无人机遥感技术论文范文

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无人机遥感技术论文

篇1

Abstract: Combined with the actual, this paper introduces the concept of the UAV system fast mapping, and analyzes the specific operating processes and advantages and disadvantages, for your reference.

Key words: UAV system; fast mapping; analysis

中图分类号:TP79文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）

近年来,随着经济建设的快速发展,地表形态发生着剧烈变化,迫切需要实现地理空间数据的快速获取与实时更新。航空摄影是快速获取地理信息的重要技术手段,是测制和更新国家地形图以及地理信息数据库的重要资料源,在空间信息的获取与更新中起着不可替代的作用。应实时化测绘的需求,无人机航摄近年来发展迅猛,随着无人机与数码相机技术的出现与发展,基于无人机平台的数字航摄技术已显示出其独特的优势,在应急数据获取与小区域低空测绘方面有着广阔的应用前景。无人飞行器与航空摄影测量相结合,成为航空对地观测的新遥感平台被引入测绘行业,加上数码相机的引入,就使得“无人机数字低空遥感”成为航空遥感领域的一个崭新发展方向。“无人机数字低空遥感”有低成本、快捷、灵活机动等显著特点,可成为卫星遥感和有人机遥感的有效补充手段。本文主要论述了无人机数字航摄系统的性能与特点以及利用其实施的低空摄影测量试验,通过试验论证了该系统的可行性与优势。

1、“无人机低空遥感”系统简介及发展状况

无人飞行器遥感技术有其他遥感技术不可替代的优点,可成为卫星遥感和有人机遥感的有效补充手段,该技术主要涉及飞机平台、测控及信息传输、传感器、遥感空基交互控制、地面实验/处理/加工、以及综合保障等相关技术领域。我国无人飞行器航空遥感技术的进步不仅表现在无人飞行器的研制,还表现在正好适用于航空遥感的飞行控制系统、遥感通讯系统的研制,更表现为轻小型化传感器及其数据处理系统相匹配的航空遥感系统集成,最终形成可执行航空遥感任务的业务系统。

目前,我国已有多家科研机构和公司研制出轻小型无人机遥感系统(固定翼无人机和无人直升机低空遥感系统)。目前比较适用的低空遥感无人机,一般任务载重10kg～20kg,安装1～4个面阵数码相机,适宜获取0.05m～0.50m分辨率的光学彩色影像。机上安装GPS和轻小型稳定平台,因此可以支持全自动空中三角测量,实现稀少地面控制点的高精度测量。

“无人机低空遥感”系统组成

本文论述的无人机数字航摄系统是自主产权的“华鹰”无人机数字航摄系统,该系统是是基于固定翼飞行平台的现代化城镇空间数据采集系统,系统见图1所示。该系统采用具备姿态、速度和高度精确控制与数据记录，以GPS导航为基础的自动驾驶仪，搭配千万像素级135型全画幅单反数码相机和姿态稳定云台，可快速获取1:2000大比例尺真彩色航空影像。

该系统的无人机重20kg,长2.1m,翼展2.6m,它采用一台空活塞发动机推进,巡航速度110km/h,升限达到海拔3500m,续航时间3小时。该系统采用了先进的GPS导航自主飞行,航线全自动规划,飞行航迹、高度和姿态高精度自动控制等一系列先进技术,具备了良好的飞行性能,只需要一条100m长的跑道,周围没有突出的障碍物,无人机就可以自主起降,如果采用遥控起降方式,则只需要二三十米长的跑道。起飞后,盘旋一圈,检验飞行状态,就可以按照预先设定的航线,自动飞往预定目标执行任务。它主要包括：

2.1空中部分:云台(含稳定平台)、数码相机、执行部分、自动控制设备、差分GPS、摄像机、通讯设备。

2.2地面部分:地面GPS、手控设备、编码器、计算机、通讯设备。

该系统通过无线链路方式连接连接地面与空中设备。

图1

“无人机低空遥感”系统控制指标

通过各项技术控制,该系统的航摄质量所达到的如下:

3.1 航向重叠度:55%～80%可调,最大可设置为80%,重叠度平均差:≤±4%

3.2 旁向重叠度:25%～50%可调,最大可设置为90%,重叠度平均差:≤±4%

3.3 横滚、俯仰角:≤1.5°;旋偏角:≤3°

3.4 航摄高度稳定能力:≤±5m;

3.5航线偏差:≤±3m;

3.6 1km航线弯曲度:≤0.5%

无人机航摄系统技术流程

数字航摄作业与传统胶片航摄相比,影像无需冲洗和扫描,作业步骤减少了许多,这样可以大大缩短测绘产品生产周期,采用本文论文的无人机数字航摄系统进行作业的具体数字航测作业流程见图2所示。

图2

4.1资料收集及技术设计

首先，应充分收集测区现有资料，主要包括：1:10000地形图、高等级控制点情况、测区地形、相对高度、植被分布、天气状况情况。

4.2 航线及测区划分

根据本测区地形及成图比例尺等因素情况确定本次飞行的航高，确保无人机在安全的高度上飞行。考虑成图精度等因素，如果测区的相对高差较大，还需根据海拔高度分片区进行。考虑地形分布情况，确定航摄时的具体飞行路线。

