遥感技术的工作原理范文篇1
关键词:遥感课程基础理论案例
中图分类号:G64文献标识码:A文章编号:1674-098X(2016)02(b)-0144-02
遥感作为信息获取和更新的重要技术手段之一,已经在海洋、渔业、测绘和军事等许多领域得到了迅猛发展和广泛应用。上海海洋大学海洋技术专业培养目标是具备坚实的数理基础,掌握海洋科学的基本理论和基本知识,受到海洋信息探测与应用方面的基本训练,能在海洋信息技术、空间测量技术、遥感技术、地理信息系统技术及其相关领域从事科研、教学、管理及技术工作的高素质海洋科技人才。遥感是上海海洋大学海洋技术专业主要方向之一,而《遥感原理》是海洋技术专业遥感类基础课程。《遥感原理》课程涉及了大量的数学和物理知识,这些大量的数学和物理公式对相当一部分同学来讲枯燥、难懂,使同学们在课程学习过程中,缺乏对课程学习的兴趣。笔者结合教学过程中经验,针对相关问题,在此浅谈一下在该课程教学上的思考和实践。
1关注遥感科学的最新进展
要让同学们喜欢遥感课程,首先要激发他们对课程的兴趣。现在的大学生有个性、有主见,接收新生事物快,是一个开放的群体。同学们普遍对所学学科的发展动态和发展前沿感兴趣,他们迫切希望知道所学课程对将来就业和相关课程进一步学习有什么作用。遥感知识更新很快,新理论、新方法和新研究领域不断地出现,遥感研究猛烈地冲击着各学科的前沿,这一特点正符合年轻大学生的好奇心[1]。
在教学过程中,在完成学生对遥感基本知识体系的构建的基础上,把遥感科学的最新进展的一些内容融到课程讲授内容中。例如:告诉同学们,近几十年来,欧美发达国家对资源与环境问题日益重视,而遥感信息技术已成为在国家层面上调查与获取环境资源基本数据,评估国家社会经济和生态环境可持续发展能力的有力工具。在美国、瑞典、澳大利亚、德国和日本等国家,几乎在所有较大规模的资源调查和开发规划中都利用遥感资料和常规资料相结合,提供综合分析数据供有关部门使用。我国已经成功发射了海洋卫星、气象卫星和资源卫星,初步显示了可为生态环境监测提供大量数据。同时,近十几年来在应用空间信息技术进行资源、环境的动态监测及可持续发展综合管理研究方面,也已经积累了大量数据信息和许多较为成熟的经验。遥感应用已从定性向定量发展。加强多源、多模态、多时相数据的融合和同化应用技术研究;注重高空间分辨率、高光谱分辨率和高时间分辨率及全天时、全天候和全频段的监测和研究;注重遥感数据真实性校验和地面定标技术研究;充分开发遥感数据资源,解决全球或区域性的环境和资源问题,为社会经济发展服务,是遥感发展的主要特点。通过国内外遥感现状的对比,使同学们认识到我们国家遥感的基础理论和技术在国际上的地位,以及我们在遥感的基础理论方面和发达国家的差距。这些遥感的基础理论也就是那些大量枯燥、难懂的数学和物理公式。这样既激发了同学们的争强好胜、不服输的天性,又让他们理解遥感基础理论在学科发展中的重要性,他们看到这些枯燥、难懂的数学和物理公式也就感到亲切了。同时,也明白了这些基础理论知识是他们将来遥感类课程进一步学习的基础。
2引入最新的遥感案例
遥感具有比较明显的应用技术学科的特点,它把地学研究中的概念逻辑思维变成直观的、形象的空间模型,深化了人们对自然现象的认识,其涉及到的知识面十分广泛,如果面面俱到,势必导致走马观花。因此,遥感原理课程的授课过程主要讲授遥感的基本数学和物理原理,完成对基本知识体系的构建。通过教学内容的优化,使学生对遥感在整体把握的前提下,能够抓住重点,以点带面,引导学生自主学习其他知识。在讲授遥感在地学中的应用部分,适当介绍当前遥感在卫星研制、有效载荷、地面处理、应用研究和业务化监测等方面发展的最新案例。并且将原理、算法等注重数学物理基础知识等环节融合到每一部分的案例教学内容里,使学生在学习案例的过程中自然地掌握那些枯燥、难懂的物理原理和数学算法[2-3]。
例如:以近年来每年爆发的黄海绿潮遥感监测为案例,介绍了光学遥感和微波遥感不同的遥感技术对监测绿潮时空分布监测方法的差异。在此案例讲解过程中,介绍了TM/ETM+数据、MODIS各级数据产品和微波数据ENVISATASAR,针对每种遥感影像,分别介绍其传感器和成像的基本原理。从空间分辨率、波谱分辨率、辐射分辨率和时间分辨率4个方面重点讲解遥感图像的特征,并且结合黄海绿潮监测实例讲授光学遥感和微波遥感的不同物理原理。同时在案例讲解过程中,引申出藻类遥感数学反演算法,这些算法只讲述基本原理和思路,而具体推导过程,引导有兴趣的学生在课后通过文献阅读资料查找自行学习。
3结语
遥感是一门理论和应用性均很强的学科。通过对《遥感原理》课程教学过程的改革,从教学情况看,教学效果良好,学生上课能够认真听讲,学习兴趣浓厚,能主动通过多种渠道搜集查阅所学资料。通过课程改革,使同学们既掌握了遥感基础理论,又学习了运用遥感数据进行分析的基本技能。这些措施的实施,提高了上海海洋大学海洋技术专业学生学习《遥感原理》课程的积极性,课程教学效果得到了明显改善。
参考文献
[1]顾祝军.“遥感原理与应用”课程教学改革初探[J].大学教育,2015(10):108-109.
遥感技术的工作原理范文篇2
关键词:土地利用调查方法;遥感技术;应用;
中图分类号:P237文献标识码:A文章编号:
l引言
主要列述了传统的土地利用调查方法及其缺陷,概述了遥感技术和基于遥感影像的土地利用调查理论,通过对柳州市的土地利用现状更新调查结果,并与以前的年度变更调查的技术及成果进行比较分析,总结出利用遥感影像能及时了解土地变化状况,能及时更新调查数据库,保持柳州市土地调查数据的现势性,实现国土资源“以图管地”精确调查和有效监管,满足国土资源“一张图”建设和“批、供、用、补、查”日常监管的需要,为国土资源管理和经济社会发展提供基础资料。
2传统的土地利用调查方法及遥感技术概述
2.1传统的土地利用调查方法
1984-1996年的12年间,我国各县级土地现状初始调查基本完成。由此获得的宝贵的土地利用现状基础数据成果,为各级政府制定国民经济发展计划提供了最基础的依据,为建立土地登记、土地统计制度,制定土地利用总体规划提供了第一手的数据。但是,近20年和今后的数十年内,都将是我国经济快速发展的时期,土地利用的形式将发生一系列的变化,随时摸清土地利用形式的变化、对土地利用图件和数据库进行及时更新将是我国各级土地管理部门的一项重要的和经常性的工作。由于航空摄影成本很高,难以运用航片来进行每年的土地变更调查,目前我国土地管理部门进行数据更新的方法是在前期土地利用现状图的基础上,根据变更申报到现场勘查,在详查图上标绘宗地变化的边界位置、权属变化和利用类型的变化,再到室内进行编绘更新,这种方法存在明显的缺点:
(1)难以准确获取变化边界的地理坐标,仅从相邻关系进行外推量测,难以准确获取变化边界的空间位置坐标,图件更新精度达不到要求;
(2)变化宗地的空间位置难以确定,面积量测不准确;
(3)不能主动监测变化;
(4)方法落后且人为干扰大;
(5)变更数据获取速度慢,多次清绘误差累积;
(6)工作效率低,费工费时费力,很多县市很难每年进行及时的变更;
(7)农村土地利用图斑多为不规则多边形,运用平板仪等测量工具只能测量拐点,不能连续测量整个边界,而且难于精确标绘到原土地利用现状底图上。
由此可见,该方法不能及时准确地获取全局的土地利用动态变化信息,无法实时掌握土地利用变化在空间上的分布和分析评价土地利用变化是否合理。此外,传统的方法即根据用地单位的上报数据了解土地利用的变化状况不仅被动,且中间不可避免地存在误报、漏报,对于地块的空间属性难以做到准确掌握,更不能满足动态变更及时准确的要求。因此,利用卫星遥感技术进行土地利用动态变更调查,及时准确地获取变更信息,就有着十分重要的意义。
2.2遥感技术概述
2.2.1遥感的定义
遥感(RemoteSensing),通常是指通过某种传感器装置,在不与研究对象直接接触的情况下,获取其特征信息,并对这些信息进行提取、加工、表达和应用的一门科学技术。
2.2.2遥感技术的优点
遥感的出现,扩展了人类对于其生存环境的认识能力,较之于传统的野外测量和野外观测得到的数据,遥感技术具有以下优点:
(1)增大了观测范围;
(2)能够提供大范围的瞬间静态图像,用于监测动态变化的现象;
(3)能够进行大面积重复观测,即使是人类难以到达的偏远地区;
(4)大大“加宽”了人眼所能观察的光谱范围,遥感使用的电磁波波段从x光到微波,远远超出了可见光范围;而雷达遥感由于使用微波,可以不受制于昼夜、天气变化,进行全天候的观测;
(5)空问详细程度高,航空像片的空问分辨率可以高达厘米级甚至毫米级。
与航空遥感相比,航天遥感能够进行连续的、全天候的工作,提供更大范围的数据,其成本更低,是获取遥感数据的主要方式,而航空遥感主要应用于临时性的、紧急的观测任务以获得高精度数据。
总之,利用遥感技术,不但可以更加迅速、客观地监测环境信息,同时根据遥感数据的空间分布特性,还可以作为地理信息系统的一个重要的数据源,以实时更新空间数据库。
3基于遥感影像的土地利用调查实践
利用遥感进行土地调查的步骤遥感影像应用于土地调查中,主要作用是通过人工目视或计算机自动解释,建立信息数据或发现变化的图斑并对其进行变更。常规的图像解释方法根据遥感图像的光谱特征、空间特征和时间特征,按照解释者的认识程度,或自信程度和准确度,逐步进行目标的探测、识别和鉴定。土地利用变更调查的原理是先将前一时期的土地利用矢量图叠加到当前时期的遥感图像上,对比同一范围内遥感图像上地块的形状和利用类型,发现变化图斑,并对其进行标记,再到野外进行产地核查进一步确定,最后将室内判读的结果与野外调查的实际情况进行对比分析。
3.1调查区概况
2007年-2009年,柳州市开展第二次土地调查工作,对利用状况开展了全面的调查,建立了土地利用数据库和管理系统。从2010年开始,土地变更调查是从第二次土地调查的基础上进行利用状况变更,获取当年的土地利用现状数据。为了使工作成果科学、准确和合理,并尽快地符合实际工作的需要,工作人员使用了遥感、GPS等新技术进行全面的土地利用现状更新调查,取得了良好的成果,极大地提升了国土资源管理方式。
3.2总体技术流程
总体的技术流程如下:
