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航天遙感技術范文1
關鍵詞: 遙感;原理;分類;制圖;應用
遙感,從廣義來講,就是指遙遠的感知,非接觸遠距離的探測技術。從狹義來講,指借助于專門的探測儀器(傳感器),把遙遠的物體所輻射(或反射)的電磁波信號接收記錄下來,再經過加工處理,變成人眼可以直接識別的圖像,從而揭示出所探測物體的性質及其變化規律。遙感技術指從高空到地面各種對地球觀測的綜合性技術系統總稱。它由遙感平臺、探測傳感器以及信息接受、處理與分析應用系統等組成,周期性地提供監測對象數據和動態情報。遙感技術(Remote Sensing)是一門建立在空間科學、電子技術、光學、計算機技術、信息論等新的技術科學以及地球科學理論基礎上的綜合性技術,為現代前沿科學技術之一,具有宏觀、動態、綜合、快速、多層次、多時相的優勢。在新技術迅猛發展的今天,遙感技術伴隨著航空、航天技術的發展而不斷提高與完善,服務領域因之而不斷擴展,受到普遍重視,顯示出極其廣泛的應用價值、良好的經濟效益和巨大的生命力。
一、遙感的基本原理
振動的傳播稱為波。電磁振動的傳播是電磁波。電磁波的波段按波長由短至長可依次分為: γ-射線、X-射線、紫外線、可見光、紅外線、微波和無線電波。電磁波的波長越短其穿透性越強。遙感探測所使用的電磁波波段是從紫外線、可見光、紅外線到微波的光譜段。 太陽作為電磁輻射源,它所發出的光也是一種電磁波。太陽光從宇宙空間到達地球表面須穿過地球的大氣層。太陽光在穿過大氣層時,會受到大氣層對太陽光的吸收和散射影響,因而使透過大氣層的太陽光能量受到衰減。但是大氣層對太陽光的吸收和散射影響隨太陽光的波長而變化。通常把太陽光透過大氣層時透過率較高的光譜段稱為大氣窗口。大氣窗口的光譜段主要有: 紫外、可見光和近紅外波段。 地面上的任何物體(即目標物),如大氣、土地、水體、植被和人工構筑物等,在溫度高于絕對零度(即0°k=-273.16℃)的條件下,它們都具有反射、吸收、透射及輻射電磁波的特性。當太陽光從宇宙空間經大氣層照射到地球表面時,地面上的物體就會對由太陽光所構成的電磁波產生反射和吸收。由于每一種物體的物理和化學特性以及入射光的波長不同,因此它們對入射光的反射率也不同。各種物體對入射光反射的規律叫做物體的反射光譜。遙感探測正是將遙感儀器所接受到的目標物的電磁波信息與物體的反射光譜相比較,從而可以對地面的物體進行識別和分類。這就是遙感所采用的基本原理。
二、遙感的分類
為了便于專業人員研究和應用遙感技術,人們從不同的角度對遙感作如下分類:
1、按搭載傳感器的遙感平臺分類 根據遙感探測所采用的遙感平臺不同可以將遙感分類為地面遙感和航天遙感。
2、按遙感探測的工作方式分類 根據遙感探測的工作方式不同可以將遙感分類為主動式遙感和被動式遙感。
3、按遙感探測的工作波段分類根據遙感探測的工作波段不同可以將遙感分類為紫外遙感、紅外遙感、微波遙感、多光譜遙感。
4、按遙感探測的應用領域分類根據遙感探測的應用領域,從宏觀研究角度可以將遙感分類為外層空間遙感、大氣層遙感、陸地遙感、海洋遙感等; 從微觀應用角度可以將遙感分類為: 軍事遙感、地質遙感、資源遙感、環境遙感、測繪遙感、氣象遙感、水文遙感、農業遙感、林業遙感、漁業遙感、災害遙感及城市遙感等。
三、遙感資料的制圖應用
1、航天遙感制圖
所謂航天遙感是指以航天器為傳感器承載平臺的遙感技術。航天遙感實踐中,針對具體應用需求,選擇不同的傳感器如:成像雷達、多光譜掃描儀等,通過衛星地面站獲取合適的覆蓋范圍的最新的圖像數據,利用遙感圖像專業處理軟件對數據進行輻射校正、增強、融合、鑲嵌等處理,同時,借助應用區域現有較大比例尺的地形數據,對影像數據進行投影變換和幾何精糾正,并從地形圖上獲得境界、城市、居民點、山脈、河流、湖泊以及鐵路、公路等典型地貌地物信息和相應地名信息,進行相應的標注和整飾,制作數字正射影像圖。
航天遙感制圖不僅在國土資源調查、土地利用監測、城市規劃監測、重點風景名勝區監測中有了典型應用,而且,國家863計劃信息獲取與處理技術主題重大課題還開展了利用分辨率為0.61m的QUICKBIRD衛星影像進行城市大比例尺地形圖的更新研究。此外,高分辨率衛星遙感影像還可提供立體像對,可用于直接生成DEM數據,甚至可以進行大比例尺地形圖的獲取與更新測繪。
2、航空遙感制圖
所謂航空遙感是指以航空器如飛機、飛艇、熱氣球等為傳感器承載平臺的遙感技術。根據不同的應用目的,選用不同的傳感器:如:航空攝影機、多光譜掃描儀、熱紅外掃描儀、CCD像機等,獲取所需資料包括:航攝像片和掃描數據。其制圖應用一般包括兩大方面:
(1)攝影測量制圖
在測繪領域中,攝影測量學已經是一門從理論到實踐都非常成熟的學科。在我國應用攝影測量的原理和方法測繪地形圖有相當長的歷史。目前,1:5000及其以下小比例尺地形圖的測繪,基本上都采用攝影測量方法施測。計算機技術的發展給攝影測量制圖帶來了新的發展和變化,不僅在內業測圖儀器上實現由測繪線劃圖到直接測繪數字地形圖的轉化,而且誕生了拋開了傳統的攝影測量儀器設備,以軟件實現地形數據采集與處理的數字攝影測量技術,這無疑是攝影測量技術發展史上的一次革命。
(2)正射影像圖制作
正射影像圖是一種既具有地物注記、圖面可量測性等常規地形圖的特性又具有豐富直觀的影像信息的一種圖件,是將航攝像片的中心投影經過機械式的或數字式的糾正轉變為正射投影形式而生成的影像圖件。正射影像圖制作的優勢在于,生產周期短、成本低。正射影像圖分為“常規正射影像圖”和“數字正射影像圖”兩大類,前者是通過影像拷貝和正射投影儀糾正工藝,以紙基或膠片基承載的平面型影像圖件。后者則是應用數字攝影測量技術和工藝制作的以數字形式存在的影像圖件,可以方便地輸出成紙基或膠片基圖件。目前,由于計算機技術和影像處理技術的發展,以數字形式存在的影像圖件在生產技術上日趨成熟并不斷完善,已經占據主導地位,并與方興未艾的城市 GIS 技術相得益彰,應用廣泛。特別是數字影像圖在色彩處理方面的優越性,使其更具應用價值。
航天遙感技術范文2
從字面意思來看,遙感即遙遠的感知,泛指一切無接觸的遠距離探測。比如自然界中蝙蝠飛行時靠超聲波來探測周圍的地理環境,深海中的潛水艇靠聲納來確定位置等等。人類最早在遙感方面的應用可以追溯到17世紀初。當時歐洲荷蘭小鎮的一家眼鏡店的主人利伯希(Hans Lippershey),為檢查磨制出來的透鏡質量,把一塊凸透鏡和一塊凹鏡排成一條線,通過透鏡看過去,發現遠處的教堂塔尖好象變大拉近了,于是在無意中發現了望遠鏡的秘密。1608年他為自己制作的望遠鏡申請專利,并遵從當局的要求,造了一個雙筒望遠鏡。到了1609年,伽利略制作了放大三倍的科學望遠鏡并通過它首次觀測了月球。人類終于使觀察遠處的事物成為了可能。
僅僅能觀察到遙遠的事物還遠不能使人們滿足,人們還希望能夠通過觀測記錄下其他地方的地物信息,來實現進一步的研究與應用。到了19世紀,照相機的出現又使遙感技術有了新的發展。1839年,法國的達蓋爾(Daguarre)發表了他和尼普斯(Niepce)拍攝的照片,第一次成功將拍攝到的事物記錄在膠片上。人們從而可以將觀測到的事物用圖像的方式記錄下來。后來,有人將照相機綁在鴿子身上,再將鴿子放飛,拍攝到了英國倫敦的空中影像圖;1858年,法國有人則用系留氣球拍攝了巴黎的鳥瞰相片。到了1903年,萊特兄弟發明了飛機,從而使遙感技術又得到了一次飛躍:1909年有了第一張航空相片;一戰期間(1914~1918年)形成了獨立的航空攝影測量學的學科體系。到了二戰期間(1931~1945年),彩色攝影、紅外攝影、雷達技術、多光譜攝影、掃描技術以及運載工具和判讀成圖設備的出現,成為了現代遙感技術的基礎。
1957年,前蘇聯發射了人類第一顆人造地球衛星,人類進入了太空時代。1968年,美國阿波羅8號宇宙飛行器發回了歷史上第一幅地球影像。從此,人類有了新的視角來重新認識我們賴以生存的地球。1972年美國發射了第一顆陸地衛星,標志著航天遙感時代的開始。經過幾十年的發展,遙感技術已應用于國民生活越來越多的領域中。
隨著現代遙感技術的不斷進步,各種遙感儀器的不斷研發,可用信息源越來越多,遙感技術在各行業上的應用不斷深入,也越來越廣泛。遙感技術擁有其他技術手段所不具備的眾多優點:遙感探測能在較短的時間內,從空中乃至宇宙空間對大范圍地區進行觀測,并從中獲取有價值的遙感數據,大大拓展了人們的視覺空間。比如,一張陸地衛星圖像覆蓋面積可達3萬多平方千米。遙感技術還具有時效性強的特點,即通過遙感,人們獲取信息的速度快、周期短。例如美國的陸地衛星(Landsat)每16天可覆蓋地球一遍,NOAA氣象衛星每天能收到兩次圖像,從而實現天氣情況的實時更新。通過遙感技術還可以實現較高的經濟與社會效益。由于地球上有很多地方的自然條件極為惡劣,如沙漠、沼澤、高山峻嶺等,這些地方人類難以到達,但我們可以采用不受地面條件限制的遙感技術,特別是航天遙感,方便及時地獲取這些地區的各種寶貴資料。
