遥感的特性范例6篇

遥感的特性范文1

[关键词]遥感应用;变化检测;资源环境卫星气象学一般流程

一、遥感技术变化检测应用

1.1 遥感技术变化检测应用综述

从1972 年美国发射第一颗陆地资源卫星以来,对地观测卫星发展迅速,应用领域得到不断扩大,应用成效也得到不断提高由于遥感观测有着信息获取方式优良,获取条件相对简单,实时性、高效性、广域性以及其他诸多优点,因而如何从遥感观测所供给的大量数据中提取变化信息,并将这些信息运用于生产生活的方方面面,已经成为目前遥感应用领域中一个亟待解决的问题。

为了解决上述问题,变化检测技术应运而生。所谓变化检测技术就是对不同时段的目标或现象状态发生的变化进行识别、分析的计算机图像处理系统,包括判断目标是否发生变化、确定发生变化的区域、鉴别变化的类别、评价变化的时间和空间分布模式。在遥感技术几十年的发展历程中,变化检测技术的研究成了各地专家学者研究的一个重要的课题。在计算机图形学、空间探测技术以及其他与遥感有关的诸多领域蓬勃发展的带动下,世界各地学者跨国、跨领域的交流合作下,基于遥感影像的变化检测技术迎来了一个高速发展时期。然而就目前的技术与设备而言,目前所采用的任何一种变化检测方法都具有其局限性。在下文中,我们将就各类方法的局限性与优越性进行讨论,了解其特点与所适用的领域。

1.2主流变化检测方法及优缺点

随着数十年来各国学者跨学科跨领域的合作交流,遥感相关学科的蓬勃发展,作为土地覆盖利用监测的关键技术的变化检测方法日益繁多。可以将遥感影像的配准方式以及变化检测的数据源作为划分依据,将目前主流的变化检测方法分为两大类、七种方法。第一类是先进行图像配准后变化检测的方法;第二类是变化检测与图像配准同步进行的方法。或者,可以按照是否需要进行实现分类作为划分依据,将变化检测方法划分为两类:即直接比较变化检测法、分类的变化检测法。

二、遥感技术在资源环境中的应用

2.1遥感技术应用于资源环境监测中的必要性

自第一次工业革命以来,经济发展与环境保护、资源开发和可持续发展之间的矛盾便已经存在,且受到世界经济的不断发展以及后续两次工业革命的影响,人与自然、人与资源的矛盾日益加剧。如何处理与社会发展相共生的资源匮乏以及环境恶化,成为人们不得不面对的一个问题。然而一直以来,两道天堑阻隔在资源环境问题处理的面前,即如何全面而快速地获取资源环境变化信息,以及如何高效高精度的处理这些数据。直到20世纪60年代,随着空间探测技术的发展以及大数据处理技术的日渐成熟,遥感技术进入了人们的视野之中。遥感技术以其观测的广域性、数据获取的综合性、资料采集与数据处理的高效性、处理结果的高精度性等优势成了现如今,局部乃至全球资源环境数据获取与处理的重要手段。

2.2遥感技术应用于资源环境的优越性

遥感技术对环境研究来说,其优越性可归纳为“高、远、多”。

高,遥感影像从高空对地面目标进行观测,所受的遮蔽少,视野开阔,观测范围大,鸟瞰全局,从而使遥感影像更加完备而全面的实现地面观测。

远,遥感技术能够不直接接触被测物体,远距离的获取地物的几何与物理信息,对目标地物及其所处的环境不造成干扰,使得获得的数据更加客观可靠。

多,包括多点位、多谱段、多时相、多高度的遥感影像和“多次增强”的遥感信息。

总的来说,遥感技术应用于环境资源中,可以为用户提供时空连续性的区域性同步信息。这些信息具有综合性、系统性与同时性,而这也恰恰是遥感技术区别于其他技术,在资源环境中的应用所具有的优越性。

2.3遥感技术在资源环境中的发展趋势

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。遥感技术在资源环境中的应用主要呈现以下五个大的发展的趋势:

