遥感是利用工作在不同电磁波范围、运行在不同高度和不同类型遥感平台上的技术,连续不断、夜以继日、周而复始地获取以地球表面为主体的遥感数据,对地球表面的各种物体进行探测,把握地球表面物体、现象和过程的变化及其演变过程。
遥感开辟了人类认知地球的崭新视角,为人类提供了从多维角度和宏观尺度上去认识宇宙世界的新方法和新手段,实现了历史性的跨越。目前,我国的遥感应用已取得了令人瞩目的成就,在经济建设和社会发展中发挥着越来越重要的技术支撑和服务作用。
受国家重视应用前景广
中国遥感技术起步于20世纪70年代末,30年来,国家非常重视遥感技术的发展,连续4个五年计划都把发展遥感技术列为国家重点科技攻关项目,把遥感技术作为国民经济建设35项关键技术之一。
在应用方面,遥感已在土地资源、土地利用及其动态监测,主要农作物的遥感估产,森林资源调查包括植树造林及退耕还林评估,重要自然灾害的遥感监测与评估,城市发展和规划的遥感监测等众多领域得到全面应用。
遥感应用为国家和各级政府提供了大量科学的宏观辅助决策信息,产生了巨大的社会经济效益。越来越多的部门,已经或正在将这些技术纳入部门业务化应用中,成为主管部门执法或制定产业政策、行业规范及行业技术改造的主要技术之一。
国家中长期规划把遥感对地观测列为重点项目,将遥感应用列为相关部门的重点应用内容。我国卫星发射有长期规划,保证了遥感应用的信息源,保证了我国的遥感应用持续发展。
各领域实践处处开花
1.土地资源调查和土地动态遥感监测
随着人口的增加,耕地的减少,我国面临着如何尽快查清国土资源的数量和分布的重大问题。
我国利用遥感技术先后完成了全国土地利用调查。在20世纪80年代初期采用陆地卫星MSS数据编制了全国818幅1∶25万土地利用图等。20世纪80年代中期我国又应用航空和卫星遥感技术与野外调绘相结合,完成全国的土地利用详查,查清了我国土地权属、类型、数量、质量、分布及利用状况。从此取得了全面、翔实、准确的全国土地利用现状的第一手资料,为编制国民经济和社会发展计划,制定有关政策和科学决策等提供了重要依据。我国应用陆地卫星TM数据、中巴卫星数据等完成了20世纪80年代中期、90年代中末期和2000年代中期1∶10万和1∶25万全国土地利用调查,并建立了业务运行系统,具有每年耕地数据动态更新和每五年土地利用数据全面更新的能力。现在我国正利用遥感数据进行第二次全国土地详查工作。
2.遥感在自然灾害监测评估中的应用
遥感技术为自然灾害的监测评价提供了强有力的技术手段。经过20多年的科技攻关和建设,我国已建立了重大自然灾害遥感监测评估运行系统,已经形成了对台风、暴雨、洪涝、旱灾、森林与草原火灾、雪灾、冰凌、赤潮、地震、沙尘暴以及典型区的虫害、滑坡、泥石流等灾害的监测能力,特别是快速图像处理和评估系统的建立,已经具有了对突发性灾害的快速应急反应能力,使该系统能在几个小时内获取灾情数据,1天内做出灾情的快速评估,1周内完成详细评估报告。
系统建成后已先后在1987年的大兴安岭特大森林火灾,1998年我国长江、嫩江特大洪水,2000年易贡大滑坡地质灾害,2003年淮河大洪水以及2008年“5•12”汶川特大地震等灾害监测中投入运行,为国家各级防灾减灾部门决策提供服务,产生巨大的社会和经济效益。
例如在1998年我国特大洪水监测中,运用了六颗卫星数据,出动三套航空遥感系统对灾情进行动态监测,并核实了上报受灾面积3亿多亩为3000多亩的事实,体现了遥感的优势。遥感在汶川大地震灾情监测中发挥了其他手段不可替代的作用,是获取灾情信息的惟一手段。在四川汶川大地震发生后,全力启用了航空、航天遥感设备和专业技术人员,为抗震救灾监测获取、处理和分析数据,并紧急向政府部门、前线指挥部提供了大量快速、有效的灾情数据和信息。
3.农作物遥感估产系统
农业生产形势,特别是各级政府、农业生产管理部门、农产品购销与加工企业以及广大公众都关注的大事。农作物长势与产量是国家社会经济基础信息,对于制定国家和区域社会经济发展规划,制定农产品进出口计划,确保国家粮食安全,指导和调控宏观的种植业结构调整,提高相关企业与农民的经营管理水平均具有重要意义。遥感技术用于农情监测具有得天独厚的优势。近30年来,农作物遥感监测一直是遥感应用的一个重要主题。
中国科学院建成了“中国农情遥感速报系统”,该系统包括作物长势监测、主要作物产量预测、粮食产量预测、时空结构监测和粮食供需平衡预警等5个子系统,可实现全国范围主要农作物的长势监测、单产预测与估算、农作物种植面积提取、种植结构变化监测、粮食总产分析计算、耕地复种指数获取、农业气象分析、农作物旱情遥感监测等农情监测业务,并能获取全球主要农业国家的作物长势和重点产粮国的总产预测等信息。自运行以来,该系统每年监测和预测的信息被国家发改委、国家粮食局、农业部等部门及一些省市应用,现在已推广到期货市场应用。
