公务员期刊网 精选范文 遥感定义范文

遥感定义精选(九篇)

遥感定义

第1篇:遥感定义范文

【关键词】大数据时代 航天遥感系统

当前,大数据的理念更加广泛和深入,在整个社会的各个领域中得到应有和体现,受到了高度的重视。因此,在航天领域,针对遥感系统,要以当前的发展状况为基础,立足大数据时代背景,实现遥感信息技术的有效处理,明确在大数据环境下,进行遥感器发展的策略。

1 对航天遥感和遥感系统的概述

遥感的目的是实现对远距离物体状态的探测,这一技术在现场勘测领域应用较多,尤其是面对较大范围的地域的观测。在这一过程中,数据具有较强的综合性,凸显可比性,追求时空性,强调实效性。在整个技术应用汇总,避免了物理干涉,借助电磁波的反射和辐射反应,实现对数据的实时收集与核算,达到远距离勘测的目的,形成对物体遥感信息的监控。在应用中,需要关注的是,数据对新型承载的准确性,因此,也存在一定的局限性。

2 对大数据涵义的介绍

大数据的出现与时展同步,也就是说,大数据时代的数据量巨大,借助传统的方式,很难实现信息的有效采集和管控,与整个时展不相适应,不利于企业行业信息的获取以及经营策略的制定。随着信息技术的不断发展,大数据的理念逐渐深入,受到关注,发展迅速。对于大数据的研究,其目的不是对数据进行收集,目的是实现对数据的有效分析、管理和应用,在根本上增强其自身的能力,对数据的各项功能进行完善,挖掘更深层次的价值。大数据时代的发展,对于发展航天领域遥感系统意义重大,尤其是促进信息的采集和处理,在根本上促进其对于挑战的应对能力,推动其可持续发展。

3 航天遥感技术在大数据时代面临的发展机遇

3.1 对航天遥感技术价值的分析

对于航天遥感技术,能够实现对环境和资源的有效勘察,同时,更好地掌控信息技术发展方向。在一定程度上,航天遥感技术对国家安全意义重大,尤其在航天测绘领域,对于空间信息资源的获取具有重大的作用。同时,对于遥感信息的有效处理,能够加大与卫星定位及通信技术的应用,尤其是小卫星技术的在全球范围内的推动,彰显其自身的价值。

3.2 对大数据时代航天遥感技术所面临的机遇的分析

3.2.1 对云存储模式的介绍

在航天遥感技术中,云存储被应用其中,能够实现对数据的实时更新,尤其是数据的副本,降低空间占有量,在电子商务领域应用较多。在云存储技术中,关键的部分是虚拟化的存储技术,主要建立在网络以及存储等基础之上,为了实现对设备物理性的有效屏蔽,需要对异构存储设备进行映射的统一设定。在主机中,软件的虚拟化需要很大程度上加大主机端的负载,很难实现对其空间容量的有效扩展。而对于存储阵列,需要设置一定的控制程序,实现一一对应,能够在存储方面满足要求,但是,拓展性不强,很难实现对设备的扩展。而采用云存储技术,能够发挥存储虚拟技术的优势,同时,还能够实现一定的拓展,具有较大的发展潜力。

3.2.2 对数据库的分析

随着时代的发展,数据的表现形式更多,突破文字的束缚,定义为非结构型的数据和文档形式,彰显半结构化的发展特征。在整个云存储空间内,需要满足数据的增长需要,全面分析数据的实用性和现实性,以勘测目标为方向。同时,要注意工作的不断细化,保证结构的相似性。

4 在大数据环境中,如何更好地发展航天遥感技术

4.1 追求遥感大数据的自动性分析

对于数据挖掘,主要是指在大量的信息资料中,对具有隐藏性的信息进行搜寻,这也是对数据处理的重要途径。在遥感大数据中,发现地表的主要变化规律,对整个世界的现象和变化过程进行掌握。随着对地观测遥感大数据的形成,其在信息的复杂性、数据的全面性等方面的发展,对航天传感技术提出了更高的标准和要求。在实际应用中,遥感数据需要全方位考虑其分辨率、多源影像等方面,实现彼此之间的相互转化,形成具有特点的本证,突破差异性的限制,实现遥感数据的统一化与一体化。对于遥感大数据的自动分析,主要是指在实现信息搜集之后,进行数据向知识的全面转化,为后续数据的深度探索提供环境和依据。在自动分析中,其主要的领域是检索、呈现以及分析等。

4.2 对大数据环境下,航天遥感技术安全问题的分析

在当前的航空遥感技术发展中,监管制度不完善,协调性和规划性不强,很难实现信息的分享,资源和技术的整合性不强,同时,很多航天遥感核心技术对于国外的技术过度依赖,在创新方面能力不强,产业化道路仍需较长时间来发展。

5 对大数据环境下航天遥感技术发展方向的介绍

5.1 发展方向分析

对于航天遥感技术,其主要的特征是完整性和机密性,与国家机密息息相关,因此,遥感技术需要面对全面性和保密性的问题。结合时展,数据安全性和实用性更加中,因此,在发展航天遥感技术的时候,需要结合实际发展情况,尤其是面对雷达卫星遥感备受关注的情况,遥感技术在监测精度方面需要进行不断改善。

5.2 对新时期航天遥感技术人才培养方向的分析

在新的环境下,航天遥感技术面对人才的不足,要营造更加广泛的发展空间。高校需要设置相关专业,重视人才培养技术的制定,结合大数据发展的环境,培养更多能够从事航天遥感技术研发的人才,提升理论知识,重视实践。

6 结束语

综上,在新的环境下,面对大数据时代,航天遥感技术需要重视平台建设,综合应用各种条件,扩大市场需求,提高科研工作的效率,在根本上推动航天遥感技术领域的与时俱进。

参考文献

[1]陈世平.航天遥感科学技术的发展[J].航天器工程,2009(02):1-7.

[2]陈世平.关于航天遥感的若干问题[J].航天返回与遥感,2011(03):1-8.

作者简介

马超(1993-),男,四川省德阳市人。现为东北师范大学地理科学学院本科生。

第2篇:遥感定义范文

关键词:多源;遥感影像;融合;土地利用

中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)34-8328-02

近年来,遥感技术成几何增长发展,光学、热红外等各类卫星传感器在对地观测方面得到了广泛的应用,同一地区获取的多光谱、多时相、多分辨率卫星遥感影像数据越来越多,我们将这一类的数据统称为多源卫星遥感影像数据。多源卫星遥感影像数据相对于单一的遥感卫星数据来说提供了互补、冗余和合作等特性。

利用卫星遥感影像进行土地利用动态监测已经应用的越来越广泛,其研究主要包括:土地利用动态变化监测,解决土地利用变化率、变化的地点及其变化空间的范围,还有环境等对土地利用变化的影响等。常规的技术方法有:采用空间分辨率和时间分辨率不同的卫星遥感数据,获取土地利用变化的时间序列和空间范围等数据,与此同时借以非遥感数据的辅助,比如地面调查数据和统计数据等进行综合分析。

20世纪末,多源遥感影像融合的应用发展,对进一步测量土地利用的动态变化已成为全球遥感界主要研究课题之一。单一传感器的遥感资料由于各种条件的限制,已经难以满足对区域土地利用动态变化监测的需求,利用影像融合技术将来自不同传感器的影像信息融合后产生新的影像已成为一种趋势。

1 多源卫星数据

1.1航空遥感

先进的航拍遥感技术主要利用无人机。无人驾驶飞机 (Unmanned aerial vehicle),是一种可控制、能携带多种任务设备、执行多种任务,并能重复使用的无人驾驶航空器。自控的微型无人驾驶飞机携带专业的数码相机,能够构建成区别于传统航空遥感的“微型航空遥感系统”,与传统的卫星遥感相比具有更高的机动灵活性,并可在云层下飞行,有效的避免了云的影响,增强了遥感影像的时效性,不受重访周期的限制,同期能够获取高空间分辨率的遥感影像;无人机的这有优点越来越受到研究者的青睐,应用方面也具有广阔的前景。

徐丽华等人以宁波象山县泗洲头镇东联村为例,通过无人机进行遥感航拍,结合研究区及周边地区的地形图,利用遥感专题信息提取技术对东联村进行用地类型现状提取;并通过实地调查研究,进行其新农村的规划,从而论证无人机航拍技术在新农村规划方面应用的可行性和实效性。

1.2 Landsat系列卫星

利用陆地卫星Landsat所得到的TM等遥感图像进行土地利用现状调查编制土地利用现状遥感解译图结合地理信息系统技术进行土地利用动态监测是以地图的形式全面地系统地反映土地利用状况及其分布规律的一种有效工具。

TM影像总共有七个波段, 这七个波段的信息考虑了不同地物的光谱特征及大气影响,所以这些波段的选择过程和结果本身就是对影像的一种优化。在现实应用中,应该根据具体的研究对象特征确定分类的波段和分类的数目。以往的研究表明, 除了第6波段外,其它波段反映的地表光谱信息量最丰富。所以以多时相的TM数据为主要信息源并结合其他资料开展城市土地利用变化遥感监测研究具有一定的科学意义和应用前景。

1.3 SPOT系列卫星

SPOT-5卫星于2002年5月发射升空。与前几颗卫星相比, SPOT-5在性能上做了巨大的改进, 能够为研究者提供了更为丰富、可靠、动态的地表信息资源。SPOT-5卫星遥感影像的空间分辨率最高为2. 5m,其传感器能够完成前后模式实时获取立体影像;它在运营性能、数据的存储和传输等方面也都有了显著的提高。

经处理后的SPOT卫星遥感影像能满足土地利用动态变化监测的需求。利用SPOT卫星遥感影像数据,经过数据的几何校正、影像增强和预分类等处理,结合统计数据和实地的抽样调查,可以在综合分析实地调查资料的基础上,准确的获取研究区内的卫星遥感影像解译标志。然后根据对卫星遥感影像的计算机自动解译,能确定土地利用的类型。利用遥感影像资料结合GIS技术进行土地利用调查,可以建立一套完善的数字化地理信息基础资料,为合理利用土地资源,土地利用规划修编等政府决策提供可靠的依据。

1.4 雷达遥感

成像雷达遥感全天候全天时工作和穿透一些地物的特点是其它光学成像遥感所无法相比的。目前,雷达遥感在很多领域得到极其广泛的应用。

黄明祥等针对热点雷达数据ERS-2,以地处云量较多的杭州湾海涂围垦区为研究样区,经过几何校正,影像的配准,假彩色合成等影像预处理过程,对实验区进行分区后,针对不同子区的农业土地利用类型,分别采用非监督分类和BP神经网络分类进行农业土地利用分类。研究结果表明SAR遥感数据可以替代多光谱遥感数据实现土地利用调查。

当然SAR遥感监测技术的应用主要针对的是那些难以获得卫星遥感数据的地区。经过调查统计,在农作物生长季,我国北方多光谱遥感数据的有效利用率仅为3%-5%,而在南方这个比率则更低仅仅只有1%-3%,但是当SAR 以其全天时,全天候的成像并对某些地物的穿透探测时,SAR在对地观测领域具有独特的优势,其获取数据有效率高达100%,因此可以说SAR是对时效要求高的农业,林业等资源调查监测应用的最佳选择。

2 多源遥感卫星数据的融合

2.1多源遥感影像融合的类型

2.1.1 同一传感器不同分辨率的遥感影像数据的融合

徐志红,盛乐山等选择法国SPOT-5的 2.5米全色卫星影像数据和10米的多光谱卫星影像数据,通过采用影像融合的方法,利用影像的纹理和光谱响应等特征,结合土地利用现状矢量图库完成土地利用现状的调查。

2.1.2 不同传感器的遥感影像数据的融合

许兆军,胡娟等采用2002年和2003年SPOT 及ETM+数据在专业遥感软件的辅助下利用多源遥感数据融合技术进行土地利用变化信息提取并对变化信息进行野外调查核实 节省了外业查找变化地块时间提高工作效率保证调查结果的可靠性 为今后开展土地变更调查提供了一种新的方法。

