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遥感技术在海洋中的应用精选(九篇)

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遥感技术在海洋中的应用

第1篇:遥感技术在海洋中的应用范文

关键词:遥感技术;环境监测;运用

遥感技术的应用,经过近几十年的发展,在国民经济中的各个领域广泛渗透。结合GIS、GPS等技术的协同发展,“3S”技术的快速发展,遥感技术已成为推动保护环境、资源利用的不可或缺的工具。以其具有的大面积同步观测、多波段全天候工作、瞬间成像功能等优越特点,并与航空航天领域结合,已逐渐成为环境监测领域的高成本效益的监测工具,具有良好的发展前景。

一、遥感在环境监测中的应用

1、水环境污染监测

遥感技术在水环境污染中的应用,主要是分析水体的光谱特征、确定水体界线、水体温度以及反演水体悬沙规律、叶绿素规律等,基于统计关系的定量反演或定性的进行遥感影像分析,最终确定水体的综合水质指数,反应水质污染现状。环境监测领域正逐步由定性监测发展到定量反应,同时这也是遥感技术发展的必然趋势。

目前,遥感技术应用于水环境监测,可较高精度的反应出水体的泥沙浊度、叶绿素水平、水体温度,并可对SS、SD、DO、BOD5、COD、TN、TP等指标有一定指示作用,对水体富营养化的监控有一定作用。并且目前应用海洋遥感卫星进行海洋污染监控效果较好,对大范围的海洋石油污染、海洋化学污染具有一定重大的意义,具有较大应用。

2、大气环境污染监测

目前,遥感技术应用于大气环境监测主要是对其进行臭氧监测、气溶胶含量监测、有害气体和热污染监测,以及对沙尘暴的监测、酸沉降的监测等,随着传感器科技的不断进步,应用十分广泛,全球目前唯一臭氧测量手段即为遥感。采取卫星为传感器搭载平台的遥感技术收集大气信息和地表信息区域性更大,而且是瞬间完成的,应用于大气污染调查,可最大程度避免其误差产生,有利于对大气污染进行动态监测。

遥感用于臭氧监测时,主要是通过测量臭氧对热红外辐射量的吸收,进而分析臭氧含量的。但遥感技术用于有害气体监测仍是通过间接解译敏感植物受影响状况。对灾害性的大气问题的监测主要是包括沙尘暴、酸沉降、有毒有害气体泄漏等问题的监测,严重危害环境质量,属严重的环境污染问题。许多传感器的特定数据对其便有较好的观测效果,如美国NOAA的高级甚高分辨率辐射计,便可对气候监测、厄尔尼诺现象等许多环境灾害进行描述性监测。总体来说,现如今经过几十年的发展,遥感技术应用于大气监测发展迅速。

3、植被生态监测

植被生态监测被各种监测均视为重要监测项目,所有监测卫星均需特殊考虑植被周期及生长规律,以便获得更好的监测效果。植被生态遥感的应用主要应用于:植物生态健康状况解译、植被动态变化的调查城市绿化调查、草场资源调查、林业资源调查等。根据植物不同种类、不同状态具有不同的光谱特征,对植被生态状况可以进行良好细致的把握。在我国植被生态监测极为重要,其不仅关乎国民经济,而且影响生态安全问题。因此植被生态监测意义重大。

4、土壤及土壤污染监测

遥感技术应用于土壤监测,具有极其重要的意义,因为土壤关系着农业生产、流域非点源污染、沙尘暴、矿产资源等。土壤监测中的遥感技术应用是将土壤类型、土壤分布规律根据遥感影像解译出。由于土壤监测是大范围的监测,因此具有监测效果较好的传感器为大波段、覆盖范围较大的传感器。

5、土地利用监测

遥感技术应用于土地利用监测即为以传感器为“手段”对土地利用进行分析,对土地覆盖利用变化情况进行表达,进而对城市环境规划起到一定的辅助作用。城市土地利用遥感图像资料通过解译,可进而可对城市发展、森林覆盖、矿产资源开发利用、生态环境等进行检测。对此可进行间隔长度为五年或十年的跨度,经过图片叠加,可发现分析出明显规律。

由于现如今城市热岛效应愈加剧烈,已达到干扰生态的程度,遥感技术对城市热岛的监控,有利于分析其产生原因,改善其现有状态。遥感技术应用于城市还突出贡献于城市热岛效应方向,如Landsat7的热红外波段6即对地表温度、水温变化以及城市热岛有特别的判断作用。

二、遥感在环境监测中运用的前景

通过对遥感技术及GIS、GPS技术的开发研究,随着遥感影像获取技术的日益精湛,传感器的精度水平及应用水准逐步提高,环境监测中的遥感技术具有十分广阔的发展前景。在今后的发展中,主要对环境监测中遥感技术的智能化进一步提升,使其由遥感数据直接智能自动处理,节省人力消耗。最后,发展智能化技术是需要一定时间和精力的,因此技术良好的团队,以及优秀的遥感技术管理技术是环境监测中遥感技术健康快速发展的前提。

遥感技术目前在环境监测领域已广泛应用于水环境、大气环境、土壤环境、生态环境等方面的监测,但由于很多技术还满足不了定量分析的需求,对大部分的形成机理仍有盲点,多数只是从影像资料直观定量分析,因此在技术上还应有所提高,对其高精度传感器需进一步开发以及相关制度体制需进一步建立。但由于其所具优点点突出,应用前景良好。

总结:

遥感技术是一种高科技技术手段,是一种高投入并具有可持续性可观回报、可观效益的高科技技术。但遥感技术仍只是一种技术手段,应用于环境监测领域,虽可广泛的、快速的、动态的掌握信息,但是通过遥感这一“碧空慧眼”也只是能够获得地表信息,即环境监测的所需的环境数据资料,同时还是需要具有一定技能的相关工作人员对其数据进行分析、解译等配合工作,才能使遥感更加发挥作用。

参考文献

[1] 叶圆圆,高良敏.遥感技术在环境监测中的应用[J].环境保护与循环经济.2014.02(09):58-60.

[2] 吴志毅,韩萨出日拉.遥感技术在环境监测中的应用研究[J].北方环境.2013.05(08):150-151.

[3] 王丽宁.浅谈信息技术在环境监测中的应用[J].科技创新导报.2013.05(11):157.

[4] 石丽娜,赵旭东,韩发.遥感技术在环境监测中的应用和发展前景[J].贵州农业科学.2010.01(11):175-178.

第2篇:遥感技术在海洋中的应用范文

【关键词】海上溢油;遥感;监测

中图分类号:C35文献标识码: A

0.引言

在各类海洋污染中,造成主要污染的因素就是海上溢油。由于轮船的碰撞、海上油井的破裂、翻船、海底油田泄露等各种不同的意外事故,造成大海大面积的石油污染,不仅损害海洋、自然环境,对生态环境、人体健康也是一种危害。溢油对海洋的污染已经引起了各国政府的重视,很多国家都建立了海上溢油的探测系统,对近海领域进行巡视、监测和管理。一旦发生溢油事故,能够在最短的时间内了解到溢油发生的位置以及扩散趋势。通过建立完整的监测系统,大范围有效了解海洋面积的动态信息,对于海洋溢油污染进行定量分析,准确反映溢油污染的情况与程度。

1.遥感技术监测海上溢油范围

海面发生溢油灾害后,溢油区域水面的电磁波谱特性发生变化,相对于没有石油区域的水面有明显差别,利用这种光谱特性的差异可以划分油水分界线,从而确定溢油范围。

1.1可见光、近红外红外遥感技术

利用可见光、近红外红外波段的遥感监测技术是我国针对溢油污染发展最为成熟的监测技术。在其波段的范围内,入射物表面的电磁波与物体发生光学作用,监测系统的传感器通过记录来源物与入射电磁波发生的反射作用,由于物体不同,对电磁波的反射率也不同。实验表明,油种的类型以及厚度都会对海面油膜的光谱曲线造成影响,卫星遥感的最佳敏感波段也存在差异[1]。

1.2微波雷达遥感技术

合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)和侧视机载雷达(side-looking radar,SLAR)是微波雷达的遥感技术用于溢油范围监测的两种雷达。前者是利用多普勒效应,依靠短天线达到高空间分辨率。后者是一种传统雷达,造价低,空间分辨率与天线长度成正比。现阶段,合成孔径雷达已经被广泛运用到溢油范围监测。SAR传感器通过接收仪器发出的电磁波信号,对物体进行识别。海面的毛细波是可以反射雷达的波束,从而造成海面杂波,在SAR传感器的图像上呈现亮图像,油膜覆盖海水表面,致使雷达传感器接收到的波束减少,无法在SAR传感器上体现亮的颜色。