經過幾十年的發展,現代遙感技術已形成了一個從地面到空中,從信息數據收集、處理到判讀分析和應用,可以對全球進行探測和監測的多層次、多視角、多領域的觀測體系,是獲取地球資源與環境信息的重要手段。在農業、林業、地質、海洋、氣象、水文、軍事、環保等領域,遙感技術都可以大展身手。在地理災害信息獲取、受災環境宏觀調查以及災害動態監測和災情損失評估中,遙感是不可缺少的手段之一。2010年10月,海南出現了連續多天的強降雨天氣,海南測繪局在國家測繪局的支持下,成功獲取了10日海南島東部2.2萬平方千里的合成孔徑雷達衛星遙感數據,數據范圍涉及???、三亞、瓊海、陵水、文昌、保亭、萬寧、定安、澄邁等受災較嚴重的市縣,并據此制作完成了《海南省強降雨積水區域分布專題地圖》,送交省政府有關部門,為災情監測和評估、災后重建等工作提供了科學依據。
在軍事上遙感技術起到的作用無疑是非常重要的。在現代戰爭中,通過軍事衛星和飛機上攜帶的各種高性能遙感器可以獲得精細的戰場環境,有效地獲取敵方整體部署情況,監視、跟蹤和預測敵方部隊的行動,全面掌握打擊目標的位置分布,引導精確攻擊武器準確地命中目標,完成評估戰場毀傷效果等重任。大家在電影、游戲中經??吹降臒峒t外成像儀就是其應用之一。熱紅外成像儀對溫度十分敏感,它采用紅外探測器來獲取地面目標的紅外輻射,記錄的是目標自身的紅外輻射信息,使得敵方目標無處遁形。利用熱紅外成像儀對溫度的敏感,在軍事上常用于探測和監視地方偽裝人員、飛機、坦克、導彈發射和核爆炸等有熱源目標。遙感技術充當著指揮系統“眼睛”的作用,而且是一雙“火眼金睛”。
航天遙感技術范文3
遙感(RS)是20世紀60年代以來發展起來的一門新興邊緣學科,其涉及現代物理學、空間科學、電子計算機技術、數學方法和地球科學理論等眾多領域,是一門先進的、實用的探測技術[1]。遙感技術在林業規劃設計調查、森林病蟲害監測、森林火災監測、林地變更調查及林地清收等工作中都得到了廣泛應用。林學專業學生通過遙感課程的學習,可以了解遙感技術的基本原理及圖像處理的一般方法,掌握遙感相關的概念、分類及應用。掌握遙感技術的應用技術理論、遙感圖像處理一般方法,可以獨立利用遙感圖像處理軟件對遙感圖像進行幾何校正、圖像融合、圖像增強及計算機分類等操作。從而為今后工作中,能夠運用掌握的遙感知識處理和解決實際問題提供幫助[2]。本文結合北華大學林學院林學專業的實際情況,針對在遙感課程教學及實踐過程中發現的問題,從教學內容、教學方法、結合實踐教學三個方面進行了課程教學改革探索,希望這些改革措施能夠為相關院校林學專業遙感課程的教學提供幫助。
1 遙感課程教學及學生學習方面存在的主要問題
對于林學專業來說,遙感課程還沒有全國統編教材,各院校會根據自身實際情況,結合教學大綱的要求而選擇自己的遙感教學教材,使得教材各不相同。教材內容更新速度較慢,而遙感技術發展是迅速的,勢必導致教材內容與實踐脫節。遙感課程作為林學專業的一門專業課,基礎設施相對欠缺,教學過程中使用的遙感資料不能及時更新,時效性較差。
林學專業的學生在學習完必修課的基礎上,會選修一些與自己專業相關或自己感興趣的專業課,在開始學習遙感課程之前,學生對遙感知識幾乎不了解,遙感技術在林業實際生產工作中有哪些應用,怎么應用,需要學習和掌握哪些知識更是一無所知,所以學習興趣普遍不高。
2 教學內容方面改革措施
2.1 選用適合教材,合理修改教案內容
由于林學專業遙感課程沒有統編教材,所以有必要根據本校自身情況,合理選擇遙感教材,選用了《遙感概論》作為林學專業的遙感課程固定教材,該教材內容比較全面,涵蓋了遙感基礎理論、遙感圖像獲取、遙感圖像處理及遙感技術應用等幾個方面。但沒有突出林學專業特點,也沒有側重林業應用內容。為此選擇《林業遙感》作為參考教材,該教材較為全面系統地介紹了遙感技術的基本原理與應用方法,將遙感基礎理論和林業實際應用相結合,突出了林業特點。書寫教案時,在考慮課時的情況下,以《遙感概論》教材內容為框架,對內容進行適當刪減,增加一些《林業遙感》教材中與林業相關的內容,從而做到與專業結合,豐富教學內容。
2.2 結合網絡不斷更新教學內容
目前,遙感類教材大多較為陳舊、更新較慢,而遙感技術的發展是十分迅速的,不同類型的傳感器不斷涌現,衛星圖像的分辨率越來越高,無人機及無人機數據應用也愈加廣泛。導致教材內容無法與日益更新的遙感技術發展相一致,與社會對于畢業生的要求相距甚遠[3]。在實際教學過程中,有必要利用網絡信息快速更新教學內容。例如,現在無人機在林業調查、監測及各項工程中的應用已經非常普遍,而教材中卻沒有關于無人機及數據的相關內容;教材中第六章航天遙感在介紹SPOT系列衛星時只提到了SPOT5,而SPOT7都已于2014年6月發射成功了。這些新的知識有必要通過網絡查詢,及時更新教材中沒有涉及的新知識、新內容,彌補因教材更新較慢而遙感技術發展較快的矛盾與缺陷[4]。在教學過程中涉及到的遙感圖像數據,最好選擇學校周邊、近期拍攝的圖像,例如,利用谷歌地球,選擇學校范圍內的高分辨率圖像進行遙感圖像目視判讀,這樣學生進行目視判讀的積極性會更高一些,也有利于判讀精度的實地驗證。
