基于3S技术的地质资源监测技术研究

郇雅棋

（昆明理工大学 云南 昆明 650000）

基于3S技术的地质资源监测技术研究

郇雅棋

（昆明理工大学 云南 昆明 650000）

地质资源监测对于预防自然灾害、保护生态环境、发展国计民生都具有重要意义，为了实现地质资源监测的动态实时性、功能集成化、高效智能，本文研究了基于3S技术的地质资源监测与保护技术，将GPS全球地位系统、RS遥感测量、GIS地理信息系统三种技术相结合，以提高地质资源监测的准确性与实时化，为地质保护提供可靠依据。

3S技术；地质资源；监测；实时处理

地质资源是国计民生的物质基础，然而受到火灾、泥石流等自然灾害，滥砍滥伐等人为灾害的影响，地质资源面临着遭到破坏的威胁。在此背景下，对地质资源进行动态、实时监测，能够有效保护地质资源的发展，因此具有重要的意义[1-2]。

1.地质资源监测任务

目前，我国地质资源面临严重危机的状况下，随时掌握地质资源的现状及消长动态，采取相应的措施，捕获资源信息反馈，严格控制资源消耗，使地质系统向良性循环的方向发展是非常必要的。地质资源监测是对地质资源消长变化进行监督和预测。其目的是为加强地质资源管理和监督工作，及时掌握地质资源现状和消长变化情况，预测地质资源的发展趋势，满足制定地质资源保护方针、政策、长远规划和计划需要。

地质资源与地质生态环境具有功能上的多样性，形成周期的长期性，资源与环境的动态性，地质成熟的不确定性，地质资源分布的广域性和空间结构性，人们对其作用和功能的认识和研究必须借助于一系列的数学模型、物理模型、模拟模型。地图就是人类最早用于认识地质的重要模拟工具，而以GIS为支持的现代电子地图则是人们研究地质的理想的数学模型、物理模型和模拟模型。GPS、GIS、RS及其“3S”集成技术则能够实现现代对地观测系统，从而使人类对地质资源、环境功能的认识建立在地球之外，实现地质资源监测的数字化、自动化、实时化、动态化、集成化和智能化[3]。

2.地质资源监测技术要求

2.1 集成化

随着地质资源监测功能要求愈加丰富、多样，因此检测技术的集成化成为新的要求。传统监测特点是离散式或分离式的测、算、绘和用图的过程，每个环节彼此独立、失联。譬如野外监测，就可以分为测角、量距、水准等三大要素的监测。现代监测则是集成地质资源监测技术，表现为外业、内业、用图一体化、集成化，在地质资源监测工作中发挥重要作用的现代电子地质资源监测仪器，如全站仪、GPS接收机就是能够直接监测空间三维坐标的集成化仪器。由于GPS、全站仪在监测中各有局限性，为了解决所有环境条件下任何环境、任何条件下的空间监测问题，21世纪将出现超站仪，它是全站仪、GPS、陀螺惯性监测系统的结合体，可以集成化地解决从地面到地下、全天候、高精度的空间地质资源监测问题。

2.2 动态化

受到灾害多发影响，地质资源的变化出现了动态趋势。经典的地质资源监测建立在观测目标“不动”或固定的基础上，因此，技术要求和数据处理相对简单，而现代地质资源监测，尤其是现代工业监测学，早已超出了土木的范围，其服务对象和“目标物”完全进入了“土木”与“非土木”监测的大系统，可以对一切运动物及数学、物理、化学、生物学特性指标进行监测。

2.3 数字化

经典地质资源监测把终点建立在模拟地形图的基础上。在地质资源监测过程中将产生大量数据，这些数据有助于分析资源的变化趋势，为管理者开展与执行有效的保护措施提供科学、正确的依据。当监测内容无法在地质保护中实现时往往归咎于监测人员的野外观测精度。采用数字化地质资源监测技术能够大大提高数据的测量、采集、传送有效率，保证地质资源动态变化监测的实时性与准确度。

2.4 自动化

传统的地质资源监测往往需要大量的人力开展野外探测、考察、记录，不仅费时费力，而且愈发无法适应复杂多变的地质状况，因此需要具有不依靠人力的、具有自动监测与控制功能的技术应用，这样不仅能够大大提高地质资源监测的效率，而且能够节约大量人力物力与成本支出。