农业部组织研发并投入业务运行的“国家农业遥感监测系统(CHARMS)”,可定期监测和评价全国大宗农作物面积、长势和产量、草地产草量和草地退化、农业土地资源、土壤墒情、农业灾害等主要农业动态信息,为农业结构调整、粮食安全预警和农业宏观决策提供可靠的技术支撑。
4.遥感在数字城市建设中的应用
遥感在城市建筑监测中发挥了重要作用。城市拆迁是城市建设中的难题,利用高分辨率图像,对拆迁进程一目了然,便于城市建设管理。北京市利用“北京一号”小卫星4米分辨率的图像对较大工程(如奥运工程)的拆迁和建设进行了监测。建设部已经建立了风景名胜保护监管信息系统,实现对风景名胜区环境生态和景观的及时、有效的监管,以迅速遏制部级风景名胜区“城市化”、“人工化”、“商业化”的趋势恶性蔓延,保护国家风景名胜区的宝贵资源。该系统已纳入建设部日常监管业务。
城市发展已经成为遥感技术应用最具活力的领域之一。利用先进的遥感等空间信息技术可以对城市自然生态中的土地、生物(如绿地)、水、景观等,对社会生态中的环境(如大气污染)和人居环境(如绿化和热岛)等进行监测,为城市建设提供生态布局和治理方案。
对我国直辖市、省会城市和特别行政区的34个城市的中心建成区30年的城市扩展监测结果表明,到21世纪初期,各个城市中心建成区不同程度地增加了中心建成区的面积,城市的建设规模显著增大。实施监测的34个城市的中心建成区面积较监测起始期扩大了2.26倍。
5.遥感在测绘中的应用
以遥感数据为核心的国家1:5万地形数据库建设已相继完成了数字栅格地图(DRG)、数字高程模型(DEM)、矢量核心要素数据库(DLG)、地名(GN)、土地覆盖(LC)、数字正射影像(DOM)、控制点(CP)、元数据库(MD)等专题数据库,并实现对各数据库的集成管理,为广大用户提供高精度的基础地理信息服务。1∶5万基础地理信息更新工程的实施,将大幅度地提高其现势性和改善内容完整性,有力地提升基础测绘成果为国民经济建设、社会发展和国家安全的服务保障能力与水平。
我国西部约200万平方公里的国土曾经受恶劣自然环境和当时技术水平的制约,一直没有测制过1:5万比例尺地形图。如今,航天遥感、航空摄影、航空航天合成孔径雷达、卫星导航定位、地理信息系统等最新摄影测量与遥感技术,为西部测图工程的顺利实施提供了有力的技术支撑。西部测图工程的实施,对于满足西部重大基础设施建设、资源合理开发与利用、生态建设与环境保护以及国家安全具有十分重大的意义。
做好数据保障与应用业务结合
1.遥感应用的数据保障问题
遥感应用进入业务化,首先要保证其时效性、数据的可靠性和实用性。这就要求遥感数据能及时提供用户所需要的不同时间分辨率、空间分辨率、光谱分辨率的各种数据,特别是突发性灾害的监测评估,要能在灾害发生后最短的时间内提供遥感数据。
2.遥感信息与应用业务的结合问题
遥感提供的信息可能只是业务应用涉及的部分信息,要解决业务应用需要与实际应用模型、其他数据与信息等的结合,其难点是遥感信息与应用模型的同化、综合信息的挖掘等。
3.遥感应用系统集成问题
遥感信息作为业务应用的重要空间信息,其优势是可以快速提供大范围地表的空间分布信息,这是常规方法不可比拟的,但是,遥感信息必须与数据库、模型和应用系统集成在一起才能发挥其应有的作用。目前应用比较好的领域都是这样做的。
“四化”加速遥感应用
1.遥感应用数据的详细化
由于遥感应用的巨大需求,遥感数据获取技术的飞速发展,适应遥感应用的数据将是多样化的。空间分辨率将会有几公里-1公里-几百米-几十米-几米-几十厘米级的数据,时间分辨率会有几天-几小时-1小时-半小时甚至更高时频的数据,光谱间隔将达纳米级。
2.遥感信息提取的智能化
遥感应用的重要环节是信息提取和挖掘。未来的遥感数据处理和信息提取技术会向自动化、智能化方向发展,关键要解决精度和速度问题,新的算法、模式识别和工作流技术等将会引入到遥感数据处理和信息提取中,大大提高自动化处理和智能化提取的能力,可以自动处理重复、费事的任务,提高操作效率,降低生产成本。
3.遥感应用的外包服务化
由于遥感的数据-信息-知识-应用的技术环节复杂,因此遥感应用的门槛很高。目前,国际上已出现一些大的企业,承接政府和行业的遥感应用。将复杂的技术问题交给企业解决,从得到的遥感信息和知识中做好自身与专业的结合,从而降低应用的门槛。我国“北京一号”小卫星的应用就是由北京各委办局交给企业做的,取得很好的效果。这种外包服务化是未来遥感应用发展的趋势,也会推动遥感产业化。
4.遥感应用的大众化
关键词:遥感课程实践教学教学方法
遥感(RemoteSensing),“遥远的感知”,广义遥感指对目标物进行无接触的远距离探测技术;狭义上指在航天或航空平台上,运用各种传感器(如可见光、红外线和微波等)对地球进行观测,接收并记录电磁波信号,根据电磁波与地表物体的作用机理及对探测目标的电磁特性进行分析,进而获取物体特征性质及其变化信息的技术[1]。遥感是20世纪60年代以来新兴的一门学科,美国宇航局、欧空局等机构和加拿大、日本、印度、中国先后建起了各自的遥感系统。随着计算机和传感器性能的不断提高,遥感影像的分辨率(空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率)有了很大提高。遥感数据中包含了大量的地表和空间信息,而目前对于遥感数据丰富的信息不能完全提取,如何充分有效的从影像中获取全部的信息是一个亟待解决的问题。许多高校开设了与遥感相关的专业和课程,这对遥感技术的谱及和发展提供了良好的基础环境。如何培养出适合社会发展需要的合格的遥感技术人才是目前高校遥感教学的重点。
