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摘要： 由地理數(shù)據(jù)庫、GIS技術(shù)、地理信息系統(tǒng)等軟件開發(fā)呈產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢，我國GIS技術(shù)同國外比較起步較晚，發(fā)展卻極為迅速，現(xiàn)階段，我國許多領(lǐng)域均運(yùn)用到了GIS技術(shù)，我國地理信息系統(tǒng)具有廣闊的發(fā)展前景，本文主要回顧我國地理信息系統(tǒng)的發(fā)展。
關(guān)鍵詞：中國地理信息系統(tǒng) 發(fā)展回顧
一、專題數(shù)據(jù)庫與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建設(shè)
首先，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。針對我國地理信息大系統(tǒng)，主要以遙感技術(shù)、制圖技術(shù)發(fā)展而來，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建設(shè)較早，在20世紀(jì)60～80年代，我國測繪局就開展許多地形測土、航空攝影測量活動，其中航空攝影幾乎覆蓋全國。在1977年，我國制出第一章全國要素地圖，在1978年，第一屆數(shù)據(jù)庫學(xué)術(shù)會議在黃山召開，為GIS系統(tǒng)的研制、應(yīng)用奠定了技術(shù)準(zhǔn)備。由1978年開始，我國陸續(xù)開展樣區(qū)數(shù)據(jù)采集、單項(xiàng)數(shù)據(jù)采集研究。例如，針對騰沖地區(qū)，開展制圖單元、景觀單元研究，建立數(shù)字地形模型，強(qiáng)化陸地衛(wèi)星圖像定，統(tǒng)計(jì)制圖等。1983年，我國基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)建設(shè)包含核心要素、數(shù)字高程模型、數(shù)字柵格地圖、數(shù)字影像、大地、土地覆蓋、地名等數(shù)據(jù)分庫建設(shè)，地理數(shù)據(jù)庫建設(shè)占首要建設(shè)地位。
其次，專題庫建設(shè)。按照不同部門需求，我國許多科研單位開展專題數(shù)據(jù)庫建設(shè)，主要包含土壤分類、旱澇災(zāi)害、重力、地形要素等專題數(shù)據(jù)庫，同時(shí)，按照實(shí)際需求，使用遙感影像技術(shù)，完成全國土地覆蓋數(shù)據(jù)庫建設(shè)。
第三，GIS數(shù)據(jù)庫探索。但對于專題數(shù)據(jù)庫、地理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建設(shè)問題，我國許多學(xué)者立足技術(shù)角度，進(jìn)行地理數(shù)據(jù)庫的開發(fā)、研究。如資源數(shù)據(jù)庫、地圖拓?fù)錂z索、自動阻止、關(guān)系模型的建立。在地圖數(shù)據(jù)庫中，自動建立了結(jié)構(gòu)化河網(wǎng)。同時(shí)，地學(xué)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，建立目標(biāo)數(shù)據(jù)模型，應(yīng)用于屬性數(shù)據(jù)庫中。構(gòu)建地籍?dāng)?shù)據(jù)庫模型，設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)了1：25萬的地圖數(shù)據(jù)庫。開展這些研究工作，通過技術(shù)研發(fā)，極大推進(jìn)數(shù)據(jù)庫建設(shè)。
二、GIS理論與方法發(fā)展
首先，采集地理空間數(shù)據(jù)。該方面主要包含，通過數(shù)字化儀器，實(shí)現(xiàn)地圖數(shù)字化，地面模型數(shù)字化，設(shè)計(jì)、使用采集系統(tǒng)、微機(jī)地形小地圖，建立交互式采集系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)視覺計(jì)算，建立專題圖讀取系統(tǒng)，建立用于野外測繪的電子平板系統(tǒng)。
其次，數(shù)據(jù)精度研究。該方面主要包含，分析地面模型的精度，討論取樣間距，通過GIS信息技術(shù)，完善遙感分類精度，分析第數(shù)據(jù)采集誤差來源，研究GIS的不確定性、誤差問題，誤差分析、質(zhì)量控制GIS數(shù)據(jù)，分析GIS的幾何數(shù)據(jù)誤差。
第三，構(gòu)建空間數(shù)據(jù)模型與結(jié)構(gòu)。該方面主要包含：利用機(jī)助制圖，構(gòu)建多變性地理要素，分析自然線性編碼，自動生成弧段多邊形，處理GIS數(shù)據(jù)組織，構(gòu)建GIS拓?fù)鋽?shù)學(xué)基礎(chǔ)，研究三維GIS的拓?fù)潢P(guān)系，建立全信息的對象關(guān)系數(shù)據(jù)模型。
第四，可視化與空間數(shù)據(jù)。繪制三維逼真圖形，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，繪制三維立體圖形，實(shí)現(xiàn)CAD系統(tǒng)與GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，通過GIS設(shè)計(jì)原則、實(shí)現(xiàn)方法，實(shí)現(xiàn)地學(xué)三維可視化，建立GIS應(yīng)用模型，實(shí)現(xiàn)GIS數(shù)據(jù)的超媒體信息表達(dá)、可視化查詢。
第五，空間分析模型。該方面主要包含：利用工有限元法，構(gòu)建數(shù)字地面模型，包含多元化疊置法，設(shè)計(jì)GIS空間模糊模型，使用鄰近性分析法，按照山歌數(shù)字高程模型，加強(qiáng)特征地貌的技術(shù)研究，使用GIS技術(shù)、遙感技術(shù)，定量評價(jià)、監(jiān)測農(nóng)田損失，針對海洋監(jiān)測，建立GIS評估模型。
第六，WebGIS與時(shí)態(tài)GIS。該方面主要包含：建立四維時(shí)間數(shù)據(jù)模型，構(gòu)建礦山信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的時(shí)空一體化，WebGIS的互操作、部件優(yōu)化結(jié)構(gòu)、體系結(jié)構(gòu)等實(shí)現(xiàn)。
第七，3S集成技術(shù)。3S主要包含RS、GPS、GIS技術(shù)，全站儀、RTK GIS、CEPSTAR等軟件技術(shù)的出現(xiàn)，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的測繪手段，逐漸轉(zhuǎn)向測繪技術(shù)數(shù)字化。測繪技術(shù)數(shù)字化是通過測繪儀器對實(shí)地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，然后傳輸至圖形編輯軟件進(jìn)行繪圖，實(shí)現(xiàn)自動化測圖的方法。目前，測繪技術(shù)數(shù)字化是我國各大城市建設(shè)的測繪發(fā)展方向，提供大比例尺的地籍圖、地形圖等數(shù)據(jù)信息，并有專項(xiàng)數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)資源共享。
三、我國地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用
