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遥感技术与科学精选(九篇)

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遥感技术与科学

第1篇:遥感技术与科学范文

关键词:传感与检测技术;项目教学法;高职教育

中图分类号:G71

文献标识码:A

文章编号:1672-3198(2010)16-0266-01

1 传感与检测技术课程介绍

随着微电子技术、计算机技术、信息处理技术以及机器人技术的飞速发展,作为捕捉信息源的传感器也越来越受到人们的重视。《传感与检测技术》作为高职学校机电一体化、电子信息等专业的专业课,是一门涉及电路、磁路、光学、自动控制、单片机和检测技术,综合性很强,与企业生产实践紧密联系的学科,要求学生通过理论学习和实训,除了掌握各类传感器的工作原理、基本特性和实际应用以外,还应掌握相关的检测方法,能够分析并且设计一个自动检测系统,能对检测过程中出现的故障进行判断并排除。

2 传统教学模式存在的问题

为了更好的了解《传感与检测技术》该门课程在高职学生专业学习、就业中的地位和作用,发现教学中问题,探讨改革的方向,笔者对本院2009届电子信息工程技术专业三个毕业班共118名学生进行了问卷调查。在问卷调查中,71%的学生在实习过程中运用了该课程的理论与实践知识,有79%的学生认为应该在教学过程中减少理论知识和验证性实验,有81%的学生认为有必要开展项目式教学,增加一周的综合实训。从问卷调查情况来看,《传感与检测技术》这门课程对电子信息专业学生的就业、工作有一定的帮助,说明电子信息专业开设该课程还是相当有必要的;除此之外,学生觉得理论知识过多,验证性实验对巩固理论知识、提高动手能力的作用甚微;从数据来看,也反映了学生要求该课程在教学方法、教学手段、教学内容等各方面进行改革的需求。

长期以来,《传感与检测技术》课程仍然采用传统的教学模式,该教学模式存在以下几个方面的问题。

第一,课程内容陈旧,跟不上技术的发展。传感技术不断发展,新材料,新方法不断涌现,而教材的更新相对较慢。一些新型的传感器与检测方法在教材当中没有涉及,而一些传感器和检测技术已经在实际的应用中被淘汰和取代。因此,学生参加工作后会面临一方面不懂新技术、另一方面所学知识无用武之地的尴尬。

第二,教学内容重理论轻实践。在教学内容上侧重于各种传感器原理和测量处理电路的分析讲解,涉及到电路、磁路、光学、物理学等方面的知识,深奥难懂,不符合高职学生的特点。学生首先接触到的是传感器测量原理,见不到实物,缺乏感性认识。许多高校配备的实验设备主流为CSY98 和CSY2000 系列的综合实验台,该实验台只能用作验证性的实验,学生根据实验指导书完成整个实验,在实验过程中按部就班,想象力和开放性思维得不到提高。

第三,教学手段单一,教学效果差。虽然多媒体教学已经取代呆板的板书教学,但是也存在着多媒体教学信息量大,学生不容易消化吸收的现象。在教学过程中,学生被动接收知识,一只耳朵进一只耳朵出,真正掌握的知识甚少。

第四,考核评价体系不完善。传统教学中,学生成绩一般由平时成绩、卷面成绩和实践成绩几个部分组成。相同的作业使得部分学生的懒惰,不再独立完成作业,导致一个班级上交作业经常只有几个版本的现象。另外卷面考试中,考查的往往都是理论知识,所占的比例最大。

针对以上问题,《传感与检测技术》这门课程在众多方面需要进行深入改革,才能使学生主动学习知识,理论为实践服务,适应企业对人才的要求。

3 在传感与检测技术课程中运用项目教学法的必要性

项目教学法是在建构主义的指导下,以实际的工程项目为对象,先由教师对项目进行分解,并作适当的示范,然后让学生围绕工程项目进行讨论、协作学习,最后以完成项目的情况来评价学生是否达到教学目的的一种教和学的模式。项目教学法的思路是先提出具体任务,激发学生兴趣,学生在主动学习的过程中发现问题,分析问题,最后解决问题,不仅掌握了理论知识,更加提高了操作技能。

若在传感与检测技术课程中应用项目教学法进行教学,和传统教学相比,项目教学法采用任务驱动的教学方式,具有以下几个方面的优势。

第一,以项目为中心,提高实践能力。改变传统教学中按照教材内容照本宣科的教学方式,取而代之的是将教学目标浓缩在项目中,完成了项目即实现了教学目标。整个教学环节都围绕着具体项目展开,目标明确,针对性强。例如,在讲解温度传感器时,首先给学生设定一个项目,要求设计一个测温系统,选择合适的传感器,完成检测系统的设计。学生根据要求,讨论分析各种测温传感器的特点、适用范围、转换电路、测量精度等,最终确定实现方案。在学生完成项目的过程中,必须要对热电偶、热电阻、红外传感器的测量原理、性能等相关知识点各方面作全方位的了解,无形之中掌握了大纲要求的理论知识点。在设计完成实现方案后,还要求学生先对电路仿真,动手进行印刷线路板的布线、制作与焊接,然后进行功能调试,提高了实际操作能力。

第二,变被动为主动,有利于激发学生兴趣。采用项目教学法,学生有了努力的目标,激发了求知欲,产生浓厚的兴趣,不仅主动的学习知识而且还能不断自我提高。所谓兴趣是最好的老师,有了兴趣的指引,学生的积极性得到最大的发挥,主动对问题进行探索及研究。要完成一个项目,仅靠一本教材所提供的资料是远远不够的,这就要求学生走进图书馆,或者在网络上查找相关资料,在一定程度上引导了学生合理利用网络,更好的为专业学习服务。

第三,变压力为动力,有利于激发教师的潜能。教师是整个教学过程的组织者与实施者,在整个环节当中起着非常重要的作用。如果一直按照传统的教学方式,采用相同的教材和教案,年复一年,讲授的内容大同小异,墨守成规。教师放松对自己的要求,业务能力得不到提高。而项目教学法的学习内容应该和企业的生产实践紧密结合,为了能够提供给学生最新的技术动向,企业中实际应用情况,就要求教师走出课堂,进入企业,深入了解行业动态等。

第四,有利于建立科学完善的考核机制。项目教学法对考核机制提出了新的要求,要求考核项目全面、考核标准客观、考核方式得当。在考核项目上改变了以往单一的考核方式,不仅对结果进行考核,还要对完成项目的过程进行考核。对于以小组形式完成的项目,要对个人在团队中发挥的作用进行评估。不仅要对学生的知识与技能考核,还要对其能力与态度进行考核。

第五,帮助培养学生的综合能力。项目教学法可以帮助学生提高独立分析问题、解决问题的能力,有利于提高学生的职业能力、实践能力、创新能力和团队协作能力。

从以上几个方面不难看出,项目教学法具有传统教学法不能比拟的优势。高等职业教育的目的在于培养适应生产、建设、管理、服务第一线需要的全面发展的高等技术应用性专门人才,所以高职学生在进入企业之前必需具备一定的动手能力和自我探索的能力。项目教学法的实施和推广,能够收到良好的教学质量、督促教师不断提高自身业务水平、帮助学生更好的掌握理论知识,提高实践能力。

4 在传感与检测技术课程中实现项目教学法应注意的问题

第一,项目内容安排要合理,形式要多样。项目内容应与企业生产实践相联系,难度上要符合高职学生的特点。在项目的形式上不能局限于设计某个检测系统,还可以是某个检测系统的排故。总之,尽可能的多样化,激发学生的兴趣。

第二,注重培养学生的团队合作精神。对于大型项目,可以采用分组形式完成。教师在布置任务时,要按照学生的特点,对学生进行分工,充分发挥学生的专长。还可以“一高带一低”,即让专业能力强的学生带动能力弱的学生共同完成项目。

第三,在设置考核标准时,要注意客观性和公正性,在考核后还要对考核结果及时反馈,指出学生在项目完成过程中的优点以及不足之处,有利于学生改进不足之处。

第四,注意发挥学生的创新能力。在项目下达时,应该包括两个部分:基本部分和发挥部分。这样一来,专业能力强的学生可以对项目进行更加深入的研究,有利于发现、培养一批专业能力突出的学生。

参考文献

[1]潘言全.传感器教学改革的探讨[J].黑龙江科技信息,2007,(16).

