首页范文地球遥感技术十篇地球遥感技术十篇

地球遥感技术十篇

发布时间:2024-04-25 21:29:12

地球遥感技术篇1

 

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。《

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

地球遥感技术篇2

走近神秘的遥测世界

2011年《科技创新导报》23期,刊载了安徽省桐城中学地理教研组刘红叶老师与南京大学地理与海洋科学学院吴立老师共同编写的文章《运用遥感培养中学生的地理空间认知能力》。该文在划分地理空间认知能力构成要素的基础上,分析了运用遥感发展中学生地理空间认知能力的优势,探讨并总结了运用遥感发展中学生地理空间认知能力的策略,以期为中学生地理空间认知能力的发展提供可操作的意见和建议。

而在现实中,由于航天领域的尖端性及我国将其纳入国防科工委的特定范畴,所以能够被大中学生所触摸的层面,还是非常有限的。不过,较之火箭卫星工程而言,遥控遥感技术的应用,至少门槛要相对低一些,加上这一方面的国际商用领域和民用领域的数据开放的余地比较大,特别是世界各国的草根爱好者早已形成了自己的联盟、圈子,甚至是“领地”和常规项目,因此,这在客观上给我们的应用打开了方便之门。

泛太平洋青少年成长与发展合作伙伴机构较早就与中国科学院遥感应用研究所、中科院上海高等研究院、海南卫星发射场等科研院所形成了交流互动,旨在为境内外大中学生的多元成长提供信息和技术支持。据悉,我国深圳官方已经明确表示,将以更大力度推动遥感产业发展,特别是依托中科遥感(深圳)卫星应用创新研究院等一系列重要平台,进一步完善遥感技术创新链和产业链,增强遥感技术创新能力,抢占未来产业发展制高点,加快将深圳打造成为国际知名、国内领先的航空航天产业名城。在这其中,也正在酝酿有关青少年参与遥控遥感技术应用的平台搭建。

除了以上机构外,还有包括中科遥感科技集团有限公司、中科遥感(深圳)卫星应用创新研究院在内的不少单位与遥控遥感技术形成了紧密型的互动关系,其中有有国家遥感中心、中国地理学会环境遥感分会、中国宇航学会遥感专业委员会等熟悉的老面孔,也有如中国海洋学会、中国自动化学会“三遥”专业委员会、全国高校联合遥感中心、中国环境科学学会环境信息系统与遥感专业委员会等新机构更是不断加盟和充实这一团队,还有来自国际的国际光学工程学会(Spie)、国际数字地球学会(iSDe)、亚洲遥感协会(aaRS)都成了这项活动的重量级嘉宾。

聆听神圣的遥感大会

一个非常有意思的现象是,中国大陆把“地理学”归类为文科,因此,我们的地理课重点放在了研究地理事物的空间分布和空间特征上,而对于阐明空间差异和空间联系,并致力于揭示地理事物的空间运动、空间变化规律等领域就显得难成比例。其实,很多地理教师都发现,自己在地理学的教学过程中,有关空间定位的概念,不仅包括了由不同视角看同一物体的能力,更重要的是判断各种地理事物的空间位置及其相互之间的空间关系,以及对地理空间格局中要素排列状况的理解与解释。地理空间定位在阅读地图、分析地图、航空照片等过程中起基础作用,是理解和解决地理问题的起点。地理学中的空间视觉化包括地图和剖面图绘制、二维图形和三维图形转换、不同投影方式转换以及语言描述与视觉表征间的转化。地理课中的空间关系包括辨识空间分布、空间格局,分析各种空间现象及要素间的关联,理解和运用空间等级、区域划分,比较地图或叠加、拆分地图等方面。

为了弥补有关空间定位和空间视觉化的弱化,特别是强化有关空间关系分析,尤其是与空间活动密切相关的空间分布、空间形态、空间构成、空间演变等方面,我们开始寻求专家级的外援支撑。好在中国遥感大会作为由中国遥感委员会主办的大型全国性遥感会议,每两年举办一次,截至2016年,已成功举办了二十届。会议涵盖遥感及相关领域,已经成为我国在遥感科技领域最具权威的综合性学术活动。参加中国遥感大会的人员包括中国科学院和中国工程院院士、全国各大院校遥感专业资深专家学者、航天和对地观测系统领域专家、全国遥感专业领域知名工程技术人员、遥感行业领军企业、遥感民营企业创业先锋、遥感跨界应用移动互联网领军人才等。

非常有幸,我们继续获得了大会主办方的邀请,率领一支由相关教师、学生和支持单位组成的国际代表,于8月10日至12日,全程参加了此次在深圳会展中心举行的盛会。本次大会指导委员会主席是王钦敏(国际欧亚科学院院士)和徐冠华(中国科学院院士),叶嘉安等一大批中国科学院院士、中国工程院院士、第三世界科学院院士、国际欧亚科学院院士、国际宇航科学院院士、俄罗斯导航科学院院士都纷纷莅临盛会。

大会安排特邀遥感领域的专家就当今遥感热点前沿问题进行大会特邀报告,包括国产卫星发展与应用、“十三五”遥感发展等。大会期间还同步组织了不少精彩的相关活动:

①“第九届中国青年遥感辩论会”赛事,旨在用辩论方式讨论遥感热点问题,并发现和培养青年人才。

②“遥感技术创新展”致力于展示、推广中国遥感技术与应用领域的最新发展成果,为国内遥感产业链厂商提供展销与投融资平台。

③中国遥感影像艺术展:主要表现以地球为主的遥感影像艺术魅力和星球震撼之美,使科学与艺术完美结合。

④组织遥感与智慧城市、遥感产业化等多主题的遥感论坛,邀请相关行业专家探讨遥感行业的应用及遥感商业化发展模式。

⑤围绕空间遥感技术的最新理论、技术方法和应用成果开展学术交流和论文征集,就遥感发展战略、遥感应用技术等安排分会场交流。

知之不多的我们还是把注意力更多地放在了大会主题报告上。这期间,我们先后聆听了中国科学院院士徐冠华的报告《遥感与人类可持续发展:机遇与挑战》、中国科学院院士李德仁的报告《智慧大数据时代遥感必不可少》、中国科学院院士郭华东的报告《月基对地观测科学问题》、国防科工局重大专项工程中心副主任赵文波的报告《铸造中国空间信息产业链――高分专项总体进展情况介绍》、中国科学院院士周成虎院士的《遥感大数据分析》专题、中国科学院院士潘德炉院士的发言《卫星海洋水色遥感发展的前沿》、中国科学院院士龚健雅的展示《高分辨率对地观测系统的定标方法与系统》。大家被中科院遥感与数字地球研究所顾行发老师的《中国全球综合地球观测系统(China-GeoSS)十年规划》所振奋,被国家遥感中心总工程师李加洪的《我国全球生态环境遥感监测的主要进展》所鼓舞,被中科遥感科技集团董事长王晋年描绘的《实时中国》所感动,被四维世景科技(北京)有限公司总经理徐丽萍的《卫星遥感国内外前沿进展及应用》所吸引,被国家遥感重点科学实验室主任施建成的《全球水循环观测卫星计划》所点燃,被国家基础地理信息中心总工程师陈军的《全球地表覆盖遥感的进展与国际动向》所憧憬。我们通过马里兰大学李梦学老师的介绍,了解了《马里兰大学遥感与信息技术教育的发展和展望》,从加拿大遥感图像处理领域首席研究教授章云的嘴里,知晓了《谷歌地图十一年,过去与未来》,从中国科学院地理科学与资源研究所研究员刘闯的《遥感应用数据成果的知识产权认证、保护和共享》中,看到了更广阔的应用空间。

尝试初步的遥测应用

纵览2016年8月的全国英特尔科技创新大赛参赛作品,其中创意作品的比重,远远超过了发明专利类作品。经调研发现,主要原因在于:一是学生今天的学习生活与现实生活严重脱节,他们触摸不到或没时间触摸最新的科技前沿信息;二是学生的灵感更多地满足于突发奇想、灵光一现,甚少有严谨的批判思维和设计理念来支撑;三是学生比较缺少信息和数据的支援和佐证。所以本文还是围绕遥控遥感领域推介一些可以走近的学术高地,来帮助师生筛选目标,获得支撑,站在领域的前沿……

