无人机遥感技术论文范文1
关键词：地方高校；遥感概论；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2016）10-0022-03
遥感作为重要的对地观测技术，为国家空间基础设施建设中地理空间数据的获取，提供了重要的技术方法和手段[1]。目前，遥感与全球定位导航系统、地理信息系统构成的“3S”技术，为地理学的研究提供了现代化的研究方法和技术手段，在国民经济和社会发展中得到广泛的应用[2]。遥感具有专业性、技术性较强的特点，在高校应用型人才培养中，提高学生遥感实践及应用能力，培养学生结合专业知识解决生产实践过程中遇到的各种实际问题[3]。同时，经济社会的发展对遥感高技能人才的需求越来越大，对“遥感概论”课程实用性的教学目标的要求也越来越强[4]。
贵州工程应用技术学院地理科学专业2013版培养方案指出，地理科学专业毕业生应具备掌握遥感、地理信息系统、地图、野外观测、实验室分析模拟等现代地理研究方法和技能，同时将“遥感概论”课程作为地理科学专业一门重要的专业基础课。地理科学专业学生学习遥感的目的在于掌握遥感基本原理、掌握遥感图像处理及应用的基本理论和方法，能够运用专业遥感图像处理软件（如ENVI、ERDAS等）进行遥感图像处理和专题遥感应用研究，通过遥感理论学习和实践能力的培养，使学生能够借助遥感技术和方法，解决实际问题[5]。经过几年的教学实践，笔者以贵州工程应用技术学院为例，对西部欠发达地区地方高校地理科学专业中遥感课程的教学现状进行分析，通过对遥感课程的教学内容、教学方法和教学评价手段进行改革，为地方高校地理科学专业学生实践能力的提高及应用型人才的培养提供参考与思路。
一、“遥感概论”课程教学现状
经过几年的“遥感概论”课程教学实践，笔者发现贵州工程应用技术学院地理科学专业“遥感概论”课程教学过程中存在一些问题，主要体现在。
（一）理论课教材陈旧
目前国内遥感类教材大多较为陈旧、更新较慢，滞后于遥感技术的快速发展，无法与日益更新的遥感技术发展相一致，与社会对于毕业生的要求相距甚远[6]。贵州工程应用技术学院地理科学专业学生使用的教材是高等教育出版社“遥感导论”（梅安新等），该教材于2001年出版，之后再无进行修订再版。然而，近年来无论是从多光谱到高光谱，还是从高空间分辨率到高时间分辨率，国内外遥感技术都有了较大的发展。我国遥感技术及应用近年来蓬勃发展，其中以 “十二五”期间实现“百箭百星”计划，年均发射卫星20次左右，以及到2020年左右建成由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成的覆盖全球的北斗卫星导航系统。遥感技术发展的日新月异，而该教材的内容很大部分已不能适用于当前遥感技术的发展，如国外的SPOT 5、QuickBird、Worldview等高空间分辨率卫星，国产资源系列、环境系列、高分系列遥感卫星等均未涉及。2013―2014学年第一学期由于教务处无法订到该教材，通过征求各方意见，选用武汉大学出版社孙家m主编的国家精品课程教材《遥感原理与应用》，该教材于2013年6月出版第3版，相比其他教材，其内容上有所更新，加入了遥感新技术等方面的内容，但是教材过于注重遥感理论知识，对于西部欠发达地区高校的地理科学专业学生来说，理论内容过深，部分内容甚至晦涩难懂，这使学生学习积极性受挫，无法适用于我校应用型人才培养的目标。
（二）实验教学课时少，缺乏合适的实验素材
现代遥感技术的研究及应用对学生的动手能力及应用实践能力的要求较高，实验教学是理论教学的延伸和重要补充，是培养学生动手能力，提高学生学习兴趣的重要途径，是学生实践能力和应用能力培养的重要环节，同时也是决定遥感课程教学质量和应用型人才培养的关键步骤[7]。贵州工程应用技术学院遥感实验教材选用的是高等教育出版社于2001年7月出版的刘慧平等编著的《遥感实习教程》，该实验教材同样存在着知识滞后于遥感技术及遥感数据处理的方法问题。为弥补实验课教材的不合理，笔者在实验教学过程中，结合科学出版社邓书斌的《ENVI遥感图像处理方法》辅以教学，而由于高空间分辨率遥感数据，如SPOT、QuickBird等无法免费获取，无法实现教学过程的数据本地化，学生实验过程中往往出现对所实验地区不熟悉，缺乏研究兴趣，对于学生情感目标的培养有所欠缺。
贵州工程应用技术学院地理科学专业2009、2011版培养方案中并未单独开设遥感实验课程，2013版培养方案对课程做了一定的调整，加设了遥感概论实验课，将原来54课时的理论课改为38课时的理论课时、16课时的实验课课时。针对课时量的调整，“遥感概论”课程教学内容及方法，也亟须进行相应的调整，以适应教学及学生实践能力的培养。
（三）学生英语水平差，学习主动性不高
由于目前遥感数据及专业软件大多是国外产品，涉及较多计算机及遥感专业英语词汇，贵州工程应用技术学院作为西部欠发达地区的地方高校，学生由于底子薄，英语水平差等，初次接触英文软件及遥感数据，部分学生内心有对学习英文软件的抵触情绪。而一些学生在学习过程中由于遥感理论知识准备不足，英文词汇量不够，在实验过程中，只记实验操作步骤，按部就班完成实验，不能够完全理解实验过程与实验目的。
通过几年的教学实践经验，我们发现学生学习的积极性、主动性会影响到他们理论知识的学习。通过了解发现，对于“遥感概论”理论课程，大部分学生上课时虽然可以做到认真听课，但做笔记的同学并不多，课后不能及时复习；而针对实验课的练习，也只是课上跟着教师一起做，学生本人并不深入思考，课后不再进行练习，导致掌握不牢固。无法达到学以致用，满足应用型人才培养的需要。