第2篇:遥感技术与科学范文

关键词:测绘工作;遥感测绘;措施

中图分类号:P24 文献标识码:A

从上世纪五十年代苏联发射的第一颗人造地球卫星迄今,遥感技术已经经历了半个多世纪的发展历程,当前的遥感技术不再局限于人造地球卫星,多种专门用于环境、资源监测卫星的发射与运转以及航天飞机等都为其信息获取提供方便。当前的测绘工作主要包括环境监测、地质勘测以及资源测绘等,而遥感技术因其特有的优势在测绘行业中受到越来愈多测绘工作者的青睐。

一、遥感技术发展概况

遥感技术顾名思义是通过相关设备对被监测事物进行遥远的感知而获取相应监测数据的一种测绘手段。其最关键的装置在于传感器。遥感技术通过传感器对地面事物进行感知并且获取信息数据,再利用传感器将数据传输到地面,利用计算机等对数据进行分析比较,最终对所要监测的事物获得一个比较全面的数据信息。从遥感应用上看,遥感技术是多种学科的交叉综合应用,它的学科基础是建立在空间信息技术上,同时将测绘科学、电子科学地球科学、计算机科学等各学科知识相互融合渗透,因而遥感技术综合了当前各学科的优势,是一项先进的测绘技术。

二、测绘工作中遥感技术应用现状分析

2.1 测绘遥感应用不够广泛

从遥感技术的发展来看,其发展前景比较乐观,而且技术的应用领域和应用水平不断在拓展。但是就当前遥感技术的应用现状来看,依然面临着不少问题,最主要的就是实际应用范围不够广泛,遥感技术在当今依然是一项不为人所熟知的测绘技术。这个问题主要表现在当前的测绘工作,比如地形地质勘测、工程勘探等还是习惯采用传统的测绘技术,对于遥感技术还比较陌生,对其应用就更加受限制,观念上的制约以及对遥感技术的不熟悉制约了遥感技术在更多的领域发挥其作用,也不利于遥感技术的大力推广。

2.2 遥感工作资金造价价高

遥感技术在工作中价格较高也是制约遥感技术进一步普及应用的重要问题。伴随着遥感技术以及计算机技术的发展,遥感正在从实验阶段走向技术应用阶段,其地理测绘、地质勘探、灾害监测、环境资源检测的功能逐渐凸显出来。但是反观当前的各项测绘工作,遥感技术的应用反没有体现出其应有的角色。主要原因就在于应用遥感技术花费太大,造价太高,因而我国应用遥感技术的领域主要是在重点部门的重点科研项目,比如说运用遥感对地质灾害、环境污染、资源勘探等进行测绘,而一般的工程地质检测、煤矿开采等应用不多。

2.3遥感信息源空间分辨率较低,应用水平较低

遥感技术在地质灾害勘测、环境污染检测等方面的优越性将会大大推动我国的地质灾害研究事业以及环境保护事业的发展。因而提高遥感技术信息源的空间分辨率,对于加强数据、的准确性、拓展遥感技术的覆盖范围、测量水平是极为有利的。

三、完善遥感技术在测绘工作中应用的策略及其具体做法

随着遥感技术在测绘工作中的不断普及,遥感信息技术的一些弊端和漏洞也逐步显现出来,而有效提高遥感技术的技术水平,加强其技术推广,是完善测绘工作中遥感技术的重要举措。相关人员要明确遥感技术在测绘工作中的实际应用。

3.1遥感技术在测绘工作中的应用

目前,遥感技术在测绘工作中应用领域比较广泛。与传统测绘工具相比,遥感技术具有明显的优势,极大的规避了传统测绘工作的弊端。

3.1.1遥感技术覆盖范围比较广,能够全面了解所在区域的地理情况,获得全面的资料数据。

3.1.2遥感技术能进行全天候、全方位、动态实时的检测。这是遥感技术最大的一个优势,遥感技术以全球定位系统作支撑,完成空间导航和定位之后,可以全天候24小时对所检测区域进行动态实时的检测,比如对矿区环境污染的检测,可以获取全面动态的检测数据和画面,从而为矿区环境污染的防治提供有效的研究数据。

3.1.3遥感技术受人为干预比较少,能够比较客观的反映所监测区域的实际情况。传统测量手段受主观因素干扰比较大,因而测量的数据会出现误差累积、偏差较大等问题,但是运用遥感技术会有效规避人力测量的劣势,误差不累计,测量数据精度较高。例如在矿区资源监测与定位上,运用遥感技术可以准确定位资源所在范围,避免造成资源浪费以及不科学开采导致的生命安全问题。

3.2加强对遥感技术深度研究,拓展应用领域

应用遥感技术开展地质调查是相当必要的,也是社会经济发展的客观要求和需要。就当前社会发展状况来看,遥感技术的应用有着广阔的发展前景,相关人员要从加强遥感技术深度研究这一方面出发,提高遥感技术的测量精度,进一步拓展其应用领域。

3.2.1国家相关部门要加强对遥感技术开发研究的鼓励和推动,采取相关措施推动遥感技术的普及和应用。比如,利用政策优势,鼓励相关部门在开展测绘工作者运用遥感技术,将遥感技术从示范性试验阶段推动到大范围应用普及阶段,使遥感技术能够真正发挥其技术的优越性,对传统测绘手段进行革命性的改造和开创。这将会大大推动遥感技术与实际测绘工作的联系水平,不仅有利于遥感技术发挥其测绘水平上的优势,更有利于在实践中发掘遥感技术的弊端,从而推动遥感技术在实践中不断完善和发展。

3.2.2加大对遥感技术的资金投入也是深度研发遥感技术的关键举措。一项技术从开始研发到投入使用要历经漫长的过程,遥感技术从最初出现到现在也已经经历了将近半个世纪的时间,我国也逐渐成为遥感技术大国。但是仅仅如此是不够,我国必须向着遥感强国的目标前进,因此加强技术的深度研发是极其必要的。相关研究部门要重视现代遥感技术在各行各业测绘工作中的应用,提高观念意识,加强对遥感技术开发的资金支持力度,鼓励更多的研究者深度研究遥感技术,解决现阶段遥感技术在应用中面临的技术性问题,拓展遥感技术的应用领域。

3.3大力推广遥感技术,加大遥感技术普及力度

遥感技术只有在大力推广中才能显示其技术的活力和对测绘工作的广泛适应力。当前遥感技术已经凸显出其难以比拟的技术优势和环境适应力,比如,能够适用各种复杂地形的勘探工作,能够实现对火灾、气象灾害、地质灾害过程的实时检测,动态获取相关数据,为开展灾害研究和建立灾害防御体系提供便利等,因此必须要大力推广遥感技术,提高普及程度。

3.3.1相关人员要从降低遥感技术工作造价出发,通过降低使用遥感技术进行工程测绘的资金花费,来实现各行各业测绘工作对遥感技术的应用。只有减少资金预算,才能促使更多的行业选择应用遥感技术,而不仅仅集中于少数几个重点行业的重点项目。

3.3.2提高遥感技术的空间分辨率也将有利于遥感技术的普及。早期遥感技术受分辨率限制,较多应用于宏观的检测,而当前由于新工作思路的拓展,遥感技术与地质的符合程度越来越高,受距离的限制也越来越小。但是相关人员在改善工作思路,加大遥感技术地质检测水平上还需进一步努力。

四、总结

总而言之,遥感技术在测绘工作中的应用,已经成为社会发展的必然趋势。伴随着科技的进步和计算机的普及,遥感技术的应用范围必将会大大拓展,遥感地质、环境资源监测、气象、灾害检测乃至工程矿区勘探测量中的遥感应用也必会进一步拓展,其在国民经济、社会发展以及灾害预防等方面的作用会越来越大。

参考文献

[1] 覃永勤.浅谈现代测绘技术的发展及其工程应用[J].广西城镇建设,2010.

