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引言:遥感,就是利用地面上空的飞机、飞船、卫星等飞行物上的遥感器收集地面数据资料,同时从里面获得有关信息,经过有关记录、传送、分析和判读来识别地物。遥感由空基系统、地基系统和研究技术支持系统组成。遥感技术是一门实用的,先进的空间探测技术,在国民经济中发挥着越来越重要的作用。测绘工作,特别是基础测绘是国民经济和社会发展不可缺少的一项基础性、前期性和公益性工作。遥感技术应用于基础测绘,可以高速度、高质量的测绘地图。
一、遥感技术的特点
遥感技术具有获取数据资料范围大、获取信息的速度快,周期短、获取信息受条件限制少、获取信息的手段多,信息量大等特点。航空遥感具有技术成熟、成像比例尺大、地面分辨率高、适于大面积地形测绘和小面积详查以及不需要复杂的地面处理设备等优点。缺点是飞行高度、续航能力、姿态控制、全天候作业能力以及大范围的动态监测能力较差。但作为一种探测和研究地球资源与环境的手段,仍是方兴未艾、不可取代的。
二、遥感技术应用时的流程
动态的遥感技术在进行应用的时候,流程一般是选取数据、对数据进行处理、对发生变化的信息进行提取和对检测的精度进行评定。
1、选取数据
现在遥感技术选取数据一般是通过卫星。在检测的时候应该和相关的土地利用图进行结合,并且进行对比,在检测的时候把一些生态、人文等指标加入材料中去,从而不断提高获取信息的精度。 若是要求精度特别高的时候,还有必要将GPS 获取的影像资料补充进来。
2、对数据进行处理
感技术直接获取到的一些数据是无法进行直接识别的,必须经过计算机技术的转化,才能进行识别,并且还要对数据进行一定的修正,提高信息的精确度。
3、对发生变化的信息进行提取
所谓的变化信息便是新发生变化的地理信息,对变化信息进行提取是地籍测绘的过程中遥感技术非常重要的应用。通过时间先后,来进行变化信息量的获取,并且根据时间变化对未来进行一定预测,以备参考的时候使用。
4、对检测的精度进行评定
精度在某种程度上决定了遥感技术的质量,通过对于数据的分析和记录,便能够获取信息的真实精确度。
三、在测绘工作中遥感技术的应用
1、在专题图制作过程中的应用
所谓遥感专题地图的制作即在计算机制图的环境下利用遥感资料编制出各类专题地图,这是遥感信息在地理研究和测绘制图中的重要应用之一。
(1)制图比例尺以及空间分辨率的选择
空间分辨率也就是地面分辨率,是指遥感仪器所能分辨出的最小目标的实际尺寸,也就是遥感图像上面一个像元相对应的地面范围的大小。因为遥感制图是利用遥感的图像来提取专题的制图信息,所以在选择图像空间分辨率时一定要考虑到下面两个因素:一是解译目标最小尺寸,二是地图成图比例尺。空间不同规模的制图对象的识别,在遥感图像的空间分辨率方面都有一定的要求。地图比例尺与遥感图像的空间分辨率有着密切的关系。所以进行普通地图的修测更新和遥感专题制图时,对不同平台的图像信息源,应该结合研究宗旨、精度、成图比例尺和用途等要求,进行分析选用,以达到经济、实用的效果。
(2)波段以及波普分辨率的选择
在进行波普分辨率选择的时候,必须注意波段的选择。波段的数目、波段的宽度以及波段的长度都能决定波普分辨率。
(3)时间分辨率和时相。由于时间分辨率在遥感图像中的差别比较大,所以制图的时候,必须充分的了解其变化的周期,找出最能够揭示其本质的最佳时相。
2、在地籍测绘过程中的应用
(1)动态监测
随着遥感技术和计算机的发展、进步,日趋成熟的动态监测应用已融入地籍测绘中,例如遥感技术与地理信息系统结合,以及GPS定位技术等,给土地测绘带来了诸多的方便。在地籍测绘中应用遥感技术,最直接便捷的一点就是动态监测。动态监测也就是应用遥感技术,对土地调查和动态、土地的变更进行监测。在地籍测绘中,动态遥感监测技术是对土地的利用率和相关调查的资料,通过图形以及数字等难识别的对象为基础,利用计算机的相关技术,对难以识别的信息进行相关处理,变成可识别的图像和文字,从而记录相关的数据信息,合理的确定监测周期,以便对土地利用的变化情况进行全新的监测,各个时期的数据进行对比,从而得出最优。技术上的进步给人们带来了越来越多的便利,随着计算机图像处理技术的成熟以及完善,动态监测技术应用于地籍测绘,在将来一定会越来越方便。
(2)遥感技术
在地籍测绘中,动态遥感监测技术的应用,一般通过以下流程来运作:数据的选取、处理、变化信息的提取和监测精度的评定。①数据的选取,大家都知道地籍管理具备连续性、高精度性以及综合性等特征,目前的遥感技术对数据的选取,一般通过法国和美国的Landsat?TM、SPOT两种卫星数据来实现。然而监测的精度一直以来都是遥感技术最关键的部分,为了提高精度需要,有时必须结合相关土地利用图,来作为监测的对比,并将生态、人文等相关指标列入地籍测绘资料中。当精度的要求特别高时,必须借助GPS等高分辨率卫星影像当作补充资料。②变化信息的提取,所谓变化信息,即在固定的时间段、土地的相关资料产生变化的相关量的大小来提取变化信息,这是遥感技术在地籍测绘中最为重要的应用,通过时间差来计算不同时间段的变化信息量,从而来预计出土地未来的变化规律,为今后的整体规划提供一定的参考。
(3) GPS RTK的勘测定界
在现在的土地勘测中,首先采用遥感影像上粗略标注勘界的位置,然后再到野外进行GPS-RTK测量。建设用地中的土地勘测定界是实地的确定土地使用的界线范围,量测使用界线范围内各类土地面积并计算用地面积,测定界桩的位置等测绘技术工作,它不仅给各级政府的国管部门审批地籍管理、土地提供可靠依据而且提供了基础资料。建设用地勘测定界的工作顺序为,审查用地文件DD现场的勘测DD图上的红线设计DD实地的放样DD审核测量DD面积测量与计算DD绘制建设用的地界图DD填绘建设用的地管理图DD资料的整理DD建档,经反复实地的勘测、图上的设计、权属的调查后制定出放样的数据。利用GPS RTK技术勘测定界放样,能够避免关系距离法和解析法放样等放样方法复杂性,也简化了在建设用地勘测定界的工作工程,特别是对铁路、公路、输电线路、河道等线性工程以及特大型工程的放样尤为实用。其是遥感与摄影测量科学的前沿内容。
结语:地籍测绘工作繁杂,在进行实际工作中,必须通过对高科技技术的运用才能有效地完成相应的工作,遥感技术的开发以及研究,给地籍测绘工作带来了极大的便利,并且随着科学技术不断地发展以及进步,遥感技术也将更加成熟。
参考文献:
[1] 石伟朋.遥感技术在地籍测绘方面的应用[J].中小企业管理与科技(下旬刊). 2010(06)
关键 :遥感技术、土地利用调查、应用
The application of remote sensing techniques in land use survey
Abstract: Land resources are increasingly scarce, and therefore the use of land resources is particularly important to investigate. Remote sensing technology in the long-term development has matured in various fields. The application of remote sensing in land resource survey, which greatly improved the efficiency and accuracy of the survey. Accordingly, this article will focus on the application of remote sensing techniques in land resources, to make further analysis.
