遥感技术在考古中的应用篇1

关键词：环境监测；遥感技术；红外遥感

中图分类号：X87文献标识码：A文章编号：1672-3791(2012)02(c)-0000-00

一、遥感技术概述

（一）遥感技术分类

遥感技术主要是指通过物体对电磁波的辐射或反射，不与物体进行直接接触，远距离辨识及测量目标对象的一种监测技术。按照所使用的监测波段不同，该技术可分为以下几种类型：热红外遥感技术、可见光反射红外遥感技术和微波遥感技术。

（二）遥感技术的特点和作用

遥感技术的特点如下：监测速度快、范围广、能够进行长时间动态监测、投入成本低、回报高、无需现场采集样本、可以发现常规方法无法监测到的污染源；其较为明显的作用是可对指定区域进行跟踪测量，并且能够快速获取与污染有关的全方面信息，如污染源位置、污染范围、污染物分布及扩散情况、大气生态效应等等。

（三）遥感技术的应用范围

目前，遥感技术已在我国诸多领域内得到广泛应用，具体包括：农林牧渔业环境监测；地质、地理、水文、气象、海洋等环境监测；城乡规划、资源勘探、军事侦察、土地资源管理等等。现阶段，随着科技水平的发展速度不断加快，促进了遥感技术的发展，该技术目前能够测出水中大部分微量元素的实际含量，如叶绿素、水温、泥沙含量以及水色等等，而且其还可以测量出大气的温度、湿度以及各种有害气体的浓度和分布情况，在固体污染物的测量方面也有一定的作用。

二、遥感技术在环境监测中的具体应用

（一）在大气环境监测中的应用

1.臭氧层监测。因臭氧自身能够吸收0.3微米以下的紫外区中的电磁波，故此可采用紫外波段进行臭氧含量测定。此外，若大气中的臭氧含量达到一定高度时，温度也会随之升高，所以也可采用红外波段进行探测。

2.有害气体监测。对于由自然或人为条件下生成的二氧化硫及氟化物等有害气体，可采用间接解译标志进行监测。通常情况下，当植被受到一定程度的污染后，其对于红外线的反射能力会有所降低，加之纹理、颜色等外在特征也会异于正常状态下的植被，所以可利用植被这一特点，对污染情况进行间接分析。

（二）在水环境监测中的应用

应用遥感技术对水环境进行监测主要是以清洁水与污染水的反射光谱作为监测依据。正常情况下，清洁的水体其反射率较低，而且对于在光的吸收较强，从而使得其在遥感影像中呈暗色调，这一特征在红外谱段上更为明显。在进行水体监测时，可将水色指标及光谱特征作为遥感技术监测的主要依据。由于遥感技术监测的范围较广，从而使其在水体扩散时能够及时发现污染物的扩散方向、排放源、影响范围及程度，以便尽快找到污染源。因水体中的污染物种类较多，且过于繁杂，为方面遥感监测，通常将水污染分为废水污染、泥沙污染、热污染、石油污染等几种类型。

1.热污染监测。利用红外传感装置能够有效地监测到水体中的热污染，由于热污染会释放出热效应，红外传感器则可根据水体热效应的实际差异监测到污染源，再通过计算机或光学分析，便可得出水体的等温线，进而达到对水体污染定量解译的目的。

2.石油污染监测。就港口和海洋而言，石油污染属于一种较为常见的水污染。利用遥感技术对石油污染进行监测，不但可以确定污染区的实际范围和石油含量，同时还能追踪到污染源。由于石油与海水的光谱特征差异较大，所以在很多光谱段上均可将石油与海水分开。

3.废水污染监测。由于废水中所含的悬浮物种类较多且水色差异较大，加之特征曲线上的强度也有所不同，所以可采用多光谱合成图像对废水进行监测。此外根据废水中水温的差异情况，也可采用热红外进行监测。

（三）在城市环境监测中的应用

由于城市中一些工业企业的存在、汽车尾气排放、固体废弃物等，致使城市环境污染日趋严重，人们的工作和生活都建立在城市环境的基础上，环境质量的优劣与人们的关系极为密切。利用遥感技术能够监测到影响城市环境的具体因素，这样有利于在进行城市规划中，对城市整体结构及工业布局进行适当调整，以此来降低环境污染。遥感技术在城市环境监测中的应用主要有以下两个方面：其一，研究土地变化及分类；其二，通过遥感技术提供的各种信息，政府有关部门可以此作为依据，对城市的工业布局及人口分布进行决策和管理。

（四）固体废弃物监测

固体废弃物的种类比较繁多，比较常见的有建筑垃圾、工业垃圾、混合垃圾以及生活垃圾等等。由于固体废弃物的光谱特征均不相同，所以可利用光谱信息对固体废弃物进行监测，以确定其分布状况、位置、面积等。运用GIS系统还可分析出其发展趋势，以便有关部门对此进行管理。

三结论

总而言之，遥感技术在我国环境监测中的应用，对于保护自然生态环境起着极其重要的作用。环境保护现已成为我国一项重要的基本国策，在未来的工作中，应加大遥感技术的应用力度，使其在环境保护方面的作用得到充分发挥。

参考文献

[1]马翠萍.刘有为.杨永.遥感技术在环境监测领域的应用[A].华北五省市环境科学学会第十七届年会论文集[C].2011(5)

[2]孙震.苏尚典.益建芳.遥感综合技术在城市环境监测中的作用[J].测绘与空间地理信息.2009(4)

[3]胡举波.陈玲.仇雁翎.遥感技术在大尺度、动态环境监测中的应用[J].环境科学与管理.2008(5).

