遥感技术的发展过程(6篇)
时间：2024-04-02
时间：2024-04-02
【关键词】林业；遥感；森林资源
0引言
遥感（RemoteSensing，RS）是20世纪60年展起来的一门集地学、生物学、航空航天、电磁波传输和图像处理等多学科交叉融合的新兴学科。遥感技术具有周期性观测和大面积覆盖获取地面信息的特点，可以提供一种实时、动态、综合性强的环境资源信息。遥感技术在林业中的应用被称为林业遥感技术，是指通过卫星和飞机对林业资源进行实时动态地监测，形成各种数据和信息，并通过综合分析处理为林业决策和发展提供服务。我国应用林业遥感技术已有二十多年的历史，取得了可喜的成绩，充分展现了遥感技术在林业中的巨大生命力[1]。
1遥感技术在林业中的应用现状
遥感技术在林业中的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：森林资源遥感调查、森林火灾遥感监测、森林病虫灾害遥感监测及林业资源遥感动态监测等。遥感技术在空间分辨率和光谱分辨率方面的提高，以及雷达遥感、航空遥感和无人遥感飞机的发展，为林业遥感提供了丰富的信息源，拓宽了林业遥感应用的深度和广度，给森林资源清查和监测工作带来了新的契机，为“数字林业”的顺利推广提供了强大的信息保证[2]。
1.1林业遥感数据源
1.1.1高空间分辨率遥感数据
林业遥感应用的主要数据源是光学遥感数据，如TM和SPOT等。TM数据具有较高的空间分辨率和光谱分辨率，且数据量大、信息丰富、成本较低，一直是林业遥感的主要信息源，但其30m的空间分辨率的应用精度并不令人满意。进行宏观森林资源监测时通常采用NOAA等中低分辨率数据，因为它们经济、实惠、待处理的信息量少，而且来源有保证，但随之而来的问题是在使用这种信息源时如何保持其精度。高分辨率卫星数据的出现，给林业遥感监测带来了希望，目前多用以IKONOS为代表的高分辨率的卫星影像展开对监测森林资源、工程造林质量、退耕还林效益等方面的研究。
1.1.2高光谱遥感数据
高光谱遥感能够探测到具有细微光谱差异的各种物体，大大地改善了对植被的识别和分类精度。利用高光谱数据实行的混合光谱分解方法可以将森林郁闭度这个最终光谱单元信息提取出来，合理而真实地反映其在空间上的分布[3]，对于掌握森林结构与森林环境、加强森林生态系统管理具有重要意义。此外，高光谱遥感数据凭借大量的光谱信息，在森林分类与调查、森林资源变化信息提取、森林火灾监测、森林病虫害评估等方面起到了举足轻重的作用，为实时而科学的森林经营管理增添了一种新技术手段。
1.1.3雷达遥感数据
一般情况下，地球有60%～70%被云层覆盖，可见光、红外技术在这种天气下难以获得有效数据，不能及时为林业行业提供数据支持。而合成孔径雷达（SyntheticApertureRadar，SAR）具有全天时、全天候以及能够穿透掩盖物、较好反映地表结构信息的能力，为林业遥感提供了新的数据源，有效解决了上述问题。SAR遥感通过获取各种森林生物物理参数，被广泛用于识别森林类型、森林密度、年龄和监测森林生长、再生状况、森林砍伐、森林灾害以及估算森林的生物量、蓄积量，特别是对热带雨林砍伐监测，雷达几乎是唯一可以依赖的信息源[4]，这些信息有效提高了人们对森林资源的认识。
1.2应用现状
1.2.1森林资源遥感调查
森林资源遥感调查主要是通过野外调查和卫星图像的对照判读，进行森林类型判别，并用遥感数据与地面各种因子建立模型的定量表达，估计森林蓄积量和森林面积，利用多时相遥感影像监测森林覆盖率等。早在1954年，我国就创建了“森林航空测量调查大队”，首次建立了森林航空摄影、森林航空调查和地面综合调查相结合的森林调查技术体系[5]。
然而，过去我国森林资源规划设计调查主要是以航空照片和地形图为参考，制作外业调查手图，通过现场勾绘等手段完成林相图区划。这种传统的调查方式存在调查间隔期过长、调查人员投入多、劳动强度大、一次性经济投入大、出错机率大等问题，难以满足新时期的调查需求。自2003年起，高空间分辨率卫星影像写进森林资源规划设计调查规程，我国很多省区相继应用SPOT5数据进行了森林资源规划设计调查试点[6]，有效推动了林业资源调查数字化进程，促进了高空间分辨率卫星遥感技术的研发，相关研究内容主要包括蓄积量估测、树冠信息的提取方法、SPOT5影像用于小班区划的方法，并研发了基于高分辨遥感数据的小班区化系统[7]。高光谱遥感数据应用方面，主要开展了星载高光谱遥感数据的预处理、基于统计模型的森林郁闭度和叶面积指数估测、森林类型遥感识别方法、森林叶绿素含量的几何光学模型反演和机载高光谱数据的优势树种识别技术[8]等方面的研究。
1.2.2森林火灾遥感监测
