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关键词 能力本位教育;应用型实践;数据结构
中图分类号:G642.0 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2016)16-0095-03
Abstract Data structure is an important basic course in Remote Sen-sing Science and Technology Department. According to the years of teaching experiences, this paper studied the modular teaching method of data structure course, the design ideas of practices for application, and the comprehensive evaluation mechanisms for this discipline.
Key words competence-based education; practices for application; data structure
1 引言
当代大学教育已经从“知识教育”逐渐向“能力培养”转变,美国工程院更是将分析、实践、创造力等一系列能力等作为面向2020年的工程师必须具备的关键特征[1-2]。但不同的专业有着不同的应用特征[3-4],同一专业内,根据后续社会角色的不同,应用能力培养的程度也不一样。遥感科学是在地球科学与传统物理学、现代高科技基础上发展起来的一门新兴交叉学科[5],在遥感的机理研究和数据处理上涉及的数据结构知识较为零散,学生学习的热情不高。在当前能力本位教育[6-11]的大环境下,为培养迎合市场需求的毕业生,有必要对遥感专业的数据结构教学进行改革。
2 遥感专业数据结构教学面临的问题
数据结构课程通常是作为专业基础课程为大学本科一至二年级学生开设,但此时很多专业课程还未完全展开,大部分学生对专业的认识非常粗浅,更无法意识到数据机构本身在后期专业学习中的应用价值。因此,目前的教学工作中存在的问题很多。
首先,学生普遍认为编程不是主要的专业应用,很多遥感的相关分析可以通过软件操作和参数的配置来实现,不需要底层的代码的开发,因而对编程类的课程缺乏必要的认同,学习的积极性减退。
其次,很多学生缺乏计算机思维的锻炼。计算机类课程必须通过一定的实践来获取知识积累。学生如果在前期的C++类基础课程中缺乏必要的实践练习,在数据结构课程中必然会出现眼高手低的现象――能够理解算法的逻辑结构,却无法灵活使用算法和数据结构来解决实际应用问题。
最后,抄袭现象在数据结构课程中表现得尤为突出。由于很多教科书都配有相应的示例代码,而基础的数据结构内容,其代码的变换空间相对较小,因此,学生按照常规的思路进行思考,最后得到的程序也较为一致,尤其是一些简单的模块,教师无法准确判定代码的原创性。
因此,对于遥感专业数据结构课程的教学,首先要帮助学生明确数据结构课程在整个遥感专业学习中的重要性,然后通过有效的实践环节设置,帮助学生建立基本的计算思维模式,进而提升学习的兴趣。
3 遥感专业数据结构教学探索
数据结构知识点模块化重组 数据结构的知识点很多,涉及结构和算法两大类,但在遥感专业后续的应用中,需要了解的知识点其实非常有限。因此,可以针对遥感专业的应用,对数据结构课程进行模块化重组,图1展示了数据结构课程的主要知识点。
由图1可知,数据结构中涉及线性、树型和图三类主要的结构,以及相应的排序和搜索算法。从遥感应用的角度而言,线性是用得最多的结构,数组是遥感影像存储的本质,而排序搜索等算法则是后续影像分析的基础。在教学方式的设计上,不应该照搬标准的教学课件,而应该穿插合理的应用实例。以数组的教学而言,传统的授课在介绍特殊矩阵时,给出的通常是从数学定义上的矩阵信息。但采用单波段的影像进行展示,会比单纯的矩阵教学给人的印象更深刻,学生的专业意识也会在无形中增强。如图2所示,从遥感影像中截取部分区域,将其像元信息以二维数组的形式展示,既可以帮助学生提前了解遥感的主要数据存储方式,也巩固了学生对于数组结构的认识。
