公务员期刊网 精选范文 卫星遥感技术的特点范文

卫星遥感技术的特点精选(九篇)

卫星遥感技术的特点

第1篇:卫星遥感技术的特点范文

东莞横沥六甲村的200多亩荒地在2008年10月底突然被铺上了一层绿网,连路边一些堆放废石头的地方和没有经过批准的违章建筑上,也都覆盖了这层价值十几万元的绿网。目的何在?答曰躲避遥感卫星监测,让卫星图片上显示出貌似绿地的景观。这条消息一时间在网上传得沸沸扬扬,大家都在怀疑是不是有更多的违章建筑、违法用地被盖上了“绿被”。卫星遥感真的这样好骗吗?事实上,随着卫星遥感技术的不断发展,以及解译手段的提升,上述的作弊手段一攻就破。

从定性到定量的飞跃

国土资源系统是最早一批使用卫星遥感影像的用户,国土资源部信息化工作办公室副主任李晓波告诉记者,目前卫星遥感数据主要应用在国土资源工作的三个方面: 一是土地监管,查处违章违法用地; 二是矿产资源管理,包括对露天采矿等违规行为的监控; 第三就是对地质灾害的监测,比如地震后的基础地质背景、环境地质情况、地质灾害分布等。随着卫星遥感影像分辨率的逐渐提高,对业务的支撑能力得到了很大提升。

卫星遥感影像分辨率的提高使它的应用从定性上升到了定量,在某些行业应用上具备了一些其他手段不可替代的管理功能。

北京天目创新科技有限公司(以下简称天目创新公司)总裁程晓阳介绍说,“遥感影像应用已经深入到了业务管理这个层面,用遥感手段进行定量分析,能够给出非常客观的数据,比如当测定一个地区的绿化率时,分辨率达到0.61米的卫星遥感影像已经可以精确到对一颗树冠的辨别了,由此甚至可以计算出一个区域内有多少棵树。” 在一些遥感影像应用基础好的行业和部门,例如国土资源和农业部门,利用卫星遥感影像和航空影像,管理工作能够得到从定性到定量的提升。

在农业方面,用稻麦产量和品质形成的计算机农学模型对卫星遥感的数据进行分析,就可以获得预测结果,其精度也已经能够满足生产应用需求。2008年12月,中国“遥感卫星四号”发射成功,其主要作用之一就是负责中国农作物的品质与产量监测数据的采集。只要在电脑上用鼠标轻轻一点,根据卫星遥感图上的不同色彩,就可以判断出农田里小麦的品质状况、主要成分的含量等信息。应用卫星遥感测报技术,在小麦拔节期之前,还可重点监测苗情及病虫害等生长环境信息; 在开花期后,则重点监测预报成分含量及产量。

天目创新公司是美国DigitalGlobe公司快鸟卫星影像数据的中国独家总,从1999年成立至今,已经有10年历史,据程晓阳介绍,公司第一年全年的销售收入仅120万元,当时很少有人了解卫星遥感; 到了第5年销售收入达到1千万元,而去年则上升到1个多亿,全年处理了1000多个合同订单,覆盖了10多个行业。

这10年销售额100倍的增长从一个侧面反映出了卫星遥感影像的应用拓展。

多年的业务发展,让程晓阳感受到,卫星遥感影像只有和行业应用相结合,才能上升为真正的服务型产品,而不仅仅是原材料。服务的提升可以进一步加速卫星遥感影像的应用,只要这个市场足够大,就能将单位价格降低到更多用户可接受的程度,由此形成良性循环,促进更多卫星遥感增值产品的开发和应用。

据了解,卫星遥感数据的价格呈现出逐年下降的趋势,某些城市用同样的经费,以前一年只够做一次数据获取,现在可以做两次,分辨率还比以前有所提高。据程晓阳介绍,目前高分辨率的遥感图像价格大约在每平方公里200元左右,中分辨率的在10~50元之间,而低分辨率的低至每平方公里10元左右。

向新行业渗透

“没准过些年,连卖保险的业务员都会拿着一幅卫星遥感图像,显示着你居住的区域,根据该地属性和周边有无污染源,建议你应该买什么样的保险了。”程晓阳描绘了这样的远景。近年来,卫星遥感图像已经以迅猛的速度进入普通公众的生活。

以天目创新公司为例,它从去年开始跟搜狐网站合作,尝试一种新商业模式。“把灾区的影像放在网上,加上一些标注点,让大家可以在搜狐网去了解灾后的情况; 奥运期间,奥运场馆的影像都放在上面了,公众还能比较方便地通过搜狐去查找他感兴趣的奥运场馆位置和公交换乘点信息。天目创新的这些服务都是对网站收费的。”程晓阳说: “天目创新正从卫星数据提供商转变为服务提供商,这是公司未来业务的一个主要增长点。目前虽然传统业务占公司销售额的90%以上,但是今年我们投入了三分之一的人员从事新业务开发。”

程晓阳说,“图享受”网站将是天目创新重点培育的影像服务品牌,它以高分辨率卫星影像为基础,利用先进的技术为公众用户提供服务,为专业用户提供解决方案服务品牌。同时为各种面向公众的位置服务提供接入,如: 门户网站、搜索引擎、专题网站、电子政务等。“图享受”凭借强大的影像和地图资源,具有可扩展的系统架构,完全适用于不同领域的跨平台网络应用。例如在全球中低分辨率的海量卫星影像的基础上,该网站的全国300个城市区域均为高分辨率卫星影像,并通过独特的压缩和无缝拼接技术,方便用户快速浏览和调用。“现在已开通北京、上海、天津和广州四个城市,例如北京市的覆盖面积达到2567平方公里,分辨率可以达到0.6米。”

除了互联网外,程晓阳认为还有一个新应用是在工程建设领域。“中国很多企业在国外开展工程,由于不便到国外去做实际的航飞测绘,因此在开展工程之前,这些企业会在国内通过卫星遥感手段得到当地的一些数据资源,了解地形和周围基础建设,这对于设计控制和工作量的估算等都有很大的帮助。”

采访中记者了解到,在房地产行业,开发商通过高分辨率遥感影像对土地地理位置、交通状况、商业潜力、周边环境等因素的分析,来决定是否投资这块土地,并合理地估算土地成本。更进一步,甚至还可以清晰分辨出该地块范围内的拆迁情况,土地是否平整,地块面积、形状适合做怎样的规划等,以降低项目风险。

在上海洋山深水港的建设中,也是每三个月利用遥感手段检测一次,查看30公里以下的海里的工程建设情况。

记者走访中石油相关部门时也了解到,在石油、天然气行业,遥感影像数据可以帮助管理设施和管线,“利用遥感技术进行油气勘探,不仅形象直观,具有宏观性,而且能在较大区域内进行研究,比较适用于早期的油气资源调查。”

期待国产

遥感卫星的崛起

记者在采访中也遗憾地发现,目前在国内市场上,高分辨率的卫星遥感影像被国外的卫星数据商以绝对优势占据。国际主流遥感卫星包括QuickBird、IKONOS、ALOS、SPOT、P6、LANDSAT等。在中国市场上,快鸟1米以下分辨率的卫星影像以其极高的分辨率和较好的性价比已被广大遥感用户认可。在2008年,全国1米以下分辨率的卫星图像有70%以上是快鸟数据提供的。继快鸟和WorldView-1之后, DigitalGlobe公司的第三代商业遥感卫星WorldView-2即将于2009年第三季度投入使用, WorldView-2除了采集分辨率为46cm的全色影像,还将采集到八波段多光谱影像,可以最为真实地展示地球的本色。目前,除去西部沙漠地区和一些经济欠发达没有卫星遥感需求的地区外,美国DigitalGlobe公司通过快鸟和WorldView-1两个遥感卫星,已经覆盖了中国70%的国土面积。

目前, 国产数据的中、低分辨率遥感影像性价比很高,有的甚至可供用户免费使用。例如环境一号卫星、中巴资源卫星等在2米~20米分辨率的市场上就非常占优势,但0.5米到1米这个区间的遥感影像国产卫星估计还需要5到10年的赶超时间。

卫星遥感技术是一项应用广泛的高科技,是衡量一个国家科技发展水平的重要尺度。现在不论是西方发达国家还是亚太地区的发展中国家,都十分重视发展这项技术,寄希望于卫星遥感技术能够给国家经济建设的飞跃提供强大的推动力和可靠的战略决策依据。

国内相关专业人士就曾指出,中国卫星遥感影像市场是非常大的,像北京、上海和广州等城市几乎每年会都做2到3次遥感卫星影像更新工作,西南、西北等欠发达地区也正在开始尝试使用卫星遥感影像。面对这样广阔的市场,国产卫星遥感产业需要加速壮大,否则就会让我国的行业应用处于相对被动的局面。

