遥感技术原理与应用篇1

关键词：遥感技术；城乡规划；动态监测；原理

中图分类号：TP7文献标识码：A

遥感技术是通过人造卫星、飞机等来收集各类地理信息，在开展城市总体规划时，利用遥感技术收集到的规划区域内地下水信息、地震信息、规划场地的稳定性、工程建设的适宜性等，来确定城市的发展方向、建设规模、功能划分等进行总体的部署。通过遥感影像采集信息与数据可以减少野外工作时间，提高工作效率，在城乡规划工作中发挥着不可替代的作用。

一、遥感技术的应用原理

遥感技术是一门建立在空间科学、信息论、电子技术、计算机技术、光学等新技术科学及地球科学理论基础上的综合性技术，是现代前沿的科学技术之一。遥感即“遥远的感知”，其通过电磁波、声波、力等形式采集数据。目前，应用最多的还是电磁波，电磁波遥感主要分为了被动遥感和主动遥感。被动遥感主要利用的是太阳辐射能，通过仪器记录地表发射或反射的电磁辐射，主动遥感即为人为发出的的电磁能量，我们所熟知的雷达就是应用的此原理。

遥感的理论基础即为电磁辐射与地表之间的相互作用。而地表特征是十分复杂的，对于不同的波段的能量到达地球表面后，其效果是不一样的，地表会选择性的反射、透射、吸收、折射能量，所以即使是同一物体，其在在不同状态下与电磁波的作用也是不尽相同的。

二、城乡规划遥感监管业务与技术流程

城乡规划动态监管的主要内容是城乡规划强制性内容的落实情况，主要技术流程是应用遥感技术，通过同一地区不同时相的遥感影像提取城乡建设变化信息，将变化信息进行地物分类，与监管地区的城乡规划专题资料进行叠加对比分析，辅以外业核查，最后将城乡建设变化的空间位置和规划业务信息提交城乡规划主管部门，为城乡规划的编制、实施、监督和修改提供决策依据。监管业务流程和相关技术流程如下（图1）：

三、遥感数据源选取及数据处理

遥感地观测技术作为城市扩展监测的主要手段，提供了丰富的城市扩展变化数据，该技术在城市扩展监测中的发展趋势主要表现在采用高分辨率、高光谱遥感数据，对光谱特征非常相似的城市地物和人工目标物加以区分和精细分类，以提高城市规划建设变化监测数据的准确性、可靠性和时效性。

（一）遥感数据源选取

陆地卫星空间分辨率最高已达到厘米级，电磁波段也由可见光、近红外波段扩展到热红外、微波波段，从二维观测发展到三维观测，从宏观的区域研究开始向复杂的城市区域研究。

遥感数据源的选择需要考虑的因素非常多，包括价格、空间分辨率、成像时间、波谱分辨率等因素。针对城市规划遥感监测任务，选择合适的遥感数据源是最先要考虑的问题之一，原则上主城区由于建筑物密度较大，地物目标类型多样，通常选用低于1m以下空间分辨率的影像，城市郊区或城乡结合部可选用分辨率在2m左右的数据（见表1）。

为了提高城乡规划建设监管的效率和准确性，结合卫星遥感影像的分辨率和性价比，用于城市规划动态监管性价比比较好的遥感影像数据源组合是：主城区采用高分辨率的IKONOS、QuickBird、GeoEye-1和WorldView2数据，城乡结合部或者规划区范围采用SPOTS数据。

（二）数据处理及信息提取

获取了遥感卫星影像后，首先利用地形图数据对影像进行几何纠正，使得遥感影像的投影方式与地形图、规划图一致，为变化信息提取与分析创造条件；通过配准步骤，使规划所描述的城市功能分区与地理坐标相关联，实现与纠正后的遥感影像数据在同一参考基准下的比对。将配准之后的同一地区的多景影像进行镶嵌工作.使之成为一幅反映被监管区域全貌的完整影像。镶嵌处理之后进行全色影像和多光谱影像数据的融合，为后续的变化信息提取做准备。

