卫星遥感技术应用范例(12篇)

daniel 0 2024-03-17

卫星遥感技术应用范文

遥感技术是指从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、红外线等信息,对目标进行探测和识别的技术。

人类通过大量实践,发现地球上每一个物体都在不停地吸收、发射和反射信息和能量,其中有一种是人类已经认识到的形式就是电磁波,并且发现不同物体的电磁波特性是不同的。遥感技术就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波,从而提取这些物体的信息,完成远距离识别物体。

二、遥感技术的分类

(一)按搭载传感器的遥感平台分类

1.地面遥感,是指把传感器设置在地面平台上。如车载、手提、固定或活动高架平台等。

2.航空遥感,是指把传感器设置在航空器上。如气球、航模、飞机及其它航空器等。

3.航天遥感,是指把传感器设置在航天器上。如人造卫星、宇宙飞船,空间实验室等。

(二)按遥感探测的工作方式分类

1.主动式遥感,即由传感器主动地向被探测的目标物发射一定波长的电磁波,然后收集从目标物反射回来的电磁波。其主要优点是不依赖太阳辐射,可以昼夜工作;而且可以根据探测目的不同,选择不同的波段和发射方式。比如,雷达和激光器。

2.被动式遥感,即由传感器直接收集目标物反射太阳光的反射或目标物自身辐射的电磁波。比如,常用的摄影机和多光谱扫描仪,热红外扫描等。

(三)按遥感探测的工作波段分类

紫外遥感,是指利用紫外波段的大气窗口进行探测的遥感技术。波长在0.01-0.4um。紫外遥感在地质调查中有特别重要的应用,主要用于探测碳酸盐岩分布。碳酸盐岩在0.4μm以下的短波区域对紫外线的反射比其它类型的岩石强。另外,水面飘浮的油膜比周围水面反射的紫外线要强烈,因此也可用于油污染的监测。

可见光遥感,应用比较广泛的一种遥感方式,波长为0.4--0.76μm的遥感技术。通常以摄影、摄像或扫描方式成像,是目前应用最普遍的遥感技术。可见光摄影遥感具有较高的地面分辨率,但只能在晴朗的白昼使用。

红外遥感,又分为近红外或摄影红外遥感,波长为0.7~1.5微米,用感光胶片直接感测;中红外遥感,波长为1.5~5.5微米;远红外遥感,波长为5.5~1000微米。中、远红外遥感通常用于遥感物体的辐射,具有昼夜工作的能力。常用的红外遥感器是光学机械扫描仪。

微波遥感,对波长1~1000毫米的电磁波(即微波)的遥感。微波遥感具有昼夜工作能力,但空间分辨率低。雷达是典型的主动微波系统,常采用合成孔径雷达作为微波遥感器。

多光谱遥感,利用几个不同的谱段同时对同一地物(或地区)进行遥感,从而获得与各谱段相对应的各种信息。将不同谱段的遥感信息加以组合,可以获取更多的有关物体的信息,有利于判释和识别。常用的多谱段遥感器有多谱段相机和多光谱扫描仪。

三、遥感技术的特点

1.探测范围广、采集数据快

遥感卫星居高临下,视野开阔,侦察范围广,获得情报多。比如,卫星视角为20度的情况下,从3000米高度的飞机上可看到1平方千米的面积,而在300千米高度的卫星上看,可看到10000平方千米的面积。在近地轨道上的侦察卫星,每秒可以飞行七八千米,绕地球一周只需一个半小时左右,一个比较长寿命的卫星,可以在太空持续工作两年以上,从而保证了侦察的及时性和连续性。卫星一天可绕地球飞几十圈,只要运行的轨道合适,几乎可以看遍全球。如果发射几颗卫星,构成卫星侦察网,可以在某些地区实施不间断几乎无遗漏的监视。

2.限制少,精度高

利用卫星进行侦察安全可靠,合理合法,有超越国境的自由,不存在侵犯领空、领海和受防空武器威胁的限制。国际公认离开地面高度100千米以上的空间,不属于地面国家的住宿范围。宇宙空间不受国界限制,卫星可以任意出入。因此,侦察卫星比任何高空侦察机有更大的安全性。同时,也不受地形、气象等条件的限制。同时,利用遥感卫星进行侦察,获得的图像清晰、准确、精度高。海湾战争中,美国"曲棍球"侦察卫星装有图像探测器,由雷达发射微波信号到地面,经回收识别后再反射到太空。它的活动不受云雾和夜暗的限制,可识别地面约0.3-1米的目标,尤其适用于干燥的沙漠地区拍摄卫星照片。它能分辨出坦克种类,计算出坦克、帐篷、甚至人员的数量。

3.信息量大、种类多

根据不同的任务,遥感技术可选用不同波段的遥感仪器来获取信息。例如可采用可见光探测物体,也可采用紫外线、红外线和微波探测物体。利用不同波段对物体不同的穿透性,还可获取地物内部信息。例如,地面深层,水的下层,冰层下的水体,沙漠下面的地物特性等。科索沃战争中,以美国为首的北约,在空袭南联盟的行动中,美国和欧洲至少使用15-20种不同的卫星。

四、遥感技术在武警部队遂行任务中的应用

(一)在执勤处突中的应用

随着我国经济建设的高速发展,武警部队遂行任务的地理环境变化非常迅猛,目前许多地区地图多数都比较陈旧,现势性较差,部队使用困难。传统的地理保障形式是以基础信息为主,不能满足部队行动的特殊保障要求,无法更好地为指挥人员提供决策咨询服务。武警执勤处突需要特殊的地理信息保障。部队行动时对点状、线状地理目标的信息要求更多、更具体。其中主要的道路、周边地形、制高点、市区街道、地下通道与管网、广场、桥梁、隧道等要素,对部队集结、机动及兵员和后勤保障物资的运输影响很大,必须重点保障。遥感卫星围绕地球运转,能及时获取任务区域的各种最新地形资料,根据不同的任务,遥感技术可选用不同波段的遥感仪器来获取信息。利用不同波段对物体不同的穿透性,还可获取地物内部信息。科索沃战争中,以美国为首的北约,在空袭南联盟的行动中,美国和欧洲至少使用15-20种不同的卫星。

卫星遥感技术应用范文篇2

遥感技术以遥感平台为标准分为三种形式:①航天遥感②航空遥感③地面遥感。这三种遥感技术主要有四种优势点:第一,勘探的范围较大。第二,获取信息的速度较快。第三,勘探技术的信息综合性较强。第四,受干扰影响小。下面进行详细的介绍。

(1)遥感技术的优势之一:勘探的范围较大。目前的科技技术,要勘探我国的总面积也只是需要500张卫星勘探图,这是由于现有的卫星勘探遥感技术的拍摄范围为3400km2。与之对比的是如果采取航空拍摄的勘探技术,要拍摄整个中国则需要100万张之多。遥感技术在勘探技术中的应用给大面积分析勘探提供了可能。

(2)遥感技术的优势之二:获取信息的速度较快。采用气象卫星的遥感技术,一天之内可以传回两次地球地面的情况图像,但是如果我们采用陆地卫星来进行勘探,传回地球地面的情况图像则需要17天,这样就有了重大的比较发现,卫星遥感技术可以对突发事件进行及时的反应,以最快的速度来收集相关的资料,给出处理事件的判断依据。

(3)遥感技术的优势之三:勘探技术的信息综合性较强。勘探技术中的遥感技术可以收集和进行多维度,多时段和多波段地球观察,通过观察可以形成一种较为综合性的信息网。

(4)遥感技术的优势之四:受干扰影响小。由于是卫星遥感勘探技术,这样的技术对于外界的人为干扰是有很好的抗干扰性的。直接受控于卫星的直接控制,将遥感勘探的图像直接整理传回指定的区域。

二、在水利水电工程中重大勘探问题

中的遥感技术的具体应用和研究关于在水利水电工程中重大勘探问题中的遥感技术的具体应用和研究,本文主要是通过对四方面的研究和分析进行阐述,分别是:遥感技术在区域性构造稳定性的相关研究;遥感技术应用前的水库相关滑塌,泥石流等调查;遥感技术在岩溶调查方面的应用;遥感技术在岩土工程施工前的地质编录。下面进行详细的叙述。

(1)简述遥感技术在区域性构造稳定性的相关研究。水利水电工程中区域性构造稳定性的勘探过程中遥感技术是一种较为关键的应用技术和实施手段,在进行区域性构造构架勘探过程中,可以分析出勘探区域的撕裂体系和勘探区域的活动性,同时还可以对勘探的工程周边区域的稳定构造进行分析和确定。这里面的主要原因就是遥感技术能够很完整的给出勘探区域的地址机构,水文分布和地形地貌等信息,这样就给整个勘探过程提供了较为综合性的判断信息,对勘探是一种保障。

(2)简述遥感技术应用前的水库相关滑塌,泥石流等调查。在水利水电施工区域的四种情况调查(①库区的坡岸的相关滑坡②库区的崩塌③库区的泥石流④)都是通过遥感技术进行勘探的。遥感技术可以通过航空卫星拍摄或者是红外拍摄进行相应的地质分析。同时结合了勘探区域的野外环境进行相应的实际复查和筛查,这样可以有效的防止大型的水利水电项目的上述四种情况的发生,可以对水利水电的工程稳定性由一定的帮助。

(3)简述遥感技术在岩溶调查方面的应用。遥感技术在岩溶调查的过程中有着很明显的优势,特别是通过红外遥感技术的应用能够像图片翻译一样对岩溶进行详细的分析,还原岩溶的相应的地形地貌。我们还可以通过红外遥感技术来进行岩溶周边环境的勘探,例如岩溶下步的水源分布和泉水分布等等。

(4)简述遥感技术在岩土工程施工前的地质编录。遥感技术在水利水电工程中,可以对现场相应的设计进行校核和存档,尤其是大型的水利水电项目通常情况下在施工前的地质编录过程中,要采用遥感勘探技术。

三、简要叙述遥感技术在水利水电相关工程勘探中的应用

关于遥感技术在水利水电相关工程勘探中的应用,本文主要从四个方面进行分析:第一,在水利规划过程中的应用。第二,在水库工程中的实际应用。第三,在河流治理过程中的应用。第四,在水资源调查过程中的应用。

(1)应用一,在水利规划过程中的应用。遥感技术在水利规划的过程中,首先要进行污染水源的确定,通过污染水源的源头的观察来进行相应的水质质量的检测。

(2)应用二,在水库工程中的实际应用。遥感技术在水库工程中的应用主要还是进行大范围的勘探功能,可以有效的是水库的全貌体现在一张图像中,这样有助于设计者进行详细的分析和设计。

(3)应用三,在河流治理过程中的应用。遥感技术在河流治理的过程中,是以河流中的浮沙做为参照物进行遥感勘探的,这样可以对河流中的泥沙的量进行有效的分析,给出河流治理的初始数据。

