遥感的特点(6篇)
遥感的特点篇1
关键词:地理信息系统;遥感数字图像处理;教学改革
作者简介:刘春国(1973-),男,河南上蔡人,河南理工大学测绘与国土信息工程学院,讲师;卢晓峰(1981-),女,河南洛阳人,河南理工大学测绘与国土信息工程学院,讲师。(河南焦作454000)
基金项目:本文系河南理工大学教育教学改革研究项目(项目编号:2008JG035)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)10-0081-02
当前,遥感已经或正在走向全面应用阶段。国际遥感应用发展的实用化、业务化、产业化、精细化特征明显,但我国遥感应用水平还不高,根本原因是基础研究薄弱,缺乏多学科人才共同努力。[1]培养一大批经过系统知识培训、熟练掌握遥感科学理论和应用技能的地理信息科学人才,满足社会对地理遥感信息高技术人才的迫切需求,是高等教育的责任所在。
1998年教育部新增地理信息系统本科专业后,我国GIS教育发展形势空前活跃。经过10余年的教学实践和探索,逐步形成了比较稳定的GIS专业课程体系与课程设置方案。[2-5]遥感系列课程(遥感物理与技术、遥感数字图像处理、遥感地学分析与应用)成为GIS专业课程体系中的重要模块,说明GIS学科建设的负责人已认识到培养掌握遥感技术的GIS人才的重要性。遥感数字图像处理是遥感过程的重要一环。充分利用各种图像处理算法从遥感数据中获取各种生物物理参数和土地覆被/利用信息,可以为自然和人文生态系统的空间分布式模型提供输入参数,在遥感技术应用中占有十分重要的地位。近几年河南理工大学(以下简称“我校”)GIS专业开设了“遥感数字图像处理”课程。围绕如何提高“遥感数字图像处理”课程教学质量,笔者从革新课程体系、协同教学、优化教学内容、丰富实践教学手段等方面进行了一系列探索。
一、革新遥感课程体系,突出“遥感数字图像处理”课程地位
随着遥感技术及其应用的迅速发展,很多专业开设了“遥感原理与应用”课程,内容分为三大模块:遥感基础、遥感图像处理及分析方法和遥感专题应用。这种课程设置模式比较适合早期GIS专业遥感课程教学或选修遥感科学技术的某些专业,对于当前GIS专业遥感教学则存在明显缺点。主要问题是对“遥感数字图像处理”教学重视程度不够,对数字图像处理在整个遥感过程中的重要性体现不足,与遥感地理信息系统融合集成的一体化趋势不相适应,与国民经济各部门遥感业务日益普及的态势不相适应,与社会信息化深入发展的状况不相适应。人才培养滞后于社会需要,不能满足对高素质地理遥感科技人才的需求。
我校GIS专业总结多年遥感课程教学实践经验,革新了遥感课程体系,设置了“遥感概论”、“遥感数字图像处理”、“遥感应用分析”、“遥感数字图像处理实验”等遥感相关课程,规划了遥感系列课程的主体教学内容。“遥感概论”要求学生掌握遥感及其应用的基本科学工程背景知识,重点内容是电磁波与地表物质相互作用的基本原理、遥感数据采集、传输和成像机理,从可见光-近红外、热红外、微波(主动方式和被动方式)波谱段介绍遥感信息的获取特点和技术发展,适当涉及大气遥感、海洋遥感等应用领域和典型案例。“遥感数字图像处理”要求学生掌握基于数字图像处理方法获取地球资源有用信息的科学与技术。由于学科交叉融合,数字图像处理方法众多,新理论、新方法不断推出,课程重点主要着眼于图像处理基本知识和遥感图像处理常用算法,对一些探索性、前沿性和跨学科的内容从原理上予以概括介绍,如图像亚像元分类、模糊分类和面向对象图像处理等等。“遥感应用分析”采用理论、方法和实例相结合,选择不同遥感应用领域的典型案例介绍,培养学生遥感专题分析技能,深化学生对于遥感科学技术应用现状和广阔前景的认识。“遥感数字图像处理实验”课程着眼于培养学生图像处理技能,巩固和深化理论课程教学内容,提高动手能力和理论联系实际解决问题的能力。
我校GIS遥感系列课程设置方案把“遥感数字图像处理”与“遥感数字图像处理实验”单独设课,提升课程地位,加大课程学时,强化实践技能训练,对提高“遥感数字图像处理”课程的教学成效很有益处。这种课程设置模式有助于培养GIS专业学生采用图像分析方法解决遥感应用问题的能力,比较契合我国GIS专业本科教育遥感课程设置的发展态势。
二、培育遥感系列课程教学群体,分工协作提高“遥感数字图像处理”课程教学质量
GIS专业遥感系列课程设置要求具备一定规模的师资力量。遥感是多学科的综合,交叉性强,研究方法不断补充和更新,课程教学内容丰富。遥感系列课程的设置决定了课程之间存在密切的内部联系。要提高“遥感数字图像处理”课程教学质量,必须打破教师个人单兵作战的惯常做法,加强与相关课程教师之间的协调和交流。培育组建了承担遥感系列课程教学任务的教学群体。遥感课程教学组围绕课程建设,整合优化课程体系,充实更新教学内容,保证了课程之间教学内容的连贯性和相关性。课程教学组成员互相学习、借鉴、交流,协同规划各课程教学环节的教学要求和学时分布,课程内容更加先进,课程结构更加协调,教学方法更加有效,教学手段更加丰富,实践教学得以充实,教学科研联系更加密切。遥感课程教学组的建立和协作对提高“遥感数字图像处理”课程教学质量起了明显的作用。