一、遥感课程教学现状
遥感技术虽然是一门新兴学科,但目前已经得到广泛应用,国际遥感应用发展的实用化、精细化、产业化和业务化特征明显。在我国遥感技术起步较晚应用水平不高,根本原因是基
础性研究薄弱[2]。只有通过系统培养掌握遥感理论知识和实用操作技术的后备人才,才能够满足社会对遥感高技术人才的迫切需求,这也是高等教育面临的责任。目前在遥感课程教学方面与社会需求之间存在一定的差异,相对于遥感技术发展,课堂教学内容相对落后。从目前遥感课程教学内容的设置方面来看,存在以下现象:
(一)重理论教学,轻实践教学
大部分高校在课程大纲设置时,将理论教学部分安排了大量的课时,而对于实践环节课时安排较少[3]。实验课时少,难以培养学生的感性认识,动手能力的提高更是无从谈起[4]。遥感课程不同于其它理论课程,它需要学生具有很强的操作能力,少的实践教学课时使学生对遥感技术基本技能的训练和掌握不能满足,其结果使学生对课程理论部分内容不能较好的理解。容易造成教学内容仅限于课本知识,使教学和实践脱节,降低学生对这门课程学习的兴趣,不能激发学生的创新性能力。
(二)快速发展的遥感技术与相对滞后的实验教学内容
遥感技术是一门新兴的交叉学科,它是以航空航天、传感器和计算机等技术为基础发展起来的,涉及学科众多。随着航空、航天技术和计算机技术快速发展和传感器性能的不断提高,遥感技术得到了飞速发展,遥感数据分析和处理方法层出不穷。而伴随发展的遥感课程的教材通常相对稳定(几年或者十几年不变),不能及时更新,新的技术不能够较快为学生所接触。如果教师的知识也不及时更新,会造成学生所学的知识陈旧,与实际脱节,不能满足学科发展的需要。
(三)传统的教学方式与学生综合素质的提高
在课堂教学过程中教师应该注重学生综合素质的培养,调动学生学习的主动性,激发学生在学习过程中发现问题、主动解决问题、培养自主学习的能力。传统的教学方式偏重于理论原理方面教学,对于启发学生思考问题和自主解决问题等综合素质的提高方面涉及较少,不利于学生积极主动性的提高。
(四)课堂教学与社会需求存在一定的差异
课堂教学注重理论教学,教材和教学方法通常变化不大,对于有些课程(例如大学物理、化学)也许采用这样的教学方法是可行的。而有些发展特别快的学科,如遥感技术、计算机科学等学科,需要教师及时掌握本学科的前沿知识,及随科技发展后的社会需求情况来调整教学内容。相对于这些发展快的学科,传统的教学方法显得手段单一,并且学生参与其中的机会少。随着计算机、信息技术的发展,遥感技术得到了迅速发展。遥感课程不同于其它理论课程,尽管现在高校中大都采用多媒体教学方法,但在整个教学环节也大多数是以教师的讲授为主,学生在整个过程中只是看和听,缺乏对学生动手能力的培养。同时,课堂开设的每节实验课也只是单一实验,没有开展完整系统的实验,造成课程教学与社会需求之间的差距。社会对人才需求是全面的,多方位的,高校毕业生不仅需要具备专业知识,还需要具备一定的创新能力。
二、遥感课程教学方法的改进
课堂教学内容和方法直接影响教学质量和培养目标,在教学过程中应注重学生个体发展,将理论教学与践教学相结合,使课堂所学知识更好地为社会需求服务。要合理安排和优化授课和系统的实验的内容,使之紧密结合学科前沿研究和学术动态,使课堂知识适应社会发展需要,更好为社会进步服务。课程改革从以下几方面进行探索:
(一)理论教学
(1)专业理论教材及时更新。遥感技术的飞速发展,对理论教学工作提出新的挑战。由于教材编写和出版周期较长,就需要教师尽量利用其它方法手段获取较新的授课内容,例如可以通过网络手段或者外文资料及一些高级别的国际会议中的资料,给学生传递最新的学科动态和前沿信息,使学生所学的专业理论具有时效性;同时,引导学生通过多种方法(例如,网络资源)了解不同机构研究现状和研究动态,学生从查找资料的过程中培养了自学能力和提高他们积极动思维。
(2)充分利用现代媒体技术。媒体教学有很强的程序性、目的性、交互性和实用特性。把媒体提供的资料加以优化和整合,按照学生的认知能力、知识结构以及学生的情感状态等因素,可以尽可能的调动学生的感官,从而做到提高上课的效率和学习效率[5]。运用多媒体技术进行教学,可以把理论内容部分通过图文的形式展现出来,增加学生的认识能力,有利于学生对课堂知识的理解。遥感影像不同于传统照片,属于顶视图。遥感信息的提取是通过遥感图像解译来完成,对图像的解译首先要对图像进行判读,判读的过程中需要了解各种地物在影像上的特征,了解不同地物在不同地形或不同植被在不同季和不同生长过程中的表现特征,只有通过媒体教学才可以很好地给学生展示不同时间和空间的遥感影像,这样便于学生对地物不同条件下的特征进行区分,加强学生对图像的判读能力,为今后图像解译的准确性打下基础。
