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【關鍵詞】遙感技術現狀趨勢商業化
眾所周知,近十年來全球空間對地觀測技術的發展和應用已經表明,遙感技術是一項應用廣泛的高科技,是衡量一個國家科技發展水平的重要尺度?,F在不論是西方發達國家還是亞太地區的發展中國家,都十分重視發展這項技術,寄希望于衛星遙感技術能夠給國家經濟建設的飛躍提供強大的推動力和可靠的戰略決策依據。這種希望給衛星遙感技術的發展帶來新的機遇。
一、遙感信息技術基礎
遙感技術是從遠距離感知目標反射或自身輻射的電磁波、可見光、紅外線結目標進行探測和識別的技術。例如航空攝影就是一種遙感技術。人造地球衛星發射成功,大大推動了遙感技術的發展?,F代遙感技術主要包括信息的獲取、傳輸、存儲和處理等環節。這是20世紀60年代興起的一種探測技術,是根據電磁波的理論,應用各種傳感儀器對遠距離目標所輻射和反射的電磁波信息,進行收集、處理,并最后成像,從而對地面各種景物進行探測和識別的一種綜合技術。從上個世紀六十年代提出“遙感”這個詞,到1972年美國陸地衛星計劃發射了第一顆對地觀測衛星,經過幾十年的發展,遙感技術已經廣泛地應用在軍事、國防、農業、林業、國土、海洋、測繪、氣象、生態環境、水利、航天、地質、礦產、考古、旅游等領域,影響了人類生活的方方面面,它為人類提供了從多維和宏觀角度去認識世界的新方法與新手段,遙感技術能夠全面、立體、快速有效地探明地上和地下資源的分布情況,其效率之高是以前各種技術無法企及的。
二、我國遙感技術的應用現狀
總體上說,遙感技術的應用已經相當廣泛,應用深度也不斷加強。目前,在地學科學、農業、林業、城市規劃、土地利用、環境監測、考古、野生動物保護、環境評價、牧場管理等各個領域均有不同程度的應用,遙感技術也已成為實現數字地球戰略思想的關鍵技術之一。
1.到目前為止,我國已經成功發射了十六顆返回式衛星,為資源、環境研究和國民經濟建設提供了寶貴的空間圖像數據,在我國國防建設中也起到了不可替代的作用。我國自行研制和發射了包括太陽和地球同步軌道在內的六顆氣象衛星。氣象衛星數據已在氣象研究、天氣形勢分析和天氣預報中廣為使用,實現了業務化運行。一九九九年十月我國第一顆以陸地資源和環境為主要觀測目標的中巴地球資源衛星發射成功,結束了我國沒有較高空間分辨率傳輸型資源衛星的歷史,已在資源調查和環境監測方面實際應用,逐步發揮效益。我國還發射了第一顆海洋衛星,為我國海洋環境和海洋資源的研究提供了及時可靠的數據。
2.我國先后建立了國家遙感中心、國家衛星氣象中心、中國資源衛星應用中心、衛星海洋應用中心和中國遙感衛星地面接收站等國家級遙感應用機構。同時,國務院各部委及省市地方紛紛建立了一百六十多個省市級遙感應用機構。這些遙感應用機構廣泛的開展氣象預報、國土普查、作物估產、森林調查、地質找礦、海洋預報、環境保護、災害監測、城市規劃和地圖測繪等遙感業務,并且與全球遙感衛星、通信衛星和定位導航衛星相配合,為國家經濟建設和社會主義現代化提供多方面的信息服務。這也為迎接21世紀空間時代和信息社會的挑戰,打下了堅實的基礎。
3.兩大系統建立完成。一是國家級基本資源與環境遙感動態信息服務體系的完成,標志著我國第一個資源環境領域的大型空間信息系統,也是全球最大規模的一個空間信息系統的成功建立;二是國家級遙感、地理信息系統及全球定位系統的建立,使我國成為世界上少數具有國家級遙感信息服務體系的國家之一。我國遙感監測的主要內容為如下三方面,分別是對全國土地資源進行概查和詳查、對全國農作物的長勢及其產量監測和估產、對全國森林覆蓋率的統計調查。
三、遙感技術發展的作用及局限
遙感技術具有快速獲取信息以便正確、有效、高速地進行相關決策。比如,災害遙感技術能基于災害遙感數據,更加客觀地、全面地評估受災前和受災期間的地面情況,為災害重建工作提供可靠的科學依據。遙感技術在快速掌握準確、全面、客觀、直觀的信息的基礎上具備以下作用:
1.在災害方面,遙感技術具有較強的預警、預測功能:對潛在災害,包括發生時間、范圍、規模等進行預測,為有效防災做準備;同時,遙感監測技術具有實時監測各種災害,特別是洪水、干旱、地震等重大災害發生情況;另外,災害遙感技術是災后重建工作的重要科學依據,災害遙感技術準確的災情評估是災后重建最主要的依據之一。
2.遙感技術為國民經濟可持續發展提供科學的決策依據。中國目前經濟發展和人口增長對國家資源環境的影響程度超過了歷史上的任何時期。對國土資源進行動態監測是我國政府一貫重視的問題。
3.遙感技術可很好地輔助地質礦產資源的調查。中國的礦產資源豐富,遙感技術的應用前景十分廣闊,遙感技術在區域地質填圖方面的應用已比較成熟,并取得了很好的效果。
4.利用遙感技術可以進行農作物估產和林業資源調查。我國是農業大國,糧食問題是我國政府非常重視的問題。目前利用氣象衛星進行農作物估產的應用已得到了普及和深化,并形成了一種業務化的手段,估產對象也從冬小麥擴展到玉米、水稻等其他作物。
由于當前衛星遙感技術本身的特點,因此遙感技術、不同的遙感衛星在各方面的應用還存在著一些不足。
1.衛星遙感現主要應用還集中在災后評估和應急反應,災害預測應用較少,而且因高分辨率數據獲取困難,提供的空間信息因比例尺不夠大,故僅能為宏觀救災和災情評估提供參考。
2.由于數據提供部門和業務使用部門聯系不夠緊密,限制了空間技術發揮應有作用的能力。
3.遙感技術主要應用于地表的自然災害的監測、預警、預報和災害評估,對于由地表以下災害及地底驅動引發的災害無法有效地監測、預警和預報。
四、遙感技術的發展趨勢
隨著科學技術的進步,光譜信息成像化,雷達成像多極化,光學探測多向化,地學分析智能化,環境研究動態化以及資源研究定量化,大大提高了遙感技術的實時性和運行性,使其向多尺度、多頻率、全天候、高精度和高效快速的目標發展。
1.遙感影像獲取技術越來越先進。
(1)隨著高性能新型傳感器研制開發水平以及環境資源遙感對高精度遙感數據要求的提高,高空間和高光譜分辨率已是衛星遙感影像獲取技術的總發展趨勢。遙感傳感器的改進和突破主要集中在成像雷達和光譜儀,高分辨率的遙感資料對地質勘測和海洋陸地生物資源調查十分有效。