(1)利用当年航摄的航片及DEM数据制作成地面分辨率为1米的1:10000正射影像图,作为土地利用现状图更新及土地利用数据库建设的精度要求;
(2)利用正射影像图、各年度土地变更调查资料及最新的l:1万地形图作为内业判读及外业调查底图;
(3)把制作好的正射影像数据库套合到1990年基础库,应用GPS技术等进行全面野外调查,查清土地权属变化情况及境界、土地权属界变化情况,并对已变更的地物进行实地测量获取变更图斑、线状地物、零星地物点位坐标和面积等输入计算机,更新土地利用现状图;
(4)利用新的土地利用现状图,更新土地利用现状数据库,做到图件、数据、实地三者一致。
3.3土地利用数据更新流程
土地利用数据更新入库的流程可以分为三部分,即:制作正射影像图、结合GPS技术更新变更地物和利用supemap软件进行数据入库。具体操作如下:
(1)应用遥感技术(RS)发现和提取土地利用信息,由于航空像片为中心投影,应该先将其纠正为正射投影——制作正射影像图;
(2)应用全球定位系统技术(GPS)快速、准确地获取土地利用变化信息的空间坐标土地变更数据的获取;
(3)应用supermap地理信息系统技术进行土地利用现状数据更新及农村土地调查数据库管理系统具有输入、图形编缉、管理库、空间分析、输出等主要功能,系统可满足土地利用现状数据更新及土地利用数据库建库的要求。
3.4新老结果比较分析
在土地更新调查完成后,把此次土地变更调查的结果和上年的土地变更调查成果做比较,发现相应地类的面积存在着差异,其具体情况如下:
(1)耕地面积比上年度耕地面积数减少;
(2)建设用地面积比上年度耕地面积增加;
(3)土地更新调查中建设用地增加幅度大,而耕地减少幅度小。
经研究分析,发现耕地面积产生差异的主要原因是历年违法用地未在年度变更调查进行变更统计,建设用地面积产生差异的主要原因是历年积累的变更调查漏查的建设用地未在年度变更调查进行变更统计,而这些未在年度变更调查中进行变更统计的数据,在更新调查工作中均进行调查统计。建设用地增加幅度大,耕地减少幅度小的主要原因有两个:
(a)在土地规划及耕地保护具体工作中,经农田整理新增耕地的一部分作为折抵指标已用于建设用地,尚有一部分未用于建设用地,也没有用于耕地占补平衡,这部分耕地在年度变更调查工作中全部进行了变更统计,同时,根据占补平衡要求,将相当于扣除折抵指标后剩余部分新增耕地面积数的经开发造地新增耕地面积数节余下来未进行变更统计,在更新调查工作将节余下来的开发地数进行了变更统计。
(b)经本地开发造地新增耕地超过占补平衡所需部分未在年度变更调查工作进行变更统计,但在更新调查工作中将这些超额部分开发造地数进行了变更统计。
4结束语
随着各类建设占用地日益增加,在我国经济快速增长,用地量逐年增大,土地利用变化频繁,常规的土地调查方法已远远不能满足新形势对土地管理的要求。因此,改变传统国土资源管理工作方式,采用现代化遥感技术手段,准确、快速地掌握国土资源利用状况,科学规划、配置、合理开发利用国土资源,实现国土资源决策、管理现代化和服务社会化,促进我国经济可持续发展和社会全面进步,是国土资源管理工作面临的当务之急,也是必须实现的战略目标。
参考文献:
[1]李月臣,杨华,刘春霞.土地覆盖变化遥感检测方法[J].水土保持研究.
遥感技术的工作原理范文篇3
【关键词】卫星遥感监测技术;地质灾害;监测
卫星遥感监测分绝对定位和相对定位。地下开采(如采水、采矿等)引起的地面沉降也是一种常见的地质灾害。应用遥感监测地面沉降目前主要从两方面开展,一是对地面沉降范围的确定,二是对地面沉降范围和程度(沉降值)的确定。通过对土地覆盖的变化可以定性地确定大区域沉降范围,但其精度往往不是很高。目前较多采用能够确定地面变形/沉降值的遥感监测方法,同时确定范围和程度,如基于SPOT立体像对建立数字地面模型,发现地面沉降,利用干涉合成孔径雷达(INSAR)技术监测地面沉陷是一项极具发展前景的技术,也是目前的研究热点[1]。
1.卫星遥感监测技术
1.1差分GPS的概念
差分GPS(DGPS)定位技术是将一台或多台GPS接收机安置在基准站上进行观测,根据基准站已知精密坐标,计算出基准站到卫星的距离改正数,并由基准站实时地将这一改正数发送出去。用户接收机在进行GPS观测的同时,也接收到基准站的改正数。GPS定位中存在着三部分误差:一是多台接收机公有的误差,如卫星钟误差;二是传播延迟误差,如电离层误差,对流层误差;三是接收机固有的误差,如内部噪声、通道延迟、多路径效应。采用差分技术可以完全消除第一部分误差,可大部分消除第二部分误差(视基准站至用户的距离)。结构松散,抗剪强度和抗风化能力低,在水作用下容易发生变化的松散覆盖层、黄土、黏土、页岩、泥岩、煤系地层、凝灰岩、片岩、板岩、千枚岩等是滑坡的易发生物质基础。岩土力学强度较弱与较坚硬岩层互层结构的碎屑岩组亦利于滑坡的形成。岩土体中的各种结构面,包括节理、裂隙、层理面、岩性界面、平行和垂直的陡倾构造面及顺坡缓倾的构造面都是产生滑坡的内在条件。这些结构面的种类、软弱性、展布范围、密集程度,特别是软弱结构面与斜坡临空面的关系,对斜坡稳定起着很大作用。一般来说,结构面张开性较好或者破裂面和软弱夹层的抗剪强度较两侧岩土低,它们在空间的组合常成为斜坡变形破坏的滑动面。结构面延伸越长,贯穿性越好,其危害越大。
1.2实时动态遥感监测技术
实时动态(RealTimeKinematics简称RTK)遥感监测技术,也称载波相位差分技术。是以载波相位观地质监测为根据的实时差分遥感监测技术。该项技术的基本原理是在基准站上安置一台GPS接收机,对所有可见GPS卫星进行连续地观测,并将其观测数据通过无线传输设备,实时地发送给用户观测站。在流动站上,GPS接收机在接收卫星信号的同时,通过无线传输接收设备,接收基准站传输的观测数据,然后根据相对定位的原理,实时地计算并显示流动站的三维坐标及其精度。
2.GPS监测数据处理
GPS数据预处理是对原始观测数据进行编辑、加工与整理、分流出各种专用的信息文件,为进一步的平差计算作准备。从原始记录中,通过解码将各项数据分类整理,剔除无效观测值和信息,形成各种数据文件,如星历文件、观测文件和测站信息文件等,然后进行观测数据的平滑、滤波、周跳探测、载波相位观测值的修复以及对观测值进行各项必要的改正。观测成果的外业检核是确保外业观测质量,实现预期定位精度的重要环节。所以当观测结束后,必须在测区及时对外业的观测数据质量进行检核和评价,以便及时发现不合格的数据,并根据情况采取淘汰或重测、补测措施。同步观测数据的检核,主要指观测数据的剔除和观测值的残差之差。应用GPS技术进行土地利用调查控制地质监测,首先应对原始观测数据进行预处理,解算出各基线向量,然后再对同步观测数据进行检核、重复边的检核以及环闭合差的检核,并且3种检核应满足现行GPS地质监测规范的精度指标要求。观测数据预处理完毕之后,根据预处理所获得的标准化数据文件,便可以观测数据的平差计算。以所有独立基线组成闭合图形,以三维基线向量及其相应方差作为观测信息,以一个点的WGS-84系三维坐标作为起算依据,进行GPS网的三维无约束平差。
3.遥感监测技术在煤炭矿区地质监测中的应用
遥感图像的外部变形误差,指的是遥感传感器本身处在正常工作的条件下,而由传感器以外的各种因素所造成的误差,例如传感器的外方位(位置、姿态)变化、传感介质的不均匀、地球曲率、地形起伏、地球旋转等因素所引起的变形误差等。遥感图像的几何处理包括粗处理和精处理。对于上述选购的3个时相遥感图像,虽已经过遥感卫星地面接收站的粗处理,但仍含有一定的几何误差,因此需要进行精处理—几何纠正。遥感图像几何纠正的实质是逐像元地将其图像按一定的精度要求变换到地形图的地理坐标系中,然后再按恰当的抽样方法对像元重新作亮度赋值。
地质灾害可分为自然地质灾害和人为地质灾害及其作用的地质灾害。在煤炭开采区的环境工程地质灾害是人类采矿活动违背的自然规律,生态环境的恶化,导致灾难。将煤炭地下采空区的形成,岩石失去了原有的平衡,简称为岩移。摇滚运动,包括山体滑坡,雪崩造成的地下开采和露天开采引起的地表移动。开采沉陷主要分布在上面的采空区,地面沉降,裂缝,沉降,地裂缝的变形形式。为了查明地质灾害的成因、类型和分布规律,掌握其发生发展趋势,对防灾减灾措施提供可行性依据,利用遥感技术可以不断地探测到地质灾害发生的背景与条件的大量信息。事先圈定出地质灾害可能发生的地区、时间及危险程度。在地质灾害发展过程中,利用卫星和航空遥感图像对其进行长、中期动态监测分析,可以不断监测地质灾害的进程和态势,及时把信息传送到抗灾部门,有效地进行抗灾,具有独特的效果。在地质灾害发生后,利用遥感技术可以迅速准确地查出地质灾害地点、大面积灾情,以便及时救灾。同时,随着航天遥感技术发展,卫星遥感数据空间分辨率和光谱分辨率的提高,突破了卫星遥感对宏观地质灾害进行微观研究的限制,为矿区地质灾害研究提供了重要手段。假如输出图像阵列中的任一像素在原始图像中的投影点位坐标值为整数时,便可简单地将整数点位上原始图像的已有亮度值直接取出填入输出图像。但若该投影点位的坐标计算值不为整数时,原始图像阵列中该非整数点位上并无现成的亮度存在,于是就必须采用适当的方法把该点位周围邻近整数点位上亮度值对该点的亮度贡献累积起来,构成该点位的新亮度值。
4.结束语
为方便卫星GPS遥感监测沉桩,将根据业主提供的基线基点,选择地基牢固、方便管理的位置,采用静态地质监测布设高精度的GPS参考站,以确保煤炭矿区地质灾害能够准备在进行监测。在煤炭矿区地质灾害监测中,地质监测工作者能够根据导航监视器进行修正定位,在地质监测、定位时,计算机系统能够自动进行记录,并保存在硬盘或者软盘中。
【参考文献】
遥感技术的工作原理范文篇4
遥感考古的历史
