遥感技术综述篇1

关键字：土地利用、动态变化、遥感技术、动态监测

中图分类号：P285.2文献标识码：A

0前言

土地资源是重要的生产资料，是人们赖以生存和发展的基础。近年来，随着全球人口的不断增加,经济的不断发展，土地资源超量开发，人类生存环境受到了严重的威胁，土地利用/土地覆盖变化已经成为影响全球环境变化的一个重要原因。1993年“国际地圈与生物圈计划”(IGBP)和“全球变化人类影响和响应计划”(HDP)共同将土地利用/土地覆盖变化(LUCC)列为全球变化研究的核心计划[1]。土地利用/土地覆盖现状既反映了过去土地利用历史，又强有力地影响着未来的土地利用方向，因此及时掌握土地利用变化信息已显得非常重要。遥感技术以其快速、准确、准时、周期性短等优点在土地利用/覆盖变化的动态监测中显示出明显的优势，在国内外得到了广泛应用。综合国内外学者的研究成果，现将遥感技术在土地利用类型调查中的研究方向从以下方向进行阐述。

1遥感图像的选择

1.1最佳时相的选择

正确选择遥感图像能大大提高解译的速度和精度。其中时相是反映遥感图像特征的重要因素之一。以植被景观为例进行研究，关于植被景观遥感最佳时相的选择，张银辉等指出不同时相遥感图像的选择对分类精度具有很大的影响，因植物物种、长势及生长阶段等不同而在遥感图像上有不同的光谱表现形式[2~3]。邹尚辉[4]根据植物光谱的种间变化及物候变化和太阳高度角对植物光谱的影响，研究了湖北省及北亚热带植被分类的最佳时相选择问题，指出最佳时期主要集中在4月下旬至5月中旬和10月下旬至次年3月下旬。程弘等[5]通过对TM影像在甘肃省白龙江林区(总面积56.8’万ha)森林资源调查中的应用实践，将遥感图像识别的最佳时期定为秋季和春季。姜晓华等[6]探讨了应用两期遥感数据目视解译调查新伐区的方法，以及所用数据的最佳时相，指出调查新伐区最理想的时相是8、9月份。林辉[7]以山东、河南、江苏、安徽的平原地区为例，结合生产实践对TM图像在森林资源清查中应用的处理问题作了探讨.并指出其时相选择最好在10月中下旬及11月上旬，而山区的选择，较为理想的则是4月、5月、10月、11月。一般时相的选择应在林木生长较为旺盛的时期，但这只是一个总的原则，还要根据不同地区、不同清查需求而定。杨朝俊等[8]概述了植被调查中利用遥感技术的最佳时相的选择，分析了四川森林植被的特点及其遥感干扰信息的物候特点。根据影响遥感时相选择的平台、太阳高度角和代表光谱等因素，针对四川不同地区森林植被遥感识别的特点，按照5个区域提出了四川森林植被遥感识别的最佳时期，主要集中在10月下旬至3月下旬。以上学者分别对不同研究地点的最佳时相进行了研究，最佳时相的选择除受遥感平台、太阳高度角和代表光谱等因素影响外，受地理位置和植被的特性影响也较大。因此，最佳时相的选择具有一定的地域性和特定性。同时，也有学者将最佳时相的选择，用于对农作物的分类，也得出了相同的结论[9~10]。

1.2图像类型和比例尺的选择

目前对图像类型的选择和比例尺的研究还不太成熟，没有统一的定论。张银辉等以对土地利用与土地覆盖的研究为例，指出大区域范围研究一般采用低分辨率的大尺度图像(如:NOAA/AVHRR1km数据)，局部区域的土地利用调查一般采用高精度高分辨率的MSS图像、TM图像、SPOT图像或它们之间的结合等。姜晓华等除确定遥感判读的最佳时相以外，又将采伐区目视判读用图的最佳比例尺定为l:2.5万。

2解译范围在遥感图像上的定位

准确界定研究区的范围是遥感在土地利用类型提取中的首要工作。林桂兰等[11]以厦门市饮用水源中的北溪引水渠(管道)和坂头水库为例，根据饮用水源保护区划分原则，研究了基于数字化的地形图建立数字高程模型并自动生成汇水区盆地和流域范围的GIS技术、获取相关自然环境专题信息的遥感技术、以及综合利用社会和自然等多种数据源进行保护区范围界定的方法。利用GIS技术对区域界定确属一种精度较高的方法，但遥感图像的数据量一般都很大，少则几百兆，GIS软件很难处理如此大的图像数据。再者，利用GIS软件进行影像区域界定后，能被遥感判读软件如ErdasImagine分析的文件类型十分有限，导致图像的精度明显降低，甚至不能满足需要。

王小龙等[12]采用相似三角形原理，结合海岛多年的潮汐分析，在高分辨率遥感数据的支持下，可以比较准确地确定海岛潮间带范围，特别是对于分辨率为lm左右的IKONOS和QuickBird图像，提取结果保持了较高的一致性。使用该种几何方法对研究区域进行界定，虽然取得了较好的效果，但是此方法对图像资料的要求比较高、成本也较高，故也具有很大的局限性。

陆海英等[13]在ArcGIS和ErdasImagine软件的支持下，综合考虑建筑物的物理特性和光谱特征，以及城市扩展的规律，将遥感数据、城市建成区边界以及行政边界图叠置起来进行提取，该方法使用方便，操作简单，判读精度也比较高，是对生态旅游地范围精确界定问题的发展和完善。但特别注意的是必须使遥感影像与地形数据、行政区等矢量图层具有一致的坐标系统。

