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遙感技術在農業方面的應用范文1

關鍵詞：低空遙感；農業大數據；無人機；農情解析

農業生產是人類賴以生存的傳統性社會生產活動，但由于其具有生產分散性、地域復雜性、災害突發性等特點，人們難以及時掌握農業資源信息來推動生產發展。1970年代開始，隨著民用資源衛星的出現，農業生產領域最先開始利用遙感技術進行農作物面積監測和估產且效果顯著。近年來，無人機遙感技術在農業生產中的應用發展迅速，憑借其靈活機動、操作簡單、成本低、獲取影像速度快且光譜分辨率更高等高空遙感無法比擬的優勢，推動了精準農業的調查、評價、監測和管理。由于無人機遙感技術可對農作物進行快速高效的動態實時監測，它已經成為當下農業遙感領域的研究熱點。

1無人機遙感概述

1.1無人機發展歷程

1916年9月，無人機正式步入人們視線開始發展，2010年開始進入全民應用階段。目前無人機的應用已經滲透到人類生活的方方面面，成為促進社會經濟發展的重要增長點。無人機以其操作方便、靈活機動、實時精準等特點受到了越來越多的關注和得到了應用發展。我國的無人機發展雖起步較晚，近年來也獲得了一定的成果，開展了一系列卓有成效的應用研究，影像數據的監測和獲取精度有了極大的提高。

1.2無人機低空遙感系統組成

具體的無人機低空遙感系統的組成部分有：無人機飛行平臺、微型傳感器負載、地面控制臺、數據傳輸系統和影像處理系統等。在農業資源領域，無人機的形狀大小、可載負荷量、飛行性能和航線規劃算法都對農田資源的監測獲取精度有著很大的影響。近年來隨著多種無人機平臺———如固定翼、單旋翼和多旋翼等無人機機型的出現，各種問題和缺陷也逐漸顯露出來，農業遙感技術的發展面臨著新的機遇和挑戰。

2無人機農業應用中的優勢

相比于衛星遙感，無人機有著獨特優勢。（1）無人機作業自主化。農業無人機由動力驅動，操作靈活，可以根據要求自主規劃最佳航行路線和拍攝角度，極大地彌補了傳統作業需要大量人力且效率低的缺點。（2）無人機獲取數據精準。低空無人機遙感技術可以憑無人機的近地攝影測量優勢獲取更高精度的光譜影像，覆蓋范圍更廣，受到天氣和空間的影響更小，與“精細化農業”的目標更加貼合。（3）無人機獲取數據實時、快速、成本低。可以動態連續監測，利用所得影像的高光譜信息進行作物營養診斷、農田系統檢測和種類細分、作物長勢動態信息獲取等技術操作。

3無人機低空遙感技術的主要應用

3.1農業資源預測評估

糧食作物是維系社會正常運行的基礎，種植面積與長勢的波動影響著國家的穩定。衛星遙感在精確即時數據獲取方面有著明顯缺陷，無法滿足現代農業要求。近年來，無人機遙感隨著技術的成熟，彌補了衛星遙感的不足，其在農作物長勢分析、養分和土壤水分分析等方面發揮著獨特優勢。在不與農作物直接接觸的情況下可以通過傳感器在低空獲取作物的電磁波信息并得到相關的指標數據，然后用相應的定量分析方法對耕地生產力進行評價，且最終獲得的數據的空間分辨率可達到厘米級。參照劉忠等[1]的研究，將農作物長勢關鍵參數劃分為形態指標、生理生化指標、脅迫指標和產量指標等4類。有關長勢參數反演的相關研究近年來在國內外都是研究熱點，反演方法有形態特征提取法、輻射傳輸模型法等眾多針對不同情形的方法，選擇時要盡量避開其短板。

3.2農業蟲草害遙感監測

全世界每年由病害和蟲害導致的糧食減產仍然十分嚴重，在總產量中的占比約達到了1/4。目前國內外對利用無人機遙感進行數據反演的研究有很多，但是還未形成規模化成果進行推廣，大部分是針對特定作物的監測研究。在農業蟲草害中，作物與雜草的識別不可或缺，針對此問題Inkyu等[2]提出了新的改進辦法，即利用站式滑動窗口的方式開發一種新的識別分離模型。在各研究中，對于蟲草害等信息光譜特征專門提取并進行遙感反演定性，若可更深入研究并加以推廣，可做到對災害的及時發現和防治，將對農業發展有巨大的推動作用。

3.3精準農業管理

精準農業管理是根據作物生長環境和自身特點的差異性進行精準的特定的管理，達到浪費少、成本低、收益高的目的。在李明等[3]的實驗研究中，對通過無人機遙感試驗得到的多幅有重疊區域的水稻地塊圖像，進行處理后建立的可識別二分類Logistic回歸模型準確率高，對各不同地塊的差異性比較具有參考價值。對無人機影像獲得的三種可見波段進行模型建立可達到高精度提取某種作物信息的效果。如綜合利用紅、綠、藍三個波段建立可見光差異植被指數模型，綠色健康植被信息的提取精度可達到90%。

4無人機農業應用中的不足

由于無人機遙感技術仍是近年來的新興技術，若要大規模推廣利用仍有許多局限性。無人機自身攜帶的GPS精度、天氣狀況、續航時間、通信距離等因素都會影響無人機遙感技術的適用性和實用性。針對單一無人機的作業能力，國內外研究者提出了眾多解決方案，但尚未得出一個全面的結論，例如若提高機載設備的監測精度往往又會減低其單次飛行時間。同時，農田間環境千差萬別，對無人機的運行也是極大的挑戰。在面對復雜天氣時，體積小質量輕的優點反而成了劣勢，若不能做到隨時監測就會降低無人機遙感的可靠性，惡劣條件下通信信號變弱也會影響到低空無人機的運行。國內外無人機遙感研究模型試驗的農田范圍尚小，缺乏代表性。

遙感技術在農業方面的應用范文2

關鍵詞：遙感技術；農田水利；資源利用

中圖分類號：TP317.4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-7800（2012）005-0047-02

0 引言

隨著農田水利技術的發展，遙感技術在水利資源中的應用顯得越來越廣泛，尤其在農田水利建設中，遙感技術起著重要的監測和評估作用，能對農田洪澇干旱災害進行科學有效的監測和評價，能對農田水土流失和水土腐蝕情況進行監控和分析，能對農田中灌溉情況進行分析和判斷，將有利于我國現代化農業的發展。

