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遥感技术缺点(6篇)

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遥感技术缺点篇1

课程标准:结合实例、了解遥感在资源普查、环境和灾害监测中的应用。

课表分析:根据课标要求,要了解遥感的概念、特点、工作过程。重点掌握遥感在资源普查、环境和灾害监测中的具体应用与功能,进一步认识遥感在现代社会中发挥的巨大作用,还要初步学会判读简单的遥感影像。但是对于遥感工作原理不要求涉及“专业机理”,定位到“工作过程”程度即可,也不要求掌握遥感的分类等知识。

二、教材分析:

新课程标准把《地理信息技术的应用》列为必修课程,而“地理信息技术”体系主要由“3S”即地理信息系统(GIS)、遥感(RS)、全球定位系统(GPS)三方面的核心技术组成。另一方面,GIS、RS、GPS技术又以计算机科学、通信技术、遥测与卫星定位,以及系统论等信息技术和理论为支撑,属于地理科学与信息科学的交叉学科。遥感技术、全球定位系统、地理信息系统是地理信息技术的三种主要的技术手段,这三种手段相互促进、相互配合、共同应用的基础上,再结合网络技术、虚拟技术,人们提出了数字地球的设想。所以说,第三章第二节“遥感技术的应用”?与其他两门技术的应用介绍处于同等的地位,他们相互交织,相互配合,才能使数字地球的设想实现。而遥感技术在3s技术中也有不可代替的作用,遥感技术(RS)是地理信息系统(GIS)数据库的数据源;同时利用遥感数字影像获取地面高程,可以及时更新地理信息系统(GIS)中的数据。

三、教学内容:第二节、遥感技术的应用第一课时

四、教学目标:

1.知识与技能(知识目标):

(1)能用自己的语言表述遥感的概念;

(2)能简要说明遥感技术的发展过程和工作过程;

2、过程与方法(能力目标):

(1)通过读图或查阅相关资料,比较航天遥感、航空遥感、近地遥感使用的运载工具、主要优缺点及适用范围等方面的差异;

(2)通过查找遥感的有关资料,归纳遥感技术的特点。

3.情感、态度、价值观(情感目标):

(1)通过对遥感技术的迅猛发展的介绍,感悟新兴地理信息技术的生命力,从而初步养成热爱科学努力学习的好习惯;

(2)通过对迅速发展的中国遥感技术的学习,增强民族自信心和爱国情感。

五、教学重点难点:

遥感技术的基本原理。

六、教学方法:案例教学法。通过讨论活动了解遥感技术的工作过程

七、教学过程:

导入:设疑:中央电视台天气预报卫星云图是怎么得到的呢?它先是用风云卫星遥感拍照,然后通过计算机处理、编辑而成的动态图片。是遥感技术的应用。

填表比较人工实地调查与利用遥感技术调查,哪一种获取资料和信息的方法更好?

1.概念:

遥感:(简称RS)“遥远的感知”,是利用一定的技术设备和系统,在远离被测目标的位置上对被测目标的电测波进行测量、记录与分析的技术。

怎样感知?测量电磁波特征:不同的地物反射与吸收电磁波存在巨大差异。(P82图3-2-2)

遥感不仅可以通过可见光进行感知,同时也可以通过红外线、微波等,例如:法国的SPOT-5卫星可以从七个波段获取信息。

为什么要分波段呢?因为不同波段不同地物的反射率与吸收率等有很大差异。(多媒体展示甲乙两种作物在不同生长阶段反射率不同示意图并分析)

2.分类:

按遥感平台高度(运载工具)分:地面遥感、航空遥感、航天遥感

地面遥感主要指以高塔、车、船为平台的遥感技术系统,地物波谱仪或传感器安装在这些地面平台上,可进行各种地物波谱测量。航空遥感泛指从飞机、飞艇、气球等空中平台对地面观测的遥感技术系统。航天遥感又称太空遥感,泛指利用各种太空飞行器为平台的遥感技术系统,以地球人造卫星为主体,包括载人飞船、航天飞机和太空站,有时也把各种行星探测器包括在内。卫星遥感为航天遥感的组成部分,以人造地球卫星作为遥感平台,主要利用卫星对地球和低层大气进行光学和电子观测。

4.遥感影像的基本特征:

(1)像元:遥感影像上能详细区分的最小单元

(2)分辨率:一个像元所代表的地面实际尺寸。1米分辨率就是指影像上的一个像元表示地面上1平方米的范围。例:SPOT-5卫星的分辨率达全彩色波段可达2.5米,其它波段为5米。中巴资源卫星二号分辨率为20米。美国快鸟卫星为1米。

媒体展示图3-2-6让学生体验像元大小对影像信息的影响。相同范围的区域图片,像元越多,分辨率越高,图像越清晰。

(3)光谱特征(媒体展示读图判读,3-2-7、3-2-8、3-2-9图):

黑白:建筑物为灰白色,草地和林地颜色较深

彩色:分真彩色和假彩色

真彩色:真实反映实际地物的颜色特征

假彩色:草、树和庄稼通常为红色,水是灰色或蓝色,城市是蓝灰色

练习与评价:叙述真彩色遥感影像图像和假彩色遥感影像图的颜色特征。真彩色图片上的颜色基本显示地物的颜色,假彩色只是用不同的颜色区分不同的地物,显示的不是地物的颜色。

媒体展示美国快鸟卫星图片、我国风云卫星拍摄的云图、嫦娥探月卫星拍摄的月球表面影像让学生体会遥感技术的广泛应用及我国遥感技术的发展成就。

八、课堂小结与板书设计:本节课的重点和难点内容是遥感的工作过程。

九、课后作业:

1、什么事遥感影像的分辨率?说出分辨率大小和影像显示地表信息能力之间的关系。

2、叙述真彩色和假彩色遥感影像的颜色特征。

遥感技术缺点篇2

关键词:遥感影像RGIS综合信息场

水、土地、能源是人类社会生存和发展的三大战略性资源,而我国水资源问题则更加突出。据预测,到本世纪中叶,我国将进入缺水国家行列,洪涝灾害、干旱缺水、水污染和生态环境恶化已成为我国经济社会可持续发展的重要制约因素。天然水体的实时监测是环境保护的关键,监测的手段的现代化则显得尤为重要,随着科学技术的进步,水质监测技术迅速发展,仪器分析、计算机控制等现代化手段在水质监测中得到了广泛应用。分析方法从分光光度法、电位法发展到原子吸收法、原子荧光光谱法、气相色谱法和液相色谱法等;手动和半自动实验方法、仪器也正逐步被计算机控制的自动监测、遥测装置所代替,其中配合RS(卫星遥感)的GIS(地理信息系统,GeographicalInformationSystem)是一种很先进可行的技术,然而GIS的应用却存在一些误区。

1、国内外GIS系统概况

遍阅所有的GIS信息系统,实属是一种与地面位置相关的信息系统,每种系统皆可以自成体系,差别仅在于功能。如最常见的ESRI公司的ARC/INFO,包含几千个GIS分析功能,致力于为用户提供优质服务。另外还有GeoMedia,可利用GemediaWebMap工具,动态生成地图,支持GIS数据库的属性等,也能在“HotSpot”功能下产出静态地图。MapInfo公司的MapInfoProfessional是基于Windows之上的桌面地图软件,用于存取、可视化、分析综合的地理数据,以及高级的制图工具、远程数据库存取等。MapXtreme是一个基于Web的地图应用服务器,因而可以将地图信息通过Internet/Intranet传送到整个企业乃至更广的广大用户。Bentley公司主要生产面向工程的软件,它覆盖的工程领域有建设/设计、地理、土木、工厂、机械等。国内的GIS产品功能较弱,有:CityGIS采用面向对象的设计和编码技术,它的最显著的特点就是图形操作灵便、实用尤其是对于大数据矢量和图像;另外它的另一特点体现在它的图形编辑功能,有利于进行屏幕数字化。MapGIS是国家优选的具有自主版权的地理信息系统软件平台,它有三大特点:1.可制作具有出版精度的复杂地质图,2.海量无缝地图数据库管理功能,3.高效的空间分析功能。它将传统的地图制图软件、数据库软件以及数据分析软件功能汇集到一个统一的平台,从而为多源地学数据的综合评价于分析,创造了一个理想的环境。地球上水体(水资源)的时空分布和运动变化信息,并应用GIS方法来研究地球上水体的起源、存在、分布、循环、运动、转化及质和量的变化规律以及地球上水圈同大气圈、岩石圈和生物圈等地球自然圈层的相互关系,并应用这些规律为人类适应、利用、改造和保护环境,实现人与自然和谐相处和人类社会的可持续发展提供服务的知识体系。

2、GIS的误区

在建立“航空遥感信息系统”时,随城市发展需求发现,当全世界都在热衷与研究开发GIS时,却存在一个较为隐蔽的误区,而这误区一直影响到我国,如国内行业以为地理信息基础平台,都是测绘地图,这种误区将导致我们的认识、我们的出发点,永远停留在地形图所的含的少量信息上,为此信息采集和应用将永远滞后于全世界孜孜不倦追求的高分辨率遥感影像,包括航空遥感和卫星遥感影像。

一种真正的地理信息系统,其含有地表上下空间的各种地理信息,而绝非像仅靠接触式的勾绘过的地形图作为基础地理信息那样缺乏综合性。应该认为,基于接触式勾绘地形图作为基础地理信息显然满足不了现代城市管理需求,也难称得上基础。因为基础必然具有在此基础上可以获得更多的信息和综合信息量。而地形图通常指大于1:100万比例尺、表示地物复杂程度,反映地面主要要素,如地貌、水文、工程建筑、居民点等;适时地测量和调绘成直接成果,是国家最基本地地图,是编制其他比例尺的土地的基础,而并非是反映内在联系综合性很强的地表遥感影像,所以若把地图作为基础地理信息数据来作GIS,显然远远不够。又因为,当代地理学倾向于对人地关系的地域系统进行综合研究,而一般地形图和城市地图,几乎无法去进行地理分析研究,没听说用地形图做地理信息地分析研究,以及概括地理和地理学内涵。常规地理信息系统,若以地形图作为基础地理信息数据,无疑都已碰到很大困难;而只有抓准地理学精髓观念和概念,从地理信息系统发展的观点去分析。

常见GIS不实用的原因是:1.缺乏图像信息数字化标准和遥感图像库。2.专题成果相互之间的迭置分析尚未真正地建立。3.没有功能灵活与信息传递的GIS软件平台。很多系统还只是一种表面上的结合,尚未达到学术与应用概念的结合、标准与类型的结合,远景与近期目标的结合,好像是无标准的记录系统,无法更新续用,另外如今GIS运行的统计数字,经常不以RS为基础,而以地形图作空间特征介绍,常含有“假数真做”的文章,而不用遥感影像作为具体的电子地图,仿佛身份证,不用免冠照片,而用素描图,行否?这一点早被国家土地资源管理与监督所证实。充分说明了用遥感照片的方式信息效率要高得多。因此,称为数字城市的基础,必须能够“表达已知、呈现未知、扩大认知、挖掘新知”。

3、RGIS的提出

GIS若是一种以遥感(RS)信息为主的地理信息系统,这类系统有一个最大的特点,其有一个空间特征的综合信息过程,是一种非接触式的获取信息的系统,它是对目前以地形图为数字框架的地理信息系统的一种突破,从这个意义上讲是一种真正的地理信息系统,其含有地表上下空间的各种地理信息,而绝非像仅靠接触式的勾绘过的地形图作为基础地理信息那样缺乏综合性。当时在GIS环境中,遥感信息的应用技术未形成一个实用的系统,GIS表达能力远非今日可比,明显的弱点是对信息的容纳和调用存在问题,尽管通称为“遥感信息系统”,试满足遥感信息查询、数据库管理、图形编辑、制图、数据分析和输出,并力求向实用化目标发展,但是缺乏对海量信息及数字城市这样的认识,而是一种迫于“成果”而快速建立的系统。当回顾与检验并找出这些症结的时候,这就为全新的RS和GIS的研究提供了借鉴:GIS必须以RS为基础,以信息流为基础。