2.3.1 遥感影像获取技术蓬勃发展

2.3.2 数据处理系统呈现高速性、大容量性和高精度性的特点

2.3.3 4S技术(GIS、GPS、RS、ES)技术呈现集成化、一体化的发展趋势

2.3.4 遥感信息模型与遥感信息处理方法的逐步发展完善

2.3.5 国家环境资源信息系统以及环境遥感应用系统的建立

可以预见的是,遥感技术在资源环境中的应用在未来的发展中,功能模块集成化、技术科学化、数据处理智能化、检测科学化等特点将更加明显。随着遥感技术以及相关学科的发展,在未来的生产生活中,遥感技术必将更加深入而广泛地应用于资源环境资料的获取与处理,以其独特的优越于生产生活。

3 遥感技术在气象学中的应用

3.1遥感技术应用于气象学的优越性与局限性

大气遥感作为遥感技术数十年间发展最为迅速的新兴学科,在大气科学中一直发挥着重要作用,是现今气象学的支柱学科之一。随着气象学的研究与发展,气象学对全球范围以及区域范围的大气特征的观测越来越强调其时空连续性。且由于气象学研究的主要对象无法直接接触,或直接接触难度大,遥感技术作为一种不直接接触被测物体,即可获得其物理几何特性的观测技术,显示出了其独特的魅力。另一方面大气物理学、近代电磁学、计算机及其相关学科的发展,传感器等硬件O施的完善,都进一步地推动了遥感技术在气象学中应用的深度与广度。

大气遥感是利用遥感器传感器所监测到的监测大气结构、状态及变化,不需要直接接触目标而进行区域性的跟踪测量,能够快速地进行污染源的定点定位,从而获得全面的综合信息得一门遥感技术。安置在遥感平台上的传感器通过对大气光谱特性的观测,可以将无法由遥感手段直接得到的各气体成分以及其他的各个物理量判读出来。遥感技术所用的探测波段广,可以根据不同大气成分的电磁波谱特性,选用合适的波段进行监测。同时,由于遥感平台上所搭载的传感器对于各种波谱的探测宽度与灵敏性远高于人眼,故可以探测到人眼无法识别的对象。遥感测量获得的原始影像能够给气象学研究提供更多的原始数据,而遥感影像的后续处理则能将所获取的大量数据转化成有益于气象研究的信息。

然而,受限于当前遥感技术的发展水平以及软硬件设备的技术条件,遥感应用于气象学中所获得的卫星云图分辨率有限,同时由于除观测对象外其他大气成分干扰,摄取的影响将会产生这样或那样的为误差,严重的影响测量精度,降低了遥感影像所获取的气象学资料的可靠性。

3.2遥感技术应用于气象学的几个实例

3.2.1有害气体的监测

有害气体通常指人为或自然条件下产生的二氧化硫、氟化物、乙烯、烟雾等对生物有机体有害的气体。但用遥感技术对大气中的某一成分进行观测时,我们往往不能直接对其进行观测。但是,@并不意味着遥感技术不适用于该类观测。我们可以利用所观测成分特定的电磁光谱特性间接地监测该成分的分布以及变化情况;或者我们可以通过观察这些不易直接观测的成分对其他地物的影响,以达到对目标成分追踪观测的目的。比如地表硫化面,酸雨对植物的腐蚀情况等等。

3.2.2城市热岛效应监测

城市热岛效应是城市中的空气温度高于城市周围郊区的温度,故形成了从城市流向郊区的一种环流。与有害气体监测相类似,城市热岛效应监测同样采用了间接监测的手段。我们知道到,植被覆盖率与植被覆盖种类和城市热岛效应的影响范围存在很强的相关性。通过比对城郊的植被变化,就可以得到城市热岛到效应的影响范围。当然,我们也可以通过直接比较不同时相的遥感热红外影像直接得到城市热岛效应的日/年变化规律。

4 遥感技术应用的一般流程总结

遥感技术应用的一般流程:

随着遥感技术应用领域的日益广阔,各个学科与遥感技术的联系逐渐加强,遥感技术的规范化、流程化成了大势所趋。如何建立一个普遍适用的大体操作流程,成了我们现在急需解决的问题,笔者根据平时所学以及汇总众多的资料,现提出自己的观点。

4.1利用遥感平台上的传感器对目标地物进行观测,实现数据的获取与输入。

4.2采集光谱特征,并依照光谱特征建立模型,并对模型进行评估,以此作为是否重建模型的依据。

4.3利用所建立的模型对采集到的数据进行处理,可分为三个流程:(1)建立数据处理流程;(2)选择各个环节所采用的数据处理方法;(3)输入所需处理数据并配置相关参数。