三、汇聚国内外优秀教材成果,整合优化教学内容体系
教学内容和课程体系涉及高等教育人才培养的模式,决定了高等学校人才培养的规格,在很大程度决定了人才培养的质量和水平。[6]教学中适度引进世界著名高校的名牌课程教材和教学参考用书,是高等教育国际化的重要举措。[7]遥感课程教学组重视遥感数字图像处理课程教材和教学内容建设,收集了国内近些年出版的如戴昌达、章孝灿、汤国安、韦玉春、朱述龙等编写的遥感数字图像处理教材教参,注意引用吸收国外著名高校的遥感图像处理相关教材教参,参考了JohnR.Jensen、JohnA.Richards、RobertA.Schowengerdt、JayGao、JohnR.Schott、BrandtTso等人的遥感数字图像处理著作,认真研讨不同教材特点及其开课对象,针对遥感数字图像处理理论性强、概念抽象、方法多样、实践性强的特点,根据教学对象和课程学时,按照系统性和前瞻性结合、理论与应用结合的要求,制订了教学主体内容。课程内容分为11个部分:图像基本知识、遥感图像成像过程与数据特征、遥感图像辐射校正、遥感图像几何变换与校正、遥感图像增强、遥感图像变换、遥感图像分割、遥感图像融合、遥感图像分类、数字变化检测、遥感图像应用处理。优化后的课程教学内容注意了与“遥感概论”、“遥感应用分析”等课程内容的有机衔接。对于与“遥感概论”课程有重叠的内容只做简单回顾,如遥感成像过程、机理与数据特征,以少数典型应用案例揭示遥感数字图像处理方法在遥感应用分析中的作用和地位;避免与先开课程内容重复,为后续课程做适度铺垫。数字图像处理方法多样,课程重点介绍常用算法,使学生能掌握数字图像处理原理,夯实基础。对一些发展中的、前沿性的算法着重介绍算法的思想和原理,教导学生注重算法但不应局限于具体算法,培养学生发散思维、学习能力和创新思维。教学中适当区分遥感数字图像系统处理和应用处理的差别。
四、重视实践教学,多手段丰富实践教学内容
实践教学是创新人才培养中的重要环节,对于培养学生专业技能和理论实践结合能力、激发学生的创新思维和探索精神、提升科研能力,有着重要意义。GIS专业“遥感数字图像处理”教学高度重视实践教学环节,从课程体系设置、实验课程内容设计、实验室开放项目、毕业设计、大学生科研训练计划和教师科研课题等几个方面为学生提供多样化的实践途径,丰富了实践教学体系。
从课程设置体系上,“遥感数字图像处理”单独设课,紧密联系课程理论教学内容附设6个单元的基础验证性课堂实验(见表1),增强学生对各种遥感图像处理算法及其效果的感性认识。“遥感数字图像处理”实验课程单独设课,结合“遥感数字图像处理”课程和“遥感应用分析”课程知识,设置综合设计型实验6个模块,培养和提高学生对知识与技能的综合运用、自主学习的能力。
积极利用各种平台,提供实践课题,培养学生创新能力。我校为了培养大学生的创新能力和实践能力,促进实验室开放,设置了实验室开放基金。在实验室开放基金平台支持下,设计了一些探索研究型实验课题,鼓励学生组团选择实验课题、查阅文献、拟定实验方案、实施实验过程、撰写实验论文。大学生科研训练计划和本科毕业设计(论文)也是培养本科生创新能力的平台。在实施学校大学生科研训练计划的年度,遥感课程组每年设计几个遥感应用分析研究小课题,供学生参与大学生科研训练,并从科研课题中提炼一些问题作为大学生毕业设计选题,引导学生参与到教师科研课题中。学生通过参与实验室开放基金课题、大学生科研训练计划项目和教师科研课题,检验了专业知识,培养了探索精神、创造思维和合作能力。
五、结束语
本文总结了我校遥感课程教学组围绕GIS专业“遥感数字图像处理”课程教学实施的一系列教学改革措施。这些措施已经取得较好的成效,有不少GIS学生积极参与校实验室开放基金项目、大学生科研训练计划项目和教师科研项目,每年GIS专业有近1/3的学生选择与遥感图像处理及遥感应用分析有关的毕业设计题目。人才培养是项长期复杂的系统工程,需要从师资、设备、教学等一系列软硬件教学条件上予以保障。
参考文献:
[1]李小文.定量遥感的发展与创新[J].河南大学学报(自然科学版),2005,(4):49-56.
[2]秦其明.中国高校GIS专业核心课程设置问题的探讨[J].地理信息世界,2003,(4):1-7.
[3]钱乐祥.GIS专业课程体系改革思路与实践[J].高等理科教育,2006,(6):95-98.
[4]谈树成,刘恒,夏既胜,等.关于地理信息系统(GIS)本科专业课程设置的思考[J].高等理科教育,2008,(4):47-50.
[5]李天文,王林刚,李庚泽,等.地理信息系统专业课程体系建设研究[J].中国大学教学,2011,(1)3-5.
