高光谱遥感技术现状

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高光谱遥感技术现状范文第1篇

关键词：遥感技术；国土资源管理；土地资源调查；矿产资源监测调查

中图分类号：S-1 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2011）-09-0061-2

0 引言

随着遥感技术的发展，更多的方面和领域通过利用遥感技术中高分辨率卫星数据，对土地利用情况、土地执法、土地变更等问题进行深入调查，在国土资源管理问题方面发挥出巨大的作用，随着科学技术的发展和遥感技术的深入运用，遥感技术已经能够应用到土地资源调查评价领域,并具有十分广阔的应用前景。

1 遥感技术在国土资源管理中的应用现状

遥感技术最初一般应用于遥感地质填图,随着技术的发展，其应用领域逐渐拓展到地质环境调监测、矿产资源开发以及地质灾害预警等众多领域,尤其是在国土资源管理中的应用，已经开始处在无法替代的地位,有效地为国土资源的管理规划、矿产秩序管理和有效利用、地质灾害防治和矿产勘察提供了强大的技术动力。

1.1 土地资源调查监测中遥感技术的具体应用

作为一种获得信息的有效方式，遥感技术的信息量丰富、信息获取周期短，并具有多光谱的特性，所以，它在我国的土地资源调查当中有着十分重要的作用。20世纪80年代，MSS卫星遥感数据采集技术便开始应用于全国土地概查工作当中；80年代后期,原国家土地管理局应用航空遥感技术开展了全国绝大多数地区1：1万土地利用现状调查。90年代初，全国县级土地详查工作也在遥感技术的支持下展开，进入新世纪以来，大量新设备、新技术，诸如QuickBird,IKONOS,SPOT-5等高分辨率、多时段卫星数据开始广泛应用于土地资源的调查监测当中，在全面展开利用动态遥感进行土地监测工作的前提下，逐步建立了全国的土地遥感监测体系。

所以，近些年来，遥感技术在国土资源管理中的应用已朝着标准化、规模化的方向发展。而随着科学技术的发展，各级政府也逐渐开始顺应形势，颁布了《土地利用现状调查技术规程》《土地利用动态遥感监测规程》《SPOT2.5m数字正射影像图制作技术规定》等标准规程，2005年，国土资源部承担了国家“863”课题“规模化高效土地资源遥感业务运行系统”建设，开展了高分辨率遥感影像数据处理、土地利用信息自动提取等各种遥感高端技术的研究；2007年，第二次全国土地调查利用了大量的技术方法和技术路线，使遥感技术得到了广泛的应用和发展。

1.2 在地质环境调查与地质灾害监测中遥感技术的应用

现代遥感技术的进步和发展，对环境监测、地质灾害监测的研究提供了崭新的道路。在地质灾害，诸如地震、滑坡、泥石流等的调查研究中,遥感技术的优势和作用被充分发挥，在1976年唐山地震的救灾工作时，我们利用机载遥感资料进行震后相应的救灾工作，而且利用高科技的1：1万航片制定了相应的震害图，在唐山地震的营救中起到了重要的作用，有效提升救灾工作效率，能够节省时间和资金的耗费，更加真实客观地反映了灾害地区的受灾状况。

除此之外，在2008年汶川大地震中，遥感影像技术也被利用于有效提取并分析活动性线性构造及环形构造信息，从而获取汶川地区地面断裂、冒沙和位移等各种地貌的直观画面和直观情况分析,从构造规模、地质活动程度等各个方面有效分析出余震发生的种种情况及其危害程度,评估灾害造成的损失情况，并且《汶川地震灾害地图集》的出版，也是以遥感技术所获得的各项资料为依据而制作的。此外,通过对不同时间遥感资料进行对比，可以了解容易发生震后滑坡、泥石流等地质不稳定的地区，帮助进行相应的预测和分析，充分地了解已发生各种地质灾害地区地质的破坏程度，做好防震救灾工作。

1.3 在矿产资源调查、开发利用监测中遥感技术的应用

高光谱遥感一般利用搭载于航空或航天平台上的成像光谱仪监测各类地物的光谱特性,取得相应的图谱合一的信息。所以，它被充分地利用到矿产资源调查、开发和利用的各类监测活动，为其提供了技术支持和发展空间。

随着AIS-1的出现，遥感技术在地质方面的应用由多光谱的定性描述向高光谱定量物质组成鉴别进行技术跨越，至此，我国高光谱矿物填图技术逐步开始应用到地表岩石、矿物的具体识别与填图当中。20世纪90年代开始,国土资源部利用遥感技术对多个矿产资源进行了开发和监测，基本查明了进行监测的区域各类矿种能够进行开采的具置、废弃物分布状况等，并方便进行各类执法活动，经过多年的实践，各类与矿产资源开发有关的遥感技术已经有了很大发展，为矿产资源开发活动能够长期有效地进行奠定了坚实的基础。