[4]周晨.环境遥感监测技术的应用与发展[J].环境科技.2011（z1）

遥感技术在考古中的应用篇2

【关键词】遥感技术中学地理教学课程资源

一、现代遥感技术的发展

《遥感导论》是作为一名地理专业的学生需要在大学学习的基础课程。在高中的课程学习中，我们就已经知道地球上的物体都在不停发射、反射和吸收电磁波，而且不同物体对电磁波发射、反射和吸收的特性不同。而遥感（Remotesensing，简称RS）就是指借助对电磁波敏感的仪器，在不与探测目标接触的情况下，记录目标物对电磁波的辐射、反射、散射等信息，揭示目标物的特征和性质及其变化的综合探测技术。[1]

遥感技术是在20世纪60年代兴起的一门技术。人类从古代就向往着“顺风耳”、“千里眼”，随着这一技术的产生，它就像人类的另一双眼睛，能够从另一个高度感知地球。但是在以前这是一门处于高科技领域的技术，普通人很难接触到，当然也很难运用到。但是随着社会的发展、科学的进步，这一门以前“高高在上”的技术在生活中的运用也越来越普遍，各种遥感软件平台大众化，普通群众也能够很容易地在某些网站下载遥感影像。

另一方面，遥感技术会被广泛应用，也正是因为它的功能十分强大。现代遥感技术视域广阔，检测范围大，可覆盖整个地球。能够瞬时成像、实时传输、快速处理，迅速获取信息和实施动态监测，在自然灾害监测、环境监测、遗产保护及可持续发展等多个领域都能够发挥其作用。例如在08年汶川地震震后、10年玉树地震震后以及13年庐山县震后，航空影像图都起到了关键作用。强烈地震往往会造成一些地区交通和通信中断，严重影响外界对受灾情况的判断和相应决策。如何尽快获取受灾信息，成为指导救灾工作的关键。而高分辨率遥感观测技术，正是精确获取灾区数据的最重要的手段之一。遥感地球所将地震后获取的遥感数据，共享给参与救灾的国家有关部门和灾区政府，并将卫星数据上传到网站上供社会免费使用，为精确判断灾情和救灾指导发挥了重要参考作用。

二、遥感技术在中学地理教学中的应用

由此可见，遥感技术已不再高深莫测，它逐步走进我们的生活并为我们所用。作为一名地理师范生，我们将来更多地会参与到中学地理教学当中，虽然偶尔会有部分教师在教学中也运用到了一些遥感影像，但总的来说这种趋势还并不明显。那到底遥感技术能不能运用到中学地理教学中呢？我认为是能的。

比如在人教版高中地理必修一第四章第三节《河流地貌的发育》中，就有讲述黄河三角洲的发育。教材当中只用到了一张黄河三角洲的卫星影像图，但是为了让学生能够更清楚地感知到黄河三角洲的发育速度十分迅速，我们可以采用多张不同时期的卫星影像图来进行对比教学。现代黄河三角洲是1855年以来，黄河冲积作用形成的，从那时至今卫星影像的数量有很多，教师也很容易获取。

除了在必修一自然地理的教学中运用到遥感技术，必修二人文地理也同样可以大量的运用到遥感技术。例如城市内部的空间结构、城市化、农业地域与工业地域类型、交通运输的布局以及人类与地理环境的协调发展都可以通过加入遥感影像丰富课堂素材，提升教学质量。以高中地理必修二第二章第三节的《城市化》为例，教材上使用了大量的图片，但都是一些地图或者图表，学生们只能抽象的去理解城市化的进程，却难以有一个具体的印象。然而遥感影像却能够很好地解决这个问题。从不同时期的遥感影像上我们能够很清楚地看出一个城市城市化进程地快慢与程度。学生也能够从影像上清晰地找出一个区域的房屋、河流、植被等等，从而通过自主学习得出《城市化》这一节内容的知识点，打破了以往的传统教学。

当然，遥感技术不仅可以运用到中学地理教学当中，也应该运用到其中。一方面是遥感技术可以丰富地理教学的课程资源。地理重在观察，学生们习惯了看各种地图、图表，而遥感影像看得却并不多。事实上遥感图像可以真实、客观的观察到广阔的地域空间和地物，实时性强。且信息丰富，具有综合性的特点，因此打破了传统教学中图片信息过时、图片范围太小的缺点，进一步充实课堂。另一方面遥感技术也能够培养学生从影像中获取信息的能力。在遥感影像上有许许多多的信息，它们有的是直接的，有的是间接的。直接信息能够提升学生的读图看图能力，而间接信息能够增强学生间接获取信息的综合能力，同时还能让学生明白“眼见不一定为实”，很多知识是隐藏在事件背后的，我们需要去思考、去挖掘，探索求真的精神是科学创新与进步的原动力。并且要间接获取隐藏的信息需要用到数学、物理、计算机等学科的知识，从而也培养了学生的综合实践能力。

虽然，现如今遥感技术在中学地理教学中的应用多数是使用了一些遥感影像，但是我相信遥感技术作为地理教学的一项课程资源，还有很多潜在的价值等待我们去挖掘。在未来的中学课堂上，必定还会有更多的形式、更多的机会运用到遥感技术！

遥感技术在考古中的应用篇3

关键词：平遥；民居院落；GHF；非文物保护单位；更新

Abstract：PingyaoAncientCitywasawardedUNESCOWorldHeritageSitestatusin1997foritsexceptionalpreservationofanintact，classicHanChinesecity.AmidstPingyao’sarchitecturalheritages，traditionalcourtyardhousesarethelargestinquantityyetfewcourtyardhousesarebeinglistedasaprotectedculturalheritagesite.Overtheyears，thesehousesareshowingsignsofwearanddeterioration，unabletosatisfymodernlivingneeds，andlackingappropriaterepairandmaintenancesystemandconservationmethods.Inadditiontotheappropriatepreservationofthetraditionallayout，materials，constructiontechniquesandhistoricfabrics，themorefundamentalandcomplexissueslayinimprovingthesehistoricbuildings’functionsandefficiency，introducingappropriaterehabilitationandadaptivereuse，andtakeintoconsiderationpracticalneedsoftheresidentsandotherrelevantusers.

