導(dǎo)語：如何才能寫好一篇火災(zāi)遙感監(jiān)測的原理和方法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：遙感 森林資源 調(diào)查

遙感作為獲取地球表面時空多變要素的先進(jìn)方法，是地球系統(tǒng)的科學(xué)研究的重要組成部分，是對全球變化進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測不可替代的手段。利用遙感技術(shù)進(jìn)行森林資源管理、抽樣調(diào)查、航片判讀、監(jiān)測森林火災(zāi)和病蟲害有十分重要的意義。20世紀(jì)70年代末至80年代初，許多林業(yè)先進(jìn)的國家把航天遙感用于森林資源調(diào)查和森林災(zāi)害監(jiān)測。林業(yè)遙感具有宏觀性、獲取信息快、重復(fù)周期短和成本低等特點(diǎn)。航空遙感已成為森林調(diào)查和災(zāi)情監(jiān)測的必要手段。航天遙感已在全國性或大面積林區(qū)的森林資源清查和災(zāi)情監(jiān)測得到應(yīng)用，都具有廣闊的發(fā)展前景。

1、遙感技術(shù)的分類

按遙感平臺的高度和特點(diǎn)，一般分為航天遙感、航空遙感、近地遙感。①航天遙感。又稱衛(wèi)星遙感。指軌道高度在100000米以上的人造衛(wèi)星、航天飛機(jī)和天空實(shí)驗(yàn)室等遙感。由于軌道高度和遙感對象不同，遙感器的地面分辨率和可能識別的地物大小也不同。例如，用于監(jiān)測大氣活動的氣象衛(wèi)星所獲取的遙感圖像的地面分辨率為1.1～1.4公里；用于資源勘測與環(huán)境監(jiān)測的陸地衛(wèi)星或資源衛(wèi)星為20、30、80米不等；適用于資源詳查和城市、海岸帶研究的回收型衛(wèi)星或航天飛機(jī)一般可達(dá) 5～10米。②航空遙感。利用飛機(jī)攜帶遙感儀器的遙感，包括距地面高度600～10000米的低、中空遙感和10000～25000米的高空、超高空遙感，可獲取分辨率很高、波譜信息很豐富的照片或掃描圖像。由于航空遙感繼承并發(fā)展了航空攝影測量學(xué)的原理和方法，因而具有較高的定位精度和編制大比例尺系列專題地圖的功能。但是，航空遙感覆蓋的地區(qū)較小，技術(shù)處理過程較復(fù)雜，生產(chǎn)周期較長，主要適用于城市管理、工程設(shè)計、污染監(jiān)測和災(zāi)情調(diào)查等方面。③近地遙感。指距地面高度在1000米以下的系留氣球（500～1000米）、遙感鐵塔（30～400米）、遙感長臂車（8～25米）等的遙感，主要用于對大氣輻射訂正和光譜特性測試，以輔助高空遙感器的波譜選擇、輻射訂正和為圖像判讀分析提供參考。遙感鐵塔還可用于海面污染和森林火災(zāi)監(jiān)測。另外，有火箭和高空氣球遙感，這些一般只作為一種輔助手段，以快速獲取短暫的局部性的大氣或地面信息。

按電磁波的波譜范圍，遙感可分為可見光遙感、紅外遙感、紫外遙感、微波遙感、超短波遙感和多譜段遙感。①可見光遙感。用分波段照相機(jī)或用多波段掃描儀采集0.34～0.76微米波段的信息。主要用于立體攝影測量、資源調(diào)查、軍事偵察等。②紅外遙感。指利用波長0.76～3.0微米的近紅外和波長3.0～15微米的遠(yuǎn)紅外波段的遙感。紅外遙感對地表熱力場和植物葉綠素含量特別敏感，溫度分辨率可達(dá)0.1～0.2℃。用于城市熱島、溫泉、海面溫度、埃爾尼諾現(xiàn)象、海洋中的淡水涌泉、海冰、積雪、冰川和湖泊的觀測，以及森林、草場、作物長勢的分級和湖泊富營養(yǎng)化、海面赤潮、海洋初級生產(chǎn)力的估算等。③紫外遙感。利用波長0.3～0.4微米的紫外波段的遙感，主要用于大氣和海洋溫度場的探測。④微波遙感。利用 1～1000毫米波段的遙感。具有全天候工作和穿透云層、干冰、沙漠和植被的功能，但空間分辨率低。可用于地質(zhì)勘探、資源調(diào)查等。⑤多譜段遙感。利用幾個不同波段范圍，同時對某一地物或地區(qū)進(jìn)行遙感，對獲得的信息加以組合，以獲取有關(guān)物體的更多的信息。⑥超短波遙感。利用超短波的 α射線和X射線的遙感。如拖曳于海底的α射線探測儀，用于海底沉積和基巖剖面的探測。⑦激光遙感。用于大地測量的衛(wèi)星定位、活動斷層地形變化和 40～200米以內(nèi)水下地形的測繪等。

2、林業(yè)遙感的應(yīng)用范圍

20世紀(jì)20年代開始試用航空目視調(diào)查和空中攝影；30年代采用常規(guī)的航空攝影編制森林分布圖；40年代航空像片的林業(yè)判讀技術(shù)得到發(fā)展，開始編制航空像片蓄積量表；50年展了航空像片結(jié)合地面的抽樣調(diào)查技術(shù)；60年代中期，紅外彩色片的應(yīng)用促進(jìn)了林業(yè)判讀技術(shù)的進(jìn)步，特別是樹種判讀和森林蟲害探測；70年代初，林業(yè)航空攝影比例尺向超小和特大兩極分化，提高了工作效率，與此同時，陸地衛(wèi)星圖像在林業(yè)中開始應(yīng)用，并在一定程度上代替了高空攝影；70年代后期，陸地衛(wèi)星數(shù)據(jù)自動分類技術(shù)引入林業(yè)，多種傳感器也用于林業(yè)遙感試驗(yàn)；80年代，衛(wèi)星不斷提高空間分辨率，圖像處理技術(shù)日趨完善，伴隨而來的是地理信息，森林資源和遙感圖像數(shù)據(jù)庫的建立。抽樣調(diào)查中，觀測和調(diào)查的單位是單元。單元的集合體稱總體?？傮w的范圍可以大至全國，小至一個林分?？傮w和單元的劃分關(guān)系到調(diào)查成本，乃至調(diào)查的成效。為了獲得部分單元的觀測值，用以推斷總體，先要抽取部分單元組成樣本。這些組成樣本的每個單元稱樣本單元。樣本單元的基本形式有樣地、樣木、樣線和樣點(diǎn)，常被用作調(diào)查方法的名稱，如帶狀樣地調(diào)查，點(diǎn)抽樣等。

2.1 森林經(jīng)理調(diào)查

運(yùn)用航空像片按調(diào)查因子判讀（見航空像片森林判讀）勾繪小班輪廓，估測小班蓄積量。常用的方法有：①典型選樣法。在像片上選取足夠數(shù)量有代表性的樣點(diǎn)，然后持像片到樣點(diǎn)實(shí)測各項(xiàng)林分調(diào)查因子，計算出小班各因子的平均值和蓄積量；②樣地實(shí)測法。在勾繪的小班內(nèi)設(shè)置帶狀或方形樣地，進(jìn)行每木檢尺，然后計算樣地和每公頃蓄積量；③分層抽樣法。根據(jù)航空像片上林分影像特征進(jìn)行分層（即分類型），判讀勾繪分層小班，應(yīng)用分層抽樣法（見森林抽樣調(diào)查）估測總體森林蓄積量；④像片判讀與實(shí)測回歸法。即利用航空像片判讀蓄積量與地面實(shí)測蓄積量進(jìn)行回歸估計；⑤多元回歸估測法。選擇影響森林蓄積量并能在航空像片上判讀的各種數(shù)量因子，建立多元線性回歸方程，然后根據(jù)小班判讀因子估測小班蓄積量。

2.2 森林火災(zāi)和病蟲害探測

利用遙感技術(shù)可以觀察火災(zāi)發(fā)生條件，有利于盡早發(fā)現(xiàn)火情，以便及時采取預(yù)防救災(zāi)措施。主要包括下列內(nèi)容：①森林火災(zāi)等級劃分。即為調(diào)查森林火災(zāi)在地域上分布的特點(diǎn)而進(jìn)行的大區(qū)域宏觀分類?？筛鶕?jù)森林植被、氣候狀況及火源分布，利用衛(wèi)星圖像目視判讀劃分；也可利用近紅外波段影像對林區(qū)水熱分布狀況反應(yīng)比較靈敏的特性，應(yīng)用電子計算機(jī)數(shù)字圖像處理，提取植被、氣候和火源分布的信息劃分火險區(qū)。最后根據(jù)所獲得的有關(guān)森林植被易燃性能、燃燒環(huán)境的和火源密度等信息，綜合確定火險等級，編繪森林火災(zāi)危險分類圖。②森林火災(zāi)探測。應(yīng)用分辨率較高的雙通道紅外掃描探測儀探測火情，儀器上采用3～4微米和8.5～11微米兩個波段探測裝置，可從5000米高空探測到0～50℃森林背景中0.09平方米的600℃火場目標(biāo)，既能探測林火，又能掃描成圖顯示火情圖像。將儀器安裝在森林防火巡邏的飛機(jī)上，可以監(jiān)視森林火災(zāi)的蔓延發(fā)展情況，能夠發(fā)現(xiàn)地面上直徑6米的火情，以至地表下腐殖層里的火情。③森林火災(zāi)損失調(diào)查。森林植被火燒以后，地被波譜發(fā)生變化，在陸地衛(wèi)星多光譜圖像上就會發(fā)生與正常林地不同的異常反映?；馃E地吸收紅光不反射紅外光，因此在0.5～0.6微米波段的圖像上偏淡變淺，而在近紅外0.7～1.1微米波段的圖像上又比正常林地偏黑。在實(shí)際工作中使用這兩個波段圖像配合判讀分析，不但可以正確識別火燒跡地的位置和輪廓，還能估計火燒跡地年齡，繪制火場和森林火災(zāi)強(qiáng)度圖。