2 遥感技术应用中存在的种种问题

2.1 数据资源不够丰富

多时相、高分辨率的遥感信息资源在国土资源管理工作当中显得尤其重要，虽然它已经在各方面有很大的提高，但是，由于科技和资金等问题的限制，高质量、高水平的遥感数据的卫星源却很少。在国内现在虽然有“遥感三号”、“遥感四号”等能够有效用于国土资源的管理工作，但这些卫星分辨率具有相对较低、成像周期长等缺点，所以不能完全满足国土资源管理工作的各类需求。因此，我国一般从国外购买相应的遥感数据和遥感资料，因此，高质量遥感数据资源十分珍贵，我国自主获取高质量、高水平的遥感影像数据源的各种手段还有待进一步拓展和提升，才能获得更好的遥感资料。

2.2 遥感技术实力薄弱，高分辨率遥感影像的信息自动化水平不高

目前，遥感技术能够对中分辨率遥感数据进行十分成熟的科学研究。而目前土地利用遥感监测必须在充分满足管理和生产需要的前提下进行，但目前基于纹理的分类和信息提取技术仍然不能满足要求，高分辨率遥感影像的信息自动化水平不高。

3 遥感技术在未来的国土资源管理中的发展状况

作为一项新的技术手段，随着科学技术的发展以及各类数据库资源的有效利用，遥感技术在国土资源管理中的应用向更深层次和更广泛的空间发展。

3.1 土地利用调查与监测方面遥感技术的利用前景

一般来说，国土资源部每年对全国50万人口以上城市的土地利用情况进行相应的监测工作。但近些年来，随着对国土资源管理工作的需要，许多省市进行监测的时间间隔越来越短。随着管理工作的需要和科技的发展，遥感技术的各类特征和优势，十分有利于相应工作的开展，所以，一些地级市为了更好地进行国土管理工作，也开始进行相应的监测工作,其趋势是省级监测的时间间隔将会越来越短，地级市进行监测的次数越来越多。

近年来，随着遥感技术调查工作的顺利开展和进行，帮助国土资源管理部门和各级政府基本实现了遥感监测技术在国土资源管理中的产业化经营和应用。但由于种种限制，在天气状况不好的情况下,常用的遥感影像数据技术对于数据和资料的获取有着很大的缺陷性和局限性，不能准确地获取国土利用问题的各类资料，所以，随着科学技术的发展和提高，遥感技术需要避免恶劣天气所带来的种种影响，使其具有全天候穿透能力等优势，这样将会在未来的土地利用和调查中充分发挥其重要作用和价值。

3.2 资源开发和管理方面遥感技术的利用前景

利用高光谱遥感技术光谱信息层次丰富、波段窄、分辨率高等优势，能够做到反复演示某些指示矿物的丰度，将使遥感技术能够更好地利用在各种矿产资源的开发管理和监测方面，成为地质及矿产资源找矿、监测等方面的重要技术手段。

3.3 地质环境调查与地质灾害监测方面遥感技术的利用前景

遥感技术应用于地质环境调查与地质灾害监测具有不可代替的优势，针对目标区域的特点，利用遥感技术，可以对目标区域的地质环境和地质灾害进行监测，而且遥感技术应用于地质灾害监测逐步从定性化向定量化发展，并可逐步应用于地震前期的监测，今后，利用遥感技术研究地质灾害，一般需要在使用卫星系统的基础下，以航空、地面等多种监测为主要的手段，进行全天候、多时相的连续观测，从而达到事半功倍的效果和作用。

4 结语

在利用国土资源遥感的发展方向就是要做好调查与分析研究的结合、遥感技术与常规方法的结合,才能取得更好的效果。随着地理信息系统的广泛运用和计算机技术的日益推广，在国土资源管理工作中有效利用遥感技术不仅有着很强的可行性，而且也有着很强的实践性，这在很大程度上一定会为国土资源管理带来革命性的进步。

参考文献

[1] 杨承蕊,张和生.遥感技术在我国土地利用调查中的应用[J].科技情报开发与经济,2008,(01).

[2] 丁建华,肖克炎.遥感技术在我国矿产资源预测评价中的应用[J].地球物理学进展,2006,(02).

[3] 谢慧芬.遥感技术在地质灾害监测和治理中的应用[J].测绘与空间地理信息,2011,(03).

[4] 王文卿.遥感技术在国土资源管理中的应用现状及前景[J].测绘通报,2009,(6).

