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遙感技術的定義范文1
關鍵詞:遙感技術;水土保持;監測
中圖分類號: S157 文獻標識碼:A 文章編號:1674-0432(2010)-12-0243-1
水土保持監測是做好水土流失防治工作的重要基礎,是國家水土保持建設宏觀決策的依據與根本。而遙感技術作為國土資源監測查和調的重要手段之一,其具有宏觀性、周期性、綜合性與實時性的特點,已經成為我國水土保持監測的有效手段與方法。
1 遙感技術的發展及主要特點
1.1 遙感技術的定義
遙感技術可以認為是從遠距離感知目標反射或自身輻射的可見光、電磁波、紅外線結合目標進行探測與識別的一類技術。目前多指從人造衛星或飛機對地面進行觀測,同時采用電磁傳播和接收手段來收取目標的信息并對其加以分析的一類技術。
1.2 遙感技術的發展歷史
遙感技術的發展最早可以追溯到20世紀初發展的對地觀測綜合技術,早期的遙感技術開始于航空攝影,然后在1909年發展到航空遙感技術階段;二次世界大戰后,利用航空照片進行區域范圍土地調查與制圖的研究被更廣泛更系統的應用;上世紀70年代后,人造衛星技術的發展與成熟使遙感技術被大量應用于土地利用調查和大范圍土地覆蓋;上世紀80年代后, 洲際范圍內廣泛利用氣象衛星數據對土地覆蓋進行研究取得了明顯成果。在1981年,國外開始采用AVHRR數據對全球和洲際尺度的植被變化及土地利用進行研究;上世紀90年代后,衛星遙感在全球和區域尺度土地覆蓋應用與研究方面取得了突破性發展,效果顯著。進入21世紀后,遙感技術在全球和區域土地覆蓋土地利用上研究被進一步發展。
1.3 遙感技術的主要特點
遙感技術與其他技術相比,具有其自身的特點,主要優點如下:(1)遙感技術可以大范圍的獲取數據資料,呈現宏觀景象。遙感技術所采用的衛星,其在軌高度可達910km左右;即使是航攝飛機,其飛行高度也可以達到10km。高度的優勢可以使遙感技術覆蓋面積廣,大范圍的獲取數據資料。例如,一張普通的衛星圖像,其覆蓋面積多達3萬多km2;(2)遙感技術具有獲取信息速度快,周期短的特點。衛星在圍繞地球運轉時能及時獲取所經區域的各種的最新資料,以更新原有的舊資料,或者根據新舊資料的對比來進行動態的監測,這是人工實地測量所無法比擬的;(3)獲取信息受到很少的限制條件。地球上很多地方的自然條件是極其惡劣的,人類是難以直接到達的。而采用遙感技術則可以避免地面條件限制,能方便及時地獲取各種寶貴資料;(4)獲取信息的手段多,信息量大。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。利用不同波段對物體不同的穿透性,還可獲取地物的內部信息。
遙感技術的主要缺點如下:(1)雖然能得到有關地球表面的信息,但內部的信息獲取困難;(2)大氣的不利影響不能完全根除,這樣關于反射和放射物理量不可能全部表現出來;(3)天氣條件、衛星軌道等外在因素的影響使所希望的圖像未必立即得到。
2 遙感技術應用于水土保持監測
2.1 遙感技術應用于土壤侵蝕監測
土壤侵蝕遙感監測不同于其他生態環境遙感監測,主要表現在:(1)影像的時相對土壤侵蝕信息獲取影響比較大。地球上的植被具備明顯的物候變化,也就是說不同季節會有明顯不同的植被覆蓋度,而植被覆蓋度又是判別土壤侵蝕強度最重要指標之一。在土壤侵蝕調查中,影像時相的影響是不能忽略的。(2)土壤侵蝕強度在遙感影像上無法直接進行判讀,得不到直觀的信息。(3)土壤侵蝕強度分類工作復雜多樣,分類時,不僅要兼顧遙感和非遙感信息進行綜合分析,而且即使對遙感信息源來說,也需要對其反映的直接信息再作進一步分析[4]。
2.2 遙感技術應用于水土流失監測
