⑴ 遙感地理信息系統及地學應用
鄺生愛
當今,遙感、地理信息系統、全球定位系統和信息網路等高新技術,已成為一門新的信息產業正在蓬勃興起,並快速滲透到各學科領域、國民經濟和人們生活之中,推動著科技和社會向更高的層次發展。
1 幾個概念
1.1 遙感(Remote Sensing)
遠距離感知目標物或遠距離探測目標物的物性。「遙」具有空間概念,即近地空間、外層空間乃至宇宙空間。「感」表示信息系統,包括信息獲取和傳輸、信息加工和提取、信息分析和可視化系統等。所謂目標物即觀測對象,就地學而言,有地表物體、地質體、地學事件等。關於目標物的物性,主要指物體對電磁輻射的特性。人們利用物體波譜特性差異達到識別物體的目的,因而地物波譜特性成為遙感地學的重要理論基礎。
遙感圖像處理系統(Remote Sensing Image Processing System):藉助光學儀器和計算機設備對遙感圖像進行加工、分析、綜合和可視化的系統,目前常用的是計算機遙感數字圖像處理系統。
1.2 地理信息系統(Geographic Information System)
在計算機支持下,採集、存儲、管理、分析、綜合和描述與地理分布有關的地理空間信息系統。
1.3 遙感地理信息系統(RS-GIS)
泛指遙感圖像處理系統和地理信息系統的集成、一體化。
1.4 全球定位系統(Global Positioning System)
藉助多衛星進行全球導航和定位的系統。
2 發展概況
2.1 一門新的信息產業正在興起
遙感、地理信息系統、全球定位系統和信息網路是近幾十年來才發展起來的高新技術,由於他們具有很強的先進性和實用性,在很短的時間內由新技術轉化成新產業,形成自身的產品、產值、市場,並產生出巨大的經濟社會效益。產業的興起反過來又加速他們的發展和相互融合,形成新的學科和技術方法,並滲透到其他學科領域和社會經濟部門。
2.1.1 遙感(RS)
航空、航天遙感使得人們能快速准確地獲得大地域范圍以致全球的各種信息,如氣象預報、資源分布、災害監測、環境污染等,所以各國競相發展遙感事業。
航天遙感:蘇聯於1957年10月4日發射第一顆人造地球衛星以來,各國都以極大的熱情和龐大的經濟預算來開展航天遙感,特別是美國以極快的速度和驚人的成果展現於世。美國於20世紀60~70年代先後發射了氣象衛星、資源衛星,開拓了太空梭、地球空間站,向太空發射了多個探測器探測月球、火星、木星等行星和天體。法國、俄羅斯、加拿大、日本、印度等國也相繼發射了相應的資源衛星。中國已有自己的氣象衛星和資源衛星,實現了載人航天飛行,擬定了探月和太陽系行星的計劃。遙感探測地面解析度已達到米(m)級,波譜解析度已達到納米(nm)級,重復周期幾天至幾小時。在科學和經濟部門的應用逐日普及,應用效果十分顯著,很多部門已把遙感技術納入到生產規范之中。科研部門和院校已設有相應的專業,正在批量的培養遙感技術人才,國家和政府部門已有相應的遙感中心和站點專門從事遙感數據的獲取、分發和使用。所有這些在發達國家和我國都已形成了遙感信息產業,並有了相當規模的產值和快速發展前景。
航空遙感:應用飛機獲取一定地域范圍的遙感圖像已成為平常事。就中國而言一些大中城市和一些沿海經濟發達區都已飛行獲得多個時段的遙感圖像,用於城市規劃和城市發展監測,如北京、上海、天津、武漢、西安、沈陽、環渤海灣、長江三角洲、長江流域、珠江三角洲等城市和地區。
遙感圖像在圖像處理系統的加工、增強、分析和綜合處理下大大改善圖像質量,提取各種專題信息來滿足廣大用戶的要求。圖像處理軟體層出不窮、功能越來越強大。圖像處理硬體隨著計算機的快速發展,形成了大、中、小型的處理系統以滿足國家、地區和個人的各種需求,特別是微機處理系統已相當普及。
由上可知,遙感技術的快速發展是與空間技術和計算機技術日新月異密不可分的。除此之外,在下面幾個方面,遙感技術方法和理論開拓創新起著十分重要的作用:感測器——有攝像機、掃描儀、溫度輻射計、微波輻射計、熒光輻射計等;波段——有近紫外、可見光、近紅外、中紅外、遠紅外、微波等;重復周期——由早期的幾十天到現在幾天到幾個小時;解析度——空間解析度由幾十米到幾厘米,波譜解析度由微米(μm)到納米(nm)級;圖像處理方法——由一般的增強、提取信息到人機交互對話、半自動識別;波譜信息——有實測地物波譜到直接從圖像中提取或光譜重建;多尺度——由單一尺度發展到多種不同尺度圖像融合;多數據源——由少數幾種數據源發展到多種平台數據源,遙感信息和其他信息一起進行多元信息綜合;理論拓寬——圖像處理的理論依據由原來的概率統計理論拓寬到非線性理論、人工智慧等多個領域。所以多波段、多時相、多尺度、多數據、高精度和快速,形成了遙感技術的很多特色,再加上圖像處理技術和信息提取方法,使得遙感應用領域越來越寬,在某些行業已不可代替。
2.1.2 地理信息系統(GIS)
