3S 技術(shù)在城市地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用

□李洪亮

就目前來看，人類活動(dòng)已經(jīng)在很大程度上作用于地質(zhì)環(huán)境，這無疑在一定程度上使得原本地質(zhì)環(huán)境的平衡性遭到一定的破壞，為此，城市相關(guān)地質(zhì)問題與日俱增。而城市地質(zhì)環(huán)境的好壞無疑與城市的可持續(xù)發(fā)展問題密切相關(guān)。對(duì)城市地質(zhì)情況的深入調(diào)查無疑將會(huì)為城市規(guī)劃及建設(shè)提供相應(yīng)的前提與保障。

一、3S 技術(shù)簡(jiǎn)介

3S 技術(shù)就是RS、GIS 與GPS 相關(guān)技術(shù)的統(tǒng)稱。具體而言，GIS 是GPS 與RS 的相關(guān)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換以及實(shí)現(xiàn)其相關(guān)功能的平臺(tái)。遙感技術(shù)(RS)主要是為地理信息系統(tǒng)(GIS)提供相應(yīng)的相關(guān)地理及地質(zhì)信息，其工作主要是通過對(duì)地球表面進(jìn)行實(shí)時(shí)連續(xù)的監(jiān)測(cè)以獲取相應(yīng)的定性或定量數(shù)據(jù)與信息，可以說，通過對(duì)遙感技術(shù)的使用，相關(guān)人員可以對(duì)特定地理位置的相關(guān)地質(zhì)情況有一個(gè)較為基礎(chǔ)的了解。GPS 作為一種較為準(zhǔn)確的空間定位方法，其在地學(xué)研究相關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用已經(jīng)逐步成熟，可以說，GPS 空間定位方法在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的作用至關(guān)重要。GIS 作為一種儲(chǔ)存與管理地理空間分布相應(yīng)數(shù)據(jù)與信息的系統(tǒng)，其主要是對(duì)地球表面的相關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析與管理，GIS 的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在其對(duì)空間地理信息數(shù)據(jù)與相關(guān)屬性信息的有機(jī)結(jié)合，使得信息在空間與時(shí)間上具備相應(yīng)的一致性，從而為人們進(jìn)行相關(guān)地質(zhì)研究及地質(zhì)工作提供了便利。

二、城市地質(zhì)調(diào)查及其意義

城市地質(zhì)調(diào)查主要是通過對(duì)相關(guān)科學(xué)技術(shù)的充分恰當(dāng)運(yùn)用，以實(shí)時(shí)對(duì)城市國(guó)土資源進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)查并實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)資料的及時(shí)更新。城市地質(zhì)調(diào)查的目的主要是為了更好地服務(wù)于城市經(jīng)濟(jì)以及廣大市民群眾。就目前來看，城市地質(zhì)調(diào)查已經(jīng)成為開展地質(zhì)工作的主要內(nèi)容及環(huán)節(jié)。對(duì)于我國(guó)而言，城市地質(zhì)調(diào)查工作于20 世紀(jì)80年代已逐步進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展的軌道。城市地質(zhì)調(diào)查作為國(guó)家進(jìn)行宏觀調(diào)控經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，這期間政府行為事關(guān)城市的可持續(xù)發(fā)展。為此可以說，城市地質(zhì)調(diào)查對(duì)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步有著重要的意義與作用。

三、遙感技術(shù)在城市地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用探究

遙感技術(shù)自運(yùn)用于城市地質(zhì)調(diào)查以來，其在地質(zhì)調(diào)查中的作用已不可忽略，換言之，遙感技術(shù)已經(jīng)成為城市地質(zhì)調(diào)查中運(yùn)用最為廣泛的一種方法。通過遙感技術(shù)記錄下來的相關(guān)圖像及資料無疑為研究城市發(fā)展變遷提供了較為真實(shí)的數(shù)據(jù)及信息。此外，通過遙感技術(shù)獲取的相關(guān)資料還能夠與地質(zhì)學(xué)等相關(guān)資料相結(jié)合，進(jìn)而作為城市地質(zhì)調(diào)查的可再次開發(fā)利用資料。遙感技術(shù)在城市調(diào)查中的運(yùn)用主要體現(xiàn)在以下三個(gè)空間:

(一)平面空間。平面空間也就是調(diào)查區(qū)域的地表平面三維空間。對(duì)于調(diào)查區(qū)域內(nèi)的河流、地質(zhì)及植被景觀，這些物體均具備其相應(yīng)的三維特征，運(yùn)用遙感技術(shù)就可以得到符合相關(guān)要求的影像圖性，此外，對(duì)于地形起伏相對(duì)較小的平原地帶，遙感技術(shù)也能夠依照相應(yīng)要求制作出垂直跨度相對(duì)較大的數(shù)據(jù)或者圖像。

(二)垂直下界面空間。盡管遙感技術(shù)不具備向地表下方進(jìn)行穿透的功能，但其通過對(duì)地貌類型與地表情況的初步解讀進(jìn)而能夠?qū)Φ乇泶怪毕陆缑婵臻g進(jìn)行相應(yīng)的定位分析與推測(cè)。遙感技術(shù)的這一功能與水文地質(zhì)工作的研究領(lǐng)域息息相關(guān)，為此，遙感技術(shù)與水文地質(zhì)相關(guān)工作的結(jié)合運(yùn)用將會(huì)為城市地質(zhì)調(diào)查與城市發(fā)展作出更大的貢獻(xiàn)。