水土流失的發生與發展不是一個靜態的過程,而是一個時空變化的動態過程,它的監測與評估需要根據不同的目的而采用不同的尺度。不同的衛星遙感影像其特點也有所區別,如氣象衛星影像具有監測范圍大、時間分辨率高和數據處理費用低廉等優點,而其缺點是時間分辨率低,像元所反映的信息具有較大的地域混合。因此,氣象衛星遙感技術適用于大范圍,植被蓋度、地表、坡度等組成物質比較均一的地方;資源衛星具有多時相特段、性多波,高空間分辨率等優點,有效地獲取精確的地表信息,為水土流失信息的提取以及模型的分析提供數據保障。但它也具有對一個地區重復觀測周期長,在關鍵時期有可能得不到所需的資料等缺點。為了滿足水土流失監測在空間分辨率、時間分辨率等方面的要求,通常需要將不同來源的信息進行組合來提高了水土流失監測的數據源精度[6]。
2.3 遙感技術應用于水資源污染監測
遙感技術能應用于水資源污染監測是因為污染水的光譜效應。水中溶解或懸浮的污染物,其組成與濃度也不同,這樣水體反射能量的變化在遙感圖像上也表現出紋理、結構、灰度、色調的微細差別。水的反射包含著水的鏡面與表面反射、水體及水底地形反射等不同的類型,具有高度復雜性。當遙感技術應用于水資源污染監測時,對海洋與內陸水質監測也有區別。如遙感技術監測海洋石油污染的效果就比較好,可以發揮實時、同步和大范圍連續監測的特點。遙感技術監測內陸水質時,由于內陸水體本身的光譜特征復雜多變,并且大氣散射影響嚴重輻射信息,遙感監測所能得到的水質參數種類較少,所以內陸水質監測中雖然遙感技術得到了廣泛應用,但還應仔細分析,區別對待。內陸水質遙感監測的主要對象為各類湖泊富營養化的監測與江、河污染監測(包括排污口、污染帶);主要環境遙感指標有可溶性有機物、浮游植物、懸浮物、總氮、總磷等。目前對水體中浮游植物的監測主要靠測定葉綠素含量,遙感技術已經能達到監測規定的要求;而可溶性有機物、懸浮物、總氮、總磷等的遙感監測還存在或多或少的問題,有待進一步的研究。
總體來說,遙感技術依靠及時快速的提供信息和真實客觀、形象的優點,可對水資源污染進行良好、有效地監測為及時采取防護、疏導措施和環境評價提供了基礎,是水資源污染監測中非常行之有效的技術手段。
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遙感技術的定義范文2
關鍵詞:遙感 地理信息系統 城市建設 動態監測
中圖分類號:P23 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)04(c)-0042-02
近年來,隨著廣西沿海某市持續快速增長,城市化進程的加快,舊城改造、新城建設的浪潮席卷全市域,城市規模迅速膨脹,隨著城市建設用地量逐年增大,城市急速擴張導致城市用地結構發生明顯變化。為了監測和整治城市化過程中帶來的一系列環境問題,及時、準確地掌握城市建成建設的范圍、質量、分布及其變化趨勢,直接關系到國民經濟的持續發展與規劃。遙感技術在城市動態監測過程中的應用,不僅為政府部門提供相對完整、全面、具體的城市變化信息,也為政府的管理提供事實依據。
1 監測目標范圍
城市建設建成區范圍的定義:建成區概念是指城市行政范圍內,實際建成或正在建成的、相對集中分布的地區,包括市區集中連片的部分,以及分散到近郊區內、但與城市有著密切聯系的其他城市建設用地,城市近郊的一些建成地段,盡管未同市區聯成一片,但同市區的聯系十分密切,已成為城市不可分割的一部分,也可視作城市建成區。
該文監測具體時間段和范圍:針對城市規劃標準(GB/T50280)對城市建成區和開發區分的定義,確保調查結果的真實可靠,特利用遙感影像對該市市內6區、環城4區的中心城區以及各類開發區等區域的范圍和面積進行統計核定。監測時間為2008年至2012年的變化。
2 遙感監測所用的資料
監測用的遙感影像數據的是2008年和2012年的10月SPOT-5衛星遙感影像,需要先期對遙感影像做處理,遙感影像數據處理工作包括糾正、融合、配準、鑲嵌、分類等處理。SPOT5的數據參數如表1。
3 遙感技術進行城市建設變化監測方法
城市遙感動態變化監測一般有2種方法。
一是目視解譯:直接在遙感影像判讀,可以疊加地形圖等輔助信息進行精確判讀。
二是計算機信息提取:這里主要是運用遙感圖像的計算機分類技術(監督和非監督分類)進行計算機自動信息提取,對廣西沿海某地區的影像進行處理,根據需要運用不同的波段進行分類。
