程序生态与遥感应用实践(小程序生态与遥感应用实践报告)

网友投稿 620 2023-01-06

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遥感技术应用发展动态

当前小程序生态与遥感应用实践,世界各国纷纷构建天地一体化小程序生态与遥感应用实践的对地观测系统小程序生态与遥感应用实践,以便实现全球、全天候、全天时的时空数据获取(李德仁,2000)。一系列新型卫星发射上天,是遥感进入21世纪以来取得的长足进展,它使遥感实现实时、动态、定量和定位观测成为可能,卫星应用技术已逐步向产业化方向发展。

(一)遥感数据类型

目前,遥感技术已形成多星种、多传感器、多分辨率共同发展的局面。遥感卫星包括资源卫星、环境卫星、海洋卫星、气象卫星等,所获取的遥感信息具有厘米到千米级的多种尺度,如QUCKBIRD0.61m、IKONOS1m、中华福卫2m、SPOT-5号2.5~5m、ALOS2.5m、IRS-1C5.8m、KOMPSAT6.6m、SPOT-1号、2号10m和20m、EO-1和Landsat-7号15m、CBERS-1号、2号19.5m、Landsat-4号、5号30m、Landsat-1号、2号、3号79m、MODIS250m、NOAA1.1km等多种分辨率。不同空间分辨率的遥感数据对生态环境研究形成了很好的互补,可以在不同空间尺度下开展多方面的应用研究,满足对于不同尺度、不同研究对象发生发展规律研究的需要。丰富的信息源使遥感技术在生态环境研究中扮演着越来越重要的角色,它所具有的高度空间概括能力,有助于对区域的完整了解,而以多光谱观测为主并辅以较高分辨率全色数据的高分辨率卫星,又极大地提升了对地物的识别和分类能力。

应根据研究内容或希望达到的目的有针对性地选择合适的信息源。目前对生态环境研究主要采用光学传感器遥感信息较多,如MODIS、Landsat的TM和ETM、SPOT等。近几年来高光谱卫星和雷达卫星也取得了很大发展,多光谱遥感正在向高光谱遥感、微波遥感向全极化和干涉雷达方向发展(郭华东等,2002)。卫星传感器的光谱分辨率已达到5~6nm。美国1999年发射的EOSTERRA卫星上的中等分辨率成像光谱仪MODIS具有36个波段,2000年发射的EO-1高光谱卫星上的HYPERION具有220个波段,空间分辨率达30m。欧空局的ENVISAT-1卫星上的ASAR传感器可以获取多极化和干涉测量数据。日本的ALOSPALSAR系统能在全球范围内获取极化和干涉雷达数据。利用高光谱、雷达卫星遥感数据进行定量反演是目前遥感的重要发展趋势,但定量遥感还处于起步阶段,主要由于遥感模型缺乏,模型参数提取困难,反演理论与方法的实用化不够,基于先验知识的参数估计所用的数据源不足等(李小文,2005、2006)。

(二)遥感图像处理与信息提取

随着遥感应用日益增长的需要和计算机技术的迅猛发展,图像处理系统作为遥感领域中必不可少的工具,已经形成了很大的市场。图像处理在理论、技术、软件设计以及硬件技术上也都得到了长足的发展。国际上最著名的遥感图像处理软件有ERDAS、PCI和ENVI。ERDASIMAGINE是目前世界上占最大市场份额的专业遥感图像处理软件,由美国ERDAS公司开发。软件大而全,具有光学遥感和微波遥感处理功能以及良好的RS/GIS集成功能,与ARCGIS(ESRIARC系列)融合较好,可以对shapefile、coverage文件直接编辑,具有简单的矢量编辑功能,代表了遥感图像处理系统未来的发展趋势。PCIGeomatics由加拿大PCI公司开发研制,在光学遥感图像镶嵌和色彩匹配处理方面具有独特的优势,可以实现随心所欲的色彩调整,对微波遥感图像具有强大处理功能。ENVI是美国RSI公司开发研制的一套功能齐全的遥感图像处理系统,对高光谱数据具有强大的处理能力,IDL语言为用户提供了良好的二次开发环境。与ERDAS和PCI不支持HDF相比,ENVI可以直接读取TM的HDF文件,其支持的栅格数据和矢量数据格式种类也多于其小程序生态与遥感应用实践他软件,但ENVI对光谱图像的色彩匹配能力较弱。随着高分辨率卫星的发展,仅使用图像光谱信息进行分类识别已远远不够,德国DefiniensImaging公司最近新推出了面向对象的遥感图像分类软件ECOGNATION,它不仅考虑地物的光谱特征,还统计地物形状、大小、纹理及相邻关系等,使分类结果更加精确。

