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遥感技术概述范文1
关键词 能力本位教育;应用型实践;数据结构
中图分类号:G642.0 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2016)16-0095-03
Abstract Data structure is an important basic course in Remote Sen-sing Science and Technology Department. According to the years of teaching experiences, this paper studied the modular teaching method of data structure course, the design ideas of practices for application, and the comprehensive evaluation mechanisms for this discipline.
Key words competence-based education; practices for application; data structure
1 引言
当代大学教育已经从“知识教育”逐渐向“能力培养”转变,美国工程院更是将分析、实践、创造力等一系列能力等作为面向2020年的工程师必须具备的关键特征[1-2]。但不同的专业有着不同的应用特征[3-4],同一专业内,根据后续社会角色的不同,应用能力培养的程度也不一样。遥感科学是在地球科学与传统物理学、现代高科技基础上发展起来的一门新兴交叉学科[5],在遥感的机理研究和数据处理上涉及的数据结构知识较为零散,学生学习的热情不高。在当前能力本位教育[6-11]的大环境下,为培养迎合市场需求的毕业生,有必要对遥感专业的数据结构教学进行改革。
2 遥感专业数据结构教学面临的问题
数据结构课程通常是作为专业基础课程为大学本科一至二年级学生开设,但此时很多专业课程还未完全展开,大部分学生对专业的认识非常粗浅,更无法意识到数据机构本身在后期专业学习中的应用价值。因此,目前的教学工作中存在的问题很多。
首先,学生普遍认为编程不是主要的专业应用,很多遥感的相关分析可以通过软件操作和参数的配置来实现,不需要底层的代码的开发,因而对编程类的课程缺乏必要的认同,学习的积极性减退。
其次,很多学生缺乏计算机思维的锻炼。计算机类课程必须通过一定的实践来获取知识积累。学生如果在前期的C++类基础课程中缺乏必要的实践练习,在数据结构课程中必然会出现眼高手低的现象――能够理解算法的逻辑结构,却无法灵活使用算法和数据结构来解决实际应用问题。
最后,抄袭现象在数据结构课程中表现得尤为突出。由于很多教科书都配有相应的示例代码,而基础的数据结构内容,其代码的变换空间相对较小,因此,学生按照常规的思路进行思考,最后得到的程序也较为一致,尤其是一些简单的模块,教师无法准确判定代码的原创性。
因此,对于遥感专业数据结构课程的教学,首先要帮助学生明确数据结构课程在整个遥感专业学习中的重要性,然后通过有效的实践环节设置,帮助学生建立基本的计算思维模式,进而提升学习的兴趣。
3 遥感专业数据结构教学探索
数据结构知识点模块化重组 数据结构的知识点很多,涉及结构和算法两大类,但在遥感专业后续的应用中,需要了解的知识点其实非常有限。因此,可以针对遥感专业的应用,对数据结构课程进行模块化重组,图1展示了数据结构课程的主要知识点。
由图1可知,数据结构中涉及线性、树型和图三类主要的结构,以及相应的排序和搜索算法。从遥感应用的角度而言,线性是用得最多的结构,数组是遥感影像存储的本质,而排序搜索等算法则是后续影像分析的基础。在教学方式的设计上,不应该照搬标准的教学课件,而应该穿插合理的应用实例。以数组的教学而言,传统的授课在介绍特殊矩阵时,给出的通常是从数学定义上的矩阵信息。但采用单波段的影像进行展示,会比单纯的矩阵教学给人的印象更深刻,学生的专业意识也会在无形中增强。如图2所示,从遥感影像中截取部分区域,将其像元信息以二维数组的形式展示,既可以帮助学生提前了解遥感的主要数据存储方式,也巩固了学生对于数组结构的认识。
遥感应用型数据结构实践设计 由于数据结构教学的学生大多没有接触遥感的专业知识,对专业的认知度比较低,也无法进行较为深入的专业应用。因此,数据结构课程的实验教学,只能从简单的数据存储和基本运算入手,再辅以相应的实验工具和手段,在提高学生兴趣的前提下,逐步渗透相关专业知识。
1)实验手段的改进。目前市面上数据结构相关书籍都配有相应的示例代码,但由于缺乏必要的步骤指导,很多示例代码往往沦为学生抄袭的帮凶。因此,对实验工具的改善,教师应首先对课本示例代码进行规范化和标准化,根据实习需要的环境配置,录制相关程序的编写视频,确保学生能够根据教程指导,实现代码编写的全过程,并得到合理的运行结果。规范化后的示例代码,不适合再用于实践的考核。但由于数据结构教学的基本内容相对固定,部分代码具有很强的重用性。因此,在进行实践教学设计时,需要在示例代码的基础上,要求学生进行相应的改造工作,或者通过对多个示例模块的重组,来实现新功能的编码。
2)专业知识的渗透。针对学生专业认知度高的特点,结合遥感的专业特色设计实习内容,会有助于提升学生的学习兴趣。哈弗曼树是数据结构课程在树型结构中重点介绍的内容。传统哈夫曼树教学时,大多采用文本信息的压缩作为主要的数据源。考虑到海量遥感数据同样需要压缩存储,可以将数据量较大的单波段遥感影像作为原始数据,要求学生采用通用的编程工具,在读取影像数据的基础上,对影像数据的像元值进行统计。然后根据像元的统计结果,建立相应的哈夫曼树。同时,将哈夫曼树的编码信息存入遥感影像数据中,通过比较压缩前后的影像数据大小,加深对哈弗曼编码的印象。
此外,选择一些辨识度高的趣味游戏,抽取其中某些环节,简化后融入实习内容,也可能收到较好的效果。如采用AOV网络来实现游戏情节的策划,基于地图导航的路径分析实验等,都是较能激发学生兴趣的实习案例。如图3所示为学生完成的结合遥感图像显示和图的最短路径分析功能的校园导航系统界面。通过遥感影像的显示,帮助学生熟悉数组结构,通过导航规划巩固最短路径算法的学习。
3)实习指导的加强。目前的数据结构实践教学以学生编程为主,鉴于有些学生对课程设计题目无从下手的情况,可以适当增加一些编程的操作教学学时,帮助学生搭建相应的框架,或辅导学生进行必要的算法设计。同时,统一的教学也可以避免重复工作,对学生中出现的一些相同的问题,教师可以集中归纳后统一解答,也节省了教学的时间。对于编程实践的指导,应尽量采用小班教学,确保学生的问题能够得到及时解答。从以往的教学经验来看,很多学生都是由于有问题没处解答,逐渐积累后对编程失去兴趣的。因此,在实践课程教学中,教师应该摒弃过去等学生来问的传统,主动询问学生的实习进度,必要时甚至可以将学生的提问次数与实习成绩适当挂钩。
