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环境遥感技术及应用十篇

发布时间:2024-04-25 22:25:57

环境遥感技术及应用篇1

关键词:遥感技术;环境监测;应用

中图分类号:o434文献标识码:a

一、遥感技术的简介

环保事业已经实行很多年了,但是取得效果仍然没有达到预期目标,多数仍处于宏观上的研究,缺乏微观具体的处理,遥感技术的开发突破了这一限制,让环保计划有了实质性的进展,而所谓遥感技术,乍一听会不知所云,其实简单的来说,就是遥远感知,这种技术通常是利用遥感器从高空向地面或海洋探测和感知物体性质的新型技术,其作用原理就是根据不同物体之间的不同波普而随之产生的不一样的反应,对通过相关软件所分析出的物体的反射波普的最终结果,来进行有效识别与判断,常见的遥感监测技术分为热红外遥感技术、微波遥感技术以及可见光反射红外遥感技术,不同的技术类型所应用的领域也不一样,遥感技术已成为环保领域里的重要保护方法。

二、遥感技术广泛的适用范围和重要优势

尽管环保事业在我国已经发展多年,但是遥感技术的应用引入却相对较晚,不过通过近些年来相关人士的不断研发与共同努力,遥感技术在环境监测方面取得了不少的成果,尤其针对城市的大气污染和水污染情况,做到了很好地监测与控制,例如:在进行城市大气污染的监测时,利用遥感技术能够以图象的形式清晰地呈现出空气污染物的形状、大小及分布区域,有利于人们对污染范围的确定和治理,当然,遥感技术的应用范围远远不止于此,随着时代的发展,技术的提升,遥感技术的影响范围越来越广,已经深入包括农业、渔业、地质、气象、林业等众多领域,可谓实现了对其作用的推广化,而受到如此重视和欢迎的原因,归根结底要依靠其独特的优势特点,遥感技术对环境的监测与保护已到了近距离的研究与实施阶段,相比传统的环境监测无法反映污染来源、污染势态范围等弊端,明显有所改善,不仅方便、高效、快捷,能够实时动态地监测环境变化,而且经济成本较低,准确度高,所以被广泛大面积利用。

三、遥感在环境监测中的应用

1、水环境污染监测

遥感技术在水环境污染中的应用,主要是分析水体的光谱特征、确定水体界线、水体温度以及反演水体悬沙规律、叶绿素规律等,基于统计关系的定量反演或定性的进行遥感影像分析,最终确定水体的综合水质指数,反应水质污染现状。环境监测领域正逐步由定性监测发展到定量反应,同时这也是遥感技术发展的必然趋势。

目前,遥感技术应用于水环境监测,可较高精度的反应出水体的泥沙浊度、叶绿素水平、水体温度,并可对SS、SD、Do、BoD5、CoD、tn、tp等指标有一定指示作用,对水体富营养化的监控有一定作用。并且目前应用海洋遥感卫星进行海洋污染监控效果较好,对大范围的海洋石油污染、海洋化学污染具有一定重大的意义,具有较大应用。

2、大气环境污染监测

目前,遥感技术应用于大气环境监测主要是对其进行臭氧监测、气溶胶含量监测、有害气体和热污染监测,以及对沙尘暴的监测、酸沉降的监测等,随着传感器科技的不断进步,应用十分广泛,全球目前唯一臭氧测量手段即为遥感。采取卫星为传感器搭载平台的遥感技术收集大气信息和地表信息区域性更大,而且是瞬间完成的,应用于大气污染调查,可最大程度避免其误差产生,有利于对大气污染进行动态监测。

遥感用于臭氧监测时,主要是通过测量臭氧对热红外辐射量的吸收,进而分析臭氧含量的。但遥感技术用于有害气体监测仍是通过间接解译敏感植物受影响状况。对灾害性的大气问题的监测主要是包括沙尘暴、酸沉降、有毒有害气体泄漏等问题的监测,严重危害环境质量,属严重的环境污染问题。许多传感器的特定数据对其便有较好的观测效果,如美国noaa的高级甚高分辨率辐射计,便可对气候监测、厄尔尼诺现象等许多环境灾害进行描述性监测。总体来说,现如今经过几十年的发展,遥感技术应用于大气监测发展迅速。

3、植被生态监测

植被生态监测被各种监测均视为重要监测项目,所有监测卫星均需特殊考虑植被周期及生长规律,以便获得更好的监测效果。植被生态遥感的应用主要应用于:植物生态健康状况解译、植被动态变化的调查城市绿化调查、草场资源调查、林业资源调查等。根据植物不同种类、不同状态具有不同的光谱特征,对植被生态状况可以进行良好细致的把握。在我国植被生态监测极为重要,其不仅关乎国民经济,而且影响生态安全问题。因此植被生态监测意义重大。

4、土壤及土壤污染监测

遥感技术应用于土壤监测,具有极其重要的意义,因为土壤关系着农业生产、流域非点源污染、沙尘暴、矿产资源等。土壤监测中的遥感技术应用是将土壤类型、土壤分布规律根据遥感影像解译出。由于土壤监测是大范围的监测,因此具有监测效果较好的传感器为大波段、覆盖范围较大的传感器。

5、土地利用监测

遥感技术应用于土地利用监测即为以传感器为“手段”对土地利用进行分析,对土地覆盖利用变化情况进行表达,进而对城市环境规划起到一定的辅助作用。城市土地利用遥感图像资料通过解译,可进而可对城市发展、森林覆盖、矿产资源开发利用、生态环境等进行检测。对此可进行间隔长度为五年或十年的跨度,经过图片叠加,可发现分析出明显规律。

由于现如今城市热岛效应愈加剧烈,已达到干扰生态的程度,遥感技术对城市热岛的监控,有利于分析其产生原因,改善其现有状态。遥感技术应用于城市还突出贡献于城市热岛效应方向,如Landsat7的热红外波段6即对地表温度、水温变化以及城市热岛有特别的判断作用。

6、遥感在固体废弃物监测方面的应用

目前,地面垃圾乱堆放造成的环境污染在我国各大城市乃至乡村地带随处可见,“垃圾围城”的现象已十分普遍。遥感监测的内容有:工业、生活垃圾的堆放状况,堆放点的分布,堆放点的面积、数量等,优化垃圾处理处置场。从空间分辨率上要求比较高,达到3m~10m的水平。

