遥感技术的用途范文

时间:2023-12-07 18:01:59

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遥感技术的用途

篇1

【关键词】遥感;土地;监测

0.前言

众所周知,土地不仅仅是我们在地球上赖以生存和发展的物质基础,更是国家经济建设的基石,社会稳定的保证,所以如何合理的利用每一寸土地是我们当前乃至未来发展的根本方向,伴随土地空间遥感监测技术的应运而生,空间遥感监测技术在土地调查、耕地保护、土地监察中已应用十余年,取得了良好的成绩。

1.遥感监测技术简介

1.1什么是遥感监测技术

所谓遥感监测技术,简而言之就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,最后完成成像,从而对地面上的各种景物进行探测和识别的一种综合性监测技术空间遥感监测技术的优点主要体现在:遥感探测范围大,监测受地面条件限制少,遥感监测手段多样,遥感监测获取的信息量大等。

1.2遥感监测技术的应用

空间遥感监测技术目前已经广泛应用于农、林业方面,地质方面,地理方面,海洋方面,水文方面、气象方面、测绘方面、环境保护和军事侦察等许多领域。

2.空间遥感技术在土地管理中的应用

2.1空间遥感监测技术在土地变更中的应用

目前,我们国家已经将土地资源利用情况的变更调查与遥感监测工作完全的统一起来,全国土地利用变更调查监测与核查工程现已全面启动。这一工程要求:全国各地区的国家土地监管部门,应该在遥感监测技术发现的变化图斑的引导下,将传统的土地的大范围变更调查转变为明确的点线形式调查,这样不仅仅为实际工作的人员减少了大量的工作量,使得调查工作有繁琐变成简单;也极大地提高了土地利用现状调查的准确性。在调查中,我们可以通过抽取部分重点地区,重点地类,进行细致的实地核实工作。

空间遥感监测技术在土地变更调查中的应用具有:监测技术方法先进,减少人为干预因素、保障数据真实可靠,监测数据覆盖面广,实际监测的整合度高等优势。

2.2在洪涝地质灾害预测方面的应用

我们知道,洪涝灾难作为自然灾害中的一员,其发生具有突发性、难预警的特点,然而,在实际的救灾工作和灾后重建工作的安排时,我们要及时、准确、可靠的对洪涝灾害的相关信息进行采集和反馈。洪涝灾害信息的传统采集方法,一般周期长,效率低,所以很难满足防洪抗涝工作的需要,而遥感监测技术则因为具有观测范围广,获取信息量大,信息获取速度快,实时性好,动态性强等优点而广泛地用在洪涝地质等自然灾害评估中。

比如,在具体的洪涝灾害发生时,一般情况下灾区的耕地,道路都会受损,发生了滑坡,崩塌,泥石流等地质灾害,这时国家为了快速的获取地质灾害实情,为灾后重建提供基础数据和决策依据,会开展临时的遥感影像灾情复合项目,获取相应的卫星影像,再由专门人员对卫星影像进行校正,融合,镶嵌等工作,最终制作出数字卫星正射影像图;还要将灾区的灾后影像与灾区标准时点统一更新二调数据库也就是灾情发生前的影像数据进行对比分析,通过比较提取出灾毁耕地和地质灾害信息的图斑,结合相应的软件进行处理,最终得到灾害发生区域地形地貌,受灾面积和统计报表等信息的直观展现,可以说,遥感监测技术在灾区的灾情评估及灾后重建过程中发挥了巨大作用。

2.3空间遥感监测技术在土地执法检查工作中的应用

土地资源的执法检查,一般情况下,是在年度土地变更调查国家级外实地核查后,国家根据具体的年度变更调查数据库以及相应的土地遥感监测成果,还要参照对应的遥感监测影像,从众多的监测图斑中抽查出重点图斑,从而开展土地执法检查工作。

而对于遥感技术所得到的遥感影像,它为我们提供了一个客观而持久的解译数据源,同时由于这些数据结果还具有重现性,所以土地执法检查部门完全可以根据这些数据,对具体区域土地利用中的不合理情况做到事前发现,事中跟踪,事后评估,最大限度地发现各地的土地违法行为,并及时地采取相应的有效处理措施,从而在根源上杜绝土地的违法使用行为,加强人们对土地合理利用的意识。

2.4空间遥感监测技术在二次调查土地标准时点更新中的应用

一般情况下,第二次全国土地调查工作是在土地利用更新调查的基础上开展的,在实际土地使用情况调查中由于两次调查的时间跨度长,而遥感监测得到的变化图斑多,所以在实际调查中,调查人员面临时间紧,任务量大的问题,然而不可否认的是,国家利用空间遥感监测技术对全国土地使用现状的二次调查也具有相当重要的作用。

在土地利用的二次调查中,我们要充分结合二次调查初始土地利用现状数据库的相关信息,利用计算机自动发现与人工判别相结合的方式,在遥感监测仪器上找到土地利用现状发生变化的最适图斑信息,之后再以实际土地变化信息图斑为基础制作调查底图,全面开展标准时点统一更新工作,值得一提的是,此时做好土地图斑更新成果与空间遥感监测成果相衔接工作显得尤为重要,最终保证全国土地二次调查工作顺利进行。

2.5空间遥感监测技术在城市开发区监测中的应用

在开发区的具体监测时,我们首先要依据国家级开发区的四至范围和总体规划图对开发区的理论建设有一个总体认识,然后再配合高分辨率的空间遥感监测卫星影像技术,对开发区实施具体的现状和变化进行全面而细致的监测。当然,在实际监测工作中,监测开发区的土地利用与行业用地现状,结构,土地的规划执行情况,土地开发利用的集约化程度及以新增建设用地为主的年度变化等有关情况是实际监测的重中之重。

对于具体的开发区,我们必须要分析其实际土地使用状况,并及时建立开发区的空间遥感监测数据库,这样就可以方便国家通过监测开发区的土地利用现状,土地变化与土地规划的实际执行情况,研究并确定适合具体开发区的国家土地监测指标,建立完善的国家级开发区预测、预警系统,为国家土地监管部门提供快速而可靠的信息,保证开发区的有序发展和国家土地的合理使用。

3.结语

当今社会,遥感技术由于具有高空间分辨率,高光谱分辨率等特点,加上多平台、多传感器数据的不断涌现,其在土地资源管理方面发挥了越来越显著的作用。所以,在土地利用问题上,我们要充分利用遥感监测技术,一方面使国家对于土地的管理不断的规范化、科学化;另一方面,也可以保证土地利用的合理性,实现可持续发展。

【参考文献】

[1]马向平等.重庆市酸沉降污染造成的植被受害状况遥感监测研究[J].国土资源遥感,2008,4:14-20.

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1 多源卫星数据

1.1 航空遥感

无人机是当前比较先进的航拍技术。自控的卫星五人驾驶机与传统航空遥感的区别在于其能够携带专业的数码相机,灵活性较强,可在云层下飞行,避免云对其的限制。这正这项优点其被研究生广泛应用。

1.2 Landsat系列卫星

陆地卫星Landsat能够帮助获得TM等遥感图像,这些图像能够帮助土地利用现状,并编制具体运用情况。

TM影响共有7个波段,每个波段能够充分结合不同事物的光谱特征和大气影响,其自身已经实现优化。在具体实践中,只有第6个波段稍欠丰富外,其他的地表光谱信息是很全面的。

1.3 SPOT系列卫星

2002年5月SPOT-5卫星发射升空。与之前发射的尾箱相比,其能够为研究者提供更加准确、丰富的地表信息资源。该卫星的遥感影像的控件分辨率是2.5m,其传感器能够帮助获得立体影像,并且在储存和传输等性能上都有提高。此外,其还能够符合土地利用动态变化检测的要求。将数据进行校正、增强和分类等,在通过实地调查资料的前提下,获得研究区内卫星区内遥感影响的翻译标志。然后根据对卫星遥感影像的计算机自动解译,能确定土地利用的类型。

1.4 雷达遥感

雷达遥感比光学成像遥感要进步很多,其不仅能够长时间工作,还可以穿透地物。因此,雷达遥感是当前应用十分广泛的一种。

有学者针对热点雷达数据ERS-2展开探究,发现经过一系列的预处理后和实验区分区后,根据土地的类型可以分为非监督类和BP神经网络类对土地利用进行划分。结果发现,多光谱遥感的数据,SAR遥感数据是可以替代的。

目前,我国SAR遥感监测技术主要被应用在那些不方便获得卫星遥感数据的区域。据数据统计显示:在农作物生长季,无论是北方还是南方多光谱遥感数据的利用率都普遍较低,不到5%,其中南方比北方总体上还要低。但是SAR获得的地观测数据可以达到100%。从上述调查中我们不难发现,SAR比较适合于农业、林业等资源调查较高的选择。

2 多源遥感卫星数据的融合

2.1 融合类型

2.1.1 同一传感器不同分辨率的遥感影像数据的融合。笔者在分析资料时发现,有学者会选择法国的2.5m的SPOT-5的全色卫星影像数据和10m的多光谱卫星影像数据,借助影像融合的办法,利用影像的纹理和光谱响应等特征,结合土地利用现状矢量图库完成土地利用现状的调查。

