关键词:遥感技术,测绘,制图
前言
近年来,由于物理学、空间科学、计算机科学等科学技术的飞速发展,为遥感技术奠定了技术基础,同时,由于人类生产中不断地向深度进军,遥感技术得到广泛的应用,使得遥感技术得到了飞跃式的发展,已经成为一些发展中国家和发达国家非常重视的科学技术。遥感技术是与计算机科学、空间科学、测绘科学、地球科学、电子科学以及其他学科相互融合、交叉渗透的基础上面发展起来的一门新兴边缘学科。利用非接触传感器从而来获得相关目标的时空讯息,不仅仅是着眼于解决传统目标的几何定位,更重要的是对利用外层空间的传感器获取非影像和影像信息进行非语义和语义解译,提取客观世界中的各个目标对象的物理与几何特征讯息,以达到为人们认识自然和改造自然而提供科学的方法和技术的目的。由于它的应用性、科学性、服务性、技术性涉及到广泛的科学技术领域,不难看出它的应用已深入到社会经济发展和国家安全等方面。本文着重讲述了遥感技术在地籍测绘以及制作专题图领域上的应用。
1遥感技术在地籍测绘中的应用
1.1动态监测
随着遥感技术和计算机的发展、进步,日趋成熟的动态监测应用已融入地籍测绘中,例如遥感技术与地理信息系统结合,以及GPS定位技术等,给土地测绘带来了诸多的方便。在地籍测绘中应用遥感技术,最直接便捷的一点就是动态监测。动态监测也就是应用遥感技术,对土地调查和动态、土地的变更进行监测。在地籍测绘中,动态遥感监测技术是对土地的利用率和相关调查的资料,通过图形以及数字等难识别的对象为基础,利用计算机的相关技术,对难以识别的信息进行相关处理,变成可识别的图像和文字,从而记录相关的数据信息,合理的确定监测周期,以便对土地利用的变化情况进行全新的监测,各个时期的数据进行对比,从而得出最优。技术上的进步给人们带来了越来越多的便利,随着计算机图像处理技术的成熟以及完善,动态监测技术应用于地籍测绘,在将来一定会越来越方便。
1.2遥感技术
在地籍测绘中,动态遥感监测技术的应用,一般通过以下流程来运作:数据的选取、处理、变化信息的提取和监测精度的评定。①数据的选取,大家都知道地籍管理具备连续性、高精度性以及综合性等特征,目前的遥感技术对数据的选取,一般通过法国和美国的LandsatTM、SPOT两种卫星数据来实现。然而监测的精度一直以来都是遥感技术最关键的部分,为了提高精度需要,有时必须结合相关土地利用图,来作为监测的对比,并将生态、人文等相关指标列入地籍测绘资料中。当精度的要求特别高时,必须借助GPS等高分辨率卫星影像当作补充资料。②变化信息的提取,所谓变化信息,即在固定的时间段、土地的相关资料产生变化的相关量的大小来提取变化信息,这是遥感技术在地籍测绘中最为重要的应用,通过时间差来计算不同时间段的变化信息量,从而来预计出土地未来的变化规律,为今后的整体规划提供一定的参考。
1.3GPSRTK的勘测定界
在现在的土地勘测中,首先采用遥感影像上粗略标注勘界的位置,然后再到野外进行GPS-RTK测量。建设用地中的土地勘测定界是实地的确定土地使用的界线范围,量测使用界线范围内各类土地面积并计算用地面积,测定界桩的位置等测绘技术工作,它不仅给各级政府的国管部门审批地籍管理、土地提供可靠依据而且提供了基础资料。建设用地勘测定界的工作顺序为,审查用地文件――现场的勘测――图上的红线设计――实地的放样――审核测量――面积测量与计算――绘制建设用的地界图――填绘建设用的地管理图――资料的整理――建档,经反复实地的勘测、图上的设计、权属的调查后制定出放样的数据。利用GPSRTK技术勘测定界放样,能够避免关系距离法和解析法放样等放样方法复杂性,也简化了在建设用地勘测定界的工作工程,特别是对铁路、公路、输电线路、河道等线性工程以及特大型工程的放样尤为实用。其是遥感与摄影测量科学的前沿内容。
2遥感技术在制专题图中的应用
所谓遥感专题地图的制作即在计算机制图的环境下利用遥感资料编制出各类专题地图,这是遥感信息在地理研究和测绘制图中的重要应用之一。在此就其中一些关键性的技术环节作重点讲述。(1)空间分辨率与制图比例尺。空间分辨率也就是地面分辨率,是指遥感仪器所能分辨出的最小目标的实际尺寸,也就是遥感图像上面一个像元相对应的地面范围的大小。因为遥感制图是利用遥感的图像来提取专题的制图信息,所以在选择图像空间分辨率时一定要考虑到下面两个因素:一是解译目标最小尺寸,二是地图成图比例尺。空间不同规模的制图对象的识别,在遥感图像的空间分辨率方面都有一定的要求。地图比例尺与遥感图像的空间分辨率有着密切的关系。所以进行普通地图的修测更新和遥感专题制图时,对不同平台的图像信息源,应该结合研究宗旨、精度、成图比例尺和用途等要求,进行分析选用,以达到经济、实用的效果。(2)波谱分辨率与波段。波谱分辨率是通过传感器所使用的波段数目(通道数)、波段的宽度、波长来决定的。(3)时相与时间分辨率。遥感图像的时间分辨率差别很大,用遥感制图的方式显示制图对象的动态变化时,不但要弄清楚研究对象其本身的变化周期,与此同时还要了解到有没有与其相应的遥感信息源。例如要研究森林火灾蔓延范围、洪水淹没范围或森林虫害的受灾范围等现象的动态变化时,必须选择相适应的超短期或短期时间分辨率的遥感信息源,只有气象卫星的图像信息才能满足这种要求,遥感图像是指某一瞬间内地面实况的记录,然而地理现象是不断的变化。所以,一系列按时间序列成像的多时相遥感图像中,必然存在着最能揭示地理现象本质的“最佳时相”图像。研究农作物的长势、植被的季相节律,目前以选择landsat-TM或SPOT遥感信息为佳。
3结论
制作专题图以及地籍测绘工作是极其繁琐的,只有采取一定的科技手段才能提高工作效率,及时完成任务。随着遥感技术的发展,给制作专题图以及地籍测绘工作带来了不少便利,随着计算机技术以及GPS等技术的日臻完善,遥感技术应用于测绘领域也日趋成熟,相信随着科学技术的发展与进步,遥感技术的应用水平将步入一个全新的台阶。
参考文献:
[1]郑立中,楚良才:实用化――“九五”遥感应用的特点,遥感信息,2007年第1期。
[2]孙家炳:遥感原理与应用,武汉:武汉大学出版社,2009年。
[3]蒋金龙,李建,梁军:遥感技术在城市土地利用演变研究中的应用,安徽农业科学,2008年第2期。
关键词:土地利用调查方法;遥感技术;应用;
中图分类号:P237文献标识码:A文章编号:
l引言
主要列述了传统的土地利用调查方法及其缺陷,概述了遥感技术和基于遥感影像的土地利用调查理论,通过对柳州市的土地利用现状更新调查结果,并与以前的年度变更调查的技术及成果进行比较分析,总结出利用遥感影像能及时了解土地变化状况,能及时更新调查数据库,保持柳州市土地调查数据的现势性,实现国土资源“以图管地”精确调查和有效监管,满足国土资源“一张图”建设和“批、供、用、补、查”日常监管的需要,为国土资源管理和经济社会发展提供基础资料。
2传统的土地利用调查方法及遥感技术概述
2.1传统的土地利用调查方法
