遙感技術(shù)的現(xiàn)狀范文

時間:2023-12-25 17:52:20

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篇1

【關(guān)鍵詞】林業(yè);遙感;森林資源

0 引言

遙感(Remote Sensing,RS)是20世紀(jì)60年展起來的一門集地學(xué)、生物學(xué)、航空航天、電磁波傳輸和圖像處理等多學(xué)科交叉融合的新興學(xué)科。遙感技術(shù)具有周期性觀測和大面積覆蓋獲取地面信息的特點(diǎn),可以提供一種實(shí)時、動態(tài)、綜合性強(qiáng)的環(huán)境資源信息。遙感技術(shù)在林業(yè)中的應(yīng)用被稱為林業(yè)遙感技術(shù),是指通過衛(wèi)星和飛機(jī)對林業(yè)資源進(jìn)行實(shí)時動態(tài)地監(jiān)測,形成各種數(shù)據(jù)和信息,并通過綜合分析處理為林業(yè)決策和發(fā)展提供服務(wù)。我國應(yīng)用林業(yè)遙感技術(shù)已有二十多年的歷史,取得了可喜的成績,充分展現(xiàn)了遙感技術(shù)在林業(yè)中的巨大生命力[1]。

1 遙感技術(shù)在林業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

遙感技術(shù)在林業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛,主要包括以下幾個方面:森林資源遙感調(diào)查、森林火災(zāi)遙感監(jiān)測、森林病蟲災(zāi)害遙感監(jiān)測及林業(yè)資源遙感動態(tài)監(jiān)測等。遙感技術(shù)在空間分辨率和光譜分辨率方面的提高,以及雷達(dá)遙感、航空遙感和無人遙感飛機(jī)的發(fā)展,為林業(yè)遙感提供了豐富的信息源,拓寬了林業(yè)遙感應(yīng)用的深度和廣度,給森林資源清查和監(jiān)測工作帶來了新的契機(jī),為“數(shù)字林業(yè)”的順利推廣提供了強(qiáng)大的信息保證[2]。

1.1 林業(yè)遙感數(shù)據(jù)源

1.1.1 高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)

林業(yè)遙感應(yīng)用的主要數(shù)據(jù)源是光學(xué)遙感數(shù)據(jù),如TM和SPOT等。TM數(shù)據(jù)具有較高的空間分辨率和光譜分辨率,且數(shù)據(jù)量大、信息豐富、成本較低,一直是林業(yè)遙感的主要信息源,但其30m的空間分辨率的應(yīng)用精度并不令人滿意。進(jìn)行宏觀森林資源監(jiān)測時通常采用NOAA等中低分辨率數(shù)據(jù),因?yàn)樗鼈兘?jīng)濟(jì)、實(shí)惠、待處理的信息量少,而且來源有保證,但隨之而來的問題是在使用這種信息源時如何保持其精度。高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)的出現(xiàn),給林業(yè)遙感監(jiān)測帶來了希望,目前多用以IKONOS為代表的高分辨率的衛(wèi)星影像展開對監(jiān)測森林資源、工程造林質(zhì)量、退耕還林效益等方面的研究。

1.1.2 高光譜遙感數(shù)據(jù)

高光譜遙感能夠探測到具有細(xì)微光譜差異的各種物體,大大地改善了對植被的識別和分類精度。利用高光譜數(shù)據(jù)實(shí)行的混合光譜分解方法可以將森林郁閉度這個最終光譜單元信息提取出來,合理而真實(shí)地反映其在空間上的分布[3],對于掌握森林結(jié)構(gòu)與森林環(huán)境、加強(qiáng)森林生態(tài)系統(tǒng)管理具有重要意義。此外,高光譜遙感數(shù)據(jù)憑借大量的光譜信息,在森林分類與調(diào)查、森林資源變化信息提取、森林火災(zāi)監(jiān)測、森林病蟲害評估等方面起到了舉足輕重的作用,為實(shí)時而科學(xué)的森林經(jīng)營管理增添了一種新技術(shù)手段。

1.1.3 雷達(dá)遙感數(shù)據(jù)

一般情況下,地球有60%~70%被云層覆蓋,可見光、紅外技術(shù)在這種天氣下難以獲得有效數(shù)據(jù),不能及時為林業(yè)行業(yè)提供數(shù)據(jù)支持。而合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar, SAR)具有全天時、全天候以及能夠穿透掩蓋物、較好反映地表結(jié)構(gòu)信息的能力,為林業(yè)遙感提供了新的數(shù)據(jù)源,有效解決了上述問題。SAR遙感通過獲取各種森林生物物理參數(shù),被廣泛用于識別森林類型、森林密度、年齡和監(jiān)測森林生長、再生狀況、森林砍伐、森林災(zāi)害以及估算森林的生物量、蓄積量,特別是對熱帶雨林砍伐監(jiān)測,雷達(dá)幾乎是唯一可以依賴的信息源[4],這些信息有效提高了人們對森林資源的認(rèn)識。

1.2 應(yīng)用現(xiàn)狀

1.2.1 森林資源遙感調(diào)查

森林資源遙感調(diào)查主要是通過野外調(diào)查和衛(wèi)星圖像的對照判讀,進(jìn)行森林類型判別,并用遙感數(shù)據(jù)與地面各種因子建立模型的定量表達(dá),估計森林蓄積量和森林面積,利用多時相遙感影像監(jiān)測森林覆蓋率等。早在1954年,我國就創(chuàng)建了“森林航空測量調(diào)查大隊”,首次建立了森林航空攝影、森林航空調(diào)查和地面綜合調(diào)查相結(jié)合的森林調(diào)查技術(shù)體系[5]。

然而,過去我國森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查主要是以航空照片和地形圖為參考,制作外業(yè)調(diào)查手圖,通過現(xiàn)場勾繪等手段完成林相圖區(qū)劃。這種傳統(tǒng)的調(diào)查方式存在調(diào)查間隔期過長、調(diào)查人員投入多、勞動強(qiáng)度大、一次性經(jīng)濟(jì)投入大、出錯機(jī)率大等問題,難以滿足新時期的調(diào)查需求。自2003年起,高空間分辨率衛(wèi)星影像寫進(jìn)森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查規(guī)程,我國很多省區(qū)相繼應(yīng)用SPOT5數(shù)據(jù)進(jìn)行了森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查試點(diǎn)[6],有效推動了林業(yè)資源調(diào)查數(shù)字化進(jìn)程,促進(jìn)了高空間分辨率衛(wèi)星遙感技術(shù)的研發(fā),相關(guān)研究內(nèi)容主要包括蓄積量估測、樹冠信息的提取方法、SPOT5影像用于小班區(qū)劃的方法,并研發(fā)了基于高分辨遙感數(shù)據(jù)的小班區(qū)化系統(tǒng)[7]。高光譜遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用方面,主要開展了星載高光譜遙感數(shù)據(jù)的預(yù)處理、基于統(tǒng)計模型的森林郁閉度和葉面積指數(shù)估測、森林類型遙感識別方法、森林葉綠素含量的幾何光學(xué)模型反演和機(jī)載高光譜數(shù)據(jù)的優(yōu)勢樹種識別技術(shù)[8]等方面的研究。

1.2.2 森林火災(zāi)遙感監(jiān)測

森林火災(zāi)是自然災(zāi)害中最為嚴(yán)重的一種,森林一旦發(fā)生火災(zāi),不僅會使辛苦幾十年培育的林木頃刻間化為灰燼,而且會對生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重的負(fù)面影響。如果能及時監(jiān)測、預(yù)報森林火災(zāi),其帶來的損失就會大大減小。早在20世紀(jì)50年代,我國林業(yè)行業(yè)就開展了利用航空遙感技術(shù)進(jìn)行森林火災(zāi)監(jiān)測的技術(shù)方法研究。到70年代末80年代初,美國的Landsat TM、NOAA等衛(wèi)星數(shù)據(jù)逐步被我國相關(guān)專家學(xué)者應(yīng)用于森林火災(zāi)監(jiān)測的研究中,并在1987年大興安嶺特大森林火災(zāi)監(jiān)測中發(fā)揮了非常重要的作用。

隨著衛(wèi)星遙感技術(shù)的深入發(fā)展與應(yīng)用,我國科研人員不斷地探討利用遙感技術(shù)進(jìn)行森林防火應(yīng)用的研究,并取得了許多重要成果。尤其是“十五”以來,面對國內(nèi)外不斷面世的新型衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù),我國學(xué)者解決了利用這些新型數(shù)據(jù)進(jìn)行森林火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測的應(yīng)用技術(shù),如針對新出現(xiàn)的Terra/Aqua MODIS、ENVISAT-AATSR、ENVISAT-MERIS等衛(wèi)星數(shù)據(jù)森林火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測應(yīng)用技術(shù)需求,有效解決了森林火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測模型中可燃物類型的分類方法、植被因子的估測、小火點(diǎn)自動識別等方面的應(yīng)用技術(shù)[9];利用MODIS數(shù)據(jù)進(jìn)行了森林火災(zāi)預(yù)警的應(yīng)用方法;針對新型衛(wèi)星數(shù)據(jù)林火信息快速提取的技術(shù)需求,建立完善了利用高性能平臺森林火災(zāi)信息提取的技術(shù)系統(tǒng)。通過近20多年的技術(shù)突破,我國逐步研究形成了基于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的森林火災(zāi)監(jiān)測應(yīng)用方法與技術(shù)系統(tǒng),初步建立了基于航天、航空、望臺(塔)以及與地面巡護(hù)相結(jié)合的森林火災(zāi)監(jiān)測體系[10];同時,還將海事衛(wèi)星技術(shù)等應(yīng)用于我國森林火災(zāi)的預(yù)防、監(jiān)測及撲救工作中。我國國家森林防火指揮部衛(wèi)星森林火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)從1995年應(yīng)用至今,從以前單一的NOAA-AVHRR資料到后來綜合應(yīng)用NOAA、FY、MODIS等資料,逐步發(fā)展成為國家森林防火指揮部和各省市林業(yè)部門防火辦森林火災(zāi)宏觀監(jiān)測的主要手段,并為撲救指揮提供了可靠的數(shù)據(jù)保障和技術(shù)支撐。

1.2.3 森林病蟲災(zāi)害遙感監(jiān)測

植物受到病蟲害侵襲,會導(dǎo)致植物在各個波段上的波譜值發(fā)生變化。如植物在受到病蟲災(zāi)害、人眼還不能感覺到時,其紅外波段的光譜值就已發(fā)生了較大的變化。從遙感數(shù)據(jù)中提取這些變化的信息,分析病蟲害的源地、災(zāi)情分布、和發(fā)展?fàn)顩r,可以為防治森林病蟲害提供有效幫助。早在1978年,騰沖遙感綜合試驗(yàn)就已開啟了我國遙感技術(shù)監(jiān)測森林病蟲災(zāi)害的序幕。隨著航天遙感技術(shù)的發(fā)展,“七五”末期、“八五”初期,我國科研人員以松毛蟲等食葉害蟲災(zāi)害為例,廣泛開展了針對針葉損失率、松針生物量和災(zāi)害程度等遙感監(jiān)測方法的研究,充分證明當(dāng)森林植物遭受病蟲災(zāi)害的侵襲時,其葉綠素、水分等便會急劇下降,葉黃素、葉紅素等會提高,必然導(dǎo)致其反射率發(fā)生顯著變化,此項(xiàng)研究結(jié)果為林業(yè)遙感病蟲災(zāi)害監(jiān)測提供了重要的科學(xué)依據(jù)。此外還發(fā)展了基于多種植被指數(shù)的病蟲災(zāi)害信息提取技術(shù)[11]。

“八五”后期和“九五”期間,在國家眾多科技項(xiàng)目的支持下,我國科研人員全面地開展了森林病蟲災(zāi)害遙感監(jiān)測預(yù)警技術(shù)的研究,建立了基于單時相和多時相衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的災(zāi)害信息提取技術(shù)路線,引進(jìn)吸收了航空錄像和航空電子勾繪等遙感監(jiān)測技術(shù)方法,初步探索了天、空、地相結(jié)合的森林病蟲災(zāi)害監(jiān)測體系。并基于林業(yè)業(yè)務(wù)主管部門的預(yù)報、監(jiān)測、災(zāi)害損失評估和決策支持需求,提出了森林病蟲災(zāi)害的遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)技術(shù)集成應(yīng)用模式[12]。最近十幾年來,著重開展了基于遙感技術(shù)的森林病蟲災(zāi)害監(jiān)測專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的研發(fā),并進(jìn)行了生產(chǎn)性示范,以完善相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)的可操作性和實(shí)用性,同時也展示了其指導(dǎo)森林病蟲災(zāi)害調(diào)查情況的應(yīng)用潛力[13]。

1.2.4 林業(yè)生態(tài)工程遙感監(jiān)測評價

林業(yè)生態(tài)工程遙感監(jiān)測評價技術(shù)就是利用遙感技術(shù),在統(tǒng)一規(guī)劃和設(shè)計的技術(shù)平臺上,進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)集成,為實(shí)現(xiàn)林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)的信息資源共享和技術(shù)共享提供技術(shù)支持。早在1979年,國家就決定在我國西北、華北北部和東北西部風(fēng)沙危害、水土流失嚴(yán)重的地區(qū),建設(shè)大型防護(hù)林工程,即“三北”防護(hù)林工程。在“七五”期間,實(shí)施了重大遙感綜合應(yīng)用項(xiàng)目――“三北”防護(hù)林遙感綜合調(diào)查研究。該項(xiàng)目主要采用了航天遙感技術(shù)對“三北”防護(hù)林地區(qū)的森林類型、面積、具體分布、保存率、草場的數(shù)量質(zhì)量和分布、土地資源類型分布及數(shù)量和應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了綜合調(diào)查,并建立了基于防護(hù)林生態(tài)效益的動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),對不同類型區(qū)的造林適宜性做出了分析評價以及對防護(hù)林的防護(hù)效益進(jìn)行了評估,為“三北”地區(qū)的森林綜合治理提供了可靠的數(shù)據(jù)分析資料[14]。2000年以來,國家先后啟動了天然林資源保護(hù)、退耕還林工程等六大生態(tài)建設(shè)和造林工程。2004年開始的“國家林業(yè)生態(tài)工程重點(diǎn)區(qū)遙感監(jiān)測評價項(xiàng)目”,利用了2003年至2011年期間的MODIS、Landsat-TM、SPOT5、QuickBird等多源衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù),共對4個天然林資源保護(hù)工程監(jiān)測區(qū)和8個退耕還林工程監(jiān)測區(qū)進(jìn)行了多期動態(tài)監(jiān)測與評價。“十一五”期間,我國科研人員開展了天然林保護(hù)工程、重點(diǎn)防護(hù)林工程和京津風(fēng)沙源治理工程的遙感監(jiān)測技術(shù)研究,開發(fā)了“國家重點(diǎn)林業(yè)生態(tài)工程監(jiān)測與管理系統(tǒng)”[15],廣泛地為林業(yè)生態(tài)工程管理提供技術(shù)支撐與服務(wù),有效推動了林業(yè)生態(tài)工程遙感監(jiān)測評價的發(fā)展。

3 展望

我國林業(yè)遙感技術(shù)的發(fā)展已有二十多年的歷史,不僅做了大量的研究和實(shí)驗(yàn)工作、積累了豐富的資料和經(jīng)驗(yàn),還培養(yǎng)了一大批優(yōu)秀的科研與應(yīng)用工作者。但是,伴隨新時期國家對林業(yè)的要求和林業(yè)自身的發(fā)展,目前的林業(yè)遙感技術(shù)仍然不能全面滿足實(shí)際需要,因此,應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)林業(yè)遙感技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè),逐步形成天、空、地一體化的林業(yè)遙感應(yīng)用體系[16]。

