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(jīng)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(jīng)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(jīng)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(chǎn)形變產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)工藝簡化、生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)、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.