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衛星遙感技術發展范文1
[關鍵詞]攝影測量 遙感技術 發展 問題
[中圖分類號] P217 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2015)-7-199-1
近些年來,人們迎來了信息時代,人類社會也逐漸步入到全方位的信息時代中,新興很多科學技術,并得到了迅速發展,被人們廣泛應用到人類生活之中。攝影測量經過數字攝影測量階段、解析攝影測量階段以及模擬攝影測量階段這三個階段。在攝影測量技術發展期間,從遙感數據源到遙感平臺、遙感器、遙感數據處理、遙感理論基礎探討等,都產生了很大變化。下面,筆者就對攝影測量與遙感當前發展中面臨的問題進行分析。
1攝影測量與遙感發展中存在的問題
1.1遙感技術發展存在的問題
當前形勢下,遙感技術主要被應用到環境保護、城市規劃、土地利用、荒漠化監測、災害監測、環境預報、海洋監測、天氣預報等行業和領域中,遙感技術為社會發展帶來了很大的經濟效益。特別是航天遙感技術的提出和發展,航天遙感技術對衛星遙感進行充分利用,進而獲取各種需要的信息,可以說,航天遙感技術是當前最為有效的方法。
目前,在遙感技術的應用上,還存在一些問題:譬如說過分重視對表面現象的反饋,忽視了內里的規律分析、定量分析等。同時,遙感技術應用中還存在過分單一的問題,這在一定程度上影響了遙感技術作用的發揮,多種遙感技術的一體化綜合應用有助于獲取更加準確的數據資料,提高測量質量。比如說:遙感技術應用到水質的監測中時,進行數據分析多為定性分析,很少進行定量分析;且監測精度不高,存在明顯的經驗、半經驗算法;另外,在監測的數據參數上,主要為透明度、渾濁度、懸浮沉積物、葉綠素等,參數過少,而且監測的波段范圍也不大,主要集中在可見光和近紅外波段范圍。
1.2攝影測量發展存在的問題
我國的攝影測量發展經歷了漫長的歷程,伴隨著我國自動控制技術以及計算機技術的不斷發展,在二十世紀末期,完成了全數字的自動測圖軟件研發和應用,由此,數字攝影測量技術得以迅速發展,數字攝影測量被普遍應用到測量工作之中。在進入到二十一世紀以后,科學技術的不斷提升為攝影測量提供了幫助,使攝影測量也步入到數字化時代中。在數字攝影測量中,傳統的圖像處理從光學儀器上搬到了計算機上,實現了對傳感器空間方位的校正、地形起伏引起像點位移的糾正以及圖像鑲嵌等功能。目前,在攝影測量圖像的處理方面,還存在圖像匹配、不依賴DEM的正射糾正等問題。譬如說:在圖像匹配上,在地形圖上取影像與地形圖上對應同名點作為糾正控制點,這種方法的精度不高,當前在圖像的匹配上依然主要依賴人工方式,而數字化的圖像匹配還有待進一步研究和發展。
另外,攝影測量技術中得數字正射影像圖(DOM)存在嚴重的圖像質量問題,外界環境的諸多因素都會直接影響到圖像的質量,影響攝影測量的精度。譬如:清晰度差、紋理不清晰、重要地物缺失等。實踐經驗表明:原始影像質量、DEM數據質量、攝影處理條件、拼接線、第三方軟件等都會對DOM質量產生影響。
2推動攝影測量與遙感技術發展的策略
近些年,在數據分析、信息服務、獲取和處理數據的過程中,攝影測量與遙感技術都得到了良好發展,獲取數據的裝備也得到了迅速發展,從本質上提升了數據處理系統的自動化程度。
2.1遙感自動定位技術的發展和應用
在攝影測量與遙感技術發展過程中,遙感自動定位技術具有十分重要的地位,不僅能夠對影響目標實際位置進行準確確定,更可以對影響屬性進行準確解譯。將GPS的空中三角測量作為前提和基礎,對慣性導航系統進行充分利用,由此形成了航空影響傳感器,航空影響傳感器將定點攝影成像實現,并且保證定點攝影成像的高精度。在衛星遙感這一前提和基礎下,精度可以實現米級,遙感自動定位技術能夠實現實時數據更新和實時測圖等作業的流程,進而將野外像控測量工作量減少。
2.2在三維模型表面重建中應用攝影測量
在工程勘察、人體重建、人臉重建、醫學重建、文物保護、工業測量以及土建筑重建等方面都均已普遍應用三維物體重建技術。三維物體重建技術通過手持量測的數碼相機實施操作,進而能夠得到多度重疊以及短基線的圖片,通過立體匹配的渠道獲取模型點的數據。利用短基線多影響的數字攝影測量快速三維的重建技術,能夠從本質上將攝影測量無法兼顧遠景和變形問題進行解決,在實施的過程中,通過采取量測數碼相機手持拍攝這一種方式方法,使測量技術更加快速和簡單,并且擁有高度自動化。
2.3構建完善的遙感監測指標體系
為推動遙感技術定量化分析的應用于發展,必須建立起完善的遙控監測指標體系。比如說:在大氣環境的遙感監測中,借助這一指標體系進行后續的定量化分析,掌握大氣環境的變化情況,實現大氣環境監測的集成化發展。一是時間與空間數據的互為彌補和整合,便于相關人員掌握大氣環境;二是互為約束的遙感反演技術。隨著遙感技術和攝影測量技術應用日益廣泛,其不斷融合先進技術,為人類發展帶來更先進的監測技術,推動社會經濟發展和人類進步,而構建監測指標體系則是當前迫切需要解決的一個問題,需要各部門、單位的聯動,全力推動遙感技術的發展,實現遙感技術的變革。
3結語
綜上,雖然如今的攝影測量與遙感技術發展速度相對來說比較快,并且已經被應用到測繪工作中,逐漸實現了智能化發展和數字化發展。我國攝影測量與遙感存在設備種類單一以及生產效率低下等問題,這些問題和信息產業發展相違背,不能達到國際的標準水平。因此,我們要集中優勢力量,開展跨學科合作。
參考文獻
[1]克里斯蒂安?海普克,唐糧.攝影測量與遙感之發展趨勢和展望[J].地理信息世界,2011,09(02).
