⑴ 遥感地理信息系统及地学应用
邝生爱
当今,遥感、地理信息系统、全球定位系统和信息网络等高新技术,已成为一门新的信息产业正在蓬勃兴起,并快速渗透到各学科领域、国民经济和人们生活之中,推动着科技和社会向更高的层次发展。
1 几个概念
1.1 遥感(Remote Sensing)
远距离感知目标物或远距离探测目标物的物性。“遥”具有空间概念,即近地空间、外层空间乃至宇宙空间。“感”表示信息系统,包括信息获取和传输、信息加工和提取、信息分析和可视化系统等。所谓目标物即观测对象,就地学而言,有地表物体、地质体、地学事件等。关于目标物的物性,主要指物体对电磁辐射的特性。人们利用物体波谱特性差异达到识别物体的目的,因而地物波谱特性成为遥感地学的重要理论基础。
遥感图像处理系统(Remote Sensing Image Processing System):借助光学仪器和计算机设备对遥感图像进行加工、分析、综合和可视化的系统,目前常用的是计算机遥感数字图像处理系统。
1.2 地理信息系统(Geographic Information System)
在计算机支持下,采集、存储、管理、分析、综合和描述与地理分布有关的地理空间信息系统。
1.3 遥感地理信息系统(RS-GIS)
泛指遥感图像处理系统和地理信息系统的集成、一体化。
1.4 全球定位系统(Global Positioning System)
借助多卫星进行全球导航和定位的系统。
2 发展概况
2.1 一门新的信息产业正在兴起
遥感、地理信息系统、全球定位系统和信息网络是近几十年来才发展起来的高新技术,由于他们具有很强的先进性和实用性,在很短的时间内由新技术转化成新产业,形成自身的产品、产值、市场,并产生出巨大的经济社会效益。产业的兴起反过来又加速他们的发展和相互融合,形成新的学科和技术方法,并渗透到其他学科领域和社会经济部门。
2.1.1 遥感(RS)
航空、航天遥感使得人们能快速准确地获得大地域范围以致全球的各种信息,如气象预报、资源分布、灾害监测、环境污染等,所以各国竞相发展遥感事业。
航天遥感:苏联于1957年10月4日发射第一颗人造地球卫星以来,各国都以极大的热情和庞大的经济预算来开展航天遥感,特别是美国以极快的速度和惊人的成果展现于世。美国于20世纪60~70年代先后发射了气象卫星、资源卫星,开拓了航天飞机、地球空间站,向太空发射了多个探测器探测月球、火星、木星等行星和天体。法国、俄罗斯、加拿大、日本、印度等国也相继发射了相应的资源卫星。中国已有自己的气象卫星和资源卫星,实现了载人航天飞行,拟定了探月和太阳系行星的计划。遥感探测地面分辨率已达到米(m)级,波谱分辨率已达到纳米(nm)级,重复周期几天至几小时。在科学和经济部门的应用逐日普及,应用效果十分显着,很多部门已把遥感技术纳入到生产规范之中。科研部门和院校已设有相应的专业,正在批量的培养遥感技术人才,国家和政府部门已有相应的遥感中心和站点专门从事遥感数据的获取、分发和使用。所有这些在发达国家和我国都已形成了遥感信息产业,并有了相当规模的产值和快速发展前景。
航空遥感:应用飞机获取一定地域范围的遥感图像已成为平常事。就中国而言一些大中城市和一些沿海经济发达区都已飞行获得多个时段的遥感图像,用于城市规划和城市发展监测,如北京、上海、天津、武汉、西安、沈阳、环渤海湾、长江三角洲、长江流域、珠江三角洲等城市和地区。
遥感图像在图像处理系统的加工、增强、分析和综合处理下大大改善图像质量,提取各种专题信息来满足广大用户的要求。图像处理软件层出不穷、功能越来越强大。图像处理硬件随着计算机的快速发展,形成了大、中、小型的处理系统以满足国家、地区和个人的各种需求,特别是微机处理系统已相当普及。
由上可知,遥感技术的快速发展是与空间技术和计算机技术日新月异密不可分的。除此之外,在下面几个方面,遥感技术方法和理论开拓创新起着十分重要的作用:传感器——有摄像机、扫描仪、温度辐射计、微波辐射计、荧光辐射计等;波段——有近紫外、可见光、近红外、中红外、远红外、微波等;重复周期——由早期的几十天到现在几天到几个小时;分辨率——空间分辨率由几十米到几厘米,波谱分辨率由微米(μm)到纳米(nm)级;图像处理方法——由一般的增强、提取信息到人机交互对话、半自动识别;波谱信息——有实测地物波谱到直接从图像中提取或光谱重建;多尺度——由单一尺度发展到多种不同尺度图像融合;多数据源——由少数几种数据源发展到多种平台数据源,遥感信息和其他信息一起进行多元信息综合;理论拓宽——图像处理的理论依据由原来的概率统计理论拓宽到非线性理论、人工智能等多个领域。所以多波段、多时相、多尺度、多数据、高精度和快速,形成了遥感技术的很多特色,再加上图像处理技术和信息提取方法,使得遥感应用领域越来越宽,在某些行业已不可代替。
2.1.2 地理信息系统(GIS)
20世纪50年代,在欧洲刚刚萌芽的土地信息系统(LIS),其功能十分简单。到70年代随着计算机的快速发展,实用化的GIS已在美国、加拿大、德国、法国、瑞典、日本和澳大利亚相继出现。80年代GIS已进入普及和推广应用阶段,世界各国在基础GIS软件和应用软件的开发上取得突破性进展,其代表性的软件有ARCINFOR、MAPGIS等,在土地利用管理、城市规划、人口规划、资源管理、交通运输管理、安全管理等方面成为有关部门的必备工具。90年代随着GIS的深入发展和数字化产品的普及,数字城市、数字生活、数字地球的时代已经到来,GIS与其他学科的结合,地理信息的产业化已不可避免(标准化、信息共享、计算机软、硬件资源共享等)。
