无人机遥感技术论文十篇

无人机遥感技术论文篇1

关键词：应用；遥感技术；展望；无人机

引言

遥感技术起源于1960年左右，它是探测领域中非常重要的一项技术。它依据了电磁波的有关理论，结合了各种先进的传感仪器，把距离较远的目标反馈回来的信息加以搜集，再对这些信息做相关的处理，最终形成目标的全景图像。当下，在借助人造卫星的基础上，遥感技术可确保18天以内就能返回一次全球的真实图像。同时，在运用了遥感技术之后，还可高效地测绘出研究区域对应的地图。

1 无人机遥感技术的简述

关于无人机遥感这种技术的描述可从四个方面来把握。第一是技术的组成，无人机遥感综合了以下几种技术：一是传感技术；二是通讯技术；三是遥控技术；四是遥感对应的应用技术；五是GPS技术。第二是获取的方式，获取方式有以下三点特征：一是专题化；二是智能化；三是自动化。第三是获取的信息，获取的信息主要有以下几种：一是环境信息；二是国土信息；三是资源信息。第四是技术的重要优势，这些优势尤其表现在以下几点：一是起飞速度快；二是成本低廉；三是结构较为简单。

2 无人机遥感技术的具体情况

2.1 无人机遥感技术所具备的特征

跟载人飞行器相比较，无人机遥感有着独特的技术优势。这些技术优势尤其体现在下列几点：（1）由于无人机不需要载人，所以它可以飞行到一些较高或者较危险的区域进行航拍，这是载人飞行器无法与无人机比拟的地方；（2）与载人飞行器相比较，无人机在实际的飞行中所耗费的资金更为低廉；（3）无人机被划分到我国的遥控飞行器一类，所以它的整个审批流程较为简单，相反载人飞行器属于现实中的飞行器，它的整个审批流程非常复杂；（4）载人飞行器有着极为严格的起降要求，而无人机却没有过于严格的降落场地和起飞场地要求，所以它在航拍飞行中实现中途转场比较容易；（5）航拍中，无人机所具备的安全性能也远远超过了载人飞行器；（6）同载人飞行器比较，无人机可随时进行重新拍摄，并且拍摄时间极短，成像效果也非常清晰。

尽管无人机遥感有着如此多的技术优势，但它的技术劣势也较为明显。这些技术劣势主要表现在下列几方面：（1）无人机遥感所返回的遥感影像有着极高的分辨率，这种分辨率甚至实现了以分米级来计算的精密程度。但是，影像的相幅偏小，相片数量非常庞大，甚至达到了千张以上。这种大工作量的工作方式，降低了无人机遥感工作的效率。同时，影像倾角的角度一般来说较大，并且倾斜方向没有任何规律可遵循。所以，无论是连接点的布设还是提取工作都变得非常困难。（2）载人飞行器通常比较稳定，相比之下无人机就显得不够稳定。假如高空中的风速较大，那么航飞轨迹就会出现不规则的现象，甚至偏离了本身的主航道。这样，无论是拍摄中的旁向重叠度还是航向重叠度都不够规则，影像间的实际重叠程度就更大。（3）无人机无法携带专业化的测量相机。所以，它拍得的影像难免会有所变形。这是由于地面事物跟单幅相机间的投射关系很复杂，所以影像内存在的几何关系也就很不稳定。在这种影响下，影像就会呈现出倾斜的效果甚至变形。

2.2 无人机遥感的影像处理流程

2.2.1 影像的畸变差纠正

当前的无人机航拍方式是中国航拍方式中最为先进的一种方式。它有着独特的技术优势，可在任意时刻进行航拍，并且拍摄的时间极短，成像效果也非常清晰。所以，无人机航拍这种方式被大范围的运用。现实中，无人机有着不同的类型，所携带的相机也有着不同的类型，不同的搭配方式使得最终的成像质量也有巨大的差异。不过，一般情况下无人机都是配备的普通相机。普通相机拍出来的相片边缘会出现畸变的现象。这可能给后续的数据处理带来极大的误差。为了最大限度控制数据的误差，对影像的畸变加以纠正就成了必备的工作。处理方式主要包含了以下几种：一是消除畸变；二是消除主点偏移；三是旋转影像。

2.2.2 影像的三角测量

三角测量的过程是在空中自动完成。以往，影像的转点工作与选点工作都是以人工方式来操作完成。可是，无人机遥感却能让这两项工作在空中便自动完成。同时，像点中的各个坐标也是自动获取。它能为区域网平差程序结算提供依据[1]。这样，坐标系中加密点所处的空间位置及其定向参数都能随之而获得。三角测量主要对以下几方面的内容加以测量：一是内定向的相关测量；二是相对定向的相关测量；三是模型连接的相关测量；四是模型转点的相关测量；五是偏移量的相关测量；六是连接点的相关测量；七是特征点的相关测量。

2.2.3 DOM影像与DEM影像的生成

DOM影像与DEM影像的具体生成步骤如下：首先，借助平差程序可解算出拍得的影像对应的外方位元素；接着，把相邻影像跟外方位元素充分匹配，便可迅速取得相关的同名特征点；然后，通过这些同名特征点便可以生成DEM影像；最后，让生成的这个DEM影像跟相关的同名特征点再次拼接，便可得到需要测量区域的DOM影像图片。

2.3 无人机遥感的关键技术

现实中，遥感技术是把多种技术综合以后取得的技术成果。上述已经谈到：无人机遥感综合了五种主要的技术，第一种是传感技术，第二种是通讯技术，第三种是遥控技术，第四种是应用技术，第五种是GPS技术。在这五种技术中，最为关键的技术又可细分成八种。第一种是遥感平台对应的集成技术。第二种是专用数据对应的处理技术。第三种是传感器对应的控制技术。第四种是平台稳定涉及的相关技术。第五种是相机定标的相关技术。第六种是相机校验的相关技术。第七种是快速处理的相关技术。第八种是3S技术。而依据平台框架的情况来具体划分，关键技术又应该被划分成三种基本的技术。第一种是遥感平台对应的集成技术。第二种是获取数据的相关技术与下传数据的相关技术。第三种是地面接收与处理技术[4]。文章将对这三种最为关键的技术进行一一的介绍。

2.3.1 无人机遥感平台集成技术

无人机中，平台结构主要包含了以下几种：一是飞行器对应的系统；二是信息传输对应的系统与测控对应的系统；三是保障对应的系统；四是信息获取对应的处理系统。平台结构具体如图1所示。无人机中安装的是面阵CCD相机[2]。通常，拍摄操作是由相机头部来具体完成。相机头部又由三个部分构成，第一部分是数码后背，第二部分是镜头，第三部分是机身。对无人机来说，遥感平台需要体积小且分辨率偏高的相机。因此，大面阵CCD数码与120中型幅面相机是最佳的组合[3]。再者，高清图像是无人机影像的一个重点。所以，拖影便成了影像中的一个重要障碍。为此，遥感平台必须尽量把拖影的像元控制在0.5以下。假设像元是9um×9um，高度是500m，速度是每秒钟33m，焦距是50mm。那么可得出曝光时间是1/733秒，快门应选用1/1000s以上[5]。假设焦距用字母f来表示，成像面尺寸用字母L来表示，视场角用字母θ来表示。那么焦距公式是tg（θ/2）=（L/2）/f[6]。而主控计算机需要起到三方面的作用，首先是对相机进行良好的控制，其次是对图像加以传输，再次是对图像加以保存。因此，PC/104+嵌入式计算机是最好的选择[4]。

2.3.2 下传数据的相关技术与获取数据的相关技术

因为无人机遥感会产生极大的数据量，所以下传图像的过程中一般来说会选择高压缩比的压缩技术。压缩方案具体如下：系统中的数据链路共有两条，传输中多模态遥感器会与工控机互相配合，一方面可通过其中一条链路把遥感数据传送到硬盘中做备份处理，另一方面可通过另外一条链路把遥感数据传送到压缩模块中做压缩处理。

