遙感技術(shù)在地震中的應(yīng)用精選(九篇)

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第1篇：遙感技術(shù)在地震中的應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：遙感技術(shù)；國土資源管理；土地資源調(diào)查；礦產(chǎn)資源監(jiān)測(cè)調(diào)查

中圖分類號(hào)：S-1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-0432（2011）-09-0061-2

0 引言

隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，更多的方面和領(lǐng)域通過利用遙感技術(shù)中高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)，對(duì)土地利用情況、土地執(zhí)法、土地變更等問題進(jìn)行深入調(diào)查，在國土資源管理問題方面發(fā)揮出巨大的作用，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和遙感技術(shù)的深入運(yùn)用，遙感技術(shù)已經(jīng)能夠應(yīng)用到土地資源調(diào)查評(píng)價(jià)領(lǐng)域,并具有十分廣闊的應(yīng)用前景。

1 遙感技術(shù)在國土資源管理中的應(yīng)用現(xiàn)狀

遙感技術(shù)最初一般應(yīng)用于遙感地質(zhì)填圖,隨著技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域逐漸拓展到地質(zhì)環(huán)境調(diào)監(jiān)測(cè)、礦產(chǎn)資源開發(fā)以及地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警等眾多領(lǐng)域,尤其是在國土資源管理中的應(yīng)用，已經(jīng)開始處在無法替代的地位,有效地為國土資源的管理規(guī)劃、礦產(chǎn)秩序管理和有效利用、地質(zhì)災(zāi)害防治和礦產(chǎn)勘察提供了強(qiáng)大的技術(shù)動(dòng)力。

1.1 土地資源調(diào)查監(jiān)測(cè)中遙感技術(shù)的具體應(yīng)用

作為一種獲得信息的有效方式，遙感技術(shù)的信息量豐富、信息獲取周期短，并具有多光譜的特性，所以，它在我國的土地資源調(diào)查當(dāng)中有著十分重要的作用。20世紀(jì)80年代，MSS衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)采集技術(shù)便開始應(yīng)用于全國土地概查工作當(dāng)中；80年代后期,原國家土地管理局應(yīng)用航空遙感技術(shù)開展了全國絕大多數(shù)地區(qū)1：1萬土地利用現(xiàn)狀調(diào)查。90年代初，全國縣級(jí)土地詳查工作也在遙感技術(shù)的支持下展開，進(jìn)入新世紀(jì)以來，大量新設(shè)備、新技術(shù)，諸如QuickBird,IKONOS,SPOT-5等高分辨率、多時(shí)段衛(wèi)星數(shù)據(jù)開始廣泛應(yīng)用于土地資源的調(diào)查監(jiān)測(cè)當(dāng)中，在全面展開利用動(dòng)態(tài)遙感進(jìn)行土地監(jiān)測(cè)工作的前提下，逐步建立了全國的土地遙感監(jiān)測(cè)體系。

所以，近些年來，遙感技術(shù)在國土資源管理中的應(yīng)用已朝著標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化的方向發(fā)展。而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各級(jí)政府也逐漸開始順應(yīng)形勢(shì)，頒布了《土地利用現(xiàn)狀調(diào)查技術(shù)規(guī)程》《土地利用動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測(cè)規(guī)程》《SPOT2.5m數(shù)字正射影像圖制作技術(shù)規(guī)定》等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程，2005年，國土資源部承擔(dān)了國家“863”課題“規(guī)模化高效土地資源遙感業(yè)務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)”建設(shè)，開展了高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)處理、土地利用信息自動(dòng)提取等各種遙感高端技術(shù)的研究；2007年，第二次全國土地調(diào)查利用了大量的技術(shù)方法和技術(shù)路線，使遙感技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。

1.2 在地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中遙感技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)代遙感技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)的研究提供了嶄新的道路。在地質(zhì)災(zāi)害，諸如地震、滑坡、泥石流等的調(diào)查研究中,遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和作用被充分發(fā)揮，在1976年唐山地震的救災(zāi)工作時(shí)，我們利用機(jī)載遙感資料進(jìn)行震后相應(yīng)的救災(zāi)工作，而且利用高科技的1：1萬航片制定了相應(yīng)的震害圖，在唐山地震的營(yíng)救中起到了重要的作用，有效提升救災(zāi)工作效率，能夠節(jié)省時(shí)間和資金的耗費(fèi)，更加真實(shí)客觀地反映了災(zāi)害地區(qū)的受災(zāi)狀況。

除此之外，在2008年汶川大地震中，遙感影像技術(shù)也被利用于有效提取并分析活動(dòng)性線性構(gòu)造及環(huán)形構(gòu)造信息，從而獲取汶川地區(qū)地面斷裂、冒沙和位移等各種地貌的直觀畫面和直觀情況分析,從構(gòu)造規(guī)模、地質(zhì)活動(dòng)程度等各個(gè)方面有效分析出余震發(fā)生的種種情況及其危害程度,評(píng)估災(zāi)害造成的損失情況，并且《汶川地震災(zāi)害地圖集》的出版，也是以遙感技術(shù)所獲得的各項(xiàng)資料為依據(jù)而制作的。此外,通過對(duì)不同時(shí)間遙感資料進(jìn)行對(duì)比，可以了解容易發(fā)生震后滑坡、泥石流等地質(zhì)不穩(wěn)定的地區(qū)，幫助進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)測(cè)和分析，充分地了解已發(fā)生各種地質(zhì)災(zāi)害地區(qū)地質(zhì)的破壞程度，做好防震救災(zāi)工作。

1.3 在礦產(chǎn)資源調(diào)查、開發(fā)利用監(jiān)測(cè)中遙感技術(shù)的應(yīng)用

高光譜遙感一般利用搭載于航空或航天平臺(tái)上的成像光譜儀監(jiān)測(cè)各類地物的光譜特性,取得相應(yīng)的圖譜合一的信息。所以，它被充分地利用到礦產(chǎn)資源調(diào)查、開發(fā)和利用的各類監(jiān)測(cè)活動(dòng)，為其提供了技術(shù)支持和發(fā)展空間。

隨著AIS-1的出現(xiàn)，遙感技術(shù)在地質(zhì)方面的應(yīng)用由多光譜的定性描述向高光譜定量物質(zhì)組成鑒別進(jìn)行技術(shù)跨越，至此，我國高光譜礦物填圖技術(shù)逐步開始應(yīng)用到地表巖石、礦物的具體識(shí)別與填圖當(dāng)中。20世紀(jì)90年代開始,國土資源部利用遙感技術(shù)對(duì)多個(gè)礦產(chǎn)資源進(jìn)行了開發(fā)和監(jiān)測(cè)，基本查明了進(jìn)行監(jiān)測(cè)的區(qū)域各類礦種能夠進(jìn)行開采的具置、廢棄物分布狀況等，并方便進(jìn)行各類執(zhí)法活動(dòng)，經(jīng)過多年的實(shí)踐，各類與礦產(chǎn)資源開發(fā)有關(guān)的遙感技術(shù)已經(jīng)有了很大發(fā)展，為礦產(chǎn)資源開發(fā)活動(dòng)能夠長(zhǎng)期有效地進(jìn)行奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 遙感技術(shù)應(yīng)用中存在的種種問題

2.1 數(shù)據(jù)資源不夠豐富

多時(shí)相、高分辨率的遙感信息資源在國土資源管理工作當(dāng)中顯得尤其重要，雖然它已經(jīng)在各方面有很大的提高，但是，由于科技和資金等問題的限制，高質(zhì)量、高水平的遙感數(shù)據(jù)的衛(wèi)星源卻很少。在國內(nèi)現(xiàn)在雖然有“遙感三號(hào)”、“遙感四號(hào)”等能夠有效用于國土資源的管理工作，但這些衛(wèi)星分辨率具有相對(duì)較低、成像周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)，所以不能完全滿足國土資源管理工作的各類需求。因此，我國一般從國外購買相應(yīng)的遙感數(shù)據(jù)和遙感資料，因此，高質(zhì)量遙感數(shù)據(jù)資源十分珍貴，我國自主獲取高質(zhì)量、高水平的遙感影像數(shù)據(jù)源的各種手段還有待進(jìn)一步拓展和提升，才能獲得更好的遙感資料。

2.2 遙感技術(shù)實(shí)力薄弱，高分辨率遙感影像的信息自動(dòng)化水平不高

目前，遙感技術(shù)能夠?qū)χ蟹直媛蔬b感數(shù)據(jù)進(jìn)行十分成熟的科學(xué)研究。而目前土地利用遙感監(jiān)測(cè)必須在充分滿足管理和生產(chǎn)需要的前提下進(jìn)行，但目前基于紋理的分類和信息提取技術(shù)仍然不能滿足要求，高分辨率遙感影像的信息自動(dòng)化水平不高。

3 遙感技術(shù)在未來的國土資源管理中的發(fā)展?fàn)顩r

作為一項(xiàng)新的技術(shù)手段，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及各類數(shù)據(jù)庫資源的有效利用，遙感技術(shù)在國土資源管理中的應(yīng)用向更深層次和更廣泛的空間發(fā)展。

