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遙感探測技術范文1
[關鍵詞]衛星遙感影像 內定向 外方位元素 地理信息
[中圖分類號]P283.8 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2014)-1-43-1
0引言
隨著當前科學技術的不斷進步,國家對于衛星遙感技術研究的資金不斷加大投入,攝影測量正逐漸從單純的依靠航空攝影測量向航空攝影測量和衛星遙感測量兩方面并重發展,基于當前衛星遙感影像的單片測圖與修測技術對航天攝影測量極為重要。由于地方經濟建設速度的加快,地圖的成圖速度已跟不上經濟發展的腳步,我們對地形圖和各種專題地圖等地理信息數據的需求量迅速增加,尤其是地理信息數據的現勢性要求尤為突出,本文簡要介紹如何利用衛星遙感影像的單片測圖與修測來進行地理信息數據的快速更新。
1衛星遙感影像應用概述
衛星遙感技術是快速、全面、精確地測定全球地形,搜索目標定位數據以及殺傷武器制導的最有效手段,遙感影像獲取的數據可在GIS或專業影像處理平臺的支持下,為地形測繪、環境監測和資源勘查等提供信息服務;也可轉化為數字化戰場所需的軍事地理信息,是軍事指揮自動化的基礎。
隨著國家經濟建設的不斷進步,高分辨率遙感衛星所帶來的巨大軍事與經濟效益,引起全球民用與軍事應用領域的高度重視,出現了各國競相研究開發高分辨率遙感衛星及其應用技術的熱潮,在短短的幾年時間內有了飛速的發展,出現了衛星遙感技術不斷擴散的發展趨勢。衛星遙感影像處理技術的不斷發展,基于衛星遙感影像處理平臺利用衛星遙感影像進行地理信息基礎數據庫的更新日趨成熟,目前可以獲得的普通分辨率的衛星遙感影像主要有:IRS-1D、ASTER、JERS1-OPS、Resours-F的MK4和Kate200、COSMOS的TK-350等;獲取的高分辨率衛星遙感影像主要有:QuickBird、Ikonos、EROS-A1、AVNIR、COSMOS的KVR-1000、Resours-F的KFA-3000等。由于可以獲取不同分辨率衛星遙感影像數據,因此根據任務需求選擇適合的衛星遙感影像數據進行相關地理信息數據的制作。
2畫幅式衛星影像的內定向和空間后方交會
2.1畫幅式衛星影像的全自動內定向
攝影測量從模擬攝影測量發展到解析攝影測量又到今天的數字攝影測量,內定向也經歷了從手工內定向、半自動內定向、全自動內定向的發展過程。作為攝影測量測圖的第一步,內定向的本質就是從一種坐標系轉向另一種坐標系。
數字影像的內定向的定位是通過利用框標的檢校坐標和掃描,首先通過計算掃描坐標系和像平面坐標系之間的變換參數及在數字影像中可能存在的變形。因為原始資料提供給框標的校檢坐標,所以找到并精確定位框標點就是內定向的任務,換言之,就是得到框標的精確掃描坐標來求解變換參數。
2.2畫幅式衛星影像的空間后方交會
畫幅式衛星影像空間后方交會與航空攝影像片空間后方交會的主要區別在于兩者關于外方位元素初值的獲取方式以及外方位元素之間相關性的處理方式不同。畫幅式衛星影像的六個外方位元素之間存在著一定的關聯性,在用不同的控制數據解求同一副影像的外方位元素時,計算出來的結果差別較大,但是在控制點分布較為理想的情況下,可以利用最小二乘估計的方法老求解外方位元素。
3單線陣CCD衛星影像外方位元素的解算
3.1線陣CCD影像外方位元素間的相關性
經過大量實驗表明,誤差方程式中位置參數存在很強的相關性,使得求解精度低甚至無法求解。產生原因主要包括:(1)航天影像主距大,光束窄;(2)行高較高,導致誤差方程式的各未知參數系數在數量級中相差巨大;(3)計算過程中引用了大量的待求參數。
3.2克服相關性解求外方位元素的常用方法
主要有:(1)在擁有大量數據的情況下,增加虛擬誤差方程,從而使得各參數獨立性增加,但其缺點是增加工作量,降低工作效率。(2)在近似垂直攝影的情況下,合并相關項,但由于將合并項參數合并后,其幾何意義不易闡明,所以在實際應用中具有局限性。(3)將外方位元素線、角分開迭代求解。但是在數學角度上來看,這種方法不嚴密,而且所得過于依賴外方位元素的初值。
4引入粗差探測的外方位元素的測算
在解算外方位元素時,畫幅式衛星影像和線陣CCD衛星影像需要控制點的地面坐標以及像坐標,但是在實際測量的過程中,粗差的出現是不可避免的,但其存在必然會影像測量的成果,所以將粗差剔除,特別是在外方位元素的解算過程中,十分必要。
粗差產生的原因多種多樣,數值差別也有可能很大,通常情況下依靠聯系實際通過某種預先處理的手段,將在數據中可能存在的大粗差以及中等的粗差剔除掉。而一些小粗差,則需要通過嚴格的統計檢查。
但是在實際應用中,很多的估計方法,對含粗差的觀測值極為敏感,粗差對于其估計的參數會產生極大的影像。而穩健估計便是針對這一狀況提出的,其主旨在于構造一種估計的方法,使其可以對粗差具有一定的抵抗能力。
5利用衛星遙感影像測制和修測地形圖
因為利用衛星遙感技術獲得資料較快,成圖迅速,制圖成本低廉。而單張像片測圖具有相對簡單,快捷的特點,所以我們研究畫幅式衛星影像同單線陣CCD衛星影像制圖具有十分巨大的意義。
由于地形圖只能反映出繪測當時的地面狀況,但是由于受到工程建設等人為的生產活動以及自然變遷的影響,地形地貌會經常發生變化。所以地形圖逐漸就與實際地形不一致,所以為了保持地形圖的現勢性,保障其使用價值,就需要定期對地形圖進行修測。地形圖的修測大致分為地物修測,地物修測方式主要是基于正攝影像的地形圖修測和利用衛星遙感影像進行的地形圖修測。
6總結
限于時間和篇幅的制約,本文只是對當前畫幅式衛星影像以及單線陣CCD衛星影像的單片測量技術進行了簡單的敘述,是相對于利用高分辨率的衛星遙感影像立體像對技術進行測圖的一種補充方法,是對地理信息數據更新方法的一種嘗試。
參考文獻
[1]張海濤,賈光軍,虞欣.基于GeoEye-1衛星影像的立體測圖技術研究[J].測繪通報,2010年12期.