北京市信息资源管理中心主任彭凯告诉记者: “我们使用的是北京一号小卫星的数据,3~5天就可以重访一次。如果使用国外的卫星数据,时间上可能得不到保障,再加上卫星数据存储器的容量有限,当飞到别的国家上空时存储了一定的用户数据后,有可能在北京上空时就已经存不下更新的数据了。如果利用国产卫星,这方面就有了更大的自主权,能够优先满足本国用户需求。”

在汶川大地震发生后,美国军用卫星“锁眼12号”提供的紫坪铺水坝的0.1米拷屏影像,分辨率为0.1到0.15米,比起中国卫星2~3米的分辨率,“锁眼12号”的影像能看清大坝上小的裂缝。中国卫星遥感数据虽然也得到了充分的运用,但还是暴露出了一些问题。两院院士李德仁坦言: “这些问题在抗震救灾期间集中暴露出来,包括航空遥感数据获取不及时; 卫星遥感数据的空间分辨率不高; 卫星遥感数据的时间分辨率不高; 无地面控制的集合定位精度低; 影像质量差导致目标解译困难。”

李德仁表示,未来中国应该致力于建立航空遥感应急响应系统以及空天地一体化的对地观测网格; 提高航空、航天传感器的定规定姿精度和成像质量; 研发快速、智能和自动化数据处理的方法。

事实上,高分辨率对地观测系统,被列入《国家科学技术中长期规划纲要(2006~2020)》中确定的重大专项之一,高分辨率对地观测系统的内容和目标分别是: 重点发展基于卫星、飞机和平流层飞艇的高分辨率先进观测系统; 形成时空协调、全天候、全天时的对地观测系统; 建立对地观测数据中心等地面支撑和运行系统,提高我国空间数据自给率,形成空间信息产业链。

李晓波告诉记者: “国土资源部是中国最大的遥感用户,我们将逐步转向使用国产卫星遥感数据,推动国产卫星数据应用是国土资源部义不容辞的责任。”

“国产卫星本身可以提供非常好的数据源,而且价格低。我们做应用平台的时候,也是把国产卫星作为主要的数据源之一,构筑一个多元的、多比例尺的数据库。”程晓阳介绍说,“市场上非常期待国产卫星遥感技术的发展,只要国产卫星遥感的数据质量、服务等达到用户要求,我们就能利用已有的销售网络,把它们逐步充实到行业应用中。

小知识

第2篇:卫星遥感技术的特点范文

遥感即为遥远的感知。遥感技术是根据电磁辐射(发射、吸收、反射)理论,应用各种光学、电子学和电子光学探测仪器对远距离目标所辐射的电磁波信息进行接收记录,再经过加工处理,并最终成像,从而对环境地物进行探测和识别的一种综合技术。物质不同,其分子、原子数量及组合方式也不同,所特有的反射电磁波性质也不同,对外来电磁波反射性质也就不同。因此不同的物体发射不同波段的电磁波,不同的物体对太阳和人工辐射有不同的吸收、反射和透射能力,这些差别经过遥感形成了不同的成像,然后把这些不同的遥感成像解译就可区分不同物体,从而收集目标物的各种信息数据,以掌握人们所需的各种信息资料。近年来我国地质灾害研究在采用遥感技术后取得了重大进展,包括近年来开展的全国特大滑坡灾害调查及危险性评价、典型地质灾害监测预警与示范治理、重点地区地裂缝与地面沉降调查、国家重大工程区域地壳稳定性调查与评价等项目都是建立在遥感图像的分析判断基础上的。由气象卫星、海洋卫星、陆地资源卫星和环境与灾害卫星等组成的空间对地观测体系,能够覆盖全国陆地、海域以及我国周边国家和地区1500万km2的地球表面。可见光、红外到微波遥感器都实现了星载飞行,遥感器包括可见光相机(胶片式和传输式)、可见光红外多光谱扫描仪、多种分辨率成像光谱仪、多波段微波辐射计、微波散射计、微波高度计、合成孔径雷达等。具备了自行研制卫星地面接收站及其相应数据处理系统的能力。研发了具有自主知识产权的遥感数据处理平台,开发了多套通用遥感图像处理系统和专题遥感信息提取系统。我国风云气象卫星系列不仅显著提高了我国卫星气象监测能力,还为国家应急管理、减灾救灾体系建设、应对气候变化提供了有力的技术支撑,被世界气象组织纳入地球观测业务卫星序列,成为全球地球综合观测系统的重要组成部分。

2遥感技术在地质灾害监测中的作用

各种自然灾害发生前一般都会出现各种先兆,而且很多灾害的发生和发展都有一定的时空规律,彼此之间常有一定的关系,这就为自然灾害的预报提供了可能。在自然灾害的预报和研究中运用遥感技术可以发挥以下几个方面的作用:

2.1推动国家自然灾害数据库建设

地质灾害是一种常见的自然灾害,发生地质灾害后的地形地貌在遥感图像中通常与周围正常的情况有所区别,特别是在形态、色调和影纹结构等方面。为了在地质灾害发生后快速及时地了解地质灾害的规模和具体情况,可以通过我国的资源卫星、气象卫星和其他专业卫星等进行遥感信号的采集,然后运用地质灾害遥感信息的合理解释,对已经发生地质灾害的地点或是隐患点进行详细的调查分析,并对数据进行整理后得出灾害规模、灾害分布、形成因素、孕育过程、变化趋势等。通过以上工作可以有效推动对灾害数据的收集和整理工作,并且按照地质灾害的类别,建立灾害要素数据库,构建灾害预测评估和灾后灾害快速评估运行系统。

2.2为抗灾救灾应急决策提供快速信息支持

一些突发性自然灾害,难以实现迅速、准确、动态的监测与预报,但遥感技术可以不受地面条件限制,快速获取灾害发生后灾区的全面景观,根据灾害分类分级及影像模型,判读图像,快速确定灾情,为应急救援工作提供第一手资料,从而在最短的时间内实现对自然灾害的应急响应。在2008年四川汶川大地震及2010年青海玉树大地震中,有关部门使用多种航天、航空遥感技术为抗震救灾指挥部及时提供了多种类型、不同分辨率的卫星和航空遥感数据分析信息,为抗震救灾指挥系统及时全面地了解灾情、快速部署救援行动提供了可靠的信息支持。在澳大利亚维多利亚州发生特大火灾时,我国立刻调整了环境减灾卫星A、B星拍摄角度和运行频率,每天两次飞过澳大利亚上空,迅速准确地拍摄了澳大利亚火场的光学、红外和雷达图像,为澳大利亚空间信息合作研究中心提供了大量的卫星监测图像,极大地帮助了澳大利亚有关部门的灭火行动。

2.3提高次生灾害的预测预报能力

做好次生灾害的排查与监测预警工作,是减少和降低灾害损失的重要措施。利用卫星遥感技术实时监测地震次生灾害,让人们能够有效规避灾害或减小灾害损失。在2008年汶川大地震中,中国国土资源航空物探遥感中心通过航空遥感应急调查,及时掌握了北川等14个重灾县市道路、房屋损坏等灾情和崩塌、滑坡、泥石流及堰塞湖等次生灾害情况,共解译出地震引发的崩塌、滑坡、泥石流7226个,堰塞湖147个,灾害毁路1423处;圈定有危险的村镇264个,潜在危险道路1732处,从而为有效防范次生灾害的发生、最大限度地降低灾害损失提供了有力的信息支持。

2.4为灾后重建规划提供决策依据

地震等重大自然灾害发生后,灾区的重建规划是抗灾救灾的一项重要工作。如地震灾后恢复重建规划应当根据地质条件和地震活动断层分布以及资源环境承载能力,重点对城镇和乡村的布局、基础设施和公共服务设施的建设、防灾减灾和生态环境以及自然资源和历史文化遗产保护等作出安排。城镇和工程选址时要充分考虑灾害综合区划,既防止类似的灾害重复发生,也要防御其他自然灾害的侵袭。在2008年四川汶川大地震发生后,我国利用航天和航空遥感,及时开展汶川地震灾情评估工作,完成不同烈度人口影响评估,以及房屋倒损、道路损毁、人员伤亡等灾情及次生灾害评估、灾情综合评估、地震灾害范围评估、地震灾害经济损失评估等工作,为灾区规划重建提供了科学依据和决策咨询。

2.5帮助提高地震预测预报水平

地震的预测预报是一个世界性难题。我国破坏性地震频繁发生,损失极为惨重。为了有效地预测地震发生,必须对地震前的各种兆信信息进行收集和数据挖掘,找到地震演变规律,尽可能地有效预测预报地震。卫星遥感技术通过多种手段观测、广阔的信息覆盖、短周期的观测手段等,为提高地震灾害的预测预报水平提供了可能。遥感技术用于监测和评估地震灾害已成为研究的一大热门。目前,遥感方法中合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术在监测地震形变方面的潜力已得到广泛认同。在地震研究方面,我国运用各种遥感图像,进行断层活动性、强震构造环境、地震地表破裂等方面的遥感地质解译以及干涉形迹测量研究,取得了重要研究成果。同时还开展了遥感技术在地震监测预报中的可应用性研究、红外遥感地震前兆的异常特征、预报方法和机理研究以及地震前兆热红外异常卫星遥感监测与快速处理系统研究等,为卫星遥感应用于地震监测预报开辟了新的方向。我国地震局已将卫星遥感的部分热红外实测数据,通过全国地震系统共享给所有地震研究工作者,为地震监测和预报提供数据支持。

