遥感技术发展十篇

时间:2023-12-15 17:32:56

遥感技术发展

遥感技术发展篇1

关键词:摄影测量与遥感技术 高分辨率影像 无人机 3S技术

中图分类号:P23 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)04(a)-0000-00

基金项目:国家教育体制改革试点项目:《高校产学研结合的创新模式建设及示范推广》

编号:08-128-238

摄影测量与遥感技术发展迅速,尤其在近半个世纪,已经成为了测绘产业当中最主要的力量。摄影测量分为模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量,经典的摄影测量基本理论技术已经非常成熟,遥感技术近些年发展迅速,在各个行业当中应用广泛,在这里就以后摄影测量与遥感技术的发展做以分析。

1 多线阵、多角度传感器的应用日益广泛

以往摄影测量技术的主要任务是生产各种数字测绘产品,主要是4D数据的生产,而遥感技术则主要以研究地物的非几何信息为主,摄影测量技术及遥感技术虽然理论技术方法基本一致,但侧重点不同,但是随着摄影测量与遥感技术的发展,摄影测量用的摄影机及遥感传感器的融合,现代摄影测量与遥感技术也发生了很大的变化,以目前的ADS数字航空摄影机为例,即具有获取全色普通数字影像的功能,同时能获取多光谱影像用于定性分析。。

相对于传统模拟航空摄影的产品单一性而言,ADS40数字航空摄影系统由于自身的多线阵、多角度的设计原理, 每一条线阵的CCD可以获取一个波段的影像。因此一次飞行可以获取更多的产品, 可以满足不同的需求。其强大的几何及光谱特性,具有同时获取几何及属性信息的能力,必将代替传统的航空摄影传感器,广泛的应用于摄影测量领域。

2 无人机低空遥感测绘技术日趋成熟

无人机低空遥感测绘技术集成传统摄影测量技术、无人驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、GPS差分定位技术、通讯技术等,以无人机为承载平台,以遥感传感器为基础获取地表的多光谱影像。无人机遥感技术发展快,相对于传统的摄影测量与遥感技术,最大的优势是反应速度快、效率高、操作简单、场地要求灵活、环境要求不是很苛刻等,已广泛的应用于测绘生产当中,尤其是的自然灾害的应急处理工作中,起到不可替代的作用。一架典型的无人机由飞行器、控制站、起飞发射、回收装置及检测系统等组成,无人机与航空模型的区别在于无人机通常具备自动驾驶功能,其要按设定好的航线进行飞行,有专门的飞控装置。无人机技术的发展影响着整个无人机测绘的发展,近几年,很多测绘单位都已经掌握了无人机的生产技术,可以自行生产无人机,这样大大的减少了生产成本,而且无人机控制技术也日趋成熟。以天水三和数码测绘院为例,近5年内,充分掌握了无人机的生产技术、控制技术,成立飞行大队,不用再依靠去委托其他单位去拍摄航空影像,从而大大的提高了航空摄影的效率,减少了生产成本。目前很多测绘单位都看到了无人机航空摄影测量技术的优势,未来几年,无人机航空摄影技术无疑会得到更加广泛的发展,普及到各个测绘单位。

3 高分辨率遥感卫星影像的应用

就生产成本而言,通过传统的数字化测图方法生产测绘数据成本肯定是最高的,效率也是最低的,采用摄影测量的方法,是现在测绘行业中生产数字化测绘产品的首选方法。然而遥感传感器也具备和数字摄影机一样的功能,也可以获取地面的数字影像,甚至立体影像、多光谱影像。那么遥感影像也可以用于生产数字测绘产品,关键问题在于遥感影像的分辨率问题,遥感影像分辨率能否满足测图要求。对于中小比例尺的地形图,使用遥感影像测图完全能满足测图要求,以快鸟卫星为例,能提供亚米级分辨率的商业卫星。

高分辨率对地观测卫星可以划分为军用和民用两类用途,而且二者都有广阔的应用市场。军用遥感卫星和民用遥感卫星在原理上并无二致,主要区别体现在卫星所使用的谱段和对地面分辨率要求上的差异。军用遥感卫星主要在可见光或近红外谱段成像,分辨率优于1米。军用遥感卫星大部分都属于高分辨率对地观测卫星,只有少数用于普查的军用遥感卫星为了提高时间分辨率,而选择较高的运行轨道,从而使得卫星的空间分辨率有所减弱。与之相比,民用遥感卫星则主要在多光谱成像,以便识别地面各种特征,其分辨率高低差异参差不齐,但其总体水平普遍在军用卫星之下。在军用高分辨率光学成像遥感卫星领域,美国锁眼12号卫星最为突出。它采用了大面阵探测器、大型反射望远镜系统、数字成像系统、自适应光学成像技术、实时图像传输技术等,镜头口径3米,焦距27米,分辨率达0.1米。可见厘米级精度的遥感卫星数据获取已经不再是技术问题,能否商业化应用只是时间问题。

4 数字摄影测量与遥感技术和GIS及GPS的结合

摄影测量与遥感技术属于是服务于测绘与地理信息行业的主要技术工具,如何更好的与GIS及GPS技术结合,发挥好各自的优势,是GIS发展要考虑的问题,也是摄影测量与遥感的发展要考虑的问题。就三者的结合来说,很早就提出了3S技术GPS、GIS、RS,虽然三者相互结合,但是就测绘与地理信息行业来说,尤其对于摄影测量本身来说,其和GPS、GIS的一体化发展还是最近些年才付诸于实际,例如GPS/IMU配合数字摄影机进行摄影测量工作,可以大大的提高外业航摄的效率和精确度。目前的GIS软件及摄影测量软件业在很大程度上进行了结合,已经有部分GIS软件开始在其模块中加入摄影测量与遥感数据处理的功能,直接用于摄影测量与遥感数据的获取及处理,满足GIS系统数据跟新的要求,不再像以前一样,通过摄影测量与遥感系统获取数据,然后数据转换,再到GIS系统里录入编辑数据。简化了这个繁琐的过程,方便与用户使用系统。

总之,摄影测量与遥感技术作为测绘与地理信息产业的主要技术工具,其发展是非常迅速的。基于以上分析可知,摄影测量与遥感技术的发展,主要是传感器的发展、承载平台的发展及其与3S技术的结合。影像是空间信息的主要承载,摄影测量与遥感技术的发展是社会发展的需求,摄影测量与遥感技术必然在社会发展的过程中扮演越来越重要的作用。

参考文献

[1] 李德仁.摄影测量与遥感学展望.武汉大学学报,2008.12

[2] 刘先林.航空摄影科技发展成就与未来的展望.前沿科学,2007.3

遥感技术发展篇2

【关键词】摄影测量;遥感技术;发展;应用

摄影测量与遥感技术被划分在地球空间信息科学的范畴内,它在获取地球表面、环境等信息时是通过非接触成像传感器来实现的,并对其进行分析、记录、表达以及测量的科学与技术。3S技术的应用、运用遥感技术以及数字摄影测量是其主要研究方向。在多个领域内都可以运用遥感技术与摄影测量,比如:自然灾害、勘查土木工程、监测环境以及国土资源调查等。随着我国经济的不断发展,运用到遥感技术与摄影测量的领域也在逐渐的增多。

在人类认识宇宙方面,遥感技术与摄影测量为人类提供了新的方式与方法,也为人类对地球的认知以及和谐共处提供了新的方向。遥感技术和摄影测量可以提供比例不同的地形图以服务于各种工作,并且还能实现基础地理信息数据库的建立;遥感技术与摄影测量与地图制图、大地测量、工程测量以及卫星定位等构成了一整套技术系统,是测绘行业的支柱。

1 摄影测量与遥感技术的发展

从摄影测量与遥感技术的发展来看,摄影测量与遥感技术在近30年的时间里已经涉及到城市建设、水利、测绘、海洋、农业、气象、林业等各个领域,在我国的经济发展中起着至关重要的作用。摄影测量从20世纪70年代后期从模拟摄影中分离出来,并逐渐步入数字摄影阶段,摄影测量正在逐渐的转变为数字化测绘技术体系。

1.1 摄影测量与遥感技术有利于推动测绘技术的进步

我国的摄影测量从上世纪70年代后期经历一个系统的转变。在经历了模拟摄影测量以及解析摄影测量阶段之后,摄影测量终于步入了数字摄影测量的阶段,这也成为我国传统测绘体系解体,测绘技术新体系兴起的标志。

首先,从数字影像的类型来看,当前我国已经建立了数字栅格图、数字高程模型以及数字正射影像,土地利用与地名数据库也随之建立起来,摄影测量与数据库的多样性在一定程度上为生产运用提供了可能,从而进一步推动了测绘技术的发展。

其次,由于摄影测量与遥感技术的飞速发展,也逐渐被国家所重视,并利用这两项技术来完成了各种地理比例尺地形图的绘制。此外,还推动了诸多具有全国界别的基础地理信息数据库的建立。比如:比例尺级别为1:50000,1:1000000等的部级地理信息数据库;除开部级的,还有省级、县级等的地理信息数据库等。

最后,在20世纪八十年代中期、九十年代中期以及末期,我国先后运用中巴卫星数据、陆地卫星数据等完成了我国的土地调查,并推动了业务运行系统的建立。此外,在寻找矿石的地质工作中,我国也充分发挥遥感技术的作用,其中新疆博罗霍乐北山地区矿藏的发现就归功于彩色红外遥感数据的充分利用。

1.2 摄影测量与遥感技术有利于提升空间数据的获取能力

我国获取空间数据的能力在经过五十年的发展,有了较大的提升。对具有自主知识产权的处理遥感数据平台进行了研发,从而推动了国产卫星遥感影像地面处理系统的建立,并在摄影测量方面积极进行研究和探索,为我国独立处理信息、获取观测体系的建立提供了坚实的基础。

首先,从获取数据的能力方面来看,传感器在国家863以及973计划的支持上成功被研制出来,成功发射了对地观测的包括通信卫星、海洋卫星、气象卫星以及资源卫星等五十多颗卫星,并推动了资源、风云、环境减灾以及海洋四大民用对地观测卫星体系的建立,实现了从太阳和地球同步轨道对地球多传感器、多平台的观测以及对地球表面分辨率不同的雷达和光学图像的获取,并将这些获取的数据用于对海洋现象、大气成分、自然灾害以及水循环等各个方面的监测。

其次,从数据储备方面来看,数据积累已经成功的覆盖了全国海域、陆地以及我国周围国家和地区的包括一千五百万平方公里的地球表面数据。

2 摄影测量与遥感技术在国民经济各项领域中的运用

2.1 摄影测量与遥感技术在应对自然灾害中的运用

在发生自然灾害时,为了能够第一时间了解灾情的具体分布,获取高分辨率灾区遥感影像,可以采用低空无人遥感、航天、航空遥感等方式,对灾区原有的地理信息以及尺度进行整合,推动地理信息服务平台的建立,将多尺度影像地图制作出来,及时、有效的提供地理信息以及地图数据支持,为及时制定出应对自然灾害的措施提供了依据。比如在汶川地震时,在灾区道路交通与通信严重受损的情况下,通过摄影测量与遥感技术在第一时间获取了灾区的详细信息与资料,并利用航空遥感技术和无人机连续、动态的实现对灾区的监测,并对道路交通以及房屋倒塌等情况进行分析,建立起灾区地理信息综合服务平台,将灾区的地理信息数据进行整合,比如水系、居民地以及交通等,为各级抗震救灾指挥部门作出正确的决策以及救援人员的搜救工作提供了及时有效的灾情信息。在灾区的救援工作中,发挥着至关重要的作用。