4.3外业航空摄影

掌握天气动态，选择最有利的外部条件，尽量减少外部覆盖物（积雪、植被）对摄影与测图的不良影响。航摄方向一般均为东西方向，可减弱日照方面的影响。选择航摄时间既要考虑充足的光照度，又要避免过大的阴影。

4.4像控布设及像控点联测

一般采用区域法布设像控点，布设方式成格网状，格网点附近即是像控点的采集区域。在测区及地形变换处应布设平高点。

4.5内业空三加密

无人机所获取的航片有“像幅小，影像畸变大，旋偏角和翻滚角大”等特点，内业计算量非常大。该系统采用的空三加密模块和平差模块可快速并行处理海量数据，能够快速高效地生成大量高精度、高强度的模型连接点，获得高精度的空三加密结果，满足成图要求。

4.6 立体测图

采用现代数字摄影测量软件可自动进行以下工作，如：内业立体判测、模型连接等工作。并具备自动、最优地切换立体模型，无需生成核线影像。极大地减轻了测绘人员工作劳动强度，非常适合无人机航摄成图。

另一方面，由于无人机有其独有的特点，如：像元分辨率低（只有DMC的一半左右），内业判读困难，因此，在实际生产作业中我们应该适当增加大人工干预的力度。尤其要注意对于难于判断其是的点状地物。如：电杆、水塔或烟囱等的判读。

4.7 外业补测及调绘

如果在航摄过程中存在植被遮盖及阴影无法进行立体测图则可采用常规测量方式进行外业调绘及补测。

篇2

1 引言

土地综合整治是国土资源工作的重要组成部分，是确保我国粮食安全、提高粮食综合生产能力的有力支撑，是一项涉及面广、实施时间长、管理程序复杂的系统工程，对保证国民经济和社会可持续发展，实现耕地总量动态平衡，加速农业、农村现代化有着不可替代的作用。现阶段，我国土地综合整治事业正处于管理模式调整和管理水平提高的关键时期。如何建立一套科学的监管体系，确保土地综合整治专项资金发挥预期绩效，全面完成国家补充耕地计划和项目建设任务，让项目长期发挥效益，促进社会经济可持续发展，已成为我国当前土地开发整理工作的一项首要任务。

2 无人机航摄系统简介

2.1 无人机航摄系统组成

无人机航摄系统主要由飞行控制系统、地面站系统、航拍摄像系统和影像处理软件四部分组成。

2.2 无人机航摄系统的特点

（1）低空飞行，空域申请便利。飞行系统升空准备时间短，操作简单，运输便利。

（2）系统可快速获取超高分辨率数字影像和定位数据，可针对特殊监测目标搭载全色波段、单波段、多波段等传感器，并可进行多角度摄影。

（3）系统为多种小型遥感传感器提供了良好的搭载平台，如探地雷达、热成像仪、气象传感器、合成孔径雷达等，易于拓展监测功能，以满足多种快速监测所需。

（4）系统的置建费用较低，运营成本、维护成本和操作手的成本远远低于载人机系统。

3 试验方案

3.1 试验区概况

本文选择宁乡县大成桥乡土地整理项目作为试验。该项目位于宁乡县大成桥乡东北角区域，属丘陵地区。土地综合整治面积4km?，分割成四小块，如图1所示。

3.2 试验目的

采取航空摄影方式获取不同时间阶段的地面影像资料和数字线划图，通过数据变化分析对比对土地整治项目全过程实施动态监控。

3.3 试验方案流程

本次实验方案主要分为“事前、事中和事后”三个阶段，使其达到“事前预控、事中监控和事后验控”的效果。试验方案流程如图3所示。

由于实验区域范围不发生变化，因此在进行航线设计时只做一套方案，采取对项目区进行3次航飞，分别为规划设计前航飞一次、施工过程中航飞一次、竣工后航飞一次。如图2所示：

4 动态监测

4.1 事前预控

主要是获取项目区内DOM、DLG产品，向设计部分提供设计依据。DLG数据叠加DOM数据可为设计人员提供更为直观的设计效果，更能合理地进行道路、水渠及其附属工程的设计，而DEM成果可作为土方量计算的依据。

在方便设计部分的同时也为土地监管部门留下了历史依据，为项目实施过程中是否存在夸大土方量，田间道路重复建设，桥梁维修虚报为桥梁新建，虚列拆迁补偿费、青苗补偿费及其他变更工程，整理田块面积错报，整理田块数量漏报，整理结果、质量瞒报等现象起到了防微杜渐、提前预防的效果。

4.2 事中监控

在项目施工过程中，工程量大，土地监管人员无法直观地了解到项目区的施工情况。而事中阶段能根据土地监管部门的需要，采用无人机定期对项目区进行航飞，可飞一次或者多次，主要是获取生产项目区的DOM数据，能直观地反映出项目区施工进度及施工质量，并能及时发现施工单位是否按照设计图纸进行施工，是否存在工程质量问题。对存在质量问题的工程起到了实时监控的作用。如图4所示：左边影像为项目施工前，右边影像为项目施工中。

