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我國具有島嶼多、海域廣、海岸線長等特點。因此，做好海洋測繪工作，對于維護國家安全和開發海洋資源來說，意義重大，除此之外，海洋測繪工作還與海洋地質勘探、海洋工程、海上交通、管道敷設、開發海洋資源和海底電纜等相關工作息息相關。作者通過查找相關的資料和結合自身的工作經驗，得知導航衛星在海洋測繪中發揮的作用不容忽視。
2 海洋測繪在GPS信號接收機
通過人造地球衛星來對點位進行測量，這種技術就是我們耳熟能詳的衛星定位技術。在這種技術剛出來的時候，人造地球衛星只是一種空間上的觀測目標，在地面測站實施攝影觀測，就是我們平時常說的衛星三角測量技術。這種技術在一定程度上可以解決陸地海島聯測定位的問題，但是所消耗的人力、物力和時間比較大，而且定位的精度不高，難以對點位的地心坐標進行測量。所以，衛星多普勒定位很快就取代了衛星三角測量技術，取得了較大的進步，也導致衛星定位技術從初級階段上升到高級階段，實現了從空間觀測目標到動態已知點衛星的轉變。但是，有一點必須要明確的是，對子午衛星信號實施多普勒定位的時候，需要間隔的時間比較長，還要花上1-2天的時間來觀測。在連續定位問題上沒有得到解決，同時也沒有實現厘米級的定位精度，所以，子午衛星導航系統的應用也受到了較大的約束。隨著技術的發展，人類也追求全球性、全天時、全天候和更加高精度的導航和定位技術，GPS衛星全球定位系統也隨之誕生。這也使導航與定位技術的發展進入到一個全新的階段，其前景也相當可觀。
在20世紀的90年代初期，當時的在軌GPS衛星數量不多，僅僅為15、16顆，但是，那時候GPS衛星導航定位技術就已經深受海洋測繪人員的偏好。中國南海GPS島礁聯測分隊由國家海洋局、測繪局和地震局于1990成功建立起來，同年，乘坐“向陽紅五號”前往中國南海，并開展GPS島礁聯測的工作；測量的范圍涉及廣州、曾母暗沙、三亞和黃巖島，其面積多達200萬平方千米。海域面積相當大，時間也長達52天，第一次通過3臺WM-102GPS雙頻接收機工作，GPS的定位聯測工作點設立在南海8個點位、陸地4個大地和南海上的5個島礁，而此次站間距離最大也實現了808687.519m，在南海建立起一個精度較高的陸海大地測量控制網。
國家海洋局科技司于1991年4月提出，全面推進GPS衛星定位技術，將統一的陸海大地測量控制網建立在所有領海基點、島嶼測量大地測量控制點和基本驗潮站中，總共包含有345個GPS測量定位點。這樣做的主要目的就是為了能夠將陸海大地測量控制網建立在我國專屬經濟區和大陸架中，并提高其測量的精度，從而為這些地區提供相關的基準數據。
中國測繪學會海洋專業委員會和大地測量專業委員會在1994年10月13～16日展開了相關的研討會，對20世紀90年代初期的GPS技術研發成果進行了深入的交流。作者查閱了相關的資料，發現研討會中的部分在期刊《海洋測繪》上，其期刊數為1994年第4期，包含了14名作者所發表的9篇關于GPS技術應用的論文。這些學者進一步推動了海洋測繪GPS技術的應用，隨著其逐步完善和發展，在海面變化、海港工程、海洋漁業、海上地位等領域上都得到了廣泛的應用。
3 導航衛星技術與海洋測繪技術分析
GPS/GLONASS技術在近幾年來，發展比較穩定，北斗星導航定位系統計劃于2020年實現全球性的覆蓋；歐盟的伽利略全球衛星導航系統于2014年8月成功發射了衛星；印度也在積極進行IRNSS印度區域衛星系統的工作。將會有越來越多的導航衛星運行在天空中，方便海洋測繪人員工作的開展，也提高了海域定位的精度，海洋測繪的研究價值相當有意義。
3.1 導航衛星在海洋強國建設中的意義重大
我國具有的島嶼較大，而且島嶼面積大，島嶼岸線也比較長，除此之外，還擁有很多島群，這些島群也會發展成為我國核心的海島綜合經濟帶。再對《聯合國海洋法公約》的規定進行分析，劃分在中國管轄的海域面積為400萬平方公里左右。海洋強國戰略任務在《中國海洋21世紀議程》中首次被提出，主要解決海洋產業發展、海洋經濟區域建設和海洋科技等問題之外，還需要處理國家海洋權益和利益的維護、海上力量建設的強化等。從中我們可以看出，要想真正落實海洋強國任務，海洋測繪工作是必不可少的，因為這是一項基礎性和前期性的工作，而點位測定工作，則能夠提供基準數據給海洋測繪，是一項超前性工作。飛行在天空中的導航衛星，能夠將精度高、速度快的定位測量運用在廣闊的海域上，并且實現動靜結合。舉個例子說，通過導航定位信號的載波相對測量數據解算，就能夠實現厘米級的動態定位測量精度。所以，導航衛星對于實施海洋強國建設及其戰略的意義來說，是不容忽視的。
3.2 海域測量領域在GNSS三頻接收機影響下的前景相當明朗
GPS、GLONASS、Compass和伽利略全球衛星導航系統，都能夠將3個導航定位信號向民間用戶提供，有一點必須要注意的是，CLONASS的不斷發展，可以提供8個CDMA信號，同時實現了GPS/Compass/Galileo良好的兼容性。開展定位測量工作時利用三個導航定位信號，主要有下面的幾大意義：
第一，可以計算出排除電離層效應干預站星的距離，從而進一步促進用戶點位精度和置信度的提升；第二，運用在軍事領域上，可以為用戶解算出實時點位坐標，這個坐標的精度和置信度更高，那么高速飛行兵器就有了更加良好的數據基礎。第三，能夠計算出更長的寬巷載波相位測量波長，這樣能夠增加航解算算法的速度，也有利于高動態用戶可以獲得精度更加高的實時點位坐標。
總而言之，利用三個衛星導航定位信號，在提高動態用戶實時點位精度方面表現得相當出色，也將定位測量與廣闊海域的導航衛星緊密結合在一起。
3.3 GNSS導航衛星能夠為航7維狀態參數和3維姿態參數提供更加準確的精度
相對于水面測量船測量來說，機載激光測深所耗用的費用僅僅為其1/6。可見，機載激光測深系統的成本低而且效率高，能夠精密又快速地對海底地形進行測繪，是一項先進的設備，在今后的發展也會得到重視，成為我國現代化海事測繪保障體系建設的一項重點工程。
在采用機載激光測探的時候，一個必須具備的系統就是機載GNSS信號接收機，主要測定飛機在航3維姿態參數，將基準數據提供給控制機載激光作業的平臺，確保其穩定性，從而更加穩定地接收激光回波；還能夠將時間同步源提供給機載激光測探等子系統，確保不同子系統之間的協同性；對飛機在航7維狀態參數進行測定，可以更好地引導飛機在晝夜作業。飛行在天空中的導航衛星和三個民用導航定位信號，確保了機載激光測深系統的精確性，促進了機載激光測深事業的發展。
4 結束語
對于海洋測繪作為一項超前期基礎性建設工作，其作用能夠確保我國海洋國土的完整性，有利于海洋資源的開發和利用，導航衛星能夠解決很多海洋工程項目問題，并為其提供快而準的定位數據，隨著我國導航衛星與海洋測繪技術的不斷發展，在導航衛星在軌飛行影響下，海洋測繪事業將會發展得更加興旺。
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1 概述
當前，電腦在大學生中普及率非常高，但學生對電腦的利用情況并不樂觀。互聯統計大學平均每天利用電腦的時間分配顯示：男生中打游戲比例最高、其次是聊天，利用電腦進行知識學習的約有25%，女生聊天的時間最多，其次是聽音樂、看電視電影等，利用電腦進行知識學習的時間約有35%。大學生的首要任務是學習，大學生對電腦的利用時間應該超過50%在學習方面，才是較好的情況。從統計情況來看，當前大學生電腦的利用情況不容樂觀。
從另外一個角度來講，這種情況說明當前大學生對電腦的使用有一定的基礎，大學生也比較喜歡電腦、比較認可電腦。如果指導大學生利用電腦進行專業學習應該是存在可行性的，如果指導內容事關就業，那么大學生的興趣可以進一步提高。
海洋測繪專業學生畢業就業的招聘信息內容與計算機相關的較多，說明海洋測繪專業畢業生應該多利用電腦學習點知識，在學習過程中充分利用電腦，面向就業的學習更多知識。
大學課堂教學改革在不斷摸索中，其中面向就業的教學探索也比較多。結合海洋測繪專業課堂教學實踐，探索面向就業的教學內容穿插，推動教學，提高學習的興趣，促進就業。教學的最終目的是讓學生掌握更多的知識。
2 教學中舉措
課堂中講到了很多知識，用到的軟件都是學生曾經學過的，也都是學生計算機上能夠實現的。但是在《工程測量》中知識將會新用，即新的應用，又可達到“溫故而知新”，學而時習之，不亦說乎”的目標。工程測量不只需要放樣，同時還需要數據助理，求解放樣數據，這也是最關鍵的部分。基于這些原因采取了以下舉措。
Excel 是微軟辦公套裝軟件廣泛地應用于管理、統計財經、金融、行業數據處理圖標制作等眾多領域。在工程測量的數據處理中，excel軟件是經常被用到制作圖表的，非常實用方便。學生將來工作中也會用到，或者將來讀研撰寫科研論文時，也可以利用Excel進行畫圖。
Matlab和Mathematica、Maple并稱為三大數學軟件。Matlab可以進行矩陣運算、繪制函數和數據、實現算法、創建用戶界面、連接其他編程語言的程序等，主要應用于工程計算、控制設計、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設計與分析等領域。
在《工程測量》中，經常會遇到擬合各種曲線、曲面的問題。例如，天文臺并址過程中，需要擬合圓心坐標；在隧道建設中，需要通過擬合圓柱面，來控制盾構機的施工導向。這些都可以采用Matlab進行模擬計算。
在解決擬合圓并求解圓心的問題時，首先講解模型，然后根據模型，一行一行的代碼書寫，限于文章篇幅，代碼省去。中間穿插Matlab的基礎知識，比如矩陣的各種技巧，講解循環控制語句等。最終達到學生掌握Matlab，可以應用到以后的畢業設計中，工作中，讀研中。
例如講到工程測量第5章斷面圖繪制、第7章變形觀測數據整理、成果表達時都要面對一系列的數據，通過使用Excel可以繪制斷面圖，直觀表達地形的起伏狀況。另外，可以將變形觀測數據整理成報表，很容易找到建筑物變形量累積的關鍵時間節點；如果使用Excel表格的繪圖功能，則可以很容易生成變形圖表，直觀表達建筑變形隨時間的變化情況。下一組漁船的軌跡坐標，通過Excel繪制軌跡圖，如圖1所示，方便快捷，容易掌握。
其他應用還有利用Excel、Matlab繪制斷面圖；利用C#語言進行坐標轉換，實現高斯投影的正反算。
3 課程設計
教學中認真做好教學設計也很重要。首先會在第一次授課中，講一些課程的相關的考勤、考核方式、答疑等，同時為了后面做準備，請同學在課下安裝matlab、visual studio開發工具等軟件，方面以后的課程講授使用。
做好案例的準備工作，講解案例的應用意義，應用的地方。以文字圖片、錄像等方式來解釋；然后準備相關數據，通過模擬數據，或者通過其它途徑獲得數據，模擬數據學生可以參與測量采集。最后是講解過程，講解原理、講解模型、講解代碼的書寫，最后是執行。布置作業，達到強化訓練的目的。
4 實施效果
課程教學中，這些方法都得到了學生的認可。豐富了教學手段，豐富了課堂內容，學生的積極性被調動起來，課堂的教學質量提高很多。目前已經實施兩屆學生，效果較明顯，每一屆都有多個學生對編程產生濃厚的興趣。一個同學在實習階段運用編程解決了工作中的一些問題，從而得到了公司認可，最后成功入職，還有一個同學目前正在一家IT公司從事專業領域的研發任務，并表現出很大的熱情。他們都是課堂中，產生的濃厚興趣。編程和自己專業背景相結合，可以對就業產生積極的影響。大家在找工作的時候，簡歷中編程的能力也可以成為亮點。
5 總結
通過這些教學手段，很多同學都掌握一些實用工具；并通過這些工具學習，增加學習興趣，同時也達到溫故而知新的效果。同時掌握編程，有利于就業。今后的將圍繞著教學內容不斷豐富知識點，實用工具則緊緊圍繞Matlab和C#編程語言，為學生打造生動課堂內容，面向就業的課堂內容。需要注意的是課程的核心內容是不能改變，教學結束時，達到教學大綱的要求。
參考文獻：
[1] 陸國棟.于大學教學中若干要素的思考[J].中國大學教學，2009（11）：11-13.
