導語：如何才能寫好一篇衛(wèi)星遙感監(jiān)測技術，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：MODIS 遙感 旱情 NDVI

中圖分類號：P2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（c）-0010-02

旱情監(jiān)測是一個公認的難題。旱情的監(jiān)測最初是利用氣象數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)主要來源于稀疏的氣象站點。這些基于氣象站點數(shù)據(jù)不能完全的或不能及時獲取，干旱監(jiān)測的精確性和及時性就會降低。遙感技術宏觀、客觀、迅速和廉價的優(yōu)勢及其近年來的飛速發(fā)展，為旱情監(jiān)測開辟了一條新途徑。衛(wèi)星系統(tǒng)以相當少的設備提供全球尺度上時間和空間連續(xù)的數(shù)據(jù)，基于衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行干旱監(jiān)測的潛力大大增加。應用遙感技術監(jiān)測干旱從20世紀70年代開始，到目前為止，存在著以下幾方面的問題。

（1）目前開展的旱情監(jiān)測主要還是停留在氣象災害層面上，還沒有深入到農(nóng)業(yè)層面，現(xiàn)有的監(jiān)測僅是氣象災害或災害性天氣的監(jiān)測，僅知道哪里有旱情發(fā)生，但這種旱情能否成為農(nóng)業(yè)災害，還不能確切地得知。

（2）隨著遙感傳感器的發(fā)展，用不同的傳感器獲取數(shù)據(jù)成為可能，但是旱情監(jiān)測對于遙感數(shù)據(jù)的選擇有一定的限制。空間分辨率提高，則微觀尺度監(jiān)測的結果精度會提高；時間分辨率提高，對各種突發(fā)性、快速變化的自然災害有更強的實時監(jiān)測能力。一般空間分辨率越高，時間分辨率就會降低。因此，在遙感數(shù)據(jù)的選擇上需要考慮空間和時間上的折衷，這取決于旱情監(jiān)測范圍、精度要求以及旱情自身的特點等等。例如，小范圍的監(jiān)測可以選擇TM數(shù)據(jù)或雷達數(shù)據(jù)計算反映旱情的指標，全國范圍內(nèi)的監(jiān)測可以選擇NOAA/AVHRR數(shù)據(jù)或MODIS數(shù)據(jù)。由于干旱是一個累積的過程，如果有一個長時間序列的遙感數(shù)據(jù)進行干旱的監(jiān)測，就可以很好的監(jiān)測旱情的發(fā)展趨勢，為決策提供更加可靠的信息。遙感數(shù)據(jù)多通道信息可以增強對地球復雜系統(tǒng)的觀測能力和對地表類型的識別能力。在考慮遙感數(shù)據(jù)空間分辨率和時間分辨率的前提下，也要充分利用遙感數(shù)據(jù)提供的多光譜信息。因此，實現(xiàn)全國范圍內(nèi)的旱情監(jiān)測，遙感數(shù)據(jù)是否容易獲取也是旱情監(jiān)測最后能否運行的一個決定因素。

（3）目前利用遙感數(shù)據(jù)計算各種能直接或間接反映干旱情況的物理指標，己形成了很多種方法。但是干旱的發(fā)生由眾多因素決定，而旱災更為復雜，涉及農(nóng)作物生長及其對水分的時空需要變化。因此，指標的選取也是旱情監(jiān)測最后能否運行的一個決定因素。各種指標都有自身的優(yōu)缺點，例如，有些對于作物的監(jiān)測比較好，有些對于裸土監(jiān)測效果比較理想；有些指標容易計算，但考慮的影響因子比較少，有些指標考慮的影響因子比較全面，但太過于復雜，使得全國范圍內(nèi)的計算難以實現(xiàn)。因此在指數(shù)的選取上不僅要體現(xiàn)對作物旱情監(jiān)測的優(yōu)勢，而且要考慮指數(shù)在全國范圍內(nèi)的計算是否可以進行。

1 國內(nèi)遙感旱情監(jiān)測指標反演進展

我國對VCI和TCI兩個指數(shù)的應用都相對國外晚一些，蔡斌等用VCI參照當時降水對全國1991年春季干早進行了監(jiān)測和研究，使用的是1985年至1991年的NOAA全球標準化植被指數(shù)資料，時間分辨率為7天。選取出中國范圍內(nèi)的NDVI時間序列數(shù)據(jù)，并對NDVI時間序列資料采用中值濾波法來去除噪聲，然后計算NDVI最大值和NDVI最小值。馮強等在基于植被狀態(tài)指數(shù)的全國干早遙感監(jiān)測試驗研究中，使用的是1981年至1994年的NDVI時間序列數(shù)據(jù)，空間范圍覆蓋全國，空間分辨率為8 km，時間分辨率為10天。但是在計算NDVI最大值和最小值時首先將NDVI歷史數(shù)據(jù)從8 km重采樣為1.1 km。馮強等在基于植被狀態(tài)指數(shù)的土壤濕度遙感方法研究中使用的數(shù)據(jù)與上述一樣。

2 某地區(qū)遙感旱情監(jiān)測指標反演

遙感技術提供了豐富的信息，從可見光到短波，再到熱紅外，最后是微波。1990年以來，利用各波譜段數(shù)據(jù)計算各種反映干旱指標的方法己經(jīng)有很多，例如NDVI、距平植被指數(shù)、植被狀態(tài)指數(shù)（VCI）、溫度條件指數(shù)（TCI）等等。最近10年里，遙感監(jiān)測干旱的方法的研究有以下三個特點，一是使用己有的指數(shù)，如NDVI、VCI、TCI、CWSI和TS/NDVI等等。計算的原理相同，使用的數(shù)據(jù)空間時間分辨率不同，或是計算時參數(shù)的處理方法不同，或是模型的不同；二是根據(jù)已有的原理，提取新的指數(shù)，如VTCI、VTDI、DSI等等；三是遙感與氣象或是水文數(shù)據(jù)結合建立的新的指數(shù)，如BMVCI等等。借用某種氣象或水文指數(shù)，分析其原理并將其中一些參數(shù)用遙感數(shù)據(jù)代替得到新的指數(shù)。

現(xiàn)將最近幾年中用于旱情監(jiān)測的幾種主要方法的原理分別介紹如圖1。

（1）距平植被指數(shù)法。

本文所用數(shù)據(jù)是2009年4月與7月的MODIS月合成的NDVI產(chǎn)品。MODIS數(shù)據(jù)的幾何糾正和鑲嵌是用USGS EROS數(shù)據(jù)中心開發(fā)的MRT幾何糾正軟件進行的。得到該地區(qū)的每月合成數(shù)據(jù)后，生成生長季4月與7月的數(shù)據(jù)（圖2）。從圖上可以看出，7月份相對于4月旱情有所緩解。

（2）植被狀態(tài)指數(shù)法。

在不同地區(qū)，因為不同區(qū)域作物生長季處于不同階段，需水情況不同，旱不旱不能通過NDVI值的大小來說明，而NDVI與歷史平均值的偏差，又弱化了天氣的影響。

NDVI的變化受天氣的影響，尤其是類似嚴重干旱的極端天氣現(xiàn)象時，會遠遠超過正常年際間的NDVI變化，有可能造成某一特定時期內(nèi)不同像素間監(jiān)測結果的可比性變差。為了反映天氣極端變化情況，消除NDVI空間變化的部分，使不同地區(qū)之間有可比性，Kogan提出了植被狀態(tài)指數(shù)VCI。定義如下：

（3）

其中，是j時的植被狀態(tài)指數(shù)，是j時的NDv工值，是所有圖像中最大的NDVI值，是所有圖像中最小的NDVI值。是NDVI在j時的相對于最大NDVI的百分比。Kogan假設植被NDVI最大值在最佳的天氣中得到（考慮到土壤營養(yǎng)的吸收，天氣條件可以刺激生態(tài)系統(tǒng)資源的利用），最小值在非有利的情況下得到，如干旱和熱，通過生態(tài)系統(tǒng)資源的減少（干旱年缺水減少了土壤營養(yǎng)的吸收），直接抑制了植被的生長。這樣，如果有足夠長時間的NDVI序列數(shù)據(jù)，就可以從中提取出和，反映出極端氣候狀況，計算的VCI結果在不同地區(qū)的比較更為合理。VCI是基于NDVI反演得到的，因此對植被的監(jiān)測效果比較好，作物播種或收割后的時間，監(jiān)測效果比較差。

本文所用數(shù)據(jù)是2009年4月與7月的MODIS月合成的NDVI產(chǎn)品。MODIS數(shù)據(jù)的幾何糾正和鑲嵌是用USGS EROS數(shù)據(jù)中心開發(fā)的MRT幾何糾正軟件進行的。得到該地區(qū)的每月合成數(shù)據(jù)后，生成生長季4月與7月的數(shù)據(jù)。分析得出，7月份相對于4月旱情有所緩解。與反映的趨勢基本相同。

（3）葉面缺水指數(shù)法NDWI。

本文所用數(shù)據(jù)是2009年4月與7月的MODIS月合成的NDWI產(chǎn)品。MODIS數(shù)據(jù)的幾何糾正和鑲嵌是用USGS EROS數(shù)據(jù)中心開發(fā)的MRT幾何糾正軟件進行的。7月份相對于4月旱情有所緩解。與反映的趨勢基本相同。

3 結論

本文應用MODIS數(shù)據(jù)對南方某地區(qū)的旱情進行了監(jiān)測，以作物生長季的4月和7月作為對比，分析了，及NDWI三個指標的變化趨勢。相信對從事相關工作的同行有著重要的參考價值和借鑒意義。

參考文獻

篇2

關鍵詞：遙感技術；土地管理；應用

中圖分類號： P237 文獻標識碼： A 文章編號：

隨著土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測技術與方法的日臻成熟及國土資源管理需求的日益擴大,采用多源，多時相，多種分辨率的遙感數(shù)據(jù),形成多目標多周期多尺度的遙感監(jiān)測成果越來越廣泛地應用于國土資源管理的多個領域,發(fā)揮著重要的作用。

一、監(jiān)測成果在土地變更調(diào)查中的應用

為保持二次調(diào)查成果的現(xiàn)實性,從2010年起,國家將土地變更調(diào)查與遙感監(jiān)測工作統(tǒng)一起來,全面啟動全國土地利用變更調(diào)查監(jiān)測與核查工程其技術路線是各地以遙感監(jiān)測發(fā)現(xiàn)的變化圖斑為引導,將大范圍土地變更調(diào)查轉變?yōu)槟繕嗣鞔_的點線調(diào)查,提高了準確性,通過應用監(jiān)測結果復核土地變更調(diào)查,發(fā)現(xiàn)土地變更調(diào)查的錯漏現(xiàn)象,抽取部分重點地區(qū)重點地類,組織開展國家級外業(yè)實地核實工作。

1.1技術方法先進

這種結合土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測成果開展土地變更調(diào)查的技術模式,在二次調(diào)查成果基礎上,充分運用GIS，RS數(shù)據(jù)庫技術作為調(diào)查和數(shù)據(jù)控制的基礎,以GPS技術作為外業(yè)調(diào)查的手段,起點高,精度高,效率高

1.2減少人為干預,保障數(shù)據(jù)真實

以往國家單純對數(shù)據(jù)流量的合理性進行審核,外業(yè)實地核實量很小,人為干預調(diào)查成果的空間較大新形勢下土地變更調(diào)查工作,以全覆蓋的遙感影像為基礎,結合遙感動態(tài)監(jiān)測成果,對數(shù)據(jù)質(zhì)量總體掌控,輔以對數(shù)據(jù)流量的合理性審核,可以全面核查每一變化圖斑的地類位置范圍,尤其國家級外業(yè)核查手段的采用,最大限度地避免了人為干預調(diào)查數(shù)據(jù)的現(xiàn)象,保證了數(shù)據(jù)的真實性閻。