4.3 事后验控

项目验收是项目完成的最后一个关键环节。事后阶段无人机航飞主要是为生产项目区的竣工验收图纸、竣工后DOM和DEM 数据。通过竣工后影像与施工前影像获取对比，可直观地检查出其工程是否按照设计图纸进行施工，是否存在偷工减料、瞒报工程量等现象。如图5所示。

5 结语与展望

在大力发展RS技术运用于土地整理动态监测的时代，无人机航摄技术的产生无疑又是一个新的转折点。相对于传统的RS技术，其高效、快捷、成本低的特性，促使土地监管部门加强了土地监管力度。无人机航摄技术能够全面提高规划设计和预算编制的科学性，为土地监管打下了坚实的基础，在今后的土地整理动态监测项目中对提高土地整理项目竣工验收质量和进一步规范土地整理权属管理工作等方面具有广阔的应用前景。

参考文献：

[1] 金伟，葛宏立，杜华强，徐小军. 无人机遥感发展与应用概况[J]. 遥感信息，2009（01）

[2] 陈亚岭，付治河，张景湘. 3S技术在土地动态监测中的应用[J]. 光盘技术，2007（05）

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[4] 于洪苹，程朋根，夏友青. 土地动态监测中3S技术的应用[J]. 安徽农业科学，2011（03）

[5] 廖克，成夕芳，吴健生，陈文惠. 高分辨率卫星遥感影像在土地利用变化动态监测中的应用[J]. 测绘科学，2006（06）

[6] 楼立明，刘卫东，冯秀丽. 基于高分辨率遥感影像的土地利用变化监测[J]. 遥感技术与应用，2004（01）

篇3

1 逐步迈向工业技术高端化

就美国来说，其通用航空业市场从飞机出现一直到1979年都处于高速上升的趋势，1979年之后美国通用航空市场逐渐饱和，交易量呈平缓下降的态势。但是，众所周知，美国是世界上最发达的国家，与美国航空陷入瓶颈状态构成非常鲜明的对比的情况是：世界通用航空市场在1979年之后依然处于强势增长的态势。2008年世界通用航空业市场交易额达到了顶峰，约为250亿美元，之后几年的交易量有所回落。2012年世界通用航空市场交易额为182亿美元，2013年世界通用航空市场交易额为230亿美元。从交易金额看，2013年通用航空市场的交易额与2012年相比，同比增长25%，增长幅度非常大;但从飞机购买数量来看，2013年仅比2012年的购买量增长了4%，从这些数据对比可以看出，全球通用航空市场正呈现出越来越高端化的趋势。从飞机的发展历史上可以看出，当喷气式技术应用在通用航空市场后，随着其应用的逐渐成熟，应用活塞技术与窝桨技术的飞机在市场中的交易量逐年下降，目前更是已经到了被历史淘汰的边缘。社会技术是不断发展和变迁的，近几年随着高端窝扇技术的发展成熟，其在飞机发动机系统的运用效果已经初步显现。

随着全球经济一体化步伐的加速，社会财富必然会进行重新分配，更多的财富将会集中到大型企业家以及超级精英阶层中。在这种历史的趋势下，世界通用航空市场为了满足超级精英阶层管理全球企业的需要，大型私人高端商务机的交易额必然会呈现出一种爆炸增长的态势。

2 直升机需求将会高速增长

直升机与传统的双翼飞机相比，虽然功率比较小，无法实现货物运输，并且只能进行中短途的飞行，但是它拥有双翼飞机无法竞争的优势：垂直起降，无需跑道，降低了飞机起降时场地的要求。随着现代城市化步伐的逐渐加快以及人们对生活质量要求的提升，直升机的优点越来越被人们所重视。比如，现代物流业迅猛增长，方便快捷是现代物流业的最终目标，航空运输无疑是实现其快捷运输的最佳途径。对于重量轻但又比较贵重的物品，运用直升机直接实现点到点的运送，能够有效的提升运送效率。

据相关机构统计数据表明：2013年美国国内飞行的直升机数量已经1万，交易量同比增长22%，而2013年双翼飞机的交易量增长仅为2%。

3 无人机将成为市场新贵

常规飞行器的飞行必须要用到专业的飞行员，所以在飞行器的设计和制造上必须考虑到人的气压承受能力、温度承受能力等，必须构建完整的适合人生存的飞行操作环境，而且必须要加装人机交流操作界面。但随着现代互联网技术、通讯技术、遥感技术等先进研究成果在航空领域的应用，无人机成功被研究出来，并且从出世开始就受到各行各业人们的重点关注。无人机因为不需要驾驶员在其中进行飞行操控，所以再制造时完全不用考虑人的因素，大大提升了其在飞行过程整体承受能力，而且飞行员无需进入其中操控无形中减轻了其飞行负荷，有效降低了飞行成本。现在，随着无人机研发技术、控制水平的逐渐提升，以及全球航空领域的飞行准则的成熟直至新规定的出台，无人机必然会对传统的航空业造成巨大的冲击。比如，在农业的播种与喷药作业、森林的防火防护作业、物流运输行业以及遥感测绘领域等都对无人机的应用充满了期待，它的运用能够有效降低生产作业成本并且能够有效保护相关工作人员的生命财产安全。

