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無人機(jī)遙感在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用論文
1無人機(jī)遙感在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用
環(huán)境與生活的品質(zhì)有直接的聯(lián)系，環(huán)境保護(hù)受到越來越多的關(guān)注。對于建設(shè)項目，其對于水環(huán)境、聲環(huán)境、生態(tài)環(huán)境等的影響必須經(jīng)過評價以確定該項目是否合符法律、法規(guī)的要求。成熟的、完善的無人機(jī)遙感技術(shù)，在國土監(jiān)察、氣象遙感等領(lǐng)域就用廣泛。環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用，取得令人滿意的效果。對提高應(yīng)急效率等有著極大助力。及時快捷的災(zāi)情信息對于及時制定救援策略，提高救援效率和質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。2008年南方出現(xiàn)罕見雨雪冰凍災(zāi)害，在災(zāi)情監(jiān)測勘查、災(zāi)情評估、現(xiàn)場救災(zāi)指揮、受災(zāi)面積估算、災(zāi)后重建工作無人機(jī)遙感都體現(xiàn)了其優(yōu)勢。2010年郎城、楊永崇等人主要采用三種機(jī)型來獲取航片，應(yīng)用近兩年航拍的無人機(jī)遙感影像完成東勝區(qū)土地利用動態(tài)監(jiān)測。2011年12月遼寧省遼寧環(huán)境與航空應(yīng)用工程中心采用無人機(jī)遙感系統(tǒng)對遼河流域現(xiàn)狀航拍和遙感監(jiān)測，影像分辨率為0.1m。遙感監(jiān)測對遼河生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀全面評價。將無人機(jī)遙感應(yīng)用在環(huán)保領(lǐng)域遼寧走在了國內(nèi)的前沿。隨之，2012年遼寧環(huán)境航空應(yīng)用工程中心利用通航研究院研制完成的sy-1型低空無人機(jī)遙感系統(tǒng)，選用高分辨率面陣CCD數(shù)碼相機(jī)作為遙感設(shè)備，對遼寧省錦州市第二、三污水處理廠進(jìn)行規(guī)劃環(huán)境影像評價，通過遙感目視解譯以及將無人機(jī)遙感影像作為規(guī)劃底圖，為環(huán)評工作提供數(shù)據(jù)支持和依據(jù)。將遙感影像與專題圖聯(lián)系起來是一個具備實(shí)用價值的課題。當(dāng)需要對偏遠(yuǎn)的地區(qū)地形圖作為底圖供保用，精度低或年代久遠(yuǎn)是不能滿足的使用的。多光譜成像儀生成多光譜圖像，提供污染狀況信息的專題圖。另外，無人機(jī)遙感系統(tǒng)生成高分辨率遙感影像甚至還可以辨識出該區(qū)域內(nèi)不同植被類型的相互替代情況，這樣對區(qū)域內(nèi)的植物生態(tài)研究也會起到參考作用。
2研究對象概況
地理位置上，丹東港位于遼東半島東部，鴨綠江入�？谖靼�，南臨黃海，是遼東半島港口群中距離朝鮮半島和日本列島最近的港口。丹東港現(xiàn)有大東港區(qū)（海港）和浪頭港區(qū)（河港）兩個港區(qū)，共有生產(chǎn)性泊位15個，其中大東港區(qū)是我國北方天然不凍良港，共有萬噸級以上泊位10個，港區(qū)內(nèi)有油品專業(yè)碼頭1座。港口工程分多期進(jìn)行。有部分項目還在處于報批或未開工，對于建設(shè)項目環(huán)保管理的手段提出考驗。通過無人機(jī)拍攝的高清圖片，工作人員在對圖片進(jìn)行處理后能夠清楚明了地得到該建設(shè)項目的信息，為作出決策提供詳實(shí)、實(shí)時的佐證。
3無人機(jī)遙感技術(shù)
無人機(jī)遙感技術(shù)是無人駕駛飛行器技術(shù)與遙感技術(shù)的結(jié)合。即自動化、可編程飛行與遙測、遙控、通訊、GPS差分定位的綜合技術(shù)。該系統(tǒng)能快速獲取土地資源和環(huán)境等的空間遙感信息,可為后期處理遙感影像數(shù)據(jù)提供高分辨率的數(shù)據(jù)。其具有成本低、損耗低、高時效性、可靈活使用等諸多優(yōu)點(diǎn)。無人機(jī)遙感技術(shù)是由空中部分、地面部分組成。其中空中部分由遙感傳感器、遙感空中控制、無人機(jī)平臺組成;地面部分由航跡規(guī)劃、無人機(jī)地面控制以及數(shù)據(jù)接收顯示部分組成。遙感影像覆蓋范圍廣、獲取周期短、相對于衛(wèi)星與航空遙感受自然條件限制少，能為環(huán)境保護(hù)提供高時效、高精度的數(shù)據(jù)。相比于普通GOOGLE地形圖，無人機(jī)遙感影像時效性更高、分辨率更高、能更準(zhǔn)確反映項目周邊實(shí)際情況。遙感技術(shù)已在建設(shè)項目水土保持監(jiān)測中、環(huán)境影響評價中、環(huán)保驗收中等工作中得到應(yīng)用，并取得了不錯的效果。