1906年英国军官H.P.沙普在军用热气球上拍摄到的史前巨石阵遗址为遥感考古的发端标志。第一次世界大战期间,考古学家在航空照片上发现了城市中的古代建筑遗址及原野上的古代建筑遗址。英国考古学家通过不断的资料积累,在20世纪20年代提出了航空考古勘察和航片分析的三种标志:阴影标志,土壤标志和植被标志。自此以后,随着航空摄影技术的进一步发展,出现了立体像对技术,从而使人们可以获取更大范围和更多的古代遗址照片。第二次世界大战期间,战争大大刺激了航空技术的发展,从而也为遥感考古的进一步发展准备了条件。1957年第一颗人造地球卫星的发射使人们进入了从太空看地球的新时代。20世纪70年代以来,人们通过发射到外层空间的数以百计的卫星,获得了大量的遥感考古信息。诸如埃及的金字塔考古,柬埔寨吴哥古城的遥感研究,用星载成像雷达探测和调查西班牙腓尼基人的海事文化等等。遥感考古通过最初期的发展,现在已经成为国内外考古研究的重点,同时也成为衡量一个国家高科技发展水平的一个重要的标志。1990年,由法国空间局、美国宇航局、欧空局、日本宇宙事业开发团共同筹备的“空间考古研究”国际会议的召开为遥感考古的发展揭开了新的一页。1997年,第一届“遥感考古应用会议”在美国举行,会议讨论了卫星和航空技术在考古领域的应用,诸如居民地分布格局识别及环境考古研究中应用等重大学术课题。
世界各发达国家开展的遥感考古,现在大多数集中在几个文明古国,如在埃及的金字塔遥感考古,横贯欧亚大陆的丝绸之路的遥感考古,在蒙古寻找成吉思汗陵墓的遥感考古等。
如何进行遥感考古
遥感考古是以各类飞行器为平台,在高空利用波谱和可见光认识、探测地表或地表以下保存的古代遗迹,并将得到的数据通过计算机、地理信息系统、全球定位系统等技术在室内进行数字化的分析、研究,进而利用考古学的方法进行整合、虚拟和复原,开展包括资源、社会、人文等全方位的保护和研究。
古代的遗址和遗迹是人们过去生活过的地方,所以必然在当时导致其自然形态发生变化,使其与周围纯自然的环境有所区别。虽然这些变化经过后来的人工扰乱不易察觉,但是毕竟与原来的周围环境存在差异,并通过地表水分条件、植被生长状况、土地利用状况、地貌结构的不同得以保存下来。这些异常表现被遥感影像记录下来,为考古提供判读分析的依据。遥感考古就是利用这些不同,获得最初的数据,进而确定某一地区是否存在考古遗址。
现代遥感考古作为考古学的一个分支学科,在考古中主要应用于古代大规模遗址的勘察,地下遗迹的勘察,水下考古、环境考古和城市遥感考古等几个方面。遗址的调查是考古工作的前提,只有发现遗址,考古工作者才可以对其进行发掘。而传统的遗址调查方法,需要耗费极大的人力和物力,而且效果往往不明显。利用遥感技术,人们就可以对大范围的遗址进行调查,不仅可以节省成本,而且有利于对遗址宏观上的把握。遥感考古中卫星的图像数据,航拍相片的分辨率均可以达到l米左右。美国作为世界上空间技术最发达的国家,在遥感考古领域也走在世界最前列。美国的地球卫星,不仅可以精确地发现地面上的物体,甚至可以穿透地下20米进行深层次的探测。各种卫星数据图像、航测照片在计算机上分析精度可以达到1200DPI(DPI,指每英寸长度内的点数),图像上一个微小的变化都可以在计算机上被发现。地面上的大规模遗址,因为其与周围环境的差异,必然会在图片上有所反映。同时由于遥感考古具有强穿透性,所以可以很好地对地下的遗址进行探测,我国秦始皇陵就曾经多次运用遥感技术进行探测,从而为秦陵的研究做出了巨大贡献。
遥感考古作为一项新的考古技术,在水下考古的运用中也同样大显神通。考古学家利用航空遥感手段对海底水下遗址进行探测,以考察海底的地形,淹没前的特征以及确定海底古代遗迹的真实性和位置范围,进而推测和研究古地理、古气候和古代社会的发展情况,这一切已经取得了重大成果。古代环境的变化作为考古学研究的另一个方面,已经发展为考古学一个独立的分支学科:环境考古学。古代环境的变迁不仅有助于人们更好地理解现实中的环境问题,同时对于研究古代政治的演变,农作物的分布同样具有重要意义。通过研究遥感图像上色调阴影形态的差异,可以清楚了解一个地方环境的变迁,特别是水系的变化,遥感考古正是通过为环境考古提供大量的图片资料来推动环境考古的发展。
城市遥感考古以研究古城和城内古代建筑结构布局为主要内容,在我国已经作为一项成熟的技术被运用。如地矿部航遥中心作的北京故宫航空遥感图,可以清晰地看到整体古建筑的结构布局。我国是一个古代多城池的国家,但是除去少数被保留下来的,由于城市建设的需要,绝大部分已经被拆毁了,所以要想了解古代城址的全貌非常困难,遥感考古技术通过全方位的观测,至少能够为我们提供某些线索。
在遥感考古调查中,最主要的是获取图像资料,当获取到一定量的图片资料以后,就需要对图像资料进行编辑和分类,人们现在一般借助光化学技术和计算机处理技术对图像进行分类处理。同时,利用遥感考古所获得的图像资料,可以在中央管理机构和有条件的地方机构建立一套文物考古信息系统,用目前掌握的各种图像资料,定期对遗址进行监控,这样文物管理和保护人员可以在遇到经济建设,自然灾害或是突发事件时,在监测室从容应对采取果断措施。
由于遥感考古学在调查的方法和资料的处理上与传统考
古学存在着巨大的差异,所以拥有一些传统考古学不可比拟的优势,主要表现在以下几个方面:
首先,遥感考古相对于传统考古学更加节省成本。传统考古学主要依靠人力对遗址进行调查,野外工作量非常巨大。而人的精力和目力都是十分有限的,小规模的遗址调查尚可,如果是对一个地区进行大范围的普查,那么就很难看清楚全貌。尤其是对沙漠,草原,古城址等特殊环境的调查,由于自然环境的限制,实地调查就已经非常困难了,得到准确的调查结果就更加困难了。而遥感考古通过在空中对地面进行俯视,可以全方位地对一个地区地貌的情况进行摄像,不会受到地理环境的限制,使得很多徒步考察非常困难的地方,都可以通过遥感技术清楚地取得当地的图片,大大节省了考古调查的成本。
其次,遥感考古具有覆盖范围广,光谱范围大,时空分辨率高等优点。遥感图片容易获得一个地区的全局信息,同时遥感图像成像尺度变化范围大,有利于人们对所得图片进行研究。人的肉眼只能观测到可见光部分的电磁波反射能量,而遥感可以观测到从紫外线、可见光、红外线、热红外、微波等能量波范围的全波段电磁波来探测地面和地下的物体。由于卫星技术的应用,使得现代遥感考古可以全天候,不断地获得遗址的遥感数据。
再次,遥感考古对古代遗迹的破坏相对于传统考古学要小得多。考古发掘本身就是对文物的一种破坏,但是许多抢救性的发掘又势在必行。遥感考古是改变这种被动局面的有效方法。利用遥感图像,可以在不破坏文物的前提下,了解遗址和古代墓葬的构造,尽可能地减小破坏。遥感技术具有的强穿透力,使挖掘无需大面积地进行,既可以节省大量的人力物力,又不会对遗址造成任何破坏。作为一个有五千年历史的文明古国,我国有大量有待探明的遗址,运用遥感考古技术不仅可以探明各种大型古代聚落、古城,而且可以尽可能地对其进行保护。
“遥感考古”是一门科学技术,同时也是一种研究方法。遥感考古虽然可以很大程度地减少田野考古的工作量,但是绝对不可以代替田野考古的工作。它解决不了遗址的年代,出土器物的研究等考古学的基本问题,所以遥感考古必须与田野考古紧密结合,只有这样,考古工作才可以取得事半功倍的效果。
中国的遥感考古
我国遥感考古技术出现较晚,但是发展迅速,在国内的许多遗址的考古调查中,遥感考古技术都已经发挥了重大作用。如在20世纪60年代修建三门峡水库时,我国考古工作人员就曾经利用航空照片对库区古代遗址、墓葬的分布进行分析。70年代,又利用遥感技术对秦始皇陵进行过探测。进入90年代以后,我国更是加大了对遥感考古的投入力度,建立了一批重点实验室并召开了一些具有国际水平的会议,以对遥感考古进行专门的学术研究。
遥感技术的工作原理范文
【关键词】农业资源与环境遥感课程教学改革
【中图分类号】G64【文献标识码】A【文章编号】2095-3089(2016)09-0016-02
一、引言
遥感技术是环境、城市、农业、林业、海洋、地质、气象、军事等探测研究的新手段,应用越来越广泛,在许多高校相关专业学习中也受到了越来越多的重视。随着高光谱遥感、微波遥感、高分辨率影像,以及3S集成技术的应用,遥感技术得到更加深入、全面的应用和发展。遥感课程是新疆农业大学农业资源与环境专业本科生的专业选修课,拟通过该课程的学习,使学生系统全面地了解遥感技术的基本理论、技术体系、原理方法,以及图像分析处理和解译的知识,并且能利用遥感技术解决专业领域相关问题的能力。农业资源与环境专业遥感课程的开设具有非常重要的作用。
二、农业资源与环境专业开设遥感课程的必要性
农业资源与环境专业的本科生主要学习农业资源的管理及利用、农业环境保护、农业生态、资源信息技术等方面的基本理论和基本知识,要求具备农业资源调查与规划、环境监测与评价、气象观测、计算机技术等方面的能力,同时具有对农业资源和环境进行信息化管理等方面的能力。毕业后能在农业、国土、环保、农资等部门或单位从事农业资源管理及利用、农业环境保护、农业资源遥感与信息技术的科研、管理等工作。因此,要求该专业学生掌握基本的土地规划与制图、资源信息管理等方面的技术。这些都要求学生能有效的利用遥感技术方法,掌握遥感的基本技能,这也使得农业资源与环境专业开设遥感课程非常必要。
三、农业资源与环境专业遥感课程存在的问题及特点
(一)课程部分内容抽象难懂,学生专业知识储备不足
遥感课程中遥感原理章节要求学生掌握遥感的物理基础,包括地物的电磁波特性、电磁辐射与地物波谱的基本概念与性质、遥感成像原理等,涉及许多抽象的理论知识及相关定理、概念。一般要求在学习遥感课程前,具备测量学、地图学、计算机技术和相关的专业知识,而农业资源与环境专业本科生没有相关的知识储备,对许多遥感课程涉及的重要知识内容仅限于高中的地理、物理知识水平上,对计算机的掌握能力也仅限于一般的应用,这就使得在理论教学上,需要重新制定适合其能力水平的教学内容。
(二)教学方法单一,缺乏多样的教学手段
现在许多高校开设的遥感课程,仍以教师课堂讲授为主,学生被动的接收,参与度不高。这就需要改革教学手段,采取多样化的教学方式,组织小组讨论,案例分析,更有效的利用多媒体技术和网络。另一方面,高校本科生很少参加老师的项目,科研工作仍以研究生为主,调动本科生参与到教师的科研项目中,可以促进其快速的了解遥感在专业领域的应用,提高学生学习的积极性。
(三)重视度不够
农业资源与环境专业本科生在培养模式上,往往更注重农业资源的管理及利用、农业环境保护、农业生态等理论知识的学习,对配套的相应技术方法的掌握不重视;同时与本专业教师对遥感技术的掌握及重视程度也密切相关。在实习环节不设计相应的实习,要想单一的从一门遥感课程的学习中获取所需的本领面临很大困难。
