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水文地质遥感影像图制作的方法

更新时间：2020-10-02　点击量：872

水文地质遥感制图是以遥感数据或图像为信息员，一目视解意、机助解译和计算机自动识别提取的各种水文地质和环境地质等专题要素、图形、数据位编辑对象，在水文地质和要干专业理论的指导下，按照制图的原则，编制相关专题图件的过程。
　　水文地质遥感解译图件反映某一个时代水文地质及环境地质等特征及其演变的遥感信息，是水文地质调查成果的重要组成部分。

　　遥感影像图制作有哪些：
　　（一）遥感影像图的基本用途
　　遥感影像图可以真实、直观地提供调查区的宏观景观影像，既是室内遥感解译重要依据、野外调查的工作手图，同时也是各类遥感专题图件的基本载体c因此，遥感影像图的制作是水文地质遥感调查的基础性工作，通常被列为调查的目标任务之一。
　　用于制作遥感影像图的数据必须适应水文地质遥感调查的任务要求，具有较好的影像质量。遥感影像图的比例尺应根据任务要求、数据源特点和影像图具体用途确定，一般情况下应与调查比例尺一致。在数据源空间分辨率许可时，室内解译用图与野外调查手图的比例尺可以放大一级；调查区面积较大时，用于反映全区宏观景观特征的影像图的比例尺可适当缩小。

　　（二）遥感影像图合成波段的选择
　　用于水文地质调查的卫星遥感影像图通常由不少于3个波段的数据合成。为了对调查目标有较好的识别和分类的效果，选取的波段应能限度地反映目标物的典型光谱特征，而且波段间有较小的相关性。

　　（三)遥感影像图数据类型的确定
　　遥感影像数据是水文地质与环境地质遥感调查的基本信息源。在地形高差较小的地区，或水文地质与环境地质要素特征较明显的地区，可直接使用进行过数据辐射校正和几何校正等预处理的遥感影像数据；在地形高差较大，或水文地质与环境地质要素特征不够明显的地区，应使用正射影像数据。