[2]蒙繼華,吳炳方,杜鑫,張飛飛,張淼.董泰峰遙感在精準農業中的應用進展及展望[J].國土資源遙感,2011(03).
衛星遙感技術發展范文2
關鍵詞:城市規劃;3s;遙感;規劃監察;違章建筑;
中圖分類號:TU984 文獻標識碼:A 文章編號:
遙感技術(Remote Sensing)是一門建立在空間科學、電子技術、光學、計算機技術、信息論等新的技術科學以及地球科學理論基礎上的綜合性技術,為現代前沿科學技術之一,具有宏觀、動態、綜合、快速.多層次,多時相的優勢。在新技術迅猛發展的今天,遙感技術伴隨著航空、航天技術的發展而不斷提高與完善,服務領域因之而不斷擴展,受到普遍重視,顯示出極其廣泛的應用價值,良好的經濟效益和巨大的生命力。
遙感技術發展現狀
從太空和空中觀測地球并獲取影像數據極大的拓展了人類的視野,為人們認識自然和改造自然提供了科學的技術和方法,隨著相關學科的發展與技術上的改進、創新,遙感數據獲取手段有了迅猛發展。航空航天遙感傳感器數據獲取技術趨向三多(多平臺、多傳感器、多角度)和三高(高空間分辨率、高光譜分辨率和高時相分辨率)。 遙感平臺有地球同步軌道衛星(35000km)、太陽同步衛星(600~lO00km)、太空飛船(200~300km)、航天飛機(240~350km)、探空火箭(200~
lO00km),并且還有高、中、低空飛機,升空氣球、無人飛機等;傳感器有框幅式光學相機,縫隙、全景相機、光機掃描儀、光電掃描儀、CCD線陣、面陣掃描儀、微波散射計雷達測高儀,激光掃描儀和合成孔徑雷達等,它們幾乎覆蓋了可透過大氣窗口的所有電磁波段。三行CCD陣列可以同時得到3個角度的掃描成像,EOSTerra衛星上的MISR可同時從9個角度對地成像。
遙感技術在城市監察中的系統框架
數字城市規劃監察系統主要分為3部分:圖像處理、違章建筑識別、違章建筑案件處理,其基本框架圖如下圖。
數字城市規劃監察系統組成框圖
三.3S技術應用
“3S”技術是GIS、GPS(GNSS)、RS 3個名稱的英文縮寫,是相互獨立而在應用上又密切關聯的高新技術的簡稱。3s技術的集成是當前測繪技術、攝影測量、RS技術、GIS、計算機技術、(GNSS)定位、虛擬網絡RTK及數據通訊技術的結合與綜合應用。
3S集成技術:
RS、GIS、GPS(GNSS)是違章建筑識別監測的3大支撐技術,實際中單獨使用存在缺陷。RS技術可快速獲取區域違章信息但又受光譜波段、地面分辨率的限制,而且還有眾多建筑物特征不可遙感,且只能達到米級精度,不能滿足城市規劃監察的要求;GIS具有較好的違章查詢檢索、空間分析計算和綜合處理能力,但數據錄入和獲取始終是個瓶頸;GPS(GNSS)可在瞬間產生違章建筑目標定位坐標卻不能給出地理屬性。由于三者功能上存在明顯的互補性,在實踐中人們漸漸認識
到只有將它們集成在一個統一的平臺中,其各自的優勢才能得到充分發揮。近年來,隨著電子計算機技術、無線電通訊技術、空間技術的迅猛發展,“3S”技術已從各自獨立發展進入相互融合、共同發展的階段,并逐漸發展成為一個新的交叉學科。三者相互作用與集成關系如下圖所示。采用3S技術對城市規劃建設進行監察與管理,RS成為獲取城市規劃建設動態、實時更新數據的技術手段,GPS(GNSS)對城市可能的違章建筑精確定位,通過GPS(GNSS)實地定位信息與RS影像的地理坐標配準,數據實時進入GIS。GIS則是3S技術中的核心,主要用于空間數據的存貯、分析、處理和查詢,從RS和GPS(GNSS)提供的浩如煙海的數據中提取有用信息,并進行綜合集成,使之成為決策的科學依據。GIS、RS、GPS(GNSS)三者集成利用,構成為整體的、實時的和動態的集觀測、分析和應用為一體的運行系統,提高了GIS的應用效率。
四.系統功能
遙感用于城市規劃監察的發展趨勢是監察與管理相結合,數字城市規劃違章監察系統再與其他系統進行整合,形成一個完善的城市規劃建設綜合監管平臺和決策支持的可視化平臺。其主要功能如下:
4.1數據處理與違章建筑識別模塊
主要完成數據獲取和城市地物識別功能,特別是城市建筑(包括違章建筑)識別:以哈爾濱市基礎空間地理信息數據、影像數據等相關資料為基礎,對實時高分辨率RS影像進行預處理、特征提取和地物解譯等處理分析,獲取哈爾濱市建筑的時空分布和現狀圖;將它們與哈爾濱市歷史基礎空間地理信息數據、歷史影像和城市規劃審批數據等相關資料進行比對,從眾多的建筑中提取異常建筑,通過對比分析,并結合實地GPS(GNSS)量測,最終確認違章建筑及其違章方式,如壓蓋紅線、樓層超高等;并對確認的違章建筑在空間數據庫中建立案卷檔案。
4.2違章建筑信息管理與查詢模塊
主要進行違章建筑信息的收集、統計分類和查詢:確認違章建筑以后,通過遙感影像、現場勘測并與城市規劃審批數據庫對接,整合違章建筑詳細屬性信息,包括案卷編號、違章類別、地理位置、所屬管區、開發項目、建筑規模、建造時問、建造單位和違章危害性等;對已有的違章建筑信息按各種屬性分類整理;通過可視化界面為用戶提供各種屬性查詢功能(屬性的單項查詢、聯合查詢,為用戶提供諸如新增違章、重點地區、重點違章建筑警告信息等),對用戶選定的違章建筑詳盡提供其各種信息供用戶管理與決策。
