前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇遥感技术的概念范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
关键词:大数据;航天遥感;战略
中图分类号:P237 文献识别码:A 文章编号:1001-828X(2015)015-000-02
一、航天遥感和航天遥感系统
近些年来,大数据已经成为继云计算、物联网之后 IT 领域最流行的词汇,并在各行各业中广泛出现,受到人们越来越多的关注,也引起很多专家学者的深入研究。从2012年3月开始,美国开始投入对大数据的研究,与大数据相关的研究发展规划被列入科学信息领域的重要举措之一,相关部门基于大数据背景下获取、存储、处理等方面展开对遥感信息技术的研究。本文以航天遥感的现状为基础,分析航天遥感系统的技术现状,得出航天遥感系统如何面对大数据时代挑战的结论,以便于迅速采集遥感数据、对遥感数据进行分析和管理,满足人们对航天遥感的需求。
遥感是为了获取远距离物体的相关资讯,遥感技术被广泛应用于现场勘测,适用于面积广阔的观测,数据的综合性和可比性较强,具有很强的时效性,在勘测过程中不需要通过物理接触,而是通过电磁波的反射以及辐射,通过数据的采集和计算,实现对物体的远距离探测,获取包含物体的遥感数据信息。这里需要注意的是数据不等同于信息,数据承载有效的信息,在目前的应用中仍然存在一定的局限性。任何事物都可以发射、反射、吸收电磁波信号,都属于遥感信息源。地物的空间信息的获取方式需要通过搭载在遥感平台上的遥感器来获取。
二、大数据的概念
大数据是适应时展需求所衍生出来的概念,顾名思义,大数据所指的数据数量十分庞大,通过传统的收集渠道不能帮助企业采集、管理有效的信息,也无法立足于时代背景,向企业提供与经营相关的策略。直到2009年,“大数据”才逐渐出现在公众视野,以难以预计的速度进行扩散。研究大数据的目的并不是采集数据,而是将采集的数据进行分析、管理、处理、应用,增强数据应用的能力,进一步完善使用数据的功能,从而挖掘有应用价值的资讯,大数据技术具有可观的发展空间。大数据时代在信息通信、海量存储等方面有利于解决航天遥感系统迅速采集信息、处理数据,本文的重点放在数据存储方面,并分析新时代背景下航天遥感技术存在的机遇和挑战,进一步促进航天遥感技术的可持续发展。
三、航天遥感技术迎来的机遇
1.航天遥感技术的重要意义
航天遥感可以对环境和资源进行有效的勘测,也可以对信息技术进行有效的掌控。可以说从一定意义上讲,航天遥感技术已经成为决定战争胜负和影响国家安全的重要因素。 航天测绘已成为获取空间信息资源十分重要的技术手段。同时,遥感信息的获取、处理、加工和服务,与卫星定位技术和卫星通信技术的应用也密切相关,正在世界范围内蓬勃发展的小卫星技术对于推动遥感、导航定位和通信技术的快速进步具有重要价值。
2.大数据时代航天遥感技术的机遇
(1)云存储
在大数据时代的背景下,航天遥感技术可以使用云储存的技术,对数据进行实时更新,包括对数据副本进行实时更新,占有极少的硬件资源,广泛应用于亚马逊等电子商务行业中。存储虚拟化技术是云存储系统的关键所在,包括主机、基于网络、基于存储阵列三种,为了将设备的物理属性屏蔽,完成对异构存储设备的统一映射。基于主机需要使用虚拟化软件,在实际运用的过程中会增大主机端的负载,无法拓展主机的空间。基于存储阵列需要安装虚拟控制程序,将逻辑存储单元与多个物理磁盘设备相对应,这种操作具有可以满足用户对存储性能的要求,同时也存在一些缺陷,比方说拓展性能较差,无法延伸设备的拓展性。存储虚拟技术采用基于网络的形式可以集中上述两种存储虚拟技术的优点,在满足用户对存储性能需求的同时,保持设备一定的拓展性,因此很多企业都使用基于网络的主流形式。
(2)数据库
