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遙感技術與農業應用范文1
引言
遙感技術是一種獲取地表物體幾何和物理性質的技術。早期的遙感圖像的解譯，通常通過目視判讀方法，隨著計算機的加速發展，解譯方法得到了快速發展，一種使用計算機對原始遙感影像進行圖像增強、圖像變化、輻射校正、幾何校正等一系列的預處理，然后通過相應的遙感處理軟件進行進一步精處理，對結果進行處理，最終通過專業技術人員的經驗進行解譯，直接對解譯結果進行處理，生成具有處理特征的遙感影像［1］。目前，遙感可分為高光譜遙感和多光譜遙感。高光譜遙感不僅可以探測到被遮蓋的地物，而且可以準確地估計植物生態系統的物理和化學參數的變化，包括土壤水分、土壤特性、植物質、土壤生物化學參數、土地利用動態監測變化等。多光譜遙感是利用具有2個及2個以上光譜通道，采用多種傳感器對地物進行同步成像的一種遙感技術；將地物反射的電磁波信息劃分為若干個光譜波段，用于接收和記錄地物信息［2，3］。當前遙感技術的發展使得遙感應用領域逐漸擴大，有林業遙感、資源遙感、遙感地質、氣象遙感、災害遙感、軍事遙感、農業遙感等，尤其在農業遙感領域得到了廣泛的應用，從早期的農業墑情監測和農作物面積變化監測，再到農業資源利用監測，以及利用無人機對區域水資源和農業干旱的監測與評價等。
1遙感在農業領域的應用
遙感可以獲得大量的信息，多平臺和多分辨率，快速、覆蓋范圍廣等，是遙感數據的一個重要的優勢。農業遙感技術是遙感技術和農業科學技術相結合形成的，是可以及時掌握農業資源、作物生長以及農業災害信息等的最佳方式，在調查和評估，以及農業生產的監測和管理中具有獨特的作用［4，5］?，F代農業遙感發展的新興技術，可以實時監測湖泊和水庫水面的高度以及評價區域水資源和農業干旱，包括作物品種質量監控和鑒定［6－9］。
2農業遙感技術在我國的起步與發展
農業遙感的發展是遙感技術的重要應用領域，中國自20世紀70年代末以來，就已經進行了農業遙感的初步應用。原北京農業大學（中國農業大學的前身）根據國家土壤調查的要求，在中國國家計劃委員會的支持下，由中國科教委和農業農村部組織聘請外國專家培訓了專門的遙感應用人才隊伍，在1983年5月成立了中國國家農業遙感培訓中心。此后，我國將遙感技術廣泛應用于農作物產量估算、農業氣象、土地資源調查與監測和生態環境變化等領域。目前，遙感技術的應用進入了大量的實際應用化的階段。我國大力開展國際合作與研究，積極探索遙感領域的前沿技術，使得中國成為世界上遙感領域技術先進的國家之一［10，11］。進入20世紀90年代中后期，出現了大量比較成熟的農業遙感軟件，包括農業資源調查與監測的軟件，由中國科學院農業遙感實驗室組織開發的遙感處理軟件———土地利用調查與數據處理系統軟件；中國農業科學院草原研究所開發的北方草原產量動態監測系統軟件等，新的遙感處理軟件大大提高了人們的工作效率。近年來，各部門逐漸建立了地方的遙感中心，為國民經濟建設提供了大量支持。隨著遙感技術的逐漸成熟、數據來源的大量增加，以及計算機軟硬件性能的快速提高，使得遙感應用逐漸普及［12］。
3遙感在當前農業應用中的進展
當今農業發展的趨勢是精準農業，具有高質量、安全、低耗、高效的特點，精準農業的大量信息采集，如農作物長勢監測、作物害蟲監測、作物產量預測，土壤水分預報等農業精準信息，為精準農業的農業信息管理提供了依據。雖然國內的遙感在農業方面做了一些工作，但仍處于起步階段［13－16］。農業遙感在未來應加強應用的深度和廣度研究。通過3S技術的結合，在農業生產管理、農業資源、農業工程監理和其它現代農業建設領域，為農業部門的科學決策提供了詳實的支持數據。高光譜遙感技術和無人機技術已經成為農業遙感新的研究熱點［14］。
3．1高光譜遙感在農業遙感中的應用
由于高光譜遙感不會對農作物造成損害，因而被廣泛應用于監測農作物的葉片面積。這彌補了傳統遙感技術獲取農作物葉面積指數時間過長的缺點，從而獲得最準確、損害最小的遙感監測數據。通過高光譜的觀測和分析，可以得到更為精確的農作物葉面積指數，形成不同的遙感反演模型。如，使用地物光譜儀測量冬小麥在特定波段范圍內的反射率和透射率，使用冠層分析儀對冬小麥進行分析，形成光譜曲線；經過觀測，形成遙感反演模型，并將模型估計值與實際觀測值進行對比，結果顯示，明顯提高了遙感反演模型的整體精度?，F階段，我國農業現代化發展的主要方向和目標是精細農業，在農業監測中高光譜遙感技術具有快速高效、準確、無損的特點，已經成為了農業遙感監測中被廣泛應用的手段。精細農業可以通過科學、系統的管理方法對農業資源利用進行合理規劃，在不污染環境的前提下，通過遙感技術提高農產品產量和質量。考慮到精細農業對數據和信息的需求，傳統的分析方法已不能滿足現代農業發展的需要。因此，3S技術的綜合被應用到農業監測中。高光譜遙感在精準農業的發展中得到了廣泛的應用。利用高光譜技術獲得更完整和更準確的農作物參數，為農作物的種植與管理提供了有利的保障［18－20］。高光譜遙感技術除了上述內容，在全面的農作物質量監測，通過獲取農作物在不同生長時期的數據特征進行全面的預測以及最后的生產，目前主要集中在不同農作物的種植面積和產量以及質量監測過程中的數據訪問與存儲。雖然高光譜技術已經全面、準確應用于農業中，但還需要進一步的研究。如何將高光譜遙感技術應用于作物機理和農業信息的監測以及完善農業光譜信息數據庫，為進一步提高農業信息監測模型的適用性和準確性提供支持［22－26］。
