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信息遙感技術范文1
關建詞:TM影像 植被指數 植被覆蓋度 專家分類 土壤侵蝕 重慶市
中圖分類號:Q948 P237 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(c)-0149-02
植被覆蓋度是一個重要的生態學參數。從土壤侵蝕方面看,植被覆蓋能顯著減少土壤侵蝕量,這一點通過徑流小區對比試驗已得到證實。同時,植被覆蓋度作為一個基本參數,在很多土壤侵蝕預報模型得到應用。因此,監測地表植被覆蓋在時空上的動態變化,在區域水土流失動態監測和土壤侵蝕預測預報方面具有舉足輕重的作用。
資源環境調查和土壤侵蝕動態監測是遙感技術進行要途徑。自1972年第一顆人造資源衛星的發射,科學家們就嘗試著研究和建立光譜響應與植被覆蓋之間的相近關系,而包含90%以上的植被信息是紅光和紅外波段,并且是植被覆蓋研究中的有利手段。其中由非線性和多光譜數據經線性組合而成的對植被中有一定的指示意義的各項數值稱之為植被指數(Vegetation Index-VI),同時它與生物量與植被的覆蓋度等都有較好的相關性。通過對衛星中圖像的波段進行不同的組合,進而可以有效地反映和確定了植被的類型、植被的信息、植被的覆蓋狀況、生產量以及作物生產量等,從而對植被的覆蓋和土地的利用、植被和土壤侵蝕等一些列的分級分類的相關研究和相關問題。
本文在ERDAS IMAGINE8.5、地理信息系統軟件支持下,運用TM圖像數據,在野外實地調查的基礎上,結合研究區2002年森林資源二類調查的詳細資料,對研究區TM影像預處理方法、植被覆蓋度信息的提取、植被覆蓋度與植被指數(NDVI)的相關關系、植被覆蓋分類作了初步探討。
1 研究區概況
南川市位于重慶南部,位于東經106°54′~107°27′,北緯28°46′~29°30′,幅員面積2609.67km2。境內地形以山地為主,系中山丘陵地區,低山槽壩面積較少,地勢呈東南向西北傾斜,南部屬大婁山脈褶皺地帶,北部系川東平行嶺谷。
全市屬亞熱帶濕潤季風氣候區,熱量充足,雨量充沛,常年平均氣溫16.6℃,極端最高氣溫39.8℃,多年平均降雨量1185mm。
植被主要以亞熱帶常綠針葉林、針闊混交、闊葉林為主,具有明顯的地帶性、地域性及垂直分布特征。豐富多樣的自然條件,造就該市成為南北植物的交匯中心,種類繁多。農作物除糧油外,還有區域優勢的中藥材等農林土特產,其中金佛山素有“方竹之鄉”和“植物標本園”的美稱。
重慶市2000年土壤侵蝕遙感調查資料統計,全市現有土壤侵蝕面積1143.81km2,占幅員面積的43.96%。主要以中度、強度流失為主。
2 實驗材料與工作平臺
在TM圖像植被覆蓋度信息提取及分類研究中,采用了以下幾點材料。
(1)TM圖像(127-40景TM七個波段的遙感影像,由Landsat-5號衛星獲得,拍攝時間2000年2月)。(2)研究區1∶5萬地形圖數據。(3)研究區2000年1∶10萬土地利用現狀數據。(4)研究區2000年1∶10萬土壤侵蝕現狀數據(由第三次土壤侵蝕遙感調查所得)。(5)研究區2002年森林資源二類調查詳細數據資料。(6)野外實地調查獲得的數據資料。
本研究應用的工作平臺有以下幾點。
(1)手持式GPS一臺。(2)專用遙感數字圖像處理軟件(ERDAS IMAGINE8.5)。(3)地理信息系統軟件(Arcgis8.3,ArcView3.2)。(4)統計分析軟件包SPSS。
3 實驗方法與研究思路
(1)用多項式幾何校正模型,并采用以地形圖校正影像的方法對研究區TM影像進行幾何精校正。(2)采用植被指數法,提取研究區植被覆蓋度信息。(3)運用GPS進行坐標定位,將植被覆蓋度調查數據與植被指數建立對應關系,并采用統計分析方法,對二者的關系進行相關分析。(4)利用光譜信息和提取的植被指數,采用專家分類,對林地覆蓋度進行分類,通過比較分析得出植被覆蓋度分布狀況圖。(5)運用數理統計分析方法,分析植被覆蓋與土壤侵蝕的關系。
根據以上研究方法,確定技術流程如圖1所示。
4 結果與分析
4.1 植被信息提取
研究區植被度信息的提取,主要通過歸一化差異植被指數(NDVI)變換處理,將原始band4、band3波段灰度值映射為對應像元的灰度值,得到研究區植被覆蓋度(NDVI植被指數)分布。要將植被指數應用于植被覆蓋的研究,必須賦予NDVI值以相應的植被覆蓋度含義,把植被指數轉化為植被覆蓋度等級,實際上是對植被指數的綜合和簡化。
4.2 植被覆蓋度與植被指數的關系
大量研究表明NDVI與地表植被的覆蓋度成正比關系,對于同一種植被,NDVI越大,說明地表植被的覆蓋率越高,植被的長勢越好。
二者的對應關系主要運用了手持式GPS定位,記錄樣地的經緯度,即在測量樣方植被覆蓋度的同時,記錄樣地中心點的經緯度,用記錄下的經緯度與植被指數圖上的經緯度相對應,確定樣方中心點在圖上的位置,通過AOI(Area Of Interest)工具面板,得出與樣方覆蓋度相對應的植被指數,從而建立覆蓋度與植被指數的對應關系。
在統計分析軟件SPSS中,分別采用線性、對數、多項式(二次)、乘冪、指數五種趨勢預測及回歸分析,通過擬合得到植被覆蓋度與植被指數(NDVI)的關系。
信息遙感技術范文2
【關鍵詞】遙感;三維;滑坡
【Abstract】This article get the basic information of landslide by utilizing the combination of remote sensing technology and GIS technology,dealing with remote sensing graph of before and after the earthquake,then preprocessing like geometric correction and comparing images of the disaster area after the earthquake with the before;make use of DEM elevation data of the diaster area to display 3D visualization image of the affected area and the landslide,which shows the information of the disaster-affected body such as location and scope more accuratly and more clearly;a rough estimate the acreage and volume of the landslide by using the 3D analysis function of GIS is also in this paper.
