遙感技術的具體應用范文
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篇1
【關鍵詞】渾河沈陽河段 內陸水體 葉綠素a (Chl-a) 遙感反演模型
1 數(shù)據(jù)源采集與數(shù)據(jù)預處理
1.1 野外數(shù)據(jù)采集
研究區(qū)為渾河中游河段,根據(jù)該河流水面狀況、水質分布以及水面形狀等特征,采樣路線設計為自南向北,在重點部位均設置采樣點,覆蓋整個研究區(qū)域,力求采集的數(shù)據(jù)能準確反映整體水質狀況。數(shù)據(jù)采集分六個時間點進行,共獲得96份水體高光譜數(shù)據(jù)。測量光譜選擇氣象條件較好的10:00-14:00時段。利用野外水質儀同步采集ChI-a濃度,并同時獲取水體溫度以及PH值等水體環(huán)境數(shù)據(jù)。
1.2 HJ-1A數(shù)據(jù)預處理
從中國衛(wèi)星資源中心獲取對應的六景多光譜數(shù)據(jù)。并對其中影像質量符合要求的兩景圖像進行預處理,其主要步驟包括:
(1)輻射定標。定標公式如:L=DN×α+L0 其中L-輻亮度;α-絕度輻射定標系數(shù)增益;L0-偏移量。(2)影像裁剪。利用遙感數(shù)字影像處理軟件(ENVI),在保留研究中心區(qū)的前提下,對初始遙感圖像進行裁剪。(3)幾何糾正。利用ENVI軟件對獲取的遙感數(shù)據(jù)進行幾何糾正,誤差精度控制在0.3個像元以內。(4)大氣糾正。本研究利用ENVI軟件完成2景多光譜遙感數(shù)據(jù)的大氣校正。
2 基于HJ-1A衛(wèi)星多光譜數(shù)據(jù)的Chl-a反演
2.1 葉綠素a反演模型的構建
HJ-1A多光譜包括藍、綠、紅、近紅四個波段,由于水色信息分布于這四個波段,并存在一定的重疊。在上節(jié)衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)預處理的基礎上對HJ-1A各波段之間的相關系數(shù)進行分析,并得到如表1所示的結果。
由上述結果可以看出,前三個波段之間的相關性較強,也就是說這三個波段之間信息重疊較多,而與波段4之間的重疊信息較少。利用HJ-1A和TM多光譜數(shù)據(jù)進行Chl-a濃度反演建模的波段選擇方式的研究結論,對HJ-1A數(shù)據(jù)進行進一步篩選,并以此為基礎對葉綠素a濃度相關系數(shù)進行分析,分析結果如表2所示。
結果顯示數(shù)組合波段相比單波段的相關系數(shù)要高,最大絕對值為0.77,顯示組合波段對噪音影響的降低具有一定的效果。葉綠素a的反射峰和吸收谷沒有包含在四個波段中,因此在作與Chl-a的一元回歸分析時應該選擇相關系數(shù)最大的波段。為了綜合考慮各個波段提供的光學信息特征,可以使用波段變化形式與Chl-a濃度作多元回歸。本研究采用分期建模方式,建立一元線性回歸模型和SVM模型。
2.2 模型的應用
利用SVM模型反演結果的三個指標依次為:35.33ug/L,18.26ug/L,21.30ug/L。數(shù)值顯示渾河處于IV類水質,結論與沈陽市水務局監(jiān)測結論一致。同時,反演結果顯示研究區(qū)Chl-a濃度均值分別上升了:3.61ug/L和6.71 ug/L,說明渾河水質在不斷惡化。此外,渾河河Chl-a濃度在空間分布上的差異性比較明顯:Chl-a濃度深水區(qū)較低,高濃度值區(qū)域浮游藻類分布較明顯。
3 結語
(1)SVM模型的反演比一元線性模型精度要高,將HJ-1A多光譜數(shù)據(jù)與波段組合數(shù)據(jù)結合作為SVM模型的輸入變量對提高模型精度有利。(2)模型的計算結果顯示渾河水體處于富營養(yǎng)化狀態(tài),監(jiān)測結果與沈陽水務局公布的結果一致。(3)SVM模型具有很好的非線性擬合能力,能夠提高水質參數(shù)反演的精度。
參考文獻:
[1] 趙玉芹,汪西莉,蔣賽.渭河水質遙感反演的人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型研究[J].遙感技術與應用,2009(01):63-67.
篇2
關鍵詞:工程地質調繪;遙感技術;應用
近年來,隨著遙感技術的快速發(fā)展,在工程地質調繪中的應用也越來越成熟,遙感技術的應用極大改變了工程地質調繪的探測方式,特別是對于一些地形較為復雜的工程地質調繪來說,遙感技術的應用克服了許多探測難題?;谶b感技術的眾多優(yōu)勢,遙感技術在工程地質調繪中已經(jīng)得到了普遍性的應用。
一、遙感技術概述
遙感技術是一種從衛(wèi)星、飛機、熱氣球等飛行器上獲取電磁輻射信息,依據(jù)信息進行地質條件、資源條件、環(huán)境等方面判斷的技術手段。遙感技術最早起源于上世紀60年代,在一些航空器上架設攝影、攝像設備進行拍攝,這是遙感技術發(fā)展初期的雛形。隨著遙感技術的發(fā)展,在航空器上架設遙感器,通過遙感器探測地面物質的電磁輻射信息來形成一種綜合的信息反饋,并且最終成像。利用遙感技術在工程地質調繪中進行探測,能夠通過這種遙感成像更加全面的分析地質面貌和信息,而且由于任何物體都具有電磁輻射特征,利用遙感技術進行探測也能獲得更佳準確的探測信息[1]。同時,在遙感技術中還通常利用可見光、紅外線等進行探測,針對不同的地質條件和探測需要,選擇不同的遙感探測技術。
二、遙感系統(tǒng)組成
遙感系統(tǒng)一般由遙感平臺、信息傳輸設備、遙感器、圖像處理裝置等設備組成,遙感器是遙感系統(tǒng)中的主要組成設備,根據(jù)不同的探測需要,可以采取不同的遙感器。遙感器有微波輻射、多光譜掃描儀、雷達、攝影攝像設備等不同的技術類型,成像類型也不盡相同。在遙感器對地面物體進行探測后將信息傳輸給圖像處理設備進行進一步的技術處理,圖像處理設備對各種信息進行匯總處理后形成圖像反映給判釋人員。由此可見,在遙感系統(tǒng)中,遙感器以及遙感平臺是關鍵組成部分,無論是基于何種技術的遙感技術,其核心設備都是遙感器,遙感器的技術水平也直接決定著最終的成像質量以及探測質量。
三、遙感技術在工程地質調繪中的應用優(yōu)勢
1.探測范圍大
較傳工程地質調繪探測方法來說,遙感技術的首要優(yōu)勢便在于其探測范圍大,由于遙感器材是安裝在航空器上的,航空飛機通常飛行高度在10km左右,極大擴大了這種地面探測范圍,而衛(wèi)星遙感技術的探測范圍就更大[2]。擴大了探測范圍就能有效保證探測的全面性,在傳統(tǒng)工程地質調繪中,由于技術條件所限,很難全面的進行地質分析,特別是對于地質面貌的全面了解。而利用遙感技術進行工程地質調繪,則能非常全面的形成全面地質面貌分析,同時利用不同的探測技術,詳細了解地質構成。因而可以看出,在工程地質調繪中應用遙感技術,有利于掌握地質區(qū)域的全局信息,形成全面了解。
2.獲取信息多
在遙感技術中,通過不同的技術手段,如攝影攝像、電磁輻射、紅外線等形成不同的地質信息,從而能夠獲取更大的信息量,有助于后續(xù)的地質調繪。特別是對于一些肉眼不可見的信息,如紅外信息、微波信息、紫外線信息等等,利用一些特殊的遙感設備進行探測能夠獲得關于地質的各方面信息。這一點是傳統(tǒng)工程地質調繪手段中無法實現(xiàn)的,在傳統(tǒng)工程地質調繪中,只能通過物探等一些方法分析地質結構組成,而這種方法不但費時費力,也不能形成全面的分析地質結構組成。
3.探測速度快
利用遙感技術,能夠快速的完成工程地質調繪工作,在工程地質調繪中,通常一周甚至幾天就能夠完成基本的探測工作,探測效率較傳統(tǒng)工程地質調繪方法來說大大提高。同時,在探測過程中,如果遇到地質條件較為負責的情況,如山川險峻難以實地探測,那么就會大大降低探測速度。而遙感技術的應用就解決了這一問題,遙感技術能夠克服這些地質條件,不受地質環(huán)境的阻礙影響,這就提高了探測速度。
四、遙感技術在工程地質調繪中的應用策略
1.制定合理的工程地質調繪方案
制定關于遙感探測工程地質調繪方案的主要意義便在于對遙感技術進行更加有效的利用,特別是對于地質條件較為復雜的環(huán)境進行探測時,應當針對工程地質調繪需求合理安排相應的遙感技術應用方案,合理運用遙感技術,同時也應當充分利用遙感技術的優(yōu)勢,縮短調繪周期,提高調繪質量[3]。
2.選擇適宜的遙感平臺
針對不同的工程地質調繪需求,應當選擇適宜的遙感平臺,也就是對于航空航天器材的選擇,如飛機、熱氣球、衛(wèi)星等等,不同的遙感平臺所產(chǎn)生的探測效果是不同的,這就需要在遙感平臺選擇中要盡量符合工程地質調繪的具體需求。同時,遙感平臺的選擇也涉及到工程質地調繪效率和成本問題,在遙感技術應用中,也應當充分考慮這一方面。遙感技術的應用范圍很廣,就在工程地質調繪中的應用來說,可供選擇的遙感平臺也有很多,各種遙感平臺的優(yōu)勢、劣勢也不盡相同。
3.充分利用各種遙感技術手段
在工程地質調繪中,應當盡可能全面的對地質條件進行分析,這就要求充分利用各種遙感技術手段,如可見光成像、電磁輻射成像、紅外成像等等,這有利于在工程地質調繪中獲取更多的地質信息。在利用遙感技術手段中,也應當針對工程地質調繪的具體要求,如果需要分析地質內部結構組成的,則需要選擇多種遙感技術手段,如果僅僅需要了解周圍地質面貌,那么利用可見光進行遙感成像就能夠滿足需求。
結論
遙感技術在工程地質調繪應用中有著諸多優(yōu)勢,如探測范圍大、獲取信息多、探測速度快等,遙感技術在工程地質調繪中應用的快速發(fā)展也正是基于這些優(yōu)勢。針對遙感技術的優(yōu)勢以及技術特點,其在工程地質調繪的應用中應當采取一些適當?shù)牟呗裕贫ǔ鐾晟?、科學的工程地質調繪方案,充分利用各種遙感技術手段,選擇適宜的遙感平臺,以達到更好的應用效果。
參考文獻
[1]張曉綏,崔紅兵,魏清. 遙感技術在公路工可研階段工程地質調繪中的應用[J]. 內蒙古公路與運輸,2005,02:29-31.
