高光譜遙感技術(shù)的應(yīng)用范文

時(shí)間:2023-12-05 17:55:22

導(dǎo)語(yǔ):如何才能寫好一篇高光譜遙感技術(shù)的應(yīng)用,這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn),歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文,供你借鑒。

高光譜遙感技術(shù)的應(yīng)用

篇1

煤炭資源對(duì)于任何國(guó)家及其人民來(lái)說(shuō)都是不可或缺的,離開了煤炭資源,國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)與人民的生活都進(jìn)行不下去,而礦產(chǎn)勘查工作直接影響甚至是決定著煤炭的開采效率與安全性,煤炭開采企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的獲取都直接受到礦產(chǎn)勘查工作的影響,畢竟能否在短時(shí)間內(nèi)找到較多數(shù)量的礦井,直接決定著可開采的煤礦數(shù)量,與此同時(shí),我國(guó)在煤炭開采過(guò)程中出現(xiàn)了大量的浪費(fèi)。所以,必須投入較多的人力、物力以及財(cái)力創(chuàng)新勘查勘查技術(shù)和方法,以滿足國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求和人民的日常生活需求。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展,遙感和光譜地質(zhì)技術(shù)逐漸在我國(guó)的找礦工作中得到了普遍的應(yīng)用和推廣,其在提高煤礦開采效率、促進(jìn)勘查勘查工作進(jìn)行等方面發(fā)揮著不可替代的作用。筆者從事礦產(chǎn)勘查這方面的理論研究和親身實(shí)踐已經(jīng)有數(shù)年的時(shí)間,經(jīng)驗(yàn)相對(duì)豐富,接下來(lái)就有針對(duì)性的對(duì)遙感和光譜地質(zhì)進(jìn)展及其對(duì)礦產(chǎn)勘查的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行全面的分析與探討,希望為有關(guān)方提供綿薄之力。

1 遙感及光譜地質(zhì)應(yīng)用技術(shù)

遙感技術(shù)及很多優(yōu)點(diǎn)于一身,憑借著自身的諸多優(yōu)勢(shì),其被應(yīng)用到了很多的領(lǐng)域,煤礦的勘察領(lǐng)域就是十分鮮明的例子,而與此同時(shí),數(shù)字圖像處理技術(shù)的進(jìn)步與光譜數(shù)據(jù)的出現(xiàn)使得遙感技術(shù)在勘察勘察領(lǐng)域得到了更好的應(yīng)用,使得礦產(chǎn)勘查水平實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。接下來(lái)就對(duì)遙感及光譜地質(zhì)應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行探討和分析。

1.1 光譜微分析技術(shù)

此技術(shù)主要包括對(duì)反射光譜進(jìn)行相關(guān)的數(shù)學(xué)模擬以及對(duì)于不同階段微分值的相關(guān)計(jì)算。通過(guò)這一技術(shù)可以提高對(duì)于光譜彎曲率及其最大、最小的反射率波長(zhǎng)位置測(cè)定的準(zhǔn)確率。通常情況下,可以通過(guò)使用一階微分法將一部分線性的或者一些接近線性的背景、或者噪聲光譜對(duì)于非線性的目標(biāo)光譜等產(chǎn)生的影響。

1.2 混合光譜分解技術(shù)

這種數(shù)據(jù)的主要作用是對(duì)光譜數(shù)據(jù)做出分析,并確定同一個(gè)像元內(nèi)的不同成分所占比例,或者是識(shí)別在已知的端元組分中分析其它的組分。對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行使用的時(shí)候,會(huì)在某種程度上受到圖像分辨率的制約,所以許多的混合性像元會(huì)出現(xiàn)在圖像之中。對(duì)于混合像元的分解技術(shù)則主要是提取像元之中不同地物類別豐度的一種方法。除此之外,光譜吸收指數(shù)還可以實(shí)現(xiàn)高光譜遙感圖像處理以及對(duì)于光譜吸收特征的有效識(shí)別,也能夠?qū)旌瞎庾V進(jìn)行分解。

1.3 光譜特征的提取

光譜特征的提取主要是指依照相關(guān)的準(zhǔn)則可以直接通過(guò)原始空間,選取其中的一個(gè)子集,也就是波段選擇。另外一類則是指在原始的特征空間以及新的特征空間中找到其相關(guān)的一種映射關(guān)系,在新的特征空間之中對(duì)子集進(jìn)行相關(guān)的選擇。

2 遙感及光譜地質(zhì)進(jìn)展

就目前來(lái)說(shuō),高光譜遙感地質(zhì)的應(yīng)用領(lǐng)域仍然在不斷地?cái)U(kuò)大,而且其影響也是不斷深入的。特別是遙感技術(shù)的大幅度進(jìn)步,使得遙感及光譜地質(zhì)的進(jìn)展速度特別快,筆者接下來(lái)就分析其進(jìn)展:

2.1 精細(xì)識(shí)別高光譜數(shù)據(jù)礦物

光譜地質(zhì)應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)是對(duì)高光譜數(shù)據(jù)礦物成分的識(shí)別。開展礦物識(shí)別的時(shí)候,主要識(shí)別對(duì)象是礦物的種類、礦物的含量和礦物的成分。在以上三個(gè)領(lǐng)域中,最成功的應(yīng)用是對(duì)于礦物種類的識(shí)別,其作為光譜遙感研究的重點(diǎn)和關(guān)鍵受到了人們的高度重視

2.2 遙感及光譜地質(zhì)中環(huán)境分析

礦物填圖雖然是高光譜技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用最為成功的領(lǐng)域,但是其還存在一個(gè)很關(guān)鍵和棘手的問(wèn)題,即不能對(duì)其識(shí)別的予以有效的利用。通過(guò)使用熱紅外成像儀,可以將其對(duì)礦物的識(shí)別擴(kuò)大到架狀以及島狀性質(zhì)的硅酸鹽。

3 高光譜遙感地質(zhì)存在的問(wèn)題及解決策略

3.1 存在的問(wèn)題

(1)對(duì)于礦山環(huán)境的遙感探測(cè)相當(dāng)復(fù)雜與繁瑣,礦區(qū)土壤、植被與水分從污染中心向周遭大范圍的擴(kuò)散。污染的分布是存在濃度梯度的,這就使得光譜特征也逐漸出現(xiàn)漸進(jìn)的變異趨勢(shì),最終使得識(shí)別信息的難度大大提升。

(2)開展礦產(chǎn)勘查工作的時(shí)候,遙感與光譜地質(zhì)的應(yīng)用仍然受到很多方面的影響和限制,其具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

第一,數(shù)據(jù)的獲取不夠及時(shí)和精確特別是在軌的航天高光譜儀,在使用需要投入大量的成本,幅寬也是不夠?qū)挼模哂胁粡?qiáng)的實(shí)用性;

第二,商業(yè)性標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品的缺乏限制了高光譜遙感的推廣和具體應(yīng)用;

第三,到目前為止,礦山環(huán)境污染典型地物光譜數(shù)據(jù)庫(kù)在我國(guó)仍然建立,不利于識(shí)別這些地區(qū)的污染物。

3.2 解決策略

(1)投入更多的人力、物力以及財(cái)力進(jìn)行遙感與光譜地質(zhì)方面科學(xué)研究與分析,重點(diǎn)研究多角度的高光譜遙感機(jī)理模型。多角度的高光譜遙感在應(yīng)用的時(shí)候不需要很高的光譜反射率,但是在在精細(xì)反演礦山環(huán)境的時(shí)候,需要加強(qiáng)多角度與高光譜遙感機(jī)理模型的研究工作,以便更好地發(fā)揮其實(shí)際作用。

(2)國(guó)家以及政府要加大對(duì)高光譜遙感技術(shù)的支持和投入,對(duì)遙感光譜技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域與范圍進(jìn)行大力的擴(kuò)展。更好地發(fā)揮和實(shí)現(xiàn)光譜庫(kù)對(duì)于礦產(chǎn)勘查工作的促進(jìn)作用。

4 遙感及光譜地質(zhì)在礦產(chǎn)勘查的應(yīng)用

4.1 成像光譜技術(shù)的應(yīng)用

遙感技術(shù)的組成部分有很多,其中成像光譜技術(shù)是極為關(guān)鍵的一個(gè),這種技術(shù)的建立基礎(chǔ)是近紅外光以及可見(jiàn)光。除此之外,這項(xiàng)技術(shù)集圖像以及光譜于一身,其分辨率極高。

成像光譜技術(shù)的最大經(jīng)常用于礦物以及巖石等各種資源的勘,并且在這些領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他的領(lǐng)域。在這一技術(shù)的運(yùn)用之下,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于各種礦物類別的識(shí)別。為了提高煤礦開采企業(yè)的找礦與礦產(chǎn)開采效率,許多企業(yè)都表示出了對(duì)成像光譜技術(shù)的歡迎與普遍青睞,遙感技術(shù)的作用得到了最大程度的發(fā)揮和實(shí)現(xiàn)。

4.2 蝕變礦物以及礦化帶的探測(cè)

(1)對(duì)于熱液蝕變礦物組合的探測(cè)以及成礦的分析。實(shí)際數(shù)據(jù)與研究表明。進(jìn)行礦產(chǎn)勘探工作的時(shí)候如果能對(duì)HyMap 數(shù)據(jù)進(jìn)行 良好的運(yùn)用,即便是出露特別差的區(qū)域,主要原地存在留有風(fēng)化的產(chǎn)物,就能夠?qū)崿F(xiàn)礦產(chǎn)資源的勘探。除此之外,在分析相關(guān)生成礦物的基礎(chǔ)之上,還可以對(duì)礦床的相關(guān)類型進(jìn)行分析。這一先進(jìn)的技術(shù)在很大程度上方便了地質(zhì)勘探工作的進(jìn)行與開展,特別是那些露頭條件相當(dāng)差的區(qū)域,就算某些地區(qū)被一些風(fēng)化產(chǎn)物所覆蓋,也照樣能實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的勘察。

(2)勘察和識(shí)別銅礦等種類的礦區(qū)。我們國(guó)家的航空物探遙感中心以前在對(duì)航天高光譜數(shù)據(jù)的利用之下勘查了相關(guān)的蝕變礦物,由此發(fā)現(xiàn)了基礎(chǔ)礦化異常以及很多比較小的蝕變分布區(qū)。不僅僅是我們國(guó)家,加拿大通過(guò)使用相關(guān)技術(shù)識(shí)別并研究了銅礦礦區(qū),在對(duì)幾種變質(zhì)礦物的分析比較的基礎(chǔ)上順利開展了礦區(qū)的潛力制圖。

篇2

摘要:對(duì)20世紀(jì)90年代后期國(guó)內(nèi)外遙感應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了分析,從水文地質(zhì)調(diào)查及水資源評(píng)價(jià)、地下水資源管理、地下熱水勘查、大型工程選線選址、地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)等方面介紹了遙感應(yīng)用技術(shù)的新進(jìn)展。

關(guān)鍵詞:遙感 環(huán)境 地質(zhì)進(jìn)展

20世紀(jì)末,隨著傳感器技術(shù)、圖像處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,遙感技術(shù)在水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)(水工環(huán))領(lǐng)域的應(yīng)用取得了,長(zhǎng)足的發(fā)展,涌現(xiàn)出一批新的技術(shù)方法,使遙感技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了定量評(píng)價(jià),解譯成果發(fā)生了質(zhì)的變化 突出表現(xiàn)在3s技術(shù)日臻成熟.?dāng)?shù)字高程模型(DEM)及有關(guān)概念模型、統(tǒng)計(jì)模型等應(yīng)用得到深人,出現(xiàn)熱紅外圖像地面溫度反演方法和高光譜圖像的光譜分析技術(shù)以及遙感技術(shù)與物探技術(shù)聯(lián)合方法等?,F(xiàn)就該領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外遙感應(yīng)用技術(shù)在以下方面的新進(jìn)展概述如下:

一、水文地質(zhì)調(diào)繪及水資源評(píng)價(jià)

很多研究已表明了應(yīng)用遙感圖像進(jìn)行填圖及定性、定量評(píng)價(jià)的可能性 更近一段時(shí)期,人們開始利用各種模型及GIS技術(shù)來(lái)表征單元體的水文地質(zhì)作用過(guò)程,以便進(jìn)行水文地質(zhì)填圖、尋找地下水源及地下水資源評(píng)價(jià) 這中間除了應(yīng)用GIS及各種模型以外,還出現(xiàn)了遙感技術(shù)與物探技術(shù)緊密結(jié)合的新方法。

印度運(yùn)用衛(wèi)星圖像研究水地貌,用垂向電測(cè)深(VES)及地面地質(zhì)研究巖層裂隙,指出了在印度普魯利亞地區(qū)4種不同找水前景的水地貌區(qū)。在羅斯托夫東部地區(qū),應(yīng)用空間圖像的地質(zhì)、構(gòu)造解譯結(jié)果,通過(guò)植被指示在解譯主題圖上繪制礦化度分級(jí).導(dǎo)出該區(qū)地下淡水分布預(yù)測(cè)圖 譚克龍等人在內(nèi)蒙古巴彥寶力格地區(qū),運(yùn)用地面波譜測(cè)試,確定TM4、3、2為最佳組臺(tái)波段的解譯主要成圖圖像,利用TM6熱紅外圖像提取地下水信息,用SPOT多光譜臺(tái)成圖像進(jìn)行遙感水文地質(zhì)調(diào)繪,通過(guò)專題圖像處理、景觀水文地質(zhì)解譯對(duì)比及水文地質(zhì)條件分析、調(diào)繪,采用大氣降水人滲模型和河水滲漏模型計(jì)算了地下水天然補(bǔ)給量,圈定出有供水前景的富水區(qū)2塊,遠(yuǎn)景富水區(qū)1塊。最近,法國(guó)和比利時(shí)聯(lián)合在非州吉布提市用SPOT圖像輔助找水,初步確定該市南部最有找水前景后,快速評(píng)價(jià)該區(qū)可再生資源和定出井位,建立l0 m、20 112網(wǎng)距的數(shù)字高程模型DEM 模擬地表排泄網(wǎng)并確定:① 每個(gè)排泄流域和子流域;② 沿每一水道各點(diǎn)的水流量;③ 每個(gè)千谷平均河道面積。運(yùn)用地質(zhì)數(shù)據(jù)、含水層水文地質(zhì)數(shù)據(jù)(固有流速)和降雨地表水文數(shù)據(jù)在G1S上進(jìn)行整理,評(píng)價(jià)豐水期的滲入量,并根據(jù)裂隙的方向和性質(zhì)組合,確定60個(gè)井位.為占布提市提供1200萬(wàn)噸/年以上的水源地。

二、地下熱水勘查

用熱紅外遙感方法勘查地下熱水資源的效果良好。在飽水帶的壓力作用下,深部地下熱水上溢流人相對(duì)冷的山谷或河流中, 這種現(xiàn)象在大比例尺的熱紅外影像上可以識(shí)別。 山西喬玉良等人用TM6圖像,經(jīng)HIS彩色變換處理,發(fā)現(xiàn)山西省忻州奇村和定襄縣上湯頭兩處溫泉,在處理后的圖像上.隨地溫升高,色調(diào)按綠、青、蘭、紫、紅變化。美國(guó)Raymond F.Kokaly等人運(yùn)用AVIRIS (航空可見(jiàn)光/紅外成像光譜儀)高光譜圖像。對(duì)黃石國(guó)家公園的地?zé)嵯到y(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)作了調(diào)查成圖。B.A.Martini等人則運(yùn)用AVIRIS圖像,在地面渡譜測(cè)試的基礎(chǔ)上,分析了地?zé)嵯到y(tǒng)的地植物特征,為其它地區(qū)地?zé)峥碧降贸鰧氋F經(jīng)驗(yàn)。

