遥感的特性篇1
Abstract:Thelandresourcesareimportantmeansofproduction,itschangeanddevelopmentnotonlyaffectsthechangeofglobalenvironment,butalsoisthefoundationofpeople'ssurvivalanddevelopment.Timelyandobjectiveandaccurateinformationofthelandusesituationisindirectlyrelatedtothechangeoftheenvironment.Remotesensingtechnologywithitscharacteristicsofmacroscopicalquality,timeliness,periodicityandintegrated,itcanrealizethescientificmanagementoflandresource,masterthechangeinformation.Itssuccessorfailureisdirectlyrelatedtothenationaleconomicplanningandpolicymaking.
关键词:动态遥感监测;解译;变化检测
Keywords:dynamicremotesensingmonitoring;interpretation;changedetection
中图分类号:TP7文献标识码:A文章编号:1006-4311(2013)19-0216-02
0引言
常规的土地资源调查方法,获取数据的周期长而且精度差,无法提供及时、准确、全方位的信息,主要原因是数据和图件的管理、传输、分析手段落后,往往耗资巨大的调查结果却难以反映当前土地资源现状,再加上每年土地利用和土地覆盖状况都在变化,应用遥感技术则可快速获得土地利用和土地覆盖的动态变化信息。
我国的遥感事业自上世纪70年代起步以来,经历了迅速的发展并取得了长足的进步,我国土地利用状况的调查研究、城市动态变化的监测、以及对各种自然灾害的监测等方面都需要利用遥感技术进行研究,而如何进行遥感图像的纠正、融合、分类、变化检测等是遥感技术研究的基础和关键问题,具有十分重要的意义。
1土地利用动态遥感监测
土地利用动态遥感监测是以土地利用调查的数据及图件为基础,运用遥感图像处理与识别技术,从遥感图像上提取变化信息,从而达到对土地利用变化情况进行及时、直接、客观的定期监测,核查土地利用总体规划及年度用地计划的执行情况,并重点检查每年土地变更调查汇总数据,为国家宏观决策提供比较可靠、准确的土地利用变化情况,同时对违法或涉嫌违法用地的地区及其他特定目标等进行快速的日常监测,为违法用地的查处以及突发事件的处理提供依据。土地利用动态遥感监测的主要思路是:对多源数据进行纠正、配准、融合等预处理,通过图像处理和影像判读来确定变化属性及进行统计分析,结合人工判读目视解译,发现和提取土地利用的变化信息,实地核查并建立土地利用动态监测数据库。土地利用动态监测系统的技术流程如图1。
2遥感图像数字处理及解译
随着计算机硬件价格的降低和软件水平的提高,计算机图像处理越来越深入遥感领域。
在进行遥感数据处理的过程中,有很多的软件可以选择,其中Erdas和ENVI软件在学习工作中最为常用,大家可根据具体情况选择适合的软件进行符合要求的操作。
遥感图像解译是从遥感图像上获取目标地物信息的过程。遥感图像解译分为两种:一种是目视解译,又称目视判读,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。另一种是遥感图像计算机解译,又称遥感图像理解,它以计算机系统为支撑环境,利用模式识别技术与人工智能技术相结合,根据遥感图像中目标地物的各种影像特征,结合专家知识库中目标地物的解译经验和成像规律等知识进行分析和推理,实现对遥感图像的理解,完成对遥感图像的解译,此种方法是遥感处理中最常用也是最快捷的方法。
