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对遥感技术的认识范文1
【关键词】农业院校 遥感实验课程 教学模式
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)10-0242-01
一、引言
遥感技术作为现代信息技术的重要组成部分,可快速、有效的采集大范围的地球空间信息,反映地球资源环境动态变化,在地球资源调查与规划、农业生产管理、环境质量评价与监测、气象监测、测绘、矿产、军事等方面得到广泛的应用。遥感课程是农业院校地理信息系统专业、环境专业、农业资源与环境专业、林业、草业等专业本科生普遍开设的课程。遥感试验课是遥感课程的实习部分,紧密结合遥感理论课程的教学内容,使学生通过该课程的学习具备分析处理和解译遥感数据的目的,加深对遥感理论课知识的消化和吸收,并且能利用遥感技术解决自己所学专业领域相关问题,具备一定的遥感技术的应用能力。
二、农业院校开设遥感课程的必要性
农业院校许多专业在本科教育中都会开设遥感课程。遥感课程是地理信息系统(GIS)专业的核心课程,遥感数据是GIS的数据源和更新源;农业资源与环境专业学生利用遥感技术掌握基本的土地规划与制图、资源信息管理等方法;对于环境科学专业,遥感技术可以应用到水污染、海洋污染、大气污染、固体垃圾等各个领域;对于林学专业,可利用遥感技术清查森林资源、监测森林火灾和病虫害;对于农学专业,遥感技术可用于作物估产、作物长势及病虫害预报;草学专业,可以进行草产量估算,草地资源调查等。辅助遥感理论课程的遥感实验课程的主要目的是通过学生的动手实践,对遥感的原理、概念、应用有进一步的认识和理解,培养学生遥感软件操作能力和解决实际应用问题的能力。
三、农业院校遥感实验课程存在的问题
遥感实验课程是遥感课的实习部分,要求配合理论课的教学内容,开展野外观测和上机实验。但目前许多农业院校相关专业对遥感课实验部分重视不够,仅开设有限的上机实习。而学生对该课程的理解也不足,没有充分认识到遥感技术在本专业领域的应用前景,对课程学习积极性不足。另一方面,农业院校相关专业本科生前期知识储备不足,遥感技术的掌握要求具备许多相关的物理、数学、地理学、计算机技术等知识,而农业相关专业在本科教育中没有更全面深入的学习这些相关知识,造成学生很难理解掌握较深的遥感课程内容。尤其在实验课上,需要一定的计算机水平来支撑遥感软件的应用,很多学生入门难,加之实验课时设计较少,使得学生不能很好的掌握遥感技术,应用受到限制。
四、课程简介
农业院校相关专业的遥感课程一般理论课30个学时,实验上机10个学时。遥感实验课程的教学目标要求学生掌握遥感软件的基本操作,掌握遥感数据的获取方法;熟悉影像处理、提取的方法,并能将遥感方法应用到本专业领域,完成实验大作业及实验报告。教学方法以实验课上机操作为主。考核方法为平时出勤、课堂表现、实验结果、实验报告等方面。
五、遥感实验课程内容体系设计
遥感实验课程内容以遥感观测仪器的使用、遥感数据获取、遥感数据处理、遥感信息提取,以及遥感在本专业领域的应用五个方面形成一套完整的体系。遥感观测仪器的使用:主要包括对典型地物反射光谱特征的测量与分析,掌握野外光谱测量方法。可在校园内晴天选择不同的土地利用类型测量分析不同地物(如林地、草地、裸地、水体等)的光谱特征。遥感数据获取:要求学生能通过网络手段下载获取一定区域、一定精度、相应时段的遥感数据。遥感数据处理:利用遥感软件掌握遥感图像的校正、裁剪、拼接、图像增强等的基本操作。遥感信息提取:利用遥感软件掌握遥感数据的信息提取及分类方法,能利用遥感数据目视解译对地物进行分类。遥感在本专业领域的应用:要求学生利用前期掌握的遥感技术方法,针对本专业领域的研究,提出问题,利用遥感技术获取所需信息,加深对遥感技术的认识和理解,引导学生利用遥感技术解决本专业问题,为其以后自主、有效的利用遥感所需知识解决实际问题做好铺垫。
六、完善配套材料,改进教学方法,提高教学质量
应进一步完善遥感课程实验课的教材编制,使学生有参考资料。另一方面,要完善遥感实验课程影像数据库的建设,收集农业、环境等相关专业领域的遥感影像,包括不同卫星来源、不同时相、不同分辨率的遥感数据用于该课程遥感影像数据库的建设,形成体系,以保障遥感实验课程教学需求。在教学方法上,充分利用多媒体和网络教学,促进学生课下自主学习,提倡学生利用课余时间提前掌握遥感软件的基本操作,在课堂上将更多的时间利用到遥感技术的应用案例分析上。在考核方式上,主要包括平时出勤、课堂表现、实验结果、实验报告几个方面。要求学生以遥感技术在本专业领域的某一方面的应用为内容,通过影像的下载、图像预处理、信息提取、处理等步骤,得到实验结果,并完成一份详实的实验报告。
