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农业遥感平台包括航天平台、航空平台、地面平台三种,地面平台有三角架、遥感塔、遥感车等,主要用于近距离测量地物波普,获得地物细节影像。遥感技术并不是完美的,受技术水平、天气、地理位置、地形等方面的制约,存在着几何位置和辐射能量上的误差等问题。
1 遥感技术与能源作物
遥感技术已经广泛运用到精准农业中,给农业管理带来了革命性的改变。能源作物作为一种可再生能源,污染少、可再生等特点越来越受到国际社会的关注。针对能源作物的遥感技术也不断的发展进步[1]。
1.1 农业遥感技术现状
当前农业管理的内容包括施肥、除虫、产量、除草、质量、作物生长状态监视等,都可以通过遥感技术进行监测。遥感技术基于光谱信息的采集,可以发现人眼观察不到的信息,比如虫病感染、营养缺失、农药残留等。随着卫星技术的发展,遥感技术被广泛运用于土壤调查、农作物估产、水资源调查等领域。当然遥感技术本身也存在着一些缺陷,如光谱范围受限制、周转时间过长、无法实时观测、空间分辨率低等。
1.2 能源作物应用现状
生物能源指任何非化石生物材料所产生的热能来源,可以来自海洋及陆地,包括从废渣提取的甲烷、从玉米或甘蔗中提取的乙醇和柴火等。能源作物有三大类:糖类和淀粉作物、油类作物和木质纤维作物。糖类和淀粉作物方面,小麦和玉米在我国主要用于生产乙醇,乙醇生产成本低,具有很强的市场竞争力;油类作物方面,油菜、蓖麻、向日葵和大豆是主要油脂作物。油料植物分为草本植物和木本植物两种,我国对于生物柴油的研发比较晚,但发展速度较快。目前草本植物方面主要种植大豆和油菜,木本植物方面种植麻风树、绿玉树、光皮树、山枫子;木质纤维作物方面,多数木质纤维素类作物人处于开发和筛选阶段,大规模种植技术和运输问题也需要解决。Miscanthus由于养分需求少、不侵蚀环境、水量需求低等特点,已成为我国最具潜力的可再生能源来源[2]。
2 地面农业遥感平台在能源作物生物量监测中的研究与应用
2.1 地面遥感技术监测能源作物应用现状
与其他农作物监测采用的方法一样,能源作物遥感监测的方法包括卫星、小型飞机、地面遥感装置三种,各有优劣。卫星拍摄范围大但是分辨率低、周转时间长;小型飞机工作环境灵活,时间灵活,但存在着地域局限性。
2.2 地面农业遥感平台在能源作物生物量监测中的研究与应用
地面平台包括三角架、遥感塔、遥感车、遥感船、建筑物顶部装置等,用于近距离捕捉地物细节影像和地物波普。目前地面遥感平台的遥感塔搭建用的是高光谱分辨率的传感器,放置在38m高的云台上,可进行水平360°垂直90°的转动,钢塔一般设置在能源作物的中间,以方便进行全方位的观测。相比于其他遥感方式的不足,一塔式的独立遥感系统具有空间分辨率高、时间周转快、光谱分辨率高的特点。
但地面遥感平台也存在图像几何失真,遥感图像辐射失真等缺陷。造成图像几何失真主要原因有以下几点:遥感平台的运行状态;地球本身对遥感图像的影响;传感器内部失真;平台高度变化,轨道偏移和姿态变化等。造成图像辐射失真的原因有:传感器灵敏度特性引起的失真、太阳高度和地形引起的失真、大气因素引起的失真等,可通过纠正辐射亮度来消除辐射误差。
为了加强遥感图像的精确性,必须消除这些误差。消除几何误差有两种方法:建立几何失真的数据模型,利用数学模型消除几何失真;收集实地地物的真实坐标值,确定真实值与失真后图像间的关系,以校正失真误差。在实际操作中,通常会把两者连起来用。首先建立一个几何失真的数学模型,建立失真图像与标准图像之间的关系,实现不同图像空间中象元位置变换;然后利用这种对应关系把失真图像中的象元转化到标准空间中,主要有直接转换法和重采样法两种手段。
关键词:精细农业;遥感技术;应用;问题;解决途径
收稿日期:2011-06-04
作者简介:张旭(1990―),男,内蒙古人,中国地质大学(北京)地质学专业大学生。
中图分类号:TP79文献标识码:A文章编号:1674-9944(2011)07-0211-03
1引言
精细农业也被称为因地制宜农业、处方农业。它可以在遥感、地理信息系统和全球定位系统技术支持下,进行抽样调查,获取作物生长的各种影响因素信息(如土壤结构、含水量、地形、病虫害等)。通过进行农田小区作物产量对比,分析影响小区产量差异的原因,获取农业生产中存在的空间和时间差异性,可以根据每个地块的农业资源特点,按需实施微观调控,以充分利用现代化和机械化,精耕细作,获取高的经济效益。
遥感技术是指运用现代光学、电子学探测仪器,不与目标物相接触,从远距离把目标物的电磁波特性记录下来,通过分析、解译揭示出目标物本身的特征、性质及其变化规律的综合性探测技术。其基本原理就是不同物体的电磁波特性是不同的(黄惠珍,2010),通过探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波,从而提取这些物体的信息,完成对远距离物体的识别。
2遥感技术应用于精细农业的必要性
随着科学技术的发展,传统农业因耗能高、产量低,正逐步被新型农业所代替,而精细农业,适应了现代农业产量高、投入少、节约资源、保护环境的要求(姚建松,2009),它的出现,是传统农业向新型农业转型的必然结果,具有历史必然性。
遥感技术是精细农业获得田间数据的核心来源。没有遥感技术的服务,就没有精细农业的发展。由于不同含水量的土壤具有不同的地表温度(谷纪良,2010),不同生长期和不同生长情况的农作物具有不同的波谱发射特征。因此,通过对作物本身及其生长环境的波谱特性研究,可定量测定作物的生长状况和空间变异信息(李新磊等,2010),了解生态环境变化,为及时作出合理化的调整提供最权威的数据资料。因此,精细农业要发展,必然需要遥感技术的应用。
3遥感技术在精细农业中的应用
遥感技术可以客观、准确、及时地提供作物生态环境和作物生长的各种信息。这是精细农业获得田间数据的重要来源。因些,遥感可以在很多方面为精细农业服务。
3.1作物养分诊断与监测研究
作物养分主要包括氮、磷、钾等元素,如果缺乏会导致作物光合作用能力和产量降低。近20年来,利用遥感进行作物养分(尤其是氮)实时监测和快速诊断一直是农业应用研究的热点,其中,高光谱遥感可很好的对作物养分进行诊断和监测(姚云军等,2008)。基本原理就是利用作物氮、磷、钾等含量的变化会引起作物叶片生理和形态结构变化,造成作物光谱反射特性变化的特性。作物养分高光谱诊断与监测方法主要包括多元统计回归方法诊断作物养分含量,基于特定吸收波段内波谱特征参数的作物养分诊断。
3.2农作物播种面积遥感监测与估算
搭载遥感器的卫星或飞机通过田地时,可以监测并记录下农作物覆盖面积数据,通过这些数据可以对农作物分类,在此基础上可以估算出每种作物的播种面积。目前商业销售的遥感图像已经达到1m空间分辨率,在这种高分辨率图像中可以进行精确的农作物播种面积估算。
3.3遥感监测农作物长势与产量估算
作物长势是作物生长发育状况评价的综合参数,长势监测是对作物苗情、生长状况与变化的宏观监测。构建时空信息辅助下的遥感信息技术与作物生理特性及作物长势之间的关系模型便于作物长势监测。利用遥感技术在作物生长不同阶段进行观测,获得不同时间序列的图像,农田管理者可以通过遥感提供的信息,及时发现作物生长中出现的问题,采取针对措施进行田间管理(如施肥、喷施农药等)。管理者可以根据不同时间序列的遥感图像,了解不同生长阶段中作物的长势,提前预测作物产量。自20世纪80年代初开始,中国有关研究部门与高校合作,利用陆地卫星和气象卫星进行大面积作物长势和产量监测的研究与试验。这为我国作物产量的提前预报奠定了科学基础。
