[关键词]遥感技术大气环境监测污染
中图分类号:X8文献标识码:A文章编号:1009-914X(2016)05-0211-01
一、概述
对于大气环境污染问题,无论是我们个人还是我们的国家都需要对其引起高度重视,并采取一切措施对其实施科学的监测和治理。在对大气环境实施监测过程中,遥感技术作为大气污染控制的重要手段之一,始终发挥着重要的作用。遥感技术不只能对大范围的大气环境变化和大气环境污染进行快速、动态、实时、省时省力地监测,同时还能对突发性大气环境污染事情的发作、开展、停止进行实时、快速的跟踪和监测,这样就能及时采取相应的处置措施,从而减少大气污染形成的损失。
二、大气环境遥感监测技术的基本原理
遥感监测就是用仪器对一段距离以外的目标物或现象进行观测,是一种不直接接触目标物或现象而能收集信息,对其进行识别、分析、判断的更高自动化程度的监测手段。它所起到的最重要作用就是不需要采样而直接可以进行区域性的跟踪测量,从而快速进行污染源的定点定位,污染范围的核定,污染物在大气中的分布、扩散等,从而获得全面的综合信息。根据所利用的波段,可以将遥感监测技术主要分为三种类型,即:紫外、可见光、反射红外遥感技术;热红外遥感技术和微波遥感技术。大气环境遥感监测作为遥感技术应用中较为重要的内容之一,在业务上与常规气象要素的监测不同。常规气象要素遥感监测主要是指测量大气的垂直温度剖面、大气的垂直湿度剖面、降水量及频度、云覆盖率(云量和云层厚度)和长波辐射、风(风速和风向)、地球辐射收支的测量等。而大气环境遥感则是监测大气中的臭氧(O3)、CO2、SO2、甲烷(CH4)等痕量气体成分以及气溶胶、有害气体等的三维分布。这些物理量通常不可能用遥感手段直接识别,但由于水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量气体成分具有各自分子所固有的辐射和吸收光谱特征,如影响水汽分布的主要光谱波长在017μm,O3在0155~0165μm之间存在一个明显的吸收带,因此我们实际上可通过测量大气散射、吸收及辐射的光谱特征值而从中识别出这些组分来。研究表明,在卫星遥感中有两个非常好的大气窗可以用来探测这些组分,即位于可见光范围内的0140~0175μm的波段范围和在近红外和中红外的0185μm、1106μm、1122μm、1160μm、2120μm波段处。
三、遥感技术在大气环境监测中的应用
根据遥感技术的工作方式可以将其分为主动式遥感监测和被动式遥感监测两品种型。
1、大气环境的主动式空基遥感监测
星载或机载的微波雷达是当前大气环境的主动式空基遥感的主要监测技术。主动式雷达是由发射机经过天线在很短的时间内,将一束很窄的大功率电磁波脉冲向目的物发射,随后再应用同一天线对目的地物反射的回波信号停止承受后显现的一种传感器。回波信号的振幅、位相因物体的不同而不同,基于这一点就使其在承受处置后,目的地物的方向、间隔等数据能够观测出来。目前,多数国度都停止了空间雷达探测方案的制定。如:1993年美国NASA首先应用机载的探测雷对大气中气溶胶的散布停止了监测;1994年Bourdon.A在希腊雅典应用机载差分吸收雷达对雅典市上空的光化学雾停止了丈量,取得了一些大气污染物如SO2、NO2、O3和气溶胶等的空间散布数据。
2、大气环境的被动式空基遥感监测
