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遥感技术与科学范文1
环境保护中极为广泛地应用遥感和地理信息系统,在保护工作中信息的采集、环境的动态监测、环境管理及突发性事件的发生等更需要其加以表述。建立水环境质量数据库、空气质量数据库、重点污染源废水监测数据库、重点污染源废气监测数据库、交通噪声数据库、固定噪声源数据库等需要GE对所得的监测数据进行输入、编辑、处理、统计、分析,使得环境问题能够得到及时解决。
1.遥感在环境科学中的应用
地物的物理特性和化学组分不同,其反射或辐射的电磁波谱特性(如波长、传播方向、振幅等)不同,遥感判定和分析地物性质的主要依据也就不同。因此,污染性质的获取是根据环境污染或环境条件改变而引起的地物波谱特征的差异表现;揭示污染扩散的规律是根据遥感获取的地面信息具有连续性和周期性。环境分析中不可缺少的背景信息可以通过遥感影像进行辐射和几何纠正、降噪滤波、信号增强等预处理,然后利用目视解译、分类、特征提取等信息处理技术,以获取城市环境要素来补充地面监测的局限性。
1.1 土地覆盖及利用例如美国的Landsa^TM或法国的SRJT—HRV利用可见光波段的陆地资源卫星,选择合适的波段组合和分类方法取得良好效果。比较常用的有监督和非监督分类2种,比较新型的有基于频率特征的上下文分类法、神经网络分类法和GE辅助下的基于知识的分类121等。
1.2城市绿地分布和覆盖例如航空遥感影像,利用影像空间分辨率足够高的优势,采用直接目视解译获取城市绿地分布状况;但对于目前卫星遥感影像,美国的Lanst_TM或法国的SPJT—HRY则采用植被指数法;此外,常用的还有归一化差值植被指数、比值植被指数、Tase]edC?变换的绿被指数等。
1.3水体富营养化污水排放、农用化肥大量使用并随雨水流失等造成氮磷钾等营养物质及可溶性有机物在水体中大量富集,造成浮游生物快速繁殖,使水体具有水和植物的光谱特性,通常以叶绿素浓度来反映水体富营养化的程度。我们利用SekWisNOAA-AVHRR等卫星数据,来检测范围较大的水体。通过叶绿素引起的光吸收效应最小波长0.55^m的辐射和最大波长0.44Mm的辐射进行比值可求出叶绿素浓度分布情况。可利用LmdaPTM数据,对于小范围水体进行检测,但由于蓝波段(TM波长0.45~0.52m湘绿波段(Tn2波长0.52~0.60m滞宽相对较宽,所以直接用水体叶绿素引起的光吸收效应最小的绿波段Ti(TM)不用比值分析法,用绿度变换后的绿度分量作分析,可取得清晰的图像。
1.4 水体悬浮泥沙与浅水区水深城市中的天然水体是
不可再生资源,水土流失状况和泥沙淤积的原因可利用遥感监测水体悬浮泥沙与浅水区的分布范围和水深得到。清澈的水体,水底反射光强度与水深呈负相关;浑浊的水体,水中散射光的强度与水中悬浮物含量呈正相关。浅滩区水体较浑浊,因为泥沙扰动作用较强烈;而深水区相对清澈,所以可根据受水体浑浊度影响后的散射光造成的图像色调变化来解译水体相对深度151。
2.GB在环境科学中的应用
GIST数据采集与输入、数据编辑与更新、数据存储与管理、空间分析及数据显示与输出等功能。其核心是空间分析,包括数据检索及表格分析、叠置分析、缓冲区分析和网络分析。其中,空间叠置分析可用于建设项目选址、环境功能区规划、环境风险因素识别、环境敏感点确定等;缓冲区分析可用于自然保护区规划、环境污染事故安全距离确定等;网络分析可分析计算网络的性能特征。
环境学科的问题在不同程度上体现地理含义,那么引入GI:枝术,必将带来以下几方面的好处:(1)提高工作效率。例如,利用专题地图功能,可以将环境统计报表数据迅速地显示在地图上。(2)改善工作质量。利用G!软件,环境工作者可有效组织数据可视化。(3)拓展工作范围。例如,在有害危险气体的环境影响评价中,利用GB技术提供的路径分析功能,利用当地的人口和气象数据,建立二维的污染物扩散模型。(4)集成化解决问题。GB数据参照同一空间坐标系,使得不同领域数据变得简单共享,各部门之间的数据可支持整个项目的战略决策。
2.1环境监测在环境监测中,GKGPSRS等技术可与环境动态监测结合起来。在运输工具上,如汽车上装载差分GPS定位仪,在车辆移动中或在污染源现场采集到的实时数据准确地反应到GS电子地图上;对于固定采样点的污染情况,可先采集记录实时数据,再通过GPS将固定样点的坐标值导入G1S并且实时监测,在对电子地图的相应坐标与数据库的相应值实现关联后,这些数据可为使用者随时调用进行动态分析和辅助决策。
2.2 环境影响评价在环境评价中,许多环境问题和环境过程都可通过成熟模型准确地描述出来,如水质模型、大气扩散模型等,但这些环境模型数据具有明显的空间特性,在操作、分析、显示方面存在一定的困难。引用G!技术建立拓扑关系,可以将数据和地图关联起来,进行空间分析以及制作各类专题图,能够形象、直观地显示环境质量和污染状况;此外,还可以选择各种评价方法进行单要素评价和区域综合评价,完成评价因子的分析、计算和评价成果的输出.大大咸少了工作量,加快了评价进程。
在环境影响评价中,通过GS的叠图分析,叠加同一区域不同时段的多个不同环境影响因素及其特征,可以显示区域环境质量演变与其他因素之间的关系,从而可以预测区域的环境质量.