本文主要用人機結合的解譯方法:依據城市規劃基本術語標準GB/T50280在2個年度的衛星影像上利用遙感技術在室內對遙感影像進行計算機分類與目視判別結合該市各區縣的行政界線的范圍初步確定建成區范圍和對于在室內不能確定的范圍到野外實地核實的方法確定建成區最的邊界線。
4 城市建設變遷監測案例
對城市建設2個年度現狀的監測可以快速準確的獲得城市(城鎮)區域內建設變遷的信息,同時也可以反映出地區的城鎮擴張情況。本文以廣西沿海某市2008年(左邊影像)和2012年(右邊影像)城市建設擴張變化進行監測,圖1中標示區域是2012年建設擴張的新城區。
5 結語
近年來遙感技術(RS)它能快速、動態地提供地球表層的信息,為人們提供高時間分辨率和空間分辨率的遙感數據,滿足城市建設變遷動態監測害,在完善和服務城市用地建設執法檢查和監測城市土地利用規模等方面的督察工作上。充分發揮遙感在國土資源調查、規劃、管理、保護和合理利用中的作用,確保城市規劃建設用地調查統計數據的準確可靠,為執法檢查和掌握城市用地規模和結構等提供一種快速、高效的高科技手段。
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遙感技術的定義范文3
關鍵詞:遙感;基本農田;基本農田圖斑
中圖分類號:TP79文獻標識碼:A 文章編號:
Abstract:The paper puts forward the selection of technique flow, according to the characteristics and requirements of designation of the capital farmland Yunnan province.at the research findings on dynamic monitoring of land-use by remote sensing at home and abroad. The experimental results showed it is a feasible method for designation of the capital farmland based on remote sensing.
Key words: Remote sensing;capital farmland;capital farmland parcel
目前,基本農田劃定工作的外業調繪工作底圖大多數地區已經應用遙感影像來獲取面積信息, 20 世紀80 年代中期,“3S”逐步成為我國“數字國土”的關鍵技術,這使得我國土地管理的方式和內容發生了根本性的變化。近年來,隨著土地問題日益嚴重,客觀要求將“3S”集成技術運用于基本農田保護中,而云南省的遙感影像由于受到地形的限制,在很大程度上利用率還不是很高。結合經濟、人口、地理和基本農田保護等現狀,應用最新的遙感影像土地利用現狀調查資料成果,運用遙感技術,利用統一的標準、科學的技術方法,完成基本農田劃定的外業工作底圖。
一、基本農田劃定對遙感資料的要求
基本農田劃定所需的遙感影像要求能夠完全識別地類的能力和地類圖斑面積量測的精度。要求現勢性要強,最好采用國土資源部2012年統一制定的遙感影像數據。同時要求在基本農田劃定中,需要有土地利用更新調查的基本農田數據,綜合運用農用地分等定級的成果。將規劃確定的基本農田落地到戶、上圖入庫,查清基本農田質量等級,健全基本農田保護圖、表、冊。
二、遙感技術在基本農田劃定中的應用
1、落實基本農田地塊
依據土地利用總體規劃(2010-2020年)所確定的基本農田,在最新的土地利用現狀調查成果資料的基礎上,將基本農田圖斑逐一落實到以土地利用現狀圖斑為單位的地塊,編制基本農田劃定方案,對建設占用基本農田或因其他原因造成基本農田減少的要進行補劃,逐片(塊)登記基本農田地塊邊界、地類、面積、質量等級等信息以及片(塊)編號。
2、遙感影像調繪的一致性
(1) 在最新的土地利用現狀調查成果與土地利用總體規劃(2010-2020年)成果、農用地分等成果的套合、疊加、轉繪技術處理過程中,應以遙感土地利用現狀調查數據為依據,進行坐標系、空間尺度的轉換和空間位置的綜合判定。