2.2多源遥感影像融合的过程

多源遥感影像融合的过程一般分为2个过程:数据预处理和影像融合,流程可用图1来表示。

3 遥感影像分类

3.1目视解译法

目视解译是信息社会中地学研究和遥感应用的一项基本技能。遥感技术可以实时的、准确的获取资源与环境信息,如重大自然灾害信息等,可以全方位、全天候地监测全球资源与环境的动态变化,为社会经济发展提供定性、定量与定位的信息服务。

目视解译是遥感图像解译的一种,又称目视判读,或目视判译,是遥感成像的逆过程。它指专业人员通过直接观察或借助辅助判读仪器在遥感图像上获取特定目标地物信息的过程。

3.2.计算机自动分类法

非监督分类与监督分类:

非监督分类完全按照像元的光谱特性进行统计分类,常常用于对分类区没有什么了解的情况。使用该方法时。原始图像的所有波段都参于分类运算,分类结果往往是各类像元数大体等比例。由于人为干预较少,非监督分类过程的自动化程度较高。非监督分类一般要经过以下几个步骤:初始分类、专题判别、分类合并、色彩确定、分类后处理、色彩重定义、栅格矢量转换、统计分析。

监督分类比非监督分类更多地要求用户来控制,常用于对研究区域比较了解的情况。在监督分类过程中,首先选择可以识别或者借助其它信息可以断定其类型的像元建立模板,然后基于该模板使计算机系统自动识别具有相同特性的像元。对分类结果进行评价后再对模板进行修改,多次反复后建立一个比较准确的模板,并在此基础上最终进行分类。监督分类一般要经过以下几个步骤:建立模板(训练样本)、评价模板、确定初步分类图、检验分类结果、分类后处理、分类特征统计、栅格矢量转换。

监督分类比非监督分类具有一定的优势,但是其产生的分类结果往往也会有较多的错分、漏分情况发生,从而导致了分类精度降低。

为了提高分类精度,不断有新的分类方法出现,有些方法因为程序复杂而未得到推广应用。因此,在当前的遥感技术发展的水平条件下,应该综合利用现有的多源遥感数据,并结合GIS技术,尽可能的提高遥感数据分类精度。在获取了土地利用变化的信息后,在通过统计分析或者转移矩阵分析等,才能理解和认识土地利用的格局特征和演变规律。

4 讨论

多源卫星遥感数据的融合选择最优融合方法时主要是针对不同的区域或自身图像的特点来决定的。融合的关键是融合前两幅影像的精确配准以及融合方法的选择。

多源卫星遥感影像融合技术的优势表现为 :

1)可增加图像的信息利用率。

2)可提高经融合的信息的可信度和精度。

3)可增强对目标物的检测与识别能力

4)可降低投资

多源卫星遥感数据的融合尚待解决的问题是:

多光谱与多传感器、多空间下遥感影像的融合的理论框架、模型及其算法的研究,影像的性能评价标准的确定,融合理论的精度的提高,实际应用受不同时相影响以及计算机自动分类等问题,是今后卫星遥感数据融合需要努力研究的方向。

参考文献:

[1] 张艳忠,张福祥. TM数据在桔果经济林区土地利用分类和专题信息提取中的应用[J].武汉大学,1992(7):24-29.

[2] 候英雨,何延波.利用TM数据监测岩溶山区城市土地利用变化[J].中国气象科学研究院,2001,3(17):22-25.

[3] 武文波,王广军,王忠义. TM影像在土地利用现状调查中的应用[J].辽宁工程技术大学,2002,2(21):157-159.

[4] 曹雪,柯长青.基于TM影像的南京市土地利用遥感动态监测[J].南京大学,2006,11(31):958-961.

[5] 刘琳.ETM+(TM)数据在土地利用动态监测中的应用[J].安徽农业大学,2007,4(31):77-80.

[6] 徐志红,盛乐山.利用遥感影像进行土地利用现状更新调查的研究[D].武汉:武汉大学.

[7] 亓兴兰,胡宗庆,刘健.SPOT-5全色与多光谱遥感影像融合方法比较[J].北华大学学报,2011,2(12):214-218.

[8] 邹敏,吴泉源,曲伟.SPOT - 5遥感影像自身融合方法的比较研究[J].山东师范大学学报,2007,1(22):95-98.

第3篇:遥感定义范文

关键词:公路勘察;遥感技术;公路勘察设计;应用

1 遥感技术在各行业中的应用

1.1 遥感技术

遥感技术是从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、红外线,对目标进行探测和识别的技术,例如航空摄影就是一种遥感技术。现代遥感技术主要包括信息的获取、传输、存储和处理等环节,完成上述功能的全套系统称为遥感系统,其核心组成部分是获取信息的遥感器。遥感器的种类很多,主要有照相机、电视摄像机、多光谱扫描仪、成像光谱仪、微波辐射计、合成孔径雷达等。传输设备用于将遥感信息从远距离平台(如卫星)传回地面站。信息处理设备包括彩色合成仪、图像判读仪和数字图像处理机等。航空和航天遥感能从不同高度、大范围、快速和多谱段地进行感测,获取大量信息。航天遥感还能周期性地得到实时地物信息。因此航空和航天遥感技术在国民经济和军事的很多方面获得广泛的应用。例如应用于气象观测、资源考察、地图测绘和军事侦察等。遥感技术已被应用于国民经济的各个领域,包括资源评估、环境监测、灾害预警及其他地物变化的分析等。随着遥感技术应用的广度和深度发展,遥感技术的用途将大大扩展。

1.2 3S技术

3S技术指的是RS(遥感技术)、GRS(全球定位系统)、GIS(地理信息系统)技术。3S技术融合了现代通讯技术、计算机科技技术、卫星导航与定位技术、传感技术及空间技术等,具有信息采集、模拟制图及模型分析等多种功能。在实际应用中发现,融合3S技术能够为公路勘察技术功能、数据资源的共享、结合提供有效的支撑。在利用GPS技术与RS技术探测公路实际情况时,可以使用相关资料及时获取地理信息的三维图像,并输出地形的三维模型,有助于了解公路工程地形的实际情况。利用RS技术与GI技术时也可以获得相对精确的勘探设计地形模型,有助于优化选线,这对于提高勘察设计效率有着重要意义。遥感与3S相结合,经过技术集成和开发,在实现信息分析解译、完成山区、沙漠、黄土沟壑区高速公路方案优化方面,有事半功倍的效果。

2遥感技术在公路勘察设计中的应用

遥感图像信息的宏观真实性、实时性和信息丰富性,为资源环境调查及公路工程勘察设计提供了最方便快捷、准确实用的依据。而3S与3D(三维地模-数字地形模型)技术相结合,可以生成公路设计区真实地貌景观,是全面认识公路交通自然环境,提高公路勘察设计水平的先进技术。

2.1遥感技术与公路测绘

遥感技术在公路测绘中得到了广泛应用。早期的遥感资料由于受分辨率的限制,近年来,由于采用了新的技术思路,在大比例尺测绘和地质制图中,遥感与地质测绘的符合程度和可兼容程度有了很大的改进,但在如何充分发挥遥感地质的认识上仍有待统一,否则遥感地质将无法健康发展下去。遥感在测绘中主要被用来测绘公路地形图、制作正射影像图和经专业判读后编绘各种专题图。而常规的测量方法不仅工作量大,而且还存在一些很难测定的空白点,遥感技术的发展恰恰能够弥补这些不足。

2.2 遥感技术与地质勘察

传统的工程地质调绘(地质测绘)是依靠技术人员的野外作业来实现的,费时费力,效率不高,而且由于人的视野受到地形和植被的遮挡,许多地质问题不易观察搞清。遥感图像信息的丰富性,为工程地质人员提供了最直观调绘依据,可以大大加快工作的速度。我国公路遥感技术应用开始于1990年代中期,主要利用遥感信息调查路线带工程地质及不良地质现象。遥感技术具有宏观性强、影像逼真、信息量丰富等特点,对地形地貌、地质构造、不良地质和特殊地质均有比较直观的反映,在工程区域地质条件评价、公路走廊带选择、路线方案比选、病害成因及其影响评价方面具有常规手段和传统方法所无法比拟的优势。在实践的操作当中需要结合地质地貌的特征,运用地形的基本条件,开展路线的平纵勘察以及方案的设计。针对路线的设计,需要适应地形的特征,而不应当刻意的、片面的、过分的追求设计的高标准。一般来讲设计的实际标准不能小于规定的标准,并且加大设计方案的比较和选择力度,对一些有价值的设计方式需要进行深入的分析与勘测。针对不良的地质施工环境,诸如采空区以及岩溶地区等等,还需要运用现代化的新型技术,航测数模技术以及航测遥感技术等等,通过计算机技术来计算出最佳的地质设计路线,进而在设计和施工的过程当中合理的避开一些较难进行防治的复杂路段,达到方案优化的目的和效果。

2.3 遥感技术与公路选线

公路选线是公路勘察设计的重要环节,要求设计的路线方案既经济合理,又快速高效,并且安全可靠。因此,对高新技术勘察手段的应用要求也越来越高。遥感技术通过遥感影像和遥感数据,对公路工程的地质情况进行分析,结合现场地质勘察以及钻探技术,可以帮助地质勘测人员完成对公路沿线工程地质、水文地质等的分析和判断,提供给路线设计人员进行地质选线。在该工程中,需要首先对公路沿线范围内相关的卫星影像资料、遥感数据资料以及地质资料等进行收集和整理,然后利用高分辨率卫星影像以及多光谱卫星影像等,对公路的地质地貌、构造分布、工程地质条件等进行全面细致分析,从而为路线方案的选取提供有效的参考依据和建设性意见,确保公路路线的合理性。

2.4 遥感技术与公路隧道选线

高等级公路隧道规模一般比较大,随着长大隧道的出现,投资巨大,选择最优线位往往可以节约数千万甚至数亿元的投入,其意义是非常重大的。遥感技术在公路隧道的选线优化工作中具有关键作用。高等级公路施工过程中隧道的占得部分规模较大,随着大隧道的出现,投资金额的增长,如果选择最优线位通常可以节约将近数千万甚至数亿元的投资款,有非常重大的意义,由此可知,遥感技术在公路隧道的设计的选线优化工作中起到了很关键的作用。

结束语

应用卫星多光谱遥感、微波遥感探测技术对公路规划勘察区进行工程地质环境、隐伏构造信息及不良地质信息分析技术的研究,开展了3D-GEO系统软件开发及其在公路工程深部立体图形图像解析及选线中的应用研究,为优化公路规划设计方案,提高勘察设计质量和速度提供技术支持。在公路工程地质勘察应用中取得了较好的效果及显著的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]袁江红,杨厚波.测绘技术在公路勘察设计中的应用[J].科技资讯,2006(28):17-18.

[2]戴文晗.遥感与3S技术开发及在公路勘察设计中的应用[A].第一届全国公路科技创新高层论坛论文集新技术新材料与新设备卷[C].2002年.

[3]杨长根,陈彦恒.现代测绘技术在铁路勘测设计一体化中的应用[J].铁道勘察,2009(4):67-69.