2.3环境规划G1S用于环境规划中是将GISS间分析技术与基础数据和空间图形库结合起来,在环境数据的收集与管理、环境质量评价与预测及污染控制规划方面做出处理,使决策过程更加直观、快速和有效。未来环境规划管理的重点发展方向是能够快速应对错综复杂的环境问题,而且能够从时空的角度预测环境质量的变化趋势,为决策者提供专家经验,合理制定环境管理措施和方案1101.而GE(乍为一种技术手段,正好发挥其数据更新,地理空间信息和属性数据实时查询等功能的优势。
3 结语
遥感技术与科学范文2
[关键词]遥感应用;变化检测;资源环境卫星气象学一般流程
一、遥感技术变化检测应用
1.1 遥感技术变化检测应用综述
从1972 年美国发射第一颗陆地资源卫星以来,对地观测卫星发展迅速,应用领域得到不断扩大,应用成效也得到不断提高由于遥感观测有着信息获取方式优良,获取条件相对简单,实时性、高效性、广域性以及其他诸多优点,因而如何从遥感观测所供给的大量数据中提取变化信息,并将这些信息运用于生产生活的方方面面,已经成为目前遥感应用领域中一个亟待解决的问题。
为了解决上述问题,变化检测技术应运而生。所谓变化检测技术就是对不同时段的目标或现象状态发生的变化进行识别、分析的计算机图像处理系统,包括判断目标是否发生变化、确定发生变化的区域、鉴别变化的类别、评价变化的时间和空间分布模式。在遥感技术几十年的发展历程中,变化检测技术的研究成了各地专家学者研究的一个重要的课题。在计算机图形学、空间探测技术以及其他与遥感有关的诸多领域蓬勃发展的带动下,世界各地学者跨国、跨领域的交流合作下,基于遥感影像的变化检测技术迎来了一个高速发展时期。然而就目前的技术与设备而言,目前所采用的任何一种变化检测方法都具有其局限性。在下文中,我们将就各类方法的局限性与优越性进行讨论,了解其特点与所适用的领域。
1.2主流变化检测方法及优缺点
随着数十年来各国学者跨学科跨领域的合作交流,遥感相关学科的蓬勃发展,作为土地覆盖利用监测的关键技术的变化检测方法日益繁多。可以将遥感影像的配准方式以及变化检测的数据源作为划分依据,将目前主流的变化检测方法分为两大类、七种方法。第一类是先进行图像配准后变化检测的方法;第二类是变化检测与图像配准同步进行的方法。或者,可以按照是否需要进行实现分类作为划分依据,将变化检测方法划分为两类:即直接比较变化检测法、分类的变化检测法。
二、遥感技术在资源环境中的应用
2.1遥感技术应用于资源环境监测中的必要性
自第一次工业革命以来,经济发展与环境保护、资源开发和可持续发展之间的矛盾便已经存在,且受到世界经济的不断发展以及后续两次工业革命的影响,人与自然、人与资源的矛盾日益加剧。如何处理与社会发展相共生的资源匮乏以及环境恶化,成为人们不得不面对的一个问题。然而一直以来,两道天堑阻隔在资源环境问题处理的面前,即如何全面而快速地获取资源环境变化信息,以及如何高效高精度的处理这些数据。直到20世纪60年代,随着空间探测技术的发展以及大数据处理技术的日渐成熟,遥感技术进入了人们的视野之中。遥感技术以其观测的广域性、数据获取的综合性、资料采集与数据处理的高效性、处理结果的高精度性等优势成了现如今,局部乃至全球资源环境数据获取与处理的重要手段。
2.2遥感技术应用于资源环境的优越性
遥感技术对环境研究来说,其优越性可归纳为“高、远、多”。
高,遥感影像从高空对地面目标进行观测,所受的遮蔽少,视野开阔,观测范围大,鸟瞰全局,从而使遥感影像更加完备而全面的实现地面观测。
远,遥感技术能够不直接接触被测物体,远距离的获取地物的几何与物理信息,对目标地物及其所处的环境不造成干扰,使得获得的数据更加客观可靠。
多,包括多点位、多谱段、多时相、多高度的遥感影像和“多次增强”的遥感信息。
总的来说,遥感技术应用于环境资源中,可以为用户提供时空连续性的区域性同步信息。这些信息具有综合性、系统性与同时性,而这也恰恰是遥感技术区别于其他技术,在资源环境中的应用所具有的优越性。
2.3遥感技术在资源环境中的发展趋势
遥感影像获取技术方面,随着高性能新型传感器的研制开发水平的提高以及环境资源遥感对高精度遥感数据要求的提高,高空间和高光谱分辨率已是卫星遥感影像获取技术的总发展趋势。遥感技术在资源环境中的应用主要呈现以下五个大的发展的趋势:
2.3.1 遥感影像获取技术蓬勃发展
2.3.2 数据处理系统呈现高速性、大容量性和高精度性的特点
2.3.3 4S技术(GIS、GPS、RS、ES)技术呈现集成化、一体化的发展趋势
2.3.4 遥感信息模型与遥感信息处理方法的逐步发展完善
2.3.5 国家环境资源信息系统以及环境遥感应用系统的建立
