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遥感探测技术范文1
[关键词]卫星遥感影像 内定向 外方位元素 地理信息
[中图分类号]P283.8 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-1-43-1
0引言
随着当前科学技术的不断进步,国家对于卫星遥感技术研究的资金不断加大投入,摄影测量正逐渐从单纯的依靠航空摄影测量向航空摄影测量和卫星遥感测量两方面并重发展,基于当前卫星遥感影像的单片测图与修测技术对航天摄影测量极为重要。由于地方经济建设速度的加快,地图的成图速度已跟不上经济发展的脚步,我们对地形图和各种专题地图等地理信息数据的需求量迅速增加,尤其是地理信息数据的现势性要求尤为突出,本文简要介绍如何利用卫星遥感影像的单片测图与修测来进行地理信息数据的快速更新。
1卫星遥感影像应用概述
卫星遥感技术是快速、全面、精确地测定全球地形,搜索目标定位数据以及杀伤武器制导的最有效手段,遥感影像获取的数据可在GIS或专业影像处理平台的支持下,为地形测绘、环境监测和资源勘查等提供信息服务;也可转化为数字化战场所需的军事地理信息,是军事指挥自动化的基础。
随着国家经济建设的不断进步,高分辨率遥感卫星所带来的巨大军事与经济效益,引起全球民用与军事应用领域的高度重视,出现了各国竞相研究开发高分辨率遥感卫星及其应用技术的热潮,在短短的几年时间内有了飞速的发展,出现了卫星遥感技术不断扩散的发展趋势。卫星遥感影像处理技术的不断发展,基于卫星遥感影像处理平台利用卫星遥感影像进行地理信息基础数据库的更新日趋成熟,目前可以获得的普通分辨率的卫星遥感影像主要有:IRS-1D、ASTER、JERS1-OPS、Resours-F的MK4和Kate200、COSMOS的TK-350等;获取的高分辨率卫星遥感影像主要有:QuickBird、Ikonos、EROS-A1、AVNIR、COSMOS的KVR-1000、Resours-F的KFA-3000等。由于可以获取不同分辨率卫星遥感影像数据,因此根据任务需求选择适合的卫星遥感影像数据进行相关地理信息数据的制作。
2画幅式卫星影像的内定向和空间后方交会
2.1画幅式卫星影像的全自动内定向
摄影测量从模拟摄影测量发展到解析摄影测量又到今天的数字摄影测量,内定向也经历了从手工内定向、半自动内定向、全自动内定向的发展过程。作为摄影测量测图的第一步,内定向的本质就是从一种坐标系转向另一种坐标系。
数字影像的内定向的定位是通过利用框标的检校坐标和扫描,首先通过计算扫描坐标系和像平面坐标系之间的变换参数及在数字影像中可能存在的变形。因为原始资料提供给框标的校检坐标,所以找到并精确定位框标点就是内定向的任务,换言之,就是得到框标的精确扫描坐标来求解变换参数。
2.2画幅式卫星影像的空间后方交会
画幅式卫星影像空间后方交会与航空摄影像片空间后方交会的主要区别在于两者关于外方位元素初值的获取方式以及外方位元素之间相关性的处理方式不同。画幅式卫星影像的六个外方位元素之间存在着一定的关联性,在用不同的控制数据解求同一副影像的外方位元素时,计算出来的结果差别较大,但是在控制点分布较为理想的情况下,可以利用最小二乘估计的方法老求解外方位元素。
3单线阵CCD卫星影像外方位元素的解算
3.1线阵CCD影像外方位元素间的相关性
经过大量实验表明,误差方程式中位置参数存在很强的相关性,使得求解精度低甚至无法求解。产生原因主要包括:(1)航天影像主距大,光束窄;(2)行高较高,导致误差方程式的各未知参数系数在数量级中相差巨大;(3)计算过程中引用了大量的待求参数。
3.2克服相关性解求外方位元素的常用方法
