遥感应用技术范文

时间:2023-12-07 18:06:28

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遥感应用技术

篇1

卫星遥感技术集中了空间、电子、光学、计算机通信和地学等学科的最新成就,是当代高新技术的一个重要组成部分。我国卫星遥感技术的发展和应用已经走过了多年艰苦探索与攀登的道路。如今,我们欣喜地看到卫星遥感应用技术已经起步并正在走向成熟和辉煌。

众所周知,近十年来全球空间对地观测技术的发展和应用已经表明,卫星遥感技术是一项应用广泛的高科技,是衡量一个国家科技发展水平的重要尺度。现在不论是西方发达国家还是亚太地区的发展中国家,都十分重视发展这项技术,无论在政策、资金,还是在人力、物力上都给予卫星遥感以特别的重视和倾斜,寄希望于卫星遥感技术能够给国家经济建设的飞跃提供强大的推动力和可靠的战略决策依据。这种希望给卫星遥感技术的发展带来新的机遇。面对这种形势,我国卫星遥感技术如何发展,如何使卫星遥感技术真正成为实用化、产业化的技术,直接为国民经济建设做好先行,是值得我们认真思考而且必须做出正确回答的问题,同样它也是当前业界人士关注的热门焦点。

卫星遥感技术应用

1、卫星遥感技术应用现状

首先,到目前为止,我国已经成功发射了十六颗返回式卫星,为资源、环境研究和国民经济建设提供了宝贵的空间图像数据,在我国国防建设中也起到了不可替代的作用。我国自行研制和发射了包括太阳和地球同步轨道在内的六颗气象卫星。气象卫星数据已在气象研究、天气形势分析和天气预报中广为使用,实现了业务化运行。1999年10月我国第一颗以陆地资源和环境为主要观测目标的中巴地球资源卫星发射成功,结束了我国没有较高空间分辨率传输型资源卫星的历史,已在资源调查和环境监测方面实际应用,逐步发挥效益。我国还发射了第一颗海洋卫星,为我国海洋环境和海洋资源的研究提供了及时可靠的数据。

其次,除了上述已发射的遥感卫星外,我国还先后建立了国家遥感中心、国家卫星气象中心、中国资源卫星应用中心、卫星海洋应用中心和中国遥感卫星地面接收站等国家级遥感应用机构。同时,国务院各部委及省市地方纷纷建立了一百六十多个省市级遥感应用机构。这些遥感应用机构广泛的开展气象预报、国土普查、作物估产、森林调查、地质找矿、海洋预报、环境保护、灾害监测、城市规划和地图测绘等遥感业务,并且与全球遥感卫星、通信卫星和定位导航卫星相配合,为国家经济建设和社会主义现代化提供多方面的信息服务。这也为迎接21世纪空间时代和信息社会的挑战,打下了坚实的基础。

最后,非常关键,必须要重点指出的是两大系统的建立完成。一是国家级基本资源与环境遥感动态信息服务体系的完成,标志着我国第一个资源环境领域的大型空间信息系统,也是全球最大规模的一个空间信息系统的成功建立;二是国家级遥感、地理信息系统及全球定位系统的建立,使我国成为世界上少数具有国家级遥感信息服务体系的国家之一。我国遥感监测的主要内容为以下三方面;

(1) 对全国土地资源进行概查和详查;

(2) 对全国农作物的长势及其产量监测和估产;

(3) 对全国森林覆盖率的统计调查。

2、卫星遥感技术应用前景

国际上卫星遥感技术的迅猛发展,将在未来十五年内把人类带入一个多层、立体、多角度、全方位和全天候对地观测的新时代。由各种高、中、低轨道相结合,大、中、小卫星相协同,高、中、低分辨率相弥补而组成的全球对地观测系统,能够准确有效、快速及时地提供多种空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率的对地观测数据。

随着对地观测技术的进步以及人们对地球资源和环境的认识不断深化,用户对高分辨率遥感数据的质量和数量的要求也不断提高,从而促进了高光谱分辨率遥感的发展。高分辨率的空间信息能够较好的满足诸多用户的需求,它们的重要特征就是具有商业化前景。

在国家经济建设中,对空间遥感信息以及空间地理信息的需求将日益增长。为使我国现代化经济建设得以持续稳固发展,空间遥感信息技术和应用必须相适应的发展。我们可以从我国对遥感信息和技术的应用需求来看卫星遥感应用前景,这主要表现在社会公益需求方面和遥感图片的商业应用需求两个方面:

(1)社会公益需求。

主要有以下几种类型:

①土地利用、城市化及荒漠化监测;

②农作物、森林等可再生资源的监测和评估;

③灾害监测和环境监测。

此外,对道路、建筑工程的设计、选址等方面也有着广阔的前景。这方面的需求主要靠政府扶持。

(2)商业应用需求。

遥感技术的应用是极其广泛的,凡是涉及地球科学的各门类的学科和技术种类,遥感技术都能为它们提供信息。这种广泛性必然会使对遥感数据的需求用户范围变广,因此除了社会公益型用户外,还存在部分商业应用型用户。虽然这些商业应用型用户由于遥感卫星正处于产业化初期,市场尚未形成规模的原因,目前数量较少,但随着将来技术的进步,商业化的发展,这部分的用户肯定会逐渐增多,最终成为用户群体中的主要成员。

高空间分辨率图像数据和地理信息系统紧密结合,在未来的城市规划、地籍管理、工程评估等方面将有广阔的市场,预计每年会有14%左右的增长率;近年来,由于卫星数据的增加和小型廉价的工作站、图像处理系统、软件的发展,与此相关的空间信息服务公司大大增加,由此形成的增值收益是卫星图像销售收益的六倍。由此可见,卫星遥感的商业化是卫星遥感应用产业化发展的推动力之一。

卫星遥感技术的产业化发展

1、卫星遥感技术蕴藏巨大的产业化前景

遥感技术应用的基础是遥感信息的获取。地面物体在遥感图像上形成各种信息是一个复杂的过程,这个复杂过程是由人类生活的真实地表空间的复杂性、千变万化性和成像过程的复杂性共同决定的。具体地说,人类生存的地表空间是复杂的,是宏观有序、微观混乱的地理综合体,成像获取的遥感图像的光谱值是混合光谱,受多种因素的影响。从信息论角度来讲,遥感成像过程是信息从多到少的映射,是个确定过程,是把一个千变万化、形形的地球表面高度概括、总结、选择、压缩的过程。正是这个过程,使得遥感影像中包含的信息具有宏观性、多样性、综合性、周期性、量化等特点。这些特点决定了遥感影像中包含着人类生产活动各个研究和应用领域所需要和感兴趣的信息,各个研究和应用部门均可以从不同的遥感影像中提取和挖掘出所需的信息,为本部门的发展和应用服务,为国民经济建设服务。这也就是遥感信息具有跨部门、跨学科的特点。遥感信息的上述特点决定了遥感技术从起源就蕴藏着巨大的产业化前景。

2、卫星遥感技术发展的不平衡性需要加速产业化

卫星遥感信息的获取技术得到了惊人的发展,空间分辨率和光谱分辨率已经达到相当高的程度。空间分辨率由千米级、百米级,到米级、分米级,光谱分辨率由几百个纳米、几十个纳米,到几个纳米。多空间尺度、多光谱尺度以及多时间尺度的海量卫星遥感数据的获取技术已经形成,但卫星遥感信息的应用则相对发展滞后,出现了卫星遥感获取技术的快速发展与信息应用滞后的矛盾。这个矛盾使得人们在欣喜地获得大量可用数据的同时,却在解决实际问题时仍然对知识万分饥渴,深感信息的短缺。这主要是因为卫星遥感影像信息的应用过程远比获取过程要复杂得多。遥感图像的解译和应用过程是信息从少到多的映射 ,是个不确定过程,无法从数学上直接求得确定解。从信息论来说,是因为遥感成像过程在保留了总体信息的同时,压缩了细节信息,同时还附加有噪音,减少了信息量,从而使遥感影像上所包含的信息量不足以表达人们所希望求解的诸多地理对象的内在的不确定度。这种不确定性程度因对象不同而不同。可以把遥感信息应用过程看成是一个信息传递系统,一个将遥感数据转换为可用信息的过程。而遥感数据到信息的转换,是由业务用户的信息需求所驱动的,选择什么样的模型以及最终达到什么样的目的完全因应用部门而异。由于支持“数据到信息”过程的基础知识很少和短缺,限制了遥感数据直接产生的经济和社会效益,从而影响了遥感数据的应用广度和深度。因此,要加强卫星遥感技术向国民经济和社会发展诸多行业和领域的渗透、辐射,与各行业、领域的传统方法相结合,而不是排斥和完全代替,以提升传统行业、发展新兴行业,加速卫星遥感技术产业化的进程。

卫星遥感技术的产业化发展历程

1、实用化是产业化的前提

卫星遥感技术具有其他技术不可替代的优势,但也有它的局限性,主要表现在:

(1)遥感技术在电磁波谱中仅反映地物从可见光到微波段电磁波谱的辐射特性,而不反映地物的其它波谱段特性。因此,它不能代替地球物理、地球化学等方法,但它可与其集成,发挥信息互补效应。

(2)卫星遥感信息主要反映是近地表的现象、区域和运动状态等。这一局限性与人类在地球科学和其他科学研究中不断向地下深处发展之间产生了矛盾。这一矛盾使得遥感技术在不同行业和领域的应用程度可能会因应用领域的深入而受到影响。