3遥感技术在地质灾害监测中的具体应用

我国的地质灾害遥感调查技术为大型工程的可行性研究提供地质灾害分布、潜在危害及环境基础资料。实践证明,遥感技术在识别滑坡、泥石流,制作区域滑坡、泥石流分布图等方面体现出巨大的应用价值。

3.1孕灾背景调查与研究从地质灾害预测预报相关理论分析可知,灾害孕育过程中要对一些因素进行长期观测,发现其变化规律。这些因素包括时日降水量、地面坡度、多年平均降水量、植被发育状况、构造发育程度等。这些因素的成功观测是地震预测预报的重要保障。通过气象卫星可以实时检测降雨情况,而资源卫星可以对地表地物进行详细的调查,通过红外波段和微波波段分析地下物质的体貌体征等。结合气象卫星和资源卫星强大的遥感技术,可以对以上孕灾因素进行实时监控和分析,因此利用遥感技术有效调查研究地质灾害孕灾背景是遥感技术的重要应用之一,也是地质灾害最重要的基础准备工作。

3.2地质灾害现状调查与区域划分

在地质灾害发生后,必须及时有效地对地质灾害现状进行总体分析,了解其发生规模和特征,才能制订相应的救灾和避灾措施。地质灾害过程中,不良地质所迸发出的滑坡、崩塌、泥石流等灾害个体或灾害群体,在遥感图像中会呈现出与众不同的地质特征。很多关于地质发生规模和形态特征等信息都可以通过遥感影像进行提取。这些信息提取后,就可以有效分析目标区域内地质灾害发生点和隐患点的全面信息,找到灾害发生的分布、规模、特点、趋势等信息。另外,在上述工作基础上还可以对地质灾害发生地进行区域划分,对地址灾害进行分级管理,对隐患区进行严密监控,为建立地质灾害监测网络提供基础资料。

3.3地质灾害动态监测与预警

当地质体从量变到质变后,地质灾害很容易发生,但是这种从量变到质变的过程是很难被观测察觉的,因为其蠕动速率非常小且比较稳定,地质灾害动态检测就是期望实时得到发生突变的信息,来预测和预报灾害发生。在全球卫星定位系统(GPS)的精确定位下,这种缓慢的变动速率是可以被察觉并记录的。利用卫星定位系统进行地质灾害动态检测,可以有效地对地质灾害进行预测、预报和警报。

3.4灾情实时调查与损失评估

当地质灾害的发生不可避免时,就要尽可能地减小灾害损失,这就要求在地质灾害发生后对灾情进行实时检测和调查,并评估和区分灾情较重和较轻的区域,进行有效的人员救援和物资运送。利用遥感技术可以对地质灾害进行详细的调查,除了可以对人员和牲畜伤亡进行统计外,还可以对地面建筑、水域资源、桥梁道路、自然资源等各项情况进行实时的调查和评估,为救灾提供有效的信息支持。

4结语

第3篇:卫星遥感技术的特点范文

1 多源卫星数据

1.1 航空遥感

无人机是当前比较先进的航拍技术。自控的卫星五人驾驶机与传统航空遥感的区别在于其能够携带专业的数码相机,灵活性较强,可在云层下飞行,避免云对其的限制。这正这项优点其被研究生广泛应用。

1.2 Landsat系列卫星

陆地卫星Landsat能够帮助获得TM等遥感图像,这些图像能够帮助土地利用现状,并编制具体运用情况。

TM影响共有7个波段,每个波段能够充分结合不同事物的光谱特征和大气影响,其自身已经实现优化。在具体实践中,只有第6个波段稍欠丰富外,其他的地表光谱信息是很全面的。

1.3 SPOT系列卫星

2002年5月SPOT-5卫星发射升空。与之前发射的尾箱相比,其能够为研究者提供更加准确、丰富的地表信息资源。该卫星的遥感影像的控件分辨率是2.5m,其传感器能够帮助获得立体影像,并且在储存和传输等性能上都有提高。此外,其还能够符合土地利用动态变化检测的要求。将数据进行校正、增强和分类等,在通过实地调查资料的前提下,获得研究区内卫星区内遥感影响的翻译标志。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。

1.4 雷达遥感

雷达遥感比光学成像遥感要进步很多,其不仅能够长时间工作,还可以穿透地物。因此,雷达遥感是当前应用十分广泛的一种。

有学者针对热点雷达数据ERS-2展开探究,发现经过一系列的预处理后和实验区分区后,根据土地的类型可以分为非监督类和BP神经网络类对土地利用进行划分。结果发现,多光谱遥感的数据,SAR遥感数据是可以替代的。

目前,我国SAR遥感监测技术主要被应用在那些不方便获得卫星遥感数据的区域。据数据统计显示:在农作物生长季,无论是北方还是南方多光谱遥感数据的利用率都普遍较低,不到5%,其中南方比北方总体上还要低。但是SAR获得的地观测数据可以达到100%。从上述调查中我们不难发现,SAR比较适合于农业、林业等资源调查较高的选择。

2 多源遥感卫星数据的融合

2.1 融合类型

2.1.1 同一传感器不同分辨率的遥感影像数据的融合。笔者在分析资料时发现,有学者会选择法国的2.5m的SPOT-5的全色卫星影像数据和10m的多光谱卫星影像数据,借助影像融合的办法,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。在不透光传感器的数据融合方面,有学者采用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 ,这种办法能够大大降低查找变化地块的效率和时间,调查结果的质量也能够提升,其为以后开展土地变更调查工作的开展提供了一种新的途径和方法。

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。

3 遥感影像分类

3.1 目视解译法

目视翻译已经成为信息社会中地学研究中一项十分重要的基本技能,在遥感应用方面也不例外。遥感技术信息的获得能够更加实时、准确。例如重大自然灾害信息等等,其可以无时不刻的关注检测地球的资源和环境的变化程度,为日后世界各国的发展提供真实可靠的信息服务。

目视解释作为遥感图像解译的一类,有往往被称为目视判读。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

计算机自动分类法主要分为非监督和监督两类。具体如下:

非监督是完全根据像元的光谱特性所进行的分类,比较适用于那些对分类区了解不够的情况。该方法的使用需要注意的是原始图像的所有波段应参照分类运算,结果是各类像元数大体等比例。非监督类受人为干预的影响较少,其自动化程度较高。非监督分类一般要按照以下几个步骤实施: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。

监督分类与非监督分类相比,其更多的是受人为干预较多,主要被应用在研究区域相对熟悉的情况。监督类应该首先选择那些可以识别或借助其他相关信息可以断定类型的模板,然后将通过计算机将具有相同特性的像元进行分类。监督分类是运行需要经过以下结果步骤: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。

为了保证数据的精确度,一些新的分类方法也逐渐出现,但是大都由于程序过于复杂而没有被广泛应用。因此,在遥感技术不断发展的条件下,应该充分利用多源遥感技术数据,并借助GIS技术,尽量实现遥感数据的进一步精确。  

4 讨论

随着我国科学技术水平的不断进步,多源卫星遥感成为土地利用中不可缺少的重要工具。其融合选择的最佳办法是能够针对不同区域和图像特点进行选择和融合。其融合不同于其他,其关键在于不仅需要融合前两幅图像的精确配准,还应该具体融合方法。

当前,多源卫星遥感数据的融合仍然存在诸多问题,这些问题的存在严重影响融合的质量和水平。其具体融合需要解决的问题主要有以下几点: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,实际应用时会受不同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。

第4篇:卫星遥感技术的特点范文

【关键词】遥感技术现状趋势商业化

众所周知,近十年来全球空间对地观测技术的发展和应用已经表明,遥感技术是一项应用广泛的高科技,是衡量一个国家科技发展水平的重要尺度。现在不论是西方发达国家还是亚太地区的发展中国家,都十分重视发展这项技术,寄希望于卫星遥感技术能够给国家经济建设的飞跃提供强大的推动力和可靠的战略决策依据。这种希望给卫星遥感技术的发展带来新的机遇。

一、遥感信息技术基础

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、红外线结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。人造地球卫星发射成功,大大推动了遥感技术的发展。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。这是20世纪60年代兴起的一种探测技术,是根据电磁波的理论,应用各种传感仪器对远距离目标所辐射和反射的电磁波信息,进行收集、处理,并最后成像,从而对地面各种景物进行探测和识别的一种综合技术。从上个世纪六十年代提出“遥感”这个词,到1972年美国陆地卫星计划发射了第一颗对地观测卫星,经过几十年的发展,遥感技术已经广泛地应用在军事、国防、农业、林业、国土、海洋、测绘、气象、生态环境、水利、航天、地质、矿产、考古、旅游等领域,影响了人类生活的方方面面,它为人类提供了从多维和宏观角度去认识世界的新方法与新手段,遥感技术能够全面、立体、快速有效地探明地上和地下资源的分布情况,其效率之高是以前各种技术无法企及的。

