遥感技术的运用范文

时间:2024-04-19 17:49:04

遥感技术的运用

遥感技术的运用篇1

关键词:铁路工程;遥感判释;地质勘查

1.遥感技术在铁路工程地质勘查中的应用现状分析

1.1高分辨率卫星传感器的应用现状分析

第一,国外在高分辨率卫星传感器方面的应用非常多,例如GeoEye-1、SPOT5、IRS-P5等技术,以上技术在分辨率方面基本上都达到了5m以下,GeoEye-1技术甚至可以达到40cm分辨率,具体的数据信息如下表1所示。第二,中国近些年在卫星数据的方面的发展以及获得了显著的成果,多种民用高分辨率卫星遥感已经出现,具体的数据信息如下表所示,在这些技术当中,ZY-3卫星是我国第一个自行研发的高分辨率立体测绘卫星,依照立体观测的方式,能够将比例尺地形图的测制比例提升到1:50000。与ZY-3卫星相比,天绘卫星几乎也能够达到高水平的分辨率,这些技术的应用对于我国政府不同部门的管理提供便利,例如铁路、农业、城市管理等。2013年12月30日,国家国防科技工业局在京举行高分一号卫星投入使用仪式,高分一号卫星正式投入使用。该系列的卫星有7颗,通过1到7来进行编号,7颗卫星将在2020年之前全部发射并投入使用。该系列的卫星涵盖了光学、雷达以及多光谱等技术,从而提供高分辨率的观测系统。中国当前在铁路勘测方面数据信息主要是来自于国外,但是中国在遥感数据源方面的技术已经获得了巨大的成果,例如资源三号、高分一号等已经开始逐渐投入使用,这对于我国铁路地质的勘测有重要的作用和意义。

1.2三维遥感判释技术在铁路工程地质勘查中的应用现状分析

在铁路的工程建设中,三维遥感可视化技术以及得到了有效的应用,利用该技术不仅能够获得铁路工程的地质信息,同时可以对铁路线路的设计方案进行有效的优化和比对,便于地质选线工作的顺利开展,同时可以应用GIS空间分析技术来对铁路工程的路线平纵参数以及选线边坡等设计进行有效的计算,铁路方面的三维遥感判释技术在整体的结构上可以分为三个层次,如下图所示,首先是基础层,通过数字高程模型以及遥感影像技术来对空间场景进行构建。其次是中间层,主要是用来辅助数据,涵盖了大量的工程背景信息,帮助铁路地质研究获得更为准确的信息。最后是应用层,该层主要是对将获取的数据进行数模计算和空间分析。三维遥感判释技术在我国的铁路工程方面已经得到了有效的应用宝,例如中国蒙华铁路、向莆铁路等。

1.3干涉雷达遥感技术的应用现状分析

我国的高铁线路建设已经有了一定的规模,但是相关的问题依旧存在,在区域沉降以及线上沉降都有出现,例如北京到天津的城际高铁线路、京沪高铁线路等都发生了沉降情况。针对该情况的发生,通过应用雷达干涉测量技术能够对地标形变进行有效的检测,与传统的检测检测方式相比,该技术的检测范围能够达到厘米级的精度,例如在对京津高铁线路实施沉降检测过程中,利用卫星对其进行了全线的沉降速率获取,从而构建一个的沉降速率图,下图就是京津高铁线路周边6000m范围内的沉降速率跑剖截面图,该图的测量时间是从2007年开始,一直到2009年结束。

2.我国铁路工程地质遥感技术的未来发展

在新时期的环境下,“一带一路”铁路的建设得到了有效的推进,而在铁路的建设过程中,遥感技术起到了重要的作用,但是依旧面临着诸多的挑战,所以在地质遥感技术方面要进行深入的研究。第一,提高对遥感判释技术的探究,扩大该技术在地质体参数量测的作用。进一步提升其分辨率。第二,积极的实行铁路沿线地质灾害遥感调查技术,中国的地貌地形相对比较复杂,很多铁路都建设在地形复杂的地区,例如泥石流沟、滑坡等容易发生的地区,给铁路运输带来了一定的问题。所以要提升对铁路沿线地质灾害的调查和分析力度,依照遥感技术的优势,全方位的进行监控,从而分析出不同区域的地质病害和发生规律,从而找出有效的解决措施。

3.结束语

综上所述,对国内外的不同技术进行了分析和论述,同时也明确了我国铁路工程地质对遥感数据的需求,所以,在今后的发展过程中,要依照我国的铁路工程建设的方向来进行深入的探究,积极应用不同的遥感技术,同时要积极学习国外的先进技术,保障铁路的安全有效运行。

作者:孙琨 单位:河北省地质测绘院

参考文献

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[2]高山.铁路遥感地质勘查技术体系研究[J]铁道工程学报,2014(04):16-17

遥感技术的运用篇2

关键词:遥感测绘技术;遥感图像;采集信息

中图分类号: P237 文献标识码: A 文章编号:

作为一种有效的测绘辅助手段,遥感技术已经在矿产资源的预测当中有多年的历史,当前,随着现代遥感技术的不断发展,遥感测绘技术所产生的作用也开始越来越重要,现在已经被广泛应用在国家建设的各个方面。从测绘的角度来讲,遥感技术的进步不能离开全球定位系统,按照电磁特性的差异原理来提取相关信息,最终完成远距离测绘工作。在测绘的过程当中需要一些气球、飞机、卫星等遥感平台,用于稳定运载传感器。

一、遥感技术

所谓遥感,指的就是通过遥感器来采集对象目标的数据,通过对数据进行分析获取相关地区或地物目标信息的技术和科学,其采集的数据主要包括声波、力以及电磁波等,将遥感技术应用到地质学开始于二十世纪七十年代,工作人员通常会利用遥感定时性、信息丰富以及视域宽等特点,用于研究地球表层表面的地质现象、地质体的电磁辐射的特征,为地质构造的研究、环境以及灾害地质监测、区域的地质调查、矿产资源的勘察等研究提供帮助,在我国,遥感测绘起步较早,在理论研究和实践应用等方面均取得了一定的发展,因为遥感技术能够在较短的时间内提供宏观数据,利用清晰直观的图像来显示地物的景观,反映出大量浅地表和地表的地质信息,从而对钻探、化探以及物探等勘探手段加以有效补充,能够在一定的程度上来弥补其他勘探方法的不足。

二、遥感测绘技术在测绘工作中的运用

1、区域内成矿预测以及成矿规律研究方面的应用

根据已知的矿床成矿地质条件,可以从遥感图像中提取出相关的控矿地质信息,结合相关的地质资料、物化资料以及矿产资料进行综合分析,就可以推断出找矿的一些有利地区,在遥感图像上所提取的一些地质构造信息,一些是前人所未能意识到的,这些信息很可能对工作人员找矿产生较好的指示作用,但是如果验证工作未能做好,不少人就会对这种信息出现一定的质疑,对信息属于哪一种地质构造信息、是否能对找矿产生一定的影响,不能做出较为肯定的结论,当前,很多人对遥感图像上所提取的地质构造信息大多推测是隐伏的岩体、韧脆性剪切变形带、矿化石变晕、隐火山机构等,尽管有些人从统计学的观点出发,对矿产的分布还线性结构、环形的关系做出过一定的统计分析,但是因为验证工作做的不够,现在还不能确定这些线性、环形的影响是什么地质构造现象所产生的反映。同时,由于遥感信息本身具有一定的模糊性,往往会导致很多解译结果出现不确定性和多解性,严重影响到遥感的应用,因此,应当通过实际的试验来对遥感信息的形成机制进行探索,不断提高遥感信息解译和识别的可靠性和实用性。

2、对遥感信息中的矿化蚀变信息加以提取能够指导找矿

当前应用在找矿中的遥感信息主要包括油气的微渗漏异常信息、受金属离子危害植被的反射光谱信息以及铁离子和OH热液被蚀变的信息。油气的微渗漏信息异常主要是油气微渗漏对地表物质的成分所产生的影响,像铁离子还原、碳酸盐化、粘土化以及地表的植被遭受毒害之后所出现的变异以及植被长势受到抑制时,反射光谱就会出现变异现象,这时在遥感图像上就会表现出色调的异常,在进行油气的勘查时,需要结合相关信息进行综合的分析,当前还不能直接依靠遥感信息来确定油气田,但是不可否认,遥感技术具有明显的优势,如节省人力物力、提高勘查的命中率以及缩短勘查的时间等。在植被的覆盖区域,很难直接获取基岩矿化蚀变的异常遥感信息,但是一些蚀变岩石、矿化岩石中金属的元素比较丰富,能够使覆盖的植被遭到毒害,从而出现长势差和生态变异现象,导致反射光谱出现变异,从而同周围正常生长的反射光谱形成一定的差异,出现反射光谱异常的现象。人们通过从遥感图像中识别和提取信息,可以指导找矿,国内外的许多学者对异常信息的提取展开了大量研究,在找矿的过程中也取得了一定的成绩。尽管一些遥感找矿的信息较为微弱,甚至存在着大量的干扰信息,加上人们的认识具有一定的差异,对于矿床形成的规律认识得不够完善,使得当前所提取到的一些遥感信息与实际的情况不能完全符合,不能否认的是,在遥感信息当中包含着大量的对找矿有一定价值的信息,我们应当充分利用遥感技术的作用,加强遥感测绘技术在测绘工作中的运用。