在利用遥感技术进行城市规划监管工作中，最核心的图像处理步骤即为遥感图像信息提取与挖掘。通过对城市规划监管业务和技术需求分析，结合城乡规划主管部门的职能和重点工作的要求以及当地实际，确定重点监测目标，例如城市道路、城市绿地、城市水系、城市用地和历史文化名城等。通常监测目标在遥感影像上具有一下几个特征：1.地物光谱特征；2.纹理特征；3.地理空间特征；4.位置分布特征；5.特定空间结构和空间关系。通过以上地物目标特征，选取不同的方法对多时相高分辨率遥感影像进行变化差异图斑提取，并对这些差异实现地物分类。分类结果与各专题规划图进行对比，并辅以实地核查，最终将量化和定位结果上报行政管理部门。针对目前城市规划建设中存在的若干问题：违法建设大量出现、城乡结合部建设混乱、文物毁坏大拆大建、无规则擅自批建等，遥感技术和多时相影像数据成为了一种实时有效的城市规划监管方式。

四、城乡规划动态监测内容

（一）动态监测的内容及特点按照城乡规划的分级管理原则和城乡规划监管的实际需要，可以对城市、乡镇等的总体规划的实施情况进行动态监测，尤其是土地利用状况变化的动态监测。对于城乡规划体系，通过借助LANDSAT30M和SPOTlOM叠合卫星照片，就可以动态监测城乡必须要控制开发的地域的建设活动，其中包括湿地、风景名胜区等生态敏感地域、基本农田的保护、地下矿产分布区等等。除此之外，还可以对城市建设用地的变化情况、城市重要基础设施的使用情况进行动态监测。所以说，对城乡规划实施管理、进行动态监测是很有必要的，其目的就是为了加强城乡规划监督管理工作，保障城乡规划的有效实施，促进城乡规划实施管理和监督的规范化和城乡建设的健康、有序发展。同时，动态监测还可以提供城市基础地理信息，提供决策参考。

城乡规划监督管理是一个多方面、完善的体系，其中，动态监控工作的应用必须与城乡规划行政报告制度、城乡规划监督检查制度以及社会监督相结合，以辅助建设行政部监督。

（二）动态监测的技术支持

多年的实践，我国目前已经基本建立了长期稳定运行的卫星对地观测体系，同时还建立了灵活的机载遥感应用体系。从我国内外发展趋势看，遥感信息技术和地理信息系统技术已经被广泛应用于城乡规划领域，其重要性也在日益增强。该技术主要用于城市基本地形图更新、现状调查与数据管理、规划信息管理、规划执法监察、现状评价与成果变现等方面。在我国，其有几个技术发展趋势：①从数据层到应用层，遥感、地理信息系统在城乡规划遥感监测业务中日益的有机集成。②随着我国综合国力的不断加强，我国城乡建设也在飞速发展，从整体上看，我国正处于城乡建设的高速发展时期。③遥感数据的共享与分发：目前这是一个国际前沿问题，对于我国来说，对这一项的开发利用还不充分，所以要达到共享还比较困难。

就目前的遥感动态监测的应用技术系统，其主要由标准体系层、数据层、核心组件层及应用系统层四层次构成，整个系统是在标准化体系的支撑下，以城乡规划的数据库为核心，并将计算机数据库技术、网络技术、地理信息系统技术、遥感技术、城市规划理论和方法综合的应用于城乡规划的监测与管理，以实现城乡规划数据的及时更新、处理，为决策提供有效的帮助。

五、总结

二十一世纪我国发展越来越快速，农村建设也越来越受到重视，如今城乡规划已经落实多年，我国的动态监测工作也已经取得很大进展。如何合理布局，如何优化空间资源，如何优化配置，成为动态监测最主要的目的。虽然我国已经建立了遥感动态监测体系，但还需要不断的探索，随着我国加大城乡规划遥感监测力度，我国必须有自主卫星数据资源的应用，需要重视相关的标准化体系建设，使我们的监测更成熟、有效，为建设我国城乡建设奠定基础。

参考文献：

[1]王旭东.遥感技术与城市规划[J].城乡规划，2009（7）.

[2]吴爱新.遥感技术在城市规划建设中的应用[J].中国煤田地质，2010(8).