生态环境研究中获取的遥感数据,一般都已经进行了初步的辐射纠正,而几何校正等预处理通常要由应用部门根据工作需要自行完成。各种商业软件对图像预处理都有完善的处理功能。

从遥感数据提取专题信息,目前主要有三种方式:目视解译、人机交互和计算机自动分类与提取。目视解译是最直观、最简便的图像信息提取方法。全数字人机交互是利用地理信息系统软件对图像进行解译,该方法的成熟与广泛应用主要是在近10年左右的时间内。上述两种方法都需要投入大量的人力、物力和财力,而且需要投入相对更多的时间,但取得的成果质量相对更高,更便于应用,因而目前仍然被广泛采用。计算机自动分类技术主要立足于遥感信息的定量分析和统计分析,但由于遥感信息传输中的各种干扰造成的偏差,以及不同时空条件下地物遥感信息的差异,会产生空间的不一致性和时间的不一致性,以及同物异谱和同谱异物的现象,自动分类精度较低,难以满足生态环境监测的要求,即使分类结果通过目视判读分析进行改值干预,仍会出现较多问题。现有的自动分类方法基本上都是在较小的区域或精度要求相对较低的区域内实现,很难在大区域而精度要求又较高的工作中实际应用(张增祥,2004)。

(三)遥感动态监测

卫星星座的形成以及传感器的大角度倾斜使空间分辨率时间分辨率显著提高,另一方面,遥感与地理信息系统的结合使遥感实现了真正意义上的实时动态监测。卫星的重访周期从1~50d不等,如SPOT-1号、2号、4号、5号组成SPOT卫星系列,其重访周期为1~26d,Landsat-5、7重访周期为8d,IKONOS为1.5~3d,QUICKBIRD为1~6d。不同卫星适宜的重访周期有利于对生态环境的动态监测和过程分析。只有完整、连续、规范化的大量的时间序列数据,才能够提供研究对象更多的信息,也才能够更全面和更深入地了解研究对象。

国际上利用遥感(RS)技术与地理信息系统(GIS)技术进行了大量卓有成效的资源环境调查、监测工作,如土地利用、土地覆盖、作物估产、植被监测、水土资源调查等。随着国际社会对全球气候变化研究的深入,人们认识到由人类活动所导致的土地利用和土地覆被变化是引起生态环境和气候变化的主要驱动力(王静、张继贤等,2002)。美国于1980~1986年开展了全球性的农业和资源空间遥感调查计划(AGRISTARS),现已建成了集成化的运行系统。近年来完成了美国1∶100万比例尺、1∶25万比例尺和全球范围的土地覆盖数据采集,并利用系统的资源信息对全球性生态环境进行客观评价。欧共体国家为减少各国资源与生态环境部门的重复投资建设,于1991年集中组织启动了“CORIN”计划,建立了一个土地与环境信息系统,通过资源利用及其变化信息对生态环境进行评价,及时反映生态环境变化,并向欧共体国家的资源与环境部门提供公共基础性信息服务。1992年,这些国家又联合起来开展了利用遥感技术监测欧共体国家耕地、农作物变化的大型计划(MARS),每两周向欧共体农业部提供报告,已形成运行能力。加拿大于20世纪90年代基本实现了利用遥感、地理信息系统对全国实现周期性的宏观资源调查、更新与制图,及时对全国生态环境进行评价与预警,并向有关资源与生态环境部门提供公共基础性信息服务,带来了巨大的经济、社会及环境效益。近年来,全球土地利用、土地覆盖研究已经成为国际地圈生物圈计划(IGBP)、人与环境计划(HDP)和世界气候研究计划(WCRP)三个国际组织的核心计划。随着遥感及其应用技术、地理信息系统信息处理及管理技术,特别是近年来全球定位系统(GPS)技术和“3S”一体化的发展,资源环境遥感研究工作正向着快速、精确、实用方向发展(刘纪远,1996)。

我国从20世纪80年代开始,在水资源、土地资源、草场资源、森林资源、环境评价、水土流失、土地退化等方面均应用了遥感动态监测技术(任志远等,2003;张增祥,2004)。从1999年开始,国土资源部采用SPOT、Landsat等卫星数据,辅以其小程序生态与遥感应用实践他手段,成功监测了全国66个50万人口以上城市在近两三年间土地利用的变化情况,监测面积达71.4×104km2,为城市建设与发展及时提供了现势的基础资料,并对土地变更调查结果进行了复核,为土地执法检查提供了依据(国土资源部,2000)。总的来说,我国遥感动态监测有以下特点:一是采用的数据分辨率较低,且数据类型单一,监测结果大多是定性说明,离实际生产需求尚有一定距离;二是监测指标单一,绝大多数项目在实施中只选择了一种指标;三是动态监测数据的获取技术相对落后,在利用遥感技术进行专题数据获取或者比对中,自动提取技术应用很少,大多需要大量的人工干预来完成。

