遙感應(yīng)用技術(shù)范文

時間:2023-12-07 18:06:28

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篇1

衛(wèi)星遙感技術(shù)集中了空間、電子、光學(xué)、計算機通信和地學(xué)等學(xué)科的最新成就,是當(dāng)代高新技術(shù)的一個重要組成部分。我國衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用已經(jīng)走過了多年艱苦探索與攀登的道路。如今,我們欣喜地看到衛(wèi)星遙感應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)起步并正在走向成熟和輝煌。

眾所周知,近十年來全球空間對地觀測技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用已經(jīng)表明,衛(wèi)星遙感技術(shù)是一項應(yīng)用廣泛的高科技,是衡量一個國家科技發(fā)展水平的重要尺度。現(xiàn)在不論是西方發(fā)達國家還是亞太地區(qū)的發(fā)展中國家,都十分重視發(fā)展這項技術(shù),無論在政策、資金,還是在人力、物力上都給予衛(wèi)星遙感以特別的重視和傾斜,寄希望于衛(wèi)星遙感技術(shù)能夠給國家經(jīng)濟建設(shè)的飛躍提供強大的推動力和可靠的戰(zhàn)略決策依據(jù)。這種希望給衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展帶來新的機遇。面對這種形勢,我國衛(wèi)星遙感技術(shù)如何發(fā)展,如何使衛(wèi)星遙感技術(shù)真正成為實用化、產(chǎn)業(yè)化的技術(shù),直接為國民經(jīng)濟建設(shè)做好先行,是值得我們認真思考而且必須做出正確回答的問題,同樣它也是當(dāng)前業(yè)界人士關(guān)注的熱門焦點。

衛(wèi)星遙感技術(shù)應(yīng)用

1、衛(wèi)星遙感技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

首先,到目前為止,我國已經(jīng)成功發(fā)射了十六顆返回式衛(wèi)星,為資源、環(huán)境研究和國民經(jīng)濟建設(shè)提供了寶貴的空間圖像數(shù)據(jù),在我國國防建設(shè)中也起到了不可替代的作用。我國自行研制和發(fā)射了包括太陽和地球同步軌道在內(nèi)的六顆氣象衛(wèi)星。氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)已在氣象研究、天氣形勢分析和天氣預(yù)報中廣為使用,實現(xiàn)了業(yè)務(wù)化運行。1999年10月我國第一顆以陸地資源和環(huán)境為主要觀測目標(biāo)的中巴地球資源衛(wèi)星發(fā)射成功,結(jié)束了我國沒有較高空間分辨率傳輸型資源衛(wèi)星的歷史,已在資源調(diào)查和環(huán)境監(jiān)測方面實際應(yīng)用,逐步發(fā)揮效益。我國還發(fā)射了第一顆海洋衛(wèi)星,為我國海洋環(huán)境和海洋資源的研究提供了及時可靠的數(shù)據(jù)。

其次,除了上述已發(fā)射的遙感衛(wèi)星外,我國還先后建立了國家遙感中心、國家衛(wèi)星氣象中心、中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心、衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心和中國遙感衛(wèi)星地面接收站等國家級遙感應(yīng)用機構(gòu)。同時,國務(wù)院各部委及省市地方紛紛建立了一百六十多個省市級遙感應(yīng)用機構(gòu)。這些遙感應(yīng)用機構(gòu)廣泛的開展氣象預(yù)報、國土普查、作物估產(chǎn)、森林調(diào)查、地質(zhì)找礦、海洋預(yù)報、環(huán)境保護、災(zāi)害監(jiān)測、城市規(guī)劃和地圖測繪等遙感業(yè)務(wù),并且與全球遙感衛(wèi)星、通信衛(wèi)星和定位導(dǎo)航衛(wèi)星相配合,為國家經(jīng)濟建設(shè)和社會主義現(xiàn)代化提供多方面的信息服務(wù)。這也為迎接21世紀(jì)空間時代和信息社會的挑戰(zhàn),打下了堅實的基礎(chǔ)。

最后,非常關(guān)鍵,必須要重點指出的是兩大系統(tǒng)的建立完成。一是國家級基本資源與環(huán)境遙感動態(tài)信息服務(wù)體系的完成,標(biāo)志著我國第一個資源環(huán)境領(lǐng)域的大型空間信息系統(tǒng),也是全球最大規(guī)模的一個空間信息系統(tǒng)的成功建立;二是國家級遙感、地理信息系統(tǒng)及全球定位系統(tǒng)的建立,使我國成為世界上少數(shù)具有國家級遙感信息服務(wù)體系的國家之一。我國遙感監(jiān)測的主要內(nèi)容為以下三方面;

(1) 對全國土地資源進行概查和詳查;

(2) 對全國農(nóng)作物的長勢及其產(chǎn)量監(jiān)測和估產(chǎn);

(3) 對全國森林覆蓋率的統(tǒng)計調(diào)查。

2、衛(wèi)星遙感技術(shù)應(yīng)用前景

國際上衛(wèi)星遙感技術(shù)的迅猛發(fā)展,將在未來十五年內(nèi)把人類帶入一個多層、立體、多角度、全方位和全天候?qū)Φ赜^測的新時代。由各種高、中、低軌道相結(jié)合,大、中、小衛(wèi)星相協(xié)同,高、中、低分辨率相彌補而組成的全球?qū)Φ赜^測系統(tǒng),能夠準(zhǔn)確有效、快速及時地提供多種空間分辨率、時間分辨率和光譜分辨率的對地觀測數(shù)據(jù)。

隨著對地觀測技術(shù)的進步以及人們對地球資源和環(huán)境的認識不斷深化,用戶對高分辨率遙感數(shù)據(jù)的質(zhì)量和數(shù)量的要求也不斷提高,從而促進了高光譜分辨率遙感的發(fā)展。高分辨率的空間信息能夠較好的滿足諸多用戶的需求,它們的重要特征就是具有商業(yè)化前景。

在國家經(jīng)濟建設(shè)中,對空間遙感信息以及空間地理信息的需求將日益增長。為使我國現(xiàn)代化經(jīng)濟建設(shè)得以持續(xù)穩(wěn)固發(fā)展,空間遙感信息技術(shù)和應(yīng)用必須相適應(yīng)的發(fā)展。我們可以從我國對遙感信息和技術(shù)的應(yīng)用需求來看衛(wèi)星遙感應(yīng)用前景,這主要表現(xiàn)在社會公益需求方面和遙感圖片的商業(yè)應(yīng)用需求兩個方面:

(1)社會公益需求。

主要有以下幾種類型:

①土地利用、城市化及荒漠化監(jiān)測;

②農(nóng)作物、森林等可再生資源的監(jiān)測和評估;

③災(zāi)害監(jiān)測和環(huán)境監(jiān)測。

此外,對道路、建筑工程的設(shè)計、選址等方面也有著廣闊的前景。這方面的需求主要靠政府扶持。

(2)商業(yè)應(yīng)用需求。

遙感技術(shù)的應(yīng)用是極其廣泛的,凡是涉及地球科學(xué)的各門類的學(xué)科和技術(shù)種類,遙感技術(shù)都能為它們提供信息。這種廣泛性必然會使對遙感數(shù)據(jù)的需求用戶范圍變廣,因此除了社會公益型用戶外,還存在部分商業(yè)應(yīng)用型用戶。雖然這些商業(yè)應(yīng)用型用戶由于遙感衛(wèi)星正處于產(chǎn)業(yè)化初期,市場尚未形成規(guī)模的原因,目前數(shù)量較少,但隨著將來技術(shù)的進步,商業(yè)化的發(fā)展,這部分的用戶肯定會逐漸增多,最終成為用戶群體中的主要成員。

高空間分辨率圖像數(shù)據(jù)和地理信息系統(tǒng)緊密結(jié)合,在未來的城市規(guī)劃、地籍管理、工程評估等方面將有廣闊的市場,預(yù)計每年會有14%左右的增長率;近年來,由于衛(wèi)星數(shù)據(jù)的增加和小型廉價的工作站、圖像處理系統(tǒng)、軟件的發(fā)展,與此相關(guān)的空間信息服務(wù)公司大大增加,由此形成的增值收益是衛(wèi)星圖像銷售收益的六倍。由此可見,衛(wèi)星遙感的商業(yè)化是衛(wèi)星遙感應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的推動力之一。

衛(wèi)星遙感技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

1、衛(wèi)星遙感技術(shù)蘊藏巨大的產(chǎn)業(yè)化前景

遙感技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)是遙感信息的獲取。地面物體在遙感圖像上形成各種信息是一個復(fù)雜的過程,這個復(fù)雜過程是由人類生活的真實地表空間的復(fù)雜性、千變?nèi)f化性和成像過程的復(fù)雜性共同決定的。具體地說,人類生存的地表空間是復(fù)雜的,是宏觀有序、微觀混亂的地理綜合體,成像獲取的遙感圖像的光譜值是混合光譜,受多種因素的影響。從信息論角度來講,遙感成像過程是信息從多到少的映射,是個確定過程,是把一個千變?nèi)f化、形形的地球表面高度概括、總結(jié)、選擇、壓縮的過程。正是這個過程,使得遙感影像中包含的信息具有宏觀性、多樣性、綜合性、周期性、量化等特點。這些特點決定了遙感影像中包含著人類生產(chǎn)活動各個研究和應(yīng)用領(lǐng)域所需要和感興趣的信息,各個研究和應(yīng)用部門均可以從不同的遙感影像中提取和挖掘出所需的信息,為本部門的發(fā)展和應(yīng)用服務(wù),為國民經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)。這也就是遙感信息具有跨部門、跨學(xué)科的特點。遙感信息的上述特點決定了遙感技術(shù)從起源就蘊藏著巨大的產(chǎn)業(yè)化前景。

2、衛(wèi)星遙感技術(shù)發(fā)展的不平衡性需要加速產(chǎn)業(yè)化

衛(wèi)星遙感信息的獲取技術(shù)得到了驚人的發(fā)展,空間分辨率和光譜分辨率已經(jīng)達到相當(dāng)高的程度??臻g分辨率由千米級、百米級,到米級、分米級,光譜分辨率由幾百個納米、幾十個納米,到幾個納米。多空間尺度、多光譜尺度以及多時間尺度的海量衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的獲取技術(shù)已經(jīng)形成,但衛(wèi)星遙感信息的應(yīng)用則相對發(fā)展滯后,出現(xiàn)了衛(wèi)星遙感獲取技術(shù)的快速發(fā)展與信息應(yīng)用滯后的矛盾。這個矛盾使得人們在欣喜地獲得大量可用數(shù)據(jù)的同時,卻在解決實際問題時仍然對知識萬分饑渴,深感信息的短缺。這主要是因為衛(wèi)星遙感影像信息的應(yīng)用過程遠比獲取過程要復(fù)雜得多。遙感圖像的解譯和應(yīng)用過程是信息從少到多的映射 ,是個不確定過程,無法從數(shù)學(xué)上直接求得確定解。從信息論來說,是因為遙感成像過程在保留了總體信息的同時,壓縮了細節(jié)信息,同時還附加有噪音,減少了信息量,從而使遙感影像上所包含的信息量不足以表達人們所希望求解的諸多地理對象的內(nèi)在的不確定度。這種不確定性程度因?qū)ο蟛煌煌?。可以把遙感信息應(yīng)用過程看成是一個信息傳遞系統(tǒng),一個將遙感數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可用信息的過程。而遙感數(shù)據(jù)到信息的轉(zhuǎn)換,是由業(yè)務(wù)用戶的信息需求所驅(qū)動的,選擇什么樣的模型以及最終達到什么樣的目的完全因應(yīng)用部門而異。由于支持“數(shù)據(jù)到信息”過程的基礎(chǔ)知識很少和短缺,限制了遙感數(shù)據(jù)直接產(chǎn)生的經(jīng)濟和社會效益,從而影響了遙感數(shù)據(jù)的應(yīng)用廣度和深度。因此,要加強衛(wèi)星遙感技術(shù)向國民經(jīng)濟和社會發(fā)展諸多行業(yè)和領(lǐng)域的滲透、輻射,與各行業(yè)、領(lǐng)域的傳統(tǒng)方法相結(jié)合,而不是排斥和完全代替,以提升傳統(tǒng)行業(yè)、發(fā)展新興行業(yè),加速衛(wèi)星遙感技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的進程。

衛(wèi)星遙感技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展歷程

1、實用化是產(chǎn)業(yè)化的前提

衛(wèi)星遙感技術(shù)具有其他技術(shù)不可替代的優(yōu)勢,但也有它的局限性,主要表現(xiàn)在:

(1)遙感技術(shù)在電磁波譜中僅反映地物從可見光到微波段電磁波譜的輻射特性,而不反映地物的其它波譜段特性。因此,它不能代替地球物理、地球化學(xué)等方法,但它可與其集成,發(fā)揮信息互補效應(yīng)。

(2)衛(wèi)星遙感信息主要反映是近地表的現(xiàn)象、區(qū)域和運動狀態(tài)等。這一局限性與人類在地球科學(xué)和其他科學(xué)研究中不斷向地下深處發(fā)展之間產(chǎn)生了矛盾。這一矛盾使得遙感技術(shù)在不同行業(yè)和領(lǐng)域的應(yīng)用程度可能會因應(yīng)用領(lǐng)域的深入而受到影響。

(3)衛(wèi)星遙感信息獲取過程的確定性與信息應(yīng)用反演時的不確定性產(chǎn)生了明顯的矛盾。該矛盾使衛(wèi)星遙感技術(shù)在各行業(yè)、領(lǐng)域深入應(yīng)用的效果受各種因素影響大,效果好壞不定。

之所以強調(diào)這些局限性是因為只有正確地認識到衛(wèi)星遙感技術(shù)的優(yōu)勢和局限性,才能揚其所長,補其所短,使它更加實用化。

顯然,衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的深入應(yīng)用僅靠遙感技術(shù)和遙感知識是完全不夠的。實現(xiàn)遙感數(shù)據(jù)良好和深入的應(yīng)用需要三方面的信息和知識:一是遙感信息和相關(guān)的處理技術(shù);二是應(yīng)用領(lǐng)域的專業(yè)信息和相關(guān)技術(shù)及知識;三是借鑒其他領(lǐng)域先進的信息技術(shù)。只有這三方面知識和技術(shù)的共同支持,應(yīng)用部門才能更加準(zhǔn)確地提取和理解賦存于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)中的專門信息,有效地服務(wù)于生產(chǎn)和研究。這三個方面的信息和技術(shù)可歸納為兩個結(jié)合,即遙感技術(shù)與各應(yīng)用領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)相結(jié)合,遙感技術(shù)與其他現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合。這兩方面的結(jié)合方式和結(jié)合的緊密程度與應(yīng)用部門或個人感興趣的目標(biāo)地物賦存的地理空間及復(fù)雜性有密切關(guān)系。正是由于這種賦存地理空間的差異和對象屬性、運動狀態(tài)的復(fù)雜性差異,不同部門在進行遙感信息應(yīng)用時,采用上述兩個結(jié)合的程度也不同,遙感信息的應(yīng)用廣度和深度也有差異。無論對哪個應(yīng)用部門、哪個學(xué)科或個人,不斷深入地應(yīng)用遙感信息來有效地解決問題,上述這兩個結(jié)合都是必要的。換句話說,發(fā)揮快速發(fā)展的遙感技術(shù)的強大優(yōu)勢,結(jié)合各行業(yè)和領(lǐng)域的傳統(tǒng)有效的方法技術(shù),整合現(xiàn)代信息技術(shù),發(fā)展交叉技術(shù),從多學(xué)科、廣視角來解決各行業(yè)和領(lǐng)域遇到的實際問題,有利于衛(wèi)星遙感技術(shù)的實用化,從而有利于推動衛(wèi)星遙感技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。

