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關(guān)鍵詞:遙感技術(shù);國(guó)土資源管理;土地資源調(diào)查;礦產(chǎn)資源監(jiān)測(cè)調(diào)查
中圖分類號(hào):S-1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-0432(2011)-09-0061-2
0 引言
隨著遙感技術(shù)的發(fā)展,更多的方面和領(lǐng)域通過(guò)利用遙感技術(shù)中高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù),對(duì)土地利用情況、土地執(zhí)法、土地變更等問(wèn)題進(jìn)行深入調(diào)查,在國(guó)土資源管理問(wèn)題方面發(fā)揮出巨大的作用,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和遙感技術(shù)的深入運(yùn)用,遙感技術(shù)已經(jīng)能夠應(yīng)用到土地資源調(diào)查評(píng)價(jià)領(lǐng)域,并具有十分廣闊的應(yīng)用前景。
1 遙感技術(shù)在國(guó)土資源管理中的應(yīng)用現(xiàn)狀
遙感技術(shù)最初一般應(yīng)用于遙感地質(zhì)填圖,隨著技術(shù)的發(fā)展,其應(yīng)用領(lǐng)域逐漸拓展到地質(zhì)環(huán)境調(diào)監(jiān)測(cè)、礦產(chǎn)資源開發(fā)以及地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警等眾多領(lǐng)域,尤其是在國(guó)土資源管理中的應(yīng)用,已經(jīng)開始處在無(wú)法替代的地位,有效地為國(guó)土資源的管理規(guī)劃、礦產(chǎn)秩序管理和有效利用、地質(zhì)災(zāi)害防治和礦產(chǎn)勘察提供了強(qiáng)大的技術(shù)動(dòng)力。
1.1 土地資源調(diào)查監(jiān)測(cè)中遙感技術(shù)的具體應(yīng)用
作為一種獲得信息的有效方式,遙感技術(shù)的信息量豐富、信息獲取周期短,并具有多光譜的特性,所以,它在我國(guó)的土地資源調(diào)查當(dāng)中有著十分重要的作用。20世紀(jì)80年代,MSS衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)采集技術(shù)便開始應(yīng)用于全國(guó)土地概查工作當(dāng)中;80年代后期,原國(guó)家土地管理局應(yīng)用航空遙感技術(shù)開展了全國(guó)絕大多數(shù)地區(qū)1:1萬(wàn)土地利用現(xiàn)狀調(diào)查。90年代初,全國(guó)縣級(jí)土地詳查工作也在遙感技術(shù)的支持下展開,進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái),大量新設(shè)備、新技術(shù),諸如QuickBird,IKONOS,SPOT-5等高分辨率、多時(shí)段衛(wèi)星數(shù)據(jù)開始廣泛應(yīng)用于土地資源的調(diào)查監(jiān)測(cè)當(dāng)中,在全面展開利用動(dòng)態(tài)遙感進(jìn)行土地監(jiān)測(cè)工作的前提下,逐步建立了全國(guó)的土地遙感監(jiān)測(cè)體系。
所以,近些年來(lái),遙感技術(shù)在國(guó)土資源管理中的應(yīng)用已朝著標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?;姆较虬l(fā)展。而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各級(jí)政府也逐漸開始順應(yīng)形勢(shì),頒布了《土地利用現(xiàn)狀調(diào)查技術(shù)規(guī)程》《土地利用動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測(cè)規(guī)程》《SPOT2.5m數(shù)字正射影像圖制作技術(shù)規(guī)定》等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程,2005年,國(guó)土資源部承擔(dān)了國(guó)家“863”課題“規(guī)?;咝恋刭Y源遙感業(yè)務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)”建設(shè),開展了高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)處理、土地利用信息自動(dòng)提取等各種遙感高端技術(shù)的研究;2007年,第二次全國(guó)土地調(diào)查利用了大量的技術(shù)方法和技術(shù)路線,使遙感技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。
1.2 在地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中遙感技術(shù)的應(yīng)用
現(xiàn)代遙感技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展,對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)的研究提供了嶄新的道路。在地質(zhì)災(zāi)害,諸如地震、滑坡、泥石流等的調(diào)查研究中,遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和作用被充分發(fā)揮,在1976年唐山地震的救災(zāi)工作時(shí),我們利用機(jī)載遙感資料進(jìn)行震后相應(yīng)的救災(zāi)工作,而且利用高科技的1:1萬(wàn)航片制定了相應(yīng)的震害圖,在唐山地震的營(yíng)救中起到了重要的作用,有效提升救災(zāi)工作效率,能夠節(jié)省時(shí)間和資金的耗費(fèi),更加真實(shí)客觀地反映了災(zāi)害地區(qū)的受災(zāi)狀況。
除此之外,在2008年汶川大地震中,遙感影像技術(shù)也被利用于有效提取并分析活動(dòng)性線性構(gòu)造及環(huán)形構(gòu)造信息,從而獲取汶川地區(qū)地面斷裂、冒沙和位移等各種地貌的直觀畫面和直觀情況分析,從構(gòu)造規(guī)模、地質(zhì)活動(dòng)程度等各個(gè)方面有效分析出余震發(fā)生的種種情況及其危害程度,評(píng)估災(zāi)害造成的損失情況,并且《汶川地震災(zāi)害地圖集》的出版,也是以遙感技術(shù)所獲得的各項(xiàng)資料為依據(jù)而制作的。此外,通過(guò)對(duì)不同時(shí)間遙感資料進(jìn)行對(duì)比,可以了解容易發(fā)生震后滑坡、泥石流等地質(zhì)不穩(wěn)定的地區(qū),幫助進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)測(cè)和分析,充分地了解已發(fā)生各種地質(zhì)災(zāi)害地區(qū)地質(zhì)的破壞程度,做好防震救災(zāi)工作。
1.3 在礦產(chǎn)資源調(diào)查、開發(fā)利用監(jiān)測(cè)中遙感技術(shù)的應(yīng)用
高光譜遙感一般利用搭載于航空或航天平臺(tái)上的成像光譜儀監(jiān)測(cè)各類地物的光譜特性,取得相應(yīng)的圖譜合一的信息。所以,它被充分地利用到礦產(chǎn)資源調(diào)查、開發(fā)和利用的各類監(jiān)測(cè)活動(dòng),為其提供了技術(shù)支持和發(fā)展空間。