1.3數(shù)據(jù)覆蓋廣,整合度高

對照遙感監(jiān)測影像,對國家下發(fā)遙感監(jiān)測圖斑逐一核實,并將規(guī)劃耕保執(zhí)法和地籍等多個部門的數(shù)據(jù)進行有效整合"整合年度土地利用計劃下達!執(zhí)行情況資料,基本農(nóng)田補劃調(diào)整等相關圖件數(shù)據(jù)資料,年度建設用地審批，土地開發(fā)復墾整理等資料,違法用地的數(shù)量，范圍，位置及查處資料,全面摸清了轄區(qū)內(nèi)土地利用變化情況,尤其是新增建設用地情況,克服過去主要依據(jù)用地批文進行土地變更的局限性,保證了年度變更調(diào)查成果完整性，現(xiàn)勢性。

1.4遙感監(jiān)測技術在洪澇地質(zhì)災害評估中的應用

洪澇災難的發(fā)生具有突發(fā)性特點,洪澇災難的預警預告，救災和安排災后的重建需要對洪澇災害相關信息進行及時準確可靠的采集和反饋傳統(tǒng)基于人工為主的信息采集技術手段,周期長,效率低,很難滿足防洪抗?jié)车男枰?遙感監(jiān)測技術因其具有觀測范圍廣，獲取信息量大速度快實時性好動態(tài)性強等優(yōu)點,在洪澇地質(zhì)等自然災害評估得到越來越多的應用。

當災害發(fā)生時為了快速獲取耕地被淹及滑坡崩塌泥石流的地質(zhì)災害實情,為災后重建提供基礎數(shù)據(jù)和決策依據(jù),通過遙感影像災情復合項目,獲取災后分辨率為2.smSPots及分辨率為Zm的衛(wèi)星影像,對衛(wèi)星影像進行校正融合鑲嵌,制作數(shù)字衛(wèi)星正射影像圖;利用新購的災后影像與災區(qū)標準時點統(tǒng)一更新二調(diào)數(shù)據(jù)庫災情發(fā)生前的影像數(shù)據(jù)災區(qū)標注的災情數(shù)據(jù)等資料進行對比分析,提取災毀耕地和地質(zhì)災害信息圖斑,利用行政界線對災害面積進行匯總統(tǒng)計;利用專業(yè)軟件,集成三維地形模型基礎地理信息數(shù)據(jù)災情專題數(shù)據(jù)等,直觀形象展示災害發(fā)生區(qū)域地形地貌，受災面積和統(tǒng)計報表等信息實踐證明,遙感監(jiān)測技術應用在災情評估及災后重建過程中發(fā)揮了重要作用，

1.5監(jiān)測成果在土地執(zhí)法檢查工作中的應用

遙感影像執(zhí)法檢查是在年度土地變更調(diào)查國家級外業(yè)核查后,依據(jù)年度變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫及遙感監(jiān)測成果,對照遙感監(jiān)測影像,從監(jiān)測圖斑中抽點圖斑,開展土地執(zhí)法檢查工作"遙感影像提供了一個客觀的,持久的解譯數(shù)據(jù)源,數(shù)據(jù)結果具有重現(xiàn)問,是土地執(zhí)法檢查部門事前發(fā)現(xiàn)事中跟蹤事后評價的基礎數(shù)據(jù)來源,最大限度地及早發(fā)現(xiàn)土地違法行為,包括因交通不變不易通過巡查及時發(fā)現(xiàn)或因檢查不到位而隱藏的土地違法,威懾了各地不規(guī)范用地行為,遏制了違法用地現(xiàn)象,取得了明顯的效果。

二、對遙感技術問題及建議

遙感監(jiān)測成果在土地管理工作和國民經(jīng)濟建設中發(fā)揮了巨大作用但多年積聚的海量遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)及其豐富成果,如何擴大其應用范圍,更好的發(fā)揮社會效益和經(jīng)濟效益還有有一些問題。

2.1遙感監(jiān)測成果時效性問題

輔助開展年度變更調(diào)查并依據(jù)監(jiān)測影像對變更調(diào)查成果進行復核是土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測主要應用方面受天氣條件衛(wèi)星重訪周期及制作周期及年度變更機制影響,一些地區(qū)在年度變更調(diào)查啟動甚至成果上報前未能及時收到遙感監(jiān)測成果,給各地年度變更工作開來不便這就要求我們不斷壯大我們的遙感監(jiān)測人才隊伍,大力發(fā)展我國自主知識產(chǎn)權的遙感衛(wèi)星,尤其是高分辨衛(wèi)星,優(yōu)化成像質(zhì)量,加快推動我國動態(tài)遙感監(jiān)測產(chǎn)業(yè)發(fā)展隨著根據(jù)國土資源主題業(yè)務需求定制,國土資源部自主的資源一號OZC衛(wèi)星的成功發(fā)射和穩(wěn)定運行,后續(xù)星的陸續(xù)發(fā)射和在軌組網(wǎng),國產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)必將成為我國土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測提供有力數(shù)據(jù)支撐另一方面,要充分考慮我國幅員遼闊,氣象環(huán)境條件復雜的特點,優(yōu)化衛(wèi)星接收數(shù)據(jù)源類型組合和數(shù)據(jù)接收時間安排,科學規(guī)劃遙感監(jiān)測任務生產(chǎn)。

2.2遙感監(jiān)測成果社會化問題

在土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測實現(xiàn)全覆蓋常態(tài)化的背景下,國家每年均需要投人較大的人力物力用于遙感監(jiān)測工程,因此,拓寬遙感監(jiān)測應用領域顯得尤為迫切。目前,遙感監(jiān)測的應用主要用途是為輔助年度變更調(diào)查,開展年度變更調(diào)查國家級外業(yè)核查,在此基礎開展的土地!礦產(chǎn)衛(wèi)片執(zhí)法檢查工作,在拓寬應用領域方面受到組織模式管理制度技術方面的制約,遙感監(jiān)測成果應用共享水平有待提高擴大遙感監(jiān)測成果的應用社會化水平,首先要進一步提高對數(shù)據(jù)應用和共享機制建設的認識,完善現(xiàn)有制度和數(shù)據(jù)匯交辦法,加強協(xié)調(diào)，其次要在擴大數(shù)據(jù)成果應用范圍,監(jiān)測成果立足國土資源管理需求,面向社會公益性逐步擴大遙感監(jiān)測信息披露的數(shù)量質(zhì)量,擴大成果信息的可查詢度,以滿足更多使用單位的需求,促進成果應用社會化。

參考文獻：

[1]周春蘭,張秋勁,徐亮,潘倩,劉佳. 遙感技術在攀枝花礦區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的應用[A]. 葉宏.《四川環(huán)境》雜志社[C].: 《四川環(huán)境》雜志社,2012:23-24-25-26-27.

篇3

關鍵詞：遙感水質(zhì)監(jiān)測遙感數(shù)據(jù)

1水體遙感監(jiān)測的基本理論

1.1水體遙感監(jiān)測原理、特點。影響水質(zhì)的參數(shù)有：水中懸浮物、藻類、化學物質(zhì)、溶解性有機物、熱釋放物、病原體和油類物質(zhì)等。隨著遙感技術的革新和對物質(zhì)光譜特征研究的深入，可以監(jiān)測的水質(zhì)參數(shù)種類也在逐漸增加，除了熱污染和溢油污染等突發(fā)性水污染事故的監(jiān)測外，用遙感監(jiān)測的水質(zhì)數(shù)據(jù)大致可以分為以下四大類：渾濁度、浮游植物、溶解性有機物、化學性水質(zhì)指標。

利用遙感技術進行水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測的主要機理是被污染水體具有獨特的有別于清潔水體的光譜特征，這些光譜特征體現(xiàn)在其對特定波長的光的吸收或反射，而且這些光譜特征能夠為遙感器所捕獲并在遙感圖象中體現(xiàn)出來。如當水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化時，浮游植物中的葉綠素對近紅外波段具有明顯的“陡坡效應”，故而這類水體兼有水體和植物的光譜特征，即在可見光波段反射率低，在近紅外波段反射率卻明顯升高。

1.2水質(zhì)參數(shù)的遙感監(jiān)測過程。首先，根據(jù)水質(zhì)參數(shù)選擇遙感數(shù)據(jù)，并獲得同期內(nèi)的地面監(jiān)測的水質(zhì)分析數(shù)據(jù)?，F(xiàn)今廣泛使用的遙感圖象波段較寬，所反映的往往是綜合信息，加之太陽光、大氣等因素的影響，遙感信息表現(xiàn)的不甚明顯，要對遙感數(shù)據(jù)進行一系列校正和轉換將原始數(shù)字圖像格式轉換為輻射值或反射率值。然后根據(jù)經(jīng)驗選擇不同波段或波段組合的數(shù)據(jù)與同步觀測的地面數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，再經(jīng)檢驗得到最后滿意的模型方程（如圖）。

圖1：遙感監(jiān)測水質(zhì)步驟簡圖

2水質(zhì)遙感監(jiān)測常用的遙感數(shù)據(jù)

2.1多光譜遙感數(shù)據(jù)。在水質(zhì)遙感監(jiān)測中常用的多光譜遙感數(shù)據(jù)，包括美國Landsat衛(wèi)星的MSS、TM、ETM 數(shù)據(jù)，法國SPOT衛(wèi)星的HRV數(shù)據(jù)，氣象衛(wèi)星NOAA的AVHRR數(shù)據(jù)，印度遙感IRS系統(tǒng)的LISS數(shù)據(jù)，日本JERS衛(wèi)星的OPS(光學傳感器)接收的多光譜圖像數(shù)據(jù)，中巴地球資源1號衛(wèi)星（CBERS--1）CCD相機數(shù)據(jù)等。

Landsat數(shù)據(jù)是目前應用較廣的數(shù)據(jù)。1972年Landsat1發(fā)射后，MSS數(shù)據(jù)便開始被用于水質(zhì)研究中。如解亞龍等用MSS數(shù)據(jù)對滇池懸浮物污染豐度進行了研究，明確了遙感數(shù)據(jù)與懸浮物濃度的關系；張海林等用MSS和TM數(shù)據(jù)建立了內(nèi)陸水體的水質(zhì)模型；Anne等人用TM和ETM 數(shù)據(jù)對芬蘭的海岸水體進行了研究。

SPOT地球觀測衛(wèi)星系統(tǒng)，較陸地衛(wèi)星最大的優(yōu)勢是最高空間分辨率達10m。SPOT數(shù)據(jù)應用于水質(zhì)研究中，學者們也做了一些研究。如可以利用SPOT數(shù)據(jù)來估算懸浮物質(zhì)濃度和估計藻類生物參數(shù)。

AVHRR(高級甚高分辨率輻射計)是裝載在NOAA列衛(wèi)星上的傳感器，每天都可以提供可見光圖像和兩幅熱紅外圖像，在水質(zhì)監(jiān)測等許多領域廣泛應用，如1986年，國家海洋局第二海洋研究所用NOAA數(shù)據(jù)對杭州灣懸浮固體濃度進行了研究。

2.2高光譜遙感數(shù)據(jù)

2.2.1成像光譜儀數(shù)據(jù)。成像光譜儀也稱高光譜成像儀，實質(zhì)上是將二維圖像和地物光譜測量結合起來的圖譜合一的遙感技術，其光譜分辨率高達納米數(shù)量級。國內(nèi)外的學者主要利用的有：美國的AVIRIS數(shù)據(jù)、加拿大的CASI數(shù)據(jù)、芬蘭的AISA數(shù)據(jù)、中國的PHI數(shù)據(jù)以及OMIS數(shù)據(jù)、SEAWIFS數(shù)據(jù)等進行了水體水質(zhì)遙感研究，對一些水質(zhì)參數(shù)，如葉綠素濃度、懸浮物濃度、溶解性有機物作了估測。