1984-1996年的12年间,我国各县级土地现状初始调查基本完成。由此获得的宝贵的土地利用现状基础数据成果,为各级政府制定国民经济发展计划提供了最基础的依据,为建立土地登记、土地统计制度,制定土地利用总体规划提供了第一手的数据。但是,近20年和今后的数十年内,都将是我国经济快速发展的时期,土地利用的形式将发生一系列的变化,随时摸清土地利用形式的变化、对土地利用图件和数据库进行及时更新将是我国各级土地管理部门的一项重要的和经常性的工作。由于航空摄影成本很高,难以运用航片来进行每年的土地变更调查,目前我国土地管理部门进行数据更新的方法是在前期土地利用现状图的基础上,根据变更申报到现场勘查,在详查图上标绘宗地变化的边界位置、权属变化和利用类型的变化,再到室内进行编绘更新,这种方法存在明显的缺点:
(1)难以准确获取变化边界的地理坐标,仅从相邻关系进行外推量测,难以准确获取变化边界的空间位置坐标,图件更新精度达不到要求;
(2)变化宗地的空间位置难以确定,面积量测不准确;
(3)不能主动监测变化;
(4)方法落后且人为干扰大;
(5)变更数据获取速度慢,多次清绘误差累积;
(6)工作效率低,费工费时费力,很多县市很难每年进行及时的变更;
(7)农村土地利用图斑多为不规则多边形,运用平板仪等测量工具只能测量拐点,不能连续测量整个边界,而且难于精确标绘到原土地利用现状底图上。
由此可见,该方法不能及时准确地获取全局的土地利用动态变化信息,无法实时掌握土地利用变化在空间上的分布和分析评价土地利用变化是否合理。此外,传统的方法即根据用地单位的上报数据了解土地利用的变化状况不仅被动,且中间不可避免地存在误报、漏报,对于地块的空间属性难以做到准确掌握,更不能满足动态变更及时准确的要求。因此,利用卫星遥感技术进行土地利用动态变更调查,及时准确地获取变更信息,就有着十分重要的意义。
2.2遥感技术概述
2.2.1遥感的定义
遥感(RemoteSensing),通常是指通过某种传感器装置,在不与研究对象直接接触的情况下,获取其特征信息,并对这些信息进行提取、加工、表达和应用的一门科学技术。
2.2.2遥感技术的优点
遥感的出现,扩展了人类对于其生存环境的认识能力,较之于传统的野外测量和野外观测得到的数据,遥感技术具有以下优点:
(1)增大了观测范围;
(2)能够提供大范围的瞬间静态图像,用于监测动态变化的现象;
(3)能够进行大面积重复观测,即使是人类难以到达的偏远地区;
(4)大大“加宽”了人眼所能观察的光谱范围,遥感使用的电磁波波段从x光到微波,远远超出了可见光范围;而雷达遥感由于使用微波,可以不受制于昼夜、天气变化,进行全天候的观测;
(5)空问详细程度高,航空像片的空问分辨率可以高达厘米级甚至毫米级。
与航空遥感相比,航天遥感能够进行连续的、全天候的工作,提供更大范围的数据,其成本更低,是获取遥感数据的主要方式,而航空遥感主要应用于临时性的、紧急的观测任务以获得高精度数据。
总之,利用遥感技术,不但可以更加迅速、客观地监测环境信息,同时根据遥感数据的空间分布特性,还可以作为地理信息系统的一个重要的数据源,以实时更新空间数据库。
3基于遥感影像的土地利用调查实践
利用遥感进行土地调查的步骤遥感影像应用于土地调查中,主要作用是通过人工目视或计算机自动解释,建立信息数据或发现变化的图斑并对其进行变更。常规的图像解释方法根据遥感图像的光谱特征、空间特征和时间特征,按照解释者的认识程度,或自信程度和准确度,逐步进行目标的探测、识别和鉴定。土地利用变更调查的原理是先将前一时期的土地利用矢量图叠加到当前时期的遥感图像上,对比同一范围内遥感图像上地块的形状和利用类型,发现变化图斑,并对其进行标记,再到野外进行产地核查进一步确定,最后将室内判读的结果与野外调查的实际情况进行对比分析。
3.1调查区概况
2007年-2009年,柳州市开展第二次土地调查工作,对利用状况开展了全面的调查,建立了土地利用数据库和管理系统。从2010年开始,土地变更调查是从第二次土地调查的基础上进行利用状况变更,获取当年的土地利用现状数据。为了使工作成果科学、准确和合理,并尽快地符合实际工作的需要,工作人员使用了遥感、GPS等新技术进行全面的土地利用现状更新调查,取得了良好的成果,极大地提升了国土资源管理方式。
3.2总体技术流程
总体的技术流程如下:
(1)利用当年航摄的航片及DEM数据制作成地面分辨率为1米的1:10000正射影像图,作为土地利用现状图更新及土地利用数据库建设的精度要求;
(2)利用正射影像图、各年度土地变更调查资料及最新的l:1万地形图作为内业判读及外业调查底图;
(3)把制作好的正射影像数据库套合到1990年基础库,应用GPS技术等进行全面野外调查,查清土地权属变化情况及境界、土地权属界变化情况,并对已变更的地物进行实地测量获取变更图斑、线状地物、零星地物点位坐标和面积等输入计算机,更新土地利用现状图;
(4)利用新的土地利用现状图,更新土地利用现状数据库,做到图件、数据、实地三者一致。
3.3土地利用数据更新流程
土地利用数据更新入库的流程可以分为三部分,即:制作正射影像图、结合GPS技术更新变更地物和利用supemap软件进行数据入库。具体操作如下:
(1)应用遥感技术(RS)发现和提取土地利用信息,由于航空像片为中心投影,应该先将其纠正为正射投影——制作正射影像图;
(2)应用全球定位系统技术(GPS)快速、准确地获取土地利用变化信息的空间坐标土地变更数据的获取;
(3)应用supermap地理信息系统技术进行土地利用现状数据更新及农村土地调查数据库管理系统具有输入、图形编缉、管理库、空间分析、输出等主要功能,系统可满足土地利用现状数据更新及土地利用数据库建库的要求。
3.4新老结果比较分析
在土地更新调查完成后,把此次土地变更调查的结果和上年的土地变更调查成果做比较,发现相应地类的面积存在着差异,其具体情况如下:
(1)耕地面积比上年度耕地面积数减少;
(2)建设用地面积比上年度耕地面积增加;
(3)土地更新调查中建设用地增加幅度大,而耕地减少幅度小。
经研究分析,发现耕地面积产生差异的主要原因是历年违法用地未在年度变更调查进行变更统计,建设用地面积产生差异的主要原因是历年积累的变更调查漏查的建设用地未在年度变更调查进行变更统计,而这些未在年度变更调查中进行变更统计的数据,在更新调查工作中均进行调查统计。建设用地增加幅度大,耕地减少幅度小的主要原因有两个:
(a)在土地规划及耕地保护具体工作中,经农田整理新增耕地的一部分作为折抵指标已用于建设用地,尚有一部分未用于建设用地,也没有用于耕地占补平衡,这部分耕地在年度变更调查工作中全部进行了变更统计,同时,根据占补平衡要求,将相当于扣除折抵指标后剩余部分新增耕地面积数的经开发造地新增耕地面积数节余下来未进行变更统计,在更新调查工作将节余下来的开发地数进行了变更统计。
(b)经本地开发造地新增耕地超过占补平衡所需部分未在年度变更调查工作进行变更统计,但在更新调查工作中将这些超额部分开发造地数进行了变更统计。
4结束语
随着各类建设占用地日益增加,在我国经济快速增长,用地量逐年增大,土地利用变化频繁,常规的土地调查方法已远远不能满足新形势对土地管理的要求。因此,改变传统国土资源管理工作方式,采用现代化遥感技术手段,准确、快速地掌握国土资源利用状况,科学规划、配置、合理开发利用国土资源,实现国土资源决策、管理现代化和服务社会化,促进我国经济可持续发展和社会全面进步,是国土资源管理工作面临的当务之急,也是必须实现的战略目标。
参考文献:
[1]李月臣,杨华,刘春霞.土地覆盖变化遥感检测方法[J].水土保持研究.
