遥感技术的基本原理范文1篇1

一、遥感的基本原理

（一）基本概念

遥感一词来源于英语“RemoteSensing”，其直译为“遥远的感知”，时间长了人们将它简译为遥感。遥感是20世纪60年展起来的一门对地观测综合性技术。自20世纪80年代以来，遥感技术得到了长足的发展，遥感技术的应用也日趋广泛。随着遥感技术的不断进步和遥感技术应用的不断深入，未来的遥感技术将在我国国民经济建设中发挥越来越重要的作用。关于遥感的科学含义通常有广义和狭义两种解释:广义的解释:一切与目标物不接触的远距离探测。狭义的解释:运用现代光学、电子学探测仪器，不与目标物相接触，从远距离把目标物的电磁波特性记录下来，通过分析、解译揭示出目标物本身的特征、性质及其变化规律。

（二）系统的组成

遥感是一门对地观测综合性技术，它的实现既需要一整套的技术装备，又需要多种学科的参与和配合，因此实施遥感是一项复杂的系统工程。根据遥感的定义，遥感系统主要由以下四大部分组成（参见下图）:1、信息源信息源是遥感需要对其进行探测的目标物。任何目标物都具有反射、吸收、透射及辐射电磁波的特性，当目标物与电磁波发生相互作用时会形成目标物的电磁波特性，这就为遥感探测提供了获取信息的依据。2、信息获取信息获取是指运用遥感技术装备接受、记录目标物电磁波特性的探测过程。信息获取所采用的遥感技术装备主要包括遥感平台和传感器。其中遥感平台是用来搭载传感器的运载工具，常用的有气球、飞机和人造卫星等;传感器是用来探测目标物电磁波特性的仪器设备，常用的有照相机、扫描仪和成像雷达等。3、信息处理信息处理是指运用光学仪器和计算机设备对所获取的遥感信息进行校正、分析和解译处理的技术过程。信息处理的作用是通过对遥感信息的校正、分析和解译处理，掌握或清除遥感原始信息的误差，梳理、归纳出被探测目标物的影像特征，然后依据特征从遥感信息中识别并提取所需的有用信息。4、信息应用信息应用是指专业人员按不同的目的将遥感信息应用于各业务领域的使用过程。信息应用的基本方法是将遥感信息作为地理信息系统的数据源，供人们对其进行查询、统计和分析利用。遥感的应用领域十分广泛，最主要的应用有:军事、地质矿产勘探、自然资源调查、地图测绘、环境监测以及城市建设和管理等。

（三）遥感原理

振动的传播称为波。电磁振动的传播是电磁波。电磁波的波段按波长由短至长可依次分为:γ-射线、X-射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波。电磁波的波长越短其穿透性越强。遥感探测所使用的电磁波波段是从紫外线、可见光、红外线到微波的光谱段。太阳作为电磁辐射源，它所发出的光也是一种电磁波。太阳光从宇宙空间到达地球表面须穿过地球的大气层。太阳光在穿过大气层时，会受到大气层对太阳光的吸收和散射影响，因而使透过大气层的太阳光能量受到衰减。但是大气层对太阳光的吸收和散射影响随太阳光的波长而变化。通常把太阳光透过大气层时透过率较高的光谱段称为大气窗口。大气窗口的光谱段主要有:紫外、可见光和近红外波段。地面上的任何物体（即目标物），如大气、土地、水体、植被和人工构筑物等，在温度高于绝对零度（即0°k=-273.16℃）的条件下，它们都具有反射、吸收、透射及辐射电磁波的特性。当太阳光从宇宙空间经大气层照射到地球表面时，地面上的物体就会对由太阳光所构成的电磁波产生反射和吸收。由于每一种物体的物理和化学特性以及入射光的波长不同，因此它们对入射光的反射率也不同。各种物体对入射光反射的规律叫做物体的反射光谱。遥感探测正是将遥感仪器所接受到的目标物的电磁波信息与物体的反射光谱相比较，从而可以对地面的物体进行识别和分类。这就是遥感所采用的基本原理。

（四）遥感的分类

为了便于专业人员研究和应用遥感技术，人们从不同的角度对遥感作如下分类:1、按搭载传感器的遥感平台分类根据遥感探测所采用的遥感平台不同可以将遥感分类为:地面遥感，即把传感器设置在地面平台上，如车载、船载、手提、固定或活动高架平台等；航空遥感，即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;航天遥感，即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。2、按遥感探测的工作方式分类根据遥感探测的工作方式不同可以将遥感分类为: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，然后接受并记录从目标物反射回来的电磁波;被动式遥感，即传感器不向被探测的目标物发射电磁波，而是直接接受并记录目标物反射太阳辐射或目标物自身发射的电磁波。3、按遥感探测的工作波段分类根据遥感探测的工作波段不同可以将遥感分类为:紫外遥感，其探测波段在0.3～0.38um之间;可见光，其探测波段在0.38～0.76um之间;红外遥感，其探测波段在0.76～14um之间;微波遥感，其探测波段在1mm～1m之间;多光谱遥感，其探测波段在可见光与红外波段范围之内，但又将这一波段范围划分成若干个窄波段来进行探测。高光谱遥感是在紫外到中红外波段范围内，并且也将这一波段范围划分成许多非常窄且光谱连续的波段来进行探测。4、按遥感探测的应用领域分类根据遥感探测的应用领域，从宏观研究角度可以将遥感分类为:外层空间遥感、大气层遥感、陆地遥感、海洋遥感等;从微观应用角度可以将遥感分类为:军事遥感、地质遥感、资源遥感、环境遥感、测绘遥感、气象遥感、水文遥感、农业遥感、林业遥感、渔业遥感、灾害遥感及城市遥感等。

（五）遥感技术的特点

遥感作为一门对地观测综合性技术，它的出现和发展既是人们认识和探索自然界的客观需要，更有其它技术手段与之无法比拟的特点。遥感技术的特点归结起来主要有以下三个方面:1、探测范围广、采集数据快遥感探测能在较短的时间内，从空中乃至宇宙空间对大范围地区进行对地观测，并从中获取有价值的遥感数据。这些数据拓展了人们的视觉空间，为宏观地掌握地面事物的现状情况创造了极为有利的条件，同时也为宏观地研究自然现象和规律提供了宝贵的第一手资料。这种先进的技术手段与传统的手工作业相比是不可替代的。2、能动态反映地面事物的变化遥感探测能周期性、重复地对同一地区进行对地观测，这有助于人们通过所获取的遥感数据，发现并动态地跟踪地球上许多事物的变化。同时，研究自然界的变化规律。尤其是在监视天气状况、自然灾害、环境污染甚至军事目标等方面，遥感的运用就显得格外重要。3、获取的数据具有综合性遥感探测所获取的是同一时段、覆盖大范围地区的遥感数据，这些数据综合地展现了地球上许多自然与人文现象，宏观地反映了地球上各种事物的形态与分布，真实地体现了地质、地貌、土壤、植被、水文、人工构筑物等地物的特征，全面地揭示了地理事物之间的关联性。并且这些数据在时间上具有相同的现势性。

二、遥感的调查实践

（一）资料获取

上海市第三轮航空遥感调查采用1:10000和1:50000两种航摄比例尺，以彩红外的成像方式对上海全市范围展开调查。航空遥感调查的第一步是资料获取。资料获取是整个航空遥感调查的基础性工作，其进行的好坏将直接影响以后各项工作的质量与效果。资料获取的工作大致可分成四个阶段来进行:

1、第一阶段为前期工作，前期工作主要有：确定调查的时间、拟定调查的航线和完成航摄任务的招投标。

（1）确定调查的时间城市航空遥感调查的时间一般选择在秋季或冬季。因为秋季或冬季这段时间，我国大部分地区通常晴好天气较多，空气能见度较高，地面植被的遮挡较少，因而所获取的影像资料也就较为清晰。在航空遥感调查中，针对大区域的大比例尺、完整覆盖的航摄飞行来说，其很难在一个较短的时期内完成。因此需要结合当地的气象情况，选择一个合适的时间段，来实施针对大区域的大比例尺、完整覆盖的航摄飞行。根据气象部门提供的气象资料，表明调查当时上海地区正值暖冬和春寒，在此期间晴好天气为多，空气能见度也高，经过反复斟酌，我们把调查的时间段定在1999年12月至2000年5月。

（2）拟定调查的航线拟定调查的航线首先要确定飞行的航向，其次要在有经纬度的地图上画出详细的飞行路线。飞行的航向一般是根据被调查地域的形状来确定。通常地域形状呈南北向延伸，其航向定为南北向;地域形状呈东西向延伸，其航向定为东西向。画详细的飞行路线应充分考虑航片的纵向重叠和旁向重叠。一般说来纵向重叠按40-60％左右考虑，旁向重叠按25-30％左右考虑。本次航空遥感调查按照市有关部门的要求，结合上海的实际情况，我们把1:10000比例尺的飞行航向定为东西向飞行，1:50000比例尺的飞行航向定为南北向飞行，飞行的详细路线与上海市地形图图幅的中心线相一致，航片的纵向重叠按60％设计，旁向重叠按30％设计。这样做不仅有利于航片的后期处理，也有利于测绘部门用航片来修测地形图。

（3）完成航摄任务的招投标资料获取的实质性工作是要完成航摄任务。但作为遥感调查的业主单位，一般不具备这方面的条件和能力来承担这项任务。因此，必须通过市场招投标，选择一家有仪器设备、有技术经验的专业化企业来完成此项任务。我们在开展航摄任务招投标的过程中，首先是编制好航摄任务的招标书。编制招标书的关键是要明确航摄任务的技术要求，其中应包括:航摄的时间、区域，航摄的比例尺、摄影种类，航摄的飞行路线、飞行姿态，航摄的纵向和旁向重叠率，航摄相机的规格，航摄胶片的规格，飞行器（飞机）上的必要装备等。其次是进行航摄任务的投标、开标、评标和商务谈判。其中评标是由我们业主选定的专家们对各投标方的投标书进行技术评价，主要是评价各投标书中提出的航摄实施方案是否真正满足招标方的航摄技术要求。在投标方的实施方案能够真正满足招标方的技术要求的前提下，再根据开标时投标方的商务报价，按最低价中标的原则确定中标单位，然后业主和中标单位通过商务谈判最终签订项目合同。

2、第二阶段为航摄准备，航摄准备的主要工作有：检查仪器设备及采购材料、召开航空遥感飞行协调会和进行航摄试飞。

（1）检查仪器设备及采购材料航摄准备首先要对航摄的各种仪器设备作严格的检查。检查的内容主要包括:飞行器及飞行器上的通讯与导航设备，航摄相机和航摄平台。检查的目的是要确保这些仪器设备能正常工作，并达到仪器设备本身所规定的性能指标。其次是采购有关的材料，主要有航摄的胶片和胶片冲洗液。为了获得大面积、高质量的遥感影像资料，目前这些材料仍需从国外进口。要注意的是：由于从国外进口这些材料得有一个周期，因此必须提前一段时间预先订购，并确保这些被订购的材料在正式实施航摄之前到货。

（2）召开航空遥感飞行协调会召开航空遥感飞行协调会是航摄准备一项很重要的工作。召开这个协调会就是把负责上海地区空中管制及参加本次航摄任务的各有关单位请来，围绕本次遥感调查的航摄任务进行充分地讨论和协商，在参加会议的各方达成共识的基础上，确定航摄飞行的管制方案，明确各自的保障任务和责任，最后将会议结果形成航空遥感飞行协调会会议纪要。该会议纪要应就飞机的地面保障、飞行的空中保障、航摄区域与飞行高度、航摄飞行的调配和航摄飞行的管制等内容作出具体规定，明确业务要求。会议纪要一旦形成，便成为各方执行任务的行动规范，参加会议的所有单位都必须严格遵守。

（3）进行航摄试飞航摄试飞也是航摄准备的一项必要工作。在上述两项工作均已顺利完成的基础上，便可开始进行航摄试飞。航摄试飞的主要任务是检验航摄飞行的协调与配合、熟悉航摄区域的地理环境、校正航摄仪器和进行航摄的试拍。其中检验航摄飞行的协调与配合是检验航摄人员在航摄飞行过程中，与气象部门、空中管制部门和地面指挥塔的协调与配合；熟悉航摄区域的地理环境是熟悉被摄地区地物基本要素的分布情况;校正航摄仪器是校正装载航摄相机平台的基准;进行航摄的试拍是选择具有明显地形地物特征的小范围区域进行试拍。在结束航摄试飞后，要立即对以上的试验结果进行分析和总结，发现问题及时解决，以便为正式实施航摄创造良好的条件。

3、第三阶段为实施航摄，主要工作有:收集气象资料、执行航摄任务和监控航摄质量。

（1）收集气象资料收集气象资料对实施航摄来说至关重要。为了确保航摄任务的顺利实施，航摄人员必须与气象部门保持密切联络，及时收集每一天、每一周的气象预报，随时掌握航摄期间的天气情况及变化趋势。同时，要根据所收集到的气象资料，设计好具体的航摄飞行方案，主要是确定每次航摄飞行的具体时间和区域。由于天气状况变幻莫测，因此在设计航摄飞行方案时，往往要同时拟定几套方案以供备用。一旦天气发生突变，首选方案无法实施时，便可选择备用方案付诸实施，这样就不会耽搁执行航摄任务的进度。

（2）执行航摄任务执行航摄任务就是对航空遥感被调查区域进行正式拍摄。在每次执行航摄任务之前，仍需对飞机的机务状况作常规检查，如飞机的仪表是否正常、机械是否有故障、燃料是否充足等。另外还要检查是否携带了本次航摄的飞行路线图。若飞机的常规检查未发现异常情况，便可开始进行航摄飞行。当飞机起飞升空后，飞行员要及时校准飞行航线，注意保持飞行高度，并控制好飞机的飞行姿态。航摄人员要注意控制好航摄平台的基准，监视航摄相机工作是否正常，并认真作好航摄记录。在航摄飞行的过程中，飞行员要听从机场塔台的指挥，服从指挥人员的调度，一旦遇到特殊情况，应按命令及时返航。

（3）监控航摄质量在每次执行完航摄任务之后，应及时把航摄胶卷从航摄相机中取出，并立即送交承担航摄任务单位的洗印中心进行处理。处理的过程主要有：显影、定影、水洗、晾干和晒印像片。在冲洗胶卷时，须控制好冲洗液的浓度、温度和冲洗的时间，要尽可能使胶片的色饱和度达到最佳处理效果。待冲洗完胶卷并晾干后便可晒印成像片。监控航摄质量主要是通过晒印出来的航摄像片，对航摄的质量进行技术评定，着重是评定航摄像片的覆盖区域与航摄路线的基线是否有偏差，航摄像片的纵向与旁向重叠是否满足设计要求。若发现有这两种问题造成的“航摄漏洞”，必须做好有关的记录，另行拟定补飞的航摄计划，安排航摄补飞。

4、第四阶段为资料验收，资料验收的主要工作有:检查航摄成果和接收航摄资料。

（1）检查航摄成果在接收航摄资料之前，必须对航摄成果进行严格的检查，检查主要是通过阅读航摄胶片、像片来进行。首先是检查航摄像片的覆盖区域是否涵盖了本次遥感调查的全部区域。其次是检查航摄胶片的清晰度与色饱和度是否达到业主规定的要求。再则是检查航摄像片是否存在倾斜角偏大，旋转角突变、渐变等造成的航摄漏洞以及补正航摄质量检查等。待完成上述检查内容，未发现任何重大问题，并航摄的质量完全达到技术考核的标准，方可进行资料的接收。

（2）接受航摄资料接收航摄资料，应先列出接收内容的详细清单。接收的内容主要包括:航摄胶卷、航摄像片和航摄记录。在接收航摄资料时，要根据清单的内容一一核对查收。若在接收航摄资料的过程中，没有发现航摄资料有任何缺漏，接收人便可在资料验收书上签字。至此航空遥感调查资料获取的整个工作就告一段落。

（二）数据处理

航空遥感调查的第一步--资料获取，仅仅是完成了遥感数据的采集工作。此时的遥感数据还是未作数字化加工的原始数据，这样的数据还不能直接被计算机来加以分析利用。因此，在完成了航空遥感调查的第一步即资料获取之后，还须进行航空遥感调查的第二步--数据处理。数据处理的主要任务是:运用摄影测量专业扫描仪及计算机软硬件，在有经验的技术人员的人工干预下，对原始的遥感数据进行扫描、校正及拼接等加工处理，最后建立相应的遥感影像资料数据库。数据处理的工作大致分为四个方面，这四个方面的工作可以交叉进行。