在固体废弃物的监测方面,利用遥感技术对我国多个城市的工业废渣和生活垃圾及堆放地与污染状况进行了监测,如中国环境科学研究院在“八・五”期间采用遥感方法对北京市的垃圾堆放场作了监测研究。

结束语

遥感技术是一种高科技技术手段,是一种高投入并具有可持续性可观回报、可观效益的高科技技术。但遥感技术仍只是一种技术手段,应用于环境监测领域,虽可广泛的、快速的、动态的掌握信息,但是通过遥感这一“碧空慧眼”也只是能够获得地表信息,即环境监测的所需的环境数据资料,同时还是需要具有一定技能的相关工作人员对其数据进行分析、解译等配合工作,才能使遥感更加发挥作用。

参考文献

环境遥感技术及应用篇2

关键词:环境;污染;遥感技术

引言

随着我国经济的高速发展,环境污染和生态破坏日益严重,突发性环境污染事故也时有发生。环境监测作为环境管理和污染控制的主要手段之一,正发挥着不可替代的作用。遥感技术是获取环境信息的有力手段,是实现这一目的的极有效的技术。运用遥感技术监测环境污染及生态环境状况,正确评价环境质量,寻求改善生态环境的途径和措施,具有重要的意义。

1遥感技术概述

1.1基本概念

遥感技术是从卫星、飞机或其他飞行器上收集地物目标的电磁辐射信息,判认地球环境和资源的技术。它是60年代在航空摄影和判读的基础上随航天技术和电子计算机技术的发展而逐渐形成的综合性感测技术。任何物体都有不同的电磁波反射或辐射特征。航空航天遥感就是利用安装在飞行器上的遥感器感测地物目标的电磁辐射特征,并将特征记录下来,供识别和判断。

1.2特点

遥感技术具有监测范围广、速度快、成本低、质量高,便于进行长期动态监测等优势,还能发现用常规方法往往难以揭示的污染源及其扩散的状态,因此遥感技术正广泛地应用于监测水污染、大气污染等方面.其最重要的作用是不需要采样而直接可以进行区域性的跟踪测量,快速进行污染源的定点定位、污染范围的核定、大气生态效应、污染物在水体、大气中的分布、扩散等变化,从而获得全面的综合信息。

2环境污染遥感监测技术

遥感技术是一种利用物体反射或辐射电磁波的固有特性,远距离不直接接触物体而识别、测量并分析目标物性质的技术,根据所利用的波段,遥感监测技术主要分为可见光、反射红外遥感技术、热红外遥感技术、微波遥感技术三种类型.当前,遥感的应用已深入到农业、林业、渔业、地理、地质、海洋、水文、气象、环境监测、地球资源勘探、城乡规划、土地管理和军事侦察等诸多领域。

3环境污染遥感监测技术的应用

3.1水环境污染遥感监测

对水体的遥感监测是以污染水与清洁水的反射光谱特征研究为基础的,可以采用以水体光谱特性和水色为指标的遥感技术。遥感监测视野开阔,对大范围内发生的水体扩散过程容易通览全貌观察出污染物的排放源、扩散方向、影响范围及与清洁水混合稀释的特点.从而查明污染物的来龙去脉。

3.1.1泥沙污染及水体浑浊度分析

水体中泥沙含量增加使水反射率提高.随着水中悬浮泥沙浓度的增加及悬粒径增加,水体反射量逐渐增加,反射峰亦随之向长波方向移动,即红移.又由于水体在0.93~1.13μm附近对红外线吸收多,不适宜作悬浮泥沙浓度的判定波段.定量判读悬浮泥沙浓度的最佳波段应在0.65~0.85μm之间。

3.1.2城市污水监测

城市大量排放的工业废水和生活污水中带有大量有机物,它们分解时耗去大量氧气,使污水发黑发臭,当有机物严重污染时呈漆黑色,使水体的反射率显著降低,在黑白像片上呈灰黑或黑调的条带.使用红外传感器,能根据水中含有的染料、氢氧化合物、酸类等物质的红外辐射光谱弄清楚水污染的状况.水体污染状况在彩红外像片上有很好的显示,不仅可以直接观察到污染物运移的情况,而且凭借水中泥沙悬浮物和浮游植物作为判读指示物,可追踪出污染源。

3.1.3废水污染和水体热污染调查

废水由于水色与悬浮物性状千差万别,特征曲线上的反射峰位置和强度也不大一样。废水污染一般用多光谱合成图像进行监测,有的根据温度的差异也可用热红外方法测定.热污染使用红外传感器,能根据热效应的差异有效地探测出热污染排放源,热红外扫描图像主要反映目标的信息,无论白天、黑夜,在热红外像片上排热水口的位置、排放热水的分布范围和扩散状态都十分明显,水温的差异在像片上也能识别出来.利用光学技术或计算机对热图像作密度分割,根据少量同步实测水温,可正确地绘出水体的等温线.因此热红外图像能基本上反映热污染区温度的特征,达到定量解译的目的。

3.2大气污染遥感监测

大气遥感是利用遥感器监测大气结构、状态及变化。对于水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量气体成分具有各自分子所固有的辐射和吸收光谱,可以通过测量大气的吸收及辐射的光谱而从其结果中推算出来。

3.2.1有害气体的监测

人为或自然条件下产生的So2、氟化物等对生物肌体有毒害的气体,通常采用间接解译标志进行.植被受污染后对红外线的反射能力下降,其颜色、纹理及动态标志都不同于正常的植被,如在彩红外图象上颜色发暗、树木郁闭度下降、植被个体物候异常等,利用这些特点就可以间接分析污染情况.对于地面污染,例如农田遭受污染之后,作物的生长将起特殊变化,地下水的污染也会引起地面植被的变化,与正常生长区的作物有不同的光谱表现.多光谱成像仪能监测这些变化,从而圈定地面污染分布范围,进一步对地面污染预防规划。

3.2.2臭氧层监测由于臭氧对0.3μm以下紫外区的电磁波吸收严重,因此可以用紫外波段来测定臭氧层臭氧含量的变化.在2.74μm处有个吸收带,可以用频率为11083mHz的地面微波或用望远镜来测定臭氧在大气中的垂直分布.又由于大气中臭氧含量高则温度高,又可以用红外波段来探测。

4发展趋势

遥感影像获取技术方面,随着高性能新型传感器的研制开发水平的提高以及环境资源遥感对高精度遥感数据要求的提高,高空间和高光谱分辨率已是卫星遥感影像获取技术的总发展趋势。雷达遥感技术具有全天候全天时影像的获取能力以及对一些地物的穿透能力,将得到更广泛的应用。以地球为研究对象的综合对地观测数据获取系统必将是当前及今后遥感技术发展的重要方向之一。