(2)雷達遙感具有全天候全天時獲取影像以及穿透地物的能力,在對地觀測領域有很大優勢。干涉雷達技術、被動微波合成孔徑成像技術、三維成像技術以及植物穿透性寬波段雷達技術會變得越來越重要,成為實現全天候對地觀測的主要技術,大大提高環境資源的動態監測能力。
(3)開發和完善陸地表面溫度和發射率的分離技術,定量估算和監測陸地表面的能量交換和平衡過程,將在全球氣候變化的研究中發揮更大的作用。
(4)由航天、航空和地面觀測臺站網絡等組成以地球為研究對象的綜合對地觀測數據獲取系統,具有提供定位、定性和定量以及全天候、全時域和全空間的數據能力,為地學研究、資源開發、環境保護以及區域經濟持續協調發展提供科學數據和信息服務。
2.遙感信息處理方法和模型越來越科學。
神經網絡、小波、分形、認知模型、地學專家知識以及影像處理系統的集成等信息模型和技術,會大大提高多源遙感技術的融合、分類識別以及提取的精度和可靠性。統計分類、模糊技術、專家知識和神經網絡分類有機結合構成一個復合的分類器,大大提高分類的精度和類數。多平臺、多層面、多傳感器、多時相、多光譜、多角度以及多空間分辨率的融合與復合應用,是目前遙感技術的重要發展方向。不確定性遙感信息模型和人工智能決策支持系統的開發應用也有待進一步研究。
3.推動3S一體化發展。
計算機和空間技術的發展、信息共享的需要以及地球空間與生態環境數據的空間分布式和動態時序等特點,將推動3S一體化。全球定位系統為遙感對地觀測信息提供實時或準實時的定位信息和地面高程模型;遙感為地理信息系統提供自然環境信息,為地理現象的空間分析提供定位、定性和定量的空間動態數據;地理信息系統為遙感影像處理提供輔助,用于圖像處理時的幾何配準和輻射訂正、選擇訓練區以及輔助關心區域等。在環境模擬分析中,遙感與地理信息系統的結合可實現環境分析結果的可視化。3S一體化將最終建成新型的地面三維信息和地理編碼影像的實時或準實時獲取與處理系統。
4.遙感技術應用逐漸商業普及化。
任何一項高新技術,它能否形成產業,或者它能否作為一種強大產業的必要組成部分,這是它能否長久生存發展下去的重要標志之一。一般說來,只有形成產業之后,有了雄厚的物質條件,這項技術才得以持續發展。通常,在高新技術發展的初期,總是通過商業化活動來加速其產業的形成過程。
遙感技術的應用是極其廣泛的,包括凡是涉及地球科學的各門類的學科和技術種類,遙感技術都能為它們提供信息。這種廣泛性必然會使對遙感數據的需求用戶范圍變廣,因此除了社會公益型用戶外,還存在部分商業應用型用戶。雖然這些商業應用型用戶由于遙感衛星正處于產業化初期,市場尚未形成規模的原因,目前數量較少,但隨著將來技術的進步,商業化的發展,這部分的用戶肯定會逐漸增多,最終成為用戶群體中的主要成員。
五、小結
遙感技術經過幾十年的發展和應用,尤其是近幾年的突飛猛進,已經為其未來朝著商業化方向邁進奠定了堅強穩固基礎――包括可靠的技術基礎以及廣闊的應用基礎。只要國家在政策方面給予大力支持,使商業化發展在經營理念的指引下保證正確的方向,加上科技工作人員的勤奮努力使技術不斷創新,我們堅信今后遙感技術的發展步伐會加快,遙感技術的作用必將能充分發揮。
參考文獻
[1]趙英時.遙感應用分析原理與方法[M].北京:科學出版社,2003.
【關鍵詞】遙感技術;災害;安全;影響
中圖分類號:TP7 文獻標識碼:A 文章編號:
一、前言
我國是一個幅員遼闊的大國,地貌地勢復雜多變,因此會出現很多的自然災害。尤其是最近幾年,由于氣候的變化異常,生態環境一度惡化,災害問題也愈演愈烈。而如何預防災害,遙感技術于是成為了最好的武器。
二、遙感技術在災害調查中的優勢及作用
1、獲取范圍廣、速度快
遙感技術能從空中大面積地對災害進行宏觀監測研究,對于大范圍的監測區域,能最大的發揮出遙感技術的優勢。近年來,無人機低空遙感系統的快速發展,使無人機可快速到達監測區域,通過機載高精度遙感設備及時獲得遙感監測結果,為搶險救災提供快速可靠的應急保障,是遙感技術的應用得到了進一步的延伸。
2、獲取信息量大、效率高
遙感技術可以快速地傳導、接收、處理和提取大量與災害相關的信息。通過各種手段,可以識別地物類型、性質、空間位置、形狀、大小等屬性。這不僅給災害監測贏得了大量時間,而且及時獲得了豐富的災情背景資料,為高效數據模型的建立創造了先決條件。
3、獲取信息受自然環境影響小
遙感技術無需接觸地物即可獲得所需信息,在遭遇災害的情況下,遙感影像使我們能夠方便立刻獲取的地理信息。在自然環境極端惡劣的地區,遙感影像甚至是我們能夠獲取的唯一信息。在5.12汶川地震中,遙感影像在災情信息獲取、救災決策和災害重建中發揮了重要作用。
4、獲取數據具有時效性、可比性
遙感影像具有自身的周期性,可以通過技術手段獲得所需要時間的影像數據,從而通過各個時段的數據進行對比,獲得感興趣區域所發生的變化,以及發展趨勢、規律。
三、遙感技術在災害防治過程中的作用
遙感技術具有視域大的宏觀特性,它的探測波段從可見向微波和紅外延伸,使人們對地物的觀察和研究具有全天候和全天時的可能;另外,它還能周期成像,有利于動態監測和研究。遙感技術以其獨特的對地觀測視角及特性,在災害的防治過程中起了如下作用:
1、動態監測與指揮救災
通過衛星影像獲得的遙感數據,具有一定的周期性,可以通過對某區域長時間的監測,獲得某一災害事件的發展趨勢,實現動態監測,提前預警。也可通過航空手段,得到短期的監測數據,提供應急保障。這樣可實現實時、現場指揮救災。
2、災情評估
把災前、災中、災后衛星數據的融合,根據相關部門提供的專業數據庫可以獲得較為客觀的災情評估,為政府部門救災制定部署方案,也可為其它單位、企業提供必要的參考數據。
3、防治規劃
通過遙感數據結合其它數據庫系統,獲得一定的致災因子,評估災害防治措施是否具有可行性,為災害的防治規劃提供專業的、可靠的依據。
4、實施監督
可通過遙感數據的對比,對災害區域防治前與防治后進行監測對比,使管理部門及時獲得實施情況,保證防治措施按時、按質、按量的完成。