篇3
[關鍵詞]遙感技術 區(qū)域水文地質 地質調查 應用
[中圖分類號] P641.4+3 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2015)-9-179-1
1遙感技術的概念
所謂遙感技術主要是在太空中,利用遙感器實現(xiàn)對檢測目標的遠距離檢測并探查地球地表上物體的特征,并對探測到的特征信息進行分類處理和利用的一種技術。
遙感技術的出現(xiàn)伴隨著光學技術、計算機技術、電子技術及空間科學技術的發(fā)展。其發(fā)展的基礎是20世紀30年代的航空攝影技術,并在20世紀60年代得到迅速發(fā)展并廣泛的應用于各個領域中。
現(xiàn)代遙感技術依托于電磁波理論,并由遙感平臺、遙感儀器、信息處理、接收和分析應用等部分共同組成。由于地球上的不同物體均具備不同的波譜特征,遙感技術中的遙感器也正是依據(jù)該特性,通過感知不同物體所發(fā)射及反射的不同電磁波來探查其性質、狀態(tài)及數(shù)量等。
2遙感技術在區(qū)域水文地質調查中的具體應用
眾所周知,工程建設項目在開始施工之前,首先應查明施工區(qū)域內的水文地質條件。
在水文地質調查的不同階段,綜合運用航空像片、衛(wèi)星圖像的解譯及其他遙感技術,促使我們獲得該區(qū)域內的地下水形成、貯存、運動特征、水質及水量的變化情況,為合理利用地下水及充分掌握該區(qū)域的地質情況提供基礎依據(jù)和參考。
2.1水文地質測繪
由于水文地質測繪工作的綜合性比較強,且測繪過程繁瑣。采用傳統(tǒng)的測繪方法效果不夠顯著,且耗時耗力。而在水文地質測繪工作中充分引入遙感技術,利用遙感圖像解譯地貌特征、水體及汗水巖體,能夠獲取較為明顯的測繪結果。通過解譯遙感圖像,能夠快速獲取該地區(qū)的水文地質規(guī)律。在水文地質測繪工作中運用遙感技術效果十分顯著。
第一,利用遙感技術勾繪的地質界線,尤其是第四紀地質界線準確可靠,地貌的研究結果清楚明晰,同時還可以獲取隱伏斷裂及活動斷裂方面較為準確的基礎數(shù)據(jù)。
第二,因遙感圖像能夠清晰的反映水系、水體、濕地、地下水淺埋帶等和水文地質聯(lián)系緊密的現(xiàn)象,可以較為準確的判斷地下水的補給、徑流及排泄等水文地質情況.
第三,采取遙感技術能夠有效提高水文地質的普查速度,尤其是針對自然條件復雜、交通困難地區(qū)的普查工作。
2.2地下水資源的調查
利用遙感地質技術進行地下水資源的調查,在我國的應用范圍十分廣泛。無論是在基巖山區(qū)還是在松散的堆積區(qū),都可以得到較好的效果。采用遙感技術進行地下水資源的調查時,首先需要解譯航空及航天圖像,查找到富水的含水層分布區(qū)或者富水的構造地帶;然后依據(jù)水文地質鉆探的相關資料和已知的開采井及水文物探資料,通過綜合分析,并計算和評價水資源。
因遙感圖像所解譯的含水層及含水層構造的邊界十分準確,所以利用遙感技術進行地下水資源的勘察能夠獲取極佳的效果。
此外,因熱紅外圖像能夠清晰的反映地下水淺埋帶、拳及泉水的溢出帶,所以在尋找地下水方面也可以充分利用熱紅外遙感技術。例如在天津地區(qū),曾經(jīng)就利用熱紅外遙感掃描和彩紅外航攝相結合的方法,探明了淺埋古河道的具體分布情況。
2.3礦區(qū)水文地質勘查
礦井一旦發(fā)生透水事故將給人們的生命財產(chǎn)帶來極大的威脅。礦井透水事故的發(fā)生不僅僅是由不合理開采等問題造成的。更重要的原因在于未查明礦區(qū)的水文地質情況,沒有對礦區(qū)的含水層分布及地質構造情況進行詳細的探查。
在礦區(qū)利用遙感圖像的解譯技術,就能夠得到準確的含水層分布情況及地質構造的情況,為礦區(qū)合理布置礦井提供基礎依據(jù)和資料。這樣不僅有利于礦產(chǎn)資源的合理開發(fā),還能夠有效減少因礦井透水所導致的人員傷亡事故。
2.4水利工程的水文地質勘查
水利工程中的水庫水文地質勘探主要是解決水庫向鄰谷及庫底的滲漏情況及滲漏量的問題。在進行水庫水文地質調查的過程中,充分利用遙感技術,將書庫區(qū)域的航天圖像和航空像片進行地質解譯,并結合地面勘探及物探工作結果,可以快速且準確的獲取庫區(qū)內及庫岸的巖層透水性、透水巖層的具體走向、泉水的出露點擊水庫和鄰谷地段的巖層透水性及可能出現(xiàn)滲漏的位置和方向等。依據(jù)獲取的水文地質數(shù)據(jù),可以繪制出河谷區(qū)到分水嶺地段內不同時期的地下水位線圖,且為繪制綜合工程地質圖提供了基礎依據(jù)。例如在我國的三峽水利樞紐工程及二灘水電站中都廣泛的采用了遙感技術,并取得了十分顯著的成果。
2.5其它水文地質工作
除了以上幾種水文地質探查情況之外,遙感技術還可以用于海島淡水水源調查、地熱水文地質調查、環(huán)境水文地質調查等方面。運用紅外遙感技術進行古河道及河漫灘中的富水地段的尋找中,能夠獲取各種地表水體的形狀、分布及走向情況,探查到地下水露頭的具置、大小及數(shù)量等;利用遙感技術可以在沿海及島嶼上進行淡水的探查工作;利用遙感技術還能探查巖溶區(qū)的水文地質情況,探查隱伏的溶洞、巖溶水的流向及分布情況等;此外還可以運用遙感技術進行地下熱水的埋藏情況的探查工作。
綜上所述,水文地質勘查工作是工程建設項目順利施工的前提條件。在水文地質探查中,充分運用遙感技術,能夠快速準確的獲取探查地域內部的水文地質分布及水文地質構造等基本情況,為工程建設提供基礎依據(jù)和參考。近年來,隨著我國航天技術的不斷發(fā)展、應用衛(wèi)星的開發(fā)和計算機技術的快速發(fā)展,這些技術也推動了遙感技術的快速發(fā)展,并推動區(qū)域水文地質調查工作的快速發(fā)展。
參考文獻
[1]陳華慧主編.遙感地質學.北京:地質出版社,1988.