遥感信息模型的发展方面,遥感信息机理模型的发展和拓宽,特别是不确定性遥感信息模型与人工智能决策支持系统的开发与综合应用也将是一个重要研究和应用方向。将环境污染遥感监测技术(RS)与地理信息系统(GiS)、全球定位系统(GeographicinformationSystem,GpS)、专家系统(expertSystem,eS)技术集成,利用环境污染遥感监测集成系统,可以大大提高环境监测的科学性,合理性及智能化程度,从而大扩展环境监测的应用范围,开发集GpS、RS、GiS、eS于一体、适合环境保护领域应用的综合多功能型的遥感信息技术,也将是今后环境遥感技术的发展趋势。

5结束语

当前,我国环境污染遥感监测技术应依托我国的对地观测技术和对地观测系统的发展计划,同时充分利用国际上资源环境卫星系统,开展广泛的国际合作和交流,大力发展我国的环境污染遥感监测技术,并充分利用现有的环境监测网点和常规监测方法,采用遥感技术与地面监测相结合的方法,建立我国的环境污染遥感监测系统。

参考文献

[1]李晓雪.基于遥感技术的环境监测应用分析[J].自动化与仪器仪表,2015(04)

环境遥感技术及应用篇3

【关键词】遥感技术;环境监测;运用

中图分类号:X83文献标识码:a文章编号:

前言

在经济快速发展的同时,环境污染问题变得越来越严峻,并受到社会的广泛关注。而环境监测是环境保护和治理的重要手段,对环境保护和治理具有重要意义,因此环境监测人员必须不断的提高和创新环境监测技术,以及时反映出环境污染情况,为环境保护和质量提供重要依据。随着遥感技术的快速发展及其具有的应用优势,其在环境监测中得到了广泛的应用,对环境进行实时监测,并为环境保护和治理提供准确的数据信息,使得环境污染得到有效的控制。

2.遥感监测技术

2.1技术类型

遥感监测技术主要是利用物体电磁波辐射或者反射效应,并物体未直接与电磁波接触,只是对监测对象进行远距离目测和辨识。遥感监测技术根据不同的波段可分为:热红外线遥感监测技术、能反射且见光红外线遥感监测技术及微波遥感监测技术。

2.2适用范围

随着遥感监测技术的不断发展和进步,其被广泛应用于各个领域中,主要有:地质水文、海洋及气象等监测;农业、林业、牧业及渔业等监测;城乡规划和设计、资源勘察、土地利用等监测。而目前,遥感技术在水环境和大气环境及固态污染物等监测中也得到很大的应用,水环境监测包括水温、叶绿素、水色及泥沙量等,大气环境监测包括大气温度、相对湿度、有害气体等[1]。

2.3技术特征

(1)应用范围广。遥感监测技术的信息采集范围较为广泛,小至10km高度的遥感飞机,大至1000km高度的遥感卫星,信息采集范围十分的广泛,能对监测对象进行全面的监测。(2)限制性较小。遥感监测技术在信息采集过程中存在的限制条件相对较少,不会受到高山或者大海的影响,能够灵活的对监测对象进行有效的监测,并对收集信息进行准确的分析。(3)检测速率高。遥感监测技术集信息采集、信息传递、信息存储、数据整理剂数据分析等功能于一体,简化操作工序,提高了检测的速率。(4)采集样式较多。在实际信息采集过程中,由于采集对象的不同,使用仪器的不同及波段的不同,其采集样式也不同。

3.遥感监测技术在环境监测的运用

3.1遥感监测技术在大气环境中的运用

遥感监测技术可以对大气环境的温度、相对湿度、有害气体、臭氧层等进行有效的监测,对大气环境保护起着至关重要的作用。其利用遥感技术对大气环境进行有效的监测,并通过遥感影像来分析大气环境主要污染源、分布规律及扩散情况,对大气环境进行适实时监测,以为大气环境治理提供重要的数据信息,及时制定合理的治理方案,意思降低大气环境污染的危害性,为人们提供一个良好的大气环境[2]。

3.2遥感监测技术在土地利用中的运用

由于土地利用变化对水环境、大气环境、生物多样性、土壤性质及气候状况等均具有直接影响,促进环境污染的发生,对经济、环境、生态的可持续发展造成很大破坏,因此必须加强对土地利用的监测。通过遥感监测技术,对土地利用情况进行定期或者不定期的监测,监测内容主要有:监测范围、监测区域、监测面积及土地利用前后变化情况等,为土地合理利用提供重要依据。遥感监测技术并未与监测对象进行直接的接触,是通过远距离的勘测,对土地利用情况进行全面的监测和控制,对土地细微变化情况进行准确的掌握,为土地合理规划和利用作为明确的导向[3]。

3.3遥感监测技术在固态废物污染中的运用

固态废物污染是我国环境治理和保护的重要内容之一,主要包括生活垃圾、建筑垃圾、工业垃圾及混合性垃圾等,对环境造成严重的污染,因此必须对其进行有效的监测。监测人员可以通过光谱数据信息来明确固态废物的位置、范围、分布等情况,并利用全球定位仪GpS进行空间定位,同时利用地理信息系统GiS来进行数据对比和分析,明确固态废物变化情况,制定合理的治理措施,改善其堆放场地,减少固态废物对环境的污染[4]。

3.4遥感监测技术在水环境中的运用

在利用遥感监测技术监测水环境时,主要是通过清洁水及污染水形成的反射光谱来完成的。一般情况下,由于清洁水反射率比较低,对光吸收性却较强,从遥感影像上观察时,清洁水显示的是暗红色的,其在红外谱监测下更加明显。因此,在监测水环境时,可以水体颜色、水体光谱特点作为监测依据。由于遥感监测技术应用范围较为广泛,可以对在水环境中监测到污染物的分布位置、排放源头、污染范围及污染程度等,对污染源进行有效的控制。水环境污染源有很多,从遥感监测角度来看,可分为废水污染、石油污染及热污染等。(1)废水污染。废水污染源主要包括生活废水、工业废水、化工废水等,其含有大量悬浮物质,颜色与净水颜色相差很大,在监测曲线上的波动现象较大,因此可采取多光谱图像来监测,或者依据废水温度与净水温度存在的差异,采取热红外线来监测,对废水污染来源、污染情况等进行有效的分析,为废水污染治理提供重要依据。(2)石油污染。石油污染主要是石油在运输的过程中,对港口、海洋等水环境造成严重污染,是水环境污染的重要治理对象。通过对石油污染进行遥感监测,可以明确石油污染区域、污染来源及石油含量,为石油污染治理提供重要依据。由于石油和海水光谱特性存在很大的差异,因此可以利用光谱段来对石油污染进行监测和治理。(3)热污染。通过红外装置可对水体存在的热污染进行监测,主要是因为水体受到热污染时,会产生热效应现象,这时红外装置就能依据水体产生的热效应差异来对热污染情况和主要来源进行监测,并利用计算机系统来进行数据分析,获取相应的水体等温线,对水体热污染量进行确定[5]。

