卫星遥感技术的特点范例6篇

卫星遥感技术的特点

卫星遥感技术的特点范文1

东莞横沥六甲村的200多亩荒地在2008年10月底突然被铺上了一层绿网,连路边一些堆放废石头的地方和没有经过批准的违章建筑上,也都覆盖了这层价值十几万元的绿网。目的何在?答曰躲避遥感卫星监测,让卫星图片上显示出貌似绿地的景观。这条消息一时间在网上传得沸沸扬扬,大家都在怀疑是不是有更多的违章建筑、违法用地被盖上了“绿被”。卫星遥感真的这样好骗吗?事实上,随着卫星遥感技术的不断发展,以及解译手段的提升,上述的作弊手段一攻就破。

从定性到定量的飞跃

国土资源系统是最早一批使用卫星遥感影像的用户,国土资源部信息化工作办公室副主任李晓波告诉记者,目前卫星遥感数据主要应用在国土资源工作的三个方面: 一是土地监管,查处违章违法用地; 二是矿产资源管理,包括对露天采矿等违规行为的监控; 第三就是对地质灾害的监测,比如地震后的基础地质背景、环境地质情况、地质灾害分布等。随着卫星遥感影像分辨率的逐渐提高,对业务的支撑能力得到了很大提升。

卫星遥感影像分辨率的提高使它的应用从定性上升到了定量,在某些行业应用上具备了一些其他手段不可替代的管理功能。

北京天目创新科技有限公司(以下简称天目创新公司)总裁程晓阳介绍说,“遥感影像应用已经深入到了业务管理这个层面,用遥感手段进行定量分析,能够给出非常客观的数据,比如当测定一个地区的绿化率时,分辨率达到0.61米的卫星遥感影像已经可以精确到对一颗树冠的辨别了,由此甚至可以计算出一个区域内有多少棵树。” 在一些遥感影像应用基础好的行业和部门,例如国土资源和农业部门,利用卫星遥感影像和航空影像,管理工作能够得到从定性到定量的提升。

在农业方面,用稻麦产量和品质形成的计算机农学模型对卫星遥感的数据进行分析,就可以获得预测结果,其精度也已经能够满足生产应用需求。2008年12月,中国“遥感卫星四号”发射成功,其主要作用之一就是负责中国农作物的品质与产量监测数据的采集。只要在电脑上用鼠标轻轻一点,根据卫星遥感图上的不同色彩,就可以判断出农田里小麦的品质状况、主要成分的含量等信息。应用卫星遥感测报技术,在小麦拔节期之前,还可重点监测苗情及病虫害等生长环境信息; 在开花期后,则重点监测预报成分含量及产量。

天目创新公司是美国DigitalGlobe公司快鸟卫星影像数据的中国独家总,从1999年成立至今,已经有10年历史,据程晓阳介绍,公司第一年全年的销售收入仅120万元,当时很少有人了解卫星遥感; 到了第5年销售收入达到1千万元,而去年则上升到1个多亿,全年处理了1000多个合同订单,覆盖了10多个行业。

这10年销售额100倍的增长从一个侧面反映出了卫星遥感影像的应用拓展。

多年的业务发展,让程晓阳感受到,卫星遥感影像只有和行业应用相结合,才能上升为真正的服务型产品,而不仅仅是原材料。服务的提升可以进一步加速卫星遥感影像的应用,只要这个市场足够大,就能将单位价格降低到更多用户可接受的程度,由此形成良性循环,促进更多卫星遥感增值产品的开发和应用。

据了解,卫星遥感数据的价格呈现出逐年下降的趋势,某些城市用同样的经费,以前一年只够做一次数据获取,现在可以做两次,分辨率还比以前有所提高。据程晓阳介绍,目前高分辨率的遥感图像价格大约在每平方公里200元左右,中分辨率的在10~50元之间,而低分辨率的低至每平方公里10元左右。

向新行业渗透

“没准过些年,连卖保险的业务员都会拿着一幅卫星遥感图像,显示着你居住的区域,根据该地属性和周边有无污染源,建议你应该买什么样的保险了。”程晓阳描绘了这样的远景。近年来,卫星遥感图像已经以迅猛的速度进入普通公众的生活。

以天目创新公司为例,它从去年开始跟搜狐网站合作,尝试一种新商业模式。“把灾区的影像放在网上,加上一些标注点,让大家可以在搜狐网去了解灾后的情况; 奥运期间,奥运场馆的影像都放在上面了,公众还能比较方便地通过搜狐去查找他感兴趣的奥运场馆位置和公交换乘点信息。天目创新的这些服务都是对网站收费的。”程晓阳说: “天目创新正从卫星数据提供商转变为服务提供商,这是公司未来业务的一个主要增长点。目前虽然传统业务占公司销售额的90%以上,但是今年我们投入了三分之一的人员从事新业务开发。”

程晓阳说,“图享受”网站将是天目创新重点培育的影像服务品牌,它以高分辨率卫星影像为基础,利用先进的技术为公众用户提供服务,为专业用户提供解决方案服务品牌。同时为各种面向公众的位置服务提供接入,如: 门户网站、搜索引擎、专题网站、电子政务等。“图享受”凭借强大的影像和地图资源,具有可扩展的系统架构,完全适用于不同领域的跨平台网络应用。例如在全球中低分辨率的海量卫星影像的基础上,该网站的全国300个城市区域均为高分辨率卫星影像,并通过独特的压缩和无缝拼接技术,方便用户快速浏览和调用。“现在已开通北京、上海、天津和广州四个城市,例如北京市的覆盖面积达到2567平方公里,分辨率可以达到0.6米。”

除了互联网外,程晓阳认为还有一个新应用是在工程建设领域。“中国很多企业在国外开展工程,由于不便到国外去做实际的航飞测绘,因此在开展工程之前,这些企业会在国内通过卫星遥感手段得到当地的一些数据资源,了解地形和周围基础建设,这对于设计控制和工作量的估算等都有很大的帮助。”

