遥感技术缺点十篇

发布时间:2024-04-26 01:41:13

遥感技术缺点篇1

【关键词】遥感技术;土地利用;调查

引言

土地资源利用时存在的问题是影响我国社会经济发展的因素之一,特别是在经济快速发展以及用地量逐渐增加的现阶段中,土地利用在外界因素的影响下变化过于频繁,这给我国如何实现对土地利用的科学化管理造成了严重的阻碍。在这种情况下,采用更为先进的技术在土地利用调查中的应用往往能够改变传统土地利用调查中存在的众多弊端,实现对国土资源的科学规划与合理开发。遥感技术作为一种先进的科学技术,其在土地利用调查中的应用能够实现对土地利用信息的采集,因而在现阶段的土地利用调查中得到广泛的应用。

一、遥感技术的简介

遥感技术中最为关键的因素就是传感器,然后利用传感器在与研究对象不接触的前提下获得该研究对象的某些特征信息,之后再利用相关的技术对所获得信息进行处理及加工,从而形成有助于人们研究和分析的数据信息。遥感技术在人们工作生活中的推广和应用有力的推动了人们对生存环境的认知和了解,相对于传统的测量方式而言,遥感技术具有以下几个优点:第一,遥感技术在测量时所覆盖的范围更为宽广。第二,遥感技术可以通过收集大范围的瞬间静态图像实现对该区域的动态监测,更进一步的提高信息收集及处理的精确度。第三,遥感技术可以在多种环境下进行信息的采集及观测,甚至是在一些比较偏僻以及恶劣的环境之中也可以准确的工作。第四,遥感技术对信息的观测超出了人类肉眼所能达到的范围,特别是遥感技术中使用的电磁波波段能够从X光到微波,大大超出了可见光所能达到的范围。第五,遥感技术最重要的任务就是获得更为精确以及有效的数据信息,目前世界上许多国家都已经发射了用来收集不同信息的遥感卫星,通过监测调查实现了对土地利用、农作物生产、森林火灾以及环境污染等多个领域的动态监测。

二、遥感技术在土地利用调查中利用时存在的问题及建议

(一)遥感技术在应用的过程中研究深度不足

在我国现阶段中,虽然人们已经逐渐认识到遥感技术在土地利用调查中的重要意义,相关部门也应该致力于加强遥感技术在土地利用调查中的应用,但是经过详细的研究我们不难发现,遥感技术在实际的应用过程中并没有对其应用的内容、范围、层次等进行详细的划分,缺少对遥感技术涉及内容的分析与研究,在对国内外遥感技术的研究上也缺乏力度。我们都知道,遥感技术在应用时涉及到多个领域的技术,任何一个环节以及技术出现失误都会使整个调查收集结果产生极大的误差,所以这就要求人们必须从各个环节与技术方面加强对遥感技术的质量控制。然而,遥感技术在应用的过程中由于受到外界因素的影响很难对所有的问题进行控制和解决,从而也就难以达到人们预期的目标,所以这就要求参与土地利用调查的各级部门在利用遥感技术的过程中要加强相互之间的配合与沟通,明确遥感技术应用时的目标所在,从各个细节部分加强对遥感技术的控制和管理,进一步提高对遥感技术在土地利用调查中应用时的质量控制。

(二)各级政府部门对遥感技术在土地利用调查中应用时的重视程度不足

各级政府部门对遥感技术在土地利用调查应用时的重视程度不足容易造成管理人员信息意识淡薄的现象,土地资源管理部门由于对其重视程度不足会导致对土地信息调查工作的投入不足,土地利用调查所涉及到的基础设施建设不够完全,信息化网络建设的不足会导致土地利用调查信息在采集、分析以及处理时存在众多的阻碍。除此之外,利用遥感技术进行土地利用调查时所形成的信息系统由于标准不统一以及不规范还会造成参与该工作的各个部门之间缺乏信任与沟通,信息资源以及人力物力等难以做到技术的共享,各个工作人员之间缺乏相互之间的信任,对进一步提高遥感技术在土地利用调查中应用的水平以及信息系统的完善性和规范性造成严重的阻碍。

(三)从事土地利用信息技术的人才不足

遥感技术在土地利用调查应用较为缓慢的影响因素还包括从事土地利用信息的人才不足以及对专业人才的培训力度不够。在我国现阶段中,为更进一步的加强对土地资源的控制和管理,我国相关部门对耕地以及建设用地等的利用及变化情况进行了及时的动态监测,对当地部门对土地利用规划以及执行状况等进行详细的调查和掌控,其中还包括对土地资源变更时发生的数据变化等信息,这些信息数据的存在能够为国家队土地资源进行决策和管理提供详细的理论依据,实现土地资源的规划管理奠定了坚实的理论基础。遥感技术在土地利用调查中的应用能够实现对上述理论数据的精确化收集与分析,在收集、处理以及分析等多个环节中多有着不可或缺的作用,所以这就需要相关部门加强对信息技术人才的培训,通过理论知识及实践操作等多方面的培训加强工作人员对遥感技术的掌握,从而保证工作人员能够更好的应用于土地利用调查工作之中,实现我国土地资源的动态化管理。

结语

总而言之,遥感技术作为一项新兴技术,众多的优点决定了其将会逐渐在我国各个行业得到推广和应用,遥感技术在土地利用调查中的应用能够实现对土地资源信息的收集、收集与分析,形成的理论数据对实现我国的土地资源管理有着重要的作用。因此,土地资源管理部门应该加强对遥感技术的研究和分析,进一步深化遥感技术在土地利用调查中的应用,更好的实现对土地资源的动态化管理。

参考文献

[1]李志海.浅谈利用遥感技术进行土地利用调查[J].新疆有色金属,2010,S1:66-67+69.

[2]孙静,赵伟,赵鲁全.土地利用遥感动态监测技术方法介绍[J].山东国土资源,2005,04:38-41.

[3]黄福奎.论遥感技术在土地利用动态监测中的应用[J].中国土地科学,1998,03:22-26.

遥感技术缺点篇2

关键词:遥感;地质勘查;矿产勘查

Doi:10.16640/ki.37-1222/t.2017.06.104

1遥感地质勘查技术概述

早在上世纪70年代,美国就发射了搭载多光谱扫描仪(mSS)的陆地卫星(LanDSat),从此,遥感作为一门全新的技术学科得到了广泛的关注和发展。遥感是通过空中的遥感器(飞机、卫星等)发射特定谱段的电磁波,与需要探测的物体发生相互作用,包括辐射、反射、散射、极化等,来识别探测物的物理化学性质的新型技术。

与探测立场(重力场、磁力场)、弹性波等地球物理方法不同,遥感地质勘查技术的优点更为显著,具体如下:

(1)视阈广,可同步探测大面积区域。

(2)采集的信息多样、获取信息的方式不单一。

(3)可在同一位置持续观测。

遥感技术的发展使人类的视野和视觉能力得到了极大的拓宽,已成为研究地球表层系统不可缺少的技术手段。经过几十年的发展,遥感技术在地质勘查、找V、地质环境评价、地质灾害监测和评价和基础地质研究等方面得到广泛的使用和发展,技术也逐渐成熟。尤其是在无人机、小卫星等新型传感器技术发展的基础上,遥感技术在分辨率、观测尺度、识别精度等方面也更加完善。

2遥感地质勘查应用的技术基础

(1)地物光谱。地质体对不同谱段入射光的选择性吸收、反射、透射和散射的综合响应也存在不同,因此,绘制地物光谱成为遥感地质勘查技术首要解决的问题。上世纪80年代,成像光谱学得到了建立和发展,奠定了遥感技术发展的基础。便携式光谱仪的推广,使得岩矿光谱测试工作得到越来越广泛的重视和发展,其使用范围也更加广阔,如钻孔岩心光谱测量及其在矿床勘探中的应用、矿业选冶等方面推广应用等。

(2)遥感图像处理。遥感器直接获取的图像在几何尺寸、图像分辨率、光谱成像等方面可能存在误差,因此,需要通过遥感图像处理技术,对图像进行辐射校正、几何纠正、图像镶嵌、图像增强等处理和修正,此外,还需要对图像进行特征提取、图像分类、专题信息提取以及影像地图制作等处理。早期的遥感图像处理是利用光学、照相等进行光学处理,随着计算机技术的不断发展,目前已基本使用计算机对图像进行处理。

(3)遥感异常提取。所谓遥感异常是指在获得的遥感数据中,存在的可能与成矿围岩蚀变矿物有关的信息,这种信息一般被量化,通常用于找矿。遥感异常信息提取方面使用的主要技术有图像比值、主成分分析、图像归一化、彩色空间变换等,同时,利用特征波段比值、主成分分析、彩色空间变换等手段和方法进行增强处理,使遥感勘查技术在不同地区和地质背景下的矿产勘查均能得到良好的应用。