3、遥感测绘技术在资源的开发规划中的应用

我国是一个矿产资源丰富的国家,但是人均矿产资源较为贫乏,因此,必须要合理利用资源和注意节约资源,其中,合理规划就是合理利用矿产资源的重要内容,在过去,由于个人利益的驱动或者是一些地方利益的驱动,不能经过合理的规划就对矿产资源进行开发,开发的方式较为粗放,不能使得一些矿产资源不能充分回收导致资源的浪费,而且严重破坏了某些地方的生态环境。遥感技术在矿产资源的合理规划开发工作当中发挥着重要作用,能够对矿产资源的开发环境进行合理的评价,为矿产资源的合理开发提供一定的依据,并且具有得天独厚的自身优势,通过遥感图像进行分析,可以对矿产开发后的土地污染以及水土流失等问题作出评价,为矿产资源的合理规划开发提供相应的依据。

4、双频遥感测绘技术的实践

通过对遥感测绘技术实践进行总结,可以将建筑物的变形遥控监测和振动测绘作为实践应用的对象,当前,遥感测绘技术已经广泛被应用到了不同时变系统遥控测绘的工作当中,可以根据不同的检测对象所具有的特点,制定三种不同的监测模式,即实时动态的检测、固定连续的监测以及周期性的重复监测,对于桥梁变形的检测主要是对T程建筑物动态变形的监测,其采用的密度较高,通常要采用双频遥感测绘技术对其进行计算。

结语:当今时代,科学技术正在迅猛发展,遥感测绘技术也必将会成为未来测绘工作所采用的重要技术,现代的测绘新理论在原有的基础上增加了概括性,其测绘新技术的综合性也有了很大程度的提高,各专业学科之间能够相互渗透交叉,使得测绘学同其他门类科学之间的联系不断加大增强,促进了学科的内外综合化的不断发展。

参考文献:

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遥感技术的运用篇3

森林信息化的建设不仅是网络上的接入,还要拥有一个技术先进、应用广泛的综合信息系统。在综合信息系统中,信息的存储组织和检索通常是需要解决的中心问题。随着大容量存储技术的成熟和成本的下降,信息数据的存储已经不再是主要矛盾,如何从海量的信息资源中快速查找出需要的信息成了需要解决的主要问题。森林烟火领域里,传统的信息表达形式是公文、研究报告、刊物等。多年来,基于文本的检索技术和语义搜索技术为这些形式的信息提供了方便的查询方法。近年来,图像信息在森林防火领域里的应用呈现了飞速增长的态势,主要形式有卫星照片、雷达成像、数字地图及资料图片等。于是图像领域里的检索需求也渐渐突出出来,比如:如何快速判断出目标是烟火还是其他的目标,如何判断出目标的型号和技术参数等。这些应用需求是通常的文本检索技术所不能满足的,要满足这些检索需求,需要通过信息的内容直接检索,这就需要用到基于内容的图像检索技术。

2检索算法研究

因为图像处理技术本身存在固有的图像相关性,即某一种方法只对某一类图像有效,对其他类型的图像不一定有效的规律,所以针对不同领域里有着某种共性的图像而言,为了达到有效的检索效果,需要提取的特征种类和综合计算方法也不尽相同。针对森林领域的烟火图像库的特点,分析、设计并介绍一种针对烟火图像库的检索方法。

2.1森林烟火图像的特点及分析

在研究针对森林烟火图像的检索方法前,需要对这一类图像的特点进行全面考察,经过对大量烟火图像的考察,发现其有以下几个特点:1)一幅图片通常有且只有一个明显的主题对象2)前景色与背景色的反差通常比较明显3)对象形状一般呈明显的几何形状4)用户的检索需求集中体现在图像的主题对象上。在图像没有分割的条件下,主题对象的特征主要表现在面积较大的区域上,所以在图像分割的结果中,面积较小的区域可以忽略不计,以此减少干扰。图像分割适合通过阈值分割方法或者区域生长方法方便地实现,在实验系统中使用区域生长算法实现。此类检索需要充分针对的是主题对象的特征,背景信息并不重要,所以,要实现相对准确的检索,需尽量剔除背景信息的干扰以获得主题对象的特征,这就需要提取图像的主题目标特征。根据以上特点分析,采用图像分割技术获得图像的主题目标区域,综合使用区域的颜色和形状特征进行检索方案设计。

2.2算法形式化描述

先将图像分割成若干对象区域,对每个区域抽取颜色特征和形状特征,联合构成特征向量,并根据区域重心距离图像中心的远近来设置权重系数,计算区域之间的相似度,进而计算图像之间的相似度,在相关反馈中调整区域的权重系数,让系统记住区域对于表达图像语义信息的重要程度。对每个区域计算三个形状特征参数:一面积百分比、离心率、离散度。不同语义信息的主题对象往往在形状上存在较大区别,通过这三个参数可以进行较好的表达。

3应用模式分析

基于内容的图像检索技术在森林防火领域里的应用主要是从遥感图像中辨认烟火目标。环形火焰的框图分类(如图1所示)。

4检索算法实现

检索算法的实现包括颜色空间转换、图像分割算法、特征提取等几个主要方面,具体描述如下。

4.1颜色空间的选择

RGB颜色空间的三元色各值之间有太高的独立性,而且亮度也同时被植入了这三个值当中,所以,在RGB空间中距离很近的两个颜色会在外观上有很大的反差,不符合人眼感受色彩的方式。而HSI空间的亮度分量与色度分量是分开的,即亮度与图像的色彩信息无关,同时色度和饱和度与人眼感受色彩的方式相当接近,这些特点使得HSI模型非常适合基于内容的图像检索方法。

4.2图像分割的实现

采用区域生长方法实现图像分割和区域的提取,具体由递归函数实现。为了避免图像过大造成程序堆栈溢出,需要对原图做归并处理,在缩略图的基础上进行分割操作。具体步骤如下:1)对图像进行滤波处理,以消除噪声和局部纹理特征的影响。采用最常用的线性平滑滤波器和3*3的模板。2)将图像分成等面积的象素块单元,以每个块的平均色作为本象素块的颜色,把象素块作为缩略图的一个象素,图像最终被转换成缩略图,以下操作均对缩略图进行。为每个象素分配一个标记,初始化值为“未完成”。3)从左上角第1个象素开始选择一个“未完成”的象素作为种子,并建立一个区域,拿其4-邻域空间内的象素和种子进行颜色比较,若两者相似则归并到这个区域中,将该象素的标记改为“完成”,并计算该区域的平均颜色。4)以刚刚并入区域的象素为中心,再依次归并它的4-邻域空间内的象素点,如此递归操作,使单元面积不断扩大,直到没有邻域的象素与其相似或者到了图像边界,此时,一个区域便产生了。5)继续步骤3和4,直到没有可以再归并的象素,此时,图像中的每个象素都已经属于某个区域。6)对分割后的图像进行处理,将符合标准的小区域进行合并。7)染色处理。为了查看分割的效果,使结果更加直观,对每个区域取平均颜色作为区域的代表颜色,并把区域内部的全部点都染成此颜色。值得注意的是,为了得到恰当的生长点,需要迭代使用这个算法,将第1次分割后的区域的中心作为生长点,进行第2次生长,进而得到更好的分割效果。另外,调整颜色比较规则中的阈值,使得分割后图像的区域数不超过5个为易,以避免过分割带来的计算量过大产生误检索。

4.3特征的提取

特征的提取分为区域颜色特征的提取和区域形状特征的提取。1)区域颜色特征的提取比较颜色的前三阶中心距被证明是有效的颜色索引方法,这种方法对于在不同的角度拍摄同一个物体得到的图像有较好的鉴别能力。在HSI颜色空间里,对每个颜色分量都计算其三阶中心矩,则区域的颜色特征可以用9个实数R(h1,h2,h3,s1,s2,s3,i1,i2,i3)来表示。2)区域形状特征的提取形状的区域特征主要有区域的面积、重心、纵横比、离散度、离心率等,Flicker等人在IBM?的QBIC中采用了形状面积、圆度、离心率、主轴惯量等特征,形状间的相似度由特征矢量的加权欧几里德距离来度量。森林烟火每个图像具有明显的前景和背景区分,因而图像分割的效果较好,能够较好地抓住主题目标和背景各自的颜色和形状特征,所抽取的特征能够抓住同类图像的相似点,索引构建的过程比较接近于人对图像的理解,检索效果也比较好。针对不同的应用领域或不同特点的图像集合,需要根据其特点设计不同的方法。