3几种土地利用类型的遥感采集技术

3.1常见的遥感解译方法

刘玉萍[14]以遥感的功能为基础，阐述了遥感目视判读在土地利用类型划分及森林生态变化监测评价研究中的应用和方法，应以常规法和遥感相结合。为森林生态系统恢复提供依据和决策支持。张飞等[15]主要是对遥感影像进行非监督分类，分类后采用合并类、上下文分析、聚类处理等，如果发现精度较低则再次进行解译，再评价，直至获得一个符合精度要求的非监督分类影像。田静毅等[16]采取监督分类和目视解译相结合的方法判读遥感影像，提取土地利用类型预解译图。在室内完成的图件往往存在错误或者难以确定的类型，需要进行野外实地调查与验证。全斌等[17]采用人机交互式解译并结合自动分类对2001年LandsatTM影像进行解译。张玉进等[18]根据2001年野外实地考察的经验，采用最大似然分类法对上述3个时期的遥感影像进行监督分类，实际操作在软件PCI下进行，最终分类精度均在85%以上，符合研究所要求的精度.吴泉源等[19]利用多期遥感数据，采用目视解译和人机交互计算机分类技术提取1984至2004年间龙口市海岸带土地利用信息，从土地利用总量变化、土地利用变化速度、土地利用类型之间的相互转化、土地利用类型变化的海岸区位效应等方面分析龙口市海岸带动态变化特点。梁伟等[20]据1975年的LandsatMSS、1986年和1997年的1月LandsatTM影像资料，运用遥感影像计算机自动分类方法获取土地利用信息，用GIS空间分析方法以及数理统计方法全面分析了黄河中游多沙粗沙区1975~1986年和1986~1997年两个时期内各土地利用类型的变化幅度、变化速度、数量变化的区域差异、变化方向以及变化方向的区域差异等。

3.2高分辨率图像的遥感解译方法

田建林等[21~22]利用QuickBird影像数据进行土地利用类型调查过程中采用计算机图像预处理与人工目视判读的方法获取相对准确的土地利用类型信息。也利用高分辨率卫星遥感影像代替航空遥感影像进行土地利用现状调查。主要采用目视判读和外业调查的方法来完成遥感图像的判读。目视判读的难点是对易混淆地类和森林类型的判读，包括草地与农田、灌木丛与果园地、经济林与用材林、陡坡地与常年早地等。通过适当的前期图像处理，以建立解译标志为基础，采用综合的判读方法可将上述类型大部分判读出来。

3.3遥感解译与其他知识相结合的方法

刘云等[23]借助TM遥感影像采用两种方法来解译北京昌平沙河区景观土地利用：其一是利用TM影像的4、5、3波段的假彩色合成来该地区的土地利用解译；其二是借助TM影像3和4波段计算的NDVI来判定土地利用，并与土地统计数据对比，结果表明第一种方法解译城郊景观的土地利用类型效果较好，而第二种方法对有植被覆盖的土地利用类型解译较好。李爱农等[24]针对我国西南地区地貌类型复杂、土地利用多元化的特征，着重研究了在大面积的土地利用调查中应用遥感图像自动分类方法来获取土地利用信息的一整套技术路线和方法；将非监督分类、监督分类以及野外调查、专家知识和特殊地区的分区分类有机地结合起来，大大提高了可操作性和分类精度。李春华等[25]以福州市琅歧岛土地覆盖/土地利用类型为例，以遥感影像解译知识为基础，使用TM、Aster的融合影像和NDVI生成的植被覆盖度影像，并结合DEM、土地利用等地理辅助数据，将DEM和NDVI因子作为待分类影像的波段加入其中，构成新的待分类影像，运用Bayes分类方法，通过循环迭代的方法消除先验概率对分类精度的影响，实例证明比运用单一的分类方法精度明显提高。张春桂等[26]应用新一代对地观测卫星EOS的MODIS数据，在地理信息系统的支持下，对2001~2005年福州地区不同地表类型的归一化植被指数年际动态变化进行计算分析，在此基础上开展福州地区土地利用/覆盖变化的监测研究，并初步分析了土地变化的驱动力。结果表明：基于MODIS的归一化植被指数对区域土地利用/覆盖的年际变化反映是敏感的，应用MODIS数据可以监测区域土地利用/覆盖变化的空间分布和面积大小。

参考文献：

[1]焉莉.基于3S技术的西部石羊河流域土地利用/土地覆盖变化研究[J].地质与资源,2003,12(3):188-192.

[2]GralldellJ.SubpixellanduseclassificationandretrievalofforeststemvolumeintheborealforestzonebyemployingSSMP/Idata[J].RemotesensingofEnvironment.1998,63:140~154.

[3]张银辉,赵庚星.土地利用/土地搜盖遥感分类方法的研究综述[J].中国农业资源与区划,2002,23(3):21~25.

[4]邹尚辉.植被资源调查中最佳时相遥感图象的选择研究[J].植物学报,1985,27(5):25~31.

[5]程弘,李福林.航天遥感技术在森林资源调查中的应用研究[J].甘肃林业科技,1995,(2):l~6.

[6]姜晓华,韩爱惠,党永峰.应用两期遥感数据目视解译的方法翻查采伐区―以大兴安岭松岭林业局为实验区[J].林业资源管理,2001,(4):60~63.

[7]林辉.林业遥感图像处理点滴[J].云南林业调查规划设计,2001,26(l):40~41.