随着时代的发展,很多数据并非以文字的形出现,归属为非结构型的数据和文档,数据呈现半结构化的发展趋势。在云存储系统中,NOSQL数据库需要以数据增长需求为考虑因素,分析数据的实用性和可用性,尽可能满足人们对勘测各方面的需要。再进一步细化,数据库使用弱一性的特例,保证用户最后的运行个结构是类似的。一般情况下,NOSQL数据库分为四种,根据不同的情况,使用不同类型的数据库对数据进行储存。
四、航天遥感技术发展需要解决的问题
1.遥感大数据的自动分析
数据挖掘指的是,从海量的数据中通过算法搜索隐藏信息的过程,是目前大数据处理的重要方法,可以从遥感大数据中勘测出地表的变化规律,了解社会以及自然的变化过程。随着对地观测遥感的大数据不断出现,遥感信息语义的复杂性、数据维度语义的丰富性、传感器语义的多样性等特征使航天遥感技术对表达方式提出了新的要求。同一地物的不同粒度、时相、层次、方位观测数据即该地物在不同观测空间的投影,在实际观测过程中,遥感大数据需要考虑多分辨率、多源影像那个特有的特征表达模型,以及模型如何进行相互间的转化,从纹理、光谱、结构等低层结构出发,抽取多元特色的本征表示,建立可以跨越差异的目标特性,达成遥感数据一体化的目的。遥感大数据的自动分析,指的是挖掘遥感大数据信息,实现遥感观察数据向知识转化的前提,主要目的在于建立统一、语义的遥感大数据表示,为后续的数据挖掘作铺垫。遥感大数据的自动分析包括数据的检索、表达、理解等方面。
2.大数据时代航天遥感安全问题
结合目前的情况来看,我国航空遥感发展缺乏完善的监管制度,在具体运作的过程中缺乏协调和规划,相关的资讯和信息无法进行资源共享,无法对行业内的资源和技术进行整合利用,再上航天遥感技术的核心技术过于依赖国外,存在创新能力不足的问题,导致遥感迈入产业化具有一定的难度,产业化的发展需要技术与资金的不断投入,不确定性遥感信息模型和与人工智能相关的系统开发也有待进一步的深入研究。
五、航天遥感技术的发展趋势
1.大数据时代背景下航天遥感技术的发展方向
通过航天遥感技术,可以由航天、地面观测台组成以地球为研究对象的综合观测系统,提供定量、定时的数据,在大数据时代背景下,完整性和机密性是航天遥感技术的重要特点,航天遥感技术涉及国家政机密,因此如何保障完整性和机密性是航天遥感技术需要面对的问题。根据时代的要求,人们越来越重视数据的安全性和实用性,所以发展航天遥感技术的时候需要根据上述特点进行发展。面对当前的形势,高分辨率小型商业卫星发展迅速,雷达卫星遥感日益受到青睐,遥感技术的监测精密度将不断提升,呈现向上的发展趋势。
2.新时代要求航天遥感技术人才培养发展展望
在这个新时代背景下,航天遥感技术具有可观的发展前景,从事该领域的专业人才短缺,航天遥感技术是我国的战略新兴产业,可以为航空航天信息技术的发展创造更大的发展空间。学校应该增加与此相关的专业设立,规划相关的人才培养的计划,在培养航天遥感人才需要结合大数据的知识背景进行学习,让从事航天遥感的人才跟上时展的需要,重点掌握与遥感技术相关的知识。与此同时,学校方面应该重视对航天遥感技术的人才进行培养,定向向人才灌输有关大数据遥感的知识,让学生规划在航天遥感领域的发展,为学生毕业从事航天遥感方向的工作奠定想学术基础。
3.新时代下航天遥感技术发展趋势展望
新时代背景下,数据化的普及在一定程度上促进了航天遥感技术的发展,加上我国政策对航天遥感技术的大力支持,包括数据库、云计算在内的数据库等新兴技术应用将推动航天遥感技术的变革。航天遥感技术呈现良好的发展趋势,促进各行各业进行资源的调整和整合,新时代背景下的航天遥感技术从“定性”向“定量”转变,呈现多平台共存、综合应用不断深化的发展趋势,展现市场不断扩大的发展趋势,极大地提升了科研工作者的工作效率,使航天遥感技术行业呈现全新的面貌与发展趋势。
参考文献:
[1]汤国安等编著.遥感数字图像处理[M].科学出版社,2004.
[2]李国杰.大数据研究:未来科技及经济社会发展的重大战略领域:大数据的研究现状与科学思考[J].战略与决策研究,2012,6(1):647-657.
[3]乔朝飞.大数据及其对测绘地理信息工作的启示[J/DK].测绘通报,2013(1):107-109.