三、大型工程選線選址

大型工程需要解決較多的工程地質(zhì)問(wèn)題. 一般來(lái)說(shuō),遙感技術(shù)可以根據(jù)工程地質(zhì)條件不同,針對(duì)性查明:① 巖土體特征 包括巖性、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、巖相、厚度及變化規(guī)律、巖體T程地質(zhì)特征及風(fēng)化特征.并特別重視特殊土如軟弱粘性土、脹縮性土、濕陷l生土、凍土、易液化飽和砂土等的調(diào)查;② 外動(dòng)力地質(zhì)現(xiàn)象及災(zāi)害地質(zhì)現(xiàn)象的分布及穩(wěn)定性評(píng)價(jià).如崩塌、滑坡、泥石流、巖溶塌陷、采空區(qū)等;⑨ 斷層破碎帶的分布及活動(dòng)斷層的活動(dòng)性等巴西運(yùn)用光譜反射率調(diào)查表層土體特征,通過(guò)實(shí)驗(yàn)室光譜測(cè)定、光譜數(shù)據(jù)解譯及統(tǒng)計(jì)分析建立土體調(diào)查圖,結(jié)果好于1:10萬(wàn)的半詳勘圖。美國(guó)R.Iuna等人研究了土體中水和有機(jī)物含量, 通過(guò)實(shí)驗(yàn)室光譜測(cè)定建立光譜數(shù)據(jù)庫(kù), 目的是供遙感圖像在大氣校正、監(jiān)督分類等圖像處理時(shí)創(chuàng)建處理程序和用遙感數(shù)據(jù)預(yù)見(jiàn)地表場(chǎng)地條件,為工程項(xiàng)目選址所用。胡佩基等人應(yīng)用航空攝影測(cè)量、航衛(wèi)片解譯分析、GPS技術(shù)、DEM 研究了高原山區(qū)高等級(jí)公路的勘測(cè)設(shè)計(jì)利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)結(jié)臺(tái)野外研究,評(píng)價(jià) 印度喜瑪拉雅東部地區(qū)小水電集中建設(shè)、規(guī)劃區(qū)斜坡不穩(wěn)定的地貌、構(gòu)造因素。

四、地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)

篇3

[關(guān)鍵詞]地質(zhì)找礦 遙感技術(shù) 蝕變遙感異常

[中圖分類號(hào)] P237 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X(2013)-9-127-2

礦產(chǎn)資源供需矛盾的升級(jí),對(duì)地質(zhì)找礦的質(zhì)量和效率提出了更高的要求,而遙感技術(shù)的應(yīng)用和推廣為其提供了便捷,并取得了一系列的可喜成績(jī),不少礦產(chǎn)資源相繼被發(fā)現(xiàn)和開發(fā),創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,而且隨著遙感技術(shù)的不斷創(chuàng)新和廣泛應(yīng)用,必將會(huì)進(jìn)一步提高地質(zhì)找礦效率,從而發(fā)現(xiàn)更多的礦源以滿足社會(huì)需求。

1遙感技術(shù)概述

興起于20世紀(jì)60年代的遙感技術(shù),是基于電磁波理論,借助相應(yīng)的傳感儀器收集遠(yuǎn)距離目標(biāo)所反射或輻射的電磁波信息,經(jīng)處理后成像,以此探測(cè)和識(shí)別地面各種景物的一項(xiàng)綜合技術(shù),已被廣泛應(yīng)用于地質(zhì)、水文、海洋、測(cè)繪、農(nóng)業(yè)、氣象等諸多領(lǐng)域。其中在地質(zhì)找礦中發(fā)揮的效用尤為凸顯,如大興安嶺西坡18個(gè)含煤盆地、伊利盆地鈾礦床的擴(kuò)大、塔里木盆地的石油天然氣的發(fā)現(xiàn)等都借助了遙感技術(shù),其主要是利用遙感技術(shù)獲取客觀、全面的記錄了地表綜合景觀幾何特征的遙感影響,然后加以分析,得出地表景觀分布、形態(tài)以及物質(zhì)結(jié)構(gòu)和成分等信息,以此識(shí)別地物,為發(fā)現(xiàn)礦源提供有力依據(jù)和參考。

2遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦中的具體應(yīng)用

遙感技術(shù)具有多波段、宏觀性、立體感強(qiáng)、信息量大、便于定位等顯著優(yōu)勢(shì),是地質(zhì)找礦必不可少的技術(shù)手段,其具體應(yīng)用主要體現(xiàn)為下述幾點(diǎn):

2.1提取礦化蝕變信息

在地質(zhì)找礦中,通常將圍巖蝕變視為重要的找礦標(biāo)志之一,主要是因?yàn)槠浞N類與礦床類型、圍巖成分有關(guān),而且在空間分布上與金屬礦化常具規(guī)律可循,故在地質(zhì)找礦中應(yīng)首先了解圍巖蝕變類型與礦種的關(guān)系(如下圖所示)。

由于地物與物理化學(xué)特征與光譜特定密切相關(guān),其物質(zhì)結(jié)構(gòu)和成分差異會(huì)在吸收和反射光子波長(zhǎng)中顯現(xiàn)出來(lái),因此可基于不同礦物的不同電磁輻射,借助波譜儀進(jìn)行野外采樣用于測(cè)量光譜曲線,通過(guò)對(duì)比參考光譜識(shí)別礦物組合。考慮到傳感器在接收光譜特性時(shí)會(huì)受到大氣、白云、植被等干擾介質(zhì)的影響,因此應(yīng)對(duì)吸收谷所在的寬度、深度、波長(zhǎng)位置、對(duì)稱性等加以處理,此時(shí)我們可以利用多光譜TM、ASTER、ETM+或者少量的微波遙感、高光譜等數(shù)據(jù),以及分析主成分、比較波段、識(shí)別光譜角、分解混合象元、MPH等方法和技術(shù)提取礦蝕變異常信息,目前ETM+(TM)、基于ETM+數(shù)據(jù)的綜合遙感技術(shù)等在提取蝕變遙感信息中成效較為顯著,并形成了一套獨(dú)特且相對(duì)成熟的蝕變遙感異常提取技術(shù),即以校正輻射、幾何、大氣,去除植被、云、水等干擾介質(zhì)為基礎(chǔ),以ETM+(TM)為主的信息提取技術(shù),以PCA主分量為主,以波段比值為輔,結(jié)合分析光譜角的分析方法,分級(jí)、門限化處理信息,以此得到分級(jí)的蝕變遙感異常圖,為圍巖蝕變找礦提供了很大助益,如新疆哈圖的喀爾色巴依克斯套、托瑪爾勒的金礦蝕變帶的發(fā)現(xiàn)利用的是ETM+數(shù)據(jù)的綜合遙感技術(shù),而新疆野馬井的5個(gè)成礦遠(yuǎn)景區(qū)和多處金礦點(diǎn)、銅礦點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)則利用了ETM+(TM)技術(shù)。

2.2識(shí)別地質(zhì)巖石礦物

成礦的賦存條件多以特定的巖石組合和類型為物質(zhì)基礎(chǔ),可見(jiàn)對(duì)于成礦來(lái)說(shuō),巖石的作用不言而喻,而巖石、礦物自身的光譜特性也為利用遙感技術(shù)獲取遙感信息用于識(shí)別巖性提供了必要條件。通常用于識(shí)別巖性的方法主要為增強(qiáng)、變換、分析遙感圖像,借助圖像中顏色、色調(diào)、紋理等增強(qiáng)后的差異性,最大限度的區(qū)分巖相、劃分巖性組合或巖石類型,如巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖等。一般情況下,當(dāng)波長(zhǎng)處于8-14μm時(shí)為熱紅外域,反映的是巖石、礦物光譜中的發(fā)射特征,當(dāng)其處于0.4-2.5μm時(shí)則為可見(jiàn)近-短波紅外域,反映的是巖石、礦物光譜中的反射特征。

遙感技術(shù)在識(shí)別巖石、礦物中的應(yīng)用也較為常見(jiàn),如二宮芳樹利用ASTER熱紅外遙感技術(shù)提取了帕米爾東北邊緣試驗(yàn)區(qū)的硅酸鹽巖、碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖的巖性;而Crosta則以研究區(qū)域內(nèi)的蝕變特征和地質(zhì)情況為依據(jù),基于USGS礦物光譜數(shù)據(jù)庫(kù),創(chuàng)建了單礦物的識(shí)別標(biāo)準(zhǔn),并利用AVIRIS獲取了遙感圖像,從而提取了明礬石、白云母、高嶺石等礦物。因以空間特征和地物光譜的差異性為基礎(chǔ)的高光譜成像遙感技術(shù)具有數(shù)據(jù)量大、分辨率高、波段超多等優(yōu)勢(shì),其窄波段可用于礦物吸收特征的區(qū)別,配以重建地物光譜、量化并提取光譜特征、定量分析混合象元等,可實(shí)現(xiàn)對(duì)礦物巖石的有效區(qū)分,因而在識(shí)別巖石礦物中得以廣泛應(yīng)用,但應(yīng)注意,該種技術(shù)適用于巖石、植被稀少的區(qū)域,這也從側(cè)面反映出遙感識(shí)別巖石礦物技術(shù)應(yīng)該不斷改進(jìn)和創(chuàng)新,以此也適用于植被土壤覆蓋率較高的區(qū)域。

2.3解譯地質(zhì)構(gòu)造信息

通常重要的礦產(chǎn)多分布于板塊交接處或近邊界區(qū)域,時(shí)間與地質(zhì)構(gòu)造事件密切相關(guān),而且成礦帶的規(guī)模與地質(zhì)構(gòu)造變動(dòng)基本一致,故可利用遙感技術(shù)獲取空間信息用于地質(zhì)找礦。

在此可借助遙感技術(shù)獲取相應(yīng)的影像,然后提取與研究范圍內(nèi)成礦構(gòu)造有關(guān)的線狀信息,與賦礦巖層、礦源層等有關(guān)的帶狀信息,與熱液活動(dòng)、火山盆底等有關(guān)的環(huán)狀信息,與蝕變、礦化、接觸帶有關(guān)的色塊、色帶、色環(huán)等信息,若斷裂為控礦的主要構(gòu)造,此時(shí)重點(diǎn)提取遙感影響中的斷裂信息意義重大,但在具體實(shí)踐中,遙感系統(tǒng)可能會(huì)因模糊作用導(dǎo)致所關(guān)注的紋理、線性行跡等難以識(shí)別,影響分析結(jié)果,以此可借助目視解譯、人機(jī)交互等處理遙感影響,如增強(qiáng)邊緣、分析比值、拉伸灰度、卷及運(yùn)算等,以此突出地質(zhì)構(gòu)造信息,同時(shí)遙感技術(shù)也可基于地貌、地表巖性、植被和水系分布等特征提取褶皺等隱伏的地質(zhì)構(gòu)造信息。而針對(duì)礦床改造,可通過(guò)宏觀對(duì)比不同時(shí)期的遙感影響,結(jié)合研究成礦深度,判斷礦床的產(chǎn)出位置,以及對(duì)其剝蝕改造作用進(jìn)行研究。如趙少杰應(yīng)用ETM+遙感技術(shù)和數(shù)據(jù),在桂東地區(qū)解譯了線性和環(huán)形構(gòu)造,并結(jié)合幾何分形學(xué)對(duì)其地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行了分析,最終發(fā)現(xiàn)了3個(gè)成礦遠(yuǎn)景區(qū)。

此外,遙感技術(shù)在利用植被波普進(jìn)行地質(zhì)找礦中也有用武之地,在一定程度上解決了植被高覆蓋率區(qū)域地質(zhì)找礦難的問(wèn)題。因植物體內(nèi)的重金屬含量對(duì)其生態(tài)、生理等會(huì)產(chǎn)生一定的影響,如此一來(lái),其葉面光譜的波形和反射率會(huì)出現(xiàn)異常,從而在遙感影響中呈現(xiàn)不同的色彩、色度和灰度,然后利用遙感技術(shù)將其提取出來(lái)。

3遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用前景

一是基于高光譜綜合技術(shù)的高光譜數(shù)據(jù)因可同步獲取地物空間、光譜、輻射等信息,應(yīng)用價(jià)值巨大,因而發(fā)展前景十分廣闊;二是微波遙感因具備波段范圍廣、穿透性強(qiáng)、可全天時(shí)、全天候獲取信息,利于提取地質(zhì)構(gòu)造信息,因此應(yīng)用潛力很大,但應(yīng)妥善處理消除斑噪、校正輻射、極化方式等關(guān)鍵技術(shù);三是GIS、GPS、RS三大技術(shù)勢(shì)必會(huì)實(shí)現(xiàn)有效的融合,以此為提高遙感數(shù)據(jù)的解譯速度和程度提供重要保障;四是用于融合基于多光譜、微波、高光譜等遙感數(shù)據(jù)的技術(shù)會(huì)應(yīng)運(yùn)而生,如融合雷達(dá)圖像和光學(xué)圖像,既利于圖像分辨率和紋理識(shí)別能力的提高,也利于礦物類型的識(shí)別;五是用于接收?qǐng)D像、處理和提取信息的技術(shù)會(huì)更加完善,以此便于接收更為細(xì)小、微弱的地質(zhì)信息,解決圖像失真問(wèn)題,提高不同格式圖像的兼容性和海量數(shù)據(jù)處理速度等。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,遙感技術(shù)為地質(zhì)找礦工作注入了新的活力,也為其提供了必要的技術(shù)支持,對(duì)于提高地質(zhì)找礦效率、擴(kuò)充礦產(chǎn)儲(chǔ)量意義重大,而且隨著社會(huì)對(duì)礦產(chǎn)資源的不斷需求,以及先進(jìn)理論和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,遙感技術(shù)必將會(huì)為地質(zhì)找礦提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù),從而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]張磊,秦國(guó)良.淺析遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用及發(fā)展前景[J].民營(yíng)科技,2013(20).

[2]何建明.芻議遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2010(12).