遥感图像解译是一个复杂的认知过程,对一个目标的识别,往往需要经历几次反复判读才能得到正确的结果。概括来说,遥感图像的认知过程包括了自下向上的信息获取、特征提取与识别证据积累过程和自上向下的特征匹配、提出假设与目标辨识过程。
遥感图像分类的主要依据是地物的光谱特征,而就某种特定地物的分类而言,多波段影像的原始亮度值并不能很好地表达类别特征,因此需要对数字图像进行运算处理,以寻找能有效描述第五类别特征的模式变量,然后利用这些特征变量对数字图像进行分类。
3基于遥感影像的变化检测
基于遥感影像的变化检测就是从不同时间获取的遥感影像中,定量地分析和确定地表变化的特征和过程的技术。总的来说,变化检测就是指应用多时相的数据集来定性的分析现象的时间效应。具体到遥感领域来说,多次观测即指多时相获取的同一地区的遥感影像。一个完整的遥感影像变化检测工作流程应依次包含以下步骤:工程定义和描述、数据获取、数据预处理、变化检测、精度评估、产品输出。其中,数据预处理即影像的几何配准和辐射校正,变化检测和检测结果精度评估是进行变化检测的关键步骤。而众多方法之中,分类后比较法应用最为广泛。此方法是对不同时相的影像分类后进行比较分类结果,找出变化信息。其优点是容易理解,且给出了变化类型,可以回避辐射归一化问题,而其缺点是存在分类误差的累计,分类工作量大。
4结论与展望
地质灾害的频繁发生,严重制约我国经济的发展,面对各种自然灾害的发生,能否在短时间内获得灾区信息就显得尤为重要,此时遥感技术以其快速、精确、范围广的优点得到应用。
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遥感的特性篇2
关键词:城市遥感;学科主旨;教学内容;教学体系
近年来,随着城市化进程的加快,城市问题日渐突出。针对城市问题的研究产生了城市科学这门学科。随着城市及城市科学的发展,遥感技术在城市规划、城市生态环境监测及城市管理中的应用越来越广泛和深入。在城市调查方面,遥感技术可以快速、准确、全面地获得城市地质背景、土地利用状况、生态环境、市政建设、交通、水利、农林、旅游等等方面的数据和资料。对不断地调查城市现状、变化和发展,为配合城市总体规划和分区详细规划的制订及顺利实施,对城市景观建设和环境保护,提供了全面有效的方法。因此,自上个世纪90年代以来,逐渐形成和发展了城市遥感这门新兴的交叉学科。
一、城市遥感的学科发展背景
在国外,利用城市遥感方法进行城市土地利用、住宅密度、居住质量、城市交通、城市人口、城市变化及其他社会经济要素的研究已取得长足的进展。我国也曾在京津、上海、广州等地进行过综合性的城市遥感调查,在城市土地利用监测、城市绿地调查、城市环境污染监测、城市热岛研究、城市规划及城市生态环境监测等方面都取得了可喜的成果。各级政府和社会公众已经认识到,城市遥感已成为城市规划、建设和管理不可分割的重要组成部分和技术支持,成为各级政府强有力的辅助决策工具和指导与加强地区管理的现代化手段。以上海市为例,自1988年以来,上海市已连续开展了三轮遥感综合调查,为上海市城市布局的合理调整、新区规划、老区危简房的拆迁改造、城市交通、城市建设现状、考古、城市防洪排涝、城市绿化与改善城市生态环境等多方面提供了大量基础性资料和辅助决策依据,为许多政府重大工程提供了研究报告和影像资料。此外对各郊县的土地资源与全市滩涂资源进行过详尽的调查。多年的实践证明,城市遥感技术业已成为上海市各级政府决策的重要辅助手段。但是对于该课程的体系与内容、教学方法等尚缺乏完整的论述。
二、城市遥感学科的研究主旨和内容
国际上已经举办了8届国际城市遥感大会。充分借鉴和参考国际同行认可的学科体系;同时针对本科教学的特点设计相应的教学内容。一些具有基础性的内容需要补充进教学内容,比如现代化进程中城市问题,城市科学的理论等;而一些深度交叉的课题则没必要过度展开,如城市生态学等。同时考虑到学生已有遥感基础,以及遵循教学要循序渐进的原则,因此,我们设计教学内容为:①现代化进程中的城市问题;②城市遥感基础;③城市遥感传感器和数据源;④城市地区遥感影像判读;⑤城市地区遥感特征检测技术;⑥城市地区建筑物探测和三维重建;⑦城市土地利用和城市景观结构;⑧城市热、水、空气环境监测和生态安全;⑨城市规划的遥感应用;⑩城市遥感的发展前景。