20世紀50年代,在歐洲剛剛萌芽的土地信息系統(LIS),其功能十分簡單。到70年代隨著計算機的快速發展,實用化的GIS已在美國、加拿大、德國、法國、瑞典、日本和澳大利亞相繼出現。80年代GIS已進入普及和推廣應用階段,世界各國在基礎GIS軟體和應用軟體的開發上取得突破性進展,其代表性的軟體有ARCINFOR、MAPGIS等,在土地利用管理、城市規劃、人口規劃、資源管理、交通運輸管理、安全管理等方面成為有關部門的必備工具。90年代隨著GIS的深入發展和數字化產品的普及,數字城市、數字生活、數字地球的時代已經到來,GIS與其他學科的結合,地理信息的產業化已不可避免(標准化、信息共享、計算機軟、硬體資源共享等)。
2.1.3 全球定位系統(GPS)
為軍事目的服務的衛星導航、定位系統,現已向全球開放,人們在地球的任何地方都可以快速獲取相應的地理坐標位置,只需持一個小小的定位接收器便可如願。美國已發展到第三代定位系統,歐盟也在確立自己的「伽利略」計劃,中國也有自己的定位系統(三個星),並與「伽利略」計劃合作。
2.1.4 信息網路
20世紀70~80年代,人們為使得到的信息及計算機硬軟體資源的共享,發展了計算機聯網,出現了區域網絡(如一個單位、一個局部地區),這些網路一出現就顯示了極大的優越性,人們坐在自己的終端前就可調用他人、他部門的信息和享用別人計算機中的資源。80~90年代,人們可以跨區、跨國界以至國際間的通訊網路快速獲取有關信息,網路以進入千家萬戶。隨著無線通訊的普及化,人們可隨時隨地進出網路,網路已成為人們生活中不可缺少的東西。盡管網路會出現各種負面效應,但其發展趨勢不減。
上述幾個方面的科技進步和產業化告知我們,遙感和全球定位系統快速獲取目標物的信息,以地理信息系統作為載體,快速流動在國際網路上,「信息高速公路」已經開通,信息革命正在我們身邊發生,數字地球的時代即將到來。
2.2 人們的思維方式和行為正在發生變化
2.2.1 由宏觀到微觀、由整體到局部的思維方式
遙感的出現使得人們有可能從大地域范圍以致全球角度,從宏觀、整體上認識很多問題,使得局部不能認識的,從整體得到,使人們的思維方式更加全面、完整,使得事物的整體與局部的關系具體、明確,可避免「不識廬山真面目,只緣身在此山中」的片面思維方式。
2.2.2 一套全新的技術路線和工作方法
遙感圖像處理不僅能給我們改善圖像質量、增強和提取信息,更重要的是提供了信息綜合、圖像識別半自動化以及自動成圖的技術前景。
地理信息系統提供了空間信息的存儲、分析和成圖功能,實現地理信息系統成圖的自動化,大大減輕了人們的勞動力。
網路使人們對社會已有的信息和計算機資源實現全球共享,加速信息傳播,真可謂「秀才不出門,便知天下事」。
2.2.3 出現了新的學科體系和機構
以遙感為基礎的學科有:遙感地質學、環境遙感學、農業遙感學、城市遙感學、資源遙感學等。建立了很多的遙感機構:資源衛星發射機構、地面衛星數據接收站、遙感應用研究部門和遙感學科的專業及培訓中心等。
以地理信息為基礎的有:地理信息學,信息工程學等。建立了地理信息中心、站點、資源與環境遙感信息系統實驗室及學術團體等。
2.2.4 政府的決策行為
西方國家政府正採取措施加速遙感發展和促使地理信息系統進一步產業化、標准化、國際化。中國政府也十分重視,有關部門正採取對策加速遙感、地理信息系統的發展。
3 新進展和發展趨勢
3.1 RS技術新進展與趨勢
3.1.1 遙感數據獲取正在出現三多(多平台、多感測器、多角度)和三高(高空間解析度、高光譜解析度、高時相解析度)的新技術和趨勢
多平台——如低、中、高軌道衛星,大、中、小、微型衛星等。
多感測器——如同一平台上裝有攝像機、掃描儀、熱成像儀、不同空間解析度的成像儀等。
多角度——如垂向與側向多角度成像。
高空間解析度——如米級、厘米級的地面解析度。
高光譜解析度——如納米級的波譜解析度(如可見光波譜范圍內分出十幾個等級)。
高時相解析度——如可重復觀測的時間段達到小時級。
3.1.2 遙感圖像處理正在出現新技術方法
海量數據壓縮,數據融合,大地域圖像無縫鑲嵌,光譜重建,混合光譜分析,超多維光譜圖像信息顯示,信息提取模型化,智能化處理的理論與方法,SAR信息處理與成像理論,多波段多極化影像分析方法等技術新進展和趨勢。
當高空間和高光譜解析度遙感出現後,提出了一系列的技術方法問題:解析度的提高遙感數據量呈幾何數量級上升,成為所謂的「海量數據」,要處理這些海量數據自然受到存儲、速度和時間的制約,所以就要進行數據壓縮;高光譜解析度可以使我們識別出更「精細」的地物,如何從圖像的混合光譜中分離、重建和多維顯示這些精心地物的光譜就成為技術方法的關鍵。
同一平台可獲得不同地面解析度的數據,如何讓不同地面解析度的數據滿足不同尺度的實際需要,數據融合必不可少,而數據融合又受到幾何精度和波譜保真的限制,為滿足實際需要又有兼顧兩個方面,所以出現了各種各樣的融合方法。
