遥感技术的主要功能(收集2篇)
来源:
遥感技术的主要功能范文篇1
关键词:遥感课程;高职学院;教学改革;学习效果
中图分类号:G64文献标识码:A文章编号:1009-3044(2012)30-7260-03
遥感是现代地理空间信息科学的核心技术之一,其作为信息采集与信息更新最重要的技术手段,已经应用于社会的各个部门以及经济领域的很多行业之中,并在新兴的全球性的“数字地球”计划中占有重要的地位。加强遥感技术与应用教学,提高学生遥感技术应用水平,是测绘学科教学中的重要环节。针对这个教学目的,结合我校地学类专业学生的具体情况,通过几年的教学实践探索,我们在以下几方面进行了教学实验,并取得了初步的效果。
1教材分析选择:多种教材的结合
遥感技术及应用是我们的专业基础课,与本科学生相比,他们的就业方向对理论的学习要求较低,学习中的重点是实际技能的培养与掌握及应用。针对学生的具体情况与《遥感技术及应用》课程的特点,我们的教学目标是通过基本的理论教学,使学生掌握基本的遥感原理、遥感图像处理的基本方法、遥感解译的基本方法及其在测绘、地理、土地、地质和农业、交通等领域的具体应用,通过初步的上机实习,使学生掌握遥感数字图像处理软件的基本功能操作并能够完成简单的基本应用。
本课程以前一直使用《遥感概论》作为遥感技术及应用课程的教材,这部教材的特点是:内容层次安排合理,概念清晰易懂,实验内容以目视解译为基础,易于开展,但是,部分内容老化,跟不上遥感技术的发展;而《遥感导论》是教育部面向2l世纪课程教材.内容丰富,涉及技术原理较多,对于初次接触遥感的高职生而言,有些内容显得过深,为此,在教学过程中适当引用《遥感概论》的部分内容,作为学生入门的内容,从地物反射波谱特征入手,逐步开展遥感目视解译,地物判读标志的建立,在此基础上再结合《遥感导论》的相关内容,这样既可保证学生对遥感有全面的掌握,又可在需要加强的重点内容上有所侧重。《遥感原理、方法、应用》、《遥感获取与分析》这两本书中包含了较多的遥感应用实例,但是《遥感原理、方法、应用》为本科生教学用书,对于高职学院的学生来说,内容过于深奥,不易理解。《遥感获取与分析》过于偏重遥感数据的几何处理,而且遥感应用部分内容较少。基于上述考虑,《遥感技术与应用》课程没有指定教材,而是将相关的书籍作为参考用书向学生推荐,由学生自主决定选择购买,然后老师结合多种教材的特点与学生的实际需求选择教学内容。
2教学内容的选择与教案的整理
理论教学内容可以分为遥感概述、遥感基本原理、遥感数字图像处理、遥感图像目视解译与遥感图像的计算机解译、遥感应用、3S综合应用。但只讲最基本和必需的,对较深和复杂的内容只做简单介绍,供感兴趣的同学自学。
在具体的教学中,为了达到课程的整体教学要求,必须通过实践课程让学生将学过的理论知识与具体实践结合起来,加深学生对理论知识的理解,和对基本原理的验证,学以致用,提高学生解决实际问题的能力。因此,在教学中将实习内容分为两个阶段。
1)遥感数字图像处理软件操作。以PCI、ENVI与ERDAS遥感数字图像处理软件为主要实习软件,结合具体的遥感数据,讲述遥感图像基本处理技术,包括几何校正、大气校正、几何精校正、投影转换、影像镶嵌、数字图像增强、波段运算、多源遥感数据融合、计算机分类、人机交互式解译等内容。
2)遥感基本应用。应用前一阶段所掌握的遥感图像数字处理技术,与一个具体的研究领域(比如土地利用类型遥感调查等)相结合,完成一个综合的实践性题目。
认真整理教案,对教案的结构,每一节,每句话、每个字都琢磨清楚,分析重点与难点。由于遥感技术更新非常快,因此要跟学生提供一些课下学习的参考资料,参考内容的选择不仅局限于书籍和杂志,一些专业网站已成为遥感教学不可缺少的资源,除此之外,遥感图像是遥感教学中重要的参考资料,因此收集各种影像数据是教师备课和教学的重要内容,我们先后从美国马里兰大学、美国地质调查局、中国遥感卫星地面站下载了一些免费的图像做为练习使用。做好教案后,再做好PPT向同学讲授,特别要增加一些图片和动态演示。
3教学方式与方法的应用
具体教学内容确定以后,如何使其在授课过程中很好地被学生理解掌握并能运用,很大程度上取决于采用的教学方式方法。选用适合的教学方式方法是很好的完成教学任务、提高教学质量的关键。
1)多媒体与黑板等的优势结合去教学
随着社会的进步,信息技术已经深入到千家万户、各行各业,高职院校的教学软硬件设施也得到了更新完善发展,多媒体教学已成为众多学科教学的有力的工具。与传统使用的黑板的教学手段相比,多媒体教学有着不可比拟的很多优点,因为多媒体具有图、文、声并茂甚至有动态影像这样的特点,具有许多对于教学过程来说是特别宝贵的特性与功能,这些特性与功能是其他媒体(例如投影、录音、录像等)所不具备或是不完全具备的。遥感技术是一门对地观测与获取信息技术,其中具有很多的图像数据和空间地理数据,所以多媒体教学应成为遥感技术与应用教学的重要形式。首先,从人的生理心理学角度分析,图像比语言更容易被人感知,人所接受的外界信息有至少70%是视觉感知的。以图像的形式显示教学信息具有形象、直观、生动的特点,能高效激发学生学习兴趣,调动学生的学习积极主动性。能实现传统教学实现不了的情境、动画、模拟等。其次,方便教师的教学设计,更易突出重点、突破难点,进而提高教学效果,促进学生全面发展。但是,应用多媒体教学也有很多问题,如果课件的交互性差,则学生“难以消化”;如果多媒体使用太滥,则把握不住学生的思想心理,不利于学生的学习。所以利用多媒体与传统黑板等多种教具相结合的教学,地理数据和图像以多媒体展示,重点和难点在黑板上结合学生的学习讲解,对原理结合生产实例展开讲解。这样就能优势互补,取得最佳的教学效果。
