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遥感技术在农业方面的应用范文1
关键词：低空遥感；农业大数据；无人机；农情解析
农业生产是人类赖以生存的传统性社会生产活动，但由于其具有生产分散性、地域复杂性、灾害突发性等特点，人们难以及时掌握农业资源信息来推动生产发展。1970年代开始，随着民用资源卫星的出现，农业生产领域最先开始利用遥感技术进行农作物面积监测和估产且效果显著。近年来，无人机遥感技术在农业生产中的应用发展迅速，凭借其灵活机动、操作简单、成本低、获取影像速度快且光谱分辨率更高等高空遥感无法比拟的优势，推动了精准农业的调查、评价、监测和管理。由于无人机遥感技术可对农作物进行快速高效的动态实时监测，它已经成为当下农业遥感领域的研究热点。
1无人机遥感概述
1.1无人机发展历程
1916年9月，无人机正式步入人们视线开始发展，2010年开始进入全民应用阶段。目前无人机的应用已经渗透到人类生活的方方面面，成为促进社会经济发展的重要增长点。无人机以其操作方便、灵活机动、实时精准等特点受到了越来越多的关注和得到了应用发展。我国的无人机发展虽起步较晚，近年来也获得了一定的成果，开展了一系列卓有成效的应用研究，影像数据的监测和获取精度有了极大的提高。
1.2无人机低空遥感系统组成
具体的无人机低空遥感系统的组成部分有：无人机飞行平台、微型传感器负载、地面控制台、数据传输系统和影像处理系统等。在农业资源领域，无人机的形状大小、可载负荷量、飞行性能和航线规划算法都对农田资源的监测获取精度有着很大的影响。近年来随着多种无人机平台———如固定翼、单旋翼和多旋翼等无人机机型的出现，各种问题和缺陷也逐渐显露出来，农业遥感技术的发展面临着新的机遇和挑战。
2无人机农业应用中的优势
相比于卫星遥感，无人机有着独特优势。（1）无人机作业自主化。农业无人机由动力驱动，操作灵活，可以根据要求自主规划最佳航行路线和拍摄角度，极大地弥补了传统作业需要大量人力且效率低的缺点。（2）无人机获取数据精准。低空无人机遥感技术可以凭无人机的近地摄影测量优势获取更高精度的光谱影像，覆盖范围更广，受到天气和空间的影响更小，与“精细化农业”的目标更加贴合。（3）无人机获取数据实时、快速、成本低。可以动态连续监测，利用所得影像的高光谱信息进行作物营养诊断、农田系统检测和种类细分、作物长势动态信息获取等技术操作。
3无人机低空遥感技术的主要应用
3.1农业资源预测评估
粮食作物是维系社会正常运行的基础，种植面积与长势的波动影响着国家的稳定。卫星遥感在精确即时数据获取方面有着明显缺陷，无法满足现代农业要求。近年来，无人机遥感随着技术的成熟，弥补了卫星遥感的不足，其在农作物长势分析、养分和土壤水分分析等方面发挥着独特优势。在不与农作物直接接触的情况下可以通过传感器在低空获取作物的电磁波信息并得到相关的指标数据，然后用相应的定量分析方法对耕地生产力进行评价，且最终获得的数据的空间分辨率可达到厘米级。参照刘忠等[1]的研究，将农作物长势关键参数划分为形态指标、生理生化指标、胁迫指标和产量指标等4类。有关长势参数反演的相关研究近年来在国内外都是研究热点，反演方法有形态特征提取法、辐射传输模型法等众多针对不同情形的方法，选择时要尽量避开其短板。
3.2农业虫草害遥感监测
全世界每年由病害和虫害导致的粮食减产仍然十分严重，在总产量中的占比约达到了1/4。目前国内外对利用无人机遥感进行数据反演的研究有很多，但是还未形成规模化成果进行推广，大部分是针对特定作物的监测研究。在农业虫草害中，作物与杂草的识别不可或缺，针对此问题Inkyu等[2]提出了新的改进办法，即利用站式滑动窗口的方式开发一种新的识别分离模型。在各研究中，对于虫草害等信息光谱特征专门提取并进行遥感反演定性，若可更深入研究并加以推广，可做到对灾害的及时发现和防治，将对农业发展有巨大的推动作用。
3.3精准农业管理
精准农业管理是根据作物生长环境和自身特点的差异性进行精准的特定的管理，达到浪费少、成本低、收益高的目的。在李明等[3]的实验研究中，对通过无人机遥感试验得到的多幅有重叠区域的水稻地块图像，进行处理后建立的可识别二分类Logistic回归模型准确率高，对各不同地块的差异性比较具有参考价值。对无人机影像获得的三种可见波段进行模型建立可达到高精度提取某种作物信息的效果。如综合利用红、绿、蓝三个波段建立可见光差异植被指数模型，绿色健康植被信息的提取精度可达到90%。
4无人机农业应用中的不足
由于无人机遥感技术仍是近年来的新兴技术，若要大规模推广利用仍有许多局限性。无人机自身携带的GPS精度、天气状况、续航时间、通信距离等因素都会影响无人机遥感技术的适用性和实用性。针对单一无人机的作业能力，国内外研究者提出了众多解决方案，但尚未得出一个全面的结论，例如若提高机载设备的监测精度往往又会减低其单次飞行时间。同时，农田间环境千差万别，对无人机的运行也是极大的挑战。在面对复杂天气时，体积小质量轻的优点反而成了劣势，若不能做到随时监测就会降低无人机遥感的可靠性，恶劣条件下通信信号变弱也会影响到低空无人机的运行。国内外无人机遥感研究模型试验的农田范围尚小，缺乏代表性。
遥感技术在农业方面的应用范文2
关键词：遥感技术；农田水利；资源利用
中图分类号：TP317.4 文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2012）005-0047-02
0 引言
随着农田水利技术的发展，遥感技术在水利资源中的应用显得越来越广泛，尤其在农田水利建设中，遥感技术起着重要的监测和评估作用，能对农田洪涝干旱灾害进行科学有效的监测和评价，能对农田水土流失和水土腐蚀情况进行监控和分析，能对农田中灌溉情况进行分析和判断，将有利于我国现代化农业的发展。
1 遥感技术概述
1.1 遥感技术概念