大地域范圍是遙感的優勢,但是一景衛星遙感圖像覆蓋地面的范圍總有一定的限度,而這個限度還隨著地面解析度的提高在縮小。當今人們的需求遠遠的超出這個限制,如幾十至幾百平方公里的地域,就需要幾十景至幾百景的圖像鑲嵌,這么多景圖像可能出現由於時間差異帶來的色彩、色調的不協調,為使整體圖像的協調一致,無縫鑲嵌技術應運而生。
3.2 GIS技術新發展與趨勢
屬性數據與空間資料庫管理一體化;
多種數據格式轉換;
基礎地理信息系統的通用化、標准化;
專業應用二次開發;
WebGIS開發與完善等。
3.3 GPS技術新進展與發展趨勢
高精度第三代GPS;
「伽利略」GPS系統。
3.4 RS-GIS-GPS集成一體化(略)
4 地學應用及實例
4.1 地學應用
現在的遙感地理信息系統在地學中的應用十分廣泛,雖然應用的先後和效果不盡相同,但都受到人們的關注和重視,有的已經成為行業規范。據不完全統計,可分為如下幾個方面:
(1)區域地質調查應用,
(2)礦產資源調查應用,
(3)水資源與水環境監測應用,
(4)土地利用監測應用,
(5)土地荒漠化監測應用,
(6)海岸帶資源開發與環境保護應用,
(7)海洋島礁及淺海海底地形調查應用,
(8)生態環境監測應用,
(9)區域地質環境調查應用,
(10)災害監測應用,
(11)城市規劃應用(含數字城市),
(12)區域規劃應用。
…………
4.2 實例
至今,應用實例不勝枚舉,但有兩個方面值得注意:一方面是前人應用中帶有規律性的認識和成果,另一方面是前沿探索性的成果。
4.2.1 帶有規律性的認識和成果
前人所作的帶有規律性的認識和成果也是相當的豐富,都值得我們去認真吸取,而作為有限教學時間內的教學內容,只能略舉一、二。依筆者認為,無論遙感地理信息系統在哪方面的應用,信息提取技術方法是共同的,也是解決實際問題的技術關鍵,所以用三個不同領域的實例說明遙感地學信息提取模式的共性和特性。
遙感地學信息提取模式:
實例一:遙感在金礦地質調查中應用,
實例二:遙感在土地荒漠化監測中的應用,
實例三:遙感在鹽湖監測中應用。
4.2.2 前沿探索性成果
在眾多前沿探索性成果中,筆者認為高光譜遙感在識別礦物方面的應用是當前的難點和熱點。實例:「高光譜遙感礦物填圖研究」(略)
5 理論、技術方法問題
5.1 理論問題
5.1.1 地物的異物同譜或同譜異物問題
前面已提到,地物電磁輻射特性是遙感最基礎的理論,人們利用地物波譜特性差異來識別不同地物。但是在實際應用中,存在異物同譜或同譜異物的現象,即不同地物有相同的波譜特徵,這時遙感就不能發揮作用。
5.1.2 地物分布的隨機性和非隨機性
遙感應用中,普遍認為在一較大的地域范圍內,地物分布是隨機的,於是可借用概率統計的一套方法來增強和提取目標地物信息,這樣做往往獲得成功,所以在圖像處理軟體中有一套完善的方法來滿足專題信息提取的要求。但實際地物的分布還存在著非隨機性,那麼概率統計方法失效。例如有些地物分布存在著自相似性,人們採用非線性的分形分維方法加以解決。例如還有模糊理論、人工智慧理論來完成相應的任務。
5.2 技術方法問題
5.2.1 實測地物波譜與遙感圖像波譜的不一致性
實測地物波譜有室內標准樣品波譜和野外實測地物波譜。遙感圖像波譜是瞬間獲得的實時像元混合光譜。二者在觀測時間上和像元解析度上都存在差異,其波譜顯然有差異,有時還會很大,這就需要分析和處理。
5.2.2 地物圖像波譜的時效性和地域性
有些地物的圖像波譜會隨著時相的不同而變化,如植被、土壤等,這種變化可稱為時效性;有些地物波譜會隨著地域的不同變化,如同一種岩石在潮濕地區和乾旱地區,其波譜有差異,這叫地域性。在應用時必須注意這些特性,並採取必要的方法。
5.2.3 地物信息增強和提取方法的不唯一性
遙感圖像地物信息增強和提取方法眾多,雖然有不少方法是公認的但不是唯一的。特別是在增強和提取隱信息和微弱信息時,有些方法不奏效,並不等同不能提取,而可能是還沒有找到合適的方法,有待深入探討。
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⑵ 地理信息系統和遙感有什麼區別
遙感是遙遠的感知,也就是通過衛星、飛機等載體搭載感測器,對地面進行觀測,從而為觀測者提供數據;而地理信息系統更傾向於對獲取的信息進行處理、分析,得出結果。遙感是傾向對數據的研究,比如說通過遙感可以反演出水質的參數,如葉綠素濃度多少、COD多少、水溫多少等,得出所需信息;地理信息系統則是傾向對信息進行處理、分析、管理,如疊加分析、空間分析、製作專題圖、空間資料庫建庫等,從而能得出結論。說的通俗簡單點,遙感是監測,地理信息系統是成圖。具體的工作也有不同,遙感偏向理論研究和實際的反演計算等科學研究,地理信息系統更多的是AE編程、資料庫建庫等類似計算機行業的信息處理工作。不知道我的回答能否讓您滿意呢?
