導語：如何才能寫好一篇高光譜遙感技術現狀，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：水工環地質；應用；遙感信息；調查

中圖分類號： P283 文獻標識碼： A 文章編號：

概述

遙感技術首先應用在資源宏觀普查、動態監測上，而后才擴展到生態環境調查、環境污染監測等方面。經過多年的試驗、推廣和應用，遙感已成為各種自然資源調查、環境動態監測與工程應用不可缺少的地理空間信息獲取、更新和分析的手段和數據庫。隨著空間技術的進步，遙感技術已從過去單一的遙感技術發展到包括遙感、地理信息系統和全球定位技術在內的空間信息技術的應用，其領域已深入到了國民經濟、社會發展、國際安全以及人民生活的各個方面，稱為水工環地質調查與災害監測評估的重要技術支撐。

二、水工環領域遙感應用技術的發展現狀

經過近30年的應用研究，遙感技術依靠傳感器技術、圖像處理技術及計算機技術的提高，在水工環領域的應用取得了長足的發展。遙感水文地質開始逐步形成一門獨立的學科。傳統的遙感水文地質著重于水文地質測繪系統中定性特征的解釋和特殊標志的識別，近期的研究則擴展到應用熱紅外和多光譜影像進行地下水流系統內的地下水分析和管理，目前研究的重點集中到了空間補給模式、污染評價中植被、區域測圖單元參數的確定和空間地下水模型中地表水文地質特征的監測?？v觀國內外遙感技術在水工環領域的一些應用成果，可把近年來遙感技術的應用發展現狀概括為以下幾個方面：

4.1從目視解譯發展到計算機輔助解譯

如線性影像計算機自動判釋專家系統及土地利用（分類）計算機判讀模型以及機助信息提取與制圖系統等。由于影像的多解性及識別系統的不完善性，雖還需要投入一定的人力工作，但已大幅提高解譯工作效率。

4.2從幾何形態解譯到充分利用光譜信息

過去的多光譜遙感數據波段劃分過少，只有幾個波段，使地面波譜測試數據與圖像光譜數據難以精確比較。因此，圖像解譯工作很少考慮地物的波譜特征，主要根據影像的色彩、色調、紋理、陰影等所形成的幾何形態特征。隨著機載成像光譜儀（高光譜）技術的商業運作及2000年前后的高光譜成像衛星的發射，使得用光譜信息對地物的分析更精細、更準確。

4.3出現地面溫度反演技術

地面溫度反演是指從熱紅外圖像數據的輻射亮度值獲得地表溫度信息。反演方法主要有地表溫度多通道反演法和多角度數據進行組分溫度反演法等。

4.4從定性分析評價到依靠計算機數字模型模擬的定量分析評價

如遙感技術在地下水流系統應用中，根據遙感數據建立的地形、流域面積、水系密度等數據集結合氣象數據建立空間補給模型。數字模型成為遙感技術實現定量評價的重要途徑，而DEM/DTM是涉及地形數據計算方面不可缺少的工具。

4.5使用單一遙感信息源到多元信息擬合

目前的遙感應用技術，已不再是單一使用各種遙感數據，而是根據需要結合利用了其他信息源，如地質、地形、水文、土壤、植被、氣象、巖土物理力學特征及人類活動等資料。這樣，圖像數據的預處理尤其重要，如幾何較正、多波段數字合成、鑲嵌、數據變換等，而地理信息系統（GIS）在多元信息數據管理中起著重要作用。

4.6從單一手段應用到多手段應用

近年來，遙感技術（RS）與地理信息系統（GIS）和全球定位系統（GPS）的綜合應用，即“3S”技術，成為遙感技術應用的主流。GIS是數據庫管理、數據圖形處理、各主題圖件疊加、制圖的重要工具。GPS 衛星定位的基本原理是將無線電信號發射臺從地面點搬到衛星上，組成一個衛星導航定位系統，應用無線電測距交會的原理，便可由 3 個以上地面已知點(控制站)交會出衛星的位置，反之利用 3 顆以上衛星的已知空間位置又可交會出地面未知點(用戶接收機)的位置。用戶使用 GPS 接收機在某一時刻同時接收3 顆以上的 GPS 衛星信號，測量出測站點(接收機天線中心)到 3顆以上 GPS 衛星的距離，并解算出該時刻GPS 衛星的窄間坐標，據此利用交會法解算出測站點的位置。實時動態測量的基本工作方法是，在基準站上安置l 臺 GPS 接收機，對所有可見GPS 衛星進行連續的觀測，并將其觀測數據通過無線電傳輸設備實時地發送給用戶觀測站(流動站)。在流動站上，GPS 接收機在接收 GPS 衛星信號的同時，通過無線電接收設備，接收基準站傳輸的觀測數據和轉換參數，然后根據 GPS 相對定位的原理，即時解算出相塒基準站的基線向量，解算出基準站的 WGS-84 坐標；再通過預設的 WGS-84坐標系與地方坐標系的轉換參數，實時地計算并顯示出用戶需要的三維坐標及精度；GPS可以對地面控制點精確定位，提高遙感數據空間精度。另外，在具體手段配合上，也出現了遙感技術與物探技術、鉆探技術等相結合的新方法。

4.7數字攝影測量技術的發展

數字攝影技術的成熟，推進了制圖工作的現代化，改善了基礎圖件的質量和成圖效率，并影響著遙感技術的調查方法。該技術的產品可直接作為GIS的數據源，便于遙感與GIS一體化研究與開發。如我國自己開發的全數字攝影測量軟件VIRTUOZO，具有數字化測圖、自動生成DEM/DTM和等高線、生成正射影像等功能。

4.8遙感技術應用成果向著便于保存、復制、攜帶及傳輸方向發展

這意味著遙感技術應用成果的數字化。由于是數字成果，可載于多種介質上，如CD-ROM、磁帶及計算機硬盤上，使攜帶處理更加方便。隨著1998年“數字地球”計劃的提出及我國國土資源部“數字國土”工程的實施，遙感應用成果數字化顯得尤其必要。

三、主要遙感信息源及其發展

根據傳感器類型不同，遙感圖像可分為可見光攝影、紅外攝影和掃描、多光譜掃描、微波雷達和成像光譜圖像等。近10年來，傳感器技術迅猛發展，主要表現在：①圖像分辨率提高，衛星圖像分辨率已達到米級。②具備立體觀察功能。③應用波段數增加，機載高光譜成像儀已投入使用。如美國的AVIRIS（航空可見光/紅外成像光譜儀），波譜范圍0.4~2.5/l，波段數224個。CASI（袖珍航空光譜成像儀），波譜范圍0.4~0.95/u，波段數72個。高光譜成像光譜儀簡稱成像光譜儀，也稱超光譜成像儀，按其波段數目可分為高光譜成像光譜儀（波段數

四、結語

在水工環地質中對3S技術的采用，已經得到了很好驗證，可以一步到位外業的測量，節省了很多不必要的中間環節，對外業工作量進行最大限度地減少，從而縮短整個測量工期，提高工作效率。同時，簡化外業工序和迅速完成也可以使所有的后續專業工序更快的完成。

參考文獻：

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關鍵詞：遙感水質監測遙感數據

1水體遙感監測的基本理論

1.1水體遙感監測原理、特點。影響水質的參數有：水中懸浮物、藻類、化學物質、溶解性有機物、熱釋放物、病原體和油類物質等。隨著遙感技術的革新和對物質光譜特征研究的深入，可以監測的水質參數種類也在逐漸增加，除了熱污染和溢油污染等突發性水污染事故的監測外，用遙感監測的水質數據大致可以分為以下四大類：渾濁度、浮游植物、溶解性有機物、化學性水質指標。

利用遙感技術進行水環境質量監測的主要機理是被污染水體具有獨特的有別于清潔水體的光譜特征，這些光譜特征體現在其對特定波長的光的吸收或反射，而且這些光譜特征能夠為遙感器所捕獲并在遙感圖象中體現出來。如當水體出現富營養化時，浮游植物中的葉綠素對近紅外波段具有明顯的“陡坡效應”，故而這類水體兼有水體和植物的光譜特征，即在可見光波段反射率低，在近紅外波段反射率卻明顯升高。

1.2水質參數的遙感監測過程。首先，根據水質參數選擇遙感數據，并獲得同期內的地面監測的水質分析數據?，F今廣泛使用的遙感圖象波段較寬，所反映的往往是綜合信息，加之太陽光、大氣等因素的影響，遙感信息表現的不甚明顯，要對遙感數據進行一系列校正和轉換將原始數字圖像格式轉換為輻射值或反射率值。然后根據經驗選擇不同波段或波段組合的數據與同步觀測的地面數據進行統計分析，再經檢驗得到最后滿意的模型方程（如圖）。

圖1：遙感監測水質步驟簡圖

2水質遙感監測常用的遙感數據

2.1多光譜遙感數據。在水質遙感監測中常用的多光譜遙感數據，包括美國Landsat衛星的MSS、TM、ETM 數據，法國SPOT衛星的HRV數據，氣象衛星NOAA的AVHRR數據，印度遙感IRS系統的LISS數據，日本JERS衛星的OPS(光學傳感器)接收的多光譜圖像數據，中巴地球資源1號衛星（CBERS--1）CCD相機數據等。

Landsat數據是目前應用較廣的數據。1972年Landsat1發射后，MSS數據便開始被用于水質研究中。如解亞龍等用MSS數據對滇池懸浮物污染豐度進行了研究，明確了遙感數據與懸浮物濃度的關系；張海林等用MSS和TM數據建立了內陸水體的水質模型；Anne等人用TM和ETM 數據對芬蘭的海岸水體進行了研究。

SPOT地球觀測衛星系統，較陸地衛星最大的優勢是最高空間分辨率達10m。SPOT數據應用于水質研究中，學者們也做了一些研究。如可以利用SPOT數據來估算懸浮物質濃度和估計藻類生物參數。

AVHRR(高級甚高分辨率輻射計)是裝載在NOAA列衛星上的傳感器，每天都可以提供可見光圖像和兩幅熱紅外圖像，在水質監測等許多領域廣泛應用，如1986年，國家海洋局第二海洋研究所用NOAA數據對杭州灣懸浮固體濃度進行了研究。

2.2高光譜遙感數據

2.2.1成像光譜儀數據。成像光譜儀也稱高光譜成像儀，實質上是將二維圖像和地物光譜測量結合起來的圖譜合一的遙感技術，其光譜分辨率高達納米數量級。國內外的學者主要利用的有：美國的AVIRIS數據、加拿大的CASI數據、芬蘭的AISA數據、中國的PHI數據以及OMIS數據、SEAWIFS數據等進行了水體水質遙感研究，對一些水質參數，如葉綠素濃度、懸浮物濃度、溶解性有機物作了估測。

2.2.2非成像光譜儀數據。非成像光譜儀主要指各種野外工作時用的地面光譜測量儀，地物的光譜反射率不以影像的形式記錄，而以圖形等非影像形式記錄。常見的有ASD野外光譜儀、便攜式超光譜儀等。如對我國太湖進行水質監測時，水面光譜測量就用了GRE-1500便攜式超光譜儀，光譜的響應范圍0.30~1.1um，共512個測量通道，主要將其中0.35~0.90um的316個通道的數據用于水質光譜分析。并且非成像光譜儀與星載高光譜數據的結合，可望研究出具有一定適用性的水質參數反演模型。

