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高光譜遙感技術(shù)及發(fā)展范文第1篇

農(nóng)作物遙感識(shí)別是遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的重要內(nèi)容,也是資源遙感的重要組成部分。植被光譜不僅具有高度相似性和空間變異性,而且具有時(shí)間動(dòng)態(tài)性強(qiáng)等特點(diǎn)。不同植被的光譜隨時(shí)間的變化規(guī)律也具有明顯的區(qū)別,因此充分發(fā)揮高光譜遙感的獨(dú)特性能,特別是其在區(qū)分地表細(xì)微差別方面的優(yōu)勢(shì),同時(shí)結(jié)合植被的時(shí)間動(dòng)態(tài)特征,將大大提高土地覆蓋類型的識(shí)別與分類精度。熊楨等基于獲得的常州水稻生長(zhǎng)期80波段PHI航空高光譜圖像,利用混合決策樹(shù)方法對(duì)水稻品種進(jìn)行了高光譜圖像精細(xì)分類,完成了對(duì)11種地物(其中6個(gè)水稻品種)的劃分,測(cè)試樣本的分類精度達(dá)到94.9%[7-8]。林文鵬等以中國(guó)華北地區(qū)冬小麥識(shí)別為例,利用MODIS自身光譜信息,即可實(shí)現(xiàn)作物遙感全覆蓋自動(dòng)識(shí)別,并可達(dá)到較高的精度,比傳統(tǒng)方法認(rèn)為的冬小麥遙感識(shí)別的最佳時(shí)間(返青期的3月份)提前約一個(gè)季度[9]。劉亮等以北京順義區(qū)為研究區(qū)域,利用高光譜遙感數(shù)據(jù),通過(guò)逐級(jí)分層分類方法進(jìn)行農(nóng)作物信息提取與分類,并對(duì)分類圖進(jìn)行了隨機(jī)抽樣檢查,各種農(nóng)作物的分類精度均達(dá)到95%以上[10]。劉良云等利用OMIS圖像的波段20(中心波長(zhǎng)為687nm)和波段35(中心波長(zhǎng)為853nm)計(jì)算了歸一化發(fā)射率方法反演得到的試驗(yàn)區(qū)的地物表面溫度(LST),進(jìn)而在NDVI-LST空間生成了6類典型地物(生長(zhǎng)旺盛小麥、較稀疏小麥、池塘水體、淤泥濕地、水草、土壤)的散點(diǎn)圖,并采用最大似然分類算法,根據(jù)地物表面溫度和歸一化植被指數(shù),利用上述6類地物樣本,對(duì)北京小湯山精細(xì)農(nóng)業(yè)示范區(qū)的OMIS遙感圖像進(jìn)行了分類,得到了較好的分類結(jié)果[11]。以上研究結(jié)果表明,高光譜遙感技術(shù)能有效地對(duì)作物進(jìn)行分類和識(shí)別,且分類精度較高,這對(duì)于大比例尺尺度上研究地表作物覆蓋,提取更加細(xì)致的信息提供了有力保障。

2高光譜遙感監(jiān)測(cè)作物葉面積指數(shù)、生物量和葉綠素含量

葉面積指數(shù)(LAI)通常是指單位面積土地上所有葉片表面積的總和,或單位面積上植物葉片的垂直投影面積總和。它是生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)重要結(jié)構(gòu)參數(shù),可用來(lái)反映植物葉面數(shù)量、冠層結(jié)構(gòu)變化、植物群落生命活力及其環(huán)境效應(yīng),為植物冠層表面物質(zhì)和能量交換的描述提供結(jié)構(gòu)化的定量信息[12]。葉面積指數(shù)與生物量(干重、鮮重)和葉綠素是衡量作物生長(zhǎng)狀況的重要指標(biāo)。如何利用遙感技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)植株葉面積、生物量和葉綠素,對(duì)于作物的管理調(diào)控及估產(chǎn)具有重要意義。王秀珍等[13]采用單變量線性與非線性擬合模型和逐步回歸分析,建立了水稻LAI的高光譜遙感估算模型,提出高光譜變量與LAI之間的擬合分析中,藍(lán)邊內(nèi)一階微分的總和與紅邊內(nèi)一階微分總和的比值和歸一化差植被指數(shù)是最佳變量。黃春燕等利用棉花不同品種、不同密度冠層關(guān)鍵生育時(shí)期的反射光譜數(shù)據(jù),應(yīng)用光譜多元統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)與光譜微分處理技術(shù),建立了基于植被指數(shù)和歸一化植被指數(shù)的5種函數(shù)形式的棉花干物質(zhì)積累估測(cè)模型[14]。唐延林等測(cè)定了不同品種類型、不同株型、不同發(fā)育期的春玉米葉片及其他器官、不同葉位葉片及葉片不同部位的高光譜反射率和葉片葉綠素、類胡蘿卜素含量,提出葉片葉綠素和類胡蘿卜素濃度與光譜植被指數(shù)R800/R550、R673/R640、PSSRa、PSNDa、RCh、CARI、λred、Dλred和Sred極顯著相關(guān)[15]。吳長(zhǎng)山等對(duì)早播稻、晚播稻和玉米的多時(shí)相群體光譜測(cè)量數(shù)據(jù)和相應(yīng)的葉片葉綠素密度測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行了相關(guān)性分析,結(jié)果表明早播稻、晚播稻和玉米的群體光譜反射率數(shù)據(jù)及其導(dǎo)數(shù)光譜數(shù)據(jù)與葉綠素密度具有很好的相關(guān)性[16]。Tumbo等指出玉米V6生長(zhǎng)階段的葉綠素水平是其氮含量的重要指示器,利用光譜反射建立的模型可穩(wěn)定地預(yù)測(cè)玉米在V6生長(zhǎng)階段的葉綠素水平[17]。金震宇等獲取了水稻生育期的光譜反射率數(shù)據(jù),并利用SPAD-502葉綠素儀測(cè)量對(duì)應(yīng)葉片的葉綠素濃度,對(duì)光譜數(shù)據(jù)和實(shí)際測(cè)量值進(jìn)行了相關(guān)性分析,發(fā)現(xiàn)水稻葉片葉綠素濃度與其光譜反射率具有相關(guān)性,且在450~680nm和750~770nm光譜區(qū)內(nèi)相關(guān)性較好,在686nm處兩者的相關(guān)性最高;水稻葉片的“紅邊”拐點(diǎn)位置波長(zhǎng)與其葉綠素濃度具有很強(qiáng)的相關(guān)性(復(fù)相關(guān)系數(shù)為0.88)[18]。Shibayama等利用多元回歸方法分析了水稻多時(shí)相的可見(jiàn)光、近紅外和中紅外光譜與葉面積指數(shù)、干生物量及產(chǎn)量的關(guān)系,并研究了水稻冠層的可見(jiàn)光、近紅外和中紅外反射光譜,進(jìn)而評(píng)價(jià)水稻的缺水情況,結(jié)果表明,其一階導(dǎo)數(shù)光譜在960nm處與水稻冠層水分指數(shù)具有很高的相關(guān)性,可用于指導(dǎo)灌溉作業(yè)[19]。由以上研究結(jié)果可知,利用高光譜數(shù)據(jù)可以及時(shí)估算及預(yù)測(cè)作物的生物量、葉面積指數(shù)、葉綠素等生理參數(shù)。目前,光譜特征正成為實(shí)時(shí)、快速監(jiān)測(cè)作物長(zhǎng)勢(shì)的有效手段。

