利用卫星遥感数据制作地形图

2014年第13期科技创新科技创新与应用利用卫星遥感数据制作地形图阳响平（中矿资源勘探股份有限公司，北京100089）目前，很多国外项目（特别是不发达国家）收集不到相关的地形图，无法对工作区地形地貌作整体评价及认识，为前期踏勘及设计工作带来了极大不便，针对这一问题，我们可以利用一种新方法来解决，即：利用卫星遥感数据来制作工作区地形图。制作1:50000以下的小比例尺地形图，甚至不需要额外的成本，完全可以利用当前已经公开的免费数据来制作。为了使大家有一个更清晰的概念，在这里我们把需要用到的卫星遥感数据看作两部份（实际上这两部份都是从卫星影像数据衍生出来的）：平面影像数据和高程数据，平面影像数据就是一般看到的平面卫片（如GoogleEarth下载的图片），主要作用是描绘出图面上的地物。高程数据我们可以利用免费的DEM数据，DEM是DigitalElevationModel的缩写，是一定范围内规则格网点的平面坐标（X，Y）及其高程（Z）的数据集（如30m、90m分辨率的数据集），在文章的主要作用是确定点位高程。现在我们从两方面对这一技术进行阐述：（1）成图的基本步骤，（2）怎样提高成图精度。这一技术的应用，我们需要准备以下软件：（以免费卫星图片和DEM数据为例）（1）GlobalMapper（数据处理及成图软件，也具有坐标转换功能）；（2）CoordMG（坐标转换软件）；（3）Cass、CAD成图软件；（4）谷歌地图下载软件（卫星图片下载，保证下载的卫片四个角有经纬度坐标）；（5）各分辨率DEM数据（目前有全球90m分辨率DEM免费数据，亦可下载全球30m分辨率DEM免费数据，下载网站“国际科学数据服务平台”。1成图的基本步骤我们以90m分辨率DEM数据为例进行阐述：（假设已下载了90m分辨率DEM数据）1.1使用GlobalMapper获得点位高程数据或生成等高线图（1）在90m数据文件夹里找到“世界地形数据分区表.jpg”，并打开。见图1图1（2）根据上图找到工作区大致地理位置对应的下轴和左轴方格数据，并记录。如43_16.（3）运行GlobalMapper,打开43_16.zip文件，同时设置好相应的椭球及投影参数。（4）利用GlobalMapper生成等高线，输出等高线图（DXF格式）。为了更好地对图形进行编辑，一般不直接输出等高线图，而是生成XYZ格式的点位数据，再将这些数据转换成CASS软件所需要的展点格式（可用Excel进行格式转换操作），用CASS软件生成等高线。1.2制作地物图1.2.1用谷歌地图下载软件下载卫星图片。此软件下载后有图片四个角的经纬度坐标，用CoordMG进行坐标转换。操作步骤：运行地图下载软件———地图下载任务———新建任务———输入下载范围———选择下载级别（级别越高越清晰，文件越大，但有些区域无高清图片，一般选18耀20级）———下载。见图圆1.2.2下载完成后，点“导出渣拼接———导出渣拼接图片”，再选中“生成经纬度坐标”。见图猿图31.2.3将图片四个角点的经纬度坐标，通过CoordMG软件转换成与等高线图相对应的平面直角坐标，再根据其平面坐标进行修正，然后对图片中表示的地物进行描绘，可以在CAD或其它软件上进行。以CAD为例，操作如下：（员）运行CAD软件，输入命令“image”，载入卫星图片。（2）通过图片四个角的平面坐标，对卫星图片进行修正，也叫坐标配准（平移，缩放的进程，CASS制图软件有直接修正的功能），用CAD手动进行坐标配准精度不高，建议采用Microstation和Cass。（3）用地物符号进行描绘。（4）描绘完之后将图片删除，保留地物符号。最后在CAD平台上将等高线图和地物图合并到一起，就得到了一幅完整的地形图。2提高成图精度相对于免费数据，90m分辨率数据生成等高线时，因点位间距太大，有可能使地貌发生变形。