高光谱遥感技术现状范文第2篇

【关键词】遥感技术；国土资源管理；应用

0 前言

近年来我国利用遥感技术获得了技术上的突破和成功，以快速的提取了土地地质构造信息和地质矿物勘察开采等问题数据的同时及时的预警了地质灾害的发生和监控，遥感技术对国土资源管理有着重要意义。

1 遥感技术

（1）遥感技术在我国土地资源调查中，获取了大量丰富的信息，利用遥感技术，建立起了一个完整的国土管理数据库，是为了对土地的范围和土地的位置进行了实时的了解，同时为了快捷的调查土地的变更工作而建设，对于最终结果的上报有着完整的汇总和整理。利用遥感技术合理的规划了我国农田建设，可以及时的调整和方式不合理利用农田的现象，从而进行合理的利用和评估监测。

（2）遥感技术在地质灾害上作用发挥极大，完美的预警和监测了地质灾害的发生，利用遥感技术的地理空间数据，对可能发生的一切灾害区域进行时刻监测其分布、规律、形成原因、发育特点和这次灾害的危害性与影响因素，从而进行有目的的监测后续灾害发生的走势，这是中国从地震仪中又一次寻找到了可以预测地震前兆从而发起短期预报的手段，在今后的遥感技术会更多的使用在地质监测上，用卫星和地面勘察中减轻地质灾害的扩大性从而降低了人民的损失，在一年的时间里面规避了近1000起地质灾害，同时在唐山大地震和汶川大地震中，利用遥感技术获取地面的各种直观信息对后续的救援的展开和可能出现的危险信息进行了识别，从而有效维护了人民的生命和财产安全，取得社会的认同和经济损失的降低。

（3）遥感技术有着对地质矿物资源采集和勘探上有着极大的作用，通过航空平台上的成像光谱仪器，提起到各个物质的光谱特性，从而有计划的勘察和开采，利用遥感技术从1990念叨现在国土资源部门完成了13个省会与自治区的19个重点矿产和矿区的有效调查和采集，实现了对10000平方千米的土地调查监测，基本明确了不同监测去不同矿物的位置所在，从而明确开采区分布的有效管理。[1]在矿产资源开发管理上，高光谱遥感技术的产生和发展使遥感技术在矿物质资源的勘探上作出了贡献，利用成像光谱实现地物空间的信息、辐射信息、光谱信息的采集和规划，结合遥感的找图图鉴和丰富的地理纹理信息，从而合理科学的寻找和开发矿物质资源。

（4）遥感技术作为一种高效获取信息的手段，其中信息量的丰厚和全天候，信息获取快的优势在我国广泛被应用，在1980年我国利用了卫星遥感数据开展了全国的土地调查工作用，1990年代后，国家土地管理局应用航空航天遥感技术技术分布了我国了绝大多数地区比率近乎1：1万的现状可以随时调查。[2]在1983年第一台成像光谱仪的问世，意味着我国处理掉了遥感科学的一个重大矛盾，是遥感技术的真正革新。从而实现了多光谱定性描述，高光谱定位的遥感地质作用。

（5）国土资源部分每年都要对全国重点人口集中城市，地区进行土地利用监测，从而进行分土地的利用合理性，从而可以快捷迅速的获得地面的信息，保证了工作的展开和快捷方便，在我国的土地资源遥感调查监测艺术已经取得了重大成果，实现了遥感技术在国土资源管理的产业化应用，在复杂的天气中，遥感技术依旧可以对地形复杂的山脉地区获得准确的数据，从而监测和实地考察，SAR遥感技术不仅不会受到气候的影响，还有全天监视的能力优势，为土地利用应用调查作出了贡献。

（6）现代遥感技术已经和常规技术相互结合，提高了遥感信息获取技术的便捷，在过去资源中我们发现，遥感的发展上，我们要把技术和方法结合，创新突破自身的信息提取效果，从而实现高速、高准的处理信息。这时候我们要解决他的局限性，身为过去资源的信息提取手段，要采取自动化的提取信息，从而完善应用。

（7）在日常生活中，遥感技术中的GPS也让我们生活出现了极大的便捷，从而让国家对我们某个地区的实时监控也是十分便利，完成了全覆盖的体系，对于我国的矿产资源开发以及我国的矿物质情况以及社会化服务奠定了大量基础。

2 遥感的发展

遥感技术有着信息丰富、时效性强、巨大的宏观性等优势，通过GPS技术中可以准确预

测地质灾害，并且可以借助遥感技术对地质灾害的发生变化趋势进行准确反映，同时还能预见地质灾害的发生。并实现对地质灾害进行快速调查，保证抢救工作的及时性，则需要遥感测绘技术的帮助。

（1）研究继承“3S”，促成一体化RS，GIS和GPS的关系互动，让他们在相互依存中快速发展，只有保证了GIS的网络空间的多维性方向发展，再由RS技术在朝着数据获取多平台、多穿观其等进行数据自动发现上发展，随着GPS卫星系统定位的完善，GPS的服务已经越来越精准快则，3s技术在各自发展的同时也一直在进行内部融合，RS和GPS像GIS提供和更新区域信息以及空间定位，同时GIS也做出相应的空间处理分析，从而让RS和GPS进行有效的数据提炼，然后进行整理和使用，3S技术的一体化对于我国的国土资源管理方面有着广阔的发展前景，为国土管理部门的合理规划、管理、利用和保护以及地质的灾害防治和地质矿产的勘察都是有力的技术支撑。

（2）国土资源部门要发展融合现有的技术，提高技术水平，建议一个完整独立的数据资源，从而可以去的良好的信息提取效果，在我现在“遥感三号”和“遥感四号”等系列卫星提供的数据源中，不能快速的满足国土资源管理的需要，在国外，一套完成的遥感数据的买断价格太高，所以我们只能发展自身水平来满足遥感数据的完善，遥感数据的完善有着重要意义，预示着我国遥感系统的自动化水平，以及方便国土安全调整和工作的应用。