4.3違章建筑案件處理模塊
此模塊主要為違章建筑處理過程中數據和信息的數字化管理:為違章建筑設立數字檔案保存屬性信息,除了違章建筑物本身的屬性外,記錄違章建筑案卷整改信息,例如是否接受整改、整改執行部門、面臨的問題、所處階段、進度控制、整改結果等。
五.結語
目前,“數字地球”已經成為信息時代的戰略制高點,世界各國政府和有識之士正在付出巨大的關注和行動。作為對應策略,我國的“數字中國” 規劃已經提上議事日程,而作為其重要的組成部分之一的“數字城市”建設必將扮演舉足輕重的角色。城市遙感信息是“數字城市”的多源信息的一個重要的分支,與城市的其它信息,有其特點和應用優勢。遙感技術也是“數字城市”建設中的關鍵技術之一。遙感信息的獲取與處理技術隨著信息時代的到來正在高速發展,人們對遙感信息內在規律的了解也愈加深入,因此,遙感信息在城市領域的應用將越來越廣泛,必將推動“數字城市”乃至“數字中國”和“數字地球”的建設,對于提高城市建設的決策、規劃和管理水平,提高城市建設的環境、經濟、社
會等的綜合效益,以及城市的可持續發展規劃將起到十分重要的作用。
參考文獻
[1] 楊清華,齊建委,孫永軍.高分辨率衛星遙感數據在土地利用動態監測中的應用研究.國土資源遙感,2001:4(50)
[2] 馬建文,田國良.遙感變化檢測技術發展綜述.地球科學進展,2004:19(2)
衛星遙感技術發展范文3
關鍵詞:水文水資源;遙感技術
正文:
1遙感技術的概述
遙感技術是一種先進的探測技術,它將物理、信息技術、化學等集于一身,利用物體的反射或輻射磁波的特性,在儀器不接觸物體的條件下,用傳感儀器對遠距離目標進行輻射或反射,收集電磁波,并對收集到的信息進行識別和測量,并最終獲得成像。遙感系統創建于遙感系統之上,能有效獲取信息,實時存儲,用于傳輸并加以處理。它利用物體的光譜性能,根據實際情況,對物體作出正確判斷,提升勘測的質量。根據遙感技術所利用的波段,可以將遙感技術分為光譜波段遙感技術、紅光技術、綠光技術和紅外光技術。光譜波段技術主要是用于監測氣象和海底魚群,紅光技術主要是用于對植物生長和變化的監測,而紅外光技術主要是來探測礦產和土地資源,綠光技術則是用于對地下水的探測。
2我國水文水資源技術發展趨勢
從現階段水文水資源工程實際研究可以看出,水文技術已經獲得了很好的發展成就,在實際的研究和發展中不斷加強對于新技術的應用,然而其在實際的社會環境中還有很多問題存在,例如,水文水資源監測技術很難有效的滿足社會以及經濟的發展需要,并且其在其他的行業當中研究基礎也比較薄弱,缺少相應的信息共享等。在當前所存在的實際問題可以看出,對于水文水資源技術在未來的發展中就需要對當前所存在的問題進行處理,需要不斷加強工程技術的創新,對和其他行業之間的交流合作關系進行有效結合,來實現跨學科的發展。
3遙感技術在水文水資源工作領域中的應用
3.1降水量監測
在降水量實際的監測中主要應用的就是雷達以及氣象衛星和航空飛機等,采用相關的計算機技術對空間信號有效處理以及計算。地面降水量稀少時,可以采用雷達對于該地區的降雨量進行預測,在云層比較厚時通常可以應用氣象衛星以及雷達進行結合起來實施階段。氣象衛星通常主要應用在一些較大的降水量預報當中,其主要應用綜合方式以及微波輻射方式等。現階段,較為常用的就是航空飛機深入到云層實施監測,并且對相關數據進行分析,并且采用計算機來對相關的云雨信息進行收集,來為水文部門在降水量監測中提供相應的依據。
3.2蒸發量監測
通常,對于蒸發量監測,通常主要應用衛星來實現對其監測,衛星監測主要采用的方式有統計經驗法以及能量余項法等,另外對于一些比較復雜的監測,還可以應用遙感信息模型實施計算。采用該信息模型實施計算,并且結合實際的環境條件和模型不同特點,還可以對模型進行多層模型的分析。例如,一層模型主要對于地表當中的植被以及土壤進行應用,二層模型主要應用在地表植物或者地上以及地下土壤熱量余熱的應用,對于多層模型主要可以應用在一些多層土壤當中。現階段,我國較為先進的蒸發量監測所采用的模型就是政務蒸騰計算機模型,能夠有效實現非均勻地面條件的蒸散計算。
3.3徑流量預測預報
通常,在實際的水文水資源工程當中,對于徑流量的預報主要采用的就是衛星遙感技術對其有效處理,在對河川徑流實際的估算當中,采用遙感技術很難有效實現。對于遙感技術的應用中其對于土壤、地貌和植被以及相應的水資源,通常對蒸發量、降水量與土壤含水量等進行思考,并且在此基礎上展開進行估算。對于遙感技術所收集的信息主要就是采用相關的計算機水文模型對其有效處理和分析,以此來獲得徑流量的預測結果。
3.4地下水遙感
在水文水資源預測當中,水下水位勘測非常復雜,其往往會受到地質環境的影響,在勘測當中人工勘測數據往往不相符,因此就需要采用科學合理的技術來實現勘測輔助的作用。在當前遙感技術大量重視的基礎上,地下水位勘測也獲得了很好的發展。地下水遙感技術能夠采用對地表的植被以及地貌形狀等數據有效模型處理以及計算,從而在對地下水勘測當中對相關的數據間接獲得,對于地下水信息的獲取主要可以采用地表植被信息來有效表現,地表植被所表現出來的信息能夠采用遙感技術來獲得,并且在此基礎上對其有效處理之后對地下水文信息進行獲取。