(4)应用四,在水资源调查过程中的应用。遥感技术在水资源调查中的应用主要是在雷达图像的方面,这种图像可以清晰的反映出水资源的相应的位置和水量。

四、结语

卫星遥感技术应用范文篇3

神通广大的遥感卫星

在环绕地球的成百上千颗卫星中,有一种卫星,神通广大,广泛用于气象观测、国土普查、石油勘探、地图测绘、海洋监视、防灾减灾和军事侦察、导弹预警等领域。

大家一定很纳闷,卫星远在太空,是如何“看到”地面的情况的呢?原来,它们有一个“秘密武器”――遥感技术,这是一种非接触的、远距离的探测技术。还记得拥有“回声定位”特殊技能的蝙蝠吗?它通过嘴巴发出超声波,再用灵敏的耳朵收集超声波碰到周围障碍物后反射回来的回声,回声会告诉蝙蝠附近障碍物的位置和大小、物体是否在移动。这样,它在黑暗中也能够自在地飞行、捕猎。蝙蝠的这种技能就是遥感的一种。

任何物体都具有不同的电磁波反射或辐射特征。如果卫星装上了遥感器,就能感测地物目标的电磁辐射特征,并将特征记录下来,以供识别和判断,这等于是给卫星装上了“千里眼”,可以轻松地“看到”地面的情况了。

遥感卫星通常可在轨道上运行数年,它能在规定时间覆盖整个地球或指定任何区域,功能非常强大,所以世界各国都非常重视开发遥感卫星。我国从1975年首次发射返回式遥感卫星起,也在一直不停地探索开发更先进的遥感卫星。1999年10月,我国和巴西共同研制的“中巴地球资源卫星01星”成功发射,这是我国第一颗高速传输型对地遥感卫星。2006年,我国开始了“遥感系列卫星”的发射,至今已有30颗“遥感系列卫星”成功发射。“高分系列卫星”更是遥感卫星中的佼佼者,2015年9月发射的“高分9号”卫星,是一颗高分辨率光学遥感卫星,主要应用于国土普查、城市规划、土地确权、路网设计、农作物估产和防灾减灾等领域。未来10年,我国还将发射包括遥感、通信、导航卫星在内的近百颗卫星,其中遥感卫星数量将超过一半。

18颗遥感卫星为鲁甸地震灾区保驾

2014年8月3日,云南鲁甸发生6.5级地震,造成400余人遇难。由于强烈地震造成通讯中断、道路严重受阻,救灾人员无法了解受灾情况。在这危急时刻,遥感卫星大显身手――国内外18颗遥感卫星联手,对鲁甸地震受灾区域进行重点勘测,为专家们提供了非常宝贵的卫星影像资料――哪里受灾严重,哪里情况危急,一看便知。遥感卫星还从太空中清晰地看到了地震引起的滑坡、崩塌、泥石流、堰塞湖等自然灾害,帮助救灾人员更好地躲避灾害,疏散和营救灾民。遥感卫星用自己独特的“本领”为抗震救灾和灾后重建提供信息支持,这也是应用遥感卫星防灾减灾的一次典型案例。

中国“天眼”守护世界文化遗产吴哥窟

遥感卫星在保护世界文化遗产方面也贡献了力量。吴哥古迹位于柬埔寨首都金边西南315千米的地方,1992年被联合国教科文组织列入世界文化遗产名录,是柬埔寨王国最大的旅游胜地。

2013年,中国科学院应联合国教科文组织与柬埔寨吴哥窟世界文化遗产管理局的请求,帮助吴哥窟世界文化遗产管理局安装了一个虚拟的卫星地面接收站,及时监测吴哥周边环境。通过我国给予的技术支持,吴哥世界遗产管理局现已拥有了“天眼”系统,能随着卫星的移动,实时监测吴哥窟及其附近的山脉、原始森林及湖泊河流的情况,对现在和过去的数据进行比较分析,在发生自然灾害或人为破坏时,能够迅速做出反应。

神秘的美国“大鸟”间谍卫星

侦察卫星是用于获取军事情报的遥感卫星,也叫间谍卫星。

1959年,美国发射了第一颗间谍卫星“发现者1号”。它在苏联和中国上空的轨道上飞行一圈所收集到的情报,比一个最老练的间谍花费一年时间收集的情报还要多几十倍。苏联也于1962年发射了“宇宙号”间谍卫星,对美国和加拿大进行高空间谍侦察。间谍卫星具有侦察范围广、飞行速度快、不易受攻击等优点,被当做“超级间谍”来使用。

1971年美国空军发射了一颗“KH-9”间谍卫星,又叫“大鸟”间谍卫星。它安装了三只“大眼睛”:一只“眼睛”是一架分辨率极高的照相机,可以看清在地面上行走的单个行人;另一只“眼睛”是一架新型胶卷扫描照相机,可以完成地上大面积的普查照相;第三只“眼睛”最神秘,它是一个能够在夜间看见地下导弹发射井的多光谱红外扫描照相机。迄今为止,外层空间已经有16只“大鸟”在翱翔,以它那鹰一般的锐眼监视着地球上的每一个角落。1973年10月中东战争期间,“大鸟”拍摄到了埃及二、三军团的接合部没有军队设防的照片,并将此情报迅速通报给以色列,以军装甲部队便偷渡过苏伊士运河,一下子切断了埃军的后勤补给线,转劣势为优势。

赵九章爷爷的故事

赵九章爷爷是一位了不起的科学家。

赵九章爷爷1907年10月出生在河南开封。他从小就有雄心壮志,要为国家做一件大事。他把“天行健,君子自强不息”刻在一个小木块上,每天放在书包里,鼓励自己。12岁时他因为家庭困难,被迫辍学,去一个小店当杂工。但他始终没有放弃读书学习。22岁那年,他考上了清华大学物理系。28岁时,考上了公费留学生,远赴德国留学,并由此开始了出国留学、学成回国、为国家干大事的人生之路。

1964年,赵九章爷爷提出了研制中国自己的卫星的大胆想法,并起草发展中国卫星的总体方案。六年后,咱们的“东方红”1号卫星成功飞上太空。

我的“微星”我做主

“中国少年微星计划”创意征集已经接近尾声,来自全国各地的小伙伴们纷纷释放自己的想象力,给卫星“策划”了好多有趣的功能。现在就让我们来看看他们关于“微星”的非凡创意吧~

太空密码

创星者:何雨u(北京市)

我的“微星”构想:

每个想与外国小朋友交朋友的同学,都可以设置一个密码,通过一个特殊的软件发送给卫星,卫星可以按照一定的频率向地球发送这些密码,外国小朋友用软件接收并输入密码后,中外同学就可以建立联系了。

小cool龙:想想都觉得很酷呢,通过一个共同的密码建立联系,成为跨越大洋的朋友,以后说自己“朋友遍天下”,再也不是吹牛了!

我要到月球发条朋友圈

创星者:黄钲然(广东省佛山市)

我的“微星”构想:

通过卫星让月球也用上移动网络通信。

小cool龙:难道这就是传说中“对互联网的需求高于一切”的境界?小cool龙一定会给你在月球发的朋友圈点个赞!

爱星・我的梦

创星者:苑霖(北京市)

我的“微星”构想:

我想造一颗向全世界传递爱和正能量的卫星。卫星发现哪个区域的负能量强,就会自主发射一种能够让人们消除负能量的信号,这样全世界就会充满爱和正能量了。

小cool龙:这真是一个充满大爱的创意,如果能够实现,诺贝尔和平奖一定非你莫属!

看了这期关于卫星的有趣知识,现在问题来了――气象卫星运行的轨道通常在离赤道()千米的高空。

A.85000B.65800

卫星遥感技术应用范文1篇4

关键词:遥感技术环境科学应用3s一体化发展趋势

遥感是从远离地面的不同工作平台上,如高塔、气球、飞机、火箭、人造地球卫星、宇宙飞船和航天飞机等,通过传感器对地球表面的电磁波辐射信息进行探测,然后经信息的传输、处理和判读分析,对地球的资源与环境进行探测与监测的综合性技术。遥感技术从远距离采用高空鸟瞰的形式进行探测,包括多点位、多谱段、多时段和多高度的遥感影像以及多次增强的遥感信息,能提供综合系统性、瞬时或同步性的连续区域性同步信息,在环境科学领域的应用具有很大优越性。

20世纪90年代以来,环境遥感技术应用越来越广。从陆地的土地覆被变化,城市扩展动态监测评价,土壤侵蚀与地面水污染负荷产生量估算,生物栖息地评价和保护,工程选址以及防护林保护规划和建设。到水域的海洋和海岸带生态环境变迁分析,海面悬浮泥沙、叶绿素含量、黄色物质、海上溢油、赤潮以及热污染等的发现和监测,珊瑚和红树林的现状调查与变化监测,堤坝的规划与水沙平衡分析,水下地形地遥调查以及水域初级生产率的估算。再到大气环境遥感中的城市热岛效应分析,大气污染范围识别与定量评价,大气气溶胶污染特征参数化,全球水、气和化学元素等的循环研究,全球环境变化以及重大自然灾害的评估等,几乎覆盖了整个地球系统。

一、遥感技术在环境科学中的应用

1.遥感技术在水污染监测方面的应用

(1)利用红外扫描仪监视石油污染

全球每年排入海洋的石油及其制品高达1000万吨,利用多光谱航片可对海面石油污染进行半定量分析,将彩色航片同步拍照与近红外片做的彩色密度分割图相比较,更精密地判断和解译信息,参照图片画出不同油膜厚度的大致分级图。通过彩色密度分割图像,特别是数字密度分割图,可以更准确地判断油量的分布情况。通过彩色密度分割可把相差零点零几厚度的海面油膜区分出层次来,这有利于用航空遥感对海面油的扩散分布和半定量研究。浓度大的地方是黄色,往外扩散的油膜变薄,呈黄紫混在一起的颜色,再往外扩散的油膜就更薄些呈紫色。通过对污染发生后各天的气象卫星图像的对比分析,确定油膜的漂移方向,计算出其扩散速度和扩散面积。

(2)利用遥感技术监测水体富营养化

浮游植物中的叶绿素对蓝紫光和红橙光有较强的吸收作用,当水体出现富营养化时,我们就可以利用遥感技术推算出水体中的叶绿素分布情况。赤潮区的海水光谱特征是藻类、泥沙和海水的复合光谱,另外有机或无机颗粒物也会吸收入射光,影响水体的透明度。

(3)通过遥感技术调查废水污染和泥沙污染

废水的颜色与悬浮物性状千差万别,特征曲线上的反射峰位置和强度也不大一样,可以用多光谱合成图像进行监测。水中悬浮泥沙的浓度和粒径增大,水体反射量也会相应增加,反射峰随之红移,定量判读悬浮泥沙浓度的最佳波段是0.65~0.85微米。

(4)应用红外扫描仪监测水体热污染

应用红外扫描仪记录水体的热辐射能量,真实反映其温度差异。在热红外图像上,热水温度高,辐射能量多,呈浅色调。冷水和冰辐射能量少,呈深色调。热排水口处通常呈白色羽流,利用光学技术和计算机对热图像作密度分割,根据少量的同步实测水温,画出水体等温线。

(5)通过遥感技术分析水域的分布变化和水体沼泽化

水体总体反射率较低,选择1.55~1.75微米波段的多时域影像可以分析水域的分布变化。沼泽化在时域图像上反映为水体面积缩小,从水体向边缘有规律变化,显示出不同程度的植被特征。

2.遥感技术在大气环境监测方面的应用

(1)臭氧层

臭氧层位于地球上空25~30千米的平流层中,对0.3米以下紫外区的电磁波有较大吸收,可用紫外波段来测定臭氧层的变化。臭氧层在2.74毫米处也有一个吸收带,可用频率为11o83兆赫兹的地面微波辐射计来测定臭氧在大气中的垂直分布。另外臭氧层会吸收太阳紫外线而升温,可使用红外波段来探测,如用7.75~13.3微米热红外探测器测定臭氧层的温度变化,参照浓度与温度的相关关系,推算出臭氧浓度的水平分布。