遥感应用型数据结构实践设计 由于数据结构教学的学生大多没有接触遥感的专业知识,对专业的认知度比较低,也无法进行较为深入的专业应用。因此,数据结构课程的实验教学,只能从简单的数据存储和基本运算入手,再辅以相应的实验工具和手段,在提高学生兴趣的前提下,逐步渗透相关专业知识。
1)实验手段的改进。目前市面上数据结构相关书籍都配有相应的示例代码,但由于缺乏必要的步骤指导,很多示例代码往往沦为学生抄袭的帮凶。因此,对实验工具的改善,教师应首先对课本示例代码进行规范化和标准化,根据实习需要的环境配置,录制相关程序的编写视频,确保学生能够根据教程指导,实现代码编写的全过程,并得到合理的运行结果。规范化后的示例代码,不适合再用于实践的考核。但由于数据结构教学的基本内容相对固定,部分代码具有很强的重用性。因此,在进行实践教学设计时,需要在示例代码的基础上,要求学生进行相应的改造工作,或者通过对多个示例模块的重组,来实现新功能的编码。
2)专业知识的渗透。针对学生专业认知度高的特点,结合遥感的专业特色设计实习内容,会有助于提升学生的学习兴趣。哈弗曼树是数据结构课程在树型结构中重点介绍的内容。传统哈夫曼树教学时,大多采用文本信息的压缩作为主要的数据源。考虑到海量遥感数据同样需要压缩存储,可以将数据量较大的单波段遥感影像作为原始数据,要求学生采用通用的编程工具,在读取影像数据的基础上,对影像数据的像元值进行统计。然后根据像元的统计结果,建立相应的哈夫曼树。同时,将哈夫曼树的编码信息存入遥感影像数据中,通过比较压缩前后的影像数据大小,加深对哈弗曼编码的印象。
此外,选择一些辨识度高的趣味游戏,抽取其中某些环节,简化后融入实习内容,也可能收到较好的效果。如采用AOV网络来实现游戏情节的策划,基于地图导航的路径分析实验等,都是较能激发学生兴趣的实习案例。如图3所示为学生完成的结合遥感图像显示和图的最短路径分析功能的校园导航系统界面。通过遥感影像的显示,帮助学生熟悉数组结构,通过导航规划巩固最短路径算法的学习。
3)实习指导的加强。目前的数据结构实践教学以学生编程为主,鉴于有些学生对课程设计题目无从下手的情况,可以适当增加一些编程的操作教学学时,帮助学生搭建相应的框架,或辅导学生进行必要的算法设计。同时,统一的教学也可以避免重复工作,对学生中出现的一些相同的问题,教师可以集中归纳后统一解答,也节省了教学的时间。对于编程实践的指导,应尽量采用小班教学,确保学生的问题能够得到及时解答。从以往的教学经验来看,很多学生都是由于有问题没处解答,逐渐积累后对编程失去兴趣的。因此,在实践课程教学中,教师应该摒弃过去等学生来问的传统,主动询问学生的实习进度,必要时甚至可以将学生的提问次数与实习成绩适当挂钩。
数据结构综合考评机制 经过多个班次的教学实践发现,传统的数据机构实践学习中,半数以上学生能够在规定时间内完成实习的基本要求,但仅有1成左右的学生对实习指导书中的提高要求部分进行尝试。同时在实习过程中,学生呈现较为明显的两级分化:小部分学生与教师的交流充分,开发进展很快;但大部分学生很少问教师问题,而习惯于在同学内部交流,或者干脆不交流,导致教师无法准确掌握学生的进度。因此,虽然通过课程和实习的学习,学生的编程能力有不同程度的提升,但提升的幅度与学生的主动性呈正比。个别学生能够通过实习得到明显的提升,但班级整体的提升效果并不明显。因此,数据结构课程教学的考核,应该将学生的主动性、与教师的交流程度以及在学习过程中的创新性纳入考核范畴,督促学生多实践、多交流,才能实现真正的提高。
4 教学实践效果