遥感技术的运用篇4

关键词:土地遥感; 应用; 问题; 建议

中图分类号: P627文献标识码: A

遥感技术是六十年代迅速发展起来的一门综合性探测技术。它建立在现代物理学,如光学技术、红外技术、微波技术、雷达技术、激光技术等,电子计算机技术,数学方法和地学规律的基础上。

1 现代遥感技术的理论研究

遥感技术是指从不同高度的平台,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。

遥感技术收集和利用的信息范围非常广:人眼看到五颜六色的景色,从中分别出牡丹、芍药等,这是光的遥感。人耳聆听交响乐队演奏,从中辨别出提琴、长笛等奏出的乐句,这是声的遥感。渔轮用超声波仪器探测到海底的鱼群,这是超声的遥感。从飞机上、卫星上拍摄地球表面的照片,这是光(或红外线等)的遥感。用雷达探测敌人的飞机,这是无线电波的遥感……也就是说,遥感技术所收集和利用的可以是声、超声、光、红外辐射、无线电波等各种信号。甚至包括射线照相、地磁观测、宇宙射线观测等,也都属于遥感的范围。它的隶属关系可以包括一切与上述信息有关的科学技术领域。现代遥感技术组成了一个从地面到空间、从资料数据的收集处理到判读应用的体系,包括:(1)研究地物电磁波辐射的特性以及信息的传输;(2)研究遥感信息探测手段,主要是研究传感器;(3)研究遥感信息的处理系统;(4)研究遥感信息的应用。

近年来,遥感技术迅速发展,其重要因素之一是遥感技术被广泛地应用于我们生活的环境。人们越来越需要更深刻、更全面地了解我们的地球,了解它的资源,了解它的变化,以便更合理地安排自己的生产和生活活动。

2 土地遥感动态监测经验教训

我国把航空遥感技术用于土地管理的调查业务己经有较长的历史,早在二十世纪三四十年代就在部分省市区采用 1:3000 比例尺的航测图进行过土地调查。航天、航空遥感技术的飞速发展和应用领域的不断扩大,突显出遥感技术在土地覆被/土地利用变化调查中应用的巨大优势。然而,这种优势目前还没有在建设部级或区域级的监测体系和用于保障土地基础信息快速采集、处理并及时提供管理决策的实体性运行系统中发挥它应有的作用。原因可能是在制订工作规划和实施计划方面,没有落实好宏观与微观、中央与地方、统筹兼顾、突出重点的技术指导方针,多年积累的一些宝贵的经验教训还缺乏深入的总结和全面的思考, 值得讨论的问题主要有以下三个:

第一个问题是遥感监测指标的确定。选择的原则应当是:必须满足国家实施宏观经济管理对土地资源数据种类、数据量纲及其准确程度的需求。应当在能反映土地生态环境容量、土地人口承载潜力、土地利用经济结构的信息中选取用于宏观决策的监测指标、数据精度和置信概率。在明确国家目标要求的前提下,还必须建立遥感监测指标的体系表和监测技术规程。为充分发挥遥感技术的优势, 在选择监测指标时应在满足国家需求的原则下,突出土地覆被的指标和以土地覆被变化为表征的土地利用指标。有特殊需要时,可以补充行政管理指标的一些地面调查(如量化城镇建成区或主城区边界;量化基本农田保护区及其它各类保护区边界等测绘工作)。但主要是依据遥感监测来直接获得有关信息和统计结果 具有相对的独立性,地面调查只能作为补充性间接手段而且不能层次过多,只要土地遥感技术完成了科研实验并且转入了正常实际应用阶段就具备了自成体系的条件,因此遥感数据成果可以单独使用。

第二个问题是遥感监测体系的构建。这与管理体制关系密切,现行体制下的土地调查数据是由乡镇到全国逐级统计汇总,并且要经各级行政领导过滤后上报,虽然国家统计法是保障国家统计结果真实性和准确性的重要法律,但是由于体制与机制的不科学或不健全而使得执法效果并不理想。不当的人为干扰因素是统计数据不真实不准确的主要病灶; 同时,以土地利用分类为代表的部级技术标准的缺失,也是统计数据名实不符、无法比较分析的重要因素。要建立全新的国家土地遥感监测体系,必须贯彻自上而下垂直管理、相对独立、封闭运行的原则。多尺度、分层级、突出重点地构建监测体系。同时,还必须配套统一的管辖制度、统一的技术规范和统一的运行系统。

第三个问题是遥感监测成果的应用。以问题为导向是科技研究的流行方法,技术研究首先要明确做什么,然后要明确为什么做,最后研究怎样做。这应当是决定应用技术研究的成果能否转化为生产力而发挥经济社会效益的一种工作思路。遥感监测成果的应用,在技术研究阶段就应当明确了方向,当然在实用中还会根据实际情况有所扩展和创新,这种新的需求又促使遥感技术研究的不断发展进步。近几年来遥感技术与信息技术的集成应用,使土地利用动态监测成果的应用范围有了较大的扩展,如在城市用地规模、开发区建设、基本农田保护、违法占地监察等方面都发挥了作用。但是,土地遥感监测成果的应用研究仍有进一步讨论的必要,例如建立全国土地利用遥感监测系统实现快速获取土地资源利用的宏观状况(利用结构、时空分布、数量变化等)。可以先考虑将遥感本底数据库的建设作为各级各类监测工程的技术基础。还可按经济、生态、流域等分区指标建立区域级的监测子系统。这是与日常土地管理变更调查系统既相互关联、又有差别,独立平行运作的快速反应系统。在国家宏观管理上, 两个系统获得的全国统计指标数据具有相互检验的作用。

3 土地遥感技术应用研究

3.1 土地遥感动态监测体系构建的研究。在具体工作方面我们虽然已取得了比较丰富的科研成果和工程实践的经验,但是从国家或区域的宏观管理需求来评价,目前的土地遥感监测在技术应用上和功能定位上存在着一定的盲目性,在体系建设方面缺乏整体的规划设计,距实现标准化、规范化以及体系完整、系统完善的目标仍有不小的差距。根据当前工作的迫切需要,应加快构建能全面、系统、迅速掌握国家或区域土地变化状况的动态监测体系,明确体系结构中不同层级的目标和任务。并且在此条件下,研究制订相应的各种标准和技术规程。土地调查与动态监测是国土资源管理最重要的基础业务,内容广泛,时效性强,保真度高。因此,在体系研究中,必须区分不同层级的实际需求和相互关系,并依此确定配套的技术措施。

3.2 土地调查与动态监测体系关系的研究。必须掌握好三个关键性问题: 第一要有国家统一的、科学的土地分类标准和监测技术规范。第二要有先进的、综合的、实用的土地调查技术。第三要有统筹兼顾、功能互补的有机联系。土地调查主要有土地利用调查、土地条件调查、土地法律调查(地籍调查)三种。土地遥感监测主要有部级、区域级、城市级和特定区位四种。土地调查与动态监测在数据采集方法技术上大同小异,多采用现代化的遥感影像、卫星定位、电子全站仪测绘、信息化技术。但作为两个体系,应在土地管理学和统计调查学的基础上进一步研究各自的功能、结构、作用方式以及两个体系间的技术基础关系和功能互补关系。由于土地既有自然资源的属性,又有社会财产的属性,所以在土地行政管理的方式上也分为资源行政和不动产行政两种。这两种基于公权力的执法行为的后果,都会影响土地权属和土地利用在时空上发生变化,而土地调查与动态监测都是反映这些变化状况、反馈管理效果的技术手段。如何充分发挥两个体系的功能并达到优化组合的最佳效果,仍然是应当继续研究的课题。

3.3 土地遥感动态监测体系功能的研究。了解土地管理系统的主要结构,对研究土地调查与动态监测的功能定位和确定遥感技术与信息技术的应用方向都是有益的。土地管理系统由行政执法、技术支撑、基础业务三个子系统组成。土地行政执法子系统的决策、组织、协调与控制功能的发挥,离不开基础业务子系统提供全面、准确、动态更新的土地信息。因为它既是行政执法的技术基础, 又是依法行政效果的信息反馈。行政执法子系统在运行中,需要在解决法制、体制、机制问题方面获得辅助决策的技术支持; 基础业务子系统在运行中,无论是调查、评价、规划,还是它们共有的标准化、信息化工作,都需要获得理论、方法和技术研究的保障;而上述需求,正是技术支撑子系统的功能定位。

由此可知,土地遥感动态监测技术的应用目标,宜定位于土地调查、土地评价、和土地规划这三项主流基础业务,服务方向是支持国家公共行政在国土资源管理中的宏观决策。

3.4 土地遥感动态监测体系运行系统的研究。建立部级和区域级的土地遥感监测体系及其运行系统是当务之急,在国土资源科技发展战略中应放在优先的位置。根据国家对土地管理参与宏观经济调控的要求,用现代先进的遥感技术实时、快速、准确、客观地获取土地覆被/土地利用现状信息,在一定的空间范围内,分析其某个时间序列中的土地变化情况,并据此将研究影响变化的因素和客观规律应用于国土资源管理的战略决策,这不仅是必要的,也是可行的重要选择。系统运行必须要有健全的法律制度与科学的系统设计作保障才能安全、有效。现在应从完善土地调查制度入手,将系统运行的国家目标与体制、机制的要求形成法律规定,组织开展保障系统运行的立法研究。从完善技术基础入手,根据现有的丰富成果和实践经验,认真总结、务实创新、积极开展与运行系统建设相关的各项设计研究。

