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導語:在遙感技術在農業(yè)方面的應用的撰寫旅程中,學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文,愿這些內容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感,引領您探索更多的創(chuàng)作可能。

農業(yè)遙感平臺包括航天平臺、航空平臺、地面平臺三種,地面平臺有三角架、遙感塔、遙感車等,主要用于近距離測量地物波普,獲得地物細節(jié)影像。遙感技術并不是完美的,受技術水平、天氣、地理位置、地形等方面的制約,存在著幾何位置和輻射能量上的誤差等問題。
1 遙感技術與能源作物
遙感技術已經廣泛運用到精準農業(yè)中,給農業(yè)管理帶來了革命性的改變。能源作物作為一種可再生能源,污染少、可再生等特點越來越受到國際社會的關注。針對能源作物的遙感技術也不斷的發(fā)展進步[1]。
1.1 農業(yè)遙感技術現狀
當前農業(yè)管理的內容包括施肥、除蟲、產量、除草、質量、作物生長狀態(tài)監(jiān)視等,都可以通過遙感技術進行監(jiān)測。遙感技術基于光譜信息的采集,可以發(fā)現人眼觀察不到的信息,比如蟲病感染、營養(yǎng)缺失、農藥殘留等。隨著衛(wèi)星技術的發(fā)展,遙感技術被廣泛運用于土壤調查、農作物估產、水資源調查等領域。當然遙感技術本身也存在著一些缺陷,如光譜范圍受限制、周轉時間過長、無法實時觀測、空間分辨率低等。
1.2 能源作物應用現狀
生物能源指任何非化石生物材料所產生的熱能來源,可以來自海洋及陸地,包括從廢渣提取的甲烷、從玉米或甘蔗中提取的乙醇和柴火等。能源作物有三大類:糖類和淀粉作物、油類作物和木質纖維作物。糖類和淀粉作物方面,小麥和玉米在我國主要用于生產乙醇,乙醇生產成本低,具有很強的市場競爭力;油類作物方面,油菜、蓖麻、向日葵和大豆是主要油脂作物。油料植物分為草本植物和木本植物兩種,我國對于生物柴油的研發(fā)比較晚,但發(fā)展速度較快。目前草本植物方面主要種植大豆和油菜,木本植物方面種植麻風樹、綠玉樹、光皮樹、山楓子;木質纖維作物方面,多數木質纖維素類作物人處于開發(fā)和篩選階段,大規(guī)模種植技術和運輸問題也需要解決。Miscanthus由于養(yǎng)分需求少、不侵蝕環(huán)境、水量需求低等特點,已成為我國最具潛力的可再生能源來源[2]。
2 地面農業(yè)遙感平臺在能源作物生物量監(jiān)測中的研究與應用
2.1 地面遙感技術監(jiān)測能源作物應用現狀
與其他農作物監(jiān)測采用的方法一樣,能源作物遙感監(jiān)測的方法包括衛(wèi)星、小型飛機、地面遙感裝置三種,各有優(yōu)劣。衛(wèi)星拍攝范圍大但是分辨率低、周轉時間長;小型飛機工作環(huán)境靈活,時間靈活,但存在著地域局限性。
2.2 地面農業(yè)遙感平臺在能源作物生物量監(jiān)測中的研究與應用
地面平臺包括三角架、遙感塔、遙感車、遙感船、建筑物頂部裝置等,用于近距離捕捉地物細節(jié)影像和地物波普。目前地面遙感平臺的遙感塔搭建用的是高光譜分辨率的傳感器,放置在38m高的云臺上,可進行水平360°垂直90°的轉動,鋼塔一般設置在能源作物的中間,以方便進行全方位的觀測。相比于其他遙感方式的不足,一塔式的獨立遙感系統(tǒng)具有空間分辨率高、時間周轉快、光譜分辨率高的特點。
但地面遙感平臺也存在圖像幾何失真,遙感圖像輻射失真等缺陷。造成圖像幾何失真主要原因有以下幾點:遙感平臺的運行狀態(tài);地球本身對遙感圖像的影響;傳感器內部失真;平臺高度變化,軌道偏移和姿態(tài)變化等。造成圖像輻射失真的原因有:傳感器靈敏度特性引起的失真、太陽高度和地形引起的失真、大氣因素引起的失真等,可通過糾正輻射亮度來消除輻射誤差。
為了加強遙感圖像的精確性,必須消除這些誤差。消除幾何誤差有兩種方法:建立幾何失真的數據模型,利用數學模型消除幾何失真;收集實地地物的真實坐標值,確定真實值與失真后圖像間的關系,以校正失真誤差。在實際操作中,通常會把兩者連起來用。首先建立一個幾何失真的數學模型,建立失真圖像與標準圖像之間的關系,實現不同圖像空間中象元位置變換;然后利用這種對應關系把失真圖像中的象元轉化到標準空間中,主要有直接轉換法和重采樣法兩種手段。
關鍵詞:遙感信息技術;農業(yè);運用
中圖分類號:TP79 文獻標識碼:A
遙感就是根據這個原理來探測地表物體對電磁波的反射和其發(fā)射的電磁波,從而提取這些物體的信息,完成遠距離識別物體。遙感的實現還需要遙感平臺,如衛(wèi)星、飛機、氣球等,它們的作用就是穩(wěn)定地運載傳感器。目前,在農業(yè)發(fā)展中有著很大的運用價值。
1 簡述遙感信息技術的概念與作用
1.1 概念分析
遙感技術依其遙感儀器所選用的波譜性質可分為電磁波遙感技術、聲納遙感技術和物理場(如重力和磁力場)遙感技術。電磁波遙感技術是利用各種物體/物質反射或發(fā)射出不同特性的電磁波進行遙感的,其可分為可見光、紅外、微波等遙感技術。按照感測目標的能源作用可分為主動式遙感技術和被動式遙感技術;按照記錄信息的表現形式可分為圖像方式和非圖像方式;按照遙感器使用的平臺可分為航天遙感技術、航空遙感技術和地面遙感技術;按照遙感的應用領域可分為陸地水資源調查、土地資源調查、植被資源調查、地質調查、城市遙感調查、海洋資源調查、測繪、考古調查、環(huán)境監(jiān)測和規(guī)劃管理等。
1.2 整體作用
市場銷售服務平臺的信息化建設,是為了鼓勵發(fā)展各類農產品的購銷、經濟、合作組織,形成農產品營銷的主體,從而解決農產品的買賣難題,鼓勵和促進增收。信息化市場銷售服務平臺在服務內容上,是產品銷售、資金籌措、技術開發(fā)、信息共享等方面的服務,在服務的期限上,技術和服務實體無比穩(wěn)固;在合作領域上,要加強發(fā)展產業(yè)化經營的生產、家用和銷售環(huán)節(jié)。在組織形式上,壯大銷售的經濟人隊伍,拓展銷售的信息渠道,劃分不同產業(yè)、區(qū)域的影響組織,盡快建立不同服務內容的網絡信息營銷系統(tǒng)。
2 探討基于遙感信息技術在農業(yè)中的運用方式
2.1 利用“3S”提取農業(yè)背景信息參與區(qū)劃計算
農業(yè)氣候區(qū)劃是根據農作物生長發(fā)育過程中對氣候條件的要求和氣候資源的地理分布特征來進行分區(qū)劃片的,在某種農作物的氣候可種植區(qū)內還有不同的地物類型,不同的農作物要求不同的地理環(huán)境。為使農業(yè)氣候區(qū)劃對農業(yè)生產更具有指導作用,將非氣象因子引入到農業(yè)氣候區(qū)劃中。農業(yè)氣候區(qū)劃對象中往往對土壤pH值要求很高,根據土壤類型分布可以得出土壤pH值的分布,將其作為區(qū)劃的一個關鍵指標,使得區(qū)劃更加有實際應用意義。利用GIS將土壤分類圖作為一項數據層參與氣候資源數據層集運算,得出包含土壤類型信息的區(qū)劃結果。譬如,在江西省萬安縣在全省優(yōu)質早稻種植氣候區(qū)劃和萬安縣臍橙種植綜合區(qū)劃中,除了應用1∶25萬的地理數據,還結合了TM影像數據,輔助GPS定位抽樣,把早稻、臍橙的可能種植區(qū)(農田、荒山荒坡)提取出來,排除了山體、水體、居民點、道路等不能種植臍橙和早稻的區(qū)域,把可能種植區(qū)與農業(yè)氣候區(qū)劃圖做邏輯交集運算,得到了全省優(yōu)質早稻和萬安縣臍橙種植規(guī)劃圖(見圖1)。
圖1 江西省萬安縣臍橙種植區(qū)劃
2.2 大氣污染監(jiān)測管理
無論是點源污染,還是線源污染,其空間分布以及屬性可以通過地理信息系統(tǒng)進行管理,而污染擴散的影響因子的空間分布同樣可以作為GIS的空間數據組成部分,所以基于GIS可以建立大氣污染擴散模型,進而GIS也提供了豐富的功能以表現污染物強度空間分布,可以查詢強度分布狀況,并可以結合其它社會經濟數據,進行更加細致的評價分析。譬如,包頭是我國大氣污染治理的重點城市,包頭關于大氣污染擴散的研究工作較多。冶金部建筑研究總院1982針對包鋼地區(qū)的煙氣綜合治理規(guī)劃,利用風洞模擬試驗、現場實驗等提出了“大氣輸送氣候學模式”(ATCM)。1989年包頭市環(huán)境監(jiān)測站,針對包頭新市區(qū)大氣擴散模式和SO2容量計算,提出了基于美國EPA的ISC(工業(yè)復合源大氣擴散模式)的城市多源高斯模式。這些模式的建立為包頭市的大氣污染治理和管理提供了可靠的依據。在包頭市的研究工作中,利用1月份平均風速、風向、頻率,并將其換算為風頻表,對包頭市的37個高架點源造成的地面SO2濃度的空間變化進行模擬。
