卫星遥感技术的特点十篇

发布时间:2024-04-26 02:28:12

卫星遥感技术的特点篇1

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。

卫星遥感技术的特点篇2

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

卫星遥感技术的特点篇3

关键词:卫星遥感影像处理纠正融合

中图分类号:tp751文献标识码:a文章编号:1672-3791(2014)11(b)-0037-01

遥感即遥远的感知,卫星遥感技术指的是研究利用星载的各种不同类型的非接触传感器,获取模拟的或数字的影像,然后通过解析和数字化方式提取所需要的信息,在空间信息系统中数字地加以存储、管理、分析和表达,再通过可视化和符号化技术形成所需要的产品供各领域应用,具有周期短、覆盖范围大、费用低等特点。我国最近发射了一系列如高分二号、天绘一号、资源三号等高分辨卫星。该文从卫星遥感影像纠正、融合、镶嵌裁切等多方面的处理技术进行研究和探讨。

1卫星遥感影像处理技术流程

卫星遥感影像分为全色和多光谱两种数据,全色影像即常说的黑白影像,多光谱影像即常说的彩色影像,一般三个波段以上不等。目前大多数遥感卫星都有全色和多光谱数据,可采用两种处理流程:一是全色与多光谱数据配准精度高者,先融合再纠正;二是全色与多光谱数据配准精度差者,先纠正全色数据,然后多光谱数据与全色进行配准,再进行融合处理。最后对融合后的影像进行影像镶嵌、调色和成果裁切。

2卫星遥感影像处理

2.1卫星遥感影像纠正处理

为了降低对用户专业水平的需求,扩大用户范围,同时保护卫星的核心技术参数不被泄漏,绝大部分卫星数据向用户提供一种与传感器无关的通用型成像几何模型―有理函数(RpC)模型,替代以共线条件为基础的严格几何模型。RpC模型的建立采用“独立于地形”的方式,即首先利用星载GpS测定的卫星轨道参数及恒星相机、惯性测量单元测定的姿态参数建立严格几何模型;之后,利用严格模型生成大量均匀分布的虚拟地面控制点,再利用这些控制点计算RpC模型参数,其实质是利用RpC模型拟合严格几何成像模型。

RpC模型纠正具有多个特点,它对任何卫星类型的遥感影像数据都是有效的,处理时需要高精度的Dem,采用复杂的多项式进行拟合,一般2~3阶,需要的控制点较多。

纠正控制资料一般有外业控制点、Dom、DLG或者DRG数据,纠正前一定要明确控制资料的坐标系统,通过RpC参数与控制资料的相关投影关系,可实现控制点的快速准确定位,中误差需控制在2~3个像素以内,若较大,则需调整,具体根据参考资料及地形差异确定。若为全色与多光谱配准精度,则控制在0.5~1个像素内为宜,才能保证融合后影像不会有重影、模糊的现象,重采样方法一般选择双立方或者三次卷积,避免和减少线性地物锯齿现象的发生。

卫星遥感影像纠正质量把关严不严,关系到后续工作处理和成果的精度,最后才发现纠正有问题的话再去返工处理、极大降低效率,一定要对纠正质量进行严格检查。纠正质量检查主要从以下几个方面去检查,一是控制点定位是否准确,分布是否均匀;二是纠正控制点单点最大误差是否超限;三是纠正控制点残差中误差是否超限;四是纠正影像精度是否超限。

2.2卫星遥感影像融合处理

遥感影像融合是将同一环境或对象的遥感影像数据综合处理的方法和工具,产生比单一影像更精确、更完全、更可靠的估计和判决,以提供满足某种应用的高质量信息,作用主要有:(1)锐化影像、提高空间分辨率;(2)克服目标提取与识别中数据不完整性,提高解译能力;(3)提高光谱分辨率,用于改善分类精度;(4)利用光学、热红外和微波等成像传感器的互补性,提高监测能力。

遥感影像融合一般可分为:像素级、特征级和决策级融合。像素级融合是指将配准后的影像对像素点直接进行融合。优点是保留了尽可能多的信息,具有较高精度。缺点是处理信息量大、费时、实时性差。由于像素级融合是基于最原始的图像数据,能更多地保留图像原有的真实感,提供其它融合层次所不能提供的细微信息,因而应用广泛,推荐使用pansharping融合算法,它能最大限度地保留多光谱影像的颜色信息和全色影像的空间信息,融合后的图像更加接近实际。

对于缺失蓝波段的卫星遥感影像来说,一般可用近红外波段来替代蓝波段,同时对绿波段进行处理。通过RGB={B2,(B1+B2+B3)/3,B3}的方式进行假彩色合成,可合成接近自然的颜色。

对于四波段并具有RGB的影像,由于秋冬季节、制图需要或植被识别等需对绿色进行增强,而简单的通过RGB颜色不能满足需求的时候,因近红外对绿色等植被反应灵敏,可在绿波段加入近红外波段,RGB={B3,(B2*x+B4*y),B1;x(0~1),y(0~1),X,Y则根据影像成像时间或需要进行调节},从而达到增强绿色的目的。

对遥感影像融合质量检查的内容主要有:一是融合影像是否有重影、模糊等现象;二是融合影像是否色调均匀、反差适中;三是融合影像纹理是否清楚;四是波段组合后图像色彩是否接近自然真彩色或所需要的色彩。

2.3卫星遥感影像镶嵌和裁切

卫星遥感影像镶嵌是把不同景纠正融合后的成果合并,镶嵌前要保证镶嵌前各景影像接边精度符合要求,一般两个像素以内,镶嵌线应尽量沿线状地物、地块边界,空旷处及山谷地带选取,避免切割完整的地物,并尽量舍弃云雾及其它质量相对较差区域的影像,镶嵌线羽化时,需保证镶嵌处无裂缝、模糊、重影现象,镶嵌影像整体纹理、色彩自然过渡、色调均一,镶嵌调色完成后按裁切范围将成果进行输出。

3结语

目前卫星遥感技术向着更高时间分辨率、空间分辨率、光谱分辨率的“三高”发展,并可实现多角度、全天候的观测,广泛应用于资源调查、环境保护、灾害监测、重大工程等许多领域,随着应用深入将进一步推动卫星遥感处理技术的发展。

参考文献

卫星遥感技术的特点篇4

“数字地球”的提出,为空间信息科学和技术的广泛与深入应用提供了前所未有的从顶层设计到系统工程的指导,空间信息技术已经和纳米技术、生物技术一起被确定为新出现的正在发展中的三大最重要技术。遥感数据作为构建“数字地球”的重要组成部分,是空间信息的主要数据源,以其时效性、客观性和短周期重复性的特点,已经广泛地应用于国防建设、国土资源监测、林业、农业、城市、环境保护、防灾减灾、海洋、大气等领域,并在各个领域中都发挥着重要的作用,促进了社会工作效率的提高。2001年以来,福建省的遥感技术已广泛应用于国土资源勘察,交通、水利水电,环境保护,林业、农业各部门。2008年,学会建议建立“福建省卫星遥感三维影像数字系统”,经省领导批示后,在名誉理事长王钦敏的指导下,学会组织相关会员单位,拟建设“福建省卫星遥感公共服务平台”,为全省开展遥感工作的企事业单位和个人服务,现已开展项目的前期调研。

2福建省卫星遥感技术应用概况

随着遥感技术、计算机技术、网络技术的发展,在各有关部门的共同努力下,我省遥感技术应用涉及土地、地质矿产、测绘、交通、气象、海洋、农业、林业、水利、规划、工程选址等众多领域,取得良好的社会经济效益。近期,我省应用遥感技术开展的项目有:

2.1土地利用现状调查

这几年,我省全面开展第二次土地调查,所用卫星数据有:全省Spot5数据约12万km2,沿海部分地区使用快鸟、iKonoS数据约5000km2,卫星遥感数据费、处理费近千万元。运用遥感技术对我省土地利用现状进行调查,大大缩短了工作时间,节省了大量的人力和物力。

2.2土地利用动态监测、土地利用执法监测、矿山环境监测和年度土地变更调查

国土部门每年采用Spot52.5m、快鸟0.6m、p52.5m、aLoS2.5m等高分辨率卫星影像对50万以上人口重点城市、部级开发(园)区进行土地利用动态监测、土地利用执法监测等。我省现有厦门、福州、泉州3个城市和福州经济开发区等十几个部级开发(园)区列入了国家监测体系中,每年需卫星遥感数据约6000km2。目前正在酝酿建立省、市、县多级遥感监测体系,以及开展重点矿山环境监测。

全省每年有多个县市利用Spot52.5m、快鸟0.6m、aLoS2.5m等高分辨率卫星影像开展土地利用年度变更调查,取得了良好的效果,大大缩短了变更调查时间,并提高了变更调查的精度。

2.3数字林业建设、森林资源调查与监测、森林防火监测

“福建省数字林业”工程作为我省林业信息化建设的重点工程,于2003年12月开始根据《福建省发展计划委员会关于福建省数字林业工程项目(一期)可行性研究报告的复函》(闽计高技〔2003〕95号)进行建设,使用了涵盖全省的etm数据、沿海Spot5数据、气象卫星数据等。

全省森林资源调查正在全面开展,多个县、市利用Spot5卫星影像,作为林业小班确定的重要依据。省林业厅通过省遥感学会组织四家会员单位,购置近2万km2的Spot5卫星影像对沿海防护林进行分类,监测沿海防护林的建立与保护状况,取得了较好的成果。省森林防火部门以中、高分辨率卫星影像作为基础数据建立了省级和多个县市级森林防火指挥系统,用气象卫星影像每日对我省森林防火情况进行监测及现场指挥。

2.4地质矿产遥感调查

根据中国地质调查局要求,区域地质、矿产调查须于前期开展地质遥感解译,省地矿局利用etm、Spot遥感图像开展近100幅的1:5万地质遥感解译和近30幅的1:5万矿产遥感解译,为区域地质普查、矿产调查提供了重要的基础资料,大大节省了调查时间、经费,提高了调查质量。

省地质遥感中心利用etm图像、彩红航空像片、星载SaR图像在上杭紫金山、德化-永泰-尤溪“金三角”、浦城―尤溪铅锌金铜成矿带、闽西北萤石成矿远景区,结合地质、矿产、物化探信息对遥感影像特征进行分析,建立了铜、金、铅锌和萤石的找矿标志,进一步优选出找矿有利地段和区域13个,为下一步的地质找矿工作提供了重要的参考依据。

2.5海洋、海岸带遥感调查与监测

省海洋局、厦门大学、福建省空间信息工程研究中心等参加了国家863海洋监测项目、国家海洋局908专项,利用海洋卫星、气象卫星对福建沿海赤潮与海洋环境遥感进行监测示范,购置沿海Spot5对福建省海岸带、海岛资源进行调查。

2.6水土流失遥感调查

按照我省水土保持的要求,水土部门每3年左右需开展一次全省水土流失遥感调查,近期,省水土办、水土保持试验站正利用aLoS、Spot5卫星遥感数据开展全省水土流失遥感调查。

2.7生态环境动态监测

省环保局、福建师范大学收集、购置全省多时相etm卫星数据、沿海地区Spot5卫星数据,应用3S技术编制全省生态环境基础图件,并对福建全范围进行环境监测。

联合国南南合作网示范基地与省空间信息工程研究中心联合开展九龙江流域生态环境遥感监测研究与应用。

2.8天气预报与防汛抗旱

气象部门利用气象卫星进行天气预报,并结合其他卫星数据对全省的汛情、旱情进行监测,为我省防汛抗旱提供依据。

除了上述几方面的遥感应用外,各有关部门还在地形图与地理底图更新、道路选线、工程地质、城市规划、港口规划、土壤调查、机场净空设计、城市热岛等方面开展大量的工作。

总之,我省应用的卫星遥感数据类型众多,有气象卫星、海洋卫星、资源卫星、雷达卫星等,资源卫星应用的有我国的资源二号、美国的etm、快鸟、iKonoS,法国的Spot5,日本的aLoS等卫星数据。