【Key words】Remote sensing; 3D; Landslide
0 引言
我國是一個多地震的國家,也是世界上遭受地震災害最為深重的國家之一,地震災害嚴重威脅著人民的生命財產安全,也成為制約和諧社會發展的一個重要因素。誘發滑坡地震在全國大部分省區都有發生,尤其在山區較多的地區,其中以云南、四川地震滑坡造成的災害損失最為嚴重。地震滑坡災害在我國分布極為廣泛,近年來,隨著遙感影像分辨率的提高和遙感信息提取技術的發展,遙感技術逐漸成為快速獲取地震災情信息、震后應急和震害快速評估的有效手段。因此,利用現代遙感影像(RS)、遙感圖像處理和三維分析(ArcGIS)等技術,高度逼真地呈現地質災害形狀、概略計算滑坡體的表面面積與體積、劃定地質災害影響范圍及危害性評估具有現實意義。
1 遙感技術在地震中的應用
近年來,各項新技術新方法應用在地震中,而地理信息系統(GIS)技術、網絡技術以及海量數據存儲等技術的發展相關的研究方法和技術也日趨成熟,為遙感在地震中的應用提供了技術保障。
第一,利用中低分辨率的遙感影像獲取震后災情的宏觀分布情況,以判斷地震的影響范圍,對活動斷層、地震破裂帶及次生地質災害進行調查,分析活動斷層的幾何特性、構造地貌等。
第二,利用遙感影像可以得到震后房屋的詳細破壞情況,以滿足災情的詳細判斷和震災評估的精度要求,以便盡可能地獲取災情信息,從而迅速地為專家進行震后評估提供數據源;通過遙感影像的解譯,可以估算出山體滑坡的面積、土方,還可以通過遙感監測推斷出潛在的滑坡區域,為民眾的疏散以及次生災害的預防提供參考。
第三,雷達衛星采用主動微波遙感方式,不受光照和氣候條件的限制,可實現全天候對地物進行觀測,初步確定震中位置和推定地震烈度分布,為制定救災決策提供重要的參考信息。
2 三維分析技術模塊簡介
數據的表達和顯示,是空間數據分析的基礎。利用ARCGIS的3D Analyst模塊可以創建動態三維地形和交互式地圖,從而更好地實現地理數據的可視化和分析處理。
數據的三維可視化,一般通過以下3種方式實現。第一種是疊加影像到空間相應區域的DEM上。第二種是設置圖層屬性,以三維立體高度反映矢量數據圖層中每個特征的字段值大小。第三種是直接使用3D Analyst三維分析模塊提供的三維轉換工具,將已有矢量數據特征轉換到三維空間中。
本文主要采用第一種處理技術,實現數據的轉換和三維圖像顯示,并利用三維分析模塊中的aera and volume statistics功能,來初略計算目標物的表面積和體積。
3 數據收集與預處理
3.1 數據收集
研究區以某城市的山區為研究區域,收集的基礎地理信息數據主要包括30m分辨率的TM衛星遙感數據、1:50000等高線數據,使用軟件包括ERDAS IMAGINE 9.2和ARCGIS 9.3等。
圖1 研究區遙感影像圖
3.2 數據預處理
TM遙感數據處理的內容主要是對原始遙感圖像進行圖像增強、正射校正、圖像裁剪等,提高其識別率,從而滿足遙感解譯和識別地物的需要。由于原始遙感圖像色調對比度不大,灰度級較集中,遙感層次較少,影像分辨力和解譯力均較差,不適宜直接應用于遙感解譯,因此首先要對遙感影像進行分段線性拉伸處理,對圖像進行正射校正以減少地形起伏對遙感影像產生的投影偏差,最后根據實際工作需要對圖像進行了分幅剪裁處理。處理后的圖像如圖所示:
圖2 遙感影像數據預處理
DEM數據的生成,是將傳統紙質地形圖上的信息,通過ARCGIS軟件進行數字化處理,將柵格數據轉化為矢量數據,實質上是為將掃描得到的圖像數據轉化為圖形線性數據,利用得到的矢量圖為基礎數據源源,精確定義圖形數據中的各種拓撲關系,生成數字表達地形表面形態的屬性信息,其數字描述是帶有空間位置特征和地形屬性特征的數字高程模型(DEM)。對1:50000地形圖進行校正并矢量化,得到shp格式矢量圖,用ArcToolBox模塊中的3D analyst Tool的功能技術,將SHP格式矢量化成DEM-TIN的格式圖形文件,再生成由TIN-DEM轉化的地形高程灰階圖。
圖3 研究區DEM圖
4 滑坡解譯與三維可視化
4.1 滑坡的解譯