3 结语

在我们日常生活中，GPS的存在极大的便捷了我们的生活，同时近几年在地理信息系统的影响力在扩大，计算机技术的不停完善，遥感技术大大支持了我国国土资源建设，这个意义是巨大的，我们要有规划性的管理，保护和合理利用我们现有的资源，随着遥感技术的不断成长和更新，国土资源管理将带来革命性的进步。

【参考文献】

高光谱遥感技术现状范文第3篇

关键词 地质矿产勘测；高科技技术；应用研究

中图分类号P5 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）114-0126-02

地质矿产勘测技术发展至今，已经有非常久的历史了，勘测技术也可以说是各式各样，伴随着我国经济的迅猛发展，工业领域对矿产资源的需求量越来越大，而我们要更加注重的就是要把传统的勘测技术与现代的先进的新型勘测技术相结合，以提高矿产的勘测工作效率，进而促进我国经济的发展。

1 中国地质矿产勘测的现状

我国是一个地大物博的国家，总的矿产储备量居全世界前几位，其中有些矿产的储备量更是居世界第一位，可是我国的人口基数大，人均矿产资源的占有率低于世界平均水平，并且矿产的使用率不高，造成了资源的浪费，这也就加剧了我国对于矿产的迫切需求。自建国以后，我国的矿产勘测技术突飞猛进，为我国的经济建设做出了卓越的贡献。不过，我们应该清醒的认识到，虽然我国的矿产储备量很高，但是还有个别种类的矿产资源满足不了我国的经济建设需求，仍需要从外国进口，这就要求我们要不断的改进勘测技术，使用高科技技术，找到更多的矿产资源。

2 新形势下高科技在地质矿产勘测中的应用

2.1 GPS在地质矿产勘测中的应用

2.1.1 GPS含义和原理

全球定位系统（英语：Global Positioning System）通称GPS，它是一个中距离的原型轨道卫星导航系统，可以为地球表面的绝大部分地区提供准确的定位、测速和高精度的时间标准。该系统包括太空中的24颗GPS卫星；地面上1个主控站、3个数据注入站和5个监测站及作为用户端的GPS接收机。它需要各个部分的协调工作，才能确保定位的准确从而获得比较精确地数据。

GPS的工作原理，是对卫星所发出的信号进行处理和汇总，将汇总的数据和信息进行整合，最后对正确的空间位置进行定位。DPS技术应用于全球各个领域，尤其对于地质的勘测有极大的帮助，它具有一定的定位功能，发出的信号和提供的数据具有实时性。GPS对于外界的干扰具有很好的抵制作用，抗干扰能力强，而且对于数据具有保密的功能。GPS主要由九个部分组成，分别是五个监控站、三个注入站和一个主控站。主控站主要是对卫星发出的信号和数据进行分析和整合，然后传输到注入站，注入站再将这些信息和数据输送到存储器中，然后GPS将定位的结果呈现出来。

2.2 GPS在地质矿产勘测工作中的具体应用步骤

2.2.1 GPS进行野外采集的准备工作

首先将GPS进行初始化，使GPS不留原始的数据，这样才能更准确地定位。在初始化完成后，相关的工作人员要建立横向和纵向的测量系统，在用GPS进行定位时，最好使用两台或两台以上的GPS，以其中的一台作为基准，另外两台作为数据的参考，找出这三台GPS在定位中存在的误差，最后综合这三台GPS的定位状况，做出合理分析，得出最终的结论。需要注意的是，在进行野外定位之前，需要对每一台GPS进行初始化设定，从而使三台GPS达到同步的标准。

2.2.2 对GPS野外站点进行位置的选择

通常进行地质勘测的地区都位于山区，山区的树木茂盛，通视条件一般都比较差，于是，在进行野外站点的选择时，要根据当地的实际状况，尽量选择通视条件较好，视野相对开阔的地方，这样有利于卫星对当地数据的收集，提高GPS定位的精确度。

2.2.3 GPS野外站点的数据采集工作

GPS在进行数据采集的时候，数据的精确度受到卫星的高度、当地对卫星干扰的大小等方面的影响。所以，在信息采集的时候，要保持卫星信号的良好，进行数据采集时要保持15分钟以上，根据距离的长度，相应的增加数据采集的时间。如在定位的距离大于5000时，数据的采集工作要持续30分钟以上。如果定位的距离大于10千米时，数据采集工作要持续45分钟以上。

2.2.4 GPS对观测到的数据进行处理

将三台GPS所收集的数据进行整合，得出最准确的数据信息。在进行结算的时候，各项数据都要进行准确的输入，否则都会使整个地质勘测工作无法正常的运行，数据要保留小数点后的四位，尽量地提高数据结算的精确度。