遵照上述教学改革的策略,在2013级学生的数据结构课程教学中,对模块化教学方式、应用型实践设计方法以及综合性考核评价机制三个方面进行适度调整,对比2012级和2013级学生的课程考试情况(如图4所示)可以发现,优秀和良好的比率有了明显的上升,而不及格率有了大幅度的下降。这说明采用面向专业应用的模块化教学方法后,学生的学习效果有了较为明显的增强。
2012级和2013级学生的课程实习情况对比(如图5所示)也可以说明,改革后的教学方法基本上杜绝了实习中的不及格情况,学生都能够动手完成相关的实习内容,对课堂知识的巩固和实践水平的提高有较大的帮助。
5 结语
数据结构知识体系相对基础,对于非计算机专业的学生而言,只有学以致用,适应社会角色需求,才能成功吸引他们的注意力。因此,数据结构教学应该向模块化、专业化方向进行更加深入的改革,进而适应社会发展的需要。
参考文献
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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
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关键词:遥感技术;农田水利;资源利用
中图分类号:TP317.4 文献标识码:A 文章编号:1672-7800(2012)005-0047-02
0 引言
随着农田水利技术的发展,遥感技术在水利资源中的应用显得越来越广泛,尤其在农田水利建设中,遥感技术起着重要的监测和评估作用,能对农田洪涝干旱灾害进行科学有效的监测和评价,能对农田水土流失和水土腐蚀情况进行监控和分析,能对农田中灌溉情况进行分析和判断,将有利于我国现代化农业的发展。
1 遥感技术概述
1.1 遥感技术概念
遥感技术主要是指从外层空间或者远距离高空的平台(即波探测仪器或者遥感器)上通过电子光学或者光学接收地球表面的反射或者电磁波信号,并利用数据磁带或者图象胶片的形式进行记录再传输至地面,通过信息处理、野外验证、判读分析,从而为环境动态监测、资源勘测等部门规划决策提供服务。遥感技术是摄影、扫描、信息传输、响应的过程,主要研究的是地面某物状的位置、大小、形状及其跟环境的相关性的科学技术。遥感技术现广泛应用于地球资源勘探、环境监测、气象、水文、海洋、地理、地质、林业、农业等各个领域。
1.2 遥感技术原理
世界上不管是什么物体,都存在着光谱性,也就是说每个物体都有着一定程度的吸收、辐射、反射光谱的性质。由于各物体在同一光谱区内所出现的光谱特性有所不同,相同物体在不同发光谱区域内所出现的光谱特性也有区别。也即由于时间和地点的不同,太阳对地面的光照射角度存在着差异,各物体或者同一物体吸收和反射光谱也各不相同。遥感技术就是依据此光学原理,对不同光谱特性下的物体进行判断和分析。其常使用的有红外光、红光、绿光三种光谱波段,其红外光波段主要将探测矿产、土地以及资源;红光主要用来探测水污染、植物的生长和变化情况;绿光主要用来探测土壤、岩石、地下水情况。同时,还存在微波段,主要是对海底鱼群的游弋及气象云层进行探测。
遥感技术主要涉及到的系统有:遥感平台(用来搭载遥感仪器的)、传感器(主要是用来收集、传输和记录遥感数据的装置,传感器是遥感技术中的核心部件)、遥感信息数据接受处理系统(其由数据接受、记录系统和数据处理系统所组成)、分析解译系统(对数据进行判断、研究和分析,提取有用的数据和信息,并翻译成易懂的图件或者文字资料)等。2 遥感技术在农田水利资源中的应用
2.1 遥感技术在防洪抗旱中的应用
遥感在农田防洪抗旱中的应用主要表现在紧急救援、快速反应、洪涝灾害情况反映、以及灾后重建等方面。目前我国已经建立了农田洪涝灾情遥感速报系统,此系统的运行一般存在两种模式。
