遥感技术在农业方面的应用范文
时间:2023-12-13 17:53:58
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篇1
随着科学技术的不断发展,遥感技术也从中得到了长足的发展与进步,其已经被应用到农业、土壤以及气象等多个方面,且应用范围还正处于一个不断扩大的趋势。在农业中,遥感技术所拥有应用范围最广、发挥作用最大的一个领域就是农业生产方面。遥感技术的应用使农业不断向高效化、精准化以及多样化方向发展,其已经成为农业未来发展的一个重要趋势。[1]
一、有关遥感技术的概述
遥感,顾名思义,也就是遥远的感知的意识,从宏观的角度来讲主要是指通过远处感知、探测事物或是物体的相关技术来传输、分析以及处理信息,对事物或是物体所具有的特征、性质以及变化等进行揭示的一种具有综合特性的探测技术,其是以通过遥感器来对地面事物或是物体性质进行的空中探测为主要工作原理。遥感技术是按照不同事物或是物体所具有的不同波普响应的原理,对地面上的各种事物或是物体进行识别,其具有非常强遥远感知能力。详细来讲,就是通过空中的飞机、飞船以及卫星等飞行物中所具有的遥感器来对地面的数据和资源进行收集,并对收集来的信息进行识别、分析、传送等。[2]
二、遥感技术所具有的主要特点
1.信息的收集范围大
具有遥感技术的航摄飞机具有10千米左右的飞行高度,陆地卫星所具有的卫星轨道高度可以高达910千米左右,因此,其获取资源和信息的范围是非常巨大的。
2.信息的获取速度快
卫星可以进行围绕地球的周期运转,其具有对所经地区的各种最新自然资料进行实时的获取。可以对原有资源进行及时更新,或是对资料的新旧变化进行动态性的监控与监测。
3.信息的获取限制少
地球许多地区的自然条件都是非常恶劣的,例如沼泽、沙漠等地区是人类很难到达的。遥感技术是从空中进行地面监测,所具有的地面限制条件较少。在条件恶劣地区采用遥感技术可以对各种珍贵资料进行及时的获取。[3]
4.信息的获取方法多
遥感技术可以按照任务的不同自动选取对应的波段以及遥感仪器来进行信息获取。如可见光、紫外线、红外线以及微波探测等。采用的波段不同其对物体产生的穿透性也是不同的,进而对不同地面物体的信息进行获取。
三、我国农业中遥感技术的具体应用
1.调查农业生产所需要的资源
遥感卫星对地表进行扫描监测采用的是多波段传感器,其可以对地表物体所特有的信息进行有效的获取。在卫星图像中,不同的地表物体所具有的纹理、形状以及色调等信息都是不同的,根据有关的地理特征,可以对地表物体进行有效的识别与区分,这个过程就是农业资源调查中遥感技术的应用基本原理。
2.监测和评估农作物的生产情况
通过遥感图像对农作物的类型和种植面积进行识别和区分,其利用的是农作物所具有的光谱特性,再根据图像的多时相及不同波普可以实时、动态的对农作物的生长情况进行监测,同时还可以利用信息系统对农作物的产量进行评估。在我国,遥感技术监测和评估农作物生产情况最早是应用于小麦和水稻生产中。
3.监测和评估农业灾害
不同的地表作物所具有的波普特征是不同的,即使是一种作物,在其不同的内部结构及外部形态的基础上,其所具有的光谱反射率的曲线也是不尽相同的,遥感技术正是利用这种理论来对地表作物的灾害情况进行监测和评估。[4]
4.监测农业生产环境
在农业生产环境中,遥感技术的监测作用在多个方面得到应用,例如大气环境、水环境以及自然生态环境等监测中。其中,对大气环境进行监测主要是对大气的污染和污染源分布进行监测,以便对大气污染的程度、变化以及范围等具体情况进行监测;对水环境进行监测主要是对各大流域的水环境质量进行监测;对自然生态环境进行监测主要是农村生态变化、城市开发状况、矿区生态破坏以及森林覆盖情况等多方面进行监测。
四、农业生产中遥感技术的应用前景
1.对遥感信息模型进行深入发展
遥感技术进行深入发展的一个关键环节就是遥感信息模型的应用。通过遥感信息模型可以对具有实际应用价值的农业参数进行计算与反演。以往人们尽管已经发展和应用了一些诸如绿度指数、农田蒸散估算、作物估产、干旱指数以及土壤水分监测等遥感信息模型,但是其仍然无法与现阶段的遥感应用需求相适应。所以,需要对遥感信息模型进行深入的发展,这在遥感技术的开发与研究中仍然属于一个前沿问题。
2.综合利用遥感技术来对病虫害进行防治
植物发生病虫害后,其叶片结构会发生变化,利用近红外的光谱反射率可以进行准确的显示。不过,植物叶绿素的质量和数量并没有发生变化,因此,其可见光波段的光谱反射率也不会产生变化,人的肉眼是观察不到的。红外遥感技术可以对这种情况进行准确、及时的预测和预报,而且还能对植物的受害情况进行清晰的辨别,尽可能的将病虫害扼杀在萌芽之中。
3.向微波遥感技术发展
现阶段,国际遥感技术的主要发展重点就是微波遥感技术,其具有其它遥感技术所没有的穿透性、纹理特性以及全天候性,可以对恶劣的气象灾害进行有效的监测。
结语:
综上所述,我国虽然在二十世纪七十年末就已经在农业中应用遥感技术,并在土地利用调查、农作物生长监测以及产量评估等方面取得了一定的成果,但是其仍然无法与农作物大面积种植调查、病虫害预测预报以及动态土地监测等方面的要求相适应,这就需要我们在我国国情的基础上,引进国外先进的技术,采用各种方法与手段来对遥感技术进行更深一步的研究与发展。
参考文献:
[1]蒙继华,吴炳方,杜鑫,张飞飞,张淼,董泰峰.遥感在精准农业中的应用进展及展望[J].国土资源遥感,2011(03).
[2]齐虎春.遥感信息技术在农业中的应用[J].现代农业,2010(06).
