关键词：测绘技术：GPS：RS；GIS
随着现代测绘技术的出现，无论在学科理论，或在技术体系，以及应用范围上都取得了重大的发展，甚至可以说是重大的变革，从而也将彻底地改变传统测绘的生产方式。现代测绘产业以“3S”技术为特征，现代测绘技术已经成为人类研究地球及自然环境，解释某些自然现象，解决人类社会可持续发展等重大问题的重要工具。
一、现代测绘技术的发展概况
(一)GPS的发展
全球定位系统(GPS)是美国从20世纪70年代开始研制，于1994年全面建成的利用导航卫星进行测时和测距，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。1996年2月，美国总统令宣布GPS为军民两用系统，标准定位服务对民用开放，2000年5月，美国总统令SA关闭，价格不贵的民用GPS接收机能将其水平定位精度从不低于100m提高到15～20m，民用GPS的具备了真正的实用价值。随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，GPS的应用领域正在不断地开拓，目前，各种类型的GPS接收机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测。GPS已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。GPS和GLONASS兼容的全球导航定位系统接收机已经问世。GPS作为一项引起传统测绘观念重大变革的技术，已经成为大地测量的主要技术手段，也是最具潜力的全能型技术。GPS定位技术与常规地面测量定位相比，除具有对测站选择更灵活、更适应不利条件、全天候连续作业外。还具有比任何地面常规技术供数量更多、精度更高的数据信息。
(二)遥感技术的发展
遥感包括卫星遥感和航空遥感，航空遥感作为地形图测绘的重要手段已在实践中得到了广泛的应用，卫星遥感用于测图也正在研究之中并取得一些意义重大的成果，基于遥感资料建立数字地面模型进而应用于测绘工作已获得了较多的应用。自20世纪初菜特兄弟发明人类历史上第一架飞机起，航空遥感就开始了它在军事上的应用，从1972年第一颗地球资源卫星发射升空以来，美国、法国、俄罗斯、欧空局、日本、印度、中国等国家都相继发射了众多对地观测卫星。遥感信息获取技术已从可见光发展到红外、微波：从单波段发展到多波段、多角度、多极化；从空间维扩展到时空维；从低分辨率发展到高分辨率甚至超高分辨率。遥感平台有地球同步轨道卫星、太阳同步卫星、太空飞船、航天飞机、探空火箭，并且还有高、中、低空飞机、升空气球和无人飞机等：传感器有框幅式光学相机，缝隙、全景相机、光机扫描仪、光电扫描仪、CCD线阵、面阵扫描仪、微波散射计、雷达测高仪、激光扫描仪和合成孔径雷达等，它们几乎覆盖了可透过大气窗口的所有电磁波段。
(三)GIS的发展
地理信息系统作为多个学科、多种技术交叉融合的产物，至今只有40多年的历史。地理信息系统起源于20世纪60年代加拿大和美国学者的在土地和交通方面的地理信息研究。1998年1月31日美国前副总统戈尔在加利福尼亚科学中心的一次讲演，在该讲演中戈尔正式提出数字地球的概念。地理信息系统作为对空间地理分布有关的数据进行采集、处理、管理、分析的计算机技术系统，其发展和应用对测绘科学的发展意义重大，是现代测绘技术的重大技术支撑。
二、现代测绘技术的应用
现代测绘技术作为一门新的信息科学在经济和社会可持续发展的诸多领域正发挥着愈来愈大的作用。在这里主要介绍现代测绘技术在矿山测量方面、湿地方面、水利工程方面和精准农业方面的应用情况。
(一)矿山测量方面
遥感技术在矿山测量中的应用已经历了较长的时间，并积累了丰富的经验。应用遥感资料，可获取矿区实时、动态、综合的信息源，对矿区环境进行监测，为矿区环境保护提供决策支持。遥感资料用于找矿、矿区地质条件研究、煤层顶底板研究等方面都已得到应用，所有这些，都说明遥感技术应用于矿山测量是矿山测量实现其现代任务的重要保证。利用GPS技术进行矿区地表移动监测、水文观测孔高程监测、矿区控制网建立或复测、改造等。其应用于矿山测量工作的地面部分已成为现代矿山测量的一项重要支撑技术。以矿区资源环境信息系统为平台，以各种测量技术为数据获取的途径，可以建立集数据采集、处理、管理、分析、输出于一体的自动化、智能化的技术系统，作为矿山可持续发展的决策支持系统。
