遙感技術的分類范文

時間:2024-04-23 15:42:47

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遙感技術的分類

篇1

關鍵詞:空間鄰接關系;基準地物;模糊劃分;隸屬度;模糊合成

一、引言

遙感影像分類一直都是該領域的一個重點和難點,也是遙感技術運用到實際的關鍵一步。然而,以往的主流分類方法都是依據影像的光譜信息,隨著高分辨率遙感影像技術的發展,其造成的光譜混淆及信息有限性的弊端表現更加明顯,遙感“圖譜”信息耦合的空間認知理論越來越受到廣泛的關注和應用。

遙感數據從本質上就具有“圖譜合一”的特性:首先,“圖像”是其給予人類視覺最直觀的特征,綜合反映了地物空間分布的特性;其次,“波譜”可以定量反映地物形成的機理,成為蘊含于圖像之中可對地物要素進行定量表達的基本特征。因此遙感圖譜耦合認知理論有機綜合了遙感影像精細化輻射波譜特征和空間分布特征,從不同角度更為全面真實地表征實際地物。

二、國內外進展狀況及方法的局限性

在現有許多研究中考慮到了形態、紋理等空間信息的應用,初步實踐了“圖譜耦合”,取得了一定的成效。但僅這些基本空間特征對于高精度城市、農用地等混雜型地物的分類來說,仍難達到實際的要求。因此,有學者進一步采用空間關系對影像進行分類及修正,如依據空間距離遠近關系對海岸帶地類進行了劃分修正[4];利用空間關系構造了兩個波段參與分類,實現空間約束[2];利用分類影像的圖斑相鄰關系以及DEM信息,對初始分類的濕地、草地和農田等地類進行修正[1,3]。上述方法都只是部分消除了僅依賴光譜數據分類引起的同物異譜或同譜異物造成的分類錯誤,但對于空間關系的作用范圍卻難以較好貼合地物的實際分布。鑒于上述情況,本文在“圖譜耦合”認知理論基礎上發展了一種貼合地物分布規律的基于空間鄰接及模糊數學原理的分類算法。

三、空間鄰接關系及模糊數學支持下的遙感影像分類

(一)原理

空間鄰近是地理學的第一定律,即空間距離越近的地物具有更大的相關性空間,空間鄰接是其中的一種具體表現方式。自然界中許多地物都是關聯存在的,如沙灘和海水的關聯、濕地與水體的關聯等,若其中的一種地物已確定,則可用其作為基準地物來推斷另一種地物,即目標地物。在此,僅討論對分類影像上有顯著鄰接關系的基準地物和目標地物兩類進行搜索及標記,并據此來確定其余地物的分布并進行相應的修正,是一個全局性大尺度的修正。

模糊數學作為一個新興的數學分支,自1965年出現以來,由于它突破了傳統精確數學絕不允許摸棱兩可的約束,可以用定量化和數學化加以描述和處理,使數學的應用范圍大大擴展,特別是在計算機科學與技術的支持下,使得模糊數學飛速發展,被廣泛應用各領域。

本文算法在光譜粗分類基礎上,先利用空間鄰接關系對有顯著鄰接關系的基準地物和目標地物兩類進行搜索及標記,然后利用模糊數學理論對邊界地區進行模糊劃分,以使其劃分更加符合客觀現實世界。其整體流程圖如圖1:

該算法首先從原始遙感影像上提取基準地物,得到一景只包含基準地物的影像。用提取所得到的基準地物對影像進行掩模操作,得到除基準地物以外的其余部分影像,并對該部分影像依據光譜特征,進行監督分類。然后,將部分影像的監督分類結果與基準地物層合并,得到整景影像的一個粗分類結果。進而,在粗分類影像基礎上再利用地物的空間鄰接關系,搜索與基準地物鄰接的目標地物并確定其分布范圍,最后利用模糊數學原理對混淆地物相接處進行模糊劃分,從而得到一個更貼合實際、精度更高的分類結果。

(二)基準地物高精度提取方法

基準地物一般選取影像上具有獨特的光譜特性,集中分布且易于提取的地物。由于它在整個算法中作為先驗知識存在,并影響后續模糊劃分的改進程度,因此,對基準地物的提取精度要求較高。基準地物一般采用單波段閾值法、波段間的差/比值法等進行提取,而近來發展并被廣泛采用的指數法不失為一種便捷高效的方法。

(三)空間鄰接支持下的分類修正算法

粗分類影像上,每種地類具有不同屬性值,空間鄰接分類修正算法正是依據該值來搜索和判類,進而通過改變該值達到修正目的。該算法是在像元級層次上操作,主要過程描述如下:

1.基準地物搜索:首先遍歷粗分類影像,依據基準地物的屬性值O搜索基準地物像元,同時,可根據需要利用面積大小或距離遠近的閾值進行一定的排除,以避免噪音帶來的干擾,從源頭確保數據精度。

2.基準地物純化:如果有需要,可先對搜索到的基準地物進行鄰接修正,將其與目標類間的混淆類像元賦予屬性值O,歸并到基準地物,以做純化,確保基準地物與目標地物的鄰接關系。

3.目標地物搜索與標記:從修正后的基準地物出發,依據目標類屬性值T,以八鄰域方式搜索與基準地物鄰接的目標地物像元,并將其標記為TURE,不相鄰的目標類像元則不標記。

4.混淆類像元標記:在標記為TURE的目標類區域中,搜索其中包含的其他混淆地類,將混淆類像元賦予目標類屬性值F。

(四)利用模糊數學原理對混淆像元進行模糊劃分

對混淆類像元,依據分類粗結果,確定該像元中各類地物的隸屬度,給出相應的基準地物及混淆地物的權重,將隸屬度與權重進行合成,其運算結果根據最大隸屬度原則,將隸屬度最大的地類值賦予該像元。對每一個像元都做此運算,可得出每個像元的地類值,也即完成了模糊劃分。

四、算法的優勢及局限性

本文算法綜合運用了遙感“圖譜耦合”信息,在光譜特征粗分類的基礎上,利用空間鄰接關系及模糊劃分算法,從理論上消除了僅由光譜造成的不可避免的混淆。該算法清晰、簡練地表征出了地物間的空間關系,更符合地物的實際分布。其中,在像元級上進行處理,能更全面地搜尋地物的原始分布范圍;避免了對象級處理中的分割方法和參數選擇復雜等因素所造成的影響;此外,采用基于指數的多層次提取模型提取基準地物,并利用模糊數學理論對現實世界中不具精確意義的地物進行劃分,令其精度更高,使其更加符合客觀實際。

同時,該方法也存在以下幾個方面的缺陷,有待進一步解決和研究:①由于數據獲取的不便,本文僅從理論上探討算法的可行性,其實際效果需通過實例驗證;②對基準地物的精度要求高,否則,累計誤差將更大;③對初始分類效果的依賴性較大,初始分類結果決定著模糊劃分的改進意義;④是否可以在像元層上進行模糊分割,是一個值得探討的問題;⑤是否可以應用更合適的模糊數學方法,是一個值得研究的問題。

五、展望

與傳統的遙感分類不同,該算法不是一次性地將所有地物分出來,而是根據已確定的基準地物來推斷與其有緊密鄰接關系的地物,即利用先驗知識來支持后續地物的判別分類,可避免干擾,并將各地物高效地提取出來。該過程是一個由易到難、逐步可控的、精確的提取過程,也符合人眼視覺的判斷推理過程。后續將進一步挖掘更全面、準確的空間關系的應用,并探索其在小尺度精細分類中的應用,以輔助進行全域精細尺度的高精度分類,同時尋求更合適的模糊數學方法支撐該模型,使其分類結果更符合客觀實際。該算法在處理層次上,適用于象級分類修正;在應用領域中,可推廣應用到如農業用地分類、城市建筑物提取、森林資源調查等方面。

參考文獻:

[1]邊馥苓,萬幼.K-鄰近空間關系下的空間同位模式挖掘算法[J].武漢大學學報:信息科學版.