国内研建的遥感监测系统为数不多,运行化生态环境遥感监测系统少有,且尚处于初级的尝试阶段。环境遥感监测系统(REMSV1.0)是在国家863计划支持下开发的我国首个面向流域水污染及生态环境遥感监测的业务化环境遥感监测软件系统,用以进行省级环境遥感监测业务化运行示范。它针对我国流域水体污染及典型生态状况监测的实际需求,瞄准环境与灾害监测预报小卫星星座主要传感器(高光谱、红外、可见光)的应用,已在水网密布、流域水环境管理任务十分艰巨的江苏境内的淮河、长江、太湖流域实施了运行示范,取得了较好的效果(张琪等,2006)。系统基于业界主流集成开发工具VISUALC++6.0IDE和Windows系列平台,具有强大的海量高光谱数据处理分析能力、直接面向用户的专业应用模块、一体化的数据处理流程和良好的可交互性。国家海洋环境监测中心建设的海洋赤潮卫星遥感监测系统由卫星图像接收天线、图像接收机、图像处理终端和赤潮卫星遥感信息提取软件组成,系统能够进行NOAAAVHRR、SeaWiFS、MODIS、FY-1C、D和HY-1a卫星数据的读取和处理工作,通过内置的赤潮提取算法自动识别出赤潮发生分布区,并完成赤潮卫星监测通报制作。目前,用于赤潮遥感监测的卫星数据主要有两类:一类是气象卫星类,使用其海表温度数据,探测赤潮的环境温度,可见光波段用于辅助分析;另一类是水色卫星数据,主要使用其可见光数据,建立叶绿素模型,进而探测海洋表面浮游生物。海洋赤潮遥感信息提取软件(V1.0)采用IDL可视化开发语言和VC进行程序开发工作,软件具有数据的输入、预处理、信息提取和赤潮灾害信息产品制作的功能。

遥感地学动态分析的内容和工作程序

(一)遥感地学动态分析的任务、要求

多时相遥感资料地学动态分析,从根本上讲,是利用具有时间系列(不同时相)的遥感信息研究地球表面物质与能量的迁移规律及发展趋势。不同类型的地学动态分析企求达到的目标和宜采用的遥感手段及时相可以是千差万别的,但基本的任务、要求却是相似的,至少都要包括以下三项内容:

1.快速检测出变化迹象信息。这是实现地学动态分析的前提。作为发展趋势和奋斗目标是实现地学动态的实时监测;

2.给出动态变化的量值,包括每个时段内的变化量。通过具体的数据和图件,提供定量化的概念;同时,还必须做到能方便地对原有数据实现更新;

3.查明变化轨迹,总结变化规律,包括建立相应的地学的或数学的模型,乃至“再现”演变模式,预测未来的发展趋势。

(二)遥感地学动态分析的工作程序

从上述三项基本任务可见,遥感地学动态分析不仅首先要解决多时相遥感资料的来源和应用问题,还必须有相应的地学资料配合。其中,像变化迹象信息的检测、数据更新等,尤需已有的地学信息数据库的支持。因此,多时相遥感资料地学动态分析常常是与地理信息系统(GIS)紧密配合进行的,故通常采用图10-1所示的基本工作程序。总体上可划归为:①多时相遥感图像的选择;②图像的配准复合;③动态变化信息的检测和提取三个主要的工作环节。其中,图像的配准复合是多时相遥感地学动态分析赖以进行的基础,也是关键性的工作环节,但它的方法原理在第四章和第十一章作介绍,故这里不再赘述。下面仅对①、③两个环节作简要分析。

图10-1 多时相遥感资料地学动态分析基本工作程序

(三)多时相遥感图像的选择

遥感发展到今天,每个地区都可能有许多不同遥感器在不同时间摄制的遥感图像。随着时间的推移,时相将越来越丰富。因此,任何一项遥感地学动态分析任务首先遇到的就是如何选择满足任务要求的合适时相的遥感图像。

一般来说,时相的选择应按照具体的动态对象和期望目标,综合考虑时间分辨率、空间分辨率和波谱分辨率三项指标。例如,对于大尺度、快速变化的对象(台风、大范围洪涝灾害等),可主要采用空间分辨率低,但时间分辨率高的气象卫星图像;对中小尺度、变化并不很快,但要求较精确量值的对象(如土地利用、水土流失、河口三角洲伸展、城市扩展等等),则多采用资源卫星系列的图像(如TM、SPOT),有时还需要较大比例尺的航空像片作补充;有些动态对象,尤其涉及水体、植被者,需从不同波段的图像上获得不同内容的动态(如水陆界线和泥沙扩散),此时波谱分辨率(波段)也是必须考虑的选择因素。