遥感技术原理与应用篇2

关键词地籍测量；遥感；GPS；GIS

中图分类号：P271文献标识码：A文章编号：1671—7597（2013）042-102-02

地籍测量是为获取和表达地籍信息所进行的测绘工作，其基本内容是测定土地及其附着物的权属、位置、数量、质量和利用情况等。伴随着经济的发展，土地利用状况日新月异，为保持土地利用数据的现势性，土地利用变更调查和动态监测成为了地籍测量工作的一个重要任务。然而，传统土地利用动态监测方法由于其获取数据的速度慢、监测被动等缺点，给测量工作带来很多麻烦。遥感技术的发展推动了土地利用动态监测的发展，本文从遥感动态监测的方法及其优点、缺点及改进方法三个方面阐述了遥感动态监测方法在地籍测量中的应用情况。

1土地利用动态遥感监测概述

土地利用是指人类有目的地开发利用土地资源的一切活动，如农业用地、工业用地、交整理地、居住用地等。土地利用变更调查是指在完成土地利用现状调查和建立初始地籍后，国家每年对土地权属和用途发生变化的土地进行连续调查，全部更新土地资料的过程本质是一种动态监测。在实际工作中，根据不同的应用需求，对相应类型的土地利用信息进行提取，然后测绘出土地利用现状图，通过多时相的遥感数据进行土地利用的动态监测，绘制出土地利用演变图，并测算研究区域内各种用地的面积、分布、变化情况及发展趋势。

2将遥感技术与土地利用动态监进行结合

随着遥感卫星的发射与遥感技术的发展，利用遥感技术对地面进行观测，发现和提取土地利用的变化信息成为遥感的一大应用领域。通过遥感技术，可以实现大面积观测，探测器可以在短时间内对较大范围进行观测，这种宏观的观测对土地使用情况及土地利用变化情况的观测极为有利，随着探测器空间分辨率的提高，这一技术对细节的探测能力也得到了提高，可以更加提取出变化的边界，对于不同类型土地面积的量算也更加有利。其次，遥感技术时效性很强，获取信息周期短、速度快，可以及时获取资料，根据新旧资料变化进行动态监测。另外，遥感数据综合性很强，遥感探测器获取的是同一时间内大范围的遥感数据，可以进行综合对比，从而得出综合性结论。综合遥感技术以上的优点，将其与土地利用动态监测进行结合，不仅可以最大限度发挥出自身优势，同时也可以使土地动态监测更加有效。

2.1多源数据的选取

遥感数据的选取对最终判读精度有重要影响，因此应该根据不同的应用需求选择合适的遥感数据。首先，应根据区域特点及详查、概查的要求，进行地类可判读性及判对率的研究、评价，以确定遥感图像的空间分辨率。其次，应根据研究区的作物的农时历、自然植被的物候期及环境因素的变化确定遥感图像的时间分辨率。最后，还要使用辅助资料，包括地形图、各类专题图等。

2.2预处理

遥感影像的预处理能减小外界因素的干扰，增强影像的可判读性，有效提高监测的精度。遥感影像的预处理包括几何校正、影像配准、辐射校正、影像融合等工作。其中，遥感动态监测中所涉及的主要技术问题是辐射校正以及几何配准。

引起辐射畸变的原因有两个：一是传感器仪器本身产生的误差、二是大气对辐射的影响。图像配准的实质就是几何纠正，根据几何畸变的特点，采用一种几何变换将图像归化到统一的坐标系中。一般有两种方式：图像间的匹配和绝对配准。

2.3变化信息提取及变化类型确定

传统的变化信息提取方法包括图像目视解译分类技术和计算机自动分类技术。前者充分利用了判读人员的先验知识，分类灵活性较好，但存在定位不准确，效率较低，可重复性差，存在个人差异的缺陷；后者的分类原理主要使用分类地物的光谱信息，基于像元的光谱差异，对地物进行分类，但对于“同谱异物”和“同物异谱”的现象不能做较为理想的处理。