环境遥感监测技术应用前景

遥感监测技术与常规监测技术相比,具有监测范围广、检测速率高、成本较低等优点,在环境监测中的广泛应用,为环境监测与环境治理提供重要的依据。随着研究人员对遥感监测技术的不断研究和探索,光谱率高、分辨率高、多极化高等三高遥感监测技术成为现阶段的主要发展趋势。再者,随着遥感监测技术和3s技术(全球定位仪、专家系统及地理信息系统)的有效结合,遥感监测技术监测功能和监测速率得到很大的提高,为环境监测和环境保护提供重要的技术支持。

结语

随着遥感监测技术的发展及其具有的应用优势,在水环境、大气环境、固态废物污染及土地利用等监测领域中得到广泛的应用。通过利用遥感监测技术对环境进行有效的监测,可以明确污染范围、污染来源及污染分布规律等数据信息,为环境污染治理提供重要的依据。环境监测是一项长期工程,需要监测人员对遥感监测技术进行更加深入的研究,提高其监测能力,以发挥其在环境监测中的重要作用。

【参考文献】

[1]周晨.环境遥感监测技术的应用与发展[J].环境科技,2011,9(S1):89-90.

[2]杨婉平.探讨环境监测技术的现状及发展[J].民营科技,2011,12(06):67-68.

[3]王炜.环境监测中遥感技术的应用[J].现代农业科技,2011,23(22):54-55.

环境遥感技术及应用篇4

【关键词】遥感FtiR;大气环境监测;新发展

随着我们国家经济社会的不断发展,大气环境的污染程度变得越来越严重,尤其是一些具有挥发性物质的污染,不仅严重影响了我们赖以生存的大气环境,还极大程度的危害着我们的身体健康,因此,无论是我们个人还是我们的国家都需要对其引起高度重视,采取一切措施对其实施科学的监测和治理。在对大气环境实施监测过程中,作为主要且科学有效的监测技术,遥感FtiR具有高度的分辨率以及灵敏度,可以在不知道被测对象的前提下进行多组分的同时测定,受到环境监测部门的广泛应用。

一、遥感FtiR的概念描述

通常情况下,环境监测部门采用的是定点取样法对大气的环境状况进行监测,然而,在定点取样法进行观测过程中,得到的观测数据只能单纯地反映较小范围内的大气环境污染的程度,无法实现观测样本点范围外的观测,所以此方法不能适用于大型监测区域的污染监测工作。而遥感FtiR技术作为近几年发展较快、运用较广的综合型探测技术,其使用过程不同于传统的定点取样法,一般不受区域限制,主要的优点如下:

(一)可以实现远距离的监测,遥感FtiR技术可以对远距离的大气污染物实施24小时不间断地监测(二)遥感FtiR技术可以对多组分的混合物进行分析,并且迅速的做出判定(三)遥感FtiR技术应用于大气监测时,可以略过取样等耗时、繁琐的手续(四)遥感FtiR技术对监测的区域面积没有特殊限制,且能够实现地面、高空的三维空间的大气环境监测。

现如今,随着我们国家对于遥感FtiR技术在大气环境监测中的应用的深入研究,遥感FtiR中有关于化学计量学以及被动式的遥感监测技术都取得了新的发展。

二、化学计量学在遥感FtiR光谱图的解析中的新研究成果

近几年,计量学的一些方法技巧逐步渗透于化学的各个方面,使得化学计量学逐渐趋于成熟,并在遥感FtiR光谱图的解析中得到越来越多的应用。常见的化学计量学模型有:人工神经网络、经典最小二乘法、偏最小二乘法、卡尔曼滤波法以及遗传算法等,下面我们利用这些化学计量学中的数学模型对遥感FtiR光谱图进行定性、定量地解析。

(一)对多组分信息实施定性、定量地分析

在实际操作中,我们分别利用经典最小二乘法、偏最小二乘法、卡尔曼滤波法以及人工神经网络对光谱图中出现的严重混合大气污染物实行定量地解析。通过分析的结果我们可以发现,这些方法都可以实现对混合型大气污染物的定量检测。同时,在大气污染物的定性鉴别中,我们首先通过偏最小二乘法对一些未知的干扰物进行鉴定,然后再通过人工神经网络对多组分的环境情况进行定量地解析。为了简化神经网络结构、缩短监测时间、减小监测误差,我们用偏最小二乘法对人工神经网络输入的信号实行变量提取,从而高效、准确地解析了遥感FtiR光谱图。与此同时,对于遗传算法这一化学计量模型来说,其不仅具有较高的求解能力以及优良的非线性特征,还是光谱图库中较好的计算机检索工具。

(二)遥感FtiR光谱图的特征信号的提取以及其噪声的处理

噪声的科学、有效的处理对遥感FtiR光谱图的解析具有重要意义,一般情况下,我们可以利用wa进行一定程度的遥感FtiR光谱图信号特征的提取,并且利用wa对信号实施分解时,可以在一定程度上滤除掉光谱图中的噪音干扰,从而突出有用信号的存在位置。通过最新研究发现,对于开路遥感FtiR光谱图的噪音来说,我们可以采用新型数据预处理法实现对噪音的彻底清除,该方法称之为正交信号校正,对其与二阶求导的预处理进行比较,可以得到下图,该图分别利用上述两个方法对以下七种气体的光谱图中的噪音干扰进行处理,得到处理前后的分析模型的误差结果如下:

通过上图的比较结果我们可以看出,利用正交信号校正法对光谱图处理以后分析模型误差为16.58%,比二阶求导处理后的平均误差37.94%要小得多,因此,正交信号校正在对光谱图中噪音的消除功能上具有显著的效果。