2.3 遥感技术在地质勘测工作中的应用

2.3.1 遥感技术对矿产资源的识别作用

岩石的类别和组成成分是矿物质形成的基础条件，遥感通过对一类岩石的类型和组成成分进行分析，进行数据的整合，发现岩石中是否有矿物质或预测这类岩石是否有成矿的可能性。遥感技术对岩石类别的识别主要通过图像的增强效果、图像的变换和进行图像分析的方法，通过增强岩石在图像中的色调、颜色和纹理，从而更清晰地观察岩石的类别。遥感技术在矿产勘测的工作中发挥着重要的作用。

遥感技术对岩石类型的识别主要依靠光谱和空间特征的差异，高光谱下的遥感技术具有分辨率高、数据精确等特点，近年来被广泛应用于地质矿产的勘测工作。高光谱的遥感可以有效地区分岩石的含矿量，提高矿产勘测的效率。

2.3.2 遥感技术在矿产勘测工作中可以提供矿化蚀变信息

岩石蚀变信息的收集与提取是矿产勘测工作中的一项重要内容，岩石蚀变的类别与岩石的化学成分、相关的矿床类别是密切相关的、岩石蚀变的范围通常大于岩石矿化的范围，因此，岩石蚀变可作为矿产勘探一个重要方法，有助于进行矿产的勘测工作。

岩石蚀变时，其在种类、颜色、结构等方面与其他周围的岩石具有一定的差别，这些差别用遥感技术鉴别时体现出光谱的差异。光谱的差异为遥感技术提取矿物信息提供了有力的保障，因此，可以通过遥感技术进行矿产的勘测工作。

2.3.3 遥感技术对地质构造信息的提取

遥感技术对地质构造信息的提取是矿产勘测工作中的一项重要内容。通过矿产专家的多年实践，矿化蚀变带是有规律可循的，它总是沿着一定地质构造分布。遥感技术对地质构造信息的获取主要呈现出线性的影像和环行的影像，根据不同的成矿条件，可以得出不同的成矿信息。

有些岩石区域的成矿纹理比较模糊，遥感技术使岩石的线性行迹、纹理等信息变得清晰，通过遥感技术对呈现的影像进行相关的处理，如增强边缘的线条、通过比值的分析，使构造的轮廓清晰地展现出来。遥感技术通过对线性和环行的影像进行分析和统计，确定矿物的构造和分布情况，确定矿产分布的规律，对地质矿产的勘测工作具有重要意义。

4 结论

20世纪以来，一系列高科技技术已经被广泛的应用于地质矿产勘测的工作中，新技术、新理念的应用大大提高了地质矿物勘测工作的效率，扩大了矿产资源的开采。加强矿产资源的勘测与开发，获取更多的矿产勘测信息，需要更精准的高科技技术的支持。

参考文献

高光谱遥感技术现状范文第4篇

关键词：高光谱遥感；教学内容；实践教学

Teaching Content Arrangement and Discussion on Hyperspectral Remote Sensing

SONG Yan, TIAN Yugang

（College of Information Engineering, China University of Geosciences, Wuhan 430074,China）

Abstract: According to training requirements in remote sensing and technology, a proper teaching book, teaching content arrangement and practice course were made and discussed.

Key words: hyperspectral remote sensing; teaching content; practice course

中国地质大学（武汉）信息工程学院遥感科学与技术专业于2006年正式成立，该专业的培养目标是：培养具有良好的职业道德，掌握遥感科学、地理信息及计算机科学的基础理论、知识和技能，能结合计算机技术、地理信息技术在国土资源遥感、城市规划、地质工程、环境监测、海洋勘查等领域从事遥感信息获取、处理与分析，及有关遥感信息工程建设与应用的专门高级技术人才。

为了完成其培养目标，在本科生大三下学期开设高光谱遥感课。通过该课程的学习，使学生对高光谱遥感原理具有清晰地认识，掌握高光谱的基本分析方法，培养他们运用高光谱原理和分析方法解决实际问题的能力。依据课程目标，笔者结合近两年在课程教学中的实践经验，提出高光谱遥感课程的本科生教学内容和实践教学环节的设计，希望能抛砖引玉与同行们共同探讨。

1 课程设置简介

高光谱遥感课程共32学时，先修课程主要有：遥感概论、遥感物理、数字摄影测量、遥感图像处理、遥感图像解译、遥感应用模型。在课程教学过程中，共安排20课时的课堂教学，12课时的上机实习操作。

2 教材选择

优秀的教材可以帮助学生完整的掌握课程内容，近年，随着遥感定量化应用的不断发展，高光谱遥感方面的专著逐渐增多。目前已出版的高光谱遥感书籍主要有：中科院遥感所的童庆禧院士、张兵教授等编写的《高光谱遥感:原理技术与应用》以及《高光谱遥感的多学科应用》、武汉大学张良培教授等编写的《高光谱遥感》、浦瑞良教授等编写的《高光谱遥感及其应用》。经过比较发现和分析，上述书籍均对高光谱的原理、基本处理手段以及应用方面均有介绍。其中，童庆禧院士编写的书籍理论较深，更适合用于对研究生的教学，浦瑞良教授编写的书籍分为不同的专题介绍高光谱的应用情况，更适合对科研人员作为参考。针对本科教学的目标以及本科生的专业基础，选择张良培、张立福撰写的《高光谱遥感》作为课程教材，并将童庆禧院士、浦瑞良教授编写的书籍作为主要参考书目。