2.3新型衛星遙感數據。新的衛星陸續升空為水質遙感監測提供了更高空間、時間和光譜分辨率的遙感數據。如美國的LandsatETM 、EO--1ALI、MODIS，歐空局的EnvlsatMERIS等多光譜數據和美國的EO-1Hyperion高光譜數據。Koponen用AISA數據模擬MERIS數據對芬蘭南部的湖泊水質進行分類，結果表明分類精度和利用AISA數據幾乎相同；Hanna等利用AISA數據模擬MODIS和MERIS數據來研究這兩種數據在水質監測中的可用性時發現；MERIS以705nm為中心的波段9很適合用來估算葉綠素a的濃度，但是利用模擬的MODIS數據得到的算法精度并不高。Sabine等把CASI數據和HyMap數據結合，對德國梅克萊堡州湖區水質進行了監測，為營養參數和葉綠素濃度的定量化建立了算法。

3水質遙感存在的問題與發展趨勢

3.1存在的問題：①多數限定于定性研究，或進行已有的航空和衛星遙感數據分析，卻很少進行定量分析。②監測精度不高，各種算法以經驗、半經驗方法為主。③算法具有局部性、地方性和季節性，適用性、可移植性差。④監測的水質參數少，主要集中在懸浮沉積物、葉綠素和透明度、渾濁度等參數。⑤遙感水質監測的波段范圍小，多集中于可見光和近紅外波段范圍，而且光譜分辨率大小不等，尤其是缺乏微波波段表面水質的研究。

3.2發展趨勢

3.2.1建立遙感監測技術體系。研究利用新型遙感數據進行水質定量監測的關鍵技術與方法，形成一個標準化的水安全定量遙感監測技術體系，針對不同類型的內陸水體，建立多種水質參數反演算法，實現實驗遙感和定量遙感的跨躍，從中獲得原始創新性的成果。

3.2.2加強水質遙感基礎研究。加深對遙感機理的認識，特別是水質對表層水體的光學和熱量特征的影響機理上，以進一步發展基于物理的模型，把水質參數更好的和遙感器獲得的光學測量值聯系起來；加深目視解譯和數字圖象處理的研究，提高遙感影象的解譯精度；增強高光譜遙感的研究，完善航空成像光譜儀數據處理技術。

3.2.3開展微波波段對水質的遙感監測。常規水質遙感監測波段范圍多數選擇在可見光或近紅外，尤其是缺乏微波波段表面水質的研究情況。將微波波段與可見光或近紅外復合可提高對表面水質參數的反演能力。

3.2.4拓寬遙感水質監測項?，F階段水質遙感局限于某些特定的水質參數，葉綠素、懸浮物及與之相關的水體透明度、渾濁度等參數，對可溶性有機物、COD等參數光譜特征和定量遙感監測研究較少，拓寬遙感監測項是今后的發展趨勢之一。應加強其他水質參數的光譜特征研究，以擴大水質參數的定量監測種類，進一步建立不同水質參數的光譜特征數據庫。

3.2.5提高水質遙感監測精度。研究表明利用遙感進行水質參數反演，其反演精度、穩定度、空間可擴展性受遙感波段設置影響較大，利用星載高光譜數據進行水質參數反演，對其上百的波段寬度為10nm左右的連續波段與主要水質參數的波譜響應特性進行研究，確定水質參數診斷性波譜及波段組合，形成構造水質參數遙感模型和反演的核心技術，提高水質監測精度。

3.2.6擴展水質遙感監測模型空間。系統深入的研究水質組分的內在光學特性，利用高光譜數據和中、低分辨率多光譜數據進行水質遙感定量監測機理研究，進行水質組分的

定量提取和組分間混合信息的剝離，消除水質組分間的相互干擾，建立不受時間和地域限制的水質參數反演算法，形成利用中內陸水體水質多光譜遙感監測方法和技術研究低分辨率遙感數據進行大范圍、動態監測的遙感定量模型。

3.2.7改進統計分析技術。利用光譜分辨率較低的寬波段遙感數據得到的水質參數算法精度都不是很高，可以借鑒已在地質、生態等領域應用的混合光譜分解技術，人工神經網絡分類技術等，充分挖掘水質信息，建立不受時間和地域限制的水質參數反演算法，提高遙感定量監測精度。

3.2.8綜合利用“3S”技術。利用遙感技術視域廣，信息更新快的特點，實時、快速地提取大面積流域及其周邊地區的水環境信息及各種變化參數；GPS為所獲取的空間目標及屬性信息提供實時、快速的空間定位，實現空間與地面實測數據的對應關系；GIS完成龐大的水資源環境信息存儲、管理和分析。將“3S”技術在水質遙感監測中綜合應用，建立水質遙感監測和評價系統，實現水環境質量信息的準確、動態快速，推動國家水安全預警系統建設。參考文獻：

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[2]謝歡，童小華.水質監測與評價中的遙感應用[J].遙感信息，20__.

[3]齊峰，王學軍.內陸水體水質監測與評價中的餓遙感應用[J].環境科學進展，1999.

[4]解亞龍，李勃，王星捷等.滇池懸浮物污染豐度的遙感檢測分析[J].昆明理工大學學報，20__.

[5]張海林，何報寅.遙感應用于湖泊富營養化評價的研究[J].上海環境科學，20__.

[6]劉燦德，何報寅.水質遙感監測研究進展[J].世界科技研究與發展，20__.

[7]萬余慶，張鳳麗，閆永忠.高光譜遙感技術在水環境監測中的應用研究[J].國土資源遙感，20__.

[8]周藝，周偉奇，王世新等.遙感技術在內陸水體水質監測中的應用[J].水科學進展，20__.

[9]李嶸.遙感技術在水環境監測中的應用研究[J].江西化工，20__.

[10]顧先冰，司群英.國內外遙感衛星發展現狀[J].航天返回與遙感，20__.

作者簡介：

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關鍵詞：遙感信息；水工環；應用

遙感信息技術經過多年的發展與實踐，已經集合了傳感器技術、計算機技術等先進的技術，這使得遙感信息技術在水工環中的應用更為深化。現如今，遙感信息技術已經成為水工環不可缺少的技術，隨著水工環勘察需求的加大，對該技術會更大的依賴。

1 遙感信息在水工環中的應用發展現狀

1.1 傳統的遙感信息技術需要人工進行解譯，但是隨著信息技術的融入，可以進行計算機解譯，大大提高了解譯效率。如線性影像計算機自動判釋專家系統及土地利用（分類）計算機判讀模型以及機助信息提取與制圖系統等。由于影像的多解性及識別系統的不完善性，雖還需要投入一定的人力工作，但已大幅提高解譯工作效率。

1.2 從幾何形態解譯到充分利用光譜信息。過去的多光譜遙感數據波段劃分過少，只有幾個波段，使地面波譜測試數據與圖像光譜數據難以精確比較。因此，圖像解譯工作很少考慮地物的波譜特征，主要根據影像的色彩、色調、紋理、陰影等所形成的幾何形態特征。隨著機載成像光譜儀（高光譜）技術的商業運作及2000年前后的高光譜成像衛星的發射，使得用光譜信息對地物的分析更精細、更準確。

1.3 出現地面溫度反演技術。地面溫度反演是指從熱紅外圖像數據的輻射亮度值獲得地表溫度信息。反演方法主要有地表溫度多通道反演法和多角度數據進行組分溫度反演法等。

1.4 從定性分析評價到依靠計算機數字模型模擬的定量分析評價。如遙感技術在地下水流系統應用中，根據遙感數據建立的地形、流域面積、水系密度等數據集結合氣象數據建立空間補給模型。

1.5 使用單一遙感信息源到多元信息擬合。目前的遙感應用技術，已不再是單一使用各種遙感數據，而是根據需要結合利用了其他信息源，如地質、地形、水文、土壤、植被、氣象、巖土物理力學特征及人類活動等資料。這樣，圖像數據的預處理尤其重要，如幾何較正、多波段數字合成、鑲嵌、數據變換等，而地理信息系統（GIS）在多元信息數據管理中起著重要作用。

1.6 從單一手段應用到多手段應用近年來，遙感技術（RS）與地理信息系統（GIS）和全球定位系統（GPS）的綜合應用，即“3S”技術，成為遙感技術應用的主流。GIS是數據庫管理、數據圖形處理、各主題圖件疊加、制圖的重要工具。

1.7 數字攝影測量技術的發展。數字攝影技術的成熟，推進了制圖工作的現代化，改善了基礎圖件的質量和成圖效率，并影響著遙感技術的調查方法。該技術的產品可直接作為GIS的數據源，便于遙感與GIS一體化研究與開發。如我國自己開發的全數字攝影測量軟件VIRTUOZO，具有數字化測圖、自動生成DEM/DTM和等高線、生成正射影像等功能。

1.8 遙感技術應用成果向著便于保存、復制、攜帶及傳輸方向發展。這意味著遙感技術應用成果的數字化。由于是數字成果，可載于多種介質上，如CD-ROM、磁帶及計算機硬盤上，使攜帶處理更加方便。隨著1998年“數字地球”計劃的提出及我國國土資源部“數字國土”工程的實施，遙感應用成果數字化顯得尤其必要。

2 遙感信息在水工中的應用

2.1 在水文地質中的應用

遙感信息技術主要是用來進行測繪，以此提高水文地質勘查的準確性，同時也便于對水文地質工作展開定量或者是定性分析。遙感信息技術能夠進行光譜合成，也可能進行圖像處理，而這樣的功能正是水文地質勘查需要的，如果地域比較特殊，工作人員借助遙感技術能夠分辨出水質與植物，依據水質與植物之間的關系，就此推斷出該區域水質的具體情況。遙信信息技術在水文地質中的應用，還便于地下水系統分析，這樣工作人員就能夠隨時對地下水水質情況進行了解，一旦發現污染，會立即展開評價，采取措施。紅外熱感技術也是應用在水文地質勘查中一項非常重要的技術，該技術主要用來進行地下熱水勘察，工作人員利用紅外成像，能夠直接判斷出地表溫度，而后再進行精確的計算，即可分析出地下熱水情況。

2.2 在工程地質中的應用

目前，我國工程選址中基本上都會應用遙感信息技術，尤其是大型工程選址，遙感信息技術更是不可或缺。工程選址過程中運用遙感技術，能夠提升地質評價的準確性，以此實現選址區域內的地質情況進行更為科學的分析，利于工程建設進行有效的規劃。工程地質中應用遙感信息技術，能夠得到最為直觀的圖像，工作人員可以依據圖像內容進行分析，而且由于圖像是通過衛星影像傳輸的，所以觀測質量完全能夠保證。借助衛星傳輸數據，能夠對光譜數據展開認真的處理以及科學的計算，這對工程選址來說異常重要，通常情況下，工程選址人員都是依據這些數據來完成選址工作。遙感信息技術能夠將地表圖像顯現出來，而工作人員則可以通過地表圖像對該區域內的地貌、地質環境等展開分析，這不僅能夠保證工程選線具有真實性，還能夠保證工程合理。與此同時，遙感信息技術的應用，還能夠對地質災害情況進行判斷，通過構建科學的數學模型，對工程區域內可能會出現的災害情況進行評估，再充分的利用風險評價，兩者統一起來，對工程順利進展奠定了基礎。

2.3 在環境地質中的應用

遙感信息技術的應用，有利于環境監測水平的提高。遙感信息技術的應用，有利于工作人員對水資源污染狀態展開分析，針對污染嚴重程度，工作人員可以進行不同程度的測量。比如對于工業廢水，通常是利用遙感信息技術中熱感圖像，通過圖像分析，工作人員能夠掌握工業廢水污染范圍，具體分布情況以及污染程度等。現階段，遙感信息技術在環境監測中應用程度更加深入，專家學者也對此進行了大力的研究，取得了比較好的效果。目前，遙感信息技術能夠對水土流失情況進行密切的監測，同時也能夠對地質變化情況展開監測，這對我國水資源保護，提高水資源利用率有著積極的作用。

結束語

綜上所述，可知遙感信息技術已經在水工環中得到了深入的應用，當然隨著遙感技術研究的深入，技術水平的提升，該技術的應用領域會更加的廣泛，優勢會更加的突出。因為遙感信息技術的應用，使得水工環工作人員不必經常進行外業測量，以此提升了工作效率。當然具體如何應用遙感信息技術，還需要工作任意結合具體的工程實踐而定。

參考文獻

[1]胡志文，歐陽燕，羅湘.水工h地質勘察及遙感技術在地質工作中的應用[J].江西建材，2012（05）.