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1 概述
同陸地一樣，海洋與江河湖泊開發的前期基礎性工作也是測繪。不同的是，海洋測繪是測量水下地形圖或水深圖。興建港口、水上運輸、海上采油、海底探礦、海洋捕撈，發展水產、海域劃界，海戰保障、監測海底運動，研究地球動力等任務都需要各種內容的水下地形測量。 水下地形測量主要包括定位和測深兩大部分。定位的作用是不言而喻的，目前的水上定位手段有光學儀器定位、無線電定位、水聲定位、衛星定位和組合定位。[1]平面位置的控制基礎主要是陸上已有的國家等級控制點，衛星定位如采用差分方式，其岸臺亦多采用已知控制點，以求坐標系統的統一。水上定位同時, 測量水的深度是確定水下地形的重要內容。測深與定位是必須瞬時同步進行的工作，都是描述水底地形的要素。但規范規定的測深中誤差要求卻不是一個定值,而是隨著使用方法不同、所測深度不同以及是否感潮水域而有不同的精度要求。
2 水下地形測量技術
2.1 水下地形測量的發展歷史
水下地形測量的發展是與測深手段的不斷完善緊密相連的。在回聲測深儀問世之前,主要的測深工具是測深鉛錘和測深桿。這種測深方法不僅精度很低,費時費力,而且對于測量現場的要求很高,例如為了保證精度測量的水深不能過深,測量只能在測船停泊的時候進行定點測量,風浪對測量精度的影響非常大。20世紀60年代, 出現了側掃聲納, 可探測船一側( 或兩側) 一定面積海域內的水下障礙物和水底地貌,可以取得類似于航攝效果的水底表面聲學圖像。20世紀70年代, 又出現了多波束測深系統, 它能一次給出與航線垂直的平面內幾十個甚至百余個海底被測點的水深值, 形成一定寬度的全覆蓋的水深條帶, 可以比較可靠地反映出水下地形的細微起伏, 比單一測線的水深測量確定水下地形更真實。目前,多波速測深系統正向小型化發展,適用淺水海域和簡易船只的新產品已經有售。20世紀80年代以后, 又推出了高效率的機載激光測深系統, 激光光束的高分辨率能獲得海底傳真圖像, 從而可以詳細調查海底地貌和底質。美國國防制圖局于1990年研制的ABS機載水深測量系統, 除包括一臺激光測深儀外, 還有一臺多光譜掃描儀和一臺電磁剖面儀, 能夠在各種環境條件下, 在飛機上利用激光、光譜和電磁測量幾種方法互補快速測制沿海的水下地形圖。這些手段一般可測深30～50m,精度在±0.3m左右。目前, 還可以利用衛星上安裝合成孔徑雷達(SAR)等設備對海面遙感攝影, 通過對照片處理確定水深。需要強調的是,以上水深測量得到的瞬時值存在著儀器、潮汐等因素的影響。因此,需在數據后處理中加入相關改正,并歸算至統一的高程基準面。為了與陸上地形圖實現拼接,水下地形圖宜采用與陸地統一的高程基準。而為航海服務的海圖通常采用理論深度基準面, 它和平均海面相差一個常數。國外少數國家,在水下工程施工前, 還利用潛水器攜帶水下立體攝影機獲取水下地形的立體相片,或者利用高分辨率聲學系統采取全息攝影技術測量水下地形。在特殊地區還可利用水下經緯儀、水下激光測距儀、水下氣壓水準儀和水下液體比重水準儀、水下電視攝影系統測量水下地形。
2.2 水下地形測量方法
2.2.1 測深儀的選擇
當前常見測深主要靠回聲測深儀進行。利用水聲換能器垂直向下發射聲波并接收水底回波, 根據回波時間和聲速來確定被測點的水深, 通過水深的變化就可以了解水下地形的情況。[2]為提高發射功率,改善方向性,回聲測深儀的換能器從單個發展到多個；為擴大探測面積,從單波束發展為多波束,他能一次給出與航線相垂直的平面內幾十個海底被測點水深值,或者測出航線一定寬度的全覆蓋的水深條帶。并應用了計算機和數字顯示技術,提高了精確度,擴大了使用范圍。
測深儀的測深精度與測深儀的固有誤差、水溫、水深、河床類型等因素有關，而與比例尺無關。實際測深精度為：
δ2深度比例誤差=h深度 * 1/100
δ實際定位=［(δ2測深儀固有誤差+δ2深度比例尺誤差+δ2濕度+δ2鹽度+…)/n］1/2
從公式可以看到，測深精度的主要誤差源在于深度比例誤差，因而在選擇設備時，應盡量選擇大量程、高靈敏度的測深儀。測深儀機型可分為單頻測深儀和雙頻測深儀。單頻測深儀可滿足一般的深度測量需求，但對于兼有淤積、土方計算類型的測量就變得困難，因后者水深測量需要測定兩個深度，一個為表層深度，另一個為積巖深度，故只有用具有兩個不同探測頻率的雙頻測深儀才可實現。[3]
2.2.2 常規水下地形測量
常規水下地形測量的工作包括測深、定位和水位觀測三部分內容。首先在河道兩岸建立一定密度的控制點,布設一定數量的水位站,要考慮到水位站的控制范圍與測深精度、瞬時水位差、水位改正模型之間的關系,水位站的密度必須滿足控制范圍內內插后的水位精度。具體作業時運用GPS和導航軟件對測深船進行定位,并指導測深船在指定測量斷面上航行,導航軟件或測深系統每隔一個時間段自動記錄觀測數據。測量數據處理主要包括坐標轉換、聲速改正、水位改正、時間同步改正、地形圖生成等。
2.2.3 無驗潮模式下GPS-RTK水深測量
常規的水下地形測量是用GPS測定水底點的平面位置,利用測深儀測定水深,通過對潮位、測船吃水等參數的改正,得到定位點高程。但是由于水面比降、潮汐等影響,使驗潮站之間與待測位置之間的距離受到一定的限制,必須設置驗潮站測量水位,推算潮汐傳播規律。由于快速逼近整周模糊度技術的出現和不斷改進,整周未知數可以迅速確定,從而保證了GPS實時載波相位差分(RTK)可以在動態環境下,實時地以厘米級的精度給出用戶站的三維坐標。采用RTK技術可實時精確求得測定兩點之間的相對高差,通過該高差可反算出流動站GPS相位中心的高程,該高程同基準站具有相同的高程基準面。但RTK得到的是WGS84坐標系中的高程,屬于大地高程系統。如果能將該大地高轉換成正常高或正高,就可以直接確定水下地形點的高程而無需進行驗潮,因此稱之為免驗潮的水下地形測量。該測量方法擯棄了傳統水下地形測量對潮位觀測的嚴格需求,直接獲得水底點高程,操作和實施方便、快捷。但上述方法同傳統的測量方法一樣,存在著船體姿態對測量成果精度的影響。在水面條件平穩情況下,姿態對測量精度影響較小；反之,影響較大時,必須進行測量和補償。[4]
3 結語
隨著計算機技術、空間技術和通訊技術的飛速發展，水下地形測量裝備正在朝著系統功能更加集成化，系統外觀更加小型化和輕便型方向發展。隨著測量理論研究和測量手段的變化，測量精度將明顯提高。具有面狀測量功能的多波速測量系統將被廣泛應用，各種水聲校準設備的使用也將提高聲納設備的測量精度。數據采集和處理軟件將得到進一步的發展，功能將滿足不同用戶的特殊要求。整個系統的簡化和發展，使水下地形測量有著更加光明的未來。[5]
參考文獻：
[1] 梁開龍. 水下地形測量[J]. 測繪通報, 2001,(06)：16.