篇2
关键词:摄像测量;遥感技术;应用;发展
随着现代科技日新月异的发展趋势,摄像测量与遥感技术也在不断发展和提高,其应用领域也越来越广泛,由最初的地球科学研究,到如今被人们应用于日常生活工作当中,其应用价值也愈发凸显。在此趋势下,摄像与遥感技术的应用及其发展成为了相关工作者应当予以关注与思考的问题。
1 摄像测量与遥感技术
1.1 摄像测量
摄像测量是指通过影响研究信息的获取、处理、提取和成果表达的一门科学,其实质是一门信息科学,目前是测绘学的分支学科。就学科而言,摄像测量学主要针对集合定位和影像解译这两大问题进行解决。其主要内容包括不同比例尺下的地形图的测绘、数字地面模型的建立、提供地理或土地信息系统的基础数据。在学科特点方面,摄像测量学反映的是客观的、真实的目标,形象直观,并且可从中获得大量信息,其中主要是物理信息与集合信息,同时摄像测量还可以针对动态物体进行测量,捕捉其瞬间影像,对测量工作的进行是一大进步,此外,摄像测量的引用范围较广,适用于大范围地形测绘,提高测绘效率。在工作地点的选择上,摄像测量由于是在影像中进行测量工作,其工作地点不再受气候、地理等条件的限制,为实际测绘工作提供便捷。
1.2 遥感技术
遥感技术是一种探测技术,始于上世纪60年代。事实上,任何物体都具有光谱特性,即吸收、反射、辐射光谱的性能。不同物体对于光谱的反映存在差异,同一物体在不同的时间和地点也会对光谱产生不同的反射和吸收程度差异。遥感技术正是利用这一原理,将电磁波理论结合传感仪的使用,对远距离目标所辐射和反射的电磁波、可见光、红外线信息进行收集处理,最终成像,达到探测和识别的目的。遥感技术是一套设备系统共同协作可完成的工作体系,其组成设备包括遥感器、遥感平台、信息传输设备、接收装置、图像处理器等。遥感技术按照电磁谱段的差异可分为可见光遥感、红外遥感、多谱段遥感、紫外遥感和微波遥感。遥感技术由于其探测范围大、获取资料速度快、受限条件较少等原因被广泛应用于农业、林业、地质、地理、海洋、水文、气象、测绘等许多领域。
2 摄像测量与遥感技术的应用现状
2.1 摄像测量的应用现状
(1)航空摄影
航空摄像,又称航拍,指在飞机或其他航空飞行器上利用航空摄影机摄取地面景物的技术。航空摄像技术的实现必须以航天技术为基础,在航天摄影技术方面也有着一定的要求,测量标准更加严苛,所要求的摄像测量工作者的专业技能也更高,在测量成本方面,由于其过程涉及航天技术的应用,成本自然很高。
(2)无人机低空摄像测量
无人机低空摄像测量是摄像测量的一项重要应用,其目的是获取高分辨率数字影像。无人驾驶飞机作为飞行平台,运用的传感器通常是具有高分辨率的数码相机,结合遥感技术,通过系统一系列的集成应用,最终获取到面积较小、色彩保真、大比例尺的航测数据。当代无人机低空摄像测量被广泛应用于基础地理数据的获取,为接下来的工作奠定基础。与卫星遥感相比,无人机低空摄像测量具有明显的优势,首先在操作上,无人机摄像测量更加机动灵活,在安全性上也更有保障,由于是低空作业,其影响分辨率较高,摄像测量精度可达到亚米级。从成本上看,无人机低空摄像测量无疑成本低与卫星遥感。
2.2 遥感技术的应用现状
(1)农情检测
我国是农业大国,粮食问题历来是我国政府密切关注的所在。摄像测量与遥感技术由于其对真实画面的捕捉与反馈使得其获取的数据更具科学性与客观性,并且其在数据收集过程中周期较短、范围较广,因此,将其应用于农作物监测具有很大的优势,获取的相关资料对于农作物长势情况的掌握和农业估产具有重要作用。上世纪80年代中期,在国家经委的支持下,以中国气象局为主的相关部门组织开展了北方十省冬小麦股产试验,标志着我国气象卫星非气象领域工程化应用的开始,也是我国首次开展大规模遥感估产工作。“八五”期间,我国建立了主要粮区主要农作物(小麦、水稻、玉米)的股产信息系统,其中大面积冬小麦遥感股产运行系统是遥感技术与地理信息系统技术相结合的产物。它将整个遥感估产过程中的各个作业环节纳入计算机系统运行,使整体具有数字化作业能力,并能够输出各种估产结果。自1992年起的三年内,在黄淮海地区进行冬小麦遥感估产试验的结果表明,利用遥感技术对大面积农作物股产的精度能够达到95%以上,具有较大的应用价值。目前,利用气象卫星进行农作物估产的应用已经得到了普及与深化,并逐渐形成为一种业务化手段,估产对象也逐渐走向多样化。
(2)地质矿产资源调查
矿产资源是重要的自然资源,是人类社会赖以生存的物质基础,是国家发展与安全的中国要保障。我国矿产资源丰富,遥感技术的应用前景广阔,且遥感技术在区域地质填图方面的应用较为成熟,在其应用效果上也取得了一些成就。例如,在内蒙古、山东、江西等省开展的32项1:5万图幅的地质填土工作中,遥感技术的应用一方面显著提升了工作效率与工作质量,另一方面也节省了填图费用,每幅图的实际费用仅占常规方法所耗用资金的三分之二。
3 摄像测量与遥感技术的应用发展
随着摄像测量和遥感技术自身技术水平的发展,可预见的是,其应用的领域将会更加广泛。摄像测量的具有代表性的发展趋势是传感器的改良与创新,结合其在不同领域的应用及其实际需要而改革发展。事实上,在不同行业中,对于摄像测量与遥感技术的需求需要根据行业特点加以确定,根据自身需求加以运用。在摄像测量与遥感技术的应用过程中,相应的测量软件平台的开发与信息提取与分析效率的提高逐渐成为重要的发展趋势。在当下这一大数据时代,想要对二者加以改进,就必须提高数据的处理效率,,进行推动器改革,同r在遥感技术方面,对遥感数据的处理要更新模型的效率,引入先进算法,更好地将其应用于更多领域。
4 结束语
综上所述,在当今经济高速发展、行业变化较快、信息环境变化莫测的大环境下,我国对摄像测量与遥感技术的应用将会越来越广泛,其技术的提高速度与质量应当被社会各行业关注。摄像测量与遥感技术自身的发展一方面具有科技性意义,同时也具有整个人类社会的经济价值,在其应用领域中,更是具有商业价值,因此,我国应加快摄像测量与遥感技术的研究与开发,并在其应用范围中不断扩展。
参考文献
[1]张军.摄影测量与遥感技术发展展望[J].科技资讯,2015.
篇3
关键词:无人机;光学遥感技术;土壤湿度;节约用水
一、我国的干旱状况及干旱预警机制
(一)我国干旱现状
我国是一个严重干旱缺水的农业大国。很多省份的人均水资源量低于500立方米。我国人均水资源占有量在世界银行统计的153个国家中仅排第88位。水资源分布也很不平衡,长江流域及其以南地区,面积只占全国的36.5%,但水资源量却占全国的81%;其以北地区,面积占全国的63.5%,但水资源量仅占19%,所以水资源短缺是我国面临的严峻问题。并且我国的农业生产几乎全部依靠灌溉,因此发展安全节约高效的精准农业是我国农业发展的一个目标。
(二)我国干旱预警机制
我国干旱预警主要是通过国家各级人民政府抗旱防汛指挥部负责管理。依据国家的相关法律法规、农牧业、水利、气象等部门向同级人民政府递交干旱监测、预测预警决策信息,政府部门根据干旱灾害的严重程度启动不同的预警应急预案,不同部门之间开展的常规干旱监测、预警评估业务信息,供内部业务使用或通过授权的媒体上。所以我们一般得到的天气及干旱情况是比较笼统的大范围的天气状况。但是现在的精准农业上的需要的则是应比较详细的、精准的。同时由于地理环境以及土壤环境的差异即使在同一块土地中不同部分的土壤含水量也会出现差异,更重要的是我国的地理环境比较复杂,想要准确的监测土壤湿度就更难了。
二、无人机在旱情监测上的应用
通过发展安全高效节约的精准化农业是农业现代化的重要标志,也是我国发展农业的一个目标。无人机已经成为一种新型的信息获取途径,在农业现代化的建设进程中,其在精准农业发展中占有的地位会越来越重要,尤其是在农业旱情监测以及农业灌溉上的应用。
(一)无人机遥感技术
传统遥感技术一般采用卫星和大型飞机作为遥感平台,进行大面积观测并获得丰富的综合性数据。但是,传统遥感在小时空尺度的数据采集分析上存在分辨率不足的问题。如果采用小型无人机作为低成本的新型遥感平台,就很好的弥补了传统遥感的缺陷,在局部遥感和应急监测方面会取得巨大的成功。
无人机遥感技术要求搭载的仪器所占空间小、重量轻、抗震性优良。光学遥感技术具有所占空间小、时间短、成像简单、费用少等一系列优点。无人机通过搭载有合成的多功能探测器,以近红外光作为遥感测量的手段,采集多波段光谱数据,依靠地面的操作站对无人机实施操控。
(二)土壤湿度监测与土地灌溉
土壤的含水量是农作物生长的重要指标,农作物的生长都有适宜的土壤湿度范围,在现代的农业生产中我们往往需要及时的了解大面积农田的土壤湿度。传统的土壤水分测量方法有:种子散射法、重力土壤采样法、张力计法、土壤蒸渗法和土壤电阻法。但是这些方法采样时间长且是点数据,不能满足大面积空间、长期的土壤湿度动态要求,没有显著的代表性。微波遥感技术就可以很好解决这些问题,微波遥感监测土壤水分的基础是土壤的介电特性与水分含量间的密切关系,因为土壤的介电常数受水的影响很大。无人机通过搭载遥感设备,对收集到的土壤反射回的微波图像数据进行综合分析,和建立的模型进行对比得到具体的土壤湿度含量,并且可以对图像模糊的区域通过自动或人工对无人机实时进行任务设定、航线调整进行重新的观测。可以更加全面的对土壤进行监测,然后将再次传回的数据与图像进行数据处理分析,得到更加具体的土壤湿度。
农业灌溉是农业生产中最基本的问题,作为下一个严重缺水的国家,发展现代农业是我国农业建设的首要任务。节水灌溉技术在广义上是指相对于传统灌溉技术更加能节约、高效用水的灌溉方法,措施和制度的总称。狭义上是指以现代农业作为前提,根据地域性和作物生长规律的不同,以实现农业产量最高和生态效益最好为目标而进行的水资源开发和灌溉技术的总称。
合理高效的农田灌溉,是保证作物生长和节约用水的基本准则。现代农业中常采用的节水灌溉技术有沟灌、喷灌、滴灌等技术。我们通过得到的不同的土壤湿度对灌溉进行合理的安排,这样既能保证作物产量又能达到节约用水的目的。
三、结语
现代农业的快速发展对农业航空的需求日益增长,决定了农用无人机必定成为农业生产操作的主要力量之一。随着无人机遥感技术的不断发展及其在农业上的应用,为现代的精准化农业的发展提供了更为有利的技术支持,其不仅可以应用在土壤湿度的监测和农业灌溉上,还可以应用在其他农业的信息采集上,对农业生产进行实时监测,从而将农业生产的风险降到最低,保证农业产量,加快推进我国的农业精准化建设。
参考文献:
[1]高占义.中国的灌溉发展及其作用[J].水利经济,2006,24(1):36-39.