二、我国遥感技术的应用现状

总体上说,遥感技术的应用已经相当广泛,应用深度也不断加强。目前,在地学科学、农业、林业、城市规划、土地利用、环境监测、考古、野生动物保护、环境评价、牧场管理等各个领域均有不同程度的应用,遥感技术也已成为实现数字地球战略思想的关键技术之一。

1.到目前为止,我国已经成功发射了十六颗返回式卫星,为资源、环境研究和国民经济建设提供了宝贵的空间图像数据,在我国国防建设中也起到了不可替代的作用。我国自行研制和发射了包括太阳和地球同步轨道在内的六颗气象卫星。气象卫星数据已在气象研究、天气形势分析和天气预报中广为使用,实现了业务化运行。一九九九年十月我国第一颗以陆地资源和环境为主要观测目标的中巴地球资源卫星发射成功,结束了我国没有较高空间分辨率传输型资源卫星的历史,已在资源调查和环境监测方面实际应用,逐步发挥效益。我国还发射了第一颗海洋卫星,为我国海洋环境和海洋资源的研究提供了及时可靠的数据。

2.我国先后建立了国家遥感中心、国家卫星气象中心、中国资源卫星应用中心、卫星海洋应用中心和中国遥感卫星地面接收站等部级遥感应用机构。同时,国务院各部委及省市地方纷纷建立了一百六十多个省市级遥感应用机构。这些遥感应用机构广泛的开展气象预报、国土普查、作物估产、森林调查、地质找矿、海洋预报、环境保护、灾害监测、城市规划和地图测绘等遥感业务,并且与全球遥感卫星、通信卫星和定位导航卫星相配合,为国家经济建设和社会主义现代化提供多方面的信息服务。这也为迎接21世纪空间时代和信息社会的挑战,打下了坚实的基础。

3.两大系统建立完成。一是部级基本资源与环境遥感动态信息服务体系的完成,标志着我国第一个资源环境领域的大型空间信息系统,也是全球最大规模的一个空间信息系统的成功建立;二是部级遥感、地理信息系统及全球定位系统的建立,使我国成为世界上少数具有部级遥感信息服务体系的国家之一。我国遥感监测的主要内容为如下三方面,分别是对全国土地资源进行概查和详查、对全国农作物的长势及其产量监测和估产、对全国森林覆盖率的统计调查。

三、遥感技术发展的作用及局限

遥感技术具有快速获取信息以便正确、有效、高速地进行相关决策。比如,灾害遥感技术能基于灾害遥感数据,更加客观地、全面地评估受灾前和受灾期间的地面情况,为灾害重建工作提供可靠的科学依据。遥感技术在快速掌握准确、全面、客观、直观的信息的基础上具备以下作用:

1.在灾害方面,遥感技术具有较强的预警、预测功能:对潜在灾害,包括发生时间、范围、规模等进行预测,为有效防灾做准备;同时,遥感监测技术具有实时监测各种灾害,特别是洪水、干旱、地震等重大灾害发生情况;另外,灾害遥感技术是灾后重建工作的重要科学依据,灾害遥感技术准确的灾情评估是灾后重建最主要的依据之一。

2.遥感技术为国民经济可持续发展提供科学的决策依据。中国目前经济发展和人口增长对国家资源环境的影响程度超过了历史上的任何时期。对国土资源进行动态监测是我国政府一贯重视的问题。

3.遥感技术可很好地辅助地质矿产资源的调查。中国的矿产资源丰富,遥感技术的应用前景十分广阔,遥感技术在区域地质填图方面的应用已比较成熟,并取得了很好的效果。

4.利用遥感技术可以进行农作物估产和林业资源调查。我国是农业大国,粮食问题是我国政府非常重视的问题。目前利用气象卫星进行农作物估产的应用已得到了普及和深化,并形成了一种业务化的手段,估产对象也从冬小麦扩展到玉米、水稻等其他作物。

由于当前卫星遥感技术本身的特点,因此遥感技术、不同的遥感卫星在各方面的应用还存在着一些不足。

1.卫星遥感现主要应用还集中在灾后评估和应急反应,灾害预测应用较少,而且因高分辨率数据获取困难,提供的空间信息因比例尺不够大,故仅能为宏观救灾和灾情评估提供参考。

2.由于数据提供部门和业务使用部门联系不够紧密,限制了空间技术发挥应有作用的能力。

3.遥感技术主要应用于地表的自然灾害的监测、预警、预报和灾害评估,对于由地表以下灾害及地底驱动引发的灾害无法有效地监测、预警和预报。

四、遥感技术的发展趋势

随着科学技术的进步,光谱信息成像化,雷达成像多极化,光学探测多向化,地学分析智能化,环境研究动态化以及资源研究定量化,大大提高了遥感技术的实时性和运行性,使其向多尺度、多频率、全天候、高精度和高效快速的目标发展。

1.遥感影像获取技术越来越先进。

(1)随着高性能新型传感器研制开发水平以及环境资源遥感对高精度遥感数据要求的提高,高空间和高光谱分辨率已是卫星遥感影像获取技术的总发展趋势。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地质勘测和海洋陆地生物资源调查十分有效。

(2)雷达遥感具有全天候全天时获取影像以及穿透地物的能力,在对地观测领域有很大优势。干涉雷达技术、被动微波合成孔径成像技术、三维成像技术以及植物穿透性宽波段雷达技术会变得越来越重要,成为实现全天候对地观测的主要技术,大大提高环境资源的动态监测能力。

(3)开发和完善陆地表面温度和发射率的分离技术,定量估算和监测陆地表面的能量交换和平衡过程,将在全球气候变化的研究中发挥更大的作用。

(4)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,具有提供定位、定性和定量以及全天候、全时域和全空间的数据能力,为地学研究、资源开发、环境保护以及区域经济持续协调发展提供科学数据和信息服务。

2.遥感信息处理方法和模型越来越科学。

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。统计分类、模糊技术、专家知识和神经网络分类有机结合构成一个复合的分类器,大大提高分类的精度和类数。多平台、多层面、多传感器、多时相、多光谱、多角度以及多空间分辨率的融合与复合应用,是目前遥感技术的重要发展方向。不确定性遥感信息模型和人工智能决策支持系统的开发应用也有待进一步研究。

3.推动3S一体化发展。

计算机和空间技术的发展、信息共享的需要以及地球空间与生态环境数据的空间分布式和动态时序等特点,将推动3S一体化。全球定位系统为遥感对地观测信息提供实时或准实时的定位信息和地面高程模型;遥感为地理信息系统提供自然环境信息,为地理现象的空间分析提供定位、定性和定量的空间动态数据;地理信息系统为遥感影像处理提供辅助,用于图像处理时的几何配准和辐射订正、选择训练区以及辅助关心区域等。在环境模拟分析中,遥感与地理信息系统的结合可实现环境分析结果的可视化。3S一体化将最终建成新型的地面三维信息和地理编码影像的实时或准实时获取与处理系统。

4.遥感技术应用逐渐商业普及化。

任何一项高新技术,它能否形成产业,或者它能否作为一种强大产业的必要组成部分,这是它能否长久生存发展下去的重要标志之一。一般说来,只有形成产业之后,有了雄厚的物质条件,这项技术才得以持续发展。通常,在高新技术发展的初期,总是通过商业化活动来加速其产业的形成过程。

遥感技术的应用是极其广泛的,包括凡是涉及地球科学的各门类的学科和技术种类,遥感技术都能为它们提供信息。这种广泛性必然会使对遥感数据的需求用户范围变广,因此除了社会公益型用户外,还存在部分商业应用型用户。虽然这些商业应用型用户由于遥感卫星正处于产业化初期,市场尚未形成规模的原因,目前数量较少,但随着将来技术的进步,商业化的发展,这部分的用户肯定会逐渐增多,最终成为用户群体中的主要成员。

五、小结

遥感技术经过几十年的发展和应用,尤其是近几年的突飞猛进,已经为其未来朝着商业化方向迈进奠定了坚强稳固基础――包括可靠的技术基础以及广阔的应用基础。只要国家在政策方面给予大力支持,使商业化发展在经营理念的指引下保证正确的方向,加上科技工作人员的勤奋努力使技术不断创新,我们坚信今后遥感技术的发展步伐会加快,遥感技术的作用必将能充分发挥。

参考文献

[1]赵英时.遥感应用分析原理与方法[M].北京:科学出版社,2003.