2、商業(yè)化是產(chǎn)業(yè)化的催化劑

在市場經(jīng)濟的大背景下,實用化商業(yè)化產(chǎn)業(yè)化是產(chǎn)業(yè)化的必由之路。沒有實用化,就談不上商業(yè)化,沒有商業(yè)化就形成不了產(chǎn)業(yè),沒有產(chǎn)業(yè)化的推動,任何一項高新技術(shù),包括衛(wèi)星遙感技術(shù)就不可能持續(xù)地發(fā)展下去。

所謂商業(yè)化就是要將衛(wèi)星遙感技術(shù)作為商品在市場經(jīng)濟大環(huán)境下進行競爭,形成衛(wèi)星遙感技術(shù)的規(guī)范化、規(guī)?;袌觥R氪龠M衛(wèi)星遙感技術(shù)的商業(yè)化,那就必須要轉(zhuǎn)變觀念,樹立競爭意識,進行技術(shù)創(chuàng)新,研制開發(fā)新一代高水平的遙感衛(wèi)星,提供高質(zhì)量、具有優(yōu)勢的產(chǎn)品。同時,采用成熟技術(shù),商業(yè)現(xiàn)貨產(chǎn)品和發(fā)射小型衛(wèi)星的辦法降低生產(chǎn)成本。擴大市場需求,提供不同檔次級別的圖像產(chǎn)品和增益產(chǎn)品,培養(yǎng)個體用戶,大力發(fā)展個人圖像服務(wù)。改變傳統(tǒng)作業(yè)方式,實行商業(yè)運作,加強數(shù)字提供商與信息增值服務(wù)商之間的合作,逐步增大純商業(yè)化系統(tǒng)的比例。采取符合市場經(jīng)濟規(guī)律的正確方針和有力措施,進行綜合經(jīng)營,實行薄利多銷。遙感衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)包括衛(wèi)星制造業(yè)、發(fā)射服務(wù)業(yè)、地面應(yīng)用服務(wù)業(yè)和地面設(shè)備制造業(yè)等。地面應(yīng)用服務(wù)業(yè)包括代銷或經(jīng)銷其他公司或非商業(yè)化的民用遙感產(chǎn)品等。

3、產(chǎn)業(yè)化的主要模式以及發(fā)展趨勢

(1)衛(wèi)星遙感技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的主要模式。

①混合模式;

②政府政策促進商業(yè)遙感衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)化的模式。

(2)衛(wèi)星遙感技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展趨勢。

①跨國公司合并,形成規(guī)模開發(fā)能力;

②既競爭又合作,軍民商遙感衛(wèi)星同時出擊;

③開發(fā)通用衛(wèi)星平臺;

④1米高分辨率遙感衛(wèi)星市場成為焦點;

⑤以創(chuàng)新技術(shù)優(yōu)勢開拓市場;

⑥國家和私營公司采用高新技術(shù)合作開發(fā);

⑦以衛(wèi)星品牌和標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品占領(lǐng)市場。

我國衛(wèi)星遙感技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

1、我國衛(wèi)星遙感技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

目前,我國1000多家3S(GPS,RS,GIS)單位的十多萬名從業(yè)人員構(gòu)成了我國遙感市場的主體,他們直接或間接從事衛(wèi)星遙感技術(shù)的軟硬件研制、應(yīng)用和開發(fā)工作。資料顯示,遙感已成為我國地理空間信息產(chǎn)業(yè)的一個重要組成部分,發(fā)揮的作用越來越明顯,并成為有關(guān)行業(yè)的主導(dǎo)技術(shù),如在城市土地動態(tài)監(jiān)測、違章用地處罰、水土流失調(diào)查、生態(tài)環(huán)境評價、大型工程選線選址等方面。

(1)衛(wèi)星遙感的產(chǎn)業(yè)鏈

①衛(wèi)星遙感基礎(chǔ)設(shè)施的制造與發(fā)射,持續(xù)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)源是遙感產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。

②衛(wèi)星數(shù)據(jù)加工以及增值服務(wù),是遙感應(yīng)用的前提;離開了不同種類、不同級別的數(shù)據(jù)加工,遙感的產(chǎn)品將非常單一,應(yīng)用的范圍將縮小。

③地理信息產(chǎn)業(yè)為主的信息應(yīng)用,是遙感產(chǎn)業(yè)擴展與延伸的主要方面和新的增長點。

④工程建設(shè)應(yīng)用始終是遙感應(yīng)用的重點之一。

⑤政府的公益事業(yè)、政府的政策導(dǎo)向是遙感生命力所在。

(2)衛(wèi)星遙感市場的特點

①多極化的市場已經(jīng)出現(xiàn),發(fā)展勢頭強勁,并且不斷加快,但公益服務(wù)仍占據(jù)主導(dǎo)地位。這是從經(jīng)濟總量對比得出的結(jié)果,但需求是多渠道的;多極化市場的出現(xiàn)將逐步改變政府的主導(dǎo)地位。

②產(chǎn)業(yè)鏈和市場細分逐漸形成。遙感需求層次已形成,不同分辨率的數(shù)據(jù)為不同用戶服務(wù),同時遙感需求的網(wǎng)絡(luò)正在逐步有序化。

③產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴大,遙感數(shù)據(jù)市場競爭激烈,市場需求不斷增強。

④遙感軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展平緩,起伏不大。

⑤市場準(zhǔn)入制和競爭機制正在建立。

2、我國衛(wèi)星遙感技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展途徑

每個國家遙感衛(wèi)星的發(fā)展戰(zhàn)略各不相同,沒有哪個國家的遙感衛(wèi)星發(fā)展道路和戰(zhàn)略是最好的,適用于一切國家的。世界上有許多國家如美國、法國、印度等都已走出了一條適合自己發(fā)展的道路。我國也很有必要根據(jù)自身的應(yīng)用需求、經(jīng)濟實力和技術(shù)基礎(chǔ)等條件,并借鑒其他國家的發(fā)展經(jīng)驗制定遙感衛(wèi)星發(fā)展戰(zhàn)略。總結(jié)和分析其它國家遙感衛(wèi)星發(fā)展戰(zhàn)略及其特點,有助于我們把握好方向、正確定位和制定合理的遙感衛(wèi)星發(fā)展計劃。縱觀美國及其它國家遙感衛(wèi)星發(fā)展所走過的歷程,廣大專家、學(xué)者整理歸納出以下四點適合我國衛(wèi)星遙感技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有效實現(xiàn)途徑。

(1)商業(yè)化。

商業(yè)化是一條值得探索的道路。我國財力有限,采用商業(yè)運作模式可以充分利用衛(wèi)星資源。如果遙感衛(wèi)星產(chǎn)品能夠打開國內(nèi)市場、打入國際市場,并在市場上占據(jù)一定份額,遙感衛(wèi)星將能自負盈虧,政府不必投資,便可使其處于一個良好的循環(huán)狀態(tài),如果政府少量投資,將使其更有競爭力。由于遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)本身的社會性和公益性,以及市場的特殊性,要在短期內(nèi)實現(xiàn)商業(yè)化是很困難的,不可急于求成,要充分借鑒別國成功的經(jīng)驗,避免它們曾經(jīng)出現(xiàn)過的問題,在商業(yè)化的過程中政府的扶持和調(diào)控是必不可少的。

(2)國際合作。

衛(wèi)星是一項投資巨大的產(chǎn)業(yè),可以通過國際合作來共同承擔(dān)風(fēng)險和投資成本。走國際合作的道路,通過技術(shù)引進、消化、發(fā)展,一可減輕國內(nèi)經(jīng)濟負擔(dān),二可分散風(fēng)險。國際合作這種運作模式也是當(dāng)前的一個發(fā)展方向。

(3)重視應(yīng)用。

發(fā)展遙感衛(wèi)星的目的是為了應(yīng)用,應(yīng)強調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用效益,切實改變重技術(shù)、輕應(yīng)用的傾向,技術(shù)發(fā)展要與應(yīng)用效益掛鉤。我國資源一號衛(wèi)星,應(yīng)用還很有潛力可挖,應(yīng)加大宣傳力度,綜合管理遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的應(yīng)用,以發(fā)展推動應(yīng)用,以應(yīng)用促進發(fā)展。

(4)軍民合用。

篇2

關(guān)鍵詞:地質(zhì)找礦;遙感;發(fā)展方向

中圖分類號: F407.1 文獻標(biāo)識碼: A

引言

隨著經(jīng)濟建設(shè)對礦產(chǎn)資源需求的不斷增大,尋找地表礦床的難度不斷加深,找礦方向漸趨于尋找隱伏的、半隱伏的礦床,并日益重視在研究程度較差、覆蓋一半覆蓋地區(qū)開展工作。遙感技術(shù)方法作為一種新的找礦手段,在找礦難度日益增大的情況下,越來越為人們所重視,由實驗研究向?qū)嵱没l(fā)展,目前已在地質(zhì)找礦中取得了顯著成效,成為地質(zhì)找礦的重要方法。

遙感技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)找礦主要是在工作的初始階段,在地質(zhì)工作程度低、交通及地理條件較差的地區(qū)尤為重要。工作的目的是應(yīng)用遙感影像的地質(zhì)信息去分析成礦地質(zhì)條件,確定找礦遠景區(qū)和圈定成礦有利地段,為進一步開展地質(zhì)評價工作提供遙感地質(zhì)依據(jù)。

一、 遙感地質(zhì)找礦的理論依據(jù)與技術(shù)基礎(chǔ)

遙感信息,特別是多種遙感信息的綜合,具有豐富的地質(zhì)內(nèi)涵和堅實的物理基礎(chǔ)。這使得遙感地質(zhì)找礦具有宏觀性、多波段、信息量豐富、立體感強、便于定位等優(yōu)勢,是地質(zhì)找礦不可或缺的手段。在遙感地質(zhì)找礦的遙感影像分析中,傳遞含礦構(gòu)造和含礦載體的兩種標(biāo)志:構(gòu)造、結(jié)構(gòu)、紋理特征;光譜特征。各種礦產(chǎn)資源的形成、產(chǎn)出,都與一定的地質(zhì)構(gòu)造條件有關(guān),如斑巖銅礦與中酸入體有關(guān):煤礦賦存在某些地質(zhì)時代的煤系地層內(nèi)。前者反映地質(zhì)控礦構(gòu)造特征、巖石類型特征等,通過研究遙感影像上顯示的線性和環(huán)狀信息可以揭示區(qū)域構(gòu)造體系及其控礦作用;后者反映了地層層序、巖石類型的差異,礦物成分和含量的差異,特別是礦化蝕變信息。由于蝕變巖礦物具有本身的光譜特征,而一定類型的蝕變巖礦物組合常可指示一定礦種的存在。

二、遙感在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用

遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦工作中的應(yīng)用可歸納為如下幾個方面:

利用圖像上顯示的與礦化有關(guān)的地物,直接圈定靶區(qū),為找礦指明方向。如利用植物吸收不同金屬元素所產(chǎn)生的不同光反射率、熱反射率和葉綠素發(fā)光率進行波譜試驗,為在植被發(fā)育地區(qū)快速發(fā)現(xiàn)工業(yè)礦產(chǎn)開辟新的找礦途徑。

利用數(shù)字圖像處理技術(shù),進行多波段,多種類遙感圖像的綜合處理分析,增強或提取圖像上與成礦有關(guān)的信息,尤其是礦化蝕變信息,為找礦提供依據(jù),指明找礦方向和有利成礦的遠景地段。

圍巖蝕變是成礦作用的產(chǎn)物,是一種重要的找礦標(biāo)志。常見的圍巖蝕變有:矽卡巖化。有關(guān)礦產(chǎn)有鐵、銅、鎢、錫、鉬等。云英巖化。與鎢、錫、鉬、鋰、鈹?shù)鹊V產(chǎn)有關(guān)。絹云母化。有關(guān)礦產(chǎn)有銅、鉬、金、鉛、鋅等。綠泥石化。有關(guān)礦產(chǎn)有銅、鉛、鋅、金、銀、錫等。硅化。與銅、金、銻、汞、明礬石、重晶石等多種礦產(chǎn)伴生。由于不同的蝕變礦物具有各自的特征譜帶以及巖礦石物理化學(xué)性質(zhì)的差異,使其在多波段遙感圖像上表現(xiàn)出不同的顏色、色調(diào)和紋理差異。目前,常用的提取蝕變異常的方法有比值分析法,彩色空變換、主成份分析法、光譜角蝕變法等。此外,在異常信息的提取過程中經(jīng)常受到多種因素的影響,因而需要幾種方法的有效組合,而不能只依靠某一種方法。

2.1 地質(zhì)構(gòu)造信息的解譯

構(gòu)造運動是地殼內(nèi)部的內(nèi)在活動因素,它與變質(zhì)事件、熱事件、成礦作用聯(lián)系在一起,而內(nèi)、外生礦床的形成和分布均不同程度地受一定地質(zhì)構(gòu)造事件的控制。地質(zhì)構(gòu)造在遙感圖像上常表現(xiàn)為線性與環(huán)形特征。線性特征,是像片上呈連續(xù)或斷續(xù)的線狀或帶狀展布的影像,其空間分布型式有一定規(guī)律性。線性形跡主要指斷裂和節(jié)理等構(gòu)造,它控制著巖漿活動及礦液的運移、儲存,對導(dǎo)礦、運礦、儲礦起著重要作用。環(huán)形構(gòu)造在地殼中以近圓形的構(gòu)造環(huán)帶為特征,多是地殼內(nèi)部活動的表現(xiàn),對形成火山型、熱液型礦床關(guān)系密切。線性構(gòu)造、環(huán)形構(gòu)造及構(gòu)造交叉部位,往往是成礦的重要部位。通過對遙感圖像上色調(diào)、陰影、形狀的研究可以更直觀的看出研究地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造,有利于成礦預(yù)測。