数据结构综合考评机制 经过多个班次的教学实践发现,传统的数据机构实践学习中,半数以上学生能够在规定时间内完成实习的基本要求,但仅有1成左右的学生对实习指导书中的提高要求部分进行尝试。同时在实习过程中,学生呈现较为明显的两级分化:小部分学生与教师的交流充分,开发进展很快;但大部分学生很少问教师问题,而习惯于在同学内部交流,或者干脆不交流,导致教师无法准确掌握学生的进度。因此,虽然通过课程和实习的学习,学生的编程能力有不同程度的提升,但提升的幅度与学生的主动性呈正比。个别学生能够通过实习得到明显的提升,但班级整体的提升效果并不明显。因此,数据结构课程教学的考核,应该将学生的主动性、与教师的交流程度以及在学习过程中的创新性纳入考核范畴,督促学生多实践、多交流,才能实现真正的提高。
4 教学实践效果
遵照上述教学改革的策略,在2013级学生的数据结构课程教学中,对模块化教学方式、应用型实践设计方法以及综合性考核评价机制三个方面进行适度调整,对比2012级和2013级学生的课程考试情况(如图4所示)可以发现,优秀和良好的比率有了明显的上升,而不及格率有了大幅度的下降。这说明采用面向专业应用的模块化教学方法后,学生的学习效果有了较为明显的增强。
2012级和2013级学生的课程实习情况对比(如图5所示)也可以说明,改革后的教学方法基本上杜绝了实习中的不及格情况,学生都能够动手完成相关的实习内容,对课堂知识的巩固和实践水平的提高有较大的帮助。
5 结语
数据结构知识体系相对基础,对于非计算机专业的学生而言,只有学以致用,适应社会角色需求,才能成功吸引他们的注意力。因此,数据结构教学应该向模块化、专业化方向进行更加深入的改革,进而适应社会发展的需要。
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遥感技术概述范文2
[关键词] 糖尿病;大鼠;肝脏;氧化应激;养阴活血方药
[中图分类号] R587.2 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2014)08(b)-0039-04
Effects of Nourishing Yin and Promoting Blood Flow Recipe on oxidative stress level and pathologic changes in diabetic rat liver
YANG Xiaohui1 LI Shuzhen2 SONG Cuirong3 CUI Maoxiang2 LIANG Jinhuan2
1.Scientific Research Department, Cangzhou Medical College, Hebei Province, Cangzhou 061001, China; 2.Foundation Department, Cangzhou Medical College, Hebei Province, Cangzhou 061001, China; 3.Cavitas Oris Department, Cangzhou Medical College, Hebei Province, Cangzhou 061001, China
[Abstract] Objective To discuss the effects of Nourishing Yin and Promoting Blood Flow Recipe on oxidative stress level and pathologic changes in diabetic rat liver. Methods Diabetic rats were induced by intraperitoneal streptozotocin (STZ) injection. Successfully-established model rats were selected and randomly divided into four groups: diabetic group, traditional Chinese medicine (TCM) six-week intervention group, TCM eight-week intervention group, TCM ten-week intervention group. In addition, eight normal rats were randomly chosen as normal control group. Rat livers were extracted respectively after six weeks, eight weeks and ten weeks to determine oxidation index and undertake pathologic observation. Results Compared with normal control group, contents of malonaldehyde (MDA) in rat livers of diabetic group rose significantly (P < 0.01), activities of superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GSH-Px) were notably lower than those of normal control group (P < 0.01); compared with diabetic group, contents of MDA in rat livers of TCM intervention group in each period decreased strikingly (P < 0.05 or P < 0.01), activities of SOD and GSH-Px in TCM eight-week intervention group and TRC ten-week intervention group increased significantly (P < 0.05 or P < 0.01). Rising tendency was shown from activities of SOD and GSH-Px in TCM six-week intervention group, but there was no statistics difference (P > 0.05). By pathology observation, liver cell cords and hepatic lobules structure of diabetic group were chaotic, with inflammatory cells increasing, which indicated that there were injuries in hepatic tissue. Compared with diabetic group, morphology changes were improved in every phase of TCM intervention group. Conclusion Certain anti-oxidative capability was shown to restrain oxidative stress in Nourishing Yin and Promoting Blood Flow Recipe, which has some protection to diabetic rat liver.