隨著AIS-1的出現(xiàn),遙感技術(shù)在地質(zhì)方面的應(yīng)用由多光譜的定性描述向高光譜定量物質(zhì)組成鑒別進(jìn)行技術(shù)跨越,至此,我國(guó)高光譜礦物填圖技術(shù)逐步開始應(yīng)用到地表巖石、礦物的具體識(shí)別與填圖當(dāng)中。20世紀(jì)90年代開始,國(guó)土資源部利用遙感技術(shù)對(duì)多個(gè)礦產(chǎn)資源進(jìn)行了開發(fā)和監(jiān)測(cè),基本查明了進(jìn)行監(jiān)測(cè)的區(qū)域各類礦種能夠進(jìn)行開采的具置、廢棄物分布狀況等,并方便進(jìn)行各類執(zhí)法活動(dòng),經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐,各類與礦產(chǎn)資源開發(fā)有關(guān)的遙感技術(shù)已經(jīng)有了很大發(fā)展,為礦產(chǎn)資源開發(fā)活動(dòng)能夠長(zhǎng)期有效地進(jìn)行奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2 遙感技術(shù)應(yīng)用中存在的種種問(wèn)題
2.1 數(shù)據(jù)資源不夠豐富
多時(shí)相、高分辨率的遙感信息資源在國(guó)土資源管理工作當(dāng)中顯得尤其重要,雖然它已經(jīng)在各方面有很大的提高,但是,由于科技和資金等問(wèn)題的限制,高質(zhì)量、高水平的遙感數(shù)據(jù)的衛(wèi)星源卻很少。在國(guó)內(nèi)現(xiàn)在雖然有“遙感三號(hào)”、“遙感四號(hào)”等能夠有效用于國(guó)土資源的管理工作,但這些衛(wèi)星分辨率具有相對(duì)較低、成像周期長(zhǎng)等缺點(diǎn),所以不能完全滿足國(guó)土資源管理工作的各類需求。因此,我國(guó)一般從國(guó)外購(gòu)買相應(yīng)的遙感數(shù)據(jù)和遙感資料,因此,高質(zhì)量遙感數(shù)據(jù)資源十分珍貴,我國(guó)自主獲取高質(zhì)量、高水平的遙感影像數(shù)據(jù)源的各種手段還有待進(jìn)一步拓展和提升,才能獲得更好的遙感資料。
2.2 遙感技術(shù)實(shí)力薄弱,高分辨率遙感影像的信息自動(dòng)化水平不高
目前,遙感技術(shù)能夠?qū)χ蟹直媛蔬b感數(shù)據(jù)進(jìn)行十分成熟的科學(xué)研究。而目前土地利用遙感監(jiān)測(cè)必須在充分滿足管理和生產(chǎn)需要的前提下進(jìn)行,但目前基于紋理的分類和信息提取技術(shù)仍然不能滿足要求,高分辨率遙感影像的信息自動(dòng)化水平不高。
3 遙感技術(shù)在未來(lái)的國(guó)土資源管理中的發(fā)展?fàn)顩r
作為一項(xiàng)新的技術(shù)手段,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及各類數(shù)據(jù)庫(kù)資源的有效利用,遙感技術(shù)在國(guó)土資源管理中的應(yīng)用向更深層次和更廣泛的空間發(fā)展。
3.1 土地利用調(diào)查與監(jiān)測(cè)方面遙感技術(shù)的利用前景
一般來(lái)說(shuō),國(guó)土資源部每年對(duì)全國(guó)50萬(wàn)人口以上城市的土地利用情況進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)測(cè)工作。但近些年來(lái),隨著對(duì)國(guó)土資源管理工作的需要,許多省市進(jìn)行監(jiān)測(cè)的時(shí)間間隔越來(lái)越短。隨著管理工作的需要和科技的發(fā)展,遙感技術(shù)的各類特征和優(yōu)勢(shì),十分有利于相應(yīng)工作的開展,所以,一些地級(jí)市為了更好地進(jìn)行國(guó)土管理工作,也開始進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)測(cè)工作,其趨勢(shì)是省級(jí)監(jiān)測(cè)的時(shí)間間隔將會(huì)越來(lái)越短,地級(jí)市進(jìn)行監(jiān)測(cè)的次數(shù)越來(lái)越多。
近年來(lái),隨著遙感技術(shù)調(diào)查工作的順利開展和進(jìn)行,幫助國(guó)土資源管理部門和各級(jí)政府基本實(shí)現(xiàn)了遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)在國(guó)土資源管理中的產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)和應(yīng)用。但由于種種限制,在天氣狀況不好的情況下,常用的遙感影像數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)于數(shù)據(jù)和資料的獲取有著很大的缺陷性和局限性,不能準(zhǔn)確地獲取國(guó)土利用問(wèn)題的各類資料,所以,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和提高,遙感技術(shù)需要避免惡劣天氣所帶來(lái)的種種影響,使其具有全天候穿透能力等優(yōu)勢(shì),這樣將會(huì)在未來(lái)的土地利用和調(diào)查中充分發(fā)揮其重要作用和價(jià)值。
3.2 資源開發(fā)和管理方面遙感技術(shù)的利用前景
利用高光譜遙感技術(shù)光譜信息層次豐富、波段窄、分辨率高等優(yōu)勢(shì),能夠做到反復(fù)演示某些指示礦物的豐度,將使遙感技術(shù)能夠更好地利用在各種礦產(chǎn)資源的開發(fā)管理和監(jiān)測(cè)方面,成為地質(zhì)及礦產(chǎn)資源找礦、監(jiān)測(cè)等方面的重要技術(shù)手段。
3.3 地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)方面遙感技術(shù)的利用前景
遙感技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)具有不可代替的優(yōu)勢(shì),針對(duì)目標(biāo)區(qū)域的特點(diǎn),利用遙感技術(shù),可以對(duì)目標(biāo)區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測(cè),而且遙感技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)逐步從定性化向定量化發(fā)展,并可逐步應(yīng)用于地震前期的監(jiān)測(cè),今后,利用遙感技術(shù)研究地質(zhì)災(zāi)害,一般需要在使用衛(wèi)星系統(tǒng)的基礎(chǔ)下,以航空、地面等多種監(jiān)測(cè)為主要的手段,進(jìn)行全天候、多時(shí)相的連續(xù)觀測(cè),從而達(dá)到事半功倍的效果和作用。
4 結(jié)語(yǔ)
在利用國(guó)土資源遙感的發(fā)展方向就是要做好調(diào)查與分析研究的結(jié)合、遙感技術(shù)與常規(guī)方法的結(jié)合,才能取得更好的效果。隨著地理信息系統(tǒng)的廣泛運(yùn)用和計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益推廣,在國(guó)土資源管理工作中有效利用遙感技術(shù)不僅有著很強(qiáng)的可行性,而且也有著很強(qiáng)的實(shí)踐性,這在很大程度上一定會(huì)為國(guó)土資源管理帶來(lái)革命性的進(jìn)步。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】遙感技術(shù);國(guó)土資源管理;應(yīng)用
0 前言
近年來(lái)我國(guó)利用遙感技術(shù)獲得了技術(shù)上的突破和成功,以快速的提取了土地地質(zhì)構(gòu)造信息和地質(zhì)礦物勘察開采等問(wèn)題數(shù)據(jù)的同時(shí)及時(shí)的預(yù)警了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生和監(jiān)控,遙感技術(shù)對(duì)國(guó)土資源管理有著重要意義。