（四）考核机制不科学，与实践相脱节
“遥感概论”课程考核在2009、2011版教学大纲中，考核方式主要是闭卷考试，学生成绩最终由平时成绩（平时作业、提问、考勤等）×10%+期中测试×20%+期末闭卷考试×70%组成。由于考试形式的限制，闭卷考试主要考查学生的理论知识掌握情况，无法真正体现学生实践及应用能力，部分学生只是临近期末考试前突击背诵，应付考试，导致考完即忘，无法深入理解及应用的情况。
二、“遥感概论”课程教学改革的途径
（一）优化教学内容
伴随着计算机科学与技术、物理科学、电子信息科学与技术等相关学科的发展，遥感技术在高光谱、高空间分辨率，以及高时效性等各个方面得以长足发展。由于遥感知识和技术具有与时俱进的特点，在进行“遥感概论”课程教学改革的过程中，既要注重传统遥感知识的讲授，在使学生了解遥感基本理论与原理的基础上，又要注意紧跟时代步伐，更新教材中没有涉及新知识、新内容，弥补因教材更新较慢而遥感技术发展较快的矛盾与缺陷[8]。
通过网络、新闻、文献资料等各种途径，及时搜集遥感领域新知识、新进展，以及遥感研究的热点问题等，在课堂讲授过程中，及时融入相关知识发展的新知识、新技术等，拓展学生视野[9]。特别是注重在讲授基础知识的同时，及时融入我国遥感技术的发展情况，在学生获取理论知识的同时，融入爱国主义教育，提高学生学习的积极性、主动性。针对贵州工程应用技术学院学生底子薄、英文水平差等特点，在教师课堂讲授过程中，通过适度加入遥感专业英文词汇的方式，实现提高学生专业英文水平的目的。针对贵州工程应用技术学院学生专业背景，在遥感实践课程设计时，注意本课程与相关课程的联系，设计如基于遥感的土地利用变化监测、基于遥感的地质灾害信息识别与提取、基于遥感的土壤制图分析等专题遥感应用内容，使学生学以致用，了解整个专业各课程间的彼此联系，充分调动学生对专业的再认识，同时加强相关专业课程知识的学习和衔接[10]。
（二）创新教学方法
在遥感课程教学方法改革过程中，充分借助现代多媒体教学方式和手段，提高多媒体教学的教学效果。随着多媒体技术的发展，多媒体教学目前已被广泛应用于日常教学过程，通过多媒体技术的声、光、影、字等相结合，学生能够多方位获取知识。对比分析传统教学与多媒体教学方式的优缺点，在教学改革过程中本课程教师的课堂讲授方式较为灵活化，主要体现在关键知识或知识体系的框架上，通过板书形式在黑板展示，学生能够掌握学习重点，不至于因过多关注教师演示文稿文件，或演示动画或影片，而忽视教学重点、难点问题。同时借助多媒体技术易于内容表现，易于实践操作演示等方面的优点，制作图文并茂的演示文稿课件，对于需要现场演示的实验或展示的数据，进行多媒体展示。还可通过多媒体技术，及时将遥感技术发展相关新闻报道及相关应用展示给学生，使学生真正感受到立体化教学的视听感受。在学习知识的同时，加强学生的情感教育，提升学生的爱国主义热情[11]。
积极引导学生自主学习、互助学习、团队协作学习，提高学生学习积极性和主动性。传统教学主要是教师讲，学生听，缺少必要的互动环节。学生如果听不懂将会挫败自身学习的兴趣，进一步影响学生学习的积极性和主动性。遥感课程教学改革中教师课堂讲授方式的多样性，改变了总是教师一个人讲的局面，适度组织学生组成小组，每个小组成员轮番进行相关知识的讲解，互相查找不足，促进学生自主学习，提高学生积极性、主动性，使每个学生都可以参与进来[12]。
“3S科技兴趣学习小组”作为学生自主学习的学生组织，于2013年11月成立，其成员涵盖了地理科学专业各年级学生，甚至包括部分已经考入研究生在读的和已经参加工作的学生。通过高年级学生带动低年级学生，在读研究生分享学习经验，在职学生讲解实际工作中所需专业知识，专业教师引导，定期或不定期开展相关科技学术活动，以“全国GIS技能大赛”为载体，各类科技活动为主线，积极引导学生通过课外科技活动及科研项目的申报，提升自身能力，开阔自身视野，同时达到影响其他学生，提高整体学生学习兴趣的目的，进而提高学生学习的积极性和主动性。
（三）改革课程考核机制
贵州工程应用技术学院2013版地理科学教学大纲明确提出，针对专业课程考核方式的改革要求，总评成绩由平时成绩和期末成绩各占50%组成，足以体现学校给予教师对学生更加灵活性的考核方式。本次教学改革将平时成绩分为课堂笔记、课后读书笔记、参与相关科技活动项目、作业、考勤、期中测试等，期末考核试卷出题过程中，注重基础理论知识考核的同时，更加注重考核学生掌握知识的整体性，以及灵活运用知识的能力。
以“全国GIS技能大赛”为主题，积极引导学生通过参加大赛，提升自身实践能力，以及实际动手解决具体问题的能力。同时，围绕“全国GIS技能大赛”，积极引导学生申报学校实验室开放基金项目，全国大学生挑战杯课外科技活动项目，以及贵州省大学生创新创业计划项目等课外科技活动项目，以提高学生学习的主动性和自主性。通过具体项目的申报和实施，学生感到学有所用，学以致用，进一步促进自身自主学习的氛围。
三、“遥感概论”课程教学改革效果