另外，图像获取的具体步骤如下：（1）系统中的IO设备可把遥感数据统统读取出来；（2）遥感数据在控制板是BMP这种格式的数据，通讯程序可把这种格式的数据全部读取出来，再把数据全部写入到DSP中；（3）DSP中具备压缩模块，压缩模块会把这些图像由BMP格式转换成JPEG格式；（4）JPEG格式的所有图像会被存储到指定的内存中；（5）通讯程序从指定内存中把JPEG格式的所有图像给读取出来再传送到数据链路中。

2.3.3 地面对数据的接收与处理

对无人机来说，无论是地面的接收工作还是地面的处理工作都必须依托于数据接收站。数据接收站既可以是固定式也可以是移动式。而无论是哪种类型的数据接收站都必须具备以下五种基本功能：一是存储海量数据的基本功能；二是建立海量数据库的基本功能；三是管理海量数据的基本功能；四是分发海量数据的基本功能；五是纠正数据的基本功能。

3 结束语

综上，文章首先阐述了无人机遥感这种技术的本质。其次，文章阐述了无人机遥感这种技术的基本情况：一是这种技术所具备的特征；二是这种技术在处理中的详细流程；三是这种技术具体包含了哪些关键技术，并对这些关键技术分别加以介绍。

参考文献

[1]兵远远.无人机遥感在某铁矿矿区资源监测中的应用[D].辽宁工程技术大学，2012.

[2]马瑞生.微型无人机航空遥感系统及其影像几何纠正研究[D].南京农业大学，2013.

[3]范成晓，韩军，熊志军，等.无人机遥感技术现状及其应用[J].测绘科学，2014，27（22）：16-19.

[4]欧新伟，周李建，冯青山，等.无人机遥感技术在长输油气管道管理中的应用[J].科技创新导报，2011，5（21）：21-23.

无人机遥感技术论文篇2

关键词： 遥感； 实践教学； 改革

中图分类号： G642文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2012）03-0105-01

遥感（Remote Sensing，RS）是当代空间信息科学的核心技术之一，是信息获取与更新的重要技术手段，在经济建设及社会发展中的作用日趋重要[1]。同时遥感也是一门实践性很强的技术，遥感应用技术素质已成为地理信息系统、测绘、城乡规划、地质等专业工作人员的基本要求。遥感技术作为现代前沿科学技术之一，随着航空航天技术的发展不断在提高与完善，这就要求教学不断调整内容与方法，做到与时俱进。分析国内外遥感技术的发展需求及遥感课程教学，发现课程教学并未很好地适应社会对遥感应用型人才的需求，其中尤以实践教学环节薄弱的问题突出。针对当前现状，本文详细分析了遥感课程实践教学中存在的具体问题，并探讨了相应的改革措施，以期为遥感课程的教学改革，培养社会应用型、创新型人才提供参考。

一、目前遥感课程实践教学中存在的问题

1.缺乏合适的理论和实践课程教材

理论教学是实践教学的基础，选取合适的理论课教材，对确保教学内容合理，培养社会应用型人才至关重要。选取教材的原则是“理论与应用的结合；基础知识与前沿技术兼顾”[2]。近年来，国内先后出版了一些可作为大学本科遥感课程理论内容教材的书籍，但并不能满足遥感技术发展的需求。《遥感导论》、《遥感概论》和《遥感技术导论》出版时间较早，内容有些陈旧；《现代遥感导论》在应用方面涉及较少；《遥感原理与应用》在理论和应用方面都兼顾，而且在2009年出版了第二版，但此书内容相对较深，需要学生具备摄影测量、电磁场理论、模式识别等课程的基础。

目前，国内尚未见到普适性较强的遥感实践课程教材。与《遥感导论》配套的上机教材，未采用国际主流软件，无法满足实践教学的需要。《ERDAS IMAGINE遥感图像处理教程》、《ENVI遥感图像处理方法》等书，内容系统，但受学时限制，不适合作实践教学的指导书。

2.实践教学薄弱

遥感课程一门实践性较强的课程。遥感实践教学是理论教学的深化和补充，是学生通过理论与实践的相结合来感悟抽象的理论知识的学习过程[2]。课程实践教学环节包括两个大的方面，一个是课内实践，另一个是综合实习。目前，国内大多院校的课内实践学时偏少[3]，而且多以教师演示教学为主，学生实践能力得不到提高。“3S”（RS、GIS和GPS）技术集成，是空间信息科学发展的趋势，有必要加强学生的“3S”综合应用能力，然而这种多学科的综合实习普遍较少。另外，数据类型单一、内容陈旧，也使实践教学滞后，缺乏时代性和现时性。

3.考核方法不合理

课程考核，考察的不仅是学生对知识的记忆情况，更应该是学生对知识的综合应用能力。然而，目前遥感课程的考核方法，多以笔试为主，对实践能力考察的关注较少。这种考核方式不仅不能对学生进行综合考核，而且不利于调动学生学习的主动性和综合素质的培养。因此，有必要改进考核方法，建立考察学生全面素质的考核体系。

二、遥感课程实践教学改革措施

1.不断更新理论教学内容

在新技术突飞猛进的今天，具有前沿性的遥感技术发展愈加迅速，对教学内容选取提出了新的挑战。由于教材受出版周期限制，这就要求遥感知识更新途径除了选择合适的新教材外，更应充分利用网络、中、英文期刊或国际会议文献等媒介，传递最新讯息，增强课程的时代性和现时性。如在讲述不同卫星平台轨道参数时，教材受出版周期限制，其内容始终与最新的遥感卫星发展有差距，备课时需要到相关网站查阅最新的参数信息，补充到课堂教学中，让学生了解遥感卫星的最新发展动态[4]。同时，引导学生在课外通过多种途径，查阅参考资料，培养生自主学习的能动性和积极性，有利于拓宽学生的知识面，提高综合素质。

2.完善实践教学体系

（1）自编符合实际的实验课教材。目前国内尚未见到普适性较强的遥感上机实践课教材，并且各大院校使用的实验教材多为自编。对实践内容进行完善和更新，从简单的验证性实验向综合性实验以至于研究设计型实验过渡，形成较为稳定的实验教学内容体系；并建立和完善遥感实验课数据库及习题库，及时更新和补充资料，包括案例、科研论文、学科前沿发展动态等，以拓宽学生的知识面，提升学生兴趣，达到优化和丰富教学过程、提高学生实践能力的目的。

（2）建立全方位的实验教学模式。通过构筑包括“验证性实验”、“综合性实验”和“研究性实验”的“三层次一体化”的实践教学模式，将实践教学由“有解实验”变为“求解实验”，由“知识积累”变为“智能开发”，为学生自主实验营造个性化的学习环境。同时针对不同专业教学内容和方式有所侧重，如对于地理信息系统专业的学生，可以适当增加遥感与地信相结合的实验课，如“3S”集成技术，培养学生综合能力[5]。

（3）创造实习机会。由于实践课程受学时、实验条件等限制，使学生的实验机会较少、而且实验内容单一。在教师的指导下，参加研究性学习，深入到实际科研工作中，成为锻炼实践能力有效途径[6]。另外，寻找相关的实习单位，直接参与到实习单位的科研、开发、生产工作中，与实习单位建立双导师制管理机制，可以更有效地提高学生的适应社会需求能力。

3.丰富课程考核方式

建立科学的考察学生综合知识、综合素质、综合能力的实践考核体系，采取灵活多样的考试方式，加大读书报告、论文考核、野外（或社会）调查、创新考核、综合实习等的比重。同时应根据不同专业特点，做相应的调整。如对于地理信息系统专业的学生，应当适当加强3S集成等综合性知识的考核；对于地质、环境科学等专业的学生，则应侧重遥感技术在该领域新的应用等方面的知识的考核。

三、结语

通过分析目前社会发展对遥感人才的需求和遥感课程教学存在的问题，本文认为遥感课程实践教学改革应从不断更新理论教学内容，完善实践教学体系及丰富课程考核方式三个方面进行。理论教学内容的不断更新，体现了遥感技术的前沿性，使教学能够做到与时俱进；完善实践教学体系，体现了培养应用型人才的宗旨，适应了社会的需求；丰富课程考核方式有利于培养学生学习的主动性，全方位锻炼学生综合素质。综上，加强遥感课程的实践教学改革有利于培养社会应用型、创新型人才，这既是现实社会发展的需要，也是学生自身发展的需要。

参考文献：

[1] 梅安新，彭望琭，秦其明，等.遥感导论[M].北京：高等教育出版社，2001.