采访中记者了解到,在房地产行业,开发商通过高分辨率遥感影像对土地地理位置、交通状况、商业潜力、周边环境等因素的分析,来决定是否投资这块土地,并合理地估算土地成本。更进一步,甚至还可以清晰分辨出该地块范围内的拆迁情况,土地是否平整,地块面积、形状适合做怎样的规划等,以降低项目风险。

在上海洋山深水港的建设中,也是每三个月利用遥感手段检测一次,查看30公里以下的海里的工程建设情况。

记者走访中石油相关部门时也了解到,在石油、天然气行业,遥感影像数据可以帮助管理设施和管线,“利用遥感技术进行油气勘探,不仅形象直观,具有宏观性,而且能在较大区域内进行研究,比较适用于早期的油气资源调查。”

期待国产

遥感卫星的崛起

记者在采访中也遗憾地发现,目前在国内市场上,高分辨率的卫星遥感影像被国外的卫星数据商以绝对优势占据。国际主流遥感卫星包括QuickBird、IKONOS、ALOS、SPOT、P6、LANDSAT等。在中国市场上,快鸟1米以下分辨率的卫星影像以其极高的分辨率和较好的性价比已被广大遥感用户认可。在2008年,全国1米以下分辨率的卫星图像有70%以上是快鸟数据提供的。继快鸟和WorldView-1之后, DigitalGlobe公司的第三代商业遥感卫星WorldView-2即将于2009年第三季度投入使用, WorldView-2除了采集分辨率为46cm的全色影像,还将采集到八波段多光谱影像,可以最为真实地展示地球的本色。目前,除去西部沙漠地区和一些经济欠发达没有卫星遥感需求的地区外,美国DigitalGlobe公司通过快鸟和WorldView-1两个遥感卫星,已经覆盖了中国70%的国土面积。

目前, 国产数据的中、低分辨率遥感影像性价比很高,有的甚至可供用户免费使用。例如环境一号卫星、中巴资源卫星等在2米~20米分辨率的市场上就非常占优势,但0.5米到1米这个区间的遥感影像国产卫星估计还需要5到10年的赶超时间。

卫星遥感技术是一项应用广泛的高科技,是衡量一个国家科技发展水平的重要尺度。现在不论是西方发达国家还是亚太地区的发展中国家,都十分重视发展这项技术,寄希望于卫星遥感技术能够给国家经济建设的飞跃提供强大的推动力和可靠的战略决策依据。

国内相关专业人士就曾指出,中国卫星遥感影像市场是非常大的,像北京、上海和广州等城市几乎每年会都做2到3次遥感卫星影像更新工作,西南、西北等欠发达地区也正在开始尝试使用卫星遥感影像。面对这样广阔的市场,国产卫星遥感产业需要加速壮大,否则就会让我国的行业应用处于相对被动的局面。

北京市信息资源管理中心主任彭凯告诉记者: “我们使用的是北京一号小卫星的数据,3~5天就可以重访一次。如果使用国外的卫星数据,时间上可能得不到保障,再加上卫星数据存储器的容量有限,当飞到别的国家上空时存储了一定的用户数据后,有可能在北京上空时就已经存不下更新的数据了。如果利用国产卫星,这方面就有了更大的自,能够优先满足本国用户需求。”

在汶川大地震发生后,美国军用卫星“锁眼12号”提供的紫坪铺水坝的0.1米拷屏影像,分辨率为0.1到0.15米,比起中国卫星2~3米的分辨率,“锁眼12号”的影像能看清大坝上小的裂缝。中国卫星遥感数据虽然也得到了充分的运用,但还是暴露出了一些问题。两院院士李德仁坦言: “这些问题在抗震救灾期间集中暴露出来,包括航空遥感数据获取不及时; 卫星遥感数据的空间分辨率不高; 卫星遥感数据的时间分辨率不高; 无地面控制的集合定位精度低; 影像质量差导致目标解译困难。”

李德仁表示,未来中国应该致力于建立航空遥感应急响应系统以及空天地一体化的对地观测网格; 提高航空、航天传感器的定规定姿精度和成像质量; 研发快速、智能和自动化数据处理的方法。

事实上,高分辨率对地观测系统,被列入《国家科学技术中长期规划纲要(2006~2020)》中确定的重大专项之一,高分辨率对地观测系统的内容和目标分别是: 重点发展基于卫星、飞机和平流层飞艇的高分辨率先进观测系统; 形成时空协调、全天候、全天时的对地观测系统; 建立对地观测数据中心等地面支撑和运行系统,提高我国空间数据自给率,形成空间信息产业链。

李晓波告诉记者: “国土资源部是中国最大的遥感用户,我们将逐步转向使用国产卫星遥感数据,推动国产卫星数据应用是国土资源部义不容辞的责任。”

“国产卫星本身可以提供非常好的数据源,而且价格低。我们做应用平台的时候,也是把国产卫星作为主要的数据源之一,构筑一个多元的、多比例尺的数据库。”程晓阳介绍说,“市场上非常期待国产卫星遥感技术的发展,只要国产卫星遥感的数据质量、服务等达到用户要求,我们就能利用已有的销售网络,把它们逐步充实到行业应用中。

小知识

卫星遥感技术的特点范文2

关键词:多源;遥感影像;融合;土地利用

中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)34-8328-02

近年来,遥感技术成几何增长发展,光学、热红外等各类卫星传感器在对地观测方面得到了广泛的应用,同一地区获取的多光谱、多时相、多分辨率卫星遥感影像数据越来越多,我们将这一类的数据统称为多源卫星遥感影像数据。多源卫星遥感影像数据相对于单一的遥感卫星数据来说提供了互补、冗余和合作等特性。

利用卫星遥感影像进行土地利用动态监测已经应用的越来越广泛,其研究主要包括:土地利用动态变化监测,解决土地利用变化率、变化的地点及其变化空间的范围,还有环境等对土地利用变化的影响等。常规的技术方法有:采用空间分辨率和时间分辨率不同的卫星遥感数据,获取土地利用变化的时间序列和空间范围等数据,与此同时借以非遥感数据的辅助,比如地面调查数据和统计数据等进行综合分析。