[2]于岱峰,李良良,李登富. 新舊水下地形測量方法淺析[J]. 山東建材, 2008,(02)：63～65.
[3] 周軍根. 水下地形測量技術方案的探討[J]. 四川測繪, 2003,(03)：137～140.
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Abstract:On the basis of analyzing the characteristics of ENC, this paper discusses the contents and methods of ENC editing. The idea of developed and innovated ENC is brought forward, accounting to fulfill the requirement of customer.
Key words: paper chart; ENC; information factor; believable level
我國是舉世矚目的海洋大國,為了保障經濟迅猛發展,在我國很多港口建造了超大型船舶碼頭,以滿足超大型船舶航運需求。作為保障船舶航行安全的海道測量單位,如何利用好現代的測繪設備、測繪技術,生產出既滿足航運需要又滿足航運管理和港口建設需要的測繪產品,是海道測量界長期研究、探討的課題。數字海圖是由各國官方航道測量部門按照國際航道測量組織(IHO)制定的S57標準制作的矢量式數字海圖,也是唯一可以合法的用于數字海圖顯示和信息系統的數字海圖[1]。隨著科學技術的迅猛發展,數字海圖因其具有傳統紙海圖無法比擬的優點被廣泛應用于船舶航行導航、船舶引航、海事管理、船舶交通管理和水上工程建設等諸多領域,成為海上安全與高效率海上營運的基本要素。數字海圖是紙質海圖的現代表現形式,而海圖是地形圖的一種,海圖與地形圖最大的區別是前者的海底要素不具有可見性,后者具有可見性,那么怎樣把不可見的海底地形要素全部展現在使用者面前,是儀器制造商、測繪工作者努力實現的目標。
現代紙質海圖編輯主要包含的內容為:(1)圖幅設計:主要包括圖幅名稱或圖幅編號、、坐標系統、投影系統選擇等;(2)資料搜集:資料搜集分為兩部分,一是新測資料搜集;二是舊有成果搜集,根據現實地形要素確定是否使用;(3)地形要素編輯:對沿海地形要素和圖幅內主要地形要素的編輯;(4)助航要素編輯:對燈浮、燈樁、燈塔等助航要素的編輯;(5)水深編輯:對水深資料進行適當取舍;(6)特殊礙航物要素編輯:對沉船、礁石、工程和航運遺留或散落的沉積物、戰爭拋設的炸彈等;(7)潮汐:對潮汐要素的計算和編輯,包括驗潮站、潮汐表、潮汐性質等;(8)海底底質;(9)范圍線編輯:包括對航道線、錨地范圍線、禁航區、養殖區、施工區等的編輯;(10)磁差計算編輯;(11)圖幅整飾。
1.2數字海圖產生
隨著計算機和網絡技術的發展,測繪設備不斷更新,推動了海道測繪產品創新步伐。IHO早在1977年就認識到需要制定數字海圖標準, 并開始標準的制定工作[2]。1983年IHO成立了數字數據交換委員會,專門負責標準的制定工作。在1985年5月IMO海上安全委員會第51次會提出數字海圖安置討論的議案,1996年11月IHO了劃時代意義的《數字化海道測量數據傳輸標準》(S-57 3.0版),1996年12月,IHO又了《ECDIS海圖內容與顯示規范》(S-52 4.0版)。IHO4.0版S-52與3.0版S-57標準的頒布,海圖概念、目的映射、可視化、技術工序等出現了巨大的變化[3]。從此后ENC和ECDIS的研發進入了高速發展的階段。國內科研院所、海道測量單位對自己的測繪產品進行數字海圖制作創新,創新的基本目的是:保證不同用戶的使用者,快捷、便利的查詢到自己需要的相關信息,保障船舶航行運營、港口規劃運營、港口建設運營、航運管理的安全和高效低耗。要實現上述目的,在1999年數字海圖孕育而生,目前諸多單位編繪的數字海圖,數據量較紙質海圖有些擴展,但是仍可認為是紙質海圖的簡單數字化。
1.3數字海圖特點
符合國際標準的數字海圖通常被稱為電子航海圖[4],即ENC(Electronic Navigational Chart,ENC),也就是通常說的數字海圖。 計算機技術、網絡技術的發展,為數字海圖制作和讀取提供了廣闊的空間。與紙海圖相比,紙海圖產品是以海圖符號支撐,海圖上的信息需要借助于《海圖圖式》來反映傳達給使用者,數字海圖產品則是以數據和數據庫支撐,海圖上的信息以屬性編碼的形式反映,使用者需要借助于《海圖數據字典》來獲取信息[5]。因此數字海圖應具有如下特點:(1)數字海圖涵蓋信息量大。(2)圖幅范圍從過去紙質海圖的固定性轉變為靈活性。(3)部分區域的比例尺具有可變性(既可以縮小又可以放大)。(4)由過去紙質海圖涵蓋內容的單一性改變為數字海圖復合型。(5)用戶具有寬闊的可選性。(6)水深由不變到可變。(7)使用簡單快捷。
1.4.1執行規范和標準
如前所述,數字海圖具有的7大特點,那么在進行數字海圖(數字海圖)編輯時,在遵照《海道測量規范》、《航海圖編繪規范》、《海圖圖示》、《數字化海道測量數據傳輸標準》(S-57 3.0版)、《ECDIS海圖內容與顯示規范》(S-52 5.0版)標準的前提下,制作單位必需以滿足廣大用戶的需求,制作數字海圖為己任,否則制作的數字海圖(數字海圖)就成了紙質海圖的簡單的電子化。制作數字海圖應遵循的原則是:制作的數字海圖必須符合國際標準、國家標準,在符合標準的前提下根據廣大用戶的需求進行測繪產品表現形式的創新。
數字海圖涵蓋大量海道測量測繪信息,進一步提高了編輯海圖的可信度,具體編輯內容及表現方法為:(1)測繪儀器:包括定位儀器、沿岸地形測量儀器、單波束、多波束、淺地層剖面儀、磁力儀、側掃聲納、流速儀、海底地質取樣器、驗潮儀等的分辨率和精度指標;(2)測量方法:包括測量范圍、測量方式(檢查測量、掃海測量)、發現的礙航物確認核實手段等;(3)潮汐性質:驗潮站位置、潮汐性質、實施驗潮數據提取方法、流速、流向;(4)助航物:航標、高大建筑物、高山、指向標站、AIS等;(5)重要的地形要素:包括碼頭、防波堤、港航管理部門、貨場、鐵路線路、高速公路、公路;(6)礙航物:包括礁石、沉船、鉆井平臺、石油管線、海底電纜、跨海大橋、跨通道的高壓線等;(7)海區有關界線:包括港池、航道、錨地、通道、港界線、養殖范圍線、拋泥區范圍線;(8)船舶導航:根據船舶吃水自動生成設計航線,實時顯示偏航方向、偏移距離、船速及到目的地的時間;(9)規劃施工:包括范圍劃定、范圍面積計算、平均水深計算、疏浚土方量計算、選定等深線的自動生成;(10)海底底質;(11)管理范圍劃定;(12)投影及坐標系統轉換;(13)測繪時間;(14)高程基準;(15)測繪單位;(16)置信水平;
隨著我國港口吞吐能力的不斷增強和航運安全意識的不斷提高,重要的航行區域一般都進行覆蓋測量,為了準確地反映海底地貌,紙質海圖在編繪中盡量放大比例尺,但是準確的表示局部就不可能表示全部,怎樣才能做到又具體又全部呢?數字海圖可以做到既詳細的表示局部區域的海底地貌,又能夠宏觀的表示圖幅內海底地貌變化趨勢。根據實際水深測量、地形岸線測量、潮汐觀測、底質探測、掃海測量、特殊礙航物測量、助航標志測量、淺地層剖面測量、重力測量、磁力測量、測區流速和流向測量的成果進行數字海圖編繪,每幅數字海圖分別采用中文和英文進行編繪。編繪根據不同用戶的需要在保障基礎數字海圖,符合規范要求的基礎上,分層進行拓展、對航行區域的不同測量方法產生的測量成果進行拓撲,根據用途對相關要素進行取舍,做到由過去紙質海圖編繪單一性轉化為復合性的數字海圖。
數字海圖實際上對于表示的最大區域內的每個分區域是數字海圖系統,因此要求數字海圖系統的制定標準、傳輸標準、顯示標準符合國際標準和國家標準。為船舶航運、港航管理、規劃施工、海洋漁業作業、海洋壞境保護等行業硬件和軟件配置(導航軟件、疏浚軟件、航運監控軟件;計算機、GPS、測深儀、電羅經、計程儀、傾廢記錄儀、雷達和船舶自動識別系統AIS(VESSEL TRAFFIC SERVICES))提供廣闊的使用空間。用戶可以根據需要進行選擇,數字海圖系統可實現分項選擇和集成選擇,根據信息顯示窗口的大小選擇自己需要要素,而那些相對次要的要素,隨著比例尺變化自動增減[6]。實現無級比例尺數字海圖,同時對潮汐、重要航行區域的發展變化、助航標志、測深精度置信水平、海底現勢置信水平、測繪手段等重要要素進行語言陳述,數字海圖編輯實現圖示和語言陳述相結合,保障數字海圖讓用戶使用放心、簡單快捷。以下為各種查詢結果的示意圖:
2結語
計算機技術、網絡信息技術、測繪技術、測繪設備的發展,有效的提高了海道測繪產品的表現形式,為航運經濟發展提供有力支持。目前數字海圖有多種表現形式,由于數字海圖(數字海圖)處于制作初期和制作高峰,對國際標準、國家標準領會淺顯,制作方式仍停留在紙制海圖制作的基礎上,造成數字海圖(數字海圖)與用戶需求存在較大差異。本文對數字海圖編輯方法進行了探討,以大比例尺海道測繪數據為基礎,利用技術手段用戶可以自動生成選項中的任意比例尺的數字海圖(數字海圖),引導數字海圖(數字海圖)編輯向滿足用戶現代需求方向轉化。
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篇5
一、關于GPS定位系統
1、空間衛星群
24顆衛星群（2.02萬km）組成的就是GPS空間衛星群，其分布在六個特定軌道上，各面間的交角是60°，而地球赤道和軌道的傾斜角是55°，衛星軌道運行的周期是11h58min，也只有這樣才能確保在任何地點、時間、地平線能夠最少收取到4顆衛星發出的信號。