参考文献:

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遥感技术的运用篇5

一、我国商业卫星遥感发展现状

1.遥感产业的市场潜力巨大,应用价值广泛,商业遥感产业处于蓄势待发的状态

当前,遥感产业的发展主要来自于政府性需求,包括土地利用、城市化及荒漠化监测;农作物、森林等可再生资源的监测和评估、灾害监测和环境监测;在道路设计、城市规划、土地管理和工程评估等多方面发挥着越来越重要的作用;在考古、野生动物保护、牧场管理等各个领域也得到了不同程度的应用。随着遥感技术的不断发展,其应用潜力得到了进一步挖掘,在精细农业、环境评价、数字城市等新领域,遥感技术也将发挥重要作用。

随着我国经济总量的不断增加,城市规模不断扩大,政府性遥感数据的需求从直辖市和省会城市向各区县延伸,各区县的规划建设管理、旅游服务管理、城市公共安全服务和交通管理等对遥感数据的需求,使得各区县作为遥感数据普通用户的特点也日益显现。政府性商业遥感数据的应用领域和深度在不断地扩大和加强。

同时,互联网和信息技术的发展,使得对地观测数据市场从单纯的政府性订单转向政府和企业的共同需求。我国在更新地图和支持地理信息方面潜力巨大,百度和腾讯等互联网公司每年投入大量资金用于遥感数据的更新和采购,这些企业性需求为遥感产业实现突破性发展奠定了非常扎实的市场基础。

2.国外卫星在高分辨率商业遥感领域处于垄断地位

欧美是商业遥感卫星的发源地,美国国家航空航天局(NASA)的“陆地卫星”MSS、TM是我国早期遥感卫星应用研究与生产领域的主要信息来源。2012年美国数字地球公司(Gigital Globe)收购了地眼(GeoEye)公司后,与欧洲的阿斯特里姆公司成为世界上最大的两家卫星遥感运营商,占有全球74%的遥感影像市场。亚洲的日本、韩国和印度等国家很早就开始发展本国的商业遥感卫星,印度甚至已经将0.25米分辨率的商业遥感卫星研制列入国会预算(测绘地理信息发展动态项目)。在我国,2005年国家科技部、北京市科委、国土资源部和国家测绘地理信息局联合北京宇视蓝图信息技术有限公司,向英国萨里卫星技术有限公司采购了“北京一号”型对地观测卫星,开展商业化应用;随着我国近年遥感卫星发射的增加和国家高分辨率对地观测系统重大专项的实施,开始逐步自主生产遥感数据,并开展了民用卫星的商业化。但在商业遥感领域,由于国外卫星指标优、服务好,市场竞争优势明显,目前我国仍处于国外卫星垄断阶段,国产遥感卫星的商业化还任重而道远。

3.政府逐渐重视并扶持卫星应用遥感产业的发展

基于遥感应用产业的巨大市场潜力和遥感技术的巨大牵引效益,国家发展与改革委员会、国家财政部于2012年底将发展商业遥感卫星列入战略性新兴产业进行专项支持,面向全国了专项申报指南《关于2013年组织实施卫星及应用产业发展专项的补充通知》(发改办高技〔2012〕3581号)。在卫星遥感领域,《补充通知》强调重点支持高分辨率卫星遥感技术应用、卫星技术综合应用服务示范,优先支持由企业牵头、采用社会化服务模式、示范意义重大的项目,着力推动自主卫星数据在国民经济相关行业、领域和重点地区发挥重要作用;支持高分辨率遥感小卫星的自主研制及应用,鼓励开展卫星遥感商业应用模式创新。

事实上,通过政府引导和扶持并获得迅速发展的卫星运营产业已有先例。中国卫星运营商之前一直发展缓慢,2007年国家发展与改革委员会和原国防科工委了《促进卫星应用产业发展的若干意见的通知》(发改高技〔2007〕3057号)。2009年,以“打造亚洲第一、世界一流的卫星运营综合服务企业”为目标的中国卫通公司重组后并入中国航天科技集团公司,新公司充分整合集团内外卫星运营和应用业务资源,构建了较为完善的天地一体化服务体系。经过近年的快速发展,中国卫通公司的国际排名和知名度大幅上升,实现了中国商业通信卫星产业在政府引导和扶持下“又好又快”的发展预期。

因而有理由相信,政府对高分辨率卫星遥感技术应用的支持,必将有力促进我国未来商业遥感产业的长足发展。

二、当前制约我国遥感卫星商业化的主要因素

产业发展的影响因素往往非常复杂,产业技术水平的内在发展、政治经济的环境作用都可能影响甚至改变一个产业的发展规模和方向。就我国当前遥感卫星产业发展而言,主要制约因素简要分析如下。

1.遥感卫星投资成本高,盈利周期长

遥感卫星属于高技术产品,其搭载的有效载荷系统(高分辨率相机)的研制难度大,研制经费往往处于数亿元量级。从卫星发射到运营涉及卫星系统、运载火箭系统、发射场系统、测控系统以及地面系统,整个项目前期经费投资可达10亿元人民币量级。而我国遥感卫星数据运营商主要以销售国外卫里数据为主,产值和利润很大一部分被国外公司提取,难以一次性投入如此巨大的建设资金。因而遥感卫星特别是离分辨率对地观测卫星的前期投入,对目前我国现有遥感数据运营商是一个巨大的挑战。

同时,遥感卫星盈利周期较长,短时间难以收回成本。纵观国际商业遥感市场,不乏失败的商业遥感卫星运营案例,德国的快眼公司(RapidEye)因缺少政府支持,经营不善,被加拿大的光学卫星图像经销商Iunctus测绘公司收购。而2010年,在金融危机肆虐的时候,美国政府批准了新一代“增强观察”国家观测计划。由美国国家地理空间情报局(NGA)与美国商业公司签约,在未来10年采购高达73亿美元的高分辨率卫星影像,为美国商业遥感卫星的良好运营打下了坚实的基础。由此可见,商业遥感卫星的健康发展离不开国家政府长期稳定的支持。

2.遥感产业面临巨大的市场竞争压力

前已述及,当前国内商业遥感数据基本为国外所垄断,价格偏高。但在我国商业高分辨率遥感卫星发射之初,国外商业卫星公司很可能通过价格竞争方式对国产商业遥感卫星进行打压。未来遥感数据产品的价格可能降低至当前的三分之一,甚至更低的水平。

同时,当前地理数据运营服务的营收方式也在发生着重大变化,以谷歌、高德等公司为代表的互联网企业,免费向公众开放了大量地图数据,其中谷歌公司直接租用甚至购买遥感卫星进行影像数据的采集,但其主要收入却来自于直接销售影像数据之外的增值服务。

可以预见,未来中国遥感产业的发展,既有国内外同行的价格竞争压力,也面临上下游产业合纵连横的压力。

3.国内商业遥感市场的培育尚不充分

产业发展一般分为4个阶段:形成期、成长期、成熟期和衰退期。产业形成期市场规模较小,增速较低,市场尚处于孕育阶段;产业成长期市场规模迅速扩大,被称为产业发展的黄金时期;经上一阶段的快速发展之后产业进入成熟期,增速趋缓,市场逐渐饱和;在成熟期之后,由于技术、环境等因素的变化影响,产业逐渐进入衰退期,市场规模逐渐萎缩。

当前国内商业遥感市场培育尚不充分,商业遥感卫星产业的发展阶段尚处于产业形成期或成长期初期。经过分析,我们认为,当前存在市场规模偏小的情况,未来高分辨率商业遥感产业具有巨大的市场潜力。由于当前走势决定产业未来发展是否进入快速上升期,因而现阶段是我国商业遥感产业发展的关键节点。

三、推动我国遥感卫星产业发展的策略分析

上面简要分析了国内高分辨率遥感应用的产业现状以及产业发展面临的一些主要问题。经过认真调研,我们认为,要实现我国遥感卫星产业健康有序地发展,需要在以下几方面开展重点研究并采取相应措施。

1.依靠技术进步与军民转化,加大小卫星研制力度以降低成本

技术进步是高技术产业发展的灵魂。2013年我国成功发射了5颗遥感卫星,尤其是高分1号的成功发射,标志着我国高分辨率卫星研制技术日趋成熟。但如何有效地在商业领域转化为应用,大力降低高分辨率商业卫星的研制成本,是实现我国高分辨率遥感卫星商业化的重要基础性工作。