遥感的特点篇2
【关键词】无人机遥感技术水土保持监测
无人机遥感(UnmannedAerialVehicleRemoteSensing),是通过无线电遥控设备或机载计算机程控系统进行操控的不载人飞行器。无人机作为空中遥感平台的微型遥感技术,其特点是:以无人机为空中平台,遥感传感器获取信息,用计算机对图像信息进行处理,并按照一定精度要求制作成图像。无人机系统结构简单、使用成本低,不但能完成有人驾驶飞机执行的任务,更适用于有人飞机不宜执行的任务,如危险区域的地质灾害调查、空中救援指挥和环境遥感监测。正由于无人机低空遥感技术的这些特点,弥补了传统卫星遥感技术的不足,为水土保持监测领域的技术发展带来了新的契机。
1无人机遥感技术的概况及应用特点
无人机遥感(UnmannedAerialVehicleRemoteSensing),是利用先进的无人驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、遥测遥控技术、通讯技术、GPS差分定位技术和遥感应用技术将无人机作为空中遥感平台的微型遥感技术,其特点是:以无人机为空中平台,遥感传感器获取信息,用计算机对图像信息进行处理,并按照一定精度要求制作成图像。无人机系统结构简单、使用成本低,不但能完成有人驾驶飞机执行的任务。无人机遥感系统由于具有机动、快速、经济等优势,弥补了传统卫星遥感技术的不足。
无人机遥感技术指空中遥感平台的微型遥感技术,此技术以无人机为空中平台,通过
遥感传感器获取信息,用计算机对图像信息进行处理,并按照一定精度要求制作成图像。无人驾驶飞机为航空遥感提供了操作方便,易于转场的遥感平台。可根据不同的需要选择不同类型的平台。起飞降落受场地限制较小,在操场、公路或其它较开阔的地面均可起降,其稳定性、安全性好,转场等非常容易。无人机系统由行高度低,获取的遥感影像拥有较高的图像分辨率。高分辨率航片影像的出现使得在较小空间尺度上观察地表的细节变化、进行大比例尺遥感制图以及监测人为活动对环境的影响成为现实。同时高分辨率航片影像还解决了卫星数据的拍摄盲区、编程时间长、以及在南方地区由于受天气影响,云量大,无法获取数据等诸多困难。不但能完成有人驾驶飞机执行的任务,更适用于有人飞机不宜执行的任务,目前,无人机遥感技术涉及土地利用监测、水利、电力、突发事件调查等多领域的应用。
2水土保持监测问题
我国是世界上水土流失最为严重的国家之一,由于特殊的自然地理和社会经济条件,使水土流失成为我国主要的环境问题。水土保持监测工作存在着很多问题,阻碍监测工作的顺利进行。对管辖区域的调查方式目前已经普遍被运用,但是这种方法只能针对小范围的地区进行,监测的精确度不够,容易受到人为等因素的影响,不能准确的进行监测工作。在面对大范围的监测目标的时候,人力资源无法进行合理分配,产生人力不足的现象,或者有一些区域是人无法踏足的区域,造成监测困难,无法获得相关区域的数据信息。而卫星遥感技术很容易受到卫星轨道的影响,很难得到及时的补救,再加上经常性的自然因素影响卫星的作业,由于云层的遮挡,造成很多漏洞,严重影响监测的准确性。
3无人机遥感技术在水土保持监测中的应用
3.1水土流失情况调查
根据《水土保持监测技术规程》(SL277-2002)要求,对区域水土流失情况调查,无人机遥感可以发挥重要作用,其宏观、快速、动态和经济的特点,成为土壤侵蚀调查的重要信息源。土壤侵蚀过程极其复杂,受多种自然和人为因素的综合影响。不同的土壤侵蚀类型影响因子也不同,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。无人机可以在低空、低速的情况下对研究区进行拍摄,精确计算及绘制出各区的界限。通过设置的标识,可以提取到各区域及植物覆盖范围和土地的利用情况,再进行DEM数据分析,得到坡度信息之后,再综合土壤的侵蚀分类标准、土壤侵蚀方程,得到研究范围内的水土流失状况、强度及分布情况。这对于利用GIS系统建立研究范围内水土流失本底数据库,确定土壤侵蚀类型、强度、程度以及地形、植被、管理措施等土壤侵蚀因子的属性提供了数据源。帮助了解区域水土流失发展趋势、发生特点和现状等,以便做好区域水土保持工作规划,加快水土流失治理。无人机在水土保持监测领域以较低的成本快速清查较大范围的水土流失状况、主要土壤侵蚀影响因子,为利用GIS分析研究范围内的水土流失奠定了基础。
3.2生产建设项目水土流失调查
根据监测地点的确定,无人机遥感技术的成果可以充分得到应用。通过拍摄得到的映像信息,再结合项目区域的相关布置图,精确计算及绘制出各个边区的界限。通过设置的标识,可以提取到各个项目区域及划分单元的植物覆盖范围和土地的利用情况,再进行DEM数据分析,得到坡度信息之后再综合土壤的侵蚀分类标准,按照这个标准对土壤的侵蚀度进行科学的划分。对于水土保持措施的监测,相关工作人员可以同样根据图像进行分析,计算出项目区域的工程和植物覆盖的面积,并设立地面的解释标识,对植被的覆盖率进行分析。对于水土保持效益的监测主要是结合以前的传统监测手段,分析已经做出的监测结果。
最后是利用DEM的成果来更新相关项目区域的大比例尺地形图。使用DEM技术和影像的成果,再使用相关的软件来完成对项目区域的三维模型的建立,通过虚拟的漫游技术和客观真实的现象来展现出相关项目的实际状况或者是该项目所在的整个区域范围的实际状况,不仅能够加强观察者的真实感还能十分真实的反应该项目的水土现状以及水土流失和治理的现象,有利于相关部门直面水土现状,更好的治理水土问题,解除相关隐患。