在美国，无人机的应用已经进入了大范围测试阶段，国际无人机协会预计无人机技术一旦成熟后，就将会非常迅速的被人们应用到各个领域中。并且无人机的正常运营将会为美国带来800亿美元的收入以及非常多的工作岗位。

在我国，通用航空制造业虽然发展速度已经非常迅速，但由于研究起步较晚，投入经费不足等原因，我国航空制造业的水平还远远无法与欧美等发达国家相比。但是，可喜的是，在无人机研发和制造领域，我国已经走在了世界前列。相关调查结果显示，我国小型无人机的制造量和交易额几乎占到了世界总交易额的二分之一。由我国航模爱好者创立的大疆创新公司研发的无人机已经远销至欧美等发达国家，这给我国无人机研究人员增添了无穷的信心。

4 通用航空技术及装备升级的压力

随着通用航空业飞行器的逐渐增多，不同技术以及不同装备给空域管制和飞行指挥带来很大的难题。虽然，为了有效进行航空领域的管控，在很早之前国际上就将航空领域分成了两类：航空运输与通用航空。但是随着时代的发展和社会技术的变迁，新的技术的应用与升级对通用航空业的设备有了更高的标准。特别是对需要空域管制的机场，技术装备改造的压力非常大。

虽然美国研制出了新的航空系统，但是高额的成本是航空领域难以承受的负担，新的航空系统的实施步履维艰。新技术在单一的飞行器上应用的成功并不能证明其符合了在整个航空领域推行的条件，因为，单对单的成功并不能证明其适用于其他的飞行条件。在全球通用航空领域，新技术应用的效益并不由自身决定，而是通常由航空领域其他飞行器的整体技术水平决定的。盲目的应用新技术对飞机进行改造升级只会进一步拉大通用航空飞机与其他飞行器的技术装备差距，增加了空域管制的难度，降低。机场的运行效率。所以，在当前条件下，我国要从全局出发，制定出相应的航空领域技术装备的升级改造计划和方案，以免重蹈美国覆辙。

5 环境保护的压力

在人类对环境保护日益重视的今天，通用航空领域的环境保护也是在其技术改造中不得不考虑的一个问题。相关调查报告显示：全球飞行器排放的铅能够占到总排放量的40%，对空气造成了严重的污染，所以含铅航空汽油面临着淘汰的命运。

与陆地上的交通工具一样，飞机在飞行过程也会排放出大量的二氧化碳，一氧化碳，未燃烃和颗粒物.氮氧化物等。高速飞行的喷气式飞机后面产生的“白烟”，是由空气中的水汽和尾气中的微粒在冷空气中凝结成的冰晶构成的。相关研究证明，凝结尾迹会形成卷云(一种高空云)。这种云会阻碍地球表面热辐射的散发，已经逐渐成为加剧全球气候变暖的罪魁祸首。而与陆地交通工具不同的是，飞机再飞行时会产生非常强烈的噪音污染。现在，机场的建立往往是一个新的商业中心建立的雏形，在商业中心形成之后，对机场对机飞行噪音的控制能力提出了更高的要求。

另外，飞机一旦出现飞行事故就会对大气造成严重的污染。飞机中的燃料泄露之后，会挥发出大量的碳氢化合物，形成有毒烟。还有，现代通用航空飞行中的餐具基本都是一次性的产品，每一次的飞行都会产生大量的固态垃圾，浪费资源而且污染环境。

6 结语

随着社会的发展以及人们对生活质量要求的提高，通用航空领域必然会迎来大的发展，但是如何使新技术的应用与航空业的发展步调一致，是人们需要重点考虑的。只有这样，社会技术变迁才能给通用航空业的发展带来全新的机遇，使航空业更好的为人类服务。