七、总结
遥感课程是农业院校环境专业、农业资源与环境专业、草业等专业本科生普遍开设的课程。遥感试验课程结合遥感理论课程的教学内容,使学生通过野外观测及上机实践,具备分析处理和解译遥感数据的能力,能利用遥感技术解决自己所学专业领域相关问题。本文针对农业院校遥感实验课程存在的问题,设计了一套遥感实验课程内容体系,对遥感实验课程教学模式进行了探索研究。以期更好辅助于遥感理论课知识的掌握及吸收,使学生具备学生利用遥感技术解决本专业领域问题的能力。
参考文献:
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对遥感技术的认识范文2
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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对遥感技术的认识范文3
关键词:遥感技术;地籍测绘;应用
一、遥感技术
在未来的十年中,预计遥感技术将步入一个能快速,及时提供多种对地观测数据的新阶段。遥感图像的空间分辨率,光谱分辨率和时间分辨率都会有极大的提高。其应用领域随着空间技术发展,尤其是地理信息系统和全球定位系统技术的发展及相互渗透,将会越来越广泛。
遥感(Remote Sensing),从广义上说是泛指从远处探测、感知物体或事物的技术。即对于物体本身不直接接触,从远处通过仪器(传感器)探测和接收来自目标物体的信息(如电场、磁场、电磁波、地震波等信息),经过信息的传输及其处理分析,识别物体的属性及其分布等特征的技术。常见的遥感都是从远离地面的不同工作平台上通过遥感器,探测地球表面的电磁波信息,进行探测和检测的综合性技术对地球的资源与环境进行信息的传输、处理和判读分析。而现在从地面到空中的遥感已经形成,并且已经成为获取地球资源和环境信息的重要手段,对全球进行探测和检测的多层次、多领域的观测体系。正是由于地理学中遥感的应用个,使得地理学的研究和发展有了进一步的推动和促进,从而使得地理学进入到了一个崭新的发展阶段。遥感的最终目的是遥感信息应用。根据专业目标的需要,遥感应用选择适宜的遥感信息以及工作方法,能够取得较好的经济效益和社会效益。空间技术、计算机技术、电子技术以及生物学、地理学等科学技术,遥感技术系统就是建筑在这些的基础上,成为遥感过程中的有力技术保证。遥感技术系统是一个完整的统一体。
(二)地籍测绘
地籍测绘是一项非常复杂的系统工程。地籍测绘是对地块权属界线的界址点坐标进行精确测定,并把地块及其附着物的位置、面积、权属关系和利用状况等要素准确地绘制在图纸上和记录在专门的表册中的测绘工作。地籍测量的成果包括数据集(控制点和界址点坐标等)、地籍图和地籍册。
二、遥感技术在地籍测绘中的应用
(一)动态监测应用
地籍测绘随着计算机和遥感技术的进步已经应用了越来越多的先进的、成熟的技术,例如遥感结合地理信息系统等,这些都给土地测绘带来了更多的方便。动态监测是遥感技术在地籍测绘中最直接的一点应用。所谓动态监测就是利用遥感技术对土地的变更、土地调查和动态进行相关的检测。动态遥感检测技术在地籍测绘中,通过数字以及图形等难识别对象为基础,利用计算机相关技术,对土地利用率以及相关调查资料难识别的信息进行处理,使得其文字和图像能够识别,对于有关的数据信息进行记录,使得检测周期能够合理的被确定,然后全新检测土地利用变化情况,再对各个时期的数据进行对比,选择最优。核查土地利用总体规划通过地籍测绘相互资料使其更加方便,为国家整体规划以及相关决策提供了可靠、可行的理论资料。对于违法用地的这些情况由于动态监测可以及时的发现,然后对于这些违法的行为上报给有关部门,然后对其进行相关的处理。由于技术的不断进步,使得人们越来越方便,动态监测技术应用于地籍测绘随着计算机图像处理技术的成熟和完善而越来越方便。
(二)遥感技术应用