[2] 曾庆斌,韩金芳,马丽新,刘丽.现代测绘技术在工程地质测绘中的应用[A].

第二届 " 测绘科学前沿技术论坛 " 论文精选[C].2010.

第3篇:遥感技术与科学范文

关键词 遥感技术;水文水资源领域;研究

中图分类号TP7 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)110-0227-02

现阶段我国科技水平不断的提高,随着科学技术的灵活发展,遥感技术也开始在各行各业落地生根,尤其是在水文水资源领域研究方法的应用获得了大量的关注。通过遥感技术的应用可得到科学准确的水文数据,有助于提高工作人员的工作质量与效率,减少成本,对研究水文水资源领域工作起到了重要作用。

1 遥感技术的概念

我国遥感技术的应用已有几十年的历史,遥感技术作为一种功能性强、复合型的探测技术,其主要的原理就是根据物体所呈现出的电磁波反射、辐射等特点,通过遥感感测将物体特点记录与收集,最后将电磁波信息处理为影像,为探测其它物体提供科学可靠的依据。遥感技术是从电磁波理论知识出发,在人们的日常生活中得到大量的运用,例如气象观察、资源局势探查等方面,由于遥感技术传播速度快并且能够保证信息的科学与完整,也可运用于地图测绘,且其应用范围拓展到航空、军事等领域。遥感技术应用在水文水资源领域当中,有利于节约人力、物力以及时间,提高了水文勘测工作质量与效率,缩短了实施周期,使作业工序变得简单。

2 遥感技术在水文水资源领域的应用与发展

2.1监测降水量

通过遥感技术的运用,将卫星与雷达结合在一起,输送和传递出遥感信息源,可了解到降水量的空间、分布等各项参数,有利于获得不同地区降雨量的具体数据。雷达主要是根据空气中降水粒子对电磁波产生的影响,从而实现对部分地区雨量的预测,特别是对于监测雨量较少的地区,除了监测其雨量站,还要运用雷达监测,便于得到准确的降雨量信息,雷达监测属于微波遥感的重要环节。卫星则是综合卫星信息与地面测量的情况,对大面积的雨量进行预报,由于雷达只能监测到降水粒子,一旦降水粒子出现密集的情况产生较厚的云层,雷达监测将无法给出正确的降水量数据,因此在这种情况下,就要通过雷达与卫星共同监测出准确的降水量数据,卫星估算的方法有综合法以及微波辐射法。现阶段运用最多的是航空飞机,通过飞机进入到云层深处开始探测,航空遥感是一种用于气象观察的辅助技术,主要监测云层以及周围小粒子的分布情况,然后将收集到的数据与资料传输到计算机系统当中进行处理与分析,从而会自动获得更多的云层数据,这些大量而又准确的数据为水文研究工作提供了便利,减少了研究成本与时间。

2.2监测蒸发量

蒸发量包括土壤、水面、植物等这三个方面的蒸发,蒸发量对水量、能量的平衡起到了关键作用,换句话说也就是蒸发量的多少将直接决定水量、能量的平衡。而监测蒸发量是通过物理的方式来转化质量和能量的关系,来得到准确的蒸发量数据。遥感技术的运用日趋广泛,监测蒸发量的方法也越来越多,运用卫星来收集数据的方法多种多样,计算方法有统计经验法、能量余项法、全遥感信息模型法。通过模型特点将模型分类,使其发挥出具体的作用,多层模型是通过将土壤划分为较多层,一层模型用在对地表、土壤、植被的区分,二层模型主要是对地表植被、地下土壤、地上热量这三者间的余热计算。在通过遥感技术监测蒸发量与探测地表特征数据相结合的形式下,研究出遥感日蒸散估算模型,这种计算模型的建立,可了解各种地表环境下的蒸散情况,为监测与计算蒸发量提供了有力的前提。

2.3监测径流量

由于径流量测量比较复杂,目前只有通过水文模型来获得遥感信息估算径流量,遥感技术是一种综合性的技术,可用于收集土壤、地表、植被、水体、蒸发量等数据,其收集信息具有便捷性、即时性、全面性、完整性等优点,遥感技术与水文模型的共同使用,就可以预测出径流量。遥感技术测量径流量是通过感测与其相关的元素,收集大量的数据建立水文模型来获得径流量的结果。

2.4地表和土壤水分的监测

地表对径流形成、地面能量与物质有着重要的影响作用,土壤水分包括地表水、地下水、地表能量这三个重要的参数。由于地表特征较为复杂,通过遥感技术识别与分类地物,对识别水体、提高土地利用率与覆盖率有着深远意义,水文变化最直接的表现为土地利用、土地覆被的变化,遥感技术在监测土地利用与覆被变化方面有着较大的优势,地表又被称为下垫面,地表特征当中的几个关键元素信息,例如植被、地表发射率、地面温度与反照率等,这些关键元素将影响地表能量与物质的平衡。土壤水分又被称为土壤湿度,是地表能量交换中的重要内容之一,也是地表水与地下水的中间元素,遥感监测土壤水分有光学遥感、微波遥感这两种研究方法。

2.5预防灾害,保持水土平衡

遥感技术在收集研究水文资源的同时,也可监测洪涝、旱情、积融雪、水质等情况,起到了一定的预防灾害作用。为保证水土不被流失,遥感技术作为研究水土工作中的重要手段,能够监测土壤侵蚀动态、水土流失情况。利用遥感技术监测土壤侵蚀是通过收集与其相关的元素信息,例如降雨量、植被、地形、土地、人为等因素,目前我国监测土壤侵蚀动态的方法有很多,如分类对比、逐像元比较以及分类与逐像两者结合的动态监测方法。水土流失定量研究法运用较多的是建立水土流失定量计算模型,通过收集的土壤流失信息建立方程式来计算和分析,从遥感影像上获得土壤侵蚀元素数据,提取模型计算因子用于监测水土流失状况。

3结论

综上所述,遥感技术在水文水资源领域的应用方法也越来越多,使研究水文水资源领域的方法得到了扩展。遥感技术对水文研究工作有着很大的帮助,节省了人力、物力、时间、成本,为研究水文资源提供了一定的便利条件,通过准确科学的水文信息,便于开展水文水资源的研究工作,对水文水资源领域的长期稳定发展起到了积极作用。

参考文献

[1]姜哲石.遥感技术在水文水资源领域中的应用分析[J].才智,2011(34).

第4篇:遥感技术与科学范文

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

第5篇:遥感技术与科学范文

关键词: 遥感技术 城市规划空间信息

Abstract: the remote sensing technology is the 1960 s news fast developed a comprehensive space information science, for our comprehensive and accurate understanding urban planning and construction, the sustainable development of the city, plays a more and more important role.