1 遙感技術概述

1.1 遙感技術概念

遙感技術主要是指從外層空間或者遠距離高空的平臺（即波探測儀器或者遙感器）上通過電子光學或者光學接收地球表面的反射或者電磁波信號，并利用數據磁帶或者圖象膠片的形式進行記錄再傳輸至地面，通過信息處理、野外驗證、判讀分析，從而為環境動態監測、資源勘測等部門規劃決策提供服務。遙感技術是攝影、掃描、信息傳輸、響應的過程，主要研究的是地面某物狀的位置、大小、形狀及其跟環境的相關性的科學技術。遙感技術現廣泛應用于地球資源勘探、環境監測、氣象、水文、海洋、地理、地質、林業、農業等各個領域。

1.2 遙感技術原理

世界上不管是什么物體，都存在著光譜性，也就是說每個物體都有著一定程度的吸收、輻射、反射光譜的性質。由于各物體在同一光譜區內所出現的光譜特性有所不同，相同物體在不同發光譜區域內所出現的光譜特性也有區別。也即由于時間和地點的不同，太陽對地面的光照射角度存在著差異，各物體或者同一物體吸收和反射光譜也各不相同。遙感技術就是依據此光學原理，對不同光譜特性下的物體進行判斷和分析。其常使用的有紅外光、紅光、綠光三種光譜波段，其紅外光波段主要將探測礦產、土地以及資源；紅光主要用來探測水污染、植物的生長和變化情況；綠光主要用來探測土壤、巖石、地下水情況。同時，還存在微波段，主要是對海底魚群的游弋及氣象云層進行探測。

遙感技術主要涉及到的系統有：遙感平臺（用來搭載遙感儀器的）、傳感器（主要是用來收集、傳輸和記錄遙感數據的裝置，傳感器是遙感技術中的核心部件）、遙感信息數據接受處理系統（其由數據接受、記錄系統和數據處理系統所組成）、分析解譯系統（對數據進行判斷、研究和分析，提取有用的數據和信息，并翻譯成易懂的圖件或者文字資料）等。2 遙感技術在農田水利資源中的應用

2.1 遙感技術在防洪抗旱中的應用

遙感在農田防洪抗旱中的應用主要表現在緊急救援、快速反應、洪澇災害情況反映、以及災后重建等方面。目前我國已經建立了農田洪澇災情遙感速報系統，此系統的運行一般存在兩種模式。

（1）對災區進行宏觀的監測和評估。其主要是通過NOAA氣象衛星所反映的數據，對我國易發洪澇災害地區的情況進行每天兩次的速報，即對其災情分布、持續時間、影響程度等進行監測和評價，給出損失數據、災情簡報和圖像。（2）對災區的重點進行監測和評估。其主要是通過雷達衛星和機載合成SPOT數據、TM數據（來自主題測繪儀）、SAR圖像數據（來自孔徑雷達）以及其它高分辨率數據，結合地理信息系統技術對災情比較嚴重的地區，進行多層次地監測和評估，給出詳細報告和災情圖像，報告災情損失數據，并且為災后重建提出一定的決策建議。實踐已經證明，遙感技術在減輕洪澇災害損失方面有著極其重要的作用，尤其是在緊急救災、災情監測、災情評估、降水遙感監測、旱情監測、旱情評估以及災后重建等方面，遙感技術提供了快速、客觀、全面的數據，為決策部門提供了強有力的決策依據。

2.2 遙感技術在水土流失監測治理中的應用

近年來，為了保證水土不流失，全國展開了土壤侵蝕定量調查。在調查中，涉及的最為主要的技術就是遙感技術，遙感技術以其經濟、動態、快速、宏觀的優點成為我國土壤侵蝕定量調查的最主要信息源。通過遙感技術，為我國水土環境保護、水利和農林、江河治理、國土整治、西部大開發、水土保持生態建設等提供了科學的可靠的數據信息資料，從而為有關部門的決策提供科學依據。由于土壤侵蝕過程非常復雜，其一般受到人為因素和自然因素的綜合影響。人為因素主要是指土地的人為利用，如放牧、耕地、修路、開礦等，自然因素主要是土壤、地質、地形、植被、氣候等。不同的土壤侵蝕類型，其影響因素也是不一樣的，對于水蝕來說，參考通用土壤侵蝕方程各因子指標，并考慮遙感技術與常規方法相結合方法能否獲取以及是否方便在GIS中存取、表達和計算。一般選擇降水、地形或坡度、溝谷密度、植被蓋度、成土母質及侵蝕防治措施等作為土壤侵蝕量估算的因子指標。

2.3 遙感技術在河道動態變化監測評價中的應用

通過衛星遙感技術，對河道變化進行檢測，預測河道的未來發展趨勢，以方便農田水利規劃以及防災減災等工作的開展，從而為我國社會經濟效益的增加做了重要貢獻。農田水利建設中，河道特征一般有：河型、河道水流流態、河床地貌地形、河道平面形態以及水體物質如污染物和挾沙等。通過遙感技術對河道特征進行監測，獲取以上特征數據信息，提供給相關部門進行分析，從而有利于其作出科學的農田水利建設決策。

3 遙感技術在水利資源應用中的發展趨勢

隨著信息化技術的發展，遙感技術在我國農田水利現代化建設中也實現了推廣，遙感技術將在農田水利建設中“無孔不入”，并且為管理層提供有效的科學的可靠的決策數據。在水利建設中，遙感技術將會呈現以下幾個趨勢：第一，逐漸實現集成化。農田水利建設中，遙感技術將不斷推進其信息化進程，信息化過程中不但要求遙感所獲取的數據進行緊密的嚴謹的集合，從而形成一個更大的數據系統。同時，遙感技術往往還會與如OA系統、MIS系統等外部系統進行密切結合，實現用戶的多方面要求。所以，遙感技術將逐漸和外部系統進行無縫集成對接。第二，逐漸實現數學模型化。對水利工作人員來說，只是對圖形數據進行查詢、瀏覽根本沒有多大意義。應該擴充遙感在農田水利建設中的作用。因此，就必須通過遙感軟件進行專業的分析。水利行業要求遙感系統平臺提供專業的分析算法和專業模型，以便對各種水利數據進行深層次的分析，使系統具有輔助決策支持功能，為有關部門提供科學的計算結果和決策依據。第三，逐漸實現標準化。在遙感技術應用中，沒有形成一定的標準，其標準化使用是農田水利規范建設的需要。標準化主要就是指要做到遙感技術的可收縮性、互操作性、可移植性、環境通用性。主要的內容有：數據收集、數據分析、數據交換、數據測算、解釋等等。

綜上所述，遙感技術在農田水利中有著廣泛的應用，遙感技術的應用將有利于農田防洪抗旱工作，有利于對農田利用情況進行科學分析，有利于對農業灌溉系統進行精算，有利于對農田水土流失進行監測、評價和治理，有利于對河道動態變化進行監測和評價。因此，應該大力推動遙感技術在農田水利建設中的應用力度，加大實現遙感技術應用的網絡化、集成化、模型化、標準化。

參考文獻：

\[1\] 張小晴.遙感-應用領域十分廣泛的高新技術\[J\].安徽地質，2009(1).

