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探究信息化测绘技术在生态环境领域的应用

2023-01-14 16:35:07

李 杰

(贵州省有色金属和核工业地质勘查局六总队,贵州 黔东南 556000)

生态问题严重制约了我国社会经济的发展,受到国内外的广泛关注。如今,中国的年能源消耗占全球能源消耗的19.5%。煤炭、水泥、粗钢、铁矿石和氧化铝的消耗量远高于其他国家。我国的长期大规模发展造成了大量污染,资源和生态环境状况恶化,生态系统功能恶化,雾霾、土地荒漠化和荒漠化加剧,危及人类生存,有效利用信息化测绘技术,提高生态管理水平,建设更好的生态文明,是一个巨大的挑战。

1.1 生态环境监测

生态环境监测是指使用各种方法和仪器对生态系统进行综合监测和测量。生态环境监测从不同的角度观察和监测特定区域的生态系统,在此基础上比较不同时期的生态系统监测结果,观察环境系统的变化,管理各种因素对区域生态环境的影响,并对区域生态环境水平进行评价和预测。与城市环境质量、大气污染和水污染监测相比,生态环境监测具有宏观特征,其目的是改变广泛的生态环境。这表明生态监测是非常全面的。观测者不仅要具备足够的环境监测理论知识和技能,还要具备广泛的生物学和气象学、气象学、水文学、海洋生态学和农业生态学知识。只有这样,才能为生态环境监测的可持续发展奠定良好的理论基础。

1.2 信息化测绘技术

从20世纪80年代到本世纪初,我国实现了从传统测绘向数字信息测绘的过渡和飞跃,信息测绘通过基于数字测绘的全网络化应用环境,为社会用户提供实时有效的测绘方法和功能形式的综合地理信息服务,其特点是技术体系数字化、服务功能化、数据实时更新、信息交互网络化、基础设施公共化、信息服务社会化、信息交流法制化。以空间信息技术、计算机网络技术、GNS、遥感技术RS、地理信息系统技术(GIS)为代表的现代通信技术和虚拟现实模型技术。

生态环境监测采用多种技术手段,对生态环境系统的各项指标进行监测,获取科学准确的监测数据,并对数据进行统计分析,改变当地生态环境的状态和变化。从而得出该地区生态环境的状况和趋势。环境监测技术路径的选择应从特定的监测目标出发,选择合适的监测方案。环境监测的实施一般分为以下步骤:①确定要监测的环境问题。②识别监控对象。③根据监测目标建立适当的技术手段。④选择监测计划和监测设备。⑤监测指标的定义。⑥选择监控位置和监控周期。生态监测是一个长期而复杂的技术问题。为了保证监测数据的科学可靠,必须提高监测技术水平。

目前,信息测量技术在生态环境领域的应用存在一定的问题。首先,新时期生态环境管理工作量有了很大提高,但相应的计量技术相对落后,生态环境管理部门的实际工作效率与工作量不成正比。第二,随着时代的发展和人们对土地利用需求的增加,国家越来越重视资源的使用和管理,并建立环境监管部门,依法审查和管理生态环境状况,确保资源利用更加科学。然而,实际调查结果表明,部门管理仍存在一些问题,巡逻、监测和管理的质量相对较低。

4.1 测绘技术在生态环境调查工作中的应用价值

生态环境管理部门在进行生态环境管理之前,必须首先对生态环境进行检查和分析,反复进行科学论证,避免管理过程中的重大障碍,确保生态环境管理的价值。所以在调查工作中,相关人员必须加强信息成像技术的应用。有效保证调查数据的准确性,有效扩大调查范围,在短时间内提出综合调查结果,为生态环境规划等方面的顺利进行奠定一定基础,认识测量技术在生态环境调查中的应用价值,提出更好的生态环境管理效果。

4.2 测绘技术在生态环境规划设计中的应用价值

生态环境规划设计在我国生态环境管理中占有十分重要的地位,对管理效果有较大影响。只有在这些方面的基础上进行环境规划设计,并进行全面的分析和调查,才能确保规划设计与实际情况高度一致,取得更好的效果。首先,管理部门必须相应地加强实地调查、收集信息和组织信息。根据这些信息,管理部门的工作人员必须进行更严格的分析,通过专题会议全面审查环境管理的效益,并制定科学的管理计划。随着时代的发展和科学技术的进步,各个领域都在积极引进现代科学技术,工作效率和质量都取得了切实的提高。在这种趋势下,生态环境也受到影响。因此传统的测绘技术逐渐不能满足人们的需求。与此同时,以现代科学技术为基础的新型测绘技术逐渐占据了人们的视野。管理部门加强了信息测量技术的研究,通过信息测量技术加强了生态环境管理设计过程的优化,确保管理效果使生态环境管理更加科学,充分发挥管理的最大价值,充分体现信息测量技术在环境规划中的全部价值。