2、地面控制系統
其主要是由3個注入站、1個主控站、5個監測站所組成的，其中注入站作用就是把主控站計算出的信息全部注進到衛星里；主控站作用就是通過GPS觀測出的數據，對衛星鐘改正參數以及將衛星星歷計算出來，然后再將計算結果利用注入站傳送到衛星當中；監控站作用是接收衛星所發出的信號，對衛星工作情況進行監測。
3、用戶部分
GPS用戶部分是由氣象儀、計算機、數據處理軟件以及接收器所組成的，用戶部分的作用就是收取衛星所發出的信號，然后通過這些接收到的信號來定位導航。隨著科技的不斷發展，也產生出了很多重量輕、易攜帶、體積小的GPS。
二、GPS誤差的來源
1、衛星星歷誤差
衛星星歷主要是根據監測站所跟蹤的GPS衛星來設定的，因為衛星會在空中受到不同程度的攝動力以及監測站所測定出的誤差，那么這也就使衛星軌道會產生誤差，而衛星星歷是由監測站推算處理的，那么其提供出的衛星位置與衛星實際位置也就會產生一定偏差。GPS測量誤差的重要來源就是星歷誤差，那么要是定位精度的要求在1ppm以下時，那么軌道誤差就可以忽略不計。而一些精度要求比較高的，就可以利用同步觀測值的求差來消弱軌道誤差的影響，特別是在基線比較短的時候，這種影響會更不明顯。
2、天線中心位置所導致的偏差
GPS所測量的觀測值都是通過衛星再去接受機天線的相位中心距離，那么天線對中也就是將天線幾何中心來作為標準的，所以天線幾何中心與相位中心就一定要一致，但是實際上相位中心的位置會隨著信號輸入方向、強度的變化不斷發生變化的，那么這個時候相位中心理論位置就和與瞬時位置產生差異，最終這個差異也就形成定位誤差。
3、對流層的信號傳播延遲
出現對流層延遲的原因，主要是電磁波信號在通過對流層的時候，其傳播速度和真空中光的傳播速度不同所引起的。其中又分為干大氣分量和濕大氣分量，在低仰角的時候其能夠達到20米。其中干大氣分量大概占有80%至90%，這點能夠利用模型將其大部分進行改正。大氣分量所占用的數值雖然不大，但是它隨著緯度和高度出現的變化，而隨之變化。也就是說緯度和高度越高，其變化值也隨之相應的變高，并且除此之外還隨著時間變化的非常快。在實踐中對于空氣中的水汽與干氣非常的難以預測，因此在實踐當中進行大氣測試，通常都是干氣和濕氣兩者融合在一起的數值，所以對于準確性就顯得難以做出有效的判斷。然而在電流層延遲和電離層延遲之間沒有多大的變化，所出現的主要影響是天頂方向。由于他們之間具有相關性，在短基線測量中，對此能夠很好的進行消除，在長基線測量中采取雙頻接收機也能很好的減少其影響。
4、電離層的信號傳播延遲
信號在傳播的過程中引起延遲的原因是電離層，其主要是和沿用衛星與用戶使用的接收機視線方向所呈現出來的電子密度有關，接收視線方向如果處于垂直視線，那么所體現出來的延遲值在夜間平均可以達到三米，在白天的時候延遲值可以達到十五米，然而在低仰視角度情況中，所出現的延遲值分別是九米和四十五米，并且在反常時期所出現的延遲值還會進一步增加。
5、觀測誤差
根據經驗，一般認為觀測的分辨誤差約為信號波長的1%。故知道載波相位的分辨誤差比碼相位不小，由于此項誤差屬于偶然誤差，可適當地增加觀測量，將會明顯地減弱其影響。接收機天線相對于觀測站中心的安置誤差，主要是天線的置不與對中誤差以及量取天線高的誤差，在精密定位工作中，必須認真，仔細操作，以盡量減小這種誤差的影響。
二、GPS測量精度控制
1、控制衛星星歷誤差
GPS衛星軌道可以通過GPS跟蹤網來確定，而跟蹤站地心的坐標誤差會對衛星造成10倍之多的影響，所以跟蹤站地心的坐標精度就要優于0.1m，而衛星軌道精度則是要優于2m。在使用約束基準法來約束基站松弛軌道加權的時候，我們可以得出優過5m的坐標值，那么這也就基本能滿足目前我國對區域性定軌的需求。如果使用我國現在所擁有的跟蹤基站，那么通過記錄所觀測到的衛星數值，我們就可以將直接產生的軌道根數誤差改成正值，這樣也就可以直接對用戶播發出精密星歷，從而代替有誤差的技術。
2、控制天線位置偏差
天線幾何中心和相位中心需要重合，所以在進行設計時需要盡量減少天線中心位置偏差。可采用的方法是：設計天線時讓其天線盤上指定的指針均指向北方，通過這種方法，在進行相對位置定位時，可采用求差的方法來削弱幾何中心和相位中心不重合的偏差。并且在野外測量時，要嚴格要求天線對中，整平，并且將天線盤上的方向指北。
接收機天線附近的斜面、垂直面、水平面都可以反射GPS信號，像是天線周圍的沙灘、水塘、山坡、山谷、道路、樹木、水溝、建筑這些都能進行反射，因此我們在GPS定位的時候，一定要盡量的避開這些實物。通常控制接收機時鐘精度都是使用下面這些方法：在單點定位的時候，把時鐘差當成未知數然后在方程式里求解；在載波相對定位的時候，可以求出觀測值差，然后再去除掉時鐘差；在定位高精度的時候，可以外接頻標，從而提供出高精度時間標準。
3、信號傳播精度控制
電離層延遲導致的信號誤差可通過一下幾個措施進行防治：
（1）球差時利用同步測量。
（2）膜擬電離層模型，實驗改進方案。
（3）便換接收機，采用雙頻接受。
為了減少對流層的折射對信號傳輸的影響，可采用的控制措施有：
(1)利用同步觀測求差值，使結果更加精確。
(2)同減少電離層影響的措施一樣，將對流程建模，進行模型改正。首先測量對流層各項參數，在實驗室根據數據參數進行實際建模，通過接近實際的模型來研究如何減少對流層對信號的影響。
4、衛星軌道誤差控制
在GPS定位測量中，處理衛星軌道誤差有以下幾種方法：（1）忽略軌道誤差。這種方法以從導航電文中所獲得的衛星軌道信息為準，不再考慮衛星軌道實際存在的誤差，所以廣泛的用于精度較低的實時單點定位工作中；（2）同步觀測值求差。這一方法是利用在兩個或多個觀測站一同，對同一衛星的同步觀測值求差。以減弱衛星軌道誤差的影響。
5、觀測誤差精度控制
首先對于地面工作站工作人員的專業素質進行培訓，使每個數據觀測人員均能準確對檢測數據進行收集與整理，具備發現問題，分析問題，解決問題的能力。其次對于觀測精度的控制可采用太陽光壓改正模型，這些模型包括：標準光壓模型、ROCK4光壓攝動模型以及多項式光壓模型，這幾種光壓模型精度相當，均可以滿足lm定規要求。
結束語
綜上所述，在實踐中利用GPS進行作業測量，我們需要對其所體現出來的所有誤差進行全面有效的分析，綜合考慮各方面因素對GPS所造成的負面影響，采取有效的措施盡量的給予避免問題發生，減少項目作業中的誤差出現，只有這樣才能夠更好的使用GPS進行測量，保證其測量數據的精確性。
參考文獻
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文獻標識碼：A文章編號：1671-3168（2012）06-0006-04
收稿日期：2012-11-01
作者簡介：唐世斌（1963-），男，重慶梁平人，副教授，碩士生導師。研究方向為風景園林建筑工程與規劃設計、3S技術在風景園林學中的應用等。Email：
國家技術監督局于1992年12月批準了《中華人民共和國國家標準 國家基本比例尺地形圖分幅和編號》（GB/T 13989-92）[1]，次年7月1日施行。在實際使用中，將1993年以前按地形圖分幅編號標準產生的地形圖圖幅號稱為舊圖幅號，1993年以后按新的國家基本比例尺地形圖分幅和編號標準（即GB/T 13989-92）產生的地形圖圖幅號稱為新圖幅號。
現階段，我國正在使用中的國家基本比例尺地形圖，其圖幅編號有新、舊之分，這給人們尤其是市縣級以下基層生產單位專業技術人員帶來了較大的障礙或困難，造成了使用中的不便。《中華人民共和國國家標準 國家基本比例尺地形圖分幅和編號》（GB/T 13989-92）只是規范了新的圖幅分幅與編號規則，并未給出我國國家基本比例尺地形圖新、舊圖幅號彼此間的換算關系；為解決新、舊圖幅號之間的換算關系，我國的一些科技工作者從不同角度對此進行了探索研究。筆者通過多渠道檢索，查到17篇相關期刊論文[2-18]。最早的關于地形圖新舊圖幅編號的換算研究文獻發表于1997年，其中半數研究文獻發表于近5年的相關科技期刊上，這些研究文獻基本上是基于國家基本比例尺地形圖的經緯度條件下，地形圖分幅與圖幅編號的新舊圖幅號之間的換算，且多側重于編程自動換算，以方便于科研或生產項目中批量操作管理，但滿足不了基層生產單位專業技術人員在實際工作中遇到的少量或個別的只用手工即可進行的新舊圖幅號便捷換算方法。
2009～2010年，筆者有幸參與廣西新一輪森林資源規劃設計調查（即二類資源調查）的部分縣區的外、內業工作，尤其是內業制圖工作，在工作中常遇到1∶1萬地形圖新、舊圖幅號需要彼此間換算的問題，經過查閱相關規范、文獻資料，反復探索研究，找到了適用于工作中遇到的少量或個別的可手工進行的新舊圖幅號便捷換算方法，經驗證，結果正確，便捷有效，現將研究成果系統整理出來，供業界同仁共享，方便工作。
1國家1∶1萬地形圖新、舊圖幅號的構成及其含義
11地形圖舊圖幅號
1∶1萬地形圖的舊圖幅編號是以1∶10萬地形圖為基礎進行的，而1∶10萬地形圖的舊圖幅編號又基于1∶100萬地形圖，其具體的分幅和編號相關知識請查閱相關規范、文獻資料。
1∶1萬地形圖的舊圖幅號由4組代碼組成，各組代碼間用“-”連接：
其中：第1組“×”——1∶100萬地形圖的圖幅列號（緯度方向），為1位“字符碼”，由于我國地處地球的東半球赤道以北，圖幅范圍在緯度0°～56°內，因此，行號為A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N 14個英文字符之一。