当前大气环境的被动式地基遥感的主要监测技术有:太阳直接辐射的宽带分光辐射遥感、微波辐射计遥感、多波段光度计遥感。所谓的太阳直接辐射遥感是应用日光在大气中的衰减和散射,对大气组分停止丈量,它是通过对可见光的丈量,来对气溶胶的反演,应用紫外线波段来对大气臭氧、二氧化碳等丈量。由于在很宽的频率范围内大气分子的吸收辐射可产生特定的谱线,且不同分子及不同的能级跃迁所产生的谱线不同,微波辐射计就是经过对这些不同的辐射频率信号的承受,从而对大气组分停止反演。应用微波辐射计可将大气臭氧和氯化物丈量出来,其对大气臭氧的丈量精度和地基陶普生光谱仪丈量精度差不多。多波段光度计遥感是一种以太阳为光源的被动式地基遥感手腕,大气中气体分子以及大气气溶胶粒子会散射和吸收自大气上界入射到地气系统的太阳辐射,在空中所接纳到的太阳辐射,包含了大气中气溶胶信息,经过接纳到的辐射停止丈量,就可将气溶胶的信息反演出来。从当前情况看,最为精准的办法就是采用多波段光度计遥感来丈量气溶胶光学厚度,多波段光度计遥感通常被用来对卫星遥感的结果停止校验,如应用MODIS卫星材料对北京地域的气溶胶光学厚度停止了丈量,与此同时也与应用空中光度计对北京地域的气溶胶光学厚度停止的丈量结果停止了比拟。通过实验可以证明,两种办法的丈量结果即精度相当,这也阐明了应用卫星遥感对气溶胶的监测,是一种地基遥感监测较好的替代办法。
四、遥感技术的未来发展趋势
1、大气环境遥感的定量化、集成化、系统化和全球化
地球观测系统(EOS)是划时代的长期发展的伟大工程,更是一项系统工程,该工程对环境与气候变迁、全球变化、可持续发展研究等有极其重要的意义。大气遥感在EOS中占有重要地位,而现有的大气遥感尤其是大气环境遥感的“定量化”和“系统化”水平远还不能满足环境与气候变迁要求,仍需要加强。
2、高光谱、高时间、高空间及多角度、多时相、多偏振等多种数据源的综合应用
从当前国内外学者对大气环境遥感监测的研究情况来看,他们在研究中对于大气环境遥感所用的数据源研究要求的并不高,不只是受陆地卫星数据等单一数据源的限制,同时还需要高光谱分辨率、高空间分辨率或高时间分辨率的卫星遥感数据源。
3、遥感技术在大气环境监测中的不断发展,其优势也逐渐被人们所认可,将遥感监测运用于大气中各种污染气体监测中,突显其重要的使用价值,它能较为精确地提供在燃烧火焰里的激发态分子的转动或振动的详细信息
对各种红外源实行远距离的非接触型遥测;监测速度快、精度高;对光谱辐射的能量分布实行绝对监测。总之,遥感技术的发展以与普及,对于实现科学有效的监测大气环境提供了重要的知识帮助,从而有助于保护大气环境。
参考文献
[1]徐静茹《遥感技术在大气环境监测中的应用研究》[J],《资源节约与环保》2014年05期.
关键词遥感估产;类型;现状;展望
遥感起源于20世纪60年代,这是一种在一定距离上,应用探测仪器不直接接触目标物体,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术[1]。随着遥感技术的发展,宏观大尺度的估产越来越多地使用遥感方法,并结合地理信息系统和全球定位系统等技术,可以构建出不同条件下植被的生长模型和估产模型[2]。遥感技术估产与传统的估产方式相比,前者的工作量少,精准性更强,在实际应用中显示出了独有的优越性。前人做了大量有关运用遥感技术对作物、草地、森林及海洋生态系统的植被估产的研究。遥感估产已从试验研究阶段逐步进入到实际业务使用阶段。现探讨有关遥感估产的原理及估产模型的基本类型。
1遥感估产的原理及建模基础
任何物体都具有吸收和反射不同波长电磁波的特性,这是物体的基本特性。相同的物体具有相同的波谱特征,不同的物体,其波谱特征也不同,遥感技术就是基于该原理,利用搭载在各种遥感平台上的传感器接收电磁波,根据地面上物体的波谱反射和辐射特性,识别地物的类型和状态[1]。卫星遥感数据具有高度的概括性,卫星获取的光谱植被指数反映了植物叶绿素和形体的变化[3]。大量的研究也表明,植物的叶面积系数、生物量、干物重与光谱植被指数间存在着较好的相关关系[4]。wWW.133229.COM因此,利用从卫星获取的植被光谱信息估测产量成为了可能。用于区域植物生物量估测的遥感模型基础是从光合作用即植被生产力形成的生理过程出发,在建立模型的过程中,根据植物对太阳辐射的吸收、反射、透射及其辐射在植被冠层内及大气中的传输,结合植被生产力的生态影响因子,最后在卫星接收到的信息之间建立完整的数学模型及其解析式[5]。