(2)大气气溶胶

利用遥感图像可分析大气气溶胶的分布和含量,工业烟雾、火灾浓烟和大规模沙尘暴在遥感图像上都有清晰的图像,可以直接圈定其大致范围。利用周期性气象卫星图可监测沙尘运动,估计其运动速度,及时预报沙尘暴。通过卫星资料可及早发现森林火灾,把灾害损失降到最低。大比例图片可用来调查城市烟囱的数量和分布,还可以通过烟囱阴影的长度来计算其大致高度。应用计算机对影像进行微密度分割,建立烟雾浓度与影像灰度值的相关关系,可测出烟雾浓度的等值线图。

(3)有害气体

彩红外相片可监测有毒气体对污染源周围树木和农作物的危害情况,通过植物对有害气体的敏感性来推断某地区大气污染的程度和性质。一般污染较轻的地区,植被受污染的情况不宜被人察觉,但其光谱反射率却会明显变化,在遥感影像上表现为灰度的差异。正常生长的植物叶片能强烈反射红外线,在彩红外相片上色泽鲜红明亮。受到污染的叶子,其叶绿素遭到破坏,对红外线的反射能力下降,其彩红外相片颜色发暗,如白蜡树受污染后呈紫红色,柳树呈品红色略带蓝灰色。

(4)气候变化

美国、欧盟、日本和俄罗斯的地球同步轨道气象卫星组成的静止气象卫星监测系统昼夜不停地观测地球的气候变化,得到全球范围内的大气参数、海洋参数、地表状况、辐射收支和臭氧分布等信息,对全球变暖、臭氧层空洞以及厄尔尼诺现象的研究非常重要。

3.遥感技术在城市环境监测与管理中的应用

彩红外遥感影像可监测固体废弃物引起的生态环境变化,热红外遥感影像可调查工业废水和废气的排放情况。城市道路宽的呈带状和环状,窄的呈线状,城市广场一般以块状蓝灰色与街道紧密相连于中心地带。居民区呈灰色,高层楼房带有宽长影,平房呈密集排列的小长方块状。水系呈浅蓝色,绿地呈红色。从遥感图像上获取这些信息,对优化城市结构有很大帮助。另外城市里的高大建筑物对太阳辐射和其他热辐射的吸收和释放特性跟以土地和农作物为主要下垫面的郊区有很大不同,利用热红外遥感对城市下垫面进行分析就可以得出城市的热岛效应。

4.应用遥感技术监控生态环境

遥感影像真实记录地貌形态特征并提供各环境参数的组合情况,根据其空间一致性和差异性进行区域环境范围的生态区划。利用遥感卫星相片还可以编制森林树种、生长状况和森林覆盖图,使用计算机集群分类,精度可高达8o%。一般野生动物环境与森林植被关系最为密切,通过研究植物的分布与长势可大致确定动物的活动繁殖场所,从而编制森林野生动物保护规划。

5.利用遥感技术监测自然灾害

遥感技术对于暴雨、水土流失、地震和山体滑坡等地质灾害的调查与监测也很有效。比如说地震与地球活动构造块体分布及其活动方式密切相关,利用卫星预测地震技术主要集中在电磁波辐射和电离层异常监测、地表形变监测、红外辐射监测以及卫星重力监测等方面。但由于目前技术条件的限制,地震还是不能准确预测,2008年5月的汶川大地震几乎震碎了中国人的心,期待有一天,我们中国人能通过遥感技术准确预测地震灾害,今天的悲剧永远不要发生了。

二、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。

3.3s一体化

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.建立高速、高精度和大容量的遥感数据处理系统

随着3s一体化,资源与环境的遥感数据量和计算机处理量也将大幅度增加,遥感数据处理系统就必须要有更高的处理速度和精度。神经网络具有全并行处理、自适应学习和联想功能等特点,在解决计算机视觉和模式识别等特大复杂的数据信息方面有明显优势。认真总结专家知识,建立知识库,寻求研究定量精确化算法,发展快速有效的遥感数据压缩算法,建立高速、高精度和大容量的遥感数据处理系统。

5.建立国家环境资源信息系统

国家环境资源信息是重要的战略资源,环境资源数据库是国家环境资源信息系统的核心。我们要提高对环境资源的宏观调控能力,为我国社会经济和资源环境的协调可持续发展提供科学的数据和决策支持。

6.建立国家环境遥感应用系统

国家环境遥感应用系统将利用卫星遥感数据和地面环境监测数据,建立天地一体化的部级生态环境遥感监测预报系统以及重大污染事故应急监测系统,可定期报告大气环境、水环境和生态环境的状况。环境遥感地理信息系统是其支撑系统,在各种应用软件的辅助下实现环境遥感数据的存储、处理和管理;环境遥感专业应用系统是其应用平台,在环境专业模型的支持下实现环境遥感数据的环境应用;环境遥感决策支持系统是其最上层系统,在环境预测评价和决策模型的驱动下进行环境预测评价分析,制定环境保护的辅助决策方案;数据网络环境是其数据输入和输出的开放网络环境,实现环境海量数据的快速流通。

总之,遥感技术在环境科学领域有广泛应用,随着科学的进步,遥感技术会越来越先进,其所发挥的作用也会越来越大。

参考文献:1.任源,杨晓晶.遥感技术在现代环境监测与环境保护中的应用.环境保护科学第33卷第3期,2007

2.王旭,徐永花,李莉.遥感技术在环境科学领域的应用及其发展趋势.地下水第29卷第3期,2007

3.施益强,陈崇成,陈玲.遥感技术在环境科学与工程应用中的进展.科技导报,2002

卫星遥感技术应用范文篇5

关键词:无人机遥感技术土地执法遥感监测

中图分类号:TP79文献标识码:A文章编号:1674-098X(2016)06(a)-0009-05

无人机遥感技术较传统的遥感技术而言,是一种低空遥感技术,它是以获取低空高分辨率遥感数据为目标,操作方便、灵活性强、成本较低的一种专业化遥感系统。随着社会经济的快速发展,各行各业对高分辨率的基础地理信息需求越来越大,仅靠以往传统的卫星数据系统获得的遥感信息数据和影像数据已无法满足现实需求。因此,无人机遥感技术作为一种新兴的、低成本、高分辨率、易操作的遥感技术自然受到各行业的追捧。当前,无人机遥感系统广泛运用于土地执法监测,这样有助于监测土地利用情况,并对其进行合理规划和土地资源管理。

1无人机遥感技术概述

1.1无人机遥感技术的特点

1.1.1操作简单

随着无人机技术的不断成熟,其操作也愈显简便化,在使用无人机进行土地执法检查时,可以事先设定好飞行路线,针对空中和地面实际情况,通过校正数据以达到对目标的精确测量;当无人机出现故障时,其系统可以自动进行诊断,一旦出现故障,无人机可以自行返航到起点,以等待排除故障重新进行测量。

1.1.2灵活方便

无人机不需要专门的场地进行起飞或降落,使用起来极为方便,可以通过多种方式在山坡、田地等地域进行起飞,并快速到达预定目标进行测量,完成测量任务后可以通过伞降或滑行方式回收。同时,无人机机身重量较轻,体型不大,携带也较为方便。

1.1.3高分辨率

相比传统航拍技术,无人机遥感技术具有高分辨率获取影像数据的能力,这是无人机遥感技术的最大特点,无人机遥感技术获取影像的空间分辨率最高可以达到厘米级,主要得益于其具备面积覆盖、倾斜成像的技术能力。

1.1.4低使用和维护成本

日常的维护、保养费用低,作业时的成本不高,正常情况下的支出:系统的直接成本很低,只需要设备的折旧费、人员工资、交通开支等。随着大量实验生产的开展,低空遥感技术已日趋成熟,无人机遥感技术以其机动、灵活、快速的反应能力和运行成本低等优势,正逐步成为航空遥感系统的有力补充,尤其是在小范围的遥感调查中能发挥非常重要的作用。近年来已成为影像数据获取的有效手段之一,能弥补卫星RS的不足。

1.2无人机遥感的影像处理流程

1.2.1影像的畸变差纠正

由于无人机遥感系统操作简单、运用灵活,成像分辨率高的特点,便广泛用于航拍领域中。因无人机相机的不同,无人机的类型也不尽相同,大多数情况下无人机遥感系统使用的都是普通相机,其拍摄出来的相片会出现畸变现象,一旦出现畸变,在后期相片数据处理结果上会出现误差,为了保障数据的真实准确性,都会事先纠正影像畸变,常见的处理方式有消除主点偏移、旋转影像等。

1.2.2影像的三角测量

无人机遥感系统在低空进行航拍时会自动完成影像的三角测量,传统影像的选点和转点工作是由人工完成的,其效率较低,而无人机遥感技术能够自动完成选点和转点工作,工作效率大大提高。同时,影像中的各个坐标也是自动获取的,其坐标系中密点位置及参数也是自动形成。

1.3无人机遥感系统简介

无人机遥感系统分为空中控制、地面控制以及数据处理系统,空中控制系统主要包括无人机机身、影像获取系统、控制飞行的动力系统等;地面控制系统主要包括无线通信系统及接收系统等,以对无人机进行航线规划及飞行控制。数据处理系统主要是影像数据处理软件。目前无人机遥感系统在国土遥感应用、能源遥感应用、林业遥感应用和农业遥感应用等领域得到了广泛推广,具体无人机航测遥感系统如图1所示。

民用无人机通常分为固定翼无人机、无人直升机和多旋翼无人机这3个种类。固定翼无人机是多数民用无人机的主流平台,这种飞行器的发展趋势主要向微型化和长航时发展,当前微型化的无人飞机大小只有巴掌大,长航时无人机能飞行时间大约10小时,起飞的方式也多种多样,有弹射、滑行、车载等等,降落的方式也可以选择伞降、滑行和撞网都可以;无人直升机是灵活性最强的无人机平台,可以原地垂直起飞和悬停;多旋翼(多轴)无人机是消费级和部分民用用途的首选平台,灵活性介于固定翼和直升机中间(起降需要推力),但操纵简单、成本较低。

2无人机遥感技术在土地执法工作中的运用

土地执法是指县级以上人民政府国土资源行政主管部门按照法定程序和方式,依据该行政区域内土地管理法律和法规,通过遥感监测、动态巡查、地理信息系统等技术手段掌握该行政区域的新增建设用地和耕地保护情况,起到发现、制止并监督查处违法用地行为。具体体现在土地卫片执法检查的应用、土地管理动态巡查监测、违法土地案件整改情况监测和耕地保护的日常监测等方面的工作。