[2]陳靜波,宋偉東,趙忠明.利用通用傳感器模型實現高分辨率遙感影像單片定位及正射糾正方法的研究[A].第十二屆中國體視學與圖像分析學術會議論文集[C].2008年.
遙感探測技術范文2
關鍵詞:西氣東輸二線工程;航測;遙感技術
中圖分類號:TP7文獻標識碼: A 文章編號:
1 航空攝影測量與遙感技術
航空攝影測量[ aerial photogrammetry ]指的是在飛機上用航攝儀器對地面連續攝取像片,結合地面控制點測量、調繪和立體測繪等步驟,繪制出地形圖的作業。
遙感是通過遙感器這類對電磁波敏感的儀器,在遠離目標和非接觸目標物體條件下探測目標地物,獲取其反射、輻射或散射的電磁波信息(如電場、磁場、電磁波、地震波等信息),并進行提取、判定、加工處理、分析與應用的一門科學和技術。
當前,隨著計算機技術、電子與信息技術、網絡技術、空間技術的發展和各種測量高新技術的不斷出現,使得油氣長輸管道勘察設計的測設手段得到了迅速發展。航空攝影測量與遙感技術作為現代測繪技術的先進代表和大范圍內采集地形原始數據最理想、最有效的方法和手段,已成為我國長距離、大口徑、高壓力的油氣管道測設中最主要的地形數據來源之一。航測與遙感技術應用在長輸管道線路設計中,對改進長輸管道測設技術和能力、提高工程設計質量以及推動長輸管道測設新技術的發展起到了重要作用。
2西氣東輸二線工程在設計中應用航測與遙感技術
西氣東輸二線工程西起新疆的霍爾果斯口岸,管道總體走向為由北向南、由西向東,東至浙江、上海,南至廣東、廣西,途經新疆、甘肅、寧夏、陜西、河南、湖北、江西、廣東、廣西、浙江、上海、湖南、江蘇、安徽和香港共15個省、市、自治區,線路總長約8600km,設計輸氣能力300´108m³/a,是一條連接中亞進口氣源、國內塔里木氣田、準噶爾氣田、吐哈氣田、長慶氣田和沿線中西部地區、華東、華南、長三角、珠三角等用氣市場的重要能源通道。該項目的建設,將進一步滿足快速增長的天然氣市場需求,提高我國清潔能源利用水平,是構筑我國油氣戰略通道的重要工程。
西氣東輸二線工程是目前世界上最長的大口徑高壓輸氣管道工程,作為我國戰略性能源工程,建設人員在可行性研究階段決定全線引入航測與遙感技術作為管道線路設計的輔助手段,發揮航測與遙感技術優勢,提高設計質量,減少設計人員內外業反復工作量,縮短設計周期,為西氣東輸二線建設提供優質的設計服務。
在西氣東輸二線工程的建設過程中,航測與遙感技術主要應用于線路設計的工作中。作為線路選擇和優化的輔助工具,遙感技術主要通過影像圖片和數字高程信息實現其輔助功能。
在利用遙感技術之前,設計人員首先根據地形圖確定管道的擬定路由,然后根據擬定路由的中線坐標確定航測路線,待影像圖片和數字高程信息拍攝、測量完成后對圖片進行糾正、裁剪、拼接等處理,最后由線路設計人員應用軟件在處理好的影像圖片上添加帶有坐標的線路文件,對擬定路由進行優化,實現其輔助功能。
3 航測與遙感技術的優勢
西氣東輸二線工程全線采用了航空攝影測量的手段獲得遙感圖像和地面高程信息,遙感圖像為真彩色全波段圖像,分辨率0.5m,地面高程信息精度為每1m一個高程點,這些遙感資料經過GIS手段構建模型,服務于選線工作。作為管道設計的新技術,遙感技術具備以下優點:
a時效性較強。由于傳統地形圖繪制時間多在上世紀50-90年代,存在區域性更新及更新速度慢的問題。然而近三十年是中國經濟騰飛的三十年,各地方經濟隨之發展,人口增加,縣、市、鎮、村的規模擴大,河湖、交通線等地物都發生了變化,單純依靠年代久遠的地形圖經常造成線路選擇的失誤,造成沒有必要的反復工作量。西氣東輸二線工程所用的遙感影像圖均為線路設計階段拍攝航空遙感圖片,其反映出的地物信息均為最新的信息,時效性非常好,從而在保證設計準確性的同時大大減少了線路設計人員的內業工作量。