20世纪末,多源遥感影像融合的应用发展,对进一步测量土地利用的动态变化已成为全球遥感界主要研究课题之一。单一传感器的遥感资料由于各种条件的限制,已经难以满足对区域土地利用动态变化监测的需求,利用影像融合技术将来自不同传感器的影像信息融合后产生新的影像已成为一种趋势。

1 多源卫星数据

1.1航空遥感

先进的航拍遥感技术主要利用无人机。无人驾驶飞机 (Unmanned aerial vehicle),是一种可控制、能携带多种任务设备、执行多种任务,并能重复使用的无人驾驶航空器。自控的微型无人驾驶飞机携带专业的数码相机,能够构建成区别于传统航空遥感的“微型航空遥感系统”,与传统的卫星遥感相比具有更高的机动灵活性,并可在云层下飞行,有效的避免了云的影响,增强了遥感影像的时效性,不受重访周期的限制,同期能够获取高空间分辨率的遥感影像;无人机的这有优点越来越受到研究者的青睐,应用方面也具有广阔的前景。

徐丽华等人以宁波象山县泗洲头镇东联村为例,通过无人机进行遥感航拍,结合研究区及周边地区的地形图,利用遥感专题信息提取技术对东联村进行用地类型现状提取;并通过实地调查研究,进行其新农村的规划,从而论证无人机航拍技术在新农村规划方面应用的可行性和实效性。

1.2 Landsat系列卫星

利用陆地卫星Landsat所得到的TM等遥感图像进行土地利用现状调查编制土地利用现状遥感解译图结合地理信息系统技术进行土地利用动态监测是以地图的形式全面地系统地反映土地利用状况及其分布规律的一种有效工具。

TM影像总共有七个波段, 这七个波段的信息考虑了不同地物的光谱特征及大气影响,所以这些波段的选择过程和结果本身就是对影像的一种优化。在现实应用中,应该根据具体的研究对象特征确定分类的波段和分类的数目。以往的研究表明, 除了第6波段外,其它波段反映的地表光谱信息量最丰富。所以以多时相的TM数据为主要信息源并结合其他资料开展城市土地利用变化遥感监测研究具有一定的科学意义和应用前景。

1.3 SPOT系列卫星

SPOT-5卫星于2002年5月发射升空。与前几颗卫星相比, SPOT-5在性能上做了巨大的改进, 能够为研究者提供了更为丰富、可靠、动态的地表信息资源。SPOT-5卫星遥感影像的空间分辨率最高为2. 5m,其传感器能够完成前后模式实时获取立体影像;它在运营性能、数据的存储和传输等方面也都有了显著的提高。

经处理后的SPOT卫星遥感影像能满足土地利用动态变化监测的需求。利用SPOT卫星遥感影像数据,经过数据的几何校正、影像增强和预分类等处理,结合统计数据和实地的抽样调查,可以在综合分析实地调查资料的基础上,准确的获取研究区内的卫星遥感影像解译标志。然后根据对卫星遥感影像的计算机自动解译,能确定土地利用的类型。利用遥感影像资料结合GIS技术进行土地利用调查,可以建立一套完善的数字化地理信息基础资料,为合理利用土地资源,土地利用规划修编等政府决策提供可靠的依据。

1.4 雷达遥感

成像雷达遥感全天候全天时工作和穿透一些地物的特点是其它光学成像遥感所无法相比的。目前,雷达遥感在很多领域得到极其广泛的应用。

黄明祥等针对热点雷达数据ERS-2,以地处云量较多的杭州湾海涂围垦区为研究样区,经过几何校正,影像的配准,假彩色合成等影像预处理过程,对实验区进行分区后,针对不同子区的农业土地利用类型,分别采用非监督分类和BP神经网络分类进行农业土地利用分类。研究结果表明SAR遥感数据可以替代多光谱遥感数据实现土地利用调查。

当然SAR遥感监测技术的应用主要针对的是那些难以获得卫星遥感数据的地区。经过调查统计,在农作物生长季,我国北方多光谱遥感数据的有效利用率仅为3%-5%,而在南方这个比率则更低仅仅只有1%-3%,但是当SAR 以其全天时,全天候的成像并对某些地物的穿透探测时,SAR在对地观测领域具有独特的优势,其获取数据有效率高达100%,因此可以说SAR是对时效要求高的农业,林业等资源调查监测应用的最佳选择。

2 多源遥感卫星数据的融合

2.1多源遥感影像融合的类型

2.1.1 同一传感器不同分辨率的遥感影像数据的融合

徐志红,盛乐山等选择法国SPOT-5的 2.5米全色卫星影像数据和10米的多光谱卫星影像数据,通过采用影像融合的方法,利用影像的纹理和光谱响应等特征,结合土地利用现状矢量图库完成土地利用现状的调查。

2.1.2 不同传感器的遥感影像数据的融合

许兆军,胡娟等采用2002年和2003年SPOT 及ETM+数据在专业遥感软件的辅助下利用多源遥感数据融合技术进行土地利用变化信息提取并对变化信息进行野外调查核实 节省了外业查找变化地块时间提高工作效率保证调查结果的可靠性 为今后开展土地变更调查提供了一种新的方法。

2.2多源遥感影像融合的过程

多源遥感影像融合的过程一般分为2个过程:数据预处理和影像融合,流程可用图1来表示。

3 遥感影像分类

3.1目视解译法

目视解译是信息社会中地学研究和遥感应用的一项基本技能。遥感技术可以实时的、准确的获取资源与环境信息,如重大自然灾害信息等,可以全方位、全天候地监测全球资源与环境的动态变化,为社会经济发展提供定性、定量与定位的信息服务。

目视解译是遥感图像解译的一种,又称目视判读,或目视判译,是遥感成像的逆过程。它指专业人员通过直接观察或借助辅助判读仪器在遥感图像上获取特定目标地物信息的过程。

3.2.计算机自动分类法

非监督分类与监督分类:

非监督分类完全按照像元的光谱特性进行统计分类,常常用于对分类区没有什么了解的情况。使用该方法时。原始图像的所有波段都参于分类运算,分类结果往往是各类像元数大体等比例。由于人为干预较少,非监督分类过程的自动化程度较高。非监督分类一般要经过以下几个步骤:初始分类、专题判别、分类合并、色彩确定、分类后处理、色彩重定义、栅格矢量转换、统计分析。

监督分类比非监督分类更多地要求用户来控制,常用于对研究区域比较了解的情况。在监督分类过程中,首先选择可以识别或者借助其它信息可以断定其类型的像元建立模板,然后基于该模板使计算机系统自动识别具有相同特性的像元。对分类结果进行评价后再对模板进行修改,多次反复后建立一个比较准确的模板,并在此基础上最终进行分类。监督分类一般要经过以下几个步骤:建立模板(训练样本)、评价模板、确定初步分类图、检验分类结果、分类后处理、分类特征统计、栅格矢量转换。

监督分类比非监督分类具有一定的优势,但是其产生的分类结果往往也会有较多的错分、漏分情况发生,从而导致了分类精度降低。

为了提高分类精度,不断有新的分类方法出现,有些方法因为程序复杂而未得到推广应用。因此,在当前的遥感技术发展的水平条件下,应该综合利用现有的多源遥感数据,并结合GIS技术,尽可能的提高遥感数据分类精度。在获取了土地利用变化的信息后,在通过统计分析或者转移矩阵分析等,才能理解和认识土地利用的格局特征和演变规律。

4 讨论

多源卫星遥感数据的融合选择最优融合方法时主要是针对不同的区域或自身图像的特点来决定的。融合的关键是融合前两幅影像的精确配准以及融合方法的选择。

多源卫星遥感影像融合技术的优势表现为 :

1)可增加图像的信息利用率。

2)可提高经融合的信息的可信度和精度。

3)可增强对目标物的检测与识别能力

4)可降低投资

多源卫星遥感数据的融合尚待解决的问题是:

多光谱与多传感器、多空间下遥感影像的融合的理论框架、模型及其算法的研究,影像的性能评价标准的确定,融合理论的精度的提高,实际应用受不同时相影响以及计算机自动分类等问题,是今后卫星遥感数据融合需要努力研究的方向。

参考文献:

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[7] 亓兴兰,胡宗庆,刘健.SPOT-5全色与多光谱遥感影像融合方法比较[J].北华大学学报,2011,2(12):214-218.

[8] 邹敏,吴泉源,曲伟.SPOT - 5遥感影像自身融合方法的比较研究[J].山东师范大学学报,2007,1(22):95-98.

卫星遥感技术的特点范文3

关键词:水工环地质;应用;遥感信息;调查

中图分类号: P283 文献标识码: A 文章编号:

概述

遥感技术首先应用在资源宏观普查、动态监测上,而后才扩展到生态环境调查、环境污染监测等方面。经过多年的试验、推广和应用,遥感已成为各种自然资源调查、环境动态监测与工程应用不可缺少的地理空间信息获取、更新和分析的手段和数据库。随着空间技术的进步,遥感技术已从过去单一的遥感技术发展到包括遥感、地理信息系统和全球定位技术在内的空间信息技术的应用,其领域已深入到了国民经济、社会发展、国际安全以及人民生活的各个方面,称为水工环地质调查与灾害监测评估的重要技术支撑。

二、水工环领域遥感应用技术的发展现状

经过近30年的应用研究,遥感技术依靠传感器技术、图像处理技术及计算机技术的提高,在水工环领域的应用取得了长足的发展。遥感水文地质开始逐步形成一门独立的学科。传统的遥感水文地质着重于水文地质测绘系统中定性特征的解释和特殊标志的识别,近期的研究则扩展到应用热红外和多光谱影像进行地下水流系统内的地下水分析和管理,目前研究的重点集中到了空间补给模式、污染评价中植被、区域测图单元参数的确定和空间地下水模型中地表水文地质特征的监测。纵观国内外遥感技术在水工环领域的一些应用成果,可把近年来遥感技术的应用发展现状概括为以下几个方面:

4.1从目视解译发展到计算机辅助解译

如线性影像计算机自动判释专家系统及土地利用(分类)计算机判读模型以及机助信息提取与制图系统等。由于影像的多解性及识别系统的不完善性,虽还需要投入一定的人力工作,但已大幅提高解译工作效率。

4.2从几何形态解译到充分利用光谱信息

过去的多光谱遥感数据波段划分过少,只有几个波段,使地面波谱测试数据与图像光谱数据难以精确比较。因此,图像解译工作很少考虑地物的波谱特征,主要根据影像的色彩、色调、纹理、阴影等所形成的几何形态特征。随着机载成像光谱仪(高光谱)技术的商业运作及2000年前后的高光谱成像卫星的发射,使得用光谱信息对地物的分析更精细、更准确。

4.3出现地面温度反演技术

地面温度反演是指从热红外图像数据的辐射亮度值获得地表温度信息。反演方法主要有地表温度多通道反演法和多角度数据进行组分温度反演法等。

4.4从定性分析评价到依靠计算机数字模型模拟的定量分析评价

如遥感技术在地下水流系统应用中,根据遥感数据建立的地形、流域面积、水系密度等数据集结合气象数据建立空间补给模型。数字模型成为遥感技术实现定量评价的重要途径,而DEM/DTM是涉及地形数据计算方面不可缺少的工具。

4.5使用单一遥感信息源到多元信息拟合

目前的遥感应用技术,已不再是单一使用各种遥感数据,而是根据需要结合利用了其他信息源,如地质、地形、水文、土壤、植被、气象、岩土物理力学特征及人类活动等资料。这样,图像数据的预处理尤其重要,如几何较正、多波段数字合成、镶嵌、数据变换等,而地理信息系统(GIS)在多元信息数据管理中起着重要作用。