3.1 土地利用調(diào)查與監(jiān)測(cè)方面遙感技術(shù)的利用前景

一般來說，國土資源部每年對(duì)全國50萬人口以上城市的土地利用情況進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)測(cè)工作。但近些年來，隨著對(duì)國土資源管理工作的需要，許多省市進(jìn)行監(jiān)測(cè)的時(shí)間間隔越來越短。隨著管理工作的需要和科技的發(fā)展，遙感技術(shù)的各類特征和優(yōu)勢(shì)，十分有利于相應(yīng)工作的開展，所以，一些地級(jí)市為了更好地進(jìn)行國土管理工作，也開始進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)測(cè)工作,其趨勢(shì)是省級(jí)監(jiān)測(cè)的時(shí)間間隔將會(huì)越來越短，地級(jí)市進(jìn)行監(jiān)測(cè)的次數(shù)越來越多。

近年來，隨著遙感技術(shù)調(diào)查工作的順利開展和進(jìn)行，幫助國土資源管理部門和各級(jí)政府基本實(shí)現(xiàn)了遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)在國土資源管理中的產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)和應(yīng)用。但由于種種限制，在天氣狀況不好的情況下,常用的遙感影像數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)于數(shù)據(jù)和資料的獲取有著很大的缺陷性和局限性，不能準(zhǔn)確地獲取國土利用問題的各類資料，所以，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和提高，遙感技術(shù)需要避免惡劣天氣所帶來的種種影響，使其具有全天候穿透能力等優(yōu)勢(shì)，這樣將會(huì)在未來的土地利用和調(diào)查中充分發(fā)揮其重要作用和價(jià)值。

3.2 資源開發(fā)和管理方面遙感技術(shù)的利用前景

利用高光譜遙感技術(shù)光譜信息層次豐富、波段窄、分辨率高等優(yōu)勢(shì)，能夠做到反復(fù)演示某些指示礦物的豐度，將使遙感技術(shù)能夠更好地利用在各種礦產(chǎn)資源的開發(fā)管理和監(jiān)測(cè)方面，成為地質(zhì)及礦產(chǎn)資源找礦、監(jiān)測(cè)等方面的重要技術(shù)手段。

3.3 地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)方面遙感技術(shù)的利用前景

遙感技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)具有不可代替的優(yōu)勢(shì)，針對(duì)目標(biāo)區(qū)域的特點(diǎn)，利用遙感技術(shù)，可以對(duì)目標(biāo)區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而且遙感技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)逐步從定性化向定量化發(fā)展，并可逐步應(yīng)用于地震前期的監(jiān)測(cè)，今后，利用遙感技術(shù)研究地質(zhì)災(zāi)害，一般需要在使用衛(wèi)星系統(tǒng)的基礎(chǔ)下，以航空、地面等多種監(jiān)測(cè)為主要的手段，進(jìn)行全天候、多時(shí)相的連續(xù)觀測(cè)，從而達(dá)到事半功倍的效果和作用。

4 結(jié)語

在利用國土資源遙感的發(fā)展方向就是要做好調(diào)查與分析研究的結(jié)合、遙感技術(shù)與常規(guī)方法的結(jié)合,才能取得更好的效果。隨著地理信息系統(tǒng)的廣泛運(yùn)用和計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益推廣，在國土資源管理工作中有效利用遙感技術(shù)不僅有著很強(qiáng)的可行性，而且也有著很強(qiáng)的實(shí)踐性，這在很大程度上一定會(huì)為國土資源管理帶來革命性的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

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第2篇：遙感技術(shù)在地震中的應(yīng)用范文

神奇儀器探測(cè)生命

在搜救現(xiàn)場(chǎng)畫面中，我們時(shí)?？吹剿丫热藛T手中握有一個(gè)帶有顯示屏的小盒子。這種神奇的裝置叫做生命探測(cè)儀。在拯救地震廢墟中的被掩埋者時(shí)，生命探測(cè)儀不需要鉆孔、布置電纜和對(duì)環(huán)境進(jìn)行靜音處理，可使搜救工作變得簡(jiǎn)單易行，因而拯救了許多生命。

生命探測(cè)儀是一種探測(cè)人體呼吸和運(yùn)動(dòng)的儀器，由發(fā)送器、接收器和電腦組成。雷達(dá)信號(hào)發(fā)送器連續(xù)發(fā)射電磁信號(hào)，對(duì)一定空間進(jìn)行掃描。接收器不斷接收反射信號(hào)。電腦對(duì)返回信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。如果被探測(cè)者保持靜止，返回信號(hào)是相同的；如果目標(biāo)在動(dòng)，則信號(hào)會(huì)有差異。由于呼吸的頻率較低，儀器完全可以把呼吸運(yùn)動(dòng)和其他較高頻率的運(yùn)動(dòng)區(qū)分開來。生命探測(cè)儀的探測(cè)距離可達(dá)30～50米，穿透實(shí)體磚墻厚度可達(dá)2～3米。

除了利用聲波的生命探測(cè)器外，也有利用光波和紅外線等可視的方法直接尋找被掩埋者的生命探測(cè)儀器。它們?cè)阢氪ǖ卣鹁仍ぷ髦芯杏玫健Ｆ渲?，光學(xué)生命探測(cè)儀俗稱“蛇眼”，利用光反射進(jìn)行生命探測(cè)。儀器的主體呈管狀，非常柔韌，能在瓦礫堆中自由扭動(dòng)。儀器前面有細(xì)小的探頭，可深入極微小的縫隙探測(cè)，類似攝像儀器，將信息傳送回來，供救險(xiǎn)人員及時(shí)采取有效措施予以救護(hù)。

生命探測(cè)儀多種多樣，功能各異，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)展。一種利用人體本身存在的靜電場(chǎng)原理來工作的生命探測(cè)器，由反射器、引向器、放大器和天線陣列構(gòu)成，對(duì)隱蔽在墻壁后面的人體進(jìn)行探測(cè)，非常靈敏。使用時(shí)，將該裝置指向可疑方向?qū)λ闹苓M(jìn)行掃描。掃描到人體信號(hào)時(shí)，定向天線便會(huì)指向靜電場(chǎng)最強(qiáng)方向。另有一種“生命衛(wèi)士”探測(cè)器，通過探測(cè)由心臟跳動(dòng)產(chǎn)生的超低頻電磁能，來對(duì)人的準(zhǔn)確位置進(jìn)行判定。無論是在金屬門、沙地和深水內(nèi)都可以準(zhǔn)確地進(jìn)行探測(cè)。這種裝置還能夠區(qū)分人和靈長(zhǎng)目動(dòng)物產(chǎn)生的低頻信號(hào)，在實(shí)施救援時(shí)做到準(zhǔn)確無誤。美國研制的“手電筒式”雷達(dá)系統(tǒng)，將多普勒雷達(dá)技術(shù)與高速信號(hào)處理技術(shù)相結(jié)合，可以從雜亂的回波信號(hào)中提取人體所特有的信號(hào)。該系統(tǒng)可探測(cè)由于心跳或呼吸而產(chǎn)生的人胸部的微小運(yùn)動(dòng)，而且還能濾除環(huán)境雜亂信號(hào)，從而顯示出隱蔽在墻壁后的信息，探測(cè)出隱蔽在水泥墻、木墻和鋼門后面的人體生命。

空間遙感測(cè)繪圖像

汶川大地震的重災(zāi)區(qū)通信中斷，道路堵塞，利用遙感技術(shù)制作遙感圖像成為及時(shí)了解災(zāi)情的最佳途徑。遙感飛機(jī)可給抗震救災(zāi)提供第一手的資料，便于制訂抗震救災(zāi)方案。5月14日，5架高性能遙感飛機(jī)飛抵災(zāi)區(qū)。2架載人高空遙感飛機(jī)可分別拍攝高分辨率的光學(xué)和雷達(dá)圖像，具有全天候全天時(shí)快速獲取大面積災(zāi)情數(shù)據(jù)的能力；3架無人低空遙感機(jī)則能在云下超低空飛行，拍攝不易到達(dá)地區(qū)的清晰圖像。

空間遙感也叫航天遙感或太空遙感，工作系統(tǒng)主要由三部分組成。一是能夠接收物體輻射或反射電磁波、感知遠(yuǎn)處物體性質(zhì)的遙感儀，如攝像機(jī)、多光譜攝影掃描儀、微波雷達(dá)以及激光散射儀等設(shè)備；二是運(yùn)載工具，科學(xué)上稱作遙感平臺(tái)。一般空間遙感大多利用飛機(jī)作為遙感平臺(tái)，航天遙感則需利用人造衛(wèi)星、航天飛機(jī)或宇宙飛船做平臺(tái)：第三種設(shè)施是識(shí)別設(shè)備，主要由電子計(jì)算機(jī)、彩色合成儀、圖像數(shù)字儀器等組成。

空間遙感在實(shí)際操作中運(yùn)用電磁波來進(jìn)行工作，利用計(jì)算機(jī)和電子技術(shù)，通過安裝在航天器上的遙感器，來感測(cè)地面目標(biāo)的波輻射特性，并將這些特性記錄下來供識(shí)別和判讀。經(jīng)過分析比較，就可以得到有關(guān)物體的各種信息。