將模型預測結果圖與包頭市環(huán)境監(jiān)測站繪制的等值線圖相比較。模型在工業(yè)區(qū)的預測值比較切合實際,在昆都侖區(qū),預測值偏小,原因應該是由于包頭地區(qū)在1月份特定風向條件下,工業(yè)污染對該區(qū)域的影響比較小,相比之下居民取暖燃煤造成的SO2污染就較突出。總體來看,無論從工業(yè)區(qū)還是居民區(qū),模型預測的SO2的濃度不存在數量級上的差別。
2.3 農作物長勢監(jiān)測和估產
遙感技術具有客觀、及時的特點,可以在短期內連續(xù)獲取大范圍的地面信息,用于農情監(jiān)測具有得天獨厚的優(yōu)勢。近20a,農作物遙感監(jiān)測一直是遙感應用的一個重要主題。從“七五”利用氣象衛(wèi)星數據進行北方11省市小麥估產起步,經過“八五”重點產糧區(qū)主要農作物估產研究,到“九五”建立全國遙感估產系統(tǒng),使我國的遙感技術在農業(yè)領域的應用不斷向實用化邁進。目前已經具有對全國冬小麥、春小麥、早稻、晚稻、雙季稻、玉米和大豆等農作物的估產及其長勢監(jiān)測的能力,在作物收割前2~4周提供作物播種面積和總產數據,每10d提供1次作物長勢監(jiān)測結果。這些信息為國家掌握糧食生產、糧食儲運、糧食調配和糧食安全提供了及時、準確的服務。 這些業(yè)務運行系統(tǒng)的建成和使用,為科學合理地制定國家和區(qū)域經濟社會發(fā)展規(guī)劃、制定農產品進出口政策和計劃、調控糧食市場、及時合理安排地區(qū)間的糧食運輸調度、宏觀指導和調控種植業(yè)結構、提高相關企業(yè)與農民的經營管理水平等做出了積極貢獻,標志著我國作物長勢監(jiān)測與估產已進入新的階段。
2.4 精準農業(yè)
在精準農業(yè)作物信息遙感獲取理論和方法方面,突破了作物長勢、養(yǎng)分等信息的遙感獲取關鍵技術,開發(fā)出了作物葉面積指數(LAI)、氮素、葉綠素、水分等系列探測儀器設備,建立了基于多時相、多光譜、多角度的作物株型結構參數探測模型,提高了作物LAI和長勢的遙感監(jiān)測精度,提出了作物熒光被動遙感探測技術方法和基于紅邊特征、弱水汽吸收特征的植株水分光譜探測方法,建立了作物冠層組分垂直分布梯度與營養(yǎng)診斷應用模型。為解決農田信息快速獲取的瓶頸問題,構建了基于多平臺、多源遙感信息融合的作物信息獲取體系,提出了以星-機-地同步觀測實驗為基礎、生化組分遙感填圖為手段、作物C/N代謝平衡和優(yōu)質均一化產品為應用目標的農學參量定量反演綜合方法,實現了遙感“面狀信息”與地面“點狀信息”有機融合,顯著提高了作物、土壤信息獲取精度和判讀能力。
2.5 作物估產
目前主要應用于:
2.5.1 大面積作物環(huán)境監(jiān)測
如通過NOAA衛(wèi)星遙感影像的綠度值,了解大面積作物的分布和長勢,并根據該作物在某一些地區(qū)的生長日歷(拔節(jié)、開花等)和氣象衛(wèi)星所提供的資料,對某一作物地區(qū)可能發(fā)生的氣象災害、土壤水分的保證率和流行性病蟲害等發(fā)生早期警報。
2.5.2 大面積估產
如利用陸地衛(wèi)星進行某一作物的生態(tài)分區(qū),收集每一生態(tài)分區(qū)內歷年該作物的產量以及有關的氣象資料建立產量模式,同時進行與衛(wèi)星同步的高空、低空和地面光譜觀測,然后根據衛(wèi)星影像所提供的信息進行某一作物的產量估測。
3 結語
農業(yè)地理信息平臺是土壤學、生態(tài)學、農業(yè)、地理學等基礎學科與通信和網絡、計算機、定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等科學技術結合起來,形成對土壤和農作物宏觀和微觀監(jiān)測,并對農作物生長發(fā)育情況以及環(huán)境進行信息獲取、分析和預測的信息系統(tǒng)。農業(yè)地理信息平臺突破了信息受到區(qū)域限制的局限性,將傳統(tǒng)的農業(yè)生產管理提升到快速調查、分析、監(jiān)測、診斷、決策進而管理的新高度。遙感在農業(yè)方面的應用主要是在進行農用土地資源調查、作物估產和氣象災害、作物病蟲害的監(jiān)測、預報等方面。農業(yè)已成為遙感技術最大的應用部門之一。
參考文獻
[1] 李新功.借鑒發(fā)達國家經驗建立我國政府主導型農業(yè)信息化體系[J].農村經濟,2003(05):23.
[2] 馬云峰,陳建,李偉清.我國農業(yè)信息化的現狀及對策[J].農業(yè)網絡信息,2004(05):3-5.
[關鍵詞]水工環(huán)地質勘察;遙感技術;地質工程;應用分析
中圖分類號:TM76;TM63 文獻標識碼:B 文章編號:1009-914X(2016)28-0370-01
一、水工環(huán)地質工作的現狀
水工環(huán)地質(水文地質、工程地質、環(huán)境地質)的工作進展和工作質量,與一個國家的經濟建設水平有著密切聯(lián)系。在我國國民經濟發(fā)展進入“中高速”增長的新常態(tài)后,必須要加強對水工環(huán)地質工作的重視,充分利用現代技術的優(yōu)勢,確保水工環(huán)地質工作真正在經濟建設方面發(fā)揮促進作用。“十”以來,國土資源部和各級地質部門積極進行工作改革,轉變傳統(tǒng)工作模式,樹立“大地質、大服務”理念,為我國地質工程的高質量發(fā)展提供了根本保證。
但是我們也應當看到,我國國土面積廣袤,地質環(huán)境復雜,生態(tài)環(huán)境形勢嚴峻,給水工環(huán)地質勘察造成了一定困難。與國際前沿水平相比,國內水工環(huán)地質勘察和遙感技術仍然存在較大上升空間。
二、水工環(huán)地質勘察技術的應用范圍
1、環(huán)境地質方面的應用
長期以來,我國經濟建設沿用“先發(fā)展,后治理”的模式,雖然在短時期內實現了國家GDP的高速增長,但是也使得地方生態(tài)環(huán)境受到了極大的破壞。例如,部分地區(qū)為了提高農業(yè)產量,盲目擴大種植面積,導致地區(qū)森林面積銳減;種植過程中使用高毒性、高殘留的農藥,雖然殺死了病蟲,但是也降低了糧食的食用質量;化肥的超量使用,導致土壤板結、富營養(yǎng)化問題突出等。在國家“綠色發(fā)展”理念的指導下,“保護自然環(huán)境,實現生態(tài)發(fā)展”成為現階段國民經濟建設的主旋律。通過應用水工環(huán)地質勘察技術,正視地區(qū)生態(tài)環(huán)境問題,進而結合當地實際情況,實施有針對性的問題解決策略,確保地區(qū)經濟實現綠色、生態(tài)、健康的發(fā)展。
2、工程地質方面的應用
城鎮(zhèn)化建設的深入推進,直接帶動了建筑工程行業(yè)的蓬勃發(fā)展。但是由于缺乏科學的規(guī)劃與指導,部分地區(qū)在城鎮(zhèn)化建設過程中,出現了城鄉(xiāng)規(guī)劃不合理、市區(qū)交通擁擠、住房緊張等問題。雖然從宏觀層面上實現了城鎮(zhèn)化,但是生活質量和城市生態(tài)卻沒有得到相應的提升。將水工環(huán)地質勘察應用到城鎮(zhèn)化建設中,提前做好城鎮(zhèn)地質勘探,制定詳細合理的城鎮(zhèn)建設規(guī)劃,實現市區(qū)交通、地下管網等工作的科學布局,推動城鎮(zhèn)化建設高質量的開展。
3、水文地質方面的應用
水工環(huán)地質勘察中的水文地質方面應用較為廣泛,除了水利工程建設中需要進行水文地質勘察外,像普通的建筑工程、礦區(qū)工程等,為了保證工程質量和作業(yè)安全,也需要在工程施工前進行水文地質勘測。進入二十一世紀后,各個學科之間的交互性不斷增強,學科之間的界限愈發(fā)模糊,尤其是在水工環(huán)地質勘察技術的應用方面,只有實現各專業(yè)學科知識的融會貫通和綜合應用,才能發(fā)揮出該技術的優(yōu)勢。
二、水工環(huán)地質勘察及遙感技術的具體應用