Keywords：Pingyao；courtyard；GHF；non-culturalrelichistoricalbuildings；rehabilitation

中图分类号：TU98文献标识码：A

文章编号：1674-4144（2014）-03-70-（3）

1保护背景与现状问题

平遥古城是我国现存最完整的古代县城之一，拥有完好的历史街巷坊里及优秀的文物建筑，1997年联合国教科文组织将平遥古城城墙、官衙、街市、民居、寺庙作为整体列入世界文化遗产。平遥古城2.25km2的范围内，拥有3798处具有保护价值的古民居，其中保存较完整的有448处。多年来，古城的保护对象是列入名录的庙宇、官府、票号，它们是政府投入及展示的重点。与此同时，比重最大但又未被列入文物保护名单的传统民居院落仍缺少政策、技术乃至观念上的重视，逐渐出现无法满足当代生活需求、缺乏恰当的修缮机制、保护理念和技术方法等问题。

1.1基础设施匮乏

古城内基础设施建设不足。在游客活动较少的传统民居区域，照明、供电、供气、供热、消防、污水及垃圾处理等市政服务配套设施建设进展缓慢，不敷居民日常使用，相较于新区居民，古城内的生活品质严重滞后，由此也导致原住民流失、文化生态衰微。

1.2保护机制欠缺

与文保单位相比，传统民居院落虽然在世界文化遗产申报中被列入了重要的组成部分，但无论资金投入还是保护机制均相对欠缺，呈现出“无人管”和不知“如何管”的状态。在缺少指导的情况下，社区自也未得到充分的彰显。

1.3保护理念落后

对众多非文物民居的保护意识薄弱，仍存在以危旧房眼光看待民居的情况，拆真建假。保护理念上缺乏对历史原真性、空间完整性、生活延续性等多方面的尊重。

1.4技术方法粗放

虽然当地队伍有着丰富成熟的传统建筑建造经验，但在民居的修缮特别是更新上，技术和管理水平均有局限，科学性与技术性较低，做法粗放，材料单一，难以取得良好的修缮效果并提供可持续的修缮经验。古城非文物民居内的居民生活条件较差又改善乏力，居民陷入生活受旅游者参观干扰，却无从参与旅游服务以营利的双重困境，对现有环境抱有复杂的情绪。

2GHF的平遥民居案例实践

自2006年以来，全球文化遗产基金会（GlobalHeritageFund，GHF）针对这部分传统民居开展了一系列的保护工作，其中既包括规范性质的修缮导则制定，保护性控制规划的推动，也包括了范家街历史街区保护、米家巷和巩家客栈等单体示范院落的修缮和生态化改造整饬等。

基金会的项目方针以支持配合当地政府工作为主，与联合国教科文组织、同济大学等国内高校密切合作，意图在规范、设计、技术和利用等方面起到示范作用，进一步推进平遥古城保护。在基金会为期五年的支持参与中，促进了一些在当地较为创新的民居保护理念和探索。

2.1文化针灸——米家巷12号文化活动中心的建立

米家巷12号是GHF在平遥的第一个实施项目。项目位于平遥古城主干道南大街东隅，原为一处社区幼儿园，两进院落中存留部分历史建筑，经多年使用，风貌、结构及空间情况均较破败，幼儿园迁出后，成为一块空置而缺乏活力的院落，这也是当地社区常见的问题。随着原有功能的丧失，遗留院落（特别是公产产权院落）在紧闭大门后日趋衰败，北方古城的合院格局导致社区缺少开放空间也是因素之一。GHF在当地政府部门的支持下，选取此处作为办公室、宣传传统工艺和文化保护的展览中心以及公众活动中心，以资金、技术激活人文活动。

米家巷12号的建设在多个方面展示了GHF在技术推广及社区建设方面的决心。在修复中，不再简单地复原传统风貌，还结合当地的气候和院落空间优势，进行了太阳能及地源热泵等新能源应用的尝试；在活动组织中，重点关注当地手工艺的复兴以及文化历史的宣讲，季节性进行的“陶坛”文化讲座及手工艺表演，为当地的木雕、木版年画、黄酒制作及口述史提供了舞台。这个项目巧妙地提升了这处原本建筑艺术感并不优越的历史院落的价值，通过公共空间的重塑、公共活动的植入，刺激了米家巷区域的整体活力，并为后续的文化交流及学术调研提供了一处便利的场所①。

2.2单元实践——米家巷27号内部更新

在过去十年中，随着平遥成为热门的旅游目的地，古城内涌现出了一大批由传统民居自发改建而成的宾馆，仅经过简陋的、毫无技术标准的修缮维护便投入使用，这些旧宅翻新而成的宾馆，普遍存在建筑遗留问题，如基础设施不足、隐蔽工程处置不佳等，造成这一行业产品整体品质偏低，更为严重的隐患就是不适当的改动导致了历史建筑遭受破坏。米家巷27号便是一个在这一大背景下的尝试案例。

米家巷27号是一个格局完好规整的矩形院落，入口居正南，环绕有五间传统结构的房间。院落总体占地220平方米，建筑面积127平方米，建筑结构品质较好。原房主曾进行过将此处旅馆化的尝试，由于缺乏经验和资金而未能持续，在目睹了GHF的对米家巷12号的修复成果后，联合当地规划局邀请GHF对此进行更新和提升。在保持结构和布局不变的前提下，GHF项目办公室对米家巷27号的建筑室内进行了功能格局、家具设施及院落环境上的再设计。