根据卫星技术发展的现状和未来方向,由于具有功能密度大、技术含量高、研制和发射成本低等特点,且研制周期较短并易于组网,小卫星是商业高分辨率遥感卫星发展的首选。同时,技术进步和军民技术的转化可有力促进卫星研制成本的降低,发展商业遥感卫星可优先选用承担国内高分辨率对地观测重大专项和军用遥感卫星研制任务的单位作为商业遥感卫星供应商,加快军民技术转化,降低卫星研制成本。

2.优化统筹国内资源,形成发展合力

在目前技术发展阶段,高分辨率遥感卫星研制、发射和地面运营投入巨大,需要卫星运营商进行多渠道筹资。由于我国卫星遥感产业尚处于成长初期,其增长率和短期回报相对较低,进行单个项目的财务评价时,其内部收益率等财务数据与成熟行业相比尚有一定的差距,因而国内普通中、小型遥感数据运营企业难以支撑和推动整个产业的大跨步发展,需要相关领域内有长远眼光和社会责任感的集团公司或大型企业,以战略勇气和魄力来进行投资决策。

当前,我国正在实施高分辨率对地观测系统重大科技专项。商业遥感卫星应用需要充分利用这一产业发展机会,推出具有大视野、高平台的产业领头羊,从卫星系统、地面系统以及数据加工和渠道分发等方面统筹国内各级优势资源,建立现代企业制度,并积极引进战略投资者,抓住时机,为中国遥感产业开创一片新天地。

3.政府提供政策支持,保护国产化数据的先期运营

考虑到当前高分辨率对地观测商业市场为国外卫星所垄断,价格居高不下,一旦国内企业投入巨资,企图打破这一垄断局面,国外卫星数据价格就可能出现一个断崖式下跌,以期将新生的国产高分辨率商业遥感运营企业扼杀于摇篮。由于我国高分辨率商业遥感卫星的发展,其意义绝不是单个公司的具体经济行为,更具有产业发展的突破性意义和重大的社会效益,因而政府部门有理由出台保护国产化遥感数据先期运营的相关政策,如参照美国国家地理空间情报局的做法,在卫星运营的前几年,保证以不低于合约价格优先采购国产高分辨率商业遥感卫星数据,以免由于恶性竞争导致国内遥感产业错失发展良机。

4.着力推动新兴市场,形成完整的遥感产业链条

遥感数据运营商尚需加强市场开拓,一方面要紧紧抓住政府部门作为主要客户,加强国产高分辨率商业遥感卫星数据在土地资源、矿产资源、农作物和森林覆盖、生物资源以及在城市规划、灾害和环境监测领域的应用;另一方面,需要大力开发新的市场领域,根据市场需求积极研发标准产品和增值产品,加强与百度、阿里巴巴、腾讯等互联网公司的合作,完善上下游产业链条,实现“跨界、融合、共赢”的产业发展新格局。

四、结语

高分辨率遥感卫星应用作为我国战略性新兴产业的重要组成部分,其产业春天即将来临。但高分辨率遥感卫星的技术难度和商业化的巨大资金投入,使该产业在破土而出的时刻又饱含痛苦,需要企业、政府和社会共同给予关心与呵护。期待中国遥感产业进一步加大步伐,打破国外垄断,早日实现自主高分瓣率对地观测商业卫星的发射及运营服务,使中国屹立于商业遥感强国之林。

遥感技术的运用篇6

【关键词】海洋遥感 反演产品 平台 系统设计 技术方案

1 前言

海洋遥感信息作为数字海洋的重要数据来源,在海洋环境监测、资源保护、沿海经济可持续发展等社会服务领域得到了广泛应用。近年来,为实现海洋遥感数据的有效管理和信息共享,众多学者采用不同的信息技术提出了不同的解决方案。其中,宋平舰等[1]针对遥感数据存在多源、异构、海量的特点,提出基于WSRF的分布式海洋遥感数据集成与共享机制,通过数据层、服务层、服务管理层、应用层和表示层5层架构使用户能够透明地共享、一体化地处理已有的遥感数据。滕龙妹等[2]将WebGIS、空间数据存取、网络传输等技术引入海洋光学遥感数据一体化管理中,设计了面向海洋遥感数据的速报地理信息系统,该系统集成了数据自动批量入库、数据批量自动远程分发、空间数据可视化实时等功能模块,具备海洋遥感数一体化管理功能和数据网络实时功能。陈志荣等[3]以浙江海洋水质遥感速报GIS系统的实现为例,自主设计了面向海洋遥感数据的空间数据库引擎,并详细介绍了该引擎的数据存储结构和数据访问机制。王娜[4]在对WebGIS、空间数据库、网络通信技术进行深入剖析的基础上,采用J2EE平台体系下的三级分层结构,设计了一套海洋遥感数据实时的解决方案。滕骏华等[5]利用遥感资料进行海岸带环境动态变化监测具有快速准确的优点,以遥感数据应用为核心,根据信息产品生产的业务化需求将遥感数据的获取、预处理、专题信息提取、遥感专题图产品制作的整个过程有机地集成为一体,提出了海岸带环境遥感信息系统的研发方案,实现了遥感数据处理、遥感信息提取、专题信息综合、专题产品制作等信息产品的业务化生产。赵艳玲等[6]采用了数据层、业务层、表示层三层体系的组织方式设计了基于Web海洋卫星遥感产品查询系统,实现了遥感专题产品的网上实时。朱庆等[7]在介绍海洋遥感信息管理与系统的体系结构的基础上,着重论述了基于Web的海洋遥感信息,包括互联网上元数据查询的实现及影像的实时浏览等关键技术。

针对海洋遥感反演产品的有效管理和网络速报需求,本文在深入研究海洋遥感反演产品网络的体系结构与关键技术问题的基础上,提出一个可行的构建海洋遥感反演产品平台的系统设计及技术方案。

2 海洋遥感反演产品平台的设计目标

海洋遥感反演产品平台立足于沿海海域环境监测保护的现状和存在的问题,在利用MODIS、HY、NOAA 、FY等卫星资料进行水质分类,以及多颗卫星遥感资料的融合处理的基础上,自动生成COD、DOC、叶绿素、悬浮泥沙、黄色物质、透明度、温度等海洋遥感反演产品,并综合使用计算机软件技术建立沿海卫星遥感反演产品基础信息库和平台,通过计算机网络通信技术实现沿海海域水质遥感信息的动态实时。

系统采用先进的脚本技术实现反演产品数据的分类查询、快速浏览与便捷下载,可通过配置系统相关的运行控制参数定制自定义风格的交互界面,具有高度的可视性和互动性。

3 海洋遥感反演产品平台设计

3.1 系统结构

海洋遥感反演产品不仅要求具备产品的网络动态功能,还要求具备产品数据的自动备份与归档管理功能,系统结构由产品子系统、数据管理子系统、基础数据库和运行控制子系统四个部分组成,如图1所示。

其中,产品基础数据库为产品子系统的数据源,包括COD、DOC、叶绿素、悬浮泥沙、黄色物质、透明度、温度等海洋遥感反演产品数据。产品子系统作为对外公开的产品服务应用系统,主要实现海洋遥感反演产品的网络动态,包括产品的查询、显示、下载。数据管理子系统为海洋遥感反演产品平台的服务器端应用系统,实现海洋遥感反演产品的自动备份,并采用数据库管理系统对反演产品进行归档管理,为产品子系统提供数据来源。运行控制子系统同样作为海洋遥感反演产品平台的服务器端应用系统的组成部分,主要完成控制整个平台运行的相关参数配置。

3.2 系统的功能模块

根据海洋遥感反演产品的业务特点,系统在功能上可以划分为产品、数据管理、运行控制等三个子系统,各子系统的功能模块具体如下:

3.2.1 产品子系统

产品子系统作为对外提供海洋遥感反演产品服务的应用系统,主要实现海洋遥感反演产品的网络动态,包括产品查询、产品显示、产品下载等功能模块。

(1)产品查询功能模块可以按海洋遥感卫星、产品类型、产品级别、日期、区域等关键字对海洋遥感反演产品数据进行检索。

(2)产品显示功能模块以缩略图形式显示海洋遥感反演产品,并提供图像缩放、平移等图控功能。

(3)产品下载功能模块为远程用户提供下载最新海洋遥感反演产品以及所查询产品的功能。

3.2.2 数据管理子系统

数据管理子系统作为遥感反演产品平台的服务器端应用系统的一个组成部分,包括海洋遥感反演产品数据的自动备份与归档管理功能模块。

(1)产品数据备份管理功能模块通过定时访问各级海洋遥感反演产品处理终端,并检索其所处理的最新反演产品,实现各级反演产品的时自动备份。

(2)产品数据归档管理功能模块采用数据库管理系统实现对各类海洋遥感反演产品的归档管理,并为产品子系统提供数据来源。

3.2.3 运行控制子系统

运行控制子系统作为遥感反演产品平台的服务器端应用系统的另一个组成部分,包括产品参数设置、产品处理终端参数设置、产品数据备份参数设置等功能模块。

(1)产品参数设置功能模块完成产品子系统动态海洋遥感反演产品控制参数的设置,包括对外的产品类型、级别、最新产品的时间段等参数。

(2)产品处理终端参数设置功能模块完成各级海洋遥感反演产品处理终端的内网IP地址、各终端上产品源数据的存储路径等参数的设置。

(3)产品数据备份参数设置功能模块完成自动备份海洋遥感反演产品所需的相关参数设置,包括产品数据的备份路径、产品类型、文件格式、新产品的检测频率等参数。

4 海洋遥感反演产品平台的技术方案

软件系统的研发技术方案是整个海洋遥感反演产品平台设计、运行、维护的重要保证,采用先进、适用的软件体系结构,可以使系统开发周期大幅缩短,提高系统的开发质量。根据系统的应用模式、规模及应用内容,选择基于Client/Server模式与Browser/Server模式相结合的异构体系结构的技术方案,其中服务器主机采用微软公司的Windows 7.0+IIS6.0 (及以上版本)的系统环境作为基础平台,如图2所示。