主要有:(1)在拥有大量数据的情况下,增加虚拟误差方程,从而使得各参数独立性增加,但其缺点是增加工作量,降低工作效率。(2)在近似垂直摄影的情况下,合并相关项,但由于将合并项参数合并后,其几何意义不易阐明,所以在实际应用中具有局限性。(3)将外方位元素线、角分开迭代求解。但是在数学角度上来看,这种方法不严密,而且所得过于依赖外方位元素的初值。
4引入粗差探测的外方位元素的测算
在解算外方位元素时,画幅式卫星影像和线阵CCD卫星影像需要控制点的地面坐标以及像坐标,但是在实际测量的过程中,粗差的出现是不可避免的,但其存在必然会影像测量的成果,所以将粗差剔除,特别是在外方位元素的解算过程中,十分必要。
粗差产生的原因多种多样,数值差别也有可能很大,通常情况下依靠联系实际通过某种预先处理的手段,将在数据中可能存在的大粗差以及中等的粗差剔除掉。而一些小粗差,则需要通过严格的统计检查。
但是在实际应用中,很多的估计方法,对含粗差的观测值极为敏感,粗差对于其估计的参数会产生极大的影像。而稳健估计便是针对这一状况提出的,其主旨在于构造一种估计的方法,使其可以对粗差具有一定的抵抗能力。
5利用卫星遥感影像测制和修测地形图
因为利用卫星遥感技术获得资料较快,成图迅速,制图成本低廉。而单张像片测图具有相对简单,快捷的特点,所以我们研究画幅式卫星影像同单线阵CCD卫星影像制图具有十分巨大的意义。
由于地形图只能反映出绘测当时的地面状况,但是由于受到工程建设等人为的生产活动以及自然变迁的影响,地形地貌会经常发生变化。所以地形图逐渐就与实际地形不一致,所以为了保持地形图的现势性,保障其使用价值,就需要定期对地形图进行修测。地形图的修测大致分为地物修测,地物修测方式主要是基于正摄影像的地形图修测和利用卫星遥感影像进行的地形图修测。
6总结
限于时间和篇幅的制约,本文只是对当前画幅式卫星影像以及单线阵CCD卫星影像的单片测量技术进行了简单的叙述,是相对于利用高分辨率的卫星遥感影像立体像对技术进行测图的一种补充方法,是对地理信息数据更新方法的一种尝试。
参考文献
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遥感探测技术范文2
关键词:西气东输二线工程;航测;遥感技术
中图分类号:TP7文献标识码: A 文章编号:
1 航空摄影测量与遥感技术
航空摄影测量[ aerial photogrammetry ]指的是在飞机上用航摄仪器对地面连续摄取像片,结合地面控制点测量、调绘和立体测绘等步骤,绘制出地形图的作业。
遥感是通过遥感器这类对电磁波敏感的仪器,在远离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物,获取其反射、辐射或散射的电磁波信息(如电场、磁场、电磁波、地震波等信息),并进行提取、判定、加工处理、分析与应用的一门科学和技术。
当前,随着计算机技术、电子与信息技术、网络技术、空间技术的发展和各种测量高新技术的不断出现,使得油气长输管道勘察设计的测设手段得到了迅速发展。航空摄影测量与遥感技术作为现代测绘技术的先进代表和大范围内采集地形原始数据最理想、最有效的方法和手段,已成为我国长距离、大口径、高压力的油气管道测设中最主要的地形数据来源之一。航测与遥感技术应用在长输管道线路设计中,对改进长输管道测设技术和能力、提高工程设计质量以及推动长输管道测设新技术的发展起到了重要作用。
2西气东输二线工程在设计中应用航测与遥感技术
