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遙感技術(shù)工作原理范文第1篇

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)階段；水工環(huán)地質(zhì)勘查；技術(shù)；應(yīng)用范圍

水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)是指對某一地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、環(huán)境、水文狀況以及災(zāi)害地質(zhì)等進行勘察的技術(shù)，在社會生產(chǎn)生活的多個方面都發(fā)揮著十分重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)也在不斷完善，其經(jīng)濟效益和社會效益日益突顯，做好水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)的掌握和應(yīng)用有著重要意義。

一.現(xiàn)階段水工環(huán)地質(zhì)勘察的狀況概述

在水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中，通過借助先進的勘察技術(shù)和設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)對地質(zhì)環(huán)境和災(zāi)害情況的全面了解和掌握，從而為礦產(chǎn)開采工作提供準確指導(dǎo)，確保開采的高效、順利進行。同時，水工環(huán)地質(zhì)勘察還存在技術(shù)難度高、管理困難、能耗過大等諸多問題，需要進一步解決。

在社會經(jīng)濟發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進步的雙重影響下，現(xiàn)階段我國水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)有了長足進步，勘察結(jié)果的準確性、可靠性大幅度提升，對礦產(chǎn)資源的開發(fā)和采集發(fā)揮著重大作用。

但是，我國礦產(chǎn)能源需求巨大，當(dāng)前礦產(chǎn)市場中還存在著較大的缺口，現(xiàn)有能源日益緊張，礦產(chǎn)資源開發(fā)深度不斷加大，采集難度也不斷提升，同時還存在著嚴重的環(huán)境污染、儲量減少等問題，如何實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一，是水工環(huán)地質(zhì)勘察索要面臨的重大問題[1]。

二.現(xiàn)階段水工環(huán)地質(zhì)勘察中的技術(shù)

（一）TEM技術(shù)及其原理

TEM技術(shù)就是瞬變電磁技術(shù)，最開始是在航空物探領(lǐng)域中被應(yīng)用，在我國的應(yīng)用始于上世紀70年代，在地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境勘測中應(yīng)用較為廣泛。

TEM技術(shù)需要借助電磁設(shè)備，其工作原理是通過向地下發(fā)射脈沖電磁波，根據(jù)地磁波發(fā)送間歇期的二次渦流，來分析地質(zhì)的特性，如果出現(xiàn)異常二次場或者渦流場不均勻體情況時，就可判定地下存在電性不均勻地質(zhì)體；同時，由于地下不同介質(zhì)受電磁場影響不同，電磁波的傳播時間會被延長，在地下不斷深入，出現(xiàn)煙圈效應(yīng)，所以，利用煙圈效應(yīng)反饋的信息，也可以分析瞬變磁場的變化情況，以此作為地質(zhì)勘察的重要依據(jù)。

（二）GPS技術(shù)及其原理

GPS技術(shù)就是全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)，解決了傳統(tǒng)地面地質(zhì)勘察工作方式存在的不足，有效提高了勘察工作效率，在水工環(huán)地質(zhì)勘察中有著廣泛應(yīng)用。GPS技術(shù)工作原理是通過衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，實現(xiàn)對地面不同位置地質(zhì)情況的勘察，其工作過程為：先通過3顆以上衛(wèi)星對地面接收機進行定位，通過接收機對衛(wèi)星的連續(xù)觀測，利用無線通訊技術(shù)實現(xiàn)衛(wèi)星與GPS接收機間信息傳遞，然后使用相應(yīng)軟件完成信息的處理與分析，得到基準點的基線向量，計算出其WGS-84坐標，以此坐標為基礎(chǔ)，通過參數(shù)的變換得到勘察區(qū)域的坐標等信息。

（三）RTK技術(shù)及其原理

在RTK技術(shù)中，各級系統(tǒng)差分法的原理，可以將衛(wèi)星數(shù)據(jù)改正殘余和載波相位測量數(shù)據(jù)中的誤差降低到合理范圍內(nèi)，實現(xiàn)厘米級的數(shù)據(jù)測量，常用的相位差分有三種方式，其共同點是改正數(shù)據(jù)的發(fā)送和接受分別由基準站和流動站完成。