　　（四）遥感影像图制作方法
　　1．遥感数据的噪声处理和波段配准
　　遥感影像图制作前需要对选定的遥感影像数据进行噪声处理和波段配准。图像噪声可采用低通滤波或其他滤波方法消除。
　　同一景、同～时相卫星图像不同波段间的地理错位，一般可通过水平或垂直方向平移图像，实现波段间的配准。不同卫星接收的遥感图像，由于遥感器成像机理、空间分辨率、瞬时视场等方面的差异，图像像元间不存在*的对应关系，图像间的配准比较复杂，需要根据具体情况选择合适的方法。
　　2．影像几何精纠正
　　用于水文地质和环境地质遥感调查的数据通常已由数据提供部门（如卫星地面接收站）对遥感器性能及地球曲率、自转等原因引起的系统几何畸变进行了常规的几何校正处理（常称粗校正）。遥感影像图制作前的几何纠正是指对影像数据中仍残剩的非系统几何畸变进行几何校正处理（常称精校正）。
　　遥感图像的几何精校正是将图像坐标按一定的精度要求变换到地形图的地理坐标系中，并按新图像像元的大小，通过重采样获得新像元亮度值的过程。具体做法分以下两步！
　　1)控制点选择与图像拟合。几何精校正的实质是利用地面控制点资料对遥感图像的几何畸变进行校正。地面控制点资料可从地形图上选取，或从测绘部门获得，从地形图上选取控制一点应满足下列条件：①地形图的比例尺应不小于水文地质遥感调查的比例尺。
　　②所选的控制点位在地形图及遥感图像上均能正确识别和定位，一般宜选择不易变化的特征点，如道路交叉点、桥梁、水坝等地物，其图像应清晰。③控制点位应尽可能分布在图像中心点附近及8个象限中。④每个标准图幅所选控制点总数控制在13 - 16个为宜。
　　校正时先依据地面控制点数据建立起畸变图像空间与标准地理制图空间的对应关系，然后以这种对应关系用一个适当的数学模型（通常为二元多项式）通过拟合方法，把原图像（畸变图像空间）中的全部像元变换到新图像（标准地理制图空间）中。
　　控制点拟合中误差一般要求不大于1.5个像元。若拟合误差超出了规定要求，则需要选取新的控制点，重新进行拟合并计算拟合中误差，直至达到要求的精度为止。
　　2)像元的重采样。变换后在新图像中重新定位的像元点，对应于变换前原图像中位置的行列编号通常不再是整数，因此需要根据新图像各像元在原图像中的位置，对原图像按一定规则重新采样，进行点位亮度值的插值计算。常用的插值方法有邻近点位法、双线性内插法和立方卷积内插法等。
　　3．图像镶嵌
　　遥感影像图制作过程中常常因为工作区超出了单景遥感图像覆盖的范围，需要将互相邻接的多幅图像按几何位置拼接成一幅完整的图像。这个过程称为图像镶嵌。用数字图像处理方法拼接图像则称为数字图像镶嵌，其主要任务是对需要拼接的图像进行几何配准和色调的匹配，具体步骤包括：图像选择、重叠区影像几何配准、重叠区亮度匹配、拼接边
　　选择和拼接区亮度平滑。
　　1)图像选择。在待拼接的图像中通常将工作区的主体图像或时相、色调、影像质量等具代表性的图像确定为参考图像，其他将与之拼接的图像则称为被镶嵌图像。拼接时都依参考图像的几何空间位置和色调为基准，将被镶嵌图像逐一拼接到参考图像上。
　　2)重叠区影像几何配准。在两景图像的重叠区中通过一一对应地寻找若干组同名地点（也称镶嵌控制点）的像元坐标，建立起该重叠区两图像空间坐标间的映射关系，再采用多项式拟合的方法，达到两景图像相接像元的几何配准。多项式拟合的均方差越小，几何配准的精度越高。通常要求拟合均方差应小于1个像元，使水系、道路和山脊线等线性地物的拼接处没有错位。
　　在进行大范围多景图像的镶嵌处理时，要特别注意累积的误差或个别低精度图像可能会造成被镶嵌图像几何形态的扭曲变形。出现这种情况时，需要开辟新的拼接区进行镶嵌，并划分子区对图像进行几何精校正，以保证图像的几何精度。
　　3)重叠区亮度匹配。亮度匹配的目的是尽可能地消除不同时相图像拼接时会出现的色调差异，以保证镶嵌后图像的色调整体上协调一致。常用的亮度匹配方法是直方图匹配法。即以参考图像的像元亮度值直方图为基准，调节被镶嵌图像的像元亮度值直方图，使两者的特征尽量地接近。
　　4)拼接边选择。为了尽可能地消除两景图像拼接后出现明显的色彩跳跃而造上的“拼接缝”，通常选择沿地物自然边界的折线或曲线作为拼接边。
　　5)拼接区亮度平滑。图像镶嵌后，拼接线两侧图像的色调仍然会有一定程度的差异，影响镶嵌图像的整体效果。因此，通常需在拼接边两侧一定宽度内采用“羽化”的方法进行亮度值平滑。
　　4．图面整饰
　　图面整饰分为图廓整饰和图外整饰两部分。图廓整饰内容包括内图廓、外图廓绘制和经纬网注记；图外整饰内容则包括标注图名、数字比例尺和线段比例尺、图例、图幅接图表、图像拼接表、图像制作说明、编图责任表等。
　　5．遥感影像图的精度评价
　　评价影像图整体地理定位精度的方法是在图上均匀地随机抽取一定数量的检测点，读取它们的坐标值；同时在比例尺大一级（或以上）的地形图或专题图上读取这些检测点对应位置的坐标值作为真值。

　　（五）遥感正射影像图的制作
　　工作区位于地形高差较大的地区时，采用一般的控制点-多项式拟合方法不能纠正地形高差引起的像点平面位移，需要使用相对应比例尺的数字高程模型（DEM），改正由地形投影差带来的误差，制作正射影像图。

　　（六）三维遥感影像图以形象地显示地表各种水文地质、环境地质、灾害地质要素，给人以身临其境的感觉，在水文地质遥感调查与监测中越来越广泛地应用。
　　根据调查和实用的要求，三维遥感影像图可以随意选定入视角的大小、方向和高程比例，也可以叠加地理、人文、专题等要素的符号和注记。

