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遥感技术起源(收集5篇)

时间: 2024-07-10 栏目:办公范文

遥感技术起源篇1

[关键词]遥感技术大气环境监测污染

中图分类号:X8文献标识码:A文章编号:1009-914X(2016)05-0211-01

一、概述

对于大气环境污染问题,无论是我们个人还是我们的国家都需要对其引起高度重视,并采取一切措施对其实施科学的监测和治理。在对大气环境实施监测过程中,遥感技术作为大气污染控制的重要手段之一,始终发挥着重要的作用。遥感技术不只能对大范围的大气环境变化和大气环境污染进行快速、动态、实时、省时省力地监测,同时还能对突发性大气环境污染事情的发作、开展、停止进行实时、快速的跟踪和监测,这样就能及时采取相应的处置措施,从而减少大气污染形成的损失。

二、大气环境遥感监测技术的基本原理

遥感监测就是用仪器对一段距离以外的目标物或现象进行观测,是一种不直接接触目标物或现象而能收集信息,对其进行识别、分析、判断的更高自动化程度的监测手段。它所起到的最重要作用就是不需要采样而直接可以进行区域性的跟踪测量,从而快速进行污染源的定点定位,污染范围的核定,污染物在大气中的分布、扩散等,从而获得全面的综合信息。根据所利用的波段,可以将遥感监测技术主要分为三种类型,即:紫外、可见光、反射红外遥感技术;热红外遥感技术和微波遥感技术。大气环境遥感监测作为遥感技术应用中较为重要的内容之一,在业务上与常规气象要素的监测不同。常规气象要素遥感监测主要是指测量大气的垂直温度剖面、大气的垂直湿度剖面、降水量及频度、云覆盖率(云量和云层厚度)和长波辐射、风(风速和风向)、地球辐射收支的测量等。而大气环境遥感则是监测大气中的臭氧(O3)、CO2、SO2、甲烷(CH4)等痕量气体成分以及气溶胶、有害气体等的三维分布。这些物理量通常不可能用遥感手段直接识别,但由于水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量气体成分具有各自分子所固有的辐射和吸收光谱特征,如影响水汽分布的主要光谱波长在017μm,O3在0155~0165μm之间存在一个明显的吸收带,因此我们实际上可通过测量大气散射、吸收及辐射的光谱特征值而从中识别出这些组分来。研究表明,在卫星遥感中有两个非常好的大气窗可以用来探测这些组分,即位于可见光范围内的0140~0175μm的波段范围和在近红外和中红外的0185μm、1106μm、1122μm、1160μm、2120μm波段处。

三、遥感技术在大气环境监测中的应用

根据遥感技术的工作方式可以将其分为主动式遥感监测和被动式遥感监测两品种型。

1、大气环境的主动式空基遥感监测

星载或机载的微波雷达是当前大气环境的主动式空基遥感的主要监测技术。主动式雷达是由发射机经过天线在很短的时间内,将一束很窄的大功率电磁波脉冲向目的物发射,随后再应用同一天线对目的地物反射的回波信号停止承受后显现的一种传感器。回波信号的振幅、位相因物体的不同而不同,基于这一点就使其在承受处置后,目的地物的方向、间隔等数据能够观测出来。目前,多数国度都停止了空间雷达探测方案的制定。如:1993年美国NASA首先应用机载的探测雷对大气中气溶胶的散布停止了监测;1994年Bourdon.A在希腊雅典应用机载差分吸收雷达对雅典市上空的光化学雾停止了丈量,取得了一些大气污染物如SO2、NO2、O3和气溶胶等的空间散布数据。

2、大气环境的被动式空基遥感监测

当前大气环境的被动式地基遥感的主要监测技术有:太阳直接辐射的宽带分光辐射遥感、微波辐射计遥感、多波段光度计遥感。所谓的太阳直接辐射遥感是应用日光在大气中的衰减和散射,对大气组分停止丈量,它是通过对可见光的丈量,来对气溶胶的反演,应用紫外线波段来对大气臭氧、二氧化碳等丈量。由于在很宽的频率范围内大气分子的吸收辐射可产生特定的谱线,且不同分子及不同的能级跃迁所产生的谱线不同,微波辐射计就是经过对这些不同的辐射频率信号的承受,从而对大气组分停止反演。应用微波辐射计可将大气臭氧和氯化物丈量出来,其对大气臭氧的丈量精度和地基陶普生光谱仪丈量精度差不多。多波段光度计遥感是一种以太阳为光源的被动式地基遥感手腕,大气中气体分子以及大气气溶胶粒子会散射和吸收自大气上界入射到地气系统的太阳辐射,在空中所接纳到的太阳辐射,包含了大气中气溶胶信息,经过接纳到的辐射停止丈量,就可将气溶胶的信息反演出来。从当前情况看,最为精准的办法就是采用多波段光度计遥感来丈量气溶胶光学厚度,多波段光度计遥感通常被用来对卫星遥感的结果停止校验,如应用MODIS卫星材料对北京地域的气溶胶光学厚度停止了丈量,与此同时也与应用空中光度计对北京地域的气溶胶光学厚度停止的丈量结果停止了比拟。通过实验可以证明,两种办法的丈量结果即精度相当,这也阐明了应用卫星遥感对气溶胶的监测,是一种地基遥感监测较好的替代办法。