(3)授课内容增加专题部分。通过增加专题知识的讲解可以加强普及遥感知识的应用。结合不同专业学生的特点,将遥感技术应用部分制作成不同的专题,通过课堂讲解的方式传授给学生。每个专题中应包括遥感技术在本领域的工作流程、基本工作原理和应用前景。例如,对于海洋技术专业的学生,结合海上溢油、海水悬浮泥沙方面介绍遥感在海洋环境中的应用;对于水力学及河流动力学专业,结合汶川地震之后诱发的灾害情况,就遥感技术如何对河床演变及河道泥沙淤积方面研究进行讲解。
(4)将科学研究工作溶入教学中去。为了加深学生对遥感理论知识的理解,将科研成果溶入于实践教学中,不仅有利于科研成果和技术的推广,也可以增加学生学习的积极性,提高学习效率。教师在授课时可以结合自己的科研工作,给学生讲解如何选题、如何开展科研工作及本研究在学科中的地位等。利用这种学习方法可以培养学生自主创新能力,也能够培养学生的科研潜能。同学们可以根据自己的兴趣申报科研项目,模仿老师的试验方案,自主设计项目的实验步骤、制定技术路线、撰写实验报告和科技论文。这样的教学方法与纯理论教学和纯实践教学不同,有利于学生把理论学习、实践学习和科技创新三者结合起来。
(二)实践教学
构建合理科学的实践教学体系、提高学生的实践能力和综合技术应用能力,是高校遥感课程改革的重要任务之一[6]。
(1)注重遥感教学中的实践教学环节。能力的提高是基于大量实验基础上,加大实验课课时量,加强基本技能训练;增加综合型、创新性的实验,构筑全方位的实验教学模式,能够为学生的自主实验营造个性化的学习环境,有利于强化学生的综合能力的提高[7]。遥感技术是一个实践性非常强的学科。大多数的课堂教学中关于遥感原理部分讲授较多,实践操作占很少一部分,通常高校在制定遥感课程教学大纲时,把它等同于其它的一般性课程,与理论教学课时数相比实验课课时数设置较少,这样很难保证学生基本的技能训练和提高,也影响到学生对理论知识的理解。根据每一章节的理论教学部分,设置相应的实验教学内容,加大应用型教学内容,提高学生实践的能力,以加强学生对课本知识的理解,也使学生能够很好的掌握遥感的应用技术,为今后的科研工作打下良好的基础。同时,增加较多的实验课时数,加强学生对不同遥感图像处理的操作能力,做到熟练操作。
(2)将软件教学贯穿于整个理论教学中,训练学生的动手能力。在现行的教学大纲基础上适当强化图像处理和解译能力练习。在整个遥感课程的教学过程中离不开实践教学,把遥感软件的操作渗透到课堂教学活动中。遥感图像信息提取通常要借助于遥感图像处理软件完成,通过课时的调整,学生有更多的课时进行实验练习,熟练操作软件,掌握图像处理的基本技能,可以加强对理论知识的理解。在理论教学过程中即时进行遥感处理软件的操作讲解和演示,通过学生对软件的学习,提高学生的动手能力、思考问题和解决问题的能力。
(3)加强课程实验内容系统性和前沿性。遥感课程涉及到众多学科,由于教学大纲所规定的课时有限,在设计实验教学方面应结合遥感科学与技术专业的培养模式,对课堂实验内容进行优化整合。目前每一种遥感图像处理软件,都是由不同的模块组成的,每一模块下包含不同菜单,每一菜单具有不同功能。通常完成一项数据分析工作需要完成一系列的操作,用到不同的菜单或模块,而教学实验课的内容只涉及到某一模块或某几个菜单的功能,学生只能了解某一菜单如何使用,而不是就某项研究内容系统的实验。同时,实验教学也应该结合前沿研究,将一些前沿的研究方法渗透到实验教学中。在设计教学实验时应该结合理论教学内容,做到理论与应用相结合原则,基础性和前沿性原则。
三、结束语
遥感技术的不断发展对高校遥感课程教学内容提出了新的要求,只有通过不断改进教学方法才能满足学科发展的需求。本文立足于遥感课程的培养目标,从社会发展对遥感人才的需求和遥感课程教学中存在的问题方面进行分析,提出了遥感课程理论和实践教学方法改进的一些建议。遥感课程实践教学改革应是基于更新和完善理论教学的同时,加强实践教学的改革。理论教学内容随遥感技术的发展应不断更新,这将有利于学生了解前沿的科学研究和动态;理论教学内容随科技发展不断更新,做到与时俱进;加强实践教学环节可以培养学生动手能力、科研潜能和创新能力,是课程建设的需要也是学科发展的需要。
完善实践教学体系,将会体现培养实用型人才的办学宗旨,适应社会需求。高校遥感课程教学内容如何适应遥感技术不断发展的需要,仍然需要不断地探索,通过探索来寻找适合学科发展特点的教学方法和完善的教学体系,来满足社会对遥感人才的需求。
参考文献:
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[2]秦文俊.《遥感图像处理》课程教学在地理学专业中的探索与实践[J].现代测绘,2007(11):45-47.