篇4

關(guān)鍵詞:遙感信息,水工環(huán),應(yīng)用

中圖分類號(hào): TV 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A

前言

在水工環(huán)中應(yīng)用遙感信息技術(shù),可以提高監(jiān)測(cè)力度,保證調(diào)查結(jié)果的準(zhǔn)確性,促進(jìn)地質(zhì)監(jiān)測(cè)工作的發(fā)展。采用遙感信息技術(shù),可以有效的實(shí)現(xiàn)一步測(cè)量,減少測(cè)量環(huán)節(jié),縮短工期,促進(jìn)后續(xù)工程的盡快完成,提高工程建設(shè)的發(fā)展水平。

1 主要遙感信息源及其發(fā)展

通過(guò)上述,了解到遙感技術(shù)的工作機(jī)理,由于勘測(cè)人員所勘測(cè)的位置都有所不同,我們必須要將傳感器進(jìn)行分類,這樣才能夠獲得更加準(zhǔn)確可靠的信息。按照傳感器反應(yīng)成像的類型我們可以將其分為可見(jiàn)光攝影和紅外攝影、多光譜掃描、成像光譜圖像等。自進(jìn)入 21世紀(jì)以來(lái),遙感技術(shù)發(fā)展越來(lái)越迅猛,傳感器技術(shù)也不斷發(fā)展起來(lái),其主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)成像分辨率越來(lái)越高,根據(jù)分析與研究,衛(wèi)星圖像的分辨率也越來(lái)越高;(2)隨著科技水平的不斷提高,傳感器技術(shù)已具有立體觀察功能;(3)由于勘測(cè)的需要,傳感器的波段也在逐漸增加,并在勘測(cè)過(guò)程中,已經(jīng)投入高光譜成像儀器使用。所謂高光譜成像光譜儀也就是將成像技術(shù)與光譜技術(shù)結(jié)合在一起,然后在探測(cè)物體空間特征的基礎(chǔ)上對(duì)各個(gè)影像色散,然后形成很多個(gè)波段帶寬為 10 納米左右的連續(xù)光譜覆蓋,其又可稱為超光譜成像儀。以前的多光譜成像儀在成像的過(guò)程中只有幾個(gè)波段,而現(xiàn)在,其波段數(shù)不斷增加,連續(xù)性也不斷增強(qiáng),這就促使圖像的分辨率越來(lái)越高,這對(duì)光譜分析技術(shù)的運(yùn)用起到了推動(dòng)作用。

2 水工環(huán)領(lǐng)域遙感應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

由于遙感技術(shù)是通過(guò)先進(jìn)的傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及圖像處理技術(shù)而逐漸發(fā)展的,所以隨著社會(huì)的發(fā)展以及技術(shù)水平的不斷提高,該技術(shù)也越來(lái)越成熟,并且在水工環(huán)領(lǐng)域中已取得了非常不錯(cuò)的成績(jī)。目前,遙感水文地質(zhì)已經(jīng)成為了一門獨(dú)立的學(xué)科。以前的遙感水文地質(zhì)學(xué)主要是對(duì)水文地質(zhì)進(jìn)行測(cè)繪,然后再由測(cè)繪人員標(biāo)志出物體的空間特征;而現(xiàn)在測(cè)繪人員則是采用熱紅外影像和多光譜來(lái)探測(cè)地下水系統(tǒng),此時(shí)測(cè)繪人員則是重點(diǎn)不僅是對(duì)物體的空間特征進(jìn)行標(biāo)志,還對(duì)植被的污染情況、區(qū)域測(cè)繪的參數(shù)進(jìn)行分析與探測(cè)。從廣義的角度來(lái)講,遙感技術(shù)已經(jīng)在水工環(huán)領(lǐng)域中取得了非常不錯(cuò)的成績(jī),我們將其發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析,其主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

2.1 從幾何形態(tài)解譯到充分利用光譜信息

過(guò)去的多光譜遙感數(shù)據(jù)波段劃分過(guò)少,只有幾個(gè)波段,使地面波譜測(cè)試數(shù)據(jù)與圖像光譜數(shù)據(jù)難以精確比較。因此,圖像解譯工作很少考慮地物的波譜特征,主要根據(jù)影像的色彩、色調(diào)、紋理、陰影等所形成的幾何形態(tài)特征。隨著機(jī)載成像光譜儀(高光譜)技術(shù)的商業(yè)運(yùn)作及 2000 年前后的高光譜成像衛(wèi)星的發(fā)射, 使得用光譜信息對(duì)地物的分析更精細(xì)、更準(zhǔn)確。

2.2 出現(xiàn)地面溫度反演技術(shù)

地面溫度反演是指從熱紅外圖像數(shù)據(jù)的輻射亮度值獲得地表溫度信息。反演方法主要有地表溫度多通道反演法和多角度數(shù)據(jù)進(jìn)行組分溫度反演法等。

2.3 從定性分析評(píng)價(jià)到依靠計(jì)算機(jī)數(shù)字模型模擬的定量分析評(píng)價(jià)

如遙感技術(shù)在地下水流系統(tǒng)應(yīng)用中,根據(jù)遙感數(shù)據(jù)建立的地形、流域面積、水系密度等數(shù)據(jù)集結(jié)合氣象數(shù)據(jù)建立空間補(bǔ)給模型。數(shù)字模型成為遙感技術(shù)實(shí)現(xiàn)定量評(píng)價(jià)的重要途徑, 而 DEM/DTM 是涉及地形數(shù)據(jù)計(jì)算方面不可缺少的工具。

2.4 使用單一遙感信息源到多元信息擬合

目前的遙感應(yīng)用技術(shù),已不再是單一使用各種遙感數(shù)據(jù),而是根據(jù)需要結(jié)合利用了其他信息源,如地質(zhì)、地形、水文、土壤、植被、氣象、巖土物理力學(xué)特征及人類活動(dòng)等資料。這樣,圖像數(shù)據(jù)的預(yù)處理尤其重要,如幾何較正、多波段數(shù)字合成、鑲嵌、數(shù)據(jù)變換等,而地理信息系統(tǒng)(GIS)在多元信息數(shù)據(jù)管理中起著重要作用。

2.5 從單一手段應(yīng)用到多手段應(yīng)用

近年來(lái),遙感技術(shù)(Rs)與地理信息系統(tǒng)(GIS)和全球定位系統(tǒng)(GPS)的綜合應(yīng)用,即“3s”技術(shù),成為遙感技術(shù)應(yīng)用的主流。GIS 是數(shù)據(jù)庫(kù)管理、數(shù)據(jù)圖形處理、各主題圖件疊加、制圖的重要工具。GPS可以對(duì)地面控制點(diǎn)精確定位,提高遙感數(shù)據(jù)空間精度。

2.6 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)的發(fā)展

數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)的成熟,推進(jìn)了制圖工作的現(xiàn)代化,改善了基礎(chǔ)圖件的質(zhì)量和成圖效率,并影響著遙感技術(shù)的調(diào)查方法。該技術(shù)的產(chǎn)品可直接作為 GIS 的數(shù)據(jù)源,便于遙感與 GIS 一體化研究與開發(fā)。

2.7 遙感技術(shù)應(yīng)用成果向著便于保存、復(fù)制、攜帶及傳輸方向發(fā)展

這意味著遙感技術(shù)應(yīng)用成果的數(shù)字化。由于是數(shù)字成果,可載于多種介質(zhì)上,如 CD-ROM、磁帶及計(jì)算機(jī)硬盤上,使攜帶處理更加方便。隨著 1998 年“數(shù)字地球”計(jì)劃的提出及我國(guó)國(guó)土資源部“數(shù)字國(guó)土”工程的實(shí)施,遙感應(yīng)用成果數(shù)字化顯得尤其必要。

3 遙感信息技術(shù)在水工環(huán)領(lǐng)域中的應(yīng)用

3.1遙感信息技術(shù)在水文地質(zhì)中的應(yīng)用

在對(duì)于水文地質(zhì)的測(cè)繪工作中,應(yīng)用遙感信息技術(shù)大大的提高了定量與定性評(píng)價(jià)工作的可行性。采用光譜合成的方式,對(duì)水文地質(zhì)進(jìn)行測(cè)繪工作,通過(guò)專業(yè)的圖像處理,可以更好的對(duì)水文地質(zhì)條件進(jìn)行分析,并進(jìn)行測(cè)繪與模型建立。在特殊地區(qū)進(jìn)行測(cè)量時(shí),通過(guò)遙感技術(shù)可以對(duì)水質(zhì)與植被進(jìn)行分析,并推算出當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)情況。并且,遙感信息技術(shù)的采用也可以有效的對(duì)地下水系統(tǒng)進(jìn)行分析,完成對(duì)潛在污染的評(píng)價(jià)工作。另外,紅外熱感可以良好的對(duì)地下熱水進(jìn)行勘察。在觀測(cè)中,通過(guò)紅外成像,可以對(duì)地表溫度進(jìn)行分析,同時(shí)通過(guò)精確的計(jì)算,分析測(cè)量地區(qū)的地下熱水情況。

3.2遙感信息技術(shù)在工程地質(zhì)中的應(yīng)用

現(xiàn)階段,在大型工程的選址中,應(yīng)用遙感信息技術(shù)可以有效的提高地質(zhì)評(píng)價(jià)工作的質(zhì)量,對(duì)于工程地區(qū)的地質(zhì)情況進(jìn)行有效的分析,是工程建設(shè)規(guī)劃階段中的重要內(nèi)容。采用遙感技術(shù)可以獲得直觀的圖像,并且利用衛(wèi)星影像傳輸,提高了觀測(cè)質(zhì)量。通過(guò)采用衛(wèi)星傳輸?shù)臄?shù)據(jù),對(duì)地表的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與計(jì)算,可以為工程選址提供客觀有效的依據(jù)。在大型工程的選線中,應(yīng)用遙感信息技術(shù)與計(jì)算技術(shù),可以對(duì)地表圖像進(jìn)行快速的評(píng)價(jià),對(duì)于地表的地貌、地質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行合理的分析,提高工程選線工作的正確性與合理性。另外,采用遙感信息技術(shù)可以對(duì)工程選址地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害情況進(jìn)行分析,并采用數(shù)字化的數(shù)據(jù)處理方式,建立數(shù)學(xué)模型,對(duì)工程地區(qū)實(shí)現(xiàn)了定量的災(zāi)害預(yù)估,并結(jié)合合理的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),為工程的安全進(jìn)行提供了強(qiáng)有力的保證。

3.3遙感信息技術(shù)在環(huán)境地質(zhì)中的應(yīng)用

在對(duì)于環(huán)境地質(zhì)工作的研究上,應(yīng)用遙感信息技術(shù),可以更好的保證環(huán)境監(jiān)測(cè)的效果。通過(guò)遙感信息技術(shù),可以更好的了解水資源污染的情況,對(duì)污染情況不同的地區(qū)可以輸出不同的測(cè)量結(jié)果。利用熱感圖像,可以很好的對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行確定,有效的對(duì)污染范圍進(jìn)行劃分,確定污染水源的分布情況。近年來(lái),我國(guó)對(duì)于環(huán)境監(jiān)測(cè)中遙感信息技術(shù)的應(yīng)用也在不斷的發(fā)展中,通過(guò)遙感信息技術(shù)對(duì)地質(zhì)變化情況、重大經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響、水土流失等現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了高效并誰(shuí)確的監(jiān)測(cè)。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上述,我們了解到了遙感技術(shù)的發(fā)展以及應(yīng)用范圍,重點(diǎn)闡述了遙感技術(shù)在水工環(huán)領(lǐng)域中的應(yīng)用。隨著科技水平的不斷發(fā)展,遙感技術(shù)也隨之不斷的發(fā)展起來(lái),不管是從圖像的分辨率還是從圖幅角度上看,其發(fā)展都是非常迅猛的。相信未來(lái)遙感技術(shù)會(huì)運(yùn)用在各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中,促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展.

參考文獻(xiàn)

篇5

【關(guān)鍵詞】林業(yè);遙感;森林資源

0 引言

遙感(Remote Sensing,RS)是20世紀(jì)60年展起來(lái)的一門集地學(xué)、生物學(xué)、航空航天、電磁波傳輸和圖像處理等多學(xué)科交叉融合的新興學(xué)科。遙感技術(shù)具有周期性觀測(cè)和大面積覆蓋獲取地面信息的特點(diǎn),可以提供一種實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、綜合性強(qiáng)的環(huán)境資源信息。遙感技術(shù)在林業(yè)中的應(yīng)用被稱為林業(yè)遙感技術(shù),是指通過(guò)衛(wèi)星和飛機(jī)對(duì)林業(yè)資源進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地監(jiān)測(cè),形成各種數(shù)據(jù)和信息,并通過(guò)綜合分析處理為林業(yè)決策和發(fā)展提供服務(wù)。我國(guó)應(yīng)用林業(yè)遙感技術(shù)已有二十多年的歷史,取得了可喜的成績(jī),充分展現(xiàn)了遙感技術(shù)在林業(yè)中的巨大生命力[1]。

1 遙感技術(shù)在林業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

遙感技術(shù)在林業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛,主要包括以下幾個(gè)方面:森林資源遙感調(diào)查、森林火災(zāi)遙感監(jiān)測(cè)、森林病蟲災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)及林業(yè)資源遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等。遙感技術(shù)在空間分辨率和光譜分辨率方面的提高,以及雷達(dá)遙感、航空遙感和無(wú)人遙感飛機(jī)的發(fā)展,為林業(yè)遙感提供了豐富的信息源,拓寬了林業(yè)遙感應(yīng)用的深度和廣度,給森林資源清查和監(jiān)測(cè)工作帶來(lái)了新的契機(jī),為“數(shù)字林業(yè)”的順利推廣提供了強(qiáng)大的信息保證[2]。

1.1 林業(yè)遙感數(shù)據(jù)源

1.1.1 高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)

林業(yè)遙感應(yīng)用的主要數(shù)據(jù)源是光學(xué)遙感數(shù)據(jù),如TM和SPOT等。TM數(shù)據(jù)具有較高的空間分辨率和光譜分辨率,且數(shù)據(jù)量大、信息豐富、成本較低,一直是林業(yè)遙感的主要信息源,但其30m的空間分辨率的應(yīng)用精度并不令人滿意。進(jìn)行宏觀森林資源監(jiān)測(cè)時(shí)通常采用NOAA等中低分辨率數(shù)據(jù),因?yàn)樗鼈兘?jīng)濟(jì)、實(shí)惠、待處理的信息量少,而且來(lái)源有保證,但隨之而來(lái)的問(wèn)題是在使用這種信息源時(shí)如何保持其精度。高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)的出現(xiàn),給林業(yè)遙感監(jiān)測(cè)帶來(lái)了希望,目前多用以IKONOS為代表的高分辨率的衛(wèi)星影像展開對(duì)監(jiān)測(cè)森林資源、工程造林質(zhì)量、退耕還林效益等方面的研究。

1.1.2 高光譜遙感數(shù)據(jù)

高光譜遙感能夠探測(cè)到具有細(xì)微光譜差異的各種物體,大大地改善了對(duì)植被的識(shí)別和分類精度。利用高光譜數(shù)據(jù)實(shí)行的混合光譜分解方法可以將森林郁閉度這個(gè)最終光譜單元信息提取出來(lái),合理而真實(shí)地反映其在空間上的分布[3],對(duì)于掌握森林結(jié)構(gòu)與森林環(huán)境、加強(qiáng)森林生態(tài)系統(tǒng)管理具有重要意義。此外,高光譜遙感數(shù)據(jù)憑借大量的光譜信息,在森林分類與調(diào)查、森林資源變化信息提取、森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)、森林病蟲害評(píng)估等方面起到了舉足輕重的作用,為實(shí)時(shí)而科學(xué)的森林經(jīng)營(yíng)管理增添了一種新技術(shù)手段。

1.1.3 雷達(dá)遙感數(shù)據(jù)

一般情況下,地球有60%~70%被云層覆蓋,可見(jiàn)光、紅外技術(shù)在這種天氣下難以獲得有效數(shù)據(jù),不能及時(shí)為林業(yè)行業(yè)提供數(shù)據(jù)支持。而合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar, SAR)具有全天時(shí)、全天候以及能夠穿透掩蓋物、較好反映地表結(jié)構(gòu)信息的能力,為林業(yè)遙感提供了新的數(shù)據(jù)源,有效解決了上述問(wèn)題。SAR遙感通過(guò)獲取各種森林生物物理參數(shù),被廣泛用于識(shí)別森林類型、森林密度、年齡和監(jiān)測(cè)森林生長(zhǎng)、再生狀況、森林砍伐、森林災(zāi)害以及估算森林的生物量、蓄積量,特別是對(duì)熱帶雨林砍伐監(jiān)測(cè),雷達(dá)幾乎是唯一可以依賴的信息源[4],這些信息有效提高了人們對(duì)森林資源的認(rèn)識(shí)。

1.2 應(yīng)用現(xiàn)狀

1.2.1 森林資源遙感調(diào)查

森林資源遙感調(diào)查主要是通過(guò)野外調(diào)查和衛(wèi)星圖像的對(duì)照判讀,進(jìn)行森林類型判別,并用遙感數(shù)據(jù)與地面各種因子建立模型的定量表達(dá),估計(jì)森林蓄積量和森林面積,利用多時(shí)相遙感影像監(jiān)測(cè)森林覆蓋率等。早在1954年,我國(guó)就創(chuàng)建了“森林航空測(cè)量調(diào)查大隊(duì)”,首次建立了森林航空攝影、森林航空調(diào)查和地面綜合調(diào)查相結(jié)合的森林調(diào)查技術(shù)體系[5]。