b 視覺效果更直觀。選線時,同地形圖、行政區圖、交通圖等傳統地圖相比,遙感的真彩色影像圖視覺效果更加直觀、準確。傳統地圖只能依靠各種抽象的圖例、顏色、線條等表示地形地物,而真彩色影像圖以照片的方式把地物呈現給設計人員,地物清晰、具體、直觀,容易判別。
c 不受地形限制。選線時,由于地形的差別,山區地段選線比平原段要困難得多,在新疆、甘肅、寧夏等高寒地區,人跡罕至,選線人員到達線路位置的難度非常大甚至存在安全風險。在傳統的選線模式下,由于地形限制,大型河流穿跨越工程、隧道工程確定穿越點、隧道入(出)口的選擇都存在難于總體把握和全面考慮的問題。遙感技術利用航測的影像圖片和數字高程可以打破地形的限制,使選線人員可以在不親臨現場的情況下獲取擬定線路方案所需的地形地貌信息,從而在保證設計質量的同時大大減少了線路設計人員的外業工作量。
4 航測與遙感技術需要改進的問題和建議措施
作為西氣東輸二線工程設計工作應用的新技術,航測與遙感技術在與線路設計的結合過程中還存在一些問題,需要在以后的工作中加以改進:
a航測與遙感技術受天氣的影響
西氣東輸二線工程全部的遙感圖像都需要在飛機上拍攝出來,天氣情況對機的飛行和遙感圖像清晰度都有很大影響,對于春季沙塵天氣,夏季雷雨天氣,冬季風雪天氣,這些都會延誤遙感圖像的拍攝工作,在一定程度上影響設計的進度。
克服天氣的影響主要有兩種措施可以采用,第一,采用航天遙感方法拍攝的衛星圖片避免航空遙感受天氣的限制,以遙感圖像時效性為代價確保工程進度;第二,根據不同地區的氣候特點選取最佳航測季節,及時關注航測區域的天氣預報,選取晴好天氣有計劃的提前開展航測工作。
b航測與遙感技術航帶寬度問題
西氣東輸二線工程遙感圖像的寬度為管道中線兩側各600m,如果在遙感圖像拍攝完成后再發生改線幅度大于600m的情況,就需要進行現場人工測量來獲取數據,因此遙感圖像有限的寬度對線路的選擇存在束縛。
發生超出航帶寬度改線主要是原因:
城鎮規劃范圍、土地資源利用的調整速度過快,環境敏感區域級別變更。
地下特殊地質結構、重要歷史文物等在現行勘察規范不能完全滿足工程前期需要。
建議在線路設計的各個階段注重和地方相關部門結合與溝通,同時在設計工作前期針對特殊地段,特殊情況應提前進行有針對性的勘察工作,在局部可做加寬航測帶方式處理。
c航測與遙感技術費用高
西氣東輸二線工程采用的是航測與遙感技術,利用飛機在飛行過程對中線兩側拍攝遙感圖像,由于安全要求較高,此項工作必須委托專業的測繪機構來完成,需要花費高額的費用來完成遙感資料的獲取工作。同時航測帶寬度也是影響最終費用的因素之一,傳統測繪方式多為管道中心線兩側各200m。
對于航空器費用高的問題,建議可采用相對廉價的航天遙感技術。即采用人造衛星代替飛機拍攝遙感圖片或更為廉價的航空器遙感技術,如高空氣球、無人機。這樣在時效性可以接受的范圍內節省大筆費用。針對航測帶寬的問題,需要大量的工程經驗積累以及經驗豐富的工程專家技術把關。同時可考慮根據地形地貌難度區域性劃分航測帶寬度的方法降低航測費用。
5結語
航測與遙感技術作為近年來引入管道設計工作的新技術,為西氣東輸二線工程線路的選擇提供了很大幫助,不但為設計工作節省了大量的人力、物力、財力和時間,而且對一些不易地面踏勘觀測的地形地物從俯瞰的角度給出了清晰的表示。因此,航測與遙感技術在以后的管道設計工作中還有很大的利用空間,需要繼續深入研究、實踐,使其更好的融入到設計工作中,發揮更大的輔助作用。
參考文獻:
[ 1 ]湯國安,張友順,劉詠梅. 遙感數字圖像處理[M ]. 北京:高等教育出版社, 2004.