3.4作物生态环境监测
利用遥感技术可以对土壤侵蚀、土地盐碱化面积、主要分布区域与土地盐碱化变化趋势进行监测,也可对土壤水和其它作物生态环境进行监测,这些信息有助于田间管理者采取相应措施,合理调配,及时改善作物生态环境,使作物更好地成长。
3.5灾害损失评估
气候异常对作物生长具有一定影响,利用遥感技术可以监测与定量评估作物受灾程度,作物受旱涝灾害影响的面积,对作物损失进行评估,然后针对具体受灾情况,进行补种、浇水、施肥或排水等抗灾措施,减少损失。
4遥感技术在精细农业发展中面临的问题与解决途径
4.1遥感数据库不足
遥感技术在应用于精细农业中,因作物的生态物理参数(如含水量、叶绿素含量、叶面积指数等)各异,生长环境复杂,生长过程中随时间的推移作物与土壤的各种物理化学条件都会变化,这就需要建立大量的数据库,给遥感农业带来了不便。而现有精细农业中的遥感数据库还处于发展阶段,数据量不足,有待进一步完善。
4.2解译水平有待进一步提高
遥感技术在精细农业中的应用尚且处于探索阶段,许多解译方法尚不成熟,如多种田间组分(作物、土壤等)混合光谱的研究等。而现代遥感技术单一解译技术已趋于成熟,但混合光谱的研究才刚刚起步,还需要加强解译水平,完善解译体系。
4.3建立标形植被光谱数据库
深入开展农业应用中标准地物光谱特征研究,总结标准地物在不同条件下光谱变异规律,完善和扩充农业光谱数据库,在应用研究时将目标物与标形地物的波谱特征进行对比,观察波谱图像,总结波谱特征规律,进一步确定目标物的现实特征,进而实施相应手段,提高作物产量。
4.4建立健全解译体系
加大遥感解译的投入力度,建立健全常用地物的解译体系,特别是完善农业遥感中的解译系统,将传统解译与现代信息技术相结合,结合地理信息系统,定位导航系统的发展,将不同地区不同地物的波谱特征纳入解译体系,提高解译水平。
建立标形地物波谱数据库,加强农田水分条件、肥力条件、病虫害等因子在遥感图像中的解译标志,实现农作物征兆信息的智能化提取,上述关键技术的突破,将有助于阐明作物生长环境和收获产量实际分布的相关机理,有助于遥感动态监测定量化,建立作物长势与产量预报定量模型,这对于提高农业田间科学管理(灌溉、施肥或喷洒农药)具有重要意义。
5结语
遥感技术的研究与发展,是促进精细农业发展的重要一步,随着更高分辨率遥感技术的发展,遥感技术在精细农业中的应用必将更进一步。未来精细农业中遥感的定位,将从定性监测逐步转向定量监测,定量遥感将在精细农业中发挥更加重要的作用。因此,加强定量遥感的研究力度,完善定量遥感体系,建立定量遥感农业模型,将为农业遥感发展带来新的活力,必将促进精细农业的蓬勃发展。
参考文献:
[1] 黄惠珍.遥感技术在我国农业生产中的应用[J].科技信息,2010(24):46.
[2] 姚建松.我国精细农业发展前景探讨与研究[J].中国农机化,2009(3):26~28.
[3] 谷纪良.浅谈我国精细农业的应用情况和技术构成[J].消费导刊,2010(8):224.
[4] 李新磊,苏俊.试述现代精细农业的技术构成及其应用[J].中小企业管理与科技,2010(6):79~81.
[5] 姚云军,秦其明,张自力,等.高光谱技术在农业遥感中的应用研究进展[J].农业工程学报,2008,24(7):301~306.
[6] 任丽萍,杜波.精细农业-现代化农业的发展方向[J].黑龙江科技信息,2009(21):145.
[7] 王建强,王丽梅.3S 技术在精细农业发展中的综合应用探讨[J].水利科技与经济,2008,14(3):235~236,244.
[8] 杨淑芳.遥感技术在农业上的应用与展望[J].农业科技展望,2008(7):39~42.
【关键词】遥感技术;水利水电工程;勘测
0.引言
自改革开放之后,我国的社会主义经济取得了飞速的发展,科技也得到迅速的提升,新技术的使用已经步入了高速时期,水利水电工程建设也随之实现了迅速的发展。而水利水电工程建设的第一步就是勘测,随着科学技术的不断发展,遥感技术在水利水电工程地质勘测中得到了越来越广泛的使用,其在水利水电工程建设中发挥着至关重要的作用。
1.遥感技术
遥感技术主要包括接受装置、遥感平台、图像处理设备、信息传输设备以及遥感器等,其具有非常高的使用价值,可以当作微波辐射计、多光谱扫描仪、照相机或合成孔径雷达等,发挥辐射、扫描、照相、雷达、传输或其他作用。所以,在许多领域,如气象、军事以及工程建设等都普遍应用到了遥感技术。一般遥感技术都是应用红外光、红光以及绿光这三种光谱波段来实施探测的[1]。其中红外光段主要是用于探测矿石、土地以及其他资源;红光段主要是用于探测污水及植物生长;而绿光段则主要是用于探测土壤、地下水岩石以及其他的物质。总而言之,遥感技术可以恰当、全面且精确地对多种物质进行勘测,因此,遥感技术可以适用于诸多的领域。
2.遥感技术的优点
遥感技术具有诸多的优点:第一,遥感技术具有较强的信息综合性。遥感技术可从时间段、波段以及多维度等方面对地球进行观察,进而构建成一个综合的勘测。第二,遥感技术具有较快的获取信息速度。卫星遥感调查可以利用陆地卫星及气象卫星这两方面来获取大范围的资料,陆地卫星每18天就可以对地球影响进行一次测量,而气象卫星每天可以对地球进行两次遥感摄影。第三,遥感技术可以勘测较广的范围。利用航拍照片可以拍摄到1700km2的面积,而卫星图像可以拍摄到航拍照片双倍的面积,由此可见,卫星遥感技术可以勘测到较广的范围。第四,遥感技术的抗干扰性非常强,极少会因人为因素而受到影响[2]。
3.水利水电工程勘测中遥感技术的应用
3.1在勘测天然建筑材料过程中遥感技术的应用
地球上有诸多的天然建筑材料存在于地质之中,如石料、混凝土以及土料等,能否将这些天然建筑材料应用于水利水电的建筑工程之中,则必须对开采这些材料的难度大小、这些材料在地质中的含量大小以及这些材料的质量是否达标等诸多问题加以全面考虑,而以往的勘测技术无法解决这些问题,这就导致那些天然建筑材料无法得到使用,从而大大地增加了工程的建筑成本。然而,遥感技术则可以利用微波遥感及红外遥感来对各种天然建筑材料在地质中的分布位置及含量进行勘测,如此一来,工作人员调查、挖掘天然建筑材料的难度就得以降低,从而使开采工作得以更加高效、顺利地进行。
3.2在水利规划过程中遥感技术的应用
调查水利的现状就是为了对可能发生的问题以及水利的详细资料进行总结,并对水利规划进行预估,因此,水利规划的基础就是勘测。水利规划中遥感技术的应用主要是利用红外线波段来对污染问题进行探测。因此红外线波段和光波段可以将污染源找出来,之后再依据水质监测来评估水环境,遥感技术可以根据污染物的排放量或者从河流的水容量到河流所受的污染程度来探测出污染问题。最后再通过处理卫星资料,即可获得各个时段水域面积的资料,这使得勘测工作得到了极大的简化,同时也使得人员劳动力及资金成本得到了有效的降低。
3.3在勘测水利水电工程不良地质现象过程中遥感技术的应用