用30m分辨率数据可以很好地改善这一状况，但30m分辨率数据存在很多伪数据（可能是为了防止作为商业用途），有时不能直接使用。将两种数据结合起来使用，可以有效地提高等高线图的精度，步骤如下：摘要：制作全球任意陆地区域的地形图，成图精度与目标地区的卫片清晰度、DEM分辨率、实地地形地势均有较大的关系，利用30m分辨率数据，成图精度大约能达到1:50000。关健词：卫星遥感数据；地形图；卫星图片；DEM数据图2图419--2014年第13期科技创新科技创新与应用浅析天麻素中间体合成工艺的改进技术曹静（上海现代哈森（商丘）药业有限公司，上海476000）天麻素（gastrodin，Gas）是名贵中药天麻的有效单体成分[1-2]，具有镇痛、镇静、抗惊厥、抗癫痫、保护神经细胞等功能。临床上现已用于治疗神经衰弱、肢体麻木、头痛、眩晕的治疗以及癫痫的辅助治疗，最近还发现天麻素对血管性痴呆有疗效。周俊等[3]曾报道了以无水葡萄糖为原料，经过乙酰化、溴代、缩合、硼氢化钾还原、二次乙酰化、醇解等六步反应制得天麻素，但其收率只有24%（对溴代四乙酰葡萄糖计）。该方法反应步骤比较多，而且收率较低。庞其捷等[4]在上述路线的基础上进行了工艺改进，用雷尼镍氢化还原代替了硼氢化钾还原，简化了工艺，收率提高到了31.8%。但是仍然用到了液溴等毒性非常大的物质，对环境污染非常严重，且收率仍然较低。我们同样以无水葡萄糖为起始原料，制得溴代四乙酰基葡萄糖，但是溴化时溴化试剂由液溴换为了三溴化磷，减轻了对生产工人身心的伤害和对环境的污染破坏。在溴代四乙酰基葡萄糖与对羟基苯甲醛缩合时，溶剂由丙酮换为了三氯甲烷和水，且加入相转移催化剂TBAB，大大缩短了反应时间，并且通过严格控制反应体系的温度、酸碱度提高了反应的收率。1实验步骤1.1四乙酰基葡萄糖的合成于1000mL干净的三口烧瓶中，加入2.0mol的乙酸酐，2mL高氯酸做催化剂，降温至10益以下，分批加入0.4mol的无水葡萄糖，控制最高温度不超过25益，大约40分钟耀60分钟加完，加完后继续搅拌3小时，最高温度不超过25益，反应结束，TLC检测反应终点，乙酰化完成。反应液降低温度到10益以下，搅拌下，向反应瓶中缓慢加入300g纯化水，继续搅拌20分钟后有白色结晶物出现，降低温度至5益耀10益，静置析晶2小时，待结晶物全部析出，过滤分离，50益耀60益下，常压干燥3耀5小时，称重得五乙酰基葡萄糖152g，用于下一步反应，收率98%。1.2溴代乙酰基葡萄糖的合成于1000mL干净的三口烧瓶中，加入0.4mol五乙酰基葡萄糖，400mL三氯甲烷，开启搅拌，降低温度至5益以下，缓慢滴加0.2mol三溴化磷，控制最高温度不高于25益，30分钟耀50分钟滴加完毕，加完后继续缓慢滴加0.6mol的纯化水，最高温度不超过25益，滴加完毕后，室温下，继续反应3小时。TLC检测反应终点，反应结束，先将反应体系降温至10益以下，然后向反应瓶中缓慢加入150mL的纯化水，加完后，室温下继续搅拌30分钟，静置分层，分出三氯甲烷层，水层用50g三氯甲烷萃取一次后弃去，合并三氯甲烷层。三氯甲烷层用饱和的NaCO3溶液洗涤至中性，然后用100g饱和食盐水洗涤一次，然后用100g纯化水洗涤一次，最后加入20g的无水硫酸钠，常温干燥30耀50分钟，抽滤，滤液即为溴代乙酰基葡萄糖的三氯甲烷溶液，检测含量折纯，待下一步反应用。收率为90%（以五乙酰基葡萄糖计）。1.3缩合反应1.3.1对羟基苯甲醛的氢氧化钠溶液的配制于1000ml的烧杯中，先加入225g纯化水，搅拌下，缓慢加入25g氢氧化钠制成10%的氢氧化钠溶液，冷却放凉至室温备用。然后搅拌下分批缓慢加入20g(0.16mol)的对羟基苯甲醛，继续搅拌30分钟后，放冷至室温，待用。