三、被动式遥感FtiR在大气环境的监测过程中的应用新成果

近几年,随着遥感FtiR技术的广泛应用,国内外的许多专家对被动式遥感FtiR技术在大气环境中的监测过程进行了大量的科学研究,并且通过研究发现,该技术能够较为准确的感测出热气体放射源所发出的红外辐射中的物理以及化学特性,从而探索出监测大气污染物的新发展方向。

被动式遥感FtiR监测技术的工作原理需要借助于大气污染物的不同温度,其特点是能够在背景信息缺乏的状态下,对任意方向实施数据的收集,避免了样品预处理工序,并且该监测技术可以实现对多种大气污染物的同时监测,不受时间和距离限制。要想熟练掌握被动式遥感FtiR技术并且将该技术有效应用于大气环境的监测过程中,这就要求我们不仅需要了解其工作原理、工作特点,还需要了解监测过程中仪器响应函数的规律。一般情况下,仪器的响应函数又被称为仪器的频率函数,对于不同的实验条件来说,其仪器的响应函数也是不同的,它通常与校正时的黑体温度的高低以及仪器接收信号的大小有关。

随着遥感FtiR法在大气环境监测中的不断发展,利用遥感FtiR法监测大气污染物的优势也逐渐被人们所知,在对大气中各种特殊污染气体实施遥感监测时,遥感FtiR法具有重要的使用价值,它可对各种红外源实行远距离的非接触型遥测;能够较为精确地提供在燃烧火焰里的激发态分子的转动或振动的详细信息;不需要对样品进行预处理并且可对多种燃烧产物实行同时检测;监测速度快、精度高;它还可以对光谱辐射的能量分布实行绝对监测。同时,由于反射望远镜的使用,可以在一定程度上实现远距离遥感监测燃煤的发电厂等一些大型污染性企业所排放的污染性气体。所有这些技术的发展以及普及,对实现大气环境的科学、有效监测提供了重要的知识帮助,有助于大气环境的保护。

四、结语

随着我们国家科学的高速发展以及人们对于遥感FtiR的不断认识,遥感FtiR法在大气环境的监测领域中得到越来越广泛的使用,我们知道,遥感FtiR法可以实现对大气污染物的实时、连续不间断以及多组分的监测,然而,由于我们国家对其研究和探讨起步较晚,对其在大气环境监测的应用技术掌握不熟练,因此,利用遥感FtiR法对大气环境进行监测的技术手段仍然需要进一步发展。随着时代以及科技的不断进步,我们坚信在不久的将来,遥感FtiR监测技术一定会得到更好的加强与推广。

参考文献

环境遥感技术及应用篇5

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

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[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.

环境遥感技术及应用篇6

关键词:遥感技术;农业产业监测;应用研究

随着社会的不断发展与进步,遥感技术已经被应用在诸多行业中,也为行业发展提供全新契机。就农业产业监测工作来说,遥感技术被应用在农业土壤、气象以及多方面内容中,遥感技术的应用范围随着技术的发展不断拓展。近几十年,中国农业发展迅速,农业产业由手工作业逐渐转向机械作业。随着近代的遥感技术出现,将农业产业推向全新高度,农业逐渐迈向高效化、精准化发展方向,这也是未来农业发展的主要趋势。

一、遥感技术概述

所谓的遥感技术,就是指对较远的区域具有感知意识。从事物发展的角度来看,遥感技术的出现,能够进行远处探知,并根据所收集信息,对信息进行分析以及处理。遥感技术能够对不同事物特征加以分析,感知地面事物性质。此外,遥感技术可以根据不同事物或是物体,呈现出不同波普,对地面上的多种事物或是物体加以识别,具有极强地远方感知能力。通俗来讲,就是利用天空中的飞机、卫星等多种飞行物所含有的遥感器,对地面的数据加以收集以及整理,并对不同的数据进行识别、分析以及传送等,这也是遥感技术主要特征。

二、遥感技术的主要特征

(一)信息获取速度快卫星可以根据地球自转周期进行运转,并能在运转工作中,对最新的数据进行获取,并将获得的信息技术更新,也能对原有数据加以更改。同时,快速信息获取速度,能够对新旧动态变化进行及时监测。

(二)信息获取受限少地球的自然生态系统较为复杂,不同区域的地形、地质、地貌存在较大差异。像是沼泽、沙漠等区域,人类不仅难以跨越,更难以对其地面工作进行检测。而利用遥感技术,在信息获取上,所受限制较少。遥感技术不需要技术人员到区域现场进行观测,能够借助远程控制系统,在恶劣的情况下借助遥感技术,获取多种信息数据。

(三)信息获取方法多对目前的遥感技术加以分析,遥感技术可以根据不同的人去需求,选取不同的波段以及遥感一起,对信息进行收集工作。较为常见的有可见光、紫外线、红外线以及微波探测等。这些不同的信息获取方式,由于不同波段,对物体造成的穿透性存在差异,进而对不同地面物体信息加以获取。

三、遥感技术在农业产业监测中的实际应用

(一)分析农业生产所需资源遥感卫星在地表开展扫描监测工作,主要用用多波段传感器,多波段传感器,能够根据布偶听的物体信息,对其数据进行颈环收集。就目前所获图像来看,不同的地表物体,具有不同的纹理、形状以及色调,这些信息之间都存在差异。只有根据不同的识别特征,并对地表的物体特征加以分析与识别。利用遥感技术,对农业产业进行监测的这一过程,也是遥感技术的主要应用原理。

(二)应用遥感技术监测农业产业情况将遥感技术应用在农业产业监测工作中,能够对不同的农业作物加以区分,不同的农业作物,其所呈现的光谱具有较大的差异。根据图像以及不同的波普,能够对农业产业进行实时的监测,并关注农作物的实际生长情况。此外,利用不同阶段的生长信息,还能对农作物产量进行评估。就我国遥感技术应用来说,遥感技术主要应用在小麦以及水稻监测工作中。

(三)监测评估可能出现的农业灾害不同的农作物其所呈现的波谱特征存在差异,就算是一种农作物,也具有不同的内部结构以及外部的特征,其光谱反射率的曲线也是不同的。而遥感技术,正是应用此种方式,对农业产业进行监测工作,并根据不同的波普特征,对农业产业灾害问题加以监测与评估。