3.1 建設(shè)林業(yè)遙感應(yīng)用綜合服務(wù)平臺

目前國內(nèi)除森林火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用低分辨率的遙感衛(wèi)星進(jìn)行業(yè)務(wù)運(yùn)行以外,還沒有應(yīng)用中高分辨率的衛(wèi)星建立起業(yè)務(wù)化的運(yùn)行體系。為實(shí)現(xiàn)遙感技術(shù)在各類林業(yè)調(diào)查與監(jiān)測業(yè)務(wù)中的廣泛應(yīng)用,形成業(yè)務(wù)化運(yùn)行的能力,還需要開展一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性、支撐性的設(shè)施建設(shè)工作,即林業(yè)遙感應(yīng)用綜合服務(wù)平臺的建設(shè)。該平臺應(yīng)該建立面向林業(yè)遙感技術(shù)應(yīng)用的集成環(huán)境,整合林業(yè)行業(yè)中與遙感技術(shù)應(yīng)用密切相關(guān)的各類存儲資源、數(shù)據(jù)資源、計算資源、軟件資源和專家資源,逐步形成面向林業(yè)行業(yè)提供遙感數(shù)據(jù)的共享服務(wù)機(jī)制,并支撐林業(yè)遙感應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)開發(fā)與運(yùn)行服務(wù)的基礎(chǔ)平臺。該平臺應(yīng)具有能夠支撐海量遙感數(shù)據(jù)存儲、查詢功能,具有基于網(wǎng)格的遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用處理和產(chǎn)品加工功能,以及對數(shù)據(jù)和產(chǎn)品的多層級分發(fā)與共享等強(qiáng)大功能。該平臺的建設(shè)將大力促進(jìn)森林資源調(diào)查、森林火災(zāi)、森林病蟲災(zāi)害及林業(yè)生態(tài)建設(shè)工程的監(jiān)測等林業(yè)遙感應(yīng)用業(yè)務(wù)化運(yùn)行系統(tǒng)的建立。

3.2 加快遙感與GIS、GPS的結(jié)合

遙感技術(shù)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)獲取能力,卻在處理和分析這些數(shù)據(jù)時存在缺陷,地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System,GIS)具有較為完善地空間數(shù)據(jù)綜合分析處理平臺,有效地解決了這一難題。概括起來,GIS在林業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用研究內(nèi)容主要有:森林資源信息管理、森林經(jīng)營優(yōu)化決策、森林分類經(jīng)營區(qū)劃、森林抽樣設(shè)計、林業(yè)專題制圖、林業(yè)采伐設(shè)計、營造林規(guī)劃設(shè)計、森林資源管理網(wǎng)絡(luò)等,極大地豐富了遙感數(shù)據(jù)的分析處理方法。同時全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System, GPS)能夠迅速準(zhǔn)確地定位與導(dǎo)航,可以確定林業(yè)邊界、地塊、形狀、海拔高度等,對實(shí)現(xiàn)“數(shù)字林業(yè)”具有重要意義[17]。因此,要加強(qiáng)遙感與GIS和GPS的結(jié)合,逐步形成以林業(yè)遙感為基礎(chǔ),以GPS為輔助手段,以GIS為綜合處理方法的全方位林業(yè)服務(wù)體系,最終實(shí)現(xiàn)林業(yè)資源調(diào)查、規(guī)劃、經(jīng)營管理的數(shù)字化。

3.3 重視林業(yè)遙感教育和培訓(xùn)工作

任何一門學(xué)科的發(fā)展都離不開教育與培訓(xùn)工作。林業(yè)遙感作為一門高新技術(shù),其發(fā)展一日千里,教育工作尤顯重要。大學(xué)作為林業(yè)遙感教育和培訓(xùn)的主力軍,不僅要開設(shè)全方位的林業(yè)遙感專業(yè)課程,而且要分層次,針對研究生、本科生和專科生開展不同的教學(xué)工作,為林業(yè)遙感培養(yǎng)大量的專業(yè)型人才和應(yīng)用型人才。此外,還要充分發(fā)揮林業(yè)研究機(jī)構(gòu)的作用,將科研成果及時有效地用于實(shí)踐中。并加大對林業(yè)行業(yè)機(jī)構(gòu)工作者的培訓(xùn)力度,全面提升我國林業(yè)工作者的專業(yè)技術(shù)水平。

4 結(jié)語

當(dāng)前我國林業(yè)遙感的主要任務(wù)是以遙感技術(shù)為中心,提供信息獲取與信息服務(wù)的手段,為林業(yè)建設(shè)決策提供監(jiān)測與效益評價信息。林業(yè)行業(yè)應(yīng)在國家林業(yè)資源與生態(tài)建設(shè)綜合監(jiān)測體系建設(shè)的基礎(chǔ)上,大力推動林業(yè)遙感衛(wèi)星、航空遙感平臺、林業(yè)遙感信息產(chǎn)品標(biāo)定等支撐平臺的建設(shè),不斷完善林業(yè)遙感應(yīng)用綜合服務(wù)平臺。同時應(yīng)加快遙感與GIS、GPS的結(jié)合、重視林業(yè)遙感教育和培訓(xùn)工作,形成天、空、地一體化的綜合監(jiān)測模式,建立起林業(yè)遙感綜合監(jiān)測評價的業(yè)務(wù)運(yùn)行體系,促進(jìn)我國森林資源、森林火災(zāi)、森林病蟲災(zāi)害和林業(yè)生態(tài)建設(shè)工程遙感監(jiān)測與評價的業(yè)務(wù)化運(yùn)行,為我國森林資源的管理和保護(hù)、林業(yè)生態(tài)建設(shè)的管理和決策等提供強(qiáng)有力的支撐。

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篇2

關(guān)鍵詞:攝像測量;遙感技術(shù);應(yīng)用;發(fā)展

隨著現(xiàn)代科技日新月異的發(fā)展趨勢,攝像測量與遙感技術(shù)也在不斷發(fā)展和提高,其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛,由最初的地球科學(xué)研究,到如今被人們應(yīng)用于日常生活工作當(dāng)中,其應(yīng)用價值也愈發(fā)凸顯。在此趨勢下,攝像與遙感技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展成為了相關(guān)工作者應(yīng)當(dāng)予以關(guān)注與思考的問題。

1 攝像測量與遙感技術(shù)

1.1 攝像測量

攝像測量是指通過影響研究信息的獲取、處理、提取和成果表達(dá)的一門科學(xué),其實(shí)質(zhì)是一門信息科學(xué),目前是測繪學(xué)的分支學(xué)科。就學(xué)科而言,攝像測量學(xué)主要針對集合定位和影像解譯這兩大問題進(jìn)行解決。其主要內(nèi)容包括不同比例尺下的地形圖的測繪、數(shù)字地面模型的建立、提供地理或土地信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。在學(xué)科特點(diǎn)方面,攝像測量學(xué)反映的是客觀的、真實(shí)的目標(biāo),形象直觀,并且可從中獲得大量信息,其中主要是物理信息與集合信息,同時攝像測量還可以針對動態(tài)物體進(jìn)行測量,捕捉其瞬間影像,對測量工作的進(jìn)行是一大進(jìn)步,此外,攝像測量的引用范圍較廣,適用于大范圍地形測繪,提高測繪效率。在工作地點(diǎn)的選擇上,攝像測量由于是在影像中進(jìn)行測量工作,其工作地點(diǎn)不再受氣候、地理等條件的限制,為實(shí)際測繪工作提供便捷。

1.2 遙感技術(shù)

遙感技術(shù)是一種探測技術(shù),始于上世紀(jì)60年代。事實(shí)上,任何物體都具有光譜特性,即吸收、反射、輻射光譜的性能。不同物體對于光譜的反映存在差異,同一物體在不同的時間和地點(diǎn)也會對光譜產(chǎn)生不同的反射和吸收程度差異。遙感技術(shù)正是利用這一原理,將電磁波理論結(jié)合傳感儀的使用,對遠(yuǎn)距離目標(biāo)所輻射和反射的電磁波、可見光、紅外線信息進(jìn)行收集處理,最終成像,達(dá)到探測和識別的目的。遙感技術(shù)是一套設(shè)備系統(tǒng)共同協(xié)作可完成的工作體系,其組成設(shè)備包括遙感器、遙感平臺、信息傳輸設(shè)備、接收裝置、圖像處理器等。遙感技術(shù)按照電磁譜段的差異可分為可見光遙感、紅外遙感、多譜段遙感、紫外遙感和微波遙感。遙感技術(shù)由于其探測范圍大、獲取資料速度快、受限條件較少等原因被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)、地理、海洋、水文、氣象、測繪等許多領(lǐng)域。

2 攝像測量與遙感技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 攝像測量的應(yīng)用現(xiàn)狀

(1)航空攝影

航空攝像,又稱航拍,指在飛機(jī)或其他航空飛行器上利用航空攝影機(jī)攝取地面景物的技術(shù)。航空攝像技術(shù)的實(shí)現(xiàn)必須以航天技術(shù)為基礎(chǔ),在航天攝影技術(shù)方面也有著一定的要求,測量標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)苛,所要求的攝像測量工作者的專業(yè)技能也更高,在測量成本方面,由于其過程涉及航天技術(shù)的應(yīng)用,成本自然很高。

(2)無人機(jī)低空攝像測量

無人機(jī)低空攝像測量是攝像測量的一項(xiàng)重要應(yīng)用,其目的是獲取高分辨率數(shù)字影像。無人駕駛飛機(jī)作為飛行平臺,運(yùn)用的傳感器通常是具有高分辨率的數(shù)碼相機(jī),結(jié)合遙感技術(shù),通過系統(tǒng)一系列的集成應(yīng)用,最終獲取到面積較小、色彩保真、大比例尺的航測數(shù)據(jù)。當(dāng)代無人機(jī)低空攝像測量被廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的獲取,為接下來的工作奠定基礎(chǔ)。與衛(wèi)星遙感相比,無人機(jī)低空攝像測量具有明顯的優(yōu)勢,首先在操作上,無人機(jī)攝像測量更加機(jī)動靈活,在安全性上也更有保障,由于是低空作業(yè),其影響分辨率較高,攝像測量精度可達(dá)到亞米級。從成本上看,無人機(jī)低空攝像測量無疑成本低與衛(wèi)星遙感。

2.2 遙感技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

(1)農(nóng)情檢測

我國是農(nóng)業(yè)大國,糧食問題歷來是我國政府密切關(guān)注的所在。攝像測量與遙感技術(shù)由于其對真實(shí)畫面的捕捉與反饋使得其獲取的數(shù)據(jù)更具科學(xué)性與客觀性,并且其在數(shù)據(jù)收集過程中周期較短、范圍較廣,因此,將其應(yīng)用于農(nóng)作物監(jiān)測具有很大的優(yōu)勢,獲取的相關(guān)資料對于農(nóng)作物長勢情況的掌握和農(nóng)業(yè)估產(chǎn)具有重要作用。上世紀(jì)80年代中期,在國家經(jīng)委的支持下,以中國氣象局為主的相關(guān)部門組織開展了北方十省冬小麥股產(chǎn)試驗(yàn),標(biāo)志著我國氣象衛(wèi)星非氣象領(lǐng)域工程化應(yīng)用的開始,也是我國首次開展大規(guī)模遙感估產(chǎn)工作。“八五”期間,我國建立了主要糧區(qū)主要農(nóng)作物(小麥、水稻、玉米)的股產(chǎn)信息系統(tǒng),其中大面積冬小麥遙感股產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)是遙感技術(shù)與地理信息系統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它將整個遙感估產(chǎn)過程中的各個作業(yè)環(huán)節(jié)納入計算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行,使整體具有數(shù)字化作業(yè)能力,并能夠輸出各種估產(chǎn)結(jié)果。自1992年起的三年內(nèi),在黃淮海地區(qū)進(jìn)行冬小麥遙感估產(chǎn)試驗(yàn)的結(jié)果表明,利用遙感技術(shù)對大面積農(nóng)作物股產(chǎn)的精度能夠達(dá)到95%以上,具有較大的應(yīng)用價值。目前,利用氣象衛(wèi)星進(jìn)行農(nóng)作物估產(chǎn)的應(yīng)用已經(jīng)得到了普及與深化,并逐漸形成為一種業(yè)務(wù)化手段,估產(chǎn)對象也逐漸走向多樣化。

(2)地質(zhì)礦產(chǎn)資源調(diào)查

礦產(chǎn)資源是重要的自然資源,是人類社會賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ),是國家發(fā)展與安全的中國要保障。我國礦產(chǎn)資源豐富,遙感技術(shù)的應(yīng)用前景廣闊,且遙感技術(shù)在區(qū)域地質(zhì)填圖方面的應(yīng)用較為成熟,在其應(yīng)用效果上也取得了一些成就。例如,在內(nèi)蒙古、山東、江西等省開展的32項(xiàng)1:5萬圖幅的地質(zhì)填土工作中,遙感技術(shù)的應(yīng)用一方面顯著提升了工作效率與工作質(zhì)量,另一方面也節(jié)省了填圖費(fèi)用,每幅圖的實(shí)際費(fèi)用僅占常規(guī)方法所耗用資金的三分之二。

3 攝像測量與遙感技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展

隨著攝像測量和遙感技術(shù)自身技術(shù)水平的發(fā)展,可預(yù)見的是,其應(yīng)用的領(lǐng)域?qū)訌V泛。攝像測量的具有代表性的發(fā)展趨勢是傳感器的改良與創(chuàng)新,結(jié)合其在不同領(lǐng)域的應(yīng)用及其實(shí)際需要而改革發(fā)展。事實(shí)上,在不同行業(yè)中,對于攝像測量與遙感技術(shù)的需求需要根據(jù)行業(yè)特點(diǎn)加以確定,根據(jù)自身需求加以運(yùn)用。在攝像測量與遙感技術(shù)的應(yīng)用過程中,相應(yīng)的測量軟件平臺的開發(fā)與信息提取與分析效率的提高逐漸成為重要的發(fā)展趨勢。在當(dāng)下這一大數(shù)據(jù)時代,想要對二者加以改進(jìn),就必須提高數(shù)據(jù)的處理效率,,進(jìn)行推動器改革,同r在遙感技術(shù)方面,對遙感數(shù)據(jù)的處理要更新模型的效率,引入先進(jìn)算法,更好地將其應(yīng)用于更多領(lǐng)域。

4 結(jié)束語

綜上所述,在當(dāng)今經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展、行業(yè)變化較快、信息環(huán)境變化莫測的大環(huán)境下,我國對攝像測量與遙感技術(shù)的應(yīng)用將會越來越廣泛,其技術(shù)的提高速度與質(zhì)量應(yīng)當(dāng)被社會各行業(yè)關(guān)注。攝像測量與遙感技術(shù)自身的發(fā)展一方面具有科技性意義,同時也具有整個人類社會的經(jīng)濟(jì)價值,在其應(yīng)用領(lǐng)域中,更是具有商業(yè)價值,因此,我國應(yīng)加快攝像測量與遙感技術(shù)的研究與開發(fā),并在其應(yīng)用范圍中不斷擴(kuò)展。

參考文獻(xiàn)

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篇3

關(guān)鍵詞:遙感技術(shù);城市交通;規(guī)劃與監(jiān)測;應(yīng)用

城市交通是城市地理學(xué)的重要組成部分,一直受到學(xué)者的廣泛關(guān)注。城市交通對保證城市生產(chǎn)、生活正常運(yùn)轉(zhuǎn)、加強(qiáng)城鄉(xiāng)間聯(lián)系起著重要的紐帶和促進(jìn)作用[1]。在短時間內(nèi),城市交通呈現(xiàn)為靜態(tài)的位置關(guān)系,在較長的時間內(nèi),表現(xiàn)出動態(tài)的演化過程。傳統(tǒng)的交通規(guī)劃方式很難對其動態(tài)變化進(jìn)行及時的監(jiān)測及規(guī)劃調(diào)整。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展,其在交通規(guī)劃與監(jiān)測中的應(yīng)用研究日趨深入,為城市交通規(guī)劃與監(jiān)測研究提供一條新的途徑。

一、遙感技術(shù)

(一)遙感介紹

遙感(Remote Sensing)是指利用某種傳感器裝置不接觸被測物體來獲取地表的信息,通過數(shù)據(jù)傳輸和處理實(shí)現(xiàn)研究地面物體形狀、大小、位置、性質(zhì)及環(huán)境相關(guān)關(guān)系的一門現(xiàn)代化應(yīng)用技術(shù)[2]。遙感技術(shù)具有快速、綜合、動態(tài)、宏觀、多層次、多時相的優(yōu)勢。隨著科學(xué)技術(shù)的提高,遙感技術(shù)不斷提高和完善,其應(yīng)用領(lǐng)域由傳統(tǒng)的調(diào)查、測繪等向城市信息調(diào)查、規(guī)劃等方面拓展,服務(wù)領(lǐng)域不斷擴(kuò)展,獲得相關(guān)學(xué)者的普遍重視,具有重要的應(yīng)用價值。