[ 2 ]樊紅,詹小國. ARC / INFO應用與開發技術[M ]. 武漢:武漢大學出版社, 2002.
[ 3 ]梅安新.彭望琭.秦其明.劉慧平.遙感導論.北京:高等教育出版社.2001.
[ 4 ]西氣東輸二線工程可行性研究報告
遙感探測技術范文3
關鍵詞:遙感測繪技術;遙感圖像;采集信息
中圖分類號: P237 文獻標識碼: A 文章編號:
作為一種有效的測繪輔助手段,遙感技術已經在礦產資源的預測當中有多年的歷史,當前,隨著現代遙感技術的不斷發展,遙感測繪技術所產生的作用也開始越來越重要,現在已經被廣泛應用在國家建設的各個方面。從測繪的角度來講,遙感技術的進步不能離開全球定位系統,按照電磁特性的差異原理來提取相關信息,最終完成遠距離測繪工作。在測繪的過程當中需要一些氣球、飛機、衛星等遙感平臺,用于穩定運載傳感器。
一、遙感技術
所謂遙感,指的就是通過遙感器來采集對象目標的數據,通過對數據進行分析獲取相關地區或地物目標信息的技術和科學,其采集的數據主要包括聲波、力以及電磁波等,將遙感技術應用到地質學開始于二十世紀七十年代,工作人員通常會利用遙感定時性、信息豐富以及視域寬等特點,用于研究地球表層表面的地質現象、地質體的電磁輻射的特征,為地質構造的研究、環境以及災害地質監測、區域的地質調查、礦產資源的勘察等研究提供幫助,在我國,遙感測繪起步較早,在理論研究和實踐應用等方面均取得了一定的發展,因為遙感技術能夠在較短的時間內提供宏觀數據,利用清晰直觀的圖像來顯示地物的景觀,反映出大量淺地表和地表的地質信息,從而對鉆探、化探以及物探等勘探手段加以有效補充,能夠在一定的程度上來彌補其他勘探方法的不足。
二、遙感測繪技術在測繪工作中的運用
1、區域內成礦預測以及成礦規律研究方面的應用
根據已知的礦床成礦地質條件,可以從遙感圖像中提取出相關的控礦地質信息,結合相關的地質資料、物化資料以及礦產資料進行綜合分析,就可以推斷出找礦的一些有利地區,在遙感圖像上所提取的一些地質構造信息,一些是前人所未能意識到的,這些信息很可能對工作人員找礦產生較好的指示作用,但是如果驗證工作未能做好,不少人就會對這種信息出現一定的質疑,對信息屬于哪一種地質構造信息、是否能對找礦產生一定的影響,不能做出較為肯定的結論,當前,很多人對遙感圖像上所提取的地質構造信息大多推測是隱伏的巖體、韌脆性剪切變形帶、礦化石變暈、隱火山機構等,盡管有些人從統計學的觀點出發,對礦產的分布還線性結構、環形的關系做出過一定的統計分析,但是因為驗證工作做的不夠,現在還不能確定這些線性、環形的影響是什么地質構造現象所產生的反映。同時,由于遙感信息本身具有一定的模糊性,往往會導致很多解譯結果出現不確定性和多解性,嚴重影響到遙感的應用,因此,應當通過實際的試驗來對遙感信息的形成機制進行探索,不斷提高遙感信息解譯和識別的可靠性和實用性。
2、對遙感信息中的礦化蝕變信息加以提取能夠指導找礦
當前應用在找礦中的遙感信息主要包括油氣的微滲漏異常信息、受金屬離子危害植被的反射光譜信息以及鐵離子和OH熱液被蝕變的信息。油氣的微滲漏信息異常主要是油氣微滲漏對地表物質的成分所產生的影響,像鐵離子還原、碳酸鹽化、粘土化以及地表的植被遭受毒害之后所出現的變異以及植被長勢受到抑制時,反射光譜就會出現變異現象,這時在遙感圖像上就會表現出色調的異常,在進行油氣的勘查時,需要結合相關信息進行綜合的分析,當前還不能直接依靠遙感信息來確定油氣田,但是不可否認,遙感技術具有明顯的優勢,如節省人力物力、提高勘查的命中率以及縮短勘查的時間等。在植被的覆蓋區域,很難直接獲取基巖礦化蝕變的異常遙感信息,但是一些蝕變巖石、礦化巖石中金屬的元素比較豐富,能夠使覆蓋的植被遭到毒害,從而出現長勢差和生態變異現象,導致反射光譜出現變異,從而同周圍正常生長的反射光譜形成一定的差異,出現反射光譜異常的現象。人們通過從遙感圖像中識別和提取信息,可以指導找礦,國內外的許多學者對異常信息的提取展開了大量研究,在找礦的過程中也取得了一定的成績。盡管一些遙感找礦的信息較為微弱,甚至存在著大量的干擾信息,加上人們的認識具有一定的差異,對于礦床形成的規律認識得不夠完善,使得當前所提取到的一些遙感信息與實際的情況不能完全符合,不能否認的是,在遙感信息當中包含著大量的對找礦有一定價值的信息,我們應當充分利用遙感技術的作用,加強遙感測繪技術在測繪工作中的運用。
3、遙感測繪技術在資源的開發規劃中的應用
我國是一個礦產資源豐富的國家,但是人均礦產資源較為貧乏,因此,必須要合理利用資源和注意節約資源,其中,合理規劃就是合理利用礦產資源的重要內容,在過去,由于個人利益的驅動或者是一些地方利益的驅動,不能經過合理的規劃就對礦產資源進行開發,開發的方式較為粗放,不能使得一些礦產資源不能充分回收導致資源的浪費,而且嚴重破壞了某些地方的生態環境。遙感技術在礦產資源的合理規劃開發工作當中發揮著重要作用,能夠對礦產資源的開發環境進行合理的評價,為礦產資源的合理開發提供一定的依據,并且具有得天獨厚的自身優勢,通過遙感圖像進行分析,可以對礦產開發后的土地污染以及水土流失等問題作出評價,為礦產資源的合理規劃開發提供相應的依據。