2.遥感技术监测海上溢油类型

如何判断海面上的溢油类型,是遥感技术中的模式识别问题,也是遥感监测中较难实现的问题。

2.1激光荧光遥感技术

激光荧光法是利用激光作为激励光源,激发物质的荧光效应,利用物质的荧光光谱作为信息的参照,通过SAR传感器的监测,进行输入远的荧光光谱分析方法。当物质被光波照射时,基态的物质分子吸收光能量,由原来的能级跃转移到较高的第一电子单线激发态或者第二电子激发态。所谓的荧光效应,就是指通常情况下,转移的电子会急剧地降落,降至最低振动能级,并且以光的形式释放能量。每种物质的荧光谱不同,由于石油油膜中所含有的荧光基质种类的不同以及各种基质比例不同,在相同激光照射条件下所反馈的荧光也不同,荧光谱通常具有不同的强度和形状,这就是激光荧光遥感技术鉴别溢油种类的原理[2]。

2.2红外偏振遥感技术

作为一种新颖的遥感监测手段,被动傅里叶变换红外遥感(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)是一种检测多原子分子的方法,可以实现多组目标的同时进行检测与鉴别。这和传统的红外遥感技术不同,红外偏振遥感技术是能够获取物质表面的状态以及物质的信息等相关偏振信息,这样有助于识别石油的种类。

2.3高光谱遥感技术

在针对溢油种类进行检测时,需要得到足够多的光谱信息,高光谱遥感技术是以其宽度与庞大的波段数量为主要特点,使其成为溢油种类的一种可行手段。通过光谱混合分析的方法对溢油高光谱数据进行研究分析。利用Hyerion高光谱卫星数据进行溢油监测研究,对多种原油的高光谱波谱进行分析,同时利用GA-PCA特征进行提取法与SAM-SFF方法对不同的油种的高光谱波进行提取,以达到鉴别油种的差异。

3.遥感技术监测海上溢油量

溢油量取决于溢油油膜的厚度,根据油膜的厚度对其进行分布以及估算,可以大致得出溢油总量。

3.1紫外遥感技术

紫外遥感技术是通过紫外传感器油膜油层进行探测,对于小于0.05um的薄油层即使在紫外波段也具有很高的反射,通过紫外光与红外光的叠加,大致可以得到油膜的厚度。但是,紫外遥感技术有一个很大的缺点,就是紫外遥感很容易受到外界环境因素的干扰,一旦受到外界因素的干扰紫外遥感就很容易出现虚假信息。

3.2热红外遥感技术

由于油膜在吸收太阳辐射之后会将一部分能量以热能的形式进行释放,所以采用热红外遥感技术,这种技术中红外波段包含地物的温度信息,所以能够辨别油层的厚度,较厚油层表现为“热”的特性,中等厚度油层表现为“冷”的特性。经相关研究表明,发生“冷”、“热”的油膜厚度范围大致为50-150um之间,而这种技术的最小探测油层厚度大约为20-70um之间,由于厚度的区间很小,所以SAR传感器的敏感性因此受到限制[3]。

3.3微波雷达遥感技术

由于海洋的海水本身会发射微波辐射,而海上溢油发生以后油膜区域会发射比海水更强的微波信号,水的微波辐射发射率约为0.4,而油的发射率约为0.8,因此在海水背景中,溢油区域呈现亮信号,并且信号强弱与油膜厚度具有一定的比率。通过微波雷达遥感技术监测溢油量,一方面能够监测海上溢油的范围,一方面可以通过被动式的微波辐射大致计算油膜厚度。但是,我国这方面的技术还不是很发达,油膜厚度的微波遥感定量技术受到环境、传感器等多方面因素的影响,其精度仍然有待提高[4]。

4.结语

本文介绍了海上溢油的三大监测指标,海上溢油监测指标分为溢油范围、溢油类型和溢油量。但是,针对溢油类型和溢油量的监测技术仍不成熟,随着我国海上溢油监测系统的不断完善,溢油遥感技术不断发展,为实现全面监测海上溢油指标而不懈努力。

【参考文献】

[1]李栖筠,陈维英,肖乾广,等.老铁山水道溢油事故卫星监测[J].环境遥感,2010,9(4):256-262.

[2]李四海.海上溢油遥感探测技术及其应用进展[J].遥感信息,2012,03(2)::53-56.

第3篇:遥感技术在海洋中的应用范文

关键词:遥感技术;地质找矿;发展前景

随着我国经济突飞猛进的发展,对矿产资源的需求也非常紧迫。对矿产资源的需求客观上推动了地质找矿事业的发展。加强矿产资源的侦测力度,获取更多的矿产资源储藏信息,需要更多高新技术的支持。遥感技术在这样的条件下孕育而生,这一高新技术在地质领域的采用,极大地提高了我国矿产资源开采量。遥感技术随着新技术的开发应用,减少了我国在地质找矿工作中的难度。地质找矿事业运用遥感技术将在“十二五”时期得到更好发展,到时综合运用现代信息技术、遥感技术和传统地学方法,将带动整个地质找矿事业的发展。

1 早期的遥感技术在地质找矿应用

1970年之前,地质侦测水平一般,只能停留在收集回来的图像信息上,无法进行科学有效的处理,进而不能真正地了解地质情况。1970年之后,随着我国航天事业的发展,通过卫星能够使用多光谱扫描技术一定程度上推动了我国地质找矿事业的发展。1990年之后,遥感技术迅速发展,遥感数据的空间分辨率、光谱分辨率、时间分辨率都大大得到提高。遥感技术在地质找矿中的运用能够有效地通过电磁波对大范围的立体地貌信息进行定位收集。但是因为长期的矿产开采,导致了地表矿物的缩减,而遥感技术一般采用电磁波获取地表信息,这就要求拥有更强勘测能力的仪器的出现并结合更先进的科学勘测技术。

遥感地质工作者明白地质找矿要往更深层万面发展,经过不断的努力,开发了多源地学信息集成技术,由对矿产资源的表面勘测进行更深的勘测,还开发了遥感弱信息提取技术,这种技术能够有效提高遥感直接找矿的效率。但是由于信息源分辨率多为MSS、TM、SPOT等,且二十世纪末地质工作投入量有所缩减,遥感地质找矿逐渐从跌入低谷。

2 新型遥感技术的应用

2.1 依靠雷达成像技术获取地矿信息

20世纪90年代以后,在享受着改革开放带来的经济发展和科学技术的迅猛发展,新的光谱成像和雷达成像技术为地质找矿工程提供了重要的侦测方法。光谱成像主要依靠成像光谱仪,这一设备可以对地物波谱特征定量及空间定位分析,之后能够获取矿石的种类、成分。该仪器能够有效识别高光谱分辨率和窄小多波段遥感图像。雷达成像不受时间和天气的影响,侦测能力出众。它主要通过往地物上释放电磁波,根据电磁波波长的变化掌握地物的表面结构和节电特性,并且电磁波波长具有很强的穿透力。雷达成像的电场矢量对于地物的类型会有特别的极化散射型。不同的电磁波发射方向和角度会对地物外部特征有更好的加强效果。因为雷达成像技术具备这么多的技术优势,已经成为了侦测地质结构的有利方式。

2.2 通过人机互换形式处理收集的信息

遥感信息的收集依赖图像处理,主要通过人机互换形式。20世纪以前,电脑性能不足,费用不菲,遥感信息的提取主要依靠专业人员。这样使得信息不仅收集不到位,浪费了时间,工作效率大打折扣。随着计算机的快速推广,性能的不断提高,计算机在遥感信息的图像处理方面做出了巨大贡献。互联网的广泛使用也为遥感数据的接受、发送、检验提供了便利。由于遥感信息主要以图像数据为主,个别数据需要人工处理,所以采用人机互换形式能够有效地提高信息收集、处理的效率。

2.3 使用高分辨率和新方法分析含矿信息

含矿信息分析主要通过两种技术实现:第一种是运用光谱分辨率和空间分辨率。这两种分辨率能够对地物类型和外表结构进行信息收集,针对性对物质成分进行分析。利用得到的波谱特征对围岩蚀变进行探测,是有效地发现矿产资源的途径。第二种是利用“环境-矿床”的处理方法,利用环境来勘测矿床信息。此方法能够从整体上对矿床的形成有一个大致把握,了解成矿的规律,但此方法有一定的弊端,就是没有办法进行定量分析。

3 遥感地质找矿的未来发展

遥感技术在地质找矿事业中的应用越来越广泛,在未来还会有更进一步的发展。主要有以下几种层面:

3.1 经济发展的需要

矿产资源对于一个国家的经济发展来讲是至关重要的。为了使我国矿产资源的供应符合经济发展的需要,加强地质勘测的力度已经得到了国家政府的号召。推动科技的创新和进步,实现地质勘测工作的科技化,提高地质找矿的工作效率,扩大资源的开发利用,是新时期我国经济快速发展的奠基石。只有满足了整个社会对矿资源的需求,经济才能实现真正地腾飞。