四、遙感技術在災害監測中的應用范圍
1、遙感技術在地質災害監測中的應用
我國的地質災害遙感調查技術是為大型工程的可行性研究提供地質災害分布、潛在危害及環境基礎資料。實踐證明,遙感技術在識別滑坡、泥石流,制作區域滑坡、泥石流分布圖,評價滑坡、泥石流對大型工程施工及運行的影響等方面發揮了巨大的作用。
當前,地質災害遙感解譯是根據地質災害及其要素、后壁、滑體、前緣、物源區、流通區、堆積區等的形態特征,在航空像片或衛星圖像上以目視方法進行了解的識別能力。這對于自然災害發生前后的遙感圖像變化與現場驗證相結合,同時結合其它非遙感資料,并通過研究影響地質災害發育的環境地質條件、自然環境條件以及社會經濟環境條件等因素來間接地推斷研究區域內地質災害發生的可能性。
目前,直接通過遙感圖像發現并研究地質災害的發生和發展還存在很大困難。因此,現有的滑坡、泥石流遙感調查只能提供區域宏觀的、定性的解譯成果,不能提供比較精確、定量的地質災害信息,也沒有形成有效的地質災害演化評價模型,無法對地質災害的發生進行預警。所以,當前的地質災害遙感調查技術方法迫切需要進一步改進和提高,以滿足地質災害防治工作的需要。
2、遙感技術在農業災害監測中的應用
我國一直是一個傳統的農業大國,也是世界上遭受農業災害最嚴重的國家之一。 農業災害不僅使廣大人民的生產、生活質量和生命財產的安全受到影響,而且還間接地影響了其它產業的發展,給經濟、社會等領域帶來不可估量的影響,是構建和諧社會、保障人民安居樂業的極其不利的因素。因此,及時、客觀的了解我國農業災害發展情況,并采取一定的防治措施,對于社會的安定團結、經濟的可持續性發展具有十分重要的意義。農業災害的傳統監測方法主要采取田間定點監測和隨機調查等方法,在具體操作上表現為費事、費力、效率低下等缺點,而且有些農業災害(如病蟲害等)在發生早期并不能靠肉眼識別,這就造成了傳統的農業災害監測方法容易造成較大的誤差.
通過遙感手段,依據植物的光譜特性,可以對農作物旱災監測、凍害監測、蟲害監測等方面獲得快速、大范圍的數據,具有經濟、快速、準確的優勢。
應用遙感信息進行災害監測的問題
1、當前遙感數據的獲取相對較高昂,在既保障時相,又保障精度的情況下,數據獲得需要更高昂的代價,因此需要國家大力發展遙感衛星應用產業,重視遙感技術在災害監測中的應用,讓遙感技術高效、經濟的為災害監測服務,給廣大人民的生命、財產提供安全保障,為經濟發展、社會穩定提供強有力的支持。
2、遙感技術需要結合其它相關部門的專業數據庫,才能發揮出它最大的效力,具備更多的行業應用。因此需要多部門協作,制定統一、有效的應用機制,長期觀測、積累數據,為災害監測與防治提供科學的數據支撐。
3、遙感技術要與地理信息技術、人工智能技術、圖像處理技術等技術領域結合,才能在災害監測與防治中,獲得更加穩定、可靠、真實、客觀的數據,而如何將這些技術結合在一起,還需要進一步的攻關、研究。
六、結束語
遙感技術是目前新式的監測災害的手段,科學的運用此項技術可以很好的監測災害的發生,而且是重要的、可行的。隨著相關技術不斷地完善和提高,遙感技術一定會成為地質災害監測的重要手段之一。但是就目前現狀而言,遙感技術在災害監測中還是存在一些局限和問題,仍需有關的科技人員不斷地探索和完善。
【參考文獻】
[1]黃小雪遙感技術在災害監測中的應用[J]遙感應用技術2005
[2]馬藹乃遙感概論與應用[J]測繪學科2000
農業遙感平臺包括航天平臺、航空平臺、地面平臺三種,地面平臺有三角架、遙感塔、遙感車等,主要用于近距離測量地物波普,獲得地物細節影像。遙感技術并不是完美的,受技術水平、天氣、地理位置、地形等方面的制約,存在著幾何位置和輻射能量上的誤差等問題。
1 遙感技術與能源作物
遙感技術已經廣泛運用到精準農業中,給農業管理帶來了革命性的改變。能源作物作為一種可再生能源,污染少、可再生等特點越來越受到國際社會的關注。針對能源作物的遙感技術也不斷的發展進步[1]。
1.1 農業遙感技術現狀
當前農業管理的內容包括施肥、除蟲、產量、除草、質量、作物生長狀態監視等,都可以通過遙感技術進行監測。遙感技術基于光譜信息的采集,可以發現人眼觀察不到的信息,比如蟲病感染、營養缺失、農藥殘留等。隨著衛星技術的發展,遙感技術被廣泛運用于土壤調查、農作物估產、水資源調查等領域。當然遙感技術本身也存在著一些缺陷,如光譜范圍受限制、周轉時間過長、無法實時觀測、空間分辨率低等。
1.2 能源作物應用現狀
生物能源指任何非化石生物材料所產生的熱能來源,可以來自海洋及陸地,包括從廢渣提取的甲烷、從玉米或甘蔗中提取的乙醇和柴火等。能源作物有三大類:糖類和淀粉作物、油類作物和木質纖維作物。糖類和淀粉作物方面,小麥和玉米在我國主要用于生產乙醇,乙醇生產成本低,具有很強的市場競爭力;油類作物方面,油菜、蓖麻、向日葵和大豆是主要油脂作物。油料植物分為草本植物和木本植物兩種,我國對于生物柴油的研發比較晚,但發展速度較快。目前草本植物方面主要種植大豆和油菜,木本植物方面種植麻風樹、綠玉樹、光皮樹、山楓子;木質纖維作物方面,多數木質纖維素類作物人處于開發和篩選階段,大規模種植技術和運輸問題也需要解決。Miscanthus由于養分需求少、不侵蝕環境、水量需求低等特點,已成為我國最具潛力的可再生能源來源[2]。
2 地面農業遙感平臺在能源作物生物量監測中的研究與應用
2.1 地面遙感技術監測能源作物應用現狀
與其他農作物監測采用的方法一樣,能源作物遙感監測的方法包括衛星、小型飛機、地面遙感裝置三種,各有優劣。衛星拍攝范圍大但是分辨率低、周轉時間長;小型飛機工作環境靈活,時間靈活,但存在著地域局限性。
2.2 地面農業遙感平臺在能源作物生物量監測中的研究與應用
地面平臺包括三角架、遙感塔、遙感車、遙感船、建筑物頂部裝置等,用于近距離捕捉地物細節影像和地物波普。目前地面遙感平臺的遙感塔搭建用的是高光譜分辨率的傳感器,放置在38m高的云臺上,可進行水平360°垂直90°的轉動,鋼塔一般設置在能源作物的中間,以方便進行全方位的觀測。相比于其他遙感方式的不足,一塔式的獨立遙感系統具有空間分辨率高、時間周轉快、光譜分辨率高的特點。