篇4

2.测绘工程的质量管理与系统控制探讨

3.测绘工程本科专业创新人才培养方案解析

4.测绘工程本科专业实践教学体系的构建

5.专业认证背景下的测绘工程专业课程体系优化

6.SL机场测绘工程项目的进度与质量管理研究

7.测绘工程专业和测绘学

8.东莞市某公路测绘工程质量管理控制

9.测绘工程专业“四维渗透式”实践教学改革研究

10.基于测绘工程专业规范的应用型创新人才培养模式构建

11.注册测绘师制度下测绘工程专业教学改革研究的探讨

12.测绘工程全英语教学模式的建立与实施策略

13.测绘工程专业卓越工程师教育培养模式的研究

14.创新型测绘工程复合型人才培养机制的研究

15.基于“卓越计划”的测绘工程专业GIS教学体系研究与实践

16.谈测绘工程中测绘技术的应用及流程

17.谈测绘工程常见问题及解决措施

18.测绘工程专业校企合作工程实践教育中心建设

19.测绘工程专业摄影测量学实验教学改革探索

20.测绘工程中GPS RTK技术的应用实例

21.测绘工程专业认证标准的实践教学探索优先出版

22.测绘工程在机场建设中的应用

23.论工程测绘中GPS测量技术应用及特点优先出版

24.GPS技术在水利水电工程测绘中的应用

25.基于《测绘工程》期刊的测绘技术动态可视化分析

26.小议测绘工程专业高端仪器设备的使用和管理

27.地面三维激光扫描技术在工程测绘中的应用

28.测绘工程殊地形的测绘技术运用

29.对地形测绘工程中质量控制的探讨

30.关于工程测绘质量控制措施的探讨

31.探讨测绘工程的质量管理及其系统控制措施

32.天津市水运工程测绘技术重点实验室

33.浅析RTK系统在城市测绘工程中的应用

34.GPS测绘技术在工程测绘中的应用探析

35.GPS测绘技术在工程测绘中的应用分析

36.GIS在工程测绘中的运用探究

37.独立学院测绘工程专业应用型人才培养模式的探索与实践

38.GPS高程测量及在水利测绘工程中的应用

39.谈测绘工程专业学生测量数据处理能力的培养

40.浅谈测绘工程技术发展与应用

41.工程测绘中GPS技术的应用与研究

42.测绘工程专业生产实习的改革与实践研究

43.测绘工程专业毕业要求达成度定量评价体系的研究与实践

44.国家测绘工程技术研究中心

45.测绘工程殊地形的测绘方法分析

46.浅谈测绘工程技术在地籍测量中的实践应用

47.无人机遥感技术在测绘工程中的应用浅析

48.分析GPS技术在工程测绘中的具体应用

49.工程测绘对于建筑工程施工质量控制的意义

50.浅谈测绘工程常见问题的解决对策

51.测绘工程专业道路勘测设计课程教学改革研究与实践

52.关于工程测绘质量控制实施的探讨

53.测绘工程中的风险管理分析

54.测绘工程专业的计算机实践能力培养模式探索

55.新形势下测绘工程专业英语教学改革优先出版

56.基于测绘新技术在地质测绘工程中的运用分析优先出版

57.测绘新技术在地质测绘工程中的运用

58.专业认证背景下的测绘工程专业培养模式改革与实践

59.浅析GIS在工程测绘中的运用

60.关于RTK作业系统及其在城市测绘工程中的应用研究

61.初探测绘工程质量管理的必要性及措施

62.浅谈测绘新技术在国土测绘工程中的运用

63.专业认证下测绘工程专业课程改革

64.工程测绘中断面数据的处理分析

65.测绘工程监理方法探讨

66.测绘工程专业本科教育的对比分析

67.水电工程测绘中无人机低空摄影测量技术应用

68.浅析无人机遥感测绘技术在工程测绘中的应用

69.工程测绘中激光雷达测绘技术的应用探讨优先出版

70.工程测绘对于建筑工程施工质量的意义优先出版

71.测绘工程技术精度控制策略探究

72.基于分类培养的建筑课程差异化教学的实践研究——以工程测绘技术教学为例

73.浅析测绘工程常见问题及解决措施

74.二级学院工程文化建设的研究与实践——以黑龙江工程学院测绘工程学院为例

75.提高测绘工程专业人才培养质量改进实践教学

76.现代测绘工程专业英语的教学分析与目标定位

77.地面三维激光扫描技术在道路工程测绘中的应用研究

78.论CORS系统在城市工程测绘中的应用

79.测绘工程质量控制技术措施分析探讨

80.专业认证背景下测绘工程专业课程体系的调整策略

81.当代测绘新仪器、新技术在测绘工程中的应用

82.GPS定位技术在工程测绘中的应用探讨

83.探讨测绘工程中的问题及措施

84.测绘工程专业实践教学基地的建设与探讨

85.试论当代测绘新技术在测绘工程中的应用

86.论信息化测绘时代工程测绘的发展

87.浅析工程测绘中信息技术的重要性

88.简述GPS测量技术在工程测绘中的应用

89.《测绘工程》网上投稿系统正式开通试用

90.《测绘工程》2015年第24卷(总第128-139期卷终)总目次

91.测绘工程专业硕士卓越工程师相关培养环节现状分析

92.矿山工程测绘中GPS测绘技术的应用探析优先出版

93.建筑工程测绘技术存在的问题及解决措施研究

94.地面三维激光扫描技术在道路工程测绘中的应用

95.高职建筑施工与测绘工程技术专业数学教学改革实践

96.关于测绘工程殊地形的测绘技术方案的研究

97.工程测绘中GPS测绘技术的应用探析

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中图分类号：TP301 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）28-6473-02

物联网被认为是继互联网之后的又一次技术革命，物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用，被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮，是新一代信息技术的重要组成部分。

信息产业和环保产业属于国家未来重点扶持的新兴产业之一。而“环保物联网”这一将物联网技术和环境保护工作的结合可以助力环保产业的发展，而环保产业对信息技术的需求又可促进物联网技术的进步。[1]因此，物联网在环保领域的应用是有助于我国环境问题的解决和信息技术的发展的新兴课题。

1 我国环境保护的信息化发展历程

我国的大规模信息化建设始于上世纪80年代中期，而环保产业的信息化始于“九五”时期。至今的十余年间，环境信息化建设经过了三个阶段：准备期（90年代初至90年代中后期），基础期（1996-2001）和成长期（2002至今）。准备期的工作内容主要是管理信息（MIS）系统的建设和基础数据库的开发。基础期的核心则是在准备期的基础上，进行环境信息网络建设。该过程伴随着环保部门的办公信息化，以及环保理念的信息化宣传。之后，随着国家环保局“金环工程”的启动，以及一些类支持性法规政策（如《环境信息化“九五”规划和2010年远景目标》、《环境信息管理办法》、《环境信息标准化手册等》）的出台，我国的环保信息化正式迈入了快速成长的阶段。