数据选取、数据处理以及变化信息提取是动态遥感检测技术在地籍测绘中应用的一半流程。(1)数据选取:众所周知,地籍管理具备连续性、综合性以及高精度性等特征,当前的遥感技术对于数据的选取,一般通过美国和法国的Landsat TM、SPOT两种卫星数据来实现。当然,监测的精度一直是遥感技术最关键的,为提高精度需要,有时候必须结合相关土地利用图,作为监测的对比,并将人文、生态等相关指标列入地籍测绘资料中。当精度要求特别高时,必须接触GPS等高分辨率卫星影像作为补充资料。(2)数据处理:数据处理在地籍测绘中的意义非常重要,遥感所得的数据,通常需要通过计算机相关技术将之转化为可识别的信息,并予以修正,达到一定的精度。(3)变化信息提取:所谓变化信息,是通过固定的时间段,土地相关资料(如面积、尺寸以及类型等)发生变化的相关量的大小提取变化信息,是遥感技术在地籍测绘中最重要的应用,通过时间差,来计算不同时间段的变化信息量,从而可预计出土地将来的变化规律,为今后整体规划提供参考。(4)监测精度评定:精度要求是评价遥感技术质量的重要砝码,通过记录和分析相关数据,对已测信息进行统计学研究,得出测绘信息的精确度,从而验证地籍测绘水平。
(三)GPS RTK在建设用地勘测定界中的应用
建设用地中的土地勘测定界是实地确定土地使用界线范围,测定界桩位置,测量使用界线范围内各类土地面积并计算用地面积等测绘技术工作,它为各级政府的国土资源部门审批土地、地籍管理提供依据和基础资料。
利用GPS RTK技术进行勘测定界放样,能避免解析法和关系距离法放样等放样方法的复杂性,同时也简化了建设用地勘测定界的工作程序,特别是对公路、铁路、河道、输电线路等线性工程和特大型工程的放样更为有效和实用。
三、结语
遥感的出现,使得人们对于其生存环境的认识能力得到了扩展。地籍测绘是一项复杂的系统工程,它,则需要高科技技术来完成,正是由于遥感技术的发展,给地籍测绘工作带了很大的便利,利用遥感技术对土地利用动态变更进行调查,并且能够及时准确的获得变更信息。随着科学技术的不断进步,遥感技术在地籍测绘的应用也将会更加成熟。
参考文献:
[1]张占忠.遥感技术在铁路勘察选线中的应用[J]. 铁道勘察, 2005, (01) .
对遥感技术的认识范文4
关键词:摄影测量;遥感技术;应用意义
一、引言
科学技术水平的不断发展推动了我国各项工作的发展水平和进度。以摄影测量工作为例,其发展越来越迅速,在当今先进的科学技术平台下,形成了丰富的测量工作标准。摄影测量工作内容包括定位以及遥感等。实际摄影测量工作中,大多需要我们对现场的实际状况进行测量,通过遥感技术测量出准确的信息,从而保证实际工程实施的质量和最终效果。这表明遥感技术在摄影测量工作中承担着不可替代的重要责任,对整个工程施工具有重要意义。
二、遥感技术与摄影测量
任何一个工程的实施都需要进行施工测量,通过施工得到的数据信息进行数据分析以及勘察。在以往的工程测量中,通常使用绘制图形、室外勘察和计算结合的方式等来进行收集信息,通过记录各种实地勘察数据进行分析,在这样一种传统的工程测量工作中,需要消耗大量的人力物力以及财力,而且还容易发生各种状况,人为的测量使得数据信息不够准确。为了改善这种传统的工程测量方法,提高施工测量数据的准确性,先进的科学技术下衍生出摄影测量方法以及遥感技术。遥感技术以及摄影测量方法不需要实际接触被测物体,能通过物体呈现的视觉状态完成测量,并将数据信息传递到对应的传感器上。相关人员对这些数据进行分析统计,从而完成对实物的测量。这种先进的遥感技术和摄影测量的出现,对我国工程测量业的发展有重要意义。1.遥感技术遥感技术是依靠电磁感应波完成的事物勘测,它的工作原理是通过对感应器所呈现出的辐射以及反辐射信号的收集、处理等工作,实现对每个实际物体的识别管理。这一技术的应用需要具备极高的品质速度测绘标准,因此其应用需要综合考虑工程的实际状况,其应用过程需要依靠卫星和遥感图的相互配合。从宏观角度来说,使用卫星系统能够实现对物体的定位,依靠传递出的数据信息进行遥感图像的绘制。从绘制的图像上,我们可以分析出工程实施所需要的数据信息。由于卫星种类丰富多样,遥感技术的使用要根据实际工程的特点进行分析。遥感技术的使用,使工程测量数据信息更加准确,因此有着极高的使用价值,这一技术的使用改善了传统测量的实地勘察这一缺点,降低了工作时间,提高了工作效率,符合当今社会所提倡的可持续健康发展。目前遥感技术在我国有着极其广泛的应用,其应用领域涉及测绘、气象检测、国防、能源等方面,在摄影测量工作方面有很高的应用价值。2.摄影测量摄影测量的出现和当今科学技术水平的发展密不可分。从广义上来说,它是一门研究通过影像获取信息、分析信息以及得出成果的信息类学科,主要应用于数字地面模型的构建、各种地形图的测绘等。按照摄影机放置位置的不同,它可以分为地面摄影测量、航空摄影测量以及航天摄影测量等。人们使用摄影技术实现影像图的构建和绘制,进行相应的测量,确定各种数据信息要素,从而完成工程测量工作。摄影测量通过摄影机以及胶片的组合实现对被测物体的外观、空间位置等的测量。
三、遥感在摄影测量中的重要价值
