué)方法的更新完善，還有待于教育工作者大膽探索、不斷實(shí)踐。
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篇10
中圖分類號(hào)：C39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1 引 言地理信息系統(tǒng)的一個(gè)重要部分就是數(shù)據(jù)。在GIS工程里，空間數(shù)據(jù)的獲取占有很重要的地位。實(shí)際上，整個(gè)地理信息系統(tǒng)都是圍繞空間數(shù)據(jù)的采集、加工、存儲(chǔ)、分析和表現(xiàn)來(lái)展開的。為了充分利用已有的數(shù)據(jù)，降低成本，實(shí)現(xiàn)信息資源的共享，在GIS工程實(shí)施過程中，經(jīng)常需要利用不同來(lái)源的各種空間數(shù)據(jù)。由于GIS軟件的多樣性，每種軟件都有自己特定的數(shù)據(jù)模型，造成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式和結(jié)構(gòu)的不同。從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上來(lái)說，矢量和柵格是地理信息系統(tǒng)中兩種主要的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在數(shù)據(jù)的使用過程中，由于數(shù)據(jù)來(lái)源、結(jié)構(gòu)和格式的不同，需要采用一定的技術(shù)方法，才能將他們合并在一起使用，這就產(chǎn)生了數(shù)據(jù)的融合問題。數(shù)字制圖是GIS的重要組成部分，也是GIS的主要表現(xiàn)和輸出形式。本文講的空間數(shù)據(jù)的融合涉及GIS和數(shù)字制圖，但側(cè)重于在數(shù)字制圖中，將同一地區(qū)相同坐標(biāo)系統(tǒng)，相同比例尺的多種不同來(lái)源或不同格式的空間數(shù)據(jù)根據(jù)需要合并成一種新的空間數(shù)據(jù)。從需求分析上講，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)融合的情況一般為對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行更改、更新、增加或者為了某種特定的需要。隨著因特網(wǎng)的發(fā)展和GIS應(yīng)用的日益廣泛，多源數(shù)據(jù)的融合已成為迫切需要解決的問題。2 柵格、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念基于柵格模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)稱為柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是指將空間分割成有規(guī)則的網(wǎng)格，在各個(gè)網(wǎng)格上給出相應(yīng)的屬性值來(lái)表示地理實(shí)體的一種數(shù)據(jù)組織形式；而矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是基于矢量模型，利用歐幾里得（EUCLID）幾何學(xué)中的點(diǎn)、線、面及其組合體來(lái)表示地理實(shí)體的空間分布。對(duì)于空間數(shù)據(jù)而言，柵格數(shù)據(jù)包括各種遙感數(shù)據(jù)、航測(cè)數(shù)據(jù)、航空雷達(dá)數(shù)據(jù)、各種攝影的圖像數(shù)據(jù)，以及通過網(wǎng)格化的地圖圖像數(shù)據(jù)如地質(zhì)圖、地形圖和其他專業(yè)圖像數(shù)據(jù)。從類型上看，又分為：二值圖、灰度圖、256色索引和分類圖(單字節(jié)圖)、64K的高彩圖(索引圖、分類圖和整數(shù)專業(yè)數(shù)據(jù))(雙字節(jié)圖)、RGB真彩色圖(3字節(jié)圖)、RGBP透明真彩色疊加圖等等。常用的數(shù)據(jù)格式的有TIFF、JPEG、BMP、PCX、GIF等。而矢量數(shù)據(jù)就更多，幾乎所有的GIS軟件都有自己特定格式的矢量數(shù)據(jù)。目前最常用的矢量數(shù)據(jù)格式有Arc/info的Coverage、e00， 方正智繪的mrg，Mapinfo的mif，AutoDesk的dxf、dwg，Intergraph的dgn等等。在GIS和數(shù)字制圖中，同種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)本身以及兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間的融合構(gòu)成了空間數(shù)據(jù)融合問題的主要內(nèi)容。 3 柵格數(shù)據(jù)之間的融合在數(shù)字制圖中和GIS工程中，經(jīng)常用到不同來(lái)源、不同精度、不同內(nèi)容的柵格圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)合而生成新的柵格圖像。