遥感科学与技术研究方向十篇

遥感科学与技术研究方向篇1

关键词：铜仁地区；大生态；林业遥感；研究动向；区域协调发展

中图分类号：P237

文献标识码：A 文章编号：16749944（2017）10020504

1 引言

森林是陆地生态系统的主体，其广泛的地表分布与复杂的林间结构，为多种生物栖息提供了良好的环境，维护着生态系统的安全与稳定。与森林有关的林木参数、环境要素、干扰等因子共同指向森林生态系统的演替、健康与安全，因此相关森林生态系统参数的获取十分重要。遥感可以多时相、大尺度对地进行观测，海量数据的利用有助于对生态环境状况进行综合分析。

铜仁地区森林资源十分丰富，在维护自然生态平衡中起着重要作用，良好的森林植被是铜仁地区的生态品牌、最突出的生态优势[1，2]。但铜仁地区森林生态系统仍十分脆弱，需要加强保护[3，4]。丰富的资源与脆弱的生态系统，亟需要获取相关的森林生态系统参数，用以突显地方特色和进行生态保护。

笔者总结了遥感在林业环境信息化中可供应用的技术范畴，分析了阻碍林业遥感快速发展的原因，提出了在大生态背景下，铜仁地区遥感技术应用应关注的研究方向与研究内容，用以深入开展遥感研究，充分利用遥感技术，为生产实践、区域吸引力提高提供科学支撑与方法，进一步利用遥感大数据，分析森林资源响应环境变化，为维护区域生态系统安全与稳定提供数据决策，促进区域社会与环境协调健康发展。

2 林业遥感技术的应用

2.1 技术产品

利用图像处理技术，可获取的林业遥感产品包括：二、三维电子影像产品，纸质影像产品，地形图产品，林相图产品，郁闭度、密度、植被指数产品，地表反射率产品，温度、湿度、负离子浓度反演产品，资源动态监测产品，灾害监测产品等[5，6]。此外，还可研发可视化的林业遥感参数数据库产品[7]。

2.2 森林参数反演

利用影像与野外实测值建立关系模型，可对森林的温度、湿度、空气负离子含量、叶面积指数、冠幅、郁闭度、密度、胸径、蓄积量、碳储量等进行反演[8～12]。在分类基础上，基于地理坐标信息确定不同林地类型的面积[13]。利用摄影测量方法测定个体树高，利用影像光谱信息、纹理信息，结合常规分类方法（最大似然、支持向量机、随机森林等）确定森林类型、树种类型，经影像分类或野外实测GPS坐标等方法确定林木的位置分布等[14～16]。

2.3 动态监测

采用不同时相的数据源，经特定信息提取，对土地的石漠化、荒漠化、沙化程度M行监测；影像对比分析，对土地利用现状进行监测[17]；提取湿地信息，经过不同时相数据源的叠加分析，可对湿地资源进行监测[18]；分析多时相影像，对林业生态工程建设成效进行监测[19]；对灾害（雪灾、火灾、水灾、地质灾害、病虫害）进行监测。监测中，根据遥感提供的技术方法，确定监测对象的原貌、现状、动态过程及发展趋势，为生态恢复或建设成效评价提供决策与分析依据[20]。

2.4 生物多样性空间信息共享

利用不同时空尺度的遥感观测数据通过定量反演等方法，可以获取许多与生物多样性有关的环境变量，例如：NDVI、地表温度、大气水分、土壤湿度等，这些环境变量可以为生态学家提供参考[21，22]。在对生物多样性监测指标体系模型中的环境变量进行分析时，利用地理信息系统可以将这些因素根据时空的变化统一在一起，通过其强大的空间分析功能，从空间的维度，挖掘生物多样性信息隐含的空间规律，为生物多样性的信息共享提供新的途径与技术支持，提高生物多样性领域的空间信息共享和服务水平[23，24]。

3 阻碍林业信息化发展的原因

遥感技术在林业信息化进程中具有广阔的舞台，但从目前的研究中可以看出，有许多需要通过遥感技术来解决的实际林业问题容易被搁浅，导致遥感技术在林业中的应用与大众的期望存在很大的差距。

3.1 数据价格问题

阻碍遥感研究的其中一个壁垒是价格因素。来自中国遥感数据网的资料显示，低分辨率的遥感卫星影像每景的价格上千元，而1 m高分辨率的遥感卫星影像每景的价格高达数万元，这样昂贵的价位使庞大的民用市场潜力难以发挥。遥感数据价格较贵，针对大尺度、多时相的研究，投入成本太大，影响相关研究，因此，在我国，遥感应用主要局限在公共事业部门和科研机构，遥感数据利用率、共享率和商业化水平较低[25，26]。

3.2 图像信息提取不易

由于遥感数据空间分辨率、光谱分辨率低及传感器在光谱、空间分辨率方面二者不能兼顾的问题，以及地物间同物异谱、异物同谱现象的存在，目前基于像元、基于对象的计算机自动分类方法很难实现对森林树种的识别。因此，在特定地物信息提取中，遥感技术还不能完全解决所有问题，存在技术瓶颈问题，为研究人员解决实际问题带来困扰，也提出了巨大挑战，在相当长一段时间内会制约着确切地物类型的识别[27～29]，比如森林树种分类。

3.3 自然因素导致影像不可获取

由于我国南方地区多云雨天气，阴天数比例过高，卫星过境扫描成像时会受到云层的干扰，想要获取特定时相遥感数据的机会大大降低。研究中，特定森林参数提取可能需要多时相的影像数据，但由于某期影像被云全覆盖或云的比例过高而不能使用，这样特定的森林参数就无法被提取，好的实验设计不能被执行，无法实现区域环境遥感监测，妨碍了专家学者通过遥感技术对森林环境进行深入研究。

3.4 其他因素

地区经济发展水平落后、研究人员的科研技术落后、创新理念薄弱、科研投入不足、科研管理等问题与原因都会导致林业信息化进程变缓，甚至停止不前。

4 森林环境遥感研究动向

林业遥感研究一方面要注重生态功能，研究结果要有利于保持区域生态环境的平衡稳定与安全；另一方面要突出特色，研究结果可展示区域环境魅力，增加旅游吸引力，促进区域社会经济的发展；更重要的是通过整合多源大数据信息，对区域生态环境变化的格局、过程、机理等进行研究，建立多学科遥感指标体系，通过模型预测区域生态环境的时空分布特征，为决策者利用自然资源、保护自然资源提供基础数据，促进人与自然和谐发展。

4.1 特定信息提取

树种的识别是林业遥感尚未解决的科学难题之一，亟需深入研究。铜仁地区森林资源丰富，可采用高分辨影像进行分类试验；另外对于珍贵的古树名木（古茶树、菩提树、楠木、红豆杉等）、珍稀濒危树种（银杏、珙桐等）、外来种等林木也要进行遥感识别研究，建立档案数据，实施长期监测，避免外来物种胁迫，致使当地物种灭绝。

通过遥感手段识别树种，确定特定树种的空间分布，进行动态监测，除了可以有力推进解决遥感技术识别树种的问题，还可减轻森林资源调查的工作量，具有重要的理论与现实意义[30，31]。

4.2 遥感监测

我国南方较容易发生的灾害有雪灾、水灾、地质灾害、病虫害等，这些灾害破坏森林环境，严重威胁着人民的生命财产安全，阻碍社会经济的可持续发展。通过遥感方法，准确预报灾害，实时监控灾情发展，为灾害的防控提供强有力的支持，也是环境遥感需持续研究与解决的重大问题。可从下面一些方向展开研究：利用遥感图像编制地质灾害分布图；研究识别不同遥感图像下不同规模、不同亮度或对比度的滑坡和泥石流的方法；三维建模模拟分析、雷达数据分析，监测水灾、滑坡活动可能达到的程度；建立遥感快速辨别森林病虫害监测的体系等。

4.3 环境要素遥感反演

对区域环境中的温度、湿度、空气负离子浓度等进行遥感反演，分析其时空分布与动态变化，生成遥感影像产品或动画影片。以科学研究结果为依据，分析确定最适宜于人体养生养心的温度、湿度与负氧离子浓度分布区，通过媒体宣传，增强科普力度，彰显区域特色，提高旅游吸引力[32，33]，引导游客进行养心养生旅游，有利于人们的身心健康，同时也有助力地方经济的发展。

4.4 多元数据的整合与应用

应用遥感机理结合环境变化的模型算法分析人类活动对区域气候变化的影响；利用RS与GIS相结合的生态环境分析模型分析人类活动、气候自然变化双重因素对生态环境的影响；应用“3S”技术，对因大型环境工程而受损的生态环境进行恢复和重建，模拟过程，评价结果。

通过对多源信息区域陆表生态过程响应因子的多学科理解与知识发现，以遥感信息提取和模型建立为基础，建立多学科的遥感指标研究体系，对区域生态环境变化的格局、过程、机理等进行分析，研究区域生态环境时空分布特征及其动态变化。

研l可视化的遥感产品，建立多时相区域林业遥感参数数据库，实现区域环境动态分析，预警环境变化。通过利用遥感的监测数据与其他环境要素变化建立关系模型，开发一些预测生态系统未来的模型，利用强大的机器学习能力，巨大的数据的搜寻能力，帮助决策者评估各种人类行动方案所产生的生态后果及补偿机制。

5 结语

在科学技术日益进步的今天，生态领域的大数据时代已经来临，生态观测将迎来“数据洪流”，如何处理与有效利用这些数据已经成为亟需解决的关键问题。林业遥感数据是生态领域大数据中的一类数据，该数据可提取、凝练大量与生态系统有关的森林参数，用以具体刻度区域生态环境的时空特征变化。

铜仁地区森林资源丰富、物种多样，拥有巨大的生态优势。在依托生态优势的发展过程中应充分利用遥感（或“3S”技术）等技术手段，监测环境变化，实现对区域生态环境的保护；确定珍稀濒危树种的遥感分布，绘制温度、湿度、空气负离子浓度时空图谱，彰显区域生态特色，增强旅游吸引力，为经济发展做出贡献；整合多元数据，分析生态环境时空变化，维护区域生态系统安全与稳定，促进区域社会与环境协调、友好、健康发展。