[2]張燦.談國內外在水工環領域中遙感技術的應用[J].科技創業家，2012（13）.

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關鍵詞：遙感技術；水利工程：應用

中圖分類號：TV文獻標識碼： A

前 言：我國是一個水資源十分短缺的國家，水旱災頻繁，從古到今，我們既受益于水，也受害于水，與水旱災害進行了長期的斗爭。近年來，隨著經濟的快速增長，人口不斷增加，環境持續惡化，水文水資源問題也受到大家的重視，因此，傳統的水利調查、規劃、管理技術的基礎上引入先進的遙感技術，將更有助于水利信息的獲取、更新和應用，促進水利行業的發展。

一、遙感技術的特點

遙感技術是60年展起來的新技術,目前在國內外已經得到廣泛的應用。遙感技術是空間技術、應用光學、無線電技術和計算機技術相結合的一門綜合科學。遙感的含義是使用某種遙感器從遙遠的地方感測目標信息特征的信號,經過傳輸系統的處理,從中提取目標物有用的信息。實現上述過程所用的各種手段,總稱之為遙感技術。這項技術包括有遙感器技術,信息傳輸技術、實況調查技術、信息處理技術。遙感技術的分類有很多種,按遙感器使用的波源性質可分為電磁波遙感器、聲學遙感器;按遙感器運載工具可分為航天(衛星)、航空(飛機)、陸地遙感等?，F代遙感技術,就其手段和應用范圍是非常廣泛的.但從資源勘測技術來說,比較富有成效的是空間遙感技術,遙感器裝在衛星上面利用資源衛星上裝置的遙感器可以晝夜進行工作從而獲得地面大量的信息資源。

1.洪澇災害檢測

遙感技術在洪澇災害中應用比較成熟，在實際應用中主要利用雷達衛星、機載合成孔徑雷達、可見光和紅外線遙感影像數據，并結合地理信息系統技術對洪澇災情嚴重的地區，進行多層次的檢測和評估，同時給出相應的災情圖像、詳細評估報告和已特定區域為單位的災情損失的分區分類數據表格，為提出災后重建家園的決策建議打下基礎。

2.地表水資源動態檢測與評估

充分合理地使用地表水資源的前提充分掌握地表水資源分布、水量及水資源消耗等信息，由于地表水的特殊光學特性，這些任務都可以利用遙感技術完成。對于大范圍或者偏遠地區，利用衛星遙感影像提供直接、間接信息，對評價水資源的變化非常有幫助。

3.地下水資源動態監測與評估

地下水是水資源重要組成部分，它是干旱、半干旱地區灌溉、工業用水和生活用水的主要來源，也是極為敏感的生態環境因素之一，當前水資源的科學管理工作所面臨困難是缺乏詳細的地下水動態監測數據。傳統地下水監測是一種近感方法，視野有限，監測程序也是有點到線，在推測到面，不僅費事費力，而且控制點少，代表性差，無法實現大面積動態監測和評價。遙感技術可以在快速大面積監測地下水中發揮著重要作用，利用遙感數據提供的地表溫度、土壤水分、冰雪、徑流、植被變化等信息估算地下水的補給量和勘探區地下水資源存儲量，確定其分布，評價地下水質，對地下水動態變化進行監測與預測等。

4.有效灌溉面積調查

水利是農業的命脈，我國80%的糧食及農副產品產于有效灌溉區。由于灌區工程年久失修、功能衰退與喪失以及水資源變化等，造成有效灌溉面在時空上的變動極為復雜，用統計方法得到的全國耕地灌溉面積一直不十分確切。遙感和地理信息系統調查技術作為一種有別于傳統的統計方法，近年來，在有效灌溉面積調查中得到廣泛應用。

5.灌區作物ET監測

監測ET的傳統方法是基于氣象站的點測資料估算點值，擴展到區域尺度上比較困難。利用遙感技術監測ET，能夠將作物蒸散量在時空上的差別監測出來，并且將監測區域擴大到氣象數據缺乏的地區。為此利用遙感技術獲取的ET及實測降水數據，開展基于遙感ET和降水的灌區水分盈虧分析，實現對灌區水資源狀況進行總體把握，為灌區作物種植結構調整、透時灌溉提供了決策依據；同時也有利于灌區水資源規劃的合理編制和選取切合實際的灌區水資源管理體制。

二、遙感技術在水利工程規劃建設與管理應用

遙感技術在水利工程規劃建設與管理中的應用主要集中在工程前期現狀調查，工程中進程監測，工程后的效益評估。

1,利用遙感技術提取工程區域的地形、地貌、巖性、土壤、植被信息，建立決策庫，對項目可選的位置、路線進行可行性分析評估進而選擇最佳位置、線路并對水利工程周邊環境的影響進行評估。這些基礎信息可以為項目的實施不同階段的工程人員服務。對牽扯到移民、土地征用等需要補償的問題可以利用監督或非監督分類方法調查面積。比如在規劃方面： 勘測調查是對水利進行規劃的基礎，為了能更好地對當前的，水利現狀進行調查，給水利規劃更詳細資料，以及對可能出現的變化提供預測，需要將遙感技術與傳統的調查手段相結合，一般情況下主要是依據地形圖、野外勘察資料來對水利規劃現狀進行調查，所以，地形圖對于調查有很大影響，若是地形圖比較老舊，那么就不得不消耗大量的精力與時間對地形圖重新進行測繪，若果運用遙感技術，一般不會出現這樣問題。

2.進行工程規劃如果需要大比例尺成圖，可以利用大比例尺航片或者衛片構建立體，在立體環境中提取需要的信息，建立3D信息圖。另外，利用高分辨率影像，還可以實時對工程進展進行監測。比如在河流治理方面：對河流進行衛星遙感，一般情況下以浮泥作為標志，通過運用合理的波段，對得到的圖像進行復合處理，用計算機對圖像進行光學處理，將背景和次要信息屏蔽，只顯示主要資料，得到水下泥沙分布與地形資料，經過技術處理的圖片資料上對于河流泥沙的顯示是非常清晰、客觀的，通過對河流泥沙的變化分析，就可以為河流治理提供可靠有價值的信息。

三、遙感技術在水利工程方面發展態勢

1，水利遙感數據豐富

隨著雷達技術、高光譜技術、無人機技術以及衛星集群技術的飛速發展，水利遙感應用采用的遙感數據源方面朝著高空間分辨率、高時間分辨率、高光譜分辨率和新興雷達遙感的方向發展，極大地豐富了水利遙感的數據源。目前國外水利遙感數據源空間分辨率普遍達到了米級，高光譜分辨率的遙感數據也大量應用，另外，新興的雷達遙感數據也越來越多地得到應用。

2，水文參數獲取定量化

定量遙感是當前國內外遙感應用的發展方向，也是水利遙感的發展趨勢。定量遙感主要是通過實驗的或物理的模型將遙感信息與觀測目標參量聯系起來，將遙感信息定量地反演或推算為某些地學、生物學及大氣等觀測目標參量。

3，水利信息提取智能化

目前，影像識別和影像知識挖掘的智能化是遙感數據自動處理的研究獲得了重大突破，遙感數據處理工具不僅可以自動進行各種指標處理，而且，可以自動或半自動提取水系、土地利用等信息，極大提高工作效率。

4，水利遙感應用網絡化

網絡技術已不僅僅是一種單純的技術手段，它已演變成為一種經濟方式----網絡經濟。大量的水利遙感應用正由傳統的方式（客戶機/服務器）向（瀏覽器/服務器）方式轉移。

結束語

隨著遙感技術不斷的發展進步和遙感技術應用的不斷深入，將在未來的國民經濟建設中發揮越來越重要的作用。把遙感技術運用到水利工程中，解決了水利工程建設周期長、技術條件復雜、，勘探設計、工程實施和驗收等方面問題，極大提高水利信息資源的共享程度和應用水平，全面提高了水利建設的效益，對水利工程信息化研究具有重要現實意義。

參考文獻：

篇5

>> 基于冠層高光譜的水稻長勢估測的研究 寧夏引黃灌區水稻冠層高光譜特征研究 幾個水稻品種的白葉枯病抗性鑒定 水稻條紋葉枯病與白葉枯病防治措施 水稻白葉枯發生和防控措施 水稻條紋葉枯病發生規律與防治技術研究 水稻條紋葉枯病的發生及防治 談水稻胡麻葉枯病的發生原因 硅對鎘脅迫下水稻幼苗莖葉元素含量的影響 水稻條紋葉枯病與黑條矮縮病綜合防控技術研究 側柏葉枯病研究進展 水分脅迫條件下水稻傷害機理及抗旱機制研究現狀 廣西野生稻抗白葉枯病多菌系鑒定 湖北省水稻條紋葉枯病的發生與檢測 水稻條紋葉枯病的發病原因及防治方法 楚州區水稻條紋葉枯病發生原因與防控對策 水稻條紋葉枯病的發生特點與防治技術 20%寡聚酸碘水劑對水稻條紋葉枯病的藥效試驗 淺談稱桿鄉水稻百葉枯病的發生及防治 水稻條紋葉枯病防治技術 常見問題解答 當前所在位置：.

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美國是世界上農業航空技術最先進，應用最廣泛的國家，農用飛機有20多個品種，根據機型劃分，可分為固定翼飛機和直升飛機兩大類;根據載荷不同，可分為大型和中小型兩類，大型旋風式農用飛機載重1.5t，中小型為0.5～1t。農用飛機價格通常在100～140萬美元之間。美國現有農業航空公司2000多家，在用農用飛機約4000架，注冊農用飛機駕駛員3000多名，年處理耕地面積近3400萬hm2，占美國年處理耕地面積的40%。森林植保作業100%采用航空作業方式。美國農業航空服務一個重要的特點就是有強大的農業航空組織體系，包括國家農業航空協會和近40個州級農業航空協會。國家農業航空協會有來自于46個州的1700個會員，會員主要包括企業業主和飛行員。協會一方面為會員提供品牌保護、繼續教育、安全計劃、農林業與公共服務業方面的聯系與信息服務，另一方面還積極開展提高航空應用效率與安全性方面的研究與教育計劃。由于共同的利益與目標，美國國家農業航空協會還與政府機構，包括美國聯邦航空管理局、美國環境保護署、美國農業部、重要的科研機構如美國農業部南方平原研究中心以及材料與化學工業行業保持緊密聯系與合作。另外，協會還通過組織航空年會，為會員在新產品、新技術以及教育方面提供重要的交流機會，特別是新技術趨勢會吸引了眾多企業與農場主，他們都希望能夠在會上尋求到更經濟的技術用于農業生產。

農業航空施藥技術

農業航空施藥作業是農業航空服務最主要的作業項目。在美國，航空施藥作業規范齊全，施藥部件系列完善，能適合不同作業要求。隨著精準農業技術手段如GPS自動導航、施藥自動控制系統、各種作業模型的逐步應用，施藥作業變得更加精準、高效，對環境的污染也在不斷降低。