首先，GIS在資源調(diào)查與評價(jià)、管理與監(jiān)測中的運(yùn)用。在20世紀(jì)80年代，我國開展三北防護(hù)林的環(huán)境動態(tài)、資源監(jiān)測的信息系統(tǒng)研究，海南國土資源、土地資源、國土資源等應(yīng)用研究，構(gòu)建微機(jī)土地資源評價(jià)系統(tǒng)與監(jiān)測預(yù)報(bào)系統(tǒng)。
其次，GIS在城市管理與規(guī)劃、市政工程中的應(yīng)用。在各種城市信息類型中，城市管線信息是重要、必要的組成部分，其具有信息量大、復(fù)雜、隱蔽、動態(tài)的特點(diǎn)。經(jīng)過20多年的發(fā)展，我國已陸續(xù)展開城市管線普查工作，廣州、成都、武漢、深圳、北京、上海等城市均構(gòu)建了城市管線綜合管理系統(tǒng)。這種綜合管理系統(tǒng)主要由獲取和輸入數(shù)據(jù)、管理和存儲信息、分析和查詢數(shù)據(jù)、輸出和表達(dá)結(jié)果四個部分構(gòu)成。其主要的功能主要有快速定位、數(shù)據(jù)管理、檢索查詢、數(shù)據(jù)輸出、生成三維立體圖形、生成橫縱斷面、量算、分析爆管、綜合統(tǒng)計(jì)、標(biāo)注等功能。另外，地理信息系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)分類管理、添加規(guī)劃管線和現(xiàn)狀管線，及時(shí)更新管線信息數(shù)據(jù)，確保管線信息的實(shí)時(shí)性，為管理部門提供了決策科學(xué)化、管理現(xiàn)代化、辦公自動化等條件，創(chuàng)造了全新的工作平臺和工作視角。
第三，空間決策與行政管理。建立國情地理信息系統(tǒng)與電子政務(wù)系統(tǒng)，開展城市人口、地理空間分析。
第四，災(zāi)害預(yù)測與評估。地理信息系統(tǒng)主要應(yīng)用于煤礦水災(zāi)預(yù)測，例如黃河中下游水災(zāi)情報(bào)評估系統(tǒng)，中國自然災(zāi)害、災(zāi)害區(qū)劃相信系統(tǒng)。利用地理系統(tǒng)與遙感技術(shù)，開展武漢城區(qū)的災(zāi)害防御研究、長白山火山災(zāi)害評估、冰湖突發(fā)洪水預(yù)警等決策系統(tǒng)研究。
第五，水利與水文。山地的地形較為陡峭，測繪人員在測繪時(shí)安全得不到保障。洼地的環(huán)境較為惡劣，攻擊性生物給測繪人員造成一定的安全危險(xiǎn)?，F(xiàn)代自動化測繪技術(shù)通過測繪儀器進(jìn)行衛(wèi)星測量，測繪人員不必進(jìn)入較危險(xiǎn)的地帶進(jìn)行測繪，只需通過操作儀器即可進(jìn)行測繪，提高了測繪的效率和人員的安全性。例如黃土高原山川河流、小流域、重點(diǎn)沙區(qū)等信息系統(tǒng)建設(shè)，數(shù)字長江、湖泊信息系統(tǒng)建設(shè)等。
四、結(jié)束語
綜上所述，中國地理信息系統(tǒng)經(jīng)過長期的發(fā)展，不斷探索與研究，已取得了可喜的成績，且被廣泛應(yīng)用于社會各個領(lǐng)域。未來，我們應(yīng)該進(jìn)一步探索與探究，使我國地理信息系統(tǒng)更加完善、科學(xué)，更好的為社會服務(wù)。
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關(guān)鍵詞：遙感技術(shù)；基礎(chǔ)測繪；應(yīng)用
中圖分類號：P237文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：
伴隨著當(dāng)代測繪儀器科學(xué)技術(shù)連同測量在現(xiàn)實(shí)工作中的相互結(jié)合，開拓了測量的生存領(lǐng)域及工作空間，為資源環(huán)境信息系統(tǒng)的建立提供基本性的材料；對地面和地下的空間、資源和環(huán)境信息實(shí)施采集、儲存、解決、展現(xiàn)和運(yùn)用；科學(xué)合理地開發(fā)資源、保護(hù)資源、為了力保環(huán)境和治理環(huán)境服務(wù)，為將來社會的進(jìn)步和可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行服務(wù)。
1 遙感技術(shù)的理念
遙感，實(shí)際就是說，從遙遠(yuǎn)處感知，泛指各種非接觸的、遠(yuǎn)距離的探測技術(shù)。也就是利用地面上空的飛機(jī)、飛船、衛(wèi)星等飛行物上的遙感器收集地面數(shù)據(jù)資料，同時(shí)從里面獲得有關(guān)信息，經(jīng)過有關(guān)記錄、傳送、分析和判讀來識別地物。遙感由空基系統(tǒng)、地基系統(tǒng)和研究技術(shù)支持系統(tǒng)組成。遙感技術(shù)是一門實(shí)用的，先進(jìn)的空間探測技術(shù)，在國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著越來越重要的作用。測繪工作，特別是基礎(chǔ)測繪是國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展不可缺少的一項(xiàng)基礎(chǔ)性、前期性和公益性工作。遙感技術(shù)應(yīng)用于基礎(chǔ)測繪，可以高速度、高質(zhì)量的測繪地圖。
2 遙感技術(shù)的特點(diǎn)
遙感技術(shù)具有獲取數(shù)據(jù)資料范圍大、獲取信息的速度快，周期短、獲取信息受條件限制少、獲取信息的手段多，信息量大等特點(diǎn)。航空遙感具有技術(shù)成熟、成像比例尺大、地面分辨率高、適于大面積地形測繪和小面積詳查以及不需要復(fù)雜的地面處理設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是飛行高度、續(xù)航能力、姿態(tài)控制、全天候作業(yè)能力以及大范圍的動態(tài)監(jiān)測能力較差。但作為一種探測和研究地球資源與環(huán)境的手段，仍是方興未艾、不可取代的。
3 航空攝影測量
現(xiàn)代社會飛速發(fā)展，地理要素不斷更新，原始的人工測繪方法顯然不能滿足社會需要，航空攝影就充分體現(xiàn)了快速、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，滿足了現(xiàn)代測繪的需求?，F(xiàn)在，航空攝影測量普遍應(yīng)用于基礎(chǔ)測繪。攝影測量的幾何處理任務(wù)是通過相片上像點(diǎn)的位置確定相應(yīng)地面點(diǎn)的空間位置，需要坐標(biāo)轉(zhuǎn)換確定地面點(diǎn)。
4 遙感技術(shù)用于基礎(chǔ)測繪的基本流程
4.1 航空攝影 航空攝影就是將航攝儀安裝在飛機(jī)上，按照一定的技術(shù)要求對地面進(jìn)行攝影的過程。測繪航空攝影是指獲取指定地區(qū)的航攝資料，用以測繪一定比例尺的地形圖、平面圖或正攝影像圖；識別地面目標(biāo)和設(shè)施，進(jìn)行資源調(diào)查等。航空攝影測量經(jīng)歷了模擬攝影測量、解析攝影測量、數(shù)字?jǐn)z影測量幾個階段。
4.2 立體測圖 以前航空攝影測量立體內(nèi)業(yè)測圖常用的是雙像解析攝影測量。目前，隨著科技的發(fā)展，全數(shù)字?jǐn)z影測量已廣泛應(yīng)用于航空攝影測量立體內(nèi)業(yè)測圖。數(shù)字?jǐn)z
影測量是基于攝影測量的基本原理，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，從影像(數(shù)字影像或數(shù)字化影像)以數(shù)字方式提取所攝對像的幾何與物理信息的攝影測量分支學(xué)科。包括計(jì)算機(jī)輔助測圖(常稱為數(shù)字測圖)與影像數(shù)字化圖。立體測圖的基本流程：
4.2.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備主要包括航空攝影測量成果和區(qū)域網(wǎng)外業(yè)像片控制點(diǎn)測量成果。
