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激光遙感技術(shù)范文1

關(guān)鍵詞：遙感 機(jī)載激光雷達(dá) 實(shí)踐教學(xué) 課程設(shè)計(jì)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-2117（2014）18-00-02

1 前言

《激光遙感》是武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院為適應(yīng)遙感技術(shù)發(fā)展的最新需求，對原有《激光成像》課程進(jìn)行改造而設(shè)置的一門專業(yè)必修課程。隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，激光遙感成為了遙感技術(shù)的重要方向。近些年越來越多的資源投入到激光雷達(dá)術(shù)的研究和實(shí)踐中，使之得到飛速發(fā)展。目前激光遙感技術(shù)已經(jīng)運(yùn)用到了近景、地面、車載、機(jī)載到星載的多種平臺(tái)上，提供了不同精度的多種產(chǎn)品，應(yīng)用在諸多行業(yè)中。相應(yīng)地，激光遙感數(shù)據(jù)處理也從科學(xué)研究少量試驗(yàn)發(fā)展到了大規(guī)模生產(chǎn)實(shí)踐階段。面對這種變化趨勢，武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院在2010年修訂的本科生培養(yǎng)方案中，設(shè)置了《激光遙感》課程，作為攝影測量方向本科生的專業(yè)必修課和遙感信息工程方向本科生的專業(yè)選修課[1]。這準(zhǔn)確地反映了目前激光遙感技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r和其在遙感技術(shù)中的地位。

2 加強(qiáng)激光遙感實(shí)踐課程的必要性

在激光遙感課程改造過程中，有必要提出并堅(jiān)持面向應(yīng)用的方針，這一方面是生產(chǎn)的需要，我國已經(jīng)正在大力引進(jìn)和推廣激光遙感技術(shù)，僅機(jī)載LiDAR設(shè)備就已經(jīng)超過30臺(tái)，價(jià)值數(shù)億元，其他的地面及近景設(shè)備更是多達(dá)百余套。這些設(shè)備采集了大量的數(shù)據(jù)，處理這些數(shù)據(jù)需要專門的人才，對本科教育提出了要求[2]；另一方面是就業(yè)的需要，雖然隨著空間技術(shù)的應(yīng)用，攝影測量與遙感專業(yè)的學(xué)生就業(yè)形勢較好，但是要看到，隨著開設(shè)相關(guān)專業(yè)課程學(xué)校的增加以及學(xué)生規(guī)模的擴(kuò)大，就業(yè)壓力已經(jīng)越來越大，有必要根據(jù)生產(chǎn)部門的需求，有針對性地培養(yǎng)學(xué)生專長，擴(kuò)大就業(yè)機(jī)會(huì)；第三方面是科學(xué)研究的需要，目前激光遙感數(shù)據(jù)僅僅得到了初步的應(yīng)用，如何提高數(shù)據(jù)處理效率，豐富數(shù)據(jù)產(chǎn)品類型以及拓展數(shù)據(jù)范圍等，是目前生產(chǎn)部門亟待解決的問題[3]。通過在本科階段設(shè)置相關(guān)課程，加大培養(yǎng)力度，有利于激發(fā)學(xué)生科研興趣，為將來投身相關(guān)科學(xué)研究打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在過去激光遙感屬于前沿技術(shù)，缺少必要的案例和數(shù)據(jù)，主要采取課堂講授的方式，通過教師的PPT和板書進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生的課堂實(shí)驗(yàn)及課后實(shí)踐很少，缺少實(shí)踐環(huán)節(jié)，造成學(xué)生動(dòng)手能力較差，同時(shí)對理論的理解也不夠深入，影響了用人單位的使用[4]。因此，隨著激光遙感技術(shù)從探索走向應(yīng)用，對應(yīng)的《激光遙感》課程也由選修設(shè)置為必修，其授課方式也應(yīng)該從純理論講授發(fā)展為理論結(jié)合實(shí)踐的講授方式。

3 遙感實(shí)踐課程的原則及內(nèi)容

3.1 遙感實(shí)踐課程的原則

激光遙感數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)多，涉及的專業(yè)知識多，同時(shí)，由于仍處于不斷發(fā)展中，很多新處理方法和產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，成熟和固定的生產(chǎn)與數(shù)據(jù)處理方法和流程較少。在確定激光遙感課程實(shí)踐內(nèi)容時(shí)需要把握如下原則：

（1）有利于全面掌握課程的知識點(diǎn)，實(shí)踐的內(nèi)容應(yīng)該貫穿整個(gè)課程的環(huán)節(jié)，加深和鞏固學(xué)生對理論的了解；