1GPS導航施藥技術

美國的農用飛機都配備精密儀器和設備，如GPS是很普遍的裝備，部分農用飛機還配備流程控制、實時氣象測試系統和精確噴灑設備。飛機上的GPS系統，由駕駛艙儀表板上的移動地圖顯示裝置、指示燈條以及鍵盤組成。在施藥作業之前，施藥規劃人員通過手持GPS測量確定施藥作業區域的邊界點，當這些邊界點加載到施藥飛機的GPS接收器上，就形成一個施藥區域地圖。GPS根據區域地圖規劃出施藥作業的航路圖，并準確地使飛機沿著規定路線施藥，有效避免重噴和漏噴。當藥箱中的藥液不夠時，GPS會記錄結束噴藥的關閉點，待藥液重新加載完成后，飛機會從關閉點開始繼續施藥。大多數GPS系統在駕駛艙內都有一個顯示屏，可以實時顯示噴藥地塊、路線和飛機在已規劃航路中的位置，便行員進行監控及修正。GPS獲取的作業信息，如飛機飛行軌跡、噴霧系統開與關、飛行速度等，也可以輸入到GIS系統中，用來分析施藥作業情況。這些信息也被作為一種合法的記錄，用于由于施藥可能產生的糾紛處理中［1］。

2航空噴嘴

美國航空施藥噴嘴根據霧化方式主要分兩種:液力霧化噴嘴和旋轉離心霧化噴嘴(圖1)。航空用液力噴嘴的設計類似于地面施藥裝備的噴嘴，但是有較大的區別:一是由機飛行的速度比較快，因此航空施藥液力噴嘴的流量非常大;二是由于航空噴嘴工作時會遇到高速空氣流，因此航空施藥液力噴嘴工作時會受到很大的空氣剪切力;三是航空噴嘴的安裝角度與地面噴嘴不同，高速空氣流會直接影響霧滴譜。典型的航空施藥液力噴嘴是CP噴嘴系列，多頭CP噴嘴可以提供多種孔徑，飛行員通過旋轉噴嘴座來改變噴量，通過快速調節噴桿實現噴嘴角度向前或向下改變。另外一種航空施藥噴嘴是旋轉式離心霧化噴嘴(Micron公司制造)，驅動方式有電動驅動和風力驅動兩種形式。這種噴嘴主要有3個特點:①霧滴可控，可以通過調節旋轉速度，有效地控制霧滴直徑。②大流道結構不會產生堵塞現象，所以非常適合應用于可溶性粉劑和懸浮劑的噴灑作業。③主要用于低量施藥，因此用此類噴嘴進行航空施藥，通常只需要6～8個噴嘴。

3航空噴嘴模型

美國農業部航空應用技術研究中心研究出一種航空噴嘴噴灑模型，通過噴嘴的電腦模型，可以清晰了解噴嘴產生的霧滴情況，以便選擇并設計合適的作業參數。噴嘴模型可以通過噴嘴型式、噴霧壓力、氣流速度和噴霧藥液來預測將會產生的霧滴譜。目前，航空噴嘴模型不僅給使用者提供作業依據，還作為EPA、州監管部門及相關人員等評估噴霧作業霧滴譜范圍是否符合農藥使用標簽規定的依據。噴嘴空中霧滴譜數據研究，最早從1954年開始，Akesson、Bouse、Hewitt、Picot等開展了在各種條件下、不同噴嘴霧滴譜的相關研究，但是這些研究數據獲取方式不統一。直到1990年，應EPA的要求，由38家美國農業化工公司資助的農藥飄移研究小組收集、研究了大約2000個產品的相關數據來評估飄移。1999年，美國農業工程師學會，ASAE，2005年更名為技術委員會又通過“合作標準項目”，制訂了農用噴霧霧滴譜分類標準。按照標準程序，SDTF獲得一系列噴嘴霧化數據，Hermansky、Hewitt分別建立模型來描繪了這些噴嘴［1～2］。建立噴嘴模型，引起了美國國家航空協會的興趣，它要求建立一些最常用噴嘴模型。隨后，NAA和USDA對市場上所使用的噴嘴進行了調查，將固定翼飛機所使用的市場占有率超過5%以及一些具有獨特設計或霧化特性的噴嘴列入了名單，這些噴嘴包括現在市場占有率超過60%的CP可調噴嘴、水射流噴嘴(Lund、TVB等)。目前，美國DSDA-ARS的DropKirk模型已成為美國航空施藥作業條件選擇的重要依據［3］。

4航空飄移預測模型

美國十分重視農藥噴灑作業中霧滴飄移引起的環境污染問題，對于航空施藥的安全區域，已有明確的法律條文規定。目前，飄移模型已成為決策是否允許航空施藥和處理相關糾紛的重要手段。20世紀70年代末到80年代初，美國林業局開始用計算機模型來分析和預測航空施藥中霧滴飄移、沉積情況。最早的模型是FSCBG模型，該模型研究天氣因素、蒸況和冠層穿透對沉積分布的影響，預測霧滴分布、沉積，用于制定施灑作業方案和對環境的風險評估。在Teske等研究人員努力下，FSCBG模型發展成為著名的AGDISP模型。用戶可以輸入噴嘴、藥液、飛機類型、天氣因素等，通過對內部數據庫調用，預測可能產生的飄移。該模型將飛機尾流、翼尖渦流、直升機旋翼下旋氣流和機身周邊空氣擾動納入到對霧滴的影響因素，把航空施藥的噴灑霧滴作為離散對象進行分析，以平均直徑和體積分數為衡量參數，再將數據經過拉格朗日方程處理，得到霧滴的運動軌跡，以此來預測霧滴的運動和地面沉積模式，可以說該模型的建立為其他模型奠定了基礎。在AGDISP模型的基礎上，STDF做了一系列田間試驗，為建立計算機飄移模型數據庫奠定了堅實的基礎。STDF與EPA合作，在2002年正式注冊了AGDRIFT模型，用于官方監管農業航空噴霧施藥相關事宜。近幾年，AGDISP模型還不斷地被完善。Teske和Thistle等針對AGDISP模型預測范圍小的缺陷，對該模型進行了進一步改進，運用靜態高斯模型法、高斯云團模型和物理角度分析飛機尾流、大氣湍流相互作用、N-S方程求解3種方法，將該模型有效準確預測范圍擴至20km;澳大利亞Hewitt等將地理信息系統引入到航空飄移模型中，通過對實時風速的測定來優化噴施策略，以減少在非靶標區域的農藥飄移損失［4］;新西蘭Praat等開展了從噴霧器(機)和作物冠層特性角度出發，進行一系列飄移研究;德國Kaul等也基于一些具體作物進行了相關的沉積、飄移研究，取得了一定的進展［5］。美國Hoffmann、Fritz和Lan通過一系列噴嘴在低速風洞中測得的尺寸和流量建立了WTDISP模型，然后用同樣的噴嘴做實際試驗，得到了很好的對比結果［6～7］。

5航空靜電噴霧技術

靜電噴霧技術可以增加霧滴在靶標上的沉積，減少非靶標區的飄移，在溫室、果園等地面噴灑作業中已有成功應用。1966年，Carlton等開展航空靜電噴霧技術研究［8］，1999年Carlton獲得航空靜電噴霧系統專利［9］，此專利被美國SES公司購買并形成商業化產品。與地面靜電噴霧系統不同的是，每個航空靜電噴嘴為相距30mm相連的2個噴嘴組成(圖2)。航空靜電噴霧系統的靜電發生器，分別產生正或負電壓，在實際應用時，安裝在飛機的機翼兩側的航空靜電噴嘴，分別與靜電發生器的正或負壓輸出端連接，使兩機翼負載的正、負電壓達到平衡，機身或噴霧支架上總靜電場近似于零。靜電噴霧系統的霧滴感應充電電壓為8～10kV，噴嘴工作壓力為0.5MPa，霧滴VMD約為150μm，施藥液量為9～18L/hm2。近年來，美國學者對航空靜電噴霧系統的作業效果做了一些評估試驗，2001年Kirk、Hoffmann、Carlton研究了系統在棉花上的田間應用效果［10］，2003年Kirk研究了系統抗飄移性能［11］，試驗結果表明，航空靜電噴霧系統可有效減少施藥液量和提高藥液沉積量，但是沒有提高病蟲害防治效果和減少下風處的噴霧飄移。由于美國農藥標簽規定施藥量大于靜電施藥量，航空靜電噴霧系統價格與應用效果等方面的問題，限制了該技術的廣泛應用。

6航空變量施藥技術

航空變量施藥技術，是將不同空間單元的數據與多源數據(土壤性質、病蟲草害、氣候等)進行疊加分析為依據，根據不同地塊的不同要求，有針對性的進行作業。航空遙感與地理信息系統相結合，利用軟件轉換為處方圖，提供給飛機導航系統制造商。變量控制系統下載這種處方圖，利用處方圖來控制施藥量。航空精準施藥系統有2個主要部件:GPS系統和變量施藥控制系統。HemisphereGPS公司2010年產品AirIntelliStar采用了一種新的技術———Crescent接收器，這種新的接收器的頻率為20Hz，使飛行員操作盤接收的信號1s能夠更新20次。與普通的5Hz或10Hz相比，20Hz的頻率能夠提供更精確的信號，因為頻率越高，系統就能夠更準確、更準時地作出相應的變量控制。還有許多其他的公司提供類似的技術裝備，AG-NAV公司有一種型號為AG-NAV2的導航設備，它可以提供給飛行員田地寬度、方向導航以及其他作業信息。Adapco公司生產的WingmanGX具有較大的使用范圍，可以提供基本的飛行指導、飛行記錄、噴灑流量控制等功能，是一個先進的空中噴灑管理系統，WingmanGX系統能夠實時通過氣象傳感器系統接收和處理氣象信息，準確的氣象信息分析減少了噴灑過程中農藥在非靶標作物上的飄移量，最大程度地優化噴灑質量。由于航空變量噴灑系統的應用時間不長，所以關于農藥投放和變量系統反應精確度的信息很少。2005年，Smith和Thomson選擇了一個經緯度已知的區域評估了SatlocAirstarM3導航系統的GPS的位置及機械系統反應滯后問題［12］。2009年，Thomson等測試了流量變量控制系統的定位精度，并且通過給出一些變量指令，觀察它反應的快速性和準確性，相應地改進了控制系統［13］。

精準農業航空技術的研究現狀

精準農業技術是利用各種技術和信息工具來實現農作物生產率的最大化。這種新的技術可以使航空施藥更加精確、更有效率。近幾年來，包括全球定位系統、地理信息系統、土壤地圖、產量監測、養分管理地圖、航拍、變量控制器和新類型的噴嘴如寬頻調制變量噴嘴等精準農業技術，進一步促進了航空應用技術的發展。機載遙感系統可以產生精確的空間圖像用來分析農田植物的水分、營養狀況，病蟲害的狀況;空間統計學可以更好地分析空間圖像，通過圖像處理將遙感數據轉換成處方圖，從而實現航空變量施藥作業。因此，遙感、空間統計學、變量施藥控制技術對于航空精準變量施藥作業系統都是至關重要的［14］。