[2]朱平.区域水资源预警方法研究[D].扬州大学,2007.
[3]于宝珠.旱情风险评价模型及其预警机制的研究[D].东北农业大学,2012.
篇4
关键词:遥感;监测;信息
中图分类号:TP79 文献标识码:A
1 监测系统的意义
应用资源卫星数据,许多国家开展了农业资源调查、农作物长势监测、面积监测和产量预报等。农情信息是指导农业生产、制定粮食政策与对外贸易政策的重要信息。早在20世纪70年代西方多国就合作开展了大面积农作物长势监测、遥感估产计,充分利用了农业、气象、数学、计算机、GPS地面调查及遥感技术。近20a来,一些西方国家利用资源卫星进行小麦、大豆、水稻、玉米和马铃薯等农作物的估产,以增加或减少某种农作物的种植或确定粮食政策。
遥感技术在我国农业上的应用,从20世纪70年代末起步,经过20a的艰苦努力,目前已发展到实用化水平。我国农作物遥感估产研究取得了很大发展,从冬小麦单一作物发展到小麦、水稻、玉米等多种作物,从小区域发展到大区域,从单一信息源发展到多种遥感信息源的综合应用,监测精度不断提高。
农作物遥感估产包括长势与趋势监测和产量早期预报等两个方面。在充分利用多年来遥感估产成果的基础上,建成了NOAA AVHRR数据实时预处理系统,并利用AVHRR最大NDVI图像与上年同期数据对比实现农作物长势遥感监测;在高精度耕地数据库的支持下,解决和研发了作物长势遥感监测综合方法、区域作物生长过程遥感提取方法。从实时作物长势监测、作物生长过程监测、农业气象分析、物候和土地利用等辅助信息的运用等角度,构建了综合分析作物长势的技术。利用遥感技术对农作物进行监测具有效率高、费用低、灵活性强、简单易用和多用途的特点,精度基本可达95%以上。
东北地区是我国重要的粮食生产基地,进入21世纪后,建立现代化高标准的农业生产基地,对决策的科学化提出了更高的要求。随着社会主义市场经济体制的逐步建立,运用原有的信息渠道很难保证所需信息的可靠性、精确性与时效性。建立“东北地区玉米、水稻、大豆遥感监测系统”可实现信息收集和分析的定时、定量和定位,将使农业的科学决策提高到一个新的水平,促进农业由传统农业向现代农业过渡,加快与国际市场接轨的步伐,实现农业与农村经济的可持续发展。20世纪70年代以来,欧美等先进国家应用遥感技术在农业生产上取得了巨大经济效益和社会效益。我国是农业大国,特别是东北地区耕地资源丰富,农业生产比较发达,本项目具有广阔的应用空间,它的实施也将在农业生产、农业资源保护开发和社会主义新农村建设方面发挥巨大作用。
2 监测系统的目标
监测玉米、水稻种植面积增减变化及原因;背景数据库的建设;地面样方布局设立;玉米、水稻单产估算模型设计;玉米、水稻长势监测。
3 技术路线
3.1 信息获得
通过SPOT、TM、CBCS图像获取农作物种类、面积和分布状况;通过MODIS图像进行农作物长势及洪涝、干旱灾害的监测;利用GPS技术进行地面监测并对遥感图像进行校正和补充;利用GPS技术设立固定监测点,结合遥感图像监测对区域内的土地沙地、碱化及洪涝进行监测;通过调查获取有关图件、数据及其他自然与社会经济资料。
3.2 建立地理信息系统数据库
用GIS对获取的各类信息进行格式化与规范化处理、储存。
3.3 信息分析
运用GIS监测空间分析功能和有关专业模型,对数据库中的数据进行解译、分析、摸拟、监测。
3.4 决策支持
在信息分析的基础上,通过信息与技术集成形成决策支持系统,提供咨询服务,并可具体回答以下几个方面问题:各作物的面积、产量、长势、环境现状、存在问题、农业环境发展趋势、资源利用形状、沙化、碱化、洪涝的范围、程度、分布等。
技术流程图见图1。
图1 技术流程图
4 监测系统的内容
4.1 划分不同的区域
根据东北地区不同的生态特征和地域分异规律,确定玉米、水稻生态区区划指标,划分出若干个玉米、水稻生态适宜区。在生态适宜区的基础上划分遥感监测区,然后进行监测样点的配置。每个生态适宜区作为一个估产单元。
4.2 收集玉米、水稻生育期数据资料,建立东北地区玉米、水稻生育期基础资料数据库
按玉米生长的苗期、拔节期、抽穗期、籽粒灌浆(腊熟)期和水稻生长的拔节期、花期、灌浆期收集日照、温度(≥10℃积温)、水分(降水量、蒸发量)、养分、旱灾、风灾数据资料;收集各个不同生态适宜区的种植制度、农业措施、播种方法的资料;把所收集的数据全部录入到数据库中。
4.3 选择最佳卫星监测时相
玉米面积提取:穗期阶段至花粉期阶段(7月下旬至8月中旬)。
玉米产量预测:以高空间分辨率卫星数据为基础,利用EOS卫星的MODIS资料数据,对玉米拔节期、抽雄期、成熟期的NDVI进行监测,通过长势监测对比,计算出玉米单产。
水稻面积提取:利用资源卫星TM或CBCS选择水稻的花期影像,提取水稻面积。
水稻产量预测:以高空间分辨率卫星数据为基础,利用EOS卫星的MODIS资料数据,对水稻各个生育期进行NDVI监测。通过长势监测对比,结合其他资料,计算出水稻单产。
4.4 监测样方的地面资料调查与获取
以划定的生态适宜区为基础,平均每个生态适宜区布设5个样方,要根据自然地理特征及玉米、水稻主产区的不同,有侧重的布设样方,地面样方的尺寸应为500m×500m或1000m×1000m大小。
地面样方调查方法是首先在每个生态适宜区内确定1个代表本区最基本的土、肥、水、气等因素的样方,进行实地调查。然后统一调查项目,统一调查标准、统一调查时间,在各样方上展开工作。地面样方调查分为两部分。一是小地类调查,每种作物完成一次即可。二是地面抽样样方调查,调查内容包括样方内的各种地类面积(GIS管理),每种作物完成一次;长势和旱情(含其他可调查的重大自然灾害类型、程度等);单产调查;访问农民。
调查所获取的各种图件资料、数据资料、样方调查报告由项目组人员分别数字化录入、建档并存入数据库中。
4.5 面积监测中的小地类系数获取
以玉米水稻生态适宜区为基础,从每个生态适宜区采取随机抽样的方法,进行实地测量,计算出小地类系数,每种作物抽样应不少于10个样方,样方尺寸不小于1000m×1000m×1000m。
4.6 种植面积图解译、编制与成果汇算
采用RS软件对玉米、水稻面积进行解译、面积量算、汇总。采用GIS应用软件对解译面积进行编制绘图。
5 监测系统的建设前景
篇5
【关键词】遥感技术;大气环境;监测
环境问题日趋严重,各类污染给人类的生活和健康带来了很大的影响,严重破坏了人们的日常生活并威胁到人们的生命安全。遥感技术主要分为主动式遥感监测和被动式遥感监测,以环境监测为主,利用遥感传感器监测大气结构,对污染源进行快速定位,直接对污染物进行区域跟踪测量,从而获取某一区域大气污染的综合信息,以及时制定治理措施来减少大气污染的不利影响,对大气环境的治理产生了无法忽视的影响。