森林病蟲害探測 受害林木和正常生長林木比較，在光譜反射率和溫度方面都會發(fā)生異?，F(xiàn)象。因此可用航空光譜輻射計和紅外輻射計加以探測。如松樹病蟲為害中期的針葉內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞，葉綠素減少、針葉變黃，或因葉肉含水減少，針葉干枯萎縮，在可見光波長范圍里（0.45～0.55微米）針葉的光譜吸收就減少，而光譜反射率增加。這樣，從不同長勢的松樹光譜反射曲線圖上（見圖），就可發(fā)現(xiàn)受害和健康樹反射特性曲線的明顯差異。在病蟲害初期，針葉內(nèi)部和葉綠素含量發(fā)生變化，則會在近紅外波段里（0.7～1.3微米）發(fā)現(xiàn)受害松樹的光譜反射率較低，也可在彩色片或彩色紅外片大比例尺和特大比例尺航空像片上，早期探測到病蟲災(zāi)害，甚至可從這種影像上統(tǒng)計受害株數(shù)，劃分受害程度?，F(xiàn)在已可利用衛(wèi)星上安裝的高分辨率紅外掃描儀和多光譜掃描儀對同一地區(qū)進(jìn)行重復(fù)探測以比較災(zāi)情發(fā)展情況，可比目測提前幾天至十幾天發(fā)現(xiàn)病蟲害。

篇2

關(guān)鍵詞 森林資源；遙感技術(shù)；監(jiān)測結(jié)果

中圖分類號 S757 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-（2012）111-0182-01

傳統(tǒng)模式的森林資源調(diào)查監(jiān)測是以地面測量為主的，它存在：工作量大、勞動強(qiáng)度大、成本較高、周期漫長、效率低和實(shí)時性差，由于精度不高，不能滿足現(xiàn)代森林監(jiān)測變化的需要。因此航空航天遙感技術(shù)因?yàn)楦采w范圍大和重復(fù)訪問等特點(diǎn)，因此越來越得到廣泛應(yīng)用。

1 遙感監(jiān)測技術(shù)在森林資源變化中的運(yùn)用

森林資源主要表現(xiàn)為：林冠覆蓋情況變化、森林面積的變化和森林類型的變化。森林資源的變化監(jiān)測遙感技術(shù)通過對不同時期的遙感影像進(jìn)行分析，可以獲得森林資源的變化情況。對森林資源的變化監(jiān)測主要有三個目標(biāo)：1）通過兩時相或多時相的影像數(shù)據(jù)對比，從而確定森林資源出現(xiàn)變化的位置；2）確定森林資源變化類型；3）監(jiān)測出森林資源變化的數(shù)量與規(guī)模。

遙感技術(shù)在我國森林資源監(jiān)測中起到了很大作用，如：三北防護(hù)林、天然林保護(hù)工程和退耕還林工程等的工程進(jìn)展監(jiān)測和成果監(jiān)測。

2 對森林資源變化的采用的遙感監(jiān)測方法

在資源監(jiān)測過程中，根據(jù)對圖像進(jìn)行分類的先后順序，可以將變化監(jiān)測的方法分成：圖像直接比較法和分類后的比較法。根據(jù)監(jiān)測目標(biāo)量化與否，分為定性處理和定量處理兩類。還可以采用數(shù)學(xué)方法將森林資源的變化監(jiān)測技術(shù)分為：1）代數(shù)運(yùn)算法；2）變化方法；3）分類方法；4）高級模型方法；5）GIS方法；6）可視化分析方法；7）其他方法。

2.1 代數(shù)運(yùn)算法

代數(shù)運(yùn)算法包括：圖像差值法、圖像比值法、植被指數(shù)差值法、圖像的回歸法、變化矢量分析法和背景相減法。這類方法的原理是：假設(shè)地物變化會在不同時相的圖像上引起相灰度值的變化，這時采用逐像元對應(yīng)的分析方法來確定圖像的變化區(qū)域。植被指數(shù)差值法用于監(jiān)測植被覆蓋的變化，通常選用紅光波段和近紅光波段相組合作為植被指數(shù)，因?yàn)橹脖辉谶@個波段范圍內(nèi)響應(yīng)具有差別。它的變化隨著樹冠結(jié)構(gòu)和植被的覆蓋而改變。

這種方法，圖像差值法最簡單、最直觀，結(jié)果也容易解釋，缺點(diǎn)是不能提供變化的類型信息。圖像比值法的優(yōu)點(diǎn)是可以消除一些由于太陽高度角、陰影和地形引起的成性誤差，缺點(diǎn)是生產(chǎn)的結(jié)果不服從正態(tài)分布，造成分析困難。圖像回歸法由于建立線性回歸關(guān)系考慮了不同時相圖像中因?yàn)榇髿鈼l件、季節(jié)、太陽角度等引起的灰度差異，因此可以消除這些因素對變化監(jiān)測的影響，但是高精度的回歸關(guān)系，往往比較困難而且計算量大。植被指數(shù)差值法的應(yīng)用植被的指數(shù)由于監(jiān)測特征針對性很強(qiáng)，排出了非植被信息的干擾，抑制了傳感器、大氣、地形和光照的干擾。變化矢量分析法是圖像差值法的擴(kuò)展，可以提供多光譜的數(shù)據(jù)，而且是變化類型的信息。背景相減法的簡單易行，但是沒有全面考慮干擾因素的影響，所以監(jiān)測的精度不高。

2.2 變換方法

變化方法包括：主成分分析、纓帽轉(zhuǎn)換、哥瑞姆-斯密特變換等。這些方法優(yōu)點(diǎn)是可以減少數(shù)據(jù)的冗長信息，并且變化的信息在變換后的新圖像上得到增強(qiáng)，方便在變化區(qū)域進(jìn)行提取和再處理。

主成分分析法應(yīng)用于森林的植被的變化、森林死亡率和落葉的變化監(jiān)測中得到了應(yīng)用。

這類方法中，PCA變換和KT變換是用于監(jiān)測變化或非變化信息的方法。KT變換在森林變化監(jiān)測中作用大一些，它可以把多波段的數(shù)據(jù)變換為亮度、綠度、濕度三個成分。亮度代表反射率的差異，綠度代表影像中綠色植物的數(shù)量，濕度與土壤濕度有關(guān)。KT實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化顯示，同時實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)壓縮，因此在實(shí)際應(yīng)用作用很大。

2.3 分類方法

分類方法包括分類后進(jìn)行比較法、光譜時空綜合分析法、最大期望值算法、非監(jiān)督變化監(jiān)測法、混合變化監(jiān)測法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。這些方法的特點(diǎn)是減少大氣、傳感器差異對變化監(jiān)測的影響，提供變化類型的信息。

這類方法要運(yùn)用大量的訓(xùn)練樣本進(jìn)行監(jiān)督分類或者非監(jiān)督的分類，在實(shí)際的工作中要采用圖像變換、植被指數(shù)、高級分類方法或者模型等來提高分類的精度。分類后，進(jìn)行比較是實(shí)際中常用的變化監(jiān)測方法，但是對歷史數(shù)據(jù)的分類比較很困難?；旌蠙z測方法結(jié)合了代數(shù)運(yùn)算法和分類法的優(yōu)點(diǎn)。由于實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性，光譜時空綜合分析和非監(jiān)督變化監(jiān)測在實(shí)際應(yīng)用中很少用到。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法被經(jīng)常用到森林死亡率和森林的變化監(jiān)測中。

2.4 高級模型法

高級模型法包括反射模型、光譜混合分析模型和生物物理參數(shù)估計的模型方法。這類方法中，經(jīng)常利用影像的反射值通過線性或非線性的模型轉(zhuǎn)換為地物的反射率信息。與光譜的特征相比，地物的反射率可以更好解譯和提取植被的信息。方法的缺點(diǎn)是：處理耗時，并且難以形成合適的模型。

線性光譜混合分析是經(jīng)常使用的方法，它在土地覆蓋變化、植被變化、森林落葉、火災(zāi)、環(huán)境變化方面應(yīng)用廣泛。

2.5 GIS方法

GIS的變化監(jiān)測方法包括GIS方法、遙感圖像與GIS集成分析法。它的優(yōu)勢是可以結(jié)合不同的數(shù)據(jù)源，提高變化監(jiān)測的精度。但是當(dāng)數(shù)據(jù)源有不同精度和格式的時候，監(jiān)測結(jié)果也會不同。

遙感圖像與GIS進(jìn)行集成的分析方法是把不同時相的圖像變化監(jiān)測的結(jié)果在GIS系統(tǒng)上進(jìn)行分析，從而確定變化的地物和類型。這種方法的特點(diǎn)是充分利用GIS數(shù)據(jù)庫中的經(jīng)驗(yàn)知識，集成不同類型的數(shù)據(jù)來進(jìn)行分析，而且適用更廣，檢測結(jié)果可靠、精確。這種方法是森林資源變化在遙感監(jiān)測技術(shù)發(fā)展的方向之一。