通过遥感课程教学改革的实施，取得了一定的教学效果，学生学习兴趣、积极性和主动性大有提高。自2012年组织学生参加“全国高校GIS技能大赛”遥感组比赛，获得三等奖一次、优胜奖两次，共有20人获得“MapGIS工程师证书”；为培养学生应用能力和科研意识，积极组织学生申报各类各级课外科技活动，自2012年至今，遥感方向共获得立项项目有部级“大学生创新创业训练计划项目”1项，省级“部级大学生创新创业训练计划项目” 5项，校级“实验室开放基金项目”3项。
围绕学生实践能力提高，提高学生遥感专业技术应用，结合教学内容、方法和考核方式的教学改革，既提高了学生学习兴趣、自主学习积极性和主动性，提高了动手解决实际问题的能力，又获得了良好的教学效果，同时增加了学生的专业认知度和认同感，对整个专业的学习形成良好互动效果。遥感课程教学改革研究，为西部欠发达地区同类高校地理科学专业学生遥感能力的培养，以及地理科学专业应用型、技能型人才的培养提供了参考和思路。
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无人机遥感技术论文范文2
关键词：公路勘察；遥感技术；公路勘察设计；应用
1 遥感技术在各行业中的应用
1.1 遥感技术
遥感技术是从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、红外线，对目标进行探测和识别的技术，例如航空摄影就是一种遥感技术。现代遥感技术主要包括信息的获取、传输、存储和处理等环节，完成上述功能的全套系统称为遥感系统，其核心组成部分是获取信息的遥感器。遥感器的种类很多，主要有照相机、电视摄像机、多光谱扫描仪、成像光谱仪、微波辐射计、合成孔径雷达等。传输设备用于将遥感信息从远距离平台（如卫星）传回地面站。信息处理设备包括彩色合成仪、图像判读仪和数字图像处理机等。航空和航天遥感能从不同高度、大范围、快速和多谱段地进行感测，获取大量信息。航天遥感还能周期性地得到实时地物信息。因此航空和航天遥感技术在国民经济和军事的很多方面获得广泛的应用。例如应用于气象观测、资源考察、地图测绘和军事侦察等。遥感技术已被应用于国民经济的各个领域，包括资源评估、环境监测、灾害预警及其他地物变化的分析等。随着遥感技术应用的广度和深度发展，遥感技术的用途将大大扩展。
1.2 3S技术
3S技术指的是RS（遥感技术）、GRS（全球定位系统）、GIS（地理信息系统）技术。3S技术融合了现代通讯技术、计算机科技技术、卫星导航与定位技术、传感技术及空间技术等，具有信息采集、模拟制图及模型分析等多种功能。在实际应用中发现，融合3S技术能够为公路勘察技术功能、数据资源的共享、结合提供有效的支撑。在利用GPS技术与RS技术探测公路实际情况时，可以使用相关资料及时获取地理信息的三维图像，并输出地形的三维模型，有助于了解公路工程地形的实际情况。利用RS技术与GI技术时也可以获得相对精确的勘探设计地形模型，有助于优化选线，这对于提高勘察设计效率有着重要意义。遥感与3S相结合，经过技术集成和开发，在实现信息分析解译、完成山区、沙漠、黄土沟壑区高速公路方案优化方面，有事半功倍的效果。
2遥感技术在公路勘察设计中的应用
遥感图像信息的宏观真实性、实时性和信息丰富性，为资源环境调查及公路工程勘察设计提供了最方便快捷、准确实用的依据。而3S与3D（三维地模-数字地形模型）技术相结合，可以生成公路设计区真实地貌景观，是全面认识公路交通自然环境，提高公路勘察设计水平的先进技术。
2.1遥感技术与公路测绘
遥感技术在公路测绘中得到了广泛应用。早期的遥感资料由于受分辨率的限制，近年来，由于采用了新的技术思路，在大比例尺测绘和地质制图中，遥感与地质测绘的符合程度和可兼容程度有了很大的改进，但在如何充分发挥遥感地质的认识上仍有待统一，否则遥感地质将无法健康发展下去。遥感在测绘中主要被用来测绘公路地形图、制作正射影像图和经专业判读后编绘各种专题图。而常规的测量方法不仅工作量大，而且还存在一些很难测定的空白点，遥感技术的发展恰恰能够弥补这些不足。
2.2 遥感技术与地质勘察
传统的工程地质调绘（地质测绘）是依靠技术人员的野外作业来实现的，费时费力，效率不高，而且由于人的视野受到地形和植被的遮挡，许多地质问题不易观察搞清。遥感图像信息的丰富性，为工程地质人员提供了最直观调绘依据，可以大大加快工作的速度。我国公路遥感技术应用开始于1990年代中期，主要利用遥感信息调查路线带工程地质及不良地质现象。遥感技术具有宏观性强、影像逼真、信息量丰富等特点，对地形地貌、地质构造、不良地质和特殊地质均有比较直观的反映，在工程区域地质条件评价、公路走廊带选择、路线方案比选、病害成因及其影响评价方面具有常规手段和传统方法所无法比拟的优势。在实践的操作当中需要结合地质地貌的特征，运用地形的基本条件，开展路线的平纵勘察以及方案的设计。针对路线的设计，需要适应地形的特征，而不应当刻意的、片面的、过分的追求设计的高标准。一般来讲设计的实际标准不能小于规定的标准，并且加大设计方案的比较和选择力度，对一些有价值的设计方式需要进行深入的分析与勘测。针对不良的地质施工环境，诸如采空区以及岩溶地区等等，还需要运用现代化的新型技术，航测数模技术以及航测遥感技术等等，通过计算机技术来计算出最佳的地质设计路线，进而在设计和施工的过程当中合理的避开一些较难进行防治的复杂路段，达到方案优化的目的和效果。
2.3 遥感技术与公路选线
