国土空间测量技术在自然资源管理与保护中的应用

随着人类活动的不断扩张和技术的飞速发展,自然资源的合理利用和保护成为全球环境治理的中心议题,然而,自然资源的管理与保护面临巨大的挑战。过度开发导致资源的枯竭,环境污染威胁生态系统的平衡,生物多样性的丧失更进一步削弱了地球生态系统的稳定性。国土空间测量技术作为一种高效、精准的技术手段,逐渐引起广泛关注,这项技术以遥感、地理信息系统(GIS)等为代表,为获取、分析和利用地球空间信息提供先进的工具和方法。本文在探讨国土空间测量技术在自然资源管理与保护领域的关键应用,为构建更加健康、可持续的生态环境提供实质性的参考和指导。

基于空间交汇测量技术的悬臂式掘进机位姿自主测量方法

根据深部危险煤层无人化开采的需求,要实现无人环境下对悬臂式掘进机位姿的高精度测量。提出一种基于空间交汇测量技术的悬臂式掘进机自主位姿测量方法,由悬臂式掘进机搭载激光发射器并发射旋转激光平面,在其后方安装位置固定的激光接收器并通过激光平面获取激光发射器相对于其自身的方位,从而得到悬臂式掘进机相对于由激光接收器确定的巷道坐标系的位姿状态。构建悬臂式掘进机位姿测量的数学模型,运用仿真软件对该模型进行仿真并分析位姿测量精度。仿真表明:在激光发射器与激光接收器相距25 m时悬臂式掘进机定位点的最大测量误差在X轴,测量误差为0.082 3 m;姿态角的最大测量误差为横滚角,测量误差为2.018 4°。基本满足目前煤矿综掘工作面对悬臂式掘进机位姿测量精度的要求。

空间电荷测量技术在卫星内带电分析中的应用

深层介质带电是引起卫星运行异常的重要原因。作为卫星内带电分析研究的最有效手段之一,自20世纪70年代,空间电荷测量技术得到不断发展和完善,测量分辨率达1μm量级。电荷分布曲线得到的信息对介质中带电现象的理解得到了极大提高。介绍了空间电荷测量技术在卫星内带电分析中的应用及其发展趋势。

北半球压缩的空间大地测量技术检测

利用现代空间大地测量技术测出北半球活动板块边缘会聚、扩张和滑动速度.北半球板块间南北方向运动总体上呈现会聚类型,反映北半球在南北方向处于收缩状态;北大西洋中脊扩张速度明显小于南大西洋中脊;纬度为7.7,23.3,34.8,42.0和51.0的闭合环纬线长变化率分别为-20.0,-15.5,-3.5,-4.1和-5.8 mm/a,均为负值,表明北半球纬向运动在收缩.另外,利用板块欧拉运动定律得出北半球同纬度板块回路速度闭合差为负值,进一步验证了北半球压缩.

多种空间大地测量技术内综合方法研究及精度分析

详细地叙述了国际空间大地测量技术服务组织ILRS(International Laser Ranging Service),IVS(International VLBI Service),IGS(International GNSS Service)和IDS(International DORIS Service)分别采用SLR(satellite laser ranging),VLBI(very long baseline interferometry),GPS(global positioning system)和DORIS(Doppler orbitography and radio-positioning intergrated by satellite)四种技术,并由多家分析中心的站坐标和地球定向参数的SINEX(solution in independent exchange format)周解(或24 h观测解)进行技术内综合解算的方法,包括技术内综合模型的建立、参考架基准约束问题和不同分析中心解的定权方法等主要内容,并对ILRS,IVS,IGS和IDS提供的技术内综合周(日)解的长期序列进行了站坐标和地球定向参数(earth orientation parameters,EOP)的精度评估,分析了地球参考架基准参数的长期特性。由地球参考架基准定义可知,SLR技术内SINEX综合解相对于ITRF2014的平移参数时间跨度最长,且没有明显的偏差或漂移;GPS技术的三个方向平移参数虽然弥散度最低,但是在X方向和Y方向存在长期的线性变化,在Z方向存在跳变;DORIS技术也有类似GPS技术的现象。这些结果说明ITRF2014选择SLR定义的地心作为参考架原点是有道理的。通过分析台站坐标精度可知,利用各种技术对核心站和非核心站进行区分非常重要,所分别得到的精度有明显的不同。由于GNSS(global navigation satellite system)台站多且分布广,因此地球定向参数的确定精度要高于其他三种技术。