遙感技術在農業方面的應用范文3

關鍵詞：教改；遙感；農業院校

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）09-0059-03

遙感是農業高等院校一些專業（如資源環境與城鄉規劃、土地資源管理、農業資源與環境、環境科學等）的本科生必修的專業核心課程。遙感技術已經廣泛應用于社會生產的各個領域，培養遙感應用型的高級技術人才非常重要，但目前農業院校的遙感課程的教學體系、教學內容和教學方式難以適應遙感技術的快速發展，存在不少問題，使培養的人才與社會產生脫節。

一、農業院校遙感教學存在的主要問題

1.遙感課程理論多而雜、抽象化等特點，抑制了學生的學習興趣。遙感技術具有理論抽象、知識點龐雜的特點，其多學科交叉，基礎知識面廣而雜，技術性和實踐性較強且多應用于大型項目。農業院校的本科生一般是第一次接觸，缺乏與課程相關的預備基礎知識和背景知識，學習遙感課程太抽象，實際生活中也很難接觸到遙感應用方面的項目，這樣會導致學生覺得遙感課程“遙不可測”，具有一定的距離感和陌生感。另外，遙感課程在農業類院校中一般屬于專業基礎性學科，得不到足夠的重視，以及學時不多等原因都在一定程度上抑制了學生的學習興趣。

2.教材內容過于突出前沿科學，忽略了其應用性。現在的農業院校遙感教材已經采用國家農林類普通高等教育“十一五”、21世紀規劃教材，雖然教學內容進行了更新，基本上不存在以前的內容過于陳舊的問題，但仍然出現不少問題。主要存在教學內容過于突出其前沿科學以及發展趨勢，導致部分教學內容或過于深奧，或與農業類等相關專業的結合性不大，在農業院校等相關領域中幾乎應用不到；如“微波遙感原理”深奧難懂，在農業院校相關專業幾乎很少用到；又如“高光譜的影像分析”過于深奧，對于遙感課程學時很有限的農業院校本科生關聯系不多且過于深奧。現在國民生產的各領域中廣泛應用的遙感技術或結合性較強的教學內容，很少有教材提及或提及極少。如近年在災害監測中廣泛應用高分辨率的QUICKBIRD、WORLDVIEW衛星數據WORLDVIEW；又如在農業中應用較多的測定地物光譜儀的設備和我國“北京一號”小衛星在北京近郊農業監測中應用等內容卻無體現。脫離生產實踐與應用的前沿技術，就像是沒有方向的深海之舟，與農業類院校本科生的教學宗旨與教學目標背道而馳。

3.教學手段不夠豐富，學生參與不夠，缺乏學習熱情。農業院校遙感課程雖然普遍使用了多媒體教學技術，但仍是以教師講授為核心，缺乏形象教學必要的教學手段與輔助教學資料，很少有本科生參與教師的科研項目或大型的工程應用項目。由于時間等種種原因，也很少本科生參加課內外的遙感應用的體驗與交流報告，缺乏學習遙感課程的源動力與熱情。

4.現有的考試制度抑制了學生的創新。現有的考試制度以考試為主，側重卷面成績，試卷考核方式很難考驗學生對理論體系的系統性掌握、知識點的內在聯系以及實際技能的掌握程度與應用程度。農業院校的遙感實驗課程學時設置少，實驗個數少，實驗成績占課程成績的比重不大，一般隸屬于遙感課程理論教學的一部分，很少單獨開設，實踐環節教學得不到足夠的重視，且多側重實驗報告成績，忽視了實踐環節學生能力的表現。現有的課程成績構成缺乏討論、專題制作、文獻檢索、學習報告等多手段，在一定程度上抑制了學生參與的積極性和主觀能動性，導致學生自主學習的熱情不夠，缺乏創新的激情。

5.實踐學時偏少，缺乏針對農業院校的上機教材。遙感實踐課程少，難以培養學生的感性認識，動手能力的提高更是無從談起。目前，與遙感課程配套上機的教材多是針對高等院校測繪類專業，缺乏與農業院校遙感課程配套的上機實驗教材，市場上偶見農業院校專用教程，在內容的設置上與上機實驗數據或樣例數據方面卻與測繪類專業并無多大區別。農業院校類本科生感覺不到遙感實踐與專業的相關性或結合性，無法滿足農業院校專業學生的實踐教學的需求。