2.1.3 全球定位系统(GPS)
为军事目的服务的卫星导航、定位系统,现已向全球开放,人们在地球的任何地方都可以快速获取相应的地理坐标位置,只需持一个小小的定位接收器便可如愿。美国已发展到第三代定位系统,欧盟也在确立自己的“伽利略”计划,中国也有自己的定位系统(三个星),并与“伽利略”计划合作。
2.1.4 信息网络
20世纪70~80年代,人们为使得到的信息及计算机硬软件资源的共享,发展了计算机联网,出现了局域网络(如一个单位、一个局部地区),这些网络一出现就显示了极大的优越性,人们坐在自己的终端前就可调用他人、他部门的信息和享用别人计算机中的资源。80~90年代,人们可以跨区、跨国界以至国际间的通讯网络快速获取有关信息,网络以进入千家万户。随着无线通讯的普及化,人们可随时随地进出网络,网络已成为人们生活中不可缺少的东西。尽管网络会出现各种负面效应,但其发展趋势不减。
上述几个方面的科技进步和产业化告知我们,遥感和全球定位系统快速获取目标物的信息,以地理信息系统作为载体,快速流动在国际网络上,“信息高速公路”已经开通,信息革命正在我们身边发生,数字地球的时代即将到来。
2.2 人们的思维方式和行为正在发生变化
2.2.1 由宏观到微观、由整体到局部的思维方式
遥感的出现使得人们有可能从大地域范围以致全球角度,从宏观、整体上认识很多问题,使得局部不能认识的,从整体得到,使人们的思维方式更加全面、完整,使得事物的整体与局部的关系具体、明确,可避免“不识庐山真面目,只缘身在此山中”的片面思维方式。
2.2.2 一套全新的技术路线和工作方法
遥感图像处理不仅能给我们改善图像质量、增强和提取信息,更重要的是提供了信息综合、图像识别半自动化以及自动成图的技术前景。
地理信息系统提供了空间信息的存储、分析和成图功能,实现地理信息系统成图的自动化,大大减轻了人们的劳动力。
网络使人们对社会已有的信息和计算机资源实现全球共享,加速信息传播,真可谓“秀才不出门,便知天下事”。
2.2.3 出现了新的学科体系和机构
以遥感为基础的学科有:遥感地质学、环境遥感学、农业遥感学、城市遥感学、资源遥感学等。建立了很多的遥感机构:资源卫星发射机构、地面卫星数据接收站、遥感应用研究部门和遥感学科的专业及培训中心等。
以地理信息为基础的有:地理信息学,信息工程学等。建立了地理信息中心、站点、资源与环境遥感信息系统实验室及学术团体等。
2.2.4 政府的决策行为
西方国家政府正采取措施加速遥感发展和促使地理信息系统进一步产业化、标准化、国际化。中国政府也十分重视,有关部门正采取对策加速遥感、地理信息系统的发展。
3 新进展和发展趋势
3.1 RS技术新进展与趋势
3.1.1 遥感数据获取正在出现三多(多平台、多传感器、多角度)和三高(高空间分辨率、高光谱分辨率、高时相分辨率)的新技术和趋势
多平台——如低、中、高轨道卫星,大、中、小、微型卫星等。
多传感器——如同一平台上装有摄像机、扫描仪、热成像仪、不同空间分辨率的成像仪等。
多角度——如垂向与侧向多角度成像。
高空间分辨率——如米级、厘米级的地面分辨率。
高光谱分辨率——如纳米级的波谱分辨率(如可见光波谱范围内分出十几个等级)。
高时相分辨率——如可重复观测的时间段达到小时级。
3.1.2 遥感图像处理正在出现新技术方法
海量数据压缩,数据融合,大地域图像无缝镶嵌,光谱重建,混合光谱分析,超多维光谱图像信息显示,信息提取模型化,智能化处理的理论与方法,SAR信息处理与成像理论,多波段多极化影像分析方法等技术新进展和趋势。
当高空间和高光谱分辨率遥感出现后,提出了一系列的技术方法问题:分辨率的提高遥感数据量呈几何数量级上升,成为所谓的“海量数据”,要处理这些海量数据自然受到存储、速度和时间的制约,所以就要进行数据压缩;高光谱分辨率可以使我们识别出更“精细”的地物,如何从图像的混合光谱中分离、重建和多维显示这些精心地物的光谱就成为技术方法的关键。
同一平台可获得不同地面分辨率的数据,如何让不同地面分辨率的数据满足不同尺度的实际需要,数据融合必不可少,而数据融合又受到几何精度和波谱保真的限制,为满足实际需要又有兼顾两个方面,所以出现了各种各样的融合方法。
大地域范围是遥感的优势,但是一景卫星遥感图像覆盖地面的范围总有一定的限度,而这个限度还随着地面分辨率的提高在缩小。当今人们的需求远远的超出这个限制,如几十至几百平方公里的地域,就需要几十景至几百景的图像镶嵌,这么多景图像可能出现由于时间差异带来的色彩、色调的不协调,为使整体图像的协调一致,无缝镶嵌技术应运而生。
3.2 GIS技术新发展与趋势
属性数据与空间数据库管理一体化;
多种数据格式转换;
基础地理信息系统的通用化、标准化;
专业应用二次开发;
WebGIS开发与完善等。
3.3 GPS技术新进展与发展趋势
高精度第三代GPS;
“伽利略”GPS系统。
3.4 RS-GIS-GPS集成一体化(略)
4 地学应用及实例
4.1 地学应用
现在的遥感地理信息系统在地学中的应用十分广泛,虽然应用的先后和效果不尽相同,但都受到人们的关注和重视,有的已经成为行业规范。据不完全统计,可分为如下几个方面:
(1)区域地质调查应用,
(2)矿产资源调查应用,