但地面遙感平臺也存在圖像幾何失真,遙感圖像輻射失真等缺陷。造成圖像幾何失真主要原因有以下幾點:遙感平臺的運行狀態;地球本身對遙感圖像的影響;傳感器內部失真;平臺高度變化,軌道偏移和姿態變化等。造成圖像輻射失真的原因有:傳感器靈敏度特性引起的失真、太陽高度和地形引起的失真、大氣因素引起的失真等,可通過糾正輻射亮度來消除輻射誤差。
為了加強遙感圖像的精確性,必須消除這些誤差。消除幾何誤差有兩種方法:建立幾何失真的數據模型,利用數學模型消除幾何失真;收集實地地物的真實坐標值,確定真實值與失真后圖像間的關系,以校正失真誤差。在實際操作中,通常會把兩者連起來用。首先建立一個幾何失真的數學模型,建立失真圖像與標準圖像之間的關系,實現不同圖像空間中象元位置變換;然后利用這種對應關系把失真圖像中的象元轉化到標準空間中,主要有直接轉換法和重采樣法兩種手段。
1攝影測量與遙感技術的作用
一方面,攝影測量與遙感技術推動了測繪技術的進步。現階段,我國數字柵格圖、數字高程模型、數字正射影像等的建立,為攝影測量以及數據庫的多樣性做出了重要貢獻,為生產運用提供了技術支持,測繪技術也得到了進一步的發展。攝影測量與遙感技術的發展也推動了國家級別的地理信息數據庫的建立,為我國開展土地調查提供了便利。另一方面,攝影測量與遙感技術促進了空間數據獲取能力的提高。通過對自主知識產權的處理遙感數據平臺的研發,我國國產衛星遙感攝像地面處理系統不斷建立和完善,為我國獨立處理地理信息提供了先進的技術手段。隨著攝影測量與遙感技術的發展,獲取數據的能力不斷增強,對于資源勘查、氣象預測、環境減災能力的提高有著重要意義,對海洋現象、大氣成分以及自然災害的監測也不斷完善。
2攝影測量與遙感技術發展現狀
2. 1攝影測量技術的發展現狀分析
現階段,攝影測量技術中輕小型低空遙感平臺得到了廣泛的應用。由于其方便、靈活性強、經濟性強的特點,低空遙感平臺對航空遙感手段起到了很好的補充作用,其主要功能是對比例尺測圖進行放大,形成高精度的城市三維模型,為各種工程項目的建設提供地理信息依據。通過高分辨率的衛星遙感影像技術的應用,多線陣推掃成像方式得到廣泛應用,立體模型的構造方式也不斷呈現出多樣化,極大地提高了攝影測量技術的精確度。隨著影像技術的不斷進步,航空數碼相機得到了推廣,大比例尺地理空間數據信息的獲取離不開該技術的支持。
隨著技術的進步,各項硬件性能不斷完善,影像技術不斷實現創新和發展。隨著技術的發展,新一代的數字攝影測量處理平臺也不斷得到應用,解決了我國攝影測量數據處理中單機模式的弊端,使得數據處理速度不斷提高。隨著對地觀測數據處理平臺不斷走向智能化和現代化,救災中的信息處理更加高效化。隨著攝影測量技術的不斷進步,機載激光雷達技術得到了推廣。通過發射激光的方式,對測量目標進行準確定位,并分析測量目標的距離以及表面特性。通過機載激光雷達的使用,樹林、建筑等障礙物的干擾不斷被排除,直接獲得高精度的地面三維坐標數據。
2. 2遙感技術的發展現狀
隨著科技的發展,地球信息空間科學不斷進步,遙感技術也得到了長足的發展。首先,通過將高空間分辨率測圖衛星的使用,對地觀測衛星能夠實現高精度導航、定位功能,對于提高地形測量的精確度有著重要意義,對于促進測繪技術的發展起到了重要的推動作用。其次,隨著技術的發展,將小衛星編隊飛行和小衛星星座與遙感技術相結合,致力于地球科學的發展。小衛星星座具有靈活性高、分辨率高、更新方式快的特點,逐漸成為了提高測繪質量的重要補充手段。隨著小衛星星座技術的完善,遙感技術在農業、林業、土地資源測繪等方面的應用更加廣泛。最后,隨著技術的進步,智能傳感器技術也必然日臻完善,對于其應用前景的預測十分可觀。
3攝影測量與遙感技術的發展趨勢
3. 1攝影測量技術的發展趨勢
隨著社會的進步,攝影測量也不斷呈現出新的發展趨勢:首先,攝影測量的發展趨勢之一就是傳感器平臺日益多樣化,在實際的應用過程中,人們可以根據自身需求,對傳感器和傳感平臺做出最優化選擇。其次,新型傳感器入市也是攝影測量技術的發展新趨勢。隨著市場上各種新型傳感器的不斷出現,市場份額也不斷增加,傳統膠片型攝影機逐漸退出歷史舞臺,取而代之的是先進的航空數碼相機。最后,攝影測量的第三個發展新趨勢是攝影測量軟件平臺的并行化。隨著技術的進步,數據獲取量也不斷增加,對數據處理的效率也提出了更高的要求,推動器的并行化發展趨勢己成定局。
3. 2遙感技術的發展趨勢
隨著社會的發展,信息提取和分析的效率逐漸成為了研究遙感技術的重要方面:首先,在現階段,新型傳感器SER系統的建立、精度評估、選取平差參數等都成為了遙感技術重要的發展趨勢。其次,多源遙感數據融合成為了遙感技術的重要發展趨勢。隨著各種數據融合方法的不斷出現,光譜信息不斷豐富化,數據分析和計算的效率也不斷提高,但是統一的融合模型的缺失仍然是現階段的發展不足。最后,隨著分類計數的發展,各種算法也不斷也由低級走向高級,智能化新算法和全自動化新算法不斷涌現,逐漸成為了遙感技術發展的熱點。
湖南省衛星遙感技術應用于國土資源管理起步于上世紀70年代中期,經過近40年的宣傳普及和試驗研究,特別是近10年來的長足發展,現已進入到比較成熟的生產實用階段。已形成湖南省遙感中心、湖南省國土資源規劃院、湖南省第一測繪院、湖南省第二測繪院、湖南省第三測繪院、湖南省測繪科研所以及湖南省國土資源信息中心等單位遙感力量組成的遙感技術應用隊伍,擁有500多名遙感專業從業人員,近8000萬元遙感專業設備,且每年投入專項經費近2億元,在土地利用與礦產資源調查與監測、地質災害預警與應急反應等領域取得了顯著的社會效益與經濟效益。
隨著國土資源科學管理的需要和遙感技術應用水平的提高,湖南衛星遙感應用已成為支撐政府決策的有力工具。衛星遙感技術的應用不僅在國土資源管理,在經濟建設和社會發展中的作用也日益重要,前景越來越廣闊。
歷史回顧
湖南衛星遙感的過去主要是遙感技術應用方法試驗。1970年代中期至1980年代中期,在國家科委、國家計委、國家基金委、中國科學院、湖南省政府、湖南省計委、湖南省科委等部門的支持下,湖南率先進行了“湖南省國土調查多平臺遙感預試驗”。