数字化测量技术在露天煤矿矿山测量的应用分析

随着科技的不断发展,数字化测量技术在矿山测量中的应用日益受到关注。本文以露天煤矿作为研究对象,对数字化测量技术在矿山测量中的应用进行了详细分析。第一章介绍了露天煤矿测量的需求与挑战,以及空间测量技术在测量中的应用。第二章详细介绍了数字化测量技术的基础知识,包括发展历程、基本原理和操作流程等。第三章重点讨论了数字化测量技术在露天煤矿测量中的实际应用,包括地形测绘、环境监测和安全监控等方面。第四章对数字化测量技术的优势和局限性进行了分析,并提出了提升其应用效果的对策。第五章展望了数字化测量技术的未来发展趋势,指出了需要进一步研究和解决的问题,并展望了其在露天煤矿矿山测量中的未来应用前景。本文全面系统地介绍了数字化测量技术在露天煤矿矿山测量中的应用,具有一定的参考价值和实用性。

空间大地测量技术的领跑者——中国科学院上海天文台研究员金双根博士

近年来，世界上先后发生多起灾难性自然灾害，令人触目惊心，如2008年汶川发生最近几十年来中国内陆最强的地震，震级达8．0，造成近10万人丧生。地球表面形变、流体质量迁移、内部过程以及地球系统各圈层相互作用，与地震、海啸等自然灾害孕育密切相关，直接影响到人类的生存环境。

空间电荷与直流电导联合测试技术用于纳米MgO抑制XLPE中空间电荷的研究

粒径70nm的MgO以不同浓度与交联聚乙烯(XLPE)共混制成聚合物纳米复合介质。采用自主研发的四电极系统同时测量复合介质的高场电导特性和空间电荷分布。通过强场电导实验发现,在室温下,XLPE及纳米MgO/XLPE复合介质的电导机理不是单纯的空间电荷限制电流(SCLC)。此外,添加纳米MgO可以明显地提高空间电荷的注入阈值,并且在低于空间电荷注入阈值的电场下,复合介质的电导电流密度随纳米MgO浓度的增加,先减小后增大。最后从空间电荷的实验数据验证了纳米MgO能有效抑制XLPE中空间电荷,并进一步定性地认为纳米Mgo的添加提高了电子注入的电场强度阈值。

大地测量坐标框架建立的进展与思考

坐标框架是描述地球形状及变化、表达地球空间信息的基础,也是拓展人类活动、促进社会发展的关键地球空间信息基础设施。随着空间大地测量观测技术的发展,地球科学及相关学科间的交叉渗透融合,利用其建立全球或区域坐标框架成为当前大地测量的主要任务。研究建立1毫米级坐标框架是国际大地测量学界21世纪的学科目标和重要挑战。本文以当前建立理论最完善、应用最广泛、精度最高的国际地球参考框架为例,描述了基于空间大地测量观测技术的坐标框架建立方法,阐述了全球及区域地心坐标框架建设的最新进展及局限性,最后针对建立1毫米级坐标框架的几个关键问题提出了研究思路。

长时序Sentinel-1InSAR形变监测关键算法研究

合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)作为一种新兴的空间大地测量技术,能够全天候、大面积、连续、高精度、高空间分辨率地获取地表形变信息,与传统大地测量相比有效地提高了观测精度,扩大了观测范围,缩短了观测周期。该技术在探索地震、火山喷发、海陆升降的成因过程与机制中有着广阔的前景。论文以当前InSAR数据处理过程中需应对大量数据为背景,提出了基于Sentinel-1双星的长时序InSAR处理流程,主要研究内容如下。