（2）有利于相關(guān)專業(yè)知識的融會(huì)貫通[5]。激光遙感是多種新技術(shù)的集成技術(shù)，應(yīng)該通過實(shí)踐環(huán)節(jié)，使學(xué)生了解相關(guān)專業(yè)技術(shù)以及集成技術(shù)的重要性及作用；

（3）有利于激發(fā)學(xué)生的科學(xué)研究興趣[6]。應(yīng)該通過實(shí)踐，激發(fā)學(xué)生探索未知的興趣，投身于對激光遙感技術(shù)科學(xué)研究中；

（4）有助于提高學(xué)生動(dòng)手能力。激光遙感技術(shù)是一門工科技術(shù)，其落腳點(diǎn)應(yīng)聚焦在提高學(xué)生的動(dòng)手能力，為將來勝任行業(yè)部門打下基礎(chǔ)；

（5）有助于課程安排。課堂時(shí)間有限，過于復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)占用太多時(shí)間，不利于課堂組織，簡單的實(shí)驗(yàn)不利于學(xué)生掌握相關(guān)知識。必須對各實(shí)驗(yàn)部分精心設(shè)計(jì)，使之既相對獨(dú)立又有機(jī)聯(lián)系。

3.2遙感實(shí)踐課程的主要內(nèi)容

激光遙感實(shí)踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容

激光遙感技術(shù)工程實(shí)踐環(huán)節(jié)較多，內(nèi)容龐雜，主要有：

航線設(shè)計(jì)，需要全面掌握點(diǎn)云數(shù)據(jù)的參數(shù)，影像數(shù)據(jù)參數(shù)等；

數(shù)據(jù)預(yù)處理，包括誤差剔除，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等；

輸入輸出，包括格式轉(zhuǎn)換，內(nèi)插方法等；

基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品生產(chǎn)，包括DEM、DLG的生產(chǎn)；

高級地理信息應(yīng)用，包括數(shù)據(jù)分類、建筑物提取，三維建模以及空間信息系統(tǒng)研發(fā)等。

4 遙感實(shí)踐課程設(shè)計(jì)

4.1 框架

本文設(shè)計(jì)了激光遙感課程的實(shí)踐教學(xué)方案，框架圖如下。

激光遙感實(shí)踐框架

4.2 實(shí)踐教學(xué)方案

本文設(shè)計(jì)了激光遙感課程的實(shí)踐教學(xué)案例，下面針對框架進(jìn)行詳細(xì)說明。

（1）為了使學(xué)生對LiDAR技術(shù)有感性的認(rèn)識，設(shè)計(jì)了參觀的環(huán)節(jié)，以激發(fā)學(xué)生的興趣。選擇學(xué)院的硬件設(shè)備或者生產(chǎn)部門的生產(chǎn)現(xiàn)場，使學(xué)生通過參觀對LiDAR設(shè)備的組成、相關(guān)技術(shù)和行業(yè)應(yīng)用有初步了解，在生產(chǎn)一線了解該技術(shù)目前的應(yīng)用關(guān)鍵和難點(diǎn)。一方面激發(fā)學(xué)生投身生產(chǎn)的熱情，另一方面使學(xué)生了解科研與生產(chǎn)的方向。

（2）針對LAS格式的數(shù)據(jù)，要求學(xué)生編寫程序，能夠讀取數(shù)據(jù)到相應(yīng)的數(shù)組中。主要使學(xué)生了解LiDAR數(shù)據(jù)種類，通過深入研究LAS數(shù)據(jù)格式，了解空間信息數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和存儲(chǔ)難點(diǎn)；通過全面講解LAS格式版本的發(fā)展過程，了解LiDAR技術(shù)進(jìn)步過程和數(shù)據(jù)不斷豐富的過程；通過程序編寫，熟練掌握空間數(shù)據(jù)讀取技術(shù)和節(jié)省數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間的技巧。

（3）對LiDAR數(shù)據(jù)進(jìn)行三維顯示和基本空間分析操作。主要使用任課教師承擔(dān)科研項(xiàng)目時(shí)編寫的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，在使用前任課教師先講解科研項(xiàng)目的目的、意義、進(jìn)展及展望，再對該平臺(tái)的基本功能，尤其是數(shù)據(jù)讀取部分進(jìn)行詳細(xì)講解。一方面可以使學(xué)生看到上次課程自己編寫的數(shù)據(jù)讀取程序的規(guī)范性、速度和效率上存在的問題，另一方面可以使學(xué)生知道，科研項(xiàng)目并不神秘，而是從基礎(chǔ)的功能起步的；通過對點(diǎn)云的簡單空間操作和分析，使學(xué)生了解點(diǎn)云數(shù)據(jù)的粗差、斷面、建筑物和樹木腳點(diǎn)的空間分布特征、區(qū)別以及容易混淆的地方；通過對波形數(shù)據(jù)的讀取、顯示和分解，使學(xué)生了解LiDAR數(shù)據(jù)的新發(fā)展及其優(yōu)點(diǎn)。