2.2 摄影测量与遥感技术在气象中的运用

在气象方面中,摄影测量与遥感技术主要运用在对各种气象灾害的预报和监测两方面。

在热带天气系统的监测方面,气象卫星发挥着极其重要的作用,尤其是对于台风的预报和监测。在我国的春、夏季中,雷雨、暴雨等作为多发性的灾害性天气,在监测和分析方面,如果运用常规的气象观测资料是非常困难的。利用具有高空间分辨率和高时间密度特点的卫星云图以及卫星产品,可以对对流系统的演变、发生、移动以及发展过程进行全方位的监测,从而为对流天气的分析和提前预警提供了非常重要的信息。

2.3 摄影测量与遥感技术在各类专项调查中的运用

在调查海洋和陆地环境、森林与植被类型、地质与矿产以及土地覆盖与利用等方面,都会广泛的运用到遥感对地观测技术。

每一年,我国都会进行一次全国耕地更换调查,以确保我国的耕地都充分合理的得到运用;在这一类中,还有很多方面会运用到遥感技术,比如疾病控制、对农作物产量的估计等等。

2.4 摄影测量与遥感技术在农业中的运用

在遥感技术应用中,农作物遥感监测一直是近二十年来的重要领域。从“七五”在对11个北方城市小麦估产时采用气象卫星数据开始,经过“八五”对主要粮食产区的农作物进行估产,一直全国遥感估产系统建立的“九五”,在我国的农业领域中,遥感技术一直在朝着实用型发展。当前,已经能够通过遥感技术实现我国双季稻、冬小麦、玉米、早稻、大豆、晚稻等的长势检测和估产,在收割作物的2~4周提供总产数据和播种面积,并且关于农作物的长势方面,可以每十天显示一次监测结果。这些监测信息,为国家对粮食生产情况的掌握以及合理调配粮食提供了准确的数据支持。国家农业遥感监测系统是由农业部组织研发的,具有对农业土地资源、农作物的长势、农业灾害、农作物产量等进行全面监测的作用。将这些系统运用在农业生产中,为我国种植业结构的调控和指导、粮食市场的调控以及农产品进出口计划的制定起着至关重要的作用。

3 结束语

摄影测量与遥感技术的应用已经逐渐步入信息化阶段。随着我国航空航天技术的不断发展,如何将各行各业的发展与摄影测量和遥感技术相结合从而推动我国经济的发展,已经成为未来摄影测量和遥感技术发展的主要方向。

参考文献:

[1]张景雄.地理信息系统与科学[M].武汉:武汉大学出版社,2010.

遥感技术发展篇3

关键词:国土资源;遥感技术;应用现状;趋势

中图分类号:TP7文献标识码: A

引言

近年来,遥感技术已经在我国的多个领域得到了深入的应用和发展。同时,遥感技术中的高分辨率卫星数据可以对国土资源中的多个方面和领域进行准确、可靠的探测,并能快速地提取出土地的利用及地质构造信息,为我国相关人员对土地的利用情况进行调查、对土地的执法情况进行监督、对土地的变更数据进行复核,进行地质找矿和地质灾害的勘察等提供了准确、真实的数据。

一、国土资源传感技术的应用现状

1、遥感技术与土地资源调查检测

遥感技术跨越式地提升了获取信息的效率,相比于传统的数据采集技术,遥感技术可以全天候地获取到更加丰富的信息,缩短了信息获取的周期,有更好的动态性和多光普特性,因此很广泛地应用到了我们的国土资源调查监测中。我国从上世纪80年代初开始利用卫星遥感技术进行土地状况调查到现在,已经逐步建成了全国性的土地遥感监测体系,在此期间,遥感技术实现了标准化、规模化的发展,在土地资源调查监测中所起到的作用逐步加强。在2007年开展的全国土地调查中,遥感技术得到了进一步的规模化应用。

2、矿产资源调查、开发利用监测中遥感技术

高光谱遥感通常是利用搭载于航空或航天平台上的成像光谱仪监测各类地物的光谱特性,取得相应的图谱合一的信息。所以,它被充分地利用到矿产资源调查、开发和利用的各类监测活动,为其提供了技术支持和发展空间。

随着AIS-1的出现,遥感技术在地质方面的应用由多光谱的定性描述向高光谱定量物质组成鉴别进行技术跨越,至此,我国高光谱矿物填图技术逐步开始应用到地表岩石、矿物的具体识别与填图当中。20世纪90年代开始,国土资源部利用遥感技术对多个矿产资源进行了开发和监测,基本查明了进行监测的区域各类矿种能够进行开采的具置、废弃物分布状况等,并方便进行各类执法活动,经过多年的实践,各类与矿产资源开发有关的遥感技术已经有了很大发展,为矿产资源开发活动能够长期有效地进行奠定了坚实的基础。

3、应用于地质环境调查与地质灾害监测

现代遥感技术的进步和发展,也为对环境监测、地质灾害监测的研究提供了崭新的道路,其优势和作用被充分发挥在诸如地震、滑坡、泥石流等地质灾害的调查研究中。如在汶川大地震中,遥感影像技术也被利用于有效提取并分析活动性线性构造及环形构造信息,从而获取汶川地区地面断裂、冒沙和位移等各种地貌的直观画面和直观情况分析,从构造规模、地质活动程度等各个方面有效分析出余震发生的种种情况及其危害程度,评估灾害造成的损失情况。此外,通过对不同时间遥感资料进行对比,可以了解容易发生震后滑坡、泥石流等地质不稳定的地区,帮助进行相应的预测和分析,充分地了解已发生各种地质灾害地区地质的破坏程度,做好防震救灾工作。

二、遥感技术应用过程中亟需改善的地方

1、高分辨率遥感影像的信息自动化水平亟待提高

我国国土资源管理方面所需的遥感监测数据必须是高分辨率的遥感数据,因为,只有这些数据才能够可靠、准确地为有关部门提供相关的土地方面的信息及数据,也才能够满足我国国土资源管理方面的日常管理和生产需要。目前,我国对中分辨率的遥感数据的科学研究和应用已经比较成熟和可靠。但是,由于我国在信息提取技术和纹理的自动分类等部分关键技术方面还存在较大的问题和欠缺,因此还不能够完全满足我国的需求,同时,我国的高分辨率遥感技术中的影像信息自动化水平依旧处于较低的位置。因此,我国必须要加大研究力度,改变技术方面存在的缺陷。

2、数据资源不够丰富

高分辨率、多时相的遥感信息资源在国土资源管理工作当中显得尤为的重要,虽然它已经在各个方面均有很大的提高,但是,因其资金与科技等等问题的限制,高水平、高质量的遥感数据的卫星源却是非常的少。在国内虽然有“遥感三号”以及“遥感四号”等等均可以有效地用于国土资源的管理工作,但是这些卫星的分辨率具有成像周期长、相对比较低等的缺点,所以就不能够充分的满足国土资源管理工作的各类需求。因此,我国通常都是从国外来购买相应的遥感资料以及遥感数据,高质量遥感数据资源是相当的珍贵,我国自主获取高水平、高质量的遥感影像数据源的各种手段均有待提升与提高,才可以获得更好的遥感资料。

3、资金短缺

众所周知,我国的科技正在日新月异地发展着,但是由于起步和发展的时间还不是很长,致使许多技术还不够成熟,还需进一步的扩展和提升。目前,我国许多自主研发的遥感工具中的卫星分辨率还相对较低,而且成像所需的周期也比较长。因此,为了获得多时相、高分辨率的遥感信息资源、资料和数据,我国就必须从国外进行采购。而目前我国在国土资源管理方面所使用的许多遥感数据和遥感资料都是从国外购买的,这花费了我国大量的资金,从而导致资金的短缺。

三、遥感技术在未来的国土资源中的发展趋势

鉴于我国的遥感技术发展现状,要改变我国遥感技术相对落后的局面,要从基础性的环节做起,引进国外的先进传感设备及其配套设备,同时还要在此基础上进行在创新。同时与国际前沿技术紧密结合,争取成为技术开拓的驱动者。总结起来,国土传感技术的发展在如下几个方面变化比较显著。

遥感数据源更加多样化,以满足更多领域的需求。为保证航空遥感在国内的优势,必须将航空与航天遥感技术同步起来。现在,环境与生态在国家的可持续发展方面中的地位日益突出,国家对其关注的程度也是前所未有。鉴于此,机载光谱成像仪、数字航空摄像仪等设备的引进和再开发会更快推动航空遥感技术的发展。这将进一步拓宽地理信息数据获取的渠道和质量,使得遥感技术在新一轮地质填图、城市综合调查中的作用更加突出。

为适应国家各方面发展的需求,必须努力追踪世界相关技术的发展前沿,采用产、学、研紧密结合的发展思路,推进对干涉雷达、3S技术系统的研究。对土地、海洋、地质矿产等资源领域展开更详细、更精确的数据采集,建成集动态性、完善性、系统性好的信息系统,为决策提供更有质量水准的基础资料。

借助航空航天采集到的具有高空间分辨率和高光谱分辨率的遥感数据,可以对城市环境进行综合性检测和研究,以适应我国城市的规模化和质量化发展。对于城市的各种指标如土壤、水体状况,电磁辐射程度等都可以有详尽、及时地了解。

结束语

进入新世纪以来,遥感技术随着计算机技术、信息技术等新技术的发展得到迅速发展。对于国土资源来说,应用高分辨率卫星遥感数据开展土地调查,及时更新土地利用现状图的数据具有时间周期短、投入资金少、现实性强、工作难度小的优势。随着遥感技术应用技术的不断发展,遥感还将在土地利用规划、国土规划的编制和实施、土地开发整理、基本农田保护和监测、生态退耕、地质环境监测的应用发挥更大的作用。

参考文献

[1]林宗坚,李德仁,胥燕婴. 对地观测技术最新进展评述[J]. 测绘科学,2011(04).

[2]杨武年,刘恩勤,陈宁,廖崇高. 成都市土地利用遥感动态监测及驱动力分析[J]. 西南交通大学学报,2010(02).

[3]张宝,彭志帆,赵锁志.我国遥感技术在国土资源调查与监测发展现状综述[J].西部资源,2012(01).