RTK技術(shù)的工作原理為：將接收設(shè)備放置于選定的基準站中，流動站同樣需設(shè)置與基準站相同的接收設(shè)備，數(shù)量大于1，由統(tǒng)一衛(wèi)星向這些接受設(shè)備中發(fā)送信號，通過不同站點、不同接收機接收信號的對比，計算出GPS差分，并將差分改正后傳遞給流動站，確定流動站的準確位置[2]。

（四）RS技術(shù)及其原理

RS技術(shù)就是遙感技術(shù)，其工作原理是在高空處接收地球表面發(fā)出的各種電磁波信息，然后經(jīng)過對信息的掃描、攝影和傳輸、處理后，得到地表不同物體的圖像和數(shù)據(jù)，實現(xiàn)遠距離控測和識別。在RS技術(shù)中，核心設(shè)備是遙感儀器，針對不同的測量對象設(shè)備也有所差別，主要包括聲吶遙感、電磁波遙感和物理場遙感三種。

三.現(xiàn)階段水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)應(yīng)用范圍

隨著我國城市化進程的不斷加快，城市水工環(huán)地質(zhì)勘察任務(wù)日益加重，城市環(huán)境問題十分復(fù)雜、人口密集，迫使水工環(huán)地質(zhì)勘察的范圍不斷加大、技術(shù)水平不斷提高。

在上述各種水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)中，TEM技術(shù)具有對異常地質(zhì)體敏感性高、橫向分辨率高等優(yōu)點，對深度目標勘察較為有效，尤其適用于懸空勘察的項目。GPS技術(shù)主要對解決城市社會問題有著較突出的優(yōu)點，在環(huán)境污染、地質(zhì)災(zāi)害、城市土地利用和人體健康以及城市垃圾處理等方面應(yīng)用較多。RTK技術(shù)在現(xiàn)階段主要在環(huán)境污染檢測和防治、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查等方面應(yīng)用較為廣泛。RS技術(shù)手段豐富，被應(yīng)用于多個方面的水工環(huán)地質(zhì)勘察中，包括陸地水資源、植被資源、土地資源和海洋資源的調(diào)查以及考古調(diào)查、測繪和環(huán)境監(jiān)測等方面[3]。

結(jié)語

綜上所述，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展，水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)手段日益豐富、技術(shù)水平不斷提升，對我國水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的良好開展提供了有效條件。在我國現(xiàn)階段水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)中，技術(shù)實力依然無法有效滿足當(dāng)下勘察工作的需求，深入了解并掌握各種水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)，做好其在實際勘察工作中的應(yīng)用，可以有效解決我國在能源利用、環(huán)境保護和城市規(guī)劃等方面的問題，促進社會經(jīng)濟的發(fā)展。

參考文獻

[1]劉在乾.水工環(huán)地質(zhì)勘察中的技術(shù)及應(yīng)用范圍淺析[J].低碳世界，2014，21：172-173.

遙感技術(shù)工作原理范文第2篇

關(guān)鍵詞：激光雷達技術(shù)、發(fā)展、技術(shù)應(yīng)用

1、前言

激光雷達技術(shù)是一門新興技術(shù)，在地球科學(xué)領(lǐng)域及行星科學(xué)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。隨著這一技術(shù)在相關(guān)行業(yè)的深入開展，它越來越被世界各國的人們所熟知，并被大力推廣、研發(fā)和應(yīng)用，成為當(dāng)今較為熱門的現(xiàn)代量測技術(shù)。

激光雷達技術(shù)按不同的載體可分為星載、機載、車載及固定式激光雷達系統(tǒng)。其中星載及機載激光雷達系統(tǒng)結(jié)合衛(wèi)星定位、慣性導(dǎo)航、攝影及遙感技術(shù)，可進行大范圍數(shù)字地表模型數(shù)據(jù)的獲取；車載系統(tǒng)可用于道路，橋梁，隧道及大型建筑物表面三維數(shù)據(jù)的獲取；固定式激光雷達系統(tǒng)常用于小范圍區(qū)域精確掃描測量及三維模型數(shù)據(jù)的獲取。總之，激光雷達技術(shù)的出現(xiàn)，為空間信息的獲取提供了全新的技術(shù)手段，使得空間信息獲取的自動化程度更高，效率更明顯。這一技術(shù)的發(fā)展也給傳統(tǒng)測量技術(shù)帶來革命性的挑戰(zhàn)。