(2) 基本農田圖斑邊界原則上應與遙感影像上所繪制的土地利用現狀圖斑邊界相一致。存在切割圖斑的特殊情況時,基本農田邊界應有明顯地面參照物和標志物。
(3) 基本農田劃定(補劃)面積應與遙感影像土地利用現狀圖斑地類面積相一致,地類與土地利用現狀調查認定的地類相一致。
3、遙感技術基本農田劃定流程
以遙感技術為主要手段,利用多時相的衛星遙感資料,根據地類的可解譯程度,收集原有的相關遙感影像資料和各種遙感影像成果,對工作區的基本農田邊界和等級進行解譯判斷,并實地核實面積。工作程序見圖l。
圖1 遙感技術基本農田劃定技術路線圖
4、基本農田劃定工作底圖的制作
調查工作底圖原則上使用不小于1:10000比例尺的全要素正射影像圖編制外業調查工作底圖。
在遙感工作底圖上,依據土地利用總體規劃(2010-2020年)確定的基本農田,以行政村為單位,相連圖斑確定為一個基本農田保護片(塊),對基本農田保護片(塊)進行編號并進行標注,基本農田保護片(塊)邊界應參照實地有明顯標示作用的線狀地物、自然地貌、人工地物界線、行政區域界線、權屬界線。
將上述基本農田保護片(塊)成果, 結合實際情況,套合在最新的土地利用現狀調查圖、或遙感與航攝正射影像上,進行圖層疊加,編制基本農田保護片(塊)分布圖,作為本次開展基本農田劃定的外業調查工作底圖。
5、基本農田圖斑信息提取
在遙感影像上直接提取地類圖斑數據作為基本農田圖斑數據。當基本農田保護片(塊)界線分割地類圖斑時,提取并計算分割后落在基本農田保護片(塊)界線范圍內的地類圖斑中相關數據(扣除零星地物、線狀地物、田坎等面積),作為基本農田圖斑屬性數據。
按照基本農田圖斑屬性結構表要求,添加基本農田圖斑屬性數據。提取基本農田保護片(塊)內對應地類圖斑數據獲取地類等現狀信息。
對基本農田圖斑數據進行拓撲處理,對不滿足拓撲要求的進行修改。
6、基本農田地類和面積認定
基本農田劃定和基本農田補劃面積應與土地利用現狀圖斑地類面積相一致,地類與土地利用現狀調查認定的地類相一致。因此,基本農田現狀登記表和基本農田現狀匯總表中的地類面積按照土地利用現狀調查認定的地類進行匯總。
已經驗收的土地開發復墾整理項目、土地利用數據庫中尚未變更為耕地的基本農田地塊可認定為基本農田保護面積,在基本農田劃定方案中對具體的項目名稱和批準文號、項目規模及增加耕地面積、納入基本農田劃定范圍面積等情況進行說明。
三、基本農田劃定技術問題
基本農田劃定中,遙感技術主要解決的問題如下:
l、圖像校正
圖像校正主要是指輻射校正和幾何校正。輻射校正包括傳感器的輻射校正,大氣校正、照度校正以及條紋和斑點的判定和消除。幾何校正就是校正成像過程中造成的各種幾何畸變,包括幾何粗校正和幾何精校正。幾何校正是針對引起畸變的原因而進行的校正,我們得到的衛星遙感數據一般都是經過幾何粗校正的。幾何精校正時利用地面控制點進行的幾何校正,它是用一種數學模型來近似描述遙感影像的幾何畸變過程,并利用標準圖像與畸變的遙感圖像之間的一些對應點(地面控制點)求得這個幾何畸變模型,然后利用此模型進行幾何畸變的校正,這種校正不考慮畸變的具體形成原因,而只考慮如何利用畸變模型來校正遙感圖像。
2、圖像鑲嵌
由于基本農田一般以縣為單位,影像所包含的地區面積較大,需要圖像進行拼接處理。利用data preparation模塊中的Mosaic Images功能將具有地理參考的若干相鄰圖像合并成一幅圖像。其過程主要包括:挑選數據合適的遙感圖像,及選擇成像時間和成像條件接近的遙感圖像,以減輕后· 續的色調調整工作;確定標準像幅和拼接順序;確定重疊區;色調調整等,然后進行圖像拼接。
3、變化圖斑、地物的判讀
采用逐個像元比較法, 即對不同時相的影像作相應的處理后,采用光譜特征變異法。當兩個不同源數據存在較大的時相差時。受實際土地利用變化的影響.不同時相的影像在相同位置處將對應不同的地面目標.導致光譜特征不一致.從而檢測出變化信息。
4、地塊在空間上有自己相對的位置