2.2.2非成像光譜儀數(shù)據(jù)。非成像光譜儀主要指各種野外工作時用的地面光譜測量儀，地物的光譜反射率不以影像的形式記錄，而以圖形等非影像形式記錄。常見的有ASD野外光譜儀、便攜式超光譜儀等。如對我國太湖進行水質(zhì)監(jiān)測時，水面光譜測量就用了GRE-1500便攜式超光譜儀，光譜的響應范圍0.30~1.1um，共512個測量通道，主要將其中0.35~0.90um的316個通道的數(shù)據(jù)用于水質(zhì)光譜分析。并且非成像光譜儀與星載高光譜數(shù)據(jù)的結合，可望研究出具有一定適用性的水質(zhì)參數(shù)反演模型。

2.3新型衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)。新的衛(wèi)星陸續(xù)升空為水質(zhì)遙感監(jiān)測提供了更高空間、時間和光譜分辨率的遙感數(shù)據(jù)。如美國的LandsatETM 、EO--1ALI、MODIS，歐空局的EnvlsatMERIS等多光譜數(shù)據(jù)和美國的EO-1Hyperion高光譜數(shù)據(jù)。Koponen用AISA數(shù)據(jù)模擬MERIS數(shù)據(jù)對芬蘭南部的湖泊水質(zhì)進行分類，結果表明分類精度和利用AISA數(shù)據(jù)幾乎相同；Hanna等利用AISA數(shù)據(jù)模擬MODIS和MERIS數(shù)據(jù)來研究這兩種數(shù)據(jù)在水質(zhì)監(jiān)測中的可用性時發(fā)現(xiàn)；MERIS以705nm為中心的波段9很適合用來估算葉綠素a的濃度，但是利用模擬的MODIS數(shù)據(jù)得到的算法精度并不高。Sabine等把CASI數(shù)據(jù)和HyMap數(shù)據(jù)結合，對德國梅克萊堡州湖區(qū)水質(zhì)進行了監(jiān)測，為營養(yǎng)參數(shù)和葉綠素濃度的定量化建立了算法。

3水質(zhì)遙感存在的問題與發(fā)展趨勢

3.1存在的問題：①多數(shù)限定于定性研究，或進行已有的航空和衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)分析，卻很少進行定量分析。②監(jiān)測精度不高，各種算法以經(jīng)驗、半經(jīng)驗方法為主。③算法具有局部性、地方性和季節(jié)性，適用性、可移植性差。④監(jiān)測的水質(zhì)參數(shù)少，主要集中在懸浮沉積物、葉綠素和透明度、渾濁度等參數(shù)。⑤遙感水質(zhì)監(jiān)測的波段范圍小，多集中于可見光和近紅外波段范圍，而且光譜分辨率大小不等，尤其是缺乏微波波段表面水質(zhì)的研究。

3.2發(fā)展趨勢

3.2.1建立遙感監(jiān)測技術體系。研究利用新型遙感數(shù)據(jù)進行水質(zhì)定量監(jiān)測的關鍵技術與方法，形成一個標準化的水安全定量遙感監(jiān)測技術體系，針對不同類型的內(nèi)陸水體，建立多種水質(zhì)參數(shù)反演算法，實現(xiàn)實驗遙感和定量遙感的跨躍，從中獲得原始創(chuàng)新性的成果。

3.2.2加強水質(zhì)遙感基礎研究。加深對遙感機理的認識，特別是水質(zhì)對表層水體的光學和熱量特征的影響機理上，以進一步發(fā)展基于物理的模型，把水質(zhì)參數(shù)更好的和遙感器獲得的光學測量值聯(lián)系起來；加深目視解譯和數(shù)字圖象處理的研究，提高遙感影象的解譯精度；增強高光譜遙感的研究，完善航空成像光譜儀數(shù)據(jù)處理技術。

3.2.3開展微波波段對水質(zhì)的遙感監(jiān)測。常規(guī)水質(zhì)遙感監(jiān)測波段范圍多數(shù)選擇在可見光或近紅外，尤其是缺乏微波波段表面水質(zhì)的研究情況。將微波波段與可見光或近紅外復合可提高對表面水質(zhì)參數(shù)的反演能力。

3.2.4拓寬遙感水質(zhì)監(jiān)測項?，F(xiàn)階段水質(zhì)遙感局限于某些特定的水質(zhì)參數(shù)，葉綠素、懸浮物及與之相關的水體透明度、渾濁度等參數(shù)，對可溶性有機物、COD等參數(shù)光譜特征和定量遙感監(jiān)測研究較少，拓寬遙感監(jiān)測項是今后的發(fā)展趨勢之一。應加強其他水質(zhì)參數(shù)的光譜特征研究，以擴大水質(zhì)參數(shù)的定量監(jiān)測種類，進一步建立不同水質(zhì)參數(shù)的光譜特征數(shù)據(jù)庫。

3.2.5提高水質(zhì)遙感監(jiān)測精度。研究表明利用遙感進行水質(zhì)參數(shù)反演，其反演精度、穩(wěn)定度、空間可擴展性受遙感波段設置影響較大，利用星載高光譜數(shù)據(jù)進行水質(zhì)參數(shù)反演，對其上百的波段寬度為10nm左右的連續(xù)波段與主要水質(zhì)參數(shù)的波譜響應特性進行研究，確定水質(zhì)參數(shù)診斷性波譜及波段組合，形成構造水質(zhì)參數(shù)遙感模型和反演的核心技術，提高水質(zhì)監(jiān)測精度。

3.2.6擴展水質(zhì)遙感監(jiān)測模型空間。系統(tǒng)深入的研究水質(zhì)組分的內(nèi)在光學特性，利用高光譜數(shù)據(jù)和中、低分辨率多光譜數(shù)據(jù)進行水質(zhì)遙感定量監(jiān)測機理研究，進行水質(zhì)組分的

定量提取和組分間混合信息的剝離，消除水質(zhì)組分間的相互干擾，建立不受時間和地域限制的水質(zhì)參數(shù)反演算法，形成利用中內(nèi)陸水體水質(zhì)多光譜遙感監(jiān)測方法和技術研究低分辨率遙感數(shù)據(jù)進行大范圍、動態(tài)監(jiān)測的遙感定量模型。

3.2.7改進統(tǒng)計分析技術。利用光譜分辨率較低的寬波段遙感數(shù)據(jù)得到的水質(zhì)參數(shù)算法精度都不是很高，可以借鑒已在地質(zhì)、生態(tài)等領域應用的混合光譜分解技術，人工神經(jīng)網(wǎng)絡分類技術等，充分挖掘水質(zhì)信息，建立不受時間和地域限制的水質(zhì)參數(shù)反演算法，提高遙感定量監(jiān)測精度。

3.2.8綜合利用“3S”技術。利用遙感技術視域廣，信息更新快的特點，實時、快速地提取大面積流域及其周邊地區(qū)的水環(huán)境信息及各種變化參數(shù)；GPS為所獲取的空間目標及屬性信息提供實時、快速的空間定位，實現(xiàn)空間與地面實測數(shù)據(jù)的對應關系；GIS完成龐大的水資源環(huán)境信息存儲、管理和分析。將“3S”技術在水質(zhì)遙感監(jiān)測中綜合應用，建立水質(zhì)遙感監(jiān)測和評價系統(tǒng)，實現(xiàn)水環(huán)境質(zhì)量信息的準確、動態(tài)快速，推動國家水安全預警系統(tǒng)建設。參考文獻：

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作者簡介：

篇4

我國在經(jīng)濟的高速發(fā)展期片面強調(diào)經(jīng)濟發(fā)展，而忽視了生態(tài)環(huán)境的保護，因而目前大面積區(qū)域生態(tài)環(huán)境十分脆弱，且脆弱區(qū)域的范圍仍在不斷擴大。國家為此大范圍的開展了環(huán)境監(jiān)測對脆弱生態(tài)環(huán)境進行監(jiān)測。生態(tài)環(huán)境監(jiān)測通過先進的技術監(jiān)測生態(tài)環(huán)境的動態(tài)變化，并對數(shù)據(jù)進行分析及時警示人們保護環(huán)境。生態(tài)環(huán)境中的環(huán)境監(jiān)測根據(jù)實際需要其內(nèi)容主要包括：

（1）對資源開發(fā)引起的生態(tài)系統(tǒng)變化的監(jiān)測；

（2）監(jiān)測遭到破壞的生態(tài)系統(tǒng)狀況及其在治理過程中的恢復狀況的監(jiān)測；

（3）對環(huán)境污染物（包括農(nóng)藥、化肥、有機污染物和重金屬等）在生態(tài)鏈中的遷移和轉化的監(jiān)測；

（4）監(jiān)測評估人類活動對陸地生態(tài)系統(tǒng)的影響；

（5）水土流失的面積監(jiān)測及其分布和對生態(tài)環(huán)境影響的監(jiān)測；

（6）監(jiān)測分析水污染及其對水中生態(tài)系統(tǒng)的結構的影響；

（7）監(jiān)測生態(tài)平衡；

（8）瀕危物種的分布及其棲息地的監(jiān)測；

（9）監(jiān)測生態(tài)系統(tǒng)中微量氣體的釋放量與吸收量。

2生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的應用意義

生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的應用具有深遠的現(xiàn)實意義。生態(tài)環(huán)境關乎社會的和諧，而生態(tài)文明建設也對生態(tài)環(huán)境的狀況提出了新的要求，所以生態(tài)環(huán)境監(jiān)測工作的開展需要不斷向深處廣處發(fā)展。但是生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測工作的開展常常遭遇一些影響，如天氣的干擾等，所以生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測需要一些先進設備和技術的輔助，目前生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的技術主要包括遙感（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）三種。以下主要從這三種技術入手，分析他們的應用及其應用意義。

2.1遙感技術的應用

RS技術是利用衛(wèi)星作業(yè)，衛(wèi)星運作中對物體本身發(fā)出的電磁波十分敏感，而物體發(fā)出的電磁波能夠反映物體本身的位置及表層等的變化，遙感技術便是借用衛(wèi)星的這一特點，利用衛(wèi)星進行遠程監(jiān)控。所以說遙感技術主要關注遠程的生態(tài)狀況及其變化趨勢。遙感技術在監(jiān)測的時候會實時的將遠程信息記錄下來，并形成數(shù)據(jù)庫反饋回地面的信息收集站，這整個過程周期非常短暫，但是內(nèi)容卻很豐富，如海洋、森林、草原等都會覆蓋其中。其工作原理以草原植被的遙感監(jiān)測為例大體解釋為：草原植被現(xiàn)在面臨著嚴重的荒漠化威脅，良好狀態(tài)下的草原在衛(wèi)星感測圖上基本呈現(xiàn)一種顏色，如果部分草原出現(xiàn)了荒漠化，也就是說草原植被區(qū)域減少，從而地表發(fā)射的電磁波就會區(qū)別于植被完整狀態(tài)下的草原電磁波，不同的電磁波被衛(wèi)星感應后草原植被荒漠化的區(qū)域在感測圖上就會呈現(xiàn)另一種顏色。遙感衛(wèi)星的檢測數(shù)據(jù)主要是以衛(wèi)星圖的形式，其中有顏色及顏色深淺的變化，顏色深淺主要是指地表、水域等的變化程度，非常的直觀簡易。遙感技術主要應用于生態(tài)環(huán)境領域的生態(tài)破壞監(jiān)測，通過衛(wèi)星監(jiān)測生態(tài)是否被破壞及其受破壞的程度，根據(jù)遙感技術的監(jiān)測結果啟示我們某些局域的生態(tài)狀況及該采取什么措施處理和預防，此外遙感技術應為結合衛(wèi)星監(jiān)測所以還可以從氣象云圖的變化預測局域氣象災害等自然災害的發(fā)生，從而為請專家有針對性地制定預防措施方面的作用十分突出。在生態(tài)環(huán)境檢測中RS遙感技術的應用十分廣泛，它監(jiān)測與預測于一體，能有效的減少人力和物力的投入，是環(huán)境監(jiān)測方面的不可或缺的實用技術，大大提高了生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測水平。