[3]黄秋燕.教学性地方高校遥感课程教学与科研互动模式探索[J].高教论坛,2008,(5):352-353.
[4]潘竟虎,赵军.“以学生发展为本”教育新理念背景下的高师遥感课程实践教学改革初探[J].临沧师范高等专科学校学报,2008,(3):48-51.
[5]吴前明.多媒体教学新论[J].新时代教育,2008,(5):114.
1、遥感找矿技术概述
随着科学技术的持续发展和进步,国际、国内的地质矿产勘探工作都不一样程度地获得了非常大的技术支撑,地质勘探业快速崛起,遥感找矿技术已经变成一项相对成熟的地质找矿办法。
遥感找矿技术关键是指应用遥感技术实施地质矿藏的发现、开采等项目。这技术的理论支撑是遥感技术,依照光谱分为能见光遥感、红外遥感与微波遥感。遥感技术用于地质找矿作业,可以全面、客观地记录与分析矿山的物质成分与构造,使发现矿藏的几率与速度大大的提高与改善了,而且分析结果更加精确与合理。
遥感找矿技术关键是根据大地层中的各类物理化学物质所产生的反射、透射等物理作用而形成的电磁波,来传递各类地质成分的特点信息。通常来说,具备稳定的物理构造与稳定的化学性质的物质具有稳定的光谱吸收特征,而不同的矿物质又具有不同的电磁波辐射能力。在遥感找矿技术中,我们运用波谱仪等遥感设备对野外收集的样品实施光谱试验,得到数据并对其光谱曲线进行测量,再和资料库中的已知光谱实施对比,能够确定矿物质中所含有的各类成分,并进一步判断其含量和纯度。这样,我们就运用遥感找矿技术,成功地为决策者开发运用矿山资源供应了可靠资料。
2、在地质找矿中遥感技术应用的理论根据
遥感技术能够综合几种地质遥感信息,具备丰富的理论基础,与物理内涵,在地质找矿中发挥着至关重要的关键作用。在地质找矿中遥感技术的运用,具备方便定位、立体感强、丰富的信息量、多波段、宏观性等优点,运用遥感技术分析地质找矿中的遥感影像,综合含矿载体与含矿结构的光谱特点、纹理特点、构造特点与结构特征。地质构件状况直接关系着矿产资源的产出与形成,一般状况下,在煤系地层中储存煤矿资源,其光谱特点关键反映了岩石的特点种类、地质矿产资源的结构特点,运用遥感技术能够获得有关的环状与线性信息,全面的揭示地质矿产范围的地质系统结构。含矿结构的纹理特点与结构特点反映了地质矿产资源的岩石种类与地层层序的差异,不一样的矿物含量与成分反映了矿化的蚀变状况,一定规律的矿化蚀变组合经常指示着存在某种矿产资源的状况。
3、遥感在地质找矿中的应用
3.1地质构造信息的解译
地壳内部的内在活动原因是构造运动,它和变质事件、热事件、成矿作用关联在一起,而内、外生矿床的产生与分布都不一样程度地受必然地质结构事件的控制。地质结构在遥感图像上经常表现为线性和环形特点。线性特点,是像片上呈持续或断续的线状或带状展布的影像,其有一定规律性的空间分布型式。线性形迹关键指断裂与节理等结构,它控制着岩浆活动和矿液的运移、保存,对导矿、运矿、储矿起着关键的作用。环形结构在地壳中以近圆形的结构环带为特点,很多是地壳内部活动的表现,对产生火山型、热液型矿床关联严密。线性构造、环形构造和构造交叉位置,常常是成矿的关键位置。经过对遥感图像上色调、阴影、形状的研究能够更直观的看出研究区域的地质构造,对成矿预测有利。
3.2提取地质构造信息
通常状况下,地质矿产关键是由各类地质构造的不一样运动形成的。比如,火山或地震活动等。一般状况下,矿产的分布关键集中在各类地质构造边缘部位或形成变异的位置,非常多关键的矿产关键分布在不一样板块的结合部位或邻近边界的地带。从产生时间上分析,其相同地质构造的运动时间是维持同步的,矿床的分布会由于地质构造运动的改变而形成变化,而且,展现出了带状分布。凭借遥感技术从事找矿工作,关键就是运用这一特点实施找寻工作。像,在矿物质的产生区域,凭借线性影像对应的信息实施高效提取,同时,还能够对火山构造和盆地等地质影像资料实施合理的分析,并把找矿需要的有用信息从其中提取出,从而结合有关的影响原因,综合评定矿物的储备和种类等有关特点。
3.3植被波谱特点运用
一般状况下,矿场四周的地貌植被和所含有的矿物质具备一定的关联性,比如,金属元素随着时间的持续累积,会生成必然的微生物群落,而微生物同地下水等自然环境互相作用,会对地表的土层形成必然的作用,从而让地表发生一定的改变。地表的各类植被在吸收了含有金属元素的营养物质后,会产生一定的异变。当大面积发生异变后,凭借遥感技术对有关的信息实施有效地提取,从而分析出详细的金属元素,并借此判断这范围的矿物质储备等状况。
3.4识别地质岩石矿物
成矿的赋存条件多以特定的岩石组合与种类为物质基础,可见对于成矿而言,岩石的作用显而易见,而岩石、矿物本身的光谱特点也为运用遥感技术得到遥感信息用于辨别岩性供应了必要条件。一般用于识别岩性的办法关键为加强、变换、遥感图像分析,凭借图像中颜色、色调、纹理等加强后的差异性,最大限度的分开岩相、划分岩性组合或岩石种类,像岩浆岩、沉积岩、变质岩等。通常状况下,当处于8-14μm的波长时为热红外域,反映的是岩石、矿物光谱中的发射特点,当其处于0.4-2.5μm时则为能见近-短波红外域,反映的是岩石、矿物光谱中的反射特点。