(四)监测农业生产环境农业的生产环境关乎农业产量,利用遥感技术,对农业产业生产环境加以监测,像是对大气环境、水环境、自然生态环境的监测工作中。其中,对大气环境的监测,主要是对其空气成分加以监测,并对大气变化进行实时监测。而水环境,则是对水资源的变化情况以及不同水质进行分析。而自然生态环境的监测工作,主要指对农村生态变化、城市开发状况以及森林覆盖等多种情况进行监测。矿区生态破坏以及森林覆盖情况等多方面进行监测。

环境遥感技术及应用篇7

关键词:遥感技术;环境监测;环境保护

中图分类号:X87文献标识码:a文章编号:1671-2064(2017)10-0016-01

环境监测是环境保护的重要组成部分,是进行污染源控制、污染治理和环境规划管理的技术支撑。传统环境监测方法由于受到自然条件和时空等因素限制,具有一定的局限性。随着遥感技术的不断进步,遥感技术在环境监测中的应用也越来越多。

1环境遥感监测的意义

环境遥感监测是环境监测预警系统建设的重要环节。具有范围广、速度快、动态、客观等技术特长,是对地面环境监测的有效补充。它可以从点到面,促进中国环境监测发展,从静态到动态,从平面到立体。“生态环境监测网络建设计划”,提出了依靠科技创新和技术进步的“基本原则”,加强卫星遥感技术的应用,已充分认识到环境监测的重要性,一定要在环境监测中发挥重要作用,并指出了未来的环境遥感监测不仅成为“眼睛”环境管理中的应用,也成为一个“脑环境决策”。

2遥感技术及其在环境监测方面的应用

2.1水环境的遥感监测

(1)浊度监测。虽然水和地物性质不同,但他们有一个共同点,即光谱反射特征,基于这一前提,通过遥感技术、光谱图像来确定水污染水质的变化差异,水的浊度是目前污染相关研究结果表明,当一个基本特征水中浮游动物的数量增加,而相应的光谱衰减系数会增加,同时,在浑浊的水深度的增加,泥沙浓度,对入射光的散射会有所变浅,水的排放率会上升,因此可以准确地确定水的污染。(2)海洋监测。海洋面积约占地球表面的71%,其余29%是陆地面积,这使得海洋成为了地球环境的重要组成部分,为了防止海洋环境污染和破坏,必须加大对其的监测力度。自美国成功发射第一颗卫星进入太空以来,正式开启了海洋环境遥感监测的序幕。由于海洋中的各种人力资源,在海洋资源开发利用过程中,对海洋生态环境造成了一定的破坏,水体污染日益加剧,造成环境质量下降。遥感技术在海洋环境监测中的应用,主要是基于反射光谱特征,由于上面的空间没有任何障碍,和RS技术监测大景观,在大范围的海水扩散监测,还可以测量的污染物排放的原因。为海洋环境治理提供充足的依据。此外,海洋石油开采过程中石油资源极为丰富,必然会引起水污染,随着遥感技术的帮助下可以用来研究和分析海水中的石油污染状况,准确地确定范围,同时石油污染的地区,而且估计油含量在水污染区。水和油在光谱特性上有非常明显的差异,因此,可以在一定的油、水光谱区内分离,可以用微波辐射法监测海洋环境中的石油污染[1]。(3)城市污水监测。目前,中国的城市发展速度越来越快,这不仅促进了产业的快速发展,也使得城市人口激增,在这种情况下,排放量大幅度增加,城市污水和工业废水。因为水中含有一些有机物在分解过程中,消耗大量的氧气,产生较高的CoD、BoD5、水会变黑,并发出一种很难闻的气味。通过在红外传感器中使用RS技术,可以有效地采集水中所含物质的红外辐射光谱,从而可以获知水体的污染程度和具体情况。

2.2大气环境的遥感监测

(1)对大气成分的遥感监测。要充分了解大气环境的变化,需要相关人员充分掌握大气的相关内容,然后根据大气质量的变化。遥感技术在环境监测中,技术人员收集臭氧和活性气体,总的大气沉降现象变化的基本参数,并了解时间的大气环境目标区域内的总体变化。在当前备受关注的雾霾为例,通过遥感技术,技术人员可以监控烟雾密度和基本数据的范围,与传统的数据相比,确定在一段时间的阴霾,未来的变化,将为人们出行提供必要的指导。(2)对臭氧环境的监测。臭氧是地球的保护伞,但近几十年来,地球的臭氧层遭到严重破坏,已经成为一个不容忽视的环境问题。在遥感技术支持的环境下,我们的技术人员可以有效地测量臭氧不同高度的分布,了解在平流层和对流层臭氧的分布,在不同的气热层,臭氧的生产模式提供了一个更现实的分布对相关人员开展工作,帮助保护臭氧层的臭氧数据。

2.3遥城市环境监测

遥感技术在城市热岛效应分析的主要城市在城市中的应用,时间和空间的变化,分析城市绿化面积分析,城市空气污染分析、城市土地利用、tm图像实现城市温度的主要用途,植被覆盖指数策略的比较分析tm图像的不同时期可以清楚地看到城市的绿化面积、养殖面积、建筑面积的变化,数据分析我们可以发现,城市的建筑密度和几何距离的合理性、城市道路绿化、垃圾处理区域的分布,地表水污染的定量关系,更全面的环境质量分析在城市和生态效益和经济效益。最后,我们可以发现,城市进一步合理规划和发展建议。对城市生活垃圾处理是城市的一个关键功能,对固体废物的光谱响应是不一样的,遥感技术可以将建筑垃圾、工业垃圾,如各种类型的垃圾,给城市绿化带来的便利,可以迅速找到一在该地区的大量的固体污染物,降低工人的劳动强度,清洁的城市。

3环境监测遥感技术的发展前景

高空间分辨率和高光谱分辨率是遥感技术发展的总趋势,将推动热红外遥感技术的发展。主要是由于对遥感数据的精度不断提高,资源环境遥感技术的要求,随着新型高性能传感器发展水平逐步提高,卫星遥感图像获取技术的高空间分辨率和高光谱分辨率的要求也在提高。随着遥感信息模型的发展,人工智能决策支持系统和不确定遥感信息模型的开发和应用也将被研究。此外,具有地球表面穿透能力和获取全天图像能力的雷达遥感技术将得到更广泛的应用。集成化数据采集系统是当今和未来遥感技术发展的一个重要方向。地理信息系统(GiS)集成,专家系统(eS)、全球定位系统(GpS)和污染遥感监测技术(RS),对环境污染的综合系统遥感监测的有效利用,提高环境监测、智能和科学合理性,对环境监测实施的范围可以扩大。多功能遥感信息技术的发展,将GpS、RS、GiS、eS技术于一体,适合环境保护技术领域,也是未来环境遥感技术发展的重要趋势[2]。许多实践和研究结果表明,环境保护遥感技术的合理运用,可以促进环保事业的发展,基础工作,可以节省大量的时间和繁琐,从而有效地提高了经济效益和社会效益,具有非常广阔的发展前景。