2遥感估产模型的类型
20世纪70年代后期估产模型将遥感信息作为变量加入到模型中,建立了大量的遥感估产模型。理论上探讨植物光合作用与植物光谱特征间的内在联系以及植物的生物学特性与产量形成的复杂关系等,方法上从单纯建立光谱参数与产量间的统计关系,发展到考虑植物生长的全过程,将光谱的遥感物理机理与植物生理过程统一起来,建立基于成分分析的遥感估测模型,使估算精度不断提高[6]。由于研究对象的不同,选用的估产参数也不尽相同,模型种类也较多,基本上可以分为2类[7-8],即统计模型和综合模型。
2.1遥感统计模型
目前,基于统计的遥感估产有3种技术路线:一是遥感光谱绿度值(植被指数)-生物量关系模式。在对作物、草原、森林的估产中,这是一种常用的思路,但是该方法得到的遥感估产等级图只反映卫星摄影时的植物长势和生物量的空间分布状况;二是遥感光谱绿度值-地物光谱绿度值-生物量关系模式,即先分析实测地物光谱绿度值与生物量之间的关系,建立相应模型,再分析卫星遥感植被指数与地物光谱绿度值的关系,建立卫星遥感植被指数与生物量之间的关系模型,最后利用光谱监测模型和卫星遥感监测模型进行监测与估产;三是遥感-地学综合模式。该方法将气温、降水等环境因子引入模型,与遥感-生物量模型互相补充,克服各自存在的缺陷,可进一步提高估产精度。建立的统计模型有线性、幂函数、指数、对数等,回归的方法也有一元回归、多元回归、逐步回归等,得到的系数差别较大,并且应用也局限于建模的时间和地点,在很多情况下地面资料的数也影响模型的精度。
2.2遥感综合模型
综合模型借助遥感信息和植被信息、气象因子等来建立,其包含了更多的信息量,可以更加精确地反映植被的生物物理参数。尽管这类方法前景广阔,但受到模型中大量的参数和变量获取的限制(例如呼吸、衰老、光合作用、碳分配、凋落物的分解等),以及当物种的组成在时空上变化较大时出现复杂的、异质性的、冠层的描述问题的影响,部分模型只适用于当时的研究区域,如何通过“尺度扩大”来改进模式中的区域限制,更好地适应遥感信息的同化需要,也是亟需解决的一个关键问题。
3展望
遥感技术经过几十年的发展,已经日趋成熟,遥感估产的优点是可以得到长时间尺度和大空间尺度的生产力资料,因而它仍是未来生产力探测方法的发展方向。目前国际上对各类生态系统的估产模型有很多,建立的模型和所选择的数据源并不是任何时期、任何区域都适用,应该根据研究区域的实际情况来改进生物量模型和选择合适的遥感数据源。基于遥感技术的生物量估算需要运用多种技术,综合多种方法,使估算模型达到最优。新的数学方法的不断探索和试验是充分发挥遥感信息作用的前提和途径,数量化理论、神经网络方法、cwsi理论、灰色系统理论、数值模拟等
理论的尝试将可能实现高精度定量估测。
4参考文献
[1]梅安新,彭望琭,秦其明,等.遥感导论[m].北京:高等教育出版社,2001.
[2]李海亮,赵军.草地遥感估产的原理与方法[j].草业科学,2009,26(3):34-38.
[3]冯奇,吴胜辉.我国农作物遥感估产研究进展[j].世界科技研究与发展,2006,28(3):32-36,6.
[4]申广荣,王人潮.植被光遥感数据的研究现状及其展望[j].浙江大学学报,2001,27(6):682-690.
[5]张佳华.生物量估测模型中遥感信息与植被光合参数的关系研究[j].测绘学报,1999,28(2):128-132.
[6]赵英时.遥感应用分析原理与方法[m].北京:科学出版社,2003.
[7]陶伟国,徐斌,杨秀春.草原产草量遥感估算方法发展趋势及影响因素[j].草业学报,2007,16(2):1-8.