可以预见的是,遥感技术在资源环境中的应用在未来的发展中,功能模块集成化、技术科学化、数据处理智能化、检测科学化等特点将更加明显。随着遥感技术以及相关学科的发展,在未来的生产生活中,遥感技术必将更加深入而广泛地应用于资源环境资料的获取与处理,以其独特的优越于生产生活。
3 遥感技术在气象学中的应用
3.1遥感技术应用于气象学的优越性与局限性
大气遥感作为遥感技术数十年间发展最为迅速的新兴学科,在大气科学中一直发挥着重要作用,是现今气象学的支柱学科之一。随着气象学的研究与发展,气象学对全球范围以及区域范围的大气特征的观测越来越强调其时空连续性。且由于气象学研究的主要对象无法直接接触,或直接接触难度大,遥感技术作为一种不直接接触被测物体,即可获得其物理几何特性的观测技术,显示出了其独特的魅力。另一方面大气物理学、近代电磁学、计算机及其相关学科的发展,传感器等硬件O施的完善,都进一步地推动了遥感技术在气象学中应用的深度与广度。
大气遥感是利用遥感器传感器所监测到的监测大气结构、状态及变化,不需要直接接触目标而进行区域性的跟踪测量,能够快速地进行污染源的定点定位,从而获得全面的综合信息得一门遥感技术。安置在遥感平台上的传感器通过对大气光谱特性的观测,可以将无法由遥感手段直接得到的各气体成分以及其他的各个物理量判读出来。遥感技术所用的探测波段广,可以根据不同大气成分的电磁波谱特性,选用合适的波段进行监测。同时,由于遥感平台上所搭载的传感器对于各种波谱的探测宽度与灵敏性远高于人眼,故可以探测到人眼无法识别的对象。遥感测量获得的原始影像能够给气象学研究提供更多的原始数据,而遥感影像的后续处理则能将所获取的大量数据转化成有益于气象研究的信息。
然而,受限于当前遥感技术的发展水平以及软硬件设备的技术条件,遥感应用于气象学中所获得的卫星云图分辨率有限,同时由于除观测对象外其他大气成分干扰,摄取的影响将会产生这样或那样的为误差,严重的影响测量精度,降低了遥感影像所获取的气象学资料的可靠性。
3.2遥感技术应用于气象学的几个实例
3.2.1有害气体的监测
有害气体通常指人为或自然条件下产生的二氧化硫、氟化物、乙烯、烟雾等对生物有机体有害的气体。但用遥感技术对大气中的某一成分进行观测时,我们往往不能直接对其进行观测。但是,@并不意味着遥感技术不适用于该类观测。我们可以利用所观测成分特定的电磁光谱特性间接地监测该成分的分布以及变化情况;或者我们可以通过观察这些不易直接观测的成分对其他地物的影响,以达到对目标成分追踪观测的目的。比如地表硫化面,酸雨对植物的腐蚀情况等等。
3.2.2城市热岛效应监测
城市热岛效应是城市中的空气温度高于城市周围郊区的温度,故形成了从城市流向郊区的一种环流。与有害气体监测相类似,城市热岛效应监测同样采用了间接监测的手段。我们知道到,植被覆盖率与植被覆盖种类和城市热岛效应的影响范围存在很强的相关性。通过比对城郊的植被变化,就可以得到城市热岛到效应的影响范围。当然,我们也可以通过直接比较不同时相的遥感热红外影像直接得到城市热岛效应的日/年变化规律。
4 遥感技术应用的一般流程总结
遥感技术应用的一般流程:
随着遥感技术应用领域的日益广阔,各个学科与遥感技术的联系逐渐加强,遥感技术的规范化、流程化成了大势所趋。如何建立一个普遍适用的大体操作流程,成了我们现在急需解决的问题,笔者根据平时所学以及汇总众多的资料,现提出自己的观点。
4.1利用遥感平台上的传感器对目标地物进行观测,实现数据的获取与输入。
4.2采集光谱特征,并依照光谱特征建立模型,并对模型进行评估,以此作为是否重建模型的依据。
4.3利用所建立的模型对采集到的数据进行处理,可分为三个流程:(1)建立数据处理流程;(2)选择各个环节所采用的数据处理方法;(3)输入所需处理数据并配置相关参数。
4.4获取处理后的数据,并对数据进行后续处理。
5 存在的问题及展望
5.1存在的问题
遥感技术经过数十年的发展,已经成为一个十分完善的学科体系,应用于生产生活的方方面面。然而,在现阶段的技术条件的限制下,遥感技术仍然需要面对一些技术上的挑战。
首先是遥感技术发展的过程中,尺度与角度的问题。由于用不同空间分辨率获取的图像间没有简单的平均或平分对关系。[16]传感器的分辨率与地物的辐射值并不满足线性相关。同时,由于传感器所接收到的辐射信号具有多源性和多时性,这就给数据的几何配准带来了不便。另一方面,虽然随着人工智能与计算机图形学技术的发展,遥感信息的提取效率越来越高。然而由于技术条件以及软硬件条件的限制,遥感信息的自动提取仍然是我们急需解决的问题。最后,随着时间维度的加入,遥感数据变得异常复杂。如何实现对四维数据进行同化,是我们不得不面对的问题。