Key words: remote sensing technology city planning space information

中图分类号:TU984文献标识码:A 文章编号:

1 遥感的定义

遥感通常是应用探测仪器,在不与探测目标直接接触的情况下,从远处把目标的电磁波谱记录下来,通过分析,揭示出物体的特征、性质及变化的综合性探测技术。不同类型的地物具有发射或者辐射不同波长电磁波的特性,遥感技术是利用地物反射和辐射电磁波的固有特性来探测地面目标,因此,关于电磁波辐射的基础原理成为遥感技术的理论基础。遥感是20世纪60年代美国创造的技术用语,随着1972年第一颗地球观测卫星Landsat的发射成功而迅速得到普及。近年来,随着地理信息系统技术的发展,遥感技术与之紧密结合,发展更加迅猛[1]。

2 遥感的分类

按遥感器接收信号的来源,可将遥感分为被动式遥感(Passive Remote Sensing)和主动式遥感(Active RemoteSensing)两种,被动式遥感是指不利用人工辐射源,直接接收与记录目标反射的太阳辐射或者目标物本身发射的热辐射和微波辐射。如航空摄影、多光谱扫描、热红外扫描等。主动式遥感是指使用人工辐射源从平台上向目标发射电磁辐射,然后接收和记录目标物发射或散射回来的电磁波的遥感,如雷达遥感、激光遥感。

3 遥感技术主要特点

3.1探测范围广,获取信息的范围大

遥感用航摄飞机飞行高度10km左右,陆地卫星的卫星轨道高度达910km左右,从而可及时获取大范围的信息。例如,一张陆地卫星图像,其覆盖面积可达34225km2,覆盖我国全部领土仅需500多幅,这对国土资源调查有着重大意义。

3.2获取的信息内容丰富,可实现动态化监测

遥感技术获取的数据非常庞大,如一景包括7个波段的TM影像的数据量达270M,覆盖全国范围的TM数据量可达到135kM的海量数据,它远远超过使用传统方法所获取的信息量,而卫星周期性对地球各处进行观察使得有可能进行动态观察,获取新颖的资料,从而实现对地的动态监测。

3.3获取信息方便而且快速

利用遥感技术获取信息不受地形限制。对于高山冰雪、戈壁沙漠、海洋等地区,一般方法不易获得的资料,卫星像片则可以获得大量有用的资料。同时,卫星还可以不受任何政治、地球条件的限制,覆盖地球的任何一角和整个地球。这使得我们能够及时地获取各种地表信息。

3.4综合性强

目前,遥感与地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)的集成技术,丰富了环境信息的获取、分析和表现手段,构成对地观察监测的多层空间、多波段、多时相的综合系统。这个系统从三个空间,即地理空间、光谱空间、时间空间提供地物信息,使得我们能更全面深入地观察分析问题[1]。

4 遥感技术在城市规划管理中的应用

4.1遥感技术辅助规划成果审核

在城市规划管理实践中,我们经常会遇到这种现象:因对现状不甚了解,致使规划成果即使审批后也无法实施。然而在规划管理中,一旦规划审核不严谨就导致经常调整规划成果,严重影响城市规划严肃性,浪费大量的建设成本,特别是2008年1月1日城乡规划法实施后,审批后的规划成果的调整程序更为复杂[2]。因此,加强城市规划成果的审核是规划管理部门一项重要任务。通过使用遥感影像技术,规划管理人员可以清晰地判读规划成果是否立足现状,是否符合城市发展需要、是否具备可操作性,一定程度上避免规划成果的反复调整。

4.2遥感技术辅助规划决策

在城市规划管理中,建设项目规划设计条件是城市各项建设的法定依据,核发建设项目规划设计条件是规划管理的首要工作。因此如何科学确定建设项目规划设计条件中的各项控制要求显得尤为重要。以往确定出让地块各项控制要求时,很容易陷入就地块论地块局面。但是利用遥感图像作为背景,就可以直观地分析出让地块周边相对完整区域内建筑容量、图底关系是否合理,从而为确定出让地块建筑容量及公共广场空间的布局、规模提供依据[3]。

4.3遥感技术可以作为规划监督管理的有力依据

当今的城市建设日新月异,建设量十分庞大,然而监督执法人员数量却有限,面对大量的违法、违规建设项目,监督执法人员往往无法逐一监控。然而利用遥感技术,可以大大提高工作效率,并能做到全面、准确监控违法建设。通过定期更新遥感数据并进行前后对比分析,同时核对建设项目审批档案即可及时发现违法占地、违章建设等违法建设项目,从而更有针对性实施监督管理,加大执法力度,提高执法效能。

2009年底,住房与城乡建设部开展了全国范围内的城市违法建设调查,主要针对城市总体规划实施情况的调查。调查采用遥感技术辅助进行,每个季度拍摄一次,将前后两次拍摄图像进行叠加,结合城市总体规划图纸,分析该季度内违法总体规划的建设情况,形成鉴定结论,以此督促地方政府根据总体规划整改。由此可见,遥感技术作为辅助规划监督管理的工具作用十分明显。

4.4遥感技术能够丰富城市规划建设档案库的信息量

以往城市规划档案库中很少存有城市一定时期内某片区建设资料,因此针对城市可持续发展专项研究也经常因缺乏相关资料而无法进入深入研究。遥感影像客观、清晰地记载了城市发展痕迹,信息量极为丰富,同时便于存取,因此近年来城市规划档案库逐渐利用遥感影像作为归档资料。同时遥感影像丰富的信息量可以为城市科学研究提供了大量的基础资料。如城市交通总体规划、城市绿化建设等规划,就可取调遥感影像资料,分析城市各个历史时期空间发展演变规律。

由此可见,遥感技术在城市规划管理领域发挥着越来越重要的作用。但是,我们也应该认识到遥感技术的利用还处于起步阶段,在规划管理也还存在一定问题:由于大部分遥感影像图经过图像拉伸、增强等计算机处理,无可避免地存在一定误差,这将在一定程度上影响规划成果的准确性;同时,遥感数据并非量化数据,不具备三维坐标,无法指导具体项目建设施工。因此,目前遥感技术仍只适用于规划分析层面,但是,遥感技术已在开拓三维坐标定位等新领域。为此,我们有理由相信随着遥感技术不断深入发展,将成为城市规划管理不可或缺的管理工具。

5 结语

城市规划的本质是以理性预测和筹谋克服市场的不足和人类行为的盲目性,规划过程中需要大量历史和现实数据。遥感技术可以为各类城市专题规划和综合规划提供必需的可续依据,我们相信遥感技术在不远的将来会在城市化发展中得到更多更深入的应用。

参考文献:

[1] 张占睦,芮杰.遥感技术基础[M].北京:科技出版社,2007.

[2] 江涛,张传霞.城市扩展动态变化的遥感研究[J].遥感信息,1999(4).

第6篇:遥感技术与科学范文

【关键词】:遥感技术;特性;应用

中图分类号:TJ8

文献标识码:C

文章编号:1002-6908(2008)0720095-01

前言

随着人类生存环境的变化和国际竞争的日益激烈,对自然资源、地理资源和太空资源的开发和争夺已经成为影响人类和民族发展进程的重要因素。遥感正是为了满足这样的需求所产生的一门综合性应用技术,它是以航空摄影技术为基础,在本世纪60年代初发展起来的一门新兴技术。经过几十年的发展,遥感技术已经从航空时代进入航天时代。由于遥感技术能够全面、立体、快速有效地探明地上和地下资源的分布情况,其效率之高是以前各种技术无法企及的。因此,遥感技术已成为一门实用的,先进的空间探测技术。伴随遥感技术在国民经济中发挥着越来越重要的作用,由此带来了新一轮遥感应用的热潮。现在,卫星应用覆盖了减灾、健康、环境监测、能源调查等,影响了人类生活的方方面面。因此,在许多领域,遥感对地观测技术有着无限光明的应用前景。

1.遥感技术的涵义

遥感是利用遥感器从空中来探测地面物体性质的,它根据不同物体对波谱产生不同响应的原理,识别地面上各类地物,具有遥远感知事物的意思。也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,并从中获取信息,经记录、传送、分析和判读来识别地物。

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,成为获取地球资源与环境信息的重要手段。

2.遥感技术主要特点

2.1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,从而,可及时获取大范围的信息。例如,一张陆地卫星图像,其覆盖面积可达3万多km2。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。

2.2获取信息的速度快,周期短。

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。例如,陆地卫星4、5,每16天可覆盖地球一遍,NOAA气象卫星每天能收到两次图像。Meteosat每30分钟获得同一地区的图像。