4结语
无人机因其机动灵活的起降方式、低空循迹的自主飞行方式、快速响应的多数据获取能力,其可以搭载高分辨率数码相机进行快速测图亦可搭载视频采集设备,分辨率高、实效性好、应急性强等优势。综合无人机技术的特点和实际应用效果,该技术将在我国水土保持监测领域中有着相当大的应用前景。作者认为无人机技术结合实地测验完全可以用于水土保持监测工作,并且野外工作量小,监测精度高,可作为今后监测工作的发展方向。
遥感的特点篇3
关键词:遥感课程基础理论案例
中图分类号:G64文献标识码:A文章编号:1674-098X(2016)02(b)-0144-02
遥感作为信息获取和更新的重要技术手段之一,已经在海洋、渔业、测绘和军事等许多领域得到了迅猛发展和广泛应用。上海海洋大学海洋技术专业培养目标是具备坚实的数理基础,掌握海洋科学的基本理论和基本知识,受到海洋信息探测与应用方面的基本训练,能在海洋信息技术、空间测量技术、遥感技术、地理信息系统技术及其相关领域从事科研、教学、管理及技术工作的高素质海洋科技人才。遥感是上海海洋大学海洋技术专业主要方向之一,而《遥感原理》是海洋技术专业遥感类基础课程。《遥感原理》课程涉及了大量的数学和物理知识,这些大量的数学和物理公式对相当一部分同学来讲枯燥、难懂,使同学们在课程学习过程中,缺乏对课程学习的兴趣。笔者结合教学过程中经验,针对相关问题,在此浅谈一下在该课程教学上的思考和实践。
1关注遥感科学的最新进展
要让同学们喜欢遥感课程,首先要激发他们对课程的兴趣。现在的大学生有个性、有主见,接收新生事物快,是一个开放的群体。同学们普遍对所学学科的发展动态和发展前沿感兴趣,他们迫切希望知道所学课程对将来就业和相关课程进一步学习有什么作用。遥感知识更新很快,新理论、新方法和新研究领域不断地出现,遥感研究猛烈地冲击着各学科的前沿,这一特点正符合年轻大学生的好奇心[1]。
在教学过程中,在完成学生对遥感基本知识体系的构建的基础上,把遥感科学的最新进展的一些内容融到课程讲授内容中。例如:告诉同学们,近几十年来,欧美发达国家对资源与环境问题日益重视,而遥感信息技术已成为在国家层面上调查与获取环境资源基本数据,评估国家社会经济和生态环境可持续发展能力的有力工具。在美国、瑞典、澳大利亚、德国和日本等国家,几乎在所有较大规模的资源调查和开发规划中都利用遥感资料和常规资料相结合,提供综合分析数据供有关部门使用。我国已经成功发射了海洋卫星、气象卫星和资源卫星,初步显示了可为生态环境监测提供大量数据。同时,近十几年来在应用空间信息技术进行资源、环境的动态监测及可持续发展综合管理研究方面,也已经积累了大量数据信息和许多较为成熟的经验。遥感应用已从定性向定量发展。加强多源、多模态、多时相数据的融合和同化应用技术研究;注重高空间分辨率、高光谱分辨率和高时间分辨率及全天时、全天候和全频段的监测和研究;注重遥感数据真实性校验和地面定标技术研究;充分开发遥感数据资源,解决全球或区域性的环境和资源问题,为社会经济发展服务,是遥感发展的主要特点。通过国内外遥感现状的对比,使同学们认识到我们国家遥感的基础理论和技术在国际上的地位,以及我们在遥感的基础理论方面和发达国家的差距。这些遥感的基础理论也就是那些大量枯燥、难懂的数学和物理公式。这样既激发了同学们的争强好胜、不服输的天性,又让他们理解遥感基础理论在学科发展中的重要性,他们看到这些枯燥、难懂的数学和物理公式也就感到亲切了。同时,也明白了这些基础理论知识是他们将来遥感类课程进一步学习的基础。
2引入最新的遥感案例
遥感具有比较明显的应用技术学科的特点,它把地学研究中的概念逻辑思维变成直观的、形象的空间模型,深化了人们对自然现象的认识,其涉及到的知识面十分广泛,如果面面俱到,势必导致走马观花。因此,遥感原理课程的授课过程主要讲授遥感的基本数学和物理原理,完成对基本知识体系的构建。通过教学内容的优化,使学生对遥感在整体把握的前提下,能够抓住重点,以点带面,引导学生自主学习其他知识。在讲授遥感在地学中的应用部分,适当介绍当前遥感在卫星研制、有效载荷、地面处理、应用研究和业务化监测等方面发展的最新案例。并且将原理、算法等注重数学物理基础知识等环节融合到每一部分的案例教学内容里,使学生在学习案例的过程中自然地掌握那些枯燥、难懂的物理原理和数学算法[2-3]。
例如:以近年来每年爆发的黄海绿潮遥感监测为案例,介绍了光学遥感和微波遥感不同的遥感技术对监测绿潮时空分布监测方法的差异。在此案例讲解过程中,介绍了TM/ETM+数据、MODIS各级数据产品和微波数据ENVISATASAR,针对每种遥感影像,分别介绍其传感器和成像的基本原理。从空间分辨率、波谱分辨率、辐射分辨率和时间分辨率4个方面重点讲解遥感图像的特征,并且结合黄海绿潮监测实例讲授光学遥感和微波遥感的不同物理原理。同时在案例讲解过程中,引申出藻类遥感数学反演算法,这些算法只讲述基本原理和思路,而具体推导过程,引导有兴趣的学生在课后通过文献阅读资料查找自行学习。
3结语
遥感是一门理论和应用性均很强的学科。通过对《遥感原理》课程教学过程的改革,从教学情况看,教学效果良好,学生上课能够认真听讲,学习兴趣浓厚,能主动通过多种渠道搜集查阅所学资料。通过课程改革,使同学们既掌握了遥感基础理论,又学习了运用遥感数据进行分析的基本技能。这些措施的实施,提高了上海海洋大学海洋技术专业学生学习《遥感原理》课程的积极性,课程教学效果得到了明显改善。
参考文献
[1]顾祝军.“遥感原理与应用”课程教学改革初探[J].大学教育,2015(10):108-109.