現(xiàn)在城市交通是一個快速發(fā)展的開放系統(tǒng),要對其實(shí)施合理的規(guī)劃、建設(shè)和管理就必須及時掌握和全面分析其發(fā)展過程中的變化和信息。遙感技術(shù)可以準(zhǔn)確、快速的獲取城市交通線路長度、道路寬度等有關(guān)信息[3]。遙感技術(shù)既可以獲得城市交通宏觀的現(xiàn)狀和綜合數(shù)據(jù),也可以獲得每一條線路等城市交通微觀的數(shù)據(jù),能夠?qū)崟r、高效地為城市交通規(guī)劃與發(fā)展提供多方面的分析數(shù)據(jù)和基本信息。

(二)遙感技術(shù)的特點(diǎn)

遙感作為一門對地觀測綜合性技術(shù),它具有與其他技術(shù)不同的特點(diǎn),主要?dú)w納為三個方面:

1、探測范圍廣、采集數(shù)據(jù)快

遙感探測能在較短的時間內(nèi),對大范圍的地區(qū)進(jìn)行觀測,并從中獲取有價值的遙感數(shù)據(jù)[4]。對于很好的掌握地面事物的現(xiàn)狀具有重要的作用,同時提供了寶貴的資料。

2、能動態(tài)的反應(yīng)地面事物的變化

遙感監(jiān)測可以周期地、重復(fù)地對同一地區(qū)進(jìn)行監(jiān)測,有助于人們獲得數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)并動態(tài)地跟蹤地球上許多事物的變化。

3、獲取的數(shù)據(jù)具有綜合性

遙感探測所獲取的是同一地段、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[5],宏觀地反映了地球上各種事物的形態(tài)與分布,全面的揭示了地理事物之間的關(guān)聯(lián)性。

二、遙感技術(shù)在城市交通規(guī)劃與監(jiān)測中的應(yīng)用

(一)城市交通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查

城市交通調(diào)查中,基于點(diǎn)的傳統(tǒng)地面調(diào)查,不僅費(fèi)時費(fèi)力,而且難以準(zhǔn)確描述城市交通的基本面貌。遙感數(shù)據(jù)具有覆蓋范圍廣和時效性的特點(diǎn),利用遙感技術(shù)可以獲得城市交通現(xiàn)狀的總體狀況。根據(jù)遙感影像上的城市交通道路特征,可以全面、準(zhǔn)確的獲取城市交通中道路長度、路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、道路寬度、停車場的規(guī)模和數(shù)量、街道綠化等城市交通基本信息數(shù)據(jù);根據(jù)航空遙感影像可以獲得城市交通路面上車輛速度、種類和密度等信息。如結(jié)合影像紋理特征和濾波技術(shù),更能突出城市交通的線性邊界,使用邊緣檢測和跟蹤處理,可以提取城市交通現(xiàn)狀矢量圖。

(二)城市交通規(guī)劃

要對城市交通發(fā)展戰(zhàn)略和路網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分地規(guī)劃,就要求對城市的地形地貌特征、交通的交叉口設(shè)置、管理方式、坡度、長度和路網(wǎng)的現(xiàn)狀等信息有充分的認(rèn)識,并且要掌握城市發(fā)展現(xiàn)狀信息,利用遙感技術(shù)可以快速、準(zhǔn)確的獲取相關(guān)信息。根據(jù)多時相遙感影像可以獲取城市擴(kuò)展方向及速度和城市交通發(fā)展的現(xiàn)狀,對其進(jìn)行空間分析,借此對比城市交通需求與城市交通現(xiàn)狀差距,為城市交通規(guī)劃方向提供合理的決策依據(jù)。同時,根據(jù)遙感影像或連續(xù)拍攝的航片,能夠獲得城市交通擁堵的時間分布和空間分布,獲得城市地面常規(guī)公交車輛的滿載情況。借此可以有效的掌握城市交通實(shí)際的時空需求情況,為城市交通規(guī)劃調(diào)整提供決策依據(jù)。

(三)城市交通動態(tài)監(jiān)測

隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速發(fā)展,城市不斷向外擴(kuò)張,城市空間擴(kuò)張加劇了城市交通壓力。許多城市存在車流量多、交通擁擠等問題。在城市交通規(guī)劃中,不僅要對城市交通各種要素的現(xiàn)狀進(jìn)行分析,還要對城市交通變化進(jìn)行監(jiān)測。利用遙感影像能獲得城市交通動態(tài)發(fā)展的實(shí)時數(shù)據(jù),為城市交通動態(tài)監(jiān)測提供依據(jù),是城市交通變化監(jiān)測的有效手段。遙感對城市交通動態(tài)監(jiān)測主要是通過對多時相遙感影像加工、處理獲得城市交通動態(tài)變化信息。通常情況下,主要采用兩類監(jiān)測方法,一類是基于像元分類,如最大似然法、支持向量機(jī),決策樹等;另一類是面向?qū)ο蠓诸惙?,如最鄰近法,隸屬度分類、面向?qū)ο鬀Q策樹分類等。

三、結(jié)束語

在城市交通規(guī)劃監(jiān)測過程中,需要掌握多方面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),傳統(tǒng)情況下,這些數(shù)據(jù)的獲取需要進(jìn)行實(shí)地調(diào)查,因而會耗費(fèi)很多人力物力,并且持續(xù)時間較長,獲得數(shù)據(jù)不全面,而遙感技術(shù)具有實(shí)時性、動態(tài)性和宏觀性的特點(diǎn),為城市交通規(guī)劃與監(jiān)測提供了新的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查途徑,具有廣闊的應(yīng)用前景,但是遙感數(shù)據(jù)也具有一定的局限性,它不能全部代替?zhèn)鹘y(tǒng)地面調(diào)查。所以,城市交通規(guī)劃部門及相關(guān)應(yīng)用部門,在實(shí)際應(yīng)用操作過程中,要根據(jù)具體的調(diào)查內(nèi)容分析遙感技術(shù)應(yīng)用的可行性,選擇合適的應(yīng)用方案,從而充分發(fā)揮遙感技術(shù)的價值。(作者單位:貴州師范大學(xué))

基金項(xiàng)目:貴州師范大學(xué)研究生創(chuàng)新基金資助(研創(chuàng)201525)

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篇4

關(guān)鍵詞:遙感技術(shù);環(huán)境監(jiān)測;運(yùn)用

遙感技術(shù)的應(yīng)用,經(jīng)過近幾十年的發(fā)展,在國民經(jīng)濟(jì)中的各個領(lǐng)域廣泛滲透。結(jié)合GIS、GPS等技術(shù)的協(xié)同發(fā)展,“3S”技術(shù)的快速發(fā)展,遙感技術(shù)已成為推動保護(hù)環(huán)境、資源利用的不可或缺的工具。以其具有的大面積同步觀測、多波段全天候工作、瞬間成像功能等優(yōu)越特點(diǎn),并與航空航天領(lǐng)域結(jié)合,已逐漸成為環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的高成本效益的監(jiān)測工具,具有良好的發(fā)展前景。

一、遙感在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

1、水環(huán)境污染監(jiān)測

遙感技術(shù)在水環(huán)境污染中的應(yīng)用,主要是分析水體的光譜特征、確定水體界線、水體溫度以及反演水體懸沙規(guī)律、葉綠素規(guī)律等,基于統(tǒng)計關(guān)系的定量反演或定性的進(jìn)行遙感影像分析,最終確定水體的綜合水質(zhì)指數(shù),反應(yīng)水質(zhì)污染現(xiàn)狀。環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域正逐步由定性監(jiān)測發(fā)展到定量反應(yīng),同時這也是遙感技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。

目前,遙感技術(shù)應(yīng)用于水環(huán)境監(jiān)測,可較高精度的反應(yīng)出水體的泥沙濁度、葉綠素水平、水體溫度,并可對SS、SD、DO、BOD5、COD、TN、TP等指標(biāo)有一定指示作用,對水體富營養(yǎng)化的監(jiān)控有一定作用。并且目前應(yīng)用海洋遙感衛(wèi)星進(jìn)行海洋污染監(jiān)控效果較好,對大范圍的海洋石油污染、海洋化學(xué)污染具有一定重大的意義,具有較大應(yīng)用。

2、大氣環(huán)境污染監(jiān)測

目前,遙感技術(shù)應(yīng)用于大氣環(huán)境監(jiān)測主要是對其進(jìn)行臭氧監(jiān)測、氣溶膠含量監(jiān)測、有害氣體和熱污染監(jiān)測,以及對沙塵暴的監(jiān)測、酸沉降的監(jiān)測等,隨著傳感器科技的不斷進(jìn)步,應(yīng)用十分廣泛,全球目前唯一臭氧測量手段即為遙感。采取衛(wèi)星為傳感器搭載平臺的遙感技術(shù)收集大氣信息和地表信息區(qū)域性更大,而且是瞬間完成的,應(yīng)用于大氣污染調(diào)查,可最大程度避免其誤差產(chǎn)生,有利于對大氣污染進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測。

遙感用于臭氧監(jiān)測時,主要是通過測量臭氧對熱紅外輻射量的吸收,進(jìn)而分析臭氧含量的。但遙感技術(shù)用于有害氣體監(jiān)測仍是通過間接解譯敏感植物受影響狀況。對災(zāi)害性的大氣問題的監(jiān)測主要是包括沙塵暴、酸沉降、有毒有害氣體泄漏等問題的監(jiān)測,嚴(yán)重危害環(huán)境質(zhì)量,屬嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。許多傳感器的特定數(shù)據(jù)對其便有較好的觀測效果,如美國NOAA的高級甚高分辨率輻射計,便可對氣候監(jiān)測、厄爾尼諾現(xiàn)象等許多環(huán)境災(zāi)害進(jìn)行描述性監(jiān)測??傮w來說,現(xiàn)如今經(jīng)過幾十年的發(fā)展,遙感技術(shù)應(yīng)用于大氣監(jiān)測發(fā)展迅速。

3、植被生態(tài)監(jiān)測

植被生態(tài)監(jiān)測被各種監(jiān)測均視為重要監(jiān)測項(xiàng)目,所有監(jiān)測衛(wèi)星均需特殊考慮植被周期及生長規(guī)律,以便獲得更好的監(jiān)測效果。植被生態(tài)遙感的應(yīng)用主要應(yīng)用于:植物生態(tài)健康狀況解譯、植被動態(tài)變化的調(diào)查城市綠化調(diào)查、草場資源調(diào)查、林業(yè)資源調(diào)查等。根據(jù)植物不同種類、不同狀態(tài)具有不同的光譜特征,對植被生態(tài)狀況可以進(jìn)行良好細(xì)致的把握。在我國植被生態(tài)監(jiān)測極為重要,其不僅關(guān)乎國民經(jīng)濟(jì),而且影響生態(tài)安全問題。因此植被生態(tài)監(jiān)測意義重大。

4、土壤及土壤污染監(jiān)測

遙感技術(shù)應(yīng)用于土壤監(jiān)測,具有極其重要的意義,因?yàn)橥寥狸P(guān)系著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、流域非點(diǎn)源污染、沙塵暴、礦產(chǎn)資源等。土壤監(jiān)測中的遙感技術(shù)應(yīng)用是將土壤類型、土壤分布規(guī)律根據(jù)遙感影像解譯出。由于土壤監(jiān)測是大范圍的監(jiān)測,因此具有監(jiān)測效果較好的傳感器為大波段、覆蓋范圍較大的傳感器。

5、土地利用監(jiān)測

遙感技術(shù)應(yīng)用于土地利用監(jiān)測即為以傳感器為“手段”對土地利用進(jìn)行分析,對土地覆蓋利用變化情況進(jìn)行表達(dá),進(jìn)而對城市環(huán)境規(guī)劃起到一定的輔助作用。城市土地利用遙感圖像資料通過解譯,可進(jìn)而可對城市發(fā)展、森林覆蓋、礦產(chǎn)資源開發(fā)利用、生態(tài)環(huán)境等進(jìn)行檢測。對此可進(jìn)行間隔長度為五年或十年的跨度,經(jīng)過圖片疊加,可發(fā)現(xiàn)分析出明顯規(guī)律。

由于現(xiàn)如今城市熱島效應(yīng)愈加劇烈,已達(dá)到干擾生態(tài)的程度,遙感技術(shù)對城市熱島的監(jiān)控,有利于分析其產(chǎn)生原因,改善其現(xiàn)有狀態(tài)。遙感技術(shù)應(yīng)用于城市還突出貢獻(xiàn)于城市熱島效應(yīng)方向,如Landsat7的熱紅外波段6即對地表溫度、水溫變化以及城市熱島有特別的判斷作用。

二、遙感在環(huán)境監(jiān)測中運(yùn)用的前景

通過對遙感技術(shù)及GIS、GPS技術(shù)的開發(fā)研究,隨著遙感影像獲取技術(shù)的日益精湛,傳感器的精度水平及應(yīng)用水準(zhǔn)逐步提高,環(huán)境監(jiān)測中的遙感技術(shù)具有十分廣闊的發(fā)展前景。在今后的發(fā)展中,主要對環(huán)境監(jiān)測中遙感技術(shù)的智能化進(jìn)一步提升,使其由遙感數(shù)據(jù)直接智能自動處理,節(jié)省人力消耗。最后,發(fā)展智能化技術(shù)是需要一定時間和精力的,因此技術(shù)良好的團(tuán)隊,以及優(yōu)秀的遙感技術(shù)管理技術(shù)是環(huán)境監(jiān)測中遙感技術(shù)健康快速發(fā)展的前提。

遙感技術(shù)目前在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用于水環(huán)境、大氣環(huán)境、土壤環(huán)境、生態(tài)環(huán)境等方面的監(jiān)測,但由于很多技術(shù)還滿足不了定量分析的需求,對大部分的形成機(jī)理仍有盲點(diǎn),多數(shù)只是從影像資料直觀定量分析,因此在技術(shù)上還應(yīng)有所提高,對其高精度傳感器需進(jìn)一步開發(fā)以及相關(guān)制度體制需進(jìn)一步建立。但由于其所具優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)突出,應(yīng)用前景良好。

總結(jié):

遙感技術(shù)是一種高科技技術(shù)手段,是一種高投入并具有可持續(xù)性可觀回報、可觀效益的高科技技術(shù)。但遙感技術(shù)仍只是一種技術(shù)手段,應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域,雖可廣泛的、快速的、動態(tài)的掌握信息,但是通過遙感這一“碧空慧眼”也只是能夠獲得地表信息,即環(huán)境監(jiān)測的所需的環(huán)境數(shù)據(jù)資料,同時還是需要具有一定技能的相關(guān)工作人員對其數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、解譯等配合工作,才能使遙感更加發(fā)揮作用。

參考文獻(xiàn)

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篇5

[關(guān)鍵詞]遙感技術(shù) 地質(zhì)災(zāi)害 防治

[中圖分類號]P694 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X(2015)-9-176-1

地質(zhì)災(zāi)害是指地球的發(fā)展演變過程中,由各種自然地質(zhì)作用和人類活動所形成的災(zāi)害性地質(zhì)事件。遙感技術(shù)主要根據(jù)電磁輻射(發(fā)射、吸收、反射)理論,應(yīng)用各種光學(xué)、電子學(xué)和電子光學(xué)探測儀器對遠(yuǎn)距離目標(biāo)所輻射的電磁波信息進(jìn)行接收記錄,再經(jīng)過加工處理,并最終成像,從而實(shí)現(xiàn)對環(huán)境地物進(jìn)行探測和識別[3]。它可以從高空對于大范圍地區(qū)進(jìn)行探測,使地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測工作朝立體化的監(jiān)測方向發(fā)展。同時,遙感為地質(zhì)災(zāi)害的防治提供了信息支持,專業(yè)人員應(yīng)用相關(guān)軟件可以對于監(jiān)測地區(qū)的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的分析,發(fā)揮遙感技術(shù)的優(yōu)勢,做好地質(zhì)災(zāi)害的防災(zāi)避難工作。

1遙感技術(shù)對于地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測

地質(zhì)災(zāi)害作為一種特殊的地質(zhì)現(xiàn)象,具有突發(fā)性特點(diǎn),它的發(fā)生往往伴隨著一些特殊的信號,而這些信號通過遙感圖像可以呈現(xiàn)出特殊的形態(tài)、色調(diào)以及影紋結(jié)構(gòu)等,同時利用遙感技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測還可以快速的獲得有價值的遙感數(shù)據(jù)信息,進(jìn)一步做好地質(zhì)災(zāi)害的遙感解譯工作。