确保水利水电工程可以长时间使用的一个主要的因素就是水利水电工程地质的平稳性。倘若地质发生不良现象,势必会给水利水电工程带来破坏性的损坏,例如崩塌、泥石流以及滑坡等[3]。传统的地质勘测方式没办法将地质中泥石流、崩塌及滑坡等不良现象的发展速度探测出来,而利用遥感技术则可以实现实时预报、分析以及观测地质状况,以使工作人员能够明确地掌握不良地质的分布范围以及不良地质现象的发展速度,这对于水利水电工程建设防护工作的开展是非常有帮助的。
3.4在勘测水利水电工程的结构稳定性过程中遥感技术的应用
水利水电工程结构的稳定性决定了工程是否会因地质环境而受到影响,其也是决定其使用寿命的一个重要因素,因此,对水利水电工程的结构稳定性进行勘测就显得非常有必要。有些地质虽然表面具有较好的稳定性,但内部却存在着断裂,倘若地质结构出现了变化,势必会给水利水电工程造成极大的损坏。而在勘测水利水电工程结构稳定性的过程中,应用遥感技术可以得到关于地质结构的信息,然后再对这些信息进行全面的分析,就可以对地质结构是否稳定进行判定。尽管以往的勘测技术也可以对地质的稳定性进行勘测,可是却无法精确地分析断层近期的活动情况。
3.5在勘测水利水电工程的渗漏可能性过程中遥感技术的应用
在水利水电工程中往往会有渗漏的现象出现,这会在很大程度上缩短工程的寿命和使用性。因此,怎样处理水利水电工程中的渗漏问题就显得尤为重要。通常存在较大渗漏性的风华岩体、断裂破碎带以及岩溶地区的地下暗河等都极易导致水利水电工程出现渗漏现象。而利用遥感技术来对水利水电工程的地质状况进行探测,可以全面地掌握地质的构成成分及分布状况,然后再对极易出现渗漏的地质区域进行记载,并对其加以分析和处理,水利水电工程渗漏的可能性就可以得以降低。
4.结语
众所周知,水利水电工程不仅具有繁杂的结构以及庞大的规模,而且涉及到较大的范围,它对人们的生活生产以及社会经济的发展都具有极其重要的意义。因此,对遥感技术在水利水电工程勘测中的应用进行研究,不断地提升遥感技术在水利水电工程勘测中的应用水平,充分地发挥出遥感技术的应用优势。
参考文献:
[1] 黄诗峰. 遥感技术在水利上的应用[J]. 高科技与产业化. 2013(11)
关键词:遥感技术;特点;海洋测绘;应用
遥感是以航空摄影技术为基础,在20世纪60年代初发展起来的一门新兴技术。遥感(Remote Sensing),从广义上说是泛指从远处探测、感知物体或事物的技术。即不直接接触物体本身,从远处通过仪器(传感器)探测和接收来自目标物体的信息(如电场、磁场、电磁波、地震波等信息),经过信息的传输及其处理分析,识别物体的属性及其分布等特征的技术。通常遥感是指空对地的遥感,即从远离地面的不同工作平台上(如高塔、气球、飞机、火箭、人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等)通过传感器,对地球表面的电磁波(辐射)信息进行探测,并经信息的传输、处理和判读分析,对地球的资源与环境进行探测和监测的综合性技术。遥感方式有主动式和被动式两种,主动式遥感先由遥感器向海面发射电磁波,再由接收到的回波提取海洋信息或成像。被动式遥感的传感器只接收海面热辐射能或散射太阳光和天空光的能量,从中提取海洋信息或成像。当前,遥感形成了一个从地面到空中,乃至空间,从信息数据收集、处理到判读分析和应用,对全球进行探测和监测的多层次、多视角、多领域的观测体系,成为了获取地球资源与环境信息的重要手段。
一、遥感技术的特点
遥感作为一门对地观测综合性技术,它的出现和发展既是人们认识和探索自然界的客观需要,更有其它技术手段与之无法比拟的特点。遥感技术的特点归结起来主要有以下几方面:
(1)可获取大范围数据资料。遥感用航摄飞机飞行高度为10km左右,陆地卫星的卫星轨道高度达910km左右,可及时获取大范围的信息。一张陆地卫星图像,其覆盖面积可达3万多平方公里。这种展示宏观景象的图像,对地球资源和环境分析极为重要。
(2)能动态反映地面事物的变化。遥感探测能周期性、重复地对同一地区进行对地观测,这有助于人们通过所获取的遥感数据,发现并动态地跟踪地球上许多事物的变化。同时,研究自然界的变化规律。尤其是在监视天气状况、自然灾害、环境污染甚至军事目标等方面,遥感的运用就显得格外重要。
(3)获取信息的速度快,周期短。遥感探测能在较短的时间内,从空中乃至宇宙空间对大范围地区进行对地观测,并从中获取有价值的遥感数据。由于卫星围绕地球运转,从而能及时获取所经地区的各种自然现象的最新资料,以便更新原有资料,或根据新旧资料变化进行动态监测,这是人工实地测量和航空摄影测量无法比拟的。
(4)获取信息受条件限制少。在地球上有很多地方,自然条件极为恶劣,人类难以到达,如沙漠、沼泽、高山峻岭等。采用不受地面条件限制的遥感技术,特别是航天遥感可方便及时地获取各种宝贵资料。
(5)获取的数据具有综合性。遥感探测所获取的是同一时段、覆盖大范围地区的遥感数据,这些数据综合地展现了地球上许多自然与人文现象,宏观地反映了地球上各种事物的形态与分布,真实地体现了地质、地貌、土壤、植被、水文、人工构筑物等地物的特征,全面地揭示了地理事物之间的关联性。
(6)获取信息的手段多,信息量大。根据不同的任务,遥感技术可选用不同波段和遥感仪器来获取信息。例如可采用可见光探测物体,也可采用紫外线,红外线和微波探测物体。利用不同波段对物体不同的穿透性,还可获取地物内部信息。例如,地面深层、水的下层,冰层下的水体,沙漠下面的地物特性等,微波波段还可以全天候的工作。
目前,遥感技术已广泛应用于农业、林业、地质、海洋、气象、水文、军事、环保等领域。在未来,预计遥感技术将步入一个能快速,及时提供多种对地观测数据的新阶段。遥感图像的空间分辨率,光谱分辨率和时间分辨率都会有极大的提高。其应用领域随着空间技术发展,尤其是地理信息系统和全球定位系统技术的发展及相互渗透,将会越来越广泛。
二、遥感技术在海洋测绘领域的应用
海洋遥感技术主要包括以光、电等信息载体和以声波为信息载体的两大遥感技术。海洋声学遥感技术是探测海洋的一种十分有效的手段。利用声学遥感技术,可以探测海底地形、进行海洋动力现象的观测、进行海底地层剖面探测,以及为潜水器提供导航、避碰、海底轮廓跟踪的信息。
海洋遥感主要应用于调查和监测大洋环流、近岸海流、海冰、海洋表层流场、港湾水质、近岸工程、围垦、悬浮沙、浅滩地形、沿海表面叶绿素浓度等海洋水文、气象、生物、物理及海水动力、海洋污染、近岸工程等方面。遥感监测己成为海洋及海岸带主要的监测手段和信息源。
利用传感器对海洋进行远距离非接触观测,以获取海洋景观和海洋要素的图像或数据资料。海洋不断向环境辐射电磁波能量,海面还会反射或散射太阳和人造辐射源(如雷达)射来的电磁波能量,故可设计一些专门的传感器,把它装载在人造卫星、宇宙飞船、飞机、火箭和气球等携带的工作平台上,接收并记录这些电磁辐射能,再经过传输、加工和处理,得到海洋图像或数据资料。
海洋的各种经济和军事活动,都需要获取及时、准确的海面现场数据。高频地波雷达以探测距离远、面积大,并能超视距、全天候探测海面等优越性,被广泛应用在世界海洋经济活跃的重要区域。利用卫星高度计资料进行潮波分析、海洋风浪场、重力场、海洋大地水准面、全球气候变化等研究;应用合成孔径雷达(SAR)信息进行海底地形、海洋内波、海浪方向谱等研究;以光学和微波遥感信息为主,通过多源信息复合技术建立海流、海面风场分析方法和模型;我国在以上海为中心的长江三角洲外缘,舟山群岛的朱家尖和象山分别建立了两个高频地波雷达站,夜以继日地观测两站连线以东四万平方公里海面风、浪、流的数据。