1 遙感技術(shù)
(1)遙感技術(shù)在我國(guó)土地資源調(diào)查中,獲取了大量豐富的信息,利用遙感技術(shù),建立起了一個(gè)完整的國(guó)土管理數(shù)據(jù)庫(kù),是為了對(duì)土地的范圍和土地的位置進(jìn)行了實(shí)時(shí)的了解,同時(shí)為了快捷的調(diào)查土地的變更工作而建設(shè),對(duì)于最終結(jié)果的上報(bào)有著完整的匯總和整理。利用遙感技術(shù)合理的規(guī)劃了我國(guó)農(nóng)田建設(shè),可以及時(shí)的調(diào)整和方式不合理利用農(nóng)田的現(xiàn)象,從而進(jìn)行合理的利用和評(píng)估監(jiān)測(cè)。
(2)遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害上作用發(fā)揮極大,完美的預(yù)警和監(jiān)測(cè)了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,利用遙感技術(shù)的地理空間數(shù)據(jù),對(duì)可能發(fā)生的一切災(zāi)害區(qū)域進(jìn)行時(shí)刻監(jiān)測(cè)其分布、規(guī)律、形成原因、發(fā)育特點(diǎn)和這次災(zāi)害的危害性與影響因素,從而進(jìn)行有目的的監(jiān)測(cè)后續(xù)災(zāi)害發(fā)生的走勢(shì),這是中國(guó)從地震儀中又一次尋找到了可以預(yù)測(cè)地震前兆從而發(fā)起短期預(yù)報(bào)的手段,在今后的遙感技術(shù)會(huì)更多的使用在地質(zhì)監(jiān)測(cè)上,用衛(wèi)星和地面勘察中減輕地質(zhì)災(zāi)害的擴(kuò)大性從而降低了人民的損失,在一年的時(shí)間里面規(guī)避了近1000起地質(zhì)災(zāi)害,同時(shí)在唐山大地震和汶川大地震中,利用遙感技術(shù)獲取地面的各種直觀信息對(duì)后續(xù)的救援的展開和可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)信息進(jìn)行了識(shí)別,從而有效維護(hù)了人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全,取得社會(huì)的認(rèn)同和經(jīng)濟(jì)損失的降低。
(3)遙感技術(shù)有著對(duì)地質(zhì)礦物資源采集和勘探上有著極大的作用,通過(guò)航空平臺(tái)上的成像光譜儀器,提起到各個(gè)物質(zhì)的光譜特性,從而有計(jì)劃的勘察和開采,利用遙感技術(shù)從1990念叨現(xiàn)在國(guó)土資源部門完成了13個(gè)省會(huì)與自治區(qū)的19個(gè)重點(diǎn)礦產(chǎn)和礦區(qū)的有效調(diào)查和采集,實(shí)現(xiàn)了對(duì)10000平方千米的土地調(diào)查監(jiān)測(cè),基本明確了不同監(jiān)測(cè)去不同礦物的位置所在,從而明確開采區(qū)分布的有效管理。[1]在礦產(chǎn)資源開發(fā)管理上,高光譜遙感技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展使遙感技術(shù)在礦物質(zhì)資源的勘探上作出了貢獻(xiàn),利用成像光譜實(shí)現(xiàn)地物空間的信息、輻射信息、光譜信息的采集和規(guī)劃,結(jié)合遙感的找圖圖鑒和豐富的地理紋理信息,從而合理科學(xué)的尋找和開發(fā)礦物質(zhì)資源。
(4)遙感技術(shù)作為一種高效獲取信息的手段,其中信息量的豐厚和全天候,信息獲取快的優(yōu)勢(shì)在我國(guó)廣泛被應(yīng)用,在1980年我國(guó)利用了衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)開展了全國(guó)的土地調(diào)查工作用,1990年代后,國(guó)家土地管理局應(yīng)用航空航天遙感技術(shù)技術(shù)分布了我國(guó)了絕大多數(shù)地區(qū)比率近乎1:1萬(wàn)的現(xiàn)狀可以隨時(shí)調(diào)查。[2]在1983年第一臺(tái)成像光譜儀的問(wèn)世,意味著我國(guó)處理掉了遙感科學(xué)的一個(gè)重大矛盾,是遙感技術(shù)的真正革新。從而實(shí)現(xiàn)了多光譜定性描述,高光譜定位的遙感地質(zhì)作用。
(5)國(guó)土資源部分每年都要對(duì)全國(guó)重點(diǎn)人口集中城市,地區(qū)進(jìn)行土地利用監(jiān)測(cè),從而進(jìn)行分土地的利用合理性,從而可以快捷迅速的獲得地面的信息,保證了工作的展開和快捷方便,在我國(guó)的土地資源遙感調(diào)查監(jiān)測(cè)藝術(shù)已經(jīng)取得了重大成果,實(shí)現(xiàn)了遙感技術(shù)在國(guó)土資源管理的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,在復(fù)雜的天氣中,遙感技術(shù)依舊可以對(duì)地形復(fù)雜的山脈地區(qū)獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),從而監(jiān)測(cè)和實(shí)地考察,SAR遙感技術(shù)不僅不會(huì)受到氣候的影響,還有全天監(jiān)視的能力優(yōu)勢(shì),為土地利用應(yīng)用調(diào)查作出了貢獻(xiàn)。
(6)現(xiàn)代遙感技術(shù)已經(jīng)和常規(guī)技術(shù)相互結(jié)合,提高了遙感信息獲取技術(shù)的便捷,在過(guò)去資源中我們發(fā)現(xiàn),遙感的發(fā)展上,我們要把技術(shù)和方法結(jié)合,創(chuàng)新突破自身的信息提取效果,從而實(shí)現(xiàn)高速、高準(zhǔn)的處理信息。這時(shí)候我們要解決他的局限性,身為過(guò)去資源的信息提取手段,要采取自動(dòng)化的提取信息,從而完善應(yīng)用。
(7)在日常生活中,遙感技術(shù)中的GPS也讓我們生活出現(xiàn)了極大的便捷,從而讓國(guó)家對(duì)我們某個(gè)地區(qū)的實(shí)時(shí)監(jiān)控也是十分便利,完成了全覆蓋的體系,對(duì)于我國(guó)的礦產(chǎn)資源開發(fā)以及我國(guó)的礦物質(zhì)情況以及社會(huì)化服務(wù)奠定了大量基礎(chǔ)。
2 遙感的發(fā)展
遙感技術(shù)有著信息豐富、時(shí)效性強(qiáng)、巨大的宏觀性等優(yōu)勢(shì),通過(guò)GPS技術(shù)中可以準(zhǔn)確預(yù)
測(cè)地質(zhì)災(zāi)害,并且可以借助遙感技術(shù)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生變化趨勢(shì)進(jìn)行準(zhǔn)確反映,同時(shí)還能預(yù)見地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。并實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行快速調(diào)查,保證搶救工作的及時(shí)性,則需要遙感測(cè)繪技術(shù)的幫助。