二、教學改革的基本內容與途徑

1.教學內容的完善與改革。（1）教學內容的設置應重點突出。在農林院校遙感課程學時很有限，而遙感技術體系本身內容非常龐雜，教學內容與學時的設置除了體現理論的系統性，一定要注重各部分內容的內在的邏輯聯系，突出主要內容和重要內容，必要時，應進行取舍。使學生對整個教學有一個比較宏觀、層次清晰的印象，能夠抓住遙感主要的原理和難點內容。農業院校的遙感課程主要內容包括航空像片與遙感相關的基本概念、地物的反射光譜特性、航空攝影測量的基礎知識、遙感圖像的像點誤差、航空攝影測量的內外業、衛星傳感器數據、遙感圖像的目視判讀與調繪、遙感數字圖像處理原理與操作技能，以及遙感技術的應用案例，尤其是在農業領域的應用實例。（2）根據應用情況對前沿性內容取舍。現在很多教學改革過于突出課程的前沿性內容，但受到學時的限制，很難與生產實踐或專業聯系起來，學生感覺很陌生、很抽象，教學效果甚不理想。農林院校的遙感課程學時一般都很有限，在突出課程內容的系統性和重點內容的前提下，對于前沿性的內容，可結合授課專業情況進行靈活調整。若在相應專業領域中很少應用的可略講或不講（如微波遙感、高光譜）；若在相應專業領域實踐中有應用或應用較多的（如在農業和土壤學科應用較多的便攜式地物波譜儀），可側重于先進的儀器以及在科研或生產實踐中的作用與功能。這樣學生既不會感到深奧難懂，又會覺得該課程很貼合實際需求，這樣就可在有限的學時取得較好的教學效果。（3）實驗內容的調整。遙感課程實驗內容的設置應與基本理論、基本方法相呼應，突出其主要技能、實踐技能，平衡傳統方法與現代作業方法，采用的實驗器材或軟件應與當地生產部門基本保持一致，若有條件應盡量將實驗課單獨開設。遙感技術在實際作業中，數據源以及產品都是采用遙感數字圖像，因此，傳統的遙感課程實驗內容應根據行業發展情況適當地刪除過時的實驗，保留主要的遙感實驗外，應盡量根據授課對象的就業方向、科研情況以及學時情況選擇性地增加設置遙感數字圖像處理的實驗內容與課時數，如“熟悉ERDAS或ENVI遙感圖像處理軟件的基本操作”、“遙感數字圖像的增強處理”、“遙感數字圖像的幾何處理”、“遙感數字圖像的計算機自動分類”。

2.教學手段與教學方法的改革。（1）從興趣點或生產應用入手展開教學。由于遙感課程理論知識點多而雜，在教學內容的組織上可從學生感興趣的知識點入手，適當引用遙感在測繪、國土、農業等重要部門的一些視頻資料。闡述基本原理與基本方法時注重加強學生思維的引導，主要內容與重點內容可采用精講、細講，生產中不常用的原理與方法采取學生課外自主學習為主，遙感在實踐中應用可采取具體案例分析，這樣既可保證激發學生學習的興趣，在面上對遙感有全面的把握，又可在重點內容上有所深入。除了現代常用的多媒體教授的教學方法，可布置與課程內容相關且很有趣的課外小作業，如可通過讓學生在Google Earth上查找校舍或旅游目的地的方式對衛星遙感數據的認識。（2）制作遙感教學輔助材料。遙感教學輔助材料包括航空圖像與衛星遙感圖像樣片的制作、各類教學視頻的制作、試題庫與習題庫的制作、遙感精品課程在線網址的收集，完善各種網絡教學資源庫的建設等。將生澀難懂且方便用于直觀教學的遙感圖像的分類與遙感圖像的解譯標志等內容制作教學樣片，如可將全色圖像、紅外、彩紅外、多光譜等航空像片與各種常用的衛星遙感數據制作樣片，形象而直觀，易于理解與記憶。對于比較抽象、生活中接觸較少的知識點用于制作1～5分鐘的輔助視頻，如航空拍攝的過程、衛星遙感以及傳感器的工作原理等。將近年來遙感技術應用于現實生活中有影響力的重大事件的新聞視頻片段制作教學視頻資料，如“國土部：用衛星遙感圖片嚴查違法用地”、“我國‘北京一號’、‘小衛星’監測北京近郊農作物長勢”、“汶川地震前后遙感圖像前后對比”等新聞視頻片段。教學輔助材料在有些教學內容方面可發揮很大的教學作用與效果。（3）重視遙感技術應用案例分析。一般農業院校的遙感技術的應用所占學時極少，與專業結合性不夠。一般只是泛泛地提到或者一帶而過，沒有具體的案例或應用視頻，學生缺乏對遙感技術實際應用情況的了解。可根據授課對象與專業方向選擇教學輔助材料，根據授課對象及專業方向播放其相關內容，重點分析應用案例。如面向土管專業授課時可側重土地資源調查與土地執法的案例分析；面向農資專業時，可側重農作物長勢監測與估產、光譜反射率的野外測定與分析等案例分析，面向環境類專業，可側重環境監測與災害監測的案例分析。（4）實現教學手段的多元化，激發學生學習熱情。除了常用的多媒體教學與板書等教授方式外，還可適當采取學生教學的方式，加強與學生互動交流，提高學生自主學習的能力。利用課前與課間的時間或借助網絡平臺，與學生進行充分交流，及時掌握他們的興趣、學習難點以及就業意向等，因材施教。利用國家、省和校級精品課程建設的成果，建立網絡實踐教學平臺，實現網絡互動式教學，設置“課件下載”、“實驗報告上載”、“答疑”、“FTP”等功能。可借助與測量學等課程的重疊交叉知識，進行觸類旁通式的教學。通過小型專題報告的形式，促使學生課外收集文獻資料學習實踐應用性強、與專業結合緊密的內容，擇優以多媒體的形式課堂交流并點評，并作為學生課程考核的一部分，有意識地將教學內容與科研、就業與生產項目管理等結合起來，引導學生自主學習，激發學習的創造性。

3.建立考試制度的改革，提高其學習的積極性。進行課程考試制度的改革，改進考核方法，建立考察學生全面素質的考核體系、建立科學的考察學生綜合知識、綜合素質、綜合能力的實踐考核體系，采取靈活多樣的考試方式。在課程考試構成增加小型專題報告制作、文獻檢索與總結等，理論環節可增加課堂互動環節（如提問、討論等）考核的比重；實踐環節可強化動手實踐與儀器操作的考核，淡化實驗報告等書面成績。通過建立考試制度的改革，促進學生積極學習。

三、教改效果分析

近年來遙感課程改革探索初步取得較為明顯的成效，具體表現在以下幾個方面。

1.學習態度的改變。學生對教學內容的興趣和注意力明顯提高，課堂互動變得更為積極，課外自主學習的激情提高，教學氛圍良好，“教與學”變成了一件較為愉快的教學活動，學生對遙感方向的學術報告與畢業論文選題感興趣的人數明顯增加。

2.學生對遙感教學的評價。每學期都對全部遙感課程進行教學評估，學生無記名網上評教，結果表明總體優良。說明學生對于教學內容與教學形式是認可與肯定的。

3.學生的收獲。國土資源管理、農業資源與環境等專業分別成立了興趣小組，在老師的指導下能夠獨立完成校級創新型實驗項目。學生的動手實踐能力明顯得到鍛煉與提高，有機會參與到多項遙感技術應用的工程項目，特別優秀的學生能在測繪遙感相關的事業單位就業。也有本科生在國內的學術期刊上公開發表遙感領域內的科研論文。

雖然筆者針對農業類院校的遙感課程實踐教學改革進行了探索與實踐，然而，許多問題有待進一步探討，諸如教學平臺的完善、教學形式的改進、產學研實習基地建立、專業實踐素材庫的建立等。面向未來，我們需要更好地根據社會需求，積極進行遙感教學課程改革，為社會培養出更多的遙感應用型的高級人才。

參考文獻：

[1]尹占娥.現代遙感導論[M].北京：科學出版社，2008.