【关键词】农业资源与环境遥感课程教学改革
【中图分类号】G64【文献标识码】A【文章编号】2095-3089(2016)09-0016-02
一、引言
遥感技术是环境、城市、农业、林业、海洋、地质、气象、军事等探测研究的新手段,应用越来越广泛,在许多高校相关专业学习中也受到了越来越多的重视。随着高光谱遥感、微波遥感、高分辨率影像,以及3S集成技术的应用,遥感技术得到更加深入、全面的应用和发展。遥感课程是新疆农业大学农业资源与环境专业本科生的专业选修课,拟通过该课程的学习,使学生系统全面地了解遥感技术的基本理论、技术体系、原理方法,以及图像分析处理和解译的知识,并且能利用遥感技术解决专业领域相关问题的能力。农业资源与环境专业遥感课程的开设具有非常重要的作用。
二、农业资源与环境专业开设遥感课程的必要性
农业资源与环境专业的本科生主要学习农业资源的管理及利用、农业环境保护、农业生态、资源信息技术等方面的基本理论和基本知识,要求具备农业资源调查与规划、环境监测与评价、气象观测、计算机技术等方面的能力,同时具有对农业资源和环境进行信息化管理等方面的能力。毕业后能在农业、国土、环保、农资等部门或单位从事农业资源管理及利用、农业环境保护、农业资源遥感与信息技术的科研、管理等工作。因此,要求该专业学生掌握基本的土地规划与制图、资源信息管理等方面的技术。这些都要求学生能有效的利用遥感技术方法,掌握遥感的基本技能,这也使得农业资源与环境专业开设遥感课程非常必要。
三、农业资源与环境专业遥感课程存在的问题及特点
(一)课程部分内容抽象难懂,学生专业知识储备不足
遥感课程中遥感原理章节要求学生掌握遥感的物理基础,包括地物的电磁波特性、电磁辐射与地物波谱的基本概念与性质、遥感成像原理等,涉及许多抽象的理论知识及相关定理、概念。一般要求在学习遥感课程前,具备测量学、地图学、计算机技术和相关的专业知识,而农业资源与环境专业本科生没有相关的知识储备,对许多遥感课程涉及的重要知识内容仅限于高中的地理、物理知识水平上,对计算机的掌握能力也仅限于一般的应用,这就使得在理论教学上,需要重新制定适合其能力水平的教学内容。
(二)教学方法单一,缺乏多样的教学手段
现在许多高校开设的遥感课程,仍以教师课堂讲授为主,学生被动的接收,参与度不高。这就需要改革教学手段,采取多样化的教学方式,组织小组讨论,案例分析,更有效的利用多媒体技术和网络。另一方面,高校本科生很少参加老师的项目,科研工作仍以研究生为主,调动本科生参与到教师的科研项目中,可以促进其快速的了解遥感在专业领域的应用,提高学生学习的积极性。
(三)重视度不够
农业资源与环境专业本科生在培养模式上,往往更注重农业资源的管理及利用、农业环境保护、农业生态等理论知识的学习,对配套的相应技术方法的掌握不重视;同时与本专业教师对遥感技术的掌握及重视程度也密切相关。在实习环节不设计相应的实习,要想单一的从一门遥感课程的学习中获取所需的本领面临很大困难。
四、课程简介
该课程理论课30个学时,实验上机10个学时,共计40学时。教学目标要求掌握遥感的概念、遥感的原理与方法、遥感的技术系统;熟悉遥感数据的特征和应用、不同卫星遥感数据及其影像信息提取的方法;了解遥感信息的应用以及3S(GIS,RS,GPS)技术的集成应用。教学方法以课堂讲授、讨论、案例分析相结合,并辅以实验课上机操作。考核方法为平时出勤、课堂表现、实验成绩、作业、参加讨论次数占30%;期末考试70%,考试形式为闭卷笔试。
五、教学内容、方法及考核形式的改革
(一)教学内容改革
一般农业院校农业资源与环境专业开设的遥感课程,在内容上主要包括电磁辐射及物体的波谱特性、彩色基本原理、遥感技术系统、摄影成像、扫描成像、卫星遥感及其影像、遥感图像的分析解译、遥感数字图像处理、遥感技术的应用、高光谱遥感与微波遥感,以及地理信息系统与3S技术等内容。部分章节内容较深奥,对于农业资源与环境专业学生来说,缺乏前期的专业知识储备,理解掌握困难,而且在实际中的应用性较小。因此,本人在实际教学中将该课程内容进行了整合,弱化了彩色基本原理、摄影成像、扫描成像等部分内容的学习,主要突出遥感应用部分的知识讲解,尤其是遥感技术在农业资源与环境领域的应用方面,更是增加了许多相应的实例,以案例的形式进行深入的讲解,加深学生对遥感在本专业应用的理解。把3S技术集成应用章节也做为重点,使得教学内容更加具有前沿性。另外在实验上机环节,将重点放在遥感技术的应用方面,以求更好地激发学生的学习积极性。
(二)教学方法与方式改革
在理论教学环节将传统的板书与先进的多媒体技术以及网络教学相结合,加深学生对相关概念、公式的理解,同时也提高学生兴趣,增加互动。在实验上机环节的教学过程中,有效的利用有限的上机时间,将重点放在遥感技术的应用案例分析上。提倡学生利用课余时间自学遥感常用软件的基本操作,在课堂上不把遥感软件的基本操作作为重点讲述内容。其次,要多采用引导、启发的方式,进行小组讨论,让学生参与到课堂的互动教学过程,活跃课堂气氛。
(三)考核方式改革
在考核方式上,考核方法为平时出勤、课堂表现、实验成绩、作业、参加讨论次数等平时成绩占30%,期末闭卷笔试占70%。平时成绩主要根据课堂上参加小组讨论做汇报的情况,实验上机部分的课程作业为主。在实验课的学习中,要求以遥感技术在农业资源与环境领域的某一方面的应用为内容,完成一份详实的实验报告。期末考试在考试内容上作出调整,不要求学生死记硬背深奥的概念,不设计相关复杂的计算题目,引导学生以理解为主,根据专业背景增加学生对遥感的应用及发展趋势的掌握。
六、总结
农业资源与环境专业的本科生在培养过程中要求掌握农业资源调查与规划、环境监测与评价、气象观测、计算机技术等方面的能力,要具有对农业资源和环境进行信息化管理等方面的能力。要求其必须掌握遥感的基本技能,在毕业走上工作岗位后能利用遥感技术开展土地规划与制图、资源信息管理等方面工作。因此,培养单位要重视遥感课程的教学,使其通过该门课程的学习,具备一定的遥感专业技能,更好的服务于农业资源与与环境专业领域的各项研究和管理工作。
参考文献:
[1]潘竟虎,赵军.高师遥感课程实践教学的改革[J].理工高教研究,2008,01:118-120.