1.1影像處理技術(shù)的應(yīng)用

影像處理技術(shù)是指應(yīng)用各種數(shù)字處理技術(shù)來改善影像質(zhì)量,使處理過的影像清晰,目標(biāo)區(qū)域突出和噪聲得以消除等。專業(yè)人員綜合利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS),可以從衛(wèi)星遙感圖像上實(shí)時或準(zhǔn)實(shí)時地反映地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)時的具體情況,監(jiān)測重點(diǎn)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的發(fā)展演化趨勢,同時進(jìn)行遙感影像校正,通過較為精確的影像模型確定災(zāi)情的輕重程度,提出有效地救災(zāi)建議。

1.2多源影像融合技術(shù)的應(yīng)用

多源影像融合技術(shù)是指將來自同一場景的不同圖像傳感器的多幅圖像進(jìn)行綜合處理,得到一幅融合后的圖像。與單源遙感影像數(shù)據(jù)相比,多源遙感影像數(shù)據(jù)所提供的信息更加的清晰、精確與立體。專業(yè)人員利用多源影像融合技術(shù)可以最大程度地保持遙感圖像的準(zhǔn)確性,從三維立體的角度了解災(zāi)情,進(jìn)而增強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害防治的工作質(zhì)量,提高災(zāi)后救援的效率。

1.3微波遙感的應(yīng)用

微波遙感主要是利用波長在1mm到1m的微波波段,從而使其具有了一些獨(dú)有的特點(diǎn),如全天候、全天時的工作能力、對地物具有一定的穿透能力和獲取光學(xué)遙感所不能獲取的一些特征等[5]。專業(yè)人員利用微波遙感,可以迅速準(zhǔn)確地反映出地質(zhì)的運(yùn)動信息,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對于地質(zhì)災(zāi)難進(jìn)行監(jiān)測。

1.4無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

不同的物體呈現(xiàn)出不同的影像特征,這些影像特征是判讀識別各種地質(zhì)災(zāi)害的依據(jù)。無人機(jī)航空遙感系統(tǒng)主要由無人駕駛飛行器、飛行控制系統(tǒng)、穩(wěn)定云臺、任務(wù)傳感器、無線通訊系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用分析系統(tǒng)以及地面控制系統(tǒng)等幾部分組成,而無人機(jī)技術(shù)是指運(yùn)用無人機(jī)為飛行平臺,利用無人機(jī)航空攝影系統(tǒng)能夠獲取高分辨率航空影像。專業(yè)人員通過無人機(jī)技術(shù)可以從顏色、 陰影、形狀、大小、位置以及紋理幾個方面快速的判斷地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的范圍與發(fā)展趨勢。這種技術(shù)具有體積小、重量輕、運(yùn)載方便、作業(yè)成本低、效率高、安全性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),已成為新時期載人航空遙感不可缺少的手段之一。

2遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害中的實(shí)際應(yīng)用

隨著航空航天技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)以及電磁波信息傳輸技術(shù)的不斷發(fā)展,遙感技術(shù)也進(jìn)一步應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測與防治工作中,地質(zhì)災(zāi)害的防治提供了準(zhǔn)確性高的信息,也為相關(guān)人員做好地質(zhì)災(zāi)害的防災(zāi)避難工作提供了技術(shù)支持。本文主要論述了遙感技術(shù)在地震、滑坡、泥石流、以及火山災(zāi)害中的應(yīng)用。

2.1遙感技術(shù)在地震災(zāi)害中的應(yīng)用

地震是地殼斷裂活動的一種表現(xiàn),往往伴隨著強(qiáng)烈的地下水活動。專業(yè)人員利用遠(yuǎn)紅外遙感技術(shù)可以監(jiān)測地殼活動(水流量)是否處于異常狀態(tài),同時結(jié)合其他基礎(chǔ)資料,捕捉地震災(zāi)害發(fā)生的前兆,對地震進(jìn)行預(yù)報,防止大災(zāi)難的發(fā)生。

2.2遙感技術(shù)在滑坡、泥石流等災(zāi)害中的應(yīng)用

滑坡是指斜坡上的土體或者巖體,受河流沖刷、地下水活動、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影響,在重力作用下,沿著一定的軟弱面或者軟弱帶,整體地或者分散地順坡向下滑動的自然現(xiàn)象,專業(yè)人員利用定期遙感航空攝影的方式結(jié)合地面觀測系統(tǒng)調(diào)查滑坡多發(fā)區(qū)域的動態(tài),標(biāo)記滑坡的數(shù)量,將正射圖像與DEM及數(shù)字地理底圖配合使用,估算相關(guān)重點(diǎn)地區(qū),建立地表與深部相結(jié)合的立體監(jiān)測網(wǎng),進(jìn)而達(dá)到預(yù)防滑坡災(zāi)害的目的。

泥石流是指在山區(qū)或者其他溝谷深壑,地形險峻的地區(qū),因?yàn)楸┯?、暴雪或其他自然?zāi)害引發(fā)的山體滑坡并攜帶有大量泥沙以及石塊的特殊洪流。

2.3遙感技術(shù)在火山災(zāi)害中的應(yīng)用

火山是地球內(nèi)部巖漿活動穿過地殼噴出地表的一種直觀現(xiàn)象,其爆發(fā)時會釋放出大量的熱量。專業(yè)人員利用遙感技術(shù)可以對于火山的熱分布進(jìn)行監(jiān)測,再與以前的火山活動記錄相比較,可以預(yù)測出火山未來的活動情況,進(jìn)而降低火山災(zāi)害的危害。

3結(jié)論

地質(zhì)災(zāi)害的防治工作是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,利用遙感技術(shù)對于地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測已成為現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的必然趨勢,也是降低地質(zhì)災(zāi)害損失的重要方式。筆者希望能有更多的專業(yè)人員有效地利用遙感技術(shù)做好災(zāi)前調(diào)查、災(zāi)中災(zāi)情監(jiān)測和和災(zāi)后調(diào)查評估工作,充分發(fā)揮這一技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害防治中的優(yōu)勢,維護(hù)廣大人民群眾的生命財產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)

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篇6

1.1礦山廢水污染

在礦山開采中所產(chǎn)生的廢水污染,主要有以下幾種:(1)礦山建設(shè)和生產(chǎn)過程中的礦坑排水;(2)尾礦、露天礦等受到的雨水沖刷、滲透溶解礦物中可溶成分的廢水;(3)在洗礦過程中所用的藥劑產(chǎn)生的廢水;(4)其他生產(chǎn)、生活廢水等。這些廢水,大部分沒有經(jīng)過處理,這就造成了地表水、地下水的污染,給周圍的土地、農(nóng)田帶來嚴(yán)重威脅,這些廢水經(jīng)過蒸發(fā),有害物質(zhì)混淆在空氣中,造成了空氣污染。

1.2地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生

在露天礦的開采過程中,由于發(fā)生邊坡失穩(wěn),會發(fā)生山體滑坡和地面塌陷、泥石流、水土流失等地質(zhì)災(zāi)害。如遼寧大孤山鐵礦、撫順西露天、湖北鹽池河磷礦等,都發(fā)生過一些地質(zhì)災(zāi)害,給當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)或生活帶來嚴(yán)重問題,造成建筑物坍塌,道路中毒,影響人民生命安全。礦山開采中所產(chǎn)生的大量廢棄物,除了會占用大量土地,造成大氣污染,還發(fā)生泥石流、塌方等危害,尤其在個人采礦場中,亂采亂挖、亂推亂放現(xiàn)象嚴(yán)重,把各種礦石放在河口、河床或者公路邊,一旦發(fā)生暴雨,產(chǎn)生水土流失,就會產(chǎn)生泥石流。在山西省,煤炭面積占全省面積的36%,遍及范圍較廣。每年所產(chǎn)生的各種災(zāi)害問題也尤為突出,給環(huán)境和人民生活帶來了嚴(yán)重影響。

2.在礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查中遙感技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

先前已有同行以QulckBird多光譜遙感數(shù)據(jù)為主要信息源,采用遙感調(diào)查與地面核杏的方法,基本查明了江西德興銅礦礦醫(yī)尾礦、固(液)體廢料類型、分布現(xiàn)狀和排放渠道,形成了礦山地物遙感識別,尾礦庫水下尾礦堆積醫(yī)遙感識別,礦山地物面積計算、體積測算等遙感調(diào)查技術(shù)。還有采用大比例尺SPOT5衛(wèi)星遙感影像,準(zhǔn)確圈定出面積性的礦山環(huán)境地質(zhì)問題,通過歷史上多期影像對比,揭示出礦山地質(zhì)環(huán)境的時空演化。

3.遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查中的作用

3.1遙感技術(shù)的涵義

遙感應(yīng)用受地面條件限制少,使用的電磁波各波段之間,性質(zhì)差異很大,用途也很不相同。而且還具有經(jīng)濟(jì)效益好,成本低,收益高等一系列特征。由此可見,遙感技術(shù)在自然災(zāi)害的調(diào)查、監(jiān)測和預(yù)測中具有顯著優(yōu)勢。

3.2資源損毀遙感監(jiān)測

利用遙感技術(shù)對資源損毀進(jìn)行監(jiān)測,首先應(yīng)該選擇出監(jiān)測因子,監(jiān)測因子的選擇比較寬泛,大體上可以分為兩種,一種是選擇礦石,另一種就是自然景觀。利用遙感技術(shù)不僅能夠擴(kuò)大監(jiān)測范圍,還能提高監(jiān)測的準(zhǔn)確度,比如遙感技術(shù)具有高空間分辨率的功能,這種功能能夠十分清晰的辨別出損毀的資源具體的空間分布,但是可以監(jiān)測到塌陷坑;遙感技術(shù)還具有多光譜數(shù)據(jù)的功能,這個功能的主要作用就是辨別出沒有得到妥善安置的固體廢棄物的主要構(gòu)成成分,并且準(zhǔn)確的識別出其空間分布,最重要的是遙感技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的DEM功能,其主要作用就是能夠準(zhǔn)確地分析出整個礦區(qū)的地形地勢及其特征,這對我國的礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查幫助非常大,尤其是這個功能還能將分析出來的數(shù)據(jù)繪制成相關(guān)的數(shù)據(jù)圖形,大大減少了調(diào)查人員的工作量,也減少了人工誤差。煤(矸石)自燃區(qū)以及非自燃區(qū)的輻射熱量存在著一定的差別。若不辨別其輻射熱度,在礦山開發(fā)的過程中就可能會造成一定的資源浪費(fèi),甚至?xí)霈F(xiàn)傷亡事故。而遙感技術(shù)正好能夠捕捉到這種差別,清楚的分別出礦藏的區(qū)域類型,這樣調(diào)查人員就可以根據(jù)遙感技術(shù)分析出來的圖像有選擇進(jìn)行調(diào)查,減少資源損失,也降低了對環(huán)境的損害程度。但是需要注意的是,目前,遙感數(shù)據(jù)源比較豐富,高、中、低分辨率和多光譜、高光譜數(shù)在資源環(huán)境調(diào)查中的優(yōu)勢不盡相同,在使用時可將二者優(yōu)勢有機(jī)結(jié)合起來。另外,還可以根據(jù)煤田的分布情況、當(dāng)?shù)氐V山的地質(zhì)條件,再加上適度的實(shí)地勘查,可以對檢測結(jié)果進(jìn)行恰當(dāng)?shù)男拚?,這樣監(jiān)測的準(zhǔn)確度會更高。

3.3遙感監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害

3.3.1滑坡類地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測

遙感技術(shù)在這類災(zāi)害監(jiān)測中,應(yīng)用時間很長,因此與其他災(zāi)害監(jiān)測相比積累了很多經(jīng)驗(yàn),針對這些災(zāi)害的監(jiān)測其主要監(jiān)測內(nèi)容有兩個:一個是災(zāi)害體本身,另一個是災(zāi)害體的具體信息。其涉及的技術(shù)主要有影像光譜信息、地形地貌覆蓋等,其主要方式就是設(shè)備與人相互配合,然后其自動系統(tǒng)會識別出災(zāi)害體及其分布情況等信息。因?yàn)樾逼骂惖刭|(zhì)災(zāi)害與周圍普通物體在形態(tài)以及紋理等這些細(xì)微方面存在著很大的不同,這種差別利用遙感技術(shù)能夠清楚的顯示出來,專業(yè)遙感技術(shù)使用人員,能夠通過遙感圖像明確的辨別出礦山中存在的災(zāi)害體以及規(guī)模等具體的信息。對斜坡類地質(zhì)進(jìn)行檢測,對遙感技術(shù)中的影像空間分辨率并沒有過高的要求,通常情況下,在2.5米以上即可。

3.3.2地表變形破壞程度監(jiān)測

傳統(tǒng)監(jiān)測這種地質(zhì)災(zāi)害的方法有很多,只是這些方法都有一個劣勢,那就是必須到野外工作,但是有些礦山的地質(zhì)條件非常差,工作人員難以到達(dá),所以也就降低了這些方法的操作性,也正因?yàn)槿绱?,利用這些技術(shù)取得的效果并不顯著。為了解決這個問題,近些年,發(fā)展了干涉了雷達(dá)技術(shù),該技術(shù)的應(yīng)用,大大提高了監(jiān)測的準(zhǔn)確度。該技術(shù)是在空間相干性估計等技術(shù)基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的。其主要應(yīng)用原理就是雷達(dá)波相位差,因?yàn)檠芯繀^(qū)域中的物質(zhì)不同,其SAR影像也不同,這種方式避免了大氣效應(yīng)的影響,對那些比較細(xì)微的地表變形遙感技術(shù)也能監(jiān)測得非常清楚,目前這種技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為高精度的普通使用的技術(shù)。

3.3.3地裂縫識別與監(jiān)測

礦山開發(fā)產(chǎn)生的地裂縫改變了地表幾何形態(tài)、地貌特征和光譜特征,如坡度、坡向變化等,這種變化造成了地物反射光譜的差異,產(chǎn)生的微弱變化信息在遙感圖像上能夠被反映。

3.4礦山地質(zhì)災(zāi)害危險性評估與預(yù)警

遙感技術(shù)可以貫穿礦山地質(zhì)災(zāi)害孕育、發(fā)生及發(fā)展趨勢監(jiān)測的全過程,因此遙感監(jiān)測可包括礦山地質(zhì)災(zāi)害的易發(fā)區(qū)、危險區(qū)及危險程度和預(yù)警3個層次。就危險性評估與預(yù)警的災(zāi)種而言,主要包括斜坡類地質(zhì)災(zāi)害、地表變形及地裂縫。隨著科學(xué)發(fā)展觀戰(zhàn)略的實(shí)施,礦區(qū)人與環(huán)境的和諧發(fā)展成為礦業(yè)城市發(fā)展的主旋律,開展礦山地質(zhì)災(zāi)害危險性評估與預(yù)警,將成為礦山地質(zhì)災(zāi)害遙感監(jiān)測研究的重點(diǎn)。

3.4.1地質(zhì)災(zāi)害危險性評估

地質(zhì)災(zāi)害危險性評估是在查明各種致災(zāi)地質(zhì)作用的性質(zhì)、規(guī)模和承受災(zāi)害的對象社會經(jīng)濟(jì)屬性的基礎(chǔ)上,從致災(zāi)體穩(wěn)定性和致災(zāi)體與承受災(zāi)害的對象遭遇的概率上分析入手,對其潛在的危險性進(jìn)行客觀評估。以滑坡為例,進(jìn)行危險性評估的遙感監(jiān)測工作是通過分析,找出影響礦山滑坡危險性的主要因子。該主要因子除了與滑坡密切相關(guān)的地質(zhì)地貌指標(biāo)、地理指標(biāo)及生態(tài)指標(biāo)外,還與礦產(chǎn)資源開發(fā)等人類活動的強(qiáng)度有關(guān),為此選擇如下監(jiān)測因子進(jìn)行遙感監(jiān)測研究。