3高光譜遙感監(jiān)測(cè)作物養(yǎng)分及水分狀況

在農(nóng)作物生產(chǎn)中,水肥是影響作物生長(zhǎng)的最主要因素之一。氮磷鉀肥是作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量形成所必需的重要元素;水分是作物的主要組成成分,水分虧缺將直接影響作物的生理生化過(guò)程和形態(tài)結(jié)構(gòu),從而影響作物生長(zhǎng)。因此,及時(shí)準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)作物的水分狀況對(duì)提高作物水分管理水平、指導(dǎo)節(jié)水農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。利用高光譜遙感技術(shù)對(duì)作物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)和水分脅迫進(jìn)行監(jiān)測(cè),進(jìn)而估算作物的營(yíng)養(yǎng)和需水狀況,從而指導(dǎo)施肥灌溉,是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新技術(shù)。Tomas等研究表明,氮、磷、鉀等元素的缺乏可導(dǎo)致小麥葉綠素含量降低和可見(jiàn)光(400~700nm)及近紅外波段(700~1100nm)光譜反射率增加[20]。唐延林等研究了不同供氮水平下2個(gè)水稻品種冠層、主莖葉片在不同發(fā)育期的高光譜反射率及對(duì)應(yīng)的葉綠素、類胡蘿卜素含量,結(jié)果表明,不同供氮水平的水稻冠層和葉片光譜差異明顯,其光譜反射率隨供氮水平的提高在可見(jiàn)光范圍內(nèi)降低,在近紅外區(qū)域增高[21]。馮偉等研究了小麥葉片氮積累與冠層高光譜參數(shù)的定量關(guān)系,結(jié)果表明,冠層葉片氮積累量隨著施氮水平的提高而增加,光譜反射率在不同葉片氮積累水平下發(fā)生相應(yīng)變化[22]。黃春燕等利用非成像高光譜儀,獲取棉花不同品種、不同密度冠層關(guān)鍵生育時(shí)期的反射光譜數(shù)據(jù),并應(yīng)用光譜多元統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)對(duì)光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析計(jì)算,結(jié)果表明,基于高光譜數(shù)據(jù)的棉花冠層葉綠素密度的遙感估測(cè)可間接用于棉花冠層葉片氮積累量的監(jiān)測(cè)研究[23]。吳華兵等分析了不同施氮水平下不同棉花品種葉片氮積累量與冠層反射光譜的定量關(guān)系,建立了棉花葉片氮積累量的敏感光譜參數(shù)及預(yù)測(cè)方程,結(jié)果顯示,棉花葉片氮積累量和冠層高光譜反射率均隨施氮水平的變化而變化[24]。Milton等通過(guò)水培試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)大豆缺磷導(dǎo)致紅、黃波段的反射率增加,且無(wú)紅移現(xiàn)象發(fā)生[25]。王珂等研究表明,580~710nm和750~950nm波段可作為檢測(cè)水稻鉀營(yíng)養(yǎng)水平的冠層光譜敏感波段[26]。谷艷芳等測(cè)定了不同水分脅迫下冬小麥的高光譜反射率和紅邊參數(shù),結(jié)果表明,不同水分處理下冬小麥高光譜反射率具有綠色植物特征[27]。Ramalingam等利用多光譜圖像傳感器對(duì)葉面水分進(jìn)行了測(cè)量,獲得了可見(jiàn)光(400~700nm)、短波近紅外(700~1300nm)和近紅外(1300~2500nm)區(qū)域的葉面反射光譜,并采用光譜背景補(bǔ)償技術(shù)提高了葉面水分的預(yù)測(cè)精度[28]。其研究發(fā)現(xiàn),可見(jiàn)光、近紅外區(qū)域受背景影響較小,而短波近紅外區(qū)域受背景影響較大。孫莉等分析了水分脅迫下新疆北部地區(qū)棉花冠層關(guān)鍵生育期的高光譜數(shù)據(jù),結(jié)果表明,紅邊位移現(xiàn)象結(jié)合紅邊幅度變化可用于診斷棉花水分脅迫,其關(guān)鍵是建立相應(yīng)合理的診斷指標(biāo)體系[29]。以上大量研究結(jié)果表明,利用高光譜遙感技術(shù)可以對(duì)作物的營(yíng)養(yǎng)狀況和水分含量進(jìn)行比較準(zhǔn)確的分析和檢測(cè),為變量施肥和灌溉提供參考,從而節(jié)省農(nóng)業(yè)資源的投入。高光譜養(yǎng)分和水分診斷模型在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有較高的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。

4農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)和估產(chǎn)

高光譜遙感的超多波段(幾十、上百個(gè))和高分辨率(3~20nm)使其可用于探測(cè)植被的精細(xì)光譜信息(特別是植被各種生化組分的吸收光譜信息),反演植被各生化組分的含量,監(jiān)測(cè)植被的生長(zhǎng)狀況。另外,還可通過(guò)高光譜信息監(jiān)測(cè)植物病蟲(chóng)害。植物病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)是通過(guò)監(jiān)測(cè)葉片的生物化學(xué)成分來(lái)實(shí)現(xiàn)的,病蟲(chóng)害感染導(dǎo)致葉片葉肉細(xì)胞的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,進(jìn)而使葉片的光譜反射率發(fā)生變化。MinghuaZhang等研究了西紅柿在晚疫病脅迫下的葉片光譜反射率,結(jié)果表明,近紅外區(qū)域,特別是0•7~1.3μm對(duì)病蟲(chóng)害的反應(yīng)比可見(jiàn)光波段更敏感,健康植物和受病蟲(chóng)害影響的植物可見(jiàn)光波段光譜反射率僅相差1•19%,而近紅外波段兩者光譜反射率差值達(dá)到10%[30]。蔡成靜等研究發(fā)現(xiàn),同種健康小麥和發(fā)生條銹病的小麥植株(包括病害處于潛伏期的植株)的光譜特征存在明顯差異,而這些差異主要體現(xiàn)在某個(gè)或某幾個(gè)光的光譜吸收帶上[31]。同時(shí),蔡成靜等對(duì)不同病情指數(shù)下小麥冠層的光譜進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)小麥條銹病冠層反射率隨小麥病情指數(shù)的變化呈明顯而有規(guī)律的變化[31]。喬紅波等分析了不同嚴(yán)重度小麥白粉病冠層光譜反射率及病情指數(shù),結(jié)果表明,灌漿期地面光譜測(cè)量冠層光譜反射率和低空遙感數(shù)字圖像反射率與小麥白粉病病情指數(shù)存在顯著的相關(guān)關(guān)系[32]。喬紅波等研究了發(fā)病小麥冠層的高光譜遙感數(shù)據(jù)特征,獲得了近地和對(duì)應(yīng)高空2個(gè)不同平臺(tái)的光譜數(shù)據(jù),經(jīng)比較分析,發(fā)現(xiàn)高空獲得的光譜反射率在可見(jiàn)光譜區(qū)域明顯大于近地獲得的光譜反射率[33]。吳彤等利用地面高光譜數(shù)據(jù),分析和比較了正常生長(zhǎng)蘆葦和受蝗蟲(chóng)危害蘆葦?shù)墓趯臃瓷涔庾V和高光譜特征,并建立了高光譜特征參數(shù)與蘆葦葉面積指數(shù)(LAI)的關(guān)系模型,結(jié)果表明,蟲(chóng)害光譜指數(shù)(DSI)最能反映研究區(qū)蘆葦受蝗蟲(chóng)危害的程度[33]。利用遙感信息進(jìn)行作物估產(chǎn)是利用某種植被指數(shù)在作物生長(zhǎng)發(fā)育關(guān)鍵期內(nèi)的和與產(chǎn)量的實(shí)測(cè)或統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)間建立的各種形式的相關(guān)方程來(lái)實(shí)現(xiàn)的,如目前單產(chǎn)估算應(yīng)用較多的是回歸分析法,其基本原理為:y=b0+b1x1+b2x2+b3x3+…+bixi+e式中,y為作物產(chǎn)量;xi為經(jīng)過(guò)平滑的光譜反射率或NDVI指數(shù)[34]。唐延林等結(jié)合水稻的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律,對(duì)水稻抽穗后冠層、葉片和穗進(jìn)行了高光譜反射率測(cè)定,根據(jù)光譜曲線特征構(gòu)建了新的高光譜植被指數(shù),利用相關(guān)分析方法分析水稻理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量與這些植被指數(shù)及冠層紅邊參數(shù)的相關(guān)關(guān)系,建立了水稻高光譜單產(chǎn)估算模型[35]。白麗等結(jié)合棉花生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律,對(duì)棉花各時(shí)期冠層的高光譜反射率進(jìn)行了測(cè)定,并根據(jù)光譜曲線特征構(gòu)建了高光譜植被指數(shù),基于棉花盛蕾期至吐絮后期7次地面光譜和產(chǎn)量測(cè)定,對(duì)光譜反射率與產(chǎn)量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果表明,各生育期可見(jiàn)光波段、近紅外波段及短波紅外波段光譜反射率與產(chǎn)量分別呈顯著負(fù)相關(guān)、顯著正相關(guān)與顯著負(fù)相關(guān),在此基礎(chǔ)上建立了棉花高光譜估算模型[36]。從上述研究結(jié)果可知,利用高光譜遙感技術(shù)可以快速、簡(jiǎn)便、大面積、無(wú)破壞、客觀地監(jiān)測(cè)作物的長(zhǎng)勢(shì)并對(duì)作物進(jìn)行估產(chǎn),高光譜遙感技術(shù)在生產(chǎn)中具有良好的應(yīng)用前景,是農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)和估產(chǎn)的主要發(fā)展方向。