遙感影像上的耕地地塊之間存在著一種相連關系,即相鄰程度,相鄰程度是由他們的空間位置來決定的,當他們的空間位置之間的距離越小時,則定義其連片性就相對越高,在這個距離小到一定程度時,設定一個閾值,當小于這個閾值時,定義其為連片,這種定義用于耕地連片性的刻畫是比較直觀和形象的。在自然環境中,耕地與耕地之間的空間關系是比較固定的,當兩塊耕地之間的間隔比較小時,比如相隔一條田間小道,可以認為這兩塊耕地是相連的一塊耕地。確定的這個閾值可以根據實際情況來設定,一般采用這個連片性的定義,刻畫同一質量范圍(同一產能范圍,或某一產能值以上)的耕地在空間上的集中程度。
根據遙感影像的耕地連片性分析,具體采用疊加分析和緩沖區分析來實習,圖2為云南某鎮的耕地連片性分析,為確定基本農田圖斑做準備。
圖2 耕地連片性分析
四、結論
利用遙感技術進行基本農田劃定工作,能快速地查明一定時期內基本農田的基本情況,完全可以保證精度,縮短工作周期,提高工作效率,所用人員少,經濟快速。隨著遙感技術的發展,高分辨率、高光譜遙感以及雷達影像應用于基本農田劃定技術日趨成熟。相信在不久的將來,基本農田年度更新工作將越來越方便,更新成果也越來越快捷。
遙感技術最大的優點就是能提供實時及時全面的數據,但是同時在遙感影像的分類過程中,不免會出現由于一些主觀因素和其他原因而導致的分類誤差,因此提高遙感影像分類的精度可能會使結果更加精確。
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遙感技術的定義范文4
關鍵詞:城市發展變化;ENVI;信息提取;驅動力;土地覆蓋
中圖分類號:F291.1 文獻標識碼:A 文章編號:
1 緒論
城市作為一個規模龐大,結構布局復雜,且不斷發展變化的系統,它的變化不僅體現在人口數量的增加,經濟水平的提高,還表現在城市空間結構和功能的變化。用遙感手段對其進行研究已經有很多學者進行了嘗試,如在城市擴張變化研究中,江清霞等人綜合運用圖像自動識別分類與目視解譯相結合的方法,通過提取擴展變化信息,分析出北京市建成區的變化是以老市區為中心向四周輻射蔓延的規律[1],但是此方法較適合研究城市結構復雜的圖像;岳埠等人利用祖厲河流域1987,1993,2003年的TM圖像和2000年的ETM+圖提取歸一化植被指數(NDVI),根據蓋度等級的空間分布特征,比較分析了祖厲河流域植被覆蓋變化情況[2]。
2 研究內容
2.1 研究數據與平臺
本文所用遙感數據為沈陽市1981年10月14日MSS影像,2000年7月7日和2003年3月10日ETM+影像,2007年6月17日TM影像。
所應用的研究平臺是ENVI遙感圖像處理軟件。
2.2 城區研究概況
沈陽市位于中國東北地區的南部,遼寧省的中部,在東經122度25分9秒~123度48分24秒、北緯41度11分51秒~43度2分13秒之間。東西長115公里,南北長205公里。沈陽市國土總面積為1.3萬平方公里,市區面積3495平方公里,建成區面積793平方公里,居住人口1002.6萬,全市戶籍人口786萬人,市轄區戶籍人口513.5萬[3]。全年氣溫在-29℃~36℃之間,夏季平均氣溫20攝氏度左右,最高氣溫可達36攝氏度,冬季最低溫度可達零下30攝氏度,平均氣溫8.3℃。全年降水量在680~530毫米之間,降水分布是由東南向西北遞減[4]。
2.3 研究法案
應用遙感手段對數據進行處理,通過三個版塊對城市發展問題進行研究。包括1)并通過自定義城區范圍,借助ENVI軟件提取出城區面積進行比較研究;2)提取出四幅影像的NDVI圖,計算NDVI的差值,通過對差值NDVI圖進行決策樹分類,分析城市植被的變化情況;對不同時期的遙感影像進行監督分類,通過變化檢測確定城市土地覆蓋的變化情況。
3 影像預處理
3.1 幾何校正
由于2007年的Landsat5-TM影像具有良好的地面分辨率,因而在研究中以2007年的遙感影像為基準,借助Google Map的衛星影像,對其余的三幅影像進行了幾何校正。
3.2 影像的裁剪