①仅仅十年时间,GpS导航已经成了驾车人的标配。GiS软件平台是地理信息产业的技术核心,是该领域技术创新和产业发展的制高点,也是保障国家地理信息系统安全的关键。这些年来,我国企业坚持自主创新,终于使自主研发的GiS平台达到了可以全面替代外国GiS平台的水平,并在云GiS、二三维一体化GiS等关键技术上实现了超越。而其更大的应用前景,恰如为大陆遥感特色空间信息应用服务与环境信息化全方位服务的产业化集团――中科宇图的副总裁孙世友在2015年10月召开的中国测绘地理信息学术年会暨第五届全国测绘地理信息技术装备展览会上,为大家分享的报告《测绘地理信息大数据理论基础与发展变革》。其中谈到,大数据的发展必将促进地图行业的创新发展,大地图的产生更能提升大数据的价值。大地图是融入了大数据的深层挖掘与应用的基础,大数据与大地图是相互补充的,大数据的发展更离不开地图的支撑,从大地图作为数据的入口、政府和资源整合的入口,与导航的各种数据之间有一个关联关系。

事实上,无论是各个测绘部门,还是各类影像公司,数据进行整合后跟各类支撑体系相整合,进而形成一个整体支撑后,大地图就成为提升大数据的宏观定性、微观定量分析的基础,可以说大地图创新的模式是促使大数据从平面走向立体的改变,更能发挥地理信息行业的应用价值。大地图的发展使空间信息走向一个新的智慧阶段,从智慧层面进行发展。同时也需要我们大数据的整合,这种大数据、大地图相互整合到地信行业里面,必将推动整个地信行业的科学发展;大地图创新模式将促使大数据平面向立体模式改变。

②随着智慧城市对城市三维建模的需求,以及三维技术发展日趋成熟,倾斜摄影已成为智慧城市三维地理空间建模中快速成长的重要技术。传统三维建模是人为地把低空摄影图片贴到三维模型上,通过3Dmap软件形成三维建模。现在有了倾斜摄影技术,可以通过倾斜摄影加上poS数据,完全不用人工干预。现在的倾斜摄影是新型的采用多头相机不同的角度进行摄影,中间有一个叫做正片,即朝下的一幅影像,还有四组斜片,这样一组里面可以获得五片影像。如果加上重叠,对同样一个地方可以得到多幅不同角度的影像。因此在摄影的时候,地面上任何一个物体,多则可以有几十张甚至上百张的影像,少则也有五六十张影像,通过软件自动匹配,形成点云。点云的密集程度代表了不同的地物特征,如房屋比较密集,点云就比较密集。由于每个地物有多幅影像,所以很容易变成一个真实的三维模型,即所谓的“真三维”。在以“自主创新引领发展跨界融合开创未来”为主题的2015中国测绘地理信息高端论坛上,多位专家及企业分享了关于倾斜摄影技术的问题和趋势:倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术,它突破了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限,通过在同一飞行平台上搭载多台传感器,同时从一个垂直、四个倾斜五个不同的角度采集影像,将用户引入了符合人眼视觉的真实的直观世界,城市建模从此由“假三维”迈向“真三维”时代。

③三院士联合呼吁建立空间地球大数据。国际数据公司(iDC)一份报告指出,全球数据总量正以每两年翻一番的速度持续增长,从2013年到2020年,全球数据总量将增长10倍,达到44ZB。另据统计,截至2012年的全球数据分布比例,美国占32%,中国占13%,预计到2020年,中国所占比例将攀升至21%。因此,在2015年6月中国科学院学部“空间地球大数据”科学与技术前沿论坛上,中国科学院遥感与数字地球研究所所长郭华东院士认为,大数据正在开启一次重大的时代转型,已成为国家新型战略资源,正在成为科学研究的新引擎,掌握数据就意味着掌握了主动权。他表示,应构建“一带一路”大数据联盟,产生“基金会出钱―科学家出思想―大数据基础设施出成果”的联动效应。这一呼吁得到了中国科学院院士杨元喜和两院院士李德仁的支持。他们都强调了大数据时代的挑战,只有更好地挖掘数据才能拉动产业发展,实现智慧城市及应用。

预告典型的相关论坛

除上述已经列举的年会、论坛以外,我们还接触到以下一些学术研讨活动。

国际环境遥感大会(iGaRSS)发起于1981年,由国际电子与电气工程师协会地球科学与遥感学会(ieeeGRSS)主办,是一个旨在推动国际环境遥感技术发展与应用的国际系列会议。它是该领域全球最高规格、最大规模、最具影响力的学术会议,每年召开一次。iGaRSS(2016)在北京国家会议中心召开。大会邀请了全球65个国家和地区的1800余位学者,以48个特邀分会为主要形式,就地球科学与遥感领域最新的研究进展和技术研发进行专题讨论,亮点主要集中在新的卫星计划、遥感技术应用、对地观测的发现和国际合作新成果等方面。

国际摄影测量与遥感学会(iSpRS)是一个以推动国际摄影测量、遥感与空间信息技术的发展、应用与交流合作为宗旨的非政府组织。它每四年举办一次国际摄影测量与遥感大会(iSpRSCongress),每届大会都有数千名专业人士参加,因此,iSpRS大会为地理空间领域工作者搭建了有效的沟通平台。

国际城市遥感大会作为城市遥感领域的高端国际性学术研讨会,每两年举办一次,聚集包括ieeeFellow在内的全球百余位城市遥感专家共同探讨城市遥感的最新技术,为深化遥感技术在城市领域的应用提供具有参考价值的意见。

中国遥感委员会、中国地理学会环境遥感分会(中国环境遥感学会)、中国环境科学学会环境信息系统与遥感专业委员会均挂靠在中科院遥感研究所。三个学会至今共主办、承办、协办亚洲遥感会议、全国遥感技术学术交流会(中国遥感大会)等重大国际、国内品牌学术活动50余次。

地球遥感技术篇3

岁末年初,我们来到中国科学院遥感与数字地球研究所采访陈富龙,走进了他在遥感技术领域的探索历程。

青春熠熠辉

2011年,亚洲遥感协会为陈富龙颁发了“村井俊治奖――年度亚洲遥感学会最佳青年论文奖”。这在别人眼里光芒四射、让人惊叹的荣誉,在陈富龙的叙述中却如云淡风轻般平常,若不是我们有意提起,他似乎早已将之忘诸脑后。

“之所以获奖,在我看来归属于两大原因:一是因为我的选题比较有意义――用微波遥感技术解释冰川变化与全球变暖之间规律的关系,获得了一些定量的分析结果,该选题得到了评委们的青睐。二是我的工作做得还算细致,不仅在理论上做出了创新,还通过实地考察进行了科学验证。”

诚然,一个年青科学家对理想的执着与追求本不是为了所谓的奖项,因为科研之路意味着枯燥与乏味,意味着日复一日的实验与攻坚,意味着淡漠名利,甘于寂寞。每当谈起当初为何会选择走上遥感技术研究的专业道路,陈富龙回忆说,一切都是顺其自然的结果。

在1999年的秋天,陈富龙顺利走进了武汉大学遥感信息工程学院的殿堂,珞珈山下的四年,是他人生中的一段美好时光。随着专业课程的开启,陈富龙对遥感这种新型、实用性技术的兴趣日渐浓厚。他说,接触的时间越久,掌握的理论越多,他越发现,遥感是一门应用面很广的科学,它不仅涉及到全球变化和地球系统科学方面的研究,在资源环境和其他领域也有着广泛的应用。

遥感研究的广阔前景让陈富龙更加扎实深入地将自己的研究开展下去。在拿到本科毕业证书之后,陈富龙又报考了中国科学院遥感应用研究所,开始了硕博连读的学习。对于他来说,研究生阶段的学习才是开启探索生活的真正起点。

然而,在一个地方待久了,总想去外面的世界看一看,想去世界上最好的学校、最好的课题组进一步深造、丰富一下自己的理论知识。抱着这样的信念,2008年7月,陈富龙得到了去香港深造的机会。在香港中文大学三年博士后研究员科研生涯的磨砺中,他曾多次带领项目团队,成功完成课题项目工作,并于2011年7月博士后出站,在香港中文大学担任副研究员,开始了在雷达干涉与时序数据分析等方向的研究工作。

“在香港,我参与了香港中文大学DG项目、香港研究资助局RGC项目以及香港创新署itF基金等项目,主要做的是雷达干涉地表沉降监测与分析研究,尤其关注了珠三角城市群地表下陷与滑坡泥石流等地质灾害。2010年,我所在的团队提出了大型人工线状地物空间技术监测的理念,并组织召开了首届大型国际研讨会,我们倡导把空间遥感技术应用于大型人工线状地物监测保护与智能管理。”

香港海外科研经历,陈富龙认为它对自己的人格素养及求学笃实的科研态度起到了很好的塑造作用,而今回到内地工作,完成了从求学人到治学人的角色转换,对他而言是一个新的开始,更是一个全新的挑战。