[8]杨朝俊,胡庭兴,梁玉喜.四川森林植被遥感识别最佳时相的选择[J].四川林业科技,2005,26(5):68~71.

[9]李国靖,台社红.北京地区农业卫星遥感数据时相选择[J].中国农业资源与区划,2004(4):40~44.

[10]汪逢熙.棉花遥感识别的最佳时相及地面模式[A].环境监测与作物估产的遥感研究论文集[C].北京:北京大学出版社,1991:86~91.

[11]林桂兰,庄翠蓉,孙飒梅,等.水源保护区划界的遥感与GIS技术研究[J].遥感技术与应用,2002,17(2):99~103.

[12]王小龙,张杰,初佳兰.基于光学遥感的海岛潮间带和湿地信息提取―以东沙岛(礁)为例[J].海洋科学进展,2005,23(4):477~481.

[13]陆海英,杨山,张婷,等.基于遥感的城乡结合部地域范围界定研究―以无锡市为例[J].南京师大学报(自然科学版),2004,27(2):98~102.

[14]刘玉萍.RS技术在编制土地利用类型专题图件中的应用[J].内蒙古林业调查设计,2002,25(4):38~39.

[15]张飞,塔西甫拉提.特依拜,孔祥德等.干早区绿洲土地利用景观空间格局动态变化研究[J].资源科学,2006,28(6):167~174.

[16]田静毅,林年丰,王立新,等.秦皇岛市水土流失遥感调查与监测闭.安徽农业科学,2006,34(16):41~43.

[17]全斌,朱鹤健,陈松林,等.遥感技术在区域土地利用/锁被变化中的应用[J].中国土地科学,2006,20(2):39~43.

[18]张玉进,肖继东,袁春琼,等.基于卫星遥感的区域土地利用/覆盖变化研究[J].新弧气象,2004,27(3):16~19.

[19]吴泉源,侯志华,于竹洲,等.龙口市海岸带土地利用动态变化分析闭.地理研究,2006,25(5):921~930.

[20]梁伟,杨勤科.基于Rs的黄河中游多沙粗沙区土地利用变化分析[J].水土保持研究,2006,13(5):臾卜92.

[21]田建林,雷平,石军南.QuickBird影像目视判读在土地利用类型调查中的应用研究[J].四川林刊设计,2006,(l):45~48.

[22]金文.区域土地利用/土地覆盖的遥感调查[J].上海标准化,2004,(6):54~56.

[23]刘云,赵群,寇明军,等.基于TM影像的城郊景观土地利用初步研究[J].遥感技术与应用,2005,20(6):563~568.

[24]李爱农,江小波,马泽忠,等.遥感自动分类在西南地区土地利用调查中的应用研究[J].遥感技术与应用,2003,18(5):282~286.

遥感技术综述篇2

[关键字]铀矿勘查遥感技术综合研究成矿观点与找矿效果

[中图分类号]P237[文献码]B[文章编号]1000-405X（2013）-2-118-2

地质勘查工作的深入开展对遥感技术的应用提出了更高的要求。如何深化应用遥感信息，以便更有效地服务于矿产资源勘查，已成为当前遥感地质工作者积极探索的科学难题和热点。而开发新型遥感探测技术与先进的图像处理方法、促进遥感技术与多学科的交叉集成，是这一探索的方向和重要途径。本文结合铀资源勘查，重点从遥感信息综合研究的角度，对其在地质勘查领域深化应用的这一科学难题进行了探索。

1地质找矿中遥感信息综合研究和深化应用的思考与理念

（1）遥感技术在地质领域应用的局限性。遥感技术在地质领域应用的局限性主要表现在遥感所获得的信息主要是地表信息，而目前找矿更多的是需要地下深部信息。因此，单靠遥感技术本身很难解决复杂的地质找矿问题。

（2）找矿难度愈来愈大，遥感技术与传统技术相结合已成必然。随着地质勘查工作的深入发展，一方面，出露地表的矿床明显减少，勘查的目标已由地表或近地表转向地下深处的隐伏矿床，因此找矿的难度愈来愈大；另一方面，由各种地学手段获得的信息愈来愈丰富，如何最大限度地利用这些信息资源，以提高勘查效果，是值得重视的问题。

（3）遥感技术要与迅速发展的现代信息技术相整合。进入21世纪以来，现代信息技术得到迅速发展，如何将这些新技术（如：三维地理信息系统（GIS）技术、三维可视化技术、仿真模拟技术、虚拟现实技术等）应用于地质勘查领域，进一步解决矿产资源的勘查问题。鉴于上述思考，笔者提出了遥感信息深化应用的思路：即充分发挥遥感技术优势，实现遥感技术应用的以下两个结合：一是遥感信息与传统地学信息的结合，二是遥感技术与现代信息技术的结合；同时，在遥感技术应用的过程中要注入地质专业知识，将信息转化为创新思维，用来指导找矿决策和实践。

2遥感信息综合研究与我国砂岩型铀矿断隆成矿观点的提出

2.1铀矿床遥感信息的综合研究

2.1.1对地质资料分析的质疑

关于矿床成因，研究初期人们认为它属层间氧化带铀成矿类型，铀源来自盆地北缘蚀源区的含铀地层和中酸性岩体，在氧化条件下，雨水淋出的铀渗入地下，经地下水搬运，沿渗透性高的砂岩层迁移，在从氧化带进入还原带的过渡地带，由于氧化还原环境的变化，发生了铀的沉淀和富集，形成了该铀矿床（图1（a））。可是，经矿化同位素年龄分析，矿床的形成经历了从120±11Ma～8±1Ma的一个漫长过程，新生代时（20±2Ma和8±1Ma）继续有铀矿化形成，但新生代时，河套断陷已经形成，断陷的下陷已将蚀源区与成矿区分开，这时成矿的铀源已不可能再来自盆地北缘（图1（b））。因此笔者认为，用传统的观点难以完全解释东胜铀矿床的形成。