西气东输二线工程西起新疆的霍尔果斯口岸,管道总体走向为由北向南、由西向东,东至浙江、上海,南至广东、广西,途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、河南、湖北、江西、广东、广西、浙江、上海、湖南、江苏、安徽和香港共15个省、市、自治区,线路总长约8600km,设计输气能力300´108m³/a,是一条连接中亚进口气源、国内塔里木气田、准噶尔气田、吐哈气田、长庆气田和沿线中西部地区、华东、华南、长三角、珠三角等用气市场的重要能源通道。该项目的建设,将进一步满足快速增长的天然气市场需求,提高我国清洁能源利用水平,是构筑我国油气战略通道的重要工程。
西气东输二线工程是目前世界上最长的大口径高压输气管道工程,作为我国战略性能源工程,建设人员在可行性研究阶段决定全线引入航测与遥感技术作为管道线路设计的辅助手段,发挥航测与遥感技术优势,提高设计质量,减少设计人员内外业反复工作量,缩短设计周期,为西气东输二线建设提供优质的设计服务。
在西气东输二线工程的建设过程中,航测与遥感技术主要应用于线路设计的工作中。作为线路选择和优化的辅助工具,遥感技术主要通过影像图片和数字高程信息实现其辅助功能。
在利用遥感技术之前,设计人员首先根据地形图确定管道的拟定路由,然后根据拟定路由的中线坐标确定航测路线,待影像图片和数字高程信息拍摄、测量完成后对图片进行纠正、裁剪、拼接等处理,最后由线路设计人员应用软件在处理好的影像图片上添加带有坐标的线路文件,对拟定路由进行优化,实现其辅助功能。
3 航测与遥感技术的优势
西气东输二线工程全线采用了航空摄影测量的手段获得遥感图像和地面高程信息,遥感图像为真彩色全波段图像,分辨率0.5m,地面高程信息精度为每1m一个高程点,这些遥感资料经过GIS手段构建模型,服务于选线工作。作为管道设计的新技术,遥感技术具备以下优点:
a时效性较强。由于传统地形图绘制时间多在上世纪50-90年代,存在区域性更新及更新速度慢的问题。然而近三十年是中国经济腾飞的三十年,各地方经济随之发展,人口增加,县、市、镇、村的规模扩大,河湖、交通线等地物都发生了变化,单纯依靠年代久远的地形图经常造成线路选择的失误,造成没有必要的反复工作量。西气东输二线工程所用的遥感影像图均为线路设计阶段拍摄航空遥感图片,其反映出的地物信息均为最新的信息,时效性非常好,从而在保证设计准确性的同时大大减少了线路设计人员的内业工作量。
b 视觉效果更直观。选线时,同地形图、行政区图、交通图等传统地图相比,遥感的真彩色影像图视觉效果更加直观、准确。传统地图只能依靠各种抽象的图例、颜色、线条等表示地形地物,而真彩色影像图以照片的方式把地物呈现给设计人员,地物清晰、具体、直观,容易判别。
c 不受地形限制。选线时,由于地形的差别,山区地段选线比平原段要困难得多,在新疆、甘肃、宁夏等高寒地区,人迹罕至,选线人员到达线路位置的难度非常大甚至存在安全风险。在传统的选线模式下,由于地形限制,大型河流穿跨越工程、隧道工程确定穿越点、隧道入(出)口的选择都存在难于总体把握和全面考虑的问题。遥感技术利用航测的影像图片和数字高程可以打破地形的限制,使选线人员可以在不亲临现场的情况下获取拟定线路方案所需的地形地貌信息,从而在保证设计质量的同时大大减少了线路设计人员的外业工作量。
4 航测与遥感技术需要改进的问题和建议措施
作为西气东输二线工程设计工作应用的新技术,航测与遥感技术在与线路设计的结合过程中还存在一些问题,需要在以后的工作中加以改进:
a航测与遥感技术受天气的影响
西气东输二线工程全部的遥感图像都需要在飞机上拍摄出来,天气情况对机的飞行和遥感图像清晰度都有很大影响,对于春季沙尘天气,夏季雷雨天气,冬季风雪天气,这些都会延误遥感图像的拍摄工作,在一定程度上影响设计的进度。
克服天气的影响主要有两种措施可以采用,第一,采用航天遥感方法拍摄的卫星图片避免航空遥感受天气的限制,以遥感图像时效性为代价确保工程进度;第二,根据不同地区的气候特点选取最佳航测季节,及时关注航测区域的天气预报,选取晴好天气有计划的提前开展航测工作。