3．2無人機遙感在農業中的研究進展
3．2．1農田空間信息農田空間信息包括地理坐標信息、通過視覺和機器識別獲得的農作物分類信息。通過無人機可以識別農田邊界來預估種植面積。傳統方法進行農田的面積測量，具有時效性差和農田邊界位置與實際情況差異大的缺點，不利于精準農業的實施監測。無人機可以準確、有效并且實時獲取全面的農田空間信息，具有傳統的測量無法比擬的優勢。無人機航拍圖像可以實現農田基本空間信息的識別，農作物區域面積的計算和種類的識別僅通過數碼相機就可以實現。空間定位技術的快速發展，大大提高了農田定位信息研究的精度和深度，隨著無人機影像空間分辨率的提高，地形、坡度和高程信息的引入，可以實現較為準確的農田空間信息監測。張宏明等利用無人機DEM數據提取農田灌溉渠道系統，對于灌溉渠道提取完整性達到85．61％［19］。
3．2．2作物生長信息農作物的生長狀況可以通過多種信息反映，如產量信息、表型參數以及營養指標來表示。包括植被覆蓋度和葉面積指數等，多種信息相互關聯，共同代表了作物的生長，與最終產量直接相關［21］。在野外信息監測研究中起著主導作用。
3．2．3作物生長脅迫因子農田墑情監測熱紅外法是農田土壤含水量監測的常用手段。在高植被覆蓋度的地區，通過葉片氣孔的關閉，可以有效減少蒸騰引起的水分損失，增加地表感熱通量，從而減少地球表面的潛熱通量，導致作物冠層溫度上升。水分脅迫指數能夠反映農作物的水分含量與作物冠層溫度的關系。通過傳感器的熱紅外波段可以有效地獲得作物冠層溫度，進而有效反映農田水分狀況。在植被覆蓋度比較低的地區，土壤水分可以間接表示下墊面的地表溫度變化，由于水的加熱溫度變化是一個緩慢的過程，因此土壤水分的分布可以間接反映白天下墊面溫度的空間分布。裸地對遙感的溫度監測是一個重要的干擾因子，在冠層溫度監測中較為重要。研究者研究了裸地溫度與作物表面覆蓋度的關系，確定了裸地引起的冠層溫度測量值與真值之間的差距。將修正結果應用于農田水分監測，提高了監測結果的準確性。在實際農田生產經營中，農田漏水也是人們關注的焦點。利用紅外成像儀對灌溉渠的滲漏進行監測，準確率達93％［27－29］。
3．2．4病蟲害監測通過熱紅外波段的實時監測，可以有效反映作物病蟲害分布的動態變化情況。作物在健康的條件下，蒸騰作用是通過氣孔的開閉來調節的，以保持農作物溫度的恒定。當發生病害后，葉面會發生病理變化。病原菌植物對植物蒸騰作用的影響比較明顯，會造成侵染部分溫度的升降。一般情況下，植物易感會導致氣孔開度失調，使致病區域的蒸騰作用高于健康區的蒸騰作用；旺盛的蒸騰作用會導致致病區域溫度的下降，致病區域的葉片溫差明顯高于正常葉片的溫差，直到壞死部位的細胞完全死亡，葉片會變得枯黃，葉片的蒸騰作用完全喪失。通過健康植株溫差始終低于葉片表面的溫度的原理［30－33］，可以實時監測作物病蟲害的變化趨勢。
4總結
4．1我國遙感技術在農業應用中的發展
在我國主要糧食主產區，建立了產量估算信息系統，冬小麥遙感產量估算操作系統是RS與GIS技術相結合的產物。可以將整個產量估算的操作環節集成到計算機系統的操作中，具有完整的數字化操作能力，可以輸出各種產量估算結果。大量冬小麥產量估算試驗結果表明，利用冬小麥遙感產量估算操作系統進行大面積作物產量估算的精度可達95％以上，隨著運行年限的逐漸積累，操作系統的生產精度將逐步提高，運行成本將逐年降低。同時，我國迫切需要了解農業種植結構的變化，針對于種植面積計算的要求、監控的增長潛力、建立單位面積產量模型和遙感監測，中國科學院農業研究實驗室在GIS技術的支持下開發了一種作物產量估算的實用操作系統。并且，東北的三江平原，南方的太湖平原也相繼建立了遙感監測系統，取得了良好的應用效果。
4．2遙感在農業發展中的前景
中國國家科教委將“RS、GIS和GPS綜合應用研究”列為國家科技攻關重點項目。到目前為止，遙感信息技術已連續7個“五年規劃”被列為國家重點項目，體現了國家對遙感的重視?？梢灶A見，遙感可以有效地應用于農業發展中，使其走上產業化發展的道路［35］。
5結語
隨著國家空間基礎設施建設的持續推進以及“高分辨率對地觀測系統”的深入實施，中國將擁有更多的國產資源調查監測衛星。物聯網與大數據、人工智能等技術的發展以及現代農業發展的需要，將使得我國農業遙感技術的研究和應用進一步發展。
5．1農業遙感的應用范圍和應用領域的拓寬
物聯網加大數據與遙感觀測、導航與定位，結合其它學科領域，可以促進農業遙感自身的發展，跨學科的應用也將擴大農業遙感的應用領域。需要進一步建立“空、天、地”三位一體的農業綜合管理系統，深入發展遙感觀測精度的智能農業、農作物育種表型、農業保險的監測和評價、綠色農業發展、農業政策的效果評價等方面。
遙感技術與農業應用范文2
1.提高農作物產量和質量方面