1遙感技術

近幾年，隨著一系列探測地球資源衛星的發射，衛星遙感技術已成為用于特定地點監測和管理作物生長狀況的重要和有效的工具。一些商業衛星公司通過遙感技術提供不同的空間、光譜特性和分辨率的衛星影像，再利用這些動態變化的衛星影像來監測作物長勢，并對作物產量進行預測。衛星遙感技術雖然在成像幅度和成像擺角等方面有顯著優勢，但是也有很多不足，例如確定這些系統的光譜波段、飛行位置以及高度和采集時間是很困難的。隨著地理信息系統(GIS)、全球衛星定位系統(GPS)、圖像處理技術和數碼攝錄技術的發展，開發高效的航空遙感系統來克服衛星遙感系統的不足，成為一種新趨勢。航空遙感系統的主要特點是機動靈活、作業選擇性強、時效性好、準確度高。遙感裝置包括:數碼相機、CCD(電耦合器件)照相機、攝像機、高光譜照相機、多光譜照相機、熱成像照相機。高光譜成像和多光譜成像的區別在于光譜波段的數量。多光譜一般包含幾個光譜波段數據，光譜往往并不是連續的。高光譜包含了幾十個到數百個波段數據，并且是一套連續的光譜波段。在過去的10年里，航空高光譜遙感技術在農業中的應用一直穩步增長。Goel、Yang、Dobermann等開展了利用高光譜技術進行高粱、棉花的產量評估報告工作［15～21］。Huang、Pinter、Yang等研究表明，與高光譜圖像的系統相比，因為降低了數據密度，多光譜系統便宜得多，適合獲取作物、土壤、雜草或地面覆蓋信息，是服務于農業生產和農藥噴灑既經濟又實用的技術手段［22～26］。通常，在實際的航空遙感應用中，要基于經濟和技術可行性來選擇不同類型的光譜成像系統。

2遙感飛機

航空遙感系統的飛機主要以小型農用飛機和無人駕駛直升飛機為主。圖3所示為USDA-ARS大面積病蟲害管理研究中心航空應用技術團隊用于航空遙感系統的飛機。其中圖3a為空中拖拉機公司生產的402-B型農用飛機，裝載一個整合的氣象系統，實時地測量和記錄風速、風向、溫度、濕度以及壓力。圖3b為Cessna公司生產的206型農用飛機，主要用于航空遙感系統，機載系統包括:數碼相機、多光譜相機、TerraHawk遙感系統(圖4)。圖3c為Rotomotion公司生產的SR20型和SR200型無人駕駛直升飛機，其中SR20使用電池供電飛行時間約為25min，可以承載2.25kg的載荷;SR200使用汽油燃料提供動力飛行時間可達到1h，可以承載約22.5kg的載荷。兩種機型都可以通過軟件實時控制飛行路線，或者按照預先設定好的路線飛行。圖3d為AgHusky農用飛機，同樣是Cessna公司生產的產品，裝載了一個GPS導航系統和變量控制系統，主要用于變量航空噴灑技術的研究。

3空間統計學

空間統計學首次提出和形成于20世紀50年代。近些年來，隨著地理信息系統GIS技術的發展，空間統計學已經引起越來越多的重視，已被廣泛用于空間數據的建模與分析，并且用于自然科學如地球物理學、生物學、流行病學和農業。大量研究成果表明，空間統計學具有在農業管理中應用的優越性和好處。Stein等通過給玉米提供不同劑量的氮肥，然后利用空間統計學建立不同的模型來監測玉米的產量［33］。通過此研究，他們強調了空間分析在降低生產風險、制定可變資源配置上的優越性。Bongiovanni等發現，把空間回歸分析應用于產量管理，可以用來調節玉米和大豆氮肥的變量施肥策略［34～35］。Lambert等指出利用空間經濟學、空間地質統計學、空間趨勢分析氮肥的使用量比普通的最小二乘法、相鄰分析法能夠提供更精確、更強有力的數據保證［36］。Yao等利用土壤樣本數據、航空高光譜成像系統和空間統計學成功地制作了一幅土壤營養圖［37］。Misaghi等使用空中圖像、土壤參數、作物參數制作了預測草莓產量的模型［38］。Bajwa等建立了不同的空間模型測試各種各樣變化的歸一化植被指數，數據來源于遙感技術可見光和近紅外地區的成像，以應對氮含量和葉柄硝態氮含量的營養預測［39］。Huang等發現遙感圖像可以用來預測空間模型和地面的土壤特性和作物冠層覆蓋率等［40］?？偟膩碚f，遙感圖像數據和空間統計方法，可以提供有價值的、完整的信息管理。這些信息可用于制作配方、產量等應用地圖，支持變量精準農業技術。

研究趨勢

目前，美國等發達國家在農業航空技術方面的研究熱點，主要有以下3個方面。

1圖像實時處理系統

圖像的實時處理可以彌合遙感和航空變量噴灑的差距。數據的采集和處理是精細航空噴灑的重要部分之一，無論是空中圖像采集、地面傳感器及儀器的監測、人們的觀察，或實驗室樣品的檢測，其數據分析必須正確，這樣才便于更好地了解因果關系。為了能準確地繪制航空變量噴灑的地圖，收集實時的多光譜圖像是一個挑戰。研究的最終目標是建立一個界面友好的圖像處理軟件系統，旨在快速分析空中圖像的數據，以便于在數據采集后可立即進行變量噴灑。

2多傳感器數據融合技術

多傳感器數據融合技術可以把不同位置的多光譜數據、多分辨率數據、環境數據、生物數據加以綜合，消除傳感器間可能存在的冗余和矛盾的數據互補，降低其不確定性，形成對系統的相對完整一致的感知描述，從而提高遙感系統決策、規劃、反映的快速性和正確性，降低決策風險。

3變量噴灑系統

目前，現有的商業變量噴灑控制設備成本高并且操作困難，因此在應用方面受到限制。所以需要開發一種經濟的、應用軟件界面友好的整合系統，可以實時處理空間分布信息并指導在有效面積上的噴灑作業。此外，噴嘴的設計應達到釋放最佳霧滴大小的目的，并提供最大的應用效果，尤其是噴嘴的大小應根據適當的壓力界限而設計，同時可以調節噴嘴的最佳壓力范圍。精確的航空噴灑作業系統使得農藥的利用更加合理和有效，從而滿足農民的要求，達到節能環保的目的。

篇7

關鍵詞：遙感技術 環境科學 應用 3S一體化 發展趨勢

遙感是從遠離地面的不同工作平臺上，如高塔、氣球、飛機、火箭、人造地球衛星、宇宙飛船和航天飛機等，通過傳感器對地球表面的電磁波輻射信息進行探測，然后經信息的傳輸、處理和判讀分析，對地球的資源與環境進行探測與監測的綜合性技術。遙感技術從遠距離采用高空鳥瞰的形式進行探測，包括多點位、多譜段、多時段和多高度的遙感影像以及多次增強的遙感信息，能提供綜合系統性、瞬時或同步性的連續區域性同步信息，在環境科學領域的應用具有很大優越性。

20世紀90年代以來，環境遙感技術應用越來越廣。從陸地的土地覆被變化，城市擴展動態監測評價，土壤侵蝕與地面水污染負荷產生量估算，生物棲息地評價和保護，工程選址以及防護林保護規劃和建設。到水域的海洋和海岸帶生態環境變遷分析，海面懸浮泥沙、葉綠素含量、黃色物質、海上溢油、赤潮以及熱污染等的發現和監測，珊瑚和紅樹林的現狀調查與變化監測，堤壩的規劃與水沙平衡分析，水下地形地遙調查以及水域初級生產率的估算。再到大氣環境遙感中的城市熱島效應分析，大氣污染范圍識別與定量評價，大氣氣溶膠污染特征參數化，全球水、氣和化學元素等的循環研究，全球環境變化以及重大自然災害的評估等，幾乎覆蓋了整個地球系統。

一、遙感技術在環境科學中的應用

1.遙感技術在水污染監測方面的應用

（1）利用紅外掃描儀監視石油污染

全球每年排入海洋的石油及其制品高達1000萬噸，利用多光譜航片可對海面石油污染進行半定量分析，將彩色航片同步拍照與近紅外片做的彩色密度分割圖相比較，更精密地判斷和解譯信息，參照圖片畫出不同油膜厚度的大致分級圖。通過彩色密度分割圖像，特別是數字密度分割圖，可以更準確地判斷油量的分布情況。通過彩色密度分割可把相差零點零幾厚度的海面油膜區分出層次來，這有利于用航空遙感對海面油的擴散分布和半定量研究。濃度大的地方是黃色，往外擴散的油膜變薄，呈黃紫混在一起的顏色，再往外擴散的油膜就更薄些呈紫色。通過對污染發生后各天的氣象衛星圖像的對比分析，確定油膜的漂移方向，計算出其擴散速度和擴散面積。

（2）利用遙感技術監測水體富營養化

浮游植物中的葉綠素對藍紫光和紅橙光有較強的吸收作用，當水體出現富營養化時，我們就可以利用遙感技術推算出水體中的葉綠素分布情況。赤潮區的海水光譜特征是藻類、泥沙和海水的復合光譜，另外有機或無機顆粒物也會吸收入射光，影響水體的透明度。

（3）通過遙感技術調查廢水污染和泥沙污染

廢水的顏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，可以用多光譜合成圖像進行監測。水中懸浮泥沙的濃度和粒徑增大，水體反射量也會相應增加，反射峰隨之紅移，定量判讀懸浮泥沙濃度的最佳波段是0.65～0.85微米。

（4）應用紅外掃描儀監測水體熱污染

應用紅外掃描儀記錄水體的熱輻射能量，真實反映其溫度差異。在熱紅外圖像上，熱水溫度高，輻射能量多，呈淺色調。冷水和冰輻射能量少，呈深色調。熱排水口處通常呈白色羽流，利用光學技術和計算機對熱圖像作密度分割，根據少量的同步實測水溫，畫出水體等溫線。

（5）通過遙感技術分析水域的分布變化和水體沼澤化

水體總體反射率較低，選擇1.55～1.75微米波段的多時域影像可以分析水域的分布變化。沼澤化在時域圖像上反映為水體面積縮小，從水體向邊緣有規律變化，顯示出不同程度的植被特征。

2.遙感技術在大氣環境監測方面的應用

（1）臭氧層

臭氧層位于地球上空25～30千米的平流層中，對0.3米以下紫外區的電磁波有較大吸收，可用紫外波段來測定臭氧層的變化。臭氧層在2.74毫米處也有一個吸收帶，可用頻率為11O83兆赫茲的地面微波輻射計來測定臭氧在大氣中的垂直分布。另外臭氧層會吸收太陽紫外線而升溫，可使用紅外波段來探測，如用7.75～13.3微米熱紅外探測器測定臭氧層的溫度變化，參照濃度與溫度的相關關系，推算出臭氧濃度的水平分布。

（2）大氣氣溶膠

利用遙感圖像可分析大氣氣溶膠的分布和含量，工業煙霧、火災濃煙和大規模沙塵暴在遙感圖像上都有清晰的圖像，可以直接圈定其大致范圍。利用周期性氣象衛星圖可監測沙塵運動，估計其運動速度，及時預報沙塵暴。通過衛星資料可及早發現森林火災，把災害損失降到最低。大比例圖片可用來調查城市煙囪的數量和分布，還可以通過煙囪陰影的長度來計算其大致高度。應用計算機對影像進行微密度分割，建立煙霧濃度與影像灰度值的相關關系，可測出煙霧濃度的等值線圖。

（3）有害氣體

彩紅外相片可監測有毒氣體對污染源周圍樹木和農作物的危害情況，通過植物對有害氣體的敏感性來推斷某地區大氣污染的程度和性質。一般污染較輕的地區，植被受污染的情況不宜被人察覺，但其光譜反射率卻會明顯變化，在遙感影像上表現為灰度的差異。正常生長的植物葉片能強烈反射紅外線，在彩紅外相片上色澤鮮紅明亮。受到污染的葉子，其葉綠素遭到破壞，對紅外線的反射能力下降，其彩紅外相片顏色發暗，如白蠟樹受污染后呈紫紅色，柳樹呈品紅色略帶藍灰色。