四、课程简介
该课程理论课30个学时,实验上机10个学时,共计40学时。教学目标要求掌握遥感的概念、遥感的原理与方法、遥感的技术系统;熟悉遥感数据的特征和应用、不同卫星遥感数据及其影像信息提取的方法;了解遥感信息的应用以及3S(GIS,RS,GPS)技术的集成应用。教学方法以课堂讲授、讨论、案例分析相结合,并辅以实验课上机操作。考核方法为平时出勤、课堂表现、实验成绩、作业、参加讨论次数占30%;期末考试70%,考试形式为闭卷笔试。
五、教学内容、方法及考核形式的改革
(一)教学内容改革
一般农业院校农业资源与环境专业开设的遥感课程,在内容上主要包括电磁辐射及物体的波谱特性、彩色基本原理、遥感技术系统、摄影成像、扫描成像、卫星遥感及其影像、遥感图像的分析解译、遥感数字图像处理、遥感技术的应用、高光谱遥感与微波遥感,以及地理信息系统与3S技术等内容。部分章节内容较深奥,对于农业资源与环境专业学生来说,缺乏前期的专业知识储备,理解掌握困难,而且在实际中的应用性较小。因此,本人在实际教学中将该课程内容进行了整合,弱化了彩色基本原理、摄影成像、扫描成像等部分内容的学习,主要突出遥感应用部分的知识讲解,尤其是遥感技术在农业资源与环境领域的应用方面,更是增加了许多相应的实例,以案例的形式进行深入的讲解,加深学生对遥感在本专业应用的理解。把3S技术集成应用章节也做为重点,使得教学内容更加具有前沿性。另外在实验上机环节,将重点放在遥感技术的应用方面,以求更好地激发学生的学习积极性。
(二)教学方法与方式改革
在理论教学环节将传统的板书与先进的多媒体技术以及网络教学相结合,加深学生对相关概念、公式的理解,同时也提高学生兴趣,增加互动。在实验上机环节的教学过程中,有效的利用有限的上机时间,将重点放在遥感技术的应用案例分析上。提倡学生利用课余时间自学遥感常用软件的基本操作,在课堂上不把遥感软件的基本操作作为重点讲述内容。其次,要多采用引导、启发的方式,进行小组讨论,让学生参与到课堂的互动教学过程,活跃课堂气氛。
(三)考核方式改革
在考核方式上,考核方法为平时出勤、课堂表现、实验成绩、作业、参加讨论次数等平时成绩占30%,期末闭卷笔试占70%。平时成绩主要根据课堂上参加小组讨论做汇报的情况,实验上机部分的课程作业为主。在实验课的学习中,要求以遥感技术在农业资源与环境领域的某一方面的应用为内容,完成一份详实的实验报告。期末考试在考试内容上作出调整,不要求学生死记硬背深奥的概念,不设计相关复杂的计算题目,引导学生以理解为主,根据专业背景增加学生对遥感的应用及发展趋势的掌握。
六、总结
农业资源与环境专业的本科生在培养过程中要求掌握农业资源调查与规划、环境监测与评价、气象观测、计算机技术等方面的能力,要具有对农业资源和环境进行信息化管理等方面的能力。要求其必须掌握遥感的基本技能,在毕业走上工作岗位后能利用遥感技术开展土地规划与制图、资源信息管理等方面工作。因此,培养单位要重视遥感课程的教学,使其通过该门课程的学习,具备一定的遥感专业技能,更好的服务于农业资源与与环境专业领域的各项研究和管理工作。
参考文献:
[1]潘竟虎,赵军.高师遥感课程实践教学的改革[J].理工高教研究,2008,01:118-120.
[2]奚秀梅,贺凌云.遥感课程实验教学改革与设计[J].黑龙江生态工程职业学院学报,2010,03:110-111.
[3]马丹.农业院校遥感课程的教学改革[J].教育教学论坛,2013,09:59-61.
[4]刘秀英,熊建利.遥感课程教学改革浅析[J].中国科技信息,2012,22:218-219.
遥感技术的工作原理范文篇6
[关键词]遥感技术ETM+图像SPOT+图像铁路工程勘察
[中图分类号]P237[文献码]B[文章编号]1000-405X(2014)-8-165-2
0引言
自20世纪60年代,遥感技术被提出并应用于人类第一次登月活动。随后,一些国家陆续建立了自己国家的遥感系统。随着科技的发展,遥感技术也在不断发展并提到了很大的提高。1957年,随着第一颗人造卫星的发射,遥感技术已进入太空时代。1972年,第一颗地球资源技术卫星的发射代表了地球遥感新时代的起航。随后,遥感技术继续着突飞猛进的发展。总体来说,遥感技术具备覆盖面较广,信息量十分丰富与动态监测能力强等特点。因此,该技术已经被广泛的用于工程勘察、资源调查、环境监测与灾害评估等不同的领域。针对铁路工程勘察,遥感技术首次被我国用于兰-新铁路工程中。随后,该技术被广泛用于公路与铁路的工程勘察和选线与地质条件评估工作中。
1遥感技术
1.1应用情况
针对铁路工程勘察技术的应用[1],遥感技术用于以下方面:针对铁路线路的地质情况进行评估与分析;针对地质情况进行条件评估;针对不良的地质条件进行具体分析,并深入研究地质情况的产生原因与发展趋势;针对砂石进行分析研究;进行地质灾害调查。自遥感技术出现以来,多条铁路使用了遥感技术进行工程勘察情况分析。随着遥感技术的发展,从最初的黑白航片预警发展到卫星图像与航空遥感图像,并可以使用数字图像等进行分析判断。2000年到2022年间,我国将大力发展遥感技术,这些新的遥感技术可以被更好的应用于我国铁路工程勘察中,进一步提高铁路运行的安全性。
1.2遥感图像三维可视化技术
遥感图像三维可视化技术[2]指的是使用计算机图像处理技术把科学计算过程与计算结果所获得的数据与结论转化成图形信息的技术。三维可视化技术是在计算机界面下可以实现的基于数字地形模型与数字高程模型的进行物体简化、显示与仿真的技术。该技术可以被应用于地理信息系统、地形穿越飞行等领域。随着遥感图像三线技术与影像动态分析技术的结合与发展,已经可以被用于铁路、公路、机场等基础建设的施工中。高精度的遥感三维技术通过可视化动画的应用,可以使宏观观察者更加容易的了解具体的情况,同时,也会反应最真实、连续的情况。同时,该技术的运用使得工程勘察信息的获取更加便利,同时,也使得计算工程量与参数设计等的结果更加精准。同时,再使用虚拟技术,可以使得三维模拟飞行、室内选线等先进观测方法在铁路工程勘察中得到应用。
2遥感技术在铁路工程勘察中的应用
随着遥感技术的迅速发展,具备各种形式的遥感数据不断的被接收下来,针对这些数据进行资源调查与工程建设等也就变得十分重要[3]。使用遥感技术进行铁路工程勘察的目的是针对遥感图像进行数字图像处理分析,进而得到高质量的图像,获取地质相关的信息,进一步提高铁路的安全性。
2.1遥感图像的选择
通常,遥感图像的资料主要有ETM+图像、SPOT+图像与雷达图像等[4]。随着遥感技术的发展,针对图像的选择也需要进行进一步的甄别。SPOT图像具备全面且连续的特点,可以清晰的反正地物情况,针对分析地物的变化情况比较有利,同时,花费大量金钱购买QuickBird也没有十分的必要。TM/ETM的影响精度不足以完成铁路遥感地质勘查的进行。因此,SPOT卫星影像便是现在铁路遥感成像的首选,只有在进行重大工程勘察的时候,才使用具体更高精度的影像。
ETM卫星影像相对于其他技术具备如下特点:
(1)控辩分辨率较高;
(2)几何精度较高;最大误差很小;
(3)具备三个可见光波段,一个近红外波段,两个中红外波段,一个热红外波段与一个全色波段;光谱分辨率较高。
2.2波段的选择与合成
通常情况下,人眼针对灰度只能分别一定的等级,但是,针对彩色,人眼的分辨能力要大很多。因此,借助人眼针对彩色的识别能力,应用RGB彩色合成图像作为目译解译的标准片。
3遥感图像的校正
在实际的铁路工程勘察中,由于得到的遥感图像往往会收到一定的干扰进而导致发生几个畸变,因此,必须在使用这些图像前,对其进行几何校正。几何变形是一种图像攻击过程,在获得图像的过程中,图像的元素有可能会发生一定的几何位移而导致几何变形。几何校正主要指的是通过图像处理技术使得发生位移的像素点得到复原的过程。通常情况下,几何校正主要包括消除图像误差与进行正射校正两个方面。
通常,建立校正变换函数具备两类方法。一种主要利用控制点数据建立各种方程,叫做控制点法。该方法具备原理直观,计算方便等特点,主要可用于平坦底面,具备校正精度高的优点。另一种叫做模型法,主要通过解析公式获得大地坐标。该方法具备时间利用率高的优点,但是,参数误差较大,精度不高。
3.1地面控制点的选择
地面控制点将原图空间与校正空间相联系,是几何校正的重要环节。
地面控制点的选择需要注意以下原则:注意考虑易识别的点,主要指的是具备明显标志的地物,如交叉部位与标志性建筑物;被选取的点应该尽量均匀的分布在图幅范围内;进行二次多项式校正的时候,图幅内的控制点不能少于6个,通常使用15-25个。
3.2ETM+影像几何校正
ETM+影像几何校正主要有以下两个步骤。第一,像元坐标转换,指的是在校正后的图像与被校正的图像进行一个几何变换关系的建立,进而产生一个零值像元图像,也就是校正矩阵。重采样指的是在原始图像上进行灰度赋值,从将要校正的图像上进行校正矩阵中各个像元亮度值的计算。通常使用如下方法:最近邻赋值,双线性内插法,三次卷积法,样条函数内插法等。
3.3遥感图像的融合
遥感图像的融合主要是通过高级的图像处理技术进行复合多源遥感图像,该技术的主要目的是把单一的传感器的多波段信息或者不同类传感器所提供的信息进行综合,进而消除冗余与矛盾,使得不确定性得到降低。同时,也使信息透明度得到进一步的增强,针对改善可靠性具备很好的性能。通过情况下,进行图像融合,有以下四个条件需要遵守。第一,被融合的图像数据之间应该包含不同的空间与光谱分辨率。第二,融合图像的数据应该属于同一个区域。第三,图像应该具备精准配准的能力。第四,针对在不同的时间所获得的图像,其内容应该没有明显的变化。
4结束语
本文主要进行了遥感技术在铁路工程勘察中的应用讨论。首先,本文在给出遥感技术的基本概念的基础上,分析了遥感技术在铁路工程勘察中的应用优势。然后,针对遥感技术的具体使用进行了分析,并介绍了该技术的注意事项,阐述了几何校正的基本步骤,讨论了遥感融合技术的基本概念与遵守原则。相信随着遥感技术的发展,该技术可以被更好的用于铁路工程勘察的过程中,以便更好地提高铁路建设与运行的安全性。
参考文献
[1]卓宝熙,甄春相.遥感技术在铁路工程地质勘察中的应用[J].铁道工程学报,2012(z1):398-406.