在上述三项指标中,时间分辨率无疑是首选指标。不同遥感器的时间分辨率可参见第三章中的有关部分。这里要指出的是,由于天气条件、成像系统的工作状态、地面站的接受与存储条件等各种因素的影响,常出现遥感器虽过境但并无遥感数据的传输和记录的情况,因此其时间分辨率只是表明最大可能的时相频率;另一方面,实际工作中,不同时相可取自不同遥感器的图像,各自有不同的时间分辨率,但常常也不是各自时间分辨率的叠加。总之,时间分辨率与时相频率并不是一回事,在时相选择时很大程度上取决于当时实际有的时相资料,而不单单是时间分辨率。

(四)动态变化信息的检测与提取

地学动态分析的中心工作就是发现和检测出动态变化的事实,分析它的演进过程和预测它的未来趋势。从遥感图像上检测出地学动态信息一般有两个途径:

一是利用动态变化的“遗迹”,即历史分析法。例如,利用废弃河床、牛轭湖、迂回扇、决口扇等古河道形迹,分析平原河流改道迁徙的动态过程;根据海蚀崖、海蚀穴、海蚀平台以及贝壳堤、滨海扇、滨海湖沼洼地、古海塘等古海岸遗迹,推断海岸变迁;其小程序生态与遥感应用实践他,如古湖泊、古冰川、古滑坡、古洪积扇,以及洪水淹没痕迹等等。在遥感图像上根据色调、阴影、几何形态和纹理结构、地貌表现等标志去一一进行判读,通过不同时相影像的目视解译编图,便能获得系统的动态变化信息及演变过程。

二是采用图像处理的影像相减法,获得差值图像,检测出单因素(专题)的动态变化信息。最简单的做法是将两个时相的原图像(数据)直接相减,对零值、正值、负值分别进行编码,进而作变化信息的显示和提取。但由于遥感影像数据受环境因素(如成像时刻的气象条件、地面的水份湿度、植物生长状况等)的影响甚大,即使两个时相的季节相同,也会因此而呈现不同的亮度水准。故采用原图像直接相减会包含有相当程度的伪变化信息。解决的办法,一是先对两个时相的图像作分类处理,然后再相减,即类后相减。由于此时的检测误差是两个分类图像误差之和,所以要求分类图像本身有较高的分类精度;另一是分别对检测对象作专题提取图,然后相减。由于背景被简化归并,目标突出,故可明显改善检测精度。影像相减法比较适用于背景条件简单、短—中时间尺度、且要求有具体变化量值的动态对象,如洪水淹没损失、水土流失程度、土地利用现状、城市扩展、林火过火面积等等。

最后,作为完整的地学动态分析,特别是在已建有地学信息数据库和空间信息系统的情况下,除上述三个工作环节外,还应包含数据更新的工作程序。一般来说,一个完善的空间信息系统均设计有数据更新的功能,并建立有与遥感数据沟通的接口。多时相遥感资料地学动态分析为建立地学数据的时间序列和快速、及时地实现地学数据的更新提供小程序生态与遥感应用实践了方便和十分有利的条件。

摄影测量与遥感技术的应用

测量平差与计算机程序设计、数字化测图技术、控制测量与GPS测量技术、摄影测量、解析摄影测量、遥感技术及应用、地理信息系统原理及应用、地形测量及实习、像片判读调绘实习、数字摄影测量及实习、毕业综合实训与毕业设计等,以及各校的主要特色课程和实践环节。
培养掌握摄影测量与遥感技术专业必需的基础理论和基本技能,从事摄影测量及其应用领域的高级技术应用性专门人才。
摄影测量与遥感技术专业培养具有诚实守信、爱岗敬业和责任意识,掌握航空摄影测量和遥感技术基本理论和基本知识,具备从事航空摄影测量内、外业生产工作的基本技能和职业能力,能够胜任航空摄影测量内业成图、外业调绘、外业控制测量、内业加密、工程测量和地形测量等专业岗位一线生产的高级应用性人才。
折叠编辑本段专业能力
像片判读调绘、控制、数字摄影测量、遥感图像分析的技能。

遥感地理信息系统及地学应用

邝生爱

当今,遥感、地理信息系统、全球定位系统和信息网络等高新技术,已成为一门新的信息产业正在蓬勃兴起,并快速渗透到各学科领域、国民经济和人们生活之中,推动着科技和社会向更高的层次发展。