2.1.2新发现地质现象的遥感信息综合研究

先将收集的研究区的遥感、地质、地球物理（重力、航放、航磁）、地球化学数据建成GIS数据库；然后利用GIS分析功能，将遥感信息与传统地学信息集成（复合和融合），并进行数据挖掘和知识发现。通过综合研究进一步认为：东胜-石湾子断隆构造为一基底隆起背景上的富铀断块，它的不断隆升，能够为成矿提供铀源；断隆南缘断裂为一从地表切入基底的贯穿性断裂，是深部物质向上运移的通道；环状构造为一与油气有关的环状构造，反映该区油气活动的中心，可以为成矿提供油气等还原物质。由上述构造要素构成的成矿背景叠加在早期的套蚀源区与斜坡带的成矿背景之上，构成了该区铀矿形成的特殊区域地质构造环境。

2.2铀矿床的断隆叠加成矿

在综合研究了铀矿床的区域地质构造背景之后，又进一步研究了矿床的成矿特征，发现油气和热流体参与了成矿过程，矿化有明显的叠加现象，如铀源的叠加、成矿流体的叠加和成矿年龄的多期性等，且铀矿化类型具双重性和复杂性等。将矿床的成矿背景信息与矿床的成矿特征信息综合，并注入铀矿地质专业知识，实现了信息的转化，重新认识了铀矿床的成矿过程。

2.3砂岩型铀矿断隆成矿观点的提出

（1）断隆非叠加成矿的证据。当扩大研究范围后发现，其他铀矿床在空间分布上也与断隆构造有关，如黄陵铀矿床位于渭北断隆的北缘，国家湾铀矿床位于固原-华亭断隆上，磁窑堡铀矿床位于牛首山-罗山断隆的西缘等。综合断隆叠加成矿和非叠加成矿的研究成果，笔者提出了砂岩型铀矿断隆成矿的观点。

（2）断隆成矿的机理。通过对断隆构造成矿机理的研究认为：①断隆构造的隆升作用，使深部的铀矿床和富铀层被抬升到地表，遭受风化、剥蚀，为新的成矿过程提供铀源；②断隆边缘斜坡带的地形和沉积环境（有利于形成赋矿的粗碎屑的沉积地层）；③断隆边缘贯穿性断裂是将深部还原性物质向上运移的导通等。这些有利的成矿要素在断隆构造环境形成了最佳组合，从而使断隆构造孕育了源（铀源）-运（搬运）-聚（富集）统一的成矿条件。（3）断隆成矿观点的核心。断隆成矿观点的核心是强调构造，特别是深位贯穿性断裂和油气，甚至热流体等深部还原性物质在砂岩铀成矿过程中的重要作用。认为该类型铀矿床的形成不同于传统的层间氧化带类型铀矿床，不只是个浅部地质作用过程，而是深部与浅部地质作用的复合。

（4）断隆成矿观点提出找矿意义：①我国克拉通盆地砂岩型铀矿的区域找矿，应围绕断隆构造及其边缘进行；②围绕断隆构造找矿，不要局限于砂岩型铀矿，应开展多目标找矿（包括砂岩型、碳硅泥岩型和热液型）；③不同断隆构造形成的背景、演化历史、成矿条件和找矿潜力不尽相同，即使同一断隆构造不同部位成矿环境和条件也不相同。因此，找矿时要进行具体的地质分析。

3结论

实践表明，如果用同样的方法和手段研究同一个问题，由于看不到新的现象和事实，认识将很难有所突破。遥感技术在地质找矿中的重要作用，就是它能够迅速发现用常规地质方法很难发现的地质体和地质现象，如果将这些新发现与传统地质方法得到的信息相结合，将会促进地质人员重新考虑问题和进行创造性思维，以导致新概念的产生和矿化规律新认识的形成。曾经指出的"没有先进技术支持的理论是落后的"。同时可以看出，遥感技术的应用不仅限于"线、环、块"的识别和蚀变信息的提取，更重要的是它还可以进行成矿理论的研究。因此，需要将遥感的应用"从技术索引的思路走出来"，"从技术层面提升到科学层面"。这样才能使遥感在地质找矿中发挥更大的作用。充分发挥遥感技术的优势，最大限度地利用现有的地质勘查信息资源，进行新理论的探索和建立新的找矿模式，并利用新模式进行找矿，这是一条从"信息找矿"到"理论找矿"再到"模式找矿"的正确途径，实践证明可以取得显著的找矿成果。

遥感技术综述篇3

关键词：遥感实验室建设本科思考实践

中图分类号：G6文献标识码：A文章编号：1674-098X（2016）09（c）-0133-04

ReflectionandPracticeonConstructingtheLaboratoryforUndergraduateEducationofRemoteSensing

ZHOUJiLIShihuaZHANGXu

（SchoolofResourcesandEnvironment，CenterforInformationGeoscience，UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina，ChengduSichuan，611731，China）

Abstract：Laboratoryisanextremelyimportantplatformforundergraduateeducationofremotesensing.Becauseofthecharacteristicsofremotesensing，boththeoriesteachingandapplicationsarerequiredbyalaboratoryforundergraduateeducationofremotesensing.Byselectingthelaboratoryforenvironmentalremotesensingasacase，thispaperdescribestheprinciplesforconstructingthislaboratoryandthedetaileddesignedexperiments.Furthermore，resultsforthislaboratoryarepresentedfromfouraspects，includingtheteachingofundergraduatecourses，innovativetrainingforundergraduatestudents，worksonthebachelortheses，andthenewlydesignedexperimentsbyteachers.Withthesharedreflectionsandpracticesonthislaboratory，lessonscanbelearnedbyotheruniversities.