林 業 調 查 規 劃第37卷第6期唐世斌：1∶1萬地形圖新、舊圖幅號的手工換算方法
第2組“××”——1∶100萬地形圖的圖幅行號（經度方向），為1～2位“數字碼”，由于我國地處地球的東半球赤道以北，圖幅范圍在經度72°～138°內，因此，列號為2位“數字碼”，為43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54等11組數字之一。
第3組“×××”——1∶1萬地形圖所在的1∶10萬地形圖，其在1∶100萬地形圖中的位置代碼，即圖位號，為1～3位“數字碼”；每幅1∶100萬地形圖劃分為12行（經度方向）12列（緯度方向）共144幅1∶10萬地形圖，其位置代碼（圖位號）為1、2、3、……、142、143、144等144組數字之一，在本文中的新、舊圖幅號的換算公式里用“m”表示。
第4組“（××）”——“（ ）” 中的“××”，為1∶1萬地形圖在1∶10萬地形圖中的位置代碼，即圖位號，為1～2位“數字碼”；每幅1∶10萬地形圖劃分為8行（經度方向）8列（緯度方向）共64幅1∶1萬地形圖，其位置代碼（圖位號）為1、2、3、……、62、63、64等64組數字之一，在本文中的新、舊圖幅號的換算公式里用“n”表示。
第1組代碼（1∶100萬地形圖的圖幅列號（經度方向））和第2組代碼（1∶100萬地形圖的圖幅行號（緯度方向））共同構成1∶100萬地形圖的圖幅號，如廣西南寧市所在的1∶100萬地形圖的圖幅號為F-49。
1∶1萬地形圖是在1∶10萬地形圖圖幅號的尾部加上其在1∶10萬地形圖中的位置代碼，即圖位號，如F-49-37-（30）。而1∶10萬地形圖是在1∶100萬地形圖圖幅號的尾部加上其在1∶100萬地形圖中的位置代碼，即圖位號，如F-49-37。
12地形圖新圖幅號
1∶1萬地形圖的新圖幅編號是直接以1∶100萬地形圖為基礎進行的。
1∶1萬地形圖的新圖幅號由5組共10位代碼組成，各組代碼間直接相連：
× ×× × ××× ×××
第1組 第2組 第3組 第4組 第5組
其中：第1組“×”——1∶100萬地形圖的圖幅行號（緯度方向），為1位“字符碼”，與舊圖幅號的第1組代碼含義相同，我國的為A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N 14個英文字符之一。
第2組“××”——1∶100萬地形圖的圖幅列號（經度方向），為2位“數字碼”，與舊圖幅號的第2組代碼含義相同，我國的為43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54數字之一。
第3組“×”——地形圖的比例尺代碼，為1位“字符碼”，1∶1萬地形圖的比例尺代碼為“G”；其他基本比例尺地形圖的比例尺代碼見《中華人民共和國國家標準 國家基本比例尺地形圖分幅和編號》[1]。
第4組“×××”——1∶1萬地形圖的圖幅行號（緯度方向），即在1∶100萬地形圖中的圖幅行號（緯度方向），為3位“數字碼”；每幅1∶100萬地形圖的行向（緯度方向）劃分為96行1∶1萬地形圖，其圖幅行號為001、002、003、……、094、095、096等96組數字之一，在本文中的新、舊圖幅號的換算公式里用“x”表示。
第5組“×××”——1∶1萬地形圖的圖幅列號（經度方向），即在1∶100萬地形圖中的圖幅列號（經度方向），為3位“數字碼”；每幅1∶100萬地形圖的列向（經度方向）劃分為96列1∶1萬地形圖，其圖幅列號為001、002、003、……、094、095、096等96組數字之一，在本文中的新、舊圖幅號的換算公式里用“y”表示。
從1∶1萬地形圖的新、舊圖幅號的構成關系來看，同一幅1∶1萬地形圖其新、舊圖幅號的第1組代碼和第2組代碼是相同的，只不過是舊圖幅號的緯度方向為列，經度方向為行，新圖幅號的緯度方向為行，經度方向為列，二者有所不同而已。
其他的國家基本比例尺地形圖的新圖幅號構成與1∶1萬地形圖的構成相同。
2地形圖從舊圖幅號換算成新圖幅號
從上述分析知，同一幅1∶1萬地形圖其新、舊圖幅號的第1組代碼和第2組代碼是相同的，因此在進行新舊圖幅號的換算時，只需要考慮舊圖幅號中的第3、第4兩組代碼與新圖幅號的第4、第5兩組代碼之間的關系即可，而新圖幅號中的第3組代碼為地形圖比例尺代碼，對于1∶1萬地形圖來說，為“G”，始終不變。
同4結語
本文只述及在實際工作中經常使用的1∶1萬地形圖其新、舊圖幅號的手工換算方法，此法是基于同幅1∶1萬地形圖的舊圖幅號或新圖幅號來解決其新、舊圖幅號的換算問題，直接用舊圖幅號換算其相應的新圖幅號，或直接用新圖幅號換算其舊圖幅號，而不須該地形圖圖幅的經緯度或公里網坐標。
文中1∶1萬地形圖新、舊圖幅號彼此間相互換算的關系也可用于編程，實現計算機或計算器進行自動換算；依照本文解決1∶1萬地形圖新、舊圖幅號相互換算的思路，也可解決我國的其他基本比例尺地形圖直接利用其圖幅號進行新、舊圖幅號間的相互換算。
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篇7
目前，物聯網在很多領域的研究和應用，如智能交通、機場監控、太湖水質監測、森林火災監測等，而在石油鉆井中事故經常發生，因此，在石油行業物聯網系統中，實時精確的鉆井環境監測、人員安全的位置精確定位，提高鉆井效率水平，改善工作環境，具有重要意義。
1 物聯網技術概述
隨著我國自動化技術的快速發展，物聯網已大范圍的被引入到企業的生產當中，物聯網從字面上來說就是實現物與物之間鏈接的網絡，其包含了兩方面的含義：首先，物聯網必須基于網絡技術基礎和實現，利用現代網絡通信技術實現生產管理和部署。其次，在互聯網的擴展和發展內容為主要內容，及時交換和傳輸的信息實現網絡的操作。事實上，在物聯網的發展，有許多新技術，如FRID射頻技術、全球定位系統（GPS）、微型傳感器、zigbee低功耗無線傳輸等最先進的信息和通訊手段，通過集成的技術實現智能項目的定位、跟蹤和管理。
過去的傳統思維是獨立的物理基礎設施和IT基礎設施，通過三層和物聯網系統架構將連接物理系統與信息網絡系統，物理基礎設施和IT基礎設施集成在一起，因此，人類可以更精細和智能來控制物質世界的操作。世界上任何對象，在任何地點和任何環境中，只要使其感知和識別的嵌入式設備，可以通過射頻識別、紅外傳感器、激光掃描儀，GPS和無線網絡技術和設備，網絡連接，然后通過智能分析和信息處理技術來實現一個全面和徹底感知物質世界及其變化，以及智能反饋和決定。
2 主要物聯網技術原理
（1）FRID射頻技術。鉆井企業應用FRID射頻技術就是把一個RFID電子閱讀器安裝在車位上，這樣員工在完成任務后就可以刷下工票卡，從而能夠及時的將員工的生產信息進行采集，可以有效的對現場進行管理，進行合理的安排和進行改善，FRID射頻技術的應用可以對人員和現場進行合理的管理，把工作進度反饋給管理人員。（2）全球定位系統（GPS）技術。全球定位系統（GPS）是一個衛星定位和導航技術和現代通訊技術，結合GPS定位在空間技術引起了革命性的變化，在越來越多的領域來取代傳統的光學和電子定位設備。使用GPS同時測試3 d坐標位置的方法從陸地和海洋測繪技術擴展到整個地球空間和外太空，從靜態到動態、從單點定位擴展到本地和廣域覆蓋，從事后處理擴展到定位，實時和導航。（3）微型傳感器技術。微型傳感器技術是利用能量或感覺指定轉換元件進行測量時，按照一定的規則敏感元件，人類不能直接獲得或識別信息到技術識別信息的數據。傳感器技術測量不僅感覺信息，并且還覺得所檢測的信息，根據變換成的電或其它形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸，處理，控制所需的，等等，這也是實現物聯網感知技術的首要環節。（4）zigbee低功耗無線傳輸技術。ZigBee是一種專用的低數據率通信技術，相比WIFI，光纖數據傳輸技術具有成本低，功耗低，實用性強等特點，在工業生產過程控制，以及煤炭，樓宇自控，等我們做應用結果，油井通過現場安裝的壓力變送器、載荷變送器、轉速變送器實現對現場壓力、載荷、轉速生產參數的采集，站庫是通過現場安裝的壓力變送器、溫度變送器、流量計、液位計等設備采集泵的壓力、加熱爐的溫度、注水的流量、儲液罐的液位等生產數據。
3 物聯網技術在石油鉆井工程中的應用前景
此次推出的概念“物聯網”，打破了傳統的思維，過去一直認為鉆井安全生產依賴于某一個單獨的物理基礎設施和信息；而在“物聯網”時代，有害氣體檢測、施工參數檢測、鉆井液檢測及鉆機、柴油機等設備檢測的傳感器日益成熟，無線傳輸技術、全球定位技術、FRID射頻技術逐漸集成融合為施工現場的基礎設施，通過一定的技術手段可以實現復雜作業環境下的人員、機器、設備、工具、物料及基礎設施等更有效的協調管理和控制，為建設新的石油鉆井生態環境提出了新的思路和方法。
（1）應用傳感器技術實現主要鉆井裝備狀態監控。如對柴油機、頂驅監控，達到減少油耗、及時發現設備故障的目的。（2）應用傳感器技術實現鉆井生產作業流程監控。作業過程中的鉆壓、扭矩、轉盤轉速、大鉤負荷等參數采集傳輸，通過三維仿真遠程展示、工況分析以及參數優化，實現計算、網絡通信、精確控制、遠程協作和自治五大功能。（3）應用RFID技術實現現場施工人員身份識別與自動考勤監。比如在施工現場入口處安裝RFID采集器，對施工人員進場與離場自動監測和考勤。（4）應用RFID技術實現作業現場鉆桿鉆具管理。
4 結語