1、结合实例,说出遥感技术的特点,说明其在资源普查、环境和灾害监测等方面的具体应用于功能。
2、初步学会利用遥感影像中的直接和间接解译标志对遥感影像进行简单解译的方法。
3、认识遥感技术在现代社会中发挥的巨大作用,理解地理信息技术的应用对协调人地关系的重要影响。
教材分析:
教材首先指出地理信息技术概念和核心技术,明确遥感是地理信息技术的重要组部分;接着介绍了遥感的定义、基本原理、遥感平台、工作过程、主要优点等几个方面的知识。
教材介绍了遥感的主要应用领域―资源普查、灾害监测、环境监测、工程建设及规划等,使学生认识到遥感技术十分广泛的应用领域。随着现代科学技术在生产生活各领域中的应用越来越广泛,学生在生活中也能经常看到遥感影像图。
本节的教学要点就是要让学生了解遥感是如何工作的,通过课件直观展示遥感图像,了解它在各部门、各领域的应用情况,初步感知遥感影像的解译方法。
重点、难点:
1、遥感的工作原理、基本工作流程。2、遥感在资源普查、环境与灾害监测、农业中的应用。3、遥感图像的基本影像特征判读方法。
教学手段:多媒体课件
情景导入:
1987年5月6日至6月2日,中国东北大兴安岭北部发生了特大火灾,在扑灭大火过程中,卫星遥感监测技术发挥了重要作用。在整个灭火大战中,国家气象局森林防火总指挥部提供了70余幅反映林火发展情况的卫星影像图,为制定灭火计划、作出灭火部署提供了科学依据。
遥感技术在森林灭火中是如何发挥作用的?它还能应用于其他领域吗?
一、什么是遥感技术
1、地理信息技术。地理信息技术是对地理信息进行获取、分析和应用的一门综合性技术,是地理科学与现代信息技术相结合的产物,其核心技术是遥感(RS)地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)。
2、遥感技术的概念。遥感技术就是人们利用一定的技术装备(航空器和航天器),从不同高度的平台,收集地物的电磁波信息,再将这些信息传输到地面,并加以处理,从而达到对地物的识别与监测的全过程。
小知识:航空器与航天器简介
航空器――在大气层中飞行的飞行器。包括气球、气艇、飞机、滑翔机、直升机等。
航天器――用于航天飞行的飞行器。包括人造卫星、宇宙飞船、空间站、航天飞机、行星探测器等
3、遥感技术的工作原理。地球上的物体都在不停地吸收、发射和反射电磁波,并且不同的地物对同一电磁波反射率不同。
在距离地球一定距离的飞机、飞船、卫星上、使用光学仪器和电子仪器,接受地面物体发射或反射的电磁波信号,以图像胶片或数据磁带形式记录下来,传送到地面,最后通过分析,揭示出物体的特征、性质及其变化,用于资源评估、环境监测、灾害预警及其他地物变化的分析等。
4、遥感技术的主要环节(略)
5、遥感技术的特点。遥感具有探测范围大、获取资料快、受地面限制少、获取信息量大等特点。
二、遥感技术的应用
1、遥感技术的应用领域。目前,遥感技术已被广泛应用于国民经济的各个领域。它对于推动经济建设、环境改善和国防建设起到了重要作用。
遥感技术的应用(列表)(表略)
2、遥感探测的发展趋势。随着遥感应用向广度和深度发展,遥感探测将更趋于实用化、商业化和国际化。
三、学看遥感影像
1、遥感影像解译标志的概念。在遥感影像上,不同地物有不同的影像特征。这些影像特征是判读识别各种地物的依据,这种依据就叫做遥感影像解译解译标志。
2、遥感影像解译标志的分类
(1)直接解译标志
概念:直接解译标志是指能够直接反映和表现目标地物信息的遥感影像的各种特征,它包括遥感影像上的色调、色彩、大小、形状、阴影、纹理、图形等。
作用:解译者利用直接解译标志可以直观识别遥感影像上的目标地物。
(2)间接解译标志
概念:间接解译标志是指能够间接反映和表现目标地物信息的遥感影像的各种特征。
作用:借助它可以推断其他的相关地物。
3、分析和解译遥感影像应注意的问题
实例运用:运用所学遥感知识和解译方法,分析和解译卫星影像。
(1)说说卫星影像中,不同颜色各为哪几类地物。
