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篇1

中圖分類號： TP79 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）31-146-2

1 無人機的定義

無人駕駛航空器簡稱無人機，英文的縮寫為UAV（Unmanned Aerial Vehicle）。無人機具有受氣候的影響小，效率高反應(yīng)速度快、能準(zhǔn)確定位、準(zhǔn)備工作簡單、操作控制容易等特點。整個系統(tǒng)運行穩(wěn)定，經(jīng)濟性能高，可以在小面積區(qū)域、興趣地點懸停重點拍攝。

2 無人機的分類

①水平起降式：水平起降式機翼為固定式。優(yōu)點：飛行速度快，可以進行高空飛行，動力效率比高，續(xù)航能力強。缺點：受空氣流動影響較大，無法懸停在指定位置，對目標(biāo)只能進行“盤旋觀察”在復(fù)雜地形飛行時需要操作難度高，微型固定翼UAV限于效果的比例，身體容易跟隨流線和角運動，進而影響其穩(wěn)定性，難以獲得連續(xù)穩(wěn)定清晰的圖像。對起飛和降落場地要求較高，要求起飛及著陸航線平整且無障礙物，且發(fā)射或降落時需要考慮風(fēng)向、風(fēng)速問題，限制較多。②垂直起降式： 垂直起降式機翼為旋翼式。優(yōu)點：低空空氣流動對其影響較小，可在空中懸停。可以在興趣目標(biāo)點進行“懸停凝視”觀測，可以獲得連續(xù)穩(wěn)定清晰的圖像，有利于小目標(biāo)或局部區(qū)域的細(xì)致觀測。具有垂直起降能力，可以在惡劣的場地進行起降，對氣象條件要求低，具有較廣的應(yīng)用范圍。缺點：機翼載荷比水平起降式高，動力效率比低，無法滑行，為減少自重，續(xù)航力低，控制系統(tǒng)復(fù)雜，容錯率低，容易出現(xiàn)故障。

在多種類的無人機中，四旋翼無人機是目前研究最為廣泛、用途最多的一種。四旋翼無人機由于能夠垂直起降、自由懸停，適應(yīng)不同的情況，在不同的環(huán)境下自由轉(zhuǎn)向和調(diào)速。

3 無人機工作原理

3.1 系統(tǒng)概述

無人機飛行控制系統(tǒng)是無人機的核心，飛行控制系統(tǒng)通過采集飛行器的姿態(tài)、速度、壓力、轉(zhuǎn)速等信息，傳輸給飛行控制處理器，由處理器解算并發(fā)出控制無人機飛行狀態(tài)的指令，并且通過無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可以向地面站實時傳輸無人機的飛行參數(shù)和功能傳感器所探測的目標(biāo)信息；另一方面，地面站也可以根據(jù)需求向無人機發(fā)送指令，控制無人機姿態(tài)、航向，到達指定地點進行拍攝或探測。整個飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計是無人機的關(guān)鍵，是地面站與機上飛行控制系統(tǒng)的綜合，飛行控制系統(tǒng)的好壞直接決定著無人機的質(zhì)量。

3.2 無人機探測系統(tǒng)搭載原理

3.2.1 無人機遙感技術(shù)

無人機的遙感技術(shù)是將傳感器技術(shù)、遙測遙控技術(shù)搭建在無人機技術(shù)的平臺上，并運用計算機技術(shù)進行運算控制，通過通信技術(shù)完成信息傳輸及存儲，可迅速、自動、智能地獲取相關(guān)的環(huán)境空間信息，采集數(shù)據(jù)和應(yīng)用處理。無人機續(xù)航時間長、能實時傳輸影像，具有成本低、高分辨率、機動靈活等特點，在高危地區(qū)探測具有較好的應(yīng)用前景。

3.2.2 利用高分辨CCD相機系統(tǒng)獲取遙感影像

無人機通過控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)影像的自動拍攝和獲取，通過航跡的規(guī)劃實施監(jiān)控，將采集的信息數(shù)據(jù)進行壓縮和自動傳輸，還可以完成影像預(yù)處理，可以在水域環(huán)境監(jiān)測提供環(huán)境信息，為各級環(huán)境部門環(huán)境檢測提供便利，并可滿足環(huán)境應(yīng)急響應(yīng)的需求。

3.2.3 數(shù)據(jù)融合生成三維立體空間圖

地面站系統(tǒng)搭載了數(shù)據(jù)融合軟件系統(tǒng)，該系統(tǒng)將傳回的傳感器數(shù)據(jù)和位置信息等數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)融合，生成立體三維空間圖，直觀展示各類信息，便于數(shù)據(jù)分析。

3.3 微型多旋翼無人機系統(tǒng)使用目標(biāo)設(shè)定及定位

衛(wèi)星及傳統(tǒng)航空器在復(fù)雜水域、面積相對小且污染類型多樣的區(qū)域拍攝不清晰，無法達到分析要求，無人機飛行器可以在復(fù)雜區(qū)域完成懸停凝視，拍攝連續(xù)穩(wěn)定高像素圖像，更能細(xì)致對進行目標(biāo)區(qū)域進行監(jiān)測。

四旋翼無人機攜行方便，不受使用場地約束，最高可在6 級風(fēng)力情況下使用，在陰云、霧霾能見度不良天氣情況下，可以低空或貼水面飛行，獲取水域環(huán)境的高清晰圖像，可以實時追蹤和監(jiān)測突發(fā)環(huán)境事件的發(fā)展。同時借助地面站外部通信設(shè)備將無人機實時拍攝巡查地點的高清圖片通過網(wǎng)絡(luò)進行轉(zhuǎn)播或存儲。

3.4 無人機的優(yōu)點

①多旋翼無人機通過采用GPS 模塊實現(xiàn)了空間定位功能；將網(wǎng)絡(luò)通信、自動控制、物聯(lián)網(wǎng)及軟件技術(shù)，集成在多旋翼無人機上，利用無人機靈活性特點，以點及面，就可以無死角、全方位地探測目標(biāo)區(qū)域環(huán)境條件狀況，實現(xiàn)定時定點采樣，極大減小了控制生產(chǎn)成本和系統(tǒng)功耗。②數(shù)據(jù)融合生成立體三維空間圖；特有設(shè)計了地面站系統(tǒng)，實時顯示無人機傳回的傳感器數(shù)據(jù)和飛機當(dāng)前位置信息等，同時進行數(shù)據(jù)融合，直接將數(shù)據(jù)以立體三維空間圖直觀展示，環(huán)境各參數(shù)指標(biāo)一目了然。

4 微型多旋翼無人機的操作注意事項

本文以大疆精靈Phantom 4為例，介紹無人機的使用方法：無人機具體參數(shù)如表1。

①在目標(biāo)地點附近起飛，飛行范圍是以起飛點為中心高度120m以下，半徑500m 范圍內(nèi)。②四旋翼飛行器可以垂直起降，在目標(biāo)區(qū)域附近垂直起飛，到達預(yù)定高度后，飛往目標(biāo)地點，對目標(biāo)地進行檢測。在檢測過程中可以根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境調(diào)整無人機的高度，便于獲得更清晰的圖像。在飛行過程中要注意于其他建筑或固定障礙物保持20-30m的安全距離，與運動的障礙物需要保持500m的安全距離。在一次出動微型多旋翼無人機時，需要在各組間設(shè)立指揮員，協(xié)調(diào)各組的飛行范圍，保證任務(wù)順利。③受電池約束，該型號無人機只能持續(xù)飛行28分鐘，信號接收范圍為3.5公里，在飛行時注意飛行時間和距離的控制，避免因沒電或超出控制距離造成損失。

5 多旋翼無人機在水域環(huán)境監(jiān)測中實際的應(yīng)用

5.1 無人機在水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)的應(yīng)用

在水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)域，水域環(huán)境檢測尤為重要，以水草為例，水草作為大多魚類的食物，可以很好地促進魚類的生長，當(dāng)水草超過一定數(shù)量，會造成水層缺氧，并加速水草死亡，造成水質(zhì)變壞，不利于魚類養(yǎng)殖。所以魚塘需要實時監(jiān)視水草數(shù)量，人工劃船或觀望難以做到全局觀測，結(jié)果比較片面，使用無人機對水域進行全局探測，快速了解魚塘整體情況，也可以在局部進行懸停并凝視，確定水草生長情況，獲得魚塘準(zhǔn)確信息并及時制定應(yīng)對措施。

5.2 無人機在環(huán)境檢測的應(yīng)用

沂河流經(jīng)臨沂沂水、沂南、臨沂市區(qū)，臨沂段全長284公里，流域面積7425平方公里，集水面積2872平方公里，河面最寬達1540米；被臨沂人民譽為"母親河"。是臨沂重要的淡水資源，該河兩岸附近分布著工場和眾多的居民地，存在排污問題。對沂河的環(huán)境檢測尤為重要，通過無人機技術(shù)可以快速地獲得沂河流域環(huán)境情況，對保護水資源具有重大意義。

6 結(jié)論

水域環(huán)境監(jiān)測需要對目標(biāo)區(qū)域進行全局觀測和量大的局部觀測，要想獲得大量高質(zhì)量的局部觀測信息，就需操作靈活，可控制性高的無人機系統(tǒng)組來完成?？梢灶A(yù)見的是微型多旋翼無人機將會得到大量應(yīng)用，而且未來微型多旋翼無人機的發(fā)展方向?qū)⑹侵悄芑?、多樣化的空中機器人群組。

參 考 文 獻

[1] 高鵬騏，晏磊，趙紅穎，何定洲.無人機遙感控制平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[A].第十五屆全國遙感技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文摘要集[C].2013.