经过不断的发展,福建省的遥感力量得到很大加强,遥感研究和应用的部门和单位也较多。如福州大学(福建省空间信息工程研究中心、资源与环境学院)、福建省地质遥感中心、福建省测绘局、福建省规划设计研究院、福建省气象局、福建省林业厅、福建省森林防火指挥部,福建省林科院、福建省环境保护局、中国海洋第三研究所、厦门大学、福建师范大学、福建农林大学等多家单位具有强大的技术力量,在遥感图像处理和应用等方面具有相当丰富的经验,承担过众多部级、省部级项目的研究工作,并且对高分率卫星数据、雷达数据、moDiS数据的处理及应用研究进行过探索。

在基础研究方面主要以福州大学、福建师范大学、海洋三所、厦门大学等为主。这些大学和科研院所承担了众多国家科技攻关、863高科技计划、国家自然科学基金、973前期专项、福建省重大科技与工程计划等类型项目,积累了丰富的科学数据和技术能力。特别在雷达数据的处理和应用、多源数据融合、城市热环境研究、海洋水色遥感和红外遥感、海岸带生态环境遥感监测与分析等方面进行了深入的研究,积累了丰富的经验,并取得了可喜的成果。

在应用方面主要以福建省地质遥感中心和省林业厅、省国土资源厅、省气象局、省环保局、省测绘局等为主,开展遥感数据的接收(福建省气象局气象数据接收与处理)、遥感数据工程化处理及行业应用,1/1万土地利用更新调查,重大工程设计、施工、查证等,取得了很好的成效。

3福建省遥感技术应用

3.1福建省国土资源与土地利用遥感调查

21世纪以来,遥感特别是高分辨率遥感技术取得了突飞猛进的发展,遥感技术在土地资源调查、监测和土地资源管理中进入了实用化和业务化的新阶段。在国家组织实施的“金土”工程、国土大调查和第二轮全国土地资源调查中,遥感技术作为核心技术发挥极其重要的作用。遥感技术在国土资源领域有着广泛的需求,已逐步进入国土资源管理的主流程,并成为重要的支撑技术。实际工作中有如下8个重点:

3.1.1土地利用现状调查

遥感图像是土地调查的基本信息源,“3S”技术是土地调查的核心技术。在新一轮更新调查和第二次土地调查中以利用航空、航天遥感和计算机等现代化技术为主,外业实地调查为辅,对现有的土地利用调查成果进行全面更新,做到图、数和实地相一致。

福建省采用Spot52.5m的高分辨率卫星影像,沿海部分地区快鸟0.6m高分辨率卫星影像和DmC航空摄影影像制作了3000多幅1:10000Dom、4000多幅1:5000Dom,为第二次土地调查提供了基础信息。内外业一体化的调查方法的采用,大大提高了调查精度与工作效率。第一次土地详查,全省历时十几年,动用上万人。2005年全面开展的第二次土地调查只历时3年,并建立相应的成果数据库,为国土资源管理和土地宏观调控提供准确、翔实的基础数据。

3.1.2土地利用动态监测

土地利用遥感动态监测是遥感在土地调查领域发挥优势最大的方面。利用两个时点的遥感图像,能够直观地发现土地利用的变化状况,从而便捷地获取土地变化的地类、位置和面积等信息,具有其他技术方法无可比拟的优势。

1999年以来,国土资源部采用高分辨率、多时相卫星数据,综合应用遥感图像处理技术、GpS技术和网络技术,全面开展了土地利用动态遥感监测工作。对全国104个重点城市建设占用耕地等土地利用变化情况进行了监测,监测275个(次)城市,面积达到180万km2,保证了国家及时、准确地掌握土地利用变化情况和趋势。在国土资源调查、规划、保护、管理与合理利用中发挥了重要作用,为加强国土资源宏观调控、领导决策和经济建设提供了科学依据。

目前国家正在建立以国土资源部作为国产卫星主用户的制度,计划研发一系列的国土资源卫星,提高遥感数据获取能力,加强土地利用遥感动态监测的能力,争取对全国大部分地区实施每年一次的土地利用遥感动态监测,并结合土地执法,有效查处违法用地,保护耕地资源。

3.1.3土地利用年度变更调查

根据全国土地变更调查实施方案,航空、航天遥感影像将是变更调查的主要信息源,以“3S”技术为核心的内、外业调查是基本的调查方法。随着遥感技术的发展,遥感技术在土地利用年度变更中将发挥更重要作用,并趋于日常化、业务化。福建省已有福州市、晋江市、漳州市、洛江区、福安市等县、市采用卫星遥感资料进行土地利用年度变更调查,大大缩短了变更调查时间,提高了变更调查的精度,具有明显的社会效益和经济效益。

3.1.4土地执法

卫星遥感土地执法已经成为土地管理的重要业务之一。从2001年开始,国土资源部在土地管理工作中推出卫星影像土地执法监察工作,利用卫星照片直观显示的土地占用信息与用地手续相核对,能够及时发现土地占用违法违规情况。福州市从2003年开始推行卫片土地执法监察工作,取得了良好的效果,查出了一批违法违规占用土地的情况,及时进行了处罚并责令整改。

3.1.5基本农田调整

遥感影像直观、清晰地反映了土地覆盖的情况,并且很直观、细致地反映出耕地分布及耕作条件等情况,可以用于调整和复核基本农田。

3.1.6地质灾害调查

地质灾害作为一种特殊的不良地质现象,无论是滑坡、崩塌、泥石流等灾害个体,还是由它们组合形成的灾害群体,在遥感影像上呈现的形态、色调、影纹结构等均与周围背景存在一定的区别。因此,对崩、滑、泥等地质灾害的规模、形态特征及孕育特征,均能从遥感影像上直接判读圈定。由此,通过地质灾害遥感解译,可以对目标区域内已经发生的地质灾害点和地质灾害隐患点进行系统全面的调查,查明其分布、规模、形成原因、发育特点、发展趋势以及危害性和影响因素。近期,省地质环境监测中心已开展德化地质灾害遥感调查试点。

3.1.7矿产开发遥感监测

自2006年起,在国土资源部规划司、开发司、环境司,全国整顿和规范矿产资源开发秩序领导小组办公室,中国地质调查局联合主持下,开展了大规模的矿产资源开发多目标遥感调查与监测工作。监测工作围绕163个“全国整顿和规范矿产资源开发秩序重点矿区”开展,目前已经完成了其中的85个矿区的调查和监测。我省已在中国地质调查局立项准备开展此项工作。2005年,我省已对大、中型矿山开展地质环境遥感监测,取得了初步成效。

3.1.8遥感地质调查

遥感地质又称地质遥感,是综合应用现代遥感技术来研究地质规律,进行地质调查和资源勘察的一种方法。遥感地质调查工作已成为我省区域地质调查、矿产调查与城市地质调查必须开展的一项前期工作,并逐步贯穿项目工作的各个阶段。

另外,近年来,遥感在我省大型工程规划选址,工程地质稳定性评价,铁路、高速公路、引水工程、水利电力建设等方面进行了广泛应用,显示出遥感的技术优势,取得了显著的社会效益和经济效益。

3.2福建省林业遥感发展情况

“福建省数字林业”工程是我省林业信息化建设的重点工程,于2003年12月开始建设。该工程项目在“数字福建”和国家林业局“数字林业”建设的总体框架下,至目前为止已全面完成建设内容。在“福建省数字林业”建设中,建立了包括全省遥感数据库在内的数字林业省级数据中心,形成了涵盖全省的etm数据、部分Spot数据、moDiS数据、气象卫星数据等遥感数据库,在此基础上,进行了省级森林资源数据源改造,建立了1:5万、1:1万森林资源空间数据库,可在全省范围内对林相图、乡调查界、村调查界、二类调查小班进行浏览查询,并按照数字福建政务共享平台的共享标准,以乡为森林资源空间数据和属性数据的数据组织基本单位,建立县级森林资源共享数据库,在县级共享数据库基础上,逐级组织成设区市、省级森林资源共享数据库,通过政务信息网络实现共享。

森林资源与生态环境监测是数字林业的重要组成。利用植被在红光波段由于叶绿素光合作用的强吸收作用,随着植被的生长,其反射的红光能量降低,并且植被对近红外波段的辐射吸收较少,反射的近红外波段的能量随着植被的生长而增加。由于经植被冠层反射到达卫星传感器的辐射量与太阳辐射、大气条件、植被冠层结构等因素有关,因此常采用两个或多个探测通道的卫星数据的组合来建立植被指数。植被指数能够很好地定量反映植被的相关信息。

近几年相关的研究表明,基于tm/etm+、Spot、CBeRS、moDiS卫星数据的nDVi、eVi等植被指数反映的植被覆盖度指标监测福建省植被覆盖变化是敏感的,从植被覆盖的宏观变化趋势上看,监测结果与实际情况相吻合。利用moDiS高时间分辨率和tm/etm+、Spot较高空间分辨率等多种卫星遥感影像变化检测技术可以快速有效地对全省或重点地区的植被空间分布和消长情况进行定性和定量的动态监测,同时也可以从宏观上对全省绿化进行动态监测,分析重点地区绿地的分布结构和变化,也可以利用moDiS通过建立更长时间序列的基moDiS卫星资料实现对地表植被覆盖度的长期监测,以更加客观准确地评价区域植被覆盖变化情况,为相关部门决策提供科学的参考依据。

利用tm各个波段的光波吸收和反射能力不同,福建省的相关研究部门开展各种基于遥感的生态环境监测研究。利用tm-6红外波段可以接收来自地表发射的辐射量,反映地表不同地物的热辐射能力,结合Spot影像的10m分辨率和nDVi植被指数,Dem等因子分辨城市下垫面的热岛效应。利用tm的各个波段光谱特点,结合GiS技术,提取植被指数、湿度指数、土壤亮度指数、热度指数和地形数据开展了生态环境质量研究。

遥感影像具有时效性和观测范围广的特点,利用aSteR数据和tm/tem+进行相关的处理和分类,提取的植被斑块和其它斑块结合GiS的进行分析,植被斑块看成一种分形结构,运用分形分析将过程与形态联系起来,深入研究其空间结构、形态及其变化规律,对合理规划植被用地、促进城乡建设合理布局,深入了解植被动态变化与人类干扰过程间的相互关系,实现区域可持续发展具有一定的理论意义。目前,这方面的研究主要集中在福州、厦门等城市建成区和特定的山地,取得了不少的成果。

近年来,福建省多家研究机构利用Spot、tm和SaR影像研究森林资源动态监测。资源二号卫星影像结合tm的多光谱的特点,结合森林资源调查数据进行监督分类,提取林地变化信息从而实现森林资源动态监测。发展了SaR雷达影像的应用,利用tm和两个时相的SaR的组合图像进行主成分变换,对区分不同密度的森林(如疏林地、火烧迹地或采伐区和有林地)的效果比较好。该组合方案提取线状地物的能力比较高,将此用于森林资源监测中,将有助于确定林班界线等。采用林分立地条件因子、tm灰度值及其波段比值对连续清查期内林分蓄积量进行估测。估测模型的方差分析表明,所建立的估测模型线性关系显著,估测精度为:能满足生产定林分和特定尺度下的林分蓄积量预测预报的生产决策需求,可用于连续清查间隔期内的林分蓄积量监测。以像元为单位进行蓄积估测,可绕过分类预报蓄积,避免了分类精度限制对蓄积估测造成的不利影响。数据及自变量的筛选,采用3倍标准差法进行异常数据的剔除及逐步回归法确定变量因子是一种较好的数据变量处理方法,通过该方法所构建的模型的估测精度较好。同时研究表明,可利用更多的调查数据对林分蓄积量估测模型进行校正,多次调解,模型的精度可得到进一步提高。

森林防火是林业遥感的重要应用,eoS-moDiS卫星的空间分辨率为250m,时间分辨率有优势。一天可过境4次,对各种突发性、快速变化的自然灾害有更强的实时监测能力。且有36个波段,这种多通道观测大大增强了对地球复杂系统的观测能力和对地表类型的识别能力。福建省利用moDiS和风云系列气象卫星,结合地理信息系统建立了全省森林防火实时监控系统。根据多光谱火点判识、基于火点像元亮温特征及其与背景之间的亮温偏差实时提供每日250m、1km火点数据,监测结果可在实时气象卫星遥感资料接收完毕后半小时内得出,便于防火决策和开展森林防火作业高火灾监测的频度并提高定位精度,为火灾的扑救提供更多、更可靠和更细致的监测成果。