GIS定位直接关系到遥感信息库的建库定位和相关技术内容,所以定位是本项目的第一基础:1.要为综合调查建立图象库、文档库服务;2.面对越来越多的遥感图像数据,提出新的方案,包括图像配准和信息处理模型等。要建立一个良好的平台,便于政府、行业管理部门对城市建设、管理进行信息分析和信息更新等工作。前者是信息源,是借助于遥感的原理,或者说应用RS技术捕获城市的面貌的信息。后者是信息处理,是借助于相应的计算机技术开发平台,或者说GIS软件平台作为信息存贮、管理、分析和应用的工具。系统加快了政府管理信息化进程,是适应国民经济和社会信息化发展的迫切要求,尤其是社会公众的电信发展如此之快,媒体传播如此之快,这就加大了政府管理对信息化需求的关注,否则将落后于社会,对政府和企业发展都会有极大影响。同时,是一个动态信息和城市空间信息相关的一种综合显示,而且是一个难度不大的及时信息综合的概念,经过新GIS阶段,即突破为“RGIS”。

RGIS是信息科学、空间科学和地理科学的结合,系统要实现空中对地观察图像数字化、不同比例尺图像迭合分析和不同分辨率图像迭置分析,而建立一个不同点源及不同尺度的遥感数字信息场,使得城市建设和管理者有一个在计算机上就能看到全市综合特征的信息库,即综合信息场。RGIS要体现出以遥感技术和信息系统技术的有机结合,为遥感综合调查信息在进行统一分类和规整处理的技术方案上进行应用的探索研究,RGIS是一个综合分析与表达技术。因此RGIS绝对离开不了综合信息场,也即信息场可视基础主要以RS为基础。其中,地理空间与地学也是一个很有尺度的学问,GIS中社会和国民经济信息等也决不是地图科学。为此,为区别先前的GIS概念,为推广和发展,又不屈服于误解,可称其为RGIS。当你想把GIS作为传统地图的延续,在GIS的开始阶段是允许的。然而,这不是GIS的本意。其本意应当是逐渐对所有的行业信息能包容的综合信息的图。现在已经明朗,最好是以包含了定位与定量内容的RS信息的基础上做行业的几何信息、空间属性与统计的支持决策等处理,这才是RGIS城市地理信息系统。以往地形图的GIS基础已经只是其中的行业图件之一了。因为其他行业管理图件,已经成为各行业自己的GIS基础,实实在在的基础。若同时又强调要以地形图作为所有GIS基础地理信息图,这必将引起对地形图的应用精度和使用期限等问题。从信息化讲,实际上应用RGIS作为管理,就是一个随着管理事件的点源尺度变化而变化的具体的动态信息和静态信息特征。

RGIS绝不是以地形图为基础的地理信息平台,而是以RS影像为基础的确实充满综合信息的系统平台。近期,又被一个有效的事例所证实。某城市的人口统计已经完成,人口普查的分布特征底图,由于其统计底图单元,是以数百人为单元的实际现状,这种小单元大比例关系的底图,统计精度高,而地形图上是缺乏相关联信息的,统计的边界却无法准确落在城市或郊区“正规”的地形图上,唯有依靠能反映地面所有微细的综合信息的彩红外航空遥感数字影像来解决问题,即解决“统计边界”信息落地的问题,这就为人口资源环境问题首先解决了人口统计与地面区域的综合信息相关的表达基础,为建立客观、准确的整个人口资源环境发展和分析,建立了可靠的RGIS基础。有人称矢量地形图是一种最为单一的,只是反映了地物简单的几何边界及其位置,高层建筑与多层建筑在地形图上是区分不出来的,常见一样的形状;地面的微小差别,如植被差别、露裸非露裸土地差别、河海防护堤特征、小路小溪等在地形图上是没有的,建筑物的外形特征、绿化质量特征等都是找不到的。这些常是统计分析、统计单元的信息边界,极其重要,如人口统计单元边界,地形图上无法整合的话,而航空遥感图像可淋漓尽致的反应并准确整合。同时,各基础地理信息系统的矢量线划表达的信息,依据航空遥感地物信息,即可获得非常具体的综合信息,因为在地形图上你所得到的信息太少,新的认识更少,说实在的没有一个城市建设和管理者真的是用地形图来获得管理信息的,因此,不能依靠地形图去承担基础地理信息的重任,而只有依靠高分辨率的遥感信息才能获得,并达到这一目标。换言之,矢量地形图与其他行业管理数字化图是同一种类型的信息,它们都实际上来源于地表真实写照的遥感影像。现代化、信息化、系统化的水质监测体系日益提上议事日程,我们认为在现有的四级水质监测体系下,以提高水质监测技术的现代化、标准化以及管理制度化的水平为目标,逐步建立起实验室、移动监测和自动监测相结合的立体化监测模式,并统一在水利部水质监测中心之下,可以有效全面的解决我国可持续发展过程中所面临的水质监测问题。

4、RGIS的展望

RGIS不仅适用于天然水体的实时监测,还适用于各省大、中、小城市其他方面的发展。正在启动的国家防汛指挥系统工程将在数据传输方面采用通信卫星和安全的网络技术;用遥感技术监测洪涝灾害;在七大江河流域建立以RGIS技术为支撑的包括社会经济、水体、水利工程、地形、土地利用、行政边界、交通、通信、生命线工程等数据层的分布式防洪基础背景数据库或数据仓库;完善水文及灾害预报这些以空间数据为基础的虚拟地球的技术;以及灾前作洪水预报及对未来各种降雨情况下的水情进行模拟等直接为决策提供依据的综合服务。尤其是目前,正值西部大开发进入了实质性的实施运作阶段,城镇建设作为区域社会经济活动的中心,正需要有一个这样的信息基础,也就是说不可避免地谈到数字建设;密切部门间的联系与合作,相互协调,形成合力,从而有效的提高保护城市环境能力。