篇2

（Qinghai Geology Mineral Surveying Institute，Xining 810012，China）

摘要： 無人機航空攝影以無人駕駛飛機作為空中作業(yè)平臺，集合高空拍攝、遙感以及航空攝影于一體，對農(nóng)村范圍內(nèi)的集體土地，包括屬于農(nóng)民集體所有的建設(shè)用地、農(nóng)用地和未利用地進行航空攝影，獲取準(zhǔn)確的地形圖數(shù)據(jù)，以保證農(nóng)村集體土地登記確權(quán)發(fā)證工作有效進行。本文對無人機航空攝影技術(shù)在農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記發(fā)證工作進行簡單介紹。

Abstract： Unmanned aerial vehicle (UAV) aerophotography takes the pilotless aircraft as the aerial platform, integrating high altitude photography, RS and aerophotography. It takes airphoto of the rural collective land including construction land, farmland and unused land to get accurate topographic map data in order to ensure the rural collective land registration verification and certification work. This article briefly introduces the application of UAV aerophotography in rural land contract for the managerial right verification registration and certification.

關(guān)鍵詞 ： 無人機航空攝影測量技術(shù)；土地測繪；農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記發(fā)證工作

Key words： UAV aerophotography；topographic mapping；verification；registration and certification of rural land contract for the managerial right

中圖分類號：TP79 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-4311（2015）06-0233-02

農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記發(fā)證工作的主要任務(wù)是“查清承包地塊的面積和空間位置，建立健全土地承包經(jīng)營權(quán)登記簿，妥善解決承包地塊面積不準(zhǔn)、四至不清、空間位置不明確、登記簿不健全等問題，把承包地塊、面積、合同、權(quán)屬證書全面落實到戶，依法賦予農(nóng)民更加充分而有保障的土地承包經(jīng)營權(quán)”，其中的關(guān)鍵步驟是以戶為基本單位，對現(xiàn)有人口、土地面積、地塊、承包現(xiàn)狀進行清理核實。傳統(tǒng)土地調(diào)查使用皮尺測繪法，使用皮尺丈量，畫張草圖就可以進行確權(quán)辦證?；灸軡M足面積和四至的相對準(zhǔn)確，但是操作過程不夠規(guī)范，由于沒有坐標(biāo)系等測繪最基本的要素，所以這種方法采集的成果根本就沒有空間位置。

然而，新型無人機遙感技術(shù)是利用先進的科學(xué)技術(shù)、通過遙感傳感器技術(shù)、遙測遙控技術(shù)等應(yīng)用技術(shù)來實現(xiàn)的，這具有快速性、時效性及清晰度優(yōu)點。無人機能夠充分提高調(diào)查和監(jiān)測的水平和效率。遙感監(jiān)測信息不僅客觀性好、現(xiàn)勢性強、時效性高、無人為干擾因素，而且信息的定性、定位和定量精度高，避免了虛報瞞報的情況，并且由于地塊的方位、面積等在圖上得到了清晰的標(biāo)示，政府部門可以做到“圖賬對應(yīng)”，從而準(zhǔn)確的掌握了地籍信息。

無人機航空攝影測量技術(shù)在農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記發(fā)證工作中起到了很大的作用，無人機航空攝影測量系統(tǒng)作為一項空間數(shù)據(jù)獲取的重要手段，具有快速高效、機動靈活、精細(xì)準(zhǔn)確、作業(yè)成本低、適用范圍廣、影像實時傳輸、高危地區(qū)探測等重要特點，在小區(qū)域和常規(guī)飛行困難地區(qū)快速獲取高分辨率影像方面具有明顯優(yōu)勢?？梢岳脽o人機航空攝影測量系統(tǒng)獲取高分辨率航空影像，制作出高精度的正射影像圖。

確權(quán)登記工作的重點環(huán)節(jié)在于農(nóng)戶土地的外業(yè)測量。如果利用手持gps以傳統(tǒng)方式進行外業(yè)實測。對于工期和質(zhì)量都達不到要求，而青海又是世界上唯一一個高海拔地區(qū)，經(jīng)濟發(fā)展比較落后，有著世界上獨一無二的地形地貌特征，也有著世界上獨一無二的天氣及氣候變化。青藏高原號稱“世界屋脊”，是一個大面積強烈的年輕隆起區(qū)，平均海拔在4500m以上，是我國現(xiàn)代冰川和多年凍土最發(fā)育的地區(qū)，在海拔4500m以上，為大片連續(xù)的多年凍土地區(qū)，大都是微受切剖的開闊平坦地形，地表呈現(xiàn)單調(diào)。青藏高原海拔高、地形復(fù)雜，被譽為無人機的禁區(qū)。然而，我省新近完成的一項科研成果打破了禁區(qū)傳說，讓無人機自由翱翔在高原的天空。我省無人機科研項目開始于2012年5月，經(jīng)過短短一年的時間，青海省地礦測繪院科研人員成功探索出了一套適合在高海拔復(fù)雜地形、高寒缺氧等特殊環(huán)境下低空航空攝影測量的技術(shù)流程和操作方法。填補了我省在高原礦區(qū)無人機自主飛行獲取影像數(shù)據(jù)和應(yīng)用無人機航測技術(shù)測繪1:2000大比例尺地形圖的空白，研究成果達到國際先進水平。

由于青海地區(qū)有一些地方會有戶均耕地面積小的情況，加之手持GPS由于精度有限，實測工作中發(fā)現(xiàn)測量結(jié)果誤差較大，造成群眾對測量結(jié)果不認(rèn)可等的問題，使青海地區(qū)部分試點縣試點鄉(xiāng)鎮(zhèn)的土地確權(quán)工作一度被動。為順利完成試點任務(wù)，各試點縣農(nóng)牧局及項目承擔(dān)單位縣經(jīng)管站積極與上級業(yè)務(wù)主管部門和兄弟州縣交流探討，立即轉(zhuǎn)變舊思路、精心研究新方法，確定將無人機航測遙感技術(shù)應(yīng)用于土地確權(quán)試點項目外業(yè)測量，經(jīng)與多個專業(yè)測繪單位聯(lián)系商談，最終與省地礦測繪院達成合作協(xié)議，并在試點鄉(xiāng)鎮(zhèn)建立了航測地面臨時指揮部。經(jīng)過各試點的航測，使無人機航測遙感正攝影技術(shù)在我省農(nóng)村土地承包工作中得到了廣泛的應(yīng)用，相關(guān)技術(shù)應(yīng)用水平也走在了全省前列。該技術(shù)不僅用更高精度的GPS對測量地區(qū)進行了測繪，還對地理地貌進行了全面航拍，精確穩(wěn)妥地完成了農(nóng)村土地實際面積、空間位置等重要外業(yè)測繪數(shù)據(jù)的采集，為高質(zhì)量完成土地確權(quán)登記工作打下了良好基礎(chǔ)，還能為今后該地區(qū)規(guī)劃提供科學(xué)精確的圖文數(shù)據(jù)。

能夠優(yōu)質(zhì)按時的做好這一工作,完成農(nóng)村集體土地登記確權(quán)發(fā)證任務(wù)。是青海省面臨的一個重要任務(wù)，如今，青海省地礦測繪院無人機航空攝影測量技術(shù)在農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記發(fā)證工作中起到了非常重要的作用，為青海省全面開展農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記發(fā)證工作打下了一個堅實的基礎(chǔ)。

