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航空攝影與遙感技術(shù)的應(yīng)用
航空攝影與遙感技術(shù)的應(yīng)用【1】
摘要:在當(dāng)前這個信息的時代,信息為一種非常重要的資源。
隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的加快,科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,對于地理空間信息的需求也在不斷提高。
航空攝影和遙感技術(shù)作為地物信息觀測、獲取的主要手段,有著舉足輕重的作用。
下面文章就航空攝影與遙感技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究和分析。
關(guān)鍵詞:航空攝影;遙感技術(shù);應(yīng)用;信息;測量
在社會發(fā)展過程中,攝影測量學(xué)作為一門幾何學(xué)科,近年來,隨著信息技術(shù)的進(jìn)步,遙感技術(shù)的不斷發(fā)展,使得該學(xué)科也從以往的幾何學(xué)科發(fā)展成為了信息學(xué)科。
在航空攝影和遙感技術(shù)的應(yīng)用過程中,所用的非接觸傳感器類型均不同,在獲得模擬影像或者數(shù)字影像后,接著再借助于數(shù)字化方式以及解析方式來進(jìn)行所需信息的提取,最后再在所對應(yīng)的空間信息系統(tǒng)中通過數(shù)字的方式來進(jìn)行分析、表達(dá)、存儲以及管理等,并利用符號化技術(shù)以及可視化技術(shù),將其轉(zhuǎn)變成為所需產(chǎn)品。
一、航空攝影的應(yīng)用
(一)航空攝影測量體系結(jié)構(gòu)
基于航空攝影測量的任務(wù)、地理空間的信息流程以及航空攝影測量的能力需求等條件,該體系應(yīng)該由五個功能所構(gòu)成,即衛(wèi)星對地觀測、管理功能、應(yīng)用服務(wù)功能、綜合接收對地所觀測的數(shù)據(jù)以及綜合處理地理空間信息。
第一,衛(wèi)星對地觀測系統(tǒng)。
在該系統(tǒng)中,所用平臺是衛(wèi)星,通過搭載不同測量原理、精度、工作波段的測繪傳感器來構(gòu)建一個多平臺組網(wǎng)、滿足多種地理要素的探測與多比例尺的地形圖測繪要求、多傳感器互補(bǔ)的一種觀測體系。
第二,地理空間信息基礎(chǔ)設(shè)施。
該設(shè)施的基礎(chǔ)是網(wǎng)格,中心為數(shù)據(jù),采取的存儲方式為分布式,其功能是為服務(wù)的對象提供相應(yīng)的地理空間信息服務(wù)。
該設(shè)施主要由質(zhì)量控制、網(wǎng)絡(luò)管理、信息數(shù)據(jù)管理、信息的安全管理、信息的查詢服務(wù)以及專題測繪產(chǎn)品的定制分發(fā)等各功能系統(tǒng)所構(gòu)成。
第三,應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)。
該系統(tǒng)主要是由地理環(huán)境分析和輔助決策、地理空間信息服務(wù)以及地理環(huán)境可視化等系統(tǒng)所構(gòu)成,基于社會發(fā)展、國防建設(shè)以及國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)對于空間信息的要求,對上述這些系統(tǒng)進(jìn)行組合應(yīng)用,并直接為用戶提供功能多樣的服務(wù)。
第四,對地觀測數(shù)據(jù)的綜合接收系統(tǒng)。
通過中心站與若干的分站來構(gòu)成對地所觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行接收的一個綜合站網(wǎng),通過網(wǎng)絡(luò)可使各接收站間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換以及通信,其中每個接收站分別是由傳感器定標(biāo)、業(yè)務(wù)的運(yùn)控管理、影像產(chǎn)品的預(yù)處理以及綜合接收對地觀測數(shù)據(jù)等各種功能系統(tǒng)所構(gòu)成。