2.2.1基于非营利前提的运营组织

米家巷27号定位为平遥现有第一家非营利性客栈，服务人群为专业人士及相关院校，所获利润将归于GHF项目办公室并作为当地院落维护基金之用。此处院落以住宿为主，并可使用12号的设置作为配套，从而共同形成包含商务、会务、展览及住宿功能的综合服务中心。

2.2.2隐蔽工程中的新能源新技术

项目要求保留原有外观和结构，并尽可能重塑内部空间以满足现代生活的需求。更新中选用了对外观侵扰最小并具有更低能耗效果的空气源空调，大型设备隐藏在有遮蔽的屋顶上，风机设备则安置在吊顶隔热层内。潮湿是当地建筑室内的另一常见问题，为改善室内居住条件，工程中更新完善了上下水管道，对潮气最严重的区域进行了地面换土、墙面部分铲除重修并衬石膏板等做法，强化其防潮能力。

上述是在前一个案例的基础上，从室内养护和使用的角度进行了更全面的尝试，以最少结构影响完成了对室内设备的完善。

2.2.3当地生活元素的提炼和“去布景化”

当地居改建而成的宾馆另一问题就是装饰泛滥，大量的传统元素堆叠出富丽的场景，过度的展示模糊了艺术的真伪，也伤害了文物的审美价值。对此项目的内部更新，强调对现实生活品质的提升，在传统空间中构筑舒适的生活体验。

2.3院落群组调研与业态更新的实践——范家街

除了公产及商业用途的院落，私人住宅在平遥古城中所占比重最多，大多数的住户除此历史院落外别无其他居处，他们最直接地面对着设施匮乏、资金短缺、生活品质低下的问题，政府保护投入不足、措施落实不力令他们雪上加霜。建筑保护的问题与民生的问题在此紧密地联系在一起。

2005年，GHF与平遥县人民政府共同资助展开了平遥古城保护性详细规划，委托上海同济大学城市规划设计研究院邵甬教授的团队进行保护详细规划，并选取重点区段提出解决方案。范家街是一处具有代表性的历史街区，区域内有保持完好的传统街道，左右坐落清至民国初的不同时期的院落，内部产权复杂，功能性搭建众多，是拥有突出价值和困顿现状的矛盾体。

研究团队先后进行了历史调研、建筑测绘、产权状况分析、综合发展策略以及重点区域的保护建议。通过配合安置房建设，调整置换产权，纾解人口密度，增加公共开放空间，力求使范家街成为复兴衰败历史街区的指标项目，使居民在保存完好的历史建筑中享有良好的生活质量。

3保护模式探讨

经过前面两处试点院落的维护和修复，GHF在当地的项目中积累了比较全面的经验，也对当地建筑的历史结构、功能特征、工匠工艺、风土风俗都有了相当的了解。对于单体建筑，可以依据现状和对历史原状的理解制定相应的保护措施。通过传统材料、技术和现代的设施的相结合（双层窗户、吊顶隔热层、地源热系统等）来改善建筑物的能源效率，实现“物理低碳”，并在长期考虑“生物低碳”的可能性。

同时，作为一家第三方机构，GHF的主要职能还在于援引基金会的历史经验，配合制定新的法规和监管措施，创新政府和民间合作保护的模式。在导则清晰的前提下②，通过提供资金和建立适应于当地情况的保护方法来帮助保存重要的历史院落。以GHF荣获联合国教科文组织大奖的“云南丽江古城的政府——民间合作模式”为参照③，在全面建立了民居修缮的控制机制的前提下，确保帮助特定的院落以创新的方式得到重新使用，同时避免由于租金和维护费用的增加造成原住居民的迁出。需要进行保护修缮的原住居民（产权人），在向政府提出申请并通过审核及公示后，修缮资金由平遥县政府、基金会和产权人三方共同承担，由此激发古城原住民参与遗产保护的积极性。

在这些探索实践的过程中，也出现了一些现实的问题。基金会作为一个第三方组织，以辅助和推动地方政府的保护远景和社区发展利益为主要目的，因此如何确保这些保护模式能够有长期自主持续造血能力是最大的问题。从基金会的项目设想上来说，种种尝试其实都是为了实现地方长远的可持续保护，使其在不需第三方的干预推动下也能继续自主进行下去。但在实践的过程中，和地方合作伙伴的交接管理还是出现了和想象中的差距，如政府领导班子换届等的大环境问题，也使得项目推进的过程出现了理念断层的现象。因此，未来的思考方向将会把目光从一些具体技术的探索更多地转移到对于理念和管理的普及和推广。

注释：

①来自GHF官方网站http：///images/uploads/projects/pingyao_2pager.pdf

遥感技术在考古中的应用篇4

关键词：古籍文献三维数字模型库虚拟现实

中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1007-9416（2014）05-0071-02

国家图书馆古籍书库文献丰富，有很高的文化价值和历史内涵，为研究人类文明和科技发展提供了可靠的历史凭证。古籍文献实现文化的传承、积累，对于人类文明的发展有重要的意义。传统的文献保管要考虑文献制成的材质耐久性，及温度、湿度、大气污染，有害光线、微生物、昆虫等外界条件对文献的损毁。据有关专家测算，善本古籍手工阅读一次，其寿命将减少30年左右。文献保护与开发利用之间的矛盾也日益突出，从文献保护的角度而言，“少看”仍然是最佳的方式。古籍数字化作为保护与传承珍贵古籍的重要手段之一，可以真实清晰地反映古籍原貌[1]。尤其是当进入数字虚拟时代，数字时代的新技术“虚拟现实”是文物保护和展示技术之一。虚拟现实（VirtualReality）是目前国内外科技界关注的一大热点，虚拟现实技术是一种综合应用各种技术构造逼真的人工模拟环境，并能有效地模拟人在自然环境中的各种感知行为的高级人机交互技术，具有多感知性、沉浸性、交互性和想象力的特征，其中三维立体成像与交互性的配合是它相较于传统的数字影音、网站等信息传递平台的最大优势[2]。将古籍文献仿真地建立在计算机中，构建古籍数字模型库，无论是艺术欣赏还是研究分析都可通过互联网从数字模型库中调用资源。数字模型还可以为文物考古、历史研究提供重要参考。目前“虚拟现实”技术正朝着更加强调参与性和体验感的层面发展，综合了音频、视频和逐步解说向导，在保护文物的同时为使用者提供一种全新的体验，故而，研究通过建立数字模型库系统对古籍文献进行保护的方法对古籍文献数字化保护具有重要意义，同时对各类的古籍数字化保护也具有借鉴意义。