篇4
關鍵詞:環(huán)境監(jiān)測;遙感技術;紅外遙感
中圖分類號:X87 文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2012)02(c)-0000-00
一、遙感技術概述
(一)遙感技術分類
遙感技術主要是指通過物體對電磁波的輻射或反射,不與物體進行直接接觸,遠距離辨識及測量目標對象的一種監(jiān)測技術。按照所使用的監(jiān)測波段不同,該技術可分為以下幾種類型:熱紅外遙感技術、可見光反射紅外遙感技術和微波遙感技術。
(二)遙感技術的特點和作用
遙感技術的特點如下:監(jiān)測速度快、范圍廣、能夠進行長時間動態(tài)監(jiān)測、投入成本低、回報高、無需現(xiàn)場采集樣本、可以發(fā)現(xiàn)常規(guī)方法無法監(jiān)測到的污染源;其較為明顯的作用是可對指定區(qū)域進行跟蹤測量,并且能夠快速獲取與污染有關的全方面信息,如污染源位置、污染范圍、污染物分布及擴散情況、大氣生態(tài)效應等等。
(三)遙感技術的應用范圍
目前,遙感技術已在我國諸多領域內得到廣泛應用,具體包括:農林牧漁業(yè)環(huán)境監(jiān)測;地質、地理、水文、氣象、海洋等環(huán)境監(jiān)測;城鄉(xiāng)規(guī)劃、資源勘探、軍事偵察、土地資源管理等等。現(xiàn)階段,隨著科技水平的發(fā)展速度不斷加快,促進了遙感技術的發(fā)展,該技術目前能夠測出水中大部分微量元素的實際含量,如葉綠素、水溫、泥沙含量以及水色等等,而且其還可以測量出大氣的溫度、濕度以及各種有害氣體的濃度和分布情況,在固體污染物的測量方面也有一定的作用。
二、遙感技術在環(huán)境監(jiān)測中的具體應用
(一)在大氣環(huán)境監(jiān)測中的應用
1.臭氧層監(jiān)測。因臭氧自身能夠吸收0.3微米以下的紫外區(qū)中的電磁波,故此可采用紫外波段進行臭氧含量測定。此外,若大氣中的臭氧含量達到一定高度時,溫度也會隨之升高,所以也可采用紅外波段進行探測。
2.有害氣體監(jiān)測。對于由自然或人為條件下生成的二氧化硫及氟化物等有害氣體,可采用間接解譯標志進行監(jiān)測。通常情況下,當植被受到一定程度的污染后,其對于紅外線的反射能力會有所降低,加之紋理、顏色等外在特征也會異于正常狀態(tài)下的植被,所以可利用植被這一特點,對污染情況進行間接分析。
(二)在水環(huán)境監(jiān)測中的應用
應用遙感技術對水環(huán)境進行監(jiān)測主要是以清潔水與污染水的反射光譜作為監(jiān)測依據(jù)。正常情況下,清潔的水體其反射率較低,而且對于在光的吸收較強,從而使得其在遙感影像中呈暗色調,這一特征在紅外譜段上更為明顯。在進行水體監(jiān)測時,可將水色指標及光譜特征作為遙感技術監(jiān)測的主要依據(jù)。由于遙感技術監(jiān)測的范圍較廣,從而使其在水體擴散時能夠及時發(fā)現(xiàn)污染物的擴散方向、排放源、影響范圍及程度,以便盡快找到污染源。因水體中的污染物種類較多,且過于繁雜,為方面遙感監(jiān)測,通常將水污染分為廢水污染、泥沙污染、熱污染、石油污染等幾種類型。
1.熱污染監(jiān)測。利用紅外傳感裝置能夠有效地監(jiān)測到水體中的熱污染,由于熱污染會釋放出熱效應,紅外傳感器則可根據(jù)水體熱效應的實際差異監(jiān)測到污染源,再通過計算機或光學分析,便可得出水體的等溫線,進而達到對水體污染定量解譯的目的。
2.石油污染監(jiān)測。就港口和海洋而言,石油污染屬于一種較為常見的水污染。利用遙感技術對石油污染進行監(jiān)測,不但可以確定污染區(qū)的實際范圍和石油含量,同時還能追蹤到污染源。由于石油與海水的光譜特征差異較大,所以在很多光譜段上均可將石油與海水分開。
3.廢水污染監(jiān)測。由于廢水中所含的懸浮物種類較多且水色差異較大,加之特征曲線上的強度也有所不同,所以可采用多光譜合成圖像對廢水進行監(jiān)測。此外根據(jù)廢水中水溫的差異情況,也可采用熱紅外進行監(jiān)測。
(三)在城市環(huán)境監(jiān)測中的應用
由于城市中一些工業(yè)企業(yè)的存在、汽車尾氣排放、固體廢棄物等,致使城市環(huán)境污染日趨嚴重,人們的工作和生活都建立在城市環(huán)境的基礎上,環(huán)境質量的優(yōu)劣與人們的關系極為密切。利用遙感技術能夠監(jiān)測到影響城市環(huán)境的具體因素,這樣有利于在進行城市規(guī)劃中,對城市整體結構及工業(yè)布局進行適當調整,以此來降低環(huán)境污染。遙感技術在城市環(huán)境監(jiān)測中的應用主要有以下兩個方面:其一,研究土地變化及分類;其二,通過遙感技術提供的各種信息,政府有關部門可以此作為依據(jù),對城市的工業(yè)布局及人口分布進行決策和管理。
(四)固體廢棄物監(jiān)測
固體廢棄物的種類比較繁多,比較常見的有建筑垃圾、工業(yè)垃圾、混合垃圾以及生活垃圾等等。由于固體廢棄物的光譜特征均不相同,所以可利用光譜信息對固體廢棄物進行監(jiān)測,以確定其分布狀況、位置、面積等。運用GIS系統(tǒng)還可分析出其發(fā)展趨勢,以便有關部門對此進行管理。
三結論
總而言之,遙感技術在我國環(huán)境監(jiān)測中的應用,對于保護自然生態(tài)環(huán)境起著極其重要的作用。環(huán)境保護現(xiàn)已成為我國一項重要的基本國策,在未來的工作中,應加大遙感技術的應用力度,使其在環(huán)境保護方面的作用得到充分發(fā)揮。
參考文獻
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[4]周晨.環(huán)境遙感監(jiān)測技術的應用與發(fā)展[J].環(huán)境科技.2011(z1)
篇5
[關鍵詞]遙感技術 ETM+圖像 SPOT+圖像 鐵路工程勘察
[中圖分類號] P237 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2014)-8-165-2
0引言
自20世紀60年代,遙感技術被提出并應用于人類第一次登月活動。隨后,一些國家陸續(xù)建立了自己國家的遙感系統(tǒng)。隨著科技的發(fā)展,遙感技術也在不斷發(fā)展并提到了很大的提高。1957年,隨著第一顆人造衛(wèi)星的發(fā)射,遙感技術已進入太空時代。1972年,第一顆地球資源技術衛(wèi)星的發(fā)射代表了地球遙感新時代的起航。隨后,遙感技術繼續(xù)著突飛猛進的發(fā)展。總體來說,遙感技術具備覆蓋面較廣,信息量十分豐富與動態(tài)監(jiān)測能力強等特點。因此,該技術已經(jīng)被廣泛的用于工程勘察、資源調查、環(huán)境監(jiān)測與災害評估等不同的領域。針對鐵路工程勘察,遙感技術首次被我國用于蘭-新鐵路工程中。隨后,該技術被廣泛用于公路與鐵路的工程勘察和選線與地質條件評估工作中。
1遙感技術
1.1應用情況
針對鐵路工程勘察技術的應用[1],遙感技術用于以下方面:針對鐵路線路的地質情況進行評估與分析;針對地質情況進行條件評估;針對不良的地質條件進行具體分析,并深入研究地質情況的產(chǎn)生原因與發(fā)展趨勢;針對砂石進行分析研究;進行地質災害調查。自遙感技術出現(xiàn)以來,多條鐵路使用了遙感技術進行工程勘察情況分析。隨著遙感技術的發(fā)展,從最初的黑白航片預警發(fā)展到衛(wèi)星圖像與航空遙感圖像,并可以使用數(shù)字圖像等進行分析判斷。2000年到2020年間,我國將大力發(fā)展遙感技術,這些新的遙感技術可以被更好的應用于我國鐵路工程勘察中,進一步提高鐵路運行的安全性。
1.2遙感圖像三維可視化技術
遙感圖像三維可視化技術[2]指的是使用計算機圖像處理技術把科學計算過程與計算結果所獲得的數(shù)據(jù)與結論轉化成圖形信息的技術。三維可視化技術是在計算機界面下可以實現(xiàn)的基于數(shù)字地形模型與數(shù)字高程模型的進行物體簡化、顯示與仿真的技術。該技術可以被應用于地理信息系統(tǒng)、地形穿越飛行等領域。隨著遙感圖像三線技術與影像動態(tài)分析技術的結合與發(fā)展,已經(jīng)可以被用于鐵路、公路、機場等基礎建設的施工中。高精度的遙感三維技術通過可視化動畫的應用,可以使宏觀觀察者更加容易的了解具體的情況,同時,也會反應最真實、連續(xù)的情況。同時,該技術的運用使得工程勘察信息的獲取更加便利,同時,也使得計算工程量與參數(shù)設計等的結果更加精準。同時,再使用虛擬技術,可以使得三維模擬飛行、室內選線等先進觀測方法在鐵路工程勘察中得到應用。
2遙感技術在鐵路工程勘察中的應用
隨著遙感技術的迅速發(fā)展,具備各種形式的遙感數(shù)據(jù)不斷的被接收下來,針對這些數(shù)據(jù)進行資源調查與工程建設等也就變得十分重要[3]。使用遙感技術進行鐵路工程勘察的目的是針對遙感圖像進行數(shù)字圖像處理分析,進而得到高質量的圖像,獲取地質相關的信息,進一步提高鐵路的安全性。
2.1遙感圖像的選擇
通常,遙感圖像的資料主要有ETM+圖像、SPOT+圖像與雷達圖像等[4]。隨著遙感技術的發(fā)展,針對圖像的選擇也需要進行進一步的甄別。SPOT圖像具備全面且連續(xù)的特點,可以清晰的反正地物情況,針對分析地物的變化情況比較有利,同時,花費大量金錢購買QuickBird也沒有十分的必要。TM/ETM的影響精度不足以完成鐵路遙感地質勘查的進行。因此,SPOT衛(wèi)星影像便是現(xiàn)在鐵路遙感成像的首選,只有在進行重大工程勘察的時候,才使用具體更高精度的影像。
ETM衛(wèi)星影像相對于其他技術具備如下特點:
(1)控辯分辨率較高;
(2)幾何精度較高;最大誤差很??;
(3)具備三個可見光波段,一個近紅外波段,兩個中紅外波段,一個熱紅外波段與一個全色波段;光譜分辨率較高。
2.2波段的選擇與合成
通常情況下,人眼針對灰度只能分別一定的等級,但是,針對彩色,人眼的分辨能力要大很多。因此,借助人眼針對彩色的識別能力,應用RGB彩色合成圖像作為目譯解譯的標準片。