為了更好的滿足國家經濟建設和生態(tài)發(fā)展的需要,人們對地質工程的整體質量和作業(yè)效率提出了更高的要求。從地質工程角度來說,要想在不破壞生態(tài)環(huán)境的前提下,實現工作效率的提升,必須要借助于現代化的地質勘察技術。遙感技術(RS)能夠通過衛(wèi)星實現地質信息的采集,并且能夠確保信息的精確性和實時性,在地質工程中得到了廣泛的應用。在遙感技術的應用初期,其主要功能集中在兩個方面,一是實現區(qū)域性的地質信息普查,為相關的地質部門提供基礎的地質信息;二是對某一地區(qū)的地質信息進行長期的動態(tài)檢測,并提供信息反饋,例如對森林資源的檢測等。隨著遙感技術的不斷成熟和完善,在地質工程中的應用范圍也有了進一步擴展,例如在2008年汶川地質中,利用遙感技術收集災區(qū)實時信息,為救災工作和災后重建提供信息指導。
1、遙感技術在調查水土流失方面的應用
水土流失是一種常見的生態(tài)環(huán)境問題,但是不同地區(qū)出現水土流失問題的原因也存在較大差異。要想從根本上防治水土流失,必須要結合地區(qū)實際情況,科學制定防控對策。遙感技術能夠通過衛(wèi)星觀測,收集水土流失方面的各類信息,包括水土流失面積、水土流失源頭等,以便于地方環(huán)保部門及時做好整治工作。例如,在明確了水土流失的源頭之后,可以通過源頭實地調查,得出導致水土流失的主要原因,制定水土保護政策。
利用遙感技術,可以準確的調查我國水土流失的現狀。比如:我國在2013年的時候利用遙感技術對我國水土流失的狀況進行了調查研究,調查的結果與上次全國范圍內水土流失的調查相比較,明確的顯示出我國當前的水土流失情況得到了有效的控制,很多地區(qū)水土流失也相應的得到了改善。
2、遙感技術在宏觀觀測方面的應用
在進行水工環(huán)地質勘察工作的時候,利用遙感技術,地質勘察工作人員能夠從不同角度對勘察地點進行勘察,了解更多的地質情況。其中,遙感技術最早應用于宏觀普查和動態(tài)監(jiān)測中,科學的發(fā)展使得遙感技術在地質勘察工作中得到了越來越廣泛的應用,地質勘察工作人員可以利用遙感技術對環(huán)境以及資源的開發(fā)進行實時有效的監(jiān)控,也可以獲得更加充分的地|情況。利用衛(wèi)星遙感技術可以得到一些相關的地質圖像,這些圖像無論是分辨率或是圖畫的整體效果都有著很大的提高。遙感技術進行宏觀觀測可以說是這項技術的另一種體現方式。在應用條件和應用范圍允許的情況下精確地工作。
參考文獻:
[1] 侯林洋,王東杰.水工環(huán)地質勘察技術及其生態(tài)環(huán)境保護方面應用研究[J].低碳世界,2014(21):185-186.
[關鍵詞]遙感應用;變化檢測;資源環(huán)境衛(wèi)星氣象學一般流程
一、遙感技術變化檢測應用
1.1 遙感技術變化檢測應用綜述
從1972 年美國發(fā)射第一顆陸地資源衛(wèi)星以來,對地觀測衛(wèi)星發(fā)展迅速,應用領域得到不斷擴大,應用成效也得到不斷提高由于遙感觀測有著信息獲取方式優(yōu)良,獲取條件相對簡單,實時性、高效性、廣域性以及其他諸多優(yōu)點,因而如何從遙感觀測所供給的大量數據中提取變化信息,并將這些信息運用于生產生活的方方面面,已經成為目前遙感應用領域中一個亟待解決的問題。
為了解決上述問題,變化檢測技術應運而生。所謂變化檢測技術就是對不同時段的目標或現象狀態(tài)發(fā)生的變化進行識別、分析的計算機圖像處理系統(tǒng),包括判斷目標是否發(fā)生變化、確定發(fā)生變化的區(qū)域、鑒別變化的類別、評價變化的時間和空間分布模式。在遙感技術幾十年的發(fā)展歷程中,變化檢測技術的研究成了各地專家學者研究的一個重要的課題。在計算機圖形學、空間探測技術以及其他與遙感有關的諸多領域蓬勃發(fā)展的帶動下,世界各地學者跨國、跨領域的交流合作下,基于遙感影像的變化檢測技術迎來了一個高速發(fā)展時期。然而就目前的技術與設備而言,目前所采用的任何一種變化檢測方法都具有其局限性。在下文中,我們將就各類方法的局限性與優(yōu)越性進行討論,了解其特點與所適用的領域。
1.2主流變化檢測方法及優(yōu)缺點
隨著數十年來各國學者跨學科跨領域的合作交流,遙感相關學科的蓬勃發(fā)展,作為土地覆蓋利用監(jiān)測的關鍵技術的變化檢測方法日益繁多。可以將遙感影像的配準方式以及變化檢測的數據源作為劃分依據,將目前主流的變化檢測方法分為兩大類、七種方法。第一類是先進行圖像配準后變化檢測的方法;第二類是變化檢測與圖像配準同步進行的方法。或者,可以按照是否需要進行實現分類作為劃分依據,將變化檢測方法劃分為兩類:即直接比較變化檢測法、分類的變化檢測法。
二、遙感技術在資源環(huán)境中的應用
2.1遙感技術應用于資源環(huán)境監(jiān)測中的必要性
自第一次工業(yè)革命以來,經濟發(fā)展與環(huán)境保護、資源開發(fā)和可持續(xù)發(fā)展之間的矛盾便已經存在,且受到世界經濟的不斷發(fā)展以及后續(xù)兩次工業(yè)革命的影響,人與自然、人與資源的矛盾日益加劇。如何處理與社會發(fā)展相共生的資源匱乏以及環(huán)境惡化,成為人們不得不面對的一個問題。然而一直以來,兩道天塹阻隔在資源環(huán)境問題處理的面前,即如何全面而快速地獲取資源環(huán)境變化信息,以及如何高效高精度的處理這些數據。直到20世紀60年代,隨著空間探測技術的發(fā)展以及大數據處理技術的日漸成熟,遙感技術進入了人們的視野之中。遙感技術以其觀測的廣域性、數據獲取的綜合性、資料采集與數據處理的高效性、處理結果的高精度性等優(yōu)勢成了現如今,局部乃至全球資源環(huán)境數據獲取與處理的重要手段。
2.2遙感技術應用于資源環(huán)境的優(yōu)越性
遙感技術對環(huán)境研究來說,其優(yōu)越性可歸納為“高、遠、多”。
高,遙感影像從高空對地面目標進行觀測,所受的遮蔽少,視野開闊,觀測范圍大,鳥瞰全局,從而使遙感影像更加完備而全面的實現地面觀測。
遠,遙感技術能夠不直接接觸被測物體,遠距離的獲取地物的幾何與物理信息,對目標地物及其所處的環(huán)境不造成干擾,使得獲得的數據更加客觀可靠。
多,包括多點位、多譜段、多時相、多高度的遙感影像和“多次增強”的遙感信息。
總的來說,遙感技術應用于環(huán)境資源中,可以為用戶提供時空連續(xù)性的區(qū)域性同步信息。這些信息具有綜合性、系統(tǒng)性與同時性,而這也恰恰是遙感技術區(qū)別于其他技術,在資源環(huán)境中的應用所具有的優(yōu)越性。
2.3遙感技術在資源環(huán)境中的發(fā)展趨勢
遙感影像獲取技術方面,隨著高性能新型傳感器的研制開發(fā)水平的提高以及環(huán)境資源遙感對高精度遙感數據要求的提高,高空間和高光譜分辨率已是衛(wèi)星遙感影像獲取技術的總發(fā)展趨勢。遙感技術在資源環(huán)境中的應用主要呈現以下五個大的發(fā)展的趨勢:
2.3.1 遙感影像獲取技術蓬勃發(fā)展
2.3.2 數據處理系統(tǒng)呈現高速性、大容量性和高精度性的特點
2.3.3 4S技術(GIS、GPS、RS、ES)技術呈現集成化、一體化的發(fā)展趨勢
2.3.4 遙感信息模型與遙感信息處理方法的逐步發(fā)展完善
2.3.5 國家環(huán)境資源信息系統(tǒng)以及環(huán)境遙感應用系統(tǒng)的建立
可以預見的是,遙感技術在資源環(huán)境中的應用在未來的發(fā)展中,功能模塊集成化、技術科學化、數據處理智能化、檢測科學化等特點將更加明顯。隨著遙感技術以及相關學科的發(fā)展,在未來的生產生活中,遙感技術必將更加深入而廣泛地應用于資源環(huán)境資料的獲取與處理,以其獨特的優(yōu)越于生產生活。
3 遙感技術在氣象學中的應用
3.1遙感技術應用于氣象學的優(yōu)越性與局限性
大氣遙感作為遙感技術數十年間發(fā)展最為迅速的新興學科,在大氣科學中一直發(fā)揮著重要作用,是現今氣象學的支柱學科之一。隨著氣象學的研究與發(fā)展,氣象學對全球范圍以及區(qū)域范圍的大氣特征的觀測越來越強調其時空連續(xù)性。且由于氣象學研究的主要對象無法直接接觸,或直接接觸難度大,遙感技術作為一種不直接接觸被測物體,即可獲得其物理幾何特性的觀測技術,顯示出了其獨特的魅力。另一方面大氣物理學、近代電磁學、計算機及其相關學科的發(fā)展,傳感器等硬件O施的完善,都進一步地推動了遙感技術在氣象學中應用的深度與廣度。