(3)卫星遥感信息获取过程的确定性与信息应用反演时的不确定性产生了明显的矛盾。该矛盾使卫星遥感技术在各行业、领域深入应用的效果受各种因素影响大,效果好坏不定。

之所以强调这些局限性是因为只有正确地认识到卫星遥感技术的优势和局限性,才能扬其所长,补其所短,使它更加实用化。

显然,卫星遥感数据的深入应用仅靠遥感技术和遥感知识是完全不够的。实现遥感数据良好和深入的应用需要三方面的信息和知识:一是遥感信息和相关的处理技术;二是应用领域的专业信息和相关技术及知识;三是借鉴其他领域先进的信息技术。只有这三方面知识和技术的共同支持,应用部门才能更加准确地提取和理解赋存于卫星遥感数据中的专门信息,有效地服务于生产和研究。这三个方面的信息和技术可归纳为两个结合,即遥感技术与各应用领域的专业技术相结合,遥感技术与其他现代信息技术相结合。这两方面的结合方式和结合的紧密程度与应用部门或个人感兴趣的目标地物赋存的地理空间及复杂性有密切关系。正是由于这种赋存地理空间的差异和对象属性、运动状态的复杂性差异,不同部门在进行遥感信息应用时,采用上述两个结合的程度也不同,遥感信息的应用广度和深度也有差异。无论对哪个应用部门、哪个学科或个人,不断深入地应用遥感信息来有效地解决问题,上述这两个结合都是必要的。换句话说,发挥快速发展的遥感技术的强大优势,结合各行业和领域的传统有效的方法技术,整合现代信息技术,发展交叉技术,从多学科、广视角来解决各行业和领域遇到的实际问题,有利于卫星遥感技术的实用化,从而有利于推动卫星遥感技术的产业化。

2、商业化是产业化的催化剂

在市场经济的大背景下,实用化商业化产业化是产业化的必由之路。没有实用化,就谈不上商业化,没有商业化就形成不了产业,没有产业化的推动,任何一项高新技术,包括卫星遥感技术就不可能持续地发展下去。

所谓商业化就是要将卫星遥感技术作为商品在市场经济大环境下进行竞争,形成卫星遥感技术的规范化、规模化市场。要想促进卫星遥感技术的商业化,那就必须要转变观念,树立竞争意识,进行技术创新,研制开发新一代高水平的遥感卫星,提供高质量、具有优势的产品。同时,采用成熟技术,商业现货产品和发射小型卫星的办法降低生产成本。扩大市场需求,提供不同档次级别的图像产品和增益产品,培养个体用户,大力发展个人图像服务。改变传统作业方式,实行商业运作,加强数字提供商与信息增值服务商之间的合作,逐步增大纯商业化系统的比例。采取符合市场经济规律的正确方针和有力措施,进行综合经营,实行薄利多销。遥感卫星产业包括卫星制造业、发射服务业、地面应用服务业和地面设备制造业等。地面应用服务业包括代销或经销其他公司或非商业化的民用遥感产品等。

3、产业化的主要模式以及发展趋势

(1)卫星遥感技术产业化的主要模式。

①混合模式;

②政府政策促进商业遥感卫星产业化的模式。

(2)卫星遥感技术产业化的发展趋势。

①跨国公司合并,形成规模开发能力;

②既竞争又合作,军民商遥感卫星同时出击;

③开发通用卫星平台;

④1米高分辨率遥感卫星市场成为焦点;

⑤以创新技术优势开拓市场;

⑥国家和私营公司采用高新技术合作开发;

⑦以卫星品牌和标准产品占领市场。

我国卫星遥感技术的产业化发展

1、我国卫星遥感技术产业发展现状

目前,我国1000多家3S(GPS,RS,GIS)单位的十多万名从业人员构成了我国遥感市场的主体,他们直接或间接从事卫星遥感技术的软硬件研制、应用和开发工作。资料显示,遥感已成为我国地理空间信息产业的一个重要组成部分,发挥的作用越来越明显,并成为有关行业的主导技术,如在城市土地动态监测、违章用地处罚、水土流失调查、生态环境评价、大型工程选线选址等方面。

(1)卫星遥感的产业链

①卫星遥感基础设施的制造与发射,持续稳定的数据源是遥感产业发展的基础。

②卫星数据加工以及增值服务,是遥感应用的前提;离开了不同种类、不同级别的数据加工,遥感的产品将非常单一,应用的范围将缩小。

③地理信息产业为主的信息应用,是遥感产业扩展与延伸的主要方面和新的增长点。

④工程建设应用始终是遥感应用的重点之一。

⑤政府的公益事业、政府的政策导向是遥感生命力所在。

(2)卫星遥感市场的特点

①多极化的市场已经出现,发展势头强劲,并且不断加快,但公益服务仍占据主导地位。这是从经济总量对比得出的结果,但需求是多渠道的;多极化市场的出现将逐步改变政府的主导地位。

②产业链和市场细分逐渐形成。遥感需求层次已形成,不同分辨率的数据为不同用户服务,同时遥感需求的网络正在逐步有序化。

③产业规模扩大,遥感数据市场竞争激烈,市场需求不断增强。

④遥感软件产业发展平缓,起伏不大。

⑤市场准入制和竞争机制正在建立。

2、我国卫星遥感技术产业发展途径

每个国家遥感卫星的发展战略各不相同,没有哪个国家的遥感卫星发展道路和战略是最好的,适用于一切国家的。世界上有许多国家如美国、法国、印度等都已走出了一条适合自己发展的道路。我国也很有必要根据自身的应用需求、经济实力和技术基础等条件,并借鉴其他国家的发展经验制定遥感卫星发展战略。总结和分析其它国家遥感卫星发展战略及其特点,有助于我们把握好方向、正确定位和制定合理的遥感卫星发展计划。纵观美国及其它国家遥感卫星发展所走过的历程,广大专家、学者整理归纳出以下四点适合我国卫星遥感技术产业发展的有效实现途径。

(1)商业化。

商业化是一条值得探索的道路。我国财力有限,采用商业运作模式可以充分利用卫星资源。如果遥感卫星产品能够打开国内市场、打入国际市场,并在市场上占据一定份额,遥感卫星将能自负盈亏,政府不必投资,便可使其处于一个良好的循环状态,如果政府少量投资,将使其更有竞争力。由于遥感卫星数据本身的社会性和公益性,以及市场的特殊性,要在短期内实现商业化是很困难的,不可急于求成,要充分借鉴别国成功的经验,避免它们曾经出现过的问题,在商业化的过程中政府的扶持和调控是必不可少的。

(2)国际合作。

卫星是一项投资巨大的产业,可以通过国际合作来共同承担风险和投资成本。走国际合作的道路,通过技术引进、消化、发展,一可减轻国内经济负担,二可分散风险。国际合作这种运作模式也是当前的一个发展方向。

(3)重视应用。

发展遥感卫星的目的是为了应用,应强调系统的应用效益,切实改变重技术、轻应用的倾向,技术发展要与应用效益挂钩。我国资源一号卫星,应用还很有潜力可挖,应加大宣传力度,综合管理遥感卫星数据的应用,以发展推动应用,以应用促进发展。

(4)军民合用。

篇2

关键词:地质找矿;遥感;发展方向

中图分类号: F407.1 文献标识码: A

引言

随着经济建设对矿产资源需求的不断增大,寻找地表矿床的难度不断加深,找矿方向渐趋于寻找隐伏的、半隐伏的矿床,并日益重视在研究程度较差、覆盖一半覆盖地区开展工作。遥感技术方法作为一种新的找矿手段,在找矿难度日益增大的情况下,越来越为人们所重视,由实验研究向实用化发展,目前已在地质找矿中取得了显著成效,成为地质找矿的重要方法。

遥感技术应用于地质找矿主要是在工作的初始阶段,在地质工作程度低、交通及地理条件较差的地区尤为重要。工作的目的是应用遥感影像的地质信息去分析成矿地质条件,确定找矿远景区和圈定成矿有利地段,为进一步开展地质评价工作提供遥感地质依据。

一、 遥感地质找矿的理论依据与技术基础

遥感信息,特别是多种遥感信息的综合,具有丰富的地质内涵和坚实的物理基础。这使得遥感地质找矿具有宏观性、多波段、信息量丰富、立体感强、便于定位等优势,是地质找矿不可或缺的手段。在遥感地质找矿的遥感影像分析中,传递含矿构造和含矿载体的两种标志:构造、结构、纹理特征;光谱特征。各种矿产资源的形成、产出,都与一定的地质构造条件有关,如斑岩铜矿与中酸入体有关:煤矿赋存在某些地质时代的煤系地层内。前者反映地质控矿构造特征、岩石类型特征等,通过研究遥感影像上显示的线性和环状信息可以揭示区域构造体系及其控矿作用;后者反映了地层层序、岩石类型的差异,矿物成分和含量的差异,特别是矿化蚀变信息。由于蚀变岩矿物具有本身的光谱特征,而一定类型的蚀变岩矿物组合常可指示一定矿种的存在。

二、遥感在地质找矿中的应用

遥感技术在地质找矿工作中的应用可归纳为如下几个方面:

利用图像上显示的与矿化有关的地物,直接圈定靶区,为找矿指明方向。如利用植物吸收不同金属元素所产生的不同光反射率、热反射率和叶绿素发光率进行波谱试验,为在植被发育地区快速发现工业矿产开辟新的找矿途径。

利用数字图像处理技术,进行多波段,多种类遥感图像的综合处理分析,增强或提取图像上与成矿有关的信息,尤其是矿化蚀变信息,为找矿提供依据,指明找矿方向和有利成矿的远景地段。

围岩蚀变是成矿作用的产物,是一种重要的找矿标志。常见的围岩蚀变有:矽卡岩化。有关矿产有铁、铜、钨、锡、钼等。云英岩化。与钨、锡、钼、锂、铍等矿产有关。绢云母化。有关矿产有铜、钼、金、铅、锌等。绿泥石化。有关矿产有铜、铅、锌、金、银、锡等。硅化。与铜、金、锑、汞、明矾石、重晶石等多种矿产伴生。由于不同的蚀变矿物具有各自的特征谱带以及岩矿石物理化学性质的差异,使其在多波段遥感图像上表现出不同的颜色、色调和纹理差异。目前,常用的提取蚀变异常的方法有比值分析法,彩色空变换、主成份分析法、光谱角蚀变法等。此外,在异常信息的提取过程中经常受到多种因素的影响,因而需要几种方法的有效组合,而不能只依靠某一种方法。

