遙感技術在農業(yè)方面的應用范文
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篇1
隨著科學技術的不斷發(fā)展,遙感技術也從中得到了長足的發(fā)展與進步,其已經被應用到農業(yè)、土壤以及氣象等多個方面,且應用范圍還正處于一個不斷擴大的趨勢。在農業(yè)中,遙感技術所擁有應用范圍最廣、發(fā)揮作用最大的一個領域就是農業(yè)生產方面。遙感技術的應用使農業(yè)不斷向高效化、精準化以及多樣化方向發(fā)展,其已經成為農業(yè)未來發(fā)展的一個重要趨勢。[1]
一、有關遙感技術的概述
遙感,顧名思義,也就是遙遠的感知的意識,從宏觀的角度來講主要是指通過遠處感知、探測事物或是物體的相關技術來傳輸、分析以及處理信息,對事物或是物體所具有的特征、性質以及變化等進行揭示的一種具有綜合特性的探測技術,其是以通過遙感器來對地面事物或是物體性質進行的空中探測為主要工作原理。遙感技術是按照不同事物或是物體所具有的不同波普響應的原理,對地面上的各種事物或是物體進行識別,其具有非常強遙遠感知能力。詳細來講,就是通過空中的飛機、飛船以及衛(wèi)星等飛行物中所具有的遙感器來對地面的數據和資源進行收集,并對收集來的信息進行識別、分析、傳送等。[2]
二、遙感技術所具有的主要特點
1.信息的收集范圍大
具有遙感技術的航攝飛機具有10千米左右的飛行高度,陸地衛(wèi)星所具有的衛(wèi)星軌道高度可以高達910千米左右,因此,其獲取資源和信息的范圍是非常巨大的。
2.信息的獲取速度快
衛(wèi)星可以進行圍繞地球的周期運轉,其具有對所經地區(qū)的各種最新自然資料進行實時的獲取。可以對原有資源進行及時更新,或是對資料的新舊變化進行動態(tài)性的監(jiān)控與監(jiān)測。
3.信息的獲取限制少
地球許多地區(qū)的自然條件都是非常惡劣的,例如沼澤、沙漠等地區(qū)是人類很難到達的。遙感技術是從空中進行地面監(jiān)測,所具有的地面限制條件較少。在條件惡劣地區(qū)采用遙感技術可以對各種珍貴資料進行及時的獲取。[3]
4.信息的獲取方法多
遙感技術可以按照任務的不同自動選取對應的波段以及遙感儀器來進行信息獲取。如可見光、紫外線、紅外線以及微波探測等。采用的波段不同其對物體產生的穿透性也是不同的,進而對不同地面物體的信息進行獲取。
三、我國農業(yè)中遙感技術的具體應用
1.調查農業(yè)生產所需要的資源
遙感衛(wèi)星對地表進行掃描監(jiān)測采用的是多波段傳感器,其可以對地表物體所特有的信息進行有效的獲取。在衛(wèi)星圖像中,不同的地表物體所具有的紋理、形狀以及色調等信息都是不同的,根據有關的地理特征,可以對地表物體進行有效的識別與區(qū)分,這個過程就是農業(yè)資源調查中遙感技術的應用基本原理。
2.監(jiān)測和評估農作物的生產情況
通過遙感圖像對農作物的類型和種植面積進行識別和區(qū)分,其利用的是農作物所具有的光譜特性,再根據圖像的多時相及不同波普可以實時、動態(tài)的對農作物的生長情況進行監(jiān)測,同時還可以利用信息系統對農作物的產量進行評估。在我國,遙感技術監(jiān)測和評估農作物生產情況最早是應用于小麥和水稻生產中。
3.監(jiān)測和評估農業(yè)災害
不同的地表作物所具有的波普特征是不同的,即使是一種作物,在其不同的內部結構及外部形態(tài)的基礎上,其所具有的光譜反射率的曲線也是不盡相同的,遙感技術正是利用這種理論來對地表作物的災害情況進行監(jiān)測和評估。[4]
4.監(jiān)測農業(yè)生產環(huán)境
在農業(yè)生產環(huán)境中,遙感技術的監(jiān)測作用在多個方面得到應用,例如大氣環(huán)境、水環(huán)境以及自然生態(tài)環(huán)境等監(jiān)測中。其中,對大氣環(huán)境進行監(jiān)測主要是對大氣的污染和污染源分布進行監(jiān)測,以便對大氣污染的程度、變化以及范圍等具體情況進行監(jiān)測;對水環(huán)境進行監(jiān)測主要是對各大流域的水環(huán)境質量進行監(jiān)測;對自然生態(tài)環(huán)境進行監(jiān)測主要是農村生態(tài)變化、城市開發(fā)狀況、礦區(qū)生態(tài)破壞以及森林覆蓋情況等多方面進行監(jiān)測。
四、農業(yè)生產中遙感技術的應用前景
1.對遙感信息模型進行深入發(fā)展
遙感技術進行深入發(fā)展的一個關鍵環(huán)節(jié)就是遙感信息模型的應用。通過遙感信息模型可以對具有實際應用價值的農業(yè)參數進行計算與反演。以往人們盡管已經發(fā)展和應用了一些諸如綠度指數、農田蒸散估算、作物估產、干旱指數以及土壤水分監(jiān)測等遙感信息模型,但是其仍然無法與現階段的遙感應用需求相適應。所以,需要對遙感信息模型進行深入的發(fā)展,這在遙感技術的開發(fā)與研究中仍然屬于一個前沿問題。
2.綜合利用遙感技術來對病蟲害進行防治
植物發(fā)生病蟲害后,其葉片結構會發(fā)生變化,利用近紅外的光譜反射率可以進行準確的顯示。不過,植物葉綠素的質量和數量并沒有發(fā)生變化,因此,其可見光波段的光譜反射率也不會產生變化,人的肉眼是觀察不到的。紅外遙感技術可以對這種情況進行準確、及時的預測和預報,而且還能對植物的受害情況進行清晰的辨別,盡可能的將病蟲害扼殺在萌芽之中。
3.向微波遙感技術發(fā)展
現階段,國際遙感技術的主要發(fā)展重點就是微波遙感技術,其具有其它遙感技術所沒有的穿透性、紋理特性以及全天候性,可以對惡劣的氣象災害進行有效的監(jiān)測。
結語:
綜上所述,我國雖然在二十世紀七十年末就已經在農業(yè)中應用遙感技術,并在土地利用調查、農作物生長監(jiān)測以及產量評估等方面取得了一定的成果,但是其仍然無法與農作物大面積種植調查、病蟲害預測預報以及動態(tài)土地監(jiān)測等方面的要求相適應,這就需要我們在我國國情的基礎上,引進國外先進的技術,采用各種方法與手段來對遙感技術進行更深一步的研究與發(fā)展。
參考文獻:
[1]蒙繼華,吳炳方,杜鑫,張飛飛,張淼,董泰峰.遙感在精準農業(yè)中的應用進展及展望[J].國土資源遙感,2011(03).
[2]齊虎春.遙感信息技術在農業(yè)中的應用[J].現代農業(yè),2010(06).