近年來，利用電場、磁場、激光等物理因子刺激農作物種子及幼苗而使其高產、優質的技術已經越來越多地應用于現代農業生產中，并取得喜人的經濟效益。通過電磁場的粒子束誘變育種技術的開展，為培育新品種增添了新的活力。不僅損傷輕、突變率高、突變譜廣，面且具有高激發性、劑量集中性和可控性，將來還可能發展成定位，成為基因工程的一個有效手段。
2.農業監測、預測及病蟲害防治方面
采用紅外掃描的方法.可以為農作物診斷“疾病”。如：采用衛星遙感技術，通過紅外掃描儀測量其下方農作物散發出來的熱量。判斷農作物患病情況或受到病蟲害侵襲的情況。這樣可以及時處理作物的病情和采取預防措施。同時，考慮到現代農業生產中的土壤水分情況，利用微波遙感技術來探測、估算土壤的溫度和植物的水分情況。便于了解土壤中的水分信息.采取切實有力的措施保障植物水分的供應。
3.現代農業機械方面
農業要實現現代化，首先就要實現農業的機械化，農業機械化是現代農業的重要標志。一臺好的農機具要做到高效使用，必須要做到在完成同樣的耕作任務條件下，省時、省力、省錢，減少在農機具上的力的損耗，減少機械無用功的損耗，減少燃料的消耗。
一臺好的農機具要保證完成額定任務的同時，必須提高各種燃料的燃燒率，達到最大作功，根據熱力學第二定律，雖然效率不可能達到100%，但我們必須提高它們的燃燒效率，力爭做到既節省燃料，又完成工作任務。
保證農機具的維修和保養順利而有效的進行，必須加強對操作員和維修人員的電學方面的培養，保證駕駛員和維修人員在夜間工作和維修過程中注意電的敏感特性。如：焊接金屬器具時的電焊機的工作特性。同時考慮到現代農業機械化的基本組成原理更多的是采用集中控制電路，很多情況下都是采用自動控制系統.這就要求維修和操作人員必須熟悉電學的基本知識，這樣就能保證農機具的故障率減少，提高農機具的使用“壽命”。
4.遙感技術在現代化大農業的應用
傳統的管理方式和災情調查周期長且很難及時準確地了解整體狀況，常常延誤最佳管理時期。遙感技術的應用可以解決這些難題。下面從物理學的角度簡單闡述遙感技術在現代化大農業的應用。
（1）遙感技術產前的應用
利用遙感技術進行耕地和水資源空間分布的提取，為合理規劃農業工程提供準確直觀的數據支撐。為科學調整作物種植結構、配方施肥和耕地的分級定價發包提供基礎支撐數據。農民結合品種特性進行合理的品種區劃規劃和科學選種，為優質、高產打好基礎。
（2）遙感技術產中的應用
利用多源、多時相的遙感影像數據，進行水稻插秧進度檢測。及時掌握總體的插秧進度，督促生產落后區域搶抓農時，為水稻生產安全打好基礎。在水稻成長過程中，建三江墾區5-9月可能會發生低溫冷害，農戶可以利用遙感數據結合氣象數據及時進行低溫冷害的監測，為及時采取防災措施提供重要的信息。并且可以利用遙感技術結合葉色診斷技術，對水稻主要生育期及連續多雨、低溫、高溫等突發性天氣異常時期進行長勢監測。為及時了解大區域水稻長勢的準確情況，針對生育期延遲等長勢異?，F象進行水肥指導。同時有針對性依據水稻不同的長勢進行有目的的施肥調控，可以節約成本，提高肥料利用效率，促進水稻優質高產，并實現節能減排。由于建三江墾區種植面積分布連續成片，長期種植水稻，在適宜的天氣氣象條件下會使水稻產生一些病蟲害，但是大面積的噴藥，會浪費很多的資源還會增加農藥在農作物上的殘留。因此，利用遙感技術進行病蟲害的檢測，可以解決快速、準確、全區域病蟲害災情的預警和監測，并制定針對性強、科學有效的病害防控措施，在節能減排的同時，又促進了水稻的綠色生長。
（3）遙感技術產后的應用
水稻收獲后，利用遙感技術建立秋整地和秸稈還田進度監測體系，和利用遙感技術準確地監測全區域的積雪厚度，為新的一年調整種植計劃、用選優培提供重要的參考?？梢?，遙感技術在現代化大農業的生產中具有十分重要的意義。
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【關鍵詞】遙感技術；農田水利；資源；研究
0.引言
近年來，在人們的生產生活中，遙感技術被運用得很廣泛。比較突出，也是比較有用的就是遙感技術在農田水力資源中的利用。這項措舉，是真正意義上的科技興農的實現。是我國農田水利中的飛躍性的進步。遙感技術在農田水利資源中被廣泛的應用，這樣就對農田的情況進行了一個科學而精準的分析。這主要包括農田的防洪抗旱、農田的灌溉情況，以及農田的水土流失治理動態進行一個科學的分析。遙感技術可以對農田水利資源做一個系統的分析，以便提出合理的解決方案。
1.相關概念分析
遙感技術主要是在資源勘測和環境勘測中利用的一種技術，這種技術的作用主要是反映資源的情況，以便相關部門作出科學合理的分析。目前來說，遙感技術運用的領域非常的廣泛，農業、林業、海洋、水文和氣象都有充分的利用這種技術。所謂的遙感技術實際上就是指的是利用光學接受電磁波和地面反射而來的信號。這種技術主要是在高空和外層空間進行。主要指的是遙感器和波探測儀器兩種儀器。遙感器將接收而來的的電磁波和反射信號記錄好之后再傳回地面的地方，然后進行信息的處理、判斷和驗證等步驟。實際上，具體來說，這種技術就是一個拍攝、掃描以及傳輸信息和信息處理的工作過程。