4.6从单一手段应用到多手段应用

近年来,遥感技术(RS)与地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)的综合应用,即“3S”技术,成为遥感技术应用的主流。GIS是数据库管理、数据图形处理、各主题图件叠加、制图的重要工具。GPS 卫星定位的基本原理是将无线电信号发射台从地面点搬到卫星上,组成一个卫星导航定位系统,应用无线电测距交会的原理,便可由 3 个以上地面已知点(控制站)交会出卫星的位置,反之利用 3 颗以上卫星的已知空间位置又可交会出地面未知点(用户接收机)的位置。用户使用 GPS 接收机在某一时刻同时接收3 颗以上的 GPS 卫星信号,测量出测站点(接收机天线中心)到 3颗以上 GPS 卫星的距离,并解算出该时刻GPS 卫星的窄间坐标,据此利用交会法解算出测站点的位置。实时动态测量的基本工作方法是,在基准站上安置l 台 GPS 接收机,对所有可见GPS 卫星进行连续的观测,并将其观测数据通过无线电传输设备实时地发送给用户观测站(流动站)。在流动站上,GPS 接收机在接收 GPS 卫星信号的同时,通过无线电接收设备,接收基准站传输的观测数据和转换参数,然后根据 GPS 相对定位的原理,即时解算出相埘基准站的基线向量,解算出基准站的 WGS-84 坐标;再通过预设的 WGS-84坐标系与地方坐标系的转换参数,实时地计算并显示出用户需要的三维坐标及精度;GPS可以对地面控制点精确定位,提高遥感数据空间精度。另外,在具体手段配合上,也出现了遥感技术与物探技术、钻探技术等相结合的新方法。

4.7数字摄影测量技术的发展

数字摄影技术的成熟,推进了制图工作的现代化,改善了基础图件的质量和成图效率,并影响着遥感技术的调查方法。该技术的产品可直接作为GIS的数据源,便于遥感与GIS一体化研究与开发。如我国自己开发的全数字摄影测量软件VIRTUOZO,具有数字化测图、自动生成DEM/DTM和等高线、生成正射影像等功能。

4.8遥感技术应用成果向着便于保存、复制、携带及传输方向发展

这意味着遥感技术应用成果的数字化。由于是数字成果,可载于多种介质上,如CD-ROM、磁带及计算机硬盘上,使携带处理更加方便。随着1998年“数字地球”计划的提出及我国国土资源部“数字国土”工程的实施,遥感应用成果数字化显得尤其必要。

三、主要遥感信息源及其发展

根据传感器类型不同,遥感图像可分为可见光摄影、红外摄影和扫描、多光谱扫描、微波雷达和成像光谱图像等。近10年来,传感器技术迅猛发展,主要表现在:①图像分辨率提高,卫星图像分辨率已达到米级。②具备立体观察功能。③应用波段数增加,机载高光谱成像仪已投入使用。如美国的AVIRIS(航空可见光/红外成像光谱仪),波谱范围0.4~2.5/l,波段数224个。CASI(袖珍航空光谱成像仪),波谱范围0.4~0.95/u,波段数72个。高光谱成像光谱仪简称成像光谱仪,也称超光谱成像仪,按其波段数目可分为高光谱成像光谱仪(波段数

四、结语

在水工环地质中对3S技术的采用,已经得到了很好验证,可以一步到位外业的测量,节省了很多不必要的中间环节,对外业工作量进行最大限度地减少,从而缩短整个测量工期,提高工作效率。同时,简化外业工序和迅速完成也可以使所有的后续专业工序更快的完成。

参考文献:

卫星遥感技术的特点范文4

关键词 遥感技术;水土保持;动态监测;流程

中图分类号 S157.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)04-0226-02

Abstract With the progress and popularization of science and technology,application scope of remote sensing technology is more and more widely,especially the application of remote sensing satellite image with high spatial resolution has been promoted.In dynamic monitoring of preventing soil erosion,planning and management of soil and water conservation,its application has become more and more perfect.The paper expounded the main features and functions of the remote sensing dynamic soil and water conservation monitoring technology,analyzed the main processes,in order to provide references.

Key words remote sensing technology;water and soil conservation;dynamic monitoring;process

遥感技术是一门新兴现代科学技术,其应用范围越来越广,尤其是对高空间分辨率的遥感卫星影像信息的应用已经进入推广化,高空间分辨率的遥感卫星影像信息在防止水土流失的动态监测、水土保持的规划治理方面的应用已经日趋完善,其广角宏观、快速真实的优势是其他技术不可比拟的,已成为水土流失监测的重要手段之一[1]。当前,随着遥感影像资源的不断丰富、处理技术的日臻完善,影像覆盖得快而广,遥感技术在水土保持监测任务中已经越来越受到认可和重视。

1 遥感动态水土保持监测技术应用的主要特点及功能

1.1 主要特点

遥感动态水土保持监测技术应用的主要特点:首先是方法灵活多样,可以用目视判读,也可以应用计算机图像处理,还可以把两者结合起来综合运用;其次是监测的空间尺度极其广阔,小至某一流域,大至一个省份甚至全国;最后是监测的时间先后跨度大,短自一年或几年的变化,长至数十年的变化。遥感影像主要应用于监测水土流失的先后变化,地方实施人工器械实施水土保持调查数据的真实度、准确性,还有对水利系统水土保持规划的执行情况和进展情况进行有效真实的监督,为生态环境建设决策提供科学依据[2]。

1.2 主要功能

遥感动态水保监测的功能具体包括:面蚀程度监视、沟蚀程度监视,水文要素结构监视、水土流失成因数据集约与分析、未来水土流失危害程度预测,在此基础上对水土保持的因素进行分析,主要有土壤种类划分、土壤侵蚀类型划分、侵蚀强度分类、地貌类型区划、母岩类型区划、植被盖度分析、坡度属性定性等。