本文的研究區是沈陽市地區,而所使用的遙感數據的范圍過大,需要先確定感興趣區。為了研究的方便,采用矩形框裁剪的方式先裁剪出一幅影像,然后以裁剪后的影像為模板,將其余的三幅影像進行裁剪。
3.3 影像的增強
由于四個時期的影像具有不同的分辨率,且受噪聲等因素的影像,影像不清晰。因而在進行研究前還需對遙感影像進行增強處理,即應用ENVI軟件,針對影像的質量情況進行增強處理,得到了較好的效果。
4 城市發展變化分析
城市發展變化的實質是人類為滿足社會經濟的發展需要,不斷地調整、重新配置城市邊緣區和內部各土地利用類型的過程,最終擴大城鎮用地類型,而其它類型的用地減少,另外隨著人口的集中、增加,有更多的農業人口轉為非農業人口[5]。通過分析城市發展變化的驅動力,可以更好地了解城市化進程的機理,為城市發展提供決策服務[6]。
1) 自然地理因素
一個城市的形成、建設及其發展都與自然地理因素密切相關,自然地理環境是城市空間擴展非常重要的基礎條件,其直接影響著城市空間擴展的潛力、方向和速度等[7]。
2) 人口因素
諸多研究表明,人口的增長對城市動態變化起到相當重要的驅動作用,而尤其以城市人口的增長為主[8]。城鎮人口的增加對城市發展變化產生了最直接的影響,因為城市土地是城市居民生活、工作和學習的場所,而城市人口的增加必然表現為城市居民對住房、交通和公共設施等方面的需求加強,因此可以說城市人口的增加是城市發展土地擴張的直接動因。
3) 社會經濟發展因素
一個城市的發展,最直接的表現就是經濟的提高,利益的驅動和價格作用是城市土地利用變化的直接動力。
從沈陽市的經濟發展來看,“十五”時期,沈陽經濟發展創造了歷史上少有的高速度。以渾南新區開發建設和鐵西工業區搬遷改造為標志,沈陽進人了有史以來最大規模的城市擴張期,呈現出“南北擴張,東西改造”為特點的城市發展新格局。在此種情形下,結合2000年以后的遙感影像不難看出,因經濟因素給沈陽市帶來的巨大變化。
4) 制度政策因素
雖然很多因素都會促進城市的發展,但是城市發展的前提卻是制度政策的保證。根據政策的內容進行國家和城市建設,才會取得好的成效。如果國家或政府注重城市發展建設,多頒布好的有益于發展的政策,那么就會在無形中促進國家和城市更好、更快的發展。
5 展望
城市對一定區域內的經濟具有較強的集聚能力和輻射帶動作用,但其規模擴張卻帶來了耕地的急劇減少。希望此次研究得到的分析結果能夠為后人帶來一些警示。
研究中將遙感技術與城市發展研究相結合,充分利用了遙感技術處理大范圍圖像的特點,并應用成熟的ENVI軟件輔助研究,二者相結合,為此次研究提供了技術支持。
相信伴隨著遙感技術的成熟,其應用的領域會更加的廣泛。在城市發展規劃研究領域中,遙感技術的應用會趨于普遍,且發揮更大的作用。
參考文獻
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遙感技術的定義范文5
在現階段,計算機網絡技術取得了飛速的發展,計算機互聯網是當今時代的人在工作、生活和學習過程中必不可少的關鍵技術。通過計算機網絡技術在環境監測工作中的應用,有利于實現環境質量信息資源的相互共享,能夠將處于不同的地域的計算機系統借助于通訊設備和線路進行互聯互通,形成一個強大的環境監測數據庫,達到及時有效地傳輸和處理各種各樣的環境質量信息的目的,能夠真正切實有效地為環境管理部門的科學決策奠定堅實的基礎,并且提供給廣大的人民群眾更加準確、可靠的環境質量信息。與此同時,為了真正達到環境質量信息資源共享的目的,環境監測網絡平臺應該采用100兆的交換式以太網,這種以太網的技術是非常先進的,能夠提供非常快速的數據傳輸速率,也能夠非常快捷地進行升級和擴展。在搭建環境監測網絡平臺之前,必須高度重視其網絡布線工作。在進行環境監測網絡平臺的網絡布線工作的過程中,必須做到統籌全局、綜合規劃,保證一個房間最低必須設置兩個端口。