遥感技术主要是指从外层空间或者远距离高空的平台（即波探测仪器或者遥感器）上通过电子光学或者光学接收地球表面的反射或者电磁波信号，并利用数据磁带或者图象胶片的形式进行记录再传输至地面，通过信息处理、野外验证、判读分析，从而为环境动态监测、资源勘测等部门规划决策提供服务。遥感技术是摄影、扫描、信息传输、响应的过程，主要研究的是地面某物状的位置、大小、形状及其跟环境的相关性的科学技术。遥感技术现广泛应用于地球资源勘探、环境监测、气象、水文、海洋、地理、地质、林业、农业等各个领域。
1.2 遥感技术原理
世界上不管是什么物体，都存在着光谱性，也就是说每个物体都有着一定程度的吸收、辐射、反射光谱的性质。由于各物体在同一光谱区内所出现的光谱特性有所不同，相同物体在不同发光谱区域内所出现的光谱特性也有区别。也即由于时间和地点的不同，太阳对地面的光照射角度存在着差异，各物体或者同一物体吸收和反射光谱也各不相同。遥感技术就是依据此光学原理，对不同光谱特性下的物体进行判断和分析。其常使用的有红外光、红光、绿光三种光谱波段，其红外光波段主要将探测矿产、土地以及资源；红光主要用来探测水污染、植物的生长和变化情况；绿光主要用来探测土壤、岩石、地下水情况。同时，还存在微波段，主要是对海底鱼群的游弋及气象云层进行探测。
遥感技术主要涉及到的系统有：遥感平台（用来搭载遥感仪器的）、传感器（主要是用来收集、传输和记录遥感数据的装置，传感器是遥感技术中的核心部件）、遥感信息数据接受处理系统（其由数据接受、记录系统和数据处理系统所组成）、分析解译系统（对数据进行判断、研究和分析，提取有用的数据和信息，并翻译成易懂的图件或者文字资料）等。2 遥感技术在农田水利资源中的应用
2.1 遥感技术在防洪抗旱中的应用
遥感在农田防洪抗旱中的应用主要表现在紧急救援、快速反应、洪涝灾害情况反映、以及灾后重建等方面。目前我国已经建立了农田洪涝灾情遥感速报系统，此系统的运行一般存在两种模式。
（1）对灾区进行宏观的监测和评估。其主要是通过NOAA气象卫星所反映的数据，对我国易发洪涝灾害地区的情况进行每天两次的速报，即对其灾情分布、持续时间、影响程度等进行监测和评价，给出损失数据、灾情简报和图像。（2）对灾区的重点进行监测和评估。其主要是通过雷达卫星和机载合成SPOT数据、TM数据（来自主题测绘仪）、SAR图像数据（来自孔径雷达）以及其它高分辨率数据，结合地理信息系统技术对灾情比较严重的地区，进行多层次地监测和评估，给出详细报告和灾情图像，报告灾情损失数据，并且为灾后重建提出一定的决策建议。实践已经证明，遥感技术在减轻洪涝灾害损失方面有着极其重要的作用，尤其是在紧急救灾、灾情监测、灾情评估、降水遥感监测、旱情监测、旱情评估以及灾后重建等方面，遥感技术提供了快速、客观、全面的数据，为决策部门提供了强有力的决策依据。
2.2 遥感技术在水土流失监测治理中的应用
近年来，为了保证水土不流失，全国展开了土壤侵蚀定量调查。在调查中，涉及的最为主要的技术就是遥感技术，遥感技术以其经济、动态、快速、宏观的优点成为我国土壤侵蚀定量调查的最主要信息源。通过遥感技术，为我国水土环境保护、水利和农林、江河治理、国土整治、西部大开发、水土保持生态建设等提供了科学的可靠的数据信息资料，从而为有关部门的决策提供科学依据。由于土壤侵蚀过程非常复杂，其一般受到人为因素和自然因素的综合影响。人为因素主要是指土地的人为利用，如放牧、耕地、修路、开矿等，自然因素主要是土壤、地质、地形、植被、气候等。不同的土壤侵蚀类型，其影响因素也是不一样的，对于水蚀来说，参考通用土壤侵蚀方程各因子指标，并考虑遥感技术与常规方法相结合方法能否获取以及是否方便在GIS中存取、表达和计算。一般选择降水、地形或坡度、沟谷密度、植被盖度、成土母质及侵蚀防治措施等作为土壤侵蚀量估算的因子指标。
2.3 遥感技术在河道动态变化监测评价中的应用
通过卫星遥感技术，对河道变化进行检测，预测河道的未来发展趋势，以方便农田水利规划以及防灾减灾等工作的开展，从而为我国社会经济效益的增加做了重要贡献。农田水利建设中，河道特征一般有：河型、河道水流流态、河床地貌地形、河道平面形态以及水体物质如污染物和挟沙等。通过遥感技术对河道特征进行监测，获取以上特征数据信息，提供给相关部门进行分析，从而有利于其作出科学的农田水利建设决策。
3 遥感技术在水利资源应用中的发展趋势
随着信息化技术的发展，遥感技术在我国农田水利现代化建设中也实现了推广，遥感技术将在农田水利建设中“无孔不入”，并且为管理层提供有效的科学的可靠的决策数据。在水利建设中，遥感技术将会呈现以下几个趋势：第一，逐渐实现集成化。农田水利建设中，遥感技术将不断推进其信息化进程，信息化过程中不但要求遥感所获取的数据进行紧密的严谨的集合，从而形成一个更大的数据系统。同时，遥感技术往往还会与如OA系统、MIS系统等外部系统进行密切结合，实现用户的多方面要求。所以，遥感技术将逐渐和外部系统进行无缝集成对接。第二，逐渐实现数学模型化。对水利工作人员来说，只是对图形数据进行查询、浏览根本没有多大意义。应该扩充遥感在农田水利建设中的作用。因此，就必须通过遥感软件进行专业的分析。水利行业要求遥感系统平台提供专业的分析算法和专业模型，以便对各种水利数据进行深层次的分析，使系统具有辅助决策支持功能，为有关部门提供科学的计算结果和决策依据。第三，逐渐实现标准化。在遥感技术应用中，没有形成一定的标准，其标准化使用是农田水利规范建设的需要。标准化主要就是指要做到遥感技术的可收缩性、互操作性、可移植性、环境通用性。主要的内容有：数据收集、数据分析、数据交换、数据测算、解释等等。
综上所述，遥感技术在农田水利中有着广泛的应用，遥感技术的应用将有利于农田防洪抗旱工作，有利于对农田利用情况进行科学分析，有利于对农业灌溉系统进行精算，有利于对农田水土流失进行监测、评价和治理，有利于对河道动态变化进行监测和评价。因此，应该大力推动遥感技术在农田水利建设中的应用力度，加大实现遥感技术应用的网络化、集成化、模型化、标准化。
参考文献：
\[1\] 张小晴.遥感-应用领域十分广泛的高新技术\[J\].安徽地质，2009(1).