遥感技术在识别岩石、矿物中的运用也相对常见,像某矿产运用ASTER热红外遥感技术提取了某边缘试验区的硅酸盐岩、碳酸盐岩、硅质岩的岩性;而Crosta则以研究地区内的蚀变特点与地质状况为根据,基于USGS矿物光谱数据库,创建了单矿物的识别规范,并运用AVIRIS得到了遥感图像,从而把明矾石、白云母、高岭石等矿物提取了。由于以空间特点与地物光谱的差异性为基础的高光谱成像遥感技术具备数据量大、高的分辨率、超多波段等优点,其窄波段能用于矿物吸收特点的不同,配以重建地物光谱、量化并提取光谱特点、混合象元定量分析等,能完成对矿物岩石的有效区分,所以在识别岩石矿物中获得普遍运用。
【关键词】:遥感技术;电力工程;生产效率
中图分类号:F407.61文献标识码:A文章编号:
1、前言
改革开放以来,国外先进的技术被引入了进来,经过科技人员的内化,逐渐被应用到各种工程中去,特别是遥感技术的应用,极大的降低了成本和劳动强度,提高了劳动生产率,极大的促进了工程建设的发展。遥感技术是20世纪60年代兴起的一种不直接与目标物接触而感知其性质和状态的探测技术,是根据电磁波的理论,应用各种传感仪器对远距离目标所辐射和反射的电磁波信息,进行收集、处理,并最后成像,从而对地面各种物体进行探测和识别的一种综合技术,而将遥感技术用于电力工程,主要是应用到输变电工程前期选线工程、进行对比优选厂址及利用高分辨率卫星影像立体像等制作站址地形图等等,极大的方便了工程专业技术人员,特别是目前googleearth的不断成熟,其卫星影像,并非单一数据,而是卫星影像与航拍的数据的一个整合,它是利用遥感技术形成的能为工程专业技术人员直接使用的图像成果,大大降低了工程专业技术人员的劳动强度,提高了劳动生产率。
2、遥感技术概述
任何物体都具有光谱特性,具体地说,它们都具有不同的吸收、反射、辐射光谱的性能。遥感技术就是根据这些原理,对物体作出判断。遥感技术一般由遥感器、遥感平台、信息传输设备、接收装置以及图像处理设备等组成。遥感器装在遥感平台上,它是遥感系统的重要设备,它可以是照相机、多光谱扫描仪、微波辐射计或合成孔径雷达等。信息传输设备是飞行器和地面间传递信息的工具。图像处理设备对地面接收到的遥感图像信息进行处理以获取反映地物性质和状态的信息。
3、遥感技术在输变电工程前期选线工程中的应用
Googleearth是一款google公司开发的虚拟地球仪软件,它把卫星照片、航空照相和GIS布置在一个地球的三维模型上,其有免费版和专业版两种,用户可以通过下载客户端软件,对所需的高清晰卫星影像进行浏览,由于googleearth和真实的地球物理信息做了匹配,其所提供的地形、大地高、经纬度信息和实际情况完全吻合,因此这种由遥感技术形成的图像成果被广泛的应用到了输电线路工程的线路选线中。根据作者多年的实践经验,认为遥感技术在输电线路工程选线阶段中的应用主要有如下几个方面:第一,选线时,在googleearth上截取两个变电站之间的卫星影像,通过图像可以很明显的看出两变电站之间的地形、高度、地物和地貌,能够轻易的避开山地、河流、村庄、工厂等等,而且由于googleearth地图的准确性相当高,在这种情况下,就不用专业技术人员到现场去进行实地踏勘,就能够得到比较合理的输电线路的路径,降低了劳动强度,提高了劳动生产率。第二,可以利用googleearth的地名标注功能,在其上将对输电线路路径选择有影响的地物地貌(特别是避开军事区、规划区、地质不良地区等等)进行标注,可以综合的考虑各种影响因素,这样的话,可以让专业技术人员,很明了的看出,线路应该怎么走,怎么走更能节约成本。
由以上可以看出,googleearth对于输电线路的选择和优化具有非常重要的意义,特别是当输电线路需要通过交通不便、地质条件复杂、冰雪地区等人员到达困难的地区更是能显示其重大的作用,但是作为专业技术人员,不能完全依靠googleearth,要利用经验及其它相关技术进行复核,还要注意影像的现实性,从而且确定下一步到现场踏勘的重点区域并调绘变化的地物。
4、遥感技术在变电站站址选择中的应用