3.5災害預防
遙感技術還可被應用到洪水、旱情等的監測中。如將其應用到水土流失情況的監測中,即能做到提前預防,在水土流失處栽種上不同種類的植被,即能減輕水土流失程度。當前的土壤侵蝕監控里,大多都是通過逐像元比較與分類比較的模式來實施監控的,而水土流失主要是依照水土流失定量計算模型展開分析的。在數據計算下獲得監控區域土壤信息,實現自然災害的提前預防。
3.6水污染監測
一般而言,在水土受污染后,自身透明度、顏色、密度與溫度等指標均可能會出現不同情況的改變,并引發水體反射率改變,此種改變在遙感圖像上會展現出色調、形態、紋理等特征的差異。
所以,通過遙感圖像能完成水土污染源、面積、范圍與濃度的識別。此外,通過遙感數據還可隨時跟蹤監督水體污染變化情況;其次,突然性水污染監測。現有的流域中絕大多數流域水資源均存在著不同程度的水污染問題,若要保證群眾飲水安全,產生突發性水污染后,通過小型飛機或衛星等遙感影像數據,進一步追蹤污染狀態,對污染物攔截排放方案的制定更有利。
結語:
隨著我國科技發展水平的不斷提高,遙感技術在水文水資源中的應用也變得越來越成熟,在水文水資源當中對于遙感技術的應用能夠使得其方法有效擴展,這樣就將研究過程中的人力以及物力和時間等因素節約,從而為水文工作的開展奠定良好的基礎。
參考文獻
[1]楊靜.水文水資源勘測中遙感技術的應用[J].科技創新與應用,2016,(22):227.
[2]孫凱.水文水資源工作中遙感技術的應用分析[J].科技創新導報,2015,(32):150+152.
衛星遙感技術發展范文4
關鍵詞:3S,地質找礦,勘查技術
中圖分類號:F407.1 文獻標識碼:A 文章編號:
現階段隨著我國經濟快速、穩定、健康的發展,國內礦產資源需求旺盛,一些大宗礦產、稀缺有色礦產供需矛盾日益突 。現有產出25種主要金屬礦產的4l5座大中型礦山中,192座(占46.2%)面臨不同程度的資源危機。盡快實現地質找礦重大突破,有效緩解資源瓶頸,已經成為新形勢下地質工作的重大使命[1]。
遙感技術在預測找礦有利地段,優選找礦靶區,尤其是在中小比例尺成礦預測方面已取得明顯效果;GPS定位技術以其精度高,全天候,成本低,效率高等特點被廣泛應用于測繪及其它領域。它作為野外定位的最佳工具,在戶外運動中有著廣泛的應用,尤其在野外地質找礦方面的一些應用越來越受到野外一線技術人員的重視和青睞;以GIS為核心的3S技術集成構成了對空間數據適時進行采集、更新、處理、分析及為各種實際應用提供科學決策的強大技術體系,正為地質上這種需求提供了可適用的技術方法和手段,3S技術在地質找礦中的應用變得越來越重要。
1 3S概述
“3S”技術即遙感,地理信息系統和全球定位系統。遙感技術是其中發展較快較早,也較成熟的技術。
1.1 遙感
遙感不直接接觸物體,從遠處通過探測儀器接收地物的電磁波信息(一般是電磁波的反射、輻射),通過對信息的處理,從而識別地物。探測物體電磁波的傳感器一般選用衛星或飛機作為傳感器的遙感平臺,按照承載傳感器的平臺不同可分為航天遙感和航空遙感。
遙感技術在地質研究領域的應用促進了我國礦產資源的發現。2O世紀8O年代,航空與衛星遙感廣泛應用參與大型地質找礦,取得了許多輝煌的業績。2O世紀90年代以后遙感技術發展迅猛。遙感數據的空間分辨率已由千米級、百米級提高到厘米級;光譜分辨率由原來的幾微米、幾十納米提高到幾納米;時間分辨率由原來的幾周、幾天,提高到幾小時[2]。
1.2 全球定位系統
GPS主要由空間衛星星座、地面監控站及用戶設備三部分構成[3]。
(1) GPS地面監控站主要由分布在全球的一個主控站、三個注入站和五個監測站組成。主控站根據各監測站對GPS衛星的觀測數據,計算各衛星的軌道參數、鐘差參數等,并將這些數據編制成導航電文,傳送到注入站,再由注入站將主控
站發來的導航電文注入到相應衛星的存儲器中。
(2) GPS用戶設備由GPS接收機、數據處理軟件及其終端設備(如計算機)等組成。GPS接收機可捕獲到按一定衛星高度截止角所選擇的待測衛星的信號,跟蹤
衛星的運行,并對信號進行交換、放大和處理,再通過計算機和相應軟件,經基線解算、網平差,求出GPS接收機中心(測站點)的三維坐標。
GPS以高精度并快速地測定各級控制點的坐標,它以其精度高、速度快、費用省、操作簡便等優良特性廣泛應用于地質工程測量方面。
1.3 地理信息系統
地理信息系統(Geographil Information System)簡稱GIS。是指各類空間數據(反映整個地球表面或深部、整體或區域之資源、環境的現勢和變遷)和表達其特征的屬性數據,以及這些數據在計算機中的采集、存儲、管理、建模、輸出的技術系統或基礎平臺。它是一種集地理、地質、測繪、遙感、環境、應用數學等為一體的綜合性科學。
地理信息系統由數據、用戶、軟件和硬件組成,其中數據是研究的核心,用戶是工作的方向和目的,軟件和硬件是GIS的基礎。地理信息系統作為一種基礎平臺,由數據輸入子系統、數據(圖形和屬性)編輯子系統、數據庫管理子系統、空間分析和查詢子系統及輸出子系統五大基礎部分組成[4]。
2 勘查技術