[2]高山,冯光胜.三维遥感铁路工程地质勘察技术应用研究[J].铁道勘察,2011,35(1):36-39.
遥感技术的工作原理范文1篇7
【关键词】3S原理与应用高等教育课程物联网
1引言:物联网专业开设《3S原理与应用》课程的意义
物联网(Internetofthings,IOT)的概念是在1999年提出的。2005年国际电信联盟将物联网定义为:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、空间定位、跟踪、监控和管理的一种网络[1]。物联网就是“物物相连的互联网”,其核心是RFID技术、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、无线通信技术和宽带网络。
空间定位技术作为物联网的核心技术之一,可以实现目标的识别、定位、跟踪、监控和管理。现有的高精度GPS定位技术可以为物联网提供厘米级精度的动态实时定位服务,这将极大地提高物联网位置服务质量,并由此可带来巨大的经济效益和社会效益。
地理信息系统(GIS)是以计算机为基础,对地理空间位置等信息进行采集、存储、管理、分析、可视化与应用的软件工具[2]。物物相连的网络必须要有相关空间信息处理平台的支撑,尤其是对于大规模的、复杂的、现实的物联网而言,地理信息系统技术将是一种不可或缺的支撑技术,它能让物联网更加好用、更加有序、更加智慧。
遥感(RS)技术本身属于传感技术,虽然不是物联网中的主要传感方式和手段,但对于一些特定的物联网应用,如精细农业、环保监测、重要设施状态监测等,遥感所具有的的速度快、覆盖面广、成本低等优势,将发挥十分重要的作用。而随着高分辨率遥感技术的发展以及解译水平的提高,航空航天遥感技术在物联网时代也将发挥越来越重要的作用[3]。
综上所述,3S(GPS、GIS和RS)技术与物联网密不可分。但纵观国内物联网专业的课程体系,少有高校设置了以上相关课程。此外,随着高校教育制度的改革和学分制的实行,很多课程的学时都较以前少了很多。因此,单独开设《GPS原理与应用》、《地理信息系统》和《遥感原理与应用》几门课程存在较大的实际困难。鉴于此,可在物联网专业开设《3S原理与应用》课程,该课程将以上几门课程综合成一门课程来教学,适应了当前高校课程学时减少的背景。此举顺应物联网专业发展的需要,能够完善学生的知识体系,提升毕业生的个人实力,具有非常重大的现实意义。
2开设《3S原理与应用》课程的基本条件
《3S原理与应用》是一门应用性和实践性都很强的课程。要学习好3S(地理信息系统、全球定位系统和遥感)的基础理论并不困难,学生有较好的物理、数学基础知识就可以理解,而我国高校的理工科专业也基本都开设了这些课程。应用方面,要求学生具有较好的计算机操作能力和较强的实践动手能力,再具备3S相关软件和计算机硬件,就可以学习3S技术的实际操作和应用技术,这一教学条件物联网专业也能满足。换言之,国内高校的物联网专业具备了开设《3S原理与应用》课程的基本条件。
3开设《3S原理与应用》课程的方式
开设《3S原理与应用》课程,效果最好的无疑是独立开课。课程教学以课堂讲授和上机操作相结合的方式进行。具体实施过程中,教材可以选用刘祖文编写的《3S原理与应用》。这部著作属于高等学校规划教材,内容主要涉及地理信息系统、遥感、全球定位系统中的基本数学模型、原理以及应用。
讲授过程中,第一章可以安排两个课时,首先概要讲解本课程的内容,然后介绍3S技术的基本概念、发展、基本组成和应用。而第二章《空间信息技术基础》的内容在教材中属于理论基础知识,介绍了时间与空间参考系统、地图投影和大气构造,这部分内容课时安排较为灵活,一般四个课时就可以让学生基本理解参考系统和地图投影,若要深入理解则可适当增加课时。第三~六章为GPS部分,介绍了GPS的构成、定位原理、定位方法和GPS定位测量,其中GPS定位测量需要结合实际操作来教学,有条件的学校可安排两课时的实验教学。这部分内容总计安排十二个课时,具体的课时分布教师可结合实际情况设置。第七~十章为RS部分,围绕遥感基础、遥感数据获取、数字图像处理和图像解译与应用来教学,教学过程中可从具体的应用案例(如:精细农业)出发,对遥感和物联网的结合点进行深入讲解,提高学生对课程的兴趣。该部分也需要安排上机实习,通过对常用遥感软件和遥感数据的使用,提高学生的实际操作能力,总计可投入十个课时。第十一~十四章为GIS部分,主要介绍GIS的体系、空间数据表达与获取、空间数据结构和空间查询与空间分析,该部分也应结合物联网专业特点进行教学,并安排上机实习,建议投入十二个课时。以上三个部分的上机实习都是分别进行的,实际工作中,很多项目和工作都涉及到3S技术的综合应用。因此,在教学时,还应将GPS的操作应用部分、GIS的应用与设计、遥感影像的分析与处理部分有机地结合在一起来设计实验项目,这对于提高教学质量、培养学生的学习兴趣具有重要作用。这部分可作为课程综合实习,投入八个左右课时。
综上,独立开设《3S原理与应用》课程,需要48个课时,如果条件允许,还应该设置更多的实验课时,或者根据专业方向的需要增加特定环节的课时。
4结束语
在高等院校物联网专业开设《3S原理与应用》课程顺应社会发展的需要,能完善学生的知识体系结构,提升毕业生的实践能力和竞争实力,促进物联网专业和3S技术的共同发展。对高等院校本身而言,开设《3S原理与应用》课程,还可以造就一批熟悉3S技术的教师,促进已有研究方向与3S技术的结合,产生新的科研成果。
参考文献
[1]桂小林.物联网技术专业课程体系探索[J].计算机教育,2010,(16):1-3,9.
