高光譜遙感技術的應用范文

時間:2023-12-05 17:55:22

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高光譜遙感技術的應用

篇1

煤炭資源對于任何國家及其人民來說都是不可或缺的,離開了煤炭資源,國民經濟建設與人民的生活都進行不下去,而礦產勘查工作直接影響甚至是決定著煤炭的開采效率與安全性,煤炭開采企業的經濟效益與社會效益的獲取都直接受到礦產勘查工作的影響,畢竟能否在短時間內找到較多數量的礦井,直接決定著可開采的煤礦數量,與此同時,我國在煤炭開采過程中出現了大量的浪費。所以,必須投入較多的人力、物力以及財力創新勘查勘查技術和方法,以滿足國家的經濟建設需求和人民的日常生活需求。隨著科學技術的進步與發展,遙感和光譜地質技術逐漸在我國的找礦工作中得到了普遍的應用和推廣,其在提高煤礦開采效率、促進勘查勘查工作進行等方面發揮著不可替代的作用。筆者從事礦產勘查這方面的理論研究和親身實踐已經有數年的時間,經驗相對豐富,接下來就有針對性的對遙感和光譜地質進展及其對礦產勘查的實踐應用進行全面的分析與探討,希望為有關方提供綿薄之力。

1 遙感及光譜地質應用技術

遙感技術及很多優點于一身,憑借著自身的諸多優勢,其被應用到了很多的領域,煤礦的勘察領域就是十分鮮明的例子,而與此同時,數字圖像處理技術的進步與光譜數據的出現使得遙感技術在勘察勘察領域得到了更好的應用,使得礦產勘查水平實現了質的飛躍。接下來就對遙感及光譜地質應用技術進行探討和分析。

1.1 光譜微分析技術

此技術主要包括對反射光譜進行相關的數學模擬以及對于不同階段微分值的相關計算。通過這一技術可以提高對于光譜彎曲率及其最大、最小的反射率波長位置測定的準確率。通常情況下,可以通過使用一階微分法將一部分線性的或者一些接近線性的背景、或者噪聲光譜對于非線性的目標光譜等產生的影響。

1.2 混合光譜分解技術

這種數據的主要作用是對光譜數據做出分析,并確定同一個像元內的不同成分所占比例,或者是識別在已知的端元組分中分析其它的組分。對這一技術進行使用的時候,會在某種程度上受到圖像分辨率的制約,所以許多的混合性像元會出現在圖像之中。對于混合像元的分解技術則主要是提取像元之中不同地物類別豐度的一種方法。除此之外,光譜吸收指數還可以實現高光譜遙感圖像處理以及對于光譜吸收特征的有效識別,也能夠對混合光譜進行分解。

1.3 光譜特征的提取

光譜特征的提取主要是指依照相關的準則可以直接通過原始空間,選取其中的一個子集,也就是波段選擇。另外一類則是指在原始的特征空間以及新的特征空間中找到其相關的一種映射關系,在新的特征空間之中對子集進行相關的選擇。

2 遙感及光譜地質進展

就目前來說,高光譜遙感地質的應用領域仍然在不斷地擴大,而且其影響也是不斷深入的。特別是遙感技術的大幅度進步,使得遙感及光譜地質的進展速度特別快,筆者接下來就分析其進展:

2.1 精細識別高光譜數據礦物

光譜地質應用的關鍵點是對高光譜數據礦物成分的識別。開展礦物識別的時候,主要識別對象是礦物的種類、礦物的含量和礦物的成分。在以上三個領域中,最成功的應用是對于礦物種類的識別,其作為光譜遙感研究的重點和關鍵受到了人們的高度重視

2.2 遙感及光譜地質中環境分析

礦物填圖雖然是高光譜技術領域應用最為成功的領域,但是其還存在一個很關鍵和棘手的問題,即不能對其識別的予以有效的利用。通過使用熱紅外成像儀,可以將其對礦物的識別擴大到架狀以及島狀性質的硅酸鹽。

3 高光譜遙感地質存在的問題及解決策略

3.1 存在的問題

(1)對于礦山環境的遙感探測相當復雜與繁瑣,礦區土壤、植被與水分從污染中心向周遭大范圍的擴散。污染的分布是存在濃度梯度的,這就使得光譜特征也逐漸出現漸進的變異趨勢,最終使得識別信息的難度大大提升。

(2)開展礦產勘查工作的時候,遙感與光譜地質的應用仍然受到很多方面的影響和限制,其具體表現在以下幾個方面:

第一,數據的獲取不夠及時和精確特別是在軌的航天高光譜儀,在使用需要投入大量的成本,幅寬也是不夠寬的,具有不強的實用性;

第二,商業性標準數據產品的缺乏限制了高光譜遙感的推廣和具體應用;

第三,到目前為止,礦山環境污染典型地物光譜數據庫在我國仍然建立,不利于識別這些地區的污染物。

3.2 解決策略

(1)投入更多的人力、物力以及財力進行遙感與光譜地質方面科學研究與分析,重點研究多角度的高光譜遙感機理模型。多角度的高光譜遙感在應用的時候不需要很高的光譜反射率,但是在在精細反演礦山環境的時候,需要加強多角度與高光譜遙感機理模型的研究工作,以便更好地發揮其實際作用。

(2)國家以及政府要加大對高光譜遙感技術的支持和投入,對遙感光譜技術的應用領域與范圍進行大力的擴展。更好地發揮和實現光譜庫對于礦產勘查工作的促進作用。

4 遙感及光譜地質在礦產勘查的應用

4.1 成像光譜技術的應用

遙感技術的組成部分有很多,其中成像光譜技術是極為關鍵的一個,這種技術的建立基礎是近紅外光以及可見光。除此之外,這項技術集圖像以及光譜于一身,其分辨率極高。

成像光譜技術的最大經常用于礦物以及巖石等各種資源的勘,并且在這些領域的優勢要遠遠高于其他的領域。在這一技術的運用之下,可以實現對于各種礦物類別的識別。為了提高煤礦開采企業的找礦與礦產開采效率,許多企業都表示出了對成像光譜技術的歡迎與普遍青睞,遙感技術的作用得到了最大程度的發揮和實現。

4.2 蝕變礦物以及礦化帶的探測

(1)對于熱液蝕變礦物組合的探測以及成礦的分析。實際數據與研究表明。進行礦產勘探工作的時候如果能對HyMap 數據進行 良好的運用,即便是出露特別差的區域,主要原地存在留有風化的產物,就能夠實現礦產資源的勘探。除此之外,在分析相關生成礦物的基礎之上,還可以對礦床的相關類型進行分析。這一先進的技術在很大程度上方便了地質勘探工作的進行與開展,特別是那些露頭條件相當差的區域,就算某些地區被一些風化產物所覆蓋,也照樣能實現礦產資源的勘察。

(2)勘察和識別銅礦等種類的礦區。我們國家的航空物探遙感中心以前在對航天高光譜數據的利用之下勘查了相關的蝕變礦物,由此發現了基礎礦化異常以及很多比較小的蝕變分布區。不僅僅是我們國家,加拿大通過使用相關技術識別并研究了銅礦礦區,在對幾種變質礦物的分析比較的基礎上順利開展了礦區的潛力制圖。

篇2

摘要:對20世紀90年代后期國內外遙感應用技術的發展進行了分析,從水文地質調查及水資源評價、地下水資源管理、地下熱水勘查、大型工程選線選址、地質環境監測評價等方面介紹了遙感應用技術的新進展。

關鍵詞:遙感 環境 地質進展

20世紀末,隨著傳感器技術、圖像處理技術、計算機技術的發展,遙感技術在水文地質、工程地質、環境地質(水工環)領域的應用取得了,長足的發展,涌現出一批新的技術方法,使遙感技術在該領域的應用實現了定量評價,解譯成果發生了質的變化 突出表現在3s技術日臻成熟.數字高程模型(DEM)及有關概念模型、統計模型等應用得到深人,出現熱紅外圖像地面溫度反演方法和高光譜圖像的光譜分析技術以及遙感技術與物探技術聯合方法等。現就該領域國內外遙感應用技術在以下方面的新進展概述如下:

一、水文地質調繪及水資源評價

很多研究已表明了應用遙感圖像進行填圖及定性、定量評價的可能性 更近一段時期,人們開始利用各種模型及GIS技術來表征單元體的水文地質作用過程,以便進行水文地質填圖、尋找地下水源及地下水資源評價 這中間除了應用GIS及各種模型以外,還出現了遙感技術與物探技術緊密結合的新方法。

印度運用衛星圖像研究水地貌,用垂向電測深(VES)及地面地質研究巖層裂隙,指出了在印度普魯利亞地區4種不同找水前景的水地貌區。在羅斯托夫東部地區,應用空間圖像的地質、構造解譯結果,通過植被指示在解譯主題圖上繪制礦化度分級.導出該區地下淡水分布預測圖 譚克龍等人在內蒙古巴彥寶力格地區,運用地面波譜測試,確定TM4、3、2為最佳組臺波段的解譯主要成圖圖像,利用TM6熱紅外圖像提取地下水信息,用SPOT多光譜臺成圖像進行遙感水文地質調繪,通過專題圖像處理、景觀水文地質解譯對比及水文地質條件分析、調繪,采用大氣降水人滲模型和河水滲漏模型計算了地下水天然補給量,圈定出有供水前景的富水區2塊,遠景富水區1塊。最近,法國和比利時聯合在非州吉布提市用SPOT圖像輔助找水,初步確定該市南部最有找水前景后,快速評價該區可再生資源和定出井位,建立l0 m、20 112網距的數字高程模型DEM 模擬地表排泄網并確定:① 每個排泄流域和子流域;② 沿每一水道各點的水流量;③ 每個千谷平均河道面積。運用地質數據、含水層水文地質數據(固有流速)和降雨地表水文數據在G1S上進行整理,評價豐水期的滲入量,并根據裂隙的方向和性質組合,確定60個井位.為占布提市提供1200萬噸/年以上的水源地。

二、地下熱水勘查

用熱紅外遙感方法勘查地下熱水資源的效果良好。在飽水帶的壓力作用下,深部地下熱水上溢流人相對冷的山谷或河流中, 這種現象在大比例尺的熱紅外影像上可以識別。 山西喬玉良等人用TM6圖像,經HIS彩色變換處理,發現山西省忻州奇村和定襄縣上湯頭兩處溫泉,在處理后的圖像上.隨地溫升高,色調按綠、青、蘭、紫、紅變化。美國Raymond F.Kokaly等人運用AVIRIS (航空可見光/紅外成像光譜儀)高光譜圖像。對黃石國家公園的地熱系統和生態系統作了調查成圖。B.A.Martini等人則運用AVIRIS圖像,在地面渡譜測試的基礎上,分析了地熱系統的地植物特征,為其它地區地熱勘探得出寶貴經驗。