4.2.2 解析空中三角測量進(jìn)行加密、創(chuàng)建立體模型 解析空中三角測量就是用計(jì)算的方法，根據(jù)航攝像片上量測的像點(diǎn)坐標(biāo)和少量地面控制點(diǎn)坐標(biāo)，采用較嚴(yán)密的數(shù)學(xué)公式，根據(jù)最小二乘法原理用計(jì)算機(jī)解算待定點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程。方法有航帶法、獨(dú)立模型法、光束法。目的是為影像糾正、數(shù)字高程采集和航攝立體測圖提供定向成果。主要成果是像片定向點(diǎn)大地坐標(biāo)和像片的外方位元素。涉及資料準(zhǔn)備、內(nèi)業(yè)加密點(diǎn)的選點(diǎn)觀測、相對定向、解析空中三角測量平差計(jì)算、區(qū)域網(wǎng)接邊、質(zhì)量檢查和成果整理與提交等環(huán)節(jié)。
4.2.3 設(shè)置測區(qū)模型參數(shù) 測區(qū)參數(shù)包括測區(qū)目錄和文件以及一些基本參數(shù)。
4.2.4 立體相對的定向 立體相對的定向包括內(nèi)定向、相對定向和絕對定向。內(nèi)定向：系統(tǒng)自動對左、右影像進(jìn)行內(nèi)定向。目的是建立數(shù)字影像與所攝物體表面相應(yīng)的點(diǎn)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，從而提取數(shù)字影像中的信息。
相對定向：定向過程中不考慮相片的絕對坐標(biāo)及姿態(tài)，僅恢復(fù)攝影時(shí)兩張相片的相對位置和姿態(tài)，這樣建立的模型稱為相對定向模型。
絕對定向：在相對定向基礎(chǔ)上，再對相對定向模型進(jìn)行整體的平移、縮放、旋轉(zhuǎn)，達(dá)到絕對位置。引入外方位元素進(jìn)行模型定向 (用解析的方法處理立體相對)，恢復(fù)地面目標(biāo)的空間坐標(biāo)。目前常用的是用光束法雙像解析攝影測量來解求地面目標(biāo)的空間坐標(biāo)，此方法將待求點(diǎn)與已知外業(yè)控制點(diǎn)同時(shí)列出誤差方程式，統(tǒng)一進(jìn)行平差解析。
4.3 數(shù)字化編輯 對數(shù)字化測圖產(chǎn)品進(jìn)行外業(yè)核實(shí)工作、對新增地物進(jìn)行補(bǔ)測。航片是特定時(shí)期的航攝影像，不能體現(xiàn)近期變化的地理要素，這就需要人工進(jìn)行傳統(tǒng)的野外測量，并把野外測量結(jié)果添加到已完成的測圖成果。根據(jù)不同要求運(yùn)用相應(yīng)軟件進(jìn)行數(shù)字化編輯成圖。立體采集的只是各種地理要素的線化圖，采集完成后需根據(jù)不同要求進(jìn)行地理要素的整理、歸類、符號化等工作。檢查驗(yàn)收。數(shù)字化編輯的成果需進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，包括數(shù)據(jù)精確度及完整性等檢查。生產(chǎn)單位檢查驗(yàn)收后的成果需專門的質(zhì)檢機(jī)構(gòu)進(jìn)行詳查或抽查才能獲得最終的測量成果。
4.4 數(shù)據(jù)整理、入庫
5 應(yīng)用前景
航空遙感技術(shù)在環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)發(fā)展和煤礦測量中有廣泛的應(yīng)用。尤其在環(huán)境保護(hù)方面，因?yàn)榧訌?qiáng)環(huán)境保護(hù)工作，是新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和新生活質(zhì)量觀的必然要求[1]，對于發(fā)展中國家具有特殊的意義。測繪工作是經(jīng)濟(jì)建設(shè)的一項(xiàng)公益性、基礎(chǔ)性、先行性的工作，是其它部門的工作不能代替的。許多規(guī)劃工作都要用到測繪成果，沒有測繪部門的先行性工作作為基礎(chǔ)，許多工作要走彎路，甚至干不了。
目前，測繪科技日新月異，各種專業(yè)的地理信息系統(tǒng)( 包括環(huán)境地理信息系統(tǒng)) 相繼建立，傳統(tǒng)的測繪產(chǎn)業(yè)正在向現(xiàn)代地理信息產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變。這為環(huán)境保護(hù)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)和充足的信息資源儲備?？傊?，現(xiàn)代測繪通過信息技術(shù)和自動化生產(chǎn)數(shù)字地理信息，測繪工作的服務(wù)領(lǐng)域大大拓寬，不僅為各種工程建設(shè)提供保障，而且可以利用豐富的地理信息資源促進(jìn)環(huán)境保護(hù)工作的發(fā)展，為社會的可持續(xù)發(fā)展作出巨大的貢獻(xiàn)。因此，隨著遙感技術(shù)[2]的不斷發(fā)展，測繪行業(yè)必將得到迅速的發(fā)展。
6 結(jié)束語
伴隨著整個人類生活環(huán)境的改變和國際之間競爭的更加激烈，對于自然資源和太空資源的開創(chuàng)及搶奪變成關(guān)乎人類進(jìn)步的關(guān)鍵性因素。遙感而正是為了與目前這種狀況的急切需求應(yīng)運(yùn)而生的一門綜合性的運(yùn)用科技，是以航空攝影技術(shù)為基本，在二十一世紀(jì)六十年代初期發(fā)展開來的一門新興學(xué)科。遙感技術(shù)能完全、立體、迅速地探出地上和地下資源的實(shí)際分布狀況，它的工作效率是非常該的，是之前所有科學(xué)技術(shù)都無法媲美的。測繪工作尤其是基本測繪直接關(guān)乎著整個國家的經(jīng)濟(jì)和社會的全面進(jìn)步，是不能缺少的關(guān)鍵性組成部分，是經(jīng)濟(jì)社會能夠獲得可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵性保障的客觀條件。遙感技術(shù)運(yùn)用在基礎(chǔ)測繪，能夠迅速的制定出高質(zhì)量地圖，滿足當(dāng)前社會中的多方面需要。
我們國家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，國家建設(shè)獲得迅速的提升，各種地理因素也在持續(xù)改變更新，航空攝影測量運(yùn)用在基礎(chǔ)測繪展現(xiàn)出了迅速、精準(zhǔn)、節(jié)省時(shí)間、省力的特征，完全與當(dāng)下社會發(fā)展的總趨勢相吻合。
伴隨著科學(xué)技術(shù)的逐漸進(jìn)步遙感技術(shù)在測繪中所發(fā)揮到的影響力將會越來越大，將更好的為我們所服務(wù)。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：礦山；礦山測量；任務(wù)；特點(diǎn)
Abstract: The mining enterprises occupied in underground mining should conduct strict connection survey above and below ground, establish the unified space control systems in mining area, so as to ensure the integrity and unity of systems of above and below ground, plane and the elevation, and correctly guide the underground mining work. In this paper, the basic tasks and characteristics of surveying are analyzed.