森林火灾是自然灾害中最为严重的一种，森林一旦发生火灾，不仅会使辛苦几十年培育的林木顷刻间化为灰烬，而且会对生态环境带来严重的负面影响。如果能及时监测、预报森林火灾，其带来的损失就会大大减小。早在20世纪50年代，我国林业行业就开展了利用航空遥感技术进行森林火灾监测的技术方法研究。到70年代末80年代初，美国的LandsatTM、NOAA等卫星数据逐步被我国相关专家学者应用于森林火灾监测的研究中，并在1987年大兴安岭特大森林火灾监测中发挥了非常重要的作用。
随着卫星遥感技术的深入发展与应用，我国科研人员不断地探讨利用遥感技术进行森林防火应用的研究，并取得了许多重要成果。尤其是“十五”以来，面对国内外不断面世的新型卫星遥感数据，我国学者解决了利用这些新型数据进行森林火灾预警监测的应用技术，如针对新出现的Terra/AquaMODIS、ENVISAT-AATSR、ENVISAT-MERIS等卫星数据森林火灾预警监测应用技术需求，有效解决了森林火灾预警监测模型中可燃物类型的分类方法、植被因子的估测、小火点自动识别等方面的应用技术[9]；利用MODIS数据进行了森林火灾预警的应用方法；针对新型卫星数据林火信息快速提取的技术需求，建立完善了利用高性能平台森林火灾信息提取的技术系统。通过近20多年的技术突破，我国逐步研究形成了基于卫星遥感数据的森林火灾监测应用方法与技术系统，初步建立了基于航天、航空、望台（塔）以及与地面巡护相结合的森林火灾监测体系[10]；同时，还将海事卫星技术等应用于我国森林火灾的预防、监测及扑救工作中。我国国家森林防火指挥部卫星森林火灾监测系统从1995年应用至今，从以前单一的NOAA-AVHRR资料到后来综合应用NOAA、FY、MODIS等资料，逐步发展成为国家森林防火指挥部和各省市林业部门防火办森林火灾宏观监测的主要手段，并为扑救指挥提供了可靠的数据保障和技术支撑。
1.2.3森林病虫灾害遥感监测
植物受到病虫害侵袭，会导致植物在各个波段上的波谱值发生变化。如植物在受到病虫灾害、人眼还不能感觉到时，其红外波段的光谱值就已发生了较大的变化。从遥感数据中提取这些变化的信息，分析病虫害的源地、灾情分布、和发展状况，可以为防治森林病虫害提供有效帮助。早在1978年，腾冲遥感综合试验就已开启了我国遥感技术监测森林病虫灾害的序幕。随着航天遥感技术的发展，“七五”末期、“八五”初期，我国科研人员以松毛虫等食叶害虫灾害为例，广泛开展了针对针叶损失率、松针生物量和灾害程度等遥感监测方法的研究，充分证明当森林植物遭受病虫灾害的侵袭时，其叶绿素、水分等便会急剧下降，叶黄素、叶红素等会提高，必然导致其反射率发生显著变化，此项研究结果为林业遥感病虫灾害监测提供了重要的科学依据。此外还发展了基于多种植被指数的病虫灾害信息提取技术[11]。
“八五”后期和“九五”期间，在国家众多科技项目的支持下，我国科研人员全面地开展了森林病虫灾害遥感监测预警技术的研究，建立了基于单时相和多时相卫星遥感数据的灾害信息提取技术路线，引进吸收了航空录像和航空电子勾绘等遥感监测技术方法，初步探索了天、空、地相结合的森林病虫灾害监测体系。并基于林业业务主管部门的预报、监测、灾害损失评估和决策支持需求，提出了森林病虫灾害的遥感、地理信息系统和全球定位系统技术集成应用模式[12]。最近十几年来，着重开展了基于遥感技术的森林病虫灾害监测专业应用系统的研发，并进行了生产性示范，以完善相关应用系统的可操作性和实用性，同时也展示了其指导森林病虫灾害调查情况的应用潜力[13]。
1.2.4林业生态工程遥感监测评价
林业生态工程遥感监测评价技术就是利用遥感技术，在统一规划和设计的技术平台上，进行应用系统集成，为实现林业生态工程建设的信息资源共享和技术共享提供技术支持。早在1979年，国家就决定在我国西北、华北北部和东北西部风沙危害、水土流失严重的地区，建设大型防护林工程，即“三北”防护林工程。在“七五”期间，实施了重大遥感综合应用项目――“三北”防护林遥感综合调查研究。该项目主要采用了航天遥感技术对“三北”防护林地区的森林类型、面积、具体分布、保存率、草场的数量质量和分布、土地资源类型分布及数量和应用现状进行了综合调查，并建立了基于防护林生态效益的动态监测系统，对不同类型区的造林适宜性做出了分析评价以及对防护林的防护效益进行了评估，为“三北”地区的森林综合治理提供了可靠的数据分析资料[14]。2000年以来，国家先后启动了天然林资源保护、退耕还林工程等六大生态建设和造林工程。2004年开始的“国家林业生态工程重点区遥感监测评价项目”，利用了2003年至2011年期间的MODIS、Landsat-TM、SPOT5、QuickBird等多源卫星遥感数据，共对4个天然林资源保护工程监测区和8个退耕还林工程监测区进行了多期动态监测与评价。“十一五”期间，我国科研人员开展了天然林保护工程、重点防护林工程和京津风沙源治理工程的遥感监测技术研究，开发了“国家重点林业生态工程监测与管理系统”[15]，广泛地为林业生态工程管理提供技术支撑与服务，有效推动了林业生态工程遥感监测评价的发展。
3展望
