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遥感技术用途精选(九篇)

遥感技术用途

第1篇:遥感技术用途范文

关键词:植物营养诊断与施肥;教学改革;教学效果

中图分类号G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2016)13-0160-03

《植物营养诊断与施肥》是高校农业资源与环境系本科生的专业基础课程,是评价、诊断和指导作物施肥的一门综合课程,也是实施科学施肥的主要理论依据,它包括作物缺素症状诊断、土壤诊断、根外诊断、代谢诊断、物理化学诊断等[1]。近年来,随着黑龙江省农垦总局各农场测土配方施肥项目的发展,植物营养诊断技术也获得了快速发展,利用植物营养诊断进行科学施肥,已经在水稻、玉米、大豆和马铃薯等主要农作物得到了广泛应用,不仅增加了作物单产,而且减少了化肥的投入量,使农户获得了可观的经济效益,也降低了化肥对环境的污染[2-3]。植物营养诊断与施肥课程是以植物营养学和作物施肥原理与技术课程中演变而来的,逐渐发展成为一门综合性、系统性、实用性的课程,其影响渗透到包括遥感技术、植物生理、植物病理、分子生物学、水土保持等多个学科领域,成为当前农业生产中必不可少的组成部分[4]。

遥感技术首先是在军事上发展起来的,随着科学技术水平的进步,遥感技术得到了快速的发展,各领域的科学家开始着手研究遥感技术,使遥感技术的应用领域也越来越广泛和深入。遥感技术与农业科学有关的领域主要有:大田作物航拍遥感诊断施肥、大田作物的遥感测产与长势监测、遥感解析土壤类型分布、农业资源调查与评价、植物保护中某些病虫害调查与监测等。近年来,通过卫星对农作物拍摄遥感图像进行诊断施肥工作已取得了较好的成绩,遥感图像可以反应植物养分状况、土壤类型分布、田间长势、作物分布,提供农作物施肥表征和土地的利用现状,为农业部门统计作物布局提供可靠的参考资料,达到作物高产优质和生态安全的目的。

遥感技术已经从传统的专业化技能逐渐向多元化多方面进行发展,从当前社会的发展与对人才的需求角度出发,借助课程改革对农业遥感技术在植物营养诊断与施肥课程在教育教学、社会实践和科研创新三方面的有机结合,充实课程的内容,增加课程的实用性和学生学习的兴趣,使学生在学习过程中从理论、实践操作和科研的角度,对遥感技术有充分的认识,能够在实践中应用遥感技术的方法、手段和思路去分析并解决植物营养诊断与施肥方面问题的能力[5]。本文旨在探讨农业遥感技术在植物营养诊断与施肥课程建设中,如何更好地完成教育教学、社会实践和科研创新三位一体的角色,增加教学环节的实用性,拓展学生的视野,增强科研创新的能力。

1 课程教学改革的必要性

《植物营养诊断与施肥》课程是以植物营养学和作物施肥原理与技术为基本出发点,结合农业生产实际形成的一门综合性课程,通过判明作物的营养丰缺状况,分析导致植物营养丰缺的原因,提出有效的施肥方案。显然,植物营养诊断不仅是科学施肥的基本依据和技术保障,同时也是植物营养和作物施肥原理与技术理论服务于农业生产实际最实质性的内容。植物营养诊断是手段,合理施肥是途径,高效、低耗、高产和优质是目的。《植物营养诊断与施肥》课程与农业生产紧密相关,对于研究农作物的生长规律、养分利用效率及解决我国的粮食问题有着重要的意义。然而,随着社会科技的不断发展以及农业课程教学改革的深入,农业类高等院校需要培养出更多具有创新开拓精神的实用型的高级人才,这就必须在相关课程的教学改革方面进行广泛的探索和与深入的实践。为了提高该门课程的教学效果及教学质量,增强学生利用植物营养诊断原理及理论解决生产实际的能力,笔者对“者对在相关课程的教学改革方面进行广泛的探索和与教学方法和实验课实践教学等进行一系列的改革与探索,在实施教改项目的过程中按照社会发展、科技进步等客观要求,兼顾本课程所涉及农学类专业的专业课程安排,充分发挥该课程在农学类各专业建设与发展中的重要作用,立足于学以致用,为农业经济发展服务,以达到更好的教学效果[6]。

2 农业遥感技术在课程建设与学生培养的切合点

2.1 高科技融入植物营养诊断与施肥课程的教学过程 随着遥感技术的发展以及遥感技术与农业的紧密结合,对农业资源与环境专业学生培养提出了新的要求,培养高素质的创新人才是时代赋予高等学校的使命,也是高校实施素质教育的根本途径。而建立高素质的创新型人才培养模式需要建立完善的、适合的创新课程教学体系。在植物营养诊断与施肥课程教学过程中,引入遥感学科知识以及植物营养学在遥感学科上的应用。例如:植株各器官营养状况的改变直接影响着作物的冠层颜色和叶片透光率,缺氮植株叶片颜色变浅,透光率增加,冠层颜色偏黄绿色,而植物冠层颜色状况通常情况下都与叶片叶绿素含量呈正相关关系,其含量的变化影响了叶片冠层的光吸收和反射强度,由于叶绿素对可见光的有效吸收,在可见光波段冠层的光反射随着植株缺氮状况的增加而增强,接收装置接收到反射光,经处理即可形成遥感图像,通过遥感图像的解译即可诊断出植物缺素的症状,可见农业遥感技术直观和方便,广大农业科技工作者在电脑前即可诊断出作物的田间长势。因此,植物营养诊断与遥感技术在专业技术领域有很多相重叠的理论知识,为农业遥感技术更好的融入植物营养诊断与施肥课程奠定基础,使学生及时掌握农业遥感学科发展的新方向,形成人才培养的创新性与遥感课程教学的相互支撑。

2.2 社会需求多是促进遥感技术与课程建设的切入点 多学科日新月异的交叉发展,不断加强各学科在多领域的融合,遥感技术作为一门专业性较强的课程,其应用领域也越来越广泛和深入[7]。遥感技术已经从专一的技术服务逐渐走进社会化的发展中,因此借助课程改革对遥感课程在教育教学、社会实践和科研创新三方面的有机结合。教师在教授过程中,使学生从基础理论、动手能力和科研创新的角度,对遥感技术理论有充分的了解和思考,令学生能够掌握应用遥感技术的手段和方法,具有解决植物营养缺失问题的能力。如果该改革应用得当,必然为黑龙江的农业生产实践开辟一条新的道路。现阶段,许多国家将植物营养诊断作为农业生产现代化的重要手段广泛地应用于各种农作物中,已取得了较好的效果。依靠遥感技术的理论,应用计算机处理遥感图像、解译数据与植物生长的各种参数相结合,制定具体的施肥方案,为诊断的准确性与预测预报打下坚实基础;在欧美等一些发达国家有专门进行营养诊断的职能机构,现已发展到商品生产的应用阶段,这些成果的推广以及机构的运行均需要农业遥感专业技术方面的人才,大多学校一般只开设植物营养诊断与施肥课程,而对遥感技术课程一般只对专业性较强的专业开设。因此,把满足社会对专业性人才的需求作为促进植物营养诊断课程建设的切入点,更好地将农业遥感技术融入该课程体系做出贡献[8]。