(4)高光谱遥感技术。相比普通遥感,高光谱遥感技术所获得的光谱分比率更高,可达到λ-2,从而可获得连续并且完整的光谱曲线。在高光谱遥感技术所使用的光谱段中,中/热红外谱段的应用前景更为广阔,因其通常能够获得更丰富和精细的遥感信息,可识别和区分可见/近红外/短波红外谱段无法识别的造岩矿物。虽然高光谱遥感技术在1985年就被提出,经过30几年的发展也逐渐成熟,但是获取数据的难度和成本依旧很高,这也是制约该技术发展的主要因素。

3遥感技术在矿产勘查中的应用

遥感技术因其众多优点和优势,在矿产勘查、环境地质评价、地质灾害监测等多个领域得到了广泛应用。就矿产勘查而言,其方法和模型主要有矿源场-成矿节-信息异常遥感找矿模式法、勘查指数遥感找矿预测、色-线-环-块-带五要素找矿预测法等,不同的方法和模型的侧重点有所区别,但归纳起来,均是通过分析已知典型矿床的成矿规律,对比遥感技术获取的信息,建立找矿模型,提取单一岩性与岩石组合、侵入岩体、构造等基础地质环境信息,指导区域成矿带、成矿区、靶区找矿的预测。

应用,矿源场-成矿节-信息异常遥感找矿模式法,首先要分析目标地区的已有地质资料,确定成矿带的大概位置和范围,并研究成矿带内的成矿理论,搜集基础地质信息,经过对比分析确定找矿预测区域和控矿要素。进而利用遥感技术获取遥感信息,通过信息的提取,确立控矿要素的解译标志,根据解译标志编制控矿要素图,通过综合手段,进行成矿预测,优选找矿靶区,提出进一步工作方向。

4小结

作为一种新型的技术手段,遥感以其大面积的同步观测、信息丰富、定时、定位观测和综合效益高等众多优点得到了越来越广泛的应用。尤其在矿产勘查方面,在实际应用中体现出了快捷、可靠和全面等特点,已经成为不可缺少的手段之一。

参考文献:

[1]王润生,熊盛青,聂洪峰等.遥感地质勘查技术与应用研究[J],地质学报,2011,85(11):1699-1743.

[2]何骞.遥感地质勘查技术与应用研究[J].科技风,2013,9(13).

遥感技术缺点篇3

【关键词】遥感技术;水土保持;监测;应用

遥感信息技术的理论和方法在环境监测、评估以及环境灾害的分析,以及在地理信息系统协助下的分析预测等领域有着更加可观的前景。遥感技术在水土保持及水土治理中也发挥了重要作用。

1.遥感技术的主要特点

遥感技术与其他技术相比,具有其自身的特点,主要优点如下:(1)遥感技术可以大范围的获取数据资料,呈现宏观景象。遥感技术所采用的卫星,其在轨高度可达910km左右;即使是航摄飞机,其飞行高度也可以达到10km。高度的优势可以使遥感技术覆盖面积广,大范围的获取数据资料。例如,一张普通的卫星图像,其覆盖面积多达3万多km2;(2)遥感技术具有获取信息速度快,周期短的特点。卫星在围绕地球运转时能及时获取所经区域的各种的最新资料,以更新原有的旧资料,或者根据新旧资料的对比来进行动态的监测,这是人工实地测量所无法比拟的;(3)获取信息受到很少的限制条件。地球上很多地方的自然条件是极其恶劣的,人类是难以直接到达的。而采用遥感技术则可以避免地面条件限制,能方便及时地获取各种宝贵资料;(4)获取信息的手段多,信息量大。根据不同的任务,遥感技术可选用不同波段和遥感仪器来获取信息。利用不同波段对物体不同的穿透性,还可获取地物的内部信息。

2.遥感技术在水土保持监测工作中应用的策略

水土保持监测主要包括两部分内容,即土壤侵蚀监测和水土保持治理监测。土壤侵蚀监测核心内容即监测土壤侵蚀类型、范围、程度、强度等信息,水土保持治理监测则监测水土保持治理措施内容及治理措施对于减缓、抑制流失的发展所起的作用,即水土保持成效监测,如治理前后土壤侵蚀动态变化、环境因子、社会经济因子等的变化,通过定量指标来监测这些变化。由于水土保持监测的复杂性,实际执行难度较大,准确性有待提高。随着遥感技术及遥感信息技术的应用,解决了水土保持监测工作中的难题,极大地提高了工作准确性和工作效率。

2.1遥感技术应用于土壤侵蚀监测

土壤侵蚀遥感监测不同于其他生态环境遥感监测,主要表现在:(1)影像的时相对土壤侵蚀信息获取影响比较大。地球上的植被具备明显的物候变化,也就是说不同季节会有明显不同的植被覆盖度,而植被覆盖度又是判别土壤侵蚀强度最重要指标之一。在土壤侵蚀调查中,影像时相的影响是不能忽略的。(2)土壤侵蚀强度在遥感影像上无法直接进行判读,得不到直观的信息。(3)土壤侵蚀强度分类工作复杂多样,分类时,不仅要兼顾遥感和非遥感信息进行综合分析,而且即使对遥感信息源来说,也需要对其反映的直接信息再作进一步分析。

2.2遥感技术应用于水土流失监测

水土流失的发生与发展不是一个静态的过程,而是一个时空变化的动态过程,它的监测与评估需要根据不同的目的而采用不同的尺度。不同的卫星遥感影像其特点也有所区别,如气象卫星影像具有监测范围大、时间分辨率高和数据处理费用低廉等优点,而其缺点是时间分辨率低,像元所反映的信息具有较大的地域混合。因此,气象卫星遥感技术适用于大范围,植被盖度、地表、坡度等组成物质比较均一的地方;资源卫星具有多时相特段、性多波,高空间分辨率等优点,有效地获取精确的地表信息,为水土流失信息的提取以及模型的分析提供数据保障。但它也具有对一个地区重复观测周期长,在关键时期有可能得不到所需的资料等缺点。为了满足水土流失监测在空间分辨率、时间分辨率等方面的要求,通常需要将不同来源的信息进行组合来提高了水土流失监测的数据源精度。

2.3遥感技术应用于水资源污染监测

遥感技术能应用于水资源污染监测是因为污染水的光谱效应。水中溶解或悬浮的污染物,其组成与浓度也不同,这样水体反射能量的变化在遥感图像上也表现出纹理、结构、灰度、色调的微细差别。水的反射包含着水的镜面与表面反射、水体及水底地形反射等不同的类型,具有高度复杂性。当遥感技术应用于水资源污染监测时,对海洋与内陆水质监测也有区别。如遥感技术监测海洋石油污染的效果就比较好,可以发挥实时、同步和大范围连续监测的特点。遥感技术监测内陆水质时,由于内陆水体本身的光谱特征复杂多变,并且大气散射影响严重辐射信息,遥感监测所能得到的水质参数种类较少,所以内陆水质监测中虽然遥感技术得到了广泛应用,但还应仔细分析,区别对待。内陆水质遥感监测的主要对象为各类湖泊富营养化的监测与江、河污染监测(包括排污口、污染带);主要环境遥感指标有可溶性有机物、浮游植物、悬浮物、总氮、总磷等。目前对水体中浮游植物的监测主要靠测定叶绿素含量,遥感技术已经能达到监测规定的要求;而可溶性有机物、悬浮物、总氮、总磷等的遥感监测还存在或多或少的问题,有待进一步的研究。

2.4遥感信息在生产建设项目水土保持方案审批中的应用

在生产建设项目的水土保持方案的审批阶段,通过遥感影像得到生产建设项目所在地的植被覆盖情况、土地利用情况等,结合水土保持分区图、土壤侵蚀强度图、水文气象数据和其它资料进行综合分析,可以提高对该项目可能造成的水土流失情况预测的准确性,辅助判断方案中的水土保持措施的是否满足相关规定要求,能否有效防止水土流失。从而判断上报的水土保持方案是否合理,为生产建设项目的审批决策提供依据。

结束语

随着GpS和RS技术的发展,在进行水土保持监测时,可将GiS作为信息平台,综合利用GpS、RS以及各种常规的地观测数据的地面接收技术监测方式,从而对水土保持实施监测。总体来说,遥感技术依靠及时快速的提供信息和真实客观、形象的优点,可对水资源污染进行良好、有效地监测为及时采取防护、疏导措施和环境评价提供了基础,是水资源污染监测中非常行之有效的技术手段。