[Key words] Diabetes; Rat; Liver; Oxidative stress; Nourishing Yin and Promoting Blood Flow Recipe
糖尿病是常见的内分泌代谢疾病之一,发病率逐年增加,严重威胁人类的健康。糖尿病肝脏性疾病是糖尿病并发症之一。有资料表明糖尿病2型患者非酒精性脂肪肝、肝纤维化、肝硬化的风险增加[1];2型糖尿病罹患癌症风险增加,对糖尿病患者的处置中应该附加癌症筛查[2]。糖尿病肝病的病因及发病机制仍未完全明了,许多研究者认为,除遗传、环境和自身免疫等因素外,氧化应激可能也与其发生、发展及转归有密切关系[3-4],而且目前中药防治糖尿病肝脏性疾病的研究较少,本研究建立糖尿病大鼠模型,采用养阴活血方药进行治疗,观察糖尿病对大鼠肝脏氧化应激的损伤作用以及在不同时期养阴活血方药的治疗效果,探讨其保护肝脏的机制。
1 材料与方法
1.1 动物、试剂及仪器
4个月龄健康雄性SD大鼠,清洁级,体重为250~300 g,购自河北省实验动物中心(动物合格证编号:809091)。链脲佐菌素(STZ,Sigma公司),丙二醛测定试剂盒、超氧化物歧化酶测定试剂盒和谷胱甘肽过氧化物酶测定试剂盒均购自南京建成生物工程研究所,其余试剂均为国产分析纯。血糖检测仪(购于强生公司),7200型可见分光光度计(上海尤尼柯公司),德国莱卡荧光倒置显微镜。
1.2 中药配方
养阴活血方药组成:熟地20 g、山药15 g、牡丹皮20 g、山茱萸10 g等六味中药。
1.3 方法
1.3.1 动物模型建立及分组处理,SD大鼠适应性饲养1周,随机选出8只作为正常对照组,其他大鼠禁食不禁水12 h,称质量,腹腔注射STZ造糖尿病模型,72 h后测空腹血糖(FPG),以连续3 d的FPG≥11.1 mmol/L,并且有多食、多饮,多尿症状者,为模型成功标准。挑选造模成功的大鼠,随机分为四组,每组各8只,包括:糖尿病模型组;中药6周组,中药8周组,中药10周组。各组正常饲料喂养,对照组和糖尿病模型组自由饮水,中药干预组按人与动物间体表面积折算的等效剂量比值灌喂给药。造模成功后分别于6、8、10周取材,用10%水合氯醛麻醉大鼠,股动脉放血,并取肝脏,部分固定,其余放入液氮,-70℃保存备用。
1.3.2 氧化应激指标测定,取肝组织1 g左右,称重,加入9倍体积匀浆介质,于冰浴中制备10%组织匀浆,4℃ 3500 r/min离心10 min,取上清。用化学比色法测定肝匀浆丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性,严格按照试剂盒说明书进行操作。
1.3.3 病理观察取适量肝组织,切成2~3 mm厚的薄片,用4%多聚甲醛固定,24 h后酒精梯度脱水、透明,浸蜡,常规石蜡包埋,制备切片,去蜡后进行HE染色,在显微镜下观察肝组织形态学变化并拍片。
1.4 统计学方法
应用SPSS 17.0统计学软件进行数据分析,计量资料采用均数±标准差(x±s)表示,组间比较用单因素方差分析,两独立样本的计量资料采用t检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 各组大鼠肝组织氧化指标变化
与正常对照组比较,糖尿病模型组的MDA的含量明显增加(P < 0.01),SOD活性、GSH-Px活性明显降低(P < 0.01)。与糖尿病模型组相比,中药干预组各阶段MDA的含量明显减少(P < 0.05或P < 0.01),中药8周组和中药10周组SOD活性和GSH-Px活性均有显著升高(P < 0.05或P < 0.01),中药6周组虽有升高SOD活性和GSH-Px活性的趋势,但差异无统计学意义(P > 0.05)。与中药6周组比较,中药8周组和中药10周组MDA的含量明显减少(P < 0.05),SOD活性均有显著升高(P < 0.05),中药10周组GSH-Px活性显著升高(P < 0.01),与中药8周组比较,中药10周组MDA的含量减少,SOD活性升高,但差异无统计学也意义(P > 0.05),中药10周组GSH-Px活性显著升高(P < 0.01)。见表1。
表1 各组大鼠肝组织氧化指标变化(x±s,n=8)