5.2 对遥感未来的展望
遥感技术方兴未艾,即使是发展到现在,仍然有着巨大的发展潜力。无论是空间探测技术的进步,还是传感器的更新换代,都将极大地促进遥感技术的发展与繁荣。展望未来,我们可以发现遥感技术将呈现以下几个特点:
5.21随着传感器的更新换代以及遥感技术更高精度的要求,卫星遥感将呈现高分辨率、高精度的发展趋势。
5.2.2随着雷达技术的发展与广泛使用,各式雷达传感器的广泛使用,遥感技术走向全天候、全时段的新阶段。
5.2.3热红外遥感技术的大力推广使得遥感技术对于与地球表面热量有关的地物及其变化的监测进入了一个新的高度。
5.2.4 4s技术的发展使得遥感技术呈现集成化一体化的趋势。
5.2.5数字地球概念的提出,使得遥感技术与其他相关学科在全球层面上实现了一体化、系统化、联系化,构成了一个有机的整体网络。
结束语
自19世纪60年代遥感诞生之日起,数十年来,遥感技术在变换检测、资源环境信息获取与处理等诸多领域一直发挥着重要的作用。当然,任何技术都不是万能的,都有其局限性。然而遥感技术尽管经过了数十年的发展,但其应用前景依旧广阔。尤其是随着深空探测技术、图像处理技术、波谱分辨技术等相关领域学科的不断发展推进,遥感技术更是展现出来前所未有的生机,笔者限于所学知识有限,无法对遥感技术进行更深层次的专业化讨论,但我们相信,遥感技术的前景一定是务必广阔的。
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遥感技术与科学范文3
关键词:测绘遥感;应用;测绘工作
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.105
遥感技术从20世纪50年展至今在地质测量、环境监测和资源勘探方面发挥着越来越重要的作用,不断被世界各国接受。进入21世纪,随着计算机技术日新月异的发展变化,遥感技术不仅在国家安全和社会经济发展过程中受到重视,而且在测绘工作中的应用也越来越受到青睐,对于测绘工作中的全时、动态的环境监测、资源测绘意义重大。本文就针对遥感测绘使用现状进行简单的分析,并给出一些完善遥感测绘使用的具体办法。
1 遥感技术的发展概况
总体来说,测绘工作是政府自身行为的技术性工作,遥感测绘是对所辖土地的位置、界限、资源存储量、环境状况等相关情况利用遥感进行测绘。从上世纪50年代苏联发射第一颗卫星之后,遥感技术就已经进入人类生活之中,现如今遥感技术在各类地质测绘中被广泛使用,推动着测绘行业的发展进步。不难看出遥感技术有它不可忽视的优点,并随着科技的不断进步,遥感测绘在这样强大背景的支撑下必将为动态的勘测提供不可忽略的便利条件。
2 测绘遥感技术在测绘工作中的应用现状分析
2.1 测绘遥感技术应用范围不够广泛
虽然现如今遥感技术在测绘工作中得到使用且发展前景也很乐观,但是从目前遥感技术应用现状来看,遥感技术的应用仍集中,范围有限。比如,遥感技术更多的应用在国家的一些科研项目上个,在一些普通的资源勘探、环境污染监测和灾害监测方面的应用还较少。造成这种情况的原因有很多,人们观念上对遥感技术的陌生使之呈现拒绝使用新的遥感测绘而沿袭传统习惯的态度。甚至一些传统测绘工人都不熟悉或者不知道遥感测绘技术,这些长期存在的旧有观念都制约遥感测绘应用范围的扩大,制约着其自身的发展。
2.2 测绘遥感技术仍需改进提高
测绘遥感技术主要是对空间信息镜像采集,但是,目前我们所掌握的遥感技术自身的空间分辨率不是很高,一些技术方面的难题仍亟待解决。在地质灾害发生之后利用遥感技术实时、全天候、全方位的监测灾情,在宏观的观察测绘时会凸显其优势,但遥感测绘传来的图像分辨率无法应用于详细的地质勘探,并不能准确的呈现微观上的差别,这对于灾情之后测绘工作制定详细决策有一定的难度。所以如何促使遥感技术的优化升级、增强其生命力、全面扩展其在测绘工作中的应用是我们下一阶段遥感科研的重心所在。
2.3 测绘遥感技术造价成本高
不得不承认,当下在实际测绘过程中,使用遥感测绘技术比传统测绘技术成本价要高一些。遥感技术是属于当今时代的一项先进的科学技术,是国家重点扶持发展的科研项目,也是未来社会有良好发展前景的工程,但遥感技术目前还存在理论科研费用、实际应用的成本造价高的实际情况。由于遥感技术的造价相对较高,所以就局限了其应用范围的扩展,使用范围的局限就限制了遥感测绘的进一步推广。所以,未来遥感技术的发展方向即是努力进行技术创新,缩小技术开发和应用的成本。
3 完善测绘遥感技术在测绘工作中的应用