空間遙感技術(shù)作為一種高新技術(shù)在不斷發(fā)展和完善，應(yīng)用領(lǐng)域也在日益擴(kuò)大。最初，遙感主要用于軍事偵察。通過遙感衛(wèi)星來探明各地發(fā)生的新型武器實(shí)驗(yàn)或是進(jìn)行的軍事演習(xí)。根據(jù)紅外掃描儀的紀(jì)錄，可以發(fā)現(xiàn)飛機(jī)起飛和降落情況。甚至在飛機(jī)離開機(jī)場(chǎng)之后，可以跟蹤判斷起飛先后和飛行方向?，F(xiàn)在，遙感技術(shù)在探測(cè)石油、天然氣、礦產(chǎn)和海洋資源方面，不斷做出貢獻(xiàn)。遙感技術(shù)在檢測(cè)土壤鹽堿度和監(jiān)測(cè)水質(zhì)和大氣污染上也會(huì)收到良好的效果。在氣象預(yù)報(bào)、預(yù)測(cè)地震、發(fā)現(xiàn)森林火災(zāi)和農(nóng)田病蟲害等諸多方面，遙感技術(shù)發(fā)揮著巨大作用。目前，人類已經(jīng)開始運(yùn)用遙感技術(shù)對(duì)月球、金星、水星、火星等星球進(jìn)行觀測(cè)，為天文學(xué)的發(fā)展提供了極其寶貴的資料，為進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)和揭示宇宙的秘密開拓了新的途徑。

新型設(shè)備發(fā)揮威力

汶川地震發(fā)生之后，救援人員在爭(zhēng)分奪秒進(jìn)行救援和恢復(fù)建設(shè)中，相繼使用了一些不太常見的新型技術(shù)和設(shè)施，從而在抗震救災(zāi)中發(fā)揮出巨大威力。

定位通信系統(tǒng)地震發(fā)生的第三天上午，應(yīng)急通信小分隊(duì)搭乘直升機(jī)抵達(dá)震中汶川縣城。他們通過攜帶的“北斗”定位通信系統(tǒng)，開設(shè)了衛(wèi)星電話、電臺(tái)，于是，汶川縣城中斷多時(shí)的通信很快得以恢復(fù)。5月15日，定位通信系統(tǒng)傳回了汶川災(zāi)區(qū)最新災(zāi)情和救援情況以及救援部隊(duì)到達(dá)指定救援位置、在災(zāi)區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)展開全面搜救的消息。

二氧化碳探測(cè)空氣中二氧化碳的含量一般為0.03％，若是地震廢墟中某個(gè)空間的二氧化碳超標(biāo)，則說明其中有人在呼吸，或者近期內(nèi)有遇難者。此次日本救援隊(duì)攜帶二氧化碳探測(cè)器開展救援工作。二氧化碳探測(cè)器的“體型”很小，只有兩個(gè)煙盒一般大小。儀器上連有一條膠管，管端附有類似吸管的物體，以此探測(cè)空氣中二氧化碳含量。二氧化碳探測(cè)器操作非常簡(jiǎn)單，只需將探測(cè)器吸管尖端從廢墟的縫隙中伸進(jìn)去，便可以即時(shí)測(cè)量廢墟內(nèi)二氧化碳的含量。

救援直升飛機(jī)直升機(jī)具有機(jī)動(dòng)能力強(qiáng)、突擊速度快的特點(diǎn)，可以超越地理障礙迅速向目的地投送救援人員。此次汶川地震的救援，直升機(jī)發(fā)揮了重要作用?？梢缘竭_(dá)十分險(xiǎn)惡的地方開展工作，也能夠在地面救援人員還沒有到達(dá)的情況下率先到達(dá)災(zāi)區(qū)，及時(shí)組織和帶領(lǐng)幸存者展開救援工作。

架設(shè)漕渡門橋漕渡門橋?qū)嶋H上是一種臨時(shí)浮橋的一部分，具有船的功用，能夠在水面上移動(dòng)。地震不但導(dǎo)致房屋倒塌，還因?yàn)榛露鴮?dǎo)致鐵路、公路等陸路交通的中斷。此時(shí)，需要水路配合空運(yùn)，以便發(fā)揮更為有效的作用。5月15日，某工兵團(tuán)在都江堰紫坪鋪水庫開始架設(shè)漕渡門橋，使用的漕渡門橋長(zhǎng)25.26米，寬6.4米，載重60噸，完全可以運(yùn)送大型挖掘機(jī)械。由于漕渡門橋采用的是漂浮功能很好的高強(qiáng)度低密度合金、碳纖維等材料，比一般的船只更為輕便和結(jié)實(shí)，便于運(yùn)輸和搬運(yùn)。漕渡門橋受水位變化的影響小，靠岸點(diǎn)有較多的選擇余地，并可迅速轉(zhuǎn)移渡口位置。

第3篇：遙感技術(shù)在地震中的應(yīng)用范文

當(dāng)前無人機(jī)已經(jīng)發(fā)展成一門綜合性現(xiàn)代化信息技術(shù)，通過使用無人機(jī)對(duì)水利工程進(jìn)行航拍及三維建模，探討無人機(jī)作為新興的技術(shù)手段在水利工作中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：

無人機(jī)；三維模型；水文監(jiān)測(cè)

1無人機(jī)簡(jiǎn)介

無人機(jī)是在內(nèi)置程序操控下自主完成預(yù)設(shè)飛行任務(wù)的不載人飛行器，雛形最早出現(xiàn)在第二次世界大戰(zhàn)以前，最開始研發(fā)目的是用來做軍事訓(xùn)練靶機(jī)。20世紀(jì)90年代后，信號(hào)處理和通信技術(shù)的提高促進(jìn)了無人機(jī)的發(fā)展，自動(dòng)駕駛儀的出現(xiàn)讓無人機(jī)有了質(zhì)的飛躍。到目前為止，無人機(jī)航拍已經(jīng)發(fā)展成為一門綜合性的技術(shù)，以無人機(jī)作為平臺(tái)搭載遙感設(shè)備如高分辨率航空相機(jī)、微型單反、紅外傳感器、激光傳感器、測(cè)磁儀等獲取信息，用計(jì)算機(jī)對(duì)影像信息進(jìn)行處理，并按照一定精度要求制作成二維或者三維效果圖像，是集成了航空攝影、遙控遙測(cè)、視頻影像傳輸和三維電子影像處理的新型應(yīng)用技術(shù)。

2無人機(jī)優(yōu)點(diǎn)

近年來，無人機(jī)技術(shù)在國內(nèi)發(fā)展很快。無人機(jī)低空飛行采集高分辨率影像這種工作方式，彌補(bǔ)了衛(wèi)星和大飛機(jī)航拍因云層遮擋遺漏目標(biāo)區(qū)域影像的缺點(diǎn)，解決了衛(wèi)星和大飛機(jī)遙感航拍耗時(shí)過長(zhǎng)、機(jī)動(dòng)性不足等問題。傳統(tǒng)航空遙感技術(shù)由于受限于航空平臺(tái)、傳感器和目標(biāo)空域等多重因素，在獲取較小面積遙感影像成果方面存在經(jīng)濟(jì)和時(shí)間成本都非常高的問題。小型無人機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無人駕駛、低成本等優(yōu)點(diǎn)，能夠在低空較小范圍內(nèi)快速采集高清晰遙感成果，可以作為傳統(tǒng)大范圍航空遙感結(jié)構(gòu)下的的細(xì)節(jié)補(bǔ)充，在未來航空遙感體系中是不可或缺的組成部分。綜合起來，無人機(jī)技術(shù)有下列優(yōu)點(diǎn)：無人機(jī)可超低空工作，在云下飛行，不受云層影響；低空貼近飛行目標(biāo)區(qū)域，可以采集很高分辨率的遙感影像；不受飛行區(qū)域地形限制，準(zhǔn)備工作簡(jiǎn)單，對(duì)起降場(chǎng)地要求很小，起降方式靈活；遙感成果多樣，可以多角度多航次全面獲取地形地貌數(shù)據(jù)，成果不局限衛(wèi)星和大飛機(jī)的正射影像等常規(guī)產(chǎn)品，還可以支持構(gòu)建數(shù)字地表模型、三維景觀模型等；生產(chǎn)成本低，維護(hù)費(fèi)用低，保養(yǎng)簡(jiǎn)單，操作員培養(yǎng)簡(jiǎn)單；可以進(jìn)入交通不便或者危險(xiǎn)區(qū)域探測(cè)及監(jiān)測(cè)，排除了人員危險(xiǎn)，可劃定某固定區(qū)域作重點(diǎn)航測(cè)，旋翼無人機(jī)可針對(duì)具體地物作懸停航測(cè)；效率高，耗時(shí)短，應(yīng)急能力高。