20世纪70年代,遥感开始进入一个高速发展的阶段,并广泛地应用于农业生产监测,在作物识别、面积估算、长势监测、旱情监测、灾害评估和作物产量估计等方面,均取得了较大的成绩,然而遥感信息在时空分辨率及所提供信息的精度和丰度还不能满足精准农业对农田信息的需求。近15年来,随着遥感技术的发展,遥感技术在精准农业领域开始发挥越来越大的作用,在指导农田灌溉、施肥、病虫害防治、杂草控制、农作物收获及灾后损失评估等方面均已有很多成功的应用。
遥感可为精准农业提供以下两类农田与作物的空间分布信息:一类是基础信息,这种信息在作物生育期内基本没有变化或变化较少,主要包括农田基础设施、地块分布及土壤肥力状况等信息;另一类是时空动态变化信息,包括作物产量、土壤熵情、作物养分状况、病虫害的发生/发展状况、杂草的生长状况以及作物物候等信息。
1.基础信息获取
(1)农田基础设施调查。
(2)地块分布调查。
(3)土壤状况调查。
2.时空动态变化信息的获取及利用
(1)指导农田灌溉。
(2)指导施肥。
(3)指导病虫害防治。
(4)指导杂草控制。
(5)指导作物收获。
限制遥感技术在精准农业中进一步应用的主要因素如下:
(1)精度问题。
(2)时空精细度问题。
(3)信息熵问题。
(4)农田参数信息利用问题。
(5)非技术因素。
针对上面几个问题,遥感技术需要从以下几个方面进行突破,以满足精准农业的需求:
(1)新参数反演技术的研发。
(2)新数据的应用。
(3)多源数据整合。
(4)遥感驱动的作物模型。
关键词:遥感地质勘查技术;具体应用;研究分析
1遥感地质勘查技术的概述
1.1遥感地质勘查技术的基本概念
遥感地质勘查技术指通过遥感器对检测的数据运用电磁、光谱进行扫描识别的技术,由于地质勘查的范围比较广,因此在地质勘查期间主要利用的是飞机和卫星遥感器。遥感地质勘查技术在地质勘查工作中的运用能够有利于深入分析所勘查地质的特性,能够全面而深入的研究所勘查的地质信息和地质特征,同时还能为地质勘查获取更为科学的数据和理论。遥感地质勘查技术与传统的地质勘查技术相比,遥感地质勘查技术的检测数据结果更加的准确,而且检测效率也比较高,因此在地质勘查方面的作用越来越重要。
1.2遥感地质勘查技术的基本特点
首先,遥感地质勘查技术具有科学性。由于遥感地质勘查主要以数据信息来分析地质状况,因此,需要大量且准确的数据,而遥感地质勘查技术主要使用卫星、飞机等遥感器来对勘查的地质实施科学计算,同时利用电磁技术和光谱技术等,通过计算机技术将勘查的地质情况利用航拍获得信息数据,使我国的遥感地质勘查技术更具科学性[1]。
其次,遥感地质勘查技术也具有精确性。由于地质勘查所运用的技术比较先进,同时,随着人们对矿产资源的需求越来越大,因而在地质勘查中的分工越来越细化,而遥感地质勘查技术可以通过电磁技术和光谱技术进行对勘查的地质进行扫描,根据实际扫描额结果显示,遥感地质勘查技术获得的检测数据具有精确性,因而如今被广泛的运用于地质勘查工作中。
2遥感地质勘查技术的具体应用研究
2.1遥感地质勘查技术在地质构造信息获取方面的应用
在地质研究过程中,由于地质结构比较复杂,因而在获取准确有效信息的过程中需要相关的设备技术,遥感技术在勘查找矿的工作中运用比较广泛,工作人员根据空间信息数据分析寻找到矿厂的地质标志,然后在提取空间信息的过程中则运用到遥感技术,并对地质结构进行深入的分析研究,并测绘出相关的线性图像,以及地质构造研究中需要注意方面。
在酸性岩体和火山盆地等地质的研究中,需要运用遥感地质勘查技术,可以将勘查的地质结构以图像的形式展现,为地质勘查工作提供科学有效的数据。但由于遥感技术在成像的过程中受到的影响因素比较多,因此,如果遥感地质勘查技术在使用时受到影响,则形成的图像比较模糊,所以使得地质的线性形迹和地质纹理信息都不能全面清晰的显示出来,工作人员在短时间内无法快速弄明白地质结构,这对地质勘测工作产生严重的影响[2]。为了促使遥感地质勘查技术的广泛使用,同时也为了合理运用遥感地质勘查技术,因此,在实际地质勘查工作中,地质勘查工作人员在地质构造成像中主要采用的是人机交互和目视解译等方式,主要通过获取相关的关键信息,然后制作成图,为地质构造提供参考。
2.2遥感地质勘查技术能够通过获取植被光谱来确定矿产的具置
由于矿区中的金属或者矿物质对周围植被的生长环境产生一定的影响,并且矿区周围的地下水以及地下微生物等对矿区的结构层产生影响,使得矿区的结构层发生很大的改变,让原来比较规律的矿物质结构层发生错乱,对植被生长的土壤层造成破坏,而生长在土壤中的植物在吸收土壤中的养分时,土壤中的金属元素或者矿物质元素进入植被中,使得植物在生长过程中吸收矿区的金属或矿物质元素,让植被的叶绿素发生改变,并通过植被的反射光谱体现出来。而遥感技术正是通过对植被反射光谱的检测分析、以及确定光谱信息来判断该区域是否有矿物质,由于不同种类的植被在吸收金属元素或者矿物质元素后会在不同的器官位置呈现出不同的特点,因而在使用遥感技术时,需要地址勘查工作人员根据不同的植被光谱信息进行全面分析。为了确保对植被光谱分析判断的准确性,工作人员可以收集大量的植被光谱资料,并对其色调进行研究分析,同时在使用遥感技术时,可以利用遥感技术直接分离提取异常色调,进而分析出金属植被的吸收能力和聚集能力。
2.3遥感勘查技术能够利用岩矿光谱技术识别岩矿性质和地质类型
在遥感地质勘查技术发展运用过程中,主要运用的是岩矿光谱技术,在地质勘查中运用更多的是多光谱技术和高光谱技术,由于多光谱技术和高光谱技术都是通过提取多光谱蚀变信息进而实现对岩石性质的识别,同时也能够对高光谱的矿物质加以识别。其具体的运用如下:由于多光谱技术具有较低的光谱分辨率,因而光谱特征的表现力也比较弱,所以在实际地质勘查运用期间主要以图像线性信息和图像的灰度变化来分析岩矿的特性[3]。而高光谱技术不仅可以获取到连续光谱信息,而且能对不同的地质类型加以直观的识别判断。根据上述的分析,在实际的遥感地质勘查技术运用中,主要将多光谱技术和高光谱技术综合使用,因此在岩矿性质和岩矿地质类型的分析中都能获取准确有效的信息。
3提高遥感地质勘查技术应用的具体措施
在遥感地质勘查技术应用过程中,其应用范围比较广泛,为地质勘查工作做了非常大的推动作用,同样,随着社会对矿物质资源的需求越来越大,遥感地质勘查技术在应用过程中也存在许多问题,需要工作人员在遥感地质勘查期间采取合理的措施。
首先,地质勘查工作人员要加强对遥感技术的理论研究,实际地质勘查是对理论的实践研究,而在实际地质勘查期间遇到的问题则需要通过理论研究来解决,因此,需要地质勘查工作人员深入研究大量与遥感技术有关的文献资料,并提出新的理论研究,人们对地质勘查的进一步认识提供有价值的参考。
其次,要加强地质勘查技术方面的支持。目前,遥感地质勘查技术的应用正在不断的扩展,为了提高遥感地质勘查技术的运用范围,一方面要对遥感地质勘查技术保持其先进性,另一方面还要培养一批先进遥感地质勘查技术人才,只有配套的技术人才搭配才能在地质勘查工作中获取高效、高质量的成果。除此之外,还要对遥感地质勘查技术的有效应用进行指导并加以规范,尤其是对遥感地质勘查技术方面的责任制度,要及时解决在实际地质勘查中遇到的问题,并在解决问题的同时提出新的发展方向,进而促进我国遥感地质勘查技术的可持续发展。
在国家经济迅速发展的过程中,国家对矿产资源的需求量不断增加,随着遥感地质勘查技术的运用,一方面提高了地质勘查工作的效率,另一方面解决了社会对地质勘查精确度的高要求。本文主要从遥感地质勘查技术在地质构造信息获取、通过植被光谱确定矿产位置、以及利用岩矿光谱技术进行分别岩矿信息和类型等方面进行深入的研究,从而提出了遥感地质勘查技术在应用方面的具体措施,以此促使遥感地质勘查技术的可持续发展。
参考文献
[1]闫佳.遥感地质勘查技术与应用研究[J].科技经济市场,2014,06:135.