1建立数字化模型库之优势分析

古籍文献资源库建设是古籍保护与利用工作的方向[3]。对古籍进行数字化建模，通过将大量的图片、文字信息和三维模型（3Dmodel）等数字化资料汇集存储，建立数字模型库，生成一个文献档案，既实现了文献资源共享、提高了文献利用率，又利于文献内容的优化保存。带有三维信息的模型库在一定程度上再现了文物的原貌，利于启发和扩展学者研究的广度与深度。

1.1数字模型库利于在互联网时代信息资源共享

建立图书馆古籍文献数字模型库，将会使文献信息在互联网平台上大大提高利用率，提高人们对古籍文献的认知程度。以网络技术为平台，以浏览器-服务器（B/S）结构构建系统，不同的应用系统可以通过接口调用数字模型库中的资源，如图1所示。结合虚拟现实技术建立三维场景虚拟漫游系统虚拟展馆，让用户身临其境的再博物馆中欣赏古籍；用网页制作软件及JSP技术制作动态可交互的三维模型网站；通过特定的网络用户界面调用数字模型库中的资源，可以让进入的用户方便快速的访问到所要展示的三维古籍，利用鼠标和键盘等简单的设备就可以完成古籍全方位的浏览，对三维模型的旋转、平移、放大、及缩小等实时交互操作。古籍数字模型库可以广泛长期反复利用，互联网中已建立的B/S结构的文物遗产系统可以再扩展，将三维古籍文献添加进来，用网页链接加载资源包这种简单的方式把图书馆3D文献资源展示出来。数字模型库加大了信息资源的共享程度，更好的体现了珍稀古代文献的价值。

1.2数字模型库提高了古籍文献利用率

检索文献显示三维模型提供更多的有效信息，方便研究者的引用，三维模型极大地启发和扩展其研究的广度与深度。对甲骨建立三维模型还原原型将弥补拓片不足，更清晰展现甲骨文信息方便学者研究和临摹书写。用户检索文献后先获取简单的文字信息，确定使用后，点击相关链接从数字模型库中调用该文献的虚拟三维仿真页面，用户可以交互性的360度观看甲骨文文献，以及放大视角仔细观察，将长期被束之高阁的珍稀古籍更好的展现，大大的方便了读者的研究工作，提高了古籍文献的利用率。

2数字化模型库的实现方法

2.1三维建模

模型是三维模型库系统的基础，三维建模是涉及摄影测量与遥感、计算机视觉、计算机图形学和模式识别等领域的一个热点问题[4]。目前三维模型按细度区分有如下方法。

（1）适于数据分析的高精度模型。通过三维扫描仪来获取物体所有数据信息。测绘遥感技术，以毫米的精度虚拟在电脑里，武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室李德仁院士在数字敦煌项目中谈到“进入上世纪90年代后，我们测绘的精度大大提高，达到毫米级甚至微米级，这才为数字考古奠定了基础。”为了实现精确目标，研究人员在前期必须运用大量测绘方法，如通过控制测量的方法，提供一个绝对坐标，将物体放在合适的位置；通过多目立体测量的方法，用两台以上的相机对实物进行拍摄；通过激光扫描的方法，采集目标表面的信息等。制作时具体工作分为三步：首先是利用激光扫描技术，将文物结构的位置数据测定，然后将数据进行整理组合，组建成三维模型，要求精细的测绘技术，处理海量的数字信息。保存文物原有的各项型式数据和空间关系等重要资源，实现濒危文物资源的科学、高精度和永久的保存。

（2）适于艺术赏析的中低精度模型。考虑到计算机系统资源的限制，为了保持操作的流畅性，三维场景虚拟漫游系统中三维虚拟场景的模型使用简模或者中模。可以有两种方法，一种是在文献原型上采集多方位的照片，建模人员按参照物比例手工建模，主要是由视觉感官来建立视觉建模的方案。三维模型的制作主要采用三维模型制作软件来完成，现有的三维设计软件较多，常用的有AutoCAD、3DSMax、MAYA等。另一种方法是在二维高清图片上进行处理，将图片生成黑白灰度图片，通过代码自动生成具有高度差的空间三维雏形，再经过补充和修改生成目标模型。

2.2三维模型添加材质和纹理贴图

建立好模型后，需要实现三维模型（3Dmodel）到纹理模型（Texturedmodel）的转换工作，即纹理映射工作，通过融合技术、纹理拼接、各向同性、纹理捆绑等技术来实现[5]。首先，在模型表面利用纹理贴图产生图像逼真效果。其次，通过材质模仿现实中物体表面对光源的反射和传播，表现出物理材质特性。

材质和纹理贴图结合后可以制作如水面、镜子、玻璃、钢铁等等效果，结合虚拟现实技术表现出物体的真实性。制作纹理贴图，应以实际拍摄图片为基础，纹理贴图通常调整为2的幂次方大小，该方法运算的过程中计算速度最快，也就是渲染时最快捷的方式。使用带有通道贴图的格式文件，可以直接使用alpha透明贴图通道结合Refraction折射效果表现出通过透明或半透明物体所看到的景象，制作出透明或半透明反光材质。给三维模型添加材质和纹理贴图是表现效果是否逼真的关键步骤。