目前使用的各種多源圖像處理與分析系統(tǒng)為柵格型地理信息系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)開辟一條新的途徑,可實(shí)現(xiàn)柵格數(shù)據(jù)的各種融合。而在數(shù)字制圖中，多源柵格圖像數(shù)據(jù)之間的融合已經(jīng)非常普遍。3.1 融合方法在數(shù)字制圖中，圖像融合涉及色彩、光學(xué)等領(lǐng)域，在專業(yè)的圖像處理軟件（如ERDAS、PCI、PHOTOMAPPER）或一般的圖像處理軟件（如PHOTOSHOP）都可進(jìn)行，主要是通過圖像處理的方式透明地疊加顯示各個(gè)圖層的柵格圖。一般要經(jīng)過圖像配準(zhǔn)、圖像調(diào)整、圖像復(fù)合等環(huán)節(jié)。具體過程如下：⑴圖像配準(zhǔn)。各種圖像由于各種不同原因會(huì)產(chǎn)生幾何失真，為了使兩幅或多幅圖像所對(duì)應(yīng)的地物吻合，分辨率一致，在融合之前，需要對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何精度糾正和配準(zhǔn)，這是圖像數(shù)據(jù)融合的前提。⑵圖像調(diào)整。為了增強(qiáng)融合后的圖像效果和某種特定內(nèi)容的需要，進(jìn)行一些必要的處理，如為改善圖像清晰度而做的對(duì)比度、亮度的改變，為了突出圖像中的邊緣或某些特定部分而做的邊緣增強(qiáng)（銳化）或反差增強(qiáng)，改變圖像某部分的顏色而進(jìn)行的色彩變化等。⑶圖像復(fù)合。對(duì)于兩幅或多幅普通柵格圖像數(shù)據(jù)的疊加，需要對(duì)上層圖像做透明處理，才能顯示各個(gè)圖層的圖像，透明度就具體情況而定。在遙感圖像的處理中，由于其圖像的特殊性，他們之間的復(fù)合方式相對(duì)復(fù)雜而且多樣化，其中效果最明顯、應(yīng)用最多的是進(jìn)行彩色合成。3.2應(yīng)用分析在實(shí)際應(yīng)用中，柵格圖像數(shù)據(jù)之間的融合目前最常用的有以下幾個(gè)方面：⑴遙感圖像之間的融合。主要包括不同傳感器遙感數(shù)據(jù)的融合和不同時(shí)相遙感數(shù)據(jù)的融合。來(lái)自不同傳感器的信息源有不同的特點(diǎn)，如用TM與SPOT遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行融合既可提高新圖像的分辨率又可保持豐富的光譜信息；而不同時(shí)相遙感數(shù)據(jù)的融合對(duì)于動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)有很重要的實(shí)用意義，如洪水監(jiān)測(cè)、氣象監(jiān)測(cè)等。⑵遙感圖像與地圖圖像的融合。這是當(dāng)前應(yīng)用較多的一種方法，一是遙感圖像與柵格化的DEM融合生成立體的三維景觀圖像，顯現(xiàn)逼真的現(xiàn)實(shí)效果；二是借助遙感圖像的信息周期動(dòng)態(tài)性和豐富性，經(jīng)過與各種地圖圖像融合，可以從遙感圖像的快速變化中發(fā)現(xiàn)變化的區(qū)域，進(jìn)行數(shù)據(jù)的更新和各種動(dòng)態(tài)分析。⑶地圖圖像之間的融合。為了更加了解該范圍的地形地貌情況，或者更全面地比較分析該地區(qū)各種資源的相互關(guān)系，對(duì)該地區(qū)不同內(nèi)容的多種地圖圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行融合。如地形圖和各種專業(yè)圖像如地質(zhì)圖、土地利用圖、地籍圖、林業(yè)資源狀況圖等的融合，土地利用圖和地籍圖的融合等等。4 矢量數(shù)據(jù)之間的融合矢量數(shù)據(jù)是GIS和數(shù)字制圖中最重要的數(shù)據(jù)源。目前很多GIS軟件都有自己的數(shù)據(jù)格式，每種軟件都有自己特定的數(shù)據(jù)模型，而正是這些軟件的多樣性，導(dǎo)致矢量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式和結(jié)構(gòu)的不同。要進(jìn)行各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享，必須對(duì)多源數(shù)據(jù)進(jìn)行融合。矢量數(shù)據(jù)之間的融合是應(yīng)用最廣泛的空間數(shù)據(jù)融合形式，也是空間數(shù)據(jù)融合研究的重點(diǎn)。目前對(duì)矢量數(shù)據(jù)的融合方法有多種，其中最主要的、應(yīng)用最廣泛的方法是先進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換即空間數(shù)據(jù)模型的融合，然后是幾何位置糾正，最后是重新對(duì)地圖數(shù)據(jù)各要素進(jìn)行的重新分類組合、統(tǒng)一定義。