第5篇:卫星遥感技术的特点范文

近年来,随着我国经济的发展,对各类矿产的需求也越来越大。为了满足急速发展的矿产能源需求,我国地矿行业工作范围也遍及世界各地。地质探矿工作与以前有很大不同,领域和空间都有了极大拓展。在地矿行业业务拓展中,也对卫星综合应用技术提出较多的应用需求,主要有以下几点。

(1)地质勘查找矿

最近几年随着卫星遥感技术在地质勘探的应用的不断深入,二者结合的越来越密切,遥感技术给地质勘探找矿带来了许多的便捷之处。遥感技术辅助地质找矿的主要方法就是矿化信息提取。遥感矿化信息是指各类遥感数据源中反映地质构造、含矿地质体和岩石蚀变(与金属矿化有关的)等地质现象的遥感信息。根据多光谱数据的波段特征和探测能力,可提取出与金属(或共伴生)矿化有关的铁化蚀变(铁染异常)、富羟基矿物的泥化蚀变(羟基异常)和碳酸盐蚀变等遥感信息异常。依据遥感信息异常,结合其它地质信息,可以快速圈定、筛(优)选找矿靶区,进而确定找矿方向和找矿目标。卫星遥感技术的运用能够为地质勘查找矿节省人力、物力、财力,提高工作效率,节约成本。室内、野外的多源信息融合,形成了优势互补,能够从更高层次指导地质找矿,有效提高找矿效率。

(2)偏远工作区域通信、导航

地质勘查工作点多线长、高度流动,作业地点大多分散,多在人烟稀少、交通不便、气象条件复杂、地理环境恶劣的艰险地区,通常没有基础通信网的建设,无法满足工作区域内的基本通信保障。由于卫星通信具有覆盖面大、频带宽、容量大、适用于多种业务、性能稳定可靠、不受地理条件限制以及成本与通信距离无关等优点,特别适用于保障偏远地区地质勘查工作的基础通信。利用通信卫星构建的卫星通信链路能够满足地勘工作中的紧急通信,进行语音、图像以及数据等的传送,可以满足管理人员或专家在任何可以上网的地方进行地质工作部署、专家汇诊、指导野外工作和生产调度指挥,能够有效的提高地勘工作的效率和主流程的信息化程度。

(3)紧急救援

随着地质勘查工作内容的增加和工作范围的扩大,参与地质勘查的单位、人员、车辆越来越多,地质工作者失踪的情况时有发生,这些都为野外车辆人员安全生产工作提出了新的要求。2012年2月19日,陕西省3名地质队员在可可西里地区赤布张错湖作业时失踪,经20天搜救仍未找到。2012年11月16日上午,北京市地质研究所执行国家公益性地质调查项目的3名地质工作人员外出作业时与总部失去联系,最终3人全部遇难。“北斗”导航定位系统是中国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度定位、导航、授时服务,并兼具短报文通信能力。目前,北斗系统已经能提供覆盖亚太区域的导航定位服务,到2020年,其服务范围将覆盖全球。北斗卫星导航系统精准的定位精度和授时精度不仅能够为地质工作者提供高精度的导航定位服务,其特有的短报文通信功能无需再建通信链路,在常规通信技术无法触及的地区,保障了通信的畅通,为一线地质工作者提供了人身安全的有效保障。

二、系统组成

地矿行业卫星综合应用系统由卫星综合应用服务中心、卫星专业应用服务平台和卫星综合应用终端平台组成。地矿行业卫星综合应用系统体系示意图如图1所示。地矿行业卫星综合应用系统组成框图如图2所示。

(1)卫星综合应用服务中心

卫星综合应用服务中心又由遥感信息集成与服务平台、遥感信息通用处理平台、通信管理服务平台和卫星导航服务平台组成。遥感信息集成与服务平台作为卫星综合应用服务中心的重要组成部分之一,为其提供各类遥感卫星数据资源的下载、存储、管理、分发、共享和服务。遥感信息通用处理平台面向地矿行业典型应用需求,主要针对国产卫星和国外高分辨率遥感数据,实现遥感数据通用处理,生成标准遥感数据产品,可以满足常规数据产品生产和应急快速产品生成需要,为专业应用平台提供基本的数据处理服务支持。通信管理服务平台管理地矿终端用户的登录信息,判别用户身份和用户需求,并把用户需求向遥感应用服务平台和导航应用服务平台进行转发。通信管理服务平台根据系统可用信道资源进行数据分发。卫星通信传输组网系统是由相关卫星资源、卫星通信中心站以及各型卫星综合应用终端组成,建立指挥中心与工作现场的卫星通信传输链路。卫星导航服务平台是卫星综合应用系统的重要组成部分,是实现野外作业人员位置定位、信息传输的有力补充。

(2)卫星专业应用服务平台

卫星专业应用服务平台由遥感野外探矿专业应用服务系统组成,完成对通用遥感信息的深层次、专业处理,以适合于用户的专业应用需要。遥感野外探矿专业应用服务系统主要完成岩石矿物波谱库的建立,对高光谱的波谱、遥感图像、野外实测光谱数据进行处理和分析,矿物信息的识别提取等工作,为最终实现找矿提供依据。

(3)卫星综合应用终端平台

卫星综合应用终端平台由固定式卫星综合应用终端、便携式卫星综合应用终端、车载式卫星综合应用终端和手持式综合应用终端组成。卫星综合应用终端满足地矿行业用户、现场应急指挥、专家、现场人员对遥感信息的应用需求,并通过与卫星通信终端、卫星导航模块的一体化、小型化设计,满足在不同应用场合下的使用需求,使得上述用户能够在各种场合能够得到及时的遥感、指挥等信息支持。地矿行业卫星综合应用系统应用示意图如图3所示。

三、主要功能

(1)遥感信息集成

实现遥感数据接收、遥感数据质量检测、数据存储管理功能,为地矿用户提供数据归档、备份、数据迁移等服务,实现遥感数据分发业务处理功能,

(2)卫星综合应用服务

系统实现遥感信息的综合处理能力,能够对接入的多类标准遥感数据进行通用处理和专业处理,生成满足地矿各类用户需求的专业遥感应用专题产品。系统同时利用卫星通信组网系统进行遥感数据产品分发,提高地矿用户的遥感数据应用效率。卫星导航服务平台综合利用北斗系统、GIS系统为地矿用户提供导航服务功能,对人员、车辆进行实时跟踪、调度管理、信息管理、决策指挥。

(3)卫星通信传输组网

地矿行业卫星综合应用系统,采用星形网和拓扑网结合的混合网络模式,可实现中心与卫星综合应用以非对称前向和回传链路速率的双向通信,实现卫星通信传输组网。

(4)终端卫星综合应用

卫星综合应用终端通过从综合应用服务平台系统获取遥感信息支持,实现遥感信息应用、通信组网、导航定位、监控等功能。

四、应用优势

地矿行业卫星综合应用系统主要具有以下应用优势:

(1)进一步提高野外一线安全生产保障

便携终端和车载终端不仅具有定位和导航功能,而且可以根据设定,定时向监控中心发送位置信息,并在服务器端记录备案。一方面可以用作野外质量监控,检查野外人员是否按照既定路线(点位)开展工作,另一方面,监控中心在对野外人员、车辆实施跟踪定位的同时,可以结合终端机短报文功能,开展应急策划、实施救援工作,时刻保证野外一线工作安全。

(2)推进地质工作主流程信息化

通过应用卫星的数据传输功能,很好地解决了终端的数据回传难题,实现了地质工作主流程信息化各个环节的有机联动,使地质工作主流程信息化系统更加完善。

(3)加快作业流程,提高工作效率

完善的信息化系统装备,是提高地质工作效率强有力工具。借助于卫星综合应用终端,在提高工作效率的同时,可以解放出很多人手去开展其余的工作。此外,通过专家远程会商,还可以实现对野外现场的实时指导。

(4)实现多源信息融合,从更高层次指导地质找矿

具备了室内、野外联系的通道,室内研究和野外调查就可以实现实时交流、同步进行。室内研究成果(遥感异常、化探异常、物探异常等专题)、指导意见就可以实时传输到野外,野外观察到的现象也可以及时回传到室内。室内、野外的多源信息融合,形成了优势互补,从更高层次指导地质找矿,提高找矿效率。

(5)提高遥感地质动态监测的频度和精度

基于卫星通信技术,遥感产品的定制、获取、传输等过程将更加容易、快捷。以往周期较长的调查工作无法适应当前环境的急剧变化,现代遥感技术特别是对地观测体系,无论是数据更新频度,还是影像精度,都为实现动态监测目标提供了强劲的技术支撑。

五、结束语

第6篇:卫星遥感技术的特点范文

Abstract: This paper analyzes the method, the actual effect, the existing problems and the solutions of the demarcation of the ownership boundary of the collective land ownership survey with high resolution images. It is proposed to use the method of estimating the boundary of the image in the region where the image is fuzzy, and it is hoped that it can be used for reference in similar work.