公路选线是公路勘察设计的重要环节，要求设计的路线方案既经济合理，又快速高效，并且安全可靠。因此，对高新技术勘察手段的应用要求也越来越高。遥感技术通过遥感影像和遥感数据，对公路工程的地质情况进行分析，结合现场地质勘察以及钻探技术，可以帮助地质勘测人员完成对公路沿线工程地质、水文地质等的分析和判断，提供给路线设计人员进行地质选线。在该工程中，需要首先对公路沿线范围内相关的卫星影像资料、遥感数据资料以及地质资料等进行收集和整理，然后利用高分辨率卫星影像以及多光谱卫星影像等，对公路的地质地貌、构造分布、工程地质条件等进行全面细致分析，从而为路线方案的选取提供有效的参考依据和建设性意见，确保公路路线的合理性。
2.4 遥感技术与公路隧道选线
高等级公路隧道规模一般比较大，随着长大隧道的出现，投资巨大，选择最优线位往往可以节约数千万甚至数亿元的投入，其意义是非常重大的。遥感技术在公路隧道的选线优化工作中具有关键作用。高等级公路施工过程中隧道的占得部分规模较大，随着大隧道的出现，投资金额的增长，如果选择最优线位通常可以节约将近数千万甚至数亿元的投资款，有非常重大的意义，由此可知，遥感技术在公路隧道的设计的选线优化工作中起到了很关键的作用。
结束语
应用卫星多光谱遥感、微波遥感探测技术对公路规划勘察区进行工程地质环境、隐伏构造信息及不良地质信息分析技术的研究，开展了3D-GEO系统软件开发及其在公路工程深部立体图形图像解析及选线中的应用研究，为优化公路规划设计方案，提高勘察设计质量和速度提供技术支持。在公路工程地质勘察应用中取得了较好的效果及显著的经济效益和社会效益。
参考文献
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无人机遥感技术论文范文3
【关键词】无人机遥感技术 水土保持监测
无人机遥感（ Unmanned Aerial Vehicle Remote Sensing ） ，是通过无线电遥控设备或机载计算机程控系统进行操控的不载人飞行器。无人机作为空中遥感平台的微型遥感技术，其特点是： 以无人机为空中平台， 遥感传感器获取信息，用计算机对图像信息进行处理， 并按照一定精度要求制作成图像。无人机系统结构简单、使用成本低， 不但能完成有人驾驶飞机执行的任务， 更适用于有人飞机不宜执行的任务， 如危险区域的地质灾害调查、空中救援指挥和环境遥感监测。正由于无人机低空遥感技术的这些特点， 弥补了传统卫星遥感技术的不足， 为水土保持监测领域的技术发展带来了新的契机。
1无人机遥感技术的概况及应用特点
无人机遥感（ Unmanned Aerial Vehicle Remote Sensing） ， 是利用先进的无人驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、遥测遥控技术、通讯技术、GPS 差分定位技术和遥感应用技术将无人机作为空中遥感平台的微型遥感技术，其特点是： 以无人机为空中平台， 遥感传感器获取信息，用计算机对图像信息进行处理， 并按照一定精度要求制作成图像。无人机系统结构简单、使用成本低， 不但能完成有人驾驶飞机执行的任务。无人机遥感系统由于具有机动、快速、经济等优势，弥补了传统卫星遥感技术的不足。
无人机遥感技术指空中遥感平台的微型遥感技术，此技术以无人机为空中平台，通过
遥感传感器获取信息，用计算机对图像信息进行处理，并按照一定精度要求制作成图像。无人驾驶飞机为航空遥感提供了操作方便， 易于转场的遥感平台。可根据不同的需要选择不同类型的平台。起飞降落受场地限制较小， 在操场、公路或其它较开阔的地面均可起降， 其稳定性、安全性好， 转场等非常容易。无人机系统由行高度低， 获取的遥感影像拥有较高的图像分辨率。高分辨率航片影像的出现使得在较小空间尺度上观察地表的细节变化、进行大比例尺遥感制图以及监测人为活动对环境的影响成为现实。同时高分辨率航片影像还解决了卫星数据的拍摄盲区、编程时间长、以及在南方地区由于受天气影响， 云量大， 无法获取数据等诸多困难。不但能完成有人驾驶飞机执行的任务，更适用于有人飞机不宜执行的任务，目前，无人机遥感技术涉及土地利用监测、水利、电力、突发事件调查等多领域的应用。
2 水土保持监测问题
我国是世界上水土流失最为严重的国家之一， 由于特殊的自然地理和社会经济条件， 使水土流失成为我国主要的环境问题。水土保持监测工作存在着很多问题，阻碍监测工作的顺利进行。对管辖区域的调查方式目前已经普遍被运用，但是这种方法只能针对小范围的地区进行，监测的精确度不够，容易受到人为等因素的影响，不能准确的进行监测工作。在面对大范围的监测目标的时候，人力资源无法进行合理分配，产生人力不足的现象，或者有一些区域是人无法踏足的区域，造成监测困难，无法获得相关区域的数据信息。而卫星遥感技术很容易受到卫星轨道的影响，很难得到及时的补救，再加上经常性的自然因素影响卫星的作业，由于云层的遮挡，造成很多漏洞，严重影响监测的准确性。
3 无人机遥感技术在水土保持监测中的应用
3.1水土流失情况调查
根据《水土保持监测技术规程》（SL277-2002）要求，对区域水土流失情况调查，无人机遥感可以发挥重要作用， 其宏观、快速、动态和经济的特点， 成为土壤侵蚀调查的重要信息源。土壤侵蚀过程极其复杂， 受多种自然和人为因素的综合影响。不同的土壤侵蚀类型影响因子也不同， 对于水蚀来说， 参考通用土壤侵蚀方程各因子指标， 并考虑遥感技术与常规方法相结合。无人机可以在低空、低速的情况下对研究区进行拍摄， 精确计算及绘制出各区的界限。通过设置的标识，可以提取到各区域及植物覆盖范围和土地的利用情况，再进行DEM数据分析，得到坡度信息之后，再综合土壤的侵蚀分类标准、土壤侵蚀方程，得到研究范围内的水土流失状况、强度及分布情况。这对于利用GIS 系统建立研究范围内水土流失本底数据库， 确定土壤侵蚀类型、强度、程度以及地形、植被、管理措施等土壤侵蚀因子的属性提供了数据源。帮助了解区域水土流失发展趋势、发生特点和现状等， 以便做好区域水土保持工作规划，加快水土流失治理。无人机在水土保持监测领域以较低的成本快速清查较大范围的水土流失状况、主要土壤侵蚀影响因子， 为利用GIS 分析研究范围内的水土流失奠定了基础。