[2]鄧良基.遙感基礎與應用[M].北京：中國農業出版社，2009.

[3]常慶瑞，蔣平安，周勇.遙感技術導論[M].北京：科學出版社，2004.

[4]彭望.遙感概論[M].北京：高等教育出版社，2010.

遙感技術在農業方面的應用范文4

【關鍵詞】遙感技術 雙語教學 探討

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674－4810（2012）15－0016－02

一 遙感技術雙語教學的意義

遙感（Remote Sensing 簡稱RS）是現代空間信息學的核心技術之一，作為一種高效能的探測、獲取、分析和處理空間信息的先進手段，廣泛應用于土地管理、城市建設、林業、環境、農業等部門，它是20世紀后期發展起來的新興學科。遙感技術的發展，揭開了人類從外層空間觀測地球、探索宇宙空間的序幕，為我們認識國土、開發資源、研究環境、分析全球變化找到了新的途徑。遙感學科是一門新興的綜合性學科，涉及地質、地理、圖形圖像、計算機、地理信息系統、全球定位系統等領域。自20世紀80年代以來，我國各高校都相繼開設了遙感技術課程。

雙語教學是指教學大綱中設定的課程（語文課、外語課除外）使用兩種語言授課。通常把它分成三種基本類型：（1）沉浸式雙語教學（immersion program），學校使用一種不同于學生母語的語言進行教學，如加拿大的法語沉浸式課程；（2）維持性雙語教學（maintenance bilingual education），學生上學之處用母語授課，而后逐步過渡到部分科目采用學校規定的另外一種語言學習；（3）過渡型雙語教學（transitional bilingual education）。學生上學之初部分或完全使用母語，以后轉換到只使用學校規定的另一種語言教學，如美國移民學生的教學模式。在我國，雙語教學大都采用沉浸式模式，最重要的任務是提高學生的專業學術水平，將搞好專業課程學習放在第一位。

我院在2001年開始招第一屆地理信息本科生，遙感技術作為專業核心課程，開始講授，現已經給十屆學生上了本課程，并在2009年榮獲鄭州大學精品課程。在此基礎上我們開始進行雙語教學的探討和實踐，我們進行本課題研究的意義主要有三個方面：首要目的是使學生掌握遙感技術專業課程的基本概念和基本方法，掌握有關專業詞匯的外文描述；其次，通過外文教材使學生學習國外先進的工程理念、思維研究方式和應有成果；最后，使學生能真正讀懂原版教材，能獨立自學外文專業資料，培養國際學術交流能力，能在國際舞臺上的各專業領域與世界各國直接開展平等的對話，迎合全球經濟一體化的要求以及國家和學生未來發展的需要，同時提高學生的英語實際運用能力。

遙感技術是研究生考試的必考科目，我院該專業學生先后有多人考入北京大學、中國科學院、武漢大學等知名學校的地理信息方向的碩士研究生，這也體現了本系在遙感技術專業課的教授方面的成績。因此，繼續實施并推進雙語教學的建設與實踐，必將對我校的地理信息系統專業甚至其他學

科的教學方法、學習方式產生變化，對提高研究性、自主性學習，培養具有創新意識的復合型人才發揮巨大的作用。

二 國內遙感技術雙語教學的現狀分析

2001年9月，國家教育部《關于加強高等學校本科教學工作，提高教學質量的若干意見》明確提出：今后本科教育20%以上的課程必須采用雙語教學。我國高等學校雙語教學得到了迅速發展。許多高校在部分基礎課或專業課教學中直接選用國外原版教材，課堂講授、課堂討論、課后作業和成績考核均采用外業或外語和母語兩種語言進行，教學手段和教學方法上都進行了相應改革與創新。天津大學規定，各專業應對2002年秋季以后入學的碩士研究生至少開設一門雙語課程。清華大學2001年開設的1440門課程中，有54門課程全部用英語授課，2004年有500門左右的核心課程采用外國著名高校的優秀教材作為教學參考書；復旦大學引進了哈佛大學的7600多種教材；大連理工大學有60門課程采用國外原版教材。

遙感技術是一門新興的信息技術，發展迅速、更新快、時效性強，在城市數字化建設、數字地球、自然災害監測、農業和林業監控、地質探礦、太空探測、軍事偵察等多方面都有廣泛的應用，北京大學、武漢大學、信息工程大學、礦業大學等多家重點大學都開設遙感技術課程，并具備遙感研究的全國重點實驗室。展開遙感技術的雙語教學課程，引進國外先進的教材，更好地追溯理論來源，技術發展動態，開闊學生視野，提高學生競爭力，為學生進一步學習、研究乃至今后走上工作崗位打下堅實的基礎。

遙感技術雙語教學，國內較突出的是信息工程大學，該校采用中文、英文教學同步展開、逐步漸進的教學模式，采用朱述龍等人編著的中文教材，采用加拿大資源中心網站提供的教材作為對應英文教材。武漢大學、北京大學則直接應用國外原版教材進行講授。

三 遙感技術雙語教學建設內容

遙感技術雙語教學建設包含的七個方面的具體內容，具體如下：本課程通過三年的實際雙語教學的實踐，積累了一定經驗，我們認為要搞好遙感技術專業課程的雙語教學工作，有一定的條件，需要從提高教師隊伍的英語水平，對雙語教學的內容和教材建設充分改革，為實驗教學提出了新的挑戰，出臺新的建設機制，采取新的教學方法和教學手段，對經驗和教訓進行進一步的探索等幾個關鍵問題進行研究。

1．雙語教學隊伍建設

通過引進相關方面的高端人才、鍛煉人才和留住人才等手段，要逐步形成一支以主講教授負責、結構合理、人員穩定、教學水平高、教學效果好、外語水平一流的教師梯隊，要按一定比例配備輔導教師和實驗教師，對本課程專業教師進行各種培訓及進修，鼓勵參與相關的會議，特別是國際會議。