三、城市遥感学科的教学体系
城市遥感教学是针对遥感专业高年级本科生开设的课程,主要教学内容是遥感技术在城市规划、建设、管理和环境保护等方面的应用。教学指向学科研究和应用是前沿,是该专业的高级选修课。针对该课教学目的和教学要求,我们设计课程内容如下:
1.城市问题引论。随着中国现代化进程的发展,城市化进程在加快。城市规划、建设和保护等过程的问题日益凸显。如城市交通问题,环境保护问题,城市规划问题等。向学生介绍城市发展现状,城市化问题,城市科学理论等问题。着重分析在中国工业化和城市化进程中城市所面临的问题,研究现状和可行的解决办法。指出遥感技术在解决相关问题时的优越性和局限性。
2.城市遥感基础。针对城市遥感应用,简单介绍遥感基础概念、遥感平台与传感器、遥感图像处理基础等基本内容。着重对新型高分辨率卫星、航空和地面传感器在城市遥感中应用范围和价值做了介绍和评价。
3.城市遥感解译。面向城市遥感应用,有针对性的讲授城市遥感解译的基本概念,关键技术和流程。主要包括城市遥感影像解译基础、城市遥感影像目视解译、城市遥感影像数字解译、城市遥感影像解译与判读的基本框架、城市主要地物目标特性、卫星影像判读特点、城市遥感影像数字判读方法和流程等内容。针对城市目标特性,着重介绍了相应的遥感影像解译方法和流程
4.城市特征提取。介绍了城市点、线、面特征的各类自动半自动提取方法。点特征提取算子介绍了Moravec算子、Forstner算子、Susan算子和结构化算子的原理和应用模型,并比较了各类算子的实际提取效果。线特征提取方面,首先介绍了基本的边缘检测算子,包括微分算子、二阶差分算子和直线提取算子Hough,并对各类算子的实际提取结果做了比较分析;然后介绍了城市道路特征的特性,遥感提取难度和方法,包括基于结构信息、GIS信息、感知编组、统计信息、自适应模板、带状Snake的和其他新型的道路提取方法。
5.城市三维重建。三维GIS是目前研究和应用的热点,城市三维重建是三维GIS的主要数据生产方法。讲授了利用摄影测量技术和利用LiDAR技术的半自动城市三维重建方法,在此基础上介绍了城市三维GIS建设现状,以及基于三维城市模型的真正射影像生成技术。对各种方法的发展现状、趋势、技术流程做了详细说明。
6.城市土地利用和空间结构演化。首先介绍了遥感变化检测的一般方法和流程、遥感变化检测典型方法及性能分析、变化区域提取技术等。包括基于像素、基于特征的变化检测方法。并结合具体系统研发案例,介绍了典型方法的开发、组合和应用情况。在此基础上,介绍了土地利用动态监测和城市空间结构演化监测的基本流程、方法和案例。
7.城市热环境遥感。中国作为发展中国家,城市热环境的日益恶化在各个层面并没有得到普遍的重视。随着城市化水平不断提升,热环境影响因素日益复杂,城市热环境日益恶化,需要引起社会公众的重视,并研究采取有效的解决办法。着重介绍基于遥感影像的城市地表温度定量反演、城市热环境的空间分布及过程变化分析以及城市热环境的寻因分析。最终利用多因子与城市热环境之间的定量关系建立预测模型,并动态监测城市地表温度和格局的变化,为城市规划提供决策依据。
8.城市水环境遥感。水是生命之源,一方面城市生活离不开水,另一方面随着城市化进程的发展,人类造成了严重的水污染。因此,授课内容分为三个方面:水体的光谱特征、水资源遥感和水污染遥感。城市水资源遥感主要对湖泊环境监测,诸如湖水温度、盐度、水深、洋流、波浪等湖泊诸要素的测量,为湖泊研究及指导湖泊渔业生产提供了基础。水污染遥感主要介绍对湖泊富营养化、悬浮泥沙、石油污染、废水污染、热污染和固体漂浮物等污染情况进行遥感监测的方法和案例。