全自动野外地温监测系统/冻土地温自动监测系统

地源热泵分布式温度集中测控系统

矿井总线分散式温度测量系统方案

矿井分散式垂直测温系统/地热普查/地温监测哪家好选鸿鸥

矿井测温系统/矿建冻结法施工温度监测系统/深井温度场地温监测系统

TD-016C型地源热泵能耗监控测温系统

产品关键词：地源热泵测温，地埋管测温，浅层地温在线监测系统，分布式地温监测系统

此款系统专门为地源热泵生产企业，新能源技术安装公司，地热井钻探公司以及节能环保产业等单位设计，通过连接我司单总线地热电缆，以及单通道或多通道485接口采集器，可对接到贵司单位的软件系统。欢迎各类单位以及经销商详询！此款设备支持贴牌，具体价格按量定制。

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统【产品介绍】

地源热泵空调系统利用土壤作为埋地管换热器的热源或热汇,对建筑物进行供热和供冷.在埋地管换热器设计中,土壤的导热系数是很重要的参数.而对地温进行长期可靠的监测显得特别重要。在现场实测土壤导热系数时测试时间要足够长,测试时工况稳定后的流体进出口及不同深度的温度会影响测试结果的准确性。因此地埋测温电缆的设计显得尤其重点。较传统的测温电缆设计方法，单总线测温电缆因为接线方便、精度高且不受环境影响、性价比高等优点，目前已广泛应用于地埋管及地源热泵系统进行地温监测，因可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

采集服务器通过总线将现场与温度采集模块相连，温度采集模块通过单总线将各温度传感器采集到的数据发到总线上。每个采集模块可以连接内置1-60个温度传感器的测温电缆相连。本方案可以对大型试验场进行温度实时监测，支持180口井或测温电缆及1500点以上的观测井温度在线监测。

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统：

1. 地埋管回填材料与地源热泵地下温度场的测试分析

2. U型垂直埋管换热器管群间热干扰的研究

3. U型管地源热泵系统性能及地下温度场的研究

4. 地源热泵地埋管的传热性能实验研究

5. 地源热泵地埋管换热器传热研究

6. 埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究，埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究。

竖直地埋管地源热泵温度测量系统，主要是一套*基于现场总线和数字传感器技术的在线监测及分析系统。它能有对地源热泵换热井进行实时温度监测并保存数据，为优化地源热泵设计、探讨地源热泵的可持续运行具有参考价值。

二、RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统本系统的重要特点：

１．结构简单，一根总线可以挂接1-60根传感器，总线采用三线制，所有的传感器就灯泡一样，可以直接挂在总线上．

２．总线距离长．采用强驱动模块，普通线，可以轻松测量500米深井.

３．的深井土壤检测传感器，防护等级达到ＩＰ６８，可耐压力高达5Mpa.

４．定制的防水抗拉电缆，增强了系统的稳定性和可靠特点总结：高性价格比，根据不同的需求，比你想象的*．

针对U型管口径小的问题，本系统是传统铂电阻测温系统理想的替代品. 可应用于：

１.地埋管回填材料与地源热泵地下温度场的测试分析

2.U型垂直埋管换热器管群间热干扰的研究

3. U型管地源热泵系统性能及地下温度场的研究

4. 地源热泵地埋管的传热性能实验研究

5. 地源热泵地埋管换热器传热研究

6. 埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究。

本系统技术参数：支持传感器：18B20高精度深井水温数字传感器，测井深：1000米，传感器耐压能力：5Mpa ,配置设备：远距离温度采集模块＋测井电缆＋传感器，

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统系统功能：

1、温度在线监测

2、报警功能

3、数据存储

4、定时保存设置

5、历史数据报表打印

6、历史曲线查询等功能。

【技术参数】

1、温度测量范围：-10℃ ～ +100℃

2、温度精度：正负0.5℃ (-10℃ ～ +80℃)