3遙感圖像的校正
在實際的鐵路工程勘察中,由于得到的遙感圖像往往會收到一定的干擾進而導致發(fā)生幾個畸變,因此,必須在使用這些圖像前,對其進行幾何校正。幾何變形是一種圖像攻擊過程,在獲得圖像的過程中,圖像的元素有可能會發(fā)生一定的幾何位移而導致幾何變形。幾何校正主要指的是通過圖像處理技術使得發(fā)生位移的像素點得到復原的過程。通常情況下,幾何校正主要包括消除圖像誤差與進行正射校正兩個方面。
通常,建立校正變換函數(shù)具備兩類方法。一種主要利用控制點數(shù)據(jù)建立各種方程,叫做控制點法。該方法具備原理直觀,計算方便等特點,主要可用于平坦底面,具備校正精度高的優(yōu)點。另一種叫做模型法,主要通過解析公式獲得大地坐標。該方法具備時間利用率高的優(yōu)點,但是,參數(shù)誤差較大,精度不高。
3.1地面控制點的選擇
地面控制點將原圖空間與校正空間相聯(lián)系,是幾何校正的重要環(huán)節(jié)。
地面控制點的選擇需要注意以下原則:注意考慮易識別的點,主要指的是具備明顯標志的地物,如交叉部位與標志性建筑物;被選取的點應該盡量均勻的分布在圖幅范圍內;進行二次多項式校正的時候,圖幅內的控制點不能少于6個,通常使用15-25個。
3.2ETM+影像幾何校正
ETM+影像幾何校正主要有以下兩個步驟。第一,像元坐標轉換,指的是在校正后的圖像與被校正的圖像進行一個幾何變換關系的建立,進而產(chǎn)生一個零值像元圖像,也就是校正矩陣。重采樣指的是在原始圖像上進行灰度賦值,從將要校正的圖像上進行校正矩陣中各個像元亮度值的計算。通常使用如下方法:最近鄰賦值,雙線性內插法,三次卷積法,樣條函數(shù)內插法等。
3.3遙感圖像的融合
遙感圖像的融合主要是通過高級的圖像處理技術進行復合多源遙感圖像,該技術的主要目的是把單一的傳感器的多波段信息或者不同類傳感器所提供的信息進行綜合,進而消除冗余與矛盾,使得不確定性得到降低。同時,也使信息透明度得到進一步的增強,針對改善可靠性具備很好的性能。通過情況下,進行圖像融合,有以下四個條件需要遵守。第一,被融合的圖像數(shù)據(jù)之間應該包含不同的空間與光譜分辨率。第二,融合圖像的數(shù)據(jù)應該屬于同一個區(qū)域。第三,圖像應該具備精準配準的能力。第四,針對在不同的時間所獲得的圖像,其內容應該沒有明顯的變化。
4結束語
本文主要進行了遙感技術在鐵路工程勘察中的應用討論。首先,本文在給出遙感技術的基本概念的基礎上,分析了遙感技術在鐵路工程勘察中的應用優(yōu)勢。然后,針對遙感技術的具體使用進行了分析,并介紹了該技術的注意事項,闡述了幾何校正的基本步驟,討論了遙感融合技術的基本概念與遵守原則。相信隨著遙感技術的發(fā)展,該技術可以被更好的用于鐵路工程勘察的過程中,以便更好地提高鐵路建設與運行的安全性。
參考文獻
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篇6
關鍵詞∶遙感技術;水文地質;應用探索
本文利用新興的綜合性遙感技術作為探測數(shù)據(jù)來源,其原理主要是依據(jù)遙感器對地表物體進行探測,利用波譜的不同反應來識別地面上的各類地物。利用遙感技術對地下水勘察相關因素信息進行科學準確的評價、判斷。通過對地表含水斷層、線性構造、裂隙、地面濕度等信息,準確地評價一個地區(qū)的地下水資源。同時,微波遙感還能夠直觀的對地下潛水層進行探測,使地下水資源的開發(fā)利用更為全面、科學。
1.遙感技術應用概述
1.1遙感技術概念及特征
目前,人們對于遙感技術的普遍定義為從遠處探測和感知事物和物體的技術的統(tǒng)稱。因此遙感技術有以下幾個特征。首先,遙感技術相較于其他探測技術來說,探測的覆蓋范圍較大。其次,遙感技術獲取的探測數(shù)據(jù),信息種類眾多,手段多樣,技術也相對先進。最后,探測信息表現(xiàn)大多是通過圖像的形式來表現(xiàn),獲取探測數(shù)據(jù)信息方式更為直接、快速。同時整個探測用時也相對較短。
1.2遙感技術體系概述
遙感技術的應用體系一般為探測信息的獲取、傳輸、解譯和應用。其中信息的獲取主要通過對地表物體波譜進行探測。通過專業(yè)的遙感探測數(shù)據(jù)傳播設備和軟件對初步信息進行傳輸,然后再對原始探測信息進行對比統(tǒng)計處理。信息的解譯則是主要通過模式識別、模擬實驗和地物分析等方法進行信息的細化。最后對這些經(jīng)過解譯的系統(tǒng)性數(shù)據(jù)信息進一步的應用加工。
1.3遙感技術水文勘察中具體應用流程概述
在水文勘察中,遙感技術的具體應用重視對地下水位有關的環(huán)境因素的綜合分析,同時注重對遙感圖像數(shù)據(jù)的處理方法。具體應用流程如下∶首先,對勘察地區(qū)背景進行必要了解,同時,確立明確的水文勘察目標。根據(jù)目標收集相關原始資料。其次,圍繞勘察目標對遙感技術的相關原始資料進行分類。對各遙感資料信息進行細致的遙感圖像信息處理。同時,根據(jù)各類信息不同的遙感圖像波段,進行合成波段的合理選擇。以此對各類遙感探測圖像信息進行解譯。然后,再加工各類相關資料信息的解譯結果。綜合分析地下水位的分布情況,根據(jù)土壤的水分、反射率、像元關系等原理,構建科學合理的地下水位分布模型。根據(jù)土壤水分以及地下水位分布模型,對單波段以及多波段地下水位進行詳細估算。把估算結果和地區(qū)背景資料、歷史勘察資料等進行對比,檢驗勘察結果。最后,構建更為全面合理的地下水位分布模型,進行詳盡專業(yè)的勘察結論以及勘察土建制作。
2.水文氣象條件概述
水文氣候條件是影響地下水資源最為直接的環(huán)境條件。其主要包括地表水文條件以及氣象環(huán)境條件。地表水文條件包括地區(qū)的河流、湖泊等地表水系環(huán)境,以及這些地表水系分布位置地表蓄水量。地區(qū)地表水系條件的優(yōu)劣對判斷地下水資源有很好的參考價值。氣象環(huán)境條件包括地區(qū)降雨量、地區(qū)季節(jié)溫度、風速等氣候條件。降雨量也是判斷地區(qū)地下水資源的重要參考依據(jù)。溫度包括日照時長日照強度等,通過這些條件能夠準確地判斷地區(qū)水分蒸況。同樣道理,也要對地區(qū)風速進行詳細定量偵測。這些氣候環(huán)境條件的數(shù)據(jù)獲取首先要以年為單位,判斷地區(qū)長期所處的氣候環(huán)境。同時還要獲取地區(qū)短期的氣候環(huán)境數(shù)據(jù)。通過當前氣候環(huán)境的變量來判斷地區(qū)所處的水文氣象條件。
3.地下水資源遙感勘察具體應用方法概述
遙感技術對地下水資源的勘察主要依賴于衛(wèi)星拍攝的當?shù)氐匦巫兓约皻夂蛱卣鞯纫蛩匦畔?,然后通過地質學解譯標志進行處理。解譯標志的方法大致可以分為兩種。一種是直接解譯標志,一種為間接解譯標志。本文采用的是人機交互式的間接解譯標志中的人機交互式解譯方式。首先,應該對地下水資源相關的地形地貌遙感圖像、以及巖性構造、土壤植被、地表水系特征等進行遙感特征分析。其次,通過對遙感圖像中光譜信息的提取分析,判斷地層巖性情況。確定地區(qū)是否存在潛水含水層以及易存水性地層巖性構造。最后,通過數(shù)學統(tǒng)計學技巧以及模型學技巧等信息處理方法,對地下水位進行單波段和多波段的評估模型構建。同時,對評估結果進行進一步實測印證,確保遙感技術勘察數(shù)據(jù)能夠更加準確的反映地區(qū)地下水資源分布情況。
4.遙感信息分析方法概述
本次所采用的信息數(shù)據(jù)分析方法主要通過對遙感圖像的解譯,再結合地區(qū)水質氣象環(huán)境條件的探測以及對地區(qū)地形地貌的判斷,對地層巖性以及具置信息的判斷,最后,通過綜合多波段模型呈現(xiàn)的水文數(shù)據(jù)的變化規(guī)律等信息,分析地下含水層分布情況。從而能從多個角度對影響地下水資源分布的各個因素進行具體判斷。更加準確的對地區(qū)的地下水含水層數(shù)量、地下水儲存量、地下水深度、水質、形成年代等進行分析,為開發(fā)利用當?shù)氐叵滤Y源提供更加全面、科學的勘察數(shù)據(jù)。
5.遙感圖像數(shù)據(jù)處理以及水文地質信息提取方法分析
5.1遙感數(shù)據(jù)類型的選取
由于不間斷的遙感影像成像方式以及獨特的對地物的表現(xiàn)方式,遙感圖像數(shù)據(jù)也有明顯的特征。因此,在進行遙感圖像解析之前應該選擇更為適合的遙感圖像類型,然后再根據(jù)不同圖像類型的地物波譜特性曲線來選擇合適的解譯波段。例如對于水體多采用TM1波段進行解譯,巖性識別則一般會用TM5或TM1波段進行,而對于植被則采用TM2波段進行。影響遙感數(shù)據(jù)類型選擇的因素主要包括環(huán)境因素以及解譯目標等影響。首先,環(huán)境因素包括,遙感探測時間以及地形特點等。如對于地質、地貌等遙感數(shù)據(jù)的解譯一般選擇在冬天進行遙感影像探測。而對于植被的遙感探測多選擇在春季和秋季。另外,考慮解譯目標的面積大小以及時間跨度等因素的不同,所選擇的遙感影像尺寸以及波段變化組合等也要符合解譯目標的實際需求。
5.2遙感數(shù)據(jù)的處理
在遙感數(shù)據(jù)處理中,由于遙感數(shù)據(jù)特殊的傳輸處理方式,很容易對遙感數(shù)據(jù)在傳輸過程中或軟件工具處理過程中出現(xiàn)對比度下降、幾何變形等失真現(xiàn)象。因此,首先要對出現(xiàn)失真現(xiàn)象的遙感圖像進行科學的誤差校正,而誤差校正要分兩個部分進行。首先,對遙感數(shù)據(jù)輻射量的校正。遙感圖像的輻射量主要是指圖像的光譜輻射特征。光譜輻射特征會在經(jīng)過大氣層或傳感設備本身是受到一定的影響而出現(xiàn)輻射量誤差。因此,應該根據(jù)具體的數(shù)據(jù)對比、數(shù)據(jù)分析等手段確定誤差的范圍。然后通過對傳感器的工作參數(shù)進行微調來校正這種誤差。其次,遙感圖像幾何位置的誤差。對于遙感圖像像元位置的誤差,可以通過以一個典型的準確的地物作為空間位置的控制點,根據(jù)控制點對地表坐標和遙感圖像坐標進行統(tǒng)一校正。
5.3圖像合成波段的選擇