1 几个概念

1.1 遥感(Remote Sensing)

远距离感知目标物或远距离探测目标物的物性。“遥”具有空间概念,即近地空间、外层空间乃至宇宙空间。“感”表示信息系统,包括信息获取和传输、信息加工和提取、信息分析和可视化系统等。所谓目标物即观测对象,就地学而言,有地表物体、地质体、地学事件等。关于目标物的物性,主要指物体对电磁辐射的特性。人们利用物体波谱特性差异达到识别物体的目的,因而地物波谱特性成为遥感地学的重要理论基础。

遥感图像处理系统(Remote Sensing Image Processing System):借助光学仪器和计算机设备对遥感图像进行加工、分析、综合和可视化的系统,目前常用的是计算机遥感数字图像处理系统。

1.2 地理信息系统(Geographic Information System)

在计算机支持下,采集、存储、管理、分析、综合和描述与地理分布有关的地理空间信息系统。

1.3 遥感地理信息系统(RS-GIS)

泛指遥感图像处理系统和地理信息系统的集成、一体化。

1.4 全球定位系统(Global Positioning System)

借助多卫星进行全球导航和定位的系统。

2 发展概况

2.1 一门新的信息产业正在兴起

遥感、地理信息系统、全球定位系统和信息网络是近几十年来才发展起来的高新技术,由于他们具有很强的先进性和实用性,在很短的时间内由新技术转化成新产业,形成自身的产品、产值、市场,并产生出巨大的经济社会效益。产业的兴起反过来又加速他们的发展和相互融合,形成新的学科和技术方法,并渗透到其他学科领域和社会经济部门。

2.1.1 遥感(RS)

航空、航天遥感使得人们能快速准确地获得大地域范围以致全球的各种信息,如气象预报、资源分布、灾害监测、环境污染等,所以各国竞相发展遥感事业。

航天遥感:苏联于1957年10月4日发射第一颗人造地球卫星以来,各国都以极大的热情和庞大的经济预算来开展航天遥感,特别是美国以极快的速度和惊人的成果展现于世。美国于20世纪60~70年代先后发射了气象卫星、资源卫星,开拓了航天飞机、地球空间站,向太空发射了多个探测器探测月球、火星、木星等行星和天体。法国、俄罗斯、加拿大、日本、印度等国也相继发射了相应的资源卫星。中国已有自己的气象卫星和资源卫星,实现了载人航天飞行,拟定了探月和太阳系行星的计划。遥感探测地面分辨率已达到米(m)级,波谱分辨率已达到纳米(nm)级,重复周期几天至几小时。在科学和经济部门的应用逐日普及,应用效果十分显著,很多部门已把遥感技术纳入到生产规范之中。科研部门和院校已设有相应的专业,正在批量的培养遥感技术人才,国家和政府部门已有相应的遥感中心和站点专门从事遥感数据的获取、分发和使用。所有这些在发达国家和我国都已形成了遥感信息产业,并有了相当规模的产值和快速发展前景。

航空遥感:应用飞机获取一定地域范围的遥感图像已成为平常事。就中国而言一些大中城市和一些沿海经济发达区都已飞行获得多个时段的遥感图像,用于城市规划和城市发展监测,如北京、上海、天津、武汉、西安、沈阳、环渤海湾、长江三角洲、长江流域、珠江三角洲等城市和地区。

遥感图像在图像处理系统的加工、增强、分析和综合处理下大大改善图像质量,提取各种专题信息来满足广大用户的要求。图像处理软件层出不穷、功能越来越强大。图像处理硬件随着计算机的快速发展,形成了大、中、小型的处理系统以满足国家、地区和个人的各种需求,特别是微机处理系统已相当普及。

由上可知,遥感技术的快速发展是与空间技术和计算机技术日新月异密不可分的。除此之外,在下面几个方面,遥感技术方法和理论开拓创新起着十分重要的作用:传感器——有摄像机、扫描仪、温度辐射计、微波辐射计、荧光辐射计等;波段——有近紫外、可见光、近红外、中红外、远红外、微波等;重复周期——由早期的几十天到现在几天到几个小时;分辨率——空间分辨率由几十米到几厘米,波谱分辨率由微米(μm)到纳米(nm)级;图像处理方法——由一般的增强、提取信息到人机交互对话、半自动识别;波谱信息——有实测地物波谱到直接从图像中提取或光谱重建;多尺度——由单一尺度发展到多种不同尺度图像融合;多数据源——由少数几种数据源发展到多种平台数据源,遥感信息和其他信息一起进行多元信息综合;理论拓宽——图像处理的理论依据由原来的概率统计理论拓宽到非线性理论、人工智能等多个领域。所以多波段、多时相、多尺度、多数据、高精度和快速,形成了遥感技术的很多特色,再加上图像处理技术和信息提取方法,使得遥感应用领域越来越宽,在某些行业已不可代替。