遥感技术在农业方面的应用范文3
关键词：教改；遥感；农业院校
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）09-0059-03
遥感是农业高等院校一些专业（如资源环境与城乡规划、土地资源管理、农业资源与环境、环境科学等）的本科生必修的专业核心课程。遥感技术已经广泛应用于社会生产的各个领域，培养遥感应用型的高级技术人才非常重要，但目前农业院校的遥感课程的教学体系、教学内容和教学方式难以适应遥感技术的快速发展，存在不少问题，使培养的人才与社会产生脱节。
一、农业院校遥感教学存在的主要问题
1.遥感课程理论多而杂、抽象化等特点，抑制了学生的学习兴趣。遥感技术具有理论抽象、知识点庞杂的特点，其多学科交叉，基础知识面广而杂，技术性和实践性较强且多应用于大型项目。农业院校的本科生一般是第一次接触，缺乏与课程相关的预备基础知识和背景知识，学习遥感课程太抽象，实际生活中也很难接触到遥感应用方面的项目，这样会导致学生觉得遥感课程“遥不可测”，具有一定的距离感和陌生感。另外，遥感课程在农业类院校中一般属于专业基础性学科，得不到足够的重视，以及学时不多等原因都在一定程度上抑制了学生的学习兴趣。
2.教材内容过于突出前沿科学，忽略了其应用性。现在的农业院校遥感教材已经采用国家农林类普通高等教育“十一五”、21世纪规划教材，虽然教学内容进行了更新，基本上不存在以前的内容过于陈旧的问题，但仍然出现不少问题。主要存在教学内容过于突出其前沿科学以及发展趋势，导致部分教学内容或过于深奥，或与农业类等相关专业的结合性不大，在农业院校等相关领域中几乎应用不到；如“微波遥感原理”深奥难懂，在农业院校相关专业几乎很少用到；又如“高光谱的影像分析”过于深奥，对于遥感课程学时很有限的农业院校本科生关联系不多且过于深奥。现在国民生产的各领域中广泛应用的遥感技术或结合性较强的教学内容，很少有教材提及或提及极少。如近年在灾害监测中广泛应用高分辨率的QUICKBIRD、WORLDVIEW卫星数据WORLDVIEW；又如在农业中应用较多的测定地物光谱仪的设备和我国“北京一号”小卫星在北京近郊农业监测中应用等内容却无体现。脱离生产实践与应用的前沿技术，就像是没有方向的深海之舟，与农业类院校本科生的教学宗旨与教学目标背道而驰。
3.教学手段不够丰富，学生参与不够，缺乏学习热情。农业院校遥感课程虽然普遍使用了多媒体教学技术，但仍是以教师讲授为核心，缺乏形象教学必要的教学手段与辅助教学资料，很少有本科生参与教师的科研项目或大型的工程应用项目。由于时间等种种原因，也很少本科生参加课内外的遥感应用的体验与交流报告，缺乏学习遥感课程的源动力与热情。
4.现有的考试制度抑制了学生的创新。现有的考试制度以考试为主，侧重卷面成绩，试卷考核方式很难考验学生对理论体系的系统性掌握、知识点的内在联系以及实际技能的掌握程度与应用程度。农业院校的遥感实验课程学时设置少，实验个数少，实验成绩占课程成绩的比重不大，一般隶属于遥感课程理论教学的一部分，很少单独开设，实践环节教学得不到足够的重视，且多侧重实验报告成绩，忽视了实践环节学生能力的表现。现有的课程成绩构成缺乏讨论、专题制作、文献检索、学习报告等多手段，在一定程度上抑制了学生参与的积极性和主观能动性，导致学生自主学习的热情不够，缺乏创新的激情。
5.实践学时偏少，缺乏针对农业院校的上机教材。遥感实践课程少，难以培养学生的感性认识，动手能力的提高更是无从谈起。目前，与遥感课程配套上机的教材多是针对高等院校测绘类专业，缺乏与农业院校遥感课程配套的上机实验教材，市场上偶见农业院校专用教程，在内容的设置上与上机实验数据或样例数据方面却与测绘类专业并无多大区别。农业院校类本科生感觉不到遥感实践与专业的相关性或结合性，无法满足农业院校专业学生的实践教学的需求。
二、教学改革的基本内容与途径
1.教学内容的完善与改革。（1）教学内容的设置应重点突出。在农林院校遥感课程学时很有限，而遥感技术体系本身内容非常庞杂，教学内容与学时的设置除了体现理论的系统性，一定要注重各部分内容的内在的逻辑联系，突出主要内容和重要内容，必要时，应进行取舍。使学生对整个教学有一个比较宏观、层次清晰的印象，能够抓住遥感主要的原理和难点内容。农业院校的遥感课程主要内容包括航空像片与遥感相关的基本概念、地物的反射光谱特性、航空摄影测量的基础知识、遥感图像的像点误差、航空摄影测量的内外业、卫星传感器数据、遥感图像的目视判读与调绘、遥感数字图像处理原理与操作技能，以及遥感技术的应用案例，尤其是在农业领域的应用实例。（2）根据应用情况对前沿性内容取舍。现在很多教学改革过于突出课程的前沿性内容，但受到学时的限制，很难与生产实践或专业联系起来，学生感觉很陌生、很抽象，教学效果甚不理想。农林院校的遥感课程学时一般都很有限，在突出课程内容的系统性和重点内容的前提下，对于前沿性的内容，可结合授课专业情况进行灵活调整。若在相应专业领域中很少应用的可略讲或不讲（如微波遥感、高光谱）；若在相应专业领域实践中有应用或应用较多的（如在农业和土壤学科应用较多的便携式地物波谱仪），可侧重于先进的仪器以及在科研或生产实践中的作用与功能。这样学生既不会感到深奥难懂，又会觉得该课程很贴合实际需求，这样就可在有限的学时取得较好的教学效果。（3）实验内容的调整。遥感课程实验内容的设置应与基本理论、基本方法相呼应，突出其主要技能、实践技能，平衡传统方法与现代作业方法，采用的实验器材或软件应与当地生产部门基本保持一致，若有条件应尽量将实验课单独开设。遥感技术在实际作业中，数据源以及产品都是采用遥感数字图像，因此，传统的遥感课程实验内容应根据行业发展情况适当地删除过时的实验，保留主要的遥感实验外，应尽量根据授课对象的就业方向、科研情况以及学时情况选择性地增加设置遥感数字图像处理的实验内容与课时数，如“熟悉ERDAS或ENVI遥感图像处理软件的基本操作”、“遥感数字图像的增强处理”、“遥感数字图像的几何处理”、“遥感数字图像的计算机自动分类”。