滑坡的解譯是斜坡變形現象中最復雜的一種,自然界中的斜坡變形千姿百態,特別是經過長期變形的斜坡,往往是多種變形現象的綜合體。遙感影像上滑坡的解譯主要是通過影像中色調、陰影、紋理、形態進行,在對滑坡進行解譯時,除了直接對滑坡體本身做辨認外,還應對附近斜坡地形、地層巖性、地質構造、植被、水系等進行解譯。遙感影像上滑坡體的色調與周圍穩定地形有著明顯的區別,剛發生不久的地震滑坡,坡體上大都有著松散的堆積物質組成,表面具有較強的波譜反應能力,在影像上呈現淺色調為主,處于變形階段的滑坡,滑坡體周邊一般具有相比滑坡平面形態色調較淺的色環,或在后緣出現淺色線條甚至前緣出現局部的崩塌現象。
4.2 三維遙感立體圖形
利用ArcGIS軟件的三維擴展功能模塊,在ArcScene中,將已形成的DEM數據信息添加到高程圖層,遙感影像信息添加到紋理圖層,經過透視法疊加組合,從DEM獲取高程數據,并設置拉伸系數后,實現三維仿真效果立體圖,災害體的位置、范圍等信息表現更準確、清晰展現。
圖4 三維立體圖
4.3 計算滑坡體表面積和體積
ArcGIS軟件具有計算某形體的表面面積和體積的作用功能,利用3D AnyalystSurface Anyalystarea and volume statistics的分析模塊,可計算出在指定高程以上或以下,不同形態地質體的表面面積和體積。
文中選取某塊區域為滑坡點,通過統計計算其滑坡面積與體積,得出該滑坡體表面面積為1.3×104m2,利用高程值計算估算其體積約為1.82×104-3.25×104m3。
5 結論
通過ArcGIS三維分析技術所提供的各種分析功能模塊使用,能夠完成簡單二維地理信息系統所無法完成的任務。與二維平面地質災害預測圖比較,三維立體地質災害預測圖,可使研究區域內的地形、地貌特征更直觀表現,對災害體的位置、范圍等信息表現更準確、清晰展現。文中由于受數據獲取難度與精度等限制,選取不具有代表意義的區域為研究對象,但估算滑坡體表面積和體積的方法是可具有普適性,在真實地震中將得到較好的應用。
【參考文獻】
[1]姜立新,帥向華,等.地震應急指揮管理信息系統的探討[J].地震,2003,23:115-120.
[2]柳稼航,楊建峰,魏成階,等.震害信息遙感獲取技術歷史、現狀和趨勢[J].自然災害學報,2004,13(6):4-11.
信息遙感技術范文3
關鍵詞:土地利用變化 地表熱環境 空間分析 溫度反演
中圖分類號:TP79 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2012)07-0181-03
近年來“城市氣候和環境”問題引起廣泛關注,其中城市熱環境是當前城市氣候、環境研究的熱點問題。地表熱環境的變化會對人類的生產和生活帶來影響,同時又反過來影響城市土地利用類型的變化[1-2]。
本文利用1992年和2002年的兩期TM數據對重慶市區做了城市熱島效應變化分析,利用6波段的輻射值進行演算以及提取地表反射率反演地表溫度,從而對重慶市區的熱島效應分布做了相關的分析[3],以期為重慶規劃城市發展、環境保護、建設生態型城市提供依據。
1、研究區概況
重慶市位于中國內陸西南部、長江上游,四川盆地東部邊緣,地跨東經105°11'-110°11'、北緯28°10'-32°13'之間的青藏高原與長江中下游平原的過渡地帶。氣候溫和,屬亞熱帶季風性濕潤氣候,是宜居城市,年平均氣候在18℃左右,冬季最低氣溫平均在6-8℃,夏季炎熱,七月每日最高氣溫均在35度以上。冬暖夏熱,無霜期長、雨量充沛、常年降雨量1000-1450毫米,春夏之交夜雨尤甚,因此有“巴山夜雨”之說,有山水園林之風光。重慶多霧,素有“霧重慶”之稱。重慶地處四川盆地東部,其北部、東部及南部分別有大巴山、巫山、武陵山、大婁山環繞。地貌以丘陵、山地為主,坡地面積較大。重慶以主城區為依托,各區、縣(自治縣)形如眾星拱月,構成了大、中、小城市有機結合的組團式、網絡化的現代城市群,是中國目前行政轄區最大、人口最多、管理行政單元最多的特大型城市。
2、技術路線及研究方法
2.1 數據預處理
本研究采用1992年6月3日和2002年8月17日的Landsat 5的TM影像數據。對圖像進行了圖像校正與配準,采用的投影為高斯克呂格投影。選擇2、3、4、6波段進行波段組合,并對圖像作對線性拉伸增強處理,通過改變圖像像元的亮度值來改變圖像像元的對比圖,從而達到改善圖像質量的目的。