在此以青海省湟中縣農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記發(fā)證試點航空攝影測量工作來說，農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記發(fā)證工作主要利用1:2000正射影像底圖，套合第二次土地調(diào)查后形成的最新土地利用現(xiàn)狀圖數(shù)據(jù)（縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政界線以及村權(quán)屬界線，圖斑線、地類），按1：2000比例尺出圖制作成權(quán)屬調(diào)查工作底圖，在此基礎(chǔ)上由外野進行實地地塊界線手工繪制、權(quán)利人，地塊號，地塊名稱等的調(diào)查，然后經(jīng)內(nèi)業(yè)采用CASS數(shù)字測圖系統(tǒng)進行上圖、編輯、編制成農(nóng)村集體土地所有權(quán)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用KQ系統(tǒng)軟件進行權(quán)屬資料建庫、分類面積統(tǒng)計和匯總等后續(xù)工作。比起傳統(tǒng)的GPS實地測量來看，工作效率有了一個質(zhì)的飛躍，傳統(tǒng)測量工期長效率低，而無人機航測運用在土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記發(fā)證中，大大提高了工作效率，也節(jié)約了一定的成本。無人飛機體積小巧，機動靈活，不需專用跑道起降，受天氣和空域管制的影響很小，能夠在極短的時間內(nèi)快速獲取影像。這對于我們青海這個欠發(fā)達地區(qū)來說，是一個很好的方案。

參考文獻：

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[4]原國家土地管理局.確定土地所有權(quán)和使用權(quán)若干規(guī)定[S].1995.

篇3

1 逐步邁向工業(yè)技術(shù)高端化

 

就美國來說，其通用航空業(yè)市場從飛機出現(xiàn)一直到1979年都處于高速上升的趨勢，1979年之后美國通用航空市場逐漸飽和，交易量呈平緩下降的態(tài)勢。但是，眾所周知，美國是世界上最發(fā)達的國家，與美國航空陷入瓶頸狀態(tài)構(gòu)成非常鮮明的對比的情況是：世界通用航空市場在1979年之后依然處于強勢增長的態(tài)勢。2008年世界通用航空業(yè)市場交易額達到了頂峰，約為250億美元，之后幾年的交易量有所回落。2012年世界通用航空市場交易額為182億美元，2013年世界通用航空市場交易額為230億美元。從交易金額看，2013年通用航空市場的交易額與2012年相比，同比增長25%，增長幅度非常大;但從飛機購買數(shù)量來看，2013年僅比2012年的購買量增長了4%，從這些數(shù)據(jù)對比可以看出，全球通用航空市場正呈現(xiàn)出越來越高端化的趨勢。從飛機的發(fā)展歷史上可以看出，當(dāng)噴氣式技術(shù)應(yīng)用在通用航空市場后，隨著其應(yīng)用的逐漸成熟，應(yīng)用活塞技術(shù)與窩槳技術(shù)的飛機在市場中的交易量逐年下降，目前更是已經(jīng)到了被歷史淘汰的邊緣。社會技術(shù)是不斷發(fā)展和變遷的，近幾年隨著高端窩扇技術(shù)的發(fā)展成熟，其在飛機發(fā)動機系統(tǒng)的運用效果已經(jīng)初步顯現(xiàn)。

 

隨著全球經(jīng)濟一體化步伐的加速，社會財富必然會進行重新分配，更多的財富將會集中到大型企業(yè)家以及超級精英階層中。在這種歷史的趨勢下，世界通用航空市場為了滿足超級精英階層管理全球企業(yè)的需要，大型私人高端商務(wù)機的交易額必然會呈現(xiàn)出一種爆炸增長的態(tài)勢。

 

2 直升機需求將會高速增長

 

直升機與傳統(tǒng)的雙翼飛機相比，雖然功率比較小，無法實現(xiàn)貨物運輸，并且只能進行中短途的飛行，但是它擁有雙翼飛機無法競爭的優(yōu)勢：垂直起降，無需跑道，降低了飛機起降時場地的要求。隨著現(xiàn)代城市化步伐的逐漸加快以及人們對生活質(zhì)量要求的提升，直升機的優(yōu)點越來越被人們所重視。比如，現(xiàn)代物流業(yè)迅猛增長，方便快捷是現(xiàn)代物流業(yè)的最終目標(biāo)，航空運輸無疑是實現(xiàn)其快捷運輸?shù)淖罴淹緩?。對于重量輕但又比較貴重的物品，運用直升機直接實現(xiàn)點到點的運送，能夠有效的提升運送效率。

 

據(jù)相關(guān)機構(gòu)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明：2013年美國國內(nèi)飛行的直升機數(shù)量已經(jīng)1萬，交易量同比增長22%，而2013年雙翼飛機的交易量增長僅為2%。

 

3 無人機將成為市場新貴

 

常規(guī)飛行器的飛行必須要用到專業(yè)的飛行員，所以在飛行器的設(shè)計和制造上必須考慮到人的氣壓承受能力、溫度承受能力等，必須構(gòu)建完整的適合人生存的飛行操作環(huán)境，而且必須要加裝人機交流操作界面。但隨著現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通訊技術(shù)、遙感技術(shù)等先進研究成果在航空領(lǐng)域的應(yīng)用，無人機成功被研究出來，并且從出世開始就受到各行各業(yè)人們的重點關(guān)注。無人機因為不需要駕駛員在其中進行飛行操控，所以再制造時完全不用考慮人的因素，大大提升了其在飛行過程整體承受能力，而且飛行員無需進入其中操控?zé)o形中減輕了其飛行負(fù)荷，有效降低了飛行成本。現(xiàn)在，隨著無人機研發(fā)技術(shù)、控制水平的逐漸提升，以及全球航空領(lǐng)域的飛行準(zhǔn)則的成熟直至新規(guī)定的出臺，無人機必然會對傳統(tǒng)的航空業(yè)造成巨大的沖擊。比如，在農(nóng)業(yè)的播種與噴藥作業(yè)、森林的防火防護作業(yè)、物流運輸行業(yè)以及遙感測繪領(lǐng)域等都對無人機的應(yīng)用充滿了期待，它的運用能夠有效降低生產(chǎn)作業(yè)成本并且能夠有效保護相關(guān)工作人員的生命財產(chǎn)安全。

 

在美國，無人機的應(yīng)用已經(jīng)進入了大范圍測試階段，國際無人機協(xié)會預(yù)計無人機技術(shù)一旦成熟后，就將會非常迅速的被人們應(yīng)用到各個領(lǐng)域中。并且無人機的正常運營將會為美國帶來800億美元的收入以及非常多的工作崗位。

 

在我國，通用航空制造業(yè)雖然發(fā)展速度已經(jīng)非常迅速，但由于研究起步較晚，投入經(jīng)費不足等原因，我國航空制造業(yè)的水平還遠遠無法與歐美等發(fā)達國家相比。但是，可喜的是，在無人機研發(fā)和制造領(lǐng)域，我國已經(jīng)走在了世界前列。相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示，我國小型無人機的制造量和交易額幾乎占到了世界總交易額的二分之一。由我國航模愛好者創(chuàng)立的大疆創(chuàng)新公司研發(fā)的無人機已經(jīng)遠銷至歐美等發(fā)達國家，這給我國無人機研究人員增添了無窮的信心。

 

4 通用航空技術(shù)及裝備升級的壓力

 

隨著通用航空業(yè)飛行器的逐漸增多，不同技術(shù)以及不同裝備給空域管制和飛行指揮帶來很大的難題。雖然，為了有效進行航空領(lǐng)域的管控，在很早之前國際上就將航空領(lǐng)域分成了兩類：航空運輸與通用航空。但是隨著時代的發(fā)展和社會技術(shù)的變遷，新的技術(shù)的應(yīng)用與升級對通用航空業(yè)的設(shè)備有了更高的標(biāo)準(zhǔn)。特別是對需要空域管制的機場，技術(shù)裝備改造的壓力非常大。

 

雖然美國研制出了新的航空系統(tǒng)，但是高額的成本是航空領(lǐng)域難以承受的負(fù)擔(dān)，新的航空系統(tǒng)的實施步履維艱。新技術(shù)在單一的飛行器上應(yīng)用的成功并不能證明其符合了在整個航空領(lǐng)域推行的條件，因為，單對單的成功并不能證明其適用于其他的飛行條件。在全球通用航空領(lǐng)域，新技術(shù)應(yīng)用的效益并不由自身決定，而是通常由航空領(lǐng)域其他飛行器的整體技術(shù)水平?jīng)Q定的。盲目的應(yīng)用新技術(shù)對飛機進行改造升級只會進一步拉大通用航空飛機與其他飛行器的技術(shù)裝備差距，增加了空域管制的難度，降低。機場的運行效率。所以，在當(dāng)前條件下，我國要從全局出發(fā)，制定出相應(yīng)的航空領(lǐng)域技術(shù)裝備的升級改造計劃和方案，以免重蹈美國覆轍。