2009年，总理提出要加快推进物联网发展、建立中国感知中心，物联网技术的重要性进一步凸显，并成为国家重点发展的战略性新兴产业的重要组成部分。在这一背景下，“环保物联网”的概念于2010年提出并开始流行起来。目前在环保领域，物联网应用的建设已成为培育和发展战略性新型环保行业、推动环境管理升级的重要手段。

2 环境数据收集网络基础上的环境监测

作为环保物联网最核心的工作之一，针对环境监测的数据收集主要包含环境质量监测和污染源监测两个方面。

2.1环境质量监测数据的采集

传统的环境监测是利用若干点源的监测来反映监测区域的总体环境情况，这种方法往往较为局限和片面。因而随着环境监测特别是宏观的需求的提高，一系列全局性的信息技术逐渐进入监测领域，并发挥重要作用。最典型的是“3S”技术（又称空间地球技术）。“3S”是由遥感（RS），全球定位系统（GPS），地理信息系统（GIS），整合成的一个综合性信息收集平台。[2]监测过程中，首先由RS技术（通过卫星或机载热红外设备）获得监控区域的光谱图像资料。由于大气、水体等污染常常伴随着图像化的信息，经过同往期的图像比较可以发现环境变化明显的区域，针对这些区域再进行GPS定位，进行重点监测，独立进行数据的收集。GIS技术则是一个针对数据进行综合管理和分析的平台。三种技术的联合运用，可实现大范围的环境监测。

“3S”技术在环境监测中具有监测范围广、速度快、成本低、可实现长期动态监控等优点，因而是目前大范围环境质量监控，尤其是大气环境监控、内陆水体环境监控、海洋环境监控以及城市生态环境监控等领域的主流技术。目前“3S”技术已有航空、航天以及无人机等遥感平台构成立体化，全方位的环境信息收集网络。[3]

2.2 污染源在线监测

全局性的环境监控以外，还需对排污企业为代表的重点污染源进行监控以实现对排污企业实现实时的监管。在这方面，物联网的应用主要体现在在线监测系统上。在线监测是近年来污染源监测的发展趋势，其含义是通过装在处理企业和排污设备上的各类监测仪表收集污染物数据，再经由信息网络将监控数据传至环境监测部门，实现监控和管理的过程。在线监控的意义在于监控数据更加真实可靠，同时可避免数据的滞后性。

典型的污染源在线监控系统包括数据收集系统和信息综合系统。前者安置于污染治理设施和排污设备上。主体是各种常规指标和污染物指标的检测仪器。收集的数据通常由运行记录仪和设备采集传输仪进行加密、储存、发送等。信息综合系统主要由计算机终端设备、监控中心系统等构成，对收集到的数据进行分类、分析、并入库储存以完成环境数据管理的过程。监控中心系统通常是由信息管理软件和数据库构成。[4]目前我国已在113个重点城市建立监控中心，实现对三千多个排污点实行在线监控，随着在物联网技术的促进下，监测网络已有相当规模。

3 物联网技术助力环保产业发展

国务院日前印发的《关于加快发展节能环保产业的意见》提出未来三大目标：产业技术水平显著提升、国产设备和产品基本满足市场需求、辐射带动作用得到充分发挥。在环保产业快速发展的这一时期下，物联网也在该领域起到了重要的作用。下文将在环保行业数据库和环保企业运营方面阐释物联网技术的应用。

3.1环保行业数据库的建设与管理

在全球信息化特别是大数据时代即将到来的背景下，数据库的建设和完善对一个产业的发展至关重要。作为基础数据平台，数据库是环保物联网中重要的一环，环保产业数据库主要包括环境保护资讯数据库、法律法规数据库、统计数据库、产品数据库、技术数据库、项目数据库、企业数据库和专家数据库、M&A数据库等。环保企业和研究机构等可以通过这些数据库进行查询、运算、分析，以得到环境状况、政策法规、行业发展现状、市场潜力、竞争主体情况、主流与前沿技术等信息，为产业链上的环境制造业和环境服务业的行业咨询与研究，企业相关决策制定等提供依据。[5]

3.2 环保企业运营过程的控制和管理

在近年来迅猛发展的领域，如物流、电子商务等，已在相当程度上通过基于物联网的信息管理技术实现了智能运营。以企业资源计划（ERP）系统为代表的综合管理系统在企业运营中可将物资资源管理（物流）、人力资源管理（人流）、财务资源管理（财流）、信息资源管理（信息流）集成一体，实现对运营流程的科学管理和优化，以达到资源的最高效配置。而现阶段，我国环保产业对这类系统的应用还不够充分和彻底，尚处于起步阶段，尤其是中小型环保企业。

目前在环保产业中，通过“智能管理平台”的研究主要集中在生活垃圾的收转运系统的优化管理、地沟油及餐厨垃圾收运体系监控和管理、进口废料的监管、资源的回收循环的管理等方面。