(1)海洋遥感反演产品平台的开发采用统一的数据组织方式,通过基于角色的访问控制系统实现对不同类别用户权限的控制,通过会话安全管理模块和会话状态控制模块来提高系统在安全控制方面的能力。

(2)产品子系统的开发综合采用基于ASP的动态Web技术与可视化编程技术,主要实现海洋遥感反演产品的动态,通过产品类型模型或指定任意关键字实现产品查询,通过图形列表形式实现海洋遥感反演产品的分类显示与产品下载,通过后台管理的模式实现系统运行控制,使系统具有高效的运行速度与高度的互动性。

(3)数据管理子系统采用基于文件传输协议的CUTEFTP进行架设,通过定时访问各级产品处理终端,保持海洋遥感反演产品基础信息库与产品处理终端的同步更新,实现各级反演产品的实时自动备份;其次,采用微软公司的SQL SERVER 2003(及以上版本)数据库管理系统对反演产品进行归档管理,为产品子系统提供数据来源,同时提高系统数据访问的效率和安全性。

(4)运行控制子系统采用分层结构进行设计,保证系统的表现层、业务逻辑层以及基础数据层的相互分离,并采用标准的、开放的、统一的对象M件库作为公共的技术基础,增强系统的可扩展性。

5 结束语

针对海洋遥感反演产品的有效管理和网络速报需求,在深入研究海洋遥感反演产品网络的体系结构与关键技术的基础上,提出了一个切实可行的海洋遥感反演产品平台的系统设计及技术方案。该平台系统由产品子系统、数据管理子系统、基础数据库和运行控制子系统四个部分组成,实现了反演产品的便捷查询、在线浏览、系统运行控制、后台管理等功能。系统整体框架采用混合Client/Server、Browser/Server模式的异构体系结构,不仅能满足系统运行需求,且具备高度的可扩展性。

参考文献

[1]宋平舰,崔宾阁,刘荣杰,等.基于WSRF的海洋遥感数据集成与共享机制设计与实现[J].海洋通报,2013,32(02):195-199.

[2]滕龙妹,刘仁义,刘南.海洋遥感数据一体化管理方法[J].上海交通大学学报,2008,42(10):1674-1677.

[3]陈志荣,刘仁义,刘南.面向网络的海洋遥感数据库引擎设计与应用[J].浙江大学学报(理学版),2008,35(01):96-99.

[4]王娜.海洋遥感数据速报系统设计与实现[D].浙江:浙江大学省GIS重点实验室,2007:6-7.

[5]滕骏华,楼秀琳,孙美仙,等.海岸带环境遥感信息的系统集成[J].海洋学研究,2006,24(04):77-86.

[6]赵艳玲,何贤强,王迪峰,等.基于Web海洋卫星遥感产品的查询系统[J].东海海洋,2005,23(01):32-39.

[7]朱庆,钟若飞李德仁.基于Web的海洋遥感信息管理与系统的设计[J].海洋学报(中文版),2002,24(S1):191-199.

作者单位

遥感技术的运用篇7

【关键词】煤炭地质;地质遥感技术;应用;创新思考

引言

基于目前地质遥感技术在煤炭领域的应用来看,由于煤炭地质具有多样性及复杂性,在开采人员进行开采的时候往往会出现利用率低、开采不合理等情况,从而使煤炭资源造成浪费,严重时可能还会导致安全事故及财产损失,因此,为适应生产及现代化技术的需要,煤炭地质遥感技术正处于一种新的转型阶段,正面向市场化发展及全面商业化的新方向进行转型。

1 煤炭地质遥感技术的基本概念及特点

1.1 遥感技术的基本概念

遥感技术是在20世纪60年代,根据电磁波的理论对远距离目标所反射和辐射的红外线、电磁波及可见光等信息,利用各种传感的仪器进行收集、处理,并且让这些信息形成影像,从而对目标物及它附近的各种景物进行探测和识别的一种综合探测技术。

1.2 遥感技术的特点

(1)收集手段多,收集信息量大

在运用此技术时,可以运用不同的遥感仪器及不同的波段的仪器设备,来对目标物体进行探测和识别,来得到我们需要的信息;而且这种技术不仅能够探测地表的情况,还能对目标物内部的一定深度进行探测。

(2)具有整体性和直观性

在用遥感技术设备进行拍摄探测时,我们能够获得非常清晰生动的传输影像,并且画面具有明显全面整体性及直观性。

(3)受到的地面限制条件较小,探测范围广

遥感探测技术相对于传统的探测技术来说,遥感技术在进行探测时不但可以不受自然环境的影响,还能够顺利完美的将探测任务完成,收集到可靠的信息。

2 煤炭地质遥感技术的实际应用

2.1 利用遥感技术对煤质地质进行探测和绘图

由于我们在日常生活中的活动范围越来越广,那些实际地形图已经从根本上发生了重大变化,已不能再为我们提供准确的数据,因此,为了满足工作要求,必须对地形图进行及时的更新。所以,我们通过利用遥感技术从太空的卫星中的数据以影像的形式,清晰的传输过来,这种遥感技术不但可以对国家的基础地理信息进行探测识别,还能够将多样性的、不同种类的数据库进行及时的更新。

在煤炭开采的过程中,由于煤炭地质图需要具备较高的精确度,以便采煤进行。因此,煤炭开采的相关技术人员,可以将通过遥感技术探测得到的影像资料作为依据,以多元地学将信息进行综合分析及适当处理,得到对煤炭地质进行的精确的绘图。而且,在水文地质、煤炭资源、煤层气调的调查评价中及在小煤窑实际生产情况的调查监控中,也有用到遥感技术。

2.2 利用遥感技术对煤炭生态环境的污染进行监测

在对环境监测时,主要是对开采时用的化学物品污染调查、煤炭地质环境检查、土地的开垦及生态环境重建的方面的监测,准确的知道环境的影响,从而对进一步加强环境保护及综合治理提供依据。

2.3 利用遥感技术对煤炭地质灾害做调查评估

在采煤区建立一个动态的检测系统,将遥感技术最为监测道具,根据煤矿的地质规律,从而对地质灾害的易发程度进行研究,然后通过数据综合分析,将地质灾害的评估图绘制出来,以预防危险的发生。

3 煤炭地质遥感技术的创新思考

3.1 高光谱遥感技术应用

高光谱遥感技术可以对岩石类型及矿物成分的煤炭地质进行识别,对其中的波谱特征进行空间定位及定量分析,然后进行煤炭地质光谱库建立。这种技术不但具备测量技术,还能进行信息识别及数据处理,通过监测、提取可以直接对地质进行找矿及填图工作。

3.2 高分辨率遥感技术应用

将煤炭地质资料用遥感技术形成高分辨率的图像,不仅可以使煤炭资源开发的合法性及状况及时的反映出来,还可以对煤炭的安全生产及维护进行有效的监测。因此,应将这一技术进行创新、发展。

3.3 遥感技术图像处理及信息提取方法创新

神经网络、小波变换、分型理论、遗传算法、光谱特征匹配、支持矢量机等新的理论及方法,都应该被应用在遥感图像信息处理方面,让遥感技术的信息及图形处理向着多尺度、定量化、高分辨率及模型化等新型技术体系方向发展,使煤炭地质识别、信息提取技术及遥感图像处理技术得到不断地完善。

3.4 进行“3S”一体化技术创新

“3S”技术即遥感技术(RS)、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)的统称,三者间具有密不可分、相辅相成的关系,虽然三者的作用原理不同,但是三者间的结合可以成为一种重要的找矿手段。利用遥感技术可以及时对地质系统中的数据进行更新;地理信息系统则可以为遥感技术提供辅导作用,为遥感技术提供不同的信息及分析手段,有助于遥感技术得到的数据进行精确的影像表达;而全球定位系统可以为煤炭地质的探测提供精确的高程模型及地理位置。因此,为了更精确的得到相关数据,煤炭地质的遥感技术应该进行不断的创新,做到与时俱进,将“3S”技术充分的应用到煤炭地质的探测及开采中去,使煤炭资源向着现代化及产业化的方向发展。

3.5 将数字信息遥感技术创新应用

随着信息化社会的发展,全球已进入数字化信息的时代,不管什么企业都是以数字建立数据信息库。因此,为了使煤炭地质遥感技术向智能化、多功能信息化及综合化等特征发展,用电子计算机对煤炭地质进行现代分析、矿山规划、数据采矿、资源评估等,使先进的技术及有利的工具为煤炭的开发和利用做贡献。

4 结束语

通过本文的研究,可以看出,随着现代社会知识及科技技术的不断进步、发展,为了更好的为煤炭企业做贡献,就要不断地利用先进的科技手段将遥感技术进行创新,得到新的遥感技术手段,为煤炭地质遥感技术开启新的篇章。

参考文献:

[1]毛耀保.关于煤炭地质遥感技术创新的思考[J].中国煤炭地质, 2010(S1).