四、遥感技术的未来发展趋势

1、大气环境遥感的定量化、集成化、系统化和全球化

地球观测系统(EOS)是划时代的长期发展的伟大工程,更是一项系统工程,该工程对环境与气候变迁、全球变化、可持续发展研究等有极其重要的意义。大气遥感在EOS中占有重要地位,而现有的大气遥感尤其是大气环境遥感的“定量化”和“系统化”水平远还不能满足环境与气候变迁要求,仍需要加强。

2、高光谱、高时间、高空间及多角度、多时相、多偏振等多种数据源的综合应用

从当前国内外学者对大气环境遥感监测的研究情况来看,他们在研究中对于大气环境遥感所用的数据源研究要求的并不高,不只是受陆地卫星数据等单一数据源的限制,同时还需要高光谱分辨率、高空间分辨率或高时间分辨率的卫星遥感数据源。

3、遥感技术在大气环境监测中的不断发展,其优势也逐渐被人们所认可,将遥感监测运用于大气中各种污染气体监测中,突显其重要的使用价值,它能较为精确地提供在燃烧火焰里的激发态分子的转动或振动的详细信息

对各种红外源实行远距离的非接触型遥测;监测速度快、精度高;对光谱辐射的能量分布实行绝对监测。总之,遥感技术的发展以与普及,对于实现科学有效的监测大气环境提供了重要的知识帮助,从而有助于保护大气环境。

参考文献

[1]徐静茹《遥感技术在大气环境监测中的应用研究》[J],《资源节约与环保》2014年05期.

遥感技术起源篇2

【关键词】遥感技术现状趋势商业化

众所周知,近十年来全球空间对地观测技术的发展和应用已经表明,遥感技术是一项应用广泛的高科技,是衡量一个国家科技发展水平的重要尺度。现在不论是西方发达国家还是亚太地区的发展中国家,都十分重视发展这项技术,寄希望于卫星遥感技术能够给国家经济建设的飞跃提供强大的推动力和可靠的战略决策依据。这种希望给卫星遥感技术的发展带来新的机遇。

一、遥感信息技术基础

遥感技术是从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、红外线结目标进行探测和识别的技术。例如航空摄影就是一种遥感技术。人造地球卫星发射成功,大大推动了遥感技术的发展。现代遥感技术主要包括信息的获取、传输、存储和处理等环节。这是20世纪60年代兴起的一种探测技术,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,从而对地面各种景物进行探测和识别的一种综合技术。从上个世纪六十年代提出“遥感”这个词,到1972年美国陆地卫星计划发射了第一颗对地观测卫星,经过几十年的发展,遥感技术已经广泛地应用在军事、国防、农业、林业、国土、海洋、测绘、气象、生态环境、水利、航天、地质、矿产、考古、旅游等领域,影响了人类生活的方方面面,它为人类提供了从多维和宏观角度去认识世界的新方法与新手段,遥感技术能够全面、立体、快速有效地探明地上和地下资源的分布情况,其效率之高是以前各种技术无法企及的。

二、我国遥感技术的应用现状

总体上说,遥感技术的应用已经相当广泛,应用深度也不断加强。目前,在地学科学、农业、林业、城市规划、土地利用、环境监测、考古、野生动物保护、环境评价、牧场管理等各个领域均有不同程度的应用,遥感技术也已成为实现数字地球战略思想的关键技术之一。

1.到目前为止,我国已经成功发射了十六颗返回式卫星,为资源、环境研究和国民经济建设提供了宝贵的空间图像数据,在我国国防建设中也起到了不可替代的作用。我国自行研制和发射了包括太阳和地球同步轨道在内的六颗气象卫星。气象卫星数据已在气象研究、天气形势分析和天气预报中广为使用,实现了业务化运行。一九九九年十月我国第一颗以陆地资源和环境为主要观测目标的中巴地球资源卫星发射成功,结束了我国没有较高空间分辨率传输型资源卫星的历史,已在资源调查和环境监测方面实际应用,逐步发挥效益。我国还发射了第一颗海洋卫星,为我国海洋环境和海洋资源的研究提供了及时可靠的数据。