(3)水资源与水环境监测应用,
(4)土地利用监测应用,
(5)土地荒漠化监测应用,
(6)海岸带资源开发与环境保护应用,
(7)海洋岛礁及浅海海底地形调查应用,
(8)生态环境监测应用,
(9)区域地质环境调查应用,
(10)灾害监测应用,
(11)城市规划应用(含数字城市),
(12)区域规划应用。
…………
4.2 实例
至今,应用实例不胜枚举,但有两个方面值得注意:一方面是前人应用中带有规律性的认识和成果,另一方面是前沿探索性的成果。
4.2.1 带有规律性的认识和成果
前人所作的带有规律性的认识和成果也是相当的丰富,都值得我们去认真吸取,而作为有限教学时间内的教学内容,只能略举一、二。依笔者认为,无论遥感地理信息系统在哪方面的应用,信息提取技术方法是共同的,也是解决实际问题的技术关键,所以用三个不同领域的实例说明遥感地学信息提取模式的共性和特性。
遥感地学信息提取模式:
实例一:遥感在金矿地质调查中应用,
实例二:遥感在土地荒漠化监测中的应用,
实例三:遥感在盐湖监测中应用。
4.2.2 前沿探索性成果
在众多前沿探索性成果中,笔者认为高光谱遥感在识别矿物方面的应用是当前的难点和热点。实例:“高光谱遥感矿物填图研究”(略)
5 理论、技术方法问题
5.1 理论问题
5.1.1 地物的异物同谱或同谱异物问题
前面已提到,地物电磁辐射特性是遥感最基础的理论,人们利用地物波谱特性差异来识别不同地物。但是在实际应用中,存在异物同谱或同谱异物的现象,即不同地物有相同的波谱特征,这时遥感就不能发挥作用。
5.1.2 地物分布的随机性和非随机性
遥感应用中,普遍认为在一较大的地域范围内,地物分布是随机的,于是可借用概率统计的一套方法来增强和提取目标地物信息,这样做往往获得成功,所以在图像处理软件中有一套完善的方法来满足专题信息提取的要求。但实际地物的分布还存在着非随机性,那么概率统计方法失效。例如有些地物分布存在着自相似性,人们采用非线性的分形分维方法加以解决。例如还有模糊理论、人工智能理论来完成相应的任务。
5.2 技术方法问题
5.2.1 实测地物波谱与遥感图像波谱的不一致性
实测地物波谱有室内标准样品波谱和野外实测地物波谱。遥感图像波谱是瞬间获得的实时像元混合光谱。二者在观测时间上和像元分辨率上都存在差异,其波谱显然有差异,有时还会很大,这就需要分析和处理。
5.2.2 地物图像波谱的时效性和地域性
有些地物的图像波谱会随着时相的不同而变化,如植被、土壤等,这种变化可称为时效性;有些地物波谱会随着地域的不同变化,如同一种岩石在潮湿地区和干旱地区,其波谱有差异,这叫地域性。在应用时必须注意这些特性,并采取必要的方法。
5.2.3 地物信息增强和提取方法的不唯一性
遥感图像地物信息增强和提取方法众多,虽然有不少方法是公认的但不是唯一的。特别是在增强和提取隐信息和微弱信息时,有些方法不奏效,并不等同不能提取,而可能是还没有找到合适的方法,有待深入探讨。
参考文献
陈述彭等.1995.遥感大辞典.北京:科学出版社
陈述彭等.1995.遥感资源纲要.北京:科学出版社
马霭乃.1997.遥感信息模型.北京:北京大学出版社
陈述彭.1998.遥感信息机理研究.北京:科学出版社
傅肃性.2002.遥感专题分析与地学图谱.北京:科学出版社
李树楷.2003.遥感时空信息集成技术及其应用.北京:科学出版社
曾志远等.2004.卫星遥感图像计算机分类及地学应用研究.北京:科学出版社
魏钟铨.2001.合成孔径雷达卫星.北京:科学出版社
孙天纵等.1995.城市遥感.上海:上海科学技术文献出版社
国土资源遥感.(季刊)1990年至今各期
用户简讯.中国科学院遥感卫星地面站(季刊)1998年至今各期
陈建飞译.2004.地理信息系统导论.北京:科学出版社
何建邦等.2003.地理信息共享的原理与方法.北京:科学出版社
李洪涛.2000.GPS应用程序设计.北京:科学出版社
地理信息世界.中国地理信息系统协会(季刊)1995年至今各期
张永生等.2005.高分辨遥感卫星应用——成像模型、处理算法与应用技术.北京:科学出版社
赵英时等.2003.遥感应用分析原理与方法.北京:科学出版社
承继成等.2004.遥感数据的不确定性问题.北京:科学出版社
钱乐祥.2004.遥感数字影像处理与地理特征提取.北京:科学出版社
李天文.2005.GPS原理与应用.北京:科学出版社
汤国安等.2004.遥感数字图像处理.北京:科学出版社
邝生爱等.2002.农牧交错带土地沙化遥感监测.国土资源遥感
田淑芳等.2005.西藏扎布耶盐湖总盐含量遥感定量分析.现代地质,2005年第19卷,第4期
⑵ 地理信息系统和遥感有什么区别
遥感是遥远的感知,也就是通过卫星、飞机等载体搭载传感器,对地面进行观测,从而为观测者提供数据;而地理信息系统更倾向于对获取的信息进行处理、分析,得出结果。遥感是倾向对数据的研究,比如说通过遥感可以反演出水质的参数,如叶绿素浓度多少、COD多少、水温多少等,得出所需信息;地理信息系统则是倾向对信息进行处理、分析、管理,如叠加分析、空间分析、制作专题图、空间数据库建库等,从而能得出结论。说的通俗简单点,遥感是监测,地理信息系统是成图。具体的工作也有不同,遥感偏向理论研究和实际的反演计算等科学研究,地理信息系统更多的是AE编程、数据库建库等类似计算机行业的信息处理工作。不知道我的回答能否让您满意呢?
