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【關(guān)鍵詞】地震;遙感影像;遙感技術(shù)現(xiàn)狀;信息提取
眾所周知,中國由于歷史原因,大多數(shù)的建筑物抗震性不夠好,抗震級別不高,一旦地震發(fā)生,災(zāi)害性非常嚴(yán)重,如汶川地震,破壞性非常大,在十幾秒內(nèi)就造成嚴(yán)重的財產(chǎn)和人身傷害。遙感影像技術(shù)的產(chǎn)生和今年的發(fā)展為地震的預(yù)報與防御以及災(zāi)后的救援重建工作都帶來了極大的方便。
1.地震災(zāi)害
地震是一種自然現(xiàn)象,又可以成為地動,地振動,是由于地殼快速釋放能量的過程中造成了振動,在這期間會產(chǎn)生地震波。而引起地面震動(即地震)的主要原因就是覺得地球上板塊與板塊之間相互擠壓碰撞,使得板塊邊沿及板塊內(nèi)部產(chǎn)生錯動和破裂,從而造成地震現(xiàn)象。
地震會帶來嚴(yán)重的災(zāi)害,造成嚴(yán)重的人身財產(chǎn)損失。地震最直接的災(zāi)害是地震的原生現(xiàn)象,比如因為地震斷層錯動和地震波引起地面振動而引起的災(zāi)害。主要表現(xiàn)為:地面被破壞,普通城鎮(zhèn)容易造成建筑物與構(gòu)筑物的倒塌損壞,靠近山區(qū)可能引起山體等自然物的破壞(比如泥石流、滑坡等),若是海底地震,沿海區(qū)可能引起海嘯等,后果破壞程度大,后果嚴(yán)重。并且,地震往往帶來的除了直接破壞外還伴有次生災(zāi)害。比如房屋倒塌后火源失控引起火災(zāi);災(zāi)區(qū)水源、供水系統(tǒng)破壞或者被污染,使得災(zāi)區(qū)生活環(huán)境惡化,造成瘟疫等等。
地震往往瞬時成災(zāi),讓人措手不及,并由于地震使得大量房屋倒塌,造成大量人員傷亡。所以如何能夠準(zhǔn)確勘探地震,并能夠在地震發(fā)生后及時有效的獲取災(zāi)情信息成為重點研發(fā)方向。
2.遙感影像
遙感,[remote sensing],從中文解釋上來看,可以簡單理解為遙遠的感知,泛指一切無接觸的遠距離的探測;從科技層面上來看,遙感就是通過人造地球衛(wèi)星上的遙測儀器對地球表面及資源(如樹木、草地、土壤、水、礦物、農(nóng)家作物、魚類和野生動物等的資源管理)進行感應(yīng)遙測以及監(jiān)視管理的一種科學(xué)技術(shù)手段。遙感是20世紀(jì)60年代初發(fā)展起來的以航空攝影技術(shù)為基礎(chǔ)的一門新興技術(shù)。1972年美國發(fā)射了第一顆陸地衛(wèi)星,這就標(biāo)志著航天遙感時代的來臨。經(jīng)過幾十年的迅速發(fā)展,成為一門實用的,先進的空間探測技術(shù)。
遙感影像(Remote Sensing Image)是指紀(jì)錄各種地物電磁波大小的膠片(或相片),在遙感中主要是指航空像片和衛(wèi)星相片。一般遙感影像,數(shù)據(jù)類型比較多,需要通過金字塔加速、幀緩存技術(shù)、多種數(shù)據(jù)格式等方法進行圖像處理,方便遙感影像的顯示。
3.遙感信息提取技術(shù)
遙感信息提取是遙感成像過程的一個逆過程,是從遙感對地面實況的模擬影像中提取相關(guān)的信息,反演地面原型的一個過程。遙感信息提取需要根據(jù)專業(yè)的要求,運用物理模型、解譯特征標(biāo)志和實踐經(jīng)驗與知識,定性、定量的提取出物理量、時刻分布、功能結(jié)構(gòu)等有關(guān)信息。
3.1遙感信息提取方法
常用的遙感信息提取方法主要是兩大類的:一是目視解譯;二是計算機信息提取。
3.1.1目視解譯
目視解譯主要是利用圖形的影像特征和空間特征以及多種非遙感信息資料相組合,用過運用相關(guān)的規(guī)律,進行綜合分析和邏輯推理的思維過程?,F(xiàn)在多通過人機交互,應(yīng)用圖像處理方法增強影像,提高影像的視覺效果,使之能夠翻譯到計算機屏幕上。
3.1.2計算機信息處理
計算機信息處理就是利用計算機進行遙感信息的自動提取,這就必須使用數(shù)字圖像了。這種處理方式原理是由于不同地物在同一波段、同一地物在不同波段都會呈現(xiàn)出不同的波譜這一特征,通過對某種地物在各個波段呈現(xiàn)的波譜曲線進行分析,然后根據(jù)其特點進行了相應(yīng)的增強的處理之后,在遙感影像上就能夠識別并且提取同類的目標(biāo)物。
4.遙感影像震害信息提取技術(shù)研究
遙感影像震害信息提取技術(shù)是通過對某一地區(qū)的衛(wèi)星圖像或者航空照片進行對比分析,比較同一地區(qū)在不同的時期所拍攝到的建筑物的遙感影像來判斷該地區(qū)地表的變化。由于今年來科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新,遙感影像的分辨率和震害信息提取技術(shù)也得到了相應(yīng)的發(fā)展,改善了以往遙感震害信息提取技術(shù)存在的結(jié)果精度低,震害識別對象單一,遙感地震應(yīng)急軟件平臺不都完備的問題,并產(chǎn)生了新的提取方案。
4.1提出基于面向?qū)ο蠓诸惖恼鸷π畔⑻崛〖夹g(shù)
面對對象分類方法需要充分考慮地物的大小,結(jié)構(gòu),形狀等基本幾何特點,利用對象和周圍的環(huán)境之間的聯(lián)系,借助于對象特征知識庫以此來完成信息的提取。這種信息提取技術(shù)有利于提高分類的精準(zhǔn)度。
這一信息提取技術(shù)主要涉及三個方面的關(guān)鍵技術(shù)即影像分割、影像對象特征的定量描述以及影像分類。對于影像分割,常用的方法是多尺度分割技術(shù),能夠精準(zhǔn)的分辨出地物目標(biāo)的分類。而影像對象特征主要是通過利用影像對象的光譜、形狀和紋理特征制作相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,從而進行表達描述。對于影像分類的方法最常用的就是模糊數(shù)學(xué)分類的方法。
4.2基于震害知識庫的震害信息提取技術(shù)
建立震害知識庫,這體現(xiàn)的是遙感影像分析技術(shù)通過對人類思維方式的模擬來提取遙感信息。在模糊分類推理機制的分類系統(tǒng)中,引入越多的專家知識,越能夠豐富分類系統(tǒng),使得推理更加的合理,能夠更加符合人類的思維方式,這樣產(chǎn)生的分類結(jié)果也就更加精確。由于知識庫是人工智能和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)物,知識庫中的知識數(shù)據(jù)越豐富,推理規(guī)則也就越完善,這樣計算機系統(tǒng)的智能化程度就越高,為遙感震害影像信息提取分析人員提供的數(shù)據(jù)就更加完善,為影像分類是提供的特征參數(shù)依據(jù)就更加精準(zhǔn),從而能夠提高遙感影像震害信息提取的準(zhǔn)確性。
4.3通過高分辨率的衛(wèi)星提取震害信息
隨著科技的發(fā)展,安裝有高分辨率遙感器的人造衛(wèi)星普遍投入使用,以及雷達遙感無人飛機等高科技產(chǎn)品的飛速發(fā)展,遙感影像震害信息的提取技術(shù)所得到信息本身的精確度就得到了很大的提升,提取到的信息也必然更為準(zhǔn)確迅速而有效,
結(jié)語
隨著社會的進步,科學(xué)的不斷發(fā)展,遙感影像震害信息提取技術(shù)必將不斷發(fā)展,其信息的精確度、及時性都將得到很大的提高,對地震等災(zāi)害的預(yù)防以及災(zāi)后的救助都能提供極大的便利。
參考文獻:
[1] 趙福軍.遙感影像震害信息提取技術(shù)研究[D].中國地震局工程力學(xué)研究所,2010.
[2] 殷亞秋.遙感影像震害信息提取技術(shù)研究[J].科技傳播,2011,(16):228,234.