3.2生产建设项目水土流失调查
根据监测地点的确定，无人机遥感技术的成果可以充分得到应用。通过拍摄得到的映像信息，再结合项目区域的相关布置图，精确计算及绘制出各个边区的界限。通过设置的标识，可以提取到各个项目区域及划分单元的植物覆盖范围和土地的利用情况，再进行DEM数据分析，得到坡度信息之后再综合土壤的侵蚀分类标准，按照这个标准对土壤的侵蚀度进行科学的划分。对于水土保持措施的监测，相关工作人员可以同样根据图像进行分析，计算出项目区域的工程和植物覆盖的面积，并设立地面的解释标识，对植被的覆盖率进行分析。对于水土保持效益的监测主要是结合以前的传统监测手段，分析已经做出的监测结果。
最后是利用DEM的成果来更新相关项目区域的大比例尺地形图。使用DEM技术和影像的成果，再使用相关的软件来完成对项目区域的三维模型的建立，通过虚拟的漫游技术和客观真实的现象来展现出相关项目的实际状况或者是该项目所在的整个区域范围的实际状况，不仅能够加强观察者的真实感还能十分真实的反应该项目的水土现状以及水土流失和治理的现象，有利于相关部门直面水土现状，更好的治理水土问题，解除相关隐患。
4结语
无人机因其机动灵活的起降方式、低空循迹的自主飞行方式、快速响应的多数据获取能力，其可以搭载高分辨率数码相机进行快速测图亦可搭载视频采集设备，分辨率高、实效性好、应急性强等优势。综合无人机技术的特点和实际应用效果， 该技术将在我国水土保持监测领域中有着相当大的应用前景。作者认为无人机技术结合实地测验完全可以用于水土保持监测工作，并且野外工作量小，监测精度高，可作为今后监测工作的发展方向。
无人机遥感技术论文范文4
关键词：遥感技术；水文水资源；勘测；应用
1 技术概述
遥感技术的发展始于上世纪六十年代，作为一种探测技术，以电磁波理论为理论基础，其主要利用传感器收集处理各类远距离目标反射、辐射的电磁波，以其作为信息综合成像，最终完成对地面景物的探测识别。由于遥感技术在探测上综合性较强，因而可以应用于各种领域，满足不同领域的探测需求，例如在考察资源、测绘地图以及观测气象中，遥感技术都能够发挥巨大的作用，不但简化了工作环节，减轻了劳动量，提高了劳动效率，以更低的工作成本完成高精度数据探测，从而为研究人员提供可靠的探测数据。例如在洪涝灾害中，可以利用遥感技术对水情进行探测，从而形成直观的水情分析图形，以此为抗洪抢险提供有力参考。具体分析，水文水资源探测中遥感技术的应用优势可以从以下四方面进行总结。
1.1 全天候监测
遥感信息除了可见光波信息外还能够获取红外线、紫外线以及微波等可见光波以外的信息，显现出肉眼不能看见的物体特征，这种特性应用在水位观测中，使得水位监测数据得以扩展，便于提高水位观测结果的准确性。除此之外，在应用中，遥感技术不会受到气候、天气以及地面植被的影响，因此可以全天候进行水文监测，从而令水文水资源勘测量得以扩展，便于研究人员对水文变化规律的总结认识。
1.2 空间限制小
传统的水文勘测工作中大多使用人工作用的方式，通过人进行水文水资源信息的勘测、收集，因而很容易受到天气、地形的影响，例如在人烟稀少以及环境恶劣的地区，由于存在危险性，因而人工作业往往会受到限制，或者遇到恶劣的天气状况，都会对人工作业造成影响，从而使得数据的收集状况受到影响。而遥感技术则不会出现这样的状况，地域以及空间对于遥感技术的限制微乎其微，因而在水文水资源勘测中利用遥感技术可以全方位对数据资料进行收集，从而获取更加完善的数据资料，为高精度水文研究提供数据基础。
1.3 探测效率高
传统的水文勘测中，使用人工勘测的方式不但周期长，并且易受到外界环境因素的干扰。而遥感技术则不同，由于遥感技术利用了陆地卫星，一颗卫星完成全球覆盖成像的周期约16d，但若采用多卫星作业的方式，可以将探测周期进一步缩小，提高了探测精度的同时，缩短了探测周期，提高了工作效率。
1.4 获取数据范围大
相比较人工探测，遥感技术在水文水资源勘测中的勘测范围更大，若卫星轨道高度在910公里时其以此探测面积可以达到34000平方公里。
2 技术应用
2.1 监测蒸发量
蒸发量监测是一种通过物理方法来对地表能量与质量转化的勘测手段。随着近年来遥感技术不断应用，对于蒸发量的估算也趋于成熟。蒸发量的计算主要通过卫星数据来实现，如统计经验法、能量余项法等，也可以用全遥感信息模型进行计算。根据这些模型各自的特点，还可以将这些模型分为多层模型，使其发挥各自优势。一层模型主要可以用在区别地表上土壤和植被方面，二层模型则主要用来计算地表植被或是地下土壤和地上热量之间的余热上。目前，也有使用多层模型将土壤分成很多层。近几年，我国利用遥感数据在地表特征参数的基础上，建立起了政务蒸腾计算模型，从而实现了对非均匀地面条件下的蒸散计算，给蒸发量的监测和计算带来了便捷的条件。
2.2 监测降水量