3 教学内容

在授课过程中，以高光谱遥感数据的获取、处理和应用为线索[1]，设计如下的教学内容。

3.1 高光谱遥感简介

在回顾电磁波、电磁辐射等遥感的理论基础后，重点阐述高光谱遥感的定义、特点，通过分析多光谱遥感与高光谱遥感对同一地物的光谱曲线，加深学生对高光谱遥感的认识。分析目前主要的高光谱遥感传感器及其成像参数，并大致介绍高光谱遥感在国内外的应用情况。最后依据高光谱遥感传感器的特点，提出本课程的整体理论框架，给学生们清晰地认识。

3.2 光谱重建与几何校正

地物光谱数据的获取仪器及获取步骤，并分析地物的光谱特性，并列出国内外常用的光谱库。介绍辐射误差的概念，并依辐射误差产生的原因分别介绍传感器定标、大气校正以及地形校正的理论和方法[1]。在介绍高光谱遥感的辐射校正方法基础上，介绍高光谱遥感数据的几何校正方法[2]。这部分的重点内容有：野外光谱仪的使用步骤，高光谱数据大气辐射校正方法以及几何校正方法。难点内容在于，高光谱数据的大气辐射校正方法。

3.3 高光谱遥感数据的处理方法

从Hughes现象入手，分析高光谱遥感影像特征提取与选择的必要性，而后分别介绍光谱的特征选择与提取、光谱匹配、光谱微分等技术。在光谱的特征选择与提取方面着重介绍，包络线去除法、光谱形态学分析方法（光谱梯度与坡度、光谱吸收参数等）、光谱相关性分析方法、MNF变换、PCA变换、光谱距离统计。这部分的重点内容在于，让学生理解高光谱遥感数据特征提取与选择的必要性，掌握常用的包络线去除法、MNF变换、PCA变换等方法、难点在于，通过理论的学习能够运用相关理论完成高光谱遥感数据特征提取与选择。

3.4 混合像元分解原理与方法

混合像元问题是遥感数据中不可避免的问题，本部分主要介绍遥感影像里混合像元形成机理，混合像元的物理、数学和几何模型，混合像元分解的步骤，混合像元分解中如何提取纯净像元。重点在于让学生对混合像元问题有清晰地认识，明确遥感影像中的“纯净”像元和“混合”像元的区别，在理解线性混合像元分解模型的物理、数学与几何模型的基础上，掌握线性混合分解方法的原理。难点在于学习并理解如何运用“沙漏模型”提取纯净像元的理论和方法。

3.5 高光谱遥感图像分类

介绍了高光谱遥感图像的分类方法，包括使用传统的监督分类、非监督分类的各种方法，以及一些针对高光谱数据的分类方法，例如自组织特征映射神经元网络的分类方法。结合高光谱遥感特征提取与选择方法，混合像元分解原理与方法，让学生掌握完整的高光谱遥感分类流程。重点内容在于理解并掌握高光谱遥感图像分类与多光谱遥感图像分类的相似点与不同点，难点在于掌握并理解自组织特征映射神经元网络的分类方法。

3.6 高光谱遥感的应用

重点介绍了高光谱遥感技术在地质方面的应用实例。运用前面所学习的相关理论和分析方法，重点介绍地质遥感领域高光谱遥感矿物填图方法，让学生能够完整掌握整体的分析方法。

4 实践教学环节设计

为了增强学生理论联系实际的能力，配合上述授课内容，参考相关软件的教程[3],为学生设计了四次实习内容。四次实习具体内容分别是：

第一次实习安排在第一章高光谱遥感简介授课内容结束后。 实习主要内容为让学生认识高光谱数据；实习方法为运用遥感的ENVI软件、AVIRIS的高光谱数据、JPL光谱库以及USGS 光谱库使学生们对高光谱数据以及常用光谱库有感性认识，并学习如何运用影像的光谱曲线选择彩色合成波段，对高光谱数据加以显示。

第二次实习安排在第二章光谱重建与几何校正授课内容完毕后。实习主要内容为：高光谱大气校正以及光谱特征分析；主要任务是练习如何运用FLAASH模型对高光谱遥感影像进行大气校正的方法。此外，安排学生进一步熟悉高光谱数据的特性，并进行光谱分析，主要运用包络线去除、ENVI的光谱角制图以及光谱特征拟合（Spectral Feature Fitting）两种方法从影像中辨认矿物。通过实习帮助学生了解光谱特征提取与分析对于高光谱数据的重要性。