2、激光雷達技術(shù)的發(fā)展歷程

國外激光雷達技術(shù)的研發(fā)起步較早，早在20世紀60年代年代，人們就開始進行激光測距試驗；70年代美國的阿波羅登月計劃中就應(yīng)用了激光測高技術(shù)； 80年代，激光雷達技術(shù)得到了迅速發(fā)展，研制出了精度可靠的激光雷達測量傳感器，利用它可獲取星球表面高分辨率的地理信息。到了21世紀，針對激光雷達技術(shù)的研究及科研成果層出不窮，極大地推動了激光雷達技術(shù)的發(fā)展，隨著掃描，攝影、衛(wèi)星定位及慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的集成，利用不同的載體及多傳感器的融合，直接獲取星球表面三維點云數(shù)據(jù)，從而獲得數(shù)字表面模型DSM，數(shù)字高程模型DEM，數(shù)字正射影像DOM及數(shù)字線畫圖DLG等，實現(xiàn)了激光雷達三維影像數(shù)據(jù)獲得技術(shù)的突破。使得雷達技術(shù)得到了空前發(fā)展。如今機光雷達技術(shù)已廣泛應(yīng)用于社會發(fā)展及科學(xué)研究的各個領(lǐng)域，成為社會發(fā)展服務(wù)中不可或缺的高技術(shù)手段。

3、激光雷達技術(shù)的工作原理及流程

激光雷達系統(tǒng)是一種集激光雷達掃描探測，衛(wèi)星定位和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)于一身的多功能三維影像獲取系統(tǒng)。通常由三部分組成，分別為POS系統(tǒng)，傳感器系統(tǒng)以及存儲與控制系統(tǒng)。其中POS系統(tǒng)由衛(wèi)星定位系統(tǒng)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)組成，衛(wèi)星定位系統(tǒng)通過差分實時測定傳感器的空間位置，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)精確記錄傳感器的空間姿態(tài)，存儲與控制系統(tǒng)將傳感器測算的空間信息存儲起來，通過后處理軟件計算出準確的空間點云數(shù)據(jù)。并生成各種數(shù)字產(chǎn)品如：DSM、DEM、DOM、DLG等，其工作流程如下：

激光雷達技術(shù)工作流程（東方道爾）

確定激光雷達技術(shù)方案

根據(jù)所需要成果的用途及精度，確定采用激光雷達技術(shù)的工作方式。對于小比例尺基礎(chǔ)測繪和大范圍的規(guī)劃及考察研究，可采用星載激光雷達技術(shù)進行數(shù)據(jù)采集；對于高精度大面積基礎(chǔ)測繪及區(qū)域性詳細規(guī)劃，可采用機載激光雷達技術(shù)進行數(shù)據(jù)獲取；對于交通及觀測條件允許的帶狀區(qū)域的基礎(chǔ)測繪及高精度信息獲取，可采用車載激光雷達技術(shù)采集數(shù)據(jù)；對于小范圍、小區(qū)域的高精度三維數(shù)據(jù)獲取及建模研究等可采用固定式激光掃描技術(shù)采集數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)采集

根據(jù)選定的激光雷達技術(shù)方法，利用GPS系統(tǒng)獲得傳感器的空間位置數(shù)據(jù)，利用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)獲取傳感器空間姿態(tài)數(shù)據(jù)；利用攝影及掃描系統(tǒng)獲取空間三維坐標及影像數(shù)據(jù)；利用存儲及控制系統(tǒng)記錄所有獲取數(shù)據(jù)，并對定位數(shù)據(jù)、測姿數(shù)據(jù)、掃描及影像數(shù)據(jù)進行歸類存儲。