3.2 适用范围推广

遥感地质找矿已经突破国家范畴,各国通过互相学习,总结经验,促进了遥感技术的发展;遥感地质找矿从应用的地域范围上来讲,从陆地找矿向海洋找矿拓展,从人口密集地区向人口稀疏地区扩散,有效促进了遥感技术在不同环境下的应用;遥感地质找矿的理念有所更新,以前只是单纯追求矿资源的开采量,现在遥感技术在地质找矿的应用中更加注重了环保意识,防止地质灾害的发生;找矿事业从地球拓展到外太空,遥感技术的远程操控性在满足了这一技术要求。

3.3 新技术的拓展

高光谱遥感技术在地质找矿中因为其高空间分辨率的高光谱遥感技术给遥感地质找矿添加新的血液。高光谱遥感技术绘制的图谱能够有效地区分矿与非成矿断裂、蚀变岩体、地层和非蚀变岩体、地层,能够精准地找到新的矿产蕴藏靶区。高光谱成像系统从理论和技术方面都能对地质找矿做出贡献。遥感系统技术地质勘查系统正在有条不紊地构建。该系统能够把航天、航空、陆地、海洋、地下的遥感数据进行有效收集处理,构建出一套三维地质勘查遥感系统。立体式的地质侦测技术系统利用航空遥感技术、航空物探技术、地面地下物探测技术、地球化学技术等等先进的地质勘测技术,构建出了从地面到天空再到太空的立体式地质勘查技术系统。

3.4 技术应用观念的转变

遥感技术在地质找矿中的应用不仅仅停留在技术层面,在未来的发展中,遥感技术会向科学层面得到提升。结合成矿理论来清除在遥感技术地质找矿中存在的障碍,充分发挥遥感技术的优势,及时处理在找矿中存在的问题。遥感技术在未来将实现与遥感信息与传统地学信息和遥感技术与现代信息技术的结合,在找矿过程中发挥更大的作用。先进技术结合先进理论,不断在实践中提出创新性想法是遥感技术在未来的应用中会必须做到的。

4 结束语

遥感技术在地质找矿事业中的拓展应用任重道远,利用这一核心高新技术能够实现直接找矿和解决更深层次的找矿问题。新的高光谱遥感技术和雷达成像技术为遥感技术注入了新的血液,基于新技术在遥感技术中的拓展,结合先进的科学成矿理论的知识,能够为遥感技术在地质找矿中探索出一条新的出路。结合我国遥感技术在地质找矿中的应用拓展,遥感找矿还拥有更加广阔的发展前景,拓展遥感技术在地质找矿中的应用是未来的趋势。

参考文献

[1]刘德长,李志忠,王俊虎.我国遥感地质找矿的科技进步与发展前景[J].地球信息科学学报,2011(8).

第4篇:遥感技术在海洋中的应用范文

关键词:遥感技术;大气环境;水环境;生态环境;环境监测

通过运用遥感监测技术,我们能够很好的应对过去监测工作中遇到的难题,比如时空阻隔,无法体现整体,费用过高等等,由于当前的生态不断恶化,此时高速全面的遥感工艺已然成为了我们最常使用的监测措施。

1 遥感技术概述

1.1 遥感的概念

所谓的遥感技术,具体的说是一类借助物体反射电磁波,来实现远程监测目的的一种技术。其借助观测设备,利用各种物体的独特光谱性能来实现观测目的,获取有价值的内容。

1.2 遥感的分类

(1)如果按照探测波段来区分的话,我们可把其划分为:紫外遥感、可见光、红外遥感、微波遥感。(2)如果按照搭载设备的平台来划分的话,我们可以把其分成:航天遥感技术、航空遥感技术和地面遥感技术。(3)如果按照传感设备的运行形式来区分的话,我们可以把其分成:主动式遥感技术、被动式遥感技术。

2 遥感工艺在环境监测中的意义

2.1 监测区间宽,综合全面

如果只是从地表观测的话,我们能获取的信息非常少,但是如果使用遥感设备从卫星上拍摄的话,很显然获取的信息非常全面,而且更加真实。该技术可以从总体上观测环境,确保监测工作朝着立体化方向发展,具有区间宽,综合性强的特点。

2.2 高效快速

因为该项技术使用的飞行装置都是非常先进的,因此它能够以较快的速率获取所需的资料,所以能够提升工作效率。而且,信息的传递是借助电子光学设备来完成的,所以其更加的现代化,便于我们更好的创建数据模型。此时我们国家的信息总数较之于一般措施获取的信息总数要多很多。

2.3 措施众多,工艺优秀

该技术能够用来监测普通方法无法监测的区域,比如荒漠以及冰川等区域。借助该技术我们还能够获取红外等不同波段的数据。不仅可以使用摄像措施获取资料,而且还能够通过扫描方式获取所需内容。

2.4 速度快,时间短

对于固定的地区能够多次成像,可以获得最精准的动态信息。

3 具体应用情况

3.1 用来监测大气情况

借助激光以及电脑等先进科技,明确大气信号的传播特点,以及不一样的大气状态之中的信号的具体特点,得到遥感方程式,进而完善有关的理论。由于大气成分在不同的波段吸收电磁波的情况不一样,所以我们可以分别测试各个组分的情况。

目前我们国家已经开始使用该项技术开展环境污染治理工作,其中监测的重点有如下几方面:第一,借助遥感技术,监测大气污染。第二,通过分析遥感图像体现出的植被变化特点,明确污染情况,比如污染的存在区域以及程度和变化特点等。第三,和地表采样获取的信息比对综合,建立完善的定量体系。第四,借助飞机携带监测装置,在污染区域的上方获取样本,进而加以处理。

3.2 用来监测水体情况

对水体的遥感监测是以污染水与清洁水的反射光谱特征研究为基础,洁净水能够很好的吸收光,它的反射率不高。所以,此类水在遥感图像是色泽较暗。综合考虑空间、时间、光谱分辨率和数据可获得性,landsat8数据是目前水质监测中最有用,也是使用最广泛的多光谱遥感数据。此外,SPOT卫星的HRV数据、IRS-1C卫星数据和气象NOAA的AVHRR数据以及中巴资源卫星数据也有一定的应用。水质遥感监测研究的内容包括:水体浊度、叶绿素、油污染、热污染、有色可溶性有机污染物等,其中在水体浊度和叶绿素的定量监测方面已比较成熟。

3.3 用来监测生态情况

生态环境监测又称生态监测,是环境生态建设的技术保证和支持体系。生态监测的对象可分为农田、森林、草原、荒漠、湿地、湖泊、海洋、气象、物候、动植物等。它可以被用来测定较广阔区间的土地使用状态,同时还可以调查大规模的生态污染问题。

3.3.1 分析土地使用情况

遥感技术在土地利用监测中的应用,早在1960年国外就利用TIROS和NOAA卫星数据通过制备指数来研究土地利用和土壤覆盖变化。最近几年,很多国家都开始使用遥感技术来分析土地资源,特别是土地分类工作方面利用的更是频繁。

3.3.2 辅助开展生态调查工作

众所周知,植物能够反映出一个区域的环境状况。而且它还可以体现出所在区域的土壤以及水文等特征。借助遥感技术,我们能够获取植物特点。由于当前的传感设备的性能不断提升,加之处理工艺不断完善,此时像是植被的成分以及数量等等的特性都可以借助放射数据来明确。NOAA气象卫星数据的优点非常明显,比如分辨率极高,而且所需的费用不多,不会受到外在天气干扰,因此被大量的用到植被监测工作之中。

3.3.3 调查生态污染情况

最近几年,由于群众生活水平提升,此时垃圾数量也在增加,这就在无形之中导致了严重的生态污染问题,而借助遥感技术,我们能够测试到垃圾的放置情况以及数量等等,这样便于我们更好的处理。遥感监测固体废物的堆置对图像空间分辨率的要求比较高,需达到3~10m的水平。

4 发展方向

4.1 遥感技术层面

(1)遥感影像获取技术方面,随着高性能新型传感器的研发水平的提高以及环境资源遥感对高精度遥感数据要求的提高,高空间和高光谱分辨率已是卫星遥感影像获取技术的总发展趋势。热红外遥感技术会得到更广泛的应用。雷达遥感工艺的特点较为显著,比如它能够全天性的获取信息,而且有着强大的穿透性,所以被大量的使用。建立以地球为研究对象的综合对地观测数据获取系统。(2)遥感信息模型的发展方面,遥感信息机理模型的发展和拓宽,特别是不确定性遥感信息模型与人工智能决策支持系统的开发与综合应用也将是一个重要研究和应用方向。(3)遥感数据共享方面,积极发挥出国际卫星体系的优点,认真开展交流与沟通活动,确保从时空层面上加以互补。

4.2 与环境监测结合层面

(1)积极发展监测技术,切实发挥出当前监测的作用,将遥感工艺和地表监测措施结合到一起,完善当前的监测体系。(2)开发集成GPS,RS,GIS,ES于一体、适合环境保护领域应用的综合多功能型的遥感信息技术。

4.3 不同环境要素层面

(1)大气环境遥感的定量化、集成化、系统化和全球化;大气环境的主动和被动式卫星遥感一体化。(2)利用新型遥感数据进行水质定量监测,形成一个标准化的水安全定量遥感监测体系,由于水体类型不一样,可以建立对应的反演算措施;提升监测的精确性;开展监测模型研究工作;发挥出“3S”科技的优点。

参考文献

[1]王桥,杨一鹏,黄家柱.环境遥感[M].北京:科学出版社,2004.