第三次实习安排在第四章内容授课结束后。实习主要内容为纯净像元提取；主要实习任务是运用MNF变换后的波段以及散点图工具提取端元、运用MNF变换后的波段以及纯净像元指数工具以及N维可视化仪提取端元、运用提取的端元进行分类和制图。通过实习，让学生掌握高光谱数据中纯净像元的提取方法，并运用所提取的纯净像元进行混合像元的分解。

第四次实习安排在高光谱遥感的应用授课内容结束后。第四次实习为综合实习，实习任务是运用给定的AVIRIS高光谱影像 完成该地区的地质填图。

5 当前教学中存在的问题以及解决策略

1) 课时数安排过少。目前这门课程作为专业方向选修课，只有24个学时。但高光谱遥感是遥感科学与技术专业一门非常重要的课程，应至少安排40学时。

2) 教学方法亟待改进。这门课程目前的教授方法是以任课教师口授后，学生上机实践完成。虽然每次授课后都会及时安排实习，但是由于高光谱遥感某些理论较为深奥，使得学生在上课时难以马上消化，产生畏难思想，影响学生学习积极性与主动性。因此，若在课时增加的基础上，即可在上课时边讲授边由老师指导学生动手操作，及时理解高光谱遥感中的相关原理方法，直观理解相关原理在高光谱遥感中应用情况。

6 结 语

高光谱遥感是一门理论与实践相结合的课程，是遥感科学与技术专业的选修课课，对于学生理解和掌握遥感的应用发展非常重要，并可加深学生对遥感理论方法的认识。如何设计教学内容是一件非常重要和有意义的课题。本文结合笔者自身教学经历，针对高光谱遥感本科课程教学的现状，提出了对高光谱遥感教学内容的理解，并就教学中存在的一些问题进行了分析。

参考文献

张良培，张立福著. 高光谱遥感[M].武汉:武汉大学出版社，2007

童庆禧，张兵，郑兰芬.高光谱遥感-原理、技术与应用[M].北京:高等教育出版社，2006

高光谱遥感技术现状范文第5篇

关键词：遥感；土地管理；3S

Abstract： As a new science and technology， remote sensing is playing a decisive role in land management. This pape analyses several aspects of remote sensing dynamic monitoring in land management， urban cadastral management， application of land detailed investigation， and discusses the importance of remote sensing technology in land management， and then looks ahead of development trend of remote sensing in land management application based on the current technology situation.

Key words： RS， land management， 3S

1 前言

土地资源是人类赖以生存和发展的物质基础，及时准确地掌握土地资源的数量、质量分布及其变化趋势，直接关系到国民经济的可持续发展与和谐社会的构建，具有重要的战略意义。随着社会经济的快速发展，土地的供需矛盾日益凸显，土地的管理工作显得更为重要。然而传统的土地资源管理模式已经制约着土地资源管理事业的发展。土地管理工作需要不断深化，其工作需要逐步从常规管理向科学化管理迈进，在各项基础业务的拓展上，积极稳妥的开展新技术的应用研究显得尤为重要。

遥感技术作为一门迅速倔起的新兴科学技术，已在土地管理中得到较为广泛的应用，从土地详查到城镇地籍调查及耕地动态监测，几乎所有土地管理基础业务的完成都离不开遥感技术的支持，遥感技术为土地管理工作的发展起到了巨大的推动作用。

2 遥感技术在土地管理中的应用分析

2.1 遥感地管理动态监测中的应用

土地资源动态监测主要是对土地类型、土地利用现状、土地质量等土地资源的基本状况进行监测，是土地管理工作中一个极为重要的环节，是各级土地管理职能部门为了掌握土地资源的分布、质量、利用现状，合理土地利用结构，严格土地执法的重要手段。为实现这一目标，必须建立一套完整的技术系统，即土地资源遥感动态监测技术系统，它是一个多技术、多信息源、多方法、高精度的监测技术系统。

土地资源遥感动态监测技术系统由三方面的技术学科组成：（1）土地科学（土地资源和土地管理）；（2）空间信息技术（包括全球定位系统和遥感），（3）计算机应用技术（图像技术、图形技术、数据管理技术和人工智能技术）。多种学科和技术的交叉和应用，完善和丰富着土地资源遥感动态监测技术系统。

目前卫星遥感技术于土地管理动态监测中的应用主要有三个方面：

（1）土地退化的卫星遥感监测

主要指对土壤的侵蚀、土地的沙摸化、土壤的盐渍化的监测。对土壤侵蚀的监测主要从侵蚀因子的识别（包括地貌因子地表组成物质，植被覆盖度和类型因子等）、侵蚀地貌发育的分析、侵蚀强度的分析等方面来把握土壤侵蚀的发展趋势。对沙漠化的监测主要是利用遥感资料对自然指标（土壤、水分和地表）、生物学及农业结构（植物，动物和土地利用等） 进行分析，并建立起植被的干早化与土地沙漠化过程和危害程度之间的关系，从而从数量上和程度上实现对沙漠化的监测。通过对土壤表层色调和湿度的监测同时结合对地形地貌的叠加分析又形成了对盐渍化土壤的有效监测。