2.2 地表溫度反演
Landsat TM的第6波段接收的是與地表溫度高低相對應的強度不等的熱紅外輻射,所獲取的TM數據是以灰度值(DN值)來表示的,DN值的取值范圍為0-255,數值越大,亮度越大,表示地表熱輻射強度越大,溫度越高,反之亦然。
2.2.1 熱紅外圖像的預處理
為了直觀的看出城市下墊面的熱島效應,利用Erdas軟件對1992年和2002年的兩期TM影像的熱紅外波段(6波段)進行線性拉伸處理,再利用ArcGis軟件中的ArcScene將處理后的圖像做成三維的偽彩色圖像(圖1)。
從圖2中容易看出城市下墊面的熱島效應,紅色顯示即為高溫區,而水體的為低溫區,顏色以藍色顯示??梢钥闯?992年到2002年總體趨勢是由于城區的擴建,高溫區也在在外面擴大,因為城市景觀變化,草坪、灌木等植被的增加,使之前的高溫區溫度有所變化。
2.2.2 地表溫度反演
本文采用的是Weng和Lu等參考Landsat衛星項目科學局提供的參數,將衛星影像DN值轉化為地表溫度的方法[4]。從TM熱紅外波段數據中求算地表溫度包括以下三個過程:
首先將熱紅外波段(6波段)的DN值轉化成光譜輻射值:
對TM:
然后將光譜值轉化成衛星高度的量溫值:
TB:衛星高度的亮溫值,單位為K。
Lλ:光譜輻射值
K1:衛星發射前的常量,607.76mWcm-2sr-1μm-1。
K2:衛星發射前的常量,1260.56K。
以上的公式都是在假定大地是黑體全輻射的條件下成立的,因此根據真實地面情況對光譜發射率ε的校正就顯得特別重要。
歸一化植被指數(NDVI)的計算公式:
大氣發射率ε的計算公式:
地表溫度的計算公式:
其中:λ:11.5μm為發射光譜的波長,這里為常量。
ρ=h×c/σ這里為常量:1.438×10-2Mk
(σ:1.38×10-23J/K,為麥克斯韋常量;h:6.626×10-34Js,為普朗克常量;c:2.998×108m/s,為光速。)
經過上面公式的轉化,將重慶市區1992年、2002年的TM影像的熱紅外圖像像元灰度值(DN)反演成了地表溫度。1992年7月的地面溫度值分布范圍為24.6~38.7℃,2002年8月的地面溫度值分布范圍為25.8~39.2℃。
信息遙感技術范文4
【關鍵詞】遙感測繪;測繪工作;測繪技術
一、遙感技術發展概況
所謂的遙感技術,主要是指利用相關設備對遙遠的事物進行監測,從而獲取信息及感知的有效方式。其中,傳感器這項裝備可以說是遙感技術最為關鍵的設備。利用傳感器自身的傳播性能,遙感技術感知附近及地面事物,在經過確定及篩選之后,獲得有用的數據,同時再將這些信息與數據利用傳感器傳遞到地面,采用分析法與計算機技術對其進行系統的比較,最終得出較為全面、客觀的信息。此外,遙感技術滲透了計算機科學、地球科學、測繪科學及地球科學等學科知識,結合了各個學科的優點,整合而成的一項高端、先進而又精確測繪技術。
二、測繪工作中遙感技術應用的現狀
1遙感工作資金造價價高
遙感技術在工作中價格較高也是制約遙感技術進一步普及應用的重要問題。伴隨著遙感技術以及計算機技術的發展,遙感正在從實驗階段走向技術應用階段,其地理測繪、地質勘探、災害監測、環境資源檢測的功能逐漸凸顯出來。但是反觀當前的各項測繪工作,遙感技術的應用反沒有體現出其應有的角色。主要原因就在于應用遙感技術花費太大,造價太高,因而我國應用遙感技術的領域主要是在重點部門的重點科研項目,比如說運用遙感對地質災害、環境污染、資源勘探等進行測繪,而一般的工程地質檢測、煤礦開采等應用不多。這一問題將會嚴重制約我國遙感技術在未來的發展之路,必須亟待解決。
2遙感信息源空間分辨率較低,應用水平較低
遙感技術在地質災害勘測、環境污染檢測等方面的優越性將會大大推動我國的地質災害研究事業以及環境保護事業的發展。因而提高遙感技術信息源的空間分辨率,對于加強數據、的準確性、拓展遙感技術的覆蓋范圍、測量水平是極為有利的。但是當前的遙感信息技術還面臨著一些技術上的問題,比如信息源空間分比率較低,導致遙感技術對于微觀事物的檢測精度不高,只能局限于宏觀范圍的檢測。未來對于信息源空間分辨率的研究,是推動遙感技術發展的關鍵。