[2]康志文,刘二东,贾飚.遥感技术在水环境监测中的应用[J].内蒙古环境科学,2009,21(6):177-180.

[3]陈玲,赵建夫.环境监测[M].北京:化学工业出版社,2008.

第5篇:遥感技术在海洋中的应用范文

关键词:遥感技术;农田水利;资源利用

中图分类号:TP317.4 文献标识码:A 文章编号:1672-7800(2012)005-0047-02

0 引言

随着农田水利技术的发展,遥感技术在水利资源中的应用显得越来越广泛,尤其在农田水利建设中,遥感技术起着重要的监测和评估作用,能对农田洪涝干旱灾害进行科学有效的监测和评价,能对农田水土流失和水土腐蚀情况进行监控和分析,能对农田中灌溉情况进行分析和判断,将有利于我国现代化农业的发展。

1 遥感技术概述

1.1 遥感技术概念

遥感技术主要是指从外层空间或者远距离高空的平台(即波探测仪器或者遥感器)上通过电子光学或者光学接收地球表面的反射或者电磁波信号,并利用数据磁带或者图象胶片的形式进行记录再传输至地面,通过信息处理、野外验证、判读分析,从而为环境动态监测、资源勘测等部门规划决策提供服务。遥感技术是摄影、扫描、信息传输、响应的过程,主要研究的是地面某物状的位置、大小、形状及其跟环境的相关性的科学技术。遥感技术现广泛应用于地球资源勘探、环境监测、气象、水文、海洋、地理、地质、林业、农业等各个领域。

1.2 遥感技术原理

世界上不管是什么物体,都存在着光谱性,也就是说每个物体都有着一定程度的吸收、辐射、反射光谱的性质。由于各物体在同一光谱区内所出现的光谱特性有所不同,相同物体在不同发光谱区域内所出现的光谱特性也有区别。也即由于时间和地点的不同,太阳对地面的光照射角度存在着差异,各物体或者同一物体吸收和反射光谱也各不相同。遥感技术就是依据此光学原理,对不同光谱特性下的物体进行判断和分析。其常使用的有红外光、红光、绿光三种光谱波段,其红外光波段主要将探测矿产、土地以及资源;红光主要用来探测水污染、植物的生长和变化情况;绿光主要用来探测土壤、岩石、地下水情况。同时,还存在微波段,主要是对海底鱼群的游弋及气象云层进行探测。

遥感技术主要涉及到的系统有:遥感平台(用来搭载遥感仪器的)、传感器(主要是用来收集、传输和记录遥感数据的装置,传感器是遥感技术中的核心部件)、遥感信息数据接受处理系统(其由数据接受、记录系统和数据处理系统所组成)、分析解译系统(对数据进行判断、研究和分析,提取有用的数据和信息,并翻译成易懂的图件或者文字资料)等。2 遥感技术在农田水利资源中的应用

2.1 遥感技术在防洪抗旱中的应用

遥感在农田防洪抗旱中的应用主要表现在紧急救援、快速反应、洪涝灾害情况反映、以及灾后重建等方面。目前我国已经建立了农田洪涝灾情遥感速报系统,此系统的运行一般存在两种模式。

(1)对灾区进行宏观的监测和评估。其主要是通过NOAA气象卫星所反映的数据,对我国易发洪涝灾害地区的情况进行每天两次的速报,即对其灾情分布、持续时间、影响程度等进行监测和评价,给出损失数据、灾情简报和图像。(2)对灾区的重点进行监测和评估。其主要是通过雷达卫星和机载合成SPOT数据、TM数据(来自主题测绘仪)、SAR图像数据(来自孔径雷达)以及其它高分辨率数据,结合地理信息系统技术对灾情比较严重的地区,进行多层次地监测和评估,给出详细报告和灾情图像,报告灾情损失数据,并且为灾后重建提出一定的决策建议。实践已经证明,遥感技术在减轻洪涝灾害损失方面有着极其重要的作用,尤其是在紧急救灾、灾情监测、灾情评估、降水遥感监测、旱情监测、旱情评估以及灾后重建等方面,遥感技术提供了快速、客观、全面的数据,为决策部门提供了强有力的决策依据。

2.2 遥感技术在水土流失监测治理中的应用

近年来,为了保证水土不流失,全国展开了土壤侵蚀定量调查。在调查中,涉及的最为主要的技术就是遥感技术,遥感技术以其经济、动态、快速、宏观的优点成为我国土壤侵蚀定量调查的最主要信息源。通过遥感技术,为我国水土环境保护、水利和农林、江河治理、国土整治、西部大开发、水土保持生态建设等提供了科学的可靠的数据信息资料,从而为有关部门的决策提供科学依据。由于土壤侵蚀过程非常复杂,其一般受到人为因素和自然因素的综合影响。人为因素主要是指土地的人为利用,如放牧、耕地、修路、开矿等,自然因素主要是土壤、地质、地形、植被、气候等。不同的土壤侵蚀类型,其影响因素也是不一样的,对于水蚀来说,参考通用土壤侵蚀方程各因子指标,并考虑遥感技术与常规方法相结合方法能否获取以及是否方便在GIS中存取、表达和计算。一般选择降水、地形或坡度、沟谷密度、植被盖度、成土母质及侵蚀防治措施等作为土壤侵蚀量估算的因子指标。

2.3 遥感技术在河道动态变化监测评价中的应用

通过卫星遥感技术,对河道变化进行检测,预测河道的未来发展趋势,以方便农田水利规划以及防灾减灾等工作的开展,从而为我国社会经济效益的增加做了重要贡献。农田水利建设中,河道特征一般有:河型、河道水流流态、河床地貌地形、河道平面形态以及水体物质如污染物和挟沙等。通过遥感技术对河道特征进行监测,获取以上特征数据信息,提供给相关部门进行分析,从而有利于其作出科学的农田水利建设决策。

3 遥感技术在水利资源应用中的发展趋势

随着信息化技术的发展,遥感技术在我国农田水利现代化建设中也实现了推广,遥感技术将在农田水利建设中“无孔不入”,并且为管理层提供有效的科学的可靠的决策数据。在水利建设中,遥感技术将会呈现以下几个趋势:第一,逐渐实现集成化。农田水利建设中,遥感技术将不断推进其信息化进程,信息化过程中不但要求遥感所获取的数据进行紧密的严谨的集合,从而形成一个更大的数据系统。同时,遥感技术往往还会与如OA系统、MIS系统等外部系统进行密切结合,实现用户的多方面要求。所以,遥感技术将逐渐和外部系统进行无缝集成对接。第二,逐渐实现数学模型化。对水利工作人员来说,只是对图形数据进行查询、浏览根本没有多大意义。应该扩充遥感在农田水利建设中的作用。因此,就必须通过遥感软件进行专业的分析。水利行业要求遥感系统平台提供专业的分析算法和专业模型,以便对各种水利数据进行深层次的分析,使系统具有辅助决策支持功能,为有关部门提供科学的计算结果和决策依据。第三,逐渐实现标准化。在遥感技术应用中,没有形成一定的标准,其标准化使用是农田水利规范建设的需要。标准化主要就是指要做到遥感技术的可收缩性、互操作性、可移植性、环境通用性。主要的内容有:数据收集、数据分析、数据交换、数据测算、解释等等。

综上所述,遥感技术在农田水利中有着广泛的应用,遥感技术的应用将有利于农田防洪抗旱工作,有利于对农田利用情况进行科学分析,有利于对农业灌溉系统进行精算,有利于对农田水土流失进行监测、评价和治理,有利于对河道动态变化进行监测和评价。因此,应该大力推动遥感技术在农田水利建设中的应用力度,加大实现遥感技术应用的网络化、集成化、模型化、标准化。

参考文献:

\[1\] 张小晴.遥感-应用领域十分广泛的高新技术\[J\].安徽地质,2009(1).

第6篇:遥感技术在海洋中的应用范文

关键词:国土资源;遥感技术;土地资源调查;国土资源管理

Abstract: With the development and application of geographic information technology, remote sensing technology as a basic support technology which is widely used, it brings the gratifying achievements the impetus to the further exploration and development. In this paper, the present application situation and development trend of remote sensing technology in the land and resources of are analyzed and discussed, in order to promote the dissemination and development of better land resources remote sensing technology.