(1)研究繼承“3S”,促成一體化RS,GIS和GPS的關(guān)系互動(dòng),讓他們?cè)谙嗷ヒ来嬷锌焖侔l(fā)展,只有保證了GIS的網(wǎng)絡(luò)空間的多維性方向發(fā)展,再由RS技術(shù)在朝著數(shù)據(jù)獲取多平臺(tái)、多穿觀其等進(jìn)行數(shù)據(jù)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)上發(fā)展,隨著GPS衛(wèi)星系統(tǒng)定位的完善,GPS的服務(wù)已經(jīng)越來(lái)越精準(zhǔn)快則,3s技術(shù)在各自發(fā)展的同時(shí)也一直在進(jìn)行內(nèi)部融合,RS和GPS像GIS提供和更新區(qū)域信息以及空間定位,同時(shí)GIS也做出相應(yīng)的空間處理分析,從而讓RS和GPS進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)提煉,然后進(jìn)行整理和使用,3S技術(shù)的一體化對(duì)于我國(guó)的國(guó)土資源管理方面有著廣闊的發(fā)展前景,為國(guó)土管理部門的合理規(guī)劃、管理、利用和保護(hù)以及地質(zhì)的災(zāi)害防治和地質(zhì)礦產(chǎn)的勘察都是有力的技術(shù)支撐。
(2)國(guó)土資源部門要發(fā)展融合現(xiàn)有的技術(shù),提高技術(shù)水平,建議一個(gè)完整獨(dú)立的數(shù)據(jù)資源,從而可以去的良好的信息提取效果,在我現(xiàn)在“遙感三號(hào)”和“遙感四號(hào)”等系列衛(wèi)星提供的數(shù)據(jù)源中,不能快速的滿足國(guó)土資源管理的需要,在國(guó)外,一套完成的遙感數(shù)據(jù)的買斷價(jià)格太高,所以我們只能發(fā)展自身水平來(lái)滿足遙感數(shù)據(jù)的完善,遙感數(shù)據(jù)的完善有著重要意義,預(yù)示著我國(guó)遙感系統(tǒng)的自動(dòng)化水平,以及方便國(guó)土安全調(diào)整和工作的應(yīng)用。
3 結(jié)語(yǔ)
在我們?nèi)粘I钪?,GPS的存在極大的便捷了我們的生活,同時(shí)近幾年在地理信息系統(tǒng)的影響力在擴(kuò)大,計(jì)算機(jī)技術(shù)的不停完善,遙感技術(shù)大大支持了我國(guó)國(guó)土資源建設(shè),這個(gè)意義是巨大的,我們要有規(guī)劃性的管理,保護(hù)和合理利用我們現(xiàn)有的資源,隨著遙感技術(shù)的不斷成長(zhǎng)和更新,國(guó)土資源管理將帶來(lái)革命性的進(jìn)步。
【參考文獻(xiàn)】
關(guān)鍵詞 地質(zhì)礦產(chǎn)勘測(cè);高科技技術(shù);應(yīng)用研究
中圖分類號(hào)P5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708(2014)114-0126-02
地質(zhì)礦產(chǎn)勘測(cè)技術(shù)發(fā)展至今,已經(jīng)有非常久的歷史了,勘測(cè)技術(shù)也可以說(shuō)是各式各樣,伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,工業(yè)領(lǐng)域?qū)ΦV產(chǎn)資源的需求量越來(lái)越大,而我們要更加注重的就是要把傳統(tǒng)的勘測(cè)技術(shù)與現(xiàn)代的先進(jìn)的新型勘測(cè)技術(shù)相結(jié)合,以提高礦產(chǎn)的勘測(cè)工作效率,進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
1 中國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)勘測(cè)的現(xiàn)狀
我國(guó)是一個(gè)地大物博的國(guó)家,總的礦產(chǎn)儲(chǔ)備量居全世界前幾位,其中有些礦產(chǎn)的儲(chǔ)備量更是居世界第一位,可是我國(guó)的人口基數(shù)大,人均礦產(chǎn)資源的占有率低于世界平均水平,并且礦產(chǎn)的使用率不高,造成了資源的浪費(fèi),這也就加劇了我國(guó)對(duì)于礦產(chǎn)的迫切需求。自建國(guó)以后,我國(guó)的礦產(chǎn)勘測(cè)技術(shù)突飛猛進(jìn),為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了卓越的貢獻(xiàn)。不過(guò),我們應(yīng)該清醒的認(rèn)識(shí)到,雖然我國(guó)的礦產(chǎn)儲(chǔ)備量很高,但是還有個(gè)別種類的礦產(chǎn)資源滿足不了我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求,仍需要從外國(guó)進(jìn)口,這就要求我們要不斷的改進(jìn)勘測(cè)技術(shù),使用高科技技術(shù),找到更多的礦產(chǎn)資源。
2 新形勢(shì)下高科技在地質(zhì)礦產(chǎn)勘測(cè)中的應(yīng)用
2.1 GPS在地質(zhì)礦產(chǎn)勘測(cè)中的應(yīng)用
2.1.1 GPS含義和原理
全球定位系統(tǒng)(英語(yǔ):Global Positioning System)通稱GPS,它是一個(gè)中距離的原型軌道衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),可以為地球表面的絕大部分地區(qū)提供準(zhǔn)確的定位、測(cè)速和高精度的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。該系統(tǒng)包括太空中的24顆GPS衛(wèi)星;地面上1個(gè)主控站、3個(gè)數(shù)據(jù)注入站和5個(gè)監(jiān)測(cè)站及作為用戶端的GPS接收機(jī)。它需要各個(gè)部分的協(xié)調(diào)工作,才能確保定位的準(zhǔn)確從而獲得比較精確地?cái)?shù)據(jù)。
GPS的工作原理,是對(duì)衛(wèi)星所發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行處理和匯總,將匯總的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行整合,最后對(duì)正確的空間位置進(jìn)行定位。DPS技術(shù)應(yīng)用于全球各個(gè)領(lǐng)域,尤其對(duì)于地質(zhì)的勘測(cè)有極大的幫助,它具有一定的定位功能,發(fā)出的信號(hào)和提供的數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性。GPS對(duì)于外界的干擾具有很好的抵制作用,抗干擾能力強(qiáng),而且對(duì)于數(shù)據(jù)具有保密的功能。GPS主要由九個(gè)部分組成,分別是五個(gè)監(jiān)控站、三個(gè)注入站和一個(gè)主控站。主控站主要是對(duì)衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整合,然后傳輸?shù)阶⑷胝?,注入站再將這些信息和數(shù)據(jù)輸送到存儲(chǔ)器中,然后GPS將定位的結(jié)果呈現(xiàn)出來(lái)。
2.2 GPS在地質(zhì)礦產(chǎn)勘測(cè)工作中的具體應(yīng)用步驟
2.2.1 GPS進(jìn)行野外采集的準(zhǔn)備工作
首先將GPS進(jìn)行初始化,使GPS不留原始的數(shù)據(jù),這樣才能更準(zhǔn)確地定位。在初始化完成后,相關(guān)的工作人員要建立橫向和縱向的測(cè)量系統(tǒng),在用GPS進(jìn)行定位時(shí),最好使用兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的GPS,以其中的一臺(tái)作為基準(zhǔn),另外兩臺(tái)作為數(shù)據(jù)的參考,找出這三臺(tái)GPS在定位中存在的誤差,最后綜合這三臺(tái)GPS的定位狀況,做出合理分析,得出最終的結(jié)論。需要注意的是,在進(jìn)行野外定位之前,需要對(duì)每一臺(tái)GPS進(jìn)行初始化設(shè)定,從而使三臺(tái)GPS達(dá)到同步的標(biāo)準(zhǔn)。