3 教學方法的改革措施
3.1 通過課堂提問,讓學生主動學習
在教室上課的時候,前排的學生基本能夠主動學習,而坐在最后幾排的學生往往學習積極性不高。在實際教學的過程中,在提問題環節,改變以往提問前排學習好的學生問題的習慣。每次都是多次從后排反復提問,如果不認真聽課就會影響學生的平時成績。這樣后排的學生慢慢的就主動坐在前排座位了,學生很自然的就會學到一些知識,整個班級對遙感課程的接收水平就提高了。
3.2 多媒體教學與實物教學相結合
現在教師基本上在上課的時候都會選擇多媒體教學,多媒體教學是指在教學過程中,根據教學目標和教學對象的特點,以多種媒體信息作用于學生,形成合理的教學過程,達到最優化的教學效果[5]。雖然多媒體教學比以往在黑板上書寫板書的教學形式更為生動,充分利用圖片等輔助教學,對教學效果的提高起到了一定作用。但多媒體教學畢竟還是利用二維空間。實物具有更形象、更直觀的特點,如果能?蛟諤跫?允許的情況下,選擇多媒體教學與實物教學相結合,這樣更有利于學生接受和理解知識點。
3.3 增加課堂討論,提高學生對知識點的理解和掌握
對于遙感課程中的一些知識點,改變以往教師講,學生記的方式。而是采用分組討論,讓學生自己去分析、總結知識點,教師對討論的結果進行點評。例如在講完第五章航空遙感和第六章航天遙感后,讓學生分組討論,總結航空遙感和航天遙感的優缺點。這樣在分析、討論的過程中,學生對知識點的記憶會更深刻,從而便于學生掌握和理解遙感相關知識。
4 結合實踐進行教學,適應林業工作對遙感知識的要求
4.1 加強與畢業生溝通,了解林業實際工作對遙感知識的要求
對于以往林學專業的畢業生,需要加強與其的溝通和聯系。通過相互的交流,了解在實際林業工作中,需要掌握哪些遙感方面的知識。例如通過與吉林省林業勘察設計研究院等林業相關部門工作的畢業生交流,了解到在林地清收工作中需要工作人員掌握遙感圖像配準方面的知識;在林業征占地項目中需要結合時效性和分辨率都較高的谷歌地球影像進行實際工作等。通過以上與畢業生的交流與調查,在教學過程中就可以結合以上項目進行遙感知識點的講解,由于貼近生活與實踐,學生也比較容易接受和掌握。
4.2 加強與相關院校及單位交流,了解學科前沿動?B
利用空余時間,多與相關院校及單位進行交流,了解遙感方面的前沿及動態信息。例如現在無人機技術及數據應用已經越來越普遍,所以利用暑假空余時間,去北京林業大學參觀學習,與精準林業北京市重點實驗室的成員一起進行外業無人機數據的獲取,從而了解無人機外業操作過程及內業處理過程。同樣利用假期時間聯系相關單位,了解無人機及其數據的應用情況等。通過以上的交流與學習,將這些學科前沿方面的知識在平時授課過程中體現出來。由于是親身經歷的,有拍攝的照片及錄制的相關視頻,所以在講解過程中,學生聽起來也不至于枯燥、乏味。反而了解到了遙感知識應用的廣泛性,遙感知識貼近生活,學習的主動性普遍得到提高。
航天遙感技術范文4
關鍵詞:遙感技術;規劃;旅游資源開發;監測和保護旅游資源
中圖分類號:TP7 文獻標識碼:A
1 概述
隨著中國國民經濟的蓬勃發展和人們的物質與精神生活的提高,旅游行業也日益興旺,旅游人數和旅游業收入增長勢頭日益受到各國政府的重視,并逐漸發展為國民經濟的一個重要行業。因此,不斷開發新的旅游景區,擴大旅游文化內涵、迎合日趨龐大的旅游市場,已經成為了經濟發展的一個重點。旅游業已經成為我國21世紀經濟發展的重要支柱,在這樣的背景下,充分利用各種技術手段調查、開發旅游資源,具有現實和長遠的意義。
旅游是眾多地區經濟發展的主導產業,合理規劃旅游資源,開發旅游業是旅游業發展的重要措施。隨著遙感技術的迅速發展,特別是衛星影像分辨率的提高,遙感技術已成為旅游資源調查的一種行之有效的手段。遙感調查和統計分析能發掘出大量暫時不為人知的旅游資源,而且根據不同時間拍攝的影像,可以了解資源的動態變化信息,從而為旅游決策提供科學依據。遙感相關技術已經顯示出在旅游資源探查方面的強大優勢。
2遙感技術的特點
遙感一詞來源于英語“RemoteSensing”,其直譯為“遙遠的感知”,中國民間傳說中的“ 千里眼”、“順風耳”就可以理解為遙感的能力。現在人們常將其簡稱為“遙感”。
遙感技術是20世紀60年代開始發展起來的一門對地觀測綜合性技術。1972年美國發射了第一顆陸地衛星,標志著航天遙感時代的開始。20世紀80年代以來,遙感技術得到了長足的發展,遙感技術的應用也日趨廣泛。隨著遙感技術的不斷進步和遙感技術應用的不斷發展,未來的遙感技術將在我國國民經濟建設中發揮越來越重要的作用。