遥感技术在摄影测量技术中的主要作用包括:呈现物体三维特性以及投影关系,从图像中自动获取图像目标。摄影测量技术从发展到现在,有着明显的高准确性特点。目前我国的摄影测量技术不仅能实现传统测量技术获得的信息,还能掌握实物空间位置信息等,这是摄影测量独有的优势,但是这一技术的要求也比较高。比如,需要让飞行器沿特定航线飞行完成照片的拍摄等,这是摄影测量技术的局限。遥感技术可以使用电磁波感应获取实物信息,它的波谱范围和摄影测量技术的范围相比要广泛很多。遥感技术自身有着明显的特点,如说它的视野范围十分广阔,可以实现各种地域条件的探测。它的波谱范围广,相较于摄影测量技术来说范围十分广。它有明显的经济性,能减少人力物力以及财力的浪费。遥感技术在摄影测量中的应用能很大程度上打破了摄影测量的局限性,可以实现图像数据的大量呈现,改变摄影测量从以往大比例尺寸改为小比例的图像绘制模式,实现了直接绘制小比例的地形图。
四、总结
随着科学技术水平的提高,摄影测量技术在不断实现创新,遥感技术在这一领用的应用开辟了一个新的发展领域,为广大人民提供了新的认知地球的视角,人类能够从多种方向角度认识地球。总的说来,我们仍然要不断发展技术,丰富遥感技术的形式,将其充分应用于摄影测量中,从而推动我国工程测量事业的发展进步。
参考文献:
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对遥感技术的认识范文5
关键词:城市 遥感技术 数据获取 数字城市
中图分类号:X171 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)02(b)-0029-02
中国目前正处于城市化快速发展期。城市化的发展,一方面创造了城市文明和物质繁荣,给人们带来了极大的生活便利;另一方面则剧烈地改变着原有的生存环境,并产生了一系列城市问题:人口激增、环境污染、耕地占用、绿地减少和生态系统退化等,城市已成为社会矛盾和资源环境问题最尖锐的区域。
因此,如何采取合理有效的技术手段对城市系统进行实时监测和有效管理,最终实现城市的可持续发展,是人类亟待解决的关键问题之一。另外,传统的城市基础信息获取手段由于周期长、费用高、范围有限,难以及时反映城市空间发展趋势,也已成为城市建设与管理的制约因素。因此,采用新兴的信息获取技术对现代城市进行合理的规划管理已显得十分迫切。
1.遥感技术与城市遥感
遥感技术作为一种在不直接接触的情况下,对目标物或自然现象远距离感知的一门探测技术,能够快速、准确地获取城市发展、建设的有关信息,既有城市宏观的全貌和综合数据,又有城市街区的微观图像和基础数据,可以全面、高效、实时地揭示城市的发展变化。正是由于遥感技术具有的显著优越性,使得城市遥感逐渐成为众多学者与专业技术人员关注的热点领域,城市遥感技术也开始广泛地运用到城市规划与建设、土地开发、环境监测、人口统计以及园林绿化等各个方面,逐渐成为城市管理决策的核心技术手段之一。所谓城市遥感,即以城市系统为研究对象,利用遥感技术为城市规划管理者提供多方面的基础信息和相关资料的科学技术。目前,城市遥感主要采用航空与航天遥感相结合,同时辅以地面实地调查的一种技术方法。全球现有1000多颗遥感卫星在轨运行(2012年8月数据),如美国的QuickBird,法国的SPOT,中国的CBERS以及印度的IRS等。各种遥感平台的定期与不定期的作业,可见光与彩色红外摄影、热红外扫描、多光谱与高光谱扫描等各种成像技术的应用,使得多分辨率、多光谱、多质量等级的城市动态信息数据的获取成为可能。如今,城市遥感技术的运用,已成为衡量现代城市规划与管理水平高低的一个重要标志。它对于及时了解和掌握城市发展变化及资源环境状况,对于合理进行城市规划、调整用地结构、保护城市环境和实现城市可持续发展具有十分重要的意义。
2.城市遥感技术的应用领域
城市遥感技术为全面、高效、实时地了解城市的发展变化提供了有力的技术支撑,它已逐渐渗透到城市建设和研究的各个领域,在城市规划管理中的巨大的作用也日益显现。目前,城市遥感技术的应用领域主要体现在以下几个方面。
2.1城市基础信息数据的获取
城市基础信息数据包括数字地图、正射影像图、数字高程模型、数字景观模型、数字专题图和各种专用地理信息数据等。现代城市建设需要大量的基础信息数据,利用遥感技术可制作不同种类、各种比例尺的专题图或影像图,以满足不同使用者的需求,加快城市数字化的进程。近些年,由于计算机技术以及数字图像处理技术的发展,数字正射影像图在城市设计和管理中的应用日趋活跃,其特点正在被城市规划者认同,并在应用实践中得到进一步发展。