2.6 可視化分析方法

可視化分析分為兩步：多時相影像的目視解譯和在變化區(qū)域的屏幕數(shù)字化。這是一種人機(jī)交互的監(jiān)測變化方法，分析人員要利用專家的經(jīng)驗(yàn)和知識。利用圖像上的紋理、形狀、大小和模式的特征確定地物的變化，分析人員可以利用這些要素確定變化的區(qū)域和類型。它的缺點(diǎn)是不能處理大面積的區(qū)域。目視解譯的方法在森林資源調(diào)查中應(yīng)用很廣。

2.7 面向?qū)ο蟮姆椒?/p>

面向?qū)ο蟮姆椒ú皇轻槍蝹€像素進(jìn)行分類，而是對同質(zhì)的像素組進(jìn)行分類。面向?qū)ο蟮姆椒?，綜合考慮了性狀、紋理以及對象之間的相互關(guān)系等信息。對象變化監(jiān)測應(yīng)用范圍隨著高空間分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)的應(yīng)用，應(yīng)用監(jiān)測范圍在不斷擴(kuò)大。

2.8 其他方法

除了以上方法，還有一些方法不好歸類以及應(yīng)用范圍不廣泛如空間相關(guān)分析方法、基于知識的計算機(jī)視覺方法、變化曲線方法、廣義線性模型法、鄰近相關(guān)圖像分析方法。這些方法在應(yīng)用中的使用較少。

3 監(jiān)測結(jié)果的影響因素

森林資源變化監(jiān)測的結(jié)果精度會受許多因素影響：1）多時相影響間的幾何配準(zhǔn)精度差別；2）多時相影像的歸一化；3）提供可靠、高質(zhì)量的地面調(diào)查數(shù)據(jù)；4）研究區(qū)域景觀環(huán)境的復(fù)雜性；5）變化監(jiān)測方法或算法；6）分類和變化的監(jiān)測方案；7）分析人員的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)等。

4 結(jié)束語

在進(jìn)行森林資源變化的遙感監(jiān)測技術(shù)運(yùn)用中，要充分利用不同的傳感器數(shù)據(jù)，對不同的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行融合；利用多源數(shù)據(jù)進(jìn)行變化監(jiān)測，通過GIS系統(tǒng)進(jìn)行比較分析；監(jiān)測過程中采用不同的方法，達(dá)到最佳的監(jiān)測效果；快速的實(shí)現(xiàn)遙感數(shù)據(jù)的預(yù)處理，實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)獲取信息和分析過程的自動化，是遙感技術(shù)的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

[1]鄧書斌，武紅敢，江濤.GIS輔助下的基于數(shù)據(jù)挖掘的林型遙感分類方法研究[J].測繪科學(xué)，2008，03.

篇3

論文摘要： 受信息技術(shù)的影響，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)、優(yōu)化與決策的模式轉(zhuǎn)變，形成了無紙化辦公、林業(yè)經(jīng)營精準(zhǔn)化、森林資源管理規(guī)劃化的格局，但在資源的使用、精準(zhǔn)計測、監(jiān)測和人才需求上還是存在一定的問題，有待進(jìn)一步探討和解決。

林業(yè)是生態(tài)建設(shè)的主體，是經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的重點(diǎn)所在。進(jìn)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(jì)和社會信息進(jìn)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(jī)網(wǎng)絡(luò)、遙感系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)和遠(yuǎn)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(kuò)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(jī)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(jī)和現(xiàn)代通信為主要手段實(shí)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(kuò)展人獲取信息的感覺器官功能。進(jìn)行信息識別、信息提取、信息檢測，它幾乎可以擴(kuò)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(jìn)一步的加強(qiáng)。

1.1.2通信技術(shù)——信息的傳遞技術(shù)。通信技術(shù)可實(shí)現(xiàn)信息快速、可靠、安全的轉(zhuǎn)移。可以看成是從“現(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(jī)技術(shù)——信息的處理和存儲技術(shù)。計算機(jī)信息處理技術(shù)主要實(shí)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(shí)現(xiàn)計算機(jī)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)。控制技術(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(shí)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(jìn)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(jī)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(jī)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(jìn)制電路組成，非常便于綜合，要達(dá)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(dá)國家60 年代初提出了信息化的概念， 信息化開始進(jìn)入各個領(lǐng)域， 并逐步實(shí)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(jìn)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(kuò)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(jìn)行生產(chǎn)管理， 采用的是局部( 部門) 引進(jìn)， 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(diǎn)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(jì)樹種在線查詢系統(tǒng)等。進(jìn)入21 世紀(jì)，“數(shù)字林業(yè)”建設(shè)進(jìn)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(hù)、退耕還林、防沙治沙等林業(yè)重點(diǎn)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(jìn)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(dá)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(shí)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(jìn)、運(yùn)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(shí)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(jī)、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(jìn)行數(shù)據(jù)的精確獲取，通過GIS進(jìn)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(shí)現(xiàn)火點(diǎn)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(jìn)行疊加作為立地分析的復(fù)合因子圖，進(jìn)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(dá)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(shí)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(jìn)行預(yù)測和模擬，實(shí)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(fèi)

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(fèi)[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(jī)進(jìn)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(jìn)行空間數(shù)據(jù)分析和從這些數(shù)據(jù)中進(jìn)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(jìn)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(shí)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(jī)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(hù)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(shí)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(jìn)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(jī)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(xiàn)

[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.

[2] 閆利穎?，F(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展和趨勢[EB].

篇4

所謂林業(yè)科學(xué)研究方法，就是指運(yùn)用現(xiàn)代化的信息技術(shù)和現(xiàn)代化設(shè)備，通過一定的流程和方法，以正確、科學(xué)的思想為指導(dǎo)，以林業(yè)為研究對象，最終得出一定結(jié)論和成果，并以此來指導(dǎo)林業(yè)今后的科學(xué)建設(shè)和發(fā)展的過程?，F(xiàn)在，研究方法對科學(xué)的、正確的管理和發(fā)展林業(yè)具有重要作用，因此，了解我國林業(yè)科學(xué)研究方法的現(xiàn)狀和當(dāng)前主要的林業(yè)科學(xué)研究方法對我國來說是一種必須的要求。

1林業(yè)科學(xué)研究現(xiàn)狀

目前，無論是在形態(tài)結(jié)構(gòu)方面，還是在思想觀念和行為方式方面，我國都正處于社會變更時期，林業(yè)科學(xué)研究也正處于發(fā)展和創(chuàng)新的新階段。3S技術(shù)、回歸模式、GIS建模技術(shù)等技術(shù)和模式在林業(yè)科學(xué)研究中都已被廣泛運(yùn)用，不僅大大提高了林業(yè)科學(xué)研究的效率和準(zhǔn)確性，而且提高了林業(yè)科學(xué)研究的管理和運(yùn)作水平。盡管如此，與國外相比，我國林業(yè)科學(xué)研究仍存在諸多不足，這應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視，也是我國需要改進(jìn)的地方。就研究規(guī)范性而言，目前對林業(yè)的基本概念和研究范疇在國際上和國內(nèi)還不是很一致，但是有一點(diǎn)是共同的：林業(yè)是一個綜合性概念，下設(shè)很多分支，目標(biāo)是我國領(lǐng)土范圍內(nèi)的林木業(yè)；就研究系統(tǒng)性而言，無論在研究內(nèi)容方面，還是在研究手段與方法方面，林業(yè)科學(xué)研究的系統(tǒng)性不強(qiáng)，一些研究只是為了功利性目的，并非為了研究而研究；就研究方法和手段而言，林業(yè)科學(xué)研究受到很多限制，仍然較多的采用傳統(tǒng)的隨機(jī)布點(diǎn)、野外觀測等來觀測數(shù)據(jù)，然后再做進(jìn)一步研究，3S技術(shù)、GIS建模技術(shù)等現(xiàn)代新技術(shù)已有所應(yīng)用，但是規(guī)模并不大；就研究內(nèi)容而言，除了以往的研究內(nèi)容外，林業(yè)科學(xué)研究的內(nèi)容還應(yīng)包括林業(yè)法規(guī)與政策、林業(yè)管理與經(jīng)營等，但我國在這方面還不健全。

2幾種主要的林業(yè)科學(xué)研究方法

方法對林業(yè)科學(xué)研究來說至關(guān)重要，而現(xiàn)代新技術(shù)在林業(yè)科學(xué)研究方法中的應(yīng)用大大提高了研究的可靠性和準(zhǔn)確性，對林業(yè)科學(xué)研究體系的建設(shè)具有重要作用。因此，本文主要介紹了以下幾種林業(yè)科學(xué)研究方法：

2.13S技術(shù)在林業(yè)研究中的應(yīng)用技術(shù)

當(dāng)前，3S技術(shù)在林業(yè)科學(xué)研究中應(yīng)用的越來越廣，它具有明顯的優(yōu)勢：加快了林業(yè)信息化和現(xiàn)代化的發(fā)展，提高了林業(yè)管理、科研、預(yù)測及評估水平；改變了傳統(tǒng)的林業(yè)調(diào)查作業(yè)方式，將研究過程轉(zhuǎn)向自動化；大大提高了對森林病蟲害、火災(zāi)、自然災(zāi)害等的監(jiān)測能力；能適時信息，進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測。研究方法主要包括兩方面的內(nèi)容：一是基礎(chǔ)資源的獲取方法，有紙質(zhì)地圖、小班圖和調(diào)查數(shù)據(jù)的數(shù)字化與GIS獲取的應(yīng)用技術(shù)，遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行多尺度、多時空的數(shù)字化數(shù)據(jù)采集和GIS集成技術(shù)等；二是基礎(chǔ)平臺的建設(shè)方法，例如，重慶市于2004年制定的第十四批科技攻關(guān)項(xiàng)目的GIS基礎(chǔ)平臺就是建立在中國科學(xué)院地理科學(xué)和資源研究所超圖公司研發(fā)的SuperMapObjects全組件式GIS開發(fā)平臺上的。應(yīng)用技術(shù)研究的內(nèi)容包括GIS空間數(shù)據(jù)庫的建立和林業(yè)信息管理平臺體系的建設(shè)。此外，還要掌握3S技術(shù)的關(guān)鍵，例如，在重慶市的應(yīng)用項(xiàng)目中就有兩個關(guān)鍵技術(shù)，一是GIS基礎(chǔ)平臺開發(fā)技術(shù)，包括高性能WebGIS技術(shù)、集中化數(shù)據(jù)服務(wù)技術(shù)等；二是數(shù)據(jù)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，包括矢量數(shù)據(jù)處理技術(shù)、地圖快速可視化處理技術(shù)等。