（4）氣候變化

美國、歐盟、日本和俄羅斯的地球同步軌道氣象衛星組成的靜止氣象衛星監測系統晝夜不停地觀測地球的氣候變化，得到全球范圍內的大氣參數、海洋參數、地表狀況、輻射收支和臭氧分布等信息，對全球變暖、臭氧層空洞以及厄爾尼諾現象的研究非常重要。

3.遙感技術在城市環境監測與管理中的應用

彩紅外遙感影像可監測固體廢棄物引起的生態環境變化，熱紅外遙感影像可調查工業廢水和廢氣的排放情況。城市道路寬的呈帶狀和環狀，窄的呈線狀，城市廣場一般以塊狀藍灰色與街道緊密相連于中心地帶。居民區呈灰色，高層樓房帶有寬長影，平房呈密集排列的小長方塊狀。水系呈淺藍色，綠地呈紅色。從遙感圖像上獲取這些信息，對優化城市結構有很大幫助。另外城市里的高大建筑物對太陽輻射和其他熱輻射的吸收和釋放特性跟以土地和農作物為主要下墊面的郊區有很大不同，利用熱紅外遙感對城市下墊面進行分析就可以得出城市的熱島效應。

4.應用遙感技術監控生態環境

遙感影像真實記錄地貌形態特征并提供各環境參數的組合情況，根據其空間一致性和差異性進行區域環境范圍的生態區劃。利用遙感衛星相片還可以編制森林樹種、生長狀況和森林覆蓋圖，使用計算機集群分類，精度可高達8O％ 。一般野生動物環境與森林植被關系最為密切，通過研究植物的分布與長勢可大致確定動物的活動繁殖場所，從而編制森林野生動物保護規劃。

5.利用遙感技術監測自然災害

遙感技術對于暴雨、水土流失、地震和山體滑坡等地質災害的調查與監測也很有效。比如說地震與地球活動構造塊體分布及其活動方式密切相關，利用衛星預測地震技術主要集中在電磁波輻射和電離層異常監測、地表形變監測、紅外輻射監測以及衛星重力監測等方面。但由于目前技術條件的限制，地震還是不能準確預測，2008年5月的汶川大地震幾乎震碎了中國人的心，期待有一天，我們中國人能通過遙感技術準確預測地震災害，今天的悲劇永遠不要發生了。

二、遙感技術的發展趨勢

隨著科學技術的進步，光譜信息成像化，雷達成像多極化，光學探測多向化，地學分析智能化，環境研究動態化以及資源研究定量化，大大提高了遙感技術的實時性和運行性，使其向多尺度、多頻率、全天候、高精度和高效快速的目標發展。

1.遙感影像獲取技術越來越先進

（1）隨著高性能新型傳感器研制開發水平以及環境資源遙感對高精度遙感數據要求的提高，高空間和高光譜分辨率已是衛星遙感影像獲取技術的總發展趨勢。遙感傳感器的改進和突破主要集中在成像雷達和光譜儀，高分辨率的遙感資料對地質勘測和海洋陸地生物資源調查十分有效。

（2）雷達遙感具有全天候全天時獲取影像以及穿透地物的能力，在對地觀測領域有很大優勢。干涉雷達技術、被動微波合成孔徑成像技術、三維成像技術以及植物穿透性寬波段雷達技術會變得越來越重要，成為實現全天候對地觀測的主要技術，大大提高環境資源的動態監測能力。

（3）開發和完善陸地表面溫度和發射率的分離技術，定量估算和監測陸地表面的能量交換和平衡過程，將在全球氣候變化的研究中發揮更大的作用。

（4）由航天、航空和地面觀測臺站網絡等組成以地球為研究對象的綜合對地觀測數據獲取系統，具有提供定位、定性和定量以及全天候、全時域和全空間的數據能力，為地學研究、資源開發、環境保護以及區域經濟持續協調發展提供科學數據和信息服務。

2.遙感信息處理方法和模型越來越科學

神經網絡、小波、分形、認知模型、地學專家知識以及影像處理系統的集成等信息模型和技術，會大大提高多源遙感技術的融合、分類識別以及提取的精度和可靠性。統計分類、模糊技術、專家知識和神經網絡分類有機結合構成一個復合的分類器，大大提高分類的精度和類數。多平臺、多層面、多傳感器、多時相、多光譜、多角度以及多空間分辨率的融合與復合應用，是目前遙感技術的重要發展方向。不確定性遙感信息模型和人工智能決策支持系統的開發應用也有待進一步研究。

3.3S一體化

計算機和空間技術的發展、信息共享的需要以及地球空間與生態環境數據的空間分布式和動態時序等特點，將推動3S一體化。全球定位系統為遙感對地觀測信息提供實時或準實時的定位信息和地面高程模型；遙感為地理信息系統提供自然環境信息，為地理現象的空間分析提供定位、定性和定量的空間動態數據；地理信息系統為遙感影像處理提供輔助，用于圖像處理時的幾何配準和輻射訂正、選擇訓練區以及輔助關心區域等。在環境模擬分析中，遙感與地理信息系統的結合可實現環境分析結果的可視化。3S一體化將最終建成新型的地面三維信息和地理編碼影像的實時或準實時獲取與處理系統。

4.建立高速、高精度和大容量的遙感數據處理系統

隨著3S一體化，資源與環境的遙感數據量和計算機處理量也將大幅度增加，遙感數據處理系統就必須要有更高的處理速度和精度。神經網絡具有全并行處理、自適應學習和聯想功能等特點，在解決計算機視覺和模式識別等特大復雜的數據信息方面有明顯優勢。認真總結專家知識，建立知識庫，尋求研究定量精確化算法，發展快速有效的遙感數據壓縮算法，建立高速、高精度和大容量的遙感數據處理系統。

5.建立國家環境資源信息系統

國家環境資源信息是重要的戰略資源，環境資源數據庫是國家環境資源信息系統的核心。我們要提高對環境資源的宏觀調控能力，為我國社會經濟和資源環境的協調可持續發展提供科學的數據和決策支持。

6.建立國家環境遙感應用系統

國家環境遙感應用系統將利用衛星遙感數據和地面環境監測數據，建立天地一體化的國家級生態環境遙感監測預報系統以及重大污染事故應急監測系統，可定期報告大氣環境、水環境和生態環境的狀況。環境遙感地理信息系統是其支撐系統，在各種應用軟件的輔助下實現環境遙感數據的存儲、處理和管理；環境遙感專業應用系統是其應用平臺，在環境專業模型的支持下實現環境遙感數據的環境應用；環境遙感決策支持系統是其最上層系統，在環境預測評價和決策模型的驅動下進行環境預測評價分析，制定環境保護的輔助決策方案；數據網絡環境是其數據輸入和輸出的開放網絡環境，實現環境海量數據的快速流通。

總之，遙感技術在環境科學領域有廣泛應用，隨著科學的進步，遙感技術會越來越先進，其所發揮的作用也會越來越大。

參考文獻：1. 任源，楊曉晶. 遙感技術在現代環境監測與環境保護中的應用. 環境保護科學第33卷第3期，2007

2. 王旭，徐永花，李莉. 遙感技術在環境科學領域的應用及其發展趨勢. 地下水第29卷第3期，2007

3. 施益強，陳崇成，陳玲. 遙感技術在環境科學與工程應用中的進展. 科技導報，2002

篇8

關鍵詞：數字測繪；3S技術；數字國土

Abstract: this paper in digital mapping technology team and 3 s technique, as a representative of the modern technology in cadastral surveying and mapping application analysis, for your reference.

Keywords: digital surveying and mapping; 3 S technique; Digital land

中圖分類號：P2 文獻標識碼：A文章編號：

1前言

隨著以數字測繪、全球定位系統、遙感和地理信息系統為代表的現代測繪技術體系的建立，4D產品以及高精度、高效率的新型測繪儀器的出現，地籍測量與現代測繪新技術的結合逐漸緊密，使地籍測繪從理論到實踐發生了根本性變化?，F代地籍測量主要是指利用現代測繪技術以一定的精度測定土地界、土地權屬位置、土地面積并以反映土地利用類型、分布狀況以及質量等級的專門測量，它為國家土地管理部門提供具有現時性的土地詳查資料，并為土地登記提供依據。

2．測繪技術在地籍測量中的應用

2．1 GPS技術在地籍測繪中的應用

測量時根據地籍測量的要求．需要采集兩類數據：一是地塊的地理坐標數據：二是屬性數據如權屬、利用類型等。每測一個地物，同時填寫野外記錄表。GPS技術在地籍測繪中的成功應用將減少人力費用，定位精度高，測站間無需通視，在沒有現成基準控制點的遙遠地區能進行高精度的定位計算，且定位不受人眼視線的限制?？刂凭W幾何圖形已不是決定測量精度的重要因素，點與點之間的距離長短可以根據實際的需要自由布設。該技術操作簡便，容易使用。隨著GPS接收機不斷改進， 自動化程度越來越高，體積越來越小，重量越來越輕。由于GPS接收機的自動化程度高，操作非常方便，因而減低了野外測量人員的勞動強度，提高了工作效率。精確地三維系統，24z1,時免費使用，全天候作業。因控制點之間無通視的要求，省去大量建造標志的費用，同時野外實測時間短，人員少，大大降低了測量成本。該技術精度高，使用雙頻GPS接收機，根據載波相位測量原理進行靜態相對定位，目前達到的典型精度為lppm。能在同一坐標系統中提供三維信息，GPS定位是在國際統一的坐標系中計算的，因此不同地點的測量成果相互關聯，可實現數據共享。由于信息自動接收，數據自動存儲，內外業緊密結合，減少了繁瑣的數據記簿和手工計算工作，由于配備有功能完善的數據處理軟件，可以迅速提交控制測量成果，提高了測量成果的可靠性和規劃程度。當然，GPS測量也有一定的局限。在建構筑物密集的地域。由于多路徑效應而造成測量精度降低，有些位置如樓房角和樹蔭下由于衛星信號被遮擋．接收機接收不到足夠的衛星數量而無法正常工作，可以利用GPS在開闊地區實測布設控制點，解算和處理結果。然后，利用全站儀及GPS控制成果來完成細部測量作業，取得了很好的效果，解決了GPS存在的技術缺陷。但測量的儀器昂貴，人員技術要求高。

2．2遙感技術在地籍測繪中的應用

隨著航空航天影像信息獲取手段朝著多平臺、多時相、多傳感器、高分辨率、高光譜和快速機動的方向發展，高分辨率衛星遙感影像將成為地理空間信息獲取與更新的主要數據源，利用衛星遙感技術進行土地利用動態變更調查，及時準確地獲取變更信息有著十分重要的意義。遙感的出現，擴展了人類對于其生存環境的認識能力，較之于傳統的野外測量和野外觀測得到的數據更為準確，遙感技術增大了觀測范圍；能夠提供大范圍的瞬間靜態圖像，用于監測動態變化的現象；能夠進行大面積重復觀測，即使是人類難以到達的偏遠地區；大大“加寬” 了人眼所能觀察的光譜范圍，遙感使用的電磁波波段從x光到微波，遠遠出了可見光范圍；而雷達遙感由于使用微波，可以不受制于晝夜、天氣變化，進行全天候的觀測；詳細程度高，航空像片的空間分辨率可以高達厘米級甚至毫米級。與航空遙感相比， 航天遙感能夠進行連續的、全天候的工作，提供更大范圍的數據，其成本更低，是獲取數據的主要方式，而航空遙感主要應用于臨時性的、緊急的觀測任務以獲得高精度數據。目前我國土地管理部門進行數據更新的方法是在前期土地利用現狀圖的基礎上，根據變更申報到現場勘查，在詳查圖上標繪宗地變化的邊界位置、權屬變化和利用類型的變化，再到室內進行編繪更新。然而，就目前而言，遙感技術在土地利用規劃申的應用水平仍處于初級階段，遙感技術尚存在一系列難題。難以準確獲取變化邊界的地理坐標，僅從相鄰關系進行外推量測，難以準確獲取變化邊界的空間位置坐標，圖件更新精度達不到要求；變化宗地的空間位置難以確定，面積量測不準確；不能主動監測變化，空間分辨率，光譜分辨率較低，不能滿足實際需求；遙感技術雖已受到普遍關注，但因受財力投入條件的制約，我國目前仍沒能力形成數據更新的周期。