第一个方面的工作为数字化扫描。数字化扫描是航空遥感调查中数据处理的首要工作。数字化扫描的任务是把记录在胶片上的遥感数据转换成计算机可储存与处理的数字化形式。

开展数字化扫描的工作，实施单位必须具备必要的电子设备，其中最重要的设备是摄影测量专业扫描仪和计算机。摄影测量专业扫描仪要求其扫描的分辨率范围至少要在100～5000dpi，并且要既能扫描大幅面(23cm×23cm以上)的底片，又能扫描大幅面的像片。而计算机则要求CPU芯片的处理速度越快越好，内存至少要512Mb，硬盘至少要75Gb。另外扫描软件在采购摄影测量专业扫描仪时也会随机提供。

在开始数字化扫描之前，操作人员必须先确定航片的扫描分辨率。对于一幅航片究竟采用什么样的分辨率来进行扫描非常重要。因为扫描分辨率定得太高，由扫描所得的数据其冗余就太多；而扫描分辨率定得太低，由扫描所得的数据其损失又太大。因此，选择合适的扫描分辨率就成了执行数字化扫描任务的关键。所谓选择合适的扫描分辨率，就是要寻找一种能使扫描所得的数据既不产生较多冗余又不造成较大损失的扫描分辨率。那么扫描一幅航片其扫描的分辨率到底取决于什么呢？经过分析发现:它只取决于航摄胶卷的解像力。本次航空遥感调查，我们选用柯达2443彩红外反转片，其解像力为63线/mm，换算成线密度为15.87u。这就是说胶片感光本身的分辨率为每隔15.87微米的距离能显现1个像素点，距离再小它就无法分辨。由此我们可以得出，航片扫描分辨率的线密度应大于15.87u，而不能小于15.87u，否则由扫描所得的数据就会产生冗余。然而，航片扫描分辨率的线密度应大于15.87u多少呢？如果大得太多，反过来也会对扫描所得的数据造成信息损失，对此只有通过做试验来确定。经过若干次的试验，我们觉得把航片扫描分辨率的线密度定在17u比较合适，换算成扫描分辨率接近于1500dpi。按这样的分辨率来进行扫描，虽说会有少许的信息损失，但其影响微不足道。所以最终我们把航片的扫描分辨率定在了1500dpi。

当确定了航片的扫描分辨率之后，即可进行数字化扫描的工作。在扫描的过程中，对每条航线图像质量相近的航片必须进行预扫。为了尽量减少扫描过程中的信息损失，预扫时应在充分尊重航摄底片原始信息的前提下，不断地调整扫描的亮度、色彩饱和度和对比度等参数，力求使扫描的结果达到地物成像清晰、色调区域平衡、反差均衡适中。待预扫的亮度、色彩度和对比度等参数确定以后，便可对每条航线图像质量相近的航片进行批量扫描。按此程序周而复始地重复，直至完成整个数字化扫描的任务。

第二个方面的工作为几何校正。航空遥感调查是通过航空摄影来获取遥感影像资料的。由于航空摄影采用的是中心投影，即空间任意一点均通过某一固定点(投影中心)被投射到一平面(投影面)上而构成其影像。因此，当被摄地区地面起伏较大或航摄的飞行姿态出现较大倾斜时，均会使航片上的像素点产生像点位移，从而造成遥感影像的几何畸变，同时也造成航片上各处的比例尺不尽相同。由被摄地区地面起伏较大所引起的遥感影像几何畸变称为投影误差，由航摄的飞行姿态出现较大倾斜所引起的遥感影像几何畸变称为倾斜误差。对于这两种误差，包括比例尺的差异，我们都要予以消除。这样中心投影的航片才能被当作正射投影的平面图来使用。

鉴于上海地区地面较为平坦，基本没有地势起伏，所以对因地势起伏较大而产生的投影误差我们可以忽略不计。然而，上海的地面上有许多高楼，这些高楼的高低起伏也会引起投影误差，但是对因这种情况造成的投影误差，无须消除也无法消除。另外，由于空中存在着气流的缘故，航摄的飞行姿态较难控制，航摄时其飞行姿态难免会出现较大的倾斜。所以，本次航空遥感调查所获得的航片存在着一定程度的倾斜误差，同时也存在着航片各处的比例尺不同。为此，对已经完成数字化扫描的航片，我们还须对其影像所含的倾斜误差和比例尺的不同进行几何校正，拟通过几何校正来消除该影像的几何畸变和比例尺差异。

所谓几何校正，就是将一幅含有几何畸变和比例尺差异的原始遥感影像，通过一种数学变换，生成一幅符合数字化地图实际的新的遥感影像。几何校正的具体方法为:先在每幅原始遥感影像上选取若干个控制点，再求出这些控制点在数字化地图上对应点的真实坐标，然后把这些已知坐标的控制点代入计算机的校正软件进行运算。校正运算实际上包含着两个基本的运算过程:一是将每个原始像素点的行列值换算成它在新生成的遥感影像中的坐标值，二是重新计算出每个原始像素点在新生成的遥感影像中的像元亮度值。当所有的控制点被选好后，其校正运算的过程由计算机校正软件自动完成。而控制点的选取则需要人工干预，其选择的准确性与合理性将直接影响到校正的处理效果。

在几何校正的过程中，我们需要着重把握好两个关键环节。一是选取什么样的像素点作为控制点。根据以往几何校正的经验，通常选择原始遥感影像上地面的突变点来作为控制点，比如道路的交叉口、河流的分叉或拐弯处等。另外像小河的桥梁、建筑物的房基等也适合选作控制点。这样选择的好处是:作为控制点的地物标志明显，易于识别。二是在每幅原始遥感影像上选取多少数目的控制点。从理论上讲被选择的控制点的数目应越多越好，但选择得太多会使几何校正的工作量太大，反过来选择得太少又达不到几何校正所需的精度。这个问题究竟应该如何把握，目前还没有很好的解决办法，仍需通过几何校正的具体实践，视每幅原始遥感影像的几何畸变程度来逐一确定。按照我们的实践经验，对几何畸变程度较小的原始遥感影像来说，被选择的控制点的数目可以少一些，通常不少于15个;对几何畸变程度较大的原始遥感影像来说，被选择的控制点的数目可以多一些，通常要在30个以上。在同一幅原始遥感影像中，不同的区域其几何畸变的程度也不同。原则上也是几何畸变较大的区域，被选择的控制点的数目多一些;而几何畸变较小的区域，被选择的控制点的数目少一些。另外在选取控制点时，每幅原始遥感影像的中心区域应少选一些，四周区域应多选一些，因为中心区域的几何畸变要比四周区域的几何畸变来得小。但是控制点的分布应尽量地均匀，尤其是在几何畸变程度相近的同一区域要均匀地分布。这样所获得的校正影像其精度才能满足要求，并且整体性也好。

第三个方面的工作为图像拼接。经过数字化扫描及几何校正后的数字化遥感影像，均为一幅幅具有相同比例尺的影像图。这些影像图互相之间都存在着部分的重叠。所谓图像拼接就是通过对相邻影像图的无缝拼接处理，把这些影像图相互间的重叠部分去掉，从而为在逻辑上将这些影像图整合成覆盖上海全市的一幅影像图创造条件。图像拼接的具体工作步骤为:首先是进行色差处理，借助PhotoShop软件中的色彩调整功能，将需要拼接的两幅相邻影像图的色彩调整到尽可能和谐。其次是选择拼接线，在两幅相邻的影像图上，用彩色线把需要进行拼接的界线勾画出来。再则是拼接影像图，当选好拼接线后，由I/RASC软件沿着拼接线的轨迹自动进行拼接处理。最后是拼接后的检查，着重检查沿拼接线的接缝处是否存在着错位，若存在错位，还需要对拼接后的影像作进一步的修补。

在进行图像拼接时，必须注意以下三个问题:一是拼接线要尽可能沿着道路、河流、田埂、空地、阴影等延伸，尽量将拼接线选择在两旁无高楼的区域。二是注意两幅相邻影像图在拼接处的高楼单中心投影倾向，要尽可能使拼接线两侧的楼房保持相似的倾向，同时也要防止在拼接后将某一侧楼房切掉一部分的情况。三是拼接线要尽可能避免穿越高架、桥梁、铁路等地物，假如必须要穿越高架、桥梁、铁路时，应尽量从衔接较好的地方或阴影区内穿过。

在进行错位修补时，必须遵循以下四个原则:一要遵循客观性的原则，即在尊重原始影像的基础上，经过对影像错位的修补，使修补后的影像能客观地体现地物的原有面貌。二要遵循准确性的原则，即只对几何校正不准的影像部分作错位修补处理，而对几何校正准确的影像部分保持其原状不动。三要遵循整体性的原则，即无论是大尺度地物还是小尺度地物，只要拼接时在它的拼接处呈现错位，就要对整个地物作整体性地修补。四要遵循连锁性的原则，即对原有的影像错位作了锁定修补后，不要在其它地方再产生新的错位。

第四个方面的工作为影像建库。当所有的影像图都被拼接完后，此时的影像图在物理上均为一个个覆盖一定区域的图块，要将这些图块从物理上整合成覆盖上海全市的一幅影像图几乎是不可能的。原因很简单，因为若要整合的话，其数据量太大，现有的软、硬件技术均难以支撑。另外，即使有某种软、硬件技术能够给予支撑，但其影像图的调用和浏览也是极慢的，以致使用者不堪忍受。为了今后使用的方便，较好的选择是通过影像建库，将这些图块从逻辑上整合成覆盖上海全市的一幅影像图。影像建库最主要的工作是选择合适的软硬件、确定数据库的结构及进行影像图的切割。在着手进行影像建库时，首先要选择合适的软、硬件。其中对硬件的选择，要求服务器内CPU芯片的处理速度越快越好，最好选用含最新一代CPU芯片的服务器;服务器中内存和硬盘的容量也要越大越好，内存容量的配置至少在1Gb以上，硬盘须采用磁盘阵列，其容量的配置也至少在3Tb以上。对软件的选择，着重是选择GIS开发平台和数据库软件。GIS开发平台是被用来建立对遥感影像数据进行调用和浏览的运行环境，这一环境是重要的数据处理和加工过程，要备有足够的缓冲空间，将大大提高工作效率。而数据库软件则被用来储存和管理遥感影像数据。选择GIS开发平台和数据库软件应尽可能选用市场上较流行、应用较成熟且功能强大的商用软件，如GIS开发平台方面的Arcinfo、Intergraph等软件以及数据库方面的Oracle、SQLserver等软件。选用这样的软、硬件才能保证影像建库获得较满意的效果。

其次要确定数据库的结构。这里讲的确定数据库的结构是指对遥感影像数据究竟是采用一个数据文件的集中存取方式还是采用多个数据文件的分散存取方式。显然如前面所叙，由于拼接后的影像图块不可能在物理上被整合成覆盖上海全市的一幅影像图，即这些影像图块不可能被拼接成一个数据文件，所以采用集中存取的方式不可取，只能采用分散存取的方式。所谓分散存取就是将拼接后的影像图块在物理上分割成许多个拥有合适数据量的数据文件分别进行存储；但在访问时，又将以许多个数据文件分散存储的遥感影像数据视作逻辑上覆盖上海全市的一幅影像图来加以管理和使用。

最后还要进行影像图的切割。其实现方法为:先根据上海市地形图的分幅标准，按照上海市的边界范围，对遥感影像图进行图形分幅并建立相应的索引文件。其中1:50000比例尺的影像图按1:10000地形图的图幅标准进行分幅，1:10000比例尺的影像图按1:2000地形图的图幅标准进行分幅。这样进行分幅的好处是:每幅影像图的数据量大小适中，便于使用者的调用和浏览。然后根据索引文件中的分幅图，运用I/RASC软件对这两种比例尺被拼接过的影像图块进行影像切割，切割的过程由计算机软件自动完成。当每幅影像图被切割完后，还需建立它的数据文件并输入到数据库中储存。待所有的影像图块都被切割完，并建立其数据文件及输入到数据库中储存后，技术人员还得利用数据库软件提供的开发工具，编制相应的数据库管理程序，以便使用者按索引文件对库内的遥感影像数据进行调用和浏览。至此航空遥感调查数据处理的整个工作就告一段落。

(三)信息提取

综上所述，此时所生成的遥感影像数据已是人们可对其进行应用的数字化遥感影像数据。遥感影像数据的应用按应用方式可分为两种:一种是将遥感影像数据作为现状或背景资料直接加以利用，如用于地形图的修测、城市规划设计以及工程项目的详细设计等;另一种是通过对遥感影像数据的分析、解译，从中提取某些专题地物要素的信息来加以利用。对于第一种应用，由于我们只是向有关的部门提供数据，并未就其进行深入地研究，因此在这里将不作陈述。本节着重是讨论如何通过对遥感影像数据的分析、解译，从中提取某些专题地物要素的信息。信息提取的真正意义在于将内容丰富的遥感影像数据转化为具有各种专题的有用信息，以便管理人员利用这些信息更好地为领导决策提供服务。信息提取的工作大致可分为三步来进行:

1、影像特征分析

要进行影像特征的分析，必须首先确定从遥感影像数据中提取哪些专题地物要素的信息。遥感影像数据的信息内容十分丰富，它几乎涵盖了人的肉眼可以识别的所有地物要素。然而要把所有这些地物要素的专题信息都提取出来，这几乎是不可能的，也没有必要。根据上海城市建设和管理的需要，从本次航空遥感调查的影像数据中提取了绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素的专题信息。

当信息提取的地物要素被确定之后，即可开始对这些地物要素进行影像特征分析。任何可视地物要素在其遥感影像上都具有一定的光谱特征、几何特征及其它辅助特征。其中光谱特征在视觉上最直观的反映就是色调，几何特征在视觉上最直观的反映就是形状，其它辅助特征在视觉上的直观反映有:阴影、纹理及影像结构。所谓影像特征分析就是从色调、形状、阴影、纹理及影像结构等方面对拟被提取的可视地物要素进行影像的定性分析。通过对这些地物要素其影像的定性分析，总结、归纳出这些地物要素各自所具有的影像特征，并以此作为技术人员解译这些地物要素的标志和依据。

我们从色调、形状、阴影、纹理及影像结构等方面，对被提取的绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素进行了认真地影像定性分析，总结、归纳出这些地物要素具有如下的影像特征:

绿化:健康生长的绿化类地物要素其色调通常呈饱和度不同的红色。绿化还可细分为乔木、灌木和草地。其中乔木、灌木的影像形状多为尖状、冠状、团簇状或绒球状，草地则为块状。乔木一般都有明显的阴影;灌木也有阴影，但不太明显，且长度较短;草地则无阴影。人工构筑的公园、苗圃其几何形状常为矩形或不规则的多边形。

水体:陆上水体由于光线反射角度及水体深度的不同，其色调也往往有所不同，但大多都呈青蓝色、蓝色和深蓝色。陆上水体还可细分为河流、湖泊和池塘。其中河流的几何形状为条带状，且常有弯曲。湖泊的几何形状为不规则的面状。池塘的几何形状为长方型的面状，且分布较集中，排列较规则。

道路:城市道路分水泥路和沥青路。其中水泥路的色调呈灰白色，沥青路的色调呈灰黑色。城市道路的几何形状通常为条带状。城市道路的边缘比较清楚，道路上一般能看到汽车，路上还常常有明显的车道分隔线，市区道路的两旁往往伴有建筑物和行道树，郊区的高等级公路一般中间设有隔离带或两侧配有绿化带。

建筑物:建筑物有多种类型。城市中常见的建筑物有:高层建筑、新工房、花园式住宅、里弄式住宅和简屋。从遥感影像上看，高层建筑带有狭长的阴影;新工房一般为平顶，排列较整齐，且屋顶设有水箱;花园式住宅为一幢幢排列整齐的单体建筑，且每幢建筑拥有自己的花园;里弄式住宅为一排排排列整齐的连体建筑，且屋顶为坡面，较多的屋顶还开有天窗，房屋的北面设有晒台;简屋的单体建筑占地面积很小，互相犬牙交错联接，形状散乱，无规则。

2、专题信息提取

当绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素的影像特征被总结、归纳出来之后，技术人员便可依据它们的影像特征来提取这些专题地物要素的信息。提取专题信息的具体过程如下:

首先是对参加信息提取的工作人员进行技术培训。培训的主要内容有:熟悉和掌握被提取的绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素的影像特征。培训时要在绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素中，选取各种具有代表性的地物对其影像特征作逐一讲解。待每位学员比较熟悉这些地物要素的影像特征之后，还要尝试让每位学员依据这些影像特征，去独立地解译绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素中的各种地物。这样的训练要反复多次，直到他们完全掌握这些地物要素的影像特征为止。