一般對遙感的定義是指:通過探測地表物體對電磁波的反射和其發射的電磁波,從而提取這些物體的信息,完成遠距離識別物體。具體地講,是指在高空和外層空間的各種平臺上,運用各種傳感器獲取反映地表特征的各種數據,通過傳輸,變換和處理,提取有用的信息,實現研究地物空間形狀、位置、性質、變化及其與環境的相互關系的一門現代應用技術科學。遙感技術的特點如下:
2.1 感測范圍大,具有綜合、宏觀的特點
遙感探測所獲取的是同一時段、覆蓋大范圍地區的遙感數據資料,居高臨下獲取的衛星影像,比在地面上觀察的視域范圍大,且不受地形地物阻隔的影響。這些數據綜合地展現了地球上許多自然與人文現象,宏觀地反映了地球上各種事物的形態與分布,真實地體現了地質、地貌、土壤、植被、水文、人工構建物等地物的特征。全面地揭示了地理事物之間的關聯性。在衛星影像中,各種景觀一覽無余,有利于在整體范圍內展示地物和現象間的空間關系,為分析研究他們之間的關系及其相互影響,提供了更為有利的條件和基礎。并且這些數據在時間上具有相同的現勢性。
2.2 能動態反映地面事物的變化,時相動態性好
由于衛星圍繞地球不間斷運行,能較容易地獲得不同時相的衛星影像。從而能及時獲取所經地區的各種自然現象的最新資料,以便更新原有資料。遙感探測能周期性、重復地對同一地區進行對地觀測,這有助于人們通過所獲取的遙感數據,發現并動態地跟蹤地球上許多事物的變化。這樣,不但可以對同一地區的旅游資源動態變化進行研究,還可以獲得植物和作物的生長發育情況、降水變化等動態信息,尤其是在監視自然災害、環境污染等方面,遙感為識別環境變化提供更深入的信息,遙感的運用就顯得格外重要。
2.3 獲取信息的手段多,信息量大,具有多波段的特點
根據不同的任務,遙感技術可選用不同波段和遙感儀器來獲取信息。例如可采用可見光探測物體,也可采用紫外線,紅外線和微波探測物體。衛星影像不僅能獲得地物可見光波段的信息,還能獲得植物反射率特別高的近紅外波段信息,以及對水系、砂石等不同性質地表具有特定敏感反應的各種波段信息。因此,衛星影像所獲得的信息量遠遠超過了用常規傳統方法所獲得的旅游資源信息。
2.4 采集數據快,獲取信息受條件限制少
遙感探測能在較短的時間內,從空中乃至宇宙空間對大范圍地區進行對地觀測,并從中獲取有價值的遙感數據。對自然條件極為惡劣,人類難以到達的地方,如沼澤、沙漠、高山峻嶺等。采用不受地面條件限制的遙感技術,特別是航天遙感可方便及時地獲取各種寶貴資料。這種先進的技術手段與傳統的手工作業相比是不可替代的。
2.5 數據可直接進入數據庫
衛星遙感影像的最大優點是不受成圖比例尺的限制,在計算機上可直接提取信息,生成矢量圖,并自動量算面積,為建立相關的數據庫打下基礎。
3應用遙感技術對旅游資源進行調查的內容和方法
對于旅游資源調查分析來說,應用傳統的方法進行地面調查,不但耗費大量的人力、物力和財力,而且調查精度也不高,提供研究成果的周期也過長,不能及時了解和反映旅游資源的利用現狀及動態變化,與現實要求相差甚遠。應用遙感技術可以快速、準確、有效、全面地獲取調查數據,能及時掌握旅游資源現狀,監測其動態變化。遙感數據具有綜合性和可比性,能盡可能地排除人為干擾,費用投入和所取得的效益與傳統方法相比,具有很高的社會經濟效益。
3.1 研究旅游景點的分布特點和結構特征
遙感影像開拓和豐富了人們對旅游景點認識的深度與廣度。在遙感影像圖上,不僅可以清晰地看到旅游景點的分布特征及其與周圍地物的關系,而且可以俯視景點的整體布局和建筑風格。遙感影像所提供的內容是極為豐富的復合信息,能更清楚地展示旅游景點的類型及其空間格局。人們在鑒賞、考察或研究景點及古建筑時,通常會從其正面、側面、仰視、俯視四個角度進行觀察,才能獲得完整的藝術效果,而俯視是研究景點布局或古建筑物不可缺少的手段之一。遙感影像正是俯視觀察最好的方式,通過它把景點的建筑造型與其周圍錯落有致的地物統一進行觀察,把古建筑的美與自然景觀的美融匯于一體,給人以整體美的感受。通過對遙感影像的綜合解譯可以評價包括環境特征、資源類型、基礎設施、開發程度等方面的內容,還能對旅游資源的總體分析和開發利用提供有利條件。遙感影像數據庫能夠準確為某旅游路線提供幫助。遙感影像圖可以對旅游資源進行準確定位和景區范圍估算,從而為旅游資源的詳細規劃打下基礎。
3.2 遙感調查有利于探索和拓展新的旅游景點