1980年代中期至1990年代初,湖南省和中科院資源與環境信息系統國家重點實驗室合作,進行了“洞庭湖區地理信息系統”研究。 1990年代初至中期,進行了“湖南省防洪減災信息工程運行系統方案”研究,有力地推動了3S技術在防洪減災中的應用。
1990年代中期至2000年代初,在原國家計委支持下,實施“湖南省國土資源遙感綜合調查”項目,通過衛星遙感技術,基本查明了湖南省各類資源和環境狀況,為我湖南省經濟社會發展總體規劃和政府科學決策提供了重要的基礎數據。
湖南省衛星遙感技術開始用于土地資源、礦產資源、水資源、森林資源、旅游資源以及生態環境、自然災害等方面的調查研究,并取得了良好效果。
應用現狀
湖南衛星遙感技術應用工作開展近40年來,通過不斷的實踐與摸索,在技術方法上已基本成熟,遙感裝備水平為滿足應用需求得到了全面改善。土地利用變化與礦山開發狀況遙感調查與監測、區域地質與礦產地質遙感調查研究、地質環境與地質災害遙感預警與應急等領域均取得了重大成果。地質等遙感信息形成機理研究、遙感與多源地學數據的綜合應用,邁上了新的臺階。
第二次全國土地調查
2007年3月至2009年12月,湖南省第二次全國土地調查工作期間,湖南省以衛星遙感底圖為基礎,通過遙感解譯與外業調查,全面查明了全省土地利用現狀、土地權屬狀況、基本農田分布狀況和城鎮地籍狀況,真實掌握了土地基礎數據,為全省經濟社會發展與國土資源管理提供了準確性高、現實性強的基礎數據。
土地利用遙感監測與土地年度變更調查
2000年組建湖南省國土資源廳以來,基于土地資源管理的“批、供、用、補、查”對基礎數據的需求,國土資源部門每年基于衛星遙感數據開展土地利用變化遙感監測。特別是2009年第二次土地調查結束之后,隨著衛星遙感技術的不斷發展,實現了全省土地監測“一張圖”的全覆蓋。
土地利用遙感監測能及時準確地反映土地利用變化的最新情況,其成果是土地年度變更調查的主要依據。土地年度變更調查以新增建設用地、土地開發整理復墾耕地以及其他相關地類的變化為主要對象,以客觀準確反映年度內土地利用變化情況為主要目標,對滿足土地管理日常業務的現實需求,實現監管方式從“以數管地”到“以圖管地”的重大轉變,進一步擴大調查成果應用的深度和廣度,提高土地基礎數據資料的社會化服務水平,有效保障土地參與國家宏觀調控,滿足經濟社會發展的迫切需要具有重大意義。
土地礦產衛片執法檢查
土地礦產衛片執法檢查是國土資源管理的常態化手段,每年開展一次。本工作利用衛星遙感技術定期監測土地利用變化和礦產勘查開采狀況等,發現全省土地礦產疑似違法圖斑,并對違法情況進行核查,為及時發現、制止和查處違法用地、違法勘查開采礦產資源行為提供了科學依據。
近3年來,共發現并查處土地違法案件3200多起,違法占用土地4萬多畝,違法占用耕地1.6萬多畝,礦產違法案件999起。各縣市區國土資源部門依據相關法律法規對違法主體處以罰款1.2億多元,違法主體補辦手續產生的土地礦產收益在100億元以上。3年土地礦產衛片執法中,各縣市區對違法主體處分200余人,其中縣處級4人,科級及以下82人;移送司法機關21人,申請法院強制執行300多起;個別土地違法嚴重的縣(市、區)被國家問責或警示約談。
土地礦產衛片執法對土地礦產違法行為起了極大的震懾,增強民眾法律意識,對穩定土地市場、規范礦業秩序發揮了巨大作用,促進了地方經濟良性發展。
耕地后備資源調查與永久基本農田劃定
耕地資源是經濟社會發展的重要保障。2010-2011年,我省基于衛片遙感圖像及其解譯成果為調查底圖,投入專業技術人員1000余名,耗時兩年,全面查清了全省耕地后備資源的類型、數量、質量、權屬和分布。
2010-2012年,我省利用衛星遙感技術,投入專業技術人員2000余名,在外業逐圖斑核查的基礎上,通過基本農田區位調整和劃定、基本農田落實到地塊和農戶、基本農田占用和補劃以及設立基本農田保護標志等,全面健全了基本農田圖表冊基礎資料,落實了基本農田保護責任,建立了基本農田數據庫,規范了保護標識及責任卡。永久基本農田劃定對切實提高基本農田的區位穩定程度、集中連片程度、落地到戶程度和信息化程度,全面提升基本農田保護水平,落實“十分珍惜、合理利用土地和切實保護耕地”的基本國策,協調農業用地與建設用地的矛盾,嚴格控制對耕地的占用,穩定農民承包土地的思想,有效改善農業生產條件等發揮了重要作用。
農村集體土地確權登記發證
農村集體土地確權登記頒證是國務院部署的一項重大土地調查工程。該工作以0.5米的航天或航空遙感圖像為外業調查底圖,以內業判讀指界與野外現場勘界相結合的方法,進行權屬調查、界址點采集,然后經內業上圖、套合“二調”圖斑線和地類、編輯、裁切,編制成農村土地所有權地籍圖和宗地圖,建立集體土地所有權數據庫,并進行分類統計和面積匯總,有效地提高了工作效率。
礦產資源開發多目標遙感調查與監測
為加強礦產資源管理,從2006年開始,湖南省啟動了礦產資源開發多目標遙感調查與監測,每年開展一次。
該工作利用衛星遙感技術,在湖南省開展礦產資源開發利用狀況、礦山環境和礦產資源規劃執行情況遙感調查與監測工作,獲取礦產資源開發客觀數據,為礦政管理部門制定礦產資源規劃、整頓礦產資源開發秩序、治理礦山地質環境等提供技術支持和決策依據。
地質災害預警預報和應急反應
湖南是我國地質災害嚴重的省區。針對湖南嚴重的地質災害, 2004年以來,我省基于氣象衛星信息和多普勒雷達信息,在汛期開展地質災害衛星遙感預警預報工作,向相關部門和公眾通過Web GIS實時預警預報信息。
10年來,共地質災害預警預報信息500余次,成功預報200多次,最大限度地減小了因地質災害所造成的人員傷亡和財產損失,產生了顯著的社會效益和經濟效益。
另外,基于多源對地觀測衛星信息開展的,集預警預報、應急調查、應急評估、應急指揮于一體的突發性地質災害應急反應體系,也于2011年開始研究,預計在近年可以運行,并將成為我省防災減災的重要技術手段。
未來趨勢