2.1 地质构造信息的解译

构造运动是地壳内部的内在活动因素,它与变质事件、热事件、成矿作用联系在一起,而内、外生矿床的形成和分布均不同程度地受一定地质构造事件的控制。地质构造在遥感图像上常表现为线性与环形特征。线性特征,是像片上呈连续或断续的线状或带状展布的影像,其空间分布型式有一定规律性。线性形迹主要指断裂和节理等构造,它控制着岩浆活动及矿液的运移、储存,对导矿、运矿、储矿起着重要作用。环形构造在地壳中以近圆形的构造环带为特征,多是地壳内部活动的表现,对形成火山型、热液型矿床关系密切。线性构造、环形构造及构造交叉部位,往往是成矿的重要部位。通过对遥感图像上色调、阴影、形状的研究可以更直观的看出研究地区的地质构造,有利于成矿预测。

2.2 地层信息的解译

岩石的组成成分、内部结构、光照条件等因素决定了它的光谱特征。岩性解译就是利用不同岩层反射光谱差异所形成的形态、结构、纹理、色调等影像差异,来判定出露地面的岩石的物理特性和产出特点,划分不同岩石类型或岩性组合。由于所有内生、外生矿床均与一定时代的岩性、地层及岩相有关,因此在成矿预测的过程中,首先要找出有关像片图形、地貌特征或与一定植物的联系,以便发现矿床赋存的有利层位与构造。

三、 遥感地质找矿的发展前景

20世纪末以来。随着数字地球的提出和现代信息技术取得新进展,数字地球的理论方法和现代信息技术的新进展引入地质勘查领域。应用现代信息技术的新进展进一步解决矿产资源问题成为地质找矿发展的必然趋势。在数字地球框架下,将遥感技术与地质领域传统方法技术相结合。与其它现代信息技术相结合。

基于数字地球的遥感找矿技术.其核心是遥感信息的延伸应用和信息化。它的目的是最大限度地利用信息资源,以提高矿产资源的勘查效果。一方面,露出地表的矿明显减少,勘查目标已由地表或近地表转向地下深处的隐伏矿床.找矿难度愈来愈大。另一方面.各种地学手段取得的信息资源愈来愈丰富。为遥感信息与其它地学信息的集成创造了条件。而后遥感应用技术有利于发挥遥感找矿的技术优势,发现用常规地质方法很难发现的地质体和地质现象,为找矿提供新的依据。

遥感找矿应用须从遥感“技术索引”的思路走出来,从控矿构造迈向与成矿机理研究相结合的高度。遥感应用必须与物化探、磁力、重力、地震探矿方法相结合,还需要进一步重视地热、地气的热力作用,深入研究生物地球化学效应、地球化学填图方法、生物成矿和数字地质的空间统计分析方法。只有加深对地表成矿信息的理解和诠释,才有可能对深部的、海底的隐伏矿床,由此及彼、由表及里.从地球系统科学与地质信息科学的深度作出科学的推论和预测。

随着遥感技术的发展,传感器的空间分辨率和光谱分辨将大幅提高,遥感信息量也将大幅增加。要在海量数据中提取有用的找矿信息,必然对遥感数据处理系统提出更高的要求。目前,多光谱遥感数据处理系统在数据的压缩、传输、专业软件的发展上都取得了很大的进步。在高光谱遥感数据分析、处理方面关键是在光谱维上进行图像信息的展开和定量分析。此外,实现信息分析模型和算法语言的改进也将大大提高遥感信息处理的速度和精度,提高找矿工作的效率。

四、结束语

遥感技术作为矿产勘查的一种手段应用于找矿,并取得了一定成就。遥感技术的直接应用是蚀变遥感信息的提取,遥感技术的间接应用包括地质构造信息、植被的光谱特征及矿床改造信息等方面。遥感找矿具有很大的发展前景。

多源数据的融合处理能够避免单一信息的片面性,使融合结果更加准确和客观。特别是利用遥感技术寻找深部矿床时,单纯使用遥感图像象存在明显的局限性,往往需要物探、化探地学数据以及各种地质图件的融合处理。

参考文献

[1]徐友宁.矿山环境地质调查研究现状及展望[J].地质通报,2008.

篇3

[关键词]遥感应用;变化检测;资源环境卫星气象学一般流程

一、遥感技术变化检测应用

1.1 遥感技术变化检测应用综述

从1972 年美国发射第一颗陆地资源卫星以来,对地观测卫星发展迅速,应用领域得到不断扩大,应用成效也得到不断提高由于遥感观测有着信息获取方式优良,获取条件相对简单,实时性、高效性、广域性以及其他诸多优点,因而如何从遥感观测所供给的大量数据中提取变化信息,并将这些信息运用于生产生活的方方面面,已经成为目前遥感应用领域中一个亟待解决的问题。

为了解决上述问题,变化检测技术应运而生。所谓变化检测技术就是对不同时段的目标或现象状态发生的变化进行识别、分析的计算机图像处理系统,包括判断目标是否发生变化、确定发生变化的区域、鉴别变化的类别、评价变化的时间和空间分布模式。在遥感技术几十年的发展历程中,变化检测技术的研究成了各地专家学者研究的一个重要的课题。在计算机图形学、空间探测技术以及其他与遥感有关的诸多领域蓬勃发展的带动下,世界各地学者跨国、跨领域的交流合作下,基于遥感影像的变化检测技术迎来了一个高速发展时期。然而就目前的技术与设备而言,目前所采用的任何一种变化检测方法都具有其局限性。在下文中,我们将就各类方法的局限性与优越性进行讨论,了解其特点与所适用的领域。

1.2主流变化检测方法及优缺点

随着数十年来各国学者跨学科跨领域的合作交流,遥感相关学科的蓬勃发展,作为土地覆盖利用监测的关键技术的变化检测方法日益繁多。可以将遥感影像的配准方式以及变化检测的数据源作为划分依据,将目前主流的变化检测方法分为两大类、七种方法。第一类是先进行图像配准后变化检测的方法;第二类是变化检测与图像配准同步进行的方法。或者,可以按照是否需要进行实现分类作为划分依据,将变化检测方法划分为两类:即直接比较变化检测法、分类的变化检测法。

二、遥感技术在资源环境中的应用

2.1遥感技术应用于资源环境监测中的必要性

自第一次工业革命以来,经济发展与环境保护、资源开发和可持续发展之间的矛盾便已经存在,且受到世界经济的不断发展以及后续两次工业革命的影响,人与自然、人与资源的矛盾日益加剧。如何处理与社会发展相共生的资源匮乏以及环境恶化,成为人们不得不面对的一个问题。然而一直以来,两道天堑阻隔在资源环境问题处理的面前,即如何全面而快速地获取资源环境变化信息,以及如何高效高精度的处理这些数据。直到20世纪60年代,随着空间探测技术的发展以及大数据处理技术的日渐成熟,遥感技术进入了人们的视野之中。遥感技术以其观测的广域性、数据获取的综合性、资料采集与数据处理的高效性、处理结果的高精度性等优势成了现如今,局部乃至全球资源环境数据获取与处理的重要手段。

2.2遥感技术应用于资源环境的优越性

遥感技术对环境研究来说,其优越性可归纳为“高、远、多”。

高,遥感影像从高空对地面目标进行观测,所受的遮蔽少,视野开阔,观测范围大,鸟瞰全局,从而使遥感影像更加完备而全面的实现地面观测。

远,遥感技术能够不直接接触被测物体,远距离的获取地物的几何与物理信息,对目标地物及其所处的环境不造成干扰,使得获得的数据更加客观可靠。

多,包括多点位、多谱段、多时相、多高度的遥感影像和“多次增强”的遥感信息。

总的来说,遥感技术应用于环境资源中,可以为用户提供时空连续性的区域性同步信息。这些信息具有综合性、系统性与同时性,而这也恰恰是遥感技术区别于其他技术,在资源环境中的应用所具有的优越性。

2.3遥感技术在资源环境中的发展趋势

遥感影像获取技术方面,随着高性能新型传感器的研制开发水平的提高以及环境资源遥感对高精度遥感数据要求的提高,高空间和高光谱分辨率已是卫星遥感影像获取技术的总发展趋势。遥感技术在资源环境中的应用主要呈现以下五个大的发展的趋势:

2.3.1 遥感影像获取技术蓬勃发展

2.3.2 数据处理系统呈现高速性、大容量性和高精度性的特点

2.3.3 4S技术(GIS、GPS、RS、ES)技术呈现集成化、一体化的发展趋势

2.3.4 遥感信息模型与遥感信息处理方法的逐步发展完善

2.3.5 国家环境资源信息系统以及环境遥感应用系统的建立

可以预见的是,遥感技术在资源环境中的应用在未来的发展中,功能模块集成化、技术科学化、数据处理智能化、检测科学化等特点将更加明显。随着遥感技术以及相关学科的发展,在未来的生产生活中,遥感技术必将更加深入而广泛地应用于资源环境资料的获取与处理,以其独特的优越于生产生活。

3 遥感技术在气象学中的应用

3.1遥感技术应用于气象学的优越性与局限性

大气遥感作为遥感技术数十年间发展最为迅速的新兴学科,在大气科学中一直发挥着重要作用,是现今气象学的支柱学科之一。随着气象学的研究与发展,气象学对全球范围以及区域范围的大气特征的观测越来越强调其时空连续性。且由于气象学研究的主要对象无法直接接触,或直接接触难度大,遥感技术作为一种不直接接触被测物体,即可获得其物理几何特性的观测技术,显示出了其独特的魅力。另一方面大气物理学、近代电磁学、计算机及其相关学科的发展,传感器等硬件O施的完善,都进一步地推动了遥感技术在气象学中应用的深度与广度。

大气遥感是利用遥感器传感器所监测到的监测大气结构、状态及变化,不需要直接接触目标而进行区域性的跟踪测量,能够快速地进行污染源的定点定位,从而获得全面的综合信息得一门遥感技术。安置在遥感平台上的传感器通过对大气光谱特性的观测,可以将无法由遥感手段直接得到的各气体成分以及其他的各个物理量判读出来。遥感技术所用的探测波段广,可以根据不同大气成分的电磁波谱特性,选用合适的波段进行监测。同时,由于遥感平台上所搭载的传感器对于各种波谱的探测宽度与灵敏性远高于人眼,故可以探测到人眼无法识别的对象。遥感测量获得的原始影像能够给气象学研究提供更多的原始数据,而遥感影像的后续处理则能将所获取的大量数据转化成有益于气象研究的信息。