遙感調查能及時發現新的景區,尤其能夠發現調查人員難進入地區的旅游資源,從而增加旅游資源的豐富性。利用遙感影像上地物的色調、大小、形狀、紋理、陰影、結構及其與周圍地物的相互關系及制約因素等,可以發展和拓展新的旅游景點。借助某些遙感影像及影像處理技術,充分利用遙感空間觀察的優勢,結合人文考古等方面提供的信息,可以幫助考古工作者發掘和探索被稠密建筑覆蓋的古城垣、古街道、古運河、古建筑群及古園林遺址、古墓群、洞穴遺址等,以此開辟古文化方面的旅游資源。衛星影像與航空影像的融合使用,可以判讀出體量較小的旅游資源。遙感技術還可以測知某些建筑物地面重壓所造成的痕跡,從而提供一些現已不存在的資源信息,為恢復旅游資源奠定基礎。
3.3 監測和保護旅游資源
旅游資源和旅游環境的保護是一個亟待解決的問題,它關系到人類歷史文化遺產的繼承和保存,也關系到旅游事業和文化事業的前途和命運,目前許多國家都把保護旅游資源視為旅游業興旺發達的生命線。
應用遙感技術可以監測與探測旅游資源與旅游環境所遭受的不同形式、不同程度的破壞,以便采取措施使其不再遭受破壞或為已破壞的部分提供修復和重建的依據。識別旅游資源開發前后的動態變化,為合理開發旅游資源提供預測。另外,在遙感調查中還可以及時發現旅游資源中潛在的自然危害因素,以及在旅游資源開發當中可能出現的危害狀況,為開發生態旅游項目和保護旅游資源提供參考。
3.4 基于遙感技術的旅游制圖
遙感影像制作的導游地圖的特點是:色澤自然明快、真實形象直觀、圖面清晰易讀。游客能從圖上迅速而準確地判定所在位置,找到所需景點的方位及名稱。利用航空遙感影像制作大比例尺的景點圖,可以充分表示景點的內部結構與特點。由于影像上豐富的地面碎部信息影響旅游要素的清晰性,給用圖者帶來一定困難,因此,利用遙感影像制作旅游地圖時,必須進行一系列制圖處理,以獲得滿意的應用效果。這些包括以下幾個方面:
3.4.1 道路填充顏色
道路是聯系景點的骨架,是旅游圖上的重要要素之一,必須清晰、明確表示。當影像圖上的道路被稠密的樹冠遮蓋時,須用給道路填充顏色的方法表示,填充線的寬度以0.2 ~0.4mm為宜。
3.4.2 壓色和套框
壓色系指用鮮艷的符號疊加在地物(景點)影像上,使該地物(景點)醒目和突出在整個影像圖平面上。一般線狀地物采用壓色,面狀地物采用套框。壓色和套框一般采用較精細的、對比度較大的彩色線符表示。經套框后的面狀地物不僅圖形更加明顯清晰,而且景點外部輪廓特征也得到正確顯示。
3.4.3 突出主要景區
在影像圖上,應當表示出景點(主區)與周圍(鄰區)的相互關系,給人以整體感,使游客能從圖上了解景點與周圍地物相互關系。采用“分版套印”法,主要景區采用彩色表示,鄰區采用單色表示,套印在一張圖上,達到突出主要景區的目的。游圖上的重要要素之一,必須清晰、明確表示。當影像圖上的道路被稠密的樹冠遮蓋時,須用給道路填充顏色的方法表示,填充線的寬度以0.2~0.4mm 為宜。
航天遙感技術范文5
【關鍵詞】地形測量;數字化技術;發展
0.引言
地形測繪是研究地球局部表面形狀和大小,并將其測繪成地形團的理論和技術。通過測定小范圍地表高低起伏形態和地物(如建筑物、道路、耕地等)的特征點的平面位置和高程,經相應的數據處理、采用一定的測量符號按一定的比例縮繪在圖紙上。從而獲得與相應地面幾何圖形相似的地形圖,為國家經濟建設提供設計與施工的圖紙資料。地形測量是為城市、礦區以及為各種工程提供不同比例尺的地形圖,以滿足城鎮規劃和各種經濟建設的需要。 現代測繪技術因其具有自動化程度高、測圖精度高、圖形屬性信息豐富和圖形編輯方便等優點,在地形測量中已經得到了廣泛的應用。本文就地形測量數字化技術的發展談幾點粗淺認識。
1.常用的地形測量技術
1.1 GPS技術
GPS即全球定位系統,20世紀70年代由美國開發,應用人造衛星所發射的訊號進行測時測距。GPS采用全球性地心坐標系統,以地球質量中心為坐標原點。具有對海、陸、空進行各個方面實時三維導航和定位本領,是一種高精度、全天候、高效率、多功能的測繪工具。
1.2 GIS技術
GIS即地理信息系統,興起于20世紀60年代中期,在計算機軟硬件支持下,將空間數據自動輸入、存儲、檢索、運算、表現和綜合研究應用。GIS是現代化辦理的重要本領,更是遙感圖像處理和應用的技術支撐。GIS中的數據包括:地理背景信息(外業測量數據、攝影測量數據、現有地圖和各種遙感圖像);資源與環境數據(各種專題(是指某樣方面的內容集中收集,就形成專題,網絡上通常指游戲專題或者新聞專題)圖,科學研究研究成果,各種圖形和圖表,航天航空圖像的解譯成果);社會經濟信息(人口普查、國民收入情況、工業分布及土地應用分類圖表等)。
1.3 RS技術