(1)对灾区进行宏观的监测和评估。其主要是通过NOAA气象卫星所反映的数据,对我国易发洪涝灾害地区的情况进行每天两次的速报,即对其灾情分布、持续时间、影响程度等进行监测和评价,给出损失数据、灾情简报和图像。(2)对灾区的重点进行监测和评估。其主要是通过雷达卫星和机载合成SPOT数据、TM数据(来自主题测绘仪)、SAR图像数据(来自孔径雷达)以及其它高分辨率数据,结合地理信息系统技术对灾情比较严重的地区,进行多层次地监测和评估,给出详细报告和灾情图像,报告灾情损失数据,并且为灾后重建提出一定的决策建议。实践已经证明,遥感技术在减轻洪涝灾害损失方面有着极其重要的作用,尤其是在紧急救灾、灾情监测、灾情评估、降水遥感监测、旱情监测、旱情评估以及灾后重建等方面,遥感技术提供了快速、客观、全面的数据,为决策部门提供了强有力的决策依据。
2.2 遥感技术在水土流失监测治理中的应用
近年来,为了保证水土不流失,全国展开了土壤侵蚀定量调查。在调查中,涉及的最为主要的技术就是遥感技术,遥感技术以其经济、动态、快速、宏观的优点成为我国土壤侵蚀定量调查的最主要信息源。通过遥感技术,为我国水土环境保护、水利和农林、江河治理、国土整治、西部大开发、水土保持生态建设等提供了科学的可靠的数据信息资料,从而为有关部门的决策提供科学依据。由于土壤侵蚀过程非常复杂,其一般受到人为因素和自然因素的综合影响。人为因素主要是指土地的人为利用,如放牧、耕地、修路、开矿等,自然因素主要是土壤、地质、地形、植被、气候等。不同的土壤侵蚀类型,其影响因素也是不一样的,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方法能否获取以及是否方便在GIS中存取、表达和计算。一般选择降水、地形或坡度、沟谷密度、植被盖度、成土母质及侵蚀防治措施等作为土壤侵蚀量估算的因子指标。
2.3 遥感技术在河道动态变化监测评价中的应用
通过卫星遥感技术,对河道变化进行检测,预测河道的未来发展趋势,以方便农田水利规划以及防灾减灾等工作的开展,从而为我国社会经济效益的增加做了重要贡献。农田水利建设中,河道特征一般有:河型、河道水流流态、河床地貌地形、河道平面形态以及水体物质如污染物和挟沙等。通过遥感技术对河道特征进行监测,获取以上特征数据信息,提供给相关部门进行分析,从而有利于其作出科学的农田水利建设决策。
3 遥感技术在水利资源应用中的发展趋势
随着信息化技术的发展,遥感技术在我国农田水利现代化建设中也实现了推广,遥感技术将在农田水利建设中“无孔不入”,并且为管理层提供有效的科学的可靠的决策数据。在水利建设中,遥感技术将会呈现以下几个趋势:第一,逐渐实现集成化。农田水利建设中,遥感技术将不断推进其信息化进程,信息化过程中不但要求遥感所获取的数据进行紧密的严谨的集合,从而形成一个更大的数据系统。同时,遥感技术往往还会与如OA系统、MIS系统等外部系统进行密切结合,实现用户的多方面要求。所以,遥感技术将逐渐和外部系统进行无缝集成对接。第二,逐渐实现数学模型化。对水利工作人员来说,只是对图形数据进行查询、浏览根本没有多大意义。应该扩充遥感在农田水利建设中的作用。因此,就必须通过遥感软件进行专业的分析。水利行业要求遥感系统平台提供专业的分析算法和专业模型,以便对各种水利数据进行深层次的分析,使系统具有辅助决策支持功能,为有关部门提供科学的计算结果和决策依据。第三,逐渐实现标准化。在遥感技术应用中,没有形成一定的标准,其标准化使用是农田水利规范建设的需要。标准化主要就是指要做到遥感技术的可收缩性、互操作性、可移植性、环境通用性。主要的内容有:数据收集、数据分析、数据交换、数据测算、解释等等。
综上所述,遥感技术在农田水利中有着广泛的应用,遥感技术的应用将有利于农田防洪抗旱工作,有利于对农田利用情况进行科学分析,有利于对农业灌溉系统进行精算,有利于对农田水土流失进行监测、评价和治理,有利于对河道动态变化进行监测和评价。因此,应该大力推动遥感技术在农田水利建设中的应用力度,加大实现遥感技术应用的网络化、集成化、模型化、标准化。
参考文献:
\[1\] 张小晴.遥感-应用领域十分广泛的高新技术\[J\].安徽地质,2009(1).