遥感技术发展篇4

关键词:夜光遥感;社会经济发展质量;区域发展;一带一路

一、遥感技术在评估社会经济发展的应用

自从1972年美国发射了第一颗地球资源卫星 Landsat-1以来,遥感技术成为世界主要大国争先发展的高新技术。通过遥感卫星搭载的对地观测传感器可以获取陆地、海洋和大气的物理和几何属性,从而有效地服务于自然资源调查、土地覆盖制图、自然灾害评估、城市规划和环境监测等应用。这些应用领域能够直接或间接地服务于国民经济建设,对于评估社会经济发展起推动作用。

遥感技术对于评估社会经济发展质量的典型应用领域是自然灾害的评估。众所周知,自然灾害严重危害了人民生命和财产安全。自然灾害发生后,往往难以在地面进行快速准确的灾情调查,阻碍了救援活动的有效开展。遥感技术能够在较短的时间内获得大范围的灾情信息,能够对救援活动和决策提供支持。2008年5月12日发生的汶川大地震造成了巨大的人员和财产损失。地震发生后,我国政府充分利用了“空间与重大灾害国际”赋予的权利,利用了中巴资源卫星、SPOT、RADARSAT、ALOS等国内外光学和雷达遥感卫星开展灾情调查,对于准确获取房屋倒塌和基础设施损坏以及堰塞湖、滑坡泥石流等次生灾害信息起到了关键作用,有力支持了抗震救灾工作 (李德仁等, 2008)。2008年1月中旬至2月初发生在我国南方的雪灾对于居民的生产生活造成了极大影响,通过被动微波遥感技术,研究人员较为准确地获取了此次雪灾的范围、强度、持续时间等时空分布信息,对于政府的抗灾减灾决策起到了积极作用 (毛克彪等, 2009)。此外,遥感技术能够用于监测洪水(Sanyal et al., 2004)、干旱(Rhee et al., 2010)等自然灾害,获取这些灾害的时空分布信息,从而有效减轻灾害对社会经济发展的影响。此外,遥感技术对于监测雾霾 (许华等, 2013)、耕地面积(田光进等, 2002)、违章房屋(李德仁等, 2009)等社会热点现象均能发挥作用。由于本文重点在于论述新兴的夜光遥感技术在评估社会经济发展中的作用,因此对传统的遥感技术就不赘述。

二、夜光遥感技术对于评估和保障经济社会发展质量的作用

大多数可见光遥感传感器的成像时间是白天,只有少部分传感器具有捕捉地表夜间可见光的能力。在夜间无云的天气状况下,遥感卫星对地表可见光成像的过程即为夜光遥感。在夜光遥感影像中,城镇发光、舰船发光和油气井燃烧发光是主要的夜间光源,这三类光源均来自于人类的经济社会活动,因此夜光遥感影像可以发现经济社会发展中的问题和规律,从而评估、保障经济社会发展质量。夜光遥感的应用领域众多,本文挑选三个方面总结夜光遥感技术在评估、保障经济社会发展质量中的重要作用。

(一)区域发展评估

区域发展是指在一定时空范围内的经济增长、人口增长、产业组织和结构升级等社会经济活动。评估区域发展有利于客观认识区域发展带来的资源消耗、环境污染等环境和社会问题。一般情况下,评估区域发展主要利用经济社会统计数据,但统计数据往往存在数据缺失、客观性不足以及缺乏空间信息等缺点。由于夜光遥感能够客观反映城镇分布和经济活动强度,它能够用来评估区域发展动态及其带来的生态和环境问题。

城镇建成区范围及动态变化制图是开展区域发展评估的一项基本工作。在夜光遥感影像中,城镇较乡村有着较高密度的照明设施,因此通过提取夜光影像中较明亮的部分,可以对城镇范围进行快速制图 (Henderson et al., 2003)。随着夜光遥感研究的深入,研究人员发现对夜光遥感影像进行简单的分割无法满足高精度的城镇范围制图的需求,需要将社会经济等数据作为辅助数据源,对不同区域采取自适应的分割策略获得最准确的城镇范围 (何春阳等, 2006; Zhou et al., 2014; Su et al., 2015)。

基于夜光遥感影像的建成区提取,可以开展城镇扩张的时空动态研究。通过对1992-2010年的夜光遥感影像进行时空分析发现,中国在21世纪的城市扩张速度超过了20世纪90年代,其中中国东部在20世纪90年代的城镇扩张速度最快,而中国中部在21世纪的城市扩张最快(Tan, 2015)。基于1992-2010年的夜光遥感影像,对中国70个主要城市的密度进行时间序列分析,研究发现中国城市呈现出过-度扩张的格局,这对中国的可持续发展战略构成了一定的挑战(Wu et al., 2014)。中国的区域发展不平衡一直是各级政府关切的重大问题,通过对1992-2008年的夜光遥感影像进行分析发现,如果将城镇面积作为城镇规模的指标,那么中国在此期间内城镇发展逐渐趋于平衡,其中1992-1995年以及2000-2003年是中国城镇分布格局发生较大变化的两个时期 (Huang et al., 2015)。由于夜光影像可以在较大尺度显示城镇之间的空间连接性,相应的城市群和城市体系研究也逐渐展开。例如,基于空间聚类的方法,可以从2005年的夜光遥感影像中提取中国的主要城市群,发现长三角城市群、河南的中原城市群和珠三角城市群是中国最大的三个城市群(Yu et al., 2014)。

夜光遥感影像不仅可以有效提取城镇范围,还可以通过发光强度来估算区域发展的质量。将城镇灯光分布看做财富分布,比较灯光分布和人口分布的差异,构建“夜光发展指数”可以估算不同尺度区域的发展不平衡性 (Elvidge et al., 2012)。根据这一指数,可以分析中国2005-2010年期间的发展不平衡性的动态变化,研究表明中国西南和西北的区域发展不平衡度最高,而中国北部沿海区域发展最为平衡,且中国整体的不平衡度在此期间内有一定程度降低,表明了中国的区域发展趋于平衡,此外,人口密度较高地区的发展平衡度也相对较高 (Xu et al., 2015)。通过对夜光遥感影像进行强度信息提取,发现夜光强度能够较好在中国省级和县级尺度上反映贫困状况(Yu et al., 2015; Wang et al., 2012),从而为我国的贫困研究提供一种较为客观的数据源。在城镇化过程中,住房空置率是评价城镇是否过度扩张的重要指标,通过对美国若干都会区的城市灯光强度和住房空置率进行相关分析,证明了夜间灯光能够较好反映美国的住房空置率,这一结论为利用夜光遥感数据研究中国住房空置率奠定了基础(Zuoqi Chen, 2015)。(二)光污染分析与调查

城镇的夜间灯光不仅反映了城镇的繁荣程度,同时也给人类和其他生物的健康带来了一定的负面影响。这是因为人类和动植物在进化中,已经适应了漫长的黑夜,而电气化革命带来的夜晚照明设施在方便人类生产和生活的同时,也打破了各种生物长期以来在黑夜中的生活习惯和习性。因此,城镇中过度的夜晚灯光又变成为光污染。已有的疾病机理分析表明,光污染和肥胖症、失眠症等疾病有着显著的相关性。然而,传统的样本调查方法在大范围内调查光污染和疾病的联系是极为困难的。夜光遥感的出现为大范围调查光污染信息提供了一条崭新的途径。美国和以色列的科学家基于医学调查数据和夜光遥感影像,发现了光污染和乳腺癌的发病率存在显著相关性(Kloog et al., 2008; Bauer et al., 2013)。实验室研究表明帕金森病与光污染有显著相关性,而卫星遥感影像则提供了在大范围研究这种关系的可能,通过夜光遥感影像和帕金森发病率数据,发现光污染和帕金森发病率存在显著相关(Romeo et al., 2013)。光污染不仅诱发人类多种疾病,同时也对动物习性造成了严重干扰。例如,通过夜光遥感影像和装载在海鸟身上的GPS进行综合分析发现,夜晚的灯光吸引海鸟飞行,并且发现夜光越强的地方越容易吸引海鸟,从而导致大量海鸟的不正常死亡(Rodríguez et al., 2015)。

鉴于光污染已经被证实影响了人类和其他生物的健康,瑞典等发达国家已经率先出台法规来遏制户外灯光的过度使用,而遥感技术则被广泛用于调查光污染的分布。利用夜光遥感影像调查1995-2010年期间欧洲光污染分布,研究表明这一期间欧洲光污染整体明显增强,但瑞典、芬兰等发达国家的光污染在局部区域减轻,证明了这些国家出台的光污染相关的法律是初见成效的(Bennie et al., 2014)。类似的分析也在中国开展,1992-2012年期间中国的光污染范围增加了超过1倍,其中20世纪90年代东部地区大城市的光污染增加成为中国光污染增加的主因,而到了21世纪,中小城市光污染的增加成为主导 (Han et al., 2014)。

(三)环境评估

城市扩张、人口增长等人类活动造成了诸多的资源环境问题。然而,大尺度评估人类活动强度以及导致的资源环境问题存在一定困难,其原因是传统的经济社会调查方式难以获得时空连续的人类活动数据。而夜光遥感影像恰恰能够在较大尺度上时空连续地反映人类活动,从而评估人类活动带来的各种资源环境问题。

碳排放一直是全球变化领域的热点问题之一,传统的碳排放调查只能在一定的统计单元获得碳排放的总量数据,而统计单位之内的碳排放分布则难以获得。由于夜光和人类活动存在紧密的关系,因此夜光影像可以用来获得较细尺度的碳排放分布。在获得土地利用分类图的前提下,利用夜间灯光影像可以将碳排放统计数据分配到地级市,从而获得我国1992-2010年的各地级市的碳排放数据(苏泳娴等, 2013)。由于夜光数据具有时空连续性,因此可以利用它来研究碳排放的空间分布关系。通过夜间灯光数据结合人类活动指数对中国的县级市碳排放展开研究,发现碳排放较高的城市往往毗邻人均GDP较低的城市,揭示了我国碳排放和社会经济参数的关系(Lu et al., 2014)。能源消费是碳排放的主要来源,美国宇航局的科学家通过对夜光遥感影像进行时间序列分析,发现世界各国在节假日期间的夜光明显增强,可以推断出能源消费和碳排放在此期间也会陡然升高(Román et al., 2015)。

夜晚灯光的增加往往意味着该区域的人类活动增强,例如正在发生城镇土地利用扩张,而城镇扩张会对周围的生态环境带来一定的压力,当压力超过当地的承载力时,该区域就会陷入环境恶化和不可持续发展的阶段。夜光遥感影像结合各类资源环境数据,可以用来评估人类活动对周围环境带来的压力。通过夜光遥感影像和森林范围图的联合分析,美国科学家分析了科罗拉多州部分区域的城镇扩张对森林火灾易发性影响,发现了该区域的森林火灾易发性增加(Cova et al., 2004)。相比于森林资源,人类活动对水资源的压力更令人关注。通过全球河流矢量数据和夜光遥感影像,可以分析人类活动对河流的压力及时空分布,研究发现近20年来人类活动对河流的压力显著性加大,但是在叙利亚、乌克兰等社会动荡的国家中,人类活动的压力对河流的压力减小(Ceola et al., 2015)。由于夜光遥感影像能够覆盖全球绝大部分区域,因此夜光遥感影像还可以用来评估人类活动对全球陆地生态系统的压力,研究表明自20世纪90年代以来,人类对陆地生态系统的压力增加了64%,其中东南亚的增幅最大,而自然保护区的人类活动压力也显著增大,唯一的例外是偏远地区和山区人类活动呈现减弱的趋势(Ceola et al., 2015)。

三、夜光遥感技术在“一带一路”发展中的潜力研究

“一带一路”是“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”的简称。根据2015年4月中央电视台正式的“一带一路”示意图,丝绸之路经济带的三条走向为:①中国-中亚-俄罗斯-欧洲;②中国-中亚-西亚-波斯湾-地中海;③中国-东南亚-南亚-印度洋。21世纪海上丝绸之路的两条走向为:①中国-南海-印度洋-欧洲;②中国-南海-南太平洋。

“一带一路”作为我国21世纪的重要战略构想,对于我国的现代化建设和中华民族的伟大复兴具有重要推动作用。“一带一路”横跨欧亚大陆,辐射大洋洲和非洲,沿线国家数量超过60个、人口超过40亿,准确获取这些国家的社会经济动态对于“一带一路”建设可以提供重要决策依据。然而,这些国家的国情存在较大差异,社会经济统计数据存在实时性不足、数据缺失等问题,这些问题在“一带一路”中的发展中国家显得特别突出。由于夜光遥感技术能够在大范围获取社会经济动态信息,该技术能够为我国建设“一带一路”提供有力保证。