數(shù)據(jù)處理

外業(yè)數(shù)據(jù)采集完成后，利用相關(guān)軟件，對衛(wèi)星定位軌跡數(shù)據(jù)、傳感器姿態(tài)數(shù)據(jù)、激光掃描數(shù)據(jù)進行聯(lián)合處理，得到大量測點的(X，Y，Z)三維點云數(shù)據(jù)及影像數(shù)據(jù)。其中包括影像數(shù)據(jù)的定向、鑲嵌及空三結(jié)算；激光數(shù)據(jù)拼接、濾波及異常值剔除；坐標及高程系統(tǒng)轉(zhuǎn)換等。

數(shù)據(jù)應(yīng)用：通過內(nèi)業(yè)聯(lián)合處理后，生成滿足用戶需求的數(shù)字表面模型DSM、數(shù)字高程模型DEM、正射影像圖DOM及數(shù)字線劃圖DLG及各類專業(yè)地圖。

4、激光雷達技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

隨著國際社會對激光雷達技術(shù)的深入研究，這一新興技術(shù)的優(yōu)越性越來越明顯，在各個行業(yè)均有其獨特的優(yōu)勢。激光雷達傳感器發(fā)射的激光脈沖能部分穿透樹林遮擋，直接獲取真實地面的高精度三維地形信息。且激光雷達測量不受日照和天氣條件的限制，能全天候地對地觀測，這些特點使它在災(zāi)害監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、資源勘查、森林調(diào)查、地形測繪等方面的應(yīng)用更具優(yōu)勢，能有效地彌補常規(guī)傳感器的缺陷，是對現(xiàn)有航空、遙感技術(shù)的一種有效補充。

況且激光雷達測量技術(shù)又可以同其他技術(shù)手段集成使用，如將激光雷達測量技術(shù)同傳統(tǒng)的航空相機、CCD相機以及紅外遙感器等進行結(jié)合，可組成一套新的功能更強的遙感系統(tǒng)，為地球空間信息智能化處理提供新的融合數(shù)據(jù)源，在各行各業(yè)的應(yīng)用都有較大優(yōu)勢， 具體表現(xiàn)如下：

普通測繪中的應(yīng)用激光雷達技術(shù)常被用來測繪帶狀地形圖，其中包括交通線路、輸電線路、海岸線、溝、管線路、水下地形等。通過激光雷達技術(shù)可以獲取高密度、高精度的激光點云數(shù)據(jù)，去除植被、房屋、其他建筑物等非地形目標上的點云數(shù)據(jù)，進而生成目標表面模型。

電力線路的設(shè)計（東方道爾產(chǎn)品）

文物遺址保護領(lǐng)域的應(yīng)用對大型的遺跡及文物進行激光掃描，實現(xiàn)文物遺址的三維數(shù)字化建模，永久地保存文物信息，減少人為因素對文物的損壞；還可以按照時間序列，將歷史文化遺跡在時間隧道中再現(xiàn)；另外借助于互聯(lián)網(wǎng)，可以快速地實現(xiàn)資源共享，這都將對文化遺產(chǎn)保護、復(fù)原與研究具有重要意義。

構(gòu)建“數(shù)字城市”的應(yīng)用地面激光雷達能夠?qū)Φ孛娼ㄖ镞M行多角度激光掃描，可以快速獲取城市中各類建筑物的三維點云數(shù)據(jù)，并在軟件的支持下進行拼接、建模、紋理映射，從而得到“數(shù)字城市”所需要的高精度、真三維、可量測的，具有真實感的虛擬城市三維模型。三維模型不但可以對目標建筑進行精確量測，也可以從任意角度實時交互地看到規(guī)劃效果，獲得前所未有的直覺體驗。

數(shù)字城市（東方道爾產(chǎn)品）

工程測量中的應(yīng)用

工程測量的特點是:測量范圍大小不一;被測目標周圍環(huán)境復(fù)雜，目標之間空間幾何關(guān)系復(fù)雜、也可能時刻處于變化狀態(tài)等。這些特性就要求能有一種速度快、精度高，且可以實現(xiàn)遠距離主動遙感獲取空間信息的技術(shù)手段來實施測量。而地面激光雷達技術(shù)正好可以滿足這些要求，并已經(jīng)被逐步應(yīng)用于建筑工程、巷道與洞穴測量、工廠設(shè)施與管線測量等領(lǐng)域，成為工程測量新的技術(shù)力量。