教育的一個特定目的就是要培養(yǎng)感情方面的品質(zhì),特別是在人和人的關(guān)系中的感情品質(zhì)。因此,情感教育在高中信息技術(shù)教學(xué)中同樣重要。
一、情感教育的理論基礎(chǔ)
從哲學(xué)的角度看,認(rèn)為每個人都有其價值實現(xiàn),具有主觀能動性,尊重人的個性,重視個體自由全面的發(fā)展,否則,就算一個人擁有發(fā)達的大腦和健全的軀體,都不能稱之為真正的人。因此,情感教育的本質(zhì)符合關(guān)于人的本質(zhì)的學(xué)說。
從教育學(xué)的角度看,教育的目的不僅僅是增進人的知識和技能,更重要的是遵循人固有的發(fā)展方式,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,完善學(xué)生的認(rèn)識結(jié)構(gòu),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,形成一種積極的心態(tài),高尚的行為,正確的價值體系,最終使學(xué)生能夠終身進行自我學(xué)習(xí)和自我覺醒。除此以外,學(xué)生的學(xué)習(xí)過程始終伴隨著情感過程,因此,在教學(xué)中進行情感教育是教師的任務(wù)之一。
從心理學(xué)的角度看。情感是隨著人的認(rèn)知發(fā)展和心智發(fā)展的不斷成熟而形成的具有一定穩(wěn)定性的情緒。正面、積極的情感往往對人的行為產(chǎn)生“增力”。提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,使學(xué)生不斷奮斗,不斷創(chuàng)新;而負面、消極的情感則與之相反,對人的行為產(chǎn)生“減力”,使得學(xué)生意志消沉,阻礙學(xué)習(xí)活動的順利完成。因此,在學(xué)生過程中,要使學(xué)生形成一種相對穩(wěn)定、平和的積極情感,讓學(xué)生的學(xué)習(xí)過程處于一種平靜的情緒狀態(tài)下完成。
二、高中信息技術(shù)教學(xué)中情感教育因素的構(gòu)成
教師。尊重、熱愛學(xué)生是教師做好教育工作的前提和基礎(chǔ)。當(dāng)教師以一種飽滿、快樂、振奮的情緒狀態(tài),通過靈活的教法、生動的語言、豐富的表情、大方的動作,配以親切的微笑、激勵的目光,創(chuàng)造出愉悅的學(xué)習(xí)環(huán)境,以自己的高尚情操,積極的生活態(tài)度,陶冶學(xué)生的相應(yīng)情感時,學(xué)生才能“親其師而信其道”。
學(xué)生。情感是學(xué)生認(rèn)知能力發(fā)展的動力。在學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生要充分發(fā)揮主觀能動性,積極融入教學(xué)情景,尊重教師與同學(xué),主動與教師和其他同學(xué)進行言語上的溝通,情感上的交流,內(nèi)化為自身的情感需求,外化為健康的人際交往行為。形成健全的人格和良好的情緒。
教材。要增強情感教育就必須在教材設(shè)計時根據(jù)不同的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容融入情感目標(biāo)的設(shè)計,既要符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,又要喚醒學(xué)生的情感意識,既有利學(xué)生的認(rèn)知能力發(fā)展,又要豐富學(xué)生情感的體驗。因此教材設(shè)置必須具有知識性、教育性,又有藝術(shù)性、情感性。
學(xué)習(xí)環(huán)境。信息技術(shù)教學(xué)不僅要教會學(xué)生使用信息技術(shù),還可充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,網(wǎng)絡(luò)通訊工具為情感教育服務(wù),如利用BBS建立網(wǎng)上社區(qū),利用微博、QQ等工具進行溝通、交流,獲取知識、共同完成學(xué)習(xí)任務(wù),并形成相互影響、相互促進的人際關(guān)系,教師也可以對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、思想動態(tài)進行更深的了解。
三、從情感教育維度優(yōu)化高中信息技術(shù)教學(xué)的策略
1 賦予文化策略。高中信息技術(shù)課多以實踐操作為主,教師邊演示邊講解,學(xué)生邊聽、邊操作,容易形成“見機不見人”的局面,因此要設(shè)計營造情感氣氛,創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境以增進情感的感染程度。如在講授《信息與信息技術(shù)》時,筆者更多著眼于信息在各個領(lǐng)域的運用,如二戰(zhàn)時期鮮為人知的密碼戰(zhàn)對戰(zhàn)爭勝負的影響。爭議頗大的“維基解密”事件等。將教學(xué)知識點所蘊含的隱性情感因素或背后的文化史盡可能地發(fā)掘,把單調(diào)的知識賦予文化情感,使學(xué)生獲得相應(yīng)的情感體驗,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,對學(xué)生的道德、情感和世界觀的形成發(fā)展有著積極的影響。
2 情感觸動策略。在教學(xué)過程中,以情感觸動學(xué)生,把知識、能力的培養(yǎng)和道德情感的陶冶有機地結(jié)合起來,從而促進學(xué)生的全面發(fā)展。如在《因特網(wǎng)信息的查找》一課中,筆者將學(xué)生分組,每個組圍繞一個主題在因特網(wǎng)上進行信息的查找、篩選和總結(jié),最后由小組將本組主題內(nèi)容在全班進行介紹交流。同學(xué)們的思維開始圍繞“我的家鄉(xiāng)”“我愛籃球”“天空之謎”等自己感興趣的主題展開,學(xué)生情緒高昂,學(xué)習(xí)興趣深厚,課堂氣氛活躍,很快掌握了“搜索引擎”的使用。情感觸動貼近學(xué)生生活,充分調(diào)動學(xué)生思維的積極性,在完成任務(wù)的同時培養(yǎng)學(xué)生的個性、創(chuàng)造性,將學(xué)生的潛能釋放出來。
【關(guān)鍵詞】地理信息系統(tǒng)技術(shù);遙感技術(shù);煤礦地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測
1 前言
礦山地質(zhì)災(zāi)害是指自然地質(zhì)作用和礦山地質(zhì)作用(亦稱人為地質(zhì)作用)導(dǎo)致的礦山生態(tài)地質(zhì)環(huán)境惡化,并造成人類生命和財產(chǎn)損失或人類賴以生存的資源、環(huán)境嚴(yán)重破壞的災(zāi)害事件。在煤礦開采中,經(jīng)常會遇到各種各樣的地質(zhì)災(zāi)害,如瓦斯突出、底板突水、地表沉陷等。這些地質(zhì)災(zāi)害對正常生產(chǎn)危害很大,還會危及礦工和人民的生命財產(chǎn)安全,必須想辦法減小地質(zhì)災(zāi)害帶來的危害。我們知道,礦山在被人類開采以前,處于自然的平衡狀態(tài),這時候幾乎不會發(fā)生什么地質(zhì)災(zāi)害。而人類的采礦活動,破壞了原有的平衡,原來儲存在煤層或巖層中的瓦斯就可能會跑出來,巖層中含有的承壓水也可能因為巖層的破壞而涌向采礦工作面,從而產(chǎn)生了地質(zhì)災(zāi)害。正確地預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害是防止其發(fā)生的前提條件,隨著煤礦開采技術(shù)的進步以及人們對煤礦安全的日益重視,地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測逐漸成為廣大學(xué)者和技術(shù)人員關(guān)注和研究的重點。
地理信息系統(tǒng)技術(shù),簡稱GIS技術(shù),是近年來隨著信息技術(shù)等的發(fā)展而發(fā)展起來的一門新興的地理空間信息分析技術(shù)。該技術(shù)以地理空間為基礎(chǔ),采用地理模型分析方法,能將表格型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為地理圖形進行顯示,從而可以為地理研究或地理決策等服務(wù)。本文擬將地理信息系統(tǒng)技術(shù)與遙感技術(shù)相結(jié)合,將其應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測中來。
2 礦山地質(zhì)災(zāi)害的危害
其破壞作用主要表現(xiàn)在危害礦工生命和財產(chǎn)安全;破壞采礦設(shè)施,影響礦業(yè)正常生產(chǎn);破壞礦產(chǎn)資源、土地資源和水環(huán)境、礦區(qū)環(huán)境。嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害一次可造成幾十人甚至上百人死亡。我國是礦山地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)國之一,地質(zhì)災(zāi)害種類多、分布廣、影響大、造成的損失嚴(yán)重。據(jù)全國31個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市)礦山調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計,1950―2010 年的60 年間, 中國礦山開發(fā)已發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害約10869 起,死亡約4779 人,造成直接經(jīng)濟損失約174.58 億元。其中突發(fā)性的崩塌、滑坡、泥石流災(zāi)害2549 起,死亡4244 人,經(jīng)濟損失50.04 億元;緩變型的地面塌陷、地裂縫有8320 處, 影響的面積314765hm2,死亡535 人,經(jīng)濟損失124.54 億元。礦山地質(zhì)災(zāi)害類型以地面塌陷為主, 共有5416處,占礦山地質(zhì)災(zāi)害的50%,災(zāi)害規(guī)模以小型為主(占63%),大型次之(占21%),經(jīng)濟損失、影響面積以地面塌陷和地裂縫最嚴(yán)重,泥石流災(zāi)害發(fā)生的次數(shù)雖然最少,僅占6%,但造成的死亡人數(shù)最多,共1581 人,占33%。
3 應(yīng)用遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)預(yù)測煤礦地質(zhì)災(zāi)害的原理