三、大型工程選線選址

大型工程需要解決較多的工程地質問題. 一般來說,遙感技術可以根據工程地質條件不同,針對性查明:① 巖土體特征 包括巖性、結構構造、巖相、厚度及變化規律、巖體T程地質特征及風化特征.并特別重視特殊土如軟弱粘性土、脹縮性土、濕陷l生土、凍土、易液化飽和砂土等的調查;② 外動力地質現象及災害地質現象的分布及穩定性評價.如崩塌、滑坡、泥石流、巖溶塌陷、采空區等;⑨ 斷層破碎帶的分布及活動斷層的活動性等巴西運用光譜反射率調查表層土體特征,通過實驗室光譜測定、光譜數據解譯及統計分析建立土體調查圖,結果好于1:10萬的半詳勘圖。美國R.Iuna等人研究了土體中水和有機物含量, 通過實驗室光譜測定建立光譜數據庫, 目的是供遙感圖像在大氣校正、監督分類等圖像處理時創建處理程序和用遙感數據預見地表場地條件,為工程項目選址所用。胡佩基等人應用航空攝影測量、航衛片解譯分析、GPS技術、DEM 研究了高原山區高等級公路的勘測設計利用衛星數據結臺野外研究,評價 印度喜瑪拉雅東部地區小水電集中建設、規劃區斜坡不穩定的地貌、構造因素。

四、地質環境監測評價

篇3

[關鍵詞]地質找礦 遙感技術 蝕變遙感異常

[中圖分類號] P237 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-9-127-2

礦產資源供需矛盾的升級,對地質找礦的質量和效率提出了更高的要求,而遙感技術的應用和推廣為其提供了便捷,并取得了一系列的可喜成績,不少礦產資源相繼被發現和開發,創造了良好的經濟效益和社會效益,而且隨著遙感技術的不斷創新和廣泛應用,必將會進一步提高地質找礦效率,從而發現更多的礦源以滿足社會需求。

1遙感技術概述

興起于20世紀60年代的遙感技術,是基于電磁波理論,借助相應的傳感儀器收集遠距離目標所反射或輻射的電磁波信息,經處理后成像,以此探測和識別地面各種景物的一項綜合技術,已被廣泛應用于地質、水文、海洋、測繪、農業、氣象等諸多領域。其中在地質找礦中發揮的效用尤為凸顯,如大興安嶺西坡18個含煤盆地、伊利盆地鈾礦床的擴大、塔里木盆地的石油天然氣的發現等都借助了遙感技術,其主要是利用遙感技術獲取客觀、全面的記錄了地表綜合景觀幾何特征的遙感影響,然后加以分析,得出地表景觀分布、形態以及物質結構和成分等信息,以此識別地物,為發現礦源提供有力依據和參考。

2遙感技術在地質找礦中的具體應用

遙感技術具有多波段、宏觀性、立體感強、信息量大、便于定位等顯著優勢,是地質找礦必不可少的技術手段,其具體應用主要體現為下述幾點:

2.1提取礦化蝕變信息

在地質找礦中,通常將圍巖蝕變視為重要的找礦標志之一,主要是因為其種類與礦床類型、圍巖成分有關,而且在空間分布上與金屬礦化常具規律可循,故在地質找礦中應首先了解圍巖蝕變類型與礦種的關系(如下圖所示)。

由于地物與物理化學特征與光譜特定密切相關,其物質結構和成分差異會在吸收和反射光子波長中顯現出來,因此可基于不同礦物的不同電磁輻射,借助波譜儀進行野外采樣用于測量光譜曲線,通過對比參考光譜識別礦物組合。考慮到傳感器在接收光譜特性時會受到大氣、白云、植被等干擾介質的影響,因此應對吸收谷所在的寬度、深度、波長位置、對稱性等加以處理,此時我們可以利用多光譜TM、ASTER、ETM+或者少量的微波遙感、高光譜等數據,以及分析主成分、比較波段、識別光譜角、分解混合象元、MPH等方法和技術提取礦蝕變異常信息,目前ETM+(TM)、基于ETM+數據的綜合遙感技術等在提取蝕變遙感信息中成效較為顯著,并形成了一套獨特且相對成熟的蝕變遙感異常提取技術,即以校正輻射、幾何、大氣,去除植被、云、水等干擾介質為基礎,以ETM+(TM)為主的信息提取技術,以PCA主分量為主,以波段比值為輔,結合分析光譜角的分析方法,分級、門限化處理信息,以此得到分級的蝕變遙感異常圖,為圍巖蝕變找礦提供了很大助益,如新疆哈圖的喀爾色巴依克斯套、托瑪爾勒的金礦蝕變帶的發現利用的是ETM+數據的綜合遙感技術,而新疆野馬井的5個成礦遠景區和多處金礦點、銅礦點的發現則利用了ETM+(TM)技術。

2.2識別地質巖石礦物

成礦的賦存條件多以特定的巖石組合和類型為物質基礎,可見對于成礦來說,巖石的作用不言而喻,而巖石、礦物自身的光譜特性也為利用遙感技術獲取遙感信息用于識別巖性提供了必要條件。通常用于識別巖性的方法主要為增強、變換、分析遙感圖像,借助圖像中顏色、色調、紋理等增強后的差異性,最大限度的區分巖相、劃分巖性組合或巖石類型,如巖漿巖、沉積巖、變質巖等。一般情況下,當波長處于8-14μm時為熱紅外域,反映的是巖石、礦物光譜中的發射特征,當其處于0.4-2.5μm時則為可見近-短波紅外域,反映的是巖石、礦物光譜中的反射特征。

遙感技術在識別巖石、礦物中的應用也較為常見,如二宮芳樹利用ASTER熱紅外遙感技術提取了帕米爾東北邊緣試驗區的硅酸鹽巖、碳酸鹽巖、硅質巖的巖性;而Crosta則以研究區域內的蝕變特征和地質情況為依據,基于USGS礦物光譜數據庫,創建了單礦物的識別標準,并利用AVIRIS獲取了遙感圖像,從而提取了明礬石、白云母、高嶺石等礦物。因以空間特征和地物光譜的差異性為基礎的高光譜成像遙感技術具有數據量大、分辨率高、波段超多等優勢,其窄波段可用于礦物吸收特征的區別,配以重建地物光譜、量化并提取光譜特征、定量分析混合象元等,可實現對礦物巖石的有效區分,因而在識別巖石礦物中得以廣泛應用,但應注意,該種技術適用于巖石、植被稀少的區域,這也從側面反映出遙感識別巖石礦物技術應該不斷改進和創新,以此也適用于植被土壤覆蓋率較高的區域。

2.3解譯地質構造信息

通常重要的礦產多分布于板塊交接處或近邊界區域,時間與地質構造事件密切相關,而且成礦帶的規模與地質構造變動基本一致,故可利用遙感技術獲取空間信息用于地質找礦。

在此可借助遙感技術獲取相應的影像,然后提取與研究范圍內成礦構造有關的線狀信息,與賦礦巖層、礦源層等有關的帶狀信息,與熱液活動、火山盆底等有關的環狀信息,與蝕變、礦化、接觸帶有關的色塊、色帶、色環等信息,若斷裂為控礦的主要構造,此時重點提取遙感影響中的斷裂信息意義重大,但在具體實踐中,遙感系統可能會因模糊作用導致所關注的紋理、線性行跡等難以識別,影響分析結果,以此可借助目視解譯、人機交互等處理遙感影響,如增強邊緣、分析比值、拉伸灰度、卷及運算等,以此突出地質構造信息,同時遙感技術也可基于地貌、地表巖性、植被和水系分布等特征提取褶皺等隱伏的地質構造信息。而針對礦床改造,可通過宏觀對比不同時期的遙感影響,結合研究成礦深度,判斷礦床的產出位置,以及對其剝蝕改造作用進行研究。如趙少杰應用ETM+遙感技術和數據,在桂東地區解譯了線性和環形構造,并結合幾何分形學對其地質構造進行了分析,最終發現了3個成礦遠景區。

此外,遙感技術在利用植被波普進行地質找礦中也有用武之地,在一定程度上解決了植被高覆蓋率區域地質找礦難的問題。因植物體內的重金屬含量對其生態、生理等會產生一定的影響,如此一來,其葉面光譜的波形和反射率會出現異常,從而在遙感影響中呈現不同的色彩、色度和灰度,然后利用遙感技術將其提取出來。

3遙感技術在地質找礦中的應用前景

一是基于高光譜綜合技術的高光譜數據因可同步獲取地物空間、光譜、輻射等信息,應用價值巨大,因而發展前景十分廣闊;二是微波遙感因具備波段范圍廣、穿透性強、可全天時、全天候獲取信息,利于提取地質構造信息,因此應用潛力很大,但應妥善處理消除斑噪、校正輻射、極化方式等關鍵技術;三是GIS、GPS、RS三大技術勢必會實現有效的融合,以此為提高遙感數據的解譯速度和程度提供重要保障;四是用于融合基于多光譜、微波、高光譜等遙感數據的技術會應運而生,如融合雷達圖像和光學圖像,既利于圖像分辨率和紋理識別能力的提高,也利于礦物類型的識別;五是用于接收圖像、處理和提取信息的技術會更加完善,以此便于接收更為細小、微弱的地質信息,解決圖像失真問題,提高不同格式圖像的兼容性和海量數據處理速度等。

4結束語

綜上所述,遙感技術為地質找礦工作注入了新的活力,也為其提供了必要的技術支持,對于提高地質找礦效率、擴充礦產儲量意義重大,而且隨著社會對礦產資源的不斷需求,以及先進理論和科學技術的不斷發展,遙感技術必將會為地質找礦提供更優質的服務,從而促進經濟可持續發展。

參考文獻

[1]張磊,秦國良.淺析遙感技術在地質找礦中的應用及發展前景[J].民營科技,2013(20).

[2]何建明.芻議遙感技術在地質找礦中的應用[J].中國新技術新產品,2010(12).