风力、波浪、潮流等是塑造海洋环境的动力,利用RS,GPS 等现代海洋观测技术可以大范围快速、准确、直接地获得海洋动力信息,对于海面风场观测,遥感所获得的海面风数据一般是距海20nm 处的观测资料。这些资料的取得有助于台风大风预报和波浪预报。对于海浪观测,可以通过合成孔径雷达反演波浪方向谱或者可以通过动力模式来解决表面波场问题;对于海流观测,海洋中的海流主要受风力、引潮力和密度分布不均匀所驱动。测流主要使用雷达高度计,目前已联合使用卫星定位装置、数据采集系统和海流浮标,取得了有价值的资料。
21 世纪是人类开发利用海洋的新世纪,随着对地球认识的不断深化,海洋的作用越来越被人们所认识。我国东临太平洋,是世界上重要的海洋国家之一。利用遥感技术合理开发利用海洋资源,切实保护海洋生态环境,对于实现海洋资源、环境的可持续利用和海洋事业的协调发展,具有重要的意义。■
参考文献
[1]陈洪云,翟国君;海洋测绘进展评述[J];海洋测绘;2004年01期
[2]黎刚;环境遥感监测技术进展[J];环境监测管理与技术;2007年01期
[关键词]烟叶种植保险;遥感技术;新模式;指数化标准
我国农业保险具有高成本性,较之其他险种的经营技术赔付率也更高,云南烟叶是全国烟叶发展的“领头羊”,全省烟叶年产量超过90万吨。在国家和当地政府支持以及烟草公司对烟叶种植保险的补助下,烟叶种植保险的迅速发展为烟农提供了利益保障。由于云南省烟叶种植区域地形限制,烟叶种植分散,自然灾害频发,投保时难以一一确定烟田,理赔时难以处处查勘灾情,所以保险公司耗费大量人力物力成本在承保和查勘环节。
1云南烟叶种植保险现状及存在的问题
(1)承保理赔程序复杂。索赔流程包括报案、查勘定损、确定损失赔付金额、张榜公布、发放赔款等。农户与保险公司对责任范围和损失程度上意见不一,难确定赔付金额,索赔流程复杂繁琐,导致农户产生抵触情绪。(2)人力物力耗资较大。保险公司的分支机构大都设置在县级及以上的城市,一旦发生保险事故,往往是在县级的区域范围,县级保险公司人力有限,在灾害多发的季节往往会聘请临时员工,人工成本很高而查勘人员素质不高,加上交通不便,也导致了查勘定损失去了时效性。(3)道德风险严重。投保了烟草种植保险的农户,虽然知道保险可以在灾害发生时进行经济补偿,但是大多数农民分不清烟叶种植保险的保险责任,连带作物索赔、连带受灾索赔和夸大受灾面积的情况经常发生,严重影响了保险公司的经营工作。(4)损失计算标准不一。县级保险公司人数有限,无力一一查勘灾情判定损失情况,以云南省太平洋财产保险股份有限公司的烟草种植保险条款为例,其赔款计算公式为:赔款=每亩保险金额×损失面积×损失程度。其中损失面积以及损失程度都存在不确定性,在处理损失面积上,烟农实际投保面积小于实际烟草种植面积,无论哪部分受灾时,也总会算到投保区域上。再者,在损失程度的计算上,一般是选取样方,抽样调查,从而确定样方周围烟草的损失程度,在损失程度的确定上也多是模糊处理。
2烟叶种植保险现存经营模式
烟叶种植保险的核保核赔流程主要包括:(1)调查与承保。主要是烟草种植区域是否符合当地普遍采用的种植规范,其次是投保种植面积的统计及其田主信息。普遍都是人工调查的方式,保险员在村级领导干部登记统计田地信息,按户统计投保人基本信息。农户缴纳保费后,保险公司出具保险单。(2)报案与受理。指发生保险事故后,烟农第一时间以电话的方式向村镇保险技术员报案,再由保险技术员向上级财险公司报案,各保险公司按照受损程度和范围适时启动相应级别的应急预案。(3)现场查勘。在保险事故发生后,根据损失原始记录和损失清单,适时采取随机抽样的办法确定受损面积。根据保险烟田灾害情况、受损面积大小,随机选择若干个抽样点,按实际抽样点受损烟株有效全损叶片总数与保险单约定的单株有效叶片基数和抽样点烟草总株数之积的比例计算确定。(4)确定赔款金额。保险公司查勘人员与烟农协商理赔金额。确定赔偿金额是根据保险标的损失程度,发生部分损失时,保险人根据损失面积和损失程度,在保单和批单规定的保险烟草有效保险金额标准以内计算赔偿金额。(5)理赔公示。保险公司将查勘定损结果在农业生产经营公共区域进行公示。
3遥感技术与烟叶种植保险的联系
遥感技术的应用使农业不断向精准化、高效化以及多样化发展,其已经成为未来农业发展的一个重要趋势。通过卫星遥感及无人机航拍,将获取的影像数据导入电脑,利用航空影像拼接软件及地理信息处理软件对农作物面积、种类、长势情况进行分析,获得相关数据。从而进行灾害评估、受灾面积精确认定等工作,为农业保险的核保核赔提供基础。通过遥感技术,将损害程度指数化,建立遥感数据和损失程度一一对应的赔付标准,按图承保,按图索赔。由于烟叶本身的特殊性,其产量为烟叶重量而非类似于玉米、稻谷一类作物产量为其种子,种子或果实在遥感图像上与其植株本身具有差异性。烟叶整个植株作为其产量的计算,由此在遥感图像上具有一致性和统一性,可以通过烟叶植被指数等参数以及高光谱特征反映烟叶受损的特征,将理赔标准指数化,大大减少后期查勘理赔的人力物力和理赔纠纷。所以,烟叶种植保险和遥感技术的结合相得益彰。通过对云南省烟叶种植实地考察和烟叶种植保险的深入研究,找出遥感技术在烟叶种植保险中的优势应用,结合遥感技术在烟叶种植保险承保、核保及核赔中发挥的积极作用,提高烤烟保险的核保核赔效率,节约人力物力资源,减少道德风险。形成天空地一体化评估模式,为烟叶种植保险的大面积推广提供理论支撑以及技术指导。
4拟采取的研究方法
依照烟叶生长时间为线索,在每年2月烟苗种植前,利用无人机遥感进行地块信息的确认,包括将投保烟农信息、投保面积、投保区域四至建立档案,由于烟农田地不一定全部集中,有必要以烟农个体为单位建立土地信息档案,此档案建立以后,来年统计投保信息时只需要稍作修改。到每年5月烟叶有明确的生长形态也是灾害多发时节的开始,利用遥感影像将作物生长情况录入系统,明确烟叶种植区域和面积,此后可能发生保险事故便会有对照的标准。当灾害发生时,直接利用烟叶在遥感图像上如植被指数等参数特征与5年同期植被指数的参数特征比较,将植被指数大小划分等级,并对应损失程度,分级定损。技术路线如图1所示。
5烟叶种植保险新模式
烟叶种植保险新模式图示如图2。调查与承保阶段,利用卫星遥感影像将烟叶种植区域进行圈定,同时分析统计该区域历史极端气候状况和发生频率,不同种植区域发生各种灾害的可能性有差异,气候差异便决定了费率差异。通过无人机遥感影像,因其分辨率远大于卫星遥感影像,所以利用无人机遥感影响对种植区域的面积进行勾勒计算,将农户一一建立档案,匹配田地信息,逐步形成投保信息系统。报案与受理阶段与原模式的差异在于在灾害发生前,可利用遥感影像在气象台专业人员的解译下得到精确的气象服务,信息传递到保险公司,保险公司可以在一定范围内合理调配查勘人员,确保理赔时效性。现场查勘阶段新模式优点在于可快速大范围查勘损失情况。现场查勘人员抽样测定损失情况,操纵无人机技术人员结合烟叶种植前裸地的三维模型,迅速确定飞行路线,得到受灾区域分布情况,拍摄受灾区域,回室内解译图片并匹配前期录入的土地信息。既要有遥感卫星相关数据和气象数据的定量分析,也有基于田间事实描述的定性分析,田间抽样再结合室内数据对比验证。确定赔款金额是新模式发挥作用最大的模块,理赔金额得到被保险人的满意才是烟叶种植保险产生的初衷,都是为了保障和补偿烟农的利益而产生的,新模式特点在于将烟草的损失指数化。以遥感图像计算出表征烟叶损失程度的植被指数等参数,再结合查勘人员现场样方计算的损失程度确定出大区域范围内适中的损失程度。再由烟叶种植前期匹配精确的种植面积,相对准确计算出赔偿金额。有效避免在田间人工协商赔偿的弊端。理赔公示阶段就需要将受灾区域无人机遥感图像展示出来,将图像标出具体受灾范围,受灾范围土地户主的姓名和面积,对应土地受灾程度与理赔金额,实现每一步都公开透明。