参考文献

[1]刘鹏.云南省开发建设项目水土保持监测若干问题的探讨[J].中国水土保持.2011(02)

[2]孙厚才,袁普金.开发建设项目水土保持监测现状及发展方向[J].中国水土保持.2010(01)

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[4]陈世梅.关于水土保持监测基本方法的思考[J].中国新技术新产品.2010(07)

[5]乔群博,苏佳凯.遥感技术在水利行业的应用[J].中国新技术新产品.2010(14)

[6]刘莉,杨彪.遥感技术在水土保持监测工作中的应用与展望[J].科技创新导报.2009(05)

[7]吴迪,王铁牛,袁利.3S技术在开发建设项目水土保持监测中的应用[J].治淮.2009(11)

遥感技术缺点篇4

[关键词]农业灾害监测遥感技术

[中图分类号]DF413.1[文献码]B[文章编号]1000-405X(2013)-7-299-1

中国作为一个传统的农业大国,正遭受着世界上最严重的农业灾害。如何加强对这些灾害的监测和控制,成为困扰农业发展的一项难点课题。基于我国农业发展历程,我们不难发现,遥感技术是增强农业灾害监测实效,实现我国农业更好更快发展的有效手段。对此,本文从基本概述、应用两个角度,对相关问题进行了如下的分析和阐述。

1遥感技术原理及其优点

1.1遥感技术的基本原理

所谓遥感技术,就是指通过各类光学探测仪器,对远距离目标所辐射的电磁波信息进行接收、加工、成像处理,进而探测与识别环境地物的一项综合性技术。而众所周知,物质不同,所发射的地磁波的波段也会有所不同。正因为如此,不同的物质在遥感技术作用下形成了不同的图像。从另一个角度讲,遥感技术凭借着不同的遥感成像,反映出了目标物的不同数据信息,进而成为区分不同物质的重要标准,这就是遥感技术的基本原理。

1.2遥感技术的优点

与其它监测技术相比,遥感技术的优点主要体现在以下几个方面:

首先,监测范围广,监测立体性强。通过遥感技术,可以获取对地面的连续性的、立体性的图像。这种图像可以有效避免地面点线监测所带来的视野阻隔以及其它一些局限性,极大地拓宽了监测者的视野,使监测者能够对各类灾害信息进行宏观性地把握。而且,越是那些波及范围广、灾害性大的灾害,其优势就越发明显。

其次,信息获取量大,信息获取效率高。凭借着高超的现代航天技术以及先进的现代航天工具,遥感技术能够及时的、迅速的获取各类图像信息和数据信息,为高效数据模型的建立提供先决条件,为灾害的甄别与监测提供有效依据。

最后,适应性强,可实现动态监测。对于有些灾害,如病虫害、雪灾、火灾等,常规性的监测手段根本无法奏效。在这种情况下,就需要充分发挥遥感技术的作用,发挥其适应性强的优势。此外,遥感技术可以对各类灾情进行全天候地监测,实现灾前监测、灾中监测、灾后监测的有机统一,为灾害控制提供充足的第一手资料。

2.遥感技术在农业灾害监测中的应用

2.1旱灾

旱灾是一种比较常见的农业灾害。据不完全统计,每年因旱灾造成的经济损失约占气象灾害类经济损失的一半左右。在应对旱灾的过程中,比较常用的方法有两种,一种是热惯量法,二是作物水分胁迫指数法,这都是遥感技术的重要体现。所谓的热惯量法,就是指通过遥感图像反演的研究区昼夜温差来反映农业旱情的方法;而所谓的作物水分胁迫指数法,则是指通过作物冠层与其上空大气温度差来反映作物的水分胁迫状况的方法。在实际中,两者的适用范围有所区别,前者适用于地与作物稀疏的农田,而后者则适用于作物覆盖率较高的农田。

2.2洪灾

与旱灾一样,洪灾也是一种比较常见的农业灾害。洪灾具有时空分布广、危害性大、突发性强的特点,每年造成经济损失高达210亿元。在实际中,遥感技术常通过洪灾程度监测和洪灾面积提取两项指标来实现监测目的。而这两项指标的取得,通常是建立在归一化植被指数(nDVi)提取和分析的基础上。现如今,遥感技术在洪灾监测中的应用日趋成熟,尤其是微波遥感技术,凭借着其实时性、动态性的优点,成为目前洪灾监测中最常用的数据源。

2.3病虫害

病虫害是影响农业生产的重要因素,每年约有13.5%的农业灾害是由病虫害引起的。在以前,人们主要通过肉眼来“监测”这种灾害。可想而知,这种监测具有很明显的滞后性,实际效果也很不理想。而遥感技术可以有效地弥补这个缺陷,通过各项监测数据,为我们准确地提供病虫害的范围和程度,以便及时发现并防治,为农业生产提供坚实的保障。光谱参数法是一种通过遥感数据来判断农作物外部形体以及内部生理信息的方法,而这些信息恰是判断病虫害的重要依据。可见,光谱参数法是遥感技术应用于病虫害的基础。此外,植被指数法和红边参数法也是遥感监测中不可或缺的两种方法,通过植被参数和红边参数,实现最终的监测目标。

2.4冷冻害

冷冻害是指因温度过低而抑制农作物生长的自然灾害。它不仅会延迟农作物的生长,有时甚至会造成农作物大面积的死亡。遥感技术在冷冻害防范方面具有重要的价值,可以准确、有效地预测或者评估冷冻害的发生时间以及危害程度。在实际中,植被指数(nDVi)并不能及时反映农作物冻害,以致冷冻害发生一段时间后才有所察觉。很显然,这种监测具有一定的延迟性。因此,要想取得理想中的监测效果,就必须将nDVi监测与农作物地表温度反演有机地结合起来。

2.5风雹灾

统计资料显示,我国每年的风雹受灾面积多达600万公顷,直接经济损失超过30亿元人民币。风雹灾的破坏性极强,在极短的时间内就会造成农作物的大面积倒伏甚至死亡。截至目前,遥感技术在风雹灾中的应用现状还不甚理想,遥感数据的时间分辨率与空间分辨率还无法达到要求。针对这种现状,可以采用tm、eoS-moDiS、noaa-aVHRR等遥感数据相结合的方式,增强数据源的针对性和有效性。

3小结

综上所述,在新时期,加强遥感技术在农业灾害监测的应用是一项非常系统的工程。为了将该项工程做大做强,夯实该项工程的基础,必须明确以下几个问题:首先,要对加强遥感技术在农业灾害监测应用的必要性和重要性有一个清晰的认识;其次,要对遥感技术在农业灾害监测应用的现状有一个全面的分析;最后,要对加强遥感技术在农业灾害监测应用的路径有一个科学的把握。只有这样,才能切实增强遥感技术应用的有效性与实效性,才能真正实现我国农业又好又快的发展。

参考文献

[1]闫峰,李茂松,王艳姣,覃志豪.遥感技术在农业灾害监测中的应用[J].自然灾害学报,2006年第06期.

遥感技术缺点篇5

关键词:遥感现代水文水土保持

1前言

随着遥感技术的发展,我国多个领域已经广泛采用遥感技术,在水文水资源领域也逐步开始广泛应用。本文通过介绍遥感技术在水文水资源领域的应用,不仅降低了水文水资源领域的研究成本,提高了研究工作的效率,也促进了水文水资源在社会工作中的延伸发展。

2遥感在水文水资源中的应用

2.1降水

借助于遥感资料,可以获得降水的空间分布特征,特别是在雨量站和雷达观测站点较稀少的地区。用于降水估算的遥感信息源有雷达(数字雷达、wSR-88D雷达)、气象卫星和航空飞机等,其中雷达多用于局部短期雨量的预测预报,而气象卫星则主要用于大面积降雨估算。雷达是微波遥感的一种类型,它利用大气中的降水粒子对电磁波的吸收与散射作用,通过对回波信号的分析处理,确定来自空间采样体积中降水粒子的后向散射的能量,并由计算机计算出实时地面降雨量,由于云层的阻挡,直接用卫星来测定降雨量还不是切实可行的,但是可以将卫星技术与传统的地面测量方法结合起来测定降雨。目前,国内外应用卫星数据来估测降雨量的主要方法有:云层指数法、阈值(极限法)、生命——历史法、形状分类法、综合方法、微波辐射法等。航空遥感是被动式遥感,它实际上是深入云内及云体周围环境做各种飞行的气象专用飞机,可以测出不同的云滴、雨滴和冰晶粒子及其分布;近代探测飞机是采用计算机和各种资料处理系统,使飞机探测获得的大量云雨信息能自动收集、显示和记录下来。