3.4.2礦山地質(zhì)環(huán)境預(yù)警

這是遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查中的重要應(yīng)用,因?yàn)榈V山地質(zhì)環(huán)境的主要特點(diǎn)就是區(qū)域性,而且地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),正是因?yàn)檫@兩個特點(diǎn),才使得相關(guān)部門無法對礦山進(jìn)行全面的治理,再加之,經(jīng)費(fèi)有限,沒有足夠的經(jīng)濟(jì)支持,很難實(shí)現(xiàn)礦山的全面治理。但是遙感技術(shù)的應(yīng)用,卻解決了這個問題。因?yàn)檫b感技術(shù)可以對礦山地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行預(yù)警,一旦發(fā)生突發(fā)狀況,工作人員能夠馬上從遙感圖像中發(fā)現(xiàn),及時地對其進(jìn)行治理。遙感技術(shù)的這項(xiàng)應(yīng)用現(xiàn)已成為我國國土規(guī)劃以及災(zāi)害預(yù)防的重要管理手段,為國家決策提供精確的數(shù)據(jù)。多期遙感影像監(jiān)測能夠獲取礦山地質(zhì)環(huán)境的變化信息,而利用遙感技術(shù)開展礦山地質(zhì)環(huán)境預(yù)警工作,是對多期影像的監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行綜合分析和研究的過程,通過結(jié)合先驗(yàn)知識等輔助數(shù)據(jù),可以獲取一定的致災(zāi)因子,從而為礦山地質(zhì)環(huán)境預(yù)警提供科學(xué)依據(jù)。

4.礦山地質(zhì)環(huán)境遙感調(diào)查存在的問題

遙感技術(shù)之所以目前尚未得到廣泛的應(yīng)用,主要受限于以下兩方面的問題:一是在礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查隊伍中,技術(shù)人員對遙感技術(shù)比較陌生,使得遙感技術(shù)難以發(fā)揮應(yīng)有的作用。二是礦山地質(zhì)環(huán)境遙感調(diào)查工作需要多時相的實(shí)時或準(zhǔn)實(shí)時的遙感信息源,但價格昂貴,目前只局限于重點(diǎn)地區(qū)與重點(diǎn)工程的地質(zhì)環(huán)境調(diào)查。雖然存在以上問題,但我相信隨著遙感技術(shù)的發(fā)展和廣大地質(zhì)工作者的不懈努力,以及政府部門日益加大的支持,廣泛利用遙感技術(shù)進(jìn)行礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查研究是必然趨勢。

5.結(jié)語

篇7

關(guān)鍵詞:城市 遙感技術(shù) 數(shù)據(jù)獲取 數(shù)字城市

中圖分類號:X171 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)02(b)-0029-02

中國目前正處于城市化快速發(fā)展期。城市化的發(fā)展,一方面創(chuàng)造了城市文明和物質(zhì)繁榮,給人們帶來了極大的生活便利;另一方面則劇烈地改變著原有的生存環(huán)境,并產(chǎn)生了一系列城市問題:人口激增、環(huán)境污染、耕地占用、綠地減少和生態(tài)系統(tǒng)退化等,城市已成為社會矛盾和資源環(huán)境問題最尖銳的區(qū)域。

因此,如何采取合理有效的技術(shù)手段對城市系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和有效管理,最終實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展,是人類亟待解決的關(guān)鍵問題之一。另外,傳統(tǒng)的城市基礎(chǔ)信息獲取手段由于周期長、費(fèi)用高、范圍有限,難以及時反映城市空間發(fā)展趨勢,也已成為城市建設(shè)與管理的制約因素。因此,采用新興的信息獲取技術(shù)對現(xiàn)代城市進(jìn)行合理的規(guī)劃管理已顯得十分迫切。

1.遙感技術(shù)與城市遙感

遙感技術(shù)作為一種在不直接接觸的情況下,對目標(biāo)物或自然現(xiàn)象遠(yuǎn)距離感知的一門探測技術(shù),能夠快速、準(zhǔn)確地獲取城市發(fā)展、建設(shè)的有關(guān)信息,既有城市宏觀的全貌和綜合數(shù)據(jù),又有城市街區(qū)的微觀圖像和基礎(chǔ)數(shù)據(jù),可以全面、高效、實(shí)時地揭示城市的發(fā)展變化。正是由于遙感技術(shù)具有的顯著優(yōu)越性,使得城市遙感逐漸成為眾多學(xué)者與專業(yè)技術(shù)人員關(guān)注的熱點(diǎn)領(lǐng)域,城市遙感技術(shù)也開始廣泛地運(yùn)用到城市規(guī)劃與建設(shè)、土地開發(fā)、環(huán)境監(jiān)測、人口統(tǒng)計以及園林綠化等各個方面,逐漸成為城市管理決策的核心技術(shù)手段之一。所謂城市遙感,即以城市系統(tǒng)為研究對象,利用遙感技術(shù)為城市規(guī)劃管理者提供多方面的基礎(chǔ)信息和相關(guān)資料的科學(xué)技術(shù)。目前,城市遙感主要采用航空與航天遙感相結(jié)合,同時輔以地面實(shí)地調(diào)查的一種技術(shù)方法。全球現(xiàn)有1000多顆遙感衛(wèi)星在軌運(yùn)行(2012年8月數(shù)據(jù)),如美國的QuickBird,法國的SPOT,中國的CBERS以及印度的IRS等。各種遙感平臺的定期與不定期的作業(yè),可見光與彩色紅外攝影、熱紅外掃描、多光譜與高光譜掃描等各種成像技術(shù)的應(yīng)用,使得多分辨率、多光譜、多質(zhì)量等級的城市動態(tài)信息數(shù)據(jù)的獲取成為可能。如今,城市遙感技術(shù)的運(yùn)用,已成為衡量現(xiàn)代城市規(guī)劃與管理水平高低的一個重要標(biāo)志。它對于及時了解和掌握城市發(fā)展變化及資源環(huán)境狀況,對于合理進(jìn)行城市規(guī)劃、調(diào)整用地結(jié)構(gòu)、保護(hù)城市環(huán)境和實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。

2.城市遙感技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

城市遙感技術(shù)為全面、高效、實(shí)時地了解城市的發(fā)展變化提供了有力的技術(shù)支撐,它已逐漸滲透到城市建設(shè)和研究的各個領(lǐng)域,在城市規(guī)劃管理中的巨大的作用也日益顯現(xiàn)。目前,城市遙感技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

2.1城市基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)的獲取

城市基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)包括數(shù)字地圖、正射影像圖、數(shù)字高程模型、數(shù)字景觀模型、數(shù)字專題圖和各種專用地理信息數(shù)據(jù)等?,F(xiàn)代城市建設(shè)需要大量的基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù),利用遙感技術(shù)可制作不同種類、各種比例尺的專題圖或影像圖,以滿足不同使用者的需求,加快城市數(shù)字化的進(jìn)程。近些年,由于計算機(jī)技術(shù)以及數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字正射影像圖在城市設(shè)計和管理中的應(yīng)用日趨活躍,其特點(diǎn)正在被城市規(guī)劃者認(rèn)同,并在應(yīng)用實(shí)踐中得到進(jìn)一步發(fā)展。

此外,為了更真實(shí)、直觀地反映城市的地形地貌及環(huán)境狀況,對城市數(shù)字高程模型和景觀模型等數(shù)據(jù)的需求也日益增多,利用遙感信息快速生成數(shù)字高程模型和景觀模型,在技術(shù)上已經(jīng)日臻完善。應(yīng)用數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)所具有的制作城市景觀數(shù)字模型的功能,在計算機(jī)上能夠非常逼真地再現(xiàn)城市場景,并可以多視角瀏覽,有助于改善城市設(shè)計與規(guī)劃決策。以上基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的獲取與生成均離不開城市遙感技術(shù)。

2.2實(shí)現(xiàn)城市環(huán)境的宏觀監(jiān)測

固體廢棄物、大氣和水體的污染以及城市熱島都是城市發(fā)展中面臨的主要環(huán)境問題,利用遙感技術(shù)可以有效地開展城市環(huán)境問題的宏觀監(jiān)測。

例如,不同的物體在遙感影像上具有明顯的的灰階、色調(diào)、紋理特征差異。因此,利用高分辨率的遙感圖像就可以對城鄉(xiāng)結(jié)合部的固體廢棄物進(jìn)行解譯與識別;其次,根據(jù)特定時期的城市大氣環(huán)境在遙感影像的電磁波輻射強(qiáng)弱特征,結(jié)合實(shí)地環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù),建立兩者之間的相關(guān)數(shù)學(xué)分析模型,可以對城市大氣污染的現(xiàn)狀與空間分布進(jìn)行測定與評估;第三,城市熱島是由于城市擴(kuò)張與熱源排放導(dǎo)致的市區(qū)溫度高于郊區(qū)的一種污染效應(yīng)。研究者可通過對熱紅外影像的分析判讀,揭示城市熱島強(qiáng)度和空間分布范圍,并對其分布特征、形成規(guī)律等進(jìn)行深入研究。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對城市熱環(huán)境進(jìn)行合理規(guī)劃和科學(xué)管理的目的;在水污染監(jiān)測方面,遙感技術(shù)也能夠發(fā)揮重要作用,由于不同水體中的污染物成分、濃度不同,導(dǎo)致水體反射率發(fā)生變化,因而在遙感圖像上也會有明顯反映。研究者可通過分析相關(guān)遙感信息,判斷出水體污染的類型、程度以及空間分布,從而為城市水環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)決策依據(jù)。

2.3為城市規(guī)劃提供技術(shù)支持

利用遙感技術(shù)可以快速、準(zhǔn)確地獲取城市規(guī)劃和城市建設(shè)所需的各種信息數(shù)據(jù)。具有遙感信息判讀經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員,通過對城市歷史以及現(xiàn)狀的各類遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行人工判讀解譯,結(jié)合計算機(jī)智能識別與分類技術(shù)提取相應(yīng)的城市專題信息,容易發(fā)現(xiàn)城市化發(fā)展中存在的一些突出問題,因而可以提出對城市規(guī)劃與管理決策具有現(xiàn)實(shí)意義的建議。遙感技術(shù)在城市規(guī)劃管理中已經(jīng)和正在發(fā)揮著重要的作用,例如,早在20世紀(jì)50、60年代,我國就利用航空影像數(shù)據(jù)對部分城市區(qū)域開展了初步調(diào)查研究;“十一五”期間,國家建設(shè)部啟動了針對我國86個重點(diǎn)城市的城市建設(shè)遙感動態(tài)監(jiān)測項(xiàng)目;此外,列入國家863計劃的信息獲取與處理技術(shù)重大課題,利用高空間分辨率的QuickBird衛(wèi)星影像進(jìn)行城市大比例尺地形圖的更新研究,都是遙感技術(shù)在城市規(guī)劃領(lǐng)域應(yīng)用的很好的例證??深A(yù)見,隨著城市遙感技術(shù)的不斷進(jìn)步,遙感信息數(shù)據(jù)在城市規(guī)劃建設(shè)中的應(yīng)用將會產(chǎn)生巨大的社會經(jīng)濟(jì)效益。

2.4城市化進(jìn)程及土地利用動態(tài)監(jiān)控

隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,城市人口與城市空間規(guī)模的不斷膨脹,城市邊緣地帶的大量耕地、生態(tài)用地正在被蠶食,城市空間急劇擴(kuò)張中出現(xiàn)的盲目無序、生態(tài)環(huán)境破壞、公共交通導(dǎo)向滯后等問題,均對城市健康發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此,對城市空間擴(kuò)展及土地利用變化進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測,是發(fā)現(xiàn)和解決城市問題的一個重要途徑。在城市化迅速發(fā)展的背景之下,利用遙感技術(shù)對城市區(qū)域不同時相的各類航空、衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)進(jìn)行解譯分析,能夠迅速、準(zhǔn)確地獲取城市建成區(qū)內(nèi)各種土地利用的現(xiàn)狀與歷史信息數(shù)據(jù)。研究者可以客觀了解不同時期內(nèi)城市居住、耕地、林地、水體、交通等用地的面積、分布和動態(tài)變化情況,從而為深入研究城市化發(fā)展問題、合理進(jìn)行城市土地利用規(guī)劃提供強(qiáng)有力的技術(shù)手段。

2.5城市園林綠地與植被調(diào)查研究

城市綠地與植被是城市自然生態(tài)系統(tǒng)的重要構(gòu)成要素,綠色植物具有釋放氧氣、凈化污染、調(diào)節(jié)城市氣候、美化景觀等諸多生態(tài)功能,因而在城市系統(tǒng)中充當(dāng)環(huán)境調(diào)節(jié)器角色。隨著城市生態(tài)環(huán)境日趨惡化,這種作用更加受到人們的關(guān)注,城市綠地監(jiān)測和動態(tài)評價已成為城市問題研究的核心內(nèi)容之一。利用遙感技術(shù)能快速準(zhǔn)確地獲取城市園林綠地的分布和植被覆蓋度信息,了解城市綠地景觀的組成、植被種類和空間布局。應(yīng)用遙感影像對城市園林綠地進(jìn)行調(diào)查,首先是根據(jù)調(diào)查研究的內(nèi)容選取不同類型、時相和分辨率影像數(shù)據(jù),然后對影像數(shù)據(jù)進(jìn)行校正、解譯和分類。最后計算出綠地面積并對城市植被覆蓋狀況按等級進(jìn)行劃分,通過對不同時相的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)變化分析,能夠建立起供政府決策利用的空間數(shù)據(jù)庫與模型庫。近10年來,國內(nèi)的北京、廣州、上海、天津、深圳、重慶等城市均開展了城市綠地遙感調(diào)查和評價研究,各種類型的遙感數(shù)據(jù)源都得到了廣泛地運(yùn)用,也取得了較好的效果,相關(guān)研究成果的取得極大地推動了我國城市綠化及城市生態(tài)研究工作。

3.城市遙感技術(shù)的發(fā)展與展望

遙感技術(shù)問世30多年來,其應(yīng)用的深度和廣度都在不斷的拓展。目前,這一技術(shù)正從單一遙感資料的分析,向多時相、多數(shù)據(jù)源的信息復(fù)合與綜合分析過渡,從區(qū)域靜態(tài)分析研究向動態(tài)監(jiān)測和過程預(yù)測過渡,從定性調(diào)查、系列制圖,向計算機(jī)輔助的數(shù)字處理、定量自動制圖過渡,從對各種事物的表面性的描述向內(nèi)在規(guī)律分析、定量化分析過渡。預(yù)計在未來一段時期,城市遙感技術(shù)將在以下一些方面有較大的發(fā)展。

3.1遙感數(shù)據(jù)獲取技術(shù)的發(fā)展

隨著新型傳感器研發(fā)水平的提高以及城市遙感對各類數(shù)據(jù)需求的增加,高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)在城市中得以廣泛應(yīng)用。尤其是IKONOS、QuickBird、GeoEye-1等一系列商業(yè)衛(wèi)星的成功發(fā)射和運(yùn)行,將逐步取代航空遙感數(shù)據(jù)成為城市遙感的主要數(shù)據(jù)源。高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)在城市規(guī)劃、城市土地調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測、城市地圖和專題地圖更新等方面會發(fā)揮重要的作用。對于全球用戶而言,無論你身在何處,都能夠更方便地采用聯(lián)機(jī)方式直接定購和接收產(chǎn)品,相關(guān)遙感數(shù)據(jù)信息能以數(shù)字方式傳輸,在幾小時內(nèi)就可以獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。

3.2構(gòu)建新型城市遙感信息模型

遙感信息模型是集地形模型、數(shù)學(xué)模型和物理模型之大成,它是利用遙感信息和地理信息影像化方法建立起來的一種可視化模型,是一種注重知識表達(dá)和影像理解的模型。城市遙感信息模型是遙感技術(shù)應(yīng)用深入發(fā)展的關(guān)鍵,構(gòu)建各類針對具體研究對象的城市遙感信息模型,可計算和反演對實(shí)際應(yīng)用非常有價值的城市環(huán)境參數(shù)。在過去幾十年中,盡管人們發(fā)展了許多遙感信息模型,如植被指數(shù)和植被覆蓋度模型、地表蒸散估算模型、城市地表不透水層模型、地表溫度指數(shù)及歸一化水體指數(shù)模型等,但遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前城市遙感應(yīng)用的需要,因此發(fā)展新的遙感信息模型仍然是當(dāng)前城市遙感技術(shù)研究的前沿。