b航测与遥感技术航带宽度问题
西气东输二线工程遥感图像的宽度为管道中线两侧各600m,如果在遥感图像拍摄完成后再发生改线幅度大于600m的情况,就需要进行现场人工测量来获取数据,因此遥感图像有限的宽度对线路的选择存在束缚。
发生超出航带宽度改线主要是原因:
城镇规划范围、土地资源利用的调整速度过快,环境敏感区域级别变更。
地下特殊地质结构、重要历史文物等在现行勘察规范不能完全满足工程前期需要。
建议在线路设计的各个阶段注重和地方相关部门结合与沟通,同时在设计工作前期针对特殊地段,特殊情况应提前进行有针对性的勘察工作,在局部可做加宽航测带方式处理。
c航测与遥感技术费用高
西气东输二线工程采用的是航测与遥感技术,利用飞机在飞行过程对中线两侧拍摄遥感图像,由于安全要求较高,此项工作必须委托专业的测绘机构来完成,需要花费高额的费用来完成遥感资料的获取工作。同时航测带宽度也是影响最终费用的因素之一,传统测绘方式多为管道中心线两侧各200m。
对于航空器费用高的问题,建议可采用相对廉价的航天遥感技术。即采用人造卫星代替飞机拍摄遥感图片或更为廉价的航空器遥感技术,如高空气球、无人机。这样在时效性可以接受的范围内节省大笔费用。针对航测带宽的问题,需要大量的工程经验积累以及经验丰富的工程专家技术把关。同时可考虑根据地形地貌难度区域性划分航测带宽度的方法降低航测费用。
5结语
航测与遥感技术作为近年来引入管道设计工作的新技术,为西气东输二线工程线路的选择提供了很大帮助,不但为设计工作节省了大量的人力、物力、财力和时间,而且对一些不易地面踏勘观测的地形地物从俯瞰的角度给出了清晰的表示。因此,航测与遥感技术在以后的管道设计工作中还有很大的利用空间,需要继续深入研究、实践,使其更好的融入到设计工作中,发挥更大的辅助作用。
参考文献:
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[ 4 ]西气东输二线工程可行性研究报告
遥感探测技术范文3
关键词:遥感测绘技术;遥感图像;采集信息
中图分类号: P237 文献标识码: A 文章编号:
作为一种有效的测绘辅助手段,遥感技术已经在矿产资源的预测当中有多年的历史,当前,随着现代遥感技术的不断发展,遥感测绘技术所产生的作用也开始越来越重要,现在已经被广泛应用在国家建设的各个方面。从测绘的角度来讲,遥感技术的进步不能离开全球定位系统,按照电磁特性的差异原理来提取相关信息,最终完成远距离测绘工作。在测绘的过程当中需要一些气球、飞机、卫星等遥感平台,用于稳定运载传感器。
一、遥感技术
所谓遥感,指的就是通过遥感器来采集对象目标的数据,通过对数据进行分析获取相关地区或地物目标信息的技术和科学,其采集的数据主要包括声波、力以及电磁波等,将遥感技术应用到地质学开始于二十世纪七十年代,工作人员通常会利用遥感定时性、信息丰富以及视域宽等特点,用于研究地球表层表面的地质现象、地质体的电磁辐射的特征,为地质构造的研究、环境以及灾害地质监测、区域的地质调查、矿产资源的勘察等研究提供帮助,在我国,遥感测绘起步较早,在理论研究和实践应用等方面均取得了一定的发展,因为遥感技术能够在较短的时间内提供宏观数据,利用清晰直观的图像来显示地物的景观,反映出大量浅地表和地表的地质信息,从而对钻探、化探以及物探等勘探手段加以有效补充,能够在一定的程度上来弥补其他勘探方法的不足。
二、遥感测绘技术在测绘工作中的运用
1、区域内成矿预测以及成矿规律研究方面的应用