2.2GPS技術的應用

GPS是一種定位技術，在環(huán)境監(jiān)測領域的應用能夠適時地對遙感技術提供的信息變化區(qū)域進行定位導航，具有精確、客觀的特性。GPS技術主要是對遙感技術提供的實況數(shù)據(jù)感測圖等加以分析提供地理坐標，其的應用原理是：遙感技術將實況數(shù)據(jù)傳輸予GPS儀器，GPS儀器進行定位導航后建立新的數(shù)據(jù)庫，并同步對實況變化坐標進行動態(tài)觀測。GPS技術在生態(tài)環(huán)境領域的應用在遙感技術的基礎上的一大創(chuàng)新，它能夠應用與實時動態(tài)的監(jiān)測目標的狀況，這也是比遙感技術進步的一大特點。此外這一技術還能應用于某一時段的事物數(shù)量監(jiān)測，從而對相關方面進行推測，比如監(jiān)測某一區(qū)域的樹木數(shù)量從而監(jiān)測出樹木某一時段的二氧化碳吸收量。這一技術應用也是十分廣泛，在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測方面可以與遙感技術相互輔助，適時監(jiān)測出動態(tài)數(shù)據(jù)，并能對一些措施的有效性進行適時關注，還能監(jiān)測生態(tài)鏈的平衡程度，這樣能夠減少物力、人力的投入，而且宏觀、便利。

2.3GIS技術的應用

GIS技術一種地理信息處理技術，包括信息輸入、儲存、管理、分析處理、應用等。其內(nèi)部儲存大量的信息，并且能夠分析數(shù)據(jù)，從而對措施的采取起到輔助決策的作用，GIS技術聯(lián)合遙感、GPS技術能夠形成數(shù)據(jù)監(jiān)測和處理的系統(tǒng)，對生態(tài)環(huán)境某段時期內(nèi)的變化還能提供原始數(shù)據(jù)，對生態(tài)變化的分析提供參考。GIS技術在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測領域的作用非常突出，該技術具有豐富的地理數(shù)據(jù)，可輔助宏觀決策。GIS技術在生態(tài)發(fā)展的規(guī)劃方面作用突出，此外還能分析地理資源的開發(fā)狀況，參與地理資源的管理，從而極大地輔助生態(tài)平衡的監(jiān)測。該技術還能聯(lián)合GPS的氣象預測功能，在生態(tài)環(huán)境的災害預測方面起到十足輕重的作用，因此GIS技術在生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測方面具有準確性、真實性、輔、實用性。

3結束語

篇5

關鍵詞：遙感；監(jiān)測；信息

中圖分類號：TP79 文獻標識碼：A

1 監(jiān)測系統(tǒng)的意義

應用資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)，許多國家開展了農(nóng)業(yè)資源調(diào)查、農(nóng)作物長勢監(jiān)測、面積監(jiān)測和產(chǎn)量預報等。農(nóng)情信息是指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、制定糧食政策與對外貿(mào)易政策的重要信息。早在20世紀70年代西方多國就合作開展了大面積農(nóng)作物長勢監(jiān)測、遙感估產(chǎn)計，充分利用了農(nóng)業(yè)、氣象、數(shù)學、計算機、GPS地面調(diào)查及遙感技術。近20a來，一些西方國家利用資源衛(wèi)星進行小麥、大豆、水稻、玉米和馬鈴薯等農(nóng)作物的估產(chǎn)，以增加或減少某種農(nóng)作物的種植或確定糧食政策。

遙感技術在我國農(nóng)業(yè)上的應用，從20世紀70年代末起步，經(jīng)過20a的艱苦努力，目前已發(fā)展到實用化水平。我國農(nóng)作物遙感估產(chǎn)研究取得了很大發(fā)展，從冬小麥單一作物發(fā)展到小麥、水稻、玉米等多種作物，從小區(qū)域發(fā)展到大區(qū)域，從單一信息源發(fā)展到多種遙感信息源的綜合應用，監(jiān)測精度不斷提高。

農(nóng)作物遙感估產(chǎn)包括長勢與趨勢監(jiān)測和產(chǎn)量早期預報等兩個方面。在充分利用多年來遙感估產(chǎn)成果的基礎上，建成了NOAA AVHRR數(shù)據(jù)實時預處理系統(tǒng)，并利用AVHRR最大NDVI圖像與上年同期數(shù)據(jù)對比實現(xiàn)農(nóng)作物長勢遙感監(jiān)測；在高精度耕地數(shù)據(jù)庫的支持下，解決和研發(fā)了作物長勢遙感監(jiān)測綜合方法、區(qū)域作物生長過程遙感提取方法。從實時作物長勢監(jiān)測、作物生長過程監(jiān)測、農(nóng)業(yè)氣象分析、物候和土地利用等輔助信息的運用等角度，構建了綜合分析作物長勢的技術。利用遙感技術對農(nóng)作物進行監(jiān)測具有效率高、費用低、靈活性強、簡單易用和多用途的特點，精度基本可達95%以上。

東北地區(qū)是我國重要的糧食生產(chǎn)基地，進入21世紀后，建立現(xiàn)代化高標準的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地，對決策的科學化提出了更高的要求。隨著社會主義市場經(jīng)濟體制的逐步建立，運用原有的信息渠道很難保證所需信息的可靠性、精確性與時效性。建立“東北地區(qū)玉米、水稻、大豆遙感監(jiān)測系統(tǒng)”可實現(xiàn)信息收集和分析的定時、定量和定位，將使農(nóng)業(yè)的科學決策提高到一個新的水平，促進農(nóng)業(yè)由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)過渡，加快與國際市場接軌的步伐，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)與農(nóng)村經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。20世紀70年代以來，歐美等先進國家應用遙感技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上取得了巨大經(jīng)濟效益和社會效益。我國是農(nóng)業(yè)大國，特別是東北地區(qū)耕地資源豐富，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)比較發(fā)達，本項目具有廣闊的應用空間，它的實施也將在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)資源保護開發(fā)和社會主義新農(nóng)村建設方面發(fā)揮巨大作用。

2 監(jiān)測系統(tǒng)的目標

監(jiān)測玉米、水稻種植面積增減變化及原因；背景數(shù)據(jù)庫的建設；地面樣方布局設立；玉米、水稻單產(chǎn)估算模型設計；玉米、水稻長勢監(jiān)測。

3 技術路線

3.1 信息獲得

通過SPOT、TM、CBCS圖像獲取農(nóng)作物種類、面積和分布狀況；通過MODIS圖像進行農(nóng)作物長勢及洪澇、干旱災害的監(jiān)測；利用GPS技術進行地面監(jiān)測并對遙感圖像進行校正和補充；利用GPS技術設立固定監(jiān)測點，結合遙感圖像監(jiān)測對區(qū)域內(nèi)的土地沙地、堿化及洪澇進行監(jiān)測；通過調(diào)查獲取有關圖件、數(shù)據(jù)及其他自然與社會經(jīng)濟資料。

3.2 建立地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫

用GIS對獲取的各類信息進行格式化與規(guī)范化處理、儲存。

3.3 信息分析

運用GIS監(jiān)測空間分析功能和有關專業(yè)模型，對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行解譯、分析、摸擬、監(jiān)測。

3.4 決策支持

在信息分析的基礎上，通過信息與技術集成形成決策支持系統(tǒng)，提供咨詢服務，并可具體回答以下幾個方面問題：各作物的面積、產(chǎn)量、長勢、環(huán)境現(xiàn)狀、存在問題、農(nóng)業(yè)環(huán)境發(fā)展趨勢、資源利用形狀、沙化、堿化、洪澇的范圍、程度、分布等。

技術流程圖見圖1。

圖1 技術流程圖

4 監(jiān)測系統(tǒng)的內(nèi)容

4.1 劃分不同的區(qū)域

根據(jù)東北地區(qū)不同的生態(tài)特征和地域分異規(guī)律，確定玉米、水稻生態(tài)區(qū)區(qū)劃指標，劃分出若干個玉米、水稻生態(tài)適宜區(qū)。在生態(tài)適宜區(qū)的基礎上劃分遙感監(jiān)測區(qū)，然后進行監(jiān)測樣點的配置。每個生態(tài)適宜區(qū)作為一個估產(chǎn)單元。

4.2 收集玉米、水稻生育期數(shù)據(jù)資料，建立東北地區(qū)玉米、水稻生育期基礎資料數(shù)據(jù)庫

按玉米生長的苗期、拔節(jié)期、抽穗期、籽粒灌漿（臘熟）期和水稻生長的拔節(jié)期、花期、灌漿期收集日照、溫度（≥10℃積溫）、水分（降水量、蒸發(fā)量）、養(yǎng)分、旱災、風災數(shù)據(jù)資料；收集各個不同生態(tài)適宜區(qū)的種植制度、農(nóng)業(yè)措施、播種方法的資料；把所收集的數(shù)據(jù)全部錄入到數(shù)據(jù)庫中。

4.3 選擇最佳衛(wèi)星監(jiān)測時相

玉米面積提?。核肫陔A段至花粉期階段（7月下旬至8月中旬）。

玉米產(chǎn)量預測：以高空間分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)為基礎，利用EOS衛(wèi)星的MODIS資料數(shù)據(jù)，對玉米拔節(jié)期、抽雄期、成熟期的NDVI進行監(jiān)測，通過長勢監(jiān)測對比，計算出玉米單產(chǎn)。

水稻面積提取：利用資源衛(wèi)星TM或CBCS選擇水稻的花期影像，提取水稻面積。

水稻產(chǎn)量預測：以高空間分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)為基礎，利用EOS衛(wèi)星的MODIS資料數(shù)據(jù)，對水稻各個生育期進行NDVI監(jiān)測。通過長勢監(jiān)測對比，結合其他資料，計算出水稻單產(chǎn)。

4.4 監(jiān)測樣方的地面資料調(diào)查與獲取

以劃定的生態(tài)適宜區(qū)為基礎，平均每個生態(tài)適宜區(qū)布設5個樣方，要根據(jù)自然地理特征及玉米、水稻主產(chǎn)區(qū)的不同，有側重的布設樣方，地面樣方的尺寸應為500m×500m或1000m×1000m大小。

地面樣方調(diào)查方法是首先在每個生態(tài)適宜區(qū)內(nèi)確定1個代表本區(qū)最基本的土、肥、水、氣等因素的樣方，進行實地調(diào)查。然后統(tǒng)一調(diào)查項目，統(tǒng)一調(diào)查標準、統(tǒng)一調(diào)查時間，在各樣方上展開工作。地面樣方調(diào)查分為兩部分。一是小地類調(diào)查，每種作物完成一次即可。二是地面抽樣樣方調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容包括樣方內(nèi)的各種地類面積（GIS管理），每種作物完成一次；長勢和旱情（含其他可調(diào)查的重大自然災害類型、程度等）；單產(chǎn)調(diào)查；訪問農(nóng)民。

調(diào)查所獲取的各種圖件資料、數(shù)據(jù)資料、樣方調(diào)查報告由項目組人員分別數(shù)字化錄入、建檔并存入數(shù)據(jù)庫中。