关键词:精细农业;遥感技术;应用;问题;解决途径
收稿日期:2011-06-04
作者简介:张旭(1990―),男,内蒙古人,中国地质大学(北京)地质学专业大学生。
中图分类号:TP79文献标识码:A文章编号:1674-9944(2011)07-0211-03
1引言
精细农业也被称为因地制宜农业、处方农业。它可以在遥感、地理信息系统和全球定位系统技术支持下,进行抽样调查,获取作物生长的各种影响因素信息(如土壤结构、含水量、地形、病虫害等)。通过进行农田小区作物产量对比,分析影响小区产量差异的原因,获取农业生产中存在的空间和时间差异性,可以根据每个地块的农业资源特点,按需实施微观调控,以充分利用现代化和机械化,精耕细作,获取高的经济效益。
遥感技术是指运用现代光学、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、性质及其变化规律的综合性探测技术。其基本原理就是不同物体的电磁波特性是不同的(黄惠珍,2010),通过探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波,从而提取这些物体的信息,完成对远距离物体的识别。
2遥感技术应用于精细农业的必要性
随着科学技术的发展,传统农业因耗能高、产量低,正逐步被新型农业所代替,而精细农业,适应了现代农业产量高、投入少、节约资源、保护环境的要求(姚建松,2009),它的出现,是传统农业向新型农业转型的必然结果,具有历史必然性。
遥感技术是精细农业获得田间数据的核心来源。没有遥感技术的服务,就没有精细农业的发展。由于不同含水量的土壤具有不同的地表温度(谷纪良,2010),不同生长期和不同生长情况的农作物具有不同的波谱发射特征。因此,通过对作物本身及其生长环境的波谱特性研究,可定量测定作物的生长状况和空间变异信息(李新磊等,2010),了解生态环境变化,为及时作出合理化的调整提供最权威的数据资料。因此,精细农业要发展,必然需要遥感技术的应用。
3遥感技术在精细农业中的应用
遥感技术可以客观、准确、及时地提供作物生态环境和作物生长的各种信息。这是精细农业获得田间数据的重要来源。因些,遥感可以在很多方面为精细农业服务。
3.1作物养分诊断与监测研究
作物养分主要包括氮、磷、钾等元素,如果缺乏会导致作物光合作用能力和产量降低。近20年来,利用遥感进行作物养分(尤其是氮)实时监测和快速诊断一直是农业应用研究的热点,其中,高光谱遥感可很好的对作物养分进行诊断和监测(姚云军等,2008)。基本原理就是利用作物氮、磷、钾等含量的变化会引起作物叶片生理和形态结构变化,造成作物光谱反射特性变化的特性。作物养分高光谱诊断与监测方法主要包括多元统计回归方法诊断作物养分含量,基于特定吸收波段内波谱特征参数的作物养分诊断。
3.2农作物播种面积遥感监测与估算
搭载遥感器的卫星或飞机通过田地时,可以监测并记录下农作物覆盖面积数据,通过这些数据可以对农作物分类,在此基础上可以估算出每种作物的播种面积。目前商业销售的遥感图像已经达到1m空间分辨率,在这种高分辨率图像中可以进行精确的农作物播种面积估算。
3.3遥感监测农作物长势与产量估算
作物长势是作物生长发育状况评价的综合参数,长势监测是对作物苗情、生长状况与变化的宏观监测。构建时空信息辅助下的遥感信息技术与作物生理特性及作物长势之间的关系模型便于作物长势监测。利用遥感技术在作物生长不同阶段进行观测,获得不同时间序列的图像,农田管理者可以通过遥感提供的信息,及时发现作物生长中出现的问题,采取针对措施进行田间管理(如施肥、喷施农药等)。管理者可以根据不同时间序列的遥感图像,了解不同生长阶段中作物的长势,提前预测作物产量。自20世纪80年代初开始,中国有关研究部门与高校合作,利用陆地卫星和气象卫星进行大面积作物长势和产量监测的研究与试验。这为我国作物产量的提前预报奠定了科学基础。
3.4作物生态环境监测
利用遥感技术可以对土壤侵蚀、土地盐碱化面积、主要分布区域与土地盐碱化变化趋势进行监测,也可对土壤水和其它作物生态环境进行监测,这些信息有助于田间管理者采取相应措施,合理调配,及时改善作物生态环境,使作物更好地成长。
3.5灾害损失评估
气候异常对作物生长具有一定影响,利用遥感技术可以监测与定量评估作物受灾程度,作物受旱涝灾害影响的面积,对作物损失进行评估,然后针对具体受灾情况,进行补种、浇水、施肥或排水等抗灾措施,减少损失。
4遥感技术在精细农业发展中面临的问题与解决途径
4.1遥感数据库不足
遥感技术在应用于精细农业中,因作物的生态物理参数(如含水量、叶绿素含量、叶面积指数等)各异,生长环境复杂,生长过程中随时间的推移作物与土壤的各种物理化学条件都会变化,这就需要建立大量的数据库,给遥感农业带来了不便。而现有精细农业中的遥感数据库还处于发展阶段,数据量不足,有待进一步完善。
4.2解译水平有待进一步提高
遥感技术在精细农业中的应用尚且处于探索阶段,许多解译方法尚不成熟,如多种田间组分(作物、土壤等)混合光谱的研究等。而现代遥感技术单一解译技术已趋于成熟,但混合光谱的研究才刚刚起步,还需要加强解译水平,完善解译体系。
4.3建立标形植被光谱数据库
深入开展农业应用中标准地物光谱特征研究,总结标准地物在不同条件下光谱变异规律,完善和扩充农业光谱数据库,在应用研究时将目标物与标形地物的波谱特征进行对比,观察波谱图像,总结波谱特征规律,进一步确定目标物的现实特征,进而实施相应手段,提高作物产量。
4.4建立健全解译体系
加大遥感解译的投入力度,建立健全常用地物的解译体系,特别是完善农业遥感中的解译系统,将传统解译与现代信息技术相结合,结合地理信息系统,定位导航系统的发展,将不同地区不同地物的波谱特征纳入解译体系,提高解译水平。
建立标形地物波谱数据库,加强农田水分条件、肥力条件、病虫害等因子在遥感图像中的解译标志,实现农作物征兆信息的智能化提取,上述关键技术的突破,将有助于阐明作物生长环境和收获产量实际分布的相关机理,有助于遥感动态监测定量化,建立作物长势与产量预报定量模型,这对于提高农业田间科学管理(灌溉、施肥或喷洒农药)具有重要意义。
5结语
遥感技术的研究与发展,是促进精细农业发展的重要一步,随着更高分辨率遥感技术的发展,遥感技术在精细农业中的应用必将更进一步。未来精细农业中遥感的定位,将从定性监测逐步转向定量监测,定量遥感将在精细农业中发挥更加重要的作用。因此,加强定量遥感的研究力度,完善定量遥感体系,建立定量遥感农业模型,将为农业遥感发展带来新的活力,必将促进精细农业的蓬勃发展。
参考文献:
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关键词:遥感现代水文水土保持
1前言
随着遥感技术的发展,我国多个领域已经广泛采用遥感技术,在水文水资源领域也逐步开始广泛应用。本文通过介绍遥感技术在水文水资源领域的应用,不仅降低了水文水资源领域的研究成本,提高了研究工作的效率,也促进了水文水资源在社会工作中的延伸发展。
2遥感在水文水资源中的应用
2.1降水
借助于遥感资料,可以获得降水的空间分布特征,特别是在雨量站和雷达观测站点较稀少的地区。用于降水估算的遥感信息源有雷达(数字雷达、WSR-88D雷达)、气象卫星和航空飞机等,其中雷达多用于局部短期雨量的预测预报,而气象卫星则主要用于大面积降雨估算。雷达是微波遥感的一种类型,它利用大气中的降水粒子对电磁波的吸收与散射作用,通过对回波信号的分析处理,确定来自空间采样体积中降水粒子的后向散射的能量,并由计算机计算出实时地面降雨量,由于云层的阻挡,直接用卫星来测定降雨量还不是切实可行的,但是可以将卫星技术与传统的地面测量方法结合起来测定降雨。目前,国内外应用卫星数据来估测降雨量的主要方法有:云层指数法、阈值(极限法)、生命——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,它实际上是深入云内及云体周围环境做各种飞行的气象专用飞机,可以测出不同的云滴、雨滴和冰晶粒子及其分布;近代探测飞机是采用计算机和各种资料处理系统,使飞机探测获得的大量云雨信息能自动收集、显示和记录下来。
国内遥感估算降水研究相对国外起步较晚,近几年取得了一些研究成果。2003年,王建华应用遥感技术根据不同云层和点雨量间的回归关系,建立了面雨量计算模型,并以GMS影像为信息源,对2000年黄河流域雨量进行遥感反演,精度较高[1];2004年,李致家等[2]利用雷达估测降雨,并与水文模型耦合,将耦合的水文模型应用到实时洪水预报中;2006年,陈利群等[3]基于可见光和红外遥感反演降水的原理,在分析黄河源区降水强度与云亮温,云反射率以及云斜率参数的基础上,建立了黄河源区的基于NOAA/AVHRR—LAC资料估算1h、3h和5h降水强度模型。
2.2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:
Rn=G+H+LE式中:Rn是净辐射,G是土壤热通量,H是感热通量,LE是潜热通量,单位均为W/m2。
利用遥感研究蒸散发有很多方法,概括起来主要有以下四类:统计经验法、能量余项法、数值模型、全遥感信息模型。
2.3径流与水文模型
尽管遥感技术无法直接测量河川径流,但是借助于水文模型,遥感信息可以用来间接估算河川径流。作为一种信息源,遥感技术可以提供土壤、植被、地质、地貌、地形、土地利用和水系水体等许多有关下垫面条件的信息,也可以测定估算蒸散发、土壤含水量和可能成为降雨的云中水汽含量。以遥感为手段获取的上述信息在确定产汇流特性或水文模型参数时是十分有用的。刘昌明等[4]将应用遥感信息的水文模型粗略的分成三类:第一类是遥感信息和地面同步实测资料的回归模型;第二类是将遥感信息作为水文模型中参数的输入与估计或者是调整水文模型结构后与具有空间特征的遥感资料相耦合的遥感水文模型;第三类是应用遥感资料的水量平衡模型。