2 遥感动态水保监测技术应用的主要流程

2.1 遥感动态水保监测技术应用的资料提取与收集方式

水土保持的实践证明:水土保持、水土流失的发展变化其实是一个时空变化的过程,遥感动态水保监测及评估必须根据目的的不同而采用各异的收集尺度。总的说来,气象卫星影像的监测具有时间分辨率极高、监测范畴极大、数据处理费用较低的特性,不足之处是空间分辨率较低且所收集反映的信息是大范围的地域混合。因此,气象卫星影像的监测适用于大范围、覆盖率、倾斜坡度、地表组成物质比较一致均匀的区域。与之相反的是,资源卫星却具有气象卫星不具备的特性,其波段多、时相多,具有极高的空间分辨率,可获取收集更精确、更真实的地表特征与信息,为水土流失状态信息提取、类比模型分析提供准确的数据支持。其弱点是,对某一个地区的重复观测周期较长,急需提取资料的关键时期难以得到所需的资料信息。因此,在水土保持实践中,为了同时满足水保监测的时间分辨率、空间分辨率的要求,则需将不同来源的信息(遥感、非遥感)进行重组复合,可以大大提高水保监测的数据源的精准度、精确度[3]。

2.2 应用遥感动态水保监测技术提取土壤侵蚀信息

遥感动态水保监测技术应用提取土壤侵蚀信息主要是以卫星影像为主要信息来源,把1/10万地形图和1/25万数字化地图作为基本底图,样区调查以1/10 000和1/50 000地形图为工作底图,同时可以结合各种专业图件(采用地质、地貌、植被、土壤、土地利用等图件)、水文气象资料及其他统计资料,采用专业化遥感图像处理技术、计算机辅助人机交互解译技术、GIS空间分析技术等科技手段,同时将野外路线调查、典型样方调查与建立解译标志结合起来,并利用多光V、多源图像处理技术及其专家的经验分析,达到对土壤侵蚀类型、土壤侵蚀级别、地表组成物质汇集、水土保持分区、覆盖率、坡度等土壤侵蚀信息进行客观真实的提取。

2.3 应用遥感动态水保监测技术提取土地利用变化信息

遥感动态水保监测技术应用主要是对不同时相土地信息的遥感数据进行组合、融合,用来提取土地利用的变化资源信息,同时与实地调查、变更详查等数据进行比对,对监测到的变化信息进行逐一核查,并对重点区域的土地图斑进行逐个比对,非重点区域实施统计比较的检查方法,对提取的信息结果进行反复核查和修改,直到达到要求的精度为止。最终将生成的不同格式的水土流失专题数据报表,经过统计分析来预测未来一个时期内水土流失变化动向[4]。

3 遥感动态水保监测应用的精度评定与监测结果分析

遥感动态水保监测精准度的高低是衡量水保监测科学性的关键技术指标,其中监测技术方法、信息来源是监测精准度高低的两大主要因素。在实测过程中,要应用最新最近的土地利用现状图和应用器进行实地实测,对于面积较小的试验区域,要同时针对5个像元以上的变化信息图斑逐一进行检查并实施精准定位;对于面积较大的监控区域,要实施抽样核查,然后对动态变化图斑的属性、面积大小、精度比较等数据进行客观统计。遥感动态水保监测是充分利用了遥感的多传感器、多时相的特性,对不同时相在同一区域的遥感数据进行变化信息的收集与提取。遥感监测的时相周期性和变化连续性为动态水保监测提供了基础性的条件。利用周期内收集的实时遥感图像,对监测区域内土壤侵蚀强度的年度变化进行真实客观监测,最后得出土壤侵蚀总量、年周期变化趋势、植被覆盖率动态变化、工程措施治理的效果、生物措施治理的效果,最终用此结果对某一区域的水土流失程度、生态环境恶化程度提出警戒或划出红线。

4 应用遥感动态水保监测的意义

应用遥感动态水保监测新技术,对水土保持进行真实的动态监测,利用已经贮存的土地利用数据、水保监测数据及图件、近期卫星遥感信息,在GPS和GIS的双重支持下,对水土保持、水土流失进行有效的动态监测,准确掌握水土保持的最新动态变化,将空间遥感数据、其他测量数据进行比对和综合,大幅度提高了遥感技术在水土保持信息化应用中的高度,为政府制定水土保持治理政策、各级领导宏观决策、水土流失监督执法、完善水土保持规划、提出水土流失治理等提供科学、准确的依据,是水土保持工程由传统向现代转变的重要举措。

5 参考文献

[1] 新玉,杨元辉.我国水土保持小流域综合治理模式研究[J].水土保持特刊,2011(12):58-61.

[2] 董敏,李海宽,于亚文.地面遥感监测系统在水土保持监测中的应用初探[J].水土保持研究,2004,11(2):63-64.

卫星遥感技术的特点范文5

关键词:遥感技术;核电站;温排水;监测

滨海核电站运行过程中需要利用大量冷却海水带走未能利用的能量,这些大量排入周边海域且温度高于本底值的水体被称作温排水。温排水的排放会造成水域温度升高,影响水体水质并危害水中生物的生长,对周围水域造成热污染。随着整个社会环境保护意识的逐步增强,核电站温排水的余热排放对附近海域生态环境造成的负面热影响已日益引起社会关注。因此,核电站温排水影响范围的监测对于防止热污染,保护海域水质和生态环境具有重要意义。

自20世纪60年代以来,国内外专家对于核电站温排水对周边海域造成的环境影响先后进行了大量的调查和研究工作。核电站温排水影响预测评价目前通常采用局部区域小变态物理模型与大范围水域数学模型两类模拟方法[1]。基于以上两种方法各有其适应性和局限性,核电厂温排水影响预测评价通常采取两种方法相结合,通过综合分析后给出最终温排水预测结果。但是,无论采取哪种方法,鉴于预测评价结果的可靠性依赖于基础资料和运算精度,结果存在较大的不确定性和局限性。因此,在核电厂运行后,温排水造成的实际环境影响可能会与预测评价结果存在较大差异。为了清楚掌握核电厂温排水实际影响的范围和程度,开展温排水影响范围监测变得十分重要。同时,获取的温排水实际影响数据也是进一步改进温排水影响模拟预测方法和提高预测准确性及科学性的重要技术手段。