2.1.2 不同传感器的遥感影像数据的融合。在不透光传感器的数据融合方面,有学者采用2002年和2003年SPOT 及ETM+数据在专业遥感软件的辅助下利用多源遥感数据融合技术进行土地利用变化信息提取并对变化信息进行野外调查核实 ,这种办法能够大大降低查找变化地块的效率和时间,调查结果的质量也能够提升,其为以后开展土地变更调查工作的开展提供了一种新的途径和方法。

2.2 多源遥感影像融合的过程

多源遥感影像融合的过程一般分为2个过程:数据预处理和影像融合。

3 遥感影像分类

3.1 目视解译法

目视翻译已经成为信息社会中地学研究中一项十分重要的基本技能,在遥感应用方面也不例外。遥感技术信息的获得能够更加实时、准确。例如重大自然灾害信息等等,其可以无时不刻的关注检测地球的资源和环境的变化程度,为日后世界各国的发展提供真实可靠的信息服务。

目视解释作为遥感图像解译的一类,有往往被称为目视判读。它指专业人员通过直接观察或借助辅助判读仪器在遥感图像上获取特定目标地物信息的过程。

3.2 计算机自动分类法

计算机自动分类法主要分为非监督和监督两类。具体如下:

非监督是完全根据像元的光谱特性所进行的分类,比较适用于那些对分类区了解不够的情况。该方法的使用需要注意的是原始图像的所有波段应参照分类运算,结果是各类像元数大体等比例。非监督类受人为干预的影响较少,其自动化程度较高。非监督分类一般要按照以下几个步骤实施:初始分类、专题判别、分类合并、色彩确定、分类后处理、色彩重定义、栅格矢量转换、统计分析。

监督分类与非监督分类相比,其更多的是受人为干预较多,主要被应用在研究区域相对熟悉的情况。监督类应该首先选择那些可以识别或借助其他相关信息可以断定类型的模板,然后将通过计算机将具有相同特性的像元进行分类。监督分类是运行需要经过以下结果步骤:建立模板(训练样本)、评价模板、确定初步分类图、检验分类结果、分类后处理、分类特征统计、栅格矢量转换。

为了保证数据的精确度,一些新的分类方法也逐渐出现,但是大都由于程序过于复杂而没有被广泛应用。因此,在遥感技术不断发展的条件下,应该充分利用多源遥感技术数据,并借助GIS技术,尽量实现遥感数据的进一步精确。  

4 讨论

随着我国科学技术水平的不断进步,多源卫星遥感成为土地利用中不可缺少的重要工具。其融合选择的最佳办法是能够针对不同区域和图像特点进行选择和融合。其融合不同于其他,其关键在于不仅需要融合前两幅图像的精确配准,还应该具体融合方法。

当前,多源卫星遥感数据的融合仍然存在诸多问题,这些问题的存在严重影响融合的质量和水平。其具体融合需要解决的问题主要有以下几点:多光谱与多传感器、多空间下遥感影像的融合的理论框架、模型及其算法的研究,影像的性能评价标准的确定,融合理论的精度的提高,实际应用时会受不同影响以及计算机自动分类等问题,是今后卫星遥感数据融合需要努力研究的方向。

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【关键词】遥感技术;国土资源管理;应用

0 前言

近年来我国利用遥感技术获得了技术上的突破和成功,以快速的提取了土地地质构造信息和地质矿物勘察开采等问题数据的同时及时的预警了地质灾害的发生和监控,遥感技术对国土资源管理有着重要意义。

1 遥感技术

(1)遥感技术在我国土地资源调查中,获取了大量丰富的信息,利用遥感技术,建立起了一个完整的国土管理数据库,是为了对土地的范围和土地的位置进行了实时的了解,同时为了快捷的调查土地的变更工作而建设,对于最终结果的上报有着完整的汇总和整理。利用遥感技术合理的规划了我国农田建设,可以及时的调整和方式不合理利用农田的现象,从而进行合理的利用和评估监测。

(2)遥感技术在地质灾害上作用发挥极大,完美的预警和监测了地质灾害的发生,利用遥感技术的地理空间数据,对可能发生的一切灾害区域进行时刻监测其分布、规律、形成原因、发育特点和这次灾害的危害性与影响因素,从而进行有目的的监测后续灾害发生的走势,这是中国从地震仪中又一次寻找到了可以预测地震前兆从而发起短期预报的手段,在今后的遥感技术会更多的使用在地质监测上,用卫星和地面勘察中减轻地质灾害的扩大性从而降低了人民的损失,在一年的时间里面规避了近1000起地质灾害,同时在唐山大地震和汶川大地震中,利用遥感技术获取地面的各种直观信息对后续的救援的展开和可能出现的危险信息进行了识别,从而有效维护了人民的生命和财产安全,取得社会的认同和经济损失的降低。

(3)遥感技术有着对地质矿物资源采集和勘探上有着极大的作用,通过航空平台上的成像光谱仪器,提起到各个物质的光谱特性,从而有计划的勘察和开采,利用遥感技术从1990念叨现在国土资源部门完成了13个省会与自治区的19个重点矿产和矿区的有效调查和采集,实现了对10000平方千米的土地调查监测,基本明确了不同监测去不同矿物的位置所在,从而明确开采区分布的有效管理。[1]在矿产资源开发管理上,高光谱遥感技术的产生和发展使遥感技术在矿物质资源的勘探上作出了贡献,利用成像光谱实现地物空间的信息、辐射信息、光谱信息的采集和规划,结合遥感的找图图鉴和丰富的地理纹理信息,从而合理科学的寻找和开发矿物质资源。

(4)遥感技术作为一种高效获取信息的手段,其中信息量的丰厚和全天候,信息获取快的优势在我国广泛被应用,在1980年我国利用了卫星遥感数据开展了全国的土地调查工作用,1990年代后,国家土地管理局应用航空航天遥感技术技术分布了我国了绝大多数地区比率近乎1:1万的现状可以随时调查。[2]在1983年第一台成像光谱仪的问世,意味着我国处理掉了遥感科学的一个重大矛盾,是遥感技术的真正革新。从而实现了多光谱定性描述,高光谱定位的遥感地质作用。

(5)国土资源部分每年都要对全国重点人口集中城市,地区进行土地利用监测,从而进行分土地的利用合理性,从而可以快捷迅速的获得地面的信息,保证了工作的展开和快捷方便,在我国的土地资源遥感调查监测艺术已经取得了重大成果,实现了遥感技术在国土资源管理的产业化应用,在复杂的天气中,遥感技术依旧可以对地形复杂的山脉地区获得准确的数据,从而监测和实地考察,SAR遥感技术不仅不会受到气候的影响,还有全天监视的能力优势,为土地利用应用调查作出了贡献。

(6)现代遥感技术已经和常规技术相互结合,提高了遥感信息获取技术的便捷,在过去资源中我们发现,遥感的发展上,我们要把技术和方法结合,创新突破自身的信息提取效果,从而实现高速、高准的处理信息。这时候我们要解决他的局限性,身为过去资源的信息提取手段,要采取自动化的提取信息,从而完善应用。

(7)在日常生活中,遥感技术中的GPS也让我们生活出现了极大的便捷,从而让国家对我们某个地区的实时监控也是十分便利,完成了全覆盖的体系,对于我国的矿产资源开发以及我国的矿物质情况以及社会化服务奠定了大量基础。

2 遥感的发展

遥感技术有着信息丰富、时效性强、巨大的宏观性等优势,通过GPS技术中可以准确预

测地质灾害,并且可以借助遥感技术对地质灾害的发生变化趋势进行准确反映,同时还能预见地质灾害的发生。并实现对地质灾害进行快速调查,保证抢救工作的及时性,则需要遥感测绘技术的帮助。

(1)研究继承“3S”,促成一体化RS,GIS和GPS的关系互动,让他们在相互依存中快速发展,只有保证了GIS的网络空间的多维性方向发展,再由RS技术在朝着数据获取多平台、多穿观其等进行数据自动发现上发展,随着GPS卫星系统定位的完善,GPS的服务已经越来越精准快则,3s技术在各自发展的同时也一直在进行内部融合,RS和GPS像GIS提供和更新区域信息以及空间定位,同时GIS也做出相应的空间处理分析,从而让RS和GPS进行有效的数据提炼,然后进行整理和使用,3S技术的一体化对于我国的国土资源管理方面有着广阔的发展前景,为国土管理部门的合理规划、管理、利用和保护以及地质的灾害防治和地质矿产的勘察都是有力的技术支撑。

(2)国土资源部门要发展融合现有的技术,提高技术水平,建议一个完整独立的数据资源,从而可以去的良好的信息提取效果,在我现在“遥感三号”和“遥感四号”等系列卫星提供的数据源中,不能快速的满足国土资源管理的需要,在国外,一套完成的遥感数据的买断价格太高,所以我们只能发展自身水平来满足遥感数据的完善,遥感数据的完善有着重要意义,预示着我国遥感系统的自动化水平,以及方便国土安全调整和工作的应用。