衛星遙感技術是信息化建設的重要組成部分,也是全面推動信息產業化發展的生力軍。迅速發展的衛星遙感技術,正逐步成為國土資源管理中及時有效的技術支撐。衛星遙感技術服務于國土資源管理工作,已具備多樣的信息獲取途徑和系統而科學的信息處理方法,已成為當代國土資源管理首選的技術手段和主要的決策助手。
關鍵詞:精細農業;遙感技術;應用;問題;解決途徑
收稿日期:2011-06-04
作者簡介:張旭(1990―),男,內蒙古人,中國地質大學(北京)地質學專業大學生。
中圖分類號:TP79文獻標識碼:A文章編號:1674-9944(2011)07-0211-03
1引言
精細農業也被稱為因地制宜農業、處方農業。它可以在遙感、地理信息系統和全球定位系統技術支持下,進行抽樣調查,獲取作物生長的各種影響因素信息(如土壤結構、含水量、地形、病蟲害等)。通過進行農田小區作物產量對比,分析影響小區產量差異的原因,獲取農業生產中存在的空間和時間差異性,可以根據每個地塊的農業資源特點,按需實施微觀調控,以充分利用現代化和機械化,精耕細作,獲取高的經濟效益。
遙感技術是指運用現代光學、電子學探測儀器,不與目標物相接觸,從遠距離把目標物的電磁波特性記錄下來,通過分析、解譯揭示出目標物本身的特征、性質及其變化規律的綜合性探測技術。其基本原理就是不同物體的電磁波特性是不同的(黃惠珍,2010),通過探測地表物體對電磁波的反射和其發射的電磁波,從而提取這些物體的信息,完成對遠距離物體的識別。
2遙感技術應用于精細農業的必要性
隨著科學技術的發展,傳統農業因耗能高、產量低,正逐步被新型農業所代替,而精細農業,適應了現代農業產量高、投入少、節約資源、保護環境的要求(姚建松,2009),它的出現,是傳統農業向新型農業轉型的必然結果,具有歷史必然性。
遙感技術是精細農業獲得田間數據的核心來源。沒有遙感技術的服務,就沒有精細農業的發展。由于不同含水量的土壤具有不同的地表溫度(谷紀良,2010),不同生長期和不同生長情況的農作物具有不同的波譜發射特征。因此,通過對作物本身及其生長環境的波譜特性研究,可定量測定作物的生長狀況和空間變異信息(李新磊等,2010),了解生態環境變化,為及時作出合理化的調整提供最權威的數據資料。因此,精細農業要發展,必然需要遙感技術的應用。
3遙感技術在精細農業中的應用
遙感技術可以客觀、準確、及時地提供作物生態環境和作物生長的各種信息。這是精細農業獲得田間數據的重要來源。因些,遙感可以在很多方面為精細農業服務。
3.1作物養分診斷與監測研究
作物養分主要包括氮、磷、鉀等元素,如果缺乏會導致作物光合作用能力和產量降低。近20年來,利用遙感進行作物養分(尤其是氮)實時監測和快速診斷一直是農業應用研究的熱點,其中,高光譜遙感可很好的對作物養分進行診斷和監測(姚云軍等,2008)。基本原理就是利用作物氮、磷、鉀等含量的變化會引起作物葉片生理和形態結構變化,造成作物光譜反射特性變化的特性。作物養分高光譜診斷與監測方法主要包括多元統計回歸方法診斷作物養分含量,基于特定吸收波段內波譜特征參數的作物養分診斷。
3.2農作物播種面積遙感監測與估算
搭載遙感器的衛星或飛機通過田地時,可以監測并記錄下農作物覆蓋面積數據,通過這些數據可以對農作物分類,在此基礎上可以估算出每種作物的播種面積。目前商業銷售的遙感圖像已經達到1m空間分辨率,在這種高分辨率圖像中可以進行精確的農作物播種面積估算。
3.3遙感監測農作物長勢與產量估算
作物長勢是作物生長發育狀況評價的綜合參數,長勢監測是對作物苗情、生長狀況與變化的宏觀監測。構建時空信息輔助下的遙感信息技術與作物生理特性及作物長勢之間的關系模型便于作物長勢監測。利用遙感技術在作物生長不同階段進行觀測,獲得不同時間序列的圖像,農田管理者可以通過遙感提供的信息,及時發現作物生長中出現的問題,采取針對措施進行田間管理(如施肥、噴施農藥等)。管理者可以根據不同時間序列的遙感圖像,了解不同生長階段中作物的長勢,提前預測作物產量。自20世紀80年代初開始,中國有關研究部門與高校合作,利用陸地衛星和氣象衛星進行大面積作物長勢和產量監測的研究與試驗。這為我國作物產量的提前預報奠定了科學基礎。
3.4作物生態環境監測
利用遙感技術可以對土壤侵蝕、土地鹽堿化面積、主要分布區域與土地鹽堿化變化趨勢進行監測,也可對土壤水和其它作物生態環境進行監測,這些信息有助于田間管理者采取相應措施,合理調配,及時改善作物生態環境,使作物更好地成長。
3.5災害損失評估
氣候異常對作物生長具有一定影響,利用遙感技術可以監測與定量評估作物受災程度,作物受旱澇災害影響的面積,對作物損失進行評估,然后針對具體受災情況,進行補種、澆水、施肥或排水等抗災措施,減少損失。
4遙感技術在精細農業發展中面臨的問題與解決途徑
4.1遙感數據庫不足
遙感技術在應用于精細農業中,因作物的生態物理參數(如含水量、葉綠素含量、葉面積指數等)各異,生長環境復雜,生長過程中隨時間的推移作物與土壤的各種物理化學條件都會變化,這就需要建立大量的數據庫,給遙感農業帶來了不便。而現有精細農業中的遙感數據庫還處于發展階段,數據量不足,有待進一步完善。
4.2解譯水平有待進一步提高
遙感技術在精細農業中的應用尚且處于探索階段,許多解譯方法尚不成熟,如多種田間組分(作物、土壤等)混合光譜的研究等。而現代遙感技術單一解譯技術已趨于成熟,但混合光譜的研究才剛剛起步,還需要加強解譯水平,完善解譯體系。
4.3建立標形植被光譜數據庫
深入開展農業應用中標準地物光譜特征研究,總結標準地物在不同條件下光譜變異規律,完善和擴充農業光譜數據庫,在應用研究時將目標物與標形地物的波譜特征進行對比,觀察波譜圖像,總結波譜特征規律,進一步確定目標物的現實特征,進而實施相應手段,提高作物產量。
4.4建立健全解譯體系
加大遙感解譯的投入力度,建立健全常用地物的解譯體系,特別是完善農業遙感中的解譯系統,將傳統解譯與現代信息技術相結合,結合地理信息系統,定位導航系統的發展,將不同地區不同地物的波譜特征納入解譯體系,提高解譯水平。