2.1土地卫片执法检查的应用

国土资源部在2010年颁布了15号令,并且在全国开展了土地卫片执法检查工作,土地卫片执法检查是指通过卫星遥感监测、地理信息系统等技术手段对一个地区的土地利用情况进行监测,制成遥感影像图,将同一地域前后两个不同时点的遥感影像图进行叠加对比,可以反映出该地域土地利用的地表变化情况。通过对卫片监测所反映土地利用情况发生变化的地块逐一核查,掌握该行政区域的新增建设用地情况,发现、制止并查处违法用地行为。这几年持续的土地卫片执法工作使得湖南土地管理和土地合理利用得到了进一步改善;个人、企业及各地政府依法使用土地的意识有所提高;土地市场秩序有所好转,但是由于卫星影像是全国统一时点获取,获取时间是在土地卫片执法开展前一年的8月份,所以在开展土地卫片执法时,较发达地区的影像和实地有较大的差别;另外有的地区的卫星影像分辨率不高,影像的清晰度不够,因此,较发达地区的国土资源局为了加强对土地利用情况监督,有效遏制土地违法使用行为,进一步规范土地管理,采取无人机航拍监测方式对该地域进行土地监测。以2015年湖南省岳阳市土地卫片执法检查工作为例,2015年4月,岳阳市国土资源局获得了国家下发的2014年8月的2M分辨率彩色卫星影像,但是由于得到的卫星影像部分区域出现被云层,薄雾遮挡,清晰度不够,并且卫片执法开展时间和卫片拍摄时间相差半年,为了保证该市土地卫片执法检查工作的科学性和准确性,政府部门采用了无人机遥感技术对该市区进行航拍取像。在无人机机型中,固定翼无人机是飞行速度最快,续航能力最强的机型,因此,政府部门选用了IRSA(中遥)Ⅱ固定翼无人机,佳能HFM52相机进行航拍,拍摄的航片影像的分辨率为0.2m,从线路规划、无人机飞行、航片的快速处理(如图2)和影像的建设用地解译等全部工作共用了15天顺利完成。

2.2土地管理动态巡查监测

近年来,由于土地经济市场繁荣,从而导致违法占用土地、违法建设现象时有发生,基层执法部门任务繁重,在日常巡查过程中,由于受地域条件等因素制约,巡查工作有一定困难,存在对违法用地发现率低、发现不及时等弊端。“无人机航拍监测具有灵活机动、精细准确等特点,不受地形地貌等因素干扰,能够获得准确的视频和高精度的图片,确保不留盲区和死角,实现对辖区范围的全覆盖。土地执法部门通过无人机对该区域土地进行动态巡查监测,可以全面有效地了解该区域违法用地、违法建筑的情况。通过对制定区域进行无人机监测,对比同一区域前后不同时间点的影像数据资料,利用对比软件设备进行解译,最终为执法部门的执法行为提供数据来源。笔者所在的长沙市国土资源局在开展土地执法的动态巡查工作中,对涉及的违法用地进行了执法检查,对部分违法情况不清楚的地方或者某区域可能存在违法用地行为的,采用了无人机遥感技术对其进行拍摄,对土地监察动态进行定点巡查,其期限通常为3个月,为了保证航拍影像质量,航拍效率,使用了高质量、高安全性的无人机遥感技术。从而取得清晰的遥感监测图斑。图3为岳阳市某广场的影像对比图,由于2012年的卫星影像分辨率太低,无法有效辨认影像中的一些信息,无法为违法占用土地立案工作提供有力的依据,2013年是用无人机航拍,无人机是运用zc-5型,长2.1m、翼展2.6m,可以抵抗五级左右大风,飞行范围一般在2000km2,配置相机是佳能5DMarkⅡ、24mm定焦镜头。在最终形成的清晰航片影像中,可以发现分辨率较高,建设面积和类型非常明显。

2.3违法土地案件整改情况监测

在土地执法工作中,许多违法占用土地、违法建设案件被发现和查处整改,而土地执法部门在对违法占用土地查处整改情况进行现场调查取证时,如果用常规全站仪实地野外数据采集方法成图,作业量大,耗费时间长,成本高(每平方公里的费用达到8~15万元),且不宜大面积开展,不仅给土地执法工作带来不便,也严重影响了遏制违法占用土地的行为。相比野外实测,无人机航测具有周期短、效率高和成本低等特点,对于面积较小的大比例尺土地测量任务受天气和空域管理的限制较少,成本较低。而将无人机遥感系统进行工程化、实用化开发,则可利用它机动、快速、经济等优势,在阴天、轻雾天也能获取合格的彩色影像,从而将大量的野外工作转入内业,保证违法土地整改查处情况监测的高效性。所以越来越多的国土资源局通过使用无人机遥感技术对违法占用土地面积较大和集中的区域进行航拍摄像,更直观和快捷地了解该区域的实际查处整改情况,而基于无人机机动性能强、不受场地情况限制,并且携带方便,执法部门可以充分利用无人机对违法占用土地进行监测摄像,实时记录土地违法案件的整改情况。

2.4耕地保护的日常监测

耕地保护是加快经济发展方式转变的根本要求,在2015年1月视频会议作出重要批示,批示指出我国人多地少,任何时候都要守住耕地红线,守住基本农田红线。要坚持数量与质量并重,严格划定永久基本农田,既要明确其特殊用地政策,又要严格规范用地管理,加强监测督察,对土地违法违规问题动真碰硬、重点问责。这对土地执法的工作有了很高的要求,为了认真落实耕地保护,一些政府对于耕地较集中,耕种条件较好的区域开展了无人机遥感的定期巡查。比如常德市政府今年计划对该市区拨款150万元,运用无人机,分辨率为0.5m的遥感技术,隔两三个月拍一次重点基本农田的保护区,以第一次作为基础,如果地面上有变化,比如耕地变成建设用地,或者耕地变成其他地类而引起耕地被破坏,这样就可以清楚地在内业处理后的航片影像中发现,常德市计划通过此项工作来开展对重点基本农田保护区的监测和耕地保护的高技术、高效率的推广工作。

3无人机遥感技术可能存在的问题

无人机遥感技术作为一种低空航拍影像数据采集的主要方式,其灵活机动、续航时间较长、影像收集实时等优点,已成为卫星遥感系统的有效补充,而随着社会的不断发展,无人机遥感技术的运用将更加广泛,然而,基于无人机自身的限制,还需要不断完善无人机系统,以确保无人机遥感技术的稳定性和抗风险性。

3.1抗风险能力有待提高

无人机机身较轻,由行高度低,容易受到风速影响,但为了提高无人机的抗风险性,通常情况下都是采取增加无人机机身重量,但是无人机承担量小,如果增加机身重量,其稳定性会下降。因此,如何在机身较低或不增加重量的情况下,通过改善无人机遥感技术来提高无人机系统的稳定性和抗风险性,保证无人机飞行安全是当前无人机遥感技术需要解决的重要问题。

3.2拍摄范围不大

由于是低空飞行,一个架次拍摄的范围较小,并且体积不大,续航时间较短,一般只能飞行几个小时到十几个小时,仅适用于小范围区域的调查,对于大面积区域的全天候调查,需要配合大飞机、卫星影像数据开展调查。

3.3遥感数据的后处理技术

当前使用的无人机遥感摄像设备是一种小型的数字相机,与传统的卫星摄像系统相比,其摄像数据太多,影像篇幅小,从而导致后期数据处理时间较长,因此,针对这类问题,应开发影像自动识别和拼接软件,提供影像数据处理效率,节省数据处理时间。

4结语

当前,与传统航空遥感系统相比,无人机遥感技术具有更大的灵活性,使用便利,并且摄像时间短、影像分辨率高,弥补了传统航空遥感系统的不足,从而被广泛运用于土地执法监测领域。通过无人机遥感技术获取的高分辨率影像,对各类地物信息进行提取,可以有效提供土地利用情况的准确数据。然而,无人机遥感技术作为卫星遥感系统的补充,多运用于一般的小范围区域地形图绘制,加之无人机自身的一些不足和限制,无法满足大范围监测需求,因此,改进无人机系统质量,提高系统稳定性和抗风险性,改进遥感数据的处理技术等,是下一步无人机遥感技术发展完善的一个方向。

参考文献

[1]范承啸,韩俊,熊志军,等.无人机遥感技术现状与应用[J].测绘科学,2009(5):214-215.

[2]郎城.无人机在区域土地利用动态监测中的应用[D].西安科技大学,2011.

[3]王伟娜,葛莹,李心玉,等.航测成图与卫星影像测图的比较分析[J].测绘科学,2008(5):65-66,72.

[4]朱京海,徐光,刘家斌.无人机遥感技术在环境保护领域中的应用进展[J].环境保护科学,2011(9):45-48.

[5]黄爱凤,邓克绪.民用无人机发展现状及关键技术[C]//第九届长三角科技论坛.2012.

[6]荆平平.无人机影像获取与信息提取应用研究[D].中国地质大学(北京),2014.

[7]王邦松,艾海滨,安宏,等.航空影像色彩一致性处理算法研究[J].遥感信息,2011(1):45-49.

卫星遥感技术应用范文1篇6

关键词:遥感图像;地质灾害;调查与评估

中图分类号:P694文献标识码:A

近些年来,航空航天遥感技术迅猛发展,并广泛应用于各种地质灾害的监测中。在国外,日本利用遥感图像编制了全国1:50000地质灾害分布图;欧盟各国在大量滑坡、泥石流遥感调查基础上,对遥感技术方法进行了系统总结,指出了识别不同规模、不同亮度或对比度的滑坡和泥石流所需的遥感图像的空间分辨率,并利用GPS测量及雷达数据,监测地质灾害可能达到的程度。目前,我国在利用遥感技术开展地质灾害调查方面,也摸索了一套较为合理有效的地质灾害遥感调查方法,即利用遥感信息源,以目视解译为主,计算机图像处理为辅,将重点区遥感解译成果与现场验证相结合,并利用其它非遥感资料,综合分析,得出可靠的分析调查结果。充分利用航天航空、差分干涉雷达和全球定位系统等遥感技术进行地质灾害监测并灾后评估,是遥感技术在地质灾害监测应用中的必然发展趋势。

1遥感技术的特点

1.1宏观性遥感影像是大范围地面信息的载体,一景NOAA数据覆盖512kin×512km的地面范围;一景TM数据覆盖180kin×180km的地面范围;一景SPOT数据覆盖60kin×60kin的地面范围;加拿大RADAKSAT则有多种成像方式。幅宽从75kin到500kin。遥感为人们从宏观上、总体上把握事物的全貌提供了快速、便捷的途径。

1.2客观性遥感信息是从高空获得的地面信息,这些信息虽然不是依靠人们的直接观测获得,却是地物通过特有的光谱特性或反射特性对地面状况的客观反映。通过模式识别、计算机分类技术、波段运算等分析方法对这些信息进行研究,我们可以获得特定区域现状的相关信息。

1.3综合性卫星遥感信息是对地面状况的综合反映。山峰、水库、道路、植被、居民点、地质结构和大地构造等静态地物地貌。流动物体的瞬时动态影像等都能在其中得到一定地反映,不同波段的遥感数据还蕴藏着温度、湿度、亮度等环境要素。

1.4动态性每一景遥感信息都是对地面状况地瞬时反映。同一地区不同时期的遥感影像反映了研究区域的动态变化。NOVA卫星每天可以重复获得同一地区的两景数据。TM影像的成像周期为7天,SPOT卫星可以每天对同一地区成像,RADARSAT影像的成像周期最快可达3天-4天.而机载SAR。可以根据需要随时升空获取影像信息。