3獨(dú)流減河防潮閘三維建模

為了測(cè)試無人機(jī)航拍效果，我們選擇獨(dú)流減河防潮閘為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，使用MotoarSkyMS670四旋翼無人機(jī)航拍，通過無人機(jī)配套軟件生成閘所三維模型。MotoarSkyMS670無人機(jī)操控簡(jiǎn)單、靈活機(jī)動(dòng)、無需跑道，可以快速到達(dá)指定目標(biāo)區(qū)域，具有80min長(zhǎng)航時(shí)、180個(gè)自動(dòng)航點(diǎn)、一鍵或者低電壓返航、手機(jī)平板操控、實(shí)時(shí)視頻回傳、可根據(jù)飛行高度預(yù)計(jì)像素分辨率及航拍照片影像重疊率、自動(dòng)計(jì)算航線、支持全自動(dòng)駕駛模式、能夠記錄每次飛行日志、專業(yè)航線規(guī)劃模塊、支持地面站相機(jī)拍照控制、能夠智能配置對(duì)某一區(qū)域進(jìn)行全覆蓋影像飛行、可一鍵生成數(shù)字高程模型、數(shù)字地表模型、正射影像等特點(diǎn)。（1）地面站通過無線電臺(tái)方式與無人機(jī)相連，利用無人機(jī)內(nèi)置定位模塊返回的數(shù)據(jù)自動(dòng)確定無人機(jī)所在位置坐標(biāo)，確定無人機(jī)起飛起始位置及返航降落地點(diǎn)，同時(shí)地面站軟件可以實(shí)時(shí)顯示無人機(jī)所在區(qū)域地圖，方便對(duì)測(cè)量區(qū)域進(jìn)行飛行規(guī)劃。對(duì)待測(cè)目的區(qū)域進(jìn)行規(guī)劃，如果任務(wù)范圍較大，可以根據(jù)工作需要將大范圍待測(cè)區(qū)域分割成小區(qū)域，對(duì)各個(gè)小區(qū)域分別做航線規(guī)劃，這種方式可減少單位時(shí)間工作量也方便檢核已航拍結(jié)果完整性。（2）在地面站地圖中選擇待航拍區(qū)域并框選這一范圍，可以根據(jù)目標(biāo)區(qū)域自主選擇矩形或者多邊形，框選完畢后自動(dòng)計(jì)算該框選區(qū)域所要測(cè)量的面積、飛行時(shí)間、飛行距離、路徑、航線數(shù)等信息。（3）地面站根據(jù)實(shí)際工作所用的相機(jī)型號(hào)、鏡頭焦段、飛行高度信息自動(dòng)計(jì)算航拍照片重疊率等信息。飛行控制人員如果認(rèn)為軟件自動(dòng)計(jì)算的飛行參數(shù)不夠完善，也可以人工進(jìn)行調(diào)整，設(shè)定完畢后地面站系統(tǒng)將航線信息等飛行參數(shù)上傳到無人機(jī)主控，然后將無人機(jī)解鎖調(diào)整至待起飛狀態(tài)，將飛行模式切換至自動(dòng)飛行，無人機(jī)按照地面站既定的參數(shù)執(zhí)行自動(dòng)航拍任務(wù)，此時(shí)即使地面站電腦等硬件關(guān)機(jī)損壞也不會(huì)影響無人機(jī)執(zhí)行任務(wù)，任務(wù)執(zhí)行完畢無人機(jī)自動(dòng)返航至起飛地點(diǎn)，如果執(zhí)行任務(wù)途中遇到突況可一鍵返航，低電壓時(shí)也會(huì)自動(dòng)返航。（4）無人機(jī)根據(jù)地面站軟件預(yù)先設(shè)置好的飛行參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)航拍，根據(jù)照片重疊率連續(xù)采集照片，自動(dòng)飛行任務(wù)完成后將照片導(dǎo)入系統(tǒng)配套后期處理軟件，后期軟件可通過地面站系統(tǒng)設(shè)置的照片重疊率一鍵進(jìn)行照片自動(dòng)拼接合成工作。（5）將所拍照片全部導(dǎo)入后處理軟件，軟件自動(dòng)計(jì)算照片重疊點(diǎn)并根據(jù)照片所存儲(chǔ)的相機(jī)信息算出相片拍攝位置及角度，然后軟件按照算法自動(dòng)計(jì)算生成當(dāng)前飛行任務(wù)所航拍區(qū)域的三維數(shù)字點(diǎn)云。航拍圖軟件處理。（6）根據(jù)三維點(diǎn)云生成三角網(wǎng)格模型，再將模型貼圖生成彩色，由于三維點(diǎn)云中每一點(diǎn)都帶有坐標(biāo)，軟件將坐標(biāo)值等數(shù)值賦予模型，使得三維模型可用于距離測(cè)量、面積測(cè)量、體積測(cè)量等，也可輸出DEM等成果。

4無人機(jī)在應(yīng)急監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

在應(yīng)急監(jiān)測(cè)中，傳統(tǒng)人工方式存在效率低、成本高、人員危險(xiǎn)大等問題。這些問題完全可利用長(zhǎng)航時(shí)無人機(jī)參與航測(cè)，可以節(jié)省成本、降低人員危險(xiǎn)、提高工作效率。在洪災(zāi)險(xiǎn)情等緊急情況中，傳統(tǒng)工作方式中多用人工乘車船到現(xiàn)場(chǎng)或者使用大型直升機(jī)懸空方式監(jiān)控洪澇區(qū)域，定損查勘工作也基本采用人工方式獲取數(shù)據(jù)，這些方式相比較來說成本高、人員危險(xiǎn)系數(shù)大、應(yīng)急響應(yīng)不及時(shí)，如果用無人機(jī)參與航測(cè)，可解決交通中斷及人員危險(xiǎn)等問題，可以低成本快速巡查洪澇區(qū)域險(xiǎn)情，實(shí)時(shí)傳輸現(xiàn)場(chǎng)狀況，第一時(shí)間了解受災(zāi)損失情況，提高應(yīng)急處理能力和工作效率，為應(yīng)急救災(zāi)等工作提供重要信息支持。在“5•12”汶川地震和“8•3”魯?shù)榈卣鹬袩o人機(jī)在抗震救災(zāi)中發(fā)揮了獨(dú)特的作用。

5無人機(jī)在水文工作中的潛力

除了實(shí)現(xiàn)水利工程建模功能外，無人機(jī)視頻實(shí)時(shí)回傳技術(shù)可將交通不便或者危險(xiǎn)地帶的實(shí)時(shí)情況回傳給地面站，在應(yīng)急監(jiān)測(cè)中，可以利用同一區(qū)域多期地形三維數(shù)據(jù)對(duì)比功能做滑坡體量計(jì)算、堰塞湖壩體及容量計(jì)算、災(zāi)后損失評(píng)估等工作。當(dāng)前我國水文基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已經(jīng)取得巨大成就，但中小河流水文監(jiān)測(cè)建設(shè)還不夠完善，可以充分利用無人機(jī)等現(xiàn)代信息化工具提高水文工作效率。在水利工程安全監(jiān)測(cè)、水環(huán)境監(jiān)測(cè)等工作中，無人機(jī)也可發(fā)揮巨大作用。當(dāng)前重要水利工程安全監(jiān)測(cè)工作多用人工攜帶照相或測(cè)量設(shè)備定期巡檢，水庫及壩區(qū)等區(qū)域巡查基本靠人工巡查，時(shí)間長(zhǎng)、效率低，而通過無人機(jī)技術(shù)可以在短時(shí)間內(nèi)完成庫區(qū)和工程的巡查，提高工作效率、縮短巡查周期、加大管理力度，拓展水利工程監(jiān)控范圍；在水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中，遇到大面積水污染問題時(shí)同樣可以利用無人機(jī)定時(shí)定點(diǎn)實(shí)時(shí)巡查監(jiān)控，可以快速獲取監(jiān)測(cè)目標(biāo)現(xiàn)狀影像，同時(shí)采用軟件計(jì)算無人機(jī)采集影像中水污染的面積便可快速完成水污染區(qū)域確定和區(qū)域變化的監(jiān)測(cè)。

6結(jié)語

第4篇：遙感技術(shù)在地震中的應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞:海洋環(huán)境污染海洋災(zāi)害海洋工程與海洋環(huán)境相互作用

隨著沿海經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，近海海域遭到越來越嚴(yán)重的污染，使海域環(huán)境質(zhì)量明顯下降，生態(tài)環(huán)境日趨惡化，并對(duì)生物資源和人體健康產(chǎn)生有害影響。近海水域的污染已成為世界各國，特別是象我國這樣具有相當(dāng)長(zhǎng)的海岸線和眾多海灣的國家所共同關(guān)心的環(huán)境問題。海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展還面臨嚴(yán)酷的海洋自然環(huán)境，海洋災(zāi)害直接影響著海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展規(guī)模、速度和效益，精確預(yù)報(bào)海洋災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展和應(yīng)該采取何種防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)工程措施，也成為嚴(yán)重關(guān)注的環(huán)境問題。為了開發(fā)海洋中的空間、礦產(chǎn)、漁業(yè)、能源等物質(zhì)資源，需要在海上進(jìn)行各類工程建設(shè)，在目前科技日益發(fā)展的情況下，工程建設(shè)的規(guī)模日益巨大，這些大規(guī)模的工程建設(shè)和海洋環(huán)境之間的相互作用也將是開發(fā)海洋中的一個(gè)應(yīng)引起特別關(guān)注的重要問題。為了適應(yīng)我國海洋經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，海洋環(huán)境的日益惡化，海洋災(zāi)害的頻發(fā)和海洋工程向大型化發(fā)展，近海石油氣田的開發(fā)，以及海岸帶開發(fā)過程中的后效問題的研究需要，針對(duì)我國重大海洋環(huán)境與保護(hù)問題開展研究是十分必要和迫切的。

在這方面，重點(diǎn)需要開展的研究課題大體上有三類。第一類課題是海洋環(huán)境特征對(duì)各類污染物作用的機(jī)理和規(guī)律研究，第二類課題是海洋工程設(shè)施防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)研究，第三類課題是海洋工程及海洋環(huán)境工程與海洋環(huán)境的相互作用吸防治措施與對(duì)策。