篇2
關鍵詞:攝像測量;遙感技術;應用;發(fā)展
隨著現代科技日新月異的發(fā)展趨勢,攝像測量與遙感技術也在不斷發(fā)展和提高,其應用領域也越來越廣泛,由最初的地球科學研究,到如今被人們應用于日常生活工作當中,其應用價值也愈發(fā)凸顯。在此趨勢下,攝像與遙感技術的應用及其發(fā)展成為了相關工作者應當予以關注與思考的問題。
1 攝像測量與遙感技術
1.1 攝像測量
攝像測量是指通過影響研究信息的獲取、處理、提取和成果表達的一門科學,其實質是一門信息科學,目前是測繪學的分支學科。就學科而言,攝像測量學主要針對集合定位和影像解譯這兩大問題進行解決。其主要內容包括不同比例尺下的地形圖的測繪、數字地面模型的建立、提供地理或土地信息系統的基礎數據。在學科特點方面,攝像測量學反映的是客觀的、真實的目標,形象直觀,并且可從中獲得大量信息,其中主要是物理信息與集合信息,同時攝像測量還可以針對動態(tài)物體進行測量,捕捉其瞬間影像,對測量工作的進行是一大進步,此外,攝像測量的引用范圍較廣,適用于大范圍地形測繪,提高測繪效率。在工作地點的選擇上,攝像測量由于是在影像中進行測量工作,其工作地點不再受氣候、地理等條件的限制,為實際測繪工作提供便捷。
1.2 遙感技術
遙感技術是一種探測技術,始于上世紀60年代。事實上,任何物體都具有光譜特性,即吸收、反射、輻射光譜的性能。不同物體對于光譜的反映存在差異,同一物體在不同的時間和地點也會對光譜產生不同的反射和吸收程度差異。遙感技術正是利用這一原理,將電磁波理論結合傳感儀的使用,對遠距離目標所輻射和反射的電磁波、可見光、紅外線信息進行收集處理,最終成像,達到探測和識別的目的。遙感技術是一套設備系統共同協作可完成的工作體系,其組成設備包括遙感器、遙感平臺、信息傳輸設備、接收裝置、圖像處理器等。遙感技術按照電磁譜段的差異可分為可見光遙感、紅外遙感、多譜段遙感、紫外遙感和微波遙感。遙感技術由于其探測范圍大、獲取資料速度快、受限條件較少等原因被廣泛應用于農業(yè)、林業(yè)、地質、地理、海洋、水文、氣象、測繪等許多領域。
2 攝像測量與遙感技術的應用現狀
2.1 攝像測量的應用現狀
(1)航空攝影
航空攝像,又稱航拍,指在飛機或其他航空飛行器上利用航空攝影機攝取地面景物的技術。航空攝像技術的實現必須以航天技術為基礎,在航天攝影技術方面也有著一定的要求,測量標準更加嚴苛,所要求的攝像測量工作者的專業(yè)技能也更高,在測量成本方面,由于其過程涉及航天技術的應用,成本自然很高。
(2)無人機低空攝像測量
無人機低空攝像測量是攝像測量的一項重要應用,其目的是獲取高分辨率數字影像。無人駕駛飛機作為飛行平臺,運用的傳感器通常是具有高分辨率的數碼相機,結合遙感技術,通過系統一系列的集成應用,最終獲取到面積較小、色彩保真、大比例尺的航測數據。當代無人機低空攝像測量被廣泛應用于基礎地理數據的獲取,為接下來的工作奠定基礎。與衛(wèi)星遙感相比,無人機低空攝像測量具有明顯的優(yōu)勢,首先在操作上,無人機攝像測量更加機動靈活,在安全性上也更有保障,由于是低空作業(yè),其影響分辨率較高,攝像測量精度可達到亞米級。從成本上看,無人機低空攝像測量無疑成本低與衛(wèi)星遙感。
2.2 遙感技術的應用現狀
(1)農情檢測
我國是農業(yè)大國,糧食問題歷來是我國政府密切關注的所在。攝像測量與遙感技術由于其對真實畫面的捕捉與反饋使得其獲取的數據更具科學性與客觀性,并且其在數據收集過程中周期較短、范圍較廣,因此,將其應用于農作物監(jiān)測具有很大的優(yōu)勢,獲取的相關資料對于農作物長勢情況的掌握和農業(yè)估產具有重要作用。上世紀80年代中期,在國家經委的支持下,以中國氣象局為主的相關部門組織開展了北方十省冬小麥股產試驗,標志著我國氣象衛(wèi)星非氣象領域工程化應用的開始,也是我國首次開展大規(guī)模遙感估產工作?!鞍宋濉逼陂g,我國建立了主要糧區(qū)主要農作物(小麥、水稻、玉米)的股產信息系統,其中大面積冬小麥遙感股產運行系統是遙感技術與地理信息系統技術相結合的產物。它將整個遙感估產過程中的各個作業(yè)環(huán)節(jié)納入計算機系統運行,使整體具有數字化作業(yè)能力,并能夠輸出各種估產結果。自1992年起的三年內,在黃淮海地區(qū)進行冬小麥遙感估產試驗的結果表明,利用遙感技術對大面積農作物股產的精度能夠達到95%以上,具有較大的應用價值。目前,利用氣象衛(wèi)星進行農作物估產的應用已經得到了普及與深化,并逐漸形成為一種業(yè)務化手段,估產對象也逐漸走向多樣化。
(2)地質礦產資源調查
礦產資源是重要的自然資源,是人類社會賴以生存的物質基礎,是國家發(fā)展與安全的中國要保障。我國礦產資源豐富,遙感技術的應用前景廣闊,且遙感技術在區(qū)域地質填圖方面的應用較為成熟,在其應用效果上也取得了一些成就。例如,在內蒙古、山東、江西等省開展的32項1:5萬圖幅的地質填土工作中,遙感技術的應用一方面顯著提升了工作效率與工作質量,另一方面也節(jié)省了填圖費用,每幅圖的實際費用僅占常規(guī)方法所耗用資金的三分之二。
3 攝像測量與遙感技術的應用發(fā)展
隨著攝像測量和遙感技術自身技術水平的發(fā)展,可預見的是,其應用的領域將會更加廣泛。攝像測量的具有代表性的發(fā)展趨勢是傳感器的改良與創(chuàng)新,結合其在不同領域的應用及其實際需要而改革發(fā)展。事實上,在不同行業(yè)中,對于攝像測量與遙感技術的需求需要根據行業(yè)特點加以確定,根據自身需求加以運用。在攝像測量與遙感技術的應用過程中,相應的測量軟件平臺的開發(fā)與信息提取與分析效率的提高逐漸成為重要的發(fā)展趨勢。在當下這一大數據時代,想要對二者加以改進,就必須提高數據的處理效率,,進行推動器改革,同r在遙感技術方面,對遙感數據的處理要更新模型的效率,引入先進算法,更好地將其應用于更多領域。
4 結束語
綜上所述,在當今經濟高速發(fā)展、行業(yè)變化較快、信息環(huán)境變化莫測的大環(huán)境下,我國對攝像測量與遙感技術的應用將會越來越廣泛,其技術的提高速度與質量應當被社會各行業(yè)關注。攝像測量與遙感技術自身的發(fā)展一方面具有科技性意義,同時也具有整個人類社會的經濟價值,在其應用領域中,更是具有商業(yè)價值,因此,我國應加快攝像測量與遙感技術的研究與開發(fā),并在其應用范圍中不斷擴展。
參考文獻
[1]張軍.攝影測量與遙感技術發(fā)展展望[J].科技資訊,2015.
篇3
關鍵詞:無人機;光學遙感技術;土壤濕度;節(jié)約用水
一、我國的干旱狀況及干旱預警機制
(一)我國干旱現狀
我國是一個嚴重干旱缺水的農業(yè)大國。很多省份的人均水資源量低于500立方米。我國人均水資源占有量在世界銀行統計的153個國家中僅排第88位。水資源分布也很不平衡,長江流域及其以南地區(qū),面積只占全國的36.5%,但水資源量卻占全國的81%;其以北地區(qū),面積占全國的63.5%,但水資源量僅占19%,所以水資源短缺是我國面臨的嚴峻問題。并且我國的農業(yè)生產幾乎全部依靠灌溉,因此發(fā)展安全節(jié)約高效的精準農業(yè)是我國農業(yè)發(fā)展的一個目標。
(二)我國干旱預警機制
我國干旱預警主要是通過國家各級人民政府抗旱防汛指揮部負責管理。依據國家的相關法律法規(guī)、農牧業(yè)、水利、氣象等部門向同級人民政府遞交干旱監(jiān)測、預測預警決策信息,政府部門根據干旱災害的嚴重程度啟動不同的預警應急預案,不同部門之間開展的常規(guī)干旱監(jiān)測、預警評估業(yè)務信息,供內部業(yè)務使用或通過授權的媒體上。所以我們一般得到的天氣及干旱情況是比較籠統的大范圍的天氣狀況。但是現在的精準農業(yè)上的需要的則是應比較詳細的、精準的。同時由于地理環(huán)境以及土壤環(huán)境的差異即使在同一塊土地中不同部分的土壤含水量也會出現差異,更重要的是我國的地理環(huán)境比較復雜,想要準確的監(jiān)測土壤濕度就更難了。
二、無人機在旱情監(jiān)測上的應用
通過發(fā)展安全高效節(jié)約的精準化農業(yè)是農業(yè)現代化的重要標志,也是我國發(fā)展農業(yè)的一個目標。無人機已經成為一種新型的信息獲取途徑,在農業(yè)現代化的建設進程中,其在精準農業(yè)發(fā)展中占有的地位會越來越重要,尤其是在農業(yè)旱情監(jiān)測以及農業(yè)灌溉上的應用。
(一)無人機遙感技術
傳統遙感技術一般采用衛(wèi)星和大型飛機作為遙感平臺,進行大面積觀測并獲得豐富的綜合性數據。但是,傳統遙感在小時空尺度的數據采集分析上存在分辨率不足的問題。如果采用小型無人機作為低成本的新型遙感平臺,就很好的彌補了傳統遙感的缺陷,在局部遙感和應急監(jiān)測方面會取得巨大的成功。
無人機遙感技術要求搭載的儀器所占空間小、重量輕、抗震性優(yōu)良。光學遙感技術具有所占空間小、時間短、成像簡單、費用少等一系列優(yōu)點。無人機通過搭載有合成的多功能探測器,以近紅外光作為遙感測量的手段,采集多波段光譜數據,依靠地面的操作站對無人機實施操控。
(二)土壤濕度監(jiān)測與土地灌溉
土壤的含水量是農作物生長的重要指標,農作物的生長都有適宜的土壤濕度范圍,在現代的農業(yè)生產中我們往往需要及時的了解大面積農田的土壤濕度。傳統的土壤水分測量方法有:種子散射法、重力土壤采樣法、張力計法、土壤蒸滲法和土壤電阻法。但是這些方法采樣時間長且是點數據,不能滿足大面積空間、長期的土壤濕度動態(tài)要求,沒有顯著的代表性。微波遙感技術就可以很好解決這些問題,微波遙感監(jiān)測土壤水分的基礎是土壤的介電特性與水分含量間的密切關系,因為土壤的介電常數受水的影響很大。無人機通過搭載遙感設備,對收集到的土壤反射回的微波圖像數據進行綜合分析,和建立的模型進行對比得到具體的土壤濕度含量,并且可以對圖像模糊的區(qū)域通過自動或人工對無人機實時進行任務設定、航線調整進行重新的觀測??梢愿尤娴膶ν寥肋M行監(jiān)測,然后將再次傳回的數據與圖像進行數據處理分析,得到更加具體的土壤濕度。
農業(yè)灌溉是農業(yè)生產中最基本的問題,作為下一個嚴重缺水的國家,發(fā)展現代農業(yè)是我國農業(yè)建設的首要任務。節(jié)水灌溉技術在廣義上是指相對于傳統灌溉技術更加能節(jié)約、高效用水的灌溉方法,措施和制度的總稱。狹義上是指以現代農業(yè)作為前提,根據地域性和作物生長規(guī)律的不同,以實現農業(yè)產量最高和生態(tài)效益最好為目標而進行的水資源開發(fā)和灌溉技術的總稱。
合理高效的農田灌溉,是保證作物生長和節(jié)約用水的基本準則?,F代農業(yè)中常采用的節(jié)水灌溉技術有溝灌、噴灌、滴灌等技術。我們通過得到的不同的土壤濕度對灌溉進行合理的安排,這樣既能保證作物產量又能達到節(jié)約用水的目的。
三、結語
現代農業(yè)的快速發(fā)展對農業(yè)航空的需求日益增長,決定了農用無人機必定成為農業(yè)生產操作的主要力量之一。隨著無人機遙感技術的不斷發(fā)展及其在農業(yè)上的應用,為現代的精準化農業(yè)的發(fā)展提供了更為有利的技術支持,其不僅可以應用在土壤濕度的監(jiān)測和農業(yè)灌溉上,還可以應用在其他農業(yè)的信息采集上,對農業(yè)生產進行實時監(jiān)測,從而將農業(yè)生產的風險降到最低,保證農業(yè)產量,加快推進我國的農業(yè)精準化建設。
參考文獻:
[1]高占義.中國的灌溉發(fā)展及其作用[J].水利經濟,2006,24(1):36-39.