⑶ 什么是遥感地图(什么是遥感地图(说具体点)
1、什么是遥感地图与电子地图。
2、什么是遥感地图。
3、什么是遥感地图,说具体点。
4、什么叫遥感地图。
1.就是用遥感影像制作的专题图,遥感影像地图是一种以遥感影像和一定的地图符号来表现制图对象地理空间分布和环境状况的地图。
2. 在遥感影像地图中,图面内容要素主要由影像构成,辅助以一定地图符号来表现或说明制图对象,和普通地图相比,影像地图具有丰富的地面信息,内容层次分明,图面清晰易读,充分表现出影像和地图的双重优势。
⑷ 什么是遥感
遥感 简单来理解就是遥远的感知,是指非接触的,远距离的探测技术。一般指运用传感器/遥感器对物体的电磁波的辐射、反射特性的探测。遥感是通过遥感器这类对电磁波敏感的仪器,在远离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物。
获取其反射、辐射或散射的电磁波信息(如电场、磁场、电磁波、地震波等信息),并进行提取、判定、加工处理、分析与应用的一门科学和技术。
⑸ 遥感是什么
遥感是以航空摄影技术为基础,在本世纪60年代初发展起来的一门新兴技术。开始为航空遥感,自1972年美国发射了第一颗陆地卫星后,标志着航天遥感时代的开始。经过几十年的发展,目前遥感技术已广泛应用于资源环境、水文、气象,地质地理等领域,成为一门实用的,先进的空间探测技术。
遥感是利用遥感器从空中来探测地面物体性质的,它根据不同物体对波谱产生不同响应的原理,识别地面上各类地物,具有遥远感知事物的意思。也就是利用地面上空的飞机、飞船、卫星等飞行物上的遥感器收集地面数据资料,并从中获取信息,经记录、传送、分析和判读来识别地物。
遥感技术主要特点为:
1.可获取大范围数据资料。遥感用航摄飞机飞行高度为10km左右,陆地卫星的卫星轨道高度达910km左右,从而,可及时获取大范围的信息。例如,一张陆地卫星图象,其覆盖面积可达3万多km2。这种展示宏观景象的图象,对地球资源和环境分析极为重要。
2.获取信息的速度快,周期短。由于卫星围绕地球运转,从而能及时获取所经地区的各种自然现象的最新资料,以便更新原有资料,或根据新旧资料变化进行动态监测,这是人工实地测量和航空摄影测量无法比拟的。例如,陆地卫星4、5,每16天可覆盖地球一遍,NOAA气象卫星每天能收到两次图象。Meteosat每30分钟获得同一地区的图象。
3.获取信息受条件限制少。在地球上有很多地方,自然条件极为恶劣,人类难以到达,如沙漠、沼泽、高山峻岭等。采用不受地面条件限制的遥感技术,特别是航天遥感可方便及时地获取各种宝贵资料。
4.获取信息的手段多,信息量大。根据不同的任务,遥感技术可选用不同波段和遥感仪器来获取信息。例如可采用可见光探测物体,也可采用紫外线,红外线和微波探测物体。利用不同波段对物体不同的穿透性,还可获取地物内部信息。例如,地面深层、水的下层,冰层下的水体,沙漠下面的地物特性等,微波波段还可以全天候的工作。
用处:
一、遥感在资源调查方面的应用
遥感在资源调查中可发挥很大的作用,特别在自然资源调查中,近年来做了很多工作,取得了丰硕的成果和可观的效益。其主要表现在国民经济建设中的农业、林业、地质矿产及水利建设等部门中。
(一)在农业、林业方面的应用
遥感在农林方面的应用主要是在农、林土地资源调查、土地利用现状调查、农林病虫害、土壤干旱、盐化、沙化的调查及监测,以及农作物长势的监测与估产、森林资源的清查等方面。近年来,在牧场草场资源调查、短中期农林灾害、农用水资源,以及野生动物生态环境调查等方面也相继开展工作,取得了成果。
遥感在土地资源与土壤调查中,得到广泛应用。遥感加快了调查工作的进度,工作精度、质量也有很大提高。例如,我国利用560幅陆地卫星图像,仅用两年时间完成了全国15种土地利用类型的分析和量算统计工作,提供了全国和分省的土地利用基本数据和有关图件。
作物估产是体现遥感在农业方面综合应用的最好例证。自1974年以来,美国、前苏联、阿根廷、中国、日本、印度等国先后进行了不同范围、不同作物的估产工作。美国对世界小麦产量的估产精度已达90%以上,并扩大到对玉米、大豆等八种以上作物的估产。我国于1983—1986年在京津冀进行跨省市的统一网络较大范围冬小麦遥感估产试验,精度也超过90%。
遥感在林业上的应用也很广泛。例如,我国近年完成的“三北”防护林遥感综合调查。在包括西北大部、华北北部和东北西北部总面积为128万平方公里的“三北”造林一期工程的调查中,完成了对现有防护林类型、分布、面积和保存率;草地数量、质量和分布;土地资源类型、分布、数量及利用现状的调查。提供了200余幅各类遥感专题系列图,并建成了全区资源与环境信息系统,为掌握防护林区现状、林区的进一步发展和规划奠定了基础。
(二)在地质矿产方面的应用