第五,綜合處理地理空間信息系統(tǒng)。
該系統(tǒng)是由遙感影像和攝影測量數(shù)據(jù)的處理、數(shù)字制圖和印刷、大地的測量數(shù)據(jù)信息處理等各功能系統(tǒng)所構(gòu)成,該系統(tǒng)的功能多樣,可達(dá)到異構(gòu)并行處理的目的。
(二)測量技術(shù)以及應(yīng)用
在航空攝影測量中,所涉及到的技術(shù)有很多,比如地面數(shù)據(jù)處理、應(yīng)用和管理技術(shù),衛(wèi)星平臺的測控、運(yùn)載以及發(fā)射等技術(shù)。
而在這些技術(shù)中,制約和影響航空攝影測量設(shè)備發(fā)展的技術(shù)主要有以下幾種:地理空間信息的應(yīng)用服務(wù)技術(shù)、衛(wèi)星平臺的整體技術(shù)、綜合處理地理的空間信息技術(shù)、衛(wèi)星的有效荷載技術(shù)以及對地觀測數(shù)據(jù)的地面接收技術(shù)。
航空攝影測量技術(shù)的具體應(yīng)用:第一,對地理環(huán)境進(jìn)行準(zhǔn)確地測繪,其中包括三個測繪,即基礎(chǔ)測繪、精確測繪以及詳細(xì)測繪。
第二,對地理環(huán)境所發(fā)生的變化進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。
第三,為地理空間信息的應(yīng)用提供相應(yīng)的保障,可隨時為不同服務(wù)對象提供各種服務(wù)。
二、遙感技術(shù)的應(yīng)用
(一)遙感設(shè)備體系的結(jié)構(gòu)
該體系主要是由一種記錄航空影像信息的感光膠片、傳感器以及配有傳感器的航空遙感平臺所構(gòu)成。
第一,感光膠片。
在攝影機(jī)中,感官膠片為其探測元件,主要用于對地物反射電磁波的強(qiáng)度以及性質(zhì)進(jìn)行記錄,因感光膠片的類型不同,則其感受能力也會相應(yīng)的有所不同。
一直以來,在航空攝影機(jī)中,其標(biāo)準(zhǔn)膠片為黑白全色片,除了這種膠片以外,近年來還出現(xiàn)了紅外感光膠片與彩色紅外膠片,其中紅外感光膠片是在原有黑白航空相片進(jìn)行加工后所產(chǎn)生的一種膠片,該膠片既可對紅外與可見光進(jìn)行感光,同時又可對反射紅外進(jìn)行感光。
第二,傳感器。
在遙感技術(shù)中,傳感器為一個不可或缺的組成部分,通常是由輸出設(shè)備、收集器、信號處理器以及探測器所構(gòu)成,其借助于目標(biāo)物電磁輻射特點(diǎn)、強(qiáng)度的測量以及記錄,直接地獲取目標(biāo)信息。
在應(yīng)用過程中,若其目的不同,則傳感器的輸出方式、工作方式以及其工作波段也會有所不同。
在這些傳感器,有一種被動式的傳感器,即該傳感器被動地來對目標(biāo)物發(fā)射或者反射的這些電磁波輻射進(jìn)行探測。
而另外一種則為主動式的傳感器,即該傳感器自身可進(jìn)行電磁波的發(fā)射,并進(jìn)行回波的接收。
若按照記錄的方式來進(jìn)行劃分的話,可將傳感器分為兩種,即成像傳感器與非成像傳感器。
第三,航空遙感平臺。
該平臺主要是用于航空傳感器的安放,并遙感探測地物目標(biāo),由于該平臺自身的飛行高度不是很高,因此其地面的分辨率相對比較高,具備易回收資料、機(jī)動靈活以及便于應(yīng)用等特點(diǎn)。
用于航空遙感平臺的氣球一般有三種,即自由氣球、氣球以及系留氣球,其中自由氣球能夠飛升至大約50千米高空,不僅能夠用作傳感器性能的測試,同時還可進(jìn)行地面信息的收集;而氣球通常情況下充以氮?dú)饣蛘邭錃?系留氣球可達(dá)到的最高高度為5千米,通常情況下用在低空或者和地面較近的遙感觀測。
(二)遙感技術(shù)的具體應(yīng)用
遙感技術(shù)通常用于土地的利用、環(huán)境與資源的監(jiān)測中,下面筆者就該技術(shù)在城市環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用進(jìn)行闡述。