2.3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。

2.4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。

3.遥感技术的实际应用

3.1遥感技术在地质灾害中的应用

遥感技术应用于大面积的地质灾害调查,可达到及时、详细、准确且经济的目的。在不同地质地貌背景下能监测出地质灾害隐患区段,还能对突发性地质灾害进行实时或准实时的灾情调查、动态监测和损失评估。为此,我国设立了专门的“地质灾害遥感综合调查”课题,经过近20年的实践,已摸索了一套较为合理、有效的滑坡、泥石流等地质灾害遥感调查方法。在“5.12”汶川大地震的后续救援工作中,遥感技术就发挥了突出作用,第一时间提供了地质地貌变化情况,为政府作出正确决策提供了依据。

3.2遥感技术在生态环境中的应用

伴随着社会的进步和发展,气候变化、环境污染成为了人类世界所面临的发展瓶颈。遥感技术应用于宏观生态环境要素的监测,具有视野广阔、获取的信息量多、效率高、适应性强、可用于动态监测等众多优点,同时其技术方法成熟。为此,采用卫星遥感这一面向全球的先进技术,是环境科学研究的必要途径,它不仅可以为我们提供大面积、全天时、全天候的环境监测手段,更重要的是能够为我们提供常规环境监测手段难以获得的全球性的环境遥感数据,这些数据将成为我们进行环境监测、预报和科学研究不可缺少的基础。

遥感技术应用于环境监测上既可宏观观测空气、土壤、植被和水质状况,为环境保护提供决策依据,也可实时快速跟踪和监测突发环境污染事件的发生、发展,及时制定处理措施,减少污染造成的损失。其从空中对地表环境进行大面积同步连续监测,突破了以往从地面研究环境的局限性。

如赤潮遥感监测。1995年至1997年国家海洋局第二海洋研究所开展了“海洋水产养殖区赤潮监测及其短期预报试验研究”,该项目成功地监测和预报了1997年11月发生在广东沿海和1997年7月发生在浙江的赤潮。开创了国内赤潮卫星遥感实时监测和预测的先河。

3.3遥感技术在农业气象灾害中的应用

目前我国农业生产基础设施薄弱,抗灾能力差,对气象环境的依赖性很大。农业气象灾害对国民经济,特别是农业生产造成了极为不利的影响。利用遥感技术,可以绘制更加清晰、形象的气象图;进行气候资源监测评价;气象灾害评估;气象灾害预警、气候分析评价等等气象服务;建设基于遥感技术和地理信息系统(geographicinformationsystem)GIS支持下农业气象灾害监测系统开发;利用气象数据,结合GIS背景资料对危害区域、危险程度、受害作物面积进行分析、计算、评估,预测洪涝灾害的演进规律,提供受灾区域、受灾人口与损失估算报告,并根据已有的抗洪措施形成后期应急反应方案以及防灾系统建设方案。

3.4遥感技术在海洋渔业中的应用

近年来,海洋渔业遥感技术的研究和应用,受到国内外各渔业相关科研单位和大学的广泛关注和重视。遥感技术应用于海洋渔业,具有大面积观测和实时动态监测的优点,可以获取多种海洋环境要素信息,对预报渔场渔情信息是一种十分理想的手段。

3.5遥感技术在流行病学研究中的应用

遥感及其相关分析技术为流行病学研究开辟了新的途径。周晓农等人利用1989年与1995年两次全国血吸虫病抽样调查资料和我国黄河以南1∶100万数字化地图建立了我国钉螺分布的GIS,显示了我国不同地区血吸虫病的流行强度、分布范围、数据来源及时间等。

为应付未来突发,可利用遥感技术提供目标地区的流行病学疾病预测资料,以制订卫勤保障计划,保障部队战斗力。美国军方从1982年以来就运用遥感技术开展了大量研究,他们以降雨量和气温以及从LANDSAT-3MSS获取的数据为参数预测了菲律宾血吸虫病的流行区分布,并用来计算美军军事演习期间可能由于血吸虫病而导致的潜在伤亡数;另外还将遥感技术应用于战争时区别自然状态的疾病暴发与由于使用生物战剂引起的疾病暴发的研究。

结束语

综上所述,随着技术方法与手段的日臻完善,遥感技术必将在更多的行业和领域发挥重要作用,从而进一步影响我们的工作和生活。

参考文献

[1]侯春红.公路地质灾害调查中的遥感技术,中国减灾2007,3.

[2]刘爱容.GIS支持下的农业气象灾害监测系统的开发与应用,科技资讯,2007(7).

[3]郑锦秀.地理信息系统的基本功能和技术,福建气象学报,2001(2).

[4]周金星.山洪泥石流灾害预报预警技术述评,山地学报,2001(19).

第7篇:遥感技术与科学范文

1教学内容的选取

1.1教材和目标定位

要使教学内容合理,首先要选取一本合适的教材。[3,4]不同的教材各有特色,侧重点亦有所差异,有的注重理论方法,有的偏重实际应用。环境科学专业的遥感课程注重培养学生利用遥感技术对环境问题进行监测、分析和管理的能力,因此本课程适宜选取侧重于应用的教材,如参编教材为陈述彭的《遥感地学分析》和赵英时主编的《遥感应用分析原理与方法》等。同时在专业软件选取上考虑到界面易用,开发灵活性等特点,可选取ENVI遥感图像处理软件进行实例教学。遥感课程本身内容较多,针对环境科学专业的本科学生,在学时有限的条件下,需缩短遥感基础理论的讲授,同时适当扩大遥感实验和应用的教学环节。在教学过程中侧重理论联系实际,将教学内容划分为理论部分和实践部分:其中理论部分主要包括电磁波、传感器及成像原理、遥感图像的存储等内容,实践教学内容以“影像获取-预处理-分类及后处理-应用”为主线,重点讲授常用遥感数据(TM,MODIS,ALOS和SPOT)的获取方式,预处理方法(辐射校正、地形校正和几何校正)、分类方法(监督和非监督分类、面向对象分类、决策树分类和神经网络分类)以及精度评价和重编码等后处理过程,最后则以江苏沿海开发为背景,围绕土地利用变化分析、滩涂生态环境评价、水环境和大气监测等主题进行应用实例教学,重在提高学生利用遥感技术解决实际环境问题的兴趣和能力。

1.2教学内容更新

遥感技术的发展使得知识更新速度很快,新理论、新方法和新的研究领域不断出现,用人单位对学生的实践能力的需求也不断增强。[5,6]因此在整个教学过程中还需不断对现有教材内容更新,让学生掌握遥感技术的最新动态,尤其是遥感技术在环境科学中的最新应用领域,以弥补现有教材内容的滞后性。在教学过程中可依托现有科研项目对教学内容进行整合和优化,将自己从事科研项目过程中了解的国内外研究现状以及存在的问题进行补充讲授,比如笔者曾从事过遥感技术在区域蒸散发估算、土地利用覆盖变化以及水环境监测等应用相关的科研项目,在教学过程中就可以结合该项目进行典型案例分析,同时将本学科的发展趋势与学生一起讨论,从而激发学生的学习兴趣。教学内容完善上还需整合对本学科技术形成和发展具有重要意义的期刊资料(如环境科学、生态学报、地理学报和"RemoteSensingofEnvironment"等杂志),渗透到课程建设之中,不断充实教学内容,使教学内容具有前瞻性。考虑到环境科学专业的学生由于缺少地理学、地图学和程序设计等知识结构,往往会反感复杂的遥感理论知识,缺少主观能动性,可围绕遥感技术开展课程群建设,加强本课程与环境信息系统、环境影响评价等课程之间的联系,从而增强学生利用跨学科技术手段解决实际问题的能力。