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遥感科学与技术研究方向篇2

关键词： 遥感地质问题 关键技术

中图分类号：F470.1 文献标识码：A

前言

随着计划经济向市场经济转轨, 地矿行业各遥感应用部门更加重视遥感技术的发展。目前大型的遥感应用和研究项目大多采用公开招标、公平竞争的方式确定承担单位, 另一方面地质工作的难度正在不断地增加。面对这些挑战, 近年来地矿行业各部门更加重视遥感技术的发展。

一、当前我国遥感地质工作的基本特点

1 遥感技术队伍经过工作实践更加成熟

( 1) 我国遥感地质队伍已建成多层次的组织机构。我国遥感地质队伍是随着遥感技术的普及和应用的深入不断壮大的, 在各部门的重视下, 现在地矿行业各部门都建立了地质遥感中心; 各大区局、省局建有遥感站、所; 地质大队则设有遥感队、组。形成了组织有序、结构完善、技术互补, 信息相通的三级网络组织系统。

( 2) 已建成一支具有较高的知识层次的遥感技术队伍。遥感技术是一集多种学科最新科技成就于一体的高新技术, 遥感地质应用则涉及众多地学领域的知识, 因此遥感科技人员必须具有遥感、地质和其它相关学科的理论知识和相应的工作经验。经过多年努力, 地矿行业遥感队伍已普遍成了知识密集型的队伍, 各部门具大专以上文化程度的职工人数大多超过60% ,而且具备了一批掌握多种学科知识的综合性人才, 技术结构日趋合理。近年来, 各单位在注意提高职工总体技术素质的同时, 重视把一些理论基础扎实、思路开阔、善于接受新生事物的年青人安排到重要的技术岗位上, 让他们在实践中锻炼。无疑, 这些年青科技人员的迅速成长,将为遥感地质事业的发展带来朝气蓬勃的活力。

( 3) 遥感队伍保持了地质健儿的优良传统。随着地质工作的深入, 近年地矿行业承担的遥感地质应用项目大多集中在边远省份或一些自然条件较差的地区, 如新疆、西南“三江”、藏北、大兴安岭等地。为了获取实地调查资料, 验证遥感解译结果, 科技人员常常深入崇山峻岭、森林沼泽, 继承和发扬了老一辈地质队员不畏艰险, 勇往直前的光荣传统。由于各地区地矿行业的遥感队伍普遍具备较强的技术实力, 富有战斗力, 在一系列国家、部委级的大中型遥感项目中取得了显著成绩, 大多数成员已成为各省区遥感中心以及全国地方遥感应用协会的核心和中坚力量。

( 4) 我国遥感地质队伍经受了改革浪潮的考验。随着改革的深入, 地矿行业的遥感单位也在经历机构的体制转变和队伍的战略性调整, 以适应社会主义市场经济的发展。在这种新形势下, 各单位一方面充分调动广大科技人员的聪明才智和积极性, 做到人尽其才, 调整机构, 缩减编制, 合理安排分流下岗人员; 一方面解放思想, 开阔思路, 在完成地质指令性任务的同时,拓展服务领域, 提高效益, 使遥感地质队伍变得越来越精干。

二、存在的主要问题

1理论基础和应用基础研究不足或滞后已成为技术进步和应用向纵深发展的障碍。虽然中国国土资源航空物探遥感中心(以下简称为航遥中心)定位为遥感应用部门, 但对于行业和专业应用的一些理论基础和应用基础问题, 如遥感地质信息机理、岩矿波谱(反射、发射、微波等)特征及其地质意义等, 完全依靠他人的研究成果, 或指望和等待他人研究, 是不现实的, 也远不能满足应用的需求。

2数据获取能力严重不足, 长期依赖国外资源卫星, 难以提供长期、稳定的数据保障; 缺乏一些对地质应用很有价值的新型数据源(如高光谱数据) ; 航空遥感数据的集成度较低, 机动和应急反应能力不足。

3一般化的研究较多, 甚至多有重复, 深层次的研究较少; 面上的问题研究较多, 针对典型地质问题或需求的研究较少; 跟踪、模仿性研究较多, 探索性、前瞻性的研究较少。

4研究分散, 技术集成度较差, 方法的协同应用能力不足。

5信息基础设施、实验手段和技术保障能力的建设和发展滞后, 制约了研究向纵深方向发展;成果的智能化、产品化的程度较低, 影响了技术方法的规模化应用和推广。

6研究缺乏系统性和连续性, 急功近利仍较严重; 科研项目管理等同于工程项目或生产项目,难以按照科学技术发展的规律规划和部署工作。

三、遥感地质存在的问题及关键技术

1高光谱矿物填图技术的发展和深化。矿物填图可以说是高光谱最成功的，也是最能发挥其优势的应用领域，它使遥感地质由识别岩性发展到识别单矿物以至矿物的化学成分及晶体结构。在可见短波红外谱段，识别的矿物主要为等过渡元素的氧化物和氢氧化物、含羟基矿物、碳酸盐矿物以及部分水合硫酸盐矿物，可识别的矿物可达近40 种。

2遥感地质学由定性步入定量化发展阶段。高光谱、高分辨率、热红外多/ 高光谱、雷达干涉、激光雷达、GPS、POS 系统等技术的兴起和发展，使遥感地质学不再局限于基于图像色调与纹理特征的目视解译，而继表层遥感应用领域之后，逐渐步入了定量化发展阶段。

3技术集成和应用技术体系构建。地球是一个复杂的开放巨系统，将地球科学作为系统科学，以整体论和系统论的观点研究地球已成为地球科学家的共识。对地观测技术以其宏观性、区域性、综合性、多尺度及高频度，已成为地球系统科学研究不可缺少的手段。系统论的奠基人钱学森院士指出，研究开放复杂系统和复杂性科学的方法是“从定性到定量的综合集成方法”。以复杂性科学理论方法开展技术集成，构建应用技术体系，建设应用技术系统将成为当前遥感应用发展的主流。对于遥感地质应用而言，在目前的发展阶段，技术集成和应用系统建设主要有以下两种类型。

a应用技术系统。针对特定的应用领域，根据不同遥感手段和不同技术方法的特点，将多种遥感技术、多种遥感信息及多种数据处理信息提取方法有机地加以优化组合，集成为优势互补、协同作业的应用技术体系，以提高整体应用的水平、成效和技术经济效益。如遥感地质调查与地质找矿技术系统、地质灾害调查和监测技术系统、地质环境调查和评价技术系统等。

b.业务运行系统。针对特定的应用目标，将遥感数据及辅助数据和环境数据的采集、数据处理、信息提取、信息分析、专家知识、应用模型、真实性检验、信息服务等技术环节和技术方法，按专业要求和统一标准加以集成，形成具有业务化运行能力的运营系统。如矿物填图系统、地面沉降监测系统及矿山资源开发多目标遥感监测系统等。

4遥感服务由以数据服务为主

向技术服务和信息服务转变。与遥感地质应用技术系统，特别是业务运行系统建设同步，遥感向社会所提供的服务也将由数据服务为主逐渐向数据、技术和信息综合服务转变。地质信息是经济和社会发展不可或缺的重要基础信息。新的经济社会发展形势对地质工作提出了更高的要求。按照“国务院关于加强地质工作的决定”的要求，为缓解资源约束，保障经济发展，推进城乡建设，开展国土整治，防治地质灾害，改善人居环境等提供客观、准确、现时的地质信息服务，是中国地质调查局遥感地质工作的重要战略任务和主体目标，也是遥感地质发展的必然。

结束语

长期以来, 地矿行业的遥感单位之间建立了良好的合作关系, 互相支持, 共同完成了许多在国内有影响的大型项目。近年, 地矿行业的遥感单位也加强了与其它行业遥感单位的合作, 为发展我国的遥感事业而不懈努力。

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遥感科学与技术研究方向篇3

关键词：城市遥感；教学方法；实践环节；教学思路

遥感技术可以快速、准确地获取城市规划、发展、保护的相关信息，既可获得城市宏观全貌和综合数据，又可获得城市的行人车辆等微观图像和数据，可以全面、高效、实时地了解城市的发展变化。由于其超越地面调查等常规方法的优势，城市遥感技术自上世纪90年代以来，已经成为遥感、城市建设、管理、环境保护等城市问题专家们共同关注的热点，遥感技术也被越来越广泛地运用到城市规划科学的各个领域中。国际城市遥感大会认为，城市遥感主要是充分利用各类传感器采集的信息为城市调查和监测服务。

一、城市遥感学科特点

武汉大学、中国地质大学（武汉）等拥有测绘类学科的高等院校，都已先后为高年级本科生开设了《城市遥感》专业选修课。一般认为，城市遥感的主要教学内容包括：①城市遥感数据源和传感器；②城市地区特征探测和判读；③城市遥感数据解译；④城市地区建筑物检测和重建；⑤城市土地利用变化和城市发展遥感监测；⑥城市环境遥感；⑦城市社会经济遥感；⑧城市遥感发展展望。当然，各个高校教学体系和教学内容并不完全相同，但基本的思想是围绕遥感技术在城市问题的应用开展主题式的介绍和讨论。分析城市遥感学科的特点，它是一门前沿性和实践性要求很高的学科。即，城市遥感的研究和教学内容都是采用最新的遥感技术和方法解决城市发展中的最新问题，其研究思路、研究方法都具有前沿性和独特性。比如，很多学者采用最新的人工智能方法解决城市目标的分类问题，其中就涉及到比较复杂的人工神经网、人工免疫、机器视觉等先进的分类理论，以及蚁群算法、支持向量机、小波等比较复杂的数学优化计算方法。这些最新技术和方法的应用为城市遥感教学带来了很大的挑战。第二，城市遥感是实践性很强的学科，它是针对城市发展中出现的实际问题出现的，是试图利用遥感的方法解决相关问题，因此要求教学过程中要培养学生针对实际问题寻找解决问题思路的能力。城市遥感学科也是一门开放性的学科。城市遥感发展至今，仍处在不断发展，不断完善的进程中。早期主要是针对城市发展中的问题，采用遥感技术手段解决相关问题；近年来，学者们开始有意识的开展系统研究，试图建立城市遥感学科的理论和方法体系。包括城市遥感理论基础，遥感技术的优势和局限等根本性的问题，已经得到研究。但是到目前为止，关于城市遥感的严格定义、理论体系、研究范围和边界等问题尚未明确的提出，因此城市遥感学科的教学提倡在基本理论的指导下，围绕主题开展教学和讲授，启发学生关于城市遥感具体研究主题的思考。