[2]奚秀梅,贺凌云.遥感课程实验教学改革与设计[J].黑龙江生态工程职业学院学报,2010,03:110-111.
[3]马丹.农业院校遥感课程的教学改革[J].教育教学论坛,2013,09:59-61.
【关键词】遥感制图;地图制图;应用
测绘新技术的发展有效弥补了传统地图制图与土地规划方面的缺陷,使得土地规划管理与地图制图更加科学、实用。遥感技术是信息化时代产物,其具有效率高、信息量丰富、周期动态性等优势,现阶段遥感技术正向着科学化、信息化方面迈进,可以说,现阶段遥感技术是人类获取时空信息的有效手段与方式。
1 遥感技术概念及其应用发展
遥感技术rs,指的是远离目标物,通过遥感平台与遥感器接受物体电磁波,并将数据传输回地面,通过详细数据处理与分析,最终服务于用户。一般情况下,将这种接受信息、分析信息、处理信息、应用信息全过程称作是遥感技术。遥感技术资源比较丰富,而且,获得信息周期短、空间分辨率高。因其各种优势,遥感技术在环境监测、气象预报、资源规划与利用等方面得到广泛应用。现阶段,国内外充分利用遥感技术分析与监测地理资源信息,并准确预测发展形式,为各项管理工作提供客观数据。
2 地理信息获取中遥感技术的应用优势
2.1 地理信息调查中遥感技术的应用
地理信息调查指的是在实际土地利用基础上,以航空或卫星影像技术为依托,结合现阶段土地调查相关规定,对一定范围内的土地利用情况与更新情况,进行客观、全面调查。然后在此基础上建立健全完善的地图制图信息资源与影像资源,进一步实现我国土地利用图像与数据一致性的土地资源管理目标。结合全国土地调查情况来说,技术流程主要有几下部分:使用遥感技术获得影像资料并制作成基础图件。加强遥感影像与野外作业相结合,进行信息数据整理与分析。在此基础上,完善土地利用监测管理系统。对获得数据进行编辑与处理,有效地解决地理信息资源调查中精度差、任务繁琐等问题。
2.2 地理信息规划与勘测定界中遥感技术的应用
地理信息规划每一环节都包含大规模数据,比如说,土地资源位置、资源价值、资源数量等等。在进行全面的地图制图之前,必须做好详细的数据整理与分析工作。这样,一方面可以为土地规划提供客观、全面的数据,一方面,还可以对土地质量、性质进行参数分析,为土地资源规划奠定坚实的基础。在遥感技术支持下,直接获得全面的土地资源信息,然后经过自动化处理获得数字与图片结果。通过地理信息系统,建立完善的土地利用系统,全面分析与评估土地资源利用情况,形成土地资源利用数据库。
2.3 地理资源利用检测中遥感技术的应用
土地利用检测主要包括调查外业环节、测量外业环节、整理汇总环节、归档环节。在实际的土地利用检测过程中,可以充分利用遥感技术准确定位土地资源,进行外业操作。并将观测数据以及获得信息传输到流动站,经过gps观测,得到差分观测值,然后通过相对定位理论,估算流动站三维坐标。然后通过地理信息技术,对土地检查过程进行精准测量。
2.4 地理资源利用执法检查中遥感技术的应用
遥感获得数据一般具有地理坐标,在全球定位系统的精准定位之下,能够准确解译室内作业情况,进一步提高遥感技术的精确度与可靠性。加强全球定位系统、地理信息技术、遥感技术的三者结合,能对土地资源利用情况进行动态监测。通过遥感技术,来有效定位现阶段土地资源的利用与变化情况。通过全球定位系统,来准确获得土地利用变化数据,并对变化空间进行深入分析,进一步获得全新的土地利用数据。通过地理信息技术,来实现土地信息“可视化”管理,并对数据库进行及时更新,做好制图准备。同时,还能帮助执法人员对相关位置进行准确、及时定位,协助其进行核查与检查。
3 遥感制图在地图制图中的具体应用
现阶段,遥感制图的发展方向是在数字化环境中进行产品制作。在欧美的西方发达国家,已经有较为成熟的遥感影像软件,大大提高了制图自动化与智能化水平。现阶段,我国也积极展开了自主产权研发的遥感影像处理软件,在降低了人工干预的同时,大幅度提高了成图效率。