[2]趙紅蕊,閻廣建.一種簡單加入空間關系的實用圖像分類方法.遙感學報.

[3]蔡曉斌,陳曉玲.基于圖斑空間關系的遙感專家分類方法研究.武漢大學學報:信息科學版.

[4]吳均平,毛志華.一種加入空間關系的海岸帶遙感圖像分類方法.國土資源遙感.

[5]喬程,沈占鋒.空間鄰接支持下的遙感影像分類.遙感學報.

篇2

關鍵詞:遙感技術 林業監測 應用要點

林業遙感技術是通過非接觸性和非實地性的觀測和記錄林業的地理、生物、生態和其他信息,是現代做好林業監測、調查和信息獲取的重要技術手段。應該在對遙感技術做出科學理解和認知的基礎上,提高對林業遙感技術的重視程度,詳細了解影響林業遙感技術效果的因素,明確林業遙感技術的特點,結合實際林業監測工作做好林業遙感技術的應用,提升林業監測的質量和水平,為實現林業事業又好又快發展服務。

1、遙感技術的概述

遙感技術,英文簡稱RS(是Remote Sensing的縮寫),是一種通過非接觸性和非實地性的觀測和記錄目標物,獲取目標物體各種信息的一種技術。遙感技術在林業的應用可以稱為林業遙感技術,是指通過衛星和飛機對林業資源進行監測和調查,形成對林業資源實時地和動態地監測,形成各種數據和信息,為林業決策和發展提供基礎上和實施上的參考。

2、林業遙感技術的特點

2.1 林業遙感技術具有高效性

林業資源的在我國分布區域遼闊,應用林業遙感技術可以使國家有關部門在短時間里掌握大面積的林業資源狀況及變化情況。

2.2 林業遙感技術具有層次性

要想提高林業資源調查和監測的精確程度和速度,就必須利用抽樣技術,建立林業遙感技術不同高度的遙感平臺,獲得多層次遙感資料,在配合多階抽樣技術的前提下,有效提高林業資源調查和監測的速度和精度。

2.3 林業遙感技術具有動態性

林業資源的具有再生性和周期性的特點,決定了林業遙感技術必須保證林業資源信息監控和調查的動態性,實現多時相遙感和動態遙感。

2.4 林業遙感技術具有基礎性

林業遙感技術得到的林業資源信息是定量的數據,方便林業資源管理、調查和監測,應該重點做好林業用地面積和森林蓄積量的定量監控工作,為林業資源調查和監測做好基礎性工作。

2.5 林業遙感技術具有差異性

不同的傳感器和不同的介質,接受和記錄林業資源的屬性不盡相同,為了林業規劃的合理、林業生產的科學、林業監測的全面,必須提高林業遙感技術的差異性,將各種類型的信息接收和記錄下來,以利于科學分析和綜合利用。

3、遙感技術在林業監測中的應用要點

3.1 做好林業遙感技術在三個方面的應用工作

首先,做好對林業資源遙感資料的成圖工作,林業資源的面積、土地類型的判定、制圖和調繪是林業資源遙感技術的基礎工作,也是其優勢的主要方面,是林業監測的根本性工作。其次,做好木材蓄積量的估計工作,針對各地實際情況,開展有代表性的估量試驗,為林業監測工作提供詳盡的蓄積量信息。最后,做好林分調查因子的估計工作,加強林業遙感技術和傳統監測技術的相互配合,對各種因子做以詳細描述和準確記錄。

3.2 做好林業遙感技術的信息共享工作

林業監測離不開林業信息的共享,林業遙感技術的信息共享是林業信息合作的重要措施,據相關林業文件報告顯示,世界絕大多數國家已把遙感技術當作林業資源調查信息的主要獲取手段。但各國調查方法差異很大,標準(如分類系統)也不相同,這就使資料失去可比性,影響信息共享。我國已經建立國家級的森林資源監測體系和監測項目,就是這方面很好的嘗試,在林業資源分類方法與監測體系上與國際上進行了協調。這方面的工作有力地促進了各地林業信息和數據資源的共享,便于林業監測工作的開展和深入。

3.3 做好林業遙感信息的信息融合工作

隨著科學技術的不斷進步、社會的不斷發展,對林業遙感信息源的多形式應用成為林業技術工作人員所面臨的重要問題,如何做好林業遙感信息的融合工作,使信息來源多樣化,信息加工多功能化,將不同系統和不同來源的信息融合成為一項值得關注的工作。隨著信息源的多樣化,人們總希望將各種信息源的優點集中在一起,而不是簡單的疊加,這無疑是一項十分有意義的工作。目前,應該做好林業遙感信息與地理信息系統和全球衛星定位系統的融合工作,實現信息的無縫對接。

3.4 提高林業遙感數據的精度

林業應用航天遙感數據的一個重大障礙是當前運行的衛星傳感器的空間分辨率低,導致現有信息源不能滿足林業上的一些特殊要求,如樹種的區分。當前信息源即使能區分樹種組,由于大量的混雜像元存在,致使分類精度一直很低。隨著高光譜技術的出現和發展,上述問題的解決有了可能。如樹種區分,森林結構的表達,郁閉度及其它林分因子的測定等。高光譜是一個新的思路,它將原來僅有6~7個波段的區間,細分為更多的波段(如從400~2450m分為192個波段),目的在于建立窄光譜段與地物的直接對應關系,實現空中對地物的直接鑒別,盡管仍會有混雜與干擾,但通過多維光譜空間信息的分析,也能將林業的相關問題適當解決。

4、結語

綜上所述,在林業監測工作中應用林業遙感技術是時代對林業整體工作的一項要求,林業技術人員應該明確林業遙感技術的概念,清楚林業遙感技術的特點,找到確實有效掌握林業遙感技術提升林業監測質量的方法,為林業的發展服務。本文來自于實踐和基層,難免會出現水平和角度上的缺陷和漏洞,希望能夠對同行起到拋磚引玉的作用,也希望同行能把文中的缺欠當做新研究的開始,通過大家的共同努力,共同推進林業監測工作的深入,振興林業事業。

參考文獻

[1]侯彥林,賀紅仕,徐吉炎 等.農田防護林生態效益遙感研究方法[J].生態與環境遙感研究北京:科學出版社,1990:44~50.

篇3

關鍵詞:國土資源;遙感技術;土地資源調查;國土資源管理

Abstract: With the development and application of geographic information technology, remote sensing technology as a basic support technology which is widely used, it brings the gratifying achievements the impetus to the further exploration and development. In this paper, the present application situation and development trend of remote sensing technology in the land and resources of are analyzed and discussed, in order to promote the dissemination and development of better land resources remote sensing technology.