⑶ 什麼是遙感地圖(什麼是遙感地圖(說具體點)
1、什麼是遙感地圖與電子地圖。
2、什麼是遙感地圖。
3、什麼是遙感地圖,說具體點。
4、什麼叫遙感地圖。
1.就是用遙感影像製作的專題圖,遙感影像地圖是一種以遙感影像和一定的地圖符號來表現制圖對象地理空間分布和環境狀況的地圖。
2. 在遙感影像地圖中,圖面內容要素主要由影像構成,輔助以一定地圖符號來表現或說明制圖對象,和普通地圖相比,影像地圖具有豐富的地面信息,內容層次分明,圖面清晰易讀,充分表現出影像和地圖的雙重優勢。
⑷ 什麼是遙感
遙感 簡單來理解就是遙遠的感知,是指非接觸的,遠距離的探測技術。一般指運用感測器/遙感器對物體的電磁波的輻射、反射特性的探測。遙感是通過遙感器這類對電磁波敏感的儀器,在遠離目標和非接觸目標物體條件下探測目標地物。
獲取其反射、輻射或散射的電磁波信息(如電場、磁場、電磁波、地震波等信息),並進行提取、判定、加工處理、分析與應用的一門科學和技術。
⑸ 遙感是什麼
遙感是以航空攝影技術為基礎,在本世紀60年代初發展起來的一門新興技術。開始為航空遙感,自1972年美國發射了第一顆陸地衛星後,標志著航天遙感時代的開始。經過幾十年的發展,目前遙感技術已廣泛應用於資源環境、水文、氣象,地質地理等領域,成為一門實用的,先進的空間探測技術。
遙感是利用遙感器從空中來探測地面物體性質的,它根據不同物體對波譜產生不同響應的原理,識別地面上各類地物,具有遙遠感知事物的意思。也就是利用地面上空的飛機、飛船、衛星等飛行物上的遙感器收集地面數據資料,並從中獲取信息,經記錄、傳送、分析和判讀來識別地物。
遙感技術主要特點為:
1.可獲取大范圍數據資料。遙感用航攝飛機飛行高度為10km左右,陸地衛星的衛星軌道高度達910km左右,從而,可及時獲取大范圍的信息。例如,一張陸地衛星圖象,其覆蓋面積可達3萬多km2。這種展示宏觀景象的圖象,對地球資源和環境分析極為重要。
2.獲取信息的速度快,周期短。由於衛星圍繞地球運轉,從而能及時獲取所經地區的各種自然現象的最新資料,以便更新原有資料,或根據新舊資料變化進行動態監測,這是人工實地測量和航空攝影測量無法比擬的。例如,陸地衛星4、5,每16天可覆蓋地球一遍,NOAA氣象衛星每天能收到兩次圖象。Meteosat每30分鍾獲得同一地區的圖象。
3.獲取信息受條件限制少。在地球上有很多地方,自然條件極為惡劣,人類難以到達,如沙漠、沼澤、高山峻嶺等。採用不受地面條件限制的遙感技術,特別是航天遙感可方便及時地獲取各種寶貴資料。
4.獲取信息的手段多,信息量大。根據不同的任務,遙感技術可選用不同波段和遙感儀器來獲取信息。例如可採用可見光探測物體,也可採用紫外線,紅外線和微波探測物體。利用不同波段對物體不同的穿透性,還可獲取地物內部信息。例如,地面深層、水的下層,冰層下的水體,沙漠下面的地物特性等,微波波段還可以全天候的工作。
用處:
一、遙感在資源調查方面的應用
遙感在資源調查中可發揮很大的作用,特別在自然資源調查中,近年來做了很多工作,取得了豐碩的成果和可觀的效益。其主要表現在國民經濟建設中的農業、林業、地質礦產及水利建設等部門中。
(一)在農業、林業方面的應用
遙感在農林方面的應用主要是在農、林土地資源調查、土地利用現狀調查、農林病蟲害、土壤乾旱、鹽化、沙化的調查及監測,以及農作物長勢的監測與估產、森林資源的清查等方面。近年來,在牧場草場資源調查、短中期農林災害、農用水資源,以及野生動物生態環境調查等方面也相繼開展工作,取得了成果。
遙感在土地資源與土壤調查中,得到廣泛應用。遙感加快了調查工作的進度,工作精度、質量也有很大提高。例如,我國利用560幅陸地衛星圖像,僅用兩年時間完成了全國15種土地利用類型的分析和量算統計工作,提供了全國和分省的土地利用基本數據和有關圖件。
作物估產是體現遙感在農業方面綜合應用的最好例證。自1974年以來,美國、前蘇聯、阿根廷、中國、日本、印度等國先後進行了不同范圍、不同作物的估產工作。美國對世界小麥產量的估產精度已達90%以上,並擴大到對玉米、大豆等八種以上作物的估產。我國於1983—1986年在京津冀進行跨省市的統一網路較大范圍冬小麥遙感估產試驗,精度也超過90%。
遙感在林業上的應用也很廣泛。例如,我國近年完成的「三北」防護林遙感綜合調查。在包括西北大部、華北北部和東北西北部總面積為128萬平方公里的「三北」造林一期工程的調查中,完成了對現有防護林類型、分布、面積和保存率;草地數量、質量和分布;土地資源類型、分布、數量及利用現狀的調查。提供了200餘幅各類遙感專題系列圖,並建成了全區資源與環境信息系統,為掌握防護林區現狀、林區的進一步發展和規劃奠定了基礎。
(二)在地質礦產方面的應用
遙感在地質及其礦產資源方面的應用主要表現在基礎地質工作、礦產地質工作,以及工程地質、地震地質、災害地質的地質綜合調查等方面的應用。遙感已成為地質礦產調查研究中的一種先進工作手段和重要方法。