6意义与建议
6.1意义
(1)引导农业保险商业模式的创新,引导保险公司引进其他先进技术运用到保险行业中。由传统人工协商的评估模式到“天空地”一体化评估模式的转变,对评估和核保形式的完善具有重大的实践意义。(2)为建立农业保险大数据平台添砖加瓦。整合标的的属性信息和空间信息,推动保险承保由目录台账式管理到空间信息化管理,构建农业保险信息系统,建立基于遥感技术与快速理赔综合服务平台。(3)实现了灾情总体评估。从宏观上了解灾害的总体损失情况及空间分布,有效解决灾情认识不一的问题,有效地防范报损中存在的道德风险。(4)提供了保险赔付的固定证据。基于航拍影像的处理成果数据和图片,客观科学地向政府以及上级保险公司汇报灾害损失情况,说服力强且直观。(5)为人力难以到达或无法到达区域的调查提供支持。大大提高了承保和查勘的效率,减少了保险公司的人力和物力成本。
6.2建议
关键词:精细农业 遥感技术 全球定位系统 地理信息系统
0 引言
“精细农业”的核心指导思想就是要利用现代地球空间信息技术获取农田内影响作物的生长和产量的各种因素的时空差异,避免因对农田的盲目投入所造成的浪费和过量施肥施药造成的环境污染。具体而言,就是利用卫星定位系统对采集的农田信息进行空间定位;利用遥感技术获取农田小区内作物生长环境、生长状况和空间变异的大量时空变化信息;利用地理信息系统建立农田土地管理、自然条件(土壤、地形、地貌、水分条件等)、作物产量的空间分布等的空间数据库,并对作物苗情、病虫害、墒情的发生发展趋势进行分析模拟,为分析农田内自然条件、资源有效利用状况、作物产量的时空差异性和实施调控提供处方信息;在获取上述信息的基础上,利用作物生产管理辅助决策支持系统对生产过程进行调控,合理地进行施肥、灌溉、施药、除草等耕作措施,以达到对田区内资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的产量。精细农业技术是运用全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、传感器及检测系统、计算机控制器及变量执行设备等信息技术,对大田农作物生产和畜牧生产实施监控,从而提高作物和畜牧产量和质量,最大限度地保护生态环境,保证农业的可持续发展。
1 国内外“精细农业”技术的应用情况
1.1 国外“精细农业”技术的应用情况 在北美、欧洲和澳大利亚等地“精细农业”技术主要用于土地资源的详查及监测,农作物生长状况的监测和产量预测,灾害性天气、旱情、涝情和水情的监测,农作物病虫害的监测与精细防治和大地号农田的优化施肥等方面。
到了八十年代和九十年代,由于遥感技术(RS)、全球定位系统( GPS ) 和地理信息系统(GIS)的应用, 进行农情监测和产量预测已达到更加精确的程度,所用设备的数量和精度都在提高。目前全球已有20000 台“产量监测器”投入了使用,有的就装在收获机械上。
目前,在一些国家“可变比率洒施机”的试用引起了人们的极大兴趣。该机器的设计者试图借助于RS、GIS和GPS等技术获取田间信息(包括土壤参数和病虫害情况等),同时机器自动控制农药、化肥和种子的施入量。由于优化施肥,农场主从中可能获得巨大的经济效益。
另一种“可变比率洒施机”名为“实时闭循环系统”(Real-time closed-loop System),其设计者是想尽可能地摆脱对3S技术的依赖,田间信息直接由安在洒施机上的探测设备获取,并立即对数据进行分析并自动控制农药、化肥和种子的施入量。这种机器保证了所测得信息与所采取措施的地点的一致性。
1.2 国内“精细农业”技术的应用情况 我国是个农业大国,农业生产的自然条件十分复杂,自然灾害频繁,因此“精细农业”技术对我国农业生产来说是非常重要的。
我国利用地球资源技术卫星遥感资料进行土壤和水文调查开始于七十年代末和八十年代初,山西、内蒙等省(区)的土壤调查和农业区划工作就利用了卫星遥感资料。
1984-1986年,我国在京、津、冀地区,进行了大规模的冬小麦卫星遥感试验,取得了一定成果。1985和1986年小麦产量预报准确率分别为92%和95%。
可见,我国“精细农业”基本上还停留在卫星遥感、地理信息系统和产量预测方面
2 “精细农业”的技术思想
精细农业其核心思想是通过对农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素(如土壤结构、地形、土壤含水量、植物营养、病虫害、杂草等)实际存在的空间和时间差异性的分析,确定影响小区产量差异的原因,采取技术上可行、经济上有效的调控措施,区别对待,按需实施定位调控,以充分利用资源,实现最经济、最合理的投入,获得经济上和环境上的最大效益。精细农业之所以引起全世界广泛的关注,首先是因为它能显著提高产量,提高耕地资源利用潜力和保护环境;其次,是因为精细农业研究的意义已远远超出其技术系统应用发展本身的范围,它提供的技术思想和改造客观世界的认识思维方式,其影响更是深远的。
3 精细农业的技术构成
3.1 GPS——全球定位系统 推动精细农业发展的关键技术是在20世纪70年代末开始建立的全球定位系统。它是一种高精度、全天候、全球性的无线电导航、定位、定时系统,它可提供连续、定位和原子时钟信息。
3.2 GIS——地理信息系统 地理信息系统以地理空间数据库为基础,在计算机软、硬件的支持下,对有关空间数据按地量坐标或空间位置进行预处理、输入、存储、查询、检索、运算、分析、显示、更新和提供应用、研究,并处理各种空间实体和空间关系。它有如下特征:具有采集、管理、分析和输出多种空间信息的能力;具有空间分析、多要素信息分析和预测预报的能力,可为宏观决策管理服务;能实现快速、准确的空间分析和动态监测研究。将GIS用于精细农业中,可对农田小区的作物产量和各种影响因素进行存储、分析和管理。
3.3 RS——遥感技术 遥感技术可根据对遥感资料的解译,获得所研究区域内有关信息,具有宏观、快速、动态等特点。
不同含水量的土壤具有不同的地表温度,因而具有不同的热红外特性和热辐射特性。农作物不同生长期和不同生长情况均有不同的光谱反射曲线,所以结合研究区域内抽样调查的资料和GIS数据库,并依靠有关的专业基础知识,利用RS可获得土壤含水量、作物长势和产量等重要资料。
关键词:摄影测量;遥感技术;发展作用
中图分类号: P216 文献标识码: A
引言:
摄影测量与遥感主要是在不通过实地的接触的前提下,通过物体传送到传感器之上的信息数据显示,实现了对物体的具体测量和研究。通过传送的数据的分析和相应的技术处理,从而为实际的工程建设提供必要的参考。摄影测量在近年来得到了发展,经过专业团队的研究和考察,测量摄影逐渐朝向了数字的摄影领域发展方向。它是对数字、影像自动进行像片内定向、相对定向、绝对定向、自动空中三角测量、数字影像匹配、建立数字高程模型、制作数字正射影像、提取地物要素,实现基于软拷贝的全数字化摄影测量的理论、算法、软件的应用。