现阶段,遥感技术在灾害监测、地质勘探等方面应用越来越广泛。诚然,遥感技术区别于传统测绘手段优点甚多,全天候、全方位、实时性及信息的客观性都使测绘工作避免出现漏洞。
3.1 加强对遥感技术的研究开发,拓展其应用领域
首先,进入21世纪,党和国家提出了科教兴国的战略。为呼应国策,也为提高国家竞争中的科技软实力,加大对遥感技术的科研投入力度是十分有必要的。其次,地质测绘工作中,种种灾害的实时监测的现实需求也要求遥感测绘技术必须不断发展进步,这不仅有益于测绘事业也极大地推动社会经济的发展进步。另外,从遥感技术自身发展而言,我们也需要清楚地认识到其自身有良好而广阔的发展空间。在以后遥感技术的发展应用过程中各相关部门要加大资金投入力度,重视遥感技术的开发,科研工作要以不断的提高遥感测绘的精度和准确度为目标。
3.2 加大遥感测绘技术的宣传力度,致力于普及遥感技术
在重视遥感技术的开发应用的过程中,我们也要同时重视关于遥感测绘技术宣传方面的问题。这一方面工作的开展可以有两个切入点,一个是转变传统测绘工人的思想观念,一个是加大测绘遥感的宣传力度。在转变传统测绘工人的思想观念方面要着重重视,改变以往大家对遥感测绘的不熟悉、不接受的态度。在实际进行测绘工作时,宣传遥感测绘的在灾害监测、动态数据的获得方面的优势,加大对遥感测绘的推广力度。利用遥感测绘技术一点一滴转变传统测绘工人的思路,进而改变传统测绘工作,让遥感测绘深入到测绘工作的方方面面,使得遥感测绘给生活提供便捷的服务。
4 结语
进入21世纪,人类社会生活的各方面都不能忽视信息技术的支持与帮助。随着计算机科学的发展,以遥感技术为核心的现代科技的发展已经成为一个必然趋势。遥感技术经过这么多年发展,深刻的影响并改变着人们的生活。在未来遥感测绘技术环境污染的监测、地质勘探和地质测量等测绘工作中的进一步广泛应用,充分发挥其自身的优点,拓展其在生活中的使用范围必将成为不可阻挡的潮流。总而言之,我们要清醒的认识到,加大对遥感测绘技术的研究和宣传力度是我们未来工作的重点之一。
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遥感技术与科学范文4
课程标准:结合实例、了解遥感在资源普查、环境和灾害监测中的应用。
课表分析:根据课标要求,要了解遥感的概念、特点、工作过程。重点掌握遥感在资源普查、环境和灾害监测中的具体应用与功能,进一步认识遥感在现代社会中发挥的巨大作用,还要初步学会判读简单的遥感影像。但是对于遥感工作原理不要求涉及“专业机理”,定位到“工作过程”程度即可,也不要求掌握遥感的分类等知识。
二、教材分析:
新课程标准把《地理信息技术的应用》列为必修课程,而“地理信息技术”体系主要由“3S”即地理信息系统(GIS)、遥感(RS)、全球定位系统(GPS)三方面的核心技术组成。另一方面,GIS、RS、GPS技术又以计算机科学、通信技术、遥测与卫星定位,以及系统论等信息技术和理论为支撑,属于地理科学与信息科学的交叉学科。遥感技术、全球定位系统、地理信息系统是地理信息技术的三种主要的技术手段,这三种手段相互促进、相互配合、共同应用的基础上,再结合网络技术、虚拟技术,人们提出了数字地球的设想。所以说,第三章第二节“遥感技术的应用”?与其他两门技术的应用介绍处于同等的地位,他们相互交织,相互配合,才能使数字地球的设想实现。而遥感技术在3s技术中也有不可代替的作用,遥感技术(RS)是地理信息系统(GIS)数据库的数据源;同时利用遥感数字影像获取地面高程,可以及时更新地理信息系统(GIS)中的数据。
三、教学内容:第二节、遥感技术的应用第一课时
四、教学目标:
1.知识与技能(知识目标):
(1)能用自己的语言表述遥感的概念;
(2)能简要说明遥感技术的发展过程和工作过程;
2、过程与方法(能力目标):
(1)通过读图或查阅相关资料,比较航天遥感、航空遥感、近地遥感使用的运载工具、主要优缺点及适用范围等方面的差异;
(2)通过查找遥感的有关资料,归纳遥感技术的特点。
3.情感、态度、价值观(情感目标):
(1)通过对遥感技术的迅猛发展的介绍,感悟新兴地理信息技术的生命力,从而初步养成热爱科学努力学习的好习惯;
(2)通过对迅速发展的中国遥感技术的学习,增强民族自信心和爱国情感。
五、教学重点难点:
遥感技术的基本原理。
六、教学方法:案例教学法。通过讨论活动了解遥感技术的工作过程
七、教学过程:
导入:设疑:中央电视台天气预报卫星云图是怎么得到的呢?它先是用风云卫星遥感拍照,然后通过计算机处理、编辑而成的动态图片。是遥感技术的应用。
填表比较人工实地调查与利用遥感技术调查,哪一种获取资料和信息的方法更好?