3 结语

在我们日常生活中,GPS的存在极大的便捷了我们的生活,同时近几年在地理信息系统的影响力在扩大,计算机技术的不停完善,遥感技术大大支持了我国国土资源建设,这个意义是巨大的,我们要有规划性的管理,保护和合理利用我们现有的资源,随着遥感技术的不断成长和更新,国土资源管理将带来革命性的进步。

【参考文献】

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关键字:遥感 土地调查 卫星影像 解译样本

1 引言

肇庆地区的第二次土地调查统一采用的是法国斯波特5 (SPOT5)分辨率为2.5m的卫星遥感影像,第二次全国土地调查就是采用最新卫星遥感影像图作为调查基础图件,以土地权属、土地利用现状为主要调查内容,采用国家统一的土地分类标准,以信息技术和空间技术为主要应用手段,通过实地调查,全面查清土地利用的类型、面积、分布状况和土地权属等情况。

土地调查传统作业方法,就是调绘者在对遥感影像进行判读与调绘时,采用的是外业调绘为主的方法。虽然保证了调绘精度,但耗时费力,工作效率低。而利用地类解译样本、遥感影像特征分析等方法对地类进行判读和解译,正好可以弥补这方面不足,能有效辅助影像调绘者在室内进行目视解译,从而使传统的耗时费力的调绘模式,转变成“室内判读为主外业调绘为辅”的节时省力的调绘模式,真正实现调查的快速、高效,既保证了调查成果质量,同时又能充分满足国土资源管理对调查成果的现势性需求。

本文结合广东省肇庆地区的生产实际,对卫星遥感影像在第二次土地调查工作中的应用予以分析和探讨。

2、遥感技术的特点和土地调查中的应用

2.1 遥感技术的特点

土地更新调查作业中,传统作业世模式是在接受土地更新调查任务后,调绘者对遥感影像进行判读与调绘时,基本采用“外业实地调绘为主内业解译判读为辅”的方法。首先把已有资料与影像进行分析套合处理,再打印成外业调查底图到野外调绘,实地核实土地利用现状,然后回到室内再进一步进行填表、上图等一系列整理工作。这种调查方法虽然调绘精度有保证,但资金和人员投入多,要耗费大量的人力和物力,并且工作效率不高,人为干扰因素大,生产周期长,难以满足国土资源管理和社会经济发展的应用需求。

遥感技术最大的特点是获得资料的周期短、现实性强、客观真实,既可以在较短时间内获得新的现势性强的地面影像数据,又可以获取长期稳定的各种分辨率的影像资料,可以为编制和更新不同比例尺的土地利用基础图件提供现势性强的基础资料,而日益完善的遥感影像计算机解译技术,也能更有效地协助土地调绘者在室内进行目视解译, 帮助他们提高影像判读准确率和解译成果精度,从而减少外业调查工作,提高土地调查工作效率和增强调查成果的现势性。

2.2 遥感影像在土地调查中的应用

利用遥感影像进行土地调查时,首先应广泛收集调查区域历次土地调查成果(包括历年的更新调查成果)、权属调查和基本农田成果等,然后利用遥感正射影像图与最新的更新调查成果进行套合,经分析、修正后,将未发生变化的各种权属界线和地类属性等调查内容,依据最新影像直接转绘到土地调查工作底图上,同时提取和勾划出变化信息,并在图上作好标记,打印出处理和编辑好的图件,作为土地调查外业工作底图,到实地核实确认,并且要对图上作了标记的变化处作为重点调查,逐一进行核实和改正。

利用遥感影像进行土地调查时,判读和解译是关键,而判读又分为室内判读、野外判读。以野外判读为主的传统调查方法,由于劳动强度大、周期长、效率低等,在当今实际工作中正遭逐步淘汰。而室内判读法由于其高效、实用和节时省力,正逐步到得广泛应用,在室内根据地物的成像规律和判读特征,确定各类影像所代表的地类属性和地类的范围大小及正确位置,这样可以大大减少野外调查工作量,节约生产成本、提高工作效率和调查成果质量。

3、利用遥感影像进行土地调查的主要技术方法

利用遥感影像进行土地调查的总体技术思路是充分利用已有的土地调查和历年更新调查资料,将最新的遥感图像与之套合配准,通过室内分析、判读解译提取最新的土地利用变化信息,然后通过打印出外业调查工作底图,在实地对提取的变化信息进行认真的复核检查,最后将外业复核与调查的成果拿回室内,对照最新的遥感影像图,通过对电脑进行人机交互式操作,将外业调查成果输入计算机,成果数据经编辑处理、检查无误后,最终建立调查成果数据库,在这一总体技术思路的指导下,利用遥感影像进行土地调查主要采用下述3种技术方法:

3.1、利用遥感解译样本进行调查的方法

(1)解译样本的采集

解译样片采集时,首先把测区的最新更新调查成果和遥感影像进行分析套合,对调查底图上不同地类(如林地、耕地、道路、河流等)的图斑分别截取地类初步样片,然后在野外对这些样片进行实地核实,核实时还应考虑同一个测区的环境、气候、季节、植被类型等特性,应在不同地点多核实相同的地物类,使地类样片能充分反应该地区的地类分布和影像特征。核实完成后,再返回室内根据核实成果,对地类初步样片进行认真分析,进一步修改和完善,最后形成与实地地类完全相对应的地类样片。

建立肇庆地区遥感影像解译样本对应关系如下表所示:

解译样片采集完成后,室内判绘的作业人员就能以解译样片为依据,认真分析解译样片和实地图斑地类的对应关系,在室内对遥感影像逐一进行判读和解译。

(2)遥感影像的室内解译

解译样片采集完成后,室内作业人员利用最新遥感影像,根据野外采集的解译样片和实践经验,按照地理坐标或者采用对比、类推的方法,利用解译样本与遥感影像的对应关系,对影像图进行详细解译,在精确勾绘出图斑边界线的同时,还正确解译出图斑的地类属性。

在影像室内解译时,还可利用 DEM 数据生成高程分带图、坡度图等辅助资料作为遥感解译的参考,同时配合对解译地区的高度、坡度、阴坡、阳坡等一系列因素进行分析、判断,以增加地类解译的准确性。

利用遥感影像解译样本进行行土地调查的方法,不但能为内业判绘、质量控制提供可靠的作业依据,还能弥补内业人员没有判绘经验、判读错误率高的缺陷,保证了产品的良好质量,而且能缩短工期、节约成本、大大提高土地调查的工作效率。

3.2、遥感影像与调查资料相结合法

第二次全国土地调查,特别强调要充分利用已有的土地详查和变更资料,利用遥感影像进行土地调查时,在加强内业处理的基础上,可把重点放在提取影像变化信息上,在野外只对变化的图斑进行重点核实,这样可以大大提高土地调查的工作效率,充分发挥遥感技术的作用。具体做法是:将第一次土地详查获得的1∶1万土地利用现状图和历年土地变更图件扫描矢量化,经过几何校正后与同精度的遥感图像套合、配准,保留地类属性没有变化的图斑,只从遥感图像上提取与原有土地利用现状图上变化的部分,经过外业实地核实后,根据外业核实成果,在内业做进一步的修改处理后,就可以获取最新的土地利用现状图。

3.3、利用遥感影像特征分析方法判读和解译地类

(1)解译前的准备

内业解译前应广泛收集调查区内的权属调查、地类调查和基本农田资料以及历年的土地变更调查资料,同时要收集大量有关自然地理状况、交通、水利、农、林业、工矿、特殊用地等相关参考资料。对遥感影像图要重点检查标准分幅影像清晰度、云、雾覆盖要<5%、内图廓尺寸、坐标系是否正确、图面整饰是否齐全规范等内容。检查好后对遥感影像图进行预处理和纠正,主要是对影像进行坐标换算(坐标加减带号)、投影换带等一系列的技术处理,以便于图像地类特征提取和数据处理建库。

(2)解译的分类原则

在对遥感影像进行解译过程中,应该遵循从已知到未知、先易后难、先山区后平原、先整体后局部、先宏观后微观的分类步骤,以利于提高解译准确度和工作效率。

(3)解译的方法

首先要确定调查区域中各种地类的遥感影像特征,在遥感影像上,不同的地物有不同的特征,这些影像特征是判读识别各种地物的依据。影像特征分析就是从色调、形状、阴影、纹理及影像结构等方面对拟被提取的地物进行影像的定性分析。通过对这些地物的影像的定性分析,总结、归纳出这些地物要素各自所具有的影像特征,根据这些影像特征,作业人员就可以在室内对影像进行判读、解译。以广东省肇庆地区为例,各种地类的影像特征具体分析如下:

水田:平原地区水田一般具有明显的几何形状、田块较大、边界清晰、 有渠道灌溉设施、多呈大面积分布、有道路与居民点相连。而沟谷中的水田呈不规则状,大部分呈窄而长的条状。水田颜色调随土壤、湿度、农作物种类及生长季节不同而不同。一般湿度大的色调较暗、干燥的较浅;生长着农作物的较暗、成熟的较浅;农田灌溉时较暗、不灌溉时较浅。由于该测区的遥感影像是2007年12月份生产的,农作物已经收割,因此水田颜色较均匀,均为浅褐色。。