遙感圖像視域寬闊,客觀真實地反映出各種地質現象及其相互間的關系,形象地反映出區域地質構造,以及區域構造間的空間關系,為跨區域甚至全球的區域地質研究提供了極有利的條件和基礎。例如近年來對雅魯藏布江深斷裂帶的延伸和走向的研究、郯 斷裂的延伸和走向問題的論證,以及重新修編的1∶400萬中國構造體系圖的工作,都是建立在遙感圖像基礎上的新的認識和發現的體現,解決了一些地質學界長期爭論或按常規很難解決的問題。遙感為持不同學術觀點的地質學者提供了一個可共同參照的基礎,推動和促進了地質學的發展。
遙感在礦產地質工作中的應用已取得許多成果,獲得了一致的好評。例如,我國地礦系統採用遙感地質調查方法,在小秦嶺金礦田地區劃分出線性構造1030條,環形構造138個,古采峒1000餘處;綜合化探、物探成果提出13個遠景地段。經檢查發現含金石英脈帶、蝕變構造帶22條,已見金礦3處,全部工作僅歷時一年時間。又如:煤田總公司在東北大興安嶺西坡,採用遙感地質方法圈定出17個含煤盆地,其中4個屬新發現,新增儲量540億噸。類似的實例不勝枚舉,遙感地質方法已成為礦產地質工作的重要方法。
工程地質、地震地質、水文地質以及災害地質等綜合地質調查中也廣泛地應用了遙感這一現代化手段。僅在1980—1985年期間,地礦部遙感地質工作者就為較大工程做了工程穩定性評價課題13個,研究大型滑坡4個。地礦部遙感中心在長江三峽的重慶至宜昌間先後進行了彩色及側視雷達成像飛行。利用獲得的資料對三峽庫區進行了詳細的工程地質判讀分析,對新灘坡體的形態、形成機理及發展趨勢作了較為詳細的分析,為國家提供了有關三峽工程建設的基礎資料。
基於遙感在地質礦產調查中廣泛的應用以及取得的顯著效益,我國地勘部門相繼成立了專業的遙感應用和科研機構,遙感地質隊伍也不斷擴大,成果累累,展現出遙感在地質礦產資源方面美好的發展前景。
(三)在水文、水資源方面的應用
遙感在水文水資源方面的應用,如水資源的調查、流域規劃、水土流失調查、冰雪監測、海口海岸帶及淺海地形調查、海洋調查研究等方面,都能發揮重要作用。特別是在人類足跡難以到達的荒涼地區,遙感技術可成為水文水資源調查的有效手段。例如,我國青藏高原在以往300年來先後經歷了150多次探險考察,曾查出500多個湖泊,而近年來採用航空像片、衛星圖像判讀,不僅對這些湖泊的面積、形狀進行了修正定位,而且還補充了地面考察或地圖上未標明的300多個湖泊。
遙感圖像,特別是紅外遙感圖像在識別含水層、判斷充水斷層、查明富水地段位置方面是很有利的。例如,美國在夏威夷群島,利用紅外遙感發現了200多處地下淡水出露點,從而解決了該島對淡水的需求。我國在大連地區開展航空熱紅外遙感試驗,在該地區沿海共發現22處從未有歷史記錄的淡水泉點,通過對這些泉點的分析,確定了地下淡水排泄地段,為解決沿海地區人畜飲水水源提供了一個重要途徑。
利用遙感圖像進行海岸帶岸線測量、河口及近岸懸浮泥沙運移,以及海洋環境監測,諸如海水溫度、鹽度、水深、洋流、波浪、潮汐等海洋諸要素的測量,都可發揮重要作用,對海洋的開發具有重要意義,特別是遙感圖像可提供大尺度、現實性強、多層次、全天候、客觀逼真的豐富信息,為海洋研究及指導海洋漁業生產提供了基礎。
二、遙感在環境監測評價及對抗自然災害方面的應用
(一)在環境監測方面的應用
遙感在環境監測中主要是利用遙感提供的瞬間成像的大范圍圖像,對大氣污染、水體污染、土地污染以及海洋污染等進行監測。由於遙感所提供的信息快速及時,現實性好,以及真實客觀、形象的特點,可實時地了解和掌握污染源的位置、污染物的性質、污染物的動態變化,以及污染對環境的影響,為及時採取防護或疏導措施,以及環境評價提供了基礎。例如,地礦部水文方法隊與地質遙感中心合作,對長江下游蘇州河口至吳凇口的水污染現狀做了調查研究,他們利用航空熱紅外掃描圖像,共判讀出異常點29處,繪制了約25公里江段的污染判讀圖。他們還對北起大連,南至海南島海岸沿線的港口及海上平台對海水的污染情況進行了航空紅外監測,為國家海洋局執法提供了依據。
長江三峽水利樞紐工程是一項規模宏大、技術復雜、具有重大經濟效益和社會效益的巨大工程,但是,在長江幹流上興建三峽大壩,必將對其生態、環境及社會產生深刻地影響。為此,在系統地開展三峽工程對生態與環境的影響及其對策的研究中,以及在實地調查工作中都採用了遙感綜合分析的方法,充分發揮了遙感在三峽環境論證與信息儲備中的作用。並在庫區環境本底調查、環境演變分析、環境動態監測等方面取得許多明顯成效,為我國三峽工程的科學決策提供了可靠的資料和基礎。
近年來,我國相繼在長春、太原、北京、天津、廣州等大中城市,利用航空遙感進行城市環境的監測和評價,這標志著我國遙感在環境監測方面的應用正向更為廣泛深入的方向發展。