其实,在遥感与测绘方向历经磨炼的陈富龙,早已是这一领域的一颗“新星”,他具备扎实的学术能力,曾在重要学术期刊上40余篇(其中以RemoteSensingofenvironment代表SCi论文10余篇),完成专著撰写1部,组织国际研讨会3项,参加国内外学术会议并做专题报告10余次,aDSaR2011获最佳论文奖,aCRS2011获Shunjimuraiaward(亚洲遥感学会最佳青年论文奖),受邀参与SCi学术期刊和国际研讨会论文审稿20余次,获得国家专利和软件著作权共2项。他还擅长技术沟通和科研交流,曾赴美国USGS、意大利CnR访问并作专题报告,能与国内外专家畅谈,曾同武汉大学、中国测绘科学研究院、中国科学院等兄弟单位进行项目合作。

为遥感考古尽一份力

十后,提出了文化强国的理念,中国科学院遥感与数字地球研究所所长郭华东院士顺势希望把遥感考古这个方向做实做强。遥感考古是一个很有潜力、新兴的学科方向,尽管我国早在十余年前就涉足了这一领域,并经过多年努力获得了系列阶段性成果,但仍缺乏科学方法论的指导,亟需开展以电磁波全谱段考古机理与响应为代表的基础研究,也就是在这样的背景之下,陈富龙作为高层次人才被该所引进,并寄予引领和发展遥感考古的厚望。

其实,通过遥感技术辅助考古并不是什么新鲜事。上世纪80年代国外就有所尝试,我国科学家也曾利用雷达卫星遥感技术揭示了被沙土掩埋的长城遗迹及隋唐大运河遗迹等。目前空间遥感技术应用于遗产监测与保护已引起国内外的高度重视。联合国教科文组织第34届世界遗产大会明确指出“随着遥感技术的持续进步,可利用该技术提供世界遗产地时序信息,以证实世界遗产所面临的威胁是否减轻或恶化”。

但对于将遥感技术应用于考古领域的现状,陈富龙所在的数字遗产研究室并不是特别满意,研究团队认为“在我国,遥感技术和考古基本上是‘两张皮’,各干各的,最多也就是搞考古的拿着遥感图像看一看,没有让两个学科真正的融合在一起”。陈富龙指出,目前考古科学研究范式正在经历嬗变,多学科交叉融合与创新也层出不穷,相关研究亟需向纵深方向发展。其次,“现有的海洋卫星、资源卫星都有对应的谱段对其进行监测,而遥感考古这个方向没有卫星,显而易见遥感考古研究目前散而杂,并没有形成一门健全的学科体系。”

基于遥感考古的重要性及其发展现状,陈富龙加入中国科学院遥感与数字地球研究所后竭尽全力希望为该学科的发展尽一份力。

“目前我的主要研究方向集中在雷达遥感考古、遥感地质灾害以及雷达遥感与冰川冻土三个方面。”方向清晰之后,陈富龙在遥感技术的创新之路上,以自己的严谨、勤奋以及对社会的责任不懈地攀登着、奋斗着,为遥感考古技术的进步贡献着自己的青春和智慧,也努力地诠释着一个年青科学家对理想的执着与追求。

雷达遥感考古

文化遗产是记录人类社会演化和进步的宝贵财富,受各国政府高度重视。近年来,人类活动加剧、全球变暖及重大自然灾害严重威胁着文化遗产地的安全和可持续发展,亟需各国政府采取切实措施,探索科学有效的方法对文化遗产进行监测、保护和管理。而雷达遥感具有全天候,全天时的工作能力、通过主动发射脉冲信号波,获取反映地物雷达后向散射的地物特征。雷达遥感极化和穿透特性有利于干沙区考古目标的探测与发现,其干涉特性有利于遗产目标及赋存环境变化监测与灾害分析。

基于雷达遥感技术的优越性,近期陈富龙参与了中意政府间的合作项目“基于对地观测的中意文化遗产地智能管理与试点应用研究”。项目通过对认知的提升、方法的创新和技术的开发,中意双方联合开展文化遗产地智能管理应用研究,以支持文化遗产地持续监测和完整性保护。项目主要关注中意双方遥感、地球物理和诊断工具在文化遗产科研中的交流和训练,进而实现优势互补和共同进步。令人欣喜的是,目前该项目已取得阶段性产出,包括通过了共建虚拟联合实验室的预案,以实现数据和成果共享等。

此外,在项目“基于雷达遥感的吴哥遗产地灾害监测与评估”中,陈富龙以中-高分辨率星载雷达为主要数据源,充分利用雷达遥感全天时、全天候和穿透等特性,研究基于强度及相干特性的吴哥遗产地洪水监测与评估方法,深入探索以SBaS为代表的大范围地表形变和以4D-inSaR为代表的遗产本体异常形变。以时序分析为切入口,研究吴哥遗产本体及周边赋存环境异常形变地质灾害发展趋势与演变规律;通过对洪灾信息统计分析、异常形变监测与诊断,为吴哥遗产地可持续化发展提供理论依据和技术支撑。

遥感地质灾害与冰川冻土

地质灾害日益严重,考虑到对突发性地质灾害抢灾救灾工作的时效性要求,应用遥感技术开展地质灾害监测极其必要,是当代高新技术发展的必然趋势。将雷达遥感用于地质灾害的监测也是陈富龙长期以来关注的科研方向之一。他以国家中长期科技发展规划为纲领,结合我国城市化进程和高速交通网迅猛发展,从探索雷达遥感理论方法出发,首次围绕大城市群地表沉降、大型轨道交通安全运营监测等前沿科学问题,引入永久散射体雷达干涉技术(pS-inSaR)开展高精度定量形变反演研究,在大范围地表沉降及交通网形变监测、滑坡体驱动力分析等方面获得了一系列显著成果,并获同行专家一致好评。

在这一领域,他典型的科研产出包括:利用微波遥感全天时、全天候的优势,对多云多雨香港地区潜在滑坡实施遥感监测,并完成驱动力分析和地学解释,研究成果可用于大型遗产地周边不稳定地表探测、识别与评估;结合我国大城市圈发展规划,首次尝试使用永久散射体干涉技术开展大范围城市群地表沉降和驱动力分析研究,以珠江三角洲为例获得了令人鼓舞的阶段性成果;结合极化和相干信息,以上海为试验区反演获取高密度地表形变场并完成驱动力分析;针对市政工程建设,采用雷达干涉技术,获取广州地铁5/6线施工现场地表形变信息,为施工建设提供智力支持,积极探索雷达干涉技术在大型人工线状地物(以高铁、高速公路等轨道交通网为代表)形变监测方法等研究。

雷达遥感与冰川冻土

随着人类开发大自然的加剧,全球变化(包括全球变暖、臭氧层破坏、森林锐减、物种灭绝、资源短缺)已经成为国内外社会关注焦点,并将对人类生存和社会可持续发展产生长远影响。冻土作为冰冻圈中全球变暖响应敏感因子,其演化模式不仅可用于分析、预测变暖趋势,且同区域乃至全球水环境、碳循环、生态、农业和地表景观息息相关。鉴于其重要性,冻土科学已发展成为地球系统科学的热点问题。应对冻土演变与人类活动复杂的交互响应,在我国深化西部和边远地区资源大开发背景下,如何掌握我国冻土时空分布规律,建立冻土演化与区域气候、环境耦合机制,评价冻土退化对大型基建工程的影响已成为制约区域可持续发展的关键科学问题之一。

地球遥感技术篇4

关键词:遥感岩石矿物识别;矿化蚀变信息提取;地质构造信息提取;植被波谱特征;多光谱遥感技术;高光谱遥感技术;遥感生物地球化学技术;地质找矿

中图分类号:tp7文献标识码:a文章编号:

一、遥感技术的地质应用

地质是指地球的性质和特征。主要指地球的物质组成、结构、构造、发育历史等,包括地球的圈层分异、物理性质、化学性质、岩石性质、矿物成分、岩层和岩体的产出状态、接触关系,地球的构造发育史、生物进化史、气候变迁史,以及矿产资源的赋存状况和分布规律等。遥感图像提供了大量的地质信息,包括矿产和环境地质信息,利用这些信息,可以使地质工作者预先熟悉工作区的地质情况,科学决策拟投入的工作量、工作方法和研究目的。所谓遥感地质制图就是利用遥感的方法完成地质图的绘制。分为航天遥感地质制图和航空遥感地质制图。

1、航天遥感地质制图

航天遥感是指以航天器为传感器承载平台的遥感技术。航天遥感实践中,针对具体应用需求,选择不同的传感器,如成像雷达、多光谱扫描仪等,通过卫星地面站获取合适的覆盖范围的最新图像数据,利用遥感图像专业处理软件对数据进行辐射校正、增强、融合、镶嵌等处理。同时,借助应用区域现有较大比例尺的地形数据,对影像数据进行投影变换和几何精确纠正,并从地形图上获得主要地名点、主干构造、底层、岩体,以及矿床矿点、物化探异常信息,进行相应的标注和整饰,制作地质数字正射影像图。

