遥感技术在胶莱运河选线和基础调查中应用的可行性与效益分析
摘要:遥感技术经过几十年的发展,已经从最早的目视判读,发展到目前的定量信息提取,在光谱分辨率和地面分辨率方面也已分别发展到纳米和厘米量级。在农业、水利、城市规划、土地利用、铁路选线、制图与基础数据更新等方面得到了广泛的应用,取得了巨大的经济和社会效益,现已经成为各级政府宏观决策和微观调查数据获取的重要手段,特别在土地利用,数据库建设和地图更新,灾害监测与城市规划、水利建设方面则更是如此。
在胶莱河重新开挖这一重大项目设想的前期预研中,遥感技术以其独特的优势可以为众多相关命题的深入研究、政府决策以及前期调查等提供经济、可靠、快速的最新专题调查数据和专题图,可以最大限度的避免因经费不足或其他人为因素而造成调查取样不足,分析结果不准而导致政府最终决策的失误。为此,作者认为,有必要在此将现有技术水平、可行性、经济效益和我们已获得的研究成果与工作经验以及围绕胶莱河重新开挖、整治遥感技术在其中所能扮演的角色等进行简略介绍,为胶莱河的重新开挖进行基础数据调查提供技术支撑,为政府决策提供可靠的动态调查和基础数据。
关键词: 遥感技术,莱运河选线,基础调查,应用的可行性,效益分析
引言
“重新开挖胶莱运河”的设想一经提出,立即引起包括众多海洋学家、生态学家、经济学家、历史学家、社会学家和社会各界人士的广泛关注和热议。根据有关领导设想“在现有胶莱运河的基础上,重新开挖贯通两湾的胶莱人工运河,一方面将有效加快两湾水交换能力,改善生态环境;一方面将为航运交通、经济开发带来一系列综合效应,进一步凸现青岛港口龙头地位,使不靠海的胶州市、平度市、高密市成为重要的海河港口城市;另一方面还可以使莱州、昌邑的港口优势凸现,东营、滨州地域优势进一步显现,促进环渤海经济圈的发展;人工海河还可以成为国防安全的第二大通道 ……”。尽管诸多媒体对此进行了大量的报道和深层次的“挖掘”,但好多设想是否合理、可行,符合科学规律有待进一步研究论证,需要我们从历史和现实,从开发和保护两个方面进行“可行”与“不可行”的认真探索。
胶莱运河自1280年开始挖建至今已近800余年,期间,不停地修整和扩建,元、明时期就有众多物资曾经过胶莱运河进行漕运,这很可能是历史上“胶州”处于重要地位的重要原因之一。但随着交通的发展,这一功能随之退化。目前,连接胶莱两湾的胶莱河,其漕运功能已完全消失。尽管其中原因可能相当复杂,但这与社会的进步,经济和科学技术的发展以及周围自然环境有着直接的原因。进入二十一世纪,重提胶莱运河的开挖,需要用最新的现代科学技术与方法对诸多重要的科学问题进行多学科深入研究和综观审视。
“胶莱人工海河”项目涉及到黄海和渤海两大海域,涉及到海洋、环保、水利、土地、交通、城市建设等多个行业和部门;涉及到社会、自然生态环境、经济格局的重大改变;涉及到人文科学、社会科学和自然科学的融合、碰撞和取舍,前期研究面对的诸多问题极富挑战性。现就构想中的长约130公里,长度仅次于全长195公里的苏伊士运河,设想中水深在6米至10米的胶莱人工海河的选线原则和需要进行综合调查的几个问题以及利用遥感技术绘制沿河流域的空间遥感图技术的可行性和相关经济效益作一些简要的技术上的介绍,供专家和领导决策参考。
我们认为,胶莱河的重新开挖、整治项目不管是上还是不上,决策前皆需客观的基础数据调查。这些基础数据是项目立项、决策的唯一参考依据。在众多基础数据调查中,胶莱河现有流路,沿河流域的自然环境、人文社会调查(包括沿河村镇的现状和历史变迁)是成本核算、河道选线、环境状况演化评估等最为重要的基础依据。高分辨率地球观测卫星可以为进行这种调查提供客观、真实的空间观测数据。尽管现有高分辨率的美国Landsat - 5/7 TM和ETM,法国SPOT和美国 Quickbird卫星地面覆盖面积相对较小(TM仅为185km x 185km),但地面分辨率较高(TM-30米;SPOT—5-10米,Quickbird---0.61厘米),在近岸及其近岸海域的微地貌特征及侵蚀发育的动态变化监测、地图修测、陆地植被、城市规划和环境要素调查等方面有着独特的优势和应用价值。利用它制作1:2000,1:5000,1:2万,1:5万或1:10万基础图件和对胶莱河流路现状、沿河流域的自然、生态环境要素等进行专题调查在项目的预研期就应当得到应有的重视和投入。依据我们现有地球观测卫星数据和现有卫星数据处理技术以及图象信息分析、解译技术,有能力为胶莱河重新开挖前的工程规划、自然和社会环境要素调查以及政府决策提供快速和客观、更正的实时监测数据。下面就有关的遥感技术发展现状,技术水平,效益比较和关于胶莱河自然、环境和社会要素进行卫星遥感调查的几点建议简述如下。
1.遥感技术的最新发展与经济效益比较
结合该项目研究的特点,现就可提供该项目数据源的主要几种常用卫星技术指标分述如下。
▲可供使用的相关卫星技术参数
Landsat 5和7卫星有7个不同的窗区通道,具有30m的地面分辨率,而改进后ETM在第一通道 ( 带宽:Pan 500 ~ 900nm )具有15m的地面分辨率,可为本调查提供稳定的数据源。相应各通道所获数据的应用领域详见表1。目前卫星地面覆盖周期约为16d。这对研究大尺度、长/短周期地貌细微特征、植被分布、村镇农舍分布、河流走向细微调查和地图修测提供了可能和海量数据的选择空间。
表
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