我们从美国海洋与大气管理局(NOAA)获取了1995-2013年的“一带一路”区域的夜光遥感影像。首先,我们通过回归统计分析了这些国家GDP增量和夜光增长量的关系,考虑到部分国家的GDP数据缺失,仅用存在GDP统计数据的国家参与回归分析,发现两者的回归决定系数为0.9187,证明了夜光增长能够很好反映GDP的增长,进而反映社会经济发展动态。

在上面分析的基础上,我们对这批夜光遥感影像进行影像变化检测分析,可以揭示不同国家和区域的城市化和经济增长规律。我们列出1995、2013年“一带一路”夜间灯光总量排名前20位的国家(见图3),以及1995-2013年该区域夜光变化比例前20位和后20位的国家(见图4),从而展现该区域1995-2013年的宏观经济动态变化。

我们的研究发现,多数“一带一路”沿线的发展中国家的夜光均处于显著增长。 “一带一路”沿线国家中夜光增长最快的国家主要分为两类:①越南、缅甸、老挝、柬埔寨等开展经济改革并快速发展的国家;②波黑、阿富汗、索马里等经历战乱后完全或局部进入和平的国家。值得注意的是,在此期间中国超越俄罗斯成为该区域夜光总量最多的国家,证实中国开展了大规模和富有成效的基础设施建设。叙利亚和部分独联体国家由于社会和经济动荡,发生了夜间灯光衰退的现象。瑞典、丹麦等发达国家采取了节能和控制光污染的政策,导致了夜间灯光减少。

国情调查是“一带一路”建设的前提,夜光遥感技术能够有效获取“一带一路”沿线国家经济社会动态的宏观信息,特别对于经济社会统计数据缺失的国家而言,夜光遥感能够有效弥补这些国家数据不足的缺陷。武汉大学正在夜光遥感领域开展探索性研究,将为“一带一路”建设的投资和外交政策提供科学依据。

四、总结和展望

遥感技术特别是夜光遥感技术能够大范围获取人类经济社会活动信息,能够为监测经济社会发展及衍生的生态环境效应发挥重要作用。已有的研究表明,通过夜光遥感获取的时空连续的经济社会数据能够有效补充经济社会统计数据的不足,有利于在较大时间和空间尺度上获得经济社会参数,并评估人类活动和区域发展的时空模式。

在我国建设“一带一路”的时代背景下,获取“一带一路”沿线国家的经济社会动态对于我国的投资战略至关重要。目前,仅仅通过各国和国际组织公布的经济社会统计数据无法满足建设“一带一路”的需要,而夜光遥感技术能够有效监测“一带一路”沿线国家的经济社会动态。结合经济社会统计和其他类型的遥感数据,夜光遥感技术将会在保障“一带一路”建设质量中发挥重要作用。夜光遥感技术对于评估、保障社会经济发展大有可为!

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Applications of Night-time Light Remote Sensing in Evaluating of Socioeconomic Development

Li Deren and Li Xi

(State Key Laboratory of Remote Sensing Information Engineering, Wuhan University)

遥感技术发展篇5

关键词:  全球定位系统; 地理信息系统; 遥感; 海洋资源; 海洋环境; 可持续发展

资源和环境问题已成为当今世界各国共同关注的焦点。陆地资源过度开采日益枯竭,整个人类的生存与发展迫切需要寻找新资源。《中国21 世纪议程》指出:海洋是全球生命支持系统的1 个基本组成部分,是1 种有助于实现可持续发展的宝贵财富[1 ] 。它拥有广阔的空间资源、丰富的生物资源、矿产资源、化学资源和动力资源。加快海洋资源的开发,充分发挥海洋优势,进而促进经济发展已成为世界大国发展的主流。我国人口众多,人均资源匮乏,社会发展和经济腾飞面临严峻的形势。同时我国是海洋大国, 海岸线长18 000km ,海域面积3. 0 ×106km2 ,约占全国陆地面积的1/ 3[2 ] ,海洋资源丰富。但海洋资源远未开发,机遇与挑战并存,而且我国南海及黄、东海都与相邻国家之间存在疆界划分和200 海里专属经济区的权益之争问题。因而,应用高新技术,准确快速查明我国海域情况,主动保护海洋环境安全[3 ] ,既是维护我国海域合法权益、保护海域环境的需要,也是科学开发利用海域资源、发展海洋经济、促进我国整体经济腾飞的需要。走海洋兴国与可持续发展之路是解决我国人均资源匮乏并实现21 世纪宏伟蓝图的重要出路[4 ] 。

作为建立数字海洋的三大支撑技术GPS , GIS 和RS ,在海洋空间数据处理中各具特点,又密切相关[5 ] 。GPS 可在瞬间产生目标定位坐标, GIS 具有较好的查询检索、空间分析计算和综合处理能力,RS 可快速获取区域面状信息[628 ] 。3S 集成技术充分发挥各自的长处,形成了多功能综合技术系统,实现了海量信息获取与信息处理的高速、实时和信息应用的高精度和定量化,即GPS 和RS 向GIS 提供或更新区域信息以及空间定位,GIS 进行相应的空间分析。3S 技术为海洋资源的规划管理与评价、海洋环境保护、海岸带防灾、地下水防污及国防建设等方面提供了有利的观测手段、描述和思维工具。当前,3S 技术已广泛应用于土地、林业、水利、农业、城市管理、生态建设等方面[9210 ] ,但在海洋领域的应用总体水平还较低,主要应用于海洋环境监测、海洋灾害预警预报、海洋资源调查方面,近几年扩展到海岸线测量[11 ] 、海域勘界[12 ] 、厄尔尼诺现象的发生机制和各种尺度的海气相互作用过程等科学研究领域[13 ] 。

1  我国海洋资源与环境的现状及应对策略

1. 1 海洋资源开发现状

改革以来,我国的海洋开发飞速发展。1980 年全国海洋产业产值为80 亿元,1990 年达482 亿元,1994年猛增到1 400 亿元,2000 年全国海洋产业产值已达4 133亿元,2004 年近1. 3 万亿元[14 ] 。但目前我国海洋产业规模较小,仍以港口、渔业等近海单项传统产业的开发为主。海洋科技整体水平落后,资源利用率低,浪费严重,缺少全局的、长远的兼顾,特别是缺少对海洋整体利益的考虑。我国对近海矿产资源的研究程度亦相对较低,对远海及整体资源尚未进行综合开发利用,尤其是以高新技术、资金密集、见效快、创汇多为特点的新型海洋产业(如海洋油气业、滨海砂矿业及海洋服务业等产业) 发展缓慢。海洋娱乐区、倾废区等功能区规划不尽合理,管理滞后。海洋资源开发管理机制和法律体系不健全,不能适应市场经济的要求,尚未形成统一协调的整体开发战略[15 ] 。

1. 2 海洋环境及生态现状

1. 2. 1 我国海洋环境污染相当严重

许多海区、港湾的污染均超过国际限制标准。环境质量日益恶劣,近海污染范围不断扩大,N , P 等营养盐类污染明显。2004 年我国海域未达到清洁海域水质标准的面积约1. 69 ×105km2 ,较上年增加约2. 7 ×104km2 ,近岸海域污染严重,污染海域主要分布在渤海湾、江苏近岸、长江口、杭州湾、珠江口等局部海域。同时,陆源污染物排海严重是海洋环境污染的主要原因。一项对沿海工业污水直排口等四大类43 个排污口进行的重点监测显示,受陆源排污影响,约八成入海排污口邻近海域环境污染严重, 约20km2 的监测海域为无底栖生物区[14 ] 。

1. 2. 2 海洋的自然和生态破坏范围广、程度深大量不合理的人为活动(如围海筑坝、河流建闸、大面积挖沙采石、乱挖珊瑚礁等) 已严重影响并破坏了我国海洋自然景观和生态环境,造成了大范围的海岸侵蚀或淤积,湿地及红树林面积减少[16 ] ,破坏了典型的海洋生态系统, 海珍品濒于绝迹, 渔业产量大幅度下降。《2004 年中国海洋环境质量公报》显示,由于陆源污染物排海、围填海侵占海洋生态环境及生物资源过度开发,莱州湾、黄河口、长江口、杭州湾及珠江口生态系统均处于不健康状态;沿海开发程度的增高和海水养殖业的扩大,也带来了海洋生态环境和养殖业自身污染问题[14 ] 。

1. 2. 3 海域污损事件频发、环境灾害群现近年来,我国海域赤潮、溢油、违章倾倒等污损事件发生频率越来越大。2001 年全国海域共发生赤潮77 起,累计面积达1. 5 ×104km2 [17 ] ,对海洋环境、生物资源和渔业生产造成严重损害。海运业发展导致外来有害赤潮种类的

引入,全球气候变化也导致了赤潮的频繁发生。2004年中国近岸局部海域沉积物污染严重,近岸海域部分贝类受到污染,大面积赤潮和有毒赤潮多发,全年共发生赤潮96 次,赤潮累计发生面积较2003 年增加约八成多,海洋环境污染已成为海洋经济可持续发展的严重障碍[14 ] 。

1. 3 应对策略

根据我国海洋资源利用与海洋环境污染的现状,结合我国国情与21 世纪国民经济可持续发展的需要,应强化以下措施:要加强组织领导,建立和完善相应的管理体系和机构,制定海洋资源开发利用和环境保护的综合性目标、政策和法规;要提高全民热爱海洋、保护海洋资源与环境的意识;要建立我国海洋倾废区,规划近海海域环境容量,严格实行污染物总量控制;要按照合理、系统和科学的原则开发利用海洋资源,充分发挥海洋功能区域的社会经济和生态环境效益;要加强对各种海洋资源储量、分布的勘测勘探,调查了解各种资源量及海洋环境的现状和未来发展的趋势;而重中之重是要倡导科技创新、依靠科技振兴海洋:利用新技术、新手段原位实时地监测海洋环境,通过强大的地理信息分析与处理系统的支持,对获得的信息进行分析、模拟,及时有效地保护海洋环境、资源,预报灾情与突发事件。

2  3S 在海洋资源与环境中的应用

多年来,国内外海洋工作者在海洋地理、海洋化学、海洋水文、海洋气象、海洋生物、海洋矿产、海洋测绘等基础性学科上进行着不懈的研究,制定了一批大型的、多学科的国际海洋科学研究计划,如全球海洋观测系统( GOOS) 、Topex/ Poseidon 海洋地形试验、世界海洋环流试验(WOCE) 、热带海洋全球大气计划( TOGA) 等。通过系统地研究海洋,不断发现其内在规律,帮助人们充分利用海洋空间,合理开发海洋资源。

目前,越来越多的地理信息已在国民经济建设诸多领域中显示出巨大的应用价值。在信息量激增的21世纪,要实现海洋资源与环境的可持续发展,关键是要及时准确地获取、分析海量的信息。而20 世纪下半叶发展起来的GIS 技术功能强大,用于对空间环境数据进行管理、查询、分析,并且利用GIS 的统计制图功能形象地展示出各种环境专题内容、环境数据空间分布与数量统计规律,以满足环境保护实际需要。3S、专家系统及决策支持系统是当今信息时代的尖端技术,它们相互结合、取长补短、相辅相成,为资源开发、环境保护提供比较完善的技术支持,有助于海洋资源与环境的可持续发展。借助3S ,应用计算机网络与通讯和数据库管理技术,建立现代化海洋实时立体监测管理系统,实现信息更新、信息共享,并通过图形方式对管理与决策前景进行动态模拟,为海洋资源开发、海洋环境和气候的监测、海洋防灾减灾以及维护国家海洋权益服务。