[2] 赵银娣.课程教学改革探析[J].中国成人教育，2008（10）168-169.

[3] 黄秋燕.GIS专业遥感概论课程实验教学改革探索[J].科技信息，2008（27）：352-353.

[4] 陈星彤，童洁，刘春红.遥感原理在测绘专业教学改革探索[J].矿山测量，2008（2）：79-80.

无人机遥感技术论文篇3

[关键词]环境保护；无人机遥感系统；应用

中图分类号：X87文献标识码：A文章编号：1009-914X（2018）06-0348-01

引言

进入二十一世纪以后，中国的工业化程度有目共睹，一系列污水废物的排放为环境带来了沉重的负担，党和政府对于环境保护给予了极高的重视。为了切实的做好环境保护工作，我们首先就需要收集那些环境中的信息和数据，才能以此为依据制定出环境保护的工作方案。无人机遥感系统是在科技不断进步的条件下产生的，它较航空航天遥感系统更加具有优越性，无人机遥感系统与环境保护工作的结合，是非常明智的，取得的效果也是非常显著的，因此本文就立足于无人机遥感系统的基础理论，对于其在环境保护中的应用进行分析。

1无人机遥感系统

1.1无人机遥感技术的概述

无人机就是不需要人力控制、依托于计算机技术的发展、能够以无线电形式控制的一种飞行器。我们一般情况下会将无人机分成无人直升机和固定翼无人机这两种。而遥感就非常好理解，根据其字面意思就可以解释，遥即遥远、不接触，感则是感应感知，简单来说也就是在不接触待测物品的前提下，通过一些比较先进的信息收集技术以及信息传递方式把对物体探测后收集到的数据传回给信息处理中心。无人机遥感就是二者的有机结合，在无人机上安装一些信息的收集器械，利用无人机不需要人力驾驶的优点进行一些较为复杂的信息收集工作。

1.2无人机遥感系统的作业流程

无人机遥感系统的工作我们一般情况下分为两阶段。第一个阶段就是作业之前的准备工作，比如说研究合理的飞行路线、选择无人机安放的地点、核查无人机的工作状态等等，这一个步骤中必须要严格谨慎，绝不能出现疏漏，否则后期的工作就无法顺利进行。第二个阶段就是正式进行信息收集，把无人机运送到监测地点、测试控制系统是否能够接收信息、无人机的起飞降落等等，都属于这个阶段中。现在我们国家采用的无人机一般都是在起飞阶段和降落阶段需要人工控制，在进入了預定轨道后就可以由无人机中设定好的计算机程序进行自主控制。

1.3无人机遥感系统的优点

无人机遥感系统具有极高的科技含量，相应的它具有的优点也非常多。它能够利用很少的资金投入完成复杂的收集工作，收集到的信息准确度也非常高，另外就是一些人力无法企及的环境它也能够顺利的进入并且完成任务，最重要的就是它能够长时间的维持环境监测。使用一次无人机的成本比卫星之类的系统要低上许多，并且这种技术能够确保工作人员的人身安全。

2无人机遥感系统在环境保护领域中的应用

2.1在建设项目环境保护管理中的应用

一个项目想要获得审批，就必须要有环境保护部门出具的环境影响评价书，而这份报告中就需要涉及到项目周边地区的地形图。一些大型城市周边的地形图可以通过卫星图像记录进行成像，然而在一些比较偏僻的地方这种手段就无法取得成果，即使是勉强找到了有相关性的文件，也会由于清晰度不足或者是成像不够完整无法加以应用。为了解决这种问题，一般项目的立项机构会临时进行绘制工作，但是这种方法也存在着许多缺点，比如说需要的时间非常长，这对于项目的审批非常不利。另外就是一些机构出于无奈会选择一些非实时的、分辨率非常低的图像进行申请，这样很难取得良好的工作效果。在无人机遥感系统出现以后，这种偏僻地区的地形成像问题得到了解决。它凭借着自身的一系列优势，能够在短时间内为申请立项单位提供分辨率高、成像效果清晰的地形图，另外就是，在一些山地等比较危险的环境中，能够替代人力完成任务。无人机遥感系统在出色的完成任务的同时，也能够保障工作人员的人身安全。在项目的环境影响评价中运用无人机遥感系统以后，可以与之前的地形成像进行比对，这样就能够分析得出本项目对于环境的影响情况。

2.2在环境监测中的应用

过去的环境监测工作，一般都是利用点式采样法来确定整片区域内的整体环境情况，这种方法由于其选择的点不具有代表性，随机性比较强，所以有一定的局限。无人机遥感系统的出现和使用很好的解决了这个问题，它能够在大范围内、长时间的进行环境信息收集以及监测，这对于环境监测工作的意义是无可比拟的。在无人机遥感系统中，依托于无人机上安装的成像仪，能够将环境中的各项信息数据非常准确的传输到处理中心，另外其能够收集到的数据种类也是多种多样的，甚至可以通过地面成像系统找到排污口以及污染源，快速的将环境污染问题解决掉。另外，无人机上还可以根据具体的需要，安装大气情况监控设备，从而对待测区域内的大气污染情况进行检测。

2.3在环境应急中的应用

在处理环境应急问题的时候，无人机遥感系统的作用就显得更加明显。它能够不受交通不畅的影响，从空中抵达待测区域，另外由于其无需人员驾驶的特征，还能够抵达一些具有辐射性或者危险的高危地带，对该地区的环境情况进行实时高效的测定。通过在无人机上安装的影响设备，它能够将待测地区的影响数据及时的传达出来，以便我们对现场的救援进度等进行管理和统筹。无人机遥感系统在环境应急中的应用，为环境保护机构的及时应变以及事后处理带来了极大的便利，使得环境应急处理水平得到提升。

结语

总而言之，作为时代进步和科技发展的产物，无人机遥感系统在环境保护领域中得到了广泛的认可，并且已经取得了非常喜人的成就，它能够为环境工作者提供更加安全、便捷的工作条件。所以说，在今后的工作中，环境保护机构需要不断的更新工作手段，提升科技含量，把无人机遥感系统更好的应用在环境保护领域，使其发挥出自身的优势，为我们的环境保护做出贡献。

作者：倪枫

    参考文献 

[1] 钟林华.无人机遥感系统在环境保护中的应用探索[J].科技创新与应用，2015，（24）：291. 

[2] 杨海军，李营，朱海涛，洪运富.无人机遥感技术在环境保护领域的应用[J].高技术通讯，2015，25（06）：607-613. 