4结语

综上所述,随着科学技术的不断提高,遥感技术作为环境监测的重要技术之一,其监测结果准确,对生态环境的可持续发展起着关键性的作用。在环境监测、应对国际环境卫星系统资源的充分利用,提高了遥感技术在中国在环境监测中的应用,提高环境监测系统,为人类的发展的可靠保障和美化环境。

参考文献

环境遥感技术及应用篇8

【关键词】农业院校遥感实验课程教学模式

【中图分类号】G64【文献标识码】a【文章编号】2095-3089(2016)10-0242-01

一、引言

遥感技术作为现代信息技术的重要组成部分,可快速、有效的采集大范围的地球空间信息,反映地球资源环境动态变化,在地球资源调查与规划、农业生产管理、环境质量评价与监测、气象监测、测绘、矿产、军事等方面得到广泛的应用。遥感课程是农业院校地理信息系统专业、环境专业、农业资源与环境专业、林业、草业等专业本科生普遍开设的课程。遥感试验课是遥感课程的实习部分,紧密结合遥感理论课程的教学内容,使学生通过该课程的学习具备分析处理和解译遥感数据的目的,加深对遥感理论课知识的消化和吸收,并且能利用遥感技术解决自己所学专业领域相关问题,具备一定的遥感技术的应用能力。

二、农业院校开设遥感课程的必要性

农业院校许多专业在本科教育中都会开设遥感课程。遥感课程是地理信息系统(GiS)专业的核心课程,遥感数据是GiS的数据源和更新源;农业资源与环境专业学生利用遥感技术掌握基本的土地规划与制图、资源信息管理等方法;对于环境科学专业,遥感技术可以应用到水污染、海洋污染、大气污染、固体垃圾等各个领域;对于林学专业,可利用遥感技术清查森林资源、监测森林火灾和病虫害;对于农学专业,遥感技术可用于作物估产、作物长势及病虫害预报;草学专业,可以进行草产量估算,草地资源调查等。辅助遥感理论课程的遥感实验课程的主要目的是通过学生的动手实践,对遥感的原理、概念、应用有进一步的认识和理解,培养学生遥感软件操作能力和解决实际应用问题的能力。

三、农业院校遥感实验课程存在的问题

遥感实验课程是遥感课的实习部分,要求配合理论课的教学内容,开展野外观测和上机实验。但目前许多农业院校相关专业对遥感课实验部分重视不够,仅开设有限的上机实习。而学生对该课程的理解也不足,没有充分认识到遥感技术在本专业领域的应用前景,对课程学习积极性不足。另一方面,农业院校相关专业本科生前期知识储备不足,遥感技术的掌握要求具备许多相关的物理、数学、地理学、计算机技术等知识,而农业相关专业在本科教育中没有更全面深入的学习这些相关知识,造成学生很难理解掌握较深的遥感课程内容。尤其在实验课上,需要一定的计算机水平来支撑遥感软件的应用,很多学生入门难,加之实验课时设计较少,使得学生不能很好的掌握遥感技术,应用受到限制。

四、课程简介

农业院校相关专业的遥感课程一般理论课30个学时,实验上机10个学时。遥感实验课程的教学目标要求学生掌握遥感软件的基本操作,掌握遥感数据的获取方法;熟悉影像处理、提取的方法,并能将遥感方法应用到本专业领域,完成实验大作业及实验报告。教学方法以实验课上机操作为主。考核方法为平时出勤、课堂表现、实验结果、实验报告等方面。

五、遥感实验课程内容体系设计

遥感实验课程内容以遥感观测仪器的使用、遥感数据获取、遥感数据处理、遥感信息提取,以及遥感在本专业领域的应用五个方面形成一套完整的体系。遥感观测仪器的使用:主要包括对典型地物反射光谱特征的测量与分析,掌握野外光谱测量方法。可在校园内晴天选择不同的土地利用类型测量分析不同地物(如林地、草地、裸地、水体等)的光谱特征。遥感数据获取:要求学生能通过网络手段下载获取一定区域、一定精度、相应时段的遥感数据。遥感数据处理:利用遥感软件掌握遥感图像的校正、裁剪、拼接、图像增强等的基本操作。遥感信息提取:利用遥感软件掌握遥感数据的信息提取及分类方法,能利用遥感数据目视解译对地物进行分类。遥感在本专业领域的应用:要求学生利用前期掌握的遥感技术方法,针对本专业领域的研究,提出问题,利用遥感技术获取所需信息,加深对遥感技术的认识和理解,引导学生利用遥感技术解决本专业问题,为其以后自主、有效的利用遥感所需知识解决实际问题做好铺垫。

六、完善配套材料,改进教学方法,提高教学质量

应进一步完善遥感课程实验课的教材编制,使学生有参考资料。另一方面,要完善遥感实验课程影像数据库的建设,收集农业、环境等相关专业领域的遥感影像,包括不同卫星来源、不同时相、不同分辨率的遥感数据用于该课程遥感影像数据库的建设,形成体系,以保障遥感实验课程教学需求。在教学方法上,充分利用多媒体和网络教学,促进学生课下自主学习,提倡学生利用课余时间提前掌握遥感软件的基本操作,在课堂上将更多的时间利用到遥感技术的应用案例分析上。在考核方式上,主要包括平时出勤、课堂表现、实验结果、实验报告几个方面。要求学生以遥感技术在本专业领域的某一方面的应用为内容,通过影像的下载、图像预处理、信息提取、处理等步骤,得到实验结果,并完成一份详实的实验报告。

七、总结

遥感课程是农业院校环境专业、农业资源与环境专业、草业等专业本科生普遍开设的课程。遥感试验课程结合遥感理论课程的教学内容,使学生通过野外观测及上机实践,具备分析处理和解译遥感数据的能力,能利用遥感技术解决自己所学专业领域相关问题。本文针对农业院校遥感实验课程存在的问题,设计了一套遥感实验课程内容体系,对遥感实验课程教学模式进行了探索研究。以期更好辅助于遥感理论课知识的掌握及吸收,使学生具备学生利用遥感技术解决本专业领域问题的能力。