Key words: land resources; remote sensing technology; land resources survey; land and resources management

中图分类号: TP79

0 前言

遥感技术具有很多无可比拟的优势,它可以高效地获取高分辨卫星数据,快速提取土地利用程度和地质构造等方面的信息,这些优势使得遥感技术近年来在土地、矿产卫片执法检查、土地利用动态监测及对其变更调查数据的复核以及地质灾害勘察和矿产资源查找等诸多方面有着广泛的应用。尤其是在1999年国土资源部在连续十年开展的国土利用动态遥感监测和其进行的第二次全国土地普查中,广泛地采用了遥感技术,使其渐渐进入到土地资源调查评价领域,同时也显示出广阔的应用前景。

1 国土资源传感技术的应用现状

随着遥感技术在国土资源领域中的应用逐渐广泛和升级,其作用早已从初始时的遥感地质填土拓展到了地质灾害预警预测、矿产资源开发多角度检测,尤其是遥感技术在矿产资源调查和土地利用检测等方面的运用,体现出绝对的竞争优势,也使得其研究应用实现了跨越式发展。

1.1遥感技术与土地资源调查检测

遥感技术跨越式地提升了获取信息的效率,相比于传统的数据采集技术,遥感技术可以全天候地获取到更加丰富的信息,缩短了信息获取的周期,有更好的动态性和多光普特性,因此很广泛地应用到了我们的国土资源调查监测中。我国从上世纪80年代初开始利用卫星遥感技术进行土地状况调查到现在,已经逐步建成了全国性的土地遥感监测体系,在此期间,遥感技术实现了标准化、规模化的发展,在土地资源调查监测中所起到的作用逐步加强。在2007年开展的全国土地调查中,遥感技术得到了进一步的规模化应用。

1.2遥感技术与地质及地质灾害调查

基于航空航天技术与遥感技术的长足发展,地质环境监测和灾害预警研究呈现出广阔的前景。现代遥感技术在地震、泥石流和滑坡等地质灾害的研究与调查中体现出了重大作用。

首先是新一代遥感影像填土技术的应用。其技术参数已经由当初的1:5万区域地质调查发展到1:25万填土实验研究,在基于不同地质体的遥感影像差异基础上,划分了三级影像岩石填土单元,对三大岩类的解译方法和地质构造的认识也提升到新的水平。2008年汶川地震,利用高精度遥感影像对环形构造和活动性线性构造进行提取分析,得到断裂、冒沙和位移等方面要素,而且以构造的活动程度、规模以及与其他构造的结构关系等方面为依据,对余震发生的概率和危害程度作出识别和评价。另外,通过对比不同时相的遥感资料,可对崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的易发地作出预测并及时预防。

其次,遥感技术可为地质灾害的检测提供实时性的点对点服务。在1998年长江水灾和2000年的易贡滑坡时,遥感技术对整个过程进行了实时监测,为指挥救灾和灾后重建工作提供了重要的参考依据。与此同时,环境与土地的遥感检测技术已经实现了工程化应用。到目前为止,我国已经实现了对大部分城市的遥感动态检测部署工作,对每年进行的土地执法、土地利用利用状况普查提供了重要的便利、有效条件,使得每年的国土资源状况调查得以顺利进行。

1.3遥感技术与矿产资源调查及其开发利用检测

高光谱遥感技术的应用,使得矿产资源开发和利用监测得到了有效的技术支撑。通过搭载于航空航天平台上的成像光谱仪,高光谱遥感可以测量矿物等地物的光谱特性,得到图谱合一的信息,以此进行地物识别和环境探测。从第一台成像光谱仪A IS-1于1983年问世,实现了史无前列的“谱像合一”,成为遥感科学领域的一大跨越式发展,遥感地质的应用也由传统的多光谱定性描述发展到高光谱定量物质组成的鉴别。自上世界90年代以来,我国已经对全国大部分省区和重点矿区进行了调查和监测,对不同矿种的开采位置、无证开采、废弃物分布等情况有了基本的掌握。经过了多年的探索和改进,针对矿产资源开发形成了完善的遥感监测和调查的方法流程,规范了相关的技术标准,健全了相应的技术体系。这位我国在以后对其他地区的矿产资源探测和开发奠定了必要的技术支持和基础。

另外,矿化蚀变提取技术的质地提升也为矿产资源的探测提供了必要的技术支持。通过分析TM图像的比值主要成分,筛选出能够突出矿化蚀变的高特征量利用空间滤波等图像分类处理技术,在图像上显示出异常区,依次来辨别出矿化蚀变带。利用遥感信息挑选出异常带,已经成为矿产、油气资源探测中常用的技术手段。

最后,还需提及的一项技术是微波遥感技术。实验表明,在地形起伏的高地,采用DEM数据,将地面监测点同步到卫星轨道参数中,借助雷达多普勒方程产生卫星空间数据,,保证SAR数据的准确性。处理斑点噪声时,只对噪声作出弱化处理,主要技术思路是主成分去噪声法。将雷达的弱信息和强信息进行分类合成,突出不同后向散射系数,加之利用纹理识别技术对不同地形的纹理度量分析,确定高山矿产资源的分布和量化。

2 国土资源遥感技术发展趋势

作为一门综合性极强的新技术应用,它的发展状况与其构成技术成分的发展状况密切相关。近年来,网络技术、数据库技术、GIS等都得到了卓有成效的进步,同时,土地利用现状数据库、土地利用规划数据库、土地执法监察数据库等新形信息资料库的建成和完善,遥感技术的独特优势体现得更加深刻和广泛。

2.1我国国土资源遥感技术的差距

应用基础性研究存在软肋,发展滞后于当今最领先的水平。主要表现为对遥感新技术、方法等研发投入不足,现实工作中,主要精力忙于将现实已经成熟的技术方法应用到实际工作生产中去,而对于新的技术研发、跟进方面,显得力不从心。使得我们的遥感技术一直都处于一个跟随者的位置。

另一个因素是,我国的资源卫星无论在规模、性能还是技术等方面都存在很多缺陷,所以,尽管我们拥有自己的卫星,但是很多方面的实际应用中还不得已借助国外的卫星完成,严重制约了我国遥感技术的自主发展。

设备更新慢也同样是制约遥感技术进步的一个重要因素。特别是自动成图、数据库建设、数据获取、GIS应用等方面的设备严重老化,并且不是绝对地配套,难成系统。成为制约技术提升的一个重要瓶颈。

2.2发展趋势

鉴于我国的遥感技术发展现状,要改变我国遥感技术相对落后的局面,要从基础性的环节做起,引进国外的先进传感设备及其配套设备,同时还要在此基础上进行在创新。同时与国际前沿技术紧密结合,争取成为技术开拓的驱动者。总结起来,国土传感技术的发展在如下几个方面变化比较显著。

遥感数据源更加多样化,以满足更多领域的需求。为保证航空遥感在国内的优势,必须将航空与航天遥感技术同步起来。现在,环境与生态在国家的可持续发展方面中的地位日益突出,国家对其关注的程度也是前所未有。鉴于此,机载光谱成像仪、数字航空摄像仪等设备的引进和再开发会更快推动航空遥感技术的发展。这将进一步拓宽地理信息数据获取的渠道和质量,使得遥感技术在新一轮地质填图、城市综合调查中的作用更加突出。

为适应国家各方面发展的需求,必须努力追踪世界相关技术的发展前沿,采用产、学、研紧密结合的发展思路,推进对干涉雷达、3S技术系统的研究。对土地、海洋、地质矿产等资源领域展开更详细、更精确的数据采集,建成集动态性、完善性、系统性好的信息系统,为决策提供更有质量水准的基础资料。

借助航空航天采集到的具有高空间分辨率和高光谱分辨率的遥感数据,可以对城市环境进行综合性检测和研究,以适应我国城市的规模化和质量化发展。对于城市的各种指标如土壤、水体状况,电磁辐射程度等都可以有详尽、及时地了解。

3.总结

国土资源遥感技术在人类社会的现代化进程中发挥着越来越重要的作用,对于改善人类的生活环境、提升人们的生活水品和质量、更好处理人与自然的关系都扮演着不可替代的作用,作为我国发展的重要部分,国土遥感技术应被放在很高的战略位置来看待。

【参考文献】

[1] 赵福岳.遥感在1:25万区域地质编图工作中的应用效果和作用[J].国土资源遥感,1997, (3):17-19.