Keywords：Remotesensing；Laboratoryconstruction；Undergraduateeducation；Teflection；Practice

b感技术是空间信息技术的重要组成部分之一，目前各国都把发展遥感技术作为抢占未来科技制高点的国家战略。随着卫星及其应用产业纳入国家战略性新兴产业体系，以及高分辨率对地观测系统等国家重大专项的持续推进和新的应用领域不断兴起，遥感信息产业未来将保持高速增长[1]。目前，遥感技术已被广泛应用于防灾减灾、资源探测、环境、国土、农林业和水利等众多行业，并在相关领域取得了重要成果。

遥感实验是获取实测数据、强化方法应用、实践遥感理论、发展遥感技术的重要基础手段，对于大学本科期间相关遥感课程的学习具有举足轻重的作用。遥感本科实验室主要面向地理信息科学、遥感科学与技术、空间信息与数字技术及相关本科专业的遥感基础理论实践和遥感应用分析等的专业人才培养。该类实验室强调理论与实际应用相结合，通过开展遥感图像判读、数据采集、分析和应用等，增强学生对遥感知识的专业理论实践理解和应用分析能力，为测绘、国土、资源、环境、农林业、水利、减灾及气象气候等行业提供高技术专业人才[2-5]。该文以电子科技大学面向空间信息与数字技术、环境工程等专业本科教学建设的环境遥感本科实验室为例，介绍对该实验室建设的思考和实践成效，以期为国内相关高校的遥感本科实验室建设提供参考。

1建设背景

电子科技大学资源与环境学院于2012年1月成立。学院成立初期有空间信息与数字技术、环境工程（按环境信息技术方向培养）两个本科专业，2015年新增地球信息科学与技术专业。为满足空间信息与数字技术等专业的教学，在学校的大力支持下，学院于2013年启动“环境遥感实验室”“地理空间信息工程实验室”和“环境工程实验室”的规划与建设工作。其中，环境遥感实验室主要依托于学院在遥感方向的专业人才队伍。

2建设思路与规划

2.1建设目标与总体思路

环境遥感实验室定位为学院遥感本科教学的理论与应用中心和实现培养空间信息与数字技术、环境工程实用型专业人才战略目标的重要支撑。实验室建设目标为较为先进的环境遥感教学实验平台、配置较为齐全的实验仪器，满足空间信息与数字技术、环境工程等专业的教学实验，直接支撑本科课程《空间信息导论》《遥感原理》《资源环境遥感》《数字图像处理》和《遥感综合实验》等的开展，使得学生在环境遥感实验室开设的实验项目中得到充分的实践锻炼。同时，实验室还将服务于本科毕业设计和创新训练项目，增强学生理论联系实际和实践动手能力。除该学院的相关专业外，实验室还将为本校电子工程、通信和航空航天等空间信息应用专业提供环境遥感实验平台。

根据学校本科实验室建设的总体规划，环境遥感实验室主要分2013年3―12月、2013年9―12月两期建设。综合考虑遥感类课程教学的需要、学校的电子通信学科背景和特色以及学校的经费投入，实验室第一期建设的指导方针为“涵盖基础理论、涉及重点领域、满足信息处理”，第二期建设的指导方针为“补充基础理论、增加重点领域、支撑信息处理”。其中，本科阶段遥感类课程涉及的主要基础理论知识点是地物反射、发射辐射理论，应用领域知识点则包括遥感在植被、土壤、大气、水环境等的应用，遥感信息处理知识点包括影像显示、预处理、增强和分类等。图1为环境遥感实验室的总体建设思路。

2.2实验设计

环境遥感实验室建设之前，空间信息与数字技术、环境工程的本科教学中，与遥感紧密相关的课程实验仅有“土地利用遥感调查”。该实验依托于《遥感原理》，共10学时。为加强对学生实践能力的培养，在本实验室第一期建设中，共设计了6个实验，分别如下。

实验1：遥感图像处理与专题信息提取。主要内容：遥感图像处理软件的使用方法、遥感图像判读与土地利用现状调查方法等。共28学时。依托于《数字图像处理》和《空间信息导论》。