然而,受限于当前遥感技术的发展水平以及软硬件设备的技术条件,遥感应用于气象学中所获得的卫星云图分辨率有限,同时由于除观测对象外其他大气成分干扰,摄取的影响将会产生这样或那样的为误差,严重的影响测量精度,降低了遥感影像所获取的气象学资料的可靠性。

3.2遥感技术应用于气象学的几个实例

3.2.1有害气体的监测

有害气体通常指人为或自然条件下产生的二氧化硫、氟化物、乙烯、烟雾等对生物有机体有害的气体。但用遥感技术对大气中的某一成分进行观测时,我们往往不能直接对其进行观测。但是,@并不意味着遥感技术不适用于该类观测。我们可以利用所观测成分特定的电磁光谱特性间接地监测该成分的分布以及变化情况;或者我们可以通过观察这些不易直接观测的成分对其他地物的影响,以达到对目标成分追踪观测的目的。比如地表硫化面,酸雨对植物的腐蚀情况等等。

3.2.2城市热岛效应监测

城市热岛效应是城市中的空气温度高于城市周围郊区的温度,故形成了从城市流向郊区的一种环流。与有害气体监测相类似,城市热岛效应监测同样采用了间接监测的手段。我们知道到,植被覆盖率与植被覆盖种类和城市热岛效应的影响范围存在很强的相关性。通过比对城郊的植被变化,就可以得到城市热岛到效应的影响范围。当然,我们也可以通过直接比较不同时相的遥感热红外影像直接得到城市热岛效应的日/年变化规律。

4 遥感技术应用的一般流程总结

遥感技术应用的一般流程:

随着遥感技术应用领域的日益广阔,各个学科与遥感技术的联系逐渐加强,遥感技术的规范化、流程化成了大势所趋。如何建立一个普遍适用的大体操作流程,成了我们现在急需解决的问题,笔者根据平时所学以及汇总众多的资料,现提出自己的观点。

4.1利用遥感平台上的传感器对目标地物进行观测,实现数据的获取与输入。

4.2采集光谱特征,并依照光谱特征建立模型,并对模型进行评估,以此作为是否重建模型的依据。

4.3利用所建立的模型对采集到的数据进行处理,可分为三个流程:(1)建立数据处理流程;(2)选择各个环节所采用的数据处理方法;(3)输入所需处理数据并配置相关参数。

4.4获取处理后的数据,并对数据进行后续处理。

5 存在的问题及展望

5.1存在的问题

遥感技术经过数十年的发展,已经成为一个十分完善的学科体系,应用于生产生活的方方面面。然而,在现阶段的技术条件的限制下,遥感技术仍然需要面对一些技术上的挑战。

首先是遥感技术发展的过程中,尺度与角度的问题。由于用不同空间分辨率获取的图像间没有简单的平均或平分对关系。[16]传感器的分辨率与地物的辐射值并不满足线性相关。同时,由于传感器所接收到的辐射信号具有多源性和多时性,这就给数据的几何配准带来了不便。另一方面,虽然随着人工智能与计算机图形学技术的发展,遥感信息的提取效率越来越高。然而由于技术条件以及软硬件条件的限制,遥感信息的自动提取仍然是我们急需解决的问题。最后,随着时间维度的加入,遥感数据变得异常复杂。如何实现对四维数据进行同化,是我们不得不面对的问题。

5.2 对遥感未来的展望

遥感技术方兴未艾,即使是发展到现在,仍然有着巨大的发展潜力。无论是空间探测技术的进步,还是传感器的更新换代,都将极大地促进遥感技术的发展与繁荣。展望未来,我们可以发现遥感技术将呈现以下几个特点:

5.21随着传感器的更新换代以及遥感技术更高精度的要求,卫星遥感将呈现高分辨率、高精度的发展趋势。

5.2.2随着雷达技术的发展与广泛使用,各式雷达传感器的广泛使用,遥感技术走向全天候、全时段的新阶段。

5.2.3热红外遥感技术的大力推广使得遥感技术对于与地球表面热量有关的地物及其变化的监测进入了一个新的高度。

5.2.4 4s技术的发展使得遥感技术呈现集成化一体化的趋势。

5.2.5数字地球概念的提出,使得遥感技术与其他相关学科在全球层面上实现了一体化、系统化、联系化,构成了一个有机的整体网络。

结束语

自19世纪60年代遥感诞生之日起,数十年来,遥感技术在变换检测、资源环境信息获取与处理等诸多领域一直发挥着重要的作用。当然,任何技术都不是万能的,都有其局限性。然而遥感技术尽管经过了数十年的发展,但其应用前景依旧广阔。尤其是随着深空探测技术、图像处理技术、波谱分辨技术等相关领域学科的不断发展推进,遥感技术更是展现出来前所未有的生机,笔者限于所学知识有限,无法对遥感技术进行更深层次的专业化讨论,但我们相信,遥感技术的前景一定是务必广阔的。

参考文献:

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[4]吴芳,刘荣,田维春,曾政祥.遥感变化检测技术及其应用综述 [J] . 地理空间信息,2007,No.2604:57-60.

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[15]汪承义, 赵忠明. 遥感影像流程化处理系统的设计与实现 [J] . 测绘科学,2006,06:105-106+88+7.

篇4

关键 :遥感技术、土地利用调查、应用

The application of remote sensing techniques in land use survey

Abstract: Land resources are increasingly scarce, and therefore the use of land resources is particularly important to investigate. Remote sensing technology in the long-term development has matured in various fields. The application of remote sensing in land resource survey, which greatly improved the efficiency and accuracy of the survey. Accordingly, this article will focus on the application of remote sensing techniques in land resources, to make further analysis.

Key areas: remote sensing technology, land use survey, application

中图分类号: F301.2文献标识码:A 文章编号:

遥感技术是一项发展较早的技术,在长期的不断完善过程中趋于精确,能够对对象做出较为准确的定位和勘测,极大便利了地理调查。遥感技术从广义上来讲,是指在较为遥远的地方借助专门的特殊探测仪器,将远处的物体辐射的波长信号进行记录和接受,再通过专业处理程序进行再加工,从而将远处物体通过图像的形式展现出来,从而能够使得勘测人员通过观察图像,了解远处的情况和环境。遥感技术由遥感平台、传感器、应用系统等多个部分共同构成。

一、遥感技术国内发展现状

遥感技术在我国的应用起步较早,是伴随航天技术的发展而来的,最近几年来发展迅速,应用领域也在不断扩大。我国国家统计局自上个世纪八十年代开始便在全国范围内开展了广泛的土地资源调查统计工作,在这个调查过程中将遥感技术引入进来,通过遥感技术得来的数据实现了对我国整体土地使用情况的首次了解,调查结果的准确性保障了我国后期土地政策制定的适用性。从此我国的土地使用情况开始了用遥感技术进行勘察的方式,并且在长期的发展中趋于完善,技术水平不断提高。遥感技术在国内土地利用调查中的应用,在我国土地资源管理中发挥着重要的作用。具体说来包括以下三个方面:1、服务于各级政府,有利于提高政府政策的准确性,依据遥感情况制定完善的土地资源管理计划,及时对土地利用过程中出现的问题作出反馈,起到对有限国土资源的保护和合理规划作用;2、及时反映了当前土地利用情况,为后期进行城市建设规划以及了解土地利用总体情况奠定基础;3、为整体土地利用发展规划提供充足的信息。

二、遥感技术在土地利用调查中应用的可行性

遥感技术相比较于其他调查方法,能够24小时不间断工作,并且能够及时有效的获得土地使用情况资料,遥感技术受地区环境限制较少,能够在有限的时间里尽快的完成任务。遥感技术在信息的记录上可体现出周期性、动态性以及丰富的动态性,能够及时记录土地使用的变更情况。传统的土地利用调查依赖于大量的人力和物力投入,工作周期长,工作的准确性不高,成本极高。土地利用调查是在城市化进程进一步加快,经济飞速发展的情况下发展起来的,强化土地资源规划、管理、保护和合理的利用是适用社会发展的必要措施和基础工作。

遥感技术在土地利用统计中的应用具有以下特点:1、起点较高,具有全局性,基于遥感技术的土地利用调查一般而言具有全局性特点,而且往往具有很强的宏观性,起点高的特点使得建立在这一基础上的调查更有利于统筹全局,把握整体的土地资源利用情况;2、技术要求高,遥感技术看似原理简单,实际操作起来却需要较高的技术水平和专业要求,在管理上也需要专业人员的科学化管理,从勘测到记录都需要较高的技术水平;3、实际应用性,遥感技术应用下的土地使用调查,不仅要求提供最终的调查结果和准确性较高的土地利用现状调查,还要求为现实的整体规划做出调整,最终应用于整体土地政策的规划,提高土地资源利用率。

由上可见,传统的土地调查方法较不科学,存在着周期长、资金投入多、调查受周围因素干扰大的问题,极大影响了整个调查的整体运作情况,客观性和周期性不强最终使得所得数据和记录的可用性不大,与现实的结合不紧密。而遥感技术则具有了明显的优势,周期短、客观性和准确性强,这位土地资源的有效利用提供了数据支持。

三、遥感技术应用于土地资源利用调查的方法

遥感技术需要多方面技术的综合应用,比如勘测技术、信息处理技术、图像处理技术、网络信息技术、数字化信息记录技术等。多方面技术的综合应用决定了遥感技术在使用过程中的技术性和专业性。遥感技术在土地调查应用过程中的关键环节是遥感影像的制作和再加工过程,这个环节最终决定了遥感技术应用于土地调查的好坏。

(一)影像校正

影响校正是指通过遥感技术所得的遥感图像信息,按照打底的水准面和坐标系对图像中物体的具置,使得遥感图像数据依据现实环境几何坐标进行校正。影像校正分为多个步骤,首先第一步便是位置的计算,位置选取是控制点确定的重要一步,控制点的选择正确与否,直接影响了整个影像校正的过程。控制点的选择要坚持易分辨、特征明显的原则,保证控制点的选择能够准确为后期影像的处理奠定基础,找准位置。另外在控制点的选择上还应该注意在图像的边缘留有一定数量的控制点,避免在处理过程中因为误差出现影像外推。