2.3 科研、教学与实践在课程改革中有机结合 高等学校对本科生科研素质的培养不够重视,科研意识薄弱,实践能力欠缺,不能适应时代的发展要求,所以科研、教学与实践的有机结合是植物营养诊断与施肥课程建设中重要的环节。科研是教学的基础,教学是科研成果的传播途径,实践是检验科研和教学的方法和手段。对高等学校教师而言,只懂得教育教学显然远远不够,尤其对于讲授自然科学课程的教师而言,只教学不做科研,教学内容陈旧,课堂信息量不足,导致教学质量难以提高。实践和科研经验的积累,有助于教师教学能力的提高,提高课堂的教学效果,增加学生对本课程的兴趣,如将基于遥感的植物营养诊断与施肥研究,基于遥感的土壤养分盐碱地的空间变异特征,基于遥感的土壤养分估测,基于遥感的作物产量评估等科研成果融入教学内容,使课堂教学信息更加丰富,课堂气氛更加活跃,增强学生对知识的掌握程度。

相对而言,教育教学要比科研要容易一些,但是没有科研过程的钻研和付出注定没有教学的精彩。如将黑龙江省黑土分布、各农场不同植株养分的遥感图像引入课堂教学中,用远红外及卫星影像分析黑龙江农垦各农场地表温度和土壤湿度的研究引入到热红外遥感教学,这些科研项目使学生能深切感受到理论知识就在我们身边。而这些知识如果没有教育教学、科研创新和社会实践三位一体的指导,无法凭空想象,学生很难理解,直接影响高校人才培养目标的实现。

完善社会实践教学环节,积极与本专业相关的企业及实习基地联系,走农场进基层,让学生一见到农作物首先诊断农作物缺素症状,告诉该地块农户应多施哪些肥料可高产,使学生更多的接触农业生产第一线的人员,提高学生的实践能力,从而使学生在课程学习中了解现代化农垦的栽培制度和先进的管理经验,为今后走入社会打下坚实基础,真正使学生在校学习期间实现“城市白领”到“合格农民”的转变。当然,任何一门学科的起步与发展都不是一日之功,需要有长远的规划和循序渐进的过程,只有这一过程日趋完善,改革后的课程体系才能为地区经济发展和社会繁荣培养更多优秀的人才。

3 结语

随着科学技术水平的不断提升,植物营养诊断与施肥技术也得到了快速发展。农业遥感课程作为植物诊断与施肥课程建设的一部分,在教学和实践过程中将农业遥感技术融入该课程体系中,从教育教学、科研创新和社会实践三位一体有机结合的途径去努力,必然在校院和植物营养诊断与施肥学科建设打好良好的基础,在专业拓展和专业发展中,取得稳步增长,增加同学们接触生产第一线的机会,增加实践单位对本校植物营养诊断与施肥课程的了解,增加同学们就业的方向,不断革新教育模式,为学生营造良好的学习和实践氛围,激发学生学习热情,提升学生实践动手能力,加深学生对课程的熟悉程度,使学生真正喜欢植物营养诊断课程,提升学生自主学习能力和探究学习的能力。只有这样,才能为高校农业资源与环境专业的持续发展和植物营养学科建设思路的拓展提供有效的支撑,也为黑龙江垦区培养农业遥感技术层面的专业人才作出应有的贡献。

参考文献

[1]周建,王旭.植物营养诊断研究进展及在我国经济植物中的应用[J].安徽农业科学,2005,33(12):2400- 2401.

[2]张明聪,孙文相,罗翔宇,等.启动氮加追氮对大豆钾素积累分配规律的影响[J].大豆科学,2013,32(5):665-669.

[3]张明聪,刘元英,罗盛国,等.养分综合管理对寒地水稻抗倒伏性能的影响[J].中国农业科学,2010,43(21):4536-4542.

[4]吉雪花,庞胜群,郑群.园艺植物营养诊断课程建设途径[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2005,1:41-42.

[5]任涛,谭启玲.植物营养研究方法课程教学实践探讨[J].安徽农业科学,2011,39(13):8167-8169.

[6]柳维扬,王家强,彭杰,等.遥感课程在植物营养学科建设中模式初探[J].江苏科技信息,2015,12:71-72.

第2篇:遥感技术用途范文

关键词 小波变换;遥感图像;高频信息;图像处理

中图分类号TP7 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)47-0220-02

基于小波变换的遥感图像是处理高频信息形态数据源的主要方法之一,通过对基于小波变换图像技术的分析,总结了基于单小波遥感图像的基本方法和每种方法的优缺点,以及在分析小波图像和小波标架变换的基础上,提出了基于小波变换的图像算法和小波标架变换的图像算法。

1 压缩感知的基本原理

以小波为基的压缩感知的基本原理图像压缩处理对于航空、航天、军事侦察、灾害预报等许多领域至关重要,针对遥感图像噪声大、边界不清楚等问题,提出了应用小波变换对遥感图像进行压缩感知和边缘检测处理的方法。

1.1基于小波变换的边缘检测原理

以小波为基的图像压缩处理是技术关键的之一,寻求性能良好的压缩方法是一个重要的研究领域,通过对小波基设诛预滤波器构造以及图像处理中的问题分析,是解决图像处理的有效途径。因此,遥感图像的先验模型对于图像的视觉处理至关重要,对于图像的先验模型从多个角度进行研究,其代表主要有统计方法、 正则化几何建模方法和稀疏表示方法。

小波变换图像融合是将同一场景中多幅图像的互补信息合并成一幅新图像,以便更好地对场景进行观察和理解,为遥感图像提供一种加精确的分析方法,在研究小波变换特性的基础上,提出基于小波变换的图像融合方法。实验证明,该方法具有很好的融合效果。随着小波变换体技术的发展,小波变换数字技术已成为一个研究热点。在分析小波变换数字的基础上,提出基于提升格式小波变换的数字水印算法,该算法在对图像处理方面达到较好的效果。

1.2基于小波变换的图像数据压缩原理

随着现代信息社会对通信业务要求的不断增长,基于小波变换的图像数据压缩原理与通信网容量的矛盾日益突出。特别是具有庞大数据量的数字图像通信,更难以传输与存储,极大地制约了图像通信的发展,已成为图像通信发展中的瓶颈问题。图像压缩编码的目的就是要以尽量少的比特数表征图像,同时保持复原图像的质量,使它符合特定应用场合的要求。

基于小波变换的图像数据压缩原理是图像数据压缩发展史上一个新的里程碑,它在频率和位置上都是可变的,非常适合分析瞬态信号。当分析低频信号时其时窗很大,而分析高频信号时其时窗很小,这恰恰符合实际问题中高频信号的持续时间短、低频信号的持续时间长的自然规律。

2 以小波基为稀疏基的图像压缩处理方法

根据遥感图像中的不同地貌具有不同的频谱特性,人工建筑区相对其他区域具有较高的频率,提出了基于小波变换和数学形态学的遥感图像人工建筑区提取算法。

2.1对遥感图像进行小波变换压缩处理

将不同地貌的信息转换到不同频带,再对高频信息进行融合,并将融合后的高频信息中幅度变化剧烈的区域看作遥感图像的“山峰”,变化平稳的区域看作遥感图像的“盆地”,最后采用形态学重建的方法提取人工图像的压缩图像,实验结果表明,该算法具有快速性和准确性的特点。

目前遥感图像的种类繁多,针对中高分辨率的可见光成像的遥感图像进行分析发现,在遥感图像中不同的地貌呈现出不同的规律,在图像上的表现形式就是具有不同的纹理,所以对遥感图像的纹理进行粗分割,实际上就是对图像中地貌的一种粗分类,纹理分割的主要任务是将图像进行划分。