2教学手段和方法的创新

2.1专业软件辅助多媒体教学

遥感课程包含大量的遥感图像信息,因此目前普遍使用PPT教学方式。为了增加学生对遥感理论方法的掌握,有必要在课堂上增加以实验数据为主的遥感软件演示教学。通过遥感软件可以将理论及方法用图形和图像的形式直观再现,激发学生学习兴趣,提高应用先进的遥感技术的能力。同时在教学过程还需设计一些综合软件训练科目。比如笔者在实际教学过程中设计了类似《滩涂资源与环境监测》的综合实验,拓展了遥感技术与地理信息系统(Arcgis)和计算机辅助制图(AutoCAD)等地学处理软件之间的数据共享操作,在增强学生环境数据处理方面的综合实践能力方面取得了较好的反响。

2.2网络和启发式教学手段

遥感课程理论抽象,应用性比较强,在教学过程中,宜采用启发式教学方式,让学生独立思考,引导学生去发现和解决实际的问题。比如在讲解植被的光谱特征时,可以基于全色图像、多光谱等各种常用的卫星遥感数据,形象和直观呈现不同的植被类型、不同的植被生长阶段和状况在遥感样片上的差异,增强学生对“同物异谱”和“同谱异物”规律等遥感知识的理解和掌握,充分发挥学生在学习过程中的主动性、积极性和创造性。同时还可利用GoogleEarth软件,USGS和地理空间云数据等平台免费浏览全球各地分辨率相对较高卫星图片,作为遥感教学影像资料,或用作科研数据。建立和完善实验数据库,依托现有的科研项目和实验平台,购置SPOT,MODIS和TM等多类型遥感数据和行政矢量地图。通过Internet网络,师生共同交流和关注遥感最新事件和日益严重环境问题,如高分卫星的发射、城市雾霾和水污染事件,引导学生利用现有环境问题解决实际的环境问题。

3实践创新能力的培养

实践教学环节对培养学生的创新思维和科研能力具有重要的作用,环境科学专业作为非遥感专业开设遥感课程,其技能要求为应用型,理论联系实践显得尤为重要。在实践教学上可以以基础理论、基本方法和基本操作为基础,构建分层次的能力训练模式,初期可以安排一些主流遥感数据搜集与处理基础方法的介绍;中期安排一些专业软件应用课题;后期通过科研项目培养创新能力。实践能力培养还需改革传统以卷面成绩为主的考试制度,注重多元化的考核方法,增加理论环节课堂提问、讨论等考核,以及实践环节的软件操作和科研能力考核,以考试促教学,切实提高学生实践创新的主动性。

3.1增强课堂练习和野外实习环节

通过课堂练习和野外实习,使学生更好地理解和掌握遥感的基本概念,基本原理和基本方法,熟悉遥感专业软件的基本操作,增强对不同地物的光谱差异的正确认识。课堂练习环节主要以示范性和验证性为主,学生可通过操作实例增强对理论知识的理解。例如在讲授遥感影像的几何配准过程中,结合试验指导书和软件操作,以图形的方式呈现控制点数目和位置变化对图像纠正效果的影响,增强对几何校正影响因素的理解。野外实习设计主要包括遥感影像数据的准备和预处理、解译标志的建立和野外考察路线的设计等环节。通过野外实习,加深对图像目视和计算机自动分类原理和过程等教学内容的认识。野外实习适宜以学校周边的多光谱影像为例,也可结合区域特色,如在盐城工学院的教学实践过程中,考虑到沿海大开发形势下,采用了沿海滩涂资源开发和保护为实践背景材料,通过实验区的实地考察,使学生掌握假彩色合成图像和地物的识别特征等遥感基础理论知识,同时通过野外实习教学也可进一步引导学生利用遥感技术对滩涂生态环境问题进行检测和分析。

3.2专业软件开发能力培养

在遥感教学中,专业软件开发能力也是实践创新教学的重要内容。ENVI是由遥感领域的科学家采用IDL(InterfaceDescriptionLanguage)开发的一套功能强大的、完整的遥感图像处理软件[7],因此在利用ENVI软件进行实验教学过程中,可以增加利用IDL演示实例丰富教学内容,例如进行遥感影像融合效果评价的过程中,可让学生掌握IDL的学习方法,并学会编写IDL命令调用ENVI函数,进行数据的读取,熵值的计算和融合效果的评价。既可以提高学生的编程能力,又可更好的理解操作的本质,提高学生的专业软件开发能力。

3.3鼓励学生从事科研活动

课堂练习通常是严格按照实验指导操作,相对缺少创新性,因此还需要通过科研项目的锻炼,进一步强化学生运用专业知识和遥感技术解决实际问题的能力。科研活动主要以遥感兴趣小组、大学生创新项目和导师科研项目为主要形式。遥感兴趣小组依据应用领域的不同进行组建,如组建滩涂植被组、水体污染检测组以及大气污染检测组等,考核任务下达后,各小组之间共同完成数据资料的查找、分析和结果输出等工作,最后以小组为单位进行评分和总结。学生在完成专题任务中不仅增强综合分析问题和表达能力,同时也熟悉了基本的科研方法和过程,激发了学生自主探索的热情。此外,在遥感应用小组的基础上,鼓励学生申报大学生创新项目(SRT)和撰写学术论文,同时吸引学生参与老师的科研活动,鼓励学生发表高质量遥感教学论文将学生的毕业论文尽可能与科研课题相结合,通过毕业论文团队建设提高学生毕业论文的深度和广度。

4结束语

第8篇:遥感技术与科学范文

关键词:遥感技术 环境科学 应用 3S一体化 发展趋势

遥感是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、宇宙飞船和航天飞机等,通过传感器对地球表面的电磁波辐射信息进行探测,然后经信息的传输、处理和判读分析,对地球的资源与环境进行探测与监测的综合性技术。遥感技术从远距离采用高空鸟瞰的形式进行探测,包括多点位、多谱段、多时段和多高度的遥感影像以及多次增强的遥感信息,能提供综合系统性、瞬时或同步性的连续区域性同步信息,在环境科学领域的应用具有很大优越性。

20世纪90年代以来,环境遥感技术应用越来越广。从陆地的土地覆被变化,城市扩展动态监测评价,土壤侵蚀与地面水污染负荷产生量估算,生物栖息地评价和保护,工程选址以及防护林保护规划和建设。到水域的海洋和海岸带生态环境变迁分析,海面悬浮泥沙、叶绿素含量、黄色物质、海上溢油、赤潮以及热污染等的发现和监测,珊瑚和红树林的现状调查与变化监测,堤坝的规划与水沙平衡分析,水下地形地遥调查以及水域初级生产率的估算。再到大气环境遥感中的城市热岛效应分析,大气污染范围识别与定量评价,大气气溶胶污染特征参数化,全球水、气和化学元素等的循环研究,全球环境变化以及重大自然灾害的评估等,几乎覆盖了整个地球系统。

一、遥感技术在环境科学中的应用

1.遥感技术在水污染监测方面的应用

(1)利用红外扫描仪监视石油污染

全球每年排入海洋的石油及其制品高达1000万吨,利用多光谱航片可对海面石油污染进行半定量分析,将彩色航片同步拍照与近红外片做的彩色密度分割图相比较,更精密地判断和解译信息,参照图片画出不同油膜厚度的大致分级图。通过彩色密度分割图像,特别是数字密度分割图,可以更准确地判断油量的分布情况。通过彩色密度分割可把相差零点零几厚度的海面油膜区分出层次来,这有利于用航空遥感对海面油的扩散分布和半定量研究。浓度大的地方是黄色,往外扩散的油膜变薄,呈黄紫混在一起的颜色,再往外扩散的油膜就更薄些呈紫色。通过对污染发生后各天的气象卫星图像的对比分析,确定油膜的漂移方向,计算出其扩散速度和扩散面积。

(2)利用遥感技术监测水体富营养化

浮游植物中的叶绿素对蓝紫光和红橙光有较强的吸收作用,当水体出现富营养化时,我们就可以利用遥感技术推算出水体中的叶绿素分布情况。赤潮区的海水光谱特征是藻类、泥沙和海水的复合光谱,另外有机或无机颗粒物也会吸收入射光,影响水体的透明度。