物聯網是一種跨學科的新興產業，已經不斷地融入到我們的生活當中，它給我們的生活生產都帶來了巨大的方便。但物聯網技術是一項新興技術，其應用還不是很成熟，但隨著時間的推移，科學技術，物聯網技術在互聯網的作用的發展將越來越完善。尤其在我國石油需求量比較大的國家，加強物聯網技術的應用，為石油開采做出貢獻。
參考文獻
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1 深基坑支護的概況
1.1 深基坑支護
對于深、淺基坑，目前工程界并沒有統一的標準。1967年Terzaghi與Peck建議將6米以上深度的基坑定為深基坑，但實際施工中這種說法并沒有得到廣泛地認可。現階段，我國深基坑施工中普遍將超過6米或7米的開挖深度看作是深基坑。基坑支護是指為確保地下室施工及附近環境的安全，選用支擋、加固等方式對基坑側壁與附近環境加以保護。支護結構主要對側向壓力進行承受，主要包含水土壓力、地面荷載、鄰近建筑物基底壓力及相鄰場地施工荷載等引起的附加壓力，其中水土壓力為支護結構承受的主要壓力。傳統支護設計理論主要將基坑附近土體作為荷載，作為支護結構的“對立面”，隨后按照圍護墻位移的狀況，進行支護設計。
1.2 土釘墻支護
作為一種新型支護方式，主動支護就是將基坑附近土體自支撐能力進行充分發揮及提升。目前主動支護主要分為水泥土墻支護、土釘墻支護、噴錨支護、凍結支護、拱形支護等方式，本文主要對基坑主動支護中的土釘墻支護進行分析與探究。
土釘墻是在新奧法的基礎上基于物理加固土體的機制，在上個世紀70年代從德國、法國及美國發展出來的支護方式。上個世紀80年代早期在礦山邊坡支護中我國采用了這種方式，隨后土釘墻支護法在基坑支護得到了大量應用。土釘墻的組成成分為被加固土、放置于原位土體內的細長金屬桿件與在坡面附著著的混凝土面板，最終實現重力式支護結構。將一定長度及密度的土釘設置在土體內，通過土釘和土一起完成作業，進而將原位土的強度、剛度進行有效提升。這種支護技術主要應用于12米以下的基坑開挖深度，如地下水位在坑底以上時，必須根據實際施工要求，進行有效排水與截水施工。
2 建筑工程深基坑支護技術的應用
2.1 工程概況
本工程由15層住宅樓含局部3層商鋪（裙樓）組成，裙樓外側邊線范圍內設1層連通式地下室。基坑長55.19m，寬36.10m，開挖深度約為4.9m。
2.2 土釘墻基坑支護施工
結合本工程的實際施工情況，選用土釘墻基坑支護的方式進行有效施工，應遵循一定順序進行，如基坑西側支護―南側―東側。其施工流程如下圖1所示。
2.3 基本工藝
（1）鉆設釘孔。選用土釘成孔的方式進行基坑支護作業，其成孔工具為洛陽鉆機，將其孔徑設置為80毫米，深度應確保其超過土釘長度100毫米，成孔傾角為15度。每鉆進1米，并進行傾角地測量，避免偏向等情況的出現。
（2）土釘安裝。與本工程基坑土釘墻支護設計需求相結合，進行土釘的制作，確保其長度在設計長度以上。每隔1.5米進行一組土釘的設置，選用搭焊連接的方式進行土釘連接，焊縫高度控制在6毫米，把土釘在成孔作業后設置在孔內。
（3）注漿。選用孔底注漿法進行土釘墻基坑支護注漿作業，其作業流程為在孔底插入注漿管，確保管口與孔底之間距離200毫米，注漿管應同時進行注漿與拔出作業，確保注漿管底能夠在漿面以下，確保注漿過程中可以順利從孔口流出，并將止漿閥設置在孔口，選用壓力注漿的方式進行施工，確保水泥漿強度為M20，注漿壓力控制在1到2Mpa之間。
（4）掛鋼筋網并與土釘尾部焊牢。選用鋼筋網進行土釘墻面施工，將其間距定為200毫米，在坡面上通過人工的方式進行綁扎鋼筋的作業;搭接坡面鋼筋的長度需在300毫米左右，隨后順著土釘長度方向在土釘端部兩側進行短段鋼筋的焊接作業，同時在面層內將相近土釘端部通長加強筋進行連接及焊牢。
（5）安裝泄水管。土釘墻基坑支護的泄水管制作應選用PVC管作為主要材料，泄水管長度必須在450毫米以上，并在管附近進行鉆孔作業，孔數應控制在5到8個，隨后在管外側進行尼龍網布的包裹作業。泄水孔縱橫距離定為2米，布置形狀為梅花型并確保安裝的牢固性。
（6）復噴表層混凝土至設計厚度。選用噴射混凝土方式進行土釘墻施工，其設計強度必須在C20左右，其厚度應控制在80毫米。第一，選用干拌方式，混合料攪拌時必須遵循相應的配合比進行施工，混凝土噴射施工過程中根據實際情況，可以將水泥重量為5%噴射砼速凝劑摻加到里面。在開挖土方、修坡施工后，及時完成土釘錨固作業，結束焊接鋼筋網施工后，必須及時進行噴射混凝土作業。選用分層噴射的方式，由下到上的方式進行噴射混凝土作業。第一層噴射厚度應控制在4厘米到5厘米之間，確保其不出現掉漿現象后，進行第二層混凝土再噴射作業，直至其厚度符合設計規定。
3 建筑工程深基坑支護監測
基坑支護體系隨著開挖深度的不斷增加會出現側向變位的情況，這種情況在施工中無法避免，基于此，基坑支護監測的關鍵就在于側向變位的發展及控制。通常情況下，體系的破壞都具有相應的預兆性，在基坑支護監測中，施工單位必須做好現場指導工作，利用檢測等方式及時分析、了解支護體系的受力情況。在監測中不僅要做好整個基坑支護檢測工作，還要充分考慮其附近環境。這種監測方式可以掌握好基坑附近支護的穩定情況，在目前深基坑支護工程理論與相關技術支持下，施工實際情況往往存在或多或少的問題，根據本工程現場施工的具體情況，其地質環境較為復雜，可選用變形監測的方式進行基坑支護作業，這樣可以保證施工的安全性。
選用的監測點布置范圍為本工程基坑支護的邊坡開挖影響范圍，遵循其基坑深度2倍以上的深度進行分析，并對監測對象的特定范圍進行充分考慮。本工程沉降位移監測點應在基坑邊坡附近每個20米到25米的范圍進行設置，這樣可以為施工的順利進行提供強有力的保障。并能對施工后路面損壞形成的原因進行分析。在施工前，施工單位必須認真調查路面的實際情況，主要選用拍照等形式對其現狀進行分析，隨后對形成相應文字進行歸檔。完成以上監測作業后，對于較大危害部位，可以選用石膏膜設點的方式進行施工，盡可能降低對工程施工的影響，并定期進行跟蹤查看。分期分階段將監測情況記錄匯報有關各方。此類監測點的設置將在詳細調查現狀的基礎綜合確定，同時對在施工間出現的開裂，特別重視監測，將實際情況向相關單位及時上報。
4 結語
綜上所述，在建筑工程深基坑支護施工中，土釘墻支護技術施工中具有較高的技術含量及較快的施工速度，這種施工技術在建筑工程基坑支護施工中得到了廣泛地應用，可以對公路施工、交通基坑支護中的問題進行有效解決。在基坑支護技術應用中，必須詳細檢查施工現場的實際情況，提高技術水平，規范施工流程，做好監測工作，確保基坑支護技術符合施工要求，避免造成嚴重的經濟損失。
參考文獻
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作者簡介：張飛，副教授，研究方向為資源遙感與3S技術應用的教學。
隨著全球化進程的發展，世界上各個國家交流的趨勢日益增強，社會對人才所具備的素質的需求也越來越高，對國際化人才的需求增多，高等教育的國際化趨勢得到了強化。這種趨勢要求在培養專業人才的學科建設中進行專業化和國際化的改革，實施國際化的教學方式，通過實施專業課程的雙語教學，實現培養既掌握扎實的理論基礎和專業知識、又通曉國際語言、熟悉國際慣例與規則的專業化、國際化人才的目標。[1]雙語教學是指為了實現學生能夠運用母語和外語理解、掌握專業知識，并且能夠熟練應用并實現專業技能目的，通過采用兩種語言――母語及第二外語，同步對同一知識進行描述的教學方式。[2]經過多年的雙語教學證明，在我國高校推行專業課程雙語教學是可行的，教學效果也是顯著的。鑒于雙語教學是我國高校培養高素質、國際化人才的有效手段之一，[3]因此教育部在《關于加強高等學校本科教學工作提高教學質量的若干意見》中強調指出：“按照教育面向現代化、面向世界、面向未來的要求，為適應經濟全球化和科技革命的挑戰，各個高校要積極推進雙語教學，本科教育要創造條件使用英語等外語進行公共課和專業課教學。”[4]因此，本文將選擇《遙感地學分析》課程作為案例，并配合我校精品課程建設項目，探討開展《遙感地學分析》課程雙語教學建設必要性和內容。
一、遙感地學分析課程雙語教學的必要性
進行《遙感地學分析》課程的雙語教學是3S（GIS，GPS，RS）學科發展趨勢的必然需求。該課程是地理信息系統和遙感科學與技術專業的必修課程，隨著遙感技術的發展，遙感地學分析已成為地理信息系統學科的重要部分。地理信息系統學科目前呈現出應用化、國際化的發展趨勢，這種趨勢一方面體現在對專業人才的需求不僅局限在3S領域，其它涉及空間信息的領域，如環保、林業等部門，對于具有空間信息處理的人才需求很大；另一方面體現在隨著大量外國公司進入中國（如：ESRI公司）和中國公司跨出國門（如：Supermap公司），針對空間信息處理領域既具有專業技能又有較強專業外語能力的人才需求強烈，因此推行遙感地學分析課程的勢在必行；另外，進行《遙感地學分析》課程的雙語教學也是3S課程教學改革的要求。課程教學改革的目標是培養專業素質硬、應用能力高和動手能力強的高素質人才，滿足社會對3S專業人才的需要。由于現在高校中普遍存在的英語學習與專業理論學習脫節的情況，使得很多學生雖然通過了CET4、CET6考試，但是在專業上使用外語的能力差，不能很好理解專業文獻，不能熟練運用ENVI，ArcGIS，Erdas等專業軟件，更不能進行專業方面的國際交流溝通，這種狀況對3S課程的教學改革目標的實現是一種危害。為了減輕這種危害，目前很多高校都開展了遙感地學分析的雙語教學，這種教學方式使學生將專業知識的提高與外語的應用融合起來，以培養具有較高綜合素質的人才，適應社會的需求。