(二)遥感影像的配准

遥感影像的配准是指将多重映像进行重叠,即是将影像中的地理坐标和影像之间的统一,具体操作是在配准过程中选择多项式模型,以人机交互的方式实现对影像的配准。在配准过程中要尽量减少误差,并且尽可能实现对配准的现实适用性。遥感影像的配准是实现了控制点与影像之间的配合,是将标准化的空间方式进行整合,最终在有限的范围内对影像进行配准。

(三)遥感影像的融合

遥感影像的融合是指将多源数据统一在同一个地理坐标中,采用专业科学的算法和运算方式将多幅影像合并在同一个新的图像中。影像的融合包括了基本信息、色彩的融合。融合的过程是将传感器得到的不同类型的信息加以综合,用单一传感器减少多重遥感器带来的不必要麻烦和矛盾,使得最终影像能够直观易懂,并且能够清楚认识。最终融合的图像是综合了多元的信息产生的,具有丰富性和准确性,能够反映更多的信息,减少因为单幅影像造成的信息不清晰,从而提高数据的适用性和利用率。另外从影像的色彩来看,融合之后的影像色彩饱和度更高,对比度强,位置能够更加精确的表示出来。

(四)遥感影像的识别

遥感影像的识别和判读是一个较为专业的过程,一般来说分为观察和计算机自动分类两种方法,遥感监测得到的最终影像任然需要专业的判读。人为和计算机的两种方式应该与实际勘测的地形和物体情况相联系,就土地利用调查的实际环境和要求来看应该采用人机交互的方式对影像进行识别和判读,将图像信息转化为描述性语言,增强影像的描述性和可视性。

四、遥感技术应用于土地利用现状调查的局限性

遥感技术的使用对专业人员的技术要求较高,使得遥感技术的推广和操作中的准确性面临困境,技术的制约使得勘测结果失效。遥感影像色彩鲜艳且对比强烈,这位调查提供了较为完善直观的数据支持,但也存在着难以判断图片的物体的具面积和大小,要进行具体测量。在遥感技术使用的过程中还面临着地界统计的出入,因此在统计的结果中存在一定偏差。另外遥感技术并不能完全取代传统的统计方法,还需要在不断完善现代化统计手段的同时兼顾传统,采取多元调查方法结合的方式增强最终数据的可靠性。

综上所述,遥感技术的发展极大便利了土地利用的调查,使得调查周期缩短,准确度和可靠性大大提高,减少了传统调查方式下的人力财力投入。虽然在实际操作中遥感技术还存在一些缺陷,相信随着计算机信息技术的进一步提高,高新技术的不断发展,遥感技术在土地利用调查中的应用会日趋完善。

参考文献:

[1]常庆瑞等,《遥感技术导论》,科学出版社,2004年,第18-19页

[2]汤国安等,《遥感数字影像处理》,科学出版社,2004年 ,第123-131页

[3]濮静娟,《遥感图像目视解释原理与方法》,中国科学技术出版社,2001年,第23-26页

篇5

课程标准:结合实例、了解遥感在资源普查、环境和灾害监测中的应用。

课表分析:根据课标要求,要了解遥感的概念、特点、工作过程。重点掌握遥感在资源普查、环境和灾害监测中的具体应用与功能,进一步认识遥感在现代社会中发挥的巨大作用,还要初步学会判读简单的遥感影像。但是对于遥感工作原理不要求涉及“专业机理”,定位到“工作过程”程度即可,也不要求掌握遥感的分类等知识。

二、教材分析:

新课程标准把《地理信息技术的应用》列为必修课程,而“地理信息技术”体系主要由“3S”即地理信息系统(GIS)、遥感(RS)、全球定位系统(GPS)三方面的核心技术组成。另一方面,GIS、RS、GPS技术又以计算机科学、通信技术、遥测与卫星定位,以及系统论等信息技术和理论为支撑,属于地理科学与信息科学的交叉学科。遥感技术、全球定位系统、地理信息系统是地理信息技术的三种主要的技术手段,这三种手段相互促进、相互配合、共同应用的基础上,再结合网络技术、虚拟技术,人们提出了数字地球的设想。所以说,第三章第二节“遥感技术的应用”?与其他两门技术的应用介绍处于同等的地位,他们相互交织,相互配合,才能使数字地球的设想实现。而遥感技术在3s技术中也有不可代替的作用,遥感技术(RS)是地理信息系统(GIS)数据库的数据源;同时利用遥感数字影像获取地面高程,可以及时更新地理信息系统(GIS)中的数据。

三、教学内容:第二节、遥感技术的应用第一课时

四、教学目标:

1.知识与技能(知识目标):

(1)能用自己的语言表述遥感的概念;

(2)能简要说明遥感技术的发展过程和工作过程;

2、过程与方法(能力目标):

(1)通过读图或查阅相关资料,比较航天遥感、航空遥感、近地遥感使用的运载工具、主要优缺点及适用范围等方面的差异;

(2)通过查找遥感的有关资料,归纳遥感技术的特点。

3.情感、态度、价值观(情感目标):

(1)通过对遥感技术的迅猛发展的介绍,感悟新兴地理信息技术的生命力,从而初步养成热爱科学努力学习的好习惯;

(2)通过对迅速发展的中国遥感技术的学习,增强民族自信心和爱国情感。

五、教学重点难点:

遥感技术的基本原理。

六、教学方法:案例教学法。通过讨论活动了解遥感技术的工作过程

七、教学过程:

导入:设疑:中央电视台天气预报卫星云图是怎么得到的呢?它先是用风云卫星遥感拍照,然后通过计算机处理、编辑而成的动态图片。是遥感技术的应用。

填表比较人工实地调查与利用遥感技术调查,哪一种获取资料和信息的方法更好?

1.概念:

遥感:(简称RS)“遥远的感知”,是利用一定的技术设备和系统,在远离被测目标的位置上对被测目标的电测波进行测量、记录与分析的技术。

怎样感知?测量电磁波特征:不同的地物反射与吸收电磁波存在巨大差异。(P82图3-2-2)

遥感不仅可以通过可见光进行感知,同时也可以通过红外线、微波等,例如:法国的SPOT-5卫星可以从七个波段获取信息。

为什么要分波段呢?因为不同波段不同地物的反射率与吸收率等有很大差异。(多媒体展示甲乙两种作物在不同生长阶段反射率不同示意图并分析)

2.分类:

按遥感平台高度(运载工具)分:地面遥感、航空遥感、航天遥感

地面遥感主要指以高塔、车、船为平台的遥感技术系统,地物波谱仪或传感器安装在这些地面平台上,可进行各种地物波谱测量。航空遥感泛指从飞机、飞艇、气球等空中平台对地面观测的遥感技术系统。航天遥感又称太空遥感,泛指利用各种太空飞行器为平台的遥感技术系统,以地球人造卫星为主体,包括载人飞船、航天飞机和太空站,有时也把各种行星探测器包括在内。卫星遥感为航天遥感的组成部分,以人造地球卫星作为遥感平台,主要利用卫星对地球和低层大气进行光学和电子观测。

4.遥感影像的基本特征:

(1)像元:遥感影像上能详细区分的最小单元

(2)分辨率:一个像元所代表的地面实际尺寸。1米分辨率就是指影像上的一个像元表示地面上1平方米的范围。例:SPOT-5卫星的分辨率达全彩色波段可达2.5米,其它波段为5米。中巴资源卫星二号分辨率为20米。美国快鸟卫星为1米。

媒体展示图3-2-6让学生体验像元大小对影像信息的影响。相同范围的区域图片,像元越多,分辨率越高,图像越清晰。

(3)光谱特征(媒体展示读图判读,3-2-7、3-2-8、3-2-9图):

黑白:建筑物为灰白色,草地和林地颜色较深

彩色:分真彩色和假彩色

真彩色:真实反映实际地物的颜色特征

假彩色:草、树和庄稼通常为红色,水是灰色或蓝色,城市是蓝灰色

练习与评价:叙述真彩色遥感影像图像和假彩色遥感影像图的颜色特征。真彩色图片上的颜色基本显示地物的颜色,假彩色只是用不同的颜色区分不同的地物,显示的不是地物的颜色。

媒体展示美国快鸟卫星图片、我国风云卫星拍摄的云图、嫦娥探月卫星拍摄的月球表面影像让学生体会遥感技术的广泛应用及我国遥感技术的发展成就。

八、课堂小结与板书设计:本节课的重点和难点内容是遥感的工作过程。

九、课后作业:

1、什么事遥感影像的分辨率?说出分辨率大小和影像显示地表信息能力之间的关系。

2、叙述真彩色和假彩色遥感影像的颜色特征。

篇6

关键词:遥感科学技术公路测量与设计 遥感运用

中图分类号: P283 文献标识码: A 文章编号:

引言:遥感技术的原理在公路工中起到至关重要的作用,它能够为工程提供真实准确的测量材料,遥感技术通过对不同的地质地貌的现象进行发射以及吸收的一系列作用,在根据地磁波的和频率的不同,来判断地质地貌的不同,根据图像的记录结合更精准的分析,使得测量公路变得更加容易。

1.遥感技术概述

遥感技术是20世纪60年代开始变得著名的一项进行探测的科学技术,根据电磁波的理论应用,将远距离目标的反射和折射等产生的一系列电磁波信息进行记录,分析,以及整理,同时也可根据其产生的可见光和红外线进行分析整理,最后成像。一般现代的遥感技术分为获取,传输,存储等环节,从而就形成了“遥感系统它最主要的组成部分是遥感器;遥感器的种类有很多,例如照相机等;航天摄影就应用了遥感技术。利用遥感技术可以高速度,高质量的绘制地图,利用人造卫星,遥感技术可在地面情况记录的前提下,每隔18天送回一套全球的图像资料,遥感技术被同时运用于军事和民用两方面,例如军事绘测,土地利用规划等,随着遥感技术的广泛应用,遥感器的分辨能力和处理信息的能力也必须有所提高,应该更加具有先进性,提高抗干扰能力。

2遥感技术的优点

2.1遥感技术能够充分的发挥出遥感图像宏观性的特点,所现有的比例尺不能明确的展示地质面貌时可用更有说服力和表现力的比例尺来代替,如1:1万线路工程可以用(1:5~1:7)万的图像资料来表示即可,利用1:1的比例尺时,无法判断所处的地貌单元,而遥感技术的应用,调试了比例尺大小,使整体性才得以体现,避免了错误。