(3)通过遥感技术调查废水污染和泥沙污染

废水的颜色与悬浮物性状千差万别,特征曲线上的反射峰位置和强度也不大一样,可以用多光谱合成图像进行监测。水中悬浮泥沙的浓度和粒径增大,水体反射量也会相应增加,反射峰随之红移,定量判读悬浮泥沙浓度的最佳波段是0.65~0.85微米。

(4)应用红外扫描仪监测水体热污染

应用红外扫描仪记录水体的热辐射能量,真实反映其温度差异。在热红外图像上,热水温度高,辐射能量多,呈浅色调。冷水和冰辐射能量少,呈深色调。热排水口处通常呈白色羽流,利用光学技术和计算机对热图像作密度分割,根据少量的同步实测水温,画出水体等温线。

(5)通过遥感技术分析水域的分布变化和水体沼泽化

水体总体反射率较低,选择1.55~1.75微米波段的多时域影像可以分析水域的分布变化。沼泽化在时域图像上反映为水体面积缩小,从水体向边缘有规律变化,显示出不同程度的植被特征。

2.遥感技术在大气环境监测方面的应用

(1)臭氧层

臭氧层位于地球上空25~30千米的平流层中,对0.3米以下紫外区的电磁波有较大吸收,可用紫外波段来测定臭氧层的变化。臭氧层在2.74毫米处也有一个吸收带,可用频率为11O83兆赫兹的地面微波辐射计来测定臭氧在大气中的垂直分布。另外臭氧层会吸收太阳紫外线而升温,可使用红外波段来探测,如用7.75~13.3微米热红外探测器测定臭氧层的温度变化,参照浓度与温度的相关关系,推算出臭氧浓度的水平分布。

(2)大气气溶胶

利用遥感图像可分析大气气溶胶的分布和含量,工业烟雾、火灾浓烟和大规模沙尘暴在遥感图像上都有清晰的图像,可以直接圈定其大致范围。利用周期性气象卫星图可监测沙尘运动,估计其运动速度,及时预报沙尘暴。通过卫星资料可及早发现森林火灾,把灾害损失降到最低。大比例图片可用来调查城市烟囱的数量和分布,还可以通过烟囱阴影的长度来计算其大致高度。应用计算机对影像进行微密度分割,建立烟雾浓度与影像灰度值的相关关系,可测出烟雾浓度的等值线图。

(3)有害气体

彩红外相片可监测有毒气体对污染源周围树木和农作物的危害情况,通过植物对有害气体的敏感性来推断某地区大气污染的程度和性质。一般污染较轻的地区,植被受污染的情况不宜被人察觉,但其光谱反射率却会明显变化,在遥感影像上表现为灰度的差异。正常生长的植物叶片能强烈反射红外线,在彩红外相片上色泽鲜红明亮。受到污染的叶子,其叶绿素遭到破坏,对红外线的反射能力下降,其彩红外相片颜色发暗,如白蜡树受污染后呈紫红色,柳树呈品红色略带蓝灰色。

(4)气候变化

美国、欧盟、日本和俄罗斯的地球同步轨道气象卫星组成的静止气象卫星监测系统昼夜不停地观测地球的气候变化,得到全球范围内的大气参数、海洋参数、地表状况、辐射收支和臭氧分布等信息,对全球变暖、臭氧层空洞以及厄尔尼诺现象的研究非常重要。

3.遥感技术在城市环境监测与管理中的应用

彩红外遥感影像可监测固体废弃物引起的生态环境变化,热红外遥感影像可调查工业废水和废气的排放情况。城市道路宽的呈带状和环状,窄的呈线状,城市广场一般以块状蓝灰色与街道紧密相连于中心地带。居民区呈灰色,高层楼房带有宽长影,平房呈密集排列的小长方块状。水系呈浅蓝色,绿地呈红色。从遥感图像上获取这些信息,对优化城市结构有很大帮助。另外城市里的高大建筑物对太阳辐射和其他热辐射的吸收和释放特性跟以土地和农作物为主要下垫面的郊区有很大不同,利用热红外遥感对城市下垫面进行分析就可以得出城市的热岛效应。

4.应用遥感技术监控生态环境

遥感影像真实记录地貌形态特征并提供各环境参数的组合情况,根据其空间一致性和差异性进行区域环境范围的生态区划。利用遥感卫星相片还可以编制森林树种、生长状况和森林覆盖图,使用计算机集群分类,精度可高达8O% 。一般野生动物环境与森林植被关系最为密切,通过研究植物的分布与长势可大致确定动物的活动繁殖场所,从而编制森林野生动物保护规划。

5.利用遥感技术监测自然灾害

遥感技术对于暴雨、水土流失、地震和山体滑坡等地质灾害的调查与监测也很有效。比如说地震与地球活动构造块体分布及其活动方式密切相关,利用卫星预测地震技术主要集中在电磁波辐射和电离层异常监测、地表形变监测、红外辐射监测以及卫星重力监测等方面。但由于目前技术条件的限制,地震还是不能准确预测,2008年5月的汶川大地震几乎震碎了中国人的心,期待有一天,我们中国人能通过遥感技术准确预测地震灾害,今天的悲剧永远不要发生了。

二、遥感技术的发展趋势

随着科学技术的进步,光谱信息成像化,雷达成像多极化,光学探测多向化,地学分析智能化,环境研究动态化以及资源研究定量化,大大提高了遥感技术的实时性和运行性,使其向多尺度、多频率、全天候、高精度和高效快速的目标发展。

1.遥感影像获取技术越来越先进

(1)随着高性能新型传感器研制开发水平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。遥感传感器的改进和突破主要集中在成像雷达和光谱仪,高分辨率的遥感资料对地质勘测和海洋陆地生物资源调查十分有效。

(2)雷达遥感具有全天候全天时获取影像以及穿透地物的能力,在对地观测领域有很大优势。干涉雷达技术、被动微波合成孔径成像技术、三维成像技术以及植物穿透性宽波段雷达技术会变得越来越重要,成为实现全天候对地观测的主要技术,大大提高环境资源的动态监测能力。

(3)开发和完善陆地表面温度和发射率的分离技术,定量估算和监测陆地表面的能量交换和平衡过程,将在全球气候变化的研究中发挥更大的作用。

(4)由航天、航空和地面观测台站网络等组成以地球为研究对象的综合对地观测数据获取系统,具有提供定位、定性和定量以及全天候、全时域和全空间的数据能力,为地学研究、资源开发、环境保护以及区域经济持续协调发展提供科学数据和信息服务。

2.遥感信息处理方法和模型越来越科学

神经网络、小波、分形、认知模型、地学专家知识以及影像处理系统的集成等信息模型和技术,会大大提高多源遥感技术的融合、分类识别以及提取的精度和可靠性。统计分类、模糊技术、专家知识和神经网络分类有机结合构成一个复合的分类器,大大提高分类的精度和类数。多平台、多层面、多传感器、多时相、多光谱、多角度以及多空间分辨率的融合与复合应用,是目前遥感技术的重要发展方向。不确定性遥感信息模型和人工智能决策支持系统的开发应用也有待进一步研究。

3.3S一体化

计算机和空间技术的发展、信息共享的需要以及地球空间与生态环境数据的空间分布式和动态时序等特点,将推动3S一体化。全球定位系统为遥感对地观测信息提供实时或准实时的定位信息和地面高程模型;遥感为地理信息系统提供自然环境信息,为地理现象的空间分析提供定位、定性和定量的空间动态数据;地理信息系统为遥感影像处理提供辅助,用于图像处理时的几何配准和辐射订正、选择训练区以及辅助关心区域等。在环境模拟分析中,遥感与地理信息系统的结合可实现环境分析结果的可视化。3S一体化将最终建成新型的地面三维信息和地理编码影像的实时或准实时获取与处理系统。