4、雙頻遙感測繪技術的實踐
通過對遙感測繪技術實踐進行總結,可以將建筑物的變形遙控監測和振動測繪作為實踐應用的對象,當前,遙感測繪技術已經廣泛被應用到了不同時變系統遙控測繪的工作當中,可以根據不同的檢測對象所具有的特點,制定三種不同的監測模式,即實時動態的檢測、固定連續的監測以及周期性的重復監測,對于橋梁變形的檢測主要是對T程建筑物動態變形的監測,其采用的密度較高,通常要采用雙頻遙感測繪技術對其進行計算。
結語:當今時代,科學技術正在迅猛發展,遙感測繪技術也必將會成為未來測繪工作所采用的重要技術,現代的測繪新理論在原有的基礎上增加了概括性,其測繪新技術的綜合性也有了很大程度的提高,各專業學科之間能夠相互滲透交叉,使得測繪學同其他門類科學之間的聯系不斷加大增強,促進了學科的內外綜合化的不斷發展。
參考文獻:
[1] 王樹功,黎夏,鐘凱文,周永章,劉凱.遙感與GIS技術在濕地定量研究中的應用趨勢分析[J]. 熱帶地理. 2008(03)
[2] 何莉萍,袁珂珂,徐紅梅.淺議新時期地質測繪技術與發展[J]. 中國新技術新產品. 2011(05)
[3] 王巖威.攝影測量與遙感技術在現代科技影響下的發展前景[J]. 中國新技術新產品. 2011(11)
[4] 逯亮清,胡小平.利用幾何約束快速求解整周模糊度[J]. 飛行器測控學報. 2008(01)
[5] 鄭著彬.遙感技術在漾濞縣泥石流災害解譯中的應用研究[J]. 江西理工大學學報. 2010(03)
[6] 王先全,吳敏,董淳,莊秋慧.雙GPS定位定向系統[J]. 重慶工學院學報(自然科學版). 2008(03)
[7] 徐榮增.遙感技術簡介[J]. 鐵道勘察.2009(02)
[8] O·Weibrecht,欒波.遙感技術的現代水平和發展趨勢[J]. 鐵道勘察. 1980(01)
遙感探測技術范文4
【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 數據源采集與數據預處理
1.1 野外數據采集
研究區為渾河中游河段,根據該河流水面狀況、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,覆蓋整個研究區域,力求采集的數據能準確反映整體水質狀況。數據采集分六個時間點進行,共獲得96份水體高光譜數據。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值等水體環境數據。
1.2 HJ-1A數據預處理
從中國衛星資源中心獲取對應的六景多光譜數據。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-絕度輻射定標系數增益;L0-偏移量。(2)影像裁剪。利用遙感數字影像處理軟件(ENVI),在保留研究中心區的前提下,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據進行幾何糾正,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景多光譜遙感數據的大氣校正。
2 基于HJ-1A衛星多光譜數據的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。在上節衛星影像數據預處理的基礎上對HJ-1A各波段之間的相關系數進行分析,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多光譜數據進行Chl-a濃度反演建模的波段選擇方式的研究結論,對HJ-1A數據進行進一步篩選,并以此為基礎對葉綠素a濃度相關系數進行分析,分析結果如表2所示。
結果顯示數組合波段相比單波段的相關系數要高,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。數值顯示渾河處于IV類水質,結論與沈陽市水務局監測結論一致。同時,反演結果顯示研究區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濃度深水區較低,高濃度值區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多光譜數據與波段組合數據結合作為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化狀態,監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網絡模型研究[J].遙感技術與應用,2009(01):63-67.