5問(wèn)題和展望

利用高光譜遙感技術(shù)獲取作物的相關(guān)信息是探測(cè)作物營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)和長(zhǎng)勢(shì)信息的有效手段,但從目前國(guó)內(nèi)外研究情況來(lái)看,很多研究仍停留在前期階段,很多問(wèn)題尚需解決。

(1)目前,高光譜遙感在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用主要集中在作物個(gè)體生長(zhǎng)狀況與作物葉片光譜關(guān)系的研究上,對(duì)作物群體的高光譜研究很少,因此高光譜遙感還不能在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量應(yīng)用。

(2)由于作物生長(zhǎng)環(huán)境的復(fù)雜性,遙感成像過(guò)程帶來(lái)的同物異譜、同譜異物現(xiàn)象非常普遍。這是長(zhǎng)期困擾遙感應(yīng)用的一大問(wèn)題,解決此問(wèn)題是高光譜遙感廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵。

高光譜遙感技術(shù)及發(fā)展范文第2篇

關(guān)鍵詞：遙感巖石礦物識(shí)別；礦化蝕變信息提??；地質(zhì)構(gòu)造信息提??；植被波譜特征；多光譜遙感技術(shù)；高光譜遙感技術(shù)；遙感生物地球化學(xué)技術(shù)；地質(zhì)找礦

中圖分類號(hào)：TP7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

一、遙感技術(shù)的地質(zhì)應(yīng)用

地質(zhì)是指地球的性質(zhì)和特征。主要指地球的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、發(fā)育歷史等，包括地球的圈層分異、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、巖石性質(zhì)、礦物成分、巖層和巖體的產(chǎn)出狀態(tài)、接觸關(guān)系，地球的構(gòu)造發(fā)育史、生物進(jìn)化史、氣候變遷史，以及礦產(chǎn)資源的賦存狀況和分布規(guī)律等。遙感圖像提供了大量的地質(zhì)信息，包括礦產(chǎn)和環(huán)境地質(zhì)信息，利用這些信息，可以使地質(zhì)工作者預(yù)先熟悉工作區(qū)的地質(zhì)情況，科學(xué)決策擬投入的工作量、工作方法和研究目的。所謂遙感地質(zhì)制圖就是利用遙感的方法完成地質(zhì)圖的繪制。分為航天遙感地質(zhì)制圖和航空遙感地質(zhì)制圖。

1、航天遙感地質(zhì)制圖

航天遙感是指以航天器為傳感器承載平臺(tái)的遙感技術(shù)。航天遙感實(shí)踐中，針對(duì)具體應(yīng)用需求，選擇不同的傳感器，如成像雷達(dá)、多光譜掃描儀等，通過(guò)衛(wèi)星地面站獲取合適的覆蓋范圍的最新圖像數(shù)據(jù)，利用遙感圖像專業(yè)處理軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射校正、增強(qiáng)、融合、鑲嵌等處理。同時(shí)，借助應(yīng)用區(qū)域現(xiàn)有較大比例尺的地形數(shù)據(jù)，對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行投影變換和幾何精確糾正，并從地形圖上獲得主要地名點(diǎn)、主干構(gòu)造、底層、巖體，以及礦床礦點(diǎn)、物化探異常信息，進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)注和整飾，制作地質(zhì)數(shù)字正射影像圖。

2、 航空遙感地質(zhì)制圖

所謂航空遙感是指以航空器如飛機(jī)、飛艇、熱氣球等為傳感器承載平臺(tái)的遙感技術(shù)。根據(jù)不同的應(yīng)用目的，選用不同的傳感器，如航空攝影機(jī)、多光譜掃描儀、熱紅外掃描儀、CCD 像機(jī)等，獲取所需航攝像片和掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行地質(zhì)制圖。實(shí)踐表明，遙感地質(zhì)制圖是一項(xiàng)新技術(shù)，不僅有它的優(yōu)點(diǎn)而且也有它的缺點(diǎn)。遙感地質(zhì)制圖比常規(guī)的地質(zhì)制圖節(jié)省了大量的野外工作量，而且對(duì)客觀現(xiàn)象的表示優(yōu)于常規(guī)地質(zhì)圖，其主要的優(yōu)勢(shì)在于周期短、成本低。但是，因?yàn)橐巴夤ぷ髁可?，也帶?lái)一定的缺點(diǎn)。例如地質(zhì)觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)量、樣品種類和數(shù)量、地層和構(gòu)造產(chǎn)狀等不如常規(guī)地質(zhì)圖詳細(xì)充實(shí)。

二、遙感技術(shù)的找礦應(yīng)用

1、直接應(yīng)用———遙感蝕變信息的提取巖漿熱液或汽水熱液使圍巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和成分發(fā)生改變的地質(zhì)作用稱為圍巖蝕變。圍巖蝕變是成礦作用的產(chǎn)物，圍巖蝕變的種類（組合）與圍巖成分、礦床類型有一定的內(nèi)在聯(lián)系，圍巖蝕變的范圍往往大于礦化的范圍，而且不同的蝕變類型與金屬礦化在空間分布上常具規(guī)律可循，因此，圍巖蝕變可作為有效的找礦標(biāo)志。

1.1 蝕變遙感異常找礦標(biāo)志圍巖蝕變是熱液與原巖相互作用的產(chǎn)物。常見(jiàn)的蝕變有硅化、絹云母化、綠泥石化、云英巖化、夕卡巖化等。

1.2 信息提取的實(shí)現(xiàn)與地物發(fā)生反射、透射等作用的電磁波是地物信息的載體，地物的光譜特性與其內(nèi)在的物理化學(xué)特性緊密相關(guān)，物質(zhì)成分和結(jié)構(gòu)的差異造成物質(zhì)內(nèi)部對(duì)不同波長(zhǎng)光子的選擇性吸收和反射。具有穩(wěn)定化學(xué)組分和物理結(jié)構(gòu)的巖石礦物具有穩(wěn)定的本征光譜吸收特征，光譜特征的產(chǎn)生主要是由組成物質(zhì)的內(nèi)部離子、基團(tuán)的晶體場(chǎng)效應(yīng)或基團(tuán)的振動(dòng)效果引起的。各種礦物都有自己獨(dú)特的電磁輻射，利用波譜儀對(duì)野外采樣進(jìn)行光譜曲線測(cè)量，根據(jù)實(shí)測(cè)光譜與參考資料庫(kù)中的參考光譜進(jìn)行對(duì)比，可以確定出樣品的吸收谷，識(shí)別出礦物組合。根據(jù)曲線的吸收特征，選擇合適的圖像波段進(jìn)行信息提取。根據(jù)量子力學(xué)分子群理論，物質(zhì)的光譜特征為各組成分子光譜特征的簡(jiǎn)單疊加。傳感器在空中接收地表物質(zhì)的光譜特性，因?yàn)樘綔y(cè)范圍內(nèi)有干擾介質(zhì)存在（白云、大氣、水體、陰影、植被、土壤等），因此，在進(jìn)行蝕變礦物信息提取時(shí)，根據(jù)干擾物質(zhì)的光譜曲線出發(fā)，進(jìn)行預(yù)處理消除干擾。目前遙感找礦蝕變異常信息的提取有多種方法，例如波段比值法、主成分分析法、光譜角識(shí)別法和MPH 技術(shù)（MaskPCAandHIS）、混合象元分解等。

2、遙感技術(shù)間接找礦的應(yīng)用

2.1 地質(zhì)構(gòu)造信息的提取內(nèi)生礦產(chǎn)在空間上常產(chǎn)于各類地質(zhì)構(gòu)造的邊緣部位及變異部位，重要的礦產(chǎn)主要分布于板塊構(gòu)造不同塊體的結(jié)合部或者近邊界地帶，在時(shí)間上一般與地質(zhì)構(gòu)造事件相伴而生，礦床多成帶狀分布，成礦帶的規(guī)模和地質(zhì)構(gòu)造變異大致相當(dāng)。遙感找礦的地質(zhì)標(biāo)志主要反映在空間信息上。從與區(qū)域成礦相關(guān)的線狀影像中提取信息（主要包括斷裂、節(jié)理、推覆體等類型），從中酸性巖體、火山盆地、火山機(jī)構(gòu)及深部巖漿、熱液活動(dòng)相關(guān)的環(huán)狀影像提取信息（包括與火山有關(guān)的盆地、構(gòu)造），從礦源層、賦礦巖層相關(guān)的帶狀影像提取信息（主要表現(xiàn)為巖層信息），從與控礦斷裂交切形成的塊狀影像及與成礦有關(guān)的色異常中提取信息（如與蝕變、接觸帶有關(guān)的色環(huán)、色帶、色塊等）。當(dāng)斷裂是主要控礦構(gòu)造時(shí)，對(duì)斷裂構(gòu)造遙感信息進(jìn)行重點(diǎn)提取會(huì)取得一定的成效。遙感系統(tǒng)在成像過(guò)程中可能產(chǎn)生“模糊作用”，常使用戶感興趣的線性形跡、紋理等信息顯示得不清晰、不易識(shí)別。人們通過(guò)目視解譯和人機(jī)交互式方法，對(duì)遙感影像進(jìn)行處理，如邊緣增強(qiáng)、灰度拉伸、方向?yàn)V波、比值分析、卷積運(yùn)算等，可以將這些構(gòu)造信息明顯地突現(xiàn)出來(lái)。除此之外，遙感還可通過(guò)地表巖性、構(gòu)造、地貌、水系分布、植被分布等特征來(lái)提取隱伏的構(gòu)造信息，如褶皺、斷裂等。提取線性信息的主要技術(shù)是邊緣增強(qiáng)。