2.教学手段与教学方法的改革。（1）从兴趣点或生产应用入手展开教学。由于遥感课程理论知识点多而杂，在教学内容的组织上可从学生感兴趣的知识点入手，适当引用遥感在测绘、国土、农业等重要部门的一些视频资料。阐述基本原理与基本方法时注重加强学生思维的引导，主要内容与重点内容可采用精讲、细讲，生产中不常用的原理与方法采取学生课外自主学习为主，遥感在实践中应用可采取具体案例分析，这样既可保证激发学生学习的兴趣，在面上对遥感有全面的把握，又可在重点内容上有所深入。除了现代常用的多媒体教授的教学方法，可布置与课程内容相关且很有趣的课外小作业，如可通过让学生在Google Earth上查找校舍或旅游目的地的方式对卫星遥感数据的认识。（2）制作遥感教学辅助材料。遥感教学辅助材料包括航空图像与卫星遥感图像样片的制作、各类教学视频的制作、试题库与习题库的制作、遥感精品课程在线网址的收集，完善各种网络教学资源库的建设等。将生涩难懂且方便用于直观教学的遥感图像的分类与遥感图像的解译标志等内容制作教学样片，如可将全色图像、红外、彩红外、多光谱等航空像片与各种常用的卫星遥感数据制作样片，形象而直观，易于理解与记忆。对于比较抽象、生活中接触较少的知识点用于制作1～5分钟的辅助视频，如航空拍摄的过程、卫星遥感以及传感器的工作原理等。将近年来遥感技术应用于现实生活中有影响力的重大事件的新闻视频片段制作教学视频资料，如“国土部：用卫星遥感图片严查违法用地”、“我国‘北京一号’、‘小卫星’监测北京近郊农作物长势”、“汶川地震前后遥感图像前后对比”等新闻视频片段。教学辅助材料在有些教学内容方面可发挥很大的教学作用与效果。（3）重视遥感技术应用案例分析。一般农业院校的遥感技术的应用所占学时极少，与专业结合性不够。一般只是泛泛地提到或者一带而过，没有具体的案例或应用视频，学生缺乏对遥感技术实际应用情况的了解。可根据授课对象与专业方向选择教学辅助材料，根据授课对象及专业方向播放其相关内容，重点分析应用案例。如面向土管专业授课时可侧重土地资源调查与土地执法的案例分析；面向农资专业时，可侧重农作物长势监测与估产、光谱反射率的野外测定与分析等案例分析，面向环境类专业，可侧重环境监测与灾害监测的案例分析。（4）实现教学手段的多元化，激发学生学习热情。除了常用的多媒体教学与板书等教授方式外，还可适当采取学生教学的方式，加强与学生互动交流，提高学生自主学习的能力。利用课前与课间的时间或借助网络平台，与学生进行充分交流，及时掌握他们的兴趣、学习难点以及就业意向等，因材施教。利用国家、省和校级精品课程建设的成果，建立网络实践教学平台，实现网络互动式教学，设置“课件下载”、“实验报告上载”、“答疑”、“FTP”等功能。可借助与测量学等课程的重叠交叉知识，进行触类旁通式的教学。通过小型专题报告的形式，促使学生课外收集文献资料学习实践应用性强、与专业结合紧密的内容，择优以多媒体的形式课堂交流并点评，并作为学生课程考核的一部分，有意识地将教学内容与科研、就业与生产项目管理等结合起来，引导学生自主学习，激发学习的创造性。
3.建立考试制度的改革，提高其学习的积极性。进行课程考试制度的改革，改进考核方法，建立考察学生全面素质的考核体系、建立科学的考察学生综合知识、综合素质、综合能力的实践考核体系，采取灵活多样的考试方式。在课程考试构成增加小型专题报告制作、文献检索与总结等，理论环节可增加课堂互动环节（如提问、讨论等）考核的比重；实践环节可强化动手实践与仪器操作的考核，淡化实验报告等书面成绩。通过建立考试制度的改革，促进学生积极学习。
三、教改效果分析
近年来遥感课程改革探索初步取得较为明显的成效，具体表现在以下几个方面。
1.学习态度的改变。学生对教学内容的兴趣和注意力明显提高，课堂互动变得更为积极，课外自主学习的激情提高，教学氛围良好，“教与学”变成了一件较为愉快的教学活动，学生对遥感方向的学术报告与毕业论文选题感兴趣的人数明显增加。
2.学生对遥感教学的评价。每学期都对全部遥感课程进行教学评估，学生无记名网上评教，结果表明总体优良。说明学生对于教学内容与教学形式是认可与肯定的。
3.学生的收获。国土资源管理、农业资源与环境等专业分别成立了兴趣小组，在老师的指导下能够独立完成校级创新型实验项目。学生的动手实践能力明显得到锻炼与提高，有机会参与到多项遥感技术应用的工程项目，特别优秀的学生能在测绘遥感相关的事业单位就业。也有本科生在国内的学术期刊上公开发表遥感领域内的科研论文。
虽然笔者针对农业类院校的遥感课程实践教学改革进行了探索与实践，然而，许多问题有待进一步探讨，诸如教学平台的完善、教学形式的改进、产学研实习基地建立、专业实践素材库的建立等。面向未来，我们需要更好地根据社会需求，积极进行遥感教学课程改革，为社会培养出更多的遥感应用型的高级人才。
参考文献：
[1]尹占娥.现代遥感导论[M].北京：科学出版社，2008.