随着传感器空间分辨率的提高，辐射分辨率下降，计算机自动分类技术分类精度下降。图像分割技术的面向对象分类方法在一定程度上可以克服传统计算机自动分类方法的局限。这种方法首先通过分割算法把影像分割为同质像元组成的，大小不同的影像对象，然后利用影像对象的空间特征和光谱特征来进行分类。这种方法充分利用了遥感影像的光谱信息和空间信息，并引入邻近关系等上下文信息，这些丰富的信息使得不同地类的语义差异更加明显，同时，整个地理过程更符合人类认知事物的过程，为提高信息提取的精度提供了条件。

2.4外业核查

在变化信息提取之前进行外业调查，调查结果可以指导内页工作，若在变化信息提取之后进行外业核查，可以监测内业精度。二者相辅相成。

2.5精度评定

利用外业核查情况以及内业计算数据，对内外业变化监测的差异记录核实并进行统计分析及精度评定。

3土地利用动态遥感监测技术的优缺点

3.1土地利用动态遥感监测技术的优点

遥感技术具有可大面积观测、时效性强、综合性强的优点，将其用于土地利用动态监测，可以同步观测较大范围的土地，得到宏观的土地利用图像，可以方便地进行综合性分析，由于遥感卫星的飞行周期短，速度快，可以在短时间内获取影像，现势性很强，可以及时根据新旧土地利用资料进行叠加分析得到出土地利用变化情况。

3.2土地利用动态遥感监测技术的缺点及改进方法

遥感手段目前做出的动态变化结果虽能反映一定时间的变化方向和趋势，但定量化研究还不够。在这种情况下可以先用遥感手段发现变化的类型与发生地，起到一个指示的作用，然后利用GPS到实地进行调查、监测、定位与测量，同时监测遥感的精度，将先进的遥感技术与传统的调查手段相结合，以便更好地服务于土地利用动态监测任务。

另外，对于土地利用变化分析，单纯利用遥感手段效率与精度往往不能满足用户的要求，随着GIS的发展，人们可以借助GIS的支持，进行专题信息的叠合分析，可以直接监测变化图斑，进行动态分析，输出动态变化图和统计数据，满足用户不同需求。

4结束语

本文详细论述了动态遥感监测的过程和方法，介绍了动态遥感监测的优点，同时提出了该技术在土地利用变化监测中的不足，并提出了相应的改进方法。

在今后的地籍测量工作中，应根据不同应用需求选择合适的土地利用变化监测方法，今后还需对土地利用动态变化遥感监测技术和方法进行深入研究，建立起宏观土地利用动态遥感监测体系，为我国土地资源管理提供技术支持。

参考文献

[1]李小文，刘素红.遥感原理与应用[M].北京：科学出版社，2008：221.

[2]詹长根，唐祥云，刘丽.地籍测量学[M].武汉：武汉大学出版社，2011：46-48.

[3]赵英时.遥感应用分析原理与方法[M].北京：科学出版社，2005：351.

遥感技术原理与应用篇3

【关键词】遥感技术现状趋势商业化

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，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，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。

一、遥感信息技术基础

遥感技术是从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、红外线结目标进行探测和识别的技术。例如航空摄影就是一种遥感技术。人造地球卫星发射成功，大大推动了遥感技术的发展。现代遥感技术主要包括信息的获取、传输、存储和处理等环节。这是20世纪60年代兴起的一种探测技术，是根据电磁波的理论，应用各种传感仪器对远距离目标所辐射和反射的电磁波信息，进行收集、处理，并最后成像，从而对地面各种景物进行探测和识别的一种综合技术。从上个世纪六十年代提出“遥感”这个词，到1972年美国陆地卫星计划发射了第一颗对地观测卫星，经过几十年的发展，遥感技术已经广泛地应用在军事、国防、农业、林业、国土、海洋、测绘、气象、生态环境、水利、航天、地质、矿产、考古、旅游等领域，影响了人类生活的方方面面，它为人类提供了从多维和宏观角度去认识世界的新方法与新手段，遥感技术能够全面、立体、快速有效地探明地上和地下资源的分布情况，其效率之高是以前各种技术无法企及的。