注:与正常对照组比较,P < 0.01;与糖尿病模型组比较,*P < 0.05,**P < 0.01;与中药6周组比较,ΔP < 0.05,ΔΔP < 0.01;与中药10周组比较,#P < 0.01;MDA:丙二醛;SOD:超氧化物歧化酶;GSH-Px:谷胱甘肽过氧化物酶
2.2 大鼠肝组织形态学变化
正常对照组肝小叶结构清晰,肝细胞索和肝窦排列规则;糖尿病模型组肝细胞索及肝小叶结构紊乱,炎症细胞增多,说明肝组织有损伤。与糖尿病模型组比较,中药干预组各阶段形态学改变均有改善。见图1。
3 讨论
糖尿病可造成糖脂代谢紊乱,肝脏作为糖脂代谢重要的靶器官,糖尿病状态下可产生脂肪肝、肝纤维化、肝硬化等肝脏疾病,其机制可能与氧化应激有关[5]。氧化应激是指机体组织或细胞内氧自由基生成增加和(或)消除能力降低,导致活性氧(ROS)家族在机体内或细胞内蓄积而引起的氧化损伤。肝脏是外源性过氧化物在体内转化和排泄的主要场所,当肝脏内促氧化物和抗氧化物之间的动态平衡严重失调时,即可导致氧化应激,产生大量自由基,后者可导致肝细胞大小膜泡的形成;膜通透性、流动性丧失;DNA损伤及诱发细胞凋亡,造成肝损伤[6]。同时氧自由基也可以促进肝星状细胞的增殖和胶原的合成,促进肝纤维化形成[7]。
研究表明,2型糖尿病患者遭受着长期的氧化应激,氧化应激是糖尿病合并症的一种致病因子[8]。
目前MDA的含量(组织中脂质过氧化程度的一项指标)和SOD、GSH-Px活性(体内抗氧化防御体系中消除ROS的重要抗氧酶)常被用作反映组织细胞氧化应激的指标。MDA是反映脂质过氧化程度的指标,也间接反映了机体细胞受自由基攻击的程度[9]。SOD是抗氧化体系中最为关键的酶,机体对氧自由基的灭活主要由SOD完成,测定其活力可间接反映氧自由基产生的情况[10]。超氧阴离子(O2-)由SOD催化O2-转化为过氧化氢(H2O2),H2O2可由GSH-Px催化生成水的同时,氧化还原型的谷胱甘肽,GSH-Px也可以清除MDA。本实验中,糖尿病模型组大鼠肝组织的MDA的含量明显增加,SOD活性、GSH-Px活性明显降低,说明机体氧化应激水平增高,导致肝损伤,研究表明,MDA可激活NADPH氧化酶产生更多的ROS,进一步损伤肝细胞[11]。HE染色显示模型组肝细胞索及肝小叶结构紊乱,炎症细胞增多,也说明肝组织有损伤。
糖尿病属于中医学中“消渴”兼“胁痛”等范畴,有资料表明,中药可以治疗糖尿病并发症[12],而且中药还可以缓解糖尿病大鼠的氧化应激,增强机体抗氧化能力[13-14],中药治疗糖尿病大鼠,可以使SOD的活性及谷胱甘肽含量显著增加;活性氧族ROS、MDA等降低[15],还可以增加GSH-Px和过氧化氢酶(CAT)的活性[16]。本实验所用养阴活血方药是经多年研究和临床试验的核心方剂[17],由熟地、山药、牡丹皮、山茱萸等六味中药组成。该方药不仅具有降糖作用,而且牡丹皮、熟地、山药、山茱萸中的某些成分如多糖类、丹皮酚、环烯醚萜总苷等又具有一定的抗氧化作用。实验结果表明各阶段养阴活血方药均可不同程度地提高糖尿病大鼠肝组织SOD活性和GSH-Px活性,减少MDA的含量,中药6周组虽有升高SOD活性和GSH-Px活性的趋势,但没有统计学差异,说明该阶段效果较差,随着治疗进程,中药8周组已经有显著的效果,中药10周组效果最为明显,说明相对来说治疗时间长一些效果较好。HE染色显示中药干预组各阶段形态学改变均有改善,同样是中药干预10周后效果最佳。
综上所述,该方药可减少自由基产生,抑制氧化应激,对糖尿病大鼠肝脏具有一定的保护作用,随着治疗进程,效果越来越好,其在糖尿病的临床治疗中可进一步推广。
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遥感技术概述范文3
关键词:工程地质;遥感技术;应用;特点
中图分类号: F407.1文献标识码:A 文章编号:
遥感技术是发展于20世纪60年代的一种探测技术,其综合了物理、化学、电子、IT技术等多门学科,是一种使人们感觉器官得到延伸的新手段。随着科技的不断发展,我国科技实力和经济实力的不断提高,工程地质遥感技术得到了快速的发展,并被广泛应用于铁路工程、水利工程、油气管道工程的选线、选址过程中。当前,工程地质遥感技术的应用已经成为遥感技术应用的重要分支,并在这些年里取得比较好的应用成绩。当前工程地质遥感技术被成功应用于工程勘测已经成为遥感技术应用的重要独特领域。但不少文章对刚才地质遥感技术应用进行探讨时,没有较为系统的总结工程地质遥感技术的应用特点,因此有必要结合我国国情,对工程地质遥感技术应用特点进行深入探讨。