2遥感调查地质灾害的必要性

据不完全统计,全球发展中国家每年由地质灾害造成的经济损失,达到了国民生产总值的5%以上。在我国灾害及其所导致的环境问题中,据估计由地质灾害造成的损失约占整个灾害损失的35%。可见,利用遥感技术加大对地质灾害调查、监测和防治,已成为刻不容缓的任务。遥感对地观测技术具有时效性好、宏观性强、信息量丰富等特点。卫星遥感中的“星载雷达技术”具有穿透云雨特点,不受天气条件影响,可以实时而准确的开展突发性地质灾害状况调查,为抢灾与救灾工作提供准确资料。

3遥感调查地质灾害的可行性

3.1遥感调查地质灾害的技术经验积累

国内外遥感调查地质灾害的技术方法,已基本形成了规范化的技术流程,在地质灾害遥感判读、分类及制作相应的图像方面都取得了较成熟的经验。能够对地质灾害进行系统的遥感解译,并进行滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害分区与定量的灾情等级评价,从宏观上进行致灾成因分析和发展趋势预测。

3.2遥感技术特点为有效地进行地质灾害调查提供了可能

一般情况下,岩性脆弱、构造发育、植被稀疏、地形陡峻的地段,在强降水过程中容易发生地质灾害。遥感技术具有全天候、准确性,不仅能有效地监测预报天气状况进行地质灾害预警,研究查明不同地质地貌背景下地质灾害隐患区段,同时对突发性地质灾害也能进行实时或准实时的灾情调查、动态监测和损失评估。因此,遥感技术在地质灾害调查中必将发挥非常重要的作用。

3.3遥感技术的快速发展为地质灾害调查提供了强有力技术支持

世界卫星技术的发展,米级甚至分米级的卫星图像为直接监测和区分地物提供了可能性。另外,GPS技术大大改进了滑坡、泥石流等地质灾害调查中的定位工作,美国和俄罗斯都有全球定位系统,其提供数据的差分精度可达毫米级。我国的基础地理框架工作也取得了长足进步,1:1000000比例尺的全国数字地图已进入Internet,1:250000全国数字地图也已完成,部份重点地区的1:50000基础1:10000的数字地图制作工作也初具规模。

4遥感技术调查地质灾害的内容

4.1遥感技术能够调查与研究的孕灾背景

利用遥感技术有效地调查研究地质灾害孕灾背景,是地质灾害调查中最基础而又最重要的工作内容:①时日降水量;②多年平均降水量;③地面坡度;④松散堆积物的厚度及分布;⑤构造发育程度(控制岩石破碎程度和稳定性);⑥植被发育状况;⑦岩土体结构(反映岩土体抗侵蚀、破碎的能力);⑧人类工程活动程度。由于气象卫星可以实时监测降雨强度与降水量,陆地资源卫星不仅具有全面系统的调查地表地物的能力,其红外波段及微波波段还具有调查分析地下浅部地物特征的作用。因此,在上述8种孕灾背景中,第①与第②种可通过气象卫星与地面水文观测站调查统计,其它因子可通过陆地资源卫星并结合适当的实地踏勘资料得以查明。

4.2遥感技术在地质灾害现状调查与区划方面的作用

地质灾害作为一种特殊的不良地质现象,无论是滑坡、崩塌、泥石流等灾害个体,还是由它们组合形成的灾害群体,在遥感图像上呈现的形态、色调、影纹结构等均与周围背景存在一定的区别。因此,对崩、滑、泥等地质灾害的规模、形态特征及孕育特征,均能从遥感影像上直接判读圈定。在此基础上进行地质灾害区划,划分地质灾害易发区域,评价易发程度,为防治地质灾害隐患,建立地质灾害监测网络提供基础资料。

4.3遥感技术对地质灾害动态监测与预警

地质灾害的发生是缓慢蠕动的地质体(如滑坡体等)从量变到质变的过程。一般情况下,地质灾害体的蠕动速率是很小而且稳定的,当突然增大时预示着灾害的即将到来。由于全球卫星定位系统(GPS)的差分精度达毫米级,可以满足对蠕动灾体测的精度要求。因此,利用卫星定位系统可以全过程地进行地质灾害动态监测,在此基础上有效地行地质灾害的预测、预报甚至临报和警报。

4.4遥感技术对灾情实时调查与损失评估提供可靠的技术手段

地质灾害的破坏包括人员与牲畜伤亡。村庄、工矿、交通下线、桥梁、水工建筑等财产损失以及土地、森林、水域等自然资源的毁坏。利用遥感技术进行地质灾害调查,除人员与牲畜伤亡难以统计外,高分辨率的遥感影像对工程设施和自然资源的毁坏情况均可进行实时或准实时的调查与评估,为抢灾救灾工作提供准确依据。

结语

遥感技术是一门新兴的高新技术手段,利用遥感技术开展地质灾害调查不仅是必要的,而且是可行的。遥感技术可以贯穿于地质灾害调查、监测、预警、评估的全过程。随着遥感技术理论的逐步完善和遥感图像空间分辨率、时间分辨率与波谱分辨率的不断提高,遥感技术必将成为地质灾害及其孕灾环境宏观调查以及灾体动态监测和灾情损失评估中不可缺少的手段之一。但是,全面推广地质灾害遥感调查,目前尚存在一定的困难和技术缺陷,有待于广大遥感工作者和地质灾害工作者不断完善。

参考文献

卫星遥感技术应用范文篇7

关键词:遥感水质监测遥感数据

1水体遥感监测的基本理论

1.1水体遥感监测原理、特点。影响水质的参数有:水中悬浮物、藻类、化学物质、溶解性有机物、热释放物、病原体和油类物质等。随着遥感技术的革新和对物质光谱特征研究的深入,可以监测的水质参数种类也在逐渐增加,除了热污染和溢油污染等突发性水污染事故的监测外,用遥感监测的水质数据大致可以分为以下四大类:浑浊度、浮游植物、溶解性有机物、化学性水质指标。

利用遥感技术进行水环境质量监测的主要机理是被污染水体具有独特的有别于清洁水体的光谱特征,这些光谱特征体现在其对特定波长的光的吸收或反射,而且这些光谱特征能够为遥感器所捕获并在遥感图象中体现出来。如当水体出现富营养化时,浮游植物中的叶绿素对近红外波段具有明显的“陡坡效应”,故而这类水体兼有水体和植物的光谱特征,即在可见光波段反射率低,在近红外波段反射率却明显升高。

1.2水质参数的遥感监测过程。首先,根据水质参数选择遥感数据,并获得同期内的地面监测的水质分析数据。现今广泛使用的遥感图象波段较宽,所反映的往往是综合信息,加之太阳光、大气等因素的影响,遥感信息表现的不甚明显,要对遥感数据进行一系列校正和转换将原始数字图像格式转换为辐射值或反射率值。然后根据经验选择不同波段或波段组合的数据与同步观测的地面数据进行统计分析,再经检验得到最后满意的模型方程(如图)。

图1:遥感监测水质步骤简图

2水质遥感监测常用的遥感数据

2.1多光谱遥感数据。在水质遥感监测中常用的多光谱遥感数据,包括美国Landsat卫星的MSS、TM、ETM数据,法国SPOT卫星的HRV数据,气象卫星NOAA的AVHRR数据,印度遥感IRS系统的LISS数据,日本JERS卫星的OPS(光学传感器)接收的多光谱图像数据,中巴地球资源1号卫星(CBERS--1)CCD相机数据等。

Landsat数据是目前应用较广的数据。1972年Landsat1发射后,MSS数据便开始被用于水质研究中。如解亚龙等用MSS数据对滇池悬浮物污染丰度进行了研究,明确了遥感数据与悬浮物浓度的关系;张海林等用MSS和TM数据建立了内陆水体的水质模型;Anne等人用TM和ETM数据对芬兰的海岸水体进行了研究。

SPOT地球观测卫星系统,较陆地卫星最大的优势是最高空间分辨率达10m。SPOT数据应用于水质研究中,学者们也做了一些研究。如可以利用SPOT数据来估算悬浮物质浓度和估计藻类生物参数。

AVHRR(高级甚高分辨率辐射计)是装载在NOAA列卫星上的传感器,每天都可以提供可见光图像和两幅热红外图像,在水质监测等许多领域广泛应用,如1986年,国家海洋局第二海洋研究所用NOAA数据对杭州湾悬浮固体浓度进行了研究。

2.2高光谱遥感数据

2.2.1成像光谱仪数据。成像光谱仪也称高光谱成像仪,实质上是将二维图像和地物光谱测量结合起来的图谱合一的遥感技术,其光谱分辨率高达纳米数量级。国内外的学者主要利用的有:美国的AVIRIS数据、加拿大的CASI数据、芬兰的AISA数据、中国的PHI数据以及OMIS数据、SEAWIFS数据等进行了水体水质遥感研究,对一些水质参数,如叶绿素浓度、悬浮物浓度、溶解性有机物作了估测。

2.2.2非成像光谱仪数据。非成像光谱仪主要指各种野外工作时用的地面光谱测量仪,地物的光谱反射率不以影像的形式记录,而以图形等非影像形式记录。常见的有ASD野外光谱仪、便携式超光谱仪等。如对我国太湖进行水质监测时,水面光谱测量就用了GRE-1500便携式超光谱仪,光谱的响应范围0.30~1.1um,共512个测量通道,主要将其中0.35~0.90um的316个通道的数据用于水质光谱分析。并且非成像光谱仪与星载高光谱数据的结合,可望研究出具有一定适用性的水质参数反演模型。

2.3新型卫星遥感数据。新的卫星陆续升空为水质遥感监测提供了更高空间、时间和光谱分辨率的遥感数据。如美国的LandsatETM、EO--1ALI、MODIS,欧空局的EnvlsatMERIS等多光谱数据和美国的EO-1Hyperion高光谱数据。Koponen用AISA数据模拟MERIS数据对芬兰南部的湖泊水质进行分类,结果表明分类精度和利用AISA数据几乎相同;Hanna等利用AISA数据模拟MODIS和MERIS数据来研究这两种数据在水质监测中的可用性时发现;MERIS以705nm为中心的波段9很适合用来估算叶绿素a的浓度,但是利用模拟的MODIS数据得到的算法精度并不高。Sabine等把CASI数据和HyMap数据结合,对德国梅克莱堡州湖区水质进行了监测,为营养参数和叶绿素浓度的定量化建立了算法。

3水质遥感存在的问题与发展趋势

3.1存在的问题:①多数限定于定性研究,或进行已有的航空和卫星遥感数据分析,却很少进行定量分析。②监测精度不高,各种算法以经验、半经验方法为主。③算法具有局部性、地方性和季节性,适用性、可移植性差。④监测的水质参数少,主要集中在悬浮沉积物、叶绿素和透明度、浑浊度等参数。⑤遥感水质监测的波段范围小,多集中于可见光和近红外波段范围,而且光谱分辨率大小不等,尤其是缺乏微波波段表面水质的研究。

3.2发展趋势

3.2.1建立遥感监测技术体系。研究利用新型遥感数据进行水质定量监测的关键技术与方法,形成一个标准化的水安全定量遥感监测技术体系,针对不同类型的内陆水体,建立多种水质参数反演算法,实现实验遥感和定量遥感的跨跃,从中获得原始创新性的成果。

3.2.2加强水质遥感基础研究。加深对遥感机理的认识,特别是水质对表层水体的光学和热量特征的影响机理上,以进一步发展基于物理的模型,把水质参数更好的和遥感器获得的光学测量值联系起来;加深目视解译和数字图象处理的研究,提高遥感影象的解译精度;增强高光谱遥感的研究,完善航空成像光谱仪数据处理技术。