[2]李生军.对煤炭地质遥感技术创新的分析[J].企业导报,2013(09).

[3]白鹏.煤炭地质中遥感技术的应用分析[J].山西建筑,2014(31).

遥感技术的运用篇8

卫星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。我国卫星遥感技术的发展和应用已经走过了多年艰苦探索与攀登的道路。如今,我们欣喜地看到卫星遥感应用技术已经起步并正在走向成熟和辉煌。

众所周知,近十年来全球空间对地观测技术的发展和应用已经表明,卫星遥感技术是一项应用广泛的高科技,是衡量一个国家科技发展水平的重要尺度。现在不论是西方发达国家还是亚太地区的发展中国家,都十分重视发展这项技术,无论在政策、资金,还是在人力、物力上都给予卫星遥感以特别的重视和倾斜,寄希望于卫星遥感技术能够给国家经济建设的飞跃提供强大的推动力和可靠的战略决策依据。这种希望给卫星遥感技术的发展带来新的机遇。面对这种形势,我国卫星遥感技术如何发展,如何使卫星遥感技术真正成为实用化、产业化的技术,直接为国民经济建设做好先行,是值得我们认真思考而且必须做出正确回答的问题,同样它也是当前业界人士关注的热门焦点。

卫星遥感技术应用

1、卫星遥感技术应用现状

首先,到目前为止,我国已经成功发射了十六颗返回式卫星,为资源、环境研究和国民经济建设提供了宝贵的空间图像数据,在我国国防建设中也起到了不可替代的作用。我国自行研制和发射了包括太阳和地球同步轨道在内的六颗气象卫星。气象卫星数据已在气象研究、天气形势分析和天气预报中广为使用,实现了业务化运行。1999年10月我国第一颗以陆地资源和环境为主要观测目标的中巴地球资源卫星发射成功,结束了我国没有较高空间分辨率传输型资源卫星的历史,已在资源调查和环境监测方面实际应用,逐步发挥效益。我国还发射了第一颗海洋卫星,为我国海洋环境和海洋资源的研究提供了及时可靠的数据。

其次,除了上述已发射的遥感卫星外,我国还先后建立了国家遥感中心、国家卫星气象中心、中国资源卫星应用中心、卫星海洋应用中心和中国遥感卫星地面接收站等部级遥感应用机构。同时,国务院各部委及省市地方纷纷建立了一百六十多个省市级遥感应用机构。这些遥感应用机构广泛的开展气象预报、国土普查、作物估产、森林调查、地质找矿、海洋预报、环境保护、灾害监测、城市规划和地图测绘等遥感业务,并且与全球遥感卫星、通信卫星和定位导航卫星相配合,为国家经济建设和社会主义现代化提供多方面的信息服务。这也为迎接21世纪空间时代和信息社会的挑战,打下了坚实的基础。

最后,非常关键,必须要重点指出的是两大系统的建立完成。一是部级基本资源与环境遥感动态信息服务体系的完成,标志着我国第一个资源环境领域的大型空间信息系统,也是全球最大规模的一个空间信息系统的成功建立;二是部级遥感、地理信息系统及全球定位系统的建立,使我国成为世界上少数具有部级遥感信息服务体系的国家之一。我国遥感监测的主要内容为以下三方面;

(1) 对全国土地资源进行概查和详查;

(2) 对全国农作物的长势及其产量监测和估产;

(3) 对全国森林覆盖率的统计调查。

2、卫星遥感技术应用前景

国际上卫星遥感技术的迅猛发展,将在未来十五年内把人类带入一个多层、立体、多角度、全方位和全天候对地观测的新时代。由各种高、中、低轨道相结合,大、中、小卫星相协同,高、中、低分辨率相弥补而组成的全球对地观测系统,能够准确有效、快速及时地提供多种空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率的对地观测数据。

随着对地观测技术的进步以及人们对地球资源和环境的认识不断深化,用户对高分辨率遥感数据的质量和数量的要求也不断提高,从而促进了高光谱分辨率遥感的发展。高分辨率的空间信息能够较好的满足诸多用户的需求,它们的重要特征就是具有商业化前景。

在国家经济建设中,对空间遥感信息以及空间地理信息的需求将日益增长。为使我国现代化经济建设得以持续稳固发展,空间遥感信息技术和应用必须相适应的发展。我们可以从我国对遥感信息和技术的应用需求来看卫星遥感应用前景,这主要表现在社会公益需求方面和遥感图片的商业应用需求两个方面:

(1)社会公益需求。

主要有以下几种类型:

①土地利用、城市化及荒漠化监测;

②农作物、森林等可再生资源的监测和评估;

③灾害监测和环境监测。

此外,对道路、建筑工程的设计、选址等方面也有着广阔的前景。这方面的需求主要靠政府扶持。

(2)商业应用需求。

遥感技术的应用是极其广泛的,凡是涉及地球科学的各门类的学科和技术种类,遥感技术都能为它们提供信息。这种广泛性必然会使对遥感数据的需求用户范围变广,因此除了社会公益型用户外,还存在部分商业应用型用户。虽然这些商业应用型用户由于遥感卫星正处于产业化初期,市场尚未形成规模的原因,目前数量较少,但随着将来技术的进步,商业化的发展,这部分的用户肯定会逐渐增多,最终成为用户群体中的主要成员。

高空间分辨率图像数据和地理信息系统紧密结合,在未来的城市规划、地籍管理、工程评估等方面将有广阔的市场,预计每年会有14%左右的增长率;近年来,由于卫星数据的增加和小型廉价的工作站、图像处理系统、软件的发展,与此相关的空间信息服务公司大大增加,由此形成的增值收益是卫星图像销售收益的六倍。由此可见,卫星遥感的商业化是卫星遥感应用产业化发展的推动力之一。

卫星遥感技术的产业化发展

1、卫星遥感技术蕴藏巨大的产业化前景

遥感技术应用的基础是遥感信息的获取。地面物体在遥感图像上形成各种信息是一个复杂的过程,这个复杂过程是由人类生活的真实地表空间的复杂性、千变万化性和成像过程的复杂性共同决定的。具体地说,人类生存的地表空间是复杂的,是宏观有序、微观混乱的地理综合体,成像获取的遥感图像的光谱值是混合光谱,受多种因素的影响。从信息论角度来讲,遥感成像过程是信息从多到少的映射,是个确定过程,是把一个千变万化、形形的地球表面高度概括、总结、选择、压缩的过程。正是这个过程,使得遥感影像中包含的信息具有宏观性、多样性、综合性、周期性、量化等特点。这些特点决定了遥感影像中包含着人类生产活动各个研究和应用领域所需要和感兴趣的信息,各个研究和应用部门均可以从不同的遥感影像中提取和挖掘出所需的信息,为本部门的发展和应用服务,为国民经济建设服务。这也就是遥感信息具有跨部门、跨学科的特点。遥感信息的上述特点决定了遥感技术从起源就蕴藏着巨大的产业化前景。

2、卫星遥感技术发展的不平衡性需要加速产业化

卫星遥感信息的获取技术得到了惊人的发展,空间分辨率和光谱分辨率已经达到相当高的程度。空间分辨率由千米级、百米级,到米级、分米级,光谱分辨率由几百个纳米、几十个纳米,到几个纳米。多空间尺度、多光谱尺度以及多时间尺度的海量卫星遥感数据的获取技术已经形成,但卫星遥感信息的应用则相对发展滞后,出现了卫星遥感获取技术的快速发展与信息应用滞后的矛盾。这个矛盾使得人们在欣喜地获得大量可用数据的同时,却在解决实际问题时仍然对知识万分饥渴,深感信息的短缺。这主要是因为卫星遥感影像信息的应用过程远比获取过程要复杂得多。遥感图像的解译和应用过程是信息从少到多的映射 ,是个不确定过程,无法从数学上直接求得确定解。从信息论来说,是因为遥感成像过程在保留了总体信息的同时,压缩了细节信息,同时还附加有噪音,减少了信息量,从而使遥感影像上所包含的信息量不足以表达人们所希望求解的诸多地理对象的内在的不确定度。这种不确定性程度因对象不同而不同。可以把遥感信息应用过程看成是一个信息传递系统,一个将遥感数据转换为可用信息的过程。而遥感数据到信息的转换,是由业务用户的信息需求所驱动的,选择什么样的模型以及最终达到什么样的目的完全因应用部门而异。由于支持“数据到信息”过程的基础知识很少和短缺,限制了遥感数据直接产生的经济和社会效益,从而影响了遥感数据的应用广度和深度。因此,要加强卫星遥感技术向国民经济和社会发展诸多行业和领域的渗透、辐射,与各行业、领域的传统方法相结合,而不是排斥和完全代替,以提升传统行业、发展新兴行业,加速卫星遥感技术产业化的进程。