3測繪遙感應用不夠廣泛
從遙感技術的發展來看,其發展前景比較樂觀,而且技術的應用領域和應用水平不斷在拓展。但是就當前遙感技術的應用現狀來看,依然面臨著不少問題,最主要的就是實際應用范圍不夠廣泛,遙感技術在當今依然是一項不為人所熟知的測繪技術。這個問題主要表現在當前的測繪工作,比如地形地質勘測、工程勘探等還是習慣采用傳統的測繪技術,對于遙感技術還比較陌生,對其應用就更加受限制,觀念上的制約以及對遙感技術的不熟悉制約了遙感技術在更多的領域發揮其作用,也不利于遙感技術的大力推廣。
(1)當前的遙感技術功能已經波及到許多勘測領域,其全天候、實時性以及監測數據受人為干預較少的優勢是傳統人工測繪技術難以達到的,測繪數據的精度高、誤差較少等也會大大提高監測數據的科學性和實用性,如果許多測繪領域依然采用傳統的測繪手段,遙感技術的功能就難以全面體現,將不利于遙感技術的深度開發,挫傷遙感技術研發的積極性。
(2)遙感技術應用不廣泛也不利用空間信息技術的發展和應用。遙感技術是以空間信息技術為基礎的,他體現了空間信息技術在現代空間勘測和開發中的諸多優點,并且是對空間信息技術功能的具體體現和延伸。遙感技術需要GPS技術進行空間導航和定位,這直接影響著遙感技術定位和勘測的精度與準確性。
三、完善遙感技術在測繪工作中應用的策略及其具體做法
1加強對遙感技術深度研究,拓展應用領域
應用遙感技術開展地質調查是相當必要的,也是社會經濟發展的客觀要求和需要。就當前社會發展狀況來看,遙感技術的應用有著廣闊的發展前景,相關人員要從加強遙感技術深度研究這一方面出發,提高遙感技術的測量精度,進一步拓展其應用領域。
(1)國家相關部門要加強對遙感技術開發研究的鼓勵和推動,采取相關措施推動遙感技術的普及和應用。比如,利用政策優勢,鼓勵相關部門在開展測繪工作者運用遙感技術,將遙感技術從示范性試驗階段推動到大范圍應用普及階段,使遙感技術能夠真正發揮其技術的優越性,對傳統測繪手段進行革命性的改造和開創。這將會大大推動遙感技術與實際測繪工作的聯系水平,不僅有利于遙感技術發揮其測繪水平上的優勢,更有利于在實踐中發掘遙感技術的弊端,從而推動遙感技術在實踐中不斷完善和發展。
(2)加大對遙感技術的資金投入也是深度研發遙感技術的關鍵舉措。一項技術從開始研發到投入使用要歷經漫長的過程,遙感技術從最初出現到現在也已經經歷了將近半個世紀的時間,我國也逐漸成為遙感技術大國。但是僅僅如此是不夠,我國必須向著遙感強國的目標前進,因此加強技術的深度研發是極其必要的。
2遙感技術在測繪工作中的應用
目前,遙感技術在測繪工作中應用領域比較廣泛。與傳統測繪工具相比,遙感技術具有明顯的優勢,極大的規避了傳統測繪工作的弊端。(1)遙感技術覆蓋范圍比較廣,能夠全面了解所在區域的地理情況,獲得全面的資料數據;(2)遙感技術能進行全天候、全方位、動態實時的檢測。這是遙感技術最大的一個優勢,遙感技術以全球定位系統作支撐,完成空間導航和定位之后,可以全天候24小時對所檢測區域進行動態實時的檢測,比如對礦區環境污染的檢測,可以獲取全面動態的檢測數據和畫面,從而為礦區環境污染的防治提供有效的研究數據;(3)遙感技術受人為干預比較少,能夠比較客觀的反映所監測區域的實際情況。傳統測量手段受主觀因素干擾比較大,因而測量的數據會出現誤差累積、偏差較大等問題,但是運用遙感技術會有效規避人力測量的劣勢,誤差不累計,測量數據精度較高。例如在礦區資源監測與定位上,運用遙感技術可以準確定位資源所在范圍,避免造成資源浪費以及不科學開采導致的生命安全問題。遙感技術的上述優點使其在許多測繪領域展現出其獨一無二的技術優勢,拓展了遙感技術的應用范圍。
綜上所述,遙感技術在測繪工作中的應用,已經成為社會發展的必然趨勢。伴隨著科技的進步和計算機的普及,遙感技術的應用范圍必將會大大拓展,遙感地質、環境資源監測、氣象、災害檢測乃至工程礦區勘探測量中的遙感應用也必會進一步拓展,其在國民經濟、社會發展以及災害預防等方面的作用會越來越大。
參考文獻:
[1]覃永勤.淺談現代測繪技術的發展及其工程應用[J].廣西城鎮建設,2010.