Key areas: remote sensing technology, land use survey, application
中图分类号: F301.2文献标识码:A 文章编号:
遥感技术是一项发展较早的技术,在长期的不断完善过程中趋于精确,能够对对象做出较为准确的定位和勘测,极大便利了地理调查。遥感技术从广义上来讲,是指在较为遥远的地方借助专门的特殊探测仪器,将远处的物体辐射的波长信号进行记录和接受,再通过专业处理程序进行再加工,从而将远处物体通过图像的形式展现出来,从而能够使得勘测人员通过观察图像,了解远处的情况和环境。遥感技术由遥感平台、传感器、应用系统等多个部分共同构成。
一、遥感技术国内发展现状
遥感技术在我国的应用起步较早,是伴随航天技术的发展而来的,最近几年来发展迅速,应用领域也在不断扩大。我国国家统计局自上个世纪八十年代开始便在全国范围内开展了广泛的土地资源调查统计工作,在这个调查过程中将遥感技术引入进来,通过遥感技术得来的数据实现了对我国整体土地使用情况的首次了解,调查结果的准确性保障了我国后期土地政策制定的适用性。从此我国的土地使用情况开始了用遥感技术进行勘察的方式,并且在长期的发展中趋于完善,技术水平不断提高。遥感技术在国内土地利用调查中的应用,在我国土地资源管理中发挥着重要的作用。具体说来包括以下三个方面:1、服务于各级政府,有利于提高政府政策的准确性,依据遥感情况制定完善的土地资源管理计划,及时对土地利用过程中出现的问题作出反馈,起到对有限国土资源的保护和合理规划作用;2、及时反映了当前土地利用情况,为后期进行城市建设规划以及了解土地利用总体情况奠定基础;3、为整体土地利用发展规划提供充足的信息。
二、遥感技术在土地利用调查中应用的可行性
遥感技术相比较于其他调查方法,能够24小时不间断工作,并且能够及时有效的获得土地使用情况资料,遥感技术受地区环境限制较少,能够在有限的时间里尽快的完成任务。遥感技术在信息的记录上可体现出周期性、动态性以及丰富的动态性,能够及时记录土地使用的变更情况。传统的土地利用调查依赖于大量的人力和物力投入,工作周期长,工作的准确性不高,成本极高。土地利用调查是在城市化进程进一步加快,经济飞速发展的情况下发展起来的,强化土地资源规划、管理、保护和合理的利用是适用社会发展的必要措施和基础工作。
遥感技术在土地利用统计中的应用具有以下特点:1、起点较高,具有全局性,基于遥感技术的土地利用调查一般而言具有全局性特点,而且往往具有很强的宏观性,起点高的特点使得建立在这一基础上的调查更有利于统筹全局,把握整体的土地资源利用情况;2、技术要求高,遥感技术看似原理简单,实际操作起来却需要较高的技术水平和专业要求,在管理上也需要专业人员的科学化管理,从勘测到记录都需要较高的技术水平;3、实际应用性,遥感技术应用下的土地使用调查,不仅要求提供最终的调查结果和准确性较高的土地利用现状调查,还要求为现实的整体规划做出调整,最终应用于整体土地政策的规划,提高土地资源利用率。
由上可见,传统的土地调查方法较不科学,存在着周期长、资金投入多、调查受周围因素干扰大的问题,极大影响了整个调查的整体运作情况,客观性和周期性不强最终使得所得数据和记录的可用性不大,与现实的结合不紧密。而遥感技术则具有了明显的优势,周期短、客观性和准确性强,这位土地资源的有效利用提供了数据支持。
三、遥感技术应用于土地资源利用调查的方法
遥感技术需要多方面技术的综合应用,比如勘测技术、信息处理技术、图像处理技术、网络信息技术、数字化信息记录技术等。多方面技术的综合应用决定了遥感技术在使用过程中的技术性和专业性。遥感技术在土地调查应用过程中的关键环节是遥感影像的制作和再加工过程,这个环节最终决定了遥感技术应用于土地调查的好坏。
(一)影像校正
影响校正是指通过遥感技术所得的遥感图像信息,按照打底的水准面和坐标系对图像中物体的具置,使得遥感图像数据依据现实环境几何坐标进行校正。影像校正分为多个步骤,首先第一步便是位置的计算,位置选取是控制点确定的重要一步,控制点的选择正确与否,直接影响了整个影像校正的过程。控制点的选择要坚持易分辨、特征明显的原则,保证控制点的选择能够准确为后期影像的处理奠定基础,找准位置。另外在控制点的选择上还应该注意在图像的边缘留有一定数量的控制点,避免在处理过程中因为误差出现影像外推。
(二)遥感影像的配准
遥感影像的配准是指将多重映像进行重叠,即是将影像中的地理坐标和影像之间的统一,具体操作是在配准过程中选择多项式模型,以人机交互的方式实现对影像的配准。在配准过程中要尽量减少误差,并且尽可能实现对配准的现实适用性。遥感影像的配准是实现了控制点与影像之间的配合,是将标准化的空间方式进行整合,最终在有限的范围内对影像进行配准。
(三)遥感影像的融合
遥感影像的融合是指将多源数据统一在同一个地理坐标中,采用专业科学的算法和运算方式将多幅影像合并在同一个新的图像中。影像的融合包括了基本信息、色彩的融合。融合的过程是将传感器得到的不同类型的信息加以综合,用单一传感器减少多重遥感器带来的不必要麻烦和矛盾,使得最终影像能够直观易懂,并且能够清楚认识。最终融合的图像是综合了多元的信息产生的,具有丰富性和准确性,能够反映更多的信息,减少因为单幅影像造成的信息不清晰,从而提高数据的适用性和利用率。另外从影像的色彩来看,融合之后的影像色彩饱和度更高,对比度强,位置能够更加精确的表示出来。
(四)遥感影像的识别
遥感影像的识别和判读是一个较为专业的过程,一般来说分为观察和计算机自动分类两种方法,遥感监测得到的最终影像任然需要专业的判读。人为和计算机的两种方式应该与实际勘测的地形和物体情况相联系,就土地利用调查的实际环境和要求来看应该采用人机交互的方式对影像进行识别和判读,将图像信息转化为描述性语言,增强影像的描述性和可视性。
四、遥感技术应用于土地利用现状调查的局限性
遥感技术的使用对专业人员的技术要求较高,使得遥感技术的推广和操作中的准确性面临困境,技术的制约使得勘测结果失效。遥感影像色彩鲜艳且对比强烈,这位调查提供了较为完善直观的数据支持,但也存在着难以判断图片的物体的具面积和大小,要进行具体测量。在遥感技术使用的过程中还面临着地界统计的出入,因此在统计的结果中存在一定偏差。另外遥感技术并不能完全取代传统的统计方法,还需要在不断完善现代化统计手段的同时兼顾传统,采取多元调查方法结合的方式增强最终数据的可靠性。
综上所述,遥感技术的发展极大便利了土地利用的调查,使得调查周期缩短,准确度和可靠性大大提高,减少了传统调查方式下的人力财力投入。虽然在实际操作中遥感技术还存在一些缺陷,相信随着计算机信息技术的进一步提高,高新技术的不断发展,遥感技术在土地利用调查中的应用会日趋完善。
参考文献:
[1]常庆瑞等,《遥感技术导论》,科学出版社,2004年,第18-19页
[2]汤国安等,《遥感数字影像处理》,科学出版社,2004年 ,第123-131页
[3]濮静娟,《遥感图像目视解释原理与方法》,中国科学技术出版社,2001年,第23-26页
关键词:遥感技术地籍测绘应用