关键词:地理检测;测绘遥感;技术;应用分析
地理检测技术在地质工程中,已经得到了广泛的应用,随着矿质勘探和生物科学的发展,对地理检测技术有了更高的要求,地理检测技术要想很好的发挥其应有的作用,就必须对检测的技术和方法进行更新,测绘遥感技术就是在这种背景下产生的,遥感技术是利用远距离的电磁波等手段,向需要探测的目标发射信号,然后通过返回的信号,就可以计算出目标的形状和组成等,目前已经有很多公司开发了相应的测绘遥感系统,在实际的检测过程中,只需要把相关的设备安放到指定位置即可,然后通过对设备进行简单的设置,设备就会自行的进行目标的测绘,极大的改善了传统地理检测的难度。
1 测绘遥感技术简述
1.1 测绘遥感技术的概念
遥感英文名为Remote Sensing,简称RS,顾名思义,遥感就是指通过非接触式的手段,通过一些必要的传感器,进行远距离检测的方法,然后就可以根据对目标探测的数据,对目标物体的特性和性质等进行深入的分析,从广义上来说,遥感是指所有远距离探测的方式,而狭义上的遥感技术就是通过具体的设备,收集探测目标的相关数据,然后对这些数据进行分析,在实际的应用中,通常都会采用一些对电磁波反应灵敏的设备,然后向探测的地区发射电磁波,电磁波在接触到物体时,会进行反射和散射等,同时目标物体自身会进行辐射,而探测的设备就是将这些与目标相关的电磁波都收集起来,通过计算机的特定运算,就可以得出物体的相关属性,测绘遥感技术的最初应用是在空中拍摄,在上世纪中期时,由于遥感技术可以迅速的获取某个地区的地形地貌,开始被人们所重视,到了第一颗卫星发射时,遥感技术开始走向成熟,经过了多年的不断完善,现在的遥感技术在地理检测中得到了广泛的应用。
1.2 测绘遥感技术的特点
从遥感的发展历程中可以看出,遥感从最初的航空拍摄,发展到现在的地质测绘,其每个阶段的进步都是根据实际的需要来的,因此其具有很高的实用性,现在的遥感技术都是利用卫星进行的,卫星在高空进行拍摄时,可以对很大的空间同时进行探测,而传统的地理检测方式,通常都需要人工的参与,这种方式每次检测的范围非常小,获取的数据有很大的局限性,而要想完成大面积的检测工作,就需要大量的人力和时间,而卫星遥感的这种测绘方式,可以同时收集到一个地区大量的数据,对数据的处理也都是由计算机进行,由于卫星绕地球的周期都比较短,对同一地区进行遥感的时间间隔也比较短,尤其是地球同步卫星,始终保持在地球上空的同一个位置,就可以不断的对这一地区进行遥感,那么收集到的数据都是最新的,如果这一地区发生了地质变化,也能够很快的通过测绘遥感,收集到变化后的地理护具,这是传统的地理检测技术无法相比的,从检测成本的角度上考虑,卫星遥感技术也要好很多,由于不需要人员进行实地的检查,就能够节省人员和设备的相关费用,而卫星的存在,遥感通常都是其功能的一部分,同时对一些沙漠等荒凉地区的地理检测,地面的检测很难进行,如果采用卫星遥感的方式,就可以非常简单的解决。
2 地理检测中测绘遥感的技术应用
2.1 获取相关的地理数据