降水量的监测是指通过在云顶温度和降水点之间建立关系，并且利用卫星信息和地面雨量站之间的差值进行监测。而对于一些雨量站比较稀疏的地方，除了常规的雨量站监测之外，还可以利用雷达进行监测，从而获得相关降雨量的数据。雷达在降雨量估算处理中主要用于局部或者短缺的降雨量预报，它可以利用空间信号来处理相关的数据，并能采集相应的降水粒子，通过计算机对降水量进行计算。除雷达之外，还有气象卫星和航空飞机等都可以应用在降水量估算中。目前经常利用航空飞机深入到云层中，对云层以及周围进行监测，这样可以从不同角度监测出云层和余地的分布状况，然后利用计算机技术对相关的监测数据进行分析和处理，从而为水文研究部门提供可靠的依据。
2.3 预测径流量
在水文水资源勘测中径流量的预测预报是主要内容之一，其预测主要为水文气象站监测数据、遥感监测数据，通过建立水文模型，从而计算出相关信息。径流量的预测无法通过遥感监测得到结果，但是遥感技术可以对径流水系予以研究，例如植被、地貌以及土壤等元素，结合土壤含水量、蒸发量以及降水量完成对径流的估算。通过水文气象数据以及遥感监测数据可以建立相应水文模型，并得到径流预报结果。最早的预算方式除了使用水文模型、遥感技术、卫星云图等，还辅助使用了雷达。但是随着技术的发展，遥感技术也在不断的应用中得以更新发展，在水资源勘测中，技术人员研究出了一种新型的蒸发计算方法，覆盖类型更加多，从而为预测预报径流量提供了更为科学、精确的依据。
2.4 地下水的遥感
地下水位勘测一直以来都是水文水资源勘测工作的重点和难点，传统的勘测工作中，地下水位勘测环节复杂，并且容易受到各类因素的阻碍，致使勘测数据受限，影响了地下水勘测精度。但是随着遥感技术在水文水资源勘测中的应用，通过遥感技术可以间接勘测到地下水相关数据。虽然地下水无法通过遥感技术直接观测出来，但是通过地表植被信息以及地下水地表反映信息，可以进行破译，间接的获得相关信息。
3 注意事项
3.1 有选择性的采用数据
水文水资源勘测中，遥感技术的优势值得肯定，但是其仍旧存在一些不足。由于其信息获取全面，因而信息量巨大，在水文水资源勘测工作中需要从庞大的数据中予以选择。由于遥感资料中数据来源不同，则覆盖区域以及地面分辨率上也不同，但是不同的数据优势不同，因此需要依照水文研究项目的实际需要，选取适合的遥感数据资料。
3.2 遥感、人工互为补充
相对比传统的人工勘测，遥感技术的优势巨大，但是在实际的勘测工作中人工作业也不可获取，因此需要将二者有机结合起来。由于遥感技术所获取的数据资料不能直接应用于水文研究，需要通过人工勘测的补充才能得以利用。并且遥感数据资料还需要通过人工审核验证后才能应用于水文研究，以此确保数据资料的准确性、可用性。
4 结束语
遥感技术的巨大优势在水文水资源勘测领域得到了充分的认可，并且随着技术的应用，遥感技术也在不断的完善，通过遥感技术研究人员获取了很多传统人工勘测无法获取的数据，不但有效缩短了勘测周期，提高了勘测效率，并且在水文建模以及径流预算中的精度也更高。虽然遥感技术的优势值得肯定，但是在实际的应用中，其技术仍旧存在诸多需要完善的地方，需要专业的技术人员予以改善，从而令遥感技术能够在水文水资源勘测中更好的发挥其技术优势。
参考文献
[1]卞英春，周俊，朱文杰.浅谈遥感技术在水文水资源领域中的应用[J].河南水利与南水北调，2014（1）：51-52.
无人机遥感技术论文范文5
【关键词】 低空无人机遥感技术 水利领域 应用
无人机是一种通过机载计算机程序或无线遥控设备进行操控的无人飞行器。作为一种微型空中遥感技术，无人机遥感技术将无人机作为空中平台，利用遥感传感器实现空间信息的采集，并利用计算机处理图像信息，再按照要求的精度完成图像的制作[1]。无人机系统具有成本低、结构简单、可完成有人驾驶飞机难以完成的危险任务等优点，已逐步投入实际应用中，必将成为未来航空遥感的主要技术。低空无人机遥感技术具备的显著优势，有效完善了传统卫星遥感技术存在的不足之处，极大程度上促进了水利相关领域的技术发展。
一、低空无人机遥感技术的发展与应用
早期的无人机主要应用在军事上，起靶机的作用，后来逐渐应用于侦查作战、民用等范围。随着计算机通讯技术的发展，以及高精度、轻重量、数字化的先进传感器的研发与应用，无人机的综合性能也得到逐步提升，其应用领域也得到了充分拓展，为遥感监测工作的开展提供可靠的支持与条件。
1.1低空无人机遥感技术的应用特点
作为空中遥感平台中一项微型的遥感技术，无人机具备以下几个方面的特点：
（1）低空无人机遥感技术将无人机作为空中平台，利用专用的照相机及无线视频传输技术采集相关信息，并利用计算机处理图像信息，再按照要求的精度完成图像的制作。
（2）在应用无人机的前提下，可根据需要的不同选择不同类型的遥感平台，为转场及起降等操作提供了便利。
（3）无人机采用改装后的CCD数字照相机进行遥感航拍，拍摄的影像为数字格式，还可利用无线视频传输技术或小型的数字摄像机摄制彩色，从而获取可靠的遥感信息。
（4）无人机飞行高度偏低，可获得分辨率较高的遥感影像，使得在小空间尺度上便可将地表的变化详细观察出来，并完成大比例尺的遥感制图。此外，高分辨率的航片影像还可有效解决卫星拍摄存在盲区、云量大而难以获得遥感数据等难题。
1.2低空无人机遥感技术的应用实践分析
目前，低空无人机遥感技术已在评估灾害、检测环境等方面得到了具体的应用实践。
（1）台湾大学空间信息研究中心的相关人员采用无人机，将低空大比例尺的图像拍摄下来，并开展异常提取操作，将桃源县的固体垃圾等进行解译，从而为执法调查环境污染情况提供了依据。