4.5 面積監(jiān)測中的小地類系數(shù)獲取

以玉米水稻生態(tài)適宜區(qū)為基礎，從每個生態(tài)適宜區(qū)采取隨機抽樣的方法，進行實地測量，計算出小地類系數(shù)，每種作物抽樣應不少于10個樣方，樣方尺寸不小于1000m×1000m×1000m。

4.6 種植面積圖解譯、編制與成果匯算

采用RS軟件對玉米、水稻面積進行解譯、面積量算、匯總。采用GIS應用軟件對解譯面積進行編制繪圖。

5 監(jiān)測系統(tǒng)的建設前景

篇6

關鍵詞：　遙感技術；測繪技術；遙感監(jiān)測

中圖分類號：TP7 文獻標識碼：A 文章編號：1671－7597（2012）1020114－01

0　引言

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，人類生存環(huán)境的變化和日益激烈的國際競爭，對自然和太空資源的開發(fā)和爭奪利用已成為影響人類發(fā)展進程的重要因素。遙感正是為滿足這樣的需求而產(chǎn)生的一門綜合性技術。數(shù)字化測繪技術是伴隨著計算機和網(wǎng)絡技術的發(fā)展以及測量儀器的智能化而發(fā)展起來的的一門新興的技術。它標志著我國測繪技術的進一步發(fā)展與壯大。本文圍繞遙感技術在數(shù)字化測量中的特點進行了簡要的探討。

1　遙感技術概述

遙感技術應用于數(shù)字化測繪，可以快速制作高質(zhì)量地圖，滿足社會各方面需求。遙感技術的涵義遙感，顧名思義，就是從遙遠處感知，泛指各種非接觸的、遠距離的探測技術。也就是利用地面上空的飛機、飛船、衛(wèi)星等飛行物上的遙感器收集地面數(shù)據(jù)資料，并從中獲取信息，經(jīng)記錄、傳送、分析和判讀來識別地物。遙感由空基系統(tǒng)、地基系統(tǒng)和研究技術支持系統(tǒng)組成。獲取數(shù)據(jù)資料范圍大，獲取信息速度快、周期短，獲取信息受條件限制少，獲取信息的手段多，信息量大等都是遙感技術所具有的特點。

2　遙感技術的發(fā)展

遙感包括衛(wèi)星遙感和航空遙感，航空遙感作為地形圖測量的重要手段已在實踐中得到了廣泛的應用，衛(wèi)星遙感用于測圖也正在研究之中并取得一些意義重大的成果，基于遙感資料建立數(shù)字地面模型進而應用于測繪工作已獲得了較多的應用。自20世紀初萊特兄弟發(fā)明人類歷史上第一架飛機起，航空遙感就開始了它在軍事上的應用，從1972年第一顆地球資源衛(wèi)星發(fā)射升空以來，美國、法國、俄羅斯、歐空局、日本、印度、中國等國家都相繼發(fā)射了眾多對地觀測衛(wèi)星。遙感信息獲取技術已從可見光發(fā)展到紅外、微波：從單波段發(fā)展到多波段、多角度、多極化；從空間維擴展到時空維；從低分辨率發(fā)展到高分辨率甚至超高分辨率。遙感平臺有地球同步軌道衛(wèi)星、太陽同步衛(wèi)星、太空飛船、航天飛機、探空火箭，并且還有高、中、低空飛機、升空氣球和無人飛機等：傳感器有框幅式光學相機，縫隙、全景相機、光機掃描儀、光電掃描儀、CCD線陣、面陣掃描儀、微波散射計、雷達測高儀、激光掃描儀和合成孔徑雷達等，它們幾乎覆蓋了可透過大氣窗口的所有電磁波段。

3　數(shù)字化測量技術的優(yōu)勢

1）通過計算機模擬的方式，在屏幕上生動直觀地反映出地貌、地形特征及地籍等要素，圖像清晰明了，基本可彌補、甚至改變傳統(tǒng)產(chǎn)品符號、線條、文字、數(shù)字、等非具一定專業(yè)知識才能認知的不足和缺陷。

2）數(shù)字化測量產(chǎn)品在使用、維護甚至更新方面都體現(xiàn)出了方便快捷的特點，能隨時保持產(chǎn)品信息的現(xiàn)勢性，可隨時補充完善，隨時出提供使用新圖。

3）按照用戶的需要的不同，可對產(chǎn)品的各種要素數(shù)據(jù)進行再加工，得到圖件的用途也就不同，并且還可以任意對圖形進行縮放和拼接，使用起來更加廣泛。

4）利用地形、地籍等數(shù)字化的測量成果，作為底圖在計算機上進行各種設計與規(guī)劃，在進行許多方案的設計與比較時顯得非常方便，對各種要素的匯總統(tǒng)計及疊加分析也做到了準確方便。計算機的合理使用也大大提高了測繪作業(yè)的效率，且規(guī)范化程度、自動化程度、科學化程度、數(shù)字化測繪產(chǎn)品的應用水平也將得到提高。由此不難看出，數(shù)字化測繪符合現(xiàn)代社信息會的要求，是現(xiàn)代測繪的重要發(fā)展方向。因此，以傳統(tǒng)測繪為主的專業(yè)測繪單位要以發(fā)展數(shù)字化測繪技術作為單位發(fā)展的方向與目標。

4　遙感技術在數(shù)字化測量中的應用

4.1　土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測

在2009年，我國所應用的遙感技術主要是確保在調(diào)查土地數(shù)據(jù)過程當中的現(xiàn)勢性問題。一般情況下，國土資源在審批以后所負責監(jiān)管的工程，也就是在遙感監(jiān)測一張圖的建設工程開始時，主要是為了結合第二次的全國統(tǒng)一土地調(diào)查時點底圖的生產(chǎn)，一般在生產(chǎn)覆蓋所有遙感正射影像圖的基本條件下，最為重要的就是要達到全國統(tǒng)一覆蓋的監(jiān)測系統(tǒng)。所謂建設的遙感監(jiān)測工程則是在每年都必須要達到先進的遙感影像全覆蓋建設以及土地變化信息的重要提取功能，從而在日后進行調(diào)查變更與核查時提供了較為便利的條件基礎，此外還可以確保實現(xiàn)土地數(shù)據(jù)達到一定的真實性與現(xiàn)勢性的目的，進一步提高建設土地資源監(jiān)管系統(tǒng)的重要作用。

現(xiàn)在所應用的遙感技術主要是針對變更土地的調(diào)查以及動態(tài)監(jiān)測等，所以他們可以統(tǒng)稱為土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測。這種監(jiān)測一般主是對利用土地的調(diào)查數(shù)據(jù)和圖件作為調(diào)查的基礎，再通過處理遙感圖像以及它的識別技術，并且在遙感圖像所顯示的圖面上再進行提取變動的具體信息，以實現(xiàn)對土地變化可以及時地進行監(jiān)測，也可以對其進行客觀和直接的定期監(jiān)測。這種監(jiān)測手段是不同于其它監(jiān)測的，由于遙感監(jiān)測的精度較高，并且速度快，所監(jiān)測的范圍也較廣，因此它可以精確的測量出國土資源管理的事實影像的，并且也最為基礎的信息管理做出動態(tài)監(jiān)測的結果。在現(xiàn)階段，由于遙感技術在隨著不斷的進步發(fā)展，而影像的分辨率也在跟隨不斷的有所提高，在計算機技術以及處理信息技術等方面的技術與日俱增，從而也就促使了土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測的技術有所提高，在應用方面也得到了較為廣泛的推廣。

4.2　應用遙感技術的方法制地籍圖

制作遙感地籍圖，主要就是在利用計算機的制圖環(huán)境，通過應用遙感所編制的資料再制作出所需要的地籍圖，同時，這也是利用遙感信息在研究地理以及測繪制圖過程當中最為重要的一個應用。在應用遙感技術用來制圖的主要流程一般表現(xiàn)在幾個方面：1）必須要選用較為合適的影像源，因為在不同數(shù)據(jù)源的表現(xiàn)下會體現(xiàn)出不同的特征。當前，我們普遍應用的遙感影像大概分為SPOT、QuickBird、Landsat-TM等。2）應選用某一種遙感軟件對其影像進行分析，并且糾正影像的配準問題。3）融合于遙感影像當中，主要是通過與影像的融合技術，突出當中應用較高的分辨率，從而確保光譜的主要特征。此外，還可以對融合以后的影像對其做線性拉伸以及灰度變換等一些增強的處理，用以加強圖像的清晰度和對比度，出更為突出細節(jié)部分。第四，在應用目視解譯以及踏勘實地二者相結合的方法，可以把不同地物的不同形狀以及在不同區(qū)域范圍上可以從影像當中進行提取，也就是形成一定的矢量文件。

5　結語

數(shù)字化的測繪工作是極其繁瑣的，只有采取一定的科技手段才能提高工作效率，及時完成任務。隨著遙感技術的發(fā)展，給測繪工作帶來了不少便利，隨著計算機技術以及GPS等技術的日臻完善，遙感技術應用于測繪領域也日趨成熟，相信隨著科學技術的發(fā)展與進步，遙感技術的應用水平將步入一個全新的臺階。

參考文獻：

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當前社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，為科學技術的進步創(chuàng)造力良好的物質(zhì)條件與經(jīng)濟基礎，各種現(xiàn)代的信息技術手段層出不窮。在經(jīng)濟快速發(fā)展的同時，我們需要面臨更為嚴重的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測和保護問題。遙感技術尤其是衛(wèi)星遙感技術近些年來在環(huán)境監(jiān)測中得到了有效的運用，國際遙感技術研究水平也得到了進一步的提升。本文結合當前我國生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與保護的現(xiàn)狀以及遙感技術的發(fā)展狀況，對遙感技術在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測和保護中的應用進行分析。

2我國當前的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與保護

2.1發(fā)展現(xiàn)狀

隨著近些年來社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，科研技術也取得了一定的進步，為生態(tài)環(huán)境監(jiān)測提供了一套科學可行的技術支持，目前國內(nèi)也逐步建立起立地球動態(tài)觀測信息網(wǎng)絡，同時取得了較多的研究成果，并相繼在新疆、內(nèi)蒙等地區(qū)建立起了生態(tài)站，為我國將來一段時間生態(tài)環(huán)境監(jiān)測和保護工作提供了重要的基礎保障。

2.2發(fā)展趨勢

通過以上對于我國當前的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測和保護現(xiàn)狀分析來看，雖然我國當前在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與保護方面還存在著諸多的問題，例如技術上比較滯后、管理制度跟不上、人員能力水平存在不足等等，即使如此，但整體趨勢是向前發(fā)展的。未來該工作的發(fā)展趨勢應是在地面監(jiān)測技術與3S技術相結合的基礎上，實現(xiàn)由當前的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價到生態(tài)風險以及早期生態(tài)環(huán)境預警和保護方面的轉變。當前我國部分城市已經(jīng)開始使用遙感技術對生態(tài)環(huán)境進行監(jiān)測與保護，這些先進的技術手段必將對我國生態(tài)環(huán)境的保護工作起到良好的推進作用。

3遙感技術的原理及應用領域

3.1基本原理

遙感技術主要是利用安裝在遙感平臺上的傳感器，對被監(jiān)測物體定時、定量的發(fā)射不同的電磁波譜，并對其所反射回傳感器的電磁波譜進行接收和記錄，在經(jīng)過地面處理后還原成原始圖像，從而進行各項研究工作。其中運用的傳感器是指安裝在遙感平臺的用來探測地面物體電磁波的儀器，對于不同的研究項目，當前已經(jīng)研究出了多種多樣的電磁波譜傳感器。利用傳感器對于各種物體在可見光以及紅外線和微波范圍內(nèi)的電磁輻射的探測和接收，并經(jīng)過一系列較為復雜的技術處理，將其提供給不同的用戶，方便其開展工作。