无人机遥感技术论文篇4

16日上午的轻小型无人机遥感应用高峰论坛，有来自政府部门、高校、科研院所、航空航天企业的专家以及飞马的企业客户、合作伙伴代表近300人参加，包括我国著名的遥感学家马蔼乃教授、中科院地理所副所长廖小罕、中国测绘地理信息学会专职副秘书长马振福等在内的数位业界翘楚，旨在促进我国轻小型无人机遥感应用和技术交流。

在半天的时间里，演讲嘉宾们从各自角度出发，阐述了无人机行业的发展历程和未来趋势。作为科技部遥感中心专家组副组长，中科院地理所副所长廖小罕提出原本高大上的航空遥感“正规军”正被起源于航模的小型智能航测系统“游击队”抢走饭碗，而便于携带、成本低廉、普及度好的商业化航测无人机则是未来遥感航测的一个趋势。长江空间信息技术工程有限公司（武汉）遥感院院长高圣益则从实际应用案例讲起，提出公司之前采购的航空遥感无人机系统培训成本过高，大大制约了行业发展。此外，武警警种学院交通系主任谭翔、国家海洋环境监测中心海域监管中心主任赵建华、北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院院长程晓等也从自身参与的案例展开，与大家深入探讨了无人机在遥感领域的应用和发展。主题报告之后，深圳飞马机器人科技有限公司与北京师范大学、Bentley软件、平安保险签订了战略合作协议，今后将分别在遥感应用技术、数据软件处理、无人机使用保障环节强力合作。

同期，在论坛场外搭建的特装展区，为参会者提供了飞马F1000实物展示。其中整机和剖面机的展示，让参观者既能近距离观看飞马F1000的外观，又能了解无人机的内部构造和用于遥感航测的机载设备。

此次高峰论坛中最吸引眼球的活动之一，莫过马F1000的户外飞行演示。在北京西峰山“国家科技部与武警警种学院共建无人机综合验证场”，飞马技术人员演示了无人机作业的全流程。

F1000智能航测系统可收纳在一个长宽高不到3米的作业箱内，且单人能在不超过5分钟的时间里完成其从零部件到整机的组装过程。这一解决方式打破了传统无人机拼装复杂、调试困难的禁锢，真正让工业级无人机变得简单、易用。而与F1000同期推出的无人机数据获取及处理一站式智能软件系统――无人机管家，可实现航线规划、地面监控、飞行质检、影像处理、一键拼图、固件和系统升级维护以及云端服务等多项功能。在本次展会上，该软件还推出了基于iPad平台的IOS版本，以进一步减轻作业人员的负担，提高航测效率。

无人机遥感技术论文篇5

[关键词]摄影测量；遥感；工程测量

中图分类号：TB22 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）09-0146-01

导言

遥感技术是是指在不接触物体本身的情r下来探知物体物理状态，测绘中主要表现在地理要素的数据采集上，尤其以无人机遥感与卫星遥感为主，可快速生成地面DOM、DEM等。摄影测量作为遥感技术的重要类别，是一种现代化数字测绘方法方法，具有成图速度快、能够大批量处理等优点。已被广泛应用于考古、地图制作、城市规划等等领域。摄影测量与遥感技术在数字化处理方面具备较大的优势，在对工程测量中一些危险位置或者不便到达的位置开展数据采集工作起到了非常重要的作用。

1 摄影测量与遥感技术基础概要分析

1.1 摄影测量技术分析

摄影测量技术快速发展带动工程测量的发展，通过专业的仪器、专业的技术人员，按照实际情况绘制数字化图像。通过摄像测量技术完成对影像数据资料的建立，按照定向标准进行测量，确定正摄像、提取物要素、全数字化摄影测量要素等，完成工程数据的测量。在数据测量过程中需要对数字影像进行获取，按照摄像装置的CCD数字影像进行获取，利用经典的观测方式进行对象分析，获取相片数字化内容，经过测量确定数据后展开应用。按照坐标轴进行测量，根据坐标位置进行测量，选择适合工程实际情况的标准选取不同的测量方式，测量数据结果的精度应当保持一致。在工程实际的测量过程中需要采用有效选择方式方法进行测量，利用实际的计算标准，对数字地面进行模型设置，按照平差数据的误差分析进行空间坐标分析，结合对于DEM摄影测量标准进行采样，绘制正摄像图和等高线标准。

1.2 遥感测量技术分析

遥感技术主要给予电磁波理论，选择多个传感对距离较远的目标进行辐射并且反射电磁波的信号，然后对其进行收集并处理，最终成像，是能够对地面多种物体进行探测和识别的一项技术。通过运用遥感技术，能够在确保质量的前提下快速的测绘地图。同时，在实际应用的过程当中，必须要卫星和遥感图像二者相互配合。首先，使用卫星系统对于测量物体实施定位，其次把对应的数据传输到感应器上面，最终形成一个遥感图像。相关工作人员可以凭借遥感图像的数据进行分析，通过对其进行处理之后，能够给工程提供有效的数据。

1.3 摄影测量与遥感的结合

一方面，遥感技术打破了摄影测量长期以来局限于影像数据的几何处理，尤其是航空摄影测量只偏重于测制地形图的局面。遥感延伸了人类的感知能力，尤其是宏观感知能力和波谱感知能力。遥感与摄影测量两者互相补充，使人类具备了不同尺度上的对地观测能力。另一方面，摄影测量对遥感技术的发展也起着推动作用。摄影测量的主要成果，如 DEM，地形数据库和专题图数据库，乃是支持和改善遥感图像分类效果的有效信息。

1.4 摄影测量与遥感的主要任务

摄影测量与遥感的主要任务是用于测制各种比例尺地形图，建立地形数据库，并为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础数据。因此，摄影测量与遥感在理论、方法和仪器设备方面的发展都受到地形测量、地图制图、数字测图、测量数据库和地理信息系统的影响。

2 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、建筑工程等领域有深度的应用。

2.1 在水利工程中应用

在水利工程应用该项技术的过程中，主要是对地质和地形以及水文还有气候这些条件进行勘查。通过相关人员的分析，能够确定水利水电工程库区稳定程度，这对于工程的高效进行起到促进的作用。目前，我国在建设南水北调这种大型水利工程的过程中，都使用了摄影测量和遥感技术，拥有极大的科学以及准确性。并且，在水利水电工程当中，将二者相结合使用，能够得到工程上游具体的水文状态和四周环境的准确情况。

2.2 在建筑工程中的应用

摄影测量和遥感技术是建筑工程的必备技术，具有重要的意义。因为工程的建设首先受到主观因素的制约，例如国家的市政建设规划、经济的发展水平和投资资金等，同时也受到一定的客观因素的制约。比如当地的多年气候因素，实际的地质条件以及具体的水文和社会环境等。测量的数据时后期的建设设计的基础，工程测量的错误和失误都可能给工程带来不可避免的损失，造成经济的浪费甚至是人身安全的危害。

卫星的摄影测量的覆盖范围大，可以扩大传统作业的局限，还能实现动态的地质灾害的预测。提高了测量的整体质量。摄影测量与遥感技术的的配合，实现了全过程工序的优化，能够省去大量的工作人员的实际测量，为施工建设节省人力投资成本，降低了经济投入，同时该技术的测量速度快，提高了测量的效率，保证了施工的进度。

结论

通过本文对工程测量中摄影测量和遥感技术应用的进一步分析，使我们了解到摄影测量与遥感具有速度快、效率高、整体概念强的优势，有效地节省了财力、物力以及人力。并且该项技术测量结果也十分全面，具有传统技术无法比拟的优势。因此，必须要对其进行充分的利用从而促进工程的顺利进行，在保证其质量的前提下加快工程的施工进度。希望通过本文的阐述能够给工程测量中摄影测量与遥感技术应用方面提供一定的帮助。

参考文献

[1] 张雯婷.摄影测量与遥感技术在工程建设中的应用[J].科技传播，2014，11：119+114.

[2] 金国钢，陈根法.摄影测量与遥感技术在建筑工程中的实践探索[J].江西建材，2016，19：213.