 

5 環(huán)境保護的壓力

 

在人類對環(huán)境保護日益重視的今天，通用航空領(lǐng)域的環(huán)境保護也是在其技術(shù)改造中不得不考慮的一個問題。相關(guān)調(diào)查報告顯示：全球飛行器排放的鉛能夠占到總排放量的40%，對空氣造成了嚴(yán)重的污染，所以含鉛航空汽油面臨著淘汰的命運。

 

與陸地上的交通工具一樣，飛機在飛行過程也會排放出大量的二氧化碳，一氧化碳，未燃烴和顆粒物.氮氧化物等。高速飛行的噴氣式飛機后面產(chǎn)生的“白煙”，是由空氣中的水汽和尾氣中的微粒在冷空氣中凝結(jié)成的冰晶構(gòu)成的。相關(guān)研究證明，凝結(jié)尾跡會形成卷云(一種高空云)。這種云會阻礙地球表面熱輻射的散發(fā)，已經(jīng)逐漸成為加劇全球氣候變暖的罪魁禍?zhǔn)住６c陸地交通工具不同的是，飛機再飛行時會產(chǎn)生非常強烈的噪音污染?，F(xiàn)在，機場的建立往往是一個新的商業(yè)中心建立的雛形，在商業(yè)中心形成之后，對機場對機飛行噪音的控制能力提出了更高的要求。

 

另外，飛機一旦出現(xiàn)飛行事故就會對大氣造成嚴(yán)重的污染。飛機中的燃料泄露之后，會揮發(fā)出大量的碳?xì)浠衔?，形成有毒煙。還有，現(xiàn)代通用航空飛行中的餐具基本都是一次性的產(chǎn)品，每一次的飛行都會產(chǎn)生大量的固態(tài)垃圾，浪費資源而且污染環(huán)境。

 

6 結(jié)語

 

隨著社會的發(fā)展以及人們對生活質(zhì)量要求的提高，通用航空領(lǐng)域必然會迎來大的發(fā)展，但是如何使新技術(shù)的應(yīng)用與航空業(yè)的發(fā)展步調(diào)一致，是人們需要重點考慮的。只有這樣，社會技術(shù)變遷才能給通用航空業(yè)的發(fā)展帶來全新的機遇，使航空業(yè)更好的為人類服務(wù)。

 

篇4

中圖分類號 S763 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）11-0195-01

1 地理信息系統(tǒng)發(fā)展概述

地理信息系統(tǒng)，即Geographic Information System，Geo-Information system，或者GIS。廣義的是指地理空間信息管理系統(tǒng)，通常意義上的是狹義的，是指獲取、存貯、查詢、分析和顯示地理空間數(shù)據(jù)的信息處理系統(tǒng)。最早的可操作的地理信息系統(tǒng)，是20世紀(jì)60年代初，Tom Linson為加拿大土地勘查局存貯、操作和分析數(shù)據(jù)開發(fā)的CGIS。隨著計算機圖形學(xué)的發(fā)展，地圖疊置和拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)分析等空間分析方法的引入，以及行式打印機和筆試?yán)L圖儀的研發(fā)，GIS技術(shù)日臻成熟。在眾多的GIS平臺中，Esri的ArcGIS為用戶提供了一個可伸縮的、較為全面的GIS平臺，被廣泛用于交通、水利、電信、物流、國防、氣象、應(yīng)急救災(zāi)、環(huán)境、科研、教育等行業(yè)的地圖生產(chǎn)、數(shù)據(jù)分析與共享[1]。

2 當(dāng)前國外地理信息系統(tǒng)應(yīng)用

GIS最先主要用于土地利用規(guī)劃、野生動物棲息地分析、自然災(zāi)害評估、林木管理與河流監(jiān)控等自然資源管理領(lǐng)域，如美國地質(zhì)調(diào)查局通過國家地圖項目，提供了全美范圍內(nèi)的地理空間數(shù)據(jù)，應(yīng)用于跨領(lǐng)域的野火分析、土地利用、氣象與水文信息服務(wù)等自然資源管理領(lǐng)域。隨著GIS應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，GIS很快被用于災(zāi)害風(fēng)險分析、緊急救援、犯罪分析、公共健康管理、環(huán)境管理、地籍管理、交通應(yīng)用、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。再加上空間定位技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的普及與GIS的融合，GIS很快應(yīng)用于各領(lǐng)域的導(dǎo)航服務(wù)，尤其是當(dāng)今智能手機和車載導(dǎo)航儀的普及，GIS的導(dǎo)航應(yīng)用已經(jīng)成為普通民眾不可缺少的出行工具之一。

3 國內(nèi)林業(yè)生物災(zāi)害監(jiān)測中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

在國內(nèi)的林業(yè)生物災(zāi)害管理中，GIS的應(yīng)用起步較晚。最早主要用于林業(yè)生物災(zāi)害的數(shù)據(jù)統(tǒng)計與顯示，如武紅敢等[2]利用安徽省潛山縣的二類森林資源清查基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，研發(fā)了森林病蟲害監(jiān)測與管理系統(tǒng)，用于林業(yè)生物災(zāi)害監(jiān)測的數(shù)據(jù)統(tǒng)計、報表與制圖。駱社周等[3]研發(fā)了基于GIS的松毛蟲管理系統(tǒng)，主要用于預(yù)測并在地圖上顯示馬尾松毛蟲的發(fā)生狀況。孫浩忠等[4]則提出了利用GPS和GIS繪制縣級森林病蟲害監(jiān)測網(wǎng)點位置圖的方法。覃傳恒[5]開發(fā)了基于GIS的廣西森林病蟲害管理信息系統(tǒng)，用于林業(yè)生物災(zāi)害監(jiān)測的數(shù)據(jù)采集、查詢與統(tǒng)計制圖。

隨著ArcGIS在林業(yè)系統(tǒng)的普及，ArcGIS的空間分析工具也逐漸應(yīng)用到林業(yè)生物災(zāi)害管理之中。馬菁[6]在GIS的信息量模型對林業(yè)生物災(zāi)害空間預(yù)測方面進行了探討性研究。李浩明[7]開發(fā)了基于ArcGIS Server的林業(yè)病蟲害遙感監(jiān)測與預(yù)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了落葉松銼葉峰（Pristphora Iaricis）發(fā)生和預(yù)測空間數(shù)據(jù)的顯示、查詢、空間分析和組織管理等功能。張國慶利用ArcGIS的空間分析工具，對安徽省潛山縣第三次林業(yè)有害生物普查數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)計分析（圖1），并結(jié)合歷年發(fā)生數(shù)據(jù)，將其應(yīng)用于2016年的林業(yè)生物災(zāi)害長期預(yù)報、中期預(yù)報和短期生產(chǎn)性預(yù)報（圖2）[8-10]。

4 林業(yè)生物災(zāi)害地理信息系統(tǒng)應(yīng)用展望

4.1 ENVI 5.2與ArcGIS一體化集成

隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，3S技術(shù)（Remote Sensing，RS；Geographical information System，GIS；Global Positioning System， GPS）廣泛應(yīng)用各個行業(yè)。尤其是近年來，Exelis Visual Infor-mation Solutions公司的ENVI 5.2的，實現(xiàn)了與Esri的 ArcGIS平臺的融合，使得遙感影像和圖像分析功能可以作為核心組成部分，與ArcGIS一體化集成。

4.2 TSE在林業(yè)生物災(zāi)害精細(xì)化管理中的應(yīng)用

張國慶[11-19]在提出復(fù)雜系統(tǒng)生態(tài)論的TSE分析方法（TSDA，Time-Space Dynamic Analysis About Event）的同時，并將其應(yīng)用于包括林業(yè)生物災(zāi)害在內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)精確管理方法，運用一體化的ArcGIS和ENVI集成平臺，建立林業(yè)生物災(zāi)害TSE精細(xì)化預(yù)測預(yù)報模型，采用PDCS（Plan，Do，Check，Study）循環(huán)，不斷提高遙感數(shù)據(jù)解析的精確度和GIS數(shù)據(jù)管理的精細(xì)度，通過系統(tǒng)關(guān)鍵因子分析，實現(xiàn)林業(yè)生物災(zāi)害精細(xì)化管理。