1 大气环境遥感监测技术的基本原理
遥感监测就是用仪器对一段距离以外的目标物或现象进行观测,是一种不直接接触目标物或现象而能收集信息,对其进行识别、分析、判断的更高自动化程度的监测手段。它最重要的作用是不需要采样而直接可以进行区域性的跟踪测量,快速进行污染源的定点定位,污染范围的核定,污染物在大气中的分布、扩散等,从而获得全面的综合信息。根据所利用的波段, 遥感监测技术主要分为紫外、可见光、反射红外遥感技术;热红外遥感技术和微波遥感技术三种类型。
大气环境遥感监测作为遥感技术应用中较为重要的内容之一,在业务上不同于常规气象要素的监测。常规气象要素遥感监测[1] 主要是指测量大气的垂直温度剖面、大气的垂直湿度剖面、降水量及频度、云覆盖率(云量和云层厚度) 和长波辐射、风(风速和风向) 、地球辐射收支的测量等。而大气环境遥感则是监测大气中的臭氧(O3 )、CO2、SO2、甲烷(CH4) 等痕量气体成分以及气溶胶、有害气体等的三维分布。这些物理量通常不可能用遥感手段直接识别,但由于水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量气体成分具有各自分子所固有的辐射和吸收光谱特征,如影响水汽分布的主要光谱波长在017μm , O3在0155~0165μm 之间存在一个明显的吸收带等,因此我们实际上可通过测量大气散射、吸收及辐射的光谱特征值而从中识别出这些组分来。研究表明,在卫星遥感中,有两个非常好的大气窗可以用来探测这些组分,即位于可见光范围内的0140~0175μm 的波段范围和在近红外和中红外的0185μm、1106μm、1122μm、1160μm、2120μm 波段处。
2 遥感技术在大气污染监测中的作用
2.1 被动式空基遥感监测
被动式遥感监测主要作用于臭氧层、大气气溶胶、温室气体、大气污染物、大气热污染源等等,这些问题很多不仅仅是区域性问题,甚至已经成为全球性问题,影响着全世界的正常发展。太阳直接辐射遥感技术利用散射和衰减,测量二氧化碳、臭氧等大气的主要组成部分,对有害气体、污染物、热污染源等进行监测,逐渐成为遥感技术中最常用的一种监测技术。现阶段,城市工业不断发展,雾霾成为人们生活中的一种普遍现象,严重影响着人们的身心健康,而遥感技术与地理信息系统技术相结合,获取雾霾地区的综合信息,通过对图像以及数据的分析得出影响雾霾的主要因素,从而制定相应的措施来消除雾霾。除此之外,随着城市化的不断发展,城市热岛效应成为城市发展的主要问题,遥感技术通过研究城市下垫面的热红外遥感总结城市热岛变化规律,对热岛效应的解决提供了一定的事实依据。
2.2 主动式空基遥感监测
主动式空基遥感监测的载体是雷达,主要有机载和星载雷达,它可以在短时间内发射大功率的电磁波,再根据回波信号的振幅和位相分析得出测量物的方向、距离等数据,主动式遥感不依赖于太阳辐射,可以昼夜工作,还可以根据探测目的的不同,主动选择电磁波的波长和发射方式。主动式遥感可以用来监测大气中的臭氧、水汽、二氧化硫以及三氧化氮等分布情况,分析这些成分如何影响平流层和对流层,有利于制定空间雷达的探测技术,对大气环境的治理起着无法替代的作用。遥感技术正在经历由单一型遥感监测向多方面监测数据的综合性分析过渡,即多时相监测,对于污染物信息的监测可以做到更准确及时客观,使得大气污染监测上升到一个新高度。
3 遥感技术的发展方向
人们越来越重视环境问题,对环境的需求也不断增加,改善环境成为当前社会发展的重要任务,遥感技术能够改善环境,那就应该更大限度的开发利用这一技术。遥感技术还可以从以下一些方面取得进步:
(1)遥感技术主要分为主动式遥感和被动式遥感,把主动与被动式卫星遥感相结合,可以更加准确的进行对污染物的监测,把污染物监测的误差精确到更小,不断改进大气环境遥感技术,对大气环境遥感进行定量化研究,形成一套严密的大气环境遥感监测技术运行系统,把遥感技术与地面监测共同运用到环境监测中,以便更加准确及时的制定解决环境污染的措施。
(2)在当今社会,技术在任何方面都是不可或缺的,与此相应,互联网技术可以充分配置资源,使全球的资源和信息得到共享,实现遥感技术的网络化,普及遥感监测技术,可以借鉴其他国家的遥感技术创新之处与经验,进行多国合作,利用其它国家的资源环境卫星系统,提高监测的效率。
(3)人才的进步才是社会的进步,必须要保证技术性人才的培养,国家要加大人才扶持力度,提供更多的人才发展机会,培养大批实用型人才和技术创新型人才,只有如此遥感技术才可能会有飞跃性的突破。
(4)技术的不完善使得监测数据的不准确,而数据分析是制定措施的重要依据,提高数据的准确度是必须的,对此,应该研发更高性能的传感器以提高卫星遥感的分辨率,使数据精确度更高,更好的判断污染物信息,避免误判情况的发生。
4 结束语
环境问题与人类发展息息相关,实现人与自然的和谐相处是社会发展的必然要求,在尊重自然的基础上,通过自己的一系列活动改变环境对于自身的不利影响并造福于人类是对每个人的要求。环境问题种类多样,大气污染、水污染、固体废弃物污染等都可以通过遥感技术得到一定程度的治理,遥感技术的应用范围也越来越广泛,作为环境监测的重要技术力量,遥感技术应该不断发展自身,为制定科学准确的政策提供更加有理有据的支持。
参考文献:
[1]刘红,张清海,林绍霞.等.遥感技术在水环境和大气环境监测中的应用研究进展[J].贵州农业科学,2013(1).
篇6
【关键词】遥感技术;大气环境;监测?
环境问题越来越严峻,各类的污染给人类的生活和工作带来了很大的影响,破坏了人们的日常生活并且威胁到人们的生命安全。遥感技术主要有两种类别:一为主动式遥感监,二为被动式遥感监测,主要以环境监测为主,利用遥感传感器监测大气结构,对污染源进行定位追踪,直接对污染物进行区域跟踪测量,从而获取某一区域大气污染的综合信息,以及时制定治理措施来减少大气污染的不利影响,对大气环境的治理产生了无法忽视的影响。?
1、大气环境遥感监测技术的基本原理?
遥感监测就是用仪器对一段距离以外的目标物或现象进行观测,是一种不直接接触目标物或现象而能收集信息,对其进行识别、分析、判断的更高自动化程度的监测手段。它最重要的作用是不需要采样而直接可以进行区域性的跟踪测量,快速进行污染源的定点定位,污染范围的核定,污染物在大气中的分布、扩散等,从而获得全面的综合信息。根据所利用的波段,?遥感监测技术主要分为紫外、可见光、反射红外遥感技术;热红外遥感技术和微波遥感技术三种类型。?
