公务员期刊网 精选范文 遥感前沿技术范文

遥感前沿技术精选(九篇)

遥感前沿技术

第1篇:遥感前沿技术范文

走近神秘的遥测世界

2011年《科技创新导报》23期,刊载了安徽省桐城中学地理教研组刘红叶老师与南京大学地理与海洋科学学院吴立老师共同编写的文章《运用遥感培养中学生的地理空间认知能力》。该文在划分地理空间认知能力构成要素的基础上,分析了运用遥感发展中学生地理空间认知能力的优势,探讨并总结了运用遥感发展中学生地理空间认知能力的策略,以期为中学生地理空间认知能力的发展提供可操作的意见和建议。

而在现实中,由于航天领域的尖端性及我国将其纳入国防科工委的特定范畴,所以能够被大中学生所触摸的层面,还是非常有限的。不过,较之火箭卫星工程而言,遥控遥感技术的应用,至少门槛要相对低一些,加上这一方面的国际商用领域和民用领域的数据开放的余地比较大,特别是世界各国的草根爱好者早已形成了自己的联盟、圈子,甚至是“领地”和常规项目,因此,这在客观上给我们的应用打开了方便之门。

泛太平洋青少年成长与发展合作伙伴机构较早就与中国科学院遥感应用研究所、中科院上海高等研究院、海南卫星发射场等科研院所形成了交流互动,旨在为境内外大中学生的多元成长提供信息和技术支持。据悉,我国深圳官方已经明确表示,将以更大力度推动遥感产业发展,特别是依托中科遥感(深圳)卫星应用创新研究院等一系列重要平台,进一步完善遥感技术创新链和产业链,增强遥感技术创新能力,抢占未来产业发展制高点,加快将深圳打造成为国际知名、国内领先的航空航天产业名城。在这其中,也正在酝酿有关青少年参与遥控遥感技术应用的平台搭建。

除了以上机构外,还有包括中科遥感科技集团有限公司、中科遥感(深圳)卫星应用创新研究院在内的不少单位与遥控遥感技术形成了紧密型的互动关系,其中有有国家遥感中心、中国地理学会环境遥感分会、中国宇航学会遥感专业委员会等熟悉的老面孔,也有如中国海洋学会、中国自动化学会“三遥”专业委员会、全国高校联合遥感中心、中国环境科学学会环境信息系统与遥感专业委员会等新机构更是不断加盟和充实这一团队,还有来自国际的国际光学工程学会(SPIE)、国际数字地球学会(ISDE)、亚洲遥感协会(AARS)都成了这项活动的重量级嘉宾。

聆听神圣的遥感大会

一个非常有意思的现象是,中国大陆把“地理学”归类为文科,因此,我们的地理课重点放在了研究地理事物的空间分布和空间特征上,而对于阐明空间差异和空间联系,并致力于揭示地理事物的空间运动、空间变化规律等领域就显得难成比例。其实,很多地理教师都发现,自己在地理学的教学过程中,有关空间定位的概念,不仅包括了由不同视角看同一物体的能力,更重要的是判断各种地理事物的空间位置及其相互之间的空间关系,以及对地理空间格局中要素排列状况的理解与解释。地理空间定位在阅读地图、分析地图、航空照片等过程中起基础作用,是理解和解决地理问题的起点。地理学中的空间视觉化包括地图和剖面图绘制、二维图形和三维图形转换、不同投影方式转换以及语言描述与视觉表征间的转化。地理课中的空间关系包括辨识空间分布、空间格局,分析各种空间现象及要素间的关联,理解和运用空间等级、区域划分,比较地图或叠加、拆分地图等方面。

为了弥补有关空间定位和空间视觉化的弱化,特别是强化有关空间关系分析,尤其是与空间活动密切相关的空间分布、空间形态、空间构成、空间演变等方面,我们开始寻求专家级的外援支撑。好在中国遥感大会作为由中国遥感委员会主办的大型全国性遥感会议,每两年举办一次,截至2016年,已成功举办了二十届。会议涵盖遥感及相关领域,已经成为我国在遥感科技领域最具权威的综合性学术活动。参加中国遥感大会的人员包括中国科学院和中国工程院院士、全国各大院校遥感专业资深专家学者、航天和对地观测系统领域专家、全国遥感专业领域知名工程技术人员、遥感行业领军企业、遥感民营企业创业先锋、遥感跨界应用移动互联网领军人才等。

非常有幸,我们继续获得了大会主办方的邀请,率领一支由相关教师、学生和支持单位组成的国际代表,于8月10日至12日,全程参加了此次在深圳会展中心举行的盛会。本次大会指导委员会主席是王钦敏(国际欧亚科学院院士)和徐冠华(中国科学院院士),叶嘉安等一大批中国科学院院士、中国工程院院士、第三世界科学院院士、国际欧亚科学院院士、国际宇航科学院院士、俄罗斯导航科学院院士都纷纷莅临盛会。

大会安排特邀遥感领域的专家就当今遥感热点前沿问题进行大会特邀报告,包括国产卫星发展与应用、“十三五”遥感发展等。大会期间还同步组织了不少精彩的相关活动:

①“第九届中国青年遥感辩论会”赛事,旨在用辩论方式讨论遥感热点问题,并发现和培养青年人才。

②“遥感技术创新展”致力于展示、推广中国遥感技术与应用领域的最新发展成果,为国内遥感产业链厂商提供展销与投融资平台。

③中国遥感影像艺术展:主要表现以地球为主的遥感影像艺术魅力和星球震撼之美,使科学与艺术完美结合。

④组织遥感与智慧城市、遥感产业化等多主题的遥感论坛,邀请相关行业专家探讨遥感行业的应用及遥感商业化发展模式。

⑤围绕空间遥感技术的最新理论、技术方法和应用成果开展学术交流和论文征集,就遥感发展战略、遥感应用技术等安排分会场交流。

知之不多的我们还是把注意力更多地放在了大会主题报告上。这期间,我们先后聆听了中国科学院院士徐冠华的报告《遥感与人类可持续发展:机遇与挑战》、中国科学院院士李德仁的报告《智慧大数据时代遥感必不可少》、中国科学院院士郭华东的报告《月基对地观测科学问题》、国防科工局重大专项工程中心副主任赵文波的报告《铸造中国空间信息产业链――高分专项总体进展情况介绍》、中国科学院院士周成虎院士的《遥感大数据分析》专题、中国科学院院士潘德炉院士的发言《卫星海洋水色遥感发展的前沿》、中国科学院院士龚健雅的展示《高分辨率对地观测系统的定标方法与系统》。大家被中科院遥感与数字地球研究所顾行发老师的《中国全球综合地球观测系统(China-GEOSS)十年规划》所振奋,被国家遥感中心总工程师李加洪的《我国全球生态环境遥感监测的主要进展》所鼓舞,被中科遥感科技集团董事长王晋年描绘的《实时中国》所感动,被四维世景科技(北京)有限公司总经理徐丽萍的《卫星遥感国内外前沿进展及应用》所吸引,被国家遥感重点科学实验室主任施建成的《全球水循环观测卫星计划》所点燃,被国家基础地理信息中心总工程师陈军的《全球地表覆盖遥感的进展与国际动向》所憧憬。我们通过马里兰大学李梦学老师的介绍,了解了《马里兰大学遥感与信息技术教育的发展和展望》,从加拿大遥感图像处理领域首席研究教授章云的嘴里,知晓了《谷歌地图十一年,过去与未来》,从中国科学院地理科学与资源研究所研究员刘闯的《遥感应用数据成果的知识产权认证、保护和共享》中,看到了更广阔的应用空间。

尝试初步的遥测应用

纵览2016年8月的全国英特尔科技创新大赛参赛作品,其中创意作品的比重,远远超过了发明专利类作品。经调研发现,主要原因在于:一是学生今天的学习生活与现实生活严重脱节,他们触摸不到或没时间触摸最新的科技前沿信息;二是学生的灵感更多地满足于突发奇想、灵光一现,甚少有严谨的批判思维和设计理念来支撑;三是学生比较缺少信息和数据的支援和佐证。所以本文还是围绕遥控遥感领域推介一些可以走近的学术高地,来帮助师生筛选目标,获得支撑,站在领域的前沿……

①仅仅十年时间,GPS导航已经成了驾车人的标配。GIS软件平台是地理信息产业的技术核心,是该领域技术创新和产业发展的制高点,也是保障国家地理信息系统安全的关键。这些年来,我国企业坚持自主创新,终于使自主研发的GIS平台达到了可以全面替代外国GIS平台的水平,并在云GIS、二三维一体化GIS等关键技术上实现了超越。而其更大的应用前景,恰如为大陆遥感特色空间信息应用服务与环境信息化全方位服务的产业化集团――中科宇图的副总裁孙世友在2015年10月召开的中国测绘地理信息学术年会暨第五届全国测绘地理信息技术装备展览会上,为大家分享的报告《测绘地理信息大数据理论基础与发展变革》。其中谈到,大数据的发展必将促进地图行业的创新发展,大地图的产生更能提升大数据的价值。大地图是融入了大数据的深层挖掘与应用的基础,大数据与大地图是相互补充的,大数据的发展更离不开地图的支撑,从大地图作为数据的入口、政府和资源整合的入口,与导航的各种数据之间有一个关联关系。

事实上,无论是各个测绘部门,还是各类影像公司,数据进行整合后跟各类支撑体系相整合,进而形成一个整体支撑后,大地图就成为提升大数据的宏观定性、微观定量分析的基础,可以说大地图创新的模式是促使大数据从平面走向立体的改变,更能发挥地理信息行业的应用价值。大地图的发展使空间信息走向一个新的智慧阶段,从智慧层面进行发展。同时也需要我们大数据的整合,这种大数据、大地图相互整合到地信行业里面,必将推动整个地信行业的科学发展;大地图创新模式将促使大数据平面向立体模式改变。