2.2 地層信息的解譯

巖石的組成成分、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、光照條件等因素決定了它的光譜特征。巖性解譯就是利用不同巖層反射光譜差異所形成的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、紋理、色調(diào)等影像差異,來判定出露地面的巖石的物理特性和產(chǎn)出特點,劃分不同巖石類型或巖性組合。由于所有內(nèi)生、外生礦床均與一定時代的巖性、地層及巖相有關(guān),因此在成礦預(yù)測的過程中,首先要找出有關(guān)像片圖形、地貌特征或與一定植物的聯(lián)系,以便發(fā)現(xiàn)礦床賦存的有利層位與構(gòu)造。

三、 遙感地質(zhì)找礦的發(fā)展前景

20世紀(jì)末以來。隨著數(shù)字地球的提出和現(xiàn)代信息技術(shù)取得新進展,數(shù)字地球的理論方法和現(xiàn)代信息技術(shù)的新進展引入地質(zhì)勘查領(lǐng)域。應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)的新進展進一步解決礦產(chǎn)資源問題成為地質(zhì)找礦發(fā)展的必然趨勢。在數(shù)字地球框架下,將遙感技術(shù)與地質(zhì)領(lǐng)域傳統(tǒng)方法技術(shù)相結(jié)合。與其它現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合。

基于數(shù)字地球的遙感找礦技術(shù).其核心是遙感信息的延伸應(yīng)用和信息化。它的目的是最大限度地利用信息資源,以提高礦產(chǎn)資源的勘查效果。一方面,露出地表的礦明顯減少,勘查目標(biāo)已由地表或近地表轉(zhuǎn)向地下深處的隱伏礦床.找礦難度愈來愈大。另一方面.各種地學(xué)手段取得的信息資源愈來愈豐富。為遙感信息與其它地學(xué)信息的集成創(chuàng)造了條件。而后遙感應(yīng)用技術(shù)有利于發(fā)揮遙感找礦的技術(shù)優(yōu)勢,發(fā)現(xiàn)用常規(guī)地質(zhì)方法很難發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)體和地質(zhì)現(xiàn)象,為找礦提供新的依據(jù)。

遙感找礦應(yīng)用須從遙感“技術(shù)索引”的思路走出來,從控礦構(gòu)造邁向與成礦機理研究相結(jié)合的高度。遙感應(yīng)用必須與物化探、磁力、重力、地震探礦方法相結(jié)合,還需要進一步重視地?zé)帷⒌貧獾臒崃ψ饔?,深入研究生物地球化學(xué)效應(yīng)、地球化學(xué)填圖方法、生物成礦和數(shù)字地質(zhì)的空間統(tǒng)計分析方法。只有加深對地表成礦信息的理解和詮釋,才有可能對深部的、海底的隱伏礦床,由此及彼、由表及里.從地球系統(tǒng)科學(xué)與地質(zhì)信息科學(xué)的深度作出科學(xué)的推論和預(yù)測。

隨著遙感技術(shù)的發(fā)展,傳感器的空間分辨率和光譜分辨將大幅提高,遙感信息量也將大幅增加。要在海量數(shù)據(jù)中提取有用的找礦信息,必然對遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)提出更高的要求。目前,多光譜遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在數(shù)據(jù)的壓縮、傳輸、專業(yè)軟件的發(fā)展上都取得了很大的進步。在高光譜遙感數(shù)據(jù)分析、處理方面關(guān)鍵是在光譜維上進行圖像信息的展開和定量分析。此外,實現(xiàn)信息分析模型和算法語言的改進也將大大提高遙感信息處理的速度和精度,提高找礦工作的效率。

四、結(jié)束語

遙感技術(shù)作為礦產(chǎn)勘查的一種手段應(yīng)用于找礦,并取得了一定成就。遙感技術(shù)的直接應(yīng)用是蝕變遙感信息的提取,遙感技術(shù)的間接應(yīng)用包括地質(zhì)構(gòu)造信息、植被的光譜特征及礦床改造信息等方面。遙感找礦具有很大的發(fā)展前景。

多源數(shù)據(jù)的融合處理能夠避免單一信息的片面性,使融合結(jié)果更加準(zhǔn)確和客觀。特別是利用遙感技術(shù)尋找深部礦床時,單純使用遙感圖像象存在明顯的局限性,往往需要物探、化探地學(xué)數(shù)據(jù)以及各種地質(zhì)圖件的融合處理。

參考文獻

[1]徐友寧.礦山環(huán)境地質(zhì)調(diào)查研究現(xiàn)狀及展望[J].地質(zhì)通報,2008.

篇3

[關(guān)鍵詞]遙感應(yīng)用;變化檢測;資源環(huán)境衛(wèi)星氣象學(xué)一般流程

一、遙感技術(shù)變化檢測應(yīng)用

1.1 遙感技術(shù)變化檢測應(yīng)用綜述

從1972 年美國發(fā)射第一顆陸地資源衛(wèi)星以來,對地觀測衛(wèi)星發(fā)展迅速,應(yīng)用領(lǐng)域得到不斷擴大,應(yīng)用成效也得到不斷提高由于遙感觀測有著信息獲取方式優(yōu)良,獲取條件相對簡單,實時性、高效性、廣域性以及其他諸多優(yōu)點,因而如何從遙感觀測所供給的大量數(shù)據(jù)中提取變化信息,并將這些信息運用于生產(chǎn)生活的方方面面,已經(jīng)成為目前遙感應(yīng)用領(lǐng)域中一個亟待解決的問題。

為了解決上述問題,變化檢測技術(shù)應(yīng)運而生。所謂變化檢測技術(shù)就是對不同時段的目標(biāo)或現(xiàn)象狀態(tài)發(fā)生的變化進行識別、分析的計算機圖像處理系統(tǒng),包括判斷目標(biāo)是否發(fā)生變化、確定發(fā)生變化的區(qū)域、鑒別變化的類別、評價變化的時間和空間分布模式。在遙感技術(shù)幾十年的發(fā)展歷程中,變化檢測技術(shù)的研究成了各地專家學(xué)者研究的一個重要的課題。在計算機圖形學(xué)、空間探測技術(shù)以及其他與遙感有關(guān)的諸多領(lǐng)域蓬勃發(fā)展的帶動下,世界各地學(xué)者跨國、跨領(lǐng)域的交流合作下,基于遙感影像的變化檢測技術(shù)迎來了一個高速發(fā)展時期。然而就目前的技術(shù)與設(shè)備而言,目前所采用的任何一種變化檢測方法都具有其局限性。在下文中,我們將就各類方法的局限性與優(yōu)越性進行討論,了解其特點與所適用的領(lǐng)域。

1.2主流變化檢測方法及優(yōu)缺點

隨著數(shù)十年來各國學(xué)者跨學(xué)科跨領(lǐng)域的合作交流,遙感相關(guān)學(xué)科的蓬勃發(fā)展,作為土地覆蓋利用監(jiān)測的關(guān)鍵技術(shù)的變化檢測方法日益繁多。可以將遙感影像的配準(zhǔn)方式以及變化檢測的數(shù)據(jù)源作為劃分依據(jù),將目前主流的變化檢測方法分為兩大類、七種方法。第一類是先進行圖像配準(zhǔn)后變化檢測的方法;第二類是變化檢測與圖像配準(zhǔn)同步進行的方法。或者,可以按照是否需要進行實現(xiàn)分類作為劃分依據(jù),將變化檢測方法劃分為兩類:即直接比較變化檢測法、分類的變化檢測法。

二、遙感技術(shù)在資源環(huán)境中的應(yīng)用

2.1遙感技術(shù)應(yīng)用于資源環(huán)境監(jiān)測中的必要性

自第一次工業(yè)革命以來,經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護、資源開發(fā)和可持續(xù)發(fā)展之間的矛盾便已經(jīng)存在,且受到世界經(jīng)濟的不斷發(fā)展以及后續(xù)兩次工業(yè)革命的影響,人與自然、人與資源的矛盾日益加劇。如何處理與社會發(fā)展相共生的資源匱乏以及環(huán)境惡化,成為人們不得不面對的一個問題。然而一直以來,兩道天塹阻隔在資源環(huán)境問題處理的面前,即如何全面而快速地獲取資源環(huán)境變化信息,以及如何高效高精度的處理這些數(shù)據(jù)。直到20世紀(jì)60年代,隨著空間探測技術(shù)的發(fā)展以及大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的日漸成熟,遙感技術(shù)進入了人們的視野之中。遙感技術(shù)以其觀測的廣域性、數(shù)據(jù)獲取的綜合性、資料采集與數(shù)據(jù)處理的高效性、處理結(jié)果的高精度性等優(yōu)勢成了現(xiàn)如今,局部乃至全球資源環(huán)境數(shù)據(jù)獲取與處理的重要手段。

2.2遙感技術(shù)應(yīng)用于資源環(huán)境的優(yōu)越性

遙感技術(shù)對環(huán)境研究來說,其優(yōu)越性可歸納為“高、遠、多”。

高,遙感影像從高空對地面目標(biāo)進行觀測,所受的遮蔽少,視野開闊,觀測范圍大,鳥瞰全局,從而使遙感影像更加完備而全面的實現(xiàn)地面觀測。

遠,遙感技術(shù)能夠不直接接觸被測物體,遠距離的獲取地物的幾何與物理信息,對目標(biāo)地物及其所處的環(huán)境不造成干擾,使得獲得的數(shù)據(jù)更加客觀可靠。

多,包括多點位、多譜段、多時相、多高度的遙感影像和“多次增強”的遙感信息。

總的來說,遙感技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境資源中,可以為用戶提供時空連續(xù)性的區(qū)域性同步信息。這些信息具有綜合性、系統(tǒng)性與同時性,而這也恰恰是遙感技術(shù)區(qū)別于其他技術(shù),在資源環(huán)境中的應(yīng)用所具有的優(yōu)越性。

2.3遙感技術(shù)在資源環(huán)境中的發(fā)展趨勢

遙感影像獲取技術(shù)方面,隨著高性能新型傳感器的研制開發(fā)水平的提高以及環(huán)境資源遙感對高精度遙感數(shù)據(jù)要求的提高,高空間和高光譜分辨率已是衛(wèi)星遙感影像獲取技術(shù)的總發(fā)展趨勢。遙感技術(shù)在資源環(huán)境中的應(yīng)用主要呈現(xiàn)以下五個大的發(fā)展的趨勢:

2.3.1 遙感影像獲取技術(shù)蓬勃發(fā)展

2.3.2 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)呈現(xiàn)高速性、大容量性和高精度性的特點

2.3.3 4S技術(shù)(GIS、GPS、RS、ES)技術(shù)呈現(xiàn)集成化、一體化的發(fā)展趨勢

2.3.4 遙感信息模型與遙感信息處理方法的逐步發(fā)展完善

2.3.5 國家環(huán)境資源信息系統(tǒng)以及環(huán)境遙感應(yīng)用系統(tǒng)的建立

可以預(yù)見的是,遙感技術(shù)在資源環(huán)境中的應(yīng)用在未來的發(fā)展中,功能模塊集成化、技術(shù)科學(xué)化、數(shù)據(jù)處理智能化、檢測科學(xué)化等特點將更加明顯。隨著遙感技術(shù)以及相關(guān)學(xué)科的發(fā)展,在未來的生產(chǎn)生活中,遙感技術(shù)必將更加深入而廣泛地應(yīng)用于資源環(huán)境資料的獲取與處理,以其獨特的優(yōu)越于生產(chǎn)生活。

3 遙感技術(shù)在氣象學(xué)中的應(yīng)用

3.1遙感技術(shù)應(yīng)用于氣象學(xué)的優(yōu)越性與局限性

大氣遙感作為遙感技術(shù)數(shù)十年間發(fā)展最為迅速的新興學(xué)科,在大氣科學(xué)中一直發(fā)揮著重要作用,是現(xiàn)今氣象學(xué)的支柱學(xué)科之一。隨著氣象學(xué)的研究與發(fā)展,氣象學(xué)對全球范圍以及區(qū)域范圍的大氣特征的觀測越來越強調(diào)其時空連續(xù)性。且由于氣象學(xué)研究的主要對象無法直接接觸,或直接接觸難度大,遙感技術(shù)作為一種不直接接觸被測物體,即可獲得其物理幾何特性的觀測技術(shù),顯示出了其獨特的魅力。另一方面大氣物理學(xué)、近代電磁學(xué)、計算機及其相關(guān)學(xué)科的發(fā)展,傳感器等硬件O施的完善,都進一步地推動了遙感技術(shù)在氣象學(xué)中應(yīng)用的深度與廣度。

大氣遙感是利用遙感器傳感器所監(jiān)測到的監(jiān)測大氣結(jié)構(gòu)、狀態(tài)及變化,不需要直接接觸目標(biāo)而進行區(qū)域性的跟蹤測量,能夠快速地進行污染源的定點定位,從而獲得全面的綜合信息得一門遙感技術(shù)。安置在遙感平臺上的傳感器通過對大氣光譜特性的觀測,可以將無法由遙感手段直接得到的各氣體成分以及其他的各個物理量判讀出來。遙感技術(shù)所用的探測波段廣,可以根據(jù)不同大氣成分的電磁波譜特性,選用合適的波段進行監(jiān)測。同時,由于遙感平臺上所搭載的傳感器對于各種波譜的探測寬度與靈敏性遠高于人眼,故可以探測到人眼無法識別的對象。遙感測量獲得的原始影像能夠給氣象學(xué)研究提供更多的原始數(shù)據(jù),而遙感影像的后續(xù)處理則能將所獲取的大量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成有益于氣象研究的信息。

然而,受限于當(dāng)前遙感技術(shù)的發(fā)展水平以及軟硬件設(shè)備的技術(shù)條件,遙感應(yīng)用于氣象學(xué)中所獲得的衛(wèi)星云圖分辨率有限,同時由于除觀測對象外其他大氣成分干擾,攝取的影響將會產(chǎn)生這樣或那樣的為誤差,嚴(yán)重的影響測量精度,降低了遙感影像所獲取的氣象學(xué)資料的可靠性。

3.2遙感技術(shù)應(yīng)用于氣象學(xué)的幾個實例

3.2.1有害氣體的監(jiān)測

有害氣體通常指人為或自然條件下產(chǎn)生的二氧化硫、氟化物、乙烯、煙霧等對生物有機體有害的氣體。但用遙感技術(shù)對大氣中的某一成分進行觀測時,我們往往不能直接對其進行觀測。但是,@并不意味著遙感技術(shù)不適用于該類觀測。我們可以利用所觀測成分特定的電磁光譜特性間接地監(jiān)測該成分的分布以及變化情況;或者我們可以通過觀察這些不易直接觀測的成分對其他地物的影響,以達到對目標(biāo)成分追蹤觀測的目的。比如地表硫化面,酸雨對植物的腐蝕情況等等。