2.1.2 地理信息系统(GIS)

20世纪50年代,在欧洲刚刚萌芽的土地信息系统(LIS),其功能十分简单。到70年代随着计算机的快速发展,实用化的GIS已在美国、加拿大、德国、法国、瑞典、日本和澳大利亚相继出现。80年代GIS已进入普及和推广应用阶段,世界各国在基础GIS软件和应用软件的开发上取得突破性进展,其代表性的软件有ARCINFOR、MAPGIS等,在土地利用管理、城市规划、人口规划、资源管理、交通运输管理、安全管理等方面成为有关部门的必备工具。90年代随着GIS的深入发展和数字化产品的普及,数字城市、数字生活、数字地球的时代已经到来,GIS与其他学科的结合,地理信息的产业化已不可避免(标准化、信息共享、计算机软、硬件资源共享等)。

2.1.3 全球定位系统(GPS)

为军事目的服务的卫星导航、定位系统,现已向全球开放,人们在地球的任何地方都可以快速获取相应的地理坐标位置,只需持一个小小的定位接收器便可如愿。美国已发展到第三代定位系统,欧盟也在确立自己的“伽利略”计划,中国也有自己的定位系统(三个星),并与“伽利略”计划合作。

2.1.4 信息网络

20世纪70~80年代,人们为使得到的信息及计算机硬软件资源的共享,发展了计算机联网,出现了局域网络(如一个单位、一个局部地区),这些网络一出现就显示了极大的优越性,人们坐在自己的终端前就可调用他人、他部门的信息和享用别人计算机中的资源。80~90年代,人们可以跨区、跨国界以至国际间的通讯网络快速获取有关信息,网络以进入千家万户。随着无线通讯的普及化,人们可随时随地进出网络,网络已成为人们生活中不可缺少的东西。尽管网络会出现各种负面效应,但其发展趋势不减。

上述几个方面的科技进步和产业化告知我们,遥感和全球定位系统快速获取目标物的信息,以地理信息系统作为载体,快速流动在国际网络上,“信息高速公路”已经开通,信息革命正在我们身边发生,数字地球的时代即将到来。

2.2 人们的思维方式和行为正在发生变化

2.2.1 由宏观到微观、由整体到局部的思维方式

遥感的出现使得人们有可能从大地域范围以致全球角度,从宏观、整体上认识很多问题,使得局部不能认识的,从整体得到,使人们的思维方式更加全面、完整,使得事物的整体与局部的关系具体、明确,可避免“不识庐山真面目,只缘身在此山中”的片面思维方式。

2.2.2 一套全新的技术路线和工作方法

遥感图像处理不仅能给我们改善图像质量、增强和提取信息,更重要的是提供了信息综合、图像识别半自动化以及自动成图的技术前景。

地理信息系统提供了空间信息的存储、分析和成图功能,实现地理信息系统成图的自动化,大大减轻了人们的劳动力。

网络使人们对社会已有的信息和计算机资源实现全球共享,加速信息传播,真可谓“秀才不出门,便知天下事”。

2.2.3 出现了新的学科体系和机构

以遥感为基础的学科有:遥感地质学、环境遥感学、农业遥感学、城市遥感学、资源遥感学等。建立了很多的遥感机构:资源卫星发射机构、地面卫星数据接收站、遥感应用研究部门和遥感学科的专业及培训中心等。

以地理信息为基础的有:地理信息学,信息工程学等。建立了地理信息中心、站点、资源与环境遥感信息系统实验室及学术团体等。

2.2.4 政府的决策行为

西方国家政府正采取措施加速遥感发展和促使地理信息系统进一步产业化、标准化、国际化。中国政府也十分重视,有关部门正采取对策加速遥感、地理信息系统的发展。

3 新进展和发展趋势

3.1 RS技术新进展与趋势

3.1.1 遥感数据获取正在出现三多(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、高时相分辨率)的新技术和趋势

多平台——如低、中、高轨道卫星,大、中、小、微型卫星等。

多传感器——如同一平台上装有摄像机、扫描仪、热成像仪、不同空间分辨率的成像仪等。

多角度——如垂向与侧向多角度成像。

高空间分辨率——如米级、厘米级的地面分辨率。

高光谱分辨率——如纳米级的波谱分辨率(如可见光波谱范围内分出十几个等级)。

高时相分辨率——如可重复观测的时间段达到小时级。

3.1.2 遥感图像处理正在出现新技术方法

海量数据压缩,数据融合,大地域图像无缝镶嵌,光谱重建,混合光谱分析,超多维光谱图像信息显示,信息提取模型化,智能化处理的理论与方法,SAR信息处理与成像理论,多波段多极化影像分析方法等技术新进展和趋势。