2．3攝影測量技術在地籍測繪中的應用

數字攝影測量具有高精度、高分辨率、高效率、自動化程度高、低成本、周期短、作業方式簡單以及不受氣候和季節的限制，這能為我國大比例尺土地信息調查提供測繪的基礎。同時能為我國現階段城鎮建設提供快速的測繪數據更新成果。所以，在地籍測量中，運用攝影測量的方法測繪地籍圖具有質量高、速度快、精度均勻、經濟效益高等優點，并提供了精確的數字化地籍數據，實現自動化成圖。由于攝影測量包括地面攝影測量和航空攝影測量。其中，在地面攝影測量時，由于前景可能遮蔽后景，造成地面攝影測量工作難度加大。在航空攝影時，運載航空攝影機的飛機不能嚴格保持水平，且曝光瞬間無法精確知道航空攝影機處在空中的具置和狀態，這些在利用航攝像片制作地形圖過程中都的解決。數字攝影測量與模式得到的地籍圖信息豐富，實時性強，既具有線劃地圖的幾何特征，又具有數字直觀、易讀的特性；地籍圖上的界址點完善。不受通視條件的限制；除要用GPS像控和地籍權屬調查外，大部分工作均是在內業中完成，既減輕了勞動強度，又提高了工作效率，是一種廣有前途的地籍測量模式。

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[關鍵詞]深部找礦 技術 沖洗液 前景

[中圖分類號] O741+.2 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2013）-7-114-1

1深部找礦的目的

隨著我國經濟飛速發展，國內的礦產資源出現明顯的短缺。我國是發展中國家對于現代礦業的發展，在起步上稍晚一些。國內415座礦山中有192座已經出現了程度不一的資源短缺現象，那么在實際情況的推動下需要強化深部找礦以及找礦的工作力度。其目的性也是非常明確的，在深部找礦工作實施中能夠及時勘探接替礦產資源，同時能夠將礦山的壽命延長，更重要的是緩解了現有資源短缺的現狀，在礦產持續性發展的道路上起到一定的促進作用，保證了礦產區域內職工的就業，因此深部找礦對國家的資源和社會的經濟有重要的意義。

2深部找礦的技術

2.1新型遙感技術。新型遙感技術在實際工作的應用中為遙感地質的找礦賦予了新的紀元。在遙感技術中隨著 IKONOS、QuickBird、OB-VIEW、Aster、Hyperion、ALOS、TerraSAR、CBERS-02B等一些數據的體現，增強了空間以及光譜分辨率，其中高光譜遙感數據源是最具體實現深部直接找礦的實際工作步驟的。新型遙感技術在我國的深部找礦中起到了導航性的作用。

2.2液動錘鉆進技術。推動我國鉆探技術進步的就是液動錘鉆進技術，在應用領域中，該項技術起到了拓寬技術層面的重要作用，隨著液動錘鉆進技術在我國深部找礦中的應用，其成功的程度受到了國外多方礦業工作者的高度贊揚。但是我國的液動錘鉆進技術需要在深孔作業這一方面做更深入的理論研究。

3沖洗液的配比及作用

3.1沖洗液的配比

3.1.1冰層和極地鉆進低溫沖洗液。在冰心鉆進作業中，沖洗液的選擇非常重要，也是最關鍵的技術部分。通常情況下作業中煤油 和柴油的用量非常大，唯一的缺點是煤油沖洗液的滲透性非常高，在正常的作業中沖洗液的滲透會對周邊的環境造成嚴重的污染。為了消除這一隱患，沖洗液可以選擇通過溶解瀝青達到的柴油以及氯化鈣水溶液（含有烴基蹦磺酸鈾），與可逆轉化劑配比得到沖洗液專用添加劑，這樣可以在低溫作業中沖洗液達到一定的穩定性。

3.1.2天然氣水合物永凍層鉆進沖洗液。此類型底層作業中應使用低溫沖洗液，但是這一沖洗液的最大特點是含有多種天然氣水合物的成分而達到抑制劑的效果。在沖洗液中起到抑制性作用的鹽類是NaCl以及CaCl2等，其中NaBr的作用效果與NaCl是同等的。在實際的配比中決定抑制效果的是鹽類的濃度，在油類沖洗液中天然氣的水合物主要形成控制點是鹽成分的衡量。

3.2沖洗液的作用

3.2.1護壁性。沖洗液的護壁性包括兩個方面，其一是濾失量，另一個是濾餅質量。采用水基類型的沖洗液，過平衡或者平衡鉆孔進行水合物地質層面作業時，那么沖洗液會通過水力壓差以及滲透壓差作用侵入到地質中，這樣地質的含水量的就會有一定程度的增大，孔壁的力學性能減低造成孔壁失去穩定性。濾餅在作業早期不是容易形成的，這部分原因是水合物的分解造成的，而后形成的話質量上也不是很高。那么在水合物類型地質的探礦作業中，沖洗液的選擇應該具有造壁快，濾失量較小，泥餅質量較高的。

3.2.2流變性。影響孔壁穩定的沖洗液的流變特性，其中起到決定性的因素是其粘度。沖洗液如果含有較為示意的粘稠度就能夠產生膠結作用護壁，但是如果沖洗液的粘稠度過高產生的高密度就會對孔壁作用一定的壓力導致孔壁遭受破壞。所以在凍土地質作業中要注意沖洗液的粘稠度調節。

4深部找礦發展前景

隨著我國經濟持續性發展，深部找礦成為國有資源勘探工作的首要戰略方針。09年8月，李副總理在我國國土資源部門進行視察時，明確的指出了今后的工作方向，要立足國內，增強深部探礦的勘查力度，將礦產工作對我國的社會經濟發展起到的促進作用提升到最大化。在這一提議中也明顯突出了遙感地質勘探的工作力度。

在今后的發展中，深部找礦將會形成全球化工作范圍，利用我國現有的衛星勘探技術將深部找礦全球化的發展發揮到最大化，同時也可以利用不受國界限制的衛星技術做國外找礦工業，也能提供一些相應的服務信息。在我國現有的技術中，遙感技術突出的工作特征就是可以進行外星找礦，這是目前國內所有技術中唯一可以將外星勘探工作做到極致的一種技術。

深部找礦是唯一解決我國目前資源短缺的途徑，探礦技術的應用是整個深部找礦中最重要的工作環節，利用先進的技術進行深部地層的探勘，能夠發現新問題，解決問題。深部找礦將是我國礦產資源的又一個春天，在這個春天里礦產的種類將會展示出枝繁葉茂的生命力，遏制國內的資瓶頸，在礦產資源中打造出另外一片天地。

5小結

目前我國礦產資源供應形勢趨近瓶頸狀態，只有將新型探礦技術，新思維探礦方法具體實施到增強勘查力度上，勘探資源儲備量，才能夠保證我國的經濟走持續性發展的路線。在我國現有的技術支持下，搭配新概念的工作思維，在實踐中總結深部找礦的捷徑。從而將會穩定礦區職員以及社會經濟的發展。深部找礦是一個神圣職業，而地質工作者就是被賦予這種神圣使命的工作人員。目前工作人員的使命就是多找礦，找好礦以及快找礦，而推動工作前進步伐的就是找礦技術，遙感技術給我國的資源帶來了一個新的起點，也對深部找礦打下了前進的基調。在深部找礦的工作中要使用新型的鉆探技術和新穎的思維，這樣在理論與實踐的結合下才能把深部找礦的工作落實。深部找礦對于我國來說是資源的拯救與接替，是個人與國家經濟發展穩定持續發展的控制點，通過本文簡單的闡述深部找礦的目的，技術以及發展前景，總結出深部找礦對于我國資源經濟發展的不可或缺。

參考文獻

[1] 蔣國盛，王達，等.天然氣水合物的勘探與開發[M].武漢：中國地質大學出版社， 2002.

[2] 湯鳳林，等.生產條件下凍結巖石鉆進的試驗研究凍土鉆探專題之三[J].探礦工程， 2002， （3）.

[3]姜學智.國內外虛擬現實技術的研究現狀[J〕.遼寧工程技術大學學報，2-4（4）.

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關鍵詞：3S技術；遙感估產；小麥；估產精度；估產模型；NDVI

中圖分類號： F061.1 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.11.016

農業是國民經濟的基礎，這決定了農業是糧食安全和經濟安全的基礎。利用農業科學技術可以建立城市糧食安全系統，科學地指導糧食生產，估測糧食產量，對可能發生的問題及時提供解決方案，能夠有效地提高城市可持續發展水平。張家港市是一個以農業為主的新興城市，在進入21世紀的前10年，張家港市處于快速的農村城市化階段[1]。隨著城市化發展，人民生活水平有了較大幅度改善，但也帶來了諸多生態環境問題。農業用地不斷萎縮，糧食安全問題直接影響著張家港市的可持續發展。因此動態地大面積監測農作物長勢和種植面積，科學準確地預報農作物的產量等活動，對張家港市合理利用耕地資源、控制耕地面積進一步減少，對張家港市各部門制定糧食調配計劃，對確保張家港市糧食安全可持續發展，為張家港市進行農業決策提供及時、準確直觀的現代化農業信息管理平臺都具有重大意義。

近幾十年來，遙感技術快速發展，尤其是近年來基于3S技術的估產方法，為農作物長勢的大面積動態監測、準確定位種植面積、預報農作物產量，提供了一個全新的研究手段和創新平臺[2-14]。利用3S技術進行農作物估產與利用非遙感的傳統估產模式相比，如農學估產模式、氣象估產模式、統計估產模式[15]，能避開很多復雜的中間過程，如影響產量的氣候條件[16]、病蟲害、水肥等，以及農學參數與產量的大量抽樣和統計計算，從而用遙感資料與農作物產量建立直接的關系模型。遙感技術能夠準確、定量、高效、宏觀地評價農作物產量變化情況[17]。因此，3S估產技術與其它估產技術相比，有著更為廣闊的技術優勢。為此，得到了各國、各地區的廣泛應用和迅速發展。