3.2.2城市熱島效應(yīng)監(jiān)測

城市熱島效應(yīng)是城市中的空氣溫度高于城市周圍郊區(qū)的溫度,故形成了從城市流向郊區(qū)的一種環(huán)流。與有害氣體監(jiān)測相類似,城市熱島效應(yīng)監(jiān)測同樣采用了間接監(jiān)測的手段。我們知道到,植被覆蓋率與植被覆蓋種類和城市熱島效應(yīng)的影響范圍存在很強的相關(guān)性。通過比對城郊的植被變化,就可以得到城市熱島到效應(yīng)的影響范圍。當(dāng)然,我們也可以通過直接比較不同時相的遙感熱紅外影像直接得到城市熱島效應(yīng)的日/年變化規(guī)律。

4 遙感技術(shù)應(yīng)用的一般流程總結(jié)

遙感技術(shù)應(yīng)用的一般流程:

隨著遙感技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的日益廣闊,各個學(xué)科與遙感技術(shù)的聯(lián)系逐漸加強,遙感技術(shù)的規(guī)范化、流程化成了大勢所趨。如何建立一個普遍適用的大體操作流程,成了我們現(xiàn)在急需解決的問題,筆者根據(jù)平時所學(xué)以及匯總眾多的資料,現(xiàn)提出自己的觀點。

4.1利用遙感平臺上的傳感器對目標(biāo)地物進行觀測,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的獲取與輸入。

4.2采集光譜特征,并依照光譜特征建立模型,并對模型進行評估,以此作為是否重建模型的依據(jù)。

4.3利用所建立的模型對采集到的數(shù)據(jù)進行處理,可分為三個流程:(1)建立數(shù)據(jù)處理流程;(2)選擇各個環(huán)節(jié)所采用的數(shù)據(jù)處理方法;(3)輸入所需處理數(shù)據(jù)并配置相關(guān)參數(shù)。

4.4獲取處理后的數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進行后續(xù)處理。

5 存在的問題及展望

5.1存在的問題

遙感技術(shù)經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展,已經(jīng)成為一個十分完善的學(xué)科體系,應(yīng)用于生產(chǎn)生活的方方面面。然而,在現(xiàn)階段的技術(shù)條件的限制下,遙感技術(shù)仍然需要面對一些技術(shù)上的挑戰(zhàn)。

首先是遙感技術(shù)發(fā)展的過程中,尺度與角度的問題。由于用不同空間分辨率獲取的圖像間沒有簡單的平均或平分對關(guān)系。[16]傳感器的分辨率與地物的輻射值并不滿足線性相關(guān)。同時,由于傳感器所接收到的輻射信號具有多源性和多時性,這就給數(shù)據(jù)的幾何配準(zhǔn)帶來了不便。另一方面,雖然隨著人工智能與計算機圖形學(xué)技術(shù)的發(fā)展,遙感信息的提取效率越來越高。然而由于技術(shù)條件以及軟硬件條件的限制,遙感信息的自動提取仍然是我們急需解決的問題。最后,隨著時間維度的加入,遙感數(shù)據(jù)變得異常復(fù)雜。如何實現(xiàn)對四維數(shù)據(jù)進行同化,是我們不得不面對的問題。

5.2 對遙感未來的展望

遙感技術(shù)方興未艾,即使是發(fā)展到現(xiàn)在,仍然有著巨大的發(fā)展?jié)摿Αo論是空間探測技術(shù)的進步,還是傳感器的更新?lián)Q代,都將極大地促進遙感技術(shù)的發(fā)展與繁榮。展望未來,我們可以發(fā)現(xiàn)遙感技術(shù)將呈現(xiàn)以下幾個特點:

5.21隨著傳感器的更新?lián)Q代以及遙感技術(shù)更高精度的要求,衛(wèi)星遙感將呈現(xiàn)高分辨率、高精度的發(fā)展趨勢。

5.2.2隨著雷達技術(shù)的發(fā)展與廣泛使用,各式雷達傳感器的廣泛使用,遙感技術(shù)走向全天候、全時段的新階段。

5.2.3熱紅外遙感技術(shù)的大力推廣使得遙感技術(shù)對于與地球表面熱量有關(guān)的地物及其變化的監(jiān)測進入了一個新的高度。

5.2.4 4s技術(shù)的發(fā)展使得遙感技術(shù)呈現(xiàn)集成化一體化的趨勢。

5.2.5數(shù)字地球概念的提出,使得遙感技術(shù)與其他相關(guān)學(xué)科在全球?qū)用嫔蠈崿F(xiàn)了一體化、系統(tǒng)化、聯(lián)系化,構(gòu)成了一個有機的整體網(wǎng)絡(luò)。

結(jié)束語

自19世紀(jì)60年代遙感誕生之日起,數(shù)十年來,遙感技術(shù)在變換檢測、資源環(huán)境信息獲取與處理等諸多領(lǐng)域一直發(fā)揮著重要的作用。當(dāng)然,任何技術(shù)都不是萬能的,都有其局限性。然而遙感技術(shù)盡管經(jīng)過了數(shù)十年的發(fā)展,但其應(yīng)用前景依舊廣闊。尤其是隨著深空探測技術(shù)、圖像處理技術(shù)、波譜分辨技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域?qū)W科的不斷發(fā)展推進,遙感技術(shù)更是展現(xiàn)出來前所未有的生機,筆者限于所學(xué)知識有限,無法對遙感技術(shù)進行更深層次的專業(yè)化討論,但我們相信,遙感技術(shù)的前景一定是務(wù)必廣闊的。

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篇4

關(guān)鍵 :遙感技術(shù)、土地利用調(diào)查、應(yīng)用

The application of remote sensing techniques in land use survey

Abstract: Land resources are increasingly scarce, and therefore the use of land resources is particularly important to investigate. Remote sensing technology in the long-term development has matured in various fields. The application of remote sensing in land resource survey, which greatly improved the efficiency and accuracy of the survey. Accordingly, this article will focus on the application of remote sensing techniques in land resources, to make further analysis.

Key areas: remote sensing technology, land use survey, application

中圖分類號: F301.2文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:

遙感技術(shù)是一項發(fā)展較早的技術(shù),在長期的不斷完善過程中趨于精確,能夠?qū)ο笞龀鲚^為準(zhǔn)確的定位和勘測,極大便利了地理調(diào)查。遙感技術(shù)從廣義上來講,是指在較為遙遠的地方借助專門的特殊探測儀器,將遠處的物體輻射的波長信號進行記錄和接受,再通過專業(yè)處理程序進行再加工,從而將遠處物體通過圖像的形式展現(xiàn)出來,從而能夠使得勘測人員通過觀察圖像,了解遠處的情況和環(huán)境。遙感技術(shù)由遙感平臺、傳感器、應(yīng)用系統(tǒng)等多個部分共同構(gòu)成。

一、遙感技術(shù)國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

遙感技術(shù)在我國的應(yīng)用起步較早,是伴隨航天技術(shù)的發(fā)展而來的,最近幾年來發(fā)展迅速,應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴大。我國國家統(tǒng)計局自上個世紀(jì)八十年代開始便在全國范圍內(nèi)開展了廣泛的土地資源調(diào)查統(tǒng)計工作,在這個調(diào)查過程中將遙感技術(shù)引入進來,通過遙感技術(shù)得來的數(shù)據(jù)實現(xiàn)了對我國整體土地使用情況的首次了解,調(diào)查結(jié)果的準(zhǔn)確性保障了我國后期土地政策制定的適用性。從此我國的土地使用情況開始了用遙感技術(shù)進行勘察的方式,并且在長期的發(fā)展中趨于完善,技術(shù)水平不斷提高。遙感技術(shù)在國內(nèi)土地利用調(diào)查中的應(yīng)用,在我國土地資源管理中發(fā)揮著重要的作用。具體說來包括以下三個方面:1、服務(wù)于各級政府,有利于提高政府政策的準(zhǔn)確性,依據(jù)遙感情況制定完善的土地資源管理計劃,及時對土地利用過程中出現(xiàn)的問題作出反饋,起到對有限國土資源的保護和合理規(guī)劃作用;2、及時反映了當(dāng)前土地利用情況,為后期進行城市建設(shè)規(guī)劃以及了解土地利用總體情況奠定基礎(chǔ);3、為整體土地利用發(fā)展規(guī)劃提供充足的信息。

二、遙感技術(shù)在土地利用調(diào)查中應(yīng)用的可行性

遙感技術(shù)相比較于其他調(diào)查方法,能夠24小時不間斷工作,并且能夠及時有效的獲得土地使用情況資料,遙感技術(shù)受地區(qū)環(huán)境限制較少,能夠在有限的時間里盡快的完成任務(wù)。遙感技術(shù)在信息的記錄上可體現(xiàn)出周期性、動態(tài)性以及豐富的動態(tài)性,能夠及時記錄土地使用的變更情況。傳統(tǒng)的土地利用調(diào)查依賴于大量的人力和物力投入,工作周期長,工作的準(zhǔn)確性不高,成本極高。土地利用調(diào)查是在城市化進程進一步加快,經(jīng)濟飛速發(fā)展的情況下發(fā)展起來的,強化土地資源規(guī)劃、管理、保護和合理的利用是適用社會發(fā)展的必要措施和基礎(chǔ)工作。

遙感技術(shù)在土地利用統(tǒng)計中的應(yīng)用具有以下特點:1、起點較高,具有全局性,基于遙感技術(shù)的土地利用調(diào)查一般而言具有全局性特點,而且往往具有很強的宏觀性,起點高的特點使得建立在這一基礎(chǔ)上的調(diào)查更有利于統(tǒng)籌全局,把握整體的土地資源利用情況;2、技術(shù)要求高,遙感技術(shù)看似原理簡單,實際操作起來卻需要較高的技術(shù)水平和專業(yè)要求,在管理上也需要專業(yè)人員的科學(xué)化管理,從勘測到記錄都需要較高的技術(shù)水平;3、實際應(yīng)用性,遙感技術(shù)應(yīng)用下的土地使用調(diào)查,不僅要求提供最終的調(diào)查結(jié)果和準(zhǔn)確性較高的土地利用現(xiàn)狀調(diào)查,還要求為現(xiàn)實的整體規(guī)劃做出調(diào)整,最終應(yīng)用于整體土地政策的規(guī)劃,提高土地資源利用率。

由上可見,傳統(tǒng)的土地調(diào)查方法較不科學(xué),存在著周期長、資金投入多、調(diào)查受周圍因素干擾大的問題,極大影響了整個調(diào)查的整體運作情況,客觀性和周期性不強最終使得所得數(shù)據(jù)和記錄的可用性不大,與現(xiàn)實的結(jié)合不緊密。而遙感技術(shù)則具有了明顯的優(yōu)勢,周期短、客觀性和準(zhǔn)確性強,這位土地資源的有效利用提供了數(shù)據(jù)支持。

三、遙感技術(shù)應(yīng)用于土地資源利用調(diào)查的方法

遙感技術(shù)需要多方面技術(shù)的綜合應(yīng)用,比如勘測技術(shù)、信息處理技術(shù)、圖像處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、數(shù)字化信息記錄技術(shù)等。多方面技術(shù)的綜合應(yīng)用決定了遙感技術(shù)在使用過程中的技術(shù)性和專業(yè)性。遙感技術(shù)在土地調(diào)查應(yīng)用過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是遙感影像的制作和再加工過程,這個環(huán)節(jié)最終決定了遙感技術(shù)應(yīng)用于土地調(diào)查的好壞。

(一)影像校正

影響校正是指通過遙感技術(shù)所得的遙感圖像信息,按照打底的水準(zhǔn)面和坐標(biāo)系對圖像中物體的具置,使得遙感圖像數(shù)據(jù)依據(jù)現(xiàn)實環(huán)境幾何坐標(biāo)進行校正。影像校正分為多個步驟,首先第一步便是位置的計算,位置選取是控制點確定的重要一步,控制點的選擇正確與否,直接影響了整個影像校正的過程??刂泣c的選擇要堅持易分辨、特征明顯的原則,保證控制點的選擇能夠準(zhǔn)確為后期影像的處理奠定基礎(chǔ),找準(zhǔn)位置。另外在控制點的選擇上還應(yīng)該注意在圖像的邊緣留有一定數(shù)量的控制點,避免在處理過程中因為誤差出現(xiàn)影像外推。

(二)遙感影像的配準(zhǔn)

遙感影像的配準(zhǔn)是指將多重映像進行重疊,即是將影像中的地理坐標(biāo)和影像之間的統(tǒng)一,具體操作是在配準(zhǔn)過程中選擇多項式模型,以人機交互的方式實現(xiàn)對影像的配準(zhǔn)。在配準(zhǔn)過程中要盡量減少誤差,并且盡可能實現(xiàn)對配準(zhǔn)的現(xiàn)實適用性。遙感影像的配準(zhǔn)是實現(xiàn)了控制點與影像之間的配合,是將標(biāo)準(zhǔn)化的空間方式進行整合,最終在有限的范圍內(nèi)對影像進行配準(zhǔn)。

(三)遙感影像的融合

遙感影像的融合是指將多源數(shù)據(jù)統(tǒng)一在同一個地理坐標(biāo)中,采用專業(yè)科學(xué)的算法和運算方式將多幅影像合并在同一個新的圖像中。影像的融合包括了基本信息、色彩的融合。融合的過程是將傳感器得到的不同類型的信息加以綜合,用單一傳感器減少多重遙感器帶來的不必要麻煩和矛盾,使得最終影像能夠直觀易懂,并且能夠清楚認識。最終融合的圖像是綜合了多元的信息產(chǎn)生的,具有豐富性和準(zhǔn)確性,能夠反映更多的信息,減少因為單幅影像造成的信息不清晰,從而提高數(shù)據(jù)的適用性和利用率。另外從影像的色彩來看,融合之后的影像色彩飽和度更高,對比度強,位置能夠更加精確的表示出來。

(四)遙感影像的識別

遙感影像的識別和判讀是一個較為專業(yè)的過程,一般來說分為觀察和計算機自動分類兩種方法,遙感監(jiān)測得到的最終影像任然需要專業(yè)的判讀。人為和計算機的兩種方式應(yīng)該與實際勘測的地形和物體情況相聯(lián)系,就土地利用調(diào)查的實際環(huán)境和要求來看應(yīng)該采用人機交互的方式對影像進行識別和判讀,將圖像信息轉(zhuǎn)化為描述性語言,增強影像的描述性和可視性。

四、遙感技術(shù)應(yīng)用于土地利用現(xiàn)狀調(diào)查的局限性

遙感技術(shù)的使用對專業(yè)人員的技術(shù)要求較高,使得遙感技術(shù)的推廣和操作中的準(zhǔn)確性面臨困境,技術(shù)的制約使得勘測結(jié)果失效。遙感影像色彩鮮艷且對比強烈,這位調(diào)查提供了較為完善直觀的數(shù)據(jù)支持,但也存在著難以判斷圖片的物體的具面積和大小,要進行具體測量。在遙感技術(shù)使用的過程中還面臨著地界統(tǒng)計的出入,因此在統(tǒng)計的結(jié)果中存在一定偏差。另外遙感技術(shù)并不能完全取代傳統(tǒng)的統(tǒng)計方法,還需要在不斷完善現(xiàn)代化統(tǒng)計手段的同時兼顧傳統(tǒng),采取多元調(diào)查方法結(jié)合的方式增強最終數(shù)據(jù)的可靠性。