②随着智慧城市对城市三维建模的需求,以及三维技术发展日趋成熟,倾斜摄影已成为智慧城市三维地理空间建模中快速成长的重要技术。传统三维建模是人为地把低空摄影图片贴到三维模型上,通过3DMAP软件形成三维建模。现在有了倾斜摄影技术,可以通过倾斜摄影加上POS数据,完全不用人工干预。现在的倾斜摄影是新型的采用多头相机不同的角度进行摄影,中间有一个叫做正片,即朝下的一幅影像,还有四组斜片,这样一组里面可以获得五片影像。如果加上重叠,对同样一个地方可以得到多幅不同角度的影像。因此在摄影的时候,地面上任何一个物体,多则可以有几十张甚至上百张的影像,少则也有五六十张影像,通过软件自动匹配,形成点云。点云的密集程度代表了不同的地物特征,如房屋比较密集,点云就比较密集。由于每个地物有多幅影像,所以很容易变成一个真实的三维模型,即所谓的“真三维”。在以“自主创新引领发展 跨界融合开创未来”为主题的2015中国测绘地理信息高端论坛上,多位专家及企业分享了关于倾斜摄影技术的问题和趋势:倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术,它突破了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限,通过在同一飞行平台上搭载多台传感器,同时从一个垂直、四个倾斜五个不同的角度采集影像,将用户引入了符合人眼视觉的真实的直观世界,城市建模从此由“假三维”迈向“真三维”时代。

③三院士联合呼吁建立空间地球大数据。国际数据公司(IDC)一份报告指出,全球数据总量正以每两年翻一番的速度持续增长,从2013年到2020年,全球数据总量将增长10倍,达到44ZB。另据统计,截至2012年的全球数据分布比例,美国占32%,中国占13%,预计到2020年,中国所占比例将攀升至21%。因此,在2015年6月中国科学院学部“空间地球大数据”科学与技术前沿论坛上,中国科学院遥感与数字地球研究所所长郭华东院士认为,大数据正在开启一次重大的时代转型,已成为国家新型战略资源,正在成为科学研究的新引擎,掌握数据就意味着掌握了主动权。他表示,应构建“一带一路”大数据联盟,产生“基金会出钱―科学家出思想―大数据基础设施出成果”的联动效应。这一呼吁得到了中国科学院院士杨元喜和两院院士李德仁的支持。他们都强调了大数据时代的挑战,只有更好地挖掘数据才能拉动产业发展,实现智慧城市及应用。

预告典型的相关论坛

除上述已经列举的年会、论坛以外,我们还接触到以下一些学术研讨活动。

国际环境遥感大会(IGARSS)发起于1981年,由国际电子与电气工程师协会地球科学与遥感学会(IEEE GRSS)主办,是一个旨在推动国际环境遥感技术发展与应用的国际系列会议。它是该领域全球最高规格、最大规模、最具影响力的学术会议,每年召开一次。IGARSS (2016)在北京国家会议中心召开。大会邀请了全球65个国家和地区的1800余位学者,以48个特邀分会为主要形式,就地球科学与遥感领域最新的研究进展和技术研发进行专题讨论,亮点主要集中在新的卫星计划、遥感技术应用、对地观测的发现和国际合作新成果等方面。

国际摄影测量与遥感学会(ISPRS)是一个以推动国际摄影测量、遥感与空间信息技术的发展、应用与交流合作为宗旨的非政府组织。它每四年举办一次国际摄影测量与遥感大会(ISPRS Congress),每届大会都有数千名专业人士参加,因此,ISPRS大会为地理空间领域工作者搭建了有效的沟通平台。

国际城市遥感大会作为城市遥感领域的高端国际性学术研讨会,每两年举办一次,聚集包括IEEE Fellow在内的全球百余位城市遥感专家共同探讨城市遥感的最新技术,为深化遥感技术在城市领域的应用提供具有参考价值的意见。

中国遥感委员会、中国地理学会环境遥感分会(中国环境遥感学会)、中国环境科学学会环境信息系统与遥感专业委员会均挂靠在中科院遥感研究所。三个学会至今共主办、承办、协办亚洲遥感会议、全国遥感技术学术交流会(中国遥感大会)等重大国际、国内品牌学术活动50余次。

第2篇:遥感前沿技术范文

铁路工程地质勘察是铁路设计中一项关系全局的总体性工作。当一条铁路的走向和技术条件确定以后,工程地质条件就成为设计线路位置和线路上各种建筑物如车站、桥梁、隧道、路基等的决定性因素之一。因此,在铁路建设初期,铁路工程地质问题的研究就非常重要,因为只有充分认识线路,分析工程地质条件,才能建设一个经济合理、方案科学、高质量的现代化铁路。遥感从字面上理解,遥,即遥远、远距离;感,即感知,遥感就是远距离的感知。遥感技术即是对目标(物体)远距离的探测技术。从科学的意义上讲,遥感被定义为泛指各种非接触的、远距离的探测技术。作为一门新兴的实用技术主要指从远距离、高空,以至外层空间的平台上,利用可见光、红外、微波等探测仪器,通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理,从而识别地面物体的性质和运动状态的现代化技术系统。其分析和解译的成果与外业勘察结合,能够大范围地了解测区的地质构造格局和滑坡、泥石流、崩塌等不良地质分布特征,并对其他工程地质条件做出空间判断与分析,遥感图像所独有的宏观性,穿透性,全面性,真实性以及丰富的地物、地质信息,具有其他勘测方法所无可比拟的优势,能为我们快速提供可靠的地形地貌、地质构造和地物判别的信息,因此成为铁路工程地质勘察的重要手段之一。

2遥感技术的应用

我国利用遥感技术进行线路工程地质勘察最早始于1955年,铁道部率先采用航空勘测技术进行兰(州)一新(疆)铁路勘察选线工作,开创了我国线路工程遥感勘察的先河,此后,在许多铁路、公路等线路工程的勘察和选线中都充分运用遥感技术进行铁路工程路线方案比选、工程地质条件评价工作,并取得了良好的应用效果。

2.1指导勘察选线

铁路建设投资巨大,线路的选择尤为重要,尤其是结合长大隧道的线位选择,恰当的选线往往可以节约数千万元甚至数亿元的投入,意义十分重大。我国铁路选线设计基本上还是在二维地图上进行,这种平面地图通过等高线、地物边界线或特定符号表现地形、地貌以及地物情况,其缺陷是缺乏立体感、不直观。随着计算机图形处理技术的迅猛发展,遥感技术结合可视化和虚拟现实技术为研究制作具有高度真实感的可量测的地形三维立体模型,为实现三维可视化工程设计提供了可能。高精度的遥感三维可视化动画,对于宏观观察者而言,其实际效果相当于乘坐在一定高度的飞行器上进行航空路线观察(飞行高度可调);对于遥感图像解译者而言,高精度的遥感三维可视化动画提供了可供反复使用的真实、客观、信息连续的宏观分析地面景观影像。由于其在较大的区域内获得了较为全面的工程地质信息,从而从宏观上发现方案的主要工程地质问题、工程地质问题严重的地段、局部线路比较方案工程地质条件的优劣,为方案的选择提供较为可靠的地质依据和比选意见,指导勘察选线工作。对选线正确决策、避免失误或返工、提高勘测设计质量,具有极为重要的作用。

2.2查明不良地质条件

铁路沿线的不良地质条件直接决定着能否建设成一条高质量的现代化铁路,查清线路区的不良地质条件是铁路工程勘察工作重点中的重点。例如,宝(鸡)一天(水)铁路沿渭河河谷穿行,由于没有调查清楚沿渭河发育的活动性大断裂及其所引起的不良地质现象,建成后,地质灾害一直严重威胁铁路运营安全,许多地段被迫改线。遥感技术在发现各种不良地质现象方面是最为有效的。包括属于斜坡营力的滑坡、崩塌、溜坍、岩堆等;属于流水营力的泥石流、河岸冲刷、坡面冲蚀等;溶蚀营力的岩溶漏斗、落水洞、暗河、溶蚀洼地等;风沙营力的各种沙丘;以及人工开挖的矿山采空区、小煤窑等。利用高精度遥感影像不仅可以直接勾绘出不良地质体的发育范围,并确定类型和性质,同时,还可以结合其他资料和不同时期的遥感图像分析其产生的原因、分布规律、危害程度和发展趋势。与传统的地面调查相比,速度快,成本低,准确率高,效果好,可以收到事半功倍的效果。遥感技术在查明不良地质条件工作中发挥着越来越重要的作用。

2.3提高勘察效率和质量

在铁路勘测设计工作中,尤其是前期工作中,相对于其他专业,地质专业往往滞后和被动。一方面是因为地质条件因素复杂且具有多解性、工作量大的特点;另一方面往往既有域地质资料普遍存在资料老化、比例尺过小、工程地质内容缺乏(如不良地质、特殊岩土)和资料不齐全等问题,使得铁路工程地质测绘工作带有很大的盲目性,影响了勘测质量。利用遥感影像的宏观性、穿透性、全面性,我们可以迅速查清区域地质构造特征,避开地质断裂带、滑坡,以及地质构造复杂地带,遥感技术结合卫星和航窄遥感图像与计算机信息处理等技术,可以快速编制各种比例尺(1:200000—1:10000甚至更大比例尺)的遥感图和解洋工程地质图,从而可以在较短的时间内获取测区内全面的基础地质资料,发现对工程有影响的、主要的和重大的地质问题,从而有充裕的时问集中研究主要的工程地质问题,提高_r工程勘察的效率和质量。