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關鍵詞:遙感信息,水工環,應用

中圖分類號: TV 文獻標識碼: A

前言

在水工環中應用遙感信息技術,可以提高監測力度,保證調查結果的準確性,促進地質監測工作的發展。采用遙感信息技術,可以有效的實現一步測量,減少測量環節,縮短工期,促進后續工程的盡快完成,提高工程建設的發展水平。

1 主要遙感信息源及其發展

通過上述,了解到遙感技術的工作機理,由于勘測人員所勘測的位置都有所不同,我們必須要將傳感器進行分類,這樣才能夠獲得更加準確可靠的信息。按照傳感器反應成像的類型我們可以將其分為可見光攝影和紅外攝影、多光譜掃描、成像光譜圖像等。自進入 21世紀以來,遙感技術發展越來越迅猛,傳感器技術也不斷發展起來,其主要體現在以下幾個方面:(1)成像分辨率越來越高,根據分析與研究,衛星圖像的分辨率也越來越高;(2)隨著科技水平的不斷提高,傳感器技術已具有立體觀察功能;(3)由于勘測的需要,傳感器的波段也在逐漸增加,并在勘測過程中,已經投入高光譜成像儀器使用。所謂高光譜成像光譜儀也就是將成像技術與光譜技術結合在一起,然后在探測物體空間特征的基礎上對各個影像色散,然后形成很多個波段帶寬為 10 納米左右的連續光譜覆蓋,其又可稱為超光譜成像儀。以前的多光譜成像儀在成像的過程中只有幾個波段,而現在,其波段數不斷增加,連續性也不斷增強,這就促使圖像的分辨率越來越高,這對光譜分析技術的運用起到了推動作用。

2 水工環領域遙感應用技術的發展現狀

由于遙感技術是通過先進的傳感器技術、計算機技術以及圖像處理技術而逐漸發展的,所以隨著社會的發展以及技術水平的不斷提高,該技術也越來越成熟,并且在水工環領域中已取得了非常不錯的成績。目前,遙感水文地質已經成為了一門獨立的學科。以前的遙感水文地質學主要是對水文地質進行測繪,然后再由測繪人員標志出物體的空間特征;而現在測繪人員則是采用熱紅外影像和多光譜來探測地下水系統,此時測繪人員則是重點不僅是對物體的空間特征進行標志,還對植被的污染情況、區域測繪的參數進行分析與探測。從廣義的角度來講,遙感技術已經在水工環領域中取得了非常不錯的成績,我們將其發展現狀進行分析,其主要表現在以下幾個方面:

2.1 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。

2.2 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。

2.3 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。

2.4 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。

2.5 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可以對地面控制點精確定位,提高遙感數據空間精度。

2.6 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。

2.7 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。

3 遙感信息技術在水工環領域中的應用

3.1遙感信息技術在水文地質中的應用

在對于水文地質的測繪工作中,應用遙感信息技術大大的提高了定量與定性評價工作的可行性。采用光譜合成的方式,對水文地質進行測繪工作,通過專業的圖像處理,可以更好的對水文地質條件進行分析,并進行測繪與模型建立。在特殊地區進行測量時,通過遙感技術可以對水質與植被進行分析,并推算出當地的水質情況。并且,遙感信息技術的采用也可以有效的對地下水系統進行分析,完成對潛在污染的評價工作。另外,紅外熱感可以良好的對地下熱水進行勘察。在觀測中,通過紅外成像,可以對地表溫度進行分析,同時通過精確的計算,分析測量地區的地下熱水情況。

3.2遙感信息技術在工程地質中的應用

現階段,在大型工程的選址中,應用遙感信息技術可以有效的提高地質評價工作的質量,對于工程地區的地質情況進行有效的分析,是工程建設規劃階段中的重要內容。采用遙感技術可以獲得直觀的圖像,并且利用衛星影像傳輸,提高了觀測質量。通過采用衛星傳輸的數據,對地表的光譜數據進行處理與計算,可以為工程選址提供客觀有效的依據。在大型工程的選線中,應用遙感信息技術與計算技術,可以對地表圖像進行快速的評價,對于地表的地貌、地質特點進行合理的分析,提高工程選線工作的正確性與合理性。另外,采用遙感信息技術可以對工程選址地區的地質災害情況進行分析,并采用數字化的數據處理方式,建立數學模型,對工程地區實現了定量的災害預估,并結合合理的風險評價,為工程的安全進行提供了強有力的保證。

3.3遙感信息技術在環境地質中的應用

在對于環境地質工作的研究上,應用遙感信息技術,可以更好的保證環境監測的效果。通過遙感信息技術,可以更好的了解水資源污染的情況,對污染情況不同的地區可以輸出不同的測量結果。利用熱感圖像,可以很好的對工業廢水進行確定,有效的對污染范圍進行劃分,確定污染水源的分布情況。近年來,我國對于環境監測中遙感信息技術的應用也在不斷的發展中,通過遙感信息技術對地質變化情況、重大經濟活動對環境的影響、水土流失等現象實現了高效并誰確的監測。

結束語

通過上述,我們了解到了遙感技術的發展以及應用范圍,重點闡述了遙感技術在水工環領域中的應用。隨著科技水平的不斷發展,遙感技術也隨之不斷的發展起來,不管是從圖像的分辨率還是從圖幅角度上看,其發展都是非常迅猛的。相信未來遙感技術會運用在各個領域當中,促進社會的發展.

參考文獻

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【關鍵詞】林業;遙感;森林資源

0 引言

遙感(Remote Sensing,RS)是20世紀60年展起來的一門集地學、生物學、航空航天、電磁波傳輸和圖像處理等多學科交叉融合的新興學科。遙感技術具有周期性觀測和大面積覆蓋獲取地面信息的特點,可以提供一種實時、動態、綜合性強的環境資源信息。遙感技術在林業中的應用被稱為林業遙感技術,是指通過衛星和飛機對林業資源進行實時動態地監測,形成各種數據和信息,并通過綜合分析處理為林業決策和發展提供服務。我國應用林業遙感技術已有二十多年的歷史,取得了可喜的成績,充分展現了遙感技術在林業中的巨大生命力[1]。

1 遙感技術在林業中的應用現狀

遙感技術在林業中的應用非常廣泛,主要包括以下幾個方面:森林資源遙感調查、森林火災遙感監測、森林病蟲災害遙感監測及林業資源遙感動態監測等。遙感技術在空間分辨率和光譜分辨率方面的提高,以及雷達遙感、航空遙感和無人遙感飛機的發展,為林業遙感提供了豐富的信息源,拓寬了林業遙感應用的深度和廣度,給森林資源清查和監測工作帶來了新的契機,為“數字林業”的順利推廣提供了強大的信息保證[2]。

1.1 林業遙感數據源

1.1.1 高空間分辨率遙感數據

林業遙感應用的主要數據源是光學遙感數據,如TM和SPOT等。TM數據具有較高的空間分辨率和光譜分辨率,且數據量大、信息豐富、成本較低,一直是林業遙感的主要信息源,但其30m的空間分辨率的應用精度并不令人滿意。進行宏觀森林資源監測時通常采用NOAA等中低分辨率數據,因為它們經濟、實惠、待處理的信息量少,而且來源有保證,但隨之而來的問題是在使用這種信息源時如何保持其精度。高分辨率衛星數據的出現,給林業遙感監測帶來了希望,目前多用以IKONOS為代表的高分辨率的衛星影像展開對監測森林資源、工程造林質量、退耕還林效益等方面的研究。

1.1.2 高光譜遙感數據

高光譜遙感能夠探測到具有細微光譜差異的各種物體,大大地改善了對植被的識別和分類精度。利用高光譜數據實行的混合光譜分解方法可以將森林郁閉度這個最終光譜單元信息提取出來,合理而真實地反映其在空間上的分布[3],對于掌握森林結構與森林環境、加強森林生態系統管理具有重要意義。此外,高光譜遙感數據憑借大量的光譜信息,在森林分類與調查、森林資源變化信息提取、森林火災監測、森林病蟲害評估等方面起到了舉足輕重的作用,為實時而科學的森林經營管理增添了一種新技術手段。

1.1.3 雷達遙感數據

一般情況下,地球有60%~70%被云層覆蓋,可見光、紅外技術在這種天氣下難以獲得有效數據,不能及時為林業行業提供數據支持。而合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar, SAR)具有全天時、全天候以及能夠穿透掩蓋物、較好反映地表結構信息的能力,為林業遙感提供了新的數據源,有效解決了上述問題。SAR遙感通過獲取各種森林生物物理參數,被廣泛用于識別森林類型、森林密度、年齡和監測森林生長、再生狀況、森林砍伐、森林災害以及估算森林的生物量、蓄積量,特別是對熱帶雨林砍伐監測,雷達幾乎是唯一可以依賴的信息源[4],這些信息有效提高了人們對森林資源的認識。

1.2 應用現狀

1.2.1 森林資源遙感調查

森林資源遙感調查主要是通過野外調查和衛星圖像的對照判讀,進行森林類型判別,并用遙感數據與地面各種因子建立模型的定量表達,估計森林蓄積量和森林面積,利用多時相遙感影像監測森林覆蓋率等。早在1954年,我國就創建了“森林航空測量調查大隊”,首次建立了森林航空攝影、森林航空調查和地面綜合調查相結合的森林調查技術體系[5]。

然而,過去我國森林資源規劃設計調查主要是以航空照片和地形圖為參考,制作外業調查手圖,通過現場勾繪等手段完成林相圖區劃。這種傳統的調查方式存在調查間隔期過長、調查人員投入多、勞動強度大、一次性經濟投入大、出錯機率大等問題,難以滿足新時期的調查需求。自2003年起,高空間分辨率衛星影像寫進森林資源規劃設計調查規程,我國很多省區相繼應用SPOT5數據進行了森林資源規劃設計調查試點[6],有效推動了林業資源調查數字化進程,促進了高空間分辨率衛星遙感技術的研發,相關研究內容主要包括蓄積量估測、樹冠信息的提取方法、SPOT5影像用于小班區劃的方法,并研發了基于高分辨遙感數據的小班區化系統[7]。高光譜遙感數據應用方面,主要開展了星載高光譜遙感數據的預處理、基于統計模型的森林郁閉度和葉面積指數估測、森林類型遙感識別方法、森林葉綠素含量的幾何光學模型反演和機載高光譜數據的優勢樹種識別技術[8]等方面的研究。

1.2.2 森林火災遙感監測

森林火災是自然災害中最為嚴重的一種,森林一旦發生火災,不僅會使辛苦幾十年培育的林木頃刻間化為灰燼,而且會對生態環境帶來嚴重的負面影響。如果能及時監測、預報森林火災,其帶來的損失就會大大減小。早在20世紀50年代,我國林業行業就開展了利用航空遙感技術進行森林火災監測的技術方法研究。到70年代末80年代初,美國的Landsat TM、NOAA等衛星數據逐步被我國相關專家學者應用于森林火災監測的研究中,并在1987年大興安嶺特大森林火災監測中發揮了非常重要的作用。