国内遥感估算降水研究相对国外起步较晚,近几年取得了一些研究成果。2003年,王建华应用遥感技术根据不同云层和点雨量间的回归关系,建立了面雨量计算模型,并以GmS影像为信息源,对2000年黄河流域雨量进行遥感反演,精度较高[1];2004年,李致家等[2]利用雷达估测降雨,并与水文模型耦合,将耦合的水文模型应用到实时洪水预报中;2006年,陈利群等[3]基于可见光和红外遥感反演降水的原理,在分析黄河源区降水强度与云亮温,云反射率以及云斜率参数的基础上,建立了黄河源区的基于noaa/aVHRR—LaC资料估算1h、3h和5h降水强度模型。

2.2蒸散发

区域蒸发(包括土壤蒸发、水面蒸发和植物蒸腾)是区域水量平衡和能量平衡的重要组成部分。随着遥感技术的发展和应用,利用遥感技术估算蒸散发已成为研究的热点和趋势。能

量平衡是遥感方法估算蒸散发的理论基础:

Rn=G+H+Le式中:Rn是净辐射,G是土壤热通量,H是感热通量,Le是潜热通量,单位均为w/m2。

利用遥感研究蒸散发有很多方法,概括起来主要有以下四类:统计经验法、能量余项法、数值模型、全遥感信息模型。

2.3径流与水文模型

尽管遥感技术无法直接测量河川径流,但是借助于水文模型,遥感信息可以用来间接估算河川径流。作为一种信息源,遥感技术可以提供土壤、植被、地质、地貌、地形、土地利用和水系水体等许多有关下垫面条件的信息,也可以测定估算蒸散发、土壤含水量和可能成为降雨的云中水汽含量。以遥感为手段获取的上述信息在确定产汇流特性或水文模型参数时是十分有用的。刘昌明等[4]将应用遥感信息的水文模型粗略的分成三类:第一类是遥感信息和地面同步实测资料的回归模型;第二类是将遥感信息作为水文模型中参数的输入与估计或者是调整水文模型结构后与具有空间特征的遥感资料相耦合的遥感水文模型;第三类是应用遥感资料的水量平衡模型。

国外早期的研究主要是利用遥感资料提取流域地物信息、估算水文模型的参数,进行土壤分类、应用一些经验性的模型估算融雪径流、估算损失参数等。

国内在遥感应用于径流与水文模型方面的研究,主要集中在国外遥感水文模型的应用和运用遥感资料获取流域水文模型的输入以及率定有关的参数等方面。

2.4地表特征及参数提取

地表特征也称为水文下垫面,它影响着径流形成、运移及存储,是影响地面物质和能量交换的重要因素。地表特征遥感应用可以分为两类。

第一类是地表特征的识别和分类。由于不同的地物类型具有不同的波谱特性和分布规律,利用这些信息特征差异可以对地物进行区分,如水体识别、土地利用和土地覆盖分类等。

土地利用变化和土地覆被变化(LUCC)是引起水文过程变化的主要原因之一,遥感技术以其宏观快速、准确、准实时、周期性重复观测等优点在区域土地利用和土地覆被变化的监测中具有明显的优势,也得到了广泛应用。

第二类是地表特征参数的提取与估算。描述下垫面特征的几个重要地表特征参数有植被参数、地面温度、地表发射率和地面反照率等。其中植被参数又包括归一化差值植被指数

(nDVi)、植被覆盖度、叶面指数(LaD等。这些地表特征参数是蒸发遥感模型计算的关键,也是研究地表能量平衡和物质平衡的基础,但用传统方法很难得到区域上的信息,因此,利用遥感技术反演地表特征参数具有重大意义。

2.5水土保持

为了有效地进行水土保持工作,对土壤侵蚀和水土流失调查、监测和评价,具有十分重要的意义。目前,遥感技术成为水土保持研究的重要技术手段,在区域土壤侵蚀和水土流失研究中得到了广泛的应用。

(1)土壤侵蚀动态监测。应用遥感技术进行土壤侵蚀动态监测关键是提取影响土壤侵蚀的因子信息(如降雨、植被盖度、地形因子、成土母岩、土地利用类型以及人为活动等)。目前,应用遥感影响进行土壤侵蚀动态监测的方法有很多,较常用的有分类后对比法、逐像元比较法、影像与GiS数据叠加分析法,以及结合逐像元比较与分类后比较的混合动态监测方法等。我国自20世纪70年代以来,进行了国家和区域±壤侵蚀遥感调查,对全国大河、重点水土流失区进行调查与监测并编制了大量的遥感图件,特别是80年代以来,国家将遥感技术列为重大应用工程进行科技攻关,在黄土高原综合治理等重大项目中取得了一系列有价值的成果。

(2)水土流失定量研究。在众多水土流失定量计算模型中以美国通用土壤流失方程(USie)的应用最为广泛。许多学者试图从遥感资料中提取通用土壤流失方程式(USLe)中的因子,用以分析和计算。例如,1997年,卜兆宏等[5]提出了一种水土流失定量遥感方法,该法的监测模型表达形式与USLe和RUSLe相同,但其因子算式算法由我国实测资料建立,该法尤其适用于遥感和GiS数据的微机处理。

2.6土壤水分与旱情监测

土壤水分(即土壤湿度或土壤含水量),是联系地表水与地下水的纽带,也是研究地表能量交换的基本要素。土壤水分与干旱的遥感监测是是目前遥感技术应用研究的前沿领域,该领域的探索与研究也一直比较活跃。国内外许多研究人员都做了大量的研究工作,提出了许多监测土壤水分的方法,从遥感光谱波段的使用上,对土壤水分的遥感监测研究可分为两类。

第一类是光学遥感(即可见光一——近红外、热红外遥感)监测土壤水分。光学遥感监测土壤水分的内容十分丰富,算法也很多,比较成熟的方法有以下几种:①热惯量法。热惯量法最早由watson等[6]提出,它需要利用热红外遥感影像反演下垫面温度,建立与土壤热惯量、土壤水分含量的关系模型和土壤表层与一定深度土壤含水量的关系模型来研究土壤的含水量。我国学者也作了大量研究工作,详细研究成果请参见文献[7~10]。②植被指数法。这种方法认为植被的缺水状况可以通过不同的遥感植被指数来表征,通过植被指数来间接估算土壤水分。常用的方法有归一化植被指数法、距平植被指数法、条件植被指数法、条件植被温度指数和植被供水指数法。③作物缺水指数法。作物缺水指数是土壤水分的一个度量指标,它是由作物冠层温度值转换来的,是利用热红外遥感温度和常规气象资料来间接的监测植被条件下的土壤水分,是遥感监测土壤水分的一种很重要的方法。

第二类是微波遥感监测土壤水分。微波对云层有较强的穿透力,不受光照条件限制,能够全天候工作,而且长波段微波能够穿透植被并对土壤具有一定的穿透能力。这些特点使得

微波遥感在土壤水分监测中就具有其独特的优越性。微波遥感法有被动微波遥感土壤水分和主动微波遥感土壤水分丽种。①被动微波遥感,主要是通过微波辐射计获得土壤的亮温温

度,然后通过物理模型反演土壤水分或与土壤湿度建立经验/统计模型。②主动微波遥感,主要利用土壤的介点特性和含水量间的密切关系。国内外许多学者对雷达后向散射系数和土

壤水分的关系进行系统研究,研究多依据统计方法,通过实验数据的相关分析建立土壤湿度与后向散射系数之间的经验函数关系,而以线性关系应用最普遍。

目前,虽然用遥感资料及其它辅助手段进行土壤水分监测的理论已趋成熟,也提出了许多方法,但是各种方法都有一定的适用条件。对于裸土,热惯量法和微波遥感法都能得到较好的结果。在全植被覆盖条件下,植被指数法和作物缺水指数法比较适用。如何解决部分植被覆盖条件下旱情的监测是一个值得研究的同题,隋洪智[]做出了有益的探索。

2.7水质监测

遥感监测水质,就是依靠监测光谱信号的改变,研究这些光谱的变化与水质参数之间的关系。通过遥感预测的水质参数有:悬浮颗粒物、水体透明度、叶绿素a浓度以及溶解性有机物、水中入射与出射光的垂直衰减系数和一些综合污染指标如营养状态指数等[11]。水质遥感的主要方法有:理论分析方法、经验方法、半经验方法。我国先后对海河、渤海湾、蓟运河、大连河、长春南湖、于桥水库、珠江、苏南大运河等大型水体进行了遥感监测,研究了有机物污染、油污染、富营养化等[12]。