9.城市大气遥感。空气污染是影响人类健康的重要因素,在中国的城市地区空气污染相当严重。与常规大气污染的监测方法相比,卫星遥感技术具有监测范围广、速度快、成本低和便于进行长期动态监测等优势。气溶胶是大气污染的主要表现形式,授课内容包括利用地基气溶胶遥感数据和地面大气污染监测数据,研究分析气溶胶光学厚度在大气环境领域中的适用性。利用激光雷达数据和气象探空数据研究大气染污边界层高度。研究城市大气气溶胶的定量遥感反演技术。以北京为例,构建归并后的气溶胶光学厚度与大气污染监测数据之间的模型,对所构模型、所得到的结果进行评价分析,实现大气污染指标的空间分布及质量评价。
10.城市遥感发展展望。主要讲授城市遥感领域新的技术和方法,最新的发展趋势和前沿问题。包括高分辨率遥感传感器的发展方向、城市遥感技术新的应用领域、城市遥感技术未来发展方向等内容。
国内多所高等院校都已先后为高年级本科生开设了《城市遥感》专业选修课。但是对于该课程的体系与内容、教学方法等尚缺乏完整的论述。本文充分借鉴和参考国际同行认可的学科体系,针对本科教学的特点设计相应的教学内容。并就教学体系和内容开展了较为详细的介绍,可为相关专业城市遥感学科的教学工作提供一定的参考。
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遥感的特性篇3
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1m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。
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遥感的特性篇4
关键词:遥感地址勘查技术;具体应用;研究
中图分类号:P627文献标识码:A文章编号:1673-1069(2016)31-152-2
1遥感地质及勘查技术概述
遥感技术所取得的地面图像和数据及相应的数据和信息处理技术在地质学的应用。又称地质遥感。遥感地质一般包括4个方面的研究内容:①各种地质体和地质现象的电磁波谱特征。②地质体和地质现象在遥感图像上的判别特征。③地质遥感图像的光学及电子光学处理和图像及有关数据的数字处理和分析。④遥感技术在地质制图、地质矿产资源勘查及环境、工程、灾害地质调查研究中的应用。
1.1遥感地质勘查技术的概念
利用飞机与卫星等遥感器对检测地标的地质数据进行电磁、光谱的扫描与识别的技术称之为遥感地质勘查技术,其在地质勘探工作中的应用有助于对检测地标的地质特性进行深入分析,进而可通过摸清地质信息与地质特征为地质勘探提供更为科学可靠的理论与数据。较之传统地质勘查技术,遥感地质勘查技术具有多层次、综合性与宏观性的特点,因而地质勘查检测结果的精准性可得到大大提升。近些年,遥感地质勘查技术凭借技术先进、检测结果准确等优势在现代地质勘查工作中发挥了越来越重要的作用。
1.2遥感地质勘查技术的特点
1.2.1科学性
遥感技术在地质勘查工作中的应用为其数据采集环节提供了大量更具科学性的理论依据。以遥感地质勘查技术在我国的应用为例,使用卫星、飞机等高端遥感器可科学计算、检测出待检测地标的具体地质状况,有效结合电磁技术、光谱技术同现代化计算机技术以及现代化航拍器械可使地质扫描工作更具科学性,进而可为我国地质勘查与地质研究工作提供更为科学、准确的勘察数据与地质资料。
1.2.2精确性
不断增大的矿产需求量使得我国地质勘查工作逐渐细化,这对地质勘查技术也提出了越来越高的精细化要求。遥感地质勘查技术可通过电磁技术与光谱技术的应用扫描并分析地质状况,现代地质勘查工作的精细化需求可得到满足。遥感地质勘查技术的应用实例显示,其可对地质状况进行全方位的检测与计算,这对现代地质勘查工作精确性以及矿产开采效率的提高均十分有利。
2遥感地质勘查技术的应用
2.1获取地质构造信息