(2)在卫星影像上判读出道路,用透明纸蒙在上面绘出主要的道路,制作一幅该地区公路交通草图,并将判读出的城市与村庄的大致范围,绘制在公路交通草图上。
判读提示:A.用色调辨认遥感影像,深蓝色、蓝黑色显示的是水文要素,灰白色、浅蓝色显示的是人工建筑,红色显示的是植被。
B.几点说明;①湖泊等自然地物的边界多为圆滑的,人工建筑、工程的边界往往棱角明显;②湖泊、城市为面状,道路、河流多为现状,村庄为不规则的点状和星状;③道路的宽度往往不发生变化,而河流的宽度从上游到下游逐渐变宽;④道路相对比较顺直,而河流则弯曲多变。
课堂巩固:
1、装载传感器的平台叫()
A、遥感平台B、传感平台C、工作台D、开发基地
2、遥感的关键装置是()
A、航空器B、传感器C、胶片质量D、磁带质量
3、下列不属于遥感技术特点的是()
A有利于节省人力、财力B有利于提高效率
C受地面条件的限制少D有利于提高研究工作的精度和质量
一、遥感的基本原理
(一)基本概念
遥感一词来源于英语“RemoteSensing”,其直译为“遥远的感知”,时间长了人们将它简译为遥感。遥感是20世纪60年展起来的一门对地观测综合性技术。自20世纪80年代以来,遥感技术得到了长足的发展,遥感技术的应用也日趋广泛。随着遥感技术的不断进步和遥感技术应用的不断深入,未来的遥感技术将在我国国民经济建设中发挥越来越重要的作用。关于遥感的科学含义通常有广义和狭义两种解释:广义的解释:一切与目标物不接触的远距离探测。狭义的解释:运用现代光学、电子学探测仪器,不与目标物相接触,从远距离把目标物的电磁波特性记录下来,通过分析、解译揭示出目标物本身的特征、性质及其变化规律。
(二)系统的组成
遥感是一门对地观测综合性技术,它的实现既需要一整套的技术装备,又需要多种学科的参与和配合,因此实施遥感是一项复杂的系统工程。根据遥感的定义,遥感系统主要由以下四大部分组成(参见下图):1、信息源信息源是遥感需要对其进行探测的目标物。任何目标物都具有反射、吸收、透射及辐射电磁波的特性,当目标物与电磁波发生相互作用时会形成目标物的电磁波特性,这就为遥感探测提供了获取信息的依据。2、信息获取信息获取是指运用遥感技术装备接受、记录目标物电磁波特性的探测过程。信息获取所采用的遥感技术装备主要包括遥感平台和传感器。其中遥感平台是用来搭载传感器的运载工具,常用的有气球、飞机和人造卫星等;传感器是用来探测目标物电磁波特性的仪器设备,常用的有照相机、扫描仪和成像雷达等。3、信息处理信息处理是指运用光学仪器和计算机设备对所获取的遥感信息进行校正、分析和解译处理的技术过程。信息处理的作用是通过对遥感信息的校正、分析和解译处理,掌握或清除遥感原始信息的误差,梳理、归纳出被探测目标物的影像特征,然后依据特征从遥感信息中识别并提取所需的有用信息。4、信息应用信息应用是指专业人员按不同的目的将遥感信息应用于各业务领域的使用过程。信息应用的基本方法是将遥感信息作为地理信息系统的数据源,供人们对其进行查询、统计和分析利用。遥感的应用领域十分广泛,最主要的应用有:军事、地质矿产勘探、自然资源调查、地图测绘、环境监测以及城市建设和管理等。
(三)遥感原理
振动的传播称为波。电磁振动的传播是电磁波。电磁波的波段按波长由短至长可依次分为:γ-射线、X-射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波。电磁波的波长越短其穿透性越强。遥感探测所使用的电磁波波段是从紫外线、可见光、红外线到微波的光谱段。太阳作为电磁辐射源,它所发出的光也是一种电磁波。太阳光从宇宙空间到达地球表面须穿过地球的大气层。太阳光在穿过大气层时,会受到大气层对太阳光的吸收和散射影响,因而使透过大气层的太阳光能量受到衰减。但是大气层对太阳光的吸收和散射影响随太阳光的波长而变化。通常把太阳光透过大气层时透过率较高的光谱段称为大气窗口。大气窗口的光谱段主要有:紫外、可见光和近红外波段。