Key words: land resources; remote sensing technology; land resources survey; land and resources management

中圖分類號: TP79

0 前言

遙感技術具有很多無可比擬的優勢,它可以高效地獲取高分辨衛星數據,快速提取土地利用程度和地質構造等方面的信息,這些優勢使得遙感技術近年來在土地、礦產衛片執法檢查、土地利用動態監測及對其變更調查數據的復核以及地質災害勘察和礦產資源查找等諸多方面有著廣泛的應用。尤其是在1999年國土資源部在連續十年開展的國土利用動態遙感監測和其進行的第二次全國土地普查中,廣泛地采用了遙感技術,使其漸漸進入到土地資源調查評價領域,同時也顯示出廣闊的應用前景。

1 國土資源傳感技術的應用現狀

隨著遙感技術在國土資源領域中的應用逐漸廣泛和升級,其作用早已從初始時的遙感地質填土拓展到了地質災害預警預測、礦產資源開發多角度檢測,尤其是遙感技術在礦產資源調查和土地利用檢測等方面的運用,體現出絕對的競爭優勢,也使得其研究應用實現了跨越式發展。

1.1遙感技術與土地資源調查檢測

遙感技術跨越式地提升了獲取信息的效率,相比于傳統的數據采集技術,遙感技術可以全天候地獲取到更加豐富的信息,縮短了信息獲取的周期,有更好的動態性和多光普特性,因此很廣泛地應用到了我們的國土資源調查監測中。我國從上世紀80年代初開始利用衛星遙感技術進行土地狀況調查到現在,已經逐步建成了全國性的土地遙感監測體系,在此期間,遙感技術實現了標準化、規模化的發展,在土地資源調查監測中所起到的作用逐步加強。在2007年開展的全國土地調查中,遙感技術得到了進一步的規模化應用。

1.2遙感技術與地質及地質災害調查

基于航空航天技術與遙感技術的長足發展,地質環境監測和災害預警研究呈現出廣闊的前景。現代遙感技術在地震、泥石流和滑坡等地質災害的研究與調查中體現出了重大作用。

首先是新一代遙感影像填土技術的應用。其技術參數已經由當初的1:5萬區域地質調查發展到1:25萬填土實驗研究,在基于不同地質體的遙感影像差異基礎上,劃分了三級影像巖石填土單元,對三大巖類的解譯方法和地質構造的認識也提升到新的水平。2008年汶川地震,利用高精度遙感影像對環形構造和活動性線性構造進行提取分析,得到斷裂、冒沙和位移等方面要素,而且以構造的活動程度、規模以及與其他構造的結構關系等方面為依據,對余震發生的概率和危害程度作出識別和評價。另外,通過對比不同時相的遙感資料,可對崩塌、滑坡、泥石流等地質災害的易發地作出預測并及時預防。

其次,遙感技術可為地質災害的檢測提供實時性的點對點服務。在1998年長江水災和2000年的易貢滑坡時,遙感技術對整個過程進行了實時監測,為指揮救災和災后重建工作提供了重要的參考依據。與此同時,環境與土地的遙感檢測技術已經實現了工程化應用。到目前為止,我國已經實現了對大部分城市的遙感動態檢測部署工作,對每年進行的土地執法、土地利用利用狀況普查提供了重要的便利、有效條件,使得每年的國土資源狀況調查得以順利進行。

1.3遙感技術與礦產資源調查及其開發利用檢測

高光譜遙感技術的應用,使得礦產資源開發和利用監測得到了有效的技術支撐。通過搭載于航空航天平臺上的成像光譜儀,高光譜遙感可以測量礦物等地物的光譜特性,得到圖譜合一的信息,以此進行地物識別和環境探測。從第一臺成像光譜儀A IS-1于1983年問世,實現了史無前列的“譜像合一”,成為遙感科學領域的一大跨越式發展,遙感地質的應用也由傳統的多光譜定性描述發展到高光譜定量物質組成的鑒別。自上世界90年代以來,我國已經對全國大部分省區和重點礦區進行了調查和監測,對不同礦種的開采位置、無證開采、廢棄物分布等情況有了基本的掌握。經過了多年的探索和改進,針對礦產資源開發形成了完善的遙感監測和調查的方法流程,規范了相關的技術標準,健全了相應的技術體系。這位我國在以后對其他地區的礦產資源探測和開發奠定了必要的技術支持和基礎。

另外,礦化蝕變提取技術的質地提升也為礦產資源的探測提供了必要的技術支持。通過分析TM圖像的比值主要成分,篩選出能夠突出礦化蝕變的高特征量利用空間濾波等圖像分類處理技術,在圖像上顯示出異常區,依次來辨別出礦化蝕變帶。利用遙感信息挑選出異常帶,已經成為礦產、油氣資源探測中常用的技術手段。

最后,還需提及的一項技術是微波遙感技術。實驗表明,在地形起伏的高地,采用DEM數據,將地面監測點同步到衛星軌道參數中,借助雷達多普勒方程產生衛星空間數據,,保證SAR數據的準確性。處理斑點噪聲時,只對噪聲作出弱化處理,主要技術思路是主成分去噪聲法。將雷達的弱信息和強信息進行分類合成,突出不同后向散射系數,加之利用紋理識別技術對不同地形的紋理度量分析,確定高山礦產資源的分布和量化。

2 國土資源遙感技術發展趨勢

作為一門綜合性極強的新技術應用,它的發展狀況與其構成技術成分的發展狀況密切相關。近年來,網絡技術、數據庫技術、GIS等都得到了卓有成效的進步,同時,土地利用現狀數據庫、土地利用規劃數據庫、土地執法監察數據庫等新形信息資料庫的建成和完善,遙感技術的獨特優勢體現得更加深刻和廣泛。

2.1我國國土資源遙感技術的差距

應用基礎性研究存在軟肋,發展滯后于當今最領先的水平。主要表現為對遙感新技術、方法等研發投入不足,現實工作中,主要精力忙于將現實已經成熟的技術方法應用到實際工作生產中去,而對于新的技術研發、跟進方面,顯得力不從心。使得我們的遙感技術一直都處于一個跟隨者的位置。

另一個因素是,我國的資源衛星無論在規模、性能還是技術等方面都存在很多缺陷,所以,盡管我們擁有自己的衛星,但是很多方面的實際應用中還不得已借助國外的衛星完成,嚴重制約了我國遙感技術的自主發展。

設備更新慢也同樣是制約遙感技術進步的一個重要因素。特別是自動成圖、數據庫建設、數據獲取、GIS應用等方面的設備嚴重老化,并且不是絕對地配套,難成系統。成為制約技術提升的一個重要瓶頸。

2.2發展趨勢

鑒于我國的遙感技術發展現狀,要改變我國遙感技術相對落后的局面,要從基礎性的環節做起,引進國外的先進傳感設備及其配套設備,同時還要在此基礎上進行在創新。同時與國際前沿技術緊密結合,爭取成為技術開拓的驅動者。總結起來,國土傳感技術的發展在如下幾個方面變化比較顯著。

遙感數據源更加多樣化,以滿足更多領域的需求。為保證航空遙感在國內的優勢,必須將航空與航天遙感技術同步起來。現在,環境與生態在國家的可持續發展方面中的地位日益突出,國家對其關注的程度也是前所未有。鑒于此,機載光譜成像儀、數字航空攝像儀等設備的引進和再開發會更快推動航空遙感技術的發展。這將進一步拓寬地理信息數據獲取的渠道和質量,使得遙感技術在新一輪地質填圖、城市綜合調查中的作用更加突出。

為適應國家各方面發展的需求,必須努力追蹤世界相關技術的發展前沿,采用產、學、研緊密結合的發展思路,推進對干涉雷達、3S技術系統的研究。對土地、海洋、地質礦產等資源領域展開更詳細、更精確的數據采集,建成集動態性、完善性、系統性好的信息系統,為決策提供更有質量水準的基礎資料。

借助航空航天采集到的具有高空間分辨率和高光譜分辨率的遙感數據,可以對城市環境進行綜合性檢測和研究,以適應我國城市的規模化和質量化發展。對于城市的各種指標如土壤、水體狀況,電磁輻射程度等都可以有詳盡、及時地了解。

3.總結

國土資源遙感技術在人類社會的現代化進程中發揮著越來越重要的作用,對于改善人類的生活環境、提升人們的生活水品和質量、更好處理人與自然的關系都扮演著不可替代的作用,作為我國發展的重要部分,國土遙感技術應被放在很高的戰略位置來看待。

【參考文獻】

[1] 趙福岳.遙感在1:25萬區域地質編圖工作中的應用效果和作用[J].國土資源遙感,1997, (3):17-19.