3.2.3开展微波波段对水质的遥感监测。常规水质遥感监测波段范围多数选择在可见光或近红外,尤其是缺乏微波波段表面水质的研究情况。将微波波段与可见光或近红外复合可提高对表面水质参数的反演能力。

3.2.4拓宽遥感水质监测项。现阶段水质遥感局限于某些特定的水质参数,叶绿素、悬浮物及与之相关的水体透明度、浑浊度等参数,对可溶性有机物、COD等参数光谱特征和定量遥感监测研究较少,拓宽遥感监测项是今后的发展趋势之一。应加强其他水质参数的光谱特征研究,以扩大水质参数的定量监测种类,进一步建立不同水质参数的光谱特征数据库。

3.2.5提高水质遥感监测精度。研究表明利用遥感进行水质参数反演,其反演精度、稳定度、空间可扩展性受遥感波段设置影响较大,利用星载高光谱数据进行水质参数反演,对其上百的波段宽度为10nm左右的连续波段与主要水质参数的波谱响应特性进行研究,确定水质参数诊断性波谱及波段组合,形成构造水质参数遥感模型和反演的核心技术,提高水质监测精度。

3.2.6扩展水质遥感监测模型空间。系统深入的研究水质组分的内在光学特性,利用高光谱数据和中、低分辨率多光谱数据进行水质遥感定量监测机理研究,进行水质组分的

定量提取和组分间混合信息的剥离,消除水质组分间的相互干扰,建立不受时间和地域限制的水质参数反演算法,形成利用中内陆水体水质多光谱遥感监测方法和技术研究低分辨率遥感数据进行大范围、动态监测的遥感定量模型。

3.2.7改进统计分析技术。利用光谱分辨率较低的宽波段遥感数据得到的水质参数算法精度都不是很高,可以借鉴已在地质、生态等领域应用的混合光谱分解技术,人工神经网络分类技术等,充分挖掘水质信息,建立不受时间和地域限制的水质参数反演算法,提高遥感定量监测精度。

3.2.8综合利用“3S”技术。利用遥感技术视域广,信息更新快的特点,实时、快速地提取大面积流域及其周边地区的水环境信息及各种变化参数;GPS为所获取的空间目标及属性信息提供实时、快速的空间定位,实现空间与地面实测数据的对应关系;GIS完成庞大的水资源环境信息存储、管理和分析。将“3S”技术在水质遥感监测中综合应用,建立水质遥感监测和评价系统,实现水环境质量信息的准确、动态快速,推动国家水安全预警系统建设。参考文献:

[1]张继贤,乔平林.水资源环境遥感监测与评价[M].北京:测绘出版社,20__.

[2]谢欢,童小华.水质监测与评价中的遥感应用[J].遥感信息,20__.

[3]齐峰,王学军.内陆水体水质监测与评价中的饿遥感应用[J].环境科学进展,1999.

[4]解亚龙,李勃,王星捷等.滇池悬浮物污染丰度的遥感检测分析[J].昆明理工大学学报,20__.

[5]张海林,何报寅.遥感应用于湖泊富营养化评价的研究[J].上海环境科学,20__.

[6]刘灿德,何报寅.水质遥感监测研究进展[J].世界科技研究与发展,20__.

[7]万余庆,张凤丽,闫永忠.高光谱遥感技术在水环境监测中的应用研究[J].国土资源遥感,20__.

[8]周艺,周伟奇,王世新等.遥感技术在内陆水体水质监测中的应用[J].水科学进展,20__.

[9]李嵘.遥感技术在水环境监测中的应用研究[J].江西化工,20__.

[10]顾先冰,司群英.国内外遥感卫星发展现状[J].航天返回与遥感,20__.

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卫星遥感技术应用范文篇8

关键词:RS、GIS、GPS;测绘技术;土地规划;优势

0前言

土地规划是指土地行政主管部门根据土地开发利用的自然和社会经济条件、历史基础和现状特点以及国民经济发展的需要等,对一定地区范围内的土地资源进行合理的组织利用和经营管理的一项综合性措施。国内外早已将数理统计、运筹学、线性规划和重力模型等运用于土地规划和管理。但这些方法的分析对象仅是各个规划要素的属性数据,难以对设计对象实施空间分析,规划成果不直观、不完善[1]。随着科学技术的发展与进步,特别是计算机和空间信息技术的广泛应用,我国土地规划与管理经过多年的发展,以遥感技术(RemoteSensing,以下简称RS)、地理信息系统(GeographicalInformationSystem,以下简称GIS)、全球定位系统(GlobalPositioningSystem,以下简称GPS)为代表的测绘技术已广泛应用于土地规划和管理领域[2,3]。

1RS、GIS、GPS技术介绍

1.1RS

RS(遥感技术)是一种远距离、非接触的目标探测技术和方法。它通过对目标的探测来获取目标的信息,然后对所获取的信息加工处理,从而实现目标的定位、定性和定量的描述。遥感技术包括遥感器(也称传感器)技术,信息传输技术,信息处理、提取和应用技术,目标信息特征的分析与测量技术等等。

1.2GIS

GIS(地理信息系统)是由计算机硬、软件和不同方法组成的系统,该系统设计用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示,以便解决复杂的规划、决策和管理问题。地理信息系统处理和管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系,包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据和属性数据等,用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程,解决复杂的规划、决策和管理问题。

1.3GPS

GPS是美国海陆空联合研制的全球性、全天候、具有实时三维导航与定位能力的卫星导航系统。系统由地面控制部分(主控站、地面天线、监测站和通讯辅助系统)、空间部分(21颗实用卫星和3颗备用卫星组成)、用户装置部分(主要由GPS接收机和卫星天线组成)等构成。其主要特点有:全天候、全覆盖、高精度三维定速定时、快速省时高效、应用广泛功能多。GPS的应用前景十分光明,除用于各种交通工具和武器的导航定位和制导外,还可用于航天器定位、全球授时、地形测绘、国界测定、海岛与礁石联测、山体测高、测量板块和地壳运动、交通管制和工程建设等。

特别是近几年发展起来的GPSRTK技术,是基于载波相位观测值的实时动态定位技术。GPSRTK系统通常由3部分组成,即GPS信号接收部分(GPS接收机及天线)、实时数据传输部分(数据链,俗称电台)和实时数据处理部分(GPS控制器及其随机实时数据处理软件)。GPSRTK以实时定位、厘米级定位精度、作业时间短和效率高等优点逐步在资源调查、城市规划和地质勘探等方面得到广泛应用[1]。

2RS、GIS、GPS技术在土地规划中的应用

2.1RS在土地规划中的应用

遥感影像是土地规划与利用的主要数据来源。传统的地面调查

需要耗费大量的人力、物力和财力,特别是在南方山区等条件困难的地区,进行野外实地调查更是难度大、体力劳动强度大、成图周期

长。而利用RS进行土地资源调查,可大大减轻劳动强度,节省调查

费用。

近几年对地观测技术的迅速发展,我们可以获得多时相、多平台、多分辨率的遥感数据,这就为准确研究小范围内土地利用特征、空间结构变化提供了便利。遥感影像与该区采样的数据信息结合能更全面更准确地表达地物的属性特征,这就为规划利用中对之进行判别和分类提供了便利。此外,遥感卫星的传感器不同,产生的遥感影像也不同。遥感影像有全色卫星遥感影像、多光谱遥感影像、多波段的卫星遥感影像、多时相的卫星遥感影像、高分辨率卫星遥感影像等,我们可以根据需要选取较合适的影像或者根据需要对影像进行不同效果的增强,如对同一地区多时段的遥感影像的叠加融合,可以产生一个在原有的地物信息不变的情况下获取包含更多有用信息的卫星影像。

2.2GIS在土地规划中的应用

土地规划和利用实质上是按照相关法律的规定对土地资源进行合理开发、利用及保护。所以,规划本身的科学性以及现势性对土地管理工作开展的成效有着直接影响,同时还会在一定程度上影响社会经济的发展速度和布局情况。现如今,随着社会经济的迅猛发展,以往传统的规划方式越来越无法满足土地规划和利用的现势性要求,并且也无法充分体现出土地利用的总体规划对管理工作的指导作用。由于土地利用规划涉及较多的图形、数据处理、统计和空间分析等问题,因此,必须采用GIS技术并配以其它一些现代化技术,建立起相应的规划管理信息系统,只有这样才能使土地利用规划管理工作真正实现科学化、标准和规范化。

2.3GPS在土地规划中的应用

土地规划中最重要的基础工作莫过于土地勘测定界,在土地勘测定界中,无论是外业前端数据采集,还是内业图形数据处理,均可广泛采用以GPS为基础的测绘技术。在土地勘测定界的外业工作中,可使用GPSRTK技术进行定位,将基准站的已知数据和观测数据发送给流动站,流动站接收基准站数据,并采集GPS观测数据,形成差分观测值,通过相对定位原理实时计算出流动站的三维坐标及其精度。该测量方式可以提高土地勘测定界精度,并且无需通视,观测时间短,操作简便[4]。在土地勘测定界的内业工作中,采用GIS与数据库技术相结合的方式对土地勘测定界测量和土地征收数据进行管理具有可行性和优越性,能保证从外业到内业数据处理的一致性,能实现内业数据处理的自动化,保证数据统计的准确性以及方便数据的查询[5]。

3结语

土地规划是社会经济发展动态与规划相对静态矛盾不可避免的产物,在其信息化的过程中应尽快建立起统一的管理办法和技术规程,确保其作为土地信息化建设的一部分健康发展。RS、GIS、GPS等测绘技术对土地利用总体规划形成强有力的技术支撑,更好地发挥土地利用总体规划的宏观调控作用,为社会经济的可持续发展提供帮助。

参考文献

[1]丁莉东.测绘新技术在土地规划与管理中的应用[J].安徽农业大学,2010,38(24):13432-13433,13436.

[2]蓝运超,肖映辉,陈燕中.城市规划管理现代化[M].武汉:武汉测绘科技大学出版社,1999.

[3]王成芳.GIS和RS技术在城市规划设计中的应用探讨[J].测绘科学,2008,33(5):218-219.