在应用遥感技术找矿的过程中,我们可通过空间信息观察到相关地质标志,而提取空间信息的过程中则需应用到遥感技术所呈现出的与检测区域成矿相关的线性图像,从推覆体以及断裂等相似类型中提取出有用信息是这一过程中需注意的部分。遥感地质勘查技术还可应用于获取酸性岩体、火山盆地等地质的信息。由于影响遥感技术成像的因素较多,因而其在地质勘查工作中极有可能会发生地质图像模糊的情况,这将直接导致地质线性形迹和地质纹理信息无法清楚显示出来,地质勘测工作随之面临困难。针对这一问题,目前主要采用人机交互、目视解译等方式来突出显示地质构造图像中的关键信息。
2.2通过获取植被光谱来确定矿产位置
矿区感测区中的金属或矿物较易因地下水文因素和地下微生物作用的影响而改变底层结构,随之将会对土壤层中的成分造成矿物元素增加等影响,土壤成分受到的影响将直接体现在地表的职务上。土壤层中成分的变化将会改变地表植物对金属元素的剧集程度和吸收程度,继而将会使得植物内含水量及叶绿素也发生改变,后种变化将通过植物的反射光谱特征显示体现出来,遥感技术正是利用了这一系列的变化将检测区域地表植物的反射光谱特征显示出来,并通过分析植物异常光谱信息来确定该区域是否存在矿产。不同种类的植物,甚至是同种植物的不同器官在金属含量方面将会呈现不同的特点,因而需大量收集检测矿区的植被样品,并在分析植被光谱信息的基础上统计出具有良好金属吸收能力和聚集能力的植被。植物反射光谱的色调是应用光谱特征增强技术处理遥感图像的主要依据。分离提取出异常色调后,遥感技术可直观展现出这些异常色调,分析出植被对金属的吸收能力和聚集能力后则可为确定矿产位置提供一定的依据。
2.3利用岩矿光谱技术进行识别
作为遥感地质勘查技术的理论基础,岩矿光谱技术适用于多光谱技术与高光谱技术,其主要是通过提取多光谱蚀变信息实现岩性识别与高光谱矿物识别的目的。多光谱技术较低的光谱分辨率使得岩矿的光谱特征表现力较弱,因此岩矿光谱技术在分析岩矿反射率差异时主要以图像线性信息与图像灰度特征为基础。较之多光谱技术,高光谱技术则既可获取到连续光谱信息,也可对地质类型加以直观地识别。综合使用多光谱技术与高光谱技术可对岩矿类型、与成矿作用有直接关系的矿物蚀变信息加以有效地识别,并可对蚀变强度进行定量,进而可为地质勘探工作提供强有力的技术支持。
3加强遥感地质勘查技术应用的措施
前文笔者简要分析了遥感地质勘查技术的概念与特点,并探讨了其在地质勘探工作中的具体应用。由于我国在应用遥感地质勘查技术过程中仍存在不少问题,因而我们在实际应用过程中还需采取合理的措施来保证其应用效果。
3.1加强对遥感技术理论研究
理论是实践的基础,遥感地质勘查技术的实际应用离不开有效的理论研究。因此我们首先需深入研究并分析大量与遥感技术相关的理论文献,为遥感技术的应用打下坚实的理论基础。除此以外,我们还需依据勘测区域的特点进行理论创新,不断丰富地质勘查技术应用的理论成果。
3.2加强技术支持
技术支持在遥感地质勘查技术应用中处于十分关键的地位,因此我们首先需保持所应用的相关遥感设备的技术先进性,保证硬件基础;其次需加大引进与培养先进遥感技术人才的力度,以为遥感技术应用的准确性、合理性和科学性提供人才保证。
3.3完善相关制度
遥感地质勘查技术的有效应用离不开相关制度的指导与规范,因此我们需积极完善诸如技术岗位责任制度的一系列制度,及时发现遥感地质勘查技术在应用过程中出现的问题,以促进我国遥感地质勘查技术的可持续发展。
4结束语
综上所述,迅猛发展的国民经济使得国家对矿产资源的需求量越来越大,这对地质勘查技术的效率与精确度提出了越来越高的要求。对此,本文简单介绍了遥感地质勘查技术及其在地质勘探工作中的应用,并提出了加强其应用的具体措施,以期为相关人士提供理论参考。
参考文献
[1]王润生,熊盛青,聂洪峰,等.遥感地质勘查技术与应用研究[J].地质学报,2011,11:1699-1743.
[2]易飞.遥感地质勘查技术探究与分析[J].住宅与房地产,2016,18:265.
[3]罗庆霞,苏吉祥.遥感地质勘查技术在矿山中的应用[J].世界有色金属,2016,10:203+205.