近年来基于卫星遥感的灾后评估主要集中在火灾迹地的提取和结合森林资源基础信息开展受损评估。利用tm/etm+、Spot等中分辨率卫星影像和Spot全色、iKnoS等高分辨率卫星进行灾前和灾后对比,利用植被指数差值和光谱知识,可以快速地提取火烧迹地信息。结合地面调查和森林资料建档数据,开展灾后受损评估。相关研究还表明,利用moDiS时效比用tm/etm+数据好,评估精度要比用aVHRR数据高。通过对35起森林火灾样本进行评估,由近红外波段CH2反射率测算的火区面积接近于地面调查的过火面积,而由nDVi测算的火区面积接近于地面调查的毁林面积。

福建省林业遥感的未来发展方向:

扩展遥感影像数据源和应用发展。开展aSteR、p5、aLoS、CBeRS-02B、iKonoS、QUiKCBiRD卫星等中高空间分辨卫星影像的应用。近年来,随着国家林业政策的调整,森林资源监测从单纯的数量监测转向森林资源和生态环境综合监测,因此今后几年要重点开展定量遥感监测技术研究。

开展面向对象和基于知识发现的遥感分类和定量遥感研究,发展林业专题遥感应用算法。面向对象的技术是一项新兴的遥感分类方法,林业生产经营中的地理实体同各种数据源的影像对象存在一定的内在联系,面向对象的遥感有助于林业遥感向纵深和定量研究,符合森林资源强调数量化的特征。加强研究林分实测的林分测树因子及立地因子与遥感影像相关因子关系的研究,在数量化多元回归基础上发展等级赋值法蓄积量估测模型,提高森林资源蓄积量的估测精度,促使提高森林资源遥感的定量分析技术。

继续建立多源多时相遥感影像数据库存储技术研究,建立全省统一的遥感数据源,研究森林资源时空变化发展规律,为林业现代化建设奠定基础。

加强林业遥感技术同地理信息系统、全球定位系统一体化技术研究,提高遥感的解译精度,促进林业遥感应用向纵深方向发展。

3.3遥感技术在水土流失调查的应用现状与趋势

水土流失也叫土壤侵蚀,是山区、丘陵区的一种渐进性灾害,已成为威胁人类生态安全的一种重要表现形式,被列为人类目前所面临的十大环境问题之一。中国也是世界上水土流失最为严重的国家之一。福建省水土流失遥感调查,已根据省内地理特点,建立相对完整的评价体系。

水土流失动态遥感监测遵照水利部颁发的《水土保持监测技术规程》SL277-2002,根据《土壤侵蚀分类分级标准》SL190-96中水土流失强度的判别标准[1],利用eRDaSimaGine软件中功能强大的空间建模工具,生成一个基于像元的水土流失强度计算机自动评判模型,通过参照卫星影像,以及对土壤侵蚀影响最为显著的植被覆盖度、坡度和土地利用类型三大因子进行叠加运算处理,自动评判出各个像元点的水土流失强度,再经人机交互修改得到水土流失现状数据,并将获取的水土流失数据和之前的水土流失数据进行动态比较分析,总结出一定时期内水土流失动态变化规律。

水土流失强度自动评判模型的生成在eRDaSimaGine软件平台上建立,在这个环境中,应用直观的图形语言绘制流程图,并定义图形分别代表输入数据、操作函数、运算规则和输出数据,最后生成一个空间模型。空间建模工具由空间建模语言、模型生成器和空间模型库组成,其中模型生成器是空间建模语言核心的图形界面,通过它提供23类共200多个函数和操作算式,以及便于使用的面板工具来生成空间图形模型,以操作水土流失强度自动评判中用到的栅格数据、矢量数据、矩阵、表格及分级数据。

水土流失强度自动评判图形模型的基本结构为:输入函数输出。在模型生成器中把各种输入、函数(操作)和输出都定义成图形语言,不同的图形代表不同的操作对象和函数操作,这其中代表函数操作的对象图形是空间图形模型的关键,模型中各种输入和输出对象都必须以函数及操作图形为纽带有机地组织在一起。

在建立图形模型之前,首先需要调用eRDaSimaGine软件的指数计算工具(indices),具体步骤为:eRDaS图标面板菜单条:mainimageinterpreter(图像解译器)Spectralenhancement(光谱增强)indices(指数计算),应用一定的数学方法,将卫星遥感影象中不同波段的灰度值进行组合运算,计算指数函数选择nDVi。调用eRDaSimaGine软件的坡度分析工具(Slope),通过应用该工具对Dem栅格数据进行地形坡度分析,计算生成分辨率为10m×10m的坡度栅格数据。

建立的水土流失强度自动评判图形模型将包含3个输入栅格图形、4个条件函数图形和4个输出栅格图形。具体过程如下:mainSpatialmodeler(空间模型)modelmaker(模型生成器),根据图1所示的图形模型框架,放置需要用到的对象图形。

在模型内定义对象图形:根据图形模型的组成,在modelmaker视窗图形窗口中,依次双击每一个对象图形,定义参数与功能。首先分别定义3个输入栅格图形:nDVi、Slope、Landuse专题数据;其次分别定义4个条件函数图形:在nDViClassify函数图形中,利用GpS采集野外标准样地的实际植被覆盖度,寻找并建立标准样区的植被覆盖度和植被指数二者之间的关系(见表1),根据表1数据,将植被指数nDVi属性加入到Criteriatable中,并输入5个分类判断条件,输出5个专题类(见图2)。

在SlopeClassify函数图形中,按水利部颁发的坡度分级标准,将坡度属性加入到Criteriatable中,并输入6个分类判断条件,输出6个专题类(见图3)。

在LanduseClassify函数图形中,将土地利用类型类分类数据,根据在不同土地利用方式和特点上所形成的水土流失差异性再进行归类划分。例如,可将水田、城市居民用地、水域等没有明显水土流失特征的地类归为一类,而将工矿用地、荒草地、裸土地等具有明显水土流失特征的地类归为一类,这样归类划分的目的是为了提高后面图形模型水土流失强度自动评判的准确度,也可为最后人机交互修改提供参考。将土地利用类型属性加入到Criteriatable中,并输入13个分类判断条件,输出13个专题类(见图4)。

在overlapClassify函数图形中,将分别通过以上3个条件函数计算后得到的专题类栅格数据结果,即植被指数nDVi分级专题、坡度Slope分级专题、土地利用Landuse分类专题,分别加入到Criteriatable中,并输入27个分类判断条件,输出27个专题类,进行叠加运算处理,得出水土流失评价数据及评价结果。(限于篇幅,其它行业不细述)

4福建省遥感技术发展前景

随着遥感技术的发展,新型传感器不断出现,高光谱、高空间分辨率的雷达数据和多波段、多极化、干涉雷达将成为未来传感器的主要发展目标。如何充分利用这些新型的遥感数据,达到粗、中、细、精空间分辨率互补;全色、多光谱、高光谱、超光谱的光学遥感和多波段、多极化、多角度的雷达遥感互补;长、中、短时间分辨率遥感数据互补,将是未来遥感数据处理及推广应用的主要目标。随着遥感数据中所包含的信息量的不断丰富,遥感数据量不断增大,使得传统的遥感图像处理方法逐渐不能适应。针对新的遥感数据的应用研究,很多还只是处于实验研究阶段,研究涉及的理论方法比较分散,尚未形成一套比较成熟和实用的流程,实现工程化应用比较困难。因此,迫切需要根据新型传感器、海量数据的特点,结合福建省的实际情况,不断完善现有的算法,简化现有的操作流程,并融合和集成多源遥感数据,从中提取用户感兴趣的信息,使不同来源的数据可以更广泛地得到应用,推动遥感技术应用水平的不断进步,使其在国民经济建设中发挥更重要的作用。

福建省遥感技术的发展,应该着眼于未来十年国际、国内遥感技术的发展,研究新型及多源、多平台遥感数据的深度处理方法及推广应用技术。对不同时相、不同来源的卫星遥感数据进行处理,尤其对高光谱、高分辨率和雷达卫星数据进行深度处理研究,并将研究的成果推广应用于国土和林业资源监测、城市动态变化监测、海岸带生态环境监测和台湾海峡水环境监测等诸多领域。

4.1雷达数据的发展现状和趋势

SaR数据不仅具有全天时、全天候的特点,可以弥补多云、多雨、多雾地区光学数据的不足,为资源环境的快速、动态监测提供数据源;还由于其成像机理与光学传感器不同,可以与光学传感器所获得的数据具有很好的互补性,提取更多的信息。

4.1.1SaR技术的国内外研究进展

自1960年世界上第一部SaR系统问世以来,SaR技术一直在持续发展。从上世纪70年代开始,欧美和日本先后发射了Seasat、eRS-1/2、JeRS-1、RaDaRSat-1等一系列雷达卫星,并多次进行SiR-C/X、SRtm等航天飞机试验,为全世界提供了丰富的SaR图像,使SaR图像得以广泛应用。

进入21世纪,星载雷达系统向多极化、高空间分辨率、极化干涉的方向发展。欧洲空间局在2002年3月发射升空了环境卫星enViSat,所搭载的先进合成孔径雷达系统aSaR(advancedSyntheticapertureRadar),工作在C波段,具有极化、多入射角的新特点,还提供了多种成像模式。日本于2006年1月发射的aLoS-poLSaR作为JeRS-1的后续平台,与其它星载系统互为补充,该传感器具有高分辨率、扫描式合成孔径雷达、极化三种观测模式,能获取比普通SaR更宽的地面幅宽。德国航天局于2007年6月15日发射其研制的高空间分辨率、超常规雷达系统的雷达卫星terraSaR-X,最高空间分辨率可达到1m。由加拿大航天局和mDa公司联合研制RaDaRSat-2,于2007年12月成功发射,其采用多极化工作模式,大大增加可识别地物或目标的类别,可为用户提供3m~100m分辨率、幅宽从10km~500km范围的雷达数据。最近科学研究者关注的CoSmo-Skymed是由意大利航天局和意大利国防部同共研发的雷达星座,共有四颗分辨率高达1m的X波段雷达组成。该星座的第一颗卫星和第二颗卫星分别于2007的6月、12月发射完成,另外两颗卫星将分别于2008年的年中和年末发射,以完成整个卫星星座的发射任务。CoSmo-Skymed雷达卫星的最高分辨率为1m,扫描宽度为10Km2,特有的高重访周期,具有雷达干涉测量的能力。美国在其未来十年对地观测计划别强调inSaR系统,特别是强调L波段-极化inSaR传感器卫星计划的重要性。而且很早就提出了利用无人驾驶航天器实现L波段极化干涉测量SaR对地观测的设想。

我国的第一个民用单波段、单极化星载SaR系统(S波段)作为环境一号系列卫星之一,预计将于2009年发射。未来5-10年会有一系列的S波段环境减灾SaR小卫星发射,将来有可能实现双极化数据获取。

4.1.2SaR图像处理与应用技术进展

SaR图像的处理与应用技术的研究是近十年来遥感界的研究热点。SaR图像处理技术的研究涉及到了斑点噪声的去除、辐射校正和标定、正射校正、纹理提取以及SaR图像与光学图像的融合方法研究等诸多方面。目前主要的几种遥感图像处理软件如pCi、eRDaS等都具有相应的SaR图像处理模块。但是由于SaR图像的成像机理复杂,很多处理方法并不十分理想,尤其是一种处理方法并不完全适合所有类型的SaR图像。

在雷达卫星不断发射、传感器不断更新的同时,SaR图像的处理技术也在不断提高,应用领域更加广阔,其中最突出的就是inSaR技术的出现和应用。

SaR数据的最大特点是既记录了回波信号的强度信息,同时也记录了相位信息,即以波数形式表示的从传感器到地面的实际距离。以往主要是处理和利用雷达回波的强度信息,因为各种干扰带来的斑纹使得单幅SaR图像的相位信息几乎不能被利用。合成孔径雷达干涉测量技术(inSaR,interferometricSyntheticapertureRadar;简称:干涉雷达测量)是以同一地区的两张SaR图像为基本处理数据,通过求取两幅SaR图像的相位差,获取干涉图像,然后经相位解缠,从干涉条纹中获取地形高程数据的空间对地观测新技术。差分干涉雷达测量技术(D-inSaR)是指利用同一地区的两幅干涉图像,其中一幅是通过形变事件前的两幅SaR获取的干涉图像,另一幅是通过形变事件前后两幅SaR图像获取的干涉图像,然后通过两幅干涉图差分处理(除去地球曲面、地形起伏影响)来获取地表微量形变的测量技术。inSaR和D-inSaR技术使SaR数据中的相位信息能得到充分利用。