转贴于参考文献:

1.庄逢甘、陈述彭,遥感科技论坛,地震出版社2000年.10月ISBN7-5028-1839-1

2.孙建中,21世纪特大城市信息化基础之一:航空遥感综合信息场(上)(下),上海建设科技2001年第1、第2期ISSN1005-6637

3.李怡庭.全国水质监测规划概述.中国水利,2003.7B,

4.吴灿帮,费龙.现代环境监测技术.北京:中国环境科学出版社,1999,

5.李国刚.环境自动监测技术与设备的发展动态.第二届环境监测仪器与现代控制技术在环境治理工程中的应用研讨会.北京,2003.10

6.国家空间信息基础设施"十五"总体规划思路和2010年发展远景研究报告

7.空间技术应用科技发展"十五"规划和2015年远景规划

8.测绘科技发展基金项目:构建"数字中国"地理空间基础框架总体战略研究

9.中华人民共和国科学技术部国家遥感中心网站

10.国家遥感中心:全国遥感(3S)行业发展现状调查与分析

遥感技术缺点篇3

[关键词]农业灾害监测遥感技术

[中图分类号]DF413.1[文献码]B[文章编号]1000-405X(2013)-7-299-1

中国作为一个传统的农业大国,正遭受着世界上最严重的农业灾害。如何加强对这些灾害的监测和控制,成为困扰农业发展的一项难点课题。基于我国农业发展历程,我们不难发现,遥感技术是增强农业灾害监测实效,实现我国农业更好更快发展的有效手段。对此,本文从基本概述、应用两个角度,对相关问题进行了如下的分析和阐述。

1遥感技术原理及其优点

1.1遥感技术的基本原理

所谓遥感技术,就是指通过各类光学探测仪器,对远距离目标所辐射的电磁波信息进行接收、加工、成像处理,进而探测与识别环境地物的一项综合性技术。而众所周知,物质不同,所发射的地磁波的波段也会有所不同。正因为如此,不同的物质在遥感技术作用下形成了不同的图像。从另一个角度讲,遥感技术凭借着不同的遥感成像,反映出了目标物的不同数据信息,进而成为区分不同物质的重要标准,这就是遥感技术的基本原理。

1.2遥感技术的优点

与其它监测技术相比,遥感技术的优点主要体现在以下几个方面:

首先,监测范围广,监测立体性强。通过遥感技术,可以获取对地面的连续性的、立体性的图像。这种图像可以有效避免地面点线监测所带来的视野阻隔以及其它一些局限性,极大地拓宽了监测者的视野,使监测者能够对各类灾害信息进行宏观性地把握。而且,越是那些波及范围广、灾害性大的灾害,其优势就越发明显。

其次,信息获取量大,信息获取效率高。凭借着高超的现代航天技术以及先进的现代航天工具,遥感技术能够及时的、迅速的获取各类图像信息和数据信息,为高效数据模型的建立提供先决条件,为灾害的甄别与监测提供有效依据。

最后,适应性强,可实现动态监测。对于有些灾害,如病虫害、雪灾、火灾等,常规性的监测手段根本无法奏效。在这种情况下,就需要充分发挥遥感技术的作用,发挥其适应性强的优势。此外,遥感技术可以对各类灾情进行全天候地监测,实现灾前监测、灾中监测、灾后监测的有机统一,为灾害控制提供充足的第一手资料。

2.遥感技术在农业灾害监测中的应用

2.1旱灾

旱灾是一种比较常见的农业灾害。据不完全统计,每年因旱灾造成的经济损失约占气象灾害类经济损失的一半左右。在应对旱灾的过程中,比较常用的方法有两种,一种是热惯量法,二是作物水分胁迫指数法,这都是遥感技术的重要体现。所谓的热惯量法,就是指通过遥感图像反演的研究区昼夜温差来反映农业旱情的方法;而所谓的作物水分胁迫指数法,则是指通过作物冠层与其上空大气温度差来反映作物的水分胁迫状况的方法。在实际中,两者的适用范围有所区别,前者适用于地与作物稀疏的农田,而后者则适用于作物覆盖率较高的农田。

2.2洪灾

与旱灾一样,洪灾也是一种比较常见的农业灾害。洪灾具有时空分布广、危害性大、突发性强的特点,每年造成经济损失高达210亿元。在实际中,遥感技术常通过洪灾程度监测和洪灾面积提取两项指标来实现监测目的。而这两项指标的取得,通常是建立在归一化植被指数(NDVI)提取和分析的基础上。现如今,遥感技术在洪灾监测中的应用日趋成熟,尤其是微波遥感技术,凭借着其实时性、动态性的优点,成为目前洪灾监测中最常用的数据源。

2.3病虫害

病虫害是影响农业生产的重要因素,每年约有13.5%的农业灾害是由病虫害引起的。在以前,人们主要通过肉眼来“监测”这种灾害。可想而知,这种监测具有很明显的滞后性,实际效果也很不理想。而遥感技术可以有效地弥补这个缺陷,通过各项监测数据,为我们准确地提供病虫害的范围和程度,以便及时发现并防治,为农业生产提供坚实的保障。光谱参数法是一种通过遥感数据来判断农作物外部形体以及内部生理信息的方法,而这些信息恰是判断病虫害的重要依据。可见,光谱参数法是遥感技术应用于病虫害的基础。此外,植被指数法和红边参数法也是遥感监测中不可或缺的两种方法,通过植被参数和红边参数,实现最终的监测目标。