隨著衛星遙感技術的深入發展與應用,我國科研人員不斷地探討利用遙感技術進行森林防火應用的研究,并取得了許多重要成果。尤其是“十五”以來,面對國內外不斷面世的新型衛星遙感數據,我國學者解決了利用這些新型數據進行森林火災預警監測的應用技術,如針對新出現的Terra/Aqua MODIS、ENVISAT-AATSR、ENVISAT-MERIS等衛星數據森林火災預警監測應用技術需求,有效解決了森林火災預警監測模型中可燃物類型的分類方法、植被因子的估測、小火點自動識別等方面的應用技術[9];利用MODIS數據進行了森林火災預警的應用方法;針對新型衛星數據林火信息快速提取的技術需求,建立完善了利用高性能平臺森林火災信息提取的技術系統。通過近20多年的技術突破,我國逐步研究形成了基于衛星遙感數據的森林火災監測應用方法與技術系統,初步建立了基于航天、航空、望臺(塔)以及與地面巡護相結合的森林火災監測體系[10];同時,還將海事衛星技術等應用于我國森林火災的預防、監測及撲救工作中。我國國家森林防火指揮部衛星森林火災監測系統從1995年應用至今,從以前單一的NOAA-AVHRR資料到后來綜合應用NOAA、FY、MODIS等資料,逐步發展成為國家森林防火指揮部和各省市林業部門防火辦森林火災宏觀監測的主要手段,并為撲救指揮提供了可靠的數據保障和技術支撐。

1.2.3 森林病蟲災害遙感監測

植物受到病蟲害侵襲,會導致植物在各個波段上的波譜值發生變化。如植物在受到病蟲災害、人眼還不能感覺到時,其紅外波段的光譜值就已發生了較大的變化。從遙感數據中提取這些變化的信息,分析病蟲害的源地、災情分布、和發展狀況,可以為防治森林病蟲害提供有效幫助。早在1978年,騰沖遙感綜合試驗就已開啟了我國遙感技術監測森林病蟲災害的序幕。隨著航天遙感技術的發展,“七五”末期、“八五”初期,我國科研人員以松毛蟲等食葉害蟲災害為例,廣泛開展了針對針葉損失率、松針生物量和災害程度等遙感監測方法的研究,充分證明當森林植物遭受病蟲災害的侵襲時,其葉綠素、水分等便會急劇下降,葉黃素、葉紅素等會提高,必然導致其反射率發生顯著變化,此項研究結果為林業遙感病蟲災害監測提供了重要的科學依據。此外還發展了基于多種植被指數的病蟲災害信息提取技術[11]。

“八五”后期和“九五”期間,在國家眾多科技項目的支持下,我國科研人員全面地開展了森林病蟲災害遙感監測預警技術的研究,建立了基于單時相和多時相衛星遙感數據的災害信息提取技術路線,引進吸收了航空錄像和航空電子勾繪等遙感監測技術方法,初步探索了天、空、地相結合的森林病蟲災害監測體系。并基于林業業務主管部門的預報、監測、災害損失評估和決策支持需求,提出了森林病蟲災害的遙感、地理信息系統和全球定位系統技術集成應用模式[12]。最近十幾年來,著重開展了基于遙感技術的森林病蟲災害監測專業應用系統的研發,并進行了生產性示范,以完善相關應用系統的可操作性和實用性,同時也展示了其指導森林病蟲災害調查情況的應用潛力[13]。

1.2.4 林業生態工程遙感監測評價

林業生態工程遙感監測評價技術就是利用遙感技術,在統一規劃和設計的技術平臺上,進行應用系統集成,為實現林業生態工程建設的信息資源共享和技術共享提供技術支持。早在1979年,國家就決定在我國西北、華北北部和東北西部風沙危害、水土流失嚴重的地區,建設大型防護林工程,即“三北”防護林工程。在“七五”期間,實施了重大遙感綜合應用項目――“三北”防護林遙感綜合調查研究。該項目主要采用了航天遙感技術對“三北”防護林地區的森林類型、面積、具體分布、保存率、草場的數量質量和分布、土地資源類型分布及數量和應用現狀進行了綜合調查,并建立了基于防護林生態效益的動態監測系統,對不同類型區的造林適宜性做出了分析評價以及對防護林的防護效益進行了評估,為“三北”地區的森林綜合治理提供了可靠的數據分析資料[14]。2000年以來,國家先后啟動了天然林資源保護、退耕還林工程等六大生態建設和造林工程。2004年開始的“國家林業生態工程重點區遙感監測評價項目”,利用了2003年至2011年期間的MODIS、Landsat-TM、SPOT5、QuickBird等多源衛星遙感數據,共對4個天然林資源保護工程監測區和8個退耕還林工程監測區進行了多期動態監測與評價。“十一五”期間,我國科研人員開展了天然林保護工程、重點防護林工程和京津風沙源治理工程的遙感監測技術研究,開發了“國家重點林業生態工程監測與管理系統”[15],廣泛地為林業生態工程管理提供技術支撐與服務,有效推動了林業生態工程遙感監測評價的發展。

3 展望

我國林業遙感技術的發展已有二十多年的歷史,不僅做了大量的研究和實驗工作、積累了豐富的資料和經驗,還培養了一大批優秀的科研與應用工作者。但是,伴隨新時期國家對林業的要求和林業自身的發展,目前的林業遙感技術仍然不能全面滿足實際需要,因此,應進一步加強林業遙感技術與應用系統建設,逐步形成天、空、地一體化的林業遙感應用體系[16]。

3.1 建設林業遙感應用綜合服務平臺

目前國內除森林火災監測系統應用低分辨率的遙感衛星進行業務運行以外,還沒有應用中高分辨率的衛星建立起業務化的運行體系。為實現遙感技術在各類林業調查與監測業務中的廣泛應用,形成業務化運行的能力,還需要開展一項重要的基礎性、支撐性的設施建設工作,即林業遙感應用綜合服務平臺的建設。該平臺應該建立面向林業遙感技術應用的集成環境,整合林業行業中與遙感技術應用密切相關的各類存儲資源、數據資源、計算資源、軟件資源和專家資源,逐步形成面向林業行業提供遙感數據的共享服務機制,并支撐林業遙感應用業務系統開發與運行服務的基礎平臺。該平臺應具有能夠支撐海量遙感數據存儲、查詢功能,具有基于網格的遙感數據應用處理和產品加工功能,以及對數據和產品的多層級分發與共享等強大功能。該平臺的建設將大力促進森林資源調查、森林火災、森林病蟲災害及林業生態建設工程的監測等林業遙感應用業務化運行系統的建立。

3.2 加快遙感與GIS、GPS的結合

遙感技術具有強大的數據獲取能力,卻在處理和分析這些數據時存在缺陷,地理信息系統(Geographic Information System,GIS)具有較為完善地空間數據綜合分析處理平臺,有效地解決了這一難題。概括起來,GIS在林業領域的應用研究內容主要有:森林資源信息管理、森林經營優化決策、森林分類經營區劃、森林抽樣設計、林業專題制圖、林業采伐設計、營造林規劃設計、森林資源管理網絡等,極大地豐富了遙感數據的分析處理方法。同時全球定位系統(Global Positioning System, GPS)能夠迅速準確地定位與導航,可以確定林業邊界、地塊、形狀、海拔高度等,對實現“數字林業”具有重要意義[17]。因此,要加強遙感與GIS和GPS的結合,逐步形成以林業遙感為基礎,以GPS為輔助手段,以GIS為綜合處理方法的全方位林業服務體系,最終實現林業資源調查、規劃、經營管理的數字化。

3.3 重視林業遙感教育和培訓工作

任何一門學科的發展都離不開教育與培訓工作。林業遙感作為一門高新技術,其發展一日千里,教育工作尤顯重要。大學作為林業遙感教育和培訓的主力軍,不僅要開設全方位的林業遙感專業課程,而且要分層次,針對研究生、本科生和專科生開展不同的教學工作,為林業遙感培養大量的專業型人才和應用型人才。此外,還要充分發揮林業研究機構的作用,將科研成果及時有效地用于實踐中。并加大對林業行業機構工作者的培訓力度,全面提升我國林業工作者的專業技術水平。

4 結語

當前我國林業遙感的主要任務是以遙感技術為中心,提供信息獲取與信息服務的手段,為林業建設決策提供監測與效益評價信息。林業行業應在國家林業資源與生態建設綜合監測體系建設的基礎上,大力推動林業遙感衛星、航空遙感平臺、林業遙感信息產品標定等支撐平臺的建設,不斷完善林業遙感應用綜合服務平臺。同時應加快遙感與GIS、GPS的結合、重視林業遙感教育和培訓工作,形成天、空、地一體化的綜合監測模式,建立起林業遙感綜合監測評價的業務運行體系,促進我國森林資源、森林火災、森林病蟲災害和林業生態建設工程遙感監測與評價的業務化運行,為我國森林資源的管理和保護、林業生態建設的管理和決策等提供強有力的支撐。

【參考文獻】

[1]王大勇,劉紅潤.淺談遙感在我國林業中的應用[J].林業科技情報,2010,42(3):31-33.

[2]史良樹.遙感技術現狀及其在林業中的應用[J].林業資源管理,2004,4(2):50-52,63.

[3]譚炳香.高光譜遙感森林應用研究探討[J].世界林業研究,2003,16(2):33-38.

[4]魏鐘銓.合成孔徑雷達衛星[M].北京:科學出版社,2001.

[5]林輝,童顯德,黃忠義.遙感技術在我國林業中的應用與展望[J].遙感信息,2002(1):39-43.

[6]張煜星,等.基于SPOT數據的森林林相圖更新技術研究[M].北京:中國林業出版社,2007.

[7]吳春爭,馮益明,舒清態,等.基于高空間分辨率影像的林業小班遙感區劃系統設計與實現[J].浙江農林大學學報,2011,28(1):40-45.

[8]曾慶偉,武紅敢.基于高光譜遙感技術的森林樹種識別研究進展[J].林業資源管理,2009(5):109-114.

[9]覃先林. 遙感與地理信息系統技術相結合的林火預警方法的研究[D].中國林業科學研究院,2005.

[10]吳雪瓊,覃先林,李程,等.我國林火監測體系現狀分析[J].內蒙古林業調查設計,2010,33(3):69-72.