大氣遙感是利用遙感器傳感器所監(jiān)測到的監(jiān)測大氣結構、狀態(tài)及變化,不需要直接接觸目標而進行區(qū)域性的跟蹤測量,能夠快速地進行污染源的定點定位,從而獲得全面的綜合信息得一門遙感技術。安置在遙感平臺上的傳感器通過對大氣光譜特性的觀測,可以將無法由遙感手段直接得到的各氣體成分以及其他的各個物理量判讀出來。遙感技術所用的探測波段廣,可以根據不同大氣成分的電磁波譜特性,選用合適的波段進行監(jiān)測。同時,由于遙感平臺上所搭載的傳感器對于各種波譜的探測寬度與靈敏性遠高于人眼,故可以探測到人眼無法識別的對象。遙感測量獲得的原始影像能夠給氣象學研究提供更多的原始數據,而遙感影像的后續(xù)處理則能將所獲取的大量數據轉化成有益于氣象研究的信息。
然而,受限于當前遙感技術的發(fā)展水平以及軟硬件設備的技術條件,遙感應用于氣象學中所獲得的衛(wèi)星云圖分辨率有限,同時由于除觀測對象外其他大氣成分干擾,攝取的影響將會產生這樣或那樣的為誤差,嚴重的影響測量精度,降低了遙感影像所獲取的氣象學資料的可靠性。
3.2遙感技術應用于氣象學的幾個實例
3.2.1有害氣體的監(jiān)測
有害氣體通常指人為或自然條件下產生的二氧化硫、氟化物、乙烯、煙霧等對生物有機體有害的氣體。但用遙感技術對大氣中的某一成分進行觀測時,我們往往不能直接對其進行觀測。但是,@并不意味著遙感技術不適用于該類觀測。我們可以利用所觀測成分特定的電磁光譜特性間接地監(jiān)測該成分的分布以及變化情況;或者我們可以通過觀察這些不易直接觀測的成分對其他地物的影響,以達到對目標成分追蹤觀測的目的。比如地表硫化面,酸雨對植物的腐蝕情況等等。
3.2.2城市熱島效應監(jiān)測
城市熱島效應是城市中的空氣溫度高于城市周圍郊區(qū)的溫度,故形成了從城市流向郊區(qū)的一種環(huán)流。與有害氣體監(jiān)測相類似,城市熱島效應監(jiān)測同樣采用了間接監(jiān)測的手段。我們知道到,植被覆蓋率與植被覆蓋種類和城市熱島效應的影響范圍存在很強的相關性。通過比對城郊的植被變化,就可以得到城市熱島到效應的影響范圍。當然,我們也可以通過直接比較不同時相的遙感熱紅外影像直接得到城市熱島效應的日/年變化規(guī)律。
4 遙感技術應用的一般流程總結
遙感技術應用的一般流程:
隨著遙感技術應用領域的日益廣闊,各個學科與遙感技術的聯(lián)系逐漸加強,遙感技術的規(guī)范化、流程化成了大勢所趨。如何建立一個普遍適用的大體操作流程,成了我們現在急需解決的問題,筆者根據平時所學以及匯總眾多的資料,現提出自己的觀點。
4.1利用遙感平臺上的傳感器對目標地物進行觀測,實現數據的獲取與輸入。
4.2采集光譜特征,并依照光譜特征建立模型,并對模型進行評估,以此作為是否重建模型的依據。
4.3利用所建立的模型對采集到的數據進行處理,可分為三個流程:(1)建立數據處理流程;(2)選擇各個環(huán)節(jié)所采用的數據處理方法;(3)輸入所需處理數據并配置相關參數。
4.4獲取處理后的數據,并對數據進行后續(xù)處理。
5 存在的問題及展望
5.1存在的問題
遙感技術經過數十年的發(fā)展,已經成為一個十分完善的學科體系,應用于生產生活的方方面面。然而,在現階段的技術條件的限制下,遙感技術仍然需要面對一些技術上的挑戰(zhàn)。
首先是遙感技術發(fā)展的過程中,尺度與角度的問題。由于用不同空間分辨率獲取的圖像間沒有簡單的平均或平分對關系。[16]傳感器的分辨率與地物的輻射值并不滿足線性相關。同時,由于傳感器所接收到的輻射信號具有多源性和多時性,這就給數據的幾何配準帶來了不便。另一方面,雖然隨著人工智能與計算機圖形學技術的發(fā)展,遙感信息的提取效率越來越高。然而由于技術條件以及軟硬件條件的限制,遙感信息的自動提取仍然是我們急需解決的問題。最后,隨著時間維度的加入,遙感數據變得異常復雜。如何實現對四維數據進行同化,是我們不得不面對的問題。
5.2 對遙感未來的展望
遙感技術方興未艾,即使是發(fā)展到現在,仍然有著巨大的發(fā)展?jié)摿Αo論是空間探測技術的進步,還是傳感器的更新?lián)Q代,都將極大地促進遙感技術的發(fā)展與繁榮。展望未來,我們可以發(fā)現遙感技術將呈現以下幾個特點:
5.21隨著傳感器的更新?lián)Q代以及遙感技術更高精度的要求,衛(wèi)星遙感將呈現高分辨率、高精度的發(fā)展趨勢。
5.2.2隨著雷達技術的發(fā)展與廣泛使用,各式雷達傳感器的廣泛使用,遙感技術走向全天候、全時段的新階段。
5.2.3熱紅外遙感技術的大力推廣使得遙感技術對于與地球表面熱量有關的地物及其變化的監(jiān)測進入了一個新的高度。
5.2.4 4s技術的發(fā)展使得遙感技術呈現集成化一體化的趨勢。
5.2.5數字地球概念的提出,使得遙感技術與其他相關學科在全球層面上實現了一體化、系統(tǒng)化、聯(lián)系化,構成了一個有機的整體網絡。
結束語
自19世紀60年代遙感誕生之日起,數十年來,遙感技術在變換檢測、資源環(huán)境信息獲取與處理等諸多領域一直發(fā)揮著重要的作用。當然,任何技術都不是萬能的,都有其局限性。然而遙感技術盡管經過了數十年的發(fā)展,但其應用前景依舊廣闊。尤其是隨著深空探測技術、圖像處理技術、波譜分辨技術等相關領域學科的不斷發(fā)展推進,遙感技術更是展現出來前所未有的生機,筆者限于所學知識有限,無法對遙感技術進行更深層次的專業(yè)化討論,但我們相信,遙感技術的前景一定是務必廣闊的。
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關鍵詞:遙感技術;特點;海洋測繪;應用
遙感是以航空攝影技術為基礎,在20世紀60年代初發(fā)展起來的一門新興技術。遙感(Remote Sensing),從廣義上說是泛指從遠處探測、感知物體或事物的技術。即不直接接觸物體本身,從遠處通過儀器(傳感器)探測和接收來自目標物體的信息(如電場、磁場、電磁波、地震波等信息),經過信息的傳輸及其處理分析,識別物體的屬性及其分布等特征的技術。通常遙感是指空對地的遙感,即從遠離地面的不同工作平臺上(如高塔、氣球、飛機、火箭、人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機等)通過傳感器,對地球表面的電磁波(輻射)信息進行探測,并經信息的傳輸、處理和判讀分析,對地球的資源與環(huán)境進行探測和監(jiān)測的綜合性技術。遙感方式有主動式和被動式兩種,主動式遙感先由遙感器向海面發(fā)射電磁波,再由接收到的回波提取海洋信息或成像。被動式遙感的傳感器只接收海面熱輻射能或散射太陽光和天空光的能量,從中提取海洋信息或成像。當前,遙感形成了一個從地面到空中,乃至空間,從信息數據收集、處理到判讀分析和應用,對全球進行探測和監(jiān)測的多層次、多視角、多領域的觀測體系,成為了獲取地球資源與環(huán)境信息的重要手段。
一、遙感技術的特點
遙感作為一門對地觀測綜合性技術,它的出現和發(fā)展既是人們認識和探索自然界的客觀需要,更有其它技術手段與之無法比擬的特點。遙感技術的特點歸結起來主要有以下幾方面:
(1)可獲取大范圍數據資料。遙感用航攝飛機飛行高度為10km左右,陸地衛(wèi)星的衛(wèi)星軌道高度達910km左右,可及時獲取大范圍的信息。一張陸地衛(wèi)星圖像,其覆蓋面積可達3萬多平方公里。這種展示宏觀景象的圖像,對地球資源和環(huán)境分析極為重要。
(2)能動態(tài)反映地面事物的變化。遙感探測能周期性、重復地對同一地區(qū)進行對地觀測,這有助于人們通過所獲取的遙感數據,發(fā)現并動態(tài)地跟蹤地球上許多事物的變化。同時,研究自然界的變化規(guī)律。尤其是在監(jiān)視天氣狀況、自然災害、環(huán)境污染甚至軍事目標等方面,遙感的運用就顯得格外重要。
(3)獲取信息的速度快,周期短。遙感探測能在較短的時間內,從空中乃至宇宙空間對大范圍地區(qū)進行對地觀測,并從中獲取有價值的遙感數據。由于衛(wèi)星圍繞地球運轉,從而能及時獲取所經地區(qū)的各種自然現象的最新資料,以便更新原有資料,或根據新舊資料變化進行動態(tài)監(jiān)測,這是人工實地測量和航空攝影測量無法比擬的。