4.4获取处理后的数据,并对数据进行后续处理。

5 存在的问题及展望

5.1存在的问题

遥感技术经过数十年的发展,已经成为一个十分完善的学科体系,应用于生产生活的方方面面。然而,在现阶段的技术条件的限制下,遥感技术仍然需要面对一些技术上的挑战。

首先是遥感技术发展的过程中,尺度与角度的问题。由于用不同空间分辨率获取的图像间没有简单的平均或平分对关系。[16]传感器的分辨率与地物的辐射值并不满足线性相关。同时,由于传感器所接收到的辐射信号具有多源性和多时性,这就给数据的几何配准带来了不便。另一方面,虽然随着人工智能与计算机图形学技术的发展,遥感信息的提取效率越来越高。然而由于技术条件以及软硬件条件的限制,遥感信息的自动提取仍然是我们急需解决的问题。最后,随着时间维度的加入,遥感数据变得异常复杂。如何实现对四维数据进行同化,是我们不得不面对的问题。

5.2 对遥感未来的展望

遥感技术方兴未艾,即使是发展到现在,仍然有着巨大的发展潜力。无论是空间探测技术的进步,还是传感器的更新换代,都将极大地促进遥感技术的发展与繁荣。展望未来,我们可以发现遥感技术将呈现以下几个特点:

5.21随着传感器的更新换代以及遥感技术更高精度的要求,卫星遥感将呈现高分辨率、高精度的发展趋势。

5.2.2随着雷达技术的发展与广泛使用,各式雷达传感器的广泛使用,遥感技术走向全天候、全时段的新阶段。

5.2.3热红外遥感技术的大力推广使得遥感技术对于与地球表面热量有关的地物及其变化的监测进入了一个新的高度。

5.2.4 4s技术的发展使得遥感技术呈现集成化一体化的趋势。

5.2.5数字地球概念的提出,使得遥感技术与其他相关学科在全球层面上实现了一体化、系统化、联系化,构成了一个有机的整体网络。

结束语

自19世纪60年代遥感诞生之日起,数十年来,遥感技术在变换检测、资源环境信息获取与处理等诸多领域一直发挥着重要的作用。当然,任何技术都不是万能的,都有其局限性。然而遥感技术尽管经过了数十年的发展,但其应用前景依旧广阔。尤其是随着深空探测技术、图像处理技术、波谱分辨技术等相关领域学科的不断发展推进,遥感技术更是展现出来前所未有的生机,笔者限于所学知识有限,无法对遥感技术进行更深层次的专业化讨论,但我们相信,遥感技术的前景一定是务必广阔的。

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遥感的特性范文2

关键词:遥感技术应用;地质找矿;矿化蚀变信息提取;地质构造信息提取;遥感地质找矿方法与工作程序

中图分类号:F407.1 文献标识码:A 文章编号:

引 言

遥感数据不仅能够直接或间接的反映物质的结构和成分,而且也可反映地表景观的综合形态特征,从而达到从宏观到微观识别地物的目的。因此,遥感技术作为一种高效宏观的地质手段越来越多的被用于解决矿产资源综合评价和研究复杂高难的综合地质问题。

近年来,随着遥感理论技术的不断深化发展,利用遥感地质解译成果,结合地物化探等资料开展地质矿产调查工作,应用成效突出,特别是在圈定成矿远景区,优选找矿靶区等方面,不仅能够充分发挥遥感地质的特点,指示性较强,节约经费、创造效益,而且使得地质研究的效率和理论水平也得到了提高。

遥感技术应用于地质找矿中的两个方面

直接应用———遥感蚀变信息的提取

围岩蚀变是指岩浆热液使围岩的结构、构造和成分发生改变的地质作用。作为成矿作用的产物,围岩蚀变的种类(组合) 与围岩成分、矿床类型有一定的内在联系,围岩蚀变的范围往往大于矿化的范围,而且不同的蚀变类型与金属矿化在空间分布上常具规律可循。因此,围岩蚀变可作为有效的找矿标志。

1.1 蚀变遥感异常找矿标志

目前,最常见的围岩蚀变有硅化、绢云母化、绿泥石化、云英岩化、矽卡岩化等。如笔者所工作过的云南大平掌铜矿区,其矿区围岩蚀变强烈,种类繁多,有硅化、黄铁矿化、绿泥石化、绢云母化、重晶石化、碳酸盐化等。其中前三种蚀变与矿化关系较为密切。

