遙感信息技術在公路環(huán)境評價中的應用

作者簡介：嚴 凱（1978—），高級工程師，研究方向：計算機科學與技術。

摘要：文章基于遙感信息技術的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了現(xiàn)代化遙感技術的應用優(yōu)勢，結合公路環(huán)境評價的重要作用論述了遙感測繪技術在公路環(huán)境評價中的具體應用要點，并對全面應用遙感技術開展公路環(huán)境評價工作提出了建議。

關鍵詞：公路環(huán)境評價；遙感技術；重要作用；應用優(yōu)勢；應用措施

0 引言

當前，隨著人口的不斷增長和各類工程的大規(guī)模建設，我國環(huán)境生態(tài)領域存在較為嚴重的污染與破壞問題，這對于社會可持續(xù)發(fā)展與群眾健康都有著不利影響。相關政府管理部門建立工程環(huán)境信息數(shù)據(jù)庫，往往要用到遙感技術。就公路工程的運行管理而言，科學應用遙感技術，可以獲得關于公路工程環(huán)境真實而全面的信息，能為工程周邊環(huán)境的保護與治理提供基本的信息支持，并且為工程的優(yōu)化建設提供良好條件。

1 遙感信息技術發(fā)展概述

遙感技術的發(fā)展、陸地探測衛(wèi)星的發(fā)射成功，帶動了我國自然資源領域光學、雷達、高光譜以及激光等衛(wèi)星觀測體系的發(fā)展與完善，使遙感技術為地形測繪、環(huán)境監(jiān)測與評價、地質災害防治等多個行業(yè)提供了更為優(yōu)質而全面的服務。從遙感技術的應用情況看，其可以對測繪基準面，以及特定地區(qū)的資源分布狀況、特定地點的平面坐標系統(tǒng)、高程坐標系、重力坐標系等都做出精確的測量，清晰呈現(xiàn)區(qū)域內各要素的具體特征與彼此聯(lián)系，形成完善的地理信息資料。將遙感技術應用在公路環(huán)境評價領域，由地區(qū)的測繪機構與監(jiān)管部門安排相關技術人員負責地理測繪等工作，全流程監(jiān)控公路環(huán)境相關數(shù)據(jù)的采集、匯總、刻錄工作，并在拍攝數(shù)據(jù)時采集相關視頻影像資料，可以得到完善的公路信息。環(huán)境評價與監(jiān)測等部門在審閱相關文檔資料、觀看相關視頻影像資料后，經現(xiàn)場質詢和討論，可以判斷公路環(huán)境的條件與特征，明確周邊環(huán)境的開發(fā)情況甚至環(huán)境污染程度，進而采取科學的環(huán)境保護與治理措施，全面解決當?shù)氐奈廴締栴}，打造良好的交通通行與群眾出行環(huán)境。

2 公路環(huán)境評價的重要作用

2.1 有利于暢通交通出行

在應用遙感技術等現(xiàn)代化手段基礎上，可直觀地監(jiān)測公路所在地區(qū)的土壤、地形地勢、水文條件，還會在更大的范圍內了解周邊整個生態(tài)系統(tǒng)的運行情況^[1]。公路環(huán)境評價工作的核心是與公路環(huán)境息息相關的交通出行安全度與舒適度問題，如公路路基質量、路面有無垮塌破損、陡坡彎道設計情況等，逐步輻射到周邊的氣候情況等。在此基礎上，做出必要的優(yōu)化建設，使交通出行狀態(tài)得到改善，保證群眾出行的暢通無阻，達到良好的公眾服務效果，甚至服務于區(qū)域的經濟、社會效益。

2.2 有利于合理論證環(huán)境資源

目前，環(huán)境評價工作已經呈現(xiàn)出越來越專業(yè)化、現(xiàn)代化的特征，各地區(qū)政府部門與專業(yè)機構也紛紛追求評價的科學性與合理性。將公路環(huán)境評價與土地整理等工作結合起來，可以降低環(huán)境評價成本，對于地區(qū)的整體發(fā)展與工程建設形成正面影響。此外，對公路建設過程、土地資源開發(fā)與利用等行為中的不合法、不規(guī)范現(xiàn)象進行整治，對公路周邊的合理資源開發(fā)形成科學的規(guī)劃指導，比如在公路周邊建設中轉點、服務中心等，可為公眾提供更為便捷與優(yōu)質的服務。

2.3 有利于開展環(huán)境污染監(jiān)測與治理

公路的建設與運行，可以對該地區(qū)的社會環(huán)境、土壤質量、生態(tài)狀況等形成巨大的影響，通過開展公路環(huán)境監(jiān)測與評價工作，能夠全面而深入地掌握這種影響情況，明確污染源與污染程度。在此基礎上，開展環(huán)境治理活動，就能對土壤結構進行科學的優(yōu)化，使當前的土層地質得到改良，使交通建設與運行在更有利的地理環(huán)境中進行。此外，還可以有針對性地采取科學的工程方式或者生物技術，對公路周邊地區(qū)的水文構造加以改善，使水污染問題得到緩解，水體質量得到提升；或通過河道的改流與科學規(guī)劃，對水資源分配進行二次調節(jié)，使水循環(huán)系統(tǒng)得到優(yōu)化，進而改善交通出行的舒適度以及周邊群眾生活質量。