目前,核电厂温排水环境影响监测所采用的方法包括航空遥感技术、卫星遥感技术、现场人工测量技术。尤其是1986年切尔诺贝利事故发生后,各国纷纷采用遥感技术开展核电站环境监测和风险评估。国内方面,如大亚湾核电基地[2]、红沿河核电基地[3]、田湾核电站也进行了温排水遥感测量等相关工作,取得了令人满意的应用效果。

1 航空遥感技术

航空遥感技术指通过利用飞行器携带探测仪器接收测定目标的本身和背景之间的红外辐射,进行温度反演得到温度场数据。该方法空间精度可以达到3m-7.5m、时间精度可以控制在小于30分钟之内、绝对温度精度为0.3℃、温升精度为0.1℃,测量区域可达100平方公里,可控制在核电取水、排水区域。

表1列举了目前能够获取热红外数据用与温排水监测的航空遥感测量仪器。

2 卫星遥感技术

卫星遥感技术指通过利用卫星携带探测仪器接收测定目标的本身和背景之间的红外辐射,进行温度反演得到温度场数据。该方法空间精度可以达到60m-300m、时间精度为4-16天、绝对温度精度为1-3℃、温升精度为0.5℃,测量区域可达3000平方公里,可包络在核电周边海域。

表2列举了目前能够获取热红外数据用于温排水监测的遥感卫星。

3 现场人工测量技术

现场人工测量技术指利用测量仪器测量开展现场人工测量获得目标温度分布图像。

目前使用的测量仪器主要有两种:

一种为手持红外温度辐射仪,其测量的温度对象为海面皮肤温度SST。

另一种仪器为常规测量方式,用以进行不同水深温度实测。通过两种测量结果绘制出温度分布图像。

4 三种监测技术对比

航空遥感技术测量时间可控、数据精度高,可以在不同的潮汐状况下快速、准同步地获取高精度海面温度图像。但因航空管制及飞行器性能限制等因素其测量时间有所限制。相对于卫星遥感技术来说,航空遥感技术还有飞行高度低、覆盖范围小、多条带、测量目标温度梯度变化快和图像畸变等不同点。

卫星遥感技术具有宏观性、时效性、同步性,可获得大尺度区域内的海面温度图像。但因卫星过境时间限制及气象情况,获得的数据有限。

现场人工测量技术因不确定因素较多,得到的数据可参考性不高,故一般作为航空遥感技术和卫星遥感技术的辅助手段,用于遥感数据定标工作,提高遥感温度反演精度,特别是绝对值温度。

5 结束语

从上述比较可以看出,核电厂温排水监测小区域温度场适于利用高精度的航空遥感技术,大区域温度场调查适于利用卫星遥感技术,同时近同步开展现场人工测量技术用于遥感数据定标,可以提高航空、卫星遥感技术测量温度精度。

参考文献

[1]姜晟,李俊龙,李旭文,等.核电站温排水遥感监测方法研究――以田湾核电站为例[J].中国环境监测,2013,29(6):212-216.

卫星遥感技术的特点范文6

关键词:城市测量; 全球定位系统; 地理信息系统; 卫星遥感技术

一、前言

随着城市建设进程的加快,在城市规划和建设过程中,迫切需要提高现有的测量精度和测量效果,以满足城市规划建设的最新需要。为了达到这一目标,目前城市测量已经在关键技术上实现了突破,并积极采用了全球定位系统、地理信息系统、卫星遥感等几项新技术,从根本上满足了城市测量的需要,提高了城市测量的整体质量,促进了城市测量的快速发展。因此,我们应对城市测量新技术进行深入研究,对其技术状况和应用范围有足够的了解,做到正确利用新技术解决城市测量的问题。

二、城市测量新技术简介

1、GPS技术

GPS是美军自上世纪70年代初期开始研制的新一代卫星导航和定位系统。它是 1 种同时接收来自多个卫星的电波信号 ,以卫星为基准求出接收点位置的技术。目前GPS技术主要表现为连续运行参考站系统(CORS),其可以定义为一个或若干个固定的、连续运行的GPS参考站,利用现代计算机、数据通信和互联网(LAN/WAN)技术组成的网络,实时地向不同类型、不同需求、不同层次的用户自动地提供经过检验的不同类型的GPS观测值(载波相位,伪距)、各种改正数、状态信息、以及其他有关GPS服务项目的系统。

2、GIS技术

GIS是在计算机软件和硬件支持下 ,将空间数据等以一定格式输入、存储、检索、显示、输出、更新和综合分析应用的系统 与传统景观规划相比,三维可视化城市景观规划,具有区域景观仿真的能力,可以在计算机里将规划区域的真实地形、地貌、各种建筑和其它地物,建成区域现状三维数字模型,并加入规划模型,以形成一个虚拟现实的大场景,有了这个大场景,就可以对全部规划模型或部分模型进行修改、调整,包括位置。朝向、形状、高度、外部色调和纹理等。在这个大场景中,可以任意调整视野、观察和角度,进行旋转、漫游,可以用动态和交互方式对未来的景观进行全方位的审视,直至获得一个满意的方案为止,因此三维可视化城市景观规划通过将规划方案直观的展现出来,可以在有准确坐标、时间和对象属性的五维虚拟城市环境中帮助规划设计与规划管理人员对各种规划设计方案进行辅助设计与方案评审,并为最终决策提供科学有效的帮助,它使得规划审批工作变得科学、直观、快捷,三维可视化城市景观规划为调控区域、预测区域、监管区域提供革命性的手段,这对传统方法是一个巨大的挑战。