[2]邓良基.遥感基础与应用[M].北京：中国农业出版社，2009.
[3]常庆瑞，蒋平安，周勇.遥感技术导论[M].北京：科学出版社，2004.
[4]彭望.遥感概论[M].北京：高等教育出版社，2010.
遥感技术在农业方面的应用范文4
【关键词】遥感技术 双语教学 探讨
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674－4810（2012）15－0016－02
一 遥感技术双语教学的意义
遥感（Remote Sensing 简称RS）是现代空间信息学的核心技术之一，作为一种高效能的探测、获取、分析和处理空间信息的先进手段，广泛应用于土地管理、城市建设、林业、环境、农业等部门，它是20世纪后期发展起来的新兴学科。遥感技术的发展，揭开了人类从外层空间观测地球、探索宇宙空间的序幕，为我们认识国土、开发资源、研究环境、分析全球变化找到了新的途径。遥感学科是一门新兴的综合性学科，涉及地质、地理、图形图像、计算机、地理信息系统、全球定位系统等领域。自20世纪80年代以来，我国各高校都相继开设了遥感技术课程。
双语教学是指教学大纲中设定的课程（语文课、外语课除外）使用两种语言授课。通常把它分成三种基本类型：（1）沉浸式双语教学（immersion program），学校使用一种不同于学生母语的语言进行教学，如加拿大的法语沉浸式课程；（2）维持性双语教学（maintenance bilingual education），学生上学之处用母语授课，而后逐步过渡到部分科目采用学校规定的另外一种语言学习；（3）过渡型双语教学（transitional bilingual education）。学生上学之初部分或完全使用母语，以后转换到只使用学校规定的另一种语言教学，如美国移民学生的教学模式。在我国，双语教学大都采用沉浸式模式，最重要的任务是提高学生的专业学术水平，将搞好专业课程学习放在第一位。
我院在2001年开始招第一届地理信息本科生，遥感技术作为专业核心课程，开始讲授，现已经给十届学生上了本课程，并在2009年荣获郑州大学精品课程。在此基础上我们开始进行双语教学的探讨和实践，我们进行本课题研究的意义主要有三个方面：首要目的是使学生掌握遥感技术专业课程的基本概念和基本方法，掌握有关专业词汇的外文描述；其次，通过外文教材使学生学习国外先进的工程理念、思维研究方式和应有成果；最后，使学生能真正读懂原版教材，能独立自学外文专业资料，培养国际学术交流能力，能在国际舞台上的各专业领域与世界各国直接开展平等的对话，迎合全球经济一体化的要求以及国家和学生未来发展的需要，同时提高学生的英语实际运用能力。
遥感技术是研究生考试的必考科目，我院该专业学生先后有多人考入北京大学、中国科学院、武汉大学等知名学校的地理信息方向的硕士研究生，这也体现了本系在遥感技术专业课的教授方面的成绩。因此，继续实施并推进双语教学的建设与实践，必将对我校的地理信息系统专业甚至其他学
科的教学方法、学习方式产生变化，对提高研究性、自主性学习，培养具有创新意识的复合型人才发挥巨大的作用。
二 国内遥感技术双语教学的现状分析
2001年9月，国家教育部《关于加强高等学校本科教学工作，提高教学质量的若干意见》明确提出：今后本科教育20%以上的课程必须采用双语教学。我国高等学校双语教学得到了迅速发展。许多高校在部分基础课或专业课教学中直接选用国外原版教材，课堂讲授、课堂讨论、课后作业和成绩考核均采用外业或外语和母语两种语言进行，教学手段和教学方法上都进行了相应改革与创新。天津大学规定，各专业应对2002年秋季以后入学的硕士研究生至少开设一门双语课程。清华大学2001年开设的1440门课程中，有54门课程全部用英语授课，2004年有500门左右的核心课程采用外国著名高校的优秀教材作为教学参考书；复旦大学引进了哈佛大学的7600多种教材；大连理工大学有60门课程采用国外原版教材。
遥感技术是一门新兴的信息技术，发展迅速、更新快、时效性强，在城市数字化建设、数字地球、自然灾害监测、农业和林业监控、地质探矿、太空探测、军事侦察等多方面都有广泛的应用，北京大学、武汉大学、信息工程大学、矿业大学等多家重点大学都开设遥感技术课程，并具备遥感研究的全国重点实验室。展开遥感技术的双语教学课程，引进国外先进的教材，更好地追溯理论来源，技术发展动态，开阔学生视野，提高学生竞争力，为学生进一步学习、研究乃至今后走上工作岗位打下坚实的基础。
遥感技术双语教学，国内较突出的是信息工程大学，该校采用中文、英文教学同步展开、逐步渐进的教学模式，采用朱述龙等人编著的中文教材，采用加拿大资源中心网站提供的教材作为对应英文教材。武汉大学、北京大学则直接应用国外原版教材进行讲授。
三 遥感技术双语教学建设内容
遥感技术双语教学建设包含的七个方面的具体内容，具体如下：本课程通过三年的实际双语教学的实践，积累了一定经验，我们认为要搞好遥感技术专业课程的双语教学工作，有一定的条件，需要从提高教师队伍的英语水平，对双语教学的内容和教材建设充分改革，为实验教学提出了新的挑战，出台新的建设机制，采取新的教学方法和教学手段，对经验和教训进行进一步的探索等几个关键问题进行研究。