2.4 有利于地質災害的防患

因為自然條件的特殊性以及我國獨特的地形地貌特征，加上季節(jié)性降雨頻繁、強度大、時間長等原因，導致許多地區(qū)極易引發(fā)崩塌、滑坡、泥石流和地面塌陷等地質災害。我國許多公路工程建設在這種復雜的地理環(huán)境中，通過專業(yè)手段對公路環(huán)境進行監(jiān)測與評價，建立全新的公路環(huán)境調查與管理思路，可以對公路周邊的地質災害隱患點進行嚴密監(jiān)測與預警處理，并且將地質災害預警預報平臺建設到縣、地質災害防治方案編制到鄉(xiāng)、地質災害應急預案制訂到點，使地區(qū)地質災害防治能力得到顯著提升。

3 現(xiàn)代化遙感技術的應用優(yōu)勢

3.1 影像數(shù)據(jù)精度高

應用遙感技術開展測繪作業(yè)，可以得到高度精確的地形特征信息，這使該技術得到多個行業(yè)與企業(yè)單位的重視。例如，在公路環(huán)境評價領域，衛(wèi)星多次成像及干涉之后，可生產形變產品，測量地表的厘米級甚至毫米級形變量，這意味著公路的路面早期形變、路基塌陷等情況可凸顯在形變產品中，科研人員再通過深入的數(shù)據(jù)分析與專業(yè)判讀，就可以識別出公路質量隱患地點，為公路工程的維修管理等提供精準定位，縮小了工程質量的排查防治范圍。

3.2 測繪成本低

遙感技術的不斷更新?lián)Q代，在節(jié)約工作成本方面展現(xiàn)出巨大優(yōu)勢。與傳統(tǒng)的人工測量模式相比，舊一代的航空攝影測量技術可以大量減少勞動成本，但由于這種技術的應用需要布設較多的像控點，往往成倍增加像控聯(lián)測的野外測量工作量，成本較高。隨著技術的不斷發(fā)展進步，基于無人機平臺的航測系統(tǒng)作為一種更高效、更易操作的遙感影像獲取手段，可以進一步提升精準度，測繪成本也得到進一步降低。

3.3 測繪效率高

科技領域各類難題的不斷攻破，使遙感技術逐步成熟，相關的軟硬件價格大幅下降、生產工藝簡化、生產工期縮短，對于測繪工作的現(xiàn)代化發(fā)展大有裨益。例如，過去只有非常專業(yè)的航測隊伍才能生產大比例尺地形圖，如今，免像控集成系統(tǒng)研發(fā)成功，在免像控大比例尺無人機航測系統(tǒng)技術領域取得重大成就，成功實現(xiàn)了免除野外作業(yè)的突破性進展。

3.4 能完成各種特殊環(huán)境的測繪任務

現(xiàn)在，許多衛(wèi)星可以用于多云多雨地區(qū)的對地觀測，其能夠穿透云霧，不受云雨天氣的影響，可更好更多地獲取地表的信息，還可以用于獲取次地表層的信息^[2]。不僅如此，遙感技術可以在山區(qū)、丘陵、叢林等復雜地形和建筑物密集的區(qū)域進行作業(yè)，準確完成各項人工難以順利完成的測繪任務。

4 遙感測繪技術在公路環(huán)境評價中的具體應用要點

4.1 公路影像資料的獲取

在借助遙感技術進行公路環(huán)境測繪時，獲取影像資料是最基礎的工作。一般來說，傳統(tǒng)的環(huán)境測量手段在地形落差較大、山體較高、云層較低的公路工程環(huán)境中，往往難以實施，不僅具有較高的操作難度，且獲得的資料可靠性不強。遙感技術本身有高像素、高識別度畫面處理的性能，能夠形成人為處理所達不到的精確度。除此之外，由于該技術具有突出的像控點精確性，能夠更便捷地獲取工程隱蔽位置的信息，全面提升采集質量。

4.2 三維模型的建立

隨著無人機遙感測繪技術的發(fā)展，形成了天空和地面一體化、室內室外一體化和地下地上一體化的三維空間概念。測量三維信息的手段也越來越豐富，涌現(xiàn)出了多個展示三維信息的產品，如谷歌地球、NASA的WorldWind及百度地圖等，這些現(xiàn)代化技術可以突破時空的特定限制，將公路環(huán)境的真實信息整合起來，建立科學的三維模型，進而應用在公路環(huán)境監(jiān)測與評價中，產生更大價值。