中国大陆地壳运动GPS观测技术进展与展望

引言GPS(Global Positioning System)是美国国防部历时20年(1973.12—1994.03)、耗资300亿美元研发建成的第二代全球卫星导航系统,其建设初衷主要是为海、陆、空三军提供全世界、全天候、全时段的导航、定位和授时保障,同时兼顾部分民用。GPS在最初的设计中并未包含高精度测量功能,即GPS空间大地测量技术(图1),是后来由美国宇航局(NASA)和麻省理工学院(MIT)的几位空间大地测量学家基于已有的甚长基线干涉测量(VLBI,Very Long Baseline Interferometry)原理,额外地开发了这一特别的民用功能,随即被公认为GPS最引人注目的亮点成就之一。

雷达干涉测量地表沉降和建筑物变形监测及分析

近年来,雷达干涉测量技术作为一种新兴的空间大地测量技术,凭借其非接触式、高时空分辨率等优势,克服了常规方法空间分辨率低、作业成本高等缺点,应用广泛。但其也存在一定的局限性,如星载雷达干涉测量技术受重返周期长、大气延迟等影响,难以满足高时间分辨率、高精度形变提取;地基雷达干涉测量技术虽然可有效克服星载雷达干涉测量技术的不足之处,但采用高频数据采集时,受环境变化、仪器误差等影响,雷达信号中会存在白噪声与有色噪声,影响形变信息的精确估计;雷达干涉测量技术仅可获取监测对象的几何形变信息,为更合理地评估灾害安全性还需结合监测对象形变的物理影响因子进行解释与评估。

现代测绘地理信息技术在智慧矿山环境治理中的应用进展

矿产资源的生产与利用促进了社会经济高速发展,中国逐步加大了矿山资源开采力度,然而过度开采不可避免地造成了矿区及周边环境恶化。将现代测绘地理信息技术应用到矿山生态环境治理工作中具有重要的实际价值。针对矿山治理中常用的遥感技术(PS)、全球导航卫星系统(GNSS)、地理信息系统(GIS)、三维激光扫描技术及无人机航测技术,对现代测绘地理信息技术在矿山环境及其治理中的应用现状及未来趋势进行了介绍与分析,并介绍了其在智慧矿山环境治理中的应用案例,旨在改善矿区环境,提高矿山治理水平,实现矿山行业的可持续发展。展望了现代测绘地理信息技术在智慧矿山环境治理中的应用前景,现代测绘地理信息学理论和技术在与其他学科交叉融合过程中会诞生更多的交叉应用,未来先进测绘仪器的出现和其他相关学科技术的发展会进一步促进现代测绘地理信息技术的发展和应用。高轨道地球卫星技术、低轨道卫星技术的发展以及星链计划的实施,将使得测绘数据精确性进一步提高,高分辨率卫星图像将为地理科学研究和有关决策提供更加可靠的依据。现代测绘地理信息技术的发展为地理信息获取、处理和应用提供了前所未有的机会和挑战,在矿山环境治理乃至人类生活中将进一步发挥更加重要的作用。

GPS在城市测量控制的应用

随着测绘技术的不断发展,空间大地测量技术越来越受重视,其中GPS定位技术在测量各个领域得到了广泛的应用。原来的经典测量方法越来越受其空间性和时限性限制,而GPS测量技术正是突破了经典测量中的种种限制,达到全天候采集和不受空间通视条件等限制,作业效率大幅度提高,特别在大面积控制中更能体现其独特优势性,而城市控制测量中,由于建筑物密集等干扰因素,常规测量方法费时且精度有限,GPS更是得到充分应用。