无人机遥感技术论文篇6

随着遥感技术的发展，高分辨率遥感影像数据急剧增加，如何能够从海量的遥感影像数据中获取到用户感兴趣的信息成为了当前的主要研究目标。对于大数据量遥感影像数据的快速浏览问题，本文提出基于IDL实现分块读取数据，构建影像金字塔结构，存储到GeoTiff格式影像文件中。利用IDL函数获取当前窗体范围的影像分块信息，实现快速加载显示影像数据。

【关键词】ENVI/IDL 影像金字塔 数据分块 快速浏览

1 引言

随着“高分一号”高分辨率对地观测系统遥感卫星的升空，搭载的高分辨率多光谱相机用于采集高分辨率遥感影像数据。它能够提供大区域范围的海量的、动态的基础地理空间信息数据，成为数字城市数据采集与更新的主要来源之一。目前，ENVI、Erdas等几个主要的遥感软件能够对高分辨率遥感影像数据进行读取，但花费的时间较长，无法满足能够快速浏览影像的现实工作需求。因此寻找一种能够快速读取和显示高分辨率遥感影像的方法，成为高分辨率遥感影像应用面临的首要问题。

对于遥感影像数据的存储格式、读写和显示处理操作，已有学者进行了多方面的论述。刘修国等分析了GeoTiff文件格式的基本结构，并探讨了GeoTag标识域具体含义和影像存储组织的方法；卜坤等讨论了对于大数据遥感影像数据采用分块处理，减少对内存的需求；查东平等研究了利用GDAL处理Tiff格式文件，实现快速读取和显示遥感影像的方法；王淼等讨论了IDL实现遥感影像漫游缩放技术的可行性。

本文针对直接读取海量影像数据容易造成内存不足、整幅影像加载显示缓慢等问题，在分析GeoTiff文件格式的基础之上，结合构建影像瓦片金字塔，研究了基于ENVI/IDL开发语言实现分层分块读取影像数据，多分辨率快速显示影像的方法。

2 技术路线

本文高分辨率遥感影像快速浏览功能设计的基本思想是利用构建瓦片金字塔、GeoTiff影像存储文件等关键技术实现遥感影像数据的分层分块存储，记录遥感影像的地理空间信息和影像分块的图像特性。基于IDL/ENVI开发语言，构建具有图像视窗创建、影像分层分块存储、重采样提取分块影像数据、加载显示影像图像的影像快速浏览技术。总体技术路线如图1所示。

3 关键技术

3.1 影像金字塔模型

遥感影像处理软件显示图像的一般做法是把影像数据读入到内存中，通过读取内存中遥感影像相关数据来实现。在图像数据量比较小的情况下，可以快速显示遥感影像。对于高分辨率遥感影像来说，由于影像数据量是巨大的，有限的内存空间无法读取全部的影像数据。高分辨率影像数据的读取显示是采用构建影像金字塔结构来实现的。

影像金字塔是以原始影像为基础通过重采样技术生成不同比例尺的各层的影像数据，并且各层划分为多个尺寸大小相同的图像块。原始影像数据作为金字塔的底层，分辨率最高，数据量最大。随着金字塔层数的增加，影像分辨率降低，数据量减少，表示的范围不变，如图2。

3.2 影像分块技术

读取的影像数据太大，超过内存的大小的时候，IDL会显示无法分配内存的错误，尤其是处理高分辨率的海量影像数据的时候，对内存的需求就更大了。图像分块技术，是将图像按照一定的矩形大小，把图像分成几块，然后分块进行处理。使用图像分块技术，可以在计算过程中有效减少对内存的需求，从而实现快速读取图像数据。

影像分块的大小通常采用2的幂次方，影像块太大或太小都会影响系统的有效性能。因此，根据遥感影像数据情况，选择数据块大小是影像数据存储管理必须考虑的因素。目前，常采用的数据块大小为256*256像素，这样可以减少硬盘磁头定位时间。

3.3 GeoTiff格式图像文件

GeoTiff图像文件是一个Tiff6.0文件，继承了Tiff6.0规范中的文件结构，将GeoTiff信息编码在一些未使用的TIFF保留标签中[8]。Tiff图像文件的结构包括文件头（Image File Header，IFH）、图像文件目录（Image File Directory，IFD）和图像数据区。每个文件只能有一个文件头，但允许有多个文件目录和多个图像数据区。GeoTiff文件利用6个“地理标签”（GeoTag）保存图像的地理信息，如图3。

3.4 IDL语言

美国ITT VIS（ITT Visual Information System）公司推出了第四代可视化交互数据语言IDL（Interactive Data Language）是新一代交互式、跨平台，面向对象的应用程序开发语言，具有较强的数据分析和可视化功能。IDL将内存的栅格数据均视为二维数组，IDL对数组计算进行了优化，将数组作为整体进行操作，其速度远远快于对数组元素的循环操作。

IDL提供了内置的处理图像数组的类和函数，简化了影像处理流程，降低了开发难度。类IDLgrWindow用于创建显示窗口，类IDLgrView用于创建显示视图对象，类IDLgrModel创建显示模式对象，类IDLgrImage创建图像对象。TV或TVSCL命令用于显示图像，WINDOW命令创建显示窗口。

4 技术实现

为了实现大数据遥感影像的读取和显示功能，按照以下五个步骤完成：

（1）读取原始影像的元数据，包括左上角坐标值，影像宽度和高度，影像波段数，像素类型等参数。这个步骤得到影像基本信息，为后面的分块存储影像数据作准备。

（2）对原始影像进行分块处理，并按照GeoTiff格式定义保存。根据步骤（1）中的影像信息，确定影像分块的行数和列数，创建GeoTiff文件结构数组。

（3） 根据GeoTiff文件结构数组，创建GeoTiff文件结构，并在GeoTiff文件中填充图像文件目录IFD和图像数据内容。

（4）动态创建金字塔文件。根据分辨率的不同，设置数据分块大小参数不同。依据数据分块大小，从原始影像数据文件中读取分块数据，写入目标金字塔文件中。

（5）根据当前窗体视图范围，从金字塔文件中读取数据，并显示到窗体中。

5 结语

由于海量高分辨率遥感影像数据的获取周期的缩短，构建合理的遥感影像文件存储结构以及寻找快速调度显示清晰遥感影像的方法有着明显的意义。本文基于IDL对高分辨率影像构建影像金字塔和创建GeoTiff格式图像文件，实现了通过分块读取影像以快速显示影像数据的功能。

参考文献

[1]刘修国，花卫华.GeoTiff中GeoTag域解析[J].地球科学―中国地质大学学报，2002，27（3）：246-249.

[2]卜坤，张树文，张宇博.基于IDL的栅格地图代数实现与应用[J].计算机工程与应用，2008，44（9）：174-177.

[3]查东平，林辉，孙华等.基于GDAL的遥感影像数据快速读取与显示方法的研究[J].中南林业科技大学学报，2013，33（1）：58-62.

[4]王淼，熊显名，腾惠忠等.基于IDL的遥感图像漫游和缩放技术的实现[J].微型机与应用，2014，33（6）：37-39，43.

[5]谭庆全，毕建涛，池天河.一种灵活高效的遥感影像金字塔构建算法[J].计算机系统应用，2008，4：124-127.

[6]余粉香，王光霞，万刚.大数据量遥感影像的快速调度与显示[J].海洋测绘，2006，26（2）：27-30.

[7]张涵斐，黄忠红，孟永军.海量遥感影像的存储与快速调度显示方法[J].测绘与空间地理信息，2011，34（3）：36-39，43.

[8]牛芩涛，盛业华.GeoTIFF图像文件的数据存储格式及读写[J].四川测绘，2004，27（3）：105-108.

[9]闫殿武.IDL可视化工具―入门与提高[M].北京：机械工业出版社，2003.