引言:地藉测绘总体来说是一项政府行为上的技术工作,是政府行使土地管理职能并且具有法律意义的行政技术手段,其主要工作是调查土地及其附着物的位置、界线、质量、权属和利用现状等基本情况来测绘其几何形状与面积。数字地籍测绘包括数据采集和成图成果数字化两方面,即应用全站仪等测量仪器实地采集数据、编辑地籍图、生成宗地图、建立地籍数据库、输出面积汇总表、进行地籍数据动态管理等,直接为土地、城建、规划等部门提供权威数据。随着遥感技术以及计算机技术的发展,越来越多的人开始研究遥感技术在地籍测绘中的应用,并取得了显著效果,大大提高了经济和社会效益。
一、遥感技术概述
遥感技术,是测绘技术的一种,指的是通过传感装置,不直接跟被检测对象进行直接的接触,从而获得被检测对象的相关详细的信息,对这些信息进行分析加工描绘,遥感技术是21世纪一项新的测绘科学技术。我们利用遥感技术,能够对土地利用的现状和水土流失的现状进行大范围的核查和更新,能够对全国的土地利用现状和信息进行全面的了解,这些都能对每一季度和每一年的土地利用及变更数据进行更新、管理、分析、查询、备案。
遥感技术是基与卫星或者飞机以及其他的飞行装置为其技术释放的依托,来收集地面或者研究目标相关电磁信息,以此来判断整个地球局部土地环境以及地藉等相关资料的技术手段。遥感技术最早起源于上世纪60年代,是把航空摄影技术和计算机技术结合并得到了发展,从而形成了现在的遥感技术。可以这么说,将遥感装置设ing置在高空飞行器中,进行相关测量,这种方式成为航空遥感。随着科学技术的进步,以及计算机技术的飞速发展,当前的遥感技术应用越来越广泛,在我国地籍测绘领域中,利用遥感技术对土地相关信息进行全面的分析,记录大量可行性以及科学性数据,并依此判断和识别地籍的相关资料。
二、现代地籍测绘与“数字国土”的关系
现代地籍测绘、地籍信息系统与“数字国土”三者有着密切的关系。现代地籍测绘为建立地籍信息系统提供基础数据,但为了有效管理和共享大量的地籍测绘成果,需要建立一个地籍信息系统,进而就可以存放各种图形和属性等信息,并对国土资源部门进行从“部”到“厅”到“局”的各种行政级别上的空间应用分析。“数字国土”包括广泛的数据和信息,高分辨率影像和数字地图是其中的重要数据之一,地籍测绘正是地籍信息系统建设及其网络体系建设即“数字国土”的重要内容。现代地籍测绘、地籍信息系统和“数字国土”的关系。
现代测绘技术是运用地籍测量中的一些先进技术和方法,它是融地籍测量外业、内业于一体的综合性作业系统。其最大优点就是在完成地籍测量的同时可建立地籍数据库,并通过一定的途径建立地籍管理系统,为完成“数字国土”工程、实现电子政务和现代地籍管理奠定基础。现代地籍测绘主要是采用自动采集地籍要素的方式,利用全站仪、计算机或PDA采集地籍要素,传输到计算机上,运用专用的地籍数据处理软件,对其进行分析、整理、编辑和入库。其基本流程为:
(1)资料分析:对测区已有的地籍数据进行分析,熟悉测区地形,根据本身已有的设备和最终建立地籍数据库的要求确定采用何种测量技术。在资料分析过程中,可以考虑能否使用“准地籍测量”。
(2)数据获取:数据获取途径包括两种:第一种是通过上述分析,直接利用已有的资料,如原始的正确的地籍档案资料等;第二种是野外直接采集与收集。数据采集必须根据建立数据库的要求,得到适宜的数据格式。数据获取的内容,包括全要素地形数据、地籍数据、地类数据、控制数据。
(3)数据编辑、整理、入库:对于获取的各种数据。按照数据库建库技术要求进行编辑、整理、人库,并进行各种统计、分析、汇总,最终建市地籍数据库,形成地籍管理系统
三、遥感技术在地藉测绘中的应用
动态监测应用 随着计算机和遥感技术的进步、发展,越来越成熟的技术已融进地籍测绘中,比如遥感结合地理信息系统,以及GPS等定位技术,给土地测绘带来了更多的方便。遥感技术在地籍测绘中的应用,最直接的一点便是其动态监测。地籍测绘相互资料便于核查土地利用总体规划,为国家整体规划以及相关决策提供可靠、可行的理论资料。应用数字摄影测量与遥感模式进行地籍测量前景非常广阔。由于地籍测量的精度要求较高,数字摄影测量主要以大比例尺航空像片为数据采集对象,利用该技术在航片上采集地籍数据,其控制点和目标点主要采用航测区域网法和光束法进行平差,即所谓的空三加密,进而通过专有数字摄影测量的数据处理软件,完成地籍测量的内外业。
数字摄影测量与模式得到的地籍图信息丰富,实时性强,既具有线划地图的几何特征,又具有数字直观、易读的特性;地籍图上的界址点完善。不受通视条件的限制;除要用GPS像控和地籍权属调查外,大部分工作均是在内业中完成,既减轻了劳动强度,又提高了工作效率,是一种广有前途的地籍测量模式。
四、内业扫描数字化测量模式
用扫描数字化方法对已有地形图或地籍图采集数字化地籍要素数据,而界址点的坐标数据则由之前所述的两种模式测出和计算得到,或把已有界址点的坐标数据输入计算机,然后将这两部分数据叠加,并在数据处理软件的控制下得到各种地籍图和表册。
“准地籍测量”就是近年来出现的内业扫描数字化模式,即在已有的地形图上根据地籍台账实地标绘宗地界址线,划分街道、街坊、调查区及编号,调查宗地座落、地名、门牌号码、房屋结构及层数,标示不清或精度不符时,可待日后做地籍调查和变更填补;这种地籍测量模式的前提条件是要求测区内的地形图或地籍图现时性强,并且具有完备的控制点和目标点。
关键词:遥感技术,测绘,制图
前言
近年来,由于物理学、空间科学、计算机科学等科学技术的飞速发展,为遥感技术奠定了技术基础,同时,由于人类生产中不断地向深度进军,遥感技术得到广泛的应用,使得遥感技术得到了飞跃式的发展,已经成为一些发展中国家和发达国家非常重视的科学技术。遥感技术是与计算机科学、空间科学、测绘科学、地球科学、电子科学以及其他学科相互融合、交叉渗透的基础上面发展起来的一门新兴边缘学科。利用非接触传感器从而来获得相关目标的时空讯息,不仅仅是着眼于解决传统目标的几何定位,更重要的是对利用外层空间的传感器获取非影像和影像信息进行非语义和语义解译,提取客观世界中的各个目标对象的物理与几何特征讯息,以达到为人们认识自然和改造自然而提供科学的方法和技术的目的。由于它的应用性、科学性、服务性、技术性涉及到广泛的科学技术领域,不难看出它的应用已深入到社会经济发展和国家安全等方面。本文着重讲述了遥感技术在地籍测绘以及制作专题图领域上的应用。
1遥感技术在地籍测绘中的应用
1.1动态监测
随着遥感技术和计算机的发展、进步,日趋成熟的动态监测应用已融入地籍测绘中,例如遥感技术与地理信息系统结合,以及GPS定位技术等,给土地测绘带来了诸多的方便。在地籍测绘中应用遥感技术,最直接便捷的一点就是动态监测。动态监测也就是应用遥感技术,对土地调查和动态、土地的变更进行监测。在地籍测绘中,动态遥感监测技术是对土地的利用率和相关调查的资料,通过图形以及数字等难识别的对象为基础,利用计算机的相关技术,对难以识别的信息进行相关处理,变成可识别的图像和文字,从而记录相关的数据信息,合理的确定监测周期,以便对土地利用的变化情况进行全新的监测,各个时期的数据进行对比,从而得出最优。技术上的进步给人们带来了越来越多的便利,随着计算机图像处理技术的成熟以及完善,动态监测技术应用于地籍测绘,在将来一定会越来越方便。
1.2遥感技术