第一,城市大氣的遙感。
在應(yīng)用過程中,主要包含兩個方面的內(nèi)容:一為城市大氣污染的監(jiān)測,基于航空遙感所監(jiān)測的信息,來進(jìn)行城市不同大氣污染源分布圖的編制,對于老城區(qū)中人口密集區(qū)域可通過航空多光譜技術(shù)的利用,按照 同一地物不同光譜特點(diǎn),實(shí)施計算機(jī)處理,繼而能夠監(jiān)測到大氣污染的分布區(qū)域、主要污染物以及污染物顆粒大小,基于這些內(nèi)容的了解,可及時對 不同類型大氣污染采取相對應(yīng)的處理方式。
二為研究大氣污染物的擴(kuò)散規(guī)律,通過遙感技術(shù)的應(yīng)用,可及時觀測到在城市大氣中各種氣溶膠的含量以及分布等,通過分析和研究所獲得的熱紅外掃描圖像,就能更加明確城市熱島現(xiàn)象與城市地面輻射地面之間的關(guān)系,繼而進(jìn)一步得知城市熱源范圍以及具體的位移,同時測定與分析熱島地表的溫度分布情況及熱島時空分布狀況。
第二,城市水體的遙感。
該工作是在污染水體光譜效應(yīng)的前提下所實(shí)施的,由于水體中污染物的濃度以及種類的不同,因此使得水體溫度、顏色、透明度以及明度等也會有所差別,繼而使水體在波譜能量的反射上所發(fā)生的變化也會有所不同。
針對這一特點(diǎn),可通過遙感技術(shù)的應(yīng)用,獲得相應(yīng)的影像信息,借助于該信息可有效對污染源、濃度、污染范圍以及面積等進(jìn)行識別。
隨著GPS和RS技術(shù)的發(fā)展,在進(jìn)行監(jiān)測時,可將GIS作為信息平臺,綜合利用GPS、RS以及各種常規(guī)的地觀測數(shù)據(jù)的地面接收技術(shù)監(jiān)測方式,從而對城市水域的分布、泥沙污染、水體沼澤化以及水體富營養(yǎng)化等實(shí)施監(jiān)測。
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航空攝影測量技術(shù)的應(yīng)用【2】
摘 要:如今在航空技術(shù)的不斷發(fā)展中,航空技術(shù)逐漸擴(kuò)寬到更新的領(lǐng)域中。
使空中攝影測量技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用,為地形勘測和礦山工程的發(fā)展做出了突出的貢獻(xiàn),并逐步應(yīng)用到軍事領(lǐng)域中,帶動社會的全面發(fā)展,并為國家的政治、經(jīng)濟(jì)、文化和環(huán)境服務(wù),使國家的航空攝影測量領(lǐng)域取得了更大的進(jìn)步,并得到國內(nèi)外社會的認(rèn)可,并向更高層次擴(kuò)展。
關(guān)鍵詞:航空;技術(shù);攝影;進(jìn)步
在航空攝影測量技術(shù)的應(yīng)用中,如果技術(shù)分類不同,具體的操作就會有所區(qū)別,要根據(jù)不同分類來開展技術(shù)。
在應(yīng)用中要完成地形技術(shù)測量任務(wù)還要完成非地形技術(shù)測量任務(wù),兩種測量方式上的不同,造成測量的價值不同,兩種測量都為各領(lǐng)域的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。
在航空攝影測量中要掌握具體的要點(diǎn),根據(jù)不同的作業(yè)方式來開展技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)。
一、航空攝影測量技術(shù)的分類
(一)按攝影的位置分。
在航空攝影測量技術(shù)的分類中,按攝影位置進(jìn)行分類,包括航天攝影測量技術(shù)、航空攝影測量技術(shù)和地面攝影測量技術(shù)。
其中航空攝影測量技術(shù)通過航天攝影來完成整體測量,要根據(jù)具體的測量對象進(jìn)行不同的研究。