其次是由受过良好培训的技术人员，依据绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素的影像特征，在本次航空遥感调查的影像数据上对这些专题地物要素进行解译。这里讲的解译指目视解译。所谓目视解译就是技术人员根据一定的影像特征，在计算机屏幕上通过肉眼的直接观察，对遥感影像中的目标地物进行辨认及确定。解译时，技术人员先要依据以上四类基本地物要素的影像特征，在遥感影像上辨认出这些专题地物要素中的各种地物;然后借助GIS平台软件提供的绘图工具，用彩色线把已被确认的各种地物的边界勾画出来。

再则是对已被确认的各种地物进行定性和定量描述。进行定性描述就是对已被确认的地物赋予它本身所固有的性质。如当某一地物经解译被确认之后，我们应将该地物在绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素中的详细分类作为它本身所固有的性质赋予该地物。进行定量描述就是对已被确认地物的占地面积或长度及其它定量指标进行量化计算。如在被提取的绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素中，我们应对每个已被确认的地物进行其占地面积或长度及其它定量指标的量化计算，并将量化计算的结果连同前面地物本身所固有的性质均作为该地物的属性保存起来。

3、建立地理数据库

经过对绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素的分析、解译，我们从中已提取出这些专题地物要素的有用信息。在已被提取的专题信息中既有图形数据又有属性数据，其中图形数据是以坐标集合的矢量形式来描述，属性数据是以文字与数值的表格形式来描述，并且这些图形数据和属性数据之间还存在着关联性。为了更好地保存和利用这些已被提取的专题地物要素的有用信息，我们有必要运用GIS软件来建立含有这些图形数据和属性数据的地理数据库。

建立地理数据库首先也要选择合适的软、硬件，但该软、硬件的选择可以和前面所述的遥感影像建库的软、硬件选择结合起来统筹考虑，不需要另外再单独选择。其次要确定地理数据库拟采用的背景图。实际上地理数据库中的图形数据又细分为地形图、遥感图和专题图等数据，其中地形图和专题图都是矢量数据，而遥感图则是栅格数据，即数据是以像元阵列的形式来描述。地形图与遥感图在地理数据库中均作为背景起地理位置的参照作用。已被提取的专题地物要素的图形数据属于专题图，专题图要被叠加到背景图上才能加以应用。因此，我们把本次航空遥感调查的影像数据即遥感图作为拟建地理数据库的背景图之一。影像数据的建库在数据处理这一节已作阐述，这里就不作重复。另外，由于上海市的测绘部门已经生产出成系列的数字化地形图，所以我们就将该部门生产的1:2000比例尺的框架要素地形图作为拟建地理数据库的背景图之二。

接下来就可着手建立地理数据库。建立地理数据库的主要工作是利用GIS软件提供的命令，进行数据库定义及输入和编辑图形数据与属性数据，其具体工作步骤如下:首先是对数据库进行定义，其中包括定义数据库的名称、组织结构，定义数据项、数据类型和数据长度。其次是将作为背景图的地形图和遥感图输入到地理数据库中。其实遥感图在数据处理时就已经被输入到地理数据库中，此项工作可以省略，这里只需要把地形图输入到地理数据库中即可。然后是将已被提取的专题地物要素的图形数据和属性数据分别生成专题图和属性表，并也输入到地理数据库中。再则是建立专题图的拓朴关系即图中各几何图形元素之间的链接关系，以便GIS对这些图形元素进行查找与分析。最后是在专题图和属性表之间构筑一一对应的关联标识符，以此作为实现专题图和属性表相互链接的关键字。

遥感技术的基本原理范文篇2

[基金项目]国家自然科学基金项目（41371125）；四川师范大学重点培育项目（13ZDL03）

[通信作者]*彭文甫，博士，副教授，研究方向为环境遥感，E-mail：

[作者简介]潘荟交，E-mail：

[摘要]中药多种植在气候环境条件适宜的山区，山区地势复杂，种植地块分散，很难获得准确的种植面积。因此加强对复杂环境下中药种植面积监测方面的研究对于中药材种植的规模化、产业化有着至关重要的意义。该文以泸定县藏药波棱瓜种植为例，利用遥感与GIS技术，以TM，ETM影像为遥感信息源，结合地面样方调查的GPS数据，在GIS平台上进行数据分析和研究，提取出泸定县藏药波棱瓜的种植面积。结果表明：①所采用的中藏药波棱瓜种植面积估算方法、技术可行，能够在复杂的山区环境下，进行种植面积的遥感监测；②利用该方法估算出泸定县中藏药波棱瓜的种植面积是57.15hm2，与当地统计结果相比较，误差在5%以内；③鉴于遥感数据在获取、预处理以及解译过程中存在一定的误差，遥感数据的分类结果直接作用于作物类别的提取，因此分类精度很大程度上影响着面积提取的精度，估算结果存在着一定的误差。

[关键词]遥感；地理信息系统；中藏药；种植面积估算；泸定县

近年来，中药产业迅猛发展，中药资源深入细致的调查对于中药产业的规模化、产业化起着至关重要的作用。传统的中药资源储量调查一直采用收购量推算，人为主观估算，缺乏科学性[1]，调查结果已经不能满足快速发展的中药产业的需求。因此，利用新技术开展中药资源调查及其蕴藏量估算成为中药资源研究、保护及利用的首要问题[2-3]。遥感技术作为一门新兴的综合性科学技术，在资源调查中能提供空间和时间上连续的区域性同步信息，体现了其技术在实际应用中的优越性。将遥感技术广泛应用于中药资源的调查中，能够为中药材重点品种的产量、资源蕴藏量、生物学特性、主产区分布及需求量等方面的调查提供更为简单、科学、准确的思路和方法。国内许多专家学者进行了利用遥感技术对药用植物资源监测的研究，并取得了一定的进展。孙宇章等所进行的野生苍术资源量监测是国内利用遥感技术对单个野生药用植物进行调查研究的开创和示范[4]；郭兰萍等研究了不同生态环境类型药用植物资源的遥感监测方法，分别对野生药用植物资源和栽培药用植物资源的监测方法进行了阐述，为不同类型的药用植物提供遥感监测的思路和方法[5]。张小波等探讨了利用遥感技术进行野生稀有药用植物遥感监测的方法和标准[6]。

中药产业的发展以及环境的破坏致使野生中药的数量和质量越来越不能够满足当今社会对中药材的需求，因此中药材的人工种植便成了解决供求问题的关键。一部分专家学者也将遥感技术运用于人工栽培类药材的研究。其中，陈士林等利用遥感技术对人参种植区的人参种植面积进行调查，建立了人参资源遥感调查的技术路线和方法，对人参进行了产区面积测算和估产，判读精度都在90%以上[7]；周应群等以三七为例研究了以遥感技术为基础栽培类药用植物资源调查方法，计算了栽培中药三七分布的面积、蕴藏量和产量[8]。但是目前大部分的研究还是针对野生资源的保护和开发而进行的面积测量以及蕴藏量的估算，以中药产业发展为目的，针对人工种植药材进行的药材长势、病虫害情况、产量预估等动态监测研究仍然处于探索阶段，实际运用研究较少。

本文以四川省甘孜州泸定县的中藏药波棱瓜种植地位研究对象，基于遥感与GIS技术为支持，以TM，ETM影像为信息来源，结合GPS地面样方调查、地面定位数据分析以及其他资料，对泸定县具有重要作用的中药材进行监测和分析，统计中药材资源的分布、数量等资源变化情况，实时掌握研究区中药材变化情况。该研究结果能够比较科学的分析泸定县藏药波棱瓜的种植情况，计算出泸定县藏药波棱瓜的种植面积，达到较高的估算结果。

1研究区概况

泸定县位于四川省西部二郎山西麓、甘孜藏族自治州东南部，界于邛崃山脉与大雪山脉之间，大渡河由北向南纵贯全境（图1）。东与石棉县相连，位于东经101°46′―102°25′，北纬29°54′―30°10′。南北长69.2km，东西宽49.9km，全县总面积2165.35km2（未含争议区域面积198.48km2）。泸定县地处四川盆地到青藏高原过渡带上，受东南、西南季风和青藏高原冷空气双重影响，气候垂直差异明显，海拔1800m以下地区属亚热带季风气候，为有名的干热河谷地区。县境内最高海拔（贡嘎山）7556m。泸定气候冬无严寒，夏无酷暑，冬季干燥温暖，季均温度7.5℃；夏季温凉湿润，季均温度22.7℃；年平均气温16.5℃，年平均无霜期279d，年均降雨量664.4mm。波棱瓜生长在海拔1500～3500m，喜欢凉爽、湿润、向阳的环境，泸定县的气候条件适合波棱瓜的人工栽培。本次研究选取的研究区域是泸定县冷碛镇、兴隆镇。这2个镇从2005年开始种植波棱瓜到目前已经形成一定的规模，种植地块相对集中。

2数据来源与研究方法

2.1数据来源及处理研究区中藏药波棱瓜种植面积的遥感监测的数据包括：①波棱瓜种植地区的TM，ETM遥感影像，来源于中国科学院；②DEM数据（30m），来源于USGS；③泸定县土地利用信息和泸定县乡镇行政边界矢量图，来源于四川师范大学西南土地资源与评价教育部重点实验室；④GPS野外实测点、线、面数据，包括数码相机拍摄相信息；⑤泸定县自然、社会和经济概况以及其他的环境背景资料，来源于泸定县政府。

图1研究区位置

Fig.1Thelocationofstudyarea

本研究采用的7，8月份的遥感数据，该时间段内，波棱瓜处于生长最旺盛期，利于信息提取。首先，对研究区遥感影像进行几何校正，泸定县区域影像裁剪；其次，将影像信息、矢量数据、GPS采样数据投影到统一坐标系统下；最后进行遥感影像分类和精度检验。

2.2研究方法本研究拟采用地面GPS定位调查与TM，ETM遥感信息解译相结合的研究方法，基于TM，ETM遥感影像的高海拔地区波棱瓜种植面积监测技术，建立波棱瓜的遥感监测模型，提出波棱瓜种植区域的遥感监测系列方法。具体包括：①波棱瓜生长环境分析；②遥感影像解译；③GPS野外定位与实测；④面积提取（图2）。

图2技术路线

Fig.2Thestudyroute

3结果与分析

3.1波棱瓜实宜性分布根据野生波棱瓜的生长环境及对泸定县波棱瓜种植基地的实地调研可以确定波棱瓜种植高程范围定在2300～3500m。利用ARCGIS9.3软件从原始DEM影像上提取出泸定县适宜人工种植波棱瓜的高程范围，得到提取后的DEM图，再将提取后的高程图与泸定县的土地利用现状图相叠加，叠加处理以后则可以得到波棱瓜适宜种植海拔范围内的土地利用现状图（图3）。该图中绿色部分就是波棱瓜适宜种植的海拔范围。泸定县藏药波棱瓜的栽培选择的地块都是突然为细沙壤土，阳光充足、阴凉湿润、保水但不积水、土质疏松，肥力充足、富含腐殖质、土层深厚的耕地[9]。由此可见，藏药波棱瓜的种植适宜范围大部分在海拔2300～3500m的耕地，少部分在林地和草地。

图3海拔2300～3500m土地利用

Fig.3Landusecoverageatelevation2300-3500mofDEM

3.2GPS野外样方数据采集野外样方数据采集是本次研究最重要的一个环节，通过野外数据采集初步建立波棱瓜判读标志。研究确定样方区域定在泸定县藏药波棱瓜种植地兴隆镇、冷碛镇。对这2个区域的每一样方，利用GPS进行精确定位，分别通过点、线、面进行数据采集；同时，再利用数码相机对地块四周的情况做拍照，以作后期室内比对，为以后解译后验证提供方便。野外采集到的数据利用GPS自带软件GISOFFICE对测量的数据进行差分纠正，最后建立数据库。野外实地GPS采样信息（图4）。

图4野外样方数据采集

Fig.4ThefieldinvestigationdatabasedonGPS

3.3遥感影像分类根据所建立的地物特征标志在ERDAS中应用监督分类中的最大似然分类法对冷碛、兴隆镇遥感影像进行分类。影像分类参考全国1km×1km网格土地利用数据、四川雅安芦山地震救灾数据之土地利用图90m×90m、《土地利用现状分类》国家标准以及野外考察数据。根据本次研究的需要，将泸定县冷碛镇和兴隆镇遥感影像的土地利用类型划分为林地、耕地、草地、水域、其他用地5大类。再将波棱瓜采样数据导入影像分类结果后可以看到，波棱瓜种植的实际采样数据大部分位于影像分类结果中的耕地内，少部分在草地和林地（图5），与本文进行的波棱瓜适宜性分析结果相符合。

3.4波棱瓜种植面积测算在波棱瓜适宜性分析和遥感影像分类的基础上，确定波棱瓜的解译标志。选取542作为波棱瓜遥感影像解译的波段组合，在GIS中将冷碛镇、兴隆镇遥感影像图与野外GPS样方实测波棱瓜种植基地地块的点、线、面叠加。遥感影像的直接判读标志：位置、颜色和色调、结构（图案）、纹理、形状、大小、阴影、立体外貌；间接判读标志：水系、地貌、土质、植被、气候、人文活动等。根据

图5泸定县冷碛、兴隆镇遥感影像分类

Fig.5ClassificationofremotesensingimageinLengqiandXinglongTownofLudingcounty

前面所做的准备工作来判断波棱瓜解译标志。在确定了分类标志以后（图6），在ERDAS8.5中运用Classifier模块中的SignatureEditor和SupervisedClassification工具对冷碛镇和兴隆镇的波棱瓜遥感影像图进行监督分类。将分类后的遥感影像分类图导入GIS中，把栅格格式的数据转化为矢量格式，并进行同地类的图层合并，得出泸定县的冷碛镇和兴隆镇的波棱瓜种植矢量图层，计算波棱瓜种植的面积。通过上述分析可以得出，泸定县冷碛镇、兴隆镇的藏药波棱瓜规模种植的面积约为57.15hm2（表1），生长范围大致在海拔2300～3500m的山地。

4结论

本文应用遥感与GIS技术，集成多源数据信息，探讨了中药种植面积估算的方法与技术路线，能够在复杂的山区环境下，对泸定县中藏药波棱瓜种植面积的进行遥感估算，估算结果具有较高的精度，该方法具有可行性，可用于类似中药种植面积的估算。

估算结果表明，泸定县藏药波棱瓜的种植面积是57.15hm2，与当地政府的统计结果60hm2相比，误差在5%以内。

图6解译标志的确定

Fig.6Determinetheinterpretationsigns

从研究情况分析，遥感影像的分类精度影响泸定县中藏药波棱瓜种植面积的提取精度，采用更高分辨率遥感数据、提高遥感分类精度等就成为这一研究工作的重要条件。本次研究，只估算了波棱瓜的种植面积，并未估算波棱瓜的产量，如何应用3S技术，实现对中药种植面积、产量的动态监测，仍然是需要进一步研究的工作。

[参考文献]

[1]孙红梅.遥感技术与中药资源普查[J].基础医学与临床，2008，28（2）：127.

[2]郭兰萍，黄璐琦，蒋有绪.“3S”技术在中药资源可持续利用中的应用[J].中国中药杂志，2005，30（18）：1397.

[3]陈士林，张本刚，杨智，等.全国中药资源普查方案设计[J].中国中药杂志，2005，30（16）：1229.

[4]孙宇章，郭兰萍，朱文泉，等.不同生态环境类型药用植物资源的遥感检测方法[J].中国中药杂志，2007，32（14）：1490.

[5]孙宇章，黄璐琦，郭兰萍，等.遥感技术在中药资源调查中的应用[J].中国现代中药，2006，8（9）：7.

[6]张小波，孙宇章，黄璐琦，等.野生稀有种药用植物遥感监测方法及其标准的建立[J].中国中药杂志，2009，34（13）：1741.

[7]陈士林，张本刚，张金胜，等.人参资源储藏量调查中的遥感技术方法研究[J].世界科学技术――中医药现代化，2005，7（4）：37.