2.4冷冻害

冷冻害是指因温度过低而抑制农作物生长的自然灾害。它不仅会延迟农作物的生长,有时甚至会造成农作物大面积的死亡。遥感技术在冷冻害防范方面具有重要的价值,可以准确、有效地预测或者评估冷冻害的发生时间以及危害程度。在实际中,植被指数(NDVI)并不能及时反映农作物冻害,以致冷冻害发生一段时间后才有所察觉。很显然,这种监测具有一定的延迟性。因此,要想取得理想中的监测效果,就必须将NDVI监测与农作物地表温度反演有机地结合起来。

2.5风雹灾

统计资料显示,我国每年的风雹受灾面积多达600万公顷,直接经济损失超过30亿元人民币。风雹灾的破坏性极强,在极短的时间内就会造成农作物的大面积倒伏甚至死亡。截至目前,遥感技术在风雹灾中的应用现状还不甚理想,遥感数据的时间分辨率与空间分辨率还无法达到要求。针对这种现状,可以采用TM、EOS-MODIS、NOAA-AVHRR等遥感数据相结合的方式,增强数据源的针对性和有效性。

3小结

综上所述,在新时期,加强遥感技术在农业灾害监测的应用是一项非常系统的工程。为了将该项工程做大做强,夯实该项工程的基础,必须明确以下几个问题:首先,要对加强遥感技术在农业灾害监测应用的必要性和重要性有一个清晰的认识;其次,要对遥感技术在农业灾害监测应用的现状有一个全面的分析;最后,要对加强遥感技术在农业灾害监测应用的路径有一个科学的把握。只有这样,才能切实增强遥感技术应用的有效性与实效性,才能真正实现我国农业又好又快的发展。

参考文献

[1]闫峰,李茂松,王艳姣,覃志豪.遥感技术在农业灾害监测中的应用[J].自然灾害学报,2006年第06期.

遥感技术缺点篇4

【关键词】遥感技术;水土保持;监测;应用

遥感信息技术的理论和方法在环境监测、评估以及环境灾害的分析,以及在地理信息系统协助下的分析预测等领域有着更加可观的前景。遥感技术在水土保持及水土治理中也发挥了重要作用。

1.遥感技术的主要特点

遥感技术与其他技术相比,具有其自身的特点,主要优点如下:(1)遥感技术可以大范围的获取数据资料,呈现宏观景象。遥感技术所采用的卫星,其在轨高度可达910km左右;即使是航摄飞机,其飞行高度也可以达到10km。高度的优势可以使遥感技术覆盖面积广,大范围的获取数据资料。例如,一张普通的卫星图像,其覆盖面积多达3万多km2;(2)遥感技术具有获取信息速度快,周期短的特点。卫星在围绕地球运转时能及时获取所经区域的各种的最新资料,以更新原有的旧资料,或者根据新旧资料的对比来进行动态的监测,这是人工实地测量所无法比拟的;(3)获取信息受到很少的限制条件。地球上很多地方的自然条件是极其恶劣的,人类是难以直接到达的。而采用遥感技术则可以避免地面条件限制,能方便及时地获取各种宝贵资料;(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。利用不同波段对物体不同的穿透性,还可获取地物的内部信息。

2.遥感技术在水土保持监测工作中应用的策略

水土保持监测主要包括两部分内容,即土壤侵蚀监测和水土保持治理监测。土壤侵蚀监测核心内容即监测土壤侵蚀类型、范围、程度、强度等信息,水土保持治理监测则监测水土保持治理措施内容及治理措施对于减缓、抑制流失的发展所起的作用,即水土保持成效监测,如治理前后土壤侵蚀动态变化、环境因子、社会经济因子等的变化,通过定量指标来监测这些变化。由于水土保持监测的复杂性,实际执行难度较大,准确性有待提高。随着遥感技术及遥感信息技术的应用,解决了水土保持监测工作中的难题,极大地提高了工作准确性和工作效率。

2.1遥感技术应用于土壤侵蚀监测

土壤侵蚀遥感监测不同于其他生态环境遥感监测,主要表现在:(1)影像的时相对土壤侵蚀信息获取影响比较大。地球上的植被具备明显的物候变化,也就是说不同季节会有明显不同的植被覆盖度,而植被覆盖度又是判别土壤侵蚀强度最重要指标之一。在土壤侵蚀调查中,影像时相的影响是不能忽略的。(2)土壤侵蚀强度在遥感影像上无法直接进行判读,得不到直观的信息。(3)土壤侵蚀强度分类工作复杂多样,分类时,不仅要兼顾遥感和非遥感信息进行综合分析,而且即使对遥感信息源来说,也需要对其反映的直接信息再作进一步分析。

2.2遥感技术应用于水土流失监测

水土流失的发生与发展不是一个静态的过程,而是一个时空变化的动态过程,它的监测与评估需要根据不同的目的而采用不同的尺度。不同的卫星遥感影像其特点也有所区别,如气象卫星影像具有监测范围大、时间分辨率高和数据处理费用低廉等优点,而其缺点是时间分辨率低,像元所反映的信息具有较大的地域混合。因此,气象卫星遥感技术适用于大范围,植被盖度、地表、坡度等组成物质比较均一的地方;资源卫星具有多时相特段、性多波,高空间分辨率等优点,有效地获取精确的地表信息,为水土流失信息的提取以及模型的分析提供数据保障。但它也具有对一个地区重复观测周期长,在关键时期有可能得不到所需的资料等缺点。为了满足水土流失监测在空间分辨率、时间分辨率等方面的要求,通常需要将不同来源的信息进行组合来提高了水土流失监测的数据源精度。