4.1數(shù)據(jù)模型的融合由于各種數(shù)據(jù)格式各有自己的數(shù)據(jù)模型，格式轉(zhuǎn)換就是把其他格式的數(shù)據(jù)經(jīng)過專門的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序進(jìn)行轉(zhuǎn)換，變成本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式，這是當(dāng)前GIS軟件系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)的主要辦法。如Arc/Info和MapInfo之間的融合，需要經(jīng)過格式轉(zhuǎn)換，統(tǒng)一到其中的一種空間數(shù)據(jù)模型。該方法一般要通過交換格式進(jìn)行。許多GIS軟件為了實(shí)現(xiàn)與其他軟件交換數(shù)據(jù)，制訂了明碼的交換格式，如Arc/Info的E00格式、ArcView的Shape格式、MapInfo的Mif格式等。通過交換格式可以實(shí)現(xiàn)不同軟件之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。在這種模式下，其他數(shù)據(jù)格式經(jīng)專門的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換后，復(fù)制到當(dāng)前系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)中。目前得到公認(rèn)的幾種重要的比較常用的空間數(shù)據(jù)格式有：ESRI公司的Arc/Info Coverage、ArcShape Files、E00格式；AutoDesk的DXF格式和DWG格式；MapInfo的MIF格式；Intergraph的dgn格式等等。4.2幾何位置糾正對(duì)于相同坐標(biāo)系統(tǒng)和比例尺的數(shù)據(jù)而言，由于技術(shù)、人為或者經(jīng)頻繁的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換甚至是由于不同軟件的因素，數(shù)據(jù)的精度會(huì)有差別。在融合過程中，需要進(jìn)行幾何位置的統(tǒng)一。如對(duì)精度要求不高，為了提高工作效率，在允許范圍內(nèi)，應(yīng)該以當(dāng)前系統(tǒng)的數(shù)據(jù)精度為準(zhǔn)，對(duì)另一種或幾種數(shù)據(jù)的幾何位置進(jìn)行糾正。如為了獲得較高的精度，應(yīng)以精度高的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，對(duì)精度低的數(shù)據(jù)進(jìn)行糾正。4.3地圖數(shù)據(jù)要素重新統(tǒng)一定義融合后的空間矢量數(shù)據(jù)，應(yīng)重新對(duì)要素分層、編碼、符號(hào)系統(tǒng)、要素取舍等問題進(jìn)行綜合整理，統(tǒng)一定義。⑴統(tǒng)一分類分層、編碼。對(duì)于空間數(shù)據(jù)，一般都按地圖要素進(jìn)行分層，如水系、交通、地形地貌、注記等，而每層又可根據(jù)需要分為點(diǎn)、線、面三類，并采用編碼的方式來(lái)表述其屬性。對(duì)融合到當(dāng)前系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，應(yīng)根據(jù)地圖要素或具體需要，以當(dāng)前數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)或重新制定統(tǒng)一的要素層和要素編碼。⑵統(tǒng)一符號(hào)系統(tǒng)。這是目前矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的一個(gè)難點(diǎn)，由于各GIS軟件對(duì)符號(hào)的定義不同，在符號(hào)的生成機(jī)制上可能差別很大，經(jīng)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)在符號(hào)的統(tǒng)一上有一定難度，而且在符號(hào)的準(zhǔn)確性上可能與原數(shù)據(jù)有差距。⑶數(shù)據(jù)的綜合取舍。同一區(qū)域不同格式的空間矢量數(shù)據(jù)，要涉及到相同要素的重復(fù)表示問題，應(yīng)綜合取舍。一般有以下原則：詳細(xì)的取代簡(jiǎn)略的，精度高的取代精度低的，新的取代舊的等等，但有時(shí)為了突出某種專題要素，或?yàn)榱诉m應(yīng)某種需要，應(yīng)視具體情況綜合取舍。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模式的弊病是顯而易見的，由于缺乏對(duì)空間對(duì)象統(tǒng)一的描述方法，轉(zhuǎn)換后很難完全準(zhǔn)確地表達(dá)原數(shù)據(jù)的信息，經(jīng)常性地造成一些信息丟失，如Arc/Info數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系，經(jīng)過格式轉(zhuǎn)換后可能已經(jīng)不復(fù)存在了。