煤礦地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測主要涉及到兩方面內(nèi)容:第一是界定出現(xiàn)煤礦地質(zhì)災(zāi)害的危險等級,也就是預(yù)測煤礦地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的可能性,是制定煤礦開采規(guī)劃的重要基礎(chǔ);第二就是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生前的預(yù)報,主要是針對具體的工作面情況作出短期預(yù)報及預(yù)警。
利用地理信息系統(tǒng)及遙感預(yù)測技術(shù)可以對上述兩大層面的煤礦地質(zhì)災(zāi)害做出準(zhǔn)確的預(yù)測。其中,遙感技術(shù)主要針對礦區(qū)的地質(zhì)情況進行調(diào)查。具體來說,就是利用遙感技術(shù)從整體上調(diào)查礦區(qū)的地質(zhì)、地理以及開采條件等情況,在此基礎(chǔ)上展開礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的相關(guān)研究;與此同時,利用針對礦區(qū)遙感影像所做解釋,能夠進一步明確礦區(qū)范圍內(nèi)的水文地質(zhì)等相關(guān)信息,具體包括地貌單元類型;斷裂構(gòu)造的性質(zhì)、形態(tài)以及展布等;地表水體;地表濕度或第四紀(jì)含水量;溶洞、地面塌陷以及矸石山分布等。利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)可以更加高效而科學(xué)的組織和管理空間數(shù)據(jù)及其屬性資料,不僅如此,利用GIS技術(shù)還可以針對不同來源的信息進行復(fù)合分析。煤礦地質(zhì)災(zāi)害具有多級、多因以及多時的特點,是人為因素及自然因素耦合作用的結(jié)果。借助GIS技術(shù),可以通過專題信息層的方式對礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)的影響因素進行保存,并按照現(xiàn)實需求進行復(fù)合分析,并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建煤礦地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測模型。
4 應(yīng)用遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)預(yù)測煤礦地質(zhì)災(zāi)害的的步驟
在煤礦地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測過程中應(yīng)用遙感及GIS技術(shù),第一步就是預(yù)處理,主要是針對遙感解釋結(jié)果、相關(guān)實驗數(shù)據(jù)以及地面勘察資料等進行;第二步就是已出現(xiàn)的煤礦地質(zhì)災(zāi)害實例以及本礦區(qū)范圍內(nèi)的相關(guān)影響因素進行分析,在此基礎(chǔ)上明確礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害形成機理以及主控因素。
在災(zāi)害預(yù)測中,我們對引起煤礦地質(zhì)災(zāi)害的因素的指標(biāo)進行了詳細的量化,然后將量化的指標(biāo)在遙感中進行預(yù)測,這樣一來,就形成了各個層次,每個層次的權(quán)重有所不同,通過這一表現(xiàn)層我們了解到各個因素帶來的相關(guān)圖層的配準(zhǔn)、空間分析以及初始計算問題,再將初始模型計算結(jié)果與現(xiàn)有地質(zhì)災(zāi)害資料進行擬合,一直到取得預(yù)期的擬合效果為止,這樣便可以將煤礦地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測模型確定下來。技術(shù)流程詳見圖1所示。
圖1 煤礦地質(zhì)災(zāi)害遙感及GIS技術(shù)預(yù)測流程示意圖
5 結(jié)語
地質(zhì)災(zāi)害是危害煤礦安全生產(chǎn)的一項十分重要的因素,然而煤礦井下的地質(zhì)條件一般都十分復(fù)雜,要想對地質(zhì)災(zāi)害進行準(zhǔn)確的預(yù)測和防治難度較大。遙感技術(shù)和GIS技術(shù)的出現(xiàn),為煤礦地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測提供了強有力的手段。利用遙感及GIS技術(shù)可以很方便地對多種信息進行綜合分析、綜合利用,從而大大提高了預(yù)測的準(zhǔn)確性和精確性。同時,GIS技術(shù)處理數(shù)據(jù)的速度較快,可以使預(yù)測結(jié)果盡早地出來,為我們針對災(zāi)害采取應(yīng)對措施留出了充足的時間。作為一名煤礦地質(zhì)工作者,應(yīng)該盡快掌握應(yīng)用遙感和GIS技術(shù)預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害的技術(shù)。
參考文獻:
【關(guān)鍵詞】城市規(guī)劃 建設(shè)監(jiān)測 遙感技術(shù)
一、引言
我國正處于城市化加速發(fā)展階段,《中國城市發(fā)展報告(2011)》研究結(jié)果表明2011年我國城鎮(zhèn)化率已經(jīng)達到51.27%,城鎮(zhèn)化率首超50%,標(biāo)志著我國從一個農(nóng)業(yè)大國進入以城市社會為主的新歷史階段。為了實現(xiàn)一定時期內(nèi)城市經(jīng)濟和社會發(fā)展目標(biāo),城市規(guī)劃建設(shè)負責(zé)協(xié)調(diào)城市空間布局和各項建設(shè)的綜合部署和全面安排,直接影響城市性質(zhì)、規(guī)模和發(fā)展方向,影響城市土地利用,其對經(jīng)濟和社會發(fā)展有著深遠的影響。城鎮(zhèn)化建設(shè)加快,城市系統(tǒng)的變化也愈趨復(fù)雜,城市規(guī)劃和建設(shè)任務(wù)更加繁重。在21世紀(jì)數(shù)字地球的時代,標(biāo)準(zhǔn)信息化是城市規(guī)劃的必然,城市規(guī)劃面臨的首要問題就是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取,遙感技術(shù)獲取數(shù)據(jù)宏觀性、綜合性、多源性和動態(tài)性周期性等特性,有助于更新城市基礎(chǔ)地理信息,使其日益成為城市規(guī)劃不可或缺的重要組成部分和技術(shù)支持,以適應(yīng)現(xiàn)代城市建設(shè)與可持續(xù)發(fā)展的需要。同時面對城市規(guī)劃建設(shè)中存在的許若干問題,遙感信息技術(shù)為城市規(guī)劃和建設(shè)監(jiān)管提供了一種實時高效的技術(shù)手段,遙感數(shù)據(jù)也因此成為城市地理信息的重要數(shù)據(jù)源。
二、城鄉(xiāng)規(guī)劃遙感監(jiān)管業(yè)務(wù)與技術(shù)流程
城鄉(xiāng)規(guī)劃動態(tài)監(jiān)管的主要內(nèi)容是城鄉(xiāng)規(guī)劃強制性內(nèi)容的落實情況,主要技術(shù)流程是應(yīng)用遙感技術(shù),通過同一地區(qū)不同時相的遙感影像提取城鄉(xiāng)建設(shè)變化信息,將變化信息進行地物分類,與監(jiān)管地區(qū)的城鄉(xiāng)規(guī)劃專題資料進行疊加對比分析,輔以外業(yè)核查,最后將城鄉(xiāng)建設(shè)變化的空間位置和規(guī)劃業(yè)務(wù)信息提交城鄉(xiāng)規(guī)劃主管部門,為城鄉(xiāng)規(guī)劃的編制、實施、監(jiān)督和修改提供決策依據(jù)。監(jiān)管業(yè)務(wù)流程和相關(guān)技術(shù)流程如下(圖1):
圖1 城鄉(xiāng)規(guī)劃監(jiān)管業(yè)務(wù)流程和相關(guān)技術(shù)流程
三、遙感數(shù)據(jù)源選取及數(shù)據(jù)處理
遙感地觀測技術(shù)作為城市擴展監(jiān)測的主要手段,提供了豐富的城市擴展變化數(shù)據(jù),該技術(shù)在城市擴展監(jiān)測中的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在采用高分辨率、高光譜遙感數(shù)據(jù),對光譜特征非常相似的城市地物和人工目標(biāo)物加以區(qū)分和精細分類,以提高城市規(guī)劃建設(shè)變化監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性和時效性。
(一)遙感數(shù)據(jù)源選取
陸地衛(wèi)星空間分辨率最高已達到厘米級,電磁波段也由可見光、近紅外波段擴展到熱紅外、微波波段,從二維觀測發(fā)展到三維觀測,從宏觀的區(qū)域研究開始向復(fù)雜的城市區(qū)域研究。
遙感數(shù)據(jù)源的選擇需要考慮的因素非常多,包括價格、空間分辨率、成像時間、波譜分辨率等因素。針對城市規(guī)劃遙感監(jiān)測任務(wù),選擇合適的遙感數(shù)據(jù)源是最先要考慮的問題之一,原則上主城區(qū)由于建筑物密度較大,地物目標(biāo)類型多樣,通常選用低于1m以下空間分辨率的影像,城市郊區(qū)或城鄉(xiāng)結(jié)合部可選用分辨率在2m左右的數(shù)據(jù)(見表1)。
為了提高城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)監(jiān)管的效率和準(zhǔn)確性,結(jié)合衛(wèi)星遙感影像的分辨率和性價比,用于城市規(guī)劃動態(tài)監(jiān)管性價比比較好的遙感影像數(shù)據(jù)源組合是:主城區(qū)采用高分辨率的IKONOS、QuickBird、GeoEye-1和WorldView2數(shù)據(jù),城鄉(xiāng)結(jié)合部或者規(guī)劃區(qū)范圍采用SPOTS數(shù)據(jù)。
(二)數(shù)據(jù)處理及信息提取
獲取了遙感衛(wèi)星影像后,首先利用地形圖數(shù)據(jù)對影像進行幾何糾正,使得遙感影像的投影方式與地形圖、規(guī)劃圖一致,為變化信息提取與分析創(chuàng)造條件;通過配準(zhǔn)步驟,使規(guī)劃所描述的城市功能分區(qū)與地理坐標(biāo)相關(guān)聯(lián),實現(xiàn)與糾正后的遙感影像數(shù)據(jù)在同一參考基準(zhǔn)下的比對。將配準(zhǔn)之后的同一地區(qū)的多景影像進行鑲嵌工作.使之成為一幅反映被監(jiān)管區(qū)域全貌的完整影像。鑲嵌處理之后進行全色影像和多光譜影像數(shù)據(jù)的融合,為后續(xù)的變化信息提取做準(zhǔn)備。