3.3“3S”信息技術(shù)的集成應(yīng)用

未來由遙感(Rs)、地理信息系統(tǒng)(GIS)和全球定位系統(tǒng)(GPS)作為主體構(gòu)成的空間信息集成技術(shù)系統(tǒng),將完成其從理論、方法、技術(shù)框架到實(shí)施步驟的研究和應(yīng)用,最終形成具有多維城市信息獲取與實(shí)時處理特點(diǎn)的新的綜合技術(shù)領(lǐng)域。其中,遙感可為地理信息系統(tǒng)提供海量的空間數(shù)據(jù)信息,地理信息系統(tǒng)為遙感影像處理分析提供高效的輔助工具,全球定位系統(tǒng)為遙感對地觀測信息提供實(shí)時的定位信息和地面高程模型?!?s”一體化集成將最終建成新型的城市三維信息獲取系統(tǒng),并形成高效、高精度的信息處理分析流程,這對遙感技術(shù)在城市系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

3.4全面推進(jìn)“數(shù)字城市”的建設(shè)

“數(shù)字城市”是城市信息化的戰(zhàn)略目標(biāo)和城市現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。遙感技術(shù)發(fā)展在“數(shù)字城市”的建設(shè)過程中將扮演舉足輕重的角色,遙感信息是“數(shù)字城市”的多源信息的一個重要的分支,與城市發(fā)展的其他信息相比,有其顯著的特點(diǎn)和應(yīng)用優(yōu)勢。作為“數(shù)字城市”建設(shè)中的關(guān)鍵性支撐技術(shù)之一,遙感信息的獲取與處理技術(shù)隨著數(shù)字化時代的到來正在高速發(fā)展,人們對遙感信息內(nèi)在規(guī)律與實(shí)用價值的認(rèn)識也愈加深入。因此,遙感技術(shù)在城市領(lǐng)域的應(yīng)用將越來越廣泛,這必將推動“數(shù)字城市”和“數(shù)字地球”的建設(shè),對于提升城市規(guī)劃和管理決策水平,提高城市建設(shè)的社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境等的綜合效益,以及推進(jìn)城市的科學(xué)發(fā)展將起到十分重要的作用。

篇8

關(guān)鍵詞:遙感技術(shù);土地調(diào)查;土地資源

中圖分類號:TP319文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-2374(2009)22-0036-02

目前,我國土地資源的形勢十分嚴(yán)峻,因此,切實(shí)保護(hù)土地資源盡快提高土地調(diào)查評價信息化水平,改變傳統(tǒng)國土資源管理工作方式,采用現(xiàn)代化技術(shù)手段,準(zhǔn)確、快速地掌握國土資源現(xiàn)狀、潛力、變化規(guī)律和利用狀況,科學(xué)規(guī)劃、配置、合理開發(fā)利用國土資源,保證耕地總量動態(tài)平衡,實(shí)現(xiàn)國土資源決策、管理現(xiàn)代化和服務(wù)社會化,促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和社會全面進(jìn)步,是國土資源管理工作面臨的當(dāng)務(wù)之急,也是必須實(shí)現(xiàn)的戰(zhàn)略目標(biāo)。搞好土地資源調(diào)查評價信息化既是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,也是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要保證,是事關(guān)全國大局和中華民族子孫后代的重大問題。 第二次農(nóng)村土地調(diào)查是對農(nóng)村土地資源的一次詳細(xì)調(diào)查,掌握我國大半江山資源變動情況,農(nóng)村土地調(diào)查也是為合理利用土地資源提供指示,為國土資源信息化管理提供依據(jù),也為國家宏觀調(diào)控及管理提供參考。

一、農(nóng)村第二次土地調(diào)查

摸清土地資源家底,掌握真實(shí)的土地利用狀況,獲取準(zhǔn)確的土地基礎(chǔ)數(shù)據(jù),是開展第二次全國土地調(diào)查(以下簡稱“二次調(diào)查”)工作的主要目的。成果核查作為二次調(diào)查工作的重要組成部分,是保障全國土地調(diào)查成果真實(shí)、準(zhǔn)確的重要手段,是保證調(diào)查成果質(zhì)量的有效措施,是做好二次調(diào)查工作的關(guān)鍵。

摸清土地家底,還關(guān)系18億畝耕地保護(hù)措施的落實(shí)和永久基本農(nóng)田的劃定,關(guān)系千家萬戶土地使用者、土地所有者合法權(quán)益的保護(hù)以及農(nóng)村集體土地管理制度改革的推進(jìn)。加強(qiáng)土地調(diào)控,確保土地的科學(xué)、合理使用,才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展,尤其在應(yīng)對國際金融危機(jī)挑戰(zhàn),保增長、保民生、保穩(wěn)定成為首要任務(wù)之時,摸清土地家底,才能對土地家底有清醒的認(rèn)識,防止以保增長為名亂占土地,使保增長始終在節(jié)約集約用地軌道上進(jìn)行。

農(nóng)村土地調(diào)查主要包括:界線及控制面積、地類調(diào)查(地類調(diào)查方法、外業(yè)調(diào)查基本程序及要求、線狀地物調(diào)查、圖斑調(diào)查、零星地類調(diào)查、地物補(bǔ)測、農(nóng)村土地調(diào)查記錄手簿填寫)、耕地坡度等級確定、田坎系數(shù)測算與扣除、海島調(diào)查、面積計算以及基本農(nóng)田調(diào)查等。

二、遙感技術(shù)在農(nóng)村土地調(diào)查中的應(yīng)用

(一)技術(shù)方法

以航空、航天遙感影像為主要信息源:農(nóng)村土地調(diào)查將以1∶10000比例尺為主,充分應(yīng)用航空、航天遙感技術(shù)手段,及時獲取客觀現(xiàn)勢的地面影像作為調(diào)查的主要信息源,如圖1所示:

基于內(nèi)外業(yè)相結(jié)合的調(diào)查方法:農(nóng)村土地調(diào)查以1∶10000主比例尺,以正射影像圖作為調(diào)查基礎(chǔ)底圖,充分利用現(xiàn)有資料,在GPS等技術(shù)手段引導(dǎo)下,實(shí)地對每一塊土地的地類、權(quán)屬等情況進(jìn)行外業(yè)調(diào)查,并詳細(xì)記錄,繪制相應(yīng)圖件,填寫外業(yè)調(diào)查記錄表,確保每一地塊的地類、權(quán)屬等現(xiàn)狀信息詳細(xì)、準(zhǔn)確、可靠。以外業(yè)調(diào)繪圖件為基礎(chǔ),采用成熟的目視解譯與計算機(jī)自動識別相結(jié)合的信息提取技術(shù),對每一地塊的形狀、范圍、位置進(jìn)行數(shù)字化,準(zhǔn)確獲取每一塊土地的界線、范圍、面積等土地利用信息,如圖2所示。

基于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的土地利用數(shù)據(jù)庫建設(shè)方法:按照國家統(tǒng)一指定的數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范,以農(nóng)村城鎮(zhèn)為單位,系統(tǒng)整理調(diào)查記錄,逐圖斑錄入。對圖斑的圖形數(shù)據(jù)和圖斑屬性的表單數(shù)據(jù)進(jìn)行屬性聯(lián)結(jié),形成集圖形、影像、屬性、文檔為一體的土地利用數(shù)據(jù)庫。

(二)遙感技術(shù)應(yīng)用

航空遙感影像一直是中國城市大比例尺土地利用現(xiàn)狀圖的主要信息源。第二次土地調(diào)查基本要求是采取航測遙感影像,制作地方調(diào)查底圖,保證基礎(chǔ)底圖的客觀性和統(tǒng)一性。IMU/DGPS輔助航空攝影測量技術(shù)、數(shù)字航空攝影技術(shù)、低空數(shù)碼遙感等航空數(shù)碼遙感新技術(shù),可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)航空攝影技術(shù)的薄弱環(huán)節(jié),對機(jī)場和天氣條件的依賴性較小。飛機(jī)在航攝飛行中直接測定航攝儀的位置和姿態(tài),并經(jīng)嚴(yán)格的聯(lián)合數(shù)據(jù)后處理,獲得定向測圖所需的高精度航片外方位元素,可實(shí)現(xiàn)無或極少地面控制的航片定向,進(jìn)而大大縮短航測成圖生產(chǎn)周期,節(jié)省成圖費(fèi)用。生成的遙感數(shù)據(jù)具有高分辨率、高成像質(zhì)量優(yōu)勢,以及方便計算機(jī)處理管理、快速、低成本的特點(diǎn)。在土地資源信息化管理中,航空數(shù)碼遙感新技術(shù)可廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)更新大比例尺土地利用圖件,如1∶500,1∶1000,1∶2000比例尺專題圖,非常適合于小城鎮(zhèn)、村莊、大型廠礦企業(yè)的土地利用信息快速獲取,如圖2所示。

遙感作為一種高效獲取信息的手段,其蘊(yùn)涵的信息量豐富、全天候、信息獲取周期短和多光譜特性,在我國土地資源調(diào)查監(jiān)測工作中得到廣泛應(yīng)用。首先遙感技術(shù)在土地利用動態(tài)監(jiān)測中發(fā)揮了重要作用。

其次,遙感技術(shù)在土地利用更新調(diào)查中得到廣泛應(yīng)用。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,科學(xué)技術(shù)水平不斷提高,土地調(diào)查手段也在不斷更新,目前全國許多地方,為了配合新一輪土地利用總體規(guī)劃修編,已經(jīng)完成和正在啟動以遙感為主要數(shù)據(jù)源的土地利用更新調(diào)查,實(shí)踐證明,遙感技術(shù)在土地調(diào)查能夠提供較為準(zhǔn)確的信息,具有應(yīng)用遠(yuǎn)景。

第三,遙感技術(shù)在農(nóng)村產(chǎn)權(quán)調(diào)查、城市集約利用潛力評價等工作中得到充分應(yīng)用。在農(nóng)村產(chǎn)權(quán)調(diào)查中利用航空和航天數(shù)據(jù),節(jié)省了大量的時間和人力,提高了成果精度,在大多數(shù)省份的農(nóng)村產(chǎn)權(quán)調(diào)查中得到廣泛應(yīng)用。

從總體上,遙感技術(shù)不斷成熟,高分辨率、高光譜遙感以及雷達(dá)影像應(yīng)用于土地資源調(diào)查技術(shù)日趨成熟。在項(xiàng)目的進(jìn)展過程中,通過不斷追蹤新技術(shù)和新方法,促使遙感技術(shù)和手段從宏觀化向微觀化發(fā)展,應(yīng)用水平也在向縱深化發(fā)展。同時為了探索高光譜數(shù)據(jù)在土地動態(tài)監(jiān)測中應(yīng)用潛力,國土資源部開展高光譜在土地動態(tài)遙感監(jiān)測中試驗(yàn)研究。該研究以成像光譜數(shù)據(jù)為主要遙感信息源,在現(xiàn)有土地動態(tài)遙感監(jiān)測技術(shù)、方法、流程基礎(chǔ)上,通過成像光譜技術(shù)在土地動態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用研究,形成一套具有較高自動化和定量化程度的土地動態(tài)遙感監(jiān)測技術(shù)流程,為國土資源大調(diào)查和土地資源管理提供先進(jìn)的技術(shù)手段。

三、結(jié)語

目前農(nóng)村土地調(diào)查全面完成,城鎮(zhèn)土地調(diào)查扎實(shí)推進(jìn)。截至今年6月底,全國農(nóng)村土地外業(yè)調(diào)查已經(jīng)全面完成;農(nóng)村土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫建設(shè)完成96.3%;城鎮(zhèn)土地調(diào)查完成7.2萬平方公里,完成比例為72%;已有1954個縣級調(diào)查單位開展基本農(nóng)田上圖工作。農(nóng)村土地確權(quán)登記取得積極進(jìn)展。實(shí)踐證明,遙感技術(shù)具有應(yīng)用前景,信息準(zhǔn)確,程序簡便,同時也減少大量的人力、物力投資成本,在土地調(diào)查中各種手段中,遙感技術(shù)在很多方面具有優(yōu)勢,也在土地調(diào)查中發(fā)揮越來越重要的作用。

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篇9

關(guān)鍵詞 遙感;應(yīng)用;發(fā)展趨勢

中圖分類號TP75 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708(2012)68-0209-02

1 遙感的定義與分類

1.1 遙感的定義

遙感,從廣義來說泛指各種非接觸、遠(yuǎn)距離探測物體的技術(shù);而本文談?wù)摰倪b感是指電磁波遙感,即狹義的遙感,其定義是:從遠(yuǎn)距離、高空以至外層空間的平臺上,利用可見光、紅外、微波等探測儀器,通過攝影掃描、信息感應(yīng)、傳輸和處理等技術(shù)過程,識別地面物體的性質(zhì)和運(yùn)動狀態(tài)的現(xiàn)代化技術(shù)系統(tǒng)。

1.2 遙感的分類

按照研究對象遙感可分為資源遙感與環(huán)境遙感兩大類[1],資源遙感以調(diào)查自然資源狀況和監(jiān)測再生資源的動態(tài)變化為主。環(huán)境遙感則是對自然與社會環(huán)境的動態(tài)變化進(jìn)行監(jiān)測并做出評價與預(yù)報的統(tǒng)稱。此外,按照應(yīng)用空間尺度遙感可以把遙感分為全球遙感、區(qū)域遙感和城市遙感三種類型。

遙感是一門綜合性的技術(shù),它涉及地理學(xué)、測繪學(xué)、計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、規(guī)劃管理等許多學(xué)科。它的概念和基礎(chǔ)是物理學(xué)、測繪學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地理學(xué);它的技術(shù)支撐是航天技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和圖像處理技術(shù)。伴隨著航天技術(shù)的不斷進(jìn)步,空間遙感對地觀測獲得了巨大的發(fā)展,可以預(yù)計,在今后的遙感發(fā)展過程中,全方位、全覆蓋、多角度、高分辨及高時效的遙感觀測系統(tǒng),將會被廣泛的應(yīng)用在各個領(lǐng)域的調(diào)查研究工作中。

2 遙感應(yīng)用

遙感的應(yīng)用已從上世紀(jì)早期單純的軍事用途擴(kuò)大到現(xiàn)代生活的各個方面,如土地管理、氣象預(yù)報、全球變化研究、災(zāi)害監(jiān)測、資源調(diào)查與動態(tài)變化監(jiān)測、生態(tài)調(diào)查、旅游、交通等各行各業(yè),成為服務(wù)人類現(xiàn)代生活的重要高科技手段之一。

2.1 遙感在土地資源中的應(yīng)用

遙感技術(shù)是土地資源狀況調(diào)查評價與動態(tài)監(jiān)測的重要技術(shù)手段。隨著遙感技術(shù)在空間識別、地物波譜識別和變化時間識別方面能力的提高,土地遙感正在成為遙感科學(xué)的重要分支。我國歷來對國土資源十分重視[2],特別是自國土資源部成立以來,非常重視土地資源的動態(tài)監(jiān)測工作,從1999年開始,遙感監(jiān)測工作作為國土資源大調(diào)查的重要組成部分,連續(xù)16年,每年開展對全國重點(diǎn)地區(qū)的遙感監(jiān)測。

土地遙感的應(yīng)用領(lǐng)域包括[1]:監(jiān)測建設(shè)用地變化趨勢、布局及規(guī)模;為土地資源管理提供現(xiàn)勢基礎(chǔ)資料;輔助檢查土地利用總體規(guī)劃執(zhí)行情況;復(fù)核土地變更調(diào)查;輔助開展土地變更調(diào)查;輔助開展土地利用現(xiàn)狀圖更新;基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)監(jiān)測;配合土地執(zhí)法檢查。

2.2 遙感在礦產(chǎn)資源中的應(yīng)用

不論用什么方法找礦,了解礦床形成過程和成礦原理都是非常重要的,遙感找礦也不例外。在漫長的地質(zhì)年代里,沉積、巖漿及變質(zhì)三大類巖石也在不停地進(jìn)行轉(zhuǎn)化,在地質(zhì)構(gòu)造等作用下,可以在不同類型的巖石中,形成由各種不同的金屬礦物和非金屬礦物富集而形成的各種礦床,而遙感影像能夠真實(shí)

