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遥感科学与技术专业范例(12篇)

来源:其他 时间:2024-03-01 手机浏览

遥感科学与技术专业范文篇1

遥感作为信息获取和更新的重要技术手段之一,已经在海洋、渔业、测绘和军事等许多领域得到了迅猛发展和广泛应用。上海海洋大学海洋技术专业培养目标是具备坚实的数理基础,掌握海洋科学的基本理论和基本知识,受到海洋信息探测与应用方面的基本训练,能在海洋信息技术、空间测量技术、遥感技术、地理信息系统技术及其相关领域从事科研、教学、管理及技术工作的高素质海洋科技人才。遥感是上海海洋大学海洋技术专业主要方向之一,而《遥感原理》是海洋技术专业遥感类基础课程。《遥感原理》课程涉及了大量的数学和物理知识,这些大量的数学和物理公式对相当一部分同学来讲枯燥、难懂,使同学们在课程学习过程中,缺乏对课程学习的兴趣。笔者结合教学过程中经验,针对相关问题,在此浅谈一下在该课程教学上的思考和实践。

1关注遥感科学的最新进展

要让同学们喜欢遥感课程,首先要激发他们对课程的兴趣。现在的大学生有个性、有主见,接收新生事物快,是一个开放的群体。同学们普遍对所学学科的发展动态和发展前沿感兴趣,他们迫切希望知道所学课程对将来就业和相关课程进一步学习有什么作用。遥感知识更新很快,新理论、新方法和新研究领域不断地出现,遥感研究猛烈地冲击着各学科的前沿,这一特点正符合年轻大学生的好奇心[1]。

在教学过程中,在完成学生对遥感基本知识体系的构建的基础上,把遥感科学的最新进展的一些内容融到课程讲授内容中。例如:告诉同学们,近几十年来,欧美发达国家对资源与环境问题日益重视,而遥感信息技术已成为在国家层面上调查与获取环境资源基本数据,评估国家社会经济和生态环境可持续发展能力的有力工具。在美国、瑞典、澳大利亚、德国和日本等国家,几乎在所有较大规模的资源调查和开发规划中都利用遥感资料和常规资料相结合,提供综合分析数据供有关部门使用。我国已经成功发射了海洋卫星、气象卫星和资源卫星,初步显示了可为生态环境监测提供大量数据。同时,近十几年来在应用空间信息技术进行资源、环境的动态监测及可持续发展综合管理研究方面,也已经积累了大量数据信息和许多较为成熟的经验。遥感应用已从定性向定量发展。加强多源、多模态、多时相数据的融合和同化应用技术研究;注重高空间分辨率、高光谱分辨率和高时间分辨率及全天时、全天候和全频段的监测和研究;注重遥感数据真实性校验和地面定标技术研究;充分开发遥感数据资源,解决全球或区域性的环境和资源问题,为社会经济发展服务,是遥感发展的主要特点。通过国内外遥感现状的对比,使同学们认识到我们国家遥感的基础理论和技术在国际上的地位,以及我们在遥感的基础理论方面和发达国家的差距。这些遥感的基础理论也就是那些大量枯燥、难懂的数学和物理公式。这样既激发了同学们的争强好胜、不服输的天性,又让他们理解遥感基础理论在学科发展中的重要性,他们看到这些枯燥、难懂的数学和物理公式也就感到亲切了。同时,也明白了这些基础理论知识是他们将来遥感类课程进一步学习的基础。

2引入最新的遥感案例

遥感具有比较明显的应用技术学科的特点,它把地学研究中的概念逻辑思维变成直观的、形象的空间模型,深化了人们对自然现象的认识,其涉及到的知识面十分广泛,如果面面俱到,势必导致走马观花。因此,遥感原理课程的授课过程主要讲授遥感的基本数学和物理原理,完成对基本知识体系的构建。通过教学内容的优化,使学生对遥感在整体把握的前提下,能够抓住重点,以点带面,引导学生自主学习其他知识。在讲授遥感在地学中的应用部分,适当介绍当前遥感在卫星研制、有效载荷、地面处理、应用研究和业务化监测等方面发展的最新案例。并且将原理、算法等注重数学物理基础知识等环节融合到每一部分的案例教学内容里,使学生在学习案例的过程中自然地掌握那些枯燥、难懂的物理原理和数学算法[2-3]。

例如:以近年来每年爆发的黄海绿潮遥感监测为案例,介绍了光学遥感和微波遥感不同的遥感技术对监测绿潮时空分布监测方法的差异。在此案例讲解过程中,介绍了TM/ETM+数据、MODIS各级数据产品和微波数据ENVISATASAR,针对每种遥感影像,分别介绍其传感器和成像的基本原理。从空间分辨率、波谱分辨率、辐射分辨率和时间分辨率4个方面重点讲解遥感图像的特征,并且结合黄海绿潮监测实例讲授光学遥感和微波遥感的不同物理原理。同时在案例讲解过程中,引申出藻类遥感数学反演算法,这些算法只讲述基本原理和思路,而具体推导过程,引导有兴趣的学生在课后通过文献阅读资料查找自行学习。

遥感科学与技术专业范文篇2

关键词:遥感技术环境科学应用3s一体化发展趋势

遥感是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、宇宙飞船和航天飞机等,通过传感器对地球表面的电磁波辐射信息进行探测,然后经信息的传输、处理和判读分析,对地球的资源与环境进行探测与监测的综合性技术。遥感技术从远距离采用高空鸟瞰的形式进行探测,包括多点位、多谱段、多时段和多高度的遥感影像以及多次增强的遥感信息,能提供综合系统性、瞬时或同步性的连续区域性同步信息,在环境科学领域的应用具有很大优越性。

20世纪90年代以来,环境遥感技术应用越来越广。从陆地的土地覆被变化,城市扩展动态监测评价,土壤侵蚀与地面水污染负荷产生量估算,生物栖息地评价和保护,工程选址以及防护林保护规划和建设。到水域的海洋和海岸带生态环境变迁分析,海面悬浮泥沙、叶绿素含量、黄色物质、海上溢油、赤潮以及热污染等的发现和监测,珊瑚和红树林的现状调查与变化监测,堤坝的规划与水沙平衡分析,水下地形地遥调查以及水域初级生产率的估算。再到大气环境遥感中的城市热岛效应分析,大气污染范围识别与定量评价,大气气溶胶污染特征参数化,全球水、气和化学元素等的循环研究,全球环境变化以及重大自然灾害的评估等,几乎覆盖了整个地球系统。

一、遥感技术在环境科学中的应用

1.遥感技术在水污染监测方面的应用

(1)利用红外扫描仪监视石油污染

全球每年排入海洋的石油及其制品高达1000万吨,利用多光谱航片可对海面石油污染进行半定量分析,将彩色航片同步拍照与近红外片做的彩色密度分割图相比较,更精密地判断和解译信息,参照图片画出不同油膜厚度的大致分级图。通过彩色密度分割图像,特别是数字密度分割图,可以更准确地判断油量的分布情况。通过彩色密度分割可把相差零点零几厚度的海面油膜区分出层次来,这有利于用航空遥感对海面油的扩散分布和半定量研究。浓度大的地方是黄色,往外扩散的油膜变薄,呈黄紫混在一起的颜色,再往外扩散的油膜就更薄些呈紫色。通过对污染发生后各天的气象卫星图像的对比分析,确定油膜的漂移方向,计算出其扩散速度和扩散面积。

(2)利用遥感技术监测水体富营养化

浮游植物中的叶绿素对蓝紫光和红橙光有较强的吸收作用,当水体出现富营养化时,我们就可以利用遥感技术推算出水体中的叶绿素分布情况。赤潮区的海水光谱特征是藻类、泥沙和海水的复合光谱,另外有机或无机颗粒物也会吸收入射光,影响水体的透明度。

(3)通过遥感技术调查废水污染和泥沙污染

废水的颜色与悬浮物性状千差万别,特征曲线上的反射峰位置和强度也不大一样,可以用多光谱合成图像进行监测。水中悬浮泥沙的浓度和粒径增大,水体反射量也会相应增加,反射峰随之红移,定量判读悬浮泥沙浓度的最佳波段是0.65~0.85微米。