参考文献:

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环境遥感技术及应用篇9

关键词:遥感技术信息提取找矿

遥感技术(RemoteSensing)即遥远的感知,是20世纪60年代兴起并迅速发展起来的一门综合性探测技术,它是在航空摄影测量基础上,随着空间技术、信息技术、电子计算机技术等当代高新技术的迅速发展,以及地学、环境等学科发展的需要,逐步形成发展的一门新兴交叉科学技术。具有宏观、动态、综合、快速、多层次、多时相的优势。在新技术迅猛发展的今天,遥感技术伴随着航空、航天技术的发展而不断提高与完善,服务领域不断扩展,受到普遍重视,显示出极其广泛的应用价值、良好的经济效益和巨大的生命力。

1、遥感信息提取

全球变化的研究涉及一系列重大全球性环境问题,提出了大量关系到地球的重要科学问题。由于涉及的范围极其广泛,因而具有高度综合和交叉学科研究的特点。叶笃正先生曾指出,“全球环境是一个不可分割的整体,任何区域的环境变化都要受到整体环境变化的制约;反过来,整体环境的变化又是各区域相互影响着的环境变化的综合体”。遥感作为获取地球表面时空多变要素的先进方法,是地球系统科学研究的重要组成部分,是对全球变化进行动态监测不可替代的手段。陈述彭先生指出,没有遥感,就提不出全球变化这样的科学问题。所以遥感对地理信息学科具有巨大的推动作用,就像望远镜对天文学和物理学的推动作用一样。遥感科学的意义在于:对传统地理学来说,遥感要求从定性到定量描述;对传统物理学来说,遥感要求在像元尺度上对局地尺度上定义的概念、推导出的物理定律、定理的适用性进行检验和纠正,而这种纠正是与像元尺度上的地学定量描述密不可分的。

1.1遥感图像掩膜处理

卫星遥感图像处理,尤其是提取矿化蚀变等微弱遥感信息,需要针对工作区选取尽可能小的图像范围,同时要对工作区范围内图像中的云雾、水体、冰雪、植被、大面积风成土壤等干扰进行掩膜等处理,然后才能进行图像处理。

1.2去相关拉伸

去相关拉伸变换是原始光谱波段的一种线性变换,这种变换通常是原始光谱波段的加权总和与差。研究表明该方法对一些遥感图像数据有效,能产生好的图像效果和提供新的洞察点;利用这种图像处理方法主要目的是提取一些方法不能提取的一些重要矿化蚀变、侵入体及构造等遥感信息。

1.3卷积增强

遥感图像上的线性特征,特别是和地质构造和成矿环境有关的线性体和断裂构造的增强处理和分析是遥感图像处理和研究的一个重要方面。对数字图像而言,线性体信息提取目前主要有梯度阈值法、模板卷积法、超曲面拟合法、曲线追踪和区域生长等,地质遥感线性体信息提取采用模板卷积滤波算法效果较好,它是一种邻域处理技术,即通过一定尺寸的模板(矩阵)对原图像进行卷积运算来实现的。

2、遥感技术在地质找矿中的应用现状

长期以来,地质工作者迫切希望能有一种目的性明确、“窥一斑而知全豹”的理论和方法来指导找矿。因此遥感技术以其独有的特点在地质找矿中的作用显得尤为重要。应用遥感与地质资料进行综合分析、预测区域成矿远景等已取得了很多成果。遥感技术在地质找矿中的应用主要表现在两个方面:(1)通过研究遥感影像上的地质构造与成矿的关系,认识成矿规律并圈定找矿远景区。(2)是通过对遥感图像进行增强处理,综合分析,提取一定的地质信息,从而为成矿预测提供有用资料。遥感图像早已非常成功地应用于农、林、水利和交通等部门的调查和规划。在我国最早使用遥感图像的是地质行业,其主要任务就是用于地质找矿。

3、遥感技术信息提取在找矿中应用的相关技术

3.1遥感图像分析找矿

遥感图像分析找矿是利用各种航天与航空遥感图像进行目视判读,分析已知矿产地质的图像特征,结合地质背景、成矿条件及物化探异常,根据类比的原则从已知推未知,可进行一定的成矿预测。使用大比例尺航空像片,尤其是彩色和红外彩色像片,能直接识别原生矿体及矿化地区的露头,尤其是金属矿床及露头的特异彩色形成良好的找矿标志。例如在彩色航片上磁铁矿、锰矿、煤矿等呈深灰色或黑色;赤铁矿、斑铜矿为红色;孔雀石、铜矿、次生铀矿、次生铬矿为绿色;风化的铁帽常呈褐色;盐矿、石英脉矿呈白色等。由于矿体露头与围岩抗风化、抗侵蚀能力不同,形成岩墙或沟谷,也可直接识别。此外,人工开采区的采矿场、竖井、平峒、废石堆、尾砂等在图像上也能直接识别。

3.2遥感图像提取矿产信息进行成矿预测

遥感图像提取矿产信息进行成矿预测是利用遥感图像处理技术对遥感图像进行处理,提取矿床、矿化有关信息,如蚀变带、氧化带、铁帽等含矿地质体或某元素地球化学异常区,直接显示在图像上,从而达到找矿的目的。

3.3遥感图像地质综合分析找矿

遥感图像地质综合分析找矿是以区域地质演化与成矿规律分析为基础,确定出调查区内主要的成矿模式与控矿的地质要素,根据控矿地质要素的遥感信息特征(包括的与隐伏的)选取一定的图像处理方案,进行有关地质信息的增强或提取处理,同时结合物化探资料进行目视图像分析。物化探资料的图像化及用数学地质与遥感地质相结合的方法进行成矿预测,是遥感地质综合找矿向纵深发展的新趋势。

4、结语

目前遥感已成为地质调查和资源勘查与监测的重要技术手段。应用范围已由区域地质、矿产勘查、水文地质、工程地质、环境地质勘查扩大到农业地质、旅游地质、国土资源、土地利用、城市综合调查、环境监测等许多领域。应用技术方法水平随着遥感和计算机技术的发展也有了很大的提高,应用效果和社会经济效益也愈来愈明显。

参考文献

[1]陈述.遥感技术与遥感数字图像分析处理方法、解译制图及其综合应用实务全书[m].银川:宁夏大地音像出版社,2005.9:90-92.

环境遥感技术及应用篇10

[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.