1 将遥感技术应用于工程地质勘测的必要性
在各大工程开工之前一般都先进行工程地质勘测,勘测质量的高低直接影响到工程设计的质量,甚至影响到工程建设的质量。因此要想使建设工程能实现其预期的效果,除了考虑政治、经济、社会等因素外,还应对工程建设所在地区的地形、地貌以及地质特征等自然环境条件进行了解。如果仍然沿用较为传统的地面勘测法,很难保证高质量的地质勘测,尤其在遇到地形、地貌、地质等自然环境条件比较复杂的情况时,传统的地面勘测法远不能满足地质勘测的需求。一旦工程地质勘测工作质量不高,会使后期工程选线、选址变动的风险加大,这是对人才资源、经济支持、自然资源的浪费。而将遥感技术应用于工程地质勘测中,能有效克服传统地面勘测法的不足之处,完成高精度、高质量的勘测,给提高工程质量和产生预期效果和效益提供一份重要保障。
2 工程地质遥感技术应用特点概述
橘生淮南则为橘,橘生淮北则为枳这句俗语要表达的意思是因地制宜,考虑实际影响因素,具体问题具体分析。同样的,遥感技术在众多领域中得到运用的同时,各应用领域的应用经验不能生搬硬套。例如根据天气预报对图像分辨率没有过高的要求,在考虑这一特点的情况下,选择天气卫星接收图像更为适合。但在土地规划、农作物产量预估工程对图像分辨率要求更高,因此应考虑使用具有分辨率高以及实时性的陆地卫星这一渠道来获取遥感信息。
遥感技术应用特点之所以不同主要是工程勘测特点不同,因此工程地质遥感技术的应用于以上提到应用也具备其应用特点。从日常工程勘测经验来看,不难归纳工程勘测的特点:第一,勘测从面到线,再从线到点或者直接从面到点,实现从粗到细的深化;第二,勘测精读要求更高;第三,勘测结果能迅速被工程施工进一步验证;第四,常通过外业调查实测为主要的地质资料获取方式。充分考虑工程勘测的四个特点,工程地质遥感技术应用与其他工程遥感技术应用不同,表现为宏观陆地卫星图像与航空遥感图像结合应用,以满足不同精确度的需求,另外,其应用特点还表现在对遥感判释成果的高外业验证性的强调上。
3 我国工程地质遥感技术应用特点概述
我国是一个特色社会主义国家,国家的具体情况与外国有很大不同。工程地质遥感技术的应用没有国界的,但其应用特点却因国家或地域有所不同。
3.1 工程地质遥感技术应用效果明显而独特
我国地域辽阔,地貌、地形及地质明显要比其他国家复杂的多。要对人迹罕至、交通条件不发达、自然环境非常恶劣的地区明显不能使用传统地面勘测法,而遥感技术因其优势被广泛应用于这些地区的地质勘测工作中。由此不难得知我国工程地质遥感技术经历多种特殊复杂的自然勘测条件,实现了诸多技术难题的突破,取得了明显而独特的应用效果,积累了许多重要且宝贵的经验。工程地质遥感技术在我国的应用效果的独特性是世界上任何国家都没办法拥有的。
3.2 工程地质遥感技术的应用发展被大量基建项目推动
我国是一个重要的发展中国家,大量的基建项目在过去和近期内都被落实或即将落实。如过去重大的高铁建设、南水北调、西气东送等项目工程的选线、选址都大量应用了工程地质遥感技术。另外,我国在不久的将来要实现“八纵八横”的公路主干线铺设工程,为工程地质遥感技术应用提供了更广阔的提升空间和提升平台,从而成为工程地质遥感技术应用的新发展机遇。值得注意的是,工程遥感技术应用促使这些项目取得明显的效益,同时工程遥感技术也经受了大量的实际应用和检验,实现工程遥感技术应用的重要发展,促使我国工程地质遥感技术应用提升至国际领先水平。
3.3 工程地质遥感技术应用积累大量重要而典型的图谱和经验
我国工程地质遥感技术应用具有注重重要而典型图谱积累的特点。工程地质遥感技术的在我国的广泛应用更是实现了这些图谱的大量积累,包括了不同地区地貌、地层岩性、地质构造等典型的图谱,其中的400多对的典型图谱已经被确认为珍贵的图谱。另外,我国工程地质遥感技术应用还具有重视判释与应用经验的总结,不仅体现在科研工作中,还体现在实际实践中。
3.4 工程地质遥感技术应用具有特殊的应用模式