第7篇:遥感技术在海洋中的应用范文

从字面意思来看,遥感即遥远的感知,泛指一切无接触的远距离探测。比如自然界中蝙蝠飞行时靠超声波来探测周围的地理环境,深海中的潜水艇靠声纳来确定位置等等。人类最早在遥感方面的应用可以追溯到17世纪初。当时欧洲荷兰小镇的一家眼镜店的主人利伯希(Hans Lippershey),为检查磨制出来的透镜质量,把一块凸透镜和一块凹镜排成一条线,通过透镜看过去,发现远处的教堂塔尖好象变大拉近了,于是在无意中发现了望远镜的秘密。1608年他为自己制作的望远镜申请专利,并遵从当局的要求,造了一个双筒望远镜。到了1609年,伽利略制作了放大三倍的科学望远镜并通过它首次观测了月球。人类终于使观察远处的事物成为了可能。

仅仅能观察到遥远的事物还远不能使人们满足,人们还希望能够通过观测记录下其他地方的地物信息,来实现进一步的研究与应用。到了19世纪,照相机的出现又使遥感技术有了新的发展。1839年,法国的达盖尔(Daguarre)发表了他和尼普斯(Niepce)拍摄的照片,第一次成功将拍摄到的事物记录在胶片上。人们从而可以将观测到的事物用图像的方式记录下来。后来,有人将照相机绑在鸽子身上,再将鸽子放飞,拍摄到了英国伦敦的空中影像图;1858年,法国有人则用系留气球拍摄了巴黎的鸟瞰相片。到了1903年,莱特兄弟发明了飞机,从而使遥感技术又得到了一次飞跃:1909年有了第一张航空相片;一战期间(1914~1918年)形成了独立的航空摄影测量学的学科体系。到了二战期间(1931~1945年),彩色摄影、红外摄影、雷达技术、多光谱摄影、扫描技术以及运载工具和判读成图设备的出现,成为了现代遥感技术的基础。

1957年,前苏联发射了人类第一颗人造地球卫星,人类进入了太空时代。1968年,美国阿波罗8号宇宙飞行器发回了历史上第一幅地球影像。从此,人类有了新的视角来重新认识我们赖以生存的地球。1972年美国发射了第一颗陆地卫星,标志着航天遥感时代的开始。经过几十年的发展,遥感技术已应用于国民生活越来越多的领域中。

随着现代遥感技术的不断进步,各种遥感仪器的不断研发,可用信息源越来越多,遥感技术在各行业上的应用不断深入,也越来越广泛。遥感技术拥有其他技术手段所不具备的众多优点: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观测,并从中获取有价值的遥感数据,大大拓展了人们的视觉空间。比如,一张陆地卫星图像覆盖面积可达3万多平方千米。遥感技术还具有时效性强的特点,即通过遥感,人们获取信息的速度快、周期短。例如美国的陆地卫星(Landsat)每16天可覆盖地球一遍,NOAA气象卫星每天能收到两次图像,从而实现天气情况的实时更新。通过遥感技术还可以实现较高的经济与社会效益。由于地球上有很多地方的自然条件极为恶劣,如沙漠、沼泽、高山峻岭等,这些地方人类难以到达,但我们可以采用不受地面条件限制的遥感技术,特别是航天遥感,方便及时地获取这些地区的各种宝贵资料。

经过几十年的发展,现代遥感技术已形成了一个从地面到空中,从信息数据收集、处理到判读分析和应用,可以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,是获取地球资源与环境信息的重要手段。在农业、林业、地质、海洋、气象、水文、军事、环保等领域,遥感技术都可以大展身手。在地理灾害信息获取、受灾环境宏观调查以及灾害动态监测和灾情损失评估中,遥感是不可缺少的手段之一。2010年10月,海南出现了连续多天的强降雨天气,海南测绘局在国家测绘局的支持下,成功获取了10日海南岛东部2.2万平方千里的合成孔径雷达卫星遥感数据,数据范围涉及海口、三亚、琼海、陵水、文昌、保亭、万宁、定安、澄迈等受灾较严重的市县,并据此制作完成了《海南省强降雨积水区域分布专题地图》,送交省政府有关部门,为灾情监测和评估、灾后重建等工作提供了科学依据。

在军事上遥感技术起到的作用无疑是非常重要的。在现代战争中,通过军事卫星和飞机上携带的各种高性能遥感器可以获得精细的战场环境,有效地获取敌方整体部署情况,监视、跟踪和预测敌方部队的行动,全面掌握打击目标的位置分布,引导精确攻击武器准确地命中目标,完成评估战场毁伤效果等重任。大家在电影、游戏中经常看到的热红外成像仪就是其应用之一。热红外成像仪对温度十分敏感,它采用红外探测器来获取地面目标的红外辐射,记录的是目标自身的红外辐射信息,使得敌方目标无处遁形。利用热红外成像仪对温度的敏感,在军事上常用于探测和监视地方伪装人员、飞机、坦克、导弹发射和核爆炸等有热源目标。遥感技术充当着指挥系统“眼睛”的作用,而且是一双“火眼金睛”。

第8篇:遥感技术在海洋中的应用范文

[关键词] 煤矿; 遥感技术; 遥感背景; 遥感应用

1 前言

自动化技术在开发我国矿业资源、促进矿业经济发展、实现矿山生产现代化的进程中起着不可替代的作用。因此,将自动化技术应用于传统煤炭企业的改造具有现实意义,它可以提高企业现代管理水平,改变煤炭工业的形象。在上世纪的60年代逐渐兴起的遥感技术,以其具有高速、精确、快捷等特点,被广泛的应用于农业领域、资源领域、环境领域、生态领域、地质及海洋领域等。煤矿区是一种不同的背景、不同的要素之间互相作用而形成的相对复杂的区域,人们的高强度的开采使自然环境遭到了严重的破坏,极大的改变了生态环境,造成了大气和水体等方面环境污染,当然也引发许多的地质灾害,笔者经过对今年来的有关这方面的科技成果的前提上,提出了遥感技术领域应用在煤矿有关领域的具体的三个方向:煤矿区环境污染的监测、煤矿区生态环境的调查及煤矿区地质灾害的分析。遥感技术的广泛应用为煤矿区提供了先进技术和方法储备,为服务于煤矿区资源的环境保护,实现煤炭资源的可持续性开发提供有价值的参考。

2 遥感技术的概述

早在1981年,我国第一个煤炭遥感的专门机构就正式成立了,承担着国家科学委员会“六、五”等重点科研的课题。总结并发现煤层和煤系在地面的光场内及热场波谱特征,建立了煤碳层热红外的辐射分带模式,确定煤炭遥感理论的基础,建立遥感技术对煤炭地区地质调查的工作方法及程序。在1984年,“煤炭部的遥感地质中心”正式的成立,通过对设备的引进及技术的改造,遥感技术的应用领域也随着进一步的扩大,煤矿生产过程中的水害方面的防治、矿井突水方面的预测、矿区的地质灾害及环境调查、煤矿区火烧区域调查监测等发挥着重要的作用。完成“鄂尔多斯地区构造特征遥感地质的研究”项目,很好的奠定煤炭遥感地位。在1986年,煤航遥感的应用研究院正式成立,随着科学技术的进步,计算机软件及硬件的技术快速发展和计算机技术广泛的普及,促使遥感技术也发生突破性飞跃,煤炭资源的调查评价、矿区灾害的调查监测、生态环境的调查和动态监测、煤矿信息管理的系统研究方面,使遥感技术优势得到充分的发挥。前后完成许多诸如“云南三江地区煤炭资源的调查级评价”等复杂项目,取得一系列的高水平研究的成果。在这20多期间,我国有关单位和人员经过了不断的探索、力求创新发展,现在煤炭遥感等方面的技术已经形成航空高光谱和航天的高分辨率、地面的探测及GPS与GIS相结合相对完善的遥感技术研究应用体系,完成各种遥感技术应用的科学研究的项目达到200多项,获得了国家级和省部级的奖励30多项,取得良好社会效益与经济效益。虽然煤炭遥感总应用的水平和西方发达国家相比较仍然有一些差距,但是在煤炭的资源调查和评价方面、煤田火区的调查和动态监测方面研究水平已经正在不断的接近,甚至可以达到世界领先水平。

3 煤矿领域的遥感技术应用

3.1 煤矿区环境污染的监测

第一、大气污染的监测

矿区的大气污染一般来源是工业生产产生的污染和交通运输产生的污染,以及生活污染,主要的污染物有气态的污染物、气溶胶类污染物。在工业生产的过程中所需要的动能、热能及电能来源是燃烧化石等燃料。在工艺生产的过程中排放及泄漏气体污染物和粉尘所造成煤矿区的大气污染。除此之外,矿区的交通运输及居民的生活需要,燃烧矿物燃料向大气排放烟尘和油烟也能致使大气污染。

遥感技术的应用与煤矿区大气污染环境监测理论基础:第一、大气污染可以直接影响到空气中微粒的分布和构成,影响到电磁波在大气中的传播,并利用特定的波段实现其对大气污染中成分直接的分析。第二、空气污染会影响到植被的生长。特定的波长会对植被的光谱特产生很多影响。因此,对植被光谱的特征定量诊断和分析,从而可以反推出大气污染。