遙感技術在農業方面的應用范文5

關鍵詞：遙感技術 水污染監測 大氣污染監測 地面污染監測

中圖分類號：TP79 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）06（b）-0128-02

步入21世紀以來我國的經濟步入高速發展階段，由于經濟結構的不合理在經濟發展過程中引發的一系列環境問題也愈發突出，環境監測是環境保護的重要手段。環境監測的基礎是環境分析，伴隨著遙感技術的飛速發展，遙感技術發展迅速，越來越廣泛的應用環境監測領域，現已能測出水體的多種水質參數，如泥沙含量等；能測定大氣濕度、氣溫、以及多種物質的濃度分布，如NOx、PM2.5等；可調查土地利用情況、大型環境污染事故和區域生態情況等[1]。環境監測過程中，遙感技術在水環境污染檢測、大氣環境污染檢測、地面污染及土地利用發展監測等方面有廣泛的應用[2]。

1 遙感技術

1.1 遙感技術的原理

遠距離不直接接觸物體的遙感技術也可以識別、測量并分析目標物質，它利用的是物體反射或輻射電磁波的固有特性。遙感技術的分類方式有按遙感平臺分類和按傳感器的探測波段分類兩種：其中遙感平臺包括航空遙感（分為氣象衛星遙感和陸地衛星遙感）、航宇遙感、地面遙感、航天遙感。傳感器的探測波段包括多波段遙感、微波遙感（1mm～10m）、紅外遙感（0.76～1000um）、可見光遙感（0.38～0.76um）、紫外遙感（0.05～0.38um）。

與光學遙感相比較，微波遙感對地球覆蓋層的穿透能力較紅外波段強，其特點是能全天時和全天候觀測、含有幅度、特征信號豐富、極化和相位，其中全天時和全天候觀測能力是光學遙感不具備的。在不同的環境監測領域可使用不同的遙感監測技術[3]。

1.2 遙感監測技術的應用

遙感如今已深入到多種領域的應用中，如漁業、農業、林業、地質、地理、海洋、氣象、水文、城鄉規劃、環境監測、地球資源勘探、軍事偵察、土地管理、室內測量、海洋、陸地、大氣信息的采集以至全球范圍的環境變化。遙感方法的選擇應具有針對性。可采用近紅外、可見光遙感技術監測溫室效應、大氣污染、固體廢棄物污染和水質污染等；熱紅外遙感技術則通常用來監測大范圍地表的溫度狀況；要想獲得某一地區的夜間資料或云雨較多地區的資料、或者某些目標隱藏在林下、埋藏于地下則宜選用微波遙感，因為從波長來分析，與紅外波相比，微波的波長要長得多，所以微波的散射較小，減少了在大氣中的衰減，云、煙、霧、雨對其基本上沒有限制。

2 遙感技術在環境污染監測中的應用

2.1 水環境污染監測領域

污染水與清潔水的反射光譜特征研究是水體遙感監測的基礎。總的來說，清潔水吸收光的性能較強，這是因為清潔水具有較低的反射率。故水體在一般遙感影像上表現為暗調。可以采用以水體光譜特性和水色為指標的遙感技術進行水質監測。在污染物種類繁多的江河湖海各種水體中，通常將其分為熱污染、富營養化、海洋石油污染和固體漂浮物等幾種類型，以方便使用遙感方法對各種水污染物進行研究。

在富營養化的水體中，其程度可通過葉綠素濃度來反映，浮游生物迅速繁殖，水體兼有植物和水兩種光譜特征，光譜曲線隨浮游植物的含量的升高越近似于綠色植物的反射光譜。葉綠素主要吸收紅光、藍光而反射綠光。在可見光波段0.44Lm（藍光）和0.65Lm（紅光）處有兩個吸收帶，但在0.55Lm（綠光）附近有反射率為10%～20%的一個波峰。一般采用0.45～0.65Lm附近的光譜線段調查水體中懸浮物質的數量及葉綠素含量[4]。

海洋環境惡化的重要原因是海洋石油污染和向海洋傾倒廢棄物。每年全球超過一千多萬噸的石油及其制品排入海洋，這對海洋生態來說是嚴重的災難。此外，附近大量的農田化學肥料、城市生活廢水和工業污水也隨河流匯入海洋，擴大了海洋污染范圍，惡化了生態環境，使環境質量下降。應用海洋遙感衛星可以為海洋環保部門提供必需的資料和數據，因為遙感能大范圍搜索石油污染和化學污染并估算污染的范圍及其擴散情況，從而為海洋環保部門提供了必需的數據和資料[5]。

在對水體熱污染監測中，熱紅外圖像能定量解譯并反映熱污染區的溫度特征。在熱紅外波段，由于水體的熱容量大，特征明顯，其遙感影像輻射低，色調暗。熱紅外波段影像可以識別與周圍水體有顯著溫差的熱污染水體。

2.2 大氣污染監測領域

利用氣象衛星，大氣遙感可以定期監測大氣溫度及水蒸汽垂直分布情況。通常不可能用遙感手段直接識別的物理量如氣溶膠含量和各種有害氣體是影響大氣環境質量的主要因素。有些微量氣體分子的輻射和吸收光譜是固定的，如二氧化碳、水汽、甲烷、臭氧等。所以可反演推算大氣的吸收、輻射及散射光譜[6]。通過遙感圖像可以直接分析出大氣氣溶膠的分布和光學厚度，而大氣污染的程度和性質只能利用間接解譯標志來推斷，這是因為有害氣體通常不能在遙感圖像上直接顯示出來。

用霧、霾和沙塵天氣的遙感目視解譯作為例子。遙感信息的傳輸規律和介質的特性密切相關，霧、霾、沙塵的物理特性決定了其輻射傳輸特性，在傳感器的各通道上，他們具有出不同的波譜特性，所以要想監測霧、霾、沙塵的特性，我們首先應該了解他們在物理性質上差異，并且清楚波譜特性受物理特性的影響情況，然后再選擇選擇合適的遙感通道。