大气环境遥感监测作为遥感技术应用中较为重要的内容之一,在业务上不同于常规气象要素的监测。常规气象要素遥感监测[1]?主要是指测量大气的垂直温度剖面、大气的垂直湿度剖面、降水量及频度、云覆盖率(云量和云层厚度)?和长波辐射、风(风速和风向)?、地球辐射收支的测量等。而大气环境遥感则是监测大气中的臭氧(O3?)、CO2、SO2、甲烷(CH4)?等痕量气体成分以及气溶胶、有害气体等的三维分布。这些物理量通常不可能用遥感手段直接识别,但由于水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量气体成分具有各自分子所固有的辐射和吸收光谱特征,如影响水汽分布的主要光谱波长在017μm,?O3在0155~0165μm?之间存在一个明显的吸收带等,因此我们实际上可通过测量大气散射、吸收及辐射的光谱特征值而从中识别出这些组分来。研究表明,在卫星遥感中,有两个非常好的大气窗可以用来探测这些组分,即位于可见光范围内的0140~0175μm?的波段范围和在近红外和中红外的0185μm、1106μm、1122μm、1160μm、2120μm?波段处。?
2、遥感技术在大气污染监测中的作用?
2.1被动式空基遥感监测?
被动式遥感监测主要作用于臭氧层、大气气溶胶、温室气体、大气污染物、大气热污染源等等,这些问题很多不仅仅是区域性问题,甚至已经成为全球性问题,影响着全世界的正常发展。太阳直接辐射遥感技术利用散射和衰减,测量二氧化碳、臭氧等大气的主要组成部分,对有害气体、污染物、热污染源等进行监测,逐渐成为遥感技术中最常用的一种监测技术。现阶段,城市工业不断发展,雾霾成为人们生活中的一种普遍现象,严重影响着人们的身心健康,而遥感技术与地理信息系统技术相结合,获取雾霾地区的综合信息,通过对图像以及数据的分析得出影响雾霾的主要因素,从而制定相应的措施来消除雾霾。除此之外,随着城市化的不断发展,城市热岛效应成为城市发展的主要问题,遥感技术通过研究城市下垫面的热红外遥感总结城市热岛变化规律,对热岛效应的解决提供了一定的事实依据。?
2.2主动式空基遥感监测?
主动式空基遥感监测的载体是雷达,主要有机载和星载雷达,它可以在短时间内发射大功率的电磁波,再根据回波信号的振幅和位相分析得出测量物的方向、距离等数据,主动式遥感不依赖于太阳辐射,可以昼夜工作,还可以根据探测目的的不同,主动选择电磁波的波长和发射方式。主动式遥感可以用来监测大气中的臭氧、水汽、二氧化硫以及三氧化氮等分布情况,分析这些成分如何影响平流层和对流层,有利于制定空间雷达的探测技术,对大气环境的治理起着无法替代的作用。遥感技术正在经历由单一型遥感监测向多方面监测数据的综合性分析过渡,即多时相监测,对于污染物信息的监测可以做到更准确及时客观,使得大气污染监测上升到一个新高度。?
3、遥感技术的发展方向?
人们越来越重视环境问题,对环境的需求也不断增加,改善环境成为当前社会发展的重要任务,遥感技术能够改善环境,那就应该更大限度的开发利用这一技术。遥感技术还可以从以下一些方面取得进步:?
(1)遥感技术主要分为主动式遥感和被动式遥感,把主动与被动式卫星遥感相结合,可以更加准确的进行对污染物的监测,把污染物监测的误差精确到更小,不断改进大气环境遥感技术,对大气环境遥感进行定量化研究,形成一套严密的大气环境遥感监测技术运行系统,把遥感技术与地面监测共同运用到环境监测中,以便更加准确及时的制定解决环境污染的措施。?
(2)在当今社会,技术在任何方面都是不可或缺的,与此相应,互联网技术可以充分配置资源,使全球的资源和信息得到共享,实现遥感技术的网络化,普及遥感监测技术,可以借鉴其他国家的遥感技术创新之处与经验,进行多国合作,利用其它国家的资源环境卫星系统,提高监测的效率。?
(3)人才的进步才是社会的进步,必须要保证技术性人才的培养,国家要加大人才扶持力度,提供更多的人才发展机会,培养大批实用型人才和技术创新型人才,只有如此遥感技术才可能会有飞跃性的突破。?
(4)技术的不完善使得监测数据的不准确,而数据分析是制定措施的重要依据,提高数据的准确度是必须的,对此,应该研发更高性能的传感器以提高卫星遥感的分辨率,使数据精确度更高,更好的判断污染物信息,避免误判情况的发生。?
4、结束语?
环境问题与人类发展息息相关,实现人与自然的和谐相处是社会发展的必然要求,在尊重自然的基础上,通过自己的一系列活动改变环境对于自身的不利影响并造福于人类是对每个人的要求。环境问题种类多样,大气污染、水污染、固体废弃物污染等都可以通过遥感技术得到一定程度的治理,遥感技术的应用范围也越来越广泛,作为环境监测的重要技术力量,遥感技术应该不断发展自身,为制定科学准确的政策提供更加有理有据的支持。?
参考文献:?
[1]刘红,张清海,林绍霞.等.遥感技术在水环境和大气环境监测中的应用研究进展[J].贵州农业科学,2013(1).?
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[关键词]RS 遥感技术 自然灾害 预警 防护
[中图分类号] TP7 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-9-270-1
0引言
我国的自然灾害主要体现在洪涝灾害、地质灾害上等等,以洪涝灾害为例,严重的洪涝灾害不仅可以影响到人民的生命财产安全,更重要的是它还对国家的经济发展带来重大的影响,为此,即使的预警与防护工作是很重要的。
基于RS遥感技术的自然灾害预警与防护起到了很大促进作用,通过RS遥感技术可以快速将多源数据复合,通过网络集成了多种技术成果和数据,进行快速、准确、连续、动态与全天候的洪涝灾害的监测与评估,对减少灾情对人们生命、财产的损坏中发挥着重要的作用。
1 RS遥感技术定义
RS技术即遥感技术(Remote Sensing,简称RS),是自然灾害方面的预测和治理的关键技术,它可以通过高空或外层空间读出地球表面各种地理变化的信息,并经过扫描、摄影、传输和处理技术对地表事物进行有效的监测,将重要的信息传送给地面相关单位。
RS遥感技术作为新兴的技术,其主要作用是为地球上人类的生产、生活提供全面的信息,实现防灾、减灾、救灾的目的,特别是对于突发性的地质灾害,如崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷等,也包括渐进性的,如水土流失、地面沉降和土地荒漠化等都会产生重要的监测作用,从而能够使人们对自然灾害的发生、发展能够系统的掌握,并在关键时刻做出应急处理预案,从而减少自然灾害对社会经济、国民经济发展的影响。
2基于RS遥感技术的自然灾害预警与防护
我国自然灾害的发生几率不但多而且对经济发展的影响也很大,为此,对自然灾害的预警和防护是很关键的。
基于RS遥感技术作为一种新兴的技术,在对自然灾害预警与防护上起到很大的作用,同时随着现代科学技术的不断提高,遥感技术的不断创新,其遥感探测范围不断扩大,获得资料的速度快、周期短,受地面条件的限制少,而且更重要的是RS遥感技术的提高不仅仅是具有简单的预测功能,在自然灾害的营救和灾害重建上也发挥了重要的作用。
本文以地质灾害为例,系统的分析基于RS遥感技术对地质灾害的治理、营救和重建上的作用。
2.1RS遥感技术对地质灾害的治理
地质灾害是很严重的自然灾害,诸如常见的山体滑坡、泥石流等等,如果对这些地质灾害的发展变化没有进行及时的掌握,做出应急预案,一旦发生对经济发展都会产生很重要的影响。为此,地质工作人员可以通过RS遥感技术对多发与地质灾害的地区进行全程24小时连续监测,将RS遥感出的地质形态、色调、影纹结构进行分析研究,对于可能发生的地质灾害根据当地实际制定应急预案,使灾害的影响性发生在最小的范围内。
2.2RS遥感技术对地质灾害的营救
地质灾害的发生也有诸多不可预测性,特别是对于突发性的地质灾害,营救任务就是很关键的,人们可以通过RS遥感技术传输到的数据信息,对灾害现场进行勘查,为营救准备工作提供科学的数据依据。营救工作也是一个抢时间的工作,然而RS遥感技术具有周期短、精确度高的特点正是符合了这一特点,为营救工作提供快速有效帮助。
同时RS遥感技术还能监测出营救地点是否还会多次发生灾害,对营救人员的安全也提供了重要的保障。
2.3RS遥感技术对地质灾害的重建
灾后重建工作是保障人们生活,维护社会稳定的关键,RS遥感技术在灾害重建上也能起到很关键的作用,地质灾害的发生具有可变性,是人为无法控制的,为此有效的监测技术是必要的,通常如果采用传统的人工勘查不但浪费时间,而且地质灾害的频发性也会对勘查人员的人身安全造成影响。为此,工作人员可以利用RS遥感技术对整个重灾区进行系统调查,根据遥感数据的监测评估结果,对于重建后的选址问题、系统掌握灾区情况问题等等都会提供科学的参考依据,有利于国家对灾区重建工作的总体规划,提高灾后重建的治理质量,促进社会的稳定。
3对遥感技术的研究展望
基于RS遥感技术对自然灾害的预警与防护是一个很系统的工作,利用其技术不仅仅是要监测,同时还要进行预测和调查研究,要充分发挥出RS遥感技术的最大功能,在监测、预报、防灾、抗灾、救灾和援建等各个方面都能起到重要的作用。随着我国科学技术的不断革新变化,RS遥感技术也需要适时的做出不断的调整和改革,开始趋向于多种卫星系统进行辅助监测,利用可见光、红外、微波、激光等多遥感波段,使采集到的信息能够更加完善和准确,从而实现全天候、多时相的连续观测,使RS遥感技术能够在我国经济建设中发挥更大的作用。
4结语
通过以上对基于RS遥感技术的自然灾害预警与防护的系统分析,可见RS遥感技术在对自然灾害的预测和治理上发挥了很大的作用,它能够贯穿与整个自然灾害的调查、监测、预警、评估的全过程,以其精准的高分辨率在第一时间读取出自然灾害发展过程,如可以对地质灾害,对滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降和土地荒漠化等地质灾害防治方面实现灾前预警、灾情监控、灾后评估,为防治自然灾害对人民生命财产损坏提供了关键的参考依据。
参考文献
[1]黄信坤.教学质量监测与评估系统的研发与应用[D].电子科技大学,2010:13-14.