(二)在對抗自然災害中的應用
自然災害是指環境異常或環境的突發性變化,給人類生活和生存帶來的災難。近年來遙感技術在預報災害方面取得很多重要成就,成為預報自然災害的有力工具和手段。
氣象衛星當前已進入業務性運轉,形成多層次的預報網路,在災害性天氣監測、天氣分析預報、氣象研究等方面,發揮了十分重要的作用。我國「風雲一號」「風雲二號」氣象衛星的研製和相繼發射成功,標志著我國的氣象預報技術已從單項、短期、小范圍的預報發展成綜合性、中長期、大范圍的准確預報。為我國的旱情、洪水,以及滑坡、泥石流和病蟲害的准確預報提供了可靠資料,為採取減災措施提供了可靠基礎。
森林火災一直是威脅林業建設的重要災害之一,早在70年代,我國就進行機載遙感—林火探測實驗,在3000米高空通過熱紅外感測器可發現地面 0.1平方米的火源。1987年5月,黑龍江省大興安嶺森林特大火災中,遙感在准確確定火源位置、范圍,以及火源蔓延趨勢,為撲滅大火提供及時准確的火情信息上,以及在監測火勢發展,災後評估火災損失和恢復重建規劃方面,都發揮了重要的作用,獲得顯著的社會經濟效益。
近年來,在利用多時相遙感資料和地理信息系統技術對黃土高原水土流失進行綜合調查和研究;利用全球定位系統(GPS)技術,監測地殼及其板塊的運動,進行大區域的地球動力學研究,探索地震的發生機理,進行地震的中長期預報;利用多時相大比例尺航空遙感圖像結合氣象預報資料和地面勘查進行滑坡、泥石流的調查與監測,保障重點工程及鐵路沿線的安全;以及利用遠距離衛星通訊技術,提高災害預報的及時性和准確性,為救災和決策提供依據等方面,都取得很大成效和重大的進展。
三、遙感在區域分析及建設規劃方面的應用
遙感圖像是地表面一定區域景觀的真實、客觀的記錄和形象顯示。地理學區域分析亦充分利用和發揮了遙感圖像的這一特點和優勢,成為遙感在地理學應用的重要方面。例如,我國早期開展的滕沖、長春、新疆及長江中下游地區的遙感試驗,以及近年來開展的黃土高原遙感綜合調查,「三北」防護林遙感綜合調查等大型遙感工程中,都是以遙感區域分析為先導,以區域分析為基礎,取得的成果。我國在遙感的區域分析應用中,已形成一定特色,進入世界先進水平行列。
近年來隨著城市化及城市建設的熱潮,城市遙感方興未艾。城市遙感可提供諸如城市土地利用現狀,城市用地分析,城市環境監測及評價,城鎮布局結構分析,城市道路交通分析,城市人口分析及城鎮的生態分析等城市發展的基礎信息,為城市建設規劃及決策服務。例如,由北京市政府和地質礦產部、城鄉建設部聯合組織實施的「北京航空遙感(8301工程),於1983年開始遙感飛行,到1986年底,在城市環境地質、城市建設、農業水利建設、生態環境、影像地圖以及文物、古建築等諸多方面,共獲得41項研究成果,有23項填補了北京市基礎資料的空白,取得了良好的經濟效益和社會效益。
繼北京市之後,城市遙感在全國各大、中城市較為普遍地開展起來,並在應用的深度和廣度上有不同程度的提高。特別是隨著城市遙感應用的深化,城市地理信息系統的建立及在城市總體規劃、城市建設的輔助決策中的應用,將城市遙感應用提高到一個更高層次的階段。
四、遙感在全球性宏觀研究中的應用
遙感的全球性研究雖然目前尚未系統地進行,形成規模。但是,隨著社會經濟的發展,特別是諸如世界人口增加,資源危機,環境惡化等一系列涉及全球性的問題,越來越引起人們的關注。全球性研究(Global Study)已提到日程上,得到世界各國普遍的重視,全球性研究必將有一個較大的發展。
全球研究的目的主要是宏觀地、整體性地對人類賴以生存的岩石圈、大氣圈、水圈、生物圈的研究,以此帶動區域性研究的深化,促進全球環境的改善。因此,這無疑為遙感發揮自身的特點和優勢,開拓的又一應用領域。遙感可為全球研究提供各種便利條件,促進全球性研究的進一步開展和深化。例如,可利用遙感全球定位系統(GPS)監測和研究板塊的運移,深大斷裂活動,研究環形構造的成因及其機制;利用氣象衛星資料及其它遙感信息,進行全球性氣象研究及世界災情的預報;海洋動力學研究,地球表面固態水的分布,世界冰川的進退,以及世界大環境的監測和治理等。遙感必將在全球性研究中發揮出更大的作用,做出更大的貢獻。
當前,全球性研究已陸續開展,1992年已確定為國際空間年(ISY);一種全新的數字式全球變化網路全書將問世,它將說明遙感可以對監測全球變化做出的貢獻。我國已決定積極地參與「地圈與生物圈」(IGBP)、「國際空間年」(ISY)、「國際減災十年」等科技項目合作。承接全球變化地圖集與全球變化電子網路全書等部分項目的工作。中國將對全球性研究作出貢獻。
五、遙感在其它方面的應用
(一)在測繪制圖方面的應用