2.2 礦床改造信息標(biāo)志礦床形成以后，由于所在環(huán)境、空間位置的變化會(huì)引起礦床某些性狀的改變。利用不同時(shí)相遙感圖像的宏觀對(duì)比，可以研究礦床的剝蝕改造作用;結(jié)合礦床成礦深度的研究，可以對(duì)此類礦床的產(chǎn)出部位進(jìn)行判斷。通過(guò)研究區(qū)域夷平面與礦床位置的關(guān)系，可以找尋不同礦床在不同夷平面的產(chǎn)出關(guān)系及分布規(guī)律，建立夷平面的找礦標(biāo)志。另外，遙感圖像還可進(jìn)行巖性類型的區(qū)分應(yīng)用于地質(zhì)填圖，是區(qū)域地質(zhì)填圖的理想技術(shù)之一，有利于在區(qū)域范圍內(nèi)迅速圈定找礦靶區(qū)。

三、遙感找礦的發(fā)展前景

1、高光譜數(shù)據(jù)及微波遙感的應(yīng)用

高光譜是集探測(cè)器技術(shù)、精密光學(xué)機(jī)械、微弱信號(hào)檢測(cè)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的綜合性技術(shù)。它利用成像光譜儀以納米級(jí)的光譜分辨率,成像的同時(shí)記錄下成百條的光譜通道數(shù)據(jù), 從每個(gè)像元上均可以提取一條連續(xù)的光譜曲線, 實(shí)現(xiàn)了地物空間信息、輻射信息、光譜信息的同步獲取, 因而具有巨大的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的發(fā)展前景。成像光譜儀獲得的數(shù)據(jù)具有波段多, 光譜分辨率高、波段相關(guān)性高、數(shù)據(jù)冗余大、空間分辨率高等特點(diǎn)。高光譜圖像的光譜信息層次豐富, 不同的波段具有不同的信息變化量, 通過(guò)建立巖石光譜的信息模型, 可反演某些指示礦物的豐度。充分利用高光譜的窄波段、高光譜分辨率的優(yōu)勢(shì), 結(jié)合遙感專題圖件以及利用豐富的紋理信息, 加強(qiáng)高光譜數(shù)據(jù)的處理應(yīng)用能力。微波遙感的成像原理不同于光學(xué)遙感, 是利用紅外光束投射到物體表面, 由天線接收端接收目標(biāo)返回的微弱回波并產(chǎn)生可監(jiān)測(cè)的電壓信號(hào), 由此可以判定物體表面的物理結(jié)構(gòu)等特征。

2、3S 的結(jié)合。

3S 是遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）及全球定位系統(tǒng)（GPS）的簡(jiǎn)稱。利用GPS 能迅速定位，確定點(diǎn)的位置坐標(biāo)并科學(xué)地管理空間點(diǎn)坐標(biāo)。海量的遙感數(shù)據(jù)需龐大的空間，因此要有強(qiáng)大的管理系統(tǒng)，隨著當(dāng)今人力資源價(jià)格的升高，在區(qū)域范圍內(nèi)找礦時(shí)，遙感表現(xiàn)出最小投入獲得最大回報(bào)的優(yōu)勢(shì)，那么RS 與GIS 的結(jié)合也就勢(shì)在必行，因?yàn)镚IS 更有利于區(qū)域范圍的影像管理及瀏覽。隨著3S 技術(shù)的進(jìn)展，遙感數(shù)據(jù)的可解譯程度與解譯速度得到進(jìn)一步提高。目前，地質(zhì)工作者嘗試將3S 與VS（可視化系統(tǒng)）、CS（衛(wèi)星通訊系統(tǒng)）等技術(shù)綜合應(yīng)用，取得了較好的效果.

3、地物化遙的有機(jī)融合

礦床的形成是多種地質(zhì)作用綜合的結(jié)果，礦床形成后又會(huì)經(jīng)歷后期的破壞或者疊加成礦作用，因此，任何一種單一的找礦手段都不可避免地遭遇地質(zhì)多解性的困擾，實(shí)現(xiàn)地物化遙多種找礦方法與手段的有機(jī)融合，能有效地提高找礦效果，并從總體上降低找礦成本。目前，以遙感信息為主體，結(jié)合地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)等多源地學(xué)數(shù)據(jù)的綜合信息找礦法已經(jīng)形成。

4、遙感植物地球化學(xué)

在高植被覆蓋區(qū)實(shí)現(xiàn)遙感波譜數(shù)據(jù)與礦致植物地球化學(xué)異常的有機(jī)融合，將會(huì)較好地推進(jìn)遙感找礦技術(shù)在植被覆蓋區(qū)的應(yīng)用。

四、結(jié)束語(yǔ)

遙感技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)找礦必須以現(xiàn)代成礦理論為指導(dǎo), 以圖像處理手段和綜合解譯分析為主要工作方法, 密切結(jié)合野外地質(zhì)調(diào)查, 建立遙感地質(zhì)找礦模式, 預(yù)測(cè)找礦遠(yuǎn)景區(qū), 縮小找礦靶區(qū), 實(shí)現(xiàn)遙感找礦的日的。遙感技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)找礦, 在地質(zhì)工作程度較低、地形條件較差、交通不便的高寒地區(qū)具有常規(guī)地質(zhì)方法不可替代的優(yōu)越性, 應(yīng)綜合運(yùn)用多種手段, 進(jìn)行綜合分析研究, 才能充分發(fā)抨遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì), 取得更好的找礦效果。

參考文獻(xiàn)

[1]耿新霞.楊建民.張玉君等．遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用及發(fā)展前景［J］.地質(zhì)找礦論叢.2012，23（2）：89－93．

高光譜遙感技術(shù)及發(fā)展范文第3篇

[關(guān)鍵詞]地質(zhì)找礦 遙感技術(shù) 蝕變遙感異常

[中圖分類號(hào)] P237 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2013）-9-127-2

礦產(chǎn)資源供需矛盾的升級(jí)，對(duì)地質(zhì)找礦的質(zhì)量和效率提出了更高的要求，而遙感技術(shù)的應(yīng)用和推廣為其提供了便捷，并取得了一系列的可喜成績(jī)，不少礦產(chǎn)資源相繼被發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，而且隨著遙感技術(shù)的不斷創(chuàng)新和廣泛應(yīng)用，必將會(huì)進(jìn)一步提高地質(zhì)找礦效率，從而發(fā)現(xiàn)更多的礦源以滿足社會(huì)需求。

1遙感技術(shù)概述

興起于20世紀(jì)60年代的遙感技術(shù)，是基于電磁波理論，借助相應(yīng)的傳感儀器收集遠(yuǎn)距離目標(biāo)所反射或輻射的電磁波信息，經(jīng)處理后成像，以此探測(cè)和識(shí)別地面各種景物的一項(xiàng)綜合技術(shù)，已被廣泛應(yīng)用于地質(zhì)、水文、海洋、測(cè)繪、農(nóng)業(yè)、氣象等諸多領(lǐng)域。其中在地質(zhì)找礦中發(fā)揮的效用尤為凸顯，如大興安嶺西坡18個(gè)含煤盆地、伊利盆地鈾礦床的擴(kuò)大、塔里木盆地的石油天然氣的發(fā)現(xiàn)等都借助了遙感技術(shù)，其主要是利用遙感技術(shù)獲取客觀、全面的記錄了地表綜合景觀幾何特征的遙感影響，然后加以分析，得出地表景觀分布、形態(tài)以及物質(zhì)結(jié)構(gòu)和成分等信息，以此識(shí)別地物，為發(fā)現(xiàn)礦源提供有力依據(jù)和參考。

2遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦中的具體應(yīng)用

遙感技術(shù)具有多波段、宏觀性、立體感強(qiáng)、信息量大、便于定位等顯著優(yōu)勢(shì)，是地質(zhì)找礦必不可少的技術(shù)手段，其具體應(yīng)用主要體現(xiàn)為下述幾點(diǎn)：

2.1提取礦化蝕變信息

在地質(zhì)找礦中，通常將圍巖蝕變視為重要的找礦標(biāo)志之一，主要是因?yàn)槠浞N類與礦床類型、圍巖成分有關(guān)，而且在空間分布上與金屬礦化常具規(guī)律可循，故在地質(zhì)找礦中應(yīng)首先了解圍巖蝕變類型與礦種的關(guān)系（如下圖所示）。

由于地物與物理化學(xué)特征與光譜特定密切相關(guān)，其物質(zhì)結(jié)構(gòu)和成分差異會(huì)在吸收和反射光子波長(zhǎng)中顯現(xiàn)出來(lái)，因此可基于不同礦物的不同電磁輻射，借助波譜儀進(jìn)行野外采樣用于測(cè)量光譜曲線，通過(guò)對(duì)比參考光譜識(shí)別礦物組合?？紤]到傳感器在接收光譜特性時(shí)會(huì)受到大氣、白云、植被等干擾介質(zhì)的影響，因此應(yīng)對(duì)吸收谷所在的寬度、深度、波長(zhǎng)位置、對(duì)稱性等加以處理，此時(shí)我們可以利用多光譜TM、ASTER、ETM+或者少量的微波遙感、高光譜等數(shù)據(jù)，以及分析主成分、比較波段、識(shí)別光譜角、分解混合象元、MPH等方法和技術(shù)提取礦蝕變異常信息，目前ETM+（TM）、基于ETM+數(shù)據(jù)的綜合遙感技術(shù)等在提取蝕變遙感信息中成效較為顯著，并形成了一套獨(dú)特且相對(duì)成熟的蝕變遙感異常提取技術(shù)，即以校正輻射、幾何、大氣，去除植被、云、水等干擾介質(zhì)為基礎(chǔ)，以ETM+（TM）為主的信息提取技術(shù)，以PCA主分量為主，以波段比值為輔，結(jié)合分析光譜角的分析方法，分級(jí)、門(mén)限化處理信息，以此得到分級(jí)的蝕變遙感異常圖，為圍巖蝕變找礦提供了很大助益，如新疆哈圖的喀爾色巴依克斯套、托瑪爾勒的金礦蝕變帶的發(fā)現(xiàn)利用的是ETM+數(shù)據(jù)的綜合遙感技術(shù)，而新疆野馬井的5個(gè)成礦遠(yuǎn)景區(qū)和多處金礦點(diǎn)、銅礦點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)則利用了ETM+（TM）技術(shù)。

2.2識(shí)別地質(zhì)巖石礦物

成礦的賦存條件多以特定的巖石組合和類型為物質(zhì)基礎(chǔ)，可見(jiàn)對(duì)于成礦來(lái)說(shuō)，巖石的作用不言而喻，而巖石、礦物自身的光譜特性也為利用遙感技術(shù)獲取遙感信息用于識(shí)別巖性提供了必要條件。通常用于識(shí)別巖性的方法主要為增強(qiáng)、變換、分析遙感圖像，借助圖像中顏色、色調(diào)、紋理等增強(qiáng)后的差異性，最大限度的區(qū)分巖相、劃分巖性組合或巖石類型，如巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖等。一般情況下，當(dāng)波長(zhǎng)處于8-14μm時(shí)為熱紅外域，反映的是巖石、礦物光譜中的發(fā)射特征，當(dāng)其處于0.4-2.5μm時(shí)則為可見(jiàn)近-短波紅外域，反映的是巖石、礦物光譜中的反射特征。

遙感技術(shù)在識(shí)別巖石、礦物中的應(yīng)用也較為常見(jiàn)，如二宮芳樹(shù)利用ASTER熱紅外遙感技術(shù)提取了帕米爾東北邊緣試驗(yàn)區(qū)的硅酸鹽巖、碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖的巖性；而Crosta則以研究區(qū)域內(nèi)的蝕變特征和地質(zhì)情況為依據(jù)，基于USGS礦物光譜數(shù)據(jù)庫(kù)，創(chuàng)建了單礦物的識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)，并利用AVIRIS獲取了遙感圖像，從而提取了明礬石、白云母、高嶺石等礦物。因以空間特征和地物光譜的差異性為基礎(chǔ)的高光譜成像遙感技術(shù)具有數(shù)據(jù)量大、分辨率高、波段超多等優(yōu)勢(shì)，其窄波段可用于礦物吸收特征的區(qū)別，配以重建地物光譜、量化并提取光譜特征、定量分析混合象元等，可實(shí)現(xiàn)對(duì)礦物巖石的有效區(qū)分，因而在識(shí)別巖石礦物中得以廣泛應(yīng)用，但應(yīng)注意，該種技術(shù)適用于巖石、植被稀少的區(qū)域，這也從側(cè)面反映出遙感識(shí)別巖石礦物技術(shù)應(yīng)該不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，以此也適用于植被土壤覆蓋率較高的區(qū)域。

2.3解譯地質(zhì)構(gòu)造信息

通常重要的礦產(chǎn)多分布于板塊交接處或近邊界區(qū)域，時(shí)間與地質(zhì)構(gòu)造事件密切相關(guān)，而且成礦帶的規(guī)模與地質(zhì)構(gòu)造變動(dòng)基本一致，故可利用遙感技術(shù)獲取空間信息用于地質(zhì)找礦。

在此可借助遙感技術(shù)獲取相應(yīng)的影像，然后提取與研究范圍內(nèi)成礦構(gòu)造有關(guān)的線狀信息，與賦礦巖層、礦源層等有關(guān)的帶狀信息，與熱液活動(dòng)、火山盆底等有關(guān)的環(huán)狀信息，與蝕變、礦化、接觸帶有關(guān)的色塊、色帶、色環(huán)等信息，若斷裂為控礦的主要構(gòu)造，此時(shí)重點(diǎn)提取遙感影響中的斷裂信息意義重大，但在具體實(shí)踐中，遙感系統(tǒng)可能會(huì)因模糊作用導(dǎo)致所關(guān)注的紋理、線性行跡等難以識(shí)別，影響分析結(jié)果，以此可借助目視解譯、人機(jī)交互等處理遙感影響，如增強(qiáng)邊緣、分析比值、拉伸灰度、卷及運(yùn)算等，以此突出地質(zhì)構(gòu)造信息，同時(shí)遙感技術(shù)也可基于地貌、地表巖性、植被和水系分布等特征提取褶皺等隱伏的地質(zhì)構(gòu)造信息。而針對(duì)礦床改造，可通過(guò)宏觀對(duì)比不同時(shí)期的遙感影響，結(jié)合研究成礦深度，判斷礦床的產(chǎn)出位置，以及對(duì)其剝蝕改造作用進(jìn)行研究。如趙少杰應(yīng)用ETM+遙感技術(shù)和數(shù)據(jù)，在桂東地區(qū)解譯了線性和環(huán)形構(gòu)造，并結(jié)合幾何分形學(xué)對(duì)其地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行了分析，最終發(fā)現(xiàn)了3個(gè)成礦遠(yuǎn)景區(qū)。

此外，遙感技術(shù)在利用植被波普進(jìn)行地質(zhì)找礦中也有用武之地，在一定程度上解決了植被高覆蓋率區(qū)域地質(zhì)找礦難的問(wèn)題。因植物體內(nèi)的重金屬含量對(duì)其生態(tài)、生理等會(huì)產(chǎn)生一定的影響，如此一來(lái)，其葉面光譜的波形和反射率會(huì)出現(xiàn)異常，從而在遙感影響中呈現(xiàn)不同的色彩、色度和灰度，然后利用遙感技術(shù)將其提取出來(lái)。

3遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用前景

一是基于高光譜綜合技術(shù)的高光譜數(shù)據(jù)因可同步獲取地物空間、光譜、輻射等信息，應(yīng)用價(jià)值巨大，因而發(fā)展前景十分廣闊；二是微波遙感因具備波段范圍廣、穿透性強(qiáng)、可全天時(shí)、全天候獲取信息，利于提取地質(zhì)構(gòu)造信息，因此應(yīng)用潛力很大，但應(yīng)妥善處理消除斑噪、校正輻射、極化方式等關(guān)鍵技術(shù)；三是GIS、GPS、RS三大技術(shù)勢(shì)必會(huì)實(shí)現(xiàn)有效的融合，以此為提高遙感數(shù)據(jù)的解譯速度和程度提供重要保障；四是用于融合基于多光譜、微波、高光譜等遙感數(shù)據(jù)的技術(shù)會(huì)應(yīng)運(yùn)而生，如融合雷達(dá)圖像和光學(xué)圖像，既利于圖像分辨率和紋理識(shí)別能力的提高，也利于礦物類型的識(shí)別；五是用于接收?qǐng)D像、處理和提取信息的技術(shù)會(huì)更加完善，以此便于接收更為細(xì)小、微弱的地質(zhì)信息，解決圖像失真問(wèn)題，提高不同格式圖像的兼容性和海量數(shù)據(jù)處理速度等。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，遙感技術(shù)為地質(zhì)找礦工作注入了新的活力，也為其提供了必要的技術(shù)支持，對(duì)于提高地質(zhì)找礦效率、擴(kuò)充礦產(chǎn)儲(chǔ)量意義重大，而且隨著社會(huì)對(duì)礦產(chǎn)資源的不斷需求，以及先進(jìn)理論和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，遙感技術(shù)必將會(huì)為地質(zhì)找礦提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，從而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]張磊，秦國(guó)良.淺析遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用及發(fā)展前景[J].民營(yíng)科技，2013（20）.

[2]何建明.芻議遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2010（12）.

高光譜遙感技術(shù)及發(fā)展范文第4篇

關(guān)鍵詞：國(guó)土資源；遙感技術(shù)；土地資源調(diào)查；國(guó)土資源管理

Abstract: With the development and application of geographic information technology, remote sensing technology as a basic support technology which is widely used, it brings the gratifying achievements the impetus to the further exploration and development. In this paper, the present application situation and development trend of remote sensing technology in the land and resources of are analyzed and discussed, in order to promote the dissemination and development of better land resources remote sensing technology.

Key words: land resources; remote sensing technology; land resources survey; land and resources management

中圖分類號(hào): TP79

0 前言

遙感技術(shù)具有很多無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，它可以高效地獲取高分辨衛(wèi)星數(shù)據(jù)，快速提取土地利用程度和地質(zhì)構(gòu)造等方面的信息，這些優(yōu)勢(shì)使得遙感技術(shù)近年來(lái)在土地、礦產(chǎn)衛(wèi)片執(zhí)法檢查、土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及對(duì)其變更調(diào)查數(shù)據(jù)的復(fù)核以及地質(zhì)災(zāi)害勘察和礦產(chǎn)資源查找等諸多方面有著廣泛的應(yīng)用。尤其是在1999年國(guó)土資源部在連續(xù)十年開(kāi)展的國(guó)土利用動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測(cè)和其進(jìn)行的第二次全國(guó)土地普查中，廣泛地采用了遙感技術(shù)，使其漸漸進(jìn)入到土地資源調(diào)查評(píng)價(jià)領(lǐng)域，同時(shí)也顯示出廣闊的應(yīng)用前景。

1 國(guó)土資源傳感技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著遙感技術(shù)在國(guó)土資源領(lǐng)域中的應(yīng)用逐漸廣泛和升級(jí)，其作用早已從初始時(shí)的遙感地質(zhì)填土拓展到了地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)測(cè)、礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)多角度檢測(cè)，尤其是遙感技術(shù)在礦產(chǎn)資源調(diào)查和土地利用檢測(cè)等方面的運(yùn)用，體現(xiàn)出絕對(duì)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，也使得其研究應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展。

1.1遙感技術(shù)與土地資源調(diào)查檢測(cè)

遙感技術(shù)跨越式地提升了獲取信息的效率，相比于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，遙感技術(shù)可以全天候地獲取到更加豐富的信息，縮短了信息獲取的周期，有更好的動(dòng)態(tài)性和多光普特性，因此很廣泛地應(yīng)用到了我們的國(guó)土資源調(diào)查監(jiān)測(cè)中。我國(guó)從上世紀(jì)80年代初開(kāi)始利用衛(wèi)星遙感技術(shù)進(jìn)行土地狀況調(diào)查到現(xiàn)在，已經(jīng)逐步建成了全國(guó)性的土地遙感監(jiān)測(cè)體系，在此期間，遙感技術(shù)實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化的發(fā)展，在土地資源調(diào)查監(jiān)測(cè)中所起到的作用逐步加強(qiáng)。在2007年開(kāi)展的全國(guó)土地調(diào)查中，遙感技術(shù)得到了進(jìn)一步的規(guī)模化應(yīng)用。

1.2遙感技術(shù)與地質(zhì)及地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查

基于航空航天技術(shù)與遙感技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展，地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)和災(zāi)害預(yù)警研究呈現(xiàn)出廣闊的前景?，F(xiàn)代遙感技術(shù)在地震、泥石流和滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的研究與調(diào)查中體現(xiàn)出了重大作用。

首先是新一代遙感影像填土技術(shù)的應(yīng)用。其技術(shù)參數(shù)已經(jīng)由當(dāng)初的1:5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查發(fā)展到1:25萬(wàn)填土實(shí)驗(yàn)研究，在基于不同地質(zhì)體的遙感影像差異基礎(chǔ)上，劃分了三級(jí)影像巖石填土單元，對(duì)三大巖類的解譯方法和地質(zhì)構(gòu)造的認(rèn)識(shí)也提升到新的水平。2008年汶川地震，利用高精度遙感影像對(duì)環(huán)形構(gòu)造和活動(dòng)性線性構(gòu)造進(jìn)行提取分析，得到斷裂、冒沙和位移等方面要素，而且以構(gòu)造的活動(dòng)程度、規(guī)模以及與其他構(gòu)造的結(jié)構(gòu)關(guān)系等方面為依據(jù)，對(duì)余震發(fā)生的概率和危害程度作出識(shí)別和評(píng)價(jià)。另外，通過(guò)對(duì)比不同時(shí)相的遙感資料，可對(duì)崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的易發(fā)地作出預(yù)測(cè)并及時(shí)預(yù)防。

其次，遙感技術(shù)可為地質(zhì)災(zāi)害的檢測(cè)提供實(shí)時(shí)性的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)服務(wù)。在1998年長(zhǎng)江水災(zāi)和2000年的易貢滑坡時(shí)，遙感技術(shù)對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為指揮救災(zāi)和災(zāi)后重建工作提供了重要的參考依據(jù)。與此同時(shí)，環(huán)境與土地的遙感檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工程化應(yīng)用。到目前為止，我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)大部分城市的遙感動(dòng)態(tài)檢測(cè)部署工作，對(duì)每年進(jìn)行的土地執(zhí)法、土地利用利用狀況普查提供了重要的便利、有效條件，使得每年的國(guó)土資源狀況調(diào)查得以順利進(jìn)行。

1.3遙感技術(shù)與礦產(chǎn)資源調(diào)查及其開(kāi)發(fā)利用檢測(cè)

高光譜遙感技術(shù)的應(yīng)用，使得礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)和利用監(jiān)測(cè)得到了有效的技術(shù)支撐。通過(guò)搭載于航空航天平臺(tái)上的成像光譜儀，高光譜遙感可以測(cè)量礦物等地物的光譜特性，得到圖譜合一的信息，以此進(jìn)行地物識(shí)別和環(huán)境探測(cè)。從第一臺(tái)成像光譜儀A IS-1于1983年問(wèn)世，實(shí)現(xiàn)了史無(wú)前列的“譜像合一”，成為遙感科學(xué)領(lǐng)域的一大跨越式發(fā)展，遙感地質(zhì)的應(yīng)用也由傳統(tǒng)的多光譜定性描述發(fā)展到高光譜定量物質(zhì)組成的鑒別。自上世界90年代以來(lái)，我國(guó)已經(jīng)對(duì)全國(guó)大部分省區(qū)和重點(diǎn)礦區(qū)進(jìn)行了調(diào)查和監(jiān)測(cè)，對(duì)不同礦種的開(kāi)采位置、無(wú)證開(kāi)采、廢棄物分布等情況有了基本的掌握。經(jīng)過(guò)了多年的探索和改進(jìn)，針對(duì)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)形成了完善的遙感監(jiān)測(cè)和調(diào)查的方法流程，規(guī)范了相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，健全了相應(yīng)的技術(shù)體系。這位我國(guó)在以后對(duì)其他地區(qū)的礦產(chǎn)資源探測(cè)和開(kāi)發(fā)奠定了必要的技術(shù)支持和基礎(chǔ)。