3.1 制作数字正射影像图
现阶段,作为一项重要的4d产品——数字正射影像图技术,已经逐步实现并得到快速发展。随着遥感处理软件
逐渐成熟与发展,数字正射影像图的制作变得非常简单。一般情况下,可以将数字正射影像图的制图模式分为两种类型。第一,单模型,在这种制图模型下,先建立单个的dem模型,然后通过单影像方式制作数字正射影像模型,或者说通过多影像方式制作数字正射影像模型。最后通过镶嵌环节,完成多影像拼接,最终形成正射影像。第二,多模型方式。结合图幅范围或者所需要的具体范围,直接生成立体模型,然后通过必要的编辑工作以及匹配处理建立相应范围。最后图幅范围内的正射影像正式生成。不管采用上述何种方式的模式,都必须在制图全过程中贯穿质量控制。
3.2 制作遥感影像地图
1)关于专题影像图具体分类
现阶段,大部分遥感影像图的制图产品都以专题形式为主。而专题影像图又可分为定性影像图与定量影像图两种。定性影像图主要显示空间上种类与现象的具体定位与分布。定量影像图主要显示数量现象的具体空间特性。
2)迭加专题要素与影像底面
对于每一幅专题影像图来说,迭加专题要素与影像底面是两个最重要的构成要素。在审判专题影像图时,需要将视觉与思维两者相互结合,由影像底图积极提供专题要素定位信息,由专题要素提供综合定量数据。可见,迭加专题要素的准确性以及选择影像地图的合理性,在很大程度上影响专题影像图的产生。
3)制作遥感影像地图的注意事项
制作专题影像图,需要结合不同专业的具体需求,在具体的遥感图像上通过叠加具体的专题信息,进而满足各行各业的具体需求。一般来说,构成专题影像图的方式包括以下几方面:①二维空间构图。②专题图形要素。③影像信息背景。同时,在编制与设计专题影像图的过程中,还需要严格遵照构图原则,加强专题要素与图像的独立与迭合。在整体的设计原则上,需要重视两者之间的平衡与协调,尽可能消除视觉混乱。
3.3 制作三维遥感影像图
数字高程模型以及遥感影像技术是三维地貌影像制作的重要数据,将其进行几何配准,这对于保障地图投影与坐标统一有非常重要的作用。现阶段,大部分的遥感处理软件与gis软件都可以生成三维地貌影像图。操作人员需要明确三维影像图制作目的,结合图形学以及计算机相关基本原理,生成三维影像图所需要的目标点、视角、光照模型、景深高程等因子。生成三维场景需要结合数字高程模型以及计算机生成,通过遥感影像填色然后生产三维影像图。
3.4 卫星影像辅助制图
获取影像。工作人员结合自身的实际需求下载相关影像资料。如果制作小比例的地图,只需下载ccd影像就可以,不需要下载hr影像。如果ccd影像达不到标准要求,则重新下载hr影像。通过这样的方式,一方面能有效节约下载时间,一方面能有效节约处理时间。
处理影像。处理影像是非常重要的环节,需要将ccd影像处理成不同波段的彩色图像,通过这种方式更有利于卫星综合信息的读取。合成图像之后,积极纠正图像比例,进一步生成精度较高的影像。若纠正之后的影像图依旧不清晰,可以使用ps等软件进行锐化处理,同时,进行调色处理,明显区分不同信息。同时,还需要注意进行投影变换,结合制图实际需求纠正影像资料。一般的出版地图,其对于精度要求比较低,而导航地图则需要高精度纠正。
绘图,鉴于不同绘图软件的各个特点,不能只绘制需要对象,还需要尽可能绘制出周围参照对象,尤其是对于持续更新的数据。
4 结语
综上所述,本文针对遥感技术概念、地理信息获取中遥感技术的应用优势开始入手分析,从三个方面:制作数字正射影像图,制作遥感影像地图,制作三维遥感影像图,详细论述了遥感制图在地图制图中的具体应用,旨在为一线工作提供理论指导。
【参考文献】
[1]司连法,吴川.遥感影像辅助地图制图的研究和应用[j].测绘通报,2011(03).