地質勘查是根據經濟建設、國防建設 科學技術發展的需要,對一定地區內的巖石、地層構造、礦產、地下水、地貌等地質情況進行重點有所不同的調查研究工作。
2.1 國外發展
(1)物探技術
物探技術方法全面進步。物探技術進步主要體現在兩方面:一是新發明,二是對已有技術的完善升級和更新
換代,使測量的精確度和準確度不斷提高。新的更強大、更復雜的航空物探方法(Falcon、MegaTEM、SPECTREM、TEMPEST、H OISTEM 、NEW TEM 、Scorpion等等)巳成為礦產勘查的重要生力軍,從而使區域填圖和靶區圈定的丁作效率得到極大的提高(The NorthernMiner,2007)。
(2)化探技術
化探主要表現為分析技術的進步。化探已逐漸成為現代礦產勘查技術的支
柱之一,尤其是在各種覆蓋區和隱伏區內進行化探掃面后快速圈定勘查靶區的應用方面十分有效。近年來,化探的發展主要體現在地球化學分析技術的進步,測試的靈敏度和精確度不斷提高。
2.2 國內發展
在物探技術發展的進程中,我國的步伐相對而言比較緩慢, 目前還主要處
于技術引進階段,這與我國礦產勘查的快速發展形勢很不適應。目前,國家提出要加快自主開發科學實驗儀器設備的步伐,物探技術方法的自主研發也應成為這一戰略目標的重要組成部分。
經實踐,找礦技術方法中的地質方法、地球化學方法、地球物理方法、遙感方法、丁程技術方法五大類在我國地質找礦工作中得到廣泛運用。要實現深部找礦突破更應該采用新技術新方法,全面利用計算機技術和各類找礦軟件。
3應用流程圖
3S技術在地質找礦中的應用流程圖如下所示:
圖1 3S技術在地質找礦中的應用流程圖
4 3S應用分析
4.1 RS應用分析
遙感圖像中蘊含著豐富的地質礦產信息,即包含了與成礦作用直接相關的“色”異常構造(成礦蝕變帶或蝕變類型的遙感識別模式),同時也包括與控礦作用密切相關的“線”狀構造以及成礦有利部位或容礦構造的“塊”狀構造,而且還綜合了區域成礦特征,建立“帶”狀、“環”狀構造。利用先進的圖像處理和信息提取技術,可以將這些信息有效地提取出來,識別出研究區賦礦地層及與成
礦密切相關的花崗巖類侵人體,火山構造和火山通道等,結合已有的成礦、控礦理論,為地質找礦提供新的信息源和重要依據。
遙感地質找礦是在地質成礦理論指導下的礦產探測活動。含礦信息的分析方法有二種途徑:
(1) 新一代高分辨率(光譜分辨率和空間分辨率1遙感數據提供了更精確的地物屬性信息和更豐富的表部微細結構信息,其波譜響應與更加接近物質成分自身的光譜特征,利用“診斷性”波譜特性探測與礦床有關的圍巖蝕變,追求“直接找礦”效果。這種方法探測目標明確、方法簡捷,利于在已知礦帶對礦床快速評價。但宏觀概括性差.缺乏系統性整體概念,對深部和隱伏礦產信息的揭示有一定的局限性。
衛星遙感技術發展范文5
關鍵詞:地方高校;遙感概論;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1002-4107(2016)10-0022-03
遙感作為重要的對地觀測技術,為國家空間基礎設施建設中地理空間數據的獲取,提供了重要的技術方法和手段[1]。目前,遙感與全球定位導航系統、地理信息系統構成的“3S”技術,為地理學的研究提供了現代化的研究方法和技術手段,在國民經濟和社會發展中得到廣泛的應用[2]。遙感具有專業性、技術性較強的特點,在高校應用型人才培養中,提高學生遙感實踐及應用能力,培養學生結合專業知識解決生產實踐過程中遇到的各種實際問題[3]。同時,經濟社會的發展對遙感高技能人才的需求越來越大,對“遙感概論”課程實用性的教學目標的要求也越來越強[4]。
貴州工程應用技術學院地理科學專業2013版培養方案指出,地理科學專業畢業生應具備掌握遙感、地理信息系統、地圖、野外觀測、實驗室分析模擬等現代地理研究方法和技能,同時將“遙感概論”課程作為地理科學專業一門重要的專業基礎課。地理科學專業學生學習遙感的目的在于掌握遙感基本原理、掌握遙感圖像處理及應用的基本理論和方法,能夠運用專業遙感圖像處理軟件(如ENVI、ERDAS等)進行遙感圖像處理和專題遙感應用研究,通過遙感理論學習和實踐能力的培養,使學生能夠借助遙感技術和方法,解決實際問題[5]。經過幾年的教學實踐,筆者以貴州工程應用技術學院為例,對西部欠發達地區地方高校地理科學專業中遙感課程的教學現狀進行分析,通過對遙感課程的教學內容、教學方法和教學評價手段進行改革,為地方高校地理科學專業學生實踐能力的提高及應用型人才的培養提供參考與思路。
一、“遙感概論”課程教學現狀
經過幾年的“遙感概論”課程教學實踐,筆者發現貴州工程應用技術學院地理科學專業“遙感概論”課程教學過程中存在一些問題,主要體現在。
(一)理論課教材陳舊