作者简介

徐超（1982-），男，辽宁省鞍山市人，硕士学位。现为浙江省测绘大队工程师。从事遥感技术和地理信息系统的应用开发工作。

无人机遥感技术论文篇7

【关键词】遥感技术；灾害；安全；影响

中图分类号：TP7 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

我国是一个幅员辽阔的大国，地貌地势复杂多变，因此会出现很多的自然灾害。尤其是最近几年，由于气候的变化异常，生态环境一度恶化，灾害问题也愈演愈烈。而如何预防灾害，遥感技术于是成为了最好的武器。

二、遥感技术在灾害调查中的优势及作用

1、获取范围广、速度快

遥感技术能从空中大面积地对灾害进行宏观监测研究，对于大范围的监测区域，能最大的发挥出遥感技术的优势。近年来，无人机低空遥感系统的快速发展，使无人机可快速到达监测区域,通过机载高精度遥感设备及时获得遥感监测结果，为抢险救灾提供快速可靠的应急保障，是遥感技术的应用得到了进一步的延伸。

2、获取信息量大、效率高

遥感技术可以快速地传导、接收、处理和提取大量与灾害相关的信息。通过各种手段，可以识别地物类型、性质、空间位置、形状、大小等属性。这不仅给灾害监测赢得了大量时间,而且及时获得了丰富的灾情背景资料,为高效数据模型的建立创造了先决条件。

3、获取信息受自然环境影响小

遥感技术无需接触地物即可获得所需信息，在遭遇灾害的情况下，遥感影像使我们能够方便立刻获取的地理信息。在自然环境极端恶劣的地区，遥感影像甚至是我们能够获取的唯一信息。在5.12汶川地震中，遥感影像在灾情信息获取、救灾决策和灾害重建中发挥了重要作用。

4、获取数据具有时效性、可比性

遥感影像具有自身的周期性，可以通过技术手段获得所需要时间的影像数据，从而通过各个时段的数据进行对比，获得感兴趣区域所发生的变化，以及发展趋势、规律。

三、遥感技术在灾害防治过程中的作用

遥感技术具有视域大的宏观特性，它的探测波段从可见向微波和红外延伸，使人们对地物的观察和研究具有全天候和全天时的可能；另外，它还能周期成像，有利于动态监测和研究。遥感技术以其独特的对地观测视角及特性，在灾害的防治过程中起了如下作用：

1、动态监测与指挥救灾

通过卫星影像获得的遥感数据，具有一定的周期性，可以通过对某区域长时间的监测，获得某一灾害事件的发展趋势，实现动态监测，提前预警。也可通过航空手段，得到短期的监测数据，提供应急保障。这样可实现实时、现场指挥救灾。

2、灾情评估

把灾前、灾中、灾后卫星数据的融合，根据相关部门提供的专业数据库可以获得较为客观的灾情评估，为政府部门救灾制定部署方案，也可为其它单位、企业提供必要的参考数据。

3、防治规划

通过遥感数据结合其它数据库系统，获得一定的致灾因子，评估灾害防治措施是否具有可行性，为灾害的防治规划提供专业的、可靠的依据。

4、实施监督

可通过遥感数据的对比，对灾害区域防治前与防治后进行监测对比，使管理部门及时获得实施情况，保证防治措施按时、按质、按量的完成。

四、遥感技术在灾害监测中的应用范围

1、遥感技术在地质灾害监测中的应用

我国的地质灾害遥感调查技术是为大型工程的可行性研究提供地质灾害分布、潜在危害及环境基础资料。实践证明，遥感技术在识别滑坡、泥石流，制作区域滑坡、泥石流分布图，评价滑坡、泥石流对大型工程施工及运行的影响等方面发挥了巨大的作用。

当前，地质灾害遥感解译是根据地质灾害及其要素、后壁、滑体、前缘、物源区、流通区、堆积区等的形态特征，在航空像片或卫星图像上以目视方法进行了解的识别能力。这对于自然灾害发生前后的遥感图像变化与现场验证相结合，同时结合其它非遥感资料，并通过研究影响地质灾害发育的环境地质条件、自然环境条件以及社会经济环境条件等因素来间接地推断研究区域内地质灾害发生的可能性。

目前，直接通过遥感图像发现并研究地质灾害的发生和发展还存在很大困难。因此，现有的滑坡、泥石流遥感调查只能提供区域宏观的、定性的解译成果，不能提供比较精确、定量的地质灾害信息，也没有形成有效的地质灾害演化评价模型，无法对地质灾害的发生进行预警。所以，当前的地质灾害遥感调查技术方法迫切需要进一步改进和提高，以满足地质灾害防治工作的需要。

2、遥感技术在农业灾害监测中的应用

我国一直是一个传统的农业大国,也是世界上遭受农业灾害最严重的国家之一。 农业灾害不仅使广大人民的生产、生活质量和生命财产的安全受到影响,而且还间接地影响了其它产业的发展，给经济、社会等领域带来不可估量的影响，是构建和谐社会、保障人民安居乐业的极其不利的因素。因此，及时、客观的了解我国农业灾害发展情况，并采取一定的防治措施，对于社会的安定团结、经济的可持续性发展具有十分重要的意义。农业灾害的传统监测方法主要采取田间定点监测和随机调查等方法,在具体操作上表现为费事、费力、效率低下等缺点,而且有些农业灾害(如病虫害等)在发生早期并不能靠肉眼识别,这就造成了传统的农业灾害监测方法容易造成较大的误差.

通过遥感手段，依据植物的光谱特性，可以对农作物旱灾监测、冻害监测、虫害监测等方面获得快速、大范围的数据，具有经济、快速、准确的优势。

应用遥感信息进行灾害监测的问题

1、当前遥感数据的获取相对较高昂，在既保障时相，又保障精度的情况下，数据获得需要更高昂的代价，因此需要国家大力发展遥感卫星应用产业，重视遥感技术在灾害监测中的应用，让遥感技术高效、经济的为灾害监测服务，给广大人民的生命、财产提供安全保障，为经济发展、社会稳定提供强有力的支持。

2、遥感技术需要结合其它相关部门的专业数据库，才能发挥出它最大的效力，具备更多的行业应用。因此需要多部门协作，制定统一、有效的应用机制，长期观测、积累数据，为灾害监测与防治提供科学的数据支撑。

3、遥感技术要与地理信息技术、人工智能技术、图像处理技术等技术领域结合，才能在灾害监测与防治中，获得更加稳定、可靠、真实、客观的数据，而如何将这些技术结合在一起，还需要进一步的攻关、研究。

六、结束语

遥感技术是目前新式的监测灾害的手段，科学的运用此项技术可以很好的监测灾害的发生，而且是重要的、可行的。随着相关技术不断地完善和提高，遥感技术一定会成为地质灾害监测的重要手段之一。但是就目前现状而言，遥感技术在灾害监测中还是存在一些局限和问题，仍需有关的科技人员不断地探索和完善。

【参考文献】

[1]黄小雪遥感技术在灾害监测中的应用[J]遥感应用技术2005

[2]马蔼乃遥感概论与应用[J]测绘学科2000

无人机遥感技术论文篇8

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.

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[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.

无人机遥感技术论文篇9

1　地理科学在科学体系中的地位

钱学森在20世纪80-90年代逐步完成了总结全人类研究的科学体系。概括起来分11个门类、5大巨系统、4项建设（图1、图2、图3、表1），下面分别表述原著与解解的内容。

附图

图1　钱学森论人类的知识体系

fig.1 the statement of human knowledge system by qian xuesen

钱学森将当今人类对科学知识的体系，分为数学科学、自然科学、地理科学、社会科学、建筑科学、军事科学、人体科学、思维科学、行为科学、系统科学与美学11个体系。对上述人类知识体系解读，可以将自然科学、社会科学和地理科学作为客体世界的主要研究对象；而人体科学、思维科学和行为科学作为人类主体的主要研究对象；建筑科学界于客体与主体科学之间；军事科学实际上是指谋略科学（包括经济、政治、军事等），是在掌握所有科学基础上的智慧较量；美学是纵贯于各个学科的；数学科学与系统科学是横贯于各个学科的。因此有以下的科学分类网络系统（图2）。

附图

图2　科学分类的网络体系

fig.2 the network system of science classification

在五个开放的、复杂巨系统中（图3），地理系统与星系系统、社会系统、人体系统、人脑系统并列，其中的物理、地理、事理、人理、脑理中的“理”都是指研究的“规律”。

钱学森提出的社会主义总体设计部（表1）中，除了政治文明建设、物质文明建设、精神文明建设外，特别提出地理建设，笔者将其修改为地理系统工程，并增加了人口、科教、城镇、资源、灾害、产业。