获取大面积地面精确三维信息是inSaR技术的主要应用,它与GpS的区别在于它具有比GpS更高的形变观测精度、采样密度高(100m之内)、空间延续性好和无需建立地面接收站。inSaR与其它测量形变位移仪器的区别在于测量仪器成本高、布点少,且难以大范围追踪地壳形变。概括起来,inSaR技术的应用已涉及到地形测图、数字高程模型(Dem),洋流、水文、森林、海岸带、变化检测、地面沉降、火山灾害、地震活动以及极地研究等诸多领域。20世纪90年代以来,随着美国SiRC/XSaR、欧空局eRS-1/2、日本JeRS-1、加拿大RaDaRSat-1等一系列星载SaR系统的成功发射,提供了大量适合做干涉处理的SaR数据,大大促进了这一技术的发展和应用。目前雷达卫星提供的干涉雷达数据不仅满足了科研的需要,同时也正在为许多发达国家提供良好的经济和社会效益。最新发射的enViSat-1、RaDaRSat-2、pLaSaR等和其它一些未来即将发射的雷达卫星将提供更多的干涉雷达数据,可以预见,inSaR技术将得到进一步发展,也将在经济和社会发展中发挥更加重要的作用。在我国由于受数据源的限制,干涉雷达技术应用研究的例子还较少,但随着一般干涉测量技术的日趋成熟和雷达遥感的进一步发展,越来越多的星载雷达将具有获取干涉雷达数据的能力。我国也即将发射自己的星载雷达获得自己的干涉数据源,因此,对差分干涉雷达测量的原理、实现流程及在资源环境中的应用进行研究,具有重要的意义。

4.2高光谱数据的现状与发展趋势

20世纪80年代,遥感技术的最大成就之一是高光谱遥感技术的兴起。1983年,第一幅由航空成像光谱仪(aiS-1)获取的高光谱分辨率图像以全新的面貌呈现在科学界面前。此后陆续出现的高光谱分辨率的数据有aViRiS、FLi、aSaS、CaSi、HYDiCe、pHi、poS、omiS-i、omiS-Ⅱ、moDiS、HiRiS、orbView以及meRiS等。美国和澳大利亚计划近期发射两颗携带海洋水色高光谱传感器的卫星nemo和aRieS。但是,现有的星载高光谱遥感数据并不多,且空间分辨率较低,用户可选择的余地也比较小。随着遥感技术的发展,星载较高分辨率的高光谱数据将逐渐增加,如何使高光谱数据的处理技术能够应用于实际,将是一项很有挑战性的研究。

高光谱遥感是高光谱分辨率遥感的简称,是20世纪末迅速发展起来的一种全新遥感技术,以纳米级的超高光谱分辨率和几十或几百个波段同时对地表地物成像,获得地面物体连续光谱信息。高光谱遥感的成像光谱技术将成像技术与光谱技术相结合,在对目标地物的空间特征成像的同时,获取每个像元数十至数百个窄波段(通常波段宽度

与高空间分辨率卫星影像数据不同,高光谱分辨率的卫星数据的应用研究主要集中于地质、水环境、林业、农业、地质、荒漠化、大气、城市地物探测等,在技术研究方面,研究的比较多的是最佳波段的选择、光谱异常检测、目标识别分类算法研究、光谱数据挖掘、特征提取等方面。

高光谱传感器可以提供更宽波长范围的信息,包括可见光、近红外、短波红外甚至热红外。高光谱影像数据具有更高的光谱分辨率,含有连续的光谱信息,将使很多现在不能实现的工作成为可能。

5结语

福建省遥感技术发展已达到更上一层楼的阶段,在完善可见光波段数据应用的基础上,建立起服务于全省从事遥感技术应用的支撑平台,将是今后工作的主要努力方向。若达到此目的,可节约大量资金投入并避免低水平重复工作,在全省范围内做到数据源统一、格式统一、质量统一、评价统一,使政府决策更具科学性;将使遥感技术应用朝规范化方向发展,进而实现“数字福建”的目标。与此同时,应当加强雷达数据、高光谱数据应用的实践并使之实用化、工程化,从而实现全天候、快速服务的目的。福建省遥感领域已经取得很大进步,尽管已有许多成果处于国内第一方阵,但是依然任重道远。要努力促进遥感技术与各行业应用的无缝链接,进而提高社会生产力,推动社会进步,为海西建设建功立业。

参考文献:

[1]王维明,陈明华,林敬兰,等.长汀县水土流失动态变化及防治对策研究[J].水土保持通报,2005,25(4):73-77.

[2]党安荣,张建宝,王晓栋,等.erdasimagine遥感图像处理方法[m].北京:清华大学出版社,2003:333.

课题组成员:

1.黄安徽,福建省遥感学会秘书长,高级工程师。

2.肖胜,福建省林业厅信息中心,高级工程师。

3.徐涵秋,福州大学环境与资源学院院长,博士生导师。

4.蔡旺华,福建省环保局信息中心,高级工程师。

5.孙依斌,福建农林大学教授,博士生导师。

6.高建阳,福建省地质遥感中心主任,高级工程师。

7.,闽江学院地理系主任,教授。

8.陈崇成,福建省空间信息研究中心,博士生导师。

卫星遥感技术的特点篇5

【关键词】卫星定位遥感监测

1卫星通信

目前,卫星通信主要有卫星固定通信、卫星移动通信、卫星广播等几种方式。在水利行业应用最为广泛的是卫星固定通信,而其中的宽带通信业务应用将越来越普遍。

为增强防汛减灾能力,提高防汛指挥调度信息化水平,2008年水利部开始建设新一代水利卫星通信系统,系统已于2010年下半年投入运行。水利卫星转发器采取一次性购置15年使用权的方式,采用Ku+C的方案;卫星主站采用目前主流的DVB-S2技术体制,支持星型/网状混合组网的方式。业务以数据、视频和语音为主,广播业务为辅。

(1)卫星资源。新一代水利卫星通信平台拥有27.2mHz卫星资源,其中,Ku波段有22.2mHz,采用亚洲5号卫星;C波段有5mHz,采用亚太6号卫星。

(2)卫星主站平台。水利部新一代宽带卫星通信主站平台采用美国iDirect公司的产品,该系统代表了目前ip宽带多媒体VSat卫星通信系统发展的最新成就和最高水平。iDirect系统基于标准ip协议平台,实现了ip技术与卫星通信技术的深层融合。

(3)语音数据通信小站。语音与数据小站采用星形网的连接方式。按此配置组网,即可实现水位、雨量、流量等各类水雨情数据传输,又可满足语音通信和高速数据通信(如internet接入)等业务需求。

(4)综合业务小站。综合业务小站与语音数据小站的区别是增加了视频监控功能,其他功能与结构基本一致,考虑到综合业务小站有视频传输业务或未来有视频传输业务,通过链路计算,在1.2米天线的基础下,功放需增大至4w。

为了保证传输较好图像品质,根据图像的分辨率,卫星网络提供通道传输速率384-1024Kbps。

(5)应急便携站。应急便携型卫星小站用于流域范围内应急抢险机动通信,一旦流域内出现险情,可以随时调用到受灾现场通过一跳的卫星通信与后方指挥中心的语音、数据和视频实时通信,用于抢险救灾指挥调度。

新一代水利卫星通信网建成后,有效解决了各流域水文报汛、应急抢险机动通信、工程视频监视、互联网接入等综合业务的需求,提高了流域防汛减灾、水资源管理和水利工程管理等工作的现代化水平,扭转了部分地区通信条件落后的状况,增强了重点防洪区域的通信保障,对于整个水利防汛通信专网通信保证能力的提升具有重要意义。

2卫星定位

卫星导航定位技术的发展始于六十年代。卫星定位的工作原理实际上就是利用三个以上卫星的已知空间位置交会出地面未知点(接收机)的位置。目前已开始运行的卫星导航系统主要包括全球定位系统(GpS)、格洛纳斯(GLonaSS)、北斗卫星导航系统等。目前,卫星导航定位在水利行业的应用主要有如下几点:

(1)在工程测量中的应用。卫星定位技术可用于进行水下地形测量。近几年兴起的GpS-RtK(RealtimeKinematic)技术可通过实时差分定位技术在野外实时得到厘米级定位精度。通过该技术并结合数字测深仪,可进行高效水下地形测量。在长江三峡水利枢纽右岸三期下游围堰拆除工程中,就曾采用这一技术。

(2)在工程变形监测中的应用。为保证水利工程安全运行,对其进行变形监测和安全预报是非常必要的。国内相关科研机构做了这方面的试验,结果证明卫星定位技术用于各种工程变形监测是可行的,可以满足毫米或亚毫米级的精度要求。如湖北隔河岩水电站大坝外观变形GpS自动化监测系统就是一个成功的典范。

(3)在水利通信与应急方面的应用。采用卫星定位技术可以精确地定位险情发生的地点,辅助通信技术后能实现现场和指挥中心的联动。

3卫星遥感

卫星遥感是现代高性能,不受地域限制的空间信息获取手段,在国民经济,社会发展中起到非常重要的作用。

自80年代以来,我国利用资源卫星及其它航天、航空遥感方法,在洪涝、干旱灾害的监测与评估、水土流失调查与动态监测、水利工程前期规划、大型水库工程的地质调查、生态环境及水资源、水污染监测与调查、干旱沙漠区的水资源调查以及有效灌溉面积调查等方面进行了大量的应用与研究,在国家资源环境调查和宏观决策、水利工程建设、洪涝灾情监测和评估等方面发挥了重要作用。目前,卫星遥感技术在水利行业主要有以下几种应用。

(1)用于防汛抗旱。水利部每天接收noaa、风云、moDiS等遥感数据用于日常防汛抗旱、水情气象会商等。

(2)洪、涝灾害遥感监测与评估。利用卫星遥感数据对洪、涝灾害、山体滑坡、堰塞湖等进行监测,对灾情进行损失评估,在防洪指挥决策和灾情调查、处置中发挥重要作用。洪、涝灾害是水利遥感技术应用的重点。水利部曾多次利用卫星遥感技术,对我国发生的重大洪涝灾害进行监测。

(3)用于防洪工程管理。利用卫星遥感技术对在建大型防洪工程进行工程实施进度监测,有效掌握工程实施状况。三峡大坝施工时曾利用卫星遥感技术,对大坝建设工程进行阶段监测。另外,利用遥感技术可监视大型防洪工程的运行状况,如水域的变化状况等。

(4)遥感监测旱情。利用卫星遥感技术大面积、快速获取同一时期内的地面降雨量和土壤前期含水量,再与气象部门预报的降水量、蒸发量等相结合,利用适当的水文计算模型,就能快速地计算出某一地区的产汇流和径流量,也就可以实现洪水或旱情预测、预报和预警,对防灾减灾具有重要的作用。

卫星遥感技术的特点篇6

关键词:卫星遥感数据地形图空三加密优势与不足

引言

20世纪末21世纪初以来,随着高分辨率遥感影像技术的空前发展,高分辨率遥感影像用于测制地形图成为可能。在内蒙古自治区广袤的国土面积中,有长达4,200多公里的国界线,有大面积的戈壁,荒漠地区。在这些地区利用高分辨率卫星遥感资料来完成1:10,000地形图基础测绘是极好的选择。为此内蒙古测绘事业局立项进行了专题研究,通过近一年的技术引进、开发、实验,最终形成了完整的技术方案及生产的技术流程。

1.测区概况

1.1任务情况

依据内蒙古自治区国土资源厅及内蒙古自治区测绘事业局基础测绘项目的安排,以东经111°18'45''至112°26'15''、北纬42°57'30''至43°47'30''作为二连浩特测区的范围,面积达6,000平方千米。合1:10,000地形图236幅,地形类别多为平地。