困難區(qū)域的DEM(東方道爾產(chǎn)品)林業(yè)勘測中的應(yīng)用森林地區(qū)準確的地形及植被參數(shù)信息對于林業(yè)及自然資源的管理非常重要。而這些數(shù)據(jù)用常規(guī)方法獲取較為困難。激光雷達技術(shù)它能同時獲得樹冠底部的地形信息以及樹高信息。通過數(shù)據(jù)后處理，可分析植被并對其加以分類，計算樹高、計算木材量，并可動態(tài)監(jiān)測植物的生長情況以及提取林區(qū)的真實數(shù)字地面模型，成為林業(yè)管理的好幫手。

數(shù)字高程模型及等高線（東方道爾產(chǎn)品）

災(zāi)害調(diào)查與環(huán)境監(jiān)測方面的應(yīng)用

激光雷達測量技術(shù)能快速、及時、直接準確地服務(wù)于自然災(zāi)害的評估、監(jiān)測及宏觀管理。為宏觀決策提供技術(shù)支持，避免常規(guī)測量受環(huán)境條件影響而面臨的困難。

災(zāi)害區(qū)域DEM(東方道爾產(chǎn)品)

5、激光雷達測量技術(shù)的優(yōu)越性

激光雷達測量技術(shù)的發(fā)展歷史雖然不長，但已經(jīng)引起人們的廣泛關(guān)注，成為國際社會研究開發(fā)

的重要技術(shù)之一。同其他常規(guī)技術(shù)手段相比，激光雷達技術(shù)具有其自身獨特的優(yōu)越性，主要表現(xiàn)在以下幾方面： （1） 采用激光探測技術(shù)，直接獲取地物三維坐標，采集數(shù)據(jù)精度相對較高。 （2） 激光雷達的激光脈沖信號能部分穿過植被，能快速獲得高精度和高空間分辨率的森林覆蓋區(qū)的真實數(shù)字地表模型（3） 在有少數(shù)或無地面控制點的情況下進行作業(yè)，且速度快，效率高。（4） 作業(yè)安全，它能進行危險地區(qū)（如沼澤地帶、大型垃圾堆等）的測量工作。 （5） 作業(yè)周期快，效率高，易于更新。 （6） 具備全天候獲取測區(qū)的三維數(shù)據(jù)的能力； （7） 激光雷達將信息獲取、信息處理及應(yīng)用技術(shù)融為一體，更有利于提高自動化及高速化程度。

6、激光雷達測量技術(shù)的發(fā)展展望

激光雷達技術(shù)的發(fā)展為獲取高時空分辨率的地球空間信息提供了全新的技術(shù)手段，使人們從傳統(tǒng)的單點數(shù)據(jù)獲取變?yōu)檫B續(xù)自動數(shù)據(jù)獲取，并能夠快速地獲取精確的高分辨率的數(shù)字地面模型以及地面物體的三維坐標，同時配合地物的影像，增強人們對地物的認識和識別能力，在社會建設(shè)的各個領(lǐng)域均具有廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用需求。目前，越來越多的用戶對使用激光雷達技術(shù)產(chǎn)生了濃厚的興趣，顯示了這項技術(shù)的強大市場需求。

激光雷達技術(shù)，能夠在一定程度上解決城市建設(shè)、規(guī)劃、環(huán)保、虛擬顯示，軍事國防，電子娛樂、災(zāi)害預(yù)防與控制等方面的數(shù)據(jù)需求。涉及測繪、國土、規(guī)劃、電力、交通等多個領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)部門的用戶。隨著激光雷達技術(shù)在我國的全面推廣以及相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展，激光雷達技術(shù)難度將大大降低，會使越來越多的用戶在使用激光雷達技術(shù)中獲得所需的空間信息，從而創(chuàng)造更大的經(jīng)濟利益和社會效益。

參考文獻：

1、LIDAR技術(shù)及在高精度測繪領(lǐng)域應(yīng)用_東方道邇 張生德