(二)湿地方面
利用遥感技术对湿地生物资源的分布、生长状况及其变化进行估测。利用遥感技术多层次、多时相的动态监测功能获得及时可靠的数据，通过地理信息系统技术进行相关数据的实时更新，并对这些数据进行空间分析，可得到湿地的动态变化情况。应用遥感和地理信息系统技术，获取湿地生态环境质量分析评价所需要的数据，借助GPS技术进行水质采样调查、植被样方调查、土壤采样等常规野外调查。根据湿地信息系统的功能，可将其划分为两大类：查询服务型信息系统和决策支持型地信息系统。
(三)水利工程方面
遥感技术能够实时地对大江、大河和湖水水位进行监测，可实时监测洪水灾害面积。RS和GIS集成能及早预报洪水淹没范围和干旱灾情范围，为防灾、抗灾提供准确信息。在水利枢纽工程竣工后，需对水库大坝、大型桥梁等进行连续的、精密的监测。现代测绘技术提供了连续、实时的安全运行监控手段。利用全数字摄影测量或数字测图技术建立数字地面模型，应用GIS的分析决策功能，可以方便快速地进行水库大坝选址、库容计算、引水渠修建、受益范围等设计工作，为开发利用水资源提供科学依据。目前，大中城市都有由数字测图技术或全数字摄影测量技术建立的城市数字地形图，给排水管线的规划、设计可在数字地形图上进行。
(四)精准农业方面
精确农业中，利用GPS技术对采集的农田信息进行空间定位；利用RS技术获取农田小区内作物生长环境、生长状况和空间变异的大量时空变化信息；利用GIS技术建立农田土地管理、自然条件、作物产量的空间分布等的空间数据库；对作物苗情、墒情的发生发展趋势进行分析模拟，为分析农田内自然条件、资源有效利用状况、作物产量的时空差异性和实施调控提供处方信息。GPS、RS、GIS技术及自动化控制技术为支撑的精确农业将促进现代农业的发展。它能够收集土地利用现状、植被分布、农作物的生长情况、农作物的灾情分布、土壤肥力等多种信息，将信息技术与农艺、农机有机地结合起来，最大限度地优化各项农业资源与生产要素的合理分配，获取高产量和最大经济效益，同时又能有效地保护生态环境和农业自然资源，有利于农业的可持续发展。
【关键词】遥感FTIR；大气环境监测；新发展
随着我们国家经济社会的不断发展，大气环境的污染程度变得越来越严重，尤其是一些具有挥发性物质的污染，不仅严重影响了我们赖以生存的大气环境，还极大程度的危害着我们的身体健康，因此，无论是我们个人还是我们的国家都需要对其引起高度重视，采取一切措施对其实施科学的监测和治理。在对大气环境实施监测过程中，作为主要且科学有效的监测技术，遥感FTIR具有高度的分辨率以及灵敏度，可以在不知道被测对象的前提下进行多组分的同时测定，受到环境监测部门的广泛应用。
一、遥感FTIR的概念描述
通常情况下，环境监测部门采用的是定点取样法对大气的环境状况进行监测，然而，在定点取样法进行观测过程中，得到的观测数据只能单纯地反映较小范围内的大气环境污染的程度，无法实现观测样本点范围外的观测，所以此方法不能适用于大型监测区域的污染监测工作。而遥感FTIR技术作为近几年发展较快、运用较广的综合型探测技术，其使用过程不同于传统的定点取样法，一般不受区域限制，主要的优点如下：
（一）可以实现远距离的监测，遥感FTIR技术可以对远距离的大气污染物实施24小时不间断地监测（二）遥感FTIR技术可以对多组分的混合物进行分析，并且迅速的做出判定（三）遥感FTIR技术应用于大气监测时，可以略过取样等耗时、繁琐的手续（四）遥感FTIR技术对监测的区域面积没有特殊限制，且能够实现地面、高空的三维空间的大气环境监测。
现如今，随着我们国家对于遥感FTIR技术在大气环境监测中的应用的深入研究，遥感FTIR中有关于化学计量学以及被动式的遥感监测技术都取得了新的发展。
二、化学计量学在遥感FTIR光谱图的解析中的新研究成果
近几年，计量学的一些方法技巧逐步渗透于化学的各个方面，使得化学计量学逐渐趋于成熟，并在遥感FTIR光谱图的解析中得到越来越多的应用。常见的化学计量学模型有：人工神经网络、经典最小二乘法、偏最小二乘法、卡尔曼滤波法以及遗传算法等，下面我们利用这些化学计量学中的数学模型对遥感FTIR光谱图进行定性、定量地解析。
（一）对多组分信息实施定性、定量地分析