2.我国先后建立了国家遥感中心、国家卫星气象中心、中国资源卫星应用中心、卫星海洋应用中心和中国遥感卫星地面接收站等部级遥感应用机构。同时,国务院各部委及省市地方纷纷建立了一百六十多个省市级遥感应用机构。这些遥感应用机构广泛的开展气象预报、国土普查、作物估产、森林调查、地质找矿、海洋预报、环境保护、灾害监测、城市规划和地图测绘等遥感业务,并且与全球遥感卫星、通信卫星和定位导航卫星相配合,为国家经济建设和社会主义现代化提供多方面的信息服务。这也为迎接21世纪空间时代和信息社会的挑战,打下了坚实的基础。

3.两大系统建立完成。一是部级基本资源与环境遥感动态信息服务体系的完成,标志着我国第一个资源环境领域的大型空间信息系统,也是全球最大规模的一个空间信息系统的成功建立;二是部级遥感、地理信息系统及全球定位系统的建立,使我国成为世界上少数具有部级遥感信息服务体系的国家之一。我国遥感监测的主要内容为如下三方面,分别是对全国土地资源进行概查和详查、对全国农作物的长势及其产量监测和估产、对全国森林覆盖率的统计调查。

三、遥感技术发展的作用及局限

遥感技术具有快速获取信息以便正确、有效、高速地进行相关决策。比如,灾害遥感技术能基于灾害遥感数据,更加客观地、全面地评估受灾前和受灾期间的地面情况,为灾害重建工作提供可靠的科学依据。遥感技术在快速掌握准确、全面、客观、直观的信息的基础上具备以下作用:

1.在灾害方面,遥感技术具有较强的预警、预测功能:对潜在灾害,包括发生时间、范围、规模等进行预测,为有效防灾做准备;同时,遥感监测技术具有实时监测各种灾害,特别是洪水、干旱、地震等重大灾害发生情况;另外,灾害遥感技术是灾后重建工作的重要科学依据,灾害遥感技术准确的灾情评估是灾后重建最主要的依据之一。

2.遥感技术为国民经济可持续发展提供科学的决策依据。中国目前经济发展和人口增长对国家资源环境的影响程度超过了历史上的任何时期。对国土资源进行动态监测是我国政府一贯重视的问题。

3.遥感技术可很好地辅助地质矿产资源的调查。中国的矿产资源丰富,遥感技术的应用前景十分广阔,遥感技术在区域地质填图方面的应用已比较成熟,并取得了很好的效果。

4.利用遥感技术可以进行农作物估产和林业资源调查。我国是农业大国,粮食问题是我国政府非常重视的问题。目前利用气象卫星进行农作物估产的应用已得到了普及和深化,并形成了一种业务化的手段,估产对象也从冬小麦扩展到玉米、水稻等其他作物。

由于当前卫星遥感技术本身的特点,因此遥感技术、不同的遥感卫星在各方面的应用还存在着一些不足。

1.卫星遥感现主要应用还集中在灾后评估和应急反应,灾害预测应用较少,而且因高分辨率数据获取困难,提供的空间信息因比例尺不够大,故仅能为宏观救灾和灾情评估提供参考。

2.由于数据提供部门和业务使用部门联系不够紧密,限制了空间技术发挥应有作用的能力。

3.遥感技术主要应用于地表的自然灾害的监测、预警、预报和灾害评估,对于由地表以下灾害及地底驱动引发的灾害无法有效地监测、预警和预报。

四、遥感技术的发展趋势

随着科学技术的进步,光谱信息成像化,雷达成像多极化,光学探测多向化,地学分析智能化,环境研究动态化以及资源研究定量化,大大提高了遥感技术的实时性和运行性,使其向多尺度、多频率、全天候、高精度和高效快速的目标发展。

1.遥感影像获取技术越来越先进。

(1)随着高性能新型传感器研制开发水平以及环境资源遥感对高精度遥感数据要求的提高,高空间和高光谱分辨率已是卫星遥感影像获取技术的总发展趋势。遥感传感器的改进和突破主要集中在成像雷达和光谱仪,高分辨率的遥感资料对地质勘测和海洋陆地生物资源调查十分有效。

(2)雷达遥感具有全天候全天时获取影像以及穿透地物的能力,在对地观测领域有很大优势。干涉雷达技术、被动微波合成孔径成像技术、三维成像技术以及植物穿透性宽波段雷达技术会变得越来越重要,成为实现全天候对地观测的主要技术,大大提高环境资源的动态监测能力。

(3)开发和完善陆地表面温度和发射率的分离技术,定量估算和监测陆地表面的能量交换和平衡过程,将在全球气候变化的研究中发挥更大的作用。

(4)由航天、航空和地面观测台站网络等组成以地球为研究对象的综合对地观测数据获取系统,具有提供定位、定性和定量以及全天候、全时域和全空间的数据能力,为地学研究、资源开发、环境保护以及区域经济持续协调发展提供科学数据和信息服务。