2.8地下水

国外遥感技术应用于地下水资源的勘探评价可追溯到1961年,已经有40年的历史。随着遥感技术的发展,多源遥感数据广泛用于与地下水密切相关的地质条件的解译分析和地

下水有关的地表植被、温度、土壤水分等环境因素的提取,取得了有效的成果。李凤全[64]将遥感在地下水研究中的应用归纳为以下几个方面:地下水径流系统、地下水水质评价和制图、热影像应用、基岩地区和线性特征研究、地下水水质和地下水管理。2000年,朱第植等[13]针对南疆民丰戈壁沙漠地区,应用遥感技术,在地貌、水系、构造、古河道等系列解译的基础上,根据不同植被的影像特征建立了找水模型。

3结语与展望

(1)随着遥感技术的迅猛发展,多平台、多时相、高分辨率的遥感数据不断出现,如何将这些海量数据应用到水文水资源领域中是目前研究的热点问题。

(2)与常规观测方法相结合。用常规方法可以观测点上的水文变量(如降水量、蒸发和土壤含水量等),而用遥感技术则可以提供空间面状水文变量的信息。但是,遥感技术直接或间接得到的水文变量要用常规观测的成果进行检验、率定。因此,常规方法和遥感技术相结合,取长补短,对探测水文变量是非常必要的。

(3)与地理信息系统(GiS)相结合。GiS是综合处理和分析空间数据的技术,将遥感数据源与GiS的结合,可以建立包含水文、气象、地形地貌、土壤植被、环境生态等资料的空间地理信息库,在水文水资源领域中发挥作用。

(4)无资料地区的水文过程研究。海量的遥感数据为开展无资料地区的水文过程研究提供了优越的数据源和前提条件。

(5)水文尺度问题研究。一方面,由于水文水资源科学自身尺度问题的复杂性,限制了遥感的应用;另一方面,遥感信息又对水文尺度问题提供了新的技术手段,使水文水资源科学迈上新的台阶。

参考文献

[1]王建华.年尺度下的黄河流域降水遥感反演[J].资源科学,2003,25(6):8—13.

[2]李致家,刘金涛,葛文忠,等.雷达估测降雨与水文模型的耦合在洪水预报中的应用[J].河海大学学报(自然科学版),2004,32

[3]陈利群,刘昌明,杨胜天,等.黄河源区降水遥感反演[J].中国环境科学,2006,26(B07):87—91.

[4]刘昌明,陈效国.黄河流域水资源演化规律与可再生性维持机理研究和进展[m].郑州:黄河水利出版,2001.22—33.

[5]卜兆宏,孙金庄,周伏建,唐万龙,席承藩.水土流失定量遥感方法及其应用的研究[J].土壤学报,1997,34(3):235--245.

[6]wastonK,Roweni,C,offieldtw.applicationofthermalmodelinginthegeologicinterpretationof1Rimages[J].RemoteSensingofenvironment,197l,3:2017--2041.

[7]刘兴文,冯勇进.应用热惯量编制土壤水分图及土壤水分探测效果[J].土壤学报,1987,24(3):272--280.

[8]张仁华.土壤含水量的热惯量模型极其应用[J].科学通报,1991,36(12):924--927.

[9]肖乾广,陈维英,盛永伟,等.用气象卫星监测土壤水分的实验研究[J].应用气象学报,1994,5(3):312—318.

[10]余涛,田国良.热惯量法在监测土壤表层水分中的研究[J].遥感学报,1997,1(1):24—31.

[11]刘灿德,何报寅.水质遥感监测研究进展[J].世界科技研究与发展,2005,27(5):40一44.

遥感技术缺点篇6

关键词:无人机遥感Swot分析农村居民点

中图分类号:F32文献标志码:a文章编号:1673-291X(2011)27-0043-02

一、研究区域及已有研究概况

(一)研究区域概况

1.黑龙江总体概况。黑龙江省位于中国东北边陲,总面积47.3万平方公里(含加格达奇、松岭两区),辖1个地区、12个地级市,共132个县区。全省地貌受新华夏系的控制,形成以大兴安岭、小兴安岭和东南部山地三大山系,松嫩、三江两大平原及其之间的丘陵漫岗过渡带为主体构成的格局。依据地貌形态特征,黑龙江省可分为5个区:即大兴安岭山地与丘陵区、小兴安岭山地与台地状丘陵区、东南部山区、松嫩平原区、三江平原区。

2.黑龙江省农村居民点特点。受自然条件及社会经济因素的综合影响,黑龙江省农村居民点的土地利用具有以下特点:一是居民点面积较小、分布较为分散;二是闲置地比例偏高,利用不够充分;三是内部结构不合理,功能分区混乱;四是公共设施不完善,建筑容积率低[1]。受这些特点的影响和限制,对黑龙江省农村居民点进行相关调查,采用高分辨率卫星影像或普通航摄影像的成本较高、工时较长、限制因素较多,因此有必要采用无人机遥感或其他相关低空遥感设备进行调查。

(二)已有研究概况

1.无人机遥感在国土系统的应用情况。无人机遥感(UaVRS)技术作为航空遥感手段,具有续航时间长、影像实时传输、高危地区探测、成本低、高分辨率、机动灵活等优点,是卫星遥感与有人机航空遥感的有力补充,在国外已得到广泛应用。目前无人机遥感在国土系统的主要应用方向有:国土资源调查、城镇规划调查、矿产资源开发调查、农业土地资源和农作物资源评估、地质灾害遥感等。受无人机成像原理、实际飞行情况等因素的限制,目前通过无人机所采集的低空数字航空摄影影像成图比例尺一般为1∶500、1∶1000、1∶2000。1∶500比例尺影像在平面、高程精度上均达不到地籍调查的基本要求,现阶段国内尚无应用于此方面的成功案例,因此1∶500比例尺的影像目前主要用于矿产资源开发调查、地质灾害遥感等方面。1∶1000比例尺影像在平面精度上能满足国内土地调查及制图的基本要求,但高程精度尚不能符合相关标准,因此1∶1000比例尺的影像主要应用于城镇规划调查、矿产资源开发调查、农业土地资源和农作物资源评估、地质灾害遥感等方面。1∶2000比例尺影像在平面精度、高程精度上均能满足中国航测成图要求,也是目前应用于国土系统中最广泛的无人机遥感比例尺。主要用于防灾减灾的快速响应、遥感监测、执法检查、规划设计及土地开发整理中大比例尺地形图的获取。

2.黑龙江省无人机遥感的发展。黑龙江省无人机遥感的发展尚处于起步阶段。黑龙江省测绘局已购置飞行设备,正在试验飞行。哈尔滨工程大学自主设计的无人机可以按照飞行计划进行简单航摄。但目前黑龙江省不仅在国土领域,而且在无人机可应用的其他方向上,暂无成功案例。

二、Swot分析法原理

Swot分析法又称为态势分析法,它是由哈佛大学商学院的企业战略决策教授安德鲁斯(K.andrens)在20世纪60年代提出来的[2],是一种广泛应用于企业战略分析的重要方法。Swot分别代表:strengths(优势)、weaknesses(劣势)、opportunities(机会)、threats(威胁)。其中,S、w是内部因素,o、t是外部因素。Swot是一种战略分析方法,通过对被分析对象的优势、劣势、机会和威胁等加以综合评估与分析得出结论,通过内部资源、外部环境有机结合来清晰地确定被分析对象的资源优势和缺陷,了解所面临的机会和挑战。

通过运用Swot分析法,对无人机遥感在黑龙江省农村居民点调查中应用的内部因素(优势、劣势)、外部因素(机会、威胁)进行归纳,从而分析出进行农村居民点调查的基本策略。

三、无人机遥感在黑龙江省农村居民点调查中的Swot分析

1.优势分析(Strengths)。省国土资源勘测规划院拟在无人机遥感领域有所创新,其主要研究方向是农村居民点调查。开展这一工作的主要优势有:(1)领导充分重视。这一创新得到了院有关领导的重视,并给予了适当的投入。(2)硬件优势。拥有市场上主流的机器、设备及软件,配置在黑龙江省居于前列。(3)科研优势。在黑龙江省国土资源系统扮演技术服务、技术支撑的重要角色。(4)经验优势。具有丰富的航摄影像处理及相关外业调查的经验。(5)人才优势。培养了一批“高、精、专、博”的技术人才。(6)区位优势。位于省会城市,交通便利,有利于进行外业飞行。(7)社会资源优势。黑龙江省第二次土地调查领导小组设在该院,与省内各地市建立了良好的关系,有利于组织、协调和沟通。