綜上所述,遙感技術(shù)的發(fā)展極大便利了土地利用的調(diào)查,使得調(diào)查周期縮短,準(zhǔn)確度和可靠性大大提高,減少了傳統(tǒng)調(diào)查方式下的人力財力投入。雖然在實際操作中遙感技術(shù)還存在一些缺陷,相信隨著計算機信息技術(shù)的進一步提高,高新技術(shù)的不斷發(fā)展,遙感技術(shù)在土地利用調(diào)查中的應(yīng)用會日趨完善。

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篇5

課程標(biāo)準(zhǔn):結(jié)合實例、了解遙感在資源普查、環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用。

課表分析:根據(jù)課標(biāo)要求,要了解遙感的概念、特點、工作過程。重點掌握遙感在資源普查、環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測中的具體應(yīng)用與功能,進一步認識遙感在現(xiàn)代社會中發(fā)揮的巨大作用,還要初步學(xué)會判讀簡單的遙感影像。但是對于遙感工作原理不要求涉及“專業(yè)機理”,定位到“工作過程”程度即可,也不要求掌握遙感的分類等知識。

二、教材分析:

新課程標(biāo)準(zhǔn)把《地理信息技術(shù)的應(yīng)用》列為必修課程,而“地理信息技術(shù)”體系主要由“3S”即地理信息系統(tǒng)(GIS)、遙感(RS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)三方面的核心技術(shù)組成。另一方面,GIS、RS、GPS技術(shù)又以計算機科學(xué)、通信技術(shù)、遙測與衛(wèi)星定位,以及系統(tǒng)論等信息技術(shù)和理論為支撐,屬于地理科學(xué)與信息科學(xué)的交叉學(xué)科。遙感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)是地理信息技術(shù)的三種主要的技術(shù)手段,這三種手段相互促進、相互配合、共同應(yīng)用的基礎(chǔ)上,再結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬技術(shù),人們提出了數(shù)字地球的設(shè)想。所以說,第三章第二節(jié)“遙感技術(shù)的應(yīng)用”?與其他兩門技術(shù)的應(yīng)用介紹處于同等的地位,他們相互交織,相互配合,才能使數(shù)字地球的設(shè)想實現(xiàn)。而遙感技術(shù)在3s技術(shù)中也有不可代替的作用,遙感技術(shù)(RS)是地理信息系統(tǒng)(GIS)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)源;同時利用遙感數(shù)字影像獲取地面高程,可以及時更新地理信息系統(tǒng)(GIS)中的數(shù)據(jù)。

三、教學(xué)內(nèi)容:第二節(jié)、遙感技術(shù)的應(yīng)用第一課時

四、教學(xué)目標(biāo):

1.知識與技能(知識目標(biāo)):

(1)能用自己的語言表述遙感的概念;

(2)能簡要說明遙感技術(shù)的發(fā)展過程和工作過程;

2、過程與方法(能力目標(biāo)):

(1)通過讀圖或查閱相關(guān)資料,比較航天遙感、航空遙感、近地遙感使用的運載工具、主要優(yōu)缺點及適用范圍等方面的差異;

(2)通過查找遙感的有關(guān)資料,歸納遙感技術(shù)的特點。

3.情感、態(tài)度、價值觀(情感目標(biāo)):

(1)通過對遙感技術(shù)的迅猛發(fā)展的介紹,感悟新興地理信息技術(shù)的生命力,從而初步養(yǎng)成熱愛科學(xué)努力學(xué)習(xí)的好習(xí)慣;

(2)通過對迅速發(fā)展的中國遙感技術(shù)的學(xué)習(xí),增強民族自信心和愛國情感。

五、教學(xué)重點難點:

遙感技術(shù)的基本原理。

六、教學(xué)方法:案例教學(xué)法。通過討論活動了解遙感技術(shù)的工作過程

七、教學(xué)過程:

導(dǎo)入:設(shè)疑:中央電視臺天氣預(yù)報衛(wèi)星云圖是怎么得到的呢?它先是用風(fēng)云衛(wèi)星遙感拍照,然后通過計算機處理、編輯而成的動態(tài)圖片。是遙感技術(shù)的應(yīng)用。

填表比較人工實地調(diào)查與利用遙感技術(shù)調(diào)查,哪一種獲取資料和信息的方法更好?

1.概念:

遙感:(簡稱RS)“遙遠的感知”,是利用一定的技術(shù)設(shè)備和系統(tǒng),在遠離被測目標(biāo)的位置上對被測目標(biāo)的電測波進行測量、記錄與分析的技術(shù)。

怎樣感知?測量電磁波特征:不同的地物反射與吸收電磁波存在巨大差異。(P82圖3-2-2)

遙感不僅可以通過可見光進行感知,同時也可以通過紅外線、微波等,例如:法國的SPOT-5衛(wèi)星可以從七個波段獲取信息。

為什么要分波段呢?因為不同波段不同地物的反射率與吸收率等有很大差異。(多媒體展示甲乙兩種作物在不同生長階段反射率不同示意圖并分析)

2.分類:

按遙感平臺高度(運載工具)分:地面遙感、航空遙感、航天遙感

地面遙感主要指以高塔、車、船為平臺的遙感技術(shù)系統(tǒng),地物波譜儀或傳感器安裝在這些地面平臺上,可進行各種地物波譜測量。航空遙感泛指從飛機、飛艇、氣球等空中平臺對地面觀測的遙感技術(shù)系統(tǒng)。航天遙感又稱太空遙感,泛指利用各種太空飛行器為平臺的遙感技術(shù)系統(tǒng),以地球人造衛(wèi)星為主體,包括載人飛船、航天飛機和太空站,有時也把各種行星探測器包括在內(nèi)。衛(wèi)星遙感為航天遙感的組成部分,以人造地球衛(wèi)星作為遙感平臺,主要利用衛(wèi)星對地球和低層大氣進行光學(xué)和電子觀測。

4.遙感影像的基本特征:

(1)像元:遙感影像上能詳細區(qū)分的最小單元

(2)分辨率:一個像元所代表的地面實際尺寸。1米分辨率就是指影像上的一個像元表示地面上1平方米的范圍。例:SPOT-5衛(wèi)星的分辨率達全彩色波段可達2.5米,其它波段為5米。中巴資源衛(wèi)星二號分辨率為20米。美國快鳥衛(wèi)星為1米。

媒體展示圖3-2-6讓學(xué)生體驗像元大小對影像信息的影響。相同范圍的區(qū)域圖片,像元越多,分辨率越高,圖像越清晰。

(3)光譜特征(媒體展示讀圖判讀,3-2-7、3-2-8、3-2-9圖):

黑白:建筑物為灰白色,草地和林地顏色較深

彩色:分真彩色和假彩色

真彩色:真實反映實際地物的顏色特征

假彩色:草、樹和莊稼通常為紅色,水是灰色或藍色,城市是藍灰色

練習(xí)與評價:敘述真彩色遙感影像圖像和假彩色遙感影像圖的顏色特征。真彩色圖片上的顏色基本顯示地物的顏色,假彩色只是用不同的顏色區(qū)分不同的地物,顯示的不是地物的顏色。

媒體展示美國快鳥衛(wèi)星圖片、我國風(fēng)云衛(wèi)星拍攝的云圖、嫦娥探月衛(wèi)星拍攝的月球表面影像讓學(xué)生體會遙感技術(shù)的廣泛應(yīng)用及我國遙感技術(shù)的發(fā)展成就。

八、課堂小結(jié)與板書設(shè)計:本節(jié)課的重點和難點內(nèi)容是遙感的工作過程。

九、課后作業(yè):

1、什么事遙感影像的分辨率?說出分辨率大小和影像顯示地表信息能力之間的關(guān)系。

2、敘述真彩色和假彩色遙感影像的顏色特征。

篇6

【關(guān)鍵詞】遙感技術(shù);大氣環(huán)境;監(jiān)測?

環(huán)境問題越來越嚴(yán)峻,各類的污染給人類的生活和工作帶來了很大的影響,破壞了人們的日常生活并且威脅到人們的生命安全。遙感技術(shù)主要有兩種類別:一為主動式遙感監(jiān),二為被動式遙感監(jiān)測,主要以環(huán)境監(jiān)測為主,利用遙感傳感器監(jiān)測大氣結(jié)構(gòu),對污染源進行定位追蹤,直接對污染物進行區(qū)域跟蹤測量,從而獲取某一區(qū)域大氣污染的綜合信息,以及時制定治理措施來減少大氣污染的不利影響,對大氣環(huán)境的治理產(chǎn)生了無法忽視的影響。?

1、大氣環(huán)境遙感監(jiān)測技術(shù)的基本原理?

遙感監(jiān)測就是用儀器對一段距離以外的目標(biāo)物或現(xiàn)象進行觀測,是一種不直接接觸目標(biāo)物或現(xiàn)象而能收集信息,對其進行識別、分析、判斷的更高自動化程度的監(jiān)測手段。它最重要的作用是不需要采樣而直接可以進行區(qū)域性的跟蹤測量,快速進行污染源的定點定位,污染范圍的核定,污染物在大氣中的分布、擴散等,從而獲得全面的綜合信息。根據(jù)所利用的波段,?遙感監(jiān)測技術(shù)主要分為紫外、可見光、反射紅外遙感技術(shù);熱紅外遙感技術(shù)和微波遙感技術(shù)三種類型。?

大氣環(huán)境遙感監(jiān)測作為遙感技術(shù)應(yīng)用中較為重要的內(nèi)容之一,在業(yè)務(wù)上不同于常規(guī)氣象要素的監(jiān)測。常規(guī)氣象要素遙感監(jiān)測[1]?主要是指測量大氣的垂直溫度剖面、大氣的垂直濕度剖面、降水量及頻度、云覆蓋率(云量和云層厚度)?和長波輻射、風(fēng)(風(fēng)速和風(fēng)向)?、地球輻射收支的測量等。而大氣環(huán)境遙感則是監(jiān)測大氣中的臭氧(O3?)、CO2、SO2、甲烷(CH4)?等痕量氣體成分以及氣溶膠、有害氣體等的三維分布。這些物理量通常不可能用遙感手段直接識別,但由于水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量氣體成分具有各自分子所固有的輻射和吸收光譜特征,如影響水汽分布的主要光譜波長在017μm,?O3在0155~0165μm?之間存在一個明顯的吸收帶等,因此我們實際上可通過測量大氣散射、吸收及輻射的光譜特征值而從中識別出這些組分來。研究表明,在衛(wèi)星遙感中,有兩個非常好的大氣窗可以用來探測這些組分,即位于可見光范圍內(nèi)的0140~0175μm?的波段范圍和在近紅外和中紅外的0185μm、1106μm、1122μm、1160μm、2120μm?波段處。?

2、遙感技術(shù)在大氣污染監(jiān)測中的作用?

2.1被動式空基遙感監(jiān)測?

被動式遙感監(jiān)測主要作用于臭氧層、大氣氣溶膠、溫室氣體、大氣污染物、大氣熱污染源等等,這些問題很多不僅僅是區(qū)域性問題,甚至已經(jīng)成為全球性問題,影響著全世界的正常發(fā)展。太陽直接輻射遙感技術(shù)利用散射和衰減,測量二氧化碳、臭氧等大氣的主要組成部分,對有害氣體、污染物、熱污染源等進行監(jiān)測,逐漸成為遙感技術(shù)中最常用的一種監(jiān)測技術(shù)。現(xiàn)階段,城市工業(yè)不斷發(fā)展,霧霾成為人們生活中的一種普遍現(xiàn)象,嚴(yán)重影響著人們的身心健康,而遙感技術(shù)與地理信息系統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合,獲取霧霾地區(qū)的綜合信息,通過對圖像以及數(shù)據(jù)的分析得出影響霧霾的主要因素,從而制定相應(yīng)的措施來消除霧霾。除此之外,隨著城市化的不斷發(fā)展,城市熱島效應(yīng)成為城市發(fā)展的主要問題,遙感技術(shù)通過研究城市下墊面的熱紅外遙感總結(jié)城市熱島變化規(guī)律,對熱島效應(yīng)的解決提供了一定的事實依據(jù)。?

2.2主動式空基遙感監(jiān)測?

主動式空基遙感監(jiān)測的載體是雷達,主要有機載和星載雷達,它可以在短時間內(nèi)發(fā)射大功率的電磁波,再根據(jù)回波信號的振幅和位相分析得出測量物的方向、距離等數(shù)據(jù),主動式遙感不依賴于太陽輻射,可以晝夜工作,還可以根據(jù)探測目的的不同,主動選擇電磁波的波長和發(fā)射方式。主動式遙感可以用來監(jiān)測大氣中的臭氧、水汽、二氧化硫以及三氧化氮等分布情況,分析這些成分如何影響平流層和對流層,有利于制定空間雷達的探測技術(shù),對大氣環(huán)境的治理起著無法替代的作用。遙感技術(shù)正在經(jīng)歷由單一型遙感監(jiān)測向多方面監(jiān)測數(shù)據(jù)的綜合性分析過渡,即多時相監(jiān)測,對于污染物信息的監(jiān)測可以做到更準(zhǔn)確及時客觀,使得大氣污染監(jiān)測上升到一個新高度。?

3、遙感技術(shù)的發(fā)展方向?

人們越來越重視環(huán)境問題,對環(huán)境的需求也不斷增加,改善環(huán)境成為當(dāng)前社會發(fā)展的重要任務(wù),遙感技術(shù)能夠改善環(huán)境,那就應(yīng)該更大限度的開發(fā)利用這一技術(shù)。遙感技術(shù)還可以從以下一些方面取得進步:?

(1)遙感技術(shù)主要分為主動式遙感和被動式遙感,把主動與被動式衛(wèi)星遙感相結(jié)合,可以更加準(zhǔn)確的進行對污染物的監(jiān)測,把污染物監(jiān)測的誤差精確到更小,不斷改進大氣環(huán)境遙感技術(shù),對大氣環(huán)境遙感進行定量化研究,形成一套嚴(yán)密的大氣環(huán)境遙感監(jiān)測技術(shù)運行系統(tǒng),把遙感技術(shù)與地面監(jiān)測共同運用到環(huán)境監(jiān)測中,以便更加準(zhǔn)確及時的制定解決環(huán)境污染的措施。?

(2)在當(dāng)今社會,技術(shù)在任何方面都是不可或缺的,與此相應(yīng),互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以充分配置資源,使全球的資源和信息得到共享,實現(xiàn)遙感技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化,普及遙感監(jiān)測技術(shù),可以借鑒其他國家的遙感技術(shù)創(chuàng)新之處與經(jīng)驗,進行多國合作,利用其它國家的資源環(huán)境衛(wèi)星系統(tǒng),提高監(jiān)測的效率。?