4 结束语

同为国家“十二五”期间重点发展产业，信息产业和环保产业将在国民经济中占据更大的比重，而信息技术在环保产业中的实践，则对环境保护工作的现代化有重大意义。通过对物联网在环保领域应用的梳理，可以发现物联网技术在环境保护管理以及环保产业的发展中都具有广泛的应用。以“3S”系统和污染源在线监测系统为核心的数据收集网络可为环境保护工作提供第一手数据，可实现污染源的监管，污染物总量的控制，以及对环境突发状况的及时应对。另一方面，物联网作为一个综合信息平台，也为环保产业，尤其是企业和研究机构提供了信息管理和运营管理的有效工具，为环保产业的发展起到了助力作用。

目前，我国环境保护工作的信息化在一些领域（如遥感技术、信息传输设备）等方面已取得一定成果。但总体来看，目前还处在建设和发展的阶段，尚存在不够完善的地方，还有较大的提高空间，如环保企业的智能化管理运营等。

未来，我国的环保信息化将顺应国际前沿趋势向智能环保的方向发展。这意味着环保物联网将在在智能层、网络层和应用层达到更透彻的感知、更全面的互连互通和更深入的智能化。总之，将以物联网为代表的信息技术将更深更广地融入环保领域的方方面面，将是信息技术工作者和环境工作者共同努力的目标。

参考文献：

[1] 陈艺虹，于立强.信息化与环境保护[C].优秀学术论文选，2003.

[2] 刘桂芳，卢鹤立.从数字地球系统看3S技术[J].安阳师范学院学报，2005（2）.

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林业是生态建设的主体，是经济社会可持续发展的重点所在。进入21世纪之后,林业经营模式发生了根本性的变化，从过去单一、粗放的经营管理向精准、系统的模式转变，因此提出了“精准林业”的概念，即指尽可能的应用现代高新技术对有关林业生产、经营管理、战略决策过程中的自然、经济和社会信息进行收集、存贮、传递、处理、分析和利用，建立包括林业数据库、森林资源管理信息系统、森林资源核算信息系统、地理信息系统、决策支持系统、专家系统、模拟模型系统、计算机网络、遥感系统、全球定位系统和远程通讯等一体化、智能化、数字化的现代林业技术体系，而这一切都必须依赖于信息技术[1]。

1信息技术的发展

信息技术是在信息科学的基本原理和方法的指导下扩展人类信息功能的技术。

1.1内涵和外延

信息技术是一门多学科交叉综合的技术，计算机技术、通信技术和多媒体技术、网络技术互相渗透、互相作用、互相融合，将形成以智能多媒体信息服务为特征的时空大规模信息网，是以电子计算机和现代通信为主要手段实现信息的获取、加工、传递和利用等功能的技术总和[2]。主要包括以下几方面技术：

1.1.1传感技术——信息的采集技术。传感技术是扩展人获取信息的感觉器官功能。进行信息识别、信息提取、信息检测，它几乎可以扩展人类所有感觉器官的传感功能，传感技术、测量技术与通信技术相结合而产生的遥感技术，使人感知信息的能力得到进一步的加强。

1.1.2通信技术——信息的传递技术。通信技术可实现信息快速、可靠、安全的转移。可以看成是从“现在”向“未来”或从“过去”向“现在”传递信息的一种活动。

1.1.3计算机技术——信息的处理和存储技术。计算机信息处理技术主要实现对信息的编码、压缩、加密和再生，存储技术有内存储技术和外存储技术，主要实现计算机存储器的读写速度、存储容量及稳定性的管理。

1.1.4控制技术——信息的使用技术。控制技术即信息使用技术是信息过程的最后环节，它包括调控技术、显示技术等。

1.2信息技术功能

概括起来有四个方面：①信息识别：包括文字识别、语音识别和图形识别等。通常是采用一种叫做“模式识别”的方法。②信息传递：实现信息快速、可靠、安全的转移。③信息处理与再生：在对信息进行处理的基础上，还可形成一些新的更深层次的决策信息，这称为信息的“再生”。信息的处理与再生都要依赖于现代电子计算机的超凡功能。④信息施用：是信息过程的最后环节。

1.3信息技术发展趋势

高速、大容量。速度越来越快、容量越来越大，无论是通信还是计算机发展都是如此；综合化。包括业务综合以及网络综合；数字化。一是便于大规模生产，数字设备是单元式的，设计非常简单，便于大规模生产，可大大降低成本。二是有利于综合，每一个模拟电路其电路物理特性区别都非常大，而数字电路由二进制电路组成，非常便于综合，要达到一个复杂的性能用模拟方式往往综合不起来；个人化。即可移动性和全球性。

2林业信息技术的发展

2.1林业信息技术

林业信息化并不是一个新概念,发达国家60年代初提出了信息化的概念,信息化开始进入各个领域,并逐步实现了系统化、深入化、集成化、网络化、智能化和虚拟化。随着DBMS的发展和完善,以属性数据管理为主的森林资源管理系统盛行一时,这类系统采用数据库技术进行组织、存储、处理和分析,提高了数据处理的质量和速度,推动了森林经营管理水平的提高。同时也不难发现,这种单纯分析属性数据的方法,缺乏对资源空间分布特征的综合分析,因此利用它形成的决策信息,有明显的局限性。到90年代,林业信息化有了全面的扩展，形成了以3S技术为支撑，采用RS监测与地面调查技术相结合的双重分层抽样遥感监测体系[2]。