2.2运用遥感技术甚至能够发现前人不曾发现的地质现象,譬如在川藏公路的一段中,经过遥感调查,发现崩塌18处,石流沟276条;同时,根据遥感图像的宏观性发现大型滑坡两个,并且了前人11处滑坡的理论。

2.3遥感技术的应用可以节约成本,多快好省的完成任务。它能够通过人脑对自然和人文景观的分析,结合权威地形数据,选择最佳的路线。如对石太线的公路,考虑到期间一段的复杂性,对线路做了一些更改,从而达到了节约成本的目的,这都是遥感技术的成果。

3.遥感技术在公路测量与设计中的应用

伴随着现代技术的不断的全面的普及,测量与设计也迎来了一场革命性的变革,使得数据获取的手段以及储存管理的手段等都发生了变化,这一系列的变化也使其展现出新的特点,现代测量技术展现出动态设计,优化设计和计算机辅助的特点,结合科技的变革给公路的测量和设计带来新的成就,公路工程的测量能够对周边的地形,地貌地质等条件作出判断,从而对路基和隧道的稳定性等进行了检验,遥感技术也使得数据设计更加合理,科技技术则亦能得到很好的运用。为测量工作布置提供范本,能深入的查出岩土的成因,性质,甚至还有时代和分布,也使得公路设计中的各个阶段得以完善:

3.1 可行性的阶段研究的应用中,应该首先开展全面勘测的工作,搜集遥感的数据和小比例尺,在进行遥感数据处理,和对数据进行解读判断,结合线路,地质,路基,桥梁,隧道等各个项目的设计需要,添加专业点进行专业调查,结合卫星影像图以及工程地质遥感等得出好的方案。

3.2在初级阶段的研究过程中,遥感技术会对地质复杂的地方进行初测,通过地形图纸对公路的测量和勘察从而进行判断,以及对周围的水文进行审核。

3.3后期阶段是指对使用遥感技术还未发现的复杂性地质进行进一步的勘察,或者是对路线进行进一步的更改,这时使用的资料主要是以大比例尺的航空相片为主。

3.4要解决公路设计这一层面的问题,就一定要使数据更加有效,获取更加的准确,而在公路的测量上,遥感技术正体现了新技术的运用。对数据而言,则是取决于数字地面模型的完备。数据的获得通过遥感技术的运用越来越便捷且准确,遥感图像也能更直观的准确的反应地形地貌,以及反应对公路的测量,致使公路一体化得以更好的形成。例如:邵阳至怀化高速公路雪峰山隧道勘察中及时用计算机处理出1:5万遥感图像,成为公路设计中的必备品。

4.关于公路的测量有以下几个方面:

4.1航空摄影测量具 根据公路特点,是长线公路的一种测量方法,用的是飞机上的摄影机,快速对观测区得到航空像片,读取地形图。

4.2 3S融合和应用

3s测量技术的运用能够清晰直观的显示出公路设计的方案,开阔眼界和思路,提出更具有价值的方案,加快测量与设计的速度,提高认识水平。使得测量更加便捷具体,准确。

遥感技术的兴起和运用会使得公路的测量与设计更为专业化,随着科学技术的不断发展,提高了团队协作的能力。在节省人力的同时,也要求公路工程的设计细分为多个专业的设计,由多方面的设计人员共同来完成。测量是公路工程勘测的最主要的方法。除了遥感等一些科学技术的运用,还可以采取的方法还有观察和访问群众,以及进行实验还有地区具体分析等。

结语:

综上所述,在我们面对设计、施工、运营带来的不利因素。伴随社会经济发展,测量技术设计只有不断改进,适应科技发展,才能保质保量的完成任务,而遥感技术在公路的测量和设计中更是有日益重要的作用。遥感技术的日益成熟和完善,会促进科技的发展,同时,也能够使公路的测量和设计更加完备,准确,使得人员更省力气,多快好省的完成工程给予的任务。

参考文献:

[1].杨化超;邓喀中;张书毕;;基于Hough变换的航空影像建筑物半自动提取[J];测绘科学;2006年06期

篇7

关键词:土地利用调查方法;遥感技术;应用;

中图分类号: P237 文献标识码: A 文章编号:

l 引言

主要列述了传统的土地利用调查方法及其缺陷,概述了遥感技术和基于遥感影像的土地利用调查理论,通过对柳州市的土地利用现状更新调查结果,并与以前的年度变更调查的技术及成果进行比较分析,总结出利用遥感影像能及时了解土地变化状况,能及时更新调查数据库,保持柳州市土地调查数据的现势性,实现国土资源“以图管地”精确调查和有效监管,满足国土资源“一张图”建设和“批、供、用、补、查”日常监管的需要,为国土资源管理和经济社会发展提供基础资料。

2 传统的土地利用调查方法及遥感技术概述

2.1 传统的土地利用调查方法

1984-1996年的12年间,我国各县级土地现状初始调查基本完成。由此获得的宝贵的土地利用现状基础数据成果,为各级政府制定国民经济发展计划提供了最基础的依据,为建立土地登记、土地统计制度,制定土地利用总体规划提供了第一手的数据。但是,近20年和今后的数十年内,都将是我国经济快速发展的时期,土地利用的形式将发生一系列的变化,随时摸清土地利用形式的变化、对土地利用图件和数据库进行及时更新将是我国各级土地管理部门的一项重要的和经常性的工作。由于航空摄影成本很高,难以运用航片来进行每年的土地变更调查,目前我国土地管理部门进行数据更新的方法是在前期土地利用现状图的基础上,根据变更申报到现场勘查,在详查图上标绘宗地变化的边界位置、权属变化和利用类型的变化,再到室内进行编绘更新,这种方法存在明显的缺点:

(1)难以准确获取变化边界的地理坐标,仅从相邻关系进行外推量测,难以准确获取变化边界的空间位置坐标,图件更新精度达不到要求;

(2)变化宗地的空间位置难以确定,面积量测不准确;

(3)不能主动监测变化;

(4)方法落后且人为干扰大;

(5)变更数据获取速度慢,多次清绘误差累积;

(6)工作效率低,费工费时费力,很多县市很难每年进行及时的变更;

(7)农村土地利用图斑多为不规则多边形,运用平板仪等测量工具只能测量拐点,不能连续测量整个边界,而且难于精确标绘到原土地利用现状底图上。

由此可见,该方法不能及时准确地获取全局的土地利用动态变化信息,无法实时掌握土地利用变化在空间上的分布和分析评价土地利用变化是否合理。此外,传统的方法即根据用地单位的上报数据了解土地利用的变化状况不仅被动,且中间不可避免地存在误报、漏报,对于地块的空间属性难以做到准确掌握,更不能满足动态变更及时准确的要求。因此,利用卫星遥感技术进行土地利用动态变更调查,及时准确地获取变更信息,就有着十分重要的意义。

2.2遥感技术概述

2.2.1遥感的定义

遥感(Remote Sensing),通常是指通过某种传感器装置,在不与研究对象直接接触的情况下,获取其特征信息,并对这些信息进行提取、加工、表达和应用的一门科学技术。

2.2.2遥感技术的优点

遥感的出现,扩展了人类对于其生存环境的认识能力,较之于传统的野外测量和野外观测得到的数据,遥感技术具有以下优点:

(1)增大了观测范围;

(2)能够提供大范围的瞬间静态图像,用于监测动态变化的现象;

(3)能够进行大面积重复观测,即使是人类难以到达的偏远地区;

(4)大大“加宽”了人眼所能观察的光谱范围,遥感使用的电磁波波段从x光到微波,远远超出了可见光范围;而雷达遥感由于使用微波,可以不受制于昼夜、天气变化,进行全天候的观测;

(5)空问详细程度高,航空像片的空问分辨率可以高达厘米级甚至毫米级。

与航空遥感相比,航天遥感能够进行连续的、全天候的工作,提供更大范围的数据,其成本更低,是获取遥感数据的主要方式,而航空遥感主要应用于临时性的、紧急的观测任务以获得高精度数据。

总之,利用遥感技术,不但可以更加迅速、客观地监测环境信息,同时根据遥感数据的空间分布特性,还可以作为地理信息系统的一个重要的数据源,以实时更新空间数据库。

3 基于遥感影像的土地利用调查实践

利用遥感进行土地调查的步骤遥感影像应用于土地调查中, 主要作用是通过人工目视或计算机自动解释, 建立信息数据或发现变化的图斑并对其进行变更。常规的图像解释方法根据遥感图像的光谱特征、空间特征和时间特征, 按照解释者的认识程度, 或自信程度和准确度, 逐步进行目标的探测、识别和鉴定。土地利用变更调查的原理是先将前一时期的土地利用矢量图叠加到当前时期的遥感图像上, 对比同一范围内遥感图像上地块的形状和利用类型, 发现变化图斑, 并对其进行标记, 再到野外进行产地核查进一步确定,最后将室内判读的结果与野外调查的实际情况进行对比分析。

3.1调查区概况

2007年-2009年,柳州市开展第二次土地调查工作,对利用状况开展了全面的调查,建立了土地利用数据库和管理系统。从2010年开始,土地变更调查是从第二次土地调查的基础上进行利用状况变更,获取当年的土地利用现状数据。为了使工作成果科学、准确和合理,并尽快地符合实际工作的需要,工作人员使用了遥感、GPS等新技术进行全面的土地利用现状更新调查,取得了良好的成果,极大地提升了国土资源管理方式。

3.2总体技术流程

总体的技术流程如下:

(1)利用当年航摄的航片及DEM数据制作成地面分辨率为1米的1:10000正射影像图,作为土地利用现状图更新及土地利用数据库建设的精度要求;

(2)利用正射影像图、各年度土地变更调查资料及最新的l:1万地形图作为内业判读及外业调查底图;

(3)把制作好的正射影像数据库套合到1990年基础库,应用GPS技术等进行全面野外调查,查清土地权属变化情况及境界、土地权属界变化情况,并对已变更的地物进行实地测量获取变更图斑、线状地物、零星地物点位坐标和面积等输入计算机,更新土地利用现状图;

