遙感技術在海洋中的應用范文

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遙感技術在海洋中的應用

篇1

關鍵詞:遙感技術;特點;海洋測繪;應用

遙感是以航空攝影技術為基礎,在20世紀60年代初發(fā)展起來的一門新興技術。遙感(Remote Sensing),從廣義上說是泛指從遠處探測、感知物體或事物的技術。即不直接接觸物體本身,從遠處通過儀器(傳感器)探測和接收來自目標物體的信息(如電場、磁場、電磁波、地震波等信息),經(jīng)過信息的傳輸及其處理分析,識別物體的屬性及其分布等特征的技術。通常遙感是指空對地的遙感,即從遠離地面的不同工作平臺上(如高塔、氣球、飛機、火箭、人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機等)通過傳感器,對地球表面的電磁波(輻射)信息進行探測,并經(jīng)信息的傳輸、處理和判讀分析,對地球的資源與環(huán)境進行探測和監(jiān)測的綜合性技術。遙感方式有主動式和被動式兩種,主動式遙感先由遙感器向海面發(fā)射電磁波,再由接收到的回波提取海洋信息或成像。被動式遙感的傳感器只接收海面熱輻射能或散射太陽光和天空光的能量,從中提取海洋信息或成像。當前,遙感形成了一個從地面到空中,乃至空間,從信息數(shù)據(jù)收集、處理到判讀分析和應用,對全球進行探測和監(jiān)測的多層次、多視角、多領域的觀測體系,成為了獲取地球資源與環(huán)境信息的重要手段。

一、遙感技術的特點

遙感作為一門對地觀測綜合性技術,它的出現(xiàn)和發(fā)展既是人們認識和探索自然界的客觀需要,更有其它技術手段與之無法比擬的特點。遙感技術的特點歸結起來主要有以下幾方面:

(1)可獲取大范圍數(shù)據(jù)資料。遙感用航攝飛機飛行高度為10km左右,陸地衛(wèi)星的衛(wèi)星軌道高度達910km左右,可及時獲取大范圍的信息。一張陸地衛(wèi)星圖像,其覆蓋面積可達3萬多平方公里。這種展示宏觀景象的圖像,對地球資源和環(huán)境分析極為重要。

(2)能動態(tài)反映地面事物的變化。遙感探測能周期性、重復地對同一地區(qū)進行對地觀測,這有助于人們通過所獲取的遙感數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)并動態(tài)地跟蹤地球上許多事物的變化。同時,研究自然界的變化規(guī)律。尤其是在監(jiān)視天氣狀況、自然災害、環(huán)境污染甚至軍事目標等方面,遙感的運用就顯得格外重要。

(3)獲取信息的速度快,周期短。遙感探測能在較短的時間內,從空中乃至宇宙空間對大范圍地區(qū)進行對地觀測,并從中獲取有價值的遙感數(shù)據(jù)。由于衛(wèi)星圍繞地球運轉,從而能及時獲取所經(jīng)地區(qū)的各種自然現(xiàn)象的最新資料,以便更新原有資料,或根據(jù)新舊資料變化進行動態(tài)監(jiān)測,這是人工實地測量和航空攝影測量無法比擬的。

(4)獲取信息受條件限制少。在地球上有很多地方,自然條件極為惡劣,人類難以到達,如沙漠、沼澤、高山峻嶺等。采用不受地面條件限制的遙感技術,特別是航天遙感可方便及時地獲取各種寶貴資料。

(5)獲取的數(shù)據(jù)具有綜合性。遙感探測所獲取的是同一時段、覆蓋大范圍地區(qū)的遙感數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)綜合地展現(xiàn)了地球上許多自然與人文現(xiàn)象,宏觀地反映了地球上各種事物的形態(tài)與分布,真實地體現(xiàn)了地質、地貌、土壤、植被、水文、人工構筑物等地物的特征,全面地揭示了地理事物之間的關聯(lián)性。

(6)獲取信息的手段多,信息量大。根據(jù)不同的任務,遙感技術可選用不同波段和遙感儀器來獲取信息。例如可采用可見光探測物體,也可采用紫外線,紅外線和微波探測物體。利用不同波段對物體不同的穿透性,還可獲取地物內部信息。例如,地面深層、水的下層,冰層下的水體,沙漠下面的地物特性等,微波波段還可以全天候的工作。

目前,遙感技術已廣泛應用于農業(yè)、林業(yè)、地質、海洋、氣象、水文、軍事、環(huán)保等領域。在未來,預計遙感技術將步入一個能快速,及時提供多種對地觀測數(shù)據(jù)的新階段。遙感圖像的空間分辨率,光譜分辨率和時間分辨率都會有極大的提高。其應用領域隨著空間技術發(fā)展,尤其是地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)技術的發(fā)展及相互滲透,將會越來越廣泛。

二、遙感技術在海洋測繪領域的應用

海洋遙感技術主要包括以光、電等信息載體和以聲波為信息載體的兩大遙感技術。海洋聲學遙感技術是探測海洋的一種十分有效的手段。利用聲學遙感技術,可以探測海底地形、進行海洋動力現(xiàn)象的觀測、進行海底地層剖面探測,以及為潛水器提供導航、避碰、海底輪廓跟蹤的信息。

海洋遙感主要應用于調查和監(jiān)測大洋環(huán)流、近岸海流、海冰、海洋表層流場、港灣水質、近岸工程、圍墾、懸浮沙、淺灘地形、沿海表面葉綠素濃度等海洋水文、氣象、生物、物理及海水動力、海洋污染、近岸工程等方面。遙感監(jiān)測己成為海洋及海岸帶主要的監(jiān)測手段和信息源。

利用傳感器對海洋進行遠距離非接觸觀測,以獲取海洋景觀和海洋要素的圖像或數(shù)據(jù)資料。海洋不斷向環(huán)境輻射電磁波能量,海面還會反射或散射太陽和人造輻射源(如雷達)射來的電磁波能量,故可設計一些專門的傳感器,把它裝載在人造衛(wèi)星、宇宙飛船、飛機、火箭和氣球等攜帶的工作平臺上,接收并記錄這些電磁輻射能,再經(jīng)過傳輸、加工和處理,得到海洋圖像或數(shù)據(jù)資料。

海洋的各種經(jīng)濟和軍事活動,都需要獲取及時、準確的海面現(xiàn)場數(shù)據(jù)。高頻地波雷達以探測距離遠、面積大,并能超視距、全天候探測海面等優(yōu)越性,被廣泛應用在世界海洋經(jīng)濟活躍的重要區(qū)域。利用衛(wèi)星高度計資料進行潮波分析、海洋風浪場、重力場、海洋大地水準面、全球氣候變化等研究;應用合成孔徑雷達(SAR)信息進行海底地形、海洋內波、海浪方向譜等研究;以光學和微波遙感信息為主,通過多源信息復合技術建立海流、海面風場分析方法和模型;我國在以上海為中心的長江三角洲外緣,舟山群島的朱家尖和象山分別建立了兩個高頻地波雷達站,夜以繼日地觀測兩站連線以東四萬平方公里海面風、浪、流的數(shù)據(jù)。

風力、波浪、潮流等是塑造海洋環(huán)境的動力,利用RS,GPS 等現(xiàn)代海洋觀測技術可以大范圍快速、準確、直接地獲得海洋動力信息,對于海面風場觀測,遙感所獲得的海面風數(shù)據(jù)一般是距海20nm 處的觀測資料。這些資料的取得有助于臺風大風預報和波浪預報。對于海浪觀測,可以通過合成孔徑雷達反演波浪方向譜或者可以通過動力模式來解決表面波場問題;對于海流觀測,海洋中的海流主要受風力、引潮力和密度分布不均勻所驅動。測流主要使用雷達高度計,目前已聯(lián)合使用衛(wèi)星定位裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和海流浮標,取得了有價值的資料。

21 世紀是人類開發(fā)利用海洋的新世紀,隨著對地球認識的不斷深化,海洋的作用越來越被人們所認識。我國東臨太平洋,是世界上重要的海洋國家之一。利用遙感技術合理開發(fā)利用海洋資源,切實保護海洋生態(tài)環(huán)境,對于實現(xiàn)海洋資源、環(huán)境的可持續(xù)利用和海洋事業(yè)的協(xié)調發(fā)展,具有重要的意義?!?/p>

參考文獻

[1]陳洪云,翟國君;海洋測繪進展評述[J];海洋測繪;2004年01期

[2]黎剛;環(huán)境遙感監(jiān)測技術進展[J];環(huán)境監(jiān)測管理與技術;2007年01期

篇2

【關鍵詞】衛(wèi)星遙感技術;環(huán)境保護

社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,為科學技術的不斷進步創(chuàng)造了良好的環(huán)境與條件,順應實際需要的不斷高漲,先進的現(xiàn)代化技術層出不窮,又為推動社會經(jīng)濟的和諧可持續(xù)發(fā)展提供了可靠的技術保障。而在社會經(jīng)濟快速發(fā)展的同時,兼顧生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展,才是真正的可持續(xù)發(fā)展,因此,應用現(xiàn)代化先進技術來實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的保護與監(jiān)測是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實施的重要體現(xiàn)。衛(wèi)星遙感技術是基于信息技術與遙感技術等發(fā)展起來的綜合性技術,在實際應用中發(fā)揮了重要作用,尤其是在生態(tài)環(huán)境的保護與監(jiān)測方面,更是作出了很大貢獻。衛(wèi)星遙感技術在水環(huán)境質量監(jiān)測、大氣環(huán)境質量監(jiān)測、動態(tài)環(huán)境監(jiān)測、固體廢棄物監(jiān)測、重大環(huán)境事故的跟蹤監(jiān)測及重要工程項目的環(huán)境監(jiān)測等方面都發(fā)揮重要作用,本文主要是從以下幾方面來對生態(tài)環(huán)境保護中,對衛(wèi)星遙感技術的實際應用進行分析與探討:

1、水環(huán)境質量監(jiān)測方面的應用

衛(wèi)星遙感技術在水環(huán)境質量監(jiān)測方面主要包括水體富氧化監(jiān)測、水體熱污染與廢水污染監(jiān)測及泥沙污染監(jiān)測等:(1)水體富氧化監(jiān)測。水體富營養(yǎng)化嚴重影響水環(huán)境質量,在水體富營養(yǎng)化方面的監(jiān)測,張穗等人通過葉綠素濃度遙感解譯方法并結合葉綠素及總氮、總磷等特征提出了富營養(yǎng)化的評價方法。(2)水體熱污染與廢水污染監(jiān)測。熱污染主要來源于工廠排放的廢棄熱水,對水體生物及水體附近農作物造成極大威脅,因此需要加強對熱水污染的監(jiān)測,而在這一方面的探測,多是通過紅外傳感器來實現(xiàn),探測圖像中對于熱污染的排放情況、溫度分布及具體流向都有清晰顯示。而在廢水污染監(jiān)測方面,可用熱紅外方法并基于溫度差異來測定,但多是用多光譜合成圖像進行監(jiān)測。(3)泥沙污染監(jiān)測。泥沙污染會提高水的反射率,出現(xiàn)紅移狀況,而0.93微米之1.13微米范圍附近的水體有強烈的紅外輻射吸收特點,在降低反射通量的同時,會遭受到水分瑞利散射效應的干擾,因此不是最佳的懸浮泥沙濃度判定波段,而最佳定量波段應為0.65微米之0.85微米之間。另外衛(wèi)星遙感技術在海洋監(jiān)測方面也發(fā)揮著重要作用,通過對遙感信息的仿真模擬與分析,可獲取葉綠素濃度及海表面、海流循環(huán)模式或海冰運動等溫線分布等影響海洋生物與理化過程的相關參數(shù)。通過衛(wèi)星遙感技術,可全天候、大范圍進行對海洋污染的監(jiān)測,并且衛(wèi)星遙感技術目前也已在海洋漁業(yè)中漁情預報與分析方面應用廣泛。

2、大氣環(huán)境質量方面的應用

衛(wèi)星遙感技術在大氣環(huán)境質量監(jiān)測方面的具體應用主要包括對臭氧層的監(jiān)測、對大氣氣溶膠的監(jiān)測、對有害氣體的監(jiān)測、對沙塵暴的監(jiān)測及對城市熱島效益的監(jiān)測等:(1)對臭氧層的監(jiān)測。二十世紀七十年代末期,已有通過臭氧制圖光譜儀進行對臭氧層的衛(wèi)星監(jiān)測。胡順星等人通過激光雷達進行了高度范圍為對流層2千米至4千米臭氧層的監(jiān)測,并取得較好成效。(2)對大氣氣溶膠的監(jiān)測。傳統(tǒng)的地面觀測在氣溶膠空間的變化趨勢與具體分布方面的反映方面存在很大缺陷,而衛(wèi)星遙感技術的高分辨率特點則有效彌補了這一缺陷。毛節(jié)泰等人通過對地面光度計測量與衛(wèi)星遙感技術監(jiān)測的結果進行對比,結果顯示,兩種測量結果較為接近,但地面遙感所覆蓋的地面觀測空間有限,而這一點又可通過衛(wèi)星遙感技術來彌補,所以衛(wèi)星遙感技術完全可替代地面遙感進行對大氣氣溶膠的監(jiān)測。(3)對有害氣體的監(jiān)測。有害氣體對人體及人們的生活環(huán)境造成極大威脅,因此對于自然生成或人為生成的有害氣體監(jiān)測具有重要意義,還可以通過有害氣體監(jiān)測對大氣污染情況做間接分析。王雪梅等人將污染氣體信息與概化為水體、植被等基本信息類型的線性集合做疊加,從衛(wèi)星數(shù)據(jù)來進行對有害氣體累加濃度信息的直接定量提取。(4)對沙塵暴的監(jiān)測。通過EOS—Terra/MODIS數(shù)據(jù),章偉偉等人對MODIS傳感器通道特點及沙塵暴波譜特征進行分析,并通過疊加分析法進行對沙塵暴的監(jiān)測。而范一大等人基于NOAA/AVHRR數(shù)據(jù)而采用的沙塵暴信息密度分割法與所提取的沙塵暴信息也取得顯著成效。(5)對城市熱島效益的監(jiān)測。通過熱紅外遙感進行地物輻射溫度測定來推導與探測熱島效應差異及熱源。馬躍良等人根據(jù)輻射傳輸方程的地表溫度反演方法,并基于LandsatTM/ETM+熱紅外波段數(shù)據(jù),進行地表溫度的定量計算,并對熱污染情況進行探測。

3、地表監(jiān)測方面的具體應用

地表監(jiān)測方面的應用主要有對地面污染的監(jiān)測、對土地利用變化的監(jiān)測及對城市綠地的調查:(1)對地面污染的監(jiān)測。在應用衛(wèi)星遙感技術進行對地面污染的監(jiān)測時,可對地面污染分布范圍進行圈定,并作出規(guī)劃性的地面污染預防措施。如煤炭自燃隱火監(jiān)測中應用衛(wèi)星遙感技術,相關部門單位結合地面紅外測溫儀及航空紅外掃描儀,并基于細微的地表溫度差異來實現(xiàn)隱火區(qū)圈定,并作出燃盡區(qū)與燃燒區(qū)的區(qū)分,同時對隱火的蔓延規(guī)律與具體方向做出分析,為及時采取預防措施提供可靠保障。(2)對土地利用變化的監(jiān)測。衛(wèi)星遙感技術應用最為廣泛的領域之一就是土地利用與土地覆被變化的研究領域,滿足了城市土地利用與覆被變化研究的動態(tài)多時段遙感圖像資料的需求。通過對不同時段的同一地區(qū)土地利用與土地覆被變化進行分類,進而獲取該區(qū)域的土地利用變化信息,為實現(xiàn)對土地覆蓋的動態(tài)監(jiān)測提供可靠的信息依據(jù)。史培軍等人通過應用衛(wèi)星遙感技術監(jiān)測所得的不同時段同一區(qū)域遙感影像,對土地利用變化的驅動力以及空間過程作了分析,為土地利用與土地覆被變化的研究方面做出貢獻。(3)對城市綠地的調查。通過衛(wèi)星遙感技術的應用,可實時準確地得到城市綠化覆蓋度信息及綠地分布情況,對綠地景觀的布局、種類及具體組成等有一個宏觀的了解。石雪冬等人通過RS技術與GIS技術的綜合應用,探討了城市綠地數(shù)據(jù)的提取方法,而刑詒等人則通過遙感監(jiān)測實現(xiàn)了對城市景觀生態(tài)變化的動態(tài)分析。

篇3

[關鍵詞]雷達遙感 環(huán)境保護 工作應用

[中圖分類號] X3 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2015)-2-168-2

環(huán)境保護是遙感技術的重要應用領域。近年來,遙感技術在環(huán)境保護領域中得到了廣泛的應用.積累了豐富的經(jīng)驗,對其應用理論的研究不斷深化,其技術方法也日趨成熟,現(xiàn)在已逐漸形成相對獨立的應用分支學科―環(huán)境遙感。實踐證明,遙感是獲取環(huán)境信息強有力的技術手段。在獲取大范圍、綜合性、同步性信息方面是任何其他手段無法比擬和完成的。

1雷達遙感概述

雷達包括真實孔徑雷達( RAR) 和合成孔徑雷達(SAR) ,由于雷達天線越長,對地物的觀測分辨率就越高,然而受天線長度的限制,RAR的地表分辨率往往很低,難以滿足應用要求。SAR是利用遙感平臺的移動,從一個小孔徑的天線進行觀測,通過信號分析技術,構建一個等效長天線,以代替大孔徑的天線,提高方位分辨率的雷達設備,它解決了利用有限的天線長度來獲取高分辨率圖像的問題,其特點是分辨率高,能全天候工作。利用SAR可以有效地監(jiān)測溢油、水華、土壤濕度、植被長勢、生物量以及應急監(jiān)測等水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境質量狀況。

微波遙感是指通過微波傳感器獲取從目標地物發(fā)射或反射的電磁波輻射,經(jīng)判讀處理來識別地物的技術。它不受光照、氣候條件限制,可全天時、全天候工作,能穿透云層,對水體水華、溢油,植被覆蓋區(qū)和松散蓋層具有一定的穿透能力,并通過極化、相位、干涉等技術獲得更多更精確信息。微波依據(jù)波長從小到大可分為Ka、K、Ku、X、C、S、L 和P 波段,波長越長,穿透能力愈強。微波遙感的工作方式分主動式微波遙感和被動式微波遙感。主動微波遙感的傳感器主要是雷達,目前應用的多為側視雷達,是由傳感器向地物發(fā)射一定頻率的微波波束( 脈沖) 再接收由地面物體反射或散射回來的回波,從而得到目標物的圖像;被動式的微波遙感,是用微波輻射計被動地記錄等效溫度變化,接收地面物體自身輻射的微波,確定不同目標的發(fā)射率,以此來分辨地物的遙感技術。

2在水環(huán)境監(jiān)測中的應用

2.1水體富營養(yǎng)化

當水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化時,由于浮游植物中的葉綠素對近紅外光具有明顯的陡坡效應,因而水體兼有水體和植物的光譜特征,在圖像上呈紅褐色或紫紅色。張穗等選取適合長江口特點的葉綠素濃度遙感解譯方法,利用總磷、總氮與葉綠素的相關特征得出了適合河口特征的富營養(yǎng)化評價方法。