2.2遥感图像频率分布处理

以小波基为稀疏基的图像压缩处理相对低频,景物处于相对高频。根据小波变换多分辨率特点,图像经多层小波分解,得到的低层细节系数代表图像的相对高频部分,高层细节系数代表图像的相对低频部分。提出通过增大图像的高频细节系数,减小低频细节系数。利用视觉评价、平均梯度等方法评价实验结果,表明分析遥感图像频率算法的有效性。

遥感图像频率分布的特征一般主要有多光谱图像去云、多副图像叠加、云多传感器图像融合,遥感成像小波系数分辨率分析图像处理的成像过程中,由于高层细节系数的遮挡使获得的遥感图像变得模糊。运用图像处理技术,研究如何有效去除影响,成为了提高遥感数据利用率的必要途径。

3 遥感图像压缩处理的质量评价

3.1遥感图像压缩处理的质量评价

与小波相比遥感图像压缩处理的质量评价,不仅具有小波的多分辨率特性和时频特性,还具有很好的方向性和各向异性。小波的支撑域边长在该尺度下的基函数支撑域的纵横比可以任意选择,基函数的支撑域来逼近曲线的过程,由于它的基函数的支撑域表现为“长方形”,因而是一种更为有效稀疏的表示法。与二维可分离小波基函数的方向支撑域的各向同性不同,其支撑域表现出来的是各向异性的特点。

遥感图像压缩处理的质量评价表示方法都是采用单一基,另外一条遥感图像压缩处理的质量评价表示的途径是,基函数原子库的图像系统。通过遥感信号在完备库上的分解,用来表示信号可适应本身的特点,灵活选取以得到遥感压缩图像。小波分析用于平稳信号和图像的处理优于传统的傅里叶变换,已被许多应用领域的事实所证实。

3.2压缩感知处理的形态分量方法分析

基于压缩感知处理的形态分量方法的图像分解,较好的结合了变分方法和稀疏表示方法两类图像分解的优点,为图像处理问题提供了良好的处理机制。首先从关于图像形态分量分解的变分方法来看,研究朝着对图像结构和纹理等形态成分刻画更精细方向发展。通过关于压缩感知处理的形态分量结构和纹理分量的有效分离,由于目前所涉及的表示的主要有正交系统。随着压缩感知处理的形态分量表示理论的发展,通过不同的分类表示、稀疏性度量和正则化方法,可以导出不同的图像形态分量分析算法。

4结论

小波变换在遥感图像处理中的应用是近年迅速发展起来的新兴学科,具有深刻的理论意义和广泛的应用范围。小波变换在遥感图像处理中的应用是一种信号的时间尺度分析方法,它具有多分辨分析的特点,而且在时频两域都具有表征信号局部特征的能力。

参考文献

[1]王仁.小波变换在遥感图像处理中应用思考[J].北京技术,2009(11).

第3篇:遥感技术用途范文

遥感科学 教学质量评价 创新性实践

一、前言

本科人才培养是高校的根本任务,教学质量是生命线。全面提高教学质量是一项复杂的系统工程,涉及理念思路的更新、体制模式的创新、评价机制的引导和基础设施的保障。教学质量评价是对组成本科教学的各个环节,如教学改革与建设、教学基本运行、教学管理等方面的全面质量评价,具有人才培养的专业特色。如上海交通大学本科教学质量评价体系由本科教学运行质量评价、学生质量评价、本科教学条件与保障评价等方面,努力体现“能力建设+知识探究+人格养成”三位一体的育人理念。北京大学坚持“加强基础,淡化专业,因材施教,分流培养”的本科教育改革方针。在“质量工程”项目中,进行了多样化人才培养模式探索,完善课程体系建设,开展本科生研究性学习和科学研究探索,规范教学管理,多途径开展本科教育国际化交流与合作等教育工程建设。华中科技大学在本科人才培养上贯彻“以学生为中心的教育”理念,把创新人才培养模式作为本科教育教学改革的主线,以培养目标、课程体系、教学方法、教学评价、教学环境为核心评价要素。

本文从武汉大学遥感信息工程学院遥感科学与技术本科专业人才培养目标出发,结合教育部关于本科教学的“卓越工程”,探讨基于专业特色的本科教学质量评价体系,以期为该专业方向发展提供侧面的新思路。

第4篇:遥感技术用途范文

[关键词] 遥感;城市规划;应用

Abstract: Urban Remote Sensing Information is one of the urban resources. This paper

describes the methods and situation of application of the Remote Sensing Information in

urban planning and management, analyses some practical questions, and previews its

prospects.

Key words: Remote Sensing; urban planning; application

一、引言

遥感技术(Remote Sensing)是一门建立在空间科学、电子技术、光学、计算机技术、信息论等新的技术科学以及地球科学理论基础上的综合性技术,为现代前沿科学技术之一,具有宏观、动态、综合、快速、多层次、多时相的优势。在新技术迅猛发展的今天,遥感技术伴随着航空、航天技术的发展而不断提高与完善,服务领域因之而不断扩展,受到普遍重视,显示出极其广泛的应用价值、良好的经济效益和巨大的生命力。

城市遥感信息是城市重要的信息资源之一,遥感技术在城市规划与管理方面的应用目标可以归纳为:快速实现城市范围国土资源与生态环境的多层次、全方位综合调查,系统地研究城市资源与环境的空间分布规律及其相互联系、相互制约的关系,按不同层次、不同内容编制系列基础图件,客观、真实、系统地反映城市的建设成就和存在问题,为制定城市国民经济和社会发展的中长期规划、国土资源和生态环境的综合整治规划以及城市经济可持续发展规划提供科学依据。

二、遥感资料的制图应用

1) 航天遥感制图

所谓航天遥感是指以航天器为传感器承载平台的遥感技术。航天遥感实践中,针对具体应用需求,选择不同的传感器如:成像雷达、多光谱扫描仪等,通过卫星地面站获取合适的覆盖范围的最新的图像数据,利用遥感图像专业处理软件对数据进行辐射校正、增强、融合、镶嵌等处理,同时,借助应用区域现有较大比例尺的地形数据,对影像数据进行投影变换和几何精纠正,并从地形图上获得境界、城市、居民点、山脉、河流、湖泊以及铁路、公路等典型地貌地物信息和相应地名信息,进行相应的标注和整饰,制作数字正射影像图。

当前,高分辨率卫星遥感技术的发展已经到了一个前所未有的高度,法国SPOT 5和美国IKNOS、QUICKBIRD卫星影像的地面分辨率分别达到2.5m、1m、0.61m,据估计,在未来两年内,更高分辨率的卫星遥感影像将进入商业运行。这就使得卫星遥感技术突破了仅能进行定性分析的局限,而跨入定性和定量分析的新境界。因此,航天遥感制图应用也更为活跃,展示出非常好的前景,不仅在国土资源调查、土地利用监测、城市规划监测、重点风景名胜区监测中有了典型应用,而且,国家863计划信息获取与处理技术主题重大课题还开展了利用分辨率为0.61m的QUICKBIRD卫星影像进行城市大比例尺地形图的更新研究。此外,高分辨率卫星遥感影像还可提供立体像对,可用于直接生成DEM数据,甚至可以进行大比例尺地形图的获取与更新测绘。

第5篇:遥感技术用途范文

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6篇:遥感技术用途范文

关键词:遥感技术环境监测 环境保护 应用

Abstract: The remote sensing technology because of advantages is fast, accurate, wide range and real-time access to resources and environment situation and change data, has become the main means of environmental monitoring, greatly improving the environmental evaluation of personnel working efficiency and accuracy, in order to maintain the balance of natural ecology, protection of natural ecological resources played an extremely important role. This paper discussed on the application of remote sensing technology in environmental monitoring.