4信息科學(xué)分類理論研究
《建設(shè)項目環(huán)境保護(hù)管理辦法》規(guī)定凡從事對環(huán)境有影響的建設(shè)項目都必須執(zhí)行環(huán)境影響評價制度和“三同時”制度。所謂“三同時”是指“建設(shè)項目需要配套建設(shè)的環(huán)境保護(hù)設(shè)施,必須與主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時投產(chǎn)使用”。同時設(shè)計、同時施工是“三同時”的基礎(chǔ),同時投產(chǎn)使用是“三同時”的關(guān)鍵。港口包括生態(tài)環(huán)境、聲環(huán)境、振動環(huán)境、電磁環(huán)境、地表水環(huán)境、環(huán)境空氣、固體廢物污染等，因目前無人機(jī)遙感載荷能力限制，難以獲取環(huán)境振動、聲及電磁環(huán)境等信息。地圖符號的基本圖形要素可稱為符號構(gòu)成元素。基本因素，是地圖上最小的圖解單元。位置、形狀、色彩、尺寸、網(wǎng)紋、方向和注記構(gòu)成符號的要素。從結(jié)構(gòu)上看，產(chǎn)生意義的不是符號本身，而是符號的組合關(guān)系。因此，歸根結(jié)底，各類關(guān)系和結(jié)構(gòu)落實(shí)在地圖上，體現(xiàn)于點(diǎn)、線、面符號之中。一個專題符號的意義達(dá)成，核心任務(wù)是要處理語義和語法層的關(guān)系。專題圖中，符號要素的特性。專題圖中。針對符號形態(tài)與專題圖需求，擬按以下原則分類。符號構(gòu)成元素設(shè)計應(yīng)遵循的基本原則應(yīng)該是，最大限度地利用每個符號構(gòu)成元素的最佳表達(dá)效果，尋求科學(xué)的組合模式，能系統(tǒng)、完整、充分地顯示專題要素，并和制圖目的、用途、主題相一致。大體上分類可以遵從這可規(guī)則：點(diǎn)、線、面，又通過其規(guī)則性與否區(qū)分球體、棱錐和棱柱等及曲線、弧線等，還可以通過方向性箭頭來表達(dá)動態(tài)變化，并且與靜態(tài)變化來表達(dá)不同態(tài)勢。而通過以語言學(xué)來描述，這些就是構(gòu)成具有語義的符號。符號構(gòu)成元素和其所表示的專題要素特征，有了相對復(fù)雜的關(guān)系，基本可以通過模糊理論來對他們進(jìn)行組合，而不是是明確的邏輯關(guān)系。簡單的分類應(yīng)滿足幾個原則：科學(xué)性原則、重要性原則、直觀性原則。即應(yīng)遵循環(huán)保專題地圖相應(yīng)規(guī)定，各工程屬性信息定義明確，能夠體現(xiàn)相應(yīng)環(huán)保措施要求，其解譯數(shù)據(jù)庫、符號表達(dá)依據(jù)相關(guān)環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，具有科學(xué)依據(jù)。對你信息應(yīng)選取具有代表性、最為重要的指標(biāo)，舍棄影響小的指標(biāo)，保證最大程度地反映工程環(huán)保信息。提取的屬性應(yīng)是在現(xiàn)有技術(shù)條件下，能夠在無人機(jī)影像上獲取的信息，能對建設(shè)項目工程做出客觀、公正的評價。
5港口項目科學(xué)分類研究
在數(shù)據(jù)符號化的過程中，對符號進(jìn)行分類、規(guī)范是因不同需求而變。在環(huán)保專題圖中針對對像不同，可以通過形狀（可借鑒現(xiàn)有圖例、符號設(shè)計方法、經(jīng)驗）、顏色不同，來表達(dá)對像的要素。首先，以顏色不同來表達(dá)項目工程的建設(shè)情況。這樣有利于對其進(jìn)行環(huán)境保護(hù)管理。(見表2)按不同顏色劃分項目工程后，可以根據(jù)不同工程的環(huán)保要求及對附近敏感點(diǎn)的影響來分類。(見表3)將現(xiàn)實(shí)對像符號化，通過GIS來實(shí)現(xiàn)。敏感點(diǎn)均以點(diǎn)符號表達(dá)，融合元素要素后成為數(shù)字化識別、操作對像。通過ArcMAP將圖片格式制成不同類型，其對像對應(yīng)點(diǎn)識別符號。(見表4)確定制圖符號及對應(yīng)對像關(guān)系，定下分類規(guī)則。包含了多種屬性的符號是為分類符號。分組符號利用不同形狀、大小、顏色、圖案可以表達(dá)符號對應(yīng)對像的多種狀態(tài)。這種分類的表示方法能夠反映出要素的數(shù)量或者質(zhì)量的差異。重要的是對地理信息的決策作用提供了支持。將符號入庫以便于以后使用。
6結(jié)語
規(guī)范的專題圖地圖符號是專題圖能有效地得到應(yīng)用基礎(chǔ)。其直觀性與數(shù)字化既便于認(rèn)知，也便于統(tǒng)計。統(tǒng)一的圖式符號也使得專題制圖數(shù)字化、規(guī)范化地快速發(fā)展，為環(huán)保事業(yè)增一分力。
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