1.2自然地理情况

本测区位于内蒙古自治区锡林郭勒盟西北部,北与蒙古国交界。处于内蒙古高原中部,阴山以北的层状高平原区,气候干燥,无霜期短。人烟稀少,各类人工地物不多,主要集中于二连浩特市区,测区有国道G040、G208、省道S309等公路贯通。

1.3影像资料

二连浩特测区影像资料是由北京同天视地空间技术有限公司提供的iKonoS卫星遥感数据。影像资料分布九个轨道,共28景,组成14个主体像对,每个像对两景影像100%重叠。每景面积不等,最大约46km×12km最小24km×12km。

2.生产过程

2.1外业工作

同传统航测方法一样,卫星遥感数据测图同样需外业提供像控资料和相片调绘。但实施的方法有所不同。

2.1.1外业像控

虽然我们获取的iKonoS卫星遥感数据是精确的,其数学精度已十分接近我国的测量坐标系统,平面、高程精度可达到10米以内。但仍满足不了1:10,000地形图的测绘精度要求。还需外业做少量的控制点,通过内业空三加密平差来达到精度要求。从理论上来说,在整个测区周边布点即可,但在生产实践中证明,景与景拼接处至少在上下各布一控制点进行连接,否则内业无法通过空三平差达到精度要求。

另外像控点先期可由内业按需求进行布设、目标选定,同时打印出点位影像图,供外业使用。

2.1.2外业调绘

iKonoS卫星遥感影像资料,像幅面大、数据坐标可读,且精度达到一定程度。外业调绘片可按1:10,000标准图幅范围进行拼接、裁切。并可如图4。这样就为内外业图幅接边、资料管理提供了方便。

2.1.3碎部测量

通过前期实验表明,iKonoS卫星影像1米分辨率资料的高程精度只能到达1:10,000地形图山地的精度要求。对于测区内发达区域,如二连浩特市区等必须用全野外方法,测量高程注记点。以保持精度要求。

2.2空中三角测量

针对iKonoS卫星遥感数据,我们利用北京四维空间数码科技有限公司的imageinfo-pixedGridV2.0软件进行空三加密处理。二连浩特测区28景14个主体像对近6,000km2作为一个加密区域,进行数据处理,严密平差,修正初始提供的卫星90个基本参数,以最终达到在jx-4上建立高精度的立体模型。

2.2.1立体观测

用pixedGridV2.0软件恢复卫星影像立体模型后,内业转测各外业控制点以及模型连接点。生产实践反馈发现,必须加大连接点人工测量的数量,特别是在像对连接部分,外业控制点少或没有的地方,以及测区边缘和变换处。这样方可确保空三加密的精度。本测区精度见表。

2.2.2空三成果输出

合格的空三加密成果是数字测图系统正确建立立体模型的必要条件。iKonoS卫星立体像对象幅面积大,数据容量通常都达到1,200―1,500mB;jx-4表示测量系统内存无法承受。因此,必须将原始的卫星像对通过pixedGridV2.0软件分割成多个像对,经验表明,一般裁到容量为150―200mB为佳。

2.3数据采集

为了用卫星影像资料采集1:10,000地形图数据,我们专门引进了jx-4卫星测图模块。此模块解决了卫星影像数据在jx-4的定向建模。

卫星资料建模不同于航摄资料建模。卫星资料建模通过恢复卫星90个姿态参数来得到。在恢复数据之前,需人工在jx-4上进行相对定向观测。一般均匀选取九个点以上。并进行核线重采样。在进入矢量测图后,发现卫星主体像对有以下几点不足。

2.3.1影像纹理与实地差距较大,地物、地貌细部不易判断,造成测量准确性有所降低。

2.3.2立体效应差,由于卫星轨道大都在400km以上,基高比大,地形起伏不明显,与作业人员的习惯有差别,需较长时间适应。

2.3.3卫星立体模型局部有较大变形,像对之间的接边误差较大。

3.几点体会

3.1通过二连浩特测区的生产实践,我们掌握了利用高分辨率卫星影像资料测制1:10,000地形图一整套生产作业方法。为今后的卫星资料测图提供有力的保障。

3.2随着卫星影像处理技术的进步,卫星影像分辨率的提高。其在生产中表现的不足,将大大的改善。在我区1:10,000基础测绘中,利用高分辨率卫星影像来弥补边境地区及一些无法航摄地区1:10,000地形图的覆盖,是最好的选择。

3.3生产过程中我们发现了许多卫星资料测图中隐含的技术问题,通过分析、解决,找到了其规律性。如个别立体像对整体有较大平移或错误。原因有二,其一是空三加密时人工连接点密度不够,其二是在裁切小像对时参数有误,建议测图前要用相邻像对检验。最好是在立体像对中加测检查点。

4.结束语

利用高分辨率卫星影像在我区测制1:1万地形图是可行的,但其高程精度相对较差,我们期待未来更高分辨率商用卫星的发射,以彻底解决1:1万地形图的高程精度问题与更大比例尺地形图的测绘。

参考文献:

[1]遥感原理与应用/孙家主编。武汉:武汉大学出版社,2003.2.

卫星遥感技术的特点篇7

在我们的印象中,印度的技术,包括航天技术,似乎并不算先进。是的,印度在航天技术方面,总体上落后于我国。特别在火箭技术和载人航天领域,我国有明显的优势。

印度发展航天技术和我国一样,采用循序渐进的途径,但在引进国外先进技术方面,国际环境对他们更加有利。他们既引进了西方的技术,也引进了前苏联的技术。由于他们是“先卫星,后火箭”,因此,早期的卫星,都是由前苏联和欧空局的火箭发射,但他们并没有放弃发展自己的火箭,而是尽可能把国外的技术和自己的技术结合起来。进一步,在发展卫星和火箭的过程中,也尽可能引进关键部件,引进这些产品后,或是作适当的改进,或是组合到自己的系统中去。最近几年,随着印度通过技术积累和对一些发射事故的认真分析,印度的运载火箭技术,日趋成熟,可靠性不断提高,从而印度正在悄悄地改变他们相对落后的局面。

迄今,印度已建立了完备的航天组织机构,已掌握了制造和发射运载火箭、人造卫星、地面控制与回收等技术,建成了一套完整的空间体系。我们更不应忽略的一点是,在杨利伟成为中国太空第一人差不多10年前,我们的邻国印度就已经有了他们的“太空王子”。1984年4月,印度首次航天员拉科什-沙尔马就乘联盟号飞船登上了前苏联的礼炮7号空间站。

印度航天研究组织(iSRo)研制了可将1吨~1.2吨有效载荷送入900千米极轨道的pSLV火箭和能将2.5吨重的卫星送入地球静止轨道的GSLV火箭。

1994年10月,pSLV火箭首次发射就成功地将印度遥感卫星iRS-p2送入轨道,目前已连续多次发射成功。2007年1月10日,pSLV-C7发射升空,火箭携带了数颗航天器,分别是680千克重的印度“制图卫星-2”,56千克重的印度尼西亚地球观测卫星,6千克重的阿根廷小卫星和550千克重的印度空间回收实验舱(SRe)等。此次任务标志着印度运载火箭与卫星技术发展达到了新纪元,验证了印度有能力发射多个有效载荷准确进入不同轨道。

作为载人航天计划的起步,SRe试验的主要目的是演练太空返回技术,在飞行中试验了2种热防护层,即一次性使用的热防护层和以碳纤维和苯酚树脂为主要材料的可复用热防护层。SRe携带了两个在微重力环境下开展研究的实验,被送入近地点485千米、远地点639千米的轨道。1月22日,成功完成各项任务的SRe溅落在印度洋预订海域。这标志着印度具备了精确发射、控制与回收太空舱的能力。

2007年05月,印度用pSLV火箭将一颗意大利卫星送入太空。这是印度首次完全意义上的商业卫星发射。

印度的GSLV火箭已在2001年4月18日成功地发射了静地轨道实验通信卫星。目前,GSLV的第三级使用推力为69千牛的俄制KVD-1液氢,液氧低温发动机,随后将改用一种相似的国产推力为76千牛的发动机。2007年,印度已成功地进行了这个发动机的地面试验,2004年9月由GSLV-Foi火箭将1950千克的“教育卫星”发射入轨。2006年7月,携带一颗“印度卫星-4CR”通信卫星的GSLV-F02火箭,在发射升空后不久解体。调查表明,一台液体推进剂助推器突然丧失推力,是导致火箭失事的主要原因。2007年9月2日,由GSLV-F04火箭将“印度卫星-4CR”卫星送入预定轨道。按照计划,印度将于2009年7月,发射一枚配有印度自己研制的低温发动机的GSLV火箭。由此可见,GSLV火箭在可靠性方面,仍不如pSLV火箭。印度今后航天计划的进展,很大程度上取决于印度能否进一步提高GSLV火箭的可靠性。

在这基础上,印度将研制适于进行第一次载人航天飞行的GSLVmkⅡ火箭,并继续研制新的更强大的GSLVmkⅢ火箭。这种火箭国产化程度更高,可将10吨重的载荷送入低轨道,能够把4吨有效载荷送入地球同步转移轨道,而载重量更大的GSLVmkⅣ火箭可能将用于登月飞行。除此以外,印度还在努力研究新型航天发动机。

同时,印度航天研究组织正在研究可重复使用航天运载器(RLV)的方案。这个方案是一个两级入轨(tSto)系统。第一级装有机翼,可升至100千米高度,在燃料耗尽后返回大气层并在地面降落。第二级将把有效载荷送入轨道,然后返回大气层降落陆地或海中。据印度专家评估,使用该可重复使用的运输系统,可将每千克载荷的运输成本由1.2万美元~1.5万美元降至200K元~1500美元。根据设计,印度航天研究组织的代表认为,RLV的可靠性将超过美国的航天飞机。估计1年~2年后印度将进行RLV的首次技术演示试验。目前印度已经开始进行RLV所用以液氧和碳氢为燃料的液体火箭发动机的地面试验。除此之外,为了发展高超声速导弹和空天飞机,印度正在大力研究超音速燃烧冲压式发动机。2006年1月,印度航天研究组织展示了超音速燃烧冲压式空气喷气发动机。该发动机在进行的一系列地面试验中,实现了7秒~10秒的稳定的超音速燃烧,流速相当于马赫数6。该技术被认为是研制未来空天飞机的关键技术。

印度将全国建设应用卫星体系

现在,印度已经掌握了制造和发射人造卫星、地面控制与回收等技术,初步建成了较完整的应用卫星体系。印度航天研究组织在2006年发表了印度第11个“五年计划”期间(2007-2012)的航天规划。这个计划的总体目标是;提升太空通信和导航能力,引领对地观测,在航天运载领域取得突破,在太空科学领域取得重大进展,促进航天技术的广泛应用。根据这个规划,印度将重点建设“国家卫星系统”和“地球观测系统”。

印度的“国家卫星系统”计划,即区域卫星通信和气象观测计划。该系统由航天部、电信部、气象部、信息广播部等部门联合运营。目前在轨运行的卫星包括“印度卫星-2e”、“印度卫星-3a”、“印度卫星-3B”、“印度卫星-3C”、“印度卫星-3e”、“印度卫星-4a”、“印度卫星-4B”和“印度卫星-4CR”等。卫星的通信有效载荷有C波段、扩展C波段、大功率S波段和K波段转发器与移动通信转发器;气象有效载荷有甚高分辨率辐射计和气象数据中继转发器;部分C波段转发器租赁给国际通信卫星组织。

2005年5月和2007年3月,“印度卫星-4a”和“印度卫星-4B”卫星相继搭乘“阿里安”5火箭成功升空。“印度卫

星-4B”卫星携带了12台大功率Ku波段转发器和12台C波段转发器,增强了直接到用户电视服务能力和其他通信与电视服务能力。由印度自己的GSLV火箭发射的“印度卫星-4CR”卫星,携带了12台大功率Ku波段转发器,扩大了电视广播服务能力,尤其是在DtH服务、视频图像传输和数字卫星新闻采集等领域。inSat系统目前拥有210台转发器,为印度提供通信、电视广播和气象服务。按照计划,印度还将继续发射一系列JnSat-4系列卫星。印度计划在第11个“五年计划”期间,将转发器数量增加到约500台。