关键词:卫星影像;权属界限;判读

Key words: satellite imagery;ownership boundary;interpretation

中图分类号:TP751 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)36-0137-02

0 引言

随着卫星遥感技术的发展,通过遥感获得的地理信息越来越多,卫星影像成为地理信息系统非常重要的信息源。高分辨率卫星影像上,地物的线性形状特征信息是非常丰富的。应用高分辨率卫星影像进行农村集体土地所有权调查,彻底改变传统工作方式,把大量艰苦的外业工作变成内业工,做到了省时、省力、减少成本,同时还能获得更加准确客观的结果,具有传统方法所不可比拟的优点。文章利用QuickBird遥感影像进行权属界线调查,总结了高分辨率影像用于集体土地所有权调查权属界线划定的方法、实际效果、存在的问题及解决方法。

1 高分辨率卫星影像及其特点

高分辨率的卫星影像通常是指像素的空间分辨率在 10m以内的遥感影像。目前应用较多的高分辨率影像有法国的SPOT 5、中国的资源卫星二号和资源卫星三号、美国的IKONOS、QuickBird和WorldView2。与传统的低空间分辨率的卫星影像相比,高分辨率卫星影像具有单幅影像的数据量多、成像光谱波段变窄、地物的几何结构和纹理信息更加明显、高时间分辨率等特点。

高分辨率影像的特点,是利用卫星影像进行所有权调查的有利条件之一。集体土地所有权调查中,需要根据地物的纹理特征确定权属界线的走向;集体土地所有权调查办法中,要求采用比例尺不小于1:5000比例尺的影像图作为调查底图,影像图的地面分辨率应在0.5m左右,以此推算,只有QuickBird和WorldView两种影像满足制图要求。但成图时间限制,有些地区在QuickBird影像质量不好的情况下,也采用2.5m SPOT5影像做补充,但外业调绘精度一般要求在2.5m以内。

2 利用QuickBird遥感影像进行权属界线调查

安定镇辖区面积共89710718.645平方公里,权属界线调查采用全野外调查方式现场调查,本次调查涉及14行政村300个村民小组,辖区内有国有用地818宗。工作中,根据影像纹理特征和现场调查结果,划分了国有用地界线和各村小组界线,影像判读的主要纹理特征如下。

2.1 国有用地的判读

国有用地指国有设施用地,例如多为集中连片的厂房、独立工矿和学校等,在影像省纹理较明显。但独立工矿用地易和设施农用地混淆,必须到现场实地踏勘才能区分。图1 (a)、(b)图分别为大型工矿用地和独立工矿用地影像图。

3 影像模糊地区权属界线的判读

3.1 利用明显地物影像推测权属界线

安定镇遥感影像,多为2.5m分辨率的SPOT5替补影像,分辨率偏低。一些细小的权属界线,例如灌木丛内的地埂,无法在遥感影像上准确判读,需要根据相邻明显地物影像来推测。图7中黄色线条实际是灌木中的地埂,在影像上纹理不清,判读时需要根据东侧东西向的小路走向判断地埂东侧起点,根据西侧东北方向狭长空地和中上方向的狭长空地来判断地埂的位置走向。

3.2 利用调绘和差分GPS实测法确定权属界线

安定镇四周多林地,当权属界线完全无纹理特征时,如图8,则需要用差分实测权属界线和界址点。差分GPS使用合众思壮公司的GIS采集器,该仪器使用码相位和载波相位结合的差分技术,仪器标称精度为亚米级,符合权属调查的精度要求。

4 结论

高分辨率遥感影像地物清晰、色彩鲜艳,接近于自然地物的真实形状和色彩,用它来作为集体土地确权调查的工作底图,省时,省力,效果显著,但是在确权调查时一定要结合外业调查进行。一些在图上难以判断的确权界线必须结合相邻明显地物的纹理特征进行推测,其位置无法在图上直接标出时必须进行实地的野外测量。

在遥感影像图上判断权属界线有时会存在一些问题,当影像分辨率偏低时,一些地类之间的界限并不是十分的分明,这会影响到权属界线划定的精度。因此选择高分辨率的遥感影像至关重要。

在林区,因纹理特征单一,权属界线区分困难,遥感手段还无法替代常规的技术方法。显然仅仅用遥感手段还是不够的,需要采取遥感和地面测量结合的方法。

随着遥感技术的发展,高分辨率影像应用于土地调查技术日趋成熟,遥感技术具有宏观、动态、便捷、可重复和成本低等诸多优点,已成为快速、客观、准确监测土地所有权变化状况及其变化规律的重要手段,将其应用到土地所有权数据库更新中来,具有十分重要的研究意义和使用价值。

参考文献:

[1]陈政融,刘世增,刘淑娟,赵越.基于Pleiades-1高分辨率卫星影像的干旱沙区遥感影像分类――以甘肃民勤青土湖为例[J].中国农学通报,2015(20).

[2]闻兵工.利用高分辨率卫星影像判绘地物的方法[J].地矿测绘,2015(02).

[3]刘怡,张世群,张平.基于高分辨率卫星影像的雾霾处理技术研究[J].测绘,2014(06).

[4]我国首批亚米级高分辨率卫星影像图[J].科技创新导报,2014(30).

[5]张岩,张卫,刘鹏,王成良.基于卫星遥感影像的1∶5000地形图修测探讨[J].北京测绘,2014(01).

第7篇:卫星遥感技术的特点范文

关键词:遥感技术;特点;海洋测绘;应用

遥感是以航空摄影技术为基础,在20世纪60年代初发展起来的一门新兴技术。遥感(Remote Sensing),从广义上说是泛指从远处探测、感知物体或事物的技术。即不直接接触物体本身,从远处通过仪器(传感器)探测和接收来自目标物体的信息(如电场、磁场、电磁波、地震波等信息),经过信息的传输及其处理分析,识别物体的属性及其分布等特征的技术。通常遥感是指空对地的遥感,即从远离地面的不同工作平台上(如高塔、气球、飞机、火箭、人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等)通过传感器,对地球表面的电磁波(辐射)信息进行探测,并经信息的传输、处理和判读分析,对地球的资源与环境进行探测和监测的综合性技术。遥感方式有主动式和被动式两种,主动式遥感先由遥感器向海面发射电磁波,再由接收到的回波提取海洋信息或成像。被动式遥感的传感器只接收海面热辐射能或散射太阳光和天空光的能量,从中提取海洋信息或成像。当前,遥感形成了一个从地面到空中,乃至空间,从信息数据收集、处理到判读分析和应用,对全球进行探测和监测的多层次、多视角、多领域的观测体系,成为了获取地球资源与环境信息的重要手段。

一、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几方面:

(1)可获取大范围数据资料。遥感用航摄飞机飞行高度为10km左右,陆地卫星的卫星轨道高度达910km左右,可及时获取大范围的信息。一张陆地卫星图像,其覆盖面积可达3万多平方公里。这种展示宏观景象的图像,对地球资源和环境分析极为重要。

(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)获取信息的速度快,周期短。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。由于卫星围绕地球运转,从而能及时获取所经地区的各种自然现象的最新资料,以便更新原有资料,或根据新旧资料变化进行动态监测,这是人工实地测量和航空摄影测量无法比拟的。

(4)获取信息受条件限制少。在地球上有很多地方,自然条件极为恶劣,人类难以到达,如沙漠、沼泽、高山峻岭等。采用不受地面条件限制的遥感技术,特别是航天遥感可方便及时地获取各种宝贵资料。

(5)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。

(6)获取信息的手段多,信息量大。根据不同的任务,遥感技术可选用不同波段和遥感仪器来获取信息。例如可采用可见光探测物体,也可采用紫外线,红外线和微波探测物体。利用不同波段对物体不同的穿透性,还可获取地物内部信息。例如,地面深层、水的下层,冰层下的水体,沙漠下面的地物特性等,微波波段还可以全天候的工作。

目前,遥感技术已广泛应用于农业、林业、地质、海洋、气象、水文、军事、环保等领域。在未来,预计遥感技术将步入一个能快速,及时提供多种对地观测数据的新阶段。遥感图像的空间分辨率,光谱分辨率和时间分辨率都会有极大的提高。其应用领域随着空间技术发展,尤其是地理信息系统和全球定位系统技术的发展及相互渗透,将会越来越广泛。

二、遥感技术在海洋测绘领域的应用

海洋遥感技术主要包括以光、电等信息载体和以声波为信息载体的两大遥感技术。海洋声学遥感技术是探测海洋的一种十分有效的手段。利用声学遥感技术,可以探测海底地形、进行海洋动力现象的观测、进行海底地层剖面探测,以及为潜水器提供导航、避碰、海底轮廓跟踪的信息。

海洋遥感主要应用于调查和监测大洋环流、近岸海流、海冰、海洋表层流场、港湾水质、近岸工程、围垦、悬浮沙、浅滩地形、沿海表面叶绿素浓度等海洋水文、气象、生物、物理及海水动力、海洋污染、近岸工程等方面。遥感监测己成为海洋及海岸带主要的监测手段和信息源。