遥感的特点篇4
关键词遥感技术;矿山地质环境调查;解译;应用
中图分类号TP79文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)042-0129-01
2O世纪90年代初期,矿山环境调查、评价与保护并未受到人们的足够重视。90年代中后期,特别是在国土资源部成立以来,随着采矿技术及相关学科的迅猛发展,矿山环境调查与保护问题才引起了人们的广泛关注,并涌现出了一大批新技术和新方法。利用遥感技术进行矿山地质环境调查,为我国矿山环境调查与保护提供了强有力的技术保障。
1遥感技术在矿山地质环境调查中的应用现状
我国利用遥感技术开展地质灾害调查起步较晚,但进展较快。我国的地质灾害遥感调查技术是在为山区大型工程建设服务中逐渐发展起来的。上世纪20年里,我国完成的区域地质灾害遥感调查面积大约覆盖了10万km2的国土。2002~2006年,为查清我国矿山地质灾害的分布、特点,全国矿山地质环境调查与评估工作引进了遥感技术,第一次初步摸清了我国矿山环境地质问题类型、分布及危害。短短几年时间,我国学者对应用于矿山地质环境调查的遥感技术进行了很多探索研究,取得了不少可喜的成果,积累了大量研究经验和技术方法。先前已有同行以QuickBird多光谱遥感数据为主要信息源,采用遥感调查与地面核查的方法,基本查明了江西德兴铜矿矿区尾矿、固(液)体废料类型、分布现状和排放渠道,形成了矿山地物遥感识别,尾矿库水下尾矿堆积区遥感识别,矿山地物面积计算、体积测算等遥感调查技术。还有同行采用大比例尺SPOT5卫星遥感影像,准确圈定出面积性的矿山环境地质问题,通过历史上多期影像对比,揭示出矿山地质环境的时空演化。况顺达等利用遥感技术快速、准确、经济地摸清了贵州省矿山地质环境现状及矿业开发对生态环境的影响,为合理开发矿产资源、保护地质环境、矿山环境整治、矿山生态恢复与重建、实施矿山地质环境监督等提供了基础资料。
2应用实例分析
2007年6月~10月,作者参加了某金矿区的矿山地质环境野外调查工作,该工作采用1:5万地形图,并辅以1:2.5万SPOT5遥感影像图,在SPOT5遥感解译的基础上,快速查明了金矿区采矿废渣堆、尾矿库、选矿厂、无库尾矿渣等的空间分布、规模,通过野外核查验证,对解译结果进行了修正,如此反复多次,并最终建立了解译标志。
1)遥感数据信息源选择及处理。矿山地质环境遥感调查的研究对象不同、复杂程度不同、规模也不同,而遥感图像的空间分辨率从零点几米到几公里,也就决定了矿山地质环境调查研究中的遥感技术是有尺度条件的。遥感数据处理内容包括控制点选取、遥感数据正射纠正、融合、镶嵌,标准DOM数字正射影像图分幅和整饰等,处理结果用于矿山地质环境调查解译,将结果提供野外验证。在该项目野外调查中,采用了最新的地面分辨率全波段10m和彩色2.5m的SPOT5彩色数据融合,经过纠正的RGB全彩色合成的1:2.5万SPOT5彩色遥感影像图作为矿山地质环境调查的主要卫星遥感数据,这样可以增强地貌、地层、地质构造、不良地质、水体、植被等图像信息。2)遥感技术参照技术标准。本次调查参照的遥感技术标准有:(《区域环境地质勘查遥感技术规程》(DZ/T0190―1997)和1:50000区域地质调查中遥感技术规定》(DZ/T0151―95)。3)遥感解译技术方法。遥感影像的解译主要有直接解译与间接解译两种方法。直接解译是从航片或卫片上根据地物影像的解译标志直接判断出地物类型,它包括形状、大小、色调、阴影、纹理、图型等要素。间接解译是根据该地物与其周围环境生态因子的关系来判断其地物类型。掌握地物或目标与其周围环境的关系,分析他们所处的背景条件或位置,这是判读自然现象和人为目标的重要因素。本次工作采用目视解译和计算机自动解译相结合、室内与野外相结合的工作方法。该项目在进行这一步作业时的特点是:充分利用遥感信息,消化和吸收已有大量的成果资料,对各种信息进行综合分析研究;充分体现遥感工作的多片种、多比例尺、多时相、多种工作方法、多层次、点面结合的特点。4)矿山地质环境问题。遥感解译本次工作采用1:2.5万SPOT5遥感解译,利用总体观察、对比分析、综合分析等方法,清楚地圈定出金矿区采矿渣堆、尾矿库、尾矿渣等堆积场所和山外地区选矿厂、冶炼厂、尾矿库、无库尾矿渣、氰化池、渣堆等位置、形态及计算面积等。本次工作进一步建立了该地区矿山地质环境调查点遥感解译标志,见表1。