大多數(shù)勘察對象的地物組成成分都較為復雜,不同地質結構的遙感波段參數(shù)也不同,其表現(xiàn)出的光譜特征也有差異。同時,同樣的地物在不同波段上所表現(xiàn)出來的光譜特征也不一樣。因此,大多數(shù)情況下,都要選擇遙感圖像合成波段對地區(qū)地物組合進行全面分析。我們可以依據(jù)地區(qū)水文地質勘察結果以及圖像數(shù)據(jù)提取目標、各種巖層光譜效應以及各個波段光譜信息等因素,綜合考慮,選擇更為合適的遙感圖像合成波段。
6.結論
本文通過對遙感技術的應用特征以及應用技巧入手,對遙感技術在水文地質勘察中的應用流程進行了進一步說明。本文認為在進行復雜地質環(huán)境的水文地質勘察工作時,可以應用遙感技術把水文地質勘察工作。通過對地物遙感圖像的定量分析,對影響水文地質的各方面因素進行科學評析。繼而更加準確客觀的全面判定地區(qū)的地下水資源狀況。由于本人能力有限,缺乏遙感技術實際應用經(jīng)驗,對于遙感技術的應用知識系統(tǒng)和實踐經(jīng)驗不足??赡軙b感數(shù)據(jù)的解譯過程出現(xiàn)一些不夠嚴謹?shù)睦斫?。對于這方面的欠缺,希望能在今后的工作學習中得到補充。
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篇7
關鍵詞 遙感技術;成礦條件;遙感分析
中圖分類號 P627 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)061-0112-01
我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展,帶動了對自然資源和能源需求量的增加。近幾年來,地質資源勘查工作進展較大,一方面是理論的豐富,一方面是實踐的發(fā)展。在實際的地質勘查工作中,人們不斷地利用新的技術,取得了良好的成果。這其中,遙感技術的貢獻最大。在分析勘察地的地形地質條件方面以及其他成礦條件上,遙感技術能夠根據(jù)探測器感知到的圖像,給勘查工作提供可行性的分析資料;而在實際的找礦、開礦過程中,遙感技術又可以提供實際的地貌資料,以便開展工作。遙感技術的應用,使得地礦勘查工作將理論和實踐密切相結合,提高了工作績效。
1 遙感研究在不同巖區(qū)的成礦條件及礦床類型中的技術利用
隨著地質學中成礦理論的發(fā)展,人們對成礦區(qū)的地質條件有了很大的了解,更加便于人們根據(jù)當?shù)氐牡刭|、地貌條件,判斷是否值得開展地礦勘查工作。同時,各種地形區(qū)的成礦條件是不同的,因此礦床的類型也不同,自然通過遙感技術所顯示出來的地質圖像也不相同。這樣一來,使用遙感技術便能夠根據(jù)圖像顯示的內容,極快的分析礦床的類型,了解實際的地礦情況。根據(jù)現(xiàn)代成礦理論,主要的礦床類型有以下四種。
1.1 巖漿巖區(qū)礦床的遙感技術利用
這種類型的礦床主要是由于巖漿以及火山活動侵入礦區(qū)造成的,一般會出現(xiàn)在火山附近的礦區(qū),尤其是內生金屬礦區(qū)。由于受火山活動以及巖漿入侵的影響,在利用遙感技術進行感知時,所呈現(xiàn)的圖像上地礦的具置往往會比較復雜。但是,可以根據(jù)周圍火山或者巖石的結構特點,分析地礦的地點和分布特點。這種礦床一般距地面會比較深,且多處在地質斷層處,常處于火山附近,或地質活動比較活躍的地區(qū)。
在這種地形區(qū)找礦時,遙感技術的作用主要有以下幾點。
1)根據(jù)遙感感知的地形結構圖,分析地區(qū)的成礦條件。
2)根據(jù)周圍的地質和巖石條件及特點,分析尋礦工作的可行性。
3)根據(jù)巖石和火山的特點,判斷周圍成礦的分布特點。
4)通過地質斷層的特點,確定地礦的具體方位。
1.2 變質巖區(qū)礦床的遙感技術利用
變質巖區(qū)的地形地質特點比較復雜,利用常規(guī)的方法尋礦難度更大。遙感技術恰好解決了這一難題。利用遙感技術對巖區(qū)的地質基礎進行深入的了解和分析,尋找各種成礦因素,及時發(fā)現(xiàn)遺漏的分析要點,能夠為尋礦工作提供有力的證據(jù)。在這一地質中,遙感技術的主要作用是:通過對遙感圖像上展示出來的特定影紋結構和色調的詳細分析和圖像處理,能夠發(fā)現(xiàn)一些與成礦有關的信息,進而指導尋礦工作。同時,還可以對巖區(qū)的地質圖像進行疊加等技術處理,從巖區(qū)的復雜構造和活動中尋找含礦的跡象以及成礦的分布規(guī)律。
1.3 沉積巖區(qū)礦床的遙感技術利用
沉積巖區(qū)礦床的形成主要受某些巖性地層的影響,在一般的遙感圖片上難以顯示,通常需要利用航空遙感技術,獲取必要的研究資料,才能了解區(qū)域構造,分析成礦的條件。
1.4 表殼礦床的遙感技術利用
表殼礦床的形成主要受當?shù)氐孛驳挠绊?,根?jù)特點不同,可以分為兩種,即:近代風化殼礦床和砂礦。礦床區(qū)一般的礦物質大多是化學性質比較穩(wěn)定的礦元素,如金、錳、鋁等礦床。這兩類礦床的主要存在地點不同,砂礦一般存在于低山丘陵的河谷區(qū)以及海濱區(qū),而近現(xiàn)代的風化殼礦床主要存在于地形地質相對穩(wěn)定和平緩的高平臺地區(qū),有時在凹地、破碎帶或巖溶洼地中也會形成此類礦床。這兩類礦床的發(fā)現(xiàn)都依賴于利用遙感圖像對地質地貌的正確分析。
2 找礦工作中對遙感技術的利用
利用遙感所獲取的地質資料和圖像,對地區(qū)的成礦條件以及礦床的特點綜合分析、合理預測,能夠推進尋礦工作的發(fā)展。尤其是現(xiàn)代計算機的數(shù)據(jù)分析和圖像處理技術的進步,礦產(chǎn)勘查中對遙感技術的利用已經(jīng)十分重要,并且應用技術也在不斷的進步。對遙感資料的利用主要表現(xiàn)在以下兩個方面:研究遙感影像上線、環(huán)構造與區(qū)域;通過多波段,多種方礦產(chǎn)分布及成礦的關系,認識成礦規(guī)律并圈定找礦遠景地段。主要的利用技術有以下幾方面。
線性構造及與成礦的關系:
大量研究表明,絕大多數(shù)遙感影像線性構造反映的是構造應力作用下的巖石形變帶、軟弱帶或應力集中帶,它們往往成為導礦與容礦的場所,還可能是某些成礦沉積盆地邊界的控制因素,如對油氣藏的圈閉等。通過對影像線性構造的綜合分析,可以進一步了解區(qū)域成礦規(guī)律,從而進一步明確找礦方向。
1)通過分析圖像的線性構造,分析成礦的可能性。地質地貌所形成的線性構造,影響對成礦有著不同的影響。一般而言,礦產(chǎn)通常會出現(xiàn)于地質地貌發(fā)生大變化的地區(qū),如巨型斷裂帶往往會有礦田或成礦帶。但是,有工業(yè)遠景的礦床卻分布在與這些主干斷裂斜交或平行的次級斷裂和節(jié)理帶中。
2)通過感知地形構造,分析礦區(qū)特點。通過遙感圖像分析,我們發(fā)現(xiàn)巖漿區(qū)的礦床大多存在于巖漿沿著大型剪切帶侵入到擴容拐點區(qū)內(剪切應力場的拉張區(qū)),利用遙感圖像以及相關的技術處理,我們可以將目光鎖定在一定的范圍內,在這些拐點附近重點勘查,減少不必要的工作。
3)根據(jù)圖像的線性構造,分析地區(qū)的成礦條件。通過對遙感影像以及遙感影像線性構造圖的分析處理,結合相關的成礦理論,能夠有效的提出成礦存在與否的假設,為下一步找礦工作提供正確的方向。
總之,一個地方的地質構造條件決定此地所形成的礦產(chǎn)資源品種的不同,這樣在勘察礦產(chǎn)資源的過程中要因地制宜,既要結合以往經(jīng)驗,又要根據(jù)實際情況去研究。從基礎出發(fā),首要闡述的就是基本成因類型礦床的遙感特征,包括了巖漿、變質、沉積、表生這四種。最后細致的分析總結,根據(jù)在勘探過程中建立的遙感資料,綜合解析,尋求勘探礦石的最佳方法。
參考文獻
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篇8
關鍵詞:水工環(huán)地質;應用;遙感信息;調查
中圖分類號: P283 文獻標識碼: A 文章編號:
概述
遙感技術首先應用在資源宏觀普查、動態(tài)監(jiān)測上,而后才擴展到生態(tài)環(huán)境調查、環(huán)境污染監(jiān)測等方面。經(jīng)過多年的試驗、推廣和應用,遙感已成為各種自然資源調查、環(huán)境動態(tài)監(jiān)測與工程應用不可缺少的地理空間信息獲取、更新和分析的手段和數(shù)據(jù)庫。隨著空間技術的進步,遙感技術已從過去單一的遙感技術發(fā)展到包括遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位技術在內的空間信息技術的應用,其領域已深入到了國民經(jīng)濟、社會發(fā)展、國際安全以及人民生活的各個方面,稱為水工環(huán)地質調查與災害監(jiān)測評估的重要技術支撐。
二、水工環(huán)領域遙感應用技術的發(fā)展現(xiàn)狀
經(jīng)過近30年的應用研究,遙感技術依靠傳感器技術、圖像處理技術及計算機技術的提高,在水工環(huán)領域的應用取得了長足的發(fā)展。遙感水文地質開始逐步形成一門獨立的學科。傳統(tǒng)的遙感水文地質著重于水文地質測繪系統(tǒng)中定性特征的解釋和特殊標志的識別,近期的研究則擴展到應用熱紅外和多光譜影像進行地下水流系統(tǒng)內的地下水分析和管理,目前研究的重點集中到了空間補給模式、污染評價中植被、區(qū)域測圖單元參數(shù)的確定和空間地下水模型中地表水文地質特征的監(jiān)測??v觀國內外遙感技術在水工環(huán)領域的一些應用成果,可把近年來遙感技術的應用發(fā)展現(xiàn)狀概括為以下幾個方面:
4.1從目視解譯發(fā)展到計算機輔助解譯
如線性影像計算機自動判釋專家系統(tǒng)及土地利用(分類)計算機判讀模型以及機助信息提取與制圖系統(tǒng)等。由于影像的多解性及識別系統(tǒng)的不完善性,雖還需要投入一定的人力工作,但已大幅提高解譯工作效率。
4.2從幾何形態(tài)解譯到充分利用光譜信息