遥感的特性篇5
关键词:遥感技术土地利用地籍图
中图分类号:TN919.6文献标识码:A文章编号:1007-9416(2012)01-0150-01
近年来,随着遥感技术的广泛应用,其在地籍调查与测量工作中的应用也在不断深化。2009年,应用遥感技术保障土地调查数据现势性、服务国土资源批后监管的系统工程全国遥感监测“一张图”工程建设正式开始,目的是结合第二次全国土地调查统一时点底图生产,在生产覆盖全国遥感正射影像图的基础上,首次实现全国全覆盖遥感监测。“一张图”工程建设是国土资源管理尤其是地籍管理的一次重大变革,每年实现最新遥感影像的全覆盖和全面的土地利用变化信息的提取,为今后变更调查和核查提供了最新最好的基础,对于保证土地数据的现势性和真实性,维护调查成果的生命力,完善国土资源监管系统建设具有重大意义。由此可见,遥感技术在地籍调查与测量工作中正发挥着重要的作用。
1、遥感技术概述
遥感技术是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。
遥感系统由遥感器、遥感平台、信息传输设备、接收装置以及图像处理设备等组成。遥感器装在遥感平台上,它是遥感系统的重要设备,它可以是照相机、多光谱扫描仪、微波辐射计或合成孔径雷达等。信息传输设备是飞行器和地面间传递信息的工具。图像处理设备对地面接收到的遥感图像信息进行处理,以获取反映地物性质和状态的信息。判读和成图设备是把经过处理的图像信息提供给判释人员直接判释,或进一步用光学仪器或计算机进行分析,找出特征,与典型地物特征进行比较,以识别目标。
由于遥感技术具有探测范围大、获取资料的速度快、周期短、受地面条件限制少、手段多、获取的信息量大以及全天候工作的能力的特点,目前,遥感技术已广泛应用于军事、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领域。
2、遥感技术在地籍调查与测量中的应用
2.1土地资源遥感调查
土地资源遥感调查是利用遥感技术,对一定区域内的土地资源的数量、质量、分布和利用状况及变化规律的调查。遥感影像最能够直接反映的是土地覆盖,因此,遥感技术大部分被用于土地覆盖/利用状况调查。
常规的土地利用调查是通过实地测绘的方法来进行,工作量大,调查周期长。而迅速发展的遥感技术,为土地资源类型及其变化信息的获取提供了及时、有效的技术手段,由于遥感技术具有宏观性、及时性、动态性以及多波段性等优点,结合计算机迅速处理的特点,是常规土地调查技术所无法比拟的。例如,上海市中心区的土地利用调查,90年代曾用常规方法花了2年多的时间才完成,但完成后的图件已不能反映2年后的情况;1995年初利用航空遥感方法,只花了2个多月就完成了调查,并且比常规方法更加详细。遥感技术的引用,大大节省了调查成本和时间,从而提高了工作效率。
2.2土地利用动态遥感监测
利用遥感技术进行土地利用变更调查和动态监测称作土地利用动态遥感监测。土地利用动态遥感监测是以土地利用调查的数据及图件为基础,用遥感图像处理与识别技术,从遥感图像上提取变化信息,从而达到对土地利用变化情况进行及时的、直接的、客观的定期监测。
和其他监测手段相比,遥感监测具有速度快、精度高、范围广等特点,并能为国土资源管理工作提供基于事实影像的、可精确测量的、可作为基础信息的土地利用动态监测结果。近年来,随着遥感技术的不断发展,影像分辨率的不断提高,计算机技术和信息处理技术的不断增强,使得土地利用动态遥感监测的技术不断完善,并得到越来越广泛地应用。
2.3利用遥感技术制作地籍图
所谓遥感地籍图的制作,即在计算机制图的环境下利用遥感资料编制出所需的地籍图,这是遥感信息在地理研究和测绘制图中的重要应用之一。利用遥感技术制作地籍图的技术流程主要体现为:首先需要选择合适的影像源,不同的数据源有不同的特性,所以提取信息的方法也不尽相同,目前常用的遥感影像有Landsat-TM、SPOT、QuickBird等。其次需要选择某种遥感软件进行影像的几何纠正和影像的配准,目前常用的遥感软件有ERDAS、ENVI、PCIGEOMATICA等。然后是遥感影像的融合,通过影像融合,希望既突出其中较高的空间分辨率,又能保持良好的光谱特征。还可对融合后的影像进行线性拉伸、灰度变换等增强处理,以提高图像的对比度和清晰度,突出图像的细节部分,利于影像判读和量测。最后通过目视解译和实地踏勘相结合的方法,将不同地物的形状和各个区域的范围从遥感影像上提取出来,即形成矢量文件,提取过程中,地物类型可参照地籍调查中的土地利用现状分类标准进行。
3、结语
遥感信息是地表各种地物要素的真实反映,能清晰地显示各种土地利用类型的特征与分布。与传统的地籍调查方法相比,遥感技术具有精度更高、效率更高、更经济实用、更直观实时等较多优势。随着遥感技术的不断发展,如遥感器分辨率的提高及综合利用信息能力的增强等,它将越来越多地被应用在我们的日常地籍工作中。
参考文献
[1]张晏.2009年全国遥感监测“一张图”工程建设将启动.中国国土资源报.