根据已知的矿床成矿地质条件,可以从遥感图像中提取出相关的控矿地质信息,结合相关的地质资料、物化资料以及矿产资料进行综合分析,就可以推断出找矿的一些有利地区,在遥感图像上所提取的一些地质构造信息,一些是前人所未能意识到的,这些信息很可能对工作人员找矿产生较好的指示作用,但是如果验证工作未能做好,不少人就会对这种信息出现一定的质疑,对信息属于哪一种地质构造信息、是否能对找矿产生一定的影响,不能做出较为肯定的结论,当前,很多人对遥感图像上所提取的地质构造信息大多推测是隐伏的岩体、韧脆性剪切变形带、矿化石变晕、隐火山机构等,尽管有些人从统计学的观点出发,对矿产的分布还线性结构、环形的关系做出过一定的统计分析,但是因为验证工作做的不够,现在还不能确定这些线性、环形的影响是什么地质构造现象所产生的反映。同时,由于遥感信息本身具有一定的模糊性,往往会导致很多解译结果出现不确定性和多解性,严重影响到遥感的应用,因此,应当通过实际的试验来对遥感信息的形成机制进行探索,不断提高遥感信息解译和识别的可靠性和实用性。
2、对遥感信息中的矿化蚀变信息加以提取能够指导找矿
当前应用在找矿中的遥感信息主要包括油气的微渗漏异常信息、受金属离子危害植被的反射光谱信息以及铁离子和OH热液被蚀变的信息。油气的微渗漏信息异常主要是油气微渗漏对地表物质的成分所产生的影响,像铁离子还原、碳酸盐化、粘土化以及地表的植被遭受毒害之后所出现的变异以及植被长势受到抑制时,反射光谱就会出现变异现象,这时在遥感图像上就会表现出色调的异常,在进行油气的勘查时,需要结合相关信息进行综合的分析,当前还不能直接依靠遥感信息来确定油气田,但是不可否认,遥感技术具有明显的优势,如节省人力物力、提高勘查的命中率以及缩短勘查的时间等。在植被的覆盖区域,很难直接获取基岩矿化蚀变的异常遥感信息,但是一些蚀变岩石、矿化岩石中金属的元素比较丰富,能够使覆盖的植被遭到毒害,从而出现长势差和生态变异现象,导致反射光谱出现变异,从而同周围正常生长的反射光谱形成一定的差异,出现反射光谱异常的现象。人们通过从遥感图像中识别和提取信息,可以指导找矿,国内外的许多学者对异常信息的提取展开了大量研究,在找矿的过程中也取得了一定的成绩。尽管一些遥感找矿的信息较为微弱,甚至存在着大量的干扰信息,加上人们的认识具有一定的差异,对于矿床形成的规律认识得不够完善,使得当前所提取到的一些遥感信息与实际的情况不能完全符合,不能否认的是,在遥感信息当中包含着大量的对找矿有一定价值的信息,我们应当充分利用遥感技术的作用,加强遥感测绘技术在测绘工作中的运用。
3、遥感测绘技术在资源的开发规划中的应用
我国是一个矿产资源丰富的国家,但是人均矿产资源较为贫乏,因此,必须要合理利用资源和注意节约资源,其中,合理规划就是合理利用矿产资源的重要内容,在过去,由于个人利益的驱动或者是一些地方利益的驱动,不能经过合理的规划就对矿产资源进行开发,开发的方式较为粗放,不能使得一些矿产资源不能充分回收导致资源的浪费,而且严重破坏了某些地方的生态环境。遥感技术在矿产资源的合理规划开发工作当中发挥着重要作用,能够对矿产资源的开发环境进行合理的评价,为矿产资源的合理开发提供一定的依据,并且具有得天独厚的自身优势,通过遥感图像进行分析,可以对矿产开发后的土地污染以及水土流失等问题作出评价,为矿产资源的合理规划开发提供相应的依据。
4、双频遥感测绘技术的实践
通过对遥感测绘技术实践进行总结,可以将建筑物的变形遥控监测和振动测绘作为实践应用的对象,当前,遥感测绘技术已经广泛被应用到了不同时变系统遥控测绘的工作当中,可以根据不同的检测对象所具有的特点,制定三种不同的监测模式,即实时动态的检测、固定连续的监测以及周期性的重复监测,对于桥梁变形的检测主要是对T程建筑物动态变形的监测,其采用的密度较高,通常要采用双频遥感测绘技术对其进行计算。
结语:当今时代,科学技术正在迅猛发展,遥感测绘技术也必将会成为未来测绘工作所采用的重要技术,现代的测绘新理论在原有的基础上增加了概括性,其测绘新技术的综合性也有了很大程度的提高,各专业学科之间能够相互渗透交叉,使得测绘学同其他门类科学之间的联系不断加大增强,促进了学科的内外综合化的不断发展。