2.遙感技術在農田水利資源中的利用
2.1在水土流失治理動態中的應用
我們生活的家園土地資源類型多樣，復雜且多變。由于許多人為因素和自然因素，水土流失嚴重。人為因素主要是過度開墾土地，在草原上過度放牧，以及一些過度開礦和修路導致的土層松動，水土流失情況。自然的原因主要是地貌地形、植被氣候、以及土壤和風向發生的自然變化。人為的破壞，導致水土嚴重流失，是可以避免的，自然的因素是不可抗拒的，但是，也是可以經過人為的努力，達到一定的改善。例如在一些水土流失嚴重的地方人工種植固土性很強的樹木和草，也可以在水土流失的地方修建固土的堤壩和成網格的壩子。實際上，認人為的修建壩子只能夠保護水土不流失一段時間，只是一種治標不治本的做法，而人工種樹一直都是一種比較好的方法，被廣泛的利用到保護水土流失工程中。
我國的地理南北東西跨度都比較的大，地理位置復雜，地形也比較復雜過度明顯，氣候多變，冬夏溫差較大，一些南方地區時常發生洪災，北方地區時常發生旱災，且北方的風沙較為嚴重。因而，我國的水土流失較為嚴重。我國人口眾多，土地資源總量雖然較多，但地形復雜，適合耕種的農田比例較小，且人均占有量較少，但我國水土資源流失較為嚴重，為了緩解水土流失情況，我國政府投入大量的人力物力進行整治。全國呼吁保護土地，防止水土資源流失。還大力退耕還林，請專人在水土流失嚴重地區種樹。政府能夠有這一系列的方案，還得益于遙感技術。遙感技術被廣泛的利用與農田水利資源中，在防止水土流失工程中起著至關重要的作用。遙感技術將我國水土流失的情況清晰的傳給相關部門，為相關部門提出及時、科學合理的方案提供了科學的資料。一般來說，遙感技術的傳回的結果都是比較科學和宏觀的，對促進農田水利資源的保護有著至關重要的作用。
2.2在防洪抗旱中的應用
前面筆者也提到，我國地理位置廣闊，國土南北東西跨度都比較大，國內地形復雜氣候多樣。自然災害頻繁發生。特別是洪災和旱災嚴重，古就有南澇北旱的說法。但是我國在應付自然災害的能力還是比較突出的，這和遙感技術分不開。遙感技術對于防洪抗災的影響力是巨大的。實際上，遙感技術洪災旱災的情況反映和緊急救援，以及災后的重建工作都有著重要的作用。不止如此，我國還建立了農田洪旱遙感系統，這種系統反應的是我國科技的進步和對民眾的關心。一個國家應付自然災害的能力，往往凸顯的是國家的經濟實力。
洪旱遙感系統主要包括兩種主要的模式。一檢測災區重點。通過雷達衛星和地理信息監測出重災區，并作出詳細的評估，以及對災后的重建作出決策。二是災區宏觀檢測。利用氣象衛星每天讀災情進行速報，對災情地區，持續時間，災情損失作出評估。
實際上，事實已經有力的證明了遙感技術在防洪抗災等抗擊自然災害中的作用是極其重要的。在緊急救援，災情監測、以及災情評估和災后重建工程中的作用都是極其重大的，可謂是貫穿整個始終。遙感技術為相關部門提供了客觀和全面清晰的信息，這些信息成為有關部門做出正確決策的有力支撐點。
2.3在河道檢測中的應用
我國水資源豐富，河流眾多，河流成為我國大部分地區飲用灌溉的主要水源。水是生命之源，加之我國又極為容易發生洪災和旱災。因此這就需要我國多河流實行檢測。遙感技術對河流的水位情況，河道走勢，河床變化，水質變化都會有清晰的數據。遙感技術將這些數據傳給相關部門，以便相關部門掌握詳細情況，當發生災情的時候，也好及時作出決策。遙感技術對我國的農田水利灌溉和經濟有著至關重要的作用。
3.結語
遙感技術傳送的信息可靠而詳細。遙感技術將詳細的信息資料傳給相關部門，以此來幫助相關部門及時正確的了解情況，并幫助他們做出正確及時的決策。在我國農田的水利中廣泛的被利用，極大的促進了我國農田水利資源的管理。對我國經濟的發展有著至關重要的作用。目前，我國的遙感技術水平還是比較高的，但也還需要進一步的提高。
【參考文獻】
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遙感技術與農業應用范文4
[關鍵詞]測繪工程 測量技術 全球定位技術 遙感技術 地理信息系統技術
[中圖分類號] P2 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2014）-3-201-1
測繪工程測量技術是測繪技術在社會建設與發展過程中的直接應用，傳統的測繪工程測量技術的應用范圍比較狹窄，局限于水利、建筑和交通這幾個領域，所包含的主要內容為測圖和放樣這兩個方面。在測繪工程測量技術的不斷發展中，其應用領域也越來越廣泛。目前比較成熟并且使用得比較廣泛的測繪工程測量技術主要有全球定位技術、遙感技術以及地理信息系統技術，這三種方法的優越性都比較明顯，在實際應用過程中會大幅提高測量工作的精度與效率，有效節省測繪工作的成本投入，對于測繪行業的發展有著巨大的推動作用。
1測繪過程中的測量技術
1.1全球定位技術