2.2泥沙污染

水體中泥沙含量增加會使水的反射率提高。隨著水中懸浮泥沙濃度的增加及懸粒徑增加,水體反射量也逐漸增加,反射峰亦隨之向長波方向移動,即紅移。由于水體在0.93Lm~1.13Lm附近對紅外輻射吸收強烈,因而反射通量降低,受水分瑞利散射效應干擾,不適宜作為懸浮泥沙濃度的判定波段。定量判讀懸浮泥沙濃度的最佳波段為0.65Lm~0.85Lm。

2.3雷達遙感在溢油監(jiān)測中的應用

溢油[1]是常見的海洋污染之一,是破壞海洋環(huán)境和海洋生態(tài)平衡的主要污染源。雷達遙感利用海面的電磁波散射特性觀測海洋現(xiàn)象,可以不受自然和人為等條件的限制,全天時、全天候、大范圍地開展海面風、波、流、溫、鹽等海洋要素以及海面溢油等海洋環(huán)境災害遙感監(jiān)測與預警。利用合成孔徑雷達圖像監(jiān)測海面溢油具有目標輪廓清晰、對比度好、分辨率高、紋理清晰等特點。因為水體和油膜對微波波段電磁波的吸收比紅外區(qū)要小得多,對用雷達探測海面油膜非常有利。油膜的存在對海面起平滑作用,使海面粗糙度降低,這樣受油膜覆蓋的海面,對雷達脈沖波的后向散射系數(shù)明顯比周圍無油膜區(qū)小得多,因此在側視雷達和合成孔徑雷達圖像上,油膜成暗色調。

3地表監(jiān)測方面的具體應用

地表監(jiān)測方面的應用主要有對地面污染的監(jiān)測、對土地利用變化的監(jiān)測及對城市綠地的調查:

3.1對地面污染的監(jiān)測

在應用衛(wèi)星遙感技術進行對地面污染的監(jiān)測時,可對地面污染分布范圍進行圈定,并作出規(guī)劃性的地面污染預防措施。如煤炭自燃隱火監(jiān)測中應用衛(wèi)星遙感技術,相關部門單位結合地面紅外測溫儀及航空紅外掃描儀,并基于細微的地表溫度差異來實現(xiàn)隱火區(qū)圈定,并作出燃盡區(qū)與燃燒區(qū)的區(qū)分,同時對隱火的蔓延規(guī)律與具體方向做出分析,為及時采取預防措施提供可靠保障。

3.2對土地利用變化的監(jiān)測

衛(wèi)星遙感技術應用最為廣泛的領域之一就是土地利用與土地覆被變化的研究領域,滿足了城市土地利用與覆被變化研究的動態(tài)多時段遙感圖像資料的需求。通過對不同時段的同一地區(qū)土地利用與土地覆被變化進行分類,進而獲取該區(qū)域的土地利用變化信息,為實現(xiàn)對土地覆蓋的動態(tài)監(jiān)測提供可靠的信息依據(jù)。史培軍等人通過應用衛(wèi)星遙感技術監(jiān)測所得的不同時段同一區(qū)域遙感影像,對土地利用變化的驅動力以及空間過程作了分析,為土地利用與土地覆被變化的研究方面做出貢獻。

3.3對城市綠地的調查

通過衛(wèi)星遙感技術的應用,可實時準確地得到城市綠化覆蓋度信息及綠地分布情況,對綠地景觀的布局、種類及具體組成等有一個宏觀的了解。石雪冬等人通過RS技術與GIS技術的綜合應用,探討了城市綠地數(shù)據(jù)的提取方法,而刑詒等人則通過遙感監(jiān)測實現(xiàn)了對城市景觀生態(tài)變化的動態(tài)分析。

4在環(huán)境保護其他方面的應用

4.1對沙塵暴的監(jiān)測

目前對沙塵暴的遙感監(jiān)測主要是利用MODIS和NOAA/AVHRR數(shù)據(jù)。采用EOSTerra/MODIS數(shù)據(jù)[2]通過分析沙塵暴的波譜特征和MODIS傳感器通道的特點,采取基于雙通道閡值的疊加分析法對對內蒙古的沙塵暴進行了提取監(jiān)測。

4.2雷達遙感在植被監(jiān)測中的應用

雷達可有效識別植被類別并監(jiān)測植被長勢。雷達回波強度大小受植被類型、走向、密度、高度、粗糙度、含水量、土壤水分等影響。根據(jù)植被高矮,主要分為森林、農作物和草地三種。對森林,雷達波透過冠層可以探測到森林覆蓋下的樹木及其它植物情況。如L波段可以區(qū)分云杉和松樹,X波段可以區(qū)分針葉林與闊葉林。對農作物,雷達可以識別并監(jiān)測水稻、小麥、玉米等長勢與面積,特別適合用于我國南方多云多雨地區(qū)。K波段雷達可監(jiān)測草場。

5遙感技術在環(huán)境保護領域應用的展望

遙感技術應用實踐表明,未來服務于環(huán)境監(jiān)測的對地觀測系統(tǒng)應是由航天、航空、地面觀測臺站網(wǎng)絡等一系列子系統(tǒng)組成的,具有提供定位、定性、定量數(shù)據(jù)能力的綜合性技術系統(tǒng)[3]。這個系統(tǒng)應當是一個全天候、全方位的綜合系統(tǒng),這樣才有可能對地球物理場,生物、地理、化學過程進行比較全面的調查研究,全球定位系統(tǒng)為遙感對地觀測信息提供了準實時或實時的定位系統(tǒng)和地面高程模型;遙感對地觀測的海量波譜信息為目標識別及科學規(guī)律的探測提供了定性或定量數(shù)據(jù);遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)的一體化將使地理信息系統(tǒng)具有獲取準確、快速定位的現(xiàn)實遙感信息的能力,實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的快速更新和在分析決策模型支持下,快速完成多維、多元復合分析。

綜上所述,雷達遙感技術是一種具有定位、定性、定量以及全天候、全時域、全空間的數(shù)據(jù)能力的綜合性技術系統(tǒng),可為地學研究、資源開發(fā)、環(huán)境保護、區(qū)域經(jīng)濟協(xié)調和持續(xù)發(fā)展提供系統(tǒng)的科學數(shù)據(jù)和信息服務。

參考文獻

[1]郭之懷.遙感技術在環(huán)境保護領域中的應用現(xiàn)狀[J].環(huán)境科學,1993,04:28-33+93.

篇4

關鍵詞:遙感技術;地籍測繪;應用;探討

前言:地籍測繪是政府測量土地的一項非常重要的方法,但是因為土地具有大面積、高復雜環(huán)境等時間空間因素,所以地籍測繪一直是一項非常困難的工作。但是在遙感技術應用在地籍測繪之后,這項工作有了非常重要的進展。本文詳細的介紹了遙感技術在地籍測繪方面應用及取得的顯著的社會與經(jīng)濟效益。

1.遙感技術概述

所謂遙感,指的是通過傳感裝置,并不直接與被檢測的對象進行直接的接觸,而獲得檢測對象的相關信息,并分析這些信息,對此進行加工和表達,遙感技術是新型的科學技術。遙感信息具有周期性、動態(tài)性、信息豐富,獲取效率高,可直接以數(shù)字方式記錄傳送等特點。利用遙感技術,可以對土地利用現(xiàn)狀進行大范圍的核查和更新,能夠及時了解土地利用狀況變化等信息;能夠對年度土地利用變更調查數(shù)據(jù)進行更新、管理和分析。

2.遙感技術在地籍測繪中的應用

2.1 動態(tài)監(jiān)測應用

隨著計算機和遙感技術的進步、發(fā)展,越來越成熟的技術已融進地籍測繪中,比如遙感結合地理信息系統(tǒng),以及GPS 等定位技術,給土地測繪帶來了更多的方便。遙感技術在地籍測繪中的應用,最直接的一點便是其動態(tài)監(jiān)測。所謂動態(tài)監(jiān)測,即運用遙感技術,對土地的變更、土地調查和動態(tài)進行相關監(jiān)測。在地籍測繪中,動態(tài)遙感監(jiān)測技術是對土地利用率以及相關調查資料,通過數(shù)字以及圖形等難識別對象為基礎,利用計算機相關技術,對難識別的信息進行處理,變成可識別的文字和圖像,從而記錄相關數(shù)據(jù)信息,合理確定監(jiān)測周期,對土地利用變化情況進行全新的監(jiān)測,各個時期的數(shù)據(jù)進行對比,得出最優(yōu)。地籍測繪相互資料便于核查土地利用總體規(guī)劃,為國家整體規(guī)劃以及相關決策提供可靠、可行的理論資料。動態(tài)監(jiān)測,可以及時發(fā)覺違法用地情況,對于違法用地情況上報給有關部門,進行查處。技術的進步,總是給人們帶來越來越多的便利,隨著計算機圖像處理技術的成熟和完善,動態(tài)監(jiān)測技術應用于地籍測繪,必將越來越方便。

2.2 遙感技術應用

在地籍測繪中,動態(tài)遙感監(jiān)測技術的應用,一般通過以下流程來運作:數(shù)據(jù)選取、數(shù)據(jù)處理、變化信息提取以及監(jiān)測精度評定。①數(shù)據(jù)選?。罕娝苤丶芾砭邆溥B續(xù)性、綜合性以及高精度性等特征,當前的遙感技術對于數(shù)據(jù)的選取,一般通過美國和法國的 Landsat TM、SPOT兩種衛(wèi)星數(shù)據(jù)來實現(xiàn)。當然,監(jiān)測的精度一直是遙感技術最關鍵的,為提高精度需要,有時候必須結合相關土地利用圖,作為監(jiān)測的對比,并將人文、生態(tài)等相關指標列入地籍測繪資料中。當精度要求特別高時,必須接觸 GPS 等高分辨率衛(wèi)星影像作為補充資料。②數(shù)據(jù)處理:數(shù)據(jù)處理在地籍測繪中的意義非常重要,遙感所得的數(shù)據(jù),通常需要通過計算機相關技術將之轉化為可識別的信息,并予以修正,達到一定的精度。③變化信息提?。核^變化信息,是通過固定的時間段,土地相關資料(如面積、尺寸以及類型等)發(fā)生變化的相關量的大小提取變化信息,是遙感技術在地籍測繪中最重要的應用,通過時間差,來計算不同時間段的變化信息量,從而可預計出土地將來的變化規(guī)律,為今后整體規(guī)劃提供參考。④監(jiān)測精度評定:精度要求是評價遙感技術質量的重要砝碼,通過記錄和分析相關數(shù)據(jù),對已測信息進行統(tǒng)計學研究,得出測繪信息的精確度,從而驗證地籍測繪水平。