2)在理论教学过程中,以讲授法为基本教学方法,适当采用提问和启发式教学的方式。关注全班学生,注意反馈信息,凝聚学生的注意力,使其保持相对兴奋状态,使他们产生愉快的心境,课堂语言简洁明了,课堂提问面向全体学生,注意启发学生学地理的兴趣,课堂上讲练结合。积极鼓励学生,使学生感到有“功”。我国古代教育家孔子说过:“知之者,不如好之者,好之者,不如乐之者”。要学生达到“乐学”,必然要使他们有成功感。“求成功”是人类的共有的天性。即使是一点一滴的进步,也会使学生感到愉快,成为促使学生继续学习的动力。学生取得进步时,我会对学生的成绩给予正确的评价,或者与平时成绩结合起来。在课堂上我会使用一些鼓励性语言来激发学生学习的热情,有时还可借助同学们的掌声进行鼓励。在教学过程中,我非常注意给学生们更多的鼓励,对他们抱有一颗宽容慈爱的心。
在教学过程中,充分利用已有的知识基础,引导学生思考遥感应用中的问题和现象,并自行设计或补充一些与学生关系较大的遥感应用问题和现象,以展示遥感课内容的丰富多彩和应用价值,引入新知识、新技术与新成果,增强学生的求知欲。认真组织开展复习、测验、考试、课外活动等。侧重于教会学生了解遥感在生产建设中的作用,培养学生实践能力,多阅读课外书籍,多关注身边的遥感知识,不断扩宽知识面,为教学内容注入新鲜血液。
3)在第一阶段的实习过程中,是对基本原理和方法的验证,采用演示加练习的方法来教学。老师先对某一个专题结合理论进行演示与讲解,然后让学生进行操作练习,老师巡回指导并检查学生完成情况,最后老师总结,学生完成实验报告。在这个过程中,演示与讲解一定要结合学生理论知识掌握程度的实际情况,使学生的知识能与老师的讲解衔接上,演示时,老师要尽可能收集能激发学生兴趣的一些具体实例,使学生感到有“味”,从而使学生保持良好的精神状态、学习状态,让学生的潜能最大化地激发出来,特别是注意力、理解力、记忆力、创造力,达到最佳的效果。在学生自己练习过程中,老师结合自身学习的经验教训,去纠正学生不良的学习习惯,在学生碰到困难时,及时分析困难产生的原因,针对每个学生进行指导,特别要教会学生尽量自己解决问题的能力,“授之以鱼”不如“授之以渔”。
4)在第二阶段的实习过程中,在有条件的情况下,增加野外实践实习的内容,携带手持GPS、便携式地物光谱仪、短波红外地物光谱仪等遥感仪器,到野外进行遥感技术的综合应用实习,如几何精校正中的地面控制点选取、地物反射率测量、地物目视解译与验证补判等等。通过野外实习,进一步提升学生理解与灵活运用知识的能力,提高遥感技术与应用课程的实践性[1]。
与遥感图象处理与应用的企事业生产单位建立联系,让学生通过顶岗式实习,熟悉遥感技术与应用的具体工作流程,观察实际生产中出现的问题并学会独立解决问题的能力,将实际生产与自己的课程学习进行结合,增强遥感技术与应用的实际生产能力。
5)让比较优秀且有兴趣的学生参加老师的遥感技术与应用的科研课题,学生在老师的指导下,针对具体的小题目,成立各个科研小组,各个小组独立的收集相关资料,结合题目进行知识和技能扩展训练,然后进行实验,不断思考总结,老师适时进行点拨指导,学生基本都能取得项目预期的成果。通过这种学习和锻炼,使科研小组成员具备了一定的科研基础,养成了良好的科研素质,为以后的进一步发展有了较高起点。
4小结
从这几年的教学情况看,通过这些教学环节的精心计划与认真实施、反馈修正,激发了学生的学习兴趣,既学到了有用的理论知识,又具有实际的技能,提高了独立解决较复杂问题的能力,为尽快尽好走入社会奠定了坚实的基础。
参考文献:
[1]刘勇卫.遥感精解[M].北京:测绘出版社,1993:76-86.
[2]吕国楷,洪启旺,郝允充,等.遥感概论(修订版)[M].北京:高等教育出版社,1995:36-40.
[3]梅安新,彭望禄,秦其明,等.遥感导论[M].北京:高等教育出版社,2001:79-81.
[4]赵英时.遥感应用分析原理与方法[M].北京:科学出版社,2003:83-85.
[5]孙家柄.遥感原理与应用[M].武汉:武汉大学出版社,2003:73-76.
[6]张彦丽,潘竞虎.《遥感技术基础》课程教学策略探究[J].师范教育,2008,3(3):53-54.
[7]徐永明.关于成人教育《遥感应用》课程教学的几点思考[J].气象教育与科技,2007,31(2):27-31.
[8]刘仁钊,廖文峰.遥感图像分类应用研究综述[J].地理空间信息,2005,3(5):11-13.
遥感技术的主要功能范文篇2
【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Windows7.0+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SQLSERVER2003(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.