建立標形地物波譜數據庫,加強農田水分條件、肥力條件、病蟲害等因子在遙感圖像中的解譯標志,實現農作物征兆信息的智能化提取,上述關鍵技術的突破,將有助于闡明作物生長環境和收獲產量實際分布的相關機理,有助于遙感動態監測定量化,建立作物長勢與產量預報定量模型,這對于提高農業田間科學管理(灌溉、施肥或噴灑農藥)具有重要意義。
5結語
遙感技術的研究與發展,是促進精細農業發展的重要一步,隨著更高分辨率遙感技術的發展,遙感技術在精細農業中的應用必將更進一步。未來精細農業中遙感的定位,將從定性監測逐步轉向定量監測,定量遙感將在精細農業中發揮更加重要的作用。因此,加強定量遙感的研究力度,完善定量遙感體系,建立定量遙感農業模型,將為農業遙感發展帶來新的活力,必將促進精細農業的蓬勃發展。
參考文獻:
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關鍵詞:遙感技術;大氣環境;水環境;生態環境;環境監測
通過運用遙感監測技術,我們能夠很好的應對過去監測工作中遇到的難題,比如時空阻隔,無法體現整體,費用過高等等,由于當前的生態不斷惡化,此時高速全面的遙感工藝已然成為了我們最常使用的監測措施。
1 遙感技術概述
1.1 遙感的概念
所謂的遙感技術,具體的說是一類借助物體反射電磁波,來實現遠程監測目的的一種技術。其借助觀測設備,利用各種物體的獨特光譜性能來實現觀測目的,獲取有價值的內容。
1.2 遙感的分類
(1)如果按照探測波段來區分的話,我們可把其劃分為:紫外遙感、可見光、紅外遙感、微波遙感。(2)如果按照搭載設備的平臺來劃分的話,我們可以把其分成:航天遙感技術、航空遙感技術和地面遙感技術。(3)如果按照傳感設備的運行形式來區分的話,我們可以把其分成:主動式遙感技術、被動式遙感技術。
2 遙感工藝在環境監測中的意義
2.1 監測區間寬,綜合全面
如果只是從地表觀測的話,我們能獲取的信息非常少,但是如果使用遙感設備從衛星上拍攝的話,很顯然獲取的信息非常全面,而且更加真實。該技術可以從總體上觀測環境,確保監測工作朝著立體化方向發展,具有區間寬,綜合性強的特點。
2.2 高效快速
因為該項技術使用的飛行裝置都是非常先進的,因此它能夠以較快的速率獲取所需的資料,所以能夠提升工作效率。而且,信息的傳遞是借助電子光學設備來完成的,所以其更加的現代化,便于我們更好的創建數據模型。此時我們國家的信息總數較之于一般措施獲取的信息總數要多很多。
2.3 措施眾多,工藝優秀
該技術能夠用來監測普通方法無法監測的區域,比如荒漠以及冰川等區域。借助該技術我們還能夠獲取紅外等不同波段的數據。不僅可以使用攝像措施獲取資料,而且還能夠通過掃描方式獲取所需內容。
2.4 速度快,時間短
對于固定的地區能夠多次成像,可以獲得最精準的動態信息。
3 具體應用情況
3.1 用來監測大氣情況
借助激光以及電腦等先進科技,明確大氣信號的傳播特點,以及不一樣的大氣狀態之中的信號的具體特點,得到遙感方程式,進而完善有關的理論。由于大氣成分在不同的波段吸收電磁波的情況不一樣,所以我們可以分別測試各個組分的情況。
目前我們國家已經開始使用該項技術開展環境污染治理工作,其中監測的重點有如下幾方面:第一,借助遙感技術,監測大氣污染。第二,通過分析遙感圖像體現出的植被變化特點,明確污染情況,比如污染的存在區域以及程度和變化特點等。第三,和地表采樣獲取的信息比對綜合,建立完善的定量體系。第四,借助飛機攜帶監測裝置,在污染區域的上方獲取樣本,進而加以處理。
3.2 用來監測水體情況
對水體的遙感監測是以污染水與清潔水的反射光譜特征研究為基礎,潔凈水能夠很好的吸收光,它的反射率不高。所以,此類水在遙感圖像是色澤較暗。綜合考慮空間、時間、光譜分辨率和數據可獲得性,landsat8數據是目前水質監測中最有用,也是使用最廣泛的多光譜遙感數據。此外,SPOT衛星的HRV數據、IRS-1C衛星數據和氣象NOAA的AVHRR數據以及中巴資源衛星數據也有一定的應用。水質遙感監測研究的內容包括:水體濁度、葉綠素、油污染、熱污染、有色可溶性有機污染物等,其中在水體濁度和葉綠素的定量監測方面已比較成熟。
3.3 用來監測生態情況
生態環境監測又稱生態監測,是環境生態建設的技術保證和支持體系。生態監測的對象可分為農田、森林、草原、荒漠、濕地、湖泊、海洋、氣象、物候、動植物等。它可以被用來測定較廣闊區間的土地使用狀態,同時還可以調查大規模的生態污染問題。
3.3.1 分析土地使用情況
遙感技術在土地利用監測中的應用,早在1960年國外就利用TIROS和NOAA衛星數據通過制備指數來研究土地利用和土壤覆蓋變化。最近幾年,很多國家都開始使用遙感技術來分析土地資源,特別是土地分類工作方面利用的更是頻繁。
3.3.2 輔助開展生態調查工作
眾所周知,植物能夠反映出一個區域的環境狀況。而且它還可以體現出所在區域的土壤以及水文等特征。借助遙感技術,我們能夠獲取植物特點。由于當前的傳感設備的性能不斷提升,加之處理工藝不斷完善,此時像是植被的成分以及數量等等的特性都可以借助放射數據來明確。NOAA氣象衛星數據的優點非常明顯,比如分辨率極高,而且所需的費用不多,不會受到外在天氣干擾,因此被大量的用到植被監測工作之中。
3.3.3 調查生態污染情況
最近幾年,由于群眾生活水平提升,此時垃圾數量也在增加,這就在無形之中導致了嚴重的生態污染問題,而借助遙感技術,我們能夠測試到垃圾的放置情況以及數量等等,這樣便于我們更好的處理。遙感監測固體廢物的堆置對圖像空間分辨率的要求比較高,需達到3~10m的水平。
4 發展方向
4.1 遙感技術層面
(1)遙感影像獲取技術方面,隨著高性能新型傳感器的研發水平的提高以及環境資源遙感對高精度遙感數據要求的提高,高空間和高光譜分辨率已是衛星遙感影像獲取技術的總發展趨勢。熱紅外遙感技術會得到更廣泛的應用。雷達遙感工藝的特點較為顯著,比如它能夠全天性的獲取信息,而且有著強大的穿透性,所以被大量的使用。建立以地球為研究對象的綜合對地觀測數據獲取系統。(2)遙感信息模型的發展方面,遙感信息機理模型的發展和拓寬,特別是不確定性遙感信息模型與人工智能決策支持系統的開發與綜合應用也將是一個重要研究和應用方向。(3)遙感數據共享方面,積極發揮出國際衛星體系的優點,認真開展交流與溝通活動,確保從時空層面上加以互補。