2.2.2 對(duì)GPS野外站點(diǎn)進(jìn)行位置的選擇
通常進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)的地區(qū)都位于山區(qū),山區(qū)的樹木茂盛,通視條件一般都比較差,于是,在進(jìn)行野外站點(diǎn)的選擇時(shí),要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際狀況,盡量選擇通視條件較好,視野相對(duì)開闊的地方,這樣有利于衛(wèi)星對(duì)當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)的收集,提高GPS定位的精確度。
2.2.3 GPS野外站點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集工作
GPS在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的時(shí)候,數(shù)據(jù)的精確度受到衛(wèi)星的高度、當(dāng)?shù)貙?duì)衛(wèi)星干擾的大小等方面的影響。所以,在信息采集的時(shí)候,要保持衛(wèi)星信號(hào)的良好,進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)要保持15分鐘以上,根據(jù)距離的長(zhǎng)度,相應(yīng)的增加數(shù)據(jù)采集的時(shí)間。如在定位的距離大于5000時(shí),數(shù)據(jù)的采集工作要持續(xù)30分鐘以上。如果定位的距離大于10千米時(shí),數(shù)據(jù)采集工作要持續(xù)45分鐘以上。
2.2.4 GPS對(duì)觀測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理
將三臺(tái)GPS所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合,得出最準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。在進(jìn)行結(jié)算的時(shí)候,各項(xiàng)數(shù)據(jù)都要進(jìn)行準(zhǔn)確的輸入,否則都會(huì)使整個(gè)地質(zhì)勘測(cè)工作無(wú)法正常的運(yùn)行,數(shù)據(jù)要保留小數(shù)點(diǎn)后的四位,盡量地提高數(shù)據(jù)結(jié)算的精確度。
2.3 遙感技術(shù)在地質(zhì)勘測(cè)工作中的應(yīng)用
2.3.1 遙感技術(shù)對(duì)礦產(chǎn)資源的識(shí)別作用
巖石的類別和組成成分是礦物質(zhì)形成的基礎(chǔ)條件,遙感通過(guò)對(duì)一類巖石的類型和組成成分進(jìn)行分析,進(jìn)行數(shù)據(jù)的整合,發(fā)現(xiàn)巖石中是否有礦物質(zhì)或預(yù)測(cè)這類巖石是否有成礦的可能性。遙感技術(shù)對(duì)巖石類別的識(shí)別主要通過(guò)圖像的增強(qiáng)效果、圖像的變換和進(jìn)行圖像分析的方法,通過(guò)增強(qiáng)巖石在圖像中的色調(diào)、顏色和紋理,從而更清晰地觀察巖石的類別。遙感技術(shù)在礦產(chǎn)勘測(cè)的工作中發(fā)揮著重要的作用。
遙感技術(shù)對(duì)巖石類型的識(shí)別主要依靠光譜和空間特征的差異,高光譜下的遙感技術(shù)具有分辨率高、數(shù)據(jù)精確等特點(diǎn),近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于地質(zhì)礦產(chǎn)的勘測(cè)工作。高光譜的遙感可以有效地區(qū)分巖石的含礦量,提高礦產(chǎn)勘測(cè)的效率。
2.3.2 遙感技術(shù)在礦產(chǎn)勘測(cè)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(chǎn)勘測(cè)工作中的一項(xiàng)重要內(nèi)容,巖石蝕變的類別與巖石的化學(xué)成分、相關(guān)的礦床類別是密切相關(guān)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(chǎn)勘探一個(gè)重要方法,有助于進(jìn)行礦產(chǎn)的勘測(cè)工作。
巖石蝕變時(shí),其在種類、顏色、結(jié)構(gòu)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(shù)鑒別時(shí)體現(xiàn)出光譜的差異。光譜的差異為遙感技術(shù)提取礦物信息提供了有力的保障,因此,可以通過(guò)遙感技術(shù)進(jìn)行礦產(chǎn)的勘測(cè)工作。
2.3.3 遙感技術(shù)對(duì)地質(zhì)構(gòu)造信息的提取
遙感技術(shù)對(duì)地質(zhì)構(gòu)造信息的提取是礦產(chǎn)勘測(cè)工作中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。通過(guò)礦產(chǎn)專家的多年實(shí)踐,礦化蝕變帶是有規(guī)律可循的,它總是沿著一定地質(zhì)構(gòu)造分布。遙感技術(shù)對(duì)地質(zhì)構(gòu)造信息的獲取主要呈現(xiàn)出線性的影像和環(huán)行的影像,根據(jù)不同的成礦條件,可以得出不同的成礦信息。
有些巖石區(qū)域的成礦紋理比較模糊,遙感技術(shù)使巖石的線性行跡、紋理等信息變得清晰,通過(guò)遙感技術(shù)對(duì)呈現(xiàn)的影像進(jìn)行相關(guān)的處理,如增強(qiáng)邊緣的線條、通過(guò)比值的分析,使構(gòu)造的輪廓清晰地展現(xiàn)出來(lái)。遙感技術(shù)通過(guò)對(duì)線性和環(huán)行的影像進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì),確定礦物的構(gòu)造和分布情況,確定礦產(chǎn)分布的規(guī)律,對(duì)地質(zhì)礦產(chǎn)的勘測(cè)工作具有重要意義。
4 結(jié)論
20世紀(jì)以來(lái),一系列高科技技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于地質(zhì)礦產(chǎn)勘測(cè)的工作中,新技術(shù)、新理念的應(yīng)用大大提高了地質(zhì)礦物勘測(cè)工作的效率,擴(kuò)大了礦產(chǎn)資源的開采。加強(qiáng)礦產(chǎn)資源的勘測(cè)與開發(fā),獲取更多的礦產(chǎn)勘測(cè)信息,需要更精準(zhǔn)的高科技技術(shù)的支持。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:高光譜遙感;教學(xué)內(nèi)容;實(shí)踐教學(xué)
Teaching Content Arrangement and Discussion on Hyperspectral Remote Sensing
SONG Yan, TIAN Yugang
(College of Information Engineering, China University of Geosciences, Wuhan 430074,China)
Abstract: According to training requirements in remote sensing and technology, a proper teaching book, teaching content arrangement and practice course were made and discussed.
