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第八届测绘仪器发展高端论坛举行

会议报道中国仪表网2013年10月27日 19:58人气:13139

  导读:在“第八届测绘仪器发展高端论坛”上,长江水利委员会长江科学院空间信息技术应用研究所所长谭德宝做了“长江流域水陆空一体化多传感器动态监测技术研究”的主题演讲。
  
  主题为“测经纬天地,绘美丽中国”的第三届全国测绘地理信息技术装备展览会于2013年10月24日-26日在武汉国际会展中心举行,该会议由中国测绘学会与中国仪器仪表行业协会测绘仪器分会主办,由北京博乾国际会展服务有限公司承办,本会邀请全国测绘仪器生产商、经销商、服务商和用户参加会议。在“第八届测绘仪器发展高端论坛”上,长江水利委员会长江科学院空间信息技术应用研究所所长谭德宝做了“长江流域水陆空一体化多传感器动态监测技术研究”的主题演讲。
  
  谭德宝:首先感谢组委会今天给一个机会,让我跟在座的各位领导、专家、同仁一起探讨关于新一代测绘仪器、测绘技术在水利中的应用。
  
  我的题目与原来报的题目有一点差别,因为余总让我做一个相对宏观一点的行业介绍,我感觉能力有限,我想来想去还是结合研究所这么多年在相关领域方面应用的技术所做的一些成果,在这里跟大家分享,就未来发展以及需求跟大家做交流,希望跟在座的各位以后有更多的合作机会。
  
  长江流域水陆空一体化多传感器动态监测技术研究。分为以下几个方面:
  
  首先讲一下主要目标。所谓水陆空一体化多传感器动态监测系统,是一个将多个异构传感器进行有机互联自组织和自适应的复杂观测网络系统。在物联网和云计算技术的普及推动下,将水面、陆地空间的不同监测传感器用于长江流域资源、环境灾害的动态监测。通过不同位置、不同时相、不同精度、不同尺度的信息采集,利用协同观测、多传感网数据同化与信息融合,数据采集与服务等关键技术,解决当前长江流域生态环境快速变化下动态感知能力匮乏的现状,极大地拓展检测的时空连续性,提高监测精度,为长江流域生态环境保护提供强有力的支撑。
  
  关键技术与设备方面,水面固定传感器一般为各类水文水质监测站,长江流域有2300多个固定水文站点,部分具有自动报汛的功能,负责长江水文泥沙信息收集。长江干支流已有551个水质监测站,680个监测断面,基本覆盖了流域地标水体。为了应对应急和激动监测,还采用了车载船载等方式进行移动水质采样和检测。当前,出现了高度自动化的无人船水面监测平台,同时具备水样采集、定位、信息不传输、水下地形测量等功能。
  
  陆地传感器一般为具备数据自动传输能力的传感器与网络,提高地面实地观测效果。
  
  空间传感器包括了各种对地观测技术,从卫星、飞机或其他飞行器上收集流域一地表目标的电池辐射信息,用于解译长江流域地标生态环境变化,当前教先进的传感器和搭载平台为记载激光扫描器LIDAR和无人机。利用卫星、航空等对地观测能实现较大尺度和范围动态监测,能大幅度提高空间传感技术的使用。
  
  基于3S技术,构建技术框架。最上面就是卫星遥感观测系统,有不同分辨率、不同传感器;第二层次叫航空遥感观测系统,包括常规航测以及无人机;原位观测主要基于对地表表现观测系统,包括灾害以及与水域相关的环境监测;同时,也包括对室内采样的分析,水质、土壤的分析等。这些数据最后通过传输通道进行采集和分析,因此这个系统要通过特定的网络形成互联互通,最后高度集成,形成立体观测系统。
  
  下面就具体涉及到的无人船、无人机、移动测量的应用情况做一个汇报。无人船就在武汉,采用了GPS以及传感器,传感器包括水质、水下地形测量、采样等多种,利用通信、视频等综合集成系统组成。有一些具体的指标,比较核心的是这个船非常灵活,能得到智能化的控制,多种传感器数据传输和处理都非常专业,能满足我们涉及到水质、地形、水流等方面的应用。这个设备主要对港口、河流等其他需要应急监测的地方进行应用。大家所见的是利用此设备对丹江口水库水下地形进行测量,可以填补过去无法对靠近大坝附近区域水下地形因为测量。
  
  关于移动测量,我们也建立了移动测量系统,这个车搭载了CCD相机、激光扫描仪、导航系统以及车身编码系统,目前这套系统平面精度可以达到二厘米,远程定位进度可以达到5CM。主要源于大坝、河道等区域进行数据采集。甚至还到西藏高原、金沙江地形地貌进行了采集。但高端建模国产化软件正在加大力度进行开发,目前还有一个通用的软件满足这些问题。
  
  关于无人机,水利上的应有主要是航拍具有高清晰、大比例尺、小面积、高现势性的优点,特别适合获取带状地区航拍影像。而且无人机特别方便,不需要大量事先准备,以及对天气依赖比较小,在小区域应急方面应用面比较广。这是我们采集的利川市航拍影像。对地质灾害、山洪灾害数据的获取,我们都做了大量的尝试,获取了大量的无人机应用数据。
  
  最后介绍一下利用所谓立体监测技术,所做的一些典型项目,第一个项目是国际合作项目,叫基于3S技术的流域生态环境监测,主要是跟莫斯科大学土壤系、地理系进行了学术方面的研究合作,大家知道俄罗斯有很好的定位系统,目前这个项目正在开展中。项目核心主要是利用3G技术构建一个流域生态环境立体监测系统构建,水库温室气体源以及流域污染三方面开展监测。
  
  第二个项目就是大型水利工程对库区生态系统碳循环的生态研究。主要监测大型库区碳排放的影响,这是水布垭水库进行远位观测的数据,这是不同时期温室气体溶度分布成果。
  
  第三个项目是环境采集在旱情评价方面的应用。气象部门、水利部门和地质部门利用起来做的旱情评价,这是我们通过协同监测获得的监测结果。最大的特点就是多尺度联合监测模式,从流域大尺度,到中等尺度,甚至到一个县,小范围旱情监控的评估。
  
  第四个项目直流水体的监测研究。
  
  第五个项目是巢湖水环境监测。巢湖去年通过遥感影像,获得了一个初步的监测成果,现场利用无人船、有人船,获得它水体表面光谱质,对藻类发展机制以及实际分布状况进行了监测。
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