从某种意义上来说,在地理检测中使用遥感技术,极大的促进了地理学的发展,由于遥感技术可以获取到地区表面的图像,而且随着摄像相关技术的发展,卫星上所带的拍摄设备分辨率越来越高,获取到的图像也越来越清晰,测绘遥感技术的这个功能是地理检测的基本功能,已经在很多地理领域得到了应用,尤其是地图的绘制中,目前大多数地图都是通过这种方式获取的,由于这种卫星遥感测绘出来的地图,能够真实的表现出建筑物等的实际情况,受到了用户的广泛称赞,除了对地球表面进行拍照意外,遥感技术还能够利用波普获取到更多的地理信息,通过这种卫星的光谱遥感,对地下的情况也能够进行信息的获取,目前我国的一些卫星就配备了最新的高光谱设备,利用这个设备能够获取到很多地理资源的信息,这些信息对水利和矿产等领域有很重要的作用。
2.2 测绘遥感技术在地质灾害中的应用
由于卫星遥感技术是在高空对地理信息的收集,那么在一些地质灾害中,对地理检测工作也可以顺利的进行,例如某一地区发生地震后,地形地质都有了较大的变化,要想很好的完成救灾工作,首先就需要一个地震发生地区的最新地图,这时卫星遥感技术不仅能够很快的获取到相关的地图信息,甚至对某一地区的地质灾害情况,也能够做出评估,从而使救灾工作能够很好的进行下去,同时测绘遥感也是地理信息系统收集数据的重要组成,由于该系统需要大量地理信息的检测和收集工作,而测绘遥感技术能够很好的完成,随着该系统自身不断的发展和完善,对相关数据的准确性和有效性要求越来越高,这就要求相关数据在保证精确的同时,还要进行及时的更新,而测绘遥感技术刚好符合这点,随着遥感相关设备的发展,收集的数据精确性越来越高,而卫星对数据的收集本来就有很好的时效性,这可以保证地理信息系统的有效运行。
3 结语
通过全文的分析可以知道,遥感技术已经是现代地理检测中的主要方式,与传统的一些检测技术相比,遥感技术的对地理检测的空间上增大了,检测的时间上却缩短了,能够有效的保证相关地理信息数据的准确性和有效性,而且随着遥感技术使用设备的更新,对地理检测将变得更加精确,相信随着时间的推移,测绘遥感的技术将会在地理检测中得到更好的应用。
参考文献
一、遥感技术的发展
遥感器不断拓宽的频谱范围,陆续推出的新型传感器,有效提高的分辨率,不但对遥感的观测尺度、分辨对地本领以及识别精细程度进行了提高,使得利用遥感器处理数据、提取信息的方法都产生了一个质的提高,把遥感技术的研究应用推向了一个崭新的高度。
不断提高的遥感探测分辨率,使对地物精细特点的探测也变成了可能。地物的特点具体包括:其一地物具有的几何特点,其二组成地物的物质结构与成分,其三演化地物的特点。根据高空间分辨率遥感、高光谱遥感与高时间分辨率遥感可以探测以上特点的精细度。
遥感数据的空间分辨率在近些年来正在迅速被提高,促使地物精细具有了空间特点,在遥感图像上看清地物的全部相关因素如大小、外形、分布空间、纹理构成、以及其它地物之间产生的空间关系等。地物识别中的地物空间特点在高空间分辨率遥感图像上逐渐占据了重要位置,而色调与统计特点在中低分辨率图像识别中曾经发挥的主要作用转变为次要或者辅助地位。不断兴起与发展的高光谱技术,推动遥感鉴别逐渐变成直接识别地物。高光谱遥感的重要特点是对元光谱进行获取与重建,进一步按照光谱特点对地物外形、组成地物以及具体成分直接进行识别。伴随着逐渐提高的光谱分辨率,在识别过程中地物的光谱特点逐渐占据了重要位置,工作方法从原来的分析图像转变为图谱联合,同时促使遥感逐步脱离看图识字时期,更加倾向于定量分析与理解地物波普。
二、遥感技术在地质灾害中应用的优势