Keywords: remote sensing; environmental monitoring; environmental protection; application

中图分类号:X831文献标识码: A文章编号:

0前言

当前,城市的飞速发展带来了一系列城市污染问题。环境监测任务十分繁重,传统的监测方式,在耗费人力物力的同时,还得不到理想的效果,并且调查的周期十分漫长,不能够对城市环境的实际情况做出及时的反馈。而基于卫星遥感技术的环境遥感监测,将遥感卫星技术与实地勘测相结合,不但可以及时准确地实时反映城市的资源状况和变化趋势,数据也可以准确及时地得到反馈,在实时监控了城市生态环境的同时,还可以对动态进行分析,在技术上提供了坚实可靠的保障。

1、概述

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,是在现代物理学、空间技术、计算机技术、数学方法和地球科学理论的基础上建立和发展起来的边缘科学,是一门先进的、实用的探测技术。

其发展趋势是:提高遥感器的分辨率和综合利用信息的能力,研制先进遥感器、信息传输和处理设备以实现遥感系统全天候工作和实时获取信息,以及增强遥感系统的抗干扰能力。

遥感技术分类

按照所使用的监测波段不同,该技术可分为以下几种类型:热红外遥感技术、可见光反射红外遥感技术和微波遥感技术。 

遥感技术的特点和作用

遥感技术的特点如下:监测速度快、范围广、能够进行长时间动态监测、投入成本低、回报高、无需现场采集样本、可以发现常规方法无法监测到的污染源。其较为明显的作用是可对指定区域进行跟踪测量,并且能够快速获取与污染有关的全方面信息,如污染源位置、污染范围、污染物分布及扩散情况、大气生态效应等等。

遥感技术的应用范围

目前,遥感技术已在我国诸多领域内得到广泛应用,具体包括:农林牧渔业环境监测、地质、地理、水文、气象、海洋等环境监测、城乡规划、资源勘探、军事侦察、土地资源管理等等。现阶段,随着科技水平的发展速度不断加快,促进了遥感技术的发展,该技术目前能够测出水中大部分微量元素的实际含量,如叶绿素、水温、泥沙含量以及水色等等。而且其还可以测量出大气的温度、湿度以及各种有害气体的浓度和分布情况,在固体污染物的测量方面也有一定的作用。

5、遥感技术在城市环境监测中的具体应用 

5.1在大气环境监测中的应用

大气污染主要是指工业和生活燃煤排放的废气、烟尘、粉尘、扬尘以及人工合成物质自然挥发有毒有害气体对大气的破坏。遥感综合技术在城市环境监测为大气环境质量监测和评价提供了有效的途径。根据遥感影像特征可对大气污染的范围、污染源的位置、污染物的扩散途径进行监测,结合实地观测数据还可对大气污染的程度进行测定。常规的大气环境监测的做法是在典型区布点采样,在室内分析大气中污染物的含量,并据此来监测和评价大气环境质量。量点的监测数据来评价全区,代表性和可靠性均差。 或者通过对穿过大气层的太阳直射光和来自大气和云的散射光以及来自地表的反射光的光谱分析,可以测量它们的光谱特征,求出大气气体分子的密度,从而确定大气中废气和有毒有害气体的含量,并可用此来对大气环境进行监测。

灾害性大气污染主要是沙尘暴。卫星图像拥有红外通道,可以确定沙尘暴的位置,同时它所具有的高时间分辨率(如1小时重返) ,更有利于大尺度监测沙尘暴的运动轨迹。目前沙尘暴研究和监测的主要是利用遥感手段。

5.1.1.臭氧层监测。因臭氧自身能够吸收0.3微米以下的紫外区中的电磁波,故此可采用紫外波段进行臭氧含量测定。此外,若大气中的臭氧含量达到一定高度时,温度也会随之升高,所以也可采用红外波段进行探测。

5.1.2.有害气体监测。对于由自然或人为条件下生成的二氧化硫及氟化物等有害气体,可采用间接解译标志进行监测。通常情况下当植被受到一定程度的污染后,其对于红外线的反射能力会有所降低,加之纹理、颜色等外在特征也会异于正常状态下的植被,所以可利用植被这一特点,对污染情况进行间接分析。 

5.2在水环境监测中的应用

应用遥感技术对水环境进行监测主要是以清洁水与污染水的反射光谱作为监测依据。正常情况下,清洁的水体其反射率较低,而且对于在光的吸收较强,从而使得其在遥感影像中呈暗色调,这一特征在红外谱段上更为明显。

在进行水体监测时,可将水色指标及光谱特征作为遥感技术监测的主要依据。应用卫星获得的像片或磁带数据中水面光谱资料与正常水的光谱资料相比较,使用小型电子计算机作及时的处理,就能探测出水源中的各种污染情况。由于遥感技术监测的范围较广,从而使其在水体扩散时能够及时发现污染物的扩散方向、排放源、影响范围及程度,以便尽快找到污染源。因水体中的污染物种类较多,且过于繁杂,为方便遥感监测,通常将水污染分为废水污染、泥沙污染、热污染、石油污染等几种类型。

5.2.1热污染监测。由于城市化和工业化的迅猛发展,大气中的二氧化碳急剧增多,大气层对地球生物生命起保护作用的臭氧层正在逐步地被破坏,致使全球气候普遍变暖,这就是所谓的“ 温室”效应。而城市市区温度普遍较城市郊区高,这种城市市区出现的岛状的高温现象即所谓的“热岛效应”。

5.2.2.石油污染监测。

就港口和海洋而言,石油污染属于一种较为常见的水污染。利用遥感技术对石油污染进行监测,不但可以确定污染区的实际范围和石油含量,同时还能追踪到污染源。由于石油与海水的光谱特征差异较大所以在很多光谱段上均可将石油与海水分开。

5.2.3.废水污染监测。由于废水中所含的悬浮物种类较多且水色差异较大,加之特征曲线上的强度也有所不同,所以可采用多光谱合成图像对废水进行监测。此外根据废水中水温的差异情况,也可采用热红外进行监测。 

5.3在固体废弃物监测中的应用

城市的固体废弃物的类型主要有居民生活垃圾 、建筑垃圾、工业垃圾以及混合垃圾,以上几种废物的混合物等。根据遥感图像的特征 (如形状、色调或色彩 )可以有效地调查固体废物堆场,尤其是利用航空热红外图像更为有效。

6、结语

总之,环境保护现已成为我国一项重要的基本国策,遥感监测技术可以帮助我们对环境进行实时监控,大大增强了对资源环境的动态监测能力,对保护生态环境的平衡、提高人们生存环境的质量发挥着重要作用。所以,在未来的工作中,应加大遥感技术的应用力度,使其在环境保护方面的作用得到充分发挥。

参考文献:

[1] 周园;李金生;遥感技术在环境监测中的应用[J];江西测绘;2008年04期

第7篇:遥感技术用途范文

关键词:土地资源;水质;草原

引言:在上世纪60 年代初期,卫星遥感技术获得了体系化成长,逐渐成为观测技术领域的重要应用。卫星遥感技术的监测主体具有远程性,采取非直接接触形式,完成监测目标性能探测,具有探测结果的高效性、探测数据的准确性、探测应用的成本可控性、探测范围的规模性等优势。