2.2林業(yè)科學(xué)異構(gòu)數(shù)據(jù)訪問技術(shù)

所謂林業(yè)科學(xué)數(shù)據(jù)的異構(gòu)性，就是指林業(yè)科學(xué)數(shù)據(jù)所在的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫及所用的開發(fā)平臺與數(shù)據(jù)語義的差異性。這些差異性嚴(yán)重影響了不同層面之間的數(shù)據(jù)整合與共享。因?yàn)閿?shù)據(jù)整合與共享是林業(yè)科學(xué)數(shù)據(jù)共享的核心目標(biāo)，因此，消除在操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)語義層存在的異構(gòu)性是實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)的關(guān)鍵所在。在操作系統(tǒng)層面，通過WebServices技術(shù)的采用，提出了基于服務(wù)的林業(yè)科學(xué)數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，從而解決了不同操作系統(tǒng)和應(yīng)用平臺層之間存在差異的問題，也實(shí)現(xiàn)了它們之間的分布式數(shù)據(jù)訪問；在數(shù)據(jù)存儲層面，基于設(shè)計模式的多源數(shù)據(jù)訪問組件，面向接口編程，從而實(shí)現(xiàn)了不同數(shù)據(jù)庫和多種數(shù)據(jù)文件數(shù)據(jù)的統(tǒng)一訪問；通過公共數(shù)據(jù)元目錄的引入，消解了數(shù)據(jù)在語義層的異構(gòu)性，從而實(shí)現(xiàn)了異構(gòu)數(shù)據(jù)流在林業(yè)科學(xué)數(shù)據(jù)平臺中的自動交換。

2.3基于GIS建模技術(shù)的縣級林業(yè)區(qū)劃方法

作為林業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營的基礎(chǔ)，林業(yè)區(qū)劃在現(xiàn)代化林業(yè)體系的建立和發(fā)展中具有重要作用。近年來，地理信息系統(tǒng)技術(shù)在林業(yè)區(qū)劃中的應(yīng)用越來越廣泛，而且它在輔助指導(dǎo)林業(yè)生產(chǎn)方面已經(jīng)取得了良好的效果?；贕IS的空間分析方法克服了傳統(tǒng)縣級林業(yè)區(qū)劃方法的種種弊端，既可以在圖上直接、快速地進(jìn)行縣級林業(yè)區(qū)劃工作，也可以根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況快速調(diào)整分區(qū)個數(shù)與分區(qū)界線，為林業(yè)管理、規(guī)劃和決策提供科學(xué)依據(jù)。基于GIS建模技術(shù)的縣級林業(yè)區(qū)劃方法的基本思路是：借助數(shù)理統(tǒng)計分析中主成分分析的方法，把以往的多個指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個互相獨(dú)立的綜合指標(biāo)，并建立綜合模型；對綜合值Y按照一維分布劃分n個區(qū)間，然后對各分區(qū)結(jié)果進(jìn)行判別與分析，以得到各分區(qū)修正后的預(yù)測分區(qū)結(jié)果，從而確定合理的分區(qū)的數(shù)量；按照綜合值Y對各分區(qū)進(jìn)行融合，得出初步結(jié)果，并在此基礎(chǔ)上將細(xì)小的多邊形清除掉，最終得到縣級林業(yè)區(qū)劃圖及區(qū)劃結(jié)果。例如，以福建省永安市對象的縣級林業(yè)區(qū)劃，是以村為區(qū)劃基本單元，按照這一基本思路展開的。但由于本身具有復(fù)雜性，所以，縣級林業(yè)區(qū)劃還沒形成比較科學(xué)的區(qū)劃因素體系。

篇5

近5年學(xué)校獲得8項(xiàng)國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎、國家技術(shù)發(fā)明獎

2010年國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎獲獎項(xiàng)目

特大異型工程精密測量與重構(gòu)技術(shù)研究及應(yīng)用

該項(xiàng)目在國家“十五”科技攻關(guān)項(xiàng)目、北京市自然科學(xué)基金、奧運(yùn)工程、故宮古建筑大修等項(xiàng)目的支持下，率先開展了特大異型工程精密測量與重構(gòu)技術(shù)研究；提出了快速精密“按需建網(wǎng)”的控制測量理論與技術(shù)，研制了基于經(jīng)緯儀、全站儀以及數(shù)碼相機(jī)為傳感器的高精度三維坐標(biāo)測量系統(tǒng)，基于地面激光雷達(dá)的精密三維重構(gòu)技術(shù)，發(fā)明了專用測量裝置，制定了相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，整體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。本項(xiàng)目相關(guān)成果獲省部級科學(xué)技術(shù)金獎1項(xiàng)、一等獎3項(xiàng)、二等獎3項(xiàng)；已申請國家發(fā)明專利10項(xiàng)，其中授權(quán)7項(xiàng)，獲軟件著作權(quán)2項(xiàng)，68篇（其中EI 9篇），出版專著3部，制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)。

本項(xiàng)目已在國家大劇院、“鳥巢”、水立方、國家體育館、首都機(jī)場新航站樓、CCTV新址、探月工程50米天線、北京國貿(mào)大廈、武廣客運(yùn)專線、故宮古建筑大修、全國地鐵建設(shè)等大中型工程中得到應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到7億多元，為北京奧運(yùn)會、探月工程等國家重大工程項(xiàng)目作出了突出貢獻(xiàn)。

2011年國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎獲獎項(xiàng)目

固體廢棄物循環(huán)利用新技術(shù)及其在公路工程中的應(yīng)用

該項(xiàng)目屬交通運(yùn)輸工程領(lǐng)域，針對國家節(jié)能減排的重大需求，解決了道路建設(shè)中廢舊瀝青混合料、廢舊橡膠輪胎、鋼渣、建筑垃圾等代表性固體廢棄物在公路中高摻配率循環(huán)利用的關(guān)鍵技術(shù)難題，形成了生產(chǎn)線與試驗(yàn)示范基地，實(shí)現(xiàn)了固體廢棄物的高效循環(huán)利用。本項(xiàng)目已獲得授權(quán)發(fā)明專利4項(xiàng)、實(shí)用新型專利6項(xiàng)、受理發(fā)明專利申請7項(xiàng)，編制國標(biāo)4部、行業(yè)規(guī)范4部，相關(guān)技術(shù)已在全國18個省市的32個國家和省級重點(diǎn)工程中成功應(yīng)用。近3年來，本項(xiàng)目取得直接經(jīng)濟(jì)效益21億元，累計經(jīng)濟(jì)效益33億元，引領(lǐng)了交通運(yùn)輸、建筑、鋼鐵等行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。

2012年國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎獲獎項(xiàng)目

地下工程開挖誘發(fā)災(zāi)害防控關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用

近年來，我國地下空間開發(fā)迅速發(fā)展，僅城市軌道交通行業(yè)每年新增里程就達(dá)150公里以上，市政基礎(chǔ)設(shè)施等大型穿越工程顯著增加。確保開挖、運(yùn)營以及相鄰構(gòu)筑物的安全是地下工程建設(shè)的技術(shù)核心，本項(xiàng)目針對大型地下工程開挖領(lǐng)域的超近結(jié)構(gòu)物隔離保護(hù)、風(fēng)險辨識與控制、災(zāi)后結(jié)構(gòu)恢復(fù)等重大技術(shù)難題，展開了長達(dá)15年的科技攻關(guān)。

在國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目等支持下，本項(xiàng)目通過關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，取得了階段性成果19項(xiàng)，授權(quán)專利8項(xiàng)（其中發(fā)明專利6項(xiàng)），軟件著作權(quán)7項(xiàng)，發(fā)表相關(guān)學(xué)術(shù)論文116篇，形成地方標(biāo)準(zhǔn)2部，所取得的技術(shù)成果已經(jīng)在“首都機(jī)場滑行道穿越工程”等國家重點(diǎn)工程中得到廣泛應(yīng)用。

代表性建筑與古建筑數(shù)據(jù)庫教育部工程中心

代表性建筑與古建筑數(shù)據(jù)庫教育部工程中心依托北京建筑大學(xué)測繪工程、地圖制圖與地理信息工程等學(xué)科，于2009年12月經(jīng)教育部批準(zhǔn)建設(shè)。

工程中心圍繞我國代表性建筑和古建筑遺產(chǎn)保護(hù)與利用的迫切需求，發(fā)揮與國內(nèi)古建筑數(shù)據(jù)庫生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)合的產(chǎn)學(xué)研優(yōu)勢，通過研究開發(fā)與工程化的環(huán)境建設(shè)，構(gòu)筑起代表性建筑與古建筑數(shù)據(jù)庫技術(shù)的工程能力平臺；建立并完善工程化產(chǎn)業(yè)化的體制及運(yùn)行機(jī)制；建設(shè)國內(nèi)領(lǐng)先具有國際競爭力的代表性建筑與古建筑數(shù)據(jù)庫技術(shù)研發(fā)與工程化產(chǎn)業(yè)基地。