Key words: mine; mine surveying; tasks; characteristics
中圖分類號：U448.36文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
礦山生產(chǎn)測量是礦山企業(yè)的基礎(chǔ)工作，是確保生產(chǎn)正常進(jìn)行、監(jiān)督資源合理工發(fā)不可缺少的一項(xiàng)技術(shù)工作。各礦山測量部門必須認(rèn)真做好這項(xiàng)工作。礦山生產(chǎn)測量的主要任務(wù)，是在井下和露天建立精確的測量控制系統(tǒng)，按設(shè)計(jì)要求正確標(biāo)定各種工程的幾何關(guān)系，及時(shí)準(zhǔn)確地測繪各種礦圖，觀測與研究由于采礦引起的地表巖層移動的基本規(guī)律，以及負(fù)責(zé)礦石開采時(shí)的貧化、損失計(jì)算工作等。
一、礦山測量工作的基本特點(diǎn)
礦山測量作為礦井開發(fā)和生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)有以下幾個方面的基本特點(diǎn)：礦山測量的結(jié)構(gòu)通常會受到環(huán)境因素、測量方法、儀器、測量人員等多方面因素的影響；礦山測量是一項(xiàng)需要集體共同進(jìn)行的工作，需要內(nèi)外業(yè)共同參與以及多人反復(fù)循環(huán)；礦山測量工作具有點(diǎn)多面廣的特點(diǎn)，會對礦井范圍內(nèi)的電網(wǎng)、橋梁、公路、鐵路、河流、村莊等所有物體造成直接的影響，且會涉及井下的工作面和巷道等；礦山測量工作通常具有極強(qiáng)的連貫性，整個礦山在測量時(shí)被看做一個由遠(yuǎn)及近、從上到下的系統(tǒng)；礦山測量工作需要進(jìn)行的極為細(xì)致認(rèn)真，不能出現(xiàn)任何細(xì)微的差錯；礦山測量的工作由于存在儀器攜帶不便、工具笨重、工作環(huán)境惡劣等特點(diǎn)，因而工作環(huán)境極為艱苦；礦山測量工作的主要作用在于為礦山設(shè)計(jì)把關(guān)，因而需要極為細(xì)致準(zhǔn)確，不能忽略或放過任何的錯誤，這會給礦山生產(chǎn)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。
二、礦山測量工作的基本任務(wù)
礦山測量工作貫穿于報(bào)廢、生產(chǎn)、建設(shè)、設(shè)計(jì)和勘探的全過程之中，同時(shí)，根據(jù)每道工序具體情況的不同，礦山測量的具體任務(wù)也有所區(qū)別，主要包括以下幾個方面：設(shè)計(jì)部門在得到基礎(chǔ)圖紙資料后，要根據(jù)圖紙和文件的相關(guān)要求，對礦山進(jìn)行機(jī)電安裝、管線埋設(shè)、土建工程施工和采掘等方面的測量工作，同時(shí)，要在煤礦生產(chǎn)和基本建設(shè)過程的各個階段上，對開發(fā)工作是否符合圖紙要求進(jìn)行監(jiān)督和檢查；在礦山生產(chǎn)中對礦山資源開發(fā)合理性進(jìn)行實(shí)地監(jiān)督;提高各項(xiàng)礦山測量資料的利用效率，全面了解并充分發(fā)揮礦山開發(fā)工程的基本特點(diǎn)，及時(shí)發(fā)放貫通通知單和安全聯(lián)系單等資料，從而為礦山的安全施工提供充分的保障；同時(shí)，要及時(shí)發(fā)現(xiàn)礦山改造、建設(shè)和生產(chǎn)過程中遇到的各項(xiàng)測量問題，并加以合理解決，從而有效降低礦山安全事故的發(fā)生幾率，并為礦山安全事故的救護(hù)與預(yù)防提供準(zhǔn)確的測量資料;設(shè)置建筑物、巖層以及地表變形監(jiān)測點(diǎn)，開展礦山環(huán)境保護(hù)、非采礦與采礦沉陷綜合治理、礦山巖層和地表移動特點(diǎn)檢測等綜合保護(hù)工作;按照礦山巖層和地表移動變形系數(shù)，對各類煤柱進(jìn)行修改和設(shè)計(jì)，開展建筑物下、水柱下和鐵路下煤礦勘探和設(shè)計(jì)工作，通過移動變形參數(shù)，對地表沉陷問題的發(fā)生范圍和時(shí)間進(jìn)行及時(shí)的預(yù)報(bào)，從而避免人身安全事故和建筑物破壞事故的發(fā)生，保證礦山的安全和諧。
三、我國礦山測量存在的問題
1、圖紙審核存在的問題
圖紙是整個礦山設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程實(shí)施的重要基礎(chǔ)，因而不能存在任何的失誤和偏差，然而，由于受到各種主客觀因素的影響，礦山設(shè)計(jì)圖紙?jiān)趯徍诉^程中通常會出現(xiàn)種種問題。圖紙審核過程中常見的問題主要包括：第一，如果遺漏施工巷道所在路線上的重要井巷，都會引發(fā)嚴(yán)重的安全問題；第二，圖紙中某些巷道在標(biāo)注距離時(shí)，使用的比例不相同，有些在巷道中心線上，有些在皮帶的中心，還有些在軌道中心，這一問題將會導(dǎo)致圖紙中數(shù)據(jù)位置的不一致；第三，巷道的坡度和高程設(shè)計(jì)存在失誤；第四，貫穿巷道的長度尺寸標(biāo)記存在失誤；第五，已有坐標(biāo)點(diǎn)存在高程、方位角和坐標(biāo)的錯誤。
2、井下測量常見的問題
主要有 ：工具攜帶不全。有些礦山測量人員可能存在依賴心理或下井前的準(zhǔn)備工作不充分等，會導(dǎo)致下井測量攜帶工具不全的問題，如起始資料、筆記本、垂球、小鋼尺和筆等，且這一問題通常只是在到達(dá)測量點(diǎn)以后才會發(fā)現(xiàn)，這一現(xiàn)象雖然是小問題，但這種情況的發(fā)生會給測量帶來不利影響，如影響測量進(jìn)度、費(fèi)時(shí)費(fèi)工、影響測量準(zhǔn)確度等，甚至?xí)?dǎo)致整個測量工作的失敗；其此是起算數(shù)據(jù)的錯誤。這一測量錯誤將會產(chǎn)生較多的不良影響，為有效防止該問題的發(fā)生，礦山測量單位應(yīng)該建立兩支獨(dú)立的查閱和抄錄起算數(shù)據(jù)隊(duì)伍，并將兩份數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，避免相同點(diǎn)號的使用。