在地籍测绘中,动态遥感监测技术的应用,一般通过以下流程来运作:数据的选取、处理、变化信息的提取和监测精度的评定。①数据的选取,大家都知道地籍管理具备连续性、高精度性以及综合性等特征,目前的遥感技术对数据的选取,一般通过法国和美国的LandsatTM、SPOT两种卫星数据来实现。然而监测的精度一直以来都是遥感技术最关键的部分,为了提高精度需要,有时必须结合相关土地利用图,来作为监测的对比,并将生态、人文等相关指标列入地籍测绘资料中。当精度的要求特别高时,必须借助GPS等高分辨率卫星影像当作补充资料。②变化信息的提取,所谓变化信息,即在固定的时间段、土地的相关资料产生变化的相关量的大小来提取变化信息,这是遥感技术在地籍测绘中最为重要的应用,通过时间差来计算不同时间段的变化信息量,从而来预计出土地未来的变化规律,为今后的整体规划提供一定的参考。
1.3 GPS RTK的勘测定界
在现在的土地勘测中,首先采用遥感影像上粗略标注勘界的位置,然后再到野外进行GPS-RTK测量。建设用地中的土地勘测定界是实地的确定土地使用的界线范围,量测使用界线范围内各类土地面积并计算用地面积,测定界桩的位置等测绘技术工作,它不仅给各级政府的国管部门审批地籍管理、土地提供可靠依据而且提供了基础资料。建设用地勘测定界的工作顺序为,审查用地文件――现场的勘测――图上的红线设计――实地的放样――审核测量――面积测量与计算――绘制建设用的地界图――填绘建设用的地管理图――资料的整理――建档,经反复实地的勘测、图上的设计、权属的调查后制定出放样的数据。利用GPS RTK技术勘测定界放样,能够避免关系距离法和解析法放样等放样方法复杂性,也简化了在建设用地勘测定界的工作工程,特别是对铁路、公路、输电线路、河道等线性工程以及特大型工程的放样尤为实用。其是遥感与摄影测量科学的前沿内容。
2遥感技术在制专题图中的应用
所谓遥感专题地图的制作即在计算机制图的环境下利用遥感资料编制出各类专题地图,这是遥感信息在地理研究和测绘制图中的重要应用之一。在此就其中一些关键性的技术环节作重点讲述。(1)空间分辨率与制图比例尺。空间分辨率也就是地面分辨率,是指遥感仪器所能分辨出的最小目标的实际尺寸,也就是遥感图像上面一个像元相对应的地面范围的大小。因为遥感制图是利用遥感的图像来提取专题的制图信息,所以在选择图像空间分辨率时一定要考虑到下面两个因素:一是解译目标最小尺寸,二是地图成图比例尺。空间不同规模的制图对象的识别,在遥感图像的空间分辨率方面都有一定的要求。地图比例尺与遥感图像的空间分辨率有着密切的关系。所以进行普通地图的修测更新和遥感专题制图时,对不同平台的图像信息源,应该结合研究宗旨、精度、成图比例尺和用途等要求,进行分析选用,以达到经济、实用的效果。(2)波谱分辨率与波段。波谱分辨率是通过传感器所使用的波段数目(通道数)、波段的宽度、波长来决定的。(3)时相与时间分辨率。遥感图像的时间分辨率差别很大,用遥感制图的方式显示制图对象的动态变化时,不但要弄清楚研究对象其本身的变化周期,与此同时还要了解到有没有与其相应的遥感信息源。例如要研究森林火灾蔓延范围、洪水淹没范围或森林虫害的受灾范围等现象的动态变化时,必须选择相适应的超短期或短期时间分辨率的遥感信息源,只有气象卫星的图像信息才能满足这种要求,遥感图像是指某一瞬间内地面实况的记录,然而地理现象是不断的变化。所以,一系列按时间序列成像的多时相遥感图像中,必然存在着最能揭示地理现象本质的“最佳时相”图像。研究农作物的长势、植被的季相节律,目前以选择landsat-TM或SPOT遥感信息为佳。
3结论
制作专题图以及地籍测绘工作是极其繁琐的,只有采取一定的科技手段才能提高工作效率,及时完成任务。随着遥感技术的发展,给制作专题图以及地籍测绘工作带来了不少便利,随着计算机技术以及GPS等技术的日臻完善,遥感技术应用于测绘领域也日趋成熟,相信随着科学技术的发展与进步,遥感技术的应用水平将步入一个全新的台阶。
参考文献:
[1]郑立中,楚良才:实用化――“九五”遥感应用的特点,遥感信息,2007年第1期。
[2]孙家炳:遥感原理与应用,武汉:武汉大学出版社,2009年。
[3]蒋金龙,李建,梁军:遥感技术在城市土地利用演变研究中的应用,安徽农业科学,2008年第2期。
关键词 遥感技术;水文水资源;应用
中图分类号TV5 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)121-0189-02
遥感技术属于探测技术的一种,它利用传感仪,收集处理远距离目标反射、辐射的电磁波信息,通过对电磁波的分析以此形成图像,进而识别、探测各景物目标,可用于资源考察、气象观测、地图测绘等工作中,具有质量高、速度快等特点,在水文水资源领域中,可简化水文勘测工序,从而提高工作效率,节约资源。
1 水文水资源领域中遥感技术的应用
1.1监测径流量
径流量测量是一项复杂的工作,在测量中可根据水文模型,利用遥感信息,径流量进行估算。遥感技术可用于水体、地表、蒸发量、土壤等数据的收集,在收集信息方面,具有完整性、快捷性、全面性的特点,结合水文模型便可较为准确的预测出径流量。此外,遥感技术也对其他相关元素进行感测便可测量径流量,通过大量数据的收集建立科学合理的水文模型,以此得到径流量数据。
1.2降水量监测
利用遥感技术,结合利用卫星与雷达,将遥感信息源输送、传递,这样有助于掌握降水量的分布、空间等参数,以此全面了解具体的降水量数据。对于雷达的应用,通过对空气中降水粒子对电磁波影响的分析,预测一些地区的降水量。而对于一些监测雨量较少的地区,不仅可用遥感技术监测雨量站,也可利用雷达进行监测,以此使获得的降水量信息准确。由于卫星水对地面测量、卫星信息的综合,进而可预报大面积的雨量。雷达只是对降水粒子进行监测,当由于粒子密集而出现较厚云层时,降水量数据的准确性将降低,无法通过雷达监测获得准确数据。目前,降水量监测多使用航空飞机进行,飞机进入云层深处,并在此探测。因此,现阶段航空遥感对气象观察起到辅助作用,对云层及周围粒子分布进行监测,并将探测收集到的资料数据传送到计算机系统,通过计算机系统分析处理资料数据,以此获取较多的云层数据,能够水位水资源研究提供方便,并使研究时间缩短,降低成本。
1.3监测土壤、地表水分
土壤水分主要包括地表能量、地下水、地表水,地表影响着物质、地面能量、径流形成等。同时,地表特征复杂,在利用遥感技术分类、识别地物时,将提高土地利用率,有助于水体识别等。由于水文变化将直接造成土地覆被、土地利用的变化,而遥感技术有助于监测覆被变化。此外,地表发射率、反照率、植被等因素影响着物质与地表能量的平衡。遥感技术监测土壤水分,常使用的方法是微波遥感、光学遥感。
1.4蒸发量监测
蒸发量影响着能量、水量的平衡,对于蒸发量的监测主要利用物理方式,实现能量与质量关系的转化,以此获取较为准确的蒸发量数据。目前各个领域广泛使用遥感技术,测量蒸发量的方法也逐渐增多,卫星收集数据的方式也越来越多,计算方法也逐渐完善,包括全遥感信息模型法、能力余项法、统计经验法等。对于蒸发量监测,可通过多层模型,把土壤分为多层,一层模型区分植被、地表,一层模型计算地上热量、地下土壤、地表植被之间的余热。在监测时,需要结合地表特征数据探测与蒸发量遥感技术监测这两种形式,对遥感日蒸散估算模型进行研究,建立计算模型,对地表环境下的蒸散情况进行全面掌握,使蒸发量的监测、计算有据可依。
1.5预防灾害