另外，礦化蝕變提取技術(shù)的質(zhì)地提升也為礦產(chǎn)資源的探測(cè)提供了必要的技術(shù)支持。通過(guò)分析TM圖像的比值主要成分，篩選出能夠突出礦化蝕變的高特征量利用空間濾波等圖像分類處理技術(shù)，在圖像上顯示出異常區(qū)，依次來(lái)辨別出礦化蝕變帶。利用遙感信息挑選出異常帶，已經(jīng)成為礦產(chǎn)、油氣資源探測(cè)中常用的技術(shù)手段。

最后，還需提及的一項(xiàng)技術(shù)是微波遙感技術(shù)。實(shí)驗(yàn)表明，在地形起伏的高地，采用DEM數(shù)據(jù)，將地面監(jiān)測(cè)點(diǎn)同步到衛(wèi)星軌道參數(shù)中，借助雷達(dá)多普勒方程產(chǎn)生衛(wèi)星空間數(shù)據(jù)，，保證SAR數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。處理斑點(diǎn)噪聲時(shí)，只對(duì)噪聲作出弱化處理，主要技術(shù)思路是主成分去噪聲法。將雷達(dá)的弱信息和強(qiáng)信息進(jìn)行分類合成，突出不同后向散射系數(shù)，加之利用紋理識(shí)別技術(shù)對(duì)不同地形的紋理度量分析，確定高山礦產(chǎn)資源的分布和量化。

2 國(guó)土資源遙感技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

作為一門(mén)綜合性極強(qiáng)的新技術(shù)應(yīng)用，它的發(fā)展?fàn)顩r與其構(gòu)成技術(shù)成分的發(fā)展?fàn)顩r密切相關(guān)。近年來(lái)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、GIS等都得到了卓有成效的進(jìn)步，同時(shí)，土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫(kù)、土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)庫(kù)、土地執(zhí)法監(jiān)察數(shù)據(jù)庫(kù)等新形信息資料庫(kù)的建成和完善，遙感技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)得更加深刻和廣泛。

2.1我國(guó)國(guó)土資源遙感技術(shù)的差距

應(yīng)用基礎(chǔ)性研究存在軟肋，發(fā)展滯后于當(dāng)今最領(lǐng)先的水平。主要表現(xiàn)為對(duì)遙感新技術(shù)、方法等研發(fā)投入不足，現(xiàn)實(shí)工作中，主要精力忙于將現(xiàn)實(shí)已經(jīng)成熟的技術(shù)方法應(yīng)用到實(shí)際工作生產(chǎn)中去，而對(duì)于新的技術(shù)研發(fā)、跟進(jìn)方面，顯得力不從心。使得我們的遙感技術(shù)一直都處于一個(gè)跟隨者的位置。

另一個(gè)因素是，我國(guó)的資源衛(wèi)星無(wú)論在規(guī)模、性能還是技術(shù)等方面都存在很多缺陷，所以，盡管我們擁有自己的衛(wèi)星，但是很多方面的實(shí)際應(yīng)用中還不得已借助國(guó)外的衛(wèi)星完成，嚴(yán)重制約了我國(guó)遙感技術(shù)的自主發(fā)展。

設(shè)備更新慢也同樣是制約遙感技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)重要因素。特別是自動(dòng)成圖、數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)、數(shù)據(jù)獲取、GIS應(yīng)用等方面的設(shè)備嚴(yán)重老化，并且不是絕對(duì)地配套，難成系統(tǒng)。成為制約技術(shù)提升的一個(gè)重要瓶頸。

2.2發(fā)展趨勢(shì)

鑒于我國(guó)的遙感技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，要改變我國(guó)遙感技術(shù)相對(duì)落后的局面，要從基礎(chǔ)性的環(huán)節(jié)做起，引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)傳感設(shè)備及其配套設(shè)備，同時(shí)還要在此基礎(chǔ)上進(jìn)行在創(chuàng)新。同時(shí)與國(guó)際前沿技術(shù)緊密結(jié)合，爭(zhēng)取成為技術(shù)開(kāi)拓的驅(qū)動(dòng)者?？偨Y(jié)起來(lái)，國(guó)土傳感技術(shù)的發(fā)展在如下幾個(gè)方面變化比較顯著。

遙感數(shù)據(jù)源更加多樣化，以滿足更多領(lǐng)域的需求。為保證航空遙感在國(guó)內(nèi)的優(yōu)勢(shì)，必須將航空與航天遙感技術(shù)同步起來(lái)?，F(xiàn)在，環(huán)境與生態(tài)在國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展方面中的地位日益突出，國(guó)家對(duì)其關(guān)注的程度也是前所未有。鑒于此，機(jī)載光譜成像儀、數(shù)字航空攝像儀等設(shè)備的引進(jìn)和再開(kāi)發(fā)會(huì)更快推動(dòng)航空遙感技術(shù)的發(fā)展。這將進(jìn)一步拓寬地理信息數(shù)據(jù)獲取的渠道和質(zhì)量，使得遙感技術(shù)在新一輪地質(zhì)填圖、城市綜合調(diào)查中的作用更加突出。

為適應(yīng)國(guó)家各方面發(fā)展的需求，必須努力追蹤世界相關(guān)技術(shù)的發(fā)展前沿，采用產(chǎn)、學(xué)、研緊密結(jié)合的發(fā)展思路，推進(jìn)對(duì)干涉雷達(dá)、3S技術(shù)系統(tǒng)的研究。對(duì)土地、海洋、地質(zhì)礦產(chǎn)等資源領(lǐng)域展開(kāi)更詳細(xì)、更精確的數(shù)據(jù)采集，建成集動(dòng)態(tài)性、完善性、系統(tǒng)性好的信息系統(tǒng)，為決策提供更有質(zhì)量水準(zhǔn)的基礎(chǔ)資料。

借助航空航天采集到的具有高空間分辨率和高光譜分辨率的遙感數(shù)據(jù)，可以對(duì)城市環(huán)境進(jìn)行綜合性檢測(cè)和研究，以適應(yīng)我國(guó)城市的規(guī)模化和質(zhì)量化發(fā)展。對(duì)于城市的各種指標(biāo)如土壤、水體狀況，電磁輻射程度等都可以有詳盡、及時(shí)地了解。

3.總結(jié)

國(guó)土資源遙感技術(shù)在人類社會(huì)的現(xiàn)代化進(jìn)程中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，對(duì)于改善人類的生活環(huán)境、提升人們的生活水品和質(zhì)量、更好處理人與自然的關(guān)系都扮演著不可替代的作用，作為我國(guó)發(fā)展的重要部分，國(guó)土遙感技術(shù)應(yīng)被放在很高的戰(zhàn)略位置來(lái)看待。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 趙福岳.遙感在1:25萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)編圖工作中的應(yīng)用效果和作用[J].國(guó)土資源遙感,1997, (3):17-19.

高光譜遙感技術(shù)及發(fā)展范文第5篇

[關(guān)鍵詞]遙感技術(shù) 大氣 環(huán)境監(jiān)測(cè) 污染

中圖分類號(hào)：X8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）05-0211-01

一、概述

對(duì)于大氣環(huán)境污染問(wèn)題，無(wú)論是我們個(gè)人還是我們的國(guó)家都需要對(duì)其引起高度重視，并采取一切措施對(duì)其實(shí)施科學(xué)的監(jiān)測(cè)和治理。在對(duì)大氣環(huán)境實(shí)施監(jiān)測(cè)過(guò)程中，遙感技術(shù)作為大氣污染控制的重要手段之一，始終發(fā)揮著重要的作用。遙感技術(shù)不只能對(duì)大范圍的大氣環(huán)境變化和大氣環(huán)境污染進(jìn)行快速、動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)、省時(shí)省力地監(jiān)測(cè)，同時(shí)還能對(duì)突發(fā)性大氣環(huán)境污染事情的發(fā)作、開(kāi)展、停止進(jìn)行實(shí)時(shí)、快速的跟蹤和監(jiān)測(cè)，這樣就能及時(shí)采取相應(yīng)的處置措施，從而減少大氣污染形成的損失。