1 在土地资源勘测作业事项中遥感技术应用表现

1.1 土地资源遥感应用范围

土地资源探测工作中融合遥感技术时,主要探测土地资源性能,关注土地资源数据动态变化,加强土地资源数据更新,便于从动态化、多样化等视角,完成土地资源属性探测工作,以期有效提升土地资源遥测工作的有序性、智能性。与此同时,遥测技术在土地质量检测、生态性测评等方面,获得了广泛应用,提升其遥感技术在土地资源相关单位的应用价值,为相关土地资源利用开发工作提供技术支持,提升了土地资源保护效果,加强了土地资源相关决定的准确性。

1.2 获取土地资源信息

针对土地资源开展的遥测工作,以获取土地资源相关信息为重要项目。在获取土地资源信息期间,针对遥感数据实际获得了土地资源信息,比如时间、空间等,依据土地资源属性加以数据归类,提升土地资源信息获取的有效性。在信息处理期间,信息提取的方式,通常表现为两种,第一种方法为“目视归类法”,第二种信息提取方法为“人工智能分类法”。目视归类的提取应用,是以人工智能分类为基础衍生而出的新型应用技术。

此信息提取方法的分析流程为:针对遥感影像加以筛选,开展图像信息分析与甄别,在影像中完成标志设立,开展针对性判断与信息读取,完成数据图绘制与面积比例确定,加强影像图误差消除,综合开展精细化数据分析等。目视归类法,现阶段在全国范围的土地资源相关工作中获得了实践性应用,获取了相关有效的监测成果[1]。

2 在水资源勘测作业事项中遥感技术应用表现

2.1 获取水资源信息

获取水体信息时,遥测信息类别具体表现为:水资源分布情况、水资源面积测算等。针对此类信息获取程序,常用的信息技术包括:

以图像融合相关信息技术为基础,比如色彩设计、IHS与HPH变化、比值测算等,以此提升水体信息显示的直观性。

以光谱关系的应用基础,借助波段组合确定光谱规则的适用性,借助目视判断解读、阈值筛选等程序应用,精准获取水体信息。

以遥感指数法为应用基础,借助亮度、植被等指数遥测技术,在地面径流较少的区域,有效获取水资源信息。

在三种水资源信息获取途径中,遥感指数法的测量效果较为精准,获得了相关水资源行业的广泛认可。

2.2 水质监测

在监测水质情况时,分别从地面、航空等视角,完成水域质量情况探测,诊断水资源结构中的各项表现,比如反射、吸收等,以此确定水污染相关信息。一般情况下,水质遥测技术测定项目具体表现为:叶绿色含量、水体透明程度、悬浮物在区域水环境中的占比、有机物溶解处理效率等。高光谱遥测技术,获取的遥感数据,在水质检测工作中发挥出较为重要的作用。高光谱遥测技术展现的遥测数据,能够以曲线性质表现出水质定量遥感具体情况,为遥测数据获取增加了直观性、精细性。

3 在林草湿地资源勘测作业事项中遥感技术应用表现

3.1 遥测森林资源

针对森林资源开展的监测工作,主要面向森林灾害予以防范。森林灾害主要表现为:火灾、病虫害。在针对火灾安全事故开展遥测工作时,设定了卫星数据方位周期,形成了以气象卫星为基础的监测体系,运行状态稳定。针对病虫害问题开展的森林资源监测工作,是借助光谱反射现象,获取植物可能性产生的病虫害表现。利用机载高光谱完成遥感数据分析工作,能够在光谱曲线特征中确定相关植物种类的病症,比如灵芝茎基腐病。结合光谱曲线获取的遥测数据,精准确定植物健康性,以此完善森林资源防虫害工作体系。

3.2 遥测草原资源

利用第三代实用气象观测卫星、气象卫星程序传感器等技术传输的数据,获取植被、牧草等信息,判断草原资源生长与气象之间存在的关联关系,由此获取区域牧草长势,发挥出遥测技术的应用价值。利用遥感技术,能够完成区域草原分布、长势情况的信息获取,为相关单位绿化建设、环境保护工作提供有效支撑[2]。

3.3 遥测湿地资源

湿地资源在遥测期间,存在的工作障碍为湿地划分依据,相应提升湿地信息处理难度。现阶段,针对湿地资源监测工作,采取的是综合型监测方式,借助空间分辨率、光谱分辨率、遥感影像多种技术,协同完成监测工作,以此获取湿地资源的监测动态性,在神经网络分类法作用下,科学完成森林湿地类型划分,具有划分的精准性。

4 在矿产资源勘测作业事项中遥感技术应用表现

4.1 获取岩矿信息

针对岩矿信息开展的遥感测定工作,能够为地质学发展提供科学依据。在探测期间,采取岩矿信息识别、获取岩矿侵蚀变化情况、建设遥感找矿程序等形式,系统性开展矿产资源探测工作。矿物结构中包含的成分有晶体、阴阳离子等。此类物质在吸收光波后,形成了差异性光谱特征,借助此类光谱特征,采取相似指数、光谱角等形式,判断岩矿信息,提升信息获取的实效性。

4.2 监测矿山资源

监测矿山资源时,旨在为矿山开发相关作业程序提供指导信息。监测项目具体包括:开发区域具体情况,比如适用的开采形式、确定开采区域等;矿山区域地质条件,采场区域确定、统计废弃物数量等。借助高空间分辨率能够完成矿山资源的全面监测,获取可用的遥感数据,加强自动信息分类提取,结合人机数据交互,提升数据可读性,以期直观展现矿山环境的具体情况,为矿山开发相关事业增加科学指导。

结论:综上所述,在信息处理技术发展背景下,遥感技术相应获得了成熟化发展。现阶段,针对自然资源开展的探测工作,尚未制定较为完善的探测标准与行为规范,相关理论与应用研究,尚需深入研究,以期在实践探测活动中检验遥感技术的应用能力,使其应用获得完善,为自然资源相关工作提供技术支持。

参考文献

[1]尤淑撑,何芸.自然资源遥感监测体系建设现状与发展展望[J].无线电工程,2020,50(05):343-348.

第8篇:遥感技术用途范文

关键词:铜仁地区;大生态;林业遥感;研究动向;区域协调发展

中图分类号:P237

文献标识码:A 文章编号:16749944(2017)10020504

1 引言

森林是陆地生态系统的主体,其广泛的地表分布与复杂的林间结构,为多种生物栖息提供了良好的环境,维护着生态系统的安全与稳定。与森林有关的林木参数、环境要素、干扰等因子共同指向森林生态系统的演替、健康与安全,因此相关森林生态系统参数的获取十分重要。遥感可以多时相、大尺度对地进行观测,海量数据的利用有助于对生态环境状况进行综合分析。

铜仁地区森林资源十分丰富,在维护自然生态平衡中起着重要作用,良好的森林植被是铜仁地区的生态品牌、最突出的生态优势[1,2]。但铜仁地区森林生态系统仍十分脆弱,需要加强保护[3,4]。丰富的资源与脆弱的生态系统,亟需要获取相关的森林生态系统参数,用以突显地方特色和进行生态保护。

笔者总结了遥感在林业环境信息化中可供应用的技术范畴,分析了阻碍林业遥感快速发展的原因,提出了在大生态背景下,铜仁地区遥感技术应用应关注的研究方向与研究内容,用以深入开展遥感研究,充分利用遥感技术,为生产实践、区域吸引力提高提供科学支撑与方法,进一步利用遥感大数据,分析森林资源响应环境变化,为维护区域生态系统安全与稳定提供数据决策,促进区域社会与环境协调健康发展。