全球定位技術（GPS）最早出現于上個世紀的七十年代，美國成功打造了具有海、陸、空全方位三維導航與定位能力并且可以利用導航衛星實現時間與距離測量的導航與定位系統。之后的幾十年，全球定位系統的水平定位精度不斷提高，軟、硬件特得到不斷完善，應用領域越來越廣。GPS技術可以全天候工作，不受天氣等外界因素的影響，覆蓋率達到98%。其三維定點定速功能的精度非常高，因此可以對需要定位的對象進行精準定位。在測量過程中，GPS技術所受到的限制較小，不需要通視就可以準確得到測量結果。GPS技術主要由空間星座、用戶設備以及地面監控等三個部分構成：空間星座由二十四顆衛星共同組成，成蜂窩結構，兩側安裝有定向太陽能電池；用戶設備指的就是GPS接收機，利用接收到的信號來計算所處位置的三維坐標；地面監控主要由地面天線站、主控站以及監測站構成，其對地面上的各位置實行全面監控。
1.2遙感技術
遙感技術是一種以電磁波理論作為基礎的深測技術，在實際測量過程中利用傳感儀器來收集和處理遠距離目標所反射或者輻射出來的電磁波信息，然后根據所得數據進行成像，進而實現對目標的深測。遙感技術以下優點：第一，探測范圍廣泛。航拍時飛機的飛行高度可以達到10千米左右，陸地衛星軌道也可以達到910千米左右；第二，信息的獲取速度快。陸地衛星每十六天就可以覆蓋地球一次，周期非常短，資料的獲取速度非?？?；第三，所受限制條件較少。遙感技術不會受到冰川、高山以及沙漠等環境的影響，也不會受到溫度、壓力等因素的影響；第四，信息量大。遙感器所獲取的信息與遙感器以及把波段的不同有很大關系，每一波段含有七百六十萬個像元。遙感技術主要由遙感器、接收裝置、圖像處理設備、信息傳輸設備以及遙感平臺等部分構成，目前已經在農業、環境保護、地質、海洋、林業、測繪、地理、水文、氣象以及軍事偵察等眾多領域獲得廣泛應用。
1.3地理信息系統技術
地理信息系統技術（GIS）是近些年才發展起來的一項空間信息分析技術，其在環境和資源領域中的應用可以對各種資源與環境信息進行有效管理，也能動態監測多時期的生產活動，顯著提高了工作效率和經濟效益。地理信息系統技術主要應用于農業、林業、土地資源、生態環境、災害預警以及環境資源等方面，目前已經取得了不錯的應用成效。在環境資源方面，GIS技術主要以通過建立信息管理系統的方式得到應用，而在土地資源方面，GIS技術可以應用于土地利用現狀調查、土地評價、土地利用規劃以及土地覆被的動態監測等方面。
2測繪工程測量技術未來的發展
在工程測量技術需求不斷增大的情況下，各項測量技術均會在未來獲得更大發展。以下從四個方面分析測繪工程測量技術未來的發展方向。
2.1數據采集和處理過程會更加實時化、自動化和數字化
以GPS技術為例，GPS技術的接收機正在朝著輕便、利于攜帶的方向改進，而廣域和實時差分技術以及CCD技術可以更好地滿足定位技術對動態、靜態以及高精度的各方面需求，同時接收機也會更加輕便。在土地利用范圍不斷擴大的情況下，土地測繪技術將會逐漸擴展到較為偏僻的地區，這一發展趨勢決定了GPS技術的實時化、自動化和數字化，只有讓GPS技術不受地域限制、全天候地控制測量范圍內的所有區域，工程測量技術才能擁有更加廣泛的應用空間。
2.2測量數據的管理會更加標準化、科學化和信息化
在工程測量控制網與城市之間會逐漸使用監控網優化軟件來實現測量數據的智能化管理，同時也可以讓控制網數據的觀測和處理更加標準化、科學化和信息化。
2.3測繪硬件設施會更加國產化、人性化和智能化
我國目前所使用的測繪技術設備大多為進口，在測繪技術不斷進步的形勢下，國家對測繪設備的研究力度也會相應加大，實現測繪硬件設施的國產化。此外，社會的整體發展趨勢也會對測繪技術的發展方向產生一定影響，比如人性化與智能化，在整個社會都在追求人性化與智能化的影響下，測繪行業的發展自然也會順應這種趨勢，實現測繪硬件設施的人性化與智能化。
2.4“3S”集成技術
全球定位系統技術、遙感技術以及地理信息系統技術是測繪工程中最重要的三種技術，這三種技術各有優勢與缺陷，在實際運用中根據實際情況選擇最為合適的即可。未來的測繪工程測量技術會實現“3S”集成技術――將三種不同測繪技術的優勢集中到一起，在它們相通的理論基礎上建立相輔相成的關系，集成技術可以同時覆蓋信息的采集、處理以及分析等全部過程，讓測繪工程的測量技術更加高效，使用范圍更廣。
3結束語
綜上所述，測繪工程中較常使用的三種測量技術中，全球定位技術可以全天候工作，不受天氣等外界因素的影響，覆蓋率與精度非常高，不需要通視就可以準確得到測量結果；遙感技術有著探測范圍廣泛、信息的獲取速度快、所受限制條件較少以及信息量大等優點，在農業、環境保護、地質、海洋、林業、測繪、地理、水文、氣象以及軍事偵察等眾多領域獲得廣泛應用；地理信息系統技術可以顯著提高工作效率和經濟效益，主要應用于農業、林業、土地資源、生態環境、災害預警以及環境資源等方面。在社會的不斷發展下，測量技術的數據采集和處理過程會更加實時化、自動化和數字化，測量數據的管理會更加標準化、科學化和信息化，測繪硬件設施會更加國產化、人性化和智能化，此外還會集成“3S”技術，推動我國測繪事業的發展。
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[2]覃瑋.城市工程測量的技術發展初探[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2010（05） .