旱地:旱地几何形状不规则,位置多位于山区,旱地界线较为清楚,影像纹理结构比较粗糙,颜色大多为浅灰白色。

果园:果园排列紧密整齐,边界形状不规则,颜色为大多为绿色或浅绿色,果树的纹理较清晰。

林地:林地受地形控制,边界一般自然圆滑,呈不规则形状,有绒状纹理,色彩泛绿、树冠颗粒明显。

水域用地:主要包括河流、水库和池塘,颜色由于光线反射角度及水体深度的不同,其色调也往往有所不同,其中河流但大多都呈浅蓝色、几何形状为条带状,且常有不规则弯曲,而水库大都为深蓝色、几何形状为不规则、面积较大、一般与河流相连。池塘大都呈蓝色、面积较小,位置大都位于村庄边或山坡旁,形状大都为四方形或弧形。

公路:公路通常为弯曲的条带状,颜色一般为:沥青路呈灰黑色,水泥路呈灰白色,大都连接有城镇和村庄。

城镇:城市建筑物比较集中,高层建筑物有狭长的阴影,小区住宅为排列整齐的单体建筑,居民地几何形状特征明显,一般呈四方形,边界清晰,多呈黑白相间的颜色。

村庄:农村居民地建筑占地面积一般较小,形状散乱,无规则,多呈灰黑相间的颜色,村庄边界不够明显。

通过对上述地物的影像特征分析,作业人员在室内就可基本上判读出耕地、林地、水系、道路、建筑物等基本地物的属性,然后再把这些解译出地类属性的图斑转绘到影像图上,并且编辑打印出外业调查底图,再到野外进行巡查核实,重点只对影像中难以辩别的和新增变化的地物在外业进行认真核实、补查。这样不但可以减轻野外劳动强度,而且还能大大提高生产效率。

4、解译成果的核实

解译成果的核实,就是将内业利用解译样本和遥感影像特征分析等方法,解译出来的地类属性成果,在外业进行认真核实,以确定解译成果的正确性。

首先应充分利用和分析收集相关成果资料,把原有资料与最新遥感影像进行对比,与影像不一致的,应进行外业核实,在实地要以影像为依据,认真调查核对地类图斑的地类代码、范围和属性,并测量出道路、沟渠、河流等线状地物的宽度,同时增补内业判绘遗漏和新增变化的地类。然后在室内,根据外业核查成果修正错误,增补新增地物、完善地类属性,从而确保最终解译成果的正确性。

5、结论

本文应用SPOT5遥感影像,利用建立解译样本和采用遥感影像特征分析等方法,对遥感影像先进行室内解译,在内业解译和判读出绝大部份地类属性后,再到实地核实确认,同时增补新增和变化的地物,这种调查方法不但能减轻野外劳动强度,缩短调查工期,而且还能大大提高工作效率。随着遥感技术的发展,遥感技术、计算机技术的进一步互相渗透和融合,遥感技术在土地调查和国土资源管理中正在得到越来越广泛的应用,由于传统的土地利用调查方法已不再适应当今土地科学有效利用及社会经济快速发展的需要,而遥感技术由于具有客观、动态、便捷、和成本低等优点,因此在今后的国土资源管理和社会经济建设中具有较高的推广应用价值。

6、参考文献

[1] 濮静娟.遥感图像目视解译原理与方法.北京:中国科学技术出版社.1992

[2] 汤国安・遥感数字图像处理[M].北京:科学出版社,2004.170-173

[3] 陈姝.遥感图像分类方法及研究进展[J].河北农业科学.2009,13(1)

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关键词:找矿突破战略行动 遥感技术 应用及发展方向

遥感(Remote Sensing)即遥远的感知。从字面上理解,就是远距离不接触“物体”而获得其信息。是指在高空和外层空间的各种平台上,运用各种传感器获取反映地表特征的各种数据,通过传输、变换和处理,提取有用的信息,实现研究地物空间形状、位置、性质、变化及其与环境的相互关系的一门现代应用科学。由于遥感技术的发展,人类开始从多维和宏观的角度去认识世界。

1、“找矿突破战略行动”

提高矿产资源对经济社会发展的保障能力,科学发展,一直是国土资源部的重点工作,也是当前一项紧迫的任务。随着我国工业化、城镇化进程的加快和经济社会的不断发展,矿产资源匮乏的态势在我国愈发显现。在45种主要矿产中有11种国民经济支柱性矿产出现严重短缺趋势,其中石油、铁矿石、铜、钾的对外依存度已超过50%,如不加强地质勘查和加快转变经济发展方式,矿产资源对经济发展的支撑力和承载力将面临很大挑战,成为制约经济可持续发展的关键因素。面对严峻的现实,探索创新地质找矿新机制、实现地质找矿新突破迫在眉睫。

2011年,国务院常务会议讨论通过了《找矿突破战略行动纲要(2011-2020年)》。提出要加强基础地质调查与研究;推进重点成矿区带基础地质调查和综合研究,查明资源潜力和勘探开发前景;加快重点成矿区带的矿产远景调查,寻找新的找矿靶区;加强重要矿产勘查;加强主要含油气盆地的地质勘查和老油气区的新领域深度挖潜;勘查开发以页岩气、煤层气为重点的非常规油气资源;开展老矿山深部和接替资源勘查,延长矿山服务年限。国土资源部提出了阶段目标,即3年实现地质找矿重大进展,5年实现找矿重大突破,8到10年重塑矿产勘查开发格局。这意味着新一轮地质找矿热潮将蓬勃掀起。

2、遥感技术在“找矿突破战略行动”中的应用

目前,我国已进入到找盲矿、隐伏矿的阶段,找矿难度日益增大,常规的矿产勘查方法、手段已不能适应形势发展的要求,在“找矿突破战略行动”中迫切需要新技术、新方法。

(1)随着航天技术和计算机技术的飞速发展,量化遥感异常在区域找矿预测、矿产资源潜力评价中的应用越来越广泛,开启了遥感找矿应用的新时代。在当前的技术条件下,人们利用人机交互解译手段和遥感图像处理方法,可以从遥感数据中提取遥感地质构造信息、侵入体信息以及蚀变遥感异常等找矿信息,进行遥感地质解译和判别,建立遥感找矿地质标志、遥感蚀变信息标志和矿床改造信息标志。地质工作者不仅利用遥感图像进行地质构造、地质体、地层岩性的目视解译,结合数理统计方法间接获取找矿信息,而且还利用遥感数据进行矿化蚀变信息半定量一定量分析,借助GIS技术实现遥感异常信息与地质、物探、化探等异常信息的叠加分析,优化找矿异常信息。遥感找矿信息可以直接指导找矿和找矿靶区预测。

(2)我国立体勘查技术体系逐步建立,在遥感技术方法和仪器研发及应用方面取得显著进步,突破了多项遥感地质调查关键技术,在成像(高)光谱、干涉雷达和高精度航空定向定位等技术等领域达到世界先进水平,初步形成了一些专业技术标准,研发了多台/套地面光谱仪,开发了具有全部自主知识产权的便携式近红外光谱(矿物)分析仪等遥感应用系统,在基础地质、矿产勘查、地质调查中发挥了重大作用。

(3)近年来,以遥感技术为依托的计算机多元信息地质系统发展迅速,预测出一大批有价值的成矿靶区,取得了较好的找矿效果,改变了过去单纯依靠地质划圈圈、钻机打孔的找矿路子,由注重勘查变为注重分析,代表着地质调查技术发展的潮流和发展方向。

在多元信息地质系统综合运用技术中,遥感起着特殊重要的作用,即:

作为信息源,遥感图像含有地质矿产信息,并且,由于它的宏观和综合信息特征,使之成为联系地质、物探、化探信息的中介和桥梁,起到了穿针引线的作用。

遥感的数字化特征,使它一诞生就与计算机技术紧密联系在一起。事实上,近几年正是由于遥感和GIS集成技术的发展,才促使地质、物探、化探、遥感多元信息分析技术的迅速发展。遥感在其中起到了助推器的作用。

由于遥感的技术特点,常常被安排在找矿工作前期,用以解决宏观地质矿产信息问题,而后,在遥感矿产地质信息指导下,有目的地安排物化探、地质工作。遥感起到了尖兵的作用。

3、遥感技术的发展方向

与发达国家相比,我国遥感地质勘查技术仍存在明显不足。目前,重引进、轻消化、吸收和自主开发的情况比较普遍;仪器开发的集成度还不够高,智能化、系列化不够强;软件和硬件开发还缺少人性化设计。对此,我们应全力攻关,争取在较短的时间内解决这些问题。为更好地服务“找矿突破战略行动”,遥感技术应进一步瞄准国际前缘,从满足国家矿产资源和能源探测、地质环境灾害监测等需要出发,进行遥感新技术的研发和攻关。重点研发和攻关适于地质填图、发展能够进行深部找矿的遥感技术,推进地质找矿突破。