2 林业遥感技术的应用

2.1 技术产品

利用图像处理技术,可获取的林业遥感产品包括:二、三维电子影像产品,纸质影像产品,地形图产品,林相图产品,郁闭度、密度、植被指数产品,地表反射率产品,温度、湿度、负离子浓度反演产品,资源动态监测产品,灾害监测产品等[5,6]。此外,还可研发可视化的林业遥感参数数据库产品[7]。

2.2 森林参数反演

利用影像与野外实测值建立关系模型,可对森林的温度、湿度、空气负离子含量、叶面积指数、冠幅、郁闭度、密度、胸径、蓄积量、碳储量等进行反演[8~12]。在分类基础上,基于地理坐标信息确定不同林地类型的面积[13]。利用摄影测量方法测定个体树高,利用影像光谱信息、纹理信息,结合常规分类方法(最大似然、支持向量机、随机森林等)确定森林类型、树种类型,经影像分类或野外实测GPS坐标等方法确定林木的位置分布等[14~16]。

2.3 动态监测

采用不同时相的数据源,经特定信息提取,对土地的石漠化、荒漠化、沙化程度M行监测;影像对比分析,对土地利用现状进行监测[17];提取湿地信息,经过不同时相数据源的叠加分析,可对湿地资源进行监测[18];分析多时相影像,对林业生态工程建设成效进行监测[19];对灾害(雪灾、火灾、水灾、地质灾害、病虫害)进行监测。监测中,根据遥感提供的技术方法,确定监测对象的原貌、现状、动态过程及发展趋势,为生态恢复或建设成效评价提供决策与分析依据[20]。

2.4 生物多样性空间信息共享

利用不同时空尺度的遥感观测数据通过定量反演等方法,可以获取许多与生物多样性有关的环境变量,例如:NDVI、地表温度、大气水分、土壤湿度等,这些环境变量可以为生态学家提供参考[21,22]。在对生物多样性监测指标体系模型中的环境变量进行分析时,利用地理信息系统可以将这些因素根据时空的变化统一在一起,通过其强大的空间分析功能,从空间的维度,挖掘生物多样性信息隐含的空间规律,为生物多样性的信息共享提供新的途径与技术支持,提高生物多样性领域的空间信息共享和服务水平[23,24]。

3 阻碍林业信息化发展的原因

遥感技术在林业信息化进程中具有广阔的舞台,但从目前的研究中可以看出,有许多需要通过遥感技术来解决的实际林业问题容易被搁浅,导致遥感技术在林业中的应用与大众的期望存在很大的差距。

3.1 数据价格问题

阻碍遥感研究的其中一个壁垒是价格因素。来自中国遥感数据网的资料显示,低分辨率的遥感卫星影像每景的价格上千元,而1 m高分辨率的遥感卫星影像每景的价格高达数万元,这样昂贵的价位使庞大的民用市场潜力难以发挥。遥感数据价格较贵,针对大尺度、多时相的研究,投入成本太大,影响相关研究,因此,在我国,遥感应用主要局限在公共事业部门和科研机构,遥感数据利用率、共享率和商业化水平较低[25,26]。

3.2 图像信息提取不易

由于遥感数据空间分辨率、光谱分辨率低及传感器在光谱、空间分辨率方面二者不能兼顾的问题,以及地物间同物异谱、异物同谱现象的存在,目前基于像元、基于对象的计算机自动分类方法很难实现对森林树种的识别。因此,在特定地物信息提取中,遥感技术还不能完全解决所有问题,存在技术瓶颈问题,为研究人员解决实际问题带来困扰,也提出了巨大挑战,在相当长一段时间内会制约着确切地物类型的识别[27~29],比如森林树种分类。

3.3 自然因素导致影像不可获取

由于我国南方地区多云雨天气,阴天数比例过高,卫星过境扫描成像时会受到云层的干扰,想要获取特定时相遥感数据的机会大大降低。研究中,特定森林参数提取可能需要多时相的影像数据,但由于某期影像被云全覆盖或云的比例过高而不能使用,这样特定的森林参数就无法被提取,好的实验设计不能被执行,无法实现区域环境遥感监测,妨碍了专家学者通过遥感技术对森林环境进行深入研究。

3.4 其他因素

地区经济发展水平落后、研究人员的科研技术落后、创新理念薄弱、科研投入不足、科研管理等问题与原因都会导致林业信息化进程变缓,甚至停止不前。

4 森林环境遥感研究动向

林业遥感研究一方面要注重生态功能,研究结果要有利于保持区域生态环境的平衡稳定与安全;另一方面要突出特色,研究结果可展示区域环境魅力,增加旅游吸引力,促进区域社会经济的发展;更重要的是通过整合多源大数据信息,对区域生态环境变化的格局、过程、机理等进行研究,建立多学科遥感指标体系,通过模型预测区域生态环境的时空分布特征,为决策者利用自然资源、保护自然资源提供基础数据,促进人与自然和谐发展。

4.1 特定信息提取

树种的识别是林业遥感尚未解决的科学难题之一,亟需深入研究。铜仁地区森林资源丰富,可采用高分辨影像进行分类试验;另外对于珍贵的古树名木(古茶树、菩提树、楠木、红豆杉等)、珍稀濒危树种(银杏、珙桐等)、外来种等林木也要进行遥感识别研究,建立档案数据,实施长期监测,避免外来物种胁迫,致使当地物种灭绝。

通过遥感手段识别树种,确定特定树种的空间分布,进行动态监测,除了可以有力推进解决遥感技术识别树种的问题,还可减轻森林资源调查的工作量,具有重要的理论与现实意义[30,31]。

4.2 遥感监测

我国南方较容易发生的灾害有雪灾、水灾、地质灾害、病虫害等,这些灾害破坏森林环境,严重威胁着人民的生命财产安全,阻碍社会经济的可持续发展。通过遥感方法,准确预报灾害,实时监控灾情发展,为灾害的防控提供强有力的支持,也是环境遥感需持续研究与解决的重大问题。可从下面一些方向展开研究:利用遥感图像编制地质灾害分布图;研究识别不同遥感图像下不同规模、不同亮度或对比度的滑坡和泥石流的方法;三维建模模拟分析、雷达数据分析,监测水灾、滑坡活动可能达到的程度;建立遥感快速辨别森林病虫害监测的体系等。

4.3 环境要素遥感反演

对区域环境中的温度、湿度、空气负离子浓度等进行遥感反演,分析其时空分布与动态变化,生成遥感影像产品或动画影片。以科学研究结果为依据,分析确定最适宜于人体养生养心的温度、湿度与负氧离子浓度分布区,通过媒体宣传,增强科普力度,彰显区域特色,提高旅游吸引力[32,33],引导游客进行养心养生旅游,有利于人们的身心健康,同时也有助力地方经济的发展。

4.4 多元数据的整合与应用

应用遥感机理结合环境变化的模型算法分析人类活动对区域气候变化的影响;利用RS与GIS相结合的生态环境分析模型分析人类活动、气候自然变化双重因素对生态环境的影响;应用“3S”技术,对因大型环境工程而受损的生态环境进行恢复和重建,模拟过程,评价结果。

通过对多源信息区域陆表生态过程响应因子的多学科理解与知识发现,以遥感信息提取和模型建立为基础,建立多学科的遥感指标研究体系,对区域生态环境变化的格局、过程、机理等进行分析,研究区域生态环境时空分布特征及其动态变化。

研l可视化的遥感产品,建立多时相区域林业遥感参数数据库,实现区域环境动态分析,预警环境变化。通过利用遥感的监测数据与其他环境要素变化建立关系模型,开发一些预测生态系统未来的模型,利用强大的机器学习能力,巨大的数据的搜寻能力,帮助决策者评估各种人类行动方案所产生的生态后果及补偿机制。