第4篇:遥感定义范文

Abstract:Aim at the existent problem in graphics method and creation process that Gao distinguishes Yao image diagram, from the physically applied angle, tallied up Gao resolution Yao image diagram graphics key technique.Introduced to make use of ERDAS IMAGINE Yao image processing the software carry on to some Yao image in Inner Mongolia several what correct, heavy sample etc. processing, then make use of ArcGIS software Yao image the diagram and AutoCAD diagram carry on folding to add, end, make use of Photoshop software to carry on map the whole decoration towards folding to add behind of.Gao's distinguishing Yao image diagram will all have a count for much application at agriculture, forestry, and ocean...etc. each aspectses

关键词:几何校正;重采样;影像叠加;地图整饰

Keyword:several what correct;Is heavy to sample;The image folds to add;Map the whole decoration

中图分类号: R445 文献标识码:A 文章编号:

0 前言

随着遥感技术的飞速发展,遥感应用的逐步深入,地图制作也发生了翻天覆地的变化。1943年德国开始利用航空相片制作各种比例尺的影像地图。1945年前后美国开始产生影像地图,中国在20世纪70年代开始研制影像地图[1]。由于遥感影像图具有遥感影像与地图的各自优点,它比遥感影像具有可读性和可量测性,比普通地图更加客观真实,信息量更加丰富,因此日益受到人们的重视。目前遥感影像图无论在农业的土地资源调查,农作物生长状况及其生态环境的监测,还是在林业的森林资源调查,监测森林病虫害、沙漠化或是在海洋资源的开发与利用,海洋环境污染监测都有着非常重要的应用[2]。

1高分辨率遥感影像图的处理制作

1.1遥感影像处理的基本流程

图1-1遥感影像处理基本流程

1.2高分辨率遥感影像的处理

1.2.1高分辨率遥感影像波段处理

QuickBird彩色影像(多光谱)中,包含蓝、绿、红三个波段,剔除掉近红外波段,使影像达到真彩色的效果。

在ERDAS图标面板工具条,单击Data Preparation图标Subset Imagine命令,打开Subset对话框。在Subset对话框中,在Output Options中的Select Layers键入要输出图像的波段数,设置为1:3。

1.2.2高分辨率遥感影像的拼接

遥感影像图不是一个完整的img格式的影像,需要进行影像的拼接[3]。

在ERDAS图标面板工具条,单击Data Preparation图标Mosaic Images命令,打开Mosaic Tool对话框。

①在Edit菜单中选择Add Images命令,将所要拼接的影像加到Mosaic Tool页面中。

②在Mosaic Tool图标面板中工具条,根据需要单击相应的图标设置拼接关系。

③在Process菜单中选择 Run Mosaic命令,执行图像拼接处理。

1.2.3高分辨率遥感影像的几何校正

由于遥感器的内部畸变,遥感平台的运行状态,地球本身对遥感图像的影响等会使遥感图像成像过程中产生的各种几何畸变,需要进行几何纠正。

a显示图像文件

①在ERDAS图标面板工具条上,单击DatePreperation图标Image Geometric Correction打开Set Geo Correction Input File对话框,选择From Image File打开融合后的影像,单击OK,打开遥感影像图。

②在AutoCAD2002中打开相应的内AutoCAD矢量图作为校正依据。

b启动几何校正模块

①在打开Set Geometric Model对话框中,选择多项式几何校正计算模型为Polynomial。

②单击OK按钮。

③同时打开Geo Correction Tools对话框和Polynomial Model Properties窗口。

在Polynomial Model Properties窗口中,定义多项式模型参数及投影参数。

④定义多项式次方(Polynomial Order)为2。

⑤定义投影参数(Projection)中的Map Units(地图单位)选择Meters。再点击Set Projection from GCP Tool选择地面控制点的获取方式。

⑥在打开的GCP Tool Reference Setup对话框中选择Keyboard Only键盘输入控制点方式,点击OK。

⑦在弹出的Reference Map Information对话框中,在Map Units中选择“Meters”,再点击Add/Change Map Projection选择投影方式。

⑧单击OK按钮,对影像进行几何校正。

c采集地面控制点

在图像几何校正过程中,采集控制点是一项非常重要和相当繁琐的工作,

具体过程如下(如图1-2):

①在GCP工具对话框中单击Select GCP图标,进入GCP选择状态。

②在GCP数据表中将输入GCP的颜色(Color)设置为比较明显的红色。

③在打开的AutoCAD图中找出位置明显的点作为控制点,记录其坐标,再打开的Viewer#1窗口中找到所选控制点的位置,再点击GCP Tool对话框中的 图标,点击所选点的位置,再GCP Tool对话框中X Ref 和Y Ref输入所记录的坐标。

图1-2采集控制点

④重复上一步骤,直至所选的点覆盖整个遥感影像图,在选一些点作为检核点,再根据所要求的中误差允许范围,即中误差(RMS)小于3,最终使所有的控制点都达到误差允许的范围,即完成影像的几何校正。

1.2.4高分辨率遥感影像图的重采样

在Geo Correction Tool对话框中单击Image Resample图标,打开Resample(图像重采样)对话框,在Resample对话框中,定义重采样参数:

a输出图像文件名(Output File)为*.img。

b选择重采样方法(Resample Method)为Nearest Neighbor。

c定义输出范围(Output Corners),在ULX、ULY、LRX、LRY微调框中分别输入需要的数值。

d定义输出像元大小(Output Cell Sizes),X值为30/Y值为30。

e设置输出统计中忽略值,即选中Ignore Zero in Stats复选框。

f设置重新计算输出默认值(Recalculate Output Defaults),设Skip Factor为10。

g单击OK按钮。

2高分辨率遥感影像和AutoCAD图像的叠加

2.1高分辨率遥感影像和AutoCAD图像的叠加制作过程

2.1.1AutoCAD下的图像处理

a打开AutoCAD 文件:启动AutoCAD软件,单击“文件”命令,打开“文件”菜单,选择“打开”命令,打开“选择样板”对话框。

在“选择文件”对话框:

①在“搜索”中找到所要处理的图像。

②在“文件名”中选择要打开文件的名字。

③在“文件类型”中选择要打开文件的类型,一般为*dwg格式。

④单击“打开”,将所要处理的图像在AutoCAD中显示。

b删除图层:单击 图标,打开“层特性管理器”对话框,打开所要删除的图层。首先将此图层的图像删除,然后删除此图层。仅仅留下接续区,井田边界,数字,字体的图层。

c添加方格网:将裁剪后的图像添加上十字丝。单击主菜单上的“地物”,打开“地物”菜单,单击“图幅整饰”,打开“图幅整饰”菜单,单击“加方格网”,然后根据所弹出的命令,输入比例尺1:10000,然后输出左下角和右上角的坐标,则可上添加方格网。

d图像裁剪:将图像裁剪成了ERDAS IMAGINE处理后的遥感影像图一样大小的图形,以方便两个影像进行叠加。单击矩形 图标,然后,输入裁剪后遥感图像的左上角和右下角坐标,画出所要裁剪的边框,然后,单击修剪 图标,将矩形框外的图形裁剪掉。

e图像的保存:将所处理好的图像分层保存,以便在ArcMap中与遥感影像图叠加。

2.1.2在ArcMap下的图像叠加

在ArcMap窗口主菜单栏:

a单击File命令,打开File菜单,单击New命令,创建新地图。

新地图创建以后,可以直接调用ArcMap窗口主命令或标准工具按扭向新地图加载数据层,数据层,数据层的类型可以是多种多样的。具体步骤如下:

ArcMap窗口标准工具:单击Add Data 按钮 ,打开Add Data 对话框。

在Add Data 对话框中:

①通过Look下拉列表框中加载数据。

②在Object窗口出现所要加载的数据。

③单击Add按扭,将所要加载的数据层加载到新地图中。

b将加载后的AutoCAD图像的点,面,字体等图层关闭,只留下接续区,井田边界,数字,十字丝的线图层(如图2-1)。

图2-1 ArcMap处理后AutoCA图

c单击接续区下 ,打开Symbol Selector对话框,将接续区的颜色设置为红色,宽度设置为0.3;同样将井田边界设置为绿色,宽度设置为0.3;数字和十字丝设置为黑色,宽度设置为0.1。

d同样,将ERDAS IMAGINE处理后高分辨率遥感影像图也加载到ArcGIS 9中,由于两个影像图坐标是匹配的,所以两个影像图可以叠加。

2.2地图整饰

本文就是用Photoshop 对叠加好的图像进行进一步的整饰,使地图更加的完美。

a打开图像:启动Photoshop软件,单击主菜单上的“文件”命令,打开“文件”菜单,选择“打开”命令,打开“打开”对话框,打开叠加后的影像图。

b改变分辨率:单击主菜单上“图像”命令,打开“图像”菜单,单击“图像大小”命令,打开“图像大小”对话框。在文档大小下“宽度”和“高度”改变文挡的大小,在“分辨率”改变图像的分辨率,将分辨率由2000像素/英寸改为1000像素/英寸,太高的分辨率容易使电脑无法正常的运行。

c新建图层:在主菜单上选择“图层”命令,打开“图层”菜单,单击“新建”命令,再单击“图层”,打开“新图层”对话框。

d添加边框:打开新建图层,然后在单击 矩形工具选框图标,将图像的边缘选上,然后选择主菜单上单击“编辑”命令,打开“编辑”菜单,单击“描边”命令,打开“描边”对话框。

① 在“宽度”设置边框的宽度,设置为1个像素。

② 在“颜色”设置边框的颜色,设置为黑色。

③ 在“位置”设置边框的位置,设置为居中。

④ 在“模式”设置边框的模式,设置为正常。

⑤ 在“不透明度”设置边框的不透明程度,设置为100%。

设置好之后,然后单击“好”,内边框添加完毕。外边框也是这样添加,不过,在选择范围时要与内边框有一定的距离,宽度为5个像素。

e添加文字:右键单击 图标,选择所要添加本字的排列顺序,然后在图像上所要添加文字的地方,同时,根据所弹出的对话框设置,添加文字的字体和大小,将矿区文字和标题添加上。添加后再单击 图标,改变文字的位置;同时,可以通过单击图层的右键打开“图层样式”对话框对文字进一步设置,以达到更加美观。

f添加标注:新建一个图层,再单击 选择所要添加标注的位置和大小;单击 图标,将前景色设置为紫色;单击主菜单上“编辑”命令,打开“编辑”菜单,单击“填充”命令,打开“填充”对话框。

① 在“使用”设置填充“前景色”还是“后景色”,选择“前景色”。

② 在“模式”设置填充模式,设置为“正常”。

③ 在“不透明度”设置不透明程度,设置为“45%”。

设置完毕后,单击“好”。再用以上所介绍的方法,对其描边,添加“数据源,比例尺和制作单位”文字。

g添加背景:新建图层,然后,添加颜色,对其进行简单处理。

h成果:在输出前将分辨率改为2000像素/英寸,成果(如图3-2)。

图3-2 成果图

3结论

把本文所作的主要工作总结起来,得到以下结论:

a本文系统的阐述了高分辨率遥感影像图的制作流程、原理与方法。

b结合内蒙古某遥感影像图的制作实例和实验结果对本文所阐述的方法加以验证。

c高分辨率遥感影像图信息丰富、成本低、可读性和可量测性强、客观真实的反映地理空间状况,充分表现出遥感影像和地图的双重优势,具有广阔的发展前景[4]。

参考文献

[1] 梅安新,彭望琭,秦其明,刘慧平。遥感导论[M].高等教育出版社,2001.

[2] 周成虎,骆剑成,杨晓梅,刘庆生。遥感影像地学理解与分析[M].科学出版社,2001.

[3] 党安荣,陈晓峰.ERDAS IMAGINE遥感图像处理方法[M].北京:清华大学出版社,2002.