[2]朱平.區(qū)域水資源預警方法研究[D].揚州大學,2007.
[3]于寶珠.旱情風險評價模型及其預警機制的研究[D].東北農業(yè)大學,2012.
篇4
關鍵詞:遙感;監(jiān)測;信息
中圖分類號:TP79 文獻標識碼:A
1 監(jiān)測系統的意義
應用資源衛(wèi)星數據,許多國家開展了農業(yè)資源調查、農作物長勢監(jiān)測、面積監(jiān)測和產量預報等。農情信息是指導農業(yè)生產、制定糧食政策與對外貿易政策的重要信息。早在20世紀70年代西方多國就合作開展了大面積農作物長勢監(jiān)測、遙感估產計,充分利用了農業(yè)、氣象、數學、計算機、GPS地面調查及遙感技術。近20a來,一些西方國家利用資源衛(wèi)星進行小麥、大豆、水稻、玉米和馬鈴薯等農作物的估產,以增加或減少某種農作物的種植或確定糧食政策。
遙感技術在我國農業(yè)上的應用,從20世紀70年代末起步,經過20a的艱苦努力,目前已發(fā)展到實用化水平。我國農作物遙感估產研究取得了很大發(fā)展,從冬小麥單一作物發(fā)展到小麥、水稻、玉米等多種作物,從小區(qū)域發(fā)展到大區(qū)域,從單一信息源發(fā)展到多種遙感信息源的綜合應用,監(jiān)測精度不斷提高。
農作物遙感估產包括長勢與趨勢監(jiān)測和產量早期預報等兩個方面。在充分利用多年來遙感估產成果的基礎上,建成了NOAA AVHRR數據實時預處理系統,并利用AVHRR最大NDVI圖像與上年同期數據對比實現農作物長勢遙感監(jiān)測;在高精度耕地數據庫的支持下,解決和研發(fā)了作物長勢遙感監(jiān)測綜合方法、區(qū)域作物生長過程遙感提取方法。從實時作物長勢監(jiān)測、作物生長過程監(jiān)測、農業(yè)氣象分析、物候和土地利用等輔助信息的運用等角度,構建了綜合分析作物長勢的技術。利用遙感技術對農作物進行監(jiān)測具有效率高、費用低、靈活性強、簡單易用和多用途的特點,精度基本可達95%以上。
東北地區(qū)是我國重要的糧食生產基地,進入21世紀后,建立現代化高標準的農業(yè)生產基地,對決策的科學化提出了更高的要求。隨著社會主義市場經濟體制的逐步建立,運用原有的信息渠道很難保證所需信息的可靠性、精確性與時效性。建立“東北地區(qū)玉米、水稻、大豆遙感監(jiān)測系統”可實現信息收集和分析的定時、定量和定位,將使農業(yè)的科學決策提高到一個新的水平,促進農業(yè)由傳統農業(yè)向現代農業(yè)過渡,加快與國際市場接軌的步伐,實現農業(yè)與農村經濟的可持續(xù)發(fā)展。20世紀70年代以來,歐美等先進國家應用遙感技術在農業(yè)生產上取得了巨大經濟效益和社會效益。我國是農業(yè)大國,特別是東北地區(qū)耕地資源豐富,農業(yè)生產比較發(fā)達,本項目具有廣闊的應用空間,它的實施也將在農業(yè)生產、農業(yè)資源保護開發(fā)和社會主義新農村建設方面發(fā)揮巨大作用。
2 監(jiān)測系統的目標
監(jiān)測玉米、水稻種植面積增減變化及原因;背景數據庫的建設;地面樣方布局設立;玉米、水稻單產估算模型設計;玉米、水稻長勢監(jiān)測。
3 技術路線
3.1 信息獲得
通過SPOT、TM、CBCS圖像獲取農作物種類、面積和分布狀況;通過MODIS圖像進行農作物長勢及洪澇、干旱災害的監(jiān)測;利用GPS技術進行地面監(jiān)測并對遙感圖像進行校正和補充;利用GPS技術設立固定監(jiān)測點,結合遙感圖像監(jiān)測對區(qū)域內的土地沙地、堿化及洪澇進行監(jiān)測;通過調查獲取有關圖件、數據及其他自然與社會經濟資料。
3.2 建立地理信息系統數據庫
用GIS對獲取的各類信息進行格式化與規(guī)范化處理、儲存。
3.3 信息分析
運用GIS監(jiān)測空間分析功能和有關專業(yè)模型,對數據庫中的數據進行解譯、分析、摸擬、監(jiān)測。
3.4 決策支持
在信息分析的基礎上,通過信息與技術集成形成決策支持系統,提供咨詢服務,并可具體回答以下幾個方面問題:各作物的面積、產量、長勢、環(huán)境現狀、存在問題、農業(yè)環(huán)境發(fā)展趨勢、資源利用形狀、沙化、堿化、洪澇的范圍、程度、分布等。
技術流程圖見圖1。
圖1 技術流程圖
4 監(jiān)測系統的內容
4.1 劃分不同的區(qū)域
根據東北地區(qū)不同的生態(tài)特征和地域分異規(guī)律,確定玉米、水稻生態(tài)區(qū)區(qū)劃指標,劃分出若干個玉米、水稻生態(tài)適宜區(qū)。在生態(tài)適宜區(qū)的基礎上劃分遙感監(jiān)測區(qū),然后進行監(jiān)測樣點的配置。每個生態(tài)適宜區(qū)作為一個估產單元。
4.2 收集玉米、水稻生育期數據資料,建立東北地區(qū)玉米、水稻生育期基礎資料數據庫
按玉米生長的苗期、拔節(jié)期、抽穗期、籽粒灌漿(臘熟)期和水稻生長的拔節(jié)期、花期、灌漿期收集日照、溫度(≥10℃積溫)、水分(降水量、蒸發(fā)量)、養(yǎng)分、旱災、風災數據資料;收集各個不同生態(tài)適宜區(qū)的種植制度、農業(yè)措施、播種方法的資料;把所收集的數據全部錄入到數據庫中。
4.3 選擇最佳衛(wèi)星監(jiān)測時相
玉米面積提?。核肫陔A段至花粉期階段(7月下旬至8月中旬)。
玉米產量預測:以高空間分辨率衛(wèi)星數據為基礎,利用EOS衛(wèi)星的MODIS資料數據,對玉米拔節(jié)期、抽雄期、成熟期的NDVI進行監(jiān)測,通過長勢監(jiān)測對比,計算出玉米單產。
水稻面積提?。豪觅Y源衛(wèi)星TM或CBCS選擇水稻的花期影像,提取水稻面積。
水稻產量預測:以高空間分辨率衛(wèi)星數據為基礎,利用EOS衛(wèi)星的MODIS資料數據,對水稻各個生育期進行NDVI監(jiān)測。通過長勢監(jiān)測對比,結合其他資料,計算出水稻單產。
4.4 監(jiān)測樣方的地面資料調查與獲取
以劃定的生態(tài)適宜區(qū)為基礎,平均每個生態(tài)適宜區(qū)布設5個樣方,要根據自然地理特征及玉米、水稻主產區(qū)的不同,有側重的布設樣方,地面樣方的尺寸應為500m×500m或1000m×1000m大小。
地面樣方調查方法是首先在每個生態(tài)適宜區(qū)內確定1個代表本區(qū)最基本的土、肥、水、氣等因素的樣方,進行實地調查。然后統一調查項目,統一調查標準、統一調查時間,在各樣方上展開工作。地面樣方調查分為兩部分。一是小地類調查,每種作物完成一次即可。二是地面抽樣樣方調查,調查內容包括樣方內的各種地類面積(GIS管理),每種作物完成一次;長勢和旱情(含其他可調查的重大自然災害類型、程度等);單產調查;訪問農民。
調查所獲取的各種圖件資料、數據資料、樣方調查報告由項目組人員分別數字化錄入、建檔并存入數據庫中。
4.5 面積監(jiān)測中的小地類系數獲取
以玉米水稻生態(tài)適宜區(qū)為基礎,從每個生態(tài)適宜區(qū)采取隨機抽樣的方法,進行實地測量,計算出小地類系數,每種作物抽樣應不少于10個樣方,樣方尺寸不小于1000m×1000m×1000m。
4.6 種植面積圖解譯、編制與成果匯算
采用RS軟件對玉米、水稻面積進行解譯、面積量算、匯總。采用GIS應用軟件對解譯面積進行編制繪圖。
5 監(jiān)測系統的建設前景
篇5
【關鍵詞】遙感技術;大氣環(huán)境;監(jiān)測