如果出現(xiàn)測點(diǎn)丟失的問題，補(bǔ)設(shè)的新導(dǎo)線點(diǎn)所使用的編號不能與原編號一致，在重新測量開始前，要檢查原有測量點(diǎn)的距離和角度，在確保沒有任何失誤后，才能夠繼續(xù)進(jìn)行新的測量并向前延伸；再次就是原始數(shù)據(jù)的記錄錯誤，由于操作不符合規(guī)定所導(dǎo)致的記錄內(nèi)容不全問題，包括測量的邊長、覘標(biāo)高、儀器高、草圖、儀器設(shè)備種類、日期和測量地點(diǎn)等事項(xiàng)，從而影響事后的計(jì)算工作，因此，在進(jìn)行礦山測量時(shí)，必須進(jìn)行細(xì)致全面的記錄；記錄格式不符合有關(guān)規(guī)定，或者是記錄的格式已經(jīng)發(fā)生改變，但記錄時(shí)仍在執(zhí)行原有格式，這一問題通常會發(fā)生在數(shù)據(jù)的整理過程中；數(shù)據(jù)整理過程中常見的錯誤，如檢驗(yàn)上下半測回互差時(shí)，只關(guān)注秒值而忽視了度值和分值；還有就是導(dǎo)線測量錯誤。沒有根據(jù)規(guī)定檢查邊長和角度而直接開始測量，這時(shí)若點(diǎn)有位移而或用錯導(dǎo)線點(diǎn)，卻仍以原坐標(biāo)和方位來計(jì)算，所得結(jié)果就會出現(xiàn)較大偏差。為避免出現(xiàn)記反、覘標(biāo)高量錯和儀器高錯量問題，可分別進(jìn)行前后兩次測量，并保證覘標(biāo)高和儀器高的測量位置相同。
四、礦山測量問題發(fā)生的原因
基于礦山測量工作的基本特點(diǎn)，可以發(fā)現(xiàn)，造成礦山測量問題的原因主要包括以下幾個方面：第一，礦山測量的結(jié)果容易受到頂板壓力和人為因素等的影響，從出現(xiàn)點(diǎn)位的變化，或是由正確變?yōu)殄e誤，這一問題通常較難發(fā)現(xiàn)，因而容易影響礦山測量的準(zhǔn)確性；第二，由于礦山測量過程參與人數(shù)眾多，因此，一旦某一工作人員出現(xiàn)任何的錯誤，就會導(dǎo)致整個測量結(jié)果的偏差；第三，礦山測量資料具有較高的連貫性特點(diǎn)，因而，測量過程中一點(diǎn)資料的錯誤就會影響資料整體的準(zhǔn)確程度；第四，礦山測量人員有可能在思想疏忽或其他錯誤思想的影響下，出現(xiàn)不正規(guī)操作或是錯誤操作現(xiàn)象，從而造成測量失誤；第五，如果設(shè)計(jì)圖紙出現(xiàn)錯誤，或是未對各項(xiàng)數(shù)據(jù)資料和設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行嚴(yán)格檢查，也可能會造成礦山測量結(jié)果的錯誤；第六，由于礦山測量工作的管理難度較大，管理涉及的工作范圍較廣，因而測量工作易出現(xiàn)失誤，從而影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和客觀性。
參考文獻(xiàn)：
[1] 孟凡森.開灤百年礦山測量[A].第六屆全國礦山測量學(xué)術(shù)討論會論文集[C].2002年
關(guān)鍵詞：陀螺方位；坐標(biāo)方位；導(dǎo)線平差；支導(dǎo)線；附和導(dǎo)線
中圖分類號：X752 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
1、引言
大紅山銅礦位于云南省玉溪市新平彝族傣族自治縣戛灑鎮(zhèn)，地理位置為東經(jīng)101°39′，北緯24°06′，靠哀牢山脈東側(cè)戛灑江東岸，屬侵蝕剝蝕山地地形，地勢陡峻。測區(qū)屬于山地、高山地區(qū)，平均海潑1200多米。
隨著大紅山銅礦采礦工業(yè)的日益發(fā)展、老礦井的改建和擴(kuò)建、開采深度和開采范圍的擴(kuò)大等對礦山測量作業(yè)效率和精度提出新的要求。大紅山銅礦引進(jìn)HGG05積分式全自動陀螺全站儀，它是一種將陀螺儀和全站儀結(jié)合成一體的、全天候的不依賴其他條件能夠測定真北方位的物理定向儀器，可以在井下任何巷道定向，定向精度不受井深影響。采用陀螺全站儀定向，一方面解決了地下導(dǎo)線的起始方位角精度問題，另一方面還可以在井下導(dǎo)線中加測一定數(shù)量的陀螺方位角，限制誤差積累，提高井下控制網(wǎng)的精度和可靠性。特別為大型貫通工程正確延伸和精密貫通提供保證。
2、陀螺定向中坐標(biāo)方位角的計(jì)算
應(yīng)用HGG05陀螺全站儀進(jìn)行定向，首先需要測定儀器常數(shù)，根據(jù)陀螺定向原理，應(yīng)用公式：
即：地理北=陀螺北+，求算陀螺定向邊的地理北方位角。一般地面精密導(dǎo)線、三角網(wǎng)或GPS網(wǎng)已知的是坐標(biāo)表方位角，井下定向邊使用的也是坐標(biāo)方位角，而不是地理方位角。因此還需要求算子午線收斂角。由真北方位角與坐標(biāo)方位角的換算公式：
最后得到陀螺定向邊的坐標(biāo)方位角計(jì)算公式為：
3、陀螺方位應(yīng)用在井下導(dǎo)線平差中的可行性分析
井下巷道在空間上是分區(qū)分階段延伸的，在時(shí)間上一個礦井服務(wù)年限將延續(xù)幾十年甚至到上百年。因此在井下一次全面建立控制網(wǎng)是不可能的。一般為了提高不斷發(fā)展中的導(dǎo)線精度，應(yīng)隨時(shí)加測陀螺邊并及時(shí)時(shí)進(jìn)行平差處理。如果沒加測一條陀螺邊就進(jìn)行一次整體平差處理，導(dǎo)線的成果就要不斷改動，從而帶來一系列控制精神問題。為了解決這個矛盾，我們提出如下簡易平差方法：即加測的陀螺邊視為堅(jiān)強(qiáng)邊，將相鄰兩陀螺邊之間的導(dǎo)線強(qiáng)制附合在陀螺邊上，形成方向附合導(dǎo)線。方向附合導(dǎo)線只有一端有已知坐標(biāo)點(diǎn)，先進(jìn)行角度閉合差的分配，然后以水平角平差值和實(shí)測邊長直接計(jì)算導(dǎo)線邊的坐標(biāo)增量，進(jìn)而得到導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)值。
3.1 支導(dǎo)線與陀螺方位附合導(dǎo)線點(diǎn)位精度分析
井下支導(dǎo)線由于起始點(diǎn)坐標(biāo)和起始方位的誤差影響，以及測角和量邊的誤差積累，必然會使導(dǎo)線點(diǎn)的位置產(chǎn)生誤差。由測角量邊誤差所引起的支導(dǎo)線終點(diǎn)K在X軸和Y軸方向上的位置誤差如下：
終點(diǎn)K點(diǎn)的點(diǎn)位誤差為：
若考慮支導(dǎo)線起始點(diǎn)的坐標(biāo)誤差Mx1和My1，及起始方位角0及其中誤差m0的影響時(shí)，起始邊方位角誤差和起算點(diǎn)坐標(biāo)誤差對終點(diǎn)位置的共同影響為：