2.2林业信息技术在我国的发展

我国林业部门从80年代初开始使用DBMS进行生产管理,采用的是局部(部门)引进,局部消化的方式。80至90年代末,国家林业局(原林业部)在1992年设立信息中心,开始了信息化建设的点滴积累,提出了“数字林业”建设目标,建立了森林资源数据处理系统(DPS)、森林资源管理信息系统(MIS)、森林资源决策支持系统(DDS)、林木良种管理信息系统、主要经济树种在线查询系统等。进入21世纪,“数字林业”建设进展顺利,林业信息系统已覆盖全国,基于“3S”技术的森林资源、造林绿化和天然林保护、退耕还林、防沙治沙等林业重点工程建设的现代化林业管理体系正在逐步建立。林业档案数字化工程已完成,国家林业局政府网站建设进一步完善,内容不断丰富,信息量不断增加,并与新华社、国家图书馆等70多家网站建立了链接,林业信息化建设达到前所未有的高度[3]。

3信息技术对林业的影响

3.1实现了无纸化办公

根据林业政务信息化“十一五”工作的核心内容[4]，林业政务信息化建设围绕国家“三网一库”建设的要求,利用网络技术搭建了技术先进、运行稳定、功能相对齐全的网络平台,建设了国家林业局门户网站、办公业务网、办公业务资源网和各类管理信息系统及专业数据库。提出了林业信息库建设方案，实现人员、树种和野生动植物数据收集、存贮、传递、处理、分析、利用、，基本完成了无纸化办公[4]。

3.2林业经营由粗放转入精准

围绕“精准林业”，各级林业部门在二类调查中利用遥感、航片、卫片、无人机、地面近景摄影、三维激光扫描、电子角规、GPS定位等技术进行数据的精确获取，通过GIS进行属性数据和空间数据的管理，完成森林资源档案管理和林业专题图的制作；在森林火灾的预测预防上通过GIS的空间分析功能，实现火点位置查询和林火蔓延模拟，并计算最佳扑火路线和扑火时间，科学合理的制定扑救方案；在造林地块和造林方式上利用GIS将坡度图、坡向图、土壤图、高程分带图和森林区划图进行叠加作为立地分析的复合因子图，进行适地适树的分析，使林业由粗放经营转入精准经营[1]。

3.3规划森林资源管理

在发达省份的林业部门已经将GIS技术、ES技术、DSS技术、空间数据挖掘技术结合，依据森林资源管理的基础信息，建立了造林专家知识库、决策支持模型库，在数字化图上实现造林决策、获取造林规划图，并对林分和单木的区域生长量进行预测和模拟，实现森林资源管理的优化和规划。

4存在的问题和解决对策

4.1应用不够深入，信息资源浪费

林业信息基础设施和信息系统投资巨大,但目前林业信息化开发、应用不够,造成资源的极大浪费[5]。如遥感、地理信息系统、全球定位系统、专家系统、决策支持系统、森林资源核算系统在森林资源管理中的应用才起步,目前只限于利用计算机进行林业数据采集、处理、属性数据管理及各类专题图制作等研究，对于进行空间数据分析和从这些数据中进行挖掘，宏观快速提供森林资源信息，优化森林资源管理上没有形成规模。因此应该对这些信息资源进行整合，合理建设适合我国林业持续、快速、健康发展的网络体系，实现资源充分共享。

4.2精准计测、监测在林业上的应用没有普及

目前，信息技术、生物技术、新材料技术等高新技术正加速渗透和武装林业。特别是“5S”（遥感、地理信息系统、全球定位系统、专家系统和决策支持系统）技术已成为科技兴林的重要手段。卫星遥感、红外监测、飞机化学灭火等高新技术使森林预测、监测、控制、病虫火害防治、荒漠化防治、濒危野生动植物保护等过去无法用常规技术或手段解决的问题，现在由于RS和GIS的介入开始变得相对容易。但在森林经营和管理中的应用范围和水平，完善森林生态系统定位监测网络，提高森林灾害发生的预测预报率，实现森林培育和管理中的减灾增效，探索建立森林养分和肥料信息系统，完善林木育种软件及丰产栽培模型，适度发展“精细林业”，精准森林资源核算的应用上还处于初级阶段，没有普及应用。因此国家林业局应宏观调控并加快国家林业局网络工程建设，建立并完善各类林业专业库、各类森林资源管理信息、决策支持系统设，促进林业经营管理和决策的科学化。

4.3林业高新技术人才缺乏

林业信息化对人才的要求很高,不但要有专门的计算机技术、网络技术、RS技术、GIS技术,还要对林业知识有所掌握，目前我国特别是基层林业单位,从事林业信息研究、网络管理，3S技术的专业性人才奇缺。因此应该加大林业高等教育和高职教育，培养更多的林业高新技术人才。

参考文献

[1]冯仲科、赵春江、聂玉藻等著。精准林业[M].北京：中国林业出版社，2002.6第1版.

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