(3)人才的進步才是社會的進步,必須要保證技術(shù)性人才的培養(yǎng),國家要加大人才扶持力度,提供更多的人才發(fā)展機會,培養(yǎng)大批實用型人才和技術(shù)創(chuàng)新型人才,只有如此遙感技術(shù)才可能會有飛躍性的突破。?

(4)技術(shù)的不完善使得監(jiān)測數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確,而數(shù)據(jù)分析是制定措施的重要依據(jù),提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度是必須的,對此,應(yīng)該研發(fā)更高性能的傳感器以提高衛(wèi)星遙感的分辨率,使數(shù)據(jù)精確度更高,更好的判斷污染物信息,避免誤判情況的發(fā)生。?

4、結(jié)束語?

環(huán)境問題與人類發(fā)展息息相關(guān),實現(xiàn)人與自然的和諧相處是社會發(fā)展的必然要求,在尊重自然的基礎(chǔ)上,通過自己的一系列活動改變環(huán)境對于自身的不利影響并造福于人類是對每個人的要求。環(huán)境問題種類多樣,大氣污染、水污染、固體廢棄物污染等都可以通過遙感技術(shù)得到一定程度的治理,遙感技術(shù)的應(yīng)用范圍也越來越廣泛,作為環(huán)境監(jiān)測的重要技術(shù)力量,遙感技術(shù)應(yīng)該不斷發(fā)展自身,為制定科學(xué)準(zhǔn)確的政策提供更加有理有據(jù)的支持。?

參考文獻:?

[1]劉紅,張清海,林紹霞.等.遙感技術(shù)在水環(huán)境和大氣環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用研究進展[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2013(1).?

篇7

關(guān)鍵詞:土地利用調(diào)查方法;遙感技術(shù);應(yīng)用;

中圖分類號: P237 文獻標(biāo)識碼: A 文章編號:

l 引言

主要列述了傳統(tǒng)的土地利用調(diào)查方法及其缺陷,概述了遙感技術(shù)和基于遙感影像的土地利用調(diào)查理論,通過對柳州市的土地利用現(xiàn)狀更新調(diào)查結(jié)果,并與以前的年度變更調(diào)查的技術(shù)及成果進行比較分析,總結(jié)出利用遙感影像能及時了解土地變化狀況,能及時更新調(diào)查數(shù)據(jù)庫,保持柳州市土地調(diào)查數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性,實現(xiàn)國土資源“以圖管地”精確調(diào)查和有效監(jiān)管,滿足國土資源“一張圖”建設(shè)和“批、供、用、補、查”日常監(jiān)管的需要,為國土資源管理和經(jīng)濟社會發(fā)展提供基礎(chǔ)資料。

2 傳統(tǒng)的土地利用調(diào)查方法及遙感技術(shù)概述

2.1 傳統(tǒng)的土地利用調(diào)查方法

1984-1996年的12年間,我國各縣級土地現(xiàn)狀初始調(diào)查基本完成。由此獲得的寶貴的土地利用現(xiàn)狀基礎(chǔ)數(shù)據(jù)成果,為各級政府制定國民經(jīng)濟發(fā)展計劃提供了最基礎(chǔ)的依據(jù),為建立土地登記、土地統(tǒng)計制度,制定土地利用總體規(guī)劃提供了第一手的數(shù)據(jù)。但是,近20年和今后的數(shù)十年內(nèi),都將是我國經(jīng)濟快速發(fā)展的時期,土地利用的形式將發(fā)生一系列的變化,隨時摸清土地利用形式的變化、對土地利用圖件和數(shù)據(jù)庫進行及時更新將是我國各級土地管理部門的一項重要的和經(jīng)常性的工作。由于航空攝影成本很高,難以運用航片來進行每年的土地變更調(diào)查,目前我國土地管理部門進行數(shù)據(jù)更新的方法是在前期土地利用現(xiàn)狀圖的基礎(chǔ)上,根據(jù)變更申報到現(xiàn)場勘查,在詳查圖上標(biāo)繪宗地變化的邊界位置、權(quán)屬變化和利用類型的變化,再到室內(nèi)進行編繪更新,這種方法存在明顯的缺點:

(1)難以準(zhǔn)確獲取變化邊界的地理坐標(biāo),僅從相鄰關(guān)系進行外推量測,難以準(zhǔn)確獲取變化邊界的空間位置坐標(biāo),圖件更新精度達不到要求;

(2)變化宗地的空間位置難以確定,面積量測不準(zhǔn)確;

(3)不能主動監(jiān)測變化;

(4)方法落后且人為干擾大;

(5)變更數(shù)據(jù)獲取速度慢,多次清繪誤差累積;

(6)工作效率低,費工費時費力,很多縣市很難每年進行及時的變更;

(7)農(nóng)村土地利用圖斑多為不規(guī)則多邊形,運用平板儀等測量工具只能測量拐點,不能連續(xù)測量整個邊界,而且難于精確標(biāo)繪到原土地利用現(xiàn)狀底圖上。

由此可見,該方法不能及時準(zhǔn)確地獲取全局的土地利用動態(tài)變化信息,無法實時掌握土地利用變化在空間上的分布和分析評價土地利用變化是否合理。此外,傳統(tǒng)的方法即根據(jù)用地單位的上報數(shù)據(jù)了解土地利用的變化狀況不僅被動,且中間不可避免地存在誤報、漏報,對于地塊的空間屬性難以做到準(zhǔn)確掌握,更不能滿足動態(tài)變更及時準(zhǔn)確的要求。因此,利用衛(wèi)星遙感技術(shù)進行土地利用動態(tài)變更調(diào)查,及時準(zhǔn)確地獲取變更信息,就有著十分重要的意義。

2.2遙感技術(shù)概述

2.2.1遙感的定義

遙感(Remote Sensing),通常是指通過某種傳感器裝置,在不與研究對象直接接觸的情況下,獲取其特征信息,并對這些信息進行提取、加工、表達和應(yīng)用的一門科學(xué)技術(shù)。

2.2.2遙感技術(shù)的優(yōu)點

遙感的出現(xiàn),擴展了人類對于其生存環(huán)境的認識能力,較之于傳統(tǒng)的野外測量和野外觀測得到的數(shù)據(jù),遙感技術(shù)具有以下優(yōu)點:

(1)增大了觀測范圍;

(2)能夠提供大范圍的瞬間靜態(tài)圖像,用于監(jiān)測動態(tài)變化的現(xiàn)象;

(3)能夠進行大面積重復(fù)觀測,即使是人類難以到達的偏遠地區(qū);

(4)大大“加寬”了人眼所能觀察的光譜范圍,遙感使用的電磁波波段從x光到微波,遠遠超出了可見光范圍;而雷達遙感由于使用微波,可以不受制于晝夜、天氣變化,進行全天候的觀測;

(5)空問詳細程度高,航空像片的空問分辨率可以高達厘米級甚至毫米級。

與航空遙感相比,航天遙感能夠進行連續(xù)的、全天候的工作,提供更大范圍的數(shù)據(jù),其成本更低,是獲取遙感數(shù)據(jù)的主要方式,而航空遙感主要應(yīng)用于臨時性的、緊急的觀測任務(wù)以獲得高精度數(shù)據(jù)。

總之,利用遙感技術(shù),不但可以更加迅速、客觀地監(jiān)測環(huán)境信息,同時根據(jù)遙感數(shù)據(jù)的空間分布特性,還可以作為地理信息系統(tǒng)的一個重要的數(shù)據(jù)源,以實時更新空間數(shù)據(jù)庫。

3 基于遙感影像的土地利用調(diào)查實踐

利用遙感進行土地調(diào)查的步驟遙感影像應(yīng)用于土地調(diào)查中, 主要作用是通過人工目視或計算機自動解釋, 建立信息數(shù)據(jù)或發(fā)現(xiàn)變化的圖斑并對其進行變更。常規(guī)的圖像解釋方法根據(jù)遙感圖像的光譜特征、空間特征和時間特征, 按照解釋者的認識程度, 或自信程度和準(zhǔn)確度, 逐步進行目標(biāo)的探測、識別和鑒定。土地利用變更調(diào)查的原理是先將前一時期的土地利用矢量圖疊加到當(dāng)前時期的遙感圖像上, 對比同一范圍內(nèi)遙感圖像上地塊的形狀和利用類型, 發(fā)現(xiàn)變化圖斑, 并對其進行標(biāo)記, 再到野外進行產(chǎn)地核查進一步確定,最后將室內(nèi)判讀的結(jié)果與野外調(diào)查的實際情況進行對比分析。

3.1調(diào)查區(qū)概況

2007年-2009年,柳州市開展第二次土地調(diào)查工作,對利用狀況開展了全面的調(diào)查,建立了土地利用數(shù)據(jù)庫和管理系統(tǒng)。從2010年開始,土地變更調(diào)查是從第二次土地調(diào)查的基礎(chǔ)上進行利用狀況變更,獲取當(dāng)年的土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)。為了使工作成果科學(xué)、準(zhǔn)確和合理,并盡快地符合實際工作的需要,工作人員使用了遙感、GPS等新技術(shù)進行全面的土地利用現(xiàn)狀更新調(diào)查,取得了良好的成果,極大地提升了國土資源管理方式。

3.2總體技術(shù)流程

總體的技術(shù)流程如下:

(1)利用當(dāng)年航攝的航片及DEM數(shù)據(jù)制作成地面分辨率為1米的1:10000正射影像圖,作為土地利用現(xiàn)狀圖更新及土地利用數(shù)據(jù)庫建設(shè)的精度要求;

(2)利用正射影像圖、各年度土地變更調(diào)查資料及最新的l:1萬地形圖作為內(nèi)業(yè)判讀及外業(yè)調(diào)查底圖;

(3)把制作好的正射影像數(shù)據(jù)庫套合到1990年基礎(chǔ)庫,應(yīng)用GPS技術(shù)等進行全面野外調(diào)查,查清土地權(quán)屬變化情況及境界、土地權(quán)屬界變化情況,并對已變更的地物進行實地測量獲取變更圖斑、線狀地物、零星地物點位坐標(biāo)和面積等輸入計算機,更新土地利用現(xiàn)狀圖;

(4)利用新的土地利用現(xiàn)狀圖,更新土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫,做到圖件、數(shù)據(jù)、實地三者一致。

3.3土地利用數(shù)據(jù)更新流程

土地利用數(shù)據(jù)更新入庫的流程可以分為三部分,即:制作正射影像圖、結(jié)合GPS技術(shù)更新變更地物和利用supemap軟件進行數(shù)據(jù)入庫。具體操作如下:

(1)應(yīng)用遙感技術(shù)(RS)發(fā)現(xiàn)和提取土地利用信息,由于航空像片為中心投影,應(yīng)該先將其糾正為正射投影—— 制作正射影像圖;

(2)應(yīng)用全球定位系統(tǒng)技術(shù)(GPS)快速、準(zhǔn)確地獲取土地利用變化信息的空間坐標(biāo)土地變更數(shù)據(jù)的獲?。?/p>

(3)應(yīng)用supermap地理信息系統(tǒng)技術(shù)進行土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)更新及農(nóng)村土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)具有輸入、圖形編緝、管理庫、空間分析、輸出等主要功能,系統(tǒng)可滿足土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)更新及土地利用數(shù)據(jù)庫建庫的要求。

3.4新老結(jié)果比較分析

在土地更新調(diào)查完成后,把此次土地變更調(diào)查的結(jié)果和上年的土地變更調(diào)查成果做比較,發(fā)現(xiàn)相應(yīng)地類的面積存在著差異,其具體情況如下:

(1)耕地面積比上年度耕地面積數(shù)減少;

(2)建設(shè)用地面積比上年度耕地面積增加;

(3)土地更新調(diào)查中建設(shè)用地增加幅度大,而耕地減少幅度小。

經(jīng)研究分析,發(fā)現(xiàn)耕地面積產(chǎn)生差異的主要原因是歷年違法用地未在年度變更調(diào)查進行變更統(tǒng)計,建設(shè)用地面積產(chǎn)生差異的主要原因是歷年積累的變更調(diào)查漏查的建設(shè)用地未在年度變更調(diào)查進行變更統(tǒng)計,而這些未在年度變更調(diào)查中進行變更統(tǒng)計的數(shù)據(jù),在更新調(diào)查工作中均進行調(diào)查統(tǒng)計。建設(shè)用地增加幅度大,耕地減少幅度小的主要原因有兩個:

(a)在土地規(guī)劃及耕地保護具體工作中,經(jīng)農(nóng)田整理新增耕地的一部分作為折抵指標(biāo)已用于建設(shè)用地,尚有一部分未用于建設(shè)用地,也沒有用于耕地占補平衡,這部分耕地在年度變更調(diào)查工作中全部進行了變更統(tǒng)計,同時,根據(jù)占補平衡要求,將相當(dāng)于扣除折抵指標(biāo)后剩余部分新增耕地面積數(shù)的經(jīng)開發(fā)造地新增耕地面積數(shù)節(jié)余下來未進行變更統(tǒng)計,在更新調(diào)查工作將節(jié)余下來的開發(fā)地數(shù)進行了變更統(tǒng)計。

(b)經(jīng)本地開發(fā)造地新增耕地超過占補平衡所需部分未在年度變更調(diào)查工作進行變更統(tǒng)計,但在更新調(diào)查工作中將這些超額部分開發(fā)造地數(shù)進行了變更統(tǒng)計。

4 結(jié)束語

隨著各類建設(shè)占用地日益增加,在我國經(jīng)濟快速增長,用地量逐年增大,土地利用變化頻繁,常規(guī)的土地調(diào)查方法已遠遠不能滿足新形勢對土地管理的要求。因此,改變傳統(tǒng)國土資源管理工作方式,采用現(xiàn)代化遙感技術(shù)手段,準(zhǔn)確、快速地掌握國土資源利用狀況,科學(xué)規(guī)劃、配置、合理開發(fā)利用國土資源,實現(xiàn)國土資源決策、管理現(xiàn)代化和服務(wù)社會化,促進我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和社會全面進步,是國土資源管理工作面臨的當(dāng)務(wù)之急,也是必須實現(xiàn)的戰(zhàn)略目標(biāo)。

參考文獻:

[1] 李月臣,楊華,劉春霞.土地覆蓋變化遙感檢測方法[J].水土保持研究.