要充分发挥遥感高科技对地质找矿的引领和支撑作用,实现遥感与传统地学信息和现代信息技术的结合,在遥感常用方法上下功夫,包括进一步加强基础遥感理论、高光谱遥感卫星应用,干涉雷达,航空遥感系统,遥感矿化信息定量化提取、国产卫星系统建设等方面的方法试验和应用研究,初步形成全波段、多类型遥感数据获取能力;研制适于地质找矿和地质填图的机载高光谱传感器,开发航空热红外测量系统;发展能够进行深部找矿的遥感技术,如雷达技术、X光技术和伽玛射线探测技术等。

参考文献

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关键词:遥感信息技术;地理信息系统;土地动态监测

土地作为不可再生的资源,是我们赖以生存基础,它养育着地球上的每一个生命,可是随着近代社会的进步,经济的发展带来的土地资源破坏越来越严重,如何去合理的利用土地资源,是每一个政府都必须考虑的问题。遥感信息技术作为一种先进的的探测技术,可以快速、准确的对物体和自然气候进行监控,帮助我们对土地动态有效把握。在各国的致力研究下,遥感技术发展日新月异,自动化水平和准确度越来越高,通过使用遥感信息技术可以对国家的土地年度利用变化准确把握。

1 国内外研究动态

(一)国内研究动态

我国遥感信息技术的发展时间较短,在的大动荡过去之后,科学研究人员才开始尝试采用卫星遥感与航空遥感结合进行土地资源调查研究。到1980年以后,遥感信息技术才在我国土地动态监测中逐渐大规模使用。1984年我国首次运用遥感信息技术对全国的土地进行了调查,最终在东西部分别完成了1∶5万比例与1∶1万的土地调查图,1989到1993 年期间,我国对北方草原草畜利用遥感技术进行了详细的动态监测。1990年以后,我国对工程建设用地和可用耕地的逐年变化情况进行及时精确的定期监测。在1999年与2000年,我国对全国总共66个城市的工程建设用地和可用耕地进行了监测[1]。随着遥感信息技术对土地动态监测准确的越来越高,相关学者对遥感信息技术土地动态监测的作用研究也不断地深入。

(二)国外研究动态

在国外遥感信息技术的发展时间较早,相比中国70年代开始的研究,国外发达国家比中国至少提前了20年。美国从1850年起就已然建立了全国范围内的农业普查制度,1920年之后的土地利用信息更是每5年就更新一次。1971年开始就编绘了全国l:25万和l:10万两份土地利用图。与美国同一大陆的加拿大从1960年后也开始建立完善的土地利用监测体系,1978年以土地的利用价值为根据,把全国土地化为四种,加大力度监控优质土地,提高土地利用利用价值。一些经济发达的小国家,为了对有限的土地合理利用,根据实际情况制定符合国情的监测方法。瑞士自1912年起就在全国建立了完善的地籍档案,1970年后又以航空图片对监测区的土地利用情况进行了抽样调查。

2 遥感信息技术在土地动态监测中的运用

现在我国遥感信息技术和地理信息系统在土地动态监测中的运用已经有了很大的成果。北京师范大学教授潘耀钟利用遥感信息技术,成功研究出了完善的土地利用变化动态信息的新的监测方法;北京大学遥感与地理信息系统研究所李天俊提出了进行土地动态监测的新技术方案,那就是应用多种遥感综合时空信息进行研究。在具体应用中,武汉测绘科技大学对湖北省利川市进行了草场资源调查.近百人需要历时3年才能完成的工作任务,他们利用利用遥感多光谱影像技术,6个人只用了半年时间就完成了任务。而且精确度也很高,吻合率高达96%,是我国资源调查中利用遥感技术的成功案例。我国利用遥感信息技术拍摄的560幅陆地卫星图像,对全国15种土地利用类型进行了统计计算,两年时间就提供了全国的土地利用动态基本数据。

3 地理信息系统在土地动态监测中的运用

在遥感信息技术对土地利用的调查中,利用地理信息系统的分类数据库,可以对保存的各种遥感资料进行分类并制图。除此之外,利用地理信息系统强大的空间分析技术,对数据库中保存的原始数据进行处理后,我们就可以获取作为空间决策的依据的新数据集[2]。1989年包头市环境监测站为了对包头二氧化碳容量计算以及监控包头新市区的大气扩散,借鉴了美国EPA的工业复合源模式创新出城市多源高斯模式,为包头大气污染治理提供了可靠依据。

4 遥感信息技术和地理信息系统在土地动态监测中的结合

遥感信息技术和地理信息系统是现代地理学的两大空间支撑技术。随着遥感信息技术的由现状描述到预测、静态到动态、由定性到定量的技术不断提高,遥感信息技术和地理信息系统综合随之向更高级方向发展。遥感信息技术的实时性、宏观性、动态性特点,有效的促进了土地利用监测的准确性提高。地理信息系统则是在计算机的支持下,并以空间数据作为基础,对相关空间数据进行管理、采集、模拟、操作、分析以及显示,并建立地理模型,对土地利用变化进行分析。遥感信息技术和地理信息系统在发展中是本不相干的两个工程技术领域,但这并不能阻断它们之间可以有交集的可能性。遥感信息技术可以为地理信息系统提供及时有效的信息源,而地理信息系统也可以通过形成地理模型分析,为遥感信息技术的地学动态分析信息分析提供有效帮助。地理信息系统提供的数据库,可以大大提高遥感信息技术制图精度和分类精度。我国目前正在各级土地利用监测的建立中,把遥感影像技术和地理信息系统结合应用到实际土地利用动态监测。中国科学院遥感应用研究所张显峰利用3S集成技术成功研究出了面向工程目标进行土地动态监测的新方法[3]。张海玲等[4]论述了土地动态监测中使用先进技术的必要性,介绍了遥感信息技术与地理信息系统相结合进行动态监测的所带来的工作效率提升优势;朱运海等利用地遥感信息技术和地理信息系统,对河北省万全县土地利用状况的变化信息进行了总结,而且对土地动态监测的关键技术及工作流程做了详细的分析[5]。总而言之地理信息系统中储存的主要数据源和数据的更新手段都来自遥感信息技术,而地理信息系统的发展对遥感信息技术的综合开发与利用又起到了支持作用。

结语

虽然我国的在数十年的探索中已经取得了一定的成绩,有了一个相对成熟的技术体系。但全国土地利用遥感动态监测系统却还尚待完善,有计划地把遥感信息技术和地理信息系统在土地动态监测中结合,才能更好地去变化趋势预测、变化监测以及综合评价,进而完成对我国土地利用的监测长期性,满足我国特色社会主义发展要求。

参考文献:

[1]李恒利.土地利用调查与动态监测的遥感方法研究[D].太原理工大学,2007.

[2]李轩宇,周卫军,黄利红,郝金菊,邹容.基于RS的土地动态监测方法和应用[J].经济地理,2008,04:671-673.

[3]胡玉臣,衣德萍.遥感与地理信息系统在土地利用动态监测的应用[J].林业科技情报,2008,01:18-19.

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关键词: 遥感技术;测绘技术;遥感监测

中图分类号:TP7 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)1020114-01

0 引言

随着经济的快速发展,人类生存环境的变化和日益激烈的国际竞争,对自然和太空资源的开发和争夺利用已成为影响人类发展进程的重要因素。遥感正是为满足这样的需求而产生的一门综合性技术。数字化测绘技术是伴随着计算机和网络技术的发展以及测量仪器的智能化而发展起来的的一门新兴的技术。它标志着我国测绘技术的进一步发展与壮大。本文围绕遥感技术在数字化测量中的特点进行了简要的探讨。

1 遥感技术概述

遥感技术应用于数字化测绘,可以快速制作高质量地图,满足社会各方面需求。遥感技术的涵义遥感,顾名思义,就是从遥远处感知,泛指各种非接触的、远距离的探测技术。也就是利用地面上空的飞机、飞船、卫星等飞行物上的遥感器收集地面数据资料,并从中获取信息,经记录、传送、分析和判读来识别地物。遥感由空基系统、地基系统和研究技术支持系统组成。获取数据资料范围大,获取信息速度快、周期短,获取信息受条件限制少,获取信息的手段多,信息量大等都是遥感技术所具有的特点。

2 遥感技术的发展

遥感包括卫星遥感和航空遥感,航空遥感作为地形图测量的重要手段已在实践中得到了广泛的应用,卫星遥感用于测图也正在研究之中并取得一些意义重大的成果,基于遥感资料建立数字地面模型进而应用于测绘工作已获得了较多的应用。自20世纪初莱特兄弟发明人类历史上第一架飞机起,航空遥感就开始了它在军事上的应用,从1972年第一颗地球资源卫星发射升空以来,美国、法国、俄罗斯、欧空局、日本、印度、中国等国家都相继发射了众多对地观测卫星。遥感信息获取技术已从可见光发展到红外、微波:从单波段发展到多波段、多角度、多极化;从空间维扩展到时空维;从低分辨率发展到高分辨率甚至超高分辨率。遥感平台有地球同步轨道卫星、太阳同步卫星、太空飞船、航天飞机、探空火箭,并且还有高、中、低空飞机、升空气球和无人飞机等:传感器有框幅式光学相机,缝隙、全景相机、光机扫描仪、光电扫描仪、CCD线阵、面阵扫描仪、微波散射计、雷达测高仪、激光扫描仪和合成孔径雷达等,它们几乎覆盖了可透过大气窗口的所有电磁波段。