一、海洋環(huán)境特征對(duì)各類污染物的作用機(jī)理和規(guī)律研究

以海洋流體動(dòng)力對(duì)各類污染物遷移、擴(kuò)散、轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究為基礎(chǔ)，考慮各種自然環(huán)境因素（浪、流、風(fēng)、光、溫度、濕度）、物理因素（擴(kuò)散、揮發(fā)、沉降、吸附、釋放）、化學(xué)因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋復(fù)雜條件下的運(yùn)動(dòng)及演變規(guī)律，并建立海洋水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型。此外，近年來，在我國沿海海域，赤潮頻發(fā)嚴(yán)重。因此，除了加強(qiáng)赤潮的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)外，也應(yīng)加強(qiáng)在建立赤潮生長(zhǎng)機(jī)理和發(fā)展規(guī)律方面的研究工作。

此項(xiàng)研究應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、物理模型實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)模擬研究相結(jié)合的方法來進(jìn)行。由于現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)工作耗資巨大，且受到許多客觀條件的限制，所獲得的數(shù)據(jù)往往有許多綜合因素的共同作用，很難將其中的單因素影響分離出來，因此，往往只能用它來作為對(duì)某一水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型進(jìn)行檢驗(yàn)其可行性和精度的一個(gè)實(shí)例。

用數(shù)學(xué)模擬方法來建立海洋水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型是一個(gè)較為有效的方法。目前，在這方面國內(nèi)外已有不少水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型，這些水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型大體上都基于以下幾方面的模型：水流數(shù)學(xué)模型；波浪數(shù)學(xué)模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型。

在水流數(shù)學(xué)模型研究方面，對(duì)于較大范圍的海域，通?？刹捎蒙疃绕骄某绷鹘虒W(xué)模型，對(duì)于紊動(dòng)影響不顯著的海域，可不考慮湍流影響，而對(duì)于湍流效應(yīng)顯著的區(qū)域，如排污口近區(qū)，則應(yīng)考慮湍流效應(yīng)。此外，采用坐標(biāo)變換，可建立一種能夠考慮復(fù)雜地形和套流效應(yīng)的三維潮流數(shù)學(xué)模型，這樣才能夠較好地重現(xiàn)實(shí)際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域，水流數(shù)學(xué)模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型為基礎(chǔ)，針對(duì)水溫和鹽度分層流的流動(dòng)特性，考慮浮力對(duì)紊動(dòng)的影響，建立用于模擬同時(shí)存在溫度和鹽度梯度這一類密度分層流的k－（單流體數(shù)學(xué)模型。也可以基于多流體模型的基本概念，分別對(duì)兩相本身的湍流輸運(yùn)規(guī)律以及相間相互作用規(guī)律進(jìn)行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數(shù)學(xué)模型。

在波浪數(shù)學(xué)模型研究方面，可應(yīng)用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數(shù)方程組，以提高求解效率。從水波發(fā)展方程出發(fā)，可導(dǎo)出一種用于大區(qū)域波浪變形問題的數(shù)學(xué)模型。通過引入弱非線性波色散關(guān)系，可使雙曲型緩坡方程能夠有效地考慮波浪的非線性效應(yīng)。對(duì)高階Boussinesq方程的進(jìn)一步研究，使方程的色激性從入水到深水都達(dá)到很高精度，并提高方程的非線性精度，可以更精確的計(jì)算較深水域波浪的非線性特征。

針對(duì)帶自由表面的波浪場(chǎng)問題，通過把能有效模擬自由面形態(tài)的N—S方程和波能平衡方程的結(jié)合，可導(dǎo)出一個(gè)能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程，用這個(gè)方程可模擬規(guī)則波和不規(guī)則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數(shù)學(xué)模型，可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面，對(duì)于弱流情形，可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型；對(duì)于強(qiáng)流情形，可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型?？梢詫⑤椛鋺?yīng)力的計(jì)算公式與拋物型緩坡方程中的待求變量聯(lián)系起來，建立一種輻射應(yīng)力計(jì)算的新方法，用該方法可對(duì)較大區(qū)域均勻斜坡地形上的波浪輻射應(yīng)力進(jìn)行數(shù)值模擬。

在近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二維應(yīng)力一通量代數(shù)全場(chǎng)模型，可對(duì)非對(duì)稱潮流作用下的側(cè)向岸邊排放問題過分?jǐn)?shù)值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預(yù)報(bào)系統(tǒng)作為目標(biāo)，在分析近海環(huán)境中各種物理、化學(xué)和生物現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，針對(duì)近海海域水污染的特點(diǎn)，從三維湍流模型出發(fā)，在動(dòng)量方程中引入表面風(fēng)應(yīng)力、底部切應(yīng)力以及柯氏力的作用；在輸運(yùn)方程中引入反映物理、化學(xué)、生物等作用的源、匯項(xiàng)，可建立一個(gè)統(tǒng)一考慮物理、化學(xué)和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預(yù)報(bào)模型，它可為環(huán)境評(píng)價(jià)、水質(zhì)規(guī)劃、污染控制以及水域排污工程設(shè)計(jì)等提供重要的科學(xué)依據(jù)；同時(shí)對(duì)確定水域環(huán)境容量，從而制定水域環(huán)境保護(hù)策略，也具有十分重要的理論價(jià)值和應(yīng)用前景。

應(yīng)該指出，在海洋水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型研究方面，數(shù)學(xué)模擬無疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數(shù)學(xué)模型，其模型中所需的必要參數(shù)和邊界條件的處理是研究水質(zhì)模型的技術(shù)關(guān)鍵，直接影響到水質(zhì)模型的科學(xué)性和預(yù)測(cè)能力。而這些必要的數(shù)據(jù)是無法從數(shù)學(xué)模型本身來取得的，有些可以通過現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)來得到，但其中一些最基本的卷數(shù)是要通過基本機(jī)理的研究才能得到，在這方面物理模型實(shí)驗(yàn)研究將是一個(gè)有效的手段。

能模擬海洋動(dòng)力因素的先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，現(xiàn)代化的量測(cè)儀器和測(cè)試系統(tǒng)是開展物理模型實(shí)驗(yàn)研究的必備條件。進(jìn)一步完善PIV和LIF的濃度場(chǎng)、速度場(chǎng)同步測(cè)量系統(tǒng)，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直結(jié)構(gòu)，獲得流場(chǎng)中水質(zhì)點(diǎn)速度的空間分布和時(shí)間過程；并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場(chǎng)的空間及時(shí)間變化過程，可用以分析定量污染物團(tuán)在波浪及波流相互作用下擴(kuò)散的基本特征和擴(kuò)散系數(shù)。

二、海洋災(zāi)害的精確預(yù)報(bào)及海洋工程設(shè)施防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)的研究

海洋災(zāi)害主要包括風(fēng)暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。90年代以來，我國海洋災(zāi)害所造成的損失每年達(dá)上百億元人民幣，是世界上海洋災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一。海洋工程結(jié)構(gòu)的投資費(fèi)用很高，一旦發(fā)生破壞，將會(huì)造成重大的人員傷亡和巨額財(cái)產(chǎn)損失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平臺(tái)，1989年風(fēng)暴潮損失超6億元，1991年DB29銷管船在南海通臺(tái)風(fēng)翻沉等）。當(dāng)前我國海洋能源開發(fā)與海洋空間利用的絕大部分活動(dòng)是在近海和極淺海海域。為了保證在這些海域所建造的工程設(shè)施能夠安全服役免遭破壞，面臨的首要問題是弄清這一海域中嚴(yán)酷和復(fù)雜多變的環(huán)境因素。我國東臨西北太平洋，每年出現(xiàn)的臺(tái)風(fēng)數(shù)目占全球的38%，其中對(duì)我國可能造成災(zāi)害的臺(tái)風(fēng)每年有7—8個(gè)。每當(dāng)臺(tái)風(fēng)在我國登陸或接近我國沿海通過時(shí)，都會(huì)在沿岸局部地區(qū)產(chǎn)生風(fēng)暴潮，形成風(fēng)暴潮災(zāi)害。

在我國北方海域（渤海和北黃海），冬季由于受寒潮影響，沿岸地區(qū)每年都有結(jié)冰現(xiàn)象，結(jié)冰嚴(yán)重的年份則出現(xiàn)冰害。若對(duì)這些海洋災(zāi)害估計(jì)不足將會(huì)帶來巨大的損失。渤海重疊冰與堆積冰的形成，不但可給結(jié)構(gòu)物以強(qiáng)大的冰壓力，而且由于冰激引起的振動(dòng)作用，也會(huì)給海洋平臺(tái)的使用和安全帶來巨大的損害。而冰區(qū)溢油的遷移規(guī)律及預(yù)防和清理技術(shù)，至今尚未進(jìn)行過深入的研究。對(duì)近岸大面積冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都會(huì)引起海冰的斷裂，斷裂后冰塊的尺度直接影響其對(duì)結(jié)構(gòu)物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺(tái)，為了抵抗冰害，往往建成正、倒錐體的結(jié)構(gòu)型式，冰排對(duì)錐體結(jié)構(gòu)的冰荷載及與其的動(dòng)力相互作用，也是目前尚未解決的課題。在海冰力學(xué)的研究中，除進(jìn)行理論分析和數(shù)值模擬外，實(shí)驗(yàn)研究也是一個(gè)重要的手段。在實(shí)驗(yàn)研究中，模型冰可采用凍結(jié)模型冰和非凍結(jié)模型冰來進(jìn)行，它們各有其優(yōu)缺點(diǎn)，發(fā)展這兩種技術(shù)是海冰力學(xué)研究中的一個(gè)課題。