(4)利用新的土地利用现状图,更新土地利用现状数据库,做到图件、数据、实地三者一致。

3.3土地利用数据更新流程

土地利用数据更新入库的流程可以分为三部分,即:制作正射影像图、结合GPS技术更新变更地物和利用supemap软件进行数据入库。具体操作如下:

(1)应用遥感技术(RS)发现和提取土地利用信息,由于航空像片为中心投影,应该先将其纠正为正射投影—— 制作正射影像图;

(2)应用全球定位系统技术(GPS)快速、准确地获取土地利用变化信息的空间坐标土地变更数据的获取;

(3)应用supermap地理信息系统技术进行土地利用现状数据更新及农村土地调查数据库管理系统具有输入、图形编缉、管理库、空间分析、输出等主要功能,系统可满足土地利用现状数据更新及土地利用数据库建库的要求。

3.4新老结果比较分析

在土地更新调查完成后,把此次土地变更调查的结果和上年的土地变更调查成果做比较,发现相应地类的面积存在着差异,其具体情况如下:

(1)耕地面积比上年度耕地面积数减少;

(2)建设用地面积比上年度耕地面积增加;

(3)土地更新调查中建设用地增加幅度大,而耕地减少幅度小。

经研究分析,发现耕地面积产生差异的主要原因是历年违法用地未在年度变更调查进行变更统计,建设用地面积产生差异的主要原因是历年积累的变更调查漏查的建设用地未在年度变更调查进行变更统计,而这些未在年度变更调查中进行变更统计的数据,在更新调查工作中均进行调查统计。建设用地增加幅度大,耕地减少幅度小的主要原因有两个:

(a)在土地规划及耕地保护具体工作中,经农田整理新增耕地的一部分作为折抵指标已用于建设用地,尚有一部分未用于建设用地,也没有用于耕地占补平衡,这部分耕地在年度变更调查工作中全部进行了变更统计,同时,根据占补平衡要求,将相当于扣除折抵指标后剩余部分新增耕地面积数的经开发造地新增耕地面积数节余下来未进行变更统计,在更新调查工作将节余下来的开发地数进行了变更统计。

(b)经本地开发造地新增耕地超过占补平衡所需部分未在年度变更调查工作进行变更统计,但在更新调查工作中将这些超额部分开发造地数进行了变更统计。

4 结束语

随着各类建设占用地日益增加,在我国经济快速增长,用地量逐年增大,土地利用变化频繁,常规的土地调查方法已远远不能满足新形势对土地管理的要求。因此,改变传统国土资源管理工作方式,采用现代化遥感技术手段,准确、快速地掌握国土资源利用状况,科学规划、配置、合理开发利用国土资源,实现国土资源决策、管理现代化和服务社会化,促进我国经济可持续发展和社会全面进步,是国土资源管理工作面临的当务之急,也是必须实现的战略目标。

参考文献:

[1] 李月臣,杨华,刘春霞.土地覆盖变化遥感检测方法[J].水土保持研究.

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[关键词]农业灾害 监测 遥感技术

[中图分类号]DF413.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-7-299-1

中国作为一个传统的农业大国,正遭受着世界上最严重的农业灾害。如何加强对这些灾害的监测和控制,成为困扰农业发展的一项难点课题。基于我国农业发展历程,我们不难发现,遥感技术是增强农业灾害监测实效,实现我国农业更好更快发展的有效手段。对此,本文从基本概述、应用两个角度,对相关问题进行了如下的分析和阐述。

1遥感技术原理及其优点

1.1遥感技术的基本原理

所谓遥感技术,就是指通过各类光学探测仪器,对远距离目标所辐射的电磁波信息进行接收、加工、成像处理,进而探测与识别环境地物的一项综合性技术。而众所周知,物质不同,所发射的地磁波的波段也会有所不同。正因为如此,不同的物质在遥感技术作用下形成了不同的图像。从另一个角度讲,遥感技术凭借着不同的遥感成像,反映出了目标物的不同数据信息,进而成为区分不同物质的重要标准,这就是遥感技术的基本原理。

1.2遥感技术的优点

与其它监测技术相比,遥感技术的优点主要体现在以下几个方面:

首先,监测范围广,监测立体性强。通过遥感技术,可以获取对地面的连续性的、立体性的图像。这种图像可以有效避免地面点线监测所带来的视野阻隔以及其它一些局限性,极大地拓宽了监测者的视野,使监测者能够对各类灾害信息进行宏观性地把握。而且,越是那些波及范围广、灾害性大的灾害,其优势就越发明显。

其次,信息获取量大,信息获取效率高。凭借着高超的现代航天技术以及先进的现代航天工具,遥感技术能够及时的、迅速的获取各类图像信息和数据信息,为高效数据模型的建立提供先决条件,为灾害的甄别与监测提供有效依据。

最后,适应性强,可实现动态监测。对于有些灾害,如病虫害、雪灾、火灾等,常规性的监测手段根本无法奏效。在这种情况下,就需要充分发挥遥感技术的作用,发挥其适应性强的优势。此外,遥感技术可以对各类灾情进行全天候地监测,实现灾前监测、灾中监测、灾后监测的有机统一,为灾害控制提供充足的第一手资料。

2.遥感技术在农业灾害监测中的应用

2.1旱灾

旱灾是一种比较常见的农业灾害。据不完全统计,每年因旱灾造成的经济损失约占气象灾害类经济损失的一半左右。在应对旱灾的过程中,比较常用的方法有两种,一种是热惯量法,二是作物水分胁迫指数法,这都是遥感技术的重要体现。所谓的热惯量法,就是指通过遥感图像反演的研究区昼夜温差来反映农业旱情的方法;而所谓的作物水分胁迫指数法,则是指通过作物冠层与其上空大气温度差来反映作物的水分胁迫状况的方法。在实际中,两者的适用范围有所区别,前者适用于地与作物稀疏的农田,而后者则适用于作物覆盖率较高的农田。

2.2洪灾

与旱灾一样,洪灾也是一种比较常见的农业灾害。洪灾具有时空分布广、危害性大、突发性强的特点,每年造成经济损失高达210亿元。在实际中,遥感技术常通过洪灾程度监测和洪灾面积提取两项指标来实现监测目的。而这两项指标的取得,通常是建立在归一化植被指数(NDVI)提取和分析的基础上。现如今,遥感技术在洪灾监测中的应用日趋成熟,尤其是微波遥感技术,凭借着其实时性、动态性的优点,成为目前洪灾监测中最常用的数据源。

2.3病虫害

病虫害是影响农业生产的重要因素,每年约有13.5%的农业灾害是由病虫害引起的。在以前,人们主要通过肉眼来“监测”这种灾害。可想而知,这种监测具有很明显的滞后性,实际效果也很不理想。而遥感技术可以有效地弥补这个缺陷,通过各项监测数据,为我们准确地提供病虫害的范围和程度,以便及时发现并防治,为农业生产提供坚实的保障。光谱参数法是一种通过遥感数据来判断农作物外部形体以及内部生理信息的方法,而这些信息恰是判断病虫害的重要依据。可见,光谱参数法是遥感技术应用于病虫害的基础。此外,植被指数法和红边参数法也是遥感监测中不可或缺的两种方法,通过植被参数和红边参数,实现最终的监测目标。

2.4冷冻害

冷冻害是指因温度过低而抑制农作物生长的自然灾害。它不仅会延迟农作物的生长,有时甚至会造成农作物大面积的死亡。遥感技术在冷冻害防范方面具有重要的价值,可以准确、有效地预测或者评估冷冻害的发生时间以及危害程度。在实际中,植被指数(NDVI)并不能及时反映农作物冻害,以致冷冻害发生一段时间后才有所察觉。很显然,这种监测具有一定的延迟性。因此,要想取得理想中的监测效果,就必须将NDVI监测与农作物地表温度反演有机地结合起来。

2.5风雹灾

统计资料显示,我国每年的风雹受灾面积多达600万公顷,直接经济损失超过30亿元人民币。风雹灾的破坏性极强,在极短的时间内就会造成农作物的大面积倒伏甚至死亡。截至目前,遥感技术在风雹灾中的应用现状还不甚理想,遥感数据的时间分辨率与空间分辨率还无法达到要求。针对这种现状,可以采用TM、EOS-MODIS、NOAA-AVHRR等遥感数据相结合的方式,增强数据源的针对性和有效性。

3小结

综上所述,在新时期,加强遥感技术在农业灾害监测的应用是一项非常系统的工程。为了将该项工程做大做强,夯实该项工程的基础,必须明确以下几个问题:首先,要对加强遥感技术在农业灾害监测应用的必要性和重要性有一个清晰的认识;其次,要对遥感技术在农业灾害监测应用的现状有一个全面的分析;最后,要对加强遥感技术在农业灾害监测应用的路径有一个科学的把握。只有这样,才能切实增强遥感技术应用的有效性与实效性,才能真正实现我国农业又好又快的发展。

参考文献

[1]闫峰,李茂松,王艳姣,覃志豪.遥感技术在农业灾害监测中的应用[J].自然灾害学报,2006年第06期.