2.3 GPS RTK 在建設用地勘測定界中的應用

建設用地中的土地勘測定界是實地確定土地使用界線范圍,測定界樁位置,測量使用界線范圍內各類土地面積并計算用地面積等測繪技術工作,它為各級政府的國土資源部門審批土地、地籍管理提供依據(jù)和基礎資料。建設用地勘測定界的工作程序為:審查用地文件及有關圖件―現(xiàn)場踏勘―圖上紅線設計―實地放樣―復核測量―面積量算―繪制建設用地界圖―填繪建設用地管理圖―資料整理―歸檔,經(jīng)反復實地踏勘、圖上設計、權屬調查后制定放樣數(shù)據(jù)。利用 GPS RTK技術進行勘測定界放樣,能避免解析法和關系距離法放樣等放樣方法的復雜性,同時也簡化了建設用地勘測定界的工作程序,特別是對公路、鐵路、河道、輸電線路等線性工程和特大型工程的放樣更為有效和實用。

結束語:

從以上對于遙感技術在地籍測繪方面應用的探討我們可以看出,遙感技術是一項非常復雜與繁瑣的技術,它在實際的應用中有著非常多難點,所以對于一名測繪工作者來說,一定要努力學習好遙感技術的理論知識,只有這樣,才能在實際的工作中將其應用的嫻熟,提高我國此方面的技術和實力,縮小與國外先進技術的差距,使其更好地為地籍測繪事業(yè)作出應有的貢獻。

參考文獻:

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[2] 曹海春.遙感技術在森林綠地信息提取中的應用[J]. 山西煤炭管理干部學院學報.2010(03)

篇5

【關鍵詞】遙感技術;環(huán)境監(jiān)測;運用

中圖分類號:X83文獻標識碼: A 文章編號:

前言

在經(jīng)濟快速發(fā)展的同時,環(huán)境污染問題變得越來越嚴峻,并受到社會的廣泛關注。而環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境保護和治理的重要手段,對環(huán)境保護和治理具有重要意義,因此環(huán)境監(jiān)測人員必須不斷的提高和創(chuàng)新環(huán)境監(jiān)測技術,以及時反映出環(huán)境污染情況,為環(huán)境保護和質量提供重要依據(jù)。隨著遙感技術的快速發(fā)展及其具有的應用優(yōu)勢,其在環(huán)境監(jiān)測中得到了廣泛的應用,對環(huán)境進行實時監(jiān)測,并為環(huán)境保護和治理提供準確的數(shù)據(jù)信息,使得環(huán)境污染得到有效的控制。

2.遙感監(jiān)測技術

2.1技術類型

遙感監(jiān)測技術主要是利用物體電磁波輻射或者反射效應,并物體未直接與電磁波接觸,只是對監(jiān)測對象進行遠距離目測和辨識。遙感監(jiān)測技術根據(jù)不同的波段可分為:熱紅外線遙感監(jiān)測技術、能反射且見光紅外線遙感監(jiān)測技術及微波遙感監(jiān)測技術。

2.2適用范圍

隨著遙感監(jiān)測技術的不斷發(fā)展和進步,其被廣泛應用于各個領域中,主要有:地質水文、海洋及氣象等監(jiān)測;農業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)及漁業(yè)等監(jiān)測;城鄉(xiāng)規(guī)劃和設計、資源勘察、土地利用等監(jiān)測。而目前,遙感技術在水環(huán)境和大氣環(huán)境及固態(tài)污染物等監(jiān)測中也得到很大的應用,水環(huán)境監(jiān)測包括水溫、葉綠素、水色及泥沙量等,大氣環(huán)境監(jiān)測包括大氣溫度、相對濕度、有害氣體等[1]。

2.3技術特征

(1)應用范圍廣。遙感監(jiān)測技術的信息采集范圍較為廣泛,小至10km高度的遙感飛機,大至1000km高度的遙感衛(wèi)星,信息采集范圍十分的廣泛,能對監(jiān)測對象進行全面的監(jiān)測。(2)限制性較小。遙感監(jiān)測技術在信息采集過程中存在的限制條件相對較少,不會受到高山或者大海的影響,能夠靈活的對監(jiān)測對象進行有效的監(jiān)測,并對收集信息進行準確的分析。(3)檢測速率高。遙感監(jiān)測技術集信息采集、信息傳遞、信息存儲、數(shù)據(jù)整理劑數(shù)據(jù)分析等功能于一體,簡化操作工序,提高了檢測的速率。(4)采集樣式較多。在實際信息采集過程中,由于采集對象的不同,使用儀器的不同及波段的不同,其采集樣式也不同。

3.遙感監(jiān)測技術在環(huán)境監(jiān)測的運用

3.1遙感監(jiān)測技術在大氣環(huán)境中的運用

遙感監(jiān)測技術可以對大氣環(huán)境的溫度、相對濕度、有害氣體、臭氧層等進行有效的監(jiān)測,對大氣環(huán)境保護起著至關重要的作用。其利用遙感技術對大氣環(huán)境進行有效的監(jiān)測,并通過遙感影像來分析大氣環(huán)境主要污染源、分布規(guī)律及擴散情況,對大氣環(huán)境進行適實時監(jiān)測,以為大氣環(huán)境治理提供重要的數(shù)據(jù)信息,及時制定合理的治理方案,意思降低大氣環(huán)境污染的危害性,為人們提供一個良好的大氣環(huán)境[2]。

3.2遙感監(jiān)測技術在土地利用中的運用

由于土地利用變化對水環(huán)境、大氣環(huán)境、生物多樣性、土壤性質及氣候狀況等均具有直接影響,促進環(huán)境污染的發(fā)生,對經(jīng)濟、環(huán)境、生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展造成很大破壞,因此必須加強對土地利用的監(jiān)測。通過遙感監(jiān)測技術,對土地利用情況進行定期或者不定期的監(jiān)測,監(jiān)測內容主要有:監(jiān)測范圍、監(jiān)測區(qū)域、監(jiān)測面積及土地利用前后變化情況等,為土地合理利用提供重要依據(jù)。遙感監(jiān)測技術并未與監(jiān)測對象進行直接的接觸,是通過遠距離的勘測,對土地利用情況進行全面的監(jiān)測和控制,對土地細微變化情況進行準確的掌握,為土地合理規(guī)劃和利用作為明確的導向[3]。

3.3遙感監(jiān)測技術在固態(tài)廢物污染中的運用

固態(tài)廢物污染是我國環(huán)境治理和保護的重要內容之一,主要包括生活垃圾、建筑垃圾、工業(yè)垃圾及混合性垃圾等,對環(huán)境造成嚴重的污染,因此必須對其進行有效的監(jiān)測。監(jiān)測人員可以通過光譜數(shù)據(jù)信息來明確固態(tài)廢物的位置、范圍、分布等情況,并利用 全球定位儀 GPS 進行空間定位,同時利用地理信息系統(tǒng)GIS來進行數(shù)據(jù)對比和分析,明確固態(tài)廢物變化情況,制定合理的治理措施,改善其堆放場地,減少固態(tài)廢物對環(huán)境的污染[4]。

3.4遙感監(jiān)測技術在水環(huán)境中的運用

在利用遙感監(jiān)測技術監(jiān)測水環(huán)境時,主要是通過清潔水及污染水形成的反射光譜來完成的。一般情況下,由于清潔水反射率比較低,對光吸收性卻較強,從遙感影像上觀察時,清潔水顯示的是暗紅色的,其在紅外譜監(jiān)測下更加明顯。因此,在監(jiān)測水環(huán)境時,可以水體顏色、水體光譜特點作為監(jiān)測依據(jù)。由于遙感監(jiān)測技術應用范圍較為廣泛,可以對在水環(huán)境中監(jiān)測到污染物的分布位置、排放源頭、污染范圍及污染程度等,對污染源進行有效的控制。水環(huán)境污染源有很多,從遙感監(jiān)測角度來看,可分為廢水污染、石油污染及熱污染等。(1)廢水污染。廢水污染源主要包括生活廢水、工業(yè)廢水、化工廢水等,其含有大量懸浮物質,顏色與凈水顏色相差很大,在監(jiān)測曲線上的波動現(xiàn)象較大,因此可采取多光譜圖像來監(jiān)測,或者依據(jù)廢水溫度與凈水溫度存在的差異,采取熱紅外線來監(jiān)測,對廢水污染來源、污染情況等進行有效的分析,為廢水污染治理提供重要依據(jù)。(2)石油污染。石油污染主要是石油在運輸?shù)倪^程中,對港口、海洋等水環(huán)境造成嚴重污染,是水環(huán)境污染的重要治理對象。通過對石油污染進行遙感監(jiān)測,可以明確石油污染區(qū)域、污染來源及石油含量,為石油污染治理提供重要依據(jù)。由于石油和海水光譜特性存在很大的差異,因此可以利用光譜段來對石油污染進行監(jiān)測和治理。(3)熱污染。通過紅外裝置可對水體存在的熱污染進行監(jiān)測,主要是因為水體受到熱污染時,會產生熱效應現(xiàn)象,這時紅外裝置就能依據(jù)水體產生的熱效應差異來對熱污染情況和主要來源進行監(jiān)測,并利用計算機系統(tǒng)來進行數(shù)據(jù)分析,獲取相應的水體等溫線,對水體熱污染量進行確定[5]。