二、遙感地學分析雙語教學課程建設內容
1.雙語教學的教材與教案建設
雙語教學必須根據課程性質靈活選擇使用原版外文教材或自編教材。在使用原版外文教材時，要遵守適用、適合的原則，積極進行原版教材本土化探索，自編雙語輔助教材。滿足教學大綱要求的優秀雙語教材是雙語教學成功的前提。筆者根據學校遙感地學分析課程教學大綱的要求，在參考國外多種原版遙感教材，如《Satellite Remote Sensing》、《Advances in Land Remote Sensing》、《Remote Sensing：Models and Methods for Image Processing》的基礎上，并結合其它中英文教材編寫《遙感地學分析》雙語教學講義。
2.雙語教學的師資隊伍建設
一支結構合理、外語教學水平較高、教學效果好的雙語教學團隊是雙語教學成功的關鍵。雖然聘請國外專家參與雙語教學工作可以在一定程度上推動雙語教學，但是立足于本校，建立一支本土化的教師隊伍才是雙語教學成功的關鍵。雙語教師應具備較強的英語聽、說、讀、寫、譯能力，能夠流利地運用英語進行專業課程的授課。因此，為了更好地完成雙語教學任務，教師應經常閱讀英文版遙感書籍雜志，特別注意閱讀遙感專業英語期刊論文，如：《Remote Sensing of Environment》、《ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing》、《International Journal of Remote Sensing》、《IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing》等遙感類權威雜志，同時也要經常瀏覽影響力強的遙感類國際網站，如：美國攝影測量與遙感協會網站和加拿大遙感協會網站等，這樣可以及時把握遙感發展動態，拓寬視野，為講課提供生動的案例。
3.雙語教學的內容建設
在教學內容的選材方面，需要反映國際上本領域最新的科研成果，緊緊圍繞素質教育和創新教育來組織，力求體現遙感地學分析的理念，注重基礎知識、基本方法與基本技能的訓練。《遙感地學分析》著重講述遙感物理基礎（Physical basis of remote sensing）；遙感平臺及特點（Remote sensing platforms and their characteristics）；遙感傳感器及其成像特征（Sensors and imagery characteristics）；遙感數據源（Remote sensing data sources）；可見光～反射紅外遙感（Visible-reflection infrared remote sensing）；熱紅外遙感（Thermal infrared remote sensing）；微波遙感（Microwave remote sensing）；遙感圖像目視判讀（Visual Interpretation of remotely sensed imagery）；遙感圖像計算機分類（Classification of imagery by computer）；定量遙感（Quantitative remote sensing）；土地遙感（Land remote sensing）；植物遙感（Vegetation remote sensing）以及水體遙感（Water remote sensing）。通過對遙感地學分析課程雙語教學內容的建設，使學生利用中英文對照教材進行預習，教學效果將得到大幅度的提高。
4.雙語教學過程中教學方法和手段建設
在教學方法上，應循序漸進、因材施教，根據學生對知識的理解與掌握程度逐步推進。在教學中，采用“預習――授課――復習”三段式教學法，努力營造雙語教學氛圍，為學生創造一個良好的雙語教學環境。在課堂教學中，全方位地訓練學生外語思維和應用的能力，除了教學內容中的難點與重點增加中文解釋外，教師與學生互動、作業等都用英語進行，培養學生用英語思考問題、解決問題的能力，鍛煉實際英語應用能力。課外，鼓勵學生積極研讀外文文獻，培養利用外文獲取知識的能力，并建立雙語教學網站，把它作為一個平臺，將相關的中英文教案、習題、實驗指南、最新動態等放在網頁中，實現資料共享。
5.本科生英語學習能力的培養
學生是雙語教學的主體，是教學活動的最終歸宿。我國傳統的英語教學方法重視語法、句法學習，忽視聽說訓練，忽視英語交流能力的培養。針對這種情況，首先，給學生布置提前閱讀教材與講義的任務，使他們預先熟悉課程內容，以便上課時能夠跟得上。另外，布置一些聽說作業并定期檢查，努力培養學生使用語言進行實際交流的能力。
實施雙語教學是實現高等教育國際化，培養面向現代化、面向未來的復合型人才的有效途徑。當然，建立一整套規范完善的雙語教學模式，從原版教材的引進、雙語教師的培養，到教學方法的更新完善，還有待于教育工作者大膽探索、不斷實踐。
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中圖分類號：C39 文獻標識碼：A文章編號：1 引 言地理信息系統的一個重要部分就是數據。在GIS工程里，空間數據的獲取占有很重要的地位。實際上，整個地理信息系統都是圍繞空間數據的采集、加工、存儲、分析和表現來展開的。為了充分利用已有的數據，降低成本，實現信息資源的共享，在GIS工程實施過程中，經常需要利用不同來源的各種空間數據。由于GIS軟件的多樣性，每種軟件都有自己特定的數據模型，造成數據存儲格式和結構的不同。從數據結構上來說，矢量和柵格是地理信息系統中兩種主要的空間數據結構。在數據的使用過程中，由于數據來源、結構和格式的不同，需要采用一定的技術方法，才能將他們合并在一起使用，這就產生了數據的融合問題。數字制圖是GIS的重要組成部分，也是GIS的主要表現和輸出形式。本文講的空間數據的融合涉及GIS和數字制圖，但側重于在數字制圖中，將同一地區相同坐標系統，相同比例尺的多種不同來源或不同格式的空間數據根據需要合并成一種新的空間數據。從需求分析上講，需要進行數據融合的情況一般為對數據信息進行更改、更新、增加或者為了某種特定的需要。隨著因特網的發展和GIS應用的日益廣泛，多源數據的融合已成為迫切需要解決的問題。2 柵格、矢量數據結構的概念基于柵格模型的數據結構簡稱為柵格數據結構，是指將空間分割成有規則的網格，在各個網格上給出相應的屬性值來表示地理實體的一種數據組織形式；而矢量數據結構是基于矢量模型，利用歐幾里得（EUCLID）幾何學中的點、線、面及其組合體來表示地理實體的空間分布。對于空間數據而言，柵格數據包括各種遙感數據、航測數據、航空雷達數據、各種攝影的圖像數據，以及通過網格化的地圖圖像數據如地質圖、地形圖和其他專業圖像數據。從類型上看，又分為：二值圖、灰度圖、256色索引和分類圖(單字節圖)、64K的高彩圖(索引圖、分類圖和整數專業數據)(雙字節圖)、RGB真彩色圖(3字節圖)、RGBP透明真彩色疊加圖等等。常用的數據格式的有TIFF、JPEG、BMP、PCX、GIF等。而矢量數據就更多，幾乎所有的GIS軟件都有自己特定格式的矢量數據。目前最常用的矢量數據格式有Arc/info的Coverage、e00， 方正智繪的mrg，Mapinfo的mif，AutoDesk的dxf、dwg，Intergraph的dgn等等。在GIS和數字制圖中，同種數據結構本身以及兩種數據結構之間的融合構成了空間數據融合問題的主要內容。 3 柵格數據之間的融合在數字制圖中和GIS工程中，經常用到不同來源、不同精度、不同內容的柵格圖像數據進行復合而生成新的柵格圖像。目前使用的各種多源圖像處理與分析系統為柵格型地理信息系統的實現開辟一條新的途徑,可實現柵格數據的各種融合。而在數字制圖中，多源柵格圖像數據之間的融合已經非常普遍。3.1 融合方法在數字制圖中，圖像融合涉及色彩、光學等領域，在專業的圖像處理軟件（如ERDAS、PCI、PHOTOMAPPER）或一般的圖像處理軟件（如PHOTOSHOP）都可進行，主要是通過圖像處理的方式透明地疊加顯示各個圖層的柵格圖。一般要經過圖像配準、圖像調整、圖像復合等環節。具體過程如下：⑴圖像配準。各種圖像由于各種不同原因會產生幾何失真，為了使兩幅或多幅圖像所對應的地物吻合，分辨率一致，在融合之前，需要對圖像數據進行幾何精度糾正和配準，這是圖像數據融合的前提。⑵圖像調整。為了增強融合后的圖像效果和某種特定內容的需要，進行一些必要的處理，如為改善圖像清晰度而做的對比度、亮度的改變，為了突出圖像中的邊緣或某些特定部分而做的邊緣增強（銳化）或反差增強，改變圖像某部分的顏色而進行的色彩變化等。⑶圖像復合。對于兩幅或多幅普通柵格圖像數據的疊加，需要對上層圖像做透明處理，才能顯示各個圖層的圖像，透明度就具體情況而定。在遙感圖像的處理中，由于其圖像的特殊性，他們之間的復合方式相對復雜而且多樣化，其中效果最明顯、應用最多的是進行彩色合成。3.2應用分析在實際應用中，柵格圖像數據之間的融合目前最常用的有以下幾個方面：⑴遙感圖像之間的融合。主要包括不同傳感器遙感數據的融合和不同時相遙感數據的融合。來自不同傳感器的信息源有不同的特點，如用TM與SPOT遙感數據進行融合既可提高新圖像的分辨率又可保持豐富的光譜信息；而不同時相遙感數據的融合對于動態監測有很重要的實用意義，如洪水監測、氣象監測等。⑵遙感圖像與地圖圖像的融合。這是當前應用較多的一種方法，一是遙感圖像與柵格化的DEM融合生成立體的三維景觀圖像，顯現逼真的現實效果；二是借助遙感圖像的信息周期動態性和豐富性，經過與各種地圖圖像融合，可以從遙感圖像的快速變化中發現變化的區域，進行數據的更新和各種動態分析。