遙感技術與農業應用范文5
作為地球科學及應用的一種觀測手段，遙感總是帶給人們一些困惑：它能應用在哪些方面？能為我們做些什么？它又是如何監測的？實際上，遙感在我們生活中無處不在。只是它好像總是披著隱身衣，而我們渾然未覺罷了。本期共享科學就揭開遙感應用的這層隱身衣，接著為讀者講述遙感的應用。
災害遙感
災情數據即時通
前不久，強臺風“海葵”來襲，造成許多地區出現農田被毀，農業大棚倒塌，農作物在強風暴雨的摧殘下出現死亡的狀況。這時，通過災害遙感，可以準確的劃分出受臺風影響區域，通過氣象預警有效信息，人們便可由此對農產品進行防護措施，降低損失。
郭子祺說：“經過二十多年的努力，我國已建立了重大自然災害遙感監測評估運行系統，形成了對臺風、暴雨、洪澇、旱災等災害的監測能力，特別是快速圖像處理和評估系統的建立，具有對突發性災害的快速應急反應能力，使該系統能在幾小時內獲得災情數據，一天內做出災情的快速評估，一周內完成詳實的評估?！?/p>
在1987年大興安嶺發生特大森林火災時，中國科學院衛星地面站提供的火情現勢衛星影像圖對現場指揮、調度撲救起到了決定性作用；1998年長江、嫩江流域發生特大洪災時，航空、航天平臺的遙感實時監測，為指揮抗洪救災、恢復生產發揮了巨大作用。此外，郭子祺還介紹，在“5·12”汶川特大地震發生后，全力啟用了航空、航天遙感設備和專業技術人員飛赴前線，第一時間獲取災情信息，哪片房屋倒塌了，哪里河道堵塞了，都一目了然。遙感為抗震救災監測獲取、處理和分析數據，為抗震救災的行動部署提供了基礎依據和重要背景信息。
農業遙感
農業統計換新天
“我們要保證國家的糧食足以滿足人民的日常需求，如果出現減產的話我們便需要作出相應的政策調整。”中科院遙感所研究員陳良富說。上世紀70年代，美國開始就利用陸地衛星和氣象衛星等數據，預測全球的小麥產量。相比遙感估產宏觀、快速、準確的優點，傳統的作物估產采用人工區域調查方法，應用起來計算繁雜、速度慢、工作量大并且成本高。
那么，遙感估產究竟是如何操作的呢？“農作物遙感估產包括對農作物生長過程的動態監測、種植面積測算、單位面積產量估測和總產量估測?！庇浾咴诓稍L中得知，根據生物學原理，在收集分析各種農作物不同生育期不同光譜特征的基礎上，通過平臺上的傳感器記錄的地表信息，辨別作物類型，監測作物長勢，在作物收獲前，預測作物的產量的一系列方法。
先有“產”才能有“估”。對于整個農業生產鏈來說，遙感的作用可以說是貫穿始終。從最開始的農業資源調查到土地利用現狀分析，再到農業病蟲害監測，這些都要依賴于遙感技術應用。
有一份數據引起了筆者注意“我國每年由于病蟲害造成的損失大約在10%-15%之間”如此龐大的一個數字！遙感技術能否幫助我們及早發現病蟲害，以最快的速度采取防治措施呢？郭子祺說：“遙感技術檢測農業病蟲害，主要依據基于植物受到病蟲侵擾時生理變化所引起的綠葉中細胞活性、含水量等的變化，表現為農作物在反射光譜特性上的差異。這樣，農作物在遭受病蟲危害早期就可以通過遙感技術探測到這一光譜差異，從而解決了農作物病蟲害早期發現和早期防治的問題，這一技術方法也已經應用在森林病蟲害監測和防治方面?！?/p>
大氣遙感
定量監測氣溶膠
近些年，大氣臭氧減少、煙霧彌漫難以消散，這樣的問題成為社會普遍關注的焦點。但有一個詞“氣溶膠”常常和這些大氣問題相伴提起，或許從它的身上我們可以找到問題的關鍵。
“秸稈焚燒的煙塵、人為活動的揚塵和植物花粉顆粒物，就是氣溶膠的具體實例。汽車尾氣和各種鍋爐的化石原料燃燒排放氣體可以轉化為微小細粒子?！标惲几徽f，“它不僅對人體造成危害，而且氣溶膠作為云凝結核，使地氣系統的能量平衡失衡，從而影響區域和全球氣候，大量的細粒子氣溶膠還會形成嚴重的灰霾天氣?！?/p>
面對氣溶膠我們真就束手無策嗎？當然不會！“在眾多類型的監測技術中，衛星遙感可以提供廣闊背景上的氣溶膠區域分布信息，是唯一實現全球氣溶膠監測的手段。”陳良富介紹，定量研究氣溶膠在全球范圍內的時空變化特征與演變規律上有其他站點監測無法比擬的優勢，輔以米散射原理的地基激光雷達提供的氣溶膠垂直分布信息，可以獲得區域分布的近地面PM2.5質量濃度的監測，實現城市群、郊區和廣大農村區域的空氣質量監測。
說到大氣遙感，還有一點不得不提灰霾。比如北京以及華北地區的天空常常披著灰色的面紗，給人們生活出行造成很大的困擾，“這正是灰霾在作祟，”陳良富研究員說，“美國的網站總用衛星圖像來說中國的污染太嚴重，對此科學家們解釋說是由于天氣穩定利于污染物排放的積累所致。其實這里存在一個誤解?！?/p>
陳良富解釋，用了五種方式的衛星觀測數據對灰霾天進行分析，發現人為排放積累不至于引起如此面積大、強度高的污染。那空氣污染的原因究竟是什么呢？通過遙感探測發現，每年10月到次年的3月期間，每23天在2公里以上的高空就有一股從西風帶吹來的浮塵，當它抵達華北平原上空后，由于地勢降低，風速下降以后浮塵便會往下與污染物相混合，遭遇水汽后細粒子個體便迅速增大就造成大范圍高強度的污染現象。如果遇上南邊氣流比較強會形成華北地區持續多天的重污染天氣。若僅通過地面觀測的話恐怕難以得知這一現象的起因，在這些需要大尺度的觀測工作上，遙感無疑起到了不可替代的作用。
水資源遙感
讓水質監測與評估更真實
水是萬物生長之本，湖泊更是自然的神作，但近些年，隨著我國工業和城鎮化的快速發展，江河湖泊面臨水質污染的嚴峻問題。
能否利用遙感技術來進行江河湖泊水質環境監測呢？郭子祺說：“水體及其污染物質的光譜特性是利用遙感信息進行水質監測與評估的依據。國內外許多學者利用遙感的方法估算水體污染的參數，以監測水質變化情況?！?此外，郭子祺介紹，利用遙感技術進行水環境監測與水體富營養評價，存在很大的優勢：信息獲取快速、省時省力等特點，不僅能夠較好的反映出研究水質的空間分布特征，而且更有利于大面積水域的快速監測。遙感技術無疑給湖泊環境變化研究帶來了福音。