環(huán)境遙感監(jiān)測技術應用前景

遙感監(jiān)測技術與常規(guī)監(jiān)測技術相比,具有監(jiān)測范圍廣、檢測速率高、成本較低等優(yōu)點,在環(huán)境監(jiān)測中的廣泛應用,為環(huán)境監(jiān)測與環(huán)境治理提供重要的依據(jù)。隨著研究人員對遙感監(jiān)測技術的不斷研究和探索,光譜率高、分辨率高、多極化高等三高遙感監(jiān)測技術成為現(xiàn)階段的主要發(fā)展趨勢。再者,隨著遙感監(jiān)測技術和3s技術(全球定位儀、專家系統(tǒng)及地理信息系統(tǒng))的有效結合,遙感監(jiān)測技術監(jiān)測功能和監(jiān)測速率得到很大的提高,為環(huán)境監(jiān)測和環(huán)境保護提供重要的技術支持。

結語

隨著遙感監(jiān)測技術的發(fā)展及其具有的應用優(yōu)勢,在水環(huán)境、大氣環(huán)境、固態(tài)廢物污染及土地利用等監(jiān)測領域中得到廣泛的應用。通過利用遙感監(jiān)測技術對環(huán)境進行有效的監(jiān)測,可以明確污染范圍、污染來源及污染分布規(guī)律等數(shù)據(jù)信息,為環(huán)境污染治理提供重要的依據(jù)。環(huán)境監(jiān)測是一項長期工程,需要監(jiān)測人員對遙感監(jiān)測技術進行更加深入的研究,提高其監(jiān)測能力,以發(fā)揮其在環(huán)境監(jiān)測中的重要作用。

【參考文獻】

[1]周晨.環(huán)境遙感監(jiān)測技術的應用與發(fā)展[J].環(huán)境科技,2011,9(S1):89-90.

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[3]王煒.環(huán)境監(jiān)測中遙感技術的應用[J].現(xiàn)代農業(yè)科技,2011,23(22):54-55.

篇6

關鍵詞:遙感工程建設測圖工程選址水下工程

中圖分類號:K826.16 文獻標識碼:A 文章編號:

遙感即是從遠處采集信息,即不直接接觸物體,從遠處通過探測儀器接收來自目標地物的電磁波信息,經(jīng)過對信息的處理,識別地物。是一門新興邊緣學科,主要融合和滲透了地球科學、測繪科學、空間科學、電子科學、計算機科學以及其他學科。它的發(fā)展已經(jīng)滲透到了測繪、農林、地質、水文、海洋、資源調查、環(huán)境監(jiān)測、工程建設等各方面。近年來,隨著我國工程建設的大力發(fā)展,對重大工程項目的設計速度、質量精度提出了更高的要求,遙感技術在其中得到了廣泛的應用,已經(jīng)形成一個重要的應用技術,并取得了良好的經(jīng)濟效益。

1 利用航空遙感獲取地面的信息,有著許多優(yōu)越性

1)視域范圍大,空間范圍廣,開闊了人們的視野。運用遙感技術從飛機或衛(wèi)星上探測地面,相當于把人的眼晴提高到高層空間來俯視地球。可以使人們更加形象、直觀地看到地球的真面貌,具有很強的空間特性。

2)遙感能夠探測到人類難以到達的地區(qū),比如自然條件惡劣、水下等地區(qū),為地面工作困難的工程建設地區(qū)提供了有利條件。

3)由于遙感具有波普特性,所以遙感可以探測到人眼觀察不到的地物的一些特性和現(xiàn)象,擴大了人們觀測的范圍,加深了對地物的認識,拓寬了人們的認識領域。目前遙感能探測的電磁波段有紫外線、可見光、紅外線和微波。

4)獲取遙感影像后的后期處理工作,由室外環(huán)境轉移到舒適的室內環(huán)境下工作,改善了工作條件,大大提高了工作效率。

5)在投入和效益方面,與傳統(tǒng)的方法相比,遙感大大地節(jié)省了人力、物力、財力和時間,具有很高的經(jīng)濟效益和社會效益。

6)遙感探測具有周期性,它可以在短時間內對同一地區(qū)進行重復探測,獲得了地表的動態(tài)變化,從而可以預測發(fā)展趨勢,正因為這些特點,所以遙感在測繪、地質勘測、工程建設方面的應用越來越普遍。

2 在工程建設中的應用

1)遙感在公路工程建設中的應用

遙感可以提供詳細的地質、水文、植被資料、居民點以及交通網(wǎng)系等,在公路勘測設計中,幫助設計人員了解不良工程地質現(xiàn)象對路線的影響程度,有助于路線方案的選擇設計,避免不必要的損害和事故發(fā)生,在施工過程中,還可以幫助施工人員了解沿線建筑材料的分布、儲量以及開挖和運輸條件,為施工創(chuàng)造良好便利條件。同時,根據(jù)設計路線兩側的土壤和植被類型,農作物及經(jīng)濟作物的分布情況,進行綠化設計。另外,遙感可以對所選路線線形進行三位透視,檢測路線線形是否順暢,行車視距是否良好,與周圍景觀是否協(xié)調一致。

在應用衛(wèi)星和遙感圖像與計算機信息處理技術的結合的問題上,應用這種技術我們可以快速編制出各種比例的遙感圖和解譯工程地質圖,可以很好的指導選線的勘察工作,在應用這種技術之后它的綜合效益甚至可以提高三萬倍,在地質的選線速度上也是可以提高3到5倍[1]。

2)遙感在測圖中的應用

在一些自然地理環(huán)境惡劣地區(qū)進行測圖工作,傳統(tǒng)外業(yè)測圖工作非常困難,測量周期長,很難保證測圖的現(xiàn)勢性,遙感技術的應用,主要的優(yōu)勢是,在遙感影像上進行量測和判讀,無需接觸物體本身,受自然和地理條件的限制較少,同時影像具有客觀真實性,可以直接從中獲取大量的幾何和物理信息,使大量的測量工作者可以將大量的野外工作轉到室內來進行,能夠大大縮短工期,提高成圖效率。一般來說,航空攝影像片主要用于大比例尺影像地圖的編制,衛(wèi)星掃描影像主要用于中小比例尺影像地圖的編制。

目前攝影測量與遙感作為測繪地形圖的一種很有效的方法,已得到了廣泛的應用,如西部測圖工程,包含200萬平方公里的遼闊地域,是我國有史以來最大的測繪任務,在交通、氣候、地理環(huán)境等條件受限的情況下,西部測圖工程首次在國內大規(guī)模采用高分辨率衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)進行1:5萬比例尺地形圖測繪,在2006年和2007年間,順利完成了三江源區(qū)域、青藏高原東部和塔里木東部區(qū)域約1200幅圖,面積約50萬平方公里,相當于30多個北京市范圍的測圖任務,完成的任務量約占西部測圖工程任務總量的25%[2]。

3)遙感在工程選址中的應用

遙感影像能夠提供工程區(qū)域地質、地貌、水文等地質情況,加之遙感的宏觀性和時效性的特點,便于工程選址工作的有利進行,遙感在工程選址中同樣得到了很好的應用,尤其是在隧道工程地質調查中多以遙感手段為主。如在高原阿里機場工程中的應用,針對于高原自然、地質等其他不利因素的影響下,采用遙感技術作為工程前期勘察的技術方法,最后選定噶爾昆沙場址作為阿里機場的最后地點,此選址過程中采用了遙感技術,為國家節(jié)省了大量建設投資,同時為機場建設爭取了寶貴工程施工時間[3]。蕪湖長江大橋的橋位選址過程中,工程技術人員利用遙感技術開展了對橋位中線為基線,對上下游6km,東西兩岸延伸3-4km,總面積約160km2范圍內的遙感工作,對沿江附近的斷裂帶進行分析比對,為大橋建設的橋位選址提供了可靠的地質依據(jù)[4]。大瑤山隧道工程地質水文地質勘測,高蓋山隧道工程地質調查也都采用了遙感技術手段進行。孫啟莊—大同、祁縣—介休高速公路工程地質遙感調查,為高速公路設計提供了工程地質方面的科學依據(jù)[5]。

4)遙感在水下工程中的應用

在遙感影像上,可以反演水下地形,可以分析地質的線性構造、環(huán)形構造,并分析水系與地質構造、地貌和巖類之間的相互關系。遙感技術在海岸工程、航道工程、跨海大橋的建設中發(fā)揮不可替代的作用,在我國重大工程中(如杭州灣跨海大橋、南京長江大橋、膠州灣跨海大橋、舟山大陸連島工程等工程)得到了很好的應用。

3 總結

遙感影像是現(xiàn)代測繪的新技術,隨著數(shù)字攝影測量與遙感技術的廣泛應用,意味著數(shù)字攝影測量與遙感時代已經(jīng)到來,對提高決策水平和設計質量、優(yōu)化設計方案、節(jié)約投資成本都會起到關鍵的作用,構建工程建設的創(chuàng)新工程和優(yōu)質工程,尤其是3S集成技術的發(fā)展與應用,給工程建設部門提供的新的思路和方法。

參考文獻:

[1] 石雄偉.淺談測繪新技術在公路勘測中的使用[J].科技風,2010(11):1-1.

[2] 張繼賢.攝影測量和遙感技術在西部測圖中的應用[J].中國測繪報,2008,11:33-35.

[3] 趙文.高原工程建設中的遙感技術應用[J].科技,2010(11):79-80.