卫星遥感技术的产业化发展历程

1、实用化是产业化的前提

卫星遥感技术具有其他技术不可替代的优势,但也有它的局限性,主要表现在:

(1)遥感技术在电磁波谱中仅反映地物从可见光到微波段电磁波谱的辐射特性,而不反映地物的其它波谱段特性。因此,它不能代替地球物理、地球化学等方法,但它可与其集成,发挥信息互补效应。

(2)卫星遥感信息主要反映是近地表的现象、区域和运动状态等。这一局限性与人类在地球科学和其他科学研究中不断向地下深处发展之间产生了矛盾。这一矛盾使得遥感技术在不同行业和领域的应用程度可能会因应用领域的深入而受到影响。

(3)卫星遥感信息获取过程的确定性与信息应用反演时的不确定性产生了明显的矛盾。该矛盾使卫星遥感技术在各行业、领域深入应用的效果受各种因素影响大,效果好坏不定。

之所以强调这些局限性是因为只有正确地认识到卫星遥感技术的优势和局限性,才能扬其所长,补其所短,使它更加实用化。

显然,卫星遥感数据的深入应用仅靠遥感技术和遥感知识是完全不够的。实现遥感数据良好和深入的应用需要三方面的信息和知识:一是遥感信息和相关的处理技术;二是应用领域的专业信息和相关技术及知识;三是借鉴其他领域先进的信息技术。只有这三方面知识和技术的共同支持,应用部门才能更加准确地提取和理解赋存于卫星遥感数据中的专门信息,有效地服务于生产和研究。这三个方面的信息和技术可归纳为两个结合,即遥感技术与各应用领域的专业技术相结合,遥感技术与其他现代信息技术相结合。这两方面的结合方式和结合的紧密程度与应用部门或个人感兴趣的目标地物赋存的地理空间及复杂性有密切关系。正是由于这种赋存地理空间的差异和对象属性、运动状态的复杂性差异,不同部门在进行遥感信息应用时,采用上述两个结合的程度也不同,遥感信息的应用广度和深度也有差异。无论对哪个应用部门、哪个学科或个人,不断深入地应用遥感信息来有效地解决问题,上述这两个结合都是必要的。换句话说,发挥快速发展的遥感技术的强大优势,结合各行业和领域的传统有效的方法技术,整合现代信息技术,发展交叉技术,从多学科、广视角来解决各行业和领域遇到的实际问题,有利于卫星遥感技术的实用化,从而有利于推动卫星遥感技术的产业化。

2、商业化是产业化的催化剂

在市场经济的大背景下,实用化商业化产业化是产业化的必由之路。没有实用化,就谈不上商业化,没有商业化就形成不了产业,没有产业化的推动,任何一项高新技术,包括卫星遥感技术就不可能持续地发展下去。

所谓商业化就是要将卫星遥感技术作为商品在市场经济大环境下进行竞争,形成卫星遥感技术的规范化、规模化市场。要想促进卫星遥感技术的商业化,那就必须要转变观念,树立竞争意识,进行技术创新,研制开发新一代高水平的遥感卫星,提供高质量、具有优势的产品。同时,采用成熟技术,商业现货产品和发射小型卫星的办法降低生产成本。扩大市场需求,提供不同档次级别的图像产品和增益产品,培养个体用户,大力发展个人图像服务。改变传统作业方式,实行商业运作,加强数字提供商与信息增值服务商之间的合作,逐步增大纯商业化系统的比例。采取符合市场经济规律的正确方针和有力措施,进行综合经营,实行薄利多销。遥感卫星产业包括卫星制造业、发射服务业、地面应用服务业和地面设备制造业等。地面应用服务业包括代销或经销其他公司或非商业化的民用遥感产品等。

3、产业化的主要模式以及发展趋势

(1)卫星遥感技术产业化的主要模式。

①混合模式;

②政府政策促进商业遥感卫星产业化的模式。

(2)卫星遥感技术产业化的发展趋势。

①跨国公司合并,形成规模开发能力;

②既竞争又合作,军民商遥感卫星同时出击;

③开发通用卫星平台;

④1米高分辨率遥感卫星市场成为焦点;

⑤以创新技术优势开拓市场;

⑥国家和私营公司采用高新技术合作开发;

⑦以卫星品牌和标准产品占领市场。

我国卫星遥感技术的产业化发展

1、我国卫星遥感技术产业发展现状

目前,我国1000多家3S(GPS,RS,GIS)单位的十多万名从业人员构成了我国遥感市场的主体,他们直接或间接从事卫星遥感技术的软硬件研制、应用和开发工作。资料显示,遥感已成为我国地理空间信息产业的一个重要组成部分,发挥的作用越来越明显,并成为有关行业的主导技术,如在城市土地动态监测、违章用地处罚、水土流失调查、生态环境评价、大型工程选线选址等方面。

(1)卫星遥感的产业链

①卫星遥感基础设施的制造与发射,持续稳定的数据源是遥感产业发展的基础。

②卫星数据加工以及增值服务,是遥感应用的前提;离开了不同种类、不同级别的数据加工,遥感的产品将非常单一,应用的范围将缩小。

③地理信息产业为主的信息应用,是遥感产业扩展与延伸的主要方面和新的增长点。

④工程建设应用始终是遥感应用的重点之一。

⑤政府的公益事业、政府的政策导向是遥感生命力所在。

(2)卫星遥感市场的特点

①多极化的市场已经出现,发展势头强劲,并且不断加快,但公益服务仍占据主导地位。这是从经济总量对比得出的结果,但需求是多渠道的;多极化市场的出现将逐步改变政府的主导地位。

②产业链和市场细分逐渐形成。遥感需求层次已形成,不同分辨率的数据为不同用户服务,同时遥感需求的网络正在逐步有序化。

③产业规模扩大,遥感数据市场竞争激烈,市场需求不断增强。

④遥感软件产业发展平缓,起伏不大。

⑤市场准入制和竞争机制正在建立。

2、我国卫星遥感技术产业发展途径

每个国家遥感卫星的发展战略各不相同,没有哪个国家的遥感卫星发展道路和战略是最好的,适用于一切国家的。世界上有许多国家如美国、法国、印度等都已走出了一条适合自己发展的道路。我国也很有必要根据自身的应用需求、经济实力和技术基础等条件,并借鉴其他国家的发展经验制定遥感卫星发展战略。总结和分析其它国家遥感卫星发展战略及其特点,有助于我们把握好方向、正确定位和制定合理的遥感卫星发展计划。纵观美国及其它国家遥感卫星发展所走过的历程,广大专家、学者整理归纳出以下四点适合我国卫星遥感技术产业发展的有效实现途径。

(1)商业化。

商业化是一条值得探索的道路。我国财力有限,采用商业运作模式可以充分利用卫星资源。如果遥感卫星产品能够打开国内市场、打入国际市场,并在市场上占据一定份额,遥感卫星将能自负盈亏,政府不必投资,便可使其处于一个良好的循环状态,如果政府少量投资,将使其更有竞争力。由于遥感卫星数据本身的社会性和公益性,以及市场的特殊性,要在短期内实现商业化是很困难的,不可急于求成,要充分借鉴别国成功的经验,避免它们曾经出现过的问题,在商业化的过程中政府的扶持和调控是必不可少的。

(2)国际合作。

卫星是一项投资巨大的产业,可以通过国际合作来共同承担风险和投资成本。走国际合作的道路,通过技术引进、消化、发展,一可减轻国内经济负担,二可分散风险。国际合作这种运作模式也是当前的一个发展方向。

(3)重视应用。

发展遥感卫星的目的是为了应用,应强调系统的应用效益,切实改变重技术、轻应用的倾向,技术发展要与应用效益挂钩。我国资源一号卫星,应用还很有潜力可挖,应加大宣传力度,综合管理遥感卫星数据的应用,以发展推动应用,以应用促进发展。

(4)军民合用。

捍卫领土完整和维护国家安全是我国面临的重大任务。我国不是经济大国,航天投入及军费都有限,不可能全面发展各种军用和民用卫星,必须充分发挥现有卫星的作用,为国防建设和经济建设服务。

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