Key words: hyperspectral remote sensing; teaching content; practice course
中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)信息工程學(xué)院遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)于2006年正式成立,該專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是:培養(yǎng)具有良好的職業(yè)道德,掌握遙感科學(xué)、地理信息及計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)理論、知識(shí)和技能,能結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、地理信息技術(shù)在國(guó)土資源遙感、城市規(guī)劃、地質(zhì)工程、環(huán)境監(jiān)測(cè)、海洋勘查等領(lǐng)域從事遙感信息獲取、處理與分析,及有關(guān)遙感信息工程建設(shè)與應(yīng)用的專門高級(jí)技術(shù)人才。
為了完成其培養(yǎng)目標(biāo),在本科生大三下學(xué)期開設(shè)高光譜遙感課。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生對(duì)高光譜遙感原理具有清晰地認(rèn)識(shí),掌握高光譜的基本分析方法,培養(yǎng)他們運(yùn)用高光譜原理和分析方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力。依據(jù)課程目標(biāo),筆者結(jié)合近兩年在課程教學(xué)中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),提出高光譜遙感課程的本科生教學(xué)內(nèi)容和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì),希望能拋磚引玉與同行們共同探討。
1 課程設(shè)置簡(jiǎn)介
高光譜遙感課程共32學(xué)時(shí),先修課程主要有:遙感概論、遙感物理、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量、遙感圖像處理、遙感圖像解譯、遙感應(yīng)用模型。在課程教學(xué)過(guò)程中,共安排20課時(shí)的課堂教學(xué),12課時(shí)的上機(jī)實(shí)習(xí)操作。
2 教材選擇
優(yōu)秀的教材可以幫助學(xué)生完整的掌握課程內(nèi)容,近年,隨著遙感定量化應(yīng)用的不斷發(fā)展,高光譜遙感方面的專著逐漸增多。目前已出版的高光譜遙感書籍主要有:中科院遙感所的童慶禧院士、張兵教授等編寫的《高光譜遙感:原理技術(shù)與應(yīng)用》以及《高光譜遙感的多學(xué)科應(yīng)用》、武漢大學(xué)張良培教授等編寫的《高光譜遙感》、浦瑞良教授等編寫的《高光譜遙感及其應(yīng)用》。經(jīng)過(guò)比較發(fā)現(xiàn)和分析,上述書籍均對(duì)高光譜的原理、基本處理手段以及應(yīng)用方面均有介紹。其中,童慶禧院士編寫的書籍理論較深,更適合用于對(duì)研究生的教學(xué),浦瑞良教授編寫的書籍分為不同的專題介紹高光譜的應(yīng)用情況,更適合對(duì)科研人員作為參考。針對(duì)本科教學(xué)的目標(biāo)以及本科生的專業(yè)基礎(chǔ),選擇張良培、張立福撰寫的《高光譜遙感》作為課程教材,并將童慶禧院士、浦瑞良教授編寫的書籍作為主要參考書目。
3 教學(xué)內(nèi)容
在授課過(guò)程中,以高光譜遙感數(shù)據(jù)的獲取、處理和應(yīng)用為線索[1],設(shè)計(jì)如下的教學(xué)內(nèi)容。
3.1 高光譜遙感簡(jiǎn)介
在回顧電磁波、電磁輻射等遙感的理論基礎(chǔ)后,重點(diǎn)闡述高光譜遙感的定義、特點(diǎn),通過(guò)分析多光譜遙感與高光譜遙感對(duì)同一地物的光譜曲線,加深學(xué)生對(duì)高光譜遙感的認(rèn)識(shí)。分析目前主要的高光譜遙感傳感器及其成像參數(shù),并大致介紹高光譜遙感在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用情況。最后依據(jù)高光譜遙感傳感器的特點(diǎn),提出本課程的整體理論框架,給學(xué)生們清晰地認(rèn)識(shí)。
3.2 光譜重建與幾何校正
地物光譜數(shù)據(jù)的獲取儀器及獲取步驟,并分析地物的光譜特性,并列出國(guó)內(nèi)外常用的光譜庫(kù)。介紹輻射誤差的概念,并依輻射誤差產(chǎn)生的原因分別介紹傳感器定標(biāo)、大氣校正以及地形校正的理論和方法[1]。在介紹高光譜遙感的輻射校正方法基礎(chǔ)上,介紹高光譜遙感數(shù)據(jù)的幾何校正方法[2]。這部分的重點(diǎn)內(nèi)容有:野外光譜儀的使用步驟,高光譜數(shù)據(jù)大氣輻射校正方法以及幾何校正方法。難點(diǎn)內(nèi)容在于,高光譜數(shù)據(jù)的大氣輻射校正方法。
3.3 高光譜遙感數(shù)據(jù)的處理方法
從Hughes現(xiàn)象入手,分析高光譜遙感影像特征提取與選擇的必要性,而后分別介紹光譜的特征選擇與提取、光譜匹配、光譜微分等技術(shù)。在光譜的特征選擇與提取方面著重介紹,包絡(luò)線去除法、光譜形態(tài)學(xué)分析方法(光譜梯度與坡度、光譜吸收參數(shù)等)、光譜相關(guān)性分析方法、MNF變換、PCA變換、光譜距離統(tǒng)計(jì)。這部分的重點(diǎn)內(nèi)容在于,讓學(xué)生理解高光譜遙感數(shù)據(jù)特征提取與選擇的必要性,掌握常用的包絡(luò)線去除法、MNF變換、PCA變換等方法、難點(diǎn)在于,通過(guò)理論的學(xué)習(xí)能夠運(yùn)用相關(guān)理論完成高光譜遙感數(shù)據(jù)特征提取與選擇。
3.4 混合像元分解原理與方法
混合像元問(wèn)題是遙感數(shù)據(jù)中不可避免的問(wèn)題,本部分主要介紹遙感影像里混合像元形成機(jī)理,混合像元的物理、數(shù)學(xué)和幾何模型,混合像元分解的步驟,混合像元分解中如何提取純凈像元。重點(diǎn)在于讓學(xué)生對(duì)混合像元問(wèn)題有清晰地認(rèn)識(shí),明確遙感影像中的“純凈”像元和“混合”像元的區(qū)別,在理解線性混合像元分解模型的物理、數(shù)學(xué)與幾何模型的基礎(chǔ)上,掌握線性混合分解方法的原理。難點(diǎn)在于學(xué)習(xí)并理解如何運(yùn)用“沙漏模型”提取純凈像元的理論和方法。
3.5 高光譜遙感圖像分類
介紹了高光譜遙感圖像的分類方法,包括使用傳統(tǒng)的監(jiān)督分類、非監(jiān)督分類的各種方法,以及一些針對(duì)高光譜數(shù)據(jù)的分類方法,例如自組織特征映射神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的分類方法。結(jié)合高光譜遙感特征提取與選擇方法,混合像元分解原理與方法,讓學(xué)生掌握完整的高光譜遙感分類流程。重點(diǎn)內(nèi)容在于理解并掌握高光譜遙感圖像分類與多光譜遙感圖像分類的相似點(diǎn)與不同點(diǎn),難點(diǎn)在于掌握并理解自組織特征映射神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的分類方法。
3.6 高光譜遙感的應(yīng)用
重點(diǎn)介紹了高光譜遙感技術(shù)在地質(zhì)方面的應(yīng)用實(shí)例。運(yùn)用前面所學(xué)習(xí)的相關(guān)理論和分析方法,重點(diǎn)介紹地質(zhì)遙感領(lǐng)域高光譜遙感礦物填圖方法,讓學(xué)生能夠完整掌握整體的分析方法。
4 實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)
為了增強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力,配合上述授課內(nèi)容,參考相關(guān)軟件的教程[3],為學(xué)生設(shè)計(jì)了四次實(shí)習(xí)內(nèi)容。四次實(shí)習(xí)具體內(nèi)容分別是:
第一次實(shí)習(xí)安排在第一章高光譜遙感簡(jiǎn)介授課內(nèi)容結(jié)束后。 實(shí)習(xí)主要內(nèi)容為讓學(xué)生認(rèn)識(shí)高光譜數(shù)據(jù);實(shí)習(xí)方法為運(yùn)用遙感的ENVI軟件、AVIRIS的高光譜數(shù)據(jù)、JPL光譜庫(kù)以及USGS 光譜庫(kù)使學(xué)生們對(duì)高光譜數(shù)據(jù)以及常用光譜庫(kù)有感性認(rèn)識(shí),并學(xué)習(xí)如何運(yùn)用影像的光譜曲線選擇彩色合成波段,對(duì)高光譜數(shù)據(jù)加以顯示。
第二次實(shí)習(xí)安排在第二章光譜重建與幾何校正授課內(nèi)容完畢后。實(shí)習(xí)主要內(nèi)容為:高光譜大氣校正以及光譜特征分析;主要任務(wù)是練習(xí)如何運(yùn)用FLAASH模型對(duì)高光譜遙感影像進(jìn)行大氣校正的方法。此外,安排學(xué)生進(jìn)一步熟悉高光譜數(shù)據(jù)的特性,并進(jìn)行光譜分析,主要運(yùn)用包絡(luò)線去除、ENVI的光譜角制圖以及光譜特征擬合(Spectral Feature Fitting)兩種方法從影像中辨認(rèn)礦物。通過(guò)實(shí)習(xí)幫助學(xué)生了解光譜特征提取與分析對(duì)于高光譜數(shù)據(jù)的重要性。