我国林业遥感技术的发展已有二十多年的历史，不仅做了大量的研究和实验工作、积累了丰富的资料和经验，还培养了一大批优秀的科研与应用工作者。但是，伴随新时期国家对林业的要求和林业自身的发展，目前的林业遥感技术仍然不能全面满足实际需要，因此，应进一步加强林业遥感技术与应用系统建设，逐步形成天、空、地一体化的林业遥感应用体系[16]。
3.1建设林业遥感应用综合服务平台
目前国内除森林火灾监测系统应用低分辨率的遥感卫星进行业务运行以外，还没有应用中高分辨率的卫星建立起业务化的运行体系。为实现遥感技术在各类林业调查与监测业务中的广泛应用，形成业务化运行的能力，还需要开展一项重要的基础性、支撑性的设施建设工作，即林业遥感应用综合服务平台的建设。该平台应该建立面向林业遥感技术应用的集成环境，整合林业行业中与遥感技术应用密切相关的各类存储资源、数据资源、计算资源、软件资源和专家资源，逐步形成面向林业行业提供遥感数据的共享服务机制，并支撑林业遥感应用业务系统开发与运行服务的基础平台。该平台应具有能够支撑海量遥感数据存储、查询功能，具有基于网格的遥感数据应用处理和产品加工功能，以及对数据和产品的多层级分发与共享等强大功能。该平台的建设将大力促进森林资源调查、森林火灾、森林病虫灾害及林业生态建设工程的监测等林业遥感应用业务化运行系统的建立。
3.2加快遥感与GIS、GPS的结合
遥感技术具有强大的数据获取能力，却在处理和分析这些数据时存在缺陷，地理信息系统（GeographicInformationSystem，GIS）具有较为完善地空间数据综合分析处理平台，有效地解决了这一难题。概括起来，GIS在林业领域的应用研究内容主要有：森林资源信息管理、森林经营优化决策、森林分类经营区划、森林抽样设计、林业专题制图、林业采伐设计、营造林规划设计、森林资源管理网络等，极大地丰富了遥感数据的分析处理方法。同时全球定位系统（GlobalPositioningSystem，GPS）能够迅速准确地定位与导航，可以确定林业边界、地块、形状、海拔高度等，对实现“数字林业”具有重要意义[17]。因此，要加强遥感与GIS和GPS的结合，逐步形成以林业遥感为基础，以GPS为辅助手段，以GIS为综合处理方法的全方位林业服务体系，最终实现林业资源调查、规划、经营管理的数字化。
3.3重视林业遥感教育和培训工作
任何一门学科的发展都离不开教育与培训工作。林业遥感作为一门高新技术，其发展一日千里，教育工作尤显重要。大学作为林业遥感教育和培训的主力军，不仅要开设全方位的林业遥感专业课程，而且要分层次，针对研究生、本科生和专科生开展不同的教学工作，为林业遥感培养大量的专业型人才和应用型人才。此外，还要充分发挥林业研究机构的作用，将科研成果及时有效地用于实践中。并加大对林业行业机构工作者的培训力度，全面提升我国林业工作者的专业技术水平。
4结语
当前我国林业遥感的主要任务是以遥感技术为中心，提供信息获取与信息服务的手段，为林业建设决策提供监测与效益评价信息。林业行业应在国家林业资源与生态建设综合监测体系建设的基础上，大力推动林业遥感卫星、航空遥感平台、林业遥感信息产品标定等支撑平台的建设，不断完善林业遥感应用综合服务平台。同时应加快遥感与GIS、GPS的结合、重视林业遥感教育和培训工作，形成天、空、地一体化的综合监测模式，建立起林业遥感综合监测评价的业务运行体系，促进我国森林资源、森林火灾、森林病虫灾害和林业生态建设工程遥感监测与评价的业务化运行，为我国森林资源的管理和保护、林业生态建设的管理和决策等提供强有力的支撑。
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【关键词】航测;遥感技术;航拍
引文
航空技术发展非常受人们的重视，而且它是信息技术中的一门尖端技术，因为我国的经济和科技起步较晚，并且受特殊的历史因素影响，在与西方一些发达国家相比，航空这种精密电子水平还存在一定的差距。但是经过我国改革开放三十多年的发展，我国已经成为了世界第二大经济体，并且我国的航空技术水平随着近些年北斗导航和探月计划的推出，也有了很大的提高。由于航空技术的特点，在很多领域中得到了应用，如在地图的绘制和地质勘探中，就可以利用飞机和卫星等设备，采用遥感技术等，提高实际工作的效率，但是受到我国航空技术水平的限制，遥感技术的应用情况较差，为了很好的解决这个问题，近些年我国投人了大量的人力和物力，对遥感技术进行研究。
1航测遥感技术简述
1.1航测遥感技术的概念
航测遥感技术是随着航空和信息技术的发展，逐渐形成的一门新技术，所谓航测遥感就是利用先进的设备，采用红外线和电磁波等，对特定的地点进行探测。经过多年的发展，现在航测遥感技术已经得到了普及应用，但是通过实际的调查发现，目前市面上的航测遥感设备，大多都是由国外的公司生产的。我国的航测遥感技术应用中，尤其是民用的航测遥感技术，需要从国外引进相应的设备和技术，传统的勘探和测量技术中，需要大量的工作人员，到相应的地点进行实际的测量工作，受到技术水平的限制，只能采用一些传统的设备，极大的影响了工作的效率。随着近代自然科学的发展，经过了两次工业革命之后，现在已经进人了信息时代，数字化的设备使用非常普遍，人们将可编程的芯片，集成到相应的设备中，使得设备可以自行的完成一些任务，从而实现了自动化技术，航测遥感技术的出现，很大程度上建立在智能化数字设备的基础上。