当高空间和高光谱分辨率遥感出现后,提出了一系列的技术方法问题:分辨率的提高遥感数据量呈几何数量级上升,成为所谓的“海量数据”,要处理这些海量数据自然受到存储、速度和时间的制约,所以就要进行数据压缩;高光谱分辨率可以使我们识别出更“精细”的地物,如何从图像的混合光谱中分离、重建和多维显示这些精心地物的光谱就成为技术方法的关键。

同一平台可获得不同地面分辨率的数据,如何让不同地面分辨率的数据满足不同尺度的实际需要,数据融合必不可少,而数据融合又受到几何精度和波谱保真的限制,为满足实际需要又有兼顾两个方面,所以出现了各种各样的融合方法。

大地域范围是遥感的优势,但是一景卫星遥感图像覆盖地面的范围总有一定的限度,而这个限度还随着地面分辨率的提高在缩小。当今人们的需求远远的超出这个限制,如几十至几百平方公里的地域,就需要几十景至几百景的图像镶嵌,这么多景图像可能出现由于时间差异带来的色彩、色调的不协调,为使整体图像的协调一致,无缝镶嵌技术应运而生。

3.2 GIS技术新发展与趋势

属性数据与空间数据库管理一体化;

多种数据格式转换;

基础地理信息系统的通用化、标准化;

专业应用二次开发;

WebGIS开发与完善等。

3.3 GPS技术新进展与发展趋势

高精度第三代GPS;

“伽利略”GPS系统。

3.4 RS-GIS-GPS集成一体化(略)

4 地学应用及实例

4.1 地学应用

现在的遥感地理信息系统在地学中的应用十分广泛,虽然应用的先后和效果不尽相同,但都受到人们的关注和重视,有的已经成为行业规范。据不完全统计,可分为如下几个方面:

(1)区域地质调查应用,

(2)矿产资源调查应用,

(3)水资源与水环境监测应用,

(4)土地利用监测应用,

(5)土地荒漠化监测应用,

(6)海岸带资源开发与环境保护应用,

(7)海洋岛礁及浅海海底地形调查应用,

(8)生态环境监测应用,

(9)区域地质环境调查应用,

(10)灾害监测应用,

(11)城市规划应用(含数字城市),

(12)区域规划应用。

…………

4.2 实例

至今,应用实例不胜枚举,但有两个方面值得注意:一方面是前人应用中带有规律性的认识和成果,另一方面是前沿探索性的成果。

4.2.1 带有规律性的认识和成果

前人所作的带有规律性的认识和成果也是相当的丰富,都值得我们去认真吸取,而作为有限教学时间内的教学内容,只能略举一、二。依笔者认为,无论遥感地理信息系统在哪方面的应用,信息提取技术方法是共同的,也是解决实际问题的技术关键,所以用三个不同领域的实例说明遥感地学信息提取模式的共性和特性。

遥感地学信息提取模式:

实例一:遥感在金矿地质调查中应用,

实例二:遥感在土地荒漠化监测中的应用,

实例三:遥感在盐湖监测中应用。

4.2.2 前沿探索性成果

在众多前沿探索性成果中,笔者认为高光谱遥感在识别矿物方面的应用是当前的难点和热点。实例:“高光谱遥感矿物填图研究”(略)

5 理论、技术方法问题

5.1 理论问题

5.1.1 地物的异物同谱或同谱异物问题

前面已提到,地物电磁辐射特性是遥感最基础的理论,人们利用地物波谱特性差异来识别不同地物。但是在实际应用中,存在异物同谱或同谱异物的现象,即不同地物有相同的波谱特征,这时遥感就不能发挥作用。

5.1.2 地物分布的随机性和非随机性

遥感应用中,普遍认为在一较大的地域范围内,地物分布是随机的,于是可借用概率统计的一套方法来增强和提取目标地物信息,这样做往往获得成功,所以在图像处理软件中有一套完善的方法来满足专题信息提取的要求。但实际地物的分布还存在着非随机性,那么概率统计方法失效。例如有些地物分布存在着自相似性,人们采用非线性的分形分维方法加以解决。例如还有模糊理论、人工智能理论来完成相应的任务。