3 数字化测量技术的优势

1)通过计算机模拟的方式,在屏幕上生动直观地反映出地貌、地形特征及地籍等要素,图像清晰明了,基本可弥补、甚至改变传统产品符号、线条、文字、数字、等非具一定专业知识才能认知的不足和缺陷。

2)数字化测量产品在使用、维护甚至更新方面都体现出了方便快捷的特点,能随时保持产品信息的现势性,可随时补充完善,随时出提供使用新图。

3)按照用户的需要的不同,可对产品的各种要素数据进行再加工,得到图件的用途也就不同,并且还可以任意对图形进行缩放和拼接,使用起来更加广泛。

4)利用地形、地籍等数字化的测量成果,作为底图在计算机上进行各种设计与规划,在进行许多方案的设计与比较时显得非常方便,对各种要素的汇总统计及叠加分析也做到了准确方便。计算机的合理使用也大大提高了测绘作业的效率,且规范化程度、自动化程度、科学化程度、数字化测绘产品的应用水平也将得到提高。由此不难看出,数字化测绘符合现代社信息会的要求,是现代测绘的重要发展方向。因此,以传统测绘为主的专业测绘单位要以发展数字化测绘技术作为单位发展的方向与目标。

4 遥感技术在数字化测量中的应用

4.1 土地利用动态遥感监测

在2009年,我国所应用的遥感技术主要是确保在调查土地数据过程当中的现势性问题。一般情况下,国土资源在审批以后所负责监管的工程,也就是在遥感监测一张图的建设工程开始时,主要是为了结合第二次的全国统一土地调查时点底图的生产,一般在生产覆盖所有遥感正射影像图的基本条件下,最为重要的就是要达到全国统一覆盖的监测系统。所谓建设的遥感监测工程则是在每年都必须要达到先进的遥感影像全覆盖建设以及土地变化信息的重要提取功能,从而在日后进行调查变更与核查时提供了较为便利的条件基础,此外还可以确保实现土地数据达到一定的真实性与现势性的目的,进一步提高建设土地资源监管系统的重要作用。

现在所应用的遥感技术主要是针对变更土地的调查以及动态监测等,所以他们可以统称为土地利用动态遥感监测。这种监测一般主是对利用土地的调查数据和图件作为调查的基础,再通过处理遥感图像以及它的识别技术,并且在遥感图像所显示的图面上再进行提取变动的具体信息,以实现对土地变化可以及时地进行监测,也可以对其进行客观和直接的定期监测。这种监测手段是不同于其它监测的,由于遥感监测的精度较高,并且速度快,所监测的范围也较广,因此它可以精确的测量出国土资源管理的事实影像的,并且也最为基础的信息管理做出动态监测的结果。在现阶段,由于遥感技术在随着不断的进步发展,而影像的分辨率也在跟随不断的有所提高,在计算机技术以及处理信息技术等方面的技术与日俱增,从而也就促使了土地利用动态遥感监测的技术有所提高,在应用方面也得到了较为广泛的推广。

4.2 应用遥感技术的方法制地籍图

制作遥感地籍图,主要就是在利用计算机的制图环境,通过应用遥感所编制的资料再制作出所需要的地籍图,同时,这也是利用遥感信息在研究地理以及测绘制图过程当中最为重要的一个应用。在应用遥感技术用来制图的主要流程一般表现在几个方面:1)必须要选用较为合适的影像源,因为在不同数据源的表现下会体现出不同的特征。当前,我们普遍应用的遥感影像大概分为SPOT、QuickBird、Landsat-TM等。2)应选用某一种遥感软件对其影像进行分析,并且纠正影像的配准问题。3)融合于遥感影像当中,主要是通过与影像的融合技术,突出当中应用较高的分辨率,从而确保光谱的主要特征。此外,还可以对融合以后的影像对其做线性拉伸以及灰度变换等一些增强的处理,用以加强图像的清晰度和对比度,出更为突出细节部分。第四,在应用目视解译以及踏勘实地二者相结合的方法,可以把不同地物的不同形状以及在不同区域范围上可以从影像当中进行提取,也就是形成一定的矢量文件。

5 结语

数字化的测绘工作是极其繁琐的,只有采取一定的科技手段才能提高工作效率,及时完成任务。随着遥感技术的发展,给测绘工作带来了不少便利,随着计算机技术以及GPS等技术的日臻完善,遥感技术应用于测绘领域也日趋成熟,相信随着科学技术的发展与进步,遥感技术的应用水平将步入一个全新的台阶。

参考文献:

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关键词 地籍测量;遥感;GPS;GIS

中图分类号:P271 文献标识码:A 文章编号:1671—7597(2013)042-102-02

地籍测量是为获取和表达地籍信息所进行的测绘工作,其基本内容是测定土地及其附着物的权属、位置、数量、质量和利用情况等。伴随着经济的发展,土地利用状况日新月异,为保持土地利用数据的现势性,土地利用变更调查和动态监测成为了地籍测量工作的一个重要任务。然而,传统土地利用动态监测方法由于其获取数据的速度慢、监测被动等缺点,给测量工作带来很多麻烦。遥感技术的发展推动了土地利用动态监测的发展,本文从遥感动态监测的方法及其优点、缺点及改进方法三个方面阐述了遥感动态监测方法在地籍测量中的应用情况。

1 土地利用动态遥感监测概述

土地利用是指人类有目的地开发利用土地资源的一切活动,如农业用地、工业用地、交通用地、居住用地等。土地利用变更调查是指在完成土地利用现状调查和建立初始地籍后,国家每年对土地权属和用途发生变化的土地进行连续调查,全部更新土地资料的过程本质是一种动态监测。在实际工作中,根据不同的应用需求,对相应类型的土地利用信息进行提取,然后测绘出土地利用现状图,通过多时相的遥感数据进行土地利用的动态监测,绘制出土地利用演变图,并测算研究区域内各种用地的面积、分布、变化情况及发展趋势。

2 将遥感技术与土地利用动态监进行结合

随着遥感卫星的发射与遥感技术的发展,利用遥感技术对地面进行观测,发现和提取土地利用的变化信息成为遥感的一大应用领域。通过遥感技术,可以实现大面积观测,探测器可以在短时间内对较大范围进行观测,这种宏观的观测对土地使用情况及土地利用变化情况的观测极为有利,随着探测器空间分辨率的提高,这一技术对细节的探测能力也得到了提高,可以更加提取出变化的边界,对于不同类型土地面积的量算也更加有利。其次,遥感技术时效性很强,获取信息周期短、速度快,可以及时获取资料,根据新旧资料变化进行动态监测。另外,遥感数据综合性很强,遥感探测器获取的是同一时间内大范围的遥感数据,可以进行综合对比,从而得出综合性结论。综合遥感技术以上的优点,将其与土地利用动态监测进行结合,不仅可以最大限度发挥出自身优势,同时也可以使土地动态监测更加有效。

2.1 多源数据的选取

遥感数据的选取对最终判读精度有重要影响,因此应该根据不同的应用需求选择合适的遥感数据。首先,应根据区域特点及详查、概查的要求,进行地类可判读性及判对率的研究、评价,以确定遥感图像的空间分辨率。其次,应根据研究区的作物的农时历、自然植被的物候期及环境因素的变化确定遥感图像的时间分辨率。最后,还要使用辅助资料,包括地形图、各类专题图等。

2.2 预处理

遥感影像的预处理能减小外界因素的干扰,增强影像的可判读性,有效提高监测的精度。遥感影像的预处理包括几何校正、影像配准、辐射校正、影像融合等工作。其中,遥感动态监测中所涉及的主要技术问题是辐射校正以及几何配准。

引起辐射畸变的原因有两个:一是传感器仪器本身产生的误差、二是大气对辐射的影响。图像配准的实质就是几何纠正,根据几何畸变的特点,采用一种几何变换将图像归化到统一的坐标系中。一般有两种方式:图像间的匹配和绝对配准。

2.3 变化信息提取及变化类型确定

传统的变化信息提取方法包括图像目视解译分类技术和计算机自动分类技术。前者充分利用了判读人员的先验知识,分类灵活性较好,但存在定位不准确,效率较低,可重复性差,存在个人差异的缺陷;后者的分类原理主要使用分类地物的光谱信息,基于像元的光谱差异,对地物进行分类,但对于“同谱异物”和“同物异谱”的现象不能做较为理想的处理。