二、城市遥感的教学方法探讨

1.围绕研究主题教学。由于城市遥感学科的特点，其研究主要针对现代化进程中城市建设发展面临的问题，主题性较强。因此，在教学过程中，也需要围绕一个个的研究主题讲授相关的知识和技术。例如，城市水资源遥感，围绕城市发展中对水的需求，水的污染的现状，讲授利用遥感技术实施水资源遥感和水污染遥感的技术和方法。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。

2.结合案例教学。由于城市遥感处在发展之中，一系列新的方法和技术逐渐采用到相关问题的处理中。其中很多方法比较抽象，难以理解。例如人工神经网、人工免疫、机器视觉、蚁群算法、支持向量机、小波分析等。为了避免学生对枯燥的算法知识感到厌倦，增强学生学习的兴趣，除了尽量深入浅出，用最简单的语言描述复杂的理论和公式外，还要尽量结合各种案例，详细展示方法的原理，以及采用方法的原因和效果。例如，对于遥感图像的变化检测，我们利用相关变化评估系统开发经验，介绍了各类像素级方法的原理，实验结果，在实际工作中的应用价值等，做了直观的比较分析，便于学生掌握相关知识。

3.启发探索性学习。城市遥感是一门不断发展的学科，高年级本科生中很大一部分人也即将从事具有探索性和创新性的研究工作。因此，改变早期填鸭式的教学方式，培养学生独立探索和创新的思维是非常重要的。我们在教学过程中有意鼓励学生独立思考，提出问题、分析问题和解决问题，为从事研究性的工作打下良好的基础。在具体教学中，一是鼓励学生针对教学内容所教授的方法和思路，提出自己的看法，分析现有方法的不足，提出自己解决问题的方法；二是在布置的作业中，要求学生针对主题，独立搜索资料，发现问题、分析问题和解决问题，并要求学生根据研究课题的撰写风格完成作业。此外，课外与学生展开交流，就相关的学科问题和研究热点讨论交流，培养学生研究兴趣和能力，推介学生积极参与相关研究课题。在课程结束后，依然与学生保持联系，就研究学习问题交流，吸引学生加入研究课题。

4.鼓励广泛学习。遥感学科是纯粹的技术科学，为了解决任何问题，都需要将遥感学科与该领域的知识结合，并深刻理解该学科的特点和知识。比如，从事遥感地质研究，必须具有地质学基础，对各类岩石的物理性质、岩层产状、地质构造等相关内容具有深入的了解。又如从事环境遥感，必须在环境科学、水文学、大气学等相关领域具有一定的基础。从事城市遥感的工作，必须对城市科学、城市规划、城市建设、城市生态等相关学科深入了解，单纯的遥感知识学习是非常不够的。因此，在教学过程中，我们鼓励学生广泛学习相关学科的理论和知识。具体手段是，在教学过程中引导性的介绍水文、大气、物理等相关学科知识，并提供参考文献供学生课外阅读。在布置的作业和论文中涉及的问题，都需要大量参考相关学科的知识。在成绩的评价体系中，明确将参考知识的量作为评价标准之一。

三、城市遥感的实践教学

城市遥感是针对城市发展中出现的具体问题发展出的一门学科，是试图利用遥感技术解决相关问题而逐渐发展起来的。因此，城市遥感是在大量实践工作基础上建立起来的学科，在教学工作中也必然需要大量的实践教学工作。否则，学生缺乏针对实际城市问题的解决能力，无法适应城市遥感的相关工作。鉴于学生已经具有遥感专业基础，也具有一定的遥感软件操作和编程能力，我们的实践教学主要培养学生利用遥感软件和技术解决城市问题的能力。目前，国内普遍开展的城市遥感调查工作，包括制作城市影像图，开展城市土地利用遥感调查，城市建筑物类型及密度遥感调查，城市绿化及园林建设遥感调查，城市交通遥感调查，城市环境的遥感调查，城市地质、地理条件遥感调查等20余项工作内容。城市土地利用、土地覆盖的发展变化，是城市规划、建设、发展、保护的重要依据和成果，也是城市生态安全、城市景观保护等的基础。因此，学生掌握相应实践能力对于后续开展相关工作是非常重要的。实践教学过程中，一方面要培养学生遥感图像处理的能力，在掌握相关原理的基础上运用遥感软件处理多源多时相遥感图像的动手能力；另一方面要培养学生对于相关领域知识的了解和理解，包括城市土地利用、土地规划、环境保护、城市生态等相关知识。尤为重要的是，培养学生针对具体问题，独立寻找解决方案和技术手段，设计技术路线，独立解决问题的能力。

本文首先深入分析了城市遥感学科的特点，它具有前沿性、实践性和开放性。在此基础上，本文积极探索有效的城市遥感教学方法，提出综合采用围绕研究主题教学、结合案例教学、启发探索性学习、鼓励广泛学习等教学方法，提高学生学习兴趣和效果，培养学生独立思考和探索的能力，为进一步研究打好基础。针对实践教学环节，本文通过深入分析，提出了最合适的实践内容和方法，着重锻炼学生的动手能力，培养独立解决问题的能力。

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，200l（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.

遥感科学与技术研究方向篇4

[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57.15 hm2，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69.2 km，东西宽49.9 km，全县总面积2 165.35 km2（未含争议区域面积198.48 km2）。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1 800 m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）7 556 m。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279 d，年均降雨量664.4 mm。波棱瓜生长在海拔1 500～3 500 m，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（30 m），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.1 The location of study area

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.2 The study route

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2 300～3 500 m。利用ARCGIS 9.3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2 300～3 500 m的耕地，少部分在林地和草地。

图3 海拔2 300～3 500 m土地利用

Fig.3 Land use coverage at elevation 2 300-3 500 m of DEM

3.2 GPS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GIS OFFICE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.4 The field investigation data based on GPS

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1 km×1 km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90 m×90 m、《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.5 Classification of remote sensing image in Lengqi and Xinglong Town of Luding county

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Signature Editor和Supervised Classification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57.15 hm2（表1），生长范围大致在海拔2 300～3 500 m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57.15 hm2，与当地政府的统计结果60 hm2相比，误差在5%以内。

图6 解译标志的确定

Fig.6 Determine the interpretation signs

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]

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[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.

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[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.

遥感科学与技术研究方向篇5

关键词 高分辨率遥感；影像；城市绿地；信息提取

中图分类号 TP751 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）01-0151-01

近十几年来高分辨率遥感卫星的成功发射，标志着地球空间数据获取与处理技术新纪元的来临，它扩大了遥感的应用范围，提高了地理数据的更新速度，尤其是1 m空间分辨率的IKONOS卫星影像及0.61 m的QuickBird卫星影像降低密级可供商用，为遥感应用与推广起到了巨大的示范作用。城市绿化水平是衡量城市生态环境质量和平衡状况的主要标准。因此，收集城市的绿化信息非常重要。随着高分辨率传感器技术的发展，利用遥感手段将会获得更加丰富的地表景观信息。高分辨率遥感影像已成为城市绿地信息快速提取的主要数据源。如何充分应用高空间分辨率遥感影像具有重要意义。

1 高分辨率遥感影像的特性分析

1.1 高空间分辨率

米级亚米级分辨率带来了清晰的图像，目标物的形状依稀可见，影像中的地物尺寸、形状、结构和邻域关系得到更好的反映，人们感兴趣的大多数地物特征可以直接探测。高空间分辨率同时使得地物类型更加多样，纹理类型和纹理区域明显增多，纹理特征更具变异性，同一地物内部组成要素丰富的细节信息得到表征，使地物的光谱统计特征不稳定。同时，高空间分辨率也使得影像具有多尺度的特点，不同的尺度反映不同的信息内容和详细程度。

1.2 高时间分辨率

重复轨道周期缩短至1～3 d，并根据需要卫星能在穿轨方向上以一定的角度左右侧视，获取相邻轨道下星下点影像，从而使同地区成像时间间隔显著缩短，使其动态检测地表环境变化和人类活动成为可能。

1.3 光谱波段数减少

受信噪比和传输瓶颈限制，高分辨率商业卫星一般只包括1个高分辨率全色波段和4个低分辨率多光谱波段，光谱测量仅限在蓝、绿、红和近红外范围。

1.4 单幅影像数据量显著增加

高空间分辨率数据包含了精确的地理信息和高精度的地形信息，高空间分辨率数据所包含的数据量是相当于相同面积中低分辨率数据的10倍以上。

2 城市绿地信息提取研究进展

2.1 国内研究进展

近年来，我国很多的大中城市也逐渐开始检测城市绿地信息遥感动态。2003年，江苏省张家港市在部级园林绿化城市的申报过程中，建成区绿地现状的调查采用了真彩色航空遥感影像技术，提出了航空影像绿地专题提取的一般步骤以及具体的提取方法。2004年，大庆市在快速提取绿地信息的过程中，采用的技术为多尺度分割，该技术侧重于影像的高分辨率以及城市中重要的景观绿地。