（4）要求學(xué)生編程實(shí)現(xiàn)LiDAR數(shù)據(jù)粗差的剔除。本次實(shí)踐具有一定的靈活性，學(xué)生可以自行編寫包含讀取、顯示、剔除粗差以及存儲(chǔ)的完整程序，也可以在教師提供的平臺(tái)上，以組件的形式完成剔除粗差的功能。關(guān)鍵是使學(xué)生理解基于高差的分類方法，基于統(tǒng)計(jì)原理的區(qū)分粗差的方法，熟悉一些基本的測量平差方法，不僅能夠復(fù)習(xí)和掌握前期學(xué)過的測繪的基本專業(yè)知識，還能初步掌握LiDAR數(shù)據(jù)處理的基本原理和DEM的基本生產(chǎn)方法。

（5）要求學(xué)生編程實(shí)現(xiàn)去除粗差后的LiDAR數(shù)據(jù)的規(guī)則化。主要使學(xué)生復(fù)習(xí)和掌握空間數(shù)據(jù)內(nèi)插的主要方法，了解LiDAR數(shù)據(jù)采集的隨機(jī)性，知道其特點(diǎn)和不足，提高編程水平，同時(shí)對于DEM的生產(chǎn)方法也有更深入的掌握。

（6）實(shí)現(xiàn)LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)分類和輸出。這部分比較復(fù)雜，主要基于現(xiàn)有軟件，使學(xué)生掌握LiDAR數(shù)據(jù)分類的原理和生產(chǎn)部門處理的流程和工具，在不斷調(diào)試參數(shù)并觀察處理結(jié)果的過程中，琢磨和理解現(xiàn)有數(shù)據(jù)分類算法的原理和不足，明了目前LiDAR數(shù)據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)的關(guān)鍵和難點(diǎn)，為將來從事生產(chǎn)或科研打下基礎(chǔ)。

（7）撰寫實(shí)踐報(bào)告，要求學(xué)生將實(shí)踐過程和實(shí)踐結(jié)果進(jìn)行展示和總結(jié)，提出自己的想法，可以提出新的原理或算法，也可以針對某一環(huán)節(jié)提出改進(jìn)措施，自由發(fā)揮。教師根據(jù)學(xué)生的報(bào)告綜合、總結(jié)，在課堂上進(jìn)行展示和點(diǎn)評，并給出成績。

5 結(jié)語

實(shí)踐教學(xué)不僅是理論課程的補(bǔ)充，而且具有驗(yàn)證、綜合、創(chuàng)新等功能。加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)，有助于學(xué)生全面理解理論知識，掌握分析問題、解決問題的方法，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)生編程能力。本文針對《激光遙感》課程的特點(diǎn)和本科學(xué)生的知識積累，設(shè)計(jì)了課程實(shí)踐環(huán)節(jié)，豐富了教學(xué)內(nèi)容，加深了學(xué)生對理論知識的理解，推動(dòng)了《激光遙感》教學(xué)改革，使該工科課程更貼近科研和生產(chǎn)，為學(xué)生將來進(jìn)行科研或生產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院，湖北 武漢 430079）

參考文獻(xiàn)：

[1]遙感信息工程學(xué)院.本科人才培養(yǎng)方案（2010年版）[EB/OL].2012（2）.

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[3]張喜旺，劉劍鋒.高校GIS專業(yè)遙感類課程教學(xué)改革探索[J].測繪與空間地理信息，2012，35（10）：10-12.

[4]劉經(jīng)南，張小紅.激光掃描測高技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)：信息科學(xué)版，2003，28（2）：132-137.

激光遙感技術(shù)范文2

關(guān)鍵詞：無人機(jī)遙感技術(shù)；智慧苗圃；數(shù)據(jù)采集

中圖分類號：TU986

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1671-2641（2017）03-0078-04

收稿日期：2017-04-11

修回日期：2017-05-17

Abstract： Seedlings constitute the core material basis of landscaping.The construction level of garden nursery may directly affect the development and construction of landscaping. This study adopts a method of low altitude scanning by unmanned aerial vehicle with laser radar to manually measure single seedling. We take aerial photos of three nurseries （Nantang， Nanxiang and Xiaku in Sihui City） and extract information including distribution， scope and coordinates， height and crown size of earch tree. The results show that the aerial photos taken from unmanned aerial vehicle would be more intuitive and efficient to complete survey data collection and realize nursery information management.

Key words： Unmanned aerial vehicle （UAV） remote sensing； Wisdom nursery； Data acquisition

引言

苗木是@林綠化建設(shè)的物質(zhì)基礎(chǔ)，園林苗圃是繁殖和培育苗木的基地，是供應(yīng)城市綠化用苗的后勤部[1]。我國苗圃的經(jīng)營管理存在管理體制、國家投入、人才等諸多方面不完善的問題，同時(shí)信息化建設(shè)還相對薄弱，造成苗圃的大面虧損[2]。按照國家信息化建設(shè)的推進(jìn)和林業(yè)改革發(fā)展戰(zhàn)略，采用新技術(shù)推進(jìn)我國苗圃的管理水平和建設(shè)水平顯得日益重要。

無人機(jī)遙感技術(shù)，是可應(yīng)用于多領(lǐng)域的新信息技術(shù)。從數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理、與實(shí)測數(shù)據(jù)對比、分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差、尋找試驗(yàn)誤差原因的全過程來看，無人機(jī)在林業(yè)調(diào)查中的應(yīng)用可行性高[3]，樊江川對無人機(jī)航空攝影測樹技術(shù)進(jìn)行研究，結(jié)果表明通過無人機(jī)航空攝影測樹木的主要特征參數(shù)精度符合森林資源調(diào)查的精度要求[4]，且個(gè)別方面優(yōu)于傳統(tǒng)林業(yè)實(shí)地調(diào)查方法，使用無人機(jī)系統(tǒng)創(chuàng)建森林樹冠和高度模型[5]，從多維空間的圖像可看到森林物種分類和健康情況[6]，估算森林樹冠和樹高的變化[7]等領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵的作用，利用無人機(jī)空中三維激光掃描結(jié)合數(shù)字?jǐn)z影的方法，將是提高植被茂密實(shí)景模型精度的有效手段[8]，但采用無人機(jī)遙感技術(shù)來提取園林苗圃信息及信息化管理的研究未見報(bào)道。

本研究是通過苗圃低空遙感及實(shí)地人工調(diào)查相結(jié)合的方法，利用無人機(jī)載激光雷達(dá)遙感技術(shù)，掃描樣地苗木，通過單木分割，提取苗木的一系列特征參數(shù)，比較分析無人機(jī)遙感測量和人工測量的數(shù)據(jù)豐富度及工作效率優(yōu)劣，為建設(shè)智慧苗圃的高效節(jié)約管理平臺(tái)、實(shí)現(xiàn)智慧苗圃的信息化管理提供技術(shù)支撐。

1材料與方法

1.1主要儀器設(shè)備

本研究基于無人機(jī)遙感技術(shù)，應(yīng)用Li-Air 無人機(jī)激光雷達(dá)掃描系統(tǒng)，集成激光雷達(dá)掃描單元、小型化組合導(dǎo)航系統(tǒng)。無人機(jī)續(xù)航時(shí)間為25 min，巡航半徑2 km，巡航速度為8 m/s，航程為5 km；激光雷達(dá)單元的測距精度為2 cm，激光器數(shù)16，激光波長905 nm，水平視野360°，垂直視野-15°～+15°，掃描頻率10 Hz。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

通過與傳統(tǒng)人工測量計(jì)算方式的對比，分析人工及無人機(jī)激光雷達(dá)系統(tǒng)在獲取苗木特征參數(shù)中效率和成本的優(yōu)劣勢。具體實(shí)驗(yàn)方法如下：

1）在天氣晴好的條件下，在四會(huì)南塘、南鄉(xiāng)和下堀的3個(gè)苗圃，分別取1個(gè)大樣地進(jìn)行無人機(jī)激光雷達(dá)掃描，樣地大小為300 m×50 m，再在每個(gè)大樣地中取3個(gè)小樣方，樣方的大小為20 m×20 m，同一個(gè)大樣地中，沿直線每隔100 m取1個(gè)小樣方，進(jìn)行人工每木測量，獲得苗圃內(nèi)苗木的數(shù)量、高度、冠幅、胸徑等參數(shù)。同時(shí)記錄每個(gè)樣方的測量的耗時(shí)和人工。