信息遙感技術范文5
關鍵詞:遙感技術;國土資源管理;土地資源調查;礦產資源監測調查
中圖分類號:S-1 文獻標識碼:A 文章編號:1674-0432(2011)-09-0061-2
0 引言
隨著遙感技術的發展,更多的方面和領域通過利用遙感技術中高分辨率衛星數據,對土地利用情況、土地執法、土地變更等問題進行深入調查,在國土資源管理問題方面發揮出巨大的作用,隨著科學技術的發展和遙感技術的深入運用,遙感技術已經能夠應用到土地資源調查評價領域,并具有十分廣闊的應用前景。
1 遙感技術在國土資源管理中的應用現狀
遙感技術最初一般應用于遙感地質填圖,隨著技術的發展,其應用領域逐漸拓展到地質環境調監測、礦產資源開發以及地質災害預警等眾多領域,尤其是在國土資源管理中的應用,已經開始處在無法替代的地位,有效地為國土資源的管理規劃、礦產秩序管理和有效利用、地質災害防治和礦產勘察提供了強大的技術動力。
1.1 土地資源調查監測中遙感技術的具體應用
作為一種獲得信息的有效方式,遙感技術的信息量豐富、信息獲取周期短,并具有多光譜的特性,所以,它在我國的土地資源調查當中有著十分重要的作用。20世紀80年代,MSS衛星遙感數據采集技術便開始應用于全國土地概查工作當中;80年代后期,原國家土地管理局應用航空遙感技術開展了全國絕大多數地區1:1萬土地利用現狀調查。90年代初,全國縣級土地詳查工作也在遙感技術的支持下展開,進入新世紀以來,大量新設備、新技術,諸如QuickBird,IKONOS,SPOT-5等高分辨率、多時段衛星數據開始廣泛應用于土地資源的調查監測當中,在全面展開利用動態遙感進行土地監測工作的前提下,逐步建立了全國的土地遙感監測體系。
所以,近些年來,遙感技術在國土資源管理中的應用已朝著標準化、規?;姆较虬l展。而隨著科學技術的發展,各級政府也逐漸開始順應形勢,頒布了《土地利用現狀調查技術規程》《土地利用動態遙感監測規程》《SPOT2.5m數字正射影像圖制作技術規定》等標準規程,2005年,國土資源部承擔了國家“863”課題“規?;咝恋刭Y源遙感業務運行系統”建設,開展了高分辨率遙感影像數據處理、土地利用信息自動提取等各種遙感高端技術的研究;2007年,第二次全國土地調查利用了大量的技術方法和技術路線,使遙感技術得到了廣泛的應用和發展。
1.2 在地質環境調查與地質災害監測中遙感技術的應用
現代遙感技術的進步和發展,對環境監測、地質災害監測的研究提供了嶄新的道路。在地質災害,諸如地震、滑坡、泥石流等的調查研究中,遙感技術的優勢和作用被充分發揮,在1976年唐山地震的救災工作時,我們利用機載遙感資料進行震后相應的救災工作,而且利用高科技的1:1萬航片制定了相應的震害圖,在唐山地震的營救中起到了重要的作用,有效提升救災工作效率,能夠節省時間和資金的耗費,更加真實客觀地反映了災害地區的受災狀況。
除此之外,在2008年汶川大地震中,遙感影像技術也被利用于有效提取并分析活動性線性構造及環形構造信息,從而獲取汶川地區地面斷裂、冒沙和位移等各種地貌的直觀畫面和直觀情況分析,從構造規模、地質活動程度等各個方面有效分析出余震發生的種種情況及其危害程度,評估災害造成的損失情況,并且《汶川地震災害地圖集》的出版,也是以遙感技術所獲得的各項資料為依據而制作的。此外,通過對不同時間遙感資料進行對比,可以了解容易發生震后滑坡、泥石流等地質不穩定的地區,幫助進行相應的預測和分析,充分地了解已發生各種地質災害地區地質的破壞程度,做好防震救災工作。
1.3 在礦產資源調查、開發利用監測中遙感技術的應用
高光譜遙感一般利用搭載于航空或航天平臺上的成像光譜儀監測各類地物的光譜特性,取得相應的圖譜合一的信息。所以,它被充分地利用到礦產資源調查、開發和利用的各類監測活動,為其提供了技術支持和發展空間。
隨著AIS-1的出現,遙感技術在地質方面的應用由多光譜的定性描述向高光譜定量物質組成鑒別進行技術跨越,至此,我國高光譜礦物填圖技術逐步開始應用到地表巖石、礦物的具體識別與填圖當中。20世紀90年代開始,國土資源部利用遙感技術對多個礦產資源進行了開發和監測,基本查明了進行監測的區域各類礦種能夠進行開采的具置、廢棄物分布狀況等,并方便進行各類執法活動,經過多年的實踐,各類與礦產資源開發有關的遙感技術已經有了很大發展,為礦產資源開發活動能夠長期有效地進行奠定了堅實的基礎。