(4)獲取信息受條件限制少。在地球上有很多地方,自然條件極為惡劣,人類難以到達,如沙漠、沼澤、高山峻嶺等。采用不受地面條件限制的遙感技術,特別是航天遙感可方便及時地獲取各種寶貴資料。
(5)獲取的數據具有綜合性。遙感探測所獲取的是同一時段、覆蓋大范圍地區(qū)的遙感數據,這些數據綜合地展現了地球上許多自然與人文現象,宏觀地反映了地球上各種事物的形態(tài)與分布,真實地體現了地質、地貌、土壤、植被、水文、人工構筑物等地物的特征,全面地揭示了地理事物之間的關聯(lián)性。
(6)獲取信息的手段多,信息量大。根據不同的任務,遙感技術可選用不同波段和遙感儀器來獲取信息。例如可采用可見光探測物體,也可采用紫外線,紅外線和微波探測物體。利用不同波段對物體不同的穿透性,還可獲取地物內部信息。例如,地面深層、水的下層,冰層下的水體,沙漠下面的地物特性等,微波波段還可以全天候的工作。
目前,遙感技術已廣泛應用于農業(yè)、林業(yè)、地質、海洋、氣象、水文、軍事、環(huán)保等領域。在未來,預計遙感技術將步入一個能快速,及時提供多種對地觀測數據的新階段。遙感圖像的空間分辨率,光譜分辨率和時間分辨率都會有極大的提高。其應用領域隨著空間技術發(fā)展,尤其是地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)技術的發(fā)展及相互滲透,將會越來越廣泛。
二、遙感技術在海洋測繪領域的應用
海洋遙感技術主要包括以光、電等信息載體和以聲波為信息載體的兩大遙感技術。海洋聲學遙感技術是探測海洋的一種十分有效的手段。利用聲學遙感技術,可以探測海底地形、進行海洋動力現象的觀測、進行海底地層剖面探測,以及為潛水器提供導航、避碰、海底輪廓跟蹤的信息。
海洋遙感主要應用于調查和監(jiān)測大洋環(huán)流、近岸海流、海冰、海洋表層流場、港灣水質、近岸工程、圍墾、懸浮沙、淺灘地形、沿海表面葉綠素濃度等海洋水文、氣象、生物、物理及海水動力、海洋污染、近岸工程等方面。遙感監(jiān)測己成為海洋及海岸帶主要的監(jiān)測手段和信息源。
利用傳感器對海洋進行遠距離非接觸觀測,以獲取海洋景觀和海洋要素的圖像或數據資料。海洋不斷向環(huán)境輻射電磁波能量,海面還會反射或散射太陽和人造輻射源(如雷達)射來的電磁波能量,故可設計一些專門的傳感器,把它裝載在人造衛(wèi)星、宇宙飛船、飛機、火箭和氣球等攜帶的工作平臺上,接收并記錄這些電磁輻射能,再經過傳輸、加工和處理,得到海洋圖像或數據資料。
海洋的各種經濟和軍事活動,都需要獲取及時、準確的海面現場數據。高頻地波雷達以探測距離遠、面積大,并能超視距、全天候探測海面等優(yōu)越性,被廣泛應用在世界海洋經濟活躍的重要區(qū)域。利用衛(wèi)星高度計資料進行潮波分析、海洋風浪場、重力場、海洋大地水準面、全球氣候變化等研究;應用合成孔徑雷達(SAR)信息進行海底地形、海洋內波、海浪方向譜等研究;以光學和微波遙感信息為主,通過多源信息復合技術建立海流、海面風場分析方法和模型;我國在以上海為中心的長江三角洲外緣,舟山群島的朱家尖和象山分別建立了兩個高頻地波雷達站,夜以繼日地觀測兩站連線以東四萬平方公里海面風、浪、流的數據。
風力、波浪、潮流等是塑造海洋環(huán)境的動力,利用RS,GPS 等現代海洋觀測技術可以大范圍快速、準確、直接地獲得海洋動力信息,對于海面風場觀測,遙感所獲得的海面風數據一般是距海20nm 處的觀測資料。這些資料的取得有助于臺風大風預報和波浪預報。對于海浪觀測,可以通過合成孔徑雷達反演波浪方向譜或者可以通過動力模式來解決表面波場問題;對于海流觀測,海洋中的海流主要受風力、引潮力和密度分布不均勻所驅動。測流主要使用雷達高度計,目前已聯(lián)合使用衛(wèi)星定位裝置、數據采集系統(tǒng)和海流浮標,取得了有價值的資料。
21 世紀是人類開發(fā)利用海洋的新世紀,隨著對地球認識的不斷深化,海洋的作用越來越被人們所認識。我國東臨太平洋,是世界上重要的海洋國家之一。利用遙感技術合理開發(fā)利用海洋資源,切實保護海洋生態(tài)環(huán)境,對于實現海洋資源、環(huán)境的可持續(xù)利用和海洋事業(yè)的協(xié)調發(fā)展,具有重要的意義。■
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關鍵詞:遙感技術,測繪,制圖
前言
近年來,由于物理學、空間科學、計算機科學等科學技術的飛速發(fā)展,為遙感技術奠定了技術基礎,同時,由于人類生產中不斷地向深度進軍,遙感技術得到廣泛的應用,使得遙感技術得到了飛躍式的發(fā)展,已經成為一些發(fā)展中國家和發(fā)達國家非常重視的科學技術。遙感技術是與計算機科學、空間科學、測繪科學、地球科學、電子科學以及其他學科相互融合、交叉滲透的基礎上面發(fā)展起來的一門新興邊緣學科。利用非接觸傳感器從而來獲得相關目標的時空訊息,不僅僅是著眼于解決傳統(tǒng)目標的幾何定位,更重要的是對利用外層空間的傳感器獲取非影像和影像信息進行非語義和語義解譯,提取客觀世界中的各個目標對象的物理與幾何特征訊息,以達到為人們認識自然和改造自然而提供科學的方法和技術的目的。由于它的應用性、科學性、服務性、技術性涉及到廣泛的科學技術領域,不難看出它的應用已深入到社會經濟發(fā)展和國家安全等方面。本文著重講述了遙感技術在地籍測繪以及制作專題圖領域上的應用。
1遙感技術在地籍測繪中的應用
1.1動態(tài)監(jiān)測
隨著遙感技術和計算機的發(fā)展、進步,日趨成熟的動態(tài)監(jiān)測應用已融入地籍測繪中,例如遙感技術與地理信息系統(tǒng)結合,以及GPS定位技術等,給土地測繪帶來了諸多的方便。在地籍測繪中應用遙感技術,最直接便捷的一點就是動態(tài)監(jiān)測。動態(tài)監(jiān)測也就是應用遙感技術,對土地調查和動態(tài)、土地的變更進行監(jiān)測。在地籍測繪中,動態(tài)遙感監(jiān)測技術是對土地的利用率和相關調查的資料,通過圖形以及數字等難識別的對象為基礎,利用計算機的相關技術,對難以識別的信息進行相關處理,變成可識別的圖像和文字,從而記錄相關的數據信息,合理的確定監(jiān)測周期,以便對土地利用的變化情況進行全新的監(jiān)測,各個時期的數據進行對比,從而得出最優(yōu)。技術上的進步給人們帶來了越來越多的便利,隨著計算機圖像處理技術的成熟以及完善,動態(tài)監(jiān)測技術應用于地籍測繪,在將來一定會越來越方便。
1.2遙感技術
在地籍測繪中,動態(tài)遙感監(jiān)測技術的應用,一般通過以下流程來運作:數據的選取、處理、變化信息的提取和監(jiān)測精度的評定。①數據的選取,大家都知道地籍管理具備連續(xù)性、高精度性以及綜合性等特征,目前的遙感技術對數據的選取,一般通過法國和美國的LandsatTM、SPOT兩種衛(wèi)星數據來實現。然而監(jiān)測的精度一直以來都是遙感技術最關鍵的部分,為了提高精度需要,有時必須結合相關土地利用圖,來作為監(jiān)測的對比,并將生態(tài)、人文等相關指標列入地籍測繪資料中。當精度的要求特別高時,必須借助GPS等高分辨率衛(wèi)星影像當作補充資料。②變化信息的提取,所謂變化信息,即在固定的時間段、土地的相關資料產生變化的相關量的大小來提取變化信息,這是遙感技術在地籍測繪中最為重要的應用,通過時間差來計算不同時間段的變化信息量,從而來預計出土地未來的變化規(guī)律,為今后的整體規(guī)劃提供一定的參考。
1.3 GPS RTK的勘測定界
在現在的土地勘測中,首先采用遙感影像上粗略標注勘界的位置,然后再到野外進行GPS-RTK測量。建設用地中的土地勘測定界是實地的確定土地使用的界線范圍,量測使用界線范圍內各類土地面積并計算用地面積,測定界樁的位置等測繪技術工作,它不僅給各級政府的國管部門審批地籍管理、土地提供可靠依據而且提供了基礎資料。建設用地勘測定界的工作順序為,審查用地文件――現場的勘測――圖上的紅線設計――實地的放樣――審核測量――面積測量與計算――繪制建設用的地界圖――填繪建設用的地管理圖――資料的整理――建檔,經反復實地的勘測、圖上的設計、權屬的調查后制定出放樣的數據。利用GPS RTK技術勘測定界放樣,能夠避免關系距離法和解析法放樣等放樣方法復雜性,也簡化了在建設用地勘測定界的工作工程,特別是對鐵路、公路、輸電線路、河道等線性工程以及特大型工程的放樣尤為實用。其是遙感與攝影測量科學的前沿內容。