2.遥感信息处理方法和模型越来越科学。

神经网络、小波、分形、认知模型、地学专家知识以及影像处理系统的集成等信息模型和技术,会大大提高多源遥感技术的融合、分类识别以及提取的精度和可靠性。统计分类、模糊技术、专家知识和神经网络分类有机结合构成一个复合的分类器,大大提高分类的精度和类数。多平台、多层面、多传感器、多时相、多光谱、多角度以及多空间分辨率的融合与复合应用,是目前遥感技术的重要发展方向。不确定性遥感信息模型和人工智能决策支持系统的开发应用也有待进一步研究。

3.推动3S一体化发展。

计算机和空间技术的发展、信息共享的需要以及地球空间与生态环境数据的空间分布式和动态时序等特点,将推动3S一体化。全球定位系统为遥感对地观测信息提供实时或准实时的定位信息和地面高程模型;遥感为地理信息系统提供自然环境信息,为地理现象的空间分析提供定位、定性和定量的空间动态数据;地理信息系统为遥感影像处理提供辅助,用于图像处理时的几何配准和辐射订正、选择训练区以及辅助关心区域等。在环境模拟分析中,遥感与地理信息系统的结合可实现环境分析结果的可视化。3S一体化将最终建成新型的地面三维信息和地理编码影像的实时或准实时获取与处理系统。

4.遥感技术应用逐渐商业普及化。

任何一项高新技术,它能否形成产业,或者它能否作为一种强大产业的必要组成部分,这是它能否长久生存发展下去的重要标志之一。一般说来,只有形成产业之后,有了雄厚的物质条件,这项技术才得以持续发展。通常,在高新技术发展的初期,总是通过商业化活动来加速其产业的形成过程。

遥感技术的应用是极其广泛的,包括凡是涉及地球科学的各门类的学科和技术种类,遥感技术都能为它们提供信息。这种广泛性必然会使对遥感数据的需求用户范围变广,因此除了社会公益型用户外,还存在部分商业应用型用户。虽然这些商业应用型用户由于遥感卫星正处于产业化初期,市场尚未形成规模的原因,目前数量较少,但随着将来技术的进步,商业化的发展,这部分的用户肯定会逐渐增多,最终成为用户群体中的主要成员。

五、小结

遥感技术经过几十年的发展和应用,尤其是近几年的突飞猛进,已经为其未来朝着商业化方向迈进奠定了坚强稳固基础――包括可靠的技术基础以及广阔的应用基础。只要国家在政策方面给予大力支持,使商业化发展在经营理念的指引下保证正确的方向,加上科技工作人员的勤奋努力使技术不断创新,我们坚信今后遥感技术的发展步伐会加快,遥感技术的作用必将能充分发挥。

参考文献

[1]赵英时.遥感应用分析原理与方法[M].北京:科学出版社,2003.

遥感技术起源篇3

【关键词】无人机;遥感测绘;优势;应用

一、无人机遥感技术的现状

当前全世界有32个国家正在研制超过300种无人飞行器,41个国家正在使用近100种无人飞行器。世界许多国家正在建立民用无人机产业,并推动其广泛应用,而中国无人机产业也取得了很大进展,产品已经开始出口到国外高端市场。专家指出,随着无人机装备的发展和服务队伍的建设,我国已能够利用无人机为国民经济建设服务,无人机发展已经进入社会应用的新时期。低空遥感技术是近年来在遥感技术基础上迅速发展起来的地理信息数据快速获取技术,该技术利用无人飞机平台搭载航空数码相机进行航空摄影,采用imu/gps技术进行自动导航,在1000米以下进行低空作业,具有机动灵活、高效快速、精细准确、可云下摄影等特点。空航测遥感技术已经成为我国经济建设、社会发展、应急救灾、突发事件处置、数字城市建设、国土资源调查、地质灾害、矿山监测、环境变化监测、工程设计等一系列国家重大需求的重要技术。近几年,这项技术在我国得到了快速发展和应用,积累了丰富的技术资源。

二、无人机遥感系统的概念

无人机测绘系统和航空遥感是现代化测绘装备体系的重要组成部分,是测绘应急保障服务的重要设施,也是国家、省级、市级应急救援体系的有机组成部分。开展无人机测绘系统推广应用,是增强测绘应急服务保障能力的迫切需要,是提高测绘成果现势性的有效手段,同时也是加快数字城市建设的有效保障,是提升社会管理效能的新型工具。