印度“地球观测系统”计划,即国家自然资源遥感计划。该系统隶属于国家自然资源管理系统,由国家自然资源管理系统规划委员会进行协调与管理。目前在轨的卫星包括“印度遥感卫星-1C”、“印度遥感卫星-1D”、“印度遥感卫星-p3”、“印度遥感卫星-p4(海洋卫星-1)”、“印度遥感卫星-p6(资源卫星-1)”、“制图卫星-1”、“制图卫星-2”和“技术实验卫星”等组成。有效载荷有可在可见光、近红外、短波红外波段工作的线性成像自扫描仪、高分辨率全色照相机、宽视场传感器、模块式光电扫描仪、雷达校准用c波段转发器、海洋水色监视器、多频扫描辐射计等。卫星数据由国家遥感局统一接收和处理。“制图卫星-2”是iRS系列卫星中的第12颗,它能够提供分辨率优于1米的全色图像。该卫星使印度遥感应用计划产生进一步的飞跃,尤其在城市规划、水资源普查和农作物播种面积和预测评估方面的作用很大。按照计划,印度还将发射“资源卫星-2”、“海洋卫星-2”、和“雷达成像卫星”等,从而将印度卫星遥感的技术和应用,提高到国际水平。

由于印度已经运行的应用卫星,特别是遥感卫星,都是军民两用的。随着印度航天技术的发展,研制专门用于军事目的的卫星,已经提上日程。已经发射成功的“制图卫星-1”携带2台全色照相机,可提供2.5米分辨率的本国和海外地区测绘图,幅宽为30千米。它将运行在倾角97.87度、高617千米的太阳同步轨道,重访周期5天,设计使用寿命至少5年。其分辨率与斯波特-5一样,这表明印度遥感卫星达到了世界先进水平,将向美法资源卫星发起强有力的挑战。该卫星专用于高级制图,使印度置身于世界上具备专有卫星测绘能力的领先队伍中。其卫星图像和“印度遥感卫星-p6”拍摄的多频谱波段图像相结合,有可能在世界市场上提供最好的卫星成像和遥感数据产品。“制图卫星-2”是iRS系列卫星中的第12颗,它能够提供分辨率优于1米的全色图像。该卫星使印度遥感应用计划产生进一步的飞跃,尤其在城市规划、水资源普查和农作物播种面积和预测评估方面的作用很大。两颗制图卫星都将用于军事目的。

2001年10月,印度成功发射了首颗军用照相侦察卫星“技术实验卫星”。teS卫星耗资2500万美元,主要用于侦察印度边境地区。其采取的仍是“印度遥感卫星”系列的基本结构,但其分辨率可达到1米,可覆盖全球60%的地区。teS同时携带1台全色照相机用于遥感试验,可为印度军方提供印度海岸和边境的区域地图。teS卫星在轨道上还演示和验证了可能用于未来印度卫星的一些技术。这些技术包括姿态和轨道控制系统、大转矩反作用轮、新型最优化的反应控制系统、单组元推进剂储箱、轻型航天器结构、固态记录仪、X波段相控阵天线、改进型卫星定位系统、电源系统以及双镜共轴照相机光学系统等。在这基础上,进一步由6颗teS卫星组成侦察卫星星座,为此,其他5颗teS卫星还将在今后陆续发射升空,有望使图像分辨率提高50厘米。

目前印度正在开发“国家预警与反应”卫星系。该卫星系统计划由2颗导航卫星(nSat)系列地球同步通信卫星、3颗极地轨道遥感卫星、3-5颗低轨道地球卫星和1颗专用气象卫星组成。该系统在规模、范围以及复杂程度上,都远远大干现有的通信卫星和遥感卫星。当前,印度还在积极研发本国的卫星导航系统-“印度区域导航卫星系统”(1RnSS)。这将为印度提供独立于现有系统(如GpS)的卫星导航能力。该系统由7颗卫星和地面站组成,空间段、地面段及用户接收器都由印度制造,预计总成本为3.5亿美元。

印度载人航天计划瞄准月球

印度探月计划将分三个步骤:第一步,向月面发射“月球初航-1”探测器,研究月球磁场和月震,对月球南极地区进行化学研究,寻找水及可能存在的生命迹象;第二步,计划2011年~2012年发射“月球初航-2”探测器,包括一个绕月运行的航天器和一个月表着陆/漫游器,它将从月球上取样,研究月球表面组成和月球岩石等;第三步,2020年~2025年左右,将印度宇航员送上月球,实现登月梦想。2008年10月22日,印度用pSLV-XL火箭,成功发射了“月球初航-1”月球探测卫星。11月15日,它在绕月轨道上,释出一枚镌有印度国旗图案的月球撞击探测器,成功触击月球表面。“月球初航-1”的构型为边长约1.50米的立方体,发射质量为1304千克,到达月球工作轨道时的质量为590千克,设计寿命2年,搭载了11种科学仪器。它的地形测绘立体相机的分辨率为5米。其总费用约为8300万美元。

2009年1月3日,印度航天研究组织主席奈尔在印度科学大会上宣布,在印度的首个载人任务中,将自主研发的重3吨的太空舱,携带两名乘员,在400千米的高空运行7天以上。印度的首个太空舱设计能够携带3名乘员,它的升级型还将装备交会对接能力。这个载人太空舱将采用类似美国“阿波罗”登月飞船的两舱构型,以便为今后研制登月飞船打下基础。它将搭乘GSLVmkⅡ火箭升空。这种火箭目前仍处于研发阶段,计划于2009年进行首次试飞。2009年2月23日,印度规划委员会已经在批准了印度航天研究组织提出的载人航天计划。印度载人航天计划将分两个阶段实施,第一阶段,将在2013-2014年间执行一次不载人飞行任务;第二阶段,将在2014年~2015年间执行一次两人飞行任务。印度载人航天计划预计耗资1240亿卢比(24.8亿美元)。基于印俄2008年5月签署的协议,印度航天员将在2013年搭乘俄罗斯联盟tma飞船进入太空。俄罗斯还将帮助印度进行航天员的挑选及训练,以及太空舱的建造。另一方面,印度目前还没有建设太空实验室和太空站的计划。

如果印度的载人航天计划取得成功,它将成为继美国、俄罗斯和中国之后第四个将人类送入太空的国家。美国国际和战略研究中心的高级研究员理查德・费希尔对此评论说:“印度需要开发新技术,以应对中国正在增强的太空实力。”然而,iSRo回应说,“这种说

法低估了印度的最终目标。我们这样做并非因为中国。我们希望走到比月球更远的地方,未来月球将只是我们的一个中途基地。出于这样的考虑,我们需要人,光机器人是不够的。”

另一方面,印度目前还没有建设太空实验室和空间站的计划,从而使得他们可以集中力量,实现载人登月。

印度会不会在中国之前将人送上月球?

印度会不会在中国之前将人送上月球?以作者的学识水平,还无法明确回答这个问题。但是,可以指出:印度在认真总结了我国航天技术发展中的经验教训之后,充分利用他们的后发优势和国际合作的有利条件,采取了集中统一领导、军民结合、建立精干的航天队伍以减少成本等一系列措施,正在缩小与我国的差距。另一方面,印度航天的发展,还面临诸多问题,如国内的工业基础还不足于独立自主开发航天技术,印度内部对载人航天计划,一直存在较强烈的反对声音等等。但是,假若我们不认真研究印度的发展经验,不采取有力措施,好象龟兔赛跑那样,印度会逐渐赶上来,并有超过我们的可能。

相关链接

印度航天发展之道

印度航天创建于1962年,1980年印度用卫星运载器-3运载火箭将罗希尼卫星送入轨道,继前苏联、美、法、日、中、英之后第7个用本国研制的运载火箭将本国研制的人造卫星送入轨道。

统一协调的航天体制

集中统一领导是印度航天发展的一条成功经验。其空间委员会的主席、航天部部长和iSRo主席由一人身兼三职,这样有利于提高办事效率。印度的航天工业由印政府总理领导,下设航天委员会和航天部,航天委员会负责制定国家的航天政策,航天部负责组织实施。航天部负责航天科学技术的研究、开发、推广和应用。航天部下设空间研究组织、卫星计划办公室、国家自然资源管理系统、国家遥感局、国家大气层雷达监测系统和物理研究所。

印度航天部门重视综合协调,避免重复。它们统一接收国外卫星图像,统一培训有关人员。受总体经济水平的限制,印度政府从一开始就把有限的资金用于对国民经济有重要价值和推动作用的遥感卫星和通信卫星上。

政府栽树社会受益

印度航天业在航天技术民用化方面十分成功。

印度发展航天事业的最大特点是重视应用卫星的研制和卫星应用技术的开发,特别是在遥感卫星和通信卫星的研制与应用技术开发方面。现在,利用遥感卫星数据解决实际问题已成了印度航天政策的特点。很多印度渔民是按卫星数据的指导出海打鱼的。印度现有5个地区遥感中心,负责研究使用卫星数据确定矿藏的位置、土壤需要脱盐的程度和适合播种哪些农作物等。

印度号称经营着世界上最大的遥感卫星星座。该系统可提供各种空间、光谱和时间分辨率的遥感数据,用于满足与国家发展相关的需求。印度将iRS卫星数据应用于农作物估产、森林覆盖与水资源测绘、干旱与荒地监测、融雪径流预测、城市发展、环境影响评估和海洋资源探测等领域。在阿默达巴德市建有专门的印度空间应用中心,负责空间应用的研究与开发,主要涉及卫星通信和遥感两个领域。印度国家遥感局也有丰富的民用开发经验,涉及环境、生态、农业、林业、海洋、交通、探矿等许多领域。

卫星遥感技术的特点篇8

作为地球科学及应用的一种观测手段,遥感总是带给人们一些困惑:它能应用在哪些方面?能为我们做些什么?它又是如何监测的?实际上,遥感在我们生活中无处不在。只是它好像总是披着隐身衣,而我们浑然未觉罢了。本期共享科学就揭开遥感应用的这层隐身衣,接着为读者讲述遥感的应用。

灾害遥感

灾情数据即时通

前不久,强台风“海葵”来袭,造成许多地区出现农田被毁,农业大棚倒塌,农作物在强风暴雨的摧残下出现死亡的状况。这时,通过灾害遥感,可以准确的划分出受台风影响区域,通过气象预警有效信息,人们便可由此对农产品进行防护措施,降低损失。

郭子祺说:“经过二十多年的努力,我国已建立了重大自然灾害遥感监测评估运行系统,形成了对台风、暴雨、洪涝、旱灾等灾害的监测能力,特别是快速图像处理和评估系统的建立,具有对突发性灾害的快速应急反应能力,使该系统能在几小时内获得灾情数据,一天内做出灾情的快速评估,一周内完成详实的评估。”

在1987年大兴安岭发生特大森林火灾时,中国科学院卫星地面站提供的火情现势卫星影像图对现场指挥、调度扑救起到了决定性作用;1998年长江、嫩江流域发生特大洪灾时,航空、航天平台的遥感实时监测,为指挥抗洪救灾、恢复生产发挥了巨大作用。此外,郭子祺还介绍,在“5·12”汶川特大地震发生后,全力启用了航空、航天遥感设备和专业技术人员飞赴前线,第一时间获取灾情信息,哪片房屋倒塌了,哪里河道堵塞了,都一目了然。遥感为抗震救灾监测获取、处理和分析数据,为抗震救灾的行动部署提供了基础依据和重要背景信息。

农业遥感

农业统计换新天

“我们要保证国家的粮食足以满足人民的日常需求,如果出现减产的话我们便需要作出相应的政策调整。”中科院遥感所研究员陈良富说。上世纪70年代,美国开始就利用陆地卫星和气象卫星等数据,预测全球的小麦产量。相比遥感估产宏观、快速、准确的优点,传统的作物估产采用人工区域调查方法,应用起来计算繁杂、速度慢、工作量大并且成本高。

那么,遥感估产究竟是如何操作的呢?“农作物遥感估产包括对农作物生长过程的动态监测、种植面积测算、单位面积产量估测和总产量估测。”记者在采访中得知,根据生物学原理,在收集分析各种农作物不同生育期不同光谱特征的基础上,通过平台上的传感器记录的地表信息,辨别作物类型,监测作物长势,在作物收获前,预测作物的产量的一系列方法。