“在整個水資源管理方面，遙感技術與地理信息系統相結合，正發揮著越來越重要的作用?！惫屿鞲嬖V記者，“水質的好壞有一個劃分指標，目前利用遙感技術獲得的光譜數據進行水質參數反演精度還不高，還達不到環保部門的要求。如何使這一技術有效應用呢？目前的做法是在測量區域布置一些水質傳感器，通過無線傳感器網絡技術可24小時連續測量水質的多種參數，用于提高水質遙感反演精度，使其接近或達到相關行業要求。”
延伸閱讀
衛星遙感測出精準數據：京杭大運河全長1710千米
京杭大運河到底有多長？中國科學院遙感應用所劉少創課題組利用衛星遙感技術，重新量測了這條世界上最古老，也是最長的大運河，得出精確答案：京杭大運河總長度為1710公里。
京杭大運河與萬里長城并稱為中國古代兩項偉大工程，但在各種文獻資料中，運河的“身長”卻長短不一。劉少創表示，河長、源頭和流域面積都是國家重要的地理信息數據，我們應該利用現有的技術條件，準確確定這些數據。
劉少創課題組利用衛星遙感技術，再加上大比例尺地形圖，進行分析計算，最終確定京杭大運河的精確“身長”。據介紹，1710公里的總長度，是以北京通州溫榆河和通惠河的交匯處為起點，以杭州的拱宸橋為終點，沿京杭大運河的中心線進行量測得到的。
據劉少創介紹，課題組主要利用衛星遙感技術確定河流的源頭和長度，但由于很難在同一時間集齊整條河流的所有衛星影像數據，所以還需要結合航空影像和大比例尺地形圖，進行分析測算?！按蟊壤叩匦螆D更接近河流真實的長度，彎彎曲曲的河道也更容易表現出來?！?/p>
由于衛星遙感影像無法確定邊界的位置，此次并未分段量測，因此京杭大運河北京段暫無精確長度。
據劉少創介紹，從目前的衛星影像圖來看，河道的分界點不太清楚，例如北京和天津的河道邊界點，就無法確定具置，再加上地形圖的資料也不全，難以按邊界分段測量。
“如果要分段測量，必須精確確定每一個分界點的位置，這要涉及很多部門，我們無法得到這些資料?！眲⑸賱撜f。
遙感技術與農業應用范文6
關鍵字：數字農業，GIS，RS，GPS
Abstract: 3 S technique known as the geographic information system (GIS), remote sensing (RS), global positioning system (GPS) has set up a file in the foreign widely used in digital agriculture engineering, in our country is still at the local scope or the experimental stage. This paper ARCGIS software ERDAS and 3 S technology used in every field of digital agriculture, expounds analysis realizing agricultural informatization and the sustainable development of agriculture in important ways, introduces the current domestic in the application of digital agriculture, explore 3 S technique in the practice of the digital agriculture application and prospect.
Key words: the digital agriculture, GIS and RS, GPS
中圖分類號：TN711.5文獻標識碼：A 文章編號：
一、前言
土地是人類賴以生存和發展的自然資源，我國是一個農業大國，大部分土地在農村，作為國民經濟的基礎，農業不僅提供食品，還提供工業原料，可直接影響我國的工業總產值的形成。長期以來，由于農業管理技術手段落后，尤其是農業資源的數據和信息缺乏現勢性，不能為規劃和決策提供及時可靠的數據和信息，制約了我國農業的發展?？傊?，中國的農業是一個既關系經濟繁榮，也關系國家安定穩定的大問題。解決中國農業問題、獲取農業信息的一條重要途徑就是利用3S技術走數字農業的道路。
二、3S技術的含義及其應用特點
“3S”技術是指全球定位系統(GPS)、遙感(RS)和地理信息系統(GIS)，是目前對地觀測系統中空間信息獲取、存貯管理、更新、分析和應用的三大支撐技術。
GIS是地理信息系統，它是為特定應用目標建立的空間信息系統。是在計算機硬件、軟件及網絡等支持下，對有關空間數據進行預處理、輸入、存貯、查詢檢索、處理、分析、顯示、更新和提供應用的技術系統。
RS是遙感技術，遙感就是遙遠感知事物的意思，是一種利用物體反射或輻射電磁波的固有特性，通過觀測電磁波，識別物體以及物體存在環境條件的技術。也就是不直接接觸目標物，在距地物幾公里到幾百公里、甚至上千公里的飛機、飛船、衛星上，使用光學或電子光學儀器（稱為傳感器）接受地面物體反射或輻射的電磁波信號，并以圖像膠片或數據磁帶形式記錄下來，形成數字影像。該影像傳送到地面，經過各種校正后，進行影像分類、解譯，最后獲取所需要的信息。遙感技術是上一世紀60年代蓬勃發展起來的，隨著空間技術、電子技術和計算機技術、信息科學、環境科學等的發展，遙感技術已成為一種影像遙感和數字遙感相結合的先進、實用的綜合性探測手段。
GPS是全球定位系統， GPS具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。經我國測繪等部門的使用表明，GPS具有全天候、高精度、自動化、高效益等顯著特點，成功地應用于大地測量、工程測量、航空攝影測量、資源勘察等多種生產領域。