(一)高精度获得数据。在高空中遥感技术能够探测较大的范围地区,并且宏观上获得这一地区范围的数据。按照不同的采集方法,也会产生不同的广度与精度。采集工作使用飞机能够获得10km左右的高度,使用陆地卫星能够获得910km左右的高度。当前TM卫星可以产生15米的影像空间分辨率;而SPOT卫星全色波段最高可产生2.5米的影像空间分辨率,多光谱波动为10米。
(二)更新数据时间很短。在同一地区范围利用遥感器探测可以反复周期的采集数据,进一步可以有效获得这一地区最新的各种自然现象的相关数据。按照不断变化的数据,可以动态监测这一地区的自然现象,对地面变化的事物动态反映。遥感平台的不同高度可以对各种周期重复观测,每天NOAA气象卫星可以两次收到同一地区的遥感数据,而每半个小时Meteosat则能够在同一地区获取图像。
(三)符合各种地面条件。地面条件不会对遥感技术造成限制,在一些沙漠、沼泽等恶劣条件的地区,可以采用遥感技术取代人类采集和探测相关的重要数据。另外,利用各种遥感器和波段,还能够通过遥感技术探测地物内部。例如,深层地面、水下层、冰层下存在的水体、沙漠下地物特点等。
三、遥感技术在地质灾害中的应用
(一)有效预防灾害。第一,在全区范围内利用遥感技术可以积极了解地质情况,找出容易出现地质灾害的范围。在遥感影像上比较常见的地质灾害都体现出了一些特点,联系这些特点,能够准确将地质灾害频发地区进行划分,进一步绘制地质灾害危险等级。应当在高级别地质灾害地区加强防范安全意识和监测强度,争取在每一个人身上都普及防范安全意识。第二,在容易发生地质灾害的地区利用遥感技术重点进行监测,做好预防和警报工作。发生地质灾害的因素是不断变化的地质体,而暴雨天气是造成地质变化的重要原因,当然也可能是发生大地震之后引发的次生灾害,一般体现出了突发性特征。传统的调查方法在暴雨发生时无法有效监测面积较大的易受灾地区,同时准确性与实时性都需要进一步提高。而通过遥感技术能够对变化的气候进行动态监测,及时提醒人们在容易发生地质灾害地区的人们尽快做好预防工作。此外,针对地质变化情况也可以利用遥感技术及时准确的发现,提前做好预防地质灾害的措施,进而降低损失。
(二)迅速组织救援。发生地质灾害时最为显著的特征便是突发性,一旦地质灾害出现,开展救援工作需要具备充分的资料。此外,发生灾害之后,救援人员很难勘测受灾地区。这时可以使用遥感技术勘测受灾地区具体情况,对灾害带来的破坏状况全面了解,为开展救援工作提供重要的参考资料。灾害发生之后救援工作一般非常紧迫,在救援工作中利用遥感技术的较短周期、较高精度等特点为其提供精准、迅速的灾区信息。通常情况下能够应用到的遥感技术包含:受灾地区、范围、破坏建筑的状况、毁坏交通的状况、气候改变的状况等。当前,具体是对比发生灾害之前遥感高精度信息影像和发生灾害之后的高精度信息影像,利用影像具有的特点提供重要根据。这些资料能够为报告灾害情况、评估灾害情况损失、救援措施等提供准确而迅速的参考根据。
(三)灾后重建。造成地区受灾严重的关键原因是缺乏科学合理的规划。发生地质灾害之后,需要对规划重新考虑。了解灾害发生地区的地质状况是科学进行规划的前提。由于发生地质灾害之后会出现不同程度的改变地质的现象,假如使用人工传统的勘测方法,对这些变化地质的情况需要更多的时间组织摸底调查工作,致使快速重建灾区陷入困境。通过遥感技术的应用,能够迅速对变化的受灾地区地质情况进行确定,或者对存在于规划中的失误及时纠正。联系监测评估遥感数据的结果,同时联系国家总体规划政策与地方贯彻落实的具体方案,为重建规划灾后地区提供重要的信息支撑。