（2）土地利用现状的卫星遥感动态监测

这是土地资源遥感动态监测技术系统中的核心内容，是土地管理工作中极为重要的技术手段。主要根据获取的同一地区不同时相的遥感影像的差异来识别土地利用变化；进而监测各地区的土地利用结构，各利用类型在数量上、空间上的分布。

（3）土地质量的卫星遥感监测与评价

土地质量的监测较多集中在土地自然特性的监测方面，如：土地的地学特性，土地的土壤学特性和土地的生物学特性等（有条件的地区还可增加土地社会经济特性的监测）。在土地生产潜力评价理论和适宜性评价理论的指导下对所监测的区域进行农林牧用地的综合评价（经济基础较好的地区可开展土地的经济性评价），以人工智能为支撑形成“土地监测评价专家系统”。

在土地管理的各个环节，无论是土地规划编制、土地资源调查、耕地保护，还是土地征用和土地执法监察，遥感技术都在不同程度地发挥作用。它已经成为土地资源管理的重要技术支撑，大大提高了土地管理工作的科学化和现代化水平。

2.2 遥感在城镇地籍管理中的应用

城镇地籍调查是土地管理工作的重点和难点。该项工作动用人力、物力、财力很大，既涉及相关政策、法律，又有较强的业务性。需要法律、测绘、计算机等相关专业知识的有机结合，而且全国各城市经济发展水平，可利用资料，技术水平差异较大。从长远的观点来考虑，城市土地情况是动态变化的，随时随地都在发生权属的转移、用地类型和面积的变迁，而且经济发展越迅猛，用地情况变化越频繁。为从根本上解决土地变化与地籍管理落后的矛盾，部分地方在采集地籍调查数据方式上应用遥感图像为信息源，内业处理依据计算机技术建立图形与数据库，变更调查管理依据计算机来完成，有效提高了工作的效率和管理水平。此外，遥感技术在农村产权调查、城市集约利用潜力评价等工作中得到充分应用。在农村产权调查中利用航空和航天数据，节省了大量的时间和人力，提高了成果精度，在大多数省份的农村产权调查中得到广泛应用；在城市集约利用潜力评价和耕地后备资源调查评价中采用遥感数据辅助调查，取得了良好的效果。

可以应用遥感技术，通过航空摄影测量，可以获取城镇地籍图和地籍影像图，并以此为依据建立相应的城镇地籍数据库及管理系统，逐步形成全市范围内的城镇地籍信息系统网络，这不仅有利于更有效的利用土地资源，还有利于土地权属管理落实各项土地管理措施。

2.3 遥感在国土资源详查中的应用

土地详查是对类四十六个二级土地分类的调查， 需要查清各类土地的数量、质量和分布状况。由于我国地域辽阔，地形、地貌复杂， 很多地方采用常规测量方式，人员、设备无法涉足， 成为常规测量的盲区。而通过采用遥感技术则很容易能够获得常规测量盲区的高分辨率影像，通过对这些影像进行解译，并结合人工实地调查可以高质量高速度完成土地详查工作任务。

3 遥感技术在土地管理中的应用展望

当前的遥感技术正向三高方向发展，三高即高空间分辨率，高时间分辨率和高光谱分辨率。其中高光谱遥感图像的光谱信息层次很丰富，可以探测出更多的地物，更方便地管理土地资源，而高空间分辨率及高时间分辨率可以更加提高遥感监测的准确性。另外，随着遥感分类技术和对地物的自动识别能力的提高，将促进分类的自动化智能化，大大提高作业效率。

随着GIS和GPS的发展，现在趋向于RS、GIS及GPS三者的综合应用，即“3S”技术。“3S”技术是地理信息系统（GIS）、遥感（RS）及全球定位系统（GPS）的总称，即利用GIS的空间查询、分析和综合处理能力，RS的大面积获取地物信息特征，GPS快速定位和获取数据准确的能力，三者有机结合形成一个系统，实现各种技术的综合，从而更好的服务于土地管理工作。目前随着3S技术的日益成熟，3S集成技术在土地调查监测数据采集、处理和数据产品生成中，呈现着强大的生命力，在土地利用更新调查、土地利用动态监测中表现出良好的应用前景。因此，在现代计算机技术和通讯技术的支持下，大力发展“3S”集成系统，以RS为信息源、以GPS为空间坐标、以GIS为工作平台，形成一种有机的结合、在线的连接、实时的处理和系统的整体性是今后的发展方向和必然趋势。

4 结语

迅速发展的数字遥感技术和计算机技术，为土地利用现状及变化信息的获取提供了及时有效的技术手段。遥感技术应用的第二阶段必然是动态监测。遥感由静态到动态，由定性解释到定量调查，这是它的必然过程。遥感技术在土地资源管理中应用的深度和广度必然会日新月异，多时相、高分辨率的遥感数据会进一步加强高精度、大比例尺土地利用动态监测。在时空一体化的基础上，“3S ”一体化技术的研究成为必然趋势，其应用成果将更好地把握土地利用变化趋势，为经济社会资源的和谐发展提供科学依据。

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