國際上，農作物產量的估測始于20世紀初，首先從小麥開始。20世紀70年代，美國國家航空航天局（NASA）、農業部（USDA） 、國家海洋大氣局（NOAA）利用遙感技術聯合制定并開展“大面積作物調查試驗”計劃（LACIE），對世界主要小麥產區生產力進行估算試驗，精度達90%以上。歐盟利用NDVI與土地覆蓋集成和小樣方方法，建立了農作物估測系統，用于實施歐盟區的共同農業政策。前蘇聯、法國、德國、澳大利亞、加拿大、巴西、阿根毛廷、印度、日本、泰國等也開展了對一些主要農作物的遙感估產研究[18-20]。我國從20世紀80年代開始，首先以小麥為研究對象，進行糧食作物遙感估產的研究。“七五”期間，國家氣象局開展了北方11省市冬小麥長勢監測和產量預測研究，江蘇省農科院、福建省氣象科學研究所等對相關地區進行了水稻監測和估產。此后數十年，我國農作物遙感估產研究快速發展，全國不同研究院所對不同農作物進行了大面積動態地長勢監測和估產，陸續建立了一系列農作物估產模型，精度不斷提高[21]，主要可以歸納為3類遙感估產模式[22]：“光譜信息―植被指數―長勢信息―產量”模式[23]；“光譜―水分與氮素―產量”模式[24]；“光譜信息―植被指數―長勢信息―生長模型―產量”模式[25]。此外，農作物遙感估產中引入了一些新技術和方法，如楊小喚[26]將灰色理論方法用于小麥的遙感估產中；白銳崢[27]、劉婷等[28]研究了基于3S技術的小麥估產方法。

筆者基于張家港市2005―2008年的TM5影像和IRS-P6影像資料，采用NDVI值比較區分法，利用3S技術定量估測了張家港市8鎮1區2005―2008年的小麥生產力，建立小麥單產估產模型，同時進行地面小麥生產力統計，并做了精度分析與校正。實現了利用3S技術快速、準確、客觀估測張家港市小麥生產力的目標，可為張家港市將來發展精細農業和實現農業系統管理科學化、定量化，提供理論依據和新技術創新平臺。

1 材料和方法

1.1 研究地概況

江蘇省張家港市地處北緯31°43′～32°02′，東經120°21′～120°52′，位于長江下游南岸，江蘇省東南部，為蘇州市下轄縣級市，也是長江和沿海兩大經濟帶交匯處的新興港口工業城市，2012年戶籍總人口91.02萬。全市總面積998.48 km2，其中，陸地面積785.55 km2。陸地東西最大直線距離44.58 km，南北最大直線距離為33.71 km。北寬南窄，呈倒三角形。地勢低平，土地肥沃。全年平均氣溫16.5 ℃，歷年平均降水量1 050.5 mm，屬亞熱帶季風氣候。張家港市是蘇州稻麥一年三熟和晚稻、小麥、油菜一年兩熟、小麥、油菜一年兩熟并重的栽培區，其中主要種植的作物包括小麥、水稻、油菜和棉花等[29]。張家港市下轄8鎮1區，其縣政府位于楊舍鎮，同時該鎮也是張家港市區所在地。

1.2 主要技術路線

利用3S技術，以農業系統管理工程理論為指導，實現ETM信息與MODIS信息及不同時相“天地”資料的疊加分析。基于農作物遙感綠度值，即歸一化植被指數NDVI（Normalized difference vegetation index）、垂直植被指數PVI（Perpendicular vegetation index）和比值植被指數RVI（Ratio vegetation index），不同生育期產量資料與植被蓋度的相關性，通過農業生產上的產量趨勢分析，和不同種類的農作物識別、分層、播種面積提取方法研究，分析農作物生長、遙感動態監測農作物長勢。加工與處理空間數據和制作圖件，進而在地面調查統計和遙感資料數據信息處理的交互方式下，構建可運行決策支持系統及各類農作物單產估測模型，科學準確地、動態地大面積估測江蘇省張家港市小麥的生產力[2-8]。

1.3 遙感資料數據處理

購買張家港市2005年3月23日TM5影像，2005年9月29日IRS-P6影像，2006年5月3日IRS-P6影像，2006年9月18日TM5影像，2007年1月24日TM5影像，2008年5月2日TM5影像和2008年7月5日TM5影像（購買于中國科學院對地觀測中心）。時間分辨率小于20 d，空間分辨率小于30 m。用ERDAS8.7軟件將這些遙感信息源數據轉化成IMAGE格式，以便于ERDAS識別。為了對遙感影像進行地理校正和投影坐標類型的轉換，我們從張家港市國土資源局獲取2004年、2005年、2006年和2007年的土地利用圖。所有遙感影像及土地利用圖均采用UTM-WGS84坐標系。利用了國際上使用較多，發展較為成熟的6S模型（Second simulation of the satellite signal in the solar spectrum）對各時期遙感圖片進行大氣輻射校正。

1.4 利用3S技術估測小麥種植面積

1.4.1 小麥種植面積提取 本研究基于兩景衛星圖片資料逐步疊加，逐步限制，利用監督分類法提取小麥種植面積。本研究將土地利用圖和遙感影像圖進行疊加分析，首先除去非農業用地，然后再進行非監督分類[30]，最后根據實際地面樣帶調查的解譯標志進行目視解譯，基本可以去除小麥農田中的非植被用地。

1.4.2 精度驗證 為了確定實際的土地利用狀況，以便驗證遙感估測小麥面積的精度，在小麥的生長期內，利用張家港市土地利用圖和GPS，合理布設若干條樣條，調查土地利用圖上的農田地區，準確地對較大面積的農田地塊進行定位，以用作監督分類中的訓練樣本、檢測樣本和非監督分類中的檢測樣本。

1.5 利用3S技術建立小麥單產估測模型

1.5.1 小麥單產監測樣區布置 依據各鄉鎮小麥種植條件、生態環境和隨機均勻性，選取面積大小1 hm2的小麥監測樣區22個。利用土地利用圖和GPS對樣區進行準確定位，在小麥成熟時，每個樣區隨機采集2～5個采樣點（每點1 m2）對樣地進行單產調查。當小麥收割后，調查每塊樣地的實際總產量數據，用于對實際產量的校正和精度驗證。

1.5.2 小麥單產估測模型建立 筆者主要以與小麥產量相關性較好的生長期[30]的衛片資料為基礎，建立關鍵生育期的小麥單產的遙感（植被指數形式）估測模型。因為利用小麥抽穗期前后的遙感資料建立產量模型精度最高，綜合考慮實際天氣狀況、遙感影像接收情況和張家港市小麥的物候期，本試驗選取最佳的小麥產量估測的時相為3月底―5月初。分析遙感資料，提取小麥相應生育期的NDVI和地面實際統計產量，建立地面產量與NDVI間的相關模型。

1.5.3 精度分析與校正 對張家港市2005―2008年小麥單產與NDVI進行相關性分析，進而建立各時期小麥的單產估測模型。將不同鄉鎮的布點數據分為兩組，一組用于建立單產估產模型，另一組用于對模型進行驗證。

1.6 數據處理與分析

本試驗遙感資料數據用ERDAS8.7軟件和ArcGIS9.0軟件提取處理和分析，試驗數據用Excel2007軟件進行統計處理和圖表制作、SPSS Statistics 17軟件進行統計處理后進行ANOVA單因素多重差異分析，均值差的顯著性水平為0.05。

2 結果與分析

2.1 利用3S技術估測小麥實際種植面積的結果與分析

根據地面樣線調查所選定的檢測樣本對最終分類結果精度作進一步分析，結果表明，張家港市2005年小麥耕種面積為1.43萬hm2；2006年小麥耕種面積為1.63萬hm2；2007年小麥耕種面積為2.06萬hm2；2008年小麥耕種面積為2.07萬hm2?？傮w上小麥平均分類精度為94%。

總體上，張家港地區小麥遙感估測面積和地面調查面積的差異為3.51%，即小麥遙感估測面積與地面統計面積相比為97.6%。對于不同的鄉鎮，遙感估測面積和地面調查面積間的差異性表現出了較大的變動，差異較大的鄉鎮達到了30%，如就平均結果來看，面積比率最大的鄉鎮為大興鎮和常陰沙，其面積比率分別為34.08%和26.68%。

2.2 利用3S技術估測小麥單產的結果與分析

其中，估測2005年小麥平均單產為20.5 kg?hm-2；估測2006年小麥平均單產為24.03 kg?hm-2；估測2007年小麥平均單產為20.32 kg?hm-2；估測2008年小麥平均單產為22.81 kg?hm-2。從整個張家港地區來看，遙感估測單產和地面調查單產差異小于10%，即估產精度大于90%，其中，2007與2008年小麥差異分別為-7.72%和5.19%。遙感估產小麥平均精度為93.55%，能夠滿足估測所需要的精度。

2.3 小麥總產量遙感估測的結果與分析

根據單產估測模型與估測的小麥的種植面積，可以計算出張家港市不同鄉鎮的總產情況。表中：A為土地總面積，AY為遙測小麥面積，AD為地面統計小麥面積，MYd為遙測小麥單產，MDd為地面統計小麥平均單產，MYz為遙測小麥總產，MDz為地面統計小麥總產，AR為面積比率，MdR為單產比率，MzR為總產比率。部分計算公式為：面積比率=（遙測面積-地面統計面積）/地面統計面積×100%，單產比率=（遙測單產-地面統計單產）/地面統計單產×100%，總產比率=（遙測總產-地面統計總產）/地面統計總產×100%。

筆者對利用3S技術估測的小麥總產數據和張家港市統計局的官方統計資料數據作對比與分析研究。2005年遙感估測小麥張家港市總產為65 463 t，差異為1.11%；2006年遙感估測小麥張家港市總產為88 012 t，差異為1.74%；2007年遙感估測小麥張家港市總產為94 334 t，差異為-6.57%。2008年遙感估測小麥張家港市總產為105 881 t，差異為7.66%。但對于不同的鄉鎮，變異較大，如大興鎮，2008年小麥總產比率為49.26%。這表明，利用3S技術進行遙感估測值與地面統計值間差異不大。

小麥的估產存在一定誤差的可能原因是，本研究的小麥單產模型是基于小麥生育期內遙感資料信息和地面實際調查指標間的關聯性實現的，模型的經驗性較強，在張家港市不同鄉鎮和不同年份的適用性不同。此外，經調查發現，原標記為農田的地塊，當前的可能利用類型有多種，如上半年可能為小麥、油菜、菜地、林地、塑料大棚，甚至是建筑用地，而下半年可能為小麥、棉花、菜地、玉米、大豆、林地、塑料大棚等。

2.4 小麥總產量多年變化的趨勢分析

3 結 論

（1）小麥種植面積的精確估算，會直接影響到小麥產量估測的精度。在研究中，為了區分不同作物，筆者使用小麥不同時相的遙感圖像，利用反射光譜明顯差異的特點對遙感圖像進行處理。此外，利用了NDVI值比較區分法將與小麥生育期相近的作物，如油菜等作物類型有效地區分開來。

（2）2005年小麥耕種面積為1.43萬hm2，2006年小麥耕種面積為1.63萬hm2，2007年小麥耕種面積為2.06萬hm2；2008年小麥耕種面積為2.07萬hm2。從整個張家港地區來看，估測小麥種植面積的精度為97.6%。

（3）遙測小麥平均單產2005年為4 612.5 kg?hm-2，2006年為5 407.5 kg?hm-2，2007為4 572 kg?hm-2，2008年為5 116.5 kg?hm-2，從整個張家港地區來看，遙感估測單產和地面調查單產差異小于10%，即估產精度大于90%；其中，2007與2008年小麥差異分別為-7.72%和5.19%；遙感估產小麥平均精度為93.55%。

（4）基于4年遙感數據所獲取的張家港市小麥總產量的變化情況建立模型，可以估測出張家港市城市化發展對當地小麥供需平衡的影響不大，小麥總產量仍然呈現上升趨勢，而耕作面積相對比較穩定。

本研究采用高分辨率影像遙感資料，結合GPS輔以土地利用圖對樣區進行準確定位，并進行估產研究，大大提高小麥生產力遙感估測的精度。總之，做好農作物遙感估產的研究，進一步提高估產精度，對張家港市農業部門制定生產管理決策和糧食的宏觀調控都具有重要意義。

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