实验2：地物反射光谱采集与处理。主要内容：典型地物的光谱测量方法及其反射光谱特征分析。共8学时。依托于《遥感综合实验》。

实验3：地物辐射参数采集与处理。主要内容：典型地物红外辐射特征测量方法、相关热辐射仪器的定标方法等。共8学时。依托于《遥感综合实验》。

实验4：植被参数遥感采集与处理。主要内容：植被参数野外测量、植被参数的遥感建模及分析方法等。共8学时。依托于《遥感原理》和《资源环境遥感》。

实验5：土壤环境参数采集与处理。主要内容：土壤环境参数的采集与分析方法、土壤含水量的测定方法、土壤各层真实温度的采集方法等。共6学时。依托于《遥感综合实验》。

实验6：大气环境参数采集与处理。主要内容：近地面大气环境参数、气象因子观测方法。共6学时。依托于《遥感综合实验》。

第二期建设中，共设计了两个实验，分别如下。

实验1：水环境参数采集与处理。主要内容：水质采集测量方法、水质参数遥感建模及分析方法等。共16学时。依托于《遥感综合实验》和环境工程专业相关课程。

实验2：地球物理参数采集与处理。主要内容：地表主要地球物理参数的采集与分析方法，包括反照率等。共12学时。依托于《遥感综合实验》。

2.3仪器设备购置

根据环境遥感实验室建设中设计的8个教学实验，规划购置的主要实验仪器设备（含专业软件）包括ENVI/IDL软件（含扩展模块）1套、地物光谱仪2套、植物冠层分析仪1套、叶绿素仪3套、激光测距测高仪3套、电子天平3套、在线固定式测温仪3套、黑体辐射源1台、手持式测温仪4套、烘箱1台、土壤水分监测仪3套、气象辐射站1套、多参数水质监测仪1套、土壤温湿度自动监测系统2套、植物冠层分析仪1套、台式计算机10台等。学校共投入经费约128万元。

3实践成效

3.1本科教学

环境遥感实验室遵循“边建设、边使用；边实践、边总结”的思路，于2013年秋季学期即投入本科教学。至2013年12月，环境遥感实验室第一期、第二期建设基本完成，并顺利通过学校组织的验收。利用已购置仪器，2013―2014学年秋季学期和2014―2015学年秋季学期，依托《遥感综合实验》课程，开设了32个学时的实验课程，参与学生分别为28人、21人，实验内容涵盖了上述大部分实验项目。2013―2014学年夏季学期依托《数字图像处理》课程，开设了相关实验，参与学生数为50人。2014―2015学年秋季学期依托《资源环境遥感》课程，开设了10个学时的实验课程，参与学生为24人。图2为《遥感综合实验》课程学生室外实验照片。

3.2本科创新训练与毕业设计

除支撑课堂教学外，本科实验室的其他重要职责还包括支撑本科创新训练、毕业设计等。截至2016年，该实验室已支撑了多名学生的本科毕业设计，如“基于ASTER数据的成都平原土壤水分反演”“基于MODISEVI-Ts特征空间的土壤水分反演”“基于MODIS数据的中国西南地区干旱时空特征分析”“建筑表面温度的日变化特征及其影响因子分析”“校园水环境水质测量及其光谱特征分析”“土壤湿度对土壤剖面温度与表面温度的影响分析”等。还支持了本科生的本科创新训练项目“基于MODIS数据的中国西南干旱时空特征分析”“我国多云雾地区地表温度时间序列构建与应用”“针对AMSR-E地表温度的验证与评价研究”“基于三维激光点云数据的园林植被立体实测建模”“校园水体颗粒污染监测研究”等的开展。通过参与上述工作，学生得到了充分锻炼，一方面增强了对遥感的兴趣；另一方面促进了对课堂教学内容的理解。

3.3教师新实验项目开发

在学校“新实验建设专项”的支持下，空间信息与数字技术专业教师也依托于本实验室，不断设计与开发新实验项目，如“植被叶面积指数测量及遥感反演”“基于Matlab的RS图像处理方法设计”“地物反射、辐射测量与遥感波段匹配实验”“基于三维激光扫描的空间地物建模”“典型地物热红外图像采集与处理实验”“典型地物方向反射/发射特征观测与分析实验”等。所开发的新实验项目，也陆续应用到本科课程教学中，并实现对实验室原有实验项目的更新升级。

3.4实验室管理规章制度建设

为保证实验室的有序运行，该实验室由专人管理，并相继形成了《环境遥感实验室设备目录》《环境遥感实验室管理制度》《环境遥感实验室仪器管理制度》《环境遥感实验室仪器借用登记表》等规章制度和文档材料，做到仪器设备的有序、规范化管理。从3年的运行效果来看，实验室仪器使用率合理，实验室仪器设备目录、仪器介绍、仪器设备管理制度和仪器借用都有严格规范管理和相应记录文档，未出现仪器设备事故。

4结语

环境遥感实验室自2013年开始建设，同年底初步建成，至今已运行三年，较好地支撑了《空间信息导论》《遥感原理》《资源环境遥感》《数字图像处理》和《遥感综合实验》等课程的教学以及本科生的本科毕业设计、创新训练等，达到了预期的目标。此外，部分设备还支撑了研究生的教学和教师的科研工作。环境遥感实验室作为学院遥感本科教学的理论与应用中心，成为我校培养空间信息与数字技术、环境工程等专业人才战略目标的重要支撑。下一阶段将根据电子科技大学的学科背景，开展实验室在“遥感+信息”融合方面的探索，并支撑《遥感原理》等融合课程的建设。

参考文献

[1]张曼倩.中国遥感发展四十年，如何在下一路口抢占先机[J].卫星应用，2016（9）：33-36.

[2]陈文波.非遥感专业课程教学面临的问题与解决途径.实验科学与技术，2016，14（4）：117-120.

[3]曾永年，谭柳霞，王慧敏.我国高校遥感科学与技术专业现状分析[J].测绘科学，2016，41（5）：168-172.