3.2應用領域

（1）資源遙感監(jiān)測

資源遙感監(jiān)測在資源類別上可以將其劃分為土地資源、水力資源以及其他方面的資源監(jiān)測。世界各國在發(fā)展過程中都需要強大的自然資源作為后盾，因此資源遙感監(jiān)測有著重要的意義。遙感技術對于我國石油資源開發(fā)、礦產(chǎn)資源探測以及五年計劃期間的各項工作都發(fā)揮了極為重要的作用，為促進我國現(xiàn)代化經(jīng)濟建設作出了巨大的貢獻，這也是我國目前不斷重視的原因。

（2）農(nóng)作物監(jiān)測

遙感技術對于農(nóng)作物的監(jiān)測主要是利用衛(wèi)星傳感器所發(fā)回的傳感數(shù)據(jù)，在地面工作站的加工處理后，對農(nóng)作物的產(chǎn)量指標進行估算。另一方面，遙感技術還能對小麥、玉米等農(nóng)作物的病蟲害情況進行遙感監(jiān)測，有利于農(nóng)作物病蟲害的防治，加強農(nóng)作物的管理力度，從而減少其帶來的經(jīng)濟損失。

（3）氣象監(jiān)測

遙感技術在我們生活中最為常見的應用就是我們經(jīng)常接觸到的氣象預報，其與我們?nèi)粘９ぷ骱蜕钕⑾⑾嚓P，已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠謨?nèi)容，為人們的帶來極大的便利，隨著科學技術的不斷向前推進，氣象預測方面將會更加準確，可靠性也會逐步增強。當前我國應用于氣象觀測和預報的衛(wèi)星主要是自主研發(fā)的風云系列氣象衛(wèi)星。

（4）地質(zhì)災害預測

衛(wèi)星遙感技術對于地質(zhì)災害的預測，能在很大程度上減免地質(zhì)災害等帶來的人員傷亡和財產(chǎn)損失，比如天氣預報中提到的暴雨可能會引發(fā)的泥石流災害等，但是遙感技術在此領域的應用還處于摸索階段，技術基礎相對較為薄弱。不過相信在未來發(fā)展過程中，這方面的能力會持續(xù)增強，技術上的差距也會不斷縮小，為地質(zhì)災害預測提供更加科學準確的預測詳情。除此之外，遙感技術在軍事領域、國防領域以及太空監(jiān)測領域也都有著廣泛的應用。

4遙感技術在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與保護中的具體運用

4.1在大氣狀況監(jiān)測中的運用

由于當前不斷惡化的環(huán)境問題以及越來越嚴重的霧霾現(xiàn)象，人們對于空氣質(zhì)量的重視程度越來越高，各國政府也在進行著相關研究工作，希望能通過有效的手段改善當前大氣污染狀況。遙感技術通過對大氣中臭氧層、溫室氣體以及大氣氣溶膠含量等指標的監(jiān)測，實現(xiàn)了對大氣污染狀況的實時監(jiān)測，節(jié)省了大量的人力物力。通過對監(jiān)測到的信心處理，及時的傳遞給氣象部門和相關部門，便于人們做好防范和補救處理工作。

4.2在水體污染監(jiān)測中的運用

作為人類賴以生存的基礎資源，水資源對我們的重要性不言而喻，然而當前我們面臨的不僅僅是水資源匱乏問題，還有相當嚴峻的水體污染問題。我國擁有著眾多的河流及湖泊，對于這些河流湖泊的監(jiān)測使用人工監(jiān)測的方法所要耗費的各種資源相對較多。衛(wèi)星遙感技術通過多光譜頻道，能對水體進行多方位監(jiān)測，從而對水質(zhì)作出優(yōu)劣評價，方便于水體污染的監(jiān)測和治理工作。遙感監(jiān)測對水體污染的主要監(jiān)測指標有水體懸浮物、水體溫度、色度以及可溶性有機物的監(jiān)測等。

4.3在固體廢棄物監(jiān)測中的運用

在城市發(fā)展建設過程中，不可避免的會遺留下一些廢棄物及城市居民生產(chǎn)生活垃圾，對于當前城市現(xiàn)代化建設和生態(tài)環(huán)境保護工作來說，對這些固體廢棄物的妥善處理相當重要。遙感技術利用對遙感圖像上的色、形、影等解譯處理，能夠較為直觀的呈現(xiàn)出城市固體廢棄物的分布狀況、數(shù)量以及類型。從遙感技術手段中獲得的這種高分辨率圖像，能使我們更加詳細的對固體廢棄物的面積及總量進行識別，有利于其處理工作的開展。

5結語

篇8

關鍵詞：高精度衛(wèi)星地質(zhì)遙感技術 技術分析 應用例析

中圖分類號：P618 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（c）-0-01

高精度遙感技術可以簡單的理解為收集地面特定目標的電磁輻射信息，判斷地球環(huán)境和資源的技術。遙感技術的發(fā)展經(jīng)歷從實驗室單一概念到實用的技術系統(tǒng)，從少技術到多科技領域的有機結合，從單學科的運用到多學科的綜合，從靜態(tài)資源調(diào)查到動態(tài)環(huán)境的監(jiān)測，從區(qū)域性的微觀分析到全球性的宏觀研究，從發(fā)達國家手中的核心秘密到全球性的普遍掌握的過程。20世紀90年代以來，遙感技術己被廣泛地應用于地質(zhì)礦產(chǎn)、冶金、石油、測繪、地理等領域。它具有時效性好、監(jiān)測范圍廣、信息量豐富、宏觀性強、獲取手段豐富等特點。因此，利用高精度遙感技術開展地質(zhì)工作已經(jīng)成為時下非常重要的高科技手段。

1 基于高空間分辨光學的地質(zhì)衛(wèi)星遙感關鍵技術分析

1.1 遙感圖像數(shù)據(jù)獲取

在遙感圖像數(shù)據(jù)獲取的過程中，一般會進行兩個方面的選擇。一是在空間分辨率方面的選擇。遙感圖像的選擇不在是一味追求高精度的過程，它包含對成像的范圍效應和經(jīng)濟適用性的判斷。不同的地質(zhì)現(xiàn)象需要不同的觀測距離和尺度，才能合理、完整的運用遙感技術進行成像過程?，F(xiàn)階段，大多數(shù)地質(zhì)工作者已經(jīng)意識到定點的觀測數(shù)據(jù)已經(jīng)不能滿足地質(zhì)工作的需要，必須將其應用轉換到不同范圍和多尺度空間，即要求研究不同的對象需要選擇不同尺度的遙感數(shù)據(jù)。二是在波段組合方面的選擇。地面點的輻射值組成的遙感圖像具有隨機性和不確定性，主要因為遙感圖像會受到各種變化因素的影響，同一地面點會因為成像時間不同、氣候狀況、植物變化等造成不同的成像結果，可能存在同一地面點不同色譜，同一色譜不同地面點的的現(xiàn)象。所以在實際應用中，考慮人眼的特殊性，主要采取RGB彩色合成圖像作為解譯的標準圖像。對于具體地面點的成像而言，選取的波段要滿足各波段之間輻射值方差最大、相關性最小、均值大小合理的條件，而且其應盡可能含有豐富的地面點特征。

1.2 圖像校正與增強處理

在利用遙感技術成像的過程中，由于傳感器和大氣條件等因素變化的影響，最終獲取的遙感圖像會有小幅度的幾何變形情況，影響了圖像的成像質(zhì)量，必須加以處理。換而言之，即使用幾何糾正的方法對已獲取的遙感圖像進行處理。幾何糾正包括消除傾斜誤差和投影誤差兩方面。遙感圖像幾何糾正的目的是把幾何失真的遙感圖像恢復成沒有失真的地面點實際圖。為了使遙感獲取的數(shù)據(jù)更好地應用于研究工作中，遙感數(shù)據(jù)必須經(jīng)過幾何糾正的過程，確定合適的比例尺，使遙感數(shù)據(jù)和已獲取的非遙感數(shù)據(jù)相匹配，便于地質(zhì)工作中的比較、分析、研究等過程。除了運用幾何糾正的方法處理遙感圖像之外，通常在實際中還會采用遙感圖像增強處理的手段。遙感圖像增強處理指通過數(shù)學方法和顯示技術等手段，增強已獲取遙感圖像中的信息，使其易于辨別，使信息的分析更加便捷。遙感圖像增強處理的核心是通過各種手段提高遙感圖像的視覺性、解譯性和信息轉化性。遙感圖像增強處理方法有：灰度增強、邊緣增強、彩色增強等方法。遙感圖像增強處理的方法根據(jù)處理空間的不同分為基于圖像空間的空域方法和基于圖像變換的頻域方法兩大類。

1.3 圖像融合技術

遙感圖像數(shù)據(jù)融合是從80年代形成和發(fā)展的一種自動化信息綜合處理技術，是把來源不同的遙感數(shù)據(jù)在同一坐標系中，采用一定的算法生成一組新的信息或合成圖像的過程，是解決多源遙感數(shù)據(jù)富集表示的有效途徑之一。遙感圖像融合方法主要有四種：即信號級融合法、像元級的融合法、特征級的融合法和決策級的融合法。信號級融合指將不同傳感器的信號進行混合，產(chǎn)生高質(zhì)量的融合信息。像素級融合指在各傳感器對原始信息未作處理前的一種低水平的數(shù)據(jù)融合，其具有最高精度但同時具有信息量大、耗費性強的缺點。特征級融合指在各傳感器對原始信息進行特征處理的一種中等水平的數(shù)據(jù)融合，它實現(xiàn)了信息壓縮，但同時具有地域原始信息精度的缺點。決策級融合是在像素級和特征級融合的基礎上對圖像信息進行識別、分類、檢測，再對圖像進行融合處理的一種最高水平的數(shù)據(jù)融合。實際情況下，最常使用的融合方法是像素級融合。

2 衛(wèi)星地質(zhì)遙感于崩塌災害中的應用例析

2.1 崩塌信息的特征

崩塌類地質(zhì)災害一般發(fā)生在陡峻山坡上，在ETM圖像和SPOT圖像上只能識別大規(guī)模的崩塌堆積體卻不易分辨人工開挖的山體特征。

但在IKNOS的彩色衛(wèi)星成像上卻會清晰顯示崩塌的特征。崩塌信息特征解譯的主要標志有：一是位于陡峻的山坡上，在傾斜角大于55度的陡坡地段可出現(xiàn)巨大石塊特征的遙感成像；二是崩塌輪廓線明顯，崩塌堆積體上植被欠發(fā)育；三是崩塌體會形成節(jié)理的裂縫影像。

2.2 崩塌活動解釋

崩塌的活動情況在遙感圖像上易于辨認。具體活動解釋如下：仍在發(fā)展的崩塌在巖塊脫離山體的凹陷部分成色淺，沒有植被生長，上部陡峻，有時呈突出的參差狀，有時因崩塌壁巖石本身色調(diào)較深呈深色調(diào)；趨向穩(wěn)定的崩塌，其成像呈深色調(diào)或在淺色調(diào)中夾雜斑點，生長少量植物，上部陡峻，崩塌體主要由粗顆粒碎石構成；穩(wěn)定的崩塌，其崩塌成像的色調(diào)深，植被生長茂密，上部陡坡較緩，崩塌體主要由細顆粒土構成，植被生長茂密，一定條件下可以開辟為耕地。

3 結語

高精度衛(wèi)星地質(zhì)遙感技術應用于地質(zhì)災害監(jiān)測、預警、評估、分析等方面已獲得了巨大成功。

現(xiàn)階段的工作仍然停留在對災害的區(qū)域性評價等方面，利用高精度衛(wèi)星遙感技術進行地質(zhì)災害的詳盡解釋與評估等研究方法還是相對欠缺，大部分地質(zhì)災害分析過度依靠航空攝像圖片等。但是由于信息技術、空間技術、和計算機技術的高速發(fā)展，遙感技術在光譜分辨率、時間分辨率、空間分辨率等方面取得了巨大成就，因此利用高精度衛(wèi)星地質(zhì)遙感技術進行地質(zhì)災害監(jiān)測、預警、評估是遙感技術體系在地質(zhì)災害應用中的必然發(fā)展趨勢。

參考文獻

[1] 李才興.災害遙感發(fā)展現(xiàn)狀分析[J].國際太空，2002（3）.