1.概念:
遥感:(简称RS)“遥远的感知”,是利用一定的技术设备和系统,在远离被测目标的位置上对被测目标的电测波进行测量、记录与分析的技术。
怎样感知?测量电磁波特征:不同的地物反射与吸收电磁波存在巨大差异。(P82图3-2-2)
遥感不仅可以通过可见光进行感知,同时也可以通过红外线、微波等,例如:法国的SPOT-5卫星可以从七个波段获取信息。
为什么要分波段呢?因为不同波段不同地物的反射率与吸收率等有很大差异。(多媒体展示甲乙两种作物在不同生长阶段反射率不同示意图并分析)
2.分类:
按遥感平台高度(运载工具)分:地面遥感、航空遥感、航天遥感
地面遥感主要指以高塔、车、船为平台的遥感技术系统,地物波谱仪或传感器安装在这些地面平台上,可进行各种地物波谱测量。航空遥感泛指从飞机、飞艇、气球等空中平台对地面观测的遥感技术系统。航天遥感又称太空遥感,泛指利用各种太空飞行器为平台的遥感技术系统,以地球人造卫星为主体,包括载人飞船、航天飞机和太空站,有时也把各种行星探测器包括在内。卫星遥感为航天遥感的组成部分,以人造地球卫星作为遥感平台,主要利用卫星对地球和低层大气进行光学和电子观测。
4.遥感影像的基本特征:
(1)像元:遥感影像上能详细区分的最小单元
(2)分辨率:一个像元所代表的地面实际尺寸。1米分辨率就是指影像上的一个像元表示地面上1平方米的范围。例:SPOT-5卫星的分辨率达全彩色波段可达2.5米,其它波段为5米。中巴资源卫星二号分辨率为20米。美国快鸟卫星为1米。
媒体展示图3-2-6让学生体验像元大小对影像信息的影响。相同范围的区域图片,像元越多,分辨率越高,图像越清晰。
(3)光谱特征(媒体展示读图判读,3-2-7、3-2-8、3-2-9图):
黑白:建筑物为灰白色,草地和林地颜色较深
彩色:分真彩色和假彩色
真彩色:真实反映实际地物的颜色特征
假彩色:草、树和庄稼通常为红色,水是灰色或蓝色,城市是蓝灰色
练习与评价:叙述真彩色遥感影像图像和假彩色遥感影像图的颜色特征。真彩色图片上的颜色基本显示地物的颜色,假彩色只是用不同的颜色区分不同的地物,显示的不是地物的颜色。
媒体展示美国快鸟卫星图片、我国风云卫星拍摄的云图、嫦娥探月卫星拍摄的月球表面影像让学生体会遥感技术的广泛应用及我国遥感技术的发展成就。
八、课堂小结与板书设计:本节课的重点和难点内容是遥感的工作过程。
九、课后作业:
1、什么事遥感影像的分辨率?说出分辨率大小和影像显示地表信息能力之间的关系。
2、叙述真彩色和假彩色遥感影像的颜色特征。
遥感技术与科学范文5
[关键词]摄影测量 遥感技术 发展 问题
[中图分类号] P217 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-7-199-1
近些年来,人们迎来了信息时代,人类社会也逐渐步入到全方位的信息时代中,新兴很多科学技术,并得到了迅速发展,被人们广泛应用到人类生活之中。摄影测量经过数字摄影测量阶段、解析摄影测量阶段以及模拟摄影测量阶段这三个阶段。在摄影测量技术发展期间,从遥感数据源到遥感平台、遥感器、遥感数据处理、遥感理论基础探讨等,都产生了很大变化。下面,笔者就对摄影测量与遥感当前发展中面临的问题进行分析。
1摄影测量与遥感发展中存在的问题
1.1遥感技术发展存在的问题
当前形势下,遥感技术主要被应用到环境保护、城市规划、土地利用、荒漠化监测、灾害监测、环境预报、海洋监测、天气预报等行业和领域中,遥感技术为社会发展带来了很大的经济效益。特别是航天遥感技术的提出和发展,航天遥感技术对卫星遥感进行充分利用,进而获取各种需要的信息,可以说,航天遥感技术是当前最为有效的方法。
目前,在遥感技术的应用上,还存在一些问题:譬如说过分重视对表面现象的反馈,忽视了内里的规律分析、定量分析等。同时,遥感技术应用中还存在过分单一的问题,这在一定程度上影响了遥感技术作用的发挥,多种遥感技术的一体化综合应用有助于获取更加准确的数据资料,提高测量质量。比如说:遥感技术应用到水质的监测中时,进行数据分析多为定性分析,很少进行定量分析;且监测精度不高,存在明显的经验、半经验算法;另外,在监测的数据参数上,主要为透明度、浑浊度、悬浮沉积物、叶绿素等,参数过少,而且监测的波段范围也不大,主要集中在可见光和近红外波段范围。