篇4

關鍵詞:遙感技術 水土保持監測動態監測 監測流程

中圖分類號: S157 文獻標識碼: A 文章編號:

水土保持監測是做好水土流失防治工作的重要基礎,是國家水土保持建設宏觀決策的依據與根本。隨著遙感影像資源的豐富和處理技術的日益提高,遙感影像覆蓋面廣、周期快、分辨率高和信息量豐富等特點使得遙感技術在水土保持監測領域發揮越來越大的作用。

1 遙感技術的主要特點

1.1 遙感技術的定義

遙感技術可以認為是從遠距離感知目標反射或自身輻射的可見光、電磁波、紅外線結合目標進行探測與識別的一類技術。目前多指從人造衛星或飛機對地面進行觀測,同時采用電磁傳播和接收手段來收取目標的信息并對其加以分析的一類技術。

1.2 遙感技術的主要特點

遙感技術與其他技術相比,具有其自身的特點,主要優點如下:

(1)遙感技術可以大范圍的獲取數據資料,呈現宏觀景象。遙感技術所采用的衛星,其在軌高度可達 910km 左右;即使是航攝飛機,其飛行高度也可以達到 10km。高度的優勢可以使遙感技術覆蓋面積廣,大范圍的獲取數據資料。例如,一張普通的衛星圖像,其覆蓋面積多達3萬多km2;

(2)遙感技術具有獲取信息速度快,周期短的特點。衛星在圍繞地球運轉時能及時獲取所經區域的各種的最新資料,以更新原有的舊資料,或者根據新舊資料的對比來進行動態的監測,這是人工實地測量所無法比擬的;

(3)獲取信息受到很少的限制條件。地球上很多地方的自然條件是極 其惡劣的,人類是難以直接到達的。而采用遙感技術則可以避免地面條 件限制,能方便及時地獲取各種寶貴資料;

(4)獲取信息的手段多,信息量大。根據不同的任務, 遙感技術可選用不同波段和遙感儀器來獲取信息。利用不同波段對物體不同的穿透性,還可獲取地物的內部信息。

遙感技術的主要缺點如下:(1)雖然能得到有關地球表面的信息,但內部的信息獲取困難;(2)大氣的不利影響不能完全根除,這樣關于反射和放射物理量不可能全部表現出來;(3)天氣條件、衛星軌道等外在因素的影響使所希望的圖像未必立即得到。

2遙感動態水保監測分析

遙感動態水保監測是利用遙感的多傳感器、多時相的特點,通過不同時相相對同一地區的遙感數據進行變化信息的提取。遙感信息的周期性和連續性為動態水保監測提供了可能。利用實時的遙感圖像對土壤侵蝕強度的年度動態變化進行監測;分析土壤侵蝕總量以及年度變化趨勢、植被資源動態變化趨勢、工程措施治理效益、林草種植措施效益;對水土流失嚴重、生態環境惡化地區提出警示;通過對資料分析與評價,定期水土保持狀況公告。

2.1.遙感動態水保監測的特點

一是采用的方法多樣,以目視判讀、計算機圖像處理以及兩者相結合的方法進行;二是監測的空間尺度廣泛,從某典型小流域至整個流域乃至全國范圍;三是監測的時間跨度大,從幾年的變化到幾十年的變化。

2.2.遙感動態水保監測的流程

遙感影像應用在水保監測中的目的主要是監測水土流失的變化情況,水土保持調查數據的真實程度和準確性,監督水土保持規劃的執行情況和進展情況,為國民經濟建設和發展提供科學依據。水土保持監測功能主要包括以下6個方面:面蝕監視,溝蝕監視,水文要素監視,其他監視,水土流失成因分析,水土流失危害預測。

(1)數據資料的獲取綜合分析影響水土保持的因素,包括土地分類、土壤侵蝕類型、侵蝕強度、地貌類型、母巖類型、植被蓋度、坡度屬性等,結合遙感技術的應用特點,著重從三個方面收集數據資料:①遙感影像資料(TM、SPOT);②1:5萬地形圖、土地利用分類圖、行政區劃圖、土壤侵蝕圖等;③基于文字和數據表格的監測區詳查資料。

(2)監測工作流程遙感動態水保監測技術主要是對不同時相的遙感數據進行組合、融合以提取出土地利用的變化信息,并結合實地調查與變更詳查數據對監測變化信息進行核查,采用重點地區逐個圖斑對照,一般地區統計比較的檢查方法,對信息提取結果反復核查修改,直至滿足精度要求。最后,生成各種格式的水土流失專題報表,通過各種統計分析預測未來水土流失變化,提取水土流失專題信息生成各種統計圖表。包括以下3個方面:一是專題報表生成,二是統計分析,三是統計圖表生成。

動態監測流程如圖所示。

圖土壤侵蝕信息提取流程圖

2.3.水保監測精度評定

監測精度是水保監測的重要技術指標之一,監測方法和信息源是影響精度監測的主要因素。依據最新的土地利用現狀圖及使用GPS接收機進行野外實測,對于小范圍的試驗區,針對5個像元以上的變化信息圖斑逐個檢查,進行精確定位;對于大范圍的監控區進行抽樣核查,最后統計動態變化圖斑的屬性、面積及精度比較等數據。

3 遙感技術應用于水土流失監測

水土流失的發生與發展不是一個靜態的過程,而是一個時空變化的動態過程,它的監測與評估需要根據不同的目的而采用不同的尺度。不同的衛星遙感影像其特點也有所區別,如氣象衛星影像具有監測范圍大、時間分辨率高和數據處理費用低廉等優點,而其缺點是時間分辨率低,像元所反映的信息具有較大的地域混合。因此,氣象衛星遙感技術適用于大范圍,植被蓋度、地表、坡度等組成物質比較均一的地方;資源衛星具有多時相特段、性多波,高空間分辨率等優點,有效地獲取精確的地表信息,為水土流失信息的提取以及模型的分析提供數據保障。但它也具有對一個地區重復觀測周期長,在關鍵時期有可能得不到所需的資料等缺點。為了滿足水土流失監測在空間分辨率、時間分辨率等方面的要求,通常需要將不同來源的信息進行組合來提高了水土流失監測的數據源精度。

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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 地質找礦 應用方法

[中圖分類號] TP7 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-9-96-2

0引言

隨著社會對礦產資源需求量的不斷增大,以及尋找地表礦藏的難度日益加深,尋找礦產的方向趨于隱伏的、半隱伏的礦床。遙感技術是第三次科技革命的一項高新技術。遙感影像能夠全面、客觀地描述地表綜合景觀的幾何特征,此外遙感圖像不僅能夠獲得地表景觀的形態、分布組合,還可以獲得物質的結構和成分等,從而實現地物的目標。遙感技術是在地質找礦的初始階段,在地質工作程度低、地理條件較差的地區更加重要。

1遙感地質找礦的理論依據與技術基礎

遙感信息具有豐富的地質內涵以及堅固的物理基礎。因此,遙感地質找礦中具有宏觀性、信息量大、多波段、便于定位、立體感強等優勢,是地質找礦十分重要的手段。在遙感影像分析中,影像傳遞含礦載體的兩種明顯標志:光譜特征以及紋理特征。不同的地質構造對礦產資源的形成與產出都有或多或少的關系,例如中酸入體對應的斑巖銅礦等等。光譜特征反映了巖石類型和層序的差異以及礦物成分和含量的差異。蝕變巖礦物本身具有光譜特征,所以一定類型的蝕變巖礦物對應一定礦種。紋理特征則反映的是地質構造特征和巖石類型特征,即通過研究遙感影像信息的分析,進而揭示區域構造體系。