在利用遙感技術(shù)進行城市規(guī)劃監(jiān)管工作中,最核心的圖像處理步驟即為遙感圖像信息提取與挖掘。通過對城市規(guī)劃監(jiān)管業(yè)務(wù)和技術(shù)需求分析,結(jié)合城鄉(xiāng)規(guī)劃主管部門的職能和重點工作的要求以及當(dāng)?shù)貙嶋H,確定重點監(jiān)測目標(biāo),例如城市道路、城市綠地、城市水系、城市用地和歷史文化名城等。通常監(jiān)測目標(biāo)在遙感影像上具有一下幾個特征:1.地物光譜特征;2.紋理特征;3.地理空間特征;4.位置分布特征;5.特定空間結(jié)構(gòu)和空間關(guān)系。通過以上地物目標(biāo)特征,選取不同的方法對多時相高分辨率遙感影像進行變化差異圖斑提取,并對這些差異實現(xiàn)地物分類。分類結(jié)果與各專題規(guī)劃圖進行對比,并輔以實地核查,最終將量化和定位結(jié)果上報行政管理部門。針對目前城市規(guī)劃建設(shè)中存在的若干問題:違法建設(shè)大量出現(xiàn)、城鄉(xiāng)結(jié)合部建設(shè)混亂、文物毀壞大拆大建、無規(guī)則擅自批建等,遙感技術(shù)和多時相影像數(shù)據(jù)成為了一種實時有效的城市規(guī)劃監(jiān)管方式。
四、遙感信息模型
遙感技術(shù)不僅可以獲取直觀形象的信息,例如房屋、道路、綠地等,而且可以通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)提取無形信息,例如建筑容積率、建筑密度、城市大氣環(huán)境與熱島效應(yīng)、城市綠地調(diào)查、交通流量、城市擴展過程模擬與優(yōu)化等等。遙感信息模型是用遙感信息和地理信息影像化的方法建立的一種物理數(shù)學(xué)關(guān)系模型。遙感信息模型有助于提高遙感影像利用率,較好的解決大數(shù)據(jù)量、小信息量的問題,同時也能夠?qū)Σ煌鞘幸?guī)劃建設(shè)目標(biāo)提供輔助決策信息。遙感信息模型的應(yīng)用,大大提高了數(shù)據(jù)采集速度,減少人工采集工作量,是城鄉(xiāng)數(shù)據(jù)進行空間統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)。因此遙感信息模型是遙感信息研究的重要方面及遙感信息應(yīng)用的發(fā)展方向。
遙感圖像具有多時相、多分辨率(空間分辨率和波普分辨率)、多傳感器等特點,使其在我國國民經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮了重要作用。高原是青藏高原的主體,幅員面積超過120萬平方公里,其中海拔高于4000m的面積超過自治區(qū)面積的92,約有110萬平方公里面積處于寒冷、寒冬和冰雪作用極為強烈的高寒環(huán)境中,環(huán)境及其惡劣、交通不便。本文通過對工程地質(zhì)找礦、機場工程和交通工程的遙感圖像信息處理進行分析比較,為高原工程領(lǐng)域的遙感應(yīng)用提供了新的思路和方法。
2遙感信息處理在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用
2.1遙感信息處理在工程地質(zhì)找礦的應(yīng)用
在地學(xué)信息化中,遙感數(shù)據(jù)可以直接作為可視化信息來源。由于地處特提斯——喜馬拉雅成礦區(qū)域,礦產(chǎn)儲量遠景較好,從現(xiàn)有勘察結(jié)果也可以佐證。但由于地域廣闊,山地高海拔地區(qū)較多,多為人難以到達的區(qū)域,為了節(jié)省調(diào)研成本,提高地質(zhì)勘察的準(zhǔn)確度,遙感應(yīng)成為工程地質(zhì)勘察前期工作中的主要應(yīng)用方法。在地質(zhì)勘察方面常用的方法為礦物光譜對照法,通過礦物光譜數(shù)據(jù)庫中礦物光譜為基礎(chǔ),以光譜的吸收譜帶特征為主,其它光譜特征參量為輔,基于光譜的相似性準(zhǔn)則或邏輯關(guān)系,構(gòu)建礦物識別譜系,建立礦物識別規(guī)則。識別規(guī)則建立后,對高光譜的遙感圖像進行解譯,得到區(qū)域構(gòu)造解譯圖,為地質(zhì)工程選擇合適區(qū)域,提供參考。以藏東地區(qū)找礦為例,藏東地區(qū)位于特提斯一喜馬拉雅成礦帶,有大量的金屬礦床。金屬礦床通常伴隨近礦圍巖蝕變,并伴有相關(guān)元素的高中度值。因此,金屬礦床形成有與之相關(guān)的特定光譜異常區(qū),在遙感圖像上礦化可以得到很好的顯示。礦化蝕變的典型特征是含礦熱液的活動。藏東地區(qū)的主要蝕變類型有褐鐵礦化、云英巖化、孑L雀石化、藍銅礦化、硅化等。這些蝕變在遙感圖像上都有很明顯的特征譜帶。對礦化蝕變來說,其光譜曲線波動大,波段間的差值較大;而圍巖的光譜曲線則相對平緩,波段間的差值也較小。所以遙感數(shù)據(jù)波段的不同組合可以圈定出圍巖和蝕變的范圍與強度,而圍巖蝕變的范圍和強度常常與礦床的規(guī)模和質(zhì)量相關(guān),所以反應(yīng)圍巖蝕變的遙感異常提取可為地質(zhì)找礦提供重要依據(jù)。在藏東地區(qū)找礦時,首先對遙感圖像進行預(yù)處理,盡量除去冰雪和植被兩種主要干擾信息,在植被覆蓋比較廣泛的藏東地區(qū),植擾信息去除的效果,直接影響到找礦的結(jié)果;然后對圖像信息進行增強處理,突出有用信息;最后引入熱紅外波段圖像信息,突出紋理信息。通過一系列處理,就可以解譯出藏東地區(qū)蝕變區(qū)域。同時通過實地踏勘,得到與遙感解譯出的蝕變區(qū)域吻合的證據(jù),最終確定出遠景成礦區(qū)。
2.2遙感信息處理在機場工程中的應(yīng)用
高原地區(qū)尤其是高原地區(qū),環(huán)境惡劣、交通不便,隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展,航空運輸成了最迫切需要的交通工具。因此,開發(fā)新機場和擴建老機場已經(jīng)成為地區(qū)發(fā)展經(jīng)濟的重要措施。在機場建設(shè)前期工程中,如:機場選址、機場工程地質(zhì)、生態(tài)環(huán)境等因素的評價中,采用何種技術(shù)方法尤為重要,將直接影響機場建設(shè)工程進展及經(jīng)費的投入。遙感技術(shù)獲取信息的尺度大,具有實時性、宏觀性、信息量豐富等特點,選擇遙感信息處理作為機場的前期選址的技術(shù)手段,可以縮短工程周期、節(jié)約工程經(jīng)費、提高工程效率、增強地勘資料的可信度,最大限度的減少野外踏勘等煩瑣工作。以地區(qū)阿里機場為例,針對高原工程自然條件十分惡劣、地質(zhì)條件復(fù)雜、各種資料十分缺乏的特點,設(shè)計人員選擇遙感技術(shù)作為工程前期勘察的技術(shù)方法。首先,考慮到機場地質(zhì)勘察既需要宏觀區(qū)域地質(zhì)信息的提取,又要有局部場地地址信息的提取,所以遙感信息源選擇要既有高空間分辨率的圖像,又要有中等空間分辨率的圖像。通過對圖像數(shù)據(jù)融合,將不同圖像提供的信息加以綜合,消除信息見的冗余和矛盾,降低數(shù)據(jù)的不確定性,減少模糊度,為下一步工作,奠定基礎(chǔ)。然后,結(jié)合前人區(qū)域地質(zhì)資料及現(xiàn)場的實地踏勘,建立場區(qū)及周邊環(huán)境的工程地質(zhì)解譯(包括滑坡、泥石流、塌方等地質(zhì)災(zāi)害的解譯),同時完成場地的工程地質(zhì)條件評價。阿里機場最后選定在噶爾昆沙場址。該場址位于噶爾斷裂帶和阿依拉山斷裂帶之間。在設(shè)計跑道地區(qū),沒有斷裂帶的分布,因此斷裂帶對該場區(qū)構(gòu)成的威脅甚小。通過“3S”技術(shù)綜合分析表明,該場區(qū)主要呈現(xiàn)的地層為高含水量的中、細、粉砂,結(jié)構(gòu)松散,呈現(xiàn)黑色、白色、淺藍色等色調(diào)。在該場區(qū)內(nèi),遙感圖像上呈現(xiàn)淺灰色、灰白色的為鹽堿地。由于該地基極為不均勻,承載力較低,變形大,需要處理后才能滿足機場地基要求。在靠近阿依拉山一側(cè),發(fā)育規(guī)模不等的泥石流,但距離場區(qū)較遠,對場區(qū)不構(gòu)成威脅。最后選定噶爾昆沙場址作為阿里機場的最后地點。阿里機場選址使用遙感信息技術(shù),為國家節(jié)約了大量建設(shè)投資,同時為機場建設(shè)爭取了寶貴工程施工時間。
2.3遙感信息處理在交通工程中的應(yīng)用
地區(qū)幅員遼闊,地質(zhì)條件復(fù)雜,災(zāi)害類型眾多,分布廣泛。地區(qū)基礎(chǔ)建設(shè)薄弱,嚴(yán)重制約了經(jīng)濟社會發(fā)展,為了實現(xiàn)跨越式發(fā)展,交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成了優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域。遙感技術(shù)以其所所具有的迅速、宏觀、準(zhǔn)確、系統(tǒng)和時效性的特點,越來越廣泛的應(yīng)用于交通工程領(lǐng)域。大多數(shù)地區(qū)為人煙稀少的農(nóng)牧區(qū),這些地區(qū)人跡罕至,實地調(diào)查難度大,利用衛(wèi)星遙感信息處理恰好可以彌補這些問題。利用衛(wèi)星遙感信息直觀、綜合、宏觀的特點和圖像處理識別技術(shù)確定地質(zhì)構(gòu)造、巖性、不良地質(zhì)體、河床的沖淤變化和植被等,可以為公路鐵路修建、改建、擴建等工程提供依據(jù)和地質(zhì)背景,達到事半功倍的效果。以墨脫公路為例,墨脫縣位于南迦巴瓦峰東南側(cè)雅魯藏布大峽谷中部,受印度洋暖濕氣流影響,雨量充沛,有明顯的“海洋性”氣候特征。由于該地區(qū)構(gòu)造性變復(fù)雜,斷裂構(gòu)造較多,特別是斷裂的新構(gòu)造活動非常強烈,沿斷裂帶出現(xiàn)頻繁的地震活動及地?zé)岙惓?,并且斷裂活動控制和誘發(fā)冰川活動及泥石流、滑坡等災(zāi)害,對公路建設(shè)產(chǎn)生諸多不利影響。為了給公路選址設(shè)計提供科學(xué)依據(jù),需要首先對公路進行遙感信息處理。選擇衛(wèi)星遙感圖像,對圖像進行幾何校正和輻射校正,并通過對比度擴展增大圖像反差,對圖像進行均衡化處理,是圖像灰度符合正態(tài)分布和突出暗區(qū)信息;再通過對斷裂構(gòu)造進行增強處理。根據(jù)圖像統(tǒng)計特征及南峰地區(qū)冰雪和植被覆蓋面積大、基巖出露少計斷裂帶多的特點,采取圖像融合、小波濾波增強等方法,從不同側(cè)面突出不同層次、不同形態(tài)斷裂構(gòu)造的空間分布特征。通過以上算法,得到南迦巴瓦峰地區(qū)斷裂帶主要有:雅魯藏布江弧形斷裂帶、丌走滑斷裂帶、拉格斷裂帶、汗密斷裂帶、瑪尼翁斷裂帶、崗日嘎布山斷裂帶等。通過對這些斷裂帶的分析避讓可以有效提高墨脫公路的施工效率,降低維護保養(yǎng)成本,減少地質(zhì)災(zāi)害對交通工程的損害。