地記錄地球表面三大類巖石的光譜與紋理特征。同時,采用遙感技術(shù)圈定各類構(gòu)造形態(tài)、色異常等現(xiàn)象,對于礦產(chǎn)調(diào)查、圈定成礦遠(yuǎn)景區(qū)、成礦預(yù)測也有著重要的指導(dǎo)作用。遙感技術(shù)尋找油[3]是通過提取遙感影像的烴類微滲漏信息來預(yù)測油區(qū)的烴類微滲漏暈以其特有的波譜特性可以被遙感技術(shù)檢測,從而實(shí)現(xiàn)油氣預(yù)測,這也是遙感技術(shù)直接找油的原理。

2.3 遙感在城市建設(shè)中的應(yīng)用

城市是一個時代經(jīng)濟(jì)、社會、科學(xué)和文化的匯聚點(diǎn),在全面建設(shè)小康社會中,我國城市化速度還將加快。遙感在城市建設(shè)中應(yīng)用主要為以下三個方面:1)城市景觀結(jié)構(gòu)調(diào)查。土地是城市賴以存在的物質(zhì)基礎(chǔ),城市遙感首先就是調(diào)查城市土地利用狀況,提供工商業(yè)、文化、交通、綠地和水體的分布和面積;2)城市道路規(guī)劃與交通環(huán)境分析。低空航空攝影[4]對全市車流的瞬時調(diào)查,就可以幾乎同時測出各個路段和交叉路口的機(jī)動車和自行車的車流密度,編繪出主要道路交叉口的車流量圖,既簡便易行,又準(zhǔn)確可靠,在交通管理、道路拓寬和過街橋、立交橋選址等方面,都能夠發(fā)揮作用;3)城市環(huán)境污染調(diào)查。受污染損害的植物[5],葉片葉綠素降低,在彩色紅外像片上紅的成分減少,污染程度通過影像色調(diào)的變化被記錄下來,再參考樹木缺株、形態(tài)或冠幅變小的程度,就可以繪制出分輕、中、重三級的污染程度。

2.4 遙感在海洋領(lǐng)域的應(yīng)用

海洋遙感[6]是指以海洋及海岸帶作為監(jiān)測、研究對象的遙感,包括物理海洋學(xué)遙感、生物海洋學(xué)、化學(xué)海洋學(xué)遙感與海水監(jiān)測、海洋污染監(jiān)測等。海洋遙感大幅度提升了海洋調(diào)查技術(shù)水平,與其余調(diào)查手段相比,具有很明顯的優(yōu)勢。如:不受惡劣自然條件的限制、拓展了海洋調(diào)查的廣度、能夠?qū)崟r長效的進(jìn)行檢測、龐大的信息獲取量以及應(yīng)用范圍的多樣性。

2.5 遙感在氣象中的應(yīng)用

氣象衛(wèi)星的出現(xiàn),為人類自上而下觀測大氣層和地表、生態(tài)的變化提供了一種新型可靠的手段,由此應(yīng)運(yùn)而生的衛(wèi)星氣象[3]成為大氣科學(xué)發(fā)展史上又一新的里程碑。氣象遙感的研究內(nèi)容主要包括兩個方面:一是尋找從衛(wèi)星上探測和獲取大氣中主要?dú)庀笠睾痛髿猬F(xiàn)象的理論和方法;二是研究衛(wèi)星資料的處理技術(shù)和使用方法。例如利用紅外通道和可見光通道中對比,可以很好解決大霧區(qū)、中高云區(qū)及地表的區(qū)分問題,區(qū)別出哪些是霧,哪些是云,哪些是地表,此外利用遙感還可以對沙塵暴有很好的監(jiān)控作用。

2.6 遙感在地質(zhì)災(zāi)害管理中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的獲取災(zāi)害損失評估信息方法主要依靠地面調(diào)查以及歷史資料,耗費(fèi)時間過長且因資料更新滯后,不能及時的體現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害管理的作用。隨著遙感技術(shù)及其他相關(guān)高新技術(shù)的高速發(fā)展,地質(zhì)災(zāi)害遙感調(diào)查正處于逐步推廣的階段。衛(wèi)星遙感技術(shù)的宏觀性、全天候和全天時以及周期性,為地質(zhì)災(zāi)害的研究提供了強(qiáng)有力的手段,并逐漸成為地球?yàn)?zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)工程中的主要技術(shù)。遙感技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害管理的整個過程。在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、監(jiān)測、預(yù)警、評估的四個階段中,均能夠及時準(zhǔn)確的提供調(diào)查、評估、預(yù)警,為地質(zhì)災(zāi)害管理工作的開展提供依據(jù)。

2.7 遙感在考古中的應(yīng)用

考古工作,是探索人類文明發(fā)展的重要手段。隨著考古研究工作的擴(kuò)展,考古學(xué)家們從了解個別的考古遺址文化上升到對某一地區(qū)、某一國家,或者是更大范圍的一個時空去認(rèn)識人類文明的發(fā)展,這就需要考察更大的范圍與空間,僅依靠地面的考古資料就顯得不足,而且也很難使資料收集得完整,利用肉眼去觀察分析考古遺跡現(xiàn)象受時間、地點(diǎn)、氣候、光照等諸多因素影響,具有很大的局限性[8]。而高分辨率遙感圖像、航拍像片的分辨率均可達(dá)到1m左右,同時可全球、全天候覆蓋,加上特殊信號可以穿透地表,開展更加精確探測的探測工作,這些先進(jìn)技術(shù)在考古研究、文物保護(hù)管理上可起到?jīng)Q定性的作用。

從考古的角度來看,人類遺產(chǎn)的挖掘是繼承和弘揚(yáng)古代文明的重要途經(jīng)。利用遙感技術(shù)開展古遺址尋找、普查研究是最為有效的手段。遙感信息古遺址研究不僅可以填補(bǔ)或充實(shí)人類文明歷史,而且對研究古代地緣政治,確定歷史時期的軍事和疆域爭議十分重要,且將大大提高田野考古的效率和質(zhì)量,把我國的考古學(xué)提高到一個新的高度。

3 遙感應(yīng)用的發(fā)展趨勢

隨著遙感技術(shù)應(yīng)用研究的深入發(fā)展,遙感數(shù)據(jù)分辨率不斷提高,數(shù)據(jù)量持續(xù)增長,數(shù)據(jù)處理的方法和程序也日趨復(fù)雜,從而導(dǎo)致GIS系統(tǒng)所需要解決的問題也越來越多,GIS的發(fā)展也更加偏向于解決數(shù)據(jù)的存儲、管理和處理,但這樣并不能從根本解決問題。經(jīng)過不斷的總結(jié),最終發(fā)現(xiàn)如果想要解決實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的問題,就必須多技術(shù)、多方法、多角度、多渠道對數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集處理。遙感技術(shù),是一種信息獲取的技術(shù),相對缺乏信息處理、提取以及解決問題的能力。因而科學(xué)家們將遙感技術(shù)與GIS、GPS、計算機(jī)、仿真、虛擬等多種信息技術(shù)緊密結(jié)合,共同應(yīng)用解決復(fù)雜的綜合問題。

“3S”技術(shù)集成就是在這樣的背景下產(chǎn)生的,3S技術(shù)[10]即指遙感(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)3種技術(shù)集成的總稱?!?S”集成技術(shù)的應(yīng)用,是一個自然的發(fā)展趨勢,RS和GPS為GIS進(jìn)行空間分析提供了更新區(qū)域信息和空間定位信息,從RS和GPS提供的大量數(shù)據(jù)中提取有用信息,并進(jìn)行綜合集成,使之成為決策的科學(xué)依據(jù)。GIS、RS和GPS三者技術(shù)的集成,形成了一個更加完整、準(zhǔn)確及實(shí)施的對地觀測、分析及應(yīng)用系統(tǒng),從而推動了遙感技術(shù)的進(jìn)步。

4 結(jié)論

綜上,遙感應(yīng)用既是系統(tǒng)科學(xué)又是系統(tǒng)工程,既是區(qū)域性的又是全球性的,既是邊緣科學(xué)又是交叉科學(xué)。通過對以上土地監(jiān)測、地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查、城市建設(shè)、環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測、海洋、氣象與考古遙感等幾個主要方面遙感技術(shù)應(yīng)用的介紹,可以看出遙感已經(jīng)滲透到社會生活及科研領(lǐng)域的各個方面,3S技術(shù)的集成已經(jīng)成為必然,我們應(yīng)該進(jìn)一步發(fā)掘遙感技術(shù)應(yīng)用的潛力,開拓遙感技術(shù)應(yīng)用的新局面,更加有效的保護(hù)和科學(xué)的利用好我國的資源與環(huán)境。

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篇10

衛(wèi)星遙感技術(shù)集中了空間、電子、光學(xué)、計算機(jī)通信和地學(xué)等學(xué)科的最新成就,是當(dāng)代高新技術(shù)的一個重要組成部分。我國衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用已經(jīng)走過了多年艱苦探索與攀登的道路。如今,我們欣喜地看到衛(wèi)星遙感應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)起步并正在走向成熟和輝煌。

眾所周知,近十年來全球空間對地觀測技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用已經(jīng)表明,衛(wèi)星遙感技術(shù)是一項(xiàng)應(yīng)用廣泛的高科技,是衡量一個國家科技發(fā)展水平的重要尺度?,F(xiàn)在不論是西方發(fā)達(dá)國家還是亞太地區(qū)的發(fā)展中國家,都十分重視發(fā)展這項(xiàng)技術(shù),無論在政策、資金,還是在人力、物力上都給予衛(wèi)星遙感以特別的重視和傾斜,寄希望于衛(wèi)星遙感技術(shù)能夠給國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛躍提供強(qiáng)大的推動力和可靠的戰(zhàn)略決策依據(jù)。這種希望給衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展帶來新的機(jī)遇。面對這種形勢,我國衛(wèi)星遙感技術(shù)如何發(fā)展,如何使衛(wèi)星遙感技術(shù)真正成為實(shí)用化、產(chǎn)業(yè)化的技術(shù),直接為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)做好先行,是值得我們認(rèn)真思考而且必須做出正確回答的問題,同樣它也是當(dāng)前業(yè)界人士關(guān)注的熱門焦點(diǎn)。

衛(wèi)星遙感技術(shù)應(yīng)用

1、衛(wèi)星遙感技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

首先,到目前為止,我國已經(jīng)成功發(fā)射了十六顆返回式衛(wèi)星,為資源、環(huán)境研究和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供了寶貴的空間圖像數(shù)據(jù),在我國國防建設(shè)中也起到了不可替代的作用。我國自行研制和發(fā)射了包括太陽和地球同步軌道在內(nèi)的六顆氣象衛(wèi)星。氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)已在氣象研究、天氣形勢分析和天氣預(yù)報中廣為使用,實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)化運(yùn)行。1999年10月我國第一顆以陸地資源和環(huán)境為主要觀測目標(biāo)的中巴地球資源衛(wèi)星發(fā)射成功,結(jié)束了我國沒有較高空間分辨率傳輸型資源衛(wèi)星的歷史,已在資源調(diào)查和環(huán)境監(jiān)測方面實(shí)際應(yīng)用,逐步發(fā)揮效益。我國還發(fā)射了第一顆海洋衛(wèi)星,為我國海洋環(huán)境和海洋資源的研究提供了及時可靠的數(shù)據(jù)。

其次,除了上述已發(fā)射的遙感衛(wèi)星外,我國還先后建立了國家遙感中心、國家衛(wèi)星氣象中心、中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心、衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心和中國遙感衛(wèi)星地面接收站等國家級遙感應(yīng)用機(jī)構(gòu)。同時,國務(wù)院各部委及省市地方紛紛建立了一百六十多個省市級遙感應(yīng)用機(jī)構(gòu)。這些遙感應(yīng)用機(jī)構(gòu)廣泛的開展氣象預(yù)報、國土普查、作物估產(chǎn)、森林調(diào)查、地質(zhì)找礦、海洋預(yù)報、環(huán)境保護(hù)、災(zāi)害監(jiān)測、城市規(guī)劃和地圖測繪等遙感業(yè)務(wù),并且與全球遙感衛(wèi)星、通信衛(wèi)星和定位導(dǎo)航衛(wèi)星相配合,為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會主義現(xiàn)代化提供多方面的信息服務(wù)。這也為迎接21世紀(jì)空間時代和信息社會的挑戰(zhàn),打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。

最后,非常關(guān)鍵,必須要重點(diǎn)指出的是兩大系統(tǒng)的建立完成。一是國家級基本資源與環(huán)境遙感動態(tài)信息服務(wù)體系的完成,標(biāo)志著我國第一個資源環(huán)境領(lǐng)域的大型空間信息系統(tǒng),也是全球最大規(guī)模的一個空間信息系統(tǒng)的成功建立;二是國家級遙感、地理信息系統(tǒng)及全球定位系統(tǒng)的建立,使我國成為世界上少數(shù)具有國家級遙感信息服務(wù)體系的國家之一。我國遙感監(jiān)測的主要內(nèi)容為以下三方面;

(1) 對全國土地資源進(jìn)行概查和詳查;

(2) 對全國農(nóng)作物的長勢及其產(chǎn)量監(jiān)測和估產(chǎn);

(3) 對全國森林覆蓋率的統(tǒng)計調(diào)查。

2、衛(wèi)星遙感技術(shù)應(yīng)用前景

國際上衛(wèi)星遙感技術(shù)的迅猛發(fā)展,將在未來十五年內(nèi)把人類帶入一個多層、立體、多角度、全方位和全天候?qū)Φ赜^測的新時代。由各種高、中、低軌道相結(jié)合,大、中、小衛(wèi)星相協(xié)同,高、中、低分辨率相彌補(bǔ)而組成的全球?qū)Φ赜^測系統(tǒng),能夠準(zhǔn)確有效、快速及時地提供多種空間分辨率、時間分辨率和光譜分辨率的對地觀測數(shù)據(jù)。

隨著對地觀測技術(shù)的進(jìn)步以及人們對地球資源和環(huán)境的認(rèn)識不斷深化,用戶對高分辨率遙感數(shù)據(jù)的質(zhì)量和數(shù)量的要求也不斷提高,從而促進(jìn)了高光譜分辨率遙感的發(fā)展。高分辨率的空間信息能夠較好的滿足諸多用戶的需求,它們的重要特征就是具有商業(yè)化前景。

在國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中,對空間遙感信息以及空間地理信息的需求將日益增長。為使我國現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)得以持續(xù)穩(wěn)固發(fā)展,空間遙感信息技術(shù)和應(yīng)用必須相適應(yīng)的發(fā)展。我們可以從我國對遙感信息和技術(shù)的應(yīng)用需求來看衛(wèi)星遙感應(yīng)用前景,這主要表現(xiàn)在社會公益需求方面和遙感圖片的商業(yè)應(yīng)用需求兩個方面:

(1)社會公益需求。

主要有以下幾種類型:

①土地利用、城市化及荒漠化監(jiān)測;

②農(nóng)作物、森林等可再生資源的監(jiān)測和評估;

③災(zāi)害監(jiān)測和環(huán)境監(jiān)測。

此外,對道路、建筑工程的設(shè)計、選址等方面也有著廣闊的前景。這方面的需求主要靠政府扶持。

(2)商業(yè)應(yīng)用需求。

遙感技術(shù)的應(yīng)用是極其廣泛的,凡是涉及地球科學(xué)的各門類的學(xué)科和技術(shù)種類,遙感技術(shù)都能為它們提供信息。這種廣泛性必然會使對遙感數(shù)據(jù)的需求用戶范圍變廣,因此除了社會公益型用戶外,還存在部分商業(yè)應(yīng)用型用戶。雖然這些商業(yè)應(yīng)用型用戶由于遙感衛(wèi)星正處于產(chǎn)業(yè)化初期,市場尚未形成規(guī)模的原因,目前數(shù)量較少,但隨著將來技術(shù)的進(jìn)步,商業(yè)化的發(fā)展,這部分的用戶肯定會逐漸增多,最終成為用戶群體中的主要成員。

高空間分辨率圖像數(shù)據(jù)和地理信息系統(tǒng)緊密結(jié)合,在未來的城市規(guī)劃、地籍管理、工程評估等方面將有廣闊的市場,預(yù)計每年會有14%左右的增長率;近年來,由于衛(wèi)星數(shù)據(jù)的增加和小型廉價的工作站、圖像處理系統(tǒng)、軟件的發(fā)展,與此相關(guān)的空間信息服務(wù)公司大大增加,由此形成的增值收益是衛(wèi)星圖像銷售收益的六倍。由此可見,衛(wèi)星遙感的商業(yè)化是衛(wèi)星遙感應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的推動力之一。