3数字模型库系统中虚拟展现采用的关键技术

在数字模型库的基础上，需要进一步通过图像渲染、碰撞检测等关键技术来实现古籍文献三维数字模型库系统。其中，虚拟漫游系统使用Web3D实现网络上的虚拟现实展示，通过GUI界面和鼠标键盘实现参与者与古籍仿真环境相互作用，借助人本身对所接触事物的感知和认知能力，帮助启发参与者的思维，以全方位的获取环境所蕴含的各种空间信息和逻辑信息。一般情况下由以下几个关键技术及模块来实现。

3.1图像渲染引擎模块

显卡是物理基础，在显卡之上是各种图形API函数，主流的是DirectX和OpenGL。图像引擎是建立在这种API之上，控制着实现不同的效果。而在引擎之上，则是引擎开发商提供给开发者的SDK开发套件，这样程序员和美工就可以利用SDK建立画面效果。目前主流图像引擎模块都支持凹凸贴图（Bumpmapping），反射贴图（Reflectionmapping），动态阴影效果，实时图形化界面，Shader代码的动态合成，地形系统。当把材质贴图赋予模型完成贴图模型之后，相当于为骨骼蒙上皮肤，最后再通过渲染引擎把模型、动画、光影、特效等所有效果实时计算出来并展示在屏幕上。

3.2碰撞检测模块

碰撞检测是计算机图形学和虚拟现实中最基本且非常重要的组成部分。碰撞检测（CollisionDetection）返回两个或多个物体是否发生碰撞的布尔判断，然后找到物体之间的实际相交位置，针对两个物体之间的碰撞决定采取何种操作，当发生接触时，运动可以停止不前或平滑移动到其它位置。主要是应用于检测摄像机或角色人物模型同三维虚拟场景中的其它模型，如地形、建筑物、绿植等各种物体模型是否接触的情况。在某些应用中，可能希望检测物体与环境之间的距离来判断做出新的动作指令。

3.3声音特效控制模块

人能够很好地判定声源的方向。声音到达两只耳朵的时间或距离有所不同，在水平方向上，我们靠声音的相位差及强度的差别来确定声音的方向。常见的立体声效果就是靠左右耳听到在不同位置录制的不同声音来实现的，所以会有一种方向感。声效控制模块主要是来触发三维虚拟场景中是否出现声音和声音的强弱、声道以及远近等，其作用是来模拟真实自然环境中的声音效果，如控制摄像机或者角色人物接近虚拟物体时，会触发控制事件从而声音随着距离的接近声音会逐渐变强，反之则声音又逐渐减弱，声效模块同样加强了使用者的沉浸感。配上解说还可以让一些抽象的解说变得浅显易懂。

3.4物理系统模块

由于物体与物体之间的动力学特性，物体的运动遵循固定的规律。运动物体具有密度、质量、速度、加速度、旋转角速度、冲量等各种现实的物理动力学属性，在发生碰撞、摩擦、受力的运动模拟中，不同的动力学属性能得到不同的运动效果。例如，当角色跳起的时候，系统内定的重力值将决定他能跳多高，以及他下落的速度有多快，子弹的飞行轨迹、车辆的颠簸方式也都是由物理系统决定的。

3.5粒子系统模块

粒子系统设计是利用粒子自动机的方法描述粒子的运动，粒子特效模块主要是在三维虚拟场景中用来模拟和控制各种天气状况，如雨、雪、雾等。它能够更为真实的反应出场景的环境效果，使其更加逼真可信。

3.6动画功能模块

目前所采用的动画系统可以分为两种：一是骨骼动画系统，一是模型动画系统，前者用内置的骨骼带动物体产生运动，比较常见，后者则是在模型的基础上直接进行变形。例如，拆卸和组装的动作，可以用动画帧的方式播放。

3.7GUI背景与系统控制模块

GUI来制作浏览界面、漫游模式、按钮、滚动条、对话框等对象，沟通程序的时间回调机制将最终用户在GUI窗口中执行的操作，比如鼠标按钮触发等送到应用系统中去，应用系统在得到这些消息和事件后可以根据自己的系统需要做灵活处理。利用GUI控制漫游模式，实现不同视点和不同的运动方式的切换，它是整个系统的集成，用于控制系统功能的主程序。

4结语

论文将数字技术和文献保护两者结合起来构建三维数字模型库，该模型库能推动学术研究，有利于文献遗产的数字化保护，有利于建设图书馆数字化和知识化服务平台，对图书馆的资源建设与知识服务有积极的促进作用。随着数字技术的不断发展，虚拟现实技术也将随着网络时代宽带大规模应用的到来得到更高的突破，古籍文献三维模型的建立会更快捷和精准，古籍文献三维数字模型库将得到更广阔的应用。

参考文献

[1]梁爱民，陈荔京.古籍数字化与共建共享[J].国家图书馆学刊，2012，（5）.

[2]李辉熠，钟山，张立里.基于用户体验的旅游景点虚拟现实项目设计研究[J].数字技术与应用，2013，（3）.

[3]石梅，数字图书馆古籍文献资源库建设的思考[J].数字与缩微影像，2012，（4）.