[11]武紅敢.衛星遙感技術在森林病蟲害監測中的應用[J].世界林業研究,1995,(2): 24-29.

[12]郭志華,肖文發,張真,等.RS在森林病蟲害監測研究中的應用[J].自然災害學報,2003,12(4):73-81.

[13]亓興蘭,劉健,陳國榮,等.應用MODIS遙感數據監測馬尾松毛蟲害研究[J].西南林學院學報,2010,30 (1): 42-46.

[14]“三北”防護林遙感綜合調查課題組.“三北”防護林遙感綜合調查技術規程[M].北京:中國林業出版社,1988.

[15]陳永富,劉華,孟獻策.國家重點林業生態工程監測與管理系統[M].北京:中國林業出版社,2011.

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關鍵詞:精細農業;遙感技術;應用;問題;解決途徑

收稿日期:2011-06-04

作者簡介:張旭(1990―),男,內蒙古人,中國地質大學(北京)地質學專業大學生。

中圖分類號:TP79文獻標識碼:A文章編號:1674-9944(2011)07-0211-03

1引言

精細農業也被稱為因地制宜農業、處方農業。它可以在遙感、地理信息系統和全球定位系統技術支持下,進行抽樣調查,獲取作物生長的各種影響因素信息(如土壤結構、含水量、地形、病蟲害等)。通過進行農田小區作物產量對比,分析影響小區產量差異的原因,獲取農業生產中存在的空間和時間差異性,可以根據每個地塊的農業資源特點,按需實施微觀調控,以充分利用現代化和機械化,精耕細作,獲取高的經濟效益。

遙感技術是指運用現代光學、電子學探測儀器,不與目標物相接觸,從遠距離把目標物的電磁波特性記錄下來,通過分析、解譯揭示出目標物本身的特征、性質及其變化規律的綜合性探測技術。其基本原理就是不同物體的電磁波特性是不同的(黃惠珍,2010),通過探測地表物體對電磁波的反射和其發射的電磁波,從而提取這些物體的信息,完成對遠距離物體的識別。

2遙感技術應用于精細農業的必要性

隨著科學技術的發展,傳統農業因耗能高、產量低,正逐步被新型農業所代替,而精細農業,適應了現代農業產量高、投入少、節約資源、保護環境的要求(姚建松,2009),它的出現,是傳統農業向新型農業轉型的必然結果,具有歷史必然性。

遙感技術是精細農業獲得田間數據的核心來源。沒有遙感技術的服務,就沒有精細農業的發展。由于不同含水量的土壤具有不同的地表溫度(谷紀良,2010),不同生長期和不同生長情況的農作物具有不同的波譜發射特征。因此,通過對作物本身及其生長環境的波譜特性研究,可定量測定作物的生長狀況和空間變異信息(李新磊等,2010),了解生態環境變化,為及時作出合理化的調整提供最權威的數據資料。因此,精細農業要發展,必然需要遙感技術的應用。

3遙感技術在精細農業中的應用

遙感技術可以客觀、準確、及時地提供作物生態環境和作物生長的各種信息。這是精細農業獲得田間數據的重要來源。因些,遙感可以在很多方面為精細農業服務。

3.1作物養分診斷與監測研究

作物養分主要包括氮、磷、鉀等元素,如果缺乏會導致作物光合作用能力和產量降低。近20年來,利用遙感進行作物養分(尤其是氮)實時監測和快速診斷一直是農業應用研究的熱點,其中,高光譜遙感可很好的對作物養分進行診斷和監測(姚云軍等,2008)。基本原理就是利用作物氮、磷、鉀等含量的變化會引起作物葉片生理和形態結構變化,造成作物光譜反射特性變化的特性。作物養分高光譜診斷與監測方法主要包括多元統計回歸方法診斷作物養分含量,基于特定吸收波段內波譜特征參數的作物養分診斷。

3.2農作物播種面積遙感監測與估算

搭載遙感器的衛星或飛機通過田地時,可以監測并記錄下農作物覆蓋面積數據,通過這些數據可以對農作物分類,在此基礎上可以估算出每種作物的播種面積。目前商業銷售的遙感圖像已經達到1m空間分辨率,在這種高分辨率圖像中可以進行精確的農作物播種面積估算。

3.3遙感監測農作物長勢與產量估算

作物長勢是作物生長發育狀況評價的綜合參數,長勢監測是對作物苗情、生長狀況與變化的宏觀監測。構建時空信息輔助下的遙感信息技術與作物生理特性及作物長勢之間的關系模型便于作物長勢監測。利用遙感技術在作物生長不同階段進行觀測,獲得不同時間序列的圖像,農田管理者可以通過遙感提供的信息,及時發現作物生長中出現的問題,采取針對措施進行田間管理(如施肥、噴施農藥等)。管理者可以根據不同時間序列的遙感圖像,了解不同生長階段中作物的長勢,提前預測作物產量。自20世紀80年代初開始,中國有關研究部門與高校合作,利用陸地衛星和氣象衛星進行大面積作物長勢和產量監測的研究與試驗。這為我國作物產量的提前預報奠定了科學基礎。

3.4作物生態環境監測

利用遙感技術可以對土壤侵蝕、土地鹽堿化面積、主要分布區域與土地鹽堿化變化趨勢進行監測,也可對土壤水和其它作物生態環境進行監測,這些信息有助于田間管理者采取相應措施,合理調配,及時改善作物生態環境,使作物更好地成長。

3.5災害損失評估

氣候異常對作物生長具有一定影響,利用遙感技術可以監測與定量評估作物受災程度,作物受旱澇災害影響的面積,對作物損失進行評估,然后針對具體受災情況,進行補種、澆水、施肥或排水等抗災措施,減少損失。

4遙感技術在精細農業發展中面臨的問題與解決途徑

4.1遙感數據庫不足

遙感技術在應用于精細農業中,因作物的生態物理參數(如含水量、葉綠素含量、葉面積指數等)各異,生長環境復雜,生長過程中隨時間的推移作物與土壤的各種物理化學條件都會變化,這就需要建立大量的數據庫,給遙感農業帶來了不便。而現有精細農業中的遙感數據庫還處于發展階段,數據量不足,有待進一步完善。

4.2解譯水平有待進一步提高

遙感技術在精細農業中的應用尚且處于探索階段,許多解譯方法尚不成熟,如多種田間組分(作物、土壤等)混合光譜的研究等。而現代遙感技術單一解譯技術已趨于成熟,但混合光譜的研究才剛剛起步,還需要加強解譯水平,完善解譯體系。

4.3建立標形植被光譜數據庫

深入開展農業應用中標準地物光譜特征研究,總結標準地物在不同條件下光譜變異規律,完善和擴充農業光譜數據庫,在應用研究時將目標物與標形地物的波譜特征進行對比,觀察波譜圖像,總結波譜特征規律,進一步確定目標物的現實特征,進而實施相應手段,提高作物產量。

4.4建立健全解譯體系

加大遙感解譯的投入力度,建立健全常用地物的解譯體系,特別是完善農業遙感中的解譯系統,將傳統解譯與現代信息技術相結合,結合地理信息系統,定位導航系統的發展,將不同地區不同地物的波譜特征納入解譯體系,提高解譯水平。

建立標形地物波譜數據庫,加強農田水分條件、肥力條件、病蟲害等因子在遙感圖像中的解譯標志,實現農作物征兆信息的智能化提取,上述關鍵技術的突破,將有助于闡明作物生長環境和收獲產量實際分布的相關機理,有助于遙感動態監測定量化,建立作物長勢與產量預報定量模型,這對于提高農業田間科學管理(灌溉、施肥或噴灑農藥)具有重要意義。

5結語

遙感技術的研究與發展,是促進精細農業發展的重要一步,隨著更高分辨率遙感技術的發展,遙感技術在精細農業中的應用必將更進一步。未來精細農業中遙感的定位,將從定性監測逐步轉向定量監測,定量遙感將在精細農業中發揮更加重要的作用。因此,加強定量遙感的研究力度,完善定量遙感體系,建立定量遙感農業模型,將為農業遙感發展帶來新的活力,必將促進精細農業的蓬勃發展。

參考文獻:

[1] 黃惠珍.遙感技術在我國農業生產中的應用[J].科技信息,2010(24):46.

[2] 姚建松.我國精細農業發展前景探討與研究[J].中國農機化,2009(3):26~28.

[3] 谷紀良.淺談我國精細農業的應用情況和技術構成[J].消費導刊,2010(8):224.

[4] 李新磊,蘇俊.試述現代精細農業的技術構成及其應用[J].中小企業管理與科技,2010(6):79~81.

[5] 姚云軍,秦其明,張自力,等.高光譜技術在農業遙感中的應用研究進展[J].農業工程學報,2008,24(7):301~306.

[6] 任麗萍,杜波.精細農業-現代化農業的發展方向[J].黑龍江科技信息,2009(21):145.

[7] 王建強,王麗梅.3S 技術在精細農業發展中的綜合應用探討[J].水利科技與經濟,2008,14(3):235~236,244.

[8] 楊淑芳.遙感技術在農業上的應用與展望[J].農業科技展望,2008(7):39~42.