遥感技术的工作原理范文1篇8
[关键词]遥感应用;变化检测;资源环境卫星气象学一般流程
一、遥感技术变化检测应用
1.1遥感技术变化检测应用综述
从1972年美国发射第一颗陆地资源卫星以来,对地观测卫星发展迅速,应用领域得到不断扩大,应用成效也得到不断提高由于遥感观测有着信息获取方式优良,获取条件相对简单,实时性、高效性、广域性以及其他诸多优点,因而如何从遥感观测所供给的大量数据中提取变化信息,并将这些信息运用于生产生活的方方面面,已经成为目前遥感应用领域中一个亟待解决的问题。
为了解决上述问题,变化检测技术应运而生。所谓变化检测技术就是对不同时段的目标或现象状态发生的变化进行识别、分析的计算机图像处理系统,包括判断目标是否发生变化、确定发生变化的区域、鉴别变化的类别、评价变化的时间和空间分布模式。在遥感技术几十年的发展历程中,变化检测技术的研究成了各地专家学者研究的一个重要的课题。在计算机图形学、空间探测技术以及其他与遥感有关的诸多领域蓬勃发展的带动下,世界各地学者跨国、跨领域的交流合作下,基于遥感影像的变化检测技术迎来了一个高速发展时期。然而就目前的技术与设备而言,目前所采用的任何一种变化检测方法都具有其局限性。在下文中,我们将就各类方法的局限性与优越性进行讨论,了解其特点与所适用的领域。
1.2主流变化检测方法及优缺点
随着数十年来各国学者跨学科跨领域的合作交流,遥感相关学科的蓬勃发展,作为土地覆盖利用监测的关键技术的变化检测方法日益繁多。可以将遥感影像的配准方式以及变化检测的数据源作为划分依据,将目前主流的变化检测方法分为两大类、七种方法。第一类是先进行图像配准后变化检测的方法;第二类是变化检测与图像配准同步进行的方法。或者,可以按照是否需要进行实现分类作为划分依据,将变化检测方法划分为两类:即直接比较变化检测法、分类的变化检测法。
二、遥感技术在资源环境中的应用
2.1遥感技术应用于资源环境监测中的必要性
自第一次工业革命以来,经济发展与环境保护、资源开发和可持续发展之间的矛盾便已经存在,且受到世界经济的不断发展以及后续两次工业革命的影响,人与自然、人与资源的矛盾日益加剧。如何处理与社会发展相共生的资源匮乏以及环境恶化,成为人们不得不面对的一个问题。然而一直以来,两道天堑阻隔在资源环境问题处理的面前,即如何全面而快速地获取资源环境变化信息,以及如何高效高精度的处理这些数据。直到20世纪60年代,随着空间探测技术的发展以及大数据处理技术的日渐成熟,遥感技术进入了人们的视野之中。遥感技术以其观测的广域性、数据获取的综合性、资料采集与数据处理的高效性、处理结果的高精度性等优势成了现如今,局部乃至全球资源环境数据获取与处理的重要手段。
2.2遥感技术应用于资源环境的优越性
遥感技术对环境研究来说,其优越性可归纳为“高、远、多”。
高,遥感影像从高空对地面目标进行观测,所受的遮蔽少,视野开阔,观测范围大,鸟瞰全局,从而使遥感影像更加完备而全面的实现地面观测。
远,遥感技术能够不直接接触被测物体,远距离的获取地物的几何与物理信息,对目标地物及其所处的环境不造成干扰,使得获得的数据更加客观可靠。
多,包括多点位、多谱段、多时相、多高度的遥感影像和“多次增强”的遥感信息。
总的来说,遥感技术应用于环境资源中,可以为用户提供时空连续性的区域性同步信息。这些信息具有综合性、系统性与同时性,而这也恰恰是遥感技术区别于其他技术,在资源环境中的应用所具有的优越性。
2.3遥感技术在资源环境中的发展趋势
遥感影像获取技术方面,随着高性能新型传感器的研制开发水平的提高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。遥感技术在资源环境中的应用主要呈现以下五个大的发展的趋势:
2.3.1遥感影像获取技术蓬勃发展
2.3.2数据处理系统呈现高速性、大容量性和高精度性的特点
2.3.34S技术(GIS、GPS、RS、ES)技术呈现集成化、一体化的发展趋势
2.3.4遥感信息模型与遥感信息处理方法的逐步发展完善
2.3.5国家环境资源信息系统以及环境遥感应用系统的建立
可以预见的是,遥感技术在资源环境中的应用在未来的发展中,功能模块集成化、技术科学化、数据处理智能化、检测科学化等特点将更加明显。随着遥感技术以及相关学科的发展,在未来的生产生活中,遥感技术必将更加深入而广泛地应用于资源环境资料的获取与处理,以其独特的优越于生产生活。
3遥感技术在气象学中的应用
3.1遥感技术应用于气象学的优越性与局限性
大气遥感作为遥感技术数十年间发展最为迅速的新兴学科,在大气科学中一直发挥着重要作用,是现今气象学的支柱学科之一。随着气象学的研究与发展,气象学对全球范围以及区域范围的大气特征的观测越来越强调其时空连续性。且由于气象学研究的主要对象无法直接接触,或直接接触难度大,遥感技术作为一种不直接接触被测物体,即可获得其物理几何特性的观测技术,显示出了其独特的魅力。另一方面大气物理学、近代电磁学、计算机及其相关学科的发展,传感器等硬件O施的完善,都进一步地推动了遥感技术在气象学中应用的深度与广度。
大气遥感是利用遥感器传感器所监测到的监测大气结构、状态及变化,不需要直接接触目标而进行区域性的跟踪测量,能够快速地进行污染源的定点定位,从而获得全面的综合信息得一门遥感技术。安置在遥感平台上的传感器通过对大气光谱特性的观测,可以将无法由遥感手段直接得到的各气体成分以及其他的各个物理量判读出来。遥感技术所用的探测波段广,可以根据不同大气成分的电磁波谱特性,选用合适的波段进行监测。同时,由于遥感平台上所搭载的传感器对于各种波谱的探测宽度与灵敏性远高于人眼,故可以探测到人眼无法识别的对象。遥感测量获得的原始影像能够给气象学研究提供更多的原始数据,而遥感影像的后续处理则能将所获取的大量数据转化成有益于气象研究的信息。
然而,受限于当前遥感技术的发展水平以及软硬件设备的技术条件,遥感应用于气象学中所获得的卫星云图分辨率有限,同时由于除观测对象外其他大气成分干扰,摄取的影响将会产生这样或那样的为误差,严重的影响测量精度,降低了遥感影像所获取的气象学资料的可靠性。
3.2遥感技术应用于气象学的几个实例
3.2.1有害气体的监测
有害气体通常指人为或自然条件下产生的二氧化硫、氟化物、乙烯、烟雾等对生物有机体有害的气体。但用遥感技术对大气中的某一成分进行观测时,我们往往不能直接对其进行观测。但是,@并不意味着遥感技术不适用于该类观测。我们可以利用所观测成分特定的电磁光谱特性间接地监测该成分的分布以及变化情况;或者我们可以通过观察这些不易直接观测的成分对其他地物的影响,以达到对目标成分追踪观测的目的。比如地表硫化面,酸雨对植物的腐蚀情况等等。
3.2.2城市热岛效应监测
城市热岛效应是城市中的空气温度高于城市周围郊区的温度,故形成了从城市流向郊区的一种环流。与有害气体监测相类似,城市热岛效应监测同样采用了间接监测的手段。我们知道到,植被覆盖率与植被覆盖种类和城市热岛效应的影响范围存在很强的相关性。通过比对城郊的植被变化,就可以得到城市热岛到效应的影响范围。当然,我们也可以通过直接比较不同时相的遥感热红外影像直接得到城市热岛效应的日/年变化规律。
4遥感技术应用的一般流程总结
遥感技术应用的一般流程:
随着遥感技术应用领域的日益广阔,各个学科与遥感技术的联系逐渐加强,遥感技术的规范化、流程化成了大势所趋。如何建立一个普遍适用的大体操作流程,成了我们现在急需解决的问题,笔者根据平时所学以及汇总众多的资料,现提出自己的观点。
4.1利用遥感平台上的传感器对目标地物进行观测,实现数据的获取与输入。
4.2采集光谱特征,并依照光谱特征建立模型,并对模型进行评估,以此作为是否重建模型的依据。
4.3利用所建立的模型对采集到的数据进行处理,可分为三个流程:(1)建立数据处理流程;(2)选择各个环节所采用的数据处理方法;(3)输入所需处理数据并配置相关参数。
4.4获取处理后的数据,并对数据进行后续处理。
5存在的问题及展望
5.1存在的问题
遥感技术经过数十年的发展,已经成为一个十分完善的学科体系,应用于生产生活的方方面面。然而,在现阶段的技术条件的限制下,遥感技术仍然需要面对一些技术上的挑战。
首先是遥感技术发展的过程中,尺度与角度的问题。由于用不同空间分辨率获取的图像间没有简单的平均或平分对关系。[16]传感器的分辨率与地物的辐射值并不满足线性相关。同时,由于传感器所接收到的辐射信号具有多源性和多时性,这就给数据的几何配准带来了不便。另一方面,虽然随着人工智能与计算机图形学技术的发展,遥感信息的提取效率越来越高。然而由于技术条件以及软硬件条件的限制,遥感信息的自动提取仍然是我们急需解决的问题。最后,随着时间维度的加入,遥感数据变得异常复杂。如何实现对四维数据进行同化,是我们不得不面对的问题。
5.2对遥感未来的展望
遥感技术方兴未艾,即使是发展到现在,仍然有着巨大的发展潜力。无论是空间探测技术的进步,还是传感器的更新换代,都将极大地促进遥感技术的发展与繁荣。展望未来,我们可以发现遥感技术将呈现以下几个特点:
5.21随着传感器的更新换代以及遥感技术更高精度的要求,卫星遥感将呈现高分辨率、高精度的发展趋势。
5.2.2随着雷达技术的发展与广泛使用,各式雷达传感器的广泛使用,遥感技术走向全天候、全时段的新阶段。
5.2.3热红外遥感技术的大力推广使得遥感技术对于与地球表面热量有关的地物及其变化的监测进入了一个新的高度。
5.2.44s技术的发展使得遥感技术呈现集成化一体化的趋势。
5.2.5数字地球概念的提出,使得遥感技术与其他相关学科在全球层面上实现了一体化、系统化、联系化,构成了一个有机的整体网络。
结束语
自19世纪60年代遥感诞生之日起,数十年来,遥感技术在变换检测、资源环境信息获取与处理等诸多领域一直发挥着重要的作用。当然,任何技术都不是万能的,都有其局限性。然而遥感技术尽管经过了数十年的发展,但其应用前景依旧广阔。尤其是随着深空探测技术、图像处理技术、波谱分辨技术等相关领域学科的不断发展推进,遥感技术更是展现出来前所未有的生机,笔者限于所学知识有限,无法对遥感技术进行更深层次的专业化讨论,但我们相信,遥感技术的前景一定是务必广阔的。
参考文献:
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遥感技术的工作原理范文
关键词地籍测量;遥感;GPS;GIS
中图分类号:P271文献标识码:A文章编号:1671—7597(2013)042-102-02
地籍测量是为获取和表达地籍信息所进行的测绘工作,其基本内容是测定土地及其附着物的权属、位置、数量、质量和利用情况等。伴随着经济的发展,土地利用状况日新月异,为保持土地利用数据的现势性,土地利用变更调查和动态监测成为了地籍测量工作的一个重要任务。然而,传统土地利用动态监测方法由于其获取数据的速度慢、监测被动等缺点,给测量工作带来很多麻烦。遥感技术的发展推动了土地利用动态监测的发展,本文从遥感动态监测的方法及其优点、缺点及改进方法三个方面阐述了遥感动态监测方法在地籍测量中的应用情况。
1土地利用动态遥感监测概述
土地利用是指人类有目的地开发利用土地资源的一切活动,如农业用地、工业用地、交通用地、居住用地等。土地利用变更调查是指在完成土地利用现状调查和建立初始地籍后,国家每年对土地权属和用途发生变化的土地进行连续调查,全部更新土地资料的过程本质是一种动态监测。在实际工作中,根据不同的应用需求,对相应类型的土地利用信息进行提取,然后测绘出土地利用现状图,通过多时相的遥感数据进行土地利用的动态监测,绘制出土地利用演变图,并测算研究区域内各种用地的面积、分布、变化情况及发展趋势。