[2]王建敏,等.遥感制图技术的现状与趋势探讨[j].矿山测量,2009(12).
[3]方碧云.利用卫星影像实现gis电子地图的制作和快速更新[j].城市勘测,2008(15).
[4]胡辉,谢梅生,蔡斌,等.gis技术在县级土地利用总体规划修编基本农田划定中的应用:以江西省安义县为例[j].中国土地科学,2008(13)
[5]丁莉东.测绘新技术在土地规划与管理中的应用[j].安徽农业科学,2010(24).
[6]郑泽忠,范东明,杨武年
,等.3s集成技术在土地利用动态监测中的应用[j].西南交通大学学报,2009(12).
关键词:3S测量技术;水利工程;测量;河道;冲淤
1 3S技术的概念与特征
1.1 3S技术的概念
3S技术指的是遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)的一种综合性技术,是在集成多学科的基础上,与空间信息有关的一种现代信息技术,包括对其采集、处理、表达、传播等,还可以发挥空间实体定位的功能,不仅能够宏观地获得所需要的任何空间信息,还可以对于特定位置空间信息进行分析与处理。
1.2 3S技术的特征
1.2.1 遥感技术(RS)
遥感技术具体指的是卫星遥感技术,不必直接接触到目标就可以对与其相关的空间信息进行搜集,按照资料信息进行识别与分类。也就是可以实现在地球各个高度平台上仅仅是对传感器的应用,即可对地形物反射的电磁波信息进行收集,遥感技术就是针对这些电磁波进行处理、判读,以此发挥识别数据的作用,可以更好地用于各种科研工作。
1.2.2 地理信息系统(GIS)
地理信息系统是针对空间信息数据,在地理图形的前提下,运用计算机对空间信息数据进行处理、存储、分析的一种综合性技术系统。
1.2.3 全球定位系统(GPS)
全球定位系统是一种定位方法,不仅功能丰富、效率高,而且精度比较高,可以在地球上任意地点、任意客户提供测速、定位等相关服务,从而对常规定位技术而言是一个比较大的技术飞跃,逐渐替代了普通光学、电子仪器。
2 河道水文测量传统方法的不足之处
河道水文测量主要是为河道治理、水量调度等应用提供技术支持,其中包括对水下泥表面及附近周边地带的物理特性进行测量和描述的一种技术。以往对于河道水文进行测量只能选择六分仪、水准仪等仪器设备测量,常规的测量方法一方面测量周期比较长,精度不高;另一方面就是需要耗费较大的劳动强度,测量标志的耗费也超乎想象,随着技术的发展,这种测量方法已经被淘汰,无法满足河道治理以及动态监测的最新需求。对河道水下地形进行测量,对冲淤量进行计算,都属于水文测量的重要内容,我们需要及时准确地掌握河道的最新变化,从而为水资源进行科学合理的调度,以及泥沙管控、防洪减灾等工作提供正确的技术支持。河道主流改变与河势改变有直接关系,一般包括河道平面形态改变、纵剖面改变等。河道冲淤分析是针对河道演变分析的一个重要内容,工程中较多地使用断面法,也就是通过对河道槽蓄量的改变对河道冲淤进行判断,这个方法必须以断面间距可以准确测量为基础,断面间水底地形与河床的变化不好判断,没有支流。实际地形变化比较繁琐,河床参差不齐,因此这种方法也没有办法准确地反映河道冲淤变化。
3 3S测量技术的运用
3.1 通过遥感图像得到河道水文数据信息
遥感技术得到的河道信息利用信息提取的方式,从而获得所需专题图像,利用计算机对图像进行校正、增强以及分类变化等,把遥感数据信息提供给GIS,在遥感图像判断与分析之前,先对遥感图像进行处理,包括投影变化以及几何纠正等,为确保遥感图形和地形图在地理几何位置上确保一致,要对遥感图像进行投影变换的处理,把图像处理结果转换成任何GIS可以接受的数据格式皆可。通过图形资料的利用,特别是电子地图等图像资料,促进高程数据提取的便利性,建立与完善数字高程模型,对遥感图像进行校正。数字高程模型建立之后,通过GIS软件的分析功能进行各种计算,包括高线计算、体积计算、冲淤量计算等。