4.3 测绘技术在生态环境巡查执法中的应用价值

制定和实施适当的环境保护战略有效地优化了中国的环境管理,降低了环境破坏和污染行为的可能性。然而,责任部门在发挥积极影响的同时也面临许多挑战:高工作量是一个重大问题。从人员和设备的角度来看,很难实现对所有生态环境的日常巡逻和监测。针对这种情况。有关部门要加强信息成像技术的应用。利用信息测量技术,对生态环境的全天候监测,有效收集相关信息,并根据测绘结果进行综合分析,减少巡更人员的需求,减少操作人员的工作量,减轻执法压力,确保巡逻效果,合理利用环境资源,充分体现信息测量技术的价值。

5.1 遥感技术在生态环境监测中的应用

遥感技术通过各种传感器收集反映地面、空中和宇宙空间不同平台表面特性的各种数据,并通过传输、转换、处理等方式提取有用信息。研究空间形状、位置、大小、类型、特征变化及其与环境关系的综合技术。生态环境动态监测对基础信息的实时有效采集提出了特殊要求,遥感技术为这一要求提供了根本保证。遥感为大规模的生态环境监测提供了基础数据保障,随着经济和科技的发展,生态遥感监测正朝着自动化、定量化方向发展。

5.2 GIS在生态环境监测中的应用

GIS是地理信息系统的缩写。特别是,GIS技术是一种基于大地理区域并实时提供动态地理信息的计算机数据库[1]。地理信息系统是计算机科学、地理、地图、环境科学、宇宙学、地质学、信息科学和商业科学的跨学科结合,支持计算机硬件和软件系统。收集、存储、管理、计算、分析、查看和描述的能力是有效集成和管理来自多个来源的遥感器和其他数据的一项重要技术。GIS技术在可视化、地图绘制、空间分析和空间信息建模方面有着广泛的应用。同时,能够完全捕捉地形条件,计划设计更加明确,作图效果更加真实。在城市景观规划中,利用无人机遥感技术拓宽了设计思路,创造了许多奇观,美化了环境,吸引了人们的欣赏。利用航空遥感摄影技术在公园绿地、生态走廊等区域进行空中摄影,记录景观设计的全过程,让人们从三维角度理解景观设计的内容,享受景观设计的效果,进一步推进地方景观设计,可以生成最新的地形特征数据,为科学确定园林的发展和规模提供准确的信息。

5.3 GPS在生态环境监测中的应用

GPS技术是一种全球定位系统,GPS技术以其高精度、自动化、24小时365天的特点在各个领域得到了广泛的应用。从生态监测的角度来看,利用GPS技术可以有效地实现对监测对象的动态跟踪和监测。例如,通过将GPS技术应用于动物监测领域,监测器可以通过长期有效的监测、基于GPS的动物反馈(动物生活方式),记录动物的生活习惯以及对外部环境的影响。还可以使用GPS全球定位系统监测无生命物体。例如,监测给定区域内的车辆站数量,计算估计车辆排放的可能性,从排放中得出空气污染问题,并通过临时限制预防措施采取对策。或者减少该地区车辆的使用,有效减少车辆尾气造成的空气污染,减少空气污染对人类造成的巨大损害[2]。

5.4 信息化测绘技术在生态环境灾害监测中的应用

对全国环境信息,特别是国家重点保护区的环境信息进行全面、全面、持续的实时监测,使国家主管部门,及时有效地处理这些信息。这对中国解决污染问题非常重要,同时也伴随着我们面前一个紧迫而困难的社会问题的发展,即能够与我们一起解决这个问题的测量技术的发展。信息成像技术使用计算机软件处理和记录信息系统中收集的数据,该信息系统收集和分析环境的实时数据。它与坐标数据一起显示在软件界面上,因此地理空间信息分析也可以使用迄今为止收集的数据来预测分析环境中的动态变化。当某一地区发生环境灾害时,国家或地方环境部门建立的信息监测系统可以尽快确定灾害的具体位置,动态展示环境灾害的发展趋势。从那时起,各地的主管政府机构能够根据这些信息迅速制定出科学措施。这套措施对减少环境保护和国家财产损失具有重要意义。

5.5 信息化测绘技术对河道治理的应用

河流污染问题的出现是在社会经济快速发展、人民生活水平提高、农业机械化程度提高和城市发展基础上所出现的。在诸多影响因素中,经济的快速发展占主导地位。“九五”以来,我国淮河、太湖、巢湖、楚池、海河、辽河“三江三湖”大规模水污染防治工作全面展开。经过几年的努力,一些取得阶段性成果的河段水质有所改善,但我国历史上因石油污染河流的问题更加复杂。在当前的经济和技术条件下,解决水环境问题需要一个缓慢的过程。因此,在未来很长一段时间内,重点流域的水污染问题依然严重。由于我国在河流污染治理方面投入了大量的人力、物力和财力,监测对确保河流污染治理项目的质量具有重要意义[3]。