参考文献:
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遥感探测技术范文4
【关键词】浑河沈阳河段 内陆水体 叶绿素a (Chl-a) 遥感反演模型
1 数据源采集与数据预处理
1.1 野外数据采集
研究区为浑河中游河段,根据该河流水面状况、水质分布以及水面形状等特征,采样路线设计为自南向北,在重点部位均设置采样点,覆盖整个研究区域,力求采集的数据能准确反映整体水质状况。数据采集分六个时间点进行,共获得96份水体高光谱数据。测量光谱选择气象条件较好的10:00-14:00时段。利用野外水质仪同步采集ChI-a浓度,并同时获取水体温度以及PH值等水体环境数据。
1.2 HJ-1A数据预处理
从中国卫星资源中心获取对应的六景多光谱数据。并对其中影像质量符合要求的两景图像进行预处理,其主要步骤包括:
(1)辐射定标。定标公式如:L=DN×α+L0 其中L-辐亮度;α-绝度辐射定标系数增益;L0-偏移量。(2)影像裁剪。利用遥感数字影像处理软件(ENVI),在保留研究中心区的前提下,对初始遥感图像进行裁剪。(3)几何纠正。利用ENVI软件对获取的遥感数据进行几何纠正,误差精度控制在0.3个像元以内。(4)大气纠正。本研究利用ENVI软件完成2景多光谱遥感数据的大气校正。
2 基于HJ-1A卫星多光谱数据的Chl-a反演
2.1 叶绿素a反演模型的构建
HJ-1A多光谱包括蓝、绿、红、近红四个波段,由于水色信息分布于这四个波段,并存在一定的重叠。在上节卫星影像数据预处理的基础上对HJ-1A各波段之间的相关系数进行分析,并得到如表1所示的结果。
由上述结果可以看出,前三个波段之间的相关性较强,也就是说这三个波段之间信息重叠较多,而与波段4之间的重叠信息较少。利用HJ-1A和TM多光谱数据进行Chl-a浓度反演建模的波段选择方式的研究结论,对HJ-1A数据进行进一步筛选,并以此为基础对叶绿素a浓度相关系数进行分析,分析结果如表2所示。
结果显示数组合波段相比单波段的相关系数要高,最大绝对值为0.77,显示组合波段对噪音影响的降低具有一定的效果。叶绿素a的反射峰和吸收谷没有包含在四个波段中,因此在作与Chl-a的一元回归分析时应该选择相关系数最大的波段。为了综合考虑各个波段提供的光学信息特征,可以使用波段变化形式与Chl-a浓度作多元回归。本研究采用分期建模方式,建立一元线性回归模型和SVM模型。
2.2 模型的应用
利用SVM模型反演结果的三个指标依次为:35.33ug/L,18.26ug/L,21.30ug/L。数值显示浑河处于IV类水质,结论与沈阳市水务局监测结论一致。同时,反演结果显示研究区Chl-a浓度均值分别上升了:3.61ug/L和6.71 ug/L,说明浑河水质在不断恶化。此外,浑河河Chl-a浓度在空间分布上的差异性比较明显:Chl-a浓度深水区较低,高浓度值区域浮游藻类分布较明显。
3 结语
(1)SVM模型的反演比一元线性模型精度要高,将HJ-1A多光谱数据与波段组合数据结合作为SVM模型的输入变量对提高模型精度有利。(2)模型的计算结果显示浑河水体处于富营养化状态,监测结果与沈阳水务局公布的结果一致。(3)SVM模型具有很好的非线性拟合能力,能够提高水质参数反演的精度。
参考文献:
[1] 赵玉芹,汪西莉,蒋赛.渭河水质遥感反演的人工神经网络模型研究[J].遥感技术与应用,2009(01):63-67.
遥感探测技术范文5
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.