3.2 遥感动态监测
遥感动态监测实际上是针对同个地区采用不同时相的遥感图像,从而得到该地区改变的遥感图像。动态变化监测目前已经成为一个主要技术,多时相、多类型的传感器,持续不断地对统一区域进行资源与环境方面的调查,可以及时、准确地获取各种情况。并且,以多时相遥感影像技术为基础,利用重点分析最佳组合波段等技术,结合水体信息特点得出的图像处理办法,统统为遥感技术在水环境相关研究的开展提供技术支持。除此之外,通过数字遥感器完成了在时间维度的水域动态监测,从而为防洪减灾、河道规划与治理提供技术支持。
3.3 水深遥感冲淤变化
水深遥感是通过可见光在水体内的穿透性,利用飞机、卫星等遥感技术平台,通过辐射计、摄影机等装置,把水下一定深度的立体单元信息根据一定的采集规则,利用信息处理软件对可见光透的水体厚度信息进行分离,从而获取水深。通过入睡辐射强度和水深、水体浑浊度之间的关系,对辐射强度进行测定与处理,得到水深数据。遥感技术获取数据信息更加方便,水深遥感的相关研究已经开始投入应用,所以如果真有实测数据缺失,可以通过历史阶段遥感资料对水深进行推测,从而完成冲淤分析的作用。除此之外,还考虑某一时相遥感资料精度不准的问题,实测地形和遥感获得的数值存在较大差别,因此可以采用两个时相的遥感水深对河床冲淤情况进行计算,可以达到要求精度。
具体原因是因为遥感水深存在比较大的误差,然而断面图分析发现,遥感水深误差大的影响因素比较多,两个时相的遥感水深误差的表现形式大体一致,因此,差值降低了系统误差。这个方法获得的结果和实测地形资料得出的结果保持一致,可以达到河床演变分析与冲淤量计算的要求。因此,水深遥感方法能够在地形资料确实的前提下对长时间河床演变分析。如果把GIS和水深遥感技术进行结合,能够完成水下地形图数字化,也能更加便捷地对所测水域不同时间段与不同冲刷深度的冲淤分布进行探测。
4 GIS技术用于河道测量
GIS是水文资料管理的一个重要手段,GIS中能够发挥距离计算、曲率、周长等方法,如有需要可以随时使用,通过DEM模型能够便捷地获取某点的高程。河道演变分析针对的是冲淤分析。GIS通过DEM模型数据能够及时准确地获取两冲淤检测断面之间产生的冲淤量,而且测量精度也有所提升。
河道断面图进行绘制、某地冲淤过程的相关类型图等,也能直接在图上提取数据信息,并且自动绘制成图。这些GIS功能针对河道演变的原因进行分析,而且可以得出该河道演变的规律,这些才是GIS技术的重要表现。GIS技术在水下地形、冲淤变化分析方面和常规技术相比,更加科学合理,而且准确度也更高。
5 RTK技术的运用
GPS技术逐渐向更深层次发展的同时,应用范围也更为广泛,一方面克服了普通测量要求点间通视、耗费工时、精度低、外业无法实时测量等缺点;另一方面,防止因为GPS静态定位和快速静态相对定位产生的后处理,而导致精度不合规造成返工等情况,RTK实时三维精度能够达到厘米级,在一定程度上减少测量作业的劳动强度,大大提升了作业效率。为水下地形测量和GIS数据的获取提供技术支持。
6 结束语
综上所述,3S技术的应用使得河道、水库检测管理、水文测量勘察等变得更加简便、精度高的同时,所需劳动强度大大降低,为河道水文动态监测与管理打开一扇崭新的大门。
参考文献
[1]王君勤.星站差分GPS在水利工程测量中的应用探讨[J].四川水利,2009(3).
[2]石雪冬.浅谈我院水利工程测量课程的特色[J].科技创新导报,2012(31).