5 矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)的融合空間數(shù)據(jù)的柵格結(jié)構(gòu)和矢量結(jié)構(gòu)是模擬地理信息的截然不同的兩種方法。過去人們普遍認(rèn)為這兩種結(jié)構(gòu)互不相容。原因是柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)需要大量的計(jì)算機(jī)內(nèi)存來(lái)存儲(chǔ)和處理，才能達(dá)到或接近與矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相同的空間分辨率，而矢量結(jié)構(gòu)在某些特定形式的處理中，很多技術(shù)問題又很難解決。柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)于空間分析很容易，但輸出的地圖精確度稍差；相反矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)量小，且能夠輸出精美的地圖，但空間分析相當(dāng)困難等等。目前兩種格式數(shù)據(jù)的融合已變得可能而且在廣泛應(yīng)用。在GIS工程中，很多的GIS系統(tǒng)已經(jīng)集成化，能夠?qū)κ噶亢蜄鸥窠Y(jié)構(gòu)的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理。而在數(shù)字制圖中，兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的融合也在廣泛應(yīng)用。5.1柵格圖象與線劃矢量圖融合這是兩種結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單的疊加，是GIS里數(shù)據(jù)融合的最低層次。如遙感柵格影像與線劃矢量圖疊加，遙感柵格影像或航空數(shù)字正射影像作為復(fù)合圖的底層。線劃矢量圖可全部疊加，也可根據(jù)需要部分疊加，如水系邊線、交通主干線、行政界線、注記要素等等。這種融合涉及到兩個(gè)問題，一是如何在內(nèi)存中同時(shí)顯示柵格影像和矢量數(shù)據(jù)，并且要能夠同比例尺縮放和漫游；二是幾何定位糾正，使柵格影像上和線劃矢量圖中的同名點(diǎn)線相互套合。如果線劃矢量圖的數(shù)據(jù)是從該柵格影像上采集得到，相互之間的套合不成問題；如果線劃矢量圖數(shù)據(jù)由其他來(lái)源數(shù)字化得到，柵格影像和矢量線劃就難以完全重合。這種地圖具有一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，有豐富的光譜信息和幾何信息，又有行政界線和其他屬性信息，可視化效果很好。如目前的核心要素DLG與DOM套合的復(fù)合圖已逐漸成為一種主流的數(shù)字地圖。5.2遙感圖像與DEM的融合這是目前生產(chǎn)數(shù)字正射影像地圖DOM常用的一種方法。在JX4A、VIRTUOZO等數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)中，利用已有的或經(jīng)影像定向建模獲取的DEM，對(duì)遙感圖像進(jìn)行幾何糾正和配準(zhǔn)。因?yàn)镈EM代表精確的地形信息，用它來(lái)對(duì)遙感、航空影像進(jìn)行各種精度糾正，可以消除遙感圖像因地形起伏造成圖像的像元位移，提高遙感圖像的定位精度；DEM還可以參與遙感圖像的分類，在分類過程中，要收集與分析地面參考信息和有關(guān)數(shù)據(jù)，為了提高分類精度，同樣需要用DEM對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行輻射校正和幾何糾正。6 數(shù)據(jù)融合問題的展望在數(shù)字制圖中，柵格圖像之間的融合已經(jīng)在各種部門廣泛應(yīng)用，特別是在遙感圖像的處理上，其技術(shù)手段也比較成熟；柵格圖像與矢量圖形的融合在目前也相對(duì)比較簡(jiǎn)單，而且在各種GIS軟件中都比較容易解決。他們的發(fā)展方向主要應(yīng)從應(yīng)用的角度去豐富它們的融合方式，拓展它們的應(yīng)用領(lǐng)域。而結(jié)構(gòu)復(fù)雜、對(duì)軟硬件都有很高要求的各種格式的矢量數(shù)據(jù)之間的融合是目前GIS的難點(diǎn)，也是主要的研究方向。最好的辦法當(dāng)然是能設(shè)計(jì)一種能融合多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的空間數(shù)據(jù)模型及其數(shù)據(jù)格式的 “萬(wàn)能”軟件，這樣才能真正實(shí)現(xiàn)不同格式的矢量數(shù)據(jù)的統(tǒng)一。目前的研究也正朝著這個(gè)方向努力，主要有以下兩種趨勢(shì)：6.1數(shù)據(jù)互操作模式數(shù)據(jù)互操作模式是OpenGIS consortium (OGC) 制定的規(guī)范。