1.2 蚀变信息提取

光谱特征的产生主要是由组成物质的内部离子、基团的晶体场效应或基团的振动效果引起的,具有稳定化学组分和物理结构的岩石矿物具有稳定的本征光谱吸收特征,利用其具有鉴定意义的特征谱带可以进行矿物识别。

目前,此种方法被广泛应用于地质找矿勘查工作中,通过对野外蚀变岩石进行光谱曲线测量,形成具有针对性的实测蚀变岩石波谱库,根据其波谱特征,选择合适的遥感数据进行蚀变信息提取工作,从而为找矿工作提供相应的分析数据。如笔者曾在云南省大勐龙一带及大平掌工作区利用不同的遥感数据源开展了蚀变信息提取工作,成果显示其蚀变信息组合展布形态与热液型矿床分布区域套合情况较好,且根据统计情况分析来看,面积较小的蚀变信息组合地段往往更具有找矿意义。

2、间接应用——成矿地质体信息的提取

2.1 地质构造信息的提取

矿产资源的分布无论是空间上还是时间上都与一定的地质构造事件相关,因此,在遥感工作中,往往将构造信息的提取作为重中之重。特别是提取与成矿作用相关的断裂、节理、推覆体等线性构造及与中酸性岩体、火山盆地、火山机构、深部岩浆、热液活动相关的环形构造。

采用人工目视解译法开展遥感地质构造信息提取工作,在解译中应有层次性,从宏观到微观,从整体到局部,从已知到未知的开展工作。如在镇康芦子园地区,笔者曾对工作区地质构造进行了重点解译:区域上该地区影像上表现为一复式背斜构造,西翼影像特征明显,东翼被北东向构造破坏,影像表现较为隐晦,解译情况与地质认识基本相同;另外,在该背斜核部发育有多条空间延展性较好的北东向及北西向断裂,因应力作用,断裂旁侧发育有许多张性小断裂;整体来说,区内线性体的展布情况具有似等距的特点。根据以上对地质构造的层层剖析,认为要在该区进一步开展找矿工作,应对北东向和北西向线性体进行重点剖析,深化其成矿地质背景认识。

2.2 矿床矿源层信息的提取

矿床形成以后,地质环境的变迁会使矿床某些性状发生变化,特别是地质构造事件可能造成含矿层位的偏移或错断,因此,对于遥感找矿工作而言,其另一项间接应用就是利用遥感信息对矿源层进行追索解译。

矿源层信息的提取,其实质就是开展岩性地层遥感地质解译,利用遥感影像的“色、形、纹”等特征总结矿源层的影像标志,进而追索其界线。根据以往工作情况来看,对矿源层的解译难度较高,尤其是在总结矿源层影像标志时,应根据不同的矿床成因类型建立具有针对性的标志。因此,依笔者来看,矿源层的形态影纹特征更具有针对性,应进行重点剖析,而色调特征应结合周围地质环境进行分析总结,以避免色调成为矿源层解译时的“伪”标志。对此笔者在以往工作中深有感触,如砂岩地区、碳酸盐岩地区和玄武岩地层出露地段,其风化土壤在影像上表现均以红棕色为主,利用其色调特征进行解译往往难以将几种岩性进行区分,而且云南地区土壤富含铁质成分,土壤色调偏红,因此,利用色调在云南地区开展岩性地层解译具有局限性,易造成标志假象。

二、遥感地质找矿的程序

遥感地质找矿的实践表明,遥感影像具有宏观性、客观性、多时相性等特点,能直观、快速、准确的提取地质体信息。因此,在实际工作中要充分发挥遥感技术特长,根据目标任务,选择合适的遥感影像作为信息提取数据源,进行详细的地质分析解译,尽可能多地获取同地质矿产有关的信息。遥感技术应用于地质找矿的程序可大致分为以下六个方面。

遥感数据处理

遥感地质找矿工作应紧密结合地质矿产信息的提取进行,而遥感数据处理作为地质矿产信息提取的必要手段,贯穿在整个信息提取过程中,包含各种数据的预处理、影像增强、变换等模型方法。为了使数据处理更有效,应采用符合工作区实际地质地貌特征的图像处理方法模型。

遥感影像图与地质图的结合

通过对遥感数据处理,使得遥感影像图与地质图具有相同的地图投影坐标系统,并与地质图相套合,该影像是工作区遥感概貌与地质图相互对应的直观缩影,是地质解译和成矿预测的基础图件。