過去的多光譜遙感數(shù)據(jù)波段劃分過少,只有幾個波段,使地面波譜測試數(shù)據(jù)與圖像光譜數(shù)據(jù)難以精確比較。因此,圖像解譯工作很少考慮地物的波譜特征,主要根據(jù)影像的色彩、色調、紋理、陰影等所形成的幾何形態(tài)特征。隨著機載成像光譜儀(高光譜)技術的商業(yè)運作及2000年前后的高光譜成像衛(wèi)星的發(fā)射,使得用光譜信息對地物的分析更精細、更準確。
4.3出現(xiàn)地面溫度反演技術
地面溫度反演是指從熱紅外圖像數(shù)據(jù)的輻射亮度值獲得地表溫度信息。反演方法主要有地表溫度多通道反演法和多角度數(shù)據(jù)進行組分溫度反演法等。
4.4從定性分析評價到依靠計算機數(shù)字模型模擬的定量分析評價
如遙感技術在地下水流系統(tǒng)應用中,根據(jù)遙感數(shù)據(jù)建立的地形、流域面積、水系密度等數(shù)據(jù)集結合氣象數(shù)據(jù)建立空間補給模型。數(shù)字模型成為遙感技術實現(xiàn)定量評價的重要途徑,而DEM/DTM是涉及地形數(shù)據(jù)計算方面不可缺少的工具。
4.5使用單一遙感信息源到多元信息擬合
目前的遙感應用技術,已不再是單一使用各種遙感數(shù)據(jù),而是根據(jù)需要結合利用了其他信息源,如地質、地形、水文、土壤、植被、氣象、巖土物理力學特征及人類活動等資料。這樣,圖像數(shù)據(jù)的預處理尤其重要,如幾何較正、多波段數(shù)字合成、鑲嵌、數(shù)據(jù)變換等,而地理信息系統(tǒng)(GIS)在多元信息數(shù)據(jù)管理中起著重要作用。
4.6從單一手段應用到多手段應用
近年來,遙感技術(RS)與地理信息系統(tǒng)(GIS)和全球定位系統(tǒng)(GPS)的綜合應用,即“3S”技術,成為遙感技術應用的主流。GIS是數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)圖形處理、各主題圖件疊加、制圖的重要工具。GPS 衛(wèi)星定位的基本原理是將無線電信號發(fā)射臺從地面點搬到衛(wèi)星上,組成一個衛(wèi)星導航定位系統(tǒng),應用無線電測距交會的原理,便可由 3 個以上地面已知點(控制站)交會出衛(wèi)星的位置,反之利用 3 顆以上衛(wèi)星的已知空間位置又可交會出地面未知點(用戶接收機)的位置。用戶使用 GPS 接收機在某一時刻同時接收3 顆以上的 GPS 衛(wèi)星信號,測量出測站點(接收機天線中心)到 3顆以上 GPS 衛(wèi)星的距離,并解算出該時刻GPS 衛(wèi)星的窄間坐標,據(jù)此利用交會法解算出測站點的位置。實時動態(tài)測量的基本工作方法是,在基準站上安置l 臺 GPS 接收機,對所有可見GPS 衛(wèi)星進行連續(xù)的觀測,并將其觀測數(shù)據(jù)通過無線電傳輸設備實時地發(fā)送給用戶觀測站(流動站)。在流動站上,GPS 接收機在接收 GPS 衛(wèi)星信號的同時,通過無線電接收設備,接收基準站傳輸?shù)挠^測數(shù)據(jù)和轉換參數(shù),然后根據(jù) GPS 相對定位的原理,即時解算出相塒基準站的基線向量,解算出基準站的 WGS-84 坐標;再通過預設的 WGS-84坐標系與地方坐標系的轉換參數(shù),實時地計算并顯示出用戶需要的三維坐標及精度;GPS可以對地面控制點精確定位,提高遙感數(shù)據(jù)空間精度。另外,在具體手段配合上,也出現(xiàn)了遙感技術與物探技術、鉆探技術等相結合的新方法。
4.7數(shù)字攝影測量技術的發(fā)展
數(shù)字攝影技術的成熟,推進了制圖工作的現(xiàn)代化,改善了基礎圖件的質量和成圖效率,并影響著遙感技術的調查方法。該技術的產(chǎn)品可直接作為GIS的數(shù)據(jù)源,便于遙感與GIS一體化研究與開發(fā)。如我國自己開發(fā)的全數(shù)字攝影測量軟件VIRTUOZO,具有數(shù)字化測圖、自動生成DEM/DTM和等高線、生成正射影像等功能。
4.8遙感技術應用成果向著便于保存、復制、攜帶及傳輸方向發(fā)展
這意味著遙感技術應用成果的數(shù)字化。由于是數(shù)字成果,可載于多種介質上,如CD-ROM、磁帶及計算機硬盤上,使攜帶處理更加方便。隨著1998年“數(shù)字地球”計劃的提出及我國國土資源部“數(shù)字國土”工程的實施,遙感應用成果數(shù)字化顯得尤其必要。
三、主要遙感信息源及其發(fā)展
根據(jù)傳感器類型不同,遙感圖像可分為可見光攝影、紅外攝影和掃描、多光譜掃描、微波雷達和成像光譜圖像等。近10年來,傳感器技術迅猛發(fā)展,主要表現(xiàn)在:①圖像分辨率提高,衛(wèi)星圖像分辨率已達到米級。②具備立體觀察功能。③應用波段數(shù)增加,機載高光譜成像儀已投入使用。如美國的AVIRIS(航空可見光/紅外成像光譜儀),波譜范圍0.4~2.5/l,波段數(shù)224個。CASI(袖珍航空光譜成像儀),波譜范圍0.4~0.95/u,波段數(shù)72個。高光譜成像光譜儀簡稱成像光譜儀,也稱超光譜成像儀,按其波段數(shù)目可分為高光譜成像光譜儀(波段數(shù)
四、結語
在水工環(huán)地質中對3S技術的采用,已經(jīng)得到了很好驗證,可以一步到位外業(yè)的測量,節(jié)省了很多不必要的中間環(huán)節(jié),對外業(yè)工作量進行最大限度地減少,從而縮短整個測量工期,提高工作效率。同時,簡化外業(yè)工序和迅速完成也可以使所有的后續(xù)專業(yè)工序更快的完成。
參考文獻:
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【關鍵詞】遙感技術;測繪工作;價值評價
引言
隨著遙感測繪技術的發(fā)展越來越成熟和其在測繪工作中的比重越來越大,引起了測繪行業(yè)不斷研究和學習遙感測繪技術的風潮。從國際上來看,遙感技術在上世紀中期就已經(jīng)被人們所知曉:世界上第一課人造衛(wèi)星的發(fā)射成功就是通過遙感技術的支持來實現(xiàn)的。現(xiàn)今的遙感技術已經(jīng)被廣泛應用在測繪工作和生活中的各個方面,在我國的經(jīng)濟社會發(fā)展中有著非常重要的作用。我們在整個遙感測繪技術的價值評價中,既要看到其不可替代就價值作用,也要對其有一個科學的分析,正確面對遙感測繪技術的應用。
2、遙感測繪技術的現(xiàn)狀
遙感測繪技術的實現(xiàn)簡單的來說就是通過高科技的設備機器即遙感器,對距離較遠的目標進行監(jiān)測和測繪,進而獲得目標相關的信息。遙感測繪技術所需要收集和轉化的數(shù)據(jù)主要是目標物體的電磁波、聲波等。在設備取得相關的初步數(shù)據(jù)信息后,傳輸至電子計算機中,通過電腦程序的科學分析,總結出具體、準確的相關信息。遙感技術的轉化工作需要一些外部平臺的幫助,例如人造衛(wèi)星、飛機等。通過這些平臺上的傳感器進行對照工作,才能夠使遙感測繪技術真正得以實現(xiàn)。我國的遙感測繪技術已經(jīng)有了比較長足的發(fā)展,因為使用遙感測繪技術可以迅速的采集分析相關的測繪信息,并能夠以圖像的形式反映出測繪目標的情況,所以它有著其他測繪方法難以比肩的優(yōu)勢。
3、遙感測繪技術而存在的問題
3.1遙感測繪技術的推廣。在遙感測繪技術的應用范圍方面,雖然它已經(jīng)廣泛的應用在很多行業(yè),但仍然存在繼續(xù)推廣應用的一些難題。在實際的測繪工作中,遙感測繪技術是必須有的測繪方法,有了遙感測繪技術的支持才能順利完成任務,又在新科技和經(jīng)濟的大發(fā)展之下有著非常深遠的發(fā)展空間。但是由于測繪工作者和一些領導者的傳統(tǒng)習慣和落后思想,導致了新式的遙感測繪技術即使在不斷應用,也有著一定人為因素造成的發(fā)展困難。
3.2遙感測繪技術的耗費較大。遙感測繪技術在實際應用中存在著工作耗費大、成本高的問題。在實際的測繪工作中,有很多測繪工程都因為使用遙感測繪技術施工的造價高而產(chǎn)生了技術成熟便捷卻難以使用的情況。隨著我國科學技術的長足進步,相關遙感技術和計算機技術也有了很大的提高,遙感測繪技術在我國已經(jīng)由最初的希望和愿景變成了實際應用成果。其在環(huán)境資源勘測、地震災害監(jiān)測、國土資源測繪等方面都有著非常顯著的應用價值,但是由于其使用成本高的因素造成了很多工程測繪項目對其望之卻步的情況。在當前的我國測繪工作中,遙感測繪技術主要應用在一些重要的工程項目中,比如環(huán)境勘測、地震災害監(jiān)測等等,而在一些經(jīng)常性的項目例如礦井施工中很難見到遙感測繪技術的身影。
4、遙感測繪技術的應用價值
4.1遙感測繪技術在資源勘測中的應用。遙感測繪技術在我國的資源勘測工作中有著非常重要的作用。我國的資源現(xiàn)狀雖然比較樂觀,資源能源儲備量大,分布面積廣大,但是由于我國的人口基數(shù)大,人口眾多,就導致了資源能源的人均數(shù)量不夠充足,與國際平均水平相比還有著很大的差距。在這一情況之下,就要求我們對能源資源做最充足的利用,合理配置和開發(fā)現(xiàn)有的資源能源,對資源能源做性價比最大的勘測開采。而在這一過程中,首先就需要我們對能源資源的勘測工作做最大的準備。在過去的一些資源能源開采勘測中,由于技術條件的落后和對可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的不重視,導致了我國資源能源開采的粗放性,造成了有限的資源產(chǎn)生了大量浪費,也對我國脆弱的環(huán)境造成了影響,破壞了原有的生態(tài)平衡。在今天的資源勘測與開發(fā)工作中,由于遙感測繪技術的大范圍應用,就給了資源合理開發(fā)充分的技術支持,也為資源開發(fā)造成的一些環(huán)境影響的解決提供了有力參考。
4.2遙感測繪技術在礦產(chǎn)成礦預測中的應用。遙感測繪技術在有關區(qū)域成礦規(guī)律研究和預測方面有著非常重要的作用。在我們對未知的礦產(chǎn)資源做初步判斷后,通過對遙感測繪技術的應用能夠直接對礦產(chǎn)地區(qū)做圖像展示和相關分析。這就給我們的礦產(chǎn)勘探工作提供了非常有力的數(shù)據(jù)支持,再加以工作隊伍對實地的具體分析,能夠對目標區(qū)進行充分準確的成礦情況判斷,大大增加勘探工作的成功率。由于現(xiàn)今很多技術隊伍在遙感測繪技術工作中取得的主要是一些模糊的地質結構信息,比如說隱伏性質的巖石體、火山結構等,就給實際的勘測工作帶來了一些難度。再加上遙感測繪技術的提供的信息難以避免一定的模糊,就導致了技術隊伍對實地進行分析的準確性。因此,遙感測繪技術雖然不可替代,還是需要我們不斷對其進行完善,提高采集信息的精確性和使用優(yōu)勢。