遥感技术综述篇4

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2023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

[1]卓宝熙.工程地质遥感技术应用的现状与展望[J].工程地质学报，2012（12）：45-46

遥感技术综述篇5

关键词：遥感图像处理课程体系模块化教学实践

中图分类号：G421文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）05（b）-0185-02

遥感作为一种高效的探测、获取、分析和处理空间信息的先进技术手段，已广泛应用于各个领域。高等院校是我国遥感专业人才培养的主战场，它提供了一个综合性高、专业性强的平台[1]。在该平台上，可以针对社会的应用需求，塑造学生不同的个体特征，培养出适于不同岗位的研究型、应用型人才。因而，构建旨在培养学生综合素养，并突出其个体特征的课程体系具有举足轻重的作用。特色鲜明的体系可以在提升学生的综合素养的同时，也能够突出学生个体，因而可以更好地满足我国遥感专业人才培养的需求。

现阶段我国为遥感专业人才培养设置的本科专业主要有摄影测量与遥感、遥感科学与技术、地理信息科学等，在这些专业的培养方案中，《遥感导论》和《遥感图像处理》在多数高等院校中都有开设，并为专业核心课程之一，有的高等院校还开设了《数字图像处理》。《遥感导论》和《数字图像处理》两门课程可以视为《遥感图像处理》的前期基础课，因而在课程学期安排上应该提前。

《遥感图像处理》以地理学、测绘学、数理统计、计算机技术等为背景，在学习了遥感技术、图像处理技术的原理和理论基础上，着重介绍遥感信息处理的原理、过程与方法，并掌握遥感图像处理技术的发展动态与实际应用。由于《遥感图像处理》是多学科的交叉，与很多专业都有很密切的联系，而且发展速度较快，在遥感图像处理的教学中，一方面要求不同对象的学生掌握、理解或了解图像处理技术的基本原理；另一方面，还要求不同对象的学生理解或了解遥感图像的成像机理、处理技术和流程等。同时，图像处理技术和遥感技术具有技术更新快的特点，因而还需要学生掌握现阶段的状态以及最新发展情况。除了教学内容和教学方法外，实验教学也是《遥感图像处理》课程的重要的环节，传统的课程教学大都偏重于理论，一些已有的实验也主要是针对特定图像处理的一些应用，缺乏图像处理技术应用与遥感图像特征无缝结合和系统组织。

总的来说，目前的《遥感图像处理》课程体系主要存在以下几个方面的问题[2]：（1）传统的课程体系多注重经典理论，轻实验和实践[3]。除了应该重视理论教学外，有效地利用实践教学环节，有利于学生理解和掌握该课程内容，取得事半功倍的教学效果；（2）传统课程体系脱胎于数字图像处理，和遥感处理关键技术之间存在断裂面，遥感处理知识体系不够完善。

本文以我国高等师范院校开设的遥感科学与技术、地理信息科学专业为例，针对《遥感图像处理》课程的教学目标，提出了适合高等师范院校本专业领域学生的课程体系的构建方案，并就其实践教学的效果和课程体系特色进行介绍。

1课程体系的建立

内容的模块化设计是目前课程体系建设的主要方案，在很多高等院校的专业教学中得到了较好地应用[4]。为适于高等师范院校开设的遥感科学与技术、地理信息科学专业教学需求，通过近10年左右的实践教学，我们将《遥感图像处理》的课程体系结构分为7个模块，如图1所示。

（1）图像基础模块：这一部分主要介绍遥感数字图像的基础知识，主要包括遥感数字图像、遥感数字图像的计算机存储、遥感数字图像的计算机视图与表达等内容，让学生了解遥感数字图像的基本概念和特点，并从计算机存储和显示的角度，定性了解数字遥感图像，引导学生建立遥感图像处理研究和实践的兴趣。

（2）定量遥感处理模块：遥感定量化是当前技术发展的重要方向之一，其分析和处理过程涉及到物理、大气等学科；本科生由于前期所开课程较少，感觉定量遥感处理的难度较大，因而我们主张在本科阶段掌握定量遥感的基础理论和图像处理，深层次处理设置在后续的研究生课程开设。

该模块的主要内容涵盖辐射定标、大气校正、热红外地面温度反演等，以LandsatTM图像为例，了解遥感图像的辐射校正和定量反演的技术方法：辐射定标结合LandsatTM的0级、1级产品，介绍遥感图像数字值（digitalnumber，DN）转换为光谱辐射亮度的方法；大气校正主要讲述基于辐射传输方程的校正方法，结合6S和MOTRAN辐射传输软件包，完成遥感图像的大气校正；热红外图像地表温度反演以LandsatTM6为例，介绍单波段热红外图像的地表温度反演方法和技术流程。

（3）几何遥感处理模块：该模块针对遥感成像的纯中心投影、多中心投影、侧视雷达等不同构像方式，解释它们的几何纠正方法和技术流程；对于多项式纠正方法重点介绍，强度多项式的构建、地面控制点的选择、最小二乘法拟合等相关内容。

（4）数字图像增强模块：数字图像增强模块按照彩色增强、辐射增强、空间域增强、频率域增强、多光谱增强等顺序进行讲解。在这一部分，我们遵循系统深入的原则，基于遥感数字图像处理的实例，帮助学生系统复结并领会各种理论方法之间的逻辑顺序与本质。由于图像处理具有理论性和可视化强的特点，在这个部分教学中，我们希望加强学生对前置基础课程（如《遥感导论》和《数字图像处理》）所学基本理论和方法的深入理解，使其充分认识遥感机理理论知识在遥感图像增强应用中的指导意义，并体会理论本身的魅力。

（5）遥感图像融合模块：该模块从遥感图像融合的目的出发，介绍图像融合的主要方法和技术流程、图像融合结果的性能评估等；联系数字图像增强模块的多光谱增强子模块，以HIS变换、主成份分析、傅里叶变换和小波变换等为基础，阐述遥感图像融合的主要技术方法，并对其方法的缺点进行分析，提出改进的遥感图像融合方案。