2遙感技術在制專題圖中的應用
所謂遙感專題地圖的制作即在計算機制圖的環(huán)境下利用遙感資料編制出各類專題地圖,這是遙感信息在地理研究和測繪制圖中的重要應用之一。在此就其中一些關鍵性的技術環(huán)節(jié)作重點講述。(1)空間分辨率與制圖比例尺。空間分辨率也就是地面分辨率,是指遙感儀器所能分辨出的最小目標的實際尺寸,也就是遙感圖像上面一個像元相對應的地面范圍的大小。因為遙感制圖是利用遙感的圖像來提取專題的制圖信息,所以在選擇圖像空間分辨率時一定要考慮到下面兩個因素:一是解譯目標最小尺寸,二是地圖成圖比例尺。空間不同規(guī)模的制圖對象的識別,在遙感圖像的空間分辨率方面都有一定的要求。地圖比例尺與遙感圖像的空間分辨率有著密切的關系。所以進行普通地圖的修測更新和遙感專題制圖時,對不同平臺的圖像信息源,應該結合研究宗旨、精度、成圖比例尺和用途等要求,進行分析選用,以達到經濟、實用的效果。(2)波譜分辨率與波段。波譜分辨率是通過傳感器所使用的波段數目(通道數)、波段的寬度、波長來決定的。(3)時相與時間分辨率。遙感圖像的時間分辨率差別很大,用遙感制圖的方式顯示制圖對象的動態(tài)變化時,不但要弄清楚研究對象其本身的變化周期,與此同時還要了解到有沒有與其相應的遙感信息源。例如要研究森林火災蔓延范圍、洪水淹沒范圍或森林蟲害的受災范圍等現象的動態(tài)變化時,必須選擇相適應的超短期或短期時間分辨率的遙感信息源,只有氣象衛(wèi)星的圖像信息才能滿足這種要求,遙感圖像是指某一瞬間內地面實況的記錄,然而地理現象是不斷的變化。所以,一系列按時間序列成像的多時相遙感圖像中,必然存在著最能揭示地理現象本質的“最佳時相”圖像。研究農作物的長勢、植被的季相節(jié)律,目前以選擇landsat-TM或SPOT遙感信息為佳。
3結論
制作專題圖以及地籍測繪工作是極其繁瑣的,只有采取一定的科技手段才能提高工作效率,及時完成任務。隨著遙感技術的發(fā)展,給制作專題圖以及地籍測繪工作帶來了不少便利,隨著計算機技術以及GPS等技術的日臻完善,遙感技術應用于測繪領域也日趨成熟,相信隨著科學技術的發(fā)展與進步,遙感技術的應用水平將步入一個全新的臺階。
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關鍵詞:環(huán)境;污染;遙感技術
引言
隨著我國經濟的高速發(fā)展,環(huán)境污染和生態(tài)破壞日益嚴重,突發(fā)性環(huán)境污染事故也時有發(fā)生。環(huán)境監(jiān)測作為環(huán)境管理和污染控制的主要手段之一,正發(fā)揮著不可替代的作用。遙感技術是獲取環(huán)境信息的有力手段,是實現這一目的的極有效的技術。運用遙感技術監(jiān)測環(huán)境污染及生態(tài)環(huán)境狀況,正確評價環(huán)境質量,尋求改善生態(tài)環(huán)境的途徑和措施,具有重要的意義。
1遙感技術概述
1.1基本概念
遙感技術是從衛(wèi)星、飛機或其他飛行器上收集地物目標的電磁輻射信息,判認地球環(huán)境和資源的技術。它是60年代在航空攝影和判讀的基礎上隨航天技術和電子計算機技術的發(fā)展而逐漸形成的綜合性感測技術。任何物體都有不同的電磁波反射或輻射特征。航空航天遙感就是利用安裝在飛行器上的遙感器感測地物目標的電磁輻射特征,并將特征記錄下來,供識別和判斷。
1.2特點
遙感技術具有監(jiān)測范圍廣、速度快、成本低、質量高,便于進行長期動態(tài)監(jiān)測等優(yōu)勢,還能發(fā)現用常規(guī)方法往往難以揭示的污染源及其擴散的狀態(tài),因此遙感技術正廣泛地應用于監(jiān)測水污染、大氣污染等方面.其最重要的作用是不需要采樣而直接可以進行區(qū)域性的跟蹤測量,快速進行污染源的定點定位、污染范圍的核定、大氣生態(tài)效應、污染物在水體、大氣中的分布、擴散等變化,從而獲得全面的綜合信息。
2環(huán)境污染遙感監(jiān)測技術
遙感技術是一種利用物體反射或輻射電磁波的固有特性,遠距離不直接接觸物體而識別、測量并分析目標物性質的技術,根據所利用的波段,遙感監(jiān)測技術主要分為可見光、反射紅外遙感技術、熱紅外遙感技術、微波遙感技術三種類型.當前,遙感的應用已深入到農業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)、地理、地質、海洋、水文、氣象、環(huán)境監(jiān)測、地球資源勘探、城鄉(xiāng)規(guī)劃、土地管理和軍事偵察等諸多領域。
3環(huán)境污染遙感監(jiān)測技術的應用
3.1水環(huán)境污染遙感監(jiān)測
對水體的遙感監(jiān)測是以污染水與清潔水的反射光譜特征研究為基礎的,可以采用以水體光譜特性和水色為指標的遙感技術。遙感監(jiān)測視野開闊,對大范圍內發(fā)生的水體擴散過程容易通覽全貌觀察出污染物的排放源、擴散方向、影響范圍及與清潔水混合稀釋的特點.從而查明污染物的來龍去脈。
3.1.1泥沙污染及水體渾濁度分析
水體中泥沙含量增加使水反射率提高.隨著水中懸浮泥沙濃度的增加及懸粒徑增加,水體反射量逐漸增加,反射峰亦隨之向長波方向移動,即紅移.又由于水體在0.93~1.13μm附近對紅外線吸收多,不適宜作懸浮泥沙濃度的判定波段.定量判讀懸浮泥沙濃度的最佳波段應在0.65~0.85μm之間。
3.1.2城市污水監(jiān)測
城市大量排放的工業(yè)廢水和生活污水中帶有大量有機物,它們分解時耗去大量氧氣,使污水發(fā)黑發(fā)臭,當有機物嚴重污染時呈漆黑色,使水體的反射率顯著降低,在黑白像片上呈灰黑或黑調的條帶.使用紅外傳感器,能根據水中含有的染料、氫氧化合物、酸類等物質的紅外輻射光譜弄清楚水污染的狀況.水體污染狀況在彩紅外像片上有很好的顯示,不僅可以直接觀察到污染物運移的情況,而且憑借水中泥沙懸浮物和浮游植物作為判讀指示物,可追蹤出污染源。
3.1.3廢水污染和水體熱污染調查
廢水由于水色與懸浮物性狀千差萬別,特征曲線上的反射峰位置和強度也不大一樣。廢水污染一般用多光譜合成圖像進行監(jiān)測,有的根據溫度的差異也可用熱紅外方法測定.熱污染使用紅外傳感器,能根據熱效應的差異有效地探測出熱污染排放源,熱紅外掃描圖像主要反映目標的信息,無論白天、黑夜,在熱紅外像片上排熱水口的位置、排放熱水的分布范圍和擴散狀態(tài)都十分明顯,水溫的差異在像片上也能識別出來.利用光學技術或計算機對熱圖像作密度分割,根據少量同步實測水溫,可正確地繪出水體的等溫線.因此熱紅外圖像能基本上反映熱污染區(qū)溫度的特征,達到定量解譯的目的。
3.2大氣污染遙感監(jiān)測
大氣遙感是利用遙感器監(jiān)測大氣結構、狀態(tài)及變化。對于水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量氣體成分具有各自分子所固有的輻射和吸收光譜,可以通過測量大氣的吸收及輻射的光譜而從其結果中推算出來。
3.2.1有害氣體的監(jiān)測
人為或自然條件下產生的SO2、氟化物等對生物肌體有毒害的氣體,通常采用間接解譯標志進行.植被受污染后對紅外線的反射能力下降,其顏色、紋理及動態(tài)標志都不同于正常的植被,如在彩紅外圖象上顏色發(fā)暗、樹木郁閉度下降、植被個體物候異常等,利用這些特點就可以間接分析污染情況.對于地面污染,例如農田遭受污染之后,作物的生長將起特殊變化,地下水的污染也會引起地面植被的變化,與正常生長區(qū)的作物有不同的光譜表現.多光譜成像儀能監(jiān)測這些變化,從而圈定地面污染分布范圍,進一步對地面污染預防規(guī)劃。
3.2.2臭氧層監(jiān)測由于臭氧對0.3μm以下紫外區(qū)的電磁波吸收嚴重,因此可以用紫外波段來測定臭氧層臭氧含量的變化.在2.74μm處有個吸收帶,可以用頻率為11083MHz的地面微波或用望遠鏡來測定臭氧在大氣中的垂直分布.又由于大氣中臭氧含量高則溫度高,又可以用紅外波段來探測。
4發(fā)展趨勢