二、我国遥感技术的应用现状

总体上说，遥感技术的应用已经相当广泛，应用深度也不断加强。目前，在地学科学、农业、林业、城市规划、土地利用、环境监测、考古、野生动物保护、环境评价、牧场管理等各个领域均有不同程度的应用，遥感技术也已成为实现数字地球战略思想的关键技术之一。

1.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。一九九九年十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。

2.我国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。

3.两大系统建立完成。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如下三方面，分别是对全国土地资源进行概查和详查、对全国农作物的长势及其产量监测和估产、对全国森林覆盖率的统计调查。

三、遥感技术发展的作用及局限

遥感技术具有快速获取信息以便正确、有效、高速地进行相关决策。比如，灾害遥感技术能基于灾害遥感数据，更加客观地、全面地评估受灾前和受灾期间的地面情况，为灾害重建工作提供可靠的科学依据。遥感技术在快速掌握准确、全面、客观、直观的信息的基础上具备以下作用：

1.在灾害方面，遥感技术具有较强的预警、预测功能：对潜在灾害，包括发生时间、范围、规模等进行预测，为有效防灾做准备；同时，遥感监测技术具有实时监测各种灾害，特别是洪水、干旱、地震等重大灾害发生情况；另外，灾害遥感技术是灾后重建工作的重要科学依据，灾害遥感技术准确的灾情评估是灾后重建最主要的依据之一。

2.遥感技术为国民经济可持续发展提供科学的决策依据。中国目前经济发展和人口增长对国家资源环境的影响程度超过了历史上的任何时期。对国土资源进行动态监测是我国政府一贯重视的问题。

3.遥感技术可很好地辅助地质矿产资源的调查。中国的矿产资源丰富，遥感技术的应用前景十分广阔，遥感技术在区域地质填图方面的应用已比较成熟，并取得了很好的效果。

4.利用遥感技术可以进行农作物估产和林业资源调查。我国是农业大国，粮食问题是我国政府非常重视的问题。目前利用气象卫星进行农作物估产的应用已得到了普及和深化，并形成了一种业务化的手段，估产对象也从冬小麦扩展到玉米、水稻等其他作物。

由于当前卫星遥感技术本身的特点，因此遥感技术、不同的遥感卫星在各方面的应用还存在着一些不足。

1.卫星遥感现主要应用还集中在灾后评估和应急反应，灾害预测应用较少，而且因高分辨率数据获取困难，提供的空间信息因比例尺不够大，故仅能为宏观救灾和灾情评估提供参考。

2.由于数据提供部门和业务使用部门联系不够紧密，限制了空间技术发挥应有作用的能力。

3.遥感技术主要应用于地表的自然灾害的监测、预警、预报和灾害评估，对于由地表以下灾害及地底驱动引发的灾害无法有效地监测、预警和预报。

四、遥感技术的发展趋势

随着科学技术的进步，光谱信息成像化，雷达成像多极化，光学探测多向化，地学分析智能化，环境研究动态化以及资源研究定量化，大大提高了遥感技术的实时性和运行性，使其向多尺度、多频率、全天候、高精度和高效快速的目标发展。

1.遥感影像获取技术越来越先进。

（1）随着高性能新型传感器研制开发水平以及环境资源遥感对高精度遥感数据要求的提高，高空间和高光谱分辨率已是卫星遥感影像获取技术的总发展趋势。遥感传感器的改进和突破主要集中在成像雷达和光谱仪，高分辨率的遥感资料对地质勘测和海洋陆地生物资源调查十分有效。

（2）雷达遥感具有全天候全天时获取影像以及穿透地物的能力，在对地观测领域有很大优势。干涉雷达技术、被动微波合成孔径成像技术、三维成像技术以及植物穿透性宽波段雷达技术会变得越来越重要，成为实现全天候对地观测的主要技术，大大提高环境资源的动态监测能力。

（3）开发和完善陆地表面温度和发射率的分离技术，定量估算和监测陆地表面的能量交换和平衡过程，将在全球气候变化的研究中发挥更大的作用。

（4）由航天、航空和地面观测台站网络等组成以地球为研究对象的综合对地观测数据获取系统，具有提供定位、定性和定量以及全天候、全时域和全空间的数据能力，为地学研究、资源开发、环境保护以及区域经济持续协调发展提供科学数据和信息服务。