5 结语

在科学技术日益进步的今天,生态领域的大数据时代已经来临,生态观测将迎来“数据洪流”,如何处理与有效利用这些数据已经成为亟需解决的关键问题。林业遥感数据是生态领域大数据中的一类数据,该数据可提取、凝练大量与生态系统有关的森林参数,用以具体刻度区域生态环境的时空特征变化。

铜仁地区森林资源丰富、物种多样,拥有巨大的生态优势。在依托生态优势的发展过程中应充分利用遥感(或“3S”技术)等技术手段,监测环境变化,实现对区域生态环境的保护;确定珍稀濒危树种的遥感分布,绘制温度、湿度、空气负离子浓度时空图谱,彰显区域生态特色,增强旅游吸引力,为经济发展做出贡献;整合多元数据,分析生态环境时空变化,维护区域生态系统安全与稳定,促进区域社会与环境协调、友好、健康发展。

参考文献:

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第9篇:遥感技术用途范文

卫星遥感技术集中了空间、电子、光学、计算机通信和地学等学科的最新成就,是当代高新技术的一个重要组成部分。我国卫星遥感技术的发展和应用已经走过了多年艰苦探索与攀登的道路。如今,我们欣喜地看到卫星遥感应用技术已经起步并正在走向成熟和辉煌。

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,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,无论在政策、资金,还是在人力、物力上都给予卫星遥感以特别的重视和倾斜,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。面对这种形势,我国卫星遥感技术如何发展,如何使卫星遥感技术真正成为实用化、产业化的技术,直接为国民经济建设做好先行,是值得我们认真思考而且必须做出正确回答的问题,同样它也是当前业界人士关注的热门焦点。

卫星遥感技术应用

1、卫星遥感技术应用现状

首先,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。1999年10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。

其次,除了上述已发射的遥感卫星外,我国还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。

最后,非常关键,必须要重点指出的是两大系统的建立完成。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以下三方面;

(1) 对全国土地资源进行概查和详查;

(2) 对全国农作物的长势及其产量监测和估产;

(3) 对全国森林覆盖率的统计调查。

2、卫星遥感技术应用前景

国际上卫星遥感技术的迅猛发展,将在未来十五年内把人类带入一个多层、立体、多角度、全方位和全天候对地观测的新时代。由各种高、中、低轨道相结合,大、中、小卫星相协同,高、中、低分辨率相弥补而组成的全球对地观测系统,能够准确有效、快速及时地提供多种空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率的对地观测数据。

随着对地观测技术的进步以及人们对地球资源和环境的认识不断深化,用户对高分辨率遥感数据的质量和数量的要求也不断提高,从而促进了高光谱分辨率遥感的发展。高分辨率的空间信息能够较好的满足诸多用户的需求,它们的重要特征就是具有商业化前景。

在国家经济建设中,对空间遥感信息以及空间地理信息的需求将日益增长。为使我国现代化经济建设得以持续稳固发展,空间遥感信息技术和应用必须相适应的发展。我们可以从我国对遥感信息和技术的应用需求来看卫星遥感应用前景,这主要表现在社会公益需求方面和遥感图片的商业应用需求两个方面:

(1)社会公益需求。

主要有以下几种类型:

①土地利用、城市化及荒漠化监测;

②农作物、森林等可再生资源的监测和评估;

③灾害监测和环境监测。

此外,对道路、建筑工程的设计、选址等方面也有着广阔的前景。这方面的需求主要靠政府扶持。

(2)商业应用需求。

遥感技术的应用是极其广泛的,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。

高空间分辨率图像数据和地理信息系统紧密结合,在未来的城市规划、地籍管理、工程评估等方面将有广阔的市场,预计每年会有14%左右的增长率;近年来,由于卫星数据的增加和小型廉价的工作站、图像处理系统、软件的发展,与此相关的空间信息服务公司大大增加,由此形成的增值收益是卫星图像销售收益的六倍。由此可见,卫星遥感的商业化是卫星遥感应用产业化发展的推动力之一。

卫星遥感技术的产业化发展

1、卫星遥感技术蕴藏巨大的产业化前景

遥感技术应用的基础是遥感信息的获取。地面物体在遥感图像上形成各种信息是一个复杂的过程,这个复杂过程是由人类生活的真实地表空间的复杂性、千变万化性和成像过程的复杂性共同决定的。具体地说,人类生存的地表空间是复杂的,是宏观有序、微观混乱的地理综合体,成像获取的遥感图像的光谱值是混合光谱,受多种因素的影响。从信息论角度来讲,遥感成像过程是信息从多到少的映射,是个确定过程,是把一个千变万化、形形的地球表面高度概括、总结、选择、压缩的过程。正是这个过程,使得遥感影像中包含的信息具有宏观性、多样性、综合性、周期性、量化等特点。这些特点决定了遥感影像中包含着人类生产活动各个研究和应用领域所需要和感兴趣的信息,各个研究和应用部门均可以从不同的遥感影像中提取和挖掘出所需的信息,为本部门的发展和应用服务,为国民经济建设服务。这也就是遥感信息具有跨部门、跨学科的特点。遥感信息的上述特点决定了遥感技术从起源就蕴藏着巨大的产业化前景。

2、卫星遥感技术发展的不平衡性需要加速产业化

卫星遥感信息的获取技术得到了惊人的发展,空间分辨率和光谱分辨率已经达到相当高的程度。空间分辨率由千米级、百米级,到米级、分米级,光谱分辨率由几百个纳米、几十个纳米,到几个纳米。多空间尺度、多光谱尺度以及多时间尺度的海量卫星遥感数据的获取技术已经形成,但卫星遥感信息的应用则相对发展滞后,出现了卫星遥感获取技术的快速发展与信息应用滞后的矛盾。这个矛盾使得人们在欣喜地获得大量可用数据的同时,却在解决实际问题时仍然对知识万分饥渴,深感信息的短缺。这主要是因为卫星遥感影像信息的应用过程远比获取过程要复杂得多。遥感图像的解译和应用过程是信息从少到多的映射 ,是个不确定过程,无法从数学上直接求得确定解。从信息论来说,是因为遥感成像过程在保留了总体信息的同时,压缩了细节信息,同时还附加有噪音,减少了信息量,从而使遥感影像上所包含的信息量不足以表达人们所希望求解的诸多地理对象的内在的不确定度。这种不确定性程度因对象不同而不同。可以把遥感信息应用过程看成是一个信息传递系统,一个将遥感数据转换为可用信息的过程。而遥感数据到信息的转换,是由业务用户的信息需求所驱动的,选择什么样的模型以及最终达到什么样的目的完全因应用部门而异。由于支持“数据到信息”过程的基础知识很少和短缺,限制了遥感数据直接产生的经济和社会效益,从而影响了遥感数据的应用广度和深度。因此,要加强卫星遥感技术向国民经济和社会发展诸多行业和领域的渗透、辐射,与各行业、领域的传统方法相结合,而不是排斥和完全代替,以提升传统行业、发展新兴行业,加速卫星遥感技术产业化的进程。

卫星遥感技术的产业化发展历程

1、实用化是产业化的前提

卫星遥感技术具有其他技术不可替代的优势,但也有它的局限性,主要表现在:

(1)遥感技术在电磁波谱中仅反映地物从可见光到微波段电磁波谱的辐射特性,而不反映地物的其它波谱段特性。因此,它不能代替地球物理、地球化学等方法,但它可与其集成,发挥信息互补效应。