三、无人机遥感技术的优势

3.1无人机遥感监测的快速、高效

针对应急事件无人机可立刻对测区进行大范围监测业务,单台无

人机日监测能力最高200-320平方公里,提高监测效率。在短时间内生成测区高清晰图像数据。

3.2遥感监测大尺度、宏观性

无人机通过不同航高可实现高空间、大面积监测,也可实现低空间较小范围精确监测。并可多架、多次同时对上万平方公里测区进行监测。通过多光谱分析,得到大面积测区的各项监测数据,以上面信息结合传统点信息,从而为整个测区提供依据。三维仿真模拟能够宏观展示测区状况,为相关部门决策提供演示。

3.3处理速度快

影像分辨率可以达到0.1-0.5米,分辨率优于目前国内外所有的高分辨率卫星影像数据;数据采集和处理速度快。

3.4周期性强

能与GIS及遥感应用系统方便集成,可快速搭建测量应用,能保障提供综合和周期性的服务。

四、无人机遥感技术在测绘测量中的应用

1、在山高、起降条件差、云层低,应用常规航空摄影较为困难的地区,引进低空无人机航摄系统,一方面可快速、高效地获取高精度航空影像,极大地提高测绘成果的现势性,大幅度提高测绘应急保障服务能力;另一方面获取的高精度影像经快速处理后可广泛应用于城市规划、城市变化监测、重大工程项目、应急救灾、国土资源遥感监测、资源开发、农林监测与估产、新农村和小城镇建设等方面,对促进我国城市建设和提升社会管理效率将发挥重要作用。“低空无人飞行器航测遥感系统”的发展和推广对测绘行业发展十分重要,是解决测绘成果现势性的迫切需要,是提高测绘应急服务保障能力的迫切需要,是构建数字中国、建设数字城市的迫切需求。“低空无人飞行器航测遥感系统”具有灵活机动,高效快速,精细准确,安全可靠,又省钱节约,应用广泛的优势,应用范围广、作用大,国家测绘局要给予大力支持,在全国各省测绘队伍中进行全面推广。同时,研发单位要加大研发力度、按需研发,建立起完善的无人机服务体系,解决运行维护、售后服务、技术培训、技术更新等问题,建立起完整的“低空无人飞行器航测遥感系统”。

2、“无人飞艇低空航测系统”项目成功研制出适用于低空安全获取高分辨率、高清晰度影像的“无人飞艇低空航测系统”技术产品,可满足大比例尺测图要求。研制成功具有自检校、自稳定功能的组合特宽角低空数码相机系统,利用特殊设计的像片重叠关系和检校软件,有效纠正因轻薄机械形变引起的误差。创造性地提出了利用边缘视场补偿相机姿态角偏旋提高精度的方法,以替代三轴云台,从而大大减轻了成像系统的整体重量,适应了无人飞行器低空航测的需要。同时,项目研发的map-at/cs软件,整体自动化水平高,处理影像能力强,特别适合于处理无人飞行器低空航摄影像。

3、“中测系列无人机测绘遥感系统”项目研制出的“垂直尾”、“倒桅尾”、“双发”三种型号的无人机测绘遥感系统具有机动性强、适用性强、运行成本低的特点,是应急测绘、新农村建设测绘等应用所急需的新型测绘技术装备。其研制的中测“双发”型无人机测绘遥感系统实现了雪域高原历史上首次无人机航测,开创了青藏高原地区的无人机测绘遥感技术应用先河。同时,创新性地在国内首次实现了无人机测绘遥感系统基于gps导航控制的定点曝光摄影以及飞控系统控制的自动旋偏修正技术,采用了经高精度几何检校标定的小型数字相机,航摄成果能满足大比例尺测图。通过鉴定的两个项目的多款产品已在应急测绘、小城镇新农村建设测绘、重大工程测绘、困难地区测绘、国土资源监测等国家重大工程和经济社会建设等多方面进行了实际生产作业,取得了良好的经济和社会效益。

4、通过鉴定的两套“低空无人飞行器航测遥感系统”是我国航空遥感技术体系的重要组成部分,其成果具有设计系统性、产品实用性和技术创新性,达到国际领先水平。这两个项目的产品已在国家重大工程、抗震救灾、数字城市建设、新农村建设以及经济社会建设发展的其他方面进行了广泛的应用,发挥了重要的作用,取得了非常好的经济和社会效益,推动了地理信息获取向全天候、全天时、实时化迈进的步伐,推动了信息化测绘体系建设的发展。

五、结束语

无人机遥感技术是大力推进测绘科技自主创新、切实提高测绘保障服务能力的重要举措,它将十分有利于有关部门及时掌握所需动态地理信息,促进创新测绘服务模式,积极推动国民经济社会信息化,从而保障经济社会健康快速地发展。

参考文献:

【1】姬渊,秦志远,王秉杰,刘晓辉,小型无人机遥感平台在摄影测量中的应用研究,《测绘技术装备》2008年01期

【2】廖玉佳,简析无人机遥感的应用,《科技传播》,2013年23期

遥感技术起源篇4

关键词:遥感影像;空间数据;环境监测

中图分类号:TP311.52文献标识码:A文章编号:1674-7712(2013)12-0000-01

一、遥感的基本概念与原理

(一)遥感概述。遥感技术是20世纪60年代在航空摄影测量的基础上迅速发展起来的一门综合性空间数据采集技术。所谓的遥感,就是从远处在不直接接触地表目标物和现象的情况下,获取其信息的科学和技术。遥感具有以下特点:探测范围广,能够提供综合宏观的视角;获取手段多样,获取的信息量大;获取信息快,更新周期短,可进行动态监测;全天候作业;遥感技术可以根据不同的目的和任务,选用不同的波段和不同的遥感仪器,取得所需的信息等等。

(二)遥感的物理基础。不同地物具有不同的电磁波辐射特性,表现在遥感图像上就具有不同的图像特征。电磁波是由振源发出的由交变电场和磁场相互激发在空气中传播的电磁震荡。而我们将不同电磁波段透过大气后衰减的程度不一样原因进行了介绍,可知有些波段的电磁辐射能够透过大气层时衰减较小,即透过率较高,这个波谱范围,叫做“大气窗口”。

遥感除了利用上述的大气窗口作为工作波段外,有些气象卫星是选择非透明区作为大气波段(如水汽,二氧化碳,臭氧吸收区),以测量它的含量,分布,温度等,不同的大气投射窗口对应于不同的光谱范围,适于使用不同的传感器,因此,研究地面的光谱特性,选用合适的大气透射窗口和传感器对于提高遥感探测的质量具有十分重要的意义。

二、遥感平台与传感器

(一)遥感平台。遥感数据获取是在由遥感平台和传感器构成的数据获取技术系统的支持下实现的。遥感平台可以分为地面平台、航空平台和航天平台三种。由于各种平台和传感器都有自己的适用范围和局限性,因此往往随着具体任务的性质和要求的不同而采用不同的组合方式,从而实现在不同高度上应用遥感技术。

遥感平台主要依据遥感图像的空间分辨率,一般的说,近地遥感具有较高的空间分辨率,但观察范围较小,而航空遥感地面分辨率虽然中等,但其观测范围广,航天遥感地面分辨率低,但覆盖范围广。

(二)传感器传感器一般由采集单元、探测与信号转化单元、记录与通信单元组成。各种卫星通过不同的遥感技术实现不同的用途。各种卫星通过不同的遥感技术,实现了不同的用途。数字工程中常用的遥感数据有Landsat和TMM遥感、SPOT和Radarsat以及我国的资源卫星数据和高分辨率卫星遥感数据。传感器的类型大类上分为主动式和被动式,其中又各分为非图像式和扫描图像式。

三、遥感图像及其特征

遥感的核心问题就是不同地物的反射辐射或发生辐射在各种遥感图像上的表现特征的判别,当然,不同的目的的需要精心的设计对于遥感成像的方式或选择波段,这样我们才能使不同的地物在图像特征区别。遥感图像反映的信息主要有几何信息,波谱信息,空间信息和时间信息等。

(一)几何特征。遥感图像不仅反映了地物的波谱信息,而且还反映了地物的空间信息形成特征,一般包括空间频率信息,边缘线性构造清息,结构或纹理信息以及几何信息等。影响遥感空间信息的主要因素有传感器的空间分辨率、图像投影性质、比例尺和几何熵变等。

(二)光谱信息。遥感图像中每个像元的亮度值代表的是该像元中地物的平均辐射值,它是随地物的成分、纹理、状态、表面特征及所使用电磁波段的不同而变化的。遥感图像的信息虽主要取决于两个因素:波谱分辨率和空间分辨率。前者主要影响波谱信息量,后者主要影响空间信息量。多波段图像的信息量除上述两个因素外还与波段的选择和数目有关。

(三)时间特征。同一地物对象由于其在不同的阶段含有不同的成分等原因造成对象在不同阶段具有不同的光谱特性,表现在遥感图像上就是该地物在不同时间段的图像上具有不同的图像特征。时相主要影响图像的处理效果,利用对泳衣区域各个阶段分别进行遥感,加以对比而研究,则可以获取该区域的连续变化特征。

四、遥感处理的基本流程与技术

利用遥感的手段进行数字工程空间信息更新时,应用需求以及卫星影像数据处理流程会有所不同,但是主要的过程和技术方法基本一致,在利用遥感影像进行空间数据更新的关键技术和流程主要可归纳为一下几个方面:遥感波段(卫星遥感数据)选择;卫星影像读入;卫星遥感影像处理技术;信息提取技术;矢量编辑与地图更新技术。