国外早期的研究主要是利用遥感资料提取流域地物信息、估算水文模型的参数,进行土壤分类、应用一些经验性的模型估算融雪径流、估算损失参数等。
国内在遥感应用于径流与水文模型方面的研究,主要集中在国外遥感水文模型的应用和运用遥感资料获取流域水文模型的输入以及率定有关的参数等方面。
2.4地表特征及参数提取
地表特征也称为水文下垫面,它影响着径流形成、运移及存储,是影响地面物质和能量交换的重要因素。地表特征遥感应用可以分为两类。
第一类是地表特征的识别和分类。由于不同的地物类型具有不同的波谱特性和分布规律,利用这些信息特征差异可以对地物进行区分,如水体识别、土地利用和土地覆盖分类等。
土地利用变化和土地覆被变化(LUCC)是引起水文过程变化的主要原因之一,遥感技术以其宏观快速、准确、准实时、周期性重复观测等优点在区域土地利用和土地覆被变化的监测中具有明显的优势,也得到了广泛应用。
第二类是地表特征参数的提取与估算。描述下垫面特征的几个重要地表特征参数有植被参数、地面温度、地表发射率和地面反照率等。其中植被参数又包括归一化差值植被指数
(NDVI)、植被覆盖度、叶面指数(LAD等。这些地表特征参数是蒸发遥感模型计算的关键,也是研究地表能量平衡和物质平衡的基础,但用传统方法很难得到区域上的信息,因此,利用遥感技术反演地表特征参数具有重大意义。
2.5水土保持
为了有效地进行水土保持工作,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。
(1)土壤侵蚀动态监测。应用遥感技术进行土壤侵蚀动态监测关键是提取影响土壤侵蚀的因子信息(如降雨、植被盖度、地形因子、成土母岩、土地利用类型以及人为活动等)。目前,应用遥感影响进行土壤侵蚀动态监测的方法有很多,较常用的有分类后对比法、逐像元比较法、影像与GIS数据叠加分析法,以及结合逐像元比较与分类后比较的混合动态监测方法等。我国自20世纪70年代以来,进行了国家和区域±壤侵蚀遥感调查,对全国大河、重点水土流失区进行调查与监测并编制了大量的遥感图件,特别是80年代以来,国家将遥感技术列为重大应用工程进行科技攻关,在黄土高原综合治理等重大项目中取得了一系列有价值的成果。
(2)水土流失定量研究。在众多水土流失定量计算模型中以美国通用土壤流失方程(USIE)的应用最为广泛。许多学者试图从遥感资料中提取通用土壤流失方程式(USLE)中的因子,用以分析和计算。例如,1997年,卜兆宏等[5]提出了一种水土流失定量遥感方法,该法的监测模型表达形式与USLE和RUSLE相同,但其因子算式算法由我国实测资料建立,该法尤其适用于遥感和GIS数据的微机处理。
2.6土壤水分与旱情监测
土壤水分(即土壤湿度或土壤含水量),是联系地表水与地下水的纽带,也是研究地表能量交换的基本要素。土壤水分与干旱的遥感监测是是目前遥感技术应用研究的前沿领域,该领域的探索与研究也一直比较活跃。国内外许多研究人员都做了大量的研究工作,提出了许多监测土壤水分的方法,从遥感光谱波段的使用上,对土壤水分的遥感监测研究可分为两类。
第一类是光学遥感(即可见光一——近红外、热红外遥感)监测土壤水分。光学遥感监测土壤水分的内容十分丰富,算法也很多,比较成熟的方法有以下几种:①热惯量法。热惯量法最早由Watson等[6]提出,它需要利用热红外遥感影像反演下垫面温度,建立与土壤热惯量、土壤水分含量的关系模型和土壤表层与一定深度土壤含水量的关系模型来研究土壤的含水量。我国学者也作了大量研究工作,详细研究成果请参见文献[7~10]。②植被指数法。这种方法认为植被的缺水状况可以通过不同的遥感植被指数来表征,通过植被指数来间接估算土壤水分。常用的方法有归一化植被指数法、距平植被指数法、条件植被指数法、条件植被温度指数和植被供水指数法。③作物缺水指数法。作物缺水指数是土壤水分的一个度量指标,它是由作物冠层温度值转换来的,是利用热红外遥感温度和常规气象资料来间接的监测植被条件下的土壤水分,是遥感监测土壤水分的一种很重要的方法。
第二类是微波遥感监测土壤水分。微波对云层有较强的穿透力,不受光照条件限制,能够全天候工作,而且长波段微波能够穿透植被并对土壤具有一定的穿透能力。这些特点使得
微波遥感在土壤水分监测中就具有其独特的优越性。微波遥感法有被动微波遥感土壤水分和主动微波遥感土壤水分丽种。①被动微波遥感,主要是通过微波辐射计获得土壤的亮温温
度,然后通过物理模型反演土壤水分或与土壤湿度建立经验/统计模型。②主动微波遥感,主要利用土壤的介点特性和含水量间的密切关系。国内外许多学者对雷达后向散射系数和土
壤水分的关系进行系统研究,研究多依据统计方法,通过实验数据的相关分析建立土壤湿度与后向散射系数之间的经验函数关系,而以线性关系应用最普遍。
目前,虽然用遥感资料及其它辅助手段进行土壤水分监测的理论已趋成熟,也提出了许多方法,但是各种方法都有一定的适用条件。对于裸土,热惯量法和微波遥感法都能得到较好的结果。在全植被覆盖条件下,植被指数法和作物缺水指数法比较适用。如何解决部分植被覆盖条件下旱情的监测是一个值得研究的同题,隋洪智[]做出了有益的探索。
2.7水质监测
遥感监测水质,就是依靠监测光谱信号的改变,研究这些光谱的变化与水质参数之间的关系。通过遥感预测的水质参数有:悬浮颗粒物、水体透明度、叶绿素a浓度以及溶解性有机物、水中入射与出射光的垂直衰减系数和一些综合污染指标如营养状态指数等[11]。水质遥感的主要方法有:理论分析方法、经验方法、半经验方法。我国先后对海河、渤海湾、蓟运河、大连河、长春南湖、于桥水库、珠江、苏南大运河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[12]。
2.8地下水
国外遥感技术应用于地下水资源的勘探评价可追溯到1961年,已经有40年的历史。随着遥感技术的发展,多源遥感数据广泛用于与地下水密切相关的地质条件的解译分析和地
下水有关的地表植被、温度、土壤水分等环境因素的提取,取得了有效的成果。李凤全[64]将遥感在地下水研究中的应用归纳为以下几个方面:地下水径流系统、地下水水质评价和制图、热影像应用、基岩地区和线性特征研究、地下水水质和地下水管理。2000年,朱第植等[13]针对南疆民丰戈壁沙漠地区,应用遥感技术,在地貌、水系、构造、古河道等系列解译的基础上,根据不同植被的影像特征建立了找水模型。
3结语与展望
(1)随着遥感技术的迅猛发展,多平台、多时相、高分辨率的遥感数据不断出现,如何将这些海量数据应用到水文水资源领域中是目前研究的热点问题。
(2)与常规观测方法相结合。用常规方法可以观测点上的水文变量(如降水量、蒸发和土壤含水量等),而用遥感技术则可以提供空间面状水文变量的信息。但是,遥感技术直接或间接得到的水文变量要用常规观测的成果进行检验、率定。因此,常规方法和遥感技术相结合,取长补短,对探测水文变量是非常必要的。
(3)与地理信息系统(GIS)相结合。GIS是综合处理和分析空间数据的技术,将遥感数据源与GIS的结合,可以建立包含水文、气象、地形地貌、土壤植被、环境生态等资料的空间地理信息库,在水文水资源领域中发挥作用。
(4)无资料地区的水文过程研究。海量的遥感数据为开展无资料地区的水文过程研究提供了优越的数据源和前提条件。
(5)水文尺度问题研究。一方面,由于水文水资源科学自身尺度问题的复杂性,限制了遥感的应用;另一方面,遥感信息又对水文尺度问题提供了新的技术手段,使水文水资源科学迈上新的台阶。
参考文献
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关键词:城市规划;3s;遥感;规划监察;违章建筑;
中图分类号:TU984文献标识码:A文章编号:
遥感技术(RemoteSensing)是一门建立在空间科学、电子技术、光学、计算机技术、信息论等新的技术科学以及地球科学理论基础上的综合性技术,为现代前沿科学技术之一,具有宏观、动态、综合、快速.多层次,多时相的优势。在新技术迅猛发展的今天,遥感技术伴随着航空、航天技术的发展而不断提高与完善,服务领域因之而不断扩展,受到普遍重视,显示出极其广泛的应用价值,良好的经济效益和巨大的生命力。
遥感技术发展现状
从太空和空中观测地球并获取影像数据极大的拓展了人类的视野,为人们认识自然和改造自然提供了科学的技术和方法,随着相关学科的发展与技术上的改进、创新,遥感数据获取手段有了迅猛发展。航空航天遥感传感器数据获取技术趋向三多(多平台、多传感器、多角度)和三高(高空间分辨率、高光谱分辨率和高时相分辨率)。遥感平台有地球同步轨道卫星(35000km)、太阳同步卫星(600~lO00km)、太空飞船(200~300km)、航天飞机(240~350km)、探空火箭(200~
lO00km),并且还有高、中、低空飞机,升空气球、无人飞机等;传感器有框幅式光学相机,缝隙、全景相机、光机扫描仪、光电扫描仪、CCD线阵、面阵扫描仪、微波散射计雷达测高仪,激光扫描仪和合成孔径雷达等,它们几乎覆盖了可透过大气窗口的所有电磁波段。三行CCD阵列可以同时得到3个角度的扫描成像,EOSTerra卫星上的MISR可同时从9个角度对地成像。
遥感技术在城市监察中的系统框架
数字城市规划监察系统主要分为3部分:图像处理、违章建筑识别、违章建筑案件处理,其基本框架图如下图。
数字城市规划监察系统组成框图
三.3S技术应用
“3S”技术是GIS、GPS(GNSS)、RS3个名称的英文缩写,是相互独立而在应用上又密切关联的高新技术的简称。3s技术的集成是当前测绘技术、摄影测量、RS技术、GIS、计算机技术、(GNSS)定位、虚拟网络RTK及数据通讯技术的结合与综合应用。