5.2 技术方法问题

5.2.1 实测地物波谱与遥感图像波谱的不一致性

实测地物波谱有室内标准样品波谱和野外实测地物波谱。遥感图像波谱是瞬间获得的实时像元混合光谱。二者在观测时间上和像元分辨率上都存在差异,其波谱显然有差异,有时还会很大,这就需要分析和处理。

5.2.2 地物图像波谱的时效性和地域性

有些地物的图像波谱会随着时相的不同而变化,如植被、土壤等,这种变化可称为时效性;有些地物波谱会随着地域的不同变化,如同一种岩石在潮湿地区和干旱地区,其波谱有差异,这叫地域性。在应用时必须注意这些特性,并采取必要的方法。

5.2.3 地物信息增强和提取方法的不唯一性

遥感图像地物信息增强和提取方法众多,虽然有不少方法是公认的但不是唯一的。特别是在增强和提取隐信息和微弱信息时,有些方法不奏效,并不等同不能提取,而可能是还没有找到合适的方法,有待深入探讨。

参考文献

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我国遥感技术的发展状况

我国经过“八五”,“九五”的攻关研究,RS、GIS和GPS的综合配套发展能力开始形成,为3S走向实用奠定了基础。在应用方面, 3S技术已在国家的经济建设中,尤其在重大自然灾害监测与评估和资源调查等方面,为国家领导人和各级政府部门提供了大量科学的宏观辅助决策信息,产生了巨大的社会效益。在技术应用逐步由国家行为向产业行业的转化过程中,有力地推动了国土、农业、林业等部门对这些新技术的认同和采用,越来越多的部门,已经正在将这些技术摆上部门业务化应用的日程,成为主管部门执法或制定产业政策、规范及行业技术改造的重要依据之一。
遥感技术集中了空间、电子、光学、计算机通信和地学等学科的最新成就,是当代高新技术的一个重要组成部分。国际上遥感技术的发展,将在未来15年将人类带入一个多层。立体。多角度,全方位和全天候对地观测的新时代。各种高、中、低轨道相结合,大、中、小卫星相互协同,高、中、低分辩率互补的全球对地观测系统,将能快速、及时地提供多种空间分辩率、时间分辩率和光谱分辩率的对地观测海量数据。
1.建立了国家级资源环境宏观信息服务体系
该服务体系包括以中国1:25万土地利用数据为核心的国家资源环境空间数据库,二个部级服务系统,三个省级示范系统及五个县级服务系统,珠江三角洲地区“4D”(数字高程模型DEM,数字正射影像库 DOQ,数字专题地图库DRG和数字专题信息DTI)技术系统以及全国资源环境信息技术系统。
2.建立了灾害遥感监测评估业务运行系统
该系统由三部分组成:灾害宏观动态监测系统、机载SAR数据实时传输系统、洪涝灾害测评估系统。 洪涝、干旱。林火和雪灾的宏观动态监测与评估系统,已具备针对中国范围内发生的洪涝、干旱、林火和雪灾等多种自然灾害的宏观动态监测和成灾区的区域覆盖评估的能力;系统通过网络通信同其它子系统实现产品传送和数据共享,并以VSAT和INTERNET网络通信方式向应用部门提供防灾减灾信息服务。 3.建立了海洋环境立体监测体系
作为一个海洋大国,我国天然海域达485万平方公里,海岸线长达 18000公里。海洋及海岸带拥有丰富的资源,有12个省(市、自治区)处于沿海地带,全国50%的大城市,40%的中小城市也在这个地带,国民经济总值的60%来自沿海地区。因此,建立海洋环境监测体系是我国一项战略目标。在“九五”国家高技术发展计划(863计划)支持下建立的海洋环境立体监测体系主要包括:近海环境自动监测技术、高频地波雷达海洋环境监测技术。海洋环境遥感监测应用技术、系统集成技术以及示范试验等。

遥感技术与应用需要会计算机编程吗?

如果是本科生的话大概不怎么需要小程序生态与遥感应用实践,只学习小程序生态与遥感应用实践了基础的C.C+小程序生态与遥感应用实践,实现程序的复现就可以了。硕士研究生要看具体的研究方向。现在测绘里的遥感和地信方向很多都和编程相结合,这是目前的大趋势,很多实际引用中是和编程结合的 关于小程序生态与遥感应用实践和小程序生态与遥感应用实践报告的介绍到此就结束了,不知道你从中找到你需要的信息了吗 ?如果你还想了解更多这方面的信息,记得收藏关注本站。 小程序生态与遥感应用实践的介绍就聊到这里吧,感谢你花时间阅读本站内容,更多关于小程序生态与遥感应用实践报告、小程序生态与遥感应用实践的信息别忘了在本站进行查找喔。

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