5)遥感解译实效分析。利用SPOT5遥感图像对矿山地质环境调查点的判译能收到事半功倍的效果。本次遥感解译结果显示,判译程度较好的地区,判对率大于90%;判译程度较好和研究程度中等的地区,判对率达到70%以上;解译效果较差或解译困难地区,判对率也达50%~60%。其中采矿渣堆的判对率大于90%,污染源的判对率也达86%,有效地提高了调查工作效率和调查精度。对于1:2.5万遥感影像图上大于2mm的面型矿山环境地质问题均得到了解译表示。对于有特殊意义的点、线、面型对象,规模虽小,但也作了夸大注明。
3遥感技术在矿山地质环境调查中的作用
1)遥感解译是矿山地质环境调查不可缺少的技术方法之一。从技术方法角度讲,遥感解译是矿山地质环境调查的技术方法之一。利用航、卫片进行遥感解译,具有直观、真实、准确、实效性强等特点。矿山地质环境调查的技术方法包括地面调查、遥感解译、样品测试、动态监测以及轻型山地工程等,特别是遥感解译,能提高调查研究的水平。2)利用遥感技术进行矿山地质环境调查,能起到事半功倍的效果。通过大比例尺地面调查和高分辨率的遥感解译相结合的工作方法,能快速圈定矿山环境地质问题的类型、形态、空间分布、规模及其地质环境条件,便于进行定性和定量的分析研究,提高矿山地质环境调查工作的质量和效率,对矿山地质环境调查与评价起到重要作用。3)遥感技术的特点为在矿山地质环境调查中的应用提供了可能。卫星遥感技术的快速发展,为我国矿山地质环境遥感调查提供了可能。遥感技术具有探测范围大、周期短、信息量大、资料获取速度快、客观真实、动态性强以及资料收集不受特殊地形限制等突出特点。发挥大比例尺遥感影像在调查中的作用,是区域地质环境调查最有效的手段之一,对矿山环境地质问题具有良好的解译效果。
4矿山地质环境遥感调查存在的问题
遥感技术之所以目前尚未得到广泛的应用,主要受限于以下两方面的问题:1)在矿山地质环境调查队伍中,技术人员对遥感技术比较陌生,使得遥感技术难以发挥应有的作用。2)矿山地质环境遥感调查工作需要多时相的实时或准实时的遥感信息源,但价格昂贵,目前只局限于重点地区与重点工程的地质环境调查。虽然存在以上问题,但我相信随着遥感技术的发展和广大地质工作者的不懈努力,以及政府部门日益加大的支持,广泛利用遥感技术进行矿山地质环境调查研究是必然趋势,将贯穿于矿山地质环境调查、监测、预警、评估的全过程。
参考文献
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[2]郑达兴,张瑞丰,徐刚等.矿山尾矿固(液)体废料排放现状与矿区生态环境遥感调查[A].中国地质科学院地质力学研究所,第七届全国地质力学学术研讨会论文集,2006.
遥感的特点篇5
1、结合实例,说出遥感技术的特点,说明其在资源普查、环境和灾害监测等方面的具体应用于功能。
2、初步学会利用遥感影像中的直接和间接解译标志对遥感影像进行简单解译的方法。
3、认识遥感技术在现代社会中发挥的巨大作用,理解地理信息技术的应用对协调人地关系的重要影响。
教材分析:
教材首先指出地理信息技术概念和核心技术,明确遥感是地理信息技术的重要组部分;接着介绍了遥感的定义、基本原理、遥感平台、工作过程、主要优点等几个方面的知识。
教材介绍了遥感的主要应用领域―资源普查、灾害监测、环境监测、工程建设及规划等,使学生认识到遥感技术十分广泛的应用领域。随着现代科学技术在生产生活各领域中的应用越来越广泛,学生在生活中也能经常看到遥感影像图。
本节的教学要点就是要让学生了解遥感是如何工作的,通过课件直观展示遥感图像,了解它在各部门、各领域的应用情况,初步感知遥感影像的解译方法。
重点、难点:
1、遥感的工作原理、基本工作流程。2、遥感在资源普查、环境与灾害监测、农业中的应用。3、遥感图像的基本影像特征判读方法。
教学手段:多媒体课件
情景导入:
1987年5月6日至6月2日,中国东北大兴安岭北部发生了特大火灾,在扑灭大火过程中,卫星遥感监测技术发挥了重要作用。在整个灭火大战中,国家气象局森林防火总指挥部提供了70余幅反映林火发展情况的卫星影像图,为制定灭火计划、作出灭火部署提供了科学依据。
遥感技术在森林灭火中是如何发挥作用的?它还能应用于其他领域吗?