3S集成技术:
RS、GIS、GPS(GNSS)是违章建筑识别监测的3大支撑技术,实际中单独使用存在缺陷。RS技术可快速获取区域违章信息但又受光谱波段、地面分辨率的限制,而且还有众多建筑物特征不可遥感,且只能达到米级精度,不能满足城市规划监察的要求;GIS具有较好的违章查询检索、空间分析计算和综合处理能力,但数据录入和获取始终是个瓶颈;GPS(GNSS)可在瞬间产生违章建筑目标定位坐标却不能给出地理属性。由于三者功能上存在明显的互补性,在实践中人们渐渐认识
到只有将它们集成在一个统一的平台中,其各自的优势才能得到充分发挥。近年来,随着电子计算机技术、无线电通讯技术、空间技术的迅猛发展,“3S”技术已从各自独立发展进入相互融合、共同发展的阶段,并逐渐发展成为一个新的交叉学科。三者相互作用与集成关系如下图所示。采用3S技术对城市规划建设进行监察与管理,RS成为获取城市规划建设动态、实时更新数据的技术手段,GPS(GNSS)对城市可能的违章建筑精确定位,通过GPS(GNSS)实地定位信息与RS影像的地理坐标配准,数据实时进入GIS。GIS则是3S技术中的核心,主要用于空间数据的存贮、分析、处理和查询,从RS和GPS(GNSS)提供的浩如烟海的数据中提取有用信息,并进行综合集成,使之成为决策的科学依据。GIS、RS、GPS(GNSS)三者集成利用,构成为整体的、实时的和动态的集观测、分析和应用为一体的运行系统,提高了GIS的应用效率。
四.系统功能
遥感用于城市规划监察的发展趋势是监察与管理相结合,数字城市规划违章监察系统再与其他系统进行整合,形成一个完善的城市规划建设综合监管平台和决策支持的可视化平台。其主要功能如下:
4.1数据处理与违章建筑识别模块
主要完成数据获取和城市地物识别功能,特别是城市建筑(包括违章建筑)识别:以哈尔滨市基础空间地理信息数据、影像数据等相关资料为基础,对实时高分辨率RS影像进行预处理、特征提取和地物解译等处理分析,获取哈尔滨市建筑的时空分布和现状图;将它们与哈尔滨市历史基础空间地理信息数据、历史影像和城市规划审批数据等相关资料进行比对,从众多的建筑中提取异常建筑,通过对比分析,并结合实地GPS(GNSS)量测,最终确认违章建筑及其违章方式,如压盖红线、楼层超高等;并对确认的违章建筑在空间数据库中建立案卷档案。
4.2违章建筑信息管理与查询模块
主要进行违章建筑信息的收集、统计分类和查询:确认违章建筑以后,通过遥感影像、现场勘测并与城市规划审批数据库对接,整合违章建筑详细属性信息,包括案卷编号、违章类别、地理位置、所属管区、开发项目、建筑规模、建造时问、建造单位和违章危害性等;对已有的违章建筑信息按各种属性分类整理;通过可视化界面为用户提供各种属性查询功能(属性的单项查询、联合查询,为用户提供诸如新增违章、重点地区、重点违章建筑警告信息等),对用户选定的违章建筑详尽提供其各种信息供用户管理与决策。
4.3违章建筑案件处理模块
此模块主要为违章建筑处理过程中数据和信息的数字化管理:为违章建筑设立数字档案保存属性信息,除了违章建筑物本身的属性外,记录违章建筑案卷整改信息,例如是否接受整改、整改执行部门、面临的问题、所处阶段、进度控制、整改结果等。
五.结语
目前,“数字地球”已经成为信息时代的战略制高点,世界各国政府和有识之士正在付出巨大的关注和行动。作为对应策略,我国的“数字中国”规划已经提上议事日程,而作为其重要的组成部分之一的“数字城市”建设必将扮演举足轻重的角色。城市遥感信息是“数字城市”的多源信息的一个重要的分支,与城市的其它信息,有其特点和应用优势。遥感技术也是“数字城市”建设中的关键技术之一。遥感信息的获取与处理技术随着信息时代的到来正在高速发展,人们对遥感信息内在规律的了解也愈加深入,因此,遥感信息在城市领域的应用将越来越广泛,必将推动“数字城市”乃至“数字中国”和“数字地球”的建设,对于提高城市建设的决策、规划和管理水平,提高城市建设的环境、经济、社
会等的综合效益,以及城市的可持续发展规划将起到十分重要的作用。
参考文献
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关键词:遥感技术土地利用地籍图
中图分类号:TN919.6文献标识码:A文章编号:1007-9416(2012)01-0150-01
近年来,随着遥感技术的广泛应用,其在地籍调查与测量工作中的应用也在不断深化。2009年,应用遥感技术保障土地调查数据现势性、服务国土资源批后监管的系统工程全国遥感监测“一张图”工程建设正式开始,目的是结合第二次全国土地调查统一时点底图生产,在生产覆盖全国遥感正射影像图的基础上,首次实现全国全覆盖遥感监测。“一张图”工程建设是国土资源管理尤其是地籍管理的一次重大变革,每年实现最新遥感影像的全覆盖和全面的土地利用变化信息的提取,为今后变更调查和核查提供了最新最好的基础,对于保证土地数据的现势性和真实性,维护调查成果的生命力,完善国土资源监管系统建设具有重大意义。由此可见,遥感技术在地籍调查与测量工作中正发挥着重要的作用。
1、遥感技术概述
遥感技术是20世纪60年代兴起的一种探测技术,是根据电磁波的理论,应用各种传感仪器对远距离目标所辐射和反射的电磁波信息,进行收集、处理,并最后成像,从而对地面各种景物进行探测和识别的一种综合技术。
遥感系统由遥感器、遥感平台、信息传输设备、接收装置以及图像处理设备等组成。遥感器装在遥感平台上,它是遥感系统的重要设备,它可以是照相机、多光谱扫描仪、微波辐射计或合成孔径雷达等。信息传输设备是飞行器和地面间传递信息的工具。图像处理设备对地面接收到的遥感图像信息进行处理,以获取反映地物性质和状态的信息。判读和成图设备是把经过处理的图像信息提供给判释人员直接判释,或进一步用光学仪器或计算机进行分析,找出特征,与典型地物特征进行比较,以识别目标。
由于遥感技术具有探测范围大、获取资料的速度快、周期短、受地面条件限制少、手段多、获取的信息量大以及全天候工作的能力的特点,目前,遥感技术已广泛应用于军事、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领域。
2、遥感技术在地籍调查与测量中的应用
2.1土地资源遥感调查
土地资源遥感调查是利用遥感技术,对一定区域内的土地资源的数量、质量、分布和利用状况及变化规律的调查。遥感影像最能够直接反映的是土地覆盖,因此,遥感技术大部分被用于土地覆盖/利用状况调查。
常规的土地利用调查是通过实地测绘的方法来进行,工作量大,调查周期长。而迅速发展的遥感技术,为土地资源类型及其变化信息的获取提供了及时、有效的技术手段,由于遥感技术具有宏观性、及时性、动态性以及多波段性等优点,结合计算机迅速处理的特点,是常规土地调查技术所无法比拟的。例如,上海市中心区的土地利用调查,90年代曾用常规方法花了2年多的时间才完成,但完成后的图件已不能反映2年后的情况;1995年初利用航空遥感方法,只花了2个多月就完成了调查,并且比常规方法更加详细。遥感技术的引用,大大节省了调查成本和时间,从而提高了工作效率。
2.2土地利用动态遥感监测
利用遥感技术进行土地利用变更调查和动态监测称作土地利用动态遥感监测。土地利用动态遥感监测是以土地利用调查的数据及图件为基础,用遥感图像处理与识别技术,从遥感图像上提取变化信息,从而达到对土地利用变化情况进行及时的、直接的、客观的定期监测。
和其他监测手段相比,遥感监测具有速度快、精度高、范围广等特点,并能为国土资源管理工作提供基于事实影像的、可精确测量的、可作为基础信息的土地利用动态监测结果。近年来,随着遥感技术的不断发展,影像分辨率的不断提高,计算机技术和信息处理技术的不断增强,使得土地利用动态遥感监测的技术不断完善,并得到越来越广泛地应用。
2.3利用遥感技术制作地籍图
所谓遥感地籍图的制作,即在计算机制图的环境下利用遥感资料编制出所需的地籍图,这是遥感信息在地理研究和测绘制图中的重要应用之一。利用遥感技术制作地籍图的技术流程主要体现为:首先需要选择合适的影像源,不同的数据源有不同的特性,所以提取信息的方法也不尽相同,目前常用的遥感影像有Landsat-TM、SPOT、QuickBird等。其次需要选择某种遥感软件进行影像的几何纠正和影像的配准,目前常用的遥感软件有ERDAS、ENVI、PCIGEOMATICA等。然后是遥感影像的融合,通过影像融合,希望既突出其中较高的空间分辨率,又能保持良好的光谱特征。还可对融合后的影像进行线性拉伸、灰度变换等增强处理,以提高图像的对比度和清晰度,突出图像的细节部分,利于影像判读和量测。最后通过目视解译和实地踏勘相结合的方法,将不同地物的形状和各个区域的范围从遥感影像上提取出来,即形成矢量文件,提取过程中,地物类型可参照地籍调查中的土地利用现状分类标准进行。
3、结语
遥感信息是地表各种地物要素的真实反映,能清晰地显示各种土地利用类型的特征与分布。与传统的地籍调查方法相比,遥感技术具有精度更高、效率更高、更经济实用、更直观实时等较多优势。随着遥感技术的不断发展,如遥感器分辨率的提高及综合利用信息能力的增强等,它将越来越多地被应用在我们的日常地籍工作中。
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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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[4]王文卿.遥感技术在国土资源管理中的应用现状及前景[J].测绘通报,2009,(6).