第二、地表水污染的监测

煤炭的开采对水污染有着多源性。伴随着煤炭的开采产生的矿井水中一般都含有大量悬浮物,有的表现出高矿化度及酸性或含放射性元素和氧化物,如果直接外排将会对地表上的水资源产生比较大的污染。煤矸石若在雨水淋滤的作用下逐渐形成酸性水。会对周围的水环境造成严重的污染。大型矿井中的工作机械用油泄露,其中一部分会随着矿井水排到地面导致污染环境。另一部分会流到井下也造成污染。除此之外,矿区中的固体废弃物、液态的污染物及空气污染会直接影响到区域地表及地下水资源,将导致严重水污染。卫星遥感技术应用在矿区的水污染监测,主要通过增强的方法来突显出影像中得水体分布情况。运用一种密度分割的方法对矿区不同波段的水体进行分化等级,建立有效水资源污染的遥感技术解译标志。从而实现对地表水污染程度宏观的调查。与此同时,高光谱遥感技术在水资源环境的监测分析和水体污染的定量分析及水质参数的提取等方面应用有明显的优势。

第三、其他的污染监测

矿山中的固体废弃物是由于矿产开采、加工等过程中产生了的废弃岩石,其中煤矸石的排放量最多。矸石山的堆积会引发大气、水、土壤的污染等方面问题。并且会使矿区的景观破坏,会严重影响到附近居民生活及植物生长。遥感监测矿区的土壤污染,主要是通过遥感技术影像对土壤污染区进行定性识别和划分。其次是对植物生长的状态及参数来反推出土壤的污染状况。与此同时用遥感数据来反演出土壤中的污染元素浓度及其他参数。运用高光谱技术遥感信息能定量反演出污染元素和污染物的浓度,进而实现对于土地污染及监测和分析,也能提高监测的效率。除此之外,矿山中的开采通过对视觉、噪音等影响附近居民的生产生活环境,从而构成看到潜在环境的污染源。

3.2 煤矿区生态环境的调查

第一、植被覆盖信息的提取

矿区开采的过程中,在矿山建设工业广场、修简易公路、砍伐附近树木、搭建工人大棚、堆放矿区中的废石废渣等,都会对地表的植被有着较大的破坏,降低本区域的植被覆盖率。与此同时,煤矿区的生产和建设中造成土壤的坚硬和板结,有机质和养分及水分的缺乏。造成了土地的贫瘠,土地养分的短缺,土地承载力的下降,植物会难以生存,将导致矿区很大面积的人工裸地形成。会极大破坏矿区的生态系统。从矿区各个年份和不同类型的影像数据,并运用一些遥感图像方面的处理软件平台,提取和计算出归一的化植指数,再根据类似元二分线性的模型估算出矿区植被的覆盖率。同时,用非监督分类的方法对煤矿区植被的覆盖率进行分类和赋色,进而得出这若干年植被的生长状况和时空变化。

第二、土地利用及覆盖信息的提取

遥感技术应用于煤矿研究中最广泛地方是煤矿区的土地利用分类、环境调查、变化监测。长期煤矿的开采对煤矿区土地和生态环境都造成了严重破坏。尤其是露天煤矿区的土地复垦和生态重建等问题成为煤矿区生态问题中最为重要的研究性内容。热点地区(珠江三角洲、长江三角洲、环渤海湾)和脆弱地区(东北一带,干旱半干旱带)相关的研究已经趋于成熟。在遥感技术与地理信息系统的支持下,以煤矿区相遥感的影像作为数据源。依据矿区土地使用分类的特点及需要。用最大似然法来监督分类和人机相互解译结合的方式来解译。计算出土地利用的程度综合性指数和动态度指数等。有效的分析矿区的土地利用方面的僵盖状况,从而反映出区域土地使用变化结构特征和各个利用土地类型变化方向的演变规律。

第三、景观生态的分类研究

矿区由于是矿业生产有着特殊规律。例如生态环境的扰动和效益递减等规律的影响,生态景观与农地、林地、城市等景观不同。景观变化也会比一般农地和城市的景观更显著。在煤矿区地物遥感技术信息的提取基础上,根据突出的景观演化与生态类型的变化、空见尺度的选择分析和定量研究相结合的原则,构建出有景观类型、景观组及景观系多类分层的煤矿区生态的分类体系。与此同时,基于不同的尺度,煤矿区多时相、多传感器和多分辨率等遥感技术影像的景观分类也是研究的热点。

3.3 煤矿区地质灾害的分析

第一、煤矿塌陷的调查

地下煤炭的开采导致矿区塌陷已经是目前煤矿区主要的地质灾害。因开采塌陷而造成土地的塌陷,致使原来平整的土地逐渐变成凹凸不平,造成了水土流失和季节性或常年性积水的现象,给工业和农业的生产带来巨大损失。用遥感技术能快速且准确的确定塌陷位置及其范围,进一步分析土地塌陷对矿区土地利用有着重要的影响的意义。

第二、草地荒漠化的分析

煤炭开发对于草地的影响体现:草地被直接破坏和草地的荒漠化。采矿扰动是一种人为的驱动力,在生态脆弱区,破坏了草地饿生态系统结构及功能。致使草地的生态系统自我调节的功能下降,破坏了原有的生态系统平衡,导致生态系统脆弱且不稳定。会对草地荒漠化的产生和发展起到重大推动作用。煤矿区的草地荒漠化进行分析比较好的方法是:利用光谱混合分解模型光谱删来提取出沙壤比例及植被盖度。通过主成分饿变换及散度分析,选取植被、沙壤、阴影、轻壤,并利用无约束线性光谱混合分解模型对不同时相的遥感图像进行混合像元分解,采用了逐像元线性内插的方法,构建出不同时段的植被盖影像。

第三、其他地质灾害的调查

煤矿区土地的沉降往往会引起地面的塌陷裂缝、山体滑坡等地质的灾害。通过结合大量的野外调查,可以从遥感技术影像中的各个位置、不同色调及形态等,构建滑坡、地裂缝、崩塌等矿区地质灾害影像的识别标志。滑坡壁会在遥感影像中呈亮白色,常出现于比较高的山坡;在形态上会呈弧形或簸箕形;山底常被人类干扰呈浅蓝色。崩塌在影像上是白色和浅蓝色相混合的现象,往往出现在较陡峭地势的山区,形态表现是漏斗状和片状分布,总体上的面积比较大,人工干扰的因素相对比较弱。地裂缝则在遥感影像中表现为不规则的线,灰白色的色彩,与周边褐色的荒地形成了对比。

4 结论

随着我国经济的快速发展,能源的需求量不断增大,尤其是煤炭资源在我国能源中的比重依然很大,这就对煤矿自动化技术快速发展提出了要求。遥感技术在应用于煤炭的开采和矿区生态环境的分析发挥着重要的作用。因此,煤矿的自动化控制中自然少不了对遥感技术的需求和应用。本文通过对遥感技术在煤矿各个领域中的应用,重点分析了煤矿区环境污染的监测、生态环境的调查和地质灾害的分析和研究,来阐述煤炭自动化控制中的遥感技术。

[参考文献]

[1]戴立乾,赵鸿燕.媒矿区煤尘污染遥感监测研究卟河南科学。2011.27.

[2]张娟,彭胜龙,靳云鹏.等遥感监刺技术在煤矿区环境地质问题中的应用UJ企业导报.2010(11).

[3]胡振琪,陈涛基于ERDAS的矿区植被覆盖度遥感信息提取研究――以陕西省榆林市神府煤矿区为例UJ西北林学院学报.2012,23(2).