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1、遥感找矿技术概述

随着科学技术的持续发展和进步,国际、国内的地质矿产勘探工作都不一样程度地获得了非常大的技术支撑,地质勘探业快速崛起,遥感找矿技术已经变成一项相对成熟的地质找矿办法。

遥感找矿技术关键是指应用遥感技术实施地质矿藏的发现、开采等项目。这技术的理论支撑是遥感技术,依照光谱分为能见光遥感、红外遥感与微波遥感。遥感技术用于地质找矿作业,可以全面、客观地记录与分析矿山的物质成分与构造,使发现矿藏的几率与速度大大的提高与改善了,而且分析结果更加精确与合理。

遥感找矿技术关键是根据大地层中的各类物理化学物质所产生的反射、透射等物理作用而形成的电磁波,来传递各类地质成分的特点信息。通常来说,具备稳定的物理构造与稳定的化学性质的物质具有稳定的光谱吸收特征,而不同的矿物质又具有不同的电磁波辐射能力。在遥感找矿技术中,我们运用波谱仪等遥感设备对野外收集的样品实施光谱试验,得到数据并对其光谱曲线进行测量,再和资料库中的已知光谱实施对比,能够确定矿物质中所含有的各类成分,并进一步判断其含量和纯度。这样,我们就运用遥感找矿技术,成功地为决策者开发运用矿山资源供应了可靠资料。

2、在地质找矿中遥感技术应用的理论根据

遥感技术能够综合几种地质遥感信息,具备丰富的理论基础,与物理内涵,在地质找矿中发挥着至关重要的关键作用。在地质找矿中遥感技术的运用,具备方便定位、立体感强、丰富的信息量、多波段、宏观性等优点,运用遥感技术分析地质找矿中的遥感影像,综合含矿载体与含矿结构的光谱特点、纹理特点、构造特点与结构特征。地质构件状况直接关系着矿产资源的产出与形成,一般状况下,在煤系地层中储存煤矿资源,其光谱特点关键反映了岩石的特点种类、地质矿产资源的结构特点,运用遥感技术能够获得有关的环状与线性信息,全面的揭示地质矿产范围的地质系统结构。含矿结构的纹理特点与结构特点反映了地质矿产资源的岩石种类与地层层序的差异,不一样的矿物含量与成分反映了矿化的蚀变状况,一定规律的矿化蚀变组合经常指示着存在某种矿产资源的状况。

3、遥感在地质找矿中的应用

3.1地质构造信息的解译

地壳内部的内在活动原因是构造运动,它和变质事件、热事件、成矿作用关联在一起,而内、外生矿床的产生与分布都不一样程度地受必然地质结构事件的控制。地质结构在遥感图像上经常表现为线性和环形特点。线性特点,是像片上呈持续或断续的线状或带状展布的影像,其有一定规律性的空间分布型式。线性形迹关键指断裂与节理等结构,它控制着岩浆活动和矿液的运移、保存,对导矿、运矿、储矿起着关键的作用。环形结构在地壳中以近圆形的结构环带为特点,很多是地壳内部活动的表现,对产生火山型、热液型矿床关联严密。线性构造、环形构造和构造交叉位置,常常是成矿的关键位置。经过对遥感图像上色调、阴影、形状的研究能够更直观的看出研究区域的地质构造,对成矿预测有利。

3.2提取地质构造信息

通常状况下,地质矿产关键是由各类地质构造的不一样运动形成的。比如,火山或地震活动等。一般状况下,矿产的分布关键集中在各类地质构造边缘部位或形成变异的位置,非常多关键的矿产关键分布在不一样板块的结合部位或邻近边界的地带。从产生时间上分析,其相同地质构造的运动时间是维持同步的,矿床的分布会由于地质构造运动的改变而形成变化,而且,展现出了带状分布。凭借遥感技术从事找矿工作,关键就是运用这一特点实施找寻工作。像,在矿物质的产生区域,凭借线性影像对应的信息实施高效提取,同时,还能够对火山构造和盆地等地质影像资料实施合理的分析,并把找矿需要的有用信息从其中提取出,从而结合有关的影响原因,综合评定矿物的储备和种类等有关特点。

3.3植被波谱特点运用

一般状况下,矿场四周的地貌植被和所含有的矿物质具备一定的关联性,比如,金属元素随着时间的持续累积,会生成必然的微生物群落,而微生物同地下水等自然环境互相作用,会对地表的土层形成必然的作用,从而让地表发生一定的改变。地表的各类植被在吸收了含有金属元素的营养物质后,会产生一定的异变。当大面积发生异变后,凭借遥感技术对有关的信息实施有效地提取,从而分析出详细的金属元素,并借此判断这范围的矿物质储备等状况。

3.4识别地质岩石矿物

成矿的赋存条件多以特定的岩石组合与种类为物质基础,可见对于成矿而言,岩石的作用显而易见,而岩石、矿物本身的光谱特点也为运用遥感技术得到遥感信息用于辨别岩性供应了必要条件。一般用于识别岩性的办法关键为加强、变换、遥感图像分析,凭借图像中颜色、色调、纹理等加强后的差异性,最大限度的分开岩相、划分岩性组合或岩石种类,像岩浆岩、沉积岩、变质岩等。通常状况下,当处于8-14μm的波长时为热红外域,反映的是岩石、矿物光谱中的发射特点,当其处于0.4-2.5μm时则为能见近-短波红外域,反映的是岩石、矿物光谱中的反射特点。

遥感技术在识别岩石、矿物中的运用也相对常见,像某矿产运用ASTER热红外遥感技术提取了某边缘试验区的硅酸盐岩、碳酸盐岩、硅质岩的岩性;而Crosta则以研究地区内的蚀变特点与地质状况为根据,基于USGS矿物光谱数据库,创建了单矿物的识别规范,并运用AVIRIS得到了遥感图像,从而把明矾石、白云母、高岭石等矿物提取了。由于以空间特点与地物光谱的差异性为基础的高光谱成像遥感技术具备数据量大、高的分辨率、超多波段等优点,其窄波段能用于矿物吸收特点的不同,配以重建地物光谱、量化并提取光谱特点、混合象元定量分析等,能完成对矿物岩石的有效区分,所以在识别岩石矿物中获得普遍运用。

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1.用于勘探地质和评价资源地形图作为煤田开发的基础性工作,对煤田地质研究有着不容忽视的作用,但传统的地形图数据已难以与地形实际情况相吻合。而运用遥感技术通过全球覆盖、实时探测快速获取直观而精确的遥感图像,经几何纠正、数字镶嵌、格式转换、要素表示、矢量编辑、地图整饰等操作,便可得到理想的地形图;同时基于对遥感图像的科学分析和处理,借助雷达、热红外、计算机等先进技术,以及对比、解译等方法,可获取地形特点、煤层结构、数量厚度、分布规律、水文环境、资源成分等煤田地质和资源信息,以此为煤田的合理规划、资源的优劣评价和高效经济开采等提供真实、可靠的依据。其中煤田的含气量、渗透率等煤气信息主要是借助遥感图像解译、地表分析、地下裂缝观察、计算机技术完成的。

2.用于调查与评估地质灾害煤层自燃会引发一系列的环境、经济、生态灾难,故可基于地理信息系统这一平台,利用遥感技术,获取较大范围内的可见光、近红外、热红外、全色波段信息,以此探测热异常场,同时结合地物辐射温度与热红外DN值,构建地面温度反演模型,并经地面测试和地质调查,实时监测和跟踪火区分布范围,以此为防灾灭火提供重要依据。由于地形地貌、地层岩性、植被覆盖、构造展布、大气降水等容易引发地质灾害,而借助时效性好、宏观性强、信息量大的遥感技术获取并提取地质信息,用于识别滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害图像,并通过危险程度评估和等级划分,寻求合理的防治措施,进而减少灾害影响和损失。

3.用于监测和保护生态环境若结合使用地上监测与遥感技术,以调查地面现场数据并与卫星图像进行对比,得到与煤田区域相关的信息,以此形成系统、完整、详尽的环境资料,从而为解决煤田环境污染提供科学参考;同时经分析高精度、大比例的卫星图像,结合区域地质地貌、土地利用、裂缝、废弃物、植被环境等信息,对其做出合理解译,以此科学预测酸沉降发展趋势,并对区域环境和土地利用等加以重新规划,能起到保护生态环境的作用。

二、遥感技术在煤炭地质中的应用实例

1.在煤田地质勘探和资源开发中的应用实例对于煤田地质领域而言,遥感技术在地质勘探与资源开发中的应用十分广泛,如湘西煤炭勘探便在地质研究中充分发挥了遥感技术的特点优势。具体而言,其综合利用了电磁波、磁力场、重力等物理场以及声呐等遥感技术,结合先进可靠的传感装置,信息传输、处理、提取、应用技术,以及目标信息特征测量与分析技术,得到了所需的遥感数据。其中在湘中煤田区域,相继找到了10个被土层掩盖的煤层分布点,而且对黄亭市、邓家辅等为圆环影像特点的隐伏岩体和重磁异常研究有了新的发现,而且还获取了有关娄底-宁乡-泪罗一带断裂带区域的地质构造、煤层分布等以往资料没有提及的重要信息,这无疑为该区域煤田的合理开发和利用奠定了有力基础。

2.在煤田地质灾害调查中的应用实例就当下而言,雷达遥感技术是煤田地质灾害调查不可或缺的技术之一,其中成像雷达技术具有全天候、全天时、穿透性好的工作特点,对煤田地质灾害研究有着极其重要的影响,而干涉雷达技术可获取高精度的三维信息,将遥感技术在地质灾害调查中的应用提升到了一个新的层次。下面就其应用实例加以分析。山西省大同煤田位于黄土高原北部,无论是自然地理环境,还是地层构造均较为复杂,故为地质灾害的发生埋下了一定的隐患。为实时、动态监测其地质灾害情况,首先借助遥感技术获取了区域影像,并几何校正和彩色合成完成了对遥感图像的预处理,随后结合野外实地调查和资料分析得到了多平台、多时相、多种分辨率的遥感数据,进而发现该煤田区域存在8处崩塌,25处不稳定斜坡和167条地裂缝等灾害隐患,而且在InSAR测量技术的辅助下得到了84处开采沉陷变场。其中多见于山坡陡壁、沟谷、山区道路等位置的崩塌,地质灾害主要是由地形地貌、地层岩性、边挖边开、降水开采等因素造成的,而且以坡度大于60°不稳定的中小规模崩塌为主(具体分布见图2),如若受到振动作用或雨水冲击等影响,随时可能出现危害性大的崩塌灾害。不稳定斜坡虽然在很大程度上取决于自身基础条件,但也会在风化、降水、地震等外力的干扰下加重不稳定性,进而加大崩塌、滑坡等地质灾害的可能性,经分析遥感图像后,得到了图3所示的分布规律,其中3处为危岩。地裂缝作为该区域的主要地质灾害类型,具有如图4所示的分布特点,且一般是受地形地貌、地质构造、地下开采、采空面积等影响发生开采沉降造成的。后经全面分析和科学权衡,当地政府对减灾工作做了重要部署,如强化矿井建设管理、逐步恢复煤矿采空区、完善地质灾害监测系统、及时有效防治地质灾害等,为降低灾害损失提供了重要保障。

三、结束语