2、航空遥感地质制图

所谓航空遥感是指以航空器如飞机、飞艇、热气球等为传感器承载平台的遥感技术。根据不同的应用目的,选用不同的传感器,如航空摄影机、多光谱扫描仪、热红外扫描仪、CCD像机等,获取所需航摄像片和扫描数据进行地质制图。实践表明,遥感地质制图是一项新技术,不仅有它的优点而且也有它的缺点。遥感地质制图比常规的地质制图节省了大量的野外工作量,而且对客观现象的表示优于常规地质图,其主要的优势在于周期短、成本低。但是,因为野外工作量少,也带来一定的缺点。例如地质观测点的数量、样品种类和数量、地层和构造产状等不如常规地质图详细充实。

二、遥感技术的找矿应用

1、直接应用———遥感蚀变信息的提取岩浆热液或汽水热液使围岩的结构、构造和成分发生改变的地质作用称为围岩蚀变。围岩蚀变是成矿作用的产物,围岩蚀变的种类(组合)与围岩成分、矿床类型有一定的内在联系,围岩蚀变的范围往往大于矿化的范围,而且不同的蚀变类型与金属矿化在空间分布上常具规律可循,因此,围岩蚀变可作为有效的找矿标志。

1.1蚀变遥感异常找矿标志围岩蚀变是热液与原岩相互作用的产物。常见的蚀变有硅化、绢云母化、绿泥石化、云英岩化、夕卡岩化等。

1.2信息提取的实现与地物发生反射、透射等作用的电磁波是地物信息的载体,地物的光谱特性与其内在的物理化学特性紧密相关,物质成分和结构的差异造成物质内部对不同波长光子的选择性吸收和反射。具有稳定化学组分和物理结构的岩石矿物具有稳定的本征光谱吸收特征,光谱特征的产生主要是由组成物质的内部离子、基团的晶体场效应或基团的振动效果引起的。各种矿物都有自己独特的电磁辐射,利用波谱仪对野外采样进行光谱曲线测量,根据实测光谱与参考资料库中的参考光谱进行对比,可以确定出样品的吸收谷,识别出矿物组合。根据曲线的吸收特征,选择合适的图像波段进行信息提取。根据量子力学分子群理论,物质的光谱特征为各组成分子光谱特征的简单叠加。传感器在空中接收地表物质的光谱特性,因为探测范围内有干扰介质存在(白云、大气、水体、阴影、植被、土壤等),因此,在进行蚀变矿物信息提取时,根据干扰物质的光谱曲线出发,进行预处理消除干扰。目前遥感找矿蚀变异常信息的提取有多种方法,例如波段比值法、主成分分析法、光谱角识别法和mpH技术(maskpCaandHiS)、混合象元分解等。

2、遥感技术间接找矿的应用

2.1地质构造信息的提取内生矿产在空间上常产于各类地质构造的边缘部位及变异部位,重要的矿产主要分布于板块构造不同块体的结合部或者近边界地带,在时间上一般与地质构造事件相伴而生,矿床多成带状分布,成矿带的规模和地质构造变异大致相当。遥感找矿的地质标志主要反映在空间信息上。从与区域成矿相关的线状影像中提取信息(主要包括断裂、节理、推覆体等类型),从中酸性岩体、火山盆地、火山机构及深部岩浆、热液活动相关的环状影像提取信息(包括与火山有关的盆地、构造),从矿源层、赋矿岩层相关的带状影像提取信息(主要表现为岩层信息),从与控矿断裂交切形成的块状影像及与成矿有关的色异常中提取信息(如与蚀变、接触带有关的色环、色带、色块等)。当断裂是主要控矿构造时,对断裂构造遥感信息进行重点提取会取得一定的成效。遥感系统在成像过程中可能产生“模糊作用”,常使用户感兴趣的线性形迹、纹理等信息显示得不清晰、不易识别。人们通过目视解译和人机交互式方法,对遥感影像进行处理,如边缘增强、灰度拉伸、方向滤波、比值分析、卷积运算等,可以将这些构造信息明显地突现出来。除此之外,遥感还可通过地表岩性、构造、地貌、水系分布、植被分布等特征来提取隐伏的构造信息,如褶皱、断裂等。提取线性信息的主要技术是边缘增强。

2.2矿床改造信息标志矿床形成以后,由于所在环境、空间位置的变化会引起矿床某些性状的改变。利用不同时相遥感图像的宏观对比,可以研究矿床的剥蚀改造作用;结合矿床成矿深度的研究,可以对此类矿床的产出部位进行判断。通过研究区域夷平面与矿床位置的关系,可以找寻不同矿床在不同夷平面的产出关系及分布规律,建立夷平面的找矿标志。另外,遥感图像还可进行岩性类型的区分应用于地质填图,是区域地质填图的理想技术之一,有利于在区域范围内迅速圈定找矿靶区。

三、遥感找矿的发展前景

1、高光谱数据及微波遥感的应用

高光谱是集探测器技术、精密光学机械、微弱信号检测、计算机技术、信息处理技术于一体的综合性技术。它利用成像光谱仪以纳米级的光谱分辨率,成像的同时记录下成百条的光谱通道数据,从每个像元上均可以提取一条连续的光谱曲线,实现了地物空间信息、辐射信息、光谱信息的同步获取,因而具有巨大的应用价值和广阔的发展前景。成像光谱仪获得的数据具有波段多,光谱分辨率高、波段相关性高、数据冗余大、空间分辨率高等特点。高光谱图像的光谱信息层次丰富,不同的波段具有不同的信息变化量,通过建立岩石光谱的信息模型,可反演某些指示矿物的丰度。充分利用高光谱的窄波段、高光谱分辨率的优势,结合遥感专题图件以及利用丰富的纹理信息,加强高光谱数据的处理应用能力。微波遥感的成像原理不同于光学遥感,是利用红外光束投射到物体表面,由天线接收端接收目标返回的微弱回波并产生可监测的电压信号,由此可以判定物体表面的物理结构等特征。

2、3S的结合。

3S是遥感(RS)、地理信息系统(GiS)及全球定位系统(GpS)的简称。利用GpS能迅速定位,确定点的位置坐标并科学地管理空间点坐标。海量的遥感数据需庞大的空间,因此要有强大的管理系统,随着当今人力资源价格的升高,在区域范围内找矿时,遥感表现出最小投入获得最大回报的优势,那么RS与GiS的结合也就势在必行,因为GiS更有利于区域范围的影像管理及浏览。随着3S技术的进展,遥感数据的可解译程度与解译速度得到进一步提高。目前,地质工作者尝试将3S与VS(可视化系统)、CS(卫星通讯系统)等技术综合应用,取得了较好的效果.

3、地物化遥的有机融合

矿床的形成是多种地质作用综合的结果,矿床形成后又会经历后期的破坏或者叠加成矿作用,因此,任何一种单一的找矿手段都不可避免地遭遇地质多解性的困扰,实现地物化遥多种找矿方法与手段的有机融合,能有效地提高找矿效果,并从总体上降低找矿成本。目前,以遥感信息为主体,结合地质、地球物理、地球化学等多源地学数据的综合信息找矿法已经形成。

4、遥感植物地球化学

在高植被覆盖区实现遥感波谱数据与矿致植物地球化学异常的有机融合,将会较好地推进遥感找矿技术在植被覆盖区的应用。

四、结束语

遥感技术应用于地质找矿必须以现代成矿理论为指导,以图像处理手段和综合解译分析为主要工作方法,密切结合野外地质调查,建立遥感地质找矿模式,预测找矿远景区,缩小找矿靶区,实现遥感找矿的日的。遥感技术应用于地质找矿,在地质工作程度较低、地形条件较差、交通不便的高寒地区具有常规地质方法不可替代的优越性,应综合运用多种手段,进行综合分析研究,才能充分发抨遥感技术的优势,取得更好的找矿效果。

参考文献

[1]耿新霞.杨建民.张玉君等.遥感技术在地质找矿中的应用及发展前景[J].地质找矿论丛.2012,23(2):89-93.