第5篇:遥感定义范文

关键词:遥感技术 林业监测 应用要点

林业遥感技术是通过非接触性和非实地性的观测和记录林业的地理、生物、生态和其他信息,是现代做好林业监测、调查和信息获取的重要技术手段。应该在对遥感技术做出科学理解和认知的基础上,提高对林业遥感技术的重视程度,详细了解影响林业遥感技术效果的因素,明确林业遥感技术的特点,结合实际林业监测工作做好林业遥感技术的应用,提升林业监测的质量和水平,为实现林业事业又好又快发展服务。

1、遥感技术的概述

遥感技术,英文简称RS(是Remote Sensing的缩写),是一种通过非接触性和非实地性的观测和记录目标物,获取目标物体各种信息的一种技术。遥感技术在林业的应用可以称为林业遥感技术,是指通过卫星和飞机对林业资源进行监测和调查,形成对林业资源实时地和动态地监测,形成各种数据和信息,为林业决策和发展提供基础上和实施上的参考。

2、林业遥感技术的特点

2.1 林业遥感技术具有高效性

林业资源的在我国分布区域辽阔,应用林业遥感技术可以使国家有关部门在短时间里掌握大面积的林业资源状况及变化情况。

2.2 林业遥感技术具有层次性

要想提高林业资源调查和监测的精确程度和速度,就必须利用抽样技术,建立林业遥感技术不同高度的遥感平台,获得多层次遥感资料,在配合多阶抽样技术的前提下,有效提高林业资源调查和监测的速度和精度。

2.3 林业遥感技术具有动态性

林业资源的具有再生性和周期性的特点,决定了林业遥感技术必须保证林业资源信息监控和调查的动态性,实现多时相遥感和动态遥感。

2.4 林业遥感技术具有基础性

林业遥感技术得到的林业资源信息是定量的数据,方便林业资源管理、调查和监测,应该重点做好林业用地面积和森林蓄积量的定量监控工作,为林业资源调查和监测做好基础性工作。

2.5 林业遥感技术具有差异性

不同的传感器和不同的介质,接受和记录林业资源的属性不尽相同,为了林业规划的合理、林业生产的科学、林业监测的全面,必须提高林业遥感技术的差异性,将各种类型的信息接收和记录下来,以利于科学分析和综合利用。

3、遥感技术在林业监测中的应用要点

3.1 做好林业遥感技术在三个方面的应用工作

首先,做好对林业资源遥感资料的成图工作,林业资源的面积、土地类型的判定、制图和调绘是林业资源遥感技术的基础工作,也是其优势的主要方面,是林业监测的根本性工作。其次,做好木材蓄积量的估计工作,针对各地实际情况,开展有代表性的估量试验,为林业监测工作提供详尽的蓄积量信息。最后,做好林分调查因子的估计工作,加强林业遥感技术和传统监测技术的相互配合,对各种因子做以详细描述和准确记录。

3.2 做好林业遥感技术的信息共享工作

林业监测离不开林业信息的共享,林业遥感技术的信息共享是林业信息合作的重要措施,据相关林业文件报告显示,世界绝大多数国家已把遥感技术当作林业资源调查信息的主要获取手段。但各国调查方法差异很大,标准(如分类系统)也不相同,这就使资料失去可比性,影响信息共享。我国已经建立部级的森林资源监测体系和监测项目,就是这方面很好的尝试,在林业资源分类方法与监测体系上与国际上进行了协调。这方面的工作有力地促进了各地林业信息和数据资源的共享,便于林业监测工作的开展和深入。

3.3 做好林业遥感信息的信息融合工作

随着科学技术的不断进步、社会的不断发展,对林业遥感信息源的多形式应用成为林业技术工作人员所面临的重要问题,如何做好林业遥感信息的融合工作,使信息来源多样化,信息加工多功能化,将不同系统和不同来源的信息融合成为一项值得关注的工作。随着信息源的多样化,人们总希望将各种信息源的优点集中在一起,而不是简单的叠加,这无疑是一项十分有意义的工作。目前,应该做好林业遥感信息与地理信息系统和全球卫星定位系统的融合工作,实现信息的无缝对接。

3.4 提高林业遥感数据的精度

林业应用航天遥感数据的一个重大障碍是当前运行的卫星传感器的空间分辨率低,导致现有信息源不能满足林业上的一些特殊要求,如树种的区分。当前信息源即使能区分树种组,由于大量的混杂像元存在,致使分类精度一直很低。随着高光谱技术的出现和发展,上述问题的解决有了可能。如树种区分,森林结构的表达,郁闭度及其它林分因子的测定等。高光谱是一个新的思路,它将原来仅有6~7个波段的区间,细分为更多的波段(如从400~2450m分为192个波段),目的在于建立窄光谱段与地物的直接对应关系,实现空中对地物的直接鉴别,尽管仍会有混杂与干扰,但通过多维光谱空间信息的分析,也能将林业的相关问题适当解决。

4、结语

综上所述,在林业监测工作中应用林业遥感技术是时代对林业整体工作的一项要求,林业技术人员应该明确林业遥感技术的概念,清楚林业遥感技术的特点,找到确实有效掌握林业遥感技术提升林业监测质量的方法,为林业的发展服务。本文来自于实践和基层,难免会出现水平和角度上的缺陷和漏洞,希望能够对同行起到抛砖引玉的作用,也希望同行能把文中的缺欠当做新研究的开始,通过大家的共同努力,共同推进林业监测工作的深入,振兴林业事业。

参考文献

[1]侯彦林,贺红仕,徐吉炎 等.农田防护林生态效益遥感研究方法[J].生态与环境遥感研究北京:科学出版社,1990:44~50.

第6篇:遥感定义范文

1摄影测量与遥感学的发展趋势

摄影测量与遥感学作为基于影像的空间信息科学,是地球空间信息学的核心。地球空间信息学是空间数据的采集、量测、分析、存贮、管理、显示和应用的集成科学与技术,属于现代空间信息科学与技术的范畴。2004年,美国劳动部把地球空间信息技术与纳米和生物技术一起列为当今最具发展潜力的三大技术,其发展有以下几方面的趋势。

1.1空间信息获取的发展趋势

地球空间信息获取的发展趋势具有多平台、多传感器、多比例尺和高光谱、高空间、高时间分辨率以及空天地一体化的明显特征。随着航天技术、通信技术和信息技术的飞速发展,人们将可以从各种航天、近空间、航空和地面平台上用紫外、可见光、红外、微波、合成孔径雷达、激光雷达、太赫兹等多种传感器获取多种比例尺的目标影像,大大提高其空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率,形成天地一体化摄影测量与遥感的数据获取方法,为人们提供愈来愈多的影像和非影像数据。

随着新一代全球卫星导航定位系统(GNSS)的发展,定位系统将以更高的精度自动测定各类传感器的空间位置和姿态,从而实现无地面控制的高精度、实时摄影测量与遥感。

1.2空间信息处理的发展趋势

地球空间信息处理和信息提取的发展趋势是走向定量化、自动化和实时化。目前,摄影测量与遥感所存在的一个突出问题是数据海量、信息不足、知识难求。利用网格技术进行网格计算给解决这一问题带来了新的机遇。

1.3空间信息管理的发展趋势

地球空间信息管理与分析的发展趋势是走向信息共享、互操作和网格化。从网格计算的资源共享和协同计算观点看,目前,地理信息系统已从单机GIS系统发展到网络和移动地理信息系统(Web-GIS和Mobile-GIS),下一步将走向网格地理信息系统(Grid-GIS)。为此,需要解决地理空间数据存在的时间基准不一致、空间基准不一致、数据格式不一致和语义不一致引起的问题。空间基准不一致引起的问题可以采用全球地心坐标系或坐标变换来解决;数据格式不一致可以用互操作软件解决;时态和语义不一致引起的问题较难解决。前者要解决空间数据的实时更新或建立时空地理信息系统,后者需要一个基于本体的空间信息语义网格来处理这些语义的差异,从而实现网格技术下空间信息的共享和互操作。

1.4空间信息应用的发展趋势

地球空间信息成果应用的发展趋势是成果的多样化和应用的大众化与普适化。未来的地球空间信息成果产品可以是矢量的或栅格的,可以是图形的或影像的,可以是二维的或三维的,可以是静态图像或连续动画视频图像,可以是多媒体或流媒体,可以是虚拟现实或可测的实景影像,也可以是上述各种形式产品的融合与集成。长期以来,摄影测量与遥感主要面向地球科学和环境科学的应用,作为基于影像的空间信息科学,它除了将继续在影像城市、虚拟数字地球和地理环境中得到应用之外,还有很大的潜力用于工业制造、医学诊断、文化遗产保护等方面。如果将原始或加工后的影像连同它们的方位元素和测量工具软件一起作为产品,则用户可在Web2.0环境下实现自己的按需测量和按需解译,从而实现地球空间信息成果应用的大众化与普适化。

1.5新地理信息时代的出现

随着下一代互联网与Web2.0的出现,一个新的地理信息时代悄然而来。新地理信息时代的服务对象不仅包括专业用户,而且包括普通大众用户。在新地理信息时代,可实现专业人员和大众用户互动,共同参与按需服务。服务环境是图形、图像和多媒体,服务的提供和实现都是动态的。

2摄影测量与遥感学的发展重点

随着国家经济实力的增长、科学技术的进步和社会可持续发展的需要,中国的地球空间信息科学与技术包括摄影测量与遥感在内,在今后若干年内将出现更加飞速发展的大好时机。我们要坚持自力更生,自主创新,努力工作,并虚心向世界各国同行学习,学习和吸收世界各国的先进技术和经验,围绕创建我国和谐社会,以空间信息服务为中心,建立一个智能化和实时化的地球空间信息服务体系。未来几年内的发展重点简述如下。

2.1发展先进的高分辨率对地观测系统

为了进一步推动中国遥感对地观测的发展,首先要抓好空间信息的数据源。2005~2020年,《国家中长期科技发展规划纲要》指出:发展基于卫星、飞机和平流层飞艇的高分辨率(dm级)先进对地观测系统,发射一系列的高分辨率遥感对地观测卫星,建成覆盖可见光、红外、多光谱、超光谱、微波、激光等观测谱段的高中低轨道结合的、具有全天时、全天候、全球观测能力的大气、陆地、海洋先进观测体系。到2020年,建成稳定的运行系统,提高我国空间数据的自给率,形成空间信息产业链。

2.2构建面向实时服务的广义空间信息网格(GSIG)

地上的全球信息网格与天上的智能传感器网格相集成,形成全球的广义空间信息网格。广义空间信息网格指的是在网格技术的支持下,在信息网格上运行的天、空、地一体化地球空间数据获取、信息处理、知识发现和智能服务的新一代整体集成的实时/准实时空间信息系统。

2.3加强高性能空间信息处理与分析技术的研究,解决应用的关键技术

为推动空间信息技术的应用,进一步加强高性能遥感图像处理与分析技术,突破高精度定标与定位、宽带微波成像修正、遥感图像超分辨率分析与相干处理、多源卫星遥感影像自动配准与融合、高空间分辨率影像目标自动识别、高光谱影像地物精细分类、基于遥感机理模型的地物参数的定量反演与同化等技术;发展复杂地表环境下的地物信息自动提取与定量分析技术,突破空间信息自主加载、维护、复合匹配与服务等技术,开发具备自我维护功能的空间信息网络服务软件系统。突破动态交通信息的获取、融合、分析、预测与动态路径规划等关键技术,开发基于动态交通信息的智能导航与位置服务软件,建立应用系统,为开发具有自主知识产权的新一代位置服务与智能导航系统奠定基础。

第7篇:遥感定义范文

[关键词]遥感技术 资源调查 环境监测

[中图分类号] P237 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-1-55-1

在资源调查和环境监测过程中,依靠传统的地面样方实测方法须花费巨大的人力、财力,且精度不高,难以在大范围内快速提取,基于遥感技术监测面积大、数据可比性强、获取快速和人为影响少等特点,可以从宏观上快速跟踪和定位,为人类认识国土、开发资源、监测环境、研究灾害以及分析全球气候变化等提供了新的途径。

1遥感技术在资源调查领域的应用分析

土地资源调查时,利用卫星遥感技术对土壤、土地利用、土地盐碱化实施监测可有效的解决土地变化周期快、地形差异等调查难题。

我国利用遥感技术调查土地资源起源于“六五”,相关部门运用遥感技术完成了东西部的土地调查,并广泛的应用到了土地管理、农业、设施建设等方面。

96~97两年间全国耕地的遥感监测,显示我国耕地正面临大幅度被占用的趋势,对此,国务院制定相关政策,划定了保护耕地的红线。

为矿产资源开发的新技术。我国曾在昆仑山、准格尔盆地、天山等地区利用遥感技术进行矿产资源勘探,同时,监测煤田火灾隐患、复垦区生态恢复、矿区找水与检测矿区的水害等方面也都应用到了遥感技术。