航空攝影測量一直是測繪制圖的一種主要資料來源和重要的技術方法,形成了完整而系統的學科體系。當代遙感的發展使測繪制圖的資料來源更為多樣化,資料的准確可靠性及其快速及時性和適時動態性等方面都有較大的改觀;成圖周期大為縮短;影像地圖、數字地圖等新圖種和制圖新工藝大量涌現,使測繪制圖產生了新的變化和進展。例如,我國依據近年來所發射的衛星獲得的圖像,完成了黃河三角洲1∶5萬,1∶10萬地圖的編制,繪制完成了我國第一幅南沙群島影像地圖。遙感還能在各種氣候氣象條件復雜,常規方法難於進行工作的地區獲得資料,填補地面工作的空白。例如,巴西亞馬孫河流域有近500萬平方公里的熱帶雨林區,那裡人煙稀少,雲霧終日不散,常規測量工作難於進行。利用遙感側視雷達技術,在不到一年的時間里就完成了該地區1∶40萬雷達掃描成像工作,取得了有價值的資料,為該地區測量制圖提供了基礎。利用遙感圖像進行各種專題圖的編制,以及編制中小比例尺大區域的省(區)、全國乃至大洲影像地圖已較普遍,西歐各國已應用SPOT衛星資料修編和更新1∶5萬地形圖等。隨著遙感信息在空間解析度、光譜解析度以及時相解析度方面的提高,遙感將為測繪制圖技術的發展應用,開拓出更加美好的前景。
(二)在歷史遺跡、考古調查方面的應用
近年來在進行野外考古調查中,配合應用遙感圖像分析,發現了許多重大的歷史遺跡,取得顯著的成果。例如,英國遙感專家通過計算機增強的衛星圖像,在英國倫敦以北約30公里的地下發現了羅馬時代的古城堡遺跡。我國也曾利用遙感提供的信息,進行北京圓明園遺跡考察,長城遺跡的考察,以及內蒙古金代古城的發現等方面取得很好的效果。遙感為野外考古調查帶來了變革,成為考古工作者有力的工具和手段,促進和加快了野外考古工作。
(三)軍事上的應用
遙感在軍事上的應用是不言而喻的。事實上,軍事應用是遙感最早最成功的應用,今天遙感的發展是得利於遙感軍事上成功的應用而迅速發展起來的。目前,發射的繞地球運行的衛星,絕大部分是與軍事有關的。當今戰爭的勝負,不僅決定於軍事實力(人力、武器)的對比上,准確可靠的信息獲取,傳輸和決策對戰爭的勝負起著關鍵性的作用。英國、阿根廷的馬島戰爭、中東戰爭,以及海灣戰爭都充分證實了遙感在軍事戰爭中所起到的至關重要的作用。
⑹ 什麼是遙感、地理信息系統、全球定位系統簡述三者之間的相互關系與作用。
遙感技術,即RS(remote sensing),遙感顧名思義,就是從遙遠處感知,地球上的每一個物體都在不停的吸收、發射和反射信息和能量。其中的一種形式電磁波早已被人們所認識和利用。人們發現不同物體的電磁波特性是不同的。遙感就是根據這個原理來探測地表物體對電磁波的反射和其發射的電磁波,從而提取這些物體的信息,完成遠距離識別物體。遙感是在航空攝影測量的基礎上,隨著空間技術、電子技術和地球科學的發展而發展起來的,它的主要特點是:已從以飛機為主要運載工具的航空遙感發展到以人造衛星為主要運載工具的航天遙感;它超越了人眼所能感受到的可見光的限制,延伸了人的感官;它能快速、及時地監測環境的動態變化;它涉及天文、地學、生物學等科學領域,廣泛吸取了電子、激光、全息、測繪等多項技術的先進成果;它為資源勘測、環境監測、軍事偵察等提供了現代化技術手段。概言之,遙感是運用物理手段、數學方法和地學規律的現代化綜合性探測技術。
全球定位系統,即GPS(Global Positioning System),它是一個中距離圓形軌道衛星定位系統,可以為地球表面絕大部分地區提供准確的定位和高精度的時間基準。該系統是通過太空中的24顆GPS衛星來完成的。最少需要其中3顆衛星,就能迅速確定您在地球上的位置。所能接收到的衛星數越多,解碼出來的位置就越精確。在汽車定位時,只需要在汽車上裝一台比32開書本略小的「車載終端」就可以了。
在森林資源連續清查中應用GPS技術的優勢:
1.可直接按坐標確定樣地的位置。
2.解決了小比例尺地形圖找明顯地形地物為引點的難題。
3.克服了地形圖本身有誤差、傳統的羅盤儀引線測量引起誤差以及其它因素造成樣地定位不準的問題。
4.定位精度高於羅盤儀引線定位,大大減少了野外作業時間和工作量,節省了時間,提高了工作效率。
地理信息系統,即GIS(Geographic Information System),是隨著地理科學、計算機技術、遙感技術和信息科學的發展而發展起來的一個學科,是一門集計算機科學、信息學、地理學等多門科學為一體的新興學科,它是在計算機軟體和硬體支持下,運用系統工程和信息科學的理論,科學管理和綜合分析具有空間內涵的地理數據,以提供對規劃、管理、決策和研究所需信息的空間信息系統。
數字地球是遙感、資料庫、地理信息系統、全球定位系統、寬頻網路及模擬虛擬等現代高科技的高度綜合和升華,是當代科學技術發展的制高點。林業資源信息具有數據量大、種類多、來源廣、結構復雜和獲取成本高等特點,隨著國家信息基礎設施建設的發展,數字林業的發展是時代的要求,也是林業發展的必然趨勢。
⑺ 什麼是遙感
大家好,這里是遙感小天地,今日分享什麼是遙感?遙感有什麼用?喜歡的話點個關注吧!