相关领域的学者也做了大量的研究。车生泉等[1]用TM数据和SPOT数据对上海市环线内城市绿地景观进行了分类研究。郭成轩等[2]也对广州市的绿地状况进行了研究，从宏观到微观2个方面实现了城市绿地的信息提取和精度分析。陈颖彪等[3]对绿地信息的提取采用了遥感和GIS相结合的技术，并以深圳市为例，对城市绿地特征的提取方法进行了研究与分析。李宝华等[4]在对开封市的绿地信息的提取中结合遥感和GIS技术。邓 光等[5]在对南京市的城市绿地信息进行提取的过程中，采用了亮度指数和垂直植被指数进行ETM+遥感影像城市绿地信息动态分析。陈永富等[6]采用的信息提取技术的特点为面向对象，利用该技术对退耕还林的遥感特征提取技术进行了研究。蒲 智等[7]在提取乌鲁木齐市的城市绿地信息的过程中，采用的技术为面向对象的多尺度分割技术。徐涵秋[8]对厦门市的植被变化进行了遥感动态分析，采用的技术为遥感影像融合算法。严海英[9]采用基于对象的分类技术，在高分辨率遥感影像的基础上，并结合乌鲁木齐市的QuickBird影像，进行了城市绿地信息的提取。杨宝龙等[10]以石家庄市为例，重点讨论了基于Quick Bird影像的城市绿地信息分级分类提取方法。吴 见等[11]采用光谱阈值和一种改进的基于边缘的算法对QuickBird多光谱影像分别进行一级、两级分割，并选取光谱、形状和纹理特征组成的特征空间对树冠信息进行了提取。

2.2 国外研究进展

国外在城市绿地信息提取方面进行了较多的研究。Singh[12]早在1989年就将城市遥感的主要方法总结为以下几类，分别为多时相复合法、植被指数法、影像差值/比值法、分类后对比法、主成分分析法和变换向量分析等。

3 结语

城市可持续发展维系的重要因素是城市绿地。对高分辨率卫星影像及其信息提取方法进行应用，可对城市绿地资源的动态发展趋势进行及时准确的掌握，利于城市规划部门进行宏观调控与科学决策，为城市环境质量的改善提供有益的参考，从而提供有效的基础数据和决策支持促进生态城市的建设[12]。面向对象的影像分析技术与多尺度分割技术不仅有效地对分辨率遥感影像数据中快速提取信息

（下转第153页）

（上接第151页）

等难题进行了解决，也提供了新的思路，促进了高端专题信息的快速提取。对现有的城市绿地信息提取方法进行总结，对于完善现有的技术方法并在此基础上发展更多先进的绿地信息提取手段具有十分积极的意义，同时必也将推动我国遥感技术运用的进一步发展。

4 参考文献

[1] 车生泉，宋永昌.城市绿地景观卫星遥感信息解译——以上海市为例[J].城市环境与城市生态，2001，14（2）：10-12.

[2] 郭成轩，耿坚伟.基于TM影像的城市生态绿地格局分析与评价[J].国土资源遥感，2003，57（3）：33-36.

[3] 陈颖彪，吴志峰，程炯，等.遥感与GIS支持下的城市绿地信息提取方法研究——以深圳市为例[J].生态环境，2004，13（3）：362-364.

[4] 李宝华，孟华.基于TM影像的开封市绿地信息提取研究[J].泰山学院学报，2005，27（6）：94-98.

[5] 邓光，田庆久，李明诗.基于ETM+遥感影像的南京市城市绿地的动态监测[J].应用技术，2005（5）：22-24.

[6] 陈永富，黄建文，鞠洪波.面向对象的退耕还林造林效果遥感特征提取技术研究[J].林业资源管理，2006，4（2）：57-61.

[7] 蒲智，刘萍，杨辽，等.面向对象技术在城市绿地信息提取中的应用[J].福建林业科技，2006，33（1）：40-44.

[8] 徐涵秋.环厦门海域水色变化的多光谱多时相遥感分析[J].环境科学学报，2006，26（7）：1209-1218.

[9] 严海英.基于对象的城市绿地信息提取技术的研究[J].地理空间信息，2008，6（2）：9-11.

[10] 杨宝龙，夏斌，冯里涛，等.QuickBird影像在城市绿地信息提取中的应用——以石家庄市为例[J].安徽农业科学，2009，37（3）：1220-1222.

遥感科学与技术研究方向篇6

关键词：地方高校；遥感概论；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2016）10-0022-03

遥感作为重要的对地观测技术，为国家空间基础设施建设中地理空间数据的获取，提供了重要的技术方法和手段[1]。目前，遥感与全球定位导航系统、地理信息系统构成的“3S”技术，为地理学的研究提供了现代化的研究方法和技术手段，在国民经济和社会发展中得到广泛的应用[2]。遥感具有专业性、技术性较强的特点，在高校应用型人才培养中，提高学生遥感实践及应用能力，培养学生结合专业知识解决生产实践过程中遇到的各种实际问题[3]。同时，经济社会的发展对遥感高技能人才的需求越来越大，对“遥感概论”课程实用性的教学目标的要求也越来越强[4]。

贵州工程应用技术学院地理科学专业2013版培养方案指出，地理科学专业毕业生应具备掌握遥感、地理信息系统、地图、野外观测、实验室分析模拟等现代地理研究方法和技能，同时将“遥感概论”课程作为地理科学专业一门重要的专业基础课。地理科学专业学生学习遥感的目的在于掌握遥感基本原理、掌握遥感图像处理及应用的基本理论和方法，能够运用专业遥感图像处理软件（如ENVI、ERDAS等）进行遥感图像处理和专题遥感应用研究，通过遥感理论学习和实践能力的培养，使学生能够借助遥感技术和方法，解决实际问题[5]。经过几年的教学实践，笔者以贵州工程应用技术学院为例，对西部欠发达地区地方高校地理科学专业中遥感课程的教学现状进行分析，通过对遥感课程的教学内容、教学方法和教学评价手段进行改革，为地方高校地理科学专业学生实践能力的提高及应用型人才的培养提供参考与思路。

一、“遥感概论”课程教学现状

经过几年的“遥感概论”课程教学实践，笔者发现贵州工程应用技术学院地理科学专业“遥感概论”课程教学过程中存在一些问题，主要体现在。

（一）理论课教材陈旧

目前国内遥感类教材大多较为陈旧、更新较慢，滞后于遥感技术的快速发展，无法与日益更新的遥感技术发展相一致，与社会对于毕业生的要求相距甚远[6]。贵州工程应用技术学院地理科学专业学生使用的教材是高等教育出版社“遥感导论”（梅安新等），该教材于2001年出版，之后再无进行修订再版。然而，近年来无论是从多光谱到高光谱，还是从高空间分辨率到高时间分辨率，国内外遥感技术都有了较大的发展。我国遥感技术及应用近年来蓬勃发展，其中以 “十二五”期间实现“百箭百星”计划，年均发射卫星20次左右，以及到2020年左右建成由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成的覆盖全球的北斗卫星导航系统。遥感技术发展的日新月异，而该教材的内容很大部分已不能适用于当前遥感技术的发展，如国外的SPOT 5、QuickBird、Worldview等高空间分辨率卫星，国产资源系列、环境系列、高分系列遥感卫星等均未涉及。2013―2014学年第一学期由于教务处无法订到该教材，通过征求各方意见，选用武汉大学出版社孙家m主编的国家精品课程教材《遥感原理与应用》，该教材于2013年6月出版第3版，相比其他教材，其内容上有所更新，加入了遥感新技术等方面的内容，但是教材过于注重遥感理论知识，对于西部欠发达地区高校的地理科学专业学生来说，理论内容过深，部分内容甚至晦涩难懂，这使学生学习积极性受挫，无法适用于我校应用型人才培养的目标。

（二）实验教学课时少，缺乏合适的实验素材

现代遥感技术的研究及应用对学生的动手能力及应用实践能力的要求较高，实验教学是理论教学的延伸和重要补充，是培养学生动手能力，提高学生学习兴趣的重要途径，是学生实践能力和应用能力培养的重要环节，同时也是决定遥感课程教学质量和应用型人才培养的关键步骤[7]。贵州工程应用技术学院遥感实验教材选用的是高等教育出版社于2001年7月出版的刘慧平等编著的《遥感实习教程》，该实验教材同样存在着知识滞后于遥感技术及遥感数据处理的方法问题。为弥补实验课教材的不合理，笔者在实验教学过程中，结合科学出版社邓书斌的《ENVI遥感图像处理方法》辅以教学，而由于高空间分辨率遥感数据，如SPOT、QuickBird等无法免费获取，无法实现教学过程的数据本地化，学生实验过程中往往出现对所实验地区不熟悉，缺乏研究兴趣，对于学生情感目标的培养有所欠缺。

贵州工程应用技术学院地理科学专业2009、2011版培养方案中并未单独开设遥感实验课程，2013版培养方案对课程做了一定的调整，加设了遥感概论实验课，将原来54课时的理论课改为38课时的理论课时、16课时的实验课课时。针对课时量的调整，“遥感概论”课程教学内容及方法，也亟须进行相应的调整，以适应教学及学生实践能力的培养。

（三）学生英语水平差，学习主动性不高

由于目前遥感数据及专业软件大多是国外产品，涉及较多计算机及遥感专业英语词汇，贵州工程应用技术学院作为西部欠发达地区的地方高校，学生由于底子薄，英语水平差等，初次接触英文软件及遥感数据，部分学生内心有对学习英文软件的抵触情绪。而一些学生在学习过程中由于遥感理论知识准备不足，英文词汇量不够，在实验过程中，只记实验操作步骤，按部就班完成实验，不能够完全理解实验过程与实验目的。

通过几年的教学实践经验，我们发现学生学习的积极性、主动性会影响到他们理论知识的学习。通过了解发现，对于“遥感概论”理论课程，大部分学生上课时虽然可以做到认真听课，但做笔记的同学并不多，课后不能及时复习；而针对实验课的练习，也只是课上跟着教师一起做，学生本人并不深入思考，课后不再进行练习，导致掌握不牢固。无法达到学以致用，满足应用型人才培养的需要。

（四）考核机制不科学，与实践相脱节

“遥感概论”课程考核在2009、2011版教学大纲中，考核方式主要是闭卷考试，学生成绩最终由平时成绩（平时作业、提问、考勤等）×10%+期中测试×20%+期末闭卷考试×70%组成。由于考试形式的限制，闭卷考试主要考查学生的理论知识掌握情况，无法真正体现学生实践及应用能力，部分学生只是临近期末考试前突击背诵，应付考试，导致考完即忘，无法深入理解及应用的情况。