1.2航测遥感技术的特点
与传统的勘探和测量方式相比，航测遥感技术具有鲜明的特点，首先就是不用进行实地的考察，只要利用飞机和卫星等设备，对特定的区域进行扫描，就可以得到相应的数据，而且先进的遥感设备的使用，极大的提高了勘测结果的准确性，尤其是近些年高清拍摄设备的出现，极大的促进了航测遥感技术的发展。由于航测遥感技术的自动化水平很高，只需要少量的技术人员，就可以完成整个地区的勘测，根据实际勘测的需要，输人相应的参数后，飞机和卫星等设备，就可以自行的进行遥感，得到相应的数据后，利用现有的一些应用软件，能够对得到的数据进行分析，以用户想要的形式呈现出来。由此可以看出，航测遥感技术的应用，在很大程度上促进了勘测等领域的发展，现在的勘测工作中，大多采用航测遥感技术来完成，根据实际勘测的需要，可以针对性的选择飞机或者卫星等设备，来完成实际的遥感。
2影响航测遥感技术的因素
2.1操作人员的专业素质
虽然现在的航测遥感技术的自动化水平很高，很多工作都可以交给设备自行完成，但还是需要少量的技术人员进行操作控制整个遥感的过程，因此这些操作人员的专业素质，能够在很大程度上影响遥感的效果，通过实际的调查发现，受到教育水平等因素的限制，虽然我国一些高校中，开设了遥感技术相应的课程，但是培养出来的学生，掌握理论知识情况较好，实践能力较差，毕业进人到工作岗位后，很难完成应有的工作。这种情况在很大程度上影响了我国航测遥感技术的应用，近些年人们已经意识到了人员专业素质的重要性，开始进行教育上的改革，希望利用素质教育，来替代传统的应试教育，从而提高学生的综合素质，但是考虑到航测遥感技术的特殊性，要想提高学生的实践能力，必须亲自操作相应的设备和软件，而我国的高校大多无法提供实际操作的环境。
2.2设备的先进性
通过实际的调查发现，信息技术行业发展速度很快，从摩尔定律可以知道，半导体加工行业，每隔十八个月，加工工艺就会翻倍，而生产的成本保持不变，电子信息技术主要就是建立在半导体的基础上，因此摩尔定律可以反应出电子设备的发展速度，在实际的航测遥感中，需要采用大量的电子设备，而这些电子设备的先进性，能够直接决定遥感的效果。受到经济和科技水平的限制，我国航测遥感的应用情况，与西方一些发达国家相比，显然还存在一定的差距，虽然近些年随着国家的重视，民用航测遥感技术有了一定的发展，但是考虑到遥感的成本，在实际的应用过程中，采用的大多是传统的设备，使得遥感的效果较差。
3航测遥感技术的应用措施
3.1提高操作人员的素质
考虑到操作人员自身素质的重要性，要想很好的提高我国航测遥感技术的水平，首先应该提高操作人员的专业素质，人才的培养属于教育领域的范畴，要想在短时间内，改善我国的教育环境，显然不够现实，因此在实际人员招聘的过程中，应该尽量提高相应的标准，如果条件允许，尽量聘请一些具有丰富工作经验的人员，保证技术人员对航测遥感的设备和系统有一定的了解。对于现有的工作人员，可以采用培训的方式，让这些人员了解先进的航测遥感技术和设备，在实际培训的过程中，可以与一些先进的企业建立合作关系，给这些人员提供一个实践的机会，与其他的企业展开交流合作，实际去操作一些先进的遥感设备，了解航测遥感操作中的技巧，这样才能最大程度上，提高操作人员自身的素质，从而保证航测遥感的应用。
3.2采用最佳的遥感设备
在实际的航测遥感中，设备的先进性能够直接决定遥感的结果，而采用先进的设备，必然能够提高遥感的效果，但是出于成本上的考虑，先进设备的价格通常较高，而且实际遥感的情况，可能不需要最先进的设备，就能够满足需要，因此在设备的选择上，应该根据实际应用的需要来进行，而不是单纯的考虑硬件设备的先进性，这样可以很好的平衡设备先进性和成本之间的关系。经过了多年的发展，航测遥感技术已经得到了普及应用，目前市面上有很多遥感设备，根据不同领域的需要，每个公司都推出了多个系列的产品，在实际的选择过程中，结合实际遥感的需要，选择一个最佳的设备即可。通常情况下，不需要采用最先进的设备，虽然这些设备的性能较好，但是由于应用的时间较短，其自身具有不稳定的因素，采用那些应用时间较长的设备，能够很好的保证遥感的结果，同时节省一定的成本，对于实际的航测遥感工作来说，具有非常重要的意义。
4结束语
通过分析可知，我国在航测遥感等实际应用过程中，还存在人员素质较低、设备先进性较差的情况，相信随着我国技术水平的提高，这些问题都会得到很好的改善。
参考文献：
[l]李志海.浅谈利用遥感技术进行土地利用调查叶新疆有色金属，2010（52）.