第3篇:遥感前沿技术范文

关键词:卫星遥感 电力线路设计

中图分类号:TB21 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)06(b)-0099-02

现代遥感技术的发展和快捷、多样的商业遥感图像数据的出现,使我们能够很方便地获取所需要的数据,国民经济对遥感技术的需求也正随着遥感数据的普及日益增强。高分辨率商业卫星影像IKONOS,QuickBird和印度卫星IRS数据的出现,大大拓宽了遥感应用范围。现在遥感技术不但用于宏观上的定性分析,而且也可以对局部地物进行定量分析和规划。

高压电力线路设计就是按照一定的原则规划一条从电厂到变压站之间最优的输电线路。按照电力线路设计要求,设计一条优化的线路要求对线路跨区内的地貌、地物和地质情况非常了解,传统的方法要实现这点是非常困难的。遥感图像是地表的真实拷贝,具有覆盖面大、数据现势和信息直观等特点,其光谱信息可以反映地质特征,在电力线路的规划中可以起到很好的辅助作用。利用高分辨率遥感影像进行线路设计能够大大地提高线路设计的效率和质量。在高压输电线路设计工程中,地形变化相对缓慢,利用已有的DEM(数字高程模型)数据建立3维模型,进行通视性分析、弧垂分析以及受力分析,则可以大大减少成本。

1 传统电力线路设计方法

高压电力线路的设计是由专业的设计人员根据一定原则选择一条最佳路径,其主要原则如下。

(1)要求线路尽可能地短、直,降低工程成本;(2)线路走向一定范围内不能有村庄和建筑物,尽量避开建筑物,减少拆迁成本;(3)线路与其他地物进行交叉跨越时需要考虑走向和跨度,减少架设成本和施工难度;(4)塔杆架设要避开一些重要的地物,如输油管道等;(5)塔杆架设处的地质条件要符合要求等。

传统的设计流程如下。

(1)设计人员在1∶5万的旧地形图上粗选。(2)根据粗选的路径到实地踏勘,如不符合要求,修改设计;(3)沿粗选的路径进行航空摄影。(4)进行航测外控测量、内业加密、选线、测量平断面、对房屋和交叉跨越进行统计等大量工作。(5)设计排定杆位。(6)现场定位、复核,然后转入设计提供施工图的内业阶段。

从上面的流程可以看出,线路设计是以空间地理信息为基础的,在传统的设计方法中是以中、小比例尺地形图为基础进行粗选,在粗选的基础上利用现势的航空像片进行摄影测量处理来达到细化、优化方案的目的。但成图时间较早的地形图缺乏现势性,不能反映设计时的地面现状,而且不直观,幅图的大小有限,使得设计人员只能在沿线路约30 km宽的范围内寻找最优线路。如果先对影像进行处理,用遥感影像代替地形图则可以克服地形图的不足。遥感影像比地形图更现势、直观,同时具备地形的量测能力;遥感影像幅面宽,如一景SPOT图像能够覆盖60×60 km2的范围,而一景TM图像能覆盖185×185 km2的范围,这样设计人员的视野更开阔,设计更合理;采用融合等特殊技术对现代高分辨率遥感影像进行处理,在地物判断能力上比航空影像更强。因此,采用遥感影像进行电力线路粗选可以达到粗选和细化相结合的目的,如果确实需要,再采用其他方式对某些专题进行细化设计,这样可以减少设计工作量和成本。

2 应用遥感影像设计电力线路的方法和流程

应用遥感影像设计电力线路的流程见图1。

2.1 数据预处理

数据的预处理包括遥感影像、DEM和控制点数据的预处理。在利用遥感影像之前需要对影像进行检查,确认影像的整体质量,即影像是否存在现有技术不能修正的辐射缺陷,如果是光学影像还要考虑图像上云的覆盖面积是否太大等。另外,还要根据所采用的软件的几何精纠正模型,选用适当级别的卫星影像数据产品。根据应用的需要对影像进行辐射增强等方面处理,突出感兴趣的地物特征。

2.2 遥感影像精纠正

遥感影像在获取时由于搭载平台、传感器、地球曲率和地形起伏等影响往往会造成影像几何畸变,为了改正这些畸变,同时把影像纳入到特定的制图坐标系统中,就需要进行影像几何纠正。遥感影像几何纠正包括两个步骤:(1)计算新图像上相应像素的位置,一般采用已知纠正后图像的位置反算该像素在待纠正图像上的位置。(2)计算纠正后图像上像素的灰度值,如果反算到待纠正图像上的像素位置正好落在像素上,就取该像素的灰度值为纠正后图像的灰度值,否则要根据待纠正图像上的相邻像素来内插。不同类型的遥感影像采用不同的几何纠正模型,纠正模型参数需要通过控制点来精确解算,如果地形起伏比较大,同时几何精度要求又比较高,还需要通过DEM来改正地形起伏引起的投影差,以达到对遥感图像进行精纠正的目的。

2.3 图像接边和镶嵌

电力线路的一个明显特点就是跨越区域成狭长条带状,常常超出一景影像覆盖的范围,这就需要对多景影像进行镶嵌处理,形成能够覆盖整个线路的大影像。在进行图像镶嵌前,为了保证不同影像之间几何位置的一致性,需要对影像进行接边处理;同时为了使得镶嵌后的影像在色调上协调一致,还要进行色调匹配处理。

2.4 图像融合

不同的传感器获取的影像具有不同的特点,例如有的获取的数据的几何分辨率高,有的获取的遥感图像光谱分辨率高,光谱信息丰富等。在电力线路设计中几何分辨率和光谱信息对地物判读和地质条件解译有着重要的意义。为了综合不同影像的几何和光谱优势信息,采用图像融合技术进行处理。

图像融合就是对几何配准好的同源或非同源图像,应用一定的数学模型对相应的像素进行处理,形成一幅能够反映融合前不同图像优势信息的图像,目前常用的方法有:加权、小波变换、彩色变换,主分量变换和边缘增强等融合方法,融合方法的选用要根据应用目的和图像的具体情况来决定。

2.5 线路设计

经过几何纠正和融合处理后的遥感图像,不仅提供了精确的几何位置信息,同时还提供了现势、丰富的地物信息,以此为地理基础结合其他辅助信息、规范和设计人员的专业知识就可以进行线路设计。通过地物判读和地质条件分析可以确定线路的转角位置,并以矢量形式标注在遥感影像上。根据图像几何分辨率对房屋和交叉跨越进行统计和分析,从多个设计方案中优化筛选。对室内判断有疑问的地物,进行野外实地重点踏勘,然后修改、优化设计方案。为了从整体的角度来优化设计方案,将遥感影像和线路设计方案叠加在DEM上进行3维仿真模拟,沿着设计线路飞行,直观表现线路的整体情况。

3 500 kV某变线路设计实践

3.1 工程概况

500 kV某变线路东西跨越约100 km,该地区地形图成图时间较早,地物更新较多,而且湖泊众多,给选线带来很大的困难。根据设计需要本项目采用2011年4月份30 m和5 m地面分辨率的TM多光谱影像和IRS全色影像,影像数据现势性很强,能够很好地反映地面的实际情况。收集线路区域1∶1万地形图和1∶5万DEM作为影像处理的基础数据。本次工程设计的电力线路分为东西走向的两个路径方案比选,线路东西跨越98.85 km,南北跨越34.62 km。使用TM影像与IRS影像进行融合获取的,几何分辨率为5 m的成果影像能够进行选线。

为了与传统的选线方法进行对比,先在地形图上进行线路初选,并将其放样到遥感影像上,再根据影像上的地物状况,修改电力线路上不合理的线路转角,最终选择出一条最佳的电力输电线路。

3.2 影像几何纠正

本项目中地形图是纸质的,为了方便计算机处理和提供工作效率,先把地形图进行扫描,然后对扫描后的地形图进行分块精纠正,改正地形图的几何畸变,生成数字栅格地图(DRG),从DRG上选取控制点对影像进行几何纠正。考虑到沿线山区比较多,地形起伏比较大,为了改正影像上由于地形起伏引起的投影差,在影像几何纠正中需要采用DEM,在使用DEM数据前要对原始DEM数据进行格式转换、拼接等处理。为了改正遥感影像的几何畸变,并将其纳入到指定的制图坐标系统中,需要对遥感影像进行几何纠正处理。为了顾及地形起伏的影响,对TM数据采用结合DEM信息的多项式纠正方案;IRS卫星数据,结合其成像特点,采用项目组研制的特殊方法进行处理。

3.3 接边

因为IRS影像部分区域影像质量较差。根据影像的实际质量,在IRS影像接边时作了接边区的取舍,尽量选择影像质量较好的部分。

3.4 融合

为了综合IRS卫星影像高分辨率信息和TM影像丰富的光谱信息,我们采用影像融合技术进行处理,获取融合二者优势信息的高分辨率遥感图像。

根据IRS卫星图像和TM图像的特点,分别采用加权、彩色变换、主分量变换和边缘增强等融合方法。比较4种融合结果,发现边缘增强融合方法效果最佳,融合后的图像目视效果最好,颜色保持得很好。

3.5 选线

经过上述处理后的遥感影像不仅具有精确的几何位置信息,而且还有丰富的地物表现信息,在此基础上结合线路设计规范和要求,进行线路设计。对线路经过区域附近的地质条件、地物和交叉跨越等进行判断、统计和分析,确定优化的转角点位置。本项目中为了充分利用遥感影像覆盖面宽的特点,本着优中选优的思想,线路分为南北两个方案,最终南方案18个转角点,北方案20个转角点。根据其他资料和初步野外踏勘结果,整个选线过程中先后进行了3次大范围的线路路径优化。图2中黑线为第3次线路设计的南北两个线路路径方案图,两线路起点和终点重合。经过实地勘测最终采用了北线路方案。(如图2)

3.6 三维飞行模拟

把经过处理的遥感影像和设计的线路图叠加在相应的DEM上,用3维的方式对设计结果进行模拟。沿着线路飞行,可以直观、整体地感受到线路完成后的效果,对于线路的整体优化有着重要的参考作用。通过沿线的3维飞行,设计者能够形象具体地判断路线设计合理性。电力线路3维飞行效果如图3所示。

4 结论

现代遥感技术和影像处理技术的发展,大大拓宽了遥感技术应用的范围。本文提出的应用高分辨率遥感影像进行电力线路设计方案,在500 kV该变线路设计实践中取得了良好的社会和经济效益。同传统设计方法相比大幅度节省了工程成本,效率也比传统方式高得多,设计的线路也更为合理,优化效果更好。

经过处理的遥感影像光谱信息丰富,分辨率高,可以分辨出房屋、道路、河流、沟渠、池塘等大量信息,这样进行方案选择就有了科学的依据。本工程根据影像优化路径,将原来在1∶50000地形图中预先选择的路径作了较大改动,避开新增房屋多处,预计比原方案减少拆迁30%。

信息现势性是遥感影像重要的优势之一,符合地面实际情况的地理信息是我们作出正确、合理设计的基础,在线路设计时通过对线路经过区域实际情况的正确掌握,可以对交叉跨越地物进行合理的避让,减少成本和不必要的损失。在本工程中利用卫星影像判读出路径走向附近有一条长达几十公里的白色、灰色条带,根据搜集到的资料分析不是道路,可能是国家西气东输工程的管道,因此在选线时注意调整避让,在初步设计踏勘时,现场利用手持式GPS测量检查确认是天然气管道,经过调整路径成功避开。

上述分析和工程实践表明,通过正确的方法和技术可以把遥感影像应用于电力线路设计中,而且效果明显优于传统方法。随着遥感技术和影像处理技术的发展,其优势会更加突出、明显。

参考文献

第4篇:遥感前沿技术范文

关键词 贵州省;遥感课程;应用型人才

中图分类号:G652 文献标识码:A

文章编号:1671-489X(2014)24-0023-03

Study on Teaching Methodology for Remote Sensing based on Characteristic Key Subjects in Guizhou//LI Song, DENG Baokun

Abstract This paper discussed a teaching methodology for remote sensing to environmental specialty of Characteristic Key Subjects in Guizhou from both contents and methodology, aimed at those who are not major in remote sensing. Integrated subject orientation analysis of remote sensing and education of applied talents, this paper developed a 2+1 remote sensing teaching modes for aspects including technology and science views. Here 1 was the aim of education of applied talents, and 2 means that teaching of remote sensing which could be developed from views of technology and science views. Consequentially,integrated use of multi-approach based on multimedia and multi-method could improve teaching effect obviously. Finally, we gained experience in the practices of teaching.

Key words Guizhou; remote sensing; teaching; applied talents

遥感出现了“多传感器、多平台、多角度、高空间分辨率、高光谱分辨率、高时相分辨率”的趋势[1]。随着数理统计、计算机和空间科学技术的进步,遥感作为空间信息科学的核心技术之一,已经成了各部门、各领域最重要的信息获取手段,并在数字技术中占有重要的地位。尤其2008年的汶川大地震以来,遥感也成了一个热门甚至时髦的词汇,从专业领域进入人民大众的视野,遥感课程也引起越来越多的重视。

在综合整合多种资源的基础上,从2013年7月1日到2015年底,利用优于1 m分辨率的多源遥感影像,利用以遥感为基础支撑的中国地理国情普查项目,调查地形地貌、植被、水域、荒漠及裸地、交通网络、居民地及设施、地理空间等,查清中国自然和人文地理要素现状和空间分布,提高地理国情信息对政府、企业和公众的服务能力。在这样的背景下,本文探讨面向贵州师范学院的贵州省环境特色重点学科建设的、针对非遥感专业的遥感课程教学及考核现状和改革方法。

1 遥感课程现状

遥感是一种以物理方法、数学方法和地学分析为基础的综合性探测技术[2],具有很强的理论性和实践性,是中国发展最迅速的学科之一。由于遥感应用需求的增长,在武汉大学率先开设遥感专业后,越来越多高校纷纷开设遥感专业,如南京信息工程大学、山东科技大学、长安大学等。在没有开设遥感专业的学校,遥感也成为重要的专业必修课程,在人才培养中占用重要的地位。课程的理论性和实践性都很强,学习难度大。

遥感学科性质和课程特征显著影响遥感课程教学方法。关于遥感是科学还是技术的争论,目前还缺乏统一的认识。著名遥感学者、中国科学院李小文院士更倾向于将遥感界定为一门科学[3]。李德仁院士则更多地倾向于将遥感定义为一种先进的信息技术[4]。

本文认为,遥感是一门理论性极强的技术课程,并采用2+1模式进行遥感课程教学设计。其中,“1”即应用型人才培养目标,“2”是从理论和技术两方面进行教学设计。

第一阶段的教学需要扎实的理论基础,同时教学还需要围绕遥感的技术性特征。第一阶段安排36个学时进行理论教学。

第二阶段安排18个课时,在理论教学基础上,围绕应用型人才培养目标,基于遥感软件有针对性地进行教学。第二阶段主要以上机和实践课程形式开设,在GIS(地理信息系统(Geographic Information System或Geo-Infor-mation System)实验室完成,在教师演示的基础上通过师生互动的形式完成教学。

2 遥感课程教学内容

遥感教材比较多,面向21世纪教材《遥感导论》[5]和《遥感概论》[6]作为一个系列,相互补充使用,作为遥感课程教学的优选教材,配合《遥感基础与应用》[7]进行遥感课程教学。

对于遥感机理部分,借鉴《遥感应用分析原理与方法》[8]《遥感物理》[9]《遥感原理与应用》[10]《定量遥感理念与算法》[11],适当补充遥感机理教学。遥感前沿性内容主要来自于国内外最新研究论文。由于课时的限制,遥感课程以《遥感导论》为指导教材,并开列相关参考书目,由学生根据兴趣进行选择性学习。教学内容包括遥感概述、遥感基本原理、遥感图像处理、遥感目视解译和计算机分类、遥感应用。

遥感技术课程以上机和实践课形式开出,在ENVI遥感软件上进行,主要包括相关处理和遥感应用。相关处理包括几何校正、辐射校正、图像增强、影像融合、目视解译和计算机分类,包括精度验证。

课时分配见表1。

3 教学方法探索

遥感课程教学遵循基础性与开放性相结合、技术性和理论性相结合、应用性和前沿性相结合等原则,进行课程教学内容和方法设计。基础性和开放性相结合,就是要求学生掌握基础的知识,同时增加一些重要但有一定难度的内容,扩展学生的视野和知识面;技术性和理论性相结合的原则,就是结合2+1教学模式,以应用型人才培养为基础,从理论和技术两个层面进行课程教学;应用性和前沿性相结合就是应用能力培养注意跟踪前沿性的基础知识。

考核方法主要在教学大纲和考试大纲的范围内,根据学校的相关规定,基于基础性、开放性、导向性、验证性、应用性等原则进行考核。基础性就是要考核时以基础知识为主,开放性就是尽量避免死记硬背的考法,导向性和应用性就是要能够学以致用。考核综合成绩为期末卷面成绩×70%+平时成绩×30%,其中平时成绩的30%包括作业、考勤等方面,70%可以包括笔试和机验。

1)综合式多媒体教学。遥感理论部分采用多媒体为主,结合传统教学方法的综合式多媒体教学方法进行。多媒体教学可以利用强大的网络资源,具有信息量巨大、演示形式丰富多样、图文声光电并茂、动静结合、直观简洁明了的特点,便于学生接受课程教学内容,是一种不可多得的现代化教学方法[12]。实践课程在GIS实验室教学,以ENVI软件为基础,结合遥感理论课程和实验大纲的安排,分专题进行软件操作演示,针对学生存在的问题进行师生互动,解答学生专题学习和软件操作中的问题。

遥感是与计算机相关联的学科,课程教学适合于多媒体教学方法。但是多媒体教学方法常常局限于“以课件为中心,教师充当播音员甚至放映员”,这种“照屏宣科”变成现代版的“照本宣科”[13],容易导致师生互动失调、极大降低学习积极性和主动性[14]。因此,在课程准备和教学设计时,应尽量做到幻灯片趣味性和知识性结合,应增加师生互动环节,提高学生的主动性和积极性。同时,在教学手段方面,必要时应结合传统教学方法,增强教学效果。注意教学方法多样化,针对不同内容采取不同的教学方法。如遥感机理部分的辐射传输原理,属于补充内容,难度较大,但有助于学生理解遥感机理。课程教学还需要学生具有较好的空间抽象思维,必要时结合教具进行。在教学过程中采取多媒体结合传统教学方法,可以弥补抽象思维能力较差的缺陷,结合板书解析辐射传输过程,对增强教学效果有积极作用。在此基础上,以暗目标法(或暗像元法)为例,讲解相对辐射校正以及基于ENVI平台的辐射校正过程。并结合喀斯特地区地形起伏较大的特点,在辐射校正的基础上进行地形辐射校正教学。

2)启发式教学。与传统“填鸭式”教学相比,启发式教学方法有利于培养学生创新思维和发散思维,是增强教学效果和提高教学质量的有效方法,可以作为多媒体教学方法的有效补充,有效捕捉学生的学习思维。在教学准备过程中,应进行问题设计,通过必要的师生问答,提高学生的学习积极性,培养学生独立思考和创新的能力。利用启发式教学,结合平时作业考核指标,给学生预留问题,通过图书资料和网络查询,有利于学生掌握系统性的遥感知识。

如在针对热红外遥感内容的教学中,分别引入美国对中国的限制以及东北大小兴安岭林区的话题,通过问题设计激发学生的学习兴趣,增强热红外遥感教学效果:为什么美国会如此限制中国在遥感尤其是热红外遥感方面的发展?东北大小兴安岭发生了火灾,在当地尚不知情的情况下,为什么北京反而会知晓并电话告知?让学生带着问题学习,能够显著提高教学质量。

3)项目式教学。大多数教学方法都是学生被动接受知识的过程。项目式教学方法赋予学生主动吸取知识的热情。结合科研项目,在教师进行项目分解的前提下,学生结合项目方案,通过知识学习,有针对性地进行遥感知识的掌握,在科研项目的支撑下,学生的被动学习可以有效转化为主动学习。

遥感是完成第一次地理国情项目的基本前提。在遥感教学的基础上,学生进入项目组后,可以发现自己知识的盲点,有针对性地查缺补漏,极大地增强学习效果。在地理国情普查项目中,学生的主要工作是室内作业,以及必要的外业验证,所利用的知识点是遥感目视解译。遥感解译需要大量的先验知识储备,由于课时的限制,课程教学的目视解译内容不足以支撑项目的完成。所以,项目对学生的基本要求只限于图斑界限的提取。但是,参加项目的学生都表现出极大的学习热情和积极性,主动认识各种地物类型的遥感解译标志,尽量争取外业任务。

几何校正部分,先通过理论知识的学习,学生掌握几何畸变的来源及相应的校正方法,在此基础上进行校正模型教学。校正模型的学习主要包括二维和三维的几何校正。在相对高差不大于1000 m的情况下[15],针对一般的应用目的,可以忽略高程对几何畸变的影响,采用二维几何校正方法,是教学过程中应精讲的内容。由于课时限制,教学重点是多项式几何校正。不能忽略高程影响时需要使用三维几何校正的方法,在多项式二维几何校正的基础上讲解有理函数模型,归纳有理函数的一般模型。学生在实际应用任务过程中加深对二维和三维几何校正的理解。

4 结束语

遥感是一门难度较大的课程。遥感和GIS专业的教学,除了遥感导论课程外,有专门的定量遥感、遥感地学分析、遥感图像处理等课程,理论和实践课时都比较充足。对于非遥感专业背景下的贵州省环境特色重点学科中的遥感课程建设,在有限课时内很难达到理想的教学效果。由于学生的计算机和数理基础都比较差,应注意教学内容的难度控制,实际教学课时也会明显大于教学大纲的控制学时。在此基础上,教学科研相结合,充分调动学生的积极性和主动性,利用课堂之外的时间学习遥感知识,可以取得较好的效果。但是,结合科研项目的教学方法目的性太强,知识系统性较差,从效果和作用上都不能取代主体教学方法。因此,增开一门遥感导论的补充课程,是解决问题的根本途径。

参考文献

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第5篇:遥感前沿技术范文

关键词:国土资源;遥感技术;土地资源调查;国土资源管理

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

中图分类号: TP79

0 前言

遥感技术具有很多无可比拟的优势,它可以高效地获取高分辨卫星数据,快速提取土地利用程度和地质构造等方面的信息,这些优势使得遥感技术近年来在土地、矿产卫片执法检查、土地利用动态监测及对其变更调查数据的复核以及地质灾害勘察和矿产资源查找等诸多方面有着广泛的应用。尤其是在1999年国土资源部在连续十年开展的国土利用动态遥感监测和其进行的第二次全国土地普查中,广泛地采用了遥感技术,使其渐渐进入到土地资源调查评价领域,同时也显示出广阔的应用前景。

1 国土资源传感技术的应用现状

随着遥感技术在国土资源领域中的应用逐渐广泛和升级,其作用早已从初始时的遥感地质填土拓展到了地质灾害预警预测、矿产资源开发多角度检测,尤其是遥感技术在矿产资源调查和土地利用检测等方面的运用,体现出绝对的竞争优势,也使得其研究应用实现了跨越式发展。

1.1遥感技术与土地资源调查检测

遥感技术跨越式地提升了获取信息的效率,相比于传统的数据采集技术,遥感技术可以全天候地获取到更加丰富的信息,缩短了信息获取的周期,有更好的动态性和多光普特性,因此很广泛地应用到了我们的国土资源调查监测中。我国从上世纪80年代初开始利用卫星遥感技术进行土地状况调查到现在,已经逐步建成了全国性的土地遥感监测体系,在此期间,遥感技术实现了标准化、规模化的发展,在土地资源调查监测中所起到的作用逐步加强。在2007年开展的全国土地调查中,遥感技术得到了进一步的规模化应用。

1.2遥感技术与地质及地质灾害调查

基于航空航天技术与遥感技术的长足发展,地质环境监测和灾害预警研究呈现出广阔的前景。现代遥感技术在地震、泥石流和滑坡等地质灾害的研究与调查中体现出了重大作用。

首先是新一代遥感影像填土技术的应用。其技术参数已经由当初的1:5万区域地质调查发展到1:25万填土实验研究,在基于不同地质体的遥感影像差异基础上,划分了三级影像岩石填土单元,对三大岩类的解译方法和地质构造的认识也提升到新的水平。2008年汶川地震,利用高精度遥感影像对环形构造和活动性线性构造进行提取分析,得到断裂、冒沙和位移等方面要素,而且以构造的活动程度、规模以及与其他构造的结构关系等方面为依据,对余震发生的概率和危害程度作出识别和评价。另外,通过对比不同时相的遥感资料,可对崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的易发地作出预测并及时预防。

其次,遥感技术可为地质灾害的检测提供实时性的点对点服务。在1998年长江水灾和2000年的易贡滑坡时,遥感技术对整个过程进行了实时监测,为指挥救灾和灾后重建工作提供了重要的参考依据。与此同时,环境与土地的遥感检测技术已经实现了工程化应用。到目前为止,我国已经实现了对大部分城市的遥感动态检测部署工作,对每年进行的土地执法、土地利用利用状况普查提供了重要的便利、有效条件,使得每年的国土资源状况调查得以顺利进行。

1.3遥感技术与矿产资源调查及其开发利用检测

高光谱遥感技术的应用,使得矿产资源开发和利用监测得到了有效的技术支撑。通过搭载于航空航天平台上的成像光谱仪,高光谱遥感可以测量矿物等地物的光谱特性,得到图谱合一的信息,以此进行地物识别和环境探测。从第一台成像光谱仪A IS-1于1983年问世,实现了史无前列的“谱像合一”,成为遥感科学领域的一大跨越式发展,遥感地质的应用也由传统的多光谱定性描述发展到高光谱定量物质组成的鉴别。自上世界90年代以来,我国已经对全国大部分省区和重点矿区进行了调查和监测,对不同矿种的开采位置、无证开采、废弃物分布等情况有了基本的掌握。经过了多年的探索和改进,针对矿产资源开发形成了完善的遥感监测和调查的方法流程,规范了相关的技术标准,健全了相应的技术体系。这位我国在以后对其他地区的矿产资源探测和开发奠定了必要的技术支持和基础。

另外,矿化蚀变提取技术的质地提升也为矿产资源的探测提供了必要的技术支持。通过分析TM图像的比值主要成分,筛选出能够突出矿化蚀变的高特征量利用空间滤波等图像分类处理技术,在图像上显示出异常区,依次来辨别出矿化蚀变带。利用遥感信息挑选出异常带,已经成为矿产、油气资源探测中常用的技术手段。

最后,还需提及的一项技术是微波遥感技术。实验表明,在地形起伏的高地,采用DEM数据,将地面监测点同步到卫星轨道参数中,借助雷达多普勒方程产生卫星空间数据,,保证SAR数据的准确性。处理斑点噪声时,只对噪声作出弱化处理,主要技术思路是主成分去噪声法。将雷达的弱信息和强信息进行分类合成,突出不同后向散射系数,加之利用纹理识别技术对不同地形的纹理度量分析,确定高山矿产资源的分布和量化。

2 国土资源遥感技术发展趋势

作为一门综合性极强的新技术应用,它的发展状况与其构成技术成分的发展状况密切相关。近年来,网络技术、数据库技术、GIS等都得到了卓有成效的进步,同时,土地利用现状数据库、土地利用规划数据库、土地执法监察数据库等新形信息资料库的建成和完善,遥感技术的独特优势体现得更加深刻和广泛。

2.1我国国土资源遥感技术的差距

应用基础性研究存在软肋,发展滞后于当今最领先的水平。主要表现为对遥感新技术、方法等研发投入不足,现实工作中,主要精力忙于将现实已经成熟的技术方法应用到实际工作生产中去,而对于新的技术研发、跟进方面,显得力不从心。使得我们的遥感技术一直都处于一个跟随者的位置。

另一个因素是,我国的资源卫星无论在规模、性能还是技术等方面都存在很多缺陷,所以,尽管我们拥有自己的卫星,但是很多方面的实际应用中还不得已借助国外的卫星完成,严重制约了我国遥感技术的自主发展。

设备更新慢也同样是制约遥感技术进步的一个重要因素。特别是自动成图、数据库建设、数据获取、GIS应用等方面的设备严重老化,并且不是绝对地配套,难成系统。成为制约技术提升的一个重要瓶颈。

2.2发展趋势

鉴于我国的遥感技术发展现状,要改变我国遥感技术相对落后的局面,要从基础性的环节做起,引进国外的先进传感设备及其配套设备,同时还要在此基础上进行在创新。同时与国际前沿技术紧密结合,争取成为技术开拓的驱动者。总结起来,国土传感技术的发展在如下几个方面变化比较显著。

遥感数据源更加多样化,以满足更多领域的需求。为保证航空遥感在国内的优势,必须将航空与航天遥感技术同步起来。现在,环境与生态在国家的可持续发展方面中的地位日益突出,国家对其关注的程度也是前所未有。鉴于此,机载光谱成像仪、数字航空摄像仪等设备的引进和再开发会更快推动航空遥感技术的发展。这将进一步拓宽地理信息数据获取的渠道和质量,使得遥感技术在新一轮地质填图、城市综合调查中的作用更加突出。

为适应国家各方面发展的需求,必须努力追踪世界相关技术的发展前沿,采用产、学、研紧密结合的发展思路,推进对干涉雷达、3S技术系统的研究。对土地、海洋、地质矿产等资源领域展开更详细、更精确的数据采集,建成集动态性、完善性、系统性好的信息系统,为决策提供更有质量水准的基础资料。

借助航空航天采集到的具有高空间分辨率和高光谱分辨率的遥感数据,可以对城市环境进行综合性检测和研究,以适应我国城市的规模化和质量化发展。对于城市的各种指标如土壤、水体状况,电磁辐射程度等都可以有详尽、及时地了解。

3.总结

国土资源遥感技术在人类社会的现代化进程中发挥着越来越重要的作用,对于改善人类的生活环境、提升人们的生活水品和质量、更好处理人与自然的关系都扮演着不可替代的作用,作为我国发展的重要部分,国土遥感技术应被放在很高的战略位置来看待。

【参考文献】

[1] 赵福岳.遥感在1:25万区域地质编图工作中的应用效果和作用[J].国土资源遥感,1997, (3):17-19.

第6篇:遥感前沿技术范文

Abstract: UAV remote sensing technology has been widely applied to long-distance pipeline because of the difficult management problems of long-distance oil and gas pipeline, such as the long distance, wide distribution, advantageous location of transmission line pipeline, pipeline security protection, and so on. So it needs the help of UAV remote sensing technology. Aiming at the application of UAV remote sensing technology in the long-distance pipeline, combined with the principle of UAV remote sensing technology, this paper discusses how to strengthen the role of UAV in pipeline management.

关键词: 无人机遥感;长输管道;应用;管道管理

Key words: UAV remote sensing;long-distance pipeline;application;pipeline management

中图分类号:P237 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)32-0197-02

作者简介:常文见(1975-),男,河南开封人,北京分公司经理,研究方向为注册工程、测量工程。

1 无人机遥感在长输管道中的应用现状

无人机遥感的发展直接推动了长输管道的应用,在最近十年特别明显。高清晰度卫星的发展是无人机遥感对长输管道管理发展的契机。早在上世纪末,1999年美国发射的Ikonos卫星开启了无人机遥感技术对长输管道管理的先河。紧接着2000年以色列成功发射了EROS-1A卫星以及2001年发射的Quick Bird(0.61m)卫星,高分辨率数据应用技术逐渐成熟,应用的范围也变得越来越广。特别是2002年SPOT-5(2.5m)卫星的升空,航空遥感获得的高分辨率影像数据得以满足工程管道监测的需求。同时也因此增加了卫星数据的应用范围,在深度与广度上都得到了扩展,卫星数据的应用范围依次也得到了延伸,逐渐广泛地涉足到工程建设管理领域。我国卫星遥感数字处理的进程较早,适普公司开发的Imagexuite RS是摄影、测量、数字图像处理以及计算机技术的完整集成,它将遥感影像的处理推向“多功能化、和极简化”的发展方向,这有利于将遥感图像的特点应用到油气工程管线的管理中。而它也成为了保证我国能源动脉安全的重任,而长输管道主要埋设在地段险要,交通不便的地方,这影响了油气管管理员的徒步巡线工作。而缺乏常规人巡线的工作势必会给管道定期巡检带来诸多困难,特别目前打孔盗油现象较为频繁,这些都为管道安全保卫带来了隐患。无人机遥感技术正好与长输管道监测要求相契合,对管道管线空间信息的获取是最主要的功能,这项技术也很快被我国掌握而迅速运用到长输管道管线的管理中。包括“山区管道巡检、近海油气管道监视、灾后次生灾害评价,无人机遥感技术首次应用于管道巡线,补充了传统人工巡线方式,能够帮助迅速定位管道的位置,以更好地应对管道的保卫工作。

2 无人机遥感技术原理

无人遥感技术是一项综合性强,并融合了多学科的综合性现代化卫星信息技术。它融合了无人驾驶飞行器、遥感传感器、遥测遥控、通讯、GPS差分定位和遥感等多种先进技术,真正实现了“自动化、智能化、专题化”。无人遥感技术通过获取遥感的数据,分析处理转换成管道管线的空间信息,其特点是成本低、功耗低、可以重复利用、风险小。诸多优势下无人机遥感很好地完成了空中监测、地面覆盖和数据处理的几大任务。无人机遥感空中部分由遥感传感器、遥感空中控制、无人机平台组成,地面部分由航迹规划、无人机地面控制以及数据接收几部分组成。

其主要作用是通过卫星的控制器控制空中拍摄的状态,在控制半径内通过更改部分控制参数来设计地面规划的控制轨迹,无人机航空控制模块确保了对预定航线遥感影像的采集工作,以及对无人机数据采集、实时接收和遥感影像的后期处理,它关系到了数据采集的实时性和准确性,是无人机遥感技术在长输管道中应用技术的一个关键环节。无人机遥感技术的拍摄相当复杂,拍摄需要进行几何校正,倾角大而无规律,通过若干次的变形再由无人机遥感影像的几何校正原理采取多种方式的集合校正,让数据结果更精确。而多项式校正法的重点并不是空间集合关系,而是对图像变化的模拟,通过对图像变形的“平移、缩放、旋转、仿射、偏扭、弯曲”达到更好的综合变形效果。多次校正后,根据前后影像的的坐标关系的对比,找出一个适当的多项式(包括一次、二次、三次多项式几何校正)来获得精确度较高的结果,这是长输管道管理这个对精确度要求较高行业的客观要求。结果三次多项式的校正,其变换的几何校正法的变换方程为:

x=a1X3+a2Y3+a3X2Y+a4XY2+a5X2+a6Y2+a7XY+a8X+a9Y+a10y=b1X3+b2Y3+b3X2Y+b4XY2+b5X2+b6Y2+b7XY+b8X+b9Y+b10

多项式的系数并不是任选的,而是通过分析遥感获得的原始图像数据变化和像素亮度值而求出,通过变化的多项式系数可以对变换后的像素亮度值进行7个空间的灰度转换。整数的内插得出新的像元值灰度的插值,常用的插值方法很多,包括“最邻近插值、双线性插值、双三次插值”等。应用于长输管道的无人机遥感技术主要采用的是双线性插值。具有没有连续灰度的特点,同时运算量又极大地少于双三次插值,最大程度地保证了数据的准确性。

3 以兰成渝输油管道为例无人机遥感技术的应用

兰成渝输油管道作为我国最长的长输管道,管道沿线地貌复杂多变,大部分地段地质复杂、交通条件恶劣、不利于常规巡线工作的进行,在此,无人机遥感技术就得到了充分的应用,而其主要作用有以下两点:①传统巡线方式的补充巡线作为管道管理的重要内容,巡线工周期性的进行现场巡线就是对管道安全输送的保证,因为管道的路线长、分布范围较广,每个输油站的管道的管理都需要花费不少人力和物力,对于人力无法巡查的地界,采用无人机进行管道的巡线,代替人工巡线,避免巡线的遗漏。与传统人工巡线比较,无人机巡线可以代替几十个人工巡视,缩减人力物力的同时,节省了时间,提高了在恶劣自然气候时的巡线效率,同时受到自然气候和地形的影响较小,代替人员巡线获取管道的地理位置信息。人工巡线的另一大麻烦就是徒步巡线在高海拔、险要地区危险性大,而无人机遥感技术能很好地弥补这一缺点。②无人机遥感技术还能防止管道因为被打孔盗油导致原油泄漏,进而造成的环境污染和管材破坏。这对于打击盗油行为起到了一定威慑作用,超强的反侦察能力,能够加强对盗油现象的监控,由于在巡线不方便的区域往往是打孔盗油的高发地区,巡线人员很难发现盗油人员。而且通过无人机的视频拍摄技术,能够清楚地监测到现场的实际情况,对可疑人员起到监视作用,帮助公安机关找到盗油人员。此外还能够做定点盘旋跟踪,通过无人机在管道打孔油高发地段巡检,可以及时有效警示不法盗油人员,有效保障管道运营安全。

4 无人机遥感在长输管道选线中的作用

从总体上看,无人机遥感在长输管道选择上为“优选管道线路走向方案、工程设计、工程量计算、工程投资估算和工程设防”提供了理论依据和数据支持,总体作用表现在以下三点:①无人机遥感可以直接获得关于管道管线的宏观性基础数据,比如油气长输管道的埋设,以及通过各种手段收集、分析和处理有关“地”的资料。“地形、地貌、地质构造、地层、岩性、工程地质、水文地质、腐蚀场、温度场”等资料都可以从遥感图像中获得。而遥感图像具有“概括性、宏观性”等效应,设计人员根据遥感图像的辅助判断管线工程的可靠性和安全性,测试工程量和投资量,宏观地辅助管道的选线和最优化的管道布置路线。目前,我国长输管道的图像解析工作已经比较宽泛,只进行了“地貌、地质、植被和人文景观的解译”。即便如此,因为遥感技术的推广对于线路方案在工程阶段上的采用还是获得了一定的成功。②可提供动态性、现势性很强的信息资料。卫星可以为地面提供动态性和实时性很强的信息资料,对同一个地区的持续测量有利于精确对同一地区的研究。比如针对河床稳定性的研究,就会转移监测同一地域,比如对“推断洪水频率、滑坡和冲沟”的监测,并通过对数据的分析对其发展趋势做预测性评估。专一性的监测为信息的获取和分析提供了便利,提高了信息获取的实时性,这与目前的地形图分析是不同的,地形图更新缓慢而与现实不符造成巨大的数据误差,而当前的地区区域建设更新非常快,只有无人机遥感获得的地理空间信息才能满足对地区精确定位的需求。③为管道选线提供更多的信息。无人机遥感技术可以为管道选线提供更为丰富的信息,并且“多波段、多时域、多摄站”的图像信息是其他手段无法给予的。通过多重丰富的信息借助计算机仪器不断扩大对区域地理信息空间的监测领域,而这些精确度高、解析质量高的图像同时应用于对腐蚀性土壤的研究,利用遥感卫星技术可以保证和监测地下管道的安全。可以预见,随着无人机遥感技术研究的逐渐深入,越来越多有用的信息将会得到挖掘,技术人员也可以更多地把遥感图像翻译成现成的信息。

5 结论与展望

遥感技术的应用研究和实践早在上世纪末已经取得了很大的成就。对于长距离管道运输线的建设是一项巨大而又持久的建设,特别是最近十年高分辨率卫星的迅速发展直接推动了长距离输油输气管道工程的建设。无人机遥感因为其作业效率高、灵活性强、使用方便、能够完成高难度动作而在长运输管道上广泛运用。因为可以为管道提供无人遥感巡线中的可靠地段沿线的数据,能够弥补因为无法人工巡线带来的真空地带,而造成的数据遗失。在管道保卫中起到了不可替代的作用。再者,通过分析传来的无人机的视频图像,根据现场的状况做出及时的追踪和调整。在危险情况下做出应急处理,第一时间控制危险源。所以加强对无人机遥感在长运输管道的应用对于无人机遥感技术在灾害识别和次生灾害评估发挥着先进的作用,当无人机遥感技术得到改进发展以后,无人机管理系统将为长运输管道的管理质量的提升发挥出越来越重要的作用。

参考文献:

[1]孙泽民,王建宏.长输管道管理现状分析及其对策[J].储运安全,2007:37-38.

[2]回金伟,葛宏立,杜华强,等.无人机遥感发展与应用概括[J].遥感信息,2009(1):88-92.

[3]张祖勋.航空数码相机及其有关问[J].测绘土程,2004,(4).

[4]金伟,葛宏立,杜华强,等.无人机遥感发展应用概况[J].遥感信息,2009(1):AA-92.

[5]宙添杰,宫阿都,李长春,等.无人机遥感系统在低温雨雪冰冻灭害监测中的应用[J].安徽农业科学,2011(1):17-24.

第7篇:遥感前沿技术范文

关键词:遥感 土壤水 定量 反演

中图分类号:TP7 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(c)-0001-02

土壤水分是表示一定深度土层的土壤干湿程度的物理量,是监测土地退化和干旱的重要指标,同时也是水文学、气象学、土壤学、生态学以及农业科学等研究领域中的一个重要参数。一方面它影响地表与大气界面的水分和能量交换,其变化会引起土壤热学特性、地表光学特性的改变,从而影响气候的变化;另一方面它是植物和作物赖以生存的主要源泉,其大小决定着植物或作物根系的发育,对进行大尺度精准农业的水分调节,节水灌溉具有重要意义。

遥感技术不仅能对农作物长势进行大面积、实时、非破坏性监测,从而实现精准农业的发展对地表土壤水分信息快速、及时的掌握,还能为精准农业的发展提供动态监测和分析作物的健康状况与影响作物产量等必要的技术支持。目前获取土壤水分含量的方法主要有田间实测法、土壤水分模型法和遥感法三种。其中传统的田间实测法和土壤水分模型法,因测点稀、速度慢、范围有限,无法满足精准农业中对土壤水分信息快速获取的需求。而遥感估测土壤水分的方法原理是通过测量土壤表面发射或反射的电磁能量,研究遥感信息与土壤水分含量之间的关系,并建立相关的信息模型,从而反演出土壤水分情况,恰恰克服了前二种估测方法的实时性差、单点测量空间变异性差、不能宏观表现等缺陷,为精准农业中大面积快速获取土壤水分信息、实时准确监测提供科学依据。

1 国内外研究进展

如何快速、准确地获取区域地表土壤含水量信息是定量遥感研究的热点之一,也是目前遥感技术应用研究的前沿领域。国内外用遥感技术监测土壤水分的方法有很多,目前在该领域的研究主要集中在光学遥感(即可见光-近红外、热红外遥感)和微波遥感波段进行。主要方法有:基于可见光-近红外土壤水分光谱法、基于热红外遥感的温度法、植被指数法、基于可见光及热红外遥感的植被指数-冠层温度法、微波遥感监测土壤水分法、高光谱遥感监测土壤水分法。

1.1 基于可见光-近红外土壤水分光谱法

Bowers等人早在1965年就发现裸地土壤湿度的增加会引起土壤发射率的降低,这为后来利用土壤水分光谱法方法进行土壤水分的遥感监测研究提供了理论依据。土壤水分光谱法正是应用遥感估算光学植被度,分解象元排除法来提取土壤水分光谱信息。国内外学者在这方面做了大量工作,有的根据水的吸收率曲线提出使用中红外波段来监测土壤湿度,采用MODIS数据并结合实地调查资料,建立了MODIS第7通道的反射率与地面湿度的线性光学。另有学者利用遥感资料估算“光学植被覆盖度”,然后利用像元分解法分离植被与土壤信息,提取土壤水分光谱信息。该方法需要根据不同环境、不同土壤组分建立相应的遥感反演模型,应用比较局限,大面积推广较难。

1.2 基于热红外遥感的温度法

热红外遥感最重要的应用之一是反演土地表面温度。具有代表性的有热惯量法、区域蒸散法、亮温指数法(LST)、温度状态指数法(TCI)、条件温度指数法和归一化温度指数法。热惯量法反演土壤水分的模型研究,主要集中在对于土壤热惯量的解析式计算、从热平衡与热传导方程的化简与计算、环境因子的影响等多方面着手,得到了大量的热惯量模式,建立了较为完善的土壤水分反演模型。蒸散法根据能量流的传输原理,对实际蒸散(E)与潜在蒸散(Ep)的比值与土壤水分的关系进行研究,其理论基础来源于P-M彭曼公式。针对不同的下垫面情况发展了单层、双层和多层模型。利用卫星一次过境观测的辐射温度值,计算地表辐射温度以及蒸散,结合当地气象台站数据计算出作物缺水指数(CWSI),建立了土壤水分与作物缺水指数的回归方程。随后又有DSI指数、区域缺水指数(RWSI)相关研究,在遥感的定性及半定量阶段估算地表蒸散和干旱程度的精确估算上做了相关探讨。温度状态指数(TCI)和亮温指数(BTI)强调了温度与植物生长的关系,提出了亮度温度,以通过对NDVI、亮温与土壤水分的统计分析来建立三者间的数理关系,从而利用遥感反演的亮温和NDVI计算土壤水分含量,建立了土壤相对湿度和NDVI、亮温的回归模型。归一化温度指数(NDTI)可消除地表温度季节变化的影响,通过能量平衡一空气动力学阻抗模型计算,需要卫星过境时刻的气温、太阳辐射、相对湿度、风速和叶面积指数等数据。该方法也主要适用于裸地或植被生长早期。

1.3 植被指数法

植被指数法是研究土壤湿度与遥感植被信息相互关系的重要手段。研究表明归一化植被指数(NDVI)、距平植被指数(AVI)、植被状态指数(VCI)、标准植被指数(SVI)等都与土壤湿度有一定关系。一般来讲,当作物缺水时,作物的生长将受到影响,植被指数将会降低。国内学者也利用VCI研究了我国土壤湿度状况,应用VCI结合常规资料进行综合分析,对我国干旱状况进行宏观动态监测。但该方法较适用于高植被覆盖区域,仍有很多限制性因子和条件。

第8篇:遥感前沿技术范文

1. 深圳和喀什成为我国经济特区的共同区位因素是( )

A. 河流众多 B. 科技发达

C. 地理位置优越 D. 交通发达

2. 甲、乙两地区的城市分布特点是( )

A. 甲地区城市多分布在山麓和绿洲上,乙地区城市多分布在河流沿岸及沿海

B. 乙地区城市多分布在山麓和绿洲上,甲地区城市多分布在河流沿岸及沿海

C. 甲、乙两地区城市都沿交通线分布

D. 甲、乙两地区城市都沿矿区分布

3. 阿克苏号称“中国长绒棉之乡”,与我国其他四大产棉基地相比,其突出优势是( )

A. 光照充足,昼夜温差大 B. 热量充足

C. 降水较多 D. 土壤肥沃

读下图回答4~5题。

4. 有关图中各地发展特色农业的叙述,错误的是( )

A. A地区农业发展的优势是水源、光照充足

B. B地区发展绿洲农业,但灌溉不当易导致土壤盐碱化

C. C地区因临近河流,水源丰富,发展河谷农业

D. 与D地相比,F地农业发展的优势为土壤肥沃,土地资源丰富

5. E地区是我国地质灾害频发区,下列与这些灾害产生无关的因素是( )

A. 气候温暖 B. 暴雨频繁

C. 地质复杂 D. 植被破坏

读长江中下游某地不同发展阶段的示意图,回答6~7题。

6. 阶段Ⅰ,该地“地广人稀”“江南卑湿”,农业经济远远落后于黄河中下游地区。当时制约该地农业发展的主要自然因素有( )

①稠密的水系 ②黏重的土壤 ③低湿的土地 ④湿热的气候 ⑤起伏较大的地形

A. ①②③④ B. ②③④

C. ③④⑤ D. ①②③

7. 从阶段Ⅱ到阶段Ⅲ,该地工业结构和工业布局发生的变化是( )

A. 传统工业数量减少,向东北方向的河流上游地区延伸

B. 出现新兴电子工业,布局在江南且向西延伸

C. 传统工业部门减少,向东北方向的河流下游地区分散

D. 出现新兴电子工业,布局在江北且向西延伸

沃尔玛是全球最大的零售企业,它通过自己的卫星,可以在一个小时内对全球范围内的4500多家分店的每种商品的库存、销售量全部盘点一次,为高效的配送系统提供保证。使证任何一家卖场的配送时间不超过4个小时,既可以维持极少的库存甚至零库存,又可以保证正常销售,以节约大量的储物空间和费用。据此完成8~9题。

8. 目前,沃尔玛在中国50多个城市开设了100多家商场。沃尔玛总部要查询其商场在中国的分布情况,需要应用的地理信息技术是( )

A. RS B. GIS C. GPS D. WPS

9. 沃尔玛的物流配送中心与其运输车队合作密切,应用的地理信息技术有( )

①遥感技术 ②地理信息系统 ③全球定位系统

A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ①②③

GIS是用于空间分析的计算机系统,某中学地理学习小组将它作为课题研究。据此完成10~11题。

10. 下列四图,是同学们为家乡所作的自然和社会经济方面的资料分析图,其中只适宜用GIS数据库软件制作的是( )

11. 同学们拟分析家乡人口分布与自然条件的关系,在GIS数据库中,需调用的专题图层有下列中的( )

①地形图层 ②土壤图层 ③气候图层 ④人口图层 ⑤商业网点图层 ⑥农业图层 ⑦工业图层 ⑧城市图层 ⑨交通图层

A. ①②③④ B. ③④⑤⑥

C. ⑥⑦⑧⑨ D. ⑤⑥⑦⑧

12. 保护和挖掘现有土地资源的潜力是党中央、国务院建设社会主义新农村的一项重要举措。下表是我国两个不同地区的相关资料,据表分析回答问题。

(1)据上表分析,A地发展农业的最大限制因素是________。下表为A地农业收入构成状况,请推测该地区农业结构存在的主要问题。

(2)从保护和挖掘土地资源潜力、提高经济效益和生态效益方面分析,你认为B地区应采取哪些措施?

(3)在两地修建沼气池,沼气使用时间较长的是________地。说明在该地使用沼气的生态意义。

13. 阅读下列材料,回答问题。

材料一:不同植物由于组织结构不同、生长季节和条件不同而具有不同的光谱特征、形态特征和环境特征,这些特征在遥感影像中都可以表现出来。

材料二:下图为根据高分辨率遥感影像绘制的山西省太原以南地区植被的垂直分布图。

(1)利用高分辨率遥感影像对植被分布进行调查,主要是利用了不同植被的不同________,并由此区分________。

(2)利用遥感技术对农作物分布进行调查的突出优点是什么?

第9篇:遥感前沿技术范文

关键词:摄影测量与遥感技术 高分辨率影像 无人机 3S技术

中图分类号:P23 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)04(a)-0000-00

基金项目:国家教育体制改革试点项目:《高校产学研结合的创新模式建设及示范推广》

编号:08-128-238

摄影测量与遥感技术发展迅速,尤其在近半个世纪,已经成为了测绘产业当中最主要的力量。摄影测量分为模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量,经典的摄影测量基本理论技术已经非常成熟,遥感技术近些年发展迅速,在各个行业当中应用广泛,在这里就以后摄影测量与遥感技术的发展做以分析。

1 多线阵、多角度传感器的应用日益广泛

以往摄影测量技术的主要任务是生产各种数字测绘产品,主要是4D数据的生产,而遥感技术则主要以研究地物的非几何信息为主,摄影测量技术及遥感技术虽然理论技术方法基本一致,但侧重点不同,但是随着摄影测量与遥感技术的发展,摄影测量用的摄影机及遥感传感器的融合,现代摄影测量与遥感技术也发生了很大的变化,以目前的ADS数字航空摄影机为例,即具有获取全色普通数字影像的功能,同时能获取多光谱影像用于定性分析。。

相对于传统模拟航空摄影的产品单一性而言,ADS40数字航空摄影系统由于自身的多线阵、多角度的设计原理, 每一条线阵的CCD可以获取一个波段的影像。因此一次飞行可以获取更多的产品, 可以满足不同的需求。其强大的几何及光谱特性,具有同时获取几何及属性信息的能力,必将代替传统的航空摄影传感器,广泛的应用于摄影测量领域。

2 无人机低空遥感测绘技术日趋成熟

无人机低空遥感测绘技术集成传统摄影测量技术、无人驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、GPS差分定位技术、通讯技术等,以无人机为承载平台,以遥感传感器为基础获取地表的多光谱影像。无人机遥感技术发展快,相对于传统的摄影测量与遥感技术,最大的优势是反应速度快、效率高、操作简单、场地要求灵活、环境要求不是很苛刻等,已广泛的应用于测绘生产当中,尤其是的自然灾害的应急处理工作中,起到不可替代的作用。一架典型的无人机由飞行器、控制站、起飞发射、回收装置及检测系统等组成,无人机与航空模型的区别在于无人机通常具备自动驾驶功能,其要按设定好的航线进行飞行,有专门的飞控装置。无人机技术的发展影响着整个无人机测绘的发展,近几年,很多测绘单位都已经掌握了无人机的生产技术,可以自行生产无人机,这样大大的减少了生产成本,而且无人机控制技术也日趋成熟。以天水三和数码测绘院为例,近5年内,充分掌握了无人机的生产技术、控制技术,成立飞行大队,不用再依靠去委托其他单位去拍摄航空影像,从而大大的提高了航空摄影的效率,减少了生产成本。目前很多测绘单位都看到了无人机航空摄影测量技术的优势,未来几年,无人机航空摄影技术无疑会得到更加广泛的发展,普及到各个测绘单位。

3 高分辨率遥感卫星影像的应用

就生产成本而言,通过传统的数字化测图方法生产测绘数据成本肯定是最高的,效率也是最低的,采用摄影测量的方法,是现在测绘行业中生产数字化测绘产品的首选方法。然而遥感传感器也具备和数字摄影机一样的功能,也可以获取地面的数字影像,甚至立体影像、多光谱影像。那么遥感影像也可以用于生产数字测绘产品,关键问题在于遥感影像的分辨率问题,遥感影像分辨率能否满足测图要求。对于中小比例尺的地形图,使用遥感影像测图完全能满足测图要求,以快鸟卫星为例,能提供亚米级分辨率的商业卫星。

高分辨率对地观测卫星可以划分为军用和民用两类用途,而且二者都有广阔的应用市场。军用遥感卫星和民用遥感卫星在原理上并无二致,主要区别体现在卫星所使用的谱段和对地面分辨率要求上的差异。军用遥感卫星主要在可见光或近红外谱段成像,分辨率优于1米。军用遥感卫星大部分都属于高分辨率对地观测卫星,只有少数用于普查的军用遥感卫星为了提高时间分辨率,而选择较高的运行轨道,从而使得卫星的空间分辨率有所减弱。与之相比,民用遥感卫星则主要在多光谱成像,以便识别地面各种特征,其分辨率高低差异参差不齐,但其总体水平普遍在军用卫星之下。在军用高分辨率光学成像遥感卫星领域,美国锁眼12号卫星最为突出。它采用了大面阵探测器、大型反射望远镜系统、数字成像系统、自适应光学成像技术、实时图像传输技术等,镜头口径3米,焦距27米,分辨率达0.1米。可见厘米级精度的遥感卫星数据获取已经不再是技术问题,能否商业化应用只是时间问题。

4 数字摄影测量与遥感技术和GIS及GPS的结合

摄影测量与遥感技术属于是服务于测绘与地理信息行业的主要技术工具,如何更好的与GIS及GPS技术结合,发挥好各自的优势,是GIS发展要考虑的问题,也是摄影测量与遥感的发展要考虑的问题。就三者的结合来说,很早就提出了3S技术GPS、GIS、RS,虽然三者相互结合,但是就测绘与地理信息行业来说,尤其对于摄影测量本身来说,其和GPS、GIS的一体化发展还是最近些年才付诸于实际,例如GPS/IMU配合数字摄影机进行摄影测量工作,可以大大的提高外业航摄的效率和精确度。目前的GIS软件及摄影测量软件业在很大程度上进行了结合,已经有部分GIS软件开始在其模块中加入摄影测量与遥感数据处理的功能,直接用于摄影测量与遥感数据的获取及处理,满足GIS系统数据跟新的要求,不再像以前一样,通过摄影测量与遥感系统获取数据,然后数据转换,再到GIS系统里录入编辑数据。简化了这个繁琐的过程,方便与用户使用系统。

总之,摄影测量与遥感技术作为测绘与地理信息产业的主要技术工具,其发展是非常迅速的。基于以上分析可知,摄影测量与遥感技术的发展,主要是传感器的发展、承载平台的发展及其与3S技术的结合。影像是空间信息的主要承载,摄影测量与遥感技术的发展是社会发展的需求,摄影测量与遥感技术必然在社会发展的过程中扮演越来越重要的作用。

参考文献

[1] 李德仁.摄影测量与遥感学展望.武汉大学学报,2008.12

[2] 刘先林.航空摄影科技发展成就与未来的展望.前沿科学,2007.3