2.劣势分析(weaknesses)。在无人机遥感的应用方面也存在一定的劣势,表现为:(1)前期所需投入较高。不考虑其他投入的情况下,仅影像处理软件inpho约100万左右。(2)立项资金申请存在困难。鉴于研究领域较新,对成果的价值估量存在风险,立项资金较难申请或可申请额度有限。(3)暂无专业设备。在缺乏专业软件的情况下,大量的工作需手工完成,人工成本巨大。(4)缺少专业经验。仅有无人机试验飞行、无人机影像试处理的经验,无正式成果制作经验。(5)缺少专门的培训。对无人机遥感应用的专业培训刚刚开展,专业人才匮乏。(6)航摄理论基础薄弱。以往只注重航摄影像的应用,对航摄的相关知识掌握较为基础。(7)部分优势存在短期性。硬件优势、人才优势、区位优势具有短期性,易被竞争对手超越。

3.机遇分析(opportunities)。黑龙江省幅员辽阔、土地状况复杂、农村居民点分布零散,如何有效的进行农村居民点调查、及时掌握其土地利用变化情况、迅速进行相关决策,是国土资源管理面临的课题。因此开展无人机遥感进行农村居民点调查是黑龙江省国土事业发展的一项机遇,主要表现在:(1)国内已经制定了较为成熟的标准,如《无人机航摄安全作业基本要求》、《无人机航摄系统技术要求》、《低空数字航空摄影测量内业规范》、《低空数字航空摄影测量外业规范》、《低空数字航空摄影规范》等,为相关工作的开展提供了理论的可行性。(2)一些优秀企业的无人机生产、研发工作日趋成熟,如中测新图在低空数码遥感领域研制的飞行设备等,这些产品都满足1∶2000比例尺的测图、防灾减灾、应急监测等任务。(3)国内外无人机影像处理软件的开发,为无人机影像的生产打下了良好的基础。如eRDaSLpS、DpGrid、pixelGrid、inpho等。(4)无人机遥感技术在业界受到广泛关注和重视,低空数码遥感逐步成为遥感领域重要的研究方向之一。(5)黑龙江省尚无无人机遥感应用的成功案例,首创性工作一旦取得成功可迅速的占领相关市场,进而创造经济效益。(6)对农村居民点广泛的进行大比例尺影像的数据采集和调查尚属首创。(7)省内外多家软硬件经营、开发企业(单位)有参与并合作的意向。

4.威胁分析(threats)。利用无人机遥感开展黑龙江省农村居民点调查的潜在威胁表现在以下几个方面:(1)现有无人机飞行技术、影像后处理技术虽然可以完成1∶500、1∶1000比例尺的正摄影像图,但成图精度无法保证符合第二次全国土地调查、土地变更调查、地籍调查等工作的相关要求。(2)存在无人飞艇、飞碟等替代产品,抢占无人机遥感在农村居民点调查的市场,且无人飞艇飞行的稳定性远胜于无人机,飞碟可在空中进行悬停以满足拍摄需要,无人飞艇和飞碟可以用来生产1∶500、1∶1000比例尺的影像。(3)存在潜在的竞争对手。(4)能否成为黑龙江省第一家、唯一一家采用无人机遥感进行农村居民点调查的作业队伍还未可知。(5)保证经费充足且持续存在一定难度。(6)尚未确定软件、硬件设备的合作/协作公司(单位)。(7)能否将这一调查方式在全省推广存在不确定性。(8)飞行受空中交通管制的严格控制。(9)现有的影像处理软件的应用方向各有侧重点,但同时也存在一定的缺陷。(10)前期的投入与后期创造的产值并不一定成正比。

四、无人机遥感在农村居民点调查中的应用策略

1.确立无人机遥感在农村居民点调查中应用的总体思路。以黑龙江省国土资源勘测规划院的现有优势为基础,以无人机遥感技术、影像处理技术发展的实际情况为前提,在黑龙江省开展以无人机为主要航摄工具的农村居民点调查,调查比例尺为1∶2000为宜。若需要进行1∶500或1∶1000比例尺的农村居民点调查,建议采用无人飞艇、飞碟进行。

2.具体策略。(1)持续增加各项投入,保持优势继续领先。在软件、硬件、人员培训、科研等各方面,进行持续投入,所产生的间接效益可保证现有优势更加明显,从而有效规避潜在竞争对手的威胁。(2)加强产业互动融合,积极弥补现有劣势。对于现有劣势,可通过和相关企业,甚至是向竞争对手进行学习、合作,取长补短,积累相关工作经验、掌握必要知识的同时,寻求降低成本的有效手段。(3)把握利用现有机会,寻求创造其他机会。利用现有的软硬件设备,开展黑龙江省农村居民点1∶2000比例尺的调查,尽快抢占黑龙江省相关市场。(4)有效规避已知威胁,扬长避短开展工作。现有无人机遥感技术所生产的1∶500、1∶1000比例尺的影像,虽不适合农村居民点的地籍调查,但可以用来开展相关的灾害监测等工作。在相关工作的开展中要注重时效性和准确性。

参考文献:

遥感技术缺点篇7

1引言

干旱是全球各地区普遍存在的一种气候现象,具有形成缓慢、持续时间长的特点,是发生频率最高、危害程度比较严重的自然灾害之一。尤其是近几年来,全球气候变暖的趋势愈加明显,干旱发生的次数不断增加,波及的范围也在不断扩大。联合国政府气候变化专门委员会(intergovernmentalpanelonClimateChange,ipCC)在其系列评估报告中指出,在未来,干旱风险有增加的趋势[1-2]。在所有旱灾中,农业受其影响最直接、最严重[3]。干旱灾害的发生危害严重,主要包括:农业减产、粮食短缺,?乐厥庇锌赡艿贾录⒒模灰追⑸?火灾;加剧了土地荒漠化的进程,生态环境破坏等等,从而制约了农业和社会经济的可持续发展。因此,对干旱进行动态监测,减轻干旱灾害带来的影响,已成为各国政府和专家学者大力关注的问题之一。

干旱灾害的发生受到多种因素的影响,由于其复杂性、动态性、?{危害性及开放性的特点,人类无法防止其发生[4]。因此,有效地对农业干旱进行动态监测,及时准确地获取旱情的第一手资料,为各级政府部门制定抗旱、减灾措施提供依据,从而更加科学地指导农业生产,努力将旱灾损失降低到最小。3S(GiS、RS、GpS)技术的发展也可为干旱监测提供全新的方式和技术支撑,尤其是遥感技术时效性很强,可以在大面积的范围内实现同步观测。因此,可以利用遥感技术进行大范围、动态、实时的干旱监测,快速、准确、有效地提取关于干旱灾害的信息,降低干旱影响,减少农业损失,实现经济社会的可持续发展。

2利用遥感监测干旱的研究背景

利用遥感技术监测干旱实际上就是监测土壤中含水量的多少和分布情况,从而有效地反映受旱的程度以及干旱分布范围[5]。传统的干旱监测方法具有费时费力、获取数据速度慢、信息滞后、对旱情空间分布特征和变化规律不能及时做出反应的缺陷[6]。而利用遥感技术获取的空间信息周期短、范围广,可以实现快速定量分析,弥补了传统监测的费事、费力的缺点,提高了工作效率,从而成为了干旱监测中具有广阔前景的技术手段。国内外学者利用遥感技术从不同的角度对干旱进行监测。20世纪60年代末,国外学者就开始利用遥感技术监测土壤水分;waston[7]等于1971年第一次提出计算热惯量的方法,即用地表温度日较差进行推算得出;20世纪80年代,地面、航空和卫星遥感数据的集成,使得对土壤水分和干旱的遥感监测研究取得了全面迅速的发展;20世纪90年代,气象卫星受到专家学者的关注,热惯量、作物缺水指数、地表温度与植被指数相结合,使得土壤水分的监测日益完善[8-9]。1999年以来,美国对地观测卫星terra和aqua相继发射成功,搭载的modis传感器空间分辨率、光谱分辨率及时间分辨率大幅提高,在旱灾的监测中更有优势。我国利用遥感技术对干旱进行监测,比国外晚了10多年,采用的方法主要为:微波遥感、近、远红外遥感及热惯量法等。进入20世纪90年代后,我国的专家学者对干旱遥感监测的理论进行了深入的研究,取得了一定的进展,与国外同类研究的差距逐渐缩小。如隋洪智[10]等提出表观热惯量(ati),主要方法是利用卫星资料,通过简化能量平衡方程得出,然后将此量和土壤水分结合起来建立关系表达式来监测旱灾;张仁华[11]提出了一个热惯量模式,即考虑地表显热通量及潜热通量;郭铌等[12]运用植被指数和冠层温度建立了植被供水指数模型。这些研究可能会存在不足,但是在干旱监测方面发挥了重要的作用。