(4)应用红外扫描仪监测水体热污染

应用红外扫描仪记录水体的热辐射能量,真实反映其温度差异。在热红外图像上,热水温度高,辐射能量多,呈浅色调。冷水和冰辐射能量少,呈深色调。热排水口处通常呈白色羽流,利用光学技术和计算机对热图像作密度分割,根据少量的同步实测水温,画出水体等温线。

(5)通过遥感技术分析水域的分布变化和水体沼泽化

水体总体反射率较低,选择1.55~1.75微米波段的多时域影像可以分析水域的分布变化。沼泽化在时域图像上反映为水体面积缩小,从水体向边缘有规律变化,显示出不同程度的植被特征。

2.遥感技术在大气环境监测方面的应用

(1)臭氧层

臭氧层位于地球上空25~30千米的平流层中,对0.3米以下紫外区的电磁波有较大吸收,可用紫外波段来测定臭氧层的变化。臭氧层在2.74毫米处也有一个吸收带,可用频率为11o83兆赫兹的地面微波辐射计来测定臭氧在大气中的垂直分布。另外臭氧层会吸收太阳紫外线而升温,可使用红外波段来探测,如用7.75~13.3微米热红外探测器测定臭氧层的温度变化,参照浓度与温度的相关关系,推算出臭氧浓度的水平分布。

(2)大气气溶胶

利用遥感图像可分析大气气溶胶的分布和含量,工业烟雾、火灾浓烟和大规模沙尘暴在遥感图像上都有清晰的图像,可以直接圈定其大致范围。利用周期性气象卫星图可监测沙尘运动,估计其运动速度,及时预报沙尘暴。通过卫星资料可及早发现森林火灾,把灾害损失降到最低。大比例图片可用来调查城市烟囱的数量和分布,还可以通过烟囱阴影的长度来计算其大致高度。应用计算机对影像进行微密度分割,建立烟雾浓度与影像灰度值的相关关系,可测出烟雾浓度的等值线图。

(3)有害气体

彩红外相片可监测有毒气体对污染源周围树木和农作物的危害情况,通过植物对有害气体的敏感性来推断某地区大气污染的程度和性质。一般污染较轻的地区,植被受污染的情况不宜被人察觉,但其光谱反射率却会明显变化,在遥感影像上表现为灰度的差异。正常生长的植物叶片能强烈反射红外线,在彩红外相片上色泽鲜红明亮。受到污染的叶子,其叶绿素遭到破坏,对红外线的反射能力下降,其彩红外相片颜色发暗,如白蜡树受污染后呈紫红色,柳树呈品红色略带蓝灰色。

(4)气候变化

美国、欧盟、日本和俄罗斯的地球同步轨道气象卫星组成的静止气象卫星监测系统昼夜不停地观测地球的气候变化,得到全球范围内的大气参数、海洋参数、地表状况、辐射收支和臭氧分布等信息,对全球变暖、臭氧层空洞以及厄尔尼诺现象的研究非常重要。

3.遥感技术在城市环境监测与管理中的应用

彩红外遥感影像可监测固体废弃物引起的生态环境变化,热红外遥感影像可调查工业废水和废气的排放情况。城市道路宽的呈带状和环状,窄的呈线状,城市广场一般以块状蓝灰色与街道紧密相连于中心地带。居民区呈灰色,高层楼房带有宽长影,平房呈密集排列的小长方块状。水系呈浅蓝色,绿地呈红色。从遥感图像上获取这些信息,对优化城市结构有很大帮助。另外城市里的高大建筑物对太阳辐射和其他热辐射的吸收和释放特性跟以土地和农作物为主要下垫面的郊区有很大不同,利用热红外遥感对城市下垫面进行分析就可以得出城市的热岛效应。

4.应用遥感技术监控生态环境

遥感影像真实记录地貌形态特征并提供各环境参数的组合情况,根据其空间一致性和差异性进行区域环境范围的生态区划。利用遥感卫星相片还可以编制森林树种、生长状况和森林覆盖图,使用计算机集群分类,精度可高达8o%。一般野生动物环境与森林植被关系最为密切,通过研究植物的分布与长势可大致确定动物的活动繁殖场所,从而编制森林野生动物保护规划。

5.利用遥感技术监测自然灾害

遥感技术对于暴雨、水土流失、地震和山体滑坡等地质灾害的调查与监测也很有效。比如说地震与地球活动构造块体分布及其活动方式密切相关,利用卫星预测地震技术主要集中在电磁波辐射和电离层异常监测、地表形变监测、红外辐射监测以及卫星重力监测等方面。但由于目前技术条件的限制,地震还是不能准确预测,2008年5月的汶川大地震几乎震碎了中国人的心,期待有一天,我们中国人能通过遥感技术准确预测地震灾害,今天的悲剧永远不要发生了。

二、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。

3.3s一体化

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.建立高速、高精度和大容量的遥感数据处理系统

随着3s一体化,资源与环境的遥感数据量和计算机处理量也将大幅度增加,遥感数据处理系统就必须要有更高的处理速度和精度。神经网络具有全并行处理、自适应学习和联想功能等特点,在解决计算机视觉和模式识别等特大复杂的数据信息方面有明显优势。认真总结专家知识,建立知识库,寻求研究定量精确化算法,发展快速有效的遥感数据压缩算法,建立高速、高精度和大容量的遥感数据处理系统。

5.建立国家环境资源信息系统

国家环境资源信息是重要的战略资源,环境资源数据库是国家环境资源信息系统的核心。我们要提高对环境资源的宏观调控能力,为我国社会经济和资源环境的协调可持续发展提供科学的数据和决策支持。

6.建立国家环境遥感应用系统

国家环境遥感应用系统将利用卫星遥感数据和地面环境监测数据,建立天地一体化的部级生态环境遥感监测预报系统以及重大污染事故应急监测系统,可定期报告大气环境、水环境和生态环境的状况。环境遥感地理信息系统是其支撑系统,在各种应用软件的辅助下实现环境遥感数据的存储、处理和管理;环境遥感专业应用系统是其应用平台,在环境专业模型的支持下实现环境遥感数据的环境应用;环境遥感决策支持系统是其最上层系统,在环境预测评价和决策模型的驱动下进行环境预测评价分析,制定环境保护的辅助决策方案;数据网络环境是其数据输入和输出的开放网络环境,实现环境海量数据的快速流通。

总之,遥感技术在环境科学领域有广泛应用,随着科学的进步,遥感技术会越来越先进,其所发挥的作用也会越来越大。

参考文献:1.任源,杨晓晶.遥感技术在现代环境监测与环境保护中的应用.环境保护科学第33卷第3期,2007

2.王旭,徐永花,李莉.遥感技术在环境科学领域的应用及其发展趋势.地下水第29卷第3期,2007

3.施益强,陈崇成,陈玲.遥感技术在环境科学与工程应用中的进展.科技导报,2002

遥感科学与技术专业范文篇3

近年来,随着航天航空遥感技术的发展、高分辨率卫星遥感影像的民用化、遥感和GIS集成的关键技术取得突破以及“数字地球”计划的实施,遥感的应用领域正在进一步扩大。对于**这样经济高速发展的特大城市而言,城市面貌日新月异,土地利用、房屋类型和结构、地矿资源的变化也越来越快,对于行业管理部门来讲,如何利用现代空间信息技术,改造和优化传统的行业管理理念和模式,做到变被动管理为主动管理,变事后管理为事前管理,已经成为衡量管理水平的重要标志。

遥感影像以其直观性和现势性越来越受到许多行业和部门的青睐,如今,遥感技术已在国土资源管理、灾害预测、农作物估产、环境监测等领域得到了越来越广泛的应用。国土资源部自1999年开始,每年都利用卫星遥感技术对全国许多大中城市的土地利用情况进行了动态监测,**是调查和监测的重点城市之一。**市建委信息中心和**市航空调查办公室于2**0年初完成了**市第三轮航空遥感调查,并开展相关的应用和研究,为房地资源行业应用遥感技术辅助管理提供了启示。同时,随着现代计算机技术、网络技术、海量存储技术等同步、快速发展,也使得遥感技术“从实验室研究真正走向行业管理和应用”成为可能。