目前國內遙感類教材大多較為陳舊、更新較慢,滯后于遙感技術的快速發展,無法與日益更新的遙感技術發展相一致,與社會對于畢業生的要求相距甚遠[6]。貴州工程應用技術學院地理科學專業學生使用的教材是高等教育出版社“遙感導論”(梅安新等),該教材于2001年出版,之后再無進行修訂再版。然而,近年來無論是從多光譜到高光譜,還是從高空間分辨率到高時間分辨率,國內外遙感技術都有了較大的發展。我國遙感技術及應用近年來蓬勃發展,其中以 “十二五”期間實現“百箭百星”計劃,年均發射衛星20次左右,以及到2020年左右建成由5顆靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星組成的覆蓋全球的北斗衛星導航系統。遙感技術發展的日新月異,而該教材的內容很大部分已不能適用于當前遙感技術的發展,如國外的SPOT 5、QuickBird、Worldview等高空間分辨率衛星,國產資源系列、環境系列、高分系列遙感衛星等均未涉及。2013―2014學年第一學期由于教務處無法訂到該教材,通過征求各方意見,選用武漢大學出版社孫家m主編的國家精品課程教材《遙感原理與應用》,該教材于2013年6月出版第3版,相比其他教材,其內容上有所更新,加入了遙感新技術等方面的內容,但是教材過于注重遙感理論知識,對于西部欠發達地區高校的地理科學專業學生來說,理論內容過深,部分內容甚至晦澀難懂,這使學生學習積極性受挫,無法適用于我校應用型人才培養的目標。
(二)實驗教學課時少,缺乏合適的實驗素材
現代遙感技術的研究及應用對學生的動手能力及應用實踐能力的要求較高,實驗教學是理論教學的延伸和重要補充,是培養學生動手能力,提高學生學習興趣的重要途徑,是學生實踐能力和應用能力培養的重要環節,同時也是決定遙感課程教學質量和應用型人才培養的關鍵步驟[7]。貴州工程應用技術學院遙感實驗教材選用的是高等教育出版社于2001年7月出版的劉慧平等編著的《遙感實習教程》,該實驗教材同樣存在著知識滯后于遙感技術及遙感數據處理的方法問題。為彌補實驗課教材的不合理,筆者在實驗教學過程中,結合科學出版社鄧書斌的《ENVI遙感圖像處理方法》輔以教學,而由于高空間分辨率遙感數據,如SPOT、QuickBird等無法免費獲取,無法實現教學過程的數據本地化,學生實驗過程中往往出現對所實驗地區不熟悉,缺乏研究興趣,對于學生情感目標的培養有所欠缺。
貴州工程應用技術學院地理科學專業2009、2011版培養方案中并未單獨開設遙感實驗課程,2013版培養方案對課程做了一定的調整,加設了遙感概論實驗課,將原來54課時的理論課改為38課時的理論課時、16課時的實驗課課時。針對課時量的調整,“遙感概論”課程教學內容及方法,也亟須進行相應的調整,以適應教學及學生實踐能力的培養。
(三)學生英語水平差,學習主動性不高
由于目前遙感數據及專業軟件大多是國外產品,涉及較多計算機及遙感專業英語詞匯,貴州工程應用技術學院作為西部欠發達地區的地方高校,學生由于底子薄,英語水平差等,初次接觸英文軟件及遙感數據,部分學生內心有對學習英文軟件的抵觸情緒。而一些學生在學習過程中由于遙感理論知識準備不足,英文詞匯量不夠,在實驗過程中,只記實驗操作步驟,按部就班完成實驗,不能夠完全理解實驗過程與實驗目的。
通過幾年的教學實踐經驗,我們發現學生學習的積極性、主動性會影響到他們理論知識的學習。通過了解發現,對于“遙感概論”理論課程,大部分學生上課時雖然可以做到認真聽課,但做筆記的同學并不多,課后不能及時復習;而針對實驗課的練習,也只是課上跟著教師一起做,學生本人并不深入思考,課后不再進行練習,導致掌握不牢固。無法達到學以致用,滿足應用型人才培養的需要。
(四)考核機制不科學,與實踐相脫節
“遙感概論”課程考核在2009、2011版教學大綱中,考核方式主要是閉卷考試,學生成績最終由平時成績(平時作業、提問、考勤等)×10%+期中測試×20%+期末閉卷考試×70%組成。由于考試形式的限制,閉卷考試主要考查學生的理論知識掌握情況,無法真正體現學生實踐及應用能力,部分學生只是臨近期末考試前突擊背誦,應付考試,導致考完即忘,無法深入理解及應用的情況。
二、“遙感概論”課程教學改革的途徑
(一)優化教學內容
伴隨著計算機科學與技術、物理科學、電子信息科學與技術等相關學科的發展,遙感技術在高光譜、高空間分辨率,以及高時效性等各個方面得以長足發展。由于遙感知識和技術具有與時俱進的特點,在進行“遙感概論”課程教學改革的過程中,既要注重傳統遙感知識的講授,在使學生了解遙感基本理論與原理的基礎上,又要注意緊跟時代步伐,更新教材中沒有涉及新知識、新內容,彌補因教材更新較慢而遙感技術發展較快的矛盾與缺陷[8]。
通過網絡、新聞、文獻資料等各種途徑,及時搜集遙感領域新知識、新進展,以及遙感研究的熱點問題等,在課堂講授過程中,及時融入相關知識發展的新知識、新技術等,拓展學生視野[9]。特別是注重在講授基礎知識的同時,及時融入我國遙感技術的發展情況,在學生獲取理論知識的同時,融入愛國主義教育,提高學生學習的積極性、主動性。針對貴州工程應用技術學院學生底子薄、英文水平差等特點,在教師課堂講授過程中,通過適度加入遙感專業英文詞匯的方式,實現提高學生專業英文水平的目的。針對貴州工程應用技術學院學生專業背景,在遙感實踐課程設計時,注意本課程與相關課程的聯系,設計如基于遙感的土地利用變化監測、基于遙感的地質災害信息識別與提取、基于遙感的土壤制圖分析等專題遙感應用內容,使學生學以致用,了解整個專業各課程間的彼此聯系,充分調動學生對專業的再認識,同時加強相關專業課程知識的學習和銜接[10]。