[2]詹长根.现代地籍技术(第四讲)遥感技术在地籍中的应用,测绘信息与工程,2004年8月.
遥感的特性篇6
【关键词】遥感,地质勘测,煤田地质
1引言
随着遥感技术的快速兴起,遥感地质勘测已经得到全面推广,也得到了实际工作单位的认可。很多人开始研究遥感技术在煤田地质勘测中的深入推广及应用,并取得了一定的效果。利用遥感技术进行地质的测绘与勘探是非常有必要的,而且也是非常有效的技术手段。由于遥感技术具有很多的优点,且在配合相关的高新技术,使得遥感技术能够贯穿于煤田地质勘测工作的全过程中,将遥感技术应用在煤田地质勘测中具有非常广阔的发展前景。能成倍提高了煤田地质勘测工作的社会和经济的效益。
2遥感技术
遥感技术是指从高空以及卫星星座的各种平台上,通过非接触的方式,利用红外线、可见光、紫外线、微波等探测手段,获得遥感影像数据资料。通过对被探测物体的光谱特性、影像特点、图形图像特点,利用目视判读、计算机图像分析、计算机辅助波普分析等方法进行数据信息处理。从而识别探测对象的性质和运动状态,数量质量特征等信息。该手段获得数据通常利用GIS数据处理软件进行处理和分析,已获得直观的或直接的数据信息。
可获取大量的信息数据。利用遥感技术能够成功的获取大范围的地理数据资料,通常遥感数据获取往往使用的飞机甚至卫星,其飞行高度比较高。同时也可以飞行较低的高度,以获取更高分表率的遥感数据。因此,遥感技术能够覆盖很大的范围,也可以获得高分辨率的高清数据,进而能够获取大量数据信息。
获取信息速度快。遥感技术最重要的特点就是其获取数据信息的速度非常快、更新周期非常短。遥感卫星可以快速的获取其所经过地区的各种信息和资料,并对原有的资料和信息进行及时的更新;利用无人机进行航拍技术获得实时的动态数据,可以实现地质灾害动态监测等实时获取信息任务。
限制条件少。遥感技术在进行地质测绘时,受到的限制条件比较少,只要太空云量较少,大气透射性好就可以进行遥感数据采集。在煤田地质勘测中能够广泛应用的一个主要的特点。由于遥感技术脱离了地面的限制,无需控制点、无需通视、无需接触。因此,在进行地质测绘时,完全不受地面条件的影响,获取遥感影像资料更加的方便快捷。
获取信息方法多。遥感技术不但能够获取大量的煤田地质勘测信息,而且具有非常丰富的获取数据信息的方法。在利用遥感技术进行煤田地质勘测时,可以根据具体的地质条件和相关要求,选用不同遥感仪器以及不同的波段。已获得不同地质条件的数据信息。同时利用获取数据可以应用到地质的灾害调查、区域地质的调查及矿产资源勘查等方面。
3煤田地质勘测中的遥感技术
遥感影像定位。遥感影像定位技术在煤田地质勘测中的应用,卫星遥感技术所传输的图像信息能够清晰的分析出含水层构造的边界,对于了解当地的水文分布具有重要的作用。如在地下水的勘察过程中,地质人员首先应对该地的地貌特征等进行分析,以准确获得水文分布规律做好前提工作。利用卫星遥感图像、航空相片以及其他的信息影像数据,分析地下水的形成、储存以及流量变化和流动趋势等信息,并进行详细的勘察。因此,通过对卫星遥感定位技术所获得的信息进行分析研究,能够在较短的时间内得到准确性较高的水文地质规律。