關(guān)鍵詞:遙感技術(shù),測繪,制圖
前言
近年來,由于物理學(xué)、空間科學(xué)、計算機科學(xué)等科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,為遙感技術(shù)奠定了技術(shù)基礎(chǔ),同時,由于人類生產(chǎn)中不斷地向深度進軍,遙感技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用,使得遙感技術(shù)得到了飛躍式的發(fā)展,已經(jīng)成為一些發(fā)展中國家和發(fā)達國家非常重視的科學(xué)技術(shù)。遙感技術(shù)是與計算機科學(xué)、空間科學(xué)、測繪科學(xué)、地球科學(xué)、電子科學(xué)以及其他學(xué)科相互融合、交叉滲透的基礎(chǔ)上面發(fā)展起來的一門新興邊緣學(xué)科。利用非接觸傳感器從而來獲得相關(guān)目標(biāo)的時空訊息,不僅僅是著眼于解決傳統(tǒng)目標(biāo)的幾何定位,更重要的是對利用外層空間的傳感器獲取非影像和影像信息進行非語義和語義解譯,提取客觀世界中的各個目標(biāo)對象的物理與幾何特征訊息,以達到為人們認(rèn)識自然和改造自然而提供科學(xué)的方法和技術(shù)的目的。由于它的應(yīng)用性、科學(xué)性、服務(wù)性、技術(shù)性涉及到廣泛的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域,不難看出它的應(yīng)用已深入到社會經(jīng)濟發(fā)展和國家安全等方面。本文著重講述了遙感技術(shù)在地籍測繪以及制作專題圖領(lǐng)域上的應(yīng)用。
1遙感技術(shù)在地籍測繪中的應(yīng)用
1.1動態(tài)監(jiān)測
隨著遙感技術(shù)和計算機的發(fā)展、進步,日趨成熟的動態(tài)監(jiān)測應(yīng)用已融入地籍測繪中,例如遙感技術(shù)與地理信息系統(tǒng)結(jié)合,以及GPS定位技術(shù)等,給土地測繪帶來了諸多的方便。在地籍測繪中應(yīng)用遙感技術(shù),最直接便捷的一點就是動態(tài)監(jiān)測。動態(tài)監(jiān)測也就是應(yīng)用遙感技術(shù),對土地調(diào)查和動態(tài)、土地的變更進行監(jiān)測。在地籍測繪中,動態(tài)遙感監(jiān)測技術(shù)是對土地的利用率和相關(guān)調(diào)查的資料,通過圖形以及數(shù)字等難識別的對象為基礎(chǔ),利用計算機的相關(guān)技術(shù),對難以識別的信息進行相關(guān)處理,變成可識別的圖像和文字,從而記錄相關(guān)的數(shù)據(jù)信息,合理的確定監(jiān)測周期,以便對土地利用的變化情況進行全新的監(jiān)測,各個時期的數(shù)據(jù)進行對比,從而得出最優(yōu)。技術(shù)上的進步給人們帶來了越來越多的便利,隨著計算機圖像處理技術(shù)的成熟以及完善,動態(tài)監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用于地籍測繪,在將來一定會越來越方便。
1.2遙感技術(shù)
在地籍測繪中,動態(tài)遙感監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用,一般通過以下流程來運作:數(shù)據(jù)的選取、處理、變化信息的提取和監(jiān)測精度的評定。①數(shù)據(jù)的選取,大家都知道地籍管理具備連續(xù)性、高精度性以及綜合性等特征,目前的遙感技術(shù)對數(shù)據(jù)的選取,一般通過法國和美國的LandsatTM、SPOT兩種衛(wèi)星數(shù)據(jù)來實現(xiàn)。然而監(jiān)測的精度一直以來都是遙感技術(shù)最關(guān)鍵的部分,為了提高精度需要,有時必須結(jié)合相關(guān)土地利用圖,來作為監(jiān)測的對比,并將生態(tài)、人文等相關(guān)指標(biāo)列入地籍測繪資料中。當(dāng)精度的要求特別高時,必須借助GPS等高分辨率衛(wèi)星影像當(dāng)作補充資料。②變化信息的提取,所謂變化信息,即在固定的時間段、土地的相關(guān)資料產(chǎn)生變化的相關(guān)量的大小來提取變化信息,這是遙感技術(shù)在地籍測繪中最為重要的應(yīng)用,通過時間差來計算不同時間段的變化信息量,從而來預(yù)計出土地未來的變化規(guī)律,為今后的整體規(guī)劃提供一定的參考。
1.3 GPS RTK的勘測定界
在現(xiàn)在的土地勘測中,首先采用遙感影像上粗略標(biāo)注勘界的位置,然后再到野外進行GPS-RTK測量。建設(shè)用地中的土地勘測定界是實地的確定土地使用的界線范圍,量測使用界線范圍內(nèi)各類土地面積并計算用地面積,測定界樁的位置等測繪技術(shù)工作,它不僅給各級政府的國管部門審批地籍管理、土地提供可靠依據(jù)而且提供了基礎(chǔ)資料。建設(shè)用地勘測定界的工作順序為,審查用地文件――現(xiàn)場的勘測――圖上的紅線設(shè)計――實地的放樣――審核測量――面積測量與計算――繪制建設(shè)用的地界圖――填繪建設(shè)用的地管理圖――資料的整理――建檔,經(jīng)反復(fù)實地的勘測、圖上的設(shè)計、權(quán)屬的調(diào)查后制定出放樣的數(shù)據(jù)。利用GPS RTK技術(shù)勘測定界放樣,能夠避免關(guān)系距離法和解析法放樣等放樣方法復(fù)雜性,也簡化了在建設(shè)用地勘測定界的工作工程,特別是對鐵路、公路、輸電線路、河道等線性工程以及特大型工程的放樣尤為實用。其是遙感與攝影測量科學(xué)的前沿內(nèi)容。
2遙感技術(shù)在制專題圖中的應(yīng)用
所謂遙感專題地圖的制作即在計算機制圖的環(huán)境下利用遙感資料編制出各類專題地圖,這是遙感信息在地理研究和測繪制圖中的重要應(yīng)用之一。在此就其中一些關(guān)鍵性的技術(shù)環(huán)節(jié)作重點講述。(1)空間分辨率與制圖比例尺??臻g分辨率也就是地面分辨率,是指遙感儀器所能分辨出的最小目標(biāo)的實際尺寸,也就是遙感圖像上面一個像元相對應(yīng)的地面范圍的大小。因為遙感制圖是利用遙感的圖像來提取專題的制圖信息,所以在選擇圖像空間分辨率時一定要考慮到下面兩個因素:一是解譯目標(biāo)最小尺寸,二是地圖成圖比例尺??臻g不同規(guī)模的制圖對象的識別,在遙感圖像的空間分辨率方面都有一定的要求。地圖比例尺與遙感圖像的空間分辨率有著密切的關(guān)系。所以進行普通地圖的修測更新和遙感專題制圖時,對不同平臺的圖像信息源,應(yīng)該結(jié)合研究宗旨、精度、成圖比例尺和用途等要求,進行分析選用,以達到經(jīng)濟、實用的效果。(2)波譜分辨率與波段。波譜分辨率是通過傳感器所使用的波段數(shù)目(通道數(shù))、波段的寬度、波長來決定的。(3)時相與時間分辨率。遙感圖像的時間分辨率差別很大,用遙感制圖的方式顯示制圖對象的動態(tài)變化時,不但要弄清楚研究對象其本身的變化周期,與此同時還要了解到有沒有與其相應(yīng)的遙感信息源。例如要研究森林火災(zāi)蔓延范圍、洪水淹沒范圍或森林蟲害的受災(zāi)范圍等現(xiàn)象的動態(tài)變化時,必須選擇相適應(yīng)的超短期或短期時間分辨率的遙感信息源,只有氣象衛(wèi)星的圖像信息才能滿足這種要求,遙感圖像是指某一瞬間內(nèi)地面實況的記錄,然而地理現(xiàn)象是不斷的變化。所以,一系列按時間序列成像的多時相遙感圖像中,必然存在著最能揭示地理現(xiàn)象本質(zhì)的“最佳時相”圖像。研究農(nóng)作物的長勢、植被的季相節(jié)律,目前以選擇landsat-TM或SPOT遙感信息為佳。
3結(jié)論
制作專題圖以及地籍測繪工作是極其繁瑣的,只有采取一定的科技手段才能提高工作效率,及時完成任務(wù)。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展,給制作專題圖以及地籍測繪工作帶來了不少便利,隨著計算機技術(shù)以及GPS等技術(shù)的日臻完善,遙感技術(shù)應(yīng)用于測繪領(lǐng)域也日趨成熟,相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進步,遙感技術(shù)的應(yīng)用水平將步入一個全新的臺階。
參考文獻:
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[3]蔣金龍,李建,梁軍:遙感技術(shù)在城市土地利用演變研究中的應(yīng)用,安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2008年第2期。
1研究進展和成就
土地信息科學(xué)作為一門新興的信息科學(xué)技術(shù),已走過了近40年的發(fā)展歷程。目前正以每年25%~40%的速度快速增長。毫無疑問,土地信息科學(xué)是國土現(xiàn)代化無可替代的重要技術(shù)支撐,它的廣泛應(yīng)用,必將給土地資源的研究和發(fā)展帶來革命性的變革[3]。
1.1土地利用遙感動態(tài)監(jiān)測研究我國土地利用/土地覆被變化遙感動態(tài)監(jiān)測研究始于20世紀(jì)70年代。1974年開始引進美國地球資源衛(wèi)星圖像,開展遙感圖像處理和解譯工作。1978年全國第二次土壤普查,許多地區(qū)利用航片借助計算機技術(shù)勾繪出了土地利用現(xiàn)狀圖和土壤圖。20世紀(jì)80—90年代,微型計算機的出現(xiàn)促進了遙感技術(shù)的發(fā)展,我國土地信息科學(xué)研究進入新的階段。1980—1983年我國利用陸地衛(wèi)星圖像資料對全國土地進行遙感調(diào)查,編制了1∶250000和1∶2000000土地利用現(xiàn)狀圖。利用航空遙感圖像判讀編制了1∶10000、1∶25000、1∶50000的土地利用現(xiàn)狀圖和土地利用類型圖。航空遙感與GPS應(yīng)用到城鎮(zhèn)大比例尺(1∶2000~1∶500)地形圖測繪工作中,為城市土地規(guī)劃建設(shè)提供了依據(jù)。90年代初,在國家土地管理局的組織下,東部采用航空遙感信息完成1∶10000土地利用調(diào)查,西部以航空遙感和衛(wèi)星遙感信息相結(jié)合完成1∶50000、1∶100000和1∶200000土地利用調(diào)查。近十幾年以來,隨著衛(wèi)星遙感分辨率的不斷提高,遙感技術(shù)在土地利用動態(tài)變化監(jiān)測中發(fā)揮越來越重要的作用。在國家科委和國家科學(xué)基金委“九五”到2010的重點發(fā)展領(lǐng)域和優(yōu)先資助領(lǐng)域中,將土地利用動態(tài)變化遙感監(jiān)測作為研究重點之一[4]。目前,遙感技術(shù)因其能提供動態(tài)、豐富和廉價的數(shù)據(jù)源已成為獲取土地利用/土地覆被變化最為行之有效的手段。衛(wèi)星遙感在全球和區(qū)域尺度土地利用/土地覆被變化研究與應(yīng)用方面均取得了突破性進展[5]。