（6）遥感图像分类模块：该模块主要包括计算机分类的基本原理、非监督分类、监督分类、计算机分类的新方法、分类结果后处理、精度评估等内容。在这一部分教学中，我们充分发挥图像处理应用性强的特点，选择最小距离法、ISODATA、最大似然分类法等，重点讲述其基础理论和技术方法，激发学生学习兴趣。

（7）变化检测模块：该模块是对前面所学模块的综合运用，向学生展示《遥感图像处理》立体而丰富的专业内容。在介绍遥感图像变化检测意义和技术流程的基础上，重点论述变化检测的分类后比较法和直接比较法；将变化向量分析法（CVA）作为典型算法进行讲述，通过土地覆被变化检测的应用实例，综合遥感图像辐射校正、几何纠正等知识，重点论述变化强度和变化方向的确定方法，并利用图像处理实践提升学生的研究性思维，初步培养学生的创新能力。

2课程教学实践及其特色

2.1加强实践教学环节，注重动手能力的培养

本课程主要教学目的是使学生了解和掌握遥感信息处理的基本知识、方法、基本技能和发展动态，初步掌握应用遥感信息处理技术分析和解决实际问题的能力。因而，实践教学能力培养是我们课程建设的核心部分。我们在每个模块中设置了多个实践环节，多角度、多目标的提升学生动手操作能力。

通过理论学习、实践处理等环节，增强学生对本课程的理解，并在此基础上使学生进一步掌握遥感图像成像的基本原理、基本理论和这些理论在遥感图像处理中的应用。近10年的教学实践证明，该课程的实践教学环节较好地调动了学生专业学习的积极性，取得了较好的学习效果。

2.2内容延伸模块化，形成分层次课程体系

我们依据课程教学内容，构建了授课内容的基本框架，按照教学内容分块设置，根据学生学习阶段、课时安排、专业特色延伸等可以灵活变化，因而给授课内容带来了较大的机动性。

在每个教学模块中首先确定知识体系和拓展专题内容，将这些拓展专题分为偏应用型和偏理论型。每个专题中设置基本内容和扩展内容，形成模块化分层次的课程体系。

例如：在数字图像增强模块中，目前的大多数教材中存在直方图均衡化的内容，然而随着图像处理技术的发展和应用的拓展，人们发现在绝大多数遥感图像增强处理中不适合直方图均衡化处理，因此这部分内容可以不讲或让学生自学。图像增强部分的内容非常多，使学生清楚掌握第一节内容介绍的关键词，课程的延伸内容就会更易理解。根据学科特色和学习层次，可以有意识地引入偏应用专题或偏理论专题，更好地满足不同目标、不同层次的学生的需求。

通过遥感图像处理课程教学内容的分块划分，形成了层次化、模块化课程体系，在确保授课内容体系完整情况下，使内容选择更具条理和可操作性，便于培养不同目标导向的学生，更适于我国高等师范院校相关专业的教学设计。

2.3多目标人才及其创新能力培养

社会对人才可以从不同的角度加以分类，从生产或工作活动的目的来分析，现代社会的人才可分为学术型（理论型）、技术型、工程型和技能型等。多目标人才就是多功能人才，其特点是多才多艺，能够在很多领域大显身手。当今社会的重大特征是学科交叉，知识融合，技术集成。因而，《遥感图像处理》多目标人才培养是培养学生在各个方面都有一定能力，同时在某一个具体的方面要能出类拔萃。

在高等师范院校地理学背景创办遥感科学与技术、地理信息科学等本科专业的情况下，不同层次、不同培养目标导向，可以让学生针对自己的发展方向选择应用型还是研究型，因而该课程体系更加具有灵活度。我们课程体系中设置的定量遥感模块，可以满足学生在应用型《遥感图像处理》课程中学习到研究型知识，丰富和完善学生的有关遥感处理的知识结构，提升学生的创新能力。实践教学证明，我们的本科生经过该模块的学习，也能够独立完成研究方案构思和具体研究路线设计，并在老师的指导下撰写科学论文。

3结语

卫星遥感、图像处理技术的迅猛发展，其应用领域愈来愈广泛，该领域受到很多学生的垂青，激发了他们的学习热情。目前很多高等院校都开设了《遥感图像处理》这门课程。如何根据各个高等院校的学科特色、学生特点构建适合自己的课程教学体系、安排好授课内容、提高教学方法和教学手段的有效性是很多高等院校主讲教师最关注的，同时对于提高学生学习兴趣、加强实践应用能力以及培养信息技术时代的创新型人才具有重要意义。

笔者结合多年《遥感图像处理》课程的教学经验，设计了一个课程内容模块化、专题内容可延伸、分层次的课程体系，它采用专题框架，在保证授课体系完整性的前提下，授课教师可以依据人才培养目标、专业特色、学时要求引入模块化延伸内容，有机地将课程教学内容联合在一起，形成多层次、多目标的授课内容。实践证明，该课程体系设置达到了我们高等师范院校相关专业的课程教学预期效果，可以为我国其他高等师范院校的相关专业的《遥感图像处理》课程教学提供参考。

参考文献

[1]邓磊，赵文吉，胡德勇.遥感课程实践教学模式探索与教改实践[J].科技创新导报，2012（7）：136-137.

[2]赵珊，刘静.数字图像处理课程实践教学的改革与设计[J].中国科技信息，2009（23）：226-227.