RS即遙感技術,起源于20世紀60年代,不直接接觸被分析的目標,感測目標的特征信息(一般是電磁波的反射、輻射和發射輻射),經過傳輸、處理,從中提取人們感興趣的信息。遙感包括攝影、陸地、衛星、航空、航天攝影測量等技術?,F代遙感技術是空間技術,是集光學、無線電、計算等相聯合的一門新技術。近20年,遙感技術迅猛發展,它作為一種空間探測技術,至今已經歷了地面遙感、航空遙感和航天遙感三個過程階段。遙感技術依其波譜性質,可分為電磁波遙感技術、聲學遙感技術、物理場遙感技術。遙感信息技術已從可知光發展到紅外、微波,從單波段發展到多波段、多角度、多時相、多極化,從空間維擴展到時空維,從靜態研究發展到動態監測。
1.4 3S的綜合應用
RS為GIS提供信息源,GIS為RS提供空間數據辦理和研究的技術本領(圖像處理),GPS則作為GIS有力的補測、補繪本領,實現了GIS原始地圖數據的實時更新。3S的綜合應用充實發揮了各自的技術特征,快速準確經濟地為人們提供所需的有關信息的新技術,三者緊密聯合,為地形測量提供了精確的圖形和數據。
1.5 RTK技術
地形測圖一般是首先根據控制點加密圖根控制點,然后在圖根控制點上用經緯儀測圖法或平板儀測圖法測繪地形圖。近幾年發展到用全球儀和電子手簿采用地物編碼的方法,利用測圖軟件測繪地形圖。但都要求測站點與被測的周圍地物地貌等碎部點之間通視,而且至少要求2-3人操作。采用RTK技術進行測圖時,僅需一人背著儀器在要測的碎部點上呆上一、二秒鐘并同時輸入特征編碼,通過電子手簿或便攜微機記錄,在點位精度合乎要求的情況下,把一個區域內的地形地物點位測定后回到室內或在野外,由專業測圖軟件可以輸出所要求的地形圖。用RTK技術測定點位不要求點間通視,僅需一人操作,便可完成測圖工作,大大提高了測圖的工作效率。
2.數字化地形測量的作業模式
地面數字測圖系統,其模式主要有兩種,即數字測記法模式和電子平板模式。
2.1數字測記法
數字測記法模式為野外測記,室內成圖,即用全站儀測量,電子手簿記錄,同時配以人工畫草圖和編碼系統,到室內將野外測量數據從電子手簿直接傳輸到計算機中,再配以成圖軟件,根據編碼系統以及參考草圖編輯成圖。使用的電子手簿可以是全站儀原配套的電子手簿,也可以是專門的記錄手簿,或者直接利用全站儀具有的存儲器和存儲卡作為記錄手簿。測記法成圖的軟件也有許多種。
2.2電子平板法
電子平板模式為野外測繪,實時顯示,現場編輯成圖。所謂電子平板測量,即將全站儀與裝有成圖軟件的便攜機聯機,在測站上全站儀實測地形點,計算機屏幕現場顯示點位和圖形,并可對其進行編輯,滿足測圖要求后,將測量和編輯數據存盤。這樣,相當于在現場就得到一張平板儀測繪的地形圖,因此,無需畫草圖,并可在現場將測得圖形和實地相對照,如果有錯誤和遺漏,也能得到及時糾正。
3.地形測量數字化技術的發展
3.1 3G技術及集成技術
積極普及3G技術的應用,改進3G技術中存在問題,更新3G及其集成技術測量的方法和手段,加強測量精度和準確性,使3G技術能在地形測量測繪技術領域的應用進一步擴展。全球數字攝影測量系統在GPS、GIS、RS和3S集成技術中的應用,對數碼攝影測量和地形測量更加普及和深化,使測繪技術向電子化、自動化、數字化方向發展。
3.2測繪軟件及數據庫的更新
加強地形測量數字化測繪軟件的研發,使測繪軟件系統更加高效、靈活和功能齊全,使測繪軟件技術在地形測量中起到了相當重要的作用。更新完善信息數據庫,將采集的測量數據轉換直接進入信息數據庫,數據管理查詢方便,數據共享,實現全球數據更新和擴展空間基礎信息系統的動態管理,實現測量數據的管理科學化、標準化、信息化,實現測繪數據的傳輸網絡化、多樣化、社會化,使測繪技術走向自動化,實時化,數字化。
3.3人工智能和專家系統
隨著計算機技術的發展和測繪技術與相關學科的交叉、綜合,人工智能和專家系統在測繪技術中有著廣泛的應用前景。計算機利用專家知識模擬人腦思維進行推理,從事智能化的數據、圖形處理和信息管理工作,極大地提高工作效率,使測繪技術向自動化、智能化發展。 全球定位系統(GPS)、數字攝影測量系統(DPS)、遙感技術(RS)、地理信息系統(GIS)和專家系統(ES)這5S技術的發展和相互結合,專家系統在其中發揮著重要的作用,專家系統對整個測量流程進行控制,并執行相應的推理、分析和處理工作,并可實現信息資源共享,實時動態監測診斷,提高效率和質量,是測繪技術通向實時、自動、智能測量系統的關鍵。
4.結束語
綜上所述,數字化地形測量是一種全解析的計算機輔助測量方法,具有明顯的優越性和廣闊的發展前景。它將成為地理信息系統的重要組成部分。這種模式正在替代而且必將完全替代傳統的大平板儀地形測量,成為地形測量的主流模式,促進地形測繪工作有序、穩健發展。
【參考文獻】
[1]譚志光.地形測量新方法的應用[J].建筑知識:學術刊,2011,11.