先有“产”才能有“估”。对于整个农业生产链来说,遥感的作用可以说是贯穿始终。从最开始的农业资源调查到土地利用现状分析,再到农业病虫害监测,这些都要依赖于遥感技术应用。

有一份数据引起了笔者注意“我国每年由于病虫害造成的损失大约在10%-15%之间”如此庞大的一个数字!遥感技术能否帮助我们及早发现病虫害,以最快的速度采取防治措施呢?郭子祺说:“遥感技术检测农业病虫害,主要依据基于植物受到病虫侵扰时生理变化所引起的绿叶中细胞活性、含水量等的变化,表现为农作物在反射光谱特性上的差异。这样,农作物在遭受病虫危害早期就可以通过遥感技术探测到这一光谱差异,从而解决了农作物病虫害早期发现和早期防治的问题,这一技术方法也已经应用在森林病虫害监测和防治方面。”

大气遥感

定量监测气溶胶

近些年,大气臭氧减少、烟雾弥漫难以消散,这样的问题成为社会普遍关注的焦点。但有一个词“气溶胶”常常和这些大气问题相伴提起,或许从它的身上我们可以找到问题的关键。

“秸秆焚烧的烟尘、人为活动的扬尘和植物花粉颗粒物,就是气溶胶的具体实例。汽车尾气和各种锅炉的化石原料燃烧排放气体可以转化为微小细粒子。”陈良富说,“它不仅对人体造成危害,而且气溶胶作为云凝结核,使地气系统的能量平衡失衡,从而影响区域和全球气候,大量的细粒子气溶胶还会形成严重的灰霾天气。”

面对气溶胶我们真就束手无策吗?当然不会!“在众多类型的监测技术中,卫星遥感可以提供广阔背景上的气溶胶区域分布信息,是唯一实现全球气溶胶监测的手段。”陈良富介绍,定量研究气溶胶在全球范围内的时空变化特征与演变规律上有其他站点监测无法比拟的优势,辅以米散射原理的地基激光雷达提供的气溶胶垂直分布信息,可以获得区域分布的近地面pm2.5质量浓度的监测,实现城市群、郊区和广大农村区域的空气质量监测。

说到大气遥感,还有一点不得不提灰霾。比如北京以及华北地区的天空常常披着灰色的面纱,给人们生活出行造成很大的困扰,“这正是灰霾在作祟,”陈良富研究员说,“美国的网站总用卫星图像来说中国的污染太严重,对此科学家们解释说是由于天气稳定利于污染物排放的积累所致。其实这里存在一个误解。”

陈良富解释,用了五种方式的卫星观测数据对灰霾天进行分析,发现人为排放积累不至于引起如此面积大、强度高的污染。那空气污染的原因究竟是什么呢?通过遥感探测发现,每年10月到次年的3月期间,每23天在2公里以上的高空就有一股从西风带吹来的浮尘,当它抵达华北平原上空后,由于地势降低,风速下降以后浮尘便会往下与污染物相混合,遭遇水汽后细粒子个体便迅速增大就造成大范围高强度的污染现象。如果遇上南边气流比较强会形成华北地区持续多天的重污染天气。若仅通过地面观测的话恐怕难以得知这一现象的起因,在这些需要大尺度的观测工作上,遥感无疑起到了不可替代的作用。

水资源遥感

让水质监测与评估更真实

水是万物生长之本,湖泊更是自然的神作,但近些年,随着我国工业和城镇化的快速发展,江河湖泊面临水质污染的严峻问题。

能否利用遥感技术来进行江河湖泊水质环境监测呢?郭子祺说:“水体及其污染物质的光谱特性是利用遥感信息进行水质监测与评估的依据。国内外许多学者利用遥感的方法估算水体污染的参数,以监测水质变化情况。”此外,郭子祺介绍,利用遥感技术进行水环境监测与水体富营养评价,存在很大的优势:信息获取快速、省时省力等特点,不仅能够较好的反映出研究水质的空间分布特征,而且更有利于大面积水域的快速监测。遥感技术无疑给湖泊环境变化研究带来了福音。

“在整个水资源管理方面,遥感技术与地理信息系统相结合,正发挥着越来越重要的作用。”郭子祺告诉记者,“水质的好坏有一个划分指标,目前利用遥感技术获得的光谱数据进行水质参数反演精度还不高,还达不到环保部门的要求。如何使这一技术有效应用呢?目前的做法是在测量区域布置一些水质传感器,通过无线传感器网络技术可24小时连续测量水质的多种参数,用于提高水质遥感反演精度,使其接近或达到相关行业要求。”

延伸阅读

卫星遥感测出精准数据:京杭大运河全长1710千米

京杭大运河到底有多长?中国科学院遥感应用所刘少创课题组利用卫星遥感技术,重新量测了这条世界上最古老,也是最长的大运河,得出精确答案:京杭大运河总长度为1710公里。

京杭大运河与万里长城并称为中国古代两项伟大工程,但在各种文献资料中,运河的“身长”却长短不一。刘少创表示,河长、源头和流域面积都是国家重要的地理信息数据,我们应该利用现有的技术条件,准确确定这些数据。

刘少创课题组利用卫星遥感技术,再加上大比例尺地形图,进行分析计算,最终确定京杭大运河的精确“身长”。据介绍,1710公里的总长度,是以北京通州温榆河和通惠河的交汇处为起点,以杭州的拱宸桥为终点,沿京杭大运河的中心线进行量测得到的。

据刘少创介绍,课题组主要利用卫星遥感技术确定河流的源头和长度,但由于很难在同一时间集齐整条河流的所有卫星影像数据,所以还需要结合航空影像和大比例尺地形图,进行分析测算。“大比例尺地形图更接近河流真实的长度,弯弯曲曲的河道也更容易表现出来。”

由于卫星遥感影像无法确定边界的位置,此次并未分段量测,因此京杭大运河北京段暂无精确长度。

据刘少创介绍,从目前的卫星影像图来看,河道的分界点不太清楚,例如北京和天津的河道边界点,就无法确定具置,再加上地形图的资料也不全,难以按边界分段测量。

“如果要分段测量,必须精确确定每一个分界点的位置,这要涉及很多部门,我们无法得到这些资料。”刘少创说。

卫星遥感技术的特点篇9

遥感(RemoteSensing)即遥远的感知,指在一定距离上,应用探测仪器不直接接触目标物体,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术[1]。摄影照相便是一种最常见的遥感,照相机并不接触被摄目标,而是相隔一定的距离,通过镜头把被摄目标的影像记录在底片上,经过化学处理,相片便重现被摄目标的图像。从拍摄目标到再现目标所用的手段,便是一种遥感技术。遥感与其他技术结合,在农业应用中具有科学、快速、及时的特点。这对于充分利用农业资源、指导农业生产、农产品供需平衡等方面有着重要的意义。

2遥感估产的原理及农作物估产方法

2.1遥感估产的基本原理[2]

任何物体都具有吸收和反射不同波长电磁波的特性,这是物体的基本特性。人眼正是利用这一特性,在可见光范围内识别各种物体的。遥感技术也是基于同样的原理,利用搭载在各种遥感平台(地面、气球、飞机、卫星等)上的传感器(照相机、扫描仪等)接收电磁波,根据地面上物体的波谱反射和辐射特性,识别地物的类型和状态。农作物估产则是指根据生物学原理,在收集分析各种农作物不同生育期不同光谱特征的基础上,通过平台上的传感器记录的地表信息,辨别作物类型,监测作物长势,并在作物收获前,预测作物的产量的一系列方法。它包括作物识别和播种面积提取、长势监测和产量预报两项重要内容。

2.2农作物估产的方法

农作物估产在方法上可分为传统的作物估产和遥感估产两类。传统的作物估产基本上是农学模式和气象模式,采用人工区域调查方法。它们把作物生长与主要制约和影响产量的农学因子或气候因子之间用统计分析的方式建立起关系。这类模式计算繁杂、速度慢、工作量大、成本高,某些因子种类往往难以定量化,不易推广应用。遥感估产则是建立作物光谱与产量之间联系的一种技术,它是通过光谱来获取作物的生长信息。在实际工作中,常常用绿度或植被指数(由多光谱数据,经线性或非线性组合构成的对植被有一定指示意义的各种数值)作为评价作物生长状况的标准。植被指数中包括了作物长势和面积两方面的信息,各种估产模式,尤其是光谱模式中植被指数是一个极为重要的参数。根据传感器从地物中获得的光谱特征进行估产具有宏观、快速、准确、动态的优点[3,4]。

农作物估产中所应用的遥感资料大致可分为3类:一是气象卫星资料,主要为美国第三代业务极轨气象卫星(noaa系列)装载的甚高分辨率辐射仪(aVHRR)资料,其资料特点是周期短、覆盖面积大、资料易获取、实时性强、价格低廉,空间分辨率低但时间分辨率较高;二是陆地卫星(Landsat)资料,应用较多功能是专题制图仪(tm)资料,它重复周期长、价格高,但其空间分辨率高[5];三是航空遥感和地面遥感资料,主要用于光谱特征及估产农学机理的研究中,其中高光谱数据可提供连续光谱,可消除一些外部条件的影响而成为遥感数据处理、地面测量、光谱模型和应用的强有力的工具[6]。在遥感估产中农作物面积提取是最重要的内容。用遥感方法测算一种农作物的种植面积主要有以下几种方法[5]。1)航天遥感方法。包括卫星影像磁带数字图象处理方法(一般精度较高)和绿度———面积模式。2)航空遥感方法。可进行总面积的测量、作物分类及测算分类面积。3)遥感与统计相结合的方法。此方法是由美国农业部统计局在原面积抽样统计估产的基础上发展起来的,其原理是利用遥感影像分层,再实行统计学方法抽样。4)地理信息系统(GiS)与遥感相结合方法。此方法是在地理信息系统的支持下,利用遥感信息,对不同农作物的种植面积进行获取。

3国内外遥感估产的研究进展状况

3.1国外遥感估产研究的进展状况

美国首先开了农作物遥感估产之先河,美国农业部、国家海洋大气管理局、宇航局和商业部合作制定了“大面积农作物估产实验(1974~1978)计划”,组织实施了小麦估产计划,应用先后发射入轨的陆地卫星1~3接收处理出的mSS图像,首先对美国大平原9个小麦生产州的面积、单产和产量做出估算;尔后对包括美国本土、加拿大和前苏联部分地区小麦面积、单产和产量做出估算;接着是对世界其它地区小麦面积、总产量进行估算。调查分析美国、原苏联、加拿大等主要产粮国的小麦播种面积、出苗状况和长势,并利用气象卫星获得的气象要素信息,结合历年统计数据进行综合分析,建立的小麦估产模型精度高达90%以上。1980~1986年,美国又制定了“农业和资源的空间遥感调查”计划,其核心内容仍是主要作物的种植面积与单产模型的研究。进行国内、世界多种粮食作物长势评估和产量预报。中国科学院自然资源综合考查委员会的陈沈斌于1992年8月在美国农业部外国农业局(负责美国以外国家的农作物估产,并建成运行系统)曾见到当月估计的中国小麦、玉米、水稻总产量与后来1993年国家统计局公布的数字差-3.53%、+0.65%和-0.66%。

该项工作,为美国在世界农产品贸易中获得巨大的经济利益[2,4,7,8,9,10,11]。此后,欧共体、俄罗斯、法国、日本和印度等国也都应用卫星遥感技术进行农作物长势监测和产量测算,均取得了一定的成果。例如,欧共体用10年的时间(从1983年开始),建成用于农业的遥感应用系统,1995年在欧共体15个国家用180景Spot影像,结合noaa影像在60个试验点进行了作物估产,可精确到地块和作物种类。2002年美国航空航天局与美国农业部合作在贝兹维尔、马里兰用moDiS数据代替noaa-aVHRR进行遥感估产,moDiS搭载的teRRa卫星是1999年由美国(国家航空航天局)、日本(国际贸易与工业厅)和加拿大(空间局、多伦多大学)共同合作发射的,moDiS数据涉及波段范围广(36个波段)、分辨率(250,500,1000m)比noaa-aVHRR(5个波段,分辨率为1100m)有较大的进步,这些数据均对农业资源遥感监测有较高的实用价值。ldso等曾运用500~600nm和600~700nm两个光谱区得到的反射值的转换植被指数(tV16)来估计小麦与大麦的单产,获得小麦单产与tV16之间的相关系数为0.78。同年,日本科技公司完成了“遥感估产”项目,可提高平原农业估产的精度,并着眼于对全球进行估产。