篇9

陸源入海排污口是主要的海洋污染源之一，對陸源入海排污口調(diào)查，是海洋環(huán)境監(jiān)測的重要內(nèi)容。近年來，國內(nèi)各級海洋環(huán)境監(jiān)測機構，相繼開展了陸源入海排污口調(diào)查工作，國家海洋局也了"陸源入海排污口及鄰近海域生態(tài)環(huán)境評價指南"［1］（HY／T086－2005）（以下簡稱評價指南）。對此，以往采用的方法主要是實地采樣化學分析方法，調(diào)查與分析工作量巨大，且成本很高。本文采用衛(wèi)星遙感技術對近岸陸源入海排污口進行調(diào)查［2－3］。針對陸源入海排污口監(jiān)測的業(yè)務需求和衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的特點，作者綜合考慮陸源入海排污口調(diào)查業(yè)務運行的經(jīng)濟性和效益，對陸源入海排污口的調(diào)查進行了嘗試，提出一種多尺度遙感數(shù)據(jù)調(diào)查陸源入海排污口的方法。該方法充分發(fā)揮不同尺度衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)獲取能力和經(jīng)濟上的差異，利用中分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行大范圍的環(huán)境監(jiān)測，框定重點監(jiān)測區(qū)域，再以高空間分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，對重點區(qū)域進行排污口分析解譯，確定排污口位置和類型。

2研究區(qū)與數(shù)據(jù)

2．1渤海入海處地理背景渤海是中國的內(nèi)海（圖1）。三面環(huán)陸，在遼寧、河北、山東、天津三省一市之間，東面經(jīng)渤海海峽與黃海相通。具置為：北緯37°07′～41°00′、東經(jīng)117°35′～121°10′。渤海周圍有3個主要海灣：北面遼東灣、西面渤海灣、南面萊州灣。渤海海域面積77284km2，大陸海岸線長2668km，平均水深18m最大水深85m，20m內(nèi)的淺海海域面積占一半以上。渤海地處北溫帶，夏無酷暑，冬無嚴寒，多年平均氣溫10．7℃，降水量500～600mm，海水鹽度為30°。

2．2數(shù)據(jù)及預處理

2．2．1實測數(shù)據(jù)及預處理實測數(shù)據(jù)主要包括實測排污口鄰近水域光譜數(shù)據(jù)、葉綠素a和懸浮物濃度含量、水深、水體透明度、水溫、水色、排污口經(jīng)緯度坐標、風速和風向等參數(shù)。實測數(shù)據(jù)共計202個采樣點。水體光譜測量采用ASD光譜儀使用表面法測量［4］。表面法水體光譜測量按照標準板－天空光－目標－天空光－標準板－遮陽標準板的順序進行樣點的光譜測量，且每個樣點目標至少測量20次，天空光與參考板每次各至少測量10次，即每個樣點目標標準板和天空光各至少測量20次，遮陽標準板至少測量10次。取其平均值作為該點的反射光譜值。在避開太陽直射反射、忽略或避開水面泡沫的情況下，ASD光譜儀測量的水體光譜數(shù)據(jù)LSW為：LSW＝LW＋r•Lsky（1其中，LW為離水輻亮度；Lsky為天空漫散射光，不帶有任何水體信息；r＝2．1％～5％，r＝r（W，θv，φvθo，φo）為氣－水界面對天空光的反射率，取決于太陽位置（θo，φo）、觀測幾何、風速風向（W）或海面粗糙度等因素。在表面法觀測幾何條件下，平靜水面可取r＝0．022，在5m／s左右風速的情況下，r可取0．02510m／s左右風速的情況下，取。由此可得離水輻亮度為：再利用水表面總的輻照度Ed（0＋），可以求得遙感反射比Rrs，計算公式為：3這種測量方法可以有效剔除噪音，特別是天空光信號的干擾，具有很高的精度。

2．2．2衛(wèi)星數(shù)據(jù)及預處理（1）Landsat數(shù)據(jù)Landsat－TM是搭載在Landsat－4／5衛(wèi)星上的傳感器，具有紅、綠、藍等7個波段，空間分辨率為30米，回返周期為16天，是一種廣泛應用于水質(zhì)監(jiān)測的中分辨率衛(wèi)星傳感器。本文采用了9景覆蓋整個渤海地區(qū)的Landsat－TM數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)獲取時間為2009年8月和9月，軌道號為：120－122，30－34）。選取其中6景Landsat－TM數(shù)據(jù)與同步的22個地面實測樣點進行渤海水質(zhì)參數(shù)的反演。數(shù)據(jù)獲取時間見表1：利用ENVI的輻射定標工具及Landsat－TM數(shù)據(jù)頭文件中的增益和偏移系數(shù)，對Landsat－TM進行輻射定標，再用ENVI的Flaash大氣校正模塊對影像進行了大氣校正。Flaash大氣校正的輸入?yún)?shù)包括中心點經(jīng)緯度、衛(wèi)星類型、地面高度、氣溶膠模式和大氣模式等，在大氣校正時，中心點經(jīng)緯度、衛(wèi)星類型、地面高度和氣溶膠模式等根據(jù)數(shù)據(jù)實際情況輸入或選擇，大氣模式根據(jù)中心點經(jīng)緯度和數(shù)據(jù)日期通過查找表選擇。進行大氣校正獲得離水亮度L之后再轉換成離水反射率R，轉換公式為：其中：t為太陽至水面的大氣透射率；F是大氣上界太陽輻照度，α是太陽天頂角。采用1∶10000的地形圖對大氣校正后的影像進行了幾何校正，其誤差小于0．5個像元。由于本研究的主要區(qū)域是水體，與陸地相比，水體反射率很低，變化沒陸地明顯，因此，研究前應當先將陸地區(qū)域掩膜，以免影響后續(xù)分析工作。大量研究表明歸一化水體指數(shù)NDWI是很好的水體指示參數(shù)［5－8］，歸一化水體指數(shù)NDWI表示為：其中：DNGreen、DNNir分別為Landsat－TM綠波段和近紅外波段的DN值或者反射率。水體的歸一化水體指數(shù)NDWI值大于0，設置閾值0就可以很好地將陸地掩膜掉。由于部分數(shù)據(jù)被云覆蓋，為去除云需進行云掩膜。云層在TM1到TM5波段的反射率比水體的反射率要高，在TM4波段云層的反射率高于0．005，而水體的反射率則低于0．005，設置閾值為0．005可以很好地將云層掩膜。（2）快鳥數(shù)據(jù)快鳥（QuickBird）衛(wèi)星是美國DigitalGlobe公司2001年10月發(fā)射的一顆亞米級分辨率的商業(yè)衛(wèi)星，其全色波段空間分辨率為0．61m，多光譜波段空間分辨率為2．4m，重訪周期為1－7d。本文主要利用快鳥數(shù)據(jù)對排污口進行目視解譯。其覆蓋范圍為天津、秦皇島、萊州灣和葫蘆島近海區(qū)域，數(shù)據(jù)獲取時間分別為2009年8月8日，2009年8月11日，2009年8月3日和2009年5月13日。

3陸源入海排污口遙感監(jiān)測方法陸源入海排污口調(diào)查的主要任務和目標是全面掌握排污口的位置、排污種類及主要污染物濃度，并對監(jiān)測結果進行科學評價，為排污口的管理提供科學依據(jù)。針對陸源入海排污口調(diào)查工作，國家海洋局制定了“陸源人海排污口及鄰近海域生態(tài)環(huán)境評價指南”，其提供了一套較完整的陸源入海排污口評價工作模式，確定了水質(zhì)監(jiān)測的評價因子，如化學需氧量（COD）、氨氮、葉綠素a和懸浮物濃度等，并規(guī)定了水質(zhì)監(jiān)測的方法。多尺度遙感數(shù)據(jù)陸源入海排污口監(jiān)測方法主要參照評價指南提供的陸源入海排污口評價方法，綜合考慮中高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)在適用范圍和經(jīng)濟性方面的差異，采用中分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)（Landsat－TM），結合地面實際測量排污口鄰近水域水體光譜特征和葉綠素a、懸浮物等水質(zhì)參數(shù)濃度數(shù)據(jù)，構建遙感數(shù)據(jù)的水質(zhì)環(huán)境評價指數(shù)，進行大范圍的水體環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測，劃分重點監(jiān)測區(qū)域，再利用高空間分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)（快鳥）進行重點區(qū)域的目視解譯，獲取排污口的精確位置信息，判定排污口污染類型，最后通過野外實地調(diào)查，進行解譯精度的驗證，實現(xiàn)對排污口位置和類型的監(jiān)測與制圖。具體技術路線如圖2。

3．1水質(zhì)參數(shù)的反演方法本文中的水質(zhì)評價參數(shù)系應用遙感技術進行水質(zhì)參數(shù)因子的反演而獲得，其成本低，節(jié)省人力和物力，同時可獲得大范圍的區(qū)域面數(shù)據(jù)。但目前利用遙感技術并不能完全反演“評價指南”中規(guī)定的水質(zhì)評價參數(shù)，僅能反演葉綠素a濃度和總懸浮物濃度等參數(shù)。因此，本研究主要利用葉綠素a濃度和總懸浮物濃度進行水質(zhì)參數(shù)的反演，并在此基礎上進行水質(zhì)評價。水質(zhì)參數(shù)具體反演方法參見文獻［9］、［12］。

3．2光譜特征的分析除富含葉綠素和懸浮物外，陸源入海排污口鄰近海域的光譜特征與清潔水體光譜特征也有較大的差異，因而陸源入海排污口鄰近海域的光譜特征也是識別排污口的重要依據(jù)。根據(jù)葉綠素與懸浮物的敏感波段，可以選擇對葉綠素與懸浮物敏感的波段反射率作為排污口鄰近海域的水體的光譜特征。

3．3水質(zhì)評價模式陸源入海排污口鄰近海域的水質(zhì)評價采用兩種模式，分別為單要素評價和綜合評價。本研究采用“評價指南”的水質(zhì)評價模式，引入排污口鄰近海域水體的光譜特征，實現(xiàn)對陸源入海排污口鄰近海域的水質(zhì)評價。（1）單要素評價單要素評價是對水質(zhì)的多個監(jiān)測指標進行逐一評價，以確定水體中的超標污染物和主要污染物。評價標準采用“污水綜合排放標準”（GB8978－1996）［10－11］，評價方法采用單因子評價法。計算公式為：其中：Pi為i監(jiān)測指標的污染指數(shù)；Mi為i監(jiān)測指標的濃度；Si為i監(jiān)測指標的標準值。（2）綜合評價綜合評價是在單要素評價的基礎上進行，從整體上反映一個排污口鄰近海域的綜合狀況，目的是對排污口進行分級評價，劃分重點監(jiān)測區(qū)域。綜合評價公式是：其中：P為總體水質(zhì)指數(shù)。指數(shù)值越高，水質(zhì)越差，周圍越可能存在排污口。水質(zhì)參數(shù)可利用中分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)進行反演，計算各單要素污染指數(shù)，獲得總體水質(zhì)指數(shù)，將水質(zhì)指數(shù)按照大小進行分級可以劃分重點監(jiān)測區(qū)域，從而可以大大降低監(jiān)測范圍。