3干旱遥感监测方法

干旱的发生受到各种因素的影响,主要包括自然因素(降水、温度、地形等)和人为因素(作物布局和品种及作物的生长状况等)。因此,对干旱进行监测时应考虑多种因素的影响,建立综合监测方案。农业干旱发生的原因主要是土壤中水分的缺少,当干旱发生并且发展到一定的程度时,植被会表现出一系列的特点,如植被冠层温度升高、植被指数下降等。许多专家学者以土壤水分、植被指数、温度、地物的光谱反射率为出发点,提取植被的干旱情况。

3.1基于土壤水分的热红外监测方法土壤水分是全球能量循环的重要组成部分,它连接着陆地表面和大气,是描述地表和大气之间能量和水分交换的关键参数[13]。由于土壤水分对全球水循环、能量平衡及气候变化有着重大影响,所以对土壤水分含量的测量具有重要研究意义。当土壤水分发生变化时,蒸腾作用也会发生相应的改变,使得作物冠层温度发生改变,农作物根部的土壤水分变化情况就可以通过热红外遥感获取农作物亮温变化间接得到。因此,土壤水分是研究植物干旱胁迫、进行作物旱情监测的重要因素。土壤热惯量是土壤的一种热特性,是引起土壤表层温度变化的内在因素,它与土壤含水量有密切的关系,同时又控制着土壤温度日较差的大小[14]。利用遥感监测土壤含水量的原理是:土壤含水量低时,昼夜温差大;土壤含水量高时,昼夜温差小。因此,利用遥感技术获取地表温度并对其进行分析,对土壤的热惯量进行反演,监测土壤中水分的变化,建立两者之间的统计模型。在模型当中,由于线性模型操作简单,被广泛应用[14]。主要选择的数据源是noaa/aVHRR数据,获取数据成本较低,时间分辨率和空间分辨率较高,可以实现在较大范围内监测土壤水分。土壤热惯量方法以其较高的监测精度成为常用的土壤水分监测方法之一,但是在实际运用的过程中仍然会存在着一定的缺点,在无植被覆盖的地区或者是植被生长状况较差及作物生长前期比较适用,在植被覆盖率较高的地区并不适用。在影像的获取方面,难以获得日夜都无云的影像。吴黎[15]等利用改进了的表观热惯量计算模型,通过实测的模型参数,计算出在不同植被覆盖区、不同实验区中土壤含水量的热惯量,进一步验证了在植被覆盖较低(nDVi≤0.35)的情况下,利用表观热惯量法对土壤含水量进行反演具有较高的精度。

3.2基于植被指数的可见光和近红外监测方法当植被受到水分胁迫时,生长状况就会发生相应的变化,可能会出现枯萎或者死亡,植被指数会发生显著的变化。因此,可以利用遥感技术获取植被指数表示植被遭受干旱的情况。归一化植被指数(nDVi)在干旱监测中应用广泛。它主要的优势主要有:能够灵敏的检测植被;能更大范围的检测植被覆盖度;抗干扰(主要是地形和生物群落的阴影和辐射);对太阳高度角和大气产生的噪音可以有效的削弱。但是在生态系统和气候变化的影响下,nDVi的值在不同年份就会表现出一定的波动性,同时受土壤、天气、植被和季节等因素的影响。因此,根据nDVi进一步提出了距平值被指数(aVi)、植被状态指数(VCi)、标准植被指数(SVi)。距平值被指数(aVi)适用于长期监测具有均一的下垫面、植被覆盖度高的区域,一般情况下,aVi的值在-0.2~-0.1范围内,表示为轻旱;aVi的值在-0.3~-0.2范围内,表示为中旱;aVi在-0.6~-0.3范围内,代表重旱[16]。植被状态指数(VCi)由Kogan[17]提出,VCi可以消除空间变化对植被指数的影响,同时能够反映天气极端情况,在植被长势平稳且处于中后期生长的阶段比较适合干旱监测,但是在低植被覆盖区域不适用。齐述华等[18]建立了标准植被指数(SVi),由于其简单操作的特点,在大区域旱情监测中适用,小规模、中等规模或者区域性的干旱监测效果不是很理想。

3.3基于微波遥感的干旱监测方法微波遥感用微波设备来探测、接收被测物体在微波波段(波长为1~1000mm)的电磁辐射和散射特性,以识别远距离物体的技术。微波波长较长,有很好的穿透力,能够全天时、全天候工作,而且对植被和土壤有一定的穿透能力。微波遥感的这些优点使其在土壤含水量遥感干旱监测领域具有明显的优越性。微波遥感分为主动微波遥感和被动微波遥感,两者都可以用于干旱监测[19]。主动微波利用其后向散射系数监测土壤水分含量,主动微波遥感的监测精度受到许多因素的影响,主要包括:土壤表面的粗糙程度、土壤纹理和物理性质以及植被覆盖情况等等,成本高,空间分辨率高,时间分辨率低。被动微波遥感的特点主要有重访周期短、覆盖面广、计算简单,对土壤表面粗糙程度和研究区地形的影响比较小,对土壤水分的变化情况的敏感性较高,但与主动微波遥感比,空间分辨率低[19]。

遥感技术缺点篇8

关键词:遥感技术城市规划空间信息

abstract:theremotesensingtechnologyisthe1960snewsfastdevelopedacomprehensivespaceinformationscience,forourcomprehensiveandaccurateunderstandingurbanplanningandconstruction,thesustainabledevelopmentofthecity,playsamoreandmoreimportantrole.

Keywords:remotesensingtechnologycityplanningspaceinformation

中图分类号:tU984文献标识码:a文章编号:

1遥感的定义

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

2遥感的分类

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

3遥感技术主要特点

3.1探测范围广,获取信息的范围大

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

3.2获取的信息内容丰富,可实现动态化监测

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

3.3获取信息方便而且快速

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

3.4综合性强

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

4遥感技术在城市规划管理中的应用

4.1遥感技术辅助规划成果审核

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

4.2遥感技术辅助规划决策

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

4.3遥感技术可以作为规划监督管理的有力依据

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

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

4.4遥感技术能够丰富城市规划建设档案库的信息量

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

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

5结语

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

参考文献:

[1]张占睦,芮杰.遥感技术基础[m].北京:科技出版社,2007.

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

遥感技术缺点篇9

课程标准:结合实例、了解遥感在资源普查、环境和灾害监测中的应用。

课表分析:根据课标要求,要了解遥感的概念、特点、工作过程。重点掌握遥感在资源普查、环境和灾害监测中的具体应用与功能,进一步认识遥感在现代社会中发挥的巨大作用,还要初步学会判读简单的遥感影像。但是对于遥感工作原理不要求涉及“专业机理”,定位到“工作过程”程度即可,也不要求掌握遥感的分类等知识。

二、教材分析:

新课程标准把《地理信息技术的应用》列为必修课程,而“地理信息技术”体系主要由“3S”即地理信息系统(GiS)、遥感(RS)、全球定位系统(GpS)三方面的核心技术组成。另一方面,GiS、RS、GpS技术又以计算机科学、通信技术、遥测与卫星定位,以及系统论等信息技术和理论为支撑,属于地理科学与信息科学的交叉学科。遥感技术、全球定位系统、地理信息系统是地理信息技术的三种主要的技术手段,这三种手段相互促进、相互配合、共同应用的基础上,再结合网络技术、虚拟技术,人们提出了数字地球的设想。所以说,第三章第二节“遥感技术的应用”?与其他两门技术的应用介绍处于同等的地位,他们相互交织,相互配合,才能使数字地球的设想实现。而遥感技术在3s技术中也有不可代替的作用,遥感技术(RS)是地理信息系统(GiS)数据库的数据源;同时利用遥感数字影像获取地面高程,可以及时更新地理信息系统(GiS)中的数据。

三、教学内容:第二节、遥感技术的应用第一课时

四、教学目标:

1.知识与技能(知识目标):

(1)能用自己的语言表述遥感的概念;

(2)能简要说明遥感技术的发展过程和工作过程;

2、过程与方法(能力目标):

(1)通过读图或查阅相关资料,比较航天遥感、航空遥感、近地遥感使用的运载工具、主要优缺点及适用范围等方面的差异;

(2)通过查找遥感的有关资料,归纳遥感技术的特点。

3.情感、态度、价值观(情感目标):

(1)通过对遥感技术的迅猛发展的介绍,感悟新兴地理信息技术的生命力,从而初步养成热爱科学努力学习的好习惯;

(2)通过对迅速发展的中国遥感技术的学习,增强民族自信心和爱国情感。

五、教学重点难点:

遥感技术的基本原理。

六、教学方法:案例教学法。通过讨论活动了解遥感技术的工作过程

七、教学过程:

导入:设疑:中央电视台天气预报卫星云图是怎么得到的呢?它先是用风云卫星遥感拍照,然后通过计算机处理、编辑而成的动态图片。是遥感技术的应用。

填表比较人工实地调查与利用遥感技术调查,哪一种获取资料和信息的方法更好?