地面上的任何物体(即目标物),如大气、土地、水体、植被和人工构筑物等,在温度高于绝对零度(即0°k=-273.16℃)的条件下,它们都具有反射、吸收、透射及辐射电磁波的特性。当太阳光从宇宙空间经大气层照射到地球表面时,地面上的物体就会对由太阳光所构成的电磁波产生反射和吸收。由于每一种物体的物理和化学特性以及入射光的波长不同,因此它们对入射光的反射率也不同。各种物体对入射光反射的规律叫做物体的反射光谱。遥感探测正是将遥感仪器所接受到的目标物的电磁波信息与物体的反射光谱相比较,从而可以对地面的物体进行识别和分类。这就是遥感所采用的基本原理。
(四)遥感的分类
为了便于专业人员研究和应用遥感技术,人们从不同的角度对遥感作如下分类:1、按搭载传感器的遥感平台分类根据遥感探测所采用的遥感平台不同可以将遥感分类为:地面遥感,即把传感器设置在地面平台上,如车载、船载、手提、固定或活动高架平台等;航空遥感,即把传感器设置在航空器上,如气球、航模、飞机及其它航空器等;航天遥感,即把传感器设置在航天器上,如人造卫星、宇宙飞船、空间实验室等。2、按遥感探测的工作方式分类根据遥感探测的工作方式不同可以将遥感分类为:主动式遥感,即由传感器主动地向被探测的目标物发射一定波长的电磁波,然后接受并记录从目标物反射回来的电磁波;被动式遥感,即传感器不向被探测的目标物发射电磁波,而是直接接受并记录目标物反射太阳辐射或目标物自身发射的电磁波。3、按遥感探测的工作波段分类根据遥感探测的工作波段不同可以将遥感分类为:紫外遥感,其探测波段在0.3~0.38um之间;可见光,其探测波段在0.38~0.76um之间;红外遥感,其探测波段在0.76~14um之间;微波遥感,其探测波段在1mm~1m之间;多光谱遥感,其探测波段在可见光与红外波段范围之内,但又将这一波段范围划分成若干个窄波段来进行探测。高光谱遥感是在紫外到中红外波段范围内,并且也将这一波段范围划分成许多非常窄且光谱连续的波段来进行探测。4、按遥感探测的应用领域分类根据遥感探测的应用领域,从宏观研究角度可以将遥感分类为:外层空间遥感、大气层遥感、陆地遥感、海洋遥感等;从微观应用角度可以将遥感分类为:军事遥感、地质遥感、资源遥感、环境遥感、测绘遥感、气象遥感、水文遥感、农业遥感、林业遥感、渔业遥感、灾害遥感及城市遥感等。
【关键词】遥感技术双语教学探讨
【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】1674-4810(2012)15-0016-02
一遥感技术双语教学的意义
遥感(RemoteSensing简称RS)是现代空间信息学的核心技术之一,作为一种高效能的探测、获取、分析和处理空间信息的先进手段,广泛应用于土地管理、城市建设、林业、环境、农业等部门,它是20世纪后期发展起来的新兴学科。遥感技术的发展,揭开了人类从外层空间观测地球、探索宇宙空间的序幕,为我们认识国土、开发资源、研究环境、分析全球变化找到了新的途径。遥感学科是一门新兴的综合性学科,涉及地质、地理、图形图像、计算机、地理信息系统、全球定位系统等领域。自20世纪80年代以来,我国各高校都相继开设了遥感技术课程。
双语教学是指教学大纲中设定的课程(语文课、外语课除外)使用两种语言授课。通常把它分成三种基本类型:(1)沉浸式双语教学(immersionprogram),学校使用一种不同于学生母语的语言进行教学,如加拿大的法语沉浸式课程;(2)维持性双语教学(maintenancebilingualeducation),学生上学之处用母语授课,而后逐步过渡到部分科目采用学校规定的另外一种语言学习;(3)过渡型双语教学(transitionalbilingualeducation)。学生上学之初部分或完全使用母语,以后转换到只使用学校规定的另一种语言教学,如美国移民学生的教学模式。在我国,双语教学大都采用沉浸式模式,最重要的任务是提高学生的专业学术水平,将搞好专业课程学习放在第一位。