遥感技术在考古中的应用篇5

[关键词]遥感技术区域水文地质地质调查应用

[中图分类号]P641.4+3[文献码]B[文章编号]1000-405X（2015）-9-179-1

1遥感技术的概念

所谓遥感技术主要是在太空中，利用遥感器实现对检测目标的远距离检测并探查地球地表上物体的特征，并对探测到的特征信息进行分类处理和利用的一种技术。

遥感技术的出现伴随着光学技术、计算机技术、电子技术及空间科学技术的发展。其发展的基础是20世纪30年代的航空摄影技术，并在20世纪60年代得到迅速发展并广泛的应用于各个领域中。

现代遥感技术依托于电磁波理论，并由遥感平台、遥感仪器、信息处理、接收和分析应用等部分共同组成。由于地球上的不同物体均具备不同的波谱特征，遥感技术中的遥感器也正是依据该特性，通过感知不同物体所发射及反射的不同电磁波来探查其性质、状态及数量等。

2遥感技术在区域水文地质调查中的具体应用

众所周知，工程建设项目在开始施工之前，首先应查明施工区域内的水文地质条件。

在水文地质调查的不同阶段，综合运用航空像片、卫星图像的解译及其他遥感技术，促使我们获得该区域内的地下水形成、贮存、运动特征、水质及水量的变化情况，为合理利用地下水及充分掌握该区域的地质情况提供基础依据和参考。

2.1水文地质测绘

由于水文地质测绘工作的综合性比较强，且测绘过程繁琐。采用传统的测绘方法效果不够显著，且耗时耗力。而在水文地质测绘工作中充分引入遥感技术，利用遥感图像解译地貌特征、水体及汗水岩体，能够获取较为明显的测绘结果。通过解译遥感图像，能够快速获取该地区的水文地质规律。在水文地质测绘工作中运用遥感技术效果十分显著。

第一，利用遥感技术勾绘的地质界线，尤其是第四纪地质界线准确可靠，地貌的研究结果清楚明晰，同时还可以获取隐伏断裂及活动断裂方面较为准确的基础数据。

第二，因遥感图像能够清晰的反映水系、水体、湿地、地下水浅埋带等和水文地质联系紧密的现象，可以较为准确的判断地下水的补给、径流及排泄等水文地质情况.

第三，采取遥感技术能够有效提高水文地质的普查速度，尤其是针对自然条件复杂、交通困难地区的普查工作。

2.2地下水资源的调查

利用遥感地质技术进行地下水资源的调查，在我国的应用范围十分广泛。无论是在基岩山区还是在松散的堆积区，都可以得到较好的效果。采用遥感技术进行地下水资源的调查时，首先需要解译航空及航天图像，查找到富水的含水层分布区或者富水的构造地带；然后依据水文地质钻探的相关资料和已知的开采井及水文物探资料，通过综合分析，并计算和评价水资源。

因遥感图像所解译的含水层及含水层构造的边界十分准确，所以利用遥感技术进行地下水资源的勘察能够获取极佳的效果。

此外，因热红外图像能够清晰的反映地下水浅埋带、拳及泉水的溢出带，所以在寻找地下水方面也可以充分利用热红外遥感技术。例如在天津地区，曾经就利用热红外遥感扫描和彩红外航摄相结合的方法，探明了浅埋古河道的具体分布情况。

2.3矿区水文地质勘查

矿井一旦发生透水事故将给人们的生命财产带来极大的威胁。矿井透水事故的发生不仅仅是由不合理开采等问题造成的。更重要的原因在于未查明矿区的水文地质情况，没有对矿区的含水层分布及地质构造情况进行详细的探查。

在矿区利用遥感图像的解译技术，就能够得到准确的含水层分布情况及地质构造的情况，为矿区合理布置矿井提供基础依据和资料。这样不仅有利于矿产资源的合理开发，还能够有效减少因矿井透水所导致的人员伤亡事故。

2.4水利工程的水文地质勘查

水利工程中的水库水文地质勘探主要是解决水库向邻谷及库底的渗漏情况及渗漏量的问题。在进行水库水文地质调查的过程中，充分利用遥感技术，将书库区域的航天图像和航空像片进行地质解译，并结合地面勘探及物探工作结果，可以快速且准确的获取库区内及库岸的岩层透水性、透水岩层的具体走向、泉水的出露点击水库和邻谷地段的岩层透水性及可能出现渗漏的位置和方向等。依据获取的水文地质数据，可以绘制出河谷区到分水岭地段内不同时期的地下水位线图，且为绘制综合工程地质图提供了基础依据。例如在我国的三峡水利枢纽工程及二滩水电站中都广泛的采用了遥感技术，并取得了十分显著的成果。

2.5其它水文地质工作

除了以上几种水文地质探查情况之外，遥感技术还可以用于海岛淡水水源调查、地热水文地质调查、环境水文地质调查等方面。运用红外遥感技术进行古河道及河漫滩中的富水地段的寻找中，能够获取各种地表水体的形状、分布及走向情况，探查到地下水露头的具置、大小及数量等；利用遥感技术可以在沿海及岛屿上进行淡水的探查工作；利用遥感技术还能探查岩溶区的水文地质情况，探查隐伏的溶洞、岩溶水的流向及分布情况等；此外还可以运用遥感技术进行地下热水的埋藏情况的探查工作。

综上所述，水文地质勘查工作是工程建设项目顺利施工的前提条件。在水文地质探查中，充分运用遥感技术，能够快速准确的获取探查地域内部的水文地质分布及水文地质构造等基本情况，为工程建设提供基础依据和参考。近年来，随着我国航天技术的不断发展、应用卫星的开发和计算机技术的快速发展，这些技术也推动了遥感技术的快速发展，并推动区域水文地质调查工作的快速发展。

参考文献

[1]陈华慧主编.遥感地质学.北京：地质出版社，1988.

