现代测绘技术在环境保护方面的应用

现代测绘技术在环境保护方面的应用【摘要】：现代测绘技术即3S技术在环境修护、生态环境监测、资源集约利用的等方面的应用分别以矿区环境修护、生态环境监测技术方法和集约农业为例以及表现其中出来的突出优势。【关键词】：3S技术环境修护环境监测资源集约利用集约农业一、引言1.1现代测绘技术概况现代测绘技术主要是指3S技术，即遥感(RS)、全球定位系统（GPS)和地理信息系统(GIS)。GPS是在空间定位技术，现在的GPS测定三维坐标的技术方法可将测绘定位技术从静态扩展到动态，从事后处理扩展到实时(或准实时)定位与导航，绝对和相对精度扩展到米级、厘米级乃至亚毫米级。卫星遥感技术(RS)，随着空间技术飞速发展，遥感卫星的空间分辨率和光谱分辨率有了很大的提高。遥感信息的应用已从单一遥感资料向多时相、多数据源融合,从静态分析向动态监测发展，为城市和郊区社会经济特征和生物物理特征等专题的空间信息获取提供了可能。地理信息系统（GIS）是将空间数据和属性数据一体化管理、分析的技术系统，是空间数据管理重要手段和数字化测绘产品设计的技术依据，贯穿在空间信息数据获取、处理和管理的全过程。随着JAVA、虚拟现实等技术的发展，目前地理信息系统从二维向多维动态发展，由单台套向网络发展，由简单向面向对象的矢栅一体化复杂数据结构发展。[1]1.2环境保护方法随着科技的进步,生产力空前提高，环境污染伴随着经济迅速发展日益严重，全球人民和政府已经注意到环境保护的重要性。目前进行的环境保护主要是对于已经出现的水体、大气、固体废弃物和声光电磁等物理污染问题进行针对性处理，达到环境修护的效果。[2]这些方法可以使环境污染问题在局部地区减轻，但环境污染问题在全球范围内却不断增长，所以目前的环境治理已由治理污染源及周围地区的地方性环境污染扩展为治理区域性和全球性的环境污染，而环境保护也由技术性和应激性转为政策性和预防性的环境监测保护为主。[3]同时，进一步发展资源集约型和环境好型的工农业也是现代生态和环境等学科的研究方向。二、现代测绘技术在环境保护方面的应用2.1现代测绘技术与环境修护——矿区环境修护矿区是一种特殊的地理区域，在进行矿产资源开发时,还应注意有效地保护生态环境。应该把区域内的资源、环境和发展作为一个整体，统筹考虑，运用环境、采矿、测绘、地学和信息技术等学科的理论和技术手段，对矿区的环境和灾害现象进行动态综合监测与分析评价，实现区域生态环境的有效治理及经济的可持续发展。3S技术在矿山资源开发、环境保护与整治、灾害监测及防灾减灾等方面应用，优越性明显。在区内数据的快速获取、运算及处理、高精度目标定位、空间瞬时模拟、区域发展规划决策等领域将起关键作用。通过RS可以获得关于大气、地面、全球、区域不同层次、不同范围、不同因素的信息，遥感信息经相应的处理后，可以按照实际需要对信息进行管理。将信息通过GIS的输入端口进入地理信息系统，然后地理信息系统利用其强大的数据处理和信息管理功能对有关信息进行处理和分析，进行横向的区域环境比较、评价乃至纵向的环境动态监测，并可以按照实际要求输出各种文字、图形资料。利用GPS技术可将环境信息、状况与其空间位置实现实时联接。随着专家系统的发展，在GIS中输入专家的知识可进一步根据环境污染的不同情况提供相应的防治措施辅助决策系统。测绘理论及技术应用于矿区土地复垦与生态重建的研究，已经取得了积极效果。土地复垦工作是矿山生态环境重建的基础，测绘技术在生态环境重建过程中同样发挥着重要的作用，利用测绘技术对采矿前及采矿后地表情况通过合适的模型和媒介表示后进行比较,可以有效地指导矿区生态环境的重建。[4]2.2现代测绘技术与环境监测——生态监测技术方法环境监测作为环境保护的基础、环境管理的重要手段、环境决策的技术依据，其主要工作是说清环境质量现状、变化趋势及原因，说清污染源主要污染物排放总量，形成应急响应技术支撑，为我国环境履约工作提供技术支持，提出生态环境保护与污染防控对策。[5]在我国的环境监测工作中还存在监测频次偏低，监测数据处理综合水平偏低，生态监测技术方法落后等方面的很多问题。