根据作者多年的实践经验,认为googleearth在变电站站址选择中的具体应用主要表现在如下几个方面:第一,利用googleearth进行变电站选址的工艺流程为:确定变电站站址的大致范围根据已建好的运行站址、输电电线路等数据库,在googleearth上进行备选站址的具体定点调入各个备选站点周边的地物地貌数据,进行室内必选,确定较优的变电站站址结合输电线路的情况,对较优变电站站址进行比选,选择最优站址。第二,建立运行站址和输电线路等数据库。由于googleearth使用后缀为kml的文件作为保存地标的文件格式,因此只要把包含以后站址、输电线路等基本信息做成excel格式的表格,然后用一个kmlGenerator工具将excel的文件转换为在googleearth可以打开的kml文件,打开kml文件,就可以任意的缩放地图,也可以将原来变电站和输电线路的详细信息显示出来,利用这些信息,进行备选站址的具体定点。第三,收集备选站址的信息。对备选站址的信息进行收集,并按照第二部分的方法,建立kml文件,对备选站址进行比选,选出较优的变电站站址。第四,结合输电线路的情况及当地的经济因素和人为因素,特别需要考虑的是变电站站址周边的原材料情况,避免最基础的原材料的外调,从而节约成本。依据以上信息,从较优的变电站站址中选择最优的变电站站址。
另外,还可以利用googleearth与autocad结合,将站址区域的遥感影像插入到到测量的站址地形图中,能提供更为真实和直观的站址地形地貌。
5、遥感技术在输电线路防雷中的应用
架空输电线路是电力工程系统的重要组成部分,输电走廊大部分要经过旷野、丘陵、高山,其长时间暴露在自然界中,十分容易受到雷击,可以将用遥感技术形成的googleearth应用到输电线路防雷中,下面介绍作者的一点见解:第一,地形是影响输电线路杆塔雷击概率的重要因素,通过googleearth可以从不同高度和不同角度对输电线路杆塔所在地形环境进行观察,便于对典型的雷击地形地貌特点进行统计发现,雷击一般发生在比较平缓的连绵山脉。第二,利用googleearth对雷击故障查找。在利用雷电定位系统进行输电线路雷击故障查找的时候,一般认为雷电定位系统中记录的地闪位于输电线杆塔周围1公里的范围内,这样的闪电才会击中杆塔,因此输电线路杆塔的经纬度坐标是进行查找故障的基础,然而,杆塔的经纬度测量中,往往会出现一些差错,而利用googleearth对这些差错进行查找提供了比较方便准确的方法:将输电线路杆塔坐标转换成相应的kml文件在googleearth中打开kml文件结合输电线路杆塔明细表,对输电线路杆塔位置是否错误进行判断如果错误,结合杆塔明细表中档距和转角数据,利用googleearth中的测量工作对错误杆塔位置进行修正。修正后的杆塔坐标是实际位置的真实反映,这样的情况下再根据雷电定位系统的数据,对故障进行精准和快速的定位。
6、结尾
以上内容首先对遥感技术进行了简述,随后针对由遥感技术形成的googleearth成果在电力工程中的应用进行的具体的介绍,表达了自己的见解,但是作者深知,作为一名专业技术人员,应该在实践中不断学习,并注重借鉴国内外先进的经验,不断提高自身的专业素养和综合素质,才能为遥感技术在电力工程中的应用做出应有的贡献。
【参考文献】
[1]《遥感导论》梅安新等,高等教育出版社
关键词:遥感地学分析;课程;教学方法
中图分类号:g642.4文献标志码:a文章编号:1674-9324(2013)30-0130-02
一、引言
遥感是综合利用物理手段、数学方法,依据地学规律来研究地球表层的资源与环境问题的技术手段,具有现代边缘科学技术明显的综合性的特点,它既是空间技术的必要组成部分,又是联系天文学、地球科学和生物学的纽带,其应用遍布林业、农业、地质矿产、土地资源、环境、水资源、城市规划与管理等各个不同领域[1]。遥感应用研究的基础是需要根据地学应用的目的来建立一定的遥感信息的处理和分析模型,获得能反映地球区域分异规律和地学发展过程的有效信息,而遥感地学分析就是遥感与地学各学科应用之间的一个接口,它既是遥感应用基础研究的重点,也是遥感技术发展的前沿[2]。
《遥感地学分析》是遥感与地学交叉的边缘科学,是应用遥感的理论、方法和技术,应用遥感数据源,实现复杂地学问题的快捷、方便、省时和省力解决的一门课程。该课程是遥感科学与技术专业、地理信息系统专业等本科专业的一门重要专业课程,作为其学习基础的先修课程有《遥感原理与方法》或《遥感概论》、《遥感数字图像处理》、《自然地理学》等。开设该课程的主要目的是巩固、深化学生遥感基础理论知识,学习掌握遥感地学分析的基本原理、方法及模型构建,学习遥感技术在各主要地学领域的应用方法,使学生从遥感的角度认识地理过程和规律。为了实现上述教学目的,可以将整个教学过程分为三部分:基础知识与案例相融合的问题驱动式基础理论教学;具有专业学科背景及地域特色的遥感地学分析教学;完整的项目式实践教学。
二、基础知识与案例相融合的问题驱动式基础理论教学