在人际稀少的植被区,要及时了解森林火灾、病虫害、刀耕火种、采伐活动、森林资源消涨,依靠传统的调查方法,难以达到预期目的,采用遥感技术宏观监测,则可收到事半功倍的效果。于1991年成功应用遥感技术进行“森林资源一类清查”,以此为基础建立了连续清查体系,为森林资源动态监测打下坚实技术基础。

遥感技术同时也应用到水资源的调查上,在洪涝灾害评估、旱情调查、水土流失调查、有效灌溉面积调查、水库库区环境容量调查等方面均扮演着极其重要的角色。

2遥感技术在环境监测领域的应用分析

遥感技术广泛地应用于大气环境、水环境、生态环境、固体废弃物等领域,几乎涵盖了环境保护的各个方面。

利用遥感技术,通过调查大气污染源的分布、污染源周围的扩散条件、污染物的扩散影响范围等,辅以少量地面同步监测数据,可以定量分析污染物浓度的梯度变化值。辽宁省环境保护科学研究所应用红外扫描仪对抚顺露天煤矿进行了大气监测,分析矿坑上空逆温层的形成与大气污染物扩散的关系,为露天矿的污染防治和预测预报提供了科学依据。

水体中由于不同种类和浓度的污染物,导致自身颜色、密度、透明度和温度等方面差异,根据反射波谱能量变化,捕捉遥感影像色调、灰阶、纹理等特征上的差别,监测悬浮物含量、水体透明度、叶绿素a浓度、溶解性有机物以及一些综合污染指标。

同时,我国在土地沙漠化、植被环境变化、森林调查、草原调查、流域治理等生态环境监测中也运用了先进的遥感技术,不少城市利用遥感开展了城市热岛效应与生态环境研究,这对正确地认识和评价生态环境质量,把握生态环境质量差异具有重要意义。

在固体废弃物方面,利用遥感技术对工业废渣和生活垃圾及堆放地与污染状况进行监测管理,通过测定固体废物的含水量、固体废物的有机质含量及表面粗糙度等因子,利用这些参量与光谱的关系,突出堆放点的分布、面积及数量。北京市环境保护科学研究所曾用航空像片分析了北京市垃圾等废弃物的分布状况和特点。

3发展趋势

(1)随着科技进步与需求升高,高空间和高光谱分辨率已是卫星遥感影像的发展趋势。遥感传感器的改进和突破主要集中在成像雷达和光谱仪,高分辨率的遥感资料对于资源调查和环境监测意义重大。

(2)发展机载三维成像仪和干涉合成孔径雷达技术,有助于将地面目标由二维测量拓展至三维测量。

(3)以遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)作为主体构成的3S地观测系统发展迅速,正在形成全天候、全方位、多平台、多高度、多角度、多时相的立体综合系统。

(4)处理方法和模型日益完善,神经网络、小波、分形、认知模型、地学专家知识以及影像处理系统的集成等信息模型和技术,会大大提高多源遥感技术的融合、分类识别以及提取的精度和可靠性。

(5)由航天、航空和地面观测台站网络等组成以地球为研究对象的综合对地观测数据获取系统,提供定位、定性和定量以及全天候、全时域和全空间的数据。

4结语

利用遥感技术开展资源调查和环境监测领域已经得到广泛应用,且研究深度日益增强,遥感已成为实现数字地球战略思想的关键技术之一,充分利用遥感技术的各种优势,进行科学研究和其他成果的转化,是今后提高资源调查和环境监测工作的发展方向,也是完成资源调查和环境监测任务的有效途径。随着遥感技术理论的逐步完善和遥感图像空间分辨率、时间分辨率与波谱分辨率的不断提高,人类将进入立体化、多层次、全方位和全天候地对地观测的新时代。

参考文献

[1]韩震,金亚秋,恽才兴等.我国海岸带及其近海资源环境监测的遥感技术应用[J].遥感信息,2006,(5):64-66,71,插页5.

[2]杨清华,曾福年,曹文玉等.遥感技术在北京周边资源与环境监测中的应用[J].国土资源遥感,2007,(4):76-80,84.

[3]金庆花,朱丽丽,张立新等.矿产资源评价与矿山环境监测中高光谱遥感技术方法应用的实例[J].地质通报,2009,28(2):278-284.

[4]娄全胜,陈蕾,王平等.高光谱遥感技术在海洋研究的应用及展望[J].海洋湖沼通报,2008,(3):168-173.

第8篇:遥感定义范文

一、遥感的基本原理

(一)基本概念

遥感一词来源于英语“Remote Sensing”,其直译为“遥远的感知”,时间长了人们将它简译为遥感。遥感是20世纪60年展起来的一门对地观测综合性技术。自20世纪80年代以来,遥感技术得到了长足的发展,遥感技术的应用也日趋广泛。随着遥感技术的不断进步和遥感技术应用的不断深入,未来的遥感技术将在我国国民经济建设中发挥越来越重要的作用。 关于遥感的科学含义通常有广义和狭义两种解释: 广义的解释: 一切与目标物不接触的远距离探测。 狭义的解释: 运用现代光学、电子学探测仪器,不与目标物相接触,从远距离把目标物的电磁波特性记录下来,通过分析、解译揭示出目标物本身的特征、性质及其变化规律。

(二)系统的组成

遥感是一门对地观测综合性技术,它的实现既需要一整套的技术装备,又需要多种学科的参与和配合,因此实施遥感是一项复杂的系统工程。根据遥感的定义,遥感系统主要由以下四大部分组成(参见下图): 1、信息源 信息源是遥感需要对其进行探测的目标物。任何目标物都具有反射、吸收、透射及辐射电磁波的特性,当目标物与电磁波发生相互作用时会形成目标物的电磁波特性,这就为遥感探测提供了获取信息的依据。 2、信息获取 信息获取是指运用遥感技术装备接受、记录目标物电磁波特性的探测过程。信息获取所采用的遥感技术装备主要包括遥感平台和传感器。其中遥感平台是用来搭载传感器的运载工具,常用的有气球、飞机和人造卫星等; 传感器是用来探测目标物电磁波特性的仪器设备,常用的有照相机、扫描仪和成像雷达等。 3、信息处理 信息处理是指运用光学仪器和计算机设备对所获取的遥感信息进行校正、分析和解译处理的技术过程。信息处理的作用是通过对遥感信息的校正、分析和解译处理,掌握或清除遥感原始信息的误差,梳理、归纳出被探测目标物的影像特征,然后依据特征从遥感信息中识别并提取所需的有用信息。 4、信息应用 信息应用是指专业人员按不同的目的将遥感信息应用于各业务领域的使用过程。信息应用的基本方法是将遥感信息作为地理信息系统的数据源,供人们对其进行查询、统计和分析利用。遥感的应用领域十分广泛,最主要的应用有: 军事、地质矿产勘探、自然资源调查、地图测绘、环境监测以及城市建设和管理等。

(三)遥感原理

振动的传播称为波。电磁振动的传播是电磁波。电磁波的波段按波长由短至长可依次分为: γ-射线、X-射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波。电磁波的波长越短其穿透性越强。遥感探测所使用的电磁波波段是从紫外线、可见光、红外线到微波的光谱段。 太阳作为电磁辐射源,它所发出的光也是一种电磁波。太阳光从宇宙空间到达地球表面须穿过地球的大气层。太阳光在穿过大气层时,会受到大气层对太阳光的吸收和散射影响,因而使透过大气层的太阳光能量受到衰减。但是大气层对太阳光的吸收和散射影响随太阳光的波长而变化。通常把太阳光透过大气层时透过率较高的光谱段称为大气窗口。大气窗口的光谱段主要有: 紫外、可见光和近红外波段。 地面上的任何物体(即目标物),如大气、土地、水体、植被和人工构筑物等,在温度高于绝对零度(即0°k=-273.16℃)的条件下,它们都具有反射、吸收、透射及辐射电磁波的特性。当太阳光从宇宙空间经大气层照射到地球表面时,地面上的物体就会对由太阳光所构成的电磁波产生反射和吸收。由于每一种物体的物理和化学特性以及入射光的波长不同,因此它们对入射光的反射率也不同。各种物体对入射光反射的规律叫做物体的反射光谱。遥感探测正是将遥感仪器所接受到的目标物的电磁波信息与物体的反射光谱相比较,从而可以对地面的物体进行识别和分类。这就是遥感所采用的基本原理。

(四)遥感的分类

为了便于专业人员研究和应用遥感技术,人们从不同的角度对遥感作如下分类: 1、按搭载传感器的遥感平台分类 根据遥感探测所采用的遥感平台不同可以将遥感分类为: 地面遥感,即把传感器设置在地面平台上,如车载、船载、手提、固定或活动高架平台等;航空遥感,即把传感器设置在航空器上,如气球、航模、飞机及其它航空器等; 航天遥感,即把传感器设置在航天器上,如人造卫星、宇宙飞船、空间实验室等。 2、按遥感探测的工作方式分类 根据遥感探测的工作方式不同可以将遥感分类为: 主动式遥感,即由传感器主动地向被探测的目标物发射一定波长的电磁波,然后接受并记录从目标物反射回来的电磁波; 被动式遥感,即传感器不向被探测的目标物发射电磁波,而是直接接受并记录目标物反射太阳辐射或目标物自身发射的电磁波。 3、按遥感探测的工作波段分类 根据遥感探测的工作波段不同可以将遥感分类为: 紫外遥感,其探测波段在0.3~0.38um之间; 可见光,其探测波段在0.38~0.76um之间; 红外遥感,其探测波段在0.76~14um之间; 微波遥感,其探测波段在1mm~1m之间; 多光谱遥感,其探测波段在可见光与红外波段范围之内,但又将这一波段范围划分成若干个窄波段来进行探测。高光谱遥感是在紫外到中红外波段范围内,并且也将这一波段范围划分成许多非常窄且光谱连续的波段来进行探测。 4、按遥感探测的应用领域分类 根据遥感探测的应用领域,从宏观研究角度可以将遥感分类为: 外层空间遥感、大气层遥感、陆地遥感、海洋遥感等; 从微观应用角度可以将遥感分类为: 军事遥感、地质遥感、资源遥感、环境遥感、测绘遥感、气象遥感、水文遥感、农业遥感、林业遥感、渔业遥感、灾害遥感及城市遥感等。

(五)遥感技术的特点

遥感作为一门对地观测综合性技术,它的出现和发展既是人们认识和探索自然界的客观需要,更有其它技术手段与之无法比拟的特点。遥感技术的特点归结起来主要有以下三个方面: 1、探测范围广、采集数据快 遥感探测能在较短的时间内,从空中乃至宇宙空间对大范围地区进行对地观测,并从中获取有价值的遥感数据。这些数据拓展了人们的视觉空间,为宏观地掌握地面事物的现状情况创造了极为有利的条件,同时也为宏观地研究自然现象和规律提供了宝贵的第一手资料。这种先进的技术手段与传统的手工作业相比是不可替代的。 2、能动态反映地面事物的变化 遥感探测能周期性、重复地对同一地区进行对地观测,这有助于人们通过所获取的遥感数据,发现并动态地跟踪地球上许多事物的变化。同时,研究自然界的变化规律。尤其是在监视天气状况、自然灾害、环境污染甚至军事目标等方面,遥感的运用就显得格外重要。 3、获取的数据具有综合性 遥感探测所获取的是同一时段、覆盖大范围地区的遥感数据,这些数据综合地展现了地球上许多自然与人文现象,宏观地反映了地球上各种事物的形态与分布,真实地体现了地质、地貌、土壤、植被、水文、人工构筑物等地物的特征,全面地揭示了地理事物之间的关联性。并且这些数据在时间上具有相同的现势性。

二、遥感的调查实践

(一)资料获取

上海市第三轮航空遥感调查采用1: 10000和1: 50000两种航摄比例尺,以彩红外的成像方式对上海全市范围展开调查。航空遥感调查的第一步是资料获取。资料获取是整个航空遥感调查的基础性工作,其进行的好坏将直接影响以后各项工作的质量与效果。资料获取的工作大致可分成四个阶段来进行:

1、第一阶段为前期工作,前期工作主要有:确定调查的时间、拟定调查的航线和完成航摄任务的招投标。

(1)确定调查的时间 城市航空遥感调查的时间一般选择在秋季或冬季。因为秋季或冬季这段时间,我国大部分地区通常晴好天气较多,空气能见度较高,地面植被的遮挡较少,因而所获取的影像资料也就较为清晰。在航空遥感调查中,针对大区域的大比例尺、完整覆盖的航摄飞行来说,其很难在一个较短的时期内完成。因此需要结合当地的气象情况,选择一个合适的时间段,来实施针对大区域的大比例尺、完整覆盖的航摄飞行。根据气象部门提供的气象资料,表明调查当时上海地区正值暖冬和春寒,在此期间晴好天气为多,空气能见度也高,经过反复斟酌,我们把调查的时间段定在1999年12月至2000年5月。

(2)拟定调查的航线 拟定调查的航线首先要确定飞行的航向,其次要在有经纬度的地图上画出详细的飞行路线。飞行的航向一般是根据被调查地域的形状来确定。通常地域形状呈南北向延伸,其航向定为南北向; 地域形状呈东西向延伸,其航向定为东西向。画详细的飞行路线应充分考虑航片的纵向重叠和旁向重叠。一般说来纵向重叠按40-60%左右考虑,旁向重叠按25-30%左右考虑。本次航空遥感调查按照市有关部门的要求,结合上海的实际情况,我们把1: 10000比例尺的飞行航向定为东西向飞行,1: 50000比例尺的飞行航向定为南北向飞行,飞行的详细路线与上海市地形图图幅的中心线相一致,航片的纵向重叠按60%设计,旁向重叠按30%设计。这样做不仅有利于航片的后期处理,也有利于测绘部门用航片来修测地形图。

(3)完成航摄任务的招投标 资料获取的实质性工作是要完成航摄任务。但作为遥感调查的业主单位,一般不具备这方面的条件和能力来承担这项任务。因此,必须通过市场招投标,选择一家有仪器设备、有技术经验的专业化企业来完成此项任务。我们在开展航摄任务招投标的过程中,首先是编制好航摄任务的招标书。编制招标书的关键是要明确航摄任务的技术要求,其中应包括: 航摄的时间、区域,航摄的比例尺、摄影种类,航摄的飞行路线、飞行姿态,航摄的纵向和旁向重叠率,航摄相机的规格,航摄胶片的规格,飞行器(飞机)上的必要装备等。其次是进行航摄任务的投标、开标、评标和商务谈判。其中评标是由我们业主选定的专家们对各投标方的投标书进行技术评价,主要是评价各投标书中提出的航摄实施方案是否真正满足招标方的航摄技术要求。在投标方的实施方案能够真正满足招标方的技术要求的前提下,再根据开标时投标方的商务报价,按最低价中标的原则确定中标单位,然后业主和中标单位通过商务谈判最终签订项目合同。

2、第二阶段为航摄准备,航摄准备的主要工作有:检查仪器设备及采购材料、召开航空遥感飞行协调会和进行航摄试飞。

(1)检查仪器设备及采购材料 航摄准备首先要对航摄的各种仪器设备作严格的检查。检查的内容主要包括: 飞行器及飞行器上的通讯与导航设备,航摄相机和航摄平台。检查的目的是要确保这些仪器设备能正常工作,并达到仪器设备本身所规定的性能指标。其次是采购有关的材料,主要有航摄的胶片和胶片冲洗液。为了获得大面积、高质量的遥感影像资料,目前这些材料仍需从国外进口。要注意的是:由于从国外进口这些材料得有一个周期,因此必须提前一段时间预先订购,并确保这些被订购的材料在正式实施航摄之前到货。

(2)召开航空遥感飞行协调会 召开航空遥感飞行协调会是航摄准备一项很重要的工作。召开这个协调会就是把负责上海地区空中管制及参加本次航摄任务的各有关单位请来,围绕本次遥感调查的航摄任务进行充分地讨论和协商,在参加会议的各方达成共识的基础上,确定航摄飞行的管制方案,明确各自的保障任务和责任,最后将会议结果形成航空遥感飞行协调会会议纪要。该会议纪要应就飞机的地面保障、飞行的空中保障、航摄区域与飞行高度、航摄飞行的调配和航摄飞行的管制等内容作出具体规定,明确业务要求。会议纪要一旦形成,便成为各方执行任务的行动规范,参加会议的所有单位都必须严格遵守。

(3)进行航摄试飞 航摄试飞也是航摄准备的一项必要工作。在上述两项工作均已顺利完成的基础上,便可开始进行航摄试飞。航摄试飞的主要任务是检验航摄飞行的协调与配合、熟悉航摄区域的地理环境、校正航摄仪器和进行航摄的试拍。其中检验航摄飞行的协调与配合是检验航摄人员在航摄飞行过程中,与气象部门、空中管制部门和地面指挥塔的协调与配合;熟悉航摄区域的地理环境是熟悉被摄地区地物基本要素的分布情况; 校正航摄仪器是校正装载航摄相机平台的基准; 进行航摄的试拍是选择具有明显地形地物特征的小范围区域进行试拍。在结束航摄试飞后,要立即对以上的试验结果进行分析和总结,发现问题及时解决,以便为正式实施航摄创造良好的条件。

3、第三阶段为实施航摄,主要工作有: 收集气象资料、执行航摄任务和监控航摄质量。

(1)收集气象资料 收集气象资料对实施航摄来说至关重要。为了确保航摄任务的顺利实施,航摄人员必须与气象部门保持密切联络,及时收集每一天、每一周的气象预报,随时掌握航摄期间的天气情况及变化趋势。同时,要根据所收集到的气象资料,设计好具体的航摄飞行方案,主要是确定每次航摄飞行的具体时间和区域。由于天气状况变幻莫测,因此在设计航摄飞行方案时,往往要同时拟定几套方案以供备用。一旦天气发生突变,首选方案无法实施时,便可选择备用方案付诸实施,这样就不会耽搁执行航摄任务的进度。

(2)执行航摄任务 执行航摄任务就是对航空遥感被调查区域进行正式拍摄。在每次执行航摄任务之前,仍需对飞机的机务状况作常规检查,如飞机的仪表是否正常、机械是否有故障、燃料是否充足等。另外还要检查是否携带了本次航摄的飞行路线图。若飞机的常规检查未发现异常情况,便可开始进行航摄飞行。当飞机起飞升空后,飞行员要及时校准飞行航线,注意保持飞行高度,并控制好飞机的飞行姿态。航摄人员要注意控制好航摄平台的基准,监视航摄相机工作是否正常,并认真作好航摄记录。在航摄飞行的过程中,飞行员要听从机场塔台的指挥,服从指挥人员的调度,一旦遇到特殊情况,应按命令及时返航。

(3)监控航摄质量 在每次执行完航摄任务之后,应及时把航摄胶卷从航摄相机中取出,并立即送交承担航摄任务单位的洗印中心进行处理。处理的过程主要有:显影、定影、水洗、晾干和晒印像片。在冲洗胶卷时,须控制好冲洗液的浓度、温度和冲洗的时间,要尽可能使胶片的色饱和度达到最佳处理效果。待冲洗完胶卷并晾干后便可晒印成像片。监控航摄质量主要是通过晒印出来的航摄像片,对航摄的质量进行技术评定,着重是评定航摄像片的覆盖区域与航摄路线的基线是否有偏差,航摄像片的纵向与旁向重叠是否满足设计要求。若发现有这两种问题造成的“航摄漏洞” ,必须做好有关的记录,另行拟定补飞的航摄计划,安排航摄补飞。

4、第四阶段为资料验收,资料验收的主要工作有: 检查航摄成果和接收航摄资料。

(1)检查航摄成果 在接收航摄资料之前,必须对航摄成果进行严格的检查,检查主要是通过阅读航摄胶片、像片来进行。首先是检查航摄像片的覆盖区域是否涵盖了本次遥感调查的全部区域。其次是检查航摄胶片的清晰度与色饱和度是否达到业主规定的要求。再则是检查航摄像片是否存在倾斜角偏大,旋转角突变、渐变等造成的航摄漏洞以及补正航摄质量检查等。待完成上述检查内容,未发现任何重大问题,并航摄的质量完全达到技术考核的标准,方可进行资料的接收。

(2)接受航摄资料 接收航摄资料,应先列出接收内容的详细清单。接收的内容主要包括: 航摄胶卷、航摄像片和航摄记录。在接收航摄资料时,要根据清单的内容一一核对查收。若在接收航摄资料的过程中,没有发现航摄资料有任何缺漏,接收人便可在资料验收书上签字。至此航空遥感调查资料获取的整个工作就告一段落。

(二)数据处理

航空遥感调查的第一步--资料获取,仅仅是完成了遥感数据的采集工作。此时的遥感数据还是未作数字化加工的原始数据,这样的数据还不能直接被计算机来加以分析利用。因此,在完成了航空遥感调查的第一步即资料获取之后,还须进行航空遥感调查的第二步--数据处理。数据处理的主要任务是: 运用摄影测量专业扫描仪及计算机软硬件,在有经验的技术人员的人工干预下,对原始的遥感数据进行扫描、校正及拼接等加工处理,最后建立相应的遥感影像资料数据库。数据处理的工作大致分为四个方面,这四个方面的工作可以交叉进行。

第一个方面的工作为数字化扫描。数字化扫描是航空遥感调查中数据处理的首要工作。数字化扫描的任务是把记录在胶片上的遥感数据转换成计算机可储存与处理的数字化形式。

开展数字化扫描的工作,实施单位必须具备必要的电子设备,其中最重要的设备是摄影测量专业扫描仪和计算机。摄影测量专业扫描仪要求其扫描的分辨率范围至少要在100~5000dpi,并且要既能扫描大幅面(23cm×23cm以上)的底片,又能扫描大幅面的像片。而计算机则要求CPU芯片的处理速度越快越好,内存至少要512Mb,硬盘至少要75Gb。另外扫描软件在采购摄影测量专业扫描仪时也会随机提供。

在开始数字化扫描之前,操作人员必须先确定航片的扫描分辨率。对于一幅航片究竟采用什么样的分辨率来进行扫描非常重要。因为扫描分辨率定得太高,由扫描所得的数据其冗余就太多;而扫描分辨率定得太低,由扫描所得的数据其损失又太大。因此,选择合适的扫描分辨率就成了执行数字化扫描任务的关键。所谓选择合适的扫描分辨率,就是要寻找一种能使扫描所得的数据既不产生较多冗余又不造成较大损失的扫描分辨率。那么扫描一幅航片其扫描的分辨率到底取决于什么呢? 经过分析发现: 它只取决于航摄胶卷的解像力。本次航空遥感调查,我们选用柯达2443彩红外反转片,其解像力为63线/mm,换算成线密度为15.87u。这就是说胶片感光本身的分辨率为每隔15.87微米的距离能显现1个像素点,距离再小它就无法分辨。由此我们可以得出,航片扫描分辨率的线密度应大于15.87u,而不能小于15.87u,否则由扫描所得的数据就会产生冗余。然而,航片扫描分辨率的线密度应大于15.87u多少呢?如果大得太多,反过来也会对扫描所得的数据造成信息损失,对此只有通过做试验来确定。经过若干次的试验,我们觉得把航片扫描分辨率的线密度定在17u比较合适,换算成扫描分辨率接近于1500dpi。按这样的分辨率来进行扫描,虽说会有少许的信息损失,但其影响微不足道。所以最终我们把航片的扫描分辨率定在了1500dpi。

当确定了航片的扫描分辨率之后,即可进行数字化扫描的工作。在扫描的过程中,对每条航线图像质量相近的航片必须进行预扫。为了尽量减少扫描过程中的信息损失,预扫时应在充分尊重航摄底片原始信息的前提下,不断地调整扫描的亮度、色彩饱和度和对比度等参数,力求使扫描的结果达到地物成像清晰、色调区域平衡、反差均衡适中。待预扫的亮度、色彩度和对比度等参数确定以后,便可对每条航线图像质量相近的航片进行批量扫描。按此程序周而复始地重复,直至完成整个数字化扫描的任务。