而美国已经将遥感技术用于精细农业,对农作物进行区域水分分布评估、病虫害预测等,直接指导农业生产。用卫星遥感方法进行长势监测和产量估算已进行多年,方法已趋于成熟[2,4,7,8,.9,10,11,12,13]。水稻遥感估产以亚洲水稻主要生产国为先行和先进。中国、印度、日本等国家都进行过遥感估产研究且取得较好的效果。patel和Dash等[14]建立水稻产量和RVi的关系,试验区预报精度达到96.14%。miller等[15]在分蘖或出穗阶段时,运用比值植被指数通过干物质和单产的关系来估计单产。但在作物灌浆与成熟阶段,由于反射率与总生物量之间并不相关,比值植被指数无法预测水稻的冠层生物量。wiegand,SSRay认为借助于归一化植被指数nDVi{(niR-R)/(niR+R)}可以很好地预测产量[16,17]。

3.2国内遥感估产研究进展情况

从“六五”开始,我国试用卫星遥感进行农作物产量预报的研究,并在局部地区开展产量估算试验。“七五”期间,国家气象局于1987年开展了北方11省市小麦气象卫星综合测产,探索运用周期短、价格低的卫星进行农作物估产的新方法。该项目中,主要是以长期的气象资料为基础,以遥感信息为检验手段,建立了不同地区的遥感参数-作物产量的一阶回归模型。1985~1989年,此项目为中央和地方提供了165次不同时空尺度的产量预报,为国家减少粮食损失达33万t以上,累计经济效益达20亿元。“八五”期间,国家将遥感估产列为攻关课题,由中国科学院主持,联合农业部等40个单位,开展了对小麦、玉米和水稻大面积遥感估产试验研究,建成了大面积“遥感估产试验运行系统”,并完成了全国范围的遥感估产的部分基础工作。通过1993~1996年4年试验运行,分别对四省两市(河北、山东、河南、安徽北部和北京市、天津市)的小麦,湖北、江苏和上海市的水稻;吉林省的玉米种植面积、长势和产量的监测和预报,在指导农业生产及农业决策中发挥了重要作用。特别是解决了一些关键技术问题,为进一步开展全国性的卫星遥感估产提供了重要保证。

卫星遥感技术的特点篇10

关键词:遥感技术;规划;旅游资源开发;监测和保护旅游资源

中图分类号:tp7文献标识码:a

1概述

随着中国国民经济的蓬勃发展和人们的物质与精神生活的提高,旅游行业也日益兴旺,旅游人数和旅游业收入增长势头日益受到各国政府的重视,并逐渐发展为国民经济的一个重要行业。因此,不断开发新的旅游景区,扩大旅游文化内涵、迎合日趋庞大的旅游市场,已经成为了经济发展的一个重点。旅游业已经成为我国21世纪经济发展的重要支柱,在这样的背景下,充分利用各种技术手段调查、开发旅游资源,具有现实和长远的意义。

旅游是众多地区经济发展的主导产业,合理规划旅游资源,开发旅游业是旅游业发展的重要措施。随着遥感技术的迅速发展,特别是卫星影像分辨率的提高,遥感技术已成为旅游资源调查的一种行之有效的手段。遥感调查和统计分析能发掘出大量暂时不为人知的旅游资源,而且根据不同时间拍摄的影像,可以了解资源的动态变化信息,从而为旅游决策提供科学依据。遥感相关技术已经显示出在旅游资源探查方面的强大优势。

2遥感技术的特点

遥感一词来源于英语“RemoteSensing”,其直译为“遥远的感知”,中国民间传说中的“千里眼”、“顺风耳”就可以理解为遥感的能力。现在人们常将其简称为“遥感”。

遥感技术是20世纪60年代开始发展起来的一门对地观测综合性技术。1972年美国发射了第一颗陆地卫星,标志着航天遥感时代的开始。20世纪80年代以来,遥感技术得到了长足的发展,遥感技术的应用也日趋广泛。随着遥感技术的不断进步和遥感技术应用的不断发展,未来的遥感技术将在我国国民经济建设中发挥越来越重要的作用。

一般对遥感的定义是指:通过探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波,从而提取这些物体的信息,完成远距离识别物体。具体地讲,是指在高空和外层空间的各种平台上,运用各种传感器获取反映地表特征的各种数据,通过传输,变换和处理,提取有用的信息,实现研究地物空间形状、位置、性质、变化及其与环境的相互关系的一门现代应用技术科学。遥感技术的特点如下:

2.1感测范围大,具有综合、宏观的特点

遥感探测所获取的是同一时段、覆盖大范围地区的遥感数据资料,居高临下获取的卫星影像,比在地面上观察的视域范围大,且不受地形地物阻隔的影响。这些数据综合地展现了地球上许多自然与人文现象,宏观地反映了地球上各种事物的形态与分布,真实地体现了地质、地貌、土壤、植被、水文、人工构建物等地物的特征。全面地揭示了地理事物之间的关联性。在卫星影像中,各种景观一览无余,有利于在整体范围内展示地物和现象间的空间关系,为分析研究他们之间的关系及其相互影响,提供了更为有利的条件和基础。并且这些数据在时间上具有相同的现势性。

2.2能动态反映地面事物的变化,时相动态性好

由于卫星围绕地球不间断运行,能较容易地获得不同时相的卫星影像。从而能及时获取所经地区的各种自然现象的最新资料,以便更新原有资料。遥感探测能周期性、重复地对同一地区进行对地观测,这有助于人们通过所获取的遥感数据,发现并动态地跟踪地球上许多事物的变化。这样,不但可以对同一地区的旅游资源动态变化进行研究,还可以获得植物和作物的生长发育情况、降水变化等动态信息,尤其是在监视自然灾害、环境污染等方面,遥感为识别环境变化提供更深入的信息,遥感的运用就显得格外重要。

2.3获取信息的手段多,信息量大,具有多波段的特点

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。例如可采用可见光探测物体,也可采用紫外线,红外线和微波探测物体。卫星影像不仅能获得地物可见光波段的信息,还能获得植物反射率特别高的近红外波段信息,以及对水系、砂石等不同性质地表具有特定敏感反应的各种波段信息。因此,卫星影像所获得的信息量远远超过了用常规传统方法所获得的旅游资源信息。

2.4采集数据快,获取信息受条件限制少

遥感探测能在较短的时间内,从空中乃至宇宙空间对大范围地区进行对地观测,并从中获取有价值的遥感数据。对自然条件极为恶劣,人类难以到达的地方,如沼泽、沙漠、高山峻岭等。采用不受地面条件限制的遥感技术,特别是航天遥感可方便及时地获取各种宝贵资料。这种先进的技术手段与传统的手工作业相比是不可替代的。

2.5数据可直接进入数据库

卫星遥感影像的最大优点是不受成图比例尺的限制,在计算机上可直接提取信息,生成矢量图,并自动量算面积,为建立相关的数据库打下基础。

3应用遥感技术对旅游资源进行调查的内容和方法

对于旅游资源调查分析来说,应用传统的方法进行地面调查,不但耗费大量的人力、物力和财力,而且调查精度也不高,提供研究成果的周期也过长,不能及时了解和反映旅游资源的利用现状及动态变化,与现实要求相差甚远。应用遥感技术可以快速、准确、有效、全面地获取调查数据,能及时掌握旅游资源现状,监测其动态变化。遥感数据具有综合性和可比性,能尽可能地排除人为干扰,费用投入和所取得的效益与传统方法相比,具有很高的社会经济效益。

3.1研究旅游景点的分布特点和结构特征

遥感影像开拓和丰富了人们对旅游景点认识的深度与广度。在遥感影像图上,不仅可以清晰地看到旅游景点的分布特征及其与周围地物的关系,而且可以俯视景点的整体布局和建筑风格。遥感影像所提供的内容是极为丰富的复合信息,能更清楚地展示旅游景点的类型及其空间格局。人们在鉴赏、考察或研究景点及古建筑时,通常会从其正面、侧面、仰视、俯视四个角度进行观察,才能获得完整的艺术效果,而俯视是研究景点布局或古建筑物不可缺少的手段之一。遥感影像正是俯视观察最好的方式,通过它把景点的建筑造型与其周围错落有致的地物统一进行观察,把古建筑的美与自然景观的美融汇于一体,给人以整体美的感受。通过对遥感影像的综合解译可以评价包括环境特征、资源类型、基础设施、开发程度等方面的内容,还能对旅游资源的总体分析和开发利用提供有利条件。遥感影像数据库能够准确为某旅游路线提供帮助。遥感影像图可以对旅游资源进行准确定位和景区范围估算,从而为旅游资源的详细规划打下基础。

3.2遥感调查有利于探索和拓展新的旅游景点

遥感调查能及时发现新的景区,尤其能够发现调查人员难进入地区的旅游资源,从而增加旅游资源的丰富性。利用遥感影像上地物的色调、大小、形状、纹理、阴影、结构及其与周围地物的相互关系及制约因素等,可以发展和拓展新的旅游景点。借助某些遥感影像及影像处理技术,充分利用遥感空间观察的优势,结合人文考古等方面提供的信息,可以帮助考古工作者发掘和探索被稠密建筑覆盖的古城垣、古街道、古运河、古建筑群及古园林遗址、古墓群、洞穴遗址等,以此开辟古文化方面的旅游资源。卫星影像与航空影像的融合使用,可以判读出体量较小的旅游资源。遥感技术还可以测知某些建筑物地面重压所造成的痕迹,从而提供一些现已不存在的资源信息,为恢复旅游资源奠定基础。

3.3监测和保护旅游资源

旅游资源和旅游环境的保护是一个亟待解决的问题,它关系到人类历史文化遗产的继承和保存,也关系到旅游事业和文化事业的前途和命运,目前许多国家都把保护旅游资源视为旅游业兴旺发达的生命线。

应用遥感技术可以监测与探测旅游资源与旅游环境所遭受的不同形式、不同程度的破坏,以便采取措施使其不再遭受破坏或为已破坏的部分提供修复和重建的依据。识别旅游资源开发前后的动态变化,为合理开发旅游资源提供预测。另外,在遥感调查中还可以及时发现旅游资源中潜在的自然危害因素,以及在旅游资源开发当中可能出现的危害状况,为开发生态旅游项目和保护旅游资源提供参考。

3.4基于遥感技术的旅游制图

遥感影像制作的导游地图的特点是:色泽自然明快、真实形象直观、图面清晰易读。游客能从图上迅速而准确地判定所在位置,找到所需景点的方位及名称。利用航空遥感影像制作大比例尺的景点图,可以充分表示景点的内部结构与特点。由于影像上丰富的地面碎部信息影响旅游要素的清晰性,给用图者带来一定困难,因此,利用遥感影像制作旅游地图时,必须进行一系列制图处理,以获得满意的应用效果。这些包括以下几个方面:

3.4.1道路填充颜色

道路是联系景点的骨架,是旅游图上的重要要素之一,必须清晰、明确表示。当影像图上的道路被稠密的树冠遮盖时,须用给道路填充颜色的方法表示,填充线的宽度以0.2~0.4mm为宜。

3.4.2压色和套框

压色系指用鲜艳的符号叠加在地物(景点)影像上,使该地物(景点)醒目和突出在整个影像图平面上。一般线状地物采用压色,面状地物采用套框。压色和套框一般采用较精细的、对比度较大的彩色线符表示。经套框后的面状地物不仅图形更加明显清晰,而且景点外部轮廓特征也得到正确显示。

3.4.3突出主要景区

在影像图上,应当表示出景点(主区)与周围(邻区)的相互关系,给人以整体感,使游客能从图上了解景点与周围地物相互关系。采用“分版套印”法,主要景区采用彩色表示,邻区采用单色表示,套印在一张图上,达到突出主要景区的目的。游图上的重要要素之一,必须清晰、明确表示。当影像图上的道路被稠密的树冠遮盖时,须用给道路填充颜色的方法表示,填充线的宽度以0.2~0.4mm为宜。