（2）日本减灾研究组织利用无人机携带雷达扫描仪及数码摄像机，并对正处于喷发状态的火山进行调查。无人机可以到达人们难以进入或非常危险的地区，将现场的实际状况进行快速获取，从而对当地的灾情进行评估[2]。
（3）我国成立的首个Quick eye空间信息应急服务中心，为我国无人机在应急遥感应用方面的尝试与典范。在两年不到的时间内，此服务中心已完成近10万km2的作业量，在1：1000成图、测绘及应急等领域得到了非常广泛的应用。
二、低空无人机遥感技术在水利相关领域中的应用分析
低空无人机遥感技术的具有非常高的分辨率与机动性，非常适用于水利相关领域，且在抗旱防汛、监测水域、监测水土保持以及水利工程建设管理等方面发挥着显著作用。
2.1在抗旱防汛中的应用
低空无人机遥感技术为一项重要的获取空间数据的方法，具有持续航行时间长、机动灵活、成本低、可在高危地区进行探测等多项优点。在日常的防汛检查工作中，无人机可不受交通限制，能在最短时间内赶往险区的上空，对蓄滞洪区的水库、地形地貌及堤防险段等进行立体查看，根据机载装置数据将影像信息实时传递，在向防洪对策提供可靠、准确信息的基础上，尽最大可能规避风险的发生。通过应用无人机抗旱防汛系统，政府相关部门可全面了解突发事件状况，并作出迅速反应，在降低工作难度的同时，充分保障参与抗旱防汛人员的生命安全。在抗旱防汛领域，低空无人机遥感技术能够确保政府部门在洪涝旱灾来临时，可及时、准确获取相应的灾情及应急信息，从而为领导的抗灾决策提供决定性的辅助信息。例如在2010年的舟曲泥石流灾害中，无人机小组立即作出响应，并及时采集受灾地区的遥感影像信息，为灾情的评估及有效治理提供了宝贵的数据支持[3]。
2.2在动态监测水域中的应用
人们的日常生活及工业生产均离不开水的支持。然而随着我国人口的急剧增长及工业的快速发展，合理开发利用水资源已成为迫切需要解决的问题，而水源开发的基础便是准确计算出河流分布及流域面积。然而由于之前技术水平有效，许多河流分布及流域面积等资料已难以将当前的状况准确反映出来。
动态监测水域的目的便是将地区内的水域变化情况调查清楚，通过完善水域调查、统计及占补平衡制度，从而使得水域资源信息为社会提供服务，进一步满足水域资源管理及社会发展的需求。在调查水资源中采用低空无人机遥感技术，可大大减少人力、财力的投入。同时，根据已有的水域监测可实现调查结果的更新，全面变更调查水域的权属界线及使用情况，采用计算机自动识别与目视解译的方法采集数据，编辑图形，准确获取水域的动态监测类型、权限及分布等信息，进而建立信息共享的水域动态监测管理系统等。此外，还可在航道开发及水利规划等方面利用无人机水域监测数据。
2.3在监测水土保持中的应用
目前，我国最主要的环境问题即为水土流失。在水土保持研究中，定量调查土壤侵蚀为其重要内容。无人机遥感由于具有动态、快速、经济等优点，已成为调查土壤侵蚀信息的重要方法。土壤侵蚀受到自然及人为多种因素的影响，过程十分复杂。其中，土壤侵蚀类型不同，影响因素也便不同，例如水蚀，可参考土壤侵蚀通用方程的各因子指标，同时考虑结合使用常规方法与遥感技术能否顺利获取，以及在GIS中是否便于存取、计算等。通常情况下选择地形、降水、植被覆盖程度、沟谷密度及侵蚀防治措施等项目，作为估算土壤侵蚀量的因子。此外，对比分析不同时期的土壤侵蚀强度，对水资源保护工程的治疗效果进行评估，从而为以后的水土保持工作提供合理指导。
无人机可对研究地区进行低空、低速拍摄，且拍摄的照片能将范围内水土流失的强度、实际状况真实反映出来，为土壤侵蚀的类型、程度，以及植被、地形、管理措施等侵蚀因子的属性提供了充足的数据源。利用低空无人机遥感技术采集的遥感影像信息可为区域内水土流失的发生特点及发展趋势提供有效帮助，为政府部门的水土保持工作提供便利的同时，促进水土流失治理工作的全面开展。
2.4在水利工程建设管理中的应用
水利工程建设管理工作涉及到水利工程安全监测及建设环境的影响分析等方面，而低空无人机遥感技术由于具备实施快、拍摄的影像分辨率高等优点，因而在水利工程领域可发挥出关键作用。水利工程的环境影响遥感监测工作内容包括因工程建设引起的生态变化、土地盐渍化、淹没范围等。利用无人机遥感机动灵活等特点，可向生态环境工程提供科学的数据及可靠的决策依据。此外，结合使用空间信息技术、无人机遥感影像及GPS系统，可顺利开展提防工程及大型水库工程的建设施工及管理工作[4]。
三、前景展望
近年来，随着社会经济的飞速发展以及全球气候的变化，水资源的供需矛盾也日益明显，这使得水利工程发展面临严峻挑战的同时，也为其带来了发展机遇。水利建设朝着信息化的方向发展推进，为水利的勘测、设计、建设、管理等各项工作提供了有力的支撑。而无人机由于起降方式机动灵活，且具有低空、自主的飞行方式，以及多数据快速响应的能力等优势，在水利检测、水域规划及水利建设管理等领域具有良好的应用前景。无人机可携带分辨力高的数码相机及摄像机等影像采集设备，进行实时水文数据的采集与回传，充分体现出应急性强、实效性高等优势，而这些优势正是现代化水利工程建设与管理工作的发展趋势。因此，对低空无人机遥感技术的特点及应用效果进行综合考虑，我们可以得知此项技术在我国水利相关领域中具有极为广阔的应用前景。
参 考 文 献
[1]金伟，葛宏立，杜华强，等.无人机遥感发展与应用概况[J].遥感信息，2012，12（01）：88-92.