2.遥感信息处理方法和模型越来越科学。

神经网络、小波、分形、认知模型、地学专家知识以及影像处理系统的集成等信息模型和技术，会大大提高多源遥感技术的融合、分类识别以及提取的精度和可靠性。统计分类、模糊技术、专家知识和神经网络分类有机结合构成一个复合的分类器，大大提高分类的精度和类数。多平台、多层面、多传感器、多时相、多光谱、多角度以及多空间分辨率的融合与复合应用，是目前遥感技术的重要发展方向。不确定性遥感信息模型和人工智能决策支持系统的开发应用也有待进一步研究。

3.推动3S一体化发展。

计算机和空间技术的发展、信息共享的需要以及地球空间与生态环境数据的空间分布式和动态时序等特点，将推动3S一体化。全球定位系统为遥感对地观测信息提供实时或准实时的定位信息和地面高程模型；遥感为地理信息系统提供自然环境信息，为地理现象的空间分析提供定位、定性和定量的空间动态数据；地理信息系统为遥感影像处理提供辅助，用于图像处理时的几何配准和辐射订正、选择训练区以及辅助关心区域等。在环境模拟分析中，遥感与地理信息系统的结合可实现环境分析结果的可视化。3S一体化将最终建成新型的地面三维信息和地理编码影像的实时或准实时获取与处理系统。

4.遥感技术应用逐渐商业普及化。

任何一项高新技术，它能否形成产业，或者它能否作为一种强大产业的必要组成部分，这是它能否长久生存发展下去的重要标志之一。一般说来，只有形成产业之后，有了雄厚的物质条件，这项技术才得以持续发展。通常，在高新技术发展的初期，总是通过商业化活动来加速其产业的形成过程。

遥感技术的应用是极其广泛的，包括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。

五、小结

遥感技术经过几十年的发展和应用，尤其是近几年的突飞猛进，已经为其未来朝着商业化方向迈进奠定了坚强稳固基础――包括可靠的技术基础以及广阔的应用基础。只要国家在政策方面给予大力支持，使商业化发展在经营理念的指引下保证正确的方向，加上科技工作人员的勤奋努力使技术不断创新，我们坚信今后遥感技术的发展步伐会加快，遥感技术的作用必将能充分发挥。

参考文献

[1]赵英时.遥感应用分析原理与方法[M].北京：科学出版社，2003.

遥感技术原理与应用篇4

1遥感估产的原理及建模基础

任何物体都具有吸收和反射不同波长电磁波的特性,这是物体的基本特性。相同的物体具有相同的波谱特征,不同的物体,其波谱特征也不同,遥感技术就是基于该原理,利用搭载在各种遥感平台上的传感器接收电磁波,根据地面上物体的波谱反射和辐射特性,识别地物的类型和状态[1]。卫星遥感数据具有高度的概括性,卫星获取的光谱植被指数反映了植物叶绿素和形体的变化[3]。大量的研究也表明,植物的叶面积系数、生物量、干物重与光谱植被指数间存在着较好的相关关系[4]。因此,利用从卫星获取的植被光谱信息估测产量成为了可能。用于区域植物生物量估测的遥感模型基础是从光合作用即植被生产力形成的生理过程出发,在建立模型的过程中,根据植物对太阳辐射的吸收、反射、透射及其辐射在植被冠层内及大气中的传输,结合植被生产力的生态影响因子,最后在卫星接收到的信息之间建立完整的数学模型及其解析式[5]。

2遥感估产模型的类型

20世纪70年代后期估产模型将遥感信息作为变量加入到模型中,建立了大量的遥感估产模型。理论上探讨植物光合作用与植物光谱特征间的内在联系以及植物的生物学特性与产量形成的复杂关系等,方法上从单纯建立光谱参数与产量间的统计关系,发展到考虑植物生长的全过程,将光谱的遥感物理机理与植物生理过程统一起来,建立基于成分分析的遥感估测模型,使估算精度不断提高[6]。由于研究对象的不同,选用的估产参数也不尽相同,模型种类也较多,基本上可以分为2类[7-8],即统计模型和综合模型。