2 遙感技術應用中存在的種種問題
2.1 數據資源不夠豐富
多時相、高分辨率的遙感信息資源在國土資源管理工作當中顯得尤其重要,雖然它已經在各方面有很大的提高,但是,由于科技和資金等問題的限制,高質量、高水平的遙感數據的衛星源卻很少。在國內現在雖然有“遙感三號”、“遙感四號”等能夠有效用于國土資源的管理工作,但這些衛星分辨率具有相對較低、成像周期長等缺點,所以不能完全滿足國土資源管理工作的各類需求。因此,我國一般從國外購買相應的遙感數據和遙感資料,因此,高質量遙感數據資源十分珍貴,我國自主獲取高質量、高水平的遙感影像數據源的各種手段還有待進一步拓展和提升,才能獲得更好的遙感資料。
2.2 遙感技術實力薄弱,高分辨率遙感影像的信息自動化水平不高
目前,遙感技術能夠對中分辨率遙感數據進行十分成熟的科學研究。而目前土地利用遙感監測必須在充分滿足管理和生產需要的前提下進行,但目前基于紋理的分類和信息提取技術仍然不能滿足要求,高分辨率遙感影像的信息自動化水平不高。
3 遙感技術在未來的國土資源管理中的發展狀況
作為一項新的技術手段,隨著科學技術的發展以及各類數據庫資源的有效利用,遙感技術在國土資源管理中的應用向更深層次和更廣泛的空間發展。
3.1 土地利用調查與監測方面遙感技術的利用前景
一般來說,國土資源部每年對全國50萬人口以上城市的土地利用情況進行相應的監測工作。但近些年來,隨著對國土資源管理工作的需要,許多省市進行監測的時間間隔越來越短。隨著管理工作的需要和科技的發展,遙感技術的各類特征和優勢,十分有利于相應工作的開展,所以,一些地級市為了更好地進行國土管理工作,也開始進行相應的監測工作,其趨勢是省級監測的時間間隔將會越來越短,地級市進行監測的次數越來越多。
近年來,隨著遙感技術調查工作的順利開展和進行,幫助國土資源管理部門和各級政府基本實現了遙感監測技術在國土資源管理中的產業化經營和應用。但由于種種限制,在天氣狀況不好的情況下,常用的遙感影像數據技術對于數據和資料的獲取有著很大的缺陷性和局限性,不能準確地獲取國土利用問題的各類資料,所以,隨著科學技術的發展和提高,遙感技術需要避免惡劣天氣所帶來的種種影響,使其具有全天候穿透能力等優勢,這樣將會在未來的土地利用和調查中充分發揮其重要作用和價值。
3.2 資源開發和管理方面遙感技術的利用前景
利用高光譜遙感技術光譜信息層次豐富、波段窄、分辨率高等優勢,能夠做到反復演示某些指示礦物的豐度,將使遙感技術能夠更好地利用在各種礦產資源的開發管理和監測方面,成為地質及礦產資源找礦、監測等方面的重要技術手段。
3.3 地質環境調查與地質災害監測方面遙感技術的利用前景
遙感技術應用于地質環境調查與地質災害監測具有不可代替的優勢,針對目標區域的特點,利用遙感技術,可以對目標區域的地質環境和地質災害進行監測,而且遙感技術應用于地質災害監測逐步從定性化向定量化發展,并可逐步應用于地震前期的監測,今后,利用遙感技術研究地質災害,一般需要在使用衛星系統的基礎下,以航空、地面等多種監測為主要的手段,進行全天候、多時相的連續觀測,從而達到事半功倍的效果和作用。
4 結語
在利用國土資源遙感的發展方向就是要做好調查與分析研究的結合、遙感技術與常規方法的結合,才能取得更好的效果。隨著地理信息系統的廣泛運用和計算機技術的日益推廣,在國土資源管理工作中有效利用遙感技術不僅有著很強的可行性,而且也有著很強的實踐性,這在很大程度上一定會為國土資源管理帶來革命性的進步。
參考文獻
[1] 楊承蕊,張和生.遙感技術在我國土地利用調查中的應用[J].科技情報開發與經濟,2008,(01).
[2] 丁建華,肖克炎.遙感技術在我國礦產資源預測評價中的應用[J].地球物理學進展,2006,(02).
[3] 謝慧芬.遙感技術在地質災害監測和治理中的應用[J].測繪與空間地理信息,2011,(03).
[4] 王文卿.遙感技術在國土資源管理中的應用現狀及前景[J].測繪通報,2009,(6).