遥感技术的基本原理范文1篇3

进入二十一世纪以来，数字航空遥感技术将很快逐步取代传统胶片航空遥感技术，航空遥感项目数据获取技术、后续作业模式将彻底变革已由有争议到国内外业界达成了的共识。原先限制数字航空遥感传感器的相关技术如计算机技术、电子技术等发展较快，突破了原有的瓶颈，提高了航空遥感数据获取的可靠性。如计算机技术的新大存储量高速传输、并行处理技术不断应用到航空遥感传感器上，经过几代数字传感器的技术革新，近几年已经开发出可靠性较高的面阵数字航空遥感仪。如UCXp、UCE、DMCII等型号，这些面阵数字航空遥感设备都具有幅面大、CCD尺寸小、成像精度高、多波段色彩融合好的特点。

IMU/DGPS（简称为POS）技术辅助航空遥感技术开始于90年代，成熟于2000年左右。机载POS系统是由GPS接收机和惯性测量装置组合而成的高精度定位定向系统，它集差分GPS（DifferentialGPS）技术和惯性导航（InertialNavigitionSystem,INS）技术于一体，可用于获取移动物体在选定坐标系中的空间位置和姿态，广泛应用于汽车、轮船、飞机、导弹等得导航定位中[1]。直接获取航空遥感影像的外方位元素，无需大量的野外控制测量，实现了航空遥感后直接进入内业成图工序，没有或极少地面控制工作，缩短了工期[5]；该新技术的完善已经推进我国现有测绘项目工序流程生产组织变革，大大减少了生产成本，缩短成图周期，促进测绘事业的更快发展[2][3]。

所以数字航空遥感项目的管理要从项目技术目标、实施影响因素分析到实施方案设计、过程管理、质量安全控制以及成果检查和移交等方面全流程来分析。在其执行过程前制定合理、有效、可行的实施方案是非常重要的环节，国内很多航空遥感项目由于在制定实施方案时对技术方案没有考虑周全，仅从航空遥感专业技术方面来考虑，没有考虑到实施过程中其它因素的影响，致使航空遥感项目不能得到有效、快速的实施。实施方案的制定不仅要考虑到行业、国家的技术规范和甲方的特定技术要求，还要考虑到项目方案的可行性，尤其在国内空域管理复杂的情况下，需要把在执行项目的过程中可能遇到的影响因素如空域划分、空中走廊、气象条件、地理条件等都要考虑在内，优化处理，这样才可以制定出最优的方案[4]，尽量保证尽快的完成航空遥感项目，大大提高航空遥感成果的质量。

以下就从航空遥感项目的全流程各环节采用闭合式管理系统的思维来分解项目合同谈判、项目可行性分析、项目实施和项目成果质检和移交等环节应该注意的事项。

项目合同谈判

航空遥感项目合同谈判因为涉及的技术因素较多，所以在谈判过程中尤其要注意客户的最终成果用途，依据成果的用途不同采用不同的实施方案，则后续执行过程中的各项工作就会完全不同；其二，要明确合同中的技术要求，对于模糊不清的条款，尽可能的采用双方都可以理解的文字来确认，笔者就曾遇到因合同甲方技术要求前后矛盾，按照实施方案获取的最终项目成果不合格，导致项目失败、补测的后果。第三，合同谈判中尽量多考虑实施项目中可能遇到的问题，如天气和空域的问题，考虑好之后就可以项目的可行性有一个初步的判断。把握了以上三点后就可以初步确认合同的标的、执行期限和成果移交标准等主要合同文本事项。

项目可行性分析

航空遥感项目的实施可行性分析可以从项目执行要素人、机、料、法、环、技等几个方面来分析。“人”的因素主要考虑飞行、导航、遥感和基站人员的合理配置，考虑各个专业人员是否能够达到项目的预定要求，那些人员的要求可以略微放松，那些必须严格要求；“机”即机器和设备，在航空遥感项目中的“机”指的是飞机平台、航空遥感仪器、地面基站仪器以及其它辅助设备的选择、性能是否满足要求，在这个方面最重要的是飞机、航摄仪及其辅助设备，尤其是特殊技术要求的航空遥感项目，选择好了这些硬件设备可以事半功倍，并确保项目成果质量；“料”指的是项目中可能用到的各种原料，传统航空遥感项目的感光材料用的是航空胶卷和相纸，现在采用数字技术后主要的耗材是硬盘和感光相纸，硬盘也已经由机械硬盘向固态硬盘转变，要尽可能选择安全的材料，在材料的使用、储存和运输中确保其安全；“法”即法律、法规和技术规程等，在航空遥感项目实施中既要考虑到航空飞行中的航空类法规也要考虑到国家国土测绘部门颁布的各项专业技术、行政管理、成果保密等测绘类法规，尽量规避执行过程中可能导致的严重法律后果；“环”指的是环境，航空遥感中的环境考虑的不仅仅是航空作业机舱内环境也要考虑到空域管制和大气条件的人为或客观环境因素，经过对历史气象数据的统计和预测分析以及空域管制环境的调查，可以最大限度的避开不理想的作业期限和作业方式。“技”即技术，要把项目管理、专业技术和质量管理的技术结合使用，以利于提高效率，降低成本，缩短周期。

通过对以上要素的分析，就可以制定合理的实施方案。

项目实施

航空遥感项目的实施可以分为方案制定及前期准备、现场实施和后期整理移交三部分，其中方案制定分为技术方案和实施方案两个部分。

技术方案要以合同技术要求为准，综合考虑技术方案的可行性，在条件允许时，准备多套技术方案，以便在实施过程中灵活使用，从技术上提高效率，缩短工期。需要说明的一点是，该技术方案必须获得甲方审核认可。实施方案项目实施的预定方案，其中要考虑到计划制定、进度控制、质量控制与反馈、项目协调与实施以及突况处置等方面，不可控因素越少越好。实施方案制定的好坏直接影响到项目执行过程是否顺利，需要既满足专业要求，又考虑到克服实际困难的备案措施，即对项目实施的风险有全面的分析；这样的话，在实施过程中遇到的问题往往是偶发的小问题，只需要随机处置即可。

项目实际实施过程中，按照既定方案执行时往往沟通会比较重要。因为按照技术要求，实际可升空作业的机会非常少，满足升空条件时，空域限制也会很多，这种条件下，以备选方案与飞行管制和指挥的军民航有效沟通往往会有机会完成作业。举个例子，如果某个项目设计飞行最高高度为4000米，那么我们飞行方案可以在作业量增加不大的情况下，多增加3700，3400米飞行高度的备选方案。这样的话，如果按照历史气象资料，作业期间云底高平均为3900米时，我们还可以有2套备选方案可供与飞行管制和指挥方协调，便于双方制定和调整整个飞行计划。

除以上作业预案外，还可以采用灵活申请作业区、变更作业时间段以及改变装备的方法来综合考虑并处置。总之，在项目实施时，是考验前期工作和实施团队是否得力的时候，也是各种因素相互发生作用，使困难矛盾突出的时候，要以预案为基础，灵活处置。

项目成果质检和移交

项目的质量控制实际上涵盖在项目全部流程中的，每个环节都对成果质量有很大的影响，必须按照质量体系的要求在每个环节重视起质量控制，把产品品质的观念灌输到具体工作中。

首先，项目合同谈判中协商确定的技术方法、路线、精度要求，使用的飞行平台、设备，作业期限和时间等都是从开始时就对项目最终成果质量有了总体的框架设定；所以负责合同谈判的团队必须有对整个作业流程熟悉且对合同涉及的具体项目收集了详尽的气象、空域管制、地理和作业资源资料，否则很容易有大的纰漏，在项目的制定实施方案时或进场作业时凸显出来，需要和甲方再沟通协商，这样容易导致甲方对公司整个执行能力的质疑。

其次，在项目实施阶段，前期制定技术方案和实施方案过程中，会把项目执行的技术文件和作业文件编写出来，其中技术文件是项目执行的纲领性文件，必须是考虑了所有影响因素后的最优方案，是考虑了项目的效率、成本和周期的综合性方案[15]。不同的项目有不同的特点，制定的质量保证措施也由所不同，在实施过程中，项目执行人员必须严格控制又要灵活把握，明白客户对成果的质量要求才能把项目高效的执行下来，仅靠项目后期的成果整理是不能保证项目的质量的。项目质量控制人员自检时必须与项目实施过程中现场执行人员提交的飞行成果有效反馈和沟通，既要反馈质量问题同时要提出对出现问题的预防措施。

最后，在后期成果整理和移交环节可以有较多的时间对影像反复调校和处理，达到很好的效果；其次，对同时移交的定位定姿成果数据要采取不同的测算方案，提交客户的结果必须是各种方案的最优成果[6][10][13][14]，且在项目技术总结中阐述清楚。最后在制作移交文件时完整、清晰、条理，与验收代表对质量问题有良好的沟通。

总之，近年来国内航空遥感项目已经完全由模拟胶片时代转变到数字时代，数字航空遥感项目呈现出来一些与以往不同的特点，这对航空遥感项目的管理也提出一些新的要求，需要在综合管理上对其特点详细研究和分析，制定有针对性的综合解决方案。本文从数字航空遥感项目的特点和项目谈判、可行性分析、项目实施和成果质量控制与移交等执行环节谈起，详细阐述了项目综合管理的一些思路和方法，也对以往出现的问题提出了改正措施建议，这都在实际工作中有很好的借鉴作用，希望对国内同行有一定的参考价值。

参考文献

[1]郭大海，吴立新，王建超等.机载POS系统对地定位方法初探[J].国土资源遥感,2004,60（2）：26-31.

[2]李学友.IMU/DPGS辅助航空摄影测量原理、方法及实践[D]，博士学位论文，中国人民信息工程大学，2005.

[3]郭大海、吴立新等.IMU/DGPS辅助航空摄影新技术的应用[J].国土资源遥感,2006,3(1)：52-54.

[4]于海斌.航空摄影技术设计优化初探[J]，飞行试验，2006（3）

[5]董绪荣等.GPS/INS组合导航定位及其应用[M].长沙.国防科技大学出版社.1998.

[6]国家测绘局，《数字航空摄影资料整理说明（试行）》，2007年11月

[7]李斐等.遥感技术中GPS/INS组合系统的应用[J].测绘通报.2004（12）

[8]王仁谦.GPS动态定位的理论研究[D],中南大学，2004年

[9]龚学安，周群强.GPS精密单点定位技术在中小比例尺控制测量中的应用.测绘技术装备，2010（3）

[10]苗小利等.IMU/DGPS在大比例尺数码航空摄影测量中的试验与分析,《测绘通讯》测绘科学前沿技术论坛摘要集.2008

[11]李寿兵，航空摄影新技术推动数字摄影测量的发展[J],铁道工程学报，2005(4)

[12]刘硕，基于POS系统的航空摄影测量实验研究[D],昆明理工大学2010.

[13]袁修孝，季顺平，谢酬.基于已知定向参数影像的光束法区域网平差[J],武汉大学学报（信息科学版）2005（11）

[14]袁修孝，付建红等.POS系统用于航空遥感直接对地目标定位的精度分析[J].武汉大学学报（信息科学版）2006（10）

遥感技术的基本原理范文篇4

关键词：教改；遥感；农业院校

中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2013）09-0059-03

遥感是农业高等院校一些专业（如资源环境与城乡规划、土地资源管理、农业资源与环境、环境科学等）的本科生必修的专业核心课程。遥感技术已经广泛应用于社会生产的各个领域，培养遥感应用型的高级技术人才非常重要，但目前农业院校的遥感课程的教学体系、教学内容和教学方式难以适应遥感技术的快速发展，存在不少问题，使培养的人才与社会产生脱节。

一、农业院校遥感教学存在的主要问题

1.遥感课程理论多而杂、抽象化等特点，抑制了学生的学习兴趣。遥感技术具有理论抽象、知识点庞杂的特点，其多学科交叉，基础知识面广而杂，技术性和实践性较强且多应用于大型项目。农业院校的本科生一般是第一次接触，缺乏与课程相关的预备基础知识和背景知识，学习遥感课程太抽象，实际生活中也很难接触到遥感应用方面的项目，这样会导致学生觉得遥感课程“遥不可测”，具有一定的距离感和陌生感。另外，遥感课程在农业类院校中一般属于专业基础性学科，得不到足够的重视，以及学时不多等原因都在一定程度上抑制了学生的学习兴趣。

2.教材内容过于突出前沿科学，忽略了其应用性。现在的农业院校遥感教材已经采用国家农林类普通高等教育“十一五”、21世纪规划教材，虽然教学内容进行了更新，基本上不存在以前的内容过于陈旧的问题，但仍然出现不少问题。主要存在教学内容过于突出其前沿科学以及发展趋势，导致部分教学内容或过于深奥，或与农业类等相关专业的结合性不大，在农业院校等相关领域中几乎应用不到；如“微波遥感原理”深奥难懂，在农业院校相关专业几乎很少用到；又如“高光谱的影像分析”过于深奥，对于遥感课程学时很有限的农业院校本科生关联系不多且过于深奥。现在国民生产的各领域中广泛应用的遥感技术或结合性较强的教学内容，很少有教材提及或提及极少。如近年在灾害监测中广泛应用高分辨率的QUICKBIRD、WORLDVIEW卫星数据WORLDVIEW；又如在农业中应用较多的测定地物光谱仪的设备和我国“北京一号”小卫星在北京近郊农业监测中应用等内容却无体现。脱离生产实践与应用的前沿技术，就像是没有方向的深海之舟，与农业类院校本科生的教学宗旨与教学目标背道而驰。

3.教学手段不够丰富，学生参与不够，缺乏学习热情。农业院校遥感课程虽然普遍使用了多媒体教学技术，但仍是以教师讲授为核心，缺乏形象教学必要的教学手段与辅助教学资料，很少有本科生参与教师的科研项目或大型的工程应用项目。由于时间等种种原因，也很少本科生参加课内外的遥感应用的体验与交流报告，缺乏学习遥感课程的源动力与热情。

4.现有的考试制度抑制了学生的创新。现有的考试制度以考试为主，侧重卷面成绩，试卷考核方式很难考验学生对理论体系的系统性掌握、知识点的内在联系以及实际技能的掌握程度与应用程度。农业院校的遥感实验课程学时设置少，实验个数少，实验成绩占课程成绩的比重不大，一般隶属于遥感课程理论教学的一部分，很少单独开设，实践环节教学得不到足够的重视，且多侧重实验报告成绩，忽视了实践环节学生能力的表现。现有的课程成绩构成缺乏讨论、专题制作、文献检索、学习报告等多手段，在一定程度上抑制了学生参与的积极性和主观能动性，导致学生自主学习的热情不够，缺乏创新的激情。

5.实践学时偏少，缺乏针对农业院校的上机教材。遥感实践课程少，难以培养学生的感性认识，动手能力的提高更是无从谈起。目前，与遥感课程配套上机的教材多是针对高等院校测绘类专业，缺乏与农业院校遥感课程配套的上机实验教材，市场上偶见农业院校专用教程，在内容的设置上与上机实验数据或样例数据方面却与测绘类专业并无多大区别。农业院校类本科生感觉不到遥感实践与专业的相关性或结合性，无法满足农业院校专业学生的实践教学的需求。

二、教学改革的基本内容与途径

1.教学内容的完善与改革。（1）教学内容的设置应重点突出。在农林院校遥感课程学时很有限，而遥感技术体系本身内容非常庞杂，教学内容与学时的设置除了体现理论的系统性，一定要注重各部分内容的内在的逻辑联系，突出主要内容和重要内容，必要时，应进行取舍。使学生对整个教学有一个比较宏观、层次清晰的印象，能够抓住遥感主要的原理和难点内容。农业院校的遥感课程主要内容包括航空像片与遥感相关的基本概念、地物的反射光谱特性、航空摄影测量的基础知识、遥感图像的像点误差、航空摄影测量的内外业、卫星传感器数据、遥感图像的目视判读与调绘、遥感数字图像处理原理与操作技能，以及遥感技术的应用案例，尤其是在农业领域的应用实例。（2）根据应用情况对前沿性内容取舍。现在很多教学改革过于突出课程的前沿性内容，但受到学时的限制，很难与生产实践或专业联系起来，学生感觉很陌生、很抽象，教学效果甚不理想。农林院校的遥感课程学时一般都很有限，在突出课程内容的系统性和重点内容的前提下，对于前沿性的内容，可结合授课专业情况进行灵活调整。若在相应专业领域中很少应用的可略讲或不讲（如微波遥感、高光谱）；若在相应专业领域实践中有应用或应用较多的（如在农业和土壤学科应用较多的便携式地物波谱仪），可侧重于先进的仪器以及在科研或生产实践中的作用与功能。这样学生既不会感到深奥难懂，又会觉得该课程很贴合实际需求，这样就可在有限的学时取得较好的教学效果。（3）实验内容的调整。遥感课程实验内容的设置应与基本理论、基本方法相呼应，突出其主要技能、实践技能，平衡传统方法与现代作业方法，采用的实验器材或软件应与当地生产部门基本保持一致，若有条件应尽量将实验课单独开设。遥感技术在实际作业中，数据源以及产品都是采用遥感数字图像，因此，传统的遥感课程实验内容应根据行业发展情况适当地删除过时的实验，保留主要的遥感实验外，应尽量根据授课对象的就业方向、科研情况以及学时情况选择性地增加设置遥感数字图像处理的实验内容与课时数，如“熟悉ERDAS或ENVI遥感图像处理软件的基本操作”、“遥感数字图像的增强处理”、“遥感数字图像的几何处理”、“遥感数字图像的计算机自动分类”。