篇7

1古代遺址的勘查

不管是什么時代的古代遺址,雖然在地面上可能會存在著一定的跡象,但是對于幅員遼闊的中國而言,尋找古代遺跡工作如果采用以往的方式是非常困難的,同時還有可能會耗費很長的時間,在地理位置的確定方面也不是非常好,甚至還有可能會出現(xiàn)誤判的情況。如果在實際的工作中,使用航片或者是衛(wèi)片對其進行全面的綜合性的分析,就可以收獲很好的效果。之所以會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象就是因為航空會被衛(wèi)星遙感技術作用范圍相對比較大,所以在這一過程中也能夠對一些雜亂無章的遺址清晰的識別。此外在一些自然環(huán)境并不是很好的地區(qū)也很難的展開其自身的工作,所以遙感技術的優(yōu)勢十分的明顯。例如我國在對秦始皇陵考古研究中,對1956年的航空全色遙感圖像解譯,就得到3類遺存信息。其中尤其以第1類影像特征較為顯著,與后期考古探測結果一致的遺存包括五嶺大堤、兵馬俑坑、封土堆東側的馬廄坑,這些遺存在航空全色遙感圖像上表現(xiàn)明顯的原因是規(guī)模較大,取得了很好的探測效果。另外,國外在這方面也開展了很多工作。如加拿大某些早期歐洲人村落遺址的確定,馬里蘭州18世紀城堡的重建,1987年,美國國家航空航天局埃姆斯研究中心進行的揭開瑪雅文明榮枯盛衰奧秘的計劃,他們利用LandsatTM、IKONOS衛(wèi)星和機載雷達資料,再加上GPS技術,成功地識別出了古瑪雅遺址的特點。

2地下遺跡的無損探測

在遙感考古工作中非常重要的一項內容就是要對埋在地下的古代遺跡和古墓等進行無損探測,當前在無損探測的過程中,采用的方法有很多,比如磁力探測的方法、電阻率探測的方法和地震探測的方法等。在我國對這些技術的應用還處在不是很成熟的階段,但是在這方面也進行了非常詳細的研究,所以也出現(xiàn)了很多項非常先進,精度也非常高的物理探測技術,在這一過程中還出現(xiàn)了一些全新的可以將其用在探測定位方面的新算法,其中,使用遺傳算法對雷達資料進行捕捉和整理就是非常重要的一種應用。

3水下考古

水下遙感考古通常就是使用航空遙感的方式對湖泊和河流等水環(huán)境下的古代遺址或者是古代的港口等進行探測,這樣就可以對當時的沉積環(huán)境進行全面的分析。但是在水下遙感考古的過程中會受到很多因素的影響,在這一過程中必須要保證水體自身的質量,此外還要保證探測的過程中處在無風的狀態(tài)當中。所以,這種方式一般使用在湖泊的水下考古工作當中,但是如果是在含沙量相對比較大的河流當中,這種方法很難收到比較好的效果。當前,海洋地理測繪技術和考古設備儀器都在不斷的發(fā)展和完善。所以在這一過程中,海洋考古技術也得到了較為長足的發(fā)展。在當前的海洋考古工作當中,一般就是使用聲波掃描的方式或者是聲納以及水下照相機等設備開展相應的工作。在這一過程中需要對古代遺跡的真實性和其自身的位置和范圍等進行全面的研究和分析,這樣也就使得古代社會的發(fā)展情況得以充分的展現(xiàn)。某博物館負責的項目就是以遙感的手段當做是主要的方式,同時在這一過程中還將潛水調查當做是重要的輔助手段,采取上述的方式將其分成3個階段,在應用了這種方式之后也開發(fā)出了非常大的應用潛力,此外在這一過程中還有非常多的新發(fā)現(xiàn)。

4環(huán)境考古

古代環(huán)境恢復工作對于當時社會發(fā)展狀況以及經(jīng)濟、政治、文化等眾多方面的狀況都有著非常關鍵的作用,古代社會當中地理環(huán)境的變化對于古代環(huán)境和政治經(jīng)濟的研究也有著十分積極的影響。用遙感技術來對歷史環(huán)境的演變進行研究的過程中主要是使用它在遙感圖像上的痕跡來對其進行更加全面的分析和研究,這是因為不同的研究對象都有其自身的特征,這些特征也就成為了對其進行判斷的一個方式我們在遙感圖像上可以借助色調、陰影和形態(tài)及大小等特征對其進行識別,一個地區(qū)的環(huán)境變化最主要的就是水系上的變化。使用遙感圖像上的地物光譜特征對土壤自身的濕度和沉積物進行詳細的分析,就可以將水系變化的具體情況全面的反映出來。

5考古專題制圖和文物考古信息系統(tǒng)

遙感考古研究的主要工具是遙感圖像,圖像本身具有可以長期保存的特性,因此我們可以從早期保存的遙感圖像上發(fā)現(xiàn)已被破壞的古跡,從現(xiàn)在的圖像發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的古跡,制成考古信息專題圖,在圖像上保存這些古跡的位置、范圍以及古跡的真實外貌特征,以供將來的分析之用。經(jīng)過糾正的遙感圖像具有很高的精度,因此可以從圖像上對遺址的范圍及形狀進行直接測量,并可將結果直接轉繪到地圖上,具有很高的參考價值。目前,在國際上,利用遙感進行考古制圖是遙感考古的主要內容,發(fā)展十分迅速。利用遙感和GIS技術進行大規(guī)模的遺址調查,并精確定位,以供未來進行環(huán)境監(jiān)測、遺址定位之用。

6古遺址仿真復原

利用GIS技術,對考古目標的形態(tài)結構及其消亡、荒廢的過程進行模擬,以三維動態(tài)顯示,從而可以真實地再現(xiàn)古遺址、古戰(zhàn)場的面貌及環(huán)境演變的過程,反映當時的社會及環(huán)境狀況,為考古學家以及軍事學家的分析研究提供形象的參考資料。大英博物館內演示的古希臘神殿,美國洛杉磯美術館演示的古羅馬城堡,都是根據(jù)殘缺部件“修復”仿真的。敦煌石窟“、數(shù)字故宮”也即將付諸實現(xiàn)。航空三維掃描成像系統(tǒng)曾經(jīng)完成包頭、澳門和上海浦東的大面積城市監(jiān)測,效果遠勝于沙盤模型。隨著科技的進一步發(fā)展,這一方法必將得到越來越廣泛的重視和應用。

7結語

篇8

[論文摘要]為適應當前高等教育中新型農科人才培養(yǎng)的要求,針對農科本科生的特點,本文明確了遙感課程教學目標,通過分析當前遙感教材的優(yōu)缺點確定了適宜教材,依據(jù)理論聯(lián)系實際以及學以致用的原則提出了以應用為目標的主要教學內容。

遙感就是對地球表面的地學過程及特征進行物理量測量,并以數(shù)字量的形式客觀地收集、記錄、傳輸、處理和重現(xiàn)這一信息的科學技術,是現(xiàn)代空間信息科學的主要組成部分[1],涉及到空間、電子、光學、計算機和生物學、地學等學科領域,特別是在資源監(jiān)測、環(huán)境管理、全球變化、動態(tài)監(jiān)測等中應用非常廣泛,顯示其優(yōu)越性。目前已廣泛應用于農業(yè)、林業(yè)、地質、地理、水文、海洋、氣象、環(huán)境等領域,已發(fā)揮重大作用。農業(yè)遙感即為將現(xiàn)代遙感技術與農業(yè)科學相結合,而應用于農業(yè)生產領域的一門新興前沿技術,在當今遙感領域中最為活躍,也是迄今遙感應用最成功的領域之一,一直受相關科研機構、高等院校以及政府的積極關注。其中與農業(yè)學科領域關系密切的應用主要有:土壤調查,水分監(jiān)測,草原調查、估產及監(jiān)測,農學中的作物長勢監(jiān)測、營養(yǎng)診斷與作物估產,植保中的病蟲害監(jiān)測,農業(yè)氣象中的農業(yè)氣候研究與監(jiān)測,農業(yè)生態(tài)中的環(huán)境保護和魚情水產研究等[2]。伴隨我國農業(yè)信息化進程的快速提升,遙感課程在高校農科本科生教育中的地位日趨重要。面對當前高等教育中新型農科人才需求,許多本科專業(yè),對遙感技術都提出了很高的要求[3],因此,為適應農業(yè)現(xiàn)代化和信息化的要求,必須進一步加強遙感課程教學以及提升學生遙感技術應用水平?;诖?,根據(jù)筆者近5年的遙感課程教學實踐,本文結合農科本科生的實際特點制定遙感課程教學目標、選擇適宜教材以及調整教學內容。

一、教學目標

通過本課程的教學,使農科本科生了解農業(yè)遙感的基本理論、基礎知識、研究現(xiàn)狀及農業(yè)遙感技術發(fā)展趨勢與應用,了解電磁輻射與電磁波譜的相關知識,學習地物波譜的測定方法,認識地物反射光譜的響應規(guī)律,學習繪制地物反射光譜曲線的方法,掌握常規(guī)的遙感儀器和軟件的操作方法,理解遙感技術農學機理,掌握遙感圖像處理的基本原理和方法,掌握遙感圖像的地物影像特征、遙感圖像解譯及遙感制圖的基本技能,掌握光譜數(shù)據(jù)處理方法,使農科本科生掌握研究農業(yè)遙感的基本方法和基本技能,注重培養(yǎng)農科本科生的實際操作和應用能力。