2.1遥感统计模型

目前,基于统计的遥感估产有3种技术路线:一是遥感光谱绿度值(植被指数)-生物量关系模式。在对作物、草原、森林的估产中,这是一种常用的思路,但是该方法得到的遥感估产等级图只反映卫星摄影时的植物长势和生物量的空间分布状况;二是遥感光谱绿度值-地物光谱绿度值-生物量关系模式,即先分析实测地物光谱绿度值与生物量之间的关系,建立相应模型,再分析卫星遥感植被指数与地物光谱绿度值的关系,建立卫星遥感植被指数与生物量之间的关系模型,最后利用光谱监测模型和卫星遥感监测模型进行监测与估产;三是遥感-地学综合模式。该方法将气温、降水等环境因子引入模型,与遥感-生物量模型互相补充,克服各自存在的缺陷,可进一步提高估产精度。建立的统计模型有线性、幂函数、指数、对数等,回归的方法也有一元回归、多元回归、逐步回归等,得到的系数差别较大,并且应用也局限于建模的时间和地点,在很多情况下地面资料的数也影响模型的精度。

2.2遥感综合模型

综合模型借助遥感信息和植被信息、气象因子等来建立,其包含了更多的信息量,可以更加精确地反映植被的生物物理参数。尽管这类方法前景广阔,但受到模型中大量的参数和变量获取的限制(例如呼吸、衰老、光合作用、碳分配、凋落物的分解等),以及当物种的组成在时空上变化较大时出现复杂的、异质性的、冠层的描述问题的影响,部分模型只适用于当时的研究区域,如何通过“尺度扩大”来改进模式中的区域限制,更好地适应遥感信息的同化需要,也是亟需解决的一个关键问题。

遥感技术原理与应用篇5

关键词：绘测；遥感技术；应用

中图分类号：P2文献标识码：A

地球环境的改变以及国际竞争的加剧要求人类进一步发掘自然资源，开发太空资源，遥感技术由此产生并发展。遥感技术以航拍为雏形，它可以完整迅速地确定空间内资源的分布。测绘工作，特别是基础测绘，在国民经济和社会发展中占据重要位置，有利于深化可持续发展的战略。测绘工作中遥感技术的使用使地图的制造更加快捷方便高效，满足社会多方面需求。

一、遥感技术的工作原理

遥远感知缩写即为遥感，它是指不用接触、远距离的测量识别技术。经过不断地科学探究以及实验操作，人们终于发现电磁波的存在。任何物体都在不断地吸取、发射信息和能量，电磁波是其中的形式之一。研究发现每一种物体的电磁波具有独特的特点。因此，根据物体反射以及发射的电磁波得到物体的信息，就可以实现非接触、远距离探测识别物体，这就是遥感技术的工作原理。遥感技术的使用离不开遥感平台。遥感平台，如飞机、气球、人造地球卫星、载人航天器等，用来安全平稳地装载传感器。地面实验中，一些简单的遥感平台，如三脚架等也会被用到。根据用途的差异以及波段范围的差异，不同种类的传感器纷纷出现，用来探测收取在可见光、红外线以及微波范围内的电磁辐射。传感器在接收这些电磁辐射后将其进行有规律地更换，还原原始样貌。地面站成功收到原始图像后，还需对其进行一连串的繁琐处理之后才能被用户应用。

二、绘测工作中遥感技术的应用

（一）GPS定位技术

伴随科技的快速发展，遥感技术不断进步，逐渐成熟。遥感技术在地籍测绘中的应用，如遥感技术与地理信息系统结合、GPS定位技术等，为地籍测绘工作做出了卓越的贡献。目前最常用且具有一定名气的GPS定位导航系统，在地籍测绘中也占据重要的位置，它可以遥感测绘地质情况同时还可以用来进行不同项目的摄影测量。测绘工作中，首先设置大地参考点，然后使用装载在无人机上的GPS设备测量波相位差分。使用这种方式得出的测量结果十分具有精确性，在一定测量工作范围内可以将精度控制在±3～5cm之内，足以应对当前的空中三角测量。装载在卫星上的GPS设备精确度也十分可观，例如美国的Landsat一5，精度可以达9~~lOm(垂直方向定位精度)。目前，GPS定位技术在建筑测绘以及航空遥感测量中都有应用，未来GPS定为技术的应用会更加广泛，随着科技的不断发展，GPS技术也会更加成熟，呈现更加开阔的前景。

