基于ArcGIS的大地電導率電子地圖的研制
1 緒論
1.1 課題研究的背景和意義
大地電導率與地理高程、地質(zhì)地形一樣,是表示地球物理特性的重要參量,直接反映大地的導電性情況。地球表面的大地電導率分布對于國家資源探測、無線電導航、通信技術(shù)等都很重要。地面的無線電波發(fā)射、接收天線性能、沿地球表層傳播的地波信號特征等,都受地球表層的大地電導率影響。國家的3262工程、長河二號導航系統(tǒng)、潛艇通信等,也與大地電導率的分布有關(guān)。信息科學與地表大地電導率的關(guān)系就更為密切。國家的軍用技術(shù)標準“長波地波傳輸信道計算方法”中指出,地表的等效電導率地理分布圖是該計算方法的技術(shù)基礎(chǔ)【1】。2001年10月第七屆全國電波傳播學術(shù)年會主席報告,提出開展我國全頻段大地電導率信息的測量和建庫工作【2】。大地電導率也是影響長波地波導航、授時精度的重要因素,所以獲取精確的、數(shù)字化的大地電導率分布電子地圖和數(shù)據(jù)庫對提高導航授時精度有極其重要的意義【3】。
空間磁暴與地表大地電導率進行耦合會產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而導致破壞輸氣、輸電、輸油、地下供水管的自然災(zāi)害。同時電力輸電線附近的場強預測、雷電電磁場的計算、強磁暴地球感應(yīng)電流的預測等都依據(jù)傳輸線和網(wǎng)管區(qū)域的大地電導率信息。在國外,美國的海洋大氣署空間環(huán)境中心、電力研究所及芬蘭、日本、加拿大等已將大地電導率分布數(shù)據(jù)應(yīng)用于空間災(zāi)害性研究、預報和防災(zāi)服務(wù)中【4】。在國內(nèi),大中型城市地下公共設(shè)施的規(guī)劃建設(shè)和、國家“西氣、西電、西油東送”大型地下網(wǎng)管工程等都依據(jù)我國地表的大地電導率信息。
除此之外,戰(zhàn)略武器制導、數(shù)字通信發(fā)射系統(tǒng)、對潛無線電導航、廣播、交通等領(lǐng)域,都需要地球表層的大地電導率數(shù)據(jù)【5】。
大地電導率層呈區(qū)域分布,每個封閉的區(qū)域都對應(yīng)某一個電導率值【6】。紙質(zhì)電導率地圖的區(qū)域分界線較為模糊,分界線周圍的大地電導率值很難與地理坐標一一對應(yīng);作為地理數(shù)據(jù)信息的載體,進行縮放、傳遞信息均不方便,特別是涉及數(shù)據(jù)量較大的計算時不便于調(diào)用;大地電導率又與地理位置、地上建筑、天氣、地形高程等因素相關(guān),紙質(zhì)大地電導率地圖難以直觀的體現(xiàn)這些聯(lián)系。
同時,地波傳播時延的預測、無線電導航等計算需要地形高程信息,且通過地波傳播實驗,結(jié)合傳播路徑上的高程數(shù)據(jù)可以反演和擬合出更精確的大地電導率值。因此有必要研制包含我國國土范圍內(nèi)的地形高程信息的大地電導率電系地圖系統(tǒng),便于大地電導率數(shù)據(jù)庫的管理,并方便有關(guān)領(lǐng)域的計算應(yīng)用。
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