2.3遥感技术应用于水资源污染监测

遥感技术能应用于水资源污染监测是因为污染水的光谱效应。水中溶解或悬浮的污染物,其组成与浓度也不同,这样水体反射能量的变化在遥感图像上也表现出纹理、结构、灰度、色调的微细差别。水的反射包含着水的镜面与表面反射、水体及水底地形反射等不同的类型,具有高度复杂性。当遥感技术应用于水资源污染监测时,对海洋与内陆水质监测也有区别。如遥感技术监测海洋石油污染的效果就比较好,可以发挥实时、同步和大范围连续监测的特点。遥感技术监测内陆水质时,由于内陆水体本身的光谱特征复杂多变,并且大气散射影响严重辐射信息,遥感监测所能得到的水质参数种类较少,所以内陆水质监测中虽然遥感技术得到了广泛应用,但还应仔细分析,区别对待。内陆水质遥感监测的主要对象为各类湖泊富营养化的监测与江、河污染监测(包括排污口、污染带);主要环境遥感指标有可溶性有机物、浮游植物、悬浮物、总氮、总磷等。目前对水体中浮游植物的监测主要靠测定叶绿素含量,遥感技术已经能达到监测规定的要求;而可溶性有机物、悬浮物、总氮、总磷等的遥感监测还存在或多或少的问题,有待进一步的研究。

2.4遥感信息在生产建设项目水土保持方案审批中的应用

在生产建设项目的水土保持方案的审批阶段,通过遥感影像得到生产建设项目所在地的植被覆盖情况、土地利用情况等,结合水土保持分区图、土壤侵蚀强度图、水文气象数据和其它资料进行综合分析,可以提高对该项目可能造成的水土流失情况预测的准确性,辅助判断方案中的水土保持措施的是否满足相关规定要求,能否有效防止水土流失。从而判断上报的水土保持方案是否合理,为生产建设项目的审批决策提供依据。

结束语

随着GPS和RS技术的发展,在进行水土保持监测时,可将GIS作为信息平台,综合利用GPS、RS以及各种常规的地观测数据的地面接收技术监测方式,从而对水土保持实施监测。总体来说,遥感技术依靠及时快速的提供信息和真实客观、形象的优点,可对水资源污染进行良好、有效地监测为及时采取防护、疏导措施和环境评价提供了基础,是水资源污染监测中非常行之有效的技术手段。

参考文献

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[2]孙厚才,袁普金.开发建设项目水土保持监测现状及发展方向[J].中国水土保持.2010(01)

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遥感技术缺点篇5

关键词:无人机遥感SWOT分析农村居民点

中图分类号:F32文献标志码:A文章编号:1673-291X(2011)27-0043-02

一、研究区域及已有研究概况

(一)研究区域概况

1.黑龙江总体概况。黑龙江省位于中国东北边陲,总面积47.3万平方公里(含加格达奇、松岭两区),辖1个地区、12个地级市,共132个县区。全省地貌受新华夏系的控制,形成以大兴安岭、小兴安岭和东南部山地三大山系,松嫩、三江两大平原及其之间的丘陵漫岗过渡带为主体构成的格局。依据地貌形态特征,黑龙江省可分为5个区:即大兴安岭山地与丘陵区、小兴安岭山地与台地状丘陵区、东南部山区、松嫩平原区、三江平原区。

2.黑龙江省农村居民点特点。受自然条件及社会经济因素的综合影响,黑龙江省农村居民点的土地利用具有以下特点:一是居民点面积较小、分布较为分散;二是闲置地比例偏高,利用不够充分;三是内部结构不合理,功能分区混乱;四是公共设施不完善,建筑容积率低[1]。受这些特点的影响和限制,对黑龙江省农村居民点进行相关调查,采用高分辨率卫星影像或普通航摄影像的成本较高、工时较长、限制因素较多,因此有必要采用无人机遥感或其他相关低空遥感设备进行调查。

(二)已有研究概况

1.无人机遥感在国土系统的应用情况。无人机遥感(UAVRS)技术作为航空遥感手段,具有续航时间长、影像实时传输、高危地区探测、成本低、高分辨率、机动灵活等优点,是卫星遥感与有人机航空遥感的有力补充,在国外已得到广泛应用。目前无人机遥感在国土系统的主要应用方向有:国土资源调查、城镇规划调查、矿产资源开发调查、农业土地资源和农作物资源评估、地质灾害遥感等。受无人机成像原理、实际飞行情况等因素的限制,目前通过无人机所采集的低空数字航空摄影影像成图比例尺一般为1∶500、1∶1000、1∶2000。1∶500比例尺影像在平面、高程精度上均达不到地籍调查的基本要求,现阶段国内尚无应用于此方面的成功案例,因此1∶500比例尺的影像目前主要用于矿产资源开发调查、地质灾害遥感等方面。1∶1000比例尺影像在平面精度上能满足国内土地调查及制图的基本要求,但高程精度尚不能符合相关标准,因此1∶1000比例尺的影像主要应用于城镇规划调查、矿产资源开发调查、农业土地资源和农作物资源评估、地质灾害遥感等方面。1∶2000比例尺影像在平面精度、高程精度上均能满足中国航测成图要求,也是目前应用于国土系统中最广泛的无人机遥感比例尺。主要用于防灾减灾的快速响应、遥感监测、执法检查、规划设计及土地开发整理中大比例尺地形图的获取。

2.黑龙江省无人机遥感的发展。黑龙江省无人机遥感的发展尚处于起步阶段。黑龙江省测绘局已购置飞行设备,正在试验飞行。哈尔滨工程大学自主设计的无人机可以按照飞行计划进行简单航摄。但目前黑龙江省不仅在国土领域,而且在无人机可应用的其他方向上,暂无成功案例。

二、SWOT分析法原理

SWOT分析法又称为态势分析法,它是由哈佛大学商学院的企业战略决策教授安德鲁斯(K.Andrens)在20世纪60年代提出来的[2],是一种广泛应用于企业战略分析的重要方法。SWOT分别代表:strengths(优势)、weaknesses(劣势)、opportunities(机会)、threats(威胁)。其中,S、W是内部因素,O、T是外部因素。SWOT是一种战略分析方法,通过对被分析对象的优势、劣势、机会和威胁等加以综合评估与分析得出结论,通过内部资源、外部环境有机结合来清晰地确定被分析对象的资源优势和缺陷,了解所面临的机会和挑战。