2.教学手段与教学方法的改革。（1）从兴趣点或生产应用入手展开教学。由于遥感课程理论知识点多而杂，在教学内容的组织上可从学生感兴趣的知识点入手，适当引用遥感在测绘、国土、农业等重要部门的一些视频资料。阐述基本原理与基本方法时注重加强学生思维的引导，主要内容与重点内容可采用精讲、细讲，生产中不常用的原理与方法采取学生课外自主学习为主，遥感在实践中应用可采取具体案例分析，这样既可保证激发学生学习的兴趣，在面上对遥感有全面的把握，又可在重点内容上有所深入。除了现代常用的多媒体教授的教学方法，可布置与课程内容相关且很有趣的课外小作业，如可通过让学生在GoogleEarth上查找校舍或旅游目的地的方式对卫星遥感数据的认识。（2）制作遥感教学辅助材料。遥感教学辅助材料包括航空图像与卫星遥感图像样片的制作、各类教学视频的制作、试题库与习题库的制作、遥感精品课程在线网址的收集，完善各种网络教学资源库的建设等。将生涩难懂且方便用于直观教学的遥感图像的分类与遥感图像的解译标志等内容制作教学样片，如可将全色图像、红外、彩红外、多光谱等航空像片与各种常用的卫星遥感数据制作样片，形象而直观，易于理解与记忆。对于比较抽象、生活中接触较少的知识点用于制作1～5分钟的辅助视频，如航空拍摄的过程、卫星遥感以及传感器的工作原理等。将近年来遥感技术应用于现实生活中有影响力的重大事件的新闻视频片段制作教学视频资料，如“国土部：用卫星遥感图片严查违法用地”、“我国‘北京一号’、‘小卫星’监测北京近郊农作物长势”、“汶川地震前后遥感图像前后对比”等新闻视频片段。教学辅助材料在有些教学内容方面可发挥很大的教学作用与效果。（3）重视遥感技术应用案例分析。一般农业院校的遥感技术的应用所占学时极少，与专业结合性不够。一般只是泛泛地提到或者一带而过，没有具体的案例或应用视频，学生缺乏对遥感技术实际应用情况的了解。可根据授课对象与专业方向选择教学辅助材料，根据授课对象及专业方向播放其相关内容，重点分析应用案例。如面向土管专业授课时可侧重土地资源调查与土地执法的案例分析；面向农资专业时，可侧重农作物长势监测与估产、光谱反射率的野外测定与分析等案例分析，面向环境类专业，可侧重环境监测与灾害监测的案例分析。（4）实现教学手段的多元化，激发学生学习热情。除了常用的多媒体教学与板书等教授方式外，还可适当采取学生教学的方式，加强与学生互动交流，提高学生自主学习的能力。利用课前与课间的时间或借助网络平台，与学生进行充分交流，及时掌握他们的兴趣、学习难点以及就业意向等，因材施教。利用国家、省和校级精品课程建设的成果，建立网络实践教学平台，实现网络互动式教学，设置“课件下载”、“实验报告上载”、“答疑”、“FTP”等功能。可借助与测量学等课程的重叠交叉知识，进行触类旁通式的教学。通过小型专题报告的形式，促使学生课外收集文献资料学习实践应用性强、与专业结合紧密的内容，择优以多媒体的形式课堂交流并点评，并作为学生课程考核的一部分，有意识地将教学内容与科研、就业与生产项目管理等结合起来，引导学生自主学习，激发学习的创造性。

3.建立考试制度的改革，提高其学习的积极性。进行课程考试制度的改革，改进考核方法，建立考察学生全面素质的考核体系、建立科学的考察学生综合知识、综合素质、综合能力的实践考核体系，采取灵活多样的考试方式。在课程考试构成增加小型专题报告制作、文献检索与总结等，理论环节可增加课堂互动环节（如提问、讨论等）考核的比重；实践环节可强化动手实践与仪器操作的考核，淡化实验报告等书面成绩。通过建立考试制度的改革，促进学生积极学习。

三、教改效果分析

近年来遥感课程改革探索初步取得较为明显的成效，具体表现在以下几个方面。

1.学习态度的改变。学生对教学内容的兴趣和注意力明显提高，课堂互动变得更为积极，课外自主学习的激情提高，教学氛围良好，“教与学”变成了一件较为愉快的教学活动，学生对遥感方向的学术报告与毕业论文选题感兴趣的人数明显增加。

2.学生对遥感教学的评价。每学期都对全部遥感课程进行教学评估，学生无记名网上评教，结果表明总体优良。说明学生对于教学内容与教学形式是认可与肯定的。

3.学生的收获。国土资源管理、农业资源与环境等专业分别成立了兴趣小组，在老师的指导下能够独立完成校级创新型实验项目。学生的动手实践能力明显得到锻炼与提高，有机会参与到多项遥感技术应用的工程项目，特别优秀的学生能在测绘遥感相关的事业单位就业。也有本科生在国内的学术期刊上公开发表遥感领域内的科研论文。

虽然笔者针对农业类院校的遥感课程实践教学改革进行了探索与实践，然而，许多问题有待进一步探讨，诸如教学平台的完善、教学形式的改进、产学研实习基地建立、专业实践素材库的建立等。面向未来，我们需要更好地根据社会需求，积极进行遥感教学课程改革，为社会培养出更多的遥感应用型的高级人才。

参考文献：

[1]尹占娥.现代遥感导论[M].北京：科学出版社，2008.

[2]邓良基.遥感基础与应用[M].北京：中国农业出版社，2009.

[3]常庆瑞，蒋平安，周勇.遥感技术导论[M].北京：科学出版社，2004.

[4]彭望.遥感概论[M].北京：高等教育出版社，2010.

遥感技术的基本原理范文篇5

关键词：生态环境；环境监测；应用意义

中图分类号：B845.65文献标识码：A文章编号：

环境监测技术涉及到诸多个方面，是一项系统性的技术，比如物理、化学以及生物等等；最初的环境监测主要是监测工业污染状况，经过不断的发展，现在的环境监测已经是监督和测定大环境的污染状况，从而合理科学的评价大环境的质量。

1、生态环境监测的意义

环境问题日益突出，并且以灾难的形式向人们述知生态保护的重要性，人们的环保意识越来越强；在这种情况下，人们既需要熟练的掌握基本的生态知识，又需要对生态的运作发展规律熟练的掌握，而环境监测技术就可以有效的满足人们的需求，人们要想对生态环境的状况进行充分的了解，只需要合理的运用生态监测技术即可，并且为了方便人们的理解，还可以以更加直观的形式表现出来，比如图表、数据等等。要知道，污染源的监测以及生态质量的检测并不是生态环境监测的唯一内容，还需要对生态环境下的生态平衡问题和资源的开采情况进行严格的检测。在生态环境监测的过程中，主要采用的是动态监测的方式，这样可以充分的把握生态环境演化规律以及存在的主要问题，从而采取一系列的措施来进行预防和控制。

和其他的环境质量监测技术相比，具有一定的差异性，生态环境领域的环境监测主要是监测区域内的大生态环境，重点内容是监测大范围的生态破坏情况，然后借助一些专业知识来对大范围的生态状况进行检测，依据检测的结果来实时的调整生态环境，从而起到环境保护的作用。

2、生态环境监测的应用意义

生态环境监测具有重要的意义，它在很大程度上影响到社会的可持续发展；并且，要想进行生态文明建设，就需要更高质量的生态环境，因此，就需要向更深处和更广泛处来开展环境监测工作。在实际监测的过程中，经常有一些因素会影响到生态环境监测的开展，比如恶劣的天气等等；为了提高生态环境监测的质量，就需要将先进的技术和先进的设备积极的应用到生态环境监测的过程中。具体来讲，目前主要有三种生态环境监测技术，分别是遥感、全球定位系统和地理信息系统。

遥感技术的应用：遥感技术具体指的是采用卫星作业的形式，卫星在运作的过程中，会十分敏感于物体发出的电磁波，而这种物体的电磁波可以将物体本身的位置以及表层等的变化给有效的反映出来，针对这个特点，遥感技术就可以让远程监控得以实现。因此，遥感技术其实是对生态状况以及变化趋势进行远程监控。

在监测的过程中，遥感技术还会对远程信息进行实时记录，地面的信息收集站所收到的信息都是数据库的形式，这个过程不需要花费过长的周期，并且还有着十分丰富的内容，比如海洋、森林、草原等等。以草原植被的遥感监测为例，它的工作原理基本上可以这样解释：目前，草原植被的荒漠化情况越来越严重，如果草原处于一种良好的状态，那么只有一种颜色存在于卫星感测图上；如果有荒漠化问题存在于部分草原当中，也就是不断的在减少草原植被区域，那么这些区域内的草原电磁波会和完整状态下发出的草原电磁波存在着较大的差异，电磁波的不同，在感测图上所反应的颜色也会存在着较大的差异。遥感卫星主要以卫星图的形式来呈现检测数据，其中颜色会存在着较大的变化，深浅不一，深浅状况可以对地表和水域等的变化程度进行有效的反应，这样让人们更加容易理解。

主要是在生态环境领域的生态破坏监测中应用遥感技术，卫星可以对生态的破坏生态进行及时的监测，依据遥感技术的监测结果可以对所应采取的措施进行确定，结合卫星监测技术，遥感技术还可以依据气象云图的变化，来对可能发生的自然灾害进行预测，从而针对这些自然灾害制定针对性的预防措施。遥感技术十分广泛的应用到了生态环境监测中，它还具有预测功能，这样就需要投入过多的人力资源和物力资源，生态环境监测的水平也可以得到大大的提高。

GPS技术的应用：GPS技术的功能主要是定位，将GPS技术应用到环境监测领域，可以有效的定位导航遥感技术所提供的信息变化区域，这种技术十分的精确。

GPS技术主要是分析遥感技术所提供的实况数据感测土，然后将地理坐标提供出来，它的应用原理可以这样叙述：遥感技术的GPS仪器可以接收到实况数据，经过定位导航之后，GPS仪器就可以对新的数据库进行构建，并且动态监测实况变化情况。

GPS技术在遥感技术的基础上所发展起来的，它应用于生态环境领域，可以对监测目标的实时动态进行反映和分析，从某种程度上来讲，它领先于遥感技术。此外，GPS技术还可以有效的监测某一时段事物的数量，从而做出合理科学的推测，比如，对某一区域的树木数量进行监测，就可以对树木某一时段的二氧化碳吸收量进行实时的监测。这种技术可以在很广泛的范围内应用，在生态环境监测领域，可以有效的结合遥感技术，对动态数据进行适时监测，还可以适时关注采取的措施的有效性，对生态链的平衡程度也可以实时的监测，这样就可以节约出大量的人力资源和物力资源。

GIS技术的应用：GIS技术是一种地理信息处理技术，它包括着很多个方面，比如信息输入、储存、管理、分析、应用等等。它的内部可以对大量的信息进行储存，并且对数据进行分析，从而有效的决定采取何种措施。将GIS技术有效的结合遥感技术和GPS技术就可以促使数据监测和处理系统生成，从而对某段时间内生态环境变化状况进行实时的监测，将原始数据提供给人们，从而有效的分析生态变化状况。

在生态环境监测领域内应用GIS技术可以有着十分显著的作用，这样技术的地理数据可以十分的丰富，对宏观决策起到一个辅助的作用。在生态发展的规划方面也可以有效的利用GIS技术，对地理资源的开发状况进行合理的监测和分析，提高地理资源管理的质量，对生态平衡的监测起到一个辅助的作用。

3、结语

环境监测技术的合理应用，可以有效的实现可持续发展。在发展经济的同时，注重对生态环境的保护。目前，越来越多新生态环境问题的出现，需要对环境监测技术进行创新和发展。

参考文献：

[1]贺琳.远程通信技术在环境监测中的应用分析[J].广东科技，2013,2（12）：123-125.

遥感技术的基本原理范文篇6

关键词：城市遥感；学科主旨；教学内容；教学体系

近年来，随着城市化进程的加快，城市问题日渐突出。针对城市问题的研究产生了城市科学这门学科。随着城市及城市科学的发展，遥感技术在城市规划、城市生态环境监测及城市管理中的应用越来越广泛和深入。在城市调查方面，遥感技术可以快速、准确、全面地获得城市地质背景、土地利用状况、生态环境、市政建设、交通、水利、农林、旅游等等方面的数据和资料。对不断地调查城市现状、变化和发展，为配合城市总体规划和分区详细规划的制订及顺利实施，对城市景观建设和环境保护，提供了全面有效的方法。因此，自上个世纪90年代以来，逐渐形成和发展了城市遥感这门新兴的交叉学科。

一、城市遥感的学科发展背景

在国外，利用城市遥感方法进行城市土地利用、住宅密度、居住质量、城市交通、城市人口、城市变化及其他社会经济要素的研究已取得长足的进展。我国也曾在京津、上海、广州等地进行过综合性的城市遥感调查，在城市土地利用监测、城市绿地调查、城市环境污染监测、城市热岛研究、城市规划及城市生态环境监测等方面都取得了可喜的成果。各级政府和社会公众已经认识到，城市遥感已成为城市规划、建设和管理不可分割的重要组成部分和技术支持，成为各级政府强有力的辅助决策工具和指导与加强地区管理的现代化手段。以上海市为例，自1988年以来，上海市已连续开展了三轮遥感综合调查，为上海市城市布局的合理调整、新区规划、老区危简房的拆迁改造、城市交通、城市建设现状、考古、城市防洪排涝、城市绿化与改善城市生态环境等多方面提供了大量基础性资料和辅助决策依据，为许多政府重大工程提供了研究报告和影像资料。此外对各郊县的土地资源与全市滩涂资源进行过详尽的调查。多年的实践证明，城市遥感技术业已成为上海市各级政府决策的重要辅助手段。但是对于该课程的体系与内容、教学方法等尚缺乏完整的论述。

二、城市遥感学科的研究主旨和内容

国际上已经举办了8届国际城市遥感大会。充分借鉴和参考国际同行认可的学科体系；同时针对本科教学的特点设计相应的教学内容。一些具有基础性的内容需要补充进教学内容，比如现代化进程中城市问题，城市科学的理论等；而一些深度交叉的课题则没必要过度展开，如城市生态学等。同时考虑到学生已有遥感基础，以及遵循教学要循序渐进的原则，因此，我们设计教学内容为：①现代化进程中的城市问题；②城市遥感基础；③城市遥感传感器和数据源；④城市地区遥感影像判读；⑤城市地区遥感特征检测技术；⑥城市地区建筑物探测和三维重建；⑦城市土地利用和城市景观结构；⑧城市热、水、空气环境监测和生态安全；⑨城市规划的遥感应用；⑩城市遥感的发展前景。

三、城市遥感学科的教学体系

城市遥感教学是针对遥感专业高年级本科生开设的课程，主要教学内容是遥感技术在城市规划、建设、管理和环境保护等方面的应用。教学指向学科研究和应用是前沿，是该专业的高级选修课。针对该课教学目的和教学要求，我们设计课程内容如下：

1.城市问题引论。随着中国现代化进程的发展，城市化进程在加快。城市规划、建设和保护等过程的问题日益凸显。如城市交通问题，环境保护问题，城市规划问题等。向学生介绍城市发展现状，城市化问题，城市科学理论等问题。着重分析在中国工业化和城市化进程中城市所面临的问题，研究现状和可行的解决办法。指出遥感技术在解决相关问题时的优越性和局限性。

2.城市遥感基础。针对城市遥感应用，简单介绍遥感基础概念、遥感平台与传感器、遥感图像处理基础等基本内容。着重对新型高分辨率卫星、航空和地面传感器在城市遥感中应用范围和价值做了介绍和评价。

3.城市遥感解译。面向城市遥感应用，有针对性的讲授城市遥感解译的基本概念，关键技术和流程。主要包括城市遥感影像解译基础、城市遥感影像目视解译、城市遥感影像数字解译、城市遥感影像解译与判读的基本框架、城市主要地物目标特性、卫星影像判读特点、城市遥感影像数字判读方法和流程等内容。针对城市目标特性，着重介绍了相应的遥感影像解译方法和流程

4.城市特征提取。介绍了城市点、线、面特征的各类自动半自动提取方法。点特征提取算子介绍了Moravec算子、Forstner算子、Susan算子和结构化算子的原理和应用模型，并比较了各类算子的实际提取效果。线特征提取方面，首先介绍了基本的边缘检测算子，包括微分算子、二阶差分算子和直线提取算子Hough，并对各类算子的实际提取结果做了比较分析；然后介绍了城市道路特征的特性，遥感提取难度和方法，包括基于结构信息、GIS信息、感知编组、统计信息、自适应模板、带状Snake的和其他新型的道路提取方法。