此外,遥感影像定位技术在地震灾害中的也有广泛应用。遥感影像定位技术在地震中的应用还体现在获取地震后的灾害后的具体情况,对赈灾抢险等决策提供一手准确的数据资料。利用遥感影像定位技术可以有效的侦测到地形和地质的内部构造,就可以掌握地震的地质构造类型。因此,可以对地震进行有效的环境分析研究。可以有效的预测地震发生的地质内部的变化情况,得到一定的信息反馈,这样就可以根据地震发生之前内部地质的变化情况,及时对地质构造、内部构造进行分析研究,也可提高地震预警预报的高效性。
优化勘测方案以及勘测路线。在进行野外地质观测方案的选择时能达到事半功倍的效果:利用遥感影像的微观和宏观分析,对地质勘测路线进行合理的选择和布置。能很好的控制煤田地质勘测范围,在分析地质体和地质构造的空间分布过程中,对地质勘测测区附近不同地质体和地质构造的遥感影像特征,及其相互关系进行仔细的研究和分析,可以清晰的确定地质体的划分地质特征;根据地质勘测测区事先建立好的遥感地质解译标志进行三维遥感影像分析。地质观测的路线一般布置在通行条件最好,且能够穿越最多的遥感影像岩石地区;地质测量的路线一般以垂直于测量区线路方向的穿越路线为主,适当加以追索路线。当岩性岩相变化比较大时,地质体的延伸走向关系不清楚,为了解某些岩石的接触关系、矿化带和岩石构造现象的空间延伸情况等,只依靠穿越路线达到目的有一定难度时,此时,可以利用遥感影像进行追索路线布设,非常方便和快捷。
遥感影像测绘地质图。地质图的绘制可以利用影像技术来实现。利用卫星遥感图像传送信号,这样不仅可以得到精确的信息地面信息,而且对于掌握各阶段的地质情况也十分有利,这也更加精确的绘制地质图。地质勘测是一项比较综合性的工作,数据的得来主要是依靠影像数据信息进行实时监测。将遥感影像数据息进行深入分析研究,能够在较短时间内获得准确度的地质数据,利用这些数据绘制地质图将非常方便有效。
煤田勘探的三维地质模型重构。利用煤田勘探所涉及到的遥感资料、地面采样资料、钻孔资料、地震剖面(或三维地震)以及电法、重磁等物探等资料,建立煤田勘探的三维地质构造模型,可以直观的反应煤田勘探效果。同时可以直接量测相应数据,对煤田开采等决策性工作提供形象直观数据。此外,煤田地质勘探具有原始资料数据来源种类繁杂、数据类型异构、采样数据的三维空间位置重要等特点,特别适合于用具有三维地质建模功能的三维GIS(地理信息系统)来进行管理。
煤田勘测三维可视化及动态监测。与传统的煤田地质勘测方法相比,遥感技术在煤田地质勘测主要是利用遥感图像三维可视化及遥感影像动态分析技术。在布置专门的追索路线,利用遥感图像三维可视化和遥感影像动态分析方法则就很容易实施。
4结语
随着遥感技术在测绘行业的不断扩展,与测绘相关的行业也得到了快速发展。遥感技术在煤田地质勘测中已经得到了应用,但是应用的不够深入,相信随着遥感技术,地理信息技术的不断发展,遥感技术在煤田行业的应用会更加深入更加广泛。
参考文献:
[1]段薇.质测绘中的影像定位技术浅析[J].地球.2015.(5)
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