航天遙感技術范文6
【關鍵詞】遙感;城市用地調查;數字正射影像;微分糾正
0引言
任何一個國家的發展都離不開土地資源的利用。城市中建筑物密集、交通復雜、用地種類多樣且不斷進行著變化。隨著城市化進程的不斷加快,城市用地矛盾日益突出,城市用地調查已成為城市國土和規劃部門的重點所在。
“遙感”(Remote Sensing)是20世紀60年代興起的一門綜合性探測技術,它作為一門科學技術是隨著攝影技術和空間運載工具的發展而發展起來的。遙感技術具有感測范圍大、提供的信息速度快、信息量大、更新速度快等特點。遙感圖像包括兩類,即航天遙感圖像和航空遙感圖像。利用遙感技術進行土地利用調查,對土地資源分類、土地權屬、質量、面積、位置、分布及利用狀況等提供準確數據。
城市土地利用調查就是根據城市各類用地、各類建構筑物(結構形式、層數、所處的位置)、水系及不同綠地在影像上的特征,通過目視解譯的方式或計算機自動分類判別并劃分各類城市用地、房屋的建筑質量和建筑物的層數,從而分別制作土地利用圖、統計各類用地面積、制作房屋建筑質量評價圖和建筑層數分布圖等。其中調查城市土地利用的大類只需航天遙感的影像圖;而要得到城市土地利用類別的小類和其他詳細的基礎資料,則需要比例尺大、地面分辨率高、可以觀察到地物細節的航空影像。
1 城市用地調查的內容
1.1 城市用地現狀調查
主要包括區域性、市域性、建成區和局部城區等空間層次。區域性調查旨在對市域以外一定區域的調查;市域性調查是指市域行政界線以內10大類用地的分布和數量構成;建成區調查是指城市建設輪廓外緣以內各種用地的分布與數量構成;局部城區調查是根據規劃和管理需要,對城市內部用的狀況進行更為詳細的調查。城市地物的大?。ǔ叽纾?、形狀、影像色調、紋理、圖案結構及地物之間的相關特征等是識別城市土地利用類型的主要判讀標志。具體調查內容有:城市建成區及其演變調查、城市用地及其變遷調查、專項調查。
1.2 城市道路交通調查
城市道路交通對城市建設組織和管理意義重大,因此城市道路交通現狀的調查對挖掘城市現有道路潛力和改善道路交通條件有重要的輔助作用。主要包括道路網絡調查、道路質量調查(路面輔助材料、板塊結構、路面寬度和綠化程度)、停車場調查和車速調查。
1.3 城市綠地調查
城市植物的環境特點是植物種類較少,群落結構較單一。城市綠化調查包括城市綠化樹種的調查、城市草地的調查和生產防護綠地的調查。
2 城市用地調查的方法
傳統的城市用地調查手段包括人工丈量和統計報表的方法。傳統方法存在如下幾方面的不足:⑴需要消耗大量的物力、財力,所以不可能進行大規模、經常性的調查;⑵調查周期長,存在調查成本高、成果現勢性差等不足;⑶調查人員及調查時間的不同使所獲得數據的可比性下降;⑷對無法涉足地區的調查存在漏測的問題。
在城市用地調查時,城市影像圖具備直觀反映城市地表現狀、現實性強、制作周期短、信息量大、幾何信息準確等特點。在圖上可得到城市建成區、城市道路、綠地、水系及更加詳細的各類用地的地表信息,并能提供與之相關的間接信息。應用遙感圖像室內解譯、現場核實的方法,既能保證質量,又能節省時間、人力、經費,而且遙感圖像也便于展視、檢查、復核和輸入計算機進行圖像信息處理。
在城市綠化調查方面,遙感技術不僅能夠準確判定和量測綠化覆蓋面積,而且對于判別綠地的類型、結構乃至識別植物種類等都十分有效。此外,利用多時相的遙感圖像可以方便地進行綠地變遷的定量研究,對于研究城市綠化的發展動向和控制現有綠地的流失等都有十分重要的意義。遙感綠化調查的另一大優點是它獲得的綠化信息具有覆蓋范圍大、時相一致、準確性高、分布均勻等特點,可以很容易地制作反映綠化布局特點的各類綠地分布圖件。
2 航空影像圖統計建筑物占地面積的原理
2.1 數字正射影像圖(DOM)
DOM是利用數字高程模型(DEM)對經掃描處理的數字化航空像片,經逐像元進行投影差改正、鑲嵌,按國家基本比例尺地形圖圖幅范圍剪裁生成的數字正射影像數據集。數字正射影像就是經過平面糾正以數字形式進行存儲的影像地圖。它是同時具有地圖幾何精度和影像特征的圖像,具有精度高、信息豐富、直觀真實等優點。數字正射影像圖具有精度高、信息豐富、直觀真實、獲取快捷等優點。
2.2 正射影像的獲取及數字微分糾正原理
數字微分糾正技術是一種數字影像處理技術,在數學上屬于映射的范疇,它是根據有關的參數和數字地面模型,利用相應的構像方程式,或按一定的數學模型用控制點結算從原始非正射投影的數字影像獲取正射影像,這種過程是將影像化為很多微小的區域逐一進行數字處理,從而實現兩個二維圖像之間的幾何變換。數字影像是由像元排列而成的矩正,其處理的基本單元是像元,在數字微分糾正過程中,首先確定原始圖像和糾正后的圖像之間的幾何關系。
2.2.1 反解法微分糾正