一般來說,應該采取星型拓撲結構,這種拓撲結構比較簡單,成本也不高,排除線路故障也非常簡單方便,倘若網絡連接出現問題,通常僅僅會使一臺計算機不能夠正常工作,非常容易進行隔離。另外,在計算機網絡技術在環境監測工作中的應用更加廣泛的新形勢下,如何保證網絡安全也正在變得比以往更加重要。因此,可以保證環境監測網絡平臺的服務器采用雙機數據備份方式,并且在環境監測網絡平臺中安裝病毒防火墻,真正避免網絡黑客的非法入侵。在此基礎上,也應該在環境監測網絡平臺之中安裝金山毒霸、瑞星殺毒等等各種有效的殺毒軟件,真正對于應用程序、數據庫給予科學有效的安全防護。
二、空間模型管理與模擬技術在環境監測工作中的應用
通過空間模型管理與模擬技術在環境監測工作中的應用,能夠保證環境監測工作從以往的“點”直接地拓展到“面”上,實現點面結合。與此同時,能夠實現環境監測工作人員對于各種各樣的環境污染問題的提前預測預報能力的大幅度提高,非常有利于搭建以環境突發事件服務為基礎的環境監測預報評估平臺。
三、遙感技術在環境監測工作中的應用
在現代地理信息系統中,遙感圖像與數據是核心來源。遙感圖像是一種綜合性的地理信息源,其中包括了各種各樣的地理要素,并且也能夠提供空間信息,能夠保證地理現象的空間分布具備更加真實可靠的定位、定量數據。遙感數據可以使得地理綜合體的形象以及概念變得形象化,并且,又能夠向環境監測工作人員展示出全球性質的交織在一起的可見景觀實體影像。人地關系是非常復雜而且也是非常難分的,通過其中的相互依存及相互制約的關系,環境監測工作人員可以由此及彼、由表及里、超越直接的想象,根據間接的標志,獲取非常豐富的二次信息。由此看來,我們能夠將遙感技術定義為一種能夠綜合運用物理方法、數學方法和地理方法的數據獲取技術。在現階段,遙感技術已經不僅僅是一種非常孤立的技術,這種技術也能夠和GPS全球定位系統、地理信息系統以及計算機網絡技術之間相互聯系,從而可以為環境監測工作人員提供多維和動態的環境監測數據。
在環境質量監測工作的過程中,通過遙感技術在環境監測工作中的應用,必須深入地把握大氣層中那些能夠產生輻射的微量氣體在空氣之中的具體分布狀況和變化情況,主要包括一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、二氧化硫等等,從而為保證環境質量提供良好的基礎。
四、結束語
遙感技術的定義范文6
關鍵詞:海洋災害;遙感課程;改革研究
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)46-0067-02
遙感是現代空間信息學的核心技術之一,自20世紀80年代以來,我國各高等院校都相繼開設了“遙感”方面的課程[1-2]。但現有的遙感教學存在的一些不足之處,如:(1)遙感技術的快速發展與教材更新緩慢的矛盾;(2)內容過深,與實際的生活接觸有所差異;(3)遙感基本技能的培養與實踐時間過少的矛盾;(4)專業素質的培養與傳統的授課方式和考核方式的矛盾[3-5]。《遙感應用技術》是上海海洋大學空間信息與數字技術專業的專業必修課,其是一門理論與實踐相結合且技術性很強的課程。本文結合上海海洋大學培養海洋類人才的目的,對遙感課程的教學改革進行了探討。
一、“海洋災害”案例驅動下的遙感課程教學改革的簡介
現代海洋產業的發展離不開良好的海洋環境,良好海洋環境的維護離不開迅捷、快速準確的監測,遙感作為新興的監測技術在海洋中將發揮重要作用[6]。而我國政府十分重視海洋觀測技術的發展。在2010年兩院院士大會上再次提出:“要大力發展空間和海洋科學技術,提高海洋探測及應用研究能力和海洋資源開發能力,使我國海洋技術水平進入世界前列。”
上海海洋大學的辦學宗旨即與國家海洋發展的主戰略銜接,為國家和區域海洋經濟發展及產業需求提供技術支撐、人才服務等智力支持。設計“海洋災害”案例驅動下的遙感課程教學改革,在學生掌握遙感技術的同時,提高學生海洋環境保護意識,增強學生的實際動手能力,錘煉學生解決實際海洋問題的能力。
二、“海洋災害”案例驅動下的遙感課程教學改革的內容
“海洋災害”案例驅動下的遙感課程教學改革主要是通過設計不同的海洋災害案例(如風暴潮、海浪、海冰、赤潮、海嘯以及溢油),將系統性和理論性較強的遙感基礎理論融入到每個案例中,讓學生在實際的海洋災害案例中掌握系統的遙感基礎理論知識。