2. 1 3S 与海洋资源的开发利用

目前陆地上70 %的农业生产资料,80 %以上的工业原料、95 %以上的能源来自矿产资源。由于我国仍处于矿产消耗强度趋快的时期,要满足近期矿产资源的需求,并为今后一定时期内可持续发展保持后劲,寻找和开发矿产资源仍是地学工作的重要任务。海洋中蕴藏有丰富的石油、天然气、天然气水合物、多金属结核、海底热液多金属硫化物等矿产资源,它们的分布、规模、储量评价、开发利用的环境条件及可行性等,无疑依赖于快速、高效、准确的探查技术。

根据海洋资源数据库中的物探、化探资料及GPS和RS 提供的信息,应用GIS 空间分析功能和虚拟现实技术来探索海洋成矿特点和规律,为海洋管理、海岸带和海岛资源开发提供科学依据。成本低、速度快,有利于克服自然界恶劣环境的限制,减少投资的盲目性。3S 技术可以对区域自然资源的分布及其量值的动态变化进行快速、准确的调查和评价,例如,确定资源量及其变化幅度、时空分布特征,分析、预测各类资源利用的现状与前景,探索解决自然资源供需矛盾的可能途径,评价资源管理的政策和方案等。

2. 2 3S 与海洋环境保护

利用3S 建立海洋环境和灾害信息库、海洋环境质量评价和灾害预报系统,能够为环境监测、管理、规划及评价提供重要的技术支持,为保护海洋环境及海上航行、生产安全服务。

2. 2. 1 环境监测

遥感技术在海洋调查中显示出大范围、多时像、高分辨率的特点,RS 在河口泥沙规律研究、海水海温监测、渔场监测、海洋污染监测等方面发挥了重要作用,对厄尔尼诺效应、赤潮等的监测也收到较好的效果[18 ] 。

2. 2. 2 环境管理

GIS 等技术能对各种海洋环境、资源,如海洋生物资源、大气质量、海洋水资源、污染物排放范围等进行实时监测、更新,并能有效地进行环境统计分析,进而进行环境总体规划;可动态展示污染源位置、类型、负荷及对区域环境造成的影响。

2. 2. 3 环保应急反应

对于重大环境事件,环境保护部门要具有应急反应能力,并能针对事件的特性做出迅速反应和决策,如水质污染、油船泄露等。

2. 2. 4 环境规划

污水排海工程的规划与设计由于涉及潮汛等原因,如何建立有效的模型进行近海水域模拟分析,是目前的难点和热点。而GIS 的空间分析能力可较好地解决该类问题,应用GIS 进行近岸海流模拟分析,同时还可以分析近海岸带悬浮物的分布情况。另外,GIS 等技术可以快速、准确、客观、动态地对重点海域的环境质量进行趋势预报,为区域环境规划工作提供全面支持,为国家和地方进行宏观决策提供科学依据。

2. 2. 5 环境评价

我国目前正在或将要进行的资源开发和重大工程项目,如南海大陆架石油开发等,应用GIS 等技术可以对其进行勘探、选址及建成前后的环境问题进行分析、预测和研究,并实现其动态、连续、准确的监测、评价与环境影响规划方案的制定。

2. 2.6 与海洋精细渔业

海洋精细渔业指将3S、计算机、通讯、网络及自动化技术等高科技与地理学、渔业、生态学、沉积学等基础学科有机地结合,对鱼群、水质、底质进行从宏观到微观的实时监测,以实现对鱼苗生长、发育、营养状况、灾害以及相应的环境进行定期信息获取和动态分析。通过诊断和决策制定计划,并在GPS 和GIS 集成系统支持下发展信息化现代海洋渔业。海洋精细渔业具有新型现代渔业生产模式,综合应用了3S 等空间信息技术,将促进人类合理利用渔业资源,降低成本,提高产品产量和质量,改善生态环境。海洋精细渔业是未来渔业可持续发展的方向,也是“数字海洋”战略中的一项重要内容。

3  海洋资源、环境领域中亟待应用3S 技术的重大课题

美国前副总统戈尔曾提出“数字地球”战略,我国的《21 世纪议程》和“数字城市”工程均包括3S 方面的内容[19220 ] 。作为“数字地球”的一部分,“数字海洋”、“数字港湾”等名称已被相应地提出,建立了一些行业性、地区性地理信息系统(如渔业GIS、黄河口GIS) 。我国各有关部门对海洋资源与环境进行了大规模的调查研究,全国沿海66 个海洋站、200 多个验潮站和3 个海洋资料浮标网的长期观测[21 ] ,加之陆地/ 气象/ 国土卫星资料及航片资料,积累了大量的数据。所以运用GIS 技术建立海洋立体监测管理系统在我国已经具备了一定的基础,海洋综合管理系统有广阔的应用空间。但总体上讲,3S 应用范围窄程度低,海洋资源与环境可持续发展任重道远[22 ] 。在海洋领域利用GIS ,首先要建立开放式的、具有先进体系结构的计算机网络平台;然后利用优良的GIS 工具和数据库管理系统,构成一个集成化的环境,以满足海洋立体监测管理系统功能的需要;再利用海洋综合管理分析与决策子系统对各种信息进行分析、模拟,为海洋资源开发、环境和气候监测、防灾减灾及维护国家海洋权益服务。根据我国海洋资源与海洋环境现状,结合海洋可持续发展的目标,当前,应尽快发挥3S 的优势,深入研究以下领域。

3. 1 数字海底系统

海底地形信息对于海岸带的演变研究具有重要意义。近年来GPS 技术与海底测深技术相结合,提高了水下地形测量精度,但费用高且无法经常测量,对大面积水域也难以得到连续的全景水深信息。GIS 与RS图像处理系统结合应用能在一定程度上解决这些问题。RS 数据是地理信息系统的重要信息源,且大多数GIS 已拥有独立模块进行图像处理。以GIS 为平台, 利用各种海底探测技术所取得的资料,建立数字海底数据库,应用自动成图技术,集成由海底地形地貌、地质构造等相关参数组成的数字海底系统。数字海底系统是多学科海底数据和海洋地质模型支撑的信息化海底系统。其关键技术包括海底地学专业模型技术、地学数据技术、与数字地球间的集成技术;其主要目标是使海底领域与数字地球接轨,促进海底资源的开发和海洋环境的治理。

与3S 具有紧密联系的海洋环境下矿产资源的原位实时探测技术、海底电视观测系统及水下可视化定点采样技术、先进的海底矿产资源现场测试技术是国外正在发展的高新海洋资源探查技术,在大洋矿产资源探查与评价中占有极其重要的地位。我国目前对上述技术的掌握程度很低,这无疑严重阻碍了我国对大洋矿产资源的分布、储量、开发潜力和开采方法的正确判断。尽快开发大洋矿产资源探查技术显得异常必要和迫切。

3. 2 海岸带系统

海岸带是地球四大圈层交汇的地带,物理过程、化学过程、生物过程及地质过程交织耦合,陆海相互作用强烈。全世界河流入海悬浮物质、生源要素及污染物的75 %~90 %归宿于海岸带,全世界60 %的人口和2/ 3的大中城市集中在沿海地区,海岸带环境演化直接关系到人类的生存空间、生存质量和社会的可持续发展。因此,海岸带陆海相互作用(LOICZ) 研究成为国际地圈- 生物圈计划( IGBP) 的核心计划之一,旨在研究未来气候变化、土地利用、海平面变化及人类活动等对全球海岸带生态系统功能和可持续利用的影响,提高对于未来变化的认识和预测能力。河口- 近海系统位处沿海经济带,是陆海相互作用最为活跃的地带。就我国的国情而言,占我国陆域国土13 %的沿海经济带承载着全国42 %的人口,创造着全国60 %以上的国民经济产值。我国沿海经济带的快速发展对海岸带资源与环境有着极大的依赖性,同时也赋予海岸带沉重的环境压力。

海岸带系统是海岸带综合管理必不可少的手段,尤其在海岸带功能区划、海域划界、海域资源有偿使用管理等信息管理中,是目前迫切需要进行的工作[23 ] 。通过RS 与GIS 技术集成方法,结合海岸带综合管理所需的元数据(Metadata) 技术和网络地理信息系统技术,充分利用多源卫星资料和已有的实地调查资料,构建海岸带信息系统是具有较高技术含量同时又具有巨大管理效益的研究项目。它将帮助研究者从海岸带环境场及其动态变化规律探索的角度来进行海岸带动态变化研究,进而开展陆海相互作用的研究。

3. 3 海洋灾害监测与预报

3. 3. 1 海水入浸实时监测

当前,全球气候变暖,海平面上涨,且海水入侵面积仍有扩大的趋势。我国海岸线长,沿海地区面积大、海拔低,海平面单位高度的上涨会对沿海地区的工农业生产和人民生活造成巨大危害。国内这方面的研究开展比较晚,应运用3S 动态、实时监测海水入浸,分析、预报灾情,提供有效的措施及建议。

3. 3. 2 重大自然灾害监测预报

东部沿海地区为海洋灾害多发区,其中最为严重的是台风、海流、风暴潮、海浪、赤潮等灾害[24 ] 。因此,如何准确预报重大灾害,提高区域综合减灾能力,已构成可持续发展中亟待解决的重大科学问题。采用以飞机和卫星平台相结合的遥感成像技术实时地获取灾害蔓延范围信息,用GPS测定灾区的准确地理位置,结合GIS 中已存储的灾区地形、交通等信息,即可对灾害进行评估、预测,并能对不同决策方案的效果进行模拟、对比,向各级决策部门提供救灾、减灾的辅助决策方案。

3. 3. 3 海洋生态环境动态监测

海上溢油事故频繁发生、沿海工业废水排放量日益增多、海水养殖业趋向于高密度大面积的产业化、工厂化养殖,造成环境质量下降、近海营养盐过剩,赤潮频发,严重危害着海洋生态平衡。因此,运用3S 建立海洋环境动态监测系统及海洋生态变化监测系统,对合理管理海域、分析环境变化和预测海洋生态状况具有重大而深远的意义。

3. 3. 4 海洋工程安全立体监测与预报

近海资源与环境的开发依赖于海洋工程构筑物,工程安全状况直接影响开发工作的经济、环境效益,甚至决定开发工作的成败。海洋工程安全性既取决于工程结构本身状况,也取决于周围的环境荷载,如风、浪、冰、地震荷载等。建立对海洋工程构筑物状况及其环境影响的监测体系意义重大。

4  结语

海洋资源与环境是3S 技术大显身手的领域。3S是充分利用现有数据和信息资源的最佳途径,是实现海洋资源与环境可持续发展的关键技术和重要手段,在全球变化、资源调查、环境监测与预测中起着其它技术无法替代的作用。同时在维护海洋资源与环境可持续发展的过程中将极大地促进信息科学技术、空间科学技术、环境科学技术和地球科学的发展。3S 所提供的巨大市场将在国民经济及海洋资源与环境可持续发展中发挥越来越重要的作用。随着科学技术的发展,海洋遥感卫星相继升空,海洋探测技术越来越先进,水下地形测量、重力测量仪器不断更新换代,为海洋基础数据获取提供了保障。3S 理论的日益完善,算法研究的不断深入,全球网络化的逐步实现,测绘工作者、海洋科学工作者的密切配合,都为海洋地理信息系统和海洋遥感的普及提高创造条件,最终为决策者提供高质量的服务和科学的建议。只有经济、社会的发展与资源、环境相协调,走可持续发展之路,才是中国发展的前途所在。 参考文献