4.建立高速、高精度和大容量的遥感数据处理系统

随着3S一体化,资源与环境的遥感数据量和计算机处理量也将大幅度增加,遥感数据处理系统就必须要有更高的处理速度和精度。神经网络具有全并行处理、自适应学习和联想功能等特点,在解决计算机视觉和模式识别等特大复杂的数据信息方面有明显优势。认真总结专家知识,建立知识库,寻求研究定量精确化算法,发展快速有效的遥感数据压缩算法,建立高速、高精度和大容量的遥感数据处理系统。

5.建立国家环境资源信息系统

国家环境资源信息是重要的战略资源,环境资源数据库是国家环境资源信息系统的核心。我们要提高对环境资源的宏观调控能力,为我国社会经济和资源环境的协调可持续发展提供科学的数据和决策支持。

6.建立国家环境遥感应用系统

国家环境遥感应用系统将利用卫星遥感数据和地面环境监测数据,建立天地一体化的国家级生态环境遥感监测预报系统以及重大污染事故应急监测系统,可定期报告大气环境、水环境和生态环境的状况。环境遥感地理信息系统是其支撑系统,在各种应用软件的辅助下实现环境遥感数据的存储、处理和管理;环境遥感专业应用系统是其应用平台,在环境专业模型的支持下实现环境遥感数据的环境应用;环境遥感决策支持系统是其最上层系统,在环境预测评价和决策模型的驱动下进行环境预测评价分析,制定环境保护的辅助决策方案;数据网络环境是其数据输入和输出的开放网络环境,实现环境海量数据的快速流通。

总之,遥感技术在环境科学领域有广泛应用,随着科学的进步,遥感技术会越来越先进,其所发挥的作用也会越来越大。

参考文献:1. 任源,杨晓晶. 遥感技术在现代环境监测与环境保护中的应用. 环境保护科学第33卷第3期,2007

2. 王旭,徐永花,李莉. 遥感技术在环境科学领域的应用及其发展趋势. 地下水第29卷第3期,2007

3. 施益强,陈崇成,陈玲. 遥感技术在环境科学与工程应用中的进展. 科技导报,2002

第9篇:遥感技术与科学范文

关键词:遥感技术;地质找矿;应用探讨

随着找矿相关技术的快速发展,地质找矿事业得到了蓬勃发展。遥感技术是找矿过程中的常用现代信息化技术,大幅度提高了找矿的质量以及效率,因此,被相关行业人士大力认可。为了更好地帮助人们认识遥感技术在找矿过程中的作用,对遥感技术在找矿中的应用进行了分析。

1 遥感技术

遥感技术也就是指通过电磁波、红外线以及可见光等来对目标物进行探测,从而对远距离的数据信息进行采集。而且随着科学技术的不断发展,人们也将许多先进的科学技术应用到遥感技术当中,这就使得遥感技术的应用效果得到进一步的提高。其中计算机信息技术的应用,已成为现代遥感技术的主要应用手段之一,它有机的将传统的地质调查方法和遥感技术相结合,这就使得人们在矿产调查的过程中,其应用效果得到了进一步的提升,进而促进了我国矿产行业的发展。

2 遥感技术在地质找矿中的应用

遥感技术在地质方面的应用一般都是以地质制图为主,对当地的地质情况进行详细地再现,从而为地质找矿提供重要的探寻数据。通常状况下,遥感技术在找矿中的应用主要分为两类。一类是直接应用,另一类则是间接应用。

2.1 直接应用

遥感技术在地质找矿工作中的常见应用有遥感蚀变信息提取法,其主要是:利用岩浆热液对围岩结构造成的改变提取相关的信息。当岩浆或气水热液作用于围岩时,会使得围岩出现“蚀变”,这种产物同成矿的种类、成分以及类型都有着内在的必然联系。一般情况下,围岩蚀变产生的实际范围要远超过矿化的范围,而且,蚀变类型的不同变化和金属矿化的空间位置存在一定的规律性,所以,围岩蚀变能够成为地质找矿的重要标示。

第一,围岩蚀变主要是由原岩同热液相互作用形成的最终产物,其主要的种类有:绢云母化、云英岩化以及硅化等。第二,有效实现地质有用信息的提取。当一些地区的地貌出现一定的变化时,当地的电磁波形成的反射或透射都会相应发生一定的变化,而电磁波是遥感技术地理信息的主要载体,同时,地质体的光谱特性以及内在的一些物理特性和化学特性都具有一定的关联性。当地质结构出现了重大变化时,便会导致地质体内部的不同波长的光子出现一定的变化,例如,吸收性和反射性都出现了不同变化。相对来讲,岩石矿物本身的化学以及物理成分相对稳定,其在光谱吸收等方面亦是较为稳固。光谱的产生主要是因为:物体内部的离子以及原子外层电子的振动和转动,不同的电磁辐射来自于不同的矿物质。所以,借助遥感技术中的波谱仪就可以对这样的光谱曲线进行测量,并通过光谱对比,分析出样本为什么类型的矿物质。这种方法是当前最为有效的找矿方法中的一种。第三,现今使用的遥感技术多数都是借助航空航天技术在高空对地表物质的光谱特征进行接收,在实施的过程中,很容易因为云层、水体以及植被等物质出现一定的测量误差,所以,在蚀变矿物信息提取过程中,应该对可能产生干扰的光谱信息进行详细分析,以便于最大效果地降低干扰作用。当前,遥感矿化蚀变异常信息提取的主要方法包括:主成分分析法以及光谱角识别法等。

2.2 间接应用

2.2.1 提取地质构造信息

一般情况下,地质矿产主要是由各种地质构造的不同运动产生的。例如,火山或地震活动等。通常情况下,矿产的分布主要集中在各种地质构造边缘位置或产生变异的部位,很多重要的矿产主要分布在不同板块的结合位置或邻近边界的地带。从形成时间上分析,其同地质构造的运动时间是保持同步的,矿床的分布会因为地质构造运动的变化而产生变化,并且,呈现出了带状分布。借助遥感技术从事找矿工作,主要就是利用这一特征进行寻找工作。如,在矿物质的形成范围,借助线性影像对对应的信息进行高效提取,同时,还可以对火山结构以及盆地等地质影像资料进行科学分析,并从其中提取出找矿需要的有用信息,从而结合相关的影响因素,综合评定矿物的储备以及类型等相关特性。

2.2.2 植被波谱特征应用

通常情况下,矿场周边的地貌植被与所含有的矿物质具有一定的关联性,例如,金属元素随着时间的不断累积,会生成一定的微生物群落,而微生物同地下水等自然环境相互作用,会对地表的土层产生一定的作用,从而使得地表出现一定的变化。地表的各种植被在吸收了含有金属元素的营养物质后,会发生一定的异变。当大面积出现异变后,借助遥感技术对相关的信息进行有效地提取,从而分析出具体的金属元素,并借此判断该区域的矿物质储备等情况。

3 结束语

近年来,遥感技术已经日益成熟,并且,在多种行业得到了更为广泛的应用。有效地推动了各行各业的迅猛发展。随着经济建设速度的不断提高,地质找矿工作的效率已经成为了人们关注的热点。遥感技术在地质找矿中的运用,有效地提高了地质找矿质量以及数量。

参考文献

[1]赵少杰,钱建平,陈宏毅.遥感线性构造分形统计和蚀变信息提取在桂东地区金铅锌锡多金属成矿预测中的应用[J].大地构造与成矿学,2011(03).

[2]梁伟超,刘磊,何晓刚,等.新疆野马井地区矿化蚀变信息提取与找矿研究[J].西部探矿工程,2011(07).

[3]张国荣,芦青山,费一清.ETM~+数据在甘肃省肃北县黑刺沟一带蚀变遥感异常信息提取中的应用[J].大地构造与成矿学,2010(03).

[4]王亚红,王永,王辉,等.利用ETM数据进行矿化蚀变信息提取的方法研究-以柴北缘地区为例[J].遥感信息,2009(06).