然而,過(guò)去我國(guó)森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查主要是以航空照片和地形圖為參考,制作外業(yè)調(diào)查手圖,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勾繪等手段完成林相圖區(qū)劃。這種傳統(tǒng)的調(diào)查方式存在調(diào)查間隔期過(guò)長(zhǎng)、調(diào)查人員投入多、勞動(dòng)強(qiáng)度大、一次性經(jīng)濟(jì)投入大、出錯(cuò)機(jī)率大等問(wèn)題,難以滿足新時(shí)期的調(diào)查需求。自2003年起,高空間分辨率衛(wèi)星影像寫進(jìn)森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查規(guī)程,我國(guó)很多省區(qū)相繼應(yīng)用SPOT5數(shù)據(jù)進(jìn)行了森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查試點(diǎn)[6],有效推動(dòng)了林業(yè)資源調(diào)查數(shù)字化進(jìn)程,促進(jìn)了高空間分辨率衛(wèi)星遙感技術(shù)的研發(fā),相關(guān)研究?jī)?nèi)容主要包括蓄積量估測(cè)、樹冠信息的提取方法、SPOT5影像用于小班區(qū)劃的方法,并研發(fā)了基于高分辨遙感數(shù)據(jù)的小班區(qū)化系統(tǒng)[7]。高光譜遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用方面,主要開展了星載高光譜遙感數(shù)據(jù)的預(yù)處理、基于統(tǒng)計(jì)模型的森林郁閉度和葉面積指數(shù)估測(cè)、森林類型遙感識(shí)別方法、森林葉綠素含量的幾何光學(xué)模型反演和機(jī)載高光譜數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)樹種識(shí)別技術(shù)[8]等方面的研究。

1.2.2 森林火災(zāi)遙感監(jiān)測(cè)

森林火災(zāi)是自然災(zāi)害中最為嚴(yán)重的一種,森林一旦發(fā)生火災(zāi),不僅會(huì)使辛苦幾十年培育的林木頃刻間化為灰燼,而且會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的負(fù)面影響。如果能及時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)森林火災(zāi),其帶來(lái)的損失就會(huì)大大減小。早在20世紀(jì)50年代,我國(guó)林業(yè)行業(yè)就開展了利用航空遙感技術(shù)進(jìn)行森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)的技術(shù)方法研究。到70年代末80年代初,美國(guó)的Landsat TM、NOAA等衛(wèi)星數(shù)據(jù)逐步被我國(guó)相關(guān)專家學(xué)者應(yīng)用于森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)的研究中,并在1987年大興安嶺特大森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)中發(fā)揮了非常重要的作用。

隨著衛(wèi)星遙感技術(shù)的深入發(fā)展與應(yīng)用,我國(guó)科研人員不斷地探討利用遙感技術(shù)進(jìn)行森林防火應(yīng)用的研究,并取得了許多重要成果。尤其是“十五”以來(lái),面對(duì)國(guó)內(nèi)外不斷面世的新型衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù),我國(guó)學(xué)者解決了利用這些新型數(shù)據(jù)進(jìn)行森林火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測(cè)的應(yīng)用技術(shù),如針對(duì)新出現(xiàn)的Terra/Aqua MODIS、ENVISAT-AATSR、ENVISAT-MERIS等衛(wèi)星數(shù)據(jù)森林火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測(cè)應(yīng)用技術(shù)需求,有效解決了森林火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測(cè)模型中可燃物類型的分類方法、植被因子的估測(cè)、小火點(diǎn)自動(dòng)識(shí)別等方面的應(yīng)用技術(shù)[9];利用MODIS數(shù)據(jù)進(jìn)行了森林火災(zāi)預(yù)警的應(yīng)用方法;針對(duì)新型衛(wèi)星數(shù)據(jù)林火信息快速提取的技術(shù)需求,建立完善了利用高性能平臺(tái)森林火災(zāi)信息提取的技術(shù)系統(tǒng)。通過(guò)近20多年的技術(shù)突破,我國(guó)逐步研究形成了基于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)應(yīng)用方法與技術(shù)系統(tǒng),初步建立了基于航天、航空、望臺(tái)(塔)以及與地面巡護(hù)相結(jié)合的森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)體系[10];同時(shí),還將海事衛(wèi)星技術(shù)等應(yīng)用于我國(guó)森林火災(zāi)的預(yù)防、監(jiān)測(cè)及撲救工作中。我國(guó)國(guó)家森林防火指揮部衛(wèi)星森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)從1995年應(yīng)用至今,從以前單一的NOAA-AVHRR資料到后來(lái)綜合應(yīng)用NOAA、FY、MODIS等資料,逐步發(fā)展成為國(guó)家森林防火指揮部和各省市林業(yè)部門防火辦森林火災(zāi)宏觀監(jiān)測(cè)的主要手段,并為撲救指揮提供了可靠的數(shù)據(jù)保障和技術(shù)支撐。

1.2.3 森林病蟲災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)

植物受到病蟲害侵襲,會(huì)導(dǎo)致植物在各個(gè)波段上的波譜值發(fā)生變化。如植物在受到病蟲災(zāi)害、人眼還不能感覺(jué)到時(shí),其紅外波段的光譜值就已發(fā)生了較大的變化。從遙感數(shù)據(jù)中提取這些變化的信息,分析病蟲害的源地、災(zāi)情分布、和發(fā)展?fàn)顩r,可以為防治森林病蟲害提供有效幫助。早在1978年,騰沖遙感綜合試驗(yàn)就已開啟了我國(guó)遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)森林病蟲災(zāi)害的序幕。隨著航天遙感技術(shù)的發(fā)展,“七五”末期、“八五”初期,我國(guó)科研人員以松毛蟲等食葉害蟲災(zāi)害為例,廣泛開展了針對(duì)針葉損失率、松針生物量和災(zāi)害程度等遙感監(jiān)測(cè)方法的研究,充分證明當(dāng)森林植物遭受病蟲災(zāi)害的侵襲時(shí),其葉綠素、水分等便會(huì)急劇下降,葉黃素、葉紅素等會(huì)提高,必然導(dǎo)致其反射率發(fā)生顯著變化,此項(xiàng)研究結(jié)果為林業(yè)遙感病蟲災(zāi)害監(jiān)測(cè)提供了重要的科學(xué)依據(jù)。此外還發(fā)展了基于多種植被指數(shù)的病蟲災(zāi)害信息提取技術(shù)[11]。

“八五”后期和“九五”期間,在國(guó)家眾多科技項(xiàng)目的支持下,我國(guó)科研人員全面地開展了森林病蟲災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)的研究,建立了基于單時(shí)相和多時(shí)相衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的災(zāi)害信息提取技術(shù)路線,引進(jìn)吸收了航空錄像和航空電子勾繪等遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)方法,初步探索了天、空、地相結(jié)合的森林病蟲災(zāi)害監(jiān)測(cè)體系。并基于林業(yè)業(yè)務(wù)主管部門的預(yù)報(bào)、監(jiān)測(cè)、災(zāi)害損失評(píng)估和決策支持需求,提出了森林病蟲災(zāi)害的遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)技術(shù)集成應(yīng)用模式[12]。最近十幾年來(lái),著重開展了基于遙感技術(shù)的森林病蟲災(zāi)害監(jiān)測(cè)專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的研發(fā),并進(jìn)行了生產(chǎn)性示范,以完善相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)的可操作性和實(shí)用性,同時(shí)也展示了其指導(dǎo)森林病蟲災(zāi)害調(diào)查情況的應(yīng)用潛力[13]。

1.2.4 林業(yè)生態(tài)工程遙感監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)

林業(yè)生態(tài)工程遙感監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)就是利用遙感技術(shù),在統(tǒng)一規(guī)劃和設(shè)計(jì)的技術(shù)平臺(tái)上,進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)集成,為實(shí)現(xiàn)林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)的信息資源共享和技術(shù)共享提供技術(shù)支持。早在1979年,國(guó)家就決定在我國(guó)西北、華北北部和東北西部風(fēng)沙危害、水土流失嚴(yán)重的地區(qū),建設(shè)大型防護(hù)林工程,即“三北”防護(hù)林工程。在“七五”期間,實(shí)施了重大遙感綜合應(yīng)用項(xiàng)目――“三北”防護(hù)林遙感綜合調(diào)查研究。該項(xiàng)目主要采用了航天遙感技術(shù)對(duì)“三北”防護(hù)林地區(qū)的森林類型、面積、具體分布、保存率、草場(chǎng)的數(shù)量質(zhì)量和分布、土地資源類型分布及數(shù)量和應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了綜合調(diào)查,并建立了基于防護(hù)林生態(tài)效益的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),對(duì)不同類型區(qū)的造林適宜性做出了分析評(píng)價(jià)以及對(duì)防護(hù)林的防護(hù)效益進(jìn)行了評(píng)估,為“三北”地區(qū)的森林綜合治理提供了可靠的數(shù)據(jù)分析資料[14]。2000年以來(lái),國(guó)家先后啟動(dòng)了天然林資源保護(hù)、退耕還林工程等六大生態(tài)建設(shè)和造林工程。2004年開始的“國(guó)家林業(yè)生態(tài)工程重點(diǎn)區(qū)遙感監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)項(xiàng)目”,利用了2003年至2011年期間的MODIS、Landsat-TM、SPOT5、QuickBird等多源衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù),共對(duì)4個(gè)天然林資源保護(hù)工程監(jiān)測(cè)區(qū)和8個(gè)退耕還林工程監(jiān)測(cè)區(qū)進(jìn)行了多期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)?!笆晃濉逼陂g,我國(guó)科研人員開展了天然林保護(hù)工程、重點(diǎn)防護(hù)林工程和京津風(fēng)沙源治理工程的遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)研究,開發(fā)了“國(guó)家重點(diǎn)林業(yè)生態(tài)工程監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)”[15],廣泛地為林業(yè)生態(tài)工程管理提供技術(shù)支撐與服務(wù),有效推動(dòng)了林業(yè)生態(tài)工程遙感監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)的發(fā)展。

3 展望

我國(guó)林業(yè)遙感技術(shù)的發(fā)展已有二十多年的歷史,不僅做了大量的研究和實(shí)驗(yàn)工作、積累了豐富的資料和經(jīng)驗(yàn),還培養(yǎng)了一大批優(yōu)秀的科研與應(yīng)用工作者。但是,伴隨新時(shí)期國(guó)家對(duì)林業(yè)的要求和林業(yè)自身的發(fā)展,目前的林業(yè)遙感技術(shù)仍然不能全面滿足實(shí)際需要,因此,應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)林業(yè)遙感技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè),逐步形成天、空、地一體化的林業(yè)遙感應(yīng)用體系[16]。

3.1 建設(shè)林業(yè)遙感應(yīng)用綜合服務(wù)平臺(tái)

目前國(guó)內(nèi)除森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用低分辨率的遙感衛(wèi)星進(jìn)行業(yè)務(wù)運(yùn)行以外,還沒(méi)有應(yīng)用中高分辨率的衛(wèi)星建立起業(yè)務(wù)化的運(yùn)行體系。為實(shí)現(xiàn)遙感技術(shù)在各類林業(yè)調(diào)查與監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)中的廣泛應(yīng)用,形成業(yè)務(wù)化運(yùn)行的能力,還需要開展一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性、支撐性的設(shè)施建設(shè)工作,即林業(yè)遙感應(yīng)用綜合服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)。該平臺(tái)應(yīng)該建立面向林業(yè)遙感技術(shù)應(yīng)用的集成環(huán)境,整合林業(yè)行業(yè)中與遙感技術(shù)應(yīng)用密切相關(guān)的各類存儲(chǔ)資源、數(shù)據(jù)資源、計(jì)算資源、軟件資源和專家資源,逐步形成面向林業(yè)行業(yè)提供遙感數(shù)據(jù)的共享服務(wù)機(jī)制,并支撐林業(yè)遙感應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)開發(fā)與運(yùn)行服務(wù)的基礎(chǔ)平臺(tái)。該平臺(tái)應(yīng)具有能夠支撐海量遙感數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢功能,具有基于網(wǎng)格的遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用處理和產(chǎn)品加工功能,以及對(duì)數(shù)據(jù)和產(chǎn)品的多層級(jí)分發(fā)與共享等強(qiáng)大功能。該平臺(tái)的建設(shè)將大力促進(jìn)森林資源調(diào)查、森林火災(zāi)、森林病蟲災(zāi)害及林業(yè)生態(tài)建設(shè)工程的監(jiān)測(cè)等林業(yè)遙感應(yīng)用業(yè)務(wù)化運(yùn)行系統(tǒng)的建立。

3.2 加快遙感與GIS、GPS的結(jié)合

遙感技術(shù)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)獲取能力,卻在處理和分析這些數(shù)據(jù)時(shí)存在缺陷,地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System,GIS)具有較為完善地空間數(shù)據(jù)綜合分析處理平臺(tái),有效地解決了這一難題。概括起來(lái),GIS在林業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用研究?jī)?nèi)容主要有:森林資源信息管理、森林經(jīng)營(yíng)優(yōu)化決策、森林分類經(jīng)營(yíng)區(qū)劃、森林抽樣設(shè)計(jì)、林業(yè)專題制圖、林業(yè)采伐設(shè)計(jì)、營(yíng)造林規(guī)劃設(shè)計(jì)、森林資源管理網(wǎng)絡(luò)等,極大地豐富了遙感數(shù)據(jù)的分析處理方法。同時(shí)全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System, GPS)能夠迅速準(zhǔn)確地定位與導(dǎo)航,可以確定林業(yè)邊界、地塊、形狀、海拔高度等,對(duì)實(shí)現(xiàn)“數(shù)字林業(yè)”具有重要意義[17]。因此,要加強(qiáng)遙感與GIS和GPS的結(jié)合,逐步形成以林業(yè)遙感為基礎(chǔ),以GPS為輔助手段,以GIS為綜合處理方法的全方位林業(yè)服務(wù)體系,最終實(shí)現(xiàn)林業(yè)資源調(diào)查、規(guī)劃、經(jīng)營(yíng)管理的數(shù)字化。

3.3 重視林業(yè)遙感教育和培訓(xùn)工作

任何一門學(xué)科的發(fā)展都離不開教育與培訓(xùn)工作。林業(yè)遙感作為一門高新技術(shù),其發(fā)展一日千里,教育工作尤顯重要。大學(xué)作為林業(yè)遙感教育和培訓(xùn)的主力軍,不僅要開設(shè)全方位的林業(yè)遙感專業(yè)課程,而且要分層次,針對(duì)研究生、本科生和??粕_展不同的教學(xué)工作,為林業(yè)遙感培養(yǎng)大量的專業(yè)型人才和應(yīng)用型人才。此外,還要充分發(fā)揮林業(yè)研究機(jī)構(gòu)的作用,將科研成果及時(shí)有效地用于實(shí)踐中。并加大對(duì)林業(yè)行業(yè)機(jī)構(gòu)工作者的培訓(xùn)力度,全面提升我國(guó)林業(yè)工作者的專業(yè)技術(shù)水平。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前我國(guó)林業(yè)遙感的主要任務(wù)是以遙感技術(shù)為中心,提供信息獲取與信息服務(wù)的手段,為林業(yè)建設(shè)決策提供監(jiān)測(cè)與效益評(píng)價(jià)信息。林業(yè)行業(yè)應(yīng)在國(guó)家林業(yè)資源與生態(tài)建設(shè)綜合監(jiān)測(cè)體系建設(shè)的基礎(chǔ)上,大力推動(dòng)林業(yè)遙感衛(wèi)星、航空遙感平臺(tái)、林業(yè)遙感信息產(chǎn)品標(biāo)定等支撐平臺(tái)的建設(shè),不斷完善林業(yè)遙感應(yīng)用綜合服務(wù)平臺(tái)。同時(shí)應(yīng)加快遙感與GIS、GPS的結(jié)合、重視林業(yè)遙感教育和培訓(xùn)工作,形成天、空、地一體化的綜合監(jiān)測(cè)模式,建立起林業(yè)遙感綜合監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)的業(yè)務(wù)運(yùn)行體系,促進(jìn)我國(guó)森林資源、森林火災(zāi)、森林病蟲災(zāi)害和林業(yè)生態(tài)建設(shè)工程遙感監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)的業(yè)務(wù)化運(yùn)行,為我國(guó)森林資源的管理和保護(hù)、林業(yè)生態(tài)建設(shè)的管理和決策等提供強(qiáng)有力的支撐。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王大勇,劉紅潤(rùn).淺談遙感在我國(guó)林業(yè)中的應(yīng)用[J].林業(yè)科技情報(bào),2010,42(3):31-33.