卫星遥感技术应用范文篇9

[关键词]测绘卫星“资源三号”卫星高分辨率对地观测系统发展思路

中图分类号:P2文献标识码:A文章编号:1009-914X(2014)46-0120-01

1引言

随着航天技术、计算机技术、通讯技术、信息处理技术的进步,现代空间遥感技术得到了前所未有的发展,高分辨率对地观测系统已成为地理空间信息获取的重要手段。基于全球对地观测空间信息的获取、空间信息控制权的分享、地理信息产业的巨大商机等全球战略思想考虑,世界各国纷纷发展本国的测绘卫星或者具有测绘能力的卫星,为本国的空间信息基础设施建设和全球化战略服务。从广义上讲,具备立体测图或者高程测量能力的卫星都可以称为测绘卫星。从狭义上说,目前一般把能从不同视角获取同一地区影像的光学遥感卫星称为测绘卫星。在近半个世纪的发展进程中,测绘卫星从最初的胶片返回式卫星,发展到目前的传输型卫星;从框幅式相机,发展到现在的单线阵、双线阵甚至三线阵航天返回与遥感相机;民用测绘卫星的空间分辨率从上百米提高到当前0.41m,时间分辨率和光谱分辨率也不断提高;测绘卫星的种类日趋完善,从光学卫星发展到干涉雷达卫星、激光测高卫星、重力卫星、导航卫星等;卫星测绘应用技术也不断进步,从过去有控制测图,发展到稀少控制点测图甚至无控制测图,从单机测图发展到协同无缝测图;测图精度也日益提高,从满足1∶250000地形图制图发展到满足1∶5000地形图制图;测绘应用也日益广泛,应用范围从军用向军民共用、从限于本国到全球共享,从单一的测绘产品生产扩展为全球各行业地理信息的获取与更新等。卫星传感器技术与测绘应用技术的巨大进步,为国民经济和社会的发展做出了重要贡献。

2国外卫星测绘应用现状

近年来,地理空间信息产业迅猛发展,为测绘卫星的发展提供了广阔的空间。国外商业测绘遥感卫星如雨后春笋般涌现出来。从光学传感器类型上可以分为面阵传感器和线阵传感器,线阵传感器又分为单线阵、多线阵。但面阵传感器由于像元数受到较大的限制,地面覆盖宽度和像元分辨率的矛盾很难统一,尤其是基高比不好,因此这类卫星的发展受到一定限制。目前,高分辨率测绘卫星主要以线阵传感器为主,国外主要光学线阵测绘卫星的基本参数与测绘性能指标如表1所示。从表中可以看出,根据各国发展的重点、科技发展水平以及不同的地面应用需求,传感器设计也不一样。卫星立体定位精度特别是无地面控制条件下的几何定位精度是评价这些测绘卫星性能的重要指标之一。然而,卫星几何定位精度除与自身传感器参数(如分辨率)有关外,还与卫星基线误差、姿态误差、像点量测误差、相机主距、畸变等因素有关。

2.1单线阵CCD传感器卫星及其测绘应用

为了获取立体影像,单线阵CCD传感器卫星一般采用轨道回归或左右侧摆成像,即同轨立体成像方式和异轨立体成像方式。

2.2多线阵CCD传感器卫星及其应用

为了降低了卫星立体成像的成本,单个卫星平台可搭载多台相机。当前测绘卫星很多采用多线阵或多相机成像方式实现同轨立体成像能力,比较有代表性的有法国SPOT-5卫星、印度CartoSat-1卫星、德国MOMS-2P、日本ALOSPRISM等。目前,三线阵立体成像思想不仅获得了理论的证明,还成功地实践在测绘卫星上,并越来越显示出其独特的优势。

3国内卫星测绘发展及其应用现状

3.1国内遥感卫星现状“资源一号”卫星(CBERS)是我国第一代传输型地球资源卫星,星上3台遥感相机可昼夜观测地球,利用高码速率数传系统将获取的数据传输回地球地面接收站,经加工、处理成各种所需的图片,供各类用户使用。CBERS-02星是CBERS-01星的备份星,卫星的功能、组成、平台、有效载荷和性能指标的标称参数相同。CBERS-02B星也已发射成功。其中分辨率为2.36m高分辨率相机,获取了大量高分辨率卫星影像。

4我国测绘卫星技术未来发展思路

“资源三号”测绘卫星的成功应用,为解决我国基础地理信息资源战略性短缺起到了非常重要的作用而现阶段我国测绘卫星数量少,类型单一,与国家发展的迫切需求仍不相适应。根据国家测绘地理信息局关于《测绘部门航天发展十二五规划》要求,在今后的10至15年内,除了发射“资源三号”后续星外,我国还将考虑陆续发射一系列测绘用途的卫星包括光学立体测图卫星、干涉雷达卫星、激光测高卫星、重力卫星、导航定位卫星等。针对我国测绘卫星未来的宏伟规划,需要考虑如下发展思路:1)加强高分辨率测绘遥感卫星关键技术的攻关。加紧开展卫星轨道和姿态的精密测定技术,研究星敏和陀螺高精度组合定姿技术,研究高精度测绘相机的制造和测试技术,研究实时和事后的高精度几何标定技术,形成卫星高精度几何处理技术体系。2)加强测绘卫星数据的应用研究。测绘是地理信息行业的基础,研究卫星影像数据的区域网平差、平面和立体测图、影像数据并行化处理、以及影像数据的网格化分发服务和应用。并结合各行业的典型示范,加强高分辨率测绘遥感卫星数据在各个行业的应用,从而保证在轨卫星资源的充分发挥。3)坚持政府主导,与产业化相结合的道路。我国高分辨率遥感对地观测系统应坚持走政府主导,并与产业化相结合的道路。在现阶段,卫星的研制与发射需要主要由政府投入,而卫星数据的接收、处理和应用,应鼓励走市场化道路,争取尽快形成面向国内外市场的我国卫星遥感运行系统。

参考文献

[1]胡莘,曹喜滨.三线阵立体测绘卫星的测绘精度分析[J].哈尔滨工业大学学报,2008,40.

卫星遥感技术应用范文篇10

[关键词]:遥感防灾减灾海洋管理

1、概述

海洋管理也可称为海洋综合管理,是各级海洋行政主管部门代表政府履行的一项基本职责。它的核心内容包括:海域使用管理、海洋环境管理以及海洋权益管理,协调机制。《中国海洋21世纪议程》关于海洋综合管理问题的定义是:“海洋综合管理应从国家的海洋权益、海洋资源、海洋环境的整体利益出发,通过方针、政策、法规、区划、规划的制定和实施,以及组织协调、综合平衡有关产业部门和沿海地区在开发利用海洋中的关系,以达到维护海洋权益,合理开发海洋资源,保护海洋环境,促进海洋经济持续、稳定、协调发展的目的。

当前我国海洋管理的业务化工作中海洋灾害应急监测、海域使用测量、入海排污口监测、海岸带调查等工作仍然以人工现场采样、调查船走航监测为主。这就造成了日常管理效率低、管理滞后、灾害发现不及时、应急反应速度慢等问题。

随着卫星遥感技术的日益成熟以及卫星海洋学的发展,遥感中的大量高新技术被应用到海洋日常管理中来,成为获取和更新空间数据的强有力手段。不仅可进行一次性的资料调查和环境监测,通过多时相信息的综合开发与利用,将遥感系统与地理信息系统有机整合,能够实现资源与环境的快速检测和预报。

2、遥感在海洋管理的应用

2.1海洋灾害预警

我国大陆海岸线长,海岸带人口众多,经济发达,发生海洋灾害时往往损失巨大。我国沿海常见的海洋灾害包括:赤潮、台风、风暴潮、海岸侵蚀、海洋溢油和海水污染等。当灾害发生时,常规监测方法无法给出全面的灾情评估。

在赤潮监测中,应用最为广泛的卫星数据为美国的SeaWiFS资料,其空间分辨率为1Km,时间分辨率为1-2天。SeaWiFS被称为第二代水色传感器,拥有比前代传感器更多的波段、更高的信噪比(SNR)与更好的大气校正算法,在计算生物量、叶绿素a浓度和水体透明度等方面有更可靠的生物光学算法。如果采用补偿悬浮物散射的大气校正算法和适合当地的叶绿素算法,SeaWiFS能很好的估算叶绿素浓度数据,进而预测赤潮的发生。雷达是近年来溢油探测中十分重要的传感器,用于溢油探测的雷达主要有两种,即合成孔径雷达(SAR)和侧视机载雷(SLAR)。通过气象卫星也可以对台风的风速、气压、影响范围和移动路径等情况有比较准确的了解。通过陆地卫星如我国发射的HJ-1A/B以及资源三号卫星,可以对海岸带环境变化情况给出比较可靠的分析.

遥感技术是获得海洋信息的重要手段。由于卫星遥感技术具有实效性、大尺度、成本低、快速和长时间连续监测等其他方法不能比拟的优点,利用遥感技术建立全天候多层次立体海洋环境监测是海洋灾害监测、预警工作开展的基础,它也能够对我国沿岸海区的异常和灾害的发生提供足够多的基础观测资料,对改善我国现有海洋环境监测技术水准,减轻海洋灾害,促进我国海洋经济发展具有重要意义。

2.2海域使用动态监管

当前我国海域管理自动化程度低,管理和各种业务数据分散,如何将复杂多样的海洋数据如功能区划、基础地理、海域使用、资源、环境、规划以及其它专题数据有机的管理起来,是海洋管理部门最关心的问题。

在海域使用管理系统中,利用遥感影像作为背景资料,叠加上海域使用数据,可以更加直观的显示和反映信息。如在遥感影像上叠加不同时期的海岸线,可以明显地看出海岸线的冲瘀变化情况,对岸线进行监测。通过遥感影像,可以确定新审批的填海面积,并根据该面积进行有计划的填海活动。同时还可以监测岸边的围垦活动以及河口地区冲瘀的变化情况。

目前,卫星数据被广泛应用在海域使用管理领域,如SPOT、LandSAT、我国资源三号卫星等。LandSAT卫星属于美国NASA的陆地卫星(Landsat)计划(1975年前称为地球资源技术卫星―ERTS),从1972年7月23日以来,已发射8颗(第6颗发射失败)。目前Landsat1―4均相继失效,Landsat5仍在超期运行(从1984年3月1日发射至今)。Landsat7于1999年4月15日发射升空。Landsat8于2013年2月11日发射升空,经过100天测试运行后开始获取影像。

2.3海洋环境参数反演

海洋环境参数包括:海表面温度,海流、海面风场、波浪、海面高度等.利用卫星数据可以对这些海洋环境参数进行反演,提高对海洋环境现状的认识,同时可以对海洋灾害如台风、海啸等进行预警.

目前最广泛使用的传感器包括:AVHRR、JASON-1、TOPEX/POSEIDON以及QickSCAT等。

AVHRR原本是为气象研究设计的,但其第3、4、5通道用于探测亮温数据,其数据经反演可得到海表温度。由于其具有重访周期短、可靠性高、成本低并有长时间序列的存档数据等特点,在气象之外的环境遥感应用领域中得到了很大的发展。由于NOAA卫星不断有后续卫星发射,因此用AVHRR进行海温反演的研究从未间断,并建立了丰富的模型与算法。1992年8月10日发射的TOPEX/Poseidon卫星是NASA、美国航天局、法国国家空间研究中心以及法国航天局联合完成的卫星任务,其目的是用于地图海洋表面地形。

3、总结

海洋遥感技术对海洋资源管理和环境监测领域的影响日益增强,为研究、开发、利用和保护海洋提供了丰富的资料,成为人类认识海洋的关键技术。随着遥感技术的发展及其与GIS技术结合的日臻紧密,遥感技术在各个领域中的应用必将更加广泛。2I世纪是海洋的世纪,将遥感技术中的科技生产力转化为海洋管理部门的现实生产力,提高涉海部门的管理水平,增强办事效率,满足社会需求,是全体海洋工作者的责任和义务。相信通过海洋部门和其它部门的共同努力,我国海洋管理的科学化、信息化和网络化指日可待。

参考文献

[1]陈应华,王华接,谢学东.广东近岸海域赤潮发生特点及防治对策.海洋与渔业,2008(10):14-16.