随着传感器空间分辨率的提高,辐射分辨率下降,计算机自动分类技术分类精度下降。图像分割技术的面向对象分类方法在一定程度上可以克服传统计算机自动分类方法的局限。这种方法首先通过分割算法把影像分割为同质像元组成的,大小不同的影像对象,然后利用影像对象的空间特征和光谱特征来进行分类。这种方法充分利用了遥感影像的光谱信息和空间信息,并引入邻近关系等上下文信息,这些丰富的信息使得不同地类的语义差异更加明显,同时,整个地理过程更符合人类认知事物的过程,为提高信息提取的精度提供了条件。

2.4 外业核查

在变化信息提取之前进行外业调查,调查结果可以指导内页工作,若在变化信息提取之后进行外业核查,可以监测内业精度。二者相辅相成。

2.5 精度评定

利用外业核查情况以及内业计算数据,对内外业变化监测的差异记录核实并进行统计分析及精度评定。

3 土地利用动态遥感监测技术的优缺点

3.1 土地利用动态遥感监测技术的优点

遥感技术具有可大面积观测、时效性强、综合性强的优点,将其用于土地利用动态监测,可以同步观测较大范围的土地,得到宏观的土地利用图像,可以方便地进行综合性分析,由于遥感卫星的飞行周期短,速度快,可以在短时间内获取影像,现势性很强,可以及时根据新旧土地利用资料进行叠加分析得到出土地利用变化情况。

3.2 土地利用动态遥感监测技术的缺点及改进方法

遥感手段目前做出的动态变化结果虽能反映一定时间的变化方向和趋势,但定量化研究还不够。在这种情况下可以先用遥感手段发现变化的类型与发生地,起到一个指示的作用,然后利用GPS到实地进行调查、监测、定位与测量,同时监测遥感的精度,将先进的遥感技术与传统的调查手段相结合,以便更好地服务于土地利用动态监测任务。

另外,对于土地利用变化分析,单纯利用遥感手段效率与精度往往不能满足用户的要求,随着GIS的发展,人们可以借助GIS的支持,进行专题信息的叠合分析,可以直接监测变化图斑,进行动态分析,输出动态变化图和统计数据,满足用户不同需求。

4 结束语

本文详细论述了动态遥感监测的过程和方法,介绍了动态遥感监测的优点,同时提出了该技术在土地利用变化监测中的不足,并提出了相应的改进方法。

在今后的地籍测量工作中,应根据不同应用需求选择合适的土地利用变化监测方法,今后还需对土地利用动态变化遥感监测技术和方法进行深入研究,建立起宏观土地利用动态遥感监测体系,为我国土地资源管理提供技术支持。

参考文献

[1]李小文,刘素红.遥感原理与应用[M].北京:科学出版社,2008:221.

[2]詹长根,唐祥云,刘丽.地籍测量学[M].武汉:武汉大学出版社,2011:46-48.

[3]赵英时.遥感应用分析原理与方法[M].北京:科学出版社,2005:351.

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摘要:随着改革开放的不断深入,我国在经济各个领域都实现了重大突破。能源是经济发展的基础,煤矿测量是保证煤炭能源供给中的重要一环,占据着重要位置。细致来讲,已经关系到煤炭生产建设的各个环节。本文主要探讨煤矿测量技术将来的发展。

引言:随着我国经济的不断发展,分工的不断细化,人们的生活也无声无息地变化着。日益增长的物质需要决定了人们对能源的依赖程度。而在能源中,首当其冲的要属煤炭,因此煤炭又被称作黑金。在煤炭开采和加工的整个过程中,测量技术与煤矿业安全生产息息相关。先进技术的不断发展,测量技术也与时俱进得到不断更新换代。现阶段一些过时的勘测技术已经在市场经济的体制下,自然得到淘汰。所以根据淘汰的老技术所暴露出的不足,没看测量技术可以自行创新发展,文章正是对这一技术未来发展的方向进行探索研究。

1过去普遍使用的测量技术

在我国,最普遍使用的测量技术工具就是数字水准仪。最初这一工具的诞生目的是代替人工读数这一行为。它的工作原理是融合激光束与水准仪两者的工作原理,将激光束引导进入到望远镜内,以此来校准方向而射出水平方向的激光束。望远镜前段装置配备一块金属片(又叫波带板),金属片利用激光的单色特性和相干性,经过望远镜在固定范围内调整焦距(通常在波带板规定的范围),继而得到清晰精确的十字星光斑。校准仪就是通过这个光斑来找准目标进行测量。另外,在水准标尺上还配备有前后两个位置的光电接受靶,该靶可以进行自动跟踪,综合这些功能的水准仪就是一个合格的水准测量工具。

2 ATR提高煤矿测量精度的工作原理

ATR指的是目标识别技术,是煤炭测量行为中最常用的一项技术。这一技术的精确程度可以说是令人咋舌,将ATR技术运用到测量中,可以全面提升煤矿测量的精度与准度。ATR的操作方式与以往的操作方式有所不同,它是一项需要复杂操作的技术,告别了过去单一操作的测量技术,且已经告别人力手动操持,全面实现了自动化。ATR的适用范围可远可近,甚至可以应用级载程序来进行规范控制操作,且对天气没有任何要求,既可以在阳光明媚的白昼,也可以在没有一丝光亮的漆黑环境。甚至许多井下作业也经常用到ATR技术。而ATR最令人瞩目的要属于它和全站仪相结合带来的好处。通过两者相结合,使全站仪的应用范围不断扩大,全站仪还因此得到了“测量机器人”的称号。现阶段全站仪的主要用途一般在较高的煤层、变形监测以及工程测量中得到发挥。在恶劣环境下,全站仪也能实现三维监测,且精准到二等水平。

3 GPS在煤矿工业中的使用

GPS全称全球定位系统,是一项被广泛用于军事、能源以及生活中的技术服务。当前普遍的智能手机都装有GPS定位系统芯片。这是GPS技术得到迅速发展的结果。在煤炭测量过程中也可以很好使用GPS。且由于GPS定位精准度远高于同类技术(比如电磁波),在实践中经常被使用在300米到500米的工程中。GPS还能提供3D坐标,可以同时测定目的地的三维坐标,这相比过去大地测量法是一个不小的进步。GPS测量还有一个十分显著的优势,那就是在动态定位中测量时间相对较短,以15km基准站为例,GPS测量只需用到2到3秒。和ATR一样,GPS也对天气气候要求不高,为技术工人全天候工作服务提供了条件。

4 遥感在测绘中的应用

遥感,顾名思义是通过对电磁波敏感的仪器,也就是遥感器对具备反射性和散射性的物质。遥感技术的使用要求目标必须是远距离的且在不能接触的条件下。在接收到反射波后还要对信息进行提取和加工处理。因而遥感技术可以分成两大类,第一类是主动遥感,第二类是被动遥感。在实际测量工作中,遥感测绘技术主要是运用到矿区土壤的分析和植被光谱的测绘,偶尔也做探究低下开采区域生态情况的用途。学术上来说,遥感在测绘中远不止以上描述的三种类型,还经常运用于其他学科领域中,比如地表沉陷的影响和程度方面的检测,再比如对低下存水情况的检测。

5 数字测图

随着科学技术的进步和计算机技术的迅猛发展及其向各个领域的渗透,以及电子全站仪、GPS-RTK技术等先进测量仪器和技术的广泛应用,地形测量向自动化和数字化方向发展,数字化测图技术应运而生。数字测图与图解法测图相比,以其特有的高自动化、全数字、高精度的显著优势而具有广阔的发展前景。数字测图也是现今煤矿测量技术中的重要部分,占据着重要地位。数字测图全称是Digital Surveying and Mapping,简称DSM。该系统是以计算机及其软件为核心在外接输入输出设备的支持下,对地形空间数据进行采集、输入、成图、绘图、输出、管理的测绘系统。通常我们所看到的地图是以纸张、布或其他可见真实大小的物体为载体的,地图内容是绘制或印制在这些载体上。而数字地图是存储在计算机的硬盘、软盘或磁带等介质上的,地图内容是通过数字来表示的,需要通过专用的计算机软件对这些数字进行显示、读取、检索、分析。数字地图上可以表示的信息量远大于普通地图。之所以数字测图技术能被广泛应用在煤矿技术中,是因为数字测图技术本身带来了很大便利,操作容易,要求低。确切地说,它只需对地图内容任意组合就可以形成一幅新的地图。数字测图技术还允许进行修改,如此一来可以很大程度上缩短绘图时间,在空间技术上提供了先进的服务,比如与航空照片或者微型图像进行组合变形。如地图上等高线表示地貌形态,但非专业人员很难看懂,利用数字地图的等高线和高程点可以生成数字高程模型,将地表起伏以数字形式表现出来,可以直观立体地表现地貌形态。这是普通地形图不可能达到的表现效果。凡是可以采集到相关数据的地方,都可以为数字测图技术提供渠道和手段。通过数字测图技术,可以建构数字煤矿。而数据的来源分别是三位激光仪,全站仪和3G技术。数字煤矿是当今发达国家在能源领域领先的秘密武器。