我國是一個(gè)多地震的國家，海域中時(shí)有地震發(fā)生。強(qiáng)烈的地震將有可能是海上工程設(shè)施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結(jié)構(gòu)物（海洋平臺(tái)、鉆井船、人工島、輸油及輸氣管道等）發(fā)生破壞，除其直接經(jīng)濟(jì)損失極大外，其次生災(zāi)害——火災(zāi)、環(huán)境污染等的后果也不堪設(shè)想。

近年環(huán)太平洋地區(qū)地震的頻度和強(qiáng)度都在上升，造成重大災(zāi)害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特別是抗震防災(zāi)的基本原理和減震技術(shù)措施需要認(rèn)真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應(yīng)和振動(dòng)破壞機(jī)理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明，地震及由此引發(fā)的巨浪共同作用對(duì)水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴(yán)重。水工建筑物的這類破壞機(jī)理，至今國內(nèi)外對(duì)此都很少研究，且由于試驗(yàn)條件的限制，國內(nèi)外對(duì)此方面的試驗(yàn)研究工作開展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個(gè)新領(lǐng)域。

以下的一些研究?jī)?nèi)容將是為解決海洋工程設(shè)施抗震措施中的關(guān)鍵技術(shù)所必需考慮的，如近海環(huán)境地震危險(xiǎn)性分析，設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)和頻譜特性，強(qiáng)震海底多維地震動(dòng)及其空間分布規(guī)律，地震波傳播特性及地震動(dòng)輸入機(jī)理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考慮周圍水介質(zhì)影響的結(jié)構(gòu)振動(dòng)破壞機(jī)理、振動(dòng)控制、地震動(dòng)時(shí)頗聯(lián)合分析模型和輸入機(jī)制、非線性動(dòng)力分析和動(dòng)力破壞試驗(yàn)；核電站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平臺(tái)及地下輸油管線與地基土動(dòng)力相互作用，碼頭及護(hù)岸建筑物地震穩(wěn)定性；海域中水工建筑物的性能設(shè)計(jì)和地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)等。

海上水工建筑物在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中健康狀況逐漸惡化，其損傷主要來自兩個(gè)方面：其一是結(jié)構(gòu)的老化、疲勞、超載、內(nèi)部損傷（裂縫）、地基沉降變形以及環(huán)境的物理化學(xué)損傷（低溫、凍融、大氣侵蝕）等；其二是設(shè)計(jì)不周或設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，施工質(zhì)量差，原材料不合格，管理維護(hù)不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成重大的影響。

因此，發(fā)展以下的一些技術(shù)和方法將是十分重要的。如在考慮海洋環(huán)境荷載在幅值。時(shí)間及方向上的隨機(jī)性所導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全的不確定性情況下，對(duì)現(xiàn)役海洋工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行健康診斷和評(píng)估剩余可靠度的理論；結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)及損傷檢測(cè)的新技術(shù)和新方法；結(jié)構(gòu)病害治理用的新材料、新技術(shù)和新方法；海洋工程結(jié)構(gòu)在多種復(fù)雜海洋環(huán)境條件下（風(fēng)、浪、流、冰、地震等）的可靠度和優(yōu)化理論研究，設(shè)計(jì)與建造新型抗災(zāi)工程結(jié)構(gòu)；研究和設(shè)計(jì)使海洋工程結(jié)構(gòu)物在設(shè)計(jì)使用期限內(nèi)有足夠的安全度，而在退役之后又便于拆除的各種工程措施。

為了及時(shí)掌握海洋環(huán)境的風(fēng)云變幻和災(zāi)害的可能來臨，發(fā)展海洋環(huán)境及災(zāi)害的預(yù)報(bào)技術(shù)是非常必要的。為此需要建立以下一些系統(tǒng)，如建立由近海到遠(yuǎn)海的海洋環(huán)境及災(zāi)害觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)、預(yù)報(bào)與預(yù)警系統(tǒng)、沿岸防災(zāi)準(zhǔn)備和各類應(yīng)急處理系統(tǒng)；以主要海域和海岸帶區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展為背景，進(jìn)行重點(diǎn)研究，建立數(shù)字化的海洋環(huán)境信息系統(tǒng)模型與結(jié)構(gòu)；以及建立海岸和近海工程設(shè)施防災(zāi)減災(zāi)數(shù)字信息系統(tǒng)，將海岸和近海工程與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)相結(jié)合，建立數(shù)學(xué)物理模型，通過多媒體技術(shù)，形象化地描述災(zāi)害成因、發(fā)生機(jī)理、傳播規(guī)律、模擬災(zāi)害破壞的過程，建成智能化的防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)決策支持系統(tǒng)。

三、海洋工程及海洋環(huán)境工程與海洋環(huán)境的相互作用及防治措施與對(duì)策

為了充分利用海洋空間，現(xiàn)代海洋空間利用除傳統(tǒng)的港口和海洋運(yùn)輸外，正在向海上人造城市、發(fā)電站、海洋公園、海上機(jī)場(chǎng)、海底隧道和海底倉儲(chǔ)的方向發(fā)展。人們現(xiàn)已在建造或設(shè)計(jì)海上生產(chǎn)、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結(jié)構(gòu)和海底工程，估計(jì)到21世紀(jì)，可能出現(xiàn)能容納10萬人的海上人造城市。我國澳門和日本已經(jīng)在海上建成了人工島海上機(jī)場(chǎng)。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等，日本已經(jīng)于99年8月在東京灣用6塊380米長(zhǎng)，60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機(jī)場(chǎng)。

由此可見，隨著海洋資源與空間的開發(fā)利用，各類海上工程建筑物數(shù)量不斷增多、規(guī)模日益復(fù)雜和龐大，保證這些海上工程設(shè)施的安全運(yùn)行及采取海洋工程防災(zāi)減災(zāi)措施將越來越重要。海岸帶和近岸海域是各種動(dòng)力因素最復(fù)雜的地區(qū)，但同時(shí)又是經(jīng)濟(jì)活動(dòng)最為發(fā)達(dá)的地區(qū)，海上工程建設(shè)如果考慮不當(dāng)將會(huì)在一定程度上引發(fā)環(huán)境災(zāi)害。工程設(shè)施可能破壞原有海岸帶的動(dòng)態(tài)平衡，影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會(huì)改變海岸的形態(tài)，破壞某些海洋生物賴以生存的棲息地，若對(duì)含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當(dāng)則會(huì)造成二次污染。海上石油生產(chǎn)中的溢油事故將對(duì)海洋環(huán)境造成極其嚴(yán)重的污染。日益增多的海上退役工程設(shè)施如果不及時(shí)處理也將會(huì)逐漸成為海上障礙物以致引起公害。海洋工程抗災(zāi)減災(zāi)的任務(wù)是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災(zāi)害帶來的報(bào)失，另一方面又要避免人為造成的海洋環(huán)境災(zāi)害。

隨著人類對(duì)海洋資源的不斷開發(fā)和利用，海洋環(huán)境保護(hù)與人類生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)協(xié)調(diào)發(fā)展日顯重要。如港口開發(fā)中的環(huán)境問題，主要內(nèi)容包括：航道、港池開挖、疏浚引起的泥沙輸運(yùn)及其疏浚物拋放對(duì)海洋環(huán)境的影響，深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結(jié)構(gòu)的環(huán)境和生態(tài)影響；破波帶及其附近水域沿岸流對(duì)物質(zhì)輸運(yùn)擴(kuò)散規(guī)律研究；大型海岸工程、岸灘保護(hù)和整治工程引起的海域環(huán)境的變遷和海岸演變；海岸演防護(hù)及開發(fā)利用新概念的原則與理論，如由于工程措施所引起的海岸動(dòng)力學(xué)、生態(tài)學(xué)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)學(xué)及與環(huán)境關(guān)系的綜合分析與協(xié)調(diào)。

隨著沿海大、中型城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，城平建設(shè)中的污水深海排放技術(shù)，感潮水域污水多點(diǎn)排放漂移擴(kuò)散研究，天然海灣、人工湖及人工運(yùn)河的水質(zhì)交換能力，人工沙灘的保護(hù)措施，灘涂圍墾對(duì)水域環(huán)境的影響等，都將是需要認(rèn)真解決的問題。

第5篇：遙感技術(shù)在地震中的應(yīng)用范文

以海洋流體動(dòng)力對(duì)各類污染物遷移、擴(kuò)散、轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究為基礎(chǔ)，考慮各種自然環(huán)境因素（浪、流、風(fēng)、光、溫度、濕度）、物理因素（擴(kuò)散、揮發(fā)、沉降、吸附、釋放）、化學(xué)因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋復(fù)雜條件下的運(yùn)動(dòng)及演變規(guī)律，并建立海洋水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型。此外，近年來，在我國沿海海域，赤潮頻發(fā)嚴(yán)重。因此，除了加強(qiáng)赤潮的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)外，也應(yīng)加強(qiáng)在建立赤潮生長(zhǎng)機(jī)理和發(fā)展規(guī)律方面的研究工作。