五、遥感应用

随着卫星数据图像空间分辨率、光谱分辨率及时间分辨率的不断提高,以及遥感数据购买费用的逐步下降,卫星数据图像的应用领域越来越广,从图像中提取信息的要求也越来越多,遥感已经成为获取地面信息的主要手段。

利用遥感技术可以制作各种遥感相关产品――数字正射影像(DOM)、数字线划图(DLG)、数字高程(地形)模型(DEM/DTM)、数字栅格模型(DRG)等4D产品;提供行业或部门专题地理数据――专题影像地图;利用遥感数据进行基础地理数据的产生或更新等。

(一)基础数据更新。比如用SPOT/ERS卫星影像更新地图数据为例,可以采用影响的几何纠正、色彩转换技术、统计和算法以及影像融合技术。遥感数据又有多波段、多时相的信息源,且能快速真实地提供丰富的地表空间信息,遥感已经成为地图更新和制作的有效而又重要的手段。我国目前的若干地形图大都在20世纪70年代测绘生产的,目前也都面临这地图更新的问题。

(二)土地利用调查与动态监测。土地利用基础数据对于数字工程进行土地规划与开发、土地管理、开发利用潜力分析等很重要。目前,中小比例尺的土地利用遥感动态监测与变更,主要应用TM、ETM、SPOT等遥感影像。利用遥感技术进行土地利用现状调查,调查精度比常规调查方法高,且时间短速度快。农作物与植被方面,用于农业气象、作物监测等领域的观测参数需要有更高的光谱分辨率,一般是短波红外波段。根据农业耕作和土地利用特点,选定影响最佳的获取时间应在5月―6月或9月―10月。研究的主要技术过程主要有下面几个:数据预处理、影像合成、不同数据源图像融合、图像分类和后处理、外业调绘、内业分析以及成果输出和更新。

(三)灾害调查与监测。各种自然灾害往往需要制作大比例尺图,以判明水灾发生时的洪涝区域、地震发生后的建筑物损坏情况、火灾发生后对地区造成的破坏等。地质灾害的调查、火灾监控和油污与赤潮监测。为了能将不同的信息区别开来,一般都要进行色彩合成,即在3个通道上安装3个波段图像,然后分别负于红绿蓝并叠合在一起,形成彩色图像,合成后的彩色图像含有丰富的颜色信息,便于解释,理解和处理。

参考文献:

遥感技术起源篇5

关键词:遥感地质制图蚀变信息提取构造信息提取高光谱遥感技术

中图分类号:P237文献标识码:A文章编号:1672-3791(2015)05(c)-0000-00

一、遥感技术的基本特征

长期以来,地质工作者迫切希望能有一种“窥一斑而知全豹”的方法来找矿,因此遥感技术以其独有的远程观测以及判断特点在地质找矿中的作用就突显出来。首先,由于遥感是远距离探测技术,所以遥感可以不对物体进行接触而进行探测,正因为如此遥感技术可以覆盖更广的范围,因此在进行找矿工作时,遥感可以将所观测范围内地表以及地貌的情况通过影像传输给卫星,然后由地面接收站接收图像,让工作人员对观测到的数据进行处理和分析。其次,因为遥感技术覆盖范围广,并且能同时观测多个区域,所以节省了观测时间,并且传输的图像信息更加准确,工作人员能够通过处理后的数据和图像找到矿产资源的位置,甚至能了解大致的分布范围,这为找矿工作节省了人力以及物力。通过研究遥感影像上的地质构造与成矿的关系,可认识成矿规律并圈定找矿远景区,通过对遥感图像进行增强处理,综合分析,可提取地质信息,在我国最早使用遥感图像的行业是地质行业。

遥感技术从字面上可以理解为“遥远的感知”,因此遥感技术是通过远距离传输来进行观测和新词采集的,这就需要电磁波、红外线以及可见光等的帮助。遥感技术在进行影像分析时,检测到的影像中会出现特定的光谱特征和纹理特征,含矿区域会呈现出较为明显的标志。现人们将许多先进的科学技术应用到遥感技术当中,其中对计算机的应用是必不可少的,因为通过遥感技术传输到地面的图像需要经过计算机软件的图像和数据处理,才能将含矿区域显示出来,从而根据显示的情况进行工作项目计划的设计以及开展。遥感技术在地质方面的应用一般都是以制图为主,并与地质图相套合,使得遥感影像图与地质图具有相同的地图投影坐标系统,这可使工作区遥感概貌与地质图相互对应的,并能产生立体感较强的画面,以综合图件来反应工作成果。

随着现有矿产资源不断地被发现并且开采,导致矿产所在地普遍有自然及地理环境较为恶劣的情况,不便于人工的探测及寻找,因此遥感技术在这种地形条件差、交通不便的高寒地区具有常规地质方法不可替代的优越性。