顧及支導(dǎo)線的起始坐標(biāo)誤差，起始方位角誤差及測角量邊誤差，支導(dǎo)線在X軸和Y軸方向上的誤差為：
支導(dǎo)線終點(diǎn)K的總點(diǎn)位誤差為：
根據(jù)式1～式5，可以對支導(dǎo)線終點(diǎn)點(diǎn)位誤差總結(jié)如下：
（1）起始點(diǎn)點(diǎn)位誤差對導(dǎo)線終點(diǎn)點(diǎn)位誤差的影響，與導(dǎo)線的長度和形狀無關(guān)，且保持為常量。
（2）起始邊方位角誤差對導(dǎo)線終點(diǎn)點(diǎn)位誤差的影響，與導(dǎo)線的形狀有關(guān)，當(dāng)起始邊方位角誤差一定時(shí)，對直伸型導(dǎo)線影響最大，曲折型導(dǎo)線次之，閉合導(dǎo)線則不受影響。
（3）測角誤差對導(dǎo)線終點(diǎn)點(diǎn)位誤差的影響隨測角誤差的增大和測站數(shù)目的增多而增大，當(dāng)幾條導(dǎo)線的測角精度相同、測站數(shù)和總長度相近時(shí)，其影響取決于導(dǎo)線的形狀，對直伸型導(dǎo)線影響最大，曲折型導(dǎo)線次之，閉合導(dǎo)線最小。
（4）量邊偶然誤差的影響與量邊偶然誤差系數(shù)以及導(dǎo)線的總長度有關(guān)，與導(dǎo)線形狀無關(guān)。
（5）量邊系統(tǒng)誤差的影響與量邊系統(tǒng)誤差影響系數(shù)以及導(dǎo)線的形狀有關(guān)，當(dāng)系統(tǒng)誤差系數(shù)一定時(shí)，對直伸型導(dǎo)線影響最大，曲折型導(dǎo)線次之，閉合導(dǎo)線不受影響。
以上內(nèi)容中分析了支導(dǎo)線終點(diǎn)K的點(diǎn)位誤差，當(dāng)需要估算支導(dǎo)線任意點(diǎn)C的點(diǎn)位誤差時(shí)，只要將該點(diǎn)當(dāng)作支導(dǎo)線終點(diǎn)，再用以上的相應(yīng)公式估算其點(diǎn)位誤差即可。
根據(jù)坐標(biāo)方位角的推算公式，支導(dǎo)線任意邊i的坐標(biāo)方位角可以表達(dá)為：
因此，該方位角的誤差為：
當(dāng)測角精度相同時(shí)，有：
若不考慮起始邊的坐標(biāo)方位角誤差，則：
方向附合導(dǎo)線經(jīng)角度平差后，導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)是水平角平差值和實(shí)測邊長的函數(shù)。按條件平差求平差值函數(shù)的中誤差的方法，在不考慮起算數(shù)據(jù)差的影響時(shí)，方向附合導(dǎo)線終點(diǎn)K的點(diǎn)位誤差推算公式為：
為了簡化計(jì)算，將坐標(biāo)原點(diǎn)移到導(dǎo)線各點(diǎn)的平均坐標(biāo)點(diǎn)，即重心上，可得導(dǎo)線終點(diǎn)的誤差在重心坐標(biāo)系統(tǒng)中的計(jì)算公式為：
分析公式8和公式9可知：方向附合導(dǎo)線量邊誤差與支導(dǎo)線相同，而測角誤差的影響比在支導(dǎo)線中的影響要小，因?yàn)閇R2oi]比[R2i]小。因此，方向附合導(dǎo)線與支導(dǎo)線相比較，導(dǎo)線的點(diǎn)位精度有了提高?！睹旱V測量規(guī)程》中第77條規(guī)定：在布設(shè)井下基本控制導(dǎo)線時(shí)，一般每隔1.5km ～ 2.0km應(yīng)加測陀螺定向邊。7”和15”級基本控制導(dǎo)線陀螺全站儀定向的精度不得低于10”和15”。在已建立的井下控制網(wǎng)的礦井，應(yīng)當(dāng)用加測陀螺定向邊的方法改建井下平面控制網(wǎng)，在大型巷道貫通工程中，應(yīng)當(dāng)用加測陀螺定向邊的方法保證巷道的準(zhǔn)確延伸和精確貫通。
方向附合導(dǎo)線經(jīng)角度平差后，任意邊i的坐標(biāo)方位角按下式計(jì)算：
因?yàn)槿我膺叺淖鴺?biāo)方位角是角度平差值的函數(shù)，故按求平差值函數(shù)的權(quán)倒數(shù)的公式，可導(dǎo)出平差后任意邊坐標(biāo)方位角中誤差Mi的計(jì)算公式為：
方向附合導(dǎo)線中，經(jīng)角度平差后，坐標(biāo)方位角誤差最大的邊位于導(dǎo)線中央，將i=(n+1)/2帶入公式10，可得：
從上面分析可以看出，在支導(dǎo)線的終邊加測一條陀螺方位角作為方向控制，則其方位角精度可以大大提高。
3.2 實(shí)測數(shù)據(jù)及成果分析
根據(jù)大紅山銅礦生產(chǎn)實(shí)際，結(jié)合井下導(dǎo)線網(wǎng)的情況，選擇在“600中段米底莫Ⅱ、Ⅲ采準(zhǔn)干線至地表”的導(dǎo)線邊WJ1-WJ2和“米底莫680Ⅵ段充填巷至米底莫B80-96線地質(zhì)探礦工程”導(dǎo)線邊IX4-IX5，進(jìn)行井下陀螺方位角測定。相關(guān)的測試數(shù)據(jù)及結(jié)果如表1和表2所示。
表1 井下陀螺方位角測量計(jì)算表之一
表2 井下陀螺方位角測量計(jì)算表之二
為了減少井下作業(yè)時(shí)間，盡可能少對日常生產(chǎn)的影響，選擇其中的兩條陀螺導(dǎo)線邊，加以對比分析，具體的觀測數(shù)及相關(guān)計(jì)算如表3和表4所示。
表3 井下陀螺方位角測量計(jì)算表之三
表4 井下陀螺方位角測量計(jì)算表之四
已經(jīng)在地面穩(wěn)定的兩條堅(jiān)強(qiáng)導(dǎo)線邊上，通過6組12次觀測，測定了HGG05陀螺全站儀的儀器常數(shù)=-143035，其精度為6。用陀螺全站儀測定井下導(dǎo)線邊坐標(biāo)方位角相對于地面堅(jiān)強(qiáng)邊的中誤差，即井下陀螺定向中誤差，陀螺定向方位角及附合導(dǎo)線邊差值，如下表5所示：
表5井下陀螺定向邊方位及精度統(tǒng)計(jì)表
由上表2013年8月19日兩組井下陀螺定向平均值精度計(jì)算井下陀螺定向綜合一次定向中誤差為：。由儀器及儀器常數(shù)穩(wěn)定性分析報(bào)告知，地面陀螺全站儀綜合一次定向中誤差為： ，地面陀螺綜合定向平均值中誤差為：。由此可以認(rèn)為，井下陀螺綜合定向與井下陀螺綜合定向平均值精度相當(dāng)。此結(jié)果說明，用相同的儀器，以相同方法觀測時(shí)，地面一次測定中誤差與井下一次測定中誤差基本相同，從而進(jìn)一步說明測量結(jié)果的合理性。由兩組井下陀螺定向求得坐標(biāo)方位精度計(jì)算井下綜合坐標(biāo)方位角定向中誤差為：。從表五可以看出，此次井下陀螺全站儀測定的導(dǎo)線邊WJ1-WJ2的坐標(biāo)方位角與附合導(dǎo)線平差計(jì)算得到的坐標(biāo)方位角差值為：10，其差值很小。2012年1月，井下陀螺全站儀測定的導(dǎo)線邊T704--T70A和X7--X8坐標(biāo)方位角與附合導(dǎo)線平差計(jì)算得到的坐標(biāo)方位角差值分別為：36和24。通過以上分析比較，也從另一方面充分說明了陀螺定向的準(zhǔn)確性和可靠性。