正是在这个背景下,20**年7月,我局列“遥感影像在房地资源管理中的应用研究”课题,旨在将新型遥感技术与日益发展变化的**房地资源管理结合起来,为行业管理提供一种科学、高效、快速的辅助支持决策工具。事实上,遥感技术的应用几乎可以覆盖到每个业务部门。通过遥感影像,我们可以以最快的方式了解周围环境的变化(如土地利用的现状及其动态变化的情况、旧区改造和房屋动拆迁的变化、沿海沿江滩涂增长等等);为我们提供第一手的直接的信息,快速更新已有的GIS数据库信息,为行业管理服务,为政府决策支持服务。

在遥感技术和遥感影像的研究方面,**市建委信息中心和遥感办研究了“航空遥感信息在城市建设和管理中的综合运用破解研究”的专题,涉及到了“市区民居建筑类型和二级旧里”的研究,为我们开展进一步的研究提供了很好的帮助。在房地资源行业中的应用方面,主要有北京市利用IRS卫星遥感影像进行1:1****土地利用现状调查;天津市利用SPOT卫星遥感影像每季度进行土地利用执法监察,但是,效果并未达到预想的目的。将遥感影像与整个行业管理相结合,进行全面的、深入的应用研究则还没有。

经过三年来的研究和应用,我局利用遥感影像在房地资源的全方位应用和研究方面作了大量的工作(如遥感影像用于外环线内的旧区分布调查、房屋建筑类型调查、全市范围内的土地利用现状调查、沿江沿海滩涂调查等),有了明显的突破,成果均在行业管理中得到了很好的应用。

二、研究内容

课题在立项时提出的研究内容为:建立土地利用、房屋类型光谱特征库;在行业管理中应用、建立遥感影像库以及三维建模等研究。在课题研究和项目实施过程中,课题组负责、组织和参与了所有与遥感及其相关项目全过程的研究和应用,全面、出色、超额完成了课题既定的任务,为行业管理提供了全面、科学、真实、可靠的依据。主要研究内容如下:

(一)在基础研究领域,课题组在研究遥感信息源,比较卫片和航片异同,以及遥感影像处理方法的基础上,着重研究了解译标志库,制作了不同居住房屋类型的航空遥感影像标志库和不同土地类型的卫星遥感影像标志库。

(二)在土地利用现状调查和动态监测领域,我们利用不同分辨率的遥感影像进行了农用地本底调查和变更调查试验研究。在此基础上,创新性地采取了“利用高分辨率的遥感影像,结合权籍信息系统数据,以内业判读为主,外业调查为辅”的技术路线,在较短的时间内全面调查了**市土地利用现状,得到了科学、客观的土地利用现状数据,为新一轮土地利用规划修编奠定了良好的基础。同时,将不同时相的卫星遥感影像运用到土地执法检查和动态监测领域,利用人机交互、目视解译的方法,发现土地利用变化图斑,为现场快速调查和处理违法用地提供了依据。

(三)在房屋调查领域,开展了遥感影像应用于高层建筑分布调查和建筑密度调查的研究;开展了遥感旧区调查研究,并将研究成果运用于旧区改造日常管理和动态监测。

遥感科学与技术专业范文篇4

关键词:遥感机载激光雷达实践教学课程设计

中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1674-2117(2014)18-00-02

1前言

《激光遥感》是武汉大学遥感信息工程学院为适应遥感技术发展的最新需求,对原有《激光成像》课程进行改造而设置的一门专业必修课程。随着相关技术的发展,激光遥感成为了遥感技术的重要方向。近些年越来越多的资源投入到激光雷达术的研究和实践中,使之得到飞速发展。目前激光遥感技术已经运用到了近景、地面、车载、机载到星载的多种平台上,提供了不同精度的多种产品,应用在诸多行业中。相应地,激光遥感数据处理也从科学研究少量试验发展到了大规模生产实践阶段。面对这种变化趋势,武汉大学遥感信息工程学院在2010年修订的本科生培养方案中,设置了《激光遥感》课程,作为摄影测量方向本科生的专业必修课和遥感信息工程方向本科生的专业选修课[1]。这准确地反映了目前激光遥感技术的发展状况和其在遥感技术中的地位。

2加强激光遥感实践课程的必要性

在激光遥感课程改造过程中,有必要提出并坚持面向应用的方针,这一方面是生产的需要,我国已经正在大力引进和推广激光遥感技术,仅机载LiDAR设备就已经超过30台,价值数亿元,其他的地面及近景设备更是多达百余套。这些设备采集了大量的数据,处理这些数据需要专门的人才,对本科教育提出了要求[2];另一方面是就业的需要,虽然随着空间技术的应用,摄影测量与遥感专业的学生就业形势较好,但是要看到,随着开设相关专业课程学校的增加以及学生规模的扩大,就业压力已经越来越大,有必要根据生产部门的需求,有针对性地培养学生专长,扩大就业机会;第三方面是科学研究的需要,目前激光遥感数据仅仅得到了初步的应用,如何提高数据处理效率,丰富数据产品类型以及拓展数据范围等,是目前生产部门亟待解决的问题[3]。通过在本科阶段设置相关课程,加大培养力度,有利于激发学生科研兴趣,为将来投身相关科学研究打下了坚实基础。在过去激光遥感属于前沿技术,缺少必要的案例和数据,主要采取课堂讲授的方式,通过教师的PPT和板书进行教学,学生的课堂实验及课后实践很少,缺少实践环节,造成学生动手能力较差,同时对理论的理解也不够深入,影响了用人单位的使用[4]。因此,随着激光遥感技术从探索走向应用,对应的《激光遥感》课程也由选修设置为必修,其授课方式也应该从纯理论讲授发展为理论结合实践的讲授方式。

3遥感实践课程的原则及内容

3.1遥感实践课程的原则

激光遥感数据处理环节多,涉及的专业知识多,同时,由于仍处于不断发展中,很多新处理方法和产品不断涌现,成熟和固定的生产与数据处理方法和流程较少。在确定激光遥感课程实践内容时需要把握如下原则:

(1)有利于全面掌握课程的知识点,实践的内容应该贯穿整个课程的环节,加深和巩固学生对理论的了解;

(2)有利于相关专业知识的融会贯通[5]。激光遥感是多种新技术的集成技术,应该通过实践环节,使学生了解相关专业技术以及集成技术的重要性及作用;

(3)有利于激发学生的科学研究兴趣[6]。应该通过实践,激发学生探索未知的兴趣,投身于对激光遥感技术科学研究中;

(4)有助于提高学生动手能力。激光遥感技术是一门工科技术,其落脚点应聚焦在提高学生的动手能力,为将来胜任行业部门打下基础;

(5)有助于课程安排。课堂时间有限,过于复杂的实验占用太多时间,不利于课堂组织,简单的实验不利于学生掌握相关知识。必须对各实验部分精心设计,使之既相对独立又有机联系。

3.2遥感实践课程的主要内容

激光遥感实践环节的内容

激光遥感技术工程实践环节较多,内容庞杂,主要有:

航线设计,需要全面掌握点云数据的参数,影像数据参数等;

数据预处理,包括误差剔除,坐标转换等;

输入输出,包括格式转换,内插方法等;

基础测绘产品生产,包括DEM、DLG的生产;

高级地理信息应用,包括数据分类、建筑物提取,三维建模以及空间信息系统研发等。

4遥感实践课程设计

4.1框架

本文设计了激光遥感课程的实践教学方案,框架图如下。

激光遥感实践框架

4.2实践教学方案

本文设计了激光遥感课程的实践教学案例,下面针对框架进行详细说明。

(1)为了使学生对LiDAR技术有感性的认识,设计了参观的环节,以激发学生的兴趣。选择学院的硬件设备或者生产部门的生产现场,使学生通过参观对LiDAR设备的组成、相关技术和行业应用有初步了解,在生产一线了解该技术目前的应用关键和难点。一方面激发学生投身生产的热情,另一方面使学生了解科研与生产的方向。

(2)针对LAS格式的数据,要求学生编写程序,能够读取数据到相应的数组中。主要使学生了解LiDAR数据种类,通过深入研究LAS数据格式,了解空间信息数据的特点和存储难点;通过全面讲解LAS格式版本的发展过程,了解LiDAR技术进步过程和数据不断丰富的过程;通过程序编写,熟练掌握空间数据读取技术和节省数据存储空间的技巧。