[2]孙垂河,姚欣,宋春东.地理信息系统与遥感技术在三北防护林信息监测管理中的应用[J],防护林科技,2006,(03):19-20.
[3]蔡爱民.航天遥感技术在我国森林资源中的应用[J].滁州学院学报,2006:(03):22-23.
篇8
【关键词】遥感技术 地籍测绘 应用
引言:遥感,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,同时从里面获得有关信息,经过有关记录、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。遥感技术是一门实用的,先进的空间探测技术,在国民经济中发挥着越来越重要的作用。测绘工作,特别是基础测绘是国民经济和社会发展不可缺少的一项基础性、前期性和公益性工作。遥感技术应用于基础测绘,可以高速度、高质量的测绘地图。
一、遥感技术的特点
遥感技术具有获取数据资料范围大、获取信息的速度快,周期短、获取信息受条件限制少、获取信息的手段多,信息量大等特点。航空遥感具有技术成熟、成像比例尺大、地面分辨率高、适于大面积地形测绘和小面积详查以及不需要复杂的地面处理设备等优点。缺点是飞行高度、续航能力、姿态控制、全天候作业能力以及大范围的动态监测能力较差。但作为一种探测和研究地球资源与环境的手段,仍是方兴未艾、不可取代的。
二、遥感技术应用时的流程
动态的遥感技术在进行应用的时候,流程一般是选取数据、对数据进行处理、对发生变化的信息进行提取和对检测的精度进行评定。
1、选取数据
现在遥感技术选取数据一般是通过卫星。在检测的时候应该和相关的土地利用图进行结合,并且进行对比,在检测的时候把一些生态、人文等指标加入材料中去,从而不断提高获取信息的精度。 若是要求精度特别高的时候,还有必要将GPS 获取的影像资料补充进来。
2、对数据进行处理
感技术直接获取到的一些数据是无法进行直接识别的,必须经过计算机技术的转化,才能进行识别,并且还要对数据进行一定的修正,提高信息的精确度。
3、对发生变化的信息进行提取
所谓的变化信息便是新发生变化的地理信息,对变化信息进行提取是地籍测绘的过程中遥感技术非常重要的应用。通过时间先后,来进行变化信息量的获取,并且根据时间变化对未来进行一定预测,以备参考的时候使用。
4、对检测的精度进行评定
精度在某种程度上决定了遥感技术的质量,通过对于数据的分析和记录,便能够获取信息的真实精确度。
三、在测绘工作中遥感技术的应用
1、在专题图制作过程中的应用
所谓遥感专题地图的制作即在计算机制图的环境下利用遥感资料编制出各类专题地图,这是遥感信息在地理研究和测绘制图中的重要应用之一。
(1)制图比例尺以及空间分辨率的选择
空间分辨率也就是地面分辨率,是指遥感仪器所能分辨出的最小目标的实际尺寸,也就是遥感图像上面一个像元相对应的地面范围的大小。因为遥感制图是利用遥感的图像来提取专题的制图信息,所以在选择图像空间分辨率时一定要考虑到下面两个因素:一是解译目标最小尺寸,二是地图成图比例尺。空间不同规模的制图对象的识别,在遥感图像的空间分辨率方面都有一定的要求。地图比例尺与遥感图像的空间分辨率有着密切的关系。所以进行普通地图的修测更新和遥感专题制图时,对不同平台的图像信息源,应该结合研究宗旨、精度、成图比例尺和用途等要求,进行分析选用,以达到经济、实用的效果。
(2)波段以及波普分辨率的选择
在进行波普分辨率选择的时候,必须注意波段的选择。波段的数目、波段的宽度以及波段的长度都能决定波普分辨率。
(3)时间分辨率和时相。由于时间分辨率在遥感图像中的差别比较大,所以制图的时候,必须充分的了解其变化的周期,找出最能够揭示其本质的最佳时相。
2、在地籍测绘过程中的应用
(1)动态监测
随着遥感技术和计算机的发展、进步,日趋成熟的动态监测应用已融入地籍测绘中,例如遥感技术与地理信息系统结合,以及GPS定位技术等,给土地测绘带来了诸多的方便。在地籍测绘中应用遥感技术,最直接便捷的一点就是动态监测。动态监测也就是应用遥感技术,对土地调查和动态、土地的变更进行监测。在地籍测绘中,动态遥感监测技术是对土地的利用率和相关调查的资料,通过图形以及数字等难识别的对象为基础,利用计算机的相关技术,对难以识别的信息进行相关处理,变成可识别的图像和文字,从而记录相关的数据信息,合理的确定监测周期,以便对土地利用的变化情况进行全新的监测,各个时期的数据进行对比,从而得出最优。技术上的进步给人们带来了越来越多的便利,随着计算机图像处理技术的成熟以及完善,动态监测技术应用于地籍测绘,在将来一定会越来越方便。
(2)遥感技术
在地籍测绘中,动态遥感监测技术的应用,一般通过以下流程来运作:数据的选取、处理、变化信息的提取和监测精度的评定。①数据的选取,大家都知道地籍管理具备连续性、高精度性以及综合性等特征,目前的遥感技术对数据的选取,一般通过法国和美国的Landsat?TM、SPOT两种卫星数据来实现。然而监测的精度一直以来都是遥感技术最关键的部分,为了提高精度需要,有时必须结合相关土地利用图,来作为监测的对比,并将生态、人文等相关指标列入地籍测绘资料中。当精度的要求特别高时,必须借助GPS等高分辨率卫星影像当作补充资料。②变化信息的提取,所谓变化信息,即在固定的时间段、土地的相关资料产生变化的相关量的大小来提取变化信息,这是遥感技术在地籍测绘中最为重要的应用,通过时间差来计算不同时间段的变化信息量,从而来预计出土地未来的变化规律,为今后的整体规划提供一定的参考。
(3) GPS RTK的勘测定界
在现在的土地勘测中,首先采用遥感影像上粗略标注勘界的位置,然后再到野外进行GPS-RTK测量。建设用地中的土地勘测定界是实地的确定土地使用的界线范围,量测使用界线范围内各类土地面积并计算用地面积,测定界桩的位置等测绘技术工作,它不仅给各级政府的国管部门审批地籍管理、土地提供可靠依据而且提供了基础资料。建设用地勘测定界的工作顺序为,审查用地文件DD现场的勘测DD图上的红线设计DD实地的放样DD审核测量DD面积测量与计算DD绘制建设用的地界图DD填绘建设用的地管理图DD资料的整理DD建档,经反复实地的勘测、图上的设计、权属的调查后制定出放样的数据。利用GPS RTK技术勘测定界放样,能够避免关系距离法和解析法放样等放样方法复杂性,也简化了在建设用地勘测定界的工作工程,特别是对铁路、公路、输电线路、河道等线性工程以及特大型工程的放样尤为实用。其是遥感与摄影测量科学的前沿内容。
结语:地籍测绘工作繁杂,在进行实际工作中,必须通过对高科技技术的运用才能有效地完成相应的工作,遥感技术的开发以及研究,给地籍测绘工作带来了极大的便利,并且随着科学技术不断地发展以及进步,遥感技术也将更加成熟。
参考文献:
[1] 石伟朋.遥感技术在地籍测绘方面的应用[J].中小企业管理与科技(下旬刊). 2010(06)
篇9
【关键词】 低空无人机遥感技术 水利领域 应用
无人机是一种通过机载计算机程序或无线遥控设备进行操控的无人飞行器。作为一种微型空中遥感技术,无人机遥感技术将无人机作为空中平台,利用遥感传感器实现空间信息的采集,并利用计算机处理图像信息,再按照要求的精度完成图像的制作[1]。无人机系统具有成本低、结构简单、可完成有人驾驶飞机难以完成的危险任务等优点,已逐步投入实际应用中,必将成为未来航空遥感的主要技术。低空无人机遥感技术具备的显著优势,有效完善了传统卫星遥感技术存在的不足之处,极大程度上促进了水利相关领域的技术发展。