二、遥感技术的找矿应用

遥感探测矿产的核心就是通过遥感探测器以及遥感图像等提取岩矿蚀变情况以及区域地质信息。在找矿中的直接应用就是提取遥感蚀变信息,围岩蚀变是热液与原岩发生的相互作用,是成矿作用。因此,蚀变岩矿物的存在能够帮助遥感技术进行探测,因为这种物质有光谱特征,在遥感影像上具有特殊的显示,因此能够根据蚀变的类型,预测矿物的种类以及分布。

遥感技术进行矿物探测的原理,是因为地物普遍都能够进行电磁波的反射和投射,而每种地物因为其结构以及特性不同,所以反射出的光谱也不相同,因此就可以根据地物反射出的光谱特征,判断地物的种类,并通过光谱图像进行信息的提取。

遥感技术能够对地物进行探测,并向地面传回遥感图像以及数据,通过对遥感影像的前期处理,进行图像的降噪,以及真彩色或者假彩色的合成,对遥感影像进行目视解译,所谓的目视解译就是通过以往的经验以及知识,对遥感影像上存在的地物根据其形状、颜色、周围环境等情况进行判读,从而判断出影像中存在的物体都是什么。在利用遥感影像进行找矿的应用时也是如此,需要针对遥感图像的内容联系周边地质环境判断是否有成矿的可能。利用遥感技术进行找矿时,可以通过多种空间影像进行信息的提取,比如影像上的线状区域、环状区域、带状区域等情况,都能够研究矿物资源是否存在。除此之外,对于色异常以及断裂构造的信息提取都能够进行隐秘矿物资源分布的探测,这是找隐伏矿床的重要手段之一,是区域地质填图的理想技术之一。

三、遥感地质找矿技术的发展趋势及前景

(一)高光谱数据的应用

遥感技术一直被作为辅助手段应用于地质学中,但随着计算机领域高新技术的快速发展,遥感技术的进步和应用,尤其是作为现展的技术手段也愈加显得重要,领域也在不断的扩大。遥感技术本身包含多方面的内容导致其复杂无比,但是因为高光谱遥感的广泛应用,利用这种方法辅助地质工作进行探测的技术也开始逐步成熟。高光谱遥感技术在地质找矿中因其高空间分辨率给遥感地质找矿添加新的血液,高光谱是集多种探测及信息处理技术于一体的综合性技术。它的基础工作原理是利用成像光谱仪与纳米级的光谱分辨率来进行成像,成像的同时记录下成百条的光谱通道数据,这种技术能够进行辐射信息、光谱信息、地物空间信息的同步获取,从每个像元上均可以提取一条连续的光谱曲线。高光谱图像能够显示出丰富的信息,并可通过反演圈出矿化区。

(二)3S技术的结合

所谓的3S技术就是遥感(RS)、地理信息系统(GIS)及全球定位系统(GPS)这三种技术,3S技术是目前地质勘探的业界利器,三种技术各自有各自的优势。利用GPS能够通过微信信号进行定位,并能够测量三维空间数据,在信号足够好的情况下,探测的数据是十分准确的。地理信息系统作为地理信息的集合,具有储存、处理地理信息数据等多种功能,并且地理信息系统的数据库具有高集成、一体化并且储存空间大的特点,因此地理信息系统与遥感技术的结合,能够为遥感技术提高海量的数据储存空间,并且还能够进行数据以及图像的管理及浏览,并能够将搜集到的海量地理数据信息然后回馈给信息中心进行分析,然后遥感技术RS负责在地理区域内进行找矿工作。

(三)遥感技术与传统地物化找矿方法的融合

因为矿床的形成并不是一种物质造成的结果,因此想要实现利用遥感技术进行找矿工作,就必须要将遥感技术与地、物、化找矿方法结合起来,避免因为探测单一的物质而造成的失误和阻碍情况的发生。目前以遥感信息为主体,建立多源地学数据库进行综合信息找矿法势在必行。

结束语:

遥感技术作为地质勘查的重要手段,对矿产资源的可持续发展有着积极的作用。利用这一高新技术不但破解了我国目前由于资源匮乏而出现的深层次找矿难题,也为我国勘探科学的进步找到了新的出发基点。因为遥感技术实时、准确的特性,被广泛应用于地质找矿工作中,这项技术在地质找矿中的运用,不仅有效地提高了地质找矿的质量以及数量,还提高了找矿工作的准确性,并且提高了工作效率,因此遥感找矿技术的实运用还拥有更加广阔的发展空间。

参考文献

[1]钱建平,伍贵华,陈宏毅.现代遥感技术在地质找矿中的作用【L】.地质找矿论丛,2012,27(3):355-359.

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