遥感在地质及其矿产资源方面的应用主要表现在基础地质工作、矿产地质工作,以及工程地质、地震地质、灾害地质的地质综合调查等方面的应用。遥感已成为地质矿产调查研究中的一种先进工作手段和重要方法。
遥感图像视域宽阔,客观真实地反映出各种地质现象及其相互间的关系,形象地反映出区域地质构造,以及区域构造间的空间关系,为跨区域甚至全球的区域地质研究提供了极有利的条件和基础。例如近年来对雅鲁藏布江深断裂带的延伸和走向的研究、郯 断裂的延伸和走向问题的论证,以及重新修编的1∶400万中国构造体系图的工作,都是建立在遥感图像基础上的新的认识和发现的体现,解决了一些地质学界长期争论或按常规很难解决的问题。遥感为持不同学术观点的地质学者提供了一个可共同参照的基础,推动和促进了地质学的发展。
遥感在矿产地质工作中的应用已取得许多成果,获得了一致的好评。例如,我国地矿系统采用遥感地质调查方法,在小秦岭金矿田地区划分出线性构造1030条,环形构造138个,古采峒1000余处;综合化探、物探成果提出13个远景地段。经检查发现含金石英脉带、蚀变构造带22条,已见金矿3处,全部工作仅历时一年时间。又如:煤田总公司在东北大兴安岭西坡,采用遥感地质方法圈定出17个含煤盆地,其中4个属新发现,新增储量540亿吨。类似的实例不胜枚举,遥感地质方法已成为矿产地质工作的重要方法。
工程地质、地震地质、水文地质以及灾害地质等综合地质调查中也广泛地应用了遥感这一现代化手段。仅在1980—1985年期间,地矿部遥感地质工作者就为较大工程做了工程稳定性评价课题13个,研究大型滑坡4个。地矿部遥感中心在长江三峡的重庆至宜昌间先后进行了彩色及侧视雷达成像飞行。利用获得的资料对三峡库区进行了详细的工程地质判读分析,对新滩坡体的形态、形成机理及发展趋势作了较为详细的分析,为国家提供了有关三峡工程建设的基础资料。
基于遥感在地质矿产调查中广泛的应用以及取得的显着效益,我国地勘部门相继成立了专业的遥感应用和科研机构,遥感地质队伍也不断扩大,成果累累,展现出遥感在地质矿产资源方面美好的发展前景。
(三)在水文、水资源方面的应用
遥感在水文水资源方面的应用,如水资源的调查、流域规划、水土流失调查、冰雪监测、海口海岸带及浅海地形调查、海洋调查研究等方面,都能发挥重要作用。特别是在人类足迹难以到达的荒凉地区,遥感技术可成为水文水资源调查的有效手段。例如,我国青藏高原在以往300年来先后经历了150多次探险考察,曾查出500多个湖泊,而近年来采用航空像片、卫星图像判读,不仅对这些湖泊的面积、形状进行了修正定位,而且还补充了地面考察或地图上未标明的300多个湖泊。
遥感图像,特别是红外遥感图像在识别含水层、判断充水断层、查明富水地段位置方面是很有利的。例如,美国在夏威夷群岛,利用红外遥感发现了200多处地下淡水出露点,从而解决了该岛对淡水的需求。我国在大连地区开展航空热红外遥感试验,在该地区沿海共发现22处从未有历史记录的淡水泉点,通过对这些泉点的分析,确定了地下淡水排泄地段,为解决沿海地区人畜饮水水源提供了一个重要途径。
利用遥感图像进行海岸带岸线测量、河口及近岸悬浮泥沙运移,以及海洋环境监测,诸如海水温度、盐度、水深、洋流、波浪、潮汐等海洋诸要素的测量,都可发挥重要作用,对海洋的开发具有重要意义,特别是遥感图像可提供大尺度、现实性强、多层次、全天候、客观逼真的丰富信息,为海洋研究及指导海洋渔业生产提供了基础。
二、遥感在环境监测评价及对抗自然灾害方面的应用
(一)在环境监测方面的应用
遥感在环境监测中主要是利用遥感提供的瞬间成像的大范围图像,对大气污染、水体污染、土地污染以及海洋污染等进行监测。由于遥感所提供的信息快速及时,现实性好,以及真实客观、形象的特点,可实时地了解和掌握污染源的位置、污染物的性质、污染物的动态变化,以及污染对环境的影响,为及时采取防护或疏导措施,以及环境评价提供了基础。例如,地矿部水文方法队与地质遥感中心合作,对长江下游苏州河口至吴凇口的水污染现状做了调查研究,他们利用航空热红外扫描图像,共判读出异常点29处,绘制了约25公里江段的污染判读图。他们还对北起大连,南至海南岛海岸沿线的港口及海上平台对海水的污染情况进行了航空红外监测,为国家海洋局执法提供了依据。
长江三峡水利枢纽工程是一项规模宏大、技术复杂、具有重大经济效益和社会效益的巨大工程,但是,在长江干流上兴建三峡大坝,必将对其生态、环境及社会产生深刻地影响。为此,在系统地开展三峡工程对生态与环境的影响及其对策的研究中,以及在实地调查工作中都采用了遥感综合分析的方法,充分发挥了遥感在三峡环境论证与信息储备中的作用。并在库区环境本底调查、环境演变分析、环境动态监测等方面取得许多明显成效,为我国三峡工程的科学决策提供了可靠的资料和基础。
近年来,我国相继在长春、太原、北京、天津、广州等大中城市,利用航空遥感进行城市环境的监测和评价,这标志着我国遥感在环境监测方面的应用正向更为广泛深入的方向发展。
(二)在对抗自然灾害中的应用