遥感探测技术范文6
关键词:遥感 森林资源 调查
遥感作为获取地球表面时空多变要素的先进方法,是地球系统的科学研究的重要组成部分,是对全球变化进行动态监测不可替代的手段。利用遥感技术进行森林资源管理、抽样调查、航片判读、监测森林火灾和病虫害有十分重要的意义。20世纪70年代末至80年代初,许多林业先进的国家把航天遥感用于森林资源调查和森林灾害监测。林业遥感具有宏观性、获取信息快、重复周期短和成本低等特点。航空遥感已成为森林调查和灾情监测的必要手段。航天遥感已在全国性或大面积林区的森林资源清查和灾情监测得到应用,都具有广阔的发展前景。
1、遥感技术的分类
按遥感平台的高度和特点,一般分为航天遥感、航空遥感、近地遥感。①航天遥感。又称卫星遥感。指轨道高度在100000米以上的人造卫星、航天飞机和天空实验室等遥感。由于轨道高度和遥感对象不同,遥感器的地面分辨率和可能识别的地物大小也不同。例如,用于监测大气活动的气象卫星所获取的遥感图像的地面分辨率为1.1~1.4公里;用于资源勘测与环境监测的陆地卫星或资源卫星为20、30、80米不等;适用于资源详查和城市、海岸带研究的回收型卫星或航天飞机一般可达 5~10米。②航空遥感。利用飞机携带遥感仪器的遥感,包括距地面高度600~10000米的低、中空遥感和10000~25000米的高空、超高空遥感,可获取分辨率很高、波谱信息很丰富的照片或扫描图像。由于航空遥感继承并发展了航空摄影测量学的原理和方法,因而具有较高的定位精度和编制大比例尺系列专题地图的功能。但是,航空遥感覆盖的地区较小,技术处理过程较复杂,生产周期较长,主要适用于城市管理、工程设计、污染监测和灾情调查等方面。③近地遥感。指距地面高度在1000米以下的系留气球(500~1000米)、遥感铁塔(30~400米)、遥感长臂车(8~25米)等的遥感,主要用于对大气辐射订正和光谱特性测试,以辅助高空遥感器的波谱选择、辐射订正和为图像判读分析提供参考。遥感铁塔还可用于海面污染和森林火灾监测。另外,有火箭和高空气球遥感,这些一般只作为一种辅助手段,以快速获取短暂的局部性的大气或地面信息。
按电磁波的波谱范围,遥感可分为可见光遥感、红外遥感、紫外遥感、微波遥感、超短波遥感和多谱段遥感。①可见光遥感。用分波段照相机或用多波段扫描仪采集0.34~0.76微米波段的信息。主要用于立体摄影测量、资源调查、军事侦察等。②红外遥感。指利用波长0.76~3.0微米的近红外和波长3.0~15微米的远红外波段的遥感。红外遥感对地表热力场和植物叶绿素含量特别敏感,温度分辨率可达0.1~0.2℃。用于城市热岛、温泉、海面温度、埃尔尼诺现象、海洋中的淡水涌泉、海冰、积雪、冰川和湖泊的观测,以及森林、草场、作物长势的分级和湖泊富营养化、海面赤潮、海洋初级生产力的估算等。③紫外遥感。利用波长0.3~0.4微米的紫外波段的遥感,主要用于大气和海洋温度场的探测。④微波遥感。利用 1~1000毫米波段的遥感。具有全天候工作和穿透云层、干冰、沙漠和植被的功能,但空间分辨率低。可用于地质勘探、资源调查等。⑤多谱段遥感。利用几个不同波段范围,同时对某一地物或地区进行遥感,对获得的信息加以组合,以获取有关物体的更多的信息。⑥超短波遥感。利用超短波的 α射线和X射线的遥感。如拖曳于海底的α射线探测仪,用于海底沉积和基岩剖面的探测。⑦激光遥感。用于大地测量的卫星定位、活动断层地形变化和 40~200米以内水下地形的测绘等。
2、林业遥感的应用范围