二、大氣環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的基本原理

遙感監(jiān)測(cè)就是用儀器對(duì)一段距離以外的目標(biāo)物或現(xiàn)象進(jìn)行觀測(cè)，是一種不直接接觸目標(biāo)物或現(xiàn)象而能收集信息，對(duì)其進(jìn)行識(shí)別、分析、判斷的更高自動(dòng)化程度的監(jiān)測(cè)手段。它所起到的最重要作用就是不需要采樣而直接可以進(jìn)行區(qū)域性的跟蹤測(cè)量，從而快速進(jìn)行污染源的定點(diǎn)定位，污染范圍的核定，污染物在大氣中的分布、擴(kuò)散等，從而獲得全面的綜合信息。根據(jù)所利用的波段，可以將遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)主要分為三種類型，即：紫外、可見(jiàn)光、反射紅外遙感技術(shù)；熱紅外遙感技術(shù)和微波遙感技術(shù)。大氣環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)作為遙感技術(shù)應(yīng)用中較為重要的內(nèi)容之一，在業(yè)務(wù)上與常規(guī)氣象要素的監(jiān)測(cè)不同。常規(guī)氣象要素遙感監(jiān)測(cè)主要是指測(cè)量大氣的垂直溫度剖面、大氣的垂直濕度剖面、降水量及頻度、云覆蓋率（云量和云層厚度） 和長(zhǎng)波輻射、風(fēng)（風(fēng)速和風(fēng)向）、地球輻射收支的測(cè)量等。而大氣環(huán)境遙感則是監(jiān)測(cè)大氣中的臭氧（O3）、CO2、SO2、甲烷（CH4）等痕量氣體成分以及氣溶膠、有害氣體等的三維分布。這些物理量通常不可能用遙感手段直接識(shí)別，但由于水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量氣體成分具有各自分子所固有的輻射和吸收光譜特征，如影響水汽分布的主要光譜波長(zhǎng)在017μm，O3在0155～0165μm 之間存在一個(gè)明顯的吸收帶，因此我們實(shí)際上可通過(guò)測(cè)量大氣散射、吸收及輻射的光譜特征值而從中識(shí)別出這些組分來(lái)。研究表明，在衛(wèi)星遙感中有兩個(gè)非常好的大氣窗可以用來(lái)探測(cè)這些組分，即位于可見(jiàn)光范圍內(nèi)的 0140～0175μm 的波段范圍和在近紅外和中紅外的0185μm、1106μm、1122μm、1160μm、2120μm 波段處。

三、遙感技術(shù)在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

根據(jù)遙感技術(shù)的工作方式可以將其分為主動(dòng)式遙感監(jiān)測(cè)和被動(dòng)式遙感監(jiān)測(cè)兩品種型。

1、大氣環(huán)境的主動(dòng)式空基遙感監(jiān)測(cè)

星載或機(jī)載的微波雷達(dá)是當(dāng)前大氣環(huán)境的主動(dòng)式空基遙感的主要監(jiān)測(cè)技術(shù)。主動(dòng)式雷達(dá)是由發(fā)射機(jī)經(jīng)過(guò)天線在很短的時(shí)間內(nèi)，將一束很窄的大功率電磁波脈沖向目的物發(fā)射，隨后再應(yīng)用同一天線對(duì)目的地物反射的回波信號(hào)停止承受后顯現(xiàn)的一種傳感器?；夭ㄐ盘?hào)的振幅、位相因物體的不同而不同，基于這一點(diǎn)就使其在承受處置后，目的地物的方向、間隔等數(shù)據(jù)能夠觀測(cè)出來(lái)。目前，多數(shù)國(guó)度都停止了空間雷達(dá)探測(cè)方案的制定。如：1993年美國(guó)NASA首先應(yīng)用機(jī)載的探測(cè)雷對(duì)大氣中氣溶膠的散布停止了監(jiān)測(cè)；1994年Bourdon.A在希臘雅典應(yīng)用機(jī)載差分吸收雷達(dá)對(duì)雅典市上空的光化學(xué)霧停止了丈量，取得了一些大氣污染物如SO2、NO2、O3和氣溶膠等的空間散布數(shù)據(jù)。

2、大氣環(huán)境的被動(dòng)式空基遙感監(jiān)測(cè)

當(dāng)前大氣環(huán)境的被動(dòng)式地基遙感的主要監(jiān)測(cè)技術(shù)有：太陽(yáng)直接輻射的寬帶分光輻射遙感、微波輻射計(jì)遙感、多波段光度計(jì)遙感。所謂的太陽(yáng)直接輻射遙感是應(yīng)用日光在大氣中的衰減和散射，對(duì)大氣組分停止丈量，它是通過(guò)對(duì)可見(jiàn)光的丈量，來(lái)對(duì)氣溶膠的反演，應(yīng)用紫外線波段來(lái)對(duì)大氣臭氧、二氧化碳等丈量。由于在很寬的頻率范圍內(nèi)大氣分子的吸收輻射可產(chǎn)生特定的譜線，且不同分子及不同的能級(jí)躍遷所產(chǎn)生的譜線不同，微波輻射計(jì)就是經(jīng)過(guò)對(duì)這些不同的輻射頻率信號(hào)的承受，從而對(duì)大氣組分停止反演。應(yīng)用微波輻射計(jì)可將大氣臭氧和氯化物丈量出來(lái)，其對(duì)大氣臭氧的丈量精度和地基陶普生光譜儀丈量精度差不多。多波段光度計(jì)遙感是一種以太陽(yáng)為光源的被動(dòng)式地基遙感手腕，大氣中氣體分子以及大氣氣溶膠粒子會(huì)散射和吸收自大氣上界入射到地氣系統(tǒng)的太陽(yáng)輻射，在空中所接納到的太陽(yáng)輻射，包含了大氣中氣溶膠信息，經(jīng)過(guò)接納到的輻射停止丈量，就可將氣溶膠的信息反演出來(lái)。從當(dāng)前情況看，最為精準(zhǔn)的辦法就是采用多波段光度計(jì)遙感來(lái)丈量氣溶膠光學(xué)厚度，多波段光度計(jì)遙感通常被用來(lái)對(duì)衛(wèi)星遙感的結(jié)果停止校驗(yàn)，如應(yīng)用MODIS衛(wèi)星材料對(duì)北京地域的氣溶膠光學(xué)厚度停止了丈量，與此同時(shí)也與應(yīng)用空中光度計(jì)對(duì)北京地域的氣溶膠光學(xué)厚度停止的丈量結(jié)果停止了比擬。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以證明，兩種辦法的丈量結(jié)果即精度相當(dāng)，這也闡明了應(yīng)用衛(wèi)星遙感對(duì)氣溶膠的監(jiān)測(cè)，是一種地基遙感監(jiān)測(cè)較好的替代辦法。

四、遙感技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

1、大氣環(huán)境遙感的定量化、集成化、系統(tǒng)化和全球化

地球觀測(cè)系統(tǒng)（ EOS） 是劃時(shí)代的長(zhǎng)期發(fā)展的偉大工程，更是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，該工程對(duì)環(huán)境與氣候變遷、全球變化、可持續(xù)發(fā)展研究等有極其重要的意義。大氣遙感在EOS 中占有重要地位，而現(xiàn)有的大氣遙感尤其是大氣環(huán)境遙感的“定量化”和“系統(tǒng)化”水平遠(yuǎn)還不能滿足環(huán)境與氣候變遷要求，仍需要加強(qiáng)。

2、高光譜、高時(shí)間、高空間及多角度、多時(shí)相、多偏振等多種數(shù)據(jù)源的綜合應(yīng)用

從當(dāng)前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)大氣環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)的研究情況來(lái)看，他們?cè)谘芯恐袑?duì)于大氣環(huán)境遙感所用的數(shù)據(jù)源研究要求的并不高，不只是受陸地衛(wèi)星數(shù)據(jù)等單一數(shù)據(jù)源的限制，同時(shí)還需要高光譜分辨率、高空間分辨率或高時(shí)間分辨率的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)源。

3、遙感技術(shù)在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中的不斷發(fā)展，其優(yōu)勢(shì)也逐漸被人們所認(rèn)可，將遙感監(jiān)測(cè)運(yùn)用于大氣中各種污染氣體監(jiān)測(cè)中，突顯其重要的使用價(jià)值，它能較為精確地提供在燃燒火焰里的激發(fā)態(tài)分子的轉(zhuǎn)動(dòng)或振動(dòng)的詳細(xì)信息

對(duì)各種紅外源實(shí)行遠(yuǎn)距離的非接觸型遙測(cè)；監(jiān)測(cè)速度快、精度高；對(duì)光譜輻射的能量分布實(shí)行絕對(duì)監(jiān)測(cè)?？傊b感技術(shù)的發(fā)展以與普及，對(duì)于實(shí)現(xiàn)科學(xué)有效的監(jiān)測(cè)大氣環(huán)境提供了重要的知識(shí)幫助，從而有助于保護(hù)大氣環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐靜茹《遙感技術(shù)在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究》[J]，《資源節(jié)約與環(huán)?！?014年05期.