1.“海洋災害”遙感數據的收集。通過播放新聞報道或模擬的方式,讓學生接觸一場海洋災害,以風暴潮為例,并告訴學生他們的任務是:對海洋災害進行預測預報,做到防災減災的目的。在第一階段,引導學生分析預測預報“海洋災害”所需的數據。故此,引出遙感的基本概念、遙感系統的組成、遙感的主要類型以及遙感的主要特點等基礎知識。
2.“海洋災害”遙感數據的處理。面臨收集到的海洋遙感數據,大多數初學者無從下手,也看不懂,其原因是不懂遙感數據的原理。在此,引入遙感的成像原理、電磁輻射與地物光譜特征,以及遙感圖形的特征等概念。
學生們了解了遙感像素的實際意義的同時,主要培養學生的空間意識。因此加入數字圖像的校正等實際操作內容,理論與實際操作相結合,邊操作邊講解何為輻射校正、幾何校正、圖像增強以及多源信息復合等知識。
3.“海洋災害”遙感數據的判讀。以風暴潮為例,風暴潮是指由強風或氣壓驟變等強烈的天氣系統影響而引起的海面異常升降現象。通過兩景不同時段的遙感影像的判讀,提取海面的異常變化,是通過遙感方式監測風暴潮的主要手段,而此時就要熟悉遙感影像的判讀。為了很好地判讀影像,需要對影像做一系列的處理,包括對比度變換、空間濾波、彩色變換、圖像運算、多光譜變換等,同時對遙感圖像的解譯方法和過程也要熟悉掌握。
4.“海洋災害”遙感數據的可視化。通過三維繪制引擎、地形的識別技術、場景的顯示等技術,實現海洋災害的再現。在此作為知識的擴充,講解遙感在與其他數據(如DEM數據)融合,以及后期制圖和可視化顯示等知識。
三、“海冰”災害監測案例驅動下的遙感教學示例
以“海冰”災害監測為例,在結束的遙感教學中,對案例驅動的教學方式進行了實驗。
海冰災害主要發生在渤海和黃海北部和遼東半島沿岸海域。海冰的主要危害上威脅船舶和海上構筑物的安全,影響漁業和航運等。2001年2月,渤海出現近20年來最嚴重的海冰,遼東灣最大冰厚60m,遼東灣北部港口基本處于封港狀態,秦皇島海域航標受損,40多艘船舶被困,航運中斷,天津港船舶進出困難,渤海海上石油平臺受到流冰嚴重威脅。現以渤海灣海冰預警預報為例,實現遙感的知識講授,整體流程如圖1所示。
在“海冰”監測數據需求分析階段,通過分析渤海灣的“海冰監測”要求,分析所需數據,主要包括MODIS數據、Landsat數據、SAR數據、微波散射數據等。故此,為學生解惑,不同遙感平臺、不同的探測手段等,同時,掌握遙感的基本概念、遙感系統的組成、遙感的主要類型以及遙感的主要特點等基礎知識。為了實施后期操作,主要提供了同一地區三個不同時間段的數據(免費數據),如圖2所示,由此可以清晰地看出該地區的海冰覆蓋。
在數據的預處理階段,主要是上面三景數據進行預處理。此時結合操作軟件ENVI,講解坐標系的定義、圖像的幾何糾正、圖像的剪裁等。但是為了更好地理解這些操作的目的及原理,需要學生掌握遙感的成像原理、地物光譜特征和大氣對輻射的影響等。
在數據的特征提取階段,為了更好地監測海冰的邊界等信息,需要對比度變換、空間濾波、彩色變換、圖像運算、多光譜變換等。同樣結合ENVI操作,在學習理論知識的同時,熟練其操作工程。最后根據不同的要求,對監測結果以出圖或報表的形式數據。
四、結語
“海洋災害”案例驅動下的遙感課程教學改革,使得遙感教學從以理論教學為主的傳統遙感教學模式中擺脫出來,激發學生的學習興趣,進而激發他們學習的主動性和創造性;通過實際海洋災害案例的設計,培養學生海洋意識,從根本上提高教學質量,全面培養學生的實際應用能力和解決海洋問題的能力。
參考文獻:
[1]白淑英,沈潤平,王莉,等.遙感科學與技術專業綜合實習教學環節改革[J].中國科教創新導刊,2009,(26):174.
[2]陳述彭,趙英時.遙感地學分析[M].北京:測繪科學出版社,1989.
[3]張飛,買買提?沙吾提,丁建麗.《遙感概論》精品課程的“教學與科研互動模式”探索[J].科技創新導報,2011,(3):174-174.
[4]熊勤學,朱建強,尚正春.遙感與信息技術探究型自主學習網站設計與開發[J].安徽農業科學,2010,38(22):12255-12256.