篇7

關鍵詞 地質礦產勘測;高科技技術;應用研究

中圖分類號P5 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2014)114-0126-02

地質礦產勘測技術發展至今,已經有非常久的歷史了,勘測技術也可以說是各式各樣,伴隨著我國經濟的迅猛發展,工業領域對礦產資源的需求量越來越大,而我們要更加注重的就是要把傳統的勘測技術與現代的先進的新型勘測技術相結合,以提高礦產的勘測工作效率,進而促進我國經濟的發展。

1 中國地質礦產勘測的現狀

我國是一個地大物博的國家,總的礦產儲備量居全世界前幾位,其中有些礦產的儲備量更是居世界第一位,可是我國的人口基數大,人均礦產資源的占有率低于世界平均水平,并且礦產的使用率不高,造成了資源的浪費,這也就加劇了我國對于礦產的迫切需求。自建國以后,我國的礦產勘測技術突飛猛進,為我國的經濟建設做出了卓越的貢獻。不過,我們應該清醒的認識到,雖然我國的礦產儲備量很高,但是還有個別種類的礦產資源滿足不了我國的經濟建設需求,仍需要從外國進口,這就要求我們要不斷的改進勘測技術,使用高科技技術,找到更多的礦產資源。

2 新形勢下高科技在地質礦產勘測中的應用

2.1 GPS在地質礦產勘測中的應用

2.1.1 GPS含義和原理

全球定位系統(英語:Global Positioning System)通稱GPS,它是一個中距離的原型軌道衛星導航系統,可以為地球表面的絕大部分地區提供準確的定位、測速和高精度的時間標準。該系統包括太空中的24顆GPS衛星;地面上1個主控站、3個數據注入站和5個監測站及作為用戶端的GPS接收機。它需要各個部分的協調工作,才能確保定位的準確從而獲得比較精確地數據。

GPS的工作原理,是對衛星所發出的信號進行處理和匯總,將匯總的數據和信息進行整合,最后對正確的空間位置進行定位。DPS技術應用于全球各個領域,尤其對于地質的勘測有極大的幫助,它具有一定的定位功能,發出的信號和提供的數據具有實時性。GPS對于外界的干擾具有很好的抵制作用,抗干擾能力強,而且對于數據具有保密的功能。GPS主要由九個部分組成,分別是五個監控站、三個注入站和一個主控站。主控站主要是對衛星發出的信號和數據進行分析和整合,然后傳輸到注入站,注入站再將這些信息和數據輸送到存儲器中,然后GPS將定位的結果呈現出來。

2.2 GPS在地質礦產勘測工作中的具體應用步驟

2.2.1 GPS進行野外采集的準備工作

首先將GPS進行初始化,使GPS不留原始的數據,這樣才能更準確地定位。在初始化完成后,相關的工作人員要建立橫向和縱向的測量系統,在用GPS進行定位時,最好使用兩臺或兩臺以上的GPS,以其中的一臺作為基準,另外兩臺作為數據的參考,找出這三臺GPS在定位中存在的誤差,最后綜合這三臺GPS的定位狀況,做出合理分析,得出最終的結論。需要注意的是,在進行野外定位之前,需要對每一臺GPS進行初始化設定,從而使三臺GPS達到同步的標準。

2.2.2 對GPS野外站點進行位置的選擇

通常進行地質勘測的地區都位于山區,山區的樹木茂盛,通視條件一般都比較差,于是,在進行野外站點的選擇時,要根據當地的實際狀況,盡量選擇通視條件較好,視野相對開闊的地方,這樣有利于衛星對當地數據的收集,提高GPS定位的精確度。

2.2.3 GPS野外站點的數據采集工作

GPS在進行數據采集的時候,數據的精確度受到衛星的高度、當地對衛星干擾的大小等方面的影響。所以,在信息采集的時候,要保持衛星信號的良好,進行數據采集時要保持15分鐘以上,根據距離的長度,相應的增加數據采集的時間。如在定位的距離大于5000時,數據的采集工作要持續30分鐘以上。如果定位的距離大于10千米時,數據采集工作要持續45分鐘以上。

2.2.4 GPS對觀測到的數據進行處理

將三臺GPS所收集的數據進行整合,得出最準確的數據信息。在進行結算的時候,各項數據都要進行準確的輸入,否則都會使整個地質勘測工作無法正常的運行,數據要保留小數點后的四位,盡量地提高數據結算的精確度。

2.3 遙感技術在地質勘測工作中的應用

2.3.1 遙感技術對礦產資源的識別作用

巖石的類別和組成成分是礦物質形成的基礎條件,遙感通過對一類巖石的類型和組成成分進行分析,進行數據的整合,發現巖石中是否有礦物質或預測這類巖石是否有成礦的可能性。遙感技術對巖石類別的識別主要通過圖像的增強效果、圖像的變換和進行圖像分析的方法,通過增強巖石在圖像中的色調、顏色和紋理,從而更清晰地觀察巖石的類別。遙感技術在礦產勘測的工作中發揮著重要的作用。

遙感技術對巖石類型的識別主要依靠光譜和空間特征的差異,高光譜下的遙感技術具有分辨率高、數據精確等特點,近年來被廣泛應用于地質礦產的勘測工作。高光譜的遙感可以有效地區分巖石的含礦量,提高礦產勘測的效率。

2.3.2 遙感技術在礦產勘測工作中可以提供礦化蝕變信息

巖石蝕變信息的收集與提取是礦產勘測工作中的一項重要內容,巖石蝕變的類別與巖石的化學成分、相關的礦床類別是密切相關的、巖石蝕變的范圍通常大于巖石礦化的范圍,因此,巖石蝕變可作為礦產勘探一個重要方法,有助于進行礦產的勘測工作。

巖石蝕變時,其在種類、顏色、結構等方面與其他周圍的巖石具有一定的差別,這些差別用遙感技術鑒別時體現出光譜的差異。光譜的差異為遙感技術提取礦物信息提供了有力的保障,因此,可以通過遙感技術進行礦產的勘測工作。

2.3.3 遙感技術對地質構造信息的提取

遙感技術對地質構造信息的提取是礦產勘測工作中的一項重要內容。通過礦產專家的多年實踐,礦化蝕變帶是有規律可循的,它總是沿著一定地質構造分布。遙感技術對地質構造信息的獲取主要呈現出線性的影像和環行的影像,根據不同的成礦條件,可以得出不同的成礦信息。

有些巖石區域的成礦紋理比較模糊,遙感技術使巖石的線性行跡、紋理等信息變得清晰,通過遙感技術對呈現的影像進行相關的處理,如增強邊緣的線條、通過比值的分析,使構造的輪廓清晰地展現出來。遙感技術通過對線性和環行的影像進行分析和統計,確定礦物的構造和分布情況,確定礦產分布的規律,對地質礦產的勘測工作具有重要意義。

4 結論

20世紀以來,一系列高科技技術已經被廣泛的應用于地質礦產勘測的工作中,新技術、新理念的應用大大提高了地質礦物勘測工作的效率,擴大了礦產資源的開采。加強礦產資源的勘測與開發,獲取更多的礦產勘測信息,需要更精準的高科技技術的支持。

參考文獻

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[關鍵詞] 煤礦; 遙感技術; 遙感背景; 遙感應用

1 前言

自動化技術在開發我國礦業資源、促進礦業經濟發展、實現礦山生產現代化的進程中起著不可替代的作用。因此,將自動化技術應用于傳統煤炭企業的改造具有現實意義,它可以提高企業現代管理水平,改變煤炭工業的形象。在上世紀的60年代逐漸興起的遙感技術,以其具有高速、精確、快捷等特點,被廣泛的應用于農業領域、資源領域、環境領域、生態領域、地質及海洋領域等。煤礦區是一種不同的背景、不同的要素之間互相作用而形成的相對復雜的區域,人們的高強度的開采使自然環境遭到了嚴重的破壞,極大的改變了生態環境,造成了大氣和水體等方面環境污染,當然也引發許多的地質災害,筆者經過對今年來的有關這方面的科技成果的前提上,提出了遙感技術領域應用在煤礦有關領域的具體的三個方向:煤礦區環境污染的監測、煤礦區生態環境的調查及煤礦區地質災害的分析。遙感技術的廣泛應用為煤礦區提供了先進技術和方法儲備,為服務于煤礦區資源的環境保護,實現煤炭資源的可持續性開發提供有價值的參考。

2 遙感技術的概述

早在1981年,我國第一個煤炭遙感的專門機構就正式成立了,承擔著國家科學委員會“六、五”等重點科研的課題。總結并發現煤層和煤系在地面的光場內及熱場波譜特征,建立了煤碳層熱紅外的輻射分帶模式,確定煤炭遙感理論的基礎,建立遙感技術對煤炭地區地質調查的工作方法及程序。在1984年,“煤炭部的遙感地質中心”正式的成立,通過對設備的引進及技術的改造,遙感技術的應用領域也隨著進一步的擴大,煤礦生產過程中的水害方面的防治、礦井突水方面的預測、礦區的地質災害及環境調查、煤礦區火燒區域調查監測等發揮著重要的作用。完成“鄂爾多斯地區構造特征遙感地質的研究”項目,很好的奠定煤炭遙感地位。在1986年,煤航遙感的應用研究院正式成立,隨著科學技術的進步,計算機軟件及硬件的技術快速發展和計算機技術廣泛的普及,促使遙感技術也發生突破性飛躍,煤炭資源的調查評價、礦區災害的調查監測、生態環境的調查和動態監測、煤礦信息管理的系統研究方面,使遙感技術優勢得到充分的發揮。前后完成許多諸如“云南三江地區煤炭資源的調查級評價”等復雜項目,取得一系列的高水平研究的成果。在這20多期間,我國有關單位和人員經過了不斷的探索、力求創新發展,現在煤炭遙感等方面的技術已經形成航空高光譜和航天的高分辨率、地面的探測及GPS與GIS相結合相對完善的遙感技術研究應用體系,完成各種遙感技術應用的科學研究的項目達到200多項,獲得了國家級和省部級的獎勵30多項,取得良好社會效益與經濟效益。雖然煤炭遙感總應用的水平和西方發達國家相比較仍然有一些差距,但是在煤炭的資源調查和評價方面、煤田火區的調查和動態監測方面研究水平已經正在不斷的接近,甚至可以達到世界領先水平。

3 煤礦領域的遙感技術應用

3.1 煤礦區環境污染的監測

第一、大氣污染的監測

礦區的大氣污染一般來源是工業生產產生的污染和交通運輸產生的污染,以及生活污染,主要的污染物有氣態的污染物、氣溶膠類污染物。在工業生產的過程中所需要的動能、熱能及電能來源是燃燒化石等燃料。在工藝生產的過程中排放及泄漏氣體污染物和粉塵所造成煤礦區的大氣污染。除此之外,礦區的交通運輸及居民的生活需要,燃燒礦物燃料向大氣排放煙塵和油煙也能致使大氣污染。

遙感技術的應用與煤礦區大氣污染環境監測理論基礎:第一、大氣污染可以直接影響到空氣中微粒的分布和構成,影響到電磁波在大氣中的傳播,并利用特定的波段實現其對大氣污染中成分直接的分析。第二、空氣污染會影響到植被的生長。特定的波長會對植被的光譜特產生很多影響。因此,對植被光譜的特征定量診斷和分析,從而可以反推出大氣污染。

