遙感技術原理與應用范文
時間:2023-12-05 17:54:56
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篇1
Abstract: As new information science and technology, remote sensing has become a important tool of land resource management and investigation. Using remote sensing data, building dynamic monitoring system of land resources and obtaining changes of land resources in time, to provide the scientific basis and technical services for the land resources management and operations, for all levels of government to formulate land and resources management policies, for long-term economic and social development planning, for community information needs of land resources.
關鍵詞: 遙感;國土資源
Key words: remote sensing;land resource
中圖分類號:TP7 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)31-0215-01
0引言
遙感(Remote Sensing)即遙遠感知,是指在高空和外層空間的各種平臺上,運用各種傳感器獲取反映地表特征的各種數據,通過傳輸、變換和處理,提取有用的信息,實現研究地物空間形狀、位置、性質、變化及其與環境的相互關系的一門現代應用科學。遙感信息具有周期性、動態性、信息豐富,獲取效率高,可直接以數字方式記錄傳送等特點。遙感技術以宏觀、綜合、快速、動態、準確的優勢為國土資源管理與調查提供了先進的探測與研究手段,國土資源遙感調查的成果將為經濟建設的決策、規劃提供依據,為國土綜合開發、整治規劃和地區經濟發展提供重要的系列基礎資料,并能保證資料的科學性、現實性和全面性。
1遙感技術在國土資源管理的應用
1.1 在土地利用動態監測中的應用隨著我國人口持續增長、經濟飛躍發展和城市化進程的加速,土地資源緊缺的問題已顯得越來越突出。從1999年開始,國土資源部組織航遙中心等單位對全國50萬以上人口城市和部分熱點地區的土地利用動態進行遙感監測工作,采用多種高分辨率遙感衛星數據和人機交互解譯的工作方法,監測成果由國土資源部統一管理,宏觀分析土地利用情況,特別新增建設用地及其占用耕地情況、年度計劃指標執行情況、基本農田保護情況、城市擴展情況等,監督檢查土地管理和土地調控措施的落實等,為國家和省直接掌握主要地類面積,核對地方上報面積數,特別是耕地保有量,提供最直接、最迅捷、最翔實的土地利用數據,同時滿足針對土地利用問題開展的快速應急監測的需要。
1.2 在土地利用總體規劃中的應用遙感技術用于土地利用總體規劃管理,使規劃由虛變實。一是為土地利用總體規劃修編服務,遙感正射影像圖作為新一輪土地利用總體規劃修編的基礎圖件,改變了以往規劃編制使用的底圖比例尺小、現勢性差等缺點,為規劃修編提供了準確的基礎數據;二是監督土地利用總體規劃執行情況,將城市土地利用總體規劃范圍和規劃用途等信息套合至遙感監測圖上,新增建設用地的規劃執行情況一目了然。
1.3 在自然災害監測與防治中的應用利用衛星遙感技術, 可建立差分GPS服務系統, 實現對滑坡、地震多發區及火山、冰川、泥石流等地質災害的監測,實現對所有水電站、水庫形變的監測;利用氣象衛星和海洋衛星數據可以監測和預測臺風的形成和走向;利用圖像可以監測洪水災害, 將它與GIS、DEM、氣象信息系統和MIS系統相結合,可建立洪水監測、防治和災害評估系統;利用干涉和差分干涉雷達可以自動測定城市地表下沉;還可監測森林火災, 估算災害損失。從衛星圖片上結合專家系統、模式識別等,即可分析一定的致災因子,又可評估災害防治措施的可行性,為災害防治規劃提供依據。
1.4 在國土執法監察中的應用我國初步建立土地動態遙感監測體系,為國土資源管理部門進行土地管理執法監察添上了一對“千里眼”。遙感監測與土地執法檢查相結合,最大限度地做到了及早發現土地違法行為,并將其消滅在萌芽狀態,特別是能夠及時發現因執法監察不到位而造成的隱漏現象,以及因為交通不便、不易通過巡查發現的土地違法行為。為監測建設用地變化趨勢,輔助檢查土地利用總體規劃執行情況、布局及規模,強化國土資源執法監察發揮了重要作用。
2遙感技術在國土資源調查中的應用
2.1 在土地變更調查的應用利用不同時相、不同年份的的衛星影像, 可以方便地發現土地利用的變化, 進行土地變更調查,利用不同時相的影像進行融合,可以一目了然地發現和監測土地利用的變化。過去進行土地利用變更調查,完全依靠野外作業,不僅費時費力,可靠性還受影響,現在利用遙感監測成果輔助土地利用變更調查,針對性強,節省了外業查找變化圖斑的時間。將數據庫的底圖和正射影像圖相加進行動態更新,能保證數據良好的現勢性, 便于圖斑界線和權屬界線的調查定界,防止了不合理的變更及土地登記的發生, 還能保證地籍信息在時間上的現勢性,能滿足國土資源部提出的“月清季累” 和統一時氣報的數據的要求, 使得實施農村土地動態監測成為可能。
2.2 在礦產資源調查、開發利用監測中的應用遙感技術,主要是高光譜遙感技術的應用為礦產資源調查和開發利用監測提供了新手段和有效的技術支撐。高光譜遙感通過搭載于航空或航天平臺上的成像光譜儀測量巖石、礦物等地物的光譜特性,獲取圖譜合一的信息來識別地物、探測環境,即獲取光譜數據的空間模式。基于礦物診斷性光譜特性,我國高光譜礦物填圖技術逐步普遍應用于地表巖石、礦物的精細識別與填圖。在地質礦產資源調查方面,遙感技術在我國已經從間接探測發展到了直接探測階段。利用該遙感圖像數據通過信息增強和提取,捕捉到了油氣藏在地表的微滲漏所造成的烴異常,進而達到直接探測的目的。此外,近年來發展起來的干涉測量雷達技術已經在三峽大壩等大型工程的環境監測和油氣區地面沉降等應用領域顯示出巨大的應用潛力。
3結語
遙感和計算機技術應用于國土資源管理及調查,不僅能獲得多信息、高效率、多層次、現勢性較強的國土資源與環境信息,而且具有工作費用低、速度快、科學性和準確性高的優點,并能促進國土資源綜合調查向系列化、標準化、規范化、商品化方向發展, 最大限度地為國民經濟建設服務。遙感技術在國土資源管理與調查中的應用,標志著國土資源信息獲取和分析處理方法的提高,它的廣泛應用必將進一步促進國土資源在區域和全球尺度上研究內容的深化。
參考文獻:
篇2
關鍵詞:水工環地質;應用;遙感信息;調查
中圖分類號: P283 文獻標識碼: A 文章編號:
概述
遙感技術首先應用在資源宏觀普查、動態監測上,而后才擴展到生態環境調查、環境污染監測等方面。經過多年的試驗、推廣和應用,遙感已成為各種自然資源調查、環境動態監測與工程應用不可缺少的地理空間信息獲取、更新和分析的手段和數據庫。隨著空間技術的進步,遙感技術已從過去單一的遙感技術發展到包括遙感、地理信息系統和全球定位技術在內的空間信息技術的應用,其領域已深入到了國民經濟、社會發展、國際安全以及人民生活的各個方面,稱為水工環地質調查與災害監測評估的重要技術支撐。
二、水工環領域遙感應用技術的發展現狀
經過近30年的應用研究,遙感技術依靠傳感器技術、圖像處理技術及計算機技術的提高,在水工環領域的應用取得了長足的發展。遙感水文地質開始逐步形成一門獨立的學科。傳統的遙感水文地質著重于水文地質測繪系統中定性特征的解釋和特殊標志的識別,近期的研究則擴展到應用熱紅外和多光譜影像進行地下水流系統內的地下水分析和管理,目前研究的重點集中到了空間補給模式、污染評價中植被、區域測圖單元參數的確定和空間地下水模型中地表水文地質特征的監測。縱觀國內外遙感技術在水工環領域的一些應用成果,可把近年來遙感技術的應用發展現狀概括為以下幾個方面:
4.1從目視解譯發展到計算機輔助解譯
如線性影像計算機自動判釋專家系統及土地利用(分類)計算機判讀模型以及機助信息提取與制圖系統等。由于影像的多解性及識別系統的不完善性,雖還需要投入一定的人力工作,但已大幅提高解譯工作效率。
4.2從幾何形態解譯到充分利用光譜信息
過去的多光譜遙感數據波段劃分過少,只有幾個波段,使地面波譜測試數據與圖像光譜數據難以精確比較。因此,圖像解譯工作很少考慮地物的波譜特征,主要根據影像的色彩、色調、紋理、陰影等所形成的幾何形態特征。隨著機載成像光譜儀(高光譜)技術的商業運作及2000年前后的高光譜成像衛星的發射,使得用光譜信息對地物的分析更精細、更準確。
4.3出現地面溫度反演技術
地面溫度反演是指從熱紅外圖像數據的輻射亮度值獲得地表溫度信息。反演方法主要有地表溫度多通道反演法和多角度數據進行組分溫度反演法等。
4.4從定性分析評價到依靠計算機數字模型模擬的定量分析評價
如遙感技術在地下水流系統應用中,根據遙感數據建立的地形、流域面積、水系密度等數據集結合氣象數據建立空間補給模型。數字模型成為遙感技術實現定量評價的重要途徑,而DEM/DTM是涉及地形數據計算方面不可缺少的工具。
4.5使用單一遙感信息源到多元信息擬合
目前的遙感應用技術,已不再是單一使用各種遙感數據,而是根據需要結合利用了其他信息源,如地質、地形、水文、土壤、植被、氣象、巖土物理力學特征及人類活動等資料。這樣,圖像數據的預處理尤其重要,如幾何較正、多波段數字合成、鑲嵌、數據變換等,而地理信息系統(GIS)在多元信息數據管理中起著重要作用。
4.6從單一手段應用到多手段應用
近年來,遙感技術(RS)與地理信息系統(GIS)和全球定位系統(GPS)的綜合應用,即“3S”技術,成為遙感技術應用的主流。GIS是數據庫管理、數據圖形處理、各主題圖件疊加、制圖的重要工具。GPS 衛星定位的基本原理是將無線電信號發射臺從地面點搬到衛星上,組成一個衛星導航定位系統,應用無線電測距交會的原理,便可由 3 個以上地面已知點(控制站)交會出衛星的位置,反之利用 3 顆以上衛星的已知空間位置又可交會出地面未知點(用戶接收機)的位置。用戶使用 GPS 接收機在某一時刻同時接收3 顆以上的 GPS 衛星信號,測量出測站點(接收機天線中心)到 3顆以上 GPS 衛星的距離,并解算出該時刻GPS 衛星的窄間坐標,據此利用交會法解算出測站點的位置。實時動態測量的基本工作方法是,在基準站上安置l 臺 GPS 接收機,對所有可見GPS 衛星進行連續的觀測,并將其觀測數據通過無線電傳輸設備實時地發送給用戶觀測站(流動站)。在流動站上,GPS 接收機在接收 GPS 衛星信號的同時,通過無線電接收設備,接收基準站傳輸的觀測數據和轉換參數,然后根據 GPS 相對定位的原理,即時解算出相塒基準站的基線向量,解算出基準站的 WGS-84 坐標;再通過預設的 WGS-84坐標系與地方坐標系的轉換參數,實時地計算并顯示出用戶需要的三維坐標及精度;GPS可以對地面控制點精確定位,提高遙感數據空間精度。另外,在具體手段配合上,也出現了遙感技術與物探技術、鉆探技術等相結合的新方法。
4.7數字攝影測量技術的發展
數字攝影技術的成熟,推進了制圖工作的現代化,改善了基礎圖件的質量和成圖效率,并影響著遙感技術的調查方法。該技術的產品可直接作為GIS的數據源,便于遙感與GIS一體化研究與開發。如我國自己開發的全數字攝影測量軟件VIRTUOZO,具有數字化測圖、自動生成DEM/DTM和等高線、生成正射影像等功能。
4.8遙感技術應用成果向著便于保存、復制、攜帶及傳輸方向發展
這意味著遙感技術應用成果的數字化。由于是數字成果,可載于多種介質上,如CD-ROM、磁帶及計算機硬盤上,使攜帶處理更加方便。隨著1998年“數字地球”計劃的提出及我國國土資源部“數字國土”工程的實施,遙感應用成果數字化顯得尤其必要。
三、主要遙感信息源及其發展
根據傳感器類型不同,遙感圖像可分為可見光攝影、紅外攝影和掃描、多光譜掃描、微波雷達和成像光譜圖像等。近10年來,傳感器技術迅猛發展,主要表現在:①圖像分辨率提高,衛星圖像分辨率已達到米級。②具備立體觀察功能。③應用波段數增加,機載高光譜成像儀已投入使用。如美國的AVIRIS(航空可見光/紅外成像光譜儀),波譜范圍0.4~2.5/l,波段數224個。CASI(袖珍航空光譜成像儀),波譜范圍0.4~0.95/u,波段數72個。高光譜成像光譜儀簡稱成像光譜儀,也稱超光譜成像儀,按其波段數目可分為高光譜成像光譜儀(波段數
四、結語
在水工環地質中對3S技術的采用,已經得到了很好驗證,可以一步到位外業的測量,節省了很多不必要的中間環節,對外業工作量進行最大限度地減少,從而縮短整個測量工期,提高工作效率。同時,簡化外業工序和迅速完成也可以使所有的后續專業工序更快的完成。
參考文獻:
篇3
[關鍵字] 鈾礦勘查 遙感技術 綜合研究 成礦觀點與找礦效果
[中圖分類號] P237 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-2-118-2
地質勘查工作的深入開展對遙感技術的應用提出了更高的要求。如何深化應用遙感信息,以便更有效地服務于礦產資源勘查,已成為當前遙感地質工作者積極探索的科學難題和熱點。而開發新型遙感探測技術與先進的圖像處理方法、促進遙感技術與多學科的交叉集成,是這一探索的方向和重要途徑。本文結合鈾資源勘查,重點從遙感信息綜合研究的角度,對其在地質勘查領域深化應用的這一科學難題進行了探索。
1地質找礦中遙感信息綜合研究和深化應用的思考與理念
(1) 遙感技術在地質領域應用的局限性。遙感技術在地質領域應用的局限性主要表現在遙感所獲得的信息主要是地表信息,而目前找礦更多的是需要地下深部信息。因此,單靠遙感技術本身很難解決復雜的地質找礦問題。
(2) 找礦難度愈來愈大,遙感技術與傳統技術相結合已成必然。隨著地質勘查工作的深入發展,一方面,出露地表的礦床明顯減少,勘查的目標已由地表或近地表轉向地下深處的隱伏礦床,因此找礦的難度愈來愈大;另一方面,由各種地學手段獲得的信息愈來愈豐富,如何最大限度地利用這些信息資源,以提高勘查效果,是值得重視的問題。
(3) 遙感技術要與迅速發展的現代信息技術相整合。進入21 世紀以來,現代信息技術得到迅速發展,如何將這些新技術(如:三維地理信息系統(GIS) 技術、三維可視化技術、仿真模擬技術、虛擬現實技術等) 應用于地質勘查領域,進一步解決礦產資源的勘查問題。鑒于上述思考,筆者提出了遙感信息深化應用的思路:即充分發揮遙感技術優勢,實現遙感技術應用的以下兩個結合: 一是遙感信息與傳統地學信息的結合,二是遙感技術與現代信息技術的結合; 同時,在遙感技術應用的過程中要注入地質專業知識,將信息轉化為創新思維,用來指導找礦決策和實踐。
2遙感信息綜合研究與我國砂巖型鈾礦斷隆成礦觀點的提出
2.1 鈾礦床遙感信息的綜合研究
2.1.1 對地質資料分析的質疑
關于礦床成因,研究初期人們認為它屬層間氧化帶鈾成礦類型,鈾源來自盆地北緣蝕源區的含鈾地層和中酸性巖體,在氧化條件下,雨水淋出的鈾滲入地下,經地下水搬運,沿滲透性高的砂巖層遷移,在從氧化帶進入還原帶的過渡地帶,由于氧化還原環境的變化,發生了鈾的沉淀和富集,形成了該鈾礦床( 圖1( a) ) 。可是,經礦化同位素年齡分析,礦床的形成經歷了從120 ± 11 Ma ~ 8 ± 1 Ma 的一個漫長過程,新生代時( 20 ± 2 Ma 和8 ± 1 Ma) 繼續有鈾礦化形成,但新生代時,河套斷陷已經形成,斷陷的下陷已將蝕源區與成礦區分開,這時成礦的鈾源已不可能再來自盆地北緣( 圖1( b) ) 。因此筆者認為,用傳統的觀點難以完全解釋東勝鈾礦床的形成。
2.1.2 新發現地質現象的遙感信息綜合研究
先將收集的研究區的遙感、地質、地球物理( 重力、航放、航磁) 、地球化學數據建成GIS 數據庫; 然后利用GIS 分析功能,將遙感信息與傳統地學信息集成( 復合和融合) ,并進行數據挖掘和知識發現。通過綜合研究進一步認為:東勝-石灣子斷隆構造為一基底隆起背景上的富鈾斷塊,它的不斷隆升,能夠為成礦提供鈾源;斷隆南緣斷裂為一從地表切入基底的貫穿性斷裂,是深部物質向上運移的通道;環狀構造為一與油氣有關的環狀構造,反映該區油氣活動的中心,可以為成礦提供油氣等還原物質。由上述構造要素構成的成礦背景疊加在早期的套蝕源區與斜坡帶的成礦背景之上,構成了該區鈾礦形成的特殊區域地質構造環境。
2.2鈾礦床的斷隆疊加成礦
在綜合研究了鈾礦床的區域地質構造背景之后,又進一步研究了礦床的成礦特征,發現油氣和熱流體參與了成礦過程,礦化有明顯的疊加現象,如鈾源的疊加、成礦流體的疊加和成礦年齡的多期性等,且鈾礦化類型具雙重性和復雜性等。將礦床的成礦背景信息與礦床的成礦特征信息綜合,并注入鈾礦地質專業知識,實現了信息的轉化,重新認識了鈾礦床的成礦過程。
2.3 砂巖型鈾礦斷隆成礦觀點的提出
(1) 斷隆非疊加成礦的證據。當擴大研究范圍后發現,其他鈾礦床在空間分布上也與斷隆構造有關,如黃陵鈾礦床位于渭北斷隆的北緣,國家灣鈾礦床位于固原-華亭斷隆上,磁窯堡鈾礦床位于牛首山-羅山斷隆的西緣等。 綜合斷隆疊加成礦和非疊加成礦的研究成果,筆者提出了砂巖型鈾礦斷隆成礦的觀點。
(2) 斷隆成礦的機理。通過對斷隆構造成礦機理的研究認為: ① 斷隆構造的隆升作用,使深部的鈾礦床和富鈾層被抬升到地表,遭受風化、剝蝕,為新的成礦過程提供鈾源; ② 斷隆邊緣斜坡帶的地形和沉積環境( 有利于形成賦礦的粗碎屑的沉積地層);③ 斷隆邊緣貫穿性斷裂是將深部還原性物質向上運移的導通等。這些有利的成礦要素在斷隆構造環境形成了最佳組合,從而使斷隆構造孕育了源( 鈾源) - 運( 搬運) - 聚( 富集) 統一的成礦條件。(3) 斷隆成礦觀點的核心。斷隆成礦觀點的核心是強調構造,特別是深位貫穿性斷裂和油氣,甚至熱流體等深部還原性物質在砂巖鈾成礦過程中的重要作用。認為該類型鈾礦床的形成不同于傳統的層間氧化帶類型鈾礦床,不只是個淺部地質作用過程,而是深部與淺部地質作用的復合。
(4) 斷隆成礦觀點提出找礦意義: ①我國克拉通盆地砂巖型鈾礦的區域找礦,應圍繞斷隆構造及其邊緣進行; ②圍繞斷隆構造找礦,不要局限于砂巖型鈾礦,應開展多目標找礦( 包括砂巖型、碳硅泥巖型和熱液型); ③不同斷隆構造形成的背景、演化歷史、成礦條件和找礦潛力不盡相同,即使同一斷隆構造不同部位成礦環境和條件也不相同。因此,找礦時要進行具體的地質分析。
3結論
實踐表明,如果用同樣的方法和手段研究同一個問題,由于看不到新的現象和事實,認識將很難有所突破。遙感技術在地質找礦中的重要作用,就是它能夠迅速發現用常規地質方法很難發現的地質體和地質現象,如果將這些新發現與傳統地質方法得到的信息相結合,將會促進地質人員重新考慮問題和進行創造性思維,以導致新概念的產生和礦化規律新認識的形成。曾經指出的"沒有先進技術支持的理論是落后的"。同時可以看出,遙感技術的應用不僅限于"線、環、塊"的識別和蝕變信息的提取,更重要的是它還可以進行成礦理論的研究。因此,需要將遙感的應用"從技術索引的思路走出來","從技術層面提升到科學層面"。這樣才能使遙感在地質找礦中發揮更大的作用。充分發揮遙感技術的優勢,最大限度地利用現有的地質勘查信息資源,進行新理論的探索和建立新的找礦模式,并利用新模式進行找礦,這是一條從"信息找礦"到"理論找礦"再到"模式找礦"的正確途徑,實踐證明可以取得顯著的找礦成果。
篇4
關鍵詞: 遙感;原理;分類;制圖;應用
遙感,從廣義來講,就是指遙遠的感知,非接觸遠距離的探測技術。從狹義來講,指借助于專門的探測儀器(傳感器),把遙遠的物體所輻射(或反射)的電磁波信號接收記錄下來,再經過加工處理,變成人眼可以直接識別的圖像,從而揭示出所探測物體的性質及其變化規律。遙感技術指從高空到地面各種對地球觀測的綜合性技術系統總稱。它由遙感平臺、探測傳感器以及信息接受、處理與分析應用系統等組成,周期性地提供監測對象數據和動態情報。遙感技術(Remote Sensing)是一門建立在空間科學、電子技術、光學、計算機技術、信息論等新的技術科學以及地球科學理論基礎上的綜合性技術,為現代前沿科學技術之一,具有宏觀、動態、綜合、快速、多層次、多時相的優勢。在新技術迅猛發展的今天,遙感技術伴隨著航空、航天技術的發展而不斷提高與完善,服務領域因之而不斷擴展,受到普遍重視,顯示出極其廣泛的應用價值、良好的經濟效益和巨大的生命力。
一、遙感的基本原理
振動的傳播稱為波。電磁振動的傳播是電磁波。電磁波的波段按波長由短至長可依次分為: γ-射線、X-射線、紫外線、可見光、紅外線、微波和無線電波。電磁波的波長越短其穿透性越強。遙感探測所使用的電磁波波段是從紫外線、可見光、紅外線到微波的光譜段。 太陽作為電磁輻射源,它所發出的光也是一種電磁波。太陽光從宇宙空間到達地球表面須穿過地球的大氣層。太陽光在穿過大氣層時,會受到大氣層對太陽光的吸收和散射影響,因而使透過大氣層的太陽光能量受到衰減。但是大氣層對太陽光的吸收和散射影響隨太陽光的波長而變化。通常把太陽光透過大氣層時透過率較高的光譜段稱為大氣窗口。大氣窗口的光譜段主要有: 紫外、可見光和近紅外波段。 地面上的任何物體(即目標物),如大氣、土地、水體、植被和人工構筑物等,在溫度高于絕對零度(即0°k=-273.16℃)的條件下,它們都具有反射、吸收、透射及輻射電磁波的特性。當太陽光從宇宙空間經大氣層照射到地球表面時,地面上的物體就會對由太陽光所構成的電磁波產生反射和吸收。由于每一種物體的物理和化學特性以及入射光的波長不同,因此它們對入射光的反射率也不同。各種物體對入射光反射的規律叫做物體的反射光譜。遙感探測正是將遙感儀器所接受到的目標物的電磁波信息與物體的反射光譜相比較,從而可以對地面的物體進行識別和分類。這就是遙感所采用的基本原理。
二、遙感的分類
為了便于專業人員研究和應用遙感技術,人們從不同的角度對遙感作如下分類:
1、按搭載傳感器的遙感平臺分類 根據遙感探測所采用的遙感平臺不同可以將遙感分類為地面遙感和航天遙感。
2、按遙感探測的工作方式分類 根據遙感探測的工作方式不同可以將遙感分類為主動式遙感和被動式遙感。
3、按遙感探測的工作波段分類根據遙感探測的工作波段不同可以將遙感分類為紫外遙感、紅外遙感、微波遙感、多光譜遙感。
4、按遙感探測的應用領域分類根據遙感探測的應用領域,從宏觀研究角度可以將遙感分類為外層空間遙感、大氣層遙感、陸地遙感、海洋遙感等; 從微觀應用角度可以將遙感分類為: 軍事遙感、地質遙感、資源遙感、環境遙感、測繪遙感、氣象遙感、水文遙感、農業遙感、林業遙感、漁業遙感、災害遙感及城市遙感等。
三、遙感資料的制圖應用
1、航天遙感制圖
所謂航天遙感是指以航天器為傳感器承載平臺的遙感技術。航天遙感實踐中,針對具體應用需求,選擇不同的傳感器如:成像雷達、多光譜掃描儀等,通過衛星地面站獲取合適的覆蓋范圍的最新的圖像數據,利用遙感圖像專業處理軟件對數據進行輻射校正、增強、融合、鑲嵌等處理,同時,借助應用區域現有較大比例尺的地形數據,對影像數據進行投影變換和幾何精糾正,并從地形圖上獲得境界、城市、居民點、山脈、河流、湖泊以及鐵路、公路等典型地貌地物信息和相應地名信息,進行相應的標注和整飾,制作數字正射影像圖。
航天遙感制圖不僅在國土資源調查、土地利用監測、城市規劃監測、重點風景名勝區監測中有了典型應用,而且,國家863計劃信息獲取與處理技術主題重大課題還開展了利用分辨率為0.61m的QUICKBIRD衛星影像進行城市大比例尺地形圖的更新研究。此外,高分辨率衛星遙感影像還可提供立體像對,可用于直接生成DEM數據,甚至可以進行大比例尺地形圖的獲取與更新測繪。
2、航空遙感制圖
所謂航空遙感是指以航空器如飛機、飛艇、熱氣球等為傳感器承載平臺的遙感技術。根據不同的應用目的,選用不同的傳感器:如:航空攝影機、多光譜掃描儀、熱紅外掃描儀、CCD像機等,獲取所需資料包括:航攝像片和掃描數據。其制圖應用一般包括兩大方面:
(1)攝影測量制圖
在測繪領域中,攝影測量學已經是一門從理論到實踐都非常成熟的學科。在我國應用攝影測量的原理和方法測繪地形圖有相當長的歷史。目前,1:5000及其以下小比例尺地形圖的測繪,基本上都采用攝影測量方法施測。計算機技術的發展給攝影測量制圖帶來了新的發展和變化,不僅在內業測圖儀器上實現由測繪線劃圖到直接測繪數字地形圖的轉化,而且誕生了拋開了傳統的攝影測量儀器設備,以軟件實現地形數據采集與處理的數字攝影測量技術,這無疑是攝影測量技術發展史上的一次革命。
(2)正射影像圖制作
正射影像圖是一種既具有地物注記、圖面可量測性等常規地形圖的特性又具有豐富直觀的影像信息的一種圖件,是將航攝像片的中心投影經過機械式的或數字式的糾正轉變為正射投影形式而生成的影像圖件。正射影像圖制作的優勢在于,生產周期短、成本低。正射影像圖分為“常規正射影像圖”和“數字正射影像圖”兩大類,前者是通過影像拷貝和正射投影儀糾正工藝,以紙基或膠片基承載的平面型影像圖件。后者則是應用數字攝影測量技術和工藝制作的以數字形式存在的影像圖件,可以方便地輸出成紙基或膠片基圖件。目前,由于計算機技術和影像處理技術的發展,以數字形式存在的影像圖件在生產技術上日趨成熟并不斷完善,已經占據主導地位,并與方興未艾的城市 GIS 技術相得益彰,應用廣泛。特別是數字影像圖在色彩處理方面的優越性,使其更具應用價值。
篇5
關鍵詞 遙感;應用;發展趨勢
中圖分類號TP75 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2012)68-0209-02
1 遙感的定義與分類
1.1 遙感的定義
遙感,從廣義來說泛指各種非接觸、遠距離探測物體的技術;而本文談論的遙感是指電磁波遙感,即狹義的遙感,其定義是:從遠距離、高空以至外層空間的平臺上,利用可見光、紅外、微波等探測儀器,通過攝影掃描、信息感應、傳輸和處理等技術過程,識別地面物體的性質和運動狀態的現代化技術系統。
1.2 遙感的分類
按照研究對象遙感可分為資源遙感與環境遙感兩大類[1],資源遙感以調查自然資源狀況和監測再生資源的動態變化為主。環境遙感則是對自然與社會環境的動態變化進行監測并做出評價與預報的統稱。此外,按照應用空間尺度遙感可以把遙感分為全球遙感、區域遙感和城市遙感三種類型。
遙感是一門綜合性的技術,它涉及地理學、測繪學、計算機科學與技術、規劃管理等許多學科。它的概念和基礎是物理學、測繪學、地質學、地理學;它的技術支撐是航天技術、計算機技術和圖像處理技術。伴隨著航天技術的不斷進步,空間遙感對地觀測獲得了巨大的發展,可以預計,在今后的遙感發展過程中,全方位、全覆蓋、多角度、高分辨及高時效的遙感觀測系統,將會被廣泛的應用在各個領域的調查研究工作中。
2 遙感應用
遙感的應用已從上世紀早期單純的軍事用途擴大到現代生活的各個方面,如土地管理、氣象預報、全球變化研究、災害監測、資源調查與動態變化監測、生態調查、旅游、交通等各行各業,成為服務人類現代生活的重要高科技手段之一。
2.1 遙感在土地資源中的應用
遙感技術是土地資源狀況調查評價與動態監測的重要技術手段。隨著遙感技術在空間識別、地物波譜識別和變化時間識別方面能力的提高,土地遙感正在成為遙感科學的重要分支。我國歷來對國土資源十分重視[2],特別是自國土資源部成立以來,非常重視土地資源的動態監測工作,從1999年開始,遙感監測工作作為國土資源大調查的重要組成部分,連續16年,每年開展對全國重點地區的遙感監測。
土地遙感的應用領域包括[1]:監測建設用地變化趨勢、布局及規模;為土地資源管理提供現勢基礎資料;輔助檢查土地利用總體規劃執行情況;復核土地變更調查;輔助開展土地變更調查;輔助開展土地利用現狀圖更新;基本農田保護區監測;配合土地執法檢查。
2.2 遙感在礦產資源中的應用
不論用什么方法找礦,了解礦床形成過程和成礦原理都是非常重要的,遙感找礦也不例外。在漫長的地質年代里,沉積、巖漿及變質三大類巖石也在不停地進行轉化,在地質構造等作用下,可以在不同類型的巖石中,形成由各種不同的金屬礦物和非金屬礦物富集而形成的各種礦床,而遙感影像能夠真實
地記錄地球表面三大類巖石的光譜與紋理特征。同時,采用遙感技術圈定各類構造形態、色異常等現象,對于礦產調查、圈定成礦遠景區、成礦預測也有著重要的指導作用。遙感技術尋找油[3]是通過提取遙感影像的烴類微滲漏信息來預測油區的烴類微滲漏暈以其特有的波譜特性可以被遙感技術檢測,從而實現油氣預測,這也是遙感技術直接找油的原理。
2.3 遙感在城市建設中的應用
城市是一個時代經濟、社會、科學和文化的匯聚點,在全面建設小康社會中,我國城市化速度還將加快。遙感在城市建設中應用主要為以下三個方面:1)城市景觀結構調查。土地是城市賴以存在的物質基礎,城市遙感首先就是調查城市土地利用狀況,提供工商業、文化、交通、綠地和水體的分布和面積;2)城市道路規劃與交通環境分析。低空航空攝影[4]對全市車流的瞬時調查,就可以幾乎同時測出各個路段和交叉路口的機動車和自行車的車流密度,編繪出主要道路交叉口的車流量圖,既簡便易行,又準確可靠,在交通管理、道路拓寬和過街橋、立交橋選址等方面,都能夠發揮作用;3)城市環境污染調查。受污染損害的植物[5],葉片葉綠素降低,在彩色紅外像片上紅的成分減少,污染程度通過影像色調的變化被記錄下來,再參考樹木缺株、形態或冠幅變小的程度,就可以繪制出分輕、中、重三級的污染程度。
2.4 遙感在海洋領域的應用
海洋遙感[6]是指以海洋及海岸帶作為監測、研究對象的遙感,包括物理海洋學遙感、生物海洋學、化學海洋學遙感與海水監測、海洋污染監測等。海洋遙感大幅度提升了海洋調查技術水平,與其余調查手段相比,具有很明顯的優勢。如:不受惡劣自然條件的限制、拓展了海洋調查的廣度、能夠實時長效的進行檢測、龐大的信息獲取量以及應用范圍的多樣性。
2.5 遙感在氣象中的應用
氣象衛星的出現,為人類自上而下觀測大氣層和地表、生態的變化提供了一種新型可靠的手段,由此應運而生的衛星氣象[3]成為大氣科學發展史上又一新的里程碑。氣象遙感的研究內容主要包括兩個方面:一是尋找從衛星上探測和獲取大氣中主要氣象要素和大氣現象的理論和方法;二是研究衛星資料的處理技術和使用方法。例如利用紅外通道和可見光通道中對比,可以很好解決大霧區、中高云區及地表的區分問題,區別出哪些是霧,哪些是云,哪些是地表,此外利用遙感還可以對沙塵暴有很好的監控作用。
2.6 遙感在地質災害管理中的應用
傳統的獲取災害損失評估信息方法主要依靠地面調查以及歷史資料,耗費時間過長且因資料更新滯后,不能及時的體現地質災害管理的作用。隨著遙感技術及其他相關高新技術的高速發展,地質災害遙感調查正處于逐步推廣的階段。衛星遙感技術的宏觀性、全天候和全天時以及周期性,為地質災害的研究提供了強有力的手段,并逐漸成為地球災害監測系統工程中的主要技術。遙感技術已經應用于地質災害管理的整個過程。在地質災害調查、監測、預警、評估的四個階段中,均能夠及時準確的提供調查、評估、預警,為地質災害管理工作的開展提供依據。
2.7 遙感在考古中的應用
考古工作,是探索人類文明發展的重要手段。隨著考古研究工作的擴展,考古學家們從了解個別的考古遺址文化上升到對某一地區、某一國家,或者是更大范圍的一個時空去認識人類文明的發展,這就需要考察更大的范圍與空間,僅依靠地面的考古資料就顯得不足,而且也很難使資料收集得完整,利用肉眼去觀察分析考古遺跡現象受時間、地點、氣候、光照等諸多因素影響,具有很大的局限性[8]。而高分辨率遙感圖像、航拍像片的分辨率均可達到1m左右,同時可全球、全天候覆蓋,加上特殊信號可以穿透地表,開展更加精確探測的探測工作,這些先進技術在考古研究、文物保護管理上可起到決定性的作用。
從考古的角度來看,人類遺產的挖掘是繼承和弘揚古代文明的重要途經。利用遙感技術開展古遺址尋找、普查研究是最為有效的手段。遙感信息古遺址研究不僅可以填補或充實人類文明歷史,而且對研究古代地緣政治,確定歷史時期的軍事和疆域爭議十分重要,且將大大提高田野考古的效率和質量,把我國的考古學提高到一個新的高度。
3 遙感應用的發展趨勢
隨著遙感技術應用研究的深入發展,遙感數據分辨率不斷提高,數據量持續增長,數據處理的方法和程序也日趨復雜,從而導致GIS系統所需要解決的問題也越來越多,GIS的發展也更加偏向于解決數據的存儲、管理和處理,但這樣并不能從根本解決問題。經過不斷的總結,最終發現如果想要解決實際應用中出現的問題,就必須多技術、多方法、多角度、多渠道對數據進行搜集處理。遙感技術,是一種信息獲取的技術,相對缺乏信息處理、提取以及解決問題的能力。因而科學家們將遙感技術與GIS、GPS、計算機、仿真、虛擬等多種信息技術緊密結合,共同應用解決復雜的綜合問題。
“3S”技術集成就是在這樣的背景下產生的,3S技術[10]即指遙感(RS)、地理信息系統(GIS)、全球衛星定位系統(GPS)3種技術集成的總稱。“3S”集成技術的應用,是一個自然的發展趨勢,RS和GPS為GIS進行空間分析提供了更新區域信息和空間定位信息,從RS和GPS提供的大量數據中提取有用信息,并進行綜合集成,使之成為決策的科學依據。GIS、RS和GPS三者技術的集成,形成了一個更加完整、準確及實施的對地觀測、分析及應用系統,從而推動了遙感技術的進步。
4 結論
綜上,遙感應用既是系統科學又是系統工程,既是區域性的又是全球性的,既是邊緣科學又是交叉科學。通過對以上土地監測、地質礦產調查、城市建設、環境與災害監測、海洋、氣象與考古遙感等幾個主要方面遙感技術應用的介紹,可以看出遙感已經滲透到社會生活及科研領域的各個方面,3S技術的集成已經成為必然,我們應該進一步發掘遙感技術應用的潛力,開拓遙感技術應用的新局面,更加有效的保護和科學的利用好我國的資源與環境。
參考文獻
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篇6
關鍵詞:遙感技術;環境監測;應用
中圖分類號:O434 文獻標識碼: A
一、遙感技術的簡介
環保事業已經實行很多年了,但是取得效果仍然沒有達到預期目標,多數仍處于宏觀上的研究,缺乏微觀具體的處理,遙感技術的開發突破了這一限制,讓環保計劃有了實質性的進展,而所謂遙感技術,乍一聽會不知所云,其實簡單的來說,就是遙遠感知,這種技術通常是利用遙感器從高空向地面或海洋探測和感知物體性質的新型技術,其作用原理就是根據不同物體之間的不同波普而隨之產生的不一樣的反應,對通過相關軟件所分析出的物體的反射波普的最終結果,來進行有效識別與判斷,常見的遙感監測技術分為熱紅外遙感技術、微波遙感技術以及可見光反射紅外遙感技術,不同的技術類型所應用的領域也不一樣,遙感技術已成為環保領域里的重要保護方法。
二、遙感技術廣泛的適用范圍和重要優勢
盡管環保事業在我國已經發展多年,但是遙感技術的應用引入卻相對較晚,不過通過近些年來相關人士的不斷研發與共同努力,遙感技術在環境監測方面取得了不少的成果,尤其針對城市的大氣污染和水污染情況,做到了很好地監測與控制,例如:在進行城市大氣污染的監測時,利用遙感技術能夠以圖象的形式清晰地呈現出空氣污染物的形狀、大小及分布區域,有利于人們對污染范圍的確定和治理,當然,遙感技術的應用范圍遠遠不止于此,隨著時代的發展,技術的提升,遙感技術的影響范圍越來越廣,已經深入包括農業、漁業、地質、氣象、林業等眾多領域,可謂實現了對其作用的推廣化,而受到如此重視和歡迎的原因,歸根結底要依靠其獨特的優勢特點,遙感技術對環境的監測與保護已到了近距離的研究與實施階段,相比傳統的環境監測無法反映污染來源、污染勢態范圍等弊端,明顯有所改善,不僅方便、高效、快捷,能夠實時動態地監測環境變化,而且經濟成本較低,準確度高,所以被廣泛大面積利用。
三、遙感在環境監測中的應用
1、水環境污染監測
遙感技術在水環境污染中的應用,主要是分析水體的光譜特征、確定水體界線、水體溫度以及反演水體懸沙規律、葉綠素規律等,基于統計關系的定量反演或定性的進行遙感影像分析,最終確定水體的綜合水質指數,反應水質污染現狀。環境監測領域正逐步由定性監測發展到定量反應,同時這也是遙感技術發展的必然趨勢。
目前,遙感技術應用于水環境監測,可較高精度的反應出水體的泥沙濁度、葉綠素水平、水體溫度,并可對SS、SD、DO、BOD5、COD、TN、TP等指標有一定指示作用,對水體富營養化的監控有一定作用。并且目前應用海洋遙感衛星進行海洋污染監控效果較好,對大范圍的海洋石油污染、海洋化學污染具有一定重大的意義,具有較大應用。
2、大氣環境污染監測
目前,遙感技術應用于大氣環境監測主要是對其進行臭氧監測、氣溶膠含量監測、有害氣體和熱污染監測,以及對沙塵暴的監測、酸沉降的監測等,隨著傳感器科技的不斷進步,應用十分廣泛,全球目前唯一臭氧測量手段即為遙感。采取衛星為傳感器搭載平臺的遙感技術收集大氣信息和地表信息區域性更大,而且是瞬間完成的,應用于大氣污染調查,可最大程度避免其誤差產生,有利于對大氣污染進行動態監測。
遙感用于臭氧監測時,主要是通過測量臭氧對熱紅外輻射量的吸收,進而分析臭氧含量的。但遙感技術用于有害氣體監測仍是通過間接解譯敏感植物受影響狀況。對災害性的大氣問題的監測主要是包括沙塵暴、酸沉降、有毒有害氣體泄漏等問題的監測,嚴重危害環境質量,屬嚴重的環境污染問題。許多傳感器的特定數據對其便有較好的觀測效果,如美國NOAA的高級甚高分辨率輻射計,便可對氣候監測、厄爾尼諾現象等許多環境災害進行描述性監測。總體來說,現如今經過幾十年的發展,遙感技術應用于大氣監測發展迅速。
3、植被生態監測
植被生態監測被各種監測均視為重要監測項目,所有監測衛星均需特殊考慮植被周期及生長規律,以便獲得更好的監測效果。植被生態遙感的應用主要應用于:植物生態健康狀況解譯、植被動態變化的調查城市綠化調查、草場資源調查、林業資源調查等。根據植物不同種類、不同狀態具有不同的光譜特征,對植被生態狀況可以進行良好細致的把握。在我國植被生態監測極為重要,其不僅關乎國民經濟,而且影響生態安全問題。因此植被生態監測意義重大。
4、土壤及土壤污染監測
遙感技術應用于土壤監測,具有極其重要的意義,因為土壤關系著農業生產、流域非點源污染、沙塵暴、礦產資源等。土壤監測中的遙感技術應用是將土壤類型、土壤分布規律根據遙感影像解譯出。由于土壤監測是大范圍的監測,因此具有監測效果較好的傳感器為大波段、覆蓋范圍較大的傳感器。
5、土地利用監測
遙感技術應用于土地利用監測即為以傳感器為“手段”對土地利用進行分析,對土地覆蓋利用變化情況進行表達,進而對城市環境規劃起到一定的輔助作用。城市土地利用遙感圖像資料通過解譯,可進而可對城市發展、森林覆蓋、礦產資源開發利用、生態環境等進行檢測。對此可進行間隔長度為五年或十年的跨度,經過圖片疊加,可發現分析出明顯規律。
由于現如今城市熱島效應愈加劇烈,已達到干擾生態的程度,遙感技術對城市熱島的監控,有利于分析其產生原因,改善其現有狀態。遙感技術應用于城市還突出貢獻于城市熱島效應方向,如Landsat7的熱紅外波段6即對地表溫度、水溫變化以及城市熱島有特別的判斷作用。
6、遙感在固體廢棄物監測方面的應用
目前,地面垃圾亂堆放造成的環境污染在我國各大城市乃至鄉村地帶隨處可見,“垃圾圍城”的現象已十分普遍。遙感監測的內容有:工業、生活垃圾的堆放狀況,堆放點的分布,堆放點的面積、數量等,優化垃圾處理處置場。從空間分辨率上要求比較高,達到3m~10m的水平。
在固體廢棄物的監測方面,利用遙感技術對我國多個城市的工業廢渣和生活垃圾及堆放地與污染狀況進行了監測,如中國環境科學研究院在“八?五”期間采用遙感方法對北京市的垃圾堆放場作了監測研究。
結束語
遙感技術是一種高科技技術手段,是一種高投入并具有可持續性可觀回報、可觀效益的高科技技術。但遙感技術仍只是一種技術手段,應用于環境監測領域,雖可廣泛的、快速的、動態的掌握信息,但是通過遙感這一“碧空慧眼”也只是能夠獲得地表信息,即環境監測的所需的環境數據資料,同時還是需要具有一定技能的相關工作人員對其數據進行分析、解譯等配合工作,才能使遙感更加發揮作用。
參考文獻
篇7
【關鍵詞】遙感技術;大氣環境;監測?
環境問題越來越嚴峻,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。遙感技術主要有兩種類別:一為主動式遙感監,二為被動式遙感監測,主要以環境監測為主,利用遙感傳感器監測大氣結構,對污染源進行定位追蹤,直接對污染物進行區域跟蹤測量,從而獲取某一區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,對大氣環境的治理產生了無法忽視的影響。?
1、大氣環境遙感監測技術的基本原理?
遙感監測就是用儀器對一段距離以外的目標物或現象進行觀測,是一種不直接接觸目標物或現象而能收集信息,對其進行識別、分析、判斷的更高自動化程度的監測手段。它最重要的作用是不需要采樣而直接可以進行區域性的跟蹤測量,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。根據所利用的波段,?遙感監測技術主要分為紫外、可見光、反射紅外遙感技術;熱紅外遙感技術和微波遙感技術三種類型。?
大氣環境遙感監測作為遙感技術應用中較為重要的內容之一,在業務上不同于常規氣象要素的監測。常規氣象要素遙感監測[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(風速和風向)?、地球輻射收支的測量等。而大氣環境遙感則是監測大氣中的臭氧(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、遙感技術在大氣污染監測中的作用?
2.1被動式空基遙感監測?
被動式遙感監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域性問題,甚至已經成為全球性問題,影響著全世界的正常發展。太陽直接輻射遙感技術利用散射和衰減,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、熱污染源等進行監測,逐漸成為遙感技術中最常用的一種監測技術。現階段,城市工業不斷發展,霧霾成為人們生活中的一種普遍現象,嚴重影響著人們的身心健康,而遙感技術與地理信息系統技術相結合,獲取霧霾地區的綜合信息,通過對圖像以及數據的分析得出影響霧霾的主要因素,從而制定相應的措施來消除霧霾。除此之外,隨著城市化的不斷發展,城市熱島效應成為城市發展的主要問題,遙感技術通過研究城市下墊面的熱紅外遙感總結城市熱島變化規律,對熱島效應的解決提供了一定的事實依據。?
2.2主動式空基遙感監測?
主動式空基遙感監測的載體是雷達,主要有機載和星載雷達,它可以在短時間內發射大功率的電磁波,再根據回波信號的振幅和位相分析得出測量物的方向、距離等數據,主動式遙感不依賴于太陽輻射,可以晝夜工作,還可以根據探測目的的不同,主動選擇電磁波的波長和發射方式。主動式遙感可以用來監測大氣中的臭氧、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,對大氣環境的治理起著無法替代的作用。遙感技術正在經歷由單一型遙感監測向多方面監測數據的綜合性分析過渡,即多時相監測,對于污染物信息的監測可以做到更準確及時客觀,使得大氣污染監測上升到一個新高度。?
3、遙感技術的發展方向?
人們越來越重視環境問題,對環境的需求也不斷增加,改善環境成為當前社會發展的重要任務,遙感技術能夠改善環境,那就應該更大限度的開發利用這一技術。遙感技術還可以從以下一些方面取得進步:?
(1)遙感技術主要分為主動式遙感和被動式遙感,把主動與被動式衛星遙感相結合,可以更加準確的進行對污染物的監測,把污染物監測的誤差精確到更小,不斷改進大氣環境遙感技術,對大氣環境遙感進行定量化研究,形成一套嚴密的大氣環境遙感監測技術運行系統,把遙感技術與地面監測共同運用到環境監測中,以便更加準確及時的制定解決環境污染的措施。?
(2)在當今社會,技術在任何方面都是不可或缺的,與此相應,互聯網技術可以充分配置資源,使全球的資源和信息得到共享,實現遙感技術的網絡化,普及遙感監測技術,可以借鑒其他國家的遙感技術創新之處與經驗,進行多國合作,利用其它國家的資源環境衛星系統,提高監測的效率。?
(3)人才的進步才是社會的進步,必須要保證技術性人才的培養,國家要加大人才扶持力度,提供更多的人才發展機會,培養大批實用型人才和技術創新型人才,只有如此遙感技術才可能會有飛躍性的突破。?
(4)技術的不完善使得監測數據的不準確,而數據分析是制定措施的重要依據,提高數據的準確度是必須的,對此,應該研發更高性能的傳感器以提高衛星遙感的分辨率,使數據精確度更高,更好的判斷污染物信息,避免誤判情況的發生。?
4、結束語?
環境問題與人類發展息息相關,實現人與自然的和諧相處是社會發展的必然要求,在尊重自然的基礎上,通過自己的一系列活動改變環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得到一定程度的治理,遙感技術的應用范圍也越來越廣泛,作為環境監測的重要技術力量,遙感技術應該不斷發展自身,為制定科學準確的政策提供更加有理有據的支持。?
參考文獻:?
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篇8
關鍵詞:遙感技術;城市交通;規劃與監測;應用
城市交通是城市地理學的重要組成部分,一直受到學者的廣泛關注。城市交通對保證城市生產、生活正常運轉、加強城鄉間聯系起著重要的紐帶和促進作用[1]。在短時間內,城市交通呈現為靜態的位置關系,在較長的時間內,表現出動態的演化過程。傳統的交通規劃方式很難對其動態變化進行及時的監測及規劃調整。隨著遙感技術的發展,其在交通規劃與監測中的應用研究日趨深入,為城市交通規劃與監測研究提供一條新的途徑。
一、遙感技術
(一)遙感介紹
遙感(Remote Sensing)是指利用某種傳感器裝置不接觸被測物體來獲取地表的信息,通過數據傳輸和處理實現研究地面物體形狀、大小、位置、性質及環境相關關系的一門現代化應用技術[2]。遙感技術具有快速、綜合、動態、宏觀、多層次、多時相的優勢。隨著科學技術的提高,遙感技術不斷提高和完善,其應用領域由傳統的調查、測繪等向城市信息調查、規劃等方面拓展,服務領域不斷擴展,獲得相關學者的普遍重視,具有重要的應用價值。
現在城市交通是一個快速發展的開放系統,要對其實施合理的規劃、建設和管理就必須及時掌握和全面分析其發展過程中的變化和信息。遙感技術可以準確、快速的獲取城市交通線路長度、道路寬度等有關信息[3]。遙感技術既可以獲得城市交通宏觀的現狀和綜合數據,也可以獲得每一條線路等城市交通微觀的數據,能夠實時、高效地為城市交通規劃與發展提供多方面的分析數據和基本信息。
(二)遙感技術的特點
遙感作為一門對地觀測綜合性技術,它具有與其他技術不同的特點,主要歸納為三個方面:
1、探測范圍廣、采集數據快
遙感探測能在較短的時間內,對大范圍的地區進行觀測,并從中獲取有價值的遙感數據[4]。對于很好的掌握地面事物的現狀具有重要的作用,同時提供了寶貴的資料。
2、能動態的反應地面事物的變化
遙感監測可以周期地、重復地對同一地區進行監測,有助于人們獲得數據,發現并動態地跟蹤地球上許多事物的變化。
3、獲取的數據具有綜合性
遙感探測所獲取的是同一地段、覆蓋大范圍地區的遙感數據,這些數據綜合地展現了地球上許多自然與人文現象[5],宏觀地反映了地球上各種事物的形態與分布,全面的揭示了地理事物之間的關聯性。
二、遙感技術在城市交通規劃與監測中的應用
(一)城市交通基礎數據調查
城市交通調查中,基于點的傳統地面調查,不僅費時費力,而且難以準確描述城市交通的基本面貌。遙感數據具有覆蓋范圍廣和時效性的特點,利用遙感技術可以獲得城市交通現狀的總體狀況。根據遙感影像上的城市交通道路特征,可以全面、準確的獲取城市交通中道路長度、路網結構、道路寬度、停車場的規模和數量、街道綠化等城市交通基本信息數據;根據航空遙感影像可以獲得城市交通路面上車輛速度、種類和密度等信息。如結合影像紋理特征和濾波技術,更能突出城市交通的線性邊界,使用邊緣檢測和跟蹤處理,可以提取城市交通現狀矢量圖。
(二)城市交通規劃
要對城市交通發展戰略和路網結構進行充分地規劃,就要求對城市的地形地貌特征、交通的交叉口設置、管理方式、坡度、長度和路網的現狀等信息有充分的認識,并且要掌握城市發展現狀信息,利用遙感技術可以快速、準確的獲取相關信息。根據多時相遙感影像可以獲取城市擴展方向及速度和城市交通發展的現狀,對其進行空間分析,借此對比城市交通需求與城市交通現狀差距,為城市交通規劃方向提供合理的決策依據。同時,根據遙感影像或連續拍攝的航片,能夠獲得城市交通擁堵的時間分布和空間分布,獲得城市地面常規公交車輛的滿載情況。借此可以有效的掌握城市交通實際的時空需求情況,為城市交通規劃調整提供決策依據。
(三)城市交通動態監測
隨著我國城鎮化進程的快速發展,城市不斷向外擴張,城市空間擴張加劇了城市交通壓力。許多城市存在車流量多、交通擁擠等問題。在城市交通規劃中,不僅要對城市交通各種要素的現狀進行分析,還要對城市交通變化進行監測。利用遙感影像能獲得城市交通動態發展的實時數據,為城市交通動態監測提供依據,是城市交通變化監測的有效手段。遙感對城市交通動態監測主要是通過對多時相遙感影像加工、處理獲得城市交通動態變化信息。通常情況下,主要采用兩類監測方法,一類是基于像元分類,如最大似然法、支持向量機,決策樹等;另一類是面向對象分類法,如最鄰近法,隸屬度分類、面向對象決策樹分類等。
三、結束語
在城市交通規劃監測過程中,需要掌握多方面的基礎數據,傳統情況下,這些數據的獲取需要進行實地調查,因而會耗費很多人力物力,并且持續時間較長,獲得數據不全面,而遙感技術具有實時性、動態性和宏觀性的特點,為城市交通規劃與監測提供了新的基礎數據調查途徑,具有廣闊的應用前景,但是遙感數據也具有一定的局限性,它不能全部代替傳統地面調查。所以,城市交通規劃部門及相關應用部門,在實際應用操作過程中,要根據具體的調查內容分析遙感技術應用的可行性,選擇合適的應用方案,從而充分發揮遙感技術的價值。(作者單位:貴州師范大學)
基金項目:貴州師范大學研究生創新基金資助(研創201525)
參考文獻:
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篇9
關鍵詞:遙感技術;水利工程:應用
中圖分類號:TV文獻標識碼: A
前 言:我國是一個水資源十分短缺的國家,水旱災頻繁,從古到今,我們既受益于水,也受害于水,與水旱災害進行了長期的斗爭。近年來,隨著經濟的快速增長,人口不斷增加,環境持續惡化,水文水資源問題也受到大家的重視,因此,傳統的水利調查、規劃、管理技術的基礎上引入先進的遙感技術,將更有助于水利信息的獲取、更新和應用,促進水利行業的發展。
一、遙感技術的特點
遙感技術是60年展起來的新技術,目前在國內外已經得到廣泛的應用。遙感技術是空間技術、應用光學、無線電技術和計算機技術相結合的一門綜合科學。遙感的含義是使用某種遙感器從遙遠的地方感測目標信息特征的信號,經過傳輸系統的處理,從中提取目標物有用的信息。實現上述過程所用的各種手段,總稱之為遙感技術。這項技術包括有遙感器技術,信息傳輸技術、實況調查技術、信息處理技術。遙感技術的分類有很多種,按遙感器使用的波源性質可分為電磁波遙感器、聲學遙感器;按遙感器運載工具可分為航天(衛星)、航空(飛機)、陸地遙感等。現代遙感技術,就其手段和應用范圍是非常廣泛的.但從資源勘測技術來說,比較富有成效的是空間遙感技術,遙感器裝在衛星上面利用資源衛星上裝置的遙感器可以晝夜進行工作從而獲得地面大量的信息資源。
1.洪澇災害檢測
遙感技術在洪澇災害中應用比較成熟,在實際應用中主要利用雷達衛星、機載合成孔徑雷達、可見光和紅外線遙感影像數據,并結合地理信息系統技術對洪澇災情嚴重的地區,進行多層次的檢測和評估,同時給出相應的災情圖像、詳細評估報告和已特定區域為單位的災情損失的分區分類數據表格,為提出災后重建家園的決策建議打下基礎。
2.地表水資源動態檢測與評估
充分合理地使用地表水資源的前提充分掌握地表水資源分布、水量及水資源消耗等信息,由于地表水的特殊光學特性,這些任務都可以利用遙感技術完成。對于大范圍或者偏遠地區,利用衛星遙感影像提供直接、間接信息,對評價水資源的變化非常有幫助。
3.地下水資源動態監測與評估
地下水是水資源重要組成部分,它是干旱、半干旱地區灌溉、工業用水和生活用水的主要來源,也是極為敏感的生態環境因素之一,當前水資源的科學管理工作所面臨困難是缺乏詳細的地下水動態監測數據。傳統地下水監測是一種近感方法,視野有限,監測程序也是有點到線,在推測到面,不僅費事費力,而且控制點少,代表性差,無法實現大面積動態監測和評價。遙感技術可以在快速大面積監測地下水中發揮著重要作用,利用遙感數據提供的地表溫度、土壤水分、冰雪、徑流、植被變化等信息估算地下水的補給量和勘探區地下水資源存儲量,確定其分布,評價地下水質,對地下水動態變化進行監測與預測等。
4.有效灌溉面積調查
水利是農業的命脈,我國80%的糧食及農副產品產于有效灌溉區。由于灌區工程年久失修、功能衰退與喪失以及水資源變化等,造成有效灌溉面在時空上的變動極為復雜,用統計方法得到的全國耕地灌溉面積一直不十分確切。遙感和地理信息系統調查技術作為一種有別于傳統的統計方法,近年來,在有效灌溉面積調查中得到廣泛應用。
5.灌區作物ET監測
監測ET的傳統方法是基于氣象站的點測資料估算點值,擴展到區域尺度上比較困難。利用遙感技術監測ET,能夠將作物蒸散量在時空上的差別監測出來,并且將監測區域擴大到氣象數據缺乏的地區。為此利用遙感技術獲取的ET及實測降水數據,開展基于遙感ET和降水的灌區水分盈虧分析,實現對灌區水資源狀況進行總體把握,為灌區作物種植結構調整、透時灌溉提供了決策依據;同時也有利于灌區水資源規劃的合理編制和選取切合實際的灌區水資源管理體制。
二、遙感技術在水利工程規劃建設與管理應用
遙感技術在水利工程規劃建設與管理中的應用主要集中在工程前期現狀調查,工程中進程監測,工程后的效益評估。
1,利用遙感技術提取工程區域的地形、地貌、巖性、土壤、植被信息,建立決策庫,對項目可選的位置、路線進行可行性分析評估進而選擇最佳位置、線路并對水利工程周邊環境的影響進行評估。這些基礎信息可以為項目的實施不同階段的工程人員服務。對牽扯到移民、土地征用等需要補償的問題可以利用監督或非監督分類方法調查面積。比如在規劃方面: 勘測調查是對水利進行規劃的基礎,為了能更好地對當前的,水利現狀進行調查,給水利規劃更詳細資料,以及對可能出現的變化提供預測,需要將遙感技術與傳統的調查手段相結合,一般情況下主要是依據地形圖、野外勘察資料來對水利規劃現狀進行調查,所以,地形圖對于調查有很大影響,若是地形圖比較老舊,那么就不得不消耗大量的精力與時間對地形圖重新進行測繪,若果運用遙感技術,一般不會出現這樣問題。
2.進行工程規劃如果需要大比例尺成圖,可以利用大比例尺航片或者衛片構建立體,在立體環境中提取需要的信息,建立3D信息圖。另外,利用高分辨率影像,還可以實時對工程進展進行監測。比如在河流治理方面:對河流進行衛星遙感,一般情況下以浮泥作為標志,通過運用合理的波段,對得到的圖像進行復合處理,用計算機對圖像進行光學處理,將背景和次要信息屏蔽,只顯示主要資料,得到水下泥沙分布與地形資料,經過技術處理的圖片資料上對于河流泥沙的顯示是非常清晰、客觀的,通過對河流泥沙的變化分析,就可以為河流治理提供可靠有價值的信息。
三、遙感技術在水利工程方面發展態勢
1,水利遙感數據豐富
隨著雷達技術、高光譜技術、無人機技術以及衛星集群技術的飛速發展,水利遙感應用采用的遙感數據源方面朝著高空間分辨率、高時間分辨率、高光譜分辨率和新興雷達遙感的方向發展,極大地豐富了水利遙感的數據源。目前國外水利遙感數據源空間分辨率普遍達到了米級,高光譜分辨率的遙感數據也大量應用,另外,新興的雷達遙感數據也越來越多地得到應用。
2,水文參數獲取定量化
定量遙感是當前國內外遙感應用的發展方向,也是水利遙感的發展趨勢。定量遙感主要是通過實驗的或物理的模型將遙感信息與觀測目標參量聯系起來,將遙感信息定量地反演或推算為某些地學、生物學及大氣等觀測目標參量。
3,水利信息提取智能化
目前,影像識別和影像知識挖掘的智能化是遙感數據自動處理的研究獲得了重大突破,遙感數據處理工具不僅可以自動進行各種指標處理,而且,可以自動或半自動提取水系、土地利用等信息,極大提高工作效率。
4,水利遙感應用網絡化
網絡技術已不僅僅是一種單純的技術手段,它已演變成為一種經濟方式----網絡經濟。大量的水利遙感應用正由傳統的方式(客戶機/服務器)向(瀏覽器/服務器)方式轉移。
結束語
隨著遙感技術不斷的發展進步和遙感技術應用的不斷深入,將在未來的國民經濟建設中發揮越來越重要的作用。把遙感技術運用到水利工程中,解決了水利工程建設周期長、技術條件復雜、,勘探設計、工程實施和驗收等方面問題,極大提高水利信息資源的共享程度和應用水平,全面提高了水利建設的效益,對水利工程信息化研究具有重要現實意義。
參考文獻:
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【關鍵詞】:遙感技術;電力工程;生產效率
中圖分類號:F407.61 文獻標識碼:A 文章編號:
1、前言
改革開放以來,國外先進的技術被引入了進來,經過科技人員的內化,逐漸被應用到各種工程中去,特別是遙感技術的應用,極大的降低了成本和勞動強度,提高了勞動生產率,極大的促進了工程建設的發展。遙感技術是20世紀60年代興起的一種不直接與目標物接觸而感知其性質和狀態的探測技術,是根據電磁波的理論,應用各種傳感儀器對遠距離目標所輻射和反射的電磁波信息,進行收集、處理,并最后成像,從而對地面各種物體進行探測和識別的一種綜合技術,而將遙感技術用于電力工程,主要是應用到輸變電工程前期選線工程、進行對比優選廠址及利用高分辨率衛星影像立體像等制作站址地形圖等等,極大的方便了工程專業技術人員,特別是目前google earth的不斷成熟,其衛星影像,并非單一數據 ,而是衛星影像與航拍的數據的一個整合,它是利用遙感技術形成的能為工程專業技術人員直接使用的圖像成果,大大降低了工程專業技術人員的勞動強度,提高了勞動生產率。
2、遙感技術概述
任何物體都具有光譜特性,具體地說,它們都具有不同的吸收、反射、輻射光譜的性能。遙感技術就是根據這些原理,對物體作出判斷。遙感技術一般由遙感器、遙感平臺、信息傳輸設備、接收裝置以及圖像處理設備等組成。遙感器裝在遙感平臺上,它是遙感系統的重要設備,它可以是照相機、多光譜掃描儀、微波輻射計或合成孔徑雷達等。信息傳輸設備是飛行器和地面間傳遞信息的工具。圖像處理設備對地面接收到的遙感圖像信息進行處理以獲取反映地物性質和狀態的信息。
3、遙感技術在輸變電工程前期選線工程中的應用
Google earth是一款google公司開發的虛擬地球儀軟件,它把衛星照片、航空照相和GIS布置在一個地球的三維模型上,其有免費版和專業版兩種,用戶可以通過下載客戶端軟件,對所需的高清晰衛星影像進行瀏覽,由于google earth和真實的地球物理信息做了匹配,其所提供的地形、大地高、經緯度信息和實際情況完全吻合,因此這種由遙感技術形成的圖像成果被廣泛的應用到了輸電線路工程的線路選線中。根據作者多年的實踐經驗,認為遙感技術在輸電線路工程選線階段中的應用主要有如下幾個方面:第一,選線時,在google earth上截取兩個變電站之間的衛星影像,通過圖像可以很明顯的看出兩變電站之間的地形、高度、地物和地貌,能夠輕易的避開山地、河流、村莊、工廠等等,而且由于google earth 地圖的準確性相當高,在這種情況下,就不用專業技術人員到現場去進行實地踏勘,就能夠得到比較合理的輸電線路的路徑,降低了勞動強度,提高了勞動生產率。第二,可以利用google earth的地名標注功能,在其上將對輸電線路路徑選擇有影響的地物地貌(特別是避開軍事區、規劃區、地質不良地區等等)進行標注,可以綜合的考慮各種影響因素,這樣的話,可以讓專業技術人員,很明了的看出,線路應該怎么走,怎么走更能節約成本。
由以上可以看出,google earth對于輸電線路的選擇和優化具有非常重要的意義,特別是當輸電線路需要通過交通不便、地質條件復雜、冰雪地區等人員到達困難的地區更是能顯示其重大的作用,但是作為專業技術人員,不能完全依靠google earth,要利用經驗及其它相關技術進行復核,還要注意影像的現實性,從而且確定下一步到現場踏勘的重點區域并調繪變化的地物。
4、遙感技術在變電站站址選擇中的應用
根據作者多年的實踐經驗,認為google earth在變電站站址選擇中的具體應用主要表現在如下幾個方面:第一,利用google earth進行變電站選址的工藝流程為:確定變電站站址的大致范圍根據已建好的運行站址、輸電電線路等數據庫,在google earth上進行備選站址的具體定點調入各個備選站點周邊的地物地貌數據,進行室內必選,確定較優的變電站站址結合輸電線路的情況,對較優變電站站址進行比選,選擇最優站址。第二,建立運行站址和輸電線路等數據庫。由于google earth使用后綴為kml的文件作為保存地標的文件格式,因此只要把包含以后站址、輸電線路等基本信息做成excel格式的表格,然后用一個kml Generator工具將excel的文件轉換為在google earth可以打開的kml文件,打開kml文件,就可以任意的縮放地圖,也可以將原來變電站和輸電線路的詳細信息顯示出來,利用這些信息,進行備選站址的具體定點。第三,收集備選站址的信息。對備選站址的信息進行收集,并按照第二部分的方法,建立kml文件,對備選站址進行比選,選出較優的變電站站址。第四,結合輸電線路的情況及當地的經濟因素和人為因素,特別需要考慮的是變電站站址周邊的原材料情況,避免最基礎的原材料的外調,從而節約成本。依據以上信息,從較優的變電站站址中選擇最優的變電站站址。
另外,還可以利用google earth與autocad結合,將站址區域的遙感影像插入到到測量的站址地形圖中,能提供更為真實和直觀的站址地形地貌。
5、遙感技術在輸電線路防雷中的應用
架空輸電線路是電力工程系統的重要組成部分,輸電走廊大部分要經過曠野、丘陵、高山,其長時間暴露在自然界中,十分容易受到雷擊,可以將用遙感技術形成的google earth應用到輸電線路防雷中,下面介紹作者的一點見解:第一,地形是影響輸電線路桿塔雷擊概率的重要因素,通過google earth可以從不同高度和不同角度對輸電線路桿塔所在地形環境進行觀察,便于對典型的雷擊地形地貌特點進行統計發現,雷擊一般發生在比較平緩的連綿山脈。第二,利用google earth對雷擊故障查找。在利用雷電定位系統進行輸電線路雷擊故障查找的時候,一般認為雷電定位系統中記錄的地閃位于輸電線桿塔周圍1公里的范圍內,這樣的閃電才會擊中桿塔,因此輸電線路桿塔的經緯度坐標是進行查找故障的基礎,然而,桿塔的經緯度測量中,往往會出現一些差錯,而利用google earth對這些差錯進行查找提供了比較方便準確的方法:將輸電線路桿塔坐標轉換成相應的kml文件在google earth中打開kml文件結合輸電線路桿塔明細表,對輸電線路桿塔位置是否錯誤進行判斷如果錯誤,結合桿塔明細表中檔距和轉角數據,利用google earth中的測量工作對錯誤桿塔位置進行修正。修正后的桿塔坐標是實際位置的真實反映,這樣的情況下再根據雷電定位系統的數據,對故障進行精準和快速的定位。
6、結尾
以上內容首先對遙感技術進行了簡述,隨后針對由遙感技術形成的google earth成果在電力工程中的應用進行的具體的介紹,表達了自己的見解,但是作者深知,作為一名專業技術人員,應該在實踐中不斷學習,并注重借鑒國內外先進的經驗,不斷提高自身的專業素養和綜合素質,才能為遙感技術在電力工程中的應用做出應有的貢獻。
【參考文獻】
[1] 《遙感導論》梅安新等,高等教育出版社