3、RS技术

RS是利用飞机、卫星等空间平台上的传感器(包括可见光、红外、微波、激光等传感器),从空中远距离对地面进行观测 ,根据目标反射或辐射的电磁波,经过校正、变换、图像增强和识别分类等处理,快速地获取大范围地物特征和周边环境信息,获得实时、形象化不同分辨率的遥感图像。具有覆盖范围广、成图速度快、收集资料不受地形限制等优点 ,可以快速高效地获取批量数据 ,已成为城市规划测量领域里的主要数据源与数据更新手段。

从目前来看,无人机航空摄影已经成为了城市测量中的主要手段,例如:常州市测绘院首次运用无人驾驶小飞机,为四川绵竹市沿山地区五村庄旅游规划实施航空摄影测量,该任务取得了圆满成功,并经江苏省测绘产品质量检验站验收合格。根据四川绵竹沿山地区的旅游规划、设计和管理需要,常州市测绘院对沿山公路的五个重点村进行1:1000地形图、1:5000地形图测量,为重点村控制性规划做好技术服务,总面积约31.5平方公里。5月下旬,常州市测绘院再次利用无人飞机航摄系统完成了泰镇高速公路镇丹线约29.5平方公里,1:2000地形图的测绘工作。

从这几种技术特性来看,城市测量新技术都是以计算机技术为主,以城市测量的实际需要为主要目标。基于新技术的优点,GPS技术、GIS技术和RS技术在城市测量中得到了重要应用。

三、城市测量新技术应用分析

从目前城市测量新技术来看,主要有全球定位系统、地理信息系统、卫星遥感这三种技术,简称为GPS技术、GIS技术和RS技术,这三种技术以其独特的优点在城市测量中得到了重要应用,其应用情况主要如下:

1、全球定位系统GPS技术在城市测量中的应用

全球定位系统GPS技术在城市测量中的应用,主要表现为以下几个方面:

(1)全球定位系统保证了测量定点的准确性

利用全球定位系统,有效解决了测量点的定位问题,减少了测量误差,保证了测量结果的准确性。全球定位系统的应用目前已经成为城市测量主要方式之一,不但提高了测量精度,还实现了对测量定位点的有效定位,保证了测量的整体效果。

(2)全球定位系统实现了测量点的有效定位

在城市测量过程中,为了保证整体测量的准确性,需要对测量点进行准确定位。在传统测量过程中,测量点的定位不够准确,误差偏大,对整体测量结果影响较大。应用了全球定位系统之后,对测量点的定位相对准确,提高了城市测量的质量。

(3)全球定位系统提高了点对点测量的准确性

在城市测量中,测量点的选择和定位是保证测量质量的关键,点对点的测量是重要的测量形式,为了保证测量的准确性,全球定位系统的应用发挥了重要作用,GPS技术的运用,为点对点测量提供了技术保证,提高了点对点测量的准确性和整体质量。

2、地理信息系统GIS技术在城市测量中的应用

地理信息系统GIS技术在城市测量中的应用主要在于测量数据的分析可处理上,其应用主要表现在以下几个方面:

(1)地理信息系统GIS技术在空间信息处理中的应用

由于地理信息系统GIS技术有着卓越的空间信息处理能力,因此在城市测量中主要应用在了空间信息的处理上,对提高空间信息处理准确性有着积极的促进作用,保证了空间信息处理的整体效果。所以,GIS技术的应用解决了城市测量的信息处理问题。

(2)地理信息系统GIS技术在空间模拟中的应用

在城市测量过程中,地理信息系统的优势主要表现在空间模拟和空间信息处理上,其优点在于能够根据测量需要构建空间模型,满足城市测量的实际需要,提升整体空间测量的效果。所以,地理信息系统GIS技术的应用,主要表现在空间模拟中。

(3)地理信息系统GIS技术在数据处理中的应用

在城市测量过程中,由于整个测量过程包含了大量数据,数据处理成为了保证整体测量结果的关键。基于地理信息系统GIS技术的数据处理优势,地理信息系统GIS技术的应用,保证了数据处理的整体效果,满足了城市测量需要。

3、卫星遥感RS技术在城市测量中的应用

随着卫星技术的快速发展,卫星遥感技术得到了长足的发展和应用。在城市测量中,为了保证整体效果和精度满足要求,通常会在城市测量中应用卫星遥感技术。从目前城市测量的实际过程来看,卫星遥感技术主要应用在以下几个方面:

(1)卫星遥感技术在远距离测量中得到了重要应用

由于卫星遥感技术具有远距离测量的优势,在城市测量过程中实现了超高空的测量,提高了远距离测量结果,对提高城市测量的宏观质量具有重要意义。基于这一点,卫星遥感技术在城市测量中得到了重要应用。

(2)卫星遥感技术在图像识别分类中得到了重要应用

图像识别分类是卫星遥感技术的重要优势之一,相对于其他方式,卫星遥感技术的图像识别质量较高,能够满足实际需求。所以,在城市测量过程中,卫星遥感技术的应用取得了积极效果。

(3)卫星遥感技术在提高测量范围上得到了重要应用

由于卫星遥感技术能够在高空对城市地标进行测量,比其他手段的测量范围有了很大提高,满足了城市大范围测量的实际需要,提升了整体测量效果。所以,卫星遥感技术在提高测量范围上得到了重要应用。

四、结论

通过本文的分析可知,在目前城市测量过程中,新技术的应用成为了必然趋势,全球定位系统、地理信息系统、卫星遥感等几项新技术的应用成为了保证城市测量效果的有效手段。所以,我们有必要对城市测量新技术的应用有全面了解。

参考文献:

[1] 杨凤云;RTK快速求解整周模糊度算法及应用 [J];鞍山科技大学学报;2012年02期

[2] 张小勤,张发;使用GPS系统进行我矿验收测量的探讨 [J];北京测绘;2012年04期

[3] 常青,柳重堪,张其善;基于最小二乘递推估计的GPS定位算法 [J];北京航空航天大学学报;2011年03期

[4] 常青,柳重堪,张其善;GPS定位与测速算法研究 [J];北京航空航天大学学报;2012年05期