霧的粒子由水滴或冰晶組成，它具有較大的粒子尺度和充足的水汽含量，已經達到了飽和狀態，這主要是因為霧是由靠近地面的水汽凝結或凝華形成的。因為液態水或冰晶組成的霧的散射基本上不受波長的影響，所以在遙感圖像上霧主要是乳白色或青白色，它具有顯著的日變化和明顯的霧區與晴空區的界限。霾主要由各種污染物組成，如大量極細的塵、硫酸鹽、硝酸鹽、碳氫化合物等，細粒子氣溶膠污染是霾天氣的本質。霾是非水溶性的，這是由于干粒子的存在使得水汽含量不能達到飽和狀態，由上述多種污染物形成的霾，包含大量的散射波長較長的光，所以在遙感圖像上霾主要是黃色或灰色，與霧相比，沒有明顯的日變化和顯著的與晴空區的界限。刮大風時，地面的各種沙塵物質被風卷起，從而形成了沙塵天氣，黃土高原、蒙古高原、西部沙漠、沙化農田以及中亞沙漠是導致中國沙塵性天氣形成的主要沙塵來源，因此分布尺度跨度大的一些粒子比如粘土、硅酸鋁、石英等是決定沙塵質的主要物質。由于沙塵天氣主要發生在水汽含量非常小、飽和狀態非常低的沙漠及附近的半干旱地區，所以沙塵粒子一般具有較長的散射波長，在遙感圖像上主要是黃色或深黃色。

大氣衛星都攜有探測大氣反射、輻射的紅外通道，這使得氣象衛星能夠對霧霾類天氣進行監測。通過這些探測，土壤、植被、水體等下墊面對太陽輻射的反射輻射和自身的發射輻射都能被遙感到。

2.3 地面污染和土地利用發展監測領域

在污染區的作物與正常生長區的作物相比，其生長會發生特殊的變化從而具有不同的光譜表現并可利用間接解譯來確定地面污染。我們可以定期地監測地面的情況得知土地利用方式的變化，從而使資源管理更加便利。由于人工建筑物的形狀和規則反射率較高使得其特別容易測定[7]。因此在城市規劃中，通過遙感圖像，各類普遍問題如都市擴大的速度和規模等和各類特殊問題如隔熱不佳的建筑物的熱損失等都能被準確地跟蹤并解決。此外，森林砍伐和牧場開墾的速度和規模也可以用遙感來監視[8]。

以城市熱島效應為例，由于工業的發展，某些企業成為熱污染源，使得城市市中心的溫度大都高于郊區。地物的輻射溫度，如NOAA氣象衛星AVHRR的第4、5通道、Landsat-TM的第6波段，先用熱紅外遙感測定，然后推算出地表溫度，進而熱源就能根據熱效應的差異而有效地被探測出。要想詳細反映熱污染在該城市的分布狀況，分析人口密度、城市布局、建筑物類型等受城市溫度和其他熱能消耗的影響，分析城市熱島的時空分布、熱島成因、熱島強度等特征，首先利用光學技術或計算機對熱圖像進行密度分割，然后對比幾個同步的實測溫度，畫出準確的城市等溫線[9，10]。

3 國內發展現狀和展望

目前，遙感技術在中國的應用較少，大部分的遙感圖像仍需要從外國購買。此外，中國的遙感圖像分析，現在只能達到定性階段或初步的定量階段，由于現在我國的國家環境遙感系統平臺不完善，不能共同享有各地的環境遙感數據和其它成果，遙感監測技術發展遲緩。中國雖是后來者，但是現在遙感技術發展迅速，在環境監測領域逐步受到重視，應用也更加廣泛，我國在這些方面也體現出了優勢。我國通過遙感技術對環境進行監測，重視遙感技術與GIS和GPS系統的集成是其中一個最主要的特點。當前國內的遙感技術主要應用在監測機動車排氣，小城鎮環境，大河流域水質，礦區環境污染，各地區生態環境，內陸湖泊水質，森林火災、海洋赤潮和沙塵暴等領域。

隨著不斷發展的遙感技術，以及國產衛星數據質量的逐步提高，其在環境監測領域的發展非常迅速，前景廣闊。通過強化3S技術和遙感定量監測與GIS集成分析信息的系統建立，管理、查詢、分析遙感動態監測數據以及實時監測和預警突發性環境污染事故等功能將會最終實現。

參考文獻

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[2] 王橋，楊一鵬，黃家柱，等.環境遙感[M].北京：科學出版社，2005.

[3] 孫家柄，舒寧，等.遙感原理方法和應用[M].北京：測繪出版社，2003：411-417.

[4] 劉承，賀磊.水體富營養化研究中遙感技術的應用[J].科學，2014，66（5）：47-50.

[5] 胡佳臣，王迪峰.基于遙感的海洋溢油監測方法[J].環境保護科學，2014（1）：68-73.

[6] 徐靜茹.遙感技術在大氣環境監測中的應用研究[J].資源節約與環保，2014（4）：97.

[7] 韓燕，崔玉民.淺談遙感技術在環境監測中的應用[J].阜陽師范學院學報（自然科學版），2007（1）：42-45.

[8] 屈冉，王昌佐，劉慧明，等.緬甸與我國接壤地區森林砍伐遙感監測分析[J].環境與可持續發展，2012（5）：98-102.

遙感技術在農業方面的應用范文6

【關鍵詞】工程測繪，技術，改進，發展

隨著科學的不斷發展，現代測繪技術也得到不斷發展，從而引起了相關學科理論、技術體系等方面的重大變革，并推動了工程建設的發展，徹底地改變了傳統測繪的工作方式。目前，現代工程測繪技術主要是以3S為主要特征，它已成為了科學家對自然環境和自然現象進行研究的重要工具，通過利用工程測繪技術對自然環境進行研究，為解決自然問題、解決社會可持續發展問題做出貢獻。下文主要對工程測繪技術的改進和發展提出幾點合理的建議。

1. 測繪技術的發展情況分析

1.1GPS的發展

隨著社會的不斷進步，在上世紀七十年代，美國率先發明了全球定位系統（GPS），經過二十多年的發展，全球定位系統已經成功利用衛星進行時間和距離測定，并成為新一代衛星導航和定位系統。隨著全球定位系統的不斷改進，其應用領域也不斷地開拓。現在，GPS接收器的體積變得越來越小，這樣能夠便于進行野外觀察。通過不斷發展，GPS已經逐步走進人們的生活當中。作為一種改變傳統測繪觀念的技術，GPS已經成為大地測量的主要技術手段，與其他地面測量定位相比，GPS的工作更加靈活，不會受到氣候環境影響，能夠在野外進行全天候持續作業，并能夠提供完整且精準度高的數據信息。