[2]史良樹.遙感技術(shù)現(xiàn)狀及其在林業(yè)中的應(yīng)用[J].林業(yè)資源管理,2004,4(2):50-52,63.

[3]譚炳香.高光譜遙感森林應(yīng)用研究探討[J].世界林業(yè)研究,2003,16(2):33-38.

[4]魏鐘銓.合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星[M].北京:科學(xué)出版社,2001.

[5]林輝,童顯德,黃忠義.遙感技術(shù)在我國(guó)林業(yè)中的應(yīng)用與展望[J].遙感信息,2002(1):39-43.

[6]張煜星,等.基于SPOT數(shù)據(jù)的森林林相圖更新技術(shù)研究[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,2007.

[7]吳春爭(zhēng),馮益明,舒清態(tài),等.基于高空間分辨率影像的林業(yè)小班遙感區(qū)劃系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào),2011,28(1):40-45.

[8]曾慶偉,武紅敢.基于高光譜遙感技術(shù)的森林樹種識(shí)別研究進(jìn)展[J].林業(yè)資源管理,2009(5):109-114.

[9]覃先林. 遙感與地理信息系統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合的林火預(yù)警方法的研究[D].中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院,2005.

[10]吳雪瓊,覃先林,李程,等.我國(guó)林火監(jiān)測(cè)體系現(xiàn)狀分析[J].內(nèi)蒙古林業(yè)調(diào)查設(shè)計(jì),2010,33(3):69-72.

[11]武紅敢.衛(wèi)星遙感技術(shù)在森林病蟲害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].世界林業(yè)研究,1995,(2): 24-29.

[12]郭志華,肖文發(fā),張真,等.RS在森林病蟲害監(jiān)測(cè)研究中的應(yīng)用[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào),2003,12(4):73-81.

[13]亓興蘭,劉健,陳國(guó)榮,等.應(yīng)用MODIS遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)馬尾松毛蟲害研究[J].西南林學(xué)院學(xué)報(bào),2010,30 (1): 42-46.

[14]“三北”防護(hù)林遙感綜合調(diào)查課題組.“三北”防護(hù)林遙感綜合調(diào)查技術(shù)規(guī)程[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,1988.

[15]陳永富,劉華,孟獻(xiàn)策.國(guó)家重點(diǎn)林業(yè)生態(tài)工程監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,2011.

篇6

關(guān)鍵詞:精細(xì)農(nóng)業(yè);遙感技術(shù);應(yīng)用;問(wèn)題;解決途徑

收稿日期:2011-06-04

作者簡(jiǎn)介:張旭(1990―),男,內(nèi)蒙古人,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地質(zhì)學(xué)專業(yè)大學(xué)生。

中圖分類號(hào):TP79文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-9944(2011)07-0211-03

1引言

精細(xì)農(nóng)業(yè)也被稱為因地制宜農(nóng)業(yè)、處方農(nóng)業(yè)。它可以在遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)技術(shù)支持下,進(jìn)行抽樣調(diào)查,獲取作物生長(zhǎng)的各種影響因素信息(如土壤結(jié)構(gòu)、含水量、地形、病蟲害等)。通過(guò)進(jìn)行農(nóng)田小區(qū)作物產(chǎn)量對(duì)比,分析影響小區(qū)產(chǎn)量差異的原因,獲取農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中存在的空間和時(shí)間差異性,可以根據(jù)每個(gè)地塊的農(nóng)業(yè)資源特點(diǎn),按需實(shí)施微觀調(diào)控,以充分利用現(xiàn)代化和機(jī)械化,精耕細(xì)作,獲取高的經(jīng)濟(jì)效益。

遙感技術(shù)是指運(yùn)用現(xiàn)代光學(xué)、電子學(xué)探測(cè)儀器,不與目標(biāo)物相接觸,從遠(yuǎn)距離把目標(biāo)物的電磁波特性記錄下來(lái),通過(guò)分析、解譯揭示出目標(biāo)物本身的特征、性質(zhì)及其變化規(guī)律的綜合性探測(cè)技術(shù)。其基本原理就是不同物體的電磁波特性是不同的(黃惠珍,2010),通過(guò)探測(cè)地表物體對(duì)電磁波的反射和其發(fā)射的電磁波,從而提取這些物體的信息,完成對(duì)遠(yuǎn)距離物體的識(shí)別。

2遙感技術(shù)應(yīng)用于精細(xì)農(nóng)業(yè)的必要性

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)因耗能高、產(chǎn)量低,正逐步被新型農(nóng)業(yè)所代替,而精細(xì)農(nóng)業(yè),適應(yīng)了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)量高、投入少、節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的要求(姚建松,2009),它的出現(xiàn),是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向新型農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的必然結(jié)果,具有歷史必然性。

遙感技術(shù)是精細(xì)農(nóng)業(yè)獲得田間數(shù)據(jù)的核心來(lái)源。沒(méi)有遙感技術(shù)的服務(wù),就沒(méi)有精細(xì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。由于不同含水量的土壤具有不同的地表溫度(谷紀(jì)良,2010),不同生長(zhǎng)期和不同生長(zhǎng)情況的農(nóng)作物具有不同的波譜發(fā)射特征。因此,通過(guò)對(duì)作物本身及其生長(zhǎng)環(huán)境的波譜特性研究,可定量測(cè)定作物的生長(zhǎng)狀況和空間變異信息(李新磊等,2010),了解生態(tài)環(huán)境變化,為及時(shí)作出合理化的調(diào)整提供最權(quán)威的數(shù)據(jù)資料。因此,精細(xì)農(nóng)業(yè)要發(fā)展,必然需要遙感技術(shù)的應(yīng)用。

3遙感技術(shù)在精細(xì)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

遙感技術(shù)可以客觀、準(zhǔn)確、及時(shí)地提供作物生態(tài)環(huán)境和作物生長(zhǎng)的各種信息。這是精細(xì)農(nóng)業(yè)獲得田間數(shù)據(jù)的重要來(lái)源。因些,遙感可以在很多方面為精細(xì)農(nóng)業(yè)服務(wù)。

3.1作物養(yǎng)分診斷與監(jiān)測(cè)研究

作物養(yǎng)分主要包括氮、磷、鉀等元素,如果缺乏會(huì)導(dǎo)致作物光合作用能力和產(chǎn)量降低。近20年來(lái),利用遙感進(jìn)行作物養(yǎng)分(尤其是氮)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和快速診斷一直是農(nóng)業(yè)應(yīng)用研究的熱點(diǎn),其中,高光譜遙感可很好的對(duì)作物養(yǎng)分進(jìn)行診斷和監(jiān)測(cè)(姚云軍等,2008)?;驹砭褪抢米魑锏?、磷、鉀等含量的變化會(huì)引起作物葉片生理和形態(tài)結(jié)構(gòu)變化,造成作物光譜反射特性變化的特性。作物養(yǎng)分高光譜診斷與監(jiān)測(cè)方法主要包括多元統(tǒng)計(jì)回歸方法診斷作物養(yǎng)分含量,基于特定吸收波段內(nèi)波譜特征參數(shù)的作物養(yǎng)分診斷。

3.2農(nóng)作物播種面積遙感監(jiān)測(cè)與估算

搭載遙感器的衛(wèi)星或飛機(jī)通過(guò)田地時(shí),可以監(jiān)測(cè)并記錄下農(nóng)作物覆蓋面積數(shù)據(jù),通過(guò)這些數(shù)據(jù)可以對(duì)農(nóng)作物分類,在此基礎(chǔ)上可以估算出每種作物的播種面積。目前商業(yè)銷售的遙感圖像已經(jīng)達(dá)到1m空間分辨率,在這種高分辨率圖像中可以進(jìn)行精確的農(nóng)作物播種面積估算。

3.3遙感監(jiān)測(cè)農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)與產(chǎn)量估算

作物長(zhǎng)勢(shì)是作物生長(zhǎng)發(fā)育狀況評(píng)價(jià)的綜合參數(shù),長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)是對(duì)作物苗情、生長(zhǎng)狀況與變化的宏觀監(jiān)測(cè)。構(gòu)建時(shí)空信息輔助下的遙感信息技術(shù)與作物生理特性及作物長(zhǎng)勢(shì)之間的關(guān)系模型便于作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)。利用遙感技術(shù)在作物生長(zhǎng)不同階段進(jìn)行觀測(cè),獲得不同時(shí)間序列的圖像,農(nóng)田管理者可以通過(guò)遙感提供的信息,及時(shí)發(fā)現(xiàn)作物生長(zhǎng)中出現(xiàn)的問(wèn)題,采取針對(duì)措施進(jìn)行田間管理(如施肥、噴施農(nóng)藥等)。管理者可以根據(jù)不同時(shí)間序列的遙感圖像,了解不同生長(zhǎng)階段中作物的長(zhǎng)勢(shì),提前預(yù)測(cè)作物產(chǎn)量。自20世紀(jì)80年代初開始,中國(guó)有關(guān)研究部門與高校合作,利用陸地衛(wèi)星和氣象衛(wèi)星進(jìn)行大面積作物長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量監(jiān)測(cè)的研究與試驗(yàn)。這為我國(guó)作物產(chǎn)量的提前預(yù)報(bào)奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。

3.4作物生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)

利用遙感技術(shù)可以對(duì)土壤侵蝕、土地鹽堿化面積、主要分布區(qū)域與土地鹽堿化變化趨勢(shì)進(jìn)行監(jiān)測(cè),也可對(duì)土壤水和其它作物生態(tài)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè),這些信息有助于田間管理者采取相應(yīng)措施,合理調(diào)配,及時(shí)改善作物生態(tài)環(huán)境,使作物更好地成長(zhǎng)。

3.5災(zāi)害損失評(píng)估

氣候異常對(duì)作物生長(zhǎng)具有一定影響,利用遙感技術(shù)可以監(jiān)測(cè)與定量評(píng)估作物受災(zāi)程度,作物受旱澇災(zāi)害影響的面積,對(duì)作物損失進(jìn)行評(píng)估,然后針對(duì)具體受災(zāi)情況,進(jìn)行補(bǔ)種、澆水、施肥或排水等抗災(zāi)措施,減少損失。

4遙感技術(shù)在精細(xì)農(nóng)業(yè)發(fā)展中面臨的問(wèn)題與解決途徑

4.1遙感數(shù)據(jù)庫(kù)不足

遙感技術(shù)在應(yīng)用于精細(xì)農(nóng)業(yè)中,因作物的生態(tài)物理參數(shù)(如含水量、葉綠素含量、葉面積指數(shù)等)各異,生長(zhǎng)環(huán)境復(fù)雜,生長(zhǎng)過(guò)程中隨時(shí)間的推移作物與土壤的各種物理化學(xué)條件都會(huì)變化,這就需要建立大量的數(shù)據(jù)庫(kù),給遙感農(nóng)業(yè)帶來(lái)了不便。而現(xiàn)有精細(xì)農(nóng)業(yè)中的遙感數(shù)據(jù)庫(kù)還處于發(fā)展階段,數(shù)據(jù)量不足,有待進(jìn)一步完善。

4.2解譯水平有待進(jìn)一步提高

遙感技術(shù)在精細(xì)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用尚且處于探索階段,許多解譯方法尚不成熟,如多種田間組分(作物、土壤等)混合光譜的研究等。而現(xiàn)代遙感技術(shù)單一解譯技術(shù)已趨于成熟,但混合光譜的研究才剛剛起步,還需要加強(qiáng)解譯水平,完善解譯體系。

4.3建立標(biāo)形植被光譜數(shù)據(jù)庫(kù)

深入開展農(nóng)業(yè)應(yīng)用中標(biāo)準(zhǔn)地物光譜特征研究,總結(jié)標(biāo)準(zhǔn)地物在不同條件下光譜變異規(guī)律,完善和擴(kuò)充農(nóng)業(yè)光譜數(shù)據(jù)庫(kù),在應(yīng)用研究時(shí)將目標(biāo)物與標(biāo)形地物的波譜特征進(jìn)行對(duì)比,觀察波譜圖像,總結(jié)波譜特征規(guī)律,進(jìn)一步確定目標(biāo)物的現(xiàn)實(shí)特征,進(jìn)而實(shí)施相應(yīng)手段,提高作物產(chǎn)量。

4.4建立健全解譯體系

加大遙感解譯的投入力度,建立健全常用地物的解譯體系,特別是完善農(nóng)業(yè)遙感中的解譯系統(tǒng),將傳統(tǒng)解譯與現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合,結(jié)合地理信息系統(tǒng),定位導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展,將不同地區(qū)不同地物的波譜特征納入解譯體系,提高解譯水平。

建立標(biāo)形地物波譜數(shù)據(jù)庫(kù),加強(qiáng)農(nóng)田水分條件、肥力條件、病蟲害等因子在遙感圖像中的解譯標(biāo)志,實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物征兆信息的智能化提取,上述關(guān)鍵技術(shù)的突破,將有助于闡明作物生長(zhǎng)環(huán)境和收獲產(chǎn)量實(shí)際分布的相關(guān)機(jī)理,有助于遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)定量化,建立作物長(zhǎng)勢(shì)與產(chǎn)量預(yù)報(bào)定量模型,這對(duì)于提高農(nóng)業(yè)田間科學(xué)管理(灌溉、施肥或噴灑農(nóng)藥)具有重要意義。

5結(jié)語(yǔ)

遙感技術(shù)的研究與發(fā)展,是促進(jìn)精細(xì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要一步,隨著更高分辨率遙感技術(shù)的發(fā)展,遙感技術(shù)在精細(xì)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用必將更進(jìn)一步。未來(lái)精細(xì)農(nóng)業(yè)中遙感的定位,將從定性監(jiān)測(cè)逐步轉(zhuǎn)向定量監(jiān)測(cè),定量遙感將在精細(xì)農(nóng)業(yè)中發(fā)揮更加重要的作用。因此,加強(qiáng)定量遙感的研究力度,完善定量遙感體系,建立定量遙感農(nóng)業(yè)模型,將為農(nóng)業(yè)遙感發(fā)展帶來(lái)新的活力,必將促進(jìn)精細(xì)農(nóng)業(yè)的蓬勃發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

[1] 黃惠珍.遙感技術(shù)在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].科技信息,2010(24):46.

[2] 姚建松.我國(guó)精細(xì)農(nóng)業(yè)發(fā)展前景探討與研究[J].中國(guó)農(nóng)機(jī)化,2009(3):26~28.

[3] 谷紀(jì)良.淺談我國(guó)精細(xì)農(nóng)業(yè)的應(yīng)用情況和技術(shù)構(gòu)成[J].消費(fèi)導(dǎo)刊,2010(8):224.

[4] 李新磊,蘇俊.試述現(xiàn)代精細(xì)農(nóng)業(yè)的技術(shù)構(gòu)成及其應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技,2010(6):79~81.

[5] 姚云軍,秦其明,張自力,等.高光譜技術(shù)在農(nóng)業(yè)遙感中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2008,24(7):301~306.

[6] 任麗萍,杜波.精細(xì)農(nóng)業(yè)-現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向[J].黑龍江科技信息,2009(21):145.

[7] 王建強(qiáng),王麗梅.3S 技術(shù)在精細(xì)農(nóng)業(yè)發(fā)展中的綜合應(yīng)用探討[J].水利科技與經(jīng)濟(jì),2008,14(3):235~236,244.

[8] 楊淑芳.遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用與展望[J].農(nóng)業(yè)科技展望,2008(7):39~42.