二、“遥感概论”课程教学改革的途径

（一）优化教学内容

伴随着计算机科学与技术、物理科学、电子信息科学与技术等相关学科的发展，遥感技术在高光谱、高空间分辨率，以及高时效性等各个方面得以长足发展。由于遥感知识和技术具有与时俱进的特点，在进行“遥感概论”课程教学改革的过程中，既要注重传统遥感知识的讲授，在使学生了解遥感基本理论与原理的基础上，又要注意紧跟时代步伐，更新教材中没有涉及新知识、新内容，弥补因教材更新较慢而遥感技术发展较快的矛盾与缺陷[8]。

通过网络、新闻、文献资料等各种途径，及时搜集遥感领域新知识、新进展，以及遥感研究的热点问题等，在课堂讲授过程中，及时融入相关知识发展的新知识、新技术等，拓展学生视野[9]。特别是注重在讲授基础知识的同时，及时融入我国遥感技术的发展情况，在学生获取理论知识的同时，融入爱国主义教育，提高学生学习的积极性、主动性。针对贵州工程应用技术学院学生底子薄、英文水平差等特点，在教师课堂讲授过程中，通过适度加入遥感专业英文词汇的方式，实现提高学生专业英文水平的目的。针对贵州工程应用技术学院学生专业背景，在遥感实践课程设计时，注意本课程与相关课程的联系，设计如基于遥感的土地利用变化监测、基于遥感的地质灾害信息识别与提取、基于遥感的土壤制图分析等专题遥感应用内容，使学生学以致用，了解整个专业各课程间的彼此联系，充分调动学生对专业的再认识，同时加强相关专业课程知识的学习和衔接[10]。

（二）创新教学方法

在遥感课程教学方法改革过程中，充分借助现代多媒体教学方式和手段，提高多媒体教学的教学效果。随着多媒体技术的发展，多媒体教学目前已被广泛应用于日常教学过程，通过多媒体技术的声、光、影、字等相结合，学生能够多方位获取知识。对比分析传统教学与多媒体教学方式的优缺点，在教学改革过程中本课程教师的课堂讲授方式较为灵活化，主要体现在关键知识或知识体系的框架上，通过板书形式在黑板展示，学生能够掌握学习重点，不至于因过多关注教师演示文稿文件，或演示动画或影片，而忽视教学重点、难点问题。同时借助多媒体技术易于内容表现，易于实践操作演示等方面的优点，制作图文并茂的演示文稿课件，对于需要现场演示的实验或展示的数据，进行多媒体展示。还可通过多媒体技术，及时将遥感技术发展相关新闻报道及相关应用展示给学生，使学生真正感受到立体化教学的视听感受。在学习知识的同时，加强学生的情感教育，提升学生的爱国主义热情[11]。

积极引导学生自主学习、互助学习、团队协作学习，提高学生学习积极性和主动性。传统教学主要是教师讲，学生听，缺少必要的互动环节。学生如果听不懂将会挫败自身学习的兴趣，进一步影响学生学习的积极性和主动性。遥感课程教学改革中教师课堂讲授方式的多样性，改变了总是教师一个人讲的局面，适度组织学生组成小组，每个小组成员轮番进行相关知识的讲解，互相查找不足，促进学生自主学习，提高学生积极性、主动性，使每个学生都可以参与进来[12]。

“3S科技兴趣学习小组”作为学生自主学习的学生组织，于2013年11月成立，其成员涵盖了地理科学专业各年级学生，甚至包括部分已经考入研究生在读的和已经参加工作的学生。通过高年级学生带动低年级学生，在读研究生分享学习经验，在职学生讲解实际工作中所需专业知识，专业教师引导，定期或不定期开展相关科技学术活动，以“全国GIS技能大赛”为载体，各类科技活动为主线，积极引导学生通过课外科技活动及科研项目的申报，提升自身能力，开阔自身视野，同时达到影响其他学生，提高整体学生学习兴趣的目的，进而提高学生学习的积极性和主动性。

（三）改革课程考核机制

贵州工程应用技术学院2013版地理科学教学大纲明确提出，针对专业课程考核方式的改革要求，总评成绩由平时成绩和期末成绩各占50%组成，足以体现学校给予教师对学生更加灵活性的考核方式。本次教学改革将平时成绩分为课堂笔记、课后读书笔记、参与相关科技活动项目、作业、考勤、期中测试等，期末考核试卷出题过程中，注重基础理论知识考核的同时，更加注重考核学生掌握知识的整体性，以及灵活运用知识的能力。

以“全国GIS技能大赛”为主题，积极引导学生通过参加大赛，提升自身实践能力，以及实际动手解决具体问题的能力。同时，围绕“全国GIS技能大赛”，积极引导学生申报学校实验室开放基金项目，全国大学生挑战杯课外科技活动项目，以及贵州省大学生创新创业计划项目等课外科技活动项目，以提高学生学习的主动性和自主性。通过具体项目的申报和实施，学生感到学有所用，学以致用，进一步促进自身自主学习的氛围。

三、“遥感概论”课程教学改革效果

通过遥感课程教学改革的实施，取得了一定的教学效果，学生学习兴趣、积极性和主动性大有提高。自2012年组织学生参加“全国高校GIS技能大赛”遥感组比赛，获得三等奖一次、优胜奖两次，共有20人获得“MapGIS工程师证书”；为培养学生应用能力和科研意识，积极组织学生申报各类各级课外科技活动，自2012年至今，遥感方向共获得立项项目有部级“大学生创新创业训练计划项目”1项，省级“部级大学生创新创业训练计划项目” 5项，校级“实验室开放基金项目”3项。

围绕学生实践能力提高，提高学生遥感专业技术应用，结合教学内容、方法和考核方式的教学改革，既提高了学生学习兴趣、自主学习积极性和主动性，提高了动手解决实际问题的能力，又获得了良好的教学效果，同时增加了学生的专业认知度和认同感，对整个专业的学习形成良好互动效果。遥感课程教学改革研究，为西部欠发达地区同类高校地理科学专业学生遥感能力的培养，以及地理科学专业应用型、技能型人才的培养提供了参考和思路。

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遥感科学与技术研究方向篇7

关键词：地籍测绘 遥感技术 实践应用

一、遥感技术简介

所谓的遥感技术。其本身指的就是采用传感装置，对指定对象并不进行任何的直接接触，但是又能将需要了解的对象某些信息详细的获知，并且对这些信息进行一定程度的分析，其次对此进行适当的表达或者加工，传感技术可以说是现代化技术中最具有代表性的一项。

传感信息本身具有一定的丰富性、周期性以及动态性，并且信息的获取效率相当的高，一般清况下可以通过数字方式进行记录或者是信息的传递、通过对遥感技术合理的使用，能够对土地实际利用的情况进行较大范围的更新以及核查，同时能够将土地本身所发生的变化或者是利用现状进行及时的了解以及获取。与此同时，对于年度土地所发生的利用变更数据进行及时的分析、管理以及更新。

一般情况下，遥感技术建立在卫星系统或者是飞机巡航系统等其他覆盖面极广的飞行装置中，并且以此作为载体，对地面的电磁信息或者是需要收集、进行研究的信息实现获取，同时也是对地球环境进行判断以及对地籍资料进行分析最为主要的科学技术手段。遥感技术最早出现在上个世纪六十年代末期，起初只是应用在摄影以及对计算机技术有效地结合，并且综合而来的一项技术手段。但是随着现代科学技术不断地发展以及进步，研究结果证明，任何的物体，其本身都会反映出截然不同的电磁波信息，而这点也是物体本身的电磁辐射特征。针对航空领域而言，所使用的遥感技术主要应用行器上所进行安装的遥感控制装置，并且通过这一项装置的安装，可以对待研究的目标本身的辐射特性进行一定的分析以及研究，同时并进行完整、全面的记录，对于一些接收到的重要的信息，还会进行有效地识别。我们可以这样认为，在高空飞行器上，所安装的遥感装置，并且被运用在某些测量过程中，这种一般被称之为航空遥感。但是随着科学技术不断地发展以及进步，同时伴随着计算机技术不断地发展进步，遥感技术应用的领域也更加的宽广，例如在我国地籍测绘工作中，通过对遥感技术合理的使用，实现对土地相关的信息进行全面并且细致的收集、分析，并且对大量的科学数据以及可行性数据进行记录、研究，并且通过所收集到的信息对地籍情况进行识别以及判断。

二、地籍测绘工作中遥感技术的实际应用分析

（一）在动态监测中的实际应用分析

随着遥感技术不断地发展以及进步，在地籍测绘的过程中，遥感技术也更加的成熟以及丰富，例如我们熟知的地理信息遥感系统、GPS远程定位系统，这些技术的应用以及开发给地籍测绘工作带来了巨大的变革以及方便，地籍测绘工作中遥感技术的使用，表现得最为直接以及明显的一个方面便是动态监测。一般情况下，我们所说的动态监测便是指的通过遥感技术的应用，将土地的调查、变更以及动态进行一系列的监测。在对地籍进行测绘的过程中，对检测的周期进行合理的确定，同时对整个土地实际利用情况的变化进行全面的监测以及探析，同时将每一个使其类所获得的数据进行详细的对比，从而得到最佳的结果。在进行地籍测绘的过程中，所获取的详细信息方便对土地实际的利用情况进行全面、整体的规划。同时为整个国家进行规划过程中，所需要进行的土地方面的决策提供可行、真实可靠的依据。动态检测可以将违法用地情况进行及时的发现，对于一些发现的违法用地情况，向上级部门进行及时的回报，并且进行查处。随着技术不断地进步，带给人们日常生活以及工作过程越来越多的方便，随着计算机技术以及图像技术日趋完善，地籍测绘工作中的遥感技术也将发挥更多的便利以及优势。

（二）遥感技术在制专题图中的应用

（1）空间分辨率与制图比例尺的选择。空间分辨率即地面分辨率，是指遥感仪器所能分辨的最小目标的实地尺寸，即遥感图像上一个像元所对应的地面范围的大小。由于遥感制图是利用遥感图像来提取专题制图信息，因此在选择图像的空间分辨率时要考虑以下两个因素：一是解译目标的最小尺寸：二是地图的成图比例尺。空间不同规模的制图对象的识别，在遥感图像的空间分辨率方面都有相应的要求。遥感图像的空间分辨率与地图比例尺有密切的关系。在遥感制图中，不同平台的遥感器所获取的图像信息，其可满足成图精度的比例尺范围是不同的。因此，进行遥感专题制图和普通地图的修测更新时，对不同平台的图像信息源，应该结合研究宗旨、用途、精度和成图比例尺等要求，予以分析选用，以达到实用、经济的效果。