4、結(jié)論
通過本文的研究與分析，可以看出將陀螺測量的坐標(biāo)方位應(yīng)用到導(dǎo)線平差的過程中，能提高導(dǎo)線方位精度及平面精度，具有較高的可靠性及可實(shí)施性。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：水土保持 遙感監(jiān)測 環(huán)境因子 指標(biāo)
中圖分類號：P2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（b）-0176-02
水土保持監(jiān)測指標(biāo)選擇的出發(fā)點(diǎn)和最終歸宿均為水土保持監(jiān)測的內(nèi)容。如前所述，水土保持監(jiān)測主要包括兩部分內(nèi)容，即土壤侵蝕監(jiān)測和水土保持治理監(jiān)測。土壤侵蝕監(jiān)測核心內(nèi)容即監(jiān)測土壤侵蝕類型、范圍、程度、強(qiáng)度等信息，水土保持治理監(jiān)測則監(jiān)測水土保持治理措施內(nèi)容及治理措施對于減緩、抑制流失的發(fā)展所起的作用，即水土保持成效監(jiān)測，如治理前后土壤侵蝕動態(tài)變化、環(huán)境因子、社會經(jīng)濟(jì)因子等的變化，通過定量指標(biāo)來監(jiān)測這些變化。兩者相輔相成，其中土壤侵蝕監(jiān)測的動態(tài)變化為后者水土保持監(jiān)測提供了侵蝕變化的信息，兩部分內(nèi)容的監(jiān)測又都體現(xiàn)在對于一系列地表環(huán)境要素、氣候要素和人為活動因子的監(jiān)測，所以在實(shí)際監(jiān)測過程中水土流失現(xiàn)狀的監(jiān)測與水土流失治理的監(jiān)測是密不可分的，可以用同一指標(biāo)體系。
水土保持監(jiān)測從影響土壤侵蝕、反映水土保持成效的自然環(huán)境因子、人類影響因子（如土地利用、開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目等）、土壤侵蝕狀況、治理措施監(jiān)測和治理成效等五個方面建立其指標(biāo)體系。
環(huán)境因素是直接影響區(qū)域土壤侵蝕的驅(qū)動因子或抑制因子，也是水土保持治理成效的客觀反映，是水土保持監(jiān)測首要考慮的指標(biāo)因子。這其中包括自然環(huán)境因子和社會經(jīng)濟(jì)環(huán)境因子。
自然環(huán)境因素是土壤侵蝕發(fā)生、發(fā)展的潛在條件，由其引起的地表侵蝕過程為自然侵蝕（地質(zhì)侵蝕），是地質(zhì)歷史時(shí)期地貌自然演化的過程。自從人類在地球上出現(xiàn)以來，就不斷以各種活動對自然界施加影響，正常侵蝕的自然過程受到人為活動的干擾和越來越劇烈的影響，使土壤侵蝕現(xiàn)象由自然侵蝕狀態(tài)轉(zhuǎn)化為加速侵蝕狀態(tài)。人類活動可以通過改變某些自然因素來改變侵蝕力與抗蝕力的大小對比關(guān)系，使得土壤侵蝕加劇或者達(dá)到水土保持兩種截然不同的結(jié)果。
氣候、地形、土壤、地質(zhì)和植被等是影響土壤侵蝕的主要自然因素和水土保持成效的客觀表現(xiàn)，而土地利用則代表了人類作用于地表的結(jié)果，同時(shí)表現(xiàn)為水土保持治理的積極因素和加劇土壤侵蝕的消極因素兩個方面。而選擇上述環(huán)境因子建立水土保持監(jiān)測指標(biāo)，需要考慮其時(shí)空尺度表達(dá)，不同時(shí)間與空間分辨率決定了地質(zhì)地貌演化、氣候變化、植被與土壤形成與演化等自然過程的信息描述，也決定了各因素的空間分布格局、人口數(shù)量變化與分布、土地利用、工程建設(shè)等人類活動過程、形式、范圍和強(qiáng)度等評價(jià)的精度與可信度。因此環(huán)境因子指標(biāo)的選取和研究尺度均圍繞上述內(nèi)容展開。
1 植被因子
作為地理環(huán)境重要組成部分的植被，與一定的氣候、地貌、土壤條件相適應(yīng)，受多種因素控制，對地理環(huán)境的依賴性最大，對其它因素的變化反映也最敏感。利用遙感所獲得的植被信息來分析影像上并非直接記錄的、隱含在植被冠層以下的其它信息，如水土流失、區(qū)域環(huán)境演變遺留的痕跡等是選擇植被的主要原因。而對于小流域水土保持措施，無論是生物措施還是農(nóng)業(yè)措施，其直接治理成效均表現(xiàn)于植被變化上。而植被是土壤侵蝕的抑制因子，也是最為關(guān)鍵的水土保持可控制因子。在進(jìn)行植被指標(biāo)選擇之前，首先需要明確植被的水土保持功能及其機(jī)理，從而在此基礎(chǔ)上能夠選擇反映植被類型及其結(jié)構(gòu)的適當(dāng)?shù)倪b感量化指標(biāo)。
關(guān)于不同類型及結(jié)構(gòu)的植被水土保持功能對比分析方面，相關(guān)學(xué)者進(jìn)行了大量的研究。主要是基于徑流小區(qū)、小流域?qū)嵉赜^測數(shù)據(jù)，來研究不同植被類型及其結(jié)構(gòu)的減水減沙效益，如陳廉潔（1991）根據(jù)三年的徑流小區(qū)實(shí)測資料研究了烏江中下游余慶等三縣人工林的水土保持功能，結(jié)果表明兩層結(jié)構(gòu)（如喬—— 草和灌—— 草型）的水土保持效益優(yōu)于單層喬木型，喬灌草三層結(jié)構(gòu)的水土保持效益最好。黃承標(biāo)等（1991）以桂西北山區(qū)的龍勝、田林等四縣的人工林為研究對象，從1982年到1989年，觀測對比了不同植被種群的地表徑流，結(jié)果是針葉林>闊葉林或針闊混交林，分析原因是植被對地表徑流的影響是由植被的樹冠群體或植物群體、枯枝落葉層和土壤層的綜合效能決定的。這種綜合效能呈現(xiàn)出闊葉林或針闊混交林>針葉林的規(guī)律。