1．双语教学队伍建设
通过引进相关方面的高端人才、锻炼人才和留住人才等手段，要逐步形成一支以主讲教授负责、结构合理、人员稳定、教学水平高、教学效果好、外语水平一流的教师梯队，要按一定比例配备辅导教师和实验教师，对本课程专业教师进行各种培训及进修，鼓励参与相关的会议，特别是国际会议。
遥感技术在农业方面的应用范文5
关键词：遥感技术 水污染监测 大气污染监测 地面污染监测
中图分类号：TP79 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）06（b）-0128-02
步入21世纪以来我国的经济步入高速发展阶段，由于经济结构的不合理在经济发展过程中引发的一系列环境问题也愈发突出，环境监测是环境保护的重要手段。环境监测的基础是环境分析，伴随着遥感技术的飞速发展，遥感技术发展迅速，越来越广泛的应用环境监测领域，现已能测出水体的多种水质参数，如泥沙含量等；能测定大气湿度、气温、以及多种物质的浓度分布，如NOx、PM2.5等；可调查土地利用情况、大型环境污染事故和区域生态情况等[1]。环境监测过程中，遥感技术在水环境污染检测、大气环境污染检测、地面污染及土地利用发展监测等方面有广泛的应用[2]。
1 遥感技术
1.1 遥感技术的原理
远距离不直接接触物体的遥感技术也可以识别、测量并分析目标物质，它利用的是物体反射或辐射电磁波的固有特性。遥感技术的分类方式有按遥感平台分类和按传感器的探测波段分类两种：其中遥感平台包括航空遥感（分为气象卫星遥感和陆地卫星遥感）、航宇遥感、地面遥感、航天遥感。传感器的探测波段包括多波段遥感、微波遥感（1mm～10m）、红外遥感（0.76～1000um）、可见光遥感（0.38～0.76um）、紫外遥感（0.05～0.38um）。
与光学遥感相比较，微波遥感对地球覆盖层的穿透能力较红外波段强，其特点是能全天时和全天候观测、含有幅度、特征信号丰富、极化和相位，其中全天时和全天候观测能力是光学遥感不具备的。在不同的环境监测领域可使用不同的遥感监测技术[3]。
1.2 遥感监测技术的应用
遥感如今已深入到多种领域的应用中，如渔业、农业、林业、地质、地理、海洋、气象、水文、城乡规划、环境监测、地球资源勘探、军事侦察、土地管理、室内测量、海洋、陆地、大气信息的采集以至全球范围的环境变化。遥感方法的选择应具有针对性。可采用近红外、可见光遥感技术监测温室效应、大气污染、固体废弃物污染和水质污染等；热红外遥感技术则通常用来监测大范围地表的温度状况；要想获得某一地区的夜间资料或云雨较多地区的资料、或者某些目标隐藏在林下、埋藏于地下则宜选用微波遥感，因为从波长来分析，与红外波相比，微波的波长要长得多，所以微波的散射较小，减少了在大气中的衰减，云、烟、雾、雨对其基本上没有限制。
2 遥感技术在环境污染监测中的应用
2.1 水环境污染监测领域
污染水与清洁水的反射光谱特征研究是水体遥感监测的基础。总的来说，清洁水吸收光的性能较强，这是因为清洁水具有较低的反射率。故水体在一般遥感影像上表现为暗调。可以采用以水体光谱特性和水色为指标的遥感技术进行水质监测。在污染物种类繁多的江河湖海各种水体中，通常将其分为热污染、富营养化、海洋石油污染和固体漂浮物等几种类型，以方便使用遥感方法对各种水污染物进行研究。
在富营养化的水体中，其程度可通过叶绿素浓度来反映，浮游生物迅速繁殖，水体兼有植物和水两种光谱特征，光谱曲线随浮游植物的含量的升高越近似于绿色植物的反射光谱。叶绿素主要吸收红光、蓝光而反射绿光。在可见光波段0.44Lm（蓝光）和0.65Lm（红光）处有两个吸收带，但在0.55Lm（绿光）附近有反射率为10%～20%的一个波峰。一般采用0.45～0.65Lm附近的光谱线段调查水体中悬浮物质的数量及叶绿素含量[4]。
海洋环境恶化的重要原因是海洋石油污染和向海洋倾倒废弃物。每年全球超过一千多万吨的石油及其制品排入海洋，这对海洋生态来说是严重的灾难。此外，附近大量的农田化学肥料、城市生活废水和工业污水也随河流汇入海洋，扩大了海洋污染范围，恶化了生态环境，使环境质量下降。应用海洋遥感卫星可以为海洋环保部门提供必需的资料和数据，因为遥感能大范围搜索石油污染和化学污染并估算污染的范围及其扩散情况，从而为海洋环保部门提供了必需的数据和资料[5]。
在对水体热污染监测中，热红外图像能定量解译并反映热污染区的温度特征。在热红外波段，由于水体的热容量大，特征明显，其遥感影像辐射低，色调暗。热红外波段影像可以识别与周围水体有显著温差的热污染水体。
2.2 大气污染监测领域
利用气象卫星，大气遥感可以定期监测大气温度及水蒸汽垂直分布情况。通常不可能用遥感手段直接识别的物理量如气溶胶含量和各种有害气体是影响大气环境质量的主要因素。有些微量气体分子的辐射和吸收光谱是固定的，如二氧化碳、水汽、甲烷、臭氧等。所以可反演推算大气的吸收、辐射及散射光谱[6]。通过遥感图像可以直接分析出大气气溶胶的分布和光学厚度，而大气污染的程度和性质只能利用间接解译标志来推断，这是因为有害气体通常不能在遥感图像上直接显示出来。