表1　社会主义建设的系统结构（略有修改）

tablel the system structure of socialism construction

附图

2　地理信息科学

20世纪70年代以来，随着航天技术的迅猛发展，来自外层空间的遥感、遥测、定位、通讯信息海量地增加；随着计算机技术的迅猛发展，处理与解决这些海量数据的能力大幅度地提高。地理信息系统、地理专家系统、管理信息系统、辅助决策系统应运而生，使得地理信息科学首先获得发展的机会。正是地理信息科学这门用高新技术武装起来的技术科学的发展，带动了整个地理科学的建立与发展。

附图

图3　五个开放的复杂巨系统

fig.3 five open complex giant system

地理信息科学的主要内容就是天地信息一体化网络系统，包括航天信息网络系统（外层空间卫星之间的信息网络）、地面的网络系统、天地之间的网络系统三部分，是有线网络与无线网络连通的一体化网络系统。1998年笔者发表了“航天信息与地理信息一体化网络系统及其应用”的论文[5]，2002年又发表了“论地理信息科学的发展”[6]一文。两篇论文基本上代表了地理信息科学的创始与发展，当前各行各业都在进行数字化或信息化的建设，实际上都是天地信息一体化网络中的部分子网络或子系统。地理信息科学中最重要的原创性的成果是遥感信息模型与地理信息编码模型。

随着遥感信息的大量获取，数学家以模式识别为工具对遥感信息进行图像处理与分类，使用的数学工具主要是数理统计的方法，把遥感信息看成是没有成因关系的随机变量；物理学家则把获取遥感的物理过程视为遥感信息的成因，因此采用反演的方法，使用辐射传输方程为主的数学工具，事实上不承认地理现象的不确定性；大多数地理学家将遥感信息当成系列成图的基础信息，快速、准确地制作系列地图。地图是符号系统，其信息量远不可与遥感信息量比较，地图学家把遥感信息转化成符号系统的系列图谱。遥感信息模型则是将地理复杂现象中的非遥感信息转变为归一化的影像信息，与遥感信息一起用方程、统计与相似准则结合，也即演绎逻辑、归纳逻辑与类比逻辑结合；确定性与不确定性（包括随机的不确定性、模糊的不确定性、灰色的不确定性、分形的不确定性）辩证统一；图像与方程（一个像元或一个图斑、一个方程）耦合；抽象思维与形象思维互动而建立起来的一种地理复杂信息模型[7-9]。这种信息模型只有在遥感技术的推动下才有可能产生。这种信息模型是遥感信息与地理信息连接的纽带。

地理信息系统本来就是为了制作地图而创建的，因此地图学家将从遥感中提取的系列地图存入地理信息系统，是顺理成章的。但是这种地理信息系统无论空间分析功能多么强大，也不可能进行模型计算，外挂、内嵌种种方式都不可能解决直接进行模型计算问题。系列地图存入计算机的图形库时，信息又是冗余的，因此带来一系列与计算机技术发展格格不入的疑难，最为典型的是数据挖掘，数据挖掘说明存在数据库中的信息有冗余。遥感信息模型的运算要求地理信息系统可以直接进行模型计算，由此地理信息编码模型应运而生[10,11]。传统的地理信息系统以图形的叠合(overlay)为主；而能够进行遥感信息模型运算的地理信息系统则以像元或图斑中的多位编码的抽取(extract)为主。这又是完全相反的途径。地理信息编码模型还是地理定量信息与定性信息转化的纽带，也是地理信息系统中属性库与地理专家系统中知识库联系的桥梁。

总之，天地信息一体化网络系统是开放的复杂巨系统，研究这个巨系统的地理信息科学的内容远远超过了3s(remote sensing,global positioning system,geographical information system)的范围，而是以天地信息一体化网络系统为核心的天—地—人—机系统。地理信息科学虽然是从属于地理科学的技术科学，但是地理信息科学的诞生与发展是引领地理科学成长的核心力量，因此本刊更名时，将地理信息科学与地理科学相提并论，突出了地理信息科学的重要性。

3　地理系统工程

地理系统工程当前尚未被广泛认识，已经认识到的也仅仅是系统工程在地理学中的应用。当地理信息科学中的模型在实践中应用时，必然会涉及地理系统工程的可操作性。地理遥感复杂信息模型的建立，可以进行定量预报和回溯，因此为地理系统工程打下了工程的基础。国民经济的主战场主要包括人口、资源、生态、环境、灾害、城镇、基建、产业等8个方面，这8个方面是互动的。

如果没有以高新技术武装起来的地理信息科学的支撑，研究复杂的地理系统工程就是空想，然而所幸的是人们已经掌握了地理信息科学的许多关键技术，地理系统工程的实践指日可待。

4　理论地理科学

地理信息科学一方面可以进一步为地理系统工程提供研究方法与手段；另一方面又为理论地理科学提供技术基础。从遥感信息模型发展到地理复杂信息模型再到地理数学[8]，为理论地理科学奠定了坚实的基础。

理论地理科学中首要的是建立开放的复杂巨地理系统的理论；其次是地理类比的广义相似理论[13]；第三是一般地理复杂模型理论与地理数学；第四是地理数学在部门地理—部门子地理系统工程与区域地理—区域地理系统工程中的应用。理论地理科学如果不能指导部门子地理系统工程的研究和区域地理系统工程的研究，那么就失去了理论意义。

如果没有以高新技术武装起来的地理信息科学的支撑，研究理论地理科学也是空想，然而所幸的是人们已经掌握了地理信息科学的许多关键技术，理论地理科学的建立指日可待。

5　地理科学在可持续发展信息社会中的作用

地理学的发展经历了“地理环境决定论”、“人类中心主义”，然后达到了地理科学的可持续发展的阶段。地球上人类消耗的资源、能源是极其不平衡的，按照发达国家的水平，一个地球是满足不了全人类的需求的。可持续发展只有在信息社会中才能实现，人类一方面需要依靠科学技术开发资源，如太阳能的利用，靠基因工程使绿色植被更多地利用太阳辐射，靠纳米技术直接转化太阳能为电能；另一方面是靠信息技术节省资源、能源，如天地信息一体化网络系统就是信息社会的重要支柱之一，靠航天技术获取外层空间信息源，靠计算机技术建立信息网络。由此可见，地理信息科学在可持续发展信息社会中的作用[14]。随着地理信息科学的发展，地理系统工程与理论地理科学的发展，将为国民经济的主战场做出重要的贡献。

由上分析，可见地理科学与地理信息科学已经被广泛共识，地理系统工程与理论地理科学的发展尚不够充分，因此本刊更名为“地理与地理信息科学”是适时的，是既有继承性又有发展性的；是既有前瞻性又有现实性的。在这里我们希望地理科学界的同仁，切不要轻视技术，高新技术恰恰是新理论、新应用的强大推动力。

【参考文献】

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[12]　马蔼乃.21世纪黄河系统工程方略（首届黄河论坛暨王化云治黄思想研讨会）[n].黄河报（转载），2002.