篇8

[關(guān)鍵詞]農(nóng)業(yè)災(zāi)害 監(jiān)測 遙感技術(shù)

[中圖分類號]DF413.1 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-7-299-1

中國作為一個傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國,正遭受著世界上最嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)災(zāi)害。如何加強對這些災(zāi)害的監(jiān)測和控制,成為困擾農(nóng)業(yè)發(fā)展的一項難點課題?;谖覈r(nóng)業(yè)發(fā)展歷程,我們不難發(fā)現(xiàn),遙感技術(shù)是增強農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測實效,實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)更好更快發(fā)展的有效手段。對此,本文從基本概述、應(yīng)用兩個角度,對相關(guān)問題進行了如下的分析和闡述。

1遙感技術(shù)原理及其優(yōu)點

1.1遙感技術(shù)的基本原理

所謂遙感技術(shù),就是指通過各類光學(xué)探測儀器,對遠距離目標(biāo)所輻射的電磁波信息進行接收、加工、成像處理,進而探測與識別環(huán)境地物的一項綜合性技術(shù)。而眾所周知,物質(zhì)不同,所發(fā)射的地磁波的波段也會有所不同。正因為如此,不同的物質(zhì)在遙感技術(shù)作用下形成了不同的圖像。從另一個角度講,遙感技術(shù)憑借著不同的遙感成像,反映出了目標(biāo)物的不同數(shù)據(jù)信息,進而成為區(qū)分不同物質(zhì)的重要標(biāo)準(zhǔn),這就是遙感技術(shù)的基本原理。

1.2遙感技術(shù)的優(yōu)點

與其它監(jiān)測技術(shù)相比,遙感技術(shù)的優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

首先,監(jiān)測范圍廣,監(jiān)測立體性強。通過遙感技術(shù),可以獲取對地面的連續(xù)性的、立體性的圖像。這種圖像可以有效避免地面點線監(jiān)測所帶來的視野阻隔以及其它一些局限性,極大地拓寬了監(jiān)測者的視野,使監(jiān)測者能夠?qū)Ω黝悶?zāi)害信息進行宏觀性地把握。而且,越是那些波及范圍廣、災(zāi)害性大的災(zāi)害,其優(yōu)勢就越發(fā)明顯。

其次,信息獲取量大,信息獲取效率高。憑借著高超的現(xiàn)代航天技術(shù)以及先進的現(xiàn)代航天工具,遙感技術(shù)能夠及時的、迅速的獲取各類圖像信息和數(shù)據(jù)信息,為高效數(shù)據(jù)模型的建立提供先決條件,為災(zāi)害的甄別與監(jiān)測提供有效依據(jù)。

最后,適應(yīng)性強,可實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)測。對于有些災(zāi)害,如病蟲害、雪災(zāi)、火災(zāi)等,常規(guī)性的監(jiān)測手段根本無法奏效。在這種情況下,就需要充分發(fā)揮遙感技術(shù)的作用,發(fā)揮其適應(yīng)性強的優(yōu)勢。此外,遙感技術(shù)可以對各類災(zāi)情進行全天候地監(jiān)測,實現(xiàn)災(zāi)前監(jiān)測、災(zāi)中監(jiān)測、災(zāi)后監(jiān)測的有機統(tǒng)一,為災(zāi)害控制提供充足的第一手資料。

2.遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用

2.1旱災(zāi)

旱災(zāi)是一種比較常見的農(nóng)業(yè)災(zāi)害。據(jù)不完全統(tǒng)計,每年因旱災(zāi)造成的經(jīng)濟損失約占氣象災(zāi)害類經(jīng)濟損失的一半左右。在應(yīng)對旱災(zāi)的過程中,比較常用的方法有兩種,一種是熱慣量法,二是作物水分脅迫指數(shù)法,這都是遙感技術(shù)的重要體現(xiàn)。所謂的熱慣量法,就是指通過遙感圖像反演的研究區(qū)晝夜溫差來反映農(nóng)業(yè)旱情的方法;而所謂的作物水分脅迫指數(shù)法,則是指通過作物冠層與其上空大氣溫度差來反映作物的水分脅迫狀況的方法。在實際中,兩者的適用范圍有所區(qū)別,前者適用于地與作物稀疏的農(nóng)田,而后者則適用于作物覆蓋率較高的農(nóng)田。

2.2洪災(zāi)

與旱災(zāi)一樣,洪災(zāi)也是一種比較常見的農(nóng)業(yè)災(zāi)害。洪災(zāi)具有時空分布廣、危害性大、突發(fā)性強的特點,每年造成經(jīng)濟損失高達210億元。在實際中,遙感技術(shù)常通過洪災(zāi)程度監(jiān)測和洪災(zāi)面積提取兩項指標(biāo)來實現(xiàn)監(jiān)測目的。而這兩項指標(biāo)的取得,通常是建立在歸一化植被指數(shù)(NDVI)提取和分析的基礎(chǔ)上?,F(xiàn)如今,遙感技術(shù)在洪災(zāi)監(jiān)測中的應(yīng)用日趨成熟,尤其是微波遙感技術(shù),憑借著其實時性、動態(tài)性的優(yōu)點,成為目前洪災(zāi)監(jiān)測中最常用的數(shù)據(jù)源。

2.3病蟲害

病蟲害是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要因素,每年約有13.5%的農(nóng)業(yè)災(zāi)害是由病蟲害引起的。在以前,人們主要通過肉眼來“監(jiān)測”這種災(zāi)害??上攵?,這種監(jiān)測具有很明顯的滯后性,實際效果也很不理想。而遙感技術(shù)可以有效地彌補這個缺陷,通過各項監(jiān)測數(shù)據(jù),為我們準(zhǔn)確地提供病蟲害的范圍和程度,以便及時發(fā)現(xiàn)并防治,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供堅實的保障。光譜參數(shù)法是一種通過遙感數(shù)據(jù)來判斷農(nóng)作物外部形體以及內(nèi)部生理信息的方法,而這些信息恰是判斷病蟲害的重要依據(jù)??梢?,光譜參數(shù)法是遙感技術(shù)應(yīng)用于病蟲害的基礎(chǔ)。此外,植被指數(shù)法和紅邊參數(shù)法也是遙感監(jiān)測中不可或缺的兩種方法,通過植被參數(shù)和紅邊參數(shù),實現(xiàn)最終的監(jiān)測目標(biāo)。

2.4冷凍害

冷凍害是指因溫度過低而抑制農(nóng)作物生長的自然災(zāi)害。它不僅會延遲農(nóng)作物的生長,有時甚至?xí)斐赊r(nóng)作物大面積的死亡。遙感技術(shù)在冷凍害防范方面具有重要的價值,可以準(zhǔn)確、有效地預(yù)測或者評估冷凍害的發(fā)生時間以及危害程度。在實際中,植被指數(shù)(NDVI)并不能及時反映農(nóng)作物凍害,以致冷凍害發(fā)生一段時間后才有所察覺。很顯然,這種監(jiān)測具有一定的延遲性。因此,要想取得理想中的監(jiān)測效果,就必須將NDVI監(jiān)測與農(nóng)作物地表溫度反演有機地結(jié)合起來。

2.5風(fēng)雹災(zāi)

統(tǒng)計資料顯示,我國每年的風(fēng)雹受災(zāi)面積多達600萬公頃,直接經(jīng)濟損失超過30億元人民幣。風(fēng)雹災(zāi)的破壞性極強,在極短的時間內(nèi)就會造成農(nóng)作物的大面積倒伏甚至死亡。截至目前,遙感技術(shù)在風(fēng)雹災(zāi)中的應(yīng)用現(xiàn)狀還不甚理想,遙感數(shù)據(jù)的時間分辨率與空間分辨率還無法達到要求。針對這種現(xiàn)狀,可以采用TM、EOS-MODIS、NOAA-AVHRR等遙感數(shù)據(jù)相結(jié)合的方式,增強數(shù)據(jù)源的針對性和有效性。

3小結(jié)

綜上所述,在新時期,加強遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測的應(yīng)用是一項非常系統(tǒng)的工程。為了將該項工程做大做強,夯實該項工程的基礎(chǔ),必須明確以下幾個問題:首先,要對加強遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測應(yīng)用的必要性和重要性有一個清晰的認識;其次,要對遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測應(yīng)用的現(xiàn)狀有一個全面的分析;最后,要對加強遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測應(yīng)用的路徑有一個科學(xué)的把握。只有這樣,才能切實增強遙感技術(shù)應(yīng)用的有效性與實效性,才能真正實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)又好又快的發(fā)展。

參考文獻

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篇9

遙感技術(shù)具有宏觀性和現(xiàn)勢性強、綜合信息豐富等優(yōu)勢,為礦區(qū)土壤重金屬污染評價提供了可行的方法。本文綜述了遙感技術(shù)在礦區(qū)土壤重金屬污染評價方面的研究,并對其進行了展望。

關(guān)鍵詞:

遙感;土壤;重金屬

1.引言

礦產(chǎn)資源是生產(chǎn)資料和生活資料的重要來源,人類社會的發(fā)展進步與礦產(chǎn)的開發(fā)利用密不可分。礦產(chǎn)的開采、冶煉、加工過程中大量的鉛、鋅、鉻、鎘、鈷、銅、鎳等重金屬以及類金屬砷等進入大氣、水、土壤引起嚴(yán)重的環(huán)境污染。根據(jù)2014年4月17日環(huán)境保護部、國土資源部的《全國土壤污染調(diào)查公報》,“全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀,部分地區(qū)土壤污染較重,總的超標(biāo)率達16.1%”、“在調(diào)查的70個礦區(qū)的1672個土壤點位中,超標(biāo)點位占33.4%,主要污染物為鎘、鉛、砷和多環(huán)芳烴”。資源、環(huán)境是制約社會經(jīng)濟發(fā)展的兩大瓶頸,如何克服這個瓶頸問題同時又能實現(xiàn)礦山開發(fā)的可持續(xù)發(fā)展,是我國社會必須面對和解決的緊迫的社會問題[1]。傳統(tǒng)的土壤重金屬污染監(jiān)測方法有實驗室監(jiān)測、現(xiàn)場快速監(jiān)測等方法。實驗室監(jiān)測方法雖然測量精度高,但是存在勞動強度大、采樣分析費時,適用范圍小的缺點;現(xiàn)場快速監(jiān)測法雖然具有大面積、連續(xù)、高密度獲取信息的特點,但是還大多處于定性或半定量的試驗階段,易受周圍因素影響[2]。各種巖石、土壤、植被及水體等均有各自獨特的光譜特征。地物光譜特征的差異,是遙感技術(shù)識別各類地物的主要依據(jù),也是應(yīng)用遙感技術(shù)開展土壤重金屬污染評價的理論基礎(chǔ)。遙感技術(shù)以其宏觀性和現(xiàn)勢性強、綜合信息豐富等優(yōu)勢,在礦區(qū)土壤重金屬污染評價中起到了積極的先導(dǎo)作用,并取得了良好的應(yīng)用效果。一般情況下,土壤中的有機質(zhì)、水分、鐵氧化物、重金屬等對土壤光譜反射率有一定影響。國外相關(guān)研究起步較早,始自20世紀(jì)六十年代土壤光譜研究[3]。國外有研究中表明,當(dāng)土壤有機質(zhì)含量超過2%,鐵氧化物、重金屬等光譜信息有可能被土壤中的有機質(zhì)的光譜信息所掩蓋,進一步加大了光譜信息提取的難度;同時土壤的反射率會因鐵氧化物的存在而在整個波譜范圍內(nèi)有明顯的下降趨勢,土壤的光譜反射率都朝著藍波方向下降,并且這種下降趨勢可以擴展到紫外區(qū)域[4],相關(guān)研究陸續(xù)拓展至礦區(qū)重金屬污染中來[5];國內(nèi)自20世紀(jì)八十年代在云南騰沖系統(tǒng)地開展土壤光譜與理化性狀關(guān)系的研究[6~7],并于九十年代末開展遙感技術(shù)在礦區(qū)重金屬污染監(jiān)測的探索。目前遙感技術(shù)對礦區(qū)土壤重金屬污染評價研究主要有兩個方向:一是植被反演。根據(jù)地表植被覆蓋以及重金屬在植被根莖、葉片中富集,植被在重金屬脅迫下葉綠素等光譜特征發(fā)生變化的特點,通過植被光譜數(shù)據(jù)反演土壤中的重金屬含量,間接評價重金屬污染。二是土壤監(jiān)測。利用重金屬對土壤波譜特性的影響,通過土壤光譜數(shù)據(jù)監(jiān)測重金屬含量[8-10]。

2.植被反演方法

植被在生長發(fā)育的過程中,礦區(qū)土壤中的重金屬被吸收和富集,對植物的產(chǎn)生的影響主要體現(xiàn)在長勢方面產(chǎn)生了生物地球化學(xué)效應(yīng),如色素含量、水含量、葉面溫度的變化,進而影響植被的光譜反射率,植被光譜的變化能夠在遙感光譜信息中有所體現(xiàn)?;谝陨险J識,可以通過植被光譜信息、波譜曲線變化的分析提取污染信息[11]。不同植物對重金屬敏感性不同,重金屬脅迫導(dǎo)致植物體內(nèi)生物化學(xué)成分發(fā)生改變,使電磁波譜反射特性不同。植被反演方法的原理是,運用遙感技術(shù)研究重金屬污染條件下植被光譜特征變化,建立植被光譜特征與重金屬污染條件下植被生長狀態(tài)參數(shù)變化之間的關(guān)系[7];研究葉綠素含量與重金屬污染之間的關(guān)系,分析葉綠素變化敏感的光譜指數(shù)及其響應(yīng)規(guī)律,并進行了區(qū)域應(yīng)用與驗證[11-13]。研究表明,隨著土壤中重金屬含量增加,植被近紅外、可見光反射光譜特征發(fā)生顯著變化,表現(xiàn)為可見光光譜反射增強,近紅外光譜減少,紅邊移動范圍減少[14-15]。此方法適用于礦區(qū)植被覆蓋較茂密的區(qū)域。王杰等(2005年)以江西德興銅礦去為實驗區(qū),采用美國陸地衛(wèi)星(Landsat)ETM+數(shù)據(jù),采用比值分析、彩色合成、影像融合等方法增強影像視覺效果,對污染區(qū)的植被的波譜曲線與正常區(qū)的同種植被的光譜特征作對比,總結(jié)出受毒化植物葉冠的波譜形態(tài)與正常植物葉冠的波譜形態(tài)相比發(fā)生的形態(tài)變異的特征,總結(jié)對照區(qū)和污染區(qū)植被的波譜特征差異和各污染區(qū)的受污染程度,分析出不同污染區(qū)植物的受毒害程度[16]。雷國靜等(2006年)在南方植被茂密區(qū)離子型稀土礦區(qū)采用高分辨率QuickBird遙感數(shù)據(jù)采取坐標(biāo)換的方式,消除土壤信息干擾,獲取了較真實的植被受污染影響程度的信息,運用了歸一化植被指數(shù)密度分割方法和通過旋轉(zhuǎn)二維散點圖獲得植被綠度方法來提取植被污染信息,取得了較好的效果[17]。李新芝等(2010年)以肥城煤礦區(qū)為實驗區(qū),將SPOT-5數(shù)據(jù)2.5米分辨率的全色波段進行小波變換、主成分分析等融合方法提高圖像的空間信息量,綜合運用纓帽變換、植被與土壤相關(guān)性分析、支持向量機分類等方法提取礦區(qū)植被信息,并制作了植被等級分布圖,確定了不同污染程度的植被覆蓋面積,與礦區(qū)污染分布的規(guī)律具有較好的一致性[11]。黃鐵蘭等(2014年)以廣東大寶山礦區(qū)及周邊10公里范圍作為研究區(qū),分別以ASTER及QuickBird為數(shù)據(jù)源,采用植被指數(shù)法和植被綠度法對植被污染信息進行識別,對獲取的植被綠度信息圖像進行密度分割,獲得植被污染程度及分布情況。同時建議大范圍的礦山植被污染信息的識別,考慮到項目綜合成本等因素,采用ASTER等低分辨率的數(shù)據(jù)源,選擇植被綠度指數(shù)法進行識別。對于小范圍的典型礦區(qū),可選用QuickBird等高分辨率的數(shù)據(jù)源,用植被指數(shù)法進行識別[18]。由于混合像元、大氣效應(yīng)的存在,植被信息提取過程中容易出現(xiàn)錯分、漏分現(xiàn)象;相關(guān)系數(shù)的設(shè)置易受經(jīng)驗的影響。同時信息提取易受云層、山體陰影和人類生產(chǎn)活動的影響,均存在一定的誤提現(xiàn)象。未來應(yīng)加強信息提取技術(shù)、多源遙感數(shù)據(jù)在植被反演中的應(yīng)用研究,以解決上述問題。