(三)上延空間。作為具備可視性的空間內(nèi)容，嚴(yán)格意義上說，其已經(jīng)不在城市地質(zhì)調(diào)查的相關(guān)范圍內(nèi)，但廣義上講，為更好地服務(wù)于經(jīng)濟(jì)與社會(huì)，這一層面也應(yīng)積極納入到城市地質(zhì)調(diào)查規(guī)劃與統(tǒng)籌中來。可以說，這一空間層面上遙感技術(shù)與生態(tài)環(huán)境調(diào)查更加緊密結(jié)合起來，其成果與資料將更加直接地服務(wù)于城市經(jīng)濟(jì)與發(fā)展。具體而言，在城市地質(zhì)調(diào)查中，上延高度界面應(yīng)以測(cè)定區(qū)域內(nèi)的制高點(diǎn)高度作為其上截面，這其中城市標(biāo)志建筑的高度并不能等同于制高點(diǎn)高度。

城市地質(zhì)調(diào)查中可使用的遙感資料主要包括衛(wèi)星數(shù)據(jù)及圖像、較大比例尺的航空照片以及光譜遙感數(shù)據(jù)等。遙感技術(shù)提供的相關(guān)遙感資料不僅可以為城市地質(zhì)調(diào)查提供一定的信息支撐，同時(shí)遙感技術(shù)在城市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、城市規(guī)劃等方面也發(fā)揮著重要的作用。

四、城市地質(zhì)調(diào)查空間數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)用

(一)數(shù)據(jù)信息的選取問題。城市地質(zhì)調(diào)查某種程度上可以說是一個(gè)不斷求異的過程，換言之，城市地質(zhì)調(diào)查中的地質(zhì)異常值就是需要特別注意與研究的內(nèi)容和環(huán)節(jié)，這一地質(zhì)異常值出現(xiàn)的原因就需要相關(guān)人員進(jìn)行相應(yīng)的探究。為此，在進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)與信息的選取過程中，除需要一些地質(zhì)數(shù)據(jù)與遙感資料外，所篩選的數(shù)據(jù)還應(yīng)包含一些異常的地質(zhì)數(shù)據(jù)值。

(二)數(shù)據(jù)的輸入與分析問題。地理信息系統(tǒng)無疑為之前選取數(shù)據(jù)的輸入提供了一個(gè)較好的平臺(tái)，就遙感數(shù)據(jù)處理而言，其主要包括以下幾個(gè)方面:

1．影像資料的幾何糾正。對(duì)遙感影像資料進(jìn)行的幾何糾正主要通過相關(guān)圖像處理軟件對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換運(yùn)算，進(jìn)而使得遙感影像上的相關(guān)投影與地理坐標(biāo)信息之間得到相應(yīng)的匹配。此外，這一過程對(duì)匹配地理位置的尋找也需要相關(guān)人員具備相應(yīng)的知識(shí)儲(chǔ)備及工作經(jīng)驗(yàn)。

2．分辨率不同的影像數(shù)據(jù)之間的融合。對(duì)遙感影像數(shù)據(jù)的融合主要是將光譜信息不盡相同的遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的融合，以盡可能進(jìn)一步改善遙感影像整體的空間分辨程度。在對(duì)遙感影像數(shù)據(jù)精度要求不高或相對(duì)較低的情況下，遙感影像數(shù)據(jù)融合工作才得以進(jìn)行與實(shí)施。

3．遙感影像數(shù)據(jù)的裁剪。這一工作主要需要將遙感影像數(shù)據(jù)的格式進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換，之后才可以將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)輸入到相應(yīng)的圖像處理軟件中，最后通過圖像處理軟件對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行精糾正并進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)融合工作。

與遙感影像數(shù)據(jù)輸入相比，GPS 數(shù)據(jù)的輸入工作則顯得相對(duì)簡(jiǎn)單。伴隨著GPS 接收站的全面建成及逐步完善，GPS技術(shù)在相關(guān)測(cè)量工作中的運(yùn)用也越來越廣泛，在城市地質(zhì)調(diào)查過程中，GPS 監(jiān)測(cè)的相關(guān)數(shù)據(jù)經(jīng)過一定的投影及變換，就可以將其直接輸入到地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。這些數(shù)據(jù)信息入庫(kù)之后，經(jīng)過相應(yīng)的數(shù)據(jù)校正、編輯、修改等，最終才能進(jìn)入到地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)之中?？梢哉f，GIS 之中的數(shù)據(jù)都是具備一定的標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)的規(guī)范的，換言之，也就是其地理坐標(biāo)與比例尺等相關(guān)指標(biāo)是統(tǒng)一規(guī)范的，這無疑也將給用戶分析與處理數(shù)據(jù)帶來一定程度的便利?？傊?，3S 技術(shù)的運(yùn)用不僅可以為城市地質(zhì)調(diào)查提供更為充分的信息數(shù)據(jù)，同時(shí)其也將現(xiàn)代信息技術(shù)在城市地質(zhì)調(diào)查中的作用發(fā)揮得更加淋漓盡致。3S 技術(shù)的運(yùn)用無疑將會(huì)給城市地質(zhì)調(diào)查帶來諸多的便利，通過對(duì)這一技術(shù)的使用，城市規(guī)劃工作以及城市的可持續(xù)發(fā)展無疑將會(huì)得到更為有效的保障。因此可以說，3S 技術(shù)在城市地質(zhì)調(diào)查中的作用不可忽視。

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