[6]生态监测技术方法就是对生态系统中的指标进行具体测量和判断，从而获得生态系统中某一指标的特征数据，通过统计分析，以反映该指标的现状及变化趋势。生态监测具有着眼于宏观的特点，是一项宏观与微观监测相结合的工作。对于结构与功能复杂的宏观生态环境进行监测，必须以三S技术作支持，并要具备容量足够大的计算机和宇航信息处理装置。三项技术形成了对地球进行空间观测、空间定位及空间分析的完整的技术体系，它能反映全球尺度上生态系统各要素的相互关系和变化规律，提供全球或大区域精确定位的高频度宏观资源与环境影像，揭示岩石圈、水圈、气圈和生物圈的相互作用和关系。在RS和GIS基础上建立的数学模型，能促进以定性描述为主到定量分析为主的过渡，实行时空的转移，在空间上由野外转入室内，在时间上从过去、现在的研究发展到在三维空间上定量预测未来。传统监测手段，只能解决局部监测问题，而3S技术充分利用计算机技术把遥感、航照、卫星监测、地面定点监控有机结合起来，依靠专门的软硬件使生态监测智能化，使生态资料数据上网，实现生态监测网络化，是目前以及今后相当长的一段时间里监测人员的重点工作内容。[7]2.3现代测绘技术与资源集约——精准农业精确农业是现代农业的发展方向，它以最少的水、肥、药、种等物质与能量消耗，最大地生产出高质量的粮食，而给环境造成最小的污染并给予土壤肥力以良性循环，防止土壤退化。以3S技术为核心的现代测绘技术的应用将使农业信息的提取、分析与综合决策变得更加准确、及时和方便。精确农业从宏观和微观两方面对农业生产进行指导和决策，被认为是保障农业可持续发展的技术前提。它是高效利用农业资源、减少环境污染、保持农业可持续发展的系统工程，是高新技术特别是现代测绘技术与农业相结合的产物。精确农业是基于信息和知识支持的现代化农业管理的集成技术。在3S技术、通讯网络、自动化控制、先进铸造技术支持下，结合农学、地学、生态学规律和模型，根据田间变异对生产过程实施机械精确定位、定量操作的一整套现代化农业管理的集成技术。精确农业技术思想的核心是获取农田小区作物产量和影响作物生产的环境因素如土壤结构、地形、植物营养、含水量、病虫草害等实际存在的空间和时间差异性信息，分析影响小区产量差异的原因，采取技术上可行、经济上有效的调控措施，改变传统的农业大面积、大群体平均投入的资源浪费型做法。精确农业中，利用GPS技术对采集的农田信息进行空间定位；利用RS技术获取农田小区内作物生长环境、生长状况和空间变异的大量时空变化信息；利用GIS技术建立农田土地管理、土壤、地形、地貌、水分条件等自然条件、作物产量的空间分布等的空间数据库；对作物苗情、墒情的发生发展趋势进行分析模拟，为分析农田内自然条件、资源有效利用状况、作物产量的时空差异性和实施调控提供处方信息。在获取上述信息的基础上，利用作物生产管理辅助决策支持系统对生产过程进行调控，合理进行施肥、灌溉、施药、除草等耕作措施，以达到对田区资源潜力的均衡利用和获取最大产量。[8]三、结束语现代测绘技术的发展使人们在各种生产和研究活动中更好的了解地球表层各种运动的时空表现。其信息获取的实时性、准确性及信息处理等方面在环境保护的环境修护、环境监测、资源的集约等的应用中更表现了突出的优势已成为现代宏观环境保护的技术支持，特别是推动了环境保护网络化和智能化的发展。参考文献[1]秦珂浅析现代测绘技术的发展趋势山西建筑2008,(34)23:358-359[2]易斌，刘媛，冯群英我国环境保护技术述评化工环保2007,(27):1-3[3]孟广文，尤阿辛.福格特’作为生态和环境保护手段的空间规划——联邦德国的经验及对中国的启示地理科学进展2005，（24）6:21[4]杜培军，高井祥，张书毕，现代测绘技术在解决矿区资源与环境问题中的应用探讨环境工程1998，（16）3:56-57[5]李国刚,万本太,中国环境监测科技发展需求分析中国环境监测2004,20(6):5-6[6]胡冠九我国环境监测技术存在的问题及对策环境监测管理与技术2007，（19）4:1-3[7]马天，王玉杰，郝电，关胜，但德忠，王斌生态环境监测及其在我国的发展四川环境2003（22）2:23[8]蒋星祥,伍百发,雷云用现代测绘技术推动湖南精确农业的发展测绘与空间地理信息2008，（31）5：156