遙感探測技術范文5
關鍵詞:土地資源;水質;草原
引言:在上世紀60 年代初期,衛星遙感技術獲得了體系化成長,逐漸成為觀測技術領域的重要應用。衛星遙感技術的監測主體具有遠程性,采取非直接接觸形式,完成監測目標性能探測,具有探測結果的高效性、探測數據的準確性、探測應用的成本可控性、探測范圍的規模性等優勢。
1 在土地資源勘測作業事項中遙感技術應用表現
1.1 土地資源遙感應用范圍
土地資源探測工作中融合遙感技術時,主要探測土地資源性能,關注土地資源數據動態變化,加強土地資源數據更新,便于從動態化、多樣化等視角,完成土地資源屬性探測工作,以期有效提升土地資源遙測工作的有序性、智能性。與此同時,遙測技術在土地質量檢測、生態性測評等方面,獲得了廣泛應用,提升其遙感技術在土地資源相關單位的應用價值,為相關土地資源利用開發工作提供技術支持,提升了土地資源保護效果,加強了土地資源相關決定的準確性。
1.2 獲取土地資源信息
針對土地資源開展的遙測工作,以獲取土地資源相關信息為重要項目。在獲取土地資源信息期間,針對遙感數據實際獲得了土地資源信息,比如時間、空間等,依據土地資源屬性加以數據歸類,提升土地資源信息獲取的有效性。在信息處理期間,信息提取的方式,通常表現為兩種,第一種方法為“目視歸類法”,第二種信息提取方法為“人工智能分類法”。目視歸類的提取應用,是以人工智能分類為基礎衍生而出的新型應用技術。
此信息提取方法的分析流程為:針對遙感影像加以篩選,開展圖像信息分析與甄別,在影像中完成標志設立,開展針對性判斷與信息讀取,完成數據圖繪制與面積比例確定,加強影像圖誤差消除,綜合開展精細化數據分析等。目視歸類法,現階段在全國范圍的土地資源相關工作中獲得了實踐性應用,獲取了相關有效的監測成果[1]。
2 在水資源勘測作業事項中遙感技術應用表現
2.1 獲取水資源信息
獲取水體信息時,遙測信息類別具體表現為:水資源分布情況、水資源面積測算等。針對此類信息獲取程序,常用的信息技術包括:
以圖像融合相關信息技術為基礎,比如色彩設計、IHS與HPH變化、比值測算等,以此提升水體信息顯示的直觀性。
以光譜關系的應用基礎,借助波段組合確定光譜規則的適用性,借助目視判斷解讀、閾值篩選等程序應用,精準獲取水體信息。
以遙感指數法為應用基礎,借助亮度、植被等指數遙測技術,在地面徑流較少的區域,有效獲取水資源信息。
在三種水資源信息獲取途徑中,遙感指數法的測量效果較為精準,獲得了相關水資源行業的廣泛認可。
2.2 水質監測
在監測水質情況時,分別從地面、航空等視角,完成水域質量情況探測,診斷水資源結構中的各項表現,比如反射、吸收等,以此確定水污染相關信息。一般情況下,水質遙測技術測定項目具體表現為:葉綠色含量、水體透明程度、懸浮物在區域水環境中的占比、有機物溶解處理效率等。高光譜遙測技術,獲取的遙感數據,在水質檢測工作中發揮出較為重要的作用。高光譜遙測技術展現的遙測數據,能夠以曲線性質表現出水質定量遙感具體情況,為遙測數據獲取增加了直觀性、精細性。
3 在林草濕地資源勘測作業事項中遙感技術應用表現
3.1 遙測森林資源
針對森林資源開展的監測工作,主要面向森林災害予以防范。森林災害主要表現為:火災、病蟲害。在針對火災安全事故開展遙測工作時,設定了衛星數據方位周期,形成了以氣象衛星為基礎的監測體系,運行狀態穩定。針對病蟲害問題開展的森林資源監測工作,是借助光譜反射現象,獲取植物可能性產生的病蟲害表現。利用機載高光譜完成遙感數據分析工作,能夠在光譜曲線特征中確定相關植物種類的病癥,比如靈芝莖基腐病。結合光譜曲線獲取的遙測數據,精準確定植物健康性,以此完善森林資源防蟲害工作體系。
3.2 遙測草原資源
利用第三代實用氣象觀測衛星、氣象衛星程序傳感器等技術傳輸的數據,獲取植被、牧草等信息,判斷草原資源生長與氣象之間存在的關聯關系,由此獲取區域牧草長勢,發揮出遙測技術的應用價值。利用遙感技術,能夠完成區域草原分布、長勢情況的信息獲取,為相關單位綠化建設、環境保護工作提供有效支撐[2]。
3.3 遙測濕地資源
濕地資源在遙測期間,存在的工作障礙為濕地劃分依據,相應提升濕地信息處理難度?,F階段,針對濕地資源監測工作,采取的是綜合型監測方式,借助空間分辨率、光譜分辨率、遙感影像多種技術,協同完成監測工作,以此獲取濕地資源的監測動態性,在神經網絡分類法作用下,科學完成森林濕地類型劃分,具有劃分的精準性。
4 在礦產資源勘測作業事項中遙感技術應用表現
4.1 獲取巖礦信息
針對巖礦信息開展的遙感測定工作,能夠為地質學發展提供科學依據。在探測期間,采取巖礦信息識別、獲取巖礦侵蝕變化情況、建設遙感找礦程序等形式,系統性開展礦產資源探測工作。礦物結構中包含的成分有晶體、陰陽離子等。此類物質在吸收光波后,形成了差異性光譜特征,借助此類光譜特征,采取相似指數、光譜角等形式,判斷巖礦信息,提升信息獲取的實效性。
4.2 監測礦山資源
監測礦山資源時,旨在為礦山開發相關作業程序提供指導信息。監測項目具體包括:開發區域具體情況,比如適用的開采形式、確定開采區域等;礦山區域地質條件,采場區域確定、統計廢棄物數量等。借助高空間分辨率能夠完成礦山資源的全面監測,獲取可用的遙感數據,加強自動信息分類提取,結合人機數據交互,提升數據可讀性,以期直觀展現礦山環境的具體情況,為礦山開發相關事業增加科學指導。
結論:綜上所述,在信息處理技術發展背景下,遙感技術相應獲得了成熟化發展?,F階段,針對自然資源開展的探測工作,尚未制定較為完善的探測標準與行為規范,相關理論與應用研究,尚需深入研究,以期在實踐探測活動中檢驗遙感技術的應用能力,使其應用獲得完善,為自然資源相關工作提供技術支持。
參考文獻
[1]尤淑撐,何蕓.自然資源遙感監測體系建設現狀與發展展望[J].無線電工程,2020,50(05):343-348.