第三次實(shí)習(xí)安排在第四章內(nèi)容授課結(jié)束后。實(shí)習(xí)主要內(nèi)容為純凈像元提取;主要實(shí)習(xí)任務(wù)是運(yùn)用MNF變換后的波段以及散點(diǎn)圖工具提取端元、運(yùn)用MNF變換后的波段以及純凈像元指數(shù)工具以及N維可視化儀提取端元、運(yùn)用提取的端元進(jìn)行分類和制圖。通過(guò)實(shí)習(xí),讓學(xué)生掌握高光譜數(shù)據(jù)中純凈像元的提取方法,并運(yùn)用所提取的純凈像元進(jìn)行混合像元的分解。
第四次實(shí)習(xí)安排在高光譜遙感的應(yīng)用授課內(nèi)容結(jié)束后。第四次實(shí)習(xí)為綜合實(shí)習(xí),實(shí)習(xí)任務(wù)是運(yùn)用給定的AVIRIS高光譜影像 完成該地區(qū)的地質(zhì)填圖。
5 當(dāng)前教學(xué)中存在的問(wèn)題以及解決策略
1) 課時(shí)數(shù)安排過(guò)少。目前這門課程作為專業(yè)方向選修課,只有24個(gè)學(xué)時(shí)。但高光譜遙感是遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)一門非常重要的課程,應(yīng)至少安排40學(xué)時(shí)。
2) 教學(xué)方法亟待改進(jìn)。這門課程目前的教授方法是以任課教師口授后,學(xué)生上機(jī)實(shí)踐完成。雖然每次授課后都會(huì)及時(shí)安排實(shí)習(xí),但是由于高光譜遙感某些理論較為深?yuàn)W,使得學(xué)生在上課時(shí)難以馬上消化,產(chǎn)生畏難思想,影響學(xué)生學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性。因此,若在課時(shí)增加的基礎(chǔ)上,即可在上課時(shí)邊講授邊由老師指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手操作,及時(shí)理解高光譜遙感中的相關(guān)原理方法,直觀理解相關(guān)原理在高光譜遙感中應(yīng)用情況。
6 結(jié) 語(yǔ)
高光譜遙感是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程,是遙感科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的選修課課,對(duì)于學(xué)生理解和掌握遙感的應(yīng)用發(fā)展非常重要,并可加深學(xué)生對(duì)遙感理論方法的認(rèn)識(shí)。如何設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容是一件非常重要和有意義的課題。本文結(jié)合筆者自身教學(xué)經(jīng)歷,針對(duì)高光譜遙感本科課程教學(xué)的現(xiàn)狀,提出了對(duì)高光譜遙感教學(xué)內(nèi)容的理解,并就教學(xué)中存在的一些問(wèn)題進(jìn)行了分析。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:遙感;土地管理;3S
Abstract: As a new science and technology, remote sensing is playing a decisive role in land management. This pape analyses several aspects of remote sensing dynamic monitoring in land management, urban cadastral management, application of land detailed investigation, and discusses the importance of remote sensing technology in land management, and then looks ahead of development trend of remote sensing in land management application based on the current technology situation.
Key words: RS, land management, 3S
1 前言
土地資源是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),及時(shí)準(zhǔn)確地掌握土地資源的數(shù)量、質(zhì)量分布及其變化趨勢(shì),直接關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展與和諧社會(huì)的構(gòu)建,具有重要的戰(zhàn)略意義。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,土地的供需矛盾日益凸顯,土地的管理工作顯得更為重要。然而傳統(tǒng)的土地資源管理模式已經(jīng)制約著土地資源管理事業(yè)的發(fā)展。土地管理工作需要不斷深化,其工作需要逐步從常規(guī)管理向科學(xué)化管理邁進(jìn),在各項(xiàng)基礎(chǔ)業(yè)務(wù)的拓展上,積極穩(wěn)妥的開展新技術(shù)的應(yīng)用研究顯得尤為重要。
遙感技術(shù)作為一門迅速倔起的新興科學(xué)技術(shù),已在土地管理中得到較為廣泛的應(yīng)用,從土地詳查到城鎮(zhèn)地籍調(diào)查及耕地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),幾乎所有土地管理基礎(chǔ)業(yè)務(wù)的完成都離不開遙感技術(shù)的支持,遙感技術(shù)為土地管理工作的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用。
2 遙感技術(shù)在土地管理中的應(yīng)用分析
2.1 遙感地管理動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
土地資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)主要是對(duì)土地類型、土地利用現(xiàn)狀、土地質(zhì)量等土地資源的基本狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè),是土地管理工作中一個(gè)極為重要的環(huán)節(jié),是各級(jí)土地管理職能部門為了掌握土地資源的分布、質(zhì)量、利用現(xiàn)狀,合理土地利用結(jié)構(gòu),嚴(yán)格土地執(zhí)法的重要手段。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),必須建立一套完整的技術(shù)系統(tǒng),即土地資源遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)系統(tǒng),它是一個(gè)多技術(shù)、多信息源、多方法、高精度的監(jiān)測(cè)技術(shù)系統(tǒng)。
土地資源遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)系統(tǒng)由三方面的技術(shù)學(xué)科組成:(1)土地科學(xué)(土地資源和土地管理);(2)空間信息技術(shù)(包括全球定位系統(tǒng)和遙感),(3)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)(圖像技術(shù)、圖形技術(shù)、數(shù)據(jù)管理技術(shù)和人工智能技術(shù))。多種學(xué)科和技術(shù)的交叉和應(yīng)用,完善和豐富著土地資源遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)系統(tǒng)。
目前衛(wèi)星遙感技術(shù)于土地管理動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用主要有三個(gè)方面:
(1)土地退化的衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)
主要指對(duì)土壤的侵蝕、土地的沙摸化、土壤的鹽漬化的監(jiān)測(cè)。對(duì)土壤侵蝕的監(jiān)測(cè)主要從侵蝕因子的識(shí)別(包括地貌因子地表組成物質(zhì),植被覆蓋度和類型因子等)、侵蝕地貌發(fā)育的分析、侵蝕強(qiáng)度的分析等方面來(lái)把握土壤侵蝕的發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)沙漠化的監(jiān)測(cè)主要是利用遙感資料對(duì)自然指標(biāo)(土壤、水分和地表)、生物學(xué)及農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)(植物,動(dòng)物和土地利用等) 進(jìn)行分析,并建立起植被的干早化與土地沙漠化過(guò)程和危害程度之間的關(guān)系,從而從數(shù)量上和程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)沙漠化的監(jiān)測(cè)。通過(guò)對(duì)土壤表層色調(diào)和濕度的監(jiān)測(cè)同時(shí)結(jié)合對(duì)地形地貌的疊加分析又形成了對(duì)鹽漬化土壤的有效監(jiān)測(cè)。