4.3 GIS在林業(yè)生物災(zāi)害精確管理中的應(yīng)用趨勢

GIS在林業(yè)生物災(zāi)害精確管理中的應(yīng)用，是林業(yè)生物災(zāi)害精確管理未來發(fā)展趨勢。筆者認(rèn)為，在數(shù)據(jù)獲取方面，對于大尺度空間的監(jiān)測，可以使用高分衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，快速獲取林業(yè)生物災(zāi)害發(fā)生信息；對于小空間尺度的監(jiān)測，可以根據(jù)需要，采用化學(xué)、物理誘集，在線視頻監(jiān)測，航空遙感，或者局地?zé)o人機超低空遙測。在數(shù)據(jù)分析方面，采用TSE方法，引用新的數(shù)學(xué)分析技術(shù)，對上述數(shù)據(jù)進行建模分析，獲取較為精確的預(yù)測預(yù)警模型，實現(xiàn)林業(yè)生物災(zāi)害的精細(xì)化預(yù)報，為林業(yè)生物災(zāi)害精確管理提供可靠的依據(jù)。

5 參考文獻

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篇5

采用先進的檢測技術(shù)可以迅速獲取運輸危險物質(zhì)種類和理化屬性，為應(yīng)急救援提供決策信息，減少救援

人員的傷害，防止災(zāi)害進一步擴大。 本論文研究并設(shè)計由無人遙控設(shè)備搭載無線攝像系統(tǒng)和針筒式氣

體采集器，進入?；肥鹿尸F(xiàn)場，該裝置能通過遙控系統(tǒng)，配合視頻圖像進行選擇性的采樣，從而避免

了采樣人員直接暴露在危化品事故環(huán)境的情況，減少了人員傷亡的風(fēng)險。

關(guān)鍵詞: 無人控制機 氣體采樣 采集器 設(shè)計

引言

目前，在處理?；反笆鹿手袑κ鹿尸F(xiàn)場各氣體成分進行分析處理的主要方法是，消防人員攜帶氣體采樣儀進入現(xiàn)場采集氣體樣本，再送到檢測中心進行檢測。地面控制中心接到報警后，派消防人員前往失事船，消防人員要穿上厚重的防化服，攜帶笨重的氣體采集儀，行動十分緩慢。人員派出至到達失事船要花費大量的時間，導(dǎo)致錯過最佳救援時機。同時，登船的消防人員是極其危險的，生命安全沒有保障?，F(xiàn)在的氣體采集器以手持式為主，還沒有將氣體采集器搭載在無人機上的應(yīng)用，來應(yīng)對危險的事故現(xiàn)場，而控制飛機的無線遙感技術(shù)，和控制采集器的單片機技術(shù)都已十分成熟，利用吊艙將各裝置搭載在飛機上，通過對無人飛機的控制進入發(fā)生事故的現(xiàn)場能夠提高救援效率和降低損失。具有很好的可行性和應(yīng)用前景。

氣體采樣裝置的設(shè)計

本文針對目前?；番F(xiàn)場的氣體采集過程中存在的問題，擬設(shè)計遙控式無人控制飛機進行氣體采樣，其設(shè)計思路為：遙控裝置進入?；肥鹿尸F(xiàn)場，工作人員根據(jù)傳來的視頻信息進行遙控操作，待遙控裝置到達指定區(qū)域時，工作人員發(fā)出指令給采集吊艙釋放裝置釋放采集吊艙，然后啟動卷揚機放下吊線使得針筒式氣體采集器到達采樣點，再控制針筒式氣體采集器采集氣體后卷揚機收起吊線，遙控裝置返回即可。

1、技術(shù)方案

遙控式無人控制飛機氣體采樣裝置包括遙控裝置和遙控手柄，遙控裝置上還安裝有攝像頭及其舵機、單片機和機械結(jié)構(gòu)；攝像頭及其舵機與單片機連接；單片機與遙控裝置的通訊模塊連接用于接收遙控手柄的指令以及發(fā)送攝像頭采集的視頻信息；單片機通過繼電器控制機械結(jié)構(gòu)。

圖1為氣體采樣示意圖。攝像頭固定安裝在飛機前部，采集吊艙安裝在飛機后部的固定艙內(nèi)，通過通訊模塊和控制模塊對攝像頭和采集器進行控制。

所述的機械結(jié)構(gòu)包括采集吊艙、針筒式氣體采集器、卷揚機和采集吊艙釋放裝置；針筒式氣體采集器設(shè)置在采集吊艙內(nèi)，針筒式氣體采集器和采集吊艙的上端與卷揚機的吊線連接；針筒式氣體采集器、卷揚機和采集吊艙釋放裝置由所述的單片機分別通過繼電器控制。

2、氣體采樣控制流程

發(fā)現(xiàn)情況后手動控制無線信號發(fā)射機，手動控制系統(tǒng)包括手柄控制和鈕柄控制，無線接收機通過gprs、cdma，zigbig等接收信號后，傳給嵌入式計算機，再由計算機分別控制電磁開關(guān)，卷揚機的收線與放線，采集裝置的氣體采集，攝像頭的圖像采集。圖2為無人控制飛機的氣體采樣控制流程圖。

3、采集器的設(shè)計

采集器由電磁線圈，卡口，活塞，彈簧，有推桿的密封套筒組成。推桿的一端和活塞連接，另一端固定在套筒內(nèi)測。在使用之前，彈簧處于壓縮狀態(tài)，活塞由卡口卡住，通過控制電磁線圈控制卡口。當(dāng)卡口被電磁線圈吸引，彈簧釋放，推動活塞在套筒內(nèi)滑動，筒內(nèi)壓力迅速降低，空氣就會進入套筒內(nèi)。收集完之后，推動推桿，即可取出樣品。圖3為針筒式采集器工作原理圖。

危險品檢測直升機工作過程

為實時了解被救援船上的情況，在遙控直升飛機搭載無線攝像系統(tǒng)。無線攝像系統(tǒng)包括攝像頭、信號發(fā)射器、地面接收機。在執(zhí)行任務(wù)中，失事船上的具體情況能立即通過攝像頭傳回救援船只的電腦上看到。由于直升飛機可以具有360靶娜轎皇詠牽饈鐘欣諏私獯系氖導(dǎo)首純觥?

為了解被救援船只上各項化學(xué)指標(biāo)，包括溫度，氧氣含量，爆炸濃度等數(shù)據(jù)。在飛機上搭載采集器，遙控飛機進入事故現(xiàn)場，利用攝像頭提供的圖像信息進行定位，釋放采集吊艙，進行氣體采集，然后返回救援海事船上，進行分析處理后，就能制定具體的救援方案。

本方案的優(yōu)點是能高空立體監(jiān)測事故現(xiàn)場，減小救援人員的危險性，設(shè)備更加簡便，有助于救援的高效迅速，水上路上均可進行操作，將物聯(lián)網(wǎng)、無線傳感技術(shù)、通訊技術(shù)等技術(shù)結(jié)合起來。

氣體采樣的工作流程：完整的氣體采樣工作流程如圖4所示。在遙控系統(tǒng)控制嵌入式單片機控制指令下，完成以下指令：打開吊艙觸發(fā)電磁開關(guān)、卷揚機放線、放線、停止放線、打開采樣開關(guān)、采樣、收線、固定吊艙、降落，最后帶回檢測中心取出吊艙，推動活塞，打出樣品氣體，進行化驗，分析氣體成分，制定應(yīng)急計劃。

篇6

林業(yè)是生態(tài)建設(shè)的主體，是經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重點所在。進入21世紀(jì)之后,林業(yè)經(jīng)營模式發(fā)生了根本性的變化，從過去單一、粗放的經(jīng)營管理向精準(zhǔn)、系統(tǒng)的模式轉(zhuǎn)變，因此提出了“精準(zhǔn)林業(yè)”的概念，即指盡可能的應(yīng)用現(xiàn)代高新技術(shù)對有關(guān)林業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營管理、戰(zhàn)略決策過程中的自然、經(jīng)濟和社會信息進行收集、存貯、傳遞、處理、分析和利用，建立包括林業(yè)數(shù)據(jù)庫、森林資源管理信息系統(tǒng)、森林資源核算信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、模擬模型系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)、遙感系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)和遠程通訊等一體化、智能化、數(shù)字化的現(xiàn)代林業(yè)技術(shù)體系，而這一切都必須依賴于信息技術(shù)[1]。