環(huán)境問題日趨嚴重,各類污染給人類的生活和健康帶來了很大的影響,嚴重破壞了人們的日常生活并威脅到人們的生命安全。遙感技術主要分為主動式遙感監(jiān)測和被動式遙感監(jiān)測,以環(huán)境監(jiān)測為主,利用遙感傳感器監(jiān)測大氣結構,對污染源進行快速定位,直接對污染物進行區(qū)域跟蹤測量,從而獲取某一區(qū)域大氣污染的綜合信息,以及時制定治理措施來減少大氣污染的不利影響,對大氣環(huán)境的治理產生了無法忽視的影響。
1 大氣環(huán)境遙感監(jiān)測技術的基本原理
遙感監(jiān)測就是用儀器對一段距離以外的目標物或現象進行觀測,是一種不直接接觸目標物或現象而能收集信息,對其進行識別、分析、判斷的更高自動化程度的監(jiān)測手段。它最重要的作用是不需要采樣而直接可以進行區(qū)域性的跟蹤測量,快速進行污染源的定點定位,污染范圍的核定,污染物在大氣中的分布、擴散等,從而獲得全面的綜合信息。根據所利用的波段, 遙感監(jiān)測技術主要分為紫外、可見光、反射紅外遙感技術;熱紅外遙感技術和微波遙感技術三種類型。
大氣環(huán)境遙感監(jiān)測作為遙感技術應用中較為重要的內容之一,在業(yè)務上不同于常規(guī)氣象要素的監(jiān)測。常規(guī)氣象要素遙感監(jiān)測[1] 主要是指測量大氣的垂直溫度剖面、大氣的垂直濕度剖面、降水量及頻度、云覆蓋率(云量和云層厚度) 和長波輻射、風(風速和風向) 、地球輻射收支的測量等。而大氣環(huán)境遙感則是監(jiān)測大氣中的臭氧(O3 )、CO2、SO2、甲烷(CH4) 等痕量氣體成分以及氣溶膠、有害氣體等的三維分布。這些物理量通常不可能用遙感手段直接識別,但由于水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量氣體成分具有各自分子所固有的輻射和吸收光譜特征,如影響水汽分布的主要光譜波長在017μm , O3在0155~0165μm 之間存在一個明顯的吸收帶等,因此我們實際上可通過測量大氣散射、吸收及輻射的光譜特征值而從中識別出這些組分來。研究表明,在衛(wèi)星遙感中,有兩個非常好的大氣窗可以用來探測這些組分,即位于可見光范圍內的0140~0175μm 的波段范圍和在近紅外和中紅外的0185μm、1106μm、1122μm、1160μm、2120μm 波段處。
2 遙感技術在大氣污染監(jiān)測中的作用
2.1 被動式空基遙感監(jiān)測
被動式遙感監(jiān)測主要作用于臭氧層、大氣氣溶膠、溫室氣體、大氣污染物、大氣熱污染源等等,這些問題很多不僅僅是區(qū)域性問題,甚至已經成為全球性問題,影響著全世界的正常發(fā)展。太陽直接輻射遙感技術利用散射和衰減,測量二氧化碳、臭氧等大氣的主要組成部分,對有害氣體、污染物、熱污染源等進行監(jiān)測,逐漸成為遙感技術中最常用的一種監(jiān)測技術?,F階段,城市工業(yè)不斷發(fā)展,霧霾成為人們生活中的一種普遍現象,嚴重影響著人們的身心健康,而遙感技術與地理信息系統技術相結合,獲取霧霾地區(qū)的綜合信息,通過對圖像以及數據的分析得出影響霧霾的主要因素,從而制定相應的措施來消除霧霾。除此之外,隨著城市化的不斷發(fā)展,城市熱島效應成為城市發(fā)展的主要問題,遙感技術通過研究城市下墊面的熱紅外遙感總結城市熱島變化規(guī)律,對熱島效應的解決提供了一定的事實依據。
2.2 主動式空基遙感監(jiān)測
主動式空基遙感監(jiān)測的載體是雷達,主要有機載和星載雷達,它可以在短時間內發(fā)射大功率的電磁波,再根據回波信號的振幅和位相分析得出測量物的方向、距離等數據,主動式遙感不依賴于太陽輻射,可以晝夜工作,還可以根據探測目的的不同,主動選擇電磁波的波長和發(fā)射方式。主動式遙感可以用來監(jiān)測大氣中的臭氧、水汽、二氧化硫以及三氧化氮等分布情況,分析這些成分如何影響平流層和對流層,有利于制定空間雷達的探測技術,對大氣環(huán)境的治理起著無法替代的作用。遙感技術正在經歷由單一型遙感監(jiān)測向多方面監(jiān)測數據的綜合性分析過渡,即多時相監(jiān)測,對于污染物信息的監(jiān)測可以做到更準確及時客觀,使得大氣污染監(jiān)測上升到一個新高度。
3 遙感技術的發(fā)展方向
人們越來越重視環(huán)境問題,對環(huán)境的需求也不斷增加,改善環(huán)境成為當前社會發(fā)展的重要任務,遙感技術能夠改善環(huán)境,那就應該更大限度的開發(fā)利用這一技術。遙感技術還可以從以下一些方面取得進步:
(1)遙感技術主要分為主動式遙感和被動式遙感,把主動與被動式衛(wèi)星遙感相結合,可以更加準確的進行對污染物的監(jiān)測,把污染物監(jiān)測的誤差精確到更小,不斷改進大氣環(huán)境遙感技術,對大氣環(huán)境遙感進行定量化研究,形成一套嚴密的大氣環(huán)境遙感監(jiān)測技術運行系統,把遙感技術與地面監(jiān)測共同運用到環(huán)境監(jiān)測中,以便更加準確及時的制定解決環(huán)境污染的措施。
(2)在當今社會,技術在任何方面都是不可或缺的,與此相應,互聯網技術可以充分配置資源,使全球的資源和信息得到共享,實現遙感技術的網絡化,普及遙感監(jiān)測技術,可以借鑒其他國家的遙感技術創(chuàng)新之處與經驗,進行多國合作,利用其它國家的資源環(huán)境衛(wèi)星系統,提高監(jiān)測的效率。
(3)人才的進步才是社會的進步,必須要保證技術性人才的培養(yǎng),國家要加大人才扶持力度,提供更多的人才發(fā)展機會,培養(yǎng)大批實用型人才和技術創(chuàng)新型人才,只有如此遙感技術才可能會有飛躍性的突破。
(4)技術的不完善使得監(jiān)測數據的不準確,而數據分析是制定措施的重要依據,提高數據的準確度是必須的,對此,應該研發(fā)更高性能的傳感器以提高衛(wèi)星遙感的分辨率,使數據精確度更高,更好的判斷污染物信息,避免誤判情況的發(fā)生。
4 結束語
環(huán)境問題與人類發(fā)展息息相關,實現人與自然的和諧相處是社會發(fā)展的必然要求,在尊重自然的基礎上,通過自己的一系列活動改變環(huán)境對于自身的不利影響并造福于人類是對每個人的要求。環(huán)境問題種類多樣,大氣污染、水污染、固體廢棄物污染等都可以通過遙感技術得到一定程度的治理,遙感技術的應用范圍也越來越廣泛,作為環(huán)境監(jiān)測的重要技術力量,遙感技術應該不斷發(fā)展自身,為制定科學準確的政策提供更加有理有據的支持。
參考文獻:
[1]劉紅,張清海,林紹霞.等.遙感技術在水環(huán)境和大氣環(huán)境監(jiān)測中的應用研究進展[J].貴州農業(yè)科學,2013(1).
篇6
【關鍵詞】遙感技術;大氣環(huán)境;監(jiān)測?
環(huán)境問題越來越嚴峻,各類的污染給人類的生活和工作帶來了很大的影響,破壞了人們的日常生活并且威脅到人們的生命安全。遙感技術主要有兩種類別:一為主動式遙感監(jiān),二為被動式遙感監(jiān)測,主要以環(huán)境監(jiān)測為主,利用遙感傳感器監(jiān)測大氣結構,對污染源進行定位追蹤,直接對污染物進行區(qū)域跟蹤測量,從而獲取某一區(qū)域大氣污染的綜合信息,以及時制定治理措施來減少大氣污染的不利影響,對大氣環(huán)境的治理產生了無法忽視的影響。?
1、大氣環(huán)境遙感監(jiān)測技術的基本原理?