[2]王青山.简述无人机在遥感技术中的应用[J].测绘与空间地理信息，2010，15（03）：168.
无人机遥感技术论文范文6
关键词 环境保护领域 无人机遥感系统 运用研究
无人机（unmanned aeria vehicle，UAV）就是利用无线电遥控设备以及机载计算机程控系统对其进行操作管理的无人驾驶飞行器。无人机遥感系统在实践中就是通过较为先进的无人驾驶飞行器技术进、遥感传感器技术、遥感遥控技术、通信技术、GPS差分定位技术以及遥感应用技术进行各种环境、资源、国土等相关信息的获取，其在实践中可以有效地完成对于各种遥感数据的处理、建模以及各种技术的分析，在应用中其具有智能化、自动化以及专题化的发展特征，有着较为广泛的应用。
一、无人机遥感技术概述
无人机遥感技术在我国的环境保护中应用相对较晚，其主要就是利用其较高的分辨率、机动性、灵活性、便捷性以及低成本的特征，可以在实践中有效地实现各种影响的实时传输以及高危地区的探测，其发展相对较为迅速。
无人机在实践中的应用必须要通过无人机飞行准备、无人机飞行、无人机数据获取、相关数据处理、环境敏感信息的获取等相关流程才可以开展。其中无人机的飞行主要就涵盖了无人机的航线规划以及空域申请以及相关背景资料的收集与整理等。无人机在飞行的准备工作是一项基础性工作，在实践中要加强对其准备，确保各项无误之后，才可以顺利有效的开展相关飞行。
无人机遥感平台主要就是利用系统搭载的高分辨率相机系统、红外相机系统、成像光谱仪系统、气体检测仪系统以及相关传感器对于各种水质、大气、生态等相关环境的状况进行实时监测，在实践中在相关突发环境事件的应急、环境污染的实际监测、生态环境的监察、自然灾害环境的相关影响评价以及重大建设项目环保验收等相关环境质量考核中有着重要的支撑作用。
在环境保护领域的相关业务活动开展中，其较为普遍的就是应用高分辨率相机对于各种环境系统进行监测，在实践中其可以获得高于0.2米的高分辨率的可见光影像。可以在各种环境中获得较为敏感的目标信息；其中红外相机、城乡光谱仪器以及气体检测仪等相关仪器，在实践中因为荷载重量以及技术指标等相关因素的限制，在环境保护领域的科研类别中的研究中应用较为广泛，可以对于水环境以及大气环境指标等相关监测中应用。
二、突发环境事件应急中无人机遥感监测的具体应用
在开展环境应急监测的工作中，无人机技术基于其自身的优势，可以在最短的时间内获得其具体的环境现状、相关影响面积、扩散的范围等相关信息，在实践中应用无人机技术开展环境应急监测工作的过程中，其可以为各种环境应急处理以及相关管理决策提供有效的技术支持以及数据信息。
三、环境污染无人机遥感监测的具体应用
环境污染问题是现阶段国际领域中的重点问题，其对于人类自身的生存与发展，有着直接的影响，在实践中其可以分为水体污染、大气污染以及土壤污染几种类别。
其中较为常见的环境污染监测工作就是通过在各个地区的地面环境监测站点进行布设获得的相关地面环境监测站点方式获取各种检测数据信息，此种方式会耗费大量的人力以及财力费用，其数据呈现离散的发展趋势，无法对于实际的污染分布的具体空间格局进行显示。无人机环境遥感监测在实践中因为其实际的监测范围相对较大，具有较高的分辨率，其响应速度相对较为快速，可以有效地掌握观测区的各种污染源分布状况、实际的污染物种类状况以及存在的各种污染扩散等相关信息与问题，这也是现阶段环境污染监测的主要方式与手段。
四、生态监察无人机遥感监测的具体应用
生态监察可以说或一种相对较为具体化、直接性的环保执法方式，在工作中的主要任务就是对于区域生态环境中的现场破坏活动进行管理，加强检查以及治理。传统的生态监察方式工作开展具有一定的复杂性，其执法工作开展存在一定的阻力，无人机生态监察方式在实践中具有较为机动灵活、数据信息也具有客观性以及精准性，同时其整体分辨率也相对较高，可以说是现阶段生态监察工作的重要方式与手段，其中其在外来物种入侵等相关领域中应用有较为显著的效果。
五、自然灾害环境影响无人机遥感监测的具体应用
自然灾害主要就是因为自然异常变化产生的不可抗力因素导致的各种人员、财产、社会、资源等相关安全与破坏问题，在实践中通过无人机技术在各种自然灾害中应用有着较为显著的效果，其中在汶川地震、玉树以及舟曲泥石流等一些重大的自然灾害过程中，无人机因其响应快速、机动灵活等内在优势，可以在一些高危地区进行作业，对于自然灾害的应急监测以及在各种自认灾后的环境分析以及评估中有着无可替代的作用与价值。
六、重大建设项目环保验收中无人机遥感监测的具体应用
在一些重大建设项目的规划以及建设过程中，要对其产生的影响进行分析以及评估，并且制定相关预防对策以及措施手段。在传统的建设项目环保验收工作中主要就是通过人工的方式开展，容易受到各种客观因素的影响，但是应用无人机遥感技术在实践中可以有效地克服这些问题，可以提升环保验收调查工作的实际效率以及其信息的精准度。在各种项目工程的监管以及评估中有着较为重大的作用与价值。
七、结语
无人机遥感监测在实践中因为其自身的高分辨率、灵活性相对较高、其响应速度响度较快，获取的数据较为客观准备，不受各种客观因素影响的优势有着较为广泛的应用。在各种高科技不喾⒄褂氤墒斓墓程中，无人机遥感可以为环境保护工作提供较为完善的技术支撑，有效地推动环境保护工作的长足发展。
（作者单位为长沙环境保护职业技术学院）
参考文献
[1] 朱京海，徐光，刘家斌.无人机遥感系统在环境保护领域中的应用研究[J].环境保护与循环经济，2011（09）：45-48.