1 摄影测量与遥感的发展的重要作用
从摄影测量与遥感的发展来看,在近三十年来,摄影测量与遥感技术已经进入了测绘、农业、林业、水利、气象、资源环境、城市建设、海洋、防灾减灾等各个行业,在国民经济发展中发挥着越来越重要的作用。从上世纪七十年代后半程起,摄影测量已经开始从模拟摄影中跨越出来,已经进入了数字摄影阶段,摄影测量正在经过传统测绘技术向数字化测绘技术体系的转变。
1.1 摄影测量与遥感有利于推动测绘技术的进步
从二十世纪七十年代后期开始,我国的摄影测量经过了一个系统的转变。摄影测量逐渐从模拟摄影测量转化到解析摄影测量,并最终进入到了数字摄影测量的发展阶段,也标志着我国的传统测绘技术体系的解体,新的数字化的测绘技术体系的兴起。
首先,从数字影像的类型来说,我国目前已经建立了数字正射影像(DOM,Digital Orthophoto Map)、数字高程模型(DEM,Digital Elevation Model)、数字线划图(DLG,Digital Line Graphic)、数字栅格图(DRG,Digital Raster Graphic),同时还有其他相应的地名数据库与土地利用数据库,多样化的数据库与模型为摄影测量在现实生产生活中的应用提供了可能性,推动了测绘技术的发展。
其次,国家利用摄影测量与遥感技术绘制了大量各种比例尺地形图。除此之外,还建立了大量的全国级别的基础地理信息数据库。例如1:1000000、1:250000、1:50000比例尺级别的地理信息数据库;除了国家级外,省一级的1:10000比例尺级别的基础地理信息数据库、市县级1:500至1: 2000比例尺级别的地理信息数据库等等。
另外,我国应用陆地卫星TM数据、中巴卫星数据等,于上世纪80年代中期、90年代中期和末期完成了全国土地利用调查,并建立了业务运行系统,具有每年耕地数据动态更新和每五年土地利用数据全面更新的能力。现正在利用高分辨率遥感数据,开展第二次全国土地详查工作。我国还利用彩色红外遥感数据开展地质找矿应用研究,并成功地在新疆博罗霍乐北山地区发现矿藏。
1.2 摄影测量与遥感有利于提升
空间数据的获取能力经过近50年的发展,我国在空间数据获取能力方面有了巨大的提升。研发了具有自主知识产权的遥感数据处理平台,以此为核心建立了国产卫星遥感影像地面处理系统,并开展了定量遥感反演研究,为形成我国独立自主的对地观测数据获取、信息处理与分发服务体系奠定了基础。
首先,从数据获取能力方面来看,在国家973与863计划的支持下,成功研制了一系列传感器,发射了50多颗对地观测卫星,包括气象卫星、海洋卫星、资源卫星、通信卫星、导航定位卫星、返回式陆地卫星、科学实验卫星等,组成了风云、海洋、资源和环境减灾四大民用系列对地观测卫星体系,从地球同步轨道和太阳同步轨道上实现了对地球的多平台、多传感器观测,可以获取地球表面不同分辨率的光学和雷达图像,并将对地观测数据应用于气候、大气成分、水循环、植被变迁、海洋现象、自然灾害等地球空间环境变化的监测。
其次,在数据储备方面,已经积累覆盖全国陆地、海域以及周边国家和地区1500万平方公里的地球表面数据。
2摄影测量与遥感技术存在的问题
摄影测量与遥感技术已有100年的历史,在传统观念中是一门有理论体系、有技术难度、工序多面复杂,最能体现单位综合实力的一门专业。
就数字化测图以来,摄影测量与遥感仍然存在着: 工序复杂(航飞、像控、加密、测图、DOM、调绘编辑等),航飞资料难获取(空管、天气、保密等),自动化程度不高(加密点选择、特征点线采集、裁切线获取等),工序难衔接(客观、主观因素),与其它专业不融合(如大地测量、GIS),信息化水平低下(生产效率低、单机单兵作业、资料准备复杂、产品单一、组织生产管理难度大),无法满足信息化测绘的需求。
3解决措施
3.1解决航摄影像获取的难题。拟成立专门系统平台获取影像数据(四台数码航摄像机、两套POS、三台胶片航摄仪、两套无人机),获取2cm-2m的影像。
3.2开发多光谱色彩增强和自动化处理系统,软件特点是充分利用影像多光谱信息(如红外波段),全区域色彩自动化处理,使得色彩更漂亮,影像更清晰,信息更丰富,全区色调更一致。
3.3 POS辅助空三。基于JSCORS系统解决基于POS实现无地面控制的DOM快速生产,辅助少量控制实现主体采集测图的要求。
3.4建立像控点数据库。将各类像控点资料,按一定规划入库,并且不断丰富,从而为后续生产提供方便。
3.5对于无控制资料的测区,需要做少量像控点,开发基于PDA的外业像控测量系统,直接基于数字影像进行定位、刺点。
3.6硬件升级。引进像素工厂,网络升级提升到千兆桌面,通过先进的算法、集群并行处理技术,自动化处理能力。
3.7建立已有资料数据库,开发摄影测量信息系统。该系统中包括控制点数据库,历史DOM数据库,Lidar测高形成的DSM、DEM数据库,航飞数据库,WGS84大地坐标转换系统等。通过该系统,实现从库到库到产品的信息化生产技术体系。
关键词:植物营养诊断与施肥;教学改革;教学效果
中图分类号G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2016)13-0160-03
《植物营养诊断与施肥》是高校农业资源与环境系本科生的专业基础课程,是评价、诊断和指导作物施肥的一门综合课程,也是实施科学施肥的主要理论依据,它包括作物缺素症状诊断、土壤诊断、根外诊断、代谢诊断、物理化学诊断等[1]。近年来,随着黑龙江省农垦总局各农场测土配方施肥项目的发展,植物营养诊断技术也获得了快速发展,利用植物营养诊断进行科学施肥,已经在水稻、玉米、大豆和马铃薯等主要农作物得到了广泛应用,不仅增加了作物单产,而且减少了化肥的投入量,使农户获得了可观的经济效益,也降低了化肥对环境的污染[2-3]。植物营养诊断与施肥课程是以植物营养学和作物施肥原理与技术课程中演变而来的,逐渐发展成为一门综合性、系统性、实用性的课程,其影响渗透到包括遥感技术、植物生理、植物病理、分子生物学、水土保持等多个学科领域,成为当前农业生产中必不可少的组成部分[4]。
遥感技术首先是在军事上发展起来的,随着科学技术水平的进步,遥感技术得到了快速的发展,各领域的科学家开始着手研究遥感技术,使遥感技术的应用领域也越来越广泛和深入。遥感技术与农业科学有关的领域主要有:大田作物航拍遥感诊断施肥、大田作物的遥感测产与长势监测、遥感解析土壤类型分布、农业资源调查与评价、植物保护中某些病虫害调查与监测等。近年来,通过卫星对农作物拍摄遥感图像进行诊断施肥工作已取得了较好的成绩,遥感图像可以反应植物养分状况、土壤类型分布、田间长势、作物分布,提供农作物施肥表征和土地的利用现状,为农业部门统计作物布局提供可靠的参考资料,达到作物高产优质和生态安全的目的。
遥感技术已经从传统的专业化技能逐渐向多元化多方面进行发展,从当前社会的发展与对人才的需求角度出发,借助课程改革对农业遥感技术在植物营养诊断与施肥课程在教育教学、社会实践和科研创新三方面的有机结合,充实课程的内容,增加课程的实用性和学生学习的兴趣,使学生在学习过程中从理论、实践操作和科研的角度,对遥感技术有充分的认识,能够在实践中应用遥感技术的方法、手段和思路去分析并解决植物营养诊断与施肥方面问题的能力[5]。本文旨在探讨农业遥感技术在植物营养诊断与施肥课程建设中,如何更好地完成教育教学、社会实践和科研创新三位一体的角色,增加教学环节的实用性,拓展学生的视野,增强科研创新的能力。