地球遥感技术篇5

关键词:遥感技术应用

中图分类号:tp79文献标识码:a文章编号:1007-9416(2014)02-0200-01

1遥感的简单介绍

“遥感”顾名思义就是:“遥远的感知”,也就是:不直接接触到有关目标而能收集到信息,而且还能进行分类和分析。遥感所收集的信息是由目标物反射或发射的电磁波。收集电磁波息信的装置就叫传感器。装载传感器的设备,如:人造卫星和飞机等称为遥感平台。现代遥感技术从空中利用遥感设备在地面进行物体性质检测。它有许多功能:

1.1观测的面积大

根据陆地卫星轨道910km左右的高度与航摄飞机可达10km左右的高度来看由得高,观测的面积就广阔。每张陆地卫星图像覆盖的地面面积高达3000kmg2。而我国要覆盖全部陆地面积只需要600多张左右卫星图像就可以了。这就为人们展示了一种宏观的景象,对于地球资源及环境要素的分析极其有利。

1.2收集信息的速度快,周期短

在以前用一般方法进行一次实地测绘地图,通常要十年或几十年重复一次,而应用了航摄测量的方法以后,确只要几年才能重复一次,在卫星围绕地球运转的同时,便能讯速收取所经地区的各种自然现象的最新资料。以陆地卫星4、5为例,每16天可以覆盖地球一遍。因此,利用遥感技术以后,地图的更新时间可以大大缩短,一些地区自然现象的动态变化也能很快地反映出来,并及时做出预报。

1.3局限性少

在对于恶劣的自然条件,如高山、沙漠、冰川、沼泽等难以开展工作的区域,或由于国界的限制不可达到的地区,用航天遥感的方法,则很容易收取所需要的资料。

1.4方法多,收集的信息量大

遥感技术能够适应各种不同的任务和目的,先用不同的遥感仪器使用不同的波段来收取所需要的资料。现代的遥感技术能利用红外线、紫外线、微波波段和可见光波波段来进行探,不但能探测到地面的性质也能探测到目标的一定深度。有些波段具有对干沙土、植被、云、雾、冰等的穿透性和识别性。

遥感技术可以根据不同的目的和任务,选用不同的波段和不同的遥感仪器,取得所需的信息。现代的遥感技术不仅能利用可见光波段探测物体,而且能利用人眼看不见的紫外线、红外线和微波波段进行探测,不仅能探测地表的性质,而且可以探测到目标物的一定深度。某些波段具有对云、雾、冰、植被、干沙土等的穿透性,可深化对被测目标的认识。例如:对水具有一定穿透性的有可见光的蓝光波段,它可采用较长的微波雷达探测冰层,还可以穿透冰层到达下面的水体或地底面。微波波段具有长时间的工作能力。因此它获取的信息量大,根据有关资料显示“以四波段陆地卫星多光谱扫描图像为例,像元点的分辨率为79m×57m,每一波段含有7600000个像元,一幅标准图像包括四个波段,共有3200万个像元点”。

1.5作用广

现在遥感技术的应用领域很广泛。因为遥感主要是进行测绘方面的应用,而测绘数据又是应用于全行业的基础使用,不仅用于军事的侦察,还广泛应用于地理、地质、气象、水文、农林业、规划和建设及环境保护并多领域,具有较高的经济、生态和社会效益。

2遥感技术系统和基本过程

遥感技术系统是实现遥感目的的方法、设备和技术的总称,它是一个多维、多平台多层次的立体化观测系统。从总体上看,任何一个遥感任务的实施,均由遥感数据获取、有用信息抽取及遥感应用三个基本球节组成。而每个环节的进行,都要有相应的基础研究和技术手段的支持。

遥感过程是指遥感信息的或取、传输、处理分析判读应用的全过程,它是通过以卫星、飞机和汽车为观测平台,在距离目标物几米至几千真米的距离以外,采用光学、电子光学等探测设备,接收的反射,散射,电磁辐射目标对象在图像胶片或数字磁带记录的形式发射能量,然后将信息发送到地面站,接收站将这些遥感数据进一步加工成遥感资料产品,以提取有用的信息,如(图1):

遥感技术系统是一个通用的系统实施方法、设备和技术。现已成为从地面到高空的多维观测系统。大量的研究,包括遥感数据采集,基础研究,运输,处理,分析和应用遥感物理研究等。遥感技术系统包括:

2.1遥感平台

(1)地面平台:三角架、遥感塔、遥感车和遥感船等与地面接触的平台。(2)航空平台:包括飞机和汽球。(3)航天平台:包括卫星、火箭、航天飞机、宇宙飞船等。

2.2遥感仪器

传感器是接受、记录目标物电磁波谱特征的仪器,是遥感技术系统的核心。(如扫描仪、雷达、摄影机、摄像机等)

2.3信息的传输与记录

遥感器接收到地物目标的电磁波信息被记录在胶片或数磁带上。

2.4信息处理

遥感卫星地面站,接收、处理、存档、分发各类地球资源遥感卫星数据并进行相关的研究,为遥感应用提供数据服务。

2.5分析应用

包括对遥感数据根据某种目的进行分析,处理,测绘,制图的一系列的设备,技术和方法的遥感数据的应用程序。遥感技术系统是一个非常复杂的系统。对于一个特定的遥感目的。能以发挥技术优势和整体系统的各个子系统选择最佳经济效益的最佳结合。遥感数据收集是在由遥感平台和传感器构成的数据采集系统中或得技术支持下实现的,由于各种平台和遥感器都有自已的适用范围和局限性,因此往往根据具体任务的性质和要求的不同而采用的组合方式,以取得较好的应用效果。片面地强调某种平台或遥感器的重要性,甚至把它们对立起来,是不适宜的。

参考文献

[1]刘丹丹.《遥感技术与应用》[m].哈尔滨地图出版社,2009.

地球遥感技术篇6

关键词遥感;应用;发展趋势

中图分类号tp75文献标识码a文章编号1674-6708(2012)68-0209-02

1遥感的定义与分类

1.1遥感的定义

遥感,从广义来说泛指各种非接触、远距离探测物体的技术;而本文谈论的遥感是指电磁波遥感,即狭义的遥感,其定义是:从远距离、高空以至外层空间的平台上,利用可见光、红外、微波等探测仪器,通过摄影扫描、信息感应、传输和处理等技术过程,识别地面物体的性质和运动状态的现代化技术系统。

1.2遥感的分类

按照研究对象遥感可分为资源遥感与环境遥感两大类[1],资源遥感以调查自然资源状况和监测再生资源的动态变化为主。环境遥感则是对自然与社会环境的动态变化进行监测并做出评价与预报的统称。此外,按照应用空间尺度遥感可以把遥感分为全球遥感、区域遥感和城市遥感三种类型。

遥感是一门综合性的技术,它涉及地理学、测绘学、计算机科学与技术、规划管理等许多学科。它的概念和基础是物理学、测绘学、地质学、地理学;它的技术支撑是航天技术、计算机技术和图像处理技术。伴随着航天技术的不断进步,空间遥感对地观测获得了巨大的发展,可以预计,在今后的遥感发展过程中,全方位、全覆盖、多角度、高分辨及高时效的遥感观测系统,将会被广泛的应用在各个领域的调查研究工作中。

2遥感应用

遥感的应用已从上世纪早期单纯的军事用途扩大到现代生活的各个方面,如土地管理、气象预报、全球变化研究、灾害监测、资源调查与动态变化监测、生态调查、旅游、交通等各行各业,成为服务人类现代生活的重要高科技手段之一。

2.1遥感在土地资源中的应用

遥感技术是土地资源状况调查评价与动态监测的重要技术手段。随着遥感技术在空间识别、地物波谱识别和变化时间识别方面能力的提高,土地遥感正在成为遥感科学的重要分支。我国历来对国土资源十分重视[2],特别是自国土资源部成立以来,非常重视土地资源的动态监测工作,从1999年开始,遥感监测工作作为国土资源大调查的重要组成部分,连续16年,每年开展对全国重点地区的遥感监测。

土地遥感的应用领域包括[1]:监测建设用地变化趋势、布局及规模;为土地资源管理提供现势基础资料;辅助检查土地利用总体规划执行情况;复核土地变更调查;辅助开展土地变更调查;辅助开展土地利用现状图更新;基本农田保护区监测;配合土地执法检查。

2.2遥感在矿产资源中的应用

不论用什么方法找矿,了解矿床形成过程和成矿原理都是非常重要的,遥感找矿也不例外。在漫长的地质年代里,沉积、岩浆及变质三大类岩石也在不停地进行转化,在地质构造等作用下,可以在不同类型的岩石中,形成由各种不同的金属矿物和非金属矿物富集而形成的各种矿床,而遥感影像能够真实

地记录地球表面三大类岩石的光谱与纹理特征。同时,采用遥感技术圈定各类构造形态、色异常等现象,对于矿产调查、圈定成矿远景区、成矿预测也有着重要的指导作用。遥感技术寻找油[3]是通过提取遥感影像的烃类微渗漏信息来预测油区的烃类微渗漏晕以其特有的波谱特性可以被遥感技术检测,从而实现油气预测,这也是遥感技术直接找油的原理。