5.城市三维重建。三维GIS是目前研究和应用的热点，城市三维重建是三维GIS的主要数据生产方法。讲授了利用摄影测量技术和利用LiDAR技术的半自动城市三维重建方法，在此基础上介绍了城市三维GIS建设现状，以及基于三维城市模型的真正射影像生成技术。对各种方法的发展现状、趋势、技术流程做了详细说明。

6.城市土地利用和空间结构演化。首先介绍了遥感变化检测的一般方法和流程、遥感变化检测典型方法及性能分析、变化区域提取技术等。包括基于像素、基于特征的变化检测方法。并结合具体系统研发案例，介绍了典型方法的开发、组合和应用情况。在此基础上，介绍了土地利用动态监测和城市空间结构演化监测的基本流程、方法和案例。

7.城市热环境遥感。中国作为发展中国家，城市热环境的日益恶化在各个层面并没有得到普遍的重视。随着城市化水平不断提升，热环境影响因素日益复杂，城市热环境日益恶化，需要引起社会公众的重视，并研究采取有效的解决办法。着重介绍基于遥感影像的城市地表温度定量反演、城市热环境的空间分布及过程变化分析以及城市热环境的寻因分析。最终利用多因子与城市热环境之间的定量关系建立预测模型，并动态监测城市地表温度和格局的变化，为城市规划提供决策依据。

8.城市水环境遥感。水是生命之源，一方面城市生活离不开水，另一方面随着城市化进程的发展，人类造成了严重的水污染。因此，授课内容分为三个方面：水体的光谱特征、水资源遥感和水污染遥感。城市水资源遥感主要对湖泊环境监测，诸如湖水温度、盐度、水深、洋流、波浪等湖泊诸要素的测量，为湖泊研究及指导湖泊渔业生产提供了基础。水污染遥感主要介绍对湖泊富营养化、悬浮泥沙、石油污染、废水污染、热污染和固体漂浮物等污染情况进行遥感监测的方法和案例。

9.城市大气遥感。空气污染是影响人类健康的重要因素，在中国的城市地区空气污染相当严重。与常规大气污染的监测方法相比，卫星遥感技术具有监测范围广、速度快、成本低和便于进行长期动态监测等优势。气溶胶是大气污染的主要表现形式，授课内容包括利用地基气溶胶遥感数据和地面大气污染监测数据，研究分析气溶胶光学厚度在大气环境领域中的适用性。利用激光雷达数据和气象探空数据研究大气染污边界层高度。研究城市大气气溶胶的定量遥感反演技术。以北京为例，构建归并后的气溶胶光学厚度与大气污染监测数据之间的模型，对所构模型、所得到的结果进行评价分析，实现大气污染指标的空间分布及质量评价。

10.城市遥感发展展望。主要讲授城市遥感领域新的技术和方法，最新的发展趋势和前沿问题。包括高分辨率遥感传感器的发展方向、城市遥感技术新的应用领域、城市遥感技术未来发展方向等内容。

国内多所高等院校都已先后为高年级本科生开设了《城市遥感》专业选修课。但是对于该课程的体系与内容、教学方法等尚缺乏完整的论述。本文充分借鉴和参考国际同行认可的学科体系，针对本科教学的特点设计相应的教学内容。并就教学体系和内容开展了较为详细的介绍，可为相关专业城市遥感学科的教学工作提供一定的参考。

参考文献：

[1]孙家柄.遥感原理与应用[M].武汉：武汉大学出版社，2009.

[2]王则任.浅议城市遥感综合调查――以南京为例[J].现代城市研究，2001，（4）：23-25.

[3]王贞福.从印度新德里看城市遥感技术在快速发展的大都市中的应用[J].现代应用光学，2008，（2）：32-34.

[4]陈基伟，程之牧.城市遥感技术在特大型城市政府决策中的重要作用――以上海市为例[J].测绘科学，2004，29（3）：61-64.

遥感技术的基本原理范文

遥感(RemoteSensing)即遥远的感知,指在一定距离上,应用探测仪器不直接接触目标物体,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术[1]。摄影照相便是一种最常见的遥感,照相机并不接触被摄目标,而是相隔一定的距离,通过镜头把被摄目标的影像记录在底片上,经过化学处理,相片便重现被摄目标的图像。从拍摄目标到再现目标所用的手段,便是一种遥感技术。遥感与其他技术结合,在农业应用中具有科学、快速、及时的特点。这对于充分利用农业资源、指导农业生产、农产品供需平衡等方面有着重要的意义。

2遥感估产的原理及农作物估产方法

2.1遥感估产的基本原理[2]

任何物体都具有吸收和反射不同波长电磁波的特性,这是物体的基本特性。人眼正是利用这一特性,在可见光范围内识别各种物体的。遥感技术也是基于同样的原理,利用搭载在各种遥感平台(地面、气球、飞机、卫星等)上的传感器(照相机、扫描仪等)接收电磁波,根据地面上物体的波谱反射和辐射特性,识别地物的类型和状态。农作物估产则是指根据生物学原理,在收集分析各种农作物不同生育期不同光谱特征的基础上,通过平台上的传感器记录的地表信息,辨别作物类型,监测作物长势,并在作物收获前,预测作物的产量的一系列方法。它包括作物识别和播种面积提取、长势监测和产量预报两项重要内容。

2.2农作物估产的方法

农作物估产在方法上可分为传统的作物估产和遥感估产两类。传统的作物估产基本上是农学模式和气象模式,采用人工区域调查方法。它们把作物生长与主要制约和影响产量的农学因子或气候因子之间用统计分析的方式建立起关系。这类模式计算繁杂、速度慢、工作量大、成本高,某些因子种类往往难以定量化,不易推广应用。遥感估产则是建立作物光谱与产量之间联系的一种技术,它是通过光谱来获取作物的生长信息。在实际工作中,常常用绿度或植被指数(由多光谱数据,经线性或非线性组合构成的对植被有一定指示意义的各种数值)作为评价作物生长状况的标准。植被指数中包括了作物长势和面积两方面的信息,各种估产模式,尤其是光谱模式中植被指数是一个极为重要的参数。根据传感器从地物中获得的光谱特征进行估产具有宏观、快速、准确、动态的优点[3,4]。

农作物估产中所应用的遥感资料大致可分为3类:一是气象卫星资料,主要为美国第三代业务极轨气象卫星(NOAA系列)装载的甚高分辨率辐射仪(AVHRR)资料,其资料特点是周期短、覆盖面积大、资料易获取、实时性强、价格低廉,空间分辨率低但时间分辨率较高;二是陆地卫星(Landsat)资料,应用较多功能是专题制图仪(TM)资料,它重复周期长、价格高,但其空间分辨率高[5];三是航空遥感和地面遥感资料,主要用于光谱特征及估产农学机理的研究中,其中高光谱数据可提供连续光谱,可消除一些外部条件的影响而成为遥感数据处理、地面测量、光谱模型和应用的强有力的工具[6]。在遥感估产中农作物面积提取是最重要的内容。用遥感方法测算一种农作物的种植面积主要有以下几种方法[5]。1)航天遥感方法。包括卫星影像磁带数字图象处理方法(一般精度较高)和绿度———面积模式。2)航空遥感方法。可进行总面积的测量、作物分类及测算分类面积。3)遥感与统计相结合的方法。此方法是由美国农业部统计局在原面积抽样统计估产的基础上发展起来的,其原理是利用遥感影像分层,再实行统计学方法抽样。4)地理信息系统(GIS)与遥感相结合方法。此方法是在地理信息系统的支持下,利用遥感信息,对不同农作物的种植面积进行获取。

3国内外遥感估产的研究进展状况

3.1国外遥感估产研究的进展状况

美国首先开了农作物遥感估产之先河,美国农业部、国家海洋大气管理局、宇航局和商业部合作制定了“大面积农作物估产实验(1974～1978)计划”,组织实施了小麦估产计划,应用先后发射入轨的陆地卫星1～3接收处理出的MSS图像,首先对美国大平原9个小麦生产州的面积、单产和产量做出估算;尔后对包括美国本土、加拿大和前苏联部分地区小麦面积、单产和产量做出估算;接着是对世界其它地区小麦面积、总产量进行估算。调查分析美国、原苏联、加拿大等主要产粮国的小麦播种面积、出苗状况和长势,并利用气象卫星获得的气象要素信息,结合历年统计数据进行综合分析,建立的小麦估产模型精度高达90%以上。1980～1986年,美国又制定了“农业和资源的空间遥感调查”计划,其核心内容仍是主要作物的种植面积与单产模型的研究。进行国内、世界多种粮食作物长势评估和产量预报。中国科学院自然资源综合考查委员会的陈沈斌于1992年8月在美国农业部外国农业局(负责美国以外国家的农作物估产,并建成运行系统)曾见到当月估计的中国小麦、玉米、水稻总产量与后来1993年国家统计局公布的数字差-3.53%、+0.65%和-0.66%。

该项工作,为美国在世界农产品贸易中获得巨大的经济利益[2,4,7,8,9,10,11]。此后,欧共体、俄罗斯、法国、日本和印度等国也都应用卫星遥感技术进行农作物长势监测和产量测算,均取得了一定的成果。例如,欧共体用10年的时间(从1983年开始),建成用于农业的遥感应用系统,1995年在欧共体15个国家用180景SPOT影像,结合NOAA影像在60个试验点进行了作物估产,可精确到地块和作物种类。2002年美国航空航天局与美国农业部合作在贝兹维尔、马里兰用MODIS数据代替NOAA-AVHRR进行遥感估产,MODIS搭载的TERRA卫星是1999年由美国(国家航空航天局)、日本(国际贸易与工业厅)和加拿大(空间局、多伦多大学)共同合作发射的,MODIS数据涉及波段范围广(36个波段)、分辨率(250,500,1000m)比NOAA-AVHRR(5个波段,分辨率为1100m)有较大的进步,这些数据均对农业资源遥感监测有较高的实用价值。ldso等曾运用500～600nm和600～700nm两个光谱区得到的反射值的转换植被指数(TV16)来估计小麦与大麦的单产,获得小麦单产与TV16之间的相关系数为0.78。同年,日本科技公司完成了“遥感估产”项目,可提高平原农业估产的精度,并着眼于对全球进行估产。

而美国已经将遥感技术用于精细农业,对农作物进行区域水分分布评估、病虫害预测等,直接指导农业生产。用卫星遥感方法进行长势监测和产量估算已进行多年,方法已趋于成熟[2,4,7,8,.9,10,11,12,13]。水稻遥感估产以亚洲水稻主要生产国为先行和先进。中国、印度、日本等国家都进行过遥感估产研究且取得较好的效果。Patel和Dash等[14]建立水稻产量和RVI的关系,试验区预报精度达到96.14%。Miller等[15]在分蘖或出穗阶段时,运用比值植被指数通过干物质和单产的关系来估计单产。但在作物灌浆与成熟阶段,由于反射率与总生物量之间并不相关,比值植被指数无法预测水稻的冠层生物量。Wiegand,SSRay认为借助于归一化植被指数NDVI{(NIR-R)/(NIR+R)}可以很好地预测产量[16,17]。

3.2国内遥感估产研究进展情况

从“六五”开始,我国试用卫星遥感进行农作物产量预报的研究,并在局部地区开展产量估算试验。“七五”期间,国家气象局于1987年开展了北方11省市小麦气象卫星综合测产,探索运用周期短、价格低的卫星进行农作物估产的新方法。该项目中,主要是以长期的气象资料为基础,以遥感信息为检验手段,建立了不同地区的遥感参数-作物产量的一阶回归模型。1985～1989年,此项目为中央和地方提供了165次不同时空尺度的产量预报,为国家减少粮食损失达33万t以上,累计经济效益达20亿元。“八五”期间,国家将遥感估产列为攻关课题,由中国科学院主持,联合农业部等40个单位,开展了对小麦、玉米和水稻大面积遥感估产试验研究,建成了大面积“遥感估产试验运行系统”,并完成了全国范围的遥感估产的部分基础工作。通过1993～1996年4年试验运行,分别对四省两市(河北、山东、河南、安徽北部和北京市、天津市)的小麦,湖北、江苏和上海市的水稻;吉林省的玉米种植面积、长势和产量的监测和预报,在指导农业生产及农业决策中发挥了重要作用。特别是解决了一些关键技术问题,为进一步开展全国性的卫星遥感估产提供了重要保证。

遥感技术的基本原理范文篇8

[关键字]多源数据融合技术地质矿产调查应用

[中图分类号]TE132[文献码]B[文章编号]1000-405X（2013）-2-91-1

0引言

作为一项综合性、公益性、基础性很强的基础地学中的工作，地质矿产的调查是在地学领域中对地面数据进行收集的一种主要方法。而全面系统的对野外第一手的资料进行取准、取全是开展地质矿产的调查和填图工作中最首要与基础的任务。随着地质矿产调查技术不断的提高，信息的种类与来源也越来越广泛。在实际的信息应用中，由于单一信息源所给出的信息常常是较为片面的，所以将数据融合的技术应用于处理多源数据的工作当中，不仅可以让不同的地质调查手段进行优势的互补，有效的对数据中不确定的信息因素进行消除，提高调查结果的准确程度，而且还可以使各组成部分融合得出信息更充分的结果，让各项技术在地质矿产的调查过程中发挥出其综合的实力。

1数据融合的概念

数据的融合主要是指通过一定的技术方法与手段，把从研究对象中所收集到的全部信息在时空的体系内统一进行综合的评价。换言之，也就是指以不同的侧面为基础，通过各种手段所获取的信息，都可以看作是统一的不同表征。使用数据融合技术目的在于接受不同数据源中的优点，并从其内部获得更为充分的信息。对于地质矿产的调查而言，多源数据的融合技术主要是指非遥感和多源遥感的数据融合与多源遥感本身的数据融合。

2多源数据的融合技术在地质矿产调查工作中的应用

对于地质矿产的调查工作而言，使用多源数据的融合技术其目的在于利用融合了的图像对区域内的地质矿产进行综合的解译分析，提取该区域调查工作中所需的矿产、岩浆岩、地层、构造等有效信息，从而为指导区域的调查工作开展提供依据。其主要工作流程可以分为以下4个步骤。

2.1数据的选择

在对地质矿产的调查工作中所收集到的多源数据进行融合是，对数据的对象进行合理的选择时开展数据融合工作的首要程序，其对象选择的好坏会直接对能否满足实际的应用需求与多源数据的融合处理效果产生影响。所以，在实际操作中，应按照具体的目的和用途来对非遥感与遥感数据进行合理选择。

2.2数据的预处理

数据的预处理环节，是对多源数据进行融合前的必要环节，所有的预处理工作都应该将数据间的互相沟通作为目标。在实际操作中，其主要工作是将地球化学、地质、遥感和地球物理等不同类型的图件与数据作出包括属性的分离归纳、数据的标准化、不同来源图件中地理的配准、遥感影像的几何校准、栅格图的矢量化等预处理，然后再将图件转换为统一格式加以保存，从而保证不同种类的数据可以在相同的工作平台中进行融合。

另外，在此环节的工作中有时还需要根据研究目标的差别针对不同类型中空间的数据做出图像增强与图像化的处理。例如，对物探的数据做出专业化延拓、极化、垂向的二次导数、匹配滤波等数值的处理并形成图像，从而提取出目标体中具有不同特点的信息结构。

2.3数据的融合

数据的融合工作可以分为多源遥感的数据融合与非遥感和多源遥感的数据融合等两个类型。

2.3.1多源遥感的数据融合

对多源遥感的数据进行融合的目的主要在于通过使用图像的处理技术，对多传感器、多时相、多波段、多分辨率、多平台的遥感影像做出综合的处理，以达到卫星图像实际应用效果的强化。其主要的融合内容包括遥感数据不同分辨率的融合、多光谱中不同数据的融合与雷达数据和多光谱的遥感数据的融合等。

就目前而言，多源遥感的数据融合主要通过基于决策级、基于特征级、基于像素级等三种融合方式完成。在实际的地质矿产的调查工作中，应按照具体的目的对融合方式进行选择。例如，对矿化的蚀变信息进行提取是，基于像素级的融合方法、Crosta技术和比值融合法等手段都可以对其多源遥感的数据进行融合。

需要注意的是，每种方法都尤其各自的长处与短处，在应用的过程中切忌拘泥于理论的束缚，要按照具体的情况对原有方法进行合理、灵活的改动，以满足实际的需要，同时对结果还要从多种处理图像方式的角度进行综合，以降低结果的误差率。

2.3.2非遥感和多源遥感的数据融合

在地质矿产的调查工作中，其全部的信息主要是指地球化学、地质、地球物理等非遥感的信息与遥感的信息。其中，遥感的信息拥有色彩鲜艳、综合信息丰富、直观性强、视域广与光谱信息高等特征，对地面中地形地貌、水系分布、地质特征、岩石等情况可以直接进行提取，对具体的目标具有指示的能力，而非遥感的新新则可当作传感器的一种数据源。将上述两者通过某些技术的方法进行融合，不仅可以丰富信息的来源，而且对信息的准确性也有一定的保证作用。

2.4融合结果的综合分析

由于多源数据的融合方式具有多样性，且同一融合方式在对不同图像进行融合是效果具有多变性，所以对最终多源数据的融合结果做出综合性分析就显得尤为必要。在实际的操作中，必须以地质认识和图像处理为基础，结合实测的地质剖面和野外踏勘，以已知到未知作为原则，对融合的结果给出正确、客观的分析与评价，让多源数据的融合技术能够在地质矿产的调查工作汇总能够充分发挥其作用，并最终建立起研究区域内不同地质的模型。

3结语

随着计算机水平和空间信息科学的提高与发展，通过多源数据的融合技术类对地质矿产的调查工作中所存在的海量数据进行处理，不仅能够使数据中不确定的信息因素得到消除，而且还能使对环境或目标表示结果、描述与解释分析的准确性得到提高，从而获取更为丰富的融合结果。

参考文献

[1]刘磊，施明，周军，禹清福，李得成，田勤虎.遥感、化探、地质信息综合在昌宁矿产勘查中的应用[J].地球科学与环境学报.2008.