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遥感技术发展篇6

1 遥感技术发展概况

所谓的遥感技术,主要是指利用相关设备对遥远的事物进行监测,从而获取信息及感知的有效方式。其中,传感器这项装备可以说是遥感技术最为关键的设备。利用传感器自身的传播性能,遥感技术感知附近及地面事物,在经过确定及筛选之后,获得有用的数据,同时再将这些信息与数据利用传感器传递到地面,采用分析法与计算机技术对其进行系统的比较,最终得出较为全面、客观的信息。此外,遥感技术渗透了计算机科学、地球科学、测绘科学及地球科学等学科知识,结合了各个学科的优点,整合而成的一项高端、先进而又精确测绘技术。

2 测绘工作中遥感技术应用现状分析

2.1 测绘遥感应用不够广泛

在我国,在所有的测绘工程项目中,遥感技术是完成任务目标的必备手段,可见,具有十分广阔的发展前景,技术的水平与领域也随之不断延伸。然而,由于人们习惯和观念,对遥感技术存在一定陌生感,导致其推广受限。

2.2 遥感工作资金造价高

在实际工作当中,有些测绘项目因为遥感技术价格高等问题望而怯步,随着近几年来计算机技术以及遥感技术的快速发展,促成遥感技术由最开始的理论层面正式步入实质阶段,其具体的环境资源、灾害监测、地质勘探以及地理测绘方面的检测功能逐渐明显。但是,仍然遥感技术造价高、花费大等特点仍然制约了其发展。此外,在我国,遥感技术主要应用在一些重点研发的科研项目上,譬如说资源勘探、环境污染以及地址灾害等方面,而用于煤矿开采或工程地址检测方面的则少之又少。

2.3 遥感信息源空间分辨率较低,应用水平较低

遥感技术在环境污染检测以及地质灾害勘测方面的优势将会促进我国环境保护失业用户地质灾害研究事业的长远发展,所以,从某种方面来看,提高遥感技术信息员的空间分比率,在测量水平、覆盖范围、以及信息数据准确性方面有着不容忽视的作用。

3 完善遥感技术在测绘工作中应用的策略及其具体做法

随着时展,遥感技术也被广泛应用于各个测绘工程项目中,遥感信息技术的漏洞与不足也愈加明显,而完善遥感技术手段、加强其宣传力度以及提高技术水平可以说是普及遥感技术的主要方式。

3.1 遥感技术在测绘工作中的应用

现阶段,遥感技术在我国测绘工程项目中应用较为广泛,因为遥感技术相比传统的测绘工具,其优势更为明显,避免了很多容易出现的测绘漏洞。

(1)跟传统的测绘技术相比,遥感技术发生人为干预的情况较少,可以客观、全面的将监测区域的情况反映出来。而若是采用传统的方式进行测量,极容易出现误差偏大或误差累积等现象。而不得不说,遥感技术的测量数据比较真实、准确。譬如说:在矿区资源的定位和监测上,可以通过遥感技术来确定煤矿资源的具体位置,避免以为内不科学开采威胁生命或资源浪费等问题。

(2)与传统的测绘方式不同,遥感技术能够动态实时、全方位、全天候的进行工作,这可以说是遥感技术最为显著的特点,它以全球定位系统作为后盾与支撑,在完成空间定位与导航工作之后,能够实时监测区域的实际情况。

(3)遥感技术发展至如今,应用范围已经极为广阔,它可以迅速了解所在区域的地质特点、资源所在地以及地理情况,从而获取全面、精确的数据。

3.2 加强对遥感技术深度研究,拓展应用领域

可以说,在地质调查这项工作中,应用遥感技术不仅是社会经济发展的急迫需要与客观要求,从事物本身出发来看,也是十分必要的。就我国目前的发展态势来讲,遥感技术的发展前景极为广阔,应进一步以研究遥感技术为出发,提高其精度、准确度以及宣传力度。首先,加大资金的投入力度可以说也为遥感技术的深入研究工作做出了贡献。我国必须以进一步开发遥感技术为核心,以强国为目标从而不懈努力。除此之外,我国还需提高思想认识与观念意识,增加遥感技术的覆盖范围,加大资金扶持力度,解决当前各大测绘工程项目应用遥感技术而遭遇的一些难以解决的问题,拓展其技术领域。其次,相关部门也应重视起来,加强对遥感技术的推动、深入研发与鼓励,可制定一系列优惠政策来促进遥感技术的应用及普及。

3.3 大力推广遥感技术,加大遥感技术普及力度

只有在大力推广工作中,才能充分的显示遥感技术对测绘工作的适应力与优势。现阶段,不少应用遥感技术的测绘工程项目已经发现遥感技术高超的环境适应力以及技术优势,譬如谁:能够勘测不同地形,实现对地质灾害、气象灾害以及火灾等的全程监测,获取真实的数据,为建立灾害防御制度以及我国灾害研究做出了巨大的贡献,适合监测不同地形,可实现对地质灾害、气象灾害以及火灾的全程监测,从而获取有效的数据信息,为建立灾害防御制度以及我国灾害研究做出了巨大贡献,所以,增加遥感技术的覆盖面积以及普及程度势在必行。

(1)利用遥感技术来降低项目工程的测绘造价,实现遥感技术在各行各业的实用度。只有降低资金成本,让更多和项目去接受,而不是目前集中在几个重点项目上。

(2)提高遥感技术的空间分辨率也将有利于遥感技术的普及。早期遥感技术受分辨率限制,较多应用于宏观的检测,而当前由于新工作思路的拓展,遥感技术与地质的符合程度越来越高,受距离的限制也越来越小。但是相关人员在改善工作思路,加大遥感技术地质检测水平上还需进一步努力。

4 结语

总之,在当今的测绘工作中,应用遥感技术已经成为社会发展的必然趋势。随着计算机的普及与科技的进步,遥感技术的覆盖范围将会大大增加,实现遥感工程司、灾害、气象、地质遗迹环境资源监测等项目,拓展遥感技术的应用范围,让其充分发挥自身优势,在灾害预防、社会发展以及国民经济上做出贡献。

参考文献

遥感技术发展篇7

关键词:测绘工作,测绘遥感,应用

中图分类号:P2 文献标识码: A

前言

由于科技的发展和人类生存环境的变化以及国际间竞争的不断加剧, 人类越来越重视太空资源和自然资源的开发和利用,为了满足这些需求便产生了遥感技术。 遥感技术的基础是航空摄影,能比较全面、快速、立体、有效地勘探清楚资源的实际分布状况。 基础的测绘工作是社会发展和国民经济发展的重要保障,将遥感技术应用到测绘中去,能够确保地图的真实有效性,满足人们的需求。

1 遥感技术的含义、优点、测量手段以及应用流程

1.1 遥感技术的含义

遥感技术是由三大部分组成的,分别是地基系统、空基系统以及研究技术支持系统。 利用各种遥感器进行地面资料的收集,通过对信息的获取和记录以及识别来进行物体的判断。

1.2 遥感技术本身的优点

遥感技术资料获取范围比较大并且获取信息的速度比较快,获取周期短,此外,受到的限制条件比较少,获取信息的手段比较多, 获得的信息量也比较大。 这些都是遥感技术本身的优点。

1.3 航空摄影测量

航空摄影测量是遥感技术最重要的获取信息途径,随着技术的进步,地理要素的变化也比较快,以往的测绘方法已经无法满足实际的需要。 航空摄影有着准确和快速的特点,能够不断满足人们对于地理信息的获取需要。

1.4 遥感技术应用时的流程

动态的遥感技术在进行应用的时候, 流程一般是选取数据、对数据进行处理、对发生变化的信息进行提取和对检测的精度进行评定。

(1)选取数据。 现在遥感技术选取数据一般是通过卫星。 在检测的时候应该和相关的土地利用图进行结合,并且进行对比,在检测的时候把一些生态、人文等指标加入材料中去,从而不断提高获取信息的精度。 若是要求精度特别高的时候,还有必要将

GPS 获取的影像资料补充进来。

(2)对数据进行处理。 遥感技 术直接获取到的一些数据是无法进行直接识别的,必须经过计算机技术的转化,才能进行识别,并且还要对数据进行一定的修正,提高信息的精确度。

(3)对发生变化的信息进行 提取 。 所谓的变化信息便是新发生变化的地理信息, 对变化信息进行提取是地籍测绘的过程中遥感技术非常重要的应用。 通过时间先后,来进行变化信息量的获取,并且根据时间变化对未来进行一定预测,以备参考的时候使用。

(4)对检测的精度进行评定 。 精度在某种程度上决定 了遥感技术的质量,通过对于数据的分析和记录,便能够获取信息的真实精确度。

2 完善遥感技术在测绘工作中应用的策略及其具体做法

随着遥感技术在测绘工作中的不断普及,遥感信息技术的一些弊端和漏洞也逐步显现出来,而有效提高遥感技术的技术水平,加强其技术推广,是完善测绘工作中遥感技术的重要举措。相关人员要明确遥感技术在测绘工作中的实际应用。

2.1 遥感技术在测绘工作中的应用

目前,遥感技术在测绘工作中应用领域比较广泛。与传统测绘工具相比,遥感技术具有明显的优势,极大的规避了传统测绘工作的弊端。1) 遥感技术覆盖范围比较广,能够全面了解所在区域的地理情况,获得全面的资料数据。2) 遥感技术能进行全天候、全方位、动态实时的检测。这是遥感技术最大的一个优势,遥感技术以全球定位系统作支撑,完成空间导航和定位之后,可以全天候24小时对所检测区域进行动态实时的检测,比如对矿区环境污染的检测,可以获取全面动态的检测数据和画面,从而为矿区环境污染的防治提供有效的研究数据。3)遥感技术受人为干预比较少,能够比较客观的反映所监测区域的实际情况。传统测量手段受主观因素干扰比较大,因而测量的数据会出现误差累积、偏差较大等问题,但是运用遥感技术会有效规避人力测量的劣势,误差不累计,测量数据精度较高。例如在矿区资源监测与定位上,运用遥感技术可以准确定位资源所在范围,避免造成资源浪费以及不科学开采导致的生命安全问题。遥感技术的上述优点使其在许多测绘领域展现出其独一无二的技术优势,拓展了遥感技术的应用范围。1) 遥感技术不接触实际地面,采用传感器对地面检测物电磁波进行收集并对其进行整理分析和识别,进而揭示其物理几何性质以及相互之间的关系和变化规律,从而为下一步的科学研究提供资料。因此,在气象、地质灾害、环境污染、资源等方面遥感技术都能体现出其明显的优越性,对地面事物进行动态检测,科学揭示其内在规律。2) 在矿山测量、交通、海洋勘测方面,遥感技术也得到大力推广。比如大型工程的规划选址、工程地质稳定性的评价勘测,还有铁路、高速公路、桥梁的选址建设等都是必不可少的测量手段。作为人为难以开发的区域,海洋以及道路交通领域,遥感技术也显示其强大的功能,他利用航天飞机或人造卫星从空中拍摄所在区域的检测图,大大提高了工作的便利性,降低了人为检测的风险和弊端,因而在上述领域得到大力普及。