OGC為數(shù)據(jù)互操作制定了統(tǒng)一的規(guī)范，從而使得一個(gè)系統(tǒng)同時(shí)支持不同的空間數(shù)據(jù)格式成為可能。根據(jù)OGC頒布的規(guī)范，可以把提供數(shù)據(jù)源的軟件稱為數(shù)據(jù)服務(wù)器（Data Servers），把使用數(shù)據(jù)的軟件稱為數(shù)據(jù)客戶（Data Clients），數(shù)據(jù)客戶使用某種數(shù)據(jù)的過程就是發(fā)出數(shù)據(jù)請(qǐng)求，由數(shù)據(jù)服務(wù)器提供服務(wù)的過程，其最終目的是使數(shù)據(jù)客戶能讀取任意數(shù)據(jù)服務(wù)器提供的空間數(shù)據(jù)。OGC規(guī)范逐漸成為一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，將被越來(lái)越多的GIS軟件以及研究者所接受和采納。其主要特點(diǎn)是獨(dú)立于具體平臺(tái)，數(shù)據(jù)格式不需要公開，代表著數(shù)據(jù)共享技術(shù)的發(fā)展方向。數(shù)據(jù)互操作規(guī)范為多源數(shù)據(jù)集成帶來(lái)了新的模式，但這一模式在應(yīng)用中存在一定局限性：首先，為真正實(shí)現(xiàn)各種格式數(shù)據(jù)之間的互操作，需要每個(gè)每種格式的宿主軟件都按照著統(tǒng)一的規(guī)范實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問接口，在一定時(shí)期內(nèi)還不現(xiàn)實(shí)；其次，一個(gè)軟件訪問其他軟件的數(shù)據(jù)格式時(shí)是通過數(shù)據(jù)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)的，這個(gè)數(shù)據(jù)服務(wù)器實(shí)際上就是被訪問數(shù)據(jù)格式的宿主軟件，也就是說，用戶必須同時(shí)擁有這兩個(gè)GIS軟件，并且同時(shí)運(yùn)行，才能完成數(shù)據(jù)互操作過程。6.2直接數(shù)據(jù)訪問模式直接數(shù)據(jù)訪問指在一個(gè)GIS軟件中實(shí)現(xiàn)對(duì)其他軟件數(shù)據(jù)格式的直接訪問，用戶可以使用單個(gè)GIS軟件存取多種數(shù)據(jù)格式。直接數(shù)據(jù)訪問不僅避免了頻繁的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，而且在一個(gè)GIS軟件中訪問某種軟件的數(shù)據(jù)格式不要求用戶擁有該數(shù)據(jù)格式的宿主軟件，更不需要該軟件運(yùn)行。直接數(shù)據(jù)訪問提供了一種更為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的多源數(shù)據(jù)集成模式。目前使用直接數(shù)據(jù)訪問模式實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)集成的GIS軟件主要有兩個(gè)，即： Intergraph 推出的GeoMedia系列軟件和中國(guó)科學(xué)院地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心研制的超圖SuperMap。GeoMedia、SuperMap實(shí)現(xiàn)了對(duì)大多數(shù)GIS/CAD軟件數(shù)據(jù)格式的直接訪問，包括：MGE、Arc/Info 、MicroStation DGN等。7 結(jié)語(yǔ)GIS是上世紀(jì)60年代才發(fā)展起來(lái)的一門新技術(shù)，由于發(fā)展水平較低，很多技術(shù)都不太成熟，如建設(shè)成本過高、實(shí)用性不強(qiáng)、理論研究滯后等。特別是建設(shè)成本高居不下，嚴(yán)重影響GIS的發(fā)展前景。由于GIS處理的數(shù)據(jù)對(duì)象是空間對(duì)象，有很強(qiáng)的時(shí)空特性，周期短、變化快，具有動(dòng)態(tài)性；而獲取數(shù)據(jù)的手段也復(fù)雜多樣，這就形成多種格式的原始數(shù)據(jù)，再加上GIS應(yīng)用系統(tǒng)很長(zhǎng)一段時(shí)間處于以具體項(xiàng)目為中心孤立發(fā)展?fàn)顟B(tài)中，很多GIS軟件都有自己的數(shù)據(jù)格式，造成GIS在基礎(chǔ)圖形數(shù)據(jù)的共享與標(biāo)準(zhǔn)化方面嚴(yán)重滯后，這是制約GIS發(fā)展的一個(gè)主要瓶頸。以目前的發(fā)展水平，各種空間數(shù)據(jù)的融合是GIS降低建設(shè)成本最重要的一種辦法，但其中很多的技術(shù)問題還需要解決，還需要進(jìn)一步深入研究。
參 考 文 獻(xiàn)
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