（2）波谱分辨率与波段的选择。波谱分辨率是由传感器所使用的波段数目（通道数）、波长、波段的宽度来决定的。

（3）时相与时间分辨率。遥感图像的时间分辨率差别很大，用遥感制图的方式显示制图对象的动态变化时，不但要弄清楚研究对象其本身的变化周期，与此同时还要了解到有没有与其相应的遥感信息源。例如要研究森林火灾蔓延范围、洪水淹没范围或森林虫害的受灾范围等现象的动态变化时，必须选择相适应的超短期或短期时间分辨率的遥感信息源，只有气象卫星的图像信息才能满足这种要求；遥感图像是指某一瞬间内地面实况的记录，然而地理现象是不断的变化。所以，一系列按时间序列成像的多时相遥感图像中，必然存在着最能揭示地理现象本质的“最佳时相”图像。研究农作物的长势、植被的季相节律，目前以选择land-sat-TM或SP0T遥感信息为佳。

三、结束语

众所周知，地籍测绘工作繁杂，在进行实际工作中，必须通过对高科技技术的运用才能有效地完成相应的工作，遥感技术的开发以及研究，给地籍测绘工作带来了极大的便利，并且随着科学技术不断地发展以及进步，遥感技术也将更加成熟。

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遥感科学与技术研究方向篇8

【关键词】林业；遥感；森林资源

0 引言

遥感（Remote Sensing，RS）是20世纪60年展起来的一门集地学、生物学、航空航天、电磁波传输和图像处理等多学科交叉融合的新兴学科。遥感技术具有周期性观测和大面积覆盖获取地面信息的特点，可以提供一种实时、动态、综合性强的环境资源信息。遥感技术在林业中的应用被称为林业遥感技术，是指通过卫星和飞机对林业资源进行实时动态地监测，形成各种数据和信息，并通过综合分析处理为林业决策和发展提供服务。我国应用林业遥感技术已有二十多年的历史，取得了可喜的成绩，充分展现了遥感技术在林业中的巨大生命力[1]。

1 遥感技术在林业中的应用现状

遥感技术在林业中的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：森林资源遥感调查、森林火灾遥感监测、森林病虫灾害遥感监测及林业资源遥感动态监测等。遥感技术在空间分辨率和光谱分辨率方面的提高，以及雷达遥感、航空遥感和无人遥感飞机的发展，为林业遥感提供了丰富的信息源，拓宽了林业遥感应用的深度和广度，给森林资源清查和监测工作带来了新的契机，为“数字林业”的顺利推广提供了强大的信息保证[2]。

1.1 林业遥感数据源

1.1.1 高空间分辨率遥感数据

林业遥感应用的主要数据源是光学遥感数据，如TM和SPOT等。TM数据具有较高的空间分辨率和光谱分辨率，且数据量大、信息丰富、成本较低，一直是林业遥感的主要信息源，但其30m的空间分辨率的应用精度并不令人满意。进行宏观森林资源监测时通常采用NOAA等中低分辨率数据，因为它们经济、实惠、待处理的信息量少，而且来源有保证，但随之而来的问题是在使用这种信息源时如何保持其精度。高分辨率卫星数据的出现，给林业遥感监测带来了希望，目前多用以IKONOS为代表的高分辨率的卫星影像展开对监测森林资源、工程造林质量、退耕还林效益等方面的研究。

1.1.2 高光谱遥感数据

高光谱遥感能够探测到具有细微光谱差异的各种物体，大大地改善了对植被的识别和分类精度。利用高光谱数据实行的混合光谱分解方法可以将森林郁闭度这个最终光谱单元信息提取出来，合理而真实地反映其在空间上的分布[3]，对于掌握森林结构与森林环境、加强森林生态系统管理具有重要意义。此外，高光谱遥感数据凭借大量的光谱信息，在森林分类与调查、森林资源变化信息提取、森林火灾监测、森林病虫害评估等方面起到了举足轻重的作用，为实时而科学的森林经营管理增添了一种新技术手段。

1.1.3 雷达遥感数据

一般情况下，地球有60%～70%被云层覆盖，可见光、红外技术在这种天气下难以获得有效数据，不能及时为林业行业提供数据支持。而合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar， SAR）具有全天时、全天候以及能够穿透掩盖物、较好反映地表结构信息的能力，为林业遥感提供了新的数据源，有效解决了上述问题。SAR遥感通过获取各种森林生物物理参数，被广泛用于识别森林类型、森林密度、年龄和监测森林生长、再生状况、森林砍伐、森林灾害以及估算森林的生物量、蓄积量，特别是对热带雨林砍伐监测，雷达几乎是唯一可以依赖的信息源[4]，这些信息有效提高了人们对森林资源的认识。

1.2 应用现状

1.2.1 森林资源遥感调查

森林资源遥感调查主要是通过野外调查和卫星图像的对照判读，进行森林类型判别，并用遥感数据与地面各种因子建立模型的定量表达，估计森林蓄积量和森林面积，利用多时相遥感影像监测森林覆盖率等。早在1954年，我国就创建了“森林航空测量调查大队”，首次建立了森林航空摄影、森林航空调查和地面综合调查相结合的森林调查技术体系[5]。

然而，过去我国森林资源规划设计调查主要是以航空照片和地形图为参考，制作外业调查手图，通过现场勾绘等手段完成林相图区划。这种传统的调查方式存在调查间隔期过长、调查人员投入多、劳动强度大、一次性经济投入大、出错机率大等问题，难以满足新时期的调查需求。自2003年起，高空间分辨率卫星影像写进森林资源规划设计调查规程，我国很多省区相继应用SPOT5数据进行了森林资源规划设计调查试点[6]，有效推动了林业资源调查数字化进程，促进了高空间分辨率卫星遥感技术的研发，相关研究内容主要包括蓄积量估测、树冠信息的提取方法、SPOT5影像用于小班区划的方法，并研发了基于高分辨遥感数据的小班区化系统[7]。高光谱遥感数据应用方面，主要开展了星载高光谱遥感数据的预处理、基于统计模型的森林郁闭度和叶面积指数估测、森林类型遥感识别方法、森林叶绿素含量的几何光学模型反演和机载高光谱数据的优势树种识别技术[8]等方面的研究。

1.2.2 森林火灾遥感监测

森林火灾是自然灾害中最为严重的一种，森林一旦发生火灾，不仅会使辛苦几十年培育的林木顷刻间化为灰烬，而且会对生态环境带来严重的负面影响。如果能及时监测、预报森林火灾，其带来的损失就会大大减小。早在20世纪50年代，我国林业行业就开展了利用航空遥感技术进行森林火灾监测的技术方法研究。到70年代末80年代初，美国的Landsat TM、NOAA等卫星数据逐步被我国相关专家学者应用于森林火灾监测的研究中，并在1987年大兴安岭特大森林火灾监测中发挥了非常重要的作用。

随着卫星遥感技术的深入发展与应用，我国科研人员不断地探讨利用遥感技术进行森林防火应用的研究，并取得了许多重要成果。尤其是“十五”以来，面对国内外不断面世的新型卫星遥感数据，我国学者解决了利用这些新型数据进行森林火灾预警监测的应用技术，如针对新出现的Terra/Aqua MODIS、ENVISAT-AATSR、ENVISAT-MERIS等卫星数据森林火灾预警监测应用技术需求，有效解决了森林火灾预警监测模型中可燃物类型的分类方法、植被因子的估测、小火点自动识别等方面的应用技术[9]；利用MODIS数据进行了森林火灾预警的应用方法；针对新型卫星数据林火信息快速提取的技术需求，建立完善了利用高性能平台森林火灾信息提取的技术系统。通过近20多年的技术突破，我国逐步研究形成了基于卫星遥感数据的森林火灾监测应用方法与技术系统，初步建立了基于航天、航空、望台（塔）以及与地面巡护相结合的森林火灾监测体系[10]；同时，还将海事卫星技术等应用于我国森林火灾的预防、监测及扑救工作中。我国国家森林防火指挥部卫星森林火灾监测系统从1995年应用至今，从以前单一的NOAA-AVHRR资料到后来综合应用NOAA、FY、MODIS等资料，逐步发展成为国家森林防火指挥部和各省市林业部门防火办森林火灾宏观监测的主要手段，并为扑救指挥提供了可靠的数据保障和技术支撑。

1.2.3 森林病虫灾害遥感监测

植物受到病虫害侵袭，会导致植物在各个波段上的波谱值发生变化。如植物在受到病虫灾害、人眼还不能感觉到时，其红外波段的光谱值就已发生了较大的变化。从遥感数据中提取这些变化的信息，分析病虫害的源地、灾情分布、和发展状况，可以为防治森林病虫害提供有效帮助。早在1978年，腾冲遥感综合试验就已开启了我国遥感技术监测森林病虫灾害的序幕。随着航天遥感技术的发展，“七五”末期、“八五”初期，我国科研人员以松毛虫等食叶害虫灾害为例，广泛开展了针对针叶损失率、松针生物量和灾害程度等遥感监测方法的研究，充分证明当森林植物遭受病虫灾害的侵袭时，其叶绿素、水分等便会急剧下降，叶黄素、叶红素等会提高，必然导致其反射率发生显著变化，此项研究结果为林业遥感病虫灾害监测提供了重要的科学依据。此外还发展了基于多种植被指数的病虫灾害信息提取技术[11]。