遥感技术还可用于监测水质、旱情、洪涝等情况,可预防灾害,并能对水土流失、土壤侵蚀动态情况进行监测,以此防止水土流失。利用遥感技术,通过收集植被、土地、地形、降雨量、人文等情况,从而对土壤侵蚀情况进行监测。现阶段,可利用多种方法对土壤侵蚀动态进行监测,可利用逐像元比较、分类对比等方法,对土壤侵蚀动态进行监测。在水土流失定量研究法中,其中使用较多的是建立水土流失定量计算模型的方法,利用收集到的土壤流失信息,结合所建立的方程式进行分析、计算,通过遥感影像获得有关土壤侵蚀的数据,以此获得模型计算因子,便于对水土流失状况进行监测。
2应用遥感技术监测小流域洪水状况
2.1建立预报预警
首先,可利用DEM数字高程数据,建立小流域中的洪水预报系统,此系统中包含预报计算、计算结果查询、降雨场次划分、基础数据查询、电子地图浏览等。其次,建立洪水预报预警,根据当前的降雨信息,对未来的流量过程进行预测,并对未来的降水进行预测,以此判断洪水的预见期,并对洪峰流量、时间进行预测,以此提前做好防御准备。通过提供防洪减灾技术、数据,为工作人员提供洪水预报信息,促进防洪决策的制定。
2.2收集勘测数据
应收集小流域的DEM数据、区域的历史洪水过程、电子地图数据等。数据的收集是工作开展的依据,是监测准确的保障。对于一个固定流域而言,可根据当地地形,对水域流通、分布进行计算,根据降雨强度分析雨水径流到流域出口的回流时间,并对概率密度进行计算。
2.3建立模型
利用遥感技术监测洪水状况,需建立雨量模型、流域模型、水库模型,通过合理分析模型,对洪水状况进行预测分析。对于雨量模型,通过分析雨量站与子流域的关系,分析雨量蓄积数,确定雨水承受力。而对于流域模型而言,可通过流域模型,分析径流形成过程的概化情况,流域空间结构等,以此计算流量、径流过程,从而对河道的储备量、流通量等情况进行演算。同时,可建立水库模型,以此对水库周边的流域状况进行分析处理,对到坝址进行演算,以此获得准确数据。
2.4DEM处理
在建立的模型后,应进行DEM处理,首先,需要填充凹陷点,对堤防进行处理,应在图形中描绘出堤防,并在DEM处将堤防位置加高。其次,处理河道、水库,在地形图上,将平原区、平坦区的河道描绘出来,再降低DEM中相应位置的高程。而对于水库的处理,依据书库的正常蓄水位,使用GIS工具画出等高线,以此当做水库形状,以便准确分析。
2.5划分子流域
在洪水状况监测时,应根据下垫面、降雨等条件的空间分布,对子流域进行划分,划分时应合理划分平原区、山丘区的子流域面积,利用DEM和GIS工具,结合自然分水线,对其进行划分。此外,可利用水文站对断面、山区性河流的出口等进行合理划分,科学确定子流域出口,准确预报红水量。
2.6演算河道洪水
可通过实际测量或DEM对水断面形状进行确定,然后根据断面形状,对流速计算公式进行确定,可利用三角形、抛物线、矩形等形式。并利用模型对各河段动态进行模拟。可采用实时方式预报,在降雨后的第一个时段末开始,对每一个时段的降雨流量过程进行预报,然后通过后台计算进行预报,这样就可对河段、河网节点、水库流量等过程进行预报,以此采取合理的措施进行合理防洪。
3 结论
由于遥感技术具有速度快、准确性高、信息广泛的特点,可用于降水量监测、土壤水分监测、径流量监测、蒸发量监测等,有助于预防灾害。而对于河流区域洪水状况的监测,可通过洪水预报系统数据的收集、建立模型,进行DEM处理,以此划分流域、演算河道洪水,以此准确把握河道流量、对洪水状况全面把握,便于防洪措施的及时采取,对水资源研究具有积极的作用。
参考文献
关键词:遥感技术;地基测绘;GPS-RTK技术
中图分类号:P2文献标识码: A
前言
随着地基测绘技术的不断发展,数字地籍测绘已经在地籍测量中得到了广泛的应用,并且在数据采集的过程中实现了数字化的发展,并且在成图上也实现了数字化,其利用全站仪点呢过测量仪器对地籍图进行编制,从而采集有效的数据,从而快速的生成图,建立地籍数据库,并且输出面积的汇总表,对地籍数据进行动态的管理,通过地籍测绘,可以直接为某些工程提供有力的数据的基础,有利于城市的建设。目前遥感技术和计算机技术的有效结合,将其在地籍测绘中进行应用并取得了较好的效果,不仅有效的提升了经济效益,同时也使社会效益得以进一步提升,具有极其重要的意义。
1.遥感技术
遥感技术是应用探测仪器,不与探测目标相接触,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,揭示出物体的特征性质以及其变化的综合性探测技术。遥感系统的组成部分主要有遥感器、遥感平台、信息传输设备、接收装置及图像处理设备等。通过在遥感平台上装设遥感器,从而实现对图像的拍照、扫描等,所以遥感器可以是照相机、扫描仪、微波辐射计及合成雷达等。遥感影像数据是值地表得光谱特征通过大气层的传播,被航空或航天的传感器接收,记录表达为光谱数据,或者在感光介质上直接反映成为像片数据。遥感信息不断获取率高、信息丰富、有着明显的动态性、周期性,而且其传送特点是采用数字记录方式进行。在大范围的更新和核查土地利用现状时充分利用遥感技术,不但能够对土地利用状况信息及时了解之外,而且还能能够更新、管理、分析年度土地利用变更情况。不同种类的地表覆盖,表现为不同的地物特征,最终反映成为不同色度值、亮度值的遥感资料,为计算机的自动分类和作业者准确的目视判读创造了条件,从而达到提高调查工作的效率和效益的目的。制作卫星遥感数字正射影像图(DOM),其原理是依据其自身的特点,应用专业的遥感软件对原始的遥感影像进行辐射校正和几何校正,达到消除位移误差和各种畸变,最终得到的卫星遥感数字正射影像地图包含地理信息和各种所需专题。遥感技术主要包括卫星遥感和航空遥感两个方面,作为地形图测绘的重要手段航空遥感在实际已经得到了广泛的应用,而卫星遥感影像在测图工作中同样取得了较好的效果。
2.遥感技术在地籍测绘中的应用
2.1、动态监测
不断的成熟,特别是遥感技术、地理信息系统及GPS等高科技技术的应用,更有效的提高了土地测绘的水平,更易于土地测绘工作的开展。在地籍测绘中运用遥感技术,有效的实现了动态监测,其能够随时监测到土地的变更、土地调查和土地的动态信息,从而有效的掌握相关土地调查资料,实现对土地的有效利用。而且通过计算机技术可以将难以识别的对象进行信息处理,从而以可识别的文字和图像表现出来,更易于对相关数据信息进行记录,合理对监测周期进行确定,通过对土地利用变化情况进行全新的监测,并将不同时期的数据进行对比,从而得出最好的信息。随时对土地利用变化情况进行监测,可以更好的实现对土地利用情况的核查,进行土地总体规划,决策者提供科学、可靠的数据资料。通过动态监测,可以及时发现土地利用中违法情况,及时进行上报并查处,更便于对土地进行管理。
2.2、测绘地形图
在测绘生产过程中,应用立体摄影测量方法较为普遍,其通过遥感技术来获取地面的三维信息。雷达卫星的全天候,全天时,不受夜暗和云雾等恶劣天气影响的特性,随着雷达遥感快速发展的同时,因此,合成孔径雷达(SAR)在立体摄影测量中的应用也逐渐开始广泛。然而,由于斑点和噪声的原因,因此,合成孔径雷达的使用受到了一定程度的影响。但是,伴随着雷达技术快速发展的同时,为获取地面三维信息干涉合成孔径雷达技术(INSAR)提供了全新的方法,就是利用干涉雷达技术的提取来制作地形数字高程模型(DEM)。此方法大大改进了获取数字高程模型(DEM)的传统模式。
2.3、遥感技术