【关键词】地理检测;测绘遥感;技术
一、测绘遥感技术简述
1测绘遥感技术的概念
遥感英文名为RemoteSensing,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。
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。
二、遥感图像处理技术在测绘中应用的意义与作用
近年来由于技术方面的需要,促进了人类在遥感领域中新的突破,遥感图片处理技术就是在增大了观测范围。遥感图像的处理主要应用于测绘中,其中在土地勘测和地质测绘的应用比较广泛,在土地使用的界线范围测量,在简化建设用地工作中,特别对交通路线的设计实施以及大型工程的设计有很大帮助。在地籍测绘中,通过图形以及数字等难识别的对象为基础,利用计算机的相关技术,对难以识别的信息进行相关的处理,变成可识别的图像和文字,从而记录相关的数据信息,合理的确定监测的周期,从而更好的对土地利用的变化情况进行全新的监测,各个时期的数据进行对比,从而得出最优的结果。在遥感图像处理技术的应用中能够提供大范围的瞬间静态图像,用于监测动态变化的现象;能够进行大面积重复观测,即使是人类难以到达的偏远地区;大大“加宽”了人眼所能观察的光谱范围,遥感使用的电磁波波段从x光到微波,远远超出了可见光范围;而雷达遥感由于使用微波,可以不受制于昼夜、天气变化,进行全天候的观测。这种图片的获取是普通方法不能得到的,所以在测绘工程应用中有很大的意义。
三、地理检测中测绘遥感的技术应用
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。
四、遥感技术在测绘其他工作中的应用
1遥感技术咋水污染检测方面的应用
利用红外扫描仪监视石油污染,全球每年排入海洋的石油及其制品高达1000万吨,利用多光谱航片可对海面石油污染进行半定量分析,将彩色航片同步拍照与近红外片做的彩色密度分割图相比较,更精密地判断和解译信息,参照图片画出不同油膜厚度的大致分级图。通过彩色密度分割图像,特别是数字密度分割图,可以更准确地判断油量的分布情况。通过彩色密度分割可把相差零点零几的海面油膜区分出层次来,这有利于航空遥感对海面油的扩散分布和半定量研究。浓度大的地方是黄色,往外扩散的油膜变薄,呈黄紫混在一起的颜色,再往外扩散的油膜就更薄些呈紫色。通过对污染发生后各天的气象卫星图像的对比分析,确定油膜的漂移方向,计算出其扩散速度和面积。
综上所述,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:
关键词:遥感技术、电力工程应用
中图分类号:F470.6文献标识码:A
一、前言
遥感技术是20世纪60年代兴起的一种不直接与目标物接触而感知其性质和状态的探测技术。是根据电磁波的理论,应用各种传感仪器对远距离目标所辐射和反射的电磁波信息。进行收集、处理,并最后成像,从而对地面各种物体进行探测和识别的一种综合技术。而将遥感技术用于电力工程,主要是应用到输变电工程前期选线工程、进行对比优选厂址及利用高分辨率卫星影像立体像等制作站址地形图等等。极大的方便了工程专业技术人员,特别是目前googleearth的不断成熟,其卫星影像,并非单一数据,而是卫星影像与航拍的数据的一个整合,它是利用遥感技术形成的能为工程专业技术人员直接使用的图像成果,大大降低了工程专业技术人员的劳动强度,提高了劳动生产率。
二、遥感技术概述
1.遥感技术概念
遥感,实际就是说,从遥远处感知,泛指各种非接触的、远距离的探测技术。也就是利用地面上空的飞机、飞船、卫星等飞行物上的遥感器收集地面数据资料,同时从里面获得有关信息,经过有关记录、传送、分析和判读来识别地物。遥感由空基系统、地基系统和研究技术支持系统组成。遥感技术是一门实用的,先进的空间探测技术,在国民经济中发挥着越来越重要的作用。测绘工作,特别是基础测绘是国民经济和社会发展不可缺少的一项基础性、前期性和公益性工作。遥感技术应用于基础测绘,可以高速度、高质量的测绘地图。
2.遥感技术的特点
遥感技术具有获取数据资料范围大、获取信息的速度快,周期短、获取信息受条件限制少、获取信息的手段多,信息量大等特点。航空遥感具有技术成熟、成像比例尺大、地面分辨率高、适于大面积地形测绘和小面积详查以及不需要复杂的地面处理设备等优点。缺点是飞行高度、续航能力、姿态控制、全天候作业能力以及大范围的动态监测能力较差。但作为一种探测和研究地球资源与环境的手段,仍是方兴未艾、不可取代的。
3.航空摄影测量
现代社会飞速发展,地理要素不断更新,原始的人工测绘方法显然不能满足社会需要。航空摄影就充分体现了快速、准确的特点,满足了现代测绘的需求。现在,航空摄影测量普遍应用于基础测绘。摄影测量的几何处理任务是通过相片上像点的位置确定相应地面点的空间位置,需要坐标转换确定地面点。
三、遥感技术在电力工程勘测中的应用
1.遥感技术在变电站站址选择中的应用
根据作者多年的实践经验,认为googleearth在变电站站址选择中的具体应用主要表现在如下几个方面:
(1)利用googleearth进行变电站选址的工艺流程
确定变电站站址的大致范围根据已建好的运行站址、输电电线路等数据库,在googleearth上进行备选站址的具体定点调入各个备选站点周边的地物地貌数据,进行室内必选,确定较优的变电站站址结合输电线路的情况,对较优变电站站址进行比选,选择最优站址。
(2)建立运行站址和输电线路等数据库
由于googleearth使用后缀为kml的文件作为保存地标的文件格式,因此只要把包含以后站址、输电线路等基本信息做成excel格式的表格,然后用一个kmlGenerator工具将excel的文件转换为在googleearth可以打开的kml文件,打开kml文件,就可以任意的缩放地图,也可以将原来变电站和输电线路的详细信息显示出来,利用这些信息,进行备选站址的具体定点。
(3)收集备选站址的信息
对备选站址的信息进行收集,并按照第二部分的方法,建立kml文件,对备选站址进行比选,选出较优的变电站站址。第四,结合输电线路的情况及当地的经济因素和人为因素,特别需要考虑的是变电站站址周边的原材料情况,避免最基础的原材料的外调,从而节约成本。依据以上信息,从较优的变电站站址中选择最优的变电站站址。
另外,还可以利用googleearth与autocad结合,将站址区域的遥感影像插入到到测量的站址地形图中,能提供更为真实和直观的站址地形地貌。
2.遥感技术在输变电工程前期选线工程中的应用
Googleearth是一款google公司开发的虚拟地球仪软件,它把卫星照片、航空照相和GIS布置在一个地球的三维模型上,其有免费版和专业版两种,用户可以通过下载客户端软件,对所需的高清晰卫星影像进行浏览,由于googleearth和真实的地球物理信息做了匹配,其所提供的地形、大地高、经纬度信息和实际情况完全吻合,因此这种由遥感技术形成的图像成果被广泛的应用到了输电线路工程的线路选线中。根据作者多年的实践经验,认为遥感技术在输电线路工程选线阶段中的应用主要有如下几个方面:
(1)选线时,在googleearth上截取两个变电站之间的卫星影像,通过图像可以很明显的看出两变电站之间的地形、高度、地物和地貌,能够轻易的避开山地、河流、村庄、工厂等等,而且由于googleearth地图的准确性相当高,在这种情况下,就不用专业技术人员到现场去进行实地踏勘,就能够得到比较合理的输电线路的路径,降低了劳动强度,提高了劳动生产率。