利用传感器对海洋进行远距离非接触观测,以获取海洋景观和海洋要素的图像或数据资料。海洋不断向环境辐射电磁波能量,海面还会反射或散射太阳和人造辐射源(如雷达)射来的电磁波能量,故可设计一些专门的传感器,把它装载在人造卫星、宇宙飞船、飞机、火箭和气球等携带的工作平台上,接收并记录这些电磁辐射能,再经过传输、加工和处理,得到海洋图像或数据资料。

海洋的各种经济和军事活动,都需要获取及时、准确的海面现场数据。高频地波雷达以探测距离远、面积大,并能超视距、全天候探测海面等优越性,被广泛应用在世界海洋经济活跃的重要区域。利用卫星高度计资料进行潮波分析、海洋风浪场、重力场、海洋大地水准面、全球气候变化等研究;应用合成孔径雷达(SAR)信息进行海底地形、海洋内波、海浪方向谱等研究;以光学和微波遥感信息为主,通过多源信息复合技术建立海流、海面风场分析方法和模型;我国在以上海为中心的长江三角洲外缘,舟山群岛的朱家尖和象山分别建立了两个高频地波雷达站,夜以继日地观测两站连线以东四万平方公里海面风、浪、流的数据。

风力、波浪、潮流等是塑造海洋环境的动力,利用RS,GPS 等现代海洋观测技术可以大范围快速、准确、直接地获得海洋动力信息,对于海面风场观测,遥感所获得的海面风数据一般是距海20nm 处的观测资料。这些资料的取得有助于台风大风预报和波浪预报。对于海浪观测,可以通过合成孔径雷达反演波浪方向谱或者可以通过动力模式来解决表面波场问题;对于海流观测,海洋中的海流主要受风力、引潮力和密度分布不均匀所驱动。测流主要使用雷达高度计,目前已联合使用卫星定位装置、数据采集系统和海流浮标,取得了有价值的资料。

21 世纪是人类开发利用海洋的新世纪,随着对地球认识的不断深化,海洋的作用越来越被人们所认识。我国东临太平洋,是世界上重要的海洋国家之一。利用遥感技术合理开发利用海洋资源,切实保护海洋生态环境,对于实现海洋资源、环境的可持续利用和海洋事业的协调发展,具有重要的意义。■

参考文献

[1]陈洪云,翟国君;海洋测绘进展评述[J];海洋测绘;2004年01期

[2]黎刚;环境遥感监测技术进展[J];环境监测管理与技术;2007年01期

第8篇:卫星遥感技术的特点范文

关键词:高分辨率卫星影像 城市数字地图 应用

中图分类号:TP751 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)09-0096-01

随着国民经济的快速发展和我国城市化进程的不断加深。传统的地图产品已经无法满足城市发展的需要了。传统地图更新的方法也无法满足现代城市规划、建设的需要。遥感技术的诞生符合这这一发展趋势。卫星遥感技术就是结合了计算机技术、光电技术、航空技术和遥感技术,它具有快捷方便、实时性的特点。该技术特点决定了卫星遥感技术大量应用在城市数字地图的更新中。

1 高分辨率卫星影像技术

所谓高分辨率卫星影像技术就是随着卫星遥感技术的发展结合数字制图技术而形成的,其具有图像分辨率高,信息详细,图像生成时间短,现时性强的特点。为城市地图的更新提供了快速、低成本的保障[1]。

2 城市数字地图

城市数字地图就是采用一定数字法则,使用特定的地图符号和色彩体系来详细的反映城市地理信息的载体。城市地理信息包括城市内部要素和城市郊区空间要素等。现今一般采用的城市数字地图比例尺在1:5000-1:20000之间。相对于其他地图来说,城市地图的要素发展变化快。传统的城市地图制作已经不能正确的反映城市的自然现象和社会现象,无法满足政府进行科学决策和规划的需要。所以城市数字地图亟需新的更新手段来完善。

3 高分辨率卫星影像在城市数字地图更新中的应用

3.1 做好地图更新准备工作

要绘制新地图时首先要做好前期的准备工作,收集城市最新的资料,比如城市某地区的更名,交通设施的扩建等。其次购买城市卫星影像数据。最后完成软件的准备和地面控制点数据采集。

3.2 进行地形图的准备工作。

城市地图更新第二步是进行需要更新的城市地图和地形图的扫描。扫描模式一般为RGB,因为这种模式有利于后期更新工作的目视判读。通过各种测量手段在野外或室内获取地面控制的数据,主要方法有视窗采点、文件采点和地图采点。这三种方法的使用要看具体情况而定[2]。一般具有明显特征的地物点可以作为控制点,因为控制点选择的正确与否直接关系到影像纠正精度,所以要做好控制点的选择工作。

3.3 处理好遥感影像

卫星影像在成像的过程容易受到透视投影、大气折光和地形起伏等因素的影响,影响数据会有一定的失真,所以获取的地理信息无法直接用于城市数字地图更新。所以在将高分辨率卫星影像应用于城市数字地图前要进行影像纠正。纠正的软件一般用ERDAS。尤其要把握好地形图和卫星影像上控制点的选择,或者尽可能的选用地面对应点的控制点,确保控制点在图面的分布应该是均匀的。纠正工作完成之后,进行全色与多光谱影像的融合处理。

分辨率融合就是对不同空间分辨率遥感图像进行融合处理。空间分辨率较低而光谱分辨率较高的数据与空间分辨较高全色数据进行融合时,融合之后的图像主要来源与多光谱数据,而纹理信息则主要来源于全色数据。分辨率融合技术使得遥感图像不仅具有全色图像的空间分辨率,同时又具有多光谱特征,从而保证的图像增强的效果。在融合前对多光谱和全色图像进行预处理是保证融合后效果的前提。其中多光谱的图像处理以增色为主,包括亮度、饱和度等。对全色图像的处理主要以增强局部反差,纹理突出为目的。

3.4 将融合图像与城市数字地图重叠

融合影像完成之后要与城市地图进行融合。但在这之前应该按照城市地图的角点坐标来裁切融合影像,保证融合图像的大小与修改后的城市地图一致。并将已经叠合好的融合影像和城市地图的文件进行.tif文件格式转换。

3.5 更新好最后的地图

更新工作主要在CorelDRAW中来进行[3],按照软件使用的流程绘制出变化的地图要素。需要注意的是,城市数字地图的更新应该是全方位,大范围的,就是说不仅要更新卫星影像上可以看见的地图要素,同时也要更新在卫星影像上看不见的地图要素,如交通线路的更改和车站名称的更换。

4 结语

为了满足不断扩展的城市规模的需要,我们应当提高城市数字地图的准确性。在城市地图绘制工作需要将计算机技术、遥感技术和卫星影响处理技术等高新技术进行结合,完成城市数字地图的更新。只有这样才能保证城市数值地图的可靠性和准确性,为政府的规划和决策提供科学的依据。当然,随着社会经济的不断发展,现有的绘制技术有一天无法也将无法满足现实的需要,所以需要研究人员加强测绘技术的研究,确保城市数字地图的更新符合社会发展的需要。

参考文献

[1]元建胜.浅谈我国遥感卫星的发展方向[J].海洋技术,2010(01).

第9篇:卫星遥感技术的特点范文

由于机上有多达154名中国公民,

中国对此极为关注。马来西亚、越南等周边国家进行搜救工作的同时,中国也派遣多艘舰艇和多架飞机进入泰国湾进行搜索。

针对此次搜救区域面积大的实际情况,西安卫星测控中心也迅速启动应急预案,对在轨运行的卫星进行调整,紧急调动了“遥感”“高分”“海洋”和“风云”等4个系列的近10颗卫星,为海上搜救工作提供技术支持。其中高分一号卫星3月9日上午11时左右获取的图像中,在位于东经105.63度,北纬6.7度为中心的20千米区域内,观测到3处疑似漂浮物体。虽然它们并非客机残骸,但此举显示了中国航天的实力,也为搜救工作提供了有力的帮助。

中国航天紧急调集近10颗卫星为MH370客机搜救提供情报保障,横向对比在世界上仅次于美国,体现出中国航天,尤其是对地遥感领域的巨大进步。不过很多人对此也提出了疑问:中国的卫星执行搜救工作,对这些卫星原有任务会造成什么样的影响?紧急调动这些卫星,是否意味着卫星要进行机动变轨,以快速抵达MH370客机疑似失联区域?如果需要变轨,对这些卫星的后续任务和寿命又有怎么样的影响?为什么科技如此发达,卫星遍布天空的时代,客机失踪几天了还找不到?