1信息技術(shù)的發(fā)展

信息技術(shù)是在信息科學(xué)的基本原理和方法的指導(dǎo)下擴展人類信息功能的技術(shù)。

1.1內(nèi)涵和外延

信息技術(shù)是一門多學(xué)科交叉綜合的技術(shù)，計算機技術(shù)、通信技術(shù)和多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)互相滲透、互相作用、互相融合，將形成以智能多媒體信息服務(wù)為特征的時空大規(guī)模信息網(wǎng)，是以電子計算機和現(xiàn)代通信為主要手段實現(xiàn)信息的獲取、加工、傳遞和利用等功能的技術(shù)總和[2]。主要包括以下幾方面技術(shù)：

1.1.1傳感技術(shù)——信息的采集技術(shù)。傳感技術(shù)是擴展人獲取信息的感覺器官功能。進行信息識別、信息提取、信息檢測，它幾乎可以擴展人類所有感覺器官的傳感功能，傳感技術(shù)、測量技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的遙感技術(shù)，使人感知信息的能力得到進一步的加強。

1.1.2通信技術(shù)——信息的傳遞技術(shù)。通信技術(shù)可實現(xiàn)信息快速、可靠、安全的轉(zhuǎn)移?？梢钥闯墒菑摹艾F(xiàn)在”向“未來”或從“過去”向“現(xiàn)在”傳遞信息的一種活動。

1.1.3計算機技術(shù)——信息的處理和存儲技術(shù)。計算機信息處理技術(shù)主要實現(xiàn)對信息的編碼、壓縮、加密和再生，存儲技術(shù)有內(nèi)存儲技術(shù)和外存儲技術(shù)，主要實現(xiàn)計算機存儲器的讀寫速度、存儲容量及穩(wěn)定性的管理。

1.1.4控制技術(shù)——信息的使用技術(shù)?？刂萍夹g(shù)即信息使用技術(shù)是信息過程的最后環(huán)節(jié)，它包括調(diào)控技術(shù)、顯示技術(shù)等。

1.2信息技術(shù)功能

概括起來有四個方面：①信息識別：包括文字識別、語音識別和圖形識別等。通常是采用一種叫做“模式識別”的方法。②信息傳遞：實現(xiàn)信息快速、可靠、安全的轉(zhuǎn)移。③信息處理與再生：在對信息進行處理的基礎(chǔ)上，還可形成一些新的更深層次的決策信息，這稱為信息的“再生”。信息的處理與再生都要依賴于現(xiàn)代電子計算機的超凡功能。④信息施用：是信息過程的最后環(huán)節(jié)。

1.3信息技術(shù)發(fā)展趨勢

高速、大容量。速度越來越快、容量越來越大，無論是通信還是計算機發(fā)展都是如此；綜合化。包括業(yè)務(wù)綜合以及網(wǎng)絡(luò)綜合；數(shù)字化。一是便于大規(guī)模生產(chǎn)，數(shù)字設(shè)備是單元式的，設(shè)計非常簡單，便于大規(guī)模生產(chǎn)，可大大降低成本。二是有利于綜合，每一個模擬電路其電路物理特性區(qū)別都非常大，而數(shù)字電路由二進制電路組成，非常便于綜合，要達到一個復(fù)雜的性能用模擬方式往往綜合不起來；個人化。即可移動性和全球性。

2林業(yè)信息技術(shù)的發(fā)展

2.1林業(yè)信息技術(shù)

林業(yè)信息化并不是一個新概念,發(fā)達國家60年代初提出了信息化的概念,信息化開始進入各個領(lǐng)域,并逐步實現(xiàn)了系統(tǒng)化、深入化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和虛擬化。隨著DBMS的發(fā)展和完善,以屬性數(shù)據(jù)管理為主的森林資源管理系統(tǒng)盛行一時,這類系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)進行組織、存儲、處理和分析,提高了數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量和速度,推動了森林經(jīng)營管理水平的提高。同時也不難發(fā)現(xiàn),這種單純分析屬性數(shù)據(jù)的方法,缺乏對資源空間分布特征的綜合分析,因此利用它形成的決策信息,有明顯的局限性。到90年代,林業(yè)信息化有了全面的擴展，形成了以3S技術(shù)為支撐，采用RS監(jiān)測與地面調(diào)查技術(shù)相結(jié)合的雙重分層抽樣遙感監(jiān)測體系[2]。

2.2林業(yè)信息技術(shù)在我國的發(fā)展

我國林業(yè)部門從80年代初開始使用DBMS進行生產(chǎn)管理,采用的是局部(部門)引進,局部消化的方式。80至90年代末,國家林業(yè)局(原林業(yè)部)在1992年設(shè)立信息中心,開始了信息化建設(shè)的點滴積累,提出了“數(shù)字林業(yè)”建設(shè)目標(biāo),建立了森林資源數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(DPS)、森林資源管理信息系統(tǒng)(MIS)、森林資源決策支持系統(tǒng)(DDS)、林木良種管理信息系統(tǒng)、主要經(jīng)濟樹種在線查詢系統(tǒng)等。進入21世紀(jì),“數(shù)字林業(yè)”建設(shè)進展順利,林業(yè)信息系統(tǒng)已覆蓋全國,基于“3S”技術(shù)的森林資源、造林綠化和天然林保護、退耕還林、防沙治沙等林業(yè)重點工程建設(shè)的現(xiàn)代化林業(yè)管理體系正在逐步建立。林業(yè)檔案數(shù)字化工程已完成,國家林業(yè)局政府網(wǎng)站建設(shè)進一步完善,內(nèi)容不斷豐富,信息量不斷增加,并與新華社、國家圖書館等70多家網(wǎng)站建立了鏈接,林業(yè)信息化建設(shè)達到前所未有的高度[3]。

3信息技術(shù)對林業(yè)的影響

3.1實現(xiàn)了無紙化辦公

根據(jù)林業(yè)政務(wù)信息化“十一五”工作的核心內(nèi)容[4]，林業(yè)政務(wù)信息化建設(shè)圍繞國家“三網(wǎng)一庫”建設(shè)的要求,利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)搭建了技術(shù)先進、運行穩(wěn)定、功能相對齊全的網(wǎng)絡(luò)平臺,建設(shè)了國家林業(yè)局門戶網(wǎng)站、辦公業(yè)務(wù)網(wǎng)、辦公業(yè)務(wù)資源網(wǎng)和各類管理信息系統(tǒng)及專業(yè)數(shù)據(jù)庫。提出了林業(yè)信息庫建設(shè)方案，實現(xiàn)人員、樹種和野生動植物數(shù)據(jù)收集、存貯、傳遞、處理、分析、利用、，基本完成了無紙化辦公[4]。

3.2林業(yè)經(jīng)營由粗放轉(zhuǎn)入精準(zhǔn)

圍繞“精準(zhǔn)林業(yè)”，各級林業(yè)部門在二類調(diào)查中利用遙感、航片、衛(wèi)片、無人機、地面近景攝影、三維激光掃描、電子角規(guī)、GPS定位等技術(shù)進行數(shù)據(jù)的精確獲取，通過GIS進行屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)的管理，完成森林資源檔案管理和林業(yè)專題圖的制作；在森林火災(zāi)的預(yù)測預(yù)防上通過GIS的空間分析功能，實現(xiàn)火點位置查詢和林火蔓延模擬，并計算最佳撲火路線和撲火時間，科學(xué)合理的制定撲救方案；在造林地塊和造林方式上利用GIS將坡度圖、坡向圖、土壤圖、高程分帶圖和森林區(qū)劃圖進行疊加作為立地分析的復(fù)合因子圖，進行適地適樹的分析，使林業(yè)由粗放經(jīng)營轉(zhuǎn)入精準(zhǔn)經(jīng)營[1]。

3.3規(guī)劃森林資源管理

在發(fā)達省份的林業(yè)部門已經(jīng)將GIS技術(shù)、ES技術(shù)、DSS技術(shù)、空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)結(jié)合，依據(jù)森林資源管理的基礎(chǔ)信息，建立了造林專家知識庫、決策支持模型庫，在數(shù)字化圖上實現(xiàn)造林決策、獲取造林規(guī)劃圖，并對林分和單木的區(qū)域生長量進行預(yù)測和模擬，實現(xiàn)森林資源管理的優(yōu)化和規(guī)劃。