3．4建立高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)的排污口解譯標志在利用中分辨率影像圈定重點監(jiān)測區(qū)域后，利用高空間分辨率影像進行排污口的解譯。其解譯標志主要包括排污口形狀和鄰近水域水體顏色。（1）形狀：在高空間分辨率影像上，往往可以直接看到排污口，且排污口排出的水體多呈扇形。（2）水色：在真彩色影像中，當水體污染濃度較大且水色顯著地變黑、變紅或者變黃，并與背景顏色有較大的差異。（3）光譜特征：當水體高度富營養(yǎng)化，水體受到嚴重有機污染，浮游生物濃度高時，在近紅外波段影像污染水體反射率較高。

4排污口的遙感監(jiān)測與結果分析

4．1水質(zhì)參數(shù)的反演本文利用渤海實測葉綠素濃度和總懸浮物濃度數(shù)據(jù)，以及對應像元的離水反射率，采用經(jīng)驗－統(tǒng)計方法構建了總懸浮物濃度數(shù)據(jù)模型，其中隨機選取的15個樣本點數(shù)據(jù)用于模型的構建，其余樣本點用于模型的驗證。反演模型構建的詳細情況請見參考文獻［9］，葉綠素a的反演模型參見文獻［12］，具體應用模型見表3。

4．2排污口光譜特征的識別提取分別選取污染程度輕、較輕、重和較重的4個排污口鄰近水域水體光譜進行特征提取分析（圖3），其中，6、4、9和11號排污口污染程度分別為較輕、輕、較重和重。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，污染程度越重在TM2波段附近的反射率越高，且有往長波方向移動的趨勢，同時在TM3波段會呈現(xiàn)一個谷值，因此，選TM2和TM3波段為排污口的特征波段。

4．3水質(zhì)評價與重點監(jiān)測區(qū)的劃分采用葉綠素a濃度、總懸浮物濃度、TM2波段反射率和TM3波段反射率為評價因子，利用公式（6）進行單因素水質(zhì)評價，其中，TM2波段反射率和TM3波段反射率的標準值為清潔水體的反射率值。再利用公式（7）進行水質(zhì)評價，獲得總體水質(zhì)指數(shù)分布圖，對總體水質(zhì)指數(shù)分布圖進行密度分割，劃分重點監(jiān)測區(qū)域。

4．4排污口的遙感解譯與制圖對干排污口的重點監(jiān)測區(qū)，采用高分辨率的快鳥數(shù)據(jù)，選取了天津、萊州灣、秦皇島和葫蘆島4區(qū)域，進行排污口的解譯制圖（圖4）。首先，根據(jù)排污口的形狀和水色特征找出監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的排污口，標定其位置；然后，依據(jù)排污口附近有無工廠等周邊環(huán)境特征，對排污口鄰近水域作光譜分析，解譯判定排污口的污染類型，劃分出河流入海口或工業(yè)排污口；最后，通過實地調(diào)查驗證排污口解譯的正確性，并進一步確定排污口的污染類型。本研究在重點監(jiān)測區(qū)域共發(fā)現(xiàn)排污口23個，經(jīng)過實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，只有一處排污口位置解譯錯誤，排污口位置解譯正確性超過90％，排污口污染類型屬性方面在衛(wèi)星影像上只能大致區(qū)分為工業(yè)排污口和河流入海口等，更為詳細的劃分需實地調(diào)查才能準確獲得。

篇10

關鍵詞 衛(wèi)星瞬時視場；遙感影像可視化；研究

中圖分類號：TP751 文獻標識碼：A 文章編號：1671—7597（2013）051-033-01

隨著軌道上運行衛(wèi)星數(shù)量的與日俱增，科研人員也掌握了越來越多的遙感影像數(shù)據(jù)。由于遙感影像數(shù)據(jù)在很多情況下都是被不同部門掌握的，所以，就很難達到資源上的共享，對大量數(shù)據(jù)進行處理時也會有很大難度。與此同時，這也導致了遙感影像的可視化受到了阻礙。這就要求我們要更加深入的對衛(wèi)星瞬時視場仿真與遙感影像可視化進行更深一層的研究與探討。

1 衛(wèi)星瞬時視場仿真與遙感影像可視化的研究背景及現(xiàn)狀

航天技術的發(fā)展給人們的生活帶來了巨大的改變，在短暫的十幾年里，遙感影像技術迅速發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)有很多同步的衛(wèi)星在遙感平臺中運行。比如說：道衛(wèi)星、太空飛船、探空火箭等等。航天科技研究人員通過發(fā)射與地球同步的軌道衛(wèi)星并且對一些小衛(wèi)星進行合理的布局、調(diào)整傳感器的角度以及傾斜度，來獲取更多有價值的遙感影像數(shù)據(jù)。我國現(xiàn)階段也在努力研發(fā)新技術，力爭通過各個方面的努力來獲取更多的遙感影像數(shù)據(jù)，進而形成一個具有自己特點的、自主的、高分辨率的測圖衛(wèi)星。隨著航天遙感影像技術的快速發(fā)展，遙感影像被應用的范圍越來越廣泛，并且被應用的水平也越來越高，對遙感系統(tǒng)仿真和遙感影像數(shù)據(jù)的管理也越來越難。所以，在這種情況下，研究出一套高效、精準的覆蓋計算方法就顯得尤為重要，同時還要積極開展對遙感影像可視化效果以及反應速度的評估工作，讓它們能夠在自己的領域當中發(fā)揮出最大的作用。

2 衛(wèi)星瞬時視場仿真研究

2.1 衛(wèi)星軌道對衛(wèi)星瞬時視場的影響

對衛(wèi)星瞬時視場的變化進行研究，主要從它的軌道傾角的變化情況入手，衛(wèi)星軌道主要可以分為以下幾種：1）軌道傾角的度數(shù)為零。當軌道傾角是零度時，地球赤道的平面將于軌道平面相重合，這時的衛(wèi)星飛行狀態(tài)將會一直保持在赤道的上空，這種情況也被稱之為赤道軌道。2）軌道的傾角度數(shù)是90°。在90°的情況下，地球的赤道平面將與衛(wèi)星軌道的平面相互垂直，這時，衛(wèi)星是在赤道的南北兩極之間的上空飛行，這種情況就被稱為極地軌道。3）與前面兩種情況不同的是，第三種類型軌道傾角既沒有形成零度，也沒有形成90°。這樣的軌道被稱為傾斜軌道。在三種類型當中，傾角度數(shù)在0°與90°之間，而且衛(wèi)星的運行方向是由西向東沿著地球自轉的軌道運行的，叫做順行軌道。衛(wèi)星平面與軌道平面之間的傾角介于90°與180°之間的，并且衛(wèi)星運行的方向為由東向西，那么，則稱之為逆行軌道。

對于不同的衛(wèi)星軌道，我們要有一個清楚的認識，因為不同的衛(wèi)星軌道對衛(wèi)星視場都會產(chǎn)生不同的影響。遙感衛(wèi)星在針對地面進行觀測的時候，出于擴大觀測范圍的目的，一般情況下都會使用給測擺傾斜照相的辦法，讓衛(wèi)星把相機與地面之間的監(jiān)測作為標準，來進一步進行二維觀測。由于遙感衛(wèi)星有自己固定的運行軌道，所以，這就需要觀測的目標要隨著衛(wèi)星的需求而隨時變化。有時候為了能夠擴大衛(wèi)星所觀測的范圍，就會將傳感器側擺，但是，這種狀態(tài)下的成像會使相機入瞳處的能量受到影響，還會引起相機系統(tǒng)內(nèi)的地面襄垣的畸變。不過只要合理的選擇遙感設備，并且調(diào)節(jié)好觀測時的擺角，就能夠使衛(wèi)星在執(zhí)行任務的時間里擴大目標之內(nèi)的空間覆蓋率，從而在一定程度上使衛(wèi)星觀測的效率得到提高。在傳感器實行測擺之后，對于衛(wèi)星瞬時視場來說，也在一定程度上發(fā)生了變化。

2.2 衛(wèi)星覆蓋模型的服務

隨著衛(wèi)星科技領域的快速發(fā)展，科技研究人員對衛(wèi)星覆蓋模型的服務范圍、服務標準以及它自身精確度的要求都有所提高。對于衛(wèi)星覆蓋區(qū)域的仿真來說，它需要研究出一個可以對覆蓋區(qū)域頂點經(jīng)度進行精確計算的方法，但是，從目前的實際情況上來看，因為受到地形因素的干擾，所以，在覆蓋區(qū)域會存在很多漏點，有很多觀測不到、計算不清楚的盲點。對于未來衛(wèi)星覆蓋區(qū)域的監(jiān)測設計來說，就需要再次加大科技力量，能夠針對一些特殊地形，比如說峽谷、高山等進行監(jiān)測，擴大衛(wèi)星覆蓋模型的服務范圍。

3 遙感影像可視化研究

隨著遙感影像數(shù)據(jù)的日益增多，給大量影像數(shù)據(jù)的管理上帶來了很大的麻煩，同時，這也是對遙感影像數(shù)據(jù)管理上的一個巨大考驗。星載傳感器在幅寬不斷擴大的同時它的分辨率也隨之增高，這就直接致使單景遙感影像的字節(jié)數(shù)突然增加。面對這種情況，該怎樣把大量遙感影像的數(shù)據(jù)管理好，成為了一個急需要解決的問題。由于在一般情況下，遙感影像不僅多而且數(shù)量巨大，所以，廣大用戶不就不能夠直接將其保存到本機里，對于海量遙感器的影響管理很多時候都是“服務器/客戶端”的這種模式，將遙感影像數(shù)據(jù)先保到服務器，然后讓用戶自己從服務器里進行下載。這樣一來，關于數(shù)據(jù)的傳輸、讀取以及顯示速度都會對遙感器影像的可視化產(chǎn)生影響。

對于傳感器遙感影像的影響因素主要有以下幾個方面：1）在數(shù)據(jù)傳輸過程中的網(wǎng)絡因素。由于大量的遙感數(shù)據(jù)都在指定的服務器中被保存起來，所以，系統(tǒng)要想獲取服務器影像的反饋數(shù)據(jù)，那么，首先要經(jīng)過遙感影像服務器的允許，在系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)請求得到允許之后，才可以把影像的具體數(shù)據(jù)顯示出來。2）因為遙感影像的數(shù)據(jù)量巨大，所以，在一定程度上影響了遙感影像的可視化進程。計算機由于自身的硬件資源有限，所以，它不可能將全部數(shù)據(jù)一次性都讀取出來。但是，這個時候很多用戶都在不斷的高倍放大或者高倍縮小遙感器的影像，造成了硬盤的數(shù)據(jù)與內(nèi)存之間交換過于頻繁，致使系統(tǒng)損壞不能正常使用。所以，為了解決遙感影像的可視化問題以及它的顯示效率問題，就要求我們必須要加強技術方面的學習以及策略上的調(diào)整。

4 總結

在整個航空事業(yè)的建設中，對于衛(wèi)星的發(fā)射是具有唯一性的，發(fā)射過程不能夠出現(xiàn)重復的現(xiàn)象，在研究衛(wèi)星的通信設備以及軌道運行的時也要非常的嚴謹、精確。我們要在不斷的探索中，尋找解決在衛(wèi)星瞬時視場仿真和遙感影像可視化中存在的問題，為科技發(fā)展做出貢獻。

參考文獻

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