无人机遥感技术论文篇10

关键词：无线遥控器；用户体验（UE）；交互设计

近年来网络电视（IPTV）的普及改变了以往传统的电视观看模式。基于无线宽带技术，以网络视频资源为主体的IPTV更人性化、年轻化，实现了电视按需观看、随时暂停播放的功能。但其无线遥控器的设计仍沿用着从前的固有形态，注重可用性，忽视用户体验，削弱了网络电视带来的便捷性和延展性。本文选取无线遥控器作为研究对象，把技术整合、界面设计、交互设计作为切入点，以用户体验的角度进行无线遥控器发展趋势的相关分析。目的在于提升无线遥控器的使用感，使技术更好地服务于人。

1基于用户体验的交互设计分析

1.1设计思路与目标

设计应该以人为中心，关注消费者的需求是设计活动的根基。交互设计致力于创造、建立人与产品及服务之间有意义的互动，追求交互行为中的可用性和用户体验，简单说该设计就是为了让一个产品更简单易用，符合用户需求。电视机最初是没有配备遥控器的，那时候开关电视、切换节目、调整音量都靠电视机上的按钮，遥控器的发明就是人们为了摆脱距离的限制，减少繁琐的操作而产生的。遥控器从无到有，从有线到无线的变化离不开人们对用户体验的追求。用户体验是每个独立用户在使用中的主观感受。界定明确、固定的用户群体产生的共性感受，可作为设计改良的参考数据，因此用户体验也可以说是改良与创新的精髓所在。现如今，在精准操作的前提下，人们越来越注重无线遥控器使用方式的简单化和快捷化。所以无线遥控器的交互设计需逐步面向对用户潜意识行为的开发，需要根据用户的使用反馈不断探寻行为、意识的简洁化。应以适度的技术为支撑，在无线遥控器的开发、创新过程中，将确定所服务的目标群体的行为方式和需求为第一要义，寻求用户体验中共性和个性的有机统一。

1.2用户体验与交互设计的关系

如图1所示，用户体验模型里的结构层是重要的分界点，承载着产品本身的固有需求，表现层和框架层的成果也依托于结构层的构建。结构层来源于产品交互系统中对行为的设计。稳定投入使用的产品已经摆脱了源自技术的束缚，以产品交互系统中的行为为核心，构筑起使用期间用户与产品的互动和联络，是未来产品在市场具有竞争力的最佳手段。

2基于用户体验的无线遥控器交互设计

2.1无线遥控器用户体验模型

根据交互系统与产品设计的共性，把用户体验五要素模型与无线遥控器设计相结合，形成如图2所示的用户体验模型。如图2所示，用户参与体验的顺序是自下而上的，表现层的视觉化呈现决定了用户对产品的第一印象，无线遥控器的设计却是自上而下的，是抽象到具体的过程，逐层递进决定了用户的最终体验。根据模型的展现，我们可以推断出无线遥控器的交互设计原则。

2.2分析无线遥控器的交互设计原则

2.2.1以用户体验模型为评估基础

基于用户体验模型分析无线遥控器的交互设计是一个逆向思维的过程，具有很强的针对性，以结构层为分界点进行信息整合，可以最大程度减少改良时的升级漏洞。正向（战略层→范围层→结构层）调查得到相应的市场需求信息。逆向（表现层→框架层→结构层）通过用户实际体验的反馈得到使用者行为意识和产品特性里的共性数据，平衡目标用户群体的共性与个性特征，做出针对性让步。整合信息与数据得到无线遥控器交互的改良方向。

2.2.2把握目标用户的认知心理

遥控器已有很久的使用历史，用户对遥控产品有着一定的固有认知和使用经验，通过相应的符号获取信息的能力来源于人们在信息时代对数字产品使用经验里共同点的总结。针对这些共同点，人具有天然的尝试意识，这致使用户在操作时潜意识选择熟悉和舒服的动作。通过一定的信息引导，挖掘这种生理特征进行交互设计可以增强用户在使用中的美好体验。

2.2.3选择为主、输入为辅

当所需输入的内容越复杂，用户的完成意愿就越低。这点在中老年人群中最为明显。用户对遥控器的功能需求层级按可用性分为常用与不常用，按操作性分为基本操作和复杂操作。高频需求一定是基础的，使用选择可以最快达成用户目标，减少误操作，增加容错率。但通过选择来完成复杂操作是费时费力的，这时就需要整合新旧交互技术，利用新的输入技术。

3基于用户体验无线遥控器交互的建立

3.1无线遥控器在用户体验中存在的痛点

业内无通用的界面设计，按键识别度不强，用户记忆、操作具有负担；通过按键与电视配合达成信息键入，操作繁杂；中老年用户不能自如地使用双遥控器模式下的网络电视；遥控器错放后，寻找难，找寻时间长。

3.2无线传输技术的选择

无线遥控器目前最常用的无线遥控系统是红外线遥控。具有移动自由度高、灵活度高、安装成本低、维护成本低的优势。但长久使用以来，红外无线遥控器也暴露了很多的弊端，如通信距离短、穿透能力差、传输受角度限制等。基于用户在人机交互上的需求，确定了选择2.4GHz无线技术。该技术具有成本低、体积小、通信方向不受制约和通信距离较远等优点；还支持建立鼠标+按键结合的复合设备，符合国家提倡的三网融合，顺应时方向。

3.3无线遥控器界面的表现形式

目前无线遥控器界面的表现形式有两种，其一是继承传统的十一键遥控器形态延伸其功能，例如增加语音控制、触控控制。其二是根据功能的提升参考相应产品的外观设计进行结合，如图3所展示。根据用户体验模型里框架层的反馈，无线遥控器交互设计上应注意其使用逻辑，不能一味地追求技术的智能化。其界面的设计应由用户的需求层级决定，对智能技术的使用要有针对性，且是适度的。目前的无线遥控器发展方向显然忽视了这一点。基于对用户认知心理的把握，服务于其交互的体验，无线遥控器外观仍以十一键遥控器为基础模型，将开关机功能放置设备侧边，减少误触。功能上保留进行选择行为的基础按键；音量转为触控，利用手势操作，以滑动来代替点按，具有更高的操作效率和非常愉悦的操作体验；用于搜索信息的输入使用智能语音技术，既便捷又能解决不懂拼音的人群的使用；目前很多遥控器在设计上使用大面积的触屏功能本质是为了将传统的逐级指令转为一点到达，真正发挥IP电视的强大功能。使用指点杆代替触屏不仅能起到相同的效果，还能减少空间的占用。

4对未来无线遥控器交互发展的预测

4.1遥控器作为实体设备的存在是否会消失

从长期发展的趋势来看，不仅遥控器会消失，部分实体辅助外设的消失都是必然的。人机交互逐渐走向关联式体验，每年有大量的万能遥控器APP开发出来进入应用市场，遥控器作为实体产品的消失已经是进行时了。但是在未来的30年之内，实体遥控器不一定能被完全取代，就拿目前的万能遥控器APP举例，从控制操作上来说两块屏幕之间要完成响应，需要电视屏幕对手机屏幕的交互进行映射，否则达不到精准操控，映射就需要用户视觉上反复于两个屏幕之间。看似动作简单化了，对用户手脑的反应要求实则增加了，违背减少用户思考、利用潜意识的原则。老人对智能化产品的使用能力就是匮乏的。语音控制源于人体生理或许能够解决这个问题，但同时也受制于媒体声音的影响，其智能化还远不够。超前的技术一定是优质的，但却不一定是适合的，先进技术（虚拟现实、语音控制等）可以成为主流，传统的、处于过渡期的辅助设备也应重视，不能忽视弱势群体与现实世界交互沟通的手段。

4.2未来遥控载体的发展方向

4.2.1载体虚拟化、功能集合化

分析无线遥控器的变化进程我们可以得到一条结论：操作简单化，技术整合化。依据这条结论，遥控载体未来一定是以摆脱实体外设限制为目的发展方向。这里猜测会有两个发展方向，其一是其遥控功能回归受控设备本身，增加感应系统，利用人体生理结构参与遥控。例如体感遥控和语音遥控的结合，以人的直接行为进行操控。其二是全息投影，利用虚拟现实技术模拟实体设备，保留人的使用习惯和操作方式。

4.2.2源于人体生理结构的控制

除了前面提到的手势识别、体感遥控、语音遥控等方式。脑电波控制同属于利用人体的生理结构达成控制效果，但区别于前者解放了人体的动作行为参与，不需要开口，不需要动手。事实上现在也有相应的穿戴设备能够实现意念控制，通过AI计算解码大脑神经活动，先不谈其高昂的价格，单论设备需要穿戴这一点就不符合使用舒适的要求，还大有提升空间。

5结束语

无线遥控器的产生源于用户对产品进行非接触、远程控制的基础需求，需求层级的递进是科技进步与用户体验过程带来的必然结果。以用户体验模型为佐证的交互设计是一个逆向思维的过程，具有全面性、针对性的特点，查漏能力强。平衡科技进步为用户带来的便捷是未来智能化设备在交互设计上发展的方向。

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