在河流管理中,可以测量流域管理,绘制各种比例尺的地形图,如1∶50000和1∶10000,并测量河段。在数字化测绘中,河流通过APS接收器、终端站、水准仪等测量仪器支持以下工作。GP点测量、二等水准联合测量、三等水准联合测量、水文断面桩测点联合测量、影像控制点测量、不同比例尺河流图集制作、流域交通图管理。此外,测量技术还可用于完成工作元素的内容,如不同比例的航空照片,如1∶10.000和1∶20.000。通过上述信息测绘技术获得的数据可以更好地满足我们对河道工程、河流管理和流域水资源配置的要求。这对责任部门管理项目的顺利开展起到了积极作用。最后,测量监测在技术质量的监测和检验中也发挥着不可替代的作用。在流程管理项目的整个过程中,监测和检验工程师可以制定严格的检查和监测计划及抽样程序,帮助:最大限度地提高测量技术的质量。在测量监测中,创建和埋设样本,铺设和观测控制网,航空摄影可以监测遥感数据的质量、4D产品的检查、地图处理、制图等项目和过程。因此,基于信息化测绘技术可以最大限度地提高河流整治工程的质量,这对我国的环境管理和预防工作具有重大而积极的意义[4]。

6.1 强化环境信息化的监管职能

环境监督和管理职能在确保环境保护活动方面发挥着重要作用。为了扩大环境保护监测管理范围,增加工作量,扩大影响范围,现阶段要充分利用现代信息技术,提高环境保护监测管理水平。另一方面,应注意扩大物联网技术应用的深度和广度。在物联网技术优化的过程中,为更好地实施生态环境的监测和限制提供更多的功能,有必要将物联网技术有效地应用于环境监测和管理。在很多方面,扩大污染项目的监测和管理范围都很重要。除了监测和管理废气和废水外,还需要监测和管理危险废物、辐射源、重金属物体等的配置。深入加强环境保护和各部门之间的信息交流与合作,利用卫星遥感技术,深化大气污染、水污染和大气污染的监测和管理,提高环境污染的预测和预警能力,另一方面,充分利用卫星遥感技术和网络通信技术,开展全天候、大范围、全天的环境监测和管理,及时向高污染地区传递信息,更快地解决环境问题[5]。

6.2 推动电子政务转变为生态环境预警决策

信息技术可以有效地将电子政务转变为生态环境预警决策。传统的电子政务已不能应用于现代环保工作。传统电子政务管理功能、信息传递功能和业务处理功能的自动化程度较低,不利于环保的高效发展。首先,利用信息技术加强环境保护的监测预警功能。为切实提高环境保护总体水平,利用信息技术,建立环境资源监测预警系统,利用物联网、卫星遥感等先进信息技术,对我国自然资源、自然灾害、环境保护等方面进行预测和预警,实现重点区域的全面覆盖;
二是通过信息技术的应用,提高环境资源恢复力的评估水平。利用信息技术中的互联网技术和对象遥感技术,结合实际环境资源的监测数据,对环境资源的承载能力进行模拟、优化和情景分析,通过合理估算环境资源的承载能力,更好地优化环境保护工作的安排[6]。

6.3 构建环境污染物统一排放体系

为了更有效地处理环境保护中的环境问题,必须加强对环境问题起因的管理,建立统一的污染排放制度,加强对污染源的管理和控制。另一方面,应建立污染物排放许可证统一登记信息管理的国家平台[7]。对生产经营中易受污染物影响的有关单位和人员进行统一登记和处理,包括废水、废气、固体废物等的排放。结合已登记的污染物数据信息,完善环境污染物精细管理和科学管理,制定相应的污染物排放收费标准,提供与环境保护相关的数据支持。另一方面,应建立一个单一的环境犯罪处罚信息管理平台。为了有效遏制违反环境保护的行为,除了要提高生态环境保护的权威性,依靠政府等主管省、厅的规定外,还要充分发挥群众的力量,灵活运用信息技术,建立统一的公众监督管理平台,监测和报告环境保护违法行为,可以有效增强公众的环境意识,提高群众的生态环境保护意识,加强社会环境保护的监督管理,提高不同主体的社会责任意识,切实减轻环境保护工作负担,增强社会环境监督管理部门的合作能力[8]。

综上所述,由于对生态环境数据认识不足,我国资源环境发展中一直存在误解和问题,但通过信息化测绘技术的应用,合理制定资源开发与环境保护协调发展的社会可持续发展政策,确保我国资源环境实现最大的经济、社会和环境效益,实现社会可持续发展。因此,信息化测绘技术应广泛应用于资源和环境的开发中。

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