1.2土地信息系統(tǒng)建設(shè)研究1980年中國科學(xué)院遙感所成立了第一個地理信息系統(tǒng)研究室,并于1985年組建了“資源與環(huán)境信息系統(tǒng)”國家重點實驗室。1990年,武漢大學(xué)建立“測繪遙感信息工程”國家實驗室。在此基礎(chǔ)上我國開展了大量的土地信息相關(guān)的開發(fā)研制工作,如中國測繪局在全國大地測量和數(shù)字地面模型建立的基礎(chǔ)上,建成1∶1000000國土基礎(chǔ)信息系統(tǒng)和全國土地信息系統(tǒng)[2]。國土資源部已將“加強信息系統(tǒng)建設(shè),實現(xiàn)信息服務(wù)社會化”列為國土資源部門的五大任務(wù)之一,并已成立了以部長為首的部信息化領(lǐng)導(dǎo)小組,組建了部信息中心。在新一輪國土資源大調(diào)查中設(shè)立了“數(shù)字國土工程”專項,我國國土資源信息化工作已全面展開[6]。與此同時,我國一大批土地信息化相關(guān)的重點項目已經(jīng)或者正在開發(fā)、實施。例如,黃杏元等根據(jù)城市土地定級因素所具有的空間特征和相關(guān)性,采用地理信息系統(tǒng)的技術(shù)和方法,運用空間數(shù)據(jù)庫存貯、管理和操作各類與城市土地定級估價有關(guān)的信息和數(shù)據(jù),完成了南通市土地定級信息系統(tǒng)的設(shè)計,建立了土地定級估價數(shù)據(jù)庫[7]。武漢大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院開發(fā)了農(nóng)用地分等定級估價信息系統(tǒng),不但可以減少農(nóng)用地分等定級估價工作中大量煩瑣的計算工作,而且可以大大提高分等的速度和精度。
1.3人才培養(yǎng)和學(xué)術(shù)交流成果研究近年來,我國研究者出版了一系列有關(guān)論述土地信息科學(xué)的專著,如由胡月明等編著的《土地信息系統(tǒng)》(華南理工大學(xué)出版社2001年出版)、海等編著的《土地管理信息系統(tǒng)》(中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社2000年出版)等。同時,我國學(xué)者也發(fā)表了大量的土地信息科學(xué)相關(guān)的學(xué)術(shù)論文,如彭俊等就“土地信息學(xué)”的建設(shè)進行了深入的探討。嚴(yán)泰來等就土地信息學(xué)科前沿的若干問題作了深入的剖析。孫靜等就土地利用遙感動態(tài)監(jiān)測技術(shù)方法作了詳細介紹。近年來,許多高校科研院所開設(shè)了與土地信息科學(xué)有關(guān)的專業(yè)、課程和培訓(xùn)班,培養(yǎng)出了一大批從事土地信息科學(xué)教學(xué)、研究和實踐的工作人員。
2前沿領(lǐng)域
無論從發(fā)展土地信息科學(xué)的角度,還是從國家社會經(jīng)濟進步的需求來看,土地信息科學(xué)面臨著不少困難和新的挑戰(zhàn),同時也迎來發(fā)展的有利契機。本文主要從空間信息數(shù)據(jù)庫角度提出一些土地信息學(xué)科的前沿問題。
2.1空間數(shù)據(jù)表達與系統(tǒng)開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化土地信息的標(biāo)準(zhǔn)化程度決定了系統(tǒng)的兼容性、可移植性,同時也保證信息的共享和可持續(xù)利用[8]。土地信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化包含兩方面的含義。首先,要服從軟件系統(tǒng)工程的標(biāo)準(zhǔn),服從系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。其次,土地信息系統(tǒng)要遵從土地行業(yè)及地理界的標(biāo)準(zhǔn),服從空間地理信息(點、線、面)的描述、管理和表示的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。目前我國土地信息系統(tǒng)建設(shè)缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),系統(tǒng)低水平設(shè)計、軟件重復(fù)開發(fā)現(xiàn)象嚴(yán)重。土地信息化基礎(chǔ)設(shè)施薄弱,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建庫與更新仍是一個瓶頸問題。應(yīng)確定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)生產(chǎn)和利用的法定地位,加快制定有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn),加強數(shù)據(jù)質(zhì)量控制,統(tǒng)一土地空間數(shù)據(jù)模型[9],具體如土地信息系統(tǒng)中名詞術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)、圖形與影像數(shù)據(jù)采集技術(shù)規(guī)程、數(shù)據(jù)交換格式標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)精度和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、土地數(shù)據(jù)的分類與代碼等[3]。值得一提的是,宋其友等編著的《土地信息學(xué)》較為系統(tǒng)地介紹了土地信息的數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)獲取、應(yīng)用模型等[10]。
2.2空間數(shù)據(jù)信息挖掘問題當(dāng)前全國各地國土資源部門構(gòu)建了多層次、多類型的國土資源數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)規(guī)模、質(zhì)量與數(shù)據(jù)的完備性都達到前所未有的高度,這種情形為數(shù)據(jù)庫的信息挖掘提供了良好條件[11]。隨著國土信息化進程的深入,不同時間、不同區(qū)域、不同方式來源的土地信息數(shù)據(jù)越來越多,積累了大量的空間數(shù)據(jù)資料,如何在系統(tǒng)支持下由“死”數(shù)據(jù)變?yōu)椤盎睢睌?shù)據(jù),挖掘深層次的信息成為當(dāng)前土地信息科學(xué)的熱點問題[12]。事實上,不少人對這個問題也做了深入研究。比如,有人利用一個地區(qū)各個圖斑的周長面積比的平均值來衡量這個地區(qū)的土地開發(fā)程度,也有人從城市各個商業(yè)網(wǎng)點布局來發(fā)現(xiàn)一些經(jīng)濟現(xiàn)象[13]。
2.3時空數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)問題時間、空間、屬性是構(gòu)成GIS的三個基礎(chǔ)成分。黃杏元等指出時間是土地信息系統(tǒng)中不可缺少的一維,它不僅僅作為數(shù)據(jù)的一個組成部分,而且與空間數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)地存在著[14]。然而,目前的土地信息系統(tǒng)軟件除三維表面模型外,基本上是二維模型,難以描述土地時空的三維性。若要實現(xiàn)這一目標(biāo),二維的土地信息系統(tǒng)模型需要作根本性的改進[15]。
2.4數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)更新淘汰問題土地空間數(shù)據(jù)涉及跨部門、跨行業(yè)的多種數(shù)據(jù)格式和多種數(shù)據(jù)類型的大量資源、環(huán)境和社會經(jīng)濟圖形、屬性數(shù)據(jù)。這些空間數(shù)據(jù)在以幾何級數(shù)的形式增長,而計算機數(shù)據(jù)存儲空間卻是以算術(shù)級數(shù)在增加,勢必有一天存儲空間容納不下巨量的地學(xué)信息數(shù)據(jù)[13]。研究科學(xué)的空間數(shù)據(jù)壓縮方法顯得十分必要。
2.5遙感影像數(shù)據(jù)解譯精度與可信度問題遙感影像數(shù)據(jù)解譯精度與可信度是貫穿于土地利用動態(tài)變化監(jiān)測過程的核心問題之一,也是困擾遙感技術(shù)在土地利用動態(tài)監(jiān)測中應(yīng)用的重要限制因素。多數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)融合問題、確定信息與不確定信息問題、人—機交互界面設(shè)計等是今后土地信息科學(xué)發(fā)展所面臨的主要問題。
3發(fā)展趨勢
3.1多學(xué)科的集成性研究張榮群[16]指出土地信息科學(xué)涉及遙感與測繪技術(shù)、計算機信息技術(shù)、數(shù)學(xué)和統(tǒng)計學(xué)、地圖學(xué),以及與土地相關(guān)的地理學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)、土壤學(xué)、氣象學(xué)、城市科學(xué)和管理學(xué)等學(xué)科。遙感測繪技術(shù)以及全球定位技術(shù)為土地信息系統(tǒng)提供豐富的數(shù)據(jù)來源;計算機科學(xué)為土地信息系統(tǒng)的發(fā)展提供強大的軟、硬件環(huán)境;環(huán)境資源(土地資源相關(guān))科學(xué)則是土地信息系統(tǒng)工作的對象。