在以前,不少人认为遥感技术在工程选线、选址这些前期应用中有重要的应用价值,认为勘测后期和施工阶段中应用遥感技术没有意义和没有价值。因此以往的工程地质遥感技术仅被应用于工程前期。但我国地形、地貌和地质条件非常复杂,在实际施工中常遇到实际地质情况与建设工程设计文件不符,甚至严重不符的情况。因此,我国的遥感技术人员尝试在施工阶段应用工程地质遥感技术。经过南昆铁路建设对施工阶段应用工程地质遥感技术的效果进行检验,证实了工程地质遥感技术在施工阶段的应用仍然具有重要的作用和意义,进一步扩展了工程地质遥感技术的应用范围,成为我国工程地质遥感技术应用的一大创新。最终,我国工程地质遥感技术应用形成了其特殊的应用模式,即工程建设勘测设计阶段、工程建设施工阶段、工程运营阶段的全过程应用模式。其中,工程地质遥感技术在工程建设施工阶段的应用正在如火如荼的推广和应用中
4 工程地质遥感技术应用新展望
随着时间的推移,工程地质遥感技术的突破发展,该项技术必定会在更多的工程施工中得到普遍的应用。
首先,卫星图像分辨率的不断提高,能为工程地质遥感技术应用提供更广阔的应用前景。由于卫星图像在地质勘测中的重要性,并能实现对不良地质动态进行即时检测,因此,其必将成为一个新应用方向。其次,工程地质遥感技术应重视黑白航空像片判释能力的提高。由于在今后较长的时间内,多数生产者在航空遥感图像选用方面仍常以黑白航空像片为主,因此这也是工程地质遥感技术应用的新方向。再次,数据综合分析是工程遥感技术进一步应用的突破口。通过数据综合分析,并将其应用于地质构造和岩性判释的方法已经在国外出现,但我国目前还没有成功应用的例子,因此这也成为新的努力方向。
5小结
工程地质遥感技术在工程选线、选址勘测中得到广泛应用,并在工程建设中发挥重要作用,为取得预期经济效益、社会效益提供保障。随着我国经济实力和科技力量不断提高,工程地质遥感技术必将得到更广泛的应用,也会随技术的发展呈现出不同的应用特点。
参考文献:
[1] 何钟琦,王学佑. 国外遥感地质技术若干新进展——第八届国际遥感地质专题会议概况介绍[J]. 遥感信息. 1992(02)
[2] 张小勤. 遥感技术的发展与应用[J]. 山西煤炭管理干部学院学报. 2005(04)
[3] 王钦敏. 卫星遥感技术发展和应用动态[J]. 遥感信息. 1995(04)
遥感技术概述范文4
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、PCI GEOMATICA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.
遥感技术概述范文5
[关键字] 遥感技术 城市规划 遥感数据
[中图分类号] TU984 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-1-110-1
0 引言
遥感技术已经有了长期的应用历史,目前已经比较成熟,它在帮助我们了解城市基础资料的时候属于非常有利的手段,因此如果将其应用到城市规划中必然有非常好的效果。基于此,本文关于这方面的研究具有一定的实践指导作用。
1 遥感技术和遥感信息概述
1.1 遥感信息
遥感技术是当前发展非常快的一项技术,在这一技术中主要利用星载以及机载传感设备对地球的图像信息进行获取,在经过相关的分析及处理之后,对目标对象的空间位置、自然属性、类别以及几何性质等信息进行提取,正是这些信息实现了数字地球基本空间数据来源的构建。
1.2 处理方法
计算机图像分析以及处理是遥感技术中最重要的组成部分,为了能够更好的对遥感图像上城市的各种信息进行处理,一般经常使用的图像处理法有:纠正、镶嵌、融合、波段比值、信息增强、组合、监督及非监督分类、小波分析、人工神经网络、主成分分析等,这一系列方法的主要作用是实现对图像光谱信息以及空间处理信息的有效突出。
|1.3 主要手段
对于遥感技术来说,其具有信息更新速度快、经济、动态以及快速等特点,获取遥感信息能够对城市的规划及管理提供非常多的基础性资料,而且这些资料的同一性非常强,对城市地理信息系统的建立起到了很大的促进作用。
2 城市规划设计中遥感技术的应用
2.1城市规划中应用遥感技术的层次分析
首先,一般来说,第一层次为规划日常工作中遥感影像数据的应用。举例来看,比如城市的总体、分区以及详细规划中,把遥感影像图当做基础图件可以在很大程度上降低现状调查的盲目性及滞后性。
其次,第二层次主要是为新技术应用以及规划专题研究提供支持。举例来说,遥感信息的影像信息资源非常丰富,而且综合性比较强,这就可以和计算机图像处理技术进行结合,进而对影像信息进行提取。