(3)对LiDAR数据进行三维显示和基本空间分析操作。主要使用任课教师承担科研项目时编写的数据处理平台,在使用前任课教师先讲解科研项目的目的、意义、进展及展望,再对该平台的基本功能,尤其是数据读取部分进行详细讲解。一方面可以使学生看到上次课程自己编写的数据读取程序的规范性、速度和效率上存在的问题,另一方面可以使学生知道,科研项目并不神秘,而是从基础的功能起步的;通过对点云的简单空间操作和分析,使学生了解点云数据的粗差、断面、建筑物和树木脚点的空间分布特征、区别以及容易混淆的地方;通过对波形数据的读取、显示和分解,使学生了解LiDAR数据的新发展及其优点。

(4)要求学生编程实现LiDAR数据粗差的剔除。本次实践具有一定的灵活性,学生可以自行编写包含读取、显示、剔除粗差以及存储的完整程序,也可以在教师提供的平台上,以组件的形式完成剔除粗差的功能。关键是使学生理解基于高差的分类方法,基于统计原理的区分粗差的方法,熟悉一些基本的测量平差方法,不仅能够复习和掌握前期学过的测绘的基本专业知识,还能初步掌握LiDAR数据处理的基本原理和DEM的基本生产方法。

(5)要求学生编程实现去除粗差后的LiDAR数据的规则化。主要使学生复习和掌握空间数据内插的主要方法,了解LiDAR数据采集的随机性,知道其特点和不足,提高编程水平,同时对于DEM的生产方法也有更深入的掌握。

(6)实现LiDAR点云数据分类和输出。这部分比较复杂,主要基于现有软件,使学生掌握LiDAR数据分类的原理和生产部门处理的流程和工具,在不断调试参数并观察处理结果的过程中,琢磨和理解现有数据分类算法的原理和不足,明了目前LiDAR数据产品生产的关键和难点,为将来从事生产或科研打下基础。

(7)撰写实践报告,要求学生将实践过程和实践结果进行展示和总结,提出自己的想法,可以提出新的原理或算法,也可以针对某一环节提出改进措施,自由发挥。教师根据学生的报告综合、总结,在课堂上进行展示和点评,并给出成绩。

5结语

实践教学不仅是理论课程的补充,而且具有验证、综合、创新等功能。加强实践性教学,有助于学生全面理解理论知识,掌握分析问题、解决问题的方法,激发学生自主学习热情,提高学生编程能力。本文针对《激光遥感》课程的特点和本科学生的知识积累,设计了课程实践环节,丰富了教学内容,加深了学生对理论知识的理解,推动了《激光遥感》教学改革,使该工科课程更贴近科研和生产,为学生将来进行科研或生产打下了坚实基础。

(武汉大学遥感信息工程学院,湖北武汉430079)

参考文献:

[1]遥感信息工程学院.本科人才培养方案(2010年版)[EB/OL].2012(2).

[2]赖旭东.《激光遥感》课程设计与思考[J].地理空间信息,2012,10(4):168-169.

[3]张喜旺,刘剑锋.高校GIS专业遥感类课程教学改革探索[J].测绘与空间地理信息,2012,35(10):10-12.

[4]刘经南,张小红.激光扫描测高技术的发展与现状[J].武汉大学学报:信息科学版,2003,28(2):132-137.

遥感科学与技术专业范文篇5

关键词:遥感地学分析;课程;教学方法

中图分类号:g642.4文献标志码:a文章编号:1674-9324(2013)30-0130-02

一、引言

遥感是综合利用物理手段、数学方法,依据地学规律来研究地球表层的资源与环境问题的技术手段,具有现代边缘科学技术明显的综合性的特点,它既是空间技术的必要组成部分,又是联系天文学、地球科学和生物学的纽带,其应用遍布林业、农业、地质矿产、土地资源、环境、水资源、城市规划与管理等各个不同领域[1]。遥感应用研究的基础是需要根据地学应用的目的来建立一定的遥感信息的处理和分析模型,获得能反映地球区域分异规律和地学发展过程的有效信息,而遥感地学分析就是遥感与地学各学科应用之间的一个接口,它既是遥感应用基础研究的重点,也是遥感技术发展的前沿[2]。

《遥感地学分析》是遥感与地学交叉的边缘科学,是应用遥感的理论、方法和技术,应用遥感数据源,实现复杂地学问题的快捷、方便、省时和省力解决的一门课程。该课程是遥感科学与技术专业、地理信息系统专业等本科专业的一门重要专业课程,作为其学习基础的先修课程有《遥感原理与方法》或《遥感概论》、《遥感数字图像处理》、《自然地理学》等。开设该课程的主要目的是巩固、深化学生遥感基础理论知识,学习掌握遥感地学分析的基本原理、方法及模型构建,学习遥感技术在各主要地学领域的应用方法,使学生从遥感的角度认识地理过程和规律。为了实现上述教学目的,可以将整个教学过程分为三部分:基础知识与案例相融合的问题驱动式基础理论教学;具有专业学科背景及地域特色的遥感地学分析教学;完整的项目式实践教学。

二、基础知识与案例相融合的问题驱动式基础理论教学

《遥感地学分析》课程是在学习过遥感相关原理、方法等基础知识的基础上开设的,在基础理论知识这块主要以巩固和深化为主,因此在教学过程中不是简单的重复式教学,不能以灌输的方式再将学过的知识讲解一遍。教学中可以把经典理论知识与案例相融合,将有针对性的案例展示给学生,并采用问题驱动式教学,把案例中涉及的理论知识由浅入深、循序渐进的以问题形式引出,再由学生自行思考、讨论,利用所学基本理论对案例所呈现的现象和问题进行分析和解释,最后由教师对学生的回答给出解释和总结,从而达到巩固和加深基础理论知识的目的。例如,在回顾和地物光谱特性相关知识时,可打开一个多波段影像,在老师的要求和简单提示下,由学生自己动手进行一些简单的数据操作,如可单独打开每一个波段的影像,针对同一位置同一种地物类型进行观察,由学生通过地物在不同波段影像中的色调变化,来直观认识该地物在各个波段的光谱反射差异;然后可打开多个由不同波段组合形式形成的真彩色或假彩色影像,先由学生观察并描述不同影像中地物的差异,分析产生差异的原因;进而进一步讨论多波段影像在遥感应用中的作用,认识到研究地物光谱特性的必要性及波段选择的重要性,掌握地学分析应用中波段选择及波段组合的方法及评价。

上述整个过程中都需要老师根据实际情况有针对性的引导、提出问题、解决问题,从而实现教学的推进。当然,完成这一教学过程除了上述内容外还需做好充分的课前准备和课后总结工作。课前准备有:由老师挑选准备学校所在地的,最好是不同时相的多波段遥感影像数据,在上课之前就分发给学生,由学生通过目视解译、实地踏勘及其他辅助手段(如googleearth等),将影像中地物类别判识并标注出来;老师提前将所要讲解的知识点进行提炼,按照知识的连贯性及人对事物认识的过程,将知识点按照由浅入深、层层递进的关系进行组织串联,并设计好影像操作的步骤、环节以及提出的问题。课后的总结主要是在课堂的主体内容结束后,由老师以文字的形式将整堂课所涉及的知识点依次总结罗列出来,保证课堂教学的整体性。

三、具有专业学科背景及地域特色的遥感地学分析教学

在《遥感地学分析》课程中,非常重要的一部

内容就是学习掌握遥感地学分析的基本原理、方法及模型构建,学习遥感技术地学领域的应用方法,从遥感的角度认识地理过程和规律。这部分内容需要讲解一些基础、常用的遥感分析方法,如地学相关分析法、分层分类法、变化检测、定量遥感分析等等,还需要学习遥感在一些主要地学领域当中的具体应用,比如土地资源、林业、农业、水资源、地质等。作为不同学校或不同专业开设这门课程,除了要完成上述基本原理、方法和应用的学习任务外,还应突出专业学科背景特色,根据该专业的学科背景、支撑学科及所处地域特色,深入系统的学习与区域特色及学科背景结合紧密的一个地学领域中的应用。比如新疆大学地处西北干旱区,具有干旱区所特有的一些地理环境特点,在这里长期进行着盐渍化、沙漠化、干旱区流域生态环境及其脆弱性、积雪融雪、冰川、地质地貌等具有地域特色的地学研究。因此在课程该部分内容的学习中,可根据教师或者学校其他研究团队在这些领域中的研究,加入一项专题地学分析学习,将实际的科研工作情况融入到课堂教学中,用实例让学生更直观深刻的理解在这些领域中,各种地学分析方法是如何应用的,应用后能够得到什么样的结果,这些结果有什么样的作用以及如何指导实际的工作。