篇7

關(guān)鍵詞 地質(zhì)礦產(chǎn)勘測(cè);高科技技術(shù);應(yīng)用研究

中圖分類號(hào)P5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708(2014)114-0126-02

地質(zhì)礦產(chǎn)勘測(cè)技術(shù)發(fā)展至今,已經(jīng)有非常久的歷史了,勘測(cè)技術(shù)也可以說(shuō)是各式各樣,伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,工業(yè)領(lǐng)域?qū)ΦV產(chǎn)資源的需求量越來(lái)越大,而我們要更加注重的就是要把傳統(tǒng)的勘測(cè)技術(shù)與現(xiàn)代的先進(jìn)的新型勘測(cè)技術(shù)相結(jié)合,以提高礦產(chǎn)的勘測(cè)工作效率,進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

1 中國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)勘測(cè)的現(xiàn)狀

我國(guó)是一個(gè)地大物博的國(guó)家,總的礦產(chǎn)儲(chǔ)備量居全世界前幾位,其中有些礦產(chǎn)的儲(chǔ)備量更是居世界第一位,可是我國(guó)的人口基數(shù)大,人均礦產(chǎn)資源的占有率低于世界平均水平,并且礦產(chǎn)的使用率不高,造成了資源的浪費(fèi),這也就加劇了我國(guó)對(duì)于礦產(chǎn)的迫切需求。自建國(guó)以后,我國(guó)的礦產(chǎn)勘測(cè)技術(shù)突飛猛進(jìn),為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了卓越的貢獻(xiàn)。不過(guò),我們應(yīng)該清醒的認(rèn)識(shí)到,雖然我國(guó)的礦產(chǎn)儲(chǔ)備量很高,但是還有個(gè)別種類的礦產(chǎn)資源滿足不了我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求,仍需要從外國(guó)進(jìn)口,這就要求我們要不斷的改進(jìn)勘測(cè)技術(shù),使用高科技技術(shù),找到更多的礦產(chǎn)資源。

2 新形勢(shì)下高科技在地質(zhì)礦產(chǎn)勘測(cè)中的應(yīng)用

2.1 GPS在地質(zhì)礦產(chǎn)勘測(cè)中的應(yīng)用

2.1.1 GPS含義和原理

全球定位系統(tǒng)(英語(yǔ):Global Positioning System)通稱GPS,它是一個(gè)中距離的原型軌道衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),可以為地球表面的絕大部分地區(qū)提供準(zhǔn)確的定位、測(cè)速和高精度的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。該系統(tǒng)包括太空中的24顆GPS衛(wèi)星;地面上1個(gè)主控站、3個(gè)數(shù)據(jù)注入站和5個(gè)監(jiān)測(cè)站及作為用戶端的GPS接收機(jī)。它需要各個(gè)部分的協(xié)調(diào)工作,才能確保定位的準(zhǔn)確從而獲得比較精確地?cái)?shù)據(jù)。

GPS的工作原理,是對(duì)衛(wèi)星所發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行處理和匯總,將匯總的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行整合,最后對(duì)正確的空間位置進(jìn)行定位。DPS技術(shù)應(yīng)用于全球各個(gè)領(lǐng)域,尤其對(duì)于地質(zhì)的勘測(cè)有極大的幫助,它具有一定的定位功能,發(fā)出的信號(hào)和提供的數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性。GPS對(duì)于外界的干擾具有很好的抵制作用,抗干擾能力強(qiáng),而且對(duì)于數(shù)據(jù)具有保密的功能。GPS主要由九個(gè)部分組成,分別是五個(gè)監(jiān)控站、三個(gè)注入站和一個(gè)主控站。主控站主要是對(duì)衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整合,然后傳輸?shù)阶⑷胝?,注入站再將這些信息和數(shù)據(jù)輸送到存儲(chǔ)器中,然后GPS將定位的結(jié)果呈現(xiàn)出來(lái)。

2.2 GPS在地質(zhì)礦產(chǎn)勘測(cè)工作中的具體應(yīng)用步驟

2.2.1 GPS進(jìn)行野外采集的準(zhǔn)備工作

首先將GPS進(jìn)行初始化,使GPS不留原始的數(shù)據(jù),這樣才能更準(zhǔn)確地定位。在初始化完成后,相關(guān)的工作人員要建立橫向和縱向的測(cè)量系統(tǒng),在用GPS進(jìn)行定位時(shí),最好使用兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的GPS,以其中的一臺(tái)作為基準(zhǔn),另外兩臺(tái)作為數(shù)據(jù)的參考,找出這三臺(tái)GPS在定位中存在的誤差,最后綜合這三臺(tái)GPS的定位狀況,做出合理分析,得出最終的結(jié)論。需要注意的是,在進(jìn)行野外定位之前,需要對(duì)每一臺(tái)GPS進(jìn)行初始化設(shè)定,從而使三臺(tái)GPS達(dá)到同步的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.2 對(duì)GPS野外站點(diǎn)進(jìn)行位置的選擇

通常進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)的地區(qū)都位于山區(qū),山區(qū)的樹木茂盛,通視條件一般都比較差,于是,在進(jìn)行野外站點(diǎn)的選擇時(shí),要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際狀況,盡量選擇通視條件較好,視野相對(duì)開闊的地方,這樣有利于衛(wèi)星對(duì)當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)的收集,提高GPS定位的精確度。

2.2.3 GPS野外站點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集工作

GPS在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的時(shí)候,數(shù)據(jù)的精確度受到衛(wèi)星的高度、當(dāng)?shù)貙?duì)衛(wèi)星干擾的大小等方面的影響。所以,在信息采集的時(shí)候,要保持衛(wèi)星信號(hào)的良好,進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)要保持15分鐘以上,根據(jù)距離的長(zhǎng)度,相應(yīng)的增加數(shù)據(jù)采集的時(shí)間。如在定位的距離大于5000時(shí),數(shù)據(jù)的采集工作要持續(xù)30分鐘以上。如果定位的距離大于10千米時(shí),數(shù)據(jù)采集工作要持續(xù)45分鐘以上。

2.2.4 GPS對(duì)觀測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理

將三臺(tái)GPS所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合,得出最準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。在進(jìn)行結(jié)算的時(shí)候,各項(xiàng)數(shù)據(jù)都要進(jìn)行準(zhǔn)確的輸入,否則都會(huì)使整個(gè)地質(zhì)勘測(cè)工作無(wú)法正常的運(yùn)行,數(shù)據(jù)要保留小數(shù)點(diǎn)后的四位,盡量地提高數(shù)據(jù)結(jié)算的精確度。

2.3 遙感技術(shù)在地質(zhì)勘測(cè)工作中的應(yīng)用

2.3.1 遙感技術(shù)對(duì)礦產(chǎn)資源的識(shí)別作用

巖石的類別和組成成分是礦物質(zhì)形成的基礎(chǔ)條件,遙感通過(guò)對(duì)一類巖石的類型和組成成分進(jìn)行分析,進(jìn)行數(shù)據(jù)的整合,發(fā)現(xiàn)巖石中是否有礦物質(zhì)或預(yù)測(cè)這類巖石是否有成礦的可能性。遙感技術(shù)對(duì)巖石類別的識(shí)別主要通過(guò)圖像的增強(qiáng)效果、圖像的變換和進(jìn)行圖像分析的方法,通過(guò)增強(qiáng)巖石在圖像中的色調(diào)、顏色和紋理,從而更清晰地觀察巖石的類別。遙感技術(shù)在礦產(chǎn)勘測(cè)的工作中發(fā)揮著重要的作用。

遙感技術(shù)對(duì)巖石類型的識(shí)別主要依靠光譜和空間特征的差異,高光譜下的遙感技術(shù)具有分辨率高、數(shù)據(jù)精確等特點(diǎn),近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于地質(zhì)礦產(chǎn)的勘測(cè)工作。高光譜的遙感可以有效地區(qū)分巖石的含礦量,提高礦產(chǎn)勘測(cè)的效率。

2.3.2 遙感技術(shù)在礦產(chǎn)勘測(cè)工作中可以提供礦化蝕變信息

巖石蝕變信息的收集與提取是礦產(chǎn)勘測(cè)工作中的一項(xiàng)重要內(nèi)容,巖石蝕變的類別與巖石的化學(xué)成分、相關(guān)的礦床類別是密切相關(guān)的、巖石蝕變的范圍通常大于巖石礦化的范圍,因此,巖石蝕變可作為礦產(chǎn)勘探一個(gè)重要方法,有助于進(jìn)行礦產(chǎn)的勘測(cè)工作。

巖石蝕變時(shí),其在種類、顏色、結(jié)構(gòu)等方面與其他周圍的巖石具有一定的差別,這些差別用遙感技術(shù)鑒別時(shí)體現(xiàn)出光譜的差異。光譜的差異為遙感技術(shù)提取礦物信息提供了有力的保障,因此,可以通過(guò)遙感技術(shù)進(jìn)行礦產(chǎn)的勘測(cè)工作。

2.3.3 遙感技術(shù)對(duì)地質(zhì)構(gòu)造信息的提取

遙感技術(shù)對(duì)地質(zhì)構(gòu)造信息的提取是礦產(chǎn)勘測(cè)工作中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。通過(guò)礦產(chǎn)專家的多年實(shí)踐,礦化蝕變帶是有規(guī)律可循的,它總是沿著一定地質(zhì)構(gòu)造分布。遙感技術(shù)對(duì)地質(zhì)構(gòu)造信息的獲取主要呈現(xiàn)出線性的影像和環(huán)行的影像,根據(jù)不同的成礦條件,可以得出不同的成礦信息。

有些巖石區(qū)域的成礦紋理比較模糊,遙感技術(shù)使巖石的線性行跡、紋理等信息變得清晰,通過(guò)遙感技術(shù)對(duì)呈現(xiàn)的影像進(jìn)行相關(guān)的處理,如增強(qiáng)邊緣的線條、通過(guò)比值的分析,使構(gòu)造的輪廓清晰地展現(xiàn)出來(lái)。遙感技術(shù)通過(guò)對(duì)線性和環(huán)行的影像進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì),確定礦物的構(gòu)造和分布情況,確定礦產(chǎn)分布的規(guī)律,對(duì)地質(zhì)礦產(chǎn)的勘測(cè)工作具有重要意義。

4 結(jié)論

20世紀(jì)以來(lái),一系列高科技技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于地質(zhì)礦產(chǎn)勘測(cè)的工作中,新技術(shù)、新理念的應(yīng)用大大提高了地質(zhì)礦物勘測(cè)工作的效率,擴(kuò)大了礦產(chǎn)資源的開采。加強(qiáng)礦產(chǎn)資源的勘測(cè)與開發(fā),獲取更多的礦產(chǎn)勘測(cè)信息,需要更精準(zhǔn)的高科技技術(shù)的支持。

參考文獻(xiàn)

篇8

[關(guān)鍵詞] 煤礦; 遙感技術(shù); 遙感背景; 遙感應(yīng)用

1 前言

自動(dòng)化技術(shù)在開發(fā)我國(guó)礦業(yè)資源、促進(jìn)礦業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)礦山生產(chǎn)現(xiàn)代化的進(jìn)程中起著不可替代的作用。因此,將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)煤炭企業(yè)的改造具有現(xiàn)實(shí)意義,它可以提高企業(yè)現(xiàn)代管理水平,改變煤炭工業(yè)的形象。在上世紀(jì)的60年代逐漸興起的遙感技術(shù),以其具有高速、精確、快捷等特點(diǎn),被廣泛的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、資源領(lǐng)域、環(huán)境領(lǐng)域、生態(tài)領(lǐng)域、地質(zhì)及海洋領(lǐng)域等。煤礦區(qū)是一種不同的背景、不同的要素之間互相作用而形成的相對(duì)復(fù)雜的區(qū)域,人們的高強(qiáng)度的開采使自然環(huán)境遭到了嚴(yán)重的破壞,極大的改變了生態(tài)環(huán)境,造成了大氣和水體等方面環(huán)境污染,當(dāng)然也引發(fā)許多的地質(zhì)災(zāi)害,筆者經(jīng)過(guò)對(duì)今年來(lái)的有關(guān)這方面的科技成果的前提上,提出了遙感技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用在煤礦有關(guān)領(lǐng)域的具體的三個(gè)方向:煤礦區(qū)環(huán)境污染的監(jiān)測(cè)、煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的調(diào)查及煤礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的分析。遙感技術(shù)的廣泛應(yīng)用為煤礦區(qū)提供了先進(jìn)技術(shù)和方法儲(chǔ)備,為服務(wù)于煤礦區(qū)資源的環(huán)境保護(hù),實(shí)現(xiàn)煤炭資源的可持續(xù)性開發(fā)提供有價(jià)值的參考。

2 遙感技術(shù)的概述

早在1981年,我國(guó)第一個(gè)煤炭遙感的專門機(jī)構(gòu)就正式成立了,承擔(dān)著國(guó)家科學(xué)委員會(huì)“六、五”等重點(diǎn)科研的課題??偨Y(jié)并發(fā)現(xiàn)煤層和煤系在地面的光場(chǎng)內(nèi)及熱場(chǎng)波譜特征,建立了煤碳層熱紅外的輻射分帶模式,確定煤炭遙感理論的基礎(chǔ),建立遙感技術(shù)對(duì)煤炭地區(qū)地質(zhì)調(diào)查的工作方法及程序。在1984年,“煤炭部的遙感地質(zhì)中心”正式的成立,通過(guò)對(duì)設(shè)備的引進(jìn)及技術(shù)的改造,遙感技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也隨著進(jìn)一步的擴(kuò)大,煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的水害方面的防治、礦井突水方面的預(yù)測(cè)、礦區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害及環(huán)境調(diào)查、煤礦區(qū)火燒區(qū)域調(diào)查監(jiān)測(cè)等發(fā)揮著重要的作用。完成“鄂爾多斯地區(qū)構(gòu)造特征遙感地質(zhì)的研究”項(xiàng)目,很好的奠定煤炭遙感地位。在1986年,煤航遙感的應(yīng)用研究院正式成立,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,計(jì)算機(jī)軟件及硬件的技術(shù)快速發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)廣泛的普及,促使遙感技術(shù)也發(fā)生突破性飛躍,煤炭資源的調(diào)查評(píng)價(jià)、礦區(qū)災(zāi)害的調(diào)查監(jiān)測(cè)、生態(tài)環(huán)境的調(diào)查和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、煤礦信息管理的系統(tǒng)研究方面,使遙感技術(shù)優(yōu)勢(shì)得到充分的發(fā)揮。前后完成許多諸如“云南三江地區(qū)煤炭資源的調(diào)查級(jí)評(píng)價(jià)”等復(fù)雜項(xiàng)目,取得一系列的高水平研究的成果。在這20多期間,我國(guó)有關(guān)單位和人員經(jīng)過(guò)了不斷的探索、力求創(chuàng)新發(fā)展,現(xiàn)在煤炭遙感等方面的技術(shù)已經(jīng)形成航空高光譜和航天的高分辨率、地面的探測(cè)及GPS與GIS相結(jié)合相對(duì)完善的遙感技術(shù)研究應(yīng)用體系,完成各種遙感技術(shù)應(yīng)用的科學(xué)研究的項(xiàng)目達(dá)到200多項(xiàng),獲得了國(guó)家級(jí)和省部級(jí)的獎(jiǎng)勵(lì)30多項(xiàng),取得良好社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。雖然煤炭遙感總應(yīng)用的水平和西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比較仍然有一些差距,但是在煤炭的資源調(diào)查和評(píng)價(jià)方面、煤田火區(qū)的調(diào)查和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方面研究水平已經(jīng)正在不斷的接近,甚至可以達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

3 煤礦領(lǐng)域的遙感技術(shù)應(yīng)用

3.1 煤礦區(qū)環(huán)境污染的監(jiān)測(cè)

第一、大氣污染的監(jiān)測(cè)

礦區(qū)的大氣污染一般來(lái)源是工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的污染和交通運(yùn)輸產(chǎn)生的污染,以及生活污染,主要的污染物有氣態(tài)的污染物、氣溶膠類污染物。在工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中所需要的動(dòng)能、熱能及電能來(lái)源是燃燒化石等燃料。在工藝生產(chǎn)的過(guò)程中排放及泄漏氣體污染物和粉塵所造成煤礦區(qū)的大氣污染。除此之外,礦區(qū)的交通運(yùn)輸及居民的生活需要,燃燒礦物燃料向大氣排放煙塵和油煙也能致使大氣污染。