信息遙感技術范文6
關鍵詞:遙感技術 農業應用 發展前景
隨著科學技術的不斷發展,遙感技術也從中得到了長足的發展與進步,其已經被應用到農業、土壤以及氣象等多個方面,且應用范圍還正處于一個不斷擴大的趨勢。在農業中,遙感技術所擁有應用范圍最廣、發揮作用最大的一個領域就是農業生產方面。遙感技術的應用使農業不斷向高效化、精準化以及多樣化方向發展,其已經成為農業未來發展的一個重要趨勢。[1]
一、有關遙感技術的概述
遙感,顧名思義,也就是遙遠的感知的意識,從宏觀的角度來講主要是指通過遠處感知、探測事物或是物體的相關技術來傳輸、分析以及處理信息,對事物或是物體所具有的特征、性質以及變化等進行揭示的一種具有綜合特性的探測技術,其是以通過遙感器來對地面事物或是物體性質進行的空中探測為主要工作原理。遙感技術是按照不同事物或是物體所具有的不同波普響應的原理,對地面上的各種事物或是物體進行識別,其具有非常強遙遠感知能力。詳細來講,就是通過空中的飛機、飛船以及衛星等飛行物中所具有的遙感器來對地面的數據和資源進行收集,并對收集來的信息進行識別、分析、傳送等。[2]
二、遙感技術所具有的主要特點
1.信息的收集范圍大
具有遙感技術的航攝飛機具有10千米左右的飛行高度,陸地衛星所具有的衛星軌道高度可以高達910千米左右,因此,其獲取資源和信息的范圍是非常巨大的。
2.信息的獲取速度快
衛星可以進行圍繞地球的周期運轉,其具有對所經地區的各種最新自然資料進行實時的獲取??梢詫υ匈Y源進行及時更新,或是對資料的新舊變化進行動態性的監控與監測。
3.信息的獲取限制少
地球許多地區的自然條件都是非常惡劣的,例如沼澤、沙漠等地區是人類很難到達的。遙感技術是從空中進行地面監測,所具有的地面限制條件較少。在條件惡劣地區采用遙感技術可以對各種珍貴資料進行及時的獲取。[3]
4.信息的獲取方法多
遙感技術可以按照任務的不同自動選取對應的波段以及遙感儀器來進行信息獲取。如可見光、紫外線、紅外線以及微波探測等。采用的波段不同其對物體產生的穿透性也是不同的,進而對不同地面物體的信息進行獲取。
三、我國農業中遙感技術的具體應用
1.調查農業生產所需要的資源
遙感衛星對地表進行掃描監測采用的是多波段傳感器,其可以對地表物體所特有的信息進行有效的獲取。在衛星圖像中,不同的地表物體所具有的紋理、形狀以及色調等信息都是不同的,根據有關的地理特征,可以對地表物體進行有效的識別與區分,這個過程就是農業資源調查中遙感技術的應用基本原理。
2.監測和評估農作物的生產情況
通過遙感圖像對農作物的類型和種植面積進行識別和區分,其利用的是農作物所具有的光譜特性,再根據圖像的多時相及不同波普可以實時、動態的對農作物的生長情況進行監測,同時還可以利用信息系統對農作物的產量進行評估。在我國,遙感技術監測和評估農作物生產情況最早是應用于小麥和水稻生產中。
3.監測和評估農業災害
不同的地表作物所具有的波普特征是不同的,即使是一種作物,在其不同的內部結構及外部形態的基礎上,其所具有的光譜反射率的曲線也是不盡相同的,遙感技術正是利用這種理論來對地表作物的災害情況進行監測和評估。[4]
4.監測農業生產環境
在農業生產環境中,遙感技術的監測作用在多個方面得到應用,例如大氣環境、水環境以及自然生態環境等監測中。其中,對大氣環境進行監測主要是對大氣的污染和污染源分布進行監測,以便對大氣污染的程度、變化以及范圍等具體情況進行監測;對水環境進行監測主要是對各大流域的水環境質量進行監測;對自然生態環境進行監測主要是農村生態變化、城市開發狀況、礦區生態破壞以及森林覆蓋情況等多方面進行監測。
四、農業生產中遙感技術的應用前景
1.對遙感信息模型進行深入發展
遙感技術進行深入發展的一個關鍵環節就是遙感信息模型的應用。通過遙感信息模型可以對具有實際應用價值的農業參數進行計算與反演。以往人們盡管已經發展和應用了一些諸如綠度指數、農田蒸散估算、作物估產、干旱指數以及土壤水分監測等遙感信息模型,但是其仍然無法與現階段的遙感應用需求相適應。所以,需要對遙感信息模型進行深入的發展,這在遙感技術的開發與研究中仍然屬于一個前沿問題。
2.綜合利用遙感技術來對病蟲害進行防治
植物發生病蟲害后,其葉片結構會發生變化,利用近紅外的光譜反射率可以進行準確的顯示。不過,植物葉綠素的質量和數量并沒有發生變化,因此,其可見光波段的光譜反射率也不會產生變化,人的肉眼是觀察不到的。紅外遙感技術可以對這種情況進行準確、及時的預測和預報,而且還能對植物的受害情況進行清晰的辨別,盡可能的將病蟲害扼殺在萌芽之中。
3.向微波遙感技術發展
現階段,國際遙感技術的主要發展重點就是微波遙感技術,其具有其它遙感技術所沒有的穿透性、紋理特性以及全天候性,可以對惡劣的氣象災害進行有效的監測。
結語:
綜上所述,我國雖然在二十世紀七十年末就已經在農業中應用遙感技術,并在土地利用調查、農作物生長監測以及產量評估等方面取得了一定的成果,但是其仍然無法與農作物大面積種植調查、病蟲害預測預報以及動態土地監測等方面的要求相適應,這就需要我們在我國國情的基礎上,引進國外先進的技術,采用各種方法與手段來對遙感技術進行更深一步的研究與發展。
參考文獻:
[1]蒙繼華,吳炳方,杜鑫,張飛飛,張淼,董泰峰.遙感在精準農業中的應用進展及展望[J].國土資源遙感,2011(03).
[2]齊虎春.遙感信息技術在農業中的應用[J].現代農業,2010(06).