此項(xiàng)研究應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、物理模型實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)模擬研究相結(jié)合的方法來進(jìn)行。由于現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)工作耗資巨大，且受到許多客觀條件的限制，所獲得的數(shù)據(jù)往往有許多綜合因素的共同作用，很難將其中的單因素影響分離出來，因此，往往只能用它來作為對(duì)某一水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型進(jìn)行檢驗(yàn)其可行性和精度的一個(gè)實(shí)例。

用數(shù)學(xué)模擬方法來建立海洋水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型是一個(gè)較為有效的方法。目前，在這方面國內(nèi)外已有不少水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型，這些水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型大體上都基于以下幾方面的模型：水流數(shù)學(xué)模型；波浪數(shù)學(xué)模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型。

在水流數(shù)學(xué)模型研究方面，對(duì)于較大范圍的海域，通?？刹捎蒙疃绕骄某绷鹘虒W(xué)模型，對(duì)于紊動(dòng)影響不顯著的海域，可不考慮湍流影響，而對(duì)于湍流效應(yīng)顯著的區(qū)域，如排污口近區(qū)，則應(yīng)考慮湍流效應(yīng)。此外，采用坐標(biāo)變換，可建立一種能夠考慮復(fù)雜地形和套流效應(yīng)的三維潮流數(shù)學(xué)模型，這樣才能夠較好地重現(xiàn)實(shí)際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域，水流數(shù)學(xué)模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型為基礎(chǔ)，針對(duì)水溫和鹽度分層流的流動(dòng)特性，考慮浮力對(duì)紊動(dòng)的影響，建立用于模擬同時(shí)存在溫度和鹽度梯度這一類密度分層流的k－（單流體數(shù)學(xué)模型。也可以基于多流體模型的基本概念，分別對(duì)兩相本身的湍流輸運(yùn)規(guī)律以及相間相互作用規(guī)律進(jìn)行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數(shù)學(xué)模型。

在波浪數(shù)學(xué)模型研究方面，可應(yīng)用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數(shù)方程組，以提高求解效率。從水波發(fā)展方程出發(fā)，可導(dǎo)出一種用于大區(qū)域波浪變形問題的數(shù)學(xué)模型。通過引入弱非線性波色散關(guān)系，可使雙曲型緩坡方程能

夠有效地考慮波浪的非線性效應(yīng)。對(duì)高階Boussinesq方程的進(jìn)一步研究，可使方程的色激性從入水到深水都達(dá)到很高精度，并提高方程的非線性精度，可以更精確的計(jì)算較深水域波浪的非線性特征。

針對(duì)帶自由表面的波浪場(chǎng)問題，通過把能有效模擬自由面形態(tài)的N—S方程和波能平衡方程的結(jié)合，可導(dǎo)出一個(gè)能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程，用這個(gè)方程可模擬規(guī)則波和不規(guī)則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數(shù)學(xué)模型，可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面，對(duì)于弱流情形，可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型；對(duì)于強(qiáng)流情形，可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型。可以將輻射應(yīng)力的計(jì)算公式與拋物型緩坡方程中的待求變量聯(lián)系起來，建立一種輻射應(yīng)力計(jì)算的新方法，用該方法可對(duì)較大區(qū)域均勻斜坡地形上的波浪輻射應(yīng)力進(jìn)行數(shù)值模擬。

在近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二維應(yīng)力一通量代數(shù)全場(chǎng)模型，可對(duì)非對(duì)稱潮流作用下的側(cè)向岸邊排放問題過分?jǐn)?shù)值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預(yù)報(bào)系統(tǒng)作為目標(biāo)，在分析近海環(huán)境中各種物理、化學(xué)和生物現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，針對(duì)近海海域水污染的特點(diǎn)，從三維湍流模型出發(fā)，在動(dòng)量方程中引入表面風(fēng)應(yīng)力、底部切應(yīng)力以及柯氏力的作用；在輸運(yùn)方程中引入反映物理、化學(xué)、生物等作用的源、匯項(xiàng)，可建立一個(gè)統(tǒng)一考慮物理、化學(xué)和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預(yù)報(bào)模型，它可為環(huán)境評(píng)價(jià)、水質(zhì)規(guī)劃、污染控制以及水域排污工程設(shè)計(jì)等提供重要的科學(xué)依據(jù)；同時(shí)對(duì)確定水域環(huán)境容量，從而制定水域環(huán)境保護(hù)策略，也具有十分重要的理論價(jià)值和應(yīng)用前景。

應(yīng)該指出，在海洋水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型研究方面，數(shù)學(xué)模擬無疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數(shù)學(xué)模型，其模型中所需的必要參數(shù)和邊界條件的處理是研究水質(zhì)模型的技術(shù)關(guān)鍵，直接影響到水質(zhì)模型的科學(xué)性和預(yù)測(cè)能力。而這些必要的數(shù)據(jù)是無法從數(shù)學(xué)模型本身來取得的，有些可以通過現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)來得到，但其中一些最基本的卷數(shù)是要通過基本機(jī)理的研究才能得到，在這方面物理模型實(shí)驗(yàn)研究將是一個(gè)有效的手段。

能模擬海洋動(dòng)力因素的先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，現(xiàn)代化的量測(cè)儀器和測(cè)試系統(tǒng)是開展物理模型實(shí)驗(yàn)研究的必備條件。進(jìn)一步完善PIV和LIF的濃度場(chǎng)、速度場(chǎng)同步測(cè)量系統(tǒng)，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直結(jié)構(gòu)，獲得流場(chǎng)中水質(zhì)點(diǎn)速度的空間分布和時(shí)間過程；并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場(chǎng)的空間及時(shí)間變化過程，可用以分析定量污染物團(tuán)在波浪及波流相互作用下擴(kuò)散的基本特征和擴(kuò)散系數(shù)。

二、海洋工程及海洋環(huán)境工程與海洋環(huán)境的相互作用及防治措施與對(duì)策

為了充分利用海洋空間，現(xiàn)代海洋空間利用除傳統(tǒng)的港口和海洋運(yùn)輸外，正在向海上人造城市、發(fā)電站、海洋公園、海上機(jī)場(chǎng)、海底隧道和海底倉儲(chǔ)的方向發(fā)展。人們現(xiàn)已在建造或設(shè)計(jì)海上生產(chǎn)、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結(jié)構(gòu)和海底工程，估計(jì)到21世紀(jì)，可能出現(xiàn)能容納10萬人的海上人造城市。我國澳門和日本已經(jīng)在海上建成了人工島海上機(jī)場(chǎng)。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等，日本已經(jīng)于99年8月在東京灣用6塊380米長(zhǎng)，60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機(jī)場(chǎng)。

由此可見，隨著海洋資源與空間的開發(fā)利用，各類海上工程建筑物數(shù)量不斷增多、規(guī)模日益復(fù)雜和龐大，保證這些海上工程設(shè)施的安全運(yùn)行及采取海洋工程防災(zāi)減災(zāi)措施將越來越重要。海岸帶和近岸海域是各種動(dòng)力因素最復(fù)雜的地區(qū)，但同時(shí)又是經(jīng)濟(jì)活動(dòng)最為發(fā)達(dá)的地區(qū)，海上工程建設(shè)如果考慮不當(dāng)將會(huì)在一定程度上引發(fā)環(huán)境災(zāi)害。工程設(shè)施可能破壞原有海岸帶的動(dòng)態(tài)平衡，影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會(huì)改變海岸的形態(tài)，破壞某些海洋生物賴以生存的棲息地，若對(duì)含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當(dāng)則會(huì)造成二次污染。海上石油生產(chǎn)中的溢油事故將對(duì)海洋環(huán)境造成極其嚴(yán)重的污染。日益增多的海上退役工程設(shè)施如果不及時(shí)處理也將會(huì)逐漸成為海上障礙物以致引起公害。海洋工程抗災(zāi)減災(zāi)的任務(wù)是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災(zāi)害帶來的報(bào)失，另一方面又要避免人為造成的海洋環(huán)境災(zāi)害。隨著人類對(duì)海洋資源的不斷開發(fā)和利用，海洋環(huán)境保護(hù)與人類生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)協(xié)調(diào)發(fā)展日顯重要。如港口開發(fā)中的環(huán)境問題，主要內(nèi)容包括：航道、港池開挖、疏浚引起的泥沙輸運(yùn)及其疏浚物拋放對(duì)海洋環(huán)境的影響，深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結(jié)構(gòu)的環(huán)境和生態(tài)影響；破波帶及其附近水域沿岸流對(duì)物質(zhì)輸運(yùn)擴(kuò)散規(guī)律研究；大型海岸工程、岸灘保護(hù)和整治工程引起的海域環(huán)境的變遷和海岸演變；海岸演變、防護(hù)及開發(fā)利用新概念的原則與理論，如由于工程措施所引起的海岸動(dòng)力學(xué)、生態(tài)學(xué)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)學(xué)及與環(huán)境關(guān)系的綜合分析與協(xié)調(diào)。

隨著沿海大、中型城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，城平建設(shè)中的污水深海排放技術(shù)，感潮水域污水多點(diǎn)排放漂移擴(kuò)散研究，天然海灣、人工湖及人工運(yùn)河的水質(zhì)交換能力，人工沙灘的保護(hù)措施，灘涂圍墾對(duì)水域環(huán)境的影響等，都將是需要認(rèn)真解決的問題。