[关键词]遥感技术；土地管理；应用
中图分类号：TP79文献标识码：A文章编号：1009-914X（2017）13-0397-01
土地管理在我国发展中也属于一项较为重要的工作，为了能够更好地提高土地资源的可持续开发，我国先后也引入了多种不同的测量技术，其中遥感技术就属于一项较为重要的技术，将其应用到土地管理过程中能够及时对土地各项信息变化情况进行掌握，同时还能为我国土地资源治理提供相应的数据支持。也正是因为如此，我国在进行土地管理工作的过程中，遥感技术的应用成了工作中比不可少的一项手段，而笔者也对其应用要点以及具体应用进行了以下的分析。
1.遥感技术应用要点
在应用遥感技术的过程中，需要使用精度较为准确的椭圆面积公式对土地范围进行测量，并且都需要将其交由计算机来进行计算和调整。而相关人员需要选择5100控制点，并且使用先进的卫星照片对560个大型校正放大点进行矫正，1∶25万规模的卫星图片可以使用颜色对土地进行分类管理。对于一些土地利用较高的与区域可以对其进行以及测量，其中15区可以采用映射以及统计数据这两种方式对其进行测量，在测量过程中一定要确保全国各地地理面积相对误差不能大于10%，其中，森林以及农田一定要小于5%，然后按照不同的土地使用单位选择较为典型的区域构建结构、颜色、位置、分布等情况进行解释。另外，还要使用业内标准对其进行衡量和检验[1]。
2.遥感技术在我国土地管理中的应用
2.1遥感技术在我国土资源概查中的应用
遥感技术在我国土地管理中的应用，还体现在土地资源调查以及耕地保护当中，并且之前就已经产生了较大的作用，在这一方面的应用，就目前来看，其无论是技术水平还是规模都已经得到了较为显著的发展，并且也已经形成了产业化。而本文主要是对其在我国土资源概查中的应用进行了分析，早在1980年我国就已经第一次应用遥感技术完成了全国土地利用调查制图，并且基本上已经查清了家底，达到了部级概查的精度要求，那一次全国土地资源调查规模十分之大，范围也十分的广，是见过以来都不存在的，这也是遥感技术在我国土地资源管理中的具体应用，并且在应用过程中属于较为成功的典范，具有一定的里程牌作用，也正是因为这一次的遥感技术的应用，在一定程度上奠定了遥感技术在我国土地管理中的应用基础。
2.2遥感技术在我国国土地资源详查中的应用
遥感技术在我国土资源概查中的应用，在很大程度上弥补了我国土地资源面积长期不清这一问题，但是，因为那个阶段技术以及条件都存在一定的限制，所以，在实际应用过程中，卫星数据地面分辨率还是较低，因此，很难真正满足国家对于土地资源管理的需求，在这种情况下，我国从1984年5月开始，就已经开始了全国大范围内的土地资源详查工作，而在具体工作过程中，其使用了高精度遥感数据源，目的就是为了土地资源详查结果的准确性，具体实施技术主要是以县（市）为单位，采用航空航天遥感技术并且按照相关技术规程来进行全野外调查工作；在进行外业调查工作的过程中则主要是以航空航天遥感像片和大比例尺地形图作为主要技术，并且还将计算机以及光学技术结合在一起对其进行处理。遥感技术在我国国土地资源详查中的应用也取得了较为显著的成果，具体表现为在1995年就已经完成了全国2843个县（市）外业土地利用现状调查以及汇总，并且还编制出了相应的土地利用现状图，而这些资源至今还在为我国土地资源合理利用产生重大影响[2]。
2.3遥感技术在我国土地利用动态监测中的应用
从1999年开始，国土资源相关部门就开展了第一次利用高分辨遥感资料，对全国土地利用情况进行了动态监测，而这也拉开了遥感技术在我国土地利用动态监测中的应用序幕，并且就目前来看，这一项工作在土地管理过程中有着非常重要的作用，如果遥感数据分辨率非常高的话，其在进行土地利用动态监测的过程中效果也就会更加显著。遥感技术在我国土地利用动态监测当中的应用，其主要是利用已存在的较为成熟的技术方式，并且选择两个时相的TM、SPOT座位数据源，然后对其进行纠正、融合以及配准等处理，这样就能最大程度提高地物的空间分辨率以及光谱识别能力，土地用动态遥感监测技术流程见图1，主要是利用计算机自动提取技术，以及人机交互的方式来对其变化特征进行观察，之后再将其交由专业的技术人员进行核查，这样就能获得较为准确的变化图斑位置、面积、类型、范围等信息，最终就能得到当年耕地和非耕地变更和占用信息[3]。遥感技术在我国土地利用动态监测中的应用有着显著的优势，能够对主要城市建设占用耕地的数据进行准确的监测，而我们监测过程中所获得的结果，则能将其作为针对性的指导工作数据，这样就能在很大程度上减少外爷查找变化地的时间，最大程度提升土地管理的工作效率和质量。此外，在土地管理过程中，如果能够将这一项技术配合到土地执法检查过程中，就能最大程度强化国土资源执法工作，为我国土地资源管理以及规划，提供较为合理又有效的科学依据。
3.结语
综上所述，遥感技术在我国土地管理中的作用十分重要，能够为我国土地资源管理提供较为科学的决策依据，因此，在发展过程中，一定要不断对遥感技术加大推广和研究，以此来将遥感技术在我国土地管理中的价值发挥到最大。
参考文献
[1]夏庆成，方乃芳.浅谈遥感技术在我国土地管理中的应用与进展[J].城市地理，2015，15（6）：78-79.