2将遥感技术与土地利用动态监进行结合
随着遥感卫星的发射与遥感技术的发展,利用遥感技术对地面进行观测,发现和提取土地利用的变化信息成为遥感的一大应用领域。通过遥感技术,可以实现大面积观测,探测器可以在短时间内对较大范围进行观测,这种宏观的观测对土地使用情况及土地利用变化情况的观测极为有利,随着探测器空间分辨率的提高,这一技术对细节的探测能力也得到了提高,可以更加提取出变化的边界,对于不同类型土地面积的量算也更加有利。其次,遥感技术时效性很强,获取信息周期短、速度快,可以及时获取资料,根据新旧资料变化进行动态监测。另外,遥感数据综合性很强,遥感探测器获取的是同一时间内大范围的遥感数据,可以进行综合对比,从而得出综合性结论。综合遥感技术以上的优点,将其与土地利用动态监测进行结合,不仅可以最大限度发挥出自身优势,同时也可以使土地动态监测更加有效。
2.1多源数据的选取
遥感数据的选取对最终判读精度有重要影响,因此应该根据不同的应用需求选择合适的遥感数据。首先,应根据区域特点及详查、概查的要求,进行地类可判读性及判对率的研究、评价,以确定遥感图像的空间分辨率。其次,应根据研究区的作物的农时历、自然植被的物候期及环境因素的变化确定遥感图像的时间分辨率。最后,还要使用辅助资料,包括地形图、各类专题图等。
2.2预处理
遥感影像的预处理能减小外界因素的干扰,增强影像的可判读性,有效提高监测的精度。遥感影像的预处理包括几何校正、影像配准、辐射校正、影像融合等工作。其中,遥感动态监测中所涉及的主要技术问题是辐射校正以及几何配准。
引起辐射畸变的原因有两个:一是传感器仪器本身产生的误差、二是大气对辐射的影响。图像配准的实质就是几何纠正,根据几何畸变的特点,采用一种几何变换将图像归化到统一的坐标系中。一般有两种方式:图像间的匹配和绝对配准。
2.3变化信息提取及变化类型确定
传统的变化信息提取方法包括图像目视解译分类技术和计算机自动分类技术。前者充分利用了判读人员的先验知识,分类灵活性较好,但存在定位不准确,效率较低,可重复性差,存在个人差异的缺陷;后者的分类原理主要使用分类地物的光谱信息,基于像元的光谱差异,对地物进行分类,但对于“同谱异物”和“同物异谱”的现象不能做较为理想的处理。
随着传感器空间分辨率的提高,辐射分辨率下降,计算机自动分类技术分类精度下降。图像分割技术的面向对象分类方法在一定程度上可以克服传统计算机自动分类方法的局限。这种方法首先通过分割算法把影像分割为同质像元组成的,大小不同的影像对象,然后利用影像对象的空间特征和光谱特征来进行分类。这种方法充分利用了遥感影像的光谱信息和空间信息,并引入邻近关系等上下文信息,这些丰富的信息使得不同地类的语义差异更加明显,同时,整个地理过程更符合人类认知事物的过程,为提高信息提取的精度提供了条件。
2.4外业核查
在变化信息提取之前进行外业调查,调查结果可以指导内页工作,若在变化信息提取之后进行外业核查,可以监测内业精度。二者相辅相成。
2.5精度评定
利用外业核查情况以及内业计算数据,对内外业变化监测的差异记录核实并进行统计分析及精度评定。
3土地利用动态遥感监测技术的优缺点
3.1土地利用动态遥感监测技术的优点
遥感技术具有可大面积观测、时效性强、综合性强的优点,将其用于土地利用动态监测,可以同步观测较大范围的土地,得到宏观的土地利用图像,可以方便地进行综合性分析,由于遥感卫星的飞行周期短,速度快,可以在短时间内获取影像,现势性很强,可以及时根据新旧土地利用资料进行叠加分析得到出土地利用变化情况。
3.2土地利用动态遥感监测技术的缺点及改进方法
遥感手段目前做出的动态变化结果虽能反映一定时间的变化方向和趋势,但定量化研究还不够。在这种情况下可以先用遥感手段发现变化的类型与发生地,起到一个指示的作用,然后利用GPS到实地进行调查、监测、定位与测量,同时监测遥感的精度,将先进的遥感技术与传统的调查手段相结合,以便更好地服务于土地利用动态监测任务。
另外,对于土地利用变化分析,单纯利用遥感手段效率与精度往往不能满足用户的要求,随着GIS的发展,人们可以借助GIS的支持,进行专题信息的叠合分析,可以直接监测变化图斑,进行动态分析,输出动态变化图和统计数据,满足用户不同需求。
4结束语
本文详细论述了动态遥感监测的过程和方法,介绍了动态遥感监测的优点,同时提出了该技术在土地利用变化监测中的不足,并提出了相应的改进方法。
在今后的地籍测量工作中,应根据不同应用需求选择合适的土地利用变化监测方法,今后还需对土地利用动态变化遥感监测技术和方法进行深入研究,建立起宏观土地利用动态遥感监测体系,为我国土地资源管理提供技术支持。
参考文献
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遥感技术的工作原理范文篇10
关键词:遥感技术;土地利用调查;应用特点;局限性;调查方法
Abstract:ThispaperbrieflyanalysesthedevelopmentofremotesensingtechnologyinChinaanditsfunction,anddiscussesthelimitationsoftheapplicationofremotesensingtechniquetoinvestigationoflandusepresentsituation,focusingontheremotesensingtechnologyinthelanduseapplicationandcharacteristicsofinvestigation,andtheapplicationofremotesensingtechnologyintheuseoflandresourcessurveymethodswereintroducedindetail,forstaffreference.
Keywords:remotesensing;landuseinvestigation;application;limitation;investigationmethod清空内容
前言
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。
1、我国遥感技术的发展及作用
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。遥感技术在我国土地资源管理中发挥着重要的作用。
1.1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;
1.2及时反映当前土地的利用情况,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;
1.3为整体土地利用发展规划提供充足的信息。
2、遥感技术应用于土地利用现状调查的局限性
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。
2.1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。
2.2遥感影像色彩鲜艳且对比强烈,这为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物体的具体面积和大小,要进行具体测量。
2.3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。因此,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。
3、遥感技术在土地利用调查中的应用及特点
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应社会发展的必要措施和基础工作。
3.1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;
3.2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;
3.3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,这为土地资源的有效利用提供了数据支持。
4、遥感技术应用于土地资源利用的调查方法
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。
4.1影像校正
影像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。
4.2遥感影像的配准
遥感影像的配准是指将多重影像进行重叠,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。
4.3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。
4.4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仍然需要专业的判读。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。
5、结束语
目前的土地资源越来越稀缺,因此,对土地资源的利用情况进行调查显得尤为重要。遥感技术在长期的发展中已经日渐成熟,在各个领域中被广泛应用。遥感技术在土地资源调查中的应用,极大地提高了调查的效率和准确性。
参考文献:
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遥感技术的工作原理范文篇11
[关键词]测绘;地理信息;准确率;遥感技术
中图分类号:TB22文献标识码:A文章编号:1009-914X(2016)09-0384-02
现代工程测绘指的是在工程中所需进行的测绘工作,如果在测绘对象的角度对其进行归类,大致可以划分为矿区测绘、水利测绘、建筑测绘以及其他测绘工作等不同方面,无论是哪种具体的测绘形式,测绘工作的准确性和有效性都是保证工程质量的基础和前提【1】。本文笔者结合笔者多年的实际工作经验,对当前流行的GIS、GNSS和遥感技术等地理信息技术在测绘中的应用进行深入研究,得出了几点有价值的结论,以供参考。
一、GIS的特点及其在工程测绘中的应用
(一)GIS的工作原理和发展现状
GIS是一门相对复杂性的技术,其研究所涉及范围很广,在制图、测量、电子、计算机和地理学等方面有广泛涉及,在实际运行中,GIS需要在以计算机科学技术为载体的基础上,进行科学的数据库管理,并且在各个领域所涉及的知识总不断更新和完善。研究人员在大量的研究工作基础上,将GIS与其他学科之间建立了充分的联系,GIS具体工作原理可以解释为空间性原理,在GIS软件上设置了具有空间属性和空间位置的的相应程序,在其技术上体现为地理坐标,在进行科学的算法进行运算后,在从数据的角度进行空间分析【1】。随着科技的高速发展,各项技术都得到了突破,GIS在工程测绘中的应用也体现得越发明显,相关研究人员在利用计算机处理数据和图形的基础上,将各个相关学科进行综合练习,得出了现代化的GIS,随着时代的发展,GIS的应用前景必将更加广阔。
(二)GIS的功能分析和技术特点