4.2 與環境監測結合層面
(1)積極發展監測技術,切實發揮出當前監測的作用,將遙感工藝和地表監測措施結合到一起,完善當前的監測體系。(2)開發集成GPS,RS,GIS,ES于一體、適合環境保護領域應用的綜合多功能型的遙感信息技術。
4.3 不同環境要素層面
(1)大氣環境遙感的定量化、集成化、系統化和全球化;大氣環境的主動和被動式衛星遙感一體化。(2)利用新型遙感數據進行水質定量監測,形成一個標準化的水安全定量遙感監測體系,由于水體類型不一樣,可以建立對應的反演算措施;提升監測的精確性;開展監測模型研究工作;發揮出“3S”科技的優點。
參考文獻
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1 多源衛星數據
1.1 航空遙感
無人機是當前比較先進的航拍技術。自控的衛星五人駕駛機與傳統航空遙感的區別在于其能夠攜帶專業的數碼相機,靈活性較強,可在云層下飛行,避免云對其的限制。這正這項優點其被研究生廣泛應用。
1.2 Landsat系列衛星
陸地衛星Landsat能夠幫助獲得TM等遙感圖像,這些圖像能夠幫助土地利用現狀,并編制具體運用情況。
TM影響共有7個波段,每個波段能夠充分結合不同事物的光譜特征和大氣影響,其自身已經實現優化。在具體實踐中,只有第6個波段稍欠豐富外,其他的地表光譜信息是很全面的。
1.3 SPOT系列衛星
2002年5月SPOT-5衛星發射升空。與之前發射的尾箱相比,其能夠為研究者提供更加準確、豐富的地表信息資源。該衛星的遙感影像的控件分辨率是2.5m,其傳感器能夠幫助獲得立體影像,并且在儲存和傳輸等性能上都有提高。此外,其還能夠符合土地利用動態變化檢測的要求。將數據進行校正、增強和分類等,在通過實地調查資料的前提下,獲得研究區內衛星區內遙感影響的翻譯標志。然后根據對衛星遙感影像的計算機自動解譯,能確定土地利用的類型。
1.4 雷達遙感
雷達遙感比光學成像遙感要進步很多,其不僅能夠長時間工作,還可以穿透地物。因此,雷達遙感是當前應用十分廣泛的一種。
有學者針對熱點雷達數據ERS-2展開探究,發現經過一系列的預處理后和實驗區分區后,根據土地的類型可以分為非監督類和BP神經網絡類對土地利用進行劃分。結果發現,多光譜遙感的數據,SAR遙感數據是可以替代的。
目前,我國SAR遙感監測技術主要被應用在那些不方便獲得衛星遙感數據的區域。據數據統計顯示:在農作物生長季,無論是北方還是南方多光譜遙感數據的利用率都普遍較低,不到5%,其中南方比北方總體上還要低。但是SAR獲得的地觀測數據可以達到100%。從上述調查中我們不難發現,SAR比較適合于農業、林業等資源調查較高的選擇。
2 多源遙感衛星數據的融合
2.1 融合類型
2.1.1 同一傳感器不同分辨率的遙感影像數據的融合。筆者在分析資料時發現,有學者會選擇法國的2.5m的SPOT-5的全色衛星影像數據和10m的多光譜衛星影像數據,借助影像融合的辦法,利用影像的紋理和光譜響應等特征,結合土地利用現狀矢量圖庫完成土地利用現狀的調查。
2.1.2 不同傳感器的遙感影像數據的融合。在不透光傳感器的數據融合方面,有學者采用2002年和2003年SPOT 及ETM+數據在專業遙感軟件的輔助下利用多源遙感數據融合技術進行土地利用變化信息提取并對變化信息進行野外調查核實 ,這種辦法能夠大大降低查找變化地塊的效率和時間,調查結果的質量也能夠提升,其為以后開展土地變更調查工作的開展提供了一種新的途徑和方法。
2.2 多源遙感影像融合的過程
多源遙感影像融合的過程一般分為2個過程:數據預處理和影像融合。
3 遙感影像分類
3.1 目視解譯法
目視翻譯已經成為信息社會中地學研究中一項十分重要的基本技能,在遙感應用方面也不例外。遙感技術信息的獲得能夠更加實時、準確。例如重大自然災害信息等等,其可以無時不刻的關注檢測地球的資源和環境的變化程度,為日后世界各國的發展提供真實可靠的信息服務。
目視解釋作為遙感圖像解譯的一類,有往往被稱為目視判讀。它指專業人員通過直接觀察或借助輔助判讀儀器在遙感圖像上獲取特定目標地物信息的過程。
3.2 計算機自動分類法
計算機自動分類法主要分為非監督和監督兩類。具體如下:
非監督是完全根據像元的光譜特性所進行的分類,比較適用于那些對分類區了解不夠的情況。該方法的使用需要注意的是原始圖像的所有波段應參照分類運算,結果是各類像元數大體等比例。非監督類受人為干預的影響較少,其自動化程度較高。非監督分類一般要按照以下幾個步驟實施:初始分類、專題判別、分類合并、色彩確定、分類后處理、色彩重定義、柵格矢量轉換、統計分析。
監督分類與非監督分類相比,其更多的是受人為干預較多,主要被應用在研究區域相對熟悉的情況。監督類應該首先選擇那些可以識別或借助其他相關信息可以斷定類型的模板,然后將通過計算機將具有相同特性的像元進行分類。監督分類是運行需要經過以下結果步驟:建立模板(訓練樣本)、評價模板、確定初步分類圖、檢驗分類結果、分類后處理、分類特征統計、柵格矢量轉換。
為了保證數據的精確度,一些新的分類方法也逐漸出現,但是大都由于程序過于復雜而沒有被廣泛應用。因此,在遙感技術不斷發展的條件下,應該充分利用多源遙感技術數據,并借助GIS技術,盡量實現遙感數據的進一步精確。
4 討論
隨著我國科學技術水平的不斷進步,多源衛星遙感成為土地利用中不可缺少的重要工具。其融合選擇的最佳辦法是能夠針對不同區域和圖像特點進行選擇和融合。其融合不同于其他,其關鍵在于不僅需要融合前兩幅圖像的精確配準,還應該具體融合方法。
當前,多源衛星遙感數據的融合仍然存在諸多問題,這些問題的存在嚴重影響融合的質量和水平。其具體融合需要解決的問題主要有以下幾點:多光譜與多傳感器、多空間下遙感影像的融合的理論框架、模型及其算法的研究,影像的性能評價標準的確定,融合理論的精度的提高,實際應用時會受不同影響以及計算機自動分類等問題,是今后衛星遙感數據融合需要努力研究的方向。