二、適宜教材

依據(jù)農科特點和遙感在農業(yè)領域中的應用現(xiàn)狀,選擇適宜教材是比較困難。如教育部面向21世紀課程教材《遙感導論》[2],這部教材的特點是內容豐富,涉及技術原理較多、較深,對于農科本科生而言,技術原理顯得過深、有些內容較為陳舊,尤其應用案例。《植被與生態(tài)遙感》[4]教材內容系統(tǒng),編排合理,理論分析深入、學術價值較高,但有關遙感基礎概念和基本技能甚少,作為農科本科生教材尚不合適?!哆b感概論》[5]內容編排邏輯性強,概念清晰易懂,實驗內容簡單而易開展,但很多應用案例比較陳舊,不能滿足當今新型農科本科生人才需求。21世紀高等院校教材《遙感技術導論》[6]內容系統(tǒng),理論構架完整,概念清晰易懂,技術注解詳細,但對于農業(yè)應用涉及較少,所選應用案例也較老化?!掇r業(yè)定量遙感基礎與應用》[7]是一本系統(tǒng)闡述農業(yè)遙感新應用的專著,可作為農科本科生教學的參考書,但由于技術理論基礎體系不完整、內容因偏重于農情遙感而顯得覆蓋面不夠廣泛,不適宜作為農科本科生教材。為此,筆者講解遙感原理時選擇《遙感技術導論》作為教材,講解較新遙感農業(yè)應用案例時選擇《農業(yè)定量遙感基礎與應用》作為教材,這樣可有效地提高學生的遙感理論和實踐應用水平,以適應新型農科人才培養(yǎng)的要求。

三、教學內容

科學地選擇教學內容,優(yōu)化教學內容,合理教學分配,是《遙感導論》教學的關鍵環(huán)節(jié)[8]。主要內容為遙感的基本概念、類型、特點、發(fā)展概況與在不同應用領域中所發(fā)揮的作用、電磁輻射與地物光譜特征、遙感成像原理與遙感圖像特征、遙感圖像處理、遙感圖像目視解譯與制圖、遙感在農業(yè)領域的應用等。

電磁輻射與地物光譜特征主要講解斯忒藩-玻爾茲曼定律、維恩位移定律、基爾霍夫定律、黑體輻射規(guī)律或普朗克公式、大氣的成份和結構、典型植被光譜反射特性以及地物反射三種形式(鏡面反射、漫反射和方向反射),重點解釋該內容所涉及到的一些術語或概念,比如電磁波譜、光譜特征、輻照度、輻射出射度、朗伯源、絕對黑體、太陽常數(shù)、大氣窗口、光的干涉和衍射、反射率及反射波譜等,該內容要配套開展光譜測定儀的使用及光譜數(shù)據(jù)處理操作方法等光譜實驗。遙感成像原理與遙感圖像特征主要講解世界范圍內主要的陸地衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、對地觀測系統(tǒng)(EOS)衛(wèi)星和海洋遙感衛(wèi)星平臺、攝像像片的幾何特征(垂直攝像、傾斜攝像、幾何特征、中心投影、垂直投影和像片的比例尺)、微波遙感的概念和特點以及四種分辨率(光譜分辨率、空間分辨率、時間分辨率和輻射分辨率)間的關系。遙感圖像處理主要講解光學原理(亮度對比、顏色對比、顏色性質、明度、色調、飽和度以及加色法和減色法等)、遙感影像的預處理(包括輻射校正、幾何校正、對比度增強、空間濾波、彩色變換、圖像運算、多光譜變換等)和多源信息復合等,該內容要配套開展輻射校正、幾何校正、拼接、鑲嵌、掩膜、融合、link等上機操作性實驗。遙感圖像目視解譯與制圖主要講解遙感影像的目視解譯、遙感影像的監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類及其誤差和精度評價、專題圖制作等。遙感在農業(yè)領域的應用主要講解植被遙感、土壤遙感、水體遙感等。

四、結語

遙感技術是20世紀60年代興起的一種從遠距離不實際接觸物體而感知地表目標物及其特征的綜合性探測技術,是現(xiàn)代空間信息科學的主要組成部分,涉及到多種學科領域,它的功能和價值引起了許多學科的關注。

近5年,面向農科本科生基礎知識的實際情況,筆者以學生發(fā)展為本緊扣教學大綱開展遙感課程教學,教學目標制定明確,教材選用適宜,教學內容豐富,覆蓋面廣,應用實例典型且較新。結合遙感技術在農業(yè)領域中的應用,主要內容涵蓋了農業(yè)資源與農田環(huán)境監(jiān)測、數(shù)字農作技術、精確農業(yè)、農情監(jiān)測預報等主要應用領域,集中體現(xiàn)遙感可視為農業(yè)資源利用的“好管家”、農田管理的“好幫手”、農情監(jiān)測的“千里眼”等重要作用。

課程教學目標定位合理,重點突出,符合農科本科生實際,適應當前新型農科人才發(fā)展的需求。所選用的教材互補性強,主次分明,難易程度適中,有利于農科本科生人才培養(yǎng)。教學內容本著理論聯(lián)系實際以及學以致用的總體原則進行系統(tǒng)講授,概念講解透徹,有明顯的重點和難點,遙感圖像解譯方法適應當前農業(yè)應用需求,覆蓋面較廣,且系統(tǒng)性強,適應當前高等教育中新型農科人才培養(yǎng)的要求。

近5年教學實踐證實,針對農科本科生的特點,本文該課程的教學目標、教材和教學內容是合理的,與當前高等教育中新型農科人才培養(yǎng)的要求是相適應的。

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篇9

1遙感估產的原理及建?;A

任何物體都具有吸收和反射不同波長電磁波的特性,這是物體的基本特性。相同的物體具有相同的波譜特征,不同的物體,其波譜特征也不同,遙感技術就是基于該原理,利用搭載在各種遙感平臺上的傳感器接收電磁波,根據(jù)地面上物體的波譜反射和輻射特性,識別地物的類型和狀態(tài)[1]。衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)具有高度的概括性,衛(wèi)星獲取的光譜植被指數(shù)反映了植物葉綠素和形體的變化[3]。大量的研究也表明,植物的葉面積系數(shù)、生物量、干物重與光譜植被指數(shù)間存在著較好的相關關系[4]。因此,利用從衛(wèi)星獲取的植被光譜信息估測產量成為了可能。用于區(qū)域植物生物量估測的遙感模型基礎是從光合作用即植被生產力形成的生理過程出發(fā),在建立模型的過程中,根據(jù)植物對太陽輻射的吸收、反射、透射及其輻射在植被冠層內及大氣中的傳輸,結合植被生產力的生態(tài)影響因子,最后在衛(wèi)星接收到的信息之間建立完整的數(shù)學模型及其解析式[5]。

2遙感估產模型的類型

20世紀70年代后期估產模型將遙感信息作為變量加入到模型中,建立了大量的遙感估產模型。理論上探討植物光合作用與植物光譜特征間的內在聯(lián)系以及植物的生物學特性與產量形成的復雜關系等,方法上從單純建立光譜參數(shù)與產量間的統(tǒng)計關系,發(fā)展到考慮植物生長的全過程,將光譜的遙感物理機理與植物生理過程統(tǒng)一起來,建立基于成分分析的遙感估測模型,使估算精度不斷提高[6]。由于研究對象的不同,選用的估產參數(shù)也不盡相同,模型種類也較多,基本上可以分為2類[7-8],即統(tǒng)計模型和綜合模型。

2.1遙感統(tǒng)計模型

目前,基于統(tǒng)計的遙感估產有3種技術路線:一是遙感光譜綠度值(植被指數(shù))-生物量關系模式。在對作物、草原、森林的估產中,這是一種常用的思路,但是該方法得到的遙感估產等級圖只反映衛(wèi)星攝影時的植物長勢和生物量的空間分布狀況;二是遙感光譜綠度值-地物光譜綠度值-生物量關系模式,即先分析實測地物光譜綠度值與生物量之間的關系,建立相應模型,再分析衛(wèi)星遙感植被指數(shù)與地物光譜綠度值的關系,建立衛(wèi)星遙感植被指數(shù)與生物量之間的關系模型,最后利用光譜監(jiān)測模型和衛(wèi)星遙感監(jiān)測模型進行監(jiān)測與估產;三是遙感-地學綜合模式。該方法將氣溫、降水等環(huán)境因子引入模型,與遙感-生物量模型互相補充,克服各自存在的缺陷,可進一步提高估產精度。建立的統(tǒng)計模型有線性、冪函數(shù)、指數(shù)、對數(shù)等,回歸的方法也有一元回歸、多元回歸、逐步回歸等,得到的系數(shù)差別較大,并且應用也局限于建模的時間和地點,在很多情況下地面資料的數(shù)也影響模型的精度。

2.2遙感綜合模型

綜合模型借助遙感信息和植被信息、氣象因子等來建立,其包含了更多的信息量,可以更加精確地反映植被的生物物理參數(shù)。盡管這類方法前景廣闊,但受到模型中大量的參數(shù)和變量獲取的限制(例如呼吸、衰老、光合作用、碳分配、凋落物的分解等),以及當物種的組成在時空上變化較大時出現(xiàn)復雜的、異質性的、冠層的描述問題的影響,部分模型只適用于當時的研究區(qū)域,如何通過“尺度擴大”來改進模式中的區(qū)域限制,更好地適應遙感信息的同化需要,也是亟需解決的一個關鍵問題。

篇10

關鍵詞:應用;遙感技術;展望;無人機

引言

遙感技術起源于1960年左右,它是探測領域中非常重要的一項技術。它依據(jù)了電磁波的有關理論,結合了各種先進的傳感儀器,把距離較遠的目標反饋回來的信息加以搜集,再對這些信息做相關的處理,最終形成目標的全景圖像。當下,在借助人造衛(wèi)星的基礎上,遙感技術可確保18天以內就能返回一次全球的真實圖像。同時,在運用了遙感技術之后,還可高效地測繪出研究區(qū)域對應的地圖。