第二、地表水污染的監測

煤炭的開采對水污染有著多源性。伴隨著煤炭的開采產生的礦井水中一般都含有大量懸浮物,有的表現出高礦化度及酸性或含放射性元素和氧化物,如果直接外排將會對地表上的水資源產生比較大的污染。煤矸石若在雨水淋濾的作用下逐漸形成酸性水。會對周圍的水環境造成嚴重的污染。大型礦井中的工作機械用油泄露,其中一部分會隨著礦井水排到地面導致污染環境。另一部分會流到井下也造成污染。除此之外,礦區中的固體廢棄物、液態的污染物及空氣污染會直接影響到區域地表及地下水資源,將導致嚴重水污染。衛星遙感技術應用在礦區的水污染監測,主要通過增強的方法來突顯出影像中得水體分布情況。運用一種密度分割的方法對礦區不同波段的水體進行分化等級,建立有效水資源污染的遙感技術解譯標志。從而實現對地表水污染程度宏觀的調查。與此同時,高光譜遙感技術在水資源環境的監測分析和水體污染的定量分析及水質參數的提取等方面應用有明顯的優勢。

第三、其他的污染監測

礦山中的固體廢棄物是由于礦產開采、加工等過程中產生了的廢棄巖石,其中煤矸石的排放量最多。矸石山的堆積會引發大氣、水、土壤的污染等方面問題。并且會使礦區的景觀破壞,會嚴重影響到附近居民生活及植物生長。遙感監測礦區的土壤污染,主要是通過遙感技術影像對土壤污染區進行定性識別和劃分。其次是對植物生長的狀態及參數來反推出土壤的污染狀況。與此同時用遙感數據來反演出土壤中的污染元素濃度及其他參數。運用高光譜技術遙感信息能定量反演出污染元素和污染物的濃度,進而實現對于土地污染及監測和分析,也能提高監測的效率。除此之外,礦山中的開采通過對視覺、噪音等影響附近居民的生產生活環境,從而構成看到潛在環境的污染源。

3.2 煤礦區生態環境的調查

第一、植被覆蓋信息的提取

礦區開采的過程中,在礦山建設工業廣場、修簡易公路、砍伐附近樹木、搭建工人大棚、堆放礦區中的廢石廢渣等,都會對地表的植被有著較大的破壞,降低本區域的植被覆蓋率。與此同時,煤礦區的生產和建設中造成土壤的堅硬和板結,有機質和養分及水分的缺乏。造成了土地的貧瘠,土地養分的短缺,土地承載力的下降,植物會難以生存,將導致礦區很大面積的人工裸地形成。會極大破壞礦區的生態系統。從礦區各個年份和不同類型的影像數據,并運用一些遙感圖像方面的處理軟件平臺,提取和計算出歸一的化植指數,再根據類似元二分線性的模型估算出礦區植被的覆蓋率。同時,用非監督分類的方法對煤礦區植被的覆蓋率進行分類和賦色,進而得出這若干年植被的生長狀況和時空變化。

第二、土地利用及覆蓋信息的提取

遙感技術應用于煤礦研究中最廣泛地方是煤礦區的土地利用分類、環境調查、變化監測。長期煤礦的開采對煤礦區土地和生態環境都造成了嚴重破壞。尤其是露天煤礦區的土地復墾和生態重建等問題成為煤礦區生態問題中最為重要的研究性內容。熱點地區(珠江三角洲、長江三角洲、環渤海灣)和脆弱地區(東北一帶,干旱半干旱帶)相關的研究已經趨于成熟。在遙感技術與地理信息系統的支持下,以煤礦區相遙感的影像作為數據源。依據礦區土地使用分類的特點及需要。用最大似然法來監督分類和人機相互解譯結合的方式來解譯。計算出土地利用的程度綜合性指數和動態度指數等。有效的分析礦區的土地利用方面的僵蓋狀況,從而反映出區域土地使用變化結構特征和各個利用土地類型變化方向的演變規律。

第三、景觀生態的分類研究

礦區由于是礦業生產有著特殊規律。例如生態環境的擾動和效益遞減等規律的影響,生態景觀與農地、林地、城市等景觀不同。景觀變化也會比一般農地和城市的景觀更顯著。在煤礦區地物遙感技術信息的提取基礎上,根據突出的景觀演化與生態類型的變化、空見尺度的選擇分析和定量研究相結合的原則,構建出有景觀類型、景觀組及景觀系多類分層的煤礦區生態的分類體系。與此同時,基于不同的尺度,煤礦區多時相、多傳感器和多分辨率等遙感技術影像的景觀分類也是研究的熱點。

3.3 煤礦區地質災害的分析

第一、煤礦塌陷的調查

地下煤炭的開采導致礦區塌陷已經是目前煤礦區主要的地質災害。因開采塌陷而造成土地的塌陷,致使原來平整的土地逐漸變成凹凸不平,造成了水土流失和季節性或常年性積水的現象,給工業和農業的生產帶來巨大損失。用遙感技術能快速且準確的確定塌陷位置及其范圍,進一步分析土地塌陷對礦區土地利用有著重要的影響的意義。

第二、草地荒漠化的分析

煤炭開發對于草地的影響體現:草地被直接破壞和草地的荒漠化。采礦擾動是一種人為的驅動力,在生態脆弱區,破壞了草地餓生態系統結構及功能。致使草地的生態系統自我調節的功能下降,破壞了原有的生態系統平衡,導致生態系統脆弱且不穩定。會對草地荒漠化的產生和發展起到重大推動作用。煤礦區的草地荒漠化進行分析比較好的方法是:利用光譜混合分解模型光譜刪來提取出沙壤比例及植被蓋度。通過主成分餓變換及散度分析,選取植被、沙壤、陰影、輕壤,并利用無約束線性光譜混合分解模型對不同時相的遙感圖像進行混合像元分解,采用了逐像元線性內插的方法,構建出不同時段的植被蓋影像。

第三、其他地質災害的調查

煤礦區土地的沉降往往會引起地面的塌陷裂縫、山體滑坡等地質的災害。通過結合大量的野外調查,可以從遙感技術影像中的各個位置、不同色調及形態等,構建滑坡、地裂縫、崩塌等礦區地質災害影像的識別標志。滑坡壁會在遙感影像中呈亮白色,常出現于比較高的山坡;在形態上會呈弧形或簸箕形;山底常被人類干擾呈淺藍色。崩塌在影像上是白色和淺藍色相混合的現象,往往出現在較陡峭地勢的山區,形態表現是漏斗狀和片狀分布,總體上的面積比較大,人工干擾的因素相對比較弱。地裂縫則在遙感影像中表現為不規則的線,灰白色的色彩,與周邊褐色的荒地形成了對比。

4 結論

隨著我國經濟的快速發展,能源的需求量不斷增大,尤其是煤炭資源在我國能源中的比重依然很大,這就對煤礦自動化技術快速發展提出了要求。遙感技術在應用于煤炭的開采和礦區生態環境的分析發揮著重要的作用。因此,煤礦的自動化控制中自然少不了對遙感技術的需求和應用。本文通過對遙感技術在煤礦各個領域中的應用,重點分析了煤礦區環境污染的監測、生態環境的調查和地質災害的分析和研究,來闡述煤炭自動化控制中的遙感技術。

[參考文獻]

[1]戴立乾,趙鴻燕.媒礦區煤塵污染遙感監測研究卟河南科學。2011.27.

[2]張娟,彭勝龍,靳云鵬.等遙感監刺技術在煤礦區環境地質問題中的應用UJ企業導報.2010(11).

[3]胡振琪,陳濤基于ERDAS的礦區植被覆蓋度遙感信息提取研究――以陜西省榆林市神府煤礦區為例UJ西北林學院學報.2012,23(2).

篇9

[關鍵詞]水污染;遙感檢測;應用研究

中圖分類號:V213 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)10-0014-01

1 遙感技術簡介

隨著我國改革開放的前進,我國只重視了經濟的發展而忽視了環境與生態的破壞問題,使得我國不同地區出現了不同程度的污染現象。為了了解我國水污染的具體情況,需要使用技術進行分析,由此可見遙感技術在水污染檢測中有著極為重要的地位。而日益惡化的水資源又迫切的需要相關部分的檢測與分析,為了解決這一問題,可以在水污染的檢測中使用遙感技術,此技術被廣泛的應用在多個領域之中,并且此技術是獲得水質詳細信息的最有效的方法,使用遙感技術檢測水污染情況能夠準確無誤的評價水體的情況并且科學的分析水體情況并給人們提出相應的應對措施,讓人們更好地應對水污染問題。

隨著遙感技術的產生,其已經被廣泛的使用在多個領域之中,遙感技術具備的準確性與科學性贏得了人們的關注與信賴。遙感技術不僅速度較快,并且還能夠最大程度的減少檢測成本,降低一切開銷。在水污染的檢測中使用此技術還能夠使用各種各樣的方法分析污染源的情況并且水污染擴散的問題。遙感技術不僅能夠實時的獲得水體的信息,還能夠動態的獲得水體的一切情況,這樣不僅能夠顯著的節省人力還能夠節省花銷。遙感技術使用了先進的技術,因此能大范圍的檢測水污染的情況,還能夠及時的分析水體情況,并針對水體存在的問題提出相應的應對措施,從而較少水污染帶來的經濟損失。我國的水污染檢測中融入遙感技術不僅能夠預警水污染,還能夠保護我國經濟的發展,給國家與社會帶來效益。

2 水污染中遙感監控的方法分析

隨著我國經濟的發展與進步,我國在水污染中使用的遙感方法也在跟隨著技術的發展而不斷的更新。

2.1 遙感技術監測水污染使用的物理方法

物理方法主要是通過輻射模型,分析水體與光學量之間的關系。通過遙感系統中相關設備獲得水體對光學的反射率從而得到水體精確地吸收系數與散射系數,為分析水體的物質提供方便。使用此方法不僅能夠快速的得到水體是否污染還能夠判定出水體中含有的詳細的物質,能夠及時的發現未來可能會一個像水體質量的物質,讓人們能夠提前應對水體治理的問題。此方式主要適用于水體多個波段的運算分析,但是應用與水體波段檢測的模型較少并且精確度不高,這給此方法的廣泛使用帶來了較多的限制,并且不能夠實時的監控水污染的詳細情況,因此這項技術的使用并不十分廣泛。

2.2 遙感技術監測水污染使用的經驗方法

經驗方法是使用多光譜的方式進行水污染的檢測工作的。在遙感波段數據與水污染之間建立起相關的統計關系,設置不同組合波段的相關參數,使用特定的計算公式得到水污染的性質參數,從而分析水體中含有的物質,判定水污染的情況。這種方法中使用的水體參數與遙感數據之間的關系主要是憑借著檢測人員長期的實踐經驗而設定的,在現實情況中并不存在相應的模型與理論依據。雖然一些學者對此進行了研究與分析,并且在一些特定的水污染區域取得了一定的成果,但是此方法還是無法充分的保證水體參數與遙感數據之間關系的準確性,也無法充分的保證水體分析中誤差在規定的范圍內,因此嚴重的制約了遙感技術的性能。與經驗方法相類似的一種方法是半經驗方法,此方法是高光譜技術在水污染檢測中不斷地深入研究而發展起來的一種新技術。通過反射成像的原理獲得水質光譜參數,并估算出水質的波段的組合數據,使用數學模型經過反演算的方式獲得水污染的實際情況,這是一種在國內適用較為成熟的方法,此方法能夠檢測出特定的物質。