一、什么是遥感技术
1、地理信息技术。地理信息技术是对地理信息进行获取、分析和应用的一门综合性技术,是地理科学与现代信息技术相结合的产物,其核心技术是遥感(RS)地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)。
2、遥感技术的概念。遥感技术就是人们利用一定的技术装备(航空器和航天器),从不同高度的平台,收集地物的电磁波信息,再将这些信息传输到地面,并加以处理,从而达到对地物的识别与监测的全过程。
小知识:航空器与航天器简介
航空器――在大气层中飞行的飞行器。包括气球、气艇、飞机、滑翔机、直升机等。
航天器――用于航天飞行的飞行器。包括人造卫星、宇宙飞船、空间站、航天飞机、行星探测器等
3、遥感技术的工作原理。地球上的物体都在不停地吸收、发射和反射电磁波,并且不同的地物对同一电磁波反射率不同。
在距离地球一定距离的飞机、飞船、卫星上、使用光学仪器和电子仪器,接受地面物体发射或反射的电磁波信号,以图像胶片或数据磁带形式记录下来,传送到地面,最后通过分析,揭示出物体的特征、性质及其变化,用于资源评估、环境监测、灾害预警及其他地物变化的分析等。
4、遥感技术的主要环节(略)
5、遥感技术的特点。遥感具有探测范围大、获取资料快、受地面限制少、获取信息量大等特点。
二、遥感技术的应用
1、遥感技术的应用领域。目前,遥感技术已被广泛应用于国民经济的各个领域。它对于推动经济建设、环境改善和国防建设起到了重要作用。
遥感技术的应用(列表)(表略)
2、遥感探测的发展趋势。随着遥感应用向广度和深度发展,遥感探测将更趋于实用化、商业化和国际化。
三、学看遥感影像
1、遥感影像解译标志的概念。在遥感影像上,不同地物有不同的影像特征。这些影像特征是判读识别各种地物的依据,这种依据就叫做遥感影像解译解译标志。
2、遥感影像解译标志的分类
(1)直接解译标志
概念:直接解译标志是指能够直接反映和表现目标地物信息的遥感影像的各种特征,它包括遥感影像上的色调、色彩、大小、形状、阴影、纹理、图形等。
作用:解译者利用直接解译标志可以直观识别遥感影像上的目标地物。
(2)间接解译标志
概念:间接解译标志是指能够间接反映和表现目标地物信息的遥感影像的各种特征。
作用:借助它可以推断其他的相关地物。
3、分析和解译遥感影像应注意的问题
实例运用:运用所学遥感知识和解译方法,分析和解译卫星影像。
(1)说说卫星影像中,不同颜色各为哪几类地物。
(2)在卫星影像上判读出道路,用透明纸蒙在上面绘出主要的道路,制作一幅该地区公路交通草图,并将判读出的城市与村庄的大致范围,绘制在公路交通草图上。
判读提示:A.用色调辨认遥感影像,深蓝色、蓝黑色显示的是水文要素,灰白色、浅蓝色显示的是人工建筑,红色显示的是植被。
B.几点说明;①湖泊等自然地物的边界多为圆滑的,人工建筑、工程的边界往往棱角明显;②湖泊、城市为面状,道路、河流多为现状,村庄为不规则的点状和星状;③道路的宽度往往不发生变化,而河流的宽度从上游到下游逐渐变宽;④道路相对比较顺直,而河流则弯曲多变。
课堂巩固:
1、装载传感器的平台叫()
A、遥感平台B、传感平台C、工作台D、开发基地
2、遥感的关键装置是()
A、航空器B、传感器C、胶片质量D、磁带质量
3、下列不属于遥感技术特点的是()
A有利于节省人力、财力B有利于提高效率
C受地面条件的限制少D有利于提高研究工作的精度和质量
遥感的特点篇6
本次遥感解译基础数据由省测绘资料档案馆提供,坐标系统为西安80坐标系。本阶段结合基础地质资料对三门全域(1028.33km2)进行了初步遥感解译,并据此划分了重点调查区、一般调查区和重点调查区中的重点调查地段,用以指导调查工作的全面展开。
1、解译的目的和任务
遥感解译的目的是为减少不必要的外业工作,快速、高效地完成野外地质灾害调查而开展的,它不仅对常规地面调查工作提供指导,而且还可获取常规地面调查难以取得的某些环境地质和地质灾害信息,对查清区域环境地质背景,提高地质灾害调查成果的精度和质量都大有裨益。
遥感解译的任务是以遥感图像(或数据)为信息源,最大限度地获取地质灾害及其发育环境要素信息,确定滑坡、崩塌、泥石流和不稳定斜坡类型、规模及空间分布特征,分析地质灾害形成和发育的环境地质背景条件,编制地质灾害和地质环境遥感解译图件,为调查区划分和地质灾害调查提供遥感解译资料。
2、遥感数据源选择及解译的主要内容
2.1数据源选择
本次工作采用由省?y绘资料档案馆提供的最新专题地理信息数据,其中包括:矢量数据1:1万(DWG)和1:5万(Mapgis)数字线划图,栅格数据1:1万数字高程模型数据(DEM)和1:1万数字正射影像数据(DOM),以及2.5米卫星正射影像。
2.2解译的主要内容