2.3遥感在城市建设中的应用

城市是一个时代经济、社会、科学和文化的汇聚点,在全面建设小康社会中,我国城市化速度还将加快。遥感在城市建设中应用主要为以下三个方面:1)城市景观结构调查。土地是城市赖以存在的物质基础,城市遥感首先就是调查城市土地利用状况,提供工商业、文化、交通、绿地和水体的分布和面积;2)城市道路规划与交通环境分析。低空航空摄影[4]对全市车流的瞬时调查,就可以几乎同时测出各个路段和交叉路口的机动车和自行车的车流密度,编绘出主要道路交叉口的车流量图,既简便易行,又准确可靠,在交通管理、道路拓宽和过街桥、立交桥选址等方面,都能够发挥作用;3)城市环境污染调查。受污染损害的植物[5],叶片叶绿素降低,在彩色红外像片上红的成分减少,污染程度通过影像色调的变化被记录下来,再参考树木缺株、形态或冠幅变小的程度,就可以绘制出分轻、中、重三级的污染程度。

2.4遥感在海洋领域的应用

海洋遥感[6]是指以海洋及海岸带作为监测、研究对象的遥感,包括物理海洋学遥感、生物海洋学、化学海洋学遥感与海水监测、海洋污染监测等。海洋遥感大幅度提升了海洋调查技术水平,与其余调查手段相比,具有很明显的优势。如:不受恶劣自然条件的限制、拓展了海洋调查的广度、能够实时长效的进行检测、庞大的信息获取量以及应用范围的多样性。

2.5遥感在气象中的应用

气象卫星的出现,为人类自上而下观测大气层和地表、生态的变化提供了一种新型可靠的手段,由此应运而生的卫星气象[3]成为大气科学发展史上又一新的里程碑。气象遥感的研究内容主要包括两个方面:一是寻找从卫星上探测和获取大气中主要气象要素和大气现象的理论和方法;二是研究卫星资料的处理技术和使用方法。例如利用红外通道和可见光通道中对比,可以很好解决大雾区、中高云区及地表的区分问题,区别出哪些是雾,哪些是云,哪些是地表,此外利用遥感还可以对沙尘暴有很好的监控作用。

2.6遥感在地质灾害管理中的应用

传统的获取灾害损失评估信息方法主要依靠地面调查以及历史资料,耗费时间过长且因资料更新滞后,不能及时的体现地质灾害管理的作用。随着遥感技术及其他相关高新技术的高速发展,地质灾害遥感调查正处于逐步推广的阶段。卫星遥感技术的宏观性、全天候和全天时以及周期性,为地质灾害的研究提供了强有力的手段,并逐渐成为地球灾害监测系统工程中的主要技术。遥感技术已经应用于地质灾害管理的整个过程。在地质灾害调查、监测、预警、评估的四个阶段中,均能够及时准确的提供调查、评估、预警,为地质灾害管理工作的开展提供依据。

2.7遥感在考古中的应用

考古工作,是探索人类文明发展的重要手段。随着考古研究工作的扩展,考古学家们从了解个别的考古遗址文化上升到对某一地区、某一国家,或者是更大范围的一个时空去认识人类文明的发展,这就需要考察更大的范围与空间,仅依靠地面的考古资料就显得不足,而且也很难使资料收集得完整,利用肉眼去观察分析考古遗迹现象受时间、地点、气候、光照等诸多因素影响,具有很大的局限性[8]。而高分辨率遥感图像、航拍像片的分辨率均可达到1m左右,同时可全球、全天候覆盖,加上特殊信号可以穿透地表,开展更加精确探测的探测工作,这些先进技术在考古研究、文物保护管理上可起到决定性的作用。

从考古的角度来看,人类遗产的挖掘是继承和弘扬古代文明的重要途经。利用遥感技术开展古遗址寻找、普查研究是最为有效的手段。遥感信息古遗址研究不仅可以填补或充实人类文明历史,而且对研究古代地缘政治,确定历史时期的军事和疆域争议十分重要,且将大大提高田野考古的效率和质量,把我国的考古学提高到一个新的高度。

3遥感应用的发展趋势

随着遥感技术应用研究的深入发展,遥感数据分辨率不断提高,数据量持续增长,数据处理的方法和程序也日趋复杂,从而导致GiS系统所需要解决的问题也越来越多,GiS的发展也更加偏向于解决数据的存储、管理和处理,但这样并不能从根本解决问题。经过不断的总结,最终发现如果想要解决实际应用中出现的问题,就必须多技术、多方法、多角度、多渠道对数据进行搜集处理。遥感技术,是一种信息获取的技术,相对缺乏信息处理、提取以及解决问题的能力。因而科学家们将遥感技术与GiS、GpS、计算机、仿真、虚拟等多种信息技术紧密结合,共同应用解决复杂的综合问题。

“3S”技术集成就是在这样的背景下产生的,3S技术[10]即指遥感(RS)、地理信息系统(GiS)、全球卫星定位系统(GpS)3种技术集成的总称。“3S”集成技术的应用,是一个自然的发展趋势,RS和GpS为GiS进行空间分析提供了更新区域信息和空间定位信息,从RS和GpS提供的大量数据中提取有用信息,并进行综合集成,使之成为决策的科学依据。GiS、RS和GpS三者技术的集成,形成了一个更加完整、准确及实施的对地观测、分析及应用系统,从而推动了遥感技术的进步。

4结论

综上,遥感应用既是系统科学又是系统工程,既是区域性的又是全球性的,既是边缘科学又是交叉科学。通过对以上土地监测、地质矿产调查、城市建设、环境与灾害监测、海洋、气象与考古遥感等几个主要方面遥感技术应用的介绍,可以看出遥感已经渗透到社会生活及科研领域的各个方面,3S技术的集成已经成为必然,我们应该进一步发掘遥感技术应用的潜力,开拓遥感技术应用的新局面,更加有效的保护和科学的利用好我国的资源与环境。

参考文献

[1]鞠建华,等.资源环境与遥感[m].北京:地质出版社,2005:39-141.

[2]郑丙辉,王桥.环境遥感应用现状与展望(上)[J].航天技术与国民经济,2000,9:1-3.

[3]王桂宏,张友焱,冉新权.油气勘探中遥感方法新进展与趋向[J].地学前缘,2000,7(3):282-289.

[4]王卫安,竺幼定.高分辨率卫星遥感图像及其应用[J].测绘通报,2000(6):20-32.

[5]徐冠华.遥感与资源环境信息系统应用与展望[J].环境遥感,1994,9(4):241-246.

[6]谢文君,陈君.海洋遥感的应用与展望[J].海洋地质第四纪地质,2001,21(3):123-128.

[7]王文杰,张建辉,李雪.遥感在生态与环境监测中的主要应用领域[J].中国环境监测,1999,15(6):48-51.

[8]刘建国,王琳.空间分析技术支持的聚落考古研究[J].遥感信息,2006(3):51-53.

[9]施益强,陈崇成,陈玲.遥感技术在环境资源中的应用进展与展望[J].国土资源遥感,2002(4):7-13.

地球遥感技术篇7

【关键词】测绘;发展;探测技术;应用

测绘学是一门关于地球空间信息的学科,是采用各种方法和手段研究空间对象的定位、描述和表达,动态变化与监测,并将所获得的各种空间信息进行加工、存储与处理,使之综合应用于经济建设、国防建设、科学研究、社会发展等各个领域中所形成的一门学科。测绘科学既是地球学科的重要分支,又是一门工程应用学科,她服务于各种工程建设,包括地面、空中、地下、水下各种民用工程、矿山工程、海洋工程、军事工程、环境工程、生态工程等领域。现代测绘科学研究的主要对象是空间信息,而以空间信息理论为核心的测绘学科,与地学、生态、环境、城建土地管理等相关学科都有密切的联系。现代测绘高新技术,往往是多种专业技术的综合系统,只有将各类知识融会贯通,构成有机的知识网络,才能适应现代科技相互交叉、渗透、移植的特点。测绘的范围从地面扩展到整个近地空间,加之通讯、计算机网络等信息技术,给测绘学的发展提供了广阔的发展空间。随着数字地球构想的实施,测绘学面临一个历史性的发展新机遇,传统的或现代测绘学将以地球空间信息学的新面目立于地球科学分支学科之林,以更强的活力向前发展。

现代测绘技术主要有:(1)空间测绘技术(2)航空、卫星重力探测技术(3)航空航天遥感技术(4)地图制图与地理信息系统技术(5)GpS、GiS、RS的三S集成技术。测绘科学与技术下设大地测量学与测量工程、摄影测量与遥感、地图制图学与地理信息工程三个研究方向。

大地测量学与测量工程专业是培养具备地面测量、海洋测量、空间测量、摄影测量与遥感以及地图编制等方面的知识,能在国民经济各部门从事国家基础测绘建设、陆海空运载工具导航与管理、城市和工程建设、矿产资源勘察与开发、国土资源调查与管理等测量工程、地图与地理信息系统的设计实施和研究、环境保护与灾害预防及地球动力学等领域从事研究、管理、教学等方面工作的工程技术人才。