工程中心的主要研究方向和內(nèi)容：

建筑三維空間數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)與技術(shù)：研制擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的三維激光掃描儀，研制以數(shù)字近景攝影測量與掃描系統(tǒng)為代表的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，形成一個能夠以多種手段獲取代表性建筑與古建筑的各種空間幾何、影像紋理、點(diǎn)云等多源數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。

面向古建筑等大型復(fù)雜對象的逆向三維建模軟件與技術(shù)：對采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行逆向，包括數(shù)據(jù)處理構(gòu)建點(diǎn)云模型、根據(jù)點(diǎn)云模型提取構(gòu)成建筑構(gòu)件的結(jié)構(gòu)實(shí)體幾何（Constructive Solid Geometry— CSG）模型、基于點(diǎn)云模型構(gòu)建建筑表面的三維不規(guī)則三角網(wǎng)（3D-TIN）模型、在CSG模型或者3D-TIN模型上加載影像紋理構(gòu)成建筑的仿真模型4個步驟。

代表性建筑與古建筑數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)與技術(shù)：數(shù)據(jù)庫中要包含空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)，還有文學(xué)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)等。要設(shè)計一種能夠管理、查詢、顯示和利用這些數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模型和結(jié)構(gòu)，構(gòu)成代表性建筑與古建筑的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

代表性建筑與古建筑數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用技術(shù)：將數(shù)據(jù)庫應(yīng)用于建筑遺產(chǎn)生命過程分析、建筑遺產(chǎn)備災(zāi)數(shù)據(jù)庫、數(shù)字化建筑遺產(chǎn)復(fù)原研究、推動建筑學(xué)的實(shí)境化教學(xué)、國際化的建筑數(shù)據(jù)交換平臺等5個方面。

基于文獻(xiàn)的歷史建筑復(fù)原研究數(shù)據(jù)庫：將中國歷史不同時期建筑的資料與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)重建為歷史建筑的代用數(shù)據(jù)，并使用現(xiàn)代信息獲取、存儲與可視化技術(shù)，提取各個朝代特色建筑的豐富資料成為數(shù)字化信息，進(jìn)而建立一個較完善的、可共享的歷史建筑檔案數(shù)據(jù)庫。

建筑信息存儲與交換數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：建立富有建筑行業(yè)特色的歷史建筑和特色建筑數(shù)據(jù)庫，以及國內(nèi)首個歷史建筑和特色建筑數(shù)字檔案信息交換及應(yīng)用平臺。

近幾年，該中心獲得國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎1項(xiàng)，省部級獎勵8項(xiàng)。

城市雨水系統(tǒng)與水環(huán)境省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

城市雨水系統(tǒng)與水環(huán)境省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室依托北京建筑大學(xué)環(huán)境工程和市政工程、環(huán)境科學(xué)等學(xué)科建設(shè)，于2009年12月經(jīng)教育部批準(zhǔn)成立。實(shí)驗(yàn)室立足北京，面向全國，緊緊圍繞我國城市化快速發(fā)展進(jìn)程中水環(huán)境污染控制和綜合治理中的突出共性問題，以城市雨水系統(tǒng)為切入點(diǎn)，以可持續(xù)水循環(huán)為引領(lǐng)，以建立健康的城市水環(huán)境為目標(biāo)，以揭示城市水環(huán)境水量水質(zhì)保障各環(huán)節(jié)的科學(xué)機(jī)理為支撐，在城市雨洪控制與利用、水質(zhì)凈化與環(huán)境風(fēng)險評價、水資源再生利用與節(jié)水、水資源優(yōu)化配置與管理領(lǐng)域，通過環(huán)境工程和市政工程、環(huán)境科學(xué)等學(xué)科之間的相互交叉和滲透，重點(diǎn)開展跨學(xué)科創(chuàng)新性應(yīng)用基礎(chǔ)研究。

重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主要研究方向及研究內(nèi)容：

城市雨洪控制利用與水環(huán)境生態(tài)修復(fù)：城市雨水系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃設(shè)計評估模型工具研發(fā)；城市雨水產(chǎn)匯流特征及其對水環(huán)境響應(yīng)機(jī)理研究；城市雨水資源化利用理論與技術(shù)；城市雨水徑流污染控制理論與生態(tài)處置技術(shù)研究；城市雨水管理政策與制度設(shè)計研究；城市雨水系統(tǒng)的信息化管理 。

污水處理及其資源化：污水處理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模擬優(yōu)化與數(shù)字化智能決策控制系統(tǒng) ；可持續(xù)污水生物營養(yǎng)物去除回收反應(yīng)過程和機(jī)理；高效低耗的污水再生處理新工藝；污水生物處理系統(tǒng)中的內(nèi)源過程機(jī)理研究；污水資源化回用的環(huán)境與健康風(fēng)險評價原理與方法研究。

城市節(jié)水與水系統(tǒng)優(yōu)化管理：城市生活公共建筑節(jié)水技術(shù)研究；城市工業(yè)再生水利用技術(shù)研究；城市規(guī)劃對城市節(jié)水影響機(jī)理研究；城市工業(yè)節(jié)水潛力分析和技術(shù)集成；城市工業(yè)和公共建筑節(jié)水相關(guān)定額研究。

目前，實(shí)驗(yàn)室共承擔(dān)科研項(xiàng)目200余項(xiàng)。其中，國家自然科學(xué)基金10項(xiàng)，國家重大科技專項(xiàng)課題/子課題6項(xiàng)，國家“863計劃”課題1項(xiàng)，省部級項(xiàng)目30余項(xiàng)。近年來，實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)各類企業(yè)合作與社會服務(wù)項(xiàng)目200余項(xiàng)。包括：北京市東方太陽城水環(huán)境系統(tǒng)與雨水利用工程、數(shù)字化污水處理廠的建設(shè)研究方案、龍?zhí)逗?jié)水和再生水利用的研究與示范等。

現(xiàn)代城市測繪國家測繪地理信息局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

該實(shí)驗(yàn)室依托北京建筑大學(xué)與建設(shè)綜合勘察研究設(shè)計院有限公司，于2011年9月被國家測繪地理信息局批準(zhǔn)建設(shè)。實(shí)驗(yàn)室憑借學(xué)校測繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)科優(yōu)勢、人才培養(yǎng)優(yōu)勢和建設(shè)綜合勘察研究設(shè)計院有限公司的建設(shè)行業(yè)優(yōu)勢，面向城市規(guī)劃、建設(shè)、管理和文化遺產(chǎn)保護(hù)需求，通過產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，研究構(gòu)建現(xiàn)代城市測繪地理信息理論方法和技術(shù)體系，為城市運(yùn)行管理和文化遺產(chǎn)保護(hù)提供特色服務(wù)，為政府提供決策支持，為公眾提供信息服務(wù)，為企業(yè)運(yùn)營提供技術(shù)服務(wù)。實(shí)驗(yàn)室將逐步建設(shè)成為現(xiàn)代城市測繪地理信息領(lǐng)域的高水平研究平臺。通過營造一個創(chuàng)新、開放、和諧的實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)環(huán)境，培養(yǎng)在主要研究方向上具有國際、國內(nèi)先進(jìn)水平的中青年優(yōu)秀科學(xué)家、學(xué)術(shù)帶頭人和優(yōu)秀創(chuàng)新團(tuán)隊，形成高層次學(xué)術(shù)交流、成果培育轉(zhuǎn)化和人才培養(yǎng)基地。

重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主要研究內(nèi)容：

現(xiàn)代城市測繪技術(shù)體系與標(biāo)準(zhǔn)化：基礎(chǔ)測繪方面：研究大地基準(zhǔn)現(xiàn)代化、城市三維測量與建模的理論與方法；在攝影測量與遙感方面，主要研究多源對地觀測數(shù)據(jù)高可靠高精度處理、高效能網(wǎng)絡(luò)分布式光學(xué)遙感數(shù)據(jù)一體化處理、傾斜攝影與面陣攝影測量技術(shù)、多模式合成孔徑雷達(dá)攝影測量、激光雷達(dá)數(shù)據(jù)處理及其與攝影測量數(shù)據(jù)融合、遙感數(shù)據(jù)智能解譯等；在地理信息系統(tǒng)方面：主要研究地圖智能綜合與質(zhì)量控制、地理信息自動化數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)、時空數(shù)據(jù)通用模型與一體化管理、地圖數(shù)據(jù)級聯(lián)更新、地理信息智能服務(wù)等。要大力推進(jìn)地理信息數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，加強(qiáng)測繪生產(chǎn)技術(shù)裝備建設(shè)，建設(shè)地理信息服務(wù)體系，研究制定測繪基準(zhǔn)框架，通用和專用標(biāo)準(zhǔn)。

城市地理信息理論、方法及應(yīng)用：重點(diǎn)研究網(wǎng)格化城市管理的理論、方法和技術(shù)體系；研究城市突發(fā)事件應(yīng)急指揮和城市運(yùn)行保障的策略、模型、方法和技術(shù)；研究構(gòu)建城市歷史多源空間信息共享與服務(wù)系統(tǒng)平臺的相關(guān)理論和技術(shù)方法；研究城市空間信息應(yīng)用與共享服務(wù)模式，發(fā)展面向網(wǎng)格化、精細(xì)化城市運(yùn)行管理服務(wù)的空間信息支撐技術(shù)，探索基于空間信息的城市建筑生命周期管理新方法。