三、P22 大地测量学

冰期后地壳回弹运动的空间大地测量检测/孙付平(武汉测绘科技大学地测院)…∥测绘学报.—1997,26(4).—283～288讨论了用空间大地测量地壳运动观测量(基线变化率、站速度)检测冰期后地壳回弹运动的方法和结果。通过最近获得的空间大地测量地壳运动观测结果与最新冰期后地壳回弹模型 ICE—4G 的估计值的比较和相关分析,发现两者有较好的一致性,相关系数高达0.80～0.90。

空间调制技术测量单纳米颗粒消光截面的进展和应用

纳米材料的表征是纳米技术应用和发展的基础,特别是测量单个纳米颗粒的光谱近年来引起了广泛关注,它可以排除平均效应从而对其本身及周围环境进行精确的定量分析。为此多种近场或远场探测纳米颗粒的方法被提出,其中空间调制测量(SMS)技术可以对消光截面谱的绝对大小进行高信噪比的测量。本文着重介绍SMS技术的调制方式、发展历程、应用以及最新研究进展,并对该技术在未来的应用前景进行展望。

悬臂式掘进机位姿检测方法研究进展

根据综掘工作面无人化掘进作业的需求,要实现无人环境下对悬臂式掘进机位姿的高精度测量,综合叙述了目前基于4种测量技术的悬臂式掘进机位姿检测方法的研究进展,分别为基于惯性测量技术的位姿检测方法,基于超宽带测量技术的位姿检测方法,基于iGPS测量技术的位姿检测方法,基于空间交汇测量技术的位姿检测方法,并初步估计了这4种悬臂式掘进机位姿检测方法的检测精度。

海洋负荷潮汐对测站位移影响的理论研究

测站位移的海潮效应可以看作是一种负荷影响 ,海潮负荷对测站位移的影响在某些台站 (例如大洋中的岛屿以及沿海岸地区 )可达几厘米 ,因此在空间大地测量技术中必须加以改正。研究了海洋负荷潮汐对测站位移影响的理论和方法 ,在推导过程中回避了将点负荷密度展开为球谐函数 ,而是直接以负荷引力位为基础 ,并将海潮潮高引入表达式中 ,推导出了海潮对测站位移影响的有关公式 ,同时探讨了在毫米级精度时需要注意的一些问题 ,为空间大地测量学的理论研究提供参考和依据。

太平洋板块运动和形变及其边缘现今相对运动

环太平洋构造系是地球的一巨大构造系 ,集汇聚型、分离型和转换型板块边界于一体 ,是全球火山、地震最活跃的地带。基于空间大地测量技术长期观测得到的速度场 ,分析了太平洋板块的运动和形变 ,并利用空间技术测定太平洋边缘地带转换断层、洋中脊扩张以及海沟边界汇聚与俯冲相对运动速度 ,获得了太平洋板块及板内的现今运动特征。结果表明 :太平洋板块整体以 70 .1mm/a向西北移动 ;北太平洋板块具有刚性特征 ,而南太平洋板块东西向存在拉伸 。

毛乌素沙漠区煤层开采地表移动变形规律研究

我国西部矿区生态脆弱,煤炭资源开采引起的地表移动变形是破坏生态环境的重要因素。为了研究毛乌素沙漠矿区采煤引起的地表移动变形规律,在某矿首采面上方建立了地表移动观测站,利用球心空间拟合RTK测量技术进行了地表移动变形定期监测。通过对实测数据进行分析,得到了以下结论:1地表移动过程是连续渐变的,地表移动盆地边界角为58°,移动角为63°,裂缝角为79°;2地表下沉速度快,实测最大下沉速为110 mm/d,最大下沉速度系数为3.14,明显大于我国东部矿区类似深厚比条件下中厚煤层综采的下沉速度;3地表楔形裂缝发育,主要位于采区边界和工作面前方,拐角处呈现弧形状态;4地表移动分布规律基本符合概率积分法模型,利用遗传算法反演得到了概率积分法模型参数。上述研究成果将为类似矿区合理留设各类保护煤柱、地表沉陷预测以及设计"三下"采煤方案提供参考。