航天測量的測量距離相對更遠(yuǎn),技術(shù)水平也更難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),對攝影及測量人員的要求也更嚴(yán)格,并且環(huán)境造成的干擾對攝影的影響也更大。
工作人員需要更精細(xì)的測量,并對地形進(jìn)行精準(zhǔn)的勘測,來保證攝影測量技術(shù)符合測量和勘測的規(guī)定。
航空攝影測量技術(shù)是指在空中進(jìn)行攝影并根據(jù)比例尺對具體的距離進(jìn)行計算的過程,航空攝影測量一般是在飛機(jī)上。
而地面攝影測量技術(shù)一般需要對攝影進(jìn)行處理,使形狀、大小等綜合數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)期的效果,通過采用地面測攝影測量技術(shù)使很多難以測量、難以勘測、難以計算的地形得到勘測,很多大壩和地形復(fù)雜鐵路的測量就采用地面攝影測量技術(shù),它攻克了地形勘測帶來的危險,為地域勘測服務(wù)。
目前有很多領(lǐng)域把三種技術(shù)結(jié)合在一起,達(dá)到了為攝影測量和勘測服務(wù)的目的。
(二)按研究對象分。
在航空攝影測量技術(shù)的分類中按研究對象可分為地形攝影測量技術(shù)和非地形攝影測量技術(shù)。
地形測量是指對地形圖的測繪過程,通過對地表和地形在水平面的投影中顯現(xiàn)的數(shù)據(jù),把數(shù)據(jù)按比例尺進(jìn)行縮放來實(shí)現(xiàn)攝影和測量的目地。
地形的測量一般采用航空攝影測量技術(shù),在飛機(jī)上就可以拍攝和掌握各種測量數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和圖像的高標(biāo)準(zhǔn)。
非地形測量不以地形測量為目的,而是通過對各種指標(biāo)的精確測量使理論知識更加豐富,它為生物領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域、礦山工程領(lǐng)域、文物領(lǐng)域的發(fā)展提供更多的理論基礎(chǔ),使各領(lǐng)域的技術(shù)得到發(fā)展,并通過攝影和測量使這些領(lǐng)域得到實(shí)際的發(fā)展,使非地形測量應(yīng)用到這些領(lǐng)域中,取得更長遠(yuǎn)和豐富的發(fā)展。
在技術(shù)的開展中要加大對地形測量各指標(biāo)的準(zhǔn)確計算,通過空中作業(yè)促進(jìn)地形的發(fā)展,要加強(qiáng)對理論和技術(shù)的良好學(xué)習(xí)和理解使非地形測量技術(shù)為各領(lǐng)域服務(wù)。
(三)按處理方法分。
在航空攝影測量技術(shù)的分類中按處理方法可分為模擬攝影測量、解析攝影測量、數(shù)字?jǐn)z影測量。
模擬攝影測量通過模擬測量的方式,使測量達(dá)到最真實(shí)的效果,同時減少了使用過程中的出錯率,用模擬的方式實(shí)現(xiàn)了對實(shí)際的掌控能力,使技術(shù)取得最好的實(shí)用效果。
解析攝影測量是指通過對形狀、大小、和數(shù)據(jù)進(jìn)行解析達(dá)到對綜合數(shù)據(jù)的了解,使出現(xiàn)的問題和錯誤得到改善,并增加對具體內(nèi)容的了解,讓數(shù)據(jù)達(dá)到還原效果,增加圖像的準(zhǔn)確率,并通過分析和應(yīng)用提供最真實(shí)的影像和數(shù)據(jù),更好的為地形攝影和非地形攝影的發(fā)展服務(wù)。
數(shù)字?jǐn)z影測量使測量的結(jié)果更接近于對數(shù)字的掌控,通過對數(shù)字?jǐn)z影的掌握加強(qiáng)測量的數(shù)字化能力,通過對數(shù)字及影像的綜合處理達(dá)到理論和實(shí)際的有效結(jié)合,使攝影測量達(dá)到數(shù)字化和科學(xué)化,使數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確,更加接近測量的實(shí)際。