遙感探測技術范文6
關鍵詞:遙感 森林資源 調查
遙感作為獲取地球表面時空多變要素的先進方法,是地球系統的科學研究的重要組成部分,是對全球變化進行動態監測不可替代的手段。利用遙感技術進行森林資源管理、抽樣調查、航片判讀、監測森林火災和病蟲害有十分重要的意義。20世紀70年代末至80年代初,許多林業先進的國家把航天遙感用于森林資源調查和森林災害監測。林業遙感具有宏觀性、獲取信息快、重復周期短和成本低等特點。航空遙感已成為森林調查和災情監測的必要手段。航天遙感已在全國性或大面積林區的森林資源清查和災情監測得到應用,都具有廣闊的發展前景。
1、遙感技術的分類
按遙感平臺的高度和特點,一般分為航天遙感、航空遙感、近地遙感。①航天遙感。又稱衛星遙感。指軌道高度在100000米以上的人造衛星、航天飛機和天空實驗室等遙感。由于軌道高度和遙感對象不同,遙感器的地面分辨率和可能識別的地物大小也不同。例如,用于監測大氣活動的氣象衛星所獲取的遙感圖像的地面分辨率為1.1~1.4公里;用于資源勘測與環境監測的陸地衛星或資源衛星為20、30、80米不等;適用于資源詳查和城市、海岸帶研究的回收型衛星或航天飛機一般可達 5~10米。②航空遙感。利用飛機攜帶遙感儀器的遙感,包括距地面高度600~10000米的低、中空遙感和10000~25000米的高空、超高空遙感,可獲取分辨率很高、波譜信息很豐富的照片或掃描圖像。由于航空遙感繼承并發展了航空攝影測量學的原理和方法,因而具有較高的定位精度和編制大比例尺系列專題地圖的功能。但是,航空遙感覆蓋的地區較小,技術處理過程較復雜,生產周期較長,主要適用于城市管理、工程設計、污染監測和災情調查等方面。③近地遙感。指距地面高度在1000米以下的系留氣球(500~1000米)、遙感鐵塔(30~400米)、遙感長臂車(8~25米)等的遙感,主要用于對大氣輻射訂正和光譜特性測試,以輔助高空遙感器的波譜選擇、輻射訂正和為圖像判讀分析提供參考。遙感鐵塔還可用于海面污染和森林火災監測。另外,有火箭和高空氣球遙感,這些一般只作為一種輔助手段,以快速獲取短暫的局部性的大氣或地面信息。
按電磁波的波譜范圍,遙感可分為可見光遙感、紅外遙感、紫外遙感、微波遙感、超短波遙感和多譜段遙感。①可見光遙感。用分波段照相機或用多波段掃描儀采集0.34~0.76微米波段的信息。主要用于立體攝影測量、資源調查、軍事偵察等。②紅外遙感。指利用波長0.76~3.0微米的近紅外和波長3.0~15微米的遠紅外波段的遙感。紅外遙感對地表熱力場和植物葉綠素含量特別敏感,溫度分辨率可達0.1~0.2℃。用于城市熱島、溫泉、海面溫度、埃爾尼諾現象、海洋中的淡水涌泉、海冰、積雪、冰川和湖泊的觀測,以及森林、草場、作物長勢的分級和湖泊富營養化、海面赤潮、海洋初級生產力的估算等。③紫外遙感。利用波長0.3~0.4微米的紫外波段的遙感,主要用于大氣和海洋溫度場的探測。④微波遙感。利用 1~1000毫米波段的遙感。具有全天候工作和穿透云層、干冰、沙漠和植被的功能,但空間分辨率低??捎糜诘刭|勘探、資源調查等。⑤多譜段遙感。利用幾個不同波段范圍,同時對某一地物或地區進行遙感,對獲得的信息加以組合,以獲取有關物體的更多的信息。⑥超短波遙感。利用超短波的 α射線和X射線的遙感。如拖曳于海底的α射線探測儀,用于海底沉積和基巖剖面的探測。⑦激光遙感。用于大地測量的衛星定位、活動斷層地形變化和 40~200米以內水下地形的測繪等。
2、林業遙感的應用范圍