卫星遥感技术应用范文

关键词:遥感技术生态环境监测

随着全球环境问题日益突出,环境灾害与环境事故频发,卫星遥感技术在环境监测与管理中得到大量应用,在环境保护中发挥的作用受到国际社会的高度重视。美国、日本及欧洲的一些国家近年来都在大力发展环境遥感监测技术。目前在轨运行的和计划发展的国内外卫星传感器提供数据的空间分辨率已从公里级发展到亚米级,重复观测频率从月周期发展到几小时,光谱波段跨越了可见光、红外到微波,光谱分辨率从多波段发展到超光谱,遥感数据获取技术正走向实时化和精确化,卫星遥感应用正在向定量化和业务化快速发展[1]。当前,我国环境监测任务十分繁重,特别是对基于卫星遥感技术的环境遥感监测有着迫切需求。

1、遥感技术简介

遥感技术(RemoteSensing,简称RS)是在现代物理学、空间技术、计算机技术、数学方法和地球科学理论的基础上建立和发展起来的边缘科学,是一门先进的、实用的探测技术,目前正进入一个能快速、及时提供多种对地观测及测量数据的新阶段。按遥感平台的高度大体上可分为航天遥感、航空遥感和地面遥感,按所利用的电磁波的光谱段分类可分为可见反射红外遥感,热红外遥感、微波遥感3种类型,按研究对象可分为资源遥感与环境遥感两大类。随着热红外成像、机载多极化合成孔径雷达和高分辨力表层穿透雷达和星载合成孔径雷达技术日益成熟,遥感波谱域从最早的可见光向近红外、短波红外、热红外、微波方向发展。波谱域的扩展将进一步适应各种物质反射、辐射波谱的特征峰值波长的宽域分布。高光谱遥感的发展,使得遥感波段宽度从早期的0.4μm(黑白摄影)、0.1μm多光谱扫描)到5nm(成像光谱仪),遥感器波段宽度窄化,针对性更强,可突出特定地物反射峰值波长的微小差异;同时,成像光谱仪等的应用,提高了地物光谱分辨力,有利于区别各类物质在不同波段的光谱响应特性。

2、环境遥感基础工作的应用技术

水环境遥感监测方面,初步开展了水环境可遥感指标体系研究,对叶绿素a悬浮物有色可溶性有机物溶解性有机碳水面温度透明度等监测指标的光谱特征和规律进行了研究;初步开展了环境一号卫星在水环境领域中的应用潜力分析研究;初步开展了水环境指标(如叶绿素a悬浮物水温)遥感反演与信息提取的技术流程研究大气环境遥感监测方面,初步开展了大气可遥感指标体系研究,对气溶胶悬浮颗粒物O3,SO2,NO2,CO2,CH4等监测指标的光谱特征和规律进行了研究;初步开展了环境一号卫星在大气环境领域中的应用潜力分析研究以及大气环境指标(如气溶胶光学厚度)遥感反演与信息提取的技术流程研究[2]。

2.1可见光、反射红外遥感技术

用可见光和反射红外遥感器进行物体识别和分析的原理是基于每一物体的光谱反射率不同来获得有关目标物的信息。该类技术可以监测大气污染、温室效应、水质污染、固体废弃物污染、热污染等,是比较成熟的遥感技术,目前国际上的商业和非商业卫星遥感器多属此类。该类遥感技术用于环境污染监测,目前主要是要提高传感器多个谱段信息源的复合,发展图像处理技术和信息提取方法,提高识别污染物的能力。重点发展其在大气污染、温室效应、水质污染、固体废弃物污染、热污染等监测中的应用。

2.2热红外遥感技术

自然界中的所有物质,无论白天或夜间,都以一定波长向外辐射能量。在热红外遥感中,所有被观测的电磁波的辐射源都是目标物。目前红外探测器所使用的电磁波段,主要有3~5μm和8~14μm两个波段,对地表常温物体的探测通常使用8~14μm波段。热红外遥感主要探测目标物的辐射特性(发射率和温度),鉴别出物质材料的类型,评价出各种现象根据热辐射特征。

2.3高光谱遥感技术

高光谱遥感技术的发展是人类在对地观测方面所取得的重大技术突破之一,是21世纪的遥感前沿技术。高光谱遥感数据的特点高光谱分辨率和高空间分辨率,它将传统的图像维与光谱维信息融合为一体,在获取地表空间图像的同时,得到每个地物的连续光谱信息,从而实现依据地物光谱特征的地物成份信息反演及地物识别,因此在环境污染物监测中发挥主要作用。

3、遥感技术在生态环境监测与保护中的应用

我国的生态环境日益恶化,因此,如何在保护和改善生态环境的前提下发展生产已经提到了决策者们的议事日程上来。建立生态监测信息系统已经成为当务之急。这样的生态监测系统集生态环境信息管理、数据库管理、生态环境各要素的实时监测、时间和空间查询分析等多功能为一体,可满足实时动态、分时段监测、查询和分析的要求[3]。

目前,环境污染已成为一些国家的突出问题,利用遥感技术可以快速、大面积监测水污染、大气污染和土地污染以及各种污染导致的破坏和影响。近些年来,我国利用航空遥感进行了多次环境监测的应用试验,对沈阳等多个城市的环境质量和污染程度进行了分析和评价,包括城市热岛、烟雾扩散、水源污染、绿色植物覆盖指数以及交通量等的监测,都取得了重要成果。国家海洋局组织的在渤海湾海面油溢航空遥感实验中,发现某国商船在大沽锚地违章排污事件,以及其它违章排污船20艘,并作了及时处理,在国内外产生了较大影响。随着遥感技术在环境保护领域中的广泛应用,一门新的科学——环境遥感诞生了。

4、结语

总之,多种对地观测系统的发展,尤其是雷达遥感成倍地提高了信息的覆盖频率,从而大大增强了对资源环境的动态监测能力。随着科学技术的进一步发展,各项新技术不断地交叉融合,将使人们认识自然、改造自然的能力得到极大的提高。

参考文献

[1]聂洪峰,杨金中等.矿产资源开发遥感监测技术问题域对策研究[J].国土资源与遥感,2007.10(4):11~13.

卫星遥感技术应用范文篇12

随着全球环境问题日益突出,环境灾害与环境事故频发,卫星遥感技术在环境监测与管理中得到大量应用,在环境保护中发挥的作用受到国际社会的高度重视。美国、日本及欧洲的一些国家近年来都在大力发展环境遥感监测技术。目前在轨运行的和计划发展的国内外卫星传感器提供数据的空间分辨率已从公里级发展到亚米级,重复观测频率从月周期发展到几小时,光谱波段跨越了可见光、红外到微波,光谱分辨率从多波段发展到超光谱,遥感数据获取技术正走向实时化和精确化,卫星遥感应用正在向定量化和业务化快速发展[1]。当前,我国环境监测任务十分繁重,特别是对基于卫星遥感技术的环境遥感监测有着迫切需求。

1、遥感技术简介

遥感技术(remotesensing,简称rs)是在现代物理学、空间技术、计算机技术、数学方法和地球科学理论的基础上建立和发展起来的边缘科学,是一门先进的、实用的探测技术,目前正进入一个能快速、及时提供多种对地观测及测量数据的新阶段。按遥感平台的高度大体上可分为航天遥感、航空遥感和地面遥感,按所利用的电磁波的光谱段分类可分为可见反射红外遥感,热红外遥感、微波遥感3种类型,按研究对象可分为资源遥感与环境遥感两大类。随着热红外成像、机载多极化合成孔径雷达和高分辨力表层穿透雷达和星载合成孔径雷达技术日益成熟,遥感波谱域从最早的可见光向近红外、短波本文由http://收集整理红外、热红外、微波方向发展。波谱域的扩展将进一步适应各种物质反射、辐射波谱的特征峰值波长的宽域分布。WwW.lw881.com高光谱遥感的发展,使得遥感波段宽度从早期的0.4μm(黑白摄影)、0.1μm多光谱扫描)到5nm(成像光谱仪),遥感器波段宽度窄化,针对性更强,可突出特定地物反射峰值波长的微小差异;同时,成像光谱仪等的应用,提高了地物光谱分辨力,有利于区别各类物质在不同波段的光谱响应特性。

2、环境遥感基础工作的应用技术

水环境遥感监测方面,初步开展了水环境可遥感指标体系研究,对叶绿素a悬浮物有色可溶性有机物溶解性有机碳水面温度透明度等监测指标的光谱特征和规律进行了研究;初步开展了环境一号卫星在水环境领域中的应用潜力分析研究;初步开展了水环境指标(如叶绿素a悬浮物水温)遥感反演与信息提取的技术流程研究大气环境遥感监测方面,初步开展了大气可遥感指标体系研究,对气溶胶悬浮颗粒物o3,so2,no2,co2,ch4等监测指标的光谱特征和规律进行了研究;初步开展了环境一号卫星在大气环境领域中的应用潜力分析研究以及大气环境指标(如气溶胶光学厚度)遥感反演与信息提取的技术流程研究[2]。

2.1可见光、反射红外遥感技术

用可见光和反射红外遥感器进行物体识别和分析的原理是基于每一物体的光谱反射率不同来获得有关目标物的信息。该类技术可以监测大气污染、温室效应、水质污染、固体废弃物污染、热污染等,是比较成熟的遥感技术,目前国际上的商业和非商业卫星遥感器多属此类。该类遥感技术用于环境污染监测,目前主要是要提高传感器多个谱段信息源的复合,发展图像处理技术和信息提取方法,提高识别污染物的能力。重点发展其在大气污染、温室效应、水质污染、固体废弃物污染、热污染等监测中的应用。

2.2热红外遥感技术

自然界中的所有物质,无论白天或夜间,都以一定波长向外辐射能量。在热红外遥感中,所有被观测的电磁波的辐射源都是目标物。目前红外探测器所使用的电磁波段,主要有3~5μm和8~14μm两个波段,对地表常温物体的探测通常使用8~14μm波段。热红外遥感主要探测目标物的辐射特性(发射率和温度),鉴别出物质材料的类型,评价出各种现象根据热辐射特征。

2.3高光谱遥感技术

高光谱遥感技术的发展是人类在对地观测方面所取得的重大技术突破之一,是21世纪的遥感前沿技术。高光谱遥感数据的特点高光谱分辨率和高空间分辨率,它将传统的图像维与光谱维信息融合为一体,在获取地表空间图像的同时,得到每个地物的连续光谱信息,从而实现依据地物光谱特征的地物成份信息反演及地物识别,因此在环境污染物监测中发挥主要作用。

3、遥感技术在生态环境监测与保护中的应用

我国的生态环境日益恶化,因此,如何在保护和改善生态环境的前提下发展生产已经提到了决策者们的议事日程上来。建立生态监测信息系统已经成为当务之急。这样的生态监测系统集生态环境信息管理、数据库管理、生态环境各要素的实时监测、时间和空间查询分析等多功能为一体,可满足实时动态、分时段监测、查询和分析的要求[3]。

目前,环境污染已成为一些国家的突出问题,利用遥感技术可以快速、大面积监测水污染、大气污染和土地污染以及各种污染导致的破坏和影响。近些年来,我国利用航空遥感进行了多次环境监测的应用试验,对沈阳等多个城市的环境质量和污染程度进行了分析和评价,包括城市热岛、烟雾扩散、水源污染、绿色植物覆盖指数以及交通量等的监测,都取得了重要成果。国家海洋局组织的在渤海湾海面油溢航空遥感实验中,发现某国商船在大沽锚地违章排污事件,以及其它违章排污船20艘,并作了及时处理,在国内外产生了较大影响。随着遥感技术在环境保护领域中的广泛应用,一门新的科学——环境遥感诞生了。

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