遙感監(jiān)測就是用儀器對一段距離以外的目標物或現象進行觀測,是一種不直接接觸目標物或現象而能收集信息,對其進行識別、分析、判斷的更高自動化程度的監(jiān)測手段。它最重要的作用是不需要采樣而直接可以進行區(qū)域性的跟蹤測量,快速進行污染源的定點定位,污染范圍的核定,污染物在大氣中的分布、擴散等,從而獲得全面的綜合信息。根據所利用的波段,?遙感監(jiān)測技術主要分為紫外、可見光、反射紅外遙感技術;熱紅外遙感技術和微波遙感技術三種類型。?
大氣環(huán)境遙感監(jiān)測作為遙感技術應用中較為重要的內容之一,在業(yè)務上不同于常規(guī)氣象要素的監(jiān)測。常規(guī)氣象要素遙感監(jiān)測[1]?主要是指測量大氣的垂直溫度剖面、大氣的垂直濕度剖面、降水量及頻度、云覆蓋率(云量和云層厚度)?和長波輻射、風(風速和風向)?、地球輻射收支的測量等。而大氣環(huán)境遙感則是監(jiān)測大氣中的臭氧(O3?)、CO2、SO2、甲烷(CH4)?等痕量氣體成分以及氣溶膠、有害氣體等的三維分布。這些物理量通常不可能用遙感手段直接識別,但由于水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量氣體成分具有各自分子所固有的輻射和吸收光譜特征,如影響水汽分布的主要光譜波長在017μm,?O3在0155~0165μm?之間存在一個明顯的吸收帶等,因此我們實際上可通過測量大氣散射、吸收及輻射的光譜特征值而從中識別出這些組分來。研究表明,在衛(wèi)星遙感中,有兩個非常好的大氣窗可以用來探測這些組分,即位于可見光范圍內的0140~0175μm?的波段范圍和在近紅外和中紅外的0185μm、1106μm、1122μm、1160μm、2120μm?波段處。?
2、遙感技術在大氣污染監(jiān)測中的作用?
2.1被動式空基遙感監(jiān)測?
被動式遙感監(jiān)測主要作用于臭氧層、大氣氣溶膠、溫室氣體、大氣污染物、大氣熱污染源等等,這些問題很多不僅僅是區(qū)域性問題,甚至已經成為全球性問題,影響著全世界的正常發(fā)展。太陽直接輻射遙感技術利用散射和衰減,測量二氧化碳、臭氧等大氣的主要組成部分,對有害氣體、污染物、熱污染源等進行監(jiān)測,逐漸成為遙感技術中最常用的一種監(jiān)測技術?,F階段,城市工業(yè)不斷發(fā)展,霧霾成為人們生活中的一種普遍現象,嚴重影響著人們的身心健康,而遙感技術與地理信息系統技術相結合,獲取霧霾地區(qū)的綜合信息,通過對圖像以及數據的分析得出影響霧霾的主要因素,從而制定相應的措施來消除霧霾。除此之外,隨著城市化的不斷發(fā)展,城市熱島效應成為城市發(fā)展的主要問題,遙感技術通過研究城市下墊面的熱紅外遙感總結城市熱島變化規(guī)律,對熱島效應的解決提供了一定的事實依據。?
2.2主動式空基遙感監(jiān)測?
主動式空基遙感監(jiān)測的載體是雷達,主要有機載和星載雷達,它可以在短時間內發(fā)射大功率的電磁波,再根據回波信號的振幅和位相分析得出測量物的方向、距離等數據,主動式遙感不依賴于太陽輻射,可以晝夜工作,還可以根據探測目的的不同,主動選擇電磁波的波長和發(fā)射方式。主動式遙感可以用來監(jiān)測大氣中的臭氧、水汽、二氧化硫以及三氧化氮等分布情況,分析這些成分如何影響平流層和對流層,有利于制定空間雷達的探測技術,對大氣環(huán)境的治理起著無法替代的作用。遙感技術正在經歷由單一型遙感監(jiān)測向多方面監(jiān)測數據的綜合性分析過渡,即多時相監(jiān)測,對于污染物信息的監(jiān)測可以做到更準確及時客觀,使得大氣污染監(jiān)測上升到一個新高度。?
3、遙感技術的發(fā)展方向?
人們越來越重視環(huán)境問題,對環(huán)境的需求也不斷增加,改善環(huán)境成為當前社會發(fā)展的重要任務,遙感技術能夠改善環(huán)境,那就應該更大限度的開發(fā)利用這一技術。遙感技術還可以從以下一些方面取得進步:?
(1)遙感技術主要分為主動式遙感和被動式遙感,把主動與被動式衛(wèi)星遙感相結合,可以更加準確的進行對污染物的監(jiān)測,把污染物監(jiān)測的誤差精確到更小,不斷改進大氣環(huán)境遙感技術,對大氣環(huán)境遙感進行定量化研究,形成一套嚴密的大氣環(huán)境遙感監(jiān)測技術運行系統,把遙感技術與地面監(jiān)測共同運用到環(huán)境監(jiān)測中,以便更加準確及時的制定解決環(huán)境污染的措施。?
(2)在當今社會,技術在任何方面都是不可或缺的,與此相應,互聯網技術可以充分配置資源,使全球的資源和信息得到共享,實現遙感技術的網絡化,普及遙感監(jiān)測技術,可以借鑒其他國家的遙感技術創(chuàng)新之處與經驗,進行多國合作,利用其它國家的資源環(huán)境衛(wèi)星系統,提高監(jiān)測的效率。?
(3)人才的進步才是社會的進步,必須要保證技術性人才的培養(yǎng),國家要加大人才扶持力度,提供更多的人才發(fā)展機會,培養(yǎng)大批實用型人才和技術創(chuàng)新型人才,只有如此遙感技術才可能會有飛躍性的突破。?
(4)技術的不完善使得監(jiān)測數據的不準確,而數據分析是制定措施的重要依據,提高數據的準確度是必須的,對此,應該研發(fā)更高性能的傳感器以提高衛(wèi)星遙感的分辨率,使數據精確度更高,更好的判斷污染物信息,避免誤判情況的發(fā)生。?
4、結束語?
環(huán)境問題與人類發(fā)展息息相關,實現人與自然的和諧相處是社會發(fā)展的必然要求,在尊重自然的基礎上,通過自己的一系列活動改變環(huán)境對于自身的不利影響并造福于人類是對每個人的要求。環(huán)境問題種類多樣,大氣污染、水污染、固體廢棄物污染等都可以通過遙感技術得到一定程度的治理,遙感技術的應用范圍也越來越廣泛,作為環(huán)境監(jiān)測的重要技術力量,遙感技術應該不斷發(fā)展自身,為制定科學準確的政策提供更加有理有據的支持。?
參考文獻:?
[1]劉紅,張清海,林紹霞.等.遙感技術在水環(huán)境和大氣環(huán)境監(jiān)測中的應用研究進展[J].貴州農業(yè)科學,2013(1).?