根據(jù)觀測數(shù)據(jù)研究植被類型及結(jié)構(gòu)的減水減沙效益，形成植被的水土保持功能的基本認(rèn)識基礎(chǔ)上，隨著植被水土保持功能研究的深入，開始深入到植被內(nèi)部各個垂直層次來揭示植被水土保持功能的內(nèi)在機(jī)理。主要體現(xiàn)于喬、灌、草和枯枝落葉層等垂直結(jié)構(gòu)上。研究表明，喬木層對土壤侵蝕的影響主要表現(xiàn)在冠層對雨滴的攔截而降低雨滴的動能，從而抑制了濺蝕。余新曉（1988）認(rèn)為喬木層對降雨動能的削弱有兩部分組成：一是林冠截留作用削減降雨動能；二是林冠緩沖作用減弱降雨侵蝕能量。灌木層和草本層與喬木層一樣對降雨有截留作用?？葜β淙~層的截留量與其自身的蓄積量、分解程度和持水能力有關(guān)。枯枝落葉層削減的降雨動能也可以分為截留作用減弱的降雨動能和透過枯枝落葉層所削弱的降雨動能。前者為大氣降雨總動能的5.6% ～13.0%，平均為9.1%，后者可將透過喬木層、灌木草本層的降雨動能全部削減（韋紅波，2001）。除此之外，枯枝落葉層降低坡面徑流速度，降低了沖刷能量，同時(shí)由于降低了徑流速度，從而增加了在坡面上滯留時(shí)間，增加了下滲時(shí)間；更為重要的是，表層凋落物和腐殖質(zhì)的積累，使得土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體的形成和土壤孔隙度等土壤理化特性得到改善，增加土壤的下滲率。
2 地形地貌因子
地形主要包括坡度、坡長、坡形和所在部位。一般而言，在降雨、土壤和土地利用基本一致時(shí)，地形越復(fù)雜水上流失越嚴(yán)重。前人試驗(yàn)資料表明，同樣都是耕地，由于坡度和所在部位不同，在同樣降雨、耕種條件下水土流失差異很大（倪晉仁，2002）。
（1）DEM。
數(shù)字高程模型（DEM）是表征區(qū)域地形地貌的參數(shù)指標(biāo)，同時(shí)它也是生成與土壤侵蝕密切相關(guān)的其它地形參數(shù)的重要數(shù)據(jù)源。
（2）坡度。
坡度與土壤侵蝕方式關(guān)系密切，坡度指標(biāo)不僅是影響土壤侵蝕的主要地形因子，而且坡度大小也是決定面蝕或溝蝕為主導(dǎo)的關(guān)鍵因子。一般在坡度很緩時(shí)主要以面蝕為主，而隨著坡度增加，則發(fā)生細(xì)溝、淺溝侵蝕，當(dāng)坡度增大到一定程度時(shí)，則以切溝、沖溝為主。倪晉仁等（2002）通過研究黃土坡面細(xì)溝發(fā)育特征，表明面蝕在整個侵蝕過程中的貢獻(xiàn)隨坡面坡度的增大而迅速減?。辉诰徠缕旅嫔厦嫖g作用遠(yuǎn)較溝蝕作用為大，但在陡坡坡面上則明顯較溝蝕作用為小。
（3）溝壑密度。
在不考慮重力侵蝕的情況下，坡面的總侵蝕量為面蝕量和溝蝕量總和。面蝕主要發(fā)生在植被較差、有一定坡度和沒有防護(hù)措施的坡耕地或荒坡上。隨著坡長增加，地表徑流逐漸匯集成股流，沖刷力增大，在細(xì)溝侵蝕基礎(chǔ)上，逐漸發(fā)展為切溝、沖溝、支溝、干溝直至成為河流，形成蛛絲密布的徑流網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成千溝萬壑的地貌景觀。溝蝕的主要形式為溝頭前進(jìn)、溝床下切和溝壁擴(kuò)張。
將面蝕和溝蝕分離之后，就可以對面蝕和溝蝕過程進(jìn)行獨(dú)立的研究，并對不同的侵蝕過程采用相應(yīng)的防治措施。植被覆蓋度、土地利用、土壤質(zhì)地和坡度等是影響面蝕的主要因子，而溝壑密度則是表征和影響溝蝕的主要指標(biāo)。它反映了一定區(qū)域內(nèi)所產(chǎn)生的溝谷的數(shù)量特性，通常以每平方公里的溝谷總長度（公里）為度量單位。溝壑密度對土壤侵蝕的影響主要表現(xiàn)于，它提供了臨空面，溝壑密度愈大，地表受降雨、徑流的沖刷力和被侵蝕的面積愈大；同時(shí)它也改變了降雨的動能，溝壑密度愈大，降雨徑流的沖刷力和侵蝕力就愈大，并且易觸發(fā)重力產(chǎn)沙。
溝壑的發(fā)育和深化過程反映地表土壤侵蝕過程的結(jié)果和土壤侵蝕強(qiáng)度，特別是水力侵蝕研究的關(guān)鍵要素；反之溝壑發(fā)生過程的停滯也表明了水土保持治理的成效，尤其是溝頭防護(hù)工程措施等的成效等。因此溝壑密度既是表征土壤溝蝕結(jié)果的定量指標(biāo)、是評價(jià)水土保持治理成效的地形地貌因子之一，也是影響土壤侵蝕發(fā)生發(fā)展的客觀因子。
3 土壤質(zhì)地
土壤質(zhì)地是支配土壤特性的根源，因其組成土粒大小和不同質(zhì)地土粒的含量不同，可引起不同土壤理化性，如粘著性、可塑性、保水力、抗蝕性、通透性、離子交換能量及緩沖作用等性質(zhì)。在此選擇土壤類型圖作為土壤質(zhì)地的度量指標(biāo)。
4 水文氣象
氣候因素是影響土壤侵蝕的主要外營力，對于水蝕而言主要是降雨徑流，在此降雨、風(fēng)場信息、水文數(shù)據(jù)是重要的水文氣象參數(shù)。主要指標(biāo)要素為汛期降雨量、日風(fēng)速風(fēng)向及頻率、流域年輸沙模數(shù)等。
5 土地利用
地球表層系統(tǒng)最突出的景觀標(biāo)志就是土地利用與土地覆被。土地利用/覆被變化被逐漸意識到是推動環(huán)境變化的重要驅(qū)動因子（Turneretal，1994）。人類活動對自然環(huán)境的擾動作用主要體現(xiàn)在對土地覆蓋的改變，因此土地利用是表征人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動對土壤侵蝕干擾程度的良好指標(biāo)。如毀林開荒、陡坡耕種、減小植被覆蓋度等人類農(nóng)業(yè)生活活動，以及開采礦石、煤礦、廢渣廢料堆放等開發(fā)建設(shè)直接加劇了土壤侵蝕。其中耕作過程雖然增加了土壤空隙度，但也破壞了土壤結(jié)構(gòu)，減弱了土壤的耐沖性，直接促進(jìn)土壤侵蝕。同時(shí)，小流域治理措施也看作是土地利用方式，包含于土地利用中，如退耕還草、開墾梯田、封山育林等措施，通過土地利用指標(biāo)量化了人類活動的擾動或作用結(jié)果。
6 社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
相對于流域環(huán)境因子指標(biāo)，社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要包括小流域人口、勞力、人口密度、人口素質(zhì)、人均土地、耕地面積、人均耕地、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、農(nóng)業(yè)人均年產(chǎn)值、農(nóng)民人均年收入、糧食總產(chǎn)量、糧食單產(chǎn)、人均占有糧、人均居住面積等社會統(tǒng)計(jì)指標(biāo)。
參考文獻(xiàn)