摄影测量与遥控专业是结合摄影测量(解析摄影测量、数字摄影测量)、地理信息系统、图象信息处理以及遥感的系统理论和有关仪器设备的原理,培养从事摄影测量与遥感技术领域的地图制作,建立地理信息系统,进行资源调查以及近景摄影测量生产与研究的高级工程技术人才。

地图制图学与地理信息工程已从传统的地图绘制发展成为运用现代计算机技术与信息通信工程。

现代测绘学的内容广泛,任务涉及面大,是现代高新技术互相渗透的结果。现代测绘学与传统的测绘学有所不同,它不只是手段先进,方法新颖,而且其研究和服务的对象、范围越来越广泛,重要性越来越显著。

如上所述,现代测绘学是一门科学性、技术性很强的学科。对于国民经济建设、国防建设以及科学研究等领域,是一门重要的基础科学。

在工程建设方面,工程的勘测、规划、设计、施工、竣工及运营后的监测、维护都需要测量工作。在军事上,首先由测绘工作提供地形信息。在战略的部署、战役的指挥中,除必须究和服务的对象、范围越来越广泛,重要性越来越明显。如上所述,现代测绘学是一门科学性、技术性很强的学科,对于国民经济建设、国防建设以及科学研究等领域,是一门重要的基础科学。

测绘工作是国民经济建设和社会发展的一项前期性、基础性工作,是构成地理信息产业的基础和主干。它为国家经济建设和社会发展提供与地理位置有关的各种专题性和综合性的基础信息,其成果是进行资源调查、环境监测、农田建设、能源、交通、水利等大型工程建设、城乡规划建设、土地开发利用、重大灾害监测预报和科学研究、国防建设以及国家宏观管理决策必不可少的基础资料。

随着空间科学、信息科学和计算机技术的飞速发展,测绘科学技术也进入了一个新时代。目前,国内外测绘科学技术的发展出现了下列主要趋势:

(1)大地测量自采用快速高精度空间定位技术,特别是GpS技术以来,逐步从静态大地测量发展到动态大地测量,作用范围从地球局部区域扩展到全球,研究对象从地球表面几何形态深入到研究地球内部物理结构及其动力学机制,传统大地测量理论和技术将产生重大变革。应用大地测量技术对地壳运动和海平面变化进行精确监测和研究,及时对因环境变化而产生的自然灾害做出精确预报将受到普遍的重视。

(2)摄影测量的发展经过模拟摄影测量、解析摄影测量时代,已经于本世纪90年代进入到数字摄影测量时代。数字化摄影测量系统已经进入商品化的阶段;将数字摄影测量系统与地理信息系统结合,促进了测绘生产过程的数字化和自动化;利用GpS确定航摄外方位元素,从而实现无地面控制点或少地面控制点的航空摄影测量,摆脱繁重的野外控制测量工作。

(3)遥感技术正朝向多种传感器、多级分辨率、多频谱、多时相的信息获取和快速实时的智能化信息处理的方向发展。利用遥感技术对大陆、海洋、大气等地球环境的变化进行长期观测和分析,已经与遥感制图、地球资源调查一样成为遥感技术的主要方向。高分辨率卫星摄影系统、高分辨率成象光谱仪、合成孔径雷达等新型传感器及其影象信息处理系统日益受到普遍重视。

(4)地理信息系统已在某些专业得到应用并进入商品化生产的阶段,计算机技术和通讯技术的迅速发展,使GiS向多样化和分布式处理迈进。在侧重信息存储、数据库建立、查询检索、统计分析和自动制图等基本功能的基础上,GiS逐步进入开发分析、评价、预测、决策支持模型以及增加智能化功能的发展阶段。

(5)地图学的发展呈现出多层次、多领域、多时态、多功能的特点,遥感技术、地理信息系统技术、机助制图技术与多媒体技术的发展将使地图制图学的基本理论、技术方法和手段、工艺过程发生根本性的变化。研究解决利用遥感技术和其它手段快速更新地图信息,实现地图内容的自动综合,以及研制实用化专题地图设计专家系统、地图自动编辑制版系统和地图信息分析应用专家系统,是当今地图制图技术发展的关键。

地球遥感技术篇8

关键词:现代测绘技术;发展;应用;

中图分类号:p258文献标识码:a文章编号:1674-3520(2014)-11-00-01

随着科技水平的不断进步,测绘技术也在不断发展,其主要包括卫星导航定位技术、遥感技术、地理信息系统技术等。遥感技术与卫星导航定位技术是综合了卫星技术、航天技术、传感器技术、计算机技术、现代通信技术等多项高新技术的研究成果而形成的最新技术成果,地理信息系统技术则集合了数据库技术、计算机技术、空间分析与模拟技术综合研究而形成的。这三项技术是现代测绘技术的核心,他们是空间技术和信息技术等现代高新技术的综合集成。

一、现代测绘技术的发展概况

(一)遥感技术(RS)的发展。遥感包括卫星遥感和航空遥感,卫星遥感用于测图正在研究之中并取得一些意义重大的成果,航空遥感作为地形图测绘的重要手段已在实践中得到了广泛的应用,基于遥感资料建立数字地面模型进而应用于测绘工作已获得了较多的应用。遥感信息获取技术已从可见光发展到红外、微波;从单波段发展到多角度、多波段、多极化;从低分辨率发展到高分辨率甚至超高分辨率。传感器有框幅式光学相机,光机扫描仪、光电扫描仪、面阵扫描仪、CCD线阵、激光扫描仪、雷达测高仪和合成孔径雷达等;遥感平台有太阳同步卫星、地球同步轨道卫星、太空飞船、探空火箭、航天飞机,并且还有升空气球,高、中、低空飞机以及无人飞机等,它们几乎覆盖了可透过大气窗口的所有电磁波段。

(二)全球卫星定位技术(GpS)的发展。GpS是英文GlobalpositioningSystem(全球定位系统)的简称,而其中文简称为“球位系”。GpS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供全天候、实时和全球性的导航服务,并用于核爆监测、情报收集和应急通讯等一些军事目的经过20余年的研究实验,耗资巨大,全球卫星定位系统共由24颗GpS卫星布设组成。GpS采用的是全球性地心坐标系统,坐标原点为地球质量中心。

(三)地理信息系统(GiS)的发展。地理信息系统作为多种技术、多个学科交叉融合的产物,至今只有40多年的历史。地理信息系统起源于20世纪60年代加拿大和美国学者的在土地和交通方面的地理信息研究。1998年1月31日美国前副总统戈尔在加利福尼亚科学中心的一次讲演,在该讲演中戈尔正式提出数字地球的概念。地理信息系统作为对空间地理分布有关的数据进行采集、处理、管理、分析的计算机技术系统,其发展和应用对测绘科学的发展意义重大,是现代测绘技术的重大技术支撑。

二、现代测绘技术的应用

现代测绘技术作为一门新的信息科学在经济和社会可持续发展的诸多领域正发挥着愈来愈大的作用。在这里主要介绍现代测绘技术在湿地方面、矿产普查与勘探、农业方面以及水利工程方面的应用情况。

(一)湿地方面。利用遥感技术对湿地生物资源的分布、生长状况及其变化进行估测。利用遥感技术多层次、多时相的动态监测功能获得及时可靠的数据,通过地理信息系统技术进行相关数据的实时更新,并对这些数据进行空间分析,可得到湿地的动态变化情况。应用遥感和地理信息系统技术,获取湿地生态环境质量分析评价所需要的数据,借助GpS技术进行水质采样调查、土壤采样、植被样方调查等常规野外调查。根据湿地信息系统的功能,可将其划分为两大类:决策支持型地信息系统与查询服务型信息系统。

(二)矿产普查与勘探。矿产普查与勘探目的是为了开发地下资源,找出有用矿物,并确定其形状大小及储藏量(通常简称储量)。矿产普查,首先是查明矿床位置,并加以圈定,确定其隐伏部分或其他隐伏矿体的大致分布地段,作为勘探基地,并作出矿床的远景评价,然后确定是否进行勘探。为此,在没有适当的相应比例尺地形图使用时,须进行正规的地形测图,或配合地质工作同时进行路线图测量,或进行简易测图,以及少量的普查工程测量,以便为矿点检查做出评价报告和下一步勘探设计提供资料。

(三)农业方面。农业中,利用GpS技术对采集的农田信息进行空间定位;利用GiS技术建立农田自然条件、土地管理、作物产量的空间分布等的空间数据库;利用RS技术获取农田小区内作物生长状况、生长环境以及空间变异的大量时空变化信息,为分析农田内资源有效利用状况、自然条件、作物产量的时空差异性和实施调控提供处方信息。RS、GpS、GiS技术及自动化控制技术为支撑的精确农业将促进现代农业的发展。它可以收集土地利用现状、农作物的生长情况、植被分布、土壤肥力等多种信息、农作物的灾情分布,将信息技术与农艺、农机有机地结合起来,最大限度地优化各项农业资源与生产要素的合理分配,获取高产量和最大经济效益。

(四)水利工程方面。遥感技术可以实时地对大河、大江和湖水水位进行监测,可实时监测洪水灾害面积。RS和GiS集成能及早预报洪水淹没范围和干旱灾情范围,为防灾、抗灾提供准确信息。在水利枢纽工程竣工后,需对水库大坝、大型桥梁等进行精密的、连续的监测。现代测绘技术提供了连续、实时的安全运行监控手段。利用数字测图技术或全数字摄影测量建立数字地面模型,应用GiS的分析决策功能,可以方便快速地进行水库大坝选址、引水渠修建库容计算、受益范围等设计工作,为开发利用水资源提供科学依据。

三、结束语

以“3S”一体化或集成为主导的空间信息技术体系已逐渐成为测绘学或地球信息学新的技术体系和工作模式,其先进性、时效性明显。现代测绘技术将朝着高科技、自动化、实时化和数字化方向发展。

参考文献:

[1]刘海世.基于现代测绘技术的发展及应用研究[J].科技致富向导,2012,33:165.