遥感技术的基本原理范文

传统的《遥感概论》课堂教学方式，其表现形是：以教科书为基础，通过黑板书写和静态的图件展示完成教学。从遥感课程的课程特点来看，课程前半部分属于理论知识讲解，后半部分属于实践性较强的影像处理内容。对于后半部分影像处理章节，由于涉及到具体的影像处理过程的讲解，如果采用传统的教学模式，仅仅在课堂上通过口述的方式展示给学生，授课效率比较低，而且不能调动学生学习的积极性，影响了学生对于整个知识体系的了解和掌握。网络多媒体的优势在于教与学的互动，现代化教学手段的充分应用与数字遥感影像的充分展现。将网络多媒体技术应用于《遥感概论》课程，可以将专业遥感软件的处理流程在网络上有效展示，将不同专业处理软件的算法及原理分步骤剖析，将遥感数字影像的预处理、辐射校正、大气校正、几何校正、信息解译等实践环节清晰表述，有利于学生迅速掌握数字影像处理的基本技巧和方法。这种网络多媒体教学方法的使用，可以使学生自主地选择学习进度和学习节奏，激发学生的主观能动性，更有利于培养学生的探索精神。因此，将网络多媒体技术引入《遥感概论》，开发基于网络的《遥感概论》多媒体教学网站尤为必要。

二、系统设计与实现

1.设计原则

①实用性的原则

多媒体教学项目的开发必须结合《遥感概论》课程的特点，依据实用性原则，在保证各项功能实用性的同时，减少一些不必要的开支，对系统进行开发。

②模块化原则

模块化能够大大提高系统的可管理性和可维护性，使得整个教学系统成为一个真正清晰明了的有机系统。模块化易于修改、扩充。采用模块化设计后，在维护时可以直接对某一需要改动的模块进行修改，从而能够有效降低网站不断更新所带来的麻烦。

③基础理论与应用相结合的原则

采用Web开发平台，将航空影像、多光谱影像、热红外影像、雷达影像和高光谱影像成像方面的基本理论以互动的形式进行表达，通过这种途径实现遥感技术的应用实践加深对遥感原理的理解。为培养本科生应用技能，安排相应的遥感影像解译网络实习内容。

④系统性和前瞻性相结合的原则

在系统介绍遥感物理基础、遥感成像机理、遥感影像处理和遥感影像解译原理、方法的基础上，在网络多媒体上力求将遥感技术发展取得的新成果和遥感新理论、新方法、新技术贯穿其中。考虑到当前社会和未来发展的趋势，拟在网络多媒体中加入两部分内容分别阐述遥感影像计算机智能解译和定量遥感基础，这是目前国内其他同类教材尚未阐述的内容，它有助于本科生了解遥感科学与技术的最新成果并掌握遥感发展趋势。

⑤交互式原则

多媒体教学网站的设计要遵循交互式原则，包括人机之间的交互交互、师生之间的交互，以及学生之间的交互。人机交互要求学生能充分利用网络环境自主学习；师生交互要求师生应有网上互动；学生之间交互要求学生能在线讨论和协作交流相关的课程知识。

2.系统结构设计

系统采用基于Web应用的B/S三层结构，该结构模型由以下三部分组成：客户端浏览器，Web服务器和应用服务器、数据库服务器（图1）。这种基于Web的三层应用体系结构具有很多优点，客户端是浏览器，维护就相对简单，客户端与数据库隔离起来，提供了系统的安全性。应用服务层的引入减少了网络数据流量，提高了数据库的响应速度。总的来说，这种结构使应用系统的性能、安全性、扩展性有了很大的提高，也便于系统维护和管理。具体来说，系统设计以ASP、ACCESS编程等网络技术为基础，辅以authorware、flash、photoshop等多媒体工具，实现服务器端与客户端的交互式连接，完成实际教学工作。

3.系统功能设计

结合《遥感概论》课程的特点，在系统结构设计的基础上，设计了系统功能模块。Web应用层功能模块结构如图2所示。系统共有四个模块：课程介绍、教学大纲、教学内容、教学资源。其中，课程介绍模块包括两个二级目录，即课程简介和教学手段；教学大纲模块包括两个二级目录，即课程教学大纲和实验教学大纲；教学内容模块包括理论课教学内容和实验课教学内容两个二级目录；教学资源模块包括教学介绍、教学课件、教学录像、影像资源、友情链接五个二级目录。点击相应的二级目录或者子目录，可直接链接到相应页面。其中，在教学资源模块中：

（1）对于教学课件目录

其制作方法是按照教学的要求，采用Authorware6.0作为创作平台,并用PhotoshopCS5、FlashCS5和3DMAX等作为辅助工具来完成教学课件的多媒体制作。

（2）教学录像目录

是将《遥感概论》课程中涉及到影像处理的相关章节，比如遥感数字图像的变化与增强、遥感数字图像的分类等，利用视频剪辑软件，制作成视频片段，放到网上共享，便于学生在课外的学习。

（3）影像资源目录下

列出了课程所涉及的各类遥感影像。根据教学内容将影像进行了切割，同时把典型区域、热点区域的影像导入影像数据库。影像数据库内容主要包括黑白摄影航空相片、彩色摄影航空相片、彩红外摄影航空相片，MSS影像、TM影像、SPOT影像、IKONOS影像、QuickBrid影像、热红外遥感和SAR影像等。数据库中的所有影像可以供学生免费下载使用。

（4）在友情链接目录下

列出了能免费下载遥感影像的部分网址，以及与本课程类似的其他高校的网络课件，供学生学习和借鉴。

4.系统简介

遥感技术的基本原理范文篇10

关键:遥感技术、土地利用调查、应用

Theapplicationofremotesensingtechniquesinlandusesurvey

Abstract:Landresourcesareincreasinglyscarce,andthereforetheuseoflandresourcesisparticularlyimportanttoinvestigate.Remotesensingtechnologyinthelong-termdevelopmenthasmaturedinvariousfields.Theapplicationofremotesensinginlandresourcesurvey,whichgreatlyimprovedtheefficiencyandaccuracyofthesurvey.Accordingly,thisarticlewillfocusontheapplicationofremotesensingtechniquesinlandresources,tomakefurtheranalysis.

Keyareas:remotesensingtechnology,landusesurvey,application

中图分类号：F301.2文献标识码：A文章编号：

遥感技术是一项发展较早的技术，在长期的不断完善过程中趋于精确，能够对对象做出较为准确的定位和勘测，极大便利了地理调查。遥感技术从广义上来讲，是指在较为遥远的地方借助专门的特殊探测仪器，将远处的物体辐射的波长信号进行记录和接受，再通过专业处理程序进行再加工，从而将远处物体通过图像的形式展现出来，从而能够使得勘测人员通过观察图像，了解远处的情况和环境。遥感技术由遥感平台、传感器、应用系统等多个部分共同构成。

一、遥感技术国内发展现状

遥感技术在我国的应用起步较早，是伴随航天技术的发展而来的，最近几年来发展迅速，应用领域也在不断扩大。我国国家统计局自上个世纪八十年代开始便在全国范围内开展了广泛的土地资源调查统计工作，在这个调查过程中将遥感技术引入进来，通过遥感技术得来的数据实现了对我国整体土地使用情况的首次了解，调查结果的准确性保障了我国后期土地政策制定的适用性。从此我国的土地使用情况开始了用遥感技术进行勘察的方式，并且在长期的发展中趋于完善，技术水平不断提高。遥感技术在国内土地利用调查中的应用，在我国土地资源管理中发挥着重要的作用。具体说来包括以下三个方面：1、服务于各级政府，有利于提高政府政策的准确性，依据遥感情况制定完善的土地资源管理计划，及时对土地利用过程中出现的问题作出反馈，起到对有限国土资源的保护和合理规划作用；2、及时反映了当前土地利用情况，为后期进行城市建设规划以及了解土地利用总体情况奠定基础；3、为整体土地利用发展规划提供充足的信息。

二、遥感技术在土地利用调查中应用的可行性

遥感技术相比较于其他调查方法，能够24小时不间断工作，并且能够及时有效的获得土地使用情况资料，遥感技术受地区环境限制较少，能够在有限的时间里尽快的完成任务。遥感技术在信息的记录上可体现出周期性、动态性以及丰富的动态性，能够及时记录土地使用的变更情况。传统的土地利用调查依赖于大量的人力和物力投入，工作周期长，工作的准确性不高，成本极高。土地利用调查是在城市化进程进一步加快，经济飞速发展的情况下发展起来的，强化土地资源规划、管理、保护和合理的利用是适用社会发展的必要措施和基础工作。

遥感技术在土地利用统计中的应用具有以下特点：1、起点较高，具有全局性，基于遥感技术的土地利用调查一般而言具有全局性特点，而且往往具有很强的宏观性，起点高的特点使得建立在这一基础上的调查更有利于统筹全局，把握整体的土地资源利用情况；2、技术要求高，遥感技术看似原理简单，实际操作起来却需要较高的技术水平和专业要求，在管理上也需要专业人员的科学化管理，从勘测到记录都需要较高的技术水平；3、实际应用性，遥感技术应用下的土地使用调查，不仅要求提供最终的调查结果和准确性较高的土地利用现状调查，还要求为现实的整体规划做出调整，最终应用于整体土地政策的规划，提高土地资源利用率。

由上可见，传统的土地调查方法较不科学，存在着周期长、资金投入多、调查受周围因素干扰大的问题，极大影响了整个调查的整体运作情况，客观性和周期性不强最终使得所得数据和记录的可用性不大，与现实的结合不紧密。而遥感技术则具有了明显的优势，周期短、客观性和准确性强，这位土地资源的有效利用提供了数据支持。

三、遥感技术应用于土地资源利用调查的方法

遥感技术需要多方面技术的综合应用，比如勘测技术、信息处理技术、图像处理技术、网络信息技术、数字化信息记录技术等。多方面技术的综合应用决定了遥感技术在使用过程中的技术性和专业性。遥感技术在土地调查应用过程中的关键环节是遥感影像的制作和再加工过程，这个环节最终决定了遥感技术应用于土地调查的好坏。

（一）影像校正

影响校正是指通过遥感技术所得的遥感图像信息，按照打底的水准面和坐标系对图像中物体的具置，使得遥感图像数据依据现实环境几何坐标进行校正。影像校正分为多个步骤，首先第一步便是位置的计算，位置选取是控制点确定的重要一步，控制点的选择正确与否，直接影响了整个影像校正的过程。控制点的选择要坚持易分辨、特征明显的原则，保证控制点的选择能够准确为后期影像的处理奠定基础，找准位置。另外在控制点的选择上还应该注意在图像的边缘留有一定数量的控制点，避免在处理过程中因为误差出现影像外推。

（二）遥感影像的配准

遥感影像的配准是指将多重映像进行重叠，即是将影像中的地理坐标和影像之间的统一，具体操作是在配准过程中选择多项式模型，以人机交互的方式实现对影像的配准。在配准过程中要尽量减少误差，并且尽可能实现对配准的现实适用性。遥感影像的配准是实现了控制点与影像之间的配合，是将标准化的空间方式进行整合，最终在有限的范围内对影像进行配准。

（三）遥感影像的融合

遥感影像的融合是指将多源数据统一在同一个地理坐标中，采用专业科学的算法和运算方式将多幅影像合并在同一个新的图像中。影像的融合包括了基本信息、色彩的融合。融合的过程是将传感器得到的不同类型的信息加以综合，用单一传感器减少多重遥感器带来的不必要麻烦和矛盾，使得最终影像能够直观易懂，并且能够清楚认识。最终融合的图像是综合了多元的信息产生的，具有丰富性和准确性，能够反映更多的信息，减少因为单幅影像造成的信息不清晰，从而提高数据的适用性和利用率。另外从影像的色彩来看，融合之后的影像色彩饱和度更高，对比度强，位置能够更加精确的表示出来。

（四）遥感影像的识别

遥感影像的识别和判读是一个较为专业的过程，一般来说分为观察和计算机自动分类两种方法，遥感监测得到的最终影像任然需要专业的判读。人为和计算机的两种方式应该与实际勘测的地形和物体情况相联系，就土地利用调查的实际环境和要求来看应该采用人机交互的方式对影像进行识别和判读，将图像信息转化为描述性语言，增强影像的描述性和可视性。

四、遥感技术应用于土地利用现状调查的局限性

遥感技术的使用对专业人员的技术要求较高，使得遥感技术的推广和操作中的准确性面临困境，技术的制约使得勘测结果失效。遥感影像色彩鲜艳且对比强烈，这位调查提供了较为完善直观的数据支持，但也存在着难以判断图片的物体的具面积和大小，要进行具体测量。在遥感技术使用的过程中还面临着地界统计的出入，因此在统计的结果中存在一定偏差。另外遥感技术并不能完全取代传统的统计方法，还需要在不断完善现代化统计手段的同时兼顾传统，采取多元调查方法结合的方式增强最终数据的可靠性。

综上所述，遥感技术的发展极大便利了土地利用的调查，使得调查周期缩短，准确度和可靠性大大提高，减少了传统调查方式下的人力财力投入。虽然在实际操作中遥感技术还存在一些缺陷，相信随着计算机信息技术的进一步提高，高新技术的不断发展，遥感技术在土地利用调查中的应用会日趋完善。

参考文献：

[1]常庆瑞等，《遥感技术导论》，科学出版社，2004年，第18-19页

[2]汤国安等，《遥感数字影像处理》，科学出版社，2004年，第123-131页

[3]濮静娟，《遥感图像目视解释原理与方法》，中国科学技术出版社，2001年，第23-26页

遥感技术的基本原理范文篇11

关键词：遥感教学；土地管理学科；需求分析；任务驱动；Matlab

在土地资源管理工作中，遥感对地观测方法凭借其覆盖范围广、周期性强、信息丰富等优势，已为相关部门提供了大量实时有效的基础地理空间数据[1-3]。许多高校已将遥感设置为土地资源管理专业的基础课，但一些遥感教学的先进经验和方法，如需求分析法、任务驱动法，Matlab辅助学习法等，在本专业虽有所提及却没有形成系统的研究[3-5]，导致学生对知识要点掌握不全面，在实际工作中缺乏自主创新能力。另一方面，随着遥感技术的发展，教学内容也不断发生变化，其数据类型、理论重点、处理流程和处理方法都已更新。因而，针对土地管理实践进行遥感课程教学改革，对于学科建设及人才培养都是必要而紧迫的。