用雾、霾和沙尘天气的遥感目视解译作为例子。遥感信息的传输规律和介质的特性密切相关，雾、霾、沙尘的物理特性决定了其辐射传输特性，在传感器的各通道上，他们具有出不同的波谱特性，所以要想监测雾、霾、沙尘的特性，我们首先应该了解他们在物理性质上差异，并且清楚波谱特性受物理特性的影响情况，然后再选择选择合适的遥感通道。
雾的粒子由水滴或冰晶组成，它具有较大的粒子尺度和充足的水汽含量，已经达到了饱和状态，这主要是因为雾是由靠近地面的水汽凝结或凝华形成的。因为液态水或冰晶组成的雾的散射基本上不受波长的影响，所以在遥感图像上雾主要是乳白色或青白色，它具有显著的日变化和明显的雾区与晴空区的界限。霾主要由各种污染物组成，如大量极细的尘、硫酸盐、硝酸盐、碳氢化合物等，细粒子气溶胶污染是霾天气的本质。霾是非水溶性的，这是由于干粒子的存在使得水汽含量不能达到饱和状态，由上述多种污染物形成的霾，包含大量的散射波长较长的光，所以在遥感图像上霾主要是黄色或灰色，与雾相比，没有明显的日变化和显著的与晴空区的界限。刮大风时，地面的各种沙尘物质被风卷起，从而形成了沙尘天气，黄土高原、蒙古高原、西部沙漠、沙化农田以及中亚沙漠是导致中国沙尘性天气形成的主要沙尘来源，因此分布尺度跨度大的一些粒子比如粘土、硅酸铝、石英等是决定沙尘质的主要物质。由于沙尘天气主要发生在水汽含量非常小、饱和状态非常低的沙漠及附近的半干旱地区，所以沙尘粒子一般具有较长的散射波长，在遥感图像上主要是黄色或深黄色。
大气卫星都携有探测大气反射、辐射的红外通道，这使得气象卫星能够对雾霾类天气进行监测。通过这些探测，土壤、植被、水体等下垫面对太阳辐射的反射辐射和自身的发射辐射都能被遥感到。
2.3 地面污染和土地利用发展监测领域
在污染区的作物与正常生长区的作物相比，其生长会发生特殊的变化从而具有不同的光谱表现并可利用间接解译来确定地面污染。我们可以定期地监测地面的情况得知土地利用方式的变化，从而使资源管理更加便利。由于人工建筑物的形状和规则反射率较高使得其特别容易测定[7]。因此在城市规划中，通过遥感图像，各类普遍问题如都市扩大的速度和规模等和各类特殊问题如隔热不佳的建筑物的热损失等都能被准确地跟踪并解决。此外，森林砍伐和牧场开垦的速度和规模也可以用遥感来监视[8]。
以城市热岛效应为例，由于工业的发展，某些企业成为热污染源，使得城市市中心的温度大都高于郊区。地物的辐射温度，如NOAA气象卫星AVHRR的第4、5通道、Landsat-TM的第6波段，先用热红外遥感测定，然后推算出地表温度，进而热源就能根据热效应的差异而有效地被探测出。要想详细反映热污染在该城市的分布状况，分析人口密度、城市布局、建筑物类型等受城市温度和其他热能消耗的影响，分析城市热岛的时空分布、热岛成因、热岛强度等特征，首先利用光学技术或计算机对热图像进行密度分割，然后对比几个同步的实测温度，画出准确的城市等温线[9，10]。
3 国内发展现状和展望
目前，遥感技术在中国的应用较少，大部分的遥感图像仍需要从外国购买。此外，中国的遥感图像分析，现在只能达到定性阶段或初步的定量阶段，由于现在我国的国家环境遥感系统平台不完善，不能共同享有各地的环境遥感数据和其它成果，遥感监测技术发展迟缓。中国虽是后来者，但是现在遥感技术发展迅速，在环境监测领域逐步受到重视，应用也更加广泛，我国在这些方面也体现出了优势。我国通过遥感技术对环境进行监测，重视遥感技术与GIS和GPS系统的集成是其中一个最主要的特点。当前国内的遥感技术主要应用在监测机动车排气，小城镇环境，大河流域水质，矿区环境污染，各地区生态环境，内陆湖泊水质，森林火灾、海洋赤潮和沙尘暴等领域。
随着不断发展的遥感技术，以及国产卫星数据质量的逐步提高，其在环境监测领域的发展非常迅速，前景广阔。通过强化3S技术和遥感定量监测与GIS集成分析信息的系统建立，管理、查询、分析遥感动态监测数据以及实时监测和预警突发性环境污染事故等功能将会最终实现。
参考文献
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[2] 王桥，杨一鹏，黄家柱，等.环境遥感[M].北京：科学出版社，2005.
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[5] 胡佳臣，王迪峰.基于遥感的海洋溢油监测方法[J].环境保护科学，2014（1）：68-73.
[6] 徐静茹.遥感技术在大气环境监测中的应用研究[J].资源节约与环保，2014（4）：97.
[7] 韩燕，崔玉民.浅谈遥感技术在环境监测中的应用[J].阜阳师范学院学报（自然科学版），2007（1）：42-45.
[8] 屈冉，王昌佐，刘慧明，等.缅甸与我国接壤地区森林砍伐遥感监测分析[J].环境与可持续发展，2012（5）：98-102.
遥感技术在农业方面的应用范文6
【关键词】工程测绘，技术，改进，发展
随着科学的不断发展，现代测绘技术也得到不断发展，从而引起了相关学科理论、技术体系等方面的重大变革，并推动了工程建设的发展，彻底地改变了传统测绘的工作方式。目前，现代工程测绘技术主要是以3S为主要特征，它已成为了科学家对自然环境和自然现象进行研究的重要工具，通过利用工程测绘技术对自然环境进行研究，为解决自然问题、解决社会可持续发展问题做出贡献。下文主要对工程测绘技术的改进和发展提出几点合理的建议。
1. 测绘技术的发展情况分析
1.1GPS的发展
随着社会的不断进步，在上世纪七十年代，美国率先发明了全球定位系统（GPS），经过二十多年的发展，全球定位系统已经成功利用卫星进行时间和距离测定，并成为新一代卫星导航和定位系统。随着全球定位系统的不断改进，其应用领域也不断地开拓。现在，GPS接收器的体积变得越来越小，这样能够便于进行野外观察。通过不断发展，GPS已经逐步走进人们的生活当中。作为一种改变传统测绘观念的技术，GPS已经成为大地测量的主要技术手段，与其他地面测量定位相比，GPS的工作更加灵活，不会受到气候环境影响，能够在野外进行全天候持续作业，并能够提供完整且精准度高的数据信息。
1.2遥感技术的发展
除了GPS技术之外，遥感也是现代工程测绘中重要的技术组成部分之一，它包括了卫星遥感和航空遥感两方面，其中卫星遥感用于测图当中，并取得了良好的成果；航空遥感主要运用于地形图测绘工作当中，并得到广泛应用。
遥感平台包括了地球同步卫星、太阳飞船、航天飞机、升空气球、无人飞机等。传感器主要包括了全景相机、光机扫描仪、CCD线阵、雷达测高仪等，这些仪器能够有效覆盖所有的电磁波段。
1.3GIS的发展
地理信息系统是多个学科以及多种技术相结合而形成的产物，它起源于上世纪六十年代初，由美国与加拿大科学家在土地方面的地理信息研究中得出的。1998年，美国总统在加利福尼亚科学中心进行演讲的过程中，明确提出了数字地球的概念，由此GIS技术正式运用到实践当中。地理信息系统通过对空间地理进行划分，从而对地理分布的相关数据进行采集、处理、分析，是一种先进的计算机技术系统。地理信息系统（GIS系统）的发展，对工程测绘的发展具有重要的促进作用，因此是现代测绘技术的技术支撑。
2. 现代测绘技术的应用
现代测绘技术作为一门新兴的信息技术，它对社会的可持续发展有着重要的影响。下文主要介绍现代测绘技术在湿地测量、矿井测量、水利工程等方面的应用情况。
2.1湿地测量方面
湿地测量主要是利用遥感技术，通过利用该技术，对湿地生态资源的分布、湿地生物的发展状况进行估测。由于遥感技术具有多层次、多时相等特点，因此利用遥感的动态监测功能，能够获得实时、可靠的数据。通过地理信息系统技术（GIS技术）进行数据的及时更新和空间分析，从而能够有效掌握湿地的变化状况。专业人员通过利用遥感和地理信息系统技术，便能够有效获取湿地生态环境评价中所需要的相关数据。此外，专业人员还可以通过GPS技术对湿地的水质、土壤、植被等方面进行采样调查。
2.2矿井测量方面
对于矿井测量方面，遥感技术已经使用了比较长的一段时间，因此积累了较为丰富的经验，其中包括：如何利用遥感资料，对矿区信息进行实时获取，对矿区的周边环境进行有效监测，从而为保护矿区环境提供有力的支持。专业人员可以通过遥感技术对矿区的环境、地质条件、煤层等方面进行详细研究。这表明遥感技术已经广泛应用于矿井、矿山方面的测量，从而保证了矿山测量的先进性。
此外，专业人员还可以通过利用GPS技术对矿区进行移动、水文方面的监测，监理矿区控制网，并对控制网进行定期的复测和改造。还可以利用矿区资源环境信息作为平台，利用测量技术作为主要途径，对各项数据进行采集、管理、分析、处理、输出，从而建立一体化、自动化、智能化的技术系统，并促进矿山的可持续发展。
2.3水利工程方面
对一些大江、大河，可以使用遥感技术对水位进行检测，并及时监测洪水灾害的面积。其中遥感技术和地理信息系统技术能够对洪水淹没的范围或干旱范围进行预测，从而为抗灾提供准确的依据。在水利工程竣工之后，工作人员需要对水库、堤坝、桥梁等建筑进行及时的监控。现代测绘技术为专业人员提供了实时的监控方法，通过利用数字摄影进行测量，或者利用数字测图技术，从而建立数字地面模型。由于地理信息系统具有决策分析功能，从而能够方便快速地进行水库大坝选址、库容计算、受益范围等设计工作。现在，我国大部分城市都利用数字测图片技术建立起省市数字地形图，对城市进行各方面的设计：如排水管线、管道设计等。
2.4农业方面
在农业方面，可以利用GPS技术对农田的信息进行定位，并利用遥感技术对农田中农作物生长情况、生长环境以及生长空间等信息进行获取；也可以利用GIS 技术建立土地管理，对农作物的种苗情况和发展趋势进行模拟分析，同时分析农田内的自然条件和资源状况，从而为农作物的产量提供信息，为农民进行调控提供了科学的依据。GPS、遥感、地理信息系统技术以及自动化技术能够有效促进农业的发展，为农民提供土地现状、植被分布、生长情况、灾情分布、肥力等信息。农民能够有效将信息技术与农艺有机结合，并实现农业资源科学、合理的分配，从而能够获得最大的经济效益，并有效保护农场生态环境和自然资源，从而有利于农业的发展，为农民提供更多的利益。
3. GPS技术在工程测绘工作中的改进和发展
对于工程测绘工作而言，数据的准确性和精确性非常重要。现在，GPS技术在实际的使用中依然会出现一定的偏差，这些偏差很容易导致工程测绘工作出现失误。为了解决这种现象，将误差降至最小，需要将人工与机器化相结合，不断扩大测量技术，改进数据获取技术，提高对数据的处理能力。
随着社会的发展，多传感器混合测量系统将会是日后的一个发展方向。它有利于扩大测量的范围，从而让测绘工作变得更加方便。GPS技术是由美国发明的，经过多年的发展之后，美国已经成功掌握了该技术。然而我国对于GPS技术的研发还不够成熟，这就需要我国的科技人员不断对该技术进行探索，并在探索的过程中不断自主创新，研发出适合我国发展的GPS技术。
要研发适合我国发展的GPS技术，相关部门必需要加大经费与人力的投入。由于目前我国只有少数的测绘生产单位，因此拥有的先进技术并不多。政府和相关部门应该要加大工作人员和经费的投入力度，让生产单位能够拥有最新的设备，并拥有更多的资金吸纳人才，从而提高测绘工作水平和生产能力。
结束语
以3S为一体化的空间信息技术体系已经逐渐成为了工程测绘的主要工作方式，它具有明显的科学新和先进性。有了空间信息技术体系作为支撑，现代测绘技术将会朝着更加科学、自动、智能的方向发展。
参考文献：
[1]乔淑萍.现代测绘技术的发展及应用研究[J].科技论坛.2011.06（02）.