2.2遥感数据的整合以及数据库的建设
在对遥感数据进行整合的时候主要从以下两个角度出发:将资料整合入库;利用应用的思路对数据进行整合及梳理。另外,由于数据库具有很强的完整性及系统性,也会对此工作的长期开展奠定比较好的基础。
3 城市综合调查中遥感技术的应用
3.1 地形图测制
在城市的规划及建设过程中,地形图属于基础土建,一般我们会使用3到5年的时间完成一次地形图的更新。而高空分辨率卫星遥感资料则可以用于中、大比例尺地形图的测制工作中,整体具有比较快的更新速度以及精度。
3.2 影像图制作
虽然通过遥感资料能够对地形图进行快速而精确的测绘,但是对于当前的城市来说,其变化速度是非常快的,往往导致测绘的成果难以满足城市规划的需求。另外,地形图的直观性相对来说较差一些,而且不能够对综合信息进行反应,也不可由同一基准面上对城市发展状况进行真实、宏观的描述。因此实际的工作中遥感影像地图往往能够发挥出更大的作用,为规划、园林、交通、土地、环保以及水利等方面的工作提供基础资料,具有非常高的实用价值以及效益。以当前来看,城市影像地图主要可以分为以下三种:正射影像地图、光学纠正影像地图以及专题影像图。
3.3 城市用地以及建设现状分析中的应用
通过遥感技术,能够将城市的用地现状进行迅速的获取,因此,配合不同时间的遥感数据就可以准确、客观的对城市建设成就进行了解,并实现城市用地发展趋势的动态分析,为城市规划提供准确的依据。
4 遥感技术在城市规划应用中的限制及对策
4.1 高分辨率遥感数据的缺乏
首先,对于我国的城市来说,用地往往具有很强的密集性,而且交叉分布的情况非常严重,加之以往的工作中没有进行科学而严格的规划,导致很多类型不同的用地会紧密的挨在一起,严重的时候还会存在混合交叉的现象。其次,我国城市中,类型不同的城市用地之间也缺乏明显的对比。以上两点问题都导致了高分辨率遥感数据的缺乏。
4.2 对于遥感技术的认识以及掌握还存在较多的不足之处
客观来看,遥感技术和城市规划属于不同的两个学科,如果要想做好跨学科综合利用务必要进行进一步的推广及完善。而在城市规划的过程中,规划师往往并不对遥感技术非常了解,缺乏对遥感技术广泛应用空间的认识,这就导致城市规划中遥感技术的应用受到限制。
4.3相关对策
首先,我们要在城市基础地理信息中列入遥感影像数据,使其成为一个重要的组成部分;其次,要对使用影像图做规划成果背景图的行为进行鼓励;第三,对于一些大城市,要设置相关的部门对影像资料进行获取及供应;第四,加强遥感技术方面的培训,构建出遥感技术专业队伍;第五,善于利用一些专业性遥感应用机构,使其能够为城市规划提供技术方面的支持。
遥感技术概述范文6
关键词:地质勘探;矿产;遥感找矿;国土资源
近年来,随着科学技术的进步和国际环境的影响与促进,我国的遥感技术也逐步发展并趋于成熟,目前已经建立了集信息的采集、处理、应用等环节于一体的国土资源遥感技术体系。可以说,我国已经把遥感技术应用于地质调查、矿产勘查、矿山开发、环境监测、城市规划等重要领域。
1 遥感找矿技术概述
随着科学技术的不断发展与进步,国际、国内的地质矿产勘探工作都不同程度地得到了很大的技术支撑,地质勘探业迅速崛起,遥感找矿技术已经成为一项较为成熟的地质找矿方法。
遥感找矿技术主要是指运用遥感技术进行地质矿藏的发现、开采等工程。该技术的理论支撑是遥感技术,按照光谱分为可见光遥感、红外遥感和微波遥感。遥感技术用于地质找矿作业,能够全面、客观地记录和分析矿山的物质成分和结构,大大提高和改善了发现矿藏的几率和速度,并且分析结果更加精确和科学。
遥感找矿技术主要是依据大地层中的各种物理化学物质所发生的反射、透射等物理作用而产生的电磁波,来传递各种地质成分的特征信息。各种物质的物理化学特性与其发出的光谱的特息相关,物质成分及结构的差异使得不同物质的内部对不同波长的光子进行选择性的吸收和反射、透射等物理作用。一般而言,具有稳定的物理结构和稳定的化学性质的物质具有稳定的光谱吸收特征,而不同的矿物质又具有不同的电磁波辐射能力。在遥感找矿技术中,我们利用波谱仪等遥感设备对野外采集的样品进行光谱试验,获取数据并测量其光谱曲线,再与资料库中的已知光谱进行比较,可以确定矿物质中所含有的各种成分,并进一步判断其含量与纯度。这样,我们就利用遥感找矿技术,成功地为决策者开发利用矿山资源提供了可靠资料。
2 遥感找矿技术在地质勘探中的运用