1.2摄影测量发展存在的问题
我国的摄影测量发展经历了漫长的历程,伴随着我国自动控制技术以及计算机技术的不断发展,在二十世纪末期,完成了全数字的自动测图软件研发和应用,由此,数字摄影测量技术得以迅速发展,数字摄影测量被普遍应用到测量工作之中。在进入到二十一世纪以后,科学技术的不断提升为摄影测量提供了帮助,使摄影测量也步入到数字化时代中。在数字摄影测量中,传统的图像处理从光学仪器上搬到了计算机上,实现了对传感器空间方位的校正、地形起伏引起像点位移的纠正以及图像镶嵌等功能。目前,在摄影测量图像的处理方面,还存在图像匹配、不依赖DEM的正射纠正等问题。譬如说:在图像匹配上,在地形图上取影像与地形图上对应同名点作为纠正控制点,这种方法的精度不高,当前在图像的匹配上依然主要依赖人工方式,而数字化的图像匹配还有待进一步研究和发展。
另外,摄影测量技术中得数字正射影像图(DOM)存在严重的图像质量问题,外界环境的诸多因素都会直接影响到图像的质量,影响摄影测量的精度。譬如:清晰度差、纹理不清晰、重要地物缺失等。实践经验表明:原始影像质量、DEM数据质量、摄影处理条件、拼接线、第三方软件等都会对DOM质量产生影响。
2推动摄影测量与遥感技术发展的策略
近些年,在数据分析、信息服务、获取和处理数据的过程中,摄影测量与遥感技术都得到了良好发展,获取数据的装备也得到了迅速发展,从本质上提升了数据处理系统的自动化程度。
2.1遥感自动定位技术的发展和应用
在摄影测量与遥感技术发展过程中,遥感自动定位技术具有十分重要的地位,不仅能够对影响目标实际位置进行准确确定,更可以对影响属性进行准确解译。将GPS的空中三角测量作为前提和基础,对惯性导航系统进行充分利用,由此形成了航空影响传感器,航空影响传感器将定点摄影成像实现,并且保证定点摄影成像的高精度。在卫星遥感这一前提和基础下,精度可以实现米级,遥感自动定位技术能够实现实时数据更新和实时测图等作业的流程,进而将野外像控测量工作量减少。
2.2在三维模型表面重建中应用摄影测量
在工程勘察、人体重建、人脸重建、医学重建、文物保护、工业测量以及土建筑重建等方面都均已普遍应用三维物体重建技术。三维物体重建技术通过手持量测的数码相机实施操作,进而能够得到多度重叠以及短基线的图片,通过立体匹配的渠道获取模型点的数据。利用短基线多影响的数字摄影测量快速三维的重建技术,能够从本质上将摄影测量无法兼顾远景和变形问题进行解决,在实施的过程中,通过采取量测数码相机手持拍摄这一种方式方法,使测量技术更加快速和简单,并且拥有高度自动化。
2.3构建完善的遥感监测指标体系
为推动遥感技术定量化分析的应用于发展,必须建立起完善的遥控监测指标体系。比如说:在大气环境的遥感监测中,借助这一指标体系进行后续的定量化分析,掌握大气环境的变化情况,实现大气环境监测的集成化发展。一是时间与空间数据的互为弥补和整合,便于相关人员掌握大气环境;二是互为约束的遥感反演技术。随着遥感技术和摄影测量技术应用日益广泛,其不断融合先进技术,为人类发展带来更先进的监测技术,推动社会经济发展和人类进步,而构建监测指标体系则是当前迫切需要解决的一个问题,需要各部门、单位的联动,全力推动遥感技术的发展,实现遥感技术的变革。
3结语
综上,虽然如今的摄影测量与遥感技术发展速度相对来说比较快,并且已经被应用到测绘工作中,逐渐实现了智能化发展和数字化发展。我国摄影测量与遥感存在设备种类单一以及生产效率低下等问题,这些问题和信息产业发展相违背,不能达到国际的标准水平。因此,我们要集中优势力量,开展跨学科合作。
参考文献
[1]克里斯蒂安・海普克,唐粮.摄影测量与遥感之发展趋势和展望[J].地理信息世界,2011,09(02).
[2]蒙继华,吴炳方,杜鑫,张飞飞,张淼.董泰峰遥感在精准农业中的应用进展及展望[J].国土资源遥感,2011(03).