2）利用多旋翼無人機(jī)搭載激光雷達(dá)系統(tǒng)，對3個(gè)苗圃的大樣地進(jìn)行低空激光掃描，獲得空間點(diǎn)云數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，得到苗圃內(nèi)苗木的數(shù)量、高度、冠幅等參數(shù)，同時(shí)記錄無人機(jī)飛行架次和操作人工數(shù)。

激光遙感技術(shù)范文3

【關(guān)鍵詞】地質(zhì)勘探；遙感技術(shù)；發(fā)展趨勢

1.從山西煤炭資源儲(chǔ)量及開采看煤田地質(zhì)勘探的重要性

1.1山西煤炭資源儲(chǔ)量

山西是煤炭資源儲(chǔ)量大省，煤炭資源具有儲(chǔ)量十分豐富、分布范圍廣泛、煤類品種齊全、煤炭品質(zhì)優(yōu)良、開發(fā)條件較好等特點(diǎn)。2003 年山西第三次煤田預(yù)測資料，全省2000米以淺預(yù)測煤炭總儲(chǔ)量約為6600億噸，占全國煤炭資源總量的11.9%，僅次于新疆和內(nèi)蒙，總儲(chǔ)量居全國第三位。山西煤炭資源儲(chǔ)存范圍分布廣泛，在全省119個(gè)行政縣（ 市、區(qū)）中，儲(chǔ)存煤炭資源的有94個(gè)，占79%，其中，煤炭年產(chǎn)量在百萬噸以上的縣（ 市、區(qū)）有68個(gè)。山西煤炭資源的煤類品種齊全，從低變質(zhì)煤、中變質(zhì)煤到高變質(zhì)煤，省內(nèi)均有分布，煤炭種類分布具有從北向南，煤的變質(zhì)程度逐漸增高的特征，依次分布著低變質(zhì)煤、中變質(zhì)煤、高變質(zhì)煤。山西煤炭品質(zhì)優(yōu)良，據(jù)中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)，山西擁有14個(gè)牌號的煤種，在市場上具有極佳的品牌效應(yīng)。如大同煤田的弱粘結(jié)煤享譽(yù)中外，河?xùn)|煤田的主焦煤被譽(yù)為煤中“精粉”，沁水煤田的“蘭花炭”作為化工用煤的佳品而聞名遐邇。山西煤炭資源開發(fā)條件較好，寧武煤田平魯一帶煤層埋藏淺，適宜露天開采，其它地區(qū)多為中厚煤層，總體地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層厚度穩(wěn)定，瓦斯含量不高，適宜井工開采。

1.2煤田地質(zhì)勘探的重要性

山西具有得天獨(dú)厚的煤炭資源儲(chǔ)存優(yōu)勢，是我國重要的煤炭生產(chǎn)供應(yīng)基地，煤炭在中國的能源中處于十分重要的地位，煤炭工業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)、安全狀況、健康發(fā)展，關(guān)系著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展。煤炭工業(yè)的建設(shè)和發(fā)展離不開地質(zhì)勘探，煤田地質(zhì)勘探作為煤炭工業(yè)的開路先鋒，是運(yùn)用地質(zhì)科學(xué)和技術(shù)手段來分析、探測煤礦床，為煤礦設(shè)計(jì)和建設(shè)以及煤炭生產(chǎn)提供可靠的地質(zhì)資料，使煤炭資源能夠合理利用和順利開發(fā)為煤炭安全高效生產(chǎn)提供服務(wù)。其主要任務(wù)是：查明煤礦床范圍內(nèi)礦體的分布特征；查明礦體地質(zhì)構(gòu)造特征；查明煤炭的儲(chǔ)量、種類、質(zhì)量、工業(yè)品級及其空間分布規(guī)律；查明礦床開采技術(shù)條件、水文地質(zhì)條件以及礦區(qū)自然、經(jīng)濟(jì)條件。煤田地質(zhì)勘探對于如何高效合理地開發(fā)應(yīng)用煤炭資源、規(guī)范開采秩序、抓好煤礦安全生產(chǎn)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)煤炭企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，有著十分重要的作用。在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)實(shí)踐中，一段時(shí)期以來，受“重開采，輕勘探”的思想影響，煤田地質(zhì)勘探?jīng)]有得到應(yīng)有的重視，以致于煤田地質(zhì)勘探工作明顯滯后，甚至一度陷入困境。近年來，對煤田地質(zhì)勘探工作的重要性認(rèn)識逐步到位，煤田地質(zhì)勘探工作正在走出困境，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢頭。