4存在的問題和解決對策

4.1應(yīng)用不夠深入，信息資源浪費

林業(yè)信息基礎(chǔ)設(shè)施和信息系統(tǒng)投資巨大,但目前林業(yè)信息化開發(fā)、應(yīng)用不夠,造成資源的極大浪費[5]。如遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、森林資源核算系統(tǒng)在森林資源管理中的應(yīng)用才起步,目前只限于利用計算機進行林業(yè)數(shù)據(jù)采集、處理、屬性數(shù)據(jù)管理及各類專題圖制作等研究，對于進行空間數(shù)據(jù)分析和從這些數(shù)據(jù)中進行挖掘，宏觀快速提供森林資源信息，優(yōu)化森林資源管理上沒有形成規(guī)模。因此應(yīng)該對這些信息資源進行整合，合理建設(shè)適合我國林業(yè)持續(xù)、快速、健康發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)體系，實現(xiàn)資源充分共享。

4.2精準(zhǔn)計測、監(jiān)測在林業(yè)上的應(yīng)用沒有普及

目前，信息技術(shù)、生物技術(shù)、新材料技術(shù)等高新技術(shù)正加速滲透和武裝林業(yè)。特別是“5S”（遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、專家系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)）技術(shù)已成為科技興林的重要手段。衛(wèi)星遙感、紅外監(jiān)測、飛機化學(xué)滅火等高新技術(shù)使森林預(yù)測、監(jiān)測、控制、病蟲火害防治、荒漠化防治、瀕危野生動植物保護等過去無法用常規(guī)技術(shù)或手段解決的問題，現(xiàn)在由于RS和GIS的介入開始變得相對容易。但在森林經(jīng)營和管理中的應(yīng)用范圍和水平，完善森林生態(tài)系統(tǒng)定位監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，提高森林災(zāi)害發(fā)生的預(yù)測預(yù)報率，實現(xiàn)森林培育和管理中的減災(zāi)增效，探索建立森林養(yǎng)分和肥料信息系統(tǒng)，完善林木育種軟件及豐產(chǎn)栽培模型，適度發(fā)展“精細(xì)林業(yè)”，精準(zhǔn)森林資源核算的應(yīng)用上還處于初級階段，沒有普及應(yīng)用。因此國家林業(yè)局應(yīng)宏觀調(diào)控并加快國家林業(yè)局網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)，建立并完善各類林業(yè)專業(yè)庫、各類森林資源管理信息、決策支持系統(tǒng)設(shè)，促進林業(yè)經(jīng)營管理和決策的科學(xué)化。

4.3林業(yè)高新技術(shù)人才缺乏

林業(yè)信息化對人才的要求很高,不但要有專門的計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、RS技術(shù)、GIS技術(shù),還要對林業(yè)知識有所掌握，目前我國特別是基層林業(yè)單位,從事林業(yè)信息研究、網(wǎng)絡(luò)管理，3S技術(shù)的專業(yè)性人才奇缺。因此應(yīng)該加大林業(yè)高等教育和高職教育，培養(yǎng)更多的林業(yè)高新技術(shù)人才。

參考文獻

[1]馮仲科、趙春江、聶玉藻等著。精準(zhǔn)林業(yè)[M].北京：中國林業(yè)出版社，2002.6第1版.

篇7

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）12-0090-03

《普通植物病理學(xué)》是中國農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課，要求學(xué)生掌握植物病理學(xué)的基礎(chǔ)理論和基本知識。根據(jù)本科生所選專業(yè)不同，教學(xué)內(nèi)容有所側(cè)重。筆者長期從事農(nóng)學(xué)專業(yè)本科生《普通植物病理學(xué)》的教學(xué)工作，課程教學(xué)以普通植物病理學(xué)基礎(chǔ)知識為核心，并適當(dāng)結(jié)合農(nóng)學(xué)專業(yè)學(xué)生的實際情況，對主要作物的重要病害進行講授，內(nèi)容分為總論和各論兩部分?？傉摬糠种饕v授植物病害基本概念、基本理論，包括植物病理學(xué)的發(fā)展歷史、植物病害的概念、植物病害癥狀學(xué)、病原學(xué)、診斷學(xué)、流行學(xué)和防治學(xué)等。各論部分主要按照作物種類對主要植物病害進行講解，包括水稻病害、小麥病害、棉花病害、雜糧作物病害、果樹病害、蔬菜病害等。

《普通植物病理學(xué)》是一門綜合性較大、基礎(chǔ)性較強、知識面廣泛、實踐性較強的課程。隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展、科技水平的迅猛提高、各種先進技術(shù)和方法的廣泛應(yīng)用，新知識、新概念、新觀點、新技術(shù)和新方法等不斷涌現(xiàn)，植物病理學(xué)新的研究成果不斷出現(xiàn)，學(xué)科得到迅速發(fā)展，《普通植物病理學(xué)》的理論不斷得到豐富，內(nèi)容日益更新。經(jīng)濟社會的發(fā)展和科技的進步對人才的需求亦提出了新要求。為適應(yīng)形勢需要，我校將本科人才培養(yǎng)定位為“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重創(chuàng)新、強實踐、國際化”。因此，在教學(xué)過程中，筆者必須與時俱進，根據(jù)學(xué)科發(fā)展和現(xiàn)代社會對大學(xué)生素質(zhì)的需求，在制定的教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上，及時更新教學(xué)內(nèi)容，將新知識、新概念、新觀點、新技術(shù)和新方法充實到教學(xué)內(nèi)容中，為學(xué)生提供符合時代需要的課程體系和教學(xué)內(nèi)容。

筆者通過參考最新教材，收集相關(guān)文獻資料，了解學(xué)科進展，不斷跟蹤最新相關(guān)研究成果，將植物病理學(xué)新知識、新概念、新觀點、新技術(shù)和新方法等融入到《普通植物病理學(xué)》教學(xué)體系，實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的更新，并提供相關(guān)內(nèi)容的參考文獻，供學(xué)生深入學(xué)習(xí)和閱讀。

一、植物病原分類系統(tǒng)的更新

植物病原種類多，分類系統(tǒng)復(fù)雜。隨著人們認(rèn)識水平的提高，植物病原分類系統(tǒng)不斷變化。例如，之前我國在《普通植物病理學(xué)》的教學(xué)中大多采用Ainsworth的真菌分類系統(tǒng)，將真菌歸屬于真菌界，下分黏菌門和真菌門兩個門，真菌門再分成鞭毛菌亞門、接合菌亞門、子囊菌亞門、擔(dān)子菌亞門和半知菌亞門共5個亞門，但是《Dictionary of the Fungi》第9版將分子生物學(xué)研究的最新成果應(yīng)用到真菌分類上，將原來的真菌劃歸三個不同的生物界，即原生動物界、藻物界（假菌界或管毛生物界）和菌物界，并且這一分類系統(tǒng)逐漸被認(rèn)同，在最新出版的《普通植物病理學(xué)》教材中均采用了這一分類系統(tǒng)。同樣地，隨著學(xué)科發(fā)展和技術(shù)進步，植物病原細(xì)菌和植物病原病毒的分類系統(tǒng)也都有了較大的變化，并且不斷有新的屬、種報道。所以，應(yīng)該對教學(xué)內(nèi)容中的植物病原分類系統(tǒng)進行及時更新。韋繼光等[1]認(rèn)為普通植物病理學(xué)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該緊跟學(xué)科發(fā)展步伐，從病原學(xué)方面，介紹了植物病原菌物、植物病原細(xì)菌和植物病原病毒的分類變化等。筆者在教學(xué)過程中，亦將植物病原菌物、植物病原細(xì)菌和植物病原病毒分類變化和最新進展補充到教學(xué)內(nèi)容中，使得學(xué)生能夠及時了解植物病原生物分類系統(tǒng)的變化，緊跟學(xué)科發(fā)展步伐。