1.3.2缩合物的制备于1000mL干净的四口烧瓶中，加入三氯甲烷50mL，纯化水50mL，相转移催化剂TBAB5g，开启搅拌，加热至60益耀65益，同时滴加备用好的溴代乙酰基葡萄糖的三氯甲烷溶液和配制好的对羟基苯甲醛的氢氧化钠溶液，反应体系温度控制在65益左右，PH值控制在6耀7之间。并于3小时耀3.5小时内滴加完毕，滴加完后继续保温反应2小时，TLC检测反应是否完全。反应完全后，反应液冷却至室温，搅拌下加入洗涤用水100mL，继续搅拌20分钟后，静置分层，分出三氯甲烷层，水层用50g三氯甲烷再次萃取，直到萃取的三氯甲烷层中没有生成物为止（薄层点板观察是否有生成物斑点），萃取完全后，合并三氯甲烷层。三氯甲烷层用5%耀8%的NaCO3饱和溶液洗涤至中性，然后用100g饱和食盐水分两次洗涤，最后用100g纯化水洗涤一次。洗涤后的三氯甲烷液再用无水硫酸钠干燥30耀50分钟，干燥后抽滤，滤去无水硫酸钠，三氯甲烷液用真空旋转蒸馏仪在35益耀45益下减压蒸馏，浓缩至干后，加入100mL无水乙醇，静置冷冻析晶5小时。抽滤得4-甲酰苯基四乙酰吡喃葡萄糖甙，烘干得白色结晶物，总收率62%（对葡萄糖计），熔点143耀145益。2结果与讨论天麻素中间体溴代四乙酰基葡萄糖是一种很不稳定的中间体，易溶于水，丙酮和二氯甲烷等溶剂，具有左旋和右旋两种构型，在水中易发生水解，见光易分解，合成时分离困难且容易发粘，分离后需要低温避光保存。在天麻素的实际结晶过程中，易发生骤聚现象，成稠膏状，发粘，无法与溶剂很好的分离。本实验通过改变实验的溴代试剂和后处理方式，解决溴代四乙酰基葡萄糖不易分离发粘等问题。溴代四乙酰基葡萄糖和对羟基苯甲醛的缩合反应收率比较低，且反应时间较长。本实验通过改变反应溶剂、严格控制反应条件以及加入相转移催化剂的方式，大大缩短了反应时间且提高了反应收率。参考文献[1]冯孝章，等.化学学报，37（3）：175耀181，1979.[2]周俊，等.化学学报，37（3）：183耀189，1979.[3]周俊，等.化学学报，38（2）：162耀165，1980.[4]庞其捷，等.医药工业，（3）：3耀4，1984.作者简介：曹静（1981，11-），女，河南省商丘市，现职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：科技创新。摘要：文章探讨了天麻素的合成工艺，并且改进了两步关键的反应：中间体溴代四乙酰基葡萄糖的合成以及溴代四乙酰基葡萄糖和对羟基苯甲醛的缩合反应。通过对天麻素工艺的改进，解决了溴代四乙酰基葡萄糖不易分离、发粘等问题；在缩合反应中，通过严格控制缩合反应的反应条件，同时采用双滴加的方式使反应更加充分，减少了杂质的生产，大大提高了反应的收率。关键词：天麻素；溴代四乙酰基葡萄糖；缩合反应；工艺改进OHOHOHHHOHHOHHHOAc2O/高氯酸OHOAcHBrHOAcHOAcHAcOHOCHOTBABOHOAcHHOAcHOAcHAcOOCHOPBr3（员）用GlobalMapper打开90m分辨率数据文件，再打开30m分辨率坡度数据文件。见图4（2）与上一节相同，设置好坐标系和投影方式。（3）在GlobalMapper软件里：点选“文件-结合地形层”，见图5。这样90m分辨率数据间接地变成了30米分辨率数据，而且不会存在伪数据。（4）其余步骤同上一节。通过上述方法，我们可以制作全球任意陆地区域的地形图，成图精度与目标地区的卫片清晰度、DEM分辨率、实地地形地势均有较大的关系，利用30m分辨率数据，成图精度大约能达到1:50000。但用此方法成图，不需要额外的野外勘测、数据采集等费用，具有很高的经济价值。图520--利用卫星遥感数据制作地形图作者：阳响平作者单位：中矿资源勘探股份有限公司,北京,100089刊名：科技创新与应用英文刊名：TechnologyInnovationa年，卷(期)：2014(13)本文链接：