第二个方面的工作为几何校正。航空遥感调查是通过航空摄影来获取遥感影像资料的。由于航空摄影采用的是中心投影,即空间任意一点均通过某一固定点(投影中心)被投射到一平面(投影面)上而构成其影像。因此,当被摄地区地面起伏较大或航摄的飞行姿态出现较大倾斜时,均会使航片上的像素点产生像点位移,从而造成遥感影像的几何畸变,同时也造成航片上各处的比例尺不尽相同。由被摄地区地面起伏较大所引起的遥感影像几何畸变称为投影误差,由航摄的飞行姿态出现较大倾斜所引起的遥感影像几何畸变称为倾斜误差。对于这两种误差,包括比例尺的差异,我们都要予以消除。这样中心投影的航片才能被当作正射投影的平面图来使用。

鉴于上海地区地面较为平坦,基本没有地势起伏,所以对因地势起伏较大而产生的投影误差我们可以忽略不计。然而,上海的地面上有许多高楼,这些高楼的高低起伏也会引起投影误差,但是对因这种情况造成的投影误差,无须消除也无法消除。另外,由于空中存在着气流的缘故,航摄的飞行姿态较难控制,航摄时其飞行姿态难免会出现较大的倾斜。所以,本次航空遥感调查所获得的航片存在着一定程度的倾斜误差,同时也存在着航片各处的比例尺不同。为此,对已经完成数字化扫描的航片,我们还须对其影像所含的倾斜误差和比例尺的不同进行几何校正,拟通过几何校正来消除该影像的几何畸变和比例尺差异。

所谓几何校正,就是将一幅含有几何畸变和比例尺差异的原始遥感影像,通过一种数学变换,生成一幅符合数字化地图实际的新的遥感影像。几何校正的具体方法为: 先在每幅原始遥感影像上选取若干个控制点,再求出这些控制点在数字化地图上对应点的真实坐标,然后把这些已知坐标的控制点代入计算机的校正软件进行运算。校正运算实际上包含着两个基本的运算过程: 一是将每个原始像素点的行列值换算成它在新生成的遥感影像中的坐标值,二是重新计算出每个原始像素点在新生成的遥感影像中的像元亮度值。当所有的控制点被选好后,其校正运算的过程由计算机校正软件自动完成。而控制点的选取则需要人工干预,其选择的准确性与合理性将直接影响到校正的处理效果。

在几何校正的过程中,我们需要着重把握好两个关键环节。一是选取什么样的像素点作为控制点。根据以往几何校正的经验,通常选择原始遥感影像上地面的突变点来作为控制点,比如道路的交叉口、河流的分叉或拐弯处等。另外像小河的桥梁、建筑物的房基等也适合选作控制点。这样选择的好处是: 作为控制点的地物标志明显,易于识别。二是在每幅原始遥感影像上选取多少数目的控制点。从理论上讲被选择的控制点的数目应越多越好,但选择得太多会使几何校正的工作量太大,反过来选择得太少又达不到几何校正所需的精度。这个问题究竟应该如何把握,目前还没有很好的解决办法,仍需通过几何校正的具体实践,视每幅原始遥感影像的几何畸变程度来逐一确定。按照我们的实践经验,对几何畸变程度较小的原始遥感影像来说,被选择的控制点的数目可以少一些,通常不少于15个; 对几何畸变程度较大的原始遥感影像来说,被选择的控制点的数目可以多一些,通常要在30个以上。在同一幅原始遥感影像中,不同的区域其几何畸变的程度也不同。原则上也是几何畸变较大的区域,被选择的控制点的数目多一些; 而几何畸变较小的区域,被选择的控制点的数目少一些。另外在选取控制点时,每幅原始遥感影像的中心区域应少选一些,四周区域应多选一些,因为中心区域的几何畸变要比四周区域的几何畸变来得小。但是控制点的分布应尽量地均匀,尤其是在几何畸变程度相近的同一区域要均匀地分布。这样所获得的校正影像其精度才能满足要求,并且整体性也好。

第三个方面的工作为图像拼接。经过数字化扫描及几何校正后的数字化遥感影像,均为一幅幅具有相同比例尺的影像图。这些影像图互相之间都存在着部分的重叠。所谓图像拼接就是通过对相邻影像图的无缝拼接处理,把这些影像图相互间的重叠部分去掉,从而为在逻辑上将这些影像图整合成覆盖上海全市的一幅影像图创造条件。图像拼接的具体工作步骤为: 首先是进行色差处理,借助PhotoShop软件中的色彩调整功能,将需要拼接的两幅相邻影像图的色彩调整到尽可能和谐。其次是选择拼接线,在两幅相邻的影像图上,用彩色线把需要进行拼接的界线勾画出来。再则是拼接影像图,当选好拼接线后,由I/RAS C软件沿着拼接线的轨迹自动进行拼接处理。最后是拼接后的检查,着重检查沿拼接线的接缝处是否存在着错位,若存在错位,还需要对拼接后的影像作进一步的修补。

在进行图像拼接时,必须注意以下三个问题: 一是拼接线要尽可能沿着道路、河流、田埂、空地、阴影等延伸,尽量将拼接线选择在两旁无高楼的区域。二是注意两幅相邻影像图在拼接处的高楼单中心投影倾向,要尽可能使拼接线两侧的楼房保持相似的倾向,同时也要防止在拼接后将某一侧楼房切掉一部分的情况。三是拼接线要尽可能避免穿越高架、桥梁、铁路等地物,假如必须要穿越高架、桥梁、铁路时,应尽量从衔接较好的地方或阴影区内穿过。

在进行错位修补时,必须遵循以下四个原则: 一要遵循客观性的原则,即在尊重原始影像的基础上,经过对影像错位的修补,使修补后的影像能客观地体现地物的原有面貌。二要遵循准确性的原则,即只对几何校正不准的影像部分作错位修补处理,而对几何校正准确的影像部分保持其原状不动。三要遵循整体性的原则,即无论是大尺度地物还是小尺度地物,只要拼接时在它的拼接处呈现错位,就要对整个地物作整体性地修补。四要遵循连锁性的原则,即对原有的影像错位作了锁定修补后,不要在其它地方再产生新的错位。

第四个方面的工作为影像建库。当所有的影像图都被拼接完后,此时的影像图在物理上均为一个个覆盖一定区域的图块,要将这些图块从物理上整合成覆盖上海全市的一幅影像图几乎是不可能的。原因很简单,因为若要整合的话,其数据量太大,现有的软、硬件技术均难以支撑。另外,即使有某种软、硬件技术能够给予支撑,但其影像图的调用和浏览也是极慢的,以致使用者不堪忍受。为了今后使用的方便,较好的选择是通过影像建库,将这些图块从逻辑上整合成覆盖上海全市的一幅影像图。影像建库最主要的工作是选择合适的软硬件、确定数据库的结构及进行影像图的切割。 在着手进行影像建库时,首先要选择合适的软、硬件。其中对硬件的选择,要求服务器内CPU芯片的处理速度越快越好,最好选用含最新一代CPU芯片的服务器; 服务器中内存和硬盘的容量也要越大越好,内存容量的配置至少在1Gb以上,硬盘须采用磁盘阵列,其容量的配置也至少在3Tb以上。对软件的选择,着重是选择GIS开发平台和数据库软件。GIS开发平台是被用来建立对遥感影像数据进行调用和浏览的运行环境,这一环境是重要的数据处理和加工过程,要备有足够的缓冲空间,将大大提高工作效率。而数据库软件则被用来储存和管理遥感影像数据。选择GIS开发平台和数据库软件应尽可能选用市场上较流行、应用较成熟且功能强大的商用软件,如GIS开发平台方面的Arcinfo、Intergraph等软件以及数据库方面的Oracle、SQL server等软件。选用这样的软、硬件才能保证影像建库获得较满意的效果。

其次要确定数据库的结构。这里讲的确定数据库的结构是指对遥感影像数据究竟是采用一个数据文件的集中存取方式还是采用多个数据文件的分散存取方式。显然如前面所叙,由于拼接后的影像图块不可能在物理上被整合成覆盖上海全市的一幅影像图,即这些影像图块不可能被拼接成一个数据文件,所以采用集中存取的方式不可取,只能采用分散存取的方式。所谓分散存取就是将拼接后的影像图块在物理上分割成许多个拥有合适数据量的数据文件分别进行存储;但在访问时,又将以许多个数据文件分散存储的遥感影像数据视作逻辑上覆盖上海全市的一幅影像图来加以管理和使用。

最后还要进行影像图的切割。其实现方法为: 先根据上海市地形图的分幅标准,按照上海市的边界范围,对遥感影像图进行图形分幅并建立相应的索引文件。其中1: 50000比例尺的影像图按1: 10000地形图的图幅标准进行分幅,1: 10000比例尺的影像图按1: 2000地形图的图幅标准进行分幅。这样进行分幅的好处是: 每幅影像图的数据量大小适中,便于使用者的调用和浏览。然后根据索引文件中的分幅图,运用I/RAS C软件对这两种比例尺被拼接过的影像图块进行影像切割,切割的过程由计算机软件自动完成。当每幅影像图被切割完后,还需建立它的数据文件并输入到数据库中储存。待所有的影像图块都被切割完,并建立其数据文件及输入到数据库中储存后,技术人员还得利用数据库软件提供的开发工具,编制相应的数据库管理程序,以便使用者按索引文件对库内的遥感影像数据进行调用和浏览。至此航空遥感调查数据处理的整个工作就告一段落。

(三)信息提取

综上所述,此时所生成的遥感影像数据已是人们可对其进行应用的数字化遥感影像数据。遥感影像数据的应用按应用方式可分为两种: 一种是将遥感影像数据作为现状或背景资料直接加以利用,如用于地形图的修测、城市规划设计以及工程项目的详细设计等; 另一种是通过对遥感影像数据的分析、解译,从中提取某些专题地物要素的信息来加以利用。对于第一种应用,由于我们只是向有关的部门提供数据,并未就其进行深入地研究,因此在这里将不作陈述。本节着重是讨论如何通过对遥感影像数据的分析、解译,从中提取某些专题地物要素的信息。信息提取的真正意义在于将内容丰富的遥感影像数据转化为具有各种专题的有用信息,以便管理人员利用这些信息更好地为领导决策提供服务。信息提取的工作大致可分为三步来进行:

1、影像特征分析

要进行影像特征的分析,必须首先确定从遥感影像数据中提取哪些专题地物要素的信息。遥感影像数据的信息内容十分丰富,它几乎涵盖了人的肉眼可以识别的所有地物要素。然而要把所有这些地物要素的专题信息都提取出来,这几乎是不可能的,也没有必要。根据上海城市建设和管理的需要,从本次航空遥感调查的影像数据中提取了绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素的专题信息。

当信息提取的地物要素被确定之后,即可开始对这些地物要素进行影像特征分析。任何可视地物要素在其遥感影像上都具有一定的光谱特征、几何特征及其它辅助特征。其中光谱特征在视觉上最直观的反映就是色调,几何特征在视觉上最直观的反映就是形状,其它辅助特征在视觉上的直观反映有: 阴影、纹理及影像结构。所谓影像特征分析就是从色调、形状、阴影、纹理及影像结构等方面对拟被提取的可视地物要素进行影像的定性分析。通过对这些地物要素其影像的定性分析,总结、归纳出这些地物要素各自所具有的影像特征,并以此作为技术人员解译这些地物要素的标志和依据。

我们从色调、形状、阴影、纹理及影像结构等方面,对被提取的绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素进行了认真地影像定性分析,总结、归纳出这些地物要素具有如下的影像特征:

绿化: 健康生长的绿化类地物要素其色调通常呈饱和度不同的红色。绿化还可细分为乔木、灌木和草地。其中乔木、灌木的影像形状多为尖状、冠状、团簇状或绒球状,草地则为块状。乔木一般都有明显的阴影; 灌木也有阴影,但不太明显,且长度较短; 草地则无阴影。人工构筑的公园、苗圃其几何形状常为矩形或不规则的多边形。