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.
【关键词】遥感技术；水利水电工程；勘测
0.引言
自改革开放之后，我国的社会主义经济取得了飞速的发展，科技也得到迅速的提升，新技术的使用已经步入了高速时期，水利水电工程建设也随之实现了迅速的发展。而水利水电工程建设的第一步就是勘测，随着科学技术的不断发展，遥感技术在水利水电工程地质勘测中得到了越来越广泛的使用，其在水利水电工程建设中发挥着至关重要的作用。
1.遥感技术
遥感技术主要包括接受装置、遥感平台、图像处理设备、信息传输设备以及遥感器等，其具有非常高的使用价值，可以当作微波辐射计、多光谱扫描仪、照相机或合成孔径雷达等，发挥辐射、扫描、照相、雷达、传输或其他作用。所以，在许多领域，如气象、军事以及工程建设等都普遍应用到了遥感技术。一般遥感技术都是应用红外光、红光以及绿光这三种光谱波段来实施探测的[1]。其中红外光段主要是用于探测矿石、土地以及其他资源；红光段主要是用于探测污水及植物生长；而绿光段则主要是用于探测土壤、地下水岩石以及其他的物质。总而言之，遥感技术可以恰当、全面且精确地对多种物质进行勘测，因此，遥感技术可以适用于诸多的领域。
2.遥感技术的优点
遥感技术具有诸多的优点：第一，遥感技术具有较强的信息综合性。遥感技术可从时间段、波段以及多维度等方面对地球进行观察，进而构建成一个综合的勘测。第二，遥感技术具有较快的获取信息速度。卫星遥感调查可以利用陆地卫星及气象卫星这两方面来获取大范围的资料，陆地卫星每18天就可以对地球影响进行一次测量，而气象卫星每天可以对地球进行两次遥感摄影。第三，遥感技术可以勘测较广的范围。利用航拍照片可以拍摄到1700km2的面积，而卫星图像可以拍摄到航拍照片双倍的面积，由此可见，卫星遥感技术可以勘测到较广的范围。第四，遥感技术的抗干扰性非常强，极少会因人为因素而受到影响[2]。
3.水利水电工程勘测中遥感技术的应用
3.1在勘测天然建筑材料过程中遥感技术的应用
地球上有诸多的天然建筑材料存在于地质之中，如石料、混凝土以及土料等，能否将这些天然建筑材料应用于水利水电的建筑工程之中，则必须对开采这些材料的难度大小、这些材料在地质中的含量大小以及这些材料的质量是否达标等诸多问题加以全面考虑，而以往的勘测技术无法解决这些问题，这就导致那些天然建筑材料无法得到使用，从而大大地增加了工程的建筑成本。然而，遥感技术则可以利用微波遥感及红外遥感来对各种天然建筑材料在地质中的分布位置及含量进行勘测，如此一来，工作人员调查、挖掘天然建筑材料的难度就得以降低，从而使开采工作得以更加高效、顺利地进行。
3.2在水利规划过程中遥感技术的应用
调查水利的现状就是为了对可能发生的问题以及水利的详细资料进行总结，并对水利规划进行预估，因此，水利规划的基础就是勘测。水利规划中遥感技术的应用主要是利用红外线波段来对污染问题进行探测。因此红外线波段和光波段可以将污染源找出来，之后再依据水质监测来评估水环境，遥感技术可以根据污染物的排放量或者从河流的水容量到河流所受的污染程度来探测出污染问题。最后再通过处理卫星资料，即可获得各个时段水域面积的资料，这使得勘测工作得到了极大的简化，同时也使得人员劳动力及资金成本得到了有效的降低。
3.3在勘测水利水电工程不良地质现象过程中遥感技术的应用
确保水利水电工程可以长时间使用的一个主要的因素就是水利水电工程地质的平稳性。倘若地质发生不良现象，势必会给水利水电工程带来破坏性的损坏，例如崩塌、泥石流以及滑坡等[3]。传统的地质勘测方式没办法将地质中泥石流、崩塌及滑坡等不良现象的发展速度探测出来，而利用遥感技术则可以实现实时预报、分析以及观测地质状况，以使工作人员能够明确地掌握不良地质的分布范围以及不良地质现象的发展速度，这对于水利水电工程建设防护工作的开展是非常有帮助的。
3.4在勘测水利水电工程的结构稳定性过程中遥感技术的应用
水利水电工程结构的稳定性决定了工程是否会因地质环境而受到影响，其也是决定其使用寿命的一个重要因素，因此，对水利水电工程的结构稳定性进行勘测就显得非常有必要。有些地质虽然表面具有较好的稳定性，但内部却存在着断裂，倘若地质结构出现了变化，势必会给水利水电工程造成极大的损坏。而在勘测水利水电工程结构稳定性的过程中，应用遥感技术可以得到关于地质结构的信息，然后再对这些信息进行全面的分析，就可以对地质结构是否稳定进行判定。尽管以往的勘测技术也可以对地质的稳定性进行勘测，可是却无法精确地分析断层近期的活动情况。
3.5在勘测水利水电工程的渗漏可能性过程中遥感技术的应用