衛(wèi)星遙感技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

1、衛(wèi)星遙感技術(shù)蘊(yùn)藏巨大的產(chǎn)業(yè)化前景

遙感技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)是遙感信息的獲取。地面物體在遙感圖像上形成各種信息是一個復(fù)雜的過程,這個復(fù)雜過程是由人類生活的真實(shí)地表空間的復(fù)雜性、千變?nèi)f化性和成像過程的復(fù)雜性共同決定的。具體地說,人類生存的地表空間是復(fù)雜的,是宏觀有序、微觀混亂的地理綜合體,成像獲取的遙感圖像的光譜值是混合光譜,受多種因素的影響。從信息論角度來講,遙感成像過程是信息從多到少的映射,是個確定過程,是把一個千變?nèi)f化、形形的地球表面高度概括、總結(jié)、選擇、壓縮的過程。正是這個過程,使得遙感影像中包含的信息具有宏觀性、多樣性、綜合性、周期性、量化等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)決定了遙感影像中包含著人類生產(chǎn)活動各個研究和應(yīng)用領(lǐng)域所需要和感興趣的信息,各個研究和應(yīng)用部門均可以從不同的遙感影像中提取和挖掘出所需的信息,為本部門的發(fā)展和應(yīng)用服務(wù),為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。這也就是遙感信息具有跨部門、跨學(xué)科的特點(diǎn)。遙感信息的上述特點(diǎn)決定了遙感技術(shù)從起源就蘊(yùn)藏著巨大的產(chǎn)業(yè)化前景。

2、衛(wèi)星遙感技術(shù)發(fā)展的不平衡性需要加速產(chǎn)業(yè)化

衛(wèi)星遙感信息的獲取技術(shù)得到了驚人的發(fā)展,空間分辨率和光譜分辨率已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)高的程度??臻g分辨率由千米級、百米級,到米級、分米級,光譜分辨率由幾百個納米、幾十個納米,到幾個納米。多空間尺度、多光譜尺度以及多時間尺度的海量衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的獲取技術(shù)已經(jīng)形成,但衛(wèi)星遙感信息的應(yīng)用則相對發(fā)展滯后,出現(xiàn)了衛(wèi)星遙感獲取技術(shù)的快速發(fā)展與信息應(yīng)用滯后的矛盾。這個矛盾使得人們在欣喜地獲得大量可用數(shù)據(jù)的同時,卻在解決實(shí)際問題時仍然對知識萬分饑渴,深感信息的短缺。這主要是因?yàn)樾l(wèi)星遙感影像信息的應(yīng)用過程遠(yuǎn)比獲取過程要復(fù)雜得多。遙感圖像的解譯和應(yīng)用過程是信息從少到多的映射 ,是個不確定過程,無法從數(shù)學(xué)上直接求得確定解。從信息論來說,是因?yàn)檫b感成像過程在保留了總體信息的同時,壓縮了細(xì)節(jié)信息,同時還附加有噪音,減少了信息量,從而使遙感影像上所包含的信息量不足以表達(dá)人們所希望求解的諸多地理對象的內(nèi)在的不確定度。這種不確定性程度因?qū)ο蟛煌煌???梢园堰b感信息應(yīng)用過程看成是一個信息傳遞系統(tǒng),一個將遙感數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可用信息的過程。而遙感數(shù)據(jù)到信息的轉(zhuǎn)換,是由業(yè)務(wù)用戶的信息需求所驅(qū)動的,選擇什么樣的模型以及最終達(dá)到什么樣的目的完全因應(yīng)用部門而異。由于支持“數(shù)據(jù)到信息”過程的基礎(chǔ)知識很少和短缺,限制了遙感數(shù)據(jù)直接產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)和社會效益,從而影響了遙感數(shù)據(jù)的應(yīng)用廣度和深度。因此,要加強(qiáng)衛(wèi)星遙感技術(shù)向國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展諸多行業(yè)和領(lǐng)域的滲透、輻射,與各行業(yè)、領(lǐng)域的傳統(tǒng)方法相結(jié)合,而不是排斥和完全代替,以提升傳統(tǒng)行業(yè)、發(fā)展新興行業(yè),加速衛(wèi)星遙感技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。

衛(wèi)星遙感技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展歷程

1、實(shí)用化是產(chǎn)業(yè)化的前提

衛(wèi)星遙感技術(shù)具有其他技術(shù)不可替代的優(yōu)勢,但也有它的局限性,主要表現(xiàn)在:

(1)遙感技術(shù)在電磁波譜中僅反映地物從可見光到微波段電磁波譜的輻射特性,而不反映地物的其它波譜段特性。因此,它不能代替地球物理、地球化學(xué)等方法,但它可與其集成,發(fā)揮信息互補(bǔ)效應(yīng)。

(2)衛(wèi)星遙感信息主要反映是近地表的現(xiàn)象、區(qū)域和運(yùn)動狀態(tài)等。這一局限性與人類在地球科學(xué)和其他科學(xué)研究中不斷向地下深處發(fā)展之間產(chǎn)生了矛盾。這一矛盾使得遙感技術(shù)在不同行業(yè)和領(lǐng)域的應(yīng)用程度可能會因應(yīng)用領(lǐng)域的深入而受到影響。

(3)衛(wèi)星遙感信息獲取過程的確定性與信息應(yīng)用反演時的不確定性產(chǎn)生了明顯的矛盾。該矛盾使衛(wèi)星遙感技術(shù)在各行業(yè)、領(lǐng)域深入應(yīng)用的效果受各種因素影響大,效果好壞不定。

之所以強(qiáng)調(diào)這些局限性是因?yàn)橹挥姓_地認(rèn)識到衛(wèi)星遙感技術(shù)的優(yōu)勢和局限性,才能揚(yáng)其所長,補(bǔ)其所短,使它更加實(shí)用化。

顯然,衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的深入應(yīng)用僅靠遙感技術(shù)和遙感知識是完全不夠的。實(shí)現(xiàn)遙感數(shù)據(jù)良好和深入的應(yīng)用需要三方面的信息和知識:一是遙感信息和相關(guān)的處理技術(shù);二是應(yīng)用領(lǐng)域的專業(yè)信息和相關(guān)技術(shù)及知識;三是借鑒其他領(lǐng)域先進(jìn)的信息技術(shù)。只有這三方面知識和技術(shù)的共同支持,應(yīng)用部門才能更加準(zhǔn)確地提取和理解賦存于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)中的專門信息,有效地服務(wù)于生產(chǎn)和研究。這三個方面的信息和技術(shù)可歸納為兩個結(jié)合,即遙感技術(shù)與各應(yīng)用領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)相結(jié)合,遙感技術(shù)與其他現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合。這兩方面的結(jié)合方式和結(jié)合的緊密程度與應(yīng)用部門或個人感興趣的目標(biāo)地物賦存的地理空間及復(fù)雜性有密切關(guān)系。正是由于這種賦存地理空間的差異和對象屬性、運(yùn)動狀態(tài)的復(fù)雜性差異,不同部門在進(jìn)行遙感信息應(yīng)用時,采用上述兩個結(jié)合的程度也不同,遙感信息的應(yīng)用廣度和深度也有差異。無論對哪個應(yīng)用部門、哪個學(xué)科或個人,不斷深入地應(yīng)用遙感信息來有效地解決問題,上述這兩個結(jié)合都是必要的。換句話說,發(fā)揮快速發(fā)展的遙感技術(shù)的強(qiáng)大優(yōu)勢,結(jié)合各行業(yè)和領(lǐng)域的傳統(tǒng)有效的方法技術(shù),整合現(xiàn)代信息技術(shù),發(fā)展交叉技術(shù),從多學(xué)科、廣視角來解決各行業(yè)和領(lǐng)域遇到的實(shí)際問題,有利于衛(wèi)星遙感技術(shù)的實(shí)用化,從而有利于推動衛(wèi)星遙感技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。

2、商業(yè)化是產(chǎn)業(yè)化的催化劑

在市場經(jīng)濟(jì)的大背景下,實(shí)用化商業(yè)化產(chǎn)業(yè)化是產(chǎn)業(yè)化的必由之路。沒有實(shí)用化,就談不上商業(yè)化,沒有商業(yè)化就形成不了產(chǎn)業(yè),沒有產(chǎn)業(yè)化的推動,任何一項(xiàng)高新技術(shù),包括衛(wèi)星遙感技術(shù)就不可能持續(xù)地發(fā)展下去。

所謂商業(yè)化就是要將衛(wèi)星遙感技術(shù)作為商品在市場經(jīng)濟(jì)大環(huán)境下進(jìn)行競爭,形成衛(wèi)星遙感技術(shù)的規(guī)范化、規(guī)?;袌觥R氪龠M(jìn)衛(wèi)星遙感技術(shù)的商業(yè)化,那就必須要轉(zhuǎn)變觀念,樹立競爭意識,進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新,研制開發(fā)新一代高水平的遙感衛(wèi)星,提供高質(zhì)量、具有優(yōu)勢的產(chǎn)品。同時,采用成熟技術(shù),商業(yè)現(xiàn)貨產(chǎn)品和發(fā)射小型衛(wèi)星的辦法降低生產(chǎn)成本。擴(kuò)大市場需求,提供不同檔次級別的圖像產(chǎn)品和增益產(chǎn)品,培養(yǎng)個體用戶,大力發(fā)展個人圖像服務(wù)。改變傳統(tǒng)作業(yè)方式,實(shí)行商業(yè)運(yùn)作,加強(qiáng)數(shù)字提供商與信息增值服務(wù)商之間的合作,逐步增大純商業(yè)化系統(tǒng)的比例。采取符合市場經(jīng)濟(jì)規(guī)律的正確方針和有力措施,進(jìn)行綜合經(jīng)營,實(shí)行薄利多銷。遙感衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)包括衛(wèi)星制造業(yè)、發(fā)射服務(wù)業(yè)、地面應(yīng)用服務(wù)業(yè)和地面設(shè)備制造業(yè)等。地面應(yīng)用服務(wù)業(yè)包括代銷或經(jīng)銷其他公司或非商業(yè)化的民用遙感產(chǎn)品等。

3、產(chǎn)業(yè)化的主要模式以及發(fā)展趨勢

(1)衛(wèi)星遙感技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的主要模式。

①混合模式;

②政府政策促進(jìn)商業(yè)遙感衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)化的模式。

(2)衛(wèi)星遙感技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展趨勢。

①跨國公司合并,形成規(guī)模開發(fā)能力;

②既競爭又合作,軍民商遙感衛(wèi)星同時出擊;

③開發(fā)通用衛(wèi)星平臺;

④1米高分辨率遙感衛(wèi)星市場成為焦點(diǎn);

⑤以創(chuàng)新技術(shù)優(yōu)勢開拓市場;

⑥國家和私營公司采用高新技術(shù)合作開發(fā);

⑦以衛(wèi)星品牌和標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品占領(lǐng)市場。

我國衛(wèi)星遙感技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

1、我國衛(wèi)星遙感技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

目前,我國1000多家3S(GPS,RS,GIS)單位的十多萬名從業(yè)人員構(gòu)成了我國遙感市場的主體,他們直接或間接從事衛(wèi)星遙感技術(shù)的軟硬件研制、應(yīng)用和開發(fā)工作。資料顯示,遙感已成為我國地理空間信息產(chǎn)業(yè)的一個重要組成部分,發(fā)揮的作用越來越明顯,并成為有關(guān)行業(yè)的主導(dǎo)技術(shù),如在城市土地動態(tài)監(jiān)測、違章用地處罰、水土流失調(diào)查、生態(tài)環(huán)境評價、大型工程選線選址等方面。

(1)衛(wèi)星遙感的產(chǎn)業(yè)鏈

①衛(wèi)星遙感基礎(chǔ)設(shè)施的制造與發(fā)射,持續(xù)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)源是遙感產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。

②衛(wèi)星數(shù)據(jù)加工以及增值服務(wù),是遙感應(yīng)用的前提;離開了不同種類、不同級別的數(shù)據(jù)加工,遙感的產(chǎn)品將非常單一,應(yīng)用的范圍將縮小。

③地理信息產(chǎn)業(yè)為主的信息應(yīng)用,是遙感產(chǎn)業(yè)擴(kuò)展與延伸的主要方面和新的增長點(diǎn)。

④工程建設(shè)應(yīng)用始終是遙感應(yīng)用的重點(diǎn)之一。

⑤政府的公益事業(yè)、政府的政策導(dǎo)向是遙感生命力所在。

(2)衛(wèi)星遙感市場的特點(diǎn)

①多極化的市場已經(jīng)出現(xiàn),發(fā)展勢頭強(qiáng)勁,并且不斷加快,但公益服務(wù)仍占據(jù)主導(dǎo)地位。這是從經(jīng)濟(jì)總量對比得出的結(jié)果,但需求是多渠道的;多極化市場的出現(xiàn)將逐步改變政府的主導(dǎo)地位。

②產(chǎn)業(yè)鏈和市場細(xì)分逐漸形成。遙感需求層次已形成,不同分辨率的數(shù)據(jù)為不同用戶服務(wù),同時遙感需求的網(wǎng)絡(luò)正在逐步有序化。

③產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)大,遙感數(shù)據(jù)市場競爭激烈,市場需求不斷增強(qiáng)。

④遙感軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展平緩,起伏不大。

⑤市場準(zhǔn)入制和競爭機(jī)制正在建立。

2、我國衛(wèi)星遙感技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展途徑

每個國家遙感衛(wèi)星的發(fā)展戰(zhàn)略各不相同,沒有哪個國家的遙感衛(wèi)星發(fā)展道路和戰(zhàn)略是最好的,適用于一切國家的。世界上有許多國家如美國、法國、印度等都已走出了一條適合自己發(fā)展的道路。我國也很有必要根據(jù)自身的應(yīng)用需求、經(jīng)濟(jì)實(shí)力和技術(shù)基礎(chǔ)等條件,并借鑒其他國家的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)制定遙感衛(wèi)星發(fā)展戰(zhàn)略。總結(jié)和分析其它國家遙感衛(wèi)星發(fā)展戰(zhàn)略及其特點(diǎn),有助于我們把握好方向、正確定位和制定合理的遙感衛(wèi)星發(fā)展計劃??v觀美國及其它國家遙感衛(wèi)星發(fā)展所走過的歷程,廣大專家、學(xué)者整理歸納出以下四點(diǎn)適合我國衛(wèi)星遙感技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有效實(shí)現(xiàn)途徑。

(1)商業(yè)化。

商業(yè)化是一條值得探索的道路。我國財力有限,采用商業(yè)運(yùn)作模式可以充分利用衛(wèi)星資源。如果遙感衛(wèi)星產(chǎn)品能夠打開國內(nèi)市場、打入國際市場,并在市場上占據(jù)一定份額,遙感衛(wèi)星將能自負(fù)盈虧,政府不必投資,便可使其處于一個良好的循環(huán)狀態(tài),如果政府少量投資,將使其更有競爭力。由于遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)本身的社會性和公益性,以及市場的特殊性,要在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化是很困難的,不可急于求成,要充分借鑒別國成功的經(jīng)驗(yàn),避免它們曾經(jīng)出現(xiàn)過的問題,在商業(yè)化的過程中政府的扶持和調(diào)控是必不可少的。

(2)國際合作。

衛(wèi)星是一項(xiàng)投資巨大的產(chǎn)業(yè),可以通過國際合作來共同承擔(dān)風(fēng)險和投資成本。走國際合作的道路,通過技術(shù)引進(jìn)、消化、發(fā)展,一可減輕國內(nèi)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),二可分散風(fēng)險。國際合作這種運(yùn)作模式也是當(dāng)前的一個發(fā)展方向。

(3)重視應(yīng)用。

發(fā)展遙感衛(wèi)星的目的是為了應(yīng)用,應(yīng)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用效益,切實(shí)改變重技術(shù)、輕應(yīng)用的傾向,技術(shù)發(fā)展要與應(yīng)用效益掛鉤。我國資源一號衛(wèi)星,應(yīng)用還很有潛力可挖,應(yīng)加大宣傳力度,綜合管理遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的應(yīng)用,以發(fā)展推動應(yīng)用,以應(yīng)用促進(jìn)發(fā)展。

(4)軍民合用。