遥感技术在地籍测量中的应用主要体现在其观测、探测、监测方面的功能。相比较传统的测绘方法,该技术的优势体现在成像速度快、精度均匀等方面,通过利用大比例尺航空遥感图像,解决投资成本。并且随着数字化技术的推广和应用,给地籍测绘带来了数字化数据,对实现了自动化成图。动态遥感监测技术在地籍测绘中的应用主要表现在以下几个方面:
(1)数据选取:结合卫星影像,遥感技术可以提供更为精确的数据,同时结合相关土地利用图和高分辨率卫星影像,更有利于提高监测的精度。
(2)数据处理:利用遥感技术获得数据,结合计算机技术,可以转化为供人们识别的信息,最终通过修正,可以制作各种所需的地籍图件和表册,供土地相关部门参考。
(3)变化信息的提取:遥感技术在地籍测绘中最重要的应用就是提取土地面积、土地尺寸等资料发生变化时的信息量。并且通过研究这些信息量的变化趋势从中找出变化规律,为土地管理部门的整体土地规划提供依据。
(4)监测精度评定:利用统计学的相关知识,对遥感数据进行分析和归纳,可以有效的评价遥感技术质量,验证测绘信息的精确度。
(5)对卫星成像所获得图像进行一些纠正,可以为土地资源管理部门提供影像地籍图,有效地提高了工作效率。
2.4、GPS-RTK技术
建设用地中的土地勘测定界是实地确定土地使用界线范围,测定界桩位置,测量使用界线范围内各类土地面积并计算用地面积等测绘技术工作,它为各级政府的国土资源部门审批土地、地籍管理提供依据和基础资料。建设用地勘测定界的工作程序为:审查用地文件及有关图件―现场踏勘―图上红线设计―实地放样―复核测量―面积量算―绘制建设用地界图―填绘建设用地管理图―资料整理―归档,经反复实地踏勘、图上设计、权属调查后制定放样数据。利用GPSRTK技术进行勘测定界放样,能避免解析法和关系距离法放样等放样方法的复杂性,同时也简化了建设用地勘测定界的工作程序,特别是对公路,铁路等大型工程更为有效。
结束语
由于地籍测绘自身的复杂性和专业性,在进行测绘的过程中,必须要注意使用高科技的测量手段。遥感技术随着计算机技术的发展和完善逐渐完善,在地籍测绘的过程中应用也越来越广泛。遥感技术不仅仅可以使得地籍测绘工作变得更加高效便利,其测量的结果也越来越准确,从而有效的提高了经济效益和社会效益。随着遥感技术的不断发展和成熟,在地籍测绘的过程中应用水平也一定会有所提升。
参考文献
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[2]冯炎,黄荣,许颖杰.遥感技术在农村地籍测绘方面的应用研究[J].中国西部科技,2013,11:27-28.
关键词:城市 遥感技术 数据获取 数字城市
中图分类号:X171 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)02(b)-0029-02
中国目前正处于城市化快速发展期。城市化的发展,一方面创造了城市文明和物质繁荣,给人们带来了极大的生活便利;另一方面则剧烈地改变着原有的生存环境,并产生了一系列城市问题:人口激增、环境污染、耕地占用、绿地减少和生态系统退化等,城市已成为社会矛盾和资源环境问题最尖锐的区域。
因此,如何采取合理有效的技术手段对城市系统进行实时监测和有效管理,最终实现城市的可持续发展,是人类亟待解决的关键问题之一。另外,传统的城市基础信息获取手段由于周期长、费用高、范围有限,难以及时反映城市空间发展趋势,也已成为城市建设与管理的制约因素。因此,采用新兴的信息获取技术对现代城市进行合理的规划管理已显得十分迫切。
1.遥感技术与城市遥感
遥感技术作为一种在不直接接触的情况下,对目标物或自然现象远距离感知的一门探测技术,能够快速、准确地获取城市发展、建设的有关信息,既有城市宏观的全貌和综合数据,又有城市街区的微观图像和基础数据,可以全面、高效、实时地揭示城市的发展变化。正是由于遥感技术具有的显著优越性,使得城市遥感逐渐成为众多学者与专业技术人员关注的热点领域,城市遥感技术也开始广泛地运用到城市规划与建设、土地开发、环境监测、人口统计以及园林绿化等各个方面,逐渐成为城市管理决策的核心技术手段之一。所谓城市遥感,即以城市系统为研究对象,利用遥感技术为城市规划管理者提供多方面的基础信息和相关资料的科学技术。目前,城市遥感主要采用航空与航天遥感相结合,同时辅以地面实地调查的一种技术方法。全球现有1000多颗遥感卫星在轨运行(2012年8月数据),如美国的QuickBird,法国的SPOT,中国的CBERS以及印度的IRS等。各种遥感平台的定期与不定期的作业,可见光与彩色红外摄影、热红外扫描、多光谱与高光谱扫描等各种成像技术的应用,使得多分辨率、多光谱、多质量等级的城市动态信息数据的获取成为可能。如今,城市遥感技术的运用,已成为衡量现代城市规划与管理水平高低的一个重要标志。它对于及时了解和掌握城市发展变化及资源环境状况,对于合理进行城市规划、调整用地结构、保护城市环境和实现城市可持续发展具有十分重要的意义。
2.城市遥感技术的应用领域
城市遥感技术为全面、高效、实时地了解城市的发展变化提供了有力的技术支撑,它已逐渐渗透到城市建设和研究的各个领域,在城市规划管理中的巨大的作用也日益显现。目前,城市遥感技术的应用领域主要体现在以下几个方面。
2.1城市基础信息数据的获取
城市基础信息数据包括数字地图、正射影像图、数字高程模型、数字景观模型、数字专题图和各种专用地理信息数据等。现代城市建设需要大量的基础信息数据,利用遥感技术可制作不同种类、各种比例尺的专题图或影像图,以满足不同使用者的需求,加快城市数字化的进程。近些年,由于计算机技术以及数字图像处理技术的发展,数字正射影像图在城市设计和管理中的应用日趋活跃,其特点正在被城市规划者认同,并在应用实践中得到进一步发展。
此外,为了更真实、直观地反映城市的地形地貌及环境状况,对城市数字高程模型和景观模型等数据的需求也日益增多,利用遥感信息快速生成数字高程模型和景观模型,在技术上已经日臻完善。应用数字摄影测量技术所具有的制作城市景观数字模型的功能,在计算机上能够非常逼真地再现城市场景,并可以多视角浏览,有助于改善城市设计与规划决策。以上基础地理数据的获取与生成均离不开城市遥感技术。
2.2实现城市环境的宏观监测
固体废弃物、大气和水体的污染以及城市热岛都是城市发展中面临的主要环境问题,利用遥感技术可以有效地开展城市环境问题的宏观监测。
例如,不同的物体在遥感影像上具有明显的的灰阶、色调、纹理特征差异。因此,利用高分辨率的遥感图像就可以对城乡结合部的固体废弃物进行解译与识别;其次,根据特定时期的城市大气环境在遥感影像的电磁波辐射强弱特征,结合实地环境监测数据,建立两者之间的相关数学分析模型,可以对城市大气污染的现状与空间分布进行测定与评估;第三,城市热岛是由于城市扩张与热源排放导致的市区温度高于郊区的一种污染效应。研究者可通过对热红外影像的分析判读,揭示城市热岛强度和空间分布范围,并对其分布特征、形成规律等进行深入研究。进而实现对城市热环境进行合理规划和科学管理的目的;在水污染监测方面,遥感技术也能够发挥重要作用,由于不同水体中的污染物成分、浓度不同,导致水体反射率发生变化,因而在遥感图像上也会有明显反映。研究者可通过分析相关遥感信息,判断出水体污染的类型、程度以及空间分布,从而为城市水环境保护提供科学决策依据。
2.3为城市规划提供技术支持