在水利水电工程中往往会有渗漏的现象出现，这会在很大程度上缩短工程的寿命和使用性。因此，怎样处理水利水电工程中的渗漏问题就显得尤为重要。通常存在较大渗漏性的风华岩体、断裂破碎带以及岩溶地区的地下暗河等都极易导致水利水电工程出现渗漏现象。而利用遥感技术来对水利水电工程的地质状况进行探测，可以全面地掌握地质的构成成分及分布状况，然后再对极易出现渗漏的地质区域进行记载，并对其加以分析和处理，水利水电工程渗漏的可能性就可以得以降低。
4.结语
众所周知，水利水电工程不仅具有繁杂的结构以及庞大的规模，而且涉及到较大的范围，它对人们的生活生产以及社会经济的发展都具有极其重要的意义。因此，对遥感技术在水利水电工程勘测中的应用进行研究，不断地提升遥感技术在水利水电工程勘测中的应用水平，充分地发挥出遥感技术的应用优势。
参考文献：
[1]黄诗峰.遥感技术在水利上的应用[J].高科技与产业化.2013（11）
关键:遥感技术、土地利用调查、应用
Theapplicationofremotesensingtechniquesinlandusesurvey
Abstract:Landresourcesareincreasinglyscarce,andthereforetheuseoflandresourcesisparticularlyimportanttoinvestigate.Remotesensingtechnologyinthelong-termdevelopmenthasmaturedinvariousfields.Theapplicationofremotesensinginlandresourcesurvey,whichgreatlyimprovedtheefficiencyandaccuracyofthesurvey.Accordingly,thisarticlewillfocusontheapplicationofremotesensingtechniquesinlandresources,tomakefurtheranalysis.
Keyareas:remotesensingtechnology,landusesurvey,application
中图分类号：F301.2文献标识码：A文章编号：
遥感技术是一项发展较早的技术，在长期的不断完善过程中趋于精确，能够对对象做出较为准确的定位和勘测，极大便利了地理调查。遥感技术从广义上来讲，是指在较为遥远的地方借助专门的特殊探测仪器，将远处的物体辐射的波长信号进行记录和接受，再通过专业处理程序进行再加工，从而将远处物体通过图像的形式展现出来，从而能够使得勘测人员通过观察图像，了解远处的情况和环境。遥感技术由遥感平台、传感器、应用系统等多个部分共同构成。
一、遥感技术国内发展现状
遥感技术在我国的应用起步较早，是伴随航天技术的发展而来的，最近几年来发展迅速，应用领域也在不断扩大。我国国家统计局自上个世纪八十年代开始便在全国范围内开展了广泛的土地资源调查统计工作，在这个调查过程中将遥感技术引入进来，通过遥感技术得来的数据实现了对我国整体土地使用情况的首次了解，调查结果的准确性保障了我国后期土地政策制定的适用性。从此我国的土地使用情况开始了用遥感技术进行勘察的方式，并且在长期的发展中趋于完善，技术水平不断提高。遥感技术在国内土地利用调查中的应用，在我国土地资源管理中发挥着重要的作用。具体说来包括以下三个方面：1、服务于各级政府，有利于提高政府政策的准确性，依据遥感情况制定完善的土地资源管理计划，及时对土地利用过程中出现的问题作出反馈，起到对有限国土资源的保护和合理规划作用；2、及时反映了当前土地利用情况，为后期进行城市建设规划以及了解土地利用总体情况奠定基础；3、为整体土地利用发展规划提供充足的信息。
二、遥感技术在土地利用调查中应用的可行性
遥感技术相比较于其他调查方法，能够24小时不间断工作，并且能够及时有效的获得土地使用情况资料，遥感技术受地区环境限制较少，能够在有限的时间里尽快的完成任务。遥感技术在信息的记录上可体现出周期性、动态性以及丰富的动态性，能够及时记录土地使用的变更情况。传统的土地利用调查依赖于大量的人力和物力投入，工作周期长，工作的准确性不高，成本极高。土地利用调查是在城市化进程进一步加快，经济飞速发展的情况下发展起来的，强化土地资源规划、管理、保护和合理的利用是适用社会发展的必要措施和基础工作。