20世纪20年代开始试用航空目视调查和空中摄影;30年代采用常规的航空摄影编制森林分布图;40年代航空像片的林业判读技术得到发展,开始编制航空像片蓄积量表;50年展了航空像片结合地面的抽样调查技术;60年代中期,红外彩色片的应用促进了林业判读技术的进步,特别是树种判读和森林虫害探测;70年代初,林业航空摄影比例尺向超小和特大两极分化,提高了工作效率,与此同时,陆地卫星图像在林业中开始应用,并在一定程度上代替了高空摄影;70年代后期,陆地卫星数据自动分类技术引入林业,多种传感器也用于林业遥感试验;80年代,卫星不断提高空间分辨率,图像处理技术日趋完善,伴随而来的是地理信息,森林资源和遥感图像数据库的建立。抽样调查中,观测和调查的单位是单元。单元的集合体称总体。总体的范围可以大至全国,小至一个林分。总体和单元的划分关系到调查成本,乃至调查的成效。为了获得部分单元的观测值,用以推断总体,先要抽取部分单元组成样本。这些组成样本的每个单元称样本单元。样本单元的基本形式有样地、样木、样线和样点,常被用作调查方法的名称,如带状样地调查,点抽样等。
2.1 森林经理调查
运用航空像片按调查因子判读(见航空像片森林判读)勾绘小班轮廓,估测小班蓄积量。常用的方法有:①典型选样法。在像片上选取足够数量有代表性的样点,然后持像片到样点实测各项林分调查因子,计算出小班各因子的平均值和蓄积量;②样地实测法。在勾绘的小班内设置带状或方形样地,进行每木检尺,然后计算样地和每公顷蓄积量;③分层抽样法。根据航空像片上林分影像特征进行分层(即分类型),判读勾绘分层小班,应用分层抽样法(见森林抽样调查)估测总体森林蓄积量;④像片判读与实测回归法。即利用航空像片判读蓄积量与地面实测蓄积量进行回归估计;⑤多元回归估测法。选择影响森林蓄积量并能在航空像片上判读的各种数量因子,建立多元线性回归方程,然后根据小班判读因子估测小班蓄积量。
2.2 森林火灾和病虫害探测
利用遥感技术可以观察火灾发生条件,有利于尽早发现火情,以便及时采取预防救灾措施。主要包括下列内容:①森林火灾等级划分。即为调查森林火灾在地域上分布的特点而进行的大区域宏观分类。可根据森林植被、气候状况及火源分布,利用卫星图像目视判读划分;也可利用近红外波段影像对林区水热分布状况反应比较灵敏的特性,应用电子计算机数字图像处理,提取植被、气候和火源分布的信息划分火险区。最后根据所获得的有关森林植被易燃性能、燃烧环境的和火源密度等信息,综合确定火险等级,编绘森林火灾危险分类图。②森林火灾探测。应用分辨率较高的双通道红外扫描探测仪探测火情,仪器上采用3~4微米和8.5~11微米两个波段探测装置,可从5000米高空探测到0~50℃森林背景中0.09平方米的600℃火场目标,既能探测林火,又能扫描成图显示火情图像。将仪器安装在森林防火巡逻的飞机上,可以监视森林火灾的蔓延发展情况,能够发现地面上直径6米的火情,以至地表下腐殖层里的火情。③森林火灾损失调查。森林植被火烧以后,地被波谱发生变化,在陆地卫星多光谱图像上就会发生与正常林地不同的异常反映。火烧迹地吸收红光不反射红外光,因此在0.5~0.6微米波段的图像上偏淡变浅,而在近红外0.7~1.1微米波段的图像上又比正常林地偏黑。在实际工作中使用这两个波段图像配合判读分析,不但可以正确识别火烧迹地的位置和轮廓,还能估计火烧迹地年龄,绘制火场和森林火灾强度图。
森林病虫害探测 受害林木和正常生长林木比较,在光谱反射率和温度方面都会发生异常现象。因此可用航空光谱辐射计和红外辐射计加以探测。如松树病虫为害中期的针叶内部结构被破坏,叶绿素减少、针叶变黄,或因叶肉含水减少,针叶干枯萎缩,在可见光波长范围里(0.45~0.55微米)针叶的光谱吸收就减少,而光谱反射率增加。这样,从不同长势的松树光谱反射曲线图上(见图),就可发现受害和健康树反射特性曲线的明显差异。在病虫害初期,针叶内部和叶绿素含量发生变化,则会在近红外波段里(0.7~1.3微米)发现受害松树的光谱反射率较低,也可在彩色片或彩色红外片大比例尺和特大比例尺航空像片上,早期探测到病虫灾害,甚至可从这种影像上统计受害株数,划分受害程度。现在已可利用卫星上安装的高分辨率红外扫描仪和多光谱扫描仪对同一地区进行重复探测以比较灾情发展情况,可比目测提前几天至十几天发现病虫害。