(1)地质环境背景:主要解译城镇、村庄、主要居民点、农家乐,以及矿山和重要公共基础设施的分布范围、所处地貌部位、地形坡度特征、地层岩性、地质构造、水文地质现象及其它地质环境条件;解译周围人工边坡的发育情况(长度、高度与坡度)和区内水系、道路交通分布情况等。
(2)地质灾害:可能影响农村山区村庄的地质灾害点类型、规模、形态特征及其位移情况。
2.3遥感解译总流程
地质解译是从遥感图像上获取目标地物信息的过程。具体是指专业人员通过应用各种解译技术和方法在遥感图像上识别出地质体,地质现象的物性和运动特点,测算出某种数量指标的过程。遥感图像解译成果--专题解译图
(1)遥感影像信息选取与数字化
(2)地理基础底图的选取与数字化
(3)遥感影像几何纠正与图像处理
(4)遥感影像镶嵌与地理基础底图拼接
(5)地理基础底图与遥感影像复合
(6)符号注记图层生成
(7)影像地图图面配置
(8)遥感影像地图制作与印刷
3、解译的方法与步骤
3.1解译方法
(1)信息源处理:本次遥感解译有关信息源的收集与处理工作由省测绘资料档案馆代为完成,主要包括:
1)收集县域内现有馆藏最新1:1万3D(DLG/DEM/DOM)及1:5万DLG测绘成果数据进行整理分析。
2)将涉及不同投影带1:1万分幅3D数据统一转换到120度中央投影经线。
3)将1:1万分幅DGN格式DLG数据转换Autocaddwg格式;1:5万分幅DGN格式DLG数据转换为mapgis格式,并拼接整合为完整一幅数据,同时根据地质灾害工作需求进行要素分层与符合化;将NSDTF格式1:1万DEM数据转换为Grid格式。
4)将转换处理后的数据(1:1万Autocaddwg格式、1:5万mapgis格式DLG数据、1:1万Grid格式DEM数据、1:1万Geotiff格式DOM数据)进行质量检查。
(2)遥感解译:本次解译是在MAPGIS环境中,采用人机结合的方式来进行。为方便携带与使用,本次解译将标准1:1万地形图幅分割为4幅(A3),绘制基础图。基础图中包含图层有农村居民点、道路、水系、1:1万等高线(基曲线,等高距20m)、地层岩性、地质构造、已知地质灾害点和1:1万DOM数据。
3.2解译步骤
(1)解译标志建立
崩塌―在遥感图像上崩塌的陡崖新的色调浅,老的陡崖色调深。在陡崖的下方有浅色调的锥状地形,有粗糙感或呈花斑状的锥形。新的崩塌体植被少,古老的崩塌体植被生长较为茂盛。
滑坡―在遥感图像上其形状有簸箕形、舌形、弧形和不规则形等。
泥石流―在航空照片上泥石流的顶部呈瓢形,山坡陡峻,岩石破碎强烈,色调深浅不一,冲沟内有大量松散固体呈浅色,冲沟没有沟槽,无植被生长。流动的泥石流呈条带状扇形,轮廓不固定。泥石流发育地区常是崩塌、滑坡发育地段,影像交织错乱,色调变化大。
根据已知地质灾害点,通过现场踏勘,并与基础图比对,分别建立滑坡、崩塌和泥石流解译标志。
(2)初步解译
在建立解译标志的基础上,分幅进行解译工作:在基础图上初步识别地质环境条件、地质灾害类型和边界,以及存在的疑问,同时依据调查区划分原则和标准,结合坡度图(划分等级见表2,通过arcgis地形分析系统自动生成,按1:2万输出),圈画重点调查区和一般调查区,分乡镇填写遥感解译登记表。
(3)野外验证
针对初步解译结果,在野外调查过程中按照不同层次作进一步验证,重点调查区应尽可能全部验证,特别是其中的地质灾害隐患点和不稳定斜坡,要验证其空间分布情况、形态特征、物质组成等,进而分析其形成原因和影响因素,同时还要进一步了解其变形发展历史,对今后的变化趋势作出科学判断,掌握其稳定性和危害程度,为地质灾害防治提供依据。一般调查区验证率应不低于60%,验证过程应修正解译误差,并排除疑问,同时在原遥感解译表中如实填写验证结果。对于重点调查区内的重点村庄,需在野外调查同时,按1:10000的精度作详细解译,解译内容除一般项目外,需对村庄内主要的高陡边坡、地质灾害类型及分布情况进行详细说明。
4、解译的成果
本次遥感解译成果主要是两个方面,一是地质灾害及其发育地质环境遥感解译图,二是地质灾害调查遥感解?g表。
1、遥感影像解译图
在基础图上叠加调查区分区界线、经修正的地质灾害类型、规模、形态和边界特征,重点调查地段、重点调查村分布情况等(图1)。
2、坡度解译图
通过arcgis地形分析系统自动生成,按1:2万输出,作为遥感解译图的补充说明,完善遥感解译表的相关内容,如图3所示:
3、遥感解译表
作为遥感解译图的补充说明,完善遥感解译表的相关内容。表内配1:2万坡度图与遥感图进行比对(图2)。
5、结论
遥感图像地貌解译在地质灾害调查中的应用有以下特性:
(1)数据处理的高效性。在海量数据堆叠的时候,我们可以快速提取和判读有用信息并对及时处理地质灾害重大问题做出最佳判断。
(2)多方手段的综合应用性。通过野外检验和遥感图像地貌解译相结合,对可能发生地质灾害地段进行评估、预测。