遥感技术在土地利用统计中的应用具有以下特点：1、起点较高，具有全局性，基于遥感技术的土地利用调查一般而言具有全局性特点，而且往往具有很强的宏观性，起点高的特点使得建立在这一基础上的调查更有利于统筹全局，把握整体的土地资源利用情况；2、技术要求高，遥感技术看似原理简单，实际操作起来却需要较高的技术水平和专业要求，在管理上也需要专业人员的科学化管理，从勘测到记录都需要较高的技术水平；3、实际应用性，遥感技术应用下的土地使用调查，不仅要求提供最终的调查结果和准确性较高的土地利用现状调查，还要求为现实的整体规划做出调整，最终应用于整体土地政策的规划，提高土地资源利用率。
由上可见，传统的土地调查方法较不科学，存在着周期长、资金投入多、调查受周围因素干扰大的问题，极大影响了整个调查的整体运作情况，客观性和周期性不强最终使得所得数据和记录的可用性不大，与现实的结合不紧密。而遥感技术则具有了明显的优势，周期短、客观性和准确性强，这位土地资源的有效利用提供了数据支持。
三、遥感技术应用于土地资源利用调查的方法
遥感技术需要多方面技术的综合应用，比如勘测技术、信息处理技术、图像处理技术、网络信息技术、数字化信息记录技术等。多方面技术的综合应用决定了遥感技术在使用过程中的技术性和专业性。遥感技术在土地调查应用过程中的关键环节是遥感影像的制作和再加工过程，这个环节最终决定了遥感技术应用于土地调查的好坏。
（一）影像校正
影响校正是指通过遥感技术所得的遥感图像信息，按照打底的水准面和坐标系对图像中物体的具置，使得遥感图像数据依据现实环境几何坐标进行校正。影像校正分为多个步骤，首先第一步便是位置的计算，位置选取是控制点确定的重要一步，控制点的选择正确与否，直接影响了整个影像校正的过程。控制点的选择要坚持易分辨、特征明显的原则，保证控制点的选择能够准确为后期影像的处理奠定基础，找准位置。另外在控制点的选择上还应该注意在图像的边缘留有一定数量的控制点，避免在处理过程中因为误差出现影像外推。
（二）遥感影像的配准
遥感影像的配准是指将多重映像进行重叠，即是将影像中的地理坐标和影像之间的统一，具体操作是在配准过程中选择多项式模型，以人机交互的方式实现对影像的配准。在配准过程中要尽量减少误差，并且尽可能实现对配准的现实适用性。遥感影像的配准是实现了控制点与影像之间的配合，是将标准化的空间方式进行整合，最终在有限的范围内对影像进行配准。
（三）遥感影像的融合
遥感影像的融合是指将多源数据统一在同一个地理坐标中，采用专业科学的算法和运算方式将多幅影像合并在同一个新的图像中。影像的融合包括了基本信息、色彩的融合。融合的过程是将传感器得到的不同类型的信息加以综合，用单一传感器减少多重遥感器带来的不必要麻烦和矛盾，使得最终影像能够直观易懂，并且能够清楚认识。最终融合的图像是综合了多元的信息产生的，具有丰富性和准确性，能够反映更多的信息，减少因为单幅影像造成的信息不清晰，从而提高数据的适用性和利用率。另外从影像的色彩来看，融合之后的影像色彩饱和度更高，对比度强，位置能够更加精确的表示出来。
（四）遥感影像的识别
遥感影像的识别和判读是一个较为专业的过程，一般来说分为观察和计算机自动分类两种方法，遥感监测得到的最终影像任然需要专业的判读。人为和计算机的两种方式应该与实际勘测的地形和物体情况相联系，就土地利用调查的实际环境和要求来看应该采用人机交互的方式对影像进行识别和判读，将图像信息转化为描述性语言，增强影像的描述性和可视性。
四、遥感技术应用于土地利用现状调查的局限性
遥感技术的使用对专业人员的技术要求较高，使得遥感技术的推广和操作中的准确性面临困境，技术的制约使得勘测结果失效。遥感影像色彩鲜艳且对比强烈，这位调查提供了较为完善直观的数据支持，但也存在着难以判断图片的物体的具面积和大小，要进行具体测量。在遥感技术使用的过程中还面临着地界统计的出入，因此在统计的结果中存在一定偏差。另外遥感技术并不能完全取代传统的统计方法，还需要在不断完善现代化统计手段的同时兼顾传统，采取多元调查方法结合的方式增强最终数据的可靠性。
综上所述，遥感技术的发展极大便利了土地利用的调查，使得调查周期缩短，准确度和可靠性大大提高，减少了传统调查方式下的人力财力投入。虽然在实际操作中遥感技术还存在一些缺陷，相信随着计算机信息技术的进一步提高，高新技术的不断发展，遥感技术在土地利用调查中的应用会日趋完善。
参考文献：
[1]常庆瑞等，《遥感技术导论》，科学出版社，2004年，第18-19页
[2]汤国安等，《遥感数字影像处理》，科学出版社，2004年，第123-131页
[3]濮静娟，《遥感图像目视解释原理与方法》，中国科学技术出版社，2001年，第23-26页
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