2.3 遙感技術監測水資源中的物質

由于水對光有反射作用,如果水中含有不同的物質,則通過光的反射就能夠獲得水污染的情況。水體中含有互不相溶的物質其密度、透明度與其他的參數特征具有較大的差別,這些差別在遙感技術圖像上會通過顏色的深淺等充分的反映出來,人們能夠一目了然。根據遙感圖像,人們可以快速的分析出水污染的情況、污染源在哪里、污染的范圍有多大等詳細的信息。

在水污染檢測中使用遙感技術能夠檢測出水體中含有的懸浮物濃度,這是一種最早在水污染檢測中使用的方法了。懸浮物的濃度能夠表明水體中包含的物質、水體的透明程度等其他的參數,通過對這些信息的分析,分析人員可以快速的掌握水污染的實際情況并采取合理的措施積極的應對。使用可見光照射水體,水體中包含的懸浮物會對其產生不同程度的反射值,檢測這些值就可以充分的了解水污染中存在哪些懸浮的物質。

水體中含有大量的植物與微生物,通過葉綠素濃度遙感監測也能夠準確的檢測出水體的污染情況。如果檢測的水資源富營養化,通過遙感技術的就能夠明顯的分析出水體中的葉綠素濃度。也可以檢測水體中不同植物中含有的葉綠素的濃度,因為植物會受到水體的影響而發生變化。如果藻類植物中沒有隨著自身數量的增加而發生葉綠素降低的問題,此時要對水體中其它的物質進行詳細的檢測,這樣才能夠及時的發現水資源存在的問題。

3 遙感技術在水污染檢測的發展趨勢分析

水資源的保護是人們十分關注的問題,因為水是生命之源,如果世界上不存在干凈的水資源人們也就無法生存。由此可見,對水資源的檢測與管理是一項十分重要的工作。對于小區域的水污染的檢測問題,可以使用常規的現場采樣的方法,并通過實驗室的分析與相關物質的化學反應得到水體中包含的詳細的物質信息,從而判定水體的污染程度。但是這種傳統的方法并能夠實時的檢測水體情況,而且分析也并不是十分的可靠,難以較好的滿足不同地區對于水污染情況的檢測。在水污染中使用遙感技術不僅能夠避免常規的水資源檢測中存在的問題,還能夠解決空間與地域的限制問題,從而對水污染提供實時的檢測與監控,準確的分析出水體的動態并對水體在線評估,這樣能夠讓環境管理部門充分的了解全國的水污染情況,從而與水污染的發展趨勢提供準確的如實的數據。隨著科學技術的不斷發展與進步,遙感技術中將會融入更多的生物技術、計算機技術等。此技術的分辨率、多極化數據將會變得更加的準確與精細,從而為水污染檢測提供更加豐富的數據模型,幫助人們更好地檢測水污染問題。

要想在水污染檢測中充分的發揮出遙感技術的價值,體現其意義,需要環境管理部門進行大量的工作,尤其是光譜與水質同步問題,只有找到光譜與水質之間的準確關系才能夠更加準確的獲得水污染的情況。隨著高光譜技術、生物技術等各個學科技術的發展與進步,遙感技術在水污染檢測中將會變得越來越重要。為了保證未來水環境信息的透明化、準確化、網絡化,相關部門應該不斷的完善水體檢測體系,這樣才能夠更好地推動我國水環境檢測的進步與發展。

結束語

在水污染的檢測中遙感技術展示了巨大的潛力與發展前途,并且此技術能夠為水體的污染提供科學的、合理的措施,不僅減少了經濟的損失還能夠節省大量的人力物力。但是遙感技術會受到天氣、大氣等因素的影響而出現不同程度的波動,這可能夠會嚴重的影響檢測的水污染的數據,使得數據分析出現嚴重的偏差,因此相關部門需要不斷地改善遙感技術存在的不足,這樣才能夠將此技術廣泛的應用于多個行業之中,并給我國社會與人民帶來巨大的收益。

參考文獻

篇10

(一)“遙感”的界定

目前學術界比較認可的對于“遙感”的定義為利用遙感器裝置對地面物體進行探測,得出待測物體的相關性質,根據待測物體對于波譜產生的不同反映而識別出地面上的待測物,它有從遙遠的地方感知物體的含義。遙感技術主要是指空對地的遙感,也就是從遠離地面的不同工作平臺上通過傳感器裝置,對地球表面物體的電磁波信息進行探測,并通過信息的傳輸和處理以及判讀,對地球表面資源與環境條件進行檢測技術。

(二)遙感技術的主要特點

1、遙感技術可以獲得大范圍的數據資料

由于陸地衛星的軌道為910km左右,而遙感技術所應用飛機的飛行高度為10km左右,所以通過遙感技術可以獲得較大范圍的數據信息。

2、遙感技術獲得信息的速度快、周期短,能滿足時效性要求

由于衛星圍繞地球運轉,因此對于衛星所經過區域的自然現象能夠獲取到最新的資料信息,以便及時更新原有信息。或通過對待測物體信息資料的變化對比進行實時監測,能夠做到數據的及時更新,所以從這個角度來說,人工實地測量的劣勢顯而易見。

3、獲取信息受條件限制少

由于遙感技術基本不受地面條件的限制,所以航天遙感技術對于待測物體的各種信息資料能夠做到方便及時的獲取。尤其是對于自然條件極為惡劣的沙漠、沼澤和山高路險的地方。

4、遙感技術所獲得信息的手段較多,信息資料龐大

遙感技術所獲得的數據信息應用于不同的研究領域和不同的研究目的,為實現這一方面的要求,可以通過選用不同波段的遙感儀器來獲得信息。同時對于地區的內部信息,可以通過不同波段對于物體的穿透性來完成。

二、遙感技術與土地管理

(一)遙感技術的原理

通常,波是指振動的傳播,電磁波即是電磁振動的傳播。根據波長的長短可以把電磁波的波段進行劃分,從目前的情況來看,電磁波的波段主要包括γ-射線、X-射線、紫外線、可見光、紅外線、微波和無線電波(按照波長由短至長依次劃分)。穿透力越強的電磁波波長越短,紫外線、可見光、紅外線到微波的光譜段主要應用于遙感探測技術。太陽所發出的光是一種電磁波,因為它是電磁輻射源。當太陽照射出來的光從宇宙空間穿過大氣層到地面的時候,大氣層會對太陽光進行吸收以及輻射,因此也造成了太陽光的衰減。大氣層對于太陽光的吸收和輻射作用有一定的差異,所以大氣層對于太陽光的吸收和散射的影像也有一定的區別。由于地面上的任何物體只要溫度高于絕對零度就會產生反射、吸收以及透射、輻射電磁波的特性。每種待測物體的特性以及照射光的波長不同,所以其對照射光的反射率也有一定的差異。目前,遙感信息的應用分析已經從靜態分析向動態監測過渡,從單一遙感資料向多時相、多數據源的融合與分析,遙感技術也逐漸向高空間分辨率以及高時間分辨率和高光譜分辨率的方向發展。遙感技術的充分發展可以減少野外作業和目視解譯的工作量。

(二)土地管理

土地管理是指國家綜合運用行政、經濟、法律、技術等手段,為維護土地所有制,調整土地關系,合理組織土地利用,而進行的計劃、組織、指揮、協調、控制等綜合性活動。它是國家的基本職能之一,由立法機構將國家意志表示規范化并用法律形式體現,國家各級管理機關貫徹執行。土地管理的目的是有效利用和節約土地,使這項不可再生資源能長期為經濟發展和人民生活提高發揮作用。運用現代技術可以對土地資源進行更科學、更精準的管理,特別是遙感技術的應用,有助于我們高效節約利用土地,在土地管理中的地位越來越重要。目前遙感技術主要應用于海洋、氣象、地質、水文、軍事等領域。在未來的一定時間里,遙感技術將進入新的發展階段。它在給人們提供快速、及時觀測數據的同時還可以提高遙感圖像的空間分辨率、光譜分辨率和時間分辨率。地理信息系統和全球定位技術的進一步發展及相互配合使用將會逐漸使其應用的領域越來越廣泛。

(三)遙感技術在土地管理中的應用

1、遙感技術應用于土地資源的變更調查和復核檢驗

近些年我國在土地變更調查事業上投入了大量人力物力財力,但是得到的調查結果卻并不令人滿意,差錯漏現象仍然很突出,隨著時間的推移,歷史遺留問題將會逐漸增加,數據的時效性難以保障。衛星遙感數據的應用彌補了上述的不足,其應用已成必然。在土地變更調查中應用遙感數據,土地管理人員可以方便快捷的找出變更圖幅的具置,并且這一工作可以在室內展開,然后根據各縣市區國土資源管理部門提供的具體變更資料便可以進行變更。它在工作效率和調查結果的可靠性方面有了長足的改進。另外通過遙感技術所獲得的遙感數據進行土地資源變更調查的復核工作,可以快速及時的發現遙感數據和實際的變更資料之間產生差異的真實原因。

2、遙感技術在進行城鎮地籍更新調查中的應用

城鎮地籍更新調查中同樣可以應用遙感技術,通過航空攝影測量,可以獲取城鎮地籍圖和地籍影像圖,并以此為依據建立相應的城鎮地籍數據庫及管理系統,逐步形成全市范圍內的城鎮地籍信息系統網絡,這不僅可以更有效的利用土地資源,還有利于土地權屬管理,落實各項土地管理措施。

3、利用遙感技術配合土地執法檢查

土地執法檢查中應用遙感監測,可以及時發現因監管缺失而造成的隱漏或因交通不便不易通過巡查發現的土地違法行為,做到早發現早解決,盡可能的把土地違法行為消失在萌芽狀態,杜絕違法用地現象的發生。

4、利用遙感技術輔助規劃部門掌握土地利用總體規劃執行情況

目前,規劃部門所具備的只是各區縣的土地利用總體規劃圖的文本和圖件,至于其具體執行情況卻很難獲悉。有了遙感數據以后,通過得到的影像圖,規劃部門可以對各地的執行情況一目了然,從而為進行宏觀層面的管理提供了可靠的依據。