3、遥感地质构造分析

遥感地质构造解译分析是遥感地质找矿的重要环节,不同的工作任务和精度要求,对遥感地质构造解译的具体要求也有所不同,但都应当着重于对区域矿产、矿床、矿体起直接或间接控制作用的断裂构造进行分析,包括构造的组合关系以及控岩控矿构造的影像特征研究,特别是注意分析隐伏的或深部控矿构造,建立区域性的成矿构造影像标志,进行类比,并发现新的控岩、控矿断裂构造或成矿有利的构造部位。遥感地质构造分析,还需要与地球物理场的研究相结合, 尤其在区域构造的影像特征研究中,物探资料是遥感构造解译不可缺少的,其对于所解译的断裂构造展布方向、规模大小、力学性质等能够进行较好的辅证。

岩浆岩的遥感地质解释

对于寻找内生矿床,尤其是同岩浆岩密切相关的矿产,岩浆岩的解译是遥感地质找矿工作的重要手段之一,其是在了解区内火山岩及侵入岩的分布、岩浆岩与构造对已知矿产的控矿规律基础上进行的。对于岩浆岩的解译主要是通过建立的遥感解译标志,解译出岩浆岩在空间的分布、形态特征及不同期次岩浆岩、围岩蚀变现象等。解译过程中,对那些与岩浆岩有关的环形影像的研究是十分重要的。

根据岩浆岩的产出深度,其与环形影像的解译内容可分为两种情况:与侵入岩体有关的环形影像,要区分不同特征类型的影像色调、形态、结构、边界清晰程度以及环形影像中线性影像的表现形式;与火山岩和次火山岩有关的环形影像, 除区分不同类型的影像色调、形态、结构等特征外,还应注意环形影像中的色彩异常环形影像与线性影像的交接复合部位的色彩异常区。通过各种资料的综合分析,配合实地调查,确定色彩异常区的找矿意义,从而提取出与矿化有关的影像信息。

矿产信息的综合解译分析

遥感图像上矿产信息的综合解译分析, 是遥感地质找矿的中心环节。对矿产信息的综合分析可以从控矿构造、控矿地层岩性和矿化蚀变带的色彩信息等三个方面进行。

5.1 控矿构造

控矿构造的解译,首先要分析工作区内成矿区带与区域构造的关系,主要矿田或矿化集中区受断裂构造或褶皱构造控制的特征,以及主要矿床及矿体的构造分布特征,从中确定控矿构造的级别、先后次序以及构造的性质、规模和对矿体的改造与破坏程度,进而总结出构造控矿的基本特征,如云南大平掌铜矿区及发育两组构造,分别为北西向和北东向,其中北西向构造为先期构造、规模较大,并控制着矿体的分布,在遥感影像上影像特征较为模糊;而北东向构造多为后期构造,在影像上清晰可见,但为一组破矿构造,在遥感解译时须予以重视。

5.2 控矿地层岩性的影像标志的的确立

控矿地层岩性的影像标志的确立,应根据已知资料划分出含矿地层,查明含矿的主要岩性,包括赋矿岩石的产状及其相变关系,含矿侵入体的岩石类型及岩性特征、矿石的品位等。对具有某些色彩异常的围岩,要确定其性质及意义。

建立含矿地层的遥感影像标志,除根据岩石程度以及覆盖程度确定其直接的或间接的影像标志外,还应确定含矿地层的影像标志层以进行类比。如大平掌铜矿区赋矿层位主要是上泥盆统-下石炭统大凹子组(DCd),其为一套深海相细碧角斑岩建造,同周围三叠系、侏罗系碎屑岩、碳酸盐岩影像特征差异均较大,通过建立该岩性的遥感影像解译标志,可最大限度提取区内的矿源层信息。