鑒于黃河三角洲海岸線不斷依退所帶來的國土面積減少、陸上設(shè)施受到威脅甚至破壞、對(duì)黃河三角洲濕地自然條件的毀滅性破壞等一系列問題，也是非常迫切需要研究的課題。此外，長(zhǎng)江三角洲、珠江口及珠江三角洲的海岸開發(fā)、灘涂圍墾和岸灘保護(hù)及整治工程對(duì)水域影響所引起的環(huán)境問題及其對(duì)策，也切枰?重點(diǎn)研究的課題??BR>以主要經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的河口和海岸帶地區(qū)以及主要海域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展為背景，建立一個(gè)數(shù)字化的區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展模擬系統(tǒng)。與防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)決策支持系統(tǒng)一樣，將環(huán)境工程、水利工程、土木工程與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)相結(jié)合，建立模型，通過多媒體技術(shù)，形象化地針對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，預(yù)測(cè)由于發(fā)展經(jīng)濟(jì)帶來的海域環(huán)境水污染的惡化、海洋自然災(zāi)害（臺(tái)風(fēng)、巨浪、風(fēng)暴潮、地震、冰害、地質(zhì)災(zāi)害）頻發(fā)的情況。人類活動(dòng)特別是大規(guī)模工程建設(shè)所引起的海洋環(huán)境的變遷和海岸演變，以及它們之間的相互作用，用數(shù)字手段統(tǒng)一地加以處理，建立智能化的決策支持系統(tǒng)，以促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、健康地發(fā)展，將會(huì)是決策部門進(jìn)行宏觀決策和具體規(guī)劃時(shí)的一個(gè)十分有

效的手段。

三、海洋災(zāi)害的精確預(yù)報(bào)及海洋工程設(shè)施防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)的研究

海洋災(zāi)害主要包括風(fēng)暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。90年代以來，我國海洋災(zāi)害所造成的損失每年達(dá)上百億元人民幣，是世界上海洋災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一。海洋工程結(jié)構(gòu)的投資費(fèi)用很高，一旦發(fā)生破壞，將會(huì)造成重大的人員傷亡和巨額財(cái)產(chǎn)損失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平臺(tái)，1989年風(fēng)暴潮損失超6億元，1991年DB29銷管船在南海通臺(tái)風(fēng)翻沉等）。當(dāng)前我國海洋能源開發(fā)與海洋空間利用的絕大部分活動(dòng)是在近海和極淺海海域。為了保證在這些海域所建造的工程設(shè)施能夠安全服役免遭破壞，面臨的首要問題是弄清這一海域中嚴(yán)酷和復(fù)雜多變的環(huán)境因素。我國東臨西北太平洋，每年出現(xiàn)的臺(tái)風(fēng)數(shù)目占全球的38%，其中對(duì)我國可能造成災(zāi)害的臺(tái)風(fēng)每年有7—8個(gè)。每當(dāng)臺(tái)風(fēng)在我國登陸或接近我國沿海通過時(shí)，都會(huì)在沿岸局部地區(qū)產(chǎn)生風(fēng)暴潮，形成風(fēng)暴潮災(zāi)害。

在我國北方海域（渤海和北黃海），冬季由于受寒潮影響，沿岸地區(qū)每年都有結(jié)冰現(xiàn)象，結(jié)冰嚴(yán)重的年份則出現(xiàn)冰害。若對(duì)這些海洋災(zāi)害估計(jì)不足將會(huì)帶來巨大的損失。渤海重疊冰與堆積冰的形成，不但可給結(jié)構(gòu)物以強(qiáng)大的冰壓力，而且由于冰激引起的振動(dòng)作用，也會(huì)給海洋平臺(tái)的使用和安全帶來巨大的損害。而冰區(qū)溢油的遷移規(guī)律及預(yù)防和清理技術(shù)，至今尚未進(jìn)行過深入的研究。對(duì)近岸大面積冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都會(huì)引起海冰的斷裂，斷裂后冰塊的尺度直接影響其對(duì)結(jié)構(gòu)物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺(tái)，為了抵抗冰害，往往建成正、倒錐體的結(jié)構(gòu)型式，冰排對(duì)錐體結(jié)構(gòu)的冰荷載及與其的動(dòng)力相互作用，也是目前尚未解決的課題。在海冰力學(xué)的研究中，除進(jìn)行理論分析和數(shù)值模擬外，實(shí)驗(yàn)研究也是一個(gè)重要的手段。在實(shí)驗(yàn)研究中，模型冰可采用凍結(jié)模型冰和非凍結(jié)模型冰來進(jìn)行，它們各有其優(yōu)缺點(diǎn)，發(fā)展這兩種技術(shù)是海冰力學(xué)研究中的一個(gè)課題。

我國是一個(gè)多地震的國家，海域中時(shí)有地震發(fā)生。強(qiáng)烈的地震將有可能是海上工程設(shè)施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結(jié)構(gòu)物（海洋平臺(tái)、鉆井船、人工島、輸油及輸氣管道等）發(fā)生破壞，除其直接經(jīng)濟(jì)損失極大外，其次生災(zāi)害——火災(zāi)、環(huán)境污染等的后果也不堪設(shè)想。

近年環(huán)太平洋地區(qū)地震的頻度和強(qiáng)度都在上升，造成重大災(zāi)害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特別是抗震防災(zāi)的基本原理和減震技術(shù)措施需要認(rèn)真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應(yīng)和振動(dòng)破壞機(jī)理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明，地震及由此引發(fā)的巨浪共同作用對(duì)水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴(yán)重。水工建筑物的這類破壞機(jī)理，至今國內(nèi)外對(duì)此都很少研究，且由于試驗(yàn)條件的限制，國內(nèi)外對(duì)此方面的試驗(yàn)研究工作開展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個(gè)新領(lǐng)域。

以下的一些研究?jī)?nèi)容將是為解決海洋工程設(shè)施抗震措施中的關(guān)鍵技術(shù)所必需考慮的，如近海環(huán)境地震危險(xiǎn)性分析，設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)和頻譜特性，強(qiáng)震海底多維地震動(dòng)及其空間分布規(guī)律，地震波傳播特性及地震動(dòng)輸入機(jī)理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考慮周圍水介質(zhì)影響的結(jié)構(gòu)振動(dòng)破壞機(jī)理、振動(dòng)控制、地震動(dòng)時(shí)頗聯(lián)合分析模型和輸入機(jī)制、非線性動(dòng)力分析和動(dòng)力破壞試驗(yàn)；核電站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平臺(tái)及地下輸油管線與地基土動(dòng)力相互作用，碼頭及護(hù)岸建筑物地震穩(wěn)定性；海域中水工建筑物的性能設(shè)計(jì)和地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)等。

海上水工建筑物在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中健康狀況逐漸惡化，其損傷主要來自兩個(gè)方面：其一是結(jié)構(gòu)的老化、疲勞、超載、內(nèi)部損傷（裂縫）、地基沉降變形以及環(huán)境的物理化學(xué)損傷（低溫、凍融、大氣侵蝕）等；其二是設(shè)計(jì)不周或設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，施工質(zhì)量差，原材料不合格，管理維護(hù)不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成重大的影響。

因此，發(fā)展以下的一些技術(shù)和方法將是十分重要的。如在考慮海洋環(huán)境荷載在幅值。時(shí)間及方向上的隨機(jī)性所導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全的不確定性情況下，對(duì)現(xiàn)役海洋工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行健康診斷和評(píng)估剩余可靠度的理論；結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)及損傷檢測(cè)的新技術(shù)和新方法；結(jié)構(gòu)病害治理用的新材料、新技術(shù)和新方法；海洋工程結(jié)構(gòu)在多種復(fù)雜海洋環(huán)境條件下（風(fēng)、浪、流、冰、地震等）的可靠度和優(yōu)化理論研究，設(shè)計(jì)與建造新型抗災(zāi)工程結(jié)構(gòu)；研究和設(shè)計(jì)使海洋工程結(jié)構(gòu)物在設(shè)計(jì)使用期限內(nèi)有足夠的安全度，而在退役之后又便于拆除的各種工程措施。

為了及時(shí)掌握海洋環(huán)境的風(fēng)云變幻和災(zāi)害的可能來臨，發(fā)展海洋環(huán)境及災(zāi)害的預(yù)報(bào)技術(shù)是非常必要的。為此需要建立以下一些系統(tǒng)，如建立由近海到遠(yuǎn)海的海洋環(huán)境及災(zāi)害觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)、預(yù)報(bào)與預(yù)警系統(tǒng)、沿岸防災(zāi)準(zhǔn)備和各類應(yīng)急處理系統(tǒng)；以主要海域和海岸帶區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展為背景，進(jìn)行重點(diǎn)研究，建立數(shù)字化的海洋環(huán)境信息系統(tǒng)模型與結(jié)構(gòu)；以及建立海岸和近海工程設(shè)施防災(zāi)減災(zāi)數(shù)字信息系統(tǒng)，將海岸和近海工程與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)相結(jié)合，建立數(shù)學(xué)物理模型，通過多媒體技術(shù)，形象化地描述災(zāi)害成因、發(fā)生機(jī)理、傳播規(guī)律、模擬災(zāi)害破壞的過程，建成智能化的防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)決策支持系統(tǒng)。