(2)土地利用現(xiàn)狀的衛(wèi)星遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)
這是土地資源遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)系統(tǒng)中的核心內(nèi)容,是土地管理工作中極為重要的技術(shù)手段。主要根據(jù)獲取的同一地區(qū)不同時(shí)相的遙感影像的差異來(lái)識(shí)別土地利用變化;進(jìn)而監(jiān)測(cè)各地區(qū)的土地利用結(jié)構(gòu),各利用類型在數(shù)量上、空間上的分布。
(3)土地質(zhì)量的衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)
土地質(zhì)量的監(jiān)測(cè)較多集中在土地自然特性的監(jiān)測(cè)方面,如:土地的地學(xué)特性,土地的土壤學(xué)特性和土地的生物學(xué)特性等(有條件的地區(qū)還可增加土地社會(huì)經(jīng)濟(jì)特性的監(jiān)測(cè))。在土地生產(chǎn)潛力評(píng)價(jià)理論和適宜性評(píng)價(jià)理論的指導(dǎo)下對(duì)所監(jiān)測(cè)的區(qū)域進(jìn)行農(nóng)林牧用地的綜合評(píng)價(jià)(經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較好的地區(qū)可開展土地的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)),以人工智能為支撐形成“土地監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)專家系統(tǒng)”。
在土地管理的各個(gè)環(huán)節(jié),無(wú)論是土地規(guī)劃編制、土地資源調(diào)查、耕地保護(hù),還是土地征用和土地執(zhí)法監(jiān)察,遙感技術(shù)都在不同程度地發(fā)揮作用。它已經(jīng)成為土地資源管理的重要技術(shù)支撐,大大提高了土地管理工作的科學(xué)化和現(xiàn)代化水平。
2.2 遙感在城鎮(zhèn)地籍管理中的應(yīng)用
城鎮(zhèn)地籍調(diào)查是土地管理工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)。該項(xiàng)工作動(dòng)用人力、物力、財(cái)力很大,既涉及相關(guān)政策、法律,又有較強(qiáng)的業(yè)務(wù)性。需要法律、測(cè)繪、計(jì)算機(jī)等相關(guān)專業(yè)知識(shí)的有機(jī)結(jié)合,而且全國(guó)各城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,可利用資料,技術(shù)水平差異較大。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的觀點(diǎn)來(lái)考慮,城市土地情況是動(dòng)態(tài)變化的,隨時(shí)隨地都在發(fā)生權(quán)屬的轉(zhuǎn)移、用地類型和面積的變遷,而且經(jīng)濟(jì)發(fā)展越迅猛,用地情況變化越頻繁。為從根本上解決土地變化與地籍管理落后的矛盾,部分地方在采集地籍調(diào)查數(shù)據(jù)方式上應(yīng)用遙感圖像為信息源,內(nèi)業(yè)處理依據(jù)計(jì)算機(jī)技術(shù)建立圖形與數(shù)據(jù)庫(kù),變更調(diào)查管理依據(jù)計(jì)算機(jī)來(lái)完成,有效提高了工作的效率和管理水平。此外,遙感技術(shù)在農(nóng)村產(chǎn)權(quán)調(diào)查、城市集約利用潛力評(píng)價(jià)等工作中得到充分應(yīng)用。在農(nóng)村產(chǎn)權(quán)調(diào)查中利用航空和航天數(shù)據(jù),節(jié)省了大量的時(shí)間和人力,提高了成果精度,在大多數(shù)省份的農(nóng)村產(chǎn)權(quán)調(diào)查中得到廣泛應(yīng)用;在城市集約利用潛力評(píng)價(jià)和耕地后備資源調(diào)查評(píng)價(jià)中采用遙感數(shù)據(jù)輔助調(diào)查,取得了良好的效果。
可以應(yīng)用遙感技術(shù),通過(guò)航空攝影測(cè)量,可以獲取城鎮(zhèn)地籍圖和地籍影像圖,并以此為依據(jù)建立相應(yīng)的城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)及管理系統(tǒng),逐步形成全市范圍內(nèi)的城鎮(zhèn)地籍信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),這不僅有利于更有效的利用土地資源,還有利于土地權(quán)屬管理落實(shí)各項(xiàng)土地管理措施。
2.3 遙感在國(guó)土資源詳查中的應(yīng)用
土地詳查是對(duì)類四十六個(gè)二級(jí)土地分類的調(diào)查, 需要查清各類土地的數(shù)量、質(zhì)量和分布狀況。由于我國(guó)地域遼闊,地形、地貌復(fù)雜, 很多地方采用常規(guī)測(cè)量方式,人員、設(shè)備無(wú)法涉足, 成為常規(guī)測(cè)量的盲區(qū)。而通過(guò)采用遙感技術(shù)則很容易能夠獲得常規(guī)測(cè)量盲區(qū)的高分辨率影像,通過(guò)對(duì)這些影像進(jìn)行解譯,并結(jié)合人工實(shí)地調(diào)查可以高質(zhì)量高速度完成土地詳查工作任務(wù)。
3 遙感技術(shù)在土地管理中的應(yīng)用展望
當(dāng)前的遙感技術(shù)正向三高方向發(fā)展,三高即高空間分辨率,高時(shí)間分辨率和高光譜分辨率。其中高光譜遙感圖像的光譜信息層次很豐富,可以探測(cè)出更多的地物,更方便地管理土地資源,而高空間分辨率及高時(shí)間分辨率可以更加提高遙感監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。另外,隨著遙感分類技術(shù)和對(duì)地物的自動(dòng)識(shí)別能力的提高,將促進(jìn)分類的自動(dòng)化智能化,大大提高作業(yè)效率。
隨著GIS和GPS的發(fā)展,現(xiàn)在趨向于RS、GIS及GPS三者的綜合應(yīng)用,即“3S”技術(shù)?!?S”技術(shù)是地理信息系統(tǒng)(GIS)、遙感(RS)及全球定位系統(tǒng)(GPS)的總稱,即利用GIS的空間查詢、分析和綜合處理能力,RS的大面積獲取地物信息特征,GPS快速定位和獲取數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的能力,三者有機(jī)結(jié)合形成一個(gè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)各種技術(shù)的綜合,從而更好的服務(wù)于土地管理工作。目前隨著3S技術(shù)的日益成熟,3S集成技術(shù)在土地調(diào)查監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集、處理和數(shù)據(jù)產(chǎn)品生成中,呈現(xiàn)著強(qiáng)大的生命力,在土地利用更新調(diào)查、土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。因此,在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)的支持下,大力發(fā)展“3S”集成系統(tǒng),以RS為信息源、以GPS為空間坐標(biāo)、以GIS為工作平臺(tái),形成一種有機(jī)的結(jié)合、在線的連接、實(shí)時(shí)的處理和系統(tǒng)的整體性是今后的發(fā)展方向和必然趨勢(shì)。
4 結(jié)語(yǔ)
迅速發(fā)展的數(shù)字遙感技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù),為土地利用現(xiàn)狀及變化信息的獲取提供了及時(shí)有效的技術(shù)手段。遙感技術(shù)應(yīng)用的第二階段必然是動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。遙感由靜態(tài)到動(dòng)態(tài),由定性解釋到定量調(diào)查,這是它的必然過(guò)程。遙感技術(shù)在土地資源管理中應(yīng)用的深度和廣度必然會(huì)日新月異,多時(shí)相、高分辨率的遙感數(shù)據(jù)會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)高精度、大比例尺土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。在時(shí)空一體化的基礎(chǔ)上,“3S ”一體化技術(shù)的研究成為必然趨勢(shì),其應(yīng)用成果將更好地把握土地利用變化趨勢(shì),為經(jīng)濟(jì)社會(huì)資源的和諧發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。
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