2.2 加强对遥感技术深度研究,拓展应用领域

应用遥感技术开展地质调查是相当必要的,也是社会经济发展的客观要求和需要。就当前社会发展状况来看,遥感技术的应用有着广阔的发展前景,相关人员要从加强遥感技术深度研究这一方面出发,提高遥感技术的测量精度,进一步拓展其应用领域。加大对遥感技术的资金投入也是深度研发遥感技术的关键举措。一项技术从开始研发到投入使用要历经漫长的过程,遥感技术从最初出现到现在也已经经历了将近半个世纪的时间,我国也逐渐成为遥感技术大国。但是仅仅如此是不够,我国必须向着遥感强国的目标前进,因此加强技术的深度研发是极其必要的。相关研究部门要重视现代遥感技术在各行各业测绘工作中的应用,提高观念意识,加强对遥感技术开发的资金支持力度,鼓励更多的研究者深度研究遥感技术,解决现阶段遥感技术在应用中面临的技术性问题,拓展遥感技术的应用领域。

2.3 大力推广遥感技术,加大遥感技术普及力度

遥感技术只有在大力推广中才能显示其技术的活力和对测绘工作的广泛适应力。当前遥感技术已经凸显出其难以比拟的技术优势和环境适应力,比如,能够适用各种复杂地形的勘探工作,能够实现对火灾、气象灾害、地质灾害过程的实时检测,动态获取相关数据,为开展灾害研究和建立灾害防御体系提供便利等,因此必须要大力推广遥感技术,提高普及程度。1) 相关人员要从降低遥感技术工作造价出发,通过降低使用遥感技术进行工程测绘的资金花费,来实现各行各业测绘工作对遥感技术的应用。只有减少资金预算,才能促使更多的行业选择应用遥感技术,而不仅仅集中于少数几个重点行业的重点项目。2) 提高遥感技术的空间分辨率也将有利于遥感技术的普及。早期遥感技术受分辨率限制,较多应用于宏观的检测,而当前由于新工作思路的拓展,遥感技术与地质的符合程度越来越高,受距离的限制也越来越小。但是相关人员在改善工作思路,加大遥感技术地质检测水平上还需进一步努力.

3 结语

在进行地质探测、 地质灾害研究以及环境地质检测的时候。 遥感技术取得效果都非常良好,但是对于人们而言,遥感技术还是比较陌生的,其作用很难真正得到发挥,并且获得遥感信息的价格比较昂贵,这也导致了在微观应用的时候应用比较少,这些都是科研中需要解决的问题。

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遥感技术发展篇8

关键词:遥感技术;地质找矿;发展前景

随着我国经济突飞猛进的发展,对矿产资源的需求也非常紧迫。对矿产资源的需求客观上推动了地质找矿事业的发展。加强矿产资源的侦测力度,获取更多的矿产资源储藏信息,需要更多高新技术的支持。遥感技术在这样的条件下孕育而生,这一高新技术在地质领域的采用,极大地提高了我国矿产资源开采量。遥感技术随着新技术的开发应用,减少了我国在地质找矿工作中的难度。地质找矿事业运用遥感技术将在“十二五”时期得到更好发展,到时综合运用现代信息技术、遥感技术和传统地学方法,将带动整个地质找矿事业的发展。

1 早期的遥感技术在地质找矿应用

1970年之前,地质侦测水平一般,只能停留在收集回来的图像信息上,无法进行科学有效的处理,进而不能真正地了解地质情况。1970年之后,随着我国航天事业的发展,通过卫星能够使用多光谱扫描技术一定程度上推动了我国地质找矿事业的发展。1990年之后,遥感技术迅速发展,遥感数据的空间分辨率、光谱分辨率、时间分辨率都大大得到提高。遥感技术在地质找矿中的运用能够有效地通过电磁波对大范围的立体地貌信息进行定位收集。但是因为长期的矿产开采,导致了地表矿物的缩减,而遥感技术一般采用电磁波获取地表信息,这就要求拥有更强勘测能力的仪器的出现并结合更先进的科学勘测技术。

遥感地质工作者明白地质找矿要往更深层万面发展,经过不断的努力,开发了多源地学信息集成技术,由对矿产资源的表面勘测进行更深的勘测,还开发了遥感弱信息提取技术,这种技术能够有效提高遥感直接找矿的效率。但是由于信息源分辨率多为MSS、TM、SPOT等,且二十世纪末地质工作投入量有所缩减,遥感地质找矿逐渐从高潮跌入低谷。

2 新型遥感技术的应用

2.1 依靠雷达成像技术获取地矿信息

20世纪90年代以后,在享受着改革开放带来的经济发展和科学技术的迅猛发展,新的光谱成像和雷达成像技术为地质找矿工程提供了重要的侦测方法。光谱成像主要依靠成像光谱仪,这一设备可以对地物波谱特征定量及空间定位分析,之后能够获取矿石的种类、成分。该仪器能够有效识别高光谱分辨率和窄小多波段遥感图像。雷达成像不受时间和天气的影响,侦测能力出众。它主要通过往地物上释放电磁波,根据电磁波波长的变化掌握地物的表面结构和节电特性,并且电磁波波长具有很强的穿透力。雷达成像的电场矢量对于地物的类型会有特别的极化散射型。不同的电磁波发射方向和角度会对地物外部特征有更好的加强效果。因为雷达成像技术具备这么多的技术优势,已经成为了侦测地质结构的有利方式。

2.2 通过人机互换形式处理收集的信息

遥感信息的收集依赖图像处理,主要通过人机互换形式。20世纪以前,电脑性能不足,费用不菲,遥感信息的提取主要依靠专业人员。这样使得信息不仅收集不到位,浪费了时间,工作效率大打折扣。随着计算机的快速推广,性能的不断提高,计算机在遥感信息的图像处理方面做出了巨大贡献。互联网的广泛使用也为遥感数据的接受、发送、检验提供了便利。由于遥感信息主要以图像数据为主,个别数据需要人工处理,所以采用人机互换形式能够有效地提高信息收集、处理的效率。

2.3 使用高分辨率和新方法分析含矿信息

含矿信息分析主要通过两种技术实现:第一种是运用光谱分辨率和空间分辨率。这两种分辨率能够对地物类型和外表结构进行信息收集,针对性对物质成分进行分析。利用得到的波谱特征对围岩蚀变进行探测,是有效地发现矿产资源的途径。第二种是利用“环境-矿床”的处理方法,利用环境来勘测矿床信息。此方法能够从整体上对矿床的形成有一个大致把握,了解成矿的规律,但此方法有一定的弊端,就是没有办法进行定量分析。

3 遥感地质找矿的未来发展

遥感技术在地质找矿事业中的应用越来越广泛,在未来还会有更进一步的发展。主要有以下几种层面:

3.1 经济发展的需要

矿产资源对于一个国家的经济发展来讲是至关重要的。为了使我国矿产资源的供应符合经济发展的需要,加强地质勘测的力度已经得到了国家政府的号召。推动科技的创新和进步,实现地质勘测工作的科技化,提高地质找矿的工作效率,扩大资源的开发利用,是新时期我国经济快速发展的奠基石。只有满足了整个社会对矿资源的需求,经济才能实现真正地腾飞。

3.2 适用范围推广

遥感地质找矿已经突破国家范畴,各国通过互相学习,总结经验,促进了遥感技术的发展;遥感地质找矿从应用的地域范围上来讲,从陆地找矿向海洋找矿拓展,从人口密集地区向人口稀疏地区扩散,有效促进了遥感技术在不同环境下的应用;遥感地质找矿的理念有所更新,以前只是单纯追求矿资源的开采量,现在遥感技术在地质找矿的应用中更加注重了环保意识,防止地质灾害的发生;找矿事业从地球拓展到外太空,遥感技术的远程操控性在满足了这一技术要求。

3.3 新技术的拓展

高光谱遥感技术在地质找矿中因为其高空间分辨率的高光谱遥感技术给遥感地质找矿添加新的血液。高光谱遥感技术绘制的图谱能够有效地区分矿与非成矿断裂、蚀变岩体、地层和非蚀变岩体、地层,能够精准地找到新的矿产蕴藏靶区。高光谱成像系统从理论和技术方面都能对地质找矿做出贡献。遥感系统技术地质勘查系统正在有条不紊地构建。该系统能够把航天、航空、陆地、海洋、地下的遥感数据进行有效收集处理,构建出一套三维地质勘查遥感系统。立体式的地质侦测技术系统利用航空遥感技术、航空物探技术、地面地下物探测技术、地球化学技术等等先进的地质勘测技术,构建出了从地面到天空再到太空的立体式地质勘查技术系统。

3.4 技术应用观念的转变

遥感技术在地质找矿中的应用不仅仅停留在技术层面,在未来的发展中,遥感技术会向科学层面得到提升。结合成矿理论来清除在遥感技术地质找矿中存在的障碍,充分发挥遥感技术的优势,及时处理在找矿中存在的问题。遥感技术在未来将实现与遥感信息与传统地学信息和遥感技术与现代信息技术的结合,在找矿过程中发挥更大的作用。先进技术结合先进理论,不断在实践中提出创新性想法是遥感技术在未来的应用中会必须做到的。

4 结束语

遥感技术在地质找矿事业中的拓展应用任重道远,利用这一核心高新技术能够实现直接找矿和解决更深层次的找矿问题。新的高光谱遥感技术和雷达成像技术为遥感技术注入了新的血液,基于新技术在遥感技术中的拓展,结合先进的科学成矿理论的知识,能够为遥感技术在地质找矿中探索出一条新的出路。结合我国遥感技术在地质找矿中的应用拓展,遥感找矿还拥有更加广阔的发展前景,拓展遥感技术在地质找矿中的应用是未来的趋势。

参考文献

[1]刘德长,李志忠,王俊虎.我国遥感地质找矿的科技进步与发展前景[J].地球信息科学学报,2011(8).