2.煤田地質(zhì)勘探技術(shù)發(fā)展趨勢分析

當(dāng)前，我國煤田勘探技術(shù)手段主要有鉆探工程、坑探工程、地球物理勘探、地質(zhì)填圖、遙感地質(zhì)調(diào)查等。近年來，鉆探仍是獲得第一手地質(zhì)資料的重要手段；物探儀器更新迅速，日新月異，靈敏度、分辨率、精確度越來越高，物探方法向多維、多參數(shù)測量、多方法組合發(fā)展；計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)將普及到地質(zhì)勘探技術(shù)的各個(gè)專業(yè)、運(yùn)用到整個(gè)勘探系統(tǒng)。

2.1遙感地質(zhì)調(diào)查技術(shù)大力發(fā)展

遙感地質(zhì)是遙感技術(shù)在地質(zhì)中的應(yīng)用，是研究地質(zhì)科學(xué)的一種新興手段。目前國際上常用的遙感技術(shù)手段主要有：攝影遙感、電視遙感、多光譜遙感、紅外遙感、雷達(dá)遙感、激光遙感、全息攝影遙感等。

遙感技術(shù)在地質(zhì)調(diào)查中已經(jīng)得到了普遍的應(yīng)用，其具體應(yīng)用就是像片的判讀，其中包括航片（可見光航空像片）、衛(wèi)片（多光譜衛(wèi)星像片）的判讀。該技術(shù)在地質(zhì)填圖、地質(zhì)構(gòu)造解釋、找礦標(biāo)志判別及動(dòng)態(tài)分析方面的研究應(yīng)用，高分辨率衛(wèi)星圖像、礦山GPS定位技術(shù)、數(shù)字航攝技術(shù)、地質(zhì)勘查GIS技術(shù)等一系列現(xiàn)代化技術(shù)手段研究與應(yīng)用，將使地質(zhì)勘探技術(shù)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化。地質(zhì)填圖作為最基本的技術(shù)手段，是煤炭資源普查與勘探最基礎(chǔ)的工作，它的主要目的是對含煤地區(qū)進(jìn)行全面的地表地質(zhì)研究，調(diào)查含煤區(qū)的地層、構(gòu)造、主煤層和煤質(zhì)及其他有益礦產(chǎn)的情況，為以后的地質(zhì)工作指出方向。地質(zhì)填圖已由傳統(tǒng)老舊的羅盤、錘子、放大鏡三大件被先進(jìn)的GPS導(dǎo)航、筆記本電腦和數(shù)碼相機(jī)所取代，向數(shù)字化方向深入發(fā)展。

2.2煤炭地質(zhì)勘探技術(shù)信息化迅速推進(jìn)

加強(qiáng)煤炭地質(zhì)勘查主流程信息化系統(tǒng)技術(shù)的研究并廣泛應(yīng)用，大力推進(jìn)煤炭地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)采集、研究和地質(zhì)報(bào)告編制的信息化建設(shè)，是煤田地質(zhì)勘探技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用對煤炭勘探開發(fā)技術(shù)產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用，使勘探專業(yè)發(fā)生了巨大的變化。目前已實(shí)現(xiàn)用人機(jī)對話方式處理和智能分析顯示地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)。此外，一些能在現(xiàn)場作預(yù)處理和自動(dòng)控制各項(xiàng)操作的物探儀器、三維可視化技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、數(shù)據(jù)銀行和數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)等正在加快研究和開發(fā)。隨著這些先進(jìn)的儀器設(shè)備和信息技術(shù)在地質(zhì)勘探中的應(yīng)用，必將極大地提高地質(zhì)勘探的效率，對地質(zhì)勘探產(chǎn)生深刻的影響。

2.3采用綜合方式進(jìn)行地質(zhì)勘探

（1）采區(qū)地面地震勘探。地震勘探是利用地下介質(zhì)彈性和密度差異，通過觀測和分析大地對人工激發(fā)地震波的響應(yīng)，推斷地下巖層的性質(zhì)和形態(tài)的地球物理勘探方法。采區(qū)設(shè)計(jì)前，采用地面地震勘探手段，查明采區(qū)構(gòu)造形態(tài)和斷層發(fā)育規(guī)律、煤層賦存狀況和底板起伏形態(tài)，評價(jià)影響開采的含水層富水性，并提出防治水害的措施，為采區(qū)設(shè)計(jì)提供可靠的地質(zhì)資料。同時(shí)，需要進(jìn)一步查明采區(qū)范圍內(nèi)的小構(gòu)造，根據(jù)采區(qū)銜接的要求提前布置實(shí)施。三維地震技術(shù)將不斷發(fā)展，多維多分量地震勘探技術(shù)研究將進(jìn)一步深化，地震勘探技術(shù)能力和應(yīng)用范圍將繼續(xù)擴(kuò)大。