结语

煤矿测量中,传统技术已经无法满足日益增长的需求,因此我们必须就煤矿的特性对测量技术进行创新发展。文章讲述了传统测量技术的问题,以及在运用过程中的弊端,再重点论述现阶段一些先进测量技术的优势(ATR,GPS,遥感技术等),并对这些优势技术的工作原理进行了详尽的叙述。

参考文献

[1] 郭颂清.浅谈CSR冷却储存环工程施工中测量技术的应用[J]. 甘肃科技纵横. 2007(04)

[2] 《群时延测量技术学习班》将于11月在成都举办[J]. 电讯技术. 1990(05)

[3] 李晓萍,邬应忠,赵建双.浅析大比例尺数字化成图[J]. 山西建筑. 2008(04)

[4] 肖兴良.高层建筑施工测量技术的方法普及[J]. 今传媒. 2010(10)

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关键词:遥感技术;矿山地质灾害;应用评价

一、遥感技术的涵义

1、遥感的定义

“遥感”,顾名思义,就是遥远地感知。传说中的“千里眼”、“顺风耳”就具有这样的能力。人类通过大量的实践,发现地球上每一个物体都在不停地吸收、发射和反射信息和能量,其中有一种人类已经认识到的形式-电磁波,并且发现不同物体的电磁波特性是不同的。遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波,从而提取这些物体的信息,完成远距离识别物体。

2、遥感技术的特点

①遥感具有宏观性和直观性。②遥感获取资料的速度快、周期短、而且能反映动态变化。③遥感使用的电磁波各波段之间,性质差异很大,用途也很不相同。④遥感获得的信息量巨大。⑤遥感技术的应用受地面条件限制少,可用于自然条件恶劣、地面工作困难的地区。⑥经济效益好,成本低,收益高。由此可见,遥感技术在自然灾害的调查、监测和预测中具有显著优势。当前,遥感技术在分析、预测、评估自然灾害造成的损失方面正发挥越来越大和不可替代的作用。

二、遥感技术在矿山地质环境调查中的作用

1)遥感解译是矿山地质环境调查不可缺少的技术方法之一。从技术方法角度讲,遥感解译是矿山地质环境调查的技术方法之一。利用航、卫片进行遥感解译,具有直观、真实、准确、实效性强等特点。矿山地质环境调查的技术方法包括地面调查、遥感解译、样品测试、动态监测以及轻型山地工程等,特别是遥感解译,能提高调查研究的水平。2)利用遥感技术进行矿山地质环境调查,能起到事半功倍的效果。通过大比例尺地面调查和高分辨率的遥感解译相结合的工作方法,能快速圈定矿山环境地质问题的类型、形态、空间分布、规模及其地质环境条件,便于进行定性和定量的分析研究,提高矿山地质环境调查工作的质量和效率,对矿山地质环境调查与评价起到重要作用。3)遥感技术的特点为在矿山地质环境调查中的应用提供了可能。卫星遥感技术的快速发展,为我国矿山地质环境遥感调查提供了可能。遥感技术具有探测范围大、周期短、信息量大、资料获取速度快、客观真实、动态性强以及资料收集不受特殊地形限制等突出特点。发挥大比例尺遥感影像在调查中的作用,是区域地质环境调查最有效的手段之一,对矿山环境地质问题具有良好的解译效果。

三、应用实例分析

2002年10月,作者参加了某矿区的矿山地质环境野外调查工作,应用Quick Bird遥感数据对煤矿开采引发的地质灾害进行调查,研究了不同类型地质灾害(塌陷坑、地面沉陷、地裂缝)的遥感影像特征,对矿区地质灾害现状、成因、分布规律特点和调查精度进行了分析评价。

1、塌陷坑

塌陷坑是地下矿产资源开采引发的局部地面塌陷,以第四系覆盖的农业区居多。由于开采煤层较浅,矿层顶板为碳酸岩且厚度较薄,受外力或降水影响,经常发生地面垂直塌落现象,形成小面积的塌陷坑。

实地观察发现,地面塌陷形成的塌陷坑,一般直径从3~30 m不等,塌陷深度一般2~3 m。多数塌陷坑的坑壁陡直,无法耕种,随着时间推移坑壁坍塌变缓,底部生长杂草,较大的塌陷坑经过改造还种上庄稼。遥感图像上塌陷坑呈独立的环形或椭圆形斑点、斑块状,呈独立个体成群分布,色调明暗不同。坑内植被呈微红色。由于塌陷坑是有一定深度的负地形,在阴影作用下,立体效果明显。与正地形(如坟墓、独立树冠)相比,形成的立体效果正好相反。塌陷坑的阴影出现在环形图斑内侧的下半部分,而土堆形成的阴影出现在环形图斑内侧的上半部分,这是塌陷坑判断正确与否的重要标志。有的塌陷坑虽已填平,但从隐约可见的浅色环状还

能看出塌陷坑的轮廓。有的虽未形成塌陷坑,但小幅地面沉降造成土壤结构和水分含量的变化已经显现出塌陷坑的轮廓。

2、地面沉陷

地面沉陷是地下矿产资源开采引发地面不均匀沉降,主要发生在第四系覆盖的农业区。由于地下采空区打破了原有的应力平衡,当矿层顶板无法支撑上覆地层压力时,便发生整体大面积塌落现象,形成地表一定范围的不均匀沉降。

实地观察发现,地面沉陷面积比塌陷坑大的多,沉降幅度比塌陷坑小的多,一般只有几十厘米。地裂缝出现在沉陷区边缘,有时多条地裂缝同时出现,呈平行排列。裂缝两侧地形高差变化明显。由于第四系沉积物松散,地裂缝深度很小,裂缝宽度只有几厘米~十几厘米,容易被自然或人为扰动而消失。特别是经农业耕作改造后,形成舒缓波状微型地貌,并保持了原有播种方向和农田格状结构。但大多数地裂缝已经消失,只有水泥路面依旧保留着地裂缝的痕迹。

遥感影像中的地面沉陷显著特征是沉降区边缘形成有一定高差、宽1~2m、长数十米~上百米的不规则封闭、半封闭的环形带或条带影像,有时呈断断续续的带状。在环形带的上方(图1 A处,向阳面)色调较亮,下方(背阴面, B处)色调较暗,这种明暗色差变化的原因是沉陷形成的负地形,造成地形坡度、坡向突变,改变了光线入射角使局部光谱反射能量改变所致。在图2中,剖面亮度值得到了验证。地面沉陷区的形状与农田中的道路、田埂和植物行距排列极不协调,与自然地形坡度有显著地影像差别,是非人为因素迹象。受采空区面积影响,沉陷区具有一定的宽度,面积从数百平方米至数万平方米不等。通过微地貌的变化可以推断地裂缝的位置,据此,可以圈定并计算沉陷区的面积。沉陷区按形状可划分为环状、带状和平行状等沉陷类型。

图1地面沉陷剖面位置

图2地面沉陷剖面亮度值

3、地裂缝

地裂缝在基岩和平原农业区都有发生,是地下矿产资源采空区应力失衡引发的岩石钢性变形。开裂的程度、规模受控于地质构造、开采厚度、深度、岩性及第四系覆盖层厚度。

实地观察发现,基岩以岩石张裂、断裂为主要特征,致使岩石垂直裂开影响到地表。第四系覆盖区则以地面沉陷区边缘的拉张性地裂缝为主。主要特征是裂缝两侧地形高差变化很小或没有变化,未形成沉陷区。基岩山区张裂型地裂缝规模大,整个山体裂开宽度达1~3m,长达数百米,小型地裂缝不足10 cm,长度几米~几十米。大量地裂缝造成地下水・渗漏,水土流失严重,山上大部分果树枯死,只有稀疏的荒草。

在遥感影像中,发生地裂缝处的地表和浅层土壤结构发生了变化,造成局部土壤含水量增加、湿度增大或透水性增强、湿度减少。甚至地裂缝的产生使植物种类(缝内生长杂草)、长势发生变化,形成色调和纹理上的光谱差异。平原区地裂缝一般规模较大,呈线状影像特征。规模小的地裂缝隐约可见,尚未影响农业种植,具有地面沉陷地裂缝的影像特征。有的沿已有老地裂缝向前延伸,呈现或明或暗的直线、折线状。有的则呈交叉或平行排列格局。有时

穿过农田形成一定落差的断陷陡坎,在遥感影像上具有不同的影像特征。山区规模较大的地裂缝呈条带状,裂缝内有植被呈暗红色。缺乏表土覆盖的小地裂缝,宽度10~20 cm,但从放大的遥感图像可以发现其踪迹,呈折线状断续分布(图3)。按地裂缝形状类型可划分为直线型、断续型和交叉型。

图3采矿造成的山体开裂

高分辨率卫星遥感图像提供了矿山地质灾害的丰富特征信息,具有宏观、准确、高效的特点,是矿山地质灾害和生态环境调查行之有效的手段之一。在一定条件下能为某些地质灾害的发生、发展提供预测指示信息,为综合治理提供科学依据。

参考文献:

[1] 盛业华,郭达志等.工矿区环境动态监测与分析研究[M].北京:地质出版社, 2001.