4.3 地理數(shù)據(jù)信息的高效處理

所有跟空間、位置相關的信息都可以歸納為地理信息，如果把這個概念擴大，遙感、傾斜攝影、BIM等都是跟空間位置相關的技術，都屬于地理信息的領域。這些先進測繪手段通過獲取高清立體影像數(shù)據(jù)，自動生成三維公路環(huán)境信息模型，具有效率高、成本低、數(shù)據(jù)精確、操作靈活、側面信息可用等特點。在此基礎上，還能對獲取的環(huán)境數(shù)據(jù)進行深入而科學的智能化分析，這將極大有助于測繪單位、公路管理部門等的協(xié)同工作，為公路環(huán)境的合理評價提供依據(jù)。

5 全面應用遙感技術開展公路環(huán)境評價工作的建議

5.1 促進遙感技術的持續(xù)創(chuàng)新與進步

近年來測繪地理信息產業(yè)蓬勃發(fā)展，由數(shù)字化測繪向信息化、智能化測繪邁進，同時隨著國家基礎建設高速發(fā)展，公路工程項目規(guī)模也逐漸得到了擴展，遙感技術與公路環(huán)境評價工作的結合面將越來越廣。目前以遙感技術、地理信息系統(tǒng)等為代表的新測繪產業(yè)取得重大突破，遙感技術相關軟件的研發(fā)也取得顯著成效，無人機傾斜航測技術等也被融入其中。為進一步提升遙感技術在公路環(huán)境評價領域的應用和服務能力，必須深入實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，充分發(fā)揮各研究機構在推進測繪地理信息工作技術生產融合應用方面的積極作用，使其在公路環(huán)境評價中創(chuàng)造更為可觀的效益。

5.2 實現(xiàn)遙感技術與無人機技術等的綜合應用

遙感、航空攝影、傾斜攝影、三維地信、VR技術等眾多高新技術為中國測繪、資源調查管理的前沿技術，一些研究甚至走到了世界前列。在技術的發(fā)展過程中，為了實現(xiàn)更高的綜合效益，不能停止對新知識、新技術的探索。從手繪地圖到儀器測量，再到衛(wèi)星遙感，測繪技術從傳統(tǒng)接觸測量發(fā)展到非接觸測量，同時交叉融合大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)、現(xiàn)代通信、航空航天、電子信息、無人機、VR、智能機器人、激光等現(xiàn)代高科技技術，可以使測繪技術朝著更新更先進的方向發(fā)展。

5.3 提升公路環(huán)境評價工作的綜合效益

在新的時代背景下，測繪行業(yè)的開展也必須與時俱進，就公路環(huán)境評價領域而言，地方政府、交通管理部門、測繪機構需要通力協(xié)作，形成包括產品、技術、公路環(huán)境測繪標準在內的一系列新型基礎測繪體系，支撐公路環(huán)境評價任務的落實。同時，還可以通過規(guī)模效應，充分發(fā)揮公路環(huán)境監(jiān)測工作的成果效益，將其與自然資源調查監(jiān)測、城鄉(xiāng)空間規(guī)劃、工程建設等工作深度融合，在提高公路環(huán)境信息快速獲取、分析、處理、服務能力基礎上，創(chuàng)造更大的社會效益^[3]。

5.4 加強專業(yè)測繪人員的培養(yǎng)

為進一步提升遙感影像快速獲取能力，助力新技術在公路環(huán)境評價、地區(qū)地理信息保障服務中的廣泛應用，促進測繪地理信息從業(yè)人員技術水平的提升，相關企事業(yè)單位應該做好專業(yè)測繪人員的培養(yǎng)工作，通過舉辦遙感技術測繪內業(yè)培訓班等活動，幫助工作人員全面了解對外業(yè)數(shù)據(jù)預處理、正射影像制作、三維模型生產、三維激光數(shù)據(jù)采集與處理等方面的內容與技能，使從業(yè)人員不斷更新與遙感技術相關的認識，并將所學運用到實際的公路環(huán)境評價工作中，借助遙感技術與地理勘察手段的優(yōu)勢，查明公路運行狀況、工程地質條件、城市規(guī)劃建設地質適宜性等，為各項工作的全面展開夯實人才基礎。

6 結語

綜上所述，加強遙感信息技術在公路環(huán)境評價中應用的探討，意義重大。相關工作人員需要明確公路環(huán)境評價的重要作用，例如有利于暢通交通出行、合理論證環(huán)境資源、開展環(huán)境污染監(jiān)測與治理、地質災害的防患等。在此基礎上充分應用遙感技術的優(yōu)勢，使其在公路環(huán)境評價中展現(xiàn)力量，不斷促進遙感技術的持續(xù)創(chuàng)新與進步，實現(xiàn)遙感技術與無人機技術等的綜合應用，提升公路環(huán)境評價工作的綜合效益，加強專業(yè)測繪人員的培養(yǎng)。

參考文獻：

[1]馮 筠，黃新宇.遙感技術在資源環(huán)境監(jiān)測中的作用及發(fā)展趨勢[J].遙感技術與應用，1999（4）：59-70.

[2]韓鵬鵬.遙感信息技術在城市規(guī)劃中的應用分析[J].城市建設理論研究（電子版），2018（17）：77.

[3]唐靜秋.淺析遙感信息技術在自然資源監(jiān)測監(jiān)管中的應用[J].測繪與空間地理信息，2022，45（10）：38-40.