（2）微動(dòng)測深勘查。微動(dòng)是一種在空間域和時(shí)間域都極不規(guī)則的震動(dòng)現(xiàn)象。微動(dòng)測深勘查方法是利用自身體波和面波不同震動(dòng)這一優(yōu)勢反演地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)。微動(dòng)測深勘查主要有以下幾種：

1）平面探查。在礦區(qū)或者要求更精細(xì)的勘探，該勘探的條件是在儀器數(shù)量足夠多的情況下完成的，并需要反向推測測區(qū)三維體，從而通過速度異常體或者面描繪出三維態(tài)勢。2）單點(diǎn)勘查。主要是單點(diǎn)勘查方式觀測臺(tái)陣，一般由兩個(gè)不同半徑的同心圓組成，在圓心和圓周上內(nèi)接正三角形頂點(diǎn)處各設(shè)置一套微動(dòng)觀測儀。這種觀測方式勘查深度與臺(tái)陣的大小成正比。根據(jù)勘查深度的要求，可采用由3個(gè)或3個(gè)以上不同半徑的同心圓組成觀測臺(tái)陣。

2.4開發(fā)井下勘探技術(shù)

地面勘探技術(shù)已經(jīng)是一項(xiàng)成熟的技術(shù)手段，如何將地面勘探技術(shù)成功地轉(zhuǎn)移到煤礦開發(fā)井下，是世界各國一直在探究的課題。包括：利用瑞雷波進(jìn)行獨(dú)頭巷道超前探測、應(yīng)用槽波探測工作面內(nèi)部構(gòu)造、利用聲發(fā)射技術(shù)預(yù)報(bào)煤與瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)和利用微震觀測確定“三帶”發(fā)育高度等，由于煤層密度比上下圍巖小，煤層是一個(gè)典型的低速槽，并且伴隨著探地雷達(dá)技術(shù)的迅速發(fā)展，國外已經(jīng)成功開發(fā)出一種能定量研究巖體、準(zhǔn)確確定巷道周圍裂隙帶以及斷裂帶深度特征的Rock 雷達(dá)系統(tǒng)，代替了一些過時(shí)的應(yīng)用技術(shù)。因此，從科技發(fā)展角度出發(fā)，煤礦井下物探技術(shù)將是煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的重要發(fā)展趨勢。

2.5發(fā)展水平鉆進(jìn)技術(shù)

隨著社會(huì)的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國城市規(guī)模不斷延伸，城市基建就需要非開挖技術(shù)的出現(xiàn)來解決施工等現(xiàn)實(shí)技術(shù)問題。水平定向鉆進(jìn)施工技術(shù)，又稱HDD施工技術(shù)，是我國非開挖方法中最快速、技術(shù)最先進(jìn)、設(shè)備最完善、應(yīng)用最廣泛的方法。水平鉆進(jìn)技術(shù)，不僅能在井下沿煤層定向鉆進(jìn)，還能在地面沿垂直―圓弧―水平線軌跡進(jìn)入煤層鉆進(jìn)，該技術(shù)加快了煤田地質(zhì)勘探速度，提高了勘探效率，節(jié)約了勘探資金。

3.對煤田地質(zhì)勘探技術(shù)發(fā)展的幾點(diǎn)建議

《國務(wù)院關(guān)于促進(jìn)煤炭工業(yè)健康發(fā)展若干意見》明確指出，要加大煤炭資源勘探力度，增強(qiáng)煤炭資源保障能力，依靠科技進(jìn)步，提高地質(zhì)勘探精度，保障地質(zhì)勘查質(zhì)量，為合理規(guī)劃和開發(fā)煤炭資源奠定基礎(chǔ)。國務(wù)院對煤炭資源勘探工作高度重視并提出了更高的要求。要深入貫徹落實(shí)國務(wù)院文件精神，必須用科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)地質(zhì)勘探工作，大力提高地質(zhì)勘探創(chuàng)新能力，運(yùn)用現(xiàn)代地質(zhì)理論，發(fā)展高新技術(shù)，全面提升煤炭地質(zhì)勘探能力和服務(wù)水平。

3.1爭取優(yōu)惠政策，加大地質(zhì)勘探力度

根據(jù)各地煤炭資源分布特點(diǎn)、勘探技術(shù)和開發(fā)現(xiàn)狀，充分利用已有扶持政策，積極爭取各級政府對煤炭資源勘探的優(yōu)惠政策，進(jìn)一步加大煤炭資源勘探力度，多渠道融納資金，查明煤炭資源的家底，為煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)和優(yōu)良服務(wù)。各級決策層首先要徹底轉(zhuǎn)變重開發(fā)、輕勘探的思想觀念，提高對煤田地質(zhì)勘探重要性認(rèn)識，為煤田地質(zhì)勘探健康可持續(xù)發(fā)展給予大力支持。