第9篇:遥感技术在海洋中的应用范文

遥感即为遥远的感知。遥感技术是根据电磁辐射(发射、吸收、反射)理论,应用各种光学、电子学和电子光学探测仪器对远距离目标所辐射的电磁波信息进行接收记录,再经过加工处理,并最终成像,从而对环境地物进行探测和识别的一种综合技术。物质不同,其分子、原子数量及组合方式也不同,所特有的反射电磁波性质也不同,对外来电磁波反射性质也就不同。因此不同的物体发射不同波段的电磁波,不同的物体对太阳和人工辐射有不同的吸收、反射和透射能力,这些差别经过遥感形成了不同的成像,然后把这些不同的遥感成像解译就可区分不同物体,从而收集目标物的各种信息数据,以掌握人们所需的各种信息资料。近年来我国地质灾害研究在采用遥感技术后取得了重大进展,包括近年来开展的全国特大滑坡灾害调查及危险性评价、典型地质灾害监测预警与示范治理、重点地区地裂缝与地面沉降调查、国家重大工程区域地壳稳定性调查与评价等项目都是建立在遥感图像的分析判断基础上的。由气象卫星、海洋卫星、陆地资源卫星和环境与灾害卫星等组成的空间对地观测体系,能够覆盖全国陆地、海域以及我国周边国家和地区1500万km2的地球表面。可见光、红外到微波遥感器都实现了星载飞行,遥感器包括可见光相机(胶片式和传输式)、可见光红外多光谱扫描仪、多种分辨率成像光谱仪、多波段微波辐射计、微波散射计、微波高度计、合成孔径雷达等。具备了自行研制卫星地面接收站及其相应数据处理系统的能力。研发了具有自主知识产权的遥感数据处理平台,开发了多套通用遥感图像处理系统和专题遥感信息提取系统。我国风云气象卫星系列不仅显著提高了我国卫星气象监测能力,还为国家应急管理、减灾救灾体系建设、应对气候变化提供了有力的技术支撑,被世界气象组织纳入地球观测业务卫星序列,成为全球地球综合观测系统的重要组成部分。

2遥感技术在地质灾害监测中的作用

各种自然灾害发生前一般都会出现各种先兆,而且很多灾害的发生和发展都有一定的时空规律,彼此之间常有一定的关系,这就为自然灾害的预报提供了可能。在自然灾害的预报和研究中运用遥感技术可以发挥以下几个方面的作用:

2.1推动国家自然灾害数据库建设

地质灾害是一种常见的自然灾害,发生地质灾害后的地形地貌在遥感图像中通常与周围正常的情况有所区别,特别是在形态、色调和影纹结构等方面。为了在地质灾害发生后快速及时地了解地质灾害的规模和具体情况,可以通过我国的资源卫星、气象卫星和其他专业卫星等进行遥感信号的采集,然后运用地质灾害遥感信息的合理解释,对已经发生地质灾害的地点或是隐患点进行详细的调查分析,并对数据进行整理后得出灾害规模、灾害分布、形成因素、孕育过程、变化趋势等。通过以上工作可以有效推动对灾害数据的收集和整理工作,并且按照地质灾害的类别,建立灾害要素数据库,构建灾害预测评估和灾后灾害快速评估运行系统。

2.2为抗灾救灾应急决策提供快速信息支持

一些突发性自然灾害,难以实现迅速、准确、动态的监测与预报,但遥感技术可以不受地面条件限制,快速获取灾害发生后灾区的全面景观,根据灾害分类分级及影像模型,判读图像,快速确定灾情,为应急救援工作提供第一手资料,从而在最短的时间内实现对自然灾害的应急响应。在2008年四川汶川大地震及2010年青海玉树大地震中,有关部门使用多种航天、航空遥感技术为抗震救灾指挥部及时提供了多种类型、不同分辨率的卫星和航空遥感数据分析信息,为抗震救灾指挥系统及时全面地了解灾情、快速部署救援行动提供了可靠的信息支持。在澳大利亚维多利亚州发生特大火灾时,我国立刻调整了环境减灾卫星A、B星拍摄角度和运行频率,每天两次飞过澳大利亚上空,迅速准确地拍摄了澳大利亚火场的光学、红外和雷达图像,为澳大利亚空间信息合作研究中心提供了大量的卫星监测图像,极大地帮助了澳大利亚有关部门的灭火行动。

2.3提高次生灾害的预测预报能力

做好次生灾害的排查与监测预警工作,是减少和降低灾害损失的重要措施。利用卫星遥感技术实时监测地震次生灾害,让人们能够有效规避灾害或减小灾害损失。在2008年汶川大地震中,中国国土资源航空物探遥感中心通过航空遥感应急调查,及时掌握了北川等14个重灾县市道路、房屋损坏等灾情和崩塌、滑坡、泥石流及堰塞湖等次生灾害情况,共解译出地震引发的崩塌、滑坡、泥石流7226个,堰塞湖147个,灾害毁路1423处;圈定有危险的村镇264个,潜在危险道路1732处,从而为有效防范次生灾害的发生、最大限度地降低灾害损失提供了有力的信息支持。

2.4为灾后重建规划提供决策依据

地震等重大自然灾害发生后,灾区的重建规划是抗灾救灾的一项重要工作。如地震灾后恢复重建规划应当根据地质条件和地震活动断层分布以及资源环境承载能力,重点对城镇和乡村的布局、基础设施和公共服务设施的建设、防灾减灾和生态环境以及自然资源和历史文化遗产保护等作出安排。城镇和工程选址时要充分考虑灾害综合区划,既防止类似的灾害重复发生,也要防御其他自然灾害的侵袭。在2008年四川汶川大地震发生后,我国利用航天和航空遥感,及时开展汶川地震灾情评估工作,完成不同烈度人口影响评估,以及房屋倒损、道路损毁、人员伤亡等灾情及次生灾害评估、灾情综合评估、地震灾害范围评估、地震灾害经济损失评估等工作,为灾区规划重建提供了科学依据和决策咨询。

2.5帮助提高地震预测预报水平

地震的预测预报是一个世界性难题。我国破坏性地震频繁发生,损失极为惨重。为了有效地预测地震发生,必须对地震前的各种兆信信息进行收集和数据挖掘,找到地震演变规律,尽可能地有效预测预报地震。卫星遥感技术通过多种手段观测、广阔的信息覆盖、短周期的观测手段等,为提高地震灾害的预测预报水平提供了可能。遥感技术用于监测和评估地震灾害已成为研究的一大热门。目前,遥感方法中合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术在监测地震形变方面的潜力已得到广泛认同。在地震研究方面,我国运用各种遥感图像,进行断层活动性、强震构造环境、地震地表破裂等方面的遥感地质解译以及干涉形迹测量研究,取得了重要研究成果。同时还开展了遥感技术在地震监测预报中的可应用性研究、红外遥感地震前兆的异常特征、预报方法和机理研究以及地震前兆热红外异常卫星遥感监测与快速处理系统研究等,为卫星遥感应用于地震监测预报开辟了新的方向。我国地震局已将卫星遥感的部分热红外实测数据,通过全国地震系统共享给所有地震研究工作者,为地震监测和预报提供数据支持。

3遥感技术在地质灾害监测中的具体应用

我国的地质灾害遥感调查技术为大型工程的可行性研究提供地质灾害分布、潜在危害及环境基础资料。实践证明,遥感技术在识别滑坡、泥石流,制作区域滑坡、泥石流分布图等方面体现出巨大的应用价值。

3.1孕灾背景调查与研究从地质灾害预测预报相关理论分析可知,灾害孕育过程中要对一些因素进行长期观测,发现其变化规律。这些因素包括时日降水量、地面坡度、多年平均降水量、植被发育状况、构造发育程度等。这些因素的成功观测是地震预测预报的重要保障。通过气象卫星可以实时检测降雨情况,而资源卫星可以对地表地物进行详细的调查,通过红外波段和微波波段分析地下物质的体貌体征等。结合气象卫星和资源卫星强大的遥感技术,可以对以上孕灾因素进行实时监控和分析,因此利用遥感技术有效调查研究地质灾害孕灾背景是遥感技术的重要应用之一,也是地质灾害最重要的基础准备工作。

3.2地质灾害现状调查与区域划分

在地质灾害发生后,必须及时有效地对地质灾害现状进行总体分析,了解其发生规模和特征,才能制订相应的救灾和避灾措施。地质灾害过程中,不良地质所迸发出的滑坡、崩塌、泥石流等灾害个体或灾害群体,在遥感图像中会呈现出与众不同的地质特征。很多关于地质发生规模和形态特征等信息都可以通过遥感影像进行提取。这些信息提取后,就可以有效分析目标区域内地质灾害发生点和隐患点的全面信息,找到灾害发生的分布、规模、特点、趋势等信息。另外,在上述工作基础上还可以对地质灾害发生地进行区域划分,对地址灾害进行分级管理,对隐患区进行严密监控,为建立地质灾害监测网络提供基础资料。

3.3地质灾害动态监测与预警

当地质体从量变到质变后,地质灾害很容易发生,但是这种从量变到质变的过程是很难被观测察觉的,因为其蠕动速率非常小且比较稳定,地质灾害动态检测就是期望实时得到发生突变的信息,来预测和预报灾害发生。在全球卫星定位系统(GPS)的精确定位下,这种缓慢的变动速率是可以被察觉并记录的。利用卫星定位系统进行地质灾害动态检测,可以有效地对地质灾害进行预测、预报和警报。

3.4灾情实时调查与损失评估

当地质灾害的发生不可避免时,就要尽可能地减小灾害损失,这就要求在地质灾害发生后对灾情进行实时检测和调查,并评估和区分灾情较重和较轻的区域,进行有效的人员救援和物资运送。利用遥感技术可以对地质灾害进行详细的调查,除了可以对人员和牲畜伤亡进行统计外,还可以对地面建筑、水域资源、桥梁道路、自然资源等各项情况进行实时的调查和评估,为救灾提供有效的信息支持。

4结语