此外,为了更真实、直观地反映城市的地形地貌及环境状况,对城市数字高程模型和景观模型等数据的需求也日益增多,利用遥感信息快速生成数字高程模型和景观模型,在技术上已经日臻完善。应用数字摄影测量技术所具有的制作城市景观数字模型的功能,在计算机上能够非常逼真地再现城市场景,并可以多视角浏览,有助于改善城市设计与规划决策。以上基础地理数据的获取与生成均离不开城市遥感技术。
2.2实现城市环境的宏观监测
固体废弃物、大气和水体的污染以及城市热岛都是城市发展中面临的主要环境问题,利用遥感技术可以有效地开展城市环境问题的宏观监测。
例如,不同的物体在遥感影像上具有明显的的灰阶、色调、纹理特征差异。因此,利用高分辨率的遥感图像就可以对城乡结合部的固体废弃物进行解译与识别;其次,根据特定时期的城市大气环境在遥感影像的电磁波辐射强弱特征,结合实地环境监测数据,建立两者之间的相关数学分析模型,可以对城市大气污染的现状与空间分布进行测定与评估;第三,城市热岛是由于城市扩张与热源排放导致的市区温度高于郊区的一种污染效应。研究者可通过对热红外影像的分析判读,揭示城市热岛强度和空间分布范围,并对其分布特征、形成规律等进行深入研究。进而实现对城市热环境进行合理规划和科学管理的目的;在水污染监测方面,遥感技术也能够发挥重要作用,由于不同水体中的污染物成分、浓度不同,导致水体反射率发生变化,因而在遥感图像上也会有明显反映。研究者可通过分析相关遥感信息,判断出水体污染的类型、程度以及空间分布,从而为城市水环境保护提供科学决策依据。
2.3为城市规划提供技术支持
利用遥感技术可以快速、准确地获取城市规划和城市建设所需的各种信息数据。具有遥感信息判读经验的技术人员,通过对城市历史以及现状的各类遥感影像数据进行人工判读解译,结合计算机智能识别与分类技术提取相应的城市专题信息,容易发现城市化发展中存在的一些突出问题,因而可以提出对城市规划与管理决策具有现实意义的建议。遥感技术在城市规划管理中已经和正在发挥着重要的作用,例如,早在20世纪50、60年代,我国就利用航空影像数据对部分城市区域开展了初步调查研究;“十一五”期间,国家建设部启动了针对我国86个重点城市的城市建设遥感动态监测项目;此外,列入国家863计划的信息获取与处理技术重大课题,利用高空间分辨率的QuickBird卫星影像进行城市大比例尺地形图的更新研究,都是遥感技术在城市规划领域应用的很好的例证。可预见,随着城市遥感技术的不断进步,遥感信息数据在城市规划建设中的应用将会产生巨大的社会经济效益。
2.4城市化进程及土地利用动态监控
随着中国经济的快速发展,城市人口与城市空间规模的不断膨胀,城市边缘地带的大量耕地、生态用地正在被蚕食,城市空间急剧扩张中出现的盲目无序、生态环境破坏、公共交通导向滞后等问题,均对城市健康发展构成严重威胁。因此,对城市空间扩展及土地利用变化进行动态监测,是发现和解决城市问题的一个重要途径。在城市化迅速发展的背景之下,利用遥感技术对城市区域不同时相的各类航空、卫星影像数据进行解译分析,能够迅速、准确地获取城市建成区内各种土地利用的现状与历史信息数据。研究者可以客观了解不同时期内城市居住、耕地、林地、水体、交通等用地的面积、分布和动态变化情况,从而为深入研究城市化发展问题、合理进行城市土地利用规划提供强有力的技术手段。
2.5城市园林绿地与植被调查研究
城市绿地与植被是城市自然生态系统的重要构成要素,绿色植物具有释放氧气、净化污染、调节城市气候、美化景观等诸多生态功能,因而在城市系统中充当环境调节器角色。随着城市生态环境日趋恶化,这种作用更加受到人们的关注,城市绿地监测和动态评价已成为城市问题研究的核心内容之一。利用遥感技术能快速准确地获取城市园林绿地的分布和植被覆盖度信息,了解城市绿地景观的组成、植被种类和空间布局。应用遥感影像对城市园林绿地进行调查,首先是根据调查研究的内容选取不同类型、时相和分辨率影像数据,然后对影像数据进行校正、解译和分类。最后计算出绿地面积并对城市植被覆盖状况按等级进行划分,通过对不同时相的遥感数据进行动态变化分析,能够建立起供政府决策利用的空间数据库与模型库。近10年来,国内的北京、广州、上海、天津、深圳、重庆等城市均开展了城市绿地遥感调查和评价研究,各种类型的遥感数据源都得到了广泛地运用,也取得了较好的效果,相关研究成果的取得极大地推动了我国城市绿化及城市生态研究工作。
3.城市遥感技术的发展与展望
遥感技术问世30多年来,其应用的深度和广度都在不断的拓展。目前,这一技术正从单一遥感资料的分析,向多时相、多数据源的信息复合与综合分析过渡,从区域静态分析研究向动态监测和过程预测过渡,从定性调查、系列制图,向计算机辅助的数字处理、定量自动制图过渡,从对各种事物的表面性的描述向内在规律分析、定量化分析过渡。预计在未来一段时期,城市遥感技术将在以下一些方面有较大的发展。