(二)創新教學方法
在遙感課程教學方法改革過程中,充分借助現代多媒體教學方式和手段,提高多媒體教學的教學效果。隨著多媒體技術的發展,多媒體教學目前已被廣泛應用于日常教學過程,通過多媒體技術的聲、光、影、字等相結合,學生能夠多方位獲取知識。對比分析傳統教學與多媒體教學方式的優缺點,在教學改革過程中本課程教師的課堂講授方式較為靈活化,主要體現在關鍵知識或知識體系的框架上,通過板書形式在黑板展示,學生能夠掌握學習重點,不至于因過多關注教師演示文稿文件,或演示動畫或影片,而忽視教學重點、難點問題。同時借助多媒體技術易于內容表現,易于實踐操作演示等方面的優點,制作圖文并茂的演示文稿課件,對于需要現場演示的實驗或展示的數據,進行多媒體展示。還可通過多媒體技術,及時將遙感技術發展相關新聞報道及相關應用展示給學生,使學生真正感受到立體化教學的視聽感受。在學習知識的同時,加強學生的情感教育,提升學生的愛國主義熱情[11]。
積極引導學生自主學習、互助學習、團隊協作學習,提高學生學習積極性和主動性。傳統教學主要是教師講,學生聽,缺少必要的互動環節。學生如果聽不懂將會挫敗自身學習的興趣,進一步影響學生學習的積極性和主動性。遙感課程教學改革中教師課堂講授方式的多樣性,改變了總是教師一個人講的局面,適度組織學生組成小組,每個小組成員輪番進行相關知識的講解,互相查找不足,促進學生自主學習,提高學生積極性、主動性,使每個學生都可以參與進來[12]。
“3S科技興趣學習小組”作為學生自主學習的學生組織,于2013年11月成立,其成員涵蓋了地理科學專業各年級學生,甚至包括部分已經考入研究生在讀的和已經參加工作的學生。通過高年級學生帶動低年級學生,在讀研究生分享學習經驗,在職學生講解實際工作中所需專業知識,專業教師引導,定期或不定期開展相關科技學術活動,以“全國GIS技能大賽”為載體,各類科技活動為主線,積極引導學生通過課外科技活動及科研項目的申報,提升自身能力,開闊自身視野,同時達到影響其他學生,提高整體學生學習興趣的目的,進而提高學生學習的積極性和主動性。
(三)改革課程考核機制
貴州工程應用技術學院2013版地理科學教學大綱明確提出,針對專業課程考核方式的改革要求,總評成績由平時成績和期末成績各占50%組成,足以體現學校給予教師對學生更加靈活性的考核方式。本次教學改革將平時成績分為課堂筆記、課后讀書筆記、參與相關科技活動項目、作業、考勤、期中測試等,期末考核試卷出題過程中,注重基礎理論知識考核的同時,更加注重考核學生掌握知識的整體性,以及靈活運用知識的能力。
以“全國GIS技能大賽”為主題,積極引導學生通過參加大賽,提升自身實踐能力,以及實際動手解決具體問題的能力。同時,圍繞“全國GIS技能大賽”,積極引導學生申報學校實驗室開放基金項目,全國大學生挑戰杯課外科技活動項目,以及貴州省大學生創新創業計劃項目等課外科技活動項目,以提高學生學習的主動性和自主性。通過具體項目的申報和實施,學生感到學有所用,學以致用,進一步促進自身自主學習的氛圍。
三、“遙感概論”課程教學改革效果
通過遙感課程教學改革的實施,取得了一定的教學效果,學生學習興趣、積極性和主動性大有提高。自2012年組織學生參加“全國高校GIS技能大賽”遙感組比賽,獲得三等獎一次、優勝獎兩次,共有20人獲得“MapGIS工程師證書”;為培養學生應用能力和科研意識,積極組織學生申報各類各級課外科技活動,自2012年至今,遙感方向共獲得立項項目有國家級“大學生創新創業訓練計劃項目”1項,省級“國家級大學生創新創業訓練計劃項目” 5項,校級“實驗室開放基金項目”3項。
圍繞學生實踐能力提高,提高學生遙感專業技術應用,結合教學內容、方法和考核方式的教學改革,既提高了學生學習興趣、自主學習積極性和主動性,提高了動手解決實際問題的能力,又獲得了良好的教學效果,同時增加了學生的專業認知度和認同感,對整個專業的學習形成良好互動效果。遙感課程教學改革研究,為西部欠發達地區同類高校地理科學專業學生遙感能力的培養,以及地理科學專業應用型、技能型人才的培養提供了參考和思路。
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衛星遙感技術發展范文6
【關鍵詞】無人機遙感技術 水土保持監測
無人機遙感( Unmanned Aerial Vehicle Remote Sensing ) ,是通過無線電遙控設備或機載計算機程控系統進行操控的不載人飛行器。無人機作為空中遙感平臺的微型遙感技術,其特點是: 以無人機為空中平臺, 遙感傳感器獲取信息,用計算機對圖像信息進行處理, 并按照一定精度要求制作成圖像。無人機系統結構簡單、使用成本低, 不但能完成有人駕駛飛機執行的任務, 更適用于有人飛機不宜執行的任務, 如危險區域的地質災害調查、空中救援指揮和環境遙感監測。正由于無人機低空遙感技術的這些特點, 彌補了傳統衛星遙感技術的不足, 為水土保持監測領域的技術發展帶來了新的契機。
1無人機遙感技術的概況及應用特點