(2)卫星遥感信息主要反映是近地表的现象、区域和运动状态等。这一局限性与人类在地球科学和其他科学研究中不断向地下深处发展之间产生了矛盾。这一矛盾使得遥感技术在不同行业和领域的应用程度可能会因应用领域的深入而受到影响。

(3)卫星遥感信息获取过程的确定性与信息应用反演时的不确定性产生了明显的矛盾。该矛盾使卫星遥感技术在各行业、领域深入应用的效果受各种因素影响大,效果好坏不定。

之所以强调这些局限性是因为只有正确地认识到卫星遥感技术的优势和局限性,才能扬其所长,补其所短,使它更加实用化。

显然,卫星遥感数据的深入应用仅靠遥感技术和遥感知识是完全不够的。实现遥感数据良好和深入的应用需要三方面的信息和知识:一是遥感信息和相关的处理技术;二是应用领域的专业信息和相关技术及知识;三是借鉴其他领域先进的信息技术。只有这三方面知识和技术的共同支持,应用部门才能更加准确地提取和理解赋存于卫星遥感数据中的专门信息,有效地服务于生产和研究。这三个方面的信息和技术可归纳为两个结合,即遥感技术与各应用领域的专业技术相结合,遥感技术与其他现代信息技术相结合。这两方面的结合方式和结合的紧密程度与应用部门或个人感兴趣的目标地物赋存的地理空间及复杂性有密切关系。正是由于这种赋存地理空间的差异和对象属性、运动状态的复杂性差异,不同部门在进行遥感信息应用时,采用上述两个结合的程度也不同,遥感信息的应用广度和深度也有差异。无论对哪个应用部门、哪个学科或个人,不断深入地应用遥感信息来有效地解决问题,上述这两个结合都是必要的。换句话说,发挥快速发展的遥感技术的强大优势,结合各行业和领域的传统有效的方法技术,整合现代信息技术,发展交叉技术,从多学科、广视角来解决各行业和领域遇到的实际问题,有利于卫星遥感技术的实用化,从而有利于推动卫星遥感技术的产业化。

2、商业化是产业化的催化剂

在市场经济的大背景下,实用化商业化产业化是产业化的必由之路。没有实用化,就谈不上商业化,没有商业化就形成不了产业,没有产业化的推动,任何一项高新技术,包括卫星遥感技术就不可能持续地发展下去。

所谓商业化就是要将卫星遥感技术作为商品在市场经济大环境下进行竞争,形成卫星遥感技术的规范化、规模化市场。要想促进卫星遥感技术的商业化,那就必须要转变观念,树立竞争意识,进行技术创新,研制开发新一代高水平的遥感卫星,提供高质量、具有优势的产品。同时,采用成熟技术,商业现货产品和发射小型卫星的办法降低生产成本。扩大市场需求,提供不同档次级别的图像产品和增益产品,培养个体用户,大力发展个人图像服务。改变传统作业方式,实行商业运作,加强数字提供商与信息增值服务商之间的合作,逐步增大纯商业化系统的比例。采取符合市场经济规律的正确方针和有力措施,进行综合经营,实行薄利多销。遥感卫星产业包括卫星制造业、发射服务业、地面应用服务业和地面设备制造业等。地面应用服务业包括代销或经销其他公司或非商业化的民用遥感产品等。

3、产业化的主要模式以及发展趋势

(1)卫星遥感技术产业化的主要模式。

①混合模式;

②政府政策促进商业遥感卫星产业化的模式。

(2)卫星遥感技术产业化的发展趋势。

①跨国公司合并,形成规模开发能力;

②既竞争又合作,军民商遥感卫星同时出击;

③开发通用卫星平台;

④1米高分辨率遥感卫星市场成为焦点;

⑤以创新技术优势开拓市场;

⑥国家和私营公司采用高新技术合作开发;

⑦以卫星品牌和标准产品占领市场。

我国卫星遥感技术的产业化发展

1、我国卫星遥感技术产业发展现状

目前,我国1000多家3S(GPS,RS,GIS)单位的十多万名从业人员构成了我国遥感市场的主体,他们直接或间接从事卫星遥感技术的软硬件研制、应用和开发工作。资料显示,遥感已成为我国地理空间信息产业的一个重要组成部分,发挥的作用越来越明显,并成为有关行业的主导技术,如在城市土地动态监测、违章用地处罚、水土流失调查、生态环境评价、大型工程选线选址等方面。

(1)卫星遥感的产业链

①卫星遥感基础设施的制造与发射,持续稳定的数据源是遥感产业发展的基础。

②卫星数据加工以及增值服务,是遥感应用的前提;离开了不同种类、不同级别的数据加工,遥感的产品将非常单一,应用的范围将缩小。

③地理信息产业为主的信息应用,是遥感产业扩展与延伸的主要方面和新的增长点。

④工程建设应用始终是遥感应用的重点之一。

⑤政府的公益事业、政府的政策导向是遥感生命力所在。

(2)卫星遥感市场的特点

①多极化的市场已经出现,发展势头强劲,并且不断加快,但公益服务仍占据主导地位。这是从经济总量对比得出的结果,但需求是多渠道的;多极化市场的出现将逐步改变政府的主导地位。

②产业链和市场细分逐渐形成。遥感需求层次已形成,不同分辨率的数据为不同用户服务,同时遥感需求的网络正在逐步有序化。

③产业规模扩大,遥感数据市场竞争激烈,市场需求不断增强。

④遥感软件产业发展平缓,起伏不大。

⑤市场准入制和竞争机制正在建立。

2、我国卫星遥感技术产业发展途径

每个国家遥感卫星的发展战略各不相同,没有哪个国家的遥感卫星发展道路和战略是最好的,适用于一切国家的。世界上有许多国家如美国、法国、印度等都已走出了一条适合自己发展的道路。我国也很有必要根据自身的应用需求、经济实力和技术基础等条件,并借鉴其他国家的发展经验制定遥感卫星发展战略。总结和分析其它国家遥感卫星发展战略及其特点,有助于我们把握好方向、正确定位和制定合理的遥感卫星发展计划。纵观美国及其它国家遥感卫星发展所走过的历程,广大专家、学者整理归纳出以下四点适合我国卫星遥感技术产业发展的有效实现途径。

(1)商业化。

商业化是一条值得探索的道路。我国财力有限,采用商业运作模式可以充分利用卫星资源。如果遥感卫星产品能够打开国内市场、打入国际市场,并在市场上占据一定份额,遥感卫星将能自负盈亏,政府不必投资,便可使其处于一个良好的循环状态,如果政府少量投资,将使其更有竞争力。由于遥感卫星数据本身的社会性和公益性,以及市场的特殊性,要在短期内实现商业化是很困难的,不可急于求成,要充分借鉴别国成功的经验,避免它们曾经出现过的问题,在商业化的过程中政府的扶持和调控是必不可少的。

(2)国际合作。

卫星是一项投资巨大的产业,可以通过国际合作来共同承担风险和投资成本。走国际合作的道路,通过技术引进、消化、发展,一可减轻国内经济负担,二可分散风险。国际合作这种运作模式也是当前的一个发展方向。

(3)重视应用。

发展遥感卫星的目的是为了应用,应强调系统的应用效益,切实改变重技术、轻应用的倾向,技术发展要与应用效益挂钩。我国资源一号卫星,应用还很有潜力可挖,应加大宣传力度,综合管理遥感卫星数据的应用,以发展推动应用,以应用促进发展。

(4)军民合用。