利用遥感技术可以快速、准确地获取城市规划和城市建设所需的各种信息数据。具有遥感信息判读经验的技术人员,通过对城市历史以及现状的各类遥感影像数据进行人工判读解译,结合计算机智能识别与分类技术提取相应的城市专题信息,容易发现城市化发展中存在的一些突出问题,因而可以提出对城市规划与管理决策具有现实意义的建议。遥感技术在城市规划管理中已经和正在发挥着重要的作用,例如,早在20世纪50、60年代,我国就利用航空影像数据对部分城市区域开展了初步调查研究;“十一五”期间,国家建设部启动了针对我国86个重点城市的城市建设遥感动态监测项目;此外,列入国家863计划的信息获取与处理技术重大课题,利用高空间分辨率的QuickBird卫星影像进行城市大比例尺地形图的更新研究,都是遥感技术在城市规划领域应用的很好的例证。可预见,随着城市遥感技术的不断进步,遥感信息数据在城市规划建设中的应用将会产生巨大的社会经济效益。
2.4城市化进程及土地利用动态监控
随着中国经济的快速发展,城市人口与城市空间规模的不断膨胀,城市边缘地带的大量耕地、生态用地正在被蚕食,城市空间急剧扩张中出现的盲目无序、生态环境破坏、公共交通导向滞后等问题,均对城市健康发展构成严重威胁。因此,对城市空间扩展及土地利用变化进行动态监测,是发现和解决城市问题的一个重要途径。在城市化迅速发展的背景之下,利用遥感技术对城市区域不同时相的各类航空、卫星影像数据进行解译分析,能够迅速、准确地获取城市建成区内各种土地利用的现状与历史信息数据。研究者可以客观了解不同时期内城市居住、耕地、林地、水体、交通等用地的面积、分布和动态变化情况,从而为深入研究城市化发展问题、合理进行城市土地利用规划提供强有力的技术手段。
2.5城市园林绿地与植被调查研究
城市绿地与植被是城市自然生态系统的重要构成要素,绿色植物具有释放氧气、净化污染、调节城市气候、美化景观等诸多生态功能,因而在城市系统中充当环境调节器角色。随着城市生态环境日趋恶化,这种作用更加受到人们的关注,城市绿地监测和动态评价已成为城市问题研究的核心内容之一。利用遥感技术能快速准确地获取城市园林绿地的分布和植被覆盖度信息,了解城市绿地景观的组成、植被种类和空间布局。应用遥感影像对城市园林绿地进行调查,首先是根据调查研究的内容选取不同类型、时相和分辨率影像数据,然后对影像数据进行校正、解译和分类。最后计算出绿地面积并对城市植被覆盖状况按等级进行划分,通过对不同时相的遥感数据进行动态变化分析,能够建立起供政府决策利用的空间数据库与模型库。近10年来,国内的北京、广州、上海、天津、深圳、重庆等城市均开展了城市绿地遥感调查和评价研究,各种类型的遥感数据源都得到了广泛地运用,也取得了较好的效果,相关研究成果的取得极大地推动了我国城市绿化及城市生态研究工作。
3.城市遥感技术的发展与展望
遥感技术问世30多年来,其应用的深度和广度都在不断的拓展。目前,这一技术正从单一遥感资料的分析,向多时相、多数据源的信息复合与综合分析过渡,从区域静态分析研究向动态监测和过程预测过渡,从定性调查、系列制图,向计算机辅助的数字处理、定量自动制图过渡,从对各种事物的表面性的描述向内在规律分析、定量化分析过渡。预计在未来一段时期,城市遥感技术将在以下一些方面有较大的发展。
3.1遥感数据获取技术的发展
随着新型传感器研发水平的提高以及城市遥感对各类数据需求的增加,高分辨率卫星遥感数据在城市中得以广泛应用。尤其是IKONOS、QuickBird、GeoEye-1等一系列商业卫星的成功发射和运行,将逐步取代航空遥感数据成为城市遥感的主要数据源。高分辨率卫星数据在城市规划、城市土地调查、环境监测、城市地图和专题地图更新等方面会发挥重要的作用。对于全球用户而言,无论你身在何处,都能够更方便地采用联机方式直接定购和接收产品,相关遥感数据信息能以数字方式传输,在几小时内就可以获取相关数据。
3.2构建新型城市遥感信息模型
遥感信息模型是集地形模型、数学模型和物理模型之大成,它是利用遥感信息和地理信息影像化方法建立起来的一种可视化模型,是一种注重知识表达和影像理解的模型。城市遥感信息模型是遥感技术应用深入发展的关键,构建各类针对具体研究对象的城市遥感信息模型,可计算和反演对实际应用非常有价值的城市环境参数。在过去几十年中,尽管人们发展了许多遥感信息模型,如植被指数和植被覆盖度模型、地表蒸散估算模型、城市地表不透水层模型、地表温度指数及归一化水体指数模型等,但远不能满足当前城市遥感应用的需要,因此发展新的遥感信息模型仍然是当前城市遥感技术研究的前沿。
3.3“3S”信息技术的集成应用
未来由遥感(Rs)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)作为主体构成的空间信息集成技术系统,将完成其从理论、方法、技术框架到实施步骤的研究和应用,最终形成具有多维城市信息获取与实时处理特点的新的综合技术领域。其中,遥感可为地理信息系统提供海量的空间数据信息,地理信息系统为遥感影像处理分析提供高效的辅助工具,全球定位系统为遥感对地观测信息提供实时的定位信息和地面高程模型。“3s”一体化集成将最终建成新型的城市三维信息获取系统,并形成高效、高精度的信息处理分析流程,这对遥感技术在城市系统的应用与发展产生深远的影响。
3.4全面推进“数字城市”的建设
“数字城市”是城市信息化的战略目标和城市现代化的重要标志。遥感技术发展在“数字城市”的建设过程中将扮演举足轻重的角色,遥感信息是“数字城市”的多源信息的一个重要的分支,与城市发展的其他信息相比,有其显著的特点和应用优势。作为“数字城市”建设中的关键性支撑技术之一,遥感信息的获取与处理技术随着数字化时代的到来正在高速发展,人们对遥感信息内在规律与实用价值的认识也愈加深入。因此,遥感技术在城市领域的应用将越来越广泛,这必将推动“数字城市”和“数字地球”的建设,对于提升城市规划和管理决策水平,提高城市建设的社会、经济、生态环境等的综合效益,以及推进城市的科学发展将起到十分重要的作用。
关键词:遥感技术环境监测 环境保护 应用
Abstract: The remote sensing technology because of advantages is fast, accurate, wide range and real-time access to resources and environment situation and change data, has become the main means of environmental monitoring, greatly improving the environmental evaluation of personnel working efficiency and accuracy, in order to maintain the balance of natural ecology, protection of natural ecological resources played an extremely important role. This paper discussed on the application of remote sensing technology in environmental monitoring.