《遥感地学分析》课程是在学习过遥感相关原理、方法等基础知识的基础上开设的,在基础理论知识这块主要以巩固和深化为主,因此在教学过程中不是简单的重复式教学,不能以灌输的方式再将学过的知识讲解一遍。教学中可以把经典理论知识与案例相融合,将有针对性的案例展示给学生,并采用问题驱动式教学,把案例中涉及的理论知识由浅入深、循序渐进的以问题形式引出,再由学生自行思考、讨论,利用所学基本理论对案例所呈现的现象和问题进行分析和解释,最后由教师对学生的回答给出解释和总结,从而达到巩固和加深基础理论知识的目的。例如,在回顾和地物光谱特性相关知识时,可打开一个多波段影像,在老师的要求和简单提示下,由学生自己动手进行一些简单的数据操作,如可单独打开每一个波段的影像,针对同一位置同一种地物类型进行观察,由学生通过地物在不同波段影像中的色调变化,来直观认识该地物在各个波段的光谱反射差异;然后可打开多个由不同波段组合形式形成的真彩色或假彩色影像,先由学生观察并描述不同影像中地物的差异,分析产生差异的原因;进而进一步讨论多波段影像在遥感应用中的作用,认识到研究地物光谱特性的必要性及波段选择的重要性,掌握地学分析应用中波段选择及波段组合的方法及评价。
上述整个过程中都需要老师根据实际情况有针对性的引导、提出问题、解决问题,从而实现教学的推进。当然,完成这一教学过程除了上述内容外还需做好充分的课前准备和课后总结工作。课前准备有:由老师挑选准备学校所在地的,最好是不同时相的多波段遥感影像数据,在上课之前就分发给学生,由学生通过目视解译、实地踏勘及其他辅助手段(如googleearth等),将影像中地物类别判识并标注出来;老师提前将所要讲解的知识点进行提炼,按照知识的连贯性及人对事物认识的过程,将知识点按照由浅入深、层层递进的关系进行组织串联,并设计好影像操作的步骤、环节以及提出的问题。课后的总结主要是在课堂的主体内容结束后,由老师以文字的形式将整堂课所涉及的知识点依次总结罗列出来,保证课堂教学的整体性。
三、具有专业学科背景及地域特色的遥感地学分析教学
在《遥感地学分析》课程中,非常重要的一部
内容就是学习掌握遥感地学分析的基本原理、方法及模型构建,学习遥感技术地学领域的应用方法,从遥感的角度认识地理过程和规律。这部分内容需要讲解一些基础、常用的遥感分析方法,如地学相关分析法、分层分类法、变化检测、定量遥感分析等等,还需要学习遥感在一些主要地学领域当中的具体应用,比如土地资源、林业、农业、水资源、地质等。作为不同学校或不同专业开设这门课程,除了要完成上述基本原理、方法和应用的学习任务外,还应突出专业学科背景特色,根据该专业的学科背景、支撑学科及所处地域特色,深入系统的学习与区域特色及学科背景结合紧密的一个地学领域中的应用。比如新疆大学地处西北干旱区,具有干旱区所特有的一些地理环境特点,在这里长期进行着盐渍化、沙漠化、干旱区流域生态环境及其脆弱性、积雪融雪、冰川、地质地貌等具有地域特色的地学研究。因此在课程该部分内容的学习中,可根据教师或者学校其他研究团队在这些领域中的研究,加入一项专题地学分析学习,将实际的科研工作情况融入到课堂教学中,用实例让学生更直观深刻的理解在这些领域中,各种地学分析方法是如何应用的,应用后能够得到什么样的结果,这些结果有什么样的作用以及如何指导实际的工作。
四、完整的项目式实践教学
实践教学是《遥感地学分析》课程的重要组成部分,对于整个课程内容的串联和实际应用起着至关重要的作用。传统的课程实验是将实验割裂开来,针对不同章节的内容设置多个小实验、单独完成、单独撰写实验报告,这样的实验模式会使学生很难形成解决一个具体问题的整体思路,知识的连贯性不够,运用遥感知识解决问题的能力不能得到很好提升。因此该课程的实验应改变这种传统的独立小实验模式,将实践内容设计成一个完整的项目形式。所谓项目式就是由教师根据科研项目情况及数据可能的获取情况,确定相关选题,选题以能够包含主要的学习内容和知识点、执行一个完整的遥感数据分析流程、能够在有限时间内实现为原则。学生则分成多个小组,自由选择感兴趣的题目,小组成员共同讨论选题实现的思路和方法,通过分工合作完成实验内容,最后各自独立撰写一份完整的项目实验报告。这种实验方式能更多的调动学生参与的积极性,能在一定程度上提高学生分析问题、解决问题的能力,培养团结协作的意识,此外也能体现出知识的连贯性和实用性。
五、结束语
本文根据《遥感地学分析》课程的特点及课程所要达到的教学目的,探讨了针对基础理论知识、地学分析方法和实践教学三个部分的教学方法。认为在遥感基础理论知识部分,应以巩固和深化为主,强调基础知识与案例相融合,由问题驱动的学生自主分析学习;在遥感地学分析的原理、方法及应用部分,强调紧密结合学生所在专业的支撑学科及所处的地域特色和当地的重点研究领域,加入遥感在某个特色领域应用的学习;在实践教学部分,应考虑以一个完整项目式的实验形式代替多个独立小实验,以增强知识的连贯性,提高学生解决实际问题的能力。
参考文献:
[1]刘琣,贾琸明.遥感的地学应用与发展趋势综述[j].华北国土资源,2005,(1):19-22.
[2]骆剑承,杨艳.遥感地学分析的智能化研究[j].遥感技术与应用,2000,15(3):199-204.