一、低空无人机遥感技术的发展与应用
早期的无人机主要应用在军事上,起靶机的作用,后来逐渐应用于侦查作战、民用等范围。随着计算机通讯技术的发展,以及高精度、轻重量、数字化的先进传感器的研发与应用,无人机的综合性能也得到逐步提升,其应用领域也得到了充分拓展,为遥感监测工作的开展提供可靠的支持与条件。
1.1低空无人机遥感技术的应用特点
作为空中遥感平台中一项微型的遥感技术,无人机具备以下几个方面的特点:
(1)低空无人机遥感技术将无人机作为空中平台,利用专用的照相机及无线视频传输技术采集相关信息,并利用计算机处理图像信息,再按照要求的精度完成图像的制作。
(2)在应用无人机的前提下,可根据需要的不同选择不同类型的遥感平台,为转场及起降等操作提供了便利。
(3)无人机采用改装后的CCD数字照相机进行遥感航拍,拍摄的影像为数字格式,还可利用无线视频传输技术或小型的数字摄像机摄制彩色,从而获取可靠的遥感信息。
(4)无人机飞行高度偏低,可获得分辨率较高的遥感影像,使得在小空间尺度上便可将地表的变化详细观察出来,并完成大比例尺的遥感制图。此外,高分辨率的航片影像还可有效解决卫星拍摄存在盲区、云量大而难以获得遥感数据等难题。
1.2低空无人机遥感技术的应用实践分析
目前,低空无人机遥感技术已在评估灾害、检测环境等方面得到了具体的应用实践。
(1)台湾大学空间信息研究中心的相关人员采用无人机,将低空大比例尺的图像拍摄下来,并开展异常提取操作,将桃源县的固体垃圾等进行解译,从而为执法调查环境污染情况提供了依据。
(2)日本减灾研究组织利用无人机携带雷达扫描仪及数码摄像机,并对正处于喷发状态的火山进行调查。无人机可以到达人们难以进入或非常危险的地区,将现场的实际状况进行快速获取,从而对当地的灾情进行评估[2]。
(3)我国成立的首个Quick eye空间信息应急服务中心,为我国无人机在应急遥感应用方面的尝试与典范。在两年不到的时间内,此服务中心已完成近10万km2的作业量,在1:1000成图、测绘及应急等领域得到了非常广泛的应用。
二、低空无人机遥感技术在水利相关领域中的应用分析
低空无人机遥感技术的具有非常高的分辨率与机动性,非常适用于水利相关领域,且在抗旱防汛、监测水域、监测水土保持以及水利工程建设管理等方面发挥着显著作用。
2.1在抗旱防汛中的应用
低空无人机遥感技术为一项重要的获取空间数据的方法,具有持续航行时间长、机动灵活、成本低、可在高危地区进行探测等多项优点。在日常的防汛检查工作中,无人机可不受交通限制,能在最短时间内赶往险区的上空,对蓄滞洪区的水库、地形地貌及堤防险段等进行立体查看,根据机载装置数据将影像信息实时传递,在向防洪对策提供可靠、准确信息的基础上,尽最大可能规避风险的发生。通过应用无人机抗旱防汛系统,政府相关部门可全面了解突发事件状况,并作出迅速反应,在降低工作难度的同时,充分保障参与抗旱防汛人员的生命安全。在抗旱防汛领域,低空无人机遥感技术能够确保政府部门在洪涝旱灾来临时,可及时、准确获取相应的灾情及应急信息,从而为领导的抗灾决策提供决定性的辅助信息。例如在2010年的舟曲泥石流灾害中,无人机小组立即作出响应,并及时采集受灾地区的遥感影像信息,为灾情的评估及有效治理提供了宝贵的数据支持[3]。
2.2在动态监测水域中的应用
人们的日常生活及工业生产均离不开水的支持。然而随着我国人口的急剧增长及工业的快速发展,合理开发利用水资源已成为迫切需要解决的问题,而水源开发的基础便是准确计算出河流分布及流域面积。然而由于之前技术水平有效,许多河流分布及流域面积等资料已难以将当前的状况准确反映出来。
动态监测水域的目的便是将地区内的水域变化情况调查清楚,通过完善水域调查、统计及占补平衡制度,从而使得水域资源信息为社会提供服务,进一步满足水域资源管理及社会发展的需求。在调查水资源中采用低空无人机遥感技术,可大大减少人力、财力的投入。同时,根据已有的水域监测可实现调查结果的更新,全面变更调查水域的权属界线及使用情况,采用计算机自动识别与目视解译的方法采集数据,编辑图形,准确获取水域的动态监测类型、权限及分布等信息,进而建立信息共享的水域动态监测管理系统等。此外,还可在航道开发及水利规划等方面利用无人机水域监测数据。
2.3在监测水土保持中的应用
目前,我国最主要的环境问题即为水土流失。在水土保持研究中,定量调查土壤侵蚀为其重要内容。无人机遥感由于具有动态、快速、经济等优点,已成为调查土壤侵蚀信息的重要方法。土壤侵蚀受到自然及人为多种因素的影响,过程十分复杂。其中,土壤侵蚀类型不同,影响因素也便不同,例如水蚀,可参考土壤侵蚀通用方程的各因子指标,同时考虑结合使用常规方法与遥感技术能否顺利获取,以及在GIS中是否便于存取、计算等。通常情况下选择地形、降水、植被覆盖程度、沟谷密度及侵蚀防治措施等项目,作为估算土壤侵蚀量的因子。此外,对比分析不同时期的土壤侵蚀强度,对水资源保护工程的治疗效果进行评估,从而为以后的水土保持工作提供合理指导。
无人机可对研究地区进行低空、低速拍摄,且拍摄的照片能将范围内水土流失的强度、实际状况真实反映出来,为土壤侵蚀的类型、程度,以及植被、地形、管理措施等侵蚀因子的属性提供了充足的数据源。利用低空无人机遥感技术采集的遥感影像信息可为区域内水土流失的发生特点及发展趋势提供有效帮助,为政府部门的水土保持工作提供便利的同时,促进水土流失治理工作的全面开展。
2.4在水利工程建设管理中的应用
水利工程建设管理工作涉及到水利工程安全监测及建设环境的影响分析等方面,而低空无人机遥感技术由于具备实施快、拍摄的影像分辨率高等优点,因而在水利工程领域可发挥出关键作用。水利工程的环境影响遥感监测工作内容包括因工程建设引起的生态变化、土地盐渍化、淹没范围等。利用无人机遥感机动灵活等特点,可向生态环境工程提供科学的数据及可靠的决策依据。此外,结合使用空间信息技术、无人机遥感影像及GPS系统,可顺利开展提防工程及大型水库工程的建设施工及管理工作[4]。
三、前景展望
近年来,随着社会经济的飞速发展以及全球气候的变化,水资源的供需矛盾也日益明显,这使得水利工程发展面临严峻挑战的同时,也为其带来了发展机遇。水利建设朝着信息化的方向发展推进,为水利的勘测、设计、建设、管理等各项工作提供了有力的支撑。而无人机由于起降方式机动灵活,且具有低空、自主的飞行方式,以及多数据快速响应的能力等优势,在水利检测、水域规划及水利建设管理等领域具有良好的应用前景。无人机可携带分辨力高的数码相机及摄像机等影像采集设备,进行实时水文数据的采集与回传,充分体现出应急性强、实效性高等优势,而这些优势正是现代化水利工程建设与管理工作的发展趋势。因此,对低空无人机遥感技术的特点及应用效果进行综合考虑,我们可以得知此项技术在我国水利相关领域中具有极为广阔的应用前景。
参 考 文 献
[1]金伟,葛宏立,杜华强,等.无人机遥感发展与应用概况[J].遥感信息,2012,12(01):88-92.