通过运用SWOT分析法,对无人机遥感在黑龙江省农村居民点调查中应用的内部因素(优势、劣势)、外部因素(机会、威胁)进行归纳,从而分析出进行农村居民点调查的基本策略。

三、无人机遥感在黑龙江省农村居民点调查中的SWOT分析

1.优势分析(Strengths)。省国土资源勘测规划院拟在无人机遥感领域有所创新,其主要研究方向是农村居民点调查。开展这一工作的主要优势有:(1)领导充分重视。这一创新得到了院有关领导的重视,并给予了适当的投入。(2)硬件优势。拥有市场上主流的机器、设备及软件,配置在黑龙江省居于前列。(3)科研优势。在黑龙江省国土资源系统扮演技术服务、技术支撑的重要角色。(4)经验优势。具有丰富的航摄影像处理及相关外业调查的经验。(5)人才优势。培养了一批“高、精、专、博”的技术人才。(6)区位优势。位于省会城市,交通便利,有利于进行外业飞行。(7)社会资源优势。黑龙江省第二次土地调查领导小组设在该院,与省内各地市建立了良好的关系,有利于组织、协调和沟通。

2.劣势分析(Weaknesses)。在无人机遥感的应用方面也存在一定的劣势,表现为:(1)前期所需投入较高。不考虑其他投入的情况下,仅影像处理软件inpho约100万左右。(2)立项资金申请存在困难。鉴于研究领域较新,对成果的价值估量存在风险,立项资金较难申请或可申请额度有限。(3)暂无专业设备。在缺乏专业软件的情况下,大量的工作需手工完成,人工成本巨大。(4)缺少专业经验。仅有无人机试验飞行、无人机影像试处理的经验,无正式成果制作经验。(5)缺少专门的培训。对无人机遥感应用的专业培训刚刚开展,专业人才匮乏。(6)航摄理论基础薄弱。以往只注重航摄影像的应用,对航摄的相关知识掌握较为基础。(7)部分优势存在短期性。硬件优势、人才优势、区位优势具有短期性,易被竞争对手超越。

3.机遇分析(Opportunities)。黑龙江省幅员辽阔、土地状况复杂、农村居民点分布零散,如何有效的进行农村居民点调查、及时掌握其土地利用变化情况、迅速进行相关决策,是国土资源管理面临的课题。因此开展无人机遥感进行农村居民点调查是黑龙江省国土事业发展的一项机遇,主要表现在:(1)国内已经制定了较为成熟的标准,如《无人机航摄安全作业基本要求》、《无人机航摄系统技术要求》、《低空数字航空摄影测量内业规范》、《低空数字航空摄影测量外业规范》、《低空数字航空摄影规范》等,为相关工作的开展提供了理论的可行性。(2)一些优秀企业的无人机生产、研发工作日趋成熟,如中测新图在低空数码遥感领域研制的飞行设备等,这些产品都满足1∶2000比例尺的测图、防灾减灾、应急监测等任务。(3)国内外无人机影像处理软件的开发,为无人机影像的生产打下了良好的基础。如ERDASLPS、DPGrid、PixelGrid、inpho等。(4)无人机遥感技术在业界受到广泛关注和重视,低空数码遥感逐步成为遥感领域重要的研究方向之一。(5)黑龙江省尚无无人机遥感应用的成功案例,首创性工作一旦取得成功可迅速的占领相关市场,进而创造经济效益。(6)对农村居民点广泛的进行大比例尺影像的数据采集和调查尚属首创。(7)省内外多家软硬件经营、开发企业(单位)有参与并合作的意向。

4.威胁分析(Threats)。利用无人机遥感开展黑龙江省农村居民点调查的潜在威胁表现在以下几个方面:(1)现有无人机飞行技术、影像后处理技术虽然可以完成1∶500、1∶1000比例尺的正摄影像图,但成图精度无法保证符合第二次全国土地调查、土地变更调查、地籍调查等工作的相关要求。(2)存在无人飞艇、飞碟等替代产品,抢占无人机遥感在农村居民点调查的市场,且无人飞艇飞行的稳定性远胜于无人机,飞碟可在空中进行悬停以满足拍摄需要,无人飞艇和飞碟可以用来生产1∶500、1∶1000比例尺的影像。(3)存在潜在的竞争对手。(4)能否成为黑龙江省第一家、唯一一家采用无人机遥感进行农村居民点调查的作业队伍还未可知。(5)保证经费充足且持续存在一定难度。(6)尚未确定软件、硬件设备的合作/协作公司(单位)。(7)能否将这一调查方式在全省推广存在不确定性。(8)飞行受空中交通管制的严格控制。(9)现有的影像处理软件的应用方向各有侧重点,但同时也存在一定的缺陷。(10)前期的投入与后期创造的产值并不一定成正比。

四、无人机遥感在农村居民点调查中的应用策略

1.确立无人机遥感在农村居民点调查中应用的总体思路。以黑龙江省国土资源勘测规划院的现有优势为基础,以无人机遥感技术、影像处理技术发展的实际情况为前提,在黑龙江省开展以无人机为主要航摄工具的农村居民点调查,调查比例尺为1∶2000为宜。若需要进行1∶500或1∶1000比例尺的农村居民点调查,建议采用无人飞艇、飞碟进行。

2.具体策略。(1)持续增加各项投入,保持优势继续领先。在软件、硬件、人员培训、科研等各方面,进行持续投入,所产生的间接效益可保证现有优势更加明显,从而有效规避潜在竞争对手的威胁。(2)加强产业互动融合,积极弥补现有劣势。对于现有劣势,可通过和相关企业,甚至是向竞争对手进行学习、合作,取长补短,积累相关工作经验、掌握必要知识的同时,寻求降低成本的有效手段。(3)把握利用现有机会,寻求创造其他机会。利用现有的软硬件设备,开展黑龙江省农村居民点1∶2000比例尺的调查,尽快抢占黑龙江省相关市场。(4)有效规避已知威胁,扬长避短开展工作。现有无人机遥感技术所生产的1∶500、1∶1000比例尺的影像,虽不适合农村居民点的地籍调查,但可以用来开展相关的灾害监测等工作。在相关工作的开展中要注重时效性和准确性。