关键词:遥感技术 应用
中图分类号:TP79 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2014)02-0200-01
1 遥感的简单介绍
“遥感”顾名思义就是:“遥远的感知”,也就是:不直接接触到有关目标而能收集到信息,而且还能进行分类和分析。遥感所收集的信息是由目标物反射或发射的电磁波。收集电磁波息信的装置就叫传感器。装载传感器的设备,如:人造卫星和飞机等称为遥感平台。现代遥感技术从空中利用遥感设备在地面进行物体性质检测。它有许多功能:
1.1 观测的面积大
根据陆地卫星轨道910km左右的高度与航摄飞机可达10km左右的高度来看由得高,观测的面积就广阔。每张陆地卫星图像覆盖的地面面积高达3000kmg2。而我国要覆盖全部陆地面积只需要600多张左右卫星图像就可以了。这就为人们展示了一种宏观的景象,对于地球资源及环境要素的分析极其有利。
1.2 收集信息的速度快,周期短
在以前用一般方法进行一次实地测绘地图,通常要十年或几十年重复一次,而应用了航摄测量的方法以后,确只要几年才能重复一次,在卫星围绕地球运转的同时,便能讯速收取所经地区的各种自然现象的最新资料。以陆地卫星4、5为例,每16天可以覆盖地球一遍。因此,利用遥感技术以后,地图的更新时间可以大大缩短,一些地区自然现象的动态变化也能很快地反映出来,并及时做出预报。
1.3 局限性少
在对于恶劣的自然条件,如高山、沙漠、冰川、沼泽等难以开展工作的区域,或由于国界的限制不可达到的地区,用航天遥感的方法,则很容易收取所需要的资料。
1.4 方法多,收集的信息量大
遥感技术能够适应各种不同的任务和目的,先用不同的遥感仪器使用不同的波段来收取所需要的资料。现代的遥感技术能利用红外线、紫外线、微波波段和可见光波波段来进行探,不但能探测到地面的性质也能探测到目标的一定深度。有些波段具有对干沙土、植被、云、雾、冰等的穿透性和识别性。
遥感技术可以根据不同的目的和任务,选 用不同的波段和不同的遥感仪器,取得所需的信息。现代的遥感技术不仅能利用可见光波段探测物体,而且能利用人眼看不见的紫外线、红外线和微波波段进行探测,不仅能探测地表的性质,而且可以探测到目标物的一定深度。某些波段具有对云、雾、冰、植被、干沙土等的穿透性,可深化对被测目标的认识。例如:对水具有一定穿透性的有可见光的蓝光波段,它可采用较长的微波雷达探测冰层,还可以穿透冰层到达下面的水体或地底面。微波波段具有长时间的工作能力。因此它获取的信息量大,根据有关资料显示“以四波段陆地卫星多光谱扫描图像为例,像元点的分辨率为79m×57m,每一波段含有7600000个像元,一幅标准图像包括四个波段,共有3200万个像元点”。
1.5 作用广
现在遥感技术的应用领域很广泛。因为遥感主要是进行测绘方面的应用,而测绘数据又是应用于全行业的基础使用,不仅用于军事的侦察,还广泛应用于地理、地质、气象、水文、农林业、规划和建设及环境保护并多领域,具有较高的经济、生态和社会效益。
2 遥感技术系统和基本过程
遥感技术系统是实现遥感目的的方法、设备和技术的总称,它是一个多维、多平台多层次的立体化观测系统。从总体上看,任何一个遥感任务的实施,均由遥感数据获取、有用信息抽取及遥感应用三个基本球节组成。而每个环节的进行,都要有相应的基础研究和技术手段的支持。
遥感过程是指遥感信息的或取、传输、处理分析判读应用的全过程,它是通过以卫星、飞机和汽车为观测平台,在距离目标物几米至几千真米的距离以外,采用光学、电子光学等探测设备,接收的反射,散射,电磁辐射目标对象在图像胶片或数字磁带记录的形式发射能量,然后将信息发送到地面站,接收站将这些遥感数据进一步加工成遥感资料产品,以提取有用的信息,如(图1):
遥感技术系统是一个通用的系统实施方法、设备和技术。现已成为从地面到高空的多维观测系统。大量的研究,包括遥感数据采集,基础研究,运输,处理,分析和应用遥感物理研究等。遥感技术系统包括:
2.1 遥感平台
(1)地面平台:三角架、遥感塔、遥感车和遥感船等与地面接触的平台。(2)航空平台:包括飞机和汽球。(3)航天平台:包括卫星、火箭、航天飞机、宇宙飞船等。
2.2 遥感仪器
传感器是接受、记录目标物电磁波谱特征的仪器,是遥感技术系统的核心。(如扫描仪、雷达、摄影机、摄像机等)
2.3 信息的传输与记录
遥感器接收到地物目标的电磁波信息被记录在胶片或数磁带上。
2.4 信息处理
遥感卫星地面站,接收、处理、存档、分发各类地球资源遥感卫星数据并进行相关的研究,为遥感应用提供数据服务。
2.5 分析应用
包括对遥感数据根据某种目的进行分析,处理,测绘,制图的一系列的设备,技术和方法的遥感数据的应用程序。遥感技术系统是一个非常复杂的系统。对于一个特定的遥感目的。能以发挥技术优势和整体系统的各个子系统选择最佳经济效益的最佳结合。遥感数据收集是在由遥感平台和传感器构成的数据采集系统中或得技术支持下实现的,由于各种平台和遥感器都有自已的适用范围和局限性,因此往往根据具体任务的性质和要求的不同而采用的组合方式,以取得较好的应用效果。片面地强调某种平台或遥感器的重要性,甚至把它们对立起来,是不适宜的。
参考文献
[1]刘丹丹.《遥感技术与应用》[M].哈尔滨地图出版社,2009.