1土地管理学科的遥感课程教学改革需求分析

当前，我国土地管理事业快速发展，对3S技术人才结构及人才素养的需求也发生较大变化[6-7]：在各级土地勘测、土地开发整理储备、土地规划等事业单位，基于3S技术的应用工程项目增多，需要大量的技术熟手和一定的高端技术管理人才，目前专科生和硕博士因人力成本合理而较受青睐；高等院校对人才的学位要求较高，主要吸纳博士毕业生就业；3S技术类公司近年来发展势头迅猛，人才需求量巨大，但随着市场竞争激烈，各公司致力于提供特色服务或打造高端软件产品（如MapGis、SuperMap等），因此要求雇员拥有多学科交叉的知识体系，同时具备3S技术集成应用和创新的能力。可见，市场上较多地解决了专科生和硕博士的就业，本科毕业生虽然具备丰富的学科知识背景，但动手能力弱，技术特色不突出，即使通过部门培训也很难培养创新和拓展能力，往往处于一种“高不成、低不就”的尴尬状态。实际上，大部分教师期望通过遥感实践课程的开展，实现与具体工作的衔接[2-5]，但离“学以致用”的教学目标仍有一定距离。首先，土地管理的专业课程众多，因此安排的遥感实验课时通常较少，也缺乏对口的实习基地建设；其次，相关科研成果的跟进与融合较少，与实践的关联较弱；往往局限于对既有软件的运用，缺乏对开发类软件平台的学习，导致技术手段单一、僵化，不符合学科关联与学科创新的发展趋势。应该认识到，严峻的就业形式对人才培养提出了更高要求，教学过程必须结合具体的应用，从课程结构、内容体系、教学手段等方面进行调整[8]，并通过学习一些软件开发知识[9]，跟踪最新的科研成果，从而发展学生的自主学习和创新能力。

2遥感课程的定位与关联课程设置

在土地资源管理专业中，遥感是一门综合性和技术性很强的课程，它与其他学科之间的交叉和联系主要包括2个方面：首先，从技术层面分析，学习该课程要求具备数学、物理、计算机方面的基础知识。同时，它与测量、制图、信息科学等工具学科相互渗透和交融，在实际工作中共同发挥核心技术工具的作用。其次，在应用层面上，经济管理类专业基础理论学科为实践操作提供背景知识，而专业应用类学科为其提供了发展方向。可以说，多层次丰富的学科知识促进了遥感技术的发展和应用领域的扩张，它们之间互为支撑和依托，相辅相承。为适应市场对实践创新型遥感人才的需求，根据对该学科的关联与定位分析，按表1所示的方案调整相关配套课程。

3需求引导下的教学实践方案

3.1启发式教学框架设计

在课堂教学的首尾环节，分别增设需求分析与总结这两项教学内容，为教学框架的设计起到提纲契领的作用，使教学思路清晰、教学内容系统。①在初次课堂教学中，对土地遥感应用的领域及成果作重点介绍，围绕当前的应用热点，选择全国土地遥感二次调查、城市三维空间遥感调查、城市土地利用遥感监测执法、重点项目选址与规划、汶川地震灾害遥感监测与评价、鄱阳湖生态环境遥感监测等经典案例，采用图示对比的方法与学生分享遥感应用经验和成果，并通过对案例中技术要点的提炼，让学生了解该课程的实践需求，对整体教学框架形成直观的、系统的概念，即“提出问题”。②在具体的理论学习中引导学生自主思考：本堂课针对什么问题，学习什么内容，怎么进行学习，从而不断地“回答问题”。③在理论教学完成后，安排专门的课时对知识点进行串讲，逐一总结这些技术要点，并指出目前存在的问题及未来的发展方向，从而让整个教学体系更加全面，教学过程更有针对性，形成“前后呼应”的模式。

3.2反馈式理论知识学习

遥感数字图像处理涉及到众多模型和算法，为在短期内系统地掌握这些知识，需交叉利用课堂教学与实验教学进行强化训练。当完成关键技术理论的课堂教学后，穿插对应的实验课教学分别有6次：图像校正原理与方法、图像增强技术、遥感影像目视解译、最大似然法分类、图像变化检测。在实验课中，选择功能齐备、与GIS兼容性强的Erdas软件作为平台，并采用SPOT5、QuickBird、IKNOIS等高空间分辨率影像作为实验数据，演示在既有软件中如何实现课堂中所讲授的理论方法。同时，指导学生完成课后模拟实验，并将结果及时反馈给教师，既是对学生的考核，也为下一轮教学提供了经验和素材。经实践，学生的实验效率不断提高，反馈信息也逐步细化，这种理论知识和实验内容相互交叉、反馈式学习的方法具有及时强化的效果，同时也锻炼了软件操作技能。

3.3基于Matlab的任务驱动式遥感课程设计

3.3.1课程设置目的及实现模式

“遥感课程实习与设计”是对实验课的延伸与补充，它引导学生参与具体的实习项目，并培养基于Matlab的算法开发技能。为保证实习案例动态更新，可以选用2种培训模式：一是与相关生产科研单位进行联合培养，建立长期的实习基地。本校土地资源管理专业与诸多单位有密切合作，如广州市城市规划勘测设计研究院、广东省城乡规划设计研究院、广东省土地勘测规划院、广州市国土资源和房屋管理局等单位。学生在实习单位见习项目的一般流程，并做相应的辅助工作，总结其中的关键点和难点问题，再通过小组协作的方式选择其中一些任务进行软件开发训练，最后完成实习报告。二是参与教师的相关科研项目，学习利用丰富的图书馆资源查找文献，进行综述，再根据完成情况让学生参与到部分项目设计与开发环节中来，通过实习任务引导学生认识到技术研究中的新问题，真正培养学生的技术创新思维能力。根据经验，我们已经总结出一些遥感图像处理的流水线工作任务，当前涉及到的技术难点主要是影像特征提取、解译、变化检测、集成计算等。为此，我们选择Matlab软件进行开发技能的培训，让学生可以利用本专业多种信息技术集成的优势，取得良好的图像处理效果。

3.3.2Matlab软件开发平台的学习与实践

Matlab是世界顶级的科学计算软件，它采用面向对象的开发语言和面向任务的开发思想，为图像处理用户提供一个编写简单、计算快捷、兼容性好的开发环境，几乎所有的图像处理经典算法及近期权威的研究成果都收集到了其工具箱（ImageProcessingToolbox）中。该软件的学习应从以下几个要点展开：①掌握基本的图像处理函数，包括图像显示、图像算术运算、几何变换、图像增强、线性滤波、色彩空间变换、邻域与块处理、空间滤波、形态学运算等。②在扩展的Matlab工具箱中，学习与影像解译相关的经典算法，包括纹理特征提取、主成分分析、相关性分析、聚类分析、最大似然法分类、最小距离法分类、误差矩阵分析等。在熟练调用的基础上，理解其运算原理。同时，根据具体的实习任务需求，有针对性地研究某类算法，包括对设计思路、参数选择、编程技巧等进行深入学习与分析。③为促进学科交叉融合，注重与GIS数据分析平台的交互，实现技术创新与突破。主要讲授Matlab与ArcGIS软件的自动化集成运算方法，即采用ArcGIS平台中集成的VBA作为控制器来启动和控制Matlab，而Matlab作为ActiveX的自动化服务器，接收通过引擎传来的数据和指定信息进行计算，完成链接扩展。既利用了ArcGIS既有的强大的矢栅数据分析功能，也利用Matlab承担了大部分与矩阵计算有关的任务，有利于融合GIS领域知识，实现快速自动化、智能化的图像处理任务。④在指导学生编写具体算法时，充分利用Matlab自带的矩阵运算函数，避免循环语句的大量使用，从而为处理大数据量的影像打下良好基础。笔者曾做过一个实验，在实现最小距离分类算法时，先使用二层循环语句for…end计算特征之间的距离，再调用既有函数repmat（A，N）在第N维空间重复矩阵A从而替代循环语句完成计算，仅针对1000×1000的二维矩阵，后者的效率就提高了8倍之多。可见，Matlab算术技巧将为我们节省大量运算时间。类似的代表性函数包括：cat（dim,A,B），将矩阵A、B在第dim维联结起来；permute（A,order），将矩阵A按设定order次序排序；reshape（A,[m,n]），将矩阵A按m×n维大小重新排列；sort（A,dim），将矩阵A按第dim维数值进行排序；max（A,[],dim），返回矩阵A在第dim维的最大值；min（A,[],dim），返回矩阵A在第dim维的最小值；mean（A,[],dim），返回矩阵A在第dim维的平均值。

4结语

在土地管理专业的遥感课程教学中，探讨了关联课程的设置方案，采用需求引导法调整教学框架和内容；对传统教学模式进行改进，通过课堂教学与实验教学相互交叉、反馈的方法进行强化训练，深化对理论知识的掌握；采用科研课题驱动或与单位联合培养的模式，指导学生参与具体的实习项目，并基于Matlab平台学习经典的图像处理函数，使学生能具备一定的程序开发素养和技术创新能力。

参考文献

[1]王嘉毅.课程与教学设计[M]．北京:高等教育出版社,2006

[2]张安定,衣华鹏,崔青春.遥感原理研究性教学的探索与实践[J]．测绘通报,2005,1(12):59-61

[3]奥勇.遥感图像处理课程教学探究[J].测绘科学,2007,32(5):196-208

[4]滕吉红,黄晓英,袁博.问题驱动式教学模式在高等数学教学中的探索[J].高等教育研究学报,2012,35(4):89-90

[5]杨树文,孙建国.高校GIS专业遥感类课程教学模式改革研究[J].地理空间信息,2014,12(3):167-168

[6]包春红,黄国满.针对应用型土地管理人才培养的遥感课程实践改革[J].科技和产业,2012,12(1):143-146

[7]蔡银莺,张安录.土地资源管理专业本科毕业生就业现状及特征分析[J].高等农业教育,2013,2(1):76-80

[8]张东水,从丽侠.遥感课程在GIS专业的地位及其教学方法探讨[J].科技创新导报,2012,3(8):156-158

遥感技术的基本原理范文篇12

遥感图像具有多时相、多分辨率(空间分辨率和波普分辨率)、多传感器等特点，使其在我国国民经济建设中发挥了重要作用。高原是青藏高原的主体，幅员面积超过120万平方公里，其中海拔高于4000m的面积超过自治区面积的92，约有110万平方公里面积处于寒冷、寒冬和冰雪作用极为强烈的高寒环境中，环境及其恶劣、交通不便。本文通过对工程地质找矿、机场工程和交通工程的遥感图像信息处理进行分析比较，为高原工程领域的遥感应用提供了新的思路和方法。

2遥感信息处理在工程领域中的应用

2．1遥感信息处理在工程地质找矿的应用

在地学信息化中，遥感数据可以直接作为可视化信息来源。由于地处特提斯——喜马拉雅成矿区域，矿产储量远景较好，从现有勘察结果也可以佐证。但由于地域广阔，山地高海拔地区较多，多为人难以到达的区域，为了节省调研成本，提高地质勘察的准确度，遥感应成为工程地质勘察前期工作中的主要应用方法。在地质勘察方面常用的方法为矿物光谱对照法，通过矿物光谱数据库中矿物光谱为基础，以光谱的吸收谱带特征为主，其它光谱特征参量为辅，基于光谱的相似性准则或逻辑关系，构建矿物识别谱系，建立矿物识别规则。识别规则建立后，对高光谱的遥感图像进行解译，得到区域构造解译图，为地质工程选择合适区域，提供参考。以藏东地区找矿为例，藏东地区位于特提斯一喜马拉雅成矿带，有大量的金属矿床。金属矿床通常伴随近矿围岩蚀变，并伴有相关元素的高中度值。因此，金属矿床形成有与之相关的特定光谱异常区，在遥感图像上矿化可以得到很好的显示。矿化蚀变的典型特征是含矿热液的活动。藏东地区的主要蚀变类型有褐铁矿化、云英岩化、孑L雀石化、蓝铜矿化、硅化等。这些蚀变在遥感图像上都有很明显的特征谱带。对矿化蚀变来说，其光谱曲线波动大，波段间的差值较大；而围岩的光谱曲线则相对平缓，波段间的差值也较小。所以遥感数据波段的不同组合可以圈定出围岩和蚀变的范围与强度，而围岩蚀变的范围和强度常常与矿床的规模和质量相关，所以反应围岩蚀变的遥感异常提取可为地质找矿提供重要依据。在藏东地区找矿时，首先对遥感图像进行预处理，尽量除去冰雪和植被两种主要干扰信息，在植被覆盖比较广泛的藏东地区，植扰信息去除的效果，直接影响到找矿的结果；然后对图像信息进行增强处理，突出有用信息；最后引入热红外波段图像信息，突出纹理信息。通过一系列处理，就可以解译出藏东地区蚀变区域。同时通过实地踏勘，得到与遥感解译出的蚀变区域吻合的证据，最终确定出远景成矿区。

2．2遥感信息处理在机场工程中的应用

高原地区尤其是高原地区，环境恶劣、交通不便，随着国民经济的高速发展，航空运输成了最迫切需要的交通工具。因此，开发新机场和扩建老机场已经成为地区发展经济的重要措施。在机场建设前期工程中，如：机场选址、机场工程地质、生态环境等因素的评价中，采用何种技术方法尤为重要，将直接影响机场建设工程进展及经费的投入。遥感技术获取信息的尺度大，具有实时性、宏观性、信息量丰富等特点，选择遥感信息处理作为机场的前期选址的技术手段，可以缩短工程周期、节约工程经费、提高工程效率、增强地勘资料的可信度，最大限度的减少野外踏勘等烦琐工作。以地区阿里机场为例，针对高原工程自然条件十分恶劣、地质条件复杂、各种资料十分缺乏的特点，设计人员选择遥感技术作为工程前期勘察的技术方法。首先，考虑到机场地质勘察既需要宏观区域地质信息的提取，又要有局部场地地址信息的提取，所以遥感信息源选择要既有高空间分辨率的图像，又要有中等空间分辨率的图像。通过对图像数据融合，将不同图像提供的信息加以综合，消除信息见的冗余和矛盾，降低数据的不确定性，减少模糊度，为下一步工作，奠定基础。然后，结合前人区域地质资料及现场的实地踏勘，建立场区及周边环境的工程地质解译(包括滑坡、泥石流、塌方等地质灾害的解译)，同时完成场地的工程地质条件评价。阿里机场最后选定在噶尔昆沙场址。该场址位于噶尔断裂带和阿依拉山断裂带之间。在设计跑道地区，没有断裂带的分布，因此断裂带对该场区构成的威胁甚小。通过“3S”技术综合分析表明，该场区主要呈现的地层为高含水量的中、细、粉砂，结构松散，呈现黑色、白色、浅蓝色等色调。在该场区内，遥感图像上呈现浅灰色、灰白色的为盐碱地。由于该地基极为不均匀，承载力较低，变形大，需要处理后才能满足机场地基要求。在靠近阿依拉山一侧，发育规模不等的泥石流，但距离场区较远，对场区不构成威胁。最后选定噶尔昆沙场址作为阿里机场的最后地点。阿里机场选址使用遥感信息技术，为国家节约了大量建设投资，同时为机场建设争取了宝贵工程施工时间。

2．3遥感信息处理在交通工程中的应用

地区幅员辽阔，地质条件复杂，灾害类型众多，分布广泛。地区基础建设薄弱，严重制约了经济社会发展，为了实现跨越式发展，交通基础设施建设成了优先发展的领域。遥感技术以其所所具有的迅速、宏观、准确、系统和时效性的特点，越来越广泛的应用于交通工程领域。大多数地区为人烟稀少的农牧区，这些地区人迹罕至，实地调查难度大，利用卫星遥感信息处理恰好可以弥补这些问题。利用卫星遥感信息直观、综合、宏观的特点和图像处理识别技术确定地质构造、岩性、不良地质体、河床的冲淤变化和植被等，可以为公路铁路修建、改建、扩建等工程提供依据和地质背景，达到事半功倍的效果。以墨脱公路为例，墨脱县位于南迦巴瓦峰东南侧雅鲁藏布大峡谷中部，受印度洋暖湿气流影响，雨量充沛，有明显的“海洋性”气候特征。由于该地区构造性变复杂，断裂构造较多，特别是断裂的新构造活动非常强烈，沿断裂带出现频繁的地震活动及地热异常，并且断裂活动控制和诱发冰川活动及泥石流、滑坡等灾害，对公路建设产生诸多不利影响。为了给公路选址设计提供科学依据，需要首先对公路进行遥感信息处理。选择卫星遥感图像，对图像进行几何校正和辐射校正，并通过对比度扩展增大图像反差，对图像进行均衡化处理，是图像灰度符合正态分布和突出暗区信息；再通过对断裂构造进行增强处理。根据图像统计特征及南峰地区冰雪和植被覆盖面积大、基岩出露少计断裂带多的特点，采取图像融合、小波滤波增强等方法，从不同侧面突出不同层次、不同形态断裂构造的空间分布特征。通过以上算法，得到南迦巴瓦峰地区断裂带主要有：雅鲁藏布江弧形断裂带、丌走滑断裂带、拉格断裂带、汗密断裂带、玛尼翁断裂带、岗日嘎布山断裂带等。通过对这些断裂带的分析避让可以有效提高墨脱公路的施工效率，降低维护保养成本，减少地质灾害对交通工程的损害。