地球遥感技术篇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RemoteSensing,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

地球遥感技术篇10

关键词:地质找矿;遥感;发展方向

中图分类号:tp7文献标识码:a

引言

随着经济建设对矿产资源需求的不断增大,寻找地表矿床的难度不断加深,找矿方向渐趋于寻找隐伏的、半隐伏的矿床,并日益重视在研究程度较差、覆盖一半覆盖地区开展工作。遥感技术方法作为一种新的找矿手段,在找矿难度日益增大的情况下,越来越为人们所重视,由实验研究向实用化发展,目前已在地质找矿中取得了显著成效,成为地质找矿的重要方法。

遥感技术应用于地质找矿主要是在工作的初始阶段,在地质工作程度低、交通及地理条件较差的地区尤为重要。工作的目的是应用遥感影像的地质信息去分析成矿地质条件,确定找矿远景区和圈定成矿有利地段,为进一步开展地质评价工作提供遥感地质依据。

1遥感地质找矿的理论依据与技术基础

遥感信息,特别是多种遥感信息的综合,具有丰富的地质内涵和坚实的物理基础。这使得遥感地质找矿具有宏观性、多波段、信息量丰富、立体感强、便于定位等优势,是地质找矿不可或缺的手段。在遥感地质找矿的遥感影像分析中,传递含矿构造和含矿载体的两种标志:构造、结构、纹理特征;光谱特征。各种矿产资源的形成、产出,都与一定的地质构造条件有关,如斑岩铜矿与中酸入体有关:煤矿赋存在某些地质时代的煤系地层内。前者反映地质控矿构造特征、岩石类型特征等,通过研究遥感影像上显示的线性和环状信息可以揭示区域构造体系及其控矿作用;后者反映了地层层序、岩石类型的差异,矿物成分和含量的差异,特别是矿化蚀变信息。由于蚀变岩矿物具有本身的光谱特征,而一定类型的蚀变岩矿物组合常可指示一定矿种的存在。

2遥感在地质找矿中的应用

遥感技术在地质找矿工作中的应用可归纳为如下几个方面:

利用图像上显示的与矿化有关的地物,直接圈定靶区,为找矿指明方向。如利用植物吸收不同金属元素所产生的不同光反射率、热反射率和叶绿素发光率进行波谱试验,为在植被发育地区快速发现工业矿产开辟新的找矿途径。

利用数字图像处理技术,进行多波段,多种类遥感图像的综合处理分析,增强或提取图像上与成矿有关的信息,尤其是矿化蚀变信息,为找矿提供依据,指明找矿方向和有利成矿的远景地段。

围岩蚀变是成矿作用的产物,是一种重要的找矿标志。常见的围岩蚀变有:矽卡岩化。有关矿产有铁、铜、钨、锡、钼等。云英岩化。与钨、锡、钼、锂、铍等矿产有关。绢云母化。有关矿产有铜、钼、金、铅、锌等。绿泥石化。有关矿产有铜、铅、锌、金、银、锡等。硅化。与铜、金、锑、汞、明矾石、重晶石等多种矿产伴生。由于不同的蚀变矿物具有各自的特征谱带以及岩矿石物理化学性质的差异,使其在多波段遥感图像上表现出不同的颜色、色调和纹理差异。目前,常用的提取蚀变异常的方法有比值分析法,彩色空变换、主成份分析法、光谱角蚀变法等。此外,在异常信息的提取过程中经常受到多种因素的影响,因而需要几种方法的有效组合,而不能只依靠某一种方法。

2.1地质构造信息的解译

构造运动是地壳内部的内在活动因素,它与变质事件、热事件、成矿作用联系在一起,而内、外生矿床的形成和分布均不同程度地受一定地质构造事件的控制。地质构造在遥感图像上常表现为线性与环形特征。线性特征,是像片上呈连续或断续的线状或带状展布的影像,其空间分布型式有一定规律性。线性形迹主要指断裂和节理等构造,它控制着岩浆活动及矿液的运移、储存,对导矿、运矿、储矿起着重要作用。环形构造在地壳中以近圆形的构造环带为特征,多是地壳内部活动的表现,对形成火山型、热液型矿床关系密切。线性构造、环形构造及构造交叉部位,往往是成矿的重要部位。通过对遥感图像上色调、阴影、形状的研究可以更直观的看出研究地区的地质构造,有利于成矿预测。

2.2地层信息的解译

岩石的组成成分、内部结构、光照条件等因素决定了它的光谱特征。岩性解译就是利用不同岩层反射光谱差异所形成的形态、结构、纹理、色调等影像差异,来判定出露地面的岩石的物理特性和产出特点,划分不同岩石类型或岩性组合。由于所有内生、外生矿床均与一定时代的岩性、地层及岩相有关,因此在成矿预测的过程中,首先要找出有关像片图形、地貌特征或与一定植物的联系,以便发现矿床赋存的有利层位与构造。

3遥感地质找矿的发展前景

20世纪末以来。随着数字地球的提出和现代信息技术取得新进展,数字地球的理论方法和现代信息技术的新进展引入地质勘查领域。应用现代信息技术的新进展进一步解决矿产资源问题成为地质找矿发展的必然趋势。在数字地球框架下,将遥感技术与地质领域传统方法技术相结合。与其它现代信息技术相结合。

基于数字地球的遥感找矿技术.其核心是遥感信息的延伸应用和信息化。它的目的是最大限度地利用信息资源,以提高矿产资源的勘查效果。一方面,露出地表的矿明显减少,勘查目标已由地表或近地表转向地下深处的隐伏矿床.找矿难度愈来愈大。另一方面.各种地学手段取得的信息资源愈来愈丰富。为遥感信息与其它地学信息的集成创造了条件。而后遥感应用技术有利于发挥遥感找矿的技术优势,发现用常规地质方法很难发现的地质体和地质现象,为找矿提供新的依据。

遥感找矿应用须从遥感“技术索引”的思路走出来,从控矿构造迈向与成矿机理研究相结合的高度。遥感应用必须与物化探、磁力、重力、地震探矿方法相结合,还需要进一步重视地热、地气的热力作用,深入研究生物地球化学效应、地球化学填图方法、生物成矿和数字地质的空间统计分析方法。只有加深对地表成矿信息的理解和诠释,才有可能对深部的、海底的隐伏矿床,由此及彼、由表及里.从地球系统科学与地质信息科学的深度作出科学的推论和预测。

随着遥感技术的发展,传感器的空间分辨率和光谱分辨将大幅提高,遥感信息量也将大幅增加。要在海量数据中提取有用的找矿信息,必然对遥感数据处理系统提出更高的要求。目前,多光谱遥感数据处理系统在数据的压缩、传输、专业软件的发展上都取得了很大的进步。在高光谱遥感数据分析、处理方面关键是在光谱维上进行图像信息的展开和定量分析。此外,实现信息分析模型和算法语言的改进也将大大提高遥感信息处理的速度和精度,提高找矿工作的效率。

结束语

遥感技术作为矿产勘查的一种手段应用于找矿,并取得了一定成就。遥感技术的直接应用是蚀变遥感信息的提取,遥感技术的间接应用包括地质构造信息、植被的光谱特征及矿床改造信息等方面。遥感找矿具有很大的发展前景。

多源数据的融合处理能够避免单一信息的片面性,使融合结果更加准确和客观。特别是利用遥感技术寻找深部矿床时,单纯使用遥感图像象存在明显的局限性,往往需要物探、化探地学数据以及各种地质图件的融合处理。

参考文献

[1]徐友宁.矿山环境地质调查研究现状及展望[J].地质通报,2008.