遙感技術(shù)的應(yīng)用與煤礦區(qū)大氣污染環(huán)境監(jiān)測(cè)理論基礎(chǔ):第一、大氣污染可以直接影響到空氣中微粒的分布和構(gòu)成,影響到電磁波在大氣中的傳播,并利用特定的波段實(shí)現(xiàn)其對(duì)大氣污染中成分直接的分析。第二、空氣污染會(huì)影響到植被的生長(zhǎng)。特定的波長(zhǎng)會(huì)對(duì)植被的光譜特產(chǎn)生很多影響。因此,對(duì)植被光譜的特征定量診斷和分析,從而可以反推出大氣污染。

第二、地表水污染的監(jiān)測(cè)

煤炭的開采對(duì)水污染有著多源性。伴隨著煤炭的開采產(chǎn)生的礦井水中一般都含有大量懸浮物,有的表現(xiàn)出高礦化度及酸性或含放射性元素和氧化物,如果直接外排將會(huì)對(duì)地表上的水資源產(chǎn)生比較大的污染。煤矸石若在雨水淋濾的作用下逐漸形成酸性水。會(huì)對(duì)周圍的水環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。大型礦井中的工作機(jī)械用油泄露,其中一部分會(huì)隨著礦井水排到地面導(dǎo)致污染環(huán)境。另一部分會(huì)流到井下也造成污染。除此之外,礦區(qū)中的固體廢棄物、液態(tài)的污染物及空氣污染會(huì)直接影響到區(qū)域地表及地下水資源,將導(dǎo)致嚴(yán)重水污染。衛(wèi)星遙感技術(shù)應(yīng)用在礦區(qū)的水污染監(jiān)測(cè),主要通過(guò)增強(qiáng)的方法來(lái)突顯出影像中得水體分布情況。運(yùn)用一種密度分割的方法對(duì)礦區(qū)不同波段的水體進(jìn)行分化等級(jí),建立有效水資源污染的遙感技術(shù)解譯標(biāo)志。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)地表水污染程度宏觀的調(diào)查。與此同時(shí),高光譜遙感技術(shù)在水資源環(huán)境的監(jiān)測(cè)分析和水體污染的定量分析及水質(zhì)參數(shù)的提取等方面應(yīng)用有明顯的優(yōu)勢(shì)。

第三、其他的污染監(jiān)測(cè)

礦山中的固體廢棄物是由于礦產(chǎn)開采、加工等過(guò)程中產(chǎn)生了的廢棄巖石,其中煤矸石的排放量最多。矸石山的堆積會(huì)引發(fā)大氣、水、土壤的污染等方面問(wèn)題。并且會(huì)使礦區(qū)的景觀破壞,會(huì)嚴(yán)重影響到附近居民生活及植物生長(zhǎng)。遙感監(jiān)測(cè)礦區(qū)的土壤污染,主要是通過(guò)遙感技術(shù)影像對(duì)土壤污染區(qū)進(jìn)行定性識(shí)別和劃分。其次是對(duì)植物生長(zhǎng)的狀態(tài)及參數(shù)來(lái)反推出土壤的污染狀況。與此同時(shí)用遙感數(shù)據(jù)來(lái)反演出土壤中的污染元素濃度及其他參數(shù)。運(yùn)用高光譜技術(shù)遙感信息能定量反演出污染元素和污染物的濃度,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)于土地污染及監(jiān)測(cè)和分析,也能提高監(jiān)測(cè)的效率。除此之外,礦山中的開采通過(guò)對(duì)視覺(jué)、噪音等影響附近居民的生產(chǎn)生活環(huán)境,從而構(gòu)成看到潛在環(huán)境的污染源。

3.2 煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的調(diào)查

第一、植被覆蓋信息的提取

礦區(qū)開采的過(guò)程中,在礦山建設(shè)工業(yè)廣場(chǎng)、修簡(jiǎn)易公路、砍伐附近樹木、搭建工人大棚、堆放礦區(qū)中的廢石廢渣等,都會(huì)對(duì)地表的植被有著較大的破壞,降低本區(qū)域的植被覆蓋率。與此同時(shí),煤礦區(qū)的生產(chǎn)和建設(shè)中造成土壤的堅(jiān)硬和板結(jié),有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分及水分的缺乏。造成了土地的貧瘠,土地養(yǎng)分的短缺,土地承載力的下降,植物會(huì)難以生存,將導(dǎo)致礦區(qū)很大面積的人工裸地形成。會(huì)極大破壞礦區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)。從礦區(qū)各個(gè)年份和不同類型的影像數(shù)據(jù),并運(yùn)用一些遙感圖像方面的處理軟件平臺(tái),提取和計(jì)算出歸一的化植指數(shù),再根據(jù)類似元二分線性的模型估算出礦區(qū)植被的覆蓋率。同時(shí),用非監(jiān)督分類的方法對(duì)煤礦區(qū)植被的覆蓋率進(jìn)行分類和賦色,進(jìn)而得出這若干年植被的生長(zhǎng)狀況和時(shí)空變化。

第二、土地利用及覆蓋信息的提取

遙感技術(shù)應(yīng)用于煤礦研究中最廣泛地方是煤礦區(qū)的土地利用分類、環(huán)境調(diào)查、變化監(jiān)測(cè)。長(zhǎng)期煤礦的開采對(duì)煤礦區(qū)土地和生態(tài)環(huán)境都造成了嚴(yán)重破壞。尤其是露天煤礦區(qū)的土地復(fù)墾和生態(tài)重建等問(wèn)題成為煤礦區(qū)生態(tài)問(wèn)題中最為重要的研究性內(nèi)容。熱點(diǎn)地區(qū)(珠江三角洲、長(zhǎng)江三角洲、環(huán)渤海灣)和脆弱地區(qū)(東北一帶,干旱半干旱帶)相關(guān)的研究已經(jīng)趨于成熟。在遙感技術(shù)與地理信息系統(tǒng)的支持下,以煤礦區(qū)相遙感的影像作為數(shù)據(jù)源。依據(jù)礦區(qū)土地使用分類的特點(diǎn)及需要。用最大似然法來(lái)監(jiān)督分類和人機(jī)相互解譯結(jié)合的方式來(lái)解譯。計(jì)算出土地利用的程度綜合性指數(shù)和動(dòng)態(tài)度指數(shù)等。有效的分析礦區(qū)的土地利用方面的僵蓋狀況,從而反映出區(qū)域土地使用變化結(jié)構(gòu)特征和各個(gè)利用土地類型變化方向的演變規(guī)律。

第三、景觀生態(tài)的分類研究

礦區(qū)由于是礦業(yè)生產(chǎn)有著特殊規(guī)律。例如生態(tài)環(huán)境的擾動(dòng)和效益遞減等規(guī)律的影響,生態(tài)景觀與農(nóng)地、林地、城市等景觀不同。景觀變化也會(huì)比一般農(nóng)地和城市的景觀更顯著。在煤礦區(qū)地物遙感技術(shù)信息的提取基礎(chǔ)上,根據(jù)突出的景觀演化與生態(tài)類型的變化、空見(jiàn)尺度的選擇分析和定量研究相結(jié)合的原則,構(gòu)建出有景觀類型、景觀組及景觀系多類分層的煤礦區(qū)生態(tài)的分類體系。與此同時(shí),基于不同的尺度,煤礦區(qū)多時(shí)相、多傳感器和多分辨率等遙感技術(shù)影像的景觀分類也是研究的熱點(diǎn)。

3.3 煤礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的分析

第一、煤礦塌陷的調(diào)查

地下煤炭的開采導(dǎo)致礦區(qū)塌陷已經(jīng)是目前煤礦區(qū)主要的地質(zhì)災(zāi)害。因開采塌陷而造成土地的塌陷,致使原來(lái)平整的土地逐漸變成凹凸不平,造成了水土流失和季節(jié)性或常年性積水的現(xiàn)象,給工業(yè)和農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)帶來(lái)巨大損失。用遙感技術(shù)能快速且準(zhǔn)確的確定塌陷位置及其范圍,進(jìn)一步分析土地塌陷對(duì)礦區(qū)土地利用有著重要的影響的意義。

第二、草地荒漠化的分析

煤炭開發(fā)對(duì)于草地的影響體現(xiàn):草地被直接破壞和草地的荒漠化。采礦擾動(dòng)是一種人為的驅(qū)動(dòng)力,在生態(tài)脆弱區(qū),破壞了草地餓生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能。致使草地的生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)的功能下降,破壞了原有的生態(tài)系統(tǒng)平衡,導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)脆弱且不穩(wěn)定。會(huì)對(duì)草地荒漠化的產(chǎn)生和發(fā)展起到重大推動(dòng)作用。煤礦區(qū)的草地荒漠化進(jìn)行分析比較好的方法是:利用光譜混合分解模型光譜刪來(lái)提取出沙壤比例及植被蓋度。通過(guò)主成分餓變換及散度分析,選取植被、沙壤、陰影、輕壤,并利用無(wú)約束線性光譜混合分解模型對(duì)不同時(shí)相的遙感圖像進(jìn)行混合像元分解,采用了逐像元線性內(nèi)插的方法,構(gòu)建出不同時(shí)段的植被蓋影像。

第三、其他地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查

煤礦區(qū)土地的沉降往往會(huì)引起地面的塌陷裂縫、山體滑坡等地質(zhì)的災(zāi)害。通過(guò)結(jié)合大量的野外調(diào)查,可以從遙感技術(shù)影像中的各個(gè)位置、不同色調(diào)及形態(tài)等,構(gòu)建滑坡、地裂縫、崩塌等礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害影像的識(shí)別標(biāo)志?;卤跁?huì)在遙感影像中呈亮白色,常出現(xiàn)于比較高的山坡;在形態(tài)上會(huì)呈弧形或簸箕形;山底常被人類干擾呈淺藍(lán)色。崩塌在影像上是白色和淺藍(lán)色相混合的現(xiàn)象,往往出現(xiàn)在較陡峭地勢(shì)的山區(qū),形態(tài)表現(xiàn)是漏斗狀和片狀分布,總體上的面積比較大,人工干擾的因素相對(duì)比較弱。地裂縫則在遙感影像中表現(xiàn)為不規(guī)則的線,灰白色的色彩,與周邊褐色的荒地形成了對(duì)比。

4 結(jié)論

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,能源的需求量不斷增大,尤其是煤炭資源在我國(guó)能源中的比重依然很大,這就對(duì)煤礦自動(dòng)化技術(shù)快速發(fā)展提出了要求。遙感技術(shù)在應(yīng)用于煤炭的開采和礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的分析發(fā)揮著重要的作用。因此,煤礦的自動(dòng)化控制中自然少不了對(duì)遙感技術(shù)的需求和應(yīng)用。本文通過(guò)對(duì)遙感技術(shù)在煤礦各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用,重點(diǎn)分析了煤礦區(qū)環(huán)境污染的監(jiān)測(cè)、生態(tài)環(huán)境的調(diào)查和地質(zhì)災(zāi)害的分析和研究,來(lái)闡述煤炭自動(dòng)化控制中的遙感技術(shù)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]戴立乾,趙鴻燕.媒礦區(qū)煤塵污染遙感監(jiān)測(cè)研究卟河南科學(xué)。2011.27.

[2]張娟,彭勝龍,靳云鵬.等遙感監(jiān)刺技術(shù)在煤礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題中的應(yīng)用UJ企業(yè)導(dǎo)報(bào).2010(11).

[3]胡振琪,陳濤基于ERDAS的礦區(qū)植被覆蓋度遙感信息提取研究――以陜西省榆林市神府煤礦區(qū)為例UJ西北林學(xué)院學(xué)報(bào).2012,23(2).

篇9

[關(guān)鍵詞]水污染;遙感檢測(cè);應(yīng)用研究

中圖分類號(hào):V213 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2017)10-0014-01

1 遙感技術(shù)簡(jiǎn)介

隨著我國(guó)改革開放的前進(jìn),我國(guó)只重視了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而忽視了環(huán)境與生態(tài)的破壞問(wèn)題,使得我國(guó)不同地區(qū)出現(xiàn)了不同程度的污染現(xiàn)象。為了了解我國(guó)水污染的具體情況,需要使用技術(shù)進(jìn)行分析,由此可見(jiàn)遙感技術(shù)在水污染檢測(cè)中有著極為重要的地位。而日益惡化的水資源又迫切的需要相關(guān)部分的檢測(cè)與分析,為了解決這一問(wèn)題,可以在水污染的檢測(cè)中使用遙感技術(shù),此技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域之中,并且此技術(shù)是獲得水質(zhì)詳細(xì)信息的最有效的方法,使用遙感技術(shù)檢測(cè)水污染情況能夠準(zhǔn)確無(wú)誤的評(píng)價(jià)水體的情況并且科學(xué)的分析水體情況并給人們提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施,讓人們更好地應(yīng)對(duì)水污染問(wèn)題。

隨著遙感技術(shù)的產(chǎn)生,其已經(jīng)被廣泛的使用在多個(gè)領(lǐng)域之中,遙感技術(shù)具備的準(zhǔn)確性與科學(xué)性贏得了人們的關(guān)注與信賴。遙感技術(shù)不僅速度較快,并且還能夠最大程度的減少檢測(cè)成本,降低一切開銷。在水污染的檢測(cè)中使用此技術(shù)還能夠使用各種各樣的方法分析污染源的情況并且水污染擴(kuò)散的問(wèn)題。遙感技術(shù)不僅能夠?qū)崟r(shí)的獲得水體的信息,還能夠動(dòng)態(tài)的獲得水體的一切情況,這樣不僅能夠顯著的節(jié)省人力還能夠節(jié)省花銷。遙感技術(shù)使用了先進(jìn)的技術(shù),因此能大范圍的檢測(cè)水污染的情況,還能夠及時(shí)的分析水體情況,并針對(duì)水體存在的問(wèn)題提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施,從而較少水污染帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。我國(guó)的水污染檢測(cè)中融入遙感技術(shù)不僅能夠預(yù)警水污染,還能夠保護(hù)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,給國(guó)家與社會(huì)帶來(lái)效益。

2 水污染中遙感監(jiān)控的方法分析

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與進(jìn)步,我國(guó)在水污染中使用的遙感方法也在跟隨著技術(shù)的發(fā)展而不斷的更新。

2.1 遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)水污染使用的物理方法

物理方法主要是通過(guò)輻射模型,分析水體與光學(xué)量之間的關(guān)系。通過(guò)遙感系統(tǒng)中相關(guān)設(shè)備獲得水體對(duì)光學(xué)的反射率從而得到水體精確地吸收系數(shù)與散射系數(shù),為分析水體的物質(zhì)提供方便。使用此方法不僅能夠快速的得到水體是否污染還能夠判定出水體中含有的詳細(xì)的物質(zhì),能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)未來(lái)可能會(huì)一個(gè)像水體質(zhì)量的物質(zhì),讓人們能夠提前應(yīng)對(duì)水體治理的問(wèn)題。此方式主要適用于水體多個(gè)波段的運(yùn)算分析,但是應(yīng)用與水體波段檢測(cè)的模型較少并且精確度不高,這給此方法的廣泛使用帶來(lái)了較多的限制,并且不能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)控水污染的詳細(xì)情況,因此這項(xiàng)技術(shù)的使用并不十分廣泛。