自然灾害是指环境异常或环境的突发性变化,给人类生活和生存带来的灾难。近年来遥感技术在预报灾害方面取得很多重要成就,成为预报自然灾害的有力工具和手段。
气象卫星当前已进入业务性运转,形成多层次的预报网络,在灾害性天气监测、天气分析预报、气象研究等方面,发挥了十分重要的作用。我国“风云一号”“风云二号”气象卫星的研制和相继发射成功,标志着我国的气象预报技术已从单项、短期、小范围的预报发展成综合性、中长期、大范围的准确预报。为我国的旱情、洪水,以及滑坡、泥石流和病虫害的准确预报提供了可靠资料,为采取减灾措施提供了可靠基础。
森林火灾一直是威胁林业建设的重要灾害之一,早在70年代,我国就进行机载遥感—林火探测实验,在3000米高空通过热红外传感器可发现地面 0.1平方米的火源。1987年5月,黑龙江省大兴安岭森林特大火灾中,遥感在准确确定火源位置、范围,以及火源蔓延趋势,为扑灭大火提供及时准确的火情信息上,以及在监测火势发展,灾后评估火灾损失和恢复重建规划方面,都发挥了重要的作用,获得显着的社会经济效益。
近年来,在利用多时相遥感资料和地理信息系统技术对黄土高原水土流失进行综合调查和研究;利用全球定位系统(GPS)技术,监测地壳及其板块的运动,进行大区域的地球动力学研究,探索地震的发生机理,进行地震的中长期预报;利用多时相大比例尺航空遥感图像结合气象预报资料和地面勘查进行滑坡、泥石流的调查与监测,保障重点工程及铁路沿线的安全;以及利用远距离卫星通讯技术,提高灾害预报的及时性和准确性,为救灾和决策提供依据等方面,都取得很大成效和重大的进展。
三、遥感在区域分析及建设规划方面的应用
遥感图像是地表面一定区域景观的真实、客观的记录和形象显示。地理学区域分析亦充分利用和发挥了遥感图像的这一特点和优势,成为遥感在地理学应用的重要方面。例如,我国早期开展的滕冲、长春、新疆及长江中下游地区的遥感试验,以及近年来开展的黄土高原遥感综合调查,“三北”防护林遥感综合调查等大型遥感工程中,都是以遥感区域分析为先导,以区域分析为基础,取得的成果。我国在遥感的区域分析应用中,已形成一定特色,进入世界先进水平行列。
近年来随着城市化及城市建设的热潮,城市遥感方兴未艾。城市遥感可提供诸如城市土地利用现状,城市用地分析,城市环境监测及评价,城镇布局结构分析,城市道路交通分析,城市人口分析及城镇的生态分析等城市发展的基础信息,为城市建设规划及决策服务。例如,由北京市政府和地质矿产部、城乡建设部联合组织实施的“北京航空遥感(8301工程),于1983年开始遥感飞行,到1986年底,在城市环境地质、城市建设、农业水利建设、生态环境、影像地图以及文物、古建筑等诸多方面,共获得41项研究成果,有23项填补了北京市基础资料的空白,取得了良好的经济效益和社会效益。
继北京市之后,城市遥感在全国各大、中城市较为普遍地开展起来,并在应用的深度和广度上有不同程度的提高。特别是随着城市遥感应用的深化,城市地理信息系统的建立及在城市总体规划、城市建设的辅助决策中的应用,将城市遥感应用提高到一个更高层次的阶段。
四、遥感在全球性宏观研究中的应用
遥感的全球性研究虽然目前尚未系统地进行,形成规模。但是,随着社会经济的发展,特别是诸如世界人口增加,资源危机,环境恶化等一系列涉及全球性的问题,越来越引起人们的关注。全球性研究(Global Study)已提到日程上,得到世界各国普遍的重视,全球性研究必将有一个较大的发展。
全球研究的目的主要是宏观地、整体性地对人类赖以生存的岩石圈、大气圈、水圈、生物圈的研究,以此带动区域性研究的深化,促进全球环境的改善。因此,这无疑为遥感发挥自身的特点和优势,开拓的又一应用领域。遥感可为全球研究提供各种便利条件,促进全球性研究的进一步开展和深化。例如,可利用遥感全球定位系统(GPS)监测和研究板块的运移,深大断裂活动,研究环形构造的成因及其机制;利用气象卫星资料及其它遥感信息,进行全球性气象研究及世界灾情的预报;海洋动力学研究,地球表面固态水的分布,世界冰川的进退,以及世界大环境的监测和治理等。遥感必将在全球性研究中发挥出更大的作用,做出更大的贡献。
当前,全球性研究已陆续开展,1992年已确定为国际空间年(ISY);一种全新的数字式全球变化网络全书将问世,它将说明遥感可以对监测全球变化做出的贡献。我国已决定积极地参与“地圈与生物圈”(IGBP)、“国际空间年”(ISY)、“国际减灾十年”等科技项目合作。承接全球变化地图集与全球变化电子网络全书等部分项目的工作。中国将对全球性研究作出贡献。
五、遥感在其它方面的应用
(一)在测绘制图方面的应用