篇7
[關鍵詞]RS 遙感技術 自然災害 預警 防護
[中圖分類號] TP7 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-9-270-1
0引言
我國的自然災害主要體現在洪澇災害、地質災害上等等,以洪澇災害為例,嚴重的洪澇災害不僅可以影響到人民的生命財產安全,更重要的是它還對國家的經濟發(fā)展帶來重大的影響,為此,即使的預警與防護工作是很重要的。
基于RS遙感技術的自然災害預警與防護起到了很大促進作用,通過RS遙感技術可以快速將多源數據復合,通過網絡集成了多種技術成果和數據,進行快速、準確、連續(xù)、動態(tài)與全天候的洪澇災害的監(jiān)測與評估,對減少災情對人們生命、財產的損壞中發(fā)揮著重要的作用。
1 RS遙感技術定義
RS技術即遙感技術(Remote Sensing,簡稱RS),是自然災害方面的預測和治理的關鍵技術,它可以通過高空或外層空間讀出地球表面各種地理變化的信息,并經過掃描、攝影、傳輸和處理技術對地表事物進行有效的監(jiān)測,將重要的信息傳送給地面相關單位。
RS遙感技術作為新興的技術,其主要作用是為地球上人類的生產、生活提供全面的信息,實現防災、減災、救災的目的,特別是對于突發(fā)性的地質災害,如崩塌、滑坡、泥石流、巖溶塌陷等,也包括漸進性的,如水土流失、地面沉降和土地荒漠化等都會產生重要的監(jiān)測作用,從而能夠使人們對自然災害的發(fā)生、發(fā)展能夠系統的掌握,并在關鍵時刻做出應急處理預案,從而減少自然災害對社會經濟、國民經濟發(fā)展的影響。
2基于RS遙感技術的自然災害預警與防護
我國自然災害的發(fā)生幾率不但多而且對經濟發(fā)展的影響也很大,為此,對自然災害的預警和防護是很關鍵的。
基于RS遙感技術作為一種新興的技術,在對自然災害預警與防護上起到很大的作用,同時隨著現代科學技術的不斷提高,遙感技術的不斷創(chuàng)新,其遙感探測范圍不斷擴大,獲得資料的速度快、周期短,受地面條件的限制少,而且更重要的是RS遙感技術的提高不僅僅是具有簡單的預測功能,在自然災害的營救和災害重建上也發(fā)揮了重要的作用。
本文以地質災害為例,系統的分析基于RS遙感技術對地質災害的治理、營救和重建上的作用。
2.1RS遙感技術對地質災害的治理
地質災害是很嚴重的自然災害,諸如常見的山體滑坡、泥石流等等,如果對這些地質災害的發(fā)展變化沒有進行及時的掌握,做出應急預案,一旦發(fā)生對經濟發(fā)展都會產生很重要的影響。為此,地質工作人員可以通過RS遙感技術對多發(fā)與地質災害的地區(qū)進行全程24小時連續(xù)監(jiān)測,將RS遙感出的地質形態(tài)、色調、影紋結構進行分析研究,對于可能發(fā)生的地質災害根據當地實際制定應急預案,使災害的影響性發(fā)生在最小的范圍內。
2.2RS遙感技術對地質災害的營救
地質災害的發(fā)生也有諸多不可預測性,特別是對于突發(fā)性的地質災害,營救任務就是很關鍵的,人們可以通過RS遙感技術傳輸到的數據信息,對災害現場進行勘查,為營救準備工作提供科學的數據依據。營救工作也是一個搶時間的工作,然而RS遙感技術具有周期短、精確度高的特點正是符合了這一特點,為營救工作提供快速有效幫助。
同時RS遙感技術還能監(jiān)測出營救地點是否還會多次發(fā)生災害,對營救人員的安全也提供了重要的保障。
2.3RS遙感技術對地質災害的重建
災后重建工作是保障人們生活,維護社會穩(wěn)定的關鍵,RS遙感技術在災害重建上也能起到很關鍵的作用,地質災害的發(fā)生具有可變性,是人為無法控制的,為此有效的監(jiān)測技術是必要的,通常如果采用傳統的人工勘查不但浪費時間,而且地質災害的頻發(fā)性也會對勘查人員的人身安全造成影響。為此,工作人員可以利用RS遙感技術對整個重災區(qū)進行系統調查,根據遙感數據的監(jiān)測評估結果,對于重建后的選址問題、系統掌握災區(qū)情況問題等等都會提供科學的參考依據,有利于國家對災區(qū)重建工作的總體規(guī)劃,提高災后重建的治理質量,促進社會的穩(wěn)定。
3對遙感技術的研究展望
基于RS遙感技術對自然災害的預警與防護是一個很系統的工作,利用其技術不僅僅是要監(jiān)測,同時還要進行預測和調查研究,要充分發(fā)揮出RS遙感技術的最大功能,在監(jiān)測、預報、防災、抗災、救災和援建等各個方面都能起到重要的作用。隨著我國科學技術的不斷革新變化,RS遙感技術也需要適時的做出不斷的調整和改革,開始趨向于多種衛(wèi)星系統進行輔助監(jiān)測,利用可見光、紅外、微波、激光等多遙感波段,使采集到的信息能夠更加完善和準確,從而實現全天候、多時相的連續(xù)觀測,使RS遙感技術能夠在我國經濟建設中發(fā)揮更大的作用。
4結語
通過以上對基于RS遙感技術的自然災害預警與防護的系統分析,可見RS遙感技術在對自然災害的預測和治理上發(fā)揮了很大的作用,它能夠貫穿與整個自然災害的調查、監(jiān)測、預警、評估的全過程,以其精準的高分辨率在第一時間讀取出自然災害發(fā)展過程,如可以對地質災害,對滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降和土地荒漠化等地質災害防治方面實現災前預警、災情監(jiān)控、災后評估,為防治自然災害對人民生命財產損壞提供了關鍵的參考依據。
參考文獻
[1]黃信坤.教學質量監(jiān)測與評估系統的研發(fā)與應用[D].電子科技大學,2010:13-14.
[2]孫垂河,姚欣,宋春東.地理信息系統與遙感技術在三北防護林信息監(jiān)測管理中的應用[J],防護林科技,2006,(03):19-20.
[3]蔡愛民.航天遙感技術在我國森林資源中的應用[J].滁州學院學報,2006:(03):22-23.
篇8
【關鍵詞】遙感技術 地籍測繪 應用
引言:遙感,就是利用地面上空的飛機、飛船、衛(wèi)星等飛行物上的遙感器收集地面數據資料,同時從里面獲得有關信息,經過有關記錄、傳送、分析和判讀來識別地物。遙感由空基系統、地基系統和研究技術支持系統組成。遙感技術是一門實用的,先進的空間探測技術,在國民經濟中發(fā)揮著越來越重要的作用。測繪工作,特別是基礎測繪是國民經濟和社會發(fā)展不可缺少的一項基礎性、前期性和公益性工作。遙感技術應用于基礎測繪,可以高速度、高質量的測繪地圖。
一、遙感技術的特點
遙感技術具有獲取數據資料范圍大、獲取信息的速度快,周期短、獲取信息受條件限制少、獲取信息的手段多,信息量大等特點。航空遙感具有技術成熟、成像比例尺大、地面分辨率高、適于大面積地形測繪和小面積詳查以及不需要復雜的地面處理設備等優(yōu)點。缺點是飛行高度、續(xù)航能力、姿態(tài)控制、全天候作業(yè)能力以及大范圍的動態(tài)監(jiān)測能力較差。但作為一種探測和研究地球資源與環(huán)境的手段,仍是方興未艾、不可取代的。
二、遙感技術應用時的流程
動態(tài)的遙感技術在進行應用的時候,流程一般是選取數據、對數據進行處理、對發(fā)生變化的信息進行提取和對檢測的精度進行評定。
1、選取數據
現在遙感技術選取數據一般是通過衛(wèi)星。在檢測的時候應該和相關的土地利用圖進行結合,并且進行對比,在檢測的時候把一些生態(tài)、人文等指標加入材料中去,從而不斷提高獲取信息的精度。 若是要求精度特別高的時候,還有必要將GPS 獲取的影像資料補充進來。
2、對數據進行處理
感技術直接獲取到的一些數據是無法進行直接識別的,必須經過計算機技術的轉化,才能進行識別,并且還要對數據進行一定的修正,提高信息的精確度。
3、對發(fā)生變化的信息進行提取
所謂的變化信息便是新發(fā)生變化的地理信息,對變化信息進行提取是地籍測繪的過程中遙感技術非常重要的應用。通過時間先后,來進行變化信息量的獲取,并且根據時間變化對未來進行一定預測,以備參考的時候使用。
4、對檢測的精度進行評定
精度在某種程度上決定了遙感技術的質量,通過對于數據的分析和記錄,便能夠獲取信息的真實精確度。
三、在測繪工作中遙感技術的應用
1、在專題圖制作過程中的應用
所謂遙感專題地圖的制作即在計算機制圖的環(huán)境下利用遙感資料編制出各類專題地圖,這是遙感信息在地理研究和測繪制圖中的重要應用之一。
(1)制圖比例尺以及空間分辨率的選擇
空間分辨率也就是地面分辨率,是指遙感儀器所能分辨出的最小目標的實際尺寸,也就是遙感圖像上面一個像元相對應的地面范圍的大小。因為遙感制圖是利用遙感的圖像來提取專題的制圖信息,所以在選擇圖像空間分辨率時一定要考慮到下面兩個因素:一是解譯目標最小尺寸,二是地圖成圖比例尺??臻g不同規(guī)模的制圖對象的識別,在遙感圖像的空間分辨率方面都有一定的要求。地圖比例尺與遙感圖像的空間分辨率有著密切的關系。所以進行普通地圖的修測更新和遙感專題制圖時,對不同平臺的圖像信息源,應該結合研究宗旨、精度、成圖比例尺和用途等要求,進行分析選用,以達到經濟、實用的效果。
(2)波段以及波普分辨率的選擇
在進行波普分辨率選擇的時候,必須注意波段的選擇。波段的數目、波段的寬度以及波段的長度都能決定波普分辨率。
(3)時間分辨率和時相。由于時間分辨率在遙感圖像中的差別比較大,所以制圖的時候,必須充分的了解其變化的周期,找出最能夠揭示其本質的最佳時相。
2、在地籍測繪過程中的應用
(1)動態(tài)監(jiān)測
隨著遙感技術和計算機的發(fā)展、進步,日趨成熟的動態(tài)監(jiān)測應用已融入地籍測繪中,例如遙感技術與地理信息系統結合,以及GPS定位技術等,給土地測繪帶來了諸多的方便。在地籍測繪中應用遙感技術,最直接便捷的一點就是動態(tài)監(jiān)測。動態(tài)監(jiān)測也就是應用遙感技術,對土地調查和動態(tài)、土地的變更進行監(jiān)測。在地籍測繪中,動態(tài)遙感監(jiān)測技術是對土地的利用率和相關調查的資料,通過圖形以及數字等難識別的對象為基礎,利用計算機的相關技術,對難以識別的信息進行相關處理,變成可識別的圖像和文字,從而記錄相關的數據信息,合理的確定監(jiān)測周期,以便對土地利用的變化情況進行全新的監(jiān)測,各個時期的數據進行對比,從而得出最優(yōu)。技術上的進步給人們帶來了越來越多的便利,隨著計算機圖像處理技術的成熟以及完善,動態(tài)監(jiān)測技術應用于地籍測繪,在將來一定會越來越方便。
(2)遙感技術