遙感影像獲取技術方面,隨著高性能新型傳感器的研制開發(fā)水平的提高以及環(huán)境資源遙感對高精度遙感數據要求的提高,高空間和高光譜分辨率已是衛(wèi)星遙感影像獲取技術的總發(fā)展趨勢。雷達遙感技術具有全天候全天時影像的獲取能力以及對一些地物的穿透能力,將得到更廣泛的應用。以地球為研究對象的綜合對地觀測數據獲取系統(tǒng)必將是當前及今后遙感技術發(fā)展的重要方向之一。
遙感信息模型的發(fā)展方面,遙感信息機理模型的發(fā)展和拓寬,特別是不確定性遙感信息模型與人工智能決策支持系統(tǒng)的開發(fā)與綜合應用也將是一個重要研究和應用方向。將環(huán)境污染遙感監(jiān)測技術(RS)與地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(Geographic Information System,GPS)、專家系統(tǒng)(Expert System,ES)技術集成,利用環(huán)境污染遙感監(jiān)測集成系統(tǒng),可以大大提高環(huán)境監(jiān)測的科學性,合理性及智能化程度,從而大擴展環(huán)境監(jiān)測的應用范圍,開發(fā)集GPS、RS、GIS、ES于一體、適合環(huán)境保護領域應用的綜合多功能型的遙感信息技術,也將是今后環(huán)境遙感技術的發(fā)展趨勢。
5結束語
當前,我國環(huán)境污染遙感監(jiān)測技術應依托我國的對地觀測技術和對地觀測系統(tǒng)的發(fā)展計劃,同時充分利用國際上資源環(huán)境衛(wèi)星系統(tǒng),開展廣泛的國際合作和交流,大力發(fā)展我國的環(huán)境污染遙感監(jiān)測技術,并充分利用現有的環(huán)境監(jiān)測網點和常規(guī)監(jiān)測方法,采用遙感技術與地面監(jiān)測相結合的方法,建立我國的環(huán)境污染遙感監(jiān)測系統(tǒng)。
參考文獻
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[關鍵詞]信息化測量 土地開發(fā)管理 思路 應用
[中圖分類號] S29 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-9-136-1
1土地測量工作實行信息化的重要性
信息化土地測量技術的應用,能夠提高我國土地資源利用及調查的效率,完善土地項目管理,落實科學發(fā)展觀,使我國土地資源開發(fā)管理納入規(guī)范化軌道。
1.1是我國土地開發(fā)管理的客觀要求
我國社會經濟水平不斷提高,在提高人們物質文化生活水平的同時,也加劇了土地供求矛盾,土地開發(fā)管理水平的提高成為擺在我國土地測量工作面前的難題。土地測量工作實行信息化能夠提高我國土地資源的利用率,健全土地開發(fā)管理模式,隨著計算機信息技術的不斷發(fā)展,土地測量技術向著信息化發(fā)展是必然趨勢。土地測量技術的信息化能夠為我國土地開發(fā)管理提供全面的工作條件,能夠提高土地測量的效率,幫助工作人員作出更加高效的決策,為土地的開發(fā)利用提供準確可靠地各方面數據。
1.2是土地開發(fā)管理對測量信息技術的要求
隨著我國土地測量工作要求的不斷提高,信息化測量技術能夠幫助工作人員選擇合適的測圖比例尺。測圖比例尺是土地測量工作中關乎質量的主要因素,也是測量工作進行的首要步驟。不同地勢及地貌選擇的測圖比例尺也不盡相同,對于地勢較為平坦的平原來說,通常情況下選用網格作為測試標準,網格單位為米。而對于地勢地貌起伏較大的地方,通常選用網格單位測試大于米來進行測量。再者先進的土地測量信息技術能夠準確的對土地的高程趨勢變化點即坎頂腳線的標高確定提供準確的數據,采用定位系統(tǒng)對于測繪圖上的建設用地、居民用地及其他相關重要地理信息能夠準確的標出,先進的測量信息技術能夠有效減少測量工作的工作量,提高測量工作效率,并確保測量工作的準確性。
2信息化測量技術在土地開發(fā)中的應用
2.1RS遙感技術
對于土地測量工作而言,遙感技術是必不可少的技術,遙感技術是人們認識自然強有力的工具。利用航拍飛機能夠取得的遙感高度只能到達十千米左右,而陸地衛(wèi)星的高度則可以到達近一千千米的高度,這種大范圍的展示我國地理信息的宏觀圖像對分析我國地理資源和環(huán)境分布情況有著至關重要的意義。并且遙感技術獲取信息周期短。遙感技術的特點就是能夠在同一時刻獲得眾多地區(qū)的自然遙感數據,將這些數據綜合的展示在土地開發(fā)的及時人員面前。并且遙感技術還在進一步發(fā)展當中,分辨率不斷提高,對于我國土地資源的檢測和調查有廣泛地應用空間。
2.2GIS地理信息系統(tǒng)
對于地理信息的掌握是土地測量工作的基礎,GIS是現階段應用較為廣泛的地理信息處理系統(tǒng),能夠自動管理和分析我國地理空間數據。GIS技術主要應用于綜合采集分析我國地理空間數據,數據處理以土地測量測繪方向為主,通過計算機編程來說實現全球空間地理信息的平臺技術。目前GIS技術已經廣泛應用與我國城市建設、國土資源規(guī)劃利用等多方面。尤其是對于林業(yè)和農業(yè)的土地資源規(guī)劃整合,GIS技術對于林業(yè)及農業(yè)土地資源的分布及統(tǒng)計包括制圖等各個方面都有很好的應用。對于我國地塊輪廓的變化及土地性質等問題,GIS有著其他技術不能比擬的優(yōu)勢,GIS技術能夠將土地屬性數據與空間圖形數據有效的組織在一起。
2.3GPS定位系統(tǒng)
GPS技術是應用較為廣泛的定位系統(tǒng),不僅是對土地測量工作,其他需要高精度定位系統(tǒng)的行業(yè)也大都采用GPS作為定位系統(tǒng).全方位、高精度是GPS技術的優(yōu)勢。GPS技術在土地測量方面能夠快速準確的檢測到待測點的物理坐標,提高土地測量的精度,目前已經成為土地測量工作中常用的技術。GPS的工作條件是在靜態(tài)模式下進行,受自然條件的影響較小,就算沒有通視條件也能夠正常工作,目前GPS的精度已經達到了厘米級別,GPS在土地測量工作中的應用,有效地提高了不規(guī)則土地面積的監(jiān)測,還包括動態(tài)圖形的顯示和數據智能化的儲存。尤其是對于我國大比例尺的土地開發(fā)項目中,利用GPS能夠及時的獲得地理信息等有效數據,能夠輕松的實現地理數據的共享和集成化管理。目前已經能夠實現三維數據呈現,更便于地理數據的共享利用,有效的降低了測量誤差。再者,以GPS為數據源將GIS及遙感技術綜合起來利用,是未來土地測量信息化發(fā)展的主要趨勢。首先利用GPS技術對待測地理位置進行圖像處理,標注實物坐標,然后利用遙感技術對數據進行矢量化處理,然后導入到GIS數據中,綜合利用三者的技術優(yōu)勢能夠有效的掌握土地的動態(tài)變化及性質信息,從而建立高效全面立體的動態(tài)監(jiān)測模型,更好的完成土地測量工作,保證我國土地測量利用的高效性和可持續(xù)性,有效的落實科學發(fā)展觀,充分發(fā)揮土地資源對我國經濟建設和其他行業(yè)發(fā)展的積極作用,進一步提高我國土地資源的利用效率,避免不必要的資源浪費。
3結語
隨著我國數字國土計劃的進一步落實,土地測量信息技術在我國土地測量工作中大量使用,信息化技術的應用改變了土地測量的多方面的工作。計算機程序再土地測量方面的應用越來越廣泛,信息化技術的創(chuàng)新使得在土地測量過程中無論是從信息獲取還是信息處理機信息管理等方面都有了一定程度的加強。通過信息化技術的進一步深入,我國已經基本建成土地測量信息資源共享平臺,為相關部門的土地管理工作提供了準確的數據和技術支持。信息技術的發(fā)展大大提高了土地測量的工作效率,改變了土地工作傳統(tǒng)的工作強度,我們要在現有的技術和管理基礎上不斷創(chuàng)新,將信息技術對土地測量工作的積極作用最大化發(fā)揮。
參考文獻
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關鍵詞:遙感技術 地籍測繪 應用
中圖分類號:P237 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)07(b)-0042-02