建筑精細(xì)測量與重構(gòu)重點(diǎn)研究城市建（構(gòu)）筑物精細(xì)測量技術(shù)：為建筑施工進(jìn)行精密放樣、建筑運(yùn)營進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控和安全監(jiān)測服務(wù)；文化遺產(chǎn)精細(xì)三維重構(gòu)技術(shù)，為文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護(hù)和利用服務(wù)。

近年來，學(xué)校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室獲得多項(xiàng)省部級以上科技獎勵?！疤卮螽愋凸こ叹軠y量與重構(gòu)技術(shù)”獲得2010年國家科技進(jìn)步二等獎；“三維激光掃描測量建模技術(shù)研究及在故宮古建筑測繪中的應(yīng)用”獲得2009年測繪科技進(jìn)步獎一等獎；“國家體育場精密施工測量技術(shù)研究與實(shí)踐”獲得2008年測繪科技進(jìn)步獎一等獎，同時榮獲2008年度“全國優(yōu)秀工程勘察設(shè)計金獎”。

供熱、供燃?xì)?、通風(fēng)及空調(diào)工程北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

供熱、供燃?xì)狻⑼L(fēng)及空調(diào)工程北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室依托北京建筑大學(xué)環(huán)境與能源工程學(xué)院供熱、供燃?xì)?、通風(fēng)及空調(diào)工程學(xué)科，是經(jīng)北京市教育委員會、北京市科學(xué)技術(shù)委員會評審和認(rèn)定的首批北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，于2001年6月成立，2009年12月通過第二期建設(shè)項(xiàng)目驗(yàn)收，2010年9月進(jìn)入第三期建設(shè)。

重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主要研究方向：

燃?xì)饩C合高效利用技術(shù)：包括研究燃?xì)饩C合高效利用技術(shù)、天然氣梯級高效利用技術(shù)、集中供熱和區(qū)域供冷技術(shù)、城鎮(zhèn)建設(shè)和新農(nóng)村建設(shè)所應(yīng)用的新能源和可再生能源應(yīng)用等相關(guān)技術(shù)。

供熱空調(diào)制冷系統(tǒng)與設(shè)備節(jié)能技術(shù)：包括研究供熱系統(tǒng)量化管理節(jié)能技術(shù)、空調(diào)用冰蓄冷技術(shù)、大型公共建筑用能系統(tǒng)監(jiān)測和優(yōu)化技術(shù)、淺層地?zé)岷退礋岜眉夹g(shù)等。

室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量檢測與控制技術(shù)：包括研究室內(nèi)空氣品質(zhì)的檢測方法、室內(nèi)空氣品質(zhì)控制手段相關(guān)技術(shù)、室內(nèi)空氣品質(zhì)改善技術(shù)。

建筑節(jié)能綜合應(yīng)用技術(shù)研究：包括研究降低建筑用能系統(tǒng)、能源輸配系統(tǒng)能耗并提高能效技術(shù)、監(jiān)測和優(yōu)化管理建筑用能技術(shù)、改善建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)或建筑構(gòu)件熱工性能技術(shù)、實(shí)現(xiàn)可再生能源在建筑中的規(guī)?；瘧?yīng)用技術(shù)、發(fā)展綠色建筑和實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能減排相關(guān)技術(shù)。

近5年來，承擔(dān)科研項(xiàng)目125項(xiàng)，科研經(jīng)費(fèi)2，228萬元。其中，國家自然科學(xué)基金4項(xiàng)，“863計劃”子課題1項(xiàng)，“十一五”子課題7項(xiàng)，國際合作項(xiàng)目5項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)室已完成的研究成果中，許多已直接應(yīng)用于北京市場，內(nèi)容涉及旋流式煙氣除塵器、低污染催化燃燒爐、煙氣熱能回收器、低溫空氣源熱泵系統(tǒng)、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量檢測等，同時申請多項(xiàng)發(fā)明專利及實(shí)用新型專利。

綠色建筑與節(jié)能技術(shù)北京重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

綠色建筑與節(jié)能技術(shù)實(shí)驗(yàn)室是2010年由北京市教育委員會、北京市科學(xué)技術(shù)委員會批準(zhǔn)建設(shè)的北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室的建立主要為北京市城市建設(shè)發(fā)展中所遇到的環(huán)境和資源方面的問題、可持續(xù)發(fā)展方面的問題提供科技支持。實(shí)驗(yàn)室以“人文北京、科技北京、綠色北京”為服務(wù)方向，將建筑學(xué)、土木工程、材料科學(xué)與工程、環(huán)境工程等多學(xué)科進(jìn)行交叉與融合，結(jié)合北京的城鄉(xiāng)建設(shè)需求，致力于基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，促進(jìn)當(dāng)前與未來城鄉(xiāng)建設(shè)中以可持續(xù)發(fā)展為模式的建筑事業(yè)發(fā)展。

重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主要研究方向和課題：

綠色建筑設(shè)計與施工關(guān)鍵技術(shù)研究：綠色建筑規(guī)劃評估理論與應(yīng)用；既有建筑更新改造的理論、方法與模式；新型圍護(hù)結(jié)構(gòu)研究；建筑風(fēng)環(huán)境、光環(huán)境、水環(huán)境研究；可再生能源建筑一體化技術(shù)研究。

節(jié)能墻體關(guān)鍵技術(shù)研究：研究節(jié)能混凝土、砌體外墻和玻璃幕墻的設(shè)計、生產(chǎn)和施工的系統(tǒng)理論；研究混凝土、砌體外墻及玻璃幕墻節(jié)能性能的關(guān)鍵技術(shù)；研究節(jié)能混凝土、砌體外墻及節(jié)能玻璃幕墻的系統(tǒng)設(shè)計理論。

可持續(xù)性建筑材料研究：研究建筑垃圾資源化關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用研究；研究再生結(jié)構(gòu)材料與再生功能材料的形成機(jī)理；研究節(jié)能環(huán)保材料設(shè)計與機(jī)理研究；研究工業(yè)廢棄物在可持續(xù)性結(jié)構(gòu)材料中的性能機(jī)理及應(yīng)用技術(shù)。

綠色建筑能源系統(tǒng)研究：供熱空調(diào)制冷系統(tǒng)與設(shè)備節(jié)能技術(shù)研究；新型高效制冷、熱泵機(jī)組及系統(tǒng)研究；建筑能耗及環(huán)境控制系統(tǒng)特性評價指標(biāo)研究；建筑用能管理自動控制系統(tǒng)研究；可再生能源開發(fā)與利用理論及技術(shù)研究；蓄能機(jī)理及建筑應(yīng)用研究；太陽能、淺層地?zé)崮荛_發(fā)與利用關(guān)鍵技術(shù)及理論研究；混合能源系統(tǒng)的運(yùn)行控制研究。

綠色建筑水循環(huán)系統(tǒng)：雨水收集利用關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備成套化研究；非傳統(tǒng)水源循環(huán)途徑與水資源優(yōu)化配置技術(shù)研究；建筑節(jié)水與場地水資源循環(huán)利用技術(shù)；低影響開發(fā)與綠色建筑關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用研究；綠色建筑水環(huán)境生態(tài)調(diào)蓄凈化技術(shù)與集成技術(shù)。

該實(shí)驗(yàn)室近年來獲得國家科技進(jìn)步獎二等獎1項(xiàng)，省部級科技進(jìn)步獎15項(xiàng)，國家優(yōu)質(zhì)工程設(shè)計銀獎1項(xiàng)，省部級優(yōu)秀設(shè)計獎1項(xiàng)；編制國家、地方、行業(yè)各類技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)4項(xiàng)；專利及知識產(chǎn)權(quán)數(shù)十項(xiàng)。

實(shí)驗(yàn)室自組建以來，在綠色醫(yī)院設(shè)計研究、采光遮陽一體化建筑構(gòu)件研究、高層建筑風(fēng)噪機(jī)理及對策研究、節(jié)能材料制造研究等多個方向，開展了系統(tǒng)的研究工作，取得了一定的階段性成果并進(jìn)行了示范項(xiàng)目的成果轉(zhuǎn)化實(shí)踐。同時，實(shí)驗(yàn)室針對綠色建筑重點(diǎn)方向，面向北京及全國進(jìn)行開放性課題資助。典型的研究課題及成果有：中國駐厄立特里亞使館經(jīng)商參處綠色建筑設(shè)計、北京騰達(dá)大廈綠色建筑優(yōu)化對策研究、北京宣武醫(yī)院綠色醫(yī)院評價及設(shè)計研究、佛山東平新城項(xiàng)目綠色建筑星級認(rèn)定技術(shù)咨詢等。

工程結(jié)構(gòu)與新材料北京市高等學(xué)校工程研究中心

工程結(jié)構(gòu)與新材料北京高等學(xué)校工程研究中心經(jīng)北京市教育委員會批準(zhǔn)于2010年1月成立。該中心具有北京市高校唯一的“工程結(jié)構(gòu)與建筑材料”工程檢測資質(zhì)，擁有國家設(shè)計甲級資質(zhì)的北京建工建筑設(shè)計研究院和全國行業(yè)領(lǐng)先的北京建工京精大房工程建設(shè)監(jiān)理公司。工程研究中心依托北京市建設(shè)領(lǐng)域龍頭企業(yè)北京建工集團(tuán)、北京市建筑設(shè)計研究院、北京市市政工程設(shè)計研究總院、北京市政路橋控股有限公司等4家企業(yè)，為北京的城市建設(shè)提供必要的技術(shù)支撐，旨在提升北京在工程結(jié)構(gòu)節(jié)能、抗震、耐久性、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展結(jié)構(gòu)工程材料應(yīng)用方面的整體水平。