遙感,英文名為remote sensing,簡稱RS,遙感技術可以稱為RS技術。遙感是指一切非接觸遠距離探測技術。
廣義含義 :即遙遠的感知,是指一切無接觸的遠距離探測。例如衛星,照相機,人眼等
狹義定義 :是指利用探測儀器(比如衛星,照相機等),不和目標直接接觸,從而把目標的電磁波特性記錄下來,通過分析,處理解釋地物的特徵以及變化規律等一門技術。 可以簡單的理解為 :照相機把物體拍攝下來,然後對膠片進行處理和分析,進而把照片呈現在人眼的過程。
遙感科學綜合了地理學,測繪學,物理學以及計算機科學等,是一門交叉性學科
遙感技術獲取信息快速、省時省力,可以快速進行大規模監測
目前遙感技術不斷被認可,不斷在發展,各國都相繼發射衛星對地球,月球,火星等進行探測(稱為衛星遙感)。現今遙感技術已經廣泛應用於農業,氣象,水文,軍事,海洋等領域
天氣預測——氣象衛星
可以預測降水,氣溫,台風,火災,沙塵暴等
農業遙感
利用遙感監測農作物的種植面積,作物長勢情況,估算全球范圍、全國和區域范圍的農作物產量等
水體遙感
監測水質情況,海洋遙感,監測魚類等
其他的應用還包括 :衛星導航(如汽車導航儀),探測未知領域(如月球,火星等),城市鄉村規劃等等,遙感已經應用到國家的各個方面
⑻ 什麼是近地遙感
什麼是近地遙感?
遙感(Remote Sensing),從廣義上說是泛指從遠處探測、感知物體或事物的技術.即不直接接觸物體本身,從遠處通過儀器(感測器)探測和接收來自目標物體的信息(如電場、磁場、電磁波、地震波等信息),經過信息的傳輸及其處理分析,識別物體的屬性及其分布等特徵的技術.
通常遙感是指空對地的遙感,即從遠離地面的不同工作平台上(如高塔、氣球、飛機、火箭、人造地球衛星、宇宙飛船、太空梭等)通過感測器,對地球表面的電磁波(輻射)信息進行探測,並經信息的傳輸、處理和判讀分析,對地球的資源與環境進行探測和監測的綜合性技術.
當前遙感形成了一個從地面到空中,乃至空間,從信息數據收集、處理到判讀分析和應用,對全球進行探測和監測的多層次、多視角、多領域的觀測體系,成為獲取地球資源與環境信息的重要手段.
遙感在地理學中的應用,進一步推動和促進了地理學的研究和發展,使地理學進入到一個新的發展階段.
遙感信息應用是遙感的最終目的.遙感應用則應根據專業目標的需要,選擇適宜的遙感信息及其工作方法進行,以取得較好的社會效益和經濟效益.
遙感技術系統是個完整的統一體.它是建築在空間技術、電子技術、計算機技術以及生物學、地學等現代科學技術的基礎上的,是完成遙感過程的有力技術保證.
⑼ 什麼是遙感呢遙感可以幹些什麼
廣義地講,遙感是指不直接接觸地收集關於某一定對象的某種或某些特定的信息,從而了解這個對象的性質。一般多指從人造衛星或飛機對地面觀測,並以電磁傳播與接收技術,以收取目標的訊息並加以進行分析的技術。
簡單理解,就像是在飛機或人造衛星上,安裝一台功能強大的照相機,通過圖像分析獲取想要得到的數據。
遙感可以做的事情:
1、觀測PM2.5。
就拿目前最受關注的霧霾治理工作來說,從2013年1月1日起,我國對70多個城市開展了PM2.5的監測,同時運用衛星遙感技術,從空中監測灰霾的影響范圍。
2、用於防災減災。
遙感衛星可以用於各類災害應急監測和搶險救災信息支持,如地震、火山活動、土砂災害等。2014年8月3日,雲南魯甸發生地震後,國家共調集國內外18顆遙感衛星,對地震災區緊急成像,獲取魯甸地震區域衛星影像數據近百景,為抗震救災發揮了巨大作用。
3、資源普查。
衛星遙感技術可以用來普查地球資源,例如水、石油、天然氣、煤炭、金屬礦藏儲量。今年8月,我國又在酒泉衛星發射中心成功將遙感衛星二十號送入太空。它主要用於科學試驗、國土資源普查、農作物估產及防災減災等領域。
4.、天氣預測、掌握海面溫度、海洋資訊。
如果沒有氣象衛星,我們無法全面監測大氣成分,無法做好氣象預報預測;如果沒有海洋衛星,我們很難解決赤潮等問題;如果沒有陸地遙感衛星,我們不能有效地監測森林、沙漠等的變化情況。
5、考古研究。
遙感技術在我國的考古工作中運用越來越多。在新疆的北庭古城、高昌古城,陝西的漢長安城,河南的漢魏洛陽故城、安陽殷墟等很多古代遺址的考古工作中,遙感技術獲得的影像資料,為學者們發現遺跡現象、摸清遺址范圍和內涵、了解遺址過去和當下的保存狀況等工作,提供了很多有益的幫助。
6、農作物生產預測。
衛星遙感技術可以掌握全球耕地分布,監測大宗作物的長勢與估產。遙感技術的應用,讓農業統計數據的獲取途徑發生重大變化,有了遙感技術,一個地區的糧食種植面積在衛星照片上一目瞭然,大大提升了數據的准確性。
7、軍事。
遙感在軍事科學上的應用是顯然的,因為可以遠距離地觀察目標,而且可以獲得相對宏觀的分析數據。在軍事上,遙感可以對目標國家和地區的資源狀況的監視。監視對方軍事部署和大規模的軍事移動。在具體的作戰中,遙感可以幫助分析局部的地形、資源狀況,從而幫助己方進行戰術行動的方案判斷。