1.概念:

遥感:(简称RS)“遥远的感知”,是利用一定的技术设备和系统,在远离被测目标的位置上对被测目标的电测波进行测量、记录与分析的技术。

怎样感知?测量电磁波特征:不同的地物反射与吸收电磁波存在巨大差异。(p82图3-2-2)

遥感不仅可以通过可见光进行感知,同时也可以通过红外线、微波等,例如:法国的Spot-5卫星可以从七个波段获取信息。

为什么要分波段呢?因为不同波段不同地物的反射率与吸收率等有很大差异。(多媒体展示甲乙两种作物在不同生长阶段反射率不同示意图并分析)

2.分类:

按遥感平台高度(运载工具)分:地面遥感、航空遥感、航天遥感

地面遥感主要指以高塔、车、船为平台的遥感技术系统,地物波谱仪或传感器安装在这些地面平台上,可进行各种地物波谱测量。航空遥感泛指从飞机、飞艇、气球等空中平台对地面观测的遥感技术系统。航天遥感又称太空遥感,泛指利用各种太空飞行器为平台的遥感技术系统,以地球人造卫星为主体,包括载人飞船、航天飞机和太空站,有时也把各种行星探测器包括在内。卫星遥感为航天遥感的组成部分,以人造地球卫星作为遥感平台,主要利用卫星对地球和低层大气进行光学和电子观测。

4.遥感影像的基本特征:

(1)像元:遥感影像上能详细区分的最小单元

(2)分辨率:一个像元所代表的地面实际尺寸。1米分辨率就是指影像上的一个像元表示地面上1平方米的范围。例:Spot-5卫星的分辨率达全彩色波段可达2.5米,其它波段为5米。中巴资源卫星二号分辨率为20米。美国快鸟卫星为1米。

媒体展示图3-2-6让学生体验像元大小对影像信息的影响。相同范围的区域图片,像元越多,分辨率越高,图像越清晰。

(3)光谱特征(媒体展示读图判读,3-2-7、3-2-8、3-2-9图):

黑白:建筑物为灰白色,草地和林地颜色较深

彩色:分真彩色和假彩色

真彩色:真实反映实际地物的颜色特征

假彩色:草、树和庄稼通常为红色,水是灰色或蓝色,城市是蓝灰色

练习与评价:叙述真彩色遥感影像图像和假彩色遥感影像图的颜色特征。真彩色图片上的颜色基本显示地物的颜色,假彩色只是用不同的颜色区分不同的地物,显示的不是地物的颜色。

媒体展示美国快鸟卫星图片、我国风云卫星拍摄的云图、嫦娥探月卫星拍摄的月球表面影像让学生体会遥感技术的广泛应用及我国遥感技术的发展成就。

八、课堂小结与板书设计:本节课的重点和难点内容是遥感的工作过程。

九、课后作业:

1、什么事遥感影像的分辨率?说出分辨率大小和影像显示地表信息能力之间的关系。

2、叙述真彩色和假彩色遥感影像的颜色特征。

遥感技术缺点篇10

一、遥感技术的发展

遥感器不断拓宽的频谱范围,陆续推出的新型传感器,有效提高的分辨率,不但对遥感的观测尺度、分辨对地本领以及识别精细程度进行了提高,使得利用遥感器处理数据、提取信息的方法都产生了一个质的提高,把遥感技术的研究应用推向了一个崭新的高度。

不断提高的遥感探测分辨率,使对地物精细特点的探测也变成了可能。地物的特点具体包括:其一地物具有的几何特点,其二组成地物的物质结构与成分,其三演化地物的特点。根据高空间分辨率遥感、高光谱遥感与高时间分辨率遥感可以探测以上特点的精细度。

遥感数据的空间分辨率在近些年来正在迅速被提高,促使地物精细具有了空间特点,在遥感图像上看清地物的全部相关因素如大小、外形、分布空间、纹理构成、以及其它地物之间产生的空间关系等。地物识别中的地物空间特点在高空间分辨率遥感图像上逐渐占据了重要位置,而色调与统计特点在中低分辨率图像识别中曾经发挥的主要作用转变为次要或者辅助地位。不断兴起与发展的高光谱技术,推动遥感鉴别逐渐变成直接识别地物。高光谱遥感的重要特点是对元光谱进行获取与重建,进一步按照光谱特点对地物外形、组成地物以及具体成分直接进行识别。伴随着逐渐提高的光谱分辨率,在识别过程中地物的光谱特点逐渐占据了重要位置,工作方法从原来的分析图像转变为图谱联合,同时促使遥感逐步脱离看图识字时期,更加倾向于定量分析与理解地物波普。

二、遥感技术在地质灾害中应用的优势

(一)高精度获得数据。在高空中遥感技术能够探测较大的范围地区,并且宏观上获得这一地区范围的数据。按照不同的采集方法,也会产生不同的广度与精度。采集工作使用飞机能够获得10km左右的高度,使用陆地卫星能够获得910km左右的高度。当前tm卫星可以产生15米的影像空间分辨率;而Spot卫星全色波段最高可产生2.5米的影像空间分辨率,多光谱波动为10米。

(二)更新数据时间很短。在同一地区范围利用遥感器探测可以反复周期的采集数据,进一步可以有效获得这一地区最新的各种自然现象的相关数据。按照不断变化的数据,可以动态监测这一地区的自然现象,对地面变化的事物动态反映。遥感平台的不同高度可以对各种周期重复观测,每天noaa气象卫星可以两次收到同一地区的遥感数据,而每半个小时meteosat则能够在同一地区获取图像。

(三)符合各种地面条件。地面条件不会对遥感技术造成限制,在一些沙漠、沼泽等恶劣条件的地区,可以采用遥感技术取代人类采集和探测相关的重要数据。另外,利用各种遥感器和波段,还能够通过遥感技术探测地物内部。例如,深层地面、水下层、冰层下存在的水体、沙漠下地物特点等。

三、遥感技术在地质灾害中的应用

(一)有效预防灾害。第一,在全区范围内利用遥感技术可以积极了解地质情况,找出容易出现地质灾害的范围。在遥感影像上比较常见的地质灾害都体现出了一些特点,联系这些特点,能够准确将地质灾害频发地区进行划分,进一步绘制地质灾害危险等级。应当在高级别地质灾害地区加强防范安全意识和监测强度,争取在每一个人身上都普及防范安全意识。第二,在容易发生地质灾害的地区利用遥感技术重点进行监测,做好预防和警报工作。发生地质灾害的因素是不断变化的地质体,而暴雨天气是造成地质变化的重要原因,当然也可能是发生大地震之后引发的次生灾害,一般体现出了突发性特征。传统的调查方法在暴雨发生时无法有效监测面积较大的易受灾地区,同时准确性与实时性都需要进一步提高。而通过遥感技术能够对变化的气候进行动态监测,及时提醒人们在容易发生地质灾害地区的人们尽快做好预防工作。此外,针对地质变化情况也可以利用遥感技术及时准确的发现,提前做好预防地质灾害的措施,进而降低损失。

(二)迅速组织救援。发生地质灾害时最为显著的特征便是突发性,一旦地质灾害出现,开展救援工作需要具备充分的资料。此外,发生灾害之后,救援人员很难勘测受灾地区。这时可以使用遥感技术勘测受灾地区具体情况,对灾害带来的破坏状况全面了解,为开展救援工作提供重要的参考资料。灾害发生之后救援工作一般非常紧迫,在救援工作中利用遥感技术的较短周期、较高精度等特点为其提供精准、迅速的灾区信息。通常情况下能够应用到的遥感技术包含:受灾地区、范围、破坏建筑的状况、毁坏交通的状况、气候改变的状况等。当前,具体是对比发生灾害之前遥感高精度信息影像和发生灾害之后的高精度信息影像,利用影像具有的特点提供重要根据。这些资料能够为报告灾害情况、评估灾害情况损失、救援措施等提供准确而迅速的参考根据。

(三)灾后重建。造成地区受灾严重的关键原因是缺乏科学合理的规划。发生地质灾害之后,需要对规划重新考虑。了解灾害发生地区的地质状况是科学进行规划的前提。由于发生地质灾害之后会出现不同程度的改变地质的现象,假如使用人工传统的勘测方法,对这些变化地质的情况需要更多的时间组织摸底调查工作,致使快速重建灾区陷入困境。通过遥感技术的应用,能够迅速对变化的受灾地区地质情况进行确定,或者对存在于规划中的失误及时纠正。联系监测评估遥感数据的结果,同时联系国家总体规划政策与地方贯彻落实的具体方案,为重建规划灾后地区提供重要的信息支撑。