2.2 遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)水污染使用的經(jīng)驗(yàn)方法

經(jīng)驗(yàn)方法是使用多光譜的方式進(jìn)行水污染的檢測(cè)工作的。在遙感波段數(shù)據(jù)與水污染之間建立起相關(guān)的統(tǒng)計(jì)關(guān)系,設(shè)置不同組合波段的相關(guān)參數(shù),使用特定的計(jì)算公式得到水污染的性質(zhì)參數(shù),從而分析水體中含有的物質(zhì),判定水污染的情況。這種方法中使用的水體參數(shù)與遙感數(shù)據(jù)之間的關(guān)系主要是憑借著檢測(cè)人員長(zhǎng)期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)而設(shè)定的,在現(xiàn)實(shí)情況中并不存在相應(yīng)的模型與理論依據(jù)。雖然一些學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了研究與分析,并且在一些特定的水污染區(qū)域取得了一定的成果,但是此方法還是無(wú)法充分的保證水體參數(shù)與遙感數(shù)據(jù)之間關(guān)系的準(zhǔn)確性,也無(wú)法充分的保證水體分析中誤差在規(guī)定的范圍內(nèi),因此嚴(yán)重的制約了遙感技術(shù)的性能。與經(jīng)驗(yàn)方法相類似的一種方法是半經(jīng)驗(yàn)方法,此方法是高光譜技術(shù)在水污染檢測(cè)中不斷地深入研究而發(fā)展起來(lái)的一種新技術(shù)。通過(guò)反射成像的原理獲得水質(zhì)光譜參數(shù),并估算出水質(zhì)的波段的組合數(shù)據(jù),使用數(shù)學(xué)模型經(jīng)過(guò)反演算的方式獲得水污染的實(shí)際情況,這是一種在國(guó)內(nèi)適用較為成熟的方法,此方法能夠檢測(cè)出特定的物質(zhì)。

2.3 遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)水資源中的物質(zhì)

由于水對(duì)光有反射作用,如果水中含有不同的物質(zhì),則通過(guò)光的反射就能夠獲得水污染的情況。水體中含有互不相溶的物質(zhì)其密度、透明度與其他的參數(shù)特征具有較大的差別,這些差別在遙感技術(shù)圖像上會(huì)通過(guò)顏色的深淺等充分的反映出來(lái),人們能夠一目了然。根據(jù)遙感圖像,人們可以快速的分析出水污染的情況、污染源在哪里、污染的范圍有多大等詳細(xì)的信息。

在水污染檢測(cè)中使用遙感技術(shù)能夠檢測(cè)出水體中含有的懸浮物濃度,這是一種最早在水污染檢測(cè)中使用的方法了。懸浮物的濃度能夠表明水體中包含的物質(zhì)、水體的透明程度等其他的參數(shù),通過(guò)對(duì)這些信息的分析,分析人員可以快速的掌握水污染的實(shí)際情況并采取合理的措施積極的應(yīng)對(duì)。使用可見(jiàn)光照射水體,水體中包含的懸浮物會(huì)對(duì)其產(chǎn)生不同程度的反射值,檢測(cè)這些值就可以充分的了解水污染中存在哪些懸浮的物質(zhì)。

水體中含有大量的植物與微生物,通過(guò)葉綠素濃度遙感監(jiān)測(cè)也能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)出水體的污染情況。如果檢測(cè)的水資源富營(yíng)養(yǎng)化,通過(guò)遙感技術(shù)的就能夠明顯的分析出水體中的葉綠素濃度。也可以檢測(cè)水體中不同植物中含有的葉綠素的濃度,因?yàn)橹参飼?huì)受到水體的影響而發(fā)生變化。如果藻類植物中沒(méi)有隨著自身數(shù)量的增加而發(fā)生葉綠素降低的問(wèn)題,此時(shí)要對(duì)水體中其它的物質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè),這樣才能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)水資源存在的問(wèn)題。

3 遙感技術(shù)在水污染檢測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)分析

水資源的保護(hù)是人們十分關(guān)注的問(wèn)題,因?yàn)樗巧?,如果世界上不存在干凈的水資源人們也就無(wú)法生存。由此可見(jiàn),對(duì)水資源的檢測(cè)與管理是一項(xiàng)十分重要的工作。對(duì)于小區(qū)域的水污染的檢測(cè)問(wèn)題,可以使用常規(guī)的現(xiàn)場(chǎng)采樣的方法,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)室的分析與相關(guān)物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)得到水體中包含的詳細(xì)的物質(zhì)信息,從而判定水體的污染程度。但是這種傳統(tǒng)的方法并能夠?qū)崟r(shí)的檢測(cè)水體情況,而且分析也并不是十分的可靠,難以較好的滿足不同地區(qū)對(duì)于水污染情況的檢測(cè)。在水污染中使用遙感技術(shù)不僅能夠避免常規(guī)的水資源檢測(cè)中存在的問(wèn)題,還能夠解決空間與地域的限制問(wèn)題,從而對(duì)水污染提供實(shí)時(shí)的檢測(cè)與監(jiān)控,準(zhǔn)確的分析出水體的動(dòng)態(tài)并對(duì)水體在線評(píng)估,這樣能夠讓環(huán)境管理部門充分的了解全國(guó)的水污染情況,從而與水污染的發(fā)展趨勢(shì)提供準(zhǔn)確的如實(shí)的數(shù)據(jù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步,遙感技術(shù)中將會(huì)融入更多的生物技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等。此技術(shù)的分辨率、多極化數(shù)據(jù)將會(huì)變得更加的準(zhǔn)確與精細(xì),從而為水污染檢測(cè)提供更加豐富的數(shù)據(jù)模型,幫助人們更好地檢測(cè)水污染問(wèn)題。

要想在水污染檢測(cè)中充分的發(fā)揮出遙感技術(shù)的價(jià)值,體現(xiàn)其意義,需要環(huán)境管理部門進(jìn)行大量的工作,尤其是光譜與水質(zhì)同步問(wèn)題,只有找到光譜與水質(zhì)之間的準(zhǔn)確關(guān)系才能夠更加準(zhǔn)確的獲得水污染的情況。隨著高光譜技術(shù)、生物技術(shù)等各個(gè)學(xué)科技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步,遙感技術(shù)在水污染檢測(cè)中將會(huì)變得越來(lái)越重要。為了保證未來(lái)水環(huán)境信息的透明化、準(zhǔn)確化、網(wǎng)絡(luò)化,相關(guān)部門應(yīng)該不斷的完善水體檢測(cè)體系,這樣才能夠更好地推動(dòng)我國(guó)水環(huán)境檢測(cè)的進(jìn)步與發(fā)展。

結(jié)束語(yǔ)

在水污染的檢測(cè)中遙感技術(shù)展示了巨大的潛力與發(fā)展前途,并且此技術(shù)能夠?yàn)樗w的污染提供科學(xué)的、合理的措施,不僅減少了經(jīng)濟(jì)的損失還能夠節(jié)省大量的人力物力。但是遙感技術(shù)會(huì)受到天氣、大氣等因素的影響而出現(xiàn)不同程度的波動(dòng),這可能夠會(huì)嚴(yán)重的影響檢測(cè)的水污染的數(shù)據(jù),使得數(shù)據(jù)分析出現(xiàn)嚴(yán)重的偏差,因此相關(guān)部門需要不斷地改善遙感技術(shù)存在的不足,這樣才能夠?qū)⒋思夹g(shù)廣泛的應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)之中,并給我國(guó)社會(huì)與人民帶來(lái)巨大的收益。

參考文獻(xiàn)

篇10

(一)“遙感”的界定

目前學(xué)術(shù)界比較認(rèn)可的對(duì)于“遙感”的定義為利用遙感器裝置對(duì)地面物體進(jìn)行探測(cè),得出待測(cè)物體的相關(guān)性質(zhì),根據(jù)待測(cè)物體對(duì)于波譜產(chǎn)生的不同反映而識(shí)別出地面上的待測(cè)物,它有從遙遠(yuǎn)的地方感知物體的含義。遙感技術(shù)主要是指空對(duì)地的遙感,也就是從遠(yuǎn)離地面的不同工作平臺(tái)上通過(guò)傳感器裝置,對(duì)地球表面物體的電磁波信息進(jìn)行探測(cè),并通過(guò)信息的傳輸和處理以及判讀,對(duì)地球表面資源與環(huán)境條件進(jìn)行檢測(cè)技術(shù)。

(二)遙感技術(shù)的主要特點(diǎn)

1、遙感技術(shù)可以獲得大范圍的數(shù)據(jù)資料

由于陸地衛(wèi)星的軌道為910km左右,而遙感技術(shù)所應(yīng)用飛機(jī)的飛行高度為10km左右,所以通過(guò)遙感技術(shù)可以獲得較大范圍的數(shù)據(jù)信息。

2、遙感技術(shù)獲得信息的速度快、周期短,能滿足時(shí)效性要求

由于衛(wèi)星圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn),因此對(duì)于衛(wèi)星所經(jīng)過(guò)區(qū)域的自然現(xiàn)象能夠獲取到最新的資料信息,以便及時(shí)更新原有信息?;蛲ㄟ^(guò)對(duì)待測(cè)物體信息資料的變化對(duì)比進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),能夠做到數(shù)據(jù)的及時(shí)更新,所以從這個(gè)角度來(lái)說(shuō),人工實(shí)地測(cè)量的劣勢(shì)顯而易見(jiàn)。

3、獲取信息受條件限制少

由于遙感技術(shù)基本不受地面條件的限制,所以航天遙感技術(shù)對(duì)于待測(cè)物體的各種信息資料能夠做到方便及時(shí)的獲取。尤其是對(duì)于自然條件極為惡劣的沙漠、沼澤和山高路險(xiǎn)的地方。

4、遙感技術(shù)所獲得信息的手段較多,信息資料龐大

遙感技術(shù)所獲得的數(shù)據(jù)信息應(yīng)用于不同的研究領(lǐng)域和不同的研究目的,為實(shí)現(xiàn)這一方面的要求,可以通過(guò)選用不同波段的遙感儀器來(lái)獲得信息。同時(shí)對(duì)于地區(qū)的內(nèi)部信息,可以通過(guò)不同波段對(duì)于物體的穿透性來(lái)完成。

二、遙感技術(shù)與土地管理

(一)遙感技術(shù)的原理

通常,波是指振動(dòng)的傳播,電磁波即是電磁振動(dòng)的傳播。根據(jù)波長(zhǎng)的長(zhǎng)短可以把電磁波的波段進(jìn)行劃分,從目前的情況來(lái)看,電磁波的波段主要包括γ-射線、X-射線、紫外線、可見(jiàn)光、紅外線、微波和無(wú)線電波(按照波長(zhǎng)由短至長(zhǎng)依次劃分)。穿透力越強(qiáng)的電磁波波長(zhǎng)越短,紫外線、可見(jiàn)光、紅外線到微波的光譜段主要應(yīng)用于遙感探測(cè)技術(shù)。太陽(yáng)所發(fā)出的光是一種電磁波,因?yàn)樗请姶泡椛湓?。?dāng)太陽(yáng)照射出來(lái)的光從宇宙空間穿過(guò)大氣層到地面的時(shí)候,大氣層會(huì)對(duì)太陽(yáng)光進(jìn)行吸收以及輻射,因此也造成了太陽(yáng)光的衰減。大氣層對(duì)于太陽(yáng)光的吸收和輻射作用有一定的差異,所以大氣層對(duì)于太陽(yáng)光的吸收和散射的影像也有一定的區(qū)別。由于地面上的任何物體只要溫度高于絕對(duì)零度就會(huì)產(chǎn)生反射、吸收以及透射、輻射電磁波的特性。每種待測(cè)物體的特性以及照射光的波長(zhǎng)不同,所以其對(duì)照射光的反射率也有一定的差異。目前,遙感信息的應(yīng)用分析已經(jīng)從靜態(tài)分析向動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)過(guò)渡,從單一遙感資料向多時(shí)相、多數(shù)據(jù)源的融合與分析,遙感技術(shù)也逐漸向高空間分辨率以及高時(shí)間分辨率和高光譜分辨率的方向發(fā)展。遙感技術(shù)的充分發(fā)展可以減少野外作業(yè)和目視解譯的工作量。

(二)土地管理

土地管理是指國(guó)家綜合運(yùn)用行政、經(jīng)濟(jì)、法律、技術(shù)等手段,為維護(hù)土地所有制,調(diào)整土地關(guān)系,合理組織土地利用,而進(jìn)行的計(jì)劃、組織、指揮、協(xié)調(diào)、控制等綜合性活動(dòng)。它是國(guó)家的基本職能之一,由立法機(jī)構(gòu)將國(guó)家意志表示規(guī)范化并用法律形式體現(xiàn),國(guó)家各級(jí)管理機(jī)關(guān)貫徹執(zhí)行。土地管理的目的是有效利用和節(jié)約土地,使這項(xiàng)不可再生資源能長(zhǎng)期為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活提高發(fā)揮作用。運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)可以對(duì)土地資源進(jìn)行更科學(xué)、更精準(zhǔn)的管理,特別是遙感技術(shù)的應(yīng)用,有助于我們高效節(jié)約利用土地,在土地管理中的地位越來(lái)越重要。目前遙感技術(shù)主要應(yīng)用于海洋、氣象、地質(zhì)、水文、軍事等領(lǐng)域。在未來(lái)的一定時(shí)間里,遙感技術(shù)將進(jìn)入新的發(fā)展階段。它在給人們提供快速、及時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)的同時(shí)還可以提高遙感圖像的空間分辨率、光譜分辨率和時(shí)間分辨率。地理信息系統(tǒng)和全球定位技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展及相互配合使用將會(huì)逐漸使其應(yīng)用的領(lǐng)域越來(lái)越廣泛。

(三)遙感技術(shù)在土地管理中的應(yīng)用

1、遙感技術(shù)應(yīng)用于土地資源的變更調(diào)查和復(fù)核檢驗(yàn)

近些年我國(guó)在土地變更調(diào)查事業(yè)上投入了大量人力物力財(cái)力,但是得到的調(diào)查結(jié)果卻并不令人滿意,差錯(cuò)漏現(xiàn)象仍然很突出,隨著時(shí)間的推移,歷史遺留問(wèn)題將會(huì)逐漸增加,數(shù)據(jù)的時(shí)效性難以保障。衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的應(yīng)用彌補(bǔ)了上述的不足,其應(yīng)用已成必然。在土地變更調(diào)查中應(yīng)用遙感數(shù)據(jù),土地管理人員可以方便快捷的找出變更圖幅的具置,并且這一工作可以在室內(nèi)展開,然后根據(jù)各縣市區(qū)國(guó)土資源管理部門提供的具體變更資料便可以進(jìn)行變更。它在工作效率和調(diào)查結(jié)果的可靠性方面有了長(zhǎng)足的改進(jìn)。另外通過(guò)遙感技術(shù)所獲得的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行土地資源變更調(diào)查的復(fù)核工作,可以快速及時(shí)的發(fā)現(xiàn)遙感數(shù)據(jù)和實(shí)際的變更資料之間產(chǎn)生差異的真實(shí)原因。

2、遙感技術(shù)在進(jìn)行城鎮(zhèn)地籍更新調(diào)查中的應(yīng)用

城鎮(zhèn)地籍更新調(diào)查中同樣可以應(yīng)用遙感技術(shù),通過(guò)航空攝影測(cè)量,可以獲取城鎮(zhèn)地籍圖和地籍影像圖,并以此為依據(jù)建立相應(yīng)的城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)及管理系統(tǒng),逐步形成全市范圍內(nèi)的城鎮(zhèn)地籍信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),這不僅可以更有效的利用土地資源,還有利于土地權(quán)屬管理,落實(shí)各項(xiàng)土地管理措施。

3、利用遙感技術(shù)配合土地執(zhí)法檢查

土地執(zhí)法檢查中應(yīng)用遙感監(jiān)測(cè),可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)因監(jiān)管缺失而造成的隱漏或因交通不便不易通過(guò)巡查發(fā)現(xiàn)的土地違法行為,做到早發(fā)現(xiàn)早解決,盡可能的把土地違法行為消失在萌芽狀態(tài),杜絕違法用地現(xiàn)象的發(fā)生。

4、利用遙感技術(shù)輔助規(guī)劃部門掌握土地利用總體規(guī)劃執(zhí)行情況

目前,規(guī)劃部門所具備的只是各區(qū)縣的土地利用總體規(guī)劃圖的文本和圖件,至于其具體執(zhí)行情況卻很難獲悉。有了遙感數(shù)據(jù)以后,通過(guò)得到的影像圖,規(guī)劃部門可以對(duì)各地的執(zhí)行情況一目了然,從而為進(jìn)行宏觀層面的管理提供了可靠的依據(jù)。