水体: 陆上水体由于光线反射角度及水体深度的不同,其色调也往往有所不同,但大多都呈青蓝色、蓝色和深蓝色。陆上水体还可细分为河流、湖泊和池塘。其中河流的几何形状为条带状,且常有弯曲。湖泊的几何形状为不规则的面状。池塘的几何形状为长方型的面状,且分布较集中,排列较规则。

道路: 城市道路分水泥路和沥青路。其中水泥路的色调呈灰白色,沥青路的色调呈灰黑色。城市道路的几何形状通常为条带状。城市道路的边缘比较清楚,道路上一般能看到汽车,路上还常常有明显的车道分隔线,市区道路的两旁往往伴有建筑物和行道树,郊区的高等级公路一般中间设有隔离带或两侧配有绿化带。

建筑物: 建筑物有多种类型。城市中常见的建筑物有: 高层建筑、新工房、花园式住宅、里弄式住宅和简屋。从遥感影像上看,高层建筑带有狭长的阴影; 新工房一般为平顶,排列较整齐,且屋顶设有水箱; 花园式住宅为一幢幢排列整齐的单体建筑,且每幢建筑拥有自己的花园; 里弄式住宅为一排排排列整齐的连体建筑,且屋顶为坡面,较多的屋顶还开有天窗,房屋的北面设有晒台; 简屋的单体建筑占地面积很小,互相犬牙交错联接,形状散乱,无规则。

2、专题信息提取

当绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素的影像特征被总结、归纳出来之后,技术人员便可依据它们的影像特征来提取这些专题地物要素的信息。提取专题信息的具体过程如下:

首先是对参加信息提取的工作人员进行技术培训。培训的主要内容有: 熟悉和掌握被提取的绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素的影像特征。培训时要在绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素中,选取各种具有代表性的地物对其影像特征作逐一讲解。待每位学员比较熟悉这些地物要素的影像特征之后,还要尝试让每位学员依据这些影像特征,去独立地解译绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素中的各种地物。这样的训练要反复多次,直到他们完全掌握这些地物要素的影像特征为止。

其次是由受过良好培训的技术人员,依据绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素的影像特征,在本次航空遥感调查的影像数据上对这些专题地物要素进行解译。这里讲的解译指目视解译。所谓目视解译就是技术人员根据一定的影像特征,在计算机屏幕上通过肉眼的直接观察,对遥感影像中的目标地物进行辨认及确定。解译时,技术人员先要依据以上四类基本地物要素的影像特征,在遥感影像上辨认出这些专题地物要素中的各种地物; 然后借助GIS平台软件提供的绘图工具,用彩色线把已被确认的各种地物的边界勾画出来。

再则是对已被确认的各种地物进行定性和定量描述。进行定性描述就是对已被确认的地物赋予它本身所固有的性质。如当某一地物经解译被确认之后,我们应将该地物在绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素中的详细分类作为它本身所固有的性质赋予该地物。进行定量描述就是对已被确认地物的占地面积或长度及其它定量指标进行量化计算。如在被提取的绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素中,我们应对每个已被确认的地物进行其占地面积或长度及其它定量指标的量化计算,并将量化计算的结果连同前面地物本身所固有的性质均作为该地物的属性保存起来。

3、建立地理数据库

经过对绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素的分析、解译,我们从中已提取出这些专题地物要素的有用信息。在已被提取的专题信息中既有图形数据又有属性数据,其中图形数据是以坐标集合的矢量形式来描述,属性数据是以文字与数值的表格形式来描述,并且这些图形数据和属性数据之间还存在着关联性。为了更好地保存和利用这些已被提取的专题地物要素的有用信息,我们有必要运用GIS软件来建立含有这些图形数据和属性数据的地理数据库。

建立地理数据库首先也要选择合适的软、硬件,但该软、硬件的选择可以和前面所述的遥感影像建库的软、硬件选择结合起来统筹考虑,不需要另外再单独选择。其次要确定地理数据库拟采用的背景图。实际上地理数据库中的图形数据又细分为地形图、遥感图和专题图等数据,其中地形图和专题图都是矢量数据,而遥感图则是栅格数据,即数据是以像元阵列的形式来描述。地形图与遥感图在地理数据库中均作为背景起地理位置的参照作用。已被提取的专题地物要素的图形数据属于专题图,专题图要被叠加到背景图上才能加以应用。因此,我们把本次航空遥感调查的影像数据即遥感图作为拟建地理数据库的背景图之一。影像数据的建库在数据处理这一节已作阐述,这里就不作重复。另外,由于上海市的测绘部门已经生产出成系列的数字化地形图,所以我们就将该部门生产的1: 2000比例尺的框架要素地形图作为拟建地理数据库的背景图之二。

接下来就可着手建立地理数据库。建立地理数据库的主要工作是利用GIS软件提供的命令,进行数据库定义及输入和编辑图形数据与属性数据,其具体工作步骤如下: 首先是对数据库进行定义,其中包括定义数据库的名称、组织结构, 定义数据项、数据类型和数据长度。其次是将作为背景图的地形图和遥感图输入到地理数据库中。其实遥感图在数据处理时就已经被输入到地理数据库中,此项工作可以省略,这里只需要把地形图输入到地理数据库中即可。然后是将已被提取的专题地物要素的图形数据和属性数据分别生成专题图和属性表,并也输入到地理数据库中。再则是建立专题图的拓朴关系即图中各几何图形元素之间的链接关系,以便GIS对这些图形元素进行查找与分析。最后是在专题图和属性表之间构筑一一对应的关联标识符,以此作为实现专题图和属性表相互链接的关键字。

第9篇:遥感定义范文

关键词:遥感技术;环境监测;应用

中图分类号:O434 文献标识码: A

一、遥感技术的简介

环保事业已经实行很多年了,但是取得效果仍然没有达到预期目标,多数仍处于宏观上的研究,缺乏微观具体的处理,遥感技术的开发突破了这一限制,让环保计划有了实质性的进展,而所谓遥感技术,乍一听会不知所云,其实简单的来说,就是遥远感知,这种技术通常是利用遥感器从高空向地面或海洋探测和感知物体性质的新型技术,其作用原理就是根据不同物体之间的不同波普而随之产生的不一样的反应,对通过相关软件所分析出的物体的反射波普的最终结果,来进行有效识别与判断,常见的遥感监测技术分为热红外遥感技术、微波遥感技术以及可见光反射红外遥感技术,不同的技术类型所应用的领域也不一样,遥感技术已成为环保领域里的重要保护方法。

二、遥感技术广泛的适用范围和重要优势

尽管环保事业在我国已经发展多年,但是遥感技术的应用引入却相对较晚,不过通过近些年来相关人士的不断研发与共同努力,遥感技术在环境监测方面取得了不少的成果,尤其针对城市的大气污染和水污染情况,做到了很好地监测与控制,例如:在进行城市大气污染的监测时,利用遥感技术能够以图象的形式清晰地呈现出空气污染物的形状、大小及分布区域,有利于人们对污染范围的确定和治理,当然,遥感技术的应用范围远远不止于此,随着时代的发展,技术的提升,遥感技术的影响范围越来越广,已经深入包括农业、渔业、地质、气象、林业等众多领域,可谓实现了对其作用的推广化,而受到如此重视和欢迎的原因,归根结底要依靠其独特的优势特点,遥感技术对环境的监测与保护已到了近距离的研究与实施阶段,相比传统的环境监测无法反映污染来源、污染势态范围等弊端,明显有所改善,不仅方便、高效、快捷,能够实时动态地监测环境变化,而且经济成本较低,准确度高,所以被广泛大面积利用。

三、遥感在环境监测中的应用

1、水环境污染监测

遥感技术在水环境污染中的应用,主要是分析水体的光谱特征、确定水体界线、水体温度以及反演水体悬沙规律、叶绿素规律等,基于统计关系的定量反演或定性的进行遥感影像分析,最终确定水体的综合水质指数,反应水质污染现状。环境监测领域正逐步由定性监测发展到定量反应,同时这也是遥感技术发展的必然趋势。

目前,遥感技术应用于水环境监测,可较高精度的反应出水体的泥沙浊度、叶绿素水平、水体温度,并可对SS、SD、DO、BOD5、COD、TN、TP等指标有一定指示作用,对水体富营养化的监控有一定作用。并且目前应用海洋遥感卫星进行海洋污染监控效果较好,对大范围的海洋石油污染、海洋化学污染具有一定重大的意义,具有较大应用。

2、大气环境污染监测

目前,遥感技术应用于大气环境监测主要是对其进行臭氧监测、气溶胶含量监测、有害气体和热污染监测,以及对沙尘暴的监测、酸沉降的监测等,随着传感器科技的不断进步,应用十分广泛,全球目前唯一臭氧测量手段即为遥感。采取卫星为传感器搭载平台的遥感技术收集大气信息和地表信息区域性更大,而且是瞬间完成的,应用于大气污染调查,可最大程度避免其误差产生,有利于对大气污染进行动态监测。

遥感用于臭氧监测时,主要是通过测量臭氧对热红外辐射量的吸收,进而分析臭氧含量的。但遥感技术用于有害气体监测仍是通过间接解译敏感植物受影响状况。对灾害性的大气问题的监测主要是包括沙尘暴、酸沉降、有毒有害气体泄漏等问题的监测,严重危害环境质量,属严重的环境污染问题。许多传感器的特定数据对其便有较好的观测效果,如美国NOAA的高级甚高分辨率辐射计,便可对气候监测、厄尔尼诺现象等许多环境灾害进行描述性监测。总体来说,现如今经过几十年的发展,遥感技术应用于大气监测发展迅速。

3、植被生态监测

植被生态监测被各种监测均视为重要监测项目,所有监测卫星均需特殊考虑植被周期及生长规律,以便获得更好的监测效果。植被生态遥感的应用主要应用于:植物生态健康状况解译、植被动态变化的调查城市绿化调查、草场资源调查、林业资源调查等。根据植物不同种类、不同状态具有不同的光谱特征,对植被生态状况可以进行良好细致的把握。在我国植被生态监测极为重要,其不仅关乎国民经济,而且影响生态安全问题。因此植被生态监测意义重大。

4、土壤及土壤污染监测

遥感技术应用于土壤监测,具有极其重要的意义,因为土壤关系着农业生产、流域非点源污染、沙尘暴、矿产资源等。土壤监测中的遥感技术应用是将土壤类型、土壤分布规律根据遥感影像解译出。由于土壤监测是大范围的监测,因此具有监测效果较好的传感器为大波段、覆盖范围较大的传感器。

5、土地利用监测

遥感技术应用于土地利用监测即为以传感器为“手段”对土地利用进行分析,对土地覆盖利用变化情况进行表达,进而对城市环境规划起到一定的辅助作用。城市土地利用遥感图像资料通过解译,可进而可对城市发展、森林覆盖、矿产资源开发利用、生态环境等进行检测。对此可进行间隔长度为五年或十年的跨度,经过图片叠加,可发现分析出明显规律。

由于现如今城市热岛效应愈加剧烈,已达到干扰生态的程度,遥感技术对城市热岛的监控,有利于分析其产生原因,改善其现有状态。遥感技术应用于城市还突出贡献于城市热岛效应方向,如Landsat7的热红外波段6即对地表温度、水温变化以及城市热岛有特别的判断作用。

6、遥感在固体废弃物监测方面的应用

目前,地面垃圾乱堆放造成的环境污染在我国各大城市乃至乡村地带随处可见,“垃圾围城”的现象已十分普遍。遥感监测的内容有:工业、生活垃圾的堆放状况,堆放点的分布,堆放点的面积、数量等,优化垃圾处理处置场。从空间分辨率上要求比较高,达到3m~10m的水平。

在固体废弃物的监测方面,利用遥感技术对我国多个城市的工业废渣和生活垃圾及堆放地与污染状况进行了监测,如中国环境科学研究院在“八・五”期间采用遥感方法对北京市的垃圾堆放场作了监测研究。