航空摄影测量一直是测绘制图的一种主要资料来源和重要的技术方法,形成了完整而系统的学科体系。当代遥感的发展使测绘制图的资料来源更为多样化,资料的准确可靠性及其快速及时性和适时动态性等方面都有较大的改观;成图周期大为缩短;影像地图、数字地图等新图种和制图新工艺大量涌现,使测绘制图产生了新的变化和进展。例如,我国依据近年来所发射的卫星获得的图像,完成了黄河三角洲1∶5万,1∶10万地图的编制,绘制完成了我国第一幅南沙群岛影像地图。遥感还能在各种气候气象条件复杂,常规方法难于进行工作的地区获得资料,填补地面工作的空白。例如,巴西亚马孙河流域有近500万平方公里的热带雨林区,那里人烟稀少,云雾终日不散,常规测量工作难于进行。利用遥感侧视雷达技术,在不到一年的时间里就完成了该地区1∶40万雷达扫描成像工作,取得了有价值的资料,为该地区测量制图提供了基础。利用遥感图像进行各种专题图的编制,以及编制中小比例尺大区域的省(区)、全国乃至大洲影像地图已较普遍,西欧各国已应用SPOT卫星资料修编和更新1∶5万地形图等。随着遥感信息在空间分辨率、光谱分辨率以及时相分辨率方面的提高,遥感将为测绘制图技术的发展应用,开拓出更加美好的前景。
(二)在历史遗迹、考古调查方面的应用
近年来在进行野外考古调查中,配合应用遥感图像分析,发现了许多重大的历史遗迹,取得显着的成果。例如,英国遥感专家通过计算机增强的卫星图像,在英国伦敦以北约30公里的地下发现了罗马时代的古城堡遗迹。我国也曾利用遥感提供的信息,进行北京圆明园遗迹考察,长城遗迹的考察,以及内蒙古金代古城的发现等方面取得很好的效果。遥感为野外考古调查带来了变革,成为考古工作者有力的工具和手段,促进和加快了野外考古工作。
(三)军事上的应用
遥感在军事上的应用是不言而喻的。事实上,军事应用是遥感最早最成功的应用,今天遥感的发展是得利于遥感军事上成功的应用而迅速发展起来的。目前,发射的绕地球运行的卫星,绝大部分是与军事有关的。当今战争的胜负,不仅决定于军事实力(人力、武器)的对比上,准确可靠的信息获取,传输和决策对战争的胜负起着关键性的作用。英国、阿根廷的马岛战争、中东战争,以及海湾战争都充分证实了遥感在军事战争中所起到的至关重要的作用。
⑹ 什么是遥感、地理信息系统、全球定位系统简述三者之间的相互关系与作用。
遥感技术,即RS(remote sensing),遥感顾名思义,就是从遥远处感知,地球上的每一个物体都在不停的吸收、发射和反射信息和能量。其中的一种形式电磁波早已被人们所认识和利用。人们发现不同物体的电磁波特性是不同的。遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波,从而提取这些物体的信息,完成远距离识别物体。遥感是在航空摄影测量的基础上,随着空间技术、电子技术和地球科学的发展而发展起来的,它的主要特点是:已从以飞机为主要运载工具的航空遥感发展到以人造卫星为主要运载工具的航天遥感;它超越了人眼所能感受到的可见光的限制,延伸了人的感官;它能快速、及时地监测环境的动态变化;它涉及天文、地学、生物学等科学领域,广泛吸取了电子、激光、全息、测绘等多项技术的先进成果;它为资源勘测、环境监测、军事侦察等提供了现代化技术手段。概言之,遥感是运用物理手段、数学方法和地学规律的现代化综合性探测技术。
全球定位系统,即GPS(Global Positioning System),它是一个中距离圆形轨道卫星定位系统,可以为地球表面绝大部分地区提供准确的定位和高精度的时间基准。该系统是通过太空中的24颗GPS卫星来完成的。最少需要其中3颗卫星,就能迅速确定您在地球上的位置。所能接收到的卫星数越多,译码出来的位置就越精确。在汽车定位时,只需要在汽车上装一台比32开书本略小的“车载终端”就可以了。
在森林资源连续清查中应用GPS技术的优势:
1.可直接按坐标确定样地的位置。
2.解决了小比例尺地形图找明显地形地物为引点的难题。
3.克服了地形图本身有误差、传统的罗盘仪引线测量引起误差以及其它因素造成样地定位不准的问题。
4.定位精度高于罗盘仪引线定位,大大减少了野外作业时间和工作量,节省了时间,提高了工作效率。
地理信息系统,即GIS(Geographic Information System),是随着地理科学、计算机技术、遥感技术和信息科学的发展而发展起来的一个学科,是一门集计算机科学、信息学、地理学等多门科学为一体的新兴学科,它是在计算机软件和硬件支持下,运用系统工程和信息科学的理论,科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据,以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的空间信息系统。
数字地球是遥感、数据库、地理信息系统、全球定位系统、宽带网络及仿真虚拟等现代高科技的高度综合和升华,是当代科学技术发展的制高点。林业资源信息具有数据量大、种类多、来源广、结构复杂和获取成本高等特点,随着国家信息基础设施建设的发展,数字林业的发展是时代的要求,也是林业发展的必然趋势。
⑺ 什么是遥感
大家好,这里是遥感小天地,今日分享什么是遥感?遥感有什么用?喜欢的话点个关注吧!