在实际操作中，我们分别利用经典最小二乘法、偏最小二乘法、卡尔曼滤波法以及人工神经网络对光谱图中出现的严重混合大气污染物实行定量地解析。通过分析的结果我们可以发现，这些方法都可以实现对混合型大气污染物的定量检测。同时，在大气污染物的定性鉴别中，我们首先通过偏最小二乘法对一些未知的干扰物进行鉴定，然后再通过人工神经网络对多组分的环境情况进行定量地解析。为了简化神经网络结构、缩短监测时间、减小监测误差，我们用偏最小二乘法对人工神经网络输入的信号实行变量提取，从而高效、准确地解析了遥感FTIR光谱图。与此同时，对于遗传算法这一化学计量模型来说，其不仅具有较高的求解能力以及优良的非线性特征，还是光谱图库中较好的计算机检索工具。
（二）遥感FTIR光谱图的特征信号的提取以及其噪声的处理
噪声的科学、有效的处理对遥感FTIR光谱图的解析具有重要意义，一般情况下，我们可以利用WA进行一定程度的遥感FTIR光谱图信号特征的提取，并且利用WA对信号实施分解时，可以在一定程度上滤除掉光谱图中的噪音干扰，从而突出有用信号的存在位置。通过最新研究发现，对于开路遥感FTIR光谱图的噪音来说，我们可以采用新型数据预处理法实现对噪音的彻底清除，该方法称之为正交信号校正，对其与二阶求导的预处理进行比较，可以得到下图，该图分别利用上述两个方法对以下七种气体的光谱图中的噪音干扰进行处理，得到处理前后的分析模型的误差结果如下：
通过上图的比较结果我们可以看出，利用正交信号校正法对光谱图处理以后分析模型误差为16.58%，比二阶求导处理后的平均误差37.94%要小得多，因此，正交信号校正在对光谱图中噪音的消除功能上具有显著的效果。
三、被动式遥感FTIR在大气环境的监测过程中的应用新成果
近几年，随着遥感FTIR技术的广泛应用，国内外的许多专家对被动式遥感FTIR技术在大气环境中的监测过程进行了大量的科学研究，并且通过研究发现，该技术能够较为准确的感测出热气体放射源所发出的红外辐射中的物理以及化学特性，从而探索出监测大气污染物的新发展方向。
被动式遥感FTIR监测技术的工作原理需要借助于大气污染物的不同温度，其特点是能够在背景信息缺乏的状态下，对任意方向实施数据的收集，避免了样品预处理工序，并且该监测技术可以实现对多种大气污染物的同时监测，不受时间和距离限制。要想熟练掌握被动式遥感FTIR技术并且将该技术有效应用于大气环境的监测过程中，这就要求我们不仅需要了解其工作原理、工作特点，还需要了解监测过程中仪器响应函数的规律。一般情况下，仪器的响应函数又被称为仪器的频率函数，对于不同的实验条件来说，其仪器的响应函数也是不同的，它通常与校正时的黑体温度的高低以及仪器接收信号的大小有关。
随着遥感FTIR法在大气环境监测中的不断发展，利用遥感FTIR法监测大气污染物的优势也逐渐被人们所知，在对大气中各种特殊污染气体实施遥感监测时，遥感FTIR法具有重要的使用价值，它可对各种红外源实行远距离的非接触型遥测；能够较为精确地提供在燃烧火焰里的激发态分子的转动或振动的详细信息；不需要对样品进行预处理并且可对多种燃烧产物实行同时检测；监测速度快、精度高；它还可以对光谱辐射的能量分布实行绝对监测。同时，由于反射望远镜的使用，可以在一定程度上实现远距离遥感监测燃煤的发电厂等一些大型污染性企业所排放的污染性气体。所有这些技术的发展以及普及，对实现大气环境的科学、有效监测提供了重要的知识帮助，有助于大气环境的保护。
四、结语
随着我们国家科学的高速发展以及人们对于遥感FTIR的不断认识，遥感FTIR法在大气环境的监测领域中得到越来越广泛的使用，我们知道，遥感FTIR法可以实现对大气污染物的实时、连续不间断以及多组分的监测，然而，由于我们国家对其研究和探讨起步较晚，对其在大气环境监测的应用技术掌握不熟练，因此，利用遥感FTIR法对大气环境进行监测的技术手段仍然需要进一步发展。随着时代以及科技的不断进步，我们坚信在不久的将来，遥感FTIR监测技术一定会得到更好的加强与推广。
参考文献
由于遥感航拍消耗太高(获取高分辨率航空影像，1平方公里需要投入近千元)在中国还未成气候，以提供航空航天遥感影像处理和应用、地理信息数据获取、三维数字城市建模等服务的天下图凭借在设备、经验和技术人员的优势，在整合产业链上游的中航四维以及下游的数据应用和GIS系统建设资源后，已成为国内提供综合空间地理信息产业服务的龙头企业。
在中国已经进入数字化时代，谁拥有更先进的高端技术?谁在遥感航拍和影像处理领域更有话语权?现在还不能一概而论，但可以肯定的是，在国家创业风险投资的支持以及天下图自身的优势上，天下图无疑跑得要快的多。