“八五”后期和“九五”期间，在国家众多科技项目的支持下，我国科研人员全面地开展了森林病虫灾害遥感监测预警技术的研究，建立了基于单时相和多时相卫星遥感数据的灾害信息提取技术路线，引进吸收了航空录像和航空电子勾绘等遥感监测技术方法，初步探索了天、空、地相结合的森林病虫灾害监测体系。并基于林业业务主管部门的预报、监测、灾害损失评估和决策支持需求，提出了森林病虫灾害的遥感、地理信息系统和全球定位系统技术集成应用模式[12]。最近十几年来，着重开展了基于遥感技术的森林病虫灾害监测专业应用系统的研发，并进行了生产性示范，以完善相关应用系统的可操作性和实用性，同时也展示了其指导森林病虫灾害调查情况的应用潜力[13]。

1.2.4 林业生态工程遥感监测评价

林业生态工程遥感监测评价技术就是利用遥感技术，在统一规划和设计的技术平台上，进行应用系统集成，为实现林业生态工程建设的信息资源共享和技术共享提供技术支持。早在1979年，国家就决定在我国西北、华北北部和东北西部风沙危害、水土流失严重的地区，建设大型防护林工程，即“三北”防护林工程。在“七五”期间，实施了重大遥感综合应用项目――“三北”防护林遥感综合调查研究。该项目主要采用了航天遥感技术对“三北”防护林地区的森林类型、面积、具体分布、保存率、草场的数量质量和分布、土地资源类型分布及数量和应用现状进行了综合调查，并建立了基于防护林生态效益的动态监测系统，对不同类型区的造林适宜性做出了分析评价以及对防护林的防护效益进行了评估，为“三北”地区的森林综合治理提供了可靠的数据分析资料[14]。2000年以来，国家先后启动了天然林资源保护、退耕还林工程等六大生态建设和造林工程。2004年开始的“国家林业生态工程重点区遥感监测评价项目”，利用了2003年至2011年期间的MODIS、Landsat-TM、SPOT5、QuickBird等多源卫星遥感数据，共对4个天然林资源保护工程监测区和8个退耕还林工程监测区进行了多期动态监测与评价。“十一五”期间，我国科研人员开展了天然林保护工程、重点防护林工程和京津风沙源治理工程的遥感监测技术研究，开发了“国家重点林业生态工程监测与管理系统”[15]，广泛地为林业生态工程管理提供技术支撑与服务，有效推动了林业生态工程遥感监测评价的发展。

3 展望

我国林业遥感技术的发展已有二十多年的历史，不仅做了大量的研究和实验工作、积累了丰富的资料和经验，还培养了一大批优秀的科研与应用工作者。但是，伴随新时期国家对林业的要求和林业自身的发展，目前的林业遥感技术仍然不能全面满足实际需要，因此，应进一步加强林业遥感技术与应用系统建设，逐步形成天、空、地一体化的林业遥感应用体系[16]。

3.1 建设林业遥感应用综合服务平台

目前国内除森林火灾监测系统应用低分辨率的遥感卫星进行业务运行以外，还没有应用中高分辨率的卫星建立起业务化的运行体系。为实现遥感技术在各类林业调查与监测业务中的广泛应用，形成业务化运行的能力，还需要开展一项重要的基础性、支撑性的设施建设工作，即林业遥感应用综合服务平台的建设。该平台应该建立面向林业遥感技术应用的集成环境，整合林业行业中与遥感技术应用密切相关的各类存储资源、数据资源、计算资源、软件资源和专家资源，逐步形成面向林业行业提供遥感数据的共享服务机制，并支撑林业遥感应用业务系统开发与运行服务的基础平台。该平台应具有能够支撑海量遥感数据存储、查询功能，具有基于网格的遥感数据应用处理和产品加工功能，以及对数据和产品的多层级分发与共享等强大功能。该平台的建设将大力促进森林资源调查、森林火灾、森林病虫灾害及林业生态建设工程的监测等林业遥感应用业务化运行系统的建立。

3.2 加快遥感与GIS、GPS的结合

遥感技术具有强大的数据获取能力，却在处理和分析这些数据时存在缺陷，地理信息系统（Geographic Information System，GIS）具有较为完善地空间数据综合分析处理平台，有效地解决了这一难题。概括起来，GIS在林业领域的应用研究内容主要有：森林资源信息管理、森林经营优化决策、森林分类经营区划、森林抽样设计、林业专题制图、林业采伐设计、营造林规划设计、森林资源管理网络等，极大地丰富了遥感数据的分析处理方法。同时全球定位系统（Global Positioning System， GPS）能够迅速准确地定位与导航，可以确定林业边界、地块、形状、海拔高度等，对实现“数字林业”具有重要意义[17]。因此，要加强遥感与GIS和GPS的结合，逐步形成以林业遥感为基础，以GPS为辅助手段，以GIS为综合处理方法的全方位林业服务体系，最终实现林业资源调查、规划、经营管理的数字化。

3.3 重视林业遥感教育和培训工作

任何一门学科的发展都离不开教育与培训工作。林业遥感作为一门高新技术，其发展一日千里，教育工作尤显重要。大学作为林业遥感教育和培训的主力军，不仅要开设全方位的林业遥感专业课程，而且要分层次，针对研究生、本科生和专科生开展不同的教学工作，为林业遥感培养大量的专业型人才和应用型人才。此外，还要充分发挥林业研究机构的作用，将科研成果及时有效地用于实践中。并加大对林业行业机构工作者的培训力度，全面提升我国林业工作者的专业技术水平。

4 结语

当前我国林业遥感的主要任务是以遥感技术为中心，提供信息获取与信息服务的手段，为林业建设决策提供监测与效益评价信息。林业行业应在国家林业资源与生态建设综合监测体系建设的基础上，大力推动林业遥感卫星、航空遥感平台、林业遥感信息产品标定等支撑平台的建设，不断完善林业遥感应用综合服务平台。同时应加快遥感与GIS、GPS的结合、重视林业遥感教育和培训工作，形成天、空、地一体化的综合监测模式，建立起林业遥感综合监测评价的业务运行体系，促进我国森林资源、森林火灾、森林病虫灾害和林业生态建设工程遥感监测与评价的业务化运行，为我国森林资源的管理和保护、林业生态建设的管理和决策等提供强有力的支撑。

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遥感科学与技术研究方向篇9

关键词：精细农业；遥感技术；应用；问题；解决途径

收稿日期：2011-06-04

作者简介：张旭（1990―），男，内蒙古人，中国地质大学（北京）地质学专业大学生。

中图分类号：TP79文献标识码：A文章编号：1674-9944（2011）07-0211-03

1引言

精细农业也被称为因地制宜农业、处方农业。它可以在遥感、地理信息系统和全球定位系统技术支持下,进行抽样调查,获取作物生长的各种影响因素信息（如土壤结构、含水量、地形、病虫害等）。通过进行农田小区作物产量对比,分析影响小区产量差异的原因,获取农业生产中存在的空间和时间差异性,可以根据每个地块的农业资源特点,按需实施微观调控,以充分利用现代化和机械化,精耕细作,获取高的经济效益。

遥感技术是指运用现代光学、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、性质及其变化规律的综合性探测技术。其基本原理就是不同物体的电磁波特性是不同的（黄惠珍,2010）,通过探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波,从而提取这些物体的信息,完成对远距离物体的识别。

2遥感技术应用于精细农业的必要性

随着科学技术的发展,传统农业因耗能高、产量低,正逐步被新型农业所代替,而精细农业,适应了现代农业产量高、投入少、节约资源、保护环境的要求（姚建松,2009）,它的出现,是传统农业向新型农业转型的必然结果,具有历史必然性。

遥感技术是精细农业获得田间数据的核心来源。没有遥感技术的服务,就没有精细农业的发展。由于不同含水量的土壤具有不同的地表温度（谷纪良,2010）,不同生长期和不同生长情况的农作物具有不同的波谱发射特征。因此,通过对作物本身及其生长环境的波谱特性研究,可定量测定作物的生长状况和空间变异信息（李新磊等,2010）,了解生态环境变化,为及时作出合理化的调整提供最权威的数据资料。因此,精细农业要发展,必然需要遥感技术的应用。

3遥感技术在精细农业中的应用

遥感技术可以客观、准确、及时地提供作物生态环境和作物生长的各种信息。这是精细农业获得田间数据的重要来源。因些,遥感可以在很多方面为精细农业服务。

3.1作物养分诊断与监测研究

作物养分主要包括氮、磷、钾等元素,如果缺乏会导致作物光合作用能力和产量降低。近20年来,利用遥感进行作物养分（尤其是氮）实时监测和快速诊断一直是农业应用研究的热点,其中,高光谱遥感可很好的对作物养分进行诊断和监测（姚云军等,2008）。基本原理就是利用作物氮、磷、钾等含量的变化会引起作物叶片生理和形态结构变化,造成作物光谱反射特性变化的特性。作物养分高光谱诊断与监测方法主要包括多元统计回归方法诊断作物养分含量，基于特定吸收波段内波谱特征参数的作物养分诊断。

3.2农作物播种面积遥感监测与估算

搭载遥感器的卫星或飞机通过田地时,可以监测并记录下农作物覆盖面积数据,通过这些数据可以对农作物分类,在此基础上可以估算出每种作物的播种面积。目前商业销售的遥感图像已经达到1m空间分辨率,在这种高分辨率图像中可以进行精确的农作物播种面积估算。

3.3遥感监测农作物长势与产量估算

作物长势是作物生长发育状况评价的综合参数,长势监测是对作物苗情、生长状况与变化的宏观监测。构建时空信息辅助下的遥感信息技术与作物生理特性及作物长势之间的关系模型便于作物长势监测。利用遥感技术在作物生长不同阶段进行观测,获得不同时间序列的图像,农田管理者可以通过遥感提供的信息,及时发现作物生长中出现的问题,采取针对措施进行田间管理（如施肥、喷施农药等）。管理者可以根据不同时间序列的遥感图像,了解不同生长阶段中作物的长势,提前预测作物产量。自20世纪80年代初开始,中国有关研究部门与高校合作,利用陆地卫星和气象卫星进行大面积作物长势和产量监测的研究与试验。这为我国作物产量的提前预报奠定了科学基础。