2.5 智能化

随着地质资源监测技术与系统的快速发展，如何帮助使用者轻松、便利的使用这些技术成为了监测系统功能发展的新要求。智能化技术满足了这一要求，其通过在地质资源监测系统中植入人工智能技术，提高监测工具操作、使用、监测过程的便利性与人机交互的协作性，以实现地质资源监测的便利化，为监测系统的推广打下基础。同时外业地质资源监测，如GPS、全站仪已向开放式、智能化方面发展，为外业地质资源监测智能化提供了平台。

3.基于3S的地质监测技术

3.1 遥感技术

利用遥感技术进行地质资源调查和地质资源动态变化监测，形成地质资源信息综合化，是现代地质资源管理中的重要方面。遥感技术具有观测范围广、多波段成像和周期性重要观测等特点，作为一种新技术手段已被越来越多地应用到地质资源动态监测。航天遥感图像数据主要是陆地卫星TM数据，结合地面调查数据辅助图像处理，建立遥感分析的数学模型，利用计算机完成遥感应用模型分析，进行地质资源动态监测。

3.2 地理信息系统

地理信息系统是一种集成了计算机技术、通信技术和遥感技术的，以地理要素为主要数据源的图形、属性和空间调查的软件系统。目前已广泛应用于林场系统中，它兼属性数据和图形数据输入处理。概括来说，地理信息系统是一个计算机支持的技术系统，它是计算机、外部设备、地理数据、应用软件和系统管理人员的集合。其中，具有空间分析功能的软件具有重要作用。从它起到的作用与实现的目的来看，地理信息系统是地理数据库和地学知识(模型)库的集合体，它的数据建立在统一地理坐标基础上，能够对地理环境与自然资源的信息进行管理，利用地学模型来分析空间数据，并对其动态变化进行预测和预报，从而实现为工农业生产管理和规划服务，为国防军事服务的目的。从计算机实现的技术角度看，地理信息系统是一个具有空间数据的采集、存储、管理、分析、可视输出的应用软件系统。

3.3 全球定位系统

以美国GPS以及我国北斗系统为代表的全球定位系统为地质资源的动态监测与保护提供了新的手段与技术平台。采用高精度卫星导航应用已经从传统的测绘领域逐渐渗透到地质保护监测、精细管理、动态控制诸多领域。采用高精度GNSS参考站接收机和多种移动应用终端，构建了地质监测体系的高精度位置服务系统与大容量数据存储与处理系统，用于建立全方位、大尺度、多层次的地质资源监控体系。通过整合基础地理信息数据和各类地质资源保护资源专题空间数据，提高空间数据资源的共享能力，以SOA面向服务的体系架构实现地质资源保护调查信息化的业务敏捷，并在此基础上为各类业务应用系统的建设提供技术支撑，实现地质资源保护行业业务的共享，全面提高地质资源保护信息化服务水平。

4.结束语

针对地质资源监测这一课题，为提高监测的实时性、准确性、智能化，本文将GPS全球地位系统、RS遥感测量、GIS地理信息系统三种技术相结合，提出了基于3S的地质资源监测与保护技术，所提出的方法对相关工作的开展具有一定的参考与借鉴意义。

[1]孙明晨.3S技术在土地资源管理中的应用进展[J].黑龙江科技信息，2016，06：111.

[2]姚迪.土地调查中3S技术的集成应用[J].吉林农业，2016，02：120.

[3]吴友平，谢帮华.3S技术在土地变更调查中的作用分析[J].山东农业大学学报(自然科学版)，2015，06：852-855.

The study of geological resources monitoring technology based on 3S technology

XUN Ya-qi. Kunming University of Science and Technology; Yunnan Province, Kunming 650000, China

The geological resource monitoring for preventing natural disasters, protect the ecological environment and economic development is of great significance. In order to achieve the function of geological resources monitoring dynamic real-time, integrated and efficient intelligence, this paper studies the geological resource monitoring based on 3S technology and protection technology, GPS global position system, RS remote sensing survey, GIS geographic information system, combination of three kinds of technology to improve the accuracy of geological resources monitoring and real-time, and provide reliable basis for geological protection.

3S technologies; Geological resources; Monitoring; Real-time processing

TD76

A

1009-5624-（2016）03-0019-03