天下图董事长关鸿亮告诉《环球财经》记者，“我们的目标就是做一个多尺度的、多来源的影像的一个库，就是说客户或政府需要哪个地方的数据，我随时能提供，而且能提供最好的，最清晰的影像，满足客户要求。”
整合中国机会
2006年7月，天下图成立的契机也是我国遥感数据处理软件产业相对尴尬的时期。长期以来国内绝大部分市场份额一直由ERDAS、PCI、ENVI等国外软件所占据。无论是从国家信息安全，还是从国家软件产业发展的角度考虑，通用遥感数据处理软件的国产化都迫在眉睫。
“其实这个产业在国外已经相当成熟了，但是在我们国内还处于起步阶段，应该说潜力比较大。尤其是我们城市化建设的发展也给这个行业提供了机会。”关鸿亮告诉《环球财经》记者，根据国家统计局2009年9月17日的资料，迄2008年末止，中国城市化率已达到百分之45.68％，从应用地理信息资源的情况来看，超过优于1米分辨率的数据更到总需求的80％以上。目前，天下图在遥感影像领域天下图的优势相对明显(市场占有率约为15％)。
无论是年产值20亿的设想，还是80％的需求量，这些概念对于航空航天遥感企业的概念只有一个――商机。而面对商机，整合发展成为遥感航拍企业最现实的发展之路。
2006年5月，四维航空遥感有限公司引进了我国第一套欧盟开发的“像素工厂”系统，开始承揽包括生产真正射影像项目，项目金额高达几千万元，为南方沿海某市打造三维数码城市。这也为以后天下图打造产业链埋下了伏笔。
2009年7月，为打造完整产业链，天下图要整合数据获取环节。而此时，成立于2001年7月，由中国四维测绘技术总公司和中国航空技术进出口总公司合资成立的中飞四维航空遥感有限公司，成了天下图和关鸿亮的首选。“四维航空和中飞通用航空成立了这个航空摄影专业公司，中飞要退出这个合资公司，天下图就把它控股了”。关鸿亮说。
至此，空间影像数据获取、空间影像数据加工处理、空间影像数据库研发应用以及基于互联网的网络运用，加上天下图自身的数据制作和应用，一条完整的产业链形成了。
至于以后的整合上，天下图有自己的做法。“在两三年之内把这个产业迅速做大，给一些更高端的客户提供服务，这样的话我们就会出现在各个方面产业链的整合，比如说在数据源获取这块，可能会有小的整合，在数据制作这块会出现中等的整合，但在数据的应用这块，应该会跟一些企业合作。把大家的力量集中起来用。而不是说去垄断。谁都想做垄断，但如果和大家一起做，会比自己垄断做得要好，事情会做得更快，我们还是以和谐为主。”关鸿亮说。
做强踏准大势
因为传统航空摄影系统总体造价比较昂贵，数码航摄影像将逐步取代传统影像乃大势所趋。就连国家创业风险投资首次注资天下图，业内人士都称，市场需求巨大，而推进测绘行业产业化进，促进国家综合空间地理信息资源的整合利用是国投高科此次注资天下图的动因。
其实在2001年1月由国家“863”计划立项，开始了遥感测图业务平台研制，2005年研制成功并通过专家鉴定，并在测绘、国土、林业、教育等行业或领域得到推广应用。
幸运的是，天下图正是占到了天时。而这一切是基于天下图的4年积累，尤其是5・12汶川地震和2008年北京奥运会的举办，给了天下图和关鸿亮机会。
在国土资源大调查工程中，天下图利用动态遥感监测，完成了50万人口以上城市的遥感监测。业主单位评价：“满足土地利用现状图更新、动态遥感监测业务需求，为全国土地利用遥感动态监测等项目提供了技术保障。”
在汶川大地震抗震救灾中，天下图在第一时间参与了抗震救灾所需高分辨率航摄数据的获取工作，无偿承担了国土资源部所需大批地震灾区数据的紧急处理任务，在两周的时间内完成了18000平方公里的正射影像图的制作。还在搜救失事直升机的过程中，以最快的速度，提供了高质量的数据。
国家减灾委评价：“首次将低空遥感数据快速获取、遥感数据集群处理、遥感航拍快速测图等技术集成，形成了我国面向重大自然灾害的国家测绘应急响应业务链，提供了先进、实用、快速、可靠的应急响应能力。”
瘦身模式界定
人们总是看到了自己的短板再思索转型，而成功者却是首先认识到不足，发挥自身的强项而着眼于未来。关鸿亮定下的目标是：选择简单的模式，立足现在，做大做强。
“这个产业主要是获取、制作和应用这三个环节，产业链上的产品很多，但我们主要基于影像。结合自身的优势，以影像为主，再加上一个三维产品，实际上就做两个。其他的我也能做，但现在没做因为投入较多，也不是我的强项，我们是越简单的模式越好。”关鸿亮告诉《环球财经》。