3.1遥感数据获取技术的发展
随着新型传感器研发水平的提高以及城市遥感对各类数据需求的增加,高分辨率卫星遥感数据在城市中得以广泛应用。尤其是IKONOS、QuickBird、GeoEye-1等一系列商业卫星的成功发射和运行,将逐步取代航空遥感数据成为城市遥感的主要数据源。高分辨率卫星数据在城市规划、城市土地调查、环境监测、城市地图和专题地图更新等方面会发挥重要的作用。对于全球用户而言,无论你身在何处,都能够更方便地采用联机方式直接定购和接收产品,相关遥感数据信息能以数字方式传输,在几小时内就可以获取相关数据。
3.2构建新型城市遥感信息模型
遥感信息模型是集地形模型、数学模型和物理模型之大成,它是利用遥感信息和地理信息影像化方法建立起来的一种可视化模型,是一种注重知识表达和影像理解的模型。城市遥感信息模型是遥感技术应用深入发展的关键,构建各类针对具体研究对象的城市遥感信息模型,可计算和反演对实际应用非常有价值的城市环境参数。在过去几十年中,尽管人们发展了许多遥感信息模型,如植被指数和植被覆盖度模型、地表蒸散估算模型、城市地表不透水层模型、地表温度指数及归一化水体指数模型等,但远不能满足当前城市遥感应用的需要,因此发展新的遥感信息模型仍然是当前城市遥感技术研究的前沿。
3.3“3S”信息技术的集成应用
未来由遥感(Rs)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)作为主体构成的空间信息集成技术系统,将完成其从理论、方法、技术框架到实施步骤的研究和应用,最终形成具有多维城市信息获取与实时处理特点的新的综合技术领域。其中,遥感可为地理信息系统提供海量的空间数据信息,地理信息系统为遥感影像处理分析提供高效的辅助工具,全球定位系统为遥感对地观测信息提供实时的定位信息和地面高程模型。“3s”一体化集成将最终建成新型的城市三维信息获取系统,并形成高效、高精度的信息处理分析流程,这对遥感技术在城市系统的应用与发展产生深远的影响。
3.4全面推进“数字城市”的建设
“数字城市”是城市信息化的战略目标和城市现代化的重要标志。遥感技术发展在“数字城市”的建设过程中将扮演举足轻重的角色,遥感信息是“数字城市”的多源信息的一个重要的分支,与城市发展的其他信息相比,有其显著的特点和应用优势。作为“数字城市”建设中的关键性支撑技术之一,遥感信息的获取与处理技术随着数字化时代的到来正在高速发展,人们对遥感信息内在规律与实用价值的认识也愈加深入。因此,遥感技术在城市领域的应用将越来越广泛,这必将推动“数字城市”和“数字地球”的建设,对于提升城市规划和管理决策水平,提高城市建设的社会、经济、生态环境等的综合效益,以及推进城市的科学发展将起到十分重要的作用。
对遥感技术的认识范文6
关键词:遥感课程 实践教学 教学方法
遥感(Remote Sensing),“遥远的感知”,广义遥感指对目标物进行无接触的远距离探测技术;狭义上指在航天或航空平台上,运用各种传感器(如可见光、红外线和微波等)对地球进行观测,接收并记录电磁波信号,根据电磁波与地表物体的作用机理及对探测目标的电磁特性进行分析,进而获取物体特征性质及其变化信息的技术[1]。遥感是20世纪60年代以来新兴的一门学科,美国宇航局、欧空局等机构和加拿大、日本、印度、中国先后建起了各自的遥感系统。随着计算机和传感器性能的不断提高,遥感影像的分辨率(空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率)有了很大提高。遥感数据中包含了大量的地表和空间信息,而目前对于遥感数据丰富的信息不能完全提取,如何充分有效的从影像中获取全部的信息是一个亟待解决的问题。许多高校开设了与遥感相关的专业和课程,这对遥感技术的谱及和发展提供了良好的基础环境。如何培养出适合社会发展需要的合格的遥感技术人才是目前高校遥感教学的重点。
一、遥感课程教学现状
遥感技术虽然是一门新兴学科,但目前已经得到广泛应用,国际遥感应用发展的实用化、精细化、产业化和业务化特征明显。在我国遥感技术起步较晚应用水平不高,根本原因是基
础性研究薄弱[2]。只有通过系统培养掌握遥感理论知识和实用操作技术的后备人才,才能够满足社会对遥感高技术人才的迫切需求,这也是高等教育面临的责任。目前在遥感课程教学方面与社会需求之间存在一定的差异,相对于遥感技术发展,课堂教学内容相对落后。从目前遥感课程教学内容的设置方面来看,存在以下现象:
(一)重理论教学,轻实践教学
大部分高校在课程大纲设置时,将理论教学部分安排了大量的课时,而对于实践环节课时安排较少[3]。实验课时少,难以培养学生的感性认识,动手能力的提高更是无从谈起[4]。遥感课程不同于其它理论课程,它需要学生具有很强的操作能力,少的实践教学课时使学生对遥感技术基本技能的训练和掌握不能满足,其结果使学生对课程理论部分内容不能较好的理解。容易造成教学内容仅限于课本知识,使教学和实践脱节,降低学生对这门课程学习的兴趣,不能激发学生的创新性能力。
(二)快速发展的遥感技术与相对滞后的实验教学内容
遥感技术是一门新兴的交叉学科,它是以航空航天、传感器和计算机等技术为基础发展起来的,涉及学科众多。随着航空、航天技术和计算机技术快速发展和传感器性能的不断提高,遥感技术得到了飞速发展,遥感数据分析和处理方法层出不穷。而伴随发展的遥感课程的教材通常相对稳定(几年或者十几年不变),不能及时更新,新的技术不能够较快为学生所接触。如果教师的知识也不及时更新,会造成学生所学的知识陈旧,与实际脱节,不能满足学科发展的需要。
(三)传统的教学方式与学生综合素质的提高
在课堂教学过程中教师应该注重学生综合素质的培养,调动学生学习的主动性,激发学生在学习过程中发现问题、主动解决问题、培养自主学习的能力。传统的教学方式偏重于理论原理方面教学,对于启发学生思考问题和自主解决问题等综合素质的提高方面涉及较少,不利于学生积极主动性的提高。
(四)课堂教学与社会需求存在一定的差异
课堂教学注重理论教学,教材和教学方法通常变化不大,对于有些课程(例如大学物理、化学)也许采用这样的教学方法是可行的。而有些发展特别快的学科,如遥感技术、计算机科学等学科,需要教师及时掌握本学科的前沿知识,及随科技发展后的社会需求情况来调整教学内容。相对于这些发展快的学科,传统的教学方法显得手段单一,并且学生参与其中的机会少。随着计算机、信息技术的发展,遥感技术得到了迅速发展。遥感课程不同于其它理论课程,尽管现在高校中大都采用多媒体教学方法,但在整个教学环节也大多数是以教师的讲授为主,学生在整个过程中只是看和听,缺乏对学生动手能力的培养。同时,课堂开设的每节实验课也只是单一实验,没有开展完整系统的实验,造成课程教学与社会需求之间的差距。社会对人才需求是全面的,多方位的,高校毕业生不仅需要具备专业知识,还需要具备一定的创新能力。
二、遥感课程教学方法的改进
课堂教学内容和方法直接影响教学质量和培养目标,在教学过程中应注重学生个体发展,将理论教学与践教学相结合,使课堂所学知识更好地为社会需求服务。要合理安排和优化授课和系统的实验的内容,使之紧密结合学科前沿研究和学术动态,使课堂知识适应社会发展需要,更好为社会进步服务。课程改革从以下几方面进行探索:
(一)理论教学
(1)专业理论教材及时更新。遥感技术的飞速发展,对理论教学工作提出新的挑战。由于教材编写和出版周期较长,就需要教师尽量利用其它方法手段获取较新的授课内容,例如可以通过网络手段或者外文资料及一些高级别的国际会议中的资料,给学生传递最新的学科动态和前沿信息,使学生所学的专业理论具有时效性;同时,引导学生通过多种方法(例如,网络资源)了解不同机构研究现状和研究动态,学生从查找资料的过程中培养了自学能力和提高他们积极动思维。
(2)充分利用现代媒体技术。媒体教学有很强的程序性、目的性、交互性和实用特性。把媒体提供的资料加以优化和整合,按照学生的认知能力、知识结构以及学生的情感状态等因素,可以尽可能的调动学生的感官,从而做到提高上课的效率和学习效率[5]。运用多媒体技术进行教学,可以把理论内容部分通过图文的形式展现出来,增加学生的认识能力,有利于学生对课堂知识的理解。遥感影像不同于传统照片,属于顶视图。遥感信息的提取是通过遥感图像解译来完成,对图像的解译首先要对图像进行判读,判读的过程中需要了解各种地物在影像上的特征,了解不同地物在不同地形或不同植被在不同季和不同生长过程中的表现特征,只有通过媒体教学才可以很好地给学生展示不同时间和空间的遥感影像,这样便于学生对地物不同条件下的特征进行区分,加强学生对图像的判读能力,为今后图像解译的准确性打下基础。
(3)授课内容增加专题部分。通过增加专题知识的讲解可以加强普及遥感知识的应用。结合不同专业学生的特点,将遥感技术应用部分制作成不同的专题,通过课堂讲解的方式传授给学生。每个专题中应包括遥感技术在本领域的工作流程、基本工作原理和应用前景。例如,对于海洋技术专业的学生,结合海上溢油、海水悬浮泥沙方面介绍遥感在海洋环境中的应用;对于水力学及河流动力学专业,结合汶川地震之后诱发的灾害情况,就遥感技术如何对河床演变及河道泥沙淤积方面研究进行讲解。