1 课程教学改革的必要性
《植物营养诊断与施肥》课程是以植物营养学和作物施肥原理与技术为基本出发点,结合农业生产实际形成的一门综合性课程,通过判明作物的营养丰缺状况,分析导致植物营养丰缺的原因,提出有效的施肥方案。显然,植物营养诊断不仅是科学施肥的基本依据和技术保障,同时也是植物营养和作物施肥原理与技术理论服务于农业生产实际最实质性的内容。植物营养诊断是手段,合理施肥是途径,高效、低耗、高产和优质是目的。《植物营养诊断与施肥》课程与农业生产紧密相关,对于研究农作物的生长规律、养分利用效率及解决我国的粮食问题有着重要的意义。然而,随着社会科技的不断发展以及农业课程教学改革的深入,农业类高等院校需要培养出更多具有创新开拓精神的实用型的高级人才,这就必须在相关课程的教学改革方面进行广泛的探索和与深入的实践。为了提高该门课程的教学效果及教学质量,增强学生利用植物营养诊断原理及理论解决生产实际的能力,笔者对“者对在相关课程的教学改革方面进行广泛的探索和与教学方法和实验课实践教学等进行一系列的改革与探索,在实施教改项目的过程中按照社会发展、科技进步等客观要求,兼顾本课程所涉及农学类专业的专业课程安排,充分发挥该课程在农学类各专业建设与发展中的重要作用,立足于学以致用,为农业经济发展服务,以达到更好的教学效果[6]。
2 农业遥感技术在课程建设与学生培养的切合点
2.1 高科技融入植物营养诊断与施肥课程的教学过程 随着遥感技术的发展以及遥感技术与农业的紧密结合,对农业资源与环境专业学生培养提出了新的要求,培养高素质的创新人才是时代赋予高等学校的使命,也是高校实施素质教育的根本途径。而建立高素质的创新型人才培养模式需要建立完善的、适合的创新课程教学体系。在植物营养诊断与施肥课程教学过程中,引入遥感学科知识以及植物营养学在遥感学科上的应用。例如:植株各器官营养状况的改变直接影响着作物的冠层颜色和叶片透光率,缺氮植株叶片颜色变浅,透光率增加,冠层颜色偏黄绿色,而植物冠层颜色状况通常情况下都与叶片叶绿素含量呈正相关关系,其含量的变化影响了叶片冠层的光吸收和反射强度,由于叶绿素对可见光的有效吸收,在可见光波段冠层的光反射随着植株缺氮状况的增加而增强,接收装置接收到反射光,经处理即可形成遥感图像,通过遥感图像的解译即可诊断出植物缺素的症状,可见农业遥感技术直观和方便,广大农业科技工作者在电脑前即可诊断出作物的田间长势。因此,植物营养诊断与遥感技术在专业技术领域有很多相重叠的理论知识,为农业遥感技术更好的融入植物营养诊断与施肥课程奠定基础,使学生及时掌握农业遥感学科发展的新方向,形成人才培养的创新性与遥感课程教学的相互支撑。
2.2 社会需求多是促进遥感技术与课程建设的切入点 多学科日新月异的交叉发展,不断加强各学科在多领域的融合,遥感技术作为一门专业性较强的课程,其应用领域也越来越广泛和深入[7]。遥感技术已经从专一的技术服务逐渐走进社会化的发展中,因此借助课程改革对遥感课程在教育教学、社会实践和科研创新三方面的有机结合。教师在教授过程中,使学生从基础理论、动手能力和科研创新的角度,对遥感技术理论有充分的了解和思考,令学生能够掌握应用遥感技术的手段和方法,具有解决植物营养缺失问题的能力。如果该改革应用得当,必然为黑龙江的农业生产实践开辟一条新的道路。现阶段,许多国家将植物营养诊断作为农业生产现代化的重要手段广泛地应用于各种农作物中,已取得了较好的效果。依靠遥感技术的理论,应用计算机处理遥感图像、解译数据与植物生长的各种参数相结合,制定具体的施肥方案,为诊断的准确性与预测预报打下坚实基础;在欧美等一些发达国家有专门进行营养诊断的职能机构,现已发展到商品生产的应用阶段,这些成果的推广以及机构的运行均需要农业遥感专业技术方面的人才,大多学校一般只开设植物营养诊断与施肥课程,而对遥感技术课程一般只对专业性较强的专业开设。因此,把满足社会对专业性人才的需求作为促进植物营养诊断课程建设的切入点,更好地将农业遥感技术融入该课程体系做出贡献[8]。
2.3 科研、教学与实践在课程改革中有机结合 高等学校对本科生科研素质的培养不够重视,科研意识薄弱,实践能力欠缺,不能适应时代的发展要求,所以科研、教学与实践的有机结合是植物营养诊断与施肥课程建设中重要的环节。科研是教学的基础,教学是科研成果的传播途径,实践是检验科研和教学的方法和手段。对高等学校教师而言,只懂得教育教学显然远远不够,尤其对于讲授自然科学课程的教师而言,只教学不做科研,教学内容陈旧,课堂信息量不足,导致教学质量难以提高。实践和科研经验的积累,有助于教师教学能力的提高,提高课堂的教学效果,增加学生对本课程的兴趣,如将基于遥感的植物营养诊断与施肥研究,基于遥感的土壤养分盐碱地的空间变异特征,基于遥感的土壤养分估测,基于遥感的作物产量评估等科研成果融入教学内容,使课堂教学信息更加丰富,课堂气氛更加活跃,增强学生对知识的掌握程度。
相对而言,教育教学要比科研要容易一些,但是没有科研过程的钻研和付出注定没有教学的精彩。如将黑龙江省黑土分布、各农场不同植株养分的遥感图像引入课堂教学中,用远红外及卫星影像分析黑龙江农垦各农场地表温度和土壤湿度的研究引入到热红外遥感教学,这些科研项目使学生能深切感受到理论知识就在我们身边。而这些知识如果没有教育教学、科研创新和社会实践三位一体的指导,无法凭空想象,学生很难理解,直接影响高校人才培养目标的实现。
完善社会实践教学环节,积极与本专业相关的企业及实习基地联系,走农场进基层,让学生一见到农作物首先诊断农作物缺素症状,告诉该地块农户应多施哪些肥料可高产,使学生更多的接触农业生产第一线的人员,提高学生的实践能力,从而使学生在课程学习中了解现代化农垦的栽培制度和先进的管理经验,为今后走入社会打下坚实基础,真正使学生在校学习期间实现“城市白领”到“合格农民”的转变。当然,任何一门学科的起步与发展都不是一日之功,需要有长远的规划和循序渐进的过程,只有这一过程日趋完善,改革后的课程体系才能为地区经济发展和社会繁荣培养更多优秀的人才。
3 结语
随着科学技术水平的不断提升,植物营养诊断与施肥技术也得到了快速发展。农业遥感课程作为植物诊断与施肥课程建设的一部分,在教学和实践过程中将农业遥感技术融入该课程体系中,从教育教学、科研创新和社会实践三位一体有机结合的途径去努力,必然在校院和植物营养诊断与施肥学科建设打好良好的基础,在专业拓展和专业发展中,取得稳步增长,增加同学们接触生产第一线的机会,增加实践单位对本校植物营养诊断与施肥课程的了解,增加同学们就业的方向,不断革新教育模式,为学生营造良好的学习和实践氛围,激发学生学习热情,提升学生实践动手能力,加深学生对课程的熟悉程度,使学生真正喜欢植物营养诊断课程,提升学生自主学习能力和探究学习的能力。只有这样,才能为高校农业资源与环境专业的持续发展和植物营养学科建设思路的拓展提供有效的支撑,也为黑龙江垦区培养农业遥感技术层面的专业人才作出应有的贡献。
参考文献
[1]周建,王旭.植物营养诊断研究进展及在我国经济植物中的应用[J].安徽农业科学,2005,33(12):2400- 2401.
[2]张明聪,孙文相,罗翔宇,等.启动氮加追氮对大豆钾素积累分配规律的影响[J].大豆科学,2013,32(5):665-669.