我院在2001年开始招第一届地理信息本科生,遥感技术作为专业核心课程,开始讲授,现已经给十届学生上了本课程,并在2009年荣获郑州大学精品课程。在此基础上我们开始进行双语教学的探讨和实践,我们进行本课题研究的意义主要有三个方面:首要目的是使学生掌握遥感技术专业课程的基本概念和基本方法,掌握有关专业词汇的外文描述;其次,通过外文教材使学生学习国外先进的工程理念、思维研究方式和应有成果;最后,使学生能真正读懂原版教材,能独立自学外文专业资料,培养国际学术交流能力,能在国际舞台上的各专业领域与世界各国直接开展平等的对话,迎合全球经济一体化的要求以及国家和学生未来发展的需要,同时提高学生的英语实际运用能力。
遥感技术是研究生考试的必考科目,我院该专业学生先后有多人考入北京大学、中国科学院、武汉大学等知名学校的地理信息方向的硕士研究生,这也体现了本系在遥感技术专业课的教授方面的成绩。因此,继续实施并推进双语教学的建设与实践,必将对我校的地理信息系统专业甚至其他学
科的教学方法、学习方式产生变化,对提高研究性、自主性学习,培养具有创新意识的复合型人才发挥巨大的作用。
二国内遥感技术双语教学的现状分析
2001年9月,国家教育部《关于加强高等学校本科教学工作,提高教学质量的若干意见》明确提出:今后本科教育20%以上的课程必须采用双语教学。我国高等学校双语教学得到了迅速发展。许多高校在部分基础课或专业课教学中直接选用国外原版教材,课堂讲授、课堂讨论、课后作业和成绩考核均采用外业或外语和母语两种语言进行,教学手段和教学方法上都进行了相应改革与创新。天津大学规定,各专业应对2002年秋季以后入学的硕士研究生至少开设一门双语课程。清华大学2001年开设的1440门课程中,有54门课程全部用英语授课,2004年有500门左右的核心课程采用外国著名高校的优秀教材作为教学参考书;复旦大学引进了哈佛大学的7600多种教材;大连理工大学有60门课程采用国外原版教材。
遥感技术是一门新兴的信息技术,发展迅速、更新快、时效性强,在城市数字化建设、数字地球、自然灾害监测、农业和林业监控、地质探矿、太空探测、军事侦察等多方面都有广泛的应用,北京大学、武汉大学、信息工程大学、矿业大学等多家重点大学都开设遥感技术课程,并具备遥感研究的全国重点实验室。展开遥感技术的双语教学课程,引进国外先进的教材,更好地追溯理论来源,技术发展动态,开阔学生视野,提高学生竞争力,为学生进一步学习、研究乃至今后走上工作岗位打下坚实的基础。
遥感技术双语教学,国内较突出的是信息工程大学,该校采用中文、英文教学同步展开、逐步渐进的教学模式,采用朱述龙等人编著的中文教材,采用加拿大资源中心网站提供的教材作为对应英文教材。武汉大学、北京大学则直接应用国外原版教材进行讲授。
三遥感技术双语教学建设内容
遥感技术双语教学建设包含的七个方面的具体内容,具体如下:本课程通过三年的实际双语教学的实践,积累了一定经验,我们认为要搞好遥感技术专业课程的双语教学工作,有一定的条件,需要从提高教师队伍的英语水平,对双语教学的内容和教材建设充分改革,为实验教学提出了新的挑战,出台新的建设机制,采取新的教学方法和教学手段,对经验和教训进行进一步的探索等几个关键问题进行研究。
1.双语教学队伍建设
通过引进相关方面的高端人才、锻炼人才和留住人才等手段,要逐步形成一支以主讲教授负责、结构合理、人员稳定、教学水平高、教学效果好、外语水平一流的教师梯队,要按一定比例配备辅导教师和实验教师,对本课程专业教师进行各种培训及进修,鼓励参与相关的会议,特别是国际会议。
【关键词】水文水资源;遥感;应用
中图分类号:X84文献标识码:A文章编号:1006-0278(2013)05-174-01
遥感图像处理作为遥感技术应用的重要组成部分,是根据不同的工作目的而确定的。遥感图像处理的首要任务是对遥感数据的选择及其时相选择;其次是根据任务和目标进行波段组合的优化选择;最后是确定遥感图像处理和信息提取方法,方法选择得当,即可取得了事半功倍之效。遥感技术在水资源中各个领域都有着广泛应用。