遥感技术发展篇9

关键词:地理检测;测绘遥感;技术;应用分析

地理检测技术在地质工程中,已经得到了广泛的应用,随着矿质勘探和生物科学的发展,对地理检测技术有了更高的要求,地理检测技术要想很好的发挥其应有的作用,就必须对检测的技术和方法进行更新,测绘遥感技术就是在这种背景下产生的,遥感技术是利用远距离的电磁波等手段,向需要探测的目标发射信号,然后通过返回的信号,就可以计算出目标的形状和组成等,目前已经有很多公司开发了相应的测绘遥感系统,在实际的检测过程中,只需要把相关的设备安放到指定位置即可,然后通过对设备进行简单的设置,设备就会自行的进行目标的测绘,极大的改善了传统地理检测的难度。

1 测绘遥感技术简述

1.1 测绘遥感技术的概念

遥感英文名为Remote Sensing,简称RS,顾名思义,遥感就是指通过非接触式的手段,通过一些必要的传感器,进行远距离检测的方法,然后就可以根据对目标探测的数据,对目标物体的特性和性质等进行深入的分析,从广义上来说,遥感是指所有远距离探测的方式,而狭义上的遥感技术就是通过具体的设备,收集探测目标的相关数据,然后对这些数据进行分析,在实际的应用中,通常都会采用一些对电磁波反应灵敏的设备,然后向探测的地区发射电磁波,电磁波在接触到物体时,会进行反射和散射等,同时目标物体自身会进行辐射,而探测的设备就是将这些与目标相关的电磁波都收集起来,通过计算机的特定运算,就可以得出物体的相关属性,测绘遥感技术的最初应用是在空中拍摄,在上世纪中期时,由于遥感技术可以迅速的获取某个地区的地形地貌,开始被人们所重视,到了第一颗卫星发射时,遥感技术开始走向成熟,经过了多年的不断完善,现在的遥感技术在地理检测中得到了广泛的应用。

1.2 测绘遥感技术的特点

从遥感的发展历程中可以看出,遥感从最初的航空拍摄,发展到现在的地质测绘,其每个阶段的进步都是根据实际的需要来的,因此其具有很高的实用性,现在的遥感技术都是利用卫星进行的,卫星在高空进行拍摄时,可以对很大的空间同时进行探测,而传统的地理检测方式,通常都需要人工的参与,这种方式每次检测的范围非常小,获取的数据有很大的局限性,而要想完成大面积的检测工作,就需要大量的人力和时间,而卫星遥感的这种测绘方式,可以同时收集到一个地区大量的数据,对数据的处理也都是由计算机进行,由于卫星绕地球的周期都比较短,对同一地区进行遥感的时间间隔也比较短,尤其是地球同步卫星,始终保持在地球上空的同一个位置,就可以不断的对这一地区进行遥感,那么收集到的数据都是最新的,如果这一地区发生了地质变化,也能够很快的通过测绘遥感,收集到变化后的地理护具,这是传统的地理检测技术无法相比的,从检测成本的角度上考虑,卫星遥感技术也要好很多,由于不需要人员进行实地的检查,就能够节省人员和设备的相关费用,而卫星的存在,遥感通常都是其功能的一部分,同时对一些沙漠等荒凉地区的地理检测,地面的检测很难进行,如果采用卫星遥感的方式,就可以非常简单的解决。

2 地理检测中测绘遥感的技术应用

2.1 获取相关的地理数据

从某种意义上来说,在地理检测中使用遥感技术,极大的促进了地理学的发展,由于遥感技术可以获取到地区表面的图像,而且随着摄像相关技术的发展,卫星上所带的拍摄设备分辨率越来越高,获取到的图像也越来越清晰,测绘遥感技术的这个功能是地理检测的基本功能,已经在很多地理领域得到了应用,尤其是地图的绘制中,目前大多数地图都是通过这种方式获取的,由于这种卫星遥感测绘出来的地图,能够真实的表现出建筑物等的实际情况,受到了用户的广泛称赞,除了对地球表面进行拍照意外,遥感技术还能够利用波普获取到更多的地理信息,通过这种卫星的光谱遥感,对地下的情况也能够进行信息的获取,目前我国的一些卫星就配备了最新的高光谱设备,利用这个设备能够获取到很多地理资源的信息,这些信息对水利和矿产等领域有很重要的作用。

2.2 测绘遥感技术在地质灾害中的应用

由于卫星遥感技术是在高空对地理信息的收集,那么在一些地质灾害中,对地理检测工作也可以顺利的进行,例如某一地区发生地震后,地形地质都有了较大的变化,要想很好的完成救灾工作,首先就需要一个地震发生地区的最新地图,这时卫星遥感技术不仅能够很快的获取到相关的地图信息,甚至对某一地区的地质灾害情况,也能够做出评估,从而使救灾工作能够很好的进行下去,同时测绘遥感也是地理信息系统收集数据的重要组成,由于该系统需要大量地理信息的检测和收集工作,而测绘遥感技术能够很好的完成,随着该系统自身不断的发展和完善,对相关数据的准确性和有效性要求越来越高,这就要求相关数据在保证精确的同时,还要进行及时的更新,而测绘遥感技术刚好符合这点,随着遥感相关设备的发展,收集的数据精确性越来越高,而卫星对数据的收集本来就有很好的时效性,这可以保证地理信息系统的有效运行。

3 结语

通过全文的分析可以知道,遥感技术已经是现代地理检测中的主要方式,与传统的一些检测技术相比,遥感技术的对地理检测的空间上增大了,检测的时间上却缩短了,能够有效的保证相关地理信息数据的准确性和有效性,而且随着遥感技术使用设备的更新,对地理检测将变得更加精确,相信随着时间的推移,测绘遥感的技术将会在地理检测中得到更好的应用。

参考文献

遥感技术发展篇10

关键词: 遥感技术 城市规划空间信息

Abstract: the remote sensing technology is the 1960 s news fast developed a comprehensive space information science, for our comprehensive and accurate understanding urban planning and construction, the sustainable development of the city, plays a more and more important role.

Key words: remote sensing technology city planning space information

中图分类号:TU984文献标识码:A 文章编号:

1 遥感的定义

遥感通常是应用探测仪器,在不与探测目标直接接触的情况下,从远处把目标的电磁波谱记录下来,通过分析,揭示出物体的特征、性质及变化的综合性探测技术。不同类型的地物具有发射或者辐射不同波长电磁波的特性,遥感技术是利用地物反射和辐射电磁波的固有特性来探测地面目标,因此,关于电磁波辐射的基础原理成为遥感技术的理论基础。遥感是20世纪60年代美国创造的技术用语,随着1972年第一颗地球观测卫星Landsat的发射成功而迅速得到普及。近年来,随着地理信息系统技术的发展,遥感技术与之紧密结合,发展更加迅猛[1]。

2 遥感的分类

按遥感器接收信号的来源,可将遥感分为被动式遥感(Passive Remote Sensing)和主动式遥感(Active RemoteSensing)两种,被动式遥感是指不利用人工辐射源,直接接收与记录目标反射的太阳辐射或者目标物本身发射的热辐射和微波辐射。如航空摄影、多光谱扫描、热红外扫描等。主动式遥感是指使用人工辐射源从平台上向目标发射电磁辐射,然后接收和记录目标物发射或散射回来的电磁波的遥感,如雷达遥感、激光遥感。

3 遥感技术主要特点

3.1探测范围广,获取信息的范围大

遥感用航摄飞机飞行高度10km左右,陆地卫星的卫星轨道高度达910km左右,从而可及时获取大范围的信息。例如,一张陆地卫星图像,其覆盖面积可达34225km2,覆盖我国全部领土仅需500多幅,这对国土资源调查有着重大意义。

3.2获取的信息内容丰富,可实现动态化监测

遥感技术获取的数据非常庞大,如一景包括7个波段的TM影像的数据量达270M,覆盖全国范围的TM数据量可达到135kM的海量数据,它远远超过使用传统方法所获取的信息量,而卫星周期性对地球各处进行观察使得有可能进行动态观察,获取新颖的资料,从而实现对地的动态监测。

3.3获取信息方便而且快速

利用遥感技术获取信息不受地形限制。对于高山冰雪、戈壁沙漠、海洋等地区,一般方法不易获得的资料,卫星像片则可以获得大量有用的资料。同时,卫星还可以不受任何政治、地球条件的限制,覆盖地球的任何一角和整个地球。这使得我们能够及时地获取各种地表信息。

3.4综合性强

目前,遥感与地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)的集成技术,丰富了环境信息的获取、分析和表现手段,构成对地观察监测的多层空间、多波段、多时相的综合系统。这个系统从三个空间,即地理空间、光谱空间、时间空间提供地物信息,使得我们能更全面深入地观察分析问题[1]。

4 遥感技术在城市规划管理中的应用

4.1遥感技术辅助规划成果审核

在城市规划管理实践中,我们经常会遇到这种现象:因对现状不甚了解,致使规划成果即使审批后也无法实施。然而在规划管理中,一旦规划审核不严谨就导致经常调整规划成果,严重影响城市规划严肃性,浪费大量的建设成本,特别是2008年1月1日城乡规划法实施后,审批后的规划成果的调整程序更为复杂[2]。因此,加强城市规划成果的审核是规划管理部门一项重要任务。通过使用遥感影像技术,规划管理人员可以清晰地判读规划成果是否立足现状,是否符合城市发展需要、是否具备可操作性,一定程度上避免规划成果的反复调整。

4.2遥感技术辅助规划决策

在城市规划管理中,建设项目规划设计条件是城市各项建设的法定依据,核发建设项目规划设计条件是规划管理的首要工作。因此如何科学确定建设项目规划设计条件中的各项控制要求显得尤为重要。以往确定出让地块各项控制要求时,很容易陷入就地块论地块局面。但是利用遥感图像作为背景,就可以直观地分析出让地块周边相对完整区域内建筑容量、图底关系是否合理,从而为确定出让地块建筑容量及公共广场空间的布局、规模提供依据[3]。

4.3遥感技术可以作为规划监督管理的有力依据

当今的城市建设日新月异,建设量十分庞大,然而监督执法人员数量却有限,面对大量的违法、违规建设项目,监督执法人员往往无法逐一监控。然而利用遥感技术,可以大大提高工作效率,并能做到全面、准确监控违法建设。通过定期更新遥感数据并进行前后对比分析,同时核对建设项目审批档案即可及时发现违法占地、违章建设等违法建设项目,从而更有针对性实施监督管理,加大执法力度,提高执法效能。

2009年底,住房与城乡建设部开展了全国范围内的城市违法建设调查,主要针对城市总体规划实施情况的调查。调查采用遥感技术辅助进行,每个季度拍摄一次,将前后两次拍摄图像进行叠加,结合城市总体规划图纸,分析该季度内违法总体规划的建设情况,形成鉴定结论,以此督促地方政府根据总体规划整改。由此可见,遥感技术作为辅助规划监督管理的工具作用十分明显。

4.4遥感技术能够丰富城市规划建设档案库的信息量

以往城市规划档案库中很少存有城市一定时期内某片区建设资料,因此针对城市可持续发展专项研究也经常因缺乏相关资料而无法进入深入研究。遥感影像客观、清晰地记载了城市发展痕迹,信息量极为丰富,同时便于存取,因此近年来城市规划档案库逐渐利用遥感影像作为归档资料。同时遥感影像丰富的信息量可以为城市科学研究提供了大量的基础资料。如城市交通总体规划、城市绿化建设等规划,就可取调遥感影像资料,分析城市各个历史时期空间发展演变规律。

由此可见,遥感技术在城市规划管理领域发挥着越来越重要的作用。但是,我们也应该认识到遥感技术的利用还处于起步阶段,在规划管理也还存在一定问题:由于大部分遥感影像图经过图像拉伸、增强等计算机处理,无可避免地存在一定误差,这将在一定程度上影响规划成果的准确性;同时,遥感数据并非量化数据,不具备三维坐标,无法指导具体项目建设施工。因此,目前遥感技术仍只适用于规划分析层面,但是,遥感技术已在开拓三维坐标定位等新领域。为此,我们有理由相信随着遥感技术不断深入发展,将成为城市规划管理不可或缺的管理工具。

5 结语

城市规划的本质是以理性预测和筹谋克服市场的不足和人类行为的盲目性,规划过程中需要大量历史和现实数据。遥感技术可以为各类城市专题规划和综合规划提供必需的可续依据,我们相信遥感技术在不远的将来会在城市化发展中得到更多更深入的应用。

参考文献:

[1] 张占睦,芮杰.遥感技术基础[M].北京:科技出版社,2007.

[2] 江涛,张传霞.城市扩展动态变化的遥感研究[J].遥感信息,1999(4).