在航空攝影測量技術(shù)的發(fā)展中要把模擬、解析、和數(shù)據(jù)測量技術(shù)更好的結(jié)合在一起,使處理效果更加精準(zhǔn),使攝影和測量更加準(zhǔn)確,帶動整體技術(shù)的發(fā)展。
二、航空攝影測量技術(shù)的任務(wù)
(一)地形測量。
地形測量指加強(qiáng)對地形圖的了解,通過對地表和地形在水平面投影來掌握數(shù)據(jù),按比例尺進(jìn)行準(zhǔn)確的縮放,以此達(dá)到測量的目的。
在測量中第一點(diǎn)要掌握具體的數(shù)據(jù)和具體的圖像,按照比例尺來還原真實(shí)的指標(biāo),要建立專題的圖片,對各種地圖要進(jìn)行了解,掌握各種硬件條件,要了解具體的攝影影像,對各種圖形要分類型掌握。
第二點(diǎn),要建立相關(guān)的數(shù)據(jù)庫,通過對數(shù)據(jù)的掌握,通過對數(shù)據(jù)的分類、篩選和匯總來了解各種數(shù)據(jù)的不同,了解測量的變化,使數(shù)據(jù)可以互相參考、互相借鑒,達(dá)到為測量服務(wù)的效果,達(dá)到測量的數(shù)字化。
數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容要系統(tǒng)化,方便管理人員查閱和掌控。
第三點(diǎn),針對掌握的地理信息數(shù)據(jù)和土地的相關(guān)數(shù)據(jù)要建立測量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),完成對整體數(shù)據(jù)的測量,并把圖像的效果進(jìn)行還原。
在測量中要對數(shù)據(jù)測量工作進(jìn)行合理的分工,工作人員要明確自己的任務(wù),確保數(shù)據(jù)和圖像能夠符合標(biāo)準(zhǔn),并起到輔助測量的作用,做到相互統(tǒng)一,相互統(tǒng)籌發(fā)展。
使地形測量的發(fā)展更具先進(jìn)性和合理性,取得更深層次的進(jìn)步。
(二)非地形測量。
在非地形測量中不以地形測量為目的,而是通過對各種指標(biāo)的測量促使理論知識更加豐富,達(dá)到為各種領(lǐng)域服務(wù)的目的。
非地形測量的發(fā)展促進(jìn)了生物領(lǐng)域的發(fā)展,使生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域可以通過對地形的利用,取得更多的生物醫(yī)學(xué)資源,帶動更長領(lǐng)域發(fā)展。
同時也有利于公安機(jī)關(guān)偵破案件,通過對非地形的勘測,了解罪犯的藏身之處,和犯罪窩藏點(diǎn),使案件得到偵破。
在文物和建筑領(lǐng)域也得到了發(fā)展,很多文物就存放在復(fù)雜的領(lǐng)域內(nèi),通過測量可以找到它們的位置,開墾出更多的古文物。
非地形測量也有利于軍事偵查,通過非地形測量檢查各軍事地點(diǎn),保證軍事地域內(nèi)沒有武器和其它領(lǐng)域的軍事人員,如果發(fā)生戰(zhàn)爭可以防止其它地域的人在我國領(lǐng)域建立防空識別區(qū)或窩藏武器,避免對國家的安全造成不必要威脅。
通過非地形勘測,很多礦物工程也得到發(fā)展,通過對地域合理的開發(fā),實(shí)現(xiàn)各領(lǐng)域的穩(wěn)固發(fā)展,為國家的各項事業(yè)服務(wù)。
三、航空攝影測量的要點(diǎn)和作業(yè)方式應(yīng)用 (一)航攝準(zhǔn)確,航攝設(shè)計合理。
在航空攝影測量中要對航攝進(jìn)行精準(zhǔn)的計算,促使其它指標(biāo)合理發(fā)展,并且要加強(qiáng)對航攝的設(shè)計。
作業(yè)方式要通過找準(zhǔn)目標(biāo)和進(jìn)行合理角度的拍攝實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化計算。
拍攝過程一定要符合實(shí)際,通過合理的比例來還原數(shù)據(jù)和圖像,要加入大比例尺的數(shù)字圖,提高航攝的精度要素,提高航高、比例尺、焦距和影像質(zhì)量,通過上述要素加深設(shè)計的合理性。