遥感,英文名为remote sensing,简称RS,遥感技术可以称为RS技术。遥感是指一切非接触远距离探测技术。
广义含义 :即遥远的感知,是指一切无接触的远距离探测。例如卫星,照相机,人眼等
狭义定义 :是指利用探测仪器(比如卫星,照相机等),不和目标直接接触,从而把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,处理解释地物的特征以及变化规律等一门技术。 可以简单的理解为 :照相机把物体拍摄下来,然后对胶片进行处理和分析,进而把照片呈现在人眼的过程。
遥感科学综合了地理学,测绘学,物理学以及计算机科学等,是一门交叉性学科
遥感技术获取信息快速、省时省力,可以快速进行大规模监测
目前遥感技术不断被认可,不断在发展,各国都相继发射卫星对地球,月球,火星等进行探测(称为卫星遥感)。现今遥感技术已经广泛应用于农业,气象,水文,军事,海洋等领域
天气预测——气象卫星
可以预测降水,气温,台风,火灾,沙尘暴等
农业遥感
利用遥感监测农作物的种植面积,作物长势情况,估算全球范围、全国和区域范围的农作物产量等
水体遥感
监测水质情况,海洋遥感,监测鱼类等
其他的应用还包括 :卫星导航(如汽车导航仪),探测未知领域(如月球,火星等),城市乡村规划等等,遥感已经应用到国家的各个方面
⑻ 什么是近地遥感
什么是近地遥感?
遥感(Remote Sensing),从广义上说是泛指从远处探测、感知物体或事物的技术.即不直接接触物体本身,从远处通过仪器(传感器)探测和接收来自目标物体的信息(如电场、磁场、电磁波、地震波等信息),经过信息的传输及其处理分析,识别物体的属性及其分布等特征的技术.
通常遥感是指空对地的遥感,即从远离地面的不同工作平台上(如高塔、气球、飞机、火箭、人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等)通过传感器,对地球表面的电磁波(辐射)信息进行探测,并经信息的传输、处理和判读分析,对地球的资源与环境进行探测和监测的综合性技术.
当前遥感形成了一个从地面到空中,乃至空间,从信息数据收集、处理到判读分析和应用,对全球进行探测和监测的多层次、多视角、多领域的观测体系,成为获取地球资源与环境信息的重要手段.
遥感在地理学中的应用,进一步推动和促进了地理学的研究和发展,使地理学进入到一个新的发展阶段.
遥感信息应用是遥感的最终目的.遥感应用则应根据专业目标的需要,选择适宜的遥感信息及其工作方法进行,以取得较好的社会效益和经济效益.
遥感技术系统是个完整的统一体.它是建筑在空间技术、电子技术、计算机技术以及生物学、地学等现代科学技术的基础上的,是完成遥感过程的有力技术保证.
⑼ 什么是遥感呢遥感可以干些什么
广义地讲,遥感是指不直接接触地收集关于某一定对象的某种或某些特定的信息,从而了解这个对象的性质。一般多指从人造卫星或飞机对地面观测,并以电磁传播与接收技术,以收取目标的讯息并加以进行分析的技术。
简单理解,就像是在飞机或人造卫星上,安装一台功能强大的照相机,通过图像分析获取想要得到的数据。
遥感可以做的事情:
1、观测PM2.5。
就拿目前最受关注的雾霾治理工作来说,从2013年1月1日起,我国对70多个城市开展了PM2.5的监测,同时运用卫星遥感技术,从空中监测灰霾的影响范围。
2、用于防灾减灾。
遥感卫星可以用于各类灾害应急监测和抢险救灾信息支持,如地震、火山活动、土砂灾害等。2014年8月3日,云南鲁甸发生地震后,国家共调集国内外18颗遥感卫星,对地震灾区紧急成像,获取鲁甸地震区域卫星影像数据近百景,为抗震救灾发挥了巨大作用。
3、资源普查。
卫星遥感技术可以用来普查地球资源,例如水、石油、天然气、煤炭、金属矿藏储量。今年8月,我国又在酒泉卫星发射中心成功将遥感卫星二十号送入太空。它主要用于科学试验、国土资源普查、农作物估产及防灾减灾等领域。
4.、天气预测、掌握海面温度、海洋资讯。
如果没有气象卫星,我们无法全面监测大气成分,无法做好气象预报预测;如果没有海洋卫星,我们很难解决赤潮等问题;如果没有陆地遥感卫星,我们不能有效地监测森林、沙漠等的变化情况。
5、考古研究。
遥感技术在我国的考古工作中运用越来越多。在新疆的北庭古城、高昌古城,陕西的汉长安城,河南的汉魏洛阳故城、安阳殷墟等很多古代遗址的考古工作中,遥感技术获得的影像资料,为学者们发现遗迹现象、摸清遗址范围和内涵、了解遗址过去和当下的保存状况等工作,提供了很多有益的帮助。
6、农作物生产预测。
卫星遥感技术可以掌握全球耕地分布,监测大宗作物的长势与估产。遥感技术的应用,让农业统计数据的获取途径发生重大变化,有了遥感技术,一个地区的粮食种植面积在卫星照片上一目了然,大大提升了数据的准确性。
7、军事。
遥感在军事科学上的应用是显然的,因为可以远距离地观察目标,而且可以获得相对宏观的分析数据。在军事上,遥感可以对目标国家和地区的资源状况的监视。监视对方军事部署和大规模的军事移动。在具体的作战中,遥感可以帮助分析局部的地形、资源状况,从而帮助己方进行战术行动的方案判断。