在地籍測繪中,動態(tài)遙感監(jiān)測技術的應用,一般通過以下流程來運作:數據的選取、處理、變化信息的提取和監(jiān)測精度的評定。①數據的選取,大家都知道地籍管理具備連續(xù)性、高精度性以及綜合性等特征,目前的遙感技術對數據的選取,一般通過法國和美國的Landsat?TM、SPOT兩種衛(wèi)星數據來實現。然而監(jiān)測的精度一直以來都是遙感技術最關鍵的部分,為了提高精度需要,有時必須結合相關土地利用圖,來作為監(jiān)測的對比,并將生態(tài)、人文等相關指標列入地籍測繪資料中。當精度的要求特別高時,必須借助GPS等高分辨率衛(wèi)星影像當作補充資料。②變化信息的提取,所謂變化信息,即在固定的時間段、土地的相關資料產生變化的相關量的大小來提取變化信息,這是遙感技術在地籍測繪中最為重要的應用,通過時間差來計算不同時間段的變化信息量,從而來預計出土地未來的變化規(guī)律,為今后的整體規(guī)劃提供一定的參考。
(3) GPS RTK的勘測定界
在現在的土地勘測中,首先采用遙感影像上粗略標注勘界的位置,然后再到野外進行GPS-RTK測量。建設用地中的土地勘測定界是實地的確定土地使用的界線范圍,量測使用界線范圍內各類土地面積并計算用地面積,測定界樁的位置等測繪技術工作,它不僅給各級政府的國管部門審批地籍管理、土地提供可靠依據而且提供了基礎資料。建設用地勘測定界的工作順序為,審查用地文件DD現場的勘測DD圖上的紅線設計DD實地的放樣DD審核測量DD面積測量與計算DD繪制建設用的地界圖DD填繪建設用的地管理圖DD資料的整理DD建檔,經反復實地的勘測、圖上的設計、權屬的調查后制定出放樣的數據。利用GPS RTK技術勘測定界放樣,能夠避免關系距離法和解析法放樣等放樣方法復雜性,也簡化了在建設用地勘測定界的工作工程,特別是對鐵路、公路、輸電線路、河道等線性工程以及特大型工程的放樣尤為實用。其是遙感與攝影測量科學的前沿內容。
結語:地籍測繪工作繁雜,在進行實際工作中,必須通過對高科技技術的運用才能有效地完成相應的工作,遙感技術的開發(fā)以及研究,給地籍測繪工作帶來了極大的便利,并且隨著科學技術不斷地發(fā)展以及進步,遙感技術也將更加成熟。
參考文獻:
[1] 石偉朋.遙感技術在地籍測繪方面的應用[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊). 2010(06)
篇9
【關鍵詞】 低空無人機遙感技術 水利領域 應用
無人機是一種通過機載計算機程序或無線遙控設備進行操控的無人飛行器。作為一種微型空中遙感技術,無人機遙感技術將無人機作為空中平臺,利用遙感傳感器實現空間信息的采集,并利用計算機處理圖像信息,再按照要求的精度完成圖像的制作[1]。無人機系統具有成本低、結構簡單、可完成有人駕駛飛機難以完成的危險任務等優(yōu)點,已逐步投入實際應用中,必將成為未來航空遙感的主要技術。低空無人機遙感技術具備的顯著優(yōu)勢,有效完善了傳統衛(wèi)星遙感技術存在的不足之處,極大程度上促進了水利相關領域的技術發(fā)展。
一、低空無人機遙感技術的發(fā)展與應用
早期的無人機主要應用在軍事上,起靶機的作用,后來逐漸應用于偵查作戰(zhàn)、民用等范圍。隨著計算機通訊技術的發(fā)展,以及高精度、輕重量、數字化的先進傳感器的研發(fā)與應用,無人機的綜合性能也得到逐步提升,其應用領域也得到了充分拓展,為遙感監(jiān)測工作的開展提供可靠的支持與條件。
1.1低空無人機遙感技術的應用特點
作為空中遙感平臺中一項微型的遙感技術,無人機具備以下幾個方面的特點:
(1)低空無人機遙感技術將無人機作為空中平臺,利用專用的照相機及無線視頻傳輸技術采集相關信息,并利用計算機處理圖像信息,再按照要求的精度完成圖像的制作。
(2)在應用無人機的前提下,可根據需要的不同選擇不同類型的遙感平臺,為轉場及起降等操作提供了便利。
(3)無人機采用改裝后的CCD數字照相機進行遙感航拍,拍攝的影像為數字格式,還可利用無線視頻傳輸技術或小型的數字攝像機攝制彩色,從而獲取可靠的遙感信息。
(4)無人機飛行高度偏低,可獲得分辨率較高的遙感影像,使得在小空間尺度上便可將地表的變化詳細觀察出來,并完成大比例尺的遙感制圖。此外,高分辨率的航片影像還可有效解決衛(wèi)星拍攝存在盲區(qū)、云量大而難以獲得遙感數據等難題。
1.2低空無人機遙感技術的應用實踐分析
目前,低空無人機遙感技術已在評估災害、檢測環(huán)境等方面得到了具體的應用實踐。
(1)臺灣大學空間信息研究中心的相關人員采用無人機,將低空大比例尺的圖像拍攝下來,并開展異常提取操作,將桃源縣的固體垃圾等進行解譯,從而為執(zhí)法調查環(huán)境污染情況提供了依據。
(2)日本減災研究組織利用無人機攜帶雷達掃描儀及數碼攝像機,并對正處于噴發(fā)狀態(tài)的火山進行調查。無人機可以到達人們難以進入或非常危險的地區(qū),將現場的實際狀況進行快速獲取,從而對當地的災情進行評估[2]。
(3)我國成立的首個Quick eye空間信息應急服務中心,為我國無人機在應急遙感應用方面的嘗試與典范。在兩年不到的時間內,此服務中心已完成近10萬km2的作業(yè)量,在1:1000成圖、測繪及應急等領域得到了非常廣泛的應用。
二、低空無人機遙感技術在水利相關領域中的應用分析
低空無人機遙感技術的具有非常高的分辨率與機動性,非常適用于水利相關領域,且在抗旱防汛、監(jiān)測水域、監(jiān)測水土保持以及水利工程建設管理等方面發(fā)揮著顯著作用。
2.1在抗旱防汛中的應用
低空無人機遙感技術為一項重要的獲取空間數據的方法,具有持續(xù)航行時間長、機動靈活、成本低、可在高危地區(qū)進行探測等多項優(yōu)點。在日常的防汛檢查工作中,無人機可不受交通限制,能在最短時間內趕往險區(qū)的上空,對蓄滯洪區(qū)的水庫、地形地貌及堤防險段等進行立體查看,根據機載裝置數據將影像信息實時傳遞,在向防洪對策提供可靠、準確信息的基礎上,盡最大可能規(guī)避風險的發(fā)生。通過應用無人機抗旱防汛系統,政府相關部門可全面了解突發(fā)事件狀況,并作出迅速反應,在降低工作難度的同時,充分保障參與抗旱防汛人員的生命安全。在抗旱防汛領域,低空無人機遙感技術能夠確保政府部門在洪澇旱災來臨時,可及時、準確獲取相應的災情及應急信息,從而為領導的抗災決策提供決定性的輔助信息。例如在2010年的舟曲泥石流災害中,無人機小組立即作出響應,并及時采集受災地區(qū)的遙感影像信息,為災情的評估及有效治理提供了寶貴的數據支持[3]。
2.2在動態(tài)監(jiān)測水域中的應用
人們的日常生活及工業(yè)生產均離不開水的支持。然而隨著我國人口的急劇增長及工業(yè)的快速發(fā)展,合理開發(fā)利用水資源已成為迫切需要解決的問題,而水源開發(fā)的基礎便是準確計算出河流分布及流域面積。然而由于之前技術水平有效,許多河流分布及流域面積等資料已難以將當前的狀況準確反映出來。
動態(tài)監(jiān)測水域的目的便是將地區(qū)內的水域變化情況調查清楚,通過完善水域調查、統計及占補平衡制度,從而使得水域資源信息為社會提供服務,進一步滿足水域資源管理及社會發(fā)展的需求。在調查水資源中采用低空無人機遙感技術,可大大減少人力、財力的投入。同時,根據已有的水域監(jiān)測可實現調查結果的更新,全面變更調查水域的權屬界線及使用情況,采用計算機自動識別與目視解譯的方法采集數據,編輯圖形,準確獲取水域的動態(tài)監(jiān)測類型、權限及分布等信息,進而建立信息共享的水域動態(tài)監(jiān)測管理系統等。此外,還可在航道開發(fā)及水利規(guī)劃等方面利用無人機水域監(jiān)測數據。
2.3在監(jiān)測水土保持中的應用
目前,我國最主要的環(huán)境問題即為水土流失。在水土保持研究中,定量調查土壤侵蝕為其重要內容。無人機遙感由于具有動態(tài)、快速、經濟等優(yōu)點,已成為調查土壤侵蝕信息的重要方法。土壤侵蝕受到自然及人為多種因素的影響,過程十分復雜。其中,土壤侵蝕類型不同,影響因素也便不同,例如水蝕,可參考土壤侵蝕通用方程的各因子指標,同時考慮結合使用常規(guī)方法與遙感技術能否順利獲取,以及在GIS中是否便于存取、計算等。通常情況下選擇地形、降水、植被覆蓋程度、溝谷密度及侵蝕防治措施等項目,作為估算土壤侵蝕量的因子。此外,對比分析不同時期的土壤侵蝕強度,對水資源保護工程的治療效果進行評估,從而為以后的水土保持工作提供合理指導。
無人機可對研究地區(qū)進行低空、低速拍攝,且拍攝的照片能將范圍內水土流失的強度、實際狀況真實反映出來,為土壤侵蝕的類型、程度,以及植被、地形、管理措施等侵蝕因子的屬性提供了充足的數據源。利用低空無人機遙感技術采集的遙感影像信息可為區(qū)域內水土流失的發(fā)生特點及發(fā)展趨勢提供有效幫助,為政府部門的水土保持工作提供便利的同時,促進水土流失治理工作的全面開展。
2.4在水利工程建設管理中的應用
水利工程建設管理工作涉及到水利工程安全監(jiān)測及建設環(huán)境的影響分析等方面,而低空無人機遙感技術由于具備實施快、拍攝的影像分辨率高等優(yōu)點,因而在水利工程領域可發(fā)揮出關鍵作用。水利工程的環(huán)境影響遙感監(jiān)測工作內容包括因工程建設引起的生態(tài)變化、土地鹽漬化、淹沒范圍等。利用無人機遙感機動靈活等特點,可向生態(tài)環(huán)境工程提供科學的數據及可靠的決策依據。此外,結合使用空間信息技術、無人機遙感影像及GPS系統,可順利開展提防工程及大型水庫工程的建設施工及管理工作[4]。
三、前景展望
近年來,隨著社會經濟的飛速發(fā)展以及全球氣候的變化,水資源的供需矛盾也日益明顯,這使得水利工程發(fā)展面臨嚴峻挑戰(zhàn)的同時,也為其帶來了發(fā)展機遇。水利建設朝著信息化的方向發(fā)展推進,為水利的勘測、設計、建設、管理等各項工作提供了有力的支撐。而無人機由于起降方式機動靈活,且具有低空、自主的飛行方式,以及多數據快速響應的能力等優(yōu)勢,在水利檢測、水域規(guī)劃及水利建設管理等領域具有良好的應用前景。無人機可攜帶分辨力高的數碼相機及攝像機等影像采集設備,進行實時水文數據的采集與回傳,充分體現出應急性強、實效性高等優(yōu)勢,而這些優(yōu)勢正是現代化水利工程建設與管理工作的發(fā)展趨勢。因此,對低空無人機遙感技術的特點及應用效果進行綜合考慮,我們可以得知此項技術在我國水利相關領域中具有極為廣闊的應用前景。
參 考 文 獻
[1]金偉,葛宏立,杜華強,等.無人機遙感發(fā)展與應用概況[J].遙感信息,2012,12(01):88-92.