4.3遙感測繪技術在地質災害問題中的應用。遙感測繪技術已經(jīng)在地質問題的測繪中有了非常重要的地位。由于遙感測繪技術本身的精確性、便捷性、實時性,就給了地質問題監(jiān)測與研究很大的幫助。通過遙感技術,我們可以高效便捷的對發(fā)生的地質問題例如地震等進行實時監(jiān)測,并能夠不間斷的對地質問題的變化進行數(shù)據(jù)采集和分析,進而能夠完整的記錄地質問題的發(fā)生情況,給相關地質救援工作等帶來了很大的便利。在實際的地震救災過程中,遙感測繪技術可以對救援工作提供直接的地區(qū)圖像,能使地質專家對震區(qū)進行第一時間的分析,進而推動地震救援工作的進行。同時,這也從側面反映了相關地質問題離不開遙感測繪技術的支持和遙感測繪技術廣闊的發(fā)展空間。
5、總結
隨著我國經(jīng)濟和科技的不斷發(fā)展,對測繪工作質量和效率的要求變得越來越高,我們要充分利用高遙感測繪技術,抓住其在應用中的巨大價值,不斷改進技術漏洞,提高遙感測繪技術的推廣應用,進而推動整個測繪工作的進步。
參考文獻
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篇10
衛(wèi)星遙感技術集中了空間、電子、光學、計算機通信和地學等學科的最新成就,是當代高新技術的一個重要組成部分。我國衛(wèi)星遙感技術的發(fā)展和應用已經(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)星遙感應用技術已經(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的發(fā)展和應用已經(jīng)表明,衛(wèi)星遙感技術是一項應用廣泛的高科技,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)展這項技術,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)星遙感技術能夠給國家經(jīng)濟建設的飛躍提供強大的推動力和可靠的戰(zhàn)略決策依據(jù)。這種希望給衛(wèi)星遙感技術的發(fā)展帶來新的機遇。面對這種形勢,我國衛(wèi)星遙感技術如何發(fā)展,如何使衛(wèi)星遙感技術真正成為實用化、產(chǎn)業(yè)化的技術,直接為國民經(jīng)濟建設做好先行,是值得我們認真思考而且必須做出正確回答的問題,同樣它也是當前業(yè)界人士關注的熱門焦點。
衛(wèi)星遙感技術應用
1、衛(wèi)星遙感技術應用現(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)濟建設提供了寶貴的空間圖像數(shù)據(jù),在我國國防建設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報中廣為使用,實現(xiàn)了業(yè)務化運行。1999年10月我國第一顆以陸地資源和環(huán)境為主要觀測目標的中巴地球資源衛(wèi)星發(fā)射成功,結束了我國沒有較高空間分辨率傳輸型資源衛(wèi)星的歷史,已在資源調查和環(huán)境監(jiān)測方面實際應用,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)星應用中心、衛(wèi)星海洋應用中心和中國遙感衛(wèi)星地面接收站等國家級遙感應用機構。同時,國務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用機構。這些遙感應用機構廣泛的開展氣象預報、國土普查、作物估產(chǎn)、森林調查、地質找礦、海洋預報、環(huán)境保護、災害監(jiān)測、城市規(guī)劃和地圖測繪等遙感業(yè)務,并且與全球遙感衛(wèi)星、通信衛(wèi)星和定位導航衛(wèi)星相配合,為國家經(jīng)濟建設和社會主義現(xiàn)代化提供多方面的信息服務。這也為迎接21世紀空間時代和信息社會的挑戰(zhàn),打下了堅實的基礎。
最后,非常關鍵,必須要重點指出的是兩大系統(tǒng)的建立完成。一是國家級基本資源與環(huán)境遙感動態(tài)信息服務體系的完成,標志著我國第一個資源環(huán)境領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體系的國家之一。我國遙感監(jiān)測的主要內容為以下三方面;
(1) 對全國土地資源進行概查和詳查;
(2) 對全國農作物的長勢及其產(chǎn)量監(jiān)測和估產(chǎn);
(3) 對全國森林覆蓋率的統(tǒng)計調查。
2、衛(wèi)星遙感技術應用前景
國際上衛(wèi)星遙感技術的迅猛發(fā)展,將在未來十五年內把人類帶入一個多層、立體、多角度、全方位和全天候對地觀測的新時代。由各種高、中、低軌道相結合,大、中、小衛(wèi)星相協(xié)同,高、中、低分辨率相彌補而組成的全球對地觀測系統(tǒng),能夠準確有效、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)。
隨著對地觀測技術的進步以及人們對地球資源和環(huán)境的認識不斷深化,用戶對高分辨率遙感數(shù)據(jù)的質量和數(shù)量的要求也不斷提高,從而促進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)濟建設中,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)濟建設得以持續(xù)穩(wěn)固發(fā)展,空間遙感信息技術和應用必須相適應的發(fā)展。我們可以從我國對遙感信息和技術的應用需求來看衛(wèi)星遙感應用前景,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農作物、森林等可再生資源的監(jiān)測和評估;
③災害監(jiān)測和環(huán)境監(jiān)測。
此外,對道路、建筑工程的設計、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)應用需求。
遙感技術的應用是極其廣泛的,凡是涉及地球科學的各門類的學科和技術種類,遙感技術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)應用型用戶。雖然這些商業(yè)應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,但隨著將來技術的進步,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,與此相關的空間信息服務公司大大增加,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)星遙感應用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的推動力之一。
衛(wèi)星遙感技術的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展
1、衛(wèi)星遙感技術蘊藏巨大的產(chǎn)業(yè)化前景
遙感技術應用的基礎是遙感信息的獲取。地面物體在遙感圖像上形成各種信息是一個復雜的過程,這個復雜過程是由人類生活的真實地表空間的復雜性、千變萬化性和成像過程的復雜性共同決定的。具體地說,人類生存的地表空間是復雜的,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,是把一個千變萬化、形形的地球表面高度概括、總結、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。這些特點決定了遙感影像中包含著人類生產(chǎn)活動各個研究和應用領域所需要和感興趣的信息,各個研究和應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)展和應用服務,為國民經(jīng)濟建設服務。這也就是遙感信息具有跨部門、跨學科的特點。遙感信息的上述特點決定了遙感技術從起源就蘊藏著巨大的產(chǎn)業(yè)化前景。
2、衛(wèi)星遙感技術發(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得到了驚人的發(fā)展,空間分辨率和光譜分辨率已經(jīng)達到相當高的程度。空間分辨率由千米級、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)的獲取技術已經(jīng)形成,但衛(wèi)星遙感信息的應用則相對發(fā)展滯后,出現(xiàn)了衛(wèi)星遙感獲取技術的快速發(fā)展與信息應用滯后的矛盾。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。這主要是因為衛(wèi)星遙感影像信息的應用過程遠比獲取過程要復雜得多。遙感圖像的解譯和應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)學上直接求得確定解。從信息論來說,是因為遙感成像過程在保留了總體信息的同時,壓縮了細節(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人們所希望求解的諸多地理對象的內在的不確定度。這種不確定性程度因對象不同而不同??梢园堰b感信息應用過程看成是一個信息傳遞系統(tǒng),一個將遙感數(shù)據(jù)轉換為可用信息的過程。而遙感數(shù)據(jù)到信息的轉換,是由業(yè)務用戶的信息需求所驅動的,選擇什么樣的模型以及最終達到什么樣的目的完全因應用部門而異。由于支持“數(shù)據(jù)到信息”過程的基礎知識很少和短缺,限制了遙感數(shù)據(jù)直接產(chǎn)生的經(jīng)濟和社會效益,從而影響了遙感數(shù)據(jù)的應用廣度和深度。因此,要加強衛(wèi)星遙感技術向國民經(jīng)濟和社會發(fā)展諸多行業(yè)和領域的滲透、輻射,與各行業(yè)、領域的傳統(tǒng)方法相結合,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)星遙感技術產(chǎn)業(yè)化的進程。