還原的方式一定要合理,數(shù)據(jù)和圖像設(shè)計也要有根據(jù),要根據(jù)具體影像來開展數(shù)據(jù)和圖像設(shè)計,測量不要局限在繪畫圖上,需要信息性的影像圖件。
要用科學(xué)的方式和科學(xué)的設(shè)計達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)測量的目的,實(shí)現(xiàn)測量的高標(biāo)準(zhǔn),使作業(yè)方式合理的完成。
(二)空中采集準(zhǔn)確,數(shù)據(jù)處理合理。
在航空攝影測量中要對控制采集的數(shù)據(jù)和圖像進(jìn)行準(zhǔn)確的處理,采集過程要正確,作業(yè)方式要符合標(biāo)準(zhǔn),通過找準(zhǔn)正確的距離和采用正確的拍攝方式,使效果更真實(shí)、更具準(zhǔn)確性。
拍攝人員也要掌握合理的拍攝方法,針對不同的高度,拍攝的方法也要有所不同。
同時對數(shù)據(jù)的處理也要合理,要經(jīng)過科學(xué)的研究和科研人員的重復(fù)計算,實(shí)現(xiàn)對不同數(shù)據(jù)的合理分析和比較,使航空攝影測量任務(wù)完美的完成。
要在飛機(jī)上安裝攝影儀,對地面垂直拍攝,獲取相片或影像,使數(shù)據(jù)采集向自動化和數(shù)字化方向發(fā)展。
數(shù)據(jù)處理過程中用繪制比例尺進(jìn)行空中測量,用模擬法和解析法測繪,使精度和質(zhì)量達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)。
要用正確的采集方式取得最優(yōu)異的內(nèi)容,并通過科學(xué)的數(shù)據(jù)處理,達(dá)到整體測量的準(zhǔn)確性。
(三)質(zhì)量檢查準(zhǔn)確,成果提交合理。
在航攝攝影測量的最后階段要對質(zhì)量進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)的檢查,對整體的過程進(jìn)行準(zhǔn)確核實(shí)和分析,達(dá)到整體質(zhì)量的準(zhǔn)確性,在最后的檢查中一定要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。
針對作業(yè)方式要加強(qiáng)各步驟的聯(lián)系,區(qū)別各步驟的不同,對內(nèi)容進(jìn)行整體計算,并對結(jié)果進(jìn)行重復(fù)的分析,使結(jié)果符合真實(shí)的效果。
要對數(shù)字精度、數(shù)據(jù)完整性和準(zhǔn)確性進(jìn)行檢查,檢查的單位是質(zhì)量檢查機(jī)構(gòu),對檢查和驗(yàn)收工作要合乎規(guī)定,以合同為根據(jù)。
在檢查合格后進(jìn)行相應(yīng)的驗(yàn)收工作,當(dāng)檢查資料不合格時驗(yàn)收單位可以拒絕驗(yàn)收。
當(dāng)核實(shí)無異議后要把成果提交給相關(guān)部門,提交過程中要把內(nèi)容標(biāo)記的詳細(xì)些,確保相關(guān)部門能夠根據(jù)數(shù)據(jù)開展以后的工作,作業(yè)方式也要列出相關(guān)數(shù)據(jù)和相關(guān)表格,使內(nèi)容清晰易懂。
結(jié)語
在航空攝影測量技術(shù)的不斷發(fā)展中,為其它領(lǐng)域的發(fā)展做出了突出的貢獻(xiàn)。
它的廣泛應(yīng)用帶動了技術(shù)的整體發(fā)展,也使勘測技術(shù)得到了應(yīng)用。
通過對地形和非地形的測量,使航空攝影測量技術(shù)與先進(jìn)的生產(chǎn)力聯(lián)系在一起,促進(jìn)了礦工業(yè)、建筑業(yè)和農(nóng)業(yè)的發(fā)展,為更多領(lǐng)域的發(fā)展指明了方向。
參考文獻(xiàn)
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