四、完整的项目式实践教学

实践教学是《遥感地学分析》课程的重要组成部分,对于整个课程内容的串联和实际应用起着至关重要的作用。传统的课程实验是将实验割裂开来,针对不同章节的内容设置多个小实验、单独完成、单独撰写实验报告,这样的实验模式会使学生很难形成解决一个具体问题的整体思路,知识的连贯性不够,运用遥感知识解决问题的能力不能得到很好提升。因此该课程的实验应改变这种传统的独立小实验模式,将实践内容设计成一个完整的项目形式。所谓项目式就是由教师根据科研项目情况及数据可能的获取情况,确定相关选题,选题以能够包含主要的学习内容和知识点、执行一个完整的遥感数据分析流程、能够在有限时间内实现为原则。学生则分成多个小组,自由选择感兴趣的题目,小组成员共同讨论选题实现的思路和方法,通过分工合作完成实验内容,最后各自独立撰写一份完整的项目实验报告。这种实验方式能更多的调动学生参与的积极性,能在一定程度上提高学生分析问题、解决问题的能力,培养团结协作的意识,此外也能体现出知识的连贯性和实用性。

五、结束语

本文根据《遥感地学分析》课程的特点及课程所要达到的教学目的,探讨了针对基础理论知识、地学分析方法和实践教学三个部分的教学方法。认为在遥感基础理论知识部分,应以巩固和深化为主,强调基础知识与案例相融合,由问题驱动的学生自主分析学习;在遥感地学分析的原理、方法及应用部分,强调紧密结合学生所在专业的支撑学科及所处的地域特色和当地的重点研究领域,加入遥感在某个特色领域应用的学习;在实践教学部分,应考虑以一个完整项目式的实验形式代替多个独立小实验,以增强知识的连贯性,提高学生解决实际问题的能力。

参考文献:

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[2]骆剑承,杨艳.遥感地学分析的智能化研究[j].遥感技术与应用,2000,15(3):199-204.

遥感科学与技术专业范文篇6

关键词:地质勘探;矿产;遥感找矿;国土资源

近年来,随着科学技术的进步和国际环境的影响与促进,我国的遥感技术也逐步发展并趋于成熟,目前已经建立了集信息的采集、处理、应用等环节于一体的国土资源遥感技术体系。可以说,我国已经把遥感技术应用于地质调查、矿产勘查、矿山开发、环境监测、城市规划等重要领域。

1遥感找矿技术概述

随着科学技术的不断发展与进步,国际、国内的地质矿产勘探工作都不同程度地得到了很大的技术支撑,地质勘探业迅速崛起,遥感找矿技术已经成为一项较为成熟的地质找矿方法。

遥感找矿技术主要是指运用遥感技术进行地质矿藏的发现、开采等工程。该技术的理论支撑是遥感技术,按照光谱分为可见光遥感、红外遥感和微波遥感。遥感技术用于地质找矿作业,能够全面、客观地记录和分析矿山的物质成分和结构,大大提高和改善了发现矿藏的几率和速度,并且分析结果更加精确和科学。

遥感找矿技术主要是依据大地层中的各种物理化学物质所发生的反射、透射等物理作用而产生的电磁波,来传递各种地质成分的特征信息。各种物质的物理化学特性与其发出的光谱的特息相关,物质成分及结构的差异使得不同物质的内部对不同波长的光子进行选择性的吸收和反射、透射等物理作用。一般而言,具有稳定的物理结构和稳定的化学性质的物质具有稳定的光谱吸收特征,而不同的矿物质又具有不同的电磁波辐射能力。在遥感找矿技术中,我们利用波谱仪等遥感设备对野外采集的样品进行光谱试验,获取数据并测量其光谱曲线,再与资料库中的已知光谱进行比较,可以确定矿物质中所含有的各种成分,并进一步判断其含量与纯度。这样,我们就利用遥感找矿技术,成功地为决策者开发利用矿山资源提供了可靠资料。

2遥感找矿技术在地质勘探中的运用

遥感找矿技术可以用以提取地质构造,对地质勘探具有重要意义。根据现有资料,重要的矿产主要分布在地壳板块的边界地带以及不同块体的结合部位。遥感找矿技术能够对地质成分进行全面的分析和反馈,帮助地质勘探工作者提供可靠信息,如地表岩层、地质构造、地貌特征、水体和植被分布等。地质勘探测量工作者,可通过这些信息提取潜伏的地质构造特征,比如地表褶皱、地层断裂等。

遥感找矿技术主要利用金属矿床形成的特定光谱异常区进行工作,通过遥感技术形成图形和图像。质地中存在的各种矿物质的光谱曲线波动不一样,比如围岩的光谱曲线会相对很平缓,每个波段之间的差值也十分小;而矿化蚀变岩的光谱曲线波动较大,每个波段之间的差值也很大。这样,根据不同的光谱曲线,就能确定地质的性质,为地质勘探工作提供数据。

可以看出,提取蚀变信息是遥感技术在地质找矿工作中的一项主要手段。那么,遥感找矿技术是如何进行处理蚀变信息的?目前可以用单一的热红外波段或者比值分析,也可以将二者结合,再对蚀变信息进行增强,然后与已知的大量数据进行对比分析。例如,在植被覆盖非常广泛或者冰雪大量覆盖的地区,为了在不遗失任何信息的前提下去除干扰,我们可以采用比值处理法,这就是通常所说的图像预处理;我们也可以利用热红外光谱技术探测物体的辐射能量,从而压抑森林植被和积雪造成的信号干扰。

目前,地质矿产勘探遥感找矿技术已经为我国的基础地质调查、矿产资源勘查和环境地质调查与评价提供了重要的数据资料。我国目前已经形成了关于地质矿产勘探遥感找矿技术运用的工作流程和技术方法,开发了"野外调查微机辅助遥感图像解译系统",为中国地质调查局制定了1∶25万遥感地质调查的技术规定,绘制了相关精度和比例的影像图,并做了详细的遥感地质解译,编制了航磁系列图、推断地质图和地球地质物理断面图等图件。成功运用该项技术进行了不同地区的区域地质岩性填图,确定各类火成岩体的分布,准确圈定了火山岩及火山机构,为直接或间接找矿等工作服务。这一系列的科研成果,都标明地质矿产勘探遥感找矿技术在我国地质勘探工作领域所发挥的积极作用。

3地质矿产勘探遥感找矿技术的发展前景

在我国,地质勘查技术方法不断取得创新,找矿方式方法也取得突破性进展。国家也在不断加强地质矿产勘探遥感找矿技术开发体系的建设,提高地质勘查的能力。根据目前我国的国家需求和社会需求,结合我国地质矿产勘探遥感找矿技术的发展现状,未来几年将重点加强开展并加强以下3个业务体系的建设:

(1)矿产资源航空物探与遥感勘查应用体系;(2)环境地质、工程地质、地质灾害调查与监测多领域应用与服务体系;(3)海洋与陆域油气资源航空物探遥感调查体系;上述业务体系体现了遥感找矿技术在地质矿产勘探领域的重要应用和拓展。开发和完善以上体系,需要我们不断加强技术创新,坚持自主开发为主与引进外部技术为辅相结合的机制,不断提高和完善我国地质矿产勘探遥感找矿技术的自主创新能力。

4对当前遥感找矿技术的几点建议

4.1加强技术装备建设,加大投资力度。

我国疆土地域跨越较大,而且国土资源复杂,如果只采用单一的运载工具,就无法适用于中西部地区的测量作业,同时又缺少适合于高原地区和山区遥感勘查飞行的直升机。对于海洋资源,大航程超低空海洋航空物探专用飞机的开发运用将成为严重制约海洋资源调查能力的关键资源。国内设备对数据的记录、处理能力精度不高,缺乏航重、航电以及航空气测设备等,这就造成一部分遥感信息源的缺乏。国外高精度遥感数据价格昂贵,而国产资源卫星数量少、分辨率和精度难以满足自身要求,严重制约我国地质矿产勘探工程的快速发展。

4.2需要提高技术层次,深化应用技术的研究与开发。

地质矿产勘探遥感找矿技术的应用领域不断扩展与遥感技术工程化能力不足的矛盾比较突出,因此随着我国国土资源管理对遥感找矿技术的业务化应用的迫切需求,遥感技术的自动化、工程化程度有待提高。

结束语

遥感找矿技术作为矿产勘查领域内的新生力量,在易找矿日益减少的情况下,将会起到越来越重要作用。许多遥感找矿的成功经验所带来的有益启示是,遥感应用必须与物化探、磁力、重力、地震探矿方法相结合,还需要进一步重视地热、地气的热力作用,深入研究生物地球化学效应、地球化学填图方法、生物成矿和数字地质的空间统计分析方法。只有加深对地表成矿信息的理解和诠释,才有可能对深部的、海底的隐伏矿床由此及彼、由表及里,从地球系统科学与地质信息科学的深度作出科学的推论和预测。

参考文献

遥感科学与技术专业范文篇7

【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.