衛(wèi)星遙感技術的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展歷程
1、實用化是產(chǎn)業(yè)化的前提
衛(wèi)星遙感技術具有其他技術不可替代的優(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、地球化學等方法,但它可與其集成,發(fā)揮信息互補效應。
(2)衛(wèi)星遙感信息主要反映是近地表的現(xiàn)象、區(qū)域和運動狀態(tài)等。這一局限性與人類在地球科學和其他科學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在不同行業(yè)和領域的應用程度可能會因應用領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)星遙感技術在各行業(yè)、領域深入應用的效果受各種因素影響大,效果好壞不定。
之所以強調這些局限性是因為只有正確地認識到衛(wèi)星遙感技術的優(yōu)勢和局限性,才能揚其所長,補其所短,使它更加實用化。
顯然,衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的深入應用僅靠遙感技術和遙感知識是完全不夠的。實現(xiàn)遙感數(shù)據(jù)良好和深入的應用需要三方面的信息和知識:一是遙感信息和相關的處理技術;二是應用領域的專業(yè)信息和相關技術及知識;三是借鑒其他領域先進的信息技術。只有這三方面知識和技術的共同支持,應用部門才能更加準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,有效地服務于生產(chǎn)和研究。這三個方面的信息和技術可歸納為兩個結合,即遙感技術與各應用領域的專業(yè)技術相結合,遙感技術與其他現(xiàn)代信息技術相結合。這兩方面的結合方式和結合的緊密程度與應用部門或個人感興趣的目標地物賦存的地理空間及復雜性有密切關系。正是由于這種賦存地理空間的差異和對象屬性、運動狀態(tài)的復雜性差異,不同部門在進行遙感信息應用時,采用上述兩個結合的程度也不同,遙感信息的應用廣度和深度也有差異。無論對哪個應用部門、哪個學科或個人,不斷深入地應用遙感信息來有效地解決問題,上述這兩個結合都是必要的。換句話說,發(fā)揮快速發(fā)展的遙感技術的強大優(yōu)勢,結合各行業(yè)和領域的傳統(tǒng)有效的方法技術,整合現(xiàn)代信息技術,發(fā)展交叉技術,從多學科、廣視角來解決各行業(yè)和領域遇到的實際問題,有利于衛(wèi)星遙感技術的實用化,從而有利于推動衛(wèi)星遙感技術的產(chǎn)業(yè)化。
2、商業(yè)化是產(chǎn)業(yè)化的催化劑
在市場經(jīng)濟的大背景下,實用化商業(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,任何一項高新技術,包括衛(wèi)星遙感技術就不可能持續(xù)地發(fā)展下去。
所謂商業(yè)化就是要將衛(wèi)星遙感技術作為商品在市場經(jīng)濟大環(huán)境下進行競爭,形成衛(wèi)星遙感技術的規(guī)范化、規(guī)模化市場。要想促進衛(wèi)星遙感技術的商業(yè)化,那就必須要轉變觀念,樹立競爭意識,進行技術創(chuàng)新,研制開發(fā)新一代高水平的遙感衛(wèi)星,提供高質量、具有優(yōu)勢的產(chǎn)品。同時,采用成熟技術,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。改變傳統(tǒng)作業(yè)方式,實行商業(yè)運作,加強數(shù)字提供商與信息增值服務商之間的合作,逐步增大純商業(yè)化系統(tǒng)的比例。采取符合市場經(jīng)濟規(guī)律的正確方針和有力措施,進行綜合經(jīng)營,實行薄利多銷。遙感衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)包括衛(wèi)星制造業(yè)、發(fā)射服務業(yè)、地面應用服務業(yè)和地面設備制造業(yè)等。地面應用服務業(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)星遙感技術產(chǎn)業(yè)化的主要模式。
①混合模式;
②政府政策促進商業(yè)遙感衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)化的模式。
(2)衛(wèi)星遙感技術產(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;
⑤以創(chuàng)新技術優(yōu)勢開拓市場;
⑥國家和私營公司采用高新技術合作開發(fā);
⑦以衛(wèi)星品牌和標準產(chǎn)品占領市場。
我國衛(wèi)星遙感技術的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展
1、我國衛(wèi)星遙感技術產(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)星遙感技術的軟硬件研制、應用和開發(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,并成為有關行業(yè)的主導技術,如在城市土地動態(tài)監(jiān)測、違章用地處罰、水土流失調查、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)星遙感基礎設施的制造與發(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。
②衛(wèi)星數(shù)據(jù)加工以及增值服務,是遙感應用的前提;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,應用的范圍將縮小。
③地理信息產(chǎn)業(yè)為主的信息應用,是遙感產(chǎn)業(yè)擴展與延伸的主要方面和新的增長點。
④工程建設應用始終是遙感應用的重點之一。
⑤政府的公益事業(yè)、政府的政策導向是遙感生命力所在。
(2)衛(wèi)星遙感市場的特點
①多極化的市場已經(jīng)出現(xiàn),發(fā)展勢頭強勁,并且不斷加快,但公益服務仍占據(jù)主導地位。這是從經(jīng)濟總量對比得出的結果,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地位。
②產(chǎn)業(yè)鏈和市場細分逐漸形成。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,同時遙感需求的網(wǎng)絡正在逐步有序化。
③產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴大,遙感數(shù)據(jù)市場競爭激烈,市場需求不斷增強。
④遙感軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展平緩,起伏不大。
⑤市場準入制和競爭機制正在建立。
2、我國衛(wèi)星遙感技術產(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)自身的應用需求、經(jīng)濟實力和技術基礎等條件,并借鑒其他國家的發(fā)展經(jīng)驗制定遙感衛(wèi)星發(fā)展戰(zhàn)略??偨Y和分析其它國家遙感衛(wèi)星發(fā)展戰(zhàn)略及其特點,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。縱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、學者整理歸納出以下四點適合我國衛(wèi)星遙感技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有效實現(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,要在短期內實現(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,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控是必不可少的。
(2)國際合作。
衛(wèi)星是一項投資巨大的產(chǎn)業(yè),可以通過國際合作來共同承擔風險和投資成本。走國際合作的道路,通過技術引進、消化、發(fā)展,一可減輕國內經(jīng)濟負擔,二可分散風險。國際合作這種運作模式也是當前的一個發(fā)展方向。
(3)重視應用。
發(fā)展遙感衛(wèi)星的目的是為了應用,應強調系統(tǒng)的應用效益,切實改變重技術、輕應用的傾向,技術發(fā)展要與應用效益掛鉤。我國資源一號衛(wèi)星,應用還很有潛力可挖,應加大宣傳力度,綜合管理遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的應用,以發(fā)展推動應用,以應用促進發(fā)展。
(4)軍民合用。