近年來,我國加強了對地籍的管理,地籍測繪也得以發(fā)展起來,地籍測繪作為一種技術工作,但其屬于一項政府行為,利用地籍測繪這種技術上的手段,從而使政府充分的行使土地管理職能,其主要是通過對土地及其附著物的位置、質量、界限、權屬和利用現狀等情況進行測繪,從而對其面積和形狀進行掌握,地籍測繪作為一種行政技術手段,在地籍測量及地籍管理中都發(fā)揮著至關重要的作用。而隨著地藉測繪技術的發(fā)展,數字地籍測繪開始在地籍測量中進行應用,其不僅在數據采集上實現了數字化,而且在成圖成果上也實現了數字化,其利用全站儀等測量儀器對地籍圖進行編輯,實地進行數據的采集,從而生成宗地圖,建立地籍數據庫,并輸出面積匯總表,進行地籍數據動態(tài)管理等,通過地籍測繪,可以直接為各部分提供權威性的數據,有利于城市建設的進行。目前遙感技術和計算機技術的有效結合,將其在地籍測繪中進行應用并取得了較好的效果,不僅有效的提升了經濟效益,同時也使社會效益得以進一步提升,具有極其重要的意義。
1 遙感技術概述
遙感技術興起于20世紀60年代,其是利用電磁波理論的一種探測技術,利用各種傳感儀器,不需跟被檢測人接觸,便可知道被檢測人的消息,其屬于測繪技術的一種,可以對獲取的信息進行加工和描繪。遙感系統(tǒng)的組成部分主要有遙感器、遙感平臺、信息傳輸設備、接收裝置及圖像處理設備等。通過在遙感平臺上裝設遙感器,從而實現對圖像的拍照、掃描等,所以遙感器可以是照相機、掃描儀、微波輻射計及合成雷達等。同時為了信息進行更好的實現與地面的傳輸,則利用飛行器器來完成信息傳遞任務。地面接受到的圖像信息,則需要經過圖像處理設備進行處理后,才能有效的將地物的性質和信息進行反映。經過處理的信息需要進一步利用光學儀器或是計算機進行分析計算后找出其特征,從而作為識別的目標。遙感技術相對于其他探測技術相比,其不僅探測的范圍較大,而且可以迅速的實現對資料的獲取,不受地面條件的限制,在對信息獲取時具有多種手段,獲取的信息量較大,而且可以全天候進行工作,所以目前遙感技術其應用范圍涉及眾多領域,而且應用效果非常顯著。
作為新一代測繪技術,其在土籍管理工作中得到有效的應用,通過遙感測繪,可以很好地對土地情況進行檢測,使國土管理部門很好地掌握土地的情況,而且通過遙感技術可以實現土地信息的實時更新,更便于對變更數據的掌握和管理,方便于分析和查詢工作的開展。
在當前衛(wèi)星和飛行技術裝置快速發(fā)展下,遙感技術以此為依托得到更快的發(fā)展起來,其通過對地面及研究目標來獲取相關的信息,從而更好的實現對部分區(qū)域內土地環(huán)境及地籍資料進行獲取的技術手段。雖然在上世紀遙感技術就興起,但只有將航空技術和計算機技術部有效的結合后,才使遙感技術進入快速的發(fā)展階段。目前航空遙感就是將遙感技術在高空飛行器上進行設置,從而進行相關測量。目前在科學技術的推動下,遙感技術得以更廣泛的應用開來,特別是在當前我國地籍測繪領域中,通過遙感技術來對土地信息進行全面的分析,通過對大量數據的記錄,從而來實現對地籍相關資料的識別。
2 現代地籍測繪與“數字國土”的關系
現代地籍測繪、地籍信息系統(tǒng)與“數字國土”三者有著密切的關系。現代地籍測繪為建立地籍信息系統(tǒng)提供基礎數據,但為了有效管理和共享大量的地籍測繪成果,需要建立一個地籍信息系統(tǒng),進而就可以存放各種圖形和屬性等信息,并對國土資源部門進行從“部”到“廳”到“局”的各種行政級別上的空間應用分析。“數字國土”包括廣泛的數據和信息,高分辨率影像和數字地圖是其中的重要數據之一,地籍測繪正是地籍信息系統(tǒng)建設及其網絡體系建設即“數字國土”的重要內容。
現代測繪技術是運用地籍測量中的一些先進技術和方法,它是融地籍測量外業(yè)、內業(yè)于一體的綜合性作業(yè)系統(tǒng)。其最大優(yōu)點就是在完成地籍測量的同時可建立地籍數據庫,并通過一定的途徑建立地籍管理系統(tǒng),為完成“數字國土”工程、實現電子政務和現代地籍管理奠定基礎。現代地籍測繪基本流程為:
(1)資料分析:對測區(qū)已有的地籍數據進行分析,熟悉測區(qū)地形,根據已有的數據進行分析,分析過程中,可以考慮能否使用“準地籍測量”。
(2)數據獲取:數據獲取途徑包括兩種:第一種是通過上述分析,直接利用已有的資料;第二種是野外直接采集與收集。數據采集要完全按照數據庫要求。數據獲取的內容,包括全要素地形數據、地籍數據、控制數據、地類數據。
(3)數據編輯、整理、入庫:對于獲取的各種數據。按照數據庫建庫技術要求進行整理、編輯、人庫,并進行各種統(tǒng)計分析,匯總,最終建市地籍數據庫,形成地籍管理系統(tǒng)
3 遙感技術在地籍測繪中的應用
隨著信息技術的發(fā)展,加快了信息管理系統(tǒng)的進步,各種新技術的應用,使地籍測繪信息的采集、處理、存儲和發(fā)展得以改善,同時也對存在的相關技術問題得以有效的解決。通過各種新技術的良好結合,使來源不同的土地信息都得以集中于信息管理系統(tǒng)當中,通過對信息的有效整合,能夠更好的對系統(tǒng)內的土地信息進行管理,從而滿足不同用戶對信息的需求。
3.1 動態(tài)監(jiān)測應用
目前在地籍測繪工作中,其所應用的技術不斷的成熟,特別是遙感技術、地理信息系統(tǒng)及GPS等高科技技術的應用,更有效的提高了土地測繪的水平,更易于土地測繪工作的開展。在地籍測繪中運用遙感技術,有效的實現了動態(tài)監(jiān)測,其能夠隨時監(jiān)測到土地的變更、土地調查和土地的動態(tài)信息,從而有效的掌握相關土地調查資料,實現對土地的有效利用。而且通過計算機技術可以將難以識別的對象進行信息處理,從而以可識別的文字和圖像表現出來,更易于對相關數據信息進行記錄,合理對監(jiān)測周期進行確定,通過對土地利用變化情況進行全新的監(jiān)測,并將不同時期的數據進行對比,從而得出最好的信息。隨時對土地利用變化情況進行監(jiān)測,可以更好的實現對土地利用情況的核查,進行土地總體規(guī)劃,決策者提供科學、可靠的數據資料。通過動態(tài)監(jiān)測,可以及時發(fā)現土地利用中違法情況,及時進行上報并查處,更便于對土地進行管理。
3.2 遙感技術應用
(1)數據選取:眾所周知,地籍管理具備綜合性、連續(xù)性以及高精度性等特征,當前的遙感技術對于數據的選取,一般通過美國和法國的Landsat TM、SPOT兩種衛(wèi)星數據來實現。當然,監(jiān)測的精度一直是遙感技術最關鍵的,為提高精度需要,有時候必須結合相關土地利用圖,作為監(jiān)測的對比,并將人文、生態(tài)等相關指標列入地籍測繪資料中。當精度要求特別高時,必須接觸 GPS等高分辨率衛(wèi)星影像作為補充資料。
(2)數據處理:數據處理在地籍測繪中的意義很重要,遙感所得的數據,通常需要通過計算機相關技術將之轉化為可識別的信息,并予以修正,達到一定的精度。
(3)變化信息提取:所謂變化信息,是通過固定的時間段,土地相關資料發(fā)生變化時,是遙感技術在地籍測繪中最重要的應用,通過時間差,來判斷不同的變化,從而可以為土地將來考慮,做出整體規(guī)劃。
(4)監(jiān)測精度評定:精度要求是評價遙感技術質量的重要砝碼,通過記錄和分析相關數據,對已測信息進行統(tǒng)計學研究,得出測繪信息的精確度,從而驗證地籍測繪水平。
3.3 GPS RTK在建設用地勘測定界中的應用
建設用地中的土地勘測定界是實地確定土地使用界線范圍,測定界樁位置,測量使用界線范圍內各類土地面積并計算用地面積等測繪技術工作,它為各級政府的國土資源部門審批土地、地籍管理提供依據和基礎資料。建設用地勘測定界的工作程序為:審查用地文件及有關圖件―現場踏勘―圖上紅線設計―實地放樣―復核測量―面積量算―繪制建設用地界圖―填繪建設用地管理圖―資料整理―歸檔,經反復實地踏勘、圖上設計、權屬調查后制定放樣數據。利用GPS RTK技術進行勘測定界放樣,能避免解析法和關系距離法放樣等放樣方法的復雜性,同時也簡化了建設用地勘測定界的工作程序,特別是對公路,鐵路等大型工程更為有效。
4 結語
遙感技術具有較強的專業(yè)性和技術性,在應用中十分復雜,目前在對遙感技術應用中還存在著許多人難點問題,所以還需要測繪工作者加強對遙感技術研究的力度。這就需要測繪人員要加強對遙感技術知識的學習,努力提高其應用的技能,從而在實際測繪工作能夠更好的對其進行應用,使其能夠促進地籍測繪事業(yè)的更快、更好發(fā)展。
參考文獻
[1] 石偉朋.遙感技術在地籍測繪方面的應用[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊), 2010(6).