遥感科学与技术专业范文

关键词:海洋灾害;遥感课程;改革研究

中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1674-9324(2016)46-0067-02

遥感是现代空间信息学的核心技术之一,自20世纪80年代以来,我国各高等院校都相继开设了“遥感”方面的课程[1-2]。但现有的遥感教学存在的一些不足之处,如:(1)遥感技术的快速发展与教材更新缓慢的矛盾;(2)内容过深,与实际的生活接触有所差异;(3)遥感基本技能的培养与实践时间过少的矛盾;(4)专业素质的培养与传统的授课方式和考核方式的矛盾[3-5]。《遥感应用技术》是上海海洋大学空间信息与数字技术专业的专业必修课,其是一门理论与实践相结合且技术性很强的课程。本文结合上海海洋大学培养海洋类人才的目的,对遥感课程的教学改革进行了探讨。

一、“海洋灾害”案例驱动下的遥感课程教学改革的简介

现代海洋产业的发展离不开良好的海洋环境,良好海洋环境的维护离不开迅捷、快速准确的监测,遥感作为新兴的监测技术在海洋中将发挥重要作用[6]。而我国政府十分重视海洋观测技术的发展。在2010年两院院士大会上再次提出:“要大力发展空间和海洋科学技术,提高海洋探测及应用研究能力和海洋资源开发能力,使我国海洋技术水平进入世界前列。”

上海海洋大学的办学宗旨即与国家海洋发展的主战略衔接,为国家和区域海洋经济发展及产业需求提供技术支撑、人才服务等智力支持。设计“海洋灾害”案例驱动下的遥感课程教学改革,在学生掌握遥感技术的同时,提高学生海洋环境保护意识,增强学生的实际动手能力,锤炼学生解决实际海洋问题的能力。

二、“海洋灾害”案例驱动下的遥感课程教学改革的内容

“海洋灾害”案例驱动下的遥感课程教学改革主要是通过设计不同的海洋灾害案例(如风暴潮、海浪、海冰、赤潮、海啸以及溢油),将系统性和理论性较强的遥感基础理论融入到每个案例中,让学生在实际的海洋灾害案例中掌握系统的遥感基础理论知识。

1.“海洋灾害”遥感数据的收集。通过播放新闻报道或模拟的方式,让学生接触一场海洋灾害,以风暴潮为例,并告诉学生他们的任务是:对海洋灾害进行预测预报,做到防灾减灾的目的。在第一阶段,引导学生分析预测预报“海洋灾害”所需的数据。故此,引出遥感的基本概念、遥感系统的组成、遥感的主要类型以及遥感的主要特点等基础知识。

2.“海洋灾害”遥感数据的处理。面临收集到的海洋遥感数据,大多数初学者无从下手,也看不懂,其原因是不懂遥感数据的原理。在此,引入遥感的成像原理、电磁辐射与地物光谱特征,以及遥感图形的特征等概念。

学生们了解了遥感像素的实际意义的同时,主要培养学生的空间意识。因此加入数字图像的校正等实际操作内容,理论与实际操作相结合,边操作边讲解何为辐射校正、几何校正、图像增强以及多源信息复合等知识。

3.“海洋灾害”遥感数据的判读。以风暴潮为例,风暴潮是指由强风或气压骤变等强烈的天气系统影响而引起的海面异常升降现象。通过两景不同时段的遥感影像的判读,提取海面的异常变化,是通过遥感方式监测风暴潮的主要手段,而此时就要熟悉遥感影像的判读。为了很好地判读影像,需要对影像做一系列的处理,包括对比度变换、空间滤波、彩色变换、图像运算、多光谱变换等,同时对遥感图像的解译方法和过程也要熟悉掌握。

4.“海洋灾害”遥感数据的可视化。通过三维绘制引擎、地形的识别技术、场景的显示等技术,实现海洋灾害的再现。在此作为知识的扩充,讲解遥感在与其他数据(如DEM数据)融合,以及后期制图和可视化显示等知识。

三、“海冰”灾害监测案例驱动下的遥感教学示例

以“海冰”灾害监测为例,在结束的遥感教学中,对案例驱动的教学方式进行了实验。

海冰灾害主要发生在渤海和黄海北部和辽东半岛沿岸海域。海冰的主要危害上威胁船舶和海上构筑物的安全,影响渔业和航运等。2001年2月,渤海出现近20年来最严重的海冰,辽东湾最大冰厚60m,辽东湾北部港口基本处于封港状态,秦皇岛海域航标受损,40多艘船舶被困,航运中断,天津港船舶进出困难,渤海海上石油平台受到流冰严重威胁。现以渤海湾海冰预警预报为例,实现遥感的知识讲授,整体流程如图1所示。

在“海冰”监测数据需求分析阶段,通过分析渤海湾的“海冰监测”要求,分析所需数据,主要包括MODIS数据、Landsat数据、SAR数据、微波散射数据等。故此,为学生解惑,不同遥感平台、不同的探测手段等,同时,掌握遥感的基本概念、遥感系统的组成、遥感的主要类型以及遥感的主要特点等基础知识。为了实施后期操作,主要提供了同一地区三个不同时间段的数据(免费数据),如图2所示,由此可以清晰地看出该地区的海冰覆盖。

在数据的预处理阶段,主要是上面三景数据进行预处理。此时结合操作软件ENVI,讲解坐标系的定义、图像的几何纠正、图像的剪裁等。但是为了更好地理解这些操作的目的及原理,需要学生掌握遥感的成像原理、地物光谱特征和大气对辐射的影响等。

在数据的特征提取阶段,为了更好地监测海冰的边界等信息,需要对比度变换、空间滤波、彩色变换、图像运算、多光谱变换等。同样结合ENVI操作,在学习理论知识的同时,熟练其操作工程。最后根据不同的要求,对监测结果以出图或报表的形式数据。

四、结语

“海洋灾害”案例驱动下的遥感课程教学改革,使得遥感教学从以理论教学为主的传统遥感教学模式中摆脱出来,激发学生的学习兴趣,进而激发他们学习的主动性和创造性;通过实际海洋灾害案例的设计,培养学生海洋意识,从根本上提高教学质量,全面培养学生的实际应用能力和解决海洋问题的能力。

参考文献:

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[4]熊勤学,朱建强,尚正春.遥感与信息技术探究型自主学习网站设计与开发[J].安徽农业科学,2010,38(22):12255-12256.