[2]王青山.简述无人机在遥感技术中的应用[J].测绘与空间地理信息,2010,15(03):168.
篇10
关键词:遥感图像处理技术;地籍测绘;应用
中图分类号:P407.8文献标识码: A 文章编号:
一、遥感图像处理技术
遥感图像处理主要包括预处理、几何纠正、图像增强、图像裁剪、图像镶色和匀色、遥感信息提取、遥感制图这几个步骤。其中预处理主要是消除传感器带来的图像问题,某些图像会由于传感器的问题出现周期性的噪声或者尖锐性噪声。一般用带通或者槽型滤波来消除周期性噪声,用傅里叶变换法滤波处理尖锐性噪声。坏线处理也是通过傅里叶变换法。在进行一些有效的薄云处理和阴影处理使图像尽量清晰;几何纠正是一个很重要的环节,主要有图像配准和几何粗、细纠正、正射纠正。配准包括两个方面影响对栅格图像配准和矢量图形配准,粗纠正指纠正几何畸形,根据传感器性能、土地运行姿态、大气状况等资料,细纠正是对遥感数据进行精准的地理定位,正射纠正是利用地理参考数据和数字高程模型数据对原始遥感影像进行纠正。使得遥感影像具有准确的地面坐标和投影信息;最重要的部分是图像增强部分,需要彩色合成、直方图变换、密度分割、灰度颠倒、图像间运算、滤波处理、缨帽变换、信息融合等过程,每个过程都对地籍的状况更加细化处理,使图像更真实;图像裁剪是将所得到的图像裁剪成需要的大小,在地籍测绘中要研究哪一部分的地域就裁剪那一部分的就可以了;图像的镶嵌和匀色,镶嵌就是图像的拼接,然后再结合实际情况进行匀色;遥感信息提取有两种办法,目视判读法和计算机分类法,前者比较常用,还要根据需要对图像进行分类有监督分类和非监督分类以及其他的分类方法,以便于使用;最后一步就是遥感制图,在地籍测绘中,就需要将经过以上步骤处理的图形,根据工作的需要,得出需要的图像。
地籍测绘应用遥感图像
遥感技术在地籍测绘中主要是动态监测应用,计算机技术和遥感技术的进步和发展,地籍测绘事业借助这两方面的力量也得到了提高。GPS定位技术给地籍测绘提供了很大的帮助。在动态监测技术的帮助下,以数字和图像为基础,再加上计算机的力量,得到遥感图像,来记录相关数据信息,对土地情况变化全面的检测,并且将各个时期同一地域得到的情况进行对比,得出最优秀的图像和数据。遥感图像处理技术在地籍测绘中运作流程为数据选取、数据处理、变化信息提取、检测精度评定。地籍管理有连续性、综合性、高精度性。所以在检测方面精度的把控是很重要的环节。精度要求很高时,就必须采用各种办法来达到精度的要求,以得到最好的数据。数据处理就是要将得到的数据化成图像信息,更加直观更加客观。变化信息提取就是对土地大小、面积、类型等方面,通过时间差,计算信息变化量,从而得出土地的变化规律;检测精度评定,是要对那些数据和图像需要多高的精度,以及是否达到这个精度来进行测评并验证测绘水平。
在土地资源的调查中,遥感图像处理技术同样十分有用,对于矿产资源、海洋资源、水资源、旅游资源等资源的保护、管理、规划以及合理开发都起到了很重要的作用。当前社会面临着人口多、资源少、环境破坏严重、灾害频发等重大问题,要保持经济的可持续发展和社会的全面进步,运用科学方法来解决这些问题是必要的,这些问题无疑都牵扯到一个目标,就是土地,土地多了人口再多可以住得下可以保证他们的正常生活,土地就是资源保护好了土地就意味着保护好了着这块土地上的所有资源,也就保护好了资源保护好了环境,环境好了可以避免的灾害例如土地沙化、泥石流等灾害就会减少,所以土地至关重要,也就意味着地籍测绘工作很重要,做好地籍测绘工作对我国的土地问题的解决有建设性的意义。了解我国的土地状况并且合理利用土地,保护土地资源,保护环境,改善生态建设,对我国的发展起着至关重要的作用。1999年我国国土资源部建设性地提出要实施新一轮的计划对国土资源进行大调查,正可以表示出国土资源部对我国的土地问题的重视并且及时做出了的积极的反应。国土资源包括陆地和海域相关的各类土地资源、水资源、地质矿产资源、旅游资源等资源的分布情况进行了调查,以及地质灾害等的多发地段、发生机理等。这其中不仅包括了大量的地理空间信息还包括了描述特征的大量信息,文字、图像、数字等信息支持了国土资源部的调查。遥感图像处理技术结合信息技术,对国土资源的调查有很重要的作用。可以看出,遥感图像处理技术子地籍测绘方面的应用,不仅是对土地状况的剖析,还对国家的发展起到了不可忽视的作用。
结语:
地籍测绘工作在各个方面都有很重要的作用,并且这是一个很繁琐的工作,在城市规划与建设方面需要用到地籍测绘方面的各种数据及相关依据,保证城市建设的科学性最大限度的保证人民群众的利益,还可以利用测绘后的数据和图像分析土地的变化,用于研究地震、地形变化等方方面面的内容,同样有很重要的作用。然而地籍测绘工作不是一件简单的工作,在精度方面要求很高,数据的不同用途也要求不同的精度,不同方面的需求所需要的数据与图像也不相同,因此就需要工作人员认真细致、严谨,一旦有环节错误将会影响整个过程无法顺利完成,并且在土地变化方面有一定的认识,通过多张图像的分析来找到地形变化的规律并且分析其是否有害,并及时汇报。遥感技术随着计算机技术的发展近年来也得到很大的发展,所以遥感制图也得到很大的提高,从数据的精准度、及时性到制图的高效性、准确性都得到了很大地提高,所以遥感图像处理技术为地籍测绘提供了很大的方便,利用这一项技术,将各类数据转化成所需要的图形,使工作人员可以更加直观更加有效地得出土地的相关数据并观测到土地的变化,然而这一过程需要很多的技术处理,因此技术上要求很高,需要确保精准度,质量要求必须达标。随着计算机的发展,遥感事业的发展,遥感图像处理技术更加精准,因此在地籍测绘上应用此技术,使得地测绘工作更好地服务与人类。
参考文献:
[1]蒋金龙, 李建, 梁俊.遥感技术在城市土地利用演变研究中的应用[J].安徽农业科学, 2007, 35 (7): 2001- 2003.
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