一、遥感技术在地表特征的应用
地表类型划分估测区范围广阔,地貌形态复杂多样,为简化地貌类型,同时兼顾地貌对地表产流影响的差异,以卫星图像为基础,将区内划分为几个大的地貌类型,即中山区、低山丘陵区、平原区、及黄土高原区。地表岩性地表岩性地表岩性地表岩性应用遥感岩性地层解译结果,考虑到不同岩性的透水性能,为了使区内的下垫面类型趋于简单化和带有普遍性,将其共性特征组合如下:1.黄土、第四纪冲洪积物,透水性较强;2.砂岩、砂砾岩,结构较为松散,孔隙裂隙较为发育,透水性较强;3.砂岩、砂泥岩,透水性一般;4.变质岩、岩浆岩,透水性较弱;5.碳酸盐岩,透水性较强。
二、遥感技术在水环境保护中的应用
水体及其污染物质的光谱特性是利用遥感信息进行水质监测与评价的依据。国内外的许多学者利用遥感(遥测)的方法估算水体污染参数,以监测水质变化情况。国内外的许多学者利用遥感(遥测)的方法估算水体污染参数,以监测水质变化情况。如莱思罗普(Lathrop)等利用5号陆地卫星TM数据评价了格林湾和森特勒尔莱克的水质情况;陈楚群等应用TM数据建立了估算叶绿素a浓度的模型。在水污染监测方面,我国先后对海河、渤海湾、大运河、大连海、长春南湖、于桥水库、珠江、苏南大运河、滇池等大型水体进行了遥感监测,研究了有机物污染、油污染、富营养化等;利用水体叶绿素与富营养化之间的关系研究了滇池水体污染与富营养化状况;利用卫星遥感资料估算了渤海湾表层水体叶绿素的含量,建立了叶绿素含量与海水光谱反射率之间的相关模式,定量地划分了有机物污染区域;利用水体热污染原理先后对湘江、大连海、海河、闽江、黄浦江等进行了红外遥感监测。
三、遥感技术在水文与水资源工程中的其他应用
降水。借助于遥感资料,可以获得降水空间分布特别是在雨量站和雷达观测站点较稀的地区。用于降水估算的遥感信息源。目前,国内外应用卫星数据来估测降雨量的方法有云层指数法、阈值、生命一历史法、形状分类法、综合方法,微波辐射法等。航空遥感是被动式遥感,它实际是深入云内及环境云体周围做各种飞行的气象专用飞机,可以测出不同的云滴,雨滴和冰晶分子及其分布。通过计算机和各种资料处理系统从而使数据自动收集与记录。
蒸散发。区域蒸发(包括土壤蒸发,水面蒸发和植物蒸腾)是区域水量平衡和能量平衡的重要组成部分。随着遥感技术的发展和应用,利用遥感技术估算蒸散发已经成为研究的热点和趋势。能量平衡是遥感方法估算蒸散发的理论基础利用遥感研究蒸散发有多种方法统计经验法,数值模型法。我国学者对遥感应用于区域蒸散发做了大量的研究。02年陈云浩建立了地表条件下的裸土蒸发和全植被覆盖条件下植被蒸腾计算模型。
防洪抗旱。自遥感技术诞生以来,遥感技术在防洪抗旱中发挥了巨大的作用。灾害发生后可以根据水体与其他第五光谱明显不同的特点,利用多光谱图像快速确定受灾面积。在此基础上根据已有的社会信息,利用遥感图像分析功能进行叠加分析,可以快速的对灾情进行评估。为救灾,减灾提供信息基础。再次方面水利行业已经做了大量的工作取得了成熟经验。
冰雪融水研究。在高海拔地区,冰雪融水是河流的主要来源这些地区水文资料和气像资料比较短缺,这几大地影响了河川径流及对准确地预报。遥感技术,地理信息系统和计算机技术的发展,使无资料的地区积雪研究成为可能。遥感技术在积雪中的应用,主要表现在三个方面1.遥感技术在融雪径流模拟中的应用。2.遥感技术在积雪遥感动态监测中的应用。3.遥感技术在积雪参数反演中的应用。以上三个方面我国学者也做出了相应的计算与模型。
水土保持。为了有效的进行水土保持工作,对土壤侵蚀和水土流失调查,监测和评价,具有十分重要的意义。目前遥感技术成为水土保持研究的重要技术手段,在区域土壤侵蚀和水土流失研究中得到了广泛的应用。水土流失的研究有以下两种:1.土壤侵蚀动态的监测,其关键是提取影响土壤侵蚀因子信息;2.水土流失定量研究。