1.2遙感技術的發展

除了GPS技術之外，遙感也是現代工程測繪中重要的技術組成部分之一，它包括了衛星遙感和航空遙感兩方面，其中衛星遙感用于測圖當中，并取得了良好的成果；航空遙感主要運用于地形圖測繪工作當中，并得到廣泛應用。

遙感平臺包括了地球同步衛星、太陽飛船、航天飛機、升空氣球、無人飛機等。傳感器主要包括了全景相機、光機掃描儀、CCD線陣、雷達測高儀等，這些儀器能夠有效覆蓋所有的電磁波段。

1.3GIS的發展

地理信息系統是多個學科以及多種技術相結合而形成的產物，它起源于上世紀六十年代初，由美國與加拿大科學家在土地方面的地理信息研究中得出的。1998年，美國總統在加利福尼亞科學中心進行演講的過程中，明確提出了數字地球的概念，由此GIS技術正式運用到實踐當中。地理信息系統通過對空間地理進行劃分，從而對地理分布的相關數據進行采集、處理、分析，是一種先進的計算機技術系統。地理信息系統（GIS系統）的發展，對工程測繪的發展具有重要的促進作用，因此是現代測繪技術的技術支撐。

2. 現代測繪技術的應用

現代測繪技術作為一門新興的信息技術，它對社會的可持續發展有著重要的影響。下文主要介紹現代測繪技術在濕地測量、礦井測量、水利工程等方面的應用情況。

2.1濕地測量方面

濕地測量主要是利用遙感技術，通過利用該技術，對濕地生態資源的分布、濕地生物的發展狀況進行估測。由于遙感技術具有多層次、多時相等特點，因此利用遙感的動態監測功能，能夠獲得實時、可靠的數據。通過地理信息系統技術（GIS技術）進行數據的及時更新和空間分析，從而能夠有效掌握濕地的變化狀況。專業人員通過利用遙感和地理信息系統技術，便能夠有效獲取濕地生態環境評價中所需要的相關數據。此外，專業人員還可以通過GPS技術對濕地的水質、土壤、植被等方面進行采樣調查。

2.2礦井測量方面

對于礦井測量方面，遙感技術已經使用了比較長的一段時間，因此積累了較為豐富的經驗，其中包括：如何利用遙感資料，對礦區信息進行實時獲取，對礦區的周邊環境進行有效監測，從而為保護礦區環境提供有力的支持。專業人員可以通過遙感技術對礦區的環境、地質條件、煤層等方面進行詳細研究。這表明遙感技術已經廣泛應用于礦井、礦山方面的測量，從而保證了礦山測量的先進性。

此外，專業人員還可以通過利用GPS技術對礦區進行移動、水文方面的監測，監理礦區控制網，并對控制網進行定期的復測和改造。還可以利用礦區資源環境信息作為平臺，利用測量技術作為主要途徑，對各項數據進行采集、管理、分析、處理、輸出，從而建立一體化、自動化、智能化的技術系統，并促進礦山的可持續發展。

2.3水利工程方面

對一些大江、大河，可以使用遙感技術對水位進行檢測，并及時監測洪水災害的面積。其中遙感技術和地理信息系統技術能夠對洪水淹沒的范圍或干旱范圍進行預測，從而為抗災提供準確的依據。在水利工程竣工之后，工作人員需要對水庫、堤壩、橋梁等建筑進行及時的監控。現代測繪技術為專業人員提供了實時的監控方法，通過利用數字攝影進行測量，或者利用數字測圖技術，從而建立數字地面模型。由于地理信息系統具有決策分析功能，從而能夠方便快速地進行水庫大壩選址、庫容計算、受益范圍等設計工作。現在，我國大部分城市都利用數字測圖片技術建立起省市數字地形圖，對城市進行各方面的設計：如排水管線、管道設計等。

2.4農業方面

在農業方面，可以利用GPS技術對農田的信息進行定位，并利用遙感技術對農田中農作物生長情況、生長環境以及生長空間等信息進行獲取；也可以利用GIS 技術建立土地管理，對農作物的種苗情況和發展趨勢進行模擬分析，同時分析農田內的自然條件和資源狀況，從而為農作物的產量提供信息，為農民進行調控提供了科學的依據。GPS、遙感、地理信息系統技術以及自動化技術能夠有效促進農業的發展，為農民提供土地現狀、植被分布、生長情況、災情分布、肥力等信息。農民能夠有效將信息技術與農藝有機結合，并實現農業資源科學、合理的分配，從而能夠獲得最大的經濟效益，并有效保護農場生態環境和自然資源，從而有利于農業的發展，為農民提供更多的利益。

3. GPS技術在工程測繪工作中的改進和發展

對于工程測繪工作而言，數據的準確性和精確性非常重要。現在，GPS技術在實際的使用中依然會出現一定的偏差，這些偏差很容易導致工程測繪工作出現失誤。為了解決這種現象，將誤差降至最小，需要將人工與機器化相結合，不斷擴大測量技術，改進數據獲取技術，提高對數據的處理能力。

隨著社會的發展，多傳感器混合測量系統將會是日后的一個發展方向。它有利于擴大測量的范圍，從而讓測繪工作變得更加方便。GPS技術是由美國發明的，經過多年的發展之后，美國已經成功掌握了該技術。然而我國對于GPS技術的研發還不夠成熟，這就需要我國的科技人員不斷對該技術進行探索，并在探索的過程中不斷自主創新，研發出適合我國發展的GPS技術。

要研發適合我國發展的GPS技術，相關部門必需要加大經費與人力的投入。由于目前我國只有少數的測繪生產單位，因此擁有的先進技術并不多。政府和相關部門應該要加大工作人員和經費的投入力度，讓生產單位能夠擁有最新的設備，并擁有更多的資金吸納人才，從而提高測繪工作水平和生產能力。

結束語

以3S為一體化的空間信息技術體系已經逐漸成為了工程測繪的主要工作方式，它具有明顯的科學新和先進性。有了空間信息技術體系作為支撐，現代測繪技術將會朝著更加科學、自動、智能的方向發展。

參考文獻：

[1]喬淑萍.現代測繪技術的發展及應用研究[J].科技論壇.2011.06（02）.