遥感能力受限

要说明卫星的能力,我们必须先解说一下遥感卫星的操作和轨道。遥感卫星携带巨大的相机对地观测,但它并不是一路拍下来的,而是根据程序,在特定的时间拍照特定的区域。中国的高分一号卫星2013年4月26日发射成功,但到12月底只拍摄了2米/8米影像247731景――也就是说,它在绝大多数时候并没有对地成像。这种状况一方面是由于任务能力的限制,另一方面也受到存储和传输能力的限制。

在中国卫星还没有使用操作系统的时代,只能按照程序控制方式写指令。具体来说,就是地面上的技术人员,根据卫星状态和任务需求,设计好卫星的每一步动作。随着我国轨道任务复杂性日益提高,这种简单的卫星任务控制方式难以为继。2006年,我国第一代星载计算机操作系统SpaceOS1投入使用,为提高任务灵活性提供了较好的基础。西安卫星测控中心调动的遥感、高分、海洋和风云等卫星,都应用了SpaceOS1星载操作系统。不过SpaceOS1只做到了资源管理和任务调度,而且只能同时管理5个任务,能提供的任务灵活性还比较简单。

高分一号卫星可以提供2米分辨率的全色/黑白图像,图像幅宽可达60千米,单幅图像的体积就相当大。卫星上的存储设备容量是有限的,无法存储太多图像,必须及时下传到地面站腾出空间。如果是遥感系列的军用卫星,较晚发射的遥感卫星装有和天链数据中继卫星系统通信的高增益天线,可以边拍边回传图像数据,星载存储设备容量还不至于成为太大的瓶颈,但高分、海洋等民用卫星没有通过天链数据中继卫星系统回传数据的能力,其中很多连通过天链进行指令中继的能力都没有。

换句话说,这些卫星需要在经过我国上空时,通过地面站上行注入指令,下传拍摄的图像数据。2013年4月28日中国科学院遥感与数字地球研究所密云站6分钟内接收了高分一号卫星32.5GB的图像数据,这是高分一号首次下传图像数据,虽然传输带宽比较高,但也说明了高分一号卫星无法通过天链回传拍摄的图像数据。这样的话,高分一号的任务规划和执行受到的限制就很大了。

以高分一号为例,西安测控中心紧急调动卫星用于马航370航班的搜救后,必然要根据新的任务要求重新规划工作计划,通过天链卫星或是我国境内的地面测控站上传新的任务指令,增加对搜救海域的成像任务,甚至是清空卫星原有任务的指令,以及时对搜救海域成像。由于卫星程序或操作系统能执行的任务数量和星载存储设备的容量都受到限制,一般来说,临时增加新成像任务,肯定会打乱原有正常任务的执行。如果是清空原有任务指令,对原有任务的影响就更大了。

变轨不靠谱

说到这次搜救中紧急调动卫星,很多人条件反射地想到了卫星变轨,那么此次搜救是否进行了卫星变轨呢?西安卫星测控中心没有给出确切的答案,但根据卫星轨道和运用的知识,我们可以大胆推断一下。

高分一号卫星使用了中国空间技术研究院的CAST-2000小卫星平台。根据中国空间技术研究院网站提供的信息:CAST-2000小卫星平台平台质量200到400千克,有效载荷能力300到600千克。通俗来说,就是包括卫星燃料质量在内的平台本身最多只有400千克,而包括相机在内的载荷质量可达300千克以上。即使高分一号卫星为机动变轨携带了高达200千克的燃料(事实上这是不可能的),假设发动机比冲315秒,根据齐奥尔科夫斯基公式,这些燃料全部耗尽也仅能提供不到1040米/秒的速度变量。这个机动能力看似乎不少,但要用于灵活机动变轨还远远不够。

参考改变倾角的轨道机动的公式:

ΔV=2Vsin―

其中,ΔV为机动需要的速度变量,V为卫星的轨道速度,θ为改变的轨道倾角。

高分一号卫星运行在距离地面650千米高度的圆轨道上,轨道速度约为7535米/秒,如果轨道倾角改变30度的话,需要的ΔV约为3900米/秒,即使是倾角改变10度,都需要约1300米/秒

的ΔV。通过改变轨道倾角让卫星更快地访问搜救区海域,并不是一个好主意。

如果倾角不变,同时旋转轨道平面,虽然也可能更快地访问搜救区海域,但所需的ΔV同样很大。如卫星轨道倾角为90度,轨道平面旋转45度时需要的ΔV约为5800米/秒,看来这条路也不好走。

那么,改变轨道高度呢?改变卫星轨道高度所需的ΔV小得多,不过高度变化不大时,轨道周期变化也不大,对比卫星不变轨,所能缩短的首次访问时间并不长。而且一般来说,遥感卫星的轨道高度是与相机等载荷的参数相匹配的,升轨降轨会带来更多的麻烦,同样是代价过于高昂甚至无法实现的做法。

遥感卫星一般运行在500千米以上高度的轨道,大气阻力已经不再是最主要的影响因素,轨道维持所需的速度变量很小,因此遥感卫星上的燃料是相当有限的。遥感卫星保留基本轨道维持所需的燃料后,剩余燃料变轨的能力很小,不论“海洋”“高分”“风云”等民用卫星,还是“遥感”系列军用卫星,都无法像很多人想象的那样做出迅捷猛烈地轨道调整。

就算这些卫星竭尽所能进行了轨道机动,且不说变轨量很小能否应急,单是轨道参数改变后需要重新设计对地成像的方案,代价就太大了。从这些常识判断,我国紧急调用的近10颗卫星,变轨提供应急访问的可能性不说没有,也是微乎其微的。

侧摆来应急

遥感卫星一般运行在距离地面几百千米的太阳同步轨道,轨道周期约90分钟或是更长,每一圈星下点经过赤道时,都偏西约2500千米。遥感卫星要保证分辨率,相机幅宽只有几十千米。比如高分一号卫星的2米全色高分辨率相机,幅宽就是60千米。即使是高分一号特意设计的超高幅宽16米分辨率相机,幅宽也只有800千米。遥感卫星要重复经过某个区域上空,所需要的时间都是很长的,如中巴资源卫星02B就长达104天。

如果调动的卫星只是等待飞过搜救海域上空拍照的话,西安卫星测控中心说的紧急调动和支援岂不是贪天之功?这倒不至于。虽然通过变轨实现快速访问的做法并不可行,但遥感卫星为了实现对热点区域的快速访问和重访,已经发展出一些行之有效的方案,其中最关键的就是卫星侧摆机动。

虽然精心设计卫星轨道,星下点重复经过某个区域的时间也很长,但通过卫星姿态的摆动带动相机指向的变化,可以对星下点以外的区域进行成像。卫星姿态摆动一般是使用动量轮来控制的,不需要消耗卫星燃料。很多卫星都可以做到30度、45度甚至更高角度的侧摆角。高分一号卫星可以做到正负35度的侧摆角,以实现对热点区域的快速访问。以650千米高度、侧摆角35度计算,理论上卫星就可以拍摄星下点轨迹左右最远约450千米的区域。

遥感卫星应用了侧摆等技术后,重复拍摄访问热点区域的重访周期就大大缩短了。如高分一号卫星重访周期就只有4天,而美国先进的WorldView-1卫星对北纬40度地区的重访周期,更是缩短到1.7天/1米分辨率。

我国调整遥感卫星的测控计划,紧急调动近10颗卫星为搜救提供技术支持,除了部分轨道正好经过搜救区域的卫星外,其他卫星只能通过侧摆机动来实现快速访问。但侧摆机动只是缩短了重访周期,而不是实时访问。这应该就是3月8日MH370航班失去联系,但高分一号直到9日上午11时左右才对这片搜救海域拍摄获取图像的根本原因。

卫星并非万能

MH370客机失去联系后,很多人都很困惑,今天的科技已经如此发达了,怎么一架如此巨大的客机还会失踪呢?为什么那些分辨率2米、1米甚至更高的卫星,会找不到失联的波音777客机的线索?

其实,这同样与我们对卫星能力的夸张想象有关。目前遥感卫星,无论是光学星还是雷达星,都无法穿透几十米海水搜寻海底的信息。如果客机已经沉沙海底了,无论遥感卫星性能多好都无能为力。只有客机残骸浮在水面上时,遥感卫星才有可能提供一些帮助。但这种情况下,遥感卫星的搜索效果仍然相当有限。

上文提到了卫星的重访周期,这个限制意味着遥感卫星的情报时效性不强,无法及时提供第一手信息。另一方面,客机如果解体,残骸肯定不大,需要高分辨率的图像才能进行识别。美国的Terra卫星虽然抢先了3月9日中午11时35分拍摄的相关海域卫星图像,但Terra卫星上的中分辨率成像光谱仪(MODIS)分辨率只有250米。这个分辨率用于研究大陆海洋的动态变化是足够的,对寻找失联客机可以说毫无帮助。马航失去联系的这架波音777-200客机全长只有63.7米,翼展也不过是60多米。即使客机完整地落到海面上,也无法从Terra卫星的照片将其分辨出来,除非客机油料泄漏形成巨大的航油带,这张250米分辨率的照片才可能为搜救提供一些帮助。