⑶地圖圖像之間的融合。為了更加了解該范圍的地形地貌情況，或者更全面地比較分析該地區各種資源的相互關系，對該地區不同內容的多種地圖圖像數據進行融合。如地形圖和各種專業圖像如地質圖、土地利用圖、地籍圖、林業資源狀況圖等的融合，土地利用圖和地籍圖的融合等等。4 矢量數據之間的融合矢量數據是GIS和數字制圖中最重要的數據源。目前很多GIS軟件都有自己的數據格式，每種軟件都有自己特定的數據模型，而正是這些軟件的多樣性，導致矢量數據存儲格式和結構的不同。要進行各系統的數據共享，必須對多源數據進行融合。矢量數據之間的融合是應用最廣泛的空間數據融合形式，也是空間數據融合研究的重點。目前對矢量數據的融合方法有多種，其中最主要的、應用最廣泛的方法是先進行數據格式的轉換即空間數據模型的融合，然后是幾何位置糾正，最后是重新對地圖數據各要素進行的重新分類組合、統一定義。4.1數據模型的融合由于各種數據格式各有自己的數據模型，格式轉換就是把其他格式的數據經過專門的數據轉換程序進行轉換，變成本系統的數據格式，這是當前GIS軟件系統共享數據的主要辦法。如Arc/Info和MapInfo之間的融合，需要經過格式轉換，統一到其中的一種空間數據模型。該方法一般要通過交換格式進行。許多GIS軟件為了實現與其他軟件交換數據，制訂了明碼的交換格式，如Arc/Info的E00格式、ArcView的Shape格式、MapInfo的Mif格式等。通過交換格式可以實現不同軟件之間的數據轉換。在這種模式下，其他數據格式經專門的數據轉換程序進行格式轉換后，復制到當前系統中的數據中。目前得到公認的幾種重要的比較常用的空間數據格式有：ESRI公司的Arc/Info Coverage、ArcShape Files、E00格式；AutoDesk的DXF格式和DWG格式；MapInfo的MIF格式；Intergraph的dgn格式等等。4.2幾何位置糾正對于相同坐標系統和比例尺的數據而言，由于技術、人為或者經頻繁的數據轉換甚至是由于不同軟件的因素，數據的精度會有差別。在融合過程中，需要進行幾何位置的統一。如對精度要求不高，為了提高工作效率，在允許范圍內，應該以當前系統的數據精度為準，對另一種或幾種數據的幾何位置進行糾正。如為了獲得較高的精度，應以精度高的數據為準，對精度低的數據進行糾正。4.3地圖數據要素重新統一定義融合后的空間矢量數據，應重新對要素分層、編碼、符號系統、要素取舍等問題進行綜合整理，統一定義。⑴統一分類分層、編碼。對于空間數據，一般都按地圖要素進行分層，如水系、交通、地形地貌、注記等，而每層又可根據需要分為點、線、面三類，并采用編碼的方式來表述其屬性。對融合到當前系統的數據，應根據地圖要素或具體需要，以當前數據為標準或重新制定統一的要素層和要素編碼。⑵統一符號系統。這是目前矢量數據轉換的一個難點，由于各GIS軟件對符號的定義不同，在符號的生成機制上可能差別很大，經轉換后的數據在符號的統一上有一定難度，而且在符號的準確性上可能與原數據有差距。⑶數據的綜合取舍。同一區域不同格式的空間矢量數據，要涉及到相同要素的重復表示問題，應綜合取舍。一般有以下原則：詳細的取代簡略的，精度高的取代精度低的，新的取代舊的等等，但有時為了突出某種專題要素，或為了適應某種需要，應視具體情況綜合取舍。數據轉換模式的弊病是顯而易見的，由于缺乏對空間對象統一的描述方法，轉換后很難完全準確地表達原數據的信息，經常性地造成一些信息丟失，如Arc/Info數據的拓撲關系，經過格式轉換后可能已經不復存在了。5 矢量數據和柵格數據的融合空間數據的柵格結構和矢量結構是模擬地理信息的截然不同的兩種方法。過去人們普遍認為這兩種結構互不相容。原因是柵格數據結構需要大量的計算機內存來存儲和處理，才能達到或接近與矢量數據結構相同的空間分辨率，而矢量結構在某些特定形式的處理中，很多技術問題又很難解決。柵格數據結構對于空間分析很容易，但輸出的地圖精確度稍差；相反矢量數據結構數據量小，且能夠輸出精美的地圖，但空間分析相當困難等等。目前兩種格式數據的融合已變得可能而且在廣泛應用。在GIS工程中，很多的GIS系統已經集成化，能夠對矢量和柵格結構的空間數據進行統一管理。而在數字制圖中，兩種數據結構的融合也在廣泛應用。5.1柵格圖象與線劃矢量圖融合這是兩種結構數據簡單的疊加，是GIS里數據融合的最低層次。如遙感柵格影像與線劃矢量圖疊加，遙感柵格影像或航空數字正射影像作為復合圖的底層。線劃矢量圖可全部疊加，也可根據需要部分疊加，如水系邊線、交通主干線、行政界線、注記要素等等。這種融合涉及到兩個問題，一是如何在內存中同時顯示柵格影像和矢量數據，并且要能夠同比例尺縮放和漫游；二是幾何定位糾正，使柵格影像上和線劃矢量圖中的同名點線相互套合。如果線劃矢量圖的數據是從該柵格影像上采集得到，相互之間的套合不成問題；如果線劃矢量圖數據由其他來源數字化得到，柵格影像和矢量線劃就難以完全重合。這種地圖具有一定的數學基礎，有豐富的光譜信息和幾何信息，又有行政界線和其他屬性信息，可視化效果很好。如目前的核心要素DLG與DOM套合的復合圖已逐漸成為一種主流的數字地圖。5.2遙感圖像與DEM的融合這是目前生產數字正射影像地圖DOM常用的一種方法。在JX4A、VIRTUOZO等數字攝影測量系統中，利用已有的或經影像定向建模獲取的DEM，對遙感圖像進行幾何糾正和配準。因為DEM代表精確的地形信息，用它來對遙感、航空影像進行各種精度糾正，可以消除遙感圖像因地形起伏造成圖像的像元位移，提高遙感圖像的定位精度；DEM還可以參與遙感圖像的分類，在分類過程中，要收集與分析地面參考信息和有關數據，為了提高分類精度，同樣需要用DEM對數字圖像進行輻射校正和幾何糾正。6 數據融合問題的展望在數字制圖中，柵格圖像之間的融合已經在各種部門廣泛應用，特別是在遙感圖像的處理上，其技術手段也比較成熟；柵格圖像與矢量圖形的融合在目前也相對比較簡單，而且在各種GIS軟件中都比較容易解決。他們的發展方向主要應從應用的角度去豐富它們的融合方式，拓展它們的應用領域。而結構復雜、對軟硬件都有很高要求的各種格式的矢量數據之間的融合是目前GIS的難點，也是主要的研究方向。最好的辦法當然是能設計一種能融合多種數據結構的空間數據模型及其數據格式的 “萬能”軟件，這樣才能真正實現不同格式的矢量數據的統一。目前的研究也正朝著這個方向努力，主要有以下兩種趨勢：6.1數據互操作模式數據互操作模式是OpenGIS consortium (OGC) 制定的規范。OGC為數據互操作制定了統一的規范，從而使得一個系統同時支持不同的空間數據格式成為可能。根據OGC頒布的規范，可以把提供數據源的軟件稱為數據服務器（Data Servers），把使用數據的軟件稱為數據客戶（Data Clients），數據客戶使用某種數據的過程就是發出數據請求，由數據服務器提供服務的過程，其最終目的是使數據客戶能讀取任意數據服務器提供的空間數據。OGC規范逐漸成為一種國際標準，將被越來越多的GIS軟件以及研究者所接受和采納。其主要特點是獨立于具體平臺，數據格式不需要公開，代表著數據共享技術的發展方向。數據互操作規范為多源數據集成帶來了新的模式，但這一模式在應用中存在一定局限性：首先，為真正實現各種格式數據之間的互操作，需要每個每種格式的宿主軟件都按照著統一的規范實現數據訪問接口，在一定時期內還不現實；其次，一個軟件訪問其他軟件的數據格式時是通過數據服務器實現的，這個數據服務器實際上就是被訪問數據格式的宿主軟件，也就是說，用戶必須同時擁有這兩個GIS軟件，并且同時運行，才能完成數據互操作過程。6.2直接數據訪問模式直接數據訪問指在一個GIS軟件中實現對其他軟件數據格式的直接訪問，用戶可以使用單個GIS軟件存取多種數據格式。直接數據訪問不僅避免了頻繁的數據轉換，而且在一個GIS軟件中訪問某種軟件的數據格式不要求用戶擁有該數據格式的宿主軟件，更不需要該軟件運行。直接數據訪問提供了一種更為經濟實用的多源數據集成模式。目前使用直接數據訪問模式實現多源數據集成的GIS軟件主要有兩個，即： Intergraph 推出的GeoMedia系列軟件和中國科學院地理信息產業發展中心研制的超圖SuperMap。GeoMedia、SuperMap實現了對大多數GIS/CAD軟件數據格式的直接訪問，包括：MGE、Arc/Info 、MicroStation DGN等。7 結語GIS是上世紀60年代才發展起來的一門新技術，由于發展水平較低，很多技術都不太成熟，如建設成本過高、實用性不強、理論研究滯后等。特別是建設成本高居不下，嚴重影響GIS的發展前景。由于GIS處理的數據對象是空間對象，有很強的時空特性，周期短、變化快，具有動態性；而獲取數據的手段也復雜多樣，這就形成多種格式的原始數據，再加上GIS應用系統很長一段時間處于以具體項目為中心孤立發展狀態中，很多GIS軟件都有自己的數據格式，造成GIS在基礎圖形數據的共享與標準化方面嚴重滯后，這是制約GIS發展的一個主要瓶頸。以目前的發展水平，各種空間數據的融合是GIS降低建設成本最重要的一種辦法，但其中很多的技術問題還需要解決，還需要進一步深入研究。
參 考 文 獻
1黃杏元，馬勁松，湯勤.地理信息系統概論.高等教育出版社，2001.12
2鄔倫，張晶，趙偉.地理信息系統.電子工業出版社，2002.5
3陸守一，唐小明，王國勝.地理信息系統實用教程（第2版）.中國林業出版社，2000.1
4郭黎，崔鐵軍，吳正升.多源數字地圖融合技術問題的研究.海洋測繪，2002.2