3.4作物生态环境监测

利用遥感技术可以对土壤侵蚀、土地盐碱化面积、主要分布区域与土地盐碱化变化趋势进行监测,也可对土壤水和其它作物生态环境进行监测,这些信息有助于田间管理者采取相应措施,合理调配,及时改善作物生态环境,使作物更好地成长。

3.5灾害损失评估

气候异常对作物生长具有一定影响,利用遥感技术可以监测与定量评估作物受灾程度,作物受旱涝灾害影响的面积,对作物损失进行评估,然后针对具体受灾情况,进行补种、浇水、施肥或排水等抗灾措施,减少损失。

4遥感技术在精细农业发展中面临的问题与解决途径

4.1遥感数据库不足

遥感技术在应用于精细农业中,因作物的生态物理参数（如含水量、叶绿素含量、叶面积指数等）各异,生长环境复杂,生长过程中随时间的推移作物与土壤的各种物理化学条件都会变化,这就需要建立大量的数据库,给遥感农业带来了不便。而现有精细农业中的遥感数据库还处于发展阶段,数据量不足,有待进一步完善。

4.2解译水平有待进一步提高

遥感技术在精细农业中的应用尚且处于探索阶段,许多解译方法尚不成熟,如多种田间组分（作物、土壤等）混合光谱的研究等。而现代遥感技术单一解译技术已趋于成熟,但混合光谱的研究才刚刚起步,还需要加强解译水平,完善解译体系。

4.3建立标形植被光谱数据库

深入开展农业应用中标准地物光谱特征研究,总结标准地物在不同条件下光谱变异规律,完善和扩充农业光谱数据库,在应用研究时将目标物与标形地物的波谱特征进行对比,观察波谱图像,总结波谱特征规律,进一步确定目标物的现实特征,进而实施相应手段,提高作物产量。

4.4建立健全解译体系

加大遥感解译的投入力度,建立健全常用地物的解译体系,特别是完善农业遥感中的解译系统,将传统解译与现代信息技术相结合,结合地理信息系统,定位导航系统的发展,将不同地区不同地物的波谱特征纳入解译体系,提高解译水平。

建立标形地物波谱数据库,加强农田水分条件、肥力条件、病虫害等因子在遥感图像中的解译标志,实现农作物征兆信息的智能化提取,上述关键技术的突破,将有助于阐明作物生长环境和收获产量实际分布的相关机理,有助于遥感动态监测定量化,建立作物长势与产量预报定量模型,这对于提高农业田间科学管理（灌溉、施肥或喷洒农药）具有重要意义。

5结语

遥感技术的研究与发展,是促进精细农业发展的重要一步,随着更高分辨率遥感技术的发展,遥感技术在精细农业中的应用必将更进一步。未来精细农业中遥感的定位,将从定性监测逐步转向定量监测,定量遥感将在精细农业中发挥更加重要的作用。因此,加强定量遥感的研究力度,完善定量遥感体系,建立定量遥感农业模型,将为农业遥感发展带来新的活力,必将促进精细农业的蓬勃发展。

参考文献：

［1］ 黄惠珍.遥感技术在我国农业生产中的应用［J］.科技信息,2010（24）:46.

［2］ 姚建松.我国精细农业发展前景探讨与研究［J］.中国农机化,2009（3）：26～28.

［3］ 谷纪良.浅谈我国精细农业的应用情况和技术构成［J］.消费导刊,2010（8）：224.

［4］ 李新磊,苏俊.试述现代精细农业的技术构成及其应用［J］.中小企业管理与科技,2010（6）：79～81.

［5］ 姚云军,秦其明,张自力,等.高光谱技术在农业遥感中的应用研究进展［J］.农业工程学报,2008,24（7）:301～306.

［6］ 任丽萍,杜波.精细农业-现代化农业的发展方向［J］.黑龙江科技信息,2009（21）:145.

［7］ 王建强,王丽梅.3S 技术在精细农业发展中的综合应用探讨［J］.水利科技与经济,2008,14（3）：235～236,244.

［8］ 杨淑芳.遥感技术在农业上的应用与展望［J］.农业科技展望,2008（7）:39～42.

遥感科学与技术研究方向篇10

[关键词]金矿勘查 地质条件 遥感技术

[中图分类号]P627 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-9-100-1

随着科学技术突飞猛进的发展，遥感技术等高科技勘察技术蓬勃发展，广泛应用在海洋、地址、土壤等领域，并取得良好效果。这是一种新兴技术，充分利用微波、红外线以及可见光等，通过扫描、摄影、处理、传输物质的生物、化学特征，从而进行远距离勘察的现代化新技术。随着计算机技术的不断成熟，遥感探测技术通过计算机辅助，充分进行信息的分类、提取，与此同时，在GIS地理信息系统的协助下，成功走向智能化与定量化。

1遥感探测技术的一般概念及其应用情况

遥感探测矿产的核心就是通过遥感探测器以及遥感图像等提取岩矿蚀变情况以及区域地质信息。现阶段，在勘探矿产中应用较为广泛的探测器有MSS陆地卫星、TM陆地卫星、STOP卫星、航空红外扫描仪、侧视雷达等等。除了上述探测仪以及形成的图像外，航空彩红外图、卫星气象图以及国土卫星图等等，应用也比较广泛。平台上所有的数据都是通过图像处理得出来，主要由四种较常用的处理图像方法：强团、色度、饱和（HIS）色彩空间转化；主成分变换；比值处理与最佳合成；GIS方法。

地物波谱特征，是进行遥感探测的基础。其中，需要重点关注岩石等矿物质的波谱特征与植物波谱特征。

2金矿勘测中遥感技术的应用

2.1岩矿遥感技术

现阶段，地质理论与遥感技术充分结合，进行金矿勘测已经形成了一整套方法、理论体系，通过岩石的波普特征，结合金矿成矿特点以及金矿蚀变信息，使得遥感探测金矿成为一种可能。

根据对遥感图像的分析以及借鉴西方发达国家的经验，地下信息情况与遥感图像上的不同环形、线形构造有非常密切的关系。通常情况下，线形构造一般为软弱结构层面，比如说，挤压破碎地带、密集裂隙地带、断层、软岩夹层等等。构造活动带往往会形成热液矿床，一般较大的地质活动，都会伴随岩浆活动，进而产生一定的矿化作用。在岩浆热液的作用下，会在遥感图像上产生环形图像，也就是热环构造。地壳内部的岩浆产生热动力，一方面带动地壳深处的矿物质到达浅处，进而成矿；一方面岩浆本身的温度，也会活化一定距离内的金矿，并进入热循环，热液含金度大幅度上升。在压力、温度等影响下，会在其内外缘区的线性构造中富集金矿。

提取金矿蚀变信息。由于含金热液的活动与金矿富集有着密切的联系，所以说，通常情况下，在金矿附近，矿岩石变非常强烈。主要由硅化蚀变、粘土蚀变、碳酸盐蚀变以及铁帽蚀变等等。通过蚀变作用而成的矿物质有典型特征，内含丰富的硅酸盐、水分子、羟基酸、高价阳离子等等。经过蚀变围岩的反射光谱形态与正常围岩相比，会在特定波段表现出非常显著的差异性，相应的，得出的遥感图像也有很大差别。通过多波段的遥感资料以及强大的图像处理技术，就能够方便的找到金矿蚀变信息。

通过对遥感图像的分析以及提取金矿蚀变信息，就能够进行具体的找矿勘测。第一步，选择高分辨率、高水平的遥感航天图像，从整体上分析较大变形带、断层系与金矿床之间的空间关系，通过构造类型的划分，进一步研究金矿构造。第二步，选择大比例的图像，进一步研究断裂范围内的环形构造、线形构造，与此同时，充分利用线形、环形构造以及深大断裂情况，研究利于成矿区的具置。第三步，增强处理遥感图像，提取蚀变信息数据，在图像上找到异常区域，并与上一步的线形、环形构造相结合，找到成矿靶区。

2.2生物化学遥感技术

这种技术主要研究生物圈中元素的迁移、演化等规律，由地球植物化学与动物化学组成。现阶段，金矿勘测中，主要是采用地球植物化学方法。金属元素对生物的影响，会导致植物群落变化以及植物变种，这些异常的植被就是遥感找矿的植物标志。生物技术与遥感技术相结合，更加丰富、完善了探矿理论。

金矿区的植被通常会被矿物元素毒害，进而产生化学效应，影响较轻的出现叶面温度、细胞、色素、绿度等异常，影响较重的会出现异常植被。这些异常情况只能通过特定的遥感技术才能判别。叶体变异导致了植物的波形与页面光谱发生变化，通常在遥感图像上呈现各种色彩、灰度，通过遥感技术能够进行深入探测、提取信息，进而通过异常图像展现出来。由于受到金元素的波普特征与化学效应的影响，会出现不同的影像图像，根据图像进一步推测隐伏矿藏存在的可能性。

通过遥感技术，植物紫外荧光异常情况，可以通过近紫外波段检测；植物色素的异常情况，能够通过可见光波段进行精确探测；叶子异常细胞结构以及叶冠异常结构，能够通过近红外波段检测；叶冠异常含水量能够通过中红外波段进行检测；叶冠异常表面温度，能够通过远红外波段检测；叶冠异常结构、叶冠异常表面温度、叶体异常含水量能够通过微波波段进行检测。

通过生物化学遥感技术，在金矿勘测中取得了良好效果。比如说，在研究云浮远景区金矿以及高圳靶区金矿中，这项技术应用良好，在遥感图像上，受毒害植被呈现金黄色，背景区域呈现红色；河台金矿中，在遥感图像上，受毒害植被呈现金黄色，背景区域呈现黄红色。

3结语

综上所述，本文针对遥感探测技术的一般概念、应用情况以及应用重要性开始入手分析，从两个方面：岩矿遥感技术，生物化学遥感技术详细论述了金矿勘测中如何应用遥感技术。这项技术在我国的利用程度还比较低，需要进一步研究、探讨、论证。

参考文献

[1]汪红强，杨柏林.遥感技术寻找内生金矿床的机理及方法探讨[J].地质地球化学，2010（11）.

[2]胡西顺，刘金成，汪振洋，王波.植物地球化学测量及其在金洞子金矿区的应用效果[J].地质与勘探，2012（03）.