遥感科学与技术专业范文1篇9

【关键词】工程测量;全球定位技术(GPS);地理信息技术(GIS);遥感技术(RS)。

一、概述

工程测量学是研究地球空间(地面、地下、水下、空中)中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象。工程测量学的研究领域既有相对的固定性,又是不断发展变化的。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供测绘保障,而测绘技术就相当重要了。新的测绘技术不仅提高了工程测量的效率,同时也减轻了工程人员的负担,减小了误差,提高了测量的精度。在这里将讲述几种新的测绘技术,即全球定位技术GPS;地理信息技术GIS;遥感技术RS,本文简称3S。

二、3S技术

1、全球卫星定位技术(GPS)

GPS是美国从20世纪70年代开始研制,历时20年,于1994年全面建成,具有海、陆、空全方位实施三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS卫星定位技术具有如下的优势:

(1)测量成果相对精度高,质量可靠。点位范围可以方便地控制在0.5米之内,并且点与点之间误差均为随机误差,不会产生累积误差。

(2)定位系统可以全天候作业,不受视线通视影响。

(3)可实时提供定位点的坐标及其点位精度,方便快捷,定位情况一目了然。

(4)野外作业简单,效率高,自动化程度高,大大减小了劳动强度,可节约大量的人力物力资源。

GPS接收机的改进,广域差分技术、载波相位差分技术的发展,加之美国SA技术的解除,使得GPS技术在导航、运载工具实时监控、城市规划、工程测量等领域有了更为广泛的应用。

2、地理信息技术(GIS)

GIS是集计算机科学、空间科学信息科学、测绘遥感科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴学科。已成为多学科集成并应用于各领域的基础平台和地学空间信息显示的基本手段与工具。其技术优势不仅在于它的集地理数据采集存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程,还在于它的空间提示、预测预报和辅助决策功能。目前,GIS不仅发展成为一门较为成熟的技术科学,而且已经成为一门新兴的产业,在测绘、地质矿产、农林水利、气象海洋、环境监测、城市规划土地管理、区域开发与国防建设等领域发挥越来越重要的作用。采用GIS、数据库、内外一体化测图、扫描矢量化及全数字摄影测量等技术,为专业信息系统提供及时、准确、标准化、数字化的基础空间信息,以建立各类专业信息系统,从而实现管理的科学化、标准化、信息化。

3、遥感技术(RS)

遥感技术的概念:遥感,就是遥远的感知,简称RS,是一种不通过直接接触目标物而获取其信息的一种技术。由于大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性及经济性等优势,得到快速的普及,多光谱航空摄影和高分辨率的遥感卫星将成为对地观测获取基础地理信息的重要手段。各种中小比例尺地形图都可以利用遥感影像来获取,为应用于工程测量领域的城市基本地形图、地籍图以及各种大、中、小比例地形图的快速更新提供了十分便利的方法和手段。

由于遥感探测范围大,获取资料速度快、周期短,受地面限制少,因而广泛应用于资源普查、灾害监测、工程建设及规划等各个领域。

三、总之,3S(GPS、GIS、RS)技术的结合,取长补短,是一个自然的发展趋势,三者之间的相互作用行成了“一个大脑,两只眼睛”的框架,即GPS与RS为GIS提供区域信息及空间定位信息,而GIS进行相应的空间分析以便从GPS和RS提供的海量数据中提取有用的信息并进行综合集成,使之成为科学的决策依据。

参考文献:

[1](1)胡伍生,高成发.GPS测量原理及其应用[M].北京:人民交通出版社,2002.

遥感科学与技术专业范文篇10

在曹天景同志的带领下,四维数创(北京)科技有限公司下大力气发展自身实力,完善业务链结构,不仅是因为对市场有着良好的预期,更是为了保障“智慧城市”建设,实现社会价值,服务广大群众。四维数创(北京)科技有限公司利用倾斜航空摄影和真三维建模技术为智慧城市建设开创新的技术亮点,利用云平台技术对政府事务管理,城市公共服务,以及行业软件应用提供技术支持。

曹天景长期担任中国测绘地理信息学会理事会理事,中国测绘地理信息学会理事会经济与管理专业委员会委员,中国测绘学地理信息会理事会摄影与遥感专业委员会企业分会副主任委员,中国地理信息学会环境遥感分会常务理事,中国遥感应用协会理事,中国地理信息系统产业协会第四届、第五届常务理事会常务理事,中国测绘地理信息学会第十届理事会摄影与遥感专业委员会委员,中国测绘地理信息学会第十一届理事会科技信息网分会常务理事,中国测绘地理信息学会第十届理事会咨询工作委员会副主任。

曹天景多次受国家测绘地理信息局的委托,作为专家组成员,组织并参与“共建共享高分辨率影像数据库”项目建设、“无人机航空摄影科技成果”“微软航空摄影及三维成像技术”“北斗卫星产业化推广项目论证”“高分辨率商业遥感卫星可行性”等重要项目的论证、鉴定和评审工作。

作为国家测绘地理信息局的专家,曹天景长期担任“中国测绘地理信息学会优秀工程奖”和“中国测绘科技进步奖”的评审委员。

行业领域贡献

作为行业领军人物,曹天景在中国信息化行业有着突出的贡献:主持国家发改委农业卫星专项,负责系统设计及研发和部分数据研发处理工作;主持国家统计局农村司农作物对地调查项目,负责系统设计及数据软件研发工作;主持国家人口普查与医疗合作平台项目,数据挖掘开发及处理工作;主持完成了基于车载,背包等移动平台的测量装备设计制造;主持完成了若干城市街景地图数据三维激光数据的采集和处理工作;主持研发基于地理信息平台、互联网平台、移动互联网平台的街景地图应用软件;主持研发空间地理信息服务云平台,并在电子政务、不动产、公安、交通、旅游、公众服务等多领域得到实践运用。

遥感科学与技术专业范文1篇11

关键词:遥感技术地籍测绘应用

中图分类号:TP79文献标识码:A文章编号:1007-9416(2016)12-0091-01

1引言

随着技术的进步,遥感技术必将更加完善,它必将使遥感技术在测绘中的应用越来越广泛。推进遥感技术的应用,还需要相关工作者继续努力。

2遥感技术概论

鞲衅魇歉据遥感技能,遥感技能是各式各样的东西,和地上方针辨认和检查技能,各种外表和传感器,电磁波信号收集、翻译终究的数字。电磁波理论在地籍测量中的应用电磁波理论,整个体系首要包含以下几个有些:遥感平台,信息传输和接纳,数据,图画处理设备,等在作业的过程中,首要是经过传感器在遥感平台、地上接纳存储的遥感图画,图画处理,最终得到地上的特色和实质的信息。经过解说后,图画处理设备,地上和地上特征的图画特征,提出人员的释放。地籍测量是根据土地所有权的测量,测量成果具有法律效力,因而,地籍测量与通常的规模,具有较高的测量精度。地籍测量经过遥感技能能够实时和精确的数据,实现地籍的动态管理,极大地进步管理的效率。(如图1)

3遥感技术在地籍测量应用遵循的原则

3.1遥感技术在地籍测量中的应用,必须要遵循科学性的原则

遥感技术在地籍测量中的应用,充分体现科学的原则。遥感技术的应用不仅从科学的角度来看,数据收集和处理方法,详细和全面的考虑,最大限度地发挥遥感技术在地籍测量中的应用,也可以是全中国的土地资源的管理和利用。只有在科学精神、科学方法和科学发展观的指导下,可以实现遥感技术在地籍测量中的应用科学和有效。

3.2遥感技术在地籍测量中的应用,必须要遵循易操作的原则

因为地籍测量的方位首要散布在城市的市郊或在该范畴,操作环境比较简单,很难完成遥感技术和操作。为了习惯实际,遥感技术在地籍测量中的使用的过程中,可能会削减错误率的遥感技术,降低了遥感技术的外部环境的影响。一起,专业人员从事地籍测量作业的质量很低,和遥感技术和测绘作业进行许诺,因此,使用遥感技术在地籍测量中的使用有必要简化。它削减了遥感技术的操作艰难,使其在一个相对短的时间内,熟练操作扫描体系,从而保证地籍测量作业的速度。

4遥感技术在地籍测量中的应用

4.1监控城市扩张

我国城市经济的迅速开展,加速变革的进程,也致使很多的人涌入城市,致使城市规模的扩展,城市人口的急剧增加,致使很多占用土地资源在乡镇和城市周围的生态环境造成了严峻的损伤。在这种情况下,政府将采纳严厉的管理、土地地籍信息更新城市遥感技能根据更新土地充满活力的城市,高频率测量技能,科学合理辅导城市土地的使用,合理使用和城市的扩大方案。很多的实践使用标明,遥感技能在城市土地使用信息收集和城市土地使用规划的辅导起着主要的效果。

4.2外业作业方面的应用

遥感技术,结合现代先进的科学和技术逐步和全球定位系统(GPS)和数字制图技术的结合,检查,地籍测量保证效率和定位精度,以满足现代地籍测量的需要,地籍测绘平稳运行,检测科学和技术人员,使用遥感测量技术的地籍管理信息系统,同时,有效工作的复杂性已经得到解决。