3、分辨率： 0.1℃

4、采样点数：小于128

5、巡检周期：小于3s（可设置）

6、传输技术： RS485、RF(射频技术)、GPRS

7、测点线长：小于350米

8、供电方式： AC220V /内置锂电池可供电1-3年

9、工作温度： -30℃ ～ +80℃

10、工作湿度：小于90%RH

11、电缆防护等级：IP66

使用注意事项：

防水感温电缆经测试与检测，具备一定的防水和耐水压能力，使用时，请按以下方法操作与使用：
1．使用时，建议将感温电缆置于U形管内以方便后期维护。
若置与U形管外，请小心操作，做好电缆防护，防止在安装过程中电缆被划伤，以保持电缆的耐水压能力和使用寿命。
2. 电缆中不锈钢体为传感器所在位置，因温度为缓慢变化量，正常使用时，请等待测物热平衡后再进行测量。
3. 电缆采用三线制总线方式，红色为电源正，建议电源为3-5V DC，黑色为电源负，兰色为信号线。请严格按照此说明接线操作。
4. 系统理论上支持180个节点，实际使用应该限制在150个节点以内。
5.系统具备一定的纠错能力，但总线不能短路。
6. 系统供电，当总线距离在200米以内，则可以采用DC9V给现场模块供电，当距离在500米之内，可以采用DC12V给系统供电。

【北京鸿鸥成运仪器设备有限公司提供定制各个领域用的测温线缆产品介绍】

由北京鸿鸥成运仪器设备有限公司推出的地源热泵温度场测控系统，硬件采取*ARM技术；上位机软件使用编程语言技术设计，富有人性、直观明了；测温传感器直接封装在电缆内部，根据客户距离进行封装。目前该系统广泛应用于地源热泵地埋管、地源热泵温度场检测、地源热泵地埋换热井、地源热泵竖井及地源热泵温度场系统进行地温监测，本系统的可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

地源热泵诊断中土壤温度的监测方法：
　　为了实现地源热泵系统的诊断，必须首先制定保证系统正常运行的合理的标准。在系统的设计阶段，地下土壤温度的初始值是一个重要的依据参数，它也是在系统运行过程中可能产生变化的参数。如果在一个或几个空调采暖周期（一般一个空调采暖周期为1年）后，系统的取热和放热严重不平衡，则这个初始温度会有较大的变化，将会大大降低系统的运行效率。所以设计选用土壤温度变化曲线作为诊断系统是否正常的标准。
　　首先对地源热泵系统所控制的建筑物进行全年动态能耗分析，即输入建筑物的条件，包括建筑的地理位置、朝向、外形尺寸、围护结构材料和房间功能等条件，计算出该区域全年供暖、制冷的负荷，我们根据该负荷，选择合适的系统配置，即地埋管数量以及必要的辅助冷热源，并动态模拟计算地源热泵植筋加固系统运行过程中土壤温度的变化情况，得到初始土壤温度标准曲线。采用满足土壤温度基本平衡要求的运行方案运行，同时系统实时监测土壤温度变化情况，即依靠埋置在地下的测温传感器监测土壤的温度，并且将测得的温度传递给地源热泵系统。

浅层地温能监测系统概况：

地源热泵空调系统利用土壤作为埋地管换热器的热源或热汇，对建筑物进行供热和供冷，在埋地管换热器设计中，土壤的导热系数是很重要的参数，而对地温进行长期可靠的监测显得特别重要。在现场实测土壤导热系数时测试时间要足够长，测试时工况稳定后的流体进出口及不同深度的温度会影响测试结果的准确性。因此地源热泵地埋测温电缆的设计显得尤其重点。较传统的地源热泵测温电缆设计方法，北京鸿鸥成运仪器设备有限公司研发的数字总线式测温电缆因为接线方便、精度高且不受环境影响、性价比高等优点，目前已广泛应用于地埋管及地源热泵系统进行地温监测，因可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