5.3 蚀变矿化地段信息的解译分析

矿化蚀变地段信息的解译,多采用计算机自动提取和人工目视解译相合的方法;计算机自动提取主要通过建立与工作区内地质地貌景观相符合的数学模型来进行自动提取,目前矿化蚀变异常提取较为成熟的方法主要有:基于代数运算(PC)的蚀变异常提取;基于主成分分析(PCA)的蚀变异常提取;基于光谱角法(SAM)的蚀变异常提取;如采用ETM(1、3、4、5)波段进行主成份分析,提取铁染蚀变信息,采用ETM(1、4、5、7)波段进行主成份分析,提取羟基蚀变信息。人工目视解译主要针对模型自动提取的蚀变异常进行筛选。在矿化集中地段内遥感数据既采集到了与成矿作用有关的构造、矿源层、围岩蚀变等信息外,还采集到了包括与矿化无关的岩石、植被和第四系等信息。因此,解析蚀变矿化地段信息解译成果,将矿化蚀变信息与非矿化蚀变信息有效区分是矿产信息解译的关键所在。一般的,在实际工作中主要是利用已知的地质、化探异常等资料,对蚀变异常进行初步筛选分析,然后配合野外地质验证,进一步去除假异常(非矿致异常),为后期的找矿评价提供蚀变异常方面信息。

6、野外地质调查及找矿靶区优选

野外地质调查的对象主要是工作区内典型矿床或矿化点提取的矿化蚀变异常或蚀变晕圈分布地段;有已知分散流或次生晕化探组合异常与蚀变晕圈叠合的地段;解译确定的主要控矿构造与主要含矿层位和含矿岩体的矿化有利部位等,调查的重点应是矿化蚀变地段及近矿围岩和矿床的含矿性。根据遥感图像和各种资料中提取的综合地质信息包括矿产信息,结合实地调查的结果,采用综合多元信息的方法,对工作区进行遥感找矿预测,优选出找矿靶区,并提出进一步工作的建议。

展望

目前,遥感地质找矿技术作为矿产勘查的一种辅助手段已经取得了很好的成效,今后发展的趋势主要有以下几个方面:如高光谱遥感岩矿识别技术、地物化遥综合信息找矿预测、遥感植物地球化学以及遥感数据处理技术等。随着现代遥感技术的进一步发展和成熟,其未来在地质找矿方面的应用价值将会越来越受到重视和体现。

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遥感的特性范文3

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(Geographic Information System,GPS)、专家系统(Expert System,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)

遥感的特性范文4

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

中图分类号:TP7文献标识码: A 文章编号:

一、遥感技术的地质应用

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

1、航天遥感地质制图

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

2、 航空遥感地质制图

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

二、遥感技术的找矿应用

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

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

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

2、遥感技术间接找矿的应用

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

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

三、遥感找矿的发展前景

1、高光谱数据及微波遥感的应用

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

2、3S 的结合。

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

3、地物化遥的有机融合

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

4、遥感植物地球化学

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

四、结束语

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

参考文献

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

遥感的特性范文5

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。

遥感的特性范文6

关键词:遥感技术 生态环境 监测

随着全球环境问题日益突出,环境灾害与环境事故频发,卫星遥感技术在环境监测与管理中得到大量应用,在环境保护中发挥的作用受到国际社会的高度重视。美国、日本及欧洲的一些国家近年来都在大力发展环境遥感监测技术。目前在轨运行的和计划发展的国内外卫星传感器提供数据的空间分辨率已从公里级发展到亚米级,重复观测频率从月周期发展到几小时,光谱波段跨越了可见光、红外到微波,光谱分辨率从多波段发展到超光谱,遥感数据获取技术正走向实时化和精确化,卫星遥感应用正在向定量化和业务化快速发展[1]。当前,我国环境监测任务十分繁重,特别是对基于卫星遥感技术的环境遥感监测有着迫切需求。

1、遥感技术简介

遥感技术(RemoteSensing,简称RS)是在现代物理学、空间技术、计算机技术、数学方法和地球科学理论的基础上建立和发展起来的边缘科学,是一门先进的、实用的探测技术,目前正进入一个能快速、及时提供多种对地观测及测量数据的新阶段。按遥感平台的高度大体上可分为航天遥感、航空遥感和地面遥感,按所利用的电磁波的光谱段分类可分为可见反射红外遥感,热红外遥感、微波遥感3种类型,按研究对象可分为资源遥感与环境遥感两大类。随着热红外成像、机载多极化合成孔径雷达和高分辨力表层穿透雷达和星载合成孔径雷达技术日益成熟,遥感波谱域从最早的可见光向近红外、短波红外、热红外、微波方向发展。波谱域的扩展将进一步适应各种物质反射、辐射波谱的特征峰值波长的宽域分布。高光谱遥感的发展,使得遥感波段宽度从早期的0.4μm(黑白摄影)、0.1μm多光谱扫描)到5nm(成像光谱仪),遥感器波段宽度窄化,针对性更强,可突出特定地物反射峰值波长的微小差异;同时,成像光谱仪等的应用,提高了地物光谱分辨力,有利于区别各类物质在不同波段的光谱响应特性。