（二）双频GPS技术

当前，GPS测量技术已逐渐深入到各种时变系统的遥控测绘中。依据不同监测对象的不同特性，有周期性重复测量、固定连续GPS测站阵列和实施动态监测等三种不同的操作和监测模式。实时动态监测是桥梁变形监测中重点使用模式。实时动态监测模式采样十分密集频繁，比如1秒钟乃至更短时间内就要进行一次采样，同时还需计算出每个历元的位置。在此主要阐述一种计算GPS单历元的方法，也就是双频P码伪距法，或高密度C/A码法。这种算法是根据双频P码伪距或者单历元数目，首先明确宽波的模糊度，然后再明确L1，L2模糊度的动态定位。由于这种方法并没有特别设定初始坐标的精度，只需要单点定位的数据即可，它能够适用于高动态的状况。

站星双差宽波整周模糊度初值可以根据以下公式导出：

这个公式中双差用符号表示，NW代表宽波LW的模糊度，f1,f2分别代表L1，L2的频率。办代表宽波LW的相位观测值，p1、p2则代表L1、L2的伪距，丑、五表示L1、L2的波长一宽波模糊度与电离层无关。公式里的系数项接近0.124，这个值比较小，对于缩小码观测误差十分有效，从而有较高的精确性。这样得出的宽波模糊度也不受基线长度的影响。短基线定位和长基线定位中可以广泛使用这种方法，在明确L1和L2模糊度中也有极大的应用。最小二乘是搜索计算的原则，根据上述的模糊度空间，固定解平差所有模糊度聚合的向量，得出与每个模糊度向量相对的残差平方和PV与坐标，其中残差平方和最小的坐标就是最优坐标。之后还需要检验Ratio值。Ratio值超过某一阈值时，即已实现成功解算。接下来根据解算的结果算出L1和L2频率的整周模糊度。还要最小二乘解算L1和L2频率的观测值才能得出最终坐标。

三、遥感技术反应的新信息

地质灾害是一种特别的恶性地质情况，它对人类生命健康有极大威胁，是地质测绘中极其重要的组成部分。由于这些地质灾害，如滑坡、泥石流、崩塌等，在状态、颜色、影纹构造方面都与附近背景在遥感图像上的呈现有一些差异，所以可以从遥感图像上判断定位这些地质灾害的范围、形态以及出现的特点。故此，只要对这些遥感图像研究解析，才可以对图像所对应的地表范围已发生地质灾害的具置和潜在地质灾害位置综合审查，了解地质灾害的大小、成因、孕育特征、发展走向等方面。然后根据这些研究成果，划分地质灾害区域，评估其灾害潜在指数，从而减少甚至杜绝地质灾害隐患。

结束语

随着不同专业科目的联系日益紧密，相互渗透，相互跨越，测绘科学不断吸取其他学科成果，各个学科间的整合发展为测绘科学开创了新的格局。虽然遥感技术在地质测绘工作中应用广泛且反响甚好，但遥感技术仍然没有为人们所熟知，导致遥感技术没有得到充分的发挥。遥感信息源信息源耗费较高，导致遥感技术在宏观调查中有较好的发挥，在微观方面却受到一定限制。这些迫待解决的问题对于遥感技术的发展和进步十分重要，值得进一步探究，从而增加遥感技术的普及程度。

参考文献：

[1]张红梅.浅论测绘工作中遥感技术的应用[J].城市建设理论研究（电子版）,2013,(22)

[2]钱峰.试论测绘工作中测绘遥感的应用[J].科技风,2013,(12)

[3]张志伟,郑小楠,孟祥勉.遥感测绘技术在测绘工作中的应用研究[J].大科技,2014,(13)