(2)可以利用googleearth的地名标注功能,在其上将对输电线路路径选择有影响的地物地貌(特别是避开军事区、规划区、地质不良地区等等)进行标注,可以综合的考虑各种影响因素,这样的话,可以让专业技术人员,很明了的看出,线路应该怎么走,怎么走更能节约成本。
由以上可以看出,googleearth对于输电线路的选择和优化具有非常重要的意义,特别是当输电线路需要通过交通不便、地质条件复杂、冰雪地区等人员到达困难的地区更是能显示其重大的作用,但是作为专业技术人员,不能完全依靠googleearth,要利用经验及其它相关技术进行复核,还要注意影像的现实性,从而且确定下一步到现场踏勘的重点区域并调绘变化的地物。
3.优化电力工程线路并进行杆塔位的预排杆
搭建工程线路信息处理平台是固然是遥感图像处理的进一步延伸。通过输出平台数据结合遥感图像信息,使得选择电路工程线路更加有迹可循。在信息平台上破解对电力线路如村庄城镇、水文地质和电力线路的跨越交叉等的遥感图像数据。首要考虑安全因素及经济费用,选择线路的路径,并对几种到多种可能线路路径做比照,得出最优线路路径。如遇到复杂的地质地貌或者密集建筑区,也可进一步结合GPSRTK做实地考察,尽量避免线路穿过建筑密集区、军事区、城市规划区等延长路线或绕线而增加工程的成本,进而达到工程勘察与设计一体化,以实现缩短工程路径、减少工期,起到节约工程成本的效果。在利用线路信息处理平台分析遥感图像数据信息后,设计出工程线路图和平断画图。就可由工程测绘专员协调地质、结构专员做线路杆塔位的预排杆。并初步确立线路全部杆塔的具置,选定地线、导线种类和长度。如在施工时发现大大超过预期工程费用,则要考虑重新预排杆,乃至重新设计线路。
四、结语
综上所述,工程地质遥感技术在电力工程中具有十分重要的作用,其可以为工程地质技术人员提供准确的数据,促使工程地质技术人员在进行电力工程的勘查、测绘等方面取得更大的进步,提高工程地质工作的效率和水平。
参考文献:
尚彩娥:《浅谈全数字摄影测量系统及其产品》,《大地纵横》,2010年02期
刘子刚:《保护环境须测绘先行》,《北京测绘》,2011年04期
【关键词】遥感技术;水土保持;监测;应用
遥感信息技术的理论和方法在环境监测、评估以及环境灾害的分析,以及在地理信息系统协助下的分析预测等领域有着更加可观的前景。遥感技术在水土保持及水土治理中也发挥了重要作用。
1.遥感技术的主要特点
遥感技术与其他技术相比,具有其自身的特点,主要优点如下:(1)遥感技术可以大范围的获取数据资料,呈现宏观景象。遥感技术所采用的卫星,其在轨高度可达910km左右;即使是航摄飞机,其飞行高度也可以达到10km。高度的优势可以使遥感技术覆盖面积广,大范围的获取数据资料。例如,一张普通的卫星图像,其覆盖面积多达3万多km2;(2)遥感技术具有获取信息速度快,周期短的特点。卫星在围绕地球运转时能及时获取所经区域的各种的最新资料,以更新原有的旧资料,或者根据新旧资料的对比来进行动态的监测,这是人工实地测量所无法比拟的;(3)获取信息受到很少的限制条件。地球上很多地方的自然条件是极其恶劣的,人类是难以直接到达的。而采用遥感技术则可以避免地面条件限制,能方便及时地获取各种宝贵资料;(4)获取信息的手段多,信息量大。根据不同的任务,遥感技术可选用不同波段和遥感仪器来获取信息。利用不同波段对物体不同的穿透性,还可获取地物的内部信息。
2.遥感技术在水土保持监测工作中应用的策略
水土保持监测主要包括两部分内容,即土壤侵蚀监测和水土保持治理监测。土壤侵蚀监测核心内容即监测土壤侵蚀类型、范围、程度、强度等信息,水土保持治理监测则监测水土保持治理措施内容及治理措施对于减缓、抑制流失的发展所起的作用,即水土保持成效监测,如治理前后土壤侵蚀动态变化、环境因子、社会经济因子等的变化,通过定量指标来监测这些变化。由于水土保持监测的复杂性,实际执行难度较大,准确性有待提高。随着遥感技术及遥感信息技术的应用,解决了水土保持监测工作中的难题,极大地提高了工作准确性和工作效率。
2.1遥感技术应用于土壤侵蚀监测
土壤侵蚀遥感监测不同于其他生态环境遥感监测,主要表现在:(1)影像的时相对土壤侵蚀信息获取影响比较大。地球上的植被具备明显的物候变化,也就是说不同季节会有明显不同的植被覆盖度,而植被覆盖度又是判别土壤侵蚀强度最重要指标之一。在土壤侵蚀调查中,影像时相的影响是不能忽略的。(2)土壤侵蚀强度在遥感影像上无法直接进行判读,得不到直观的信息。(3)土壤侵蚀强度分类工作复杂多样,分类时,不仅要兼顾遥感和非遥感信息进行综合分析,而且即使对遥感信息源来说,也需要对其反映的直接信息再作进一步分析。
2.2遥感技术应用于水土流失监测
水土流失的发生与发展不是一个静态的过程,而是一个时空变化的动态过程,它的监测与评估需要根据不同的目的而采用不同的尺度。不同的卫星遥感影像其特点也有所区别,如气象卫星影像具有监测范围大、时间分辨率高和数据处理费用低廉等优点,而其缺点是时间分辨率低,像元所反映的信息具有较大的地域混合。因此,气象卫星遥感技术适用于大范围,植被盖度、地表、坡度等组成物质比较均一的地方;资源卫星具有多时相特段、性多波,高空间分辨率等优点,有效地获取精确的地表信息,为水土流失信息的提取以及模型的分析提供数据保障。但它也具有对一个地区重复观测周期长,在关键时期有可能得不到所需的资料等缺点。为了满足水土流失监测在空间分辨率、时间分辨率等方面的要求,通常需要将不同来源的信息进行组合来提高了水土流失监测的数据源精度。
2.3遥感技术应用于水资源污染监测
遥感技术能应用于水资源污染监测是因为污染水的光谱效应。水中溶解或悬浮的污染物,其组成与浓度也不同,这样水体反射能量的变化在遥感图像上也表现出纹理、结构、灰度、色调的微细差别。水的反射包含着水的镜面与表面反射、水体及水底地形反射等不同的类型,具有高度复杂性。当遥感技术应用于水资源污染监测时,对海洋与内陆水质监测也有区别。如遥感技术监测海洋石油污染的效果就比较好,可以发挥实时、同步和大范围连续监测的特点。遥感技术监测内陆水质时,由于内陆水体本身的光谱特征复杂多变,并且大气散射影响严重辐射信息,遥感监测所能得到的水质参数种类较少,所以内陆水质监测中虽然遥感技术得到了广泛应用,但还应仔细分析,区别对待。内陆水质遥感监测的主要对象为各类湖泊富营养化的监测与江、河污染监测(包括排污口、污染带);主要环境遥感指标有可溶性有机物、浮游植物、悬浮物、总氮、总磷等。目前对水体中浮游植物的监测主要靠测定叶绿素含量,遥感技术已经能达到监测规定的要求;而可溶性有机物、悬浮物、总氮、总磷等的遥感监测还存在或多或少的问题,有待进一步的研究。
2.4遥感信息在生产建设项目水土保持方案审批中的应用
在生产建设项目的水土保持方案的审批阶段,通过遥感影像得到生产建设项目所在地的植被覆盖情况、土地利用情况等,结合水土保持分区图、土壤侵蚀强度图、水文气象数据和其它资料进行综合分析,可以提高对该项目可能造成的水土流失情况预测的准确性,辅助判断方案中的水土保持措施的是否满足相关规定要求,能否有效防止水土流失。从而判断上报的水土保持方案是否合理,为生产建设项目的审批决策提供依据。
结束语
随着GPS和RS技术的发展,在进行水土保持监测时,可将GIS作为信息平台,综合利用GPS、RS以及各种常规的地观测数据的地面接收技术监测方式,从而对水土保持实施监测。总体来说,遥感技术依靠及时快速的提供信息和真实客观、形象的优点,可对水资源污染进行良好、有效地监测为及时采取防护、疏导措施和环境评价提供了基础,是水资源污染监测中非常行之有效的技术手段。
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