[3]张明聪,刘元英,罗盛国,等.养分综合管理对寒地水稻抗倒伏性能的影响[J].中国农业科学,2010,43(21):4536-4542.
[4]吉雪花,庞胜群,郑群.园艺植物营养诊断课程建设途径[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2005,1:41-42.
[5]任涛,谭启玲.植物营养研究方法课程教学实践探讨[J].安徽农业科学,2011,39(13):8167-8169.
[6]柳维扬,王家强,彭杰,等.遥感课程在植物营养学科建设中模式初探[J].江苏科技信息,2015,12:71-72.
[关键词]现代测绘;遥感技术;GIS;应用
中图分类号:F426.92 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)36-0232-01
一、现代测绘技术概述
当代测绘高科技主要是空间定位技术、航空和卫星遥感技术、地面一体化测量技术和地理信息技术,以及与之相配套的通信技术和系统技术而带来的上述技术的集成。它是以研究地理信息为主要目的,其研究内容主要包括对地理信息的几何物理性质的探讨,研究地理信息的度量方法,研究地理信息如何产生、提取、变换、检测、传递、存贮、识别和处理,以及研究如何表达和应用地理信息等这些均属于当代信息科学的研究内容。
二、现代测绘技术具体分析
1、遥感技术
遥感技术的涵盖范围相对较为宽泛,其主要包括有卫星遥感、低空航拍、航天摄影等多种方式,此外,根据测量波普性质的不同,还可以将遥感技术分为电磁波遥感、声学遥感以及物理场遥感等,而随着科学技术的不断发展,遥感技术的精确性和适应性也有了显著的提高,在工程测绘测量方面,采用遥感技术能够快速有效的得到需要的信息,从而及时的提供工程建设所需的数据,成为其他测绘测量技术的有力补充,其在工程测绘测量工作中发挥着难以替代的重要作用,因为它通过光谱的不同而能反映出地面不同的信息,是标准常规测量只能测出几何要素做无法达到的功能。
2、全球卫星定位技术
全球卫星定位技术,简称GPS,是通过卫星导航定位系统来实现空间精确定位的一种定位及导航技术,由于其功能强大,GPS技术在诸多领域均有着广泛的应用,将GPS技术引入到工程测量行业当中之后,工程测量技术也得到了极大的发展,由此衍生出的实时动态(RTK)技术便是GPS技术与工程测量技术完美结合的典范,所谓的RTK技术,是建立于基站与流动站之间,流动站以基站的坐标为参考依据和改造依据的坐标处理系统,具体来说,RTK技术,就是将一台GPS接收机作为原始的坐标点,安装在坐标已知点位,收集相应的卫星数据,同时,另外一台GPS接收机则作为流动站对需要测量的区域进行观测,并对基站的信号进行同步接收与对比,通过相应的计算软件求出流动站所在的位置,最终得出精度可达厘米级的工程测绘测量数据,RTK测量技术的应用,大大降低了工程测绘测量的工作难度,缩短了工作时间,同时,也有效的提高了测量结果的准确性与可靠性,对工程测绘测量技术的发展起到了十分重要的作用,目前在能用rtk的作业区域基本都已经取代传统的全站仪进行测量作业。
3、GIS地理信息技术
GIS地理信息技术是建立在计算机技术和数据库技术的基础之上,融合了多个领域相关知识的综合性技术,通过使用地理信息技术,工程测量测绘人员就能够将地表的标志物与其地理位置一一对应,并利用电子计算机加以表现,从而达到为工程建设提供依据的目的,而在建立GIS系统时,则需要注意对已有信息进行数字化处理,并修补数据中的漏洞与错误,使数字地图的生成有理可依、有据可查,以保证数据的质量,完善系统的使用功能,将地理信息技术应用在工程测绘测量领域当中,可以大大提高空间地理信息的管理效率,降低数据更新与分析的难度,并可以与其他技术完美的结合,推动着工程测绘测量技术不断向着智能化、自动化与人性化的方向发展。
4、数字化绘图技术
对于当前的工程测绘中的数字化技术而言,其具体又可分为地图数字化技术以及数字化成图手段,下面就对这两种数字化的技术进行分析探讨:
一是地图数字化技术:在工程的测绘中,对原有的地图进行需要的数字化处理时,一般均是建立GIS系统的前提下,进行地图的数字化处理,对这种技术而言:首先,其不仅可以解决相当工作量的建库工作,而且也能够减少工程测绘部门需要投入的人力和财力;其次,地图的数字化技术还能够对于已有的工程测绘的纸制地图,当其现势性以及精度还有测绘要求的比例尺能够满足技术的要求时,可以直接利用数字化仪而将其输入到计算机,再处理之后便能够生成相应的需要的测绘数字地图;最后,在地图数字化技术中能应用手扶跟踪数字化仪器或者是扫描矢量化的仪器,而对大比例尺的测绘地形图进行扫描而做到自动提取地图的多边形信息,而能够高效以及保真的对测绘地图进行需要的数字化处理。
二是数字化成图手段。对于当前我国的工程图的测绘而言,数字化成图技术具有以下优势:能够解决传统测绘中成图方法复杂而且艰苦以及投入大的问题;数字化成图对地图而言,精度高,而对于工作人员来说,劳动强度小,对于管理人员而言,更新方便而且保存管理还有应用及方便;就目前我国的数字化成图技术而言,其一般采用的模式为内外业一体化或者电子平板,而这两种模式均具有精度高以及测绘的内外业分工明确等特点而便于对测绘工作人员的分配,从而显示出较高的成图效果。数字化是测量发展的必然结果,也是测绘为其他行业服务的使命的必然结果。
三、现代测绘技术的应用
现代测绘技术的应用范围是非常广的,它深入到了各个领域中,在这些领域中起到的作用也是越来越大。但是涉及最深的主要有四个方面,分别是矿山测量、湿地、水利工程以及精准农业等方面。
1、 现代测绘技术在矿山测量方面的应用
在矿山测量中遥感技术一直都是处于一个主导的地位,同时涉及到这方面的时间也是比较长的,从而积累了非常丰富的经验。遥感技术的应用,可以对矿区进行实时监测,随时获取矿区中的信息。遥感技术在矿山中主要的作用就是寻找矿源、对矿区的地质和煤层等进行研究。同时,GPS在矿山中也有着十分广泛的应用,例如对矿区地表的移动进行检测、对矿区的控制网进行复测或者是建立以及改造、对水文观测孔高程进行检测等。就目前现代测绘技术在矿区中的应用来说,应该将矿区资源环境信息系统作为平台,使用所有的测量技术来获取数据信息,将收集数据、管理、处理、输出以及分析融合在一起,建立起一个智能化和自动化的技术系统,以此来确保矿区的稳定发展。
2、 现代测绘技术在湿地方面的应用
通过使用遥感技术对湿地中生物的分布状况以及其生长和变化的状况进行实时监测,获取可靠的、相关的数据,根据这些数据对地理信息系统进行及时的更新,同时根据获取到的数据分析出湿地的动态变化情况。此外,还可以利用GPS技术对野外的植被、水样以及土壤等进行常规的调查。以湿地信息的系统功能作为根据可以将其分为两类,分别是决策支持型信息系统和查询服务型信息系统。
3、 现代测绘技术在水利工程方面的应用
对于水利工程来说,遥感系统可以对我国的江、河、湖的水位进行全面的监测,当发生水灾时,可以对受灾的面积进行实时监测。将GIS和RS进行有效的集成,能够对发生旱灾或者是水灾的范围进行预报,为抗灾和防灾的工作提供了保障。
4、 现代测绘技术在精准农业方面的应用
现代测绘技术在农业中的应用也是十分的广泛的,其可以使用GPS技术对农田进行空间的定位;使用PS的技术监测农田作物的生长情况和变化;使用GIS的技术为农田建立一个空间数据库等。现代测绘技术应用在农业中可以对作物的生长情况和环境的变化进行模拟,然后对其进行分析,提供有效的信息和技术,促进现代农业的快速发展。