GIS在进行技术处理和数据分析的过程中,着重对属性和空间数据的科学有效利用,其具体应用过程中利用数据库系统的功能,其主体功能包括数据的采集分析和决策方面的具体应用,如果按照地理方面的信息功能对其进行划分,GIS则可以分为数据采集、编辑和检验等几个部分,其中,空间分析和模型等使比较常用的功能,GIS通过将各类现代化科技手段进行综合运用,有效提高了地理信息定位的的精准度。同时,GIS在进行地理信息采集和信息转换之间具备很强的灵活性,在工程测绘中应用起来比较方便,GIS与计算机数据库系统进行充分结合,是一种全新的地理现象和认知方式的体现,在综合运用各种现代化技术的过程中GIS综合实现了精准定位、快速采集数据的功能。
(三)GIS在工程测绘中工作中的具体应用
在工程测绘工作中,对各类地理信息有着很高的要求,地理信息必须同时具备空间、时间等多方面的特性,在对地理信息进行处理时,还要按照有关原则将其各类地理信息进行分类。GIS在进行数据收集时,是建立在现代化的全球定位系统基础上的,在得到科学的地理信息坐标后进行有效的数据处理,GIS的使用能够将工程测绘中产生的地理信息全部存储,结合各个数据之间的联系对数据进行综合有效的处理;在数据采集方面,GIS的数据采集是完全现代化的,它的使用是基于对全球GNSS定位系统的应用,对数据进行全面采集,在得出地理信息后通过GIS进行处理,与传统的信息采集相比较,GIS有了更大的处理能力和灵活性,数据更加真实可靠。GIS通过技术手段,对地理信息进行了有效的分层管理,实现工程测绘中的合理化和科学化,在地图特征的表达方面,可以在单一地图符号的基础上,对地图信息分布进行科学的表达,在地图上可以利用不同的颜色对道路等信息进行分类,有效提升测绘工作的质量。
二、GNSS的特点以及在工程测绘中的应用
(一)GNSS的技术特点和测量原理
GNSS技术的主要特点的高精准定位、观测时间短,不需要通视和提供三维坐标等,在使用过程中,GNSS在工程测绘的应用中,跟其他地理信息技术相比能够在相当程度上提升测绘精准度。在测绘工作中,GNSS技术摆脱了传统测量的局限,不受时间、空间和坐标限制,充分运用伪距离测量技术和相位技术,对被测量目标的地理信息进行广泛收集和测量。在伪距离测量方面,GNSS技术主要是通过接受机接收信号,GNSS卫星会将测距电文发送过来,通过发出信号到用户接收信号的时间来计算出卫星和接收机之间的距离;在载波相位技术方面则主要是通过GNSS卫星信号的相位变化来计算距离的。
(二)GNSS在土地检测和工程变形检测方面的应用
GNSS测绘凭借高精准度和高效率等方面的优势,比传统的平板补测和其他方式有了较大的改进,在工程测绘的实际应用中,GNSS凭借在这个方面的高精准度、高效率和高速度方面的优势,对传统技术进行了合理的改进,这种技术上的改进不但提高了测绘的精准度,还在测绘的效率和技术方式方面节省了大量的财力和物力。在工程测绘工作中,由于受到地壳和其他方面的因素,建筑物会产生较为明显的位移现象,这种工程变形主要可以分为地表沉降、陆地工程移位变形和大坝变形等情况,针对这些情况,传统的测绘方法很难把握,使测量的准确性受到了很大的影响,GNSS测量方法在工程测绘中应用后,可以有效解决这个方面的问题,工程变形可以分为地表沉降和陆地工程变形等,通过GNSS可以对各个环节中的监测,机构强度设计和观测时段设计等进行把握,GNSS技术在这些周期中都体现出比较强的作用,对工程的整体质量非常重要。
(三)GNSS在地貌地形方面的具体应用
在对地形地貌测绘方面,GNSS的技术特点是将各个地形进行有效划分,采用动态差分的方法,对现有的土地权属界点进行科学有效测量,在具体操作过程中,仅仅需要单个测量员便可进行测量操作,测量员在每个测点上花费的实践很短,在测量过程中通过GNSS技术得到的数据传递给计算机,再通过计算机软件对数据进行科学合理的处理,GNSS技术的介入,大大提升了测量工作效率,同时使测量的准确度得到了更大的提升。
三、遥感技术的特点及其在工程测绘中的应用
(一)遥感技术的主要特点及其在工程测绘中的优势
在工程测绘中,传统的测绘方法已经不适合现代工程测绘工作的需要,跟传统的测绘方法相比较,遥感技术具有比较明显的优势,在大面积动态同步观测和实效性特点等方面,遥感技术的大覆盖范围使其在使用过程中不受地形等方面的限制,可以直接获取信息,在信息的质量方面,遥感技术也比传统的测绘技术获取的信息更加优质可靠,跟传统测绘技术相比,遥感技术在测量数据方面更加准确,间隔时间段,上传速度快等诸多方面的优势,在对同一地区的短时间重复测量方面,可以根据对其动态变化的观察,来得出各类动态的数据,是测量测过更加便捷,数据更加真实。
(二)遥感技术在测绘地形图方面的应用
在工程测绘的具体过程中,遥感技术对立体物体的测量方法和立体摄像方面具有较为普遍的应用,在这个过程中,遥感技术可以科学准确地对地面的各类三维信息进行有效获取,这是雷达卫星具有不可比拟的功能,雷达卫星不受时间限制,具备全天候的监测功能,在使用过程中不受恶劣天气的影响,可以对不同地域进行遥感测量,但是在使用过程中,雷达会受到噪声和斑点等因素影响,使雷达在运转过程中受到相当程度的影响。随着雷达技术的高速发展,在地面三维信息的获取方面出现了更多的新方法可以应用,这种测量方式有效改进了传统测量方法中的各种缺陷,为获取地面三维信息和孔径金属提供了新方法,有效改变了传统信息获取技术的缺陷,使得工程测绘工作有了较大的发展。
(三)遥感技术在制作专题图方面的应用
在对空间不同规模制图和对象识别过程中,传统测绘技术在识别方面出现很多问题,遥感技术在空间分辨率等方面更加适合制作专题图,遥感技术的分辨率和地图的比例尺之间有着比较紧密的联系,由于遥感技术在实际工作中的平台和传感器问题,使地图信息在形成过程中,所获取的图像信息方面的成图精度和比例等方面也各不相同,遥感技术在使用过程中体分辨率和地图之间的比例尺存在着比较紧密的联系,在使用过程中不同传感器在获取信息和图像时,形成的比例尺也是不同的,在遥感技术使用过程中,要对这个过程中的研究对象和变化周期有所了解,对遥感信息源的信息进行准确的把握,以此来快速提高测绘工作的质量。
结束语
随着科技的高速发展,地理信息进入出现了前所未有的突破,地理信息技术的广泛应用使得工程测绘工作效率和质量明显提高,但是在GIS、GNSS和遥感技术等地理信息技术的使用过程中还有很多不完善的地方,在实际应用过程中暴漏出来很多问题,要求测绘工作人员在实际工作中要充分考虑到地理信息技术的实际情况,还要结合各种技术的特点,将其与工程测绘的实际紧密结合在一起,科学准确地完成各类地理信息技术的测量,将数据科学有效地应用到实际工程建设中去,从工程测绘的角度促进工程建筑的快速健康发展。
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遥感技术的工作原理范文篇12
关键词:摄影测量;遥感测量;工程应用
中图分类号:P237文献标识码:A
由于科技发展速度不断加快,摄影测量技术结合了地理技术和信息技术,形成了一门十分复杂的地球空间信息科,其包含的内容十分广泛,主要有遥感和全球定位等技术。而其中摄影测量以及遥感技术主要的作用是在施工开始之前对于地质进行勘察,具有工期短和效率高的优势,以此来避免多余的财力和物力以及人力方面的浪费。并且该项技术测量结果也十分全面,拥有传统技术无法比拟的优势,在当前施工中的应用十分广泛。
一、摄影测量与遥感技术基础概要分析
随着综合摄影技术的快速发展,摄影测量技术与遥感测量技术得到了有效地提高。利用现有的信息技术标准平台,利用地理技术,整合形成具有综合信息平台的科学测量标准。
在工程测量前期,往往需要对现场实际的情况进行测量,采用摄影测量与遥感测量技术可以有效地确保施工效果,这对于工程施工的勘察设计具有重要意义。工程建设前期测量工作对整体工程的建设来说非常重要,其工作流程也十分复杂,整体测量过程中涉及人力物力以及财力较多,且测量工作周期较长,实际操作过程中很容易出现测量不准确现象。为提高测量工作效率,提高测量数据的精确性,摄影技术及遥感技术应运而生,给测量工作的发展带来极大的方便。其是利用摄影技术及遥感技术的远距离传送信息为手段,在不接触物质实体的情况下获得数据,再用计算机技术进行分析,最终得出图像及测量数据的测量技术。摄影测量与遥感技术是一种线性的数据勘察测量技术,可以有效提高测量资源的准确性,保证勘察工作环境的合理性,提高勘察设计的测量效率,对工程测量具有较高的社会和经济效益以及生态保护收益。
(一)摄影测量技术分析。随着科学技术的不断发展,摄影技术也越来越成熟。其在工程测量中的应用极大地提高了测量数据的精确性,运用数字化技术的专业技术人员可以绘制出施工现场的图像,对于下一步施工建设非常有帮助。在测量过程中可以利用摄影技术获取数据,这是摄影技术运用于工程测量的最大优点,工作人员通过图像分析来获得想要的数据。测量过程中采集的数据可以用来建设数据库,利用计算机技术对其进行分类存储,在必要时可以使用这些数据。我们可以根据图像中施工现场的具体环境采用合适的施工方法,然后对这些数据进行分析整理用于具体的施工建设。最后还要对这些数据进行误差分析,剔除错误数据提高数据精确性。
(二)遥感测量技术分析。遥感技术的核心原理就是通过监测不同物体形成的电磁波的反射或者是发射,经过进一步的数据处理分析,实现远距离辨认鉴别工作。遥感技术在实际应用时与航天飞机、卫星、或者探测器等技术手段结合,借助这些载体最重要的作用就是保证传感器的安全运行。当不需要高空环境作业时,使用相对简单的支持平台。遥感技术已被应用到很多行业领域中,为了满足实际需求,工作人员研发出了不同类型种类的传感器,这些传感器可以完成相应物体发出的电磁波接收工作,包括微波、可见光、红外线等电磁辐射范围内的科学数据分析。通过对地面的工作站进行操控处理就可以提供测量所需要的各种信息,更好的为测量服务。通常来讲,遥感测量技术需要专业的人员进行操作,经过专业培训的技术人员熟练的操作技能是对遥感测量的一种帮助。遥感测量的应用十分广泛,在水利工程,大面积动态管理上都有所使用。其不仅可以使工程项目监控获得简化,实现动态管理、实时调节,同时也提升了各项业务的效率。在遥感测量实施当中,计算机系统分析了各项传送回来的数据以后,大数据就可以给出一套合理的解决方案,进而保障了工程决策的可实施性。
(三)摄影测量与遥感测量技术的应用。根据摄影测量与遥感测量技术现有的发展水平,其在实际的工程领域应用普遍。在水利工程、通信工程、建筑工程等领域有深度的应用。在这些工程领域中,运用摄影测量和遥感技术可以完成对地质、水文以及气候等多条件的勘察和分析,明确工程的实际情况。利用遥感技术从实际的数据中获取有效的数据信息。经过对工程数据的稳定分析,利用现有的工程标准进行验证,确保摄影测量与遥感测量技术实施的合理性。例如,将其应用到水利水电的工程中,可以对水文情况以及周边的实际线路情况进行分析和判断,确定工程实际的勘察动态监测标准,利用遥感技术可以提高水利摄影测量的准确性。与传统测量不同,对于复杂地形、人无法达到的位置和区域,其采用的特殊测量方法,可以保证测量的准确性。
结语
遥感技术以及摄影技术在工程测量中的重要性突显,其不仅能够提高工程测量的精确性,还节省了成本,最主要的是其实现了远距离测量技术,极大地缩短了工程测量的时间,填补了常规测量技术无法实现的技术空白,对于各种工程领域的测量工作来说具有极其重要的意义。
参考文献