[2]王青山.簡述無人機在遙感技術中的應用[J].測繪與空間地理信息,2010,15(03):168.
篇10
關鍵詞:遙感圖像處理技術;地籍測繪;應用
中圖分類號:P407.8文獻標識碼: A 文章編號:
一、遙感圖像處理技術
遙感圖像處理主要包括預處理、幾何糾正、圖像增強、圖像裁剪、圖像鑲色和勻色、遙感信息提取、遙感制圖這幾個步驟。其中預處理主要是消除傳感器帶來的圖像問題,某些圖像會由于傳感器的問題出現周期性的噪聲或者尖銳性噪聲。一般用帶通或者槽型濾波來消除周期性噪聲,用傅里葉變換法濾波處理尖銳性噪聲。壞線處理也是通過傅里葉變換法。在進行一些有效的薄云處理和陰影處理使圖像盡量清晰;幾何糾正是一個很重要的環(huán)節(jié),主要有圖像配準和幾何粗、細糾正、正射糾正。配準包括兩個方面影響對柵格圖像配準和矢量圖形配準,粗糾正指糾正幾何畸形,根據傳感器性能、土地運行姿態(tài)、大氣狀況等資料,細糾正是對遙感數據進行精準的地理定位,正射糾正是利用地理參考數據和數字高程模型數據對原始遙感影像進行糾正。使得遙感影像具有準確的地面坐標和投影信息;最重要的部分是圖像增強部分,需要彩色合成、直方圖變換、密度分割、灰度顛倒、圖像間運算、濾波處理、纓帽變換、信息融合等過程,每個過程都對地籍的狀況更加細化處理,使圖像更真實;圖像裁剪是將所得到的圖像裁剪成需要的大小,在地籍測繪中要研究哪一部分的地域就裁剪那一部分的就可以了;圖像的鑲嵌和勻色,鑲嵌就是圖像的拼接,然后再結合實際情況進行勻色;遙感信息提取有兩種辦法,目視判讀法和計算機分類法,前者比較常用,還要根據需要對圖像進行分類有監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類以及其他的分類方法,以便于使用;最后一步就是遙感制圖,在地籍測繪中,就需要將經過以上步驟處理的圖形,根據工作的需要,得出需要的圖像。
地籍測繪應用遙感圖像
遙感技術在地籍測繪中主要是動態(tài)監(jiān)測應用,計算機技術和遙感技術的進步和發(fā)展,地籍測繪事業(yè)借助這兩方面的力量也得到了提高。GPS定位技術給地籍測繪提供了很大的幫助。在動態(tài)監(jiān)測技術的幫助下,以數字和圖像為基礎,再加上計算機的力量,得到遙感圖像,來記錄相關數據信息,對土地情況變化全面的檢測,并且將各個時期同一地域得到的情況進行對比,得出最優(yōu)秀的圖像和數據。遙感圖像處理技術在地籍測繪中運作流程為數據選取、數據處理、變化信息提取、檢測精度評定。地籍管理有連續(xù)性、綜合性、高精度性。所以在檢測方面精度的把控是很重要的環(huán)節(jié)。精度要求很高時,就必須采用各種辦法來達到精度的要求,以得到最好的數據。數據處理就是要將得到的數據化成圖像信息,更加直觀更加客觀。變化信息提取就是對土地大小、面積、類型等方面,通過時間差,計算信息變化量,從而得出土地的變化規(guī)律;檢測精度評定,是要對那些數據和圖像需要多高的精度,以及是否達到這個精度來進行測評并驗證測繪水平。
在土地資源的調查中,遙感圖像處理技術同樣十分有用,對于礦產資源、海洋資源、水資源、旅游資源等資源的保護、管理、規(guī)劃以及合理開發(fā)都起到了很重要的作用。當前社會面臨著人口多、資源少、環(huán)境破壞嚴重、災害頻發(fā)等重大問題,要保持經濟的可持續(xù)發(fā)展和社會的全面進步,運用科學方法來解決這些問題是必要的,這些問題無疑都牽扯到一個目標,就是土地,土地多了人口再多可以住得下可以保證他們的正常生活,土地就是資源保護好了土地就意味著保護好了著這塊土地上的所有資源,也就保護好了資源保護好了環(huán)境,環(huán)境好了可以避免的災害例如土地沙化、泥石流等災害就會減少,所以土地至關重要,也就意味著地籍測繪工作很重要,做好地籍測繪工作對我國的土地問題的解決有建設性的意義。了解我國的土地狀況并且合理利用土地,保護土地資源,保護環(huán)境,改善生態(tài)建設,對我國的發(fā)展起著至關重要的作用。1999年我國國土資源部建設性地提出要實施新一輪的計劃對國土資源進行大調查,正可以表示出國土資源部對我國的土地問題的重視并且及時做出了的積極的反應。國土資源包括陸地和海域相關的各類土地資源、水資源、地質礦產資源、旅游資源等資源的分布情況進行了調查,以及地質災害等的多發(fā)地段、發(fā)生機理等。這其中不僅包括了大量的地理空間信息還包括了描述特征的大量信息,文字、圖像、數字等信息支持了國土資源部的調查。遙感圖像處理技術結合信息技術,對國土資源的調查有很重要的作用??梢钥闯?,遙感圖像處理技術子地籍測繪方面的應用,不僅是對土地狀況的剖析,還對國家的發(fā)展起到了不可忽視的作用。
結語:
地籍測繪工作在各個方面都有很重要的作用,并且這是一個很繁瑣的工作,在城市規(guī)劃與建設方面需要用到地籍測繪方面的各種數據及相關依據,保證城市建設的科學性最大限度的保證人民群眾的利益,還可以利用測繪后的數據和圖像分析土地的變化,用于研究地震、地形變化等方方面面的內容,同樣有很重要的作用。然而地籍測繪工作不是一件簡單的工作,在精度方面要求很高,數據的不同用途也要求不同的精度,不同方面的需求所需要的數據與圖像也不相同,因此就需要工作人員認真細致、嚴謹,一旦有環(huán)節(jié)錯誤將會影響整個過程無法順利完成,并且在土地變化方面有一定的認識,通過多張圖像的分析來找到地形變化的規(guī)律并且分析其是否有害,并及時匯報。遙感技術隨著計算機技術的發(fā)展近年來也得到很大的發(fā)展,所以遙感制圖也得到很大的提高,從數據的精準度、及時性到制圖的高效性、準確性都得到了很大地提高,所以遙感圖像處理技術為地籍測繪提供了很大的方便,利用這一項技術,將各類數據轉化成所需要的圖形,使工作人員可以更加直觀更加有效地得出土地的相關數據并觀測到土地的變化,然而這一過程需要很多的技術處理,因此技術上要求很高,需要確保精準度,質量要求必須達標。隨著計算機的發(fā)展,遙感事業(yè)的發(fā)展,遙感圖像處理技術更加精準,因此在地籍測繪上應用此技術,使得地測繪工作更好地服務與人類。
參考文獻:
[1]蔣金龍, 李建, 梁俊.遙感技術在城市土地利用演變研究中的應用[J].安徽農業(yè)科學, 2007, 35 (7): 2001- 2003.