20世紀20年代開始試用航空目視調查和空中攝影;30年代采用常規的航空攝影編制森林分布圖;40年代航空像片的林業判讀技術得到發展,開始編制航空像片蓄積量表;50年展了航空像片結合地面的抽樣調查技術;60年代中期,紅外彩色片的應用促進了林業判讀技術的進步,特別是樹種判讀和森林蟲害探測;70年代初,林業航空攝影比例尺向超小和特大兩極分化,提高了工作效率,與此同時,陸地衛星圖像在林業中開始應用,并在一定程度上代替了高空攝影;70年代后期,陸地衛星數據自動分類技術引入林業,多種傳感器也用于林業遙感試驗;80年代,衛星不斷提高空間分辨率,圖像處理技術日趨完善,伴隨而來的是地理信息,森林資源和遙感圖像數據庫的建立。抽樣調查中,觀測和調查的單位是單元。單元的集合體稱總體??傮w的范圍可以大至全國,小至一個林分。總體和單元的劃分關系到調查成本,乃至調查的成效。為了獲得部分單元的觀測值,用以推斷總體,先要抽取部分單元組成樣本。這些組成樣本的每個單元稱樣本單元。樣本單元的基本形式有樣地、樣木、樣線和樣點,常被用作調查方法的名稱,如帶狀樣地調查,點抽樣等。
2.1 森林經理調查
運用航空像片按調查因子判讀(見航空像片森林判讀)勾繪小班輪廓,估測小班蓄積量。常用的方法有:①典型選樣法。在像片上選取足夠數量有代表性的樣點,然后持像片到樣點實測各項林分調查因子,計算出小班各因子的平均值和蓄積量;②樣地實測法。在勾繪的小班內設置帶狀或方形樣地,進行每木檢尺,然后計算樣地和每公頃蓄積量;③分層抽樣法。根據航空像片上林分影像特征進行分層(即分類型),判讀勾繪分層小班,應用分層抽樣法(見森林抽樣調查)估測總體森林蓄積量;④像片判讀與實測回歸法。即利用航空像片判讀蓄積量與地面實測蓄積量進行回歸估計;⑤多元回歸估測法。選擇影響森林蓄積量并能在航空像片上判讀的各種數量因子,建立多元線性回歸方程,然后根據小班判讀因子估測小班蓄積量。
2.2 森林火災和病蟲害探測
利用遙感技術可以觀察火災發生條件,有利于盡早發現火情,以便及時采取預防救災措施。主要包括下列內容:①森林火災等級劃分。即為調查森林火災在地域上分布的特點而進行的大區域宏觀分類。可根據森林植被、氣候狀況及火源分布,利用衛星圖像目視判讀劃分;也可利用近紅外波段影像對林區水熱分布狀況反應比較靈敏的特性,應用電子計算機數字圖像處理,提取植被、氣候和火源分布的信息劃分火險區。最后根據所獲得的有關森林植被易燃性能、燃燒環境的和火源密度等信息,綜合確定火險等級,編繪森林火災危險分類圖。②森林火災探測。應用分辨率較高的雙通道紅外掃描探測儀探測火情,儀器上采用3~4微米和8.5~11微米兩個波段探測裝置,可從5000米高空探測到0~50℃森林背景中0.09平方米的600℃火場目標,既能探測林火,又能掃描成圖顯示火情圖像。將儀器安裝在森林防火巡邏的飛機上,可以監視森林火災的蔓延發展情況,能夠發現地面上直徑6米的火情,以至地表下腐殖層里的火情。③森林火災損失調查。森林植被火燒以后,地被波譜發生變化,在陸地衛星多光譜圖像上就會發生與正常林地不同的異常反映?;馃E地吸收紅光不反射紅外光,因此在0.5~0.6微米波段的圖像上偏淡變淺,而在近紅外0.7~1.1微米波段的圖像上又比正常林地偏黑。在實際工作中使用這兩個波段圖像配合判讀分析,不但可以正確識別火燒跡地的位置和輪廓,還能估計火燒跡地年齡,繪制火場和森林火災強度圖。
森林病蟲害探測 受害林木和正常生長林木比較,在光譜反射率和溫度方面都會發生異?,F象。因此可用航空光譜輻射計和紅外輻射計加以探測。如松樹病蟲為害中期的針葉內部結構被破壞,葉綠素減少、針葉變黃,或因葉肉含水減少,針葉干枯萎縮,在可見光波長范圍里(0.45~0.55微米)針葉的光譜吸收就減少,而光譜反射率增加。這樣,從不同長勢的松樹光譜反射曲線圖上(見圖),就可發現受害和健康樹反射特性曲線的明顯差異。在病蟲害初期,針葉內部和葉綠素含量發生變化,則會在近紅外波段里(0.7~1.3微米)發現受害松樹的光譜反射率較低,也可在彩色片或彩色紅外片大比例尺和特大比例尺航空像片上,早期探測到病蟲災害,甚至可從這種影像上統計受害株數,劃分受害程度?,F在已可利用衛星上安裝的高分辨率紅外掃描儀和多光譜掃描儀對同一地區進行重復探測以比較災情發展情況,可比目測提前幾天至十幾天發現病蟲害。