遥感技术在考古中的应用篇6

关键词：卫星遥感数据地形图空三加密优势与不足

引言

20世纪末21世纪初以来，随着高分辨率遥感影像技术的空前发展，高分辨率遥感影像用于测制地形图成为可能。在内蒙古自治区广袤的国土面积中，有长达4，200多公里的国界线，有大面积的戈壁，荒漠地区。在这些地区利用高分辨率卫星遥感资料来完成1：10，000地形图基础测绘是极好的选择。为此内蒙古测绘事业局立项进行了专题研究，通过近一年的技术引进、开发、实验，最终形成了完整的技术方案及生产的技术流程。

1．测区概况

1.1任务情况

依据内蒙古自治区国土资源厅及内蒙古自治区测绘事业局基础测绘项目的安排，以东经111°18'45''至112°26'15''、北纬42°57'30''至43°47'30''作为二连浩特测区的范围，面积达6，000平方千米。合1：10，000地形图236幅，地形类别多为平地。

1.2自然地理情况

本测区位于内蒙古自治区锡林郭勒盟西北部，北与蒙古国交界。处于内蒙古高原中部，阴山以北的层状高平原区，气候干燥，无霜期短。人烟稀少，各类人工地物不多，主要集中于二连浩特市区，测区有国道G040、G208、省道S309等公路贯通。

1.3影像资料

二连浩特测区影像资料是由北京同天视地空间技术有限公司提供的IKONOS卫星遥感数据。影像资料分布九个轨道，共28景，组成14个主体像对，每个像对两景影像100%重叠。每景面积不等，最大约46km×12km最小24km×12km。

2．生产过程

2.1外业工作

同传统航测方法一样，卫星遥感数据测图同样需外业提供像控资料和相片调绘。但实施的方法有所不同。

2.1.1外业像控

虽然我们获取的IKONOS卫星遥感数据是精确的，其数学精度已十分接近我国的测量坐标系统，平面、高程精度可达到10米以内。但仍满足不了1：10，000地形图的测绘精度要求。还需外业做少量的控制点，通过内业空三加密平差来达到精度要求。从理论上来说，在整个测区周边布点即可，但在生产实践中证明，景与景拼接处至少在上下各布一控制点进行连接，否则内业无法通过空三平差达到精度要求。

另外像控点先期可由内业按需求进行布设、目标选定，同时打印出点位影像图，供外业使用。

2.1.2外业调绘

IKONOS卫星遥感影像资料，像幅面大、数据坐标可读，且精度达到一定程度。外业调绘片可按1：10，000标准图幅范围进行拼接、裁切。并可如图4。这样就为内外业图幅接边、资料管理提供了方便。

2.1.3碎部测量

通过前期实验表明，IKONOS卫星影像1米分辨率资料的高程精度只能到达1：10，000地形图山地的精度要求。对于测区内发达区域，如二连浩特市区等必须用全野外方法，测量高程注记点。以保持精度要求。

2.2空中三角测量

针对IKONOS卫星遥感数据，我们利用北京四维空间数码科技有限公司的ImageInfo-PixedGridV2.0软件进行空三加密处理。二连浩特测区28景14个主体像对近6，000km2作为一个加密区域，进行数据处理，严密平差，修正初始提供的卫星90个基本参数，以最终达到在jx-4上建立高精度的立体模型。

2.2.1立体观测

用PixedGridV2.0软件恢复卫星影像立体模型后，内业转测各外业控制点以及模型连接点。生产实践反馈发现，必须加大连接点人工测量的数量，特别是在像对连接部分，外业控制点少或没有的地方，以及测区边缘和变换处。这样方可确保空三加密的精度。本测区精度见表。

2.2.2空三成果输出

合格的空三加密成果是数字测图系统正确建立立体模型的必要条件。IKONOS卫星立体像对象幅面积大，数据容量通常都达到1，200―1，500MB；jx-4表示测量系统内存无法承受。因此，必须将原始的卫星像对通过PixedGridV2.0软件分割成多个像对，经验表明，一般裁到容量为150―200MB为佳。

2.3数据采集

为了用卫星影像资料采集1：10，000地形图数据，我们专门引进了jx-4卫星测图模块。此模块解决了卫星影像数据在jx-4的定向建模。

卫星资料建模不同于航摄资料建模。卫星资料建模通过恢复卫星90个姿态参数来得到。在恢复数据之前，需人工在jx-4上进行相对定向观测。一般均匀选取九个点以上。并进行核线重采样。在进入矢量测图后，发现卫星主体像对有以下几点不足。

2.3.1影像纹理与实地差距较大，地物、地貌细部不易判断，造成测量准确性有所降低。

2.3.2立体效应差，由于卫星轨道大都在400km以上，基高比大，地形起伏不明显，与作业人员的习惯有差别，需较长时间适应。

2.3.3卫星立体模型局部有较大变形，像对之间的接边误差较大。

3．几点体会

3.1通过二连浩特测区的生产实践，我们掌握了利用高分辨率卫星影像资料测制1：10，000地形图一整套生产作业方法。为今后的卫星资料测图提供有力的保障。

3.2随着卫星影像处理技术的进步，卫星影像分辨率的提高。其在生产中表现的不足，将大大的改善。在我区1：10，000基础测绘中，利用高分辨率卫星影像来弥补边境地区及一些无法航摄地区1：10，000地形图的覆盖，是最好的选择。

3.3生产过程中我们发现了许多卫星资料测图中隐含的技术问题，通过分析、解决，找到了其规律性。如个别立体像对整体有较大平移或错误。原因有二，其一是空三加密时人工连接点密度不够，其二是在裁切小像对时参数有误，建议测图前要用相邻像对检验。最好是在立体像对中加测检查点。

4．结束语

利用高分辨率卫星影像在我区测制1：1万地形图是可行的，但其高程精度相对较差，我们期待未来更高分辨率商用卫星的发射，以彻底解决1：1万地形图的高程精度问题与更大比例尺地形图的测绘。

参考文献：

[1]遥感原理与应用/孙家主编。武汉：武汉大学出版社，2003.2.