3.2土地信息的網(wǎng)絡(luò)化研究土地管理業(yè)務(wù)具有業(yè)務(wù)種類多樣性、數(shù)據(jù)量大、手續(xù)繁雜等特點,要求各個部門共享信息,協(xié)同處理。Internet具有不受時空限制能快速、直觀地土地信息,對于合理保護、利用和開發(fā)土地資源,整合資源優(yōu)勢,最大限度地挖掘土地生產(chǎn)力,保證土地資源的可持續(xù)利用等方面具有積極作用[17]。正如朱明倉[18]指出的在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的強大推動下,具有時間特性的土地信息數(shù)據(jù)也必將通過先進的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)各種土地信息用戶的互連和信息資源共享,不僅實現(xiàn)增強協(xié)同處理業(yè)務(wù)能力,進行業(yè)務(wù)監(jiān)督,更能把土地信息傳給千家萬戶,真正使普通老百姓加入到土地管理中來,最終實現(xiàn)土地信息的開放性和實用性[3]。目前土地網(wǎng)絡(luò)化研究前沿是通過WebGIS實現(xiàn)的。利用web技術(shù)可以實現(xiàn)基于地圖的瀏覽、查詢、分析應(yīng)用等功能,從而能夠構(gòu)建智能化、個性化、交互式的土地信息管理和服務(wù)平臺,實現(xiàn)開放的、互操作的數(shù)據(jù)共享LIS系統(tǒng)。當(dāng)前用于WebGIS的瀏覽器的中間鍵有多種,對客戶端,主要有Ac-tivex,JavaApplet,P1ug-in,Autodesk公司Mapguide等方式;對服務(wù)器端,主要有CORBA,CGI和JavaServerlet,武漢大學(xué)研制的GeosuIf等方式[17]。
3.3土地信息系統(tǒng)的智能化研究土地信息系統(tǒng)是一個基于土地空間數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng),它必須具有自動采集和處理空間數(shù)據(jù)的功能,而且能智能式分析和運用數(shù)據(jù),提供科學(xué)的決策咨詢,以回答用戶可能提出的各種復(fù)雜問題[3]。在土地信息系統(tǒng)中加入專業(yè)領(lǐng)域的知識和有關(guān)空間推理知識形成知識庫和專家系統(tǒng)(ES)模塊,實現(xiàn)對空間土地數(shù)據(jù)綜合分析人腦思維化。我國學(xué)者在智能化的土地信息系統(tǒng)開發(fā)中也做了大量工作。如,鄭順義等基于對知識工程的土地信息系統(tǒng)的研究,開發(fā)了交通建設(shè)用地分析系統(tǒng)TransLand,該系統(tǒng)開發(fā)了智能決策部分,包括知識庫、模型庫的管理,以及推理、解釋等模塊。系統(tǒng)的運行證明,建立基于知識的土地信息系統(tǒng)可以克服傳統(tǒng)土地信息系統(tǒng)的一些缺陷和不足,利用其進行土地分析,能夠從定量、定性、定位的角度對交通建設(shè)用地的有關(guān)問題進行全方位的分析和決策[19]。
3.4地面、航空、航天的多層次綜合遙感監(jiān)測近年來,地面、航空、航天的多層次綜合遙感在LUCC研究中的應(yīng)用越來越受到人們的重視。通過地面、航空、航天的多層次綜合遙感監(jiān)測,建立國土資源衛(wèi)星監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),系統(tǒng)地獲取土地利用、土地覆被變化不同分辨力的遙感圖像數(shù)據(jù)。
3.5綜合“3S“技術(shù)應(yīng)用,發(fā)揮整體功能遙感技術(shù)作為一種勘查技術(shù)手段和一種信息源,其應(yīng)用是非常有限的,但是,當(dāng)遙感(RS)與地理信息系統(tǒng)(GIS)和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)集成后,其技術(shù)應(yīng)用的能力和范圍將會得到極大的提升和拓展。可見,3S技術(shù)(GIS、RS、GPS)充分集成,建立適合LUCC監(jiān)測領(lǐng)域應(yīng)用的綜合多功能型的遙感信息技術(shù)是今后的發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞:環(huán)境;污染;遙感技術(shù)
引言
隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展,環(huán)境污染和生態(tài)破壞日益嚴(yán)重,突發(fā)性環(huán)境污染事故也時有發(fā)生。環(huán)境監(jiān)測作為環(huán)境管理和污染控制的主要手段之一,正發(fā)揮著不可替代的作用。遙感技術(shù)是獲取環(huán)境信息的有力手段,是實現(xiàn)這一目的的極有效的技術(shù)。運用遙感技術(shù)監(jiān)測環(huán)境污染及生態(tài)環(huán)境狀況,正確評價環(huán)境質(zhì)量,尋求改善生態(tài)環(huán)境的途徑和措施,具有重要的意義。
1遙感技術(shù)概述
1.1基本概念
遙感技術(shù)是從衛(wèi)星、飛機或其他飛行器上收集地物目標(biāo)的電磁輻射信息,判認(rèn)地球環(huán)境和資源的技術(shù)。它是60年代在航空攝影和判讀的基礎(chǔ)上隨航天技術(shù)和電子計算機技術(shù)的發(fā)展而逐漸形成的綜合性感測技術(shù)。任何物體都有不同的電磁波反射或輻射特征。航空航天遙感就是利用安裝在飛行器上的遙感器感測地物目標(biāo)的電磁輻射特征,并將特征記錄下來,供識別和判斷。
1.2特點
遙感技術(shù)具有監(jiān)測范圍廣、速度快、成本低、質(zhì)量高,便于進行長期動態(tài)監(jiān)測等優(yōu)勢,還能發(fā)現(xiàn)用常規(guī)方法往往難以揭示的污染源及其擴散的狀態(tài),因此遙感技術(shù)正廣泛地應(yīng)用于監(jiān)測水污染、大氣污染等方面.其最重要的作用是不需要采樣而直接可以進行區(qū)域性的跟蹤測量,快速進行污染源的定點定位、污染范圍的核定、大氣生態(tài)效應(yīng)、污染物在水體、大氣中的分布、擴散等變化,從而獲得全面的綜合信息。
2環(huán)境污染遙感監(jiān)測技術(shù)
遙感技術(shù)是一種利用物體反射或輻射電磁波的固有特性,遠距離不直接接觸物體而識別、測量并分析目標(biāo)物性質(zhì)的技術(shù),根據(jù)所利用的波段,遙感監(jiān)測技術(shù)主要分為可見光、反射紅外遙感技術(shù)、熱紅外遙感技術(shù)、微波遙感技術(shù)三種類型.當(dāng)前,遙感的應(yīng)用已深入到農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)、地理、地質(zhì)、海洋、水文、氣象、環(huán)境監(jiān)測、地球資源勘探、城鄉(xiāng)規(guī)劃、土地管理和軍事偵察等諸多領(lǐng)域。
3環(huán)境污染遙感監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用
3.1水環(huán)境污染遙感監(jiān)測
對水體的遙感監(jiān)測是以污染水與清潔水的反射光譜特征研究為基礎(chǔ)的,可以采用以水體光譜特性和水色為指標(biāo)的遙感技術(shù)。遙感監(jiān)測視野開闊,對大范圍內(nèi)發(fā)生的水體擴散過程容易通覽全貌觀察出污染物的排放源、擴散方向、影響范圍及與清潔水混合稀釋的特點.從而查明污染物的來龍去脈。
3.1.1泥沙污染及水體渾濁度分析
水體中泥沙含量增加使水反射率提高.隨著水中懸浮泥沙濃度的增加及懸粒徑增加,水體反射量逐漸增加,反射峰亦隨之向長波方向移動,即紅移.又由于水體在0.93~1.13μm附近對紅外線吸收多,不適宜作懸浮泥沙濃度的判定波段.定量判讀懸浮泥沙濃度的最佳波段應(yīng)在0.65~0.85μm之間。
3.1.2城市污水監(jiān)測
城市大量排放的工業(yè)廢水和生活污水中帶有大量有機物,它們分解時耗去大量氧氣,使污水發(fā)黑發(fā)臭,當(dāng)有機物嚴(yán)重污染時呈漆黑色,使水體的反射率顯著降低,在黑白像片上呈灰黑或黑調(diào)的條帶.使用紅外傳感器,能根據(jù)水中含有的染料、氫氧化合物、酸類等物質(zhì)的紅外輻射光譜弄清楚水污染的狀況.水體污染狀況在彩紅外像片上有很好的顯示,不僅可以直接觀察到污染物運移的情況,而且憑借水中泥沙懸浮物和浮游植物作為判讀指示物,可追蹤出污染源。
3.1.3廢水污染和水體熱污染調(diào)查
廢水由于水色與懸浮物性狀千差萬別,特征曲線上的反射峰位置和強度也不大一樣。廢水污染一般用多光譜合成圖像進行監(jiān)測,有的根據(jù)溫度的差異也可用熱紅外方法測定.熱污染使用紅外傳感器,能根據(jù)熱效應(yīng)的差異有效地探測出熱污染排放源,熱紅外掃描圖像主要反映目標(biāo)的信息,無論白天、黑夜,在熱紅外像片上排熱水口的位置、排放熱水的分布范圍和擴散狀態(tài)都十分明顯,水溫的差異在像片上也能識別出來.利用光學(xué)技術(shù)或計算機對熱圖像作密度分割,根據(jù)少量同步實測水溫,可正確地繪出水體的等溫線.因此熱紅外圖像能基本上反映熱污染區(qū)溫度的特征,達到定量解譯的目的。
3.2大氣污染遙感監(jiān)測
大氣遙感是利用遙感器監(jiān)測大氣結(jié)構(gòu)、狀態(tài)及變化。對于水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量氣體成分具有各自分子所固有的輻射和吸收光譜,可以通過測量大氣的吸收及輻射的光譜而從其結(jié)果中推算出來。
3.2.1有害氣體的監(jiān)測
人為或自然條件下產(chǎn)生的SO2、氟化物等對生物肌體有毒害的氣體,通常采用間接解譯標(biāo)志進行.植被受污染后對紅外線的反射能力下降,其顏色、紋理及動態(tài)標(biāo)志都不同于正常的植被,如在彩紅外圖象上顏色發(fā)暗、樹木郁閉度下降、植被個體物候異常等,利用這些特點就可以間接分析污染情況.對于地面污染,例如農(nóng)田遭受污染之后,作物的生長將起特殊變化,地下水的污染也會引起地面植被的變化,與正常生長區(qū)的作物有不同的光譜表現(xiàn).多光譜成像儀能監(jiān)測這些變化,從而圈定地面污染分布范圍,進一步對地面污染預(yù)防規(guī)劃。
3.2.2臭氧層監(jiān)測由于臭氧對0.3μm以下紫外區(qū)的電磁波吸收嚴(yán)重,因此可以用紫外波段來測定臭氧層臭氧含量的變化.在2.74μm處有個吸收帶,可以用頻率為11083MHz的地面微波或用望遠鏡來測定臭氧在大氣中的垂直分布.又由于大氣中臭氧含量高則溫度高,又可以用紅外波段來探測。
4發(fā)展趨勢