工程研究中心主要研究方向：

工程結(jié)構(gòu)節(jié)能抗震新技術(shù)研究和應(yīng)用：開展工程結(jié)構(gòu)相關(guān)的抗震新技術(shù)和國外先進(jìn)抗震技術(shù)的國產(chǎn)化研究，節(jié)能新型墻體的研發(fā)和應(yīng)用研究。

現(xiàn)代大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)施工監(jiān)控技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化施工技術(shù)：開展大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的施工關(guān)鍵技術(shù)和施工監(jiān)控技術(shù)研究，高效預(yù)應(yīng)力成套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化施工研究。

既有工程結(jié)構(gòu)的檢測、鑒定與維修加固：開展工程結(jié)構(gòu)的材料檢測、結(jié)構(gòu)檢測、檢測鑒定和加固新技術(shù)的研究。

建筑垃圾資源化、再生環(huán)保節(jié)能和可持續(xù)性結(jié)構(gòu)材料的研究和應(yīng)用：開展建筑垃圾資源化、再生結(jié)構(gòu)材料關(guān)鍵技術(shù)和規(guī)?；a(chǎn)技術(shù)研究。

環(huán)保型可持續(xù)發(fā)展城市道路工程材料：開展環(huán)保型城市道路材料的關(guān)鍵技術(shù)研究，積極開展熱再生技術(shù)、溫拌瀝青混合料技術(shù)的成果轉(zhuǎn)化。

工程研究中心目前承擔(dān)“973計劃”“863計劃”、國家科技支撐計劃、國家自然科學(xué)基金、北京市自然科學(xué)基金等研究項(xiàng)目共計80余項(xiàng)，研究經(jīng)費(fèi)達(dá)1，000余萬元。獲得國家和省部級獎勵11項(xiàng)；申請專利10余項(xiàng)，獲批6項(xiàng)，其中發(fā)明專利2項(xiàng)。

北京市建筑安全監(jiān)測工程技術(shù)研究中心

北京市建筑安全監(jiān)測工程技術(shù)研究中心于2011年4月經(jīng)北京市科學(xué)技術(shù)委員會正式批準(zhǔn)設(shè)立。中心結(jié)合學(xué)校機(jī)械工程、土木工程和電氣工程等學(xué)科優(yōu)勢，致力于該領(lǐng)域重大關(guān)鍵性、基礎(chǔ)性和共享性技術(shù)的研究，以及相關(guān)科研成果的系統(tǒng)化、配套化和工程化開發(fā)，為北京乃至全國建筑安全監(jiān)測提供所需高新技術(shù)和裝備。

中心主要研究方向：

基于聲學(xué)技術(shù)的建筑安全監(jiān)測。

大型建筑運(yùn)行環(huán)境狀態(tài)監(jiān)測。

建筑安全物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)工程。

特種機(jī)器人的研究在建筑安全監(jiān)測中的應(yīng)用。

建筑鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)安全評估及可靠性技術(shù)。

建筑裝備安全監(jiān)測規(guī)范與服務(wù)。

目前，中心在研國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目1項(xiàng)，北京市自然科學(xué)基金項(xiàng)目2項(xiàng)，其他省部級以上科研項(xiàng)目10余項(xiàng)。獲北京市科學(xué)技術(shù)獎一、二等獎各1項(xiàng)，其他省部級科技獎2項(xiàng)。

北京市城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程技術(shù)研究中心

北京市城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程技術(shù)研究中心于2012年經(jīng)北京市科學(xué)技術(shù)委員會批準(zhǔn)成立。該中心以北京建筑大學(xué)為依托，并聯(lián)合北京市政工程設(shè)計研究總院和北京市政路橋建設(shè)控股（集團(tuán)）有限公司，形成了集交通基礎(chǔ)設(shè)施綜合防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃、大型交通樞紐設(shè)計、交通基礎(chǔ)設(shè)施新材料與新技術(shù)研發(fā)等于一體的省部級科研及成果轉(zhuǎn)化平臺。中心整合了北京交通基礎(chǔ)設(shè)施研究領(lǐng)域的優(yōu)勢資源，協(xié)同開展科技創(chuàng)新，通過產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，促進(jìn)成果轉(zhuǎn)化，為北京建立高效、安全、環(huán)保的世界城市交通運(yùn)輸體系提供技術(shù)支持，并培養(yǎng)一批高層次人才，以滿足北京交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需求。

中心技術(shù)研究開發(fā)主要方向：

交通樞紐規(guī)劃設(shè)計：研究綜合交通樞紐規(guī)劃布局理論、功能設(shè)計方法及行人交通特征，解決高效交通換乘、優(yōu)化樞紐內(nèi)部流線等交通運(yùn)行效率及緊急情況下行人疏散等安全問題。

交通基礎(chǔ)設(shè)施綜合防災(zāi)減災(zāi)：研究交通基礎(chǔ)設(shè)施的綜合防災(zāi)減災(zāi)，解決地下道路及空間火災(zāi)煙氣控制、內(nèi)澇防治、安全疏散、結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計及安全評價問題。

交通基礎(chǔ)設(shè)施全壽命設(shè)計：解決交通基礎(chǔ)設(shè)施全壽命設(shè)計相關(guān)技術(shù)難題，著重開展混凝土耐久性及工程應(yīng)用技術(shù)、交通基礎(chǔ)設(shè)施使用性能預(yù)測、評價技術(shù)與應(yīng)用和交通基礎(chǔ)設(shè)施抗震設(shè)計新技術(shù)等相關(guān)內(nèi)容的研究。

交通基礎(chǔ)設(shè)施施工新技術(shù)：研究交通基礎(chǔ)設(shè)施施工新技術(shù)，解決施工的空間制約、資源制約、無障礙施工等問題。

該中心近3年來獲得國家科技進(jìn)步獎一等獎1項(xiàng)、二等獎5項(xiàng)，省部級科技進(jìn)步獎22項(xiàng)，國家優(yōu)質(zhì)工程設(shè)計銀獎4項(xiàng)，省部級優(yōu)秀設(shè)計獎16項(xiàng)；國家、地方、行業(yè)各類技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)54項(xiàng)；專利及知識產(chǎn)權(quán)75項(xiàng)；國家級工法5項(xiàng)，省部級工法10項(xiàng)?？蒲谐晒褢?yīng)用于工程約60余項(xiàng)，其中包括：奧林匹克公園綜合交通規(guī)劃、北京地鐵4號線的防災(zāi)減災(zāi)設(shè)計、長安街大修改造的全壽命設(shè)計、北京市四元橋立交工程的施工新技術(shù)等。

北京建筑文化研究基地

北京建筑文化研究基地于2010年被北京市哲學(xué)社會科學(xué)規(guī)劃辦公室、北京市教育委員會批準(zhǔn)建立。

基地自成立以來，緊緊圍繞“三個北京”和中國特色世界城市建設(shè)，開展北京城市文化特色研究、空間哲學(xué)研究、建筑倫理研究和建筑文化遺產(chǎn)保護(hù)研究，共承擔(dān)各級各類課題40余項(xiàng)。其中，國家社科基金項(xiàng)目2項(xiàng)，省部級哲學(xué)社會科學(xué)課題15項(xiàng)，北京市自然科學(xué)基金2項(xiàng)。舉辦國際、國內(nèi)學(xué)術(shù)研討會5次，出席國內(nèi)外學(xué)術(shù)會議40余人次。出版著作20余部，150余篇。有20多篇論文被《人大復(fù)印報刊資料》全文轉(zhuǎn)載，有100余篇論文被CSSCI收錄?；刂匾暼瞬排囵B(yǎng)和建筑文化科普工作，2012年開始招收“設(shè)計倫理學(xué)與美學(xué)方向”碩士研究生，建設(shè)了建筑物文化特色資源庫，取得了豐碩的科研成果和良好的社會效益。

基地主要研究領(lǐng)域：

北京城市建筑文化特色與功能研究：北京傳統(tǒng)建筑文化的意義及功能；北京城市主要功能區(qū)的建筑文化特色；北京城市公共建筑物和公共空間的文化內(nèi)涵；北京城市建筑形態(tài)的文化功能等。

建筑倫理研究：建筑、規(guī)劃、工程活動的價值取向；建筑、規(guī)劃、工程活動的公共參與；西方建筑思潮的倫理分析。

北京建筑文化遺產(chǎn)保護(hù)研究：北京城市建筑遺產(chǎn)的類型與特征；北京城市建筑遺產(chǎn)的文化功能評價；北京城市建筑文化遺產(chǎn)的再利用。

北京應(yīng)對氣候變化研究和人才培養(yǎng)基地

北京應(yīng)對氣候變化研究和人才培養(yǎng)基地成立于2012年3月，由北京市發(fā)展和改革委員會、北京市教育委員會聯(lián)合共建。

基地的基本定位：

北京市應(yīng)對氣候變化智庫；北京市應(yīng)對氣候變化信息服務(wù)中心；北京市應(yīng)對氣候變化戰(zhàn)略措施研究和技術(shù)交流平臺；應(yīng)對氣候變化專業(yè)人才培養(yǎng)與人力資源儲備中心。

基地建設(shè)將立足北京、面向全國、放眼世界，跟蹤氣候變化問題的國際、國內(nèi)形勢及動態(tài)，匯聚國內(nèi)外應(yīng)對氣候變化領(lǐng)域的精英人才和技術(shù)，集成利用北京市在相關(guān)研究領(lǐng)域的各類資源，開展氣候變化對本市經(jīng)濟(jì)社會的影響及應(yīng)對措施等方面研究，培養(yǎng)儲備本市應(yīng)對氣候變化專業(yè)人才，努力將該基地建設(shè)成為與國際接軌、國內(nèi)一流的集應(yīng)對氣候變化相關(guān)教學(xué)、研究與技術(shù)開發(fā)于一體的產(chǎn)學(xué)研綜合性基地。