参考文献:

遥感技术缺点篇6

一、遥感技术的发展

遥感器不断拓宽的频谱范围,陆续推出的新型传感器,有效提高的分辨率,不但对遥感的观测尺度、分辨对地本领以及识别精细程度进行了提高,使得利用遥感器处理数据、提取信息的方法都产生了一个质的提高,把遥感技术的研究应用推向了一个崭新的高度。

不断提高的遥感探测分辨率,使对地物精细特点的探测也变成了可能。地物的特点具体包括:其一地物具有的几何特点,其二组成地物的物质结构与成分,其三演化地物的特点。根据高空间分辨率遥感、高光谱遥感与高时间分辨率遥感可以探测以上特点的精细度。

遥感数据的空间分辨率在近些年来正在迅速被提高,促使地物精细具有了空间特点,在遥感图像上看清地物的全部相关因素如大小、外形、分布空间、纹理构成、以及其它地物之间产生的空间关系等。地物识别中的地物空间特点在高空间分辨率遥感图像上逐渐占据了重要位置,而色调与统计特点在中低分辨率图像识别中曾经发挥的主要作用转变为次要或者辅助地位。不断兴起与发展的高光谱技术,推动遥感鉴别逐渐变成直接识别地物。高光谱遥感的重要特点是对元光谱进行获取与重建,进一步按照光谱特点对地物外形、组成地物以及具体成分直接进行识别。伴随着逐渐提高的光谱分辨率,在识别过程中地物的光谱特点逐渐占据了重要位置,工作方法从原来的分析图像转变为图谱联合,同时促使遥感逐步脱离看图识字时期,更加倾向于定量分析与理解地物波普。

二、遥感技术在地质灾害中应用的优势

(一)高精度获得数据。在高空中遥感技术能够探测较大的范围地区,并且宏观上获得这一地区范围的数据。按照不同的采集方法,也会产生不同的广度与精度。采集工作使用飞机能够获得10km左右的高度,使用陆地卫星能够获得910km左右的高度。当前TM卫星可以产生15米的影像空间分辨率;而SPOT卫星全色波段最高可产生2.5米的影像空间分辨率,多光谱波动为10米。

(二)更新数据时间很短。在同一地区范围利用遥感器探测可以反复周期的采集数据,进一步可以有效获得这一地区最新的各种自然现象的相关数据。按照不断变化的数据,可以动态监测这一地区的自然现象,对地面变化的事物动态反映。遥感平台的不同高度可以对各种周期重复观测,每天NOAA气象卫星可以两次收到同一地区的遥感数据,而每半个小时Meteosat则能够在同一地区获取图像。

(三)符合各种地面条件。地面条件不会对遥感技术造成限制,在一些沙漠、沼泽等恶劣条件的地区,可以采用遥感技术取代人类采集和探测相关的重要数据。另外,利用各种遥感器和波段,还能够通过遥感技术探测地物内部。例如,深层地面、水下层、冰层下存在的水体、沙漠下地物特点等。

三、遥感技术在地质灾害中的应用

(一)有效预防灾害。第一,在全区范围内利用遥感技术可以积极了解地质情况,找出容易出现地质灾害的范围。在遥感影像上比较常见的地质灾害都体现出了一些特点,联系这些特点,能够准确将地质灾害频发地区进行划分,进一步绘制地质灾害危险等级。应当在高级别地质灾害地区加强防范安全意识和监测强度,争取在每一个人身上都普及防范安全意识。第二,在容易发生地质灾害的地区利用遥感技术重点进行监测,做好预防和警报工作。发生地质灾害的因素是不断变化的地质体,而暴雨天气是造成地质变化的重要原因,当然也可能是发生大地震之后引发的次生灾害,一般体现出了突发性特征。传统的调查方法在暴雨发生时无法有效监测面积较大的易受灾地区,同时准确性与实时性都需要进一步提高。而通过遥感技术能够对变化的气候进行动态监测,及时提醒人们在容易发生地质灾害地区的人们尽快做好预防工作。此外,针对地质变化情况也可以利用遥感技术及时准确的发现,提前做好预防地质灾害的措施,进而降低损失。

(二)迅速组织救援。发生地质灾害时最为显著的特征便是突发性,一旦地质灾害出现,开展救援工作需要具备充分的资料。此外,发生灾害之后,救援人员很难勘测受灾地区。这时可以使用遥感技术勘测受灾地区具体情况,对灾害带来的破坏状况全面了解,为开展救援工作提供重要的参考资料。灾害发生之后救援工作一般非常紧迫,在救援工作中利用遥感技术的较短周期、较高精度等特点为其提供精准、迅速的灾区信息。通常情况下能够应用到的遥感技术包含:受灾地区、范围、破坏建筑的状况、毁坏交通的状况、气候改变的状况等。当前,具体是对比发生灾害之前遥感高精度信息影像和发生灾害之后的高精度信息影像,利用影像具有的特点提供重要根据。这些资料能够为报告灾害情况、评估灾害情况损失、救援措施等提供准确而迅速的参考根据。

(三)灾后重建。造成地区受灾严重的关键原因是缺乏科学合理的规划。发生地质灾害之后,需要对规划重新考虑。了解灾害发生地区的地质状况是科学进行规划的前提。由于发生地质灾害之后会出现不同程度的改变地质的现象,假如使用人工传统的勘测方法,对这些变化地质的情况需要更多的时间组织摸底调查工作,致使快速重建灾区陷入困境。通过遥感技术的应用,能够迅速对变化的受灾地区地质情况进行确定,或者对存在于规划中的失误及时纠正。联系监测评估遥感数据的结果,同时联系国家总体规划政策与地方贯彻落实的具体方案,为重建规划灾后地区提供重要的信息支撑。