二、吸納最新的學(xué)科研究成果，豐富植物病理學(xué)基礎(chǔ)知識和理論

技術(shù)的進步和學(xué)科的發(fā)展，使得植物病理學(xué)新的研究成果不斷出現(xiàn)，這其中有對某些知識的重新認(rèn)識，有對某些知識的擴展，有對技術(shù)手段和方法的更新等。例如，近幾年小麥條銹病菌轉(zhuǎn)主寄生現(xiàn)象的研究新成果徹底改變了人們的認(rèn)識，認(rèn)識到小麥條銹病的轉(zhuǎn)主寄主有小檗[2，3]和十大功勞[4]，小麥條銹病菌整個生活史中轉(zhuǎn)主寄生現(xiàn)象不容忽視，其生活史過程中產(chǎn)生性孢子、銹孢子、夏孢子、冬孢子和擔(dān)孢子5種孢子類型，并且轉(zhuǎn)主寄主小檗在我國分布廣，種類多，這方面的最新研究使得人們對于小麥條銹病菌的變異和小麥條銹病的病害循環(huán)等有了重新認(rèn)識。2004年，Sesma和Osbourn[5]在Nature雜志上發(fā)表文章介紹了他們的研究結(jié)果。該研究發(fā)現(xiàn)，稻瘟病菌可用侵染葉表不同的方式侵染水稻根部，形成根部病原菌所特有的侵染釘，并且侵染維管束組織，導(dǎo)致系統(tǒng)侵染，這一發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識到真菌可以改變侵染策略，改變其生態(tài)位，促進了植物病害流行學(xué)的發(fā)展。近年來，寄主植物與病原生物互作研究得到了長足發(fā)展，在講授這部分內(nèi)容時，補充了寄主植物與病原生物的識別機制，包括病原生物關(guān)聯(lián)分子模式（pathogen-associated molecular pattern，PAMP）、病原生物效應(yīng)分子識別等。在講授植物抗病性時，重點補充了植物抗病性的分子機制，包括植物抗病防衛(wèi)基本信號通路、基因沉默、活性氧迸發(fā)等。我國對植物檢疫對象名單進行了重新制定，植物檢疫對象發(fā)生了很大變化。2007年5月29日我國農(nóng)業(yè)部《中華人民共和國進境植物檢疫性有害生物名錄》，1992年7月25日由農(nóng)業(yè)部的《中華人民共和國進境植物檢疫危險性病、蟲、雜草名錄》同時廢止。2009年我國農(nóng)業(yè)部新的《全國農(nóng)業(yè)植物檢疫性有害生物名單》和《應(yīng)施檢疫的植物及植物產(chǎn)品名單》，該次的全國農(nóng)業(yè)檢疫性有害生物名單與2006年的相比，總數(shù)量由43種下降到29種，減少了14種，其中撤消了15種，新增1種，更改2種。在講授植物檢疫部分時，及時補充了有害生物風(fēng)險分析的理論知識，更新了植物檢疫對象名單。由于分子生物學(xué)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，植物病原鑒定技術(shù)、病害診斷技術(shù)有了很大的進步，在教學(xué)過程中補充了基于分子生物學(xué)技術(shù)的病原鑒定方法和基于信息技術(shù)的植物病害診斷方法。同時，將基于分子生物學(xué)技術(shù)和遙感技術(shù)的病害監(jiān)測方法以及基于新媒體技術(shù)的病害測報新技術(shù)和新方法納入到《普通植物病理學(xué)》的教學(xué)內(nèi)容中。在講授植物病害發(fā)生原因分析和病害流行時，補充了氣候變化對植物病害發(fā)生流行的影響。在講授植物病害防治技術(shù)和方法時，補充介紹了利用生物多樣性控制植物病害、無人機噴藥防治病害等內(nèi)容。對講授的植物病害種類進行適當(dāng)調(diào)整，增加新的重要性植物病害種類，按照植物病害的發(fā)生與危害性、病害癥狀、病原特征、發(fā)生流行規(guī)律、預(yù)測預(yù)報、防治等系統(tǒng)地進行知識組織。

三、植物病害防治理念的更新

隨著社會發(fā)展和科技進步以及人們對農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)的關(guān)注，并且隨著氣候變化、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、種植制度和栽培方式的改變等，一些新的病害成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要病害，植物病害防治理念不斷地發(fā)生著變化。人們從過去的吃飽需求，過渡到現(xiàn)在的吃好需求，從追求農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量，過渡到不但追求產(chǎn)量，更關(guān)注質(zhì)量，這就要求農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中植物病害防治必須適應(yīng)這些需求的變化。我國的植保方針是“預(yù)防為主，綜合防治”，一般在《普通植物病理學(xué)》的教學(xué)中主要介紹有害生物綜合治理（integrated pest management，IPM）和有害生物可持續(xù)治理，近年來，國際上提出了有害生物生態(tài)治理（ecologically based pest management，EBPM）的理念，我國提出了“公共植保、綠色植?！钡睦砟?，以構(gòu)建我國新型植物保護體系。這些新的理念的提出受到廣泛重視，特別是我國在有害生物治理方面，主推“公共植保、綠色植保”的理念，所以，根據(jù)形勢發(fā)展，需要在《普通植物病理學(xué)》教學(xué)中更新植物病害防治理念。2012年10月25日，我國農(nóng)業(yè)部余欣榮副部長在中國植物保護成立50周年慶祝大會暨全國農(nóng)作物重大病蟲科學(xué)防控高層論壇上發(fā)表講話，要求全面樹立“科學(xué)植保、公共植保、綠色植?！爆F(xiàn)代植保理念，進一步推進了有害生物治理的理念的發(fā)展。在教學(xué)中，結(jié)合社會關(guān)注的生物安全問題，補充了植物病害管理對生物安全產(chǎn)生的積極或消極作用[6]，啟發(fā)學(xué)生對相關(guān)問題進行思考。

四、教學(xué)幻燈片的更新和補充

根據(jù)更新的教學(xué)內(nèi)容，筆者對教學(xué)幻燈片進行了更新和補充。通過網(wǎng)絡(luò)收集和自己拍攝植物病害癥狀和病原數(shù)碼圖片，更新和補充了大量病原和病害圖片，使其能更加清晰地反映病害的各種癥狀和病原的形態(tài)特征，更好地反映教學(xué)內(nèi)容。對一些研究熱點和研究前沿問題，提供了參考文獻，供學(xué)生進行閱讀和更好地了解教學(xué)內(nèi)容。并且，加強了多媒體教學(xué)手段利用，制作或收集了一些動畫和視頻，用于反映病原釋放過程、病原侵入過程、病原傳播過程和病害發(fā)生過程等。教學(xué)過程中，通過播放動畫、視頻等，增強了教學(xué)直觀性，更加形象地表達了相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，并收到較好的教學(xué)效果。筆者經(jīng)過近兩年的努力，制作成了一套形式更加新穎、內(nèi)容更加豐富、圖像更加清晰的幻燈片。

任課教師應(yīng)根據(jù)學(xué)科發(fā)展動向和前沿，了解學(xué)科最新研究問題和熱點，特別是對于一些理論性或改變過去認(rèn)識的研究進行了解，及時更新教學(xué)內(nèi)容。然而，每年都有大量的植物病理學(xué)方面的文獻發(fā)表，同時也有大量與植物病理學(xué)有關(guān)的文件、規(guī)范、法規(guī)等，信息量非常多，從中選擇具有重要意義的文獻資料困難很大，要較好地完成《普通植物病理學(xué)》教學(xué)內(nèi)容的更新，做好關(guān)于植物病理學(xué)學(xué)科新進展的文獻資料的甄別和篩選尤為重要。由于任課教師有自己的研究方向和重點，很難全面了解整個學(xué)科的發(fā)展動態(tài)。因此，加強多個高校有關(guān)任課教師的教學(xué)工作交流，對于促進教學(xué)將具有重要意義。

與更新教學(xué)內(nèi)容相配合，筆者也進行了教學(xué)方法的改革。筆者在教學(xué)過程中，綜合利用啟發(fā)式、討論式、參與式等多種形式的教學(xué)方法，注重傳統(tǒng)知識和科學(xué)前沿知識相結(jié)合，注重基礎(chǔ)知識和實際應(yīng)用相結(jié)合，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，克服由于課堂學(xué)生多、學(xué)生缺乏興趣造成的教學(xué)效果較低的現(xiàn)象[7]。詹剛明等[8]在教學(xué)中注意了語言技巧的應(yīng)用，筆者也注意了同樣的問題，并在教學(xué)中加以實施，活躍了課堂氣氛，加深了學(xué)生對知識點的印象和認(rèn)識。同時，筆者對課程考核方式進行了改革，將考核方式改為平時作業(yè)、課程論文、期末考試（各占總成績的20%、20%、60%）相結(jié)合的考核方式，可在整個教學(xué)過程中進行考核和考察學(xué)生對知識的掌握情況，避免了學(xué)生期末考試臨時突擊、片面追成期末考試成績的弊端。另外，筆者根據(jù)更新后的教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計構(gòu)建了《普通植物病理學(xué)》考試系統(tǒng)，實現(xiàn)了試卷自動生成和計算機輔助閱卷。為加深學(xué)生對課堂講授的《普通植物病理學(xué)》理論知識的學(xué)習(xí)，同步開設(shè)了《普通植物病理學(xué)實驗》課程，使學(xué)生通過實驗操作和實際觀察，達到了理論聯(lián)系實際、學(xué)以致用的目的，取得了良好的教學(xué)效果。

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