基地將組建與氣候變化緊密相關(guān)的能源、交通、建筑、環(huán)境、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)與金融、規(guī)劃與管理等跨學(xué)科研究力量，緊密跟蹤氣候變化問題的國際國內(nèi)形勢及動態(tài)，系統(tǒng)全面地分析氣候變化對北京市經(jīng)濟(jì)社會和環(huán)境的影響，研究本市應(yīng)對氣候變化的總體戰(zhàn)略、應(yīng)對機(jī)制與技術(shù)、應(yīng)對計劃與方案。

基地主要研究方向與內(nèi)容：

開展相關(guān)發(fā)展戰(zhàn)略和政策標(biāo)準(zhǔn)的研究；搭建北京市應(yīng)對氣候變化信息交流和研發(fā)網(wǎng)絡(luò)；開展應(yīng)對氣候變化技術(shù)研究，包括基礎(chǔ)研究、適應(yīng)氣候變化能力的研究、提升溫室氣體減排水平的研究、溫室氣體減排及相關(guān)低碳政策在短期內(nèi)的經(jīng)濟(jì)社會影響研究等。

北京建筑大學(xué)——浙江勤業(yè)建工集團(tuán)有限公司技術(shù)研發(fā)中心

為充分發(fā)揮高?？蒲腥瞬艃?yōu)勢和建筑施工企業(yè)的生產(chǎn)要素資源，促進(jìn)工程建設(shè)領(lǐng)域的科技進(jìn)步和科技成果的孵化與轉(zhuǎn)化，建筑工程浙江省工程技術(shù)研究中心（企業(yè)技術(shù)中心）由北京建筑大學(xué)和浙江勤業(yè)建工集團(tuán)有限公司（以下簡稱“浙江勤業(yè)集團(tuán)”）共同組成并申報建設(shè)。中心于2009年獲得浙江省批復(fù)（浙經(jīng)信技術(shù)[2009]311號）。

研究中心的建立是本著優(yōu)勢互補(bǔ)、互惠互利、共同發(fā)展的原則，以切實(shí)發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合作用為目標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)提高企業(yè)科技創(chuàng)新、促進(jìn)高?？萍汲晒D(zhuǎn)化為主要任務(wù)。

中心自建立以來圍繞工程實(shí)際中遇到的技術(shù)難題，企業(yè)與高校聯(lián)合開展了多項(xiàng)科研項(xiàng)目合作和技術(shù)攻關(guān)，主要包括：圍繞土木工程施工領(lǐng)域的共性技術(shù)與關(guān)鍵技術(shù)，重點(diǎn)在施工新技術(shù)、新材料、新設(shè)備、新工藝等“建筑四新技術(shù)”方面開展創(chuàng)新研究與開發(fā)，以形成一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的一系列技術(shù)成果，并大力做好應(yīng)用與推廣工作。

中心的科研項(xiàng)目選題主要來源于三個途徑：一是浙江勤業(yè)集團(tuán)設(shè)立或擬定的項(xiàng)目，包括工程建設(shè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、發(fā)明專利、國家級工法等；二是學(xué)校根據(jù)具體土木工程熱點(diǎn)、難點(diǎn)技術(shù)而設(shè)立或擬定的項(xiàng)目；三是國家及地區(qū)科研主管部門的相關(guān)科研課題。浙江勤業(yè)集團(tuán)與學(xué)校擬定的項(xiàng)目由各單位分別提交到研發(fā)中心，并由專家委員會評審?fù)ㄟ^后，方可列為正式選題并由中心負(fù)責(zé)編制項(xiàng)目申報指南。

北京建筑大學(xué)建筑科技大學(xué)科技園

北京建筑大學(xué)建筑科技大學(xué)科技園是依托北京建筑大學(xué)的優(yōu)勢學(xué)科及科技創(chuàng)新資源，面向首都城鄉(xiāng)建設(shè)，集聚創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才，擴(kuò)散高新技術(shù)，建設(shè)知識創(chuàng)新和科研成果轉(zhuǎn)化及產(chǎn)業(yè)化的中心；是為首都城市規(guī)劃、建設(shè)與管理提供科技支撐和智力支撐的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地；是產(chǎn)學(xué)研合作引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級的高新技術(shù)企業(yè)集聚區(qū)；是首都城鄉(xiāng)建設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)的高地。

科技園以建筑科技為主導(dǎo)，圍繞城鄉(xiāng)規(guī)劃、建設(shè)與管理，是重點(diǎn)開展建筑結(jié)構(gòu)、建筑施工、建筑材料、建筑節(jié)能、建筑監(jiān)理、智能建筑以及城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的研究、設(shè)計、實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用、信息等產(chǎn)業(yè)化基地。

篇6

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策。

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

以海洋流體動力對各類污染物遷移、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)動及演變規(guī)律,并建立海洋水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型。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)測和預(yù)報外,也應(yīng)加強(qiáng)在建立赤潮生長機(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)場觀測、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)場觀測工作耗資巨大,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某一水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型進(jìn)行檢驗(yàn)其可行性和精度的一個實(shí)例。

用數(shù)學(xué)模擬方法來建立海洋水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型是一個較為有效的方法。目前,在這方面國內(nèi)外已有不少水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型,這些水質(zhì)預(yù)測預(yù)報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,對于較大范圍的海域,通常可采用深度平均的潮流教學(xué)模型,對于紊動影響不顯著的海域,可不考慮湍流影響,而對于湍流效應(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),針對水溫和鹽度分層流的流動特性,考慮浮力對紊動的影響,建立用于模擬同時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,可以更精確的計算較深水域波浪的非線性特征。

針對帶自由表面的波浪場問題,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)出一個能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程,用這個方程可模擬規(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)力計算的新方法,用該方法可對較大區(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)全場模型,可對非對稱潮流作用下的側(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,針對近海海域水污染的特點(diǎn),從三維湍流模型出發(fā),在動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)報模型,它可為環(huán)境評價、水質(zhì)規(guī)劃、污染控制以及水域排污工程設(shè)計等提供重要的科學(xué)依據(jù);同時對確定水域環(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值和應(yīng)用前景。

應(yīng)該指出,在海洋水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型研究方面,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)場觀測來得到,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)研究將是一個有效的手段。

能模擬海洋動力因素的先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,現(xiàn)代化的量測儀器和測試系統(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、速度場同步測量系統(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),獲得流場中水質(zhì)點(diǎn)速度的空間分布和時間過程;并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場的空間及時間變化過程,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,將會造成重大的人員傷亡和巨額財產(chǎn)損失(如1969年渤海冰推倒“海二井”平臺,1989年風(fēng)暴潮損失超6億元,1991年DB29銷管船在南海通臺風(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)的臺風(fēng)數(shù)目占全球的38%,其中對我國可能造成災(zāi)害的臺風(fēng)每年有7—8個。每當(dāng)臺風(fēng)在我國登陸或接近我國沿海通過時,都會在沿岸局部地區(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。若對這些海洋災(zāi)害估計不足將會帶來巨大的損失。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作用,也會給海洋平臺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。對近岸大面積冰排和海上浮冰,在波浪、潮汐作用下都會引起海冰的斷裂,斷裂后冰塊的尺度直接影響其對結(jié)構(gòu)物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺,為了抵抗冰害,往往建成正、倒錐體的結(jié)構(gòu)型式,冰排對錐體結(jié)構(gòu)的冰荷載及與其的動力相互作用,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)研究中的一個課題。

我國是一個多地震的國家,海域中時有地震發(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、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)外對此都很少研究,且由于試驗(yàn)條件的限制,國內(nèi)外對此方面的試驗(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新領(lǐng)域。

以下的一些研究內(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)境地震危險性分析,設(shè)計地震動參數(shù)和頻譜特性,強(qiáng)震海底多維地震動及其空間分布規(guī)律,地震波傳播特性及地震動輸入機(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)振動破壞機(jī)理、振動控制、地震動時頗聯(lián)合分析模型和輸入機(jī)制、非線性動力分析和動力破壞試驗(yàn);核電站海域工程建筑物抗地震性能,海洋采油平臺及地下輸油管線與地基土動力相互作用,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)計和地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)等。

海上水工建筑物在長期運(yùn)行過程中健康狀況逐漸惡化,其損傷主要來自兩個方面: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)計不周或設(shè)計標(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,對現(xiàn)役海洋工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行健康診斷和評估剩余可靠度的理論;結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)及損傷檢測的新技術(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)計與建造新型抗災(zāi)工程結(jié)構(gòu);研究和設(shè)計使海洋工程結(jié)構(gòu)物在設(shè)計使用期限內(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)害觀測網(wǎng)絡(luò)、預(yù)報與預(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、海底隧道和海底倉儲的方向發(fā)展。人們現(xiàn)已在建造或設(shè)計海上生產(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。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,60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機(jī)場。

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力因素最復(fù)雜的地區(qū),但同時又是經(jīng)濟(jì)活動最為發(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態(tài)平衡,影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會改變海岸的形態(tài),破壞某些海洋生物賴以生存的棲息地,若對含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當(dāng)則會造成二次污染。海上石油生產(chǎn)中的溢油事故將對海洋環(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)施如果不及時處理也將會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力學(xué)、生態(tài)學(xué)、社會經(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,灘涂圍墾對水域環(huán)境的影響等,都將是需要認(rèn)真解決的 問題。