遙感影像獲取技術(shù)方面,隨著高性能新型傳感器的研制開發(fā)水平的提高以及環(huán)境資源遙感對高精度遙感數(shù)據(jù)要求的提高,高空間和高光譜分辨率已是衛(wèi)星遙感影像獲取技術(shù)的總發(fā)展趨勢。雷達遙感技術(shù)具有全天候全天時影像的獲取能力以及對一些地物的穿透能力,將得到更廣泛的應(yīng)用。以地球為研究對象的綜合對地觀測數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)必將是當(dāng)前及今后遙感技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。
遙感信息模型的發(fā)展方面,遙感信息機理模型的發(fā)展和拓寬,特別是不確定性遙感信息模型與人工智能決策支持系統(tǒng)的開發(fā)與綜合應(yīng)用也將是一個重要研究和應(yīng)用方向。將環(huán)境污染遙感監(jiān)測技術(shù)(RS)與地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(Geographic Information System,GPS)、專家系統(tǒng)(Expert System,ES)技術(shù)集成,利用環(huán)境污染遙感監(jiān)測集成系統(tǒng),可以大大提高環(huán)境監(jiān)測的科學(xué)性,合理性及智能化程度,從而大擴展環(huán)境監(jiān)測的應(yīng)用范圍,開發(fā)集GPS、RS、GIS、ES于一體、適合環(huán)境保護領(lǐng)域應(yīng)用的綜合多功能型的遙感信息技術(shù),也將是今后環(huán)境遙感技術(shù)的發(fā)展趨勢。
5結(jié)束語
當(dāng)前,我國環(huán)境污染遙感監(jiān)測技術(shù)應(yīng)依托我國的對地觀測技術(shù)和對地觀測系統(tǒng)的發(fā)展計劃,同時充分利用國際上資源環(huán)境衛(wèi)星系統(tǒng),開展廣泛的國際合作和交流,大力發(fā)展我國的環(huán)境污染遙感監(jiān)測技術(shù),并充分利用現(xiàn)有的環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)點和常規(guī)監(jiān)測方法,采用遙感技術(shù)與地面監(jiān)測相結(jié)合的方法,建立我國的環(huán)境污染遙感監(jiān)測系統(tǒng)。
參考文獻
[1]李曉雪.基于遙感技術(shù)的環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用分析[J].自動化與儀器儀表,2015(04)
[關(guān)鍵詞]地理國情 監(jiān)測 3S技術(shù) 遙感數(shù)據(jù)
[中圖分類號] P237 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2014)-1-51-1
我國第一次全國地理國情普查定于2013年-2015年期間開展,隨著這一通知的下發(fā),地理國情普查工作在全國范圍內(nèi)陸續(xù)開展起來,這對促進我國生態(tài)文明建設(shè)以及社會經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。測繪高新技術(shù)是保障地理國情普查工作順利高效開展的技術(shù)保障,在地理國情監(jiān)測中,系統(tǒng)研究與全面掌握高新測繪技術(shù),是地理國情普查工作中不可或缺的環(huán)節(jié)之一。
13S技術(shù)在地理國情監(jiān)測中的應(yīng)用
3S技術(shù)是一種綜合通訊技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感技術(shù)以及空間技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)等的現(xiàn)代信息技術(shù)。在地理國情普查工作中,主要以衛(wèi)星定位與導(dǎo)航技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)以及遙感技術(shù),即GPS、GIS、RS等技術(shù),動態(tài)獲取、分析以及評估城鎮(zhèn)化、土地利用率、地形地貌以及城市布局等地理要素信息,以完成地理國情監(jiān)測。其中,GPS技術(shù)能夠快速且精確地提供地理國情監(jiān)測中所需的點、線、面等三維坐標(biāo)信息,具有監(jiān)測的效率高與精度高等特點;GIS技術(shù)對監(jiān)測的各類信息進行分層分級的高效管理,并能將監(jiān)測的地理信息實行組合分析、修改更新等處理?!翱梢暬惫δ苁荊IS技術(shù)最為顯著的功能,它能夠以計算機屏幕為載體,實現(xiàn)地圖上地理信息的再現(xiàn),并可實現(xiàn)各類地理信息的動態(tài)監(jiān)測。GIS技術(shù)具有強大的數(shù)據(jù)輸入、編輯、預(yù)處理以及數(shù)據(jù)管理等各種功能,在地理情報普查工作中,進行災(zāi)害監(jiān)測、區(qū)域以及生態(tài)規(guī)劃、土地利用評價等各方面都具有廣泛的應(yīng)用。此外,在地理情報監(jiān)測中,常用的RS技術(shù)主要包括地面遙感技術(shù)、航空或航天搖撼技術(shù)幾種,可以對地表各類現(xiàn)象以及地物進行遠距離識別與測控,在地理情報監(jiān)測中,主要應(yīng)用于估測作物產(chǎn)量以及調(diào)查植被、海洋資源等。可見,在地理情報普查工作中,綜合運用3S技術(shù),可實時動態(tài)獲取各類地理要素信息,并全面監(jiān)測與評價污染排放、資源消耗以及糧食安全等信息,從而為國家各相關(guān)部門進行科學(xué)決策提供準(zhǔn)確可靠的參考依據(jù)。
2飛艇遙感信息系統(tǒng)與基于云計算的空間運行系統(tǒng)
為促進我國地理國情監(jiān)測工作的順利高效開展,實踐“構(gòu)建測繪強國,強化地理國情監(jiān)測”的戰(zhàn)略,我國加強了遙感信息系統(tǒng)的建設(shè)。例如,2011年,中國特種飛行器研究所與國家測繪工程技術(shù)研究中心開展了雙邊合作,在吸收國內(nèi)外關(guān)于遙感系統(tǒng)、有人飛艇以及無人飛艇等方面的科研成果的基礎(chǔ)上,加強了對飛艇遙感信息系統(tǒng)的建設(shè),這一高新測繪技術(shù)的研制可為我國地理國情信息檢測與普查工作提供裝備與技術(shù)支撐。除加強對遙感系統(tǒng)的建設(shè)之外,對多尺度、類型各樣的遙感影像數(shù)據(jù)等海量的遙感數(shù)據(jù)實施自動化解譯與分類,是提高地理國情監(jiān)測工作效率的基本保障。基于此,應(yīng)以我國各地區(qū)地理環(huán)境的不同情況,積極建設(shè)各地區(qū)的地理要素的特征數(shù)據(jù)庫以及遙感數(shù)據(jù)解譯知識庫等,提高各類地理國情信息統(tǒng)計分析的綜合能力。
同時,在地理國情監(jiān)測具有監(jiān)測精度要求高、監(jiān)測效率要求高以及數(shù)據(jù)量大等特點,因此,在監(jiān)測中,要高效高精度地處理大量的DEM數(shù)據(jù)、矢量線劃數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)等各類數(shù)據(jù),積極構(gòu)建一種成本低廉、高效的自動化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。而云計算技術(shù)的產(chǎn)生使這種自動化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的建設(shè)成為了可能。運用云計算技術(shù),能夠建設(shè)包括數(shù)據(jù)的高速存儲、傳輸網(wǎng)絡(luò)、計算機群等在內(nèi)的云處理平臺,通過服務(wù)集中、資源共享的地理信息數(shù)據(jù)處理手段,實現(xiàn)對地理信息數(shù)據(jù)的自動化高速處理。在基于云計算的空間運行系統(tǒng)的建設(shè)中,分布式地理信息數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)與多任務(wù)地理信息數(shù)據(jù)并行處理系統(tǒng),是該空間運行系統(tǒng)的兩大核心部分。
3無人飛機航攝系統(tǒng)與地理信息應(yīng)急監(jiān)測車的應(yīng)用
當(dāng)前,在我國的地理國情監(jiān)測工作中,已初步建立起了一個專業(yè)的遙感影像獲取網(wǎng)絡(luò),該服務(wù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要應(yīng)用無人飛機航攝系統(tǒng)的隊伍(對于三十支)組成,在地理情報監(jiān)測中,通過各種數(shù)字遙感設(shè)備(如負載數(shù)碼相機等)進行記錄,并以遙感數(shù)據(jù)處理技術(shù)為載體,對記錄的高分辨率的遙感影像進行同步傳輸,從而實現(xiàn)實時監(jiān)測地理國情的目標(biāo),為我國地理國情普查工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。
近幾年,在重大自然災(zāi)害的應(yīng)急救災(zāi)工作中,提供災(zāi)情遙感監(jiān)測的測繪保障服務(wù)成為重點關(guān)注的內(nèi)容。基于此,我國與2011年研制了一種提供區(qū)域測繪服務(wù)保障的移動式應(yīng)急測繪裝備――地理信息應(yīng)急監(jiān)測車,該服務(wù)保障裝備綜合了各種先進的測繪技術(shù),如全球定位技術(shù)以及遙感技術(shù)等,為全面掌握災(zāi)情,以有效開展搶險救災(zāi)指揮工作,該裝備設(shè)計了移動會議系統(tǒng)、應(yīng)急運輸保障系統(tǒng)等七個子系統(tǒng),是我國地理信息測繪中應(yīng)急保障的非常重要的技術(shù)支撐。
在地理國情監(jiān)測工作中,測繪高新技術(shù)是重要的技術(shù)保障。在實際工作中,要積極加強地理國情監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)建設(shè),在已有的技術(shù)成果基礎(chǔ)之上,積極會發(fā)技術(shù)優(yōu)勢,開發(fā)新技術(shù),確保地理國情監(jiān)測的時效性與精細化,促進監(jiān)測效率的全面提升。
參考文獻
[1]李維森.地理國情監(jiān)測與測繪地理信息事業(yè)的轉(zhuǎn)型升級[J].地理信息世界,2013,(5):11-14.
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