3.2依靠科技進(jìn)步，提高地質(zhì)勘查質(zhì)量

要提高地質(zhì)勘探精度和質(zhì)量，必須依靠科技進(jìn)步，研究地質(zhì)理論，發(fā)展地質(zhì)理論，大力引進(jìn)和研究開發(fā)各種現(xiàn)代高新技術(shù)和儀器設(shè)備，用現(xiàn)代地質(zhì)理論和科學(xué)技術(shù)武裝地質(zhì)勘探，進(jìn)一步充實(shí)、完善、改進(jìn)地質(zhì)勘探技術(shù)方法和手段，為煤炭資源調(diào)查、煤田地質(zhì)勘查以及相關(guān)的煤層氣、水資源評價(jià)提供理論和技術(shù)支撐。

3.3深化體制改革，提高地質(zhì)勘探創(chuàng)新能力

要進(jìn)一步深化煤田地質(zhì)勘探體制改革，盡快形成可持續(xù)的煤炭資源保障體系，建立煤炭地質(zhì)勘查新體制、新機(jī)制、新體系和煤炭資源管理新秩序，以增強(qiáng)地質(zhì)勘探活力和動(dòng)力，提高地質(zhì)勘探的創(chuàng)新能力。

3.4利用多種渠道，加強(qiáng)地質(zhì)勘探人才隊(duì)伍建設(shè)

充分利用各級教育機(jī)構(gòu)和地質(zhì)院校的教育資源優(yōu)勢，大力培養(yǎng)地質(zhì)勘探技術(shù)人才，充實(shí)地質(zhì)勘探隊(duì)伍，有效解決地質(zhì)勘探技術(shù)人才緊缺、隊(duì)伍老化、數(shù)量不足、質(zhì)量不高的問題；通過各種方式對現(xiàn)有勘探人員開展技術(shù)培訓(xùn)，不斷更新知識，提高技術(shù)業(yè)務(wù)素質(zhì)；制定優(yōu)惠政策防止地質(zhì)勘探人才流失，吸引優(yōu)秀人才；加強(qiáng)國際國內(nèi)地質(zhì)勘探技術(shù)合作和交流，及時(shí)了解和掌握當(dāng)前地質(zhì)勘探的新動(dòng)態(tài)、新知識、新方法、新手段；鼓勵(lì)和支持地質(zhì)勘探職工自學(xué)成才，為他們的學(xué)習(xí)和工作實(shí)踐提供良好的環(huán)境和條件。

3.5重視生態(tài)建設(shè)，為環(huán)境保護(hù)提供相關(guān)調(diào)查評價(jià)

加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的地質(zhì)調(diào)查研究，對因礦業(yè)開發(fā)引發(fā)的煤層自燃、環(huán)境污染、地面塌陷、山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，要加強(qiáng)調(diào)查評價(jià)。

3.6加強(qiáng)煤層氣勘探開發(fā)

煤層氣作為新型潔凈能源，可降低大氣污染，減少溫室效應(yīng)。煤層氣的開發(fā)與利用，在為我們提供潔凈能源的同時(shí)，還可減少礦井瓦斯排放，降低煤礦安全事故。

4.結(jié)語

煤炭現(xiàn)代化生產(chǎn)對煤田地質(zhì)勘探提出了更高的要求，我們要清醒地看到，我國煤田地質(zhì)勘探技術(shù)雖然發(fā)展迅速，但與發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)技術(shù)相比，尚存在一定差距。因此，必須進(jìn)一步加快我國煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的發(fā)展速度，滿足我國高產(chǎn)高效采煤工業(yè)生產(chǎn)的需求。基于煤炭在中國能源中的重要地位，國家對煤炭資源勘探和開發(fā)利用技術(shù)發(fā)展高度重視，大力鼓勵(lì)支持科技創(chuàng)新，相關(guān)科研機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)不斷加大對相關(guān)技術(shù)、裝備的研發(fā)力度，煤炭資源勘探的技術(shù)水平和勘查精度以及對煤礦安全高效生產(chǎn)保障的能力正在逐步提高，發(fā)展前景十分廣闊。

【參考文獻(xiàn)】

[1]熊濤.淺析煤田地質(zhì)勘探技術(shù)發(fā)展[J].城市建設(shè)理論研究，2011（4）.