3.土壤監(jiān)測方法

土壤是由多種物理化學(xué)特性不同的物質(zhì)的組成的混合體,例如有機質(zhì)、重金屬、水、其他礦物質(zhì)等。各種物質(zhì)均有發(fā)射、反射、吸收光譜的特性,都會對土壤光譜特征產(chǎn)生影響,同時植被覆蓋也對土壤光譜的監(jiān)測有較大影響,因此對于通過土壤光譜數(shù)據(jù)直接監(jiān)測土壤重金屬含量的研究,尚處于探索階段。土壤監(jiān)測方法的原理是,利用光譜分析方法室內(nèi)測定土壤發(fā)射光譜數(shù)據(jù),經(jīng)線性回歸分析或指數(shù)回歸分析、標(biāo)準(zhǔn)化比值計算、特征光譜寬化處理后,利用回歸分析方法建立重金屬元素含量與發(fā)射率變量之間的土壤重金屬反演模型,定量反演出礦區(qū)土壤重金屬含量[19-23]。此類方法適用于植被覆蓋率較低的地區(qū)。ThomasKemper等(1998年)在西班牙Aznalcóllar尾礦庫潰壩事件土壤重金屬污染監(jiān)測中,基于多元線性回歸分析(MLR)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)方法分別通過化學(xué)分析、特征光譜--近紅外反射光譜(0.35−0.35μm)手段監(jiān)測土壤重金屬含量,兩種手段對As、Fe、Hg、Pb、S、Sb等六種元素監(jiān)測有較高的相似度。為相似礦區(qū)環(huán)境的監(jiān)測提供了較好的借鑒意義[13]。李淑敏等(2010年)以北京為研究區(qū),研究土壤中8種重金屬(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Hg)的含量與熱紅外發(fā)射率的關(guān)系,分析了土壤重金屬的特征光譜,并模擬預(yù)測了重金屬含量的回歸模型,為基于遙感光譜的土壤重金屬含量監(jiān)測奠定了基礎(chǔ)[24]。宋練等(2014年)以重慶市萬盛采礦區(qū)為研究區(qū),通過光譜特征物質(zhì)之間的自相關(guān)性來分析土壤中光譜特征物質(zhì),在回歸分析的基礎(chǔ)上建立As、Cd、Zn重金屬含量的遙感定量反演模型,監(jiān)測三種重金屬含量,結(jié)果表明土壤在近紅外波段和可見光波段的反射值比值與土壤中As、Cd、Zn含量存在較好相關(guān)性[25]。部分研究對波段選擇和光譜分辨率的重要性認識不高,影響了重金屬元素光譜信息識別、重金屬污染預(yù)測精度;土壤中絕大部分重金屬,如鉛、鋅、鉻、砷等在可見光—近紅外波段區(qū)間的光譜特征較弱,易被植被、土壤波譜信息掩蓋,對直接利用土壤重金屬光譜特征來提取污染信息帶來了難度。研究發(fā)現(xiàn),鐵氧化物的波譜特征較明顯,今后需加強土壤中重金屬與鐵氧化物相關(guān)性的研究,以提高污染信息提取的準(zhǔn)確性。

4.未來展望

近年來,遙感技術(shù)用于礦區(qū)土壤重金屬評價取得了一定進展,今后要在以下幾個方面尋求突破:

(1)研究遙感信息提取新技術(shù)新方法。地物波譜特性易受土壤成分、大氣效應(yīng)、植被等環(huán)境噪音的影響,需進一步加強波譜信息提取技術(shù)的研究,以提高遙感信息提取的準(zhǔn)確性。

(2)加強田間光譜測量研究。目前對土壤重金屬監(jiān)測僅局限于實驗室級別的光譜監(jiān)測,需要進一步探討其他因素對重金屬吸附的影響以建立準(zhǔn)確的土壤重金屬含量光譜估算模型,并進行大量而精確的實驗室與田間的光譜測量工作。

(3)由定性監(jiān)測向定量監(jiān)測轉(zhuǎn)變。遙感技術(shù)在礦區(qū)土壤重金屬污染評價方面的研究大多是定性或半定量評價,尚達不到定量評價。需在遙感反演土壤污染信息模型與理論方法、土壤重金屬含量與光譜變量的相關(guān)關(guān)系等方面加強研究,以接近或達到定量評價污染的水平,進而利用遙感技術(shù)評價大面積土壤污染及修復(fù)。

(4)研制高性能的衛(wèi)星,提高遙感信息獲取能力。作為中國16個重大科技專項(2006年~2020年)之一的高分辨率對地觀測系統(tǒng)已進入全面建設(shè)階段,其中2014年8月發(fā)射升空的高分二號衛(wèi)星空間分辨優(yōu)于1m,這必將改變遙感數(shù)據(jù)普遍采用國外遙感數(shù)據(jù)(SPOT、Landsat、QuickBrid等)的局面。

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篇10

1、遙感找礦技術(shù)概述

隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展和進步,國際、國內(nèi)的地質(zhì)礦產(chǎn)勘探工作都不一樣程度地獲得了非常大的技術(shù)支撐,地質(zhì)勘探業(yè)快速崛起,遙感找礦技術(shù)已經(jīng)變成一項相對成熟的地質(zhì)找礦辦法。

遙感找礦技術(shù)關(guān)鍵是指應(yīng)用遙感技術(shù)實施地質(zhì)礦藏的發(fā)現(xiàn)、開采等項目。這技術(shù)的理論支撐是遙感技術(shù),依照光譜分為能見光遙感、紅外遙感與微波遙感。遙感技術(shù)用于地質(zhì)找礦作業(yè),可以全面、客觀地記錄與分析礦山的物質(zhì)成分與構(gòu)造,使發(fā)現(xiàn)礦藏的幾率與速度大大的提高與改善了,而且分析結(jié)果更加精確與合理。

遙感找礦技術(shù)關(guān)鍵是根據(jù)大地層中的各類物理化學(xué)物質(zhì)所產(chǎn)生的反射、透射等物理作用而形成的電磁波,來傳遞各類地質(zhì)成分的特點信息。通常來說,具備穩(wěn)定的物理構(gòu)造與穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)的物質(zhì)具有穩(wěn)定的光譜吸收特征,而不同的礦物質(zhì)又具有不同的電磁波輻射能力。在遙感找礦技術(shù)中,我們運用波譜儀等遙感設(shè)備對野外收集的樣品實施光譜試驗,得到數(shù)據(jù)并對其光譜曲線進行測量,再和資料庫中的已知光譜實施對比,能夠確定礦物質(zhì)中所含有的各類成分,并進一步判斷其含量和純度。這樣,我們就運用遙感找礦技術(shù),成功地為決策者開發(fā)運用礦山資源供應(yīng)了可靠資料。

2、在地質(zhì)找礦中遙感技術(shù)應(yīng)用的理論根據(jù)

遙感技術(shù)能夠綜合幾種地質(zhì)遙感信息,具備豐富的理論基礎(chǔ),與物理內(nèi)涵,在地質(zhì)找礦中發(fā)揮著至關(guān)重要的關(guān)鍵作用。在地質(zhì)找礦中遙感技術(shù)的運用,具備方便定位、立體感強、豐富的信息量、多波段、宏觀性等優(yōu)點,運用遙感技術(shù)分析地質(zhì)找礦中的遙感影像,綜合含礦載體與含礦結(jié)構(gòu)的光譜特點、紋理特點、構(gòu)造特點與結(jié)構(gòu)特征。地質(zhì)構(gòu)件狀況直接關(guān)系著礦產(chǎn)資源的產(chǎn)出與形成,一般狀況下,在煤系地層中儲存煤礦資源,其光譜特點關(guān)鍵反映了巖石的特點種類、地質(zhì)礦產(chǎn)資源的結(jié)構(gòu)特點,運用遙感技術(shù)能夠獲得有關(guān)的環(huán)狀與線性信息,全面的揭示地質(zhì)礦產(chǎn)范圍的地質(zhì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。含礦結(jié)構(gòu)的紋理特點與結(jié)構(gòu)特點反映了地質(zhì)礦產(chǎn)資源的巖石種類與地層層序的差異,不一樣的礦物含量與成分反映了礦化的蝕變狀況,一定規(guī)律的礦化蝕變組合經(jīng)常指示著存在某種礦產(chǎn)資源的狀況。

3、遙感在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用

3.1地質(zhì)構(gòu)造信息的解譯

地殼內(nèi)部的內(nèi)在活動原因是構(gòu)造運動,它和變質(zhì)事件、熱事件、成礦作用關(guān)聯(lián)在一起,而內(nèi)、外生礦床的產(chǎn)生與分布都不一樣程度地受必然地質(zhì)結(jié)構(gòu)事件的控制。地質(zhì)結(jié)構(gòu)在遙感圖像上經(jīng)常表現(xiàn)為線性和環(huán)形特點。線性特點,是像片上呈持續(xù)或斷續(xù)的線狀或帶狀展布的影像,其有一定規(guī)律性的空間分布型式。線性形跡關(guān)鍵指斷裂與節(jié)理等結(jié)構(gòu),它控制著巖漿活動和礦液的運移、保存,對導(dǎo)礦、運礦、儲礦起著關(guān)鍵的作用。環(huán)形結(jié)構(gòu)在地殼中以近圓形的結(jié)構(gòu)環(huán)帶為特點,很多是地殼內(nèi)部活動的表現(xiàn),對產(chǎn)生火山型、熱液型礦床關(guān)聯(lián)嚴(yán)密。線性構(gòu)造、環(huán)形構(gòu)造和構(gòu)造交叉位置,常常是成礦的關(guān)鍵位置。經(jīng)過對遙感圖像上色調(diào)、陰影、形狀的研究能夠更直觀的看出研究區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造,對成礦預(yù)測有利。

3.2提取地質(zhì)構(gòu)造信息

通常狀況下,地質(zhì)礦產(chǎn)關(guān)鍵是由各類地質(zhì)構(gòu)造的不一樣運動形成的。比如,火山或地震活動等。一般狀況下,礦產(chǎn)的分布關(guān)鍵集中在各類地質(zhì)構(gòu)造邊緣部位或形成變異的位置,非常多關(guān)鍵的礦產(chǎn)關(guān)鍵分布在不一樣板塊的結(jié)合部位或鄰近邊界的地帶。從產(chǎn)生時間上分析,其相同地質(zhì)構(gòu)造的運動時間是維持同步的,礦床的分布會由于地質(zhì)構(gòu)造運動的改變而形成變化,而且,展現(xiàn)出了帶狀分布。憑借遙感技術(shù)從事找礦工作,關(guān)鍵就是運用這一特點實施找尋工作。像,在礦物質(zhì)的產(chǎn)生區(qū)域,憑借線性影像對應(yīng)的信息實施高效提取,同時,還能夠?qū)鹕綐?gòu)造和盆地等地質(zhì)影像資料實施合理的分析,并把找礦需要的有用信息從其中提取出,從而結(jié)合有關(guān)的影響原因,綜合評定礦物的儲備和種類等有關(guān)特點。

3.3植被波譜特點運用

一般狀況下,礦場四周的地貌植被和所含有的礦物質(zhì)具備一定的關(guān)聯(lián)性,比如,金屬元素隨著時間的持續(xù)累積,會生成必然的微生物群落,而微生物同地下水等自然環(huán)境互相作用,會對地表的土層形成必然的作用,從而讓地表發(fā)生一定的改變。地表的各類植被在吸收了含有金屬元素的營養(yǎng)物質(zhì)后,會產(chǎn)生一定的異變。當(dāng)大面積發(fā)生異變后,憑借遙感技術(shù)對有關(guān)的信息實施有效地提取,從而分析出詳細的金屬元素,并借此判斷這范圍的礦物質(zhì)儲備等狀況。

3.4識別地質(zhì)巖石礦物

成礦的賦存條件多以特定的巖石組合與種類為物質(zhì)基礎(chǔ),可見對于成礦而言,巖石的作用顯而易見,而巖石、礦物本身的光譜特點也為運用遙感技術(shù)得到遙感信息用于辨別巖性供應(yīng)了必要條件。一般用于識別巖性的辦法關(guān)鍵為加強、變換、遙感圖像分析,憑借圖像中顏色、色調(diào)、紋理等加強后的差異性,最大限度的分開巖相、劃分巖性組合或巖石種類,像巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖等。通常狀況下,當(dāng)處于8-14μm的波長時為熱紅外域,反映的是巖石、礦物光譜中的發(fā)射特點,當(dāng)其處于0.4-2.5μm時則為能見近-短波紅外域,反映的是巖石、礦物光譜中的反射特點。

遙感技術(shù)在識別巖石、礦物中的運用也相對常見,像某礦產(chǎn)運用ASTER熱紅外遙感技術(shù)提取了某邊緣試驗區(qū)的硅酸鹽巖、碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖的巖性;而Crosta則以研究地區(qū)內(nèi)的蝕變特點與地質(zhì)狀況為根據(jù),基于USGS礦物光譜數(shù)據(jù)庫,創(chuàng)建了單礦物的識別規(guī)范,并運用AVIRIS得到了遙感圖像,從而把明礬石、白云母、高嶺石等礦物提取了。由于以空間特點與地物光譜的差異性為基礎(chǔ)的高光譜成像遙感技術(shù)具備數(shù)據(jù)量大、高的分辨率、超多波段等優(yōu)點,其窄波段能用于礦物吸收特點的不同,配以重建地物光譜、量化并提取光譜特點、混合象元定量分析等,能完成對礦物巖石的有效區(qū)分,所以在識別巖石礦物中獲得普遍運用。