2遙感技術的找礦應用

2.1直接應用

圍巖蝕變是指汽水熱液或者巖漿熱液使得圍巖的構造、結構以及成分發生改變的地質作用。圍巖蝕變的組合同礦床類型、圍巖成分有一定的聯系,即礦化的范圍通常要低于圍巖蝕變的范圍,并且在空間分布上不同種類的蝕變類型與金屬礦化常有規律可參考。所以,圍巖蝕變可作為有效的找礦標志。

2.2間接應用

內生礦產一般產于各類地質構造的邊緣部位,重要的礦產分布于板塊構造不同的結合部或者靠近邊界的地帶;此外內生礦產與地質構造相伴而生,礦床成帶分布,成礦規模和與地質構造大致相當。在地下水以及微生物的參與下,某些礦物或金屬元素導致上方的地層結構發生變化,進而導致土壤層的成分變化,同時植物對金屬具有一定程度上的聚集作用,使得植物體內的葉綠素以及含水量等出現不同程度的變化,從而使植被在反射光譜時出現差異。同樣,礦產地的生物化學特征為遙感找礦提供了可能,即通過對遙感資料中因生物化學效應產生的植被光譜異常信息進行分析,從而尋找植被覆蓋區的礦產。該技術較為成功的是黔東南地區金礦遙感信息提取。礦床形成后會根據所在環境和空間位置的變化而影響礦床的某些性狀。通過對不同時相的遙感圖像宏觀對比,研究礦床剝蝕改造的作用;通過對礦床位置與區域夷平面關系的研究,找尋礦床在不同夷平面的分布規律,完善夷平面的找礦。成功的例子是新疆省阿爾泰地區1:250000遙感地質圖。

3感地質找礦的主要技術程序

實踐表明,遙感圖像的特點是直觀、迅速、準確。所以在實際工作中要充分利用遙感技術的特點,根據需要選擇恰當的方法。具體來說主要有六個環節,詳情見表2。

4結束語

遙感技術是礦產勘探的一項重要手段,并且也礦產勘探的運用中也取得了一定成就。遙感技術的直接應用是蝕變遙感信息的提取,間接應用則主要有地質構造信息、礦床改造信息和植被的光譜特征等方面,同時遙感找礦技術有很大的發展潛力。此外遙感找礦技術須以現代成礦理論為指導,以圖像處理和綜合解譯為主要方法,緊密結合野外地質調查,建立健全遙感找礦模式,縮小找礦的靶區,實現遙感找礦的目的。遙感找礦技術在地形條件較差、交通閉塞的地區更有不可忽視的優越性,我們只有綜合應用多種手段,采用綜合分析的研究方法,才能發揮遙感技術的優勢,實現礦產勘探的目的。

參考文獻

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[2]郭峰利,楊聯榮.淺談地質找礦中的遙感技術[J].中國新技術新產品,2012(8).

篇7

[關鍵詞]RS 遙感技術 自然災害 預警 防護

[中圖分類號] TP7 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-9-270-1

0引言

我國的自然災害主要體現在洪澇災害、地質災害上等等,以洪澇災害為例,嚴重的洪澇災害不僅可以影響到人民的生命財產安全,更重要的是它還對國家的經濟發展帶來重大的影響,為此,即使的預警與防護工作是很重要的。

基于RS遙感技術的自然災害預警與防護起到了很大促進作用,通過RS遙感技術可以快速將多源數據復合,通過網絡集成了多種技術成果和數據,進行快速、準確、連續、動態與全天候的洪澇災害的監測與評估,對減少災情對人們生命、財產的損壞中發揮著重要的作用。

1 RS遙感技術定義

RS技術即遙感技術(Remote Sensing,簡稱RS),是自然災害方面的預測和治理的關鍵技術,它可以通過高空或外層空間讀出地球表面各種地理變化的信息,并經過掃描、攝影、傳輸和處理技術對地表事物進行有效的監測,將重要的信息傳送給地面相關單位。

RS遙感技術作為新興的技術,其主要作用是為地球上人類的生產、生活提供全面的信息,實現防災、減災、救災的目的,特別是對于突發性的地質災害,如崩塌、滑坡、泥石流、巖溶塌陷等,也包括漸進性的,如水土流失、地面沉降和土地荒漠化等都會產生重要的監測作用,從而能夠使人們對自然災害的發生、發展能夠系統的掌握,并在關鍵時刻做出應急處理預案,從而減少自然災害對社會經濟、國民經濟發展的影響。

2基于RS遙感技術的自然災害預警與防護

我國自然災害的發生幾率不但多而且對經濟發展的影響也很大,為此,對自然災害的預警和防護是很關鍵的。

基于RS遙感技術作為一種新興的技術,在對自然災害預警與防護上起到很大的作用,同時隨著現代科學技術的不斷提高,遙感技術的不斷創新,其遙感探測范圍不斷擴大,獲得資料的速度快、周期短,受地面條件的限制少,而且更重要的是RS遙感技術的提高不僅僅是具有簡單的預測功能,在自然災害的營救和災害重建上也發揮了重要的作用。

本文以地質災害為例,系統的分析基于RS遙感技術對地質災害的治理、營救和重建上的作用。

2.1RS遙感技術對地質災害的治理

地質災害是很嚴重的自然災害,諸如常見的山體滑坡、泥石流等等,如果對這些地質災害的發展變化沒有進行及時的掌握,做出應急預案,一旦發生對經濟發展都會產生很重要的影響。為此,地質工作人員可以通過RS遙感技術對多發與地質災害的地區進行全程24小時連續監測,將RS遙感出的地質形態、色調、影紋結構進行分析研究,對于可能發生的地質災害根據當地實際制定應急預案,使災害的影響性發生在最小的范圍內。

2.2RS遙感技術對地質災害的營救

地質災害的發生也有諸多不可預測性,特別是對于突發性的地質災害,營救任務就是很關鍵的,人們可以通過RS遙感技術傳輸到的數據信息,對災害現場進行勘查,為營救準備工作提供科學的數據依據。營救工作也是一個搶時間的工作,然而RS遙感技術具有周期短、精確度高的特點正是符合了這一特點,為營救工作提供快速有效幫助。

同時RS遙感技術還能監測出營救地點是否還會多次發生災害,對營救人員的安全也提供了重要的保障。

2.3RS遙感技術對地質災害的重建

災后重建工作是保障人們生活,維護社會穩定的關鍵,RS遙感技術在災害重建上也能起到很關鍵的作用,地質災害的發生具有可變性,是人為無法控制的,為此有效的監測技術是必要的,通常如果采用傳統的人工勘查不但浪費時間,而且地質災害的頻發性也會對勘查人員的人身安全造成影響。為此,工作人員可以利用RS遙感技術對整個重災區進行系統調查,根據遙感數據的監測評估結果,對于重建后的選址問題、系統掌握災區情況問題等等都會提供科學的參考依據,有利于國家對災區重建工作的總體規劃,提高災后重建的治理質量,促進社會的穩定。

3對遙感技術的研究展望

基于RS遙感技術對自然災害的預警與防護是一個很系統的工作,利用其技術不僅僅是要監測,同時還要進行預測和調查研究,要充分發揮出RS遙感技術的最大功能,在監測、預報、防災、抗災、救災和援建等各個方面都能起到重要的作用。隨著我國科學技術的不斷革新變化,RS遙感技術也需要適時的做出不斷的調整和改革,開始趨向于多種衛星系統進行輔助監測,利用可見光、紅外、微波、激光等多遙感波段,使采集到的信息能夠更加完善和準確,從而實現全天候、多時相的連續觀測,使RS遙感技術能夠在我國經濟建設中發揮更大的作用。