为方便研究土壤、水质等环境对空调换热井能效等方面的可靠研究或温度测量，目前地源热泵地埋管测温电缆对于地埋换热井，有口径小，深度较深等特点的测温方式,如果测量地下120米的地源热泵井，要放12路线PT100传感器。12根测温线缆若平均放置，即10米放一个探头，则所需线材要1500米，在井上需配置一个至少12通道的巡检仪，若需接入电脑进行温度实时记录，该巡检仪要有RS232或RS485功能,根据以上成本估计，这口井进行地热测温至少成本在8000元，虽然选择高精度的PT100可提高系统的测温精度，但对模拟量数据采集，提供精度的有效办法是提供仪器的AD转换器的位数，即提供巡检仪的测量精度，若能够在长距离测温的条件下进行多点测温，能够做到0.5度的精度，则是非常不容易。针对这一需求，北京鸿鸥成运仪器设备有限公司推出“数字总线式地源热泵地埋管测温电缆”及相应系统。矿井深部地温监测，地源热泵温度监测研究，地源热泵温度测量系统，浅层地热测温系统。

地源热泵数字总线测温线缆与传统测温电缆对比分析：
传统的温度检测以热敏电阻、PT100或PT1000作为温度敏感元件，因其是模拟量，要对温度进行采集，若需较高精度，需要选择12位或以上的AD转换及信号处理电路，近距离时，其精度及可靠性受环境影响不大，但当大于30米距离传输时，宜采用三线制测方式，并需定期对温度进行校正。当进行多点采集时，需每个测温点放置一根电缆，因电阻作为模拟量及相互之间的干扰，其温度测量的准确度、系统的精度差，会受环境及时间的影响较大。模块量传感器在工作过程中都是以模拟信号的形式存在，而检测的环境往往存在电场、磁场等不确定因素，这些因素会对电信号产生较大的干扰，从而影响传感器实际的测量精度和系统的稳定性，每年需要进行校准，因而它们的使用有很大的局限性。

北京鸿鸥成运仪器设备有限公司研发的总线式数字温度传感器，具有防水、防腐蚀、抗拉、耐磨的特性，总线式数字温度传感器采用测温芯片作为感应元件，感应元件位于传感器头部，传感器的精度和稳定性决定于美国进口测温芯片的特性及精度级别，无需校正，因数据传输采用总线方式，总线电缆或传感器外径可做得很小，直径不大于12mm,且线路长短不会对传感器精度造成任何影响。这是传统热电阻测温系统*的优势。所以数字总线式测温电缆是地源热泵地埋管管测温、地温能深井和地层温度监测理想的设备。数字总线式数据传感器本身自带12位高精度数据转换器和现场总线管理器，直接将温度数据转换成适合远距离传输的数字信号，而每个传感器本身都有唯的识别ID，所以很多传感器可以直接挂接在总线上，从而实现一根电缆检测很多温度点的功能。

地源热泵大数据监控平台建设

一、系统介绍

1、建设自动监测监测平台，可监测大楼内室内温度；热泵机组空调侧和地源侧温度、

压力、流量；系统空调侧和地源侧温度、压力、流量；热泵机组和水泵的电压、电流、功率、

电量等参数；地温场的变化等，实现热泵机组运行情况 24 小时实时监测，异常情况预

警，做到真正的无人值守。可对热泵系统的长期运行稳定性、系统对地温场的影响以及能效

比等进行综合的科学评价，为进一步示范推广与系统优化的工作提供数据指导依据。

具体测量要求如下：

1）各热泵机组实时运行情况；

2）室内温度监测数据及变化曲线；

3）室外环境温度数据及变化曲线；

4）机房内空调侧出回水温度、压力、流量等监测数据及变化曲线；

5）机房内地埋管侧出回水温度、压力、流量等监测数据及变化曲线；

6）机房内用电设备的电流、电压、功率、电能等监测数据及变化曲线；

7）地温场内不同深度的地温监测数据及变化曲线；

8）能耗综合分析、系统 COP 分析以及系统节能量的评价分析。

2、自动监测平台建成以后可以对已经安装自动监测设备的地热井实施自动监测的数据分

析展示，可实现地热井和回灌井的水位、水温、流量实施传输分析，并可实现数据异常情况预

警，做到实时监管，有地热井运行的稳定性。

1）开采水量及回水水量的流量监测及变化曲线；

2）开采水温及回水水温的温度监测及变化曲线；

3）开采井井内水位监测及变化曲线；

水文地质遥感影像图制作的方法

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