2、环境遥感基础工作的应用技术

水环境遥感监测方面,初步开展了水环境可遥感指标体系研究,对叶绿素a悬浮物有色可溶性有机物溶解性有机碳水面温度透明度等监测指标的光谱特征和规律进行了研究;初步开展了环境一号卫星在水环境领域中的应用潜力分析研究;初步开展了水环境指标(如叶绿素a悬浮物水温)遥感反演与信息提取的技术流程研究大气环境遥感监测方面,初步开展了大气可遥感指标体系研究,对气溶胶悬浮颗粒物O3,SO2,NO2,CO2,CH4等监测指标的光谱特征和规律进行了研究;初步开展了环境一号卫星在大气环境领域中的应用潜力分析研究以及大气环境指标(如气溶胶光学厚度)遥感反演与信息提取的技术流程研究[2]。

2.1 可见光、反射红外遥感技术

用可见光和反射红外遥感器进行物体识别和分析的原理是基于每一物体的光谱反射率不同来获得有关目标物的信息。该类技术可以监测大气污染、温室效应、水质污染、固体废弃物污染、热污染等,是比较成熟的遥感技术,目前国际上的商业和非商业卫星遥感器多属此类。该类遥感技术用于环境污染监测,目前主要是要提高传感器多个谱段信息源的复合,发展图像处理技术和信息提取方法,提高识别污染物的能力。重点发展其在大气污染、温室效应、水质污染、固体废弃物污染、热污染等监测中的应用。

2.2 热红外遥感技术

自然界中的所有物质,无论白天或夜间,都以一定波长向外辐射能量。在热红外遥感中,所有被观测的电磁波的辐射源都是目标物。目前红外探测器所使用的电磁波段,主要有3~5μm和8~14μm两个波段,对地表常温物体的探测通常使用8~14μm波段。热红外遥感主要探测目标物的辐射特性(发射率和温度),鉴别出物质材料的类型,评价出各种现象根据热辐射特征。

2.3 高光谱遥感技术

高光谱遥感技术的发展是人类在对地观测方面所取得的重大技术突破之一,是21世纪的遥感前沿技术。高光谱遥感数据的特点高光谱分辨率和高空间分辨率,它将传统的图像维与光谱维信息融合为一体,在获取地表空间图像的同时,得到每个地物的连续光谱信息,从而实现依据地物光谱特征的地物成份信息反演及地物识别,因此在环境污染物监测中发挥主要作用。

3、遥感技术在生态环境监测与保护中的应用

我国的生态环境日益恶化,因此,如何在保护和改善生态环境的前提下发展生产已经提到了决策者们的议事日程上来。建立生态监测信息系统已经成为当务之急。这样的生态监测系统集生态环境信息管理、数据库管理、生态环境各要素的实时监测、时间和空间查询分析等多功能为一体,可满足实时动态、分时段监测、查询和分析的要求[3]。

目前,环境污染已成为一些国家的突出问题,利用遥感技术可以快速、大面积监测水污染、大气污染和土地污染以及各种污染导致的破坏和影响。近些年来,我国利用航空遥感进行了多次环境监测的应用试验,对沈阳等多个城市的环境质量和污染程度进行了分析和评价,包括城市热岛、烟雾扩散、水源污染、绿色植物覆盖指数以及交通量等的监测,都取得了重要成果。国家海洋局组织的在渤海湾海面油溢航空遥感实验中,发现某国商船在大沽锚地违章排污事件,以及其它违章排污船20艘,并作了及时处理,在国内外产生了较大影响。随着遥感技术在环境保护领域中的广泛应用,一门新的科学——环境遥感诞生了。

4、结语

总之,多种对地观测系统的发展,尤其是雷达遥感成倍地提高了信息的覆盖频率,从而大大增强了对资源环境的动态监测能力。随着科学技术的进一步发展,各项新技术不断地交叉融合,将使人们认识自然、改造自然的能力得到极大的提高。

参考文献

[1]聂洪峰,杨金中等.矿产资源开发遥感监测技术问题域对策研究[J].国土资源与遥感,2007.10(4):11~13.