4.3信息提取与变化信息的选取

将遥感技术在地籍测绘中的应用分为2种数据提取和变化信息。数据信息提取。地籍测绘有三大特点:高度的整合性、连续性、准确性。在提取数据信息时,主要利用航空照片和卫星数据,以保证地籍数据的准确性,在信息提取中也可以参考相应的土地利用图。变化信息的选择是指时间和土地是确定的,与研究对象的结果一致决定改变土地变化量被理解,这具有重要的参考价值和合理安排人力资源和经济资源。

4.4勘测与定界

土地勘测定界的遥感技术将可能确定坐标测量、测量,然后在此基础上,主要目的是确定土地范围、区域和线路建设,最终的结果是土地利用规划的重要数据,土地审批的参考。针对调查和划分的建设步骤:监测数据采集、现场调查、审计、数据、文本和图形绘制边界的数字数据,归档。用这种方法进行土地测量和标定,不仅可以简化工作程序,而且可以减少误差。

4.5在动态监测方面的应用

遥感技能越来越老练的技能,越来越完善的功用,更多的是进步测绘作业的功率,更适合于范围广泛的土地测绘作业。规划有用的遥感运用,完成动态监测的开展,完成动态信息的有用操控,非常好地运用土地和资本的土地资本管理,为国家发明有利条件。关于那些不易辨认,测绘作业带来不便,但是计算机能够解决这些疑问,计算机处理信息的辨认条件,方便记载数据,断定定期监测作业,其次是土地运用的变化,比原有的历史数据,新的数据标明,在细心对比数据在不同的期间,最有价值的信息。为了进行土地运用的定期监测,开展巡视作业,作出科学合理的总体规划和布置。

5结语

综上所述,遥感技术可以有效地应用于地籍测量中,完成土地资源的准确界说,供给准确的测量数据,然后奠定了非常好的基础,土地资源的管理。遥感技术在中国的使用越来越广泛。

参考文献

遥感科学与技术专业范文

关键词:遥感课程环境专业教学探讨

引言

2002年联合国的研究结果显示全球环境岌岌可危[1]。伴随着环境问题日益成为人类关注的热点,以及对未来可持续发展的渴望,人们对生态环境问题的关注越来越多。通过对环境的多个要素定性与定量化地评价来诊断生态系统的状况,并探讨改进环境管理方式,以期达到可持续发展和人与自然和谐的目的。

遥感科学与技术为满足人们对环境监测和评价相关信息的无止境的需求而平添了手段。遥感科学与技术是在测绘科学、空间科学、电子科学、地球科学、计算机科学以及其学科交叉渗透、相互融合的基础上发展起来的一门新兴边缘学科。它通过遥感器采集目标对象的数据,并通过对数据的分析来获取有关地物目标、或地区、或现象的信息的一门科学与技术[2]。

目前已有一些环境专业开设遥感课程,本文结合作者在该课程讲授过程中的认识,从遥感的原理、特点、应用方面探讨遥感在相关专业设置的意义。

1.遥感介绍

1.1.遥感基本原理

由于任何物体都具有发射、反射和吸收电磁波的性质,被探测物体与电磁波的相互作用构成了它电磁波特性,它是遥感探测的依据。遥感器包括扫描仪、摄影机、摄像机、雷达、辐射计等,用于接收和记录目标物电磁波特征。这些信息,记录在数字介质上,可通过卫星上的微波天线传回至地面接收站。地面站接收到遥感卫星发送来的数字信息之后,进行一系列的处理,如信息恢复、辐射校正、几何校正、投影变换等,再转换为用户可使用的通用数据格式[3]。各专业人员按不同的应用目的再进行大量的信息处理和分析,用于资源、环境、农业、林业、渔业、地质、气象、水文、城市、工程、军事等方面的应用。

1.2.遥感的特点

1.2.1.大面积同步观测

由于遥感平台高,视角广,可以同步探测到的地面范围大,容易发现地球上一些重要目标物空间分布的宏观规律。例如我国2008年发射的环境一号A星(HJ-1A)、B星(HJ-1B)。每颗卫星上均装载性能相同的两台CCD相机,以星下点对称放置,平分视场、并行观测,联合完成对地刈幅宽度为700公里。

1.2.2.高时效性

遥感可以在短时间内对同一地区进行重复探测,发现地球上的动态变化,这对于天气预报、自然灾害、军事行动等都非常重要。以环境卫星为例,单颗星可4天重复观测同一地区,两颗星组网后可2天重复观测同一地区。地球同步轨道卫星可以每半个小时对此观测一次,FY-2C星和D星同时工作实现了我国静止气象卫星“双星观测、互为备份”,并在主汛期实现了每15分钟获取一次云图。

1.2.3.数据的客观性和可比性

由于遥感的探测波段、成像方式、、数据记录等均可按要求设计,使其获得的数据具有同一性或相似性。同时考虑到新的传感器和信息记录都可以向下兼容,所以数据具有可比性,遥感自20世纪六七十年代以来已经得到广泛应用,存储大量的数据,这对于我们客观研究地球环境变化提供了可能,从多年变化中了解到变化发生的范围、程度和趋势。

1.3.遥感在环境监测的应用

1.3.1.遥感在大气环境监测中的应用

大气中的温室气体通过它的辐射效应改变地气系统的辐射平衡和气候变化。气溶胶在很多生物地球化学循环中具有重要作用,它的光学厚度分布直接影响地气系统的辐射收支,极端情况下的沙尘暴爆发则会对人类活动和环境带来多方面影响。遥感可实现臭氧、气溶胶、沙尘暴等的监测。

1.3.2.遥感在陆地环境监测中的应用

遥感能反映水质差异变化、富营养化、溢油污染、城市热岛效应、土地利用/土地覆盖变化、荒漠化等。以水环境监测为例,因为水的温度、密度、颜色、透明度等的变化能够在遥感图像上反映出来。如富营养化的水体中某些藻类繁殖生长,遥感图像某些波段数值会异常升高。

1.3.3.遥感在海洋环境监测中的应用

遥感能够监测海洋表面水温、海流移动、海水分布、波浪、沿海岸泥沙混浊流,以及赤潮、海面油污染等。在进行海洋遥感的同时,仍可利用水面舰船、浮标、海滨研究站配合观测,使遥感获得的资料能得到验证和更好的利用。

2.课程设置探讨

2.1.课程设置的必要性

现代遥感技术应用对现代环境科学研究方法的贡献是革命性的。环境科学侧重于研究环境污染与生态破坏的控制问题,在系统思想和系统科学理论、计算机技术以及数理模型方法等的有力支持下,已经逐步从经验性的定性描述走向相对客观的定量分析。在此基础上,遥感技术与环境科学的相互交叉,形成一个重要的遥感应用分支和环境科学研究的技术工具学科-----环境遥感。同时环境遥感作为遥感的应用研究领域之一,以其历史较长、发展全面、经验丰富和技术成熟的特点,有力支持了作为信息科学重要分支的整个遥感学科的理论发展和体系建设。环境遥感应用领域越来越广,例如城市扩展动态监测评价,防护林的保护规划和建设,海岸带的生态环境变迁分析,海上溢油、热污染的发现和监测,大气污染范围识别与定量评价、重大自然环境灾害的评估等,应用范围几乎涵盖了环境保护领域的各个方面[4]。

2.2.课程设置的考虑

目前,环境遥感已作为环境专业的专业选修课进入大学课堂,随着对课程的讲授的认识以及学生学习效果的反馈,笔者发现了一些问题并提出针对性的建议。

首先,让学生了解环境遥感是多门学科尤其是遥感科学、地理科学、计算机科学及环境科学综合集成的结果,其最终服务于全球和区域的环境研究。环境遥感应设置在第三学年末或者第四学年初讲授,从而让学生在已有相关背景知识的基础上更好地学习环境遥感这门课程。

其次,在课程的理论知识讲授过程中,引用研究实例以提高课程的生动性,增加学生上机实习的学时,并且在上机实习时多配备助教以随时解决遇到的问题。应以启发式教学为主,并结合相应的专题讲座,以此提高学生对环境遥感这门课程的兴趣。

最后,教师的专业功底是讲授好这门课程的前提。主讲教师应具备扎实的遥感、环境科学、地理信息系统的背景知识和计算机基础。