(4)将科学研究工作溶入教学中去。为了加深学生对遥感理论知识的理解,将科研成果溶入于实践教学中,不仅有利于科研成果和技术的推广,也可以增加学生学习的积极性,提高学习效率。教师在授课时可以结合自己的科研工作,给学生讲解如何选题、如何开展科研工作及本研究在学科中的地位等。利用这种学习方法可以培养学生自主创新能力,也能够培养学生的科研潜能。同学们可以根据自己的兴趣申报科研项目,模仿老师的试验方案,自主设计项目的实验步骤、制定技术路线、撰写实验报告和科技论文。这样的教学方法与纯理论教学和纯实践教学不同,有利于学生把理论学习、实践学习和科技创新三者结合起来。
(二)实践教学
构建合理科学的实践教学体系、提高学生的实践能力和综合技术应用能力,是高校遥感课程改革的重要任务之一[6]。
(1)注重遥感教学中的实践教学环节。能力的提高是基于大量实验基础上,加大实验课课时量,加强基本技能训练;增加综合型、创新性的实验,构筑全方位的实验教学模式,能够为学生的自主实验营造个性化的学习环境,有利于强化学生的综合能力的提高[7]。遥感技术是一个实践性非常强的学科。大多数的课堂教学中关于遥感原理部分讲授较多,实践操作占很少一部分,通常高校在制定遥感课程教学大纲时,把它等同于其它的一般性课程,与理论教学课时数相比实验课课时数设置较少,这样很难保证学生基本的技能训练和提高,也影响到学生对理论知识的理解。根据每一章节的理论教学部分,设置相应的实验教学内容,加大应用型教学内容,提高学生实践的能力,以加强学生对课本知识的理解,也使学生能够很好的掌握遥感的应用技术,为今后的科研工作打下良好的基础。同时,增加较多的实验课时数,加强学生对不同遥感图像处理的操作能力,做到熟练操作。
(2)将软件教学贯穿于整个理论教学中,训练学生的动手能力。在现行的教学大纲基础上适当强化图像处理和解译能力练习。在整个遥感课程的教学过程中离不开实践教学,把遥感软件的操作渗透到课堂教学活动中。遥感图像信息提取通常要借助于遥感图像处理软件完成,通过课时的调整,学生有更多的课时进行实验练习,熟练操作软件,掌握图像处理的基本技能,可以加强对理论知识的理解。在理论教学过程中即时进行遥感处理软件的操作讲解和演示,通过学生对软件的学习,提高学生的动手能力、思考问题和解决问题的能力。
(3)加强课程实验内容系统性和前沿性。遥感课程涉及到众多学科,由于教学大纲所规定的课时有限,在设计实验教学方面应结合遥感科学与技术专业的培养模式,对课堂实验内容进行优化整合。目前每一种遥感图像处理软件,都是由不同的模块组成的,每一模块下包含不同菜单,每一菜单具有不同功能。通常完成一项数据分析工作需要完成一系列的操作,用到不同的菜单或模块,而教学实验课的内容只涉及到某一模块或某几个菜单的功能,学生只能了解某一菜单如何使用,而不是就某项研究内容系统的实验。同时,实验教学也应该结合前沿研究,将一些前沿的研究方法渗透到实验教学中。在设计教学实验时应该结合理论教学内容,做到理论与应用相结合原则,基础性和前沿性原则。
三、结束语
遥感技术的不断发展对高校遥感课程教学内容提出了新的要求,只有通过不断改进教学方法才能满足学科发展的需求。本文立足于遥感课程的培养目标,从社会发展对遥感人才的需求和遥感课程教学中存在的问题方面进行分析,提出了遥感课程理论和实践教学方法改进的一些建议。遥感课程实践教学改革应是基于更新和完善理论教学的同时,加强实践教学的改革。理论教学内容随遥感技术的发展应不断更新,这将有利于学生了解前沿的科学研究和动态;理论教学内容随科技发展不断更新,做到与时俱进;加强实践教学环节可以培养学生动手能力、科研潜能和创新能力,是课程建设的需要也是学科发展的需要。
完善实践教学体系,将会体现培养实用型人才的办学宗旨,适应社会需求。高校遥感课程教学内容如何适应遥感技术不断发展的需要,仍然需要不断地探索,通过探索来寻找适合学科发展特点的教学方法和完善的教学体系,来满足社会对遥感人才的需求。
参考文献:
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[3] 黄秋燕.教学性地方高校遥感课程教学与科研互动模式探索[J].高教论坛,2008,(5):352-353.
[4] 潘竟虎,赵军.“以学生发展为本”教育新理念背景下的高师遥感课程实践教学改革初探[J].临沧师范高等专科学校学报,2008,(3):48-51.
[5] 吴前明.多媒体教学新论[J].新时代教育,2008,(5):114.