Keywords: remote sensing; environmental monitoring; environmental protection; application
中图分类号:X831文献标识码: A文章编号:
0前言
当前,城市的飞速发展带来了一系列城市污染问题。环境监测任务十分繁重,传统的监测方式,在耗费人力物力的同时,还得不到理想的效果,并且调查的周期十分漫长,不能够对城市环境的实际情况做出及时的反馈。而基于卫星遥感技术的环境遥感监测,将遥感卫星技术与实地勘测相结合,不但可以及时准确地实时反映城市的资源状况和变化趋势,数据也可以准确及时地得到反馈,在实时监控了城市生态环境的同时,还可以对动态进行分析,在技术上提供了坚实可靠的保障。
1、概述
遥感技术是从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、红外线结目标进行探测和识别的技术,是在现代物理学、空间技术、计算机技术、数学方法和地球科学理论的基础上建立和发展起来的边缘科学,是一门先进的、实用的探测技术。
其发展趋势是:提高遥感器的分辨率和综合利用信息的能力,研制先进遥感器、信息传输和处理设备以实现遥感系统全天候工作和实时获取信息,以及增强遥感系统的抗干扰能力。
遥感技术分类
按照所使用的监测波段不同,该技术可分为以下几种类型:热红外遥感技术、可见光反射红外遥感技术和微波遥感技术。
遥感技术的特点和作用
遥感技术的特点如下:监测速度快、范围广、能够进行长时间动态监测、投入成本低、回报高、无需现场采集样本、可以发现常规方法无法监测到的污染源。其较为明显的作用是可对指定区域进行跟踪测量,并且能够快速获取与污染有关的全方面信息,如污染源位置、污染范围、污染物分布及扩散情况、大气生态效应等等。
遥感技术的应用范围
目前,遥感技术已在我国诸多领域内得到广泛应用,具体包括:农林牧渔业环境监测、地质、地理、水文、气象、海洋等环境监测、城乡规划、资源勘探、军事侦察、土地资源管理等等。现阶段,随着科技水平的发展速度不断加快,促进了遥感技术的发展,该技术目前能够测出水中大部分微量元素的实际含量,如叶绿素、水温、泥沙含量以及水色等等。而且其还可以测量出大气的温度、湿度以及各种有害气体的浓度和分布情况,在固体污染物的测量方面也有一定的作用。
5、遥感技术在城市环境监测中的具体应用
5.1在大气环境监测中的应用
大气污染主要是指工业和生活燃煤排放的废气、烟尘、粉尘、扬尘以及人工合成物质自然挥发有毒有害气体对大气的破坏。遥感综合技术在城市环境监测为大气环境质量监测和评价提供了有效的途径。根据遥感影像特征可对大气污染的范围、污染源的位置、污染物的扩散途径进行监测,结合实地观测数据还可对大气污染的程度进行测定。常规的大气环境监测的做法是在典型区布点采样,在室内分析大气中污染物的含量,并据此来监测和评价大气环境质量。量点的监测数据来评价全区,代表性和可靠性均差。 或者通过对穿过大气层的太阳直射光和来自大气和云的散射光以及来自地表的反射光的光谱分析,可以测量它们的光谱特征,求出大气气体分子的密度,从而确定大气中废气和有毒有害气体的含量,并可用此来对大气环境进行监测。
灾害性大气污染主要是沙尘暴。卫星图像拥有红外通道,可以确定沙尘暴的位置,同时它所具有的高时间分辨率(如1小时重返) ,更有利于大尺度监测沙尘暴的运动轨迹。目前沙尘暴研究和监测的主要是利用遥感手段。
5.1.1.臭氧层监测。因臭氧自身能够吸收0.3微米以下的紫外区中的电磁波,故此可采用紫外波段进行臭氧含量测定。此外,若大气中的臭氧含量达到一定高度时,温度也会随之升高,所以也可采用红外波段进行探测。
5.1.2.有害气体监测。对于由自然或人为条件下生成的二氧化硫及氟化物等有害气体,可采用间接解译标志进行监测。通常情况下当植被受到一定程度的污染后,其对于红外线的反射能力会有所降低,加之纹理、颜色等外在特征也会异于正常状态下的植被,所以可利用植被这一特点,对污染情况进行间接分析。
5.2在水环境监测中的应用
应用遥感技术对水环境进行监测主要是以清洁水与污染水的反射光谱作为监测依据。正常情况下,清洁的水体其反射率较低,而且对于在光的吸收较强,从而使得其在遥感影像中呈暗色调,这一特征在红外谱段上更为明显。
在进行水体监测时,可将水色指标及光谱特征作为遥感技术监测的主要依据。应用卫星获得的像片或磁带数据中水面光谱资料与正常水的光谱资料相比较,使用小型电子计算机作及时的处理,就能探测出水源中的各种污染情况。由于遥感技术监测的范围较广,从而使其在水体扩散时能够及时发现污染物的扩散方向、排放源、影响范围及程度,以便尽快找到污染源。因水体中的污染物种类较多,且过于繁杂,为方便遥感监测,通常将水污染分为废水污染、泥沙污染、热污染、石油污染等几种类型。
5.2.1热污染监测。由于城市化和工业化的迅猛发展,大气中的二氧化碳急剧增多,大气层对地球生物生命起保护作用的臭氧层正在逐步地被破坏,致使全球气候普遍变暖,这就是所谓的“ 温室”效应。而城市市区温度普遍较城市郊区高,这种城市市区出现的岛状的高温现象即所谓的“热岛效应”。
5.2.2.石油污染监测。
就港口和海洋而言,石油污染属于一种较为常见的水污染。利用遥感技术对石油污染进行监测,不但可以确定污染区的实际范围和石油含量,同时还能追踪到污染源。由于石油与海水的光谱特征差异较大所以在很多光谱段上均可将石油与海水分开。
5.2.3.废水污染监测。由于废水中所含的悬浮物种类较多且水色差异较大,加之特征曲线上的强度也有所不同,所以可采用多光谱合成图像对废水进行监测。此外根据废水中水温的差异情况,也可采用热红外进行监测。
5.3在固体废弃物监测中的应用
城市的固体废弃物的类型主要有居民生活垃圾 、建筑垃圾、工业垃圾以及混合垃圾,以上几种废物的混合物等。根据遥感图像的特征 (如形状、色调或色彩 )可以有效地调查固体废物堆场,尤其是利用航空热红外图像更为有效。
6、结语
总之,环境保护现已成为我国一项重要的基本国策,遥感监测技术可以帮助我们对环境进行实时监控,大大增强了对资源环境的动态监测能力,对保护生态环境的平衡、提高人们生存环境的质量发挥着重要作用。所以,在未来的工作中,应加大遥感技术的应用力度,使其在环境保护方面的作用得到充分发挥。
参考文献:
[1] 周园;李金生;遥感技术在环境监测中的应用[J];江西测绘;2008年04期
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:
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