遥感找矿技术可以用以提取地质构造,对地质勘探具有重要意义。根据现有资料,重要的矿产主要分布在地壳板块的边界地带以及不同块体的结合部位。遥感找矿技术能够对地质成分进行全面的分析和反馈,帮助地质勘探工作者提供可靠信息,如地表岩层、地质构造、地貌特征、水体和植被分布等。地质勘探测量工作者,可通过这些信息提取潜伏的地质构造特征,比如地表褶皱、地层断裂等。
遥感找矿技术主要利用金属矿床形成的特定光谱异常区进行工作,通过遥感技术形成图形和图像。质地中存在的各种矿物质的光谱曲线波动不一样,比如围岩的光谱曲线会相对很平缓,每个波段之间的差值也十分小;而矿化蚀变岩的光谱曲线波动较大,每个波段之间的差值也很大。这样,根据不同的光谱曲线,就能确定地质的性质,为地质勘探工作提供数据。
可以看出,提取蚀变信息是遥感技术在地质找矿工作中的一项主要手段。那么,遥感找矿技术是如何进行处理蚀变信息的?目前可以用单一的热红外波段或者比值分析,也可以将二者结合,再对蚀变信息进行增强,然后与已知的大量数据进行对比分析。例如,在植被覆盖非常广泛或者冰雪大量覆盖的地区,为了在不遗失任何信息的前提下去除干扰,我们可以采用比值处理法,这就是通常所说的图像预处理;我们也可以利用热红外光谱技术探测物体的辐射能量,从而压抑森林植被和积雪造成的信号干扰。
目前,地质矿产勘探遥感找矿技术已经为我国的基础地质调查、矿产资源勘查和环境地质调查与评价提供了重要的数据资料。我国目前已经形成了关于地质矿产勘探遥感找矿技术运用的工作流程和技术方法,开发了"野外调查微机辅助遥感图像解译系统",为中国地质调查局制定了1∶25万遥感地质调查的技术规定,绘制了相关精度和比例的影像图,并做了详细的遥感地质解译,编制了航磁系列图、推断地质图和地球地质物理断面图等图件。成功运用该项技术进行了不同地区的区域地质岩性填图,确定各类火成岩体的分布,准确圈定了火山岩及火山机构,为直接或间接找矿等工作服务。这一系列的科研成果,都标明地质矿产勘探遥感找矿技术在我国地质勘探工作领域所发挥的积极作用。
3 地质矿产勘探遥感找矿技术的发展前景
在我国,地质勘查技术方法不断取得创新,找矿方式方法也取得突破性进展。国家也在不断加强地质矿产勘探遥感找矿技术开发体系的建设,提高地质勘查的能力。根据目前我国的国家需求和社会需求,结合我国地质矿产勘探遥感找矿技术的发展现状,未来几年将重点加强开展并加强以下3个业务体系的建设:
(1)矿产资源航空物探与遥感勘查应用体系;(2)环境地质、工程地质、地质灾害调查与监测多领域应用与服务体系;(3)海洋与陆域油气资源航空物探遥感调查体系;上述业务体系体现了遥感找矿技术在地质矿产勘探领域的重要应用和拓展。开发和完善以上体系,需要我们不断加强技术创新,坚持自主开发为主与引进外部技术为辅相结合的机制,不断提高和完善我国地质矿产勘探遥感找矿技术的自主创新能力。
4 对当前遥感找矿技术的几点建议
4.1 加强技术装备建设,加大投资力度。
我国疆土地域跨越较大,而且国土资源复杂,如果只采用单一的运载工具,就无法适用于中西部地区的测量作业,同时又缺少适合于高原地区和山区遥感勘查飞行的直升机。对于海洋资源,大航程超低空海洋航空物探专用飞机的开发运用将成为严重制约海洋资源调查能力的关键资源。国内设备对数据的记录、处理能力精度不高,缺乏航重、航电以及航空气测设备等,这就造成一部分遥感信息源的缺乏。国外高精度遥感数据价格昂贵,而国产资源卫星数量少、分辨率和精度难以满足自身要求,严重制约我国地质矿产勘探工程的快速发展。
4.2 需要提高技术层次,深化应用技术的研究与开发。
地质矿产勘探遥感找矿技术的应用领域不断扩展与遥感技术工程化能力不足的矛盾比较突出,因此随着我国国土资源管理对遥感找矿技术的业务化应用的迫切需求,遥感技术的自动化、工程化程度有待提高。
结束语
遥感找矿技术作为矿产勘查领域内的新生力量,在易找矿日益减少的情况下,将会起到越来越重要作用。许多遥感找矿的成功经验所带来的有益启示是,遥感应用必须与物化探、磁力、重力、地震探矿方法相结合,还需要进一步重视地热、地气的热力作用,深入研究生物地球化学效应、地球化学填图方法、生物成矿和数字地质的空间统计分析方法。只有加深对地表成矿信息的理解和诠释,才有可能对深部的、海底的隐伏矿床由此及彼、由表及里,从地球系统科学与地质信息科学的深度作出科学的推论和预测。
参考文献