4結語

通過以上對基于RS遙感技術的自然災害預警與防護的系統分析,可見RS遙感技術在對自然災害的預測和治理上發揮了很大的作用,它能夠貫穿與整個自然災害的調查、監測、預警、評估的全過程,以其精準的高分辨率在第一時間讀取出自然災害發展過程,如可以對地質災害,對滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降和土地荒漠化等地質災害防治方面實現災前預警、災情監控、災后評估,為防治自然災害對人民生命財產損壞提供了關鍵的參考依據。

參考文獻

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篇8

關鍵詞:土地遙感; 應用; 問題; 建議

中圖分類號: P627文獻標識碼: A

遙感技術是六十年代迅速發展起來的一門綜合性探測技術。它建立在現代物理學,如光學技術、紅外技術、微波技術、雷達技術、激光技術等,電子計算機技術,數學方法和地學規律的基礎上。

1 現代遙感技術的理論研究

遙感技術是指從不同高度的平臺,收集地物的電磁波信息,再將這些信息傳輸到地面,并加以處理,從而達到對地物的識別與監測的全過程。

遙感技術收集和利用的信息范圍非常廣:人眼看到五顏六色的景色,從中分別出牡丹、芍藥等,這是光的遙感。人耳聆聽交響樂隊演奏,從中辨別出提琴、長笛等奏出的樂句,這是聲的遙感。漁輪用超聲波儀器探測到海底的魚群,這是超聲的遙感。從飛機上、衛星上拍攝地球表面的照片,這是光(或紅外線等)的遙感。用雷達探測敵人的飛機,這是無線電波的遙感……也就是說,遙感技術所收集和利用的可以是聲、超聲、光、紅外輻射、無線電波等各種信號。甚至包括射線照相、地磁觀測、宇宙射線觀測等,也都屬于遙感的范圍。它的隸屬關系可以包括一切與上述信息有關的科學技術領域。現代遙感技術組成了一個從地面到空間、從資料數據的收集處理到判讀應用的體系,包括:(1)研究地物電磁波輻射的特性以及信息的傳輸;(2)研究遙感信息探測手段,主要是研究傳感器;(3)研究遙感信息的處理系統;(4)研究遙感信息的應用。

近年來,遙感技術迅速發展,其重要因素之一是遙感技術被廣泛地應用于我們生活的環境。人們越來越需要更深刻、更全面地了解我們的地球,了解它的資源,了解它的變化,以便更合理地安排自己的生產和生活活動。

2 土地遙感動態監測經驗教訓

我國把航空遙感技術用于土地管理的調查業務己經有較長的歷史,早在二十世紀三四十年代就在部分省市區采用 1:3000 比例尺的航測圖進行過土地調查。航天、航空遙感技術的飛速發展和應用領域的不斷擴大,突顯出遙感技術在土地覆被/土地利用變化調查中應用的巨大優勢。然而,這種優勢目前還沒有在建設國家級或區域級的監測體系和用于保障土地基礎信息快速采集、處理并及時提供管理決策的實體性運行系統中發揮它應有的作用。原因可能是在制訂工作規劃和實施計劃方面,沒有落實好宏觀與微觀、中央與地方、統籌兼顧、突出重點的技術指導方針,多年積累的一些寶貴的經驗教訓還缺乏深入的總結和全面的思考, 值得討論的問題主要有以下三個:

第一個問題是遙感監測指標的確定。選擇的原則應當是:必須滿足國家實施宏觀經濟管理對土地資源數據種類、數據量綱及其準確程度的需求。應當在能反映土地生態環境容量、土地人口承載潛力、土地利用經濟結構的信息中選取用于宏觀決策的監測指標、數據精度和置信概率。在明確國家目標要求的前提下,還必須建立遙感監測指標的體系表和監測技術規程。為充分發揮遙感技術的優勢, 在選擇監測指標時應在滿足國家需求的原則下,突出土地覆被的指標和以土地覆被變化為表征的土地利用指標。有特殊需要時,可以補充行政管理指標的一些地面調查(如量化城鎮建成區或主城區邊界;量化基本農田保護區及其它各類保護區邊界等測繪工作)。但主要是依據遙感監測來直接獲得有關信息和統計結果 具有相對的獨立性,地面調查只能作為補充性間接手段而且不能層次過多,只要土地遙感技術完成了科研實驗并且轉入了正常實際應用階段就具備了自成體系的條件,因此遙感數據成果可以單獨使用。

第二個問題是遙感監測體系的構建。這與管理體制關系密切,現行體制下的土地調查數據是由鄉鎮到全國逐級統計匯總,并且要經各級行政領導過濾后上報,雖然國家統計法是保障國家統計結果真實性和準確性的重要法律,但是由于體制與機制的不科學或不健全而使得執法效果并不理想。不當的人為干擾因素是統計數據不真實不準確的主要病灶; 同時,以土地利用分類為代表的國家級技術標準的缺失,也是統計數據名實不符、無法比較分析的重要因素。要建立全新的國家土地遙感監測體系,必須貫徹自上而下垂直管理、相對獨立、封閉運行的原則。多尺度、分層級、突出重點地構建監測體系。同時,還必須配套統一的管轄制度、統一的技術規范和統一的運行系統。

第三個問題是遙感監測成果的應用。以問題為導向是科技研究的流行方法,技術研究首先要明確做什么,然后要明確為什么做,最后研究怎樣做。這應當是決定應用技術研究的成果能否轉化為生產力而發揮經濟社會效益的一種工作思路。遙感監測成果的應用,在技術研究階段就應當明確了方向,當然在實用中還會根據實際情況有所擴展和創新,這種新的需求又促使遙感技術研究的不斷發展進步。近幾年來遙感技術與信息技術的集成應用,使土地利用動態監測成果的應用范圍有了較大的擴展,如在城市用地規模、開發區建設、基本農田保護、違法占地監察等方面都發揮了作用。但是,土地遙感監測成果的應用研究仍有進一步討論的必要,例如建立全國土地利用遙感監測系統實現快速獲取土地資源利用的宏觀狀況(利用結構、時空分布、數量變化等)。可以先考慮將遙感本底數據庫的建設作為各級各類監測工程的技術基礎。還可按經濟、生態、流域等分區指標建立區域級的監測子系統。這是與日常土地管理變更調查系統既相互關聯、又有差別,獨立平行運作的快速反應系統。在國家宏觀管理上, 兩個系統獲得的全國統計指標數據具有相互檢驗的作用。

3 土地遙感技術應用研究

3.1 土地遙感動態監測體系構建的研究。在具體工作方面我們雖然已取得了比較豐富的科研成果和工程實踐的經驗,但是從國家或區域的宏觀管理需求來評價,目前的土地遙感監測在技術應用上和功能定位上存在著一定的盲目性,在體系建設方面缺乏整體的規劃設計,距實現標準化、規范化以及體系完整、系統完善的目標仍有不小的差距。根據當前工作的迫切需要,應加快構建能全面、系統、迅速掌握國家或區域土地變化狀況的動態監測體系,明確體系結構中不同層級的目標和任務。并且在此條件下,研究制訂相應的各種標準和技術規程。土地調查與動態監測是國土資源管理最重要的基礎業務,內容廣泛,時效性強,保真度高。因此,在體系研究中,必須區分不同層級的實際需求和相互關系,并依此確定配套的技術措施。

3.2 土地調查與動態監測體系關系的研究。必須掌握好三個關鍵性問題: 第一要有國家統一的、科學的土地分類標準和監測技術規范。第二要有先進的、綜合的、實用的土地調查技術。第三要有統籌兼顧、功能互補的有機聯系。土地調查主要有土地利用調查、土地條件調查、土地法律調查(地籍調查)三種。土地遙感監測主要有國家級、區域級、城市級和特定區位四種。土地調查與動態監測在數據采集方法技術上大同小異,多采用現代化的遙感影像、衛星定位、電子全站儀測繪、信息化技術。但作為兩個體系,應在土地管理學和統計調查學的基礎上進一步研究各自的功能、結構、作用方式以及兩個體系間的技術基礎關系和功能互補關系。由于土地既有自然資源的屬性,又有社會財產的屬性,所以在土地行政管理的方式上也分為資源行政和不動產行政兩種。這兩種基于公權力的執法行為的后果,都會影響土地權屬和土地利用在時空上發生變化,而土地調查與動態監測都是反映這些變化狀況、反饋管理效果的技術手段。如何充分發揮兩個體系的功能并達到優化組合的最佳效果,仍然是應當繼續研究的課題。

3.3 土地遙感動態監測體系功能的研究。了解土地管理系統的主要結構,對研究土地調查與動態監測的功能定位和確定遙感技術與信息技術的應用方向都是有益的。土地管理系統由行政執法、技術支撐、基礎業務三個子系統組成。土地行政執法子系統的決策、組織、協調與控制功能的發揮,離不開基礎業務子系統提供全面、準確、動態更新的土地信息。因為它既是行政執法的技術基礎, 又是依法行政效果的信息反饋。行政執法子系統在運行中,需要在解決法制、體制、機制問題方面獲得輔助決策的技術支持; 基礎業務子系統在運行中,無論是調查、評價、規劃,還是它們共有的標準化、信息化工作,都需要獲得理論、方法和技術研究的保障;而上述需求,正是技術支撐子系統的功能定位。

由此可知,土地遙感動態監測技術的應用目標,宜定位于土地調查、土地評價、和土地規劃這三項主流基礎業務,服務方向是支持國家公共行政在國土資源管理中的宏觀決策。

3.4 土地遙感動態監測體系運行系統的研究。建立國家級和區域級的土地遙感監測體系及其運行系統是當務之急,在國土資源科技發展戰略中應放在優先的位置。根據國家對土地管理參與宏觀經濟調控的要求,用現代先進的遙感技術實時、快速、準確、客觀地獲取土地覆被/土地利用現狀信息,在一定的空間范圍內,分析其某個時間序列中的土地變化情況,并據此將研究影響變化的因素和客觀規律應用于國土資源管理的戰略決策,這不僅是必要的,也是可行的重要選擇。系統運行必須要有健全的法律制度與科學的系統設計作保障才能安全、有效。現在應從完善土地調查制度入手,將系統運行的國家目標與體制、機制的要求形成法律規定,組織開展保障系統運行的立法研究。從完善技術基礎入手,根據現有的豐富成果和實踐經驗,認真總結、務實創新、積極開展與運行系統建設相關的各項設計研究。

參考文獻:

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【關鍵詞】中國林業;遙感技術;探討

遙感技術的發展推動著中國林業資源的發展,因此很多人員特別的重視遙感技術的研究,但是需要指明的是,林業資源的規劃使用需要考慮投入與產出的比例,因此不能一味的將重點放在遙感技術方面,比如分辨率方面,這對林業的整體發展未必有益,相關人員應該結合北方林業資源的特點,有針對性的發展,只有如此,才能真正的使林業發展與遙感技術發展有效的結合起來。

1.遙感技術的調查應用工作

自上世紀80年代以來,遙感技術就被廣泛的應用在我國森林資源調查中,而且對此方面的研究十分多,比如遙感技術對林地分類以及信息提取方面的應用等。北方地區是我國林業資源發展的重要地區,因此有關遙感技術的調查應用也主要集中在北方地區,其應用調查表現如下:

1.1各地類面積

這是遙感技術的重要應用,該項應用涉及到多方面的內容,目前無論我國,還是其他國家都沒有完全的解決,因此可以說是一個難以解決的國際問題,尤其是我國,一直以來都沒有取得明顯的成績。因為遙感技術所提供的衛星數據,不僅僅涉及到林業,還涉及到其他方面,數據中存在著大量的混雜像元,這為數據分類的精確度帶來了影響,這些數據可以明確的區分出林地與無林地,但是林地內部之間的詳細的區分卻難以做到。要想解決這個問題,有關人員需要依據林業自身所具備的光譜特征應用專門的衛星來收集信息。現階段,國內林業方面的研究人員主要利用非線性比值的方法來有效的劃分林地資源,這種方法優勢比較明顯,能夠區分出各個種類的林木,比如喬木類與灌木類之間的區別等,并且這種分類方法具有智能化的優勢,這與傳統使用的目視判讀方法相比具有明顯的優勢。比如目視判讀的主觀性強,判讀的結果往往會受到影響,而且如果利用主觀判讀的方法,遙感技術的應用價值將大大降低,完全沒有出衛星數據應用優勢,此外,主觀判讀的方法無法辨別出樹種的類型。

1.2森林蓄積量估算

這是林業發展所需要解決的難點以及重點問題,當遙感技術傳入中國之后,很多學者就開始從事這項研究。上世紀80年代,有關學者提出充分的發揮遙感技術作用,并且在此基礎上,結合地面樣地方法進行估算,通過相關人員的實踐與研究,認為這種方法具有一定的可行性,符合現階段我國對森林資源的規劃。由于受到溫室效應的影響,森林資源越來越顯得重要,因為溫室效應的加劇,使得空氣中的二氧化碳過多,而森林資源能夠吸收大量的二氧化碳,因此正確的估算出森林蓄積量,對合理的使用森林資源有著重要的意義。

1.3小班測樹因子

現階段的衛星遙感技術還不能測出森林資源中各個樹種的因子,這并不是說明現行使用的遙感使用不夠強大,而是遙感技術本身就不存在測定機理。遙感技術提供的衛星數據只是一個像素,即便其分辨率達到了一定的要求,但是也無法直接的測量出樹種的各項數據,比如高度以及直徑等。由此看見,針對我國北方森林資源來說,遙感技術功能還有待加強。

2.衛星數據分辨率

現階段我國有關林業方面的衛星數據分辨率已經有了顯著的提高,最初幾千米,到目前的幾厘米,不能不說其進步快速,分類率的提高為進一步規劃應用林業資源提供了可能。實際上,分辨率并不是越高越好,主要是看其應用方面,有些方面對分辨率要求并不高。現階段,我國很多人員都存有這樣的誤區,認為只要衛星數據的分辨率高,什么有關問題都很好解決,因此都將關注的重點放在高分辨率的研究上面,而實際上完全沒有必要,因為依據用途的不同,分辨率要求也有所不同,片面的強調高分辨率也會使更多的人產生誤解,而且在制定相應的規劃方案時,有關人員需要對投入產出進行客觀的分析,一項森林資源的規劃方案的制定與實施,其信息源的費用十分高昂,因為如果只是單純的追求的高分辨率未必會得到最佳的產出,所以應該依據具體情況來選擇最佳的分辨率。

3.林業研究要包含新技術、新理論,要從相關學科汲取營養

20世紀末,隨著科學技術的發展,許多新的理論相繼誕生,如:系統科學、混沌學等,并對經典科學提出挑戰。在林業中我們常用線性回歸,在不能準確描述客觀世界時,又有了非參數、非線性估計方法以及核函數的出現。為了表述對象復雜的空間特性,提出了分形方法、空間統計學等。

而現代林業發展必須用新的科學成果來武裝,有必要向相關學科學習。計算機科學的高速發展,很多地方是值得我們借鑒的,如先進的理念、快速的發展以及整合的思路。在計算機領域,有一個被奉為信條的定律―摩爾定律,以英特爾(Inte1)名譽董事長戈登?摩爾(GordonMoore)名字命名,他指出計算機主板上容納的晶體管數目,約每隔18個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。幾十年來,計算機行業一直以這樣的速度在發展,它對我們的啟示是:

把科學發展的最新成果為林業所用。核心技術是不可能引進的,林業遙感(林業)需要原創性勞動。20世紀我們主要關心林業資源統計量的變化,它是顯示總體數量變動的;而現在我們更關心的是什么地方有變化,因為這個問題對我們制定規劃更有指導意義。應用遙感技術這種與空間分布有密切關系數據源時,更要多使用分形(fracta1)、空間統計學等方法使成果更符合實際,為我國林業建設服務。

把大型數據庫的技術應用于林業。幾十年來我們有很多的森林資源調查資料,年復一年接收下來大量的衛星數據,都堆在一邊變成了“死”材料,要通過大型數據庫的技術使它們活起來,進而在時間軸上對其進行分析,就會看到以前我們從未發現的趨勢和規律,利于林業發展。在中國利用大型數據庫較好的領域是金融業、物流……,我們應當向這些領域學習,可以考慮引入Oracle,DB2等。

4.結語

綜上所述,可知對中國林業遙感發展的相關問題進行探討十分必要,因為我國在林業遙感方面的確有很多問題有待解決,還有很多問題人們還存在著誤區,比如北方偏遠地區的人們觀念相對落后,在對林業資源進行規劃應用時,需要取得當地居民的支持,這一點就有一定的難度,因此有關部門應該提高當地民眾對遙感技術的認識,便于更快速的林業發展。

【參考文獻】

[1]陳爾學,李增元.ALOS PALSAR影像地球橢球地理編碼方法[J].遙感信息,2008(01).

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遙感技術是指從遠距離感知目標反射或自身輻射的電磁波、可見光、紅外線等信息,對目標進行探測和識別的技術。

人類通過大量實踐,發現地球上每一個物體都在不停地吸收、發射和反射信息和能量,其中有一種是人類已經認識到的形式就是電磁波,并且發現不同物體的電磁波特性是不同的。遙感技術就是根據這個原理來探測地表物體對電磁波的反射和其發射的電磁波,從而提取這些物體的信息,完成遠距離識別物體。

二、遙感技術的分類

(一)按搭載傳感器的遙感平臺分類

1.地面遙感,是指把傳感器設置在地面平臺上。如車載、手提、固定或活動高架平臺等。

2.航空遙感,是指把傳感器設置在航空器上。如氣球、航模、飛機及其它航空器等。

3.航天遙感,是指把傳感器設置在航天器上。如人造衛星、宇宙飛船,空間實驗室等。

(二)按遙感探測的工作方式分類

1.主動式遙感,即由傳感器主動地向被探測的目標物發射一定波長的電磁波,然后收集從目標物反射回來的電磁波。其主要優點是不依賴太陽輻射,可以晝夜工作;而且可以根據探測目的不同,選擇不同的波段和發射方式。比如,雷達和激光器。

2.被動式遙感,即由傳感器直接收集目標物反射太陽光的反射或目標物自身輻射的電磁波。比如,常用的攝影機和多光譜掃描儀,熱紅外掃描等。

(三)按遙感探測的工作波段分類

紫外遙感,是指利用紫外波段的大氣窗口進行探測的遙感技術。波長在0.01-0.4um。紫外遙感在地質調查中有特別重要的應用,主要用于探測碳酸鹽巖分布。碳酸鹽巖在0.4μm以下的短波區域對紫外線的反射比其它類型的巖石強。另外,水面飄浮的油膜比周圍水面反射的紫外線要強烈,因此也可用于油污染的監測。

可見光遙感,應用比較廣泛的一種遙感方式,波長為0.4--0.76μm的遙感技術。通常以攝影、攝像或掃描方式成像,是目前應用最普遍的遙感技術。可見光攝影遙感具有較高的地面分辨率,但只能在晴朗的白晝使用。

紅外遙感,又分為近紅外或攝影紅外遙感,波長為0.7~1.5微米,用感光膠片直接感測;中紅外遙感,波長為1.5~5.5微米;遠紅外遙感,波長為5.5~1000微米。中、遠紅外遙感通常用于遙感物體的輻射,具有晝夜工作的能力。常用的紅外遙感器是光學機械掃描儀。

微波遙感,對波長 1~1000毫米的電磁波(即微波)的遙感。微波遙感具有晝夜工作能力,但空間分辨率低。雷達是典型的主動微波系統,常采用合成孔徑雷達作為微波遙感器。

多光譜遙感,利用幾個不同的譜段同時對同一地物(或地區)進行遙感,從而獲得與各譜段相對應的各種信息。將不同譜段的遙感信息加以組合,可以獲取更多的有關物體的信息,有利于判釋和識別。常用的多譜段遙感器有多譜段相機和多光譜掃描儀。

三、遙感技術的特點

1.探測范圍廣、采集數據快

遙感衛星居高臨下,視野開闊,偵察范圍廣,獲得情報多。比如,衛星視角為20度的情況下,從3000米高度的飛機上可看到1平方千米的面積,而在300千米高度的衛星上看,可看到10000平方千米的面積。在近地軌道上的偵察衛星,每秒可以飛行七八千米, 繞地球一周只需一個半小時左右,一個比較長壽命的衛星,可以在太空持續工作兩年以上,從而保證了偵察的及時性和連續性。衛星一天可繞地球飛幾十圈,只要運行的軌道合適,幾乎可以看遍全球。如果發射幾顆衛星,構成衛星偵察網,可以在某些地區實施不間斷幾乎無遺漏的監視。

2.限制少,精度高

利用衛星進行偵察安全可靠,合理合法,有超越國境的自由,不存在侵犯領空、領海和受防空武器威脅的限制。國際公認離開地面高度100千米以上的空間,不屬于地面國家的住宿范圍。宇宙空間不受國界限制,衛星可以任意出入。因此,偵察衛星比任何高空偵察機有更大的安全性。同時,也不受地形、氣象等條件的限制。同時,利用遙感衛星進行偵察,獲得的圖像清晰、準確、精度高。海灣戰爭中,美國"曲棍球"偵察衛星裝有圖像探測器,由雷達發射微波信號到地面,經回收識別后再反射到太空。它的活動不受云霧和夜暗的限制,可識別地面約0.3-1米的目標,尤其適用于干燥的沙漠地區拍攝衛星照片。它能分辨出坦克種類,計算出坦克、帳篷、甚至人員的數量。

3.信息量大、種類多

根據不同的任務,遙感技術可選用不同波段的遙感儀器來獲取信息。例如可采用可見光探測物體,也可采用紫外線、紅外線和微波探測物體。利用不同波段對物體不同的穿透性,還可獲取地物內部信息。例如,地面深層,水的下層,冰層下的水體,沙漠下面的地物特性等。科索沃戰爭中,以美國為首的北約,在空襲南聯盟的行動中,美國和歐洲至少使用15-20種不同的衛星。

四、遙感技術在武警部隊遂行任務中的應用

(一)在執勤處突中的應用

隨著我國經濟建設的高速發展,武警部隊遂行任務的地理環境變化非常迅猛,目前許多地區地圖多數都比較陳舊,現勢性較差,部隊使用困難。傳統的地理保障形式是以基礎信息為主,不能滿足部隊行動的特殊保障要求,無法更好地為指揮人員提供決策咨詢服務。武警執勤處突需要特殊的地理信息保障。部隊行動時對點狀、線狀地理目標的信息要求更多、更具體。其中主要的道路、周邊地形、制高點、市區街道、地下通道與管網、廣場、橋梁、隧道等要素,對部隊集結、機動及兵員和后勤保障物資的運輸影響很大,必須重點保障。遙感衛星圍繞地球運轉,能及時獲取任務區域的各種最新地形資料,根據不同的任務,遙感技術可選用不同波段的遙感儀器來獲取信息。利用不同波段對物體不同的穿透性,還可獲取地物內部信息。科索沃戰爭中,以美國為首的北約,在空襲南聯盟的行動中,美國和歐洲至少使用15-20種不同的衛星。