三、國外數字農業的應用
全世界共有80多個國家，利用3S技術在ArcGIS和ERDAS軟件下進行農業監測和管理。比如：
也門農業部門利用ERDAS軟件探測灌溉的遷移和評估水資源情況并根據坡度、坡向圖、徑流方向－確定作物水源位置。
澳大利亞農業部門利用ERDAS軟件進行紅外波－土壤養分測定，實現精確農業中的精確施肥等。
四、3S技術在數字農業中的應用
利用GIS，RS，GPS技術可在數字農業工程中發揮重要作用，采用ArcGIS和ERDAS先進的技術，加上GPS技術，可在數字農業中實現如下領域的應用。
（一） 精細農業
“精細農業”技術是用現代高新技術特別是信息技術來改造傳統農業，在機械化的基礎上，把地理信息系統（GIS）、定位系統（GPS）、決策支持系統、傳感技術進行集成，定量獲取農田小區作物產量和影響作物生長的環境因素（如土壤肥力、含水量、苗情、病蟲草害等）實際存在的空間和時間差異性信息，分析影響小區產量差異的原因，采取技術上可行、經濟上有效的調控措施，區別對待，按需實施定位調控的“處方農作”。在“精細農業”技術體系中，DGPS的定位應用以及GIS的應用開發是實施“精細農業”實踐的關鍵技術之一，即利用DGPS定位引導定量獲取農田內作物產量和影響作物生長的環境因素的差異性信息，在GIS中利用各種空間分析方法生成差異性信息分布圖，通過分析影響小區產量差異的原因，制定經濟、合理的生產決策方案，生成作物管理處方圖，指導農田定位作業。
（二）山坡地的可持續發展研究關系當地的經濟發展、環境保護，有著十分重要的意義。生態環境的好壞，直接影響著整個流域。流域的坡耕地分布狀況與土地適宜性類型，區域內既有經濟較發達的平原，也有經濟欠發達的高原山區。目前在山坡地研究中，大多采用傳統的實地丈量，手工圈繪等方法。在研究中針對這種情況，采用先進的地理信息系統（GIS）方法，通過空間分析、模型運算，對該地區的地理環境、土壤類型、土壤質地等進行了詳細地分析研究，劃分出該地區坡耕地分布范圍，并對該地區進行土地適宜性評價，得到了較好的結果。
（三） 農作物監測及估產
農作物的生長狀況與產量是全社會都十分關注的問題，對每一種作物在生長過程中會發生什么問題，能取得什么樣的收獲，是國家管理部門和農民們在作物播種后到收獲的一段時間內隨時都想了解的。
因此，長期以來對農作物產量的預測是農業系統的一項重要工作。隨著科學技術的發展，預測的方法和手段逐步完善和提高，不但能較準確地估測出各種作物的最終產量，也能跟蹤監測各類作物在不同生長期的長勢，從而根據需要及時采取有效措施，對農作物的生長進行監控，保證當年產量的穩定增長。為了在農作物監測和估產中充分發揮和利用現代科學技術的成果，提高快速、準確、經濟地獲得監測和估產信息，為國家經濟建設和農業生產服務，雖然農作物估產和監測技術與理論十分復雜，若干問題還有待進一步探索，但利用現有的遙感、地理信息技術和資料，從不同于傳統的統計部門得到信息的途徑，已經能夠為決策部門提供輔的、快速的、客觀的決策信息。
（四）農業氣象服務
農業氣象服務系統是在GIS和RS平臺上開發的集農業氣象、遙感應用于一體的業務運行系統。它集成了農業氣象服務為城市“菜籃子、米袋子”服務的科研成果；建立了遙感、地學、氣象、農情、社會經濟統計等基礎數據庫；建立適應農業發展新需求的服務產品；將GIS分析功能應用于洪澇災害監測、災害損失評估、資源合理布局等領域，獲取較好的服務效果。比如建立了下述分析模型。
1．暴雨澇害和葉菜損失綜合評估模型
2．蔬菜生產資源綜合評價模型
（1）氣候適宜性評價模型
（2）土壤適宜性評價模型
（3）暴雨承災能力評價模型
（4）區位優勢評價模型
（5）技術優勢評價模型
（6）灌溉水污染評價模型
（五）農田監管
我國人多地少，耕地資源十分貧乏，人均耕地面積相當于世界平均數的四分只一，中低產田占三分之二。由于環境污染、水土流失等原因，耕地總體質量還在不斷下降。隨著國民經濟持續高速增長，各項建設占用耕地的問題越來越突出，造成耕地、特別是優良耕地面積不斷減少，人地矛盾不斷加劇。因此，利用GIS和RS對基本農田進行特殊保護和監管刻不容緩。
（六）綠色農業
進行綠色農業工程，對所有農田的土壤重金屬含量進行GIS分析，對綠色農作物的生產進行決策。
（七）草原防火
利用GIS和遙感技術對草原的火災進行預防和分析。
（八）捕魚GPS/GIS定位
利用GPS/GIS定位技術，對魚群的流向進行監控，指揮漁船實現最佳的捕魚方案。
（九）牲口疫發生點管理
利用GIS技術，對牲口疫發生點進行直觀有效的管理，并對牲口疫防擴散進行決策。
（十）植物病蟲害分析
利用GIS和遙感技術，對植物病蟲害進行分析，高光譜分析也是常用方法。
（十一）土壤養分測定
利用遙感技術，進行土壤養分測定，為精確施肥服務。
（十二）農業運輸GIS調度
利用GIS中路經優化調度功能，實現農業運輸GIS調度。
（十三）農田水淹沒分析
利用GIS和遙感技術，實現農田水淹沒分析，評估農田損失情況。
（十四）園區溫控室GIS監控
利用GIS技術，對農業園區的溫控室進行GIS監控。
（十五）移動GIS在農業應用
利用ESRI公司的ARCPAD軟件技術，在掌上電腦上裝入電子地圖，農田和作物信息等，并在PDA中插入GPS，供農業工作人員在廣闊的田野中進行現場GIS操作，信息查詢和分析。
五、結束語
近年來RS、GIS技術在農業資源管理中得到了綜合或集成應用，GPS技術也為土地利用的變化的精確定位做出了貢獻。這3種空間信息技術的廣泛的應用，必將為農業管理和發展的科學決策提供可靠的支撐，必將推動數字農業的建設，推動農業資源管理的信息化、科學化和現代化管理水平。
1．劉剛 張漫 汪懋華，基于DGPS和GIS的農田空間信息管理系統的研制，2000
2．辜寄蓉 苗放 朱章森 王成善蔡靖疆，GIS在岷江流域坡耕地分布與可持續發展研究中的應用，2000