1 無人機遙感技術的簡述

關于無人機遙感這種技術的描述可從四個方面來把握。第一是技術的組成,無人機遙感綜合了以下幾種技術:一是傳感技術;二是通訊技術;三是遙控技術;四是遙感對應的應用技術;五是GPS技術。第二是獲取的方式,獲取方式有以下三點特征:一是專題化;二是智能化;三是自動化。第三是獲取的信息,獲取的信息主要有以下幾種:一是環(huán)境信息;二是國土信息;三是資源信息。第四是技術的重要優(yōu)勢,這些優(yōu)勢尤其表現(xiàn)在以下幾點:一是起飛速度快;二是成本低廉;三是結構較為簡單。

2 無人機遙感技術的具體情況

2.1 無人機遙感技術所具備的特征

跟載人飛行器相比較,無人機遙感有著獨特的技術優(yōu)勢。這些技術優(yōu)勢尤其體現(xiàn)在下列幾點:(1)由于無人機不需要載人,所以它可以飛行到一些較高或者較危險的區(qū)域進行航拍,這是載人飛行器無法與無人機比擬的地方;(2)與載人飛行器相比較,無人機在實際的飛行中所耗費的資金更為低廉;(3)無人機被劃分到我國的遙控飛行器一類,所以它的整個審批流程較為簡單,相反載人飛行器屬于現(xiàn)實中的飛行器,它的整個審批流程非常復雜;(4)載人飛行器有著極為嚴格的起降要求,而無人機卻沒有過于嚴格的降落場地和起飛場地要求,所以它在航拍飛行中實現(xiàn)中途轉場比較容易;(5)航拍中,無人機所具備的安全性能也遠遠超過了載人飛行器;(6)同載人飛行器比較,無人機可隨時進行重新拍攝,并且拍攝時間極短,成像效果也非常清晰。

盡管無人機遙感有著如此多的技術優(yōu)勢,但它的技術劣勢也較為明顯。這些技術劣勢主要表現(xiàn)在下列幾方面:(1)無人機遙感所返回的遙感影像有著極高的分辨率,這種分辨率甚至實現(xiàn)了以分米級來計算的精密程度。但是,影像的相幅偏小,相片數(shù)量非常龐大,甚至達到了千張以上。這種大工作量的工作方式,降低了無人機遙感工作的效率。同時,影像傾角的角度一般來說較大,并且傾斜方向沒有任何規(guī)律可遵循。所以,無論是連接點的布設還是提取工作都變得非常困難。(2)載人飛行器通常比較穩(wěn)定,相比之下無人機就顯得不夠穩(wěn)定。假如高空中的風速較大,那么航飛軌跡就會出現(xiàn)不規(guī)則的現(xiàn)象,甚至偏離了本身的主航道。這樣,無論是拍攝中的旁向重疊度還是航向重疊度都不夠規(guī)則,影像間的實際重疊程度就更大。(3)無人機無法攜帶專業(yè)化的測量相機。所以,它拍得的影像難免會有所變形。這是由于地面事物跟單幅相機間的投射關系很復雜,所以影像內存在的幾何關系也就很不穩(wěn)定。在這種影響下,影像就會呈現(xiàn)出傾斜的效果甚至變形。

2.2 無人機遙感的影像處理流程

2.2.1 影像的畸變差糾正

當前的無人機航拍方式是中國航拍方式中最為先進的一種方式。它有著獨特的技術優(yōu)勢,可在任意時刻進行航拍,并且拍攝的時間極短,成像效果也非常清晰。所以,無人機航拍這種方式被大范圍的運用?,F(xiàn)實中,無人機有著不同的類型,所攜帶的相機也有著不同的類型,不同的搭配方式使得最終的成像質量也有巨大的差異。不過,一般情況下無人機都是配備的普通相機。普通相機拍出來的相片邊緣會出現(xiàn)畸變的現(xiàn)象。這可能給后續(xù)的數(shù)據(jù)處理帶來極大的誤差。為了最大限度控制數(shù)據(jù)的誤差,對影像的畸變加以糾正就成了必備的工作。處理方式主要包含了以下幾種:一是消除畸變;二是消除主點偏移;三是旋轉影像。

2.2.2 影像的三角測量

三角測量的過程是在空中自動完成。以往,影像的轉點工作與選點工作都是以人工方式來操作完成??墒牵瑹o人機遙感卻能讓這兩項工作在空中便自動完成。同時,像點中的各個坐標也是自動獲取。它能為區(qū)域網(wǎng)平差程序結算提供依據(jù)[1]。這樣,坐標系中加密點所處的空間位置及其定向參數(shù)都能隨之而獲得。三角測量主要對以下幾方面的內容加以測量:一是內定向的相關測量;二是相對定向的相關測量;三是模型連接的相關測量;四是模型轉點的相關測量;五是偏移量的相關測量;六是連接點的相關測量;七是特征點的相關測量。

2.2.3 DOM影像與DEM影像的生成

DOM影像與DEM影像的具體生成步驟如下:首先,借助平差程序可解算出拍得的影像對應的外方位元素;接著,把相鄰影像跟外方位元素充分匹配,便可迅速取得相關的同名特征點;然后,通過這些同名特征點便可以生成DEM影像;最后,讓生成的這個DEM影像跟相關的同名特征點再次拼接,便可得到需要測量區(qū)域的DOM影像圖片。

2.3 無人機遙感的關鍵技術

現(xiàn)實中,遙感技術是把多種技術綜合以后取得的技術成果。上述已經(jīng)談到:無人機遙感綜合了五種主要的技術,第一種是傳感技術,第二種是通訊技術,第三種是遙控技術,第四種是應用技術,第五種是GPS技術。在這五種技術中,最為關鍵的技術又可細分成八種。第一種是遙感平臺對應的集成技術。第二種是專用數(shù)據(jù)對應的處理技術。第三種是傳感器對應的控制技術。第四種是平臺穩(wěn)定涉及的相關技術。第五種是相機定標的相關技術。第六種是相機校驗的相關技術。第七種是快速處理的相關技術。第八種是3S技術。而依據(jù)平臺框架的情況來具體劃分,關鍵技術又應該被劃分成三種基本的技術。第一種是遙感平臺對應的集成技術。第二種是獲取數(shù)據(jù)的相關技術與下傳數(shù)據(jù)的相關技術。第三種是地面接收與處理技術[4]。文章將對這三種最為關鍵的技術進行一一的介紹。

2.3.1 無人機遙感平臺集成技術

無人機中,平臺結構主要包含了以下幾種:一是飛行器對應的系統(tǒng);二是信息傳輸對應的系統(tǒng)與測控對應的系統(tǒng);三是保障對應的系統(tǒng);四是信息獲取對應的處理系統(tǒng)。平臺結構具體如圖1所示。無人機中安裝的是面陣CCD相機[2]。通常,拍攝操作是由相機頭部來具體完成。相機頭部又由三個部分構成,第一部分是數(shù)碼后背,第二部分是鏡頭,第三部分是機身。對無人機來說,遙感平臺需要體積小且分辨率偏高的相機。因此,大面陣CCD數(shù)碼與120中型幅面相機是最佳的組合[3]。再者,高清圖像是無人機影像的一個重點。所以,拖影便成了影像中的一個重要障礙。為此,遙感平臺必須盡量把拖影的像元控制在0.5以下。假設像元是9um×9um,高度是500m,速度是每秒鐘33m,焦距是50mm。那么可得出曝光時間是1/733秒,快門應選用1/1000s以上[5]。假設焦距用字母f來表示,成像面尺寸用字母L來表示,視場角用字母θ來表示。那么焦距公式是tg(θ/2)=(L/2)/f[6]。而主控計算機需要起到三方面的作用,首先是對相機進行良好的控制,其次是對圖像加以傳輸,再次是對圖像加以保存。因此,PC/104+嵌入式計算機是最好的選擇[4]。

2.3.2 下傳數(shù)據(jù)的相關技術與獲取數(shù)據(jù)的相關技術

因為無人機遙感會產生極大的數(shù)據(jù)量,所以下傳圖像的過程中一般來說會選擇高壓縮比的壓縮技術。壓縮方案具體如下:系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)鏈路共有兩條,傳輸中多模態(tài)遙感器會與工控機互相配合,一方面可通過其中一條鏈路把遙感數(shù)據(jù)傳送到硬盤中做備份處理,另一方面可通過另外一條鏈路把遙感數(shù)據(jù)傳送到壓縮模塊中做壓縮處理。

另外,圖像獲取的具體步驟如下:(1)系統(tǒng)中的IO設備可把遙感數(shù)據(jù)統(tǒng)統(tǒng)讀取出來;(2)遙感數(shù)據(jù)在控制板是BMP這種格式的數(shù)據(jù),通訊程序可把這種格式的數(shù)據(jù)全部讀取出來,再把數(shù)據(jù)全部寫入到DSP中;(3)DSP中具備壓縮模塊,壓縮模塊會把這些圖像由BMP格式轉換成JPEG格式;(4)JPEG格式的所有圖像會被存儲到指定的內存中;(5)通訊程序從指定內存中把JPEG格式的所有圖像給讀取出來再傳送到數(shù)據(jù)鏈路中。

2.3.3 地面對數(shù)據(jù)的接收與處理

對無人機來說,無論是地面的接收工作還是地面的處理工作都必須依托于數(shù)據(jù)接收站。數(shù)據(jù)接收站既可以是固定式也可以是移動式。而無論是哪種類型的數(shù)據(jù)接收站都必須具備以下五種基本功能:一是存儲海量數(shù)據(jù)的基本功能;二是建立海量數(shù)據(jù)庫的基本功能;三是管理海量數(shù)據(jù)的基本功能;四是分發(fā)海量數(shù)據(jù)的基本功能;五是糾正數(shù)據(jù)的基本功能。

3 結束語

綜上,文章首先闡述了無人機遙感這種技術的本質。其次,文章闡述了無人機遙感這種技術的基本情況:一是這種技術所具備的特征;二是這種技術在處理中的詳細流程;三是這種技術具體包含了哪些關鍵技術,并對這些關鍵技術分別加以介紹。

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