無人機遙感( Unmanned Aerial Vehicle Remote Sensing) , 是利用先進的無人駕駛飛行器技術、遙感傳感器技術、遙測遙控技術、通訊技術、GPS 差分定位技術和遙感應用技術將無人機作為空中遙感平臺的微型遙感技術,其特點是: 以無人機為空中平臺, 遙感傳感器獲取信息,用計算機對圖像信息進行處理, 并按照一定精度要求制作成圖像。無人機系統結構簡單、使用成本低, 不但能完成有人駕駛飛機執行的任務。無人機遙感系統由于具有機動、快速、經濟等優勢,彌補了傳統衛星遙感技術的不足。
無人機遙感技術指空中遙感平臺的微型遙感技術,此技術以無人機為空中平臺,通過
遙感傳感器獲取信息,用計算機對圖像信息進行處理,并按照一定精度要求制作成圖像。無人駕駛飛機為航空遙感提供了操作方便, 易于轉場的遙感平臺。可根據不同的需要選擇不同類型的平臺。起飛降落受場地限制較小, 在操場、公路或其它較開闊的地面均可起降, 其穩定性、安全性好, 轉場等非常容易。無人機系統由行高度低, 獲取的遙感影像擁有較高的圖像分辨率。高分辨率航片影像的出現使得在較小空間尺度上觀察地表的細節變化、進行大比例尺遙感制圖以及監測人為活動對環境的影響成為現實。同時高分辨率航片影像還解決了衛星數據的拍攝盲區、編程時間長、以及在南方地區由于受天氣影響, 云量大, 無法獲取數據等諸多困難。不但能完成有人駕駛飛機執行的任務,更適用于有人飛機不宜執行的任務,目前,無人機遙感技術涉及土地利用監測、水利、電力、突發事件調查等多領域的應用。
2 水土保持監測問題
我國是世界上水土流失最為嚴重的國家之一, 由于特殊的自然地理和社會經濟條件, 使水土流失成為我國主要的環境問題。水土保持監測工作存在著很多問題,阻礙監測工作的順利進行。對管轄區域的調查方式目前已經普遍被運用,但是這種方法只能針對小范圍的地區進行,監測的精確度不夠,容易受到人為等因素的影響,不能準確的進行監測工作。在面對大范圍的監測目標的時候,人力資源無法進行合理分配,產生人力不足的現象,或者有一些區域是人無法踏足的區域,造成監測困難,無法獲得相關區域的數據信息。而衛星遙感技術很容易受到衛星軌道的影響,很難得到及時的補救,再加上經常性的自然因素影響衛星的作業,由于云層的遮擋,造成很多漏洞,嚴重影響監測的準確性。
3 無人機遙感技術在水土保持監測中的應用
3.1水土流失情況調查
根據《水土保持監測技術規程》(SL277-2002)要求,對區域水土流失情況調查,無人機遙感可以發揮重要作用, 其宏觀、快速、動態和經濟的特點, 成為土壤侵蝕調查的重要信息源。土壤侵蝕過程極其復雜, 受多種自然和人為因素的綜合影響。不同的土壤侵蝕類型影響因子也不同, 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。無人機可以在低空、低速的情況下對研究區進行拍攝, 精確計算及繪制出各區的界限。通過設置的標識,可以提取到各區域及植物覆蓋范圍和土地的利用情況,再進行DEM數據分析,得到坡度信息之后,再綜合土壤的侵蝕分類標準、土壤侵蝕方程,得到研究范圍內的水土流失狀況、強度及分布情況。這對于利用GIS 系統建立研究范圍內水土流失本底數據庫, 確定土壤侵蝕類型、強度、程度以及地形、植被、管理措施等土壤侵蝕因子的屬性提供了數據源。幫助了解區域水土流失發展趨勢、發生特點和現狀等, 以便做好區域水土保持工作規劃,加快水土流失治理。無人機在水土保持監測領域以較低的成本快速清查較大范圍的水土流失狀況、主要土壤侵蝕影響因子, 為利用GIS 分析研究范圍內的水土流失奠定了基礎。
3.2生產建設項目水土流失調查
根據監測地點的確定,無人機遙感技術的成果可以充分得到應用。通過拍攝得到的映像信息,再結合項目區域的相關布置圖,精確計算及繪制出各個邊區的界限。通過設置的標識,可以提取到各個項目區域及劃分單元的植物覆蓋范圍和土地的利用情況,再進行DEM數據分析,得到坡度信息之后再綜合土壤的侵蝕分類標準,按照這個標準對土壤的侵蝕度進行科學的劃分。對于水土保持措施的監測,相關工作人員可以同樣根據圖像進行分析,計算出項目區域的工程和植物覆蓋的面積,并設立地面的解釋標識,對植被的覆蓋率進行分析。對于水土保持效益的監測主要是結合以前的傳統監測手段,分析已經做出的監測結果。
最后是利用DEM的成果來更新相關項目區域的大比例尺地形圖。使用DEM技術和影像的成果,再使用相關的軟件來完成對項目區域的三維模型的建立,通過虛擬的漫游技術和客觀真實的現象來展現出相關項目的實際狀況或者是該項目所在的整個區域范圍的實際狀況,不僅能夠加強觀察者的真實感還能十分真實的反應該項目的水土現狀以及水土流失和治理的現象,有利于相關部門直面水土現狀,更好的治理水土問題,解除相關隱患。
4結語
無人機因其機動靈活的起降方式、低空循跡的自主飛行方式、快速響應的多數據獲取能力,其可以搭載高分辨率數碼相機進行快速測圖亦可搭載視頻采集設備,分辨率高、實效性好、應急性強等優勢。綜合無人機技術的特點和實際應用效果, 該技術將在我國水土保持監測領域中有著相當大的應用前景。作者認為無人機技術結合實地測驗完全可以用于水土保持監測工作,并且野外工作量小,監測精度高,可作為今后監測工作的發展方向。