遥感技术与科学范文6
关键词:遥感技术 地质 作用
一、引言
近年来,一方面,由于空间科学、信息科学、计算机科学、物理学等科学技术的进步与发展,为遥感技术奠定了必要的技术基础,另一方面,由于人类生产活动不断地向深度和广度进军,遥感技术得到较为广泛的应用,因而使得遥感技术获得了飞跃的发展,已经成为发达国家和一些发展中国家十分重视的一项科学技术。随着我国工农业生产的高速发展,人类对自然资源,特别是对矿产资源的需求量与日俱增。遥感数字图像处理属于地质工作中的一种新型的工作手段,充分结合了现时计算机高科技信息技术。在地质工作中主要是通过对一个地区岩性,构造的状况分析后服务与地调填图,矿产普查,工程地质,水文地质及地质灾害治理方面,有着其特殊的高效性,空间性和优势所在。正如中科院院士徐冠华等,所谈及遥感技术为地学研究提供了全新的手段,导致了地学研究范围,内容、方法的重要变化,标志着地学信息获取和方法处理的一场革命。中国遥感事业自70年代至今发生了巨大的变化,在国民经济中的应用也日渐普遍。相对国际发达国家,中国遥感事业与其尚存在较大差距,这也正证明了在学科应用教学方面的前景性和挑战性。
二、地质灾害遥感技术的历史与成绩
人口、资源、环境与灾害是当今社会人类面临的主要问题。人口的不断增长,导致了对资源需求的不断增加;人类活动空间和规模的迅速增大及对资源的过量开采,导致了一系列环境问题,引起了一系列自然灾害。在各种自然灾害中,地质灾害占有重要的比重。据不完全统计,全球发展中国家每年由地质灾害造成的经济损失,达到了国民生产总值的5%以上。在我国灾害及其所导致的环境问题中,据估计由地质灾害造成的损失约占整个灾害损失的35%。其中崩塌、滑坡、泥土流及人类工程活动诱发的浅表生地质灾害所造成的损失约占55%。遥感对地观测技术是当代高新技术的重要组成部分,是20世纪末几年开始执行的“对地观测系统(EOS)”计划的主体。它具有时效性好、宏观性强、信息量丰富等特点。利用全球卫星定位系统(GPS)可以准确地监测地质灾害体的形变与蠕动情况,从卫星遥感图像上可实时或准实时地反映灾时的具体情况,监测重点灾害点的发展演化趋势,增强地质灾害发生的预见性。因此,为了能及时地调查地质灾害状况,为抢灾与救灾工作提供准确资料,根据国民经济建设与可持续发展的需要,在地质灾害调查中采用遥感技术这一先进手段,是尤为必要的,这也是现代高新技术应用发展的必然趋势。国内外地质灾害遥感调查技术方法主要是在上世纪最后20年发展起来的,现已基本形成了规范化的技术流程,在地质灾害遥感判读、分类及制作相应的图像方面都取得了较成熟的经验。
三、遥感技术的作用和方法
构造地质学在经历了近一个半世纪的发展后,不管是在研究方法还是研究程度上都已经有了很大的进步。构造地质学强调野外实地观测,其研究精度随科学技术的发展而迅速提高。这也对构造地质学的研究方法提出了更高的要求。20世纪60年代以后遥感技术的运用,对地质构造的研究产生了极高的效益。虽然遥感技术引入到构造地质学领域已经近半个世纪,但其本身的发展以及构造地质学对其利用的不充分,使得遥感数字图像处理在构造地质学领域还有很大的发展空间。利用好遥感数字图像处理能够使得不同尺度构造的研究有可能在成因和演化及运动学、动力学上结合得好,研究得更深入。因此,遥感影像上这些特殊影像体得识别是遥感直接找矿的一个重要环节。各种金属矿体的露头,特别是富含硫化物的矿体的露头,经风化淋滤后形成的氧化物或含氧岩类矿物,呈现出与周围岩石迥然不同的色彩,在高分辨率图像上可直接识别。通过遥感解译,信息提取,确定矿源层、含矿岩体、含矿脉体、矿化蚀变带等含矿地质体的存在。通过地物波普测试,来寻找含矿地质体存在的波普特征,提取与成矿有关的某些蚀变矿物的波普特征,确定含矿地质体的可能所在。另外,从遥感影像上识别出矿化与矿化体的特殊形态特征,如某些含矿石英脉的浅色纹带。矿床模型是对矿床赋存的地质环境、矿床产出的时空规律、矿床特征等矿床本质特征的高度概括,涵盖了矿产形成和保全的全部地质因素,显示现今地质科学对矿床学的研究程度,也显示了将矿床资料理论化的观念认识水平。利用遥感技术在打面积内寻找矿化集中区,将图像上的色、线、环、影纹图像与旷田构造的基本要素(成矿岩体、控矿断裂、围岩蚀变)相结合,提取矿床遥感地质信息,寻找区域找矿标志,并用矿床模式的概念来识别矿床赋存的遥感影特征,建立矿床遥感模型,逐渐成为20世纪90年代以来遥感找矿学的研究热点之一。这也势必能为影像矿床的分析开拓新的思路,把矿床遥感地质研究推进到一个新的层次。遥感技术对区域性和全球性成矿带、成矿域研究方面有着极其重要的意义。对大量不同来源、不同内容的图像或非图像子量进行综合处理,把原来的地学理论和逻辑思维转换成三维的直观和形象化得、时间和空间模型,把原来的定性概念转化为定量的观念和分析方法,进行多元化地学综合成矿。治理和预测地质灾害是我国迫在眉睫的件大事,故遥感人才是国家急需的专业性技术人才。
四、结语
遥感地质是一门理论与技术相结合的课程,其实际操纵性较强,需要我们对理论基础知识不断地应用巩固。它在未来地质工作中有非常重要的意义。
参考文献: