導語：如何才能寫好一篇高光譜遙感技術及發(fā)展，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【Abstract】 Hyperspectral remote sensing technology， being one of the most important breakthroughs acquired in the field of earth observation by human in the recent 20 years， is an advancing technology of remote sensing in the next decades. It has the special qualities of high spectral resolution ，plentiful data etc.， so it can be extensively applied in environment protection， deposit exploration， vegetation monitoring and so on. The application of hyperspectral remote sensing in monitoring physiological parameters of vegetation mainly has the following aspects：nitrogen content in plants， chlorophyll content， ；water content.

【P鍵詞】高光譜遙感；植物生理參數(shù)；氮素含量；葉綠素含量；水含量

【Keywords】 hyperspectral remote sensing； plant physiological parameters； nitrogen content in plants； chlorophyll content；water content

【中圖分類號】P23 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）05-0182-03

1 引言

獲取植物生理參數(shù)的傳統(tǒng)方法是將植物帶回到實驗室進行化學和生物分析，這個過程需要花費巨大的人力物力成本，因此，我們探索是否可以應用新的技術來結合具體微生物復墾技術特點，以簡化這些煩瑣而且花費成本巨大的實驗。利用高光譜掃描葉片來進行反演植物內部生理生化參數(shù)（氮磷鉀等）含量，能夠獲得地物連續(xù)平滑的光譜曲線，并且可以捕捉到非常敏感微小的差異。

隨著高光譜遙感技術的快速發(fā)展及其數(shù)據(jù)處理與分析方法的不斷進步，與傳統(tǒng)的生理生化實驗相比，利用高光譜遙感數(shù)據(jù)反演植物生理生化參數(shù)在現(xiàn)實中會得到為更廣泛的應用，高光譜遙感目前也正在成為觀測植物長勢和診斷植物病蟲害的重要方法。

葉片中的氮素、葉綠素、水等含量與葉片反射率有著密切聯(lián)系。可以用數(shù)學方法進行葉片生化組分含量的預測研究。隨著高光譜遙感技術的發(fā)展，高光譜數(shù)據(jù)在作物生理參數(shù)診斷中所起的作用越來越受到人們的重視。

2 高光譜遙感技術在作物生化參數(shù)診斷中的應用

高光譜分辨率遙感技術的發(fā)展是20世紀末最后20年中人類在對地觀測方面所取得的重大技術突破之一，也是當前及今后幾十年內的遙感前沿技術。國際遙感界將光譜分辨率達納米（nm）數(shù)量級范圍內的遙感技術稱為高光譜（HypersPectral）遙感。其光譜分辨率高，并具有波段多、信息量豐富的特點。常規(guī)的作物生化參數(shù)的獲取方法是將樣本從大田運輸?shù)綄嶒炇疫M行測定，這種方法費時、費力，且具有破壞性。近年來，隨著高光譜技術的發(fā)展，由于其具有簡便、快速、大面積、非破壞性等特點，在作物參數(shù)反演中發(fā)揮著重要且獨特的作用，便攜式高光譜儀通過測定作物的反射率、吸收率和透射率來對生化參數(shù)進行測定，可反演的參數(shù)主要有葉綠素含量、全氮含量、水含量等[4]。

3 監(jiān)測生理參數(shù)的應用

3.1 氮素測定

氮素是植物內許多重要有機化合物的組成成分，是植物細胞原生質中的基本物質。蛋白質、葉綠素和核酸的合成都離不開氮元素[5]，例如蛋白質的多少直接影響植物的生長發(fā)育，酶就是蛋白質的一種，缺少酶這種催化劑，植物生長必然要受到影響。

氮肥是植被施肥中最不可或缺也是最普遍的肥料，而由于缺乏能夠準確、快速、方便、經(jīng)濟診斷植物氮素營養(yǎng)水平的方法，如果施肥過量則會導致成本增加，污染環(huán)境；施肥過少則會導致植物缺乏養(yǎng)料，生長發(fā)育不正常，從而導致收成受損[6]。

從以上可以看出，研究精確、高效、實時地監(jiān)測植物氮素含量的方法對于植物的生長狀況監(jiān)測具有至關重要的意義?；诖?，很多學者提出不同條件下采用高光譜分析技術，提取植物氮素信息的方法。

目前作物氮素含量高遙感反演常采用的方法是基于高光譜敏感波段反射率或光譜植被指數(shù)的經(jīng)驗統(tǒng)計關系法[7]?？拙S平[8]等利用ASD地物光譜儀，獲取大豆葉片整個生理周期的高光譜數(shù)據(jù)，應用一階微分光譜，衍生出基于光譜面積變量（A678-697）為自變量的冪函數(shù)模型，并以此為對照處理的大豆全氮最佳反演模型，該模型決定系數(shù)R2為0.81，EMSE和RE分別為0.33和7.59%。同時也衍生出基于光譜特征參數(shù)（A1605-1608-A1685-1709）為自變量，葉片全氮為因變量，決定系數(shù)R2為0.63，均方差（RMSE）分別為0.23和4.95%的模型。Feng等[8]發(fā)現(xiàn)將原始光譜進行一階微分處理計算出紅邊區(qū)域的雙峰面積可增加其與冬小麥葉片全氮含量的相關性，Li等[9]使用前人研究提出的可見光波段光譜指數(shù)，基于偏最小二乘回歸方法對冬小麥葉片氮素含量進行了估測。Fava等[10]使用ASD地物光譜儀對地中海地區(qū)草地的光譜進行采集，發(fā)現(xiàn)近紅外波段775-820 nm和紅邊位置附近波段740-770 nm的比值植被指數(shù)與草地的氮素濃度有較好的相關性。陳書琳 [11]等在不同接菌處理條件下，對大豆葉片全氮含量做了相關性分析，并采用地物光譜儀，獲取大豆成熟發(fā)育時期的高光譜數(shù)據(jù)，利用原始光譜，衍生出基于光譜位置的分析方法，以688nm和503nm處反射率的差值作為自變量，葉片全氮（TN）含量為因變量，分析結果表明：全氮含量與TN含量呈顯著的正相關（R=0.8723**，n=39）， 其模型決定系數(shù)R2為0.559，EMSE為0.669。

由此可見，利用高光譜的反射特征以及衍生出的特征參數(shù)可以實時、動態(tài)、高效地監(jiān)測植物的氮素含量。

3.2 葉綠素測定

葉綠素可吸收光能，在植物進行光合作用的過程中必不可少，同時也是光合作用能力、植物生長發(fā)育階段的指數(shù)器[12-13]。目前國內外研究人員針對高光譜遙感診斷葉綠素含量開展了大量研究。

房賢一[14]以蒙陰縣果園的蘋果樹為試驗材料，連續(xù) 2 年測定了蘋果冠層光譜反射率和冠層葉綠素含量，分析了冠層葉綠素含量與光譜反射率之間的相關關系，并計算了 400～1000nm 任意兩波段組合而成的 RVI、DVI、NDVI 和 RDVI，分析了它們與冠層葉綠素含量的關系，以逐步回歸分析做比較，建立了蘋果冠層葉綠素含量監(jiān)測模型。建立蘋果冠層葉綠素含量及冠層光譜特征參量間的定量關系模型，以促進高光譜技術在蘋果樹精準施肥以及快速、無損長勢監(jiān)測中的應用發(fā)展，結果表明我們采用多元逐步回歸方法建立起來的模型的蘋果冠層葉綠素含量監(jiān)測效果較好。Moran等[15]研究表明葉綠素含量與波段700 nm附近的光譜反射率有很好的相關性，潘蓓[16]等利用ASD Fieldspec3 光譜儀，測定春梢停止生長期蘋果冠層高光譜反射特性，對原始光譜進行一階微分處理，與蘋果葉綠素含量進行相關性分析以尋找與葉綠素含量相關性強的敏感波段，通過分析敏感區(qū)域400～1350nm范圍內所有兩波段組合的植被指數(shù)，選擇最佳植被指數(shù)并建立蘋果冠層葉綠素含量估測模型。結果表明：①蘋果冠層葉綠素含量的敏感波段區(qū)域為400～1350nm。②利用篩選得到的植被指數(shù)CCI（D794/D763）構建的估測模型能較好地估測蘋果冠層葉綠素含量。③以CCI（D794/D763）指數(shù)為自變量的估測模型CCC=6.409+1.89R3+1.587R2-7.779R的預測效果最佳。因此，利用高光譜遙感技術能夠快速、精確地對蘋果冠層葉綠素含量進行定量化反演，為監(jiān)測蘋果生長特性提供理論依據(jù)。

另外孫江濤[17]等探究利用高光譜遙感技術來監(jiān)測不同施磷水平下接種菌根對植物生長的影響規(guī)律，通過高光譜掃描實驗以及室內樣品化驗，獲得4個不同施磷水平狀況下玉米的高光譜反射率、葉片的葉綠素含量、植株生物量等數(shù)據(jù)。對高光V數(shù)據(jù)進行導數(shù)光譜計算和連續(xù)統(tǒng)去除處理，得到以不同玉米葉綠素含量差異的光譜特征參數(shù)為自變量，以葉綠素含量為因變量的線性或非線性回歸模型，接菌處理玉米葉綠素含量所有的反演模型中，以REP為變量構建的線性模型具有較高的擬合精度和反演效果，檢驗決定系數(shù)R2為0.753，對照處理的玉米葉綠素含量的所有反演模型中，以RG為變量構建的指數(shù)模型的擬合度最高達0.927，檢驗決定系數(shù)為0.834.吉海彥[18]等使用ASD便攜式光譜儀和LI-COR 1800型積分球，在350-1 650nm的光譜范圍內，測量冬小麥葉片在不同生長期的反射光譜，用偏最小二乘方法建立了冬小麥葉片葉綠素含量與反射光譜的定量分析模型。在400～750nm的光譜范圍，建立了葉綠素含量與反射光譜的模型，結果顯示葉綠素的預測值與真實值的相關系數(shù)為01898，相對標準偏差為1316%。在光譜范圍為1400～1600nm的農業(yè)生產中，這些結果是非常令人滿意的。

3.3 水含量

葉片含水量是反映作物生理特性的一個重要參數(shù)，含水量的變化會影響作物對氮的利用以及葉片碳交換速率，從而影響碳循環(huán)和能量收支，以及作物產量。因此，選擇適宜的

含水量反演指標評估旱情的發(fā)生、發(fā)展和變化情況，對進行相應的抗旱準備和采取及時的抗旱措施具有重要的指導作用。

Inoue等[19]研究發(fā)現(xiàn)大氣對近紅外水分吸收波段影響較大，因此不適合在高空遙感中用于評估植被的水分情況；在野外光譜采集中要充分考慮大氣中水汽的影響，選擇晴朗、能見度高且大氣比較干燥的天氣，以減少水汽對波段1450 nm處水分吸收峰的影響。Pietro等[20]提出全球植被營養(yǎng)指數(shù)GVMI，使得相對含水量的反演從局部擴展到了整體；另外王紀華[21]等應用地物光譜儀探討了小麥葉片含水量對近紅外（NIR）波段光譜吸收特征參量的影響，結果表明： 1165～1185nm間的光譜反射率與小麥葉片的含水量呈顯著負相關，而且該波段在大氣窗口之內，受大氣層水的干擾較小，可作為航空或衛(wèi)星遙感探測指標應用。由此根據(jù)大量觀測數(shù)據(jù)建立了葉片含水量與吸收深度及吸收面積間的線性相關關系和回歸方程式，從而提出一種利用光譜反射率診斷小麥葉片水分狀況的遙感方法。

4 結語

高光譜遙感憑借其充分利用地物光譜特征的特點為農作物研究提供了新的平臺[22]，與傳統(tǒng)的多光譜遙感或寬波段遙感相比，高光譜遙感不僅能比較真實全面地反映各類植被的光譜特征及其差異，還能實現(xiàn)對某些植被生化參數(shù)的定量測定。因此，可以運用高光譜遙感技術進行低耗、高效、實時、無損地植被生理參數(shù)監(jiān)測，從而實現(xiàn)對植物生長狀況的監(jiān)測和評估。

應用高光譜遙感技術可以監(jiān)測植物的氮含量、葉綠素含量、水含量，清晰地了解植物的生理參數(shù)，為判斷植物的生長狀況提供參考，并為農業(yè)生產進行定量施肥提供依據(jù)。

【參考文獻】

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【3】楊吉龍，李家存等.高光譜分辨率遙感在植被監(jiān)測中的應用綜述[J].世界地質，2001，20（3）：307-312.

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關鍵詞：遙感；地質找礦

一、遙感地質概述

遙感地質又稱地質遙感，是綜合應用現(xiàn)代遙感技術來研究地質規(guī)律，進行地質調查和資源勘查的一種方法。它從宏觀的角度，即以各種地質體對電磁輻射的反應作為基本依據(jù)，結合其他各種地質資料及遙感資料的綜合應用，以分析、判斷一定地區(qū)內的地質構造情況。

1.遙感地質找礦早期發(fā)展狀況

遙感技術在地質研究領域的應用促進了我國礦產資源的發(fā)現(xiàn)。20世紀80代航空與衛(wèi)星遙感廣泛應用參與大型地質找礦。取得了許多輝煌的業(yè)績。20世紀90年代以后遙感技術發(fā)展迅猛。遙感數(shù)據(jù)的空聞分辨率已南千米級、百米級提高到厘米級；光譜分辨率由原來的幾微米、幾十納米提高到幾納米；時間分辨率由原來的幾周、幾天提高到幾小時。

2.遙感地質找礦的理論依據(jù)與技術基礎

遙感信息，特別是多種遙感信息的綜合，具有豐富的地質內涵和堅實的物理基礎。這使得遙感地質找礦具有宏觀性、多波段、信息量豐富、立體感強、便于定位等優(yōu)勢，是地質找礦不可或缺的手段。在遙感地質找礦的遙感影像分析中，傳遞含礦構造和含礦載體的兩種標志，一是構造、結構、紋理特征；二是光譜特征。各種礦產資源的形成、產出，都與一定的地質構造條件有關，如斑巖銅礦與中酸入體有關；煤礦賦存在某些地質時代的煤系地層內。前者反映地質控礦構造特征、巖石類型特征等，通過研究遙感影像上顯示的線性和環(huán)狀信息可以揭示區(qū)域構造體系及其控礦作用；后者反映了地層層序、巖石類型的差異，礦物成分和含量的差異，特別是礦化蝕變信息。由于蝕變巖礦物具有本身的光譜特征，而一定類型的蝕變巖礦物組合?？芍甘疽欢ǖV種的存在。因此，利用構造分析、多光譜遙感資料解譯、分析區(qū)域成礦地質條件，提取某些礦床類型的遙感標志是遙感地質找礦的基本出發(fā)點和理論依據(jù)與技術基礎。

二、遙感在地質找礦中的應用

遙感技術在地質找礦工作中的應用可歸納為如下幾個方面：

第一，利用圖像上顯示的與礦化有關的地物，直接圈定靶區(qū)，為找礦指明方向。如利用植物吸收不同金屬元素所產生的不同光反射率、熱反射率和葉綠素發(fā)光率進行波譜試驗，為在植被發(fā)育地區(qū)快速發(fā)現(xiàn)工業(yè)礦產開辟新的找礦途徑。

第二，利用數(shù)字圖像處理技術，進行多波段，多種類遙感圖像的綜合處理分析，增強或提取圖像上與成礦有關的信息，尤其是礦化蝕變信息，為找礦提供依據(jù)，指明找礦方向和有利成礦的遠景地段。

第三，利用解譯獲得的資料，分析區(qū)域成礦條件，進行區(qū)域成礦預測，主要表現(xiàn)為地質構造信息的解譯和巖性地層等信息的解譯。

三、遙感地質找礦的發(fā)展前景

20世紀末以來。隨著數(shù)字地球的提出和現(xiàn)代信息技術取得新進展，數(shù)字地球的理論方法和現(xiàn)代信息技術的新進展引入地質勘查領域。應用現(xiàn)代信息技術的新進展進一步解決礦產資源問題成為地質找礦發(fā)展的必然趨勢。在數(shù)字地球框架下，將遙感技術與地質領域傳統(tǒng)方法技術相結合，與其它現(xiàn)代信息技術相結合。

1.RS與GIS、GPS的結合

RS（遙感）具有信息豐富、覆蓋范圍廣、現(xiàn)勢性強等特點，是GIS（地理信息系統(tǒng)）的重要數(shù)據(jù)源之一。GIS為處理和分析應用遙感數(shù)據(jù)提供了強有力的技術保證，遙感影像的識別在GIS支持下可改善精度并在數(shù)學模型中得到應用。GIS技術作為遙感信息找礦的有利工具可以快速、精確地對復雜的地理系統(tǒng)進行空間定位和過程分析，極大地提高了找礦預測的效率。GIS多維技術的發(fā)展將促進多維預測找礦模型的建立，這一模型的建立有利于隱伏礦床的找礦突破。未來，將GPS（全球定位系統(tǒng)）連同其它傳感器等一起安置在衛(wèi)星上能夠降低數(shù)據(jù)采集的成本，提高GPS的數(shù)據(jù)價值。

2.高光譜遙感技術的發(fā)展

高光譜或成像光譜技術就是將由物質成分決定的地物光譜與反映地物存在格局的空間影像有機地結合起來，對空間影像的每一個像素都可賦予對它本身具有特征的光譜信息。由于高光譜遙感影像提供了更為豐富的地球表面信息，因此在地質找礦領域得到了廣泛應用并有了快速發(fā)展。如礦物填圖是高光譜技術最能發(fā)揮其優(yōu)勢的領域，它在直接識別蝕變礦物，圈定找礦靶區(qū)，建立不同礦床的成礦、找礦模型等方面都發(fā)揮了重要作用。今后需加強巖礦反射、發(fā)射光譜精細特征和提高識別礦物種類的研究。

3.遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的發(fā)展

隨著遙感技術的發(fā)展，傳感器的空間分辨率和光譜分辨將大幅提高，遙感信息量也將大幅增加。要在海量數(shù)據(jù)中提取有用的找礦信息，必然對遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)提出更高的要求。目前，多光譜遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在數(shù)據(jù)的壓縮、傳輸、專業(yè)軟件的發(fā)展上都取得了很大的進步。在高光譜遙感數(shù)據(jù)分析、處理方面關鍵是在光譜維上進行圖像信息的展開和定量分析。此外，實現(xiàn)信息分析模型和算法語言的改進也將大大提高遙感信息處理的速度和精度，提高找礦工作的效率。

4.遙感與多源地學數(shù)據(jù)的融合

多源數(shù)據(jù)的融合處理能夠避免單一信息的。片面性，使融合結果更加準確和客觀。特別是利用遙感技術尋找深部礦床時，單純使用遙感圖像存在明顯的局限性，往往需要物探、化探地學數(shù)據(jù)以及各種地質圖件的融合處理。其目的就是要充分集成不同來源數(shù)據(jù)的優(yōu)點，盡可能多地獲取地物信息，以提高解譯精度和可信度。遙感與多源數(shù)據(jù)的融合應用既是當前礦產和石油勘查中的熱點問題，也是未來的發(fā)展方向。

四、小結

隨著我國國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，礦產資源的需求越來越大，礦產資源對我國國民經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸制約凸顯。但我國重要資源可采儲量下降，難以滿足現(xiàn)代化建設的需要。所以，采用新技術、新方法，通過實現(xiàn)地質工作的現(xiàn)代化來加強各種礦產資源的勘查力度，擴大礦產資源儲量，是保障我國可持續(xù)發(fā)展所需的礦產資源戰(zhàn)略的重要途徑。遙感曾作為一項新的技術給地質找礦帶來了一些便利，但隨著找礦工作的發(fā)展也對遙感提出了新的要求，這也就是遙感在地質找礦中的發(fā)展方向。遙感地質曾經(jīng)為地質找礦有過巨大奉獻，也將會有更大的奉獻。

參考文獻：

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[2]池三川.應用遙感技術加快礦產資源的勘察(上)遙感技術.

[3]丁建華；肖克炎.遙感技術在我國礦產資源預測評價中的應用.地球物理學進展；2006，21(2).

[4]王潤生.遙感地質技術發(fā)展的戰(zhàn)略思路.國土資源遙感；2008年第1期.

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1．1直接應用——遙感蝕變信息的提取

巖漿熱液或汽水熱液使圍巖的結構、構造和成分發(fā)生改變的地質作用稱為圍巖蝕變。圍巖蝕變是成礦作用的產物，圍巖蝕變的種類(組合)與圍巖成分、礦床類型有一定的內在聯(lián)系，圍巖蝕變的范圍往往大于礦化的范圍，而且不同的蝕變類型與金屬礦化在空間分布上常具規(guī)律可循，因此，圍巖蝕變可作為有效的找礦標志。

1．1．1蝕變遙感異常找礦標志

圍巖蝕變是熱液與原巖相互作用的產物。常見的蝕變有硅化、絹云母化、綠泥石化、云英巖化、夕卡巖化等。

1．1．2信息提取的實現(xiàn)

與地物發(fā)生反射、透射等作用的電磁波是地物信息的載體，地物的光譜特性與其內在的物理化學特性緊密相關，物質成分和結構的差異造成物質內部對不同波長光子的選擇性吸收和反射。具有穩(wěn)定化學組分和物理結構的巖石礦物具有穩(wěn)定的本征光譜吸收特征，光譜特征的產生主要是由組成物質的內部離子、基團的晶體場效應或基團的振動效果引起的。各種礦物都有自己獨特的電磁輻射，利用波譜儀對野外采樣進行光譜曲線測量，根據(jù)實測光譜與參考資料庫中的參考光譜進行對比，可以確定出樣品的吸收谷，識別出礦物組合。根據(jù)曲線的吸收特征，選擇合適的圖像波段進行信息提取。根據(jù)量子力學分子群理論，物質的光譜特征為各組成分子光譜特征的簡單疊加。傳感器在空中接收地表物質的光譜特性，根據(jù)量子力學分子群理論，物質的光譜特征為各組成分子光譜特征的簡單疊加。傳感器在空中接收地表物質的光譜特性，因為探測范圍內有干擾介質存在(白云、大氣、水體、陰影、植被、土壤等)，因此，在進行蝕變礦物信息提取時，根據(jù)干擾物質的光譜曲線出發(fā)，進行預處理消除干擾。主要造巖礦物成分(0，si，A1，Mg)的振動基頻在可見——近紅外區(qū)不產生診斷性吸收谷的譜帶。不同類型的礦物蝕變會引起Fe，F(xiàn)e，OH一，中某一類的變化，F(xiàn)e2+，F(xiàn)e3+，OH一，CO：在可見一近紅外區(qū)可產生巖石譜帶中的不同吸收谷組合，例如，在0．4～1．3um范圍內的光譜特性是因為礦物晶格結構中的Fe，cu等過渡性金屬元素的電子躍遷引起的；1．3~2．5的光譜特性是由礦物組成中的CO：，OH口HO引起的。根據(jù)吸收谷所處的波長位置、深度、寬度、對稱性等特征進行處理，提取相應的蝕變遙感異常(遙感異常)?，F(xiàn)在應用的數(shù)據(jù)有多光譜TM，ETM+，ASTER數(shù)據(jù)以及少量的高光譜與微波遙感數(shù)據(jù)等。蝕變遙感信息在整景圖像上信息占有份額低，但局部地區(qū)的信息并不微弱，因此即使是微弱的蝕變異常也可以被檢測出，試驗證明，遙感信息檢測的蝕變檢出下限優(yōu)于1／20000。目前遙感找礦蝕變異常信息的提取有多種方法，例如波段比值法、主成分分析法、光譜角識別法和MPH技術(MaskPCAandHIS)、混合象元分解等。“ETM+圖像數(shù)據(jù)的綜合遙感找礦蝕變異常信息的提取”、“ETM+(TM)蝕變遙感異常提取方法技術”都取得了一定的成果。在蝕變遙感信息提取和應用研究中，形成了～套獨特的技術，即“去干擾異常主分量門限化技術”，包括：①預處理：校正及去干擾，校正包括系統(tǒng)輻射校正、幾何校正、大氣粗略校正；干擾包括云、植被、陰影、水、雪等的去除。②信息提?。阂哉暗腡M(ETM+)圖像遙感異常信息的提取為主，其方法以PCA主分量分析為主，比值法為輔，同時用光譜角分析法對所獲得的主分量異常進行篩選，然后進行門限化分級處理，以獲得分級異常圖。由于涉及到的礦床類型、規(guī)模、控礦要素、蝕變類型以及礦產勘查程度不同，僅靠單一的處理方法不利于異常信息的提取，因此需要多種方法的有效組合，一種方法為主其他方法為輔這些遙感信息提取技術在資源勘探過程中發(fā)揮了很大的作用，目前，利用圍巖蝕變找礦已經(jīng)取得了很好的效果。

1.2遙感技術間接找礦的應用

1．2．1地質構造信．息的提取

內生礦產在空間上常產于各類地質構造的邊緣部位及變異部位，重要的礦產主要分布于扳塊構造不同塊體的結合部或者近邊界地帶，在時間上一般與地質構造事件相伴而生，礦床多成帶分布，成礦帶的規(guī)模和地質構造變異大致相同。遙感找礦的地質標志主要反映在空間信息上。從與區(qū)域成礦相關的線狀影像中提取信息(主要包括斷裂、芍理、推覆體等類型)，從中酸性巖體、火山盆地、火山機構及深亨巖漿、熱液活動相關的環(huán)狀影像提取信息(包括與火山有關的盆地、構造)，從礦源層、賦礦巖層相關的帶狀影像提取信啟、(主要表現(xiàn)為巖層信息)，從與控礦斷裂交切形成的塊狀影像及與感礦有關的色異常中提取信息(如與蝕變、接觸帶有關的色環(huán)、色帶、色塊等)。當斷裂是主要控礦構造時，對斷裂構造遙感信息進行重點提取會取得一定的成效。遙感系統(tǒng)在成像過程中可能產生“模糊作用”，常使用戶感興趣的線性形跡、紋理等信息顯示得不清晰、不易識別。人們通過目視解譯和人機交互式方法，對遙感影像進行處理，如邊緣增強、灰度拉伸、方向濾波、比值分析、卷積運算等，可以將這些構造信息明顯地突現(xiàn)出來。除此之外，遙感還可通過地表巖性、構造、地貌、水系分布、植被分布等特征來提取隱伏的構造信息，如褶皺、斷裂等。提取線性信息的主要技術是邊緣增強。

1．2.2植被波譜特征的找礦意義

在微生物以及地下水的參與下，礦區(qū)的某些金屬元素或礦物引起上方地層的結構變化，進而使土壤層的成分產生變化，地表的植物對金屬具有不同程度的吸收和聚集作用，影響植葉體內葉綠素、含水量等的變化，導致植被的反射光譜特征有不同程度的差異。礦區(qū)的生物地球化學特征為在植被地區(qū)的遙感找礦提供了可能，可以通過提取遙感資料中由生物地球化學效應引起的植被光譜異常信息來指導植被密集覆蓋區(qū)的礦產勘查，較為成功的是某金礦的遙感找礦、東南地區(qū)金礦遙感信息提取。不同植被以及同種植被的不同器官問金屬含量的變化很大，因此需要在已知礦區(qū)采集不同植被樣品進行光譜特征測試，統(tǒng)計對金屬最具吸收聚集作用的植被，把這種植被作為礦產勘探的特征植被，其他的植被作為輔助植被。遙感圖像處理通常采用一些特殊的光譜特征增強處理技術，采用主成分分析、穗帽變換、監(jiān)督分類(非監(jiān)督分類)等方法。植被的反射光譜異常信息在遙感圖像上呈現(xiàn)特殊的異常色調，通過圖像處理，這些微弱的異?？梢杂行У乇环蛛x和提取出來，在遙感圖像上可用直觀的色調表現(xiàn)出來，以這種色調的異同為依據(jù)來推測未知的找礦靶區(qū)。植被內某種金屬成分的含量微小，因此金屬含量變化的檢測受到譜測試技術靈敏度的限制，當金屬含量變化微弱時，現(xiàn)有的技術條件難以檢測出，檢測下限的定量化還需進一步試驗。理論上講，高光譜提取植被波譜的性能要優(yōu)于多光譜很多倍，例如對某一農業(yè)區(qū)進行管理，根據(jù)每一塊地的波譜空間信息可以做出灌溉、施肥、噴灑農藥等決策，當某農作物干枯時，多光譜只能知道農作物受到損害，而高光譜可以推斷出造成損害的原因，是因為土地干旱還是遭受病蟲害。因此利用高光譜數(shù)據(jù)更有希望提取出對找礦有指示意義的植被波譜特征。

1．2．3礦床改造信息標志

礦床形成以后，由于所在環(huán)境、空間位置的變化會引起礦床某些性狀的改變。利用不同時相遙感圖像的宏觀對比，可以研究礦床的剝蝕改造作用；結合礦床成礦深度的研究，可以對類礦床的產出部位進行判斷。通過研究區(qū)域夷平面與礦床位置的關系，可以找尋不同礦床在不同夷平面的產出關系及分布規(guī)律，建立夷平面的找礦標志。另外，遙感圖像還可進行巖性類型的區(qū)分應用于地質填圖，是區(qū)域地質填圖的理想技術之一，有利于在區(qū)域范圍內迅速圈定找礦靶區(qū)。

2遙感找礦的發(fā)展前景

2．1高光譜數(shù)據(jù)及微波遙感的應用

高光譜是集探測器技術、精密光學機械、微弱信號檢測、計算機技術、信息處理技術于一體的綜合性技術。它利用成像光譜儀以納米級的光譜分辨率，成像的同時記錄下成百條的光譜通道數(shù)據(jù)，從每個像元上均可以提取一條連續(xù)的光譜曲線，實現(xiàn)了地物空間信息、輻射信息、光譜信息的同步獲取，因而具有巨大的應用價值和廣闊的發(fā)展前景。成像光譜儀獲得的數(shù)據(jù)具有波段多，光譜分辨率高、波段相關性高、數(shù)據(jù)冗余大、空問分辨率高等特點。高光譜圖像的光譜信息層次豐富，不同的波段具有不同的信息變化量，通過建立巖石光譜的信息模型，可反演某些指示礦物的豐度。充分利用高光譜的窄波段、高光譜分辨率的優(yōu)勢，結合遙感專題圖件以及利用豐富的紋理信息，加強高光譜數(shù)據(jù)的處理應用能力。微波遙感的成像原理不同于光學遙感，是利用紅外光束投射到物體表面，由天線接收端接收目標返回的微弱回波并產生可監(jiān)測的電壓信號，由此可以判定物體表面的物理結構等特征。微波遙感具有全天時、全天候、穿透性強、波段范圍大等特點，因此對提取構造信息有一定的優(yōu)越性，同時也可以區(qū)分物理結構不同的地表物體，因為穿透性強，對覆蓋地區(qū)的信息提取也有效。微波遙感技術因其自身的特點而具有很大的應用潛力，但微波遙感在天線、極化方式、斑噪消除、幾何校正及輻射校正等關鍵技術都有待于深入研究，否則勢必影響微波遙感的發(fā)展。

2．2數(shù)據(jù)的融合

隨著遙感技術的微波、多光譜、高光譜等大量功能各異的傳感器不斷問世，它們以不同的空間尺度、時間周期、光譜范圍等多方面反映地物目標的各種特性，構成同一地區(qū)的多源數(shù)據(jù)，相對于單源數(shù)據(jù)而言，多源數(shù)據(jù)既存在互補性，又存在冗余性。任何單源信息只能反映地物目標的某一方面或幾個方面的特征，為了更準確地識別目標，必須從多源數(shù)據(jù)中提取比單源數(shù)據(jù)更豐富、有用的信息。多源數(shù)據(jù)的綜合分析、互相補充促使數(shù)據(jù)融合技術的不斷發(fā)展。通過數(shù)據(jù)融合，一方面可以去除無用信息，減少數(shù)據(jù)處理量，另一方面將有用的信息集中起來，便于各種信息特征的優(yōu)勢互補。數(shù)據(jù)的融合包括遙感數(shù)據(jù)間的融合、遙感數(shù)捱與非遙感數(shù)據(jù)的融合。融合技術的實現(xiàn)方法有多種，簡單易行的是對幾何配準后的像元逐點進行四則運算或HIS變換，還有一些方法是對多源數(shù)據(jù)先進行預處理(特征提取、判別分析)后再進行信息融合，主要的方法有代數(shù)運算融合、小波變換融合等。蝕變礦物特征光譜曲線的吸收谷位于多光譜數(shù)據(jù)的波段位置，因此可以識別蝕變礦物，但是波段較寬，只對蝕變礦物的種屬進行分類。與可見一紅外波段的電磁波相比，雷達波對地面的某些物體具有強的穿透能力，能夠很好地反映線性、環(huán)性溝造。雷達圖像成像系統(tǒng)向多波段、多極化、多模式發(fā)展，獲取地表信息的能力越來越強?？偟膩碚f，多光譜、高光譜數(shù)據(jù)的光譜由線特征具有區(qū)分識別巖石礦物的效果，所以對光學圖像與雷達圖像進行融合處理，既能提高圖像的分辨率、增強紋理的識別能力，又能有效地識別礦物類型。盡管融合技術的研究取得了一些可喜的進展，但未形成成熟的理論、模型及算法，缺乏對融合結果的有效評價手段。在以后的研究中，應該深入分析各種圖像的成像機理及數(shù)據(jù)間的相關性、互補性、冗余性等，解決多源數(shù)據(jù)的輻校正問題，發(fā)展空間配準技術。

2.33S的結合

3s是遙感(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)及全球定位系統(tǒng)(GPS)的簡稱。利用GPS能迅速定位，確定點的位置坐標并科學地管理空間點坐標。海量的遙感數(shù)據(jù)需龐大的空間，因此要有強大的管理系統(tǒng)，隨著當今人力資源價格的升高，在區(qū)域范圍內找礦時，遙感表現(xiàn)出最小投入獲得最大回報的優(yōu)勢，那么RS與GIS的結合也勢在必行，因為GIS更有利于區(qū)域范圍的影像管理及瀏覽。隨著3S技術發(fā)展，遙感數(shù)據(jù)的可解譯程度與解譯速度得到進一步提高，目前，地質工作者嘗試將3S與VS(可視化系統(tǒng))、CS(衛(wèi)星通訊系統(tǒng))等技術綜合應用，取得了較好的效果。

2．4圖像接收、處理及信息提取技術的發(fā)展完善

由傳感器接收的地物光譜信息傳到地面接收站，在計算機操作平臺上進行圖像的處理以及遙感信息提取。隨著傳感器的發(fā)展、數(shù)據(jù)量的增大，從海量的遙感數(shù)據(jù)中提取有用的、相對微量的找礦信息不是一件容易的事，傳感器的發(fā)展是信息提取的前提，圖像處理技術的開發(fā)是信息提取的關鍵。為了提取更客觀有效的找礦信息，需要進行以下幾方面的工作：

(1)進一步發(fā)展高分辨率傳感器，以便接收更微弱、細小的地質信息；

(2)加強信息提取方法的研究解決計算機處理的技術問題，例如補償信號在傳感器的誤差、校正輻射、地形起伏等引起的圖像失真等；

(3)在選擇參與信息提取的波段時，深入波段選取依據(jù)的理論研究，例如進行巖石樣品的光譜測試，礦物識別與分析是遙感地質信息提取的核心，所以需要確定不同類型的礦物在各波段的吸收性。同樣在利用植物地化找礦時需配套精密的物質成分分析儀器及技術等；

(4)遙感圖像處理海量數(shù)據(jù)，經(jīng)處理后的一景圖數(shù)據(jù)量很大，為保障數(shù)據(jù)處理速度，需要強大的計算機技術(硬件與軟件)支撐，：圖像處理中要將算法轉化為計算機的可識別語句，需要計算機語言的發(fā)展。發(fā)展有利于提高遙感圖像的信噪比、優(yōu)化信息提叉的軟件平臺，實現(xiàn)不同格式圖像問的兼容性。

篇4

[關鍵詞]遙感地質找礦 現(xiàn)狀 發(fā)展前景

[中圖分類號] P627 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2014）-4-167-1

1概述

遙感地質找礦是將現(xiàn)代遙感技術運用與對地質的研究中而進行礦產勘查的一種方法。它通過發(fā)射電磁波，進而觀察各種地質體（礦物、巖石等）對電磁波的輻射圖像的不同來識別不同的地質體，從而有效的判斷該地區(qū)是否有礦產資源。

在20世紀80年代，在礦產勘查中大量的使用了遙感技術，取得了很多業(yè)績，90年代后，遙感技術迅猛發(fā)展，空間分辨率越來越高，光譜分辨率越來越小，時間分辨率也越來越短。

雖然遙感技術在應用中取得了很大的成績，但是隨著勘探工作的深入，地表的礦產明顯減少，找礦難度越來越大。而依靠于電磁波的遙感技術主要反映的是地表信息，所以，很難解決當前所面臨的地下找礦問題。

2遙感地質找礦的現(xiàn)狀

當前，遙感地質找礦技術已經(jīng)取得了一些成就。主要表現(xiàn)在遙感信息獲取技術的發(fā)展、含礦信息提取技術的發(fā)展和含礦信息分析技術的發(fā)展三個方面。

2.1遙感信息獲取技術的發(fā)展

得到發(fā)展的遙感信息獲取技術主要指的是成像光譜技術和成像雷達技術的出現(xiàn)。這兩種技術為地質識別提供了全新的技術手段，使遙感技術不再限制于地表，而是增強了穿透覆蓋物的能力，可以更加有效的探測地質結構。

2.2含礦信息提取技術的發(fā)展

含礦信息提取技術的發(fā)展主要指的是計算機已經(jīng)廣泛應用于此技術中。這樣就實現(xiàn)了遙感數(shù)據(jù)在全球范圍內的傳播，并且可以通過計算機來判讀圖像，對圖像和數(shù)據(jù)的處理變得更加準確。

2.3含礦信息分析技術的發(fā)展

含礦信息分析方法的發(fā)展主要體現(xiàn)在高分辨率遙感探測方法的使用和“環(huán)境-礦床”新思路的運用。新一代高分辨率遙感探測方法目標明確、方法簡便，能對礦床進行快速的評價?！碍h(huán)境-礦床”新思路的應用將礦床的形成與周圍環(huán)境信息乃至整個地球的演化都聯(lián)系在一起，綜合性強，對隱藏深的礦產資源的發(fā)現(xiàn)具有很大的價值。

3遙感地質找礦的發(fā)展前景

3.1國家需求

國家需求是遙感技術找礦的動力。當前，從國家層面來說，礦產資源開發(fā)的難度越來越大，礦產資源對國民經(jīng)濟發(fā)展的制約性越來越大。解決這一問題的途徑是，推進地質科技工作的進步，在地質工作中應用高新技術，從而實現(xiàn)地質工作的現(xiàn)代化。遙感技術作為一項高新技術是實現(xiàn)上述目標的一大途徑，所以，要加強對遙感技術的再創(chuàng)新，加大地質勘查的力度。

3.2理念更新

要將傳統(tǒng)的找礦理念更新，不單單應用遙感技術，而是將遙感技術與其他有用的技術相結合，發(fā)揮遙感技術更大的優(yōu)勢。在未來應該努力做到將遙感技術與地學信息結合、將遙感技術與現(xiàn)代信息技術結合、利用地質專業(yè)知識來指導遙感技術的應用。

3.3技術發(fā)展

遙感地質找礦在技術發(fā)展方面的發(fā)展前景主要表現(xiàn)在發(fā)展基于數(shù)字地球的遙感技術、建立立體地質勘查技術體系和應用高光譜遙感技術三個方面。

（1）發(fā)展基于數(shù)字地球的遙感技術。當今，地質勘探領域中逐漸引入了數(shù)字地球的理論方法。將此方法與遙感技術相結合，再加以現(xiàn)代信息技術即將成為找礦的必然趨勢。利用數(shù)字地球的遙感找礦技術，能夠在找礦工作中將信息資源進行最大限度的利用，找到常規(guī)方法很難發(fā)現(xiàn)的地質現(xiàn)象，從而提高對礦產資源的勘查效果。這與當前找礦難度增加、信息資源豐富的時代背景相符合，為找礦提供了新的思路。

（2）建立立體地質勘查技術體系。要將地質找礦與成礦機理研究結合起來，將遙感技術與生物地球化學、地熱作用、生物成礦、地質空間統(tǒng)計分析方法、物化探、磁力、地震探礦方法等理論結合起來，加深對成礦信息的深入理解，建立起立體地質勘查技術體系，才能對隱伏礦床進行深入的理解和詮釋，從而科學的推斷出礦產的位置。

（3）應用高光譜遙感技術。

某一地區(qū)的高空間分辨率的光譜遙感數(shù)據(jù)能為礦產的尋找提供依據(jù)。分析高光譜遙感得到的圖譜可以分析出成礦機理，并且能挑選出找礦靶區(qū)。不管是在技術層面還是理論層面，這一技術都具有很大的價值。

3.4應用領域

遙感地質找礦在應用領域方面的發(fā)展前景主要表現(xiàn)在擴展地域、擴大應用面、全球化和外星找礦四個方面。

（1）我國找礦的地域要得到擴展：可以從人口稠密的地方擴展到人口稀少的地方，從陸地擴展到海洋，從交通便利的地方擴展到交通不便的地區(qū)。為先進的遙感技術應用于更廣闊的天地；（2）找礦的應用面要擴大：將找礦的目標由單純的增加資源量擴增為保護環(huán)境、防災與找礦相結合的復合層面，促進可持續(xù)發(fā)展；（3）促進找礦的全球化：要加強全球的合作，使不受國界限制的衛(wèi)星遙感技術發(fā)揮更大的作用，可以為礦藏豐富但是技術落后的國家提供礦藏信息服務；（4）外星找礦：隨著對外星球的探索，可以考慮將探索成果與遙感地質找礦技術相結合，這在未來具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

4結語

作為礦產勘查的一種技術手段，遙感技術已經(jīng)取得了一定的成就。并且，遙感技術的發(fā)展前景十分廣闊，國家需要大力開展遙感地質找礦的工作，所以，相關工作者應該積極研究該技術，并且將此技術與其他的地質理論有機的結合起來，利用先進的數(shù)字化技術，擴大找礦區(qū)域，促進礦產勘查工作的順利進行。

參考文獻

[1]劉德長，李志忠，王俊虎.我國遙感地質找礦的科技進步與發(fā)展前景[J].地球信息科學學報，2011，13（4）：431-438.

[2]耿新霞，楊建民，張玉君，等.遙感技術在地質找礦中的應用及發(fā)展前景[J].地質找礦論叢，2008，23（2）：89-93.

[3]丁建華，肖克炎.遙感技術在我國礦產資源預測評價中的應用[J].地球物理學進展，2006，2.

篇5

Abstract: As new information science and technology, remote sensing has become a important tool of land resource management and investigation. Using remote sensing data, building dynamic monitoring system of land resources and obtaining changes of land resources in time, to provide the scientific basis and technical services for the land resources management and operations, for all levels of government to formulate land and resources management policies, for long-term economic and social development planning, for community information needs of land resources.

關鍵詞: 遙感;國土資源

Key words: remote sensing;land resource

中圖分類號:TP7 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)31-0215-01

0引言

遙感(Remote Sensing)即遙遠感知,是指在高空和外層空間的各種平臺上,運用各種傳感器獲取反映地表特征的各種數(shù)據(jù),通過傳輸、變換和處理,提取有用的信息,實現(xiàn)研究地物空間形狀、位置、性質、變化及其與環(huán)境的相互關系的一門現(xiàn)代應用科學。遙感信息具有周期性、動態(tài)性、信息豐富,獲取效率高,可直接以數(shù)字方式記錄傳送等特點。遙感技術以宏觀、綜合、快速、動態(tài)、準確的優(yōu)勢為國土資源管理與調查提供了先進的探測與研究手段,國土資源遙感調查的成果將為經(jīng)濟建設的決策、規(guī)劃提供依據(jù),為國土綜合開發(fā)、整治規(guī)劃和地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展提供重要的系列基礎資料,并能保證資料的科學性、現(xiàn)實性和全面性。

1遙感技術在國土資源管理的應用

1.1 在土地利用動態(tài)監(jiān)測中的應用隨著我國人口持續(xù)增長、經(jīng)濟飛躍發(fā)展和城市化進程的加速,土地資源緊缺的問題已顯得越來越突出。從1999年開始,國土資源部組織航遙中心等單位對全國50萬以上人口城市和部分熱點地區(qū)的土地利用動態(tài)進行遙感監(jiān)測工作,采用多種高分辨率遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)和人機交互解譯的工作方法,監(jiān)測成果由國土資源部統(tǒng)一管理,宏觀分析土地利用情況,特別新增建設用地及其占用耕地情況、年度計劃指標執(zhí)行情況、基本農田保護情況、城市擴展情況等,監(jiān)督檢查土地管理和土地調控措施的落實等,為國家和省直接掌握主要地類面積,核對地方上報面積數(shù),特別是耕地保有量,提供最直接、最迅捷、最翔實的土地利用數(shù)據(jù),同時滿足針對土地利用問題開展的快速應急監(jiān)測的需要。

1.2 在土地利用總體規(guī)劃中的應用遙感技術用于土地利用總體規(guī)劃管理,使規(guī)劃由虛變實。一是為土地利用總體規(guī)劃修編服務,遙感正射影像圖作為新一輪土地利用總體規(guī)劃修編的基礎圖件,改變了以往規(guī)劃編制使用的底圖比例尺小、現(xiàn)勢性差等缺點,為規(guī)劃修編提供了準確的基礎數(shù)據(jù);二是監(jiān)督土地利用總體規(guī)劃執(zhí)行情況,將城市土地利用總體規(guī)劃范圍和規(guī)劃用途等信息套合至遙感監(jiān)測圖上,新增建設用地的規(guī)劃執(zhí)行情況一目了然。

1.3 在自然災害監(jiān)測與防治中的應用利用衛(wèi)星遙感技術, 可建立差分GPS服務系統(tǒng), 實現(xiàn)對滑坡、地震多發(fā)區(qū)及火山、冰川、泥石流等地質災害的監(jiān)測,實現(xiàn)對所有水電站、水庫形變的監(jiān)測;利用氣象衛(wèi)星和海洋衛(wèi)星數(shù)據(jù)可以監(jiān)測和預測臺風的形成和走向;利用圖像可以監(jiān)測洪水災害, 將它與GIS、DEM、氣象信息系統(tǒng)和MIS系統(tǒng)相結合,可建立洪水監(jiān)測、防治和災害評估系統(tǒng);利用干涉和差分干涉雷達可以自動測定城市地表下沉;還可監(jiān)測森林火災, 估算災害損失。從衛(wèi)星圖片上結合專家系統(tǒng)、模式識別等,即可分析一定的致災因子,又可評估災害防治措施的可行性,為災害防治規(guī)劃提供依據(jù)。

1.4 在國土執(zhí)法監(jiān)察中的應用我國初步建立土地動態(tài)遙感監(jiān)測體系,為國土資源管理部門進行土地管理執(zhí)法監(jiān)察添上了一對“千里眼”。遙感監(jiān)測與土地執(zhí)法檢查相結合,最大限度地做到了及早發(fā)現(xiàn)土地違法行為,并將其消滅在萌芽狀態(tài),特別是能夠及時發(fā)現(xiàn)因執(zhí)法監(jiān)察不到位而造成的隱漏現(xiàn)象,以及因為交通不便、不易通過巡查發(fā)現(xiàn)的土地違法行為。為監(jiān)測建設用地變化趨勢,輔助檢查土地利用總體規(guī)劃執(zhí)行情況、布局及規(guī)模,強化國土資源執(zhí)法監(jiān)察發(fā)揮了重要作用。

2遙感技術在國土資源調查中的應用

2.1 在土地變更調查的應用利用不同時相、不同年份的的衛(wèi)星影像, 可以方便地發(fā)現(xiàn)土地利用的變化, 進行土地變更調查,利用不同時相的影像進行融合,可以一目了然地發(fā)現(xiàn)和監(jiān)測土地利用的變化。過去進行土地利用變更調查,完全依靠野外作業(yè),不僅費時費力,可靠性還受影響,現(xiàn)在利用遙感監(jiān)測成果輔助土地利用變更調查,針對性強,節(jié)省了外業(yè)查找變化圖斑的時間。將數(shù)據(jù)庫的底圖和正射影像圖相加進行動態(tài)更新,能保證數(shù)據(jù)良好的現(xiàn)勢性, 便于圖斑界線和權屬界線的調查定界,防止了不合理的變更及土地登記的發(fā)生, 還能保證地籍信息在時間上的現(xiàn)勢性,能滿足國土資源部提出的“月清季累” 和統(tǒng)一時氣報的數(shù)據(jù)的要求, 使得實施農村土地動態(tài)監(jiān)測成為可能。

2.2 在礦產資源調查、開發(fā)利用監(jiān)測中的應用遙感技術,主要是高光譜遙感技術的應用為礦產資源調查和開發(fā)利用監(jiān)測提供了新手段和有效的技術支撐。高光譜遙感通過搭載于航空或航天平臺上的成像光譜儀測量巖石、礦物等地物的光譜特性,獲取圖譜合一的信息來識別地物、探測環(huán)境,即獲取光譜數(shù)據(jù)的空間模式。基于礦物診斷性光譜特性,我國高光譜礦物填圖技術逐步普遍應用于地表巖石、礦物的精細識別與填圖。在地質礦產資源調查方面,遙感技術在我國已經(jīng)從間接探測發(fā)展到了直接探測階段。利用該遙感圖像數(shù)據(jù)通過信息增強和提取,捕捉到了油氣藏在地表的微滲漏所造成的烴異常,進而達到直接探測的目的。此外,近年來發(fā)展起來的干涉測量雷達技術已經(jīng)在三峽大壩等大型工程的環(huán)境監(jiān)測和油氣區(qū)地面沉降等應用領域顯示出巨大的應用潛力。

3結語

遙感和計算機技術應用于國土資源管理及調查,不僅能獲得多信息、高效率、多層次、現(xiàn)勢性較強的國土資源與環(huán)境信息,而且具有工作費用低、速度快、科學性和準確性高的優(yōu)點,并能促進國土資源綜合調查向系列化、標準化、規(guī)范化、商品化方向發(fā)展, 最大限度地為國民經(jīng)濟建設服務。遙感技術在國土資源管理與調查中的應用,標志著國土資源信息獲取和分析處理方法的提高,它的廣泛應用必將進一步促進國土資源在區(qū)域和全球尺度上研究內容的深化。

參考文獻:

篇6

關鍵詞:遙感技術 林業(yè)監(jiān)測 應用要點

林業(yè)遙感技術是通過非接觸性和非實地性的觀測和記錄林業(yè)的地理、生物、生態(tài)和其他信息,是現(xiàn)代做好林業(yè)監(jiān)測、調查和信息獲取的重要技術手段。應該在對遙感技術做出科學理解和認知的基礎上,提高對林業(yè)遙感技術的重視程度,詳細了解影響林業(yè)遙感技術效果的因素,明確林業(yè)遙感技術的特點,結合實際林業(yè)監(jiān)測工作做好林業(yè)遙感技術的應用,提升林業(yè)監(jiān)測的質量和水平,為實現(xiàn)林業(yè)事業(yè)又好又快發(fā)展服務。

1、遙感技術的概述

遙感技術,英文簡稱RS(是Remote Sensing的縮寫),是一種通過非接觸性和非實地性的觀測和記錄目標物,獲取目標物體各種信息的一種技術。遙感技術在林業(yè)的應用可以稱為林業(yè)遙感技術,是指通過衛(wèi)星和飛機對林業(yè)資源進行監(jiān)測和調查,形成對林業(yè)資源實時地和動態(tài)地監(jiān)測,形成各種數(shù)據(jù)和信息,為林業(yè)決策和發(fā)展提供基礎上和實施上的參考。

2、林業(yè)遙感技術的特點

2.1 林業(yè)遙感技術具有高效性

林業(yè)資源的在我國分布區(qū)域遼闊,應用林業(yè)遙感技術可以使國家有關部門在短時間里掌握大面積的林業(yè)資源狀況及變化情況。

2.2 林業(yè)遙感技術具有層次性

要想提高林業(yè)資源調查和監(jiān)測的精確程度和速度,就必須利用抽樣技術,建立林業(yè)遙感技術不同高度的遙感平臺,獲得多層次遙感資料,在配合多階抽樣技術的前提下,有效提高林業(yè)資源調查和監(jiān)測的速度和精度。

2.3 林業(yè)遙感技術具有動態(tài)性

林業(yè)資源的具有再生性和周期性的特點,決定了林業(yè)遙感技術必須保證林業(yè)資源信息監(jiān)控和調查的動態(tài)性,實現(xiàn)多時相遙感和動態(tài)遙感。

2.4 林業(yè)遙感技術具有基礎性

林業(yè)遙感技術得到的林業(yè)資源信息是定量的數(shù)據(jù),方便林業(yè)資源管理、調查和監(jiān)測,應該重點做好林業(yè)用地面積和森林蓄積量的定量監(jiān)控工作,為林業(yè)資源調查和監(jiān)測做好基礎性工作。

2.5 林業(yè)遙感技術具有差異性

不同的傳感器和不同的介質,接受和記錄林業(yè)資源的屬性不盡相同,為了林業(yè)規(guī)劃的合理、林業(yè)生產的科學、林業(yè)監(jiān)測的全面,必須提高林業(yè)遙感技術的差異性,將各種類型的信息接收和記錄下來,以利于科學分析和綜合利用。

3、遙感技術在林業(yè)監(jiān)測中的應用要點

3.1 做好林業(yè)遙感技術在三個方面的應用工作

首先,做好對林業(yè)資源遙感資料的成圖工作,林業(yè)資源的面積、土地類型的判定、制圖和調繪是林業(yè)資源遙感技術的基礎工作,也是其優(yōu)勢的主要方面,是林業(yè)監(jiān)測的根本性工作。其次,做好木材蓄積量的估計工作,針對各地實際情況,開展有代表性的估量試驗,為林業(yè)監(jiān)測工作提供詳盡的蓄積量信息。最后,做好林分調查因子的估計工作,加強林業(yè)遙感技術和傳統(tǒng)監(jiān)測技術的相互配合,對各種因子做以詳細描述和準確記錄。

3.2 做好林業(yè)遙感技術的信息共享工作

林業(yè)監(jiān)測離不開林業(yè)信息的共享,林業(yè)遙感技術的信息共享是林業(yè)信息合作的重要措施,據(jù)相關林業(yè)文件報告顯示,世界絕大多數(shù)國家已把遙感技術當作林業(yè)資源調查信息的主要獲取手段。但各國調查方法差異很大,標準(如分類系統(tǒng))也不相同,這就使資料失去可比性,影響信息共享。我國已經(jīng)建立國家級的森林資源監(jiān)測體系和監(jiān)測項目,就是這方面很好的嘗試,在林業(yè)資源分類方法與監(jiān)測體系上與國際上進行了協(xié)調。這方面的工作有力地促進了各地林業(yè)信息和數(shù)據(jù)資源的共享,便于林業(yè)監(jiān)測工作的開展和深入。

3.3 做好林業(yè)遙感信息的信息融合工作

隨著科學技術的不斷進步、社會的不斷發(fā)展,對林業(yè)遙感信息源的多形式應用成為林業(yè)技術工作人員所面臨的重要問題,如何做好林業(yè)遙感信息的融合工作,使信息來源多樣化,信息加工多功能化,將不同系統(tǒng)和不同來源的信息融合成為一項值得關注的工作。隨著信息源的多樣化,人們總希望將各種信息源的優(yōu)點集中在一起,而不是簡單的疊加,這無疑是一項十分有意義的工作。目前,應該做好林業(yè)遙感信息與地理信息系統(tǒng)和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的融合工作,實現(xiàn)信息的無縫對接。

3.4 提高林業(yè)遙感數(shù)據(jù)的精度

林業(yè)應用航天遙感數(shù)據(jù)的一個重大障礙是當前運行的衛(wèi)星傳感器的空間分辨率低,導致現(xiàn)有信息源不能滿足林業(yè)上的一些特殊要求,如樹種的區(qū)分。當前信息源即使能區(qū)分樹種組,由于大量的混雜像元存在,致使分類精度一直很低。隨著高光譜技術的出現(xiàn)和發(fā)展,上述問題的解決有了可能。如樹種區(qū)分,森林結構的表達,郁閉度及其它林分因子的測定等。高光譜是一個新的思路,它將原來僅有6~7個波段的區(qū)間,細分為更多的波段(如從400～2450m分為192個波段),目的在于建立窄光譜段與地物的直接對應關系,實現(xiàn)空中對地物的直接鑒別,盡管仍會有混雜與干擾,但通過多維光譜空間信息的分析,也能將林業(yè)的相關問題適當解決。

4、結語

綜上所述,在林業(yè)監(jiān)測工作中應用林業(yè)遙感技術是時代對林業(yè)整體工作的一項要求,林業(yè)技術人員應該明確林業(yè)遙感技術的概念,清楚林業(yè)遙感技術的特點,找到確實有效掌握林業(yè)遙感技術提升林業(yè)監(jiān)測質量的方法,為林業(yè)的發(fā)展服務。本文來自于實踐和基層,難免會出現(xiàn)水平和角度上的缺陷和漏洞,希望能夠對同行起到拋磚引玉的作用,也希望同行能把文中的缺欠當做新研究的開始,通過大家的共同努力,共同推進林業(yè)監(jiān)測工作的深入,振興林業(yè)事業(yè)。

參考文獻

[1]侯彥林,賀紅仕,徐吉炎 等.農田防護林生態(tài)效益遙感研究方法[J].生態(tài)與環(huán)境遙感研究北京:科學出版社,1990:44~50.

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關鍵詞 地質礦產勘測；高科技技術；應用研究

中圖分類號P5 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）114-0126-02

地質礦產勘測技術發(fā)展至今，已經(jīng)有非常久的歷史了，勘測技術也可以說是各式各樣，伴隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，工業(yè)領域對礦產資源的需求量越來越大，而我們要更加注重的就是要把傳統(tǒng)的勘測技術與現(xiàn)代的先進的新型勘測技術相結合，以提高礦產的勘測工作效率，進而促進我國經(jīng)濟的發(fā)展。

1 中國地質礦產勘測的現(xiàn)狀

我國是一個地大物博的國家，總的礦產儲備量居全世界前幾位，其中有些礦產的儲備量更是居世界第一位，可是我國的人口基數(shù)大，人均礦產資源的占有率低于世界平均水平，并且礦產的使用率不高，造成了資源的浪費，這也就加劇了我國對于礦產的迫切需求。自建國以后，我國的礦產勘測技術突飛猛進，為我國的經(jīng)濟建設做出了卓越的貢獻。不過，我們應該清醒的認識到，雖然我國的礦產儲備量很高，但是還有個別種類的礦產資源滿足不了我國的經(jīng)濟建設需求，仍需要從外國進口，這就要求我們要不斷的改進勘測技術，使用高科技技術，找到更多的礦產資源。

2 新形勢下高科技在地質礦產勘測中的應用

2.1 GPS在地質礦產勘測中的應用

2.1.1 GPS含義和原理

全球定位系統(tǒng)（英語：Global Positioning System）通稱GPS，它是一個中距離的原型軌道衛(wèi)星導航系統(tǒng)，可以為地球表面的絕大部分地區(qū)提供準確的定位、測速和高精度的時間標準。該系統(tǒng)包括太空中的24顆GPS衛(wèi)星；地面上1個主控站、3個數(shù)據(jù)注入站和5個監(jiān)測站及作為用戶端的GPS接收機。它需要各個部分的協(xié)調工作，才能確保定位的準確從而獲得比較精確地數(shù)據(jù)。

GPS的工作原理，是對衛(wèi)星所發(fā)出的信號進行處理和匯總，將匯總的數(shù)據(jù)和信息進行整合，最后對正確的空間位置進行定位。DPS技術應用于全球各個領域，尤其對于地質的勘測有極大的幫助，它具有一定的定位功能，發(fā)出的信號和提供的數(shù)據(jù)具有實時性。GPS對于外界的干擾具有很好的抵制作用，抗干擾能力強，而且對于數(shù)據(jù)具有保密的功能。GPS主要由九個部分組成，分別是五個監(jiān)控站、三個注入站和一個主控站。主控站主要是對衛(wèi)星發(fā)出的信號和數(shù)據(jù)進行分析和整合，然后傳輸?shù)阶⑷胝荆⑷胝驹賹⑦@些信息和數(shù)據(jù)輸送到存儲器中，然后GPS將定位的結果呈現(xiàn)出來。

2.2 GPS在地質礦產勘測工作中的具體應用步驟

2.2.1 GPS進行野外采集的準備工作

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

2.2.2 對GPS野外站點進行位置的選擇

通常進行地質勘測的地區(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，在進行野外站點的選擇時，要根據(jù)當?shù)氐膶嶋H狀況，盡量選擇通視條件較好，視野相對開闊的地方，這樣有利于衛(wèi)星對當?shù)財?shù)據(jù)的收集，提高GPS定位的精確度。

2.2.3 GPS野外站點的數(shù)據(jù)采集工作

GPS在進行數(shù)據(jù)采集的時候，數(shù)據(jù)的精確度受到衛(wèi)星的高度、當?shù)貙πl(wèi)星干擾的大小等方面的影響。所以，在信息采集的時候，要保持衛(wèi)星信號的良好，進行數(shù)據(jù)采集時要保持15分鐘以上，根據(jù)距離的長度，相應的增加數(shù)據(jù)采集的時間。如在定位的距離大于5000時，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，數(shù)據(jù)采集工作要持續(xù)45分鐘以上。

2.2.4 GPS對觀測到的數(shù)據(jù)進行處理

將三臺GPS所收集的數(shù)據(jù)進行整合，得出最準確的數(shù)據(jù)信息。在進行結算的時候，各項數(shù)據(jù)都要進行準確的輸入，否則都會使整個地質勘測工作無法正常的運行，數(shù)據(jù)要保留小數(shù)點后的四位，盡量地提高數(shù)據(jù)結算的精確度。

2.3 遙感技術在地質勘測工作中的應用

2.3.1 遙感技術對礦產資源的識別作用

巖石的類別和組成成分是礦物質形成的基礎條件，遙感通過對一類巖石的類型和組成成分進行分析，進行數(shù)據(jù)的整合，發(fā)現(xiàn)巖石中是否有礦物質或預測這類巖石是否有成礦的可能性。遙感技術對巖石類別的識別主要通過圖像的增強效果、圖像的變換和進行圖像分析的方法，通過增強巖石在圖像中的色調、顏色和紋理，從而更清晰地觀察巖石的類別。遙感技術在礦產勘測的工作中發(fā)揮著重要的作用。

遙感技術對巖石類型的識別主要依靠光譜和空間特征的差異，高光譜下的遙感技術具有分辨率高、數(shù)據(jù)精確等特點，近年來被廣泛應用于地質礦產的勘測工作。高光譜的遙感可以有效地區(qū)分巖石的含礦量，提高礦產勘測的效率。

2.3.2 遙感技術在礦產勘測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勘測工作中的一項重要內容，巖石蝕變的類別與巖石的化學成分、相關的礦床類別是密切相關的、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勘探一個重要方法，有助于進行礦產的勘測工作。

巖石蝕變時，其在種類、顏色、結構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鑒別時體現(xiàn)出光譜的差異。光譜的差異為遙感技術提取礦物信息提供了有力的保障，因此，可以通過遙感技術進行礦產的勘測工作。

2.3.3 遙感技術對地質構造信息的提取

遙感技術對地質構造信息的提取是礦產勘測工作中的一項重要內容。通過礦產專家的多年實踐，礦化蝕變帶是有規(guī)律可循的，它總是沿著一定地質構造分布。遙感技術對地質構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，遙感技術使巖石的線性行跡、紋理等信息變得清晰，通過遙感技術對呈現(xiàn)的影像進行相關的處理，如增強邊緣的線條、通過比值的分析，使構造的輪廓清晰地展現(xiàn)出來。遙感技術通過對線性和環(huán)行的影像進行分析和統(tǒng)計，確定礦物的構造和分布情況，確定礦產分布的規(guī)律，對地質礦產的勘測工作具有重要意義。

4 結論

20世紀以來，一系列高科技技術已經(jīng)被廣泛的應用于地質礦產勘測的工作中，新技術、新理念的應用大大提高了地質礦物勘測工作的效率，擴大了礦產資源的開采。加強礦產資源的勘測與開發(fā)，獲取更多的礦產勘測信息，需要更精準的高科技技術的支持。

參考文獻

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【關鍵詞】技術發(fā)展戰(zhàn)略，地質遙感，應用技術系統(tǒng)

一、前言

通過對遙感技術和遙感地質發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的分析，以經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展對礦產資源、能源和地質信息的重大需求為牽引，以地質理論、地球系統(tǒng)理論和復雜性科學理論為指導，圍繞地質工作的地質礦產調查、地質災害和環(huán)境監(jiān)測、礦山開發(fā)和環(huán)境監(jiān)測的三大戰(zhàn)略任務，提出建設和發(fā)展地質礦產和能源遙感勘查和評價技術系統(tǒng)、地質災害和地質環(huán)境監(jiān)測技術系統(tǒng)及業(yè)務運行系統(tǒng)、礦山開發(fā)和礦山環(huán)境監(jiān)測技術系統(tǒng)及業(yè)務運行系統(tǒng)三大應用技術系統(tǒng)和衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集與地質應用服務系統(tǒng)、全數(shù)字化綜合航空遙感集成與信息服務系統(tǒng)兩大信息服務系統(tǒng)的遙感地質發(fā)展戰(zhàn)略目標。促進和實現(xiàn)遙感地質分析由定性向定量，遙感地質應用由技術向技術集成，地質服務由數(shù)據(jù)向數(shù)據(jù)、技術和信息的綜合服務方向發(fā)展和轉化。

二、遙感地質技術的主要進展和存在問題

1.主要進展

“國土資源大調查”為遙感地質的發(fā)展帶來了新的發(fā)展機遇。自“十五”國土資源大調查開展以來，遙感地質研究和應用取得了一批具有影響力的成果。遙感地質在理論、技術和應用方面都得到了跨躍式地發(fā)展，技術水平顯著提高，技術實力明顯增強，地質應用層次得到大幅度提升。

（1）技術進步。區(qū)域性多光譜蝕變信息提取、高光譜礦物填圖、干涉雷達地表形變監(jiān)測、基于POS的航空地理直接定位、正射影像圖生成等技術以及遙感信息化建設方面都取得顯著進展，已趕上和接近當今世界先進水平，取得了喜人的應用成效，在技術上已基本形成或初步形成工程化的應用能力。

（2）地質應用。地質應用在深度和廣度上都有不同程度的深化和拓展。遙感區(qū)域地質調查、遙感礦產資源評價、遙感滑坡調查與監(jiān)測、地質環(huán)境動態(tài)監(jiān)測、石漠化遙感調查與監(jiān)測、區(qū)域性地面沉降監(jiān)測等都已取得具有影響性的成果；礦山開發(fā)與環(huán)境監(jiān)測已初見成效。

2.存在的主要問題

（1）理論基礎和應用基礎研究不足或滯后已成為技術進步和應用向縱深發(fā)展的障礙。雖然中國國土資源航空物探遙感中心（以下簡稱為航遙中心）定位為遙感應用部門，但對于行業(yè)和專業(yè)應用的一些理論基礎和應用基礎問題，如遙感地質信息機理、巖礦波譜（反射、發(fā)射、微波等）特征及其地質意義等，完全依靠他人的研究成果，或指望和等待他人研究，是不現(xiàn)實的，也遠不能滿足應用的需求。

（2）數(shù)據(jù)獲取能力嚴重不足，長期依賴國外資源衛(wèi)星，難以提供長期、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)保障；缺乏一些對地質應用很有價值的新型數(shù)據(jù)源（如高光譜數(shù)據(jù)）；航空遙感數(shù)據(jù)的集成度較低，機動和應急反應能力不足。

（3）一般化的研究較多，甚至多有重復，深層次的研究較少；面上的問題研究較多，針對典型地質問題或需求的研究較少；跟蹤、模仿性研究較多，探索性、前瞻性的研究較少。

（4）研究分散，技術集成度較差，方法的協(xié)同應用能力不足。

（5）信息基礎設施、實驗手段和技術保障能力的建設和發(fā)展滯后，制約了研究向縱深方向發(fā)展；成果的智能化、產品化的程度較低，影響了技術方法的規(guī)模化應用和推廣。

（6）研究缺乏系統(tǒng)性和連續(xù)性，急功近利仍較嚴重；科研項目管理等同于工程項目或生產項目，難以按照科學技術發(fā)展的規(guī)律規(guī)劃和部署工作。

三、遙感地質技術和應用的發(fā)展趨勢

遙感技術的發(fā)展帶動和促進遙感應用向著多尺度、定量化、集成化和業(yè)務化的方向發(fā)展。在遙感地質領域，發(fā)展趨勢明顯表現(xiàn)為：

1.高光譜礦物填圖技術的發(fā)展和深化。礦物填圖（MineralMapping）可以說是高光譜最成功的，也是最能發(fā)揮其優(yōu)勢的應用領域，它使遙感地質由識別巖性發(fā)展到識別單礦物以至礦物的化學成分及晶體結構。在可見-短波紅外譜段，識別的礦物主要為Fe、Mn等過渡元素的氧化物和氫氧化物、含羥基礦物、碳酸鹽礦物以及部分水合硫酸鹽礦物，可識別的礦物可達近40種。而使用中-熱紅外譜段，有可能識別絕大多數(shù)的礦物類型。礦物填圖不僅可以直接識別與成礦作用密切相關的蝕變礦物，圈定找礦靶區(qū)，指導和幫助找礦，還可根據(jù)礦物的空間分帶、典型礦物或標志礦物的成分及結構變化，推斷成巖成礦作用的溫壓條件、熱動力過程、熱液運移和巖漿分異的時空演化，恢復成巖成礦歷史，建立不同礦床的成礦模型和找礦模型。

2.遙感地質學由定性步入定量化發(fā)展階段。高光譜、高分辨率、熱紅外多/高光譜、雷達干涉（InSAR）、激光雷達（LIDAR）、GPS、POS系統(tǒng)等技術的興起和發(fā)展，使遙感地質學不再局限于基于圖像色調與紋理特征的目視解譯，而繼表層遙感應用領域之后，逐漸步入了定量化發(fā)展階段。遙感地質定量化主要包括：①地質體及地質目標的自動識別；②地質體幾何參數(shù)及其變化的定量量測或量化估計，如地質體或地質構造產狀，滑坡滑動方向、滑動距離和滑動體積，地表形變量和形變速率等；③地質體成分，主要是組成巖石的基本成分———礦物豐度和化學成分的定量反演；④以遙感信息為主要信息源的遙感地質定量應用模型，包括物理模型、經(jīng)驗模型、統(tǒng)計模型、模糊模型及灰色模型等，如巖性巖相的劃分與地質制圖模型、成礦模型、找礦預測模型、礦產資源評價模型；⑤、礦山環(huán)境監(jiān)測模型以及地質環(huán)境評價模型等。

3.技術集成和應用技術體系構建。系統(tǒng)論的奠基人錢學森院士指出，研究開放復雜系統(tǒng)和復雜性科學方法是“從定性到定量的綜合集成方法”。以復雜性科學理論方法開展技術集成，構建應用技術體系，建設應用技術系統(tǒng)將成為當前遙感應用發(fā)展的主流。對于遙感地質應用而言，筆者認為，在目前的發(fā)展階段，技術集成和應用系統(tǒng)建設主要有以下兩種類型。

①應用技術系統(tǒng)。針對特定的應用領域，根據(jù)不同遙感手段和不同技術方法的特點，將多種遙感技術、多種遙感信息及多種數(shù)據(jù)處理信息提取方法有機地加以優(yōu)化組合，集成為優(yōu)勢互補、協(xié)同作業(yè)的應用技術體系，以提高整體應用的水平、成效和技術經(jīng)濟效益。

②業(yè)務運行系統(tǒng)。針對特定的應用目標，將遙感數(shù)據(jù)及輔助數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)處理、信息提取、信息分析、專家知識、應用模型、真實性檢驗、信息服務等技術環(huán)節(jié)和技術方法，按專業(yè)要求和統(tǒng)一標準加以集成，形成具有業(yè)務化運行能力的運營系統(tǒng)。如礦物填圖系統(tǒng)、地面沉降監(jiān)測系統(tǒng)及礦山資源開發(fā)多目標遙感監(jiān)測系統(tǒng)等。

4.遙感服務由以數(shù)據(jù)服務為主向技術服務和信息服務轉變。與遙感地質應用技術系統(tǒng)，特別是業(yè)務運行系統(tǒng)建設同步，遙感向社會所提供的服務也將由數(shù)據(jù)服務為主逐漸向數(shù)據(jù)、技術和信息綜合服務轉變。

四、結束語

地質信息是經(jīng)濟和社會發(fā)展不可或缺的重要基礎信息。新的經(jīng)濟社會發(fā)展形勢對地質工作提出了更高的要求。按照“國務院關于加強地質工作的決定”的要求，為緩解資源約束，保障經(jīng)濟發(fā)展，推進城鄉(xiāng)建設，開展國土整治，防治地質災害，改善人居環(huán)境等提供客觀、準確、現(xiàn)時的地質信息服務，是中國地質調查局遙感地質工作的重要戰(zhàn)略任務和主體目標也是遙感地質發(fā)展的必然。

參考文獻：

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關鍵詞：高光譜遙感；教學內容；實踐教學

Teaching Content Arrangement and Discussion on Hyperspectral Remote Sensing

SONG Yan, TIAN Yugang

（College of Information Engineering, China University of Geosciences, Wuhan 430074,China）

Abstract: According to training requirements in remote sensing and technology, a proper teaching book, teaching content arrangement and practice course were made and discussed.

Key words: hyperspectral remote sensing; teaching content; practice course

中國地質大學（武漢）信息工程學院遙感科學與技術專業(yè)于2006年正式成立，該專業(yè)的培養(yǎng)目標是：培養(yǎng)具有良好的職業(yè)道德，掌握遙感科學、地理信息及計算機科學的基礎理論、知識和技能，能結合計算機技術、地理信息技術在國土資源遙感、城市規(guī)劃、地質工程、環(huán)境監(jiān)測、海洋勘查等領域從事遙感信息獲取、處理與分析，及有關遙感信息工程建設與應用的專門高級技術人才。

為了完成其培養(yǎng)目標，在本科生大三下學期開設高光譜遙感課。通過該課程的學習，使學生對高光譜遙感原理具有清晰地認識，掌握高光譜的基本分析方法，培養(yǎng)他們運用高光譜原理和分析方法解決實際問題的能力。依據(jù)課程目標，筆者結合近兩年在課程教學中的實踐經(jīng)驗，提出高光譜遙感課程的本科生教學內容和實踐教學環(huán)節(jié)的設計，希望能拋磚引玉與同行們共同探討。

1 課程設置簡介

高光譜遙感課程共32學時，先修課程主要有：遙感概論、遙感物理、數(shù)字攝影測量、遙感圖像處理、遙感圖像解譯、遙感應用模型。在課程教學過程中，共安排20課時的課堂教學，12課時的上機實習操作。

2 教材選擇

優(yōu)秀的教材可以幫助學生完整的掌握課程內容，近年，隨著遙感定量化應用的不斷發(fā)展，高光譜遙感方面的專著逐漸增多。目前已出版的高光譜遙感書籍主要有：中科院遙感所的童慶禧院士、張兵教授等編寫的《高光譜遙感:原理技術與應用》以及《高光譜遙感的多學科應用》、武漢大學張良培教授等編寫的《高光譜遙感》、浦瑞良教授等編寫的《高光譜遙感及其應用》。經(jīng)過比較發(fā)現(xiàn)和分析，上述書籍均對高光譜的原理、基本處理手段以及應用方面均有介紹。其中，童慶禧院士編寫的書籍理論較深，更適合用于對研究生的教學，浦瑞良教授編寫的書籍分為不同的專題介紹高光譜的應用情況，更適合對科研人員作為參考。針對本科教學的目標以及本科生的專業(yè)基礎，選擇張良培、張立福撰寫的《高光譜遙感》作為課程教材，并將童慶禧院士、浦瑞良教授編寫的書籍作為主要參考書目。

3 教學內容

在授課過程中，以高光譜遙感數(shù)據(jù)的獲取、處理和應用為線索[1]，設計如下的教學內容。

3.1 高光譜遙感簡介

在回顧電磁波、電磁輻射等遙感的理論基礎后，重點闡述高光譜遙感的定義、特點，通過分析多光譜遙感與高光譜遙感對同一地物的光譜曲線，加深學生對高光譜遙感的認識。分析目前主要的高光譜遙感傳感器及其成像參數(shù)，并大致介紹高光譜遙感在國內外的應用情況。最后依據(jù)高光譜遙感傳感器的特點，提出本課程的整體理論框架，給學生們清晰地認識。

3.2 光譜重建與幾何校正

地物光譜數(shù)據(jù)的獲取儀器及獲取步驟，并分析地物的光譜特性，并列出國內外常用的光譜庫。介紹輻射誤差的概念，并依輻射誤差產生的原因分別介紹傳感器定標、大氣校正以及地形校正的理論和方法[1]。在介紹高光譜遙感的輻射校正方法基礎上，介紹高光譜遙感數(shù)據(jù)的幾何校正方法[2]。這部分的重點內容有：野外光譜儀的使用步驟，高光譜數(shù)據(jù)大氣輻射校正方法以及幾何校正方法。難點內容在于，高光譜數(shù)據(jù)的大氣輻射校正方法。

3.3 高光譜遙感數(shù)據(jù)的處理方法

從Hughes現(xiàn)象入手，分析高光譜遙感影像特征提取與選擇的必要性，而后分別介紹光譜的特征選擇與提取、光譜匹配、光譜微分等技術。在光譜的特征選擇與提取方面著重介紹，包絡線去除法、光譜形態(tài)學分析方法（光譜梯度與坡度、光譜吸收參數(shù)等）、光譜相關性分析方法、MNF變換、PCA變換、光譜距離統(tǒng)計。這部分的重點內容在于，讓學生理解高光譜遙感數(shù)據(jù)特征提取與選擇的必要性，掌握常用的包絡線去除法、MNF變換、PCA變換等方法、難點在于，通過理論的學習能夠運用相關理論完成高光譜遙感數(shù)據(jù)特征提取與選擇。

3.4 混合像元分解原理與方法

混合像元問題是遙感數(shù)據(jù)中不可避免的問題，本部分主要介紹遙感影像里混合像元形成機理，混合像元的物理、數(shù)學和幾何模型，混合像元分解的步驟，混合像元分解中如何提取純凈像元。重點在于讓學生對混合像元問題有清晰地認識，明確遙感影像中的“純凈”像元和“混合”像元的區(qū)別，在理解線性混合像元分解模型的物理、數(shù)學與幾何模型的基礎上，掌握線性混合分解方法的原理。難點在于學習并理解如何運用“沙漏模型”提取純凈像元的理論和方法。

3.5 高光譜遙感圖像分類

介紹了高光譜遙感圖像的分類方法，包括使用傳統(tǒng)的監(jiān)督分類、非監(jiān)督分類的各種方法，以及一些針對高光譜數(shù)據(jù)的分類方法，例如自組織特征映射神經(jīng)元網(wǎng)絡的分類方法。結合高光譜遙感特征提取與選擇方法，混合像元分解原理與方法，讓學生掌握完整的高光譜遙感分類流程。重點內容在于理解并掌握高光譜遙感圖像分類與多光譜遙感圖像分類的相似點與不同點，難點在于掌握并理解自組織特征映射神經(jīng)元網(wǎng)絡的分類方法。

3.6 高光譜遙感的應用

重點介紹了高光譜遙感技術在地質方面的應用實例。運用前面所學習的相關理論和分析方法，重點介紹地質遙感領域高光譜遙感礦物填圖方法，讓學生能夠完整掌握整體的分析方法。

4 實踐教學環(huán)節(jié)設計

為了增強學生理論聯(lián)系實際的能力，配合上述授課內容，參考相關軟件的教程[3],為學生設計了四次實習內容。四次實習具體內容分別是：

第一次實習安排在第一章高光譜遙感簡介授課內容結束后。 實習主要內容為讓學生認識高光譜數(shù)據(jù)；實習方法為運用遙感的ENVI軟件、AVIRIS的高光譜數(shù)據(jù)、JPL光譜庫以及USGS 光譜庫使學生們對高光譜數(shù)據(jù)以及常用光譜庫有感性認識，并學習如何運用影像的光譜曲線選擇彩色合成波段，對高光譜數(shù)據(jù)加以顯示。

第二次實習安排在第二章光譜重建與幾何校正授課內容完畢后。實習主要內容為：高光譜大氣校正以及光譜特征分析；主要任務是練習如何運用FLAASH模型對高光譜遙感影像進行大氣校正的方法。此外，安排學生進一步熟悉高光譜數(shù)據(jù)的特性，并進行光譜分析，主要運用包絡線去除、ENVI的光譜角制圖以及光譜特征擬合（Spectral Feature Fitting）兩種方法從影像中辨認礦物。通過實習幫助學生了解光譜特征提取與分析對于高光譜數(shù)據(jù)的重要性。

第三次實習安排在第四章內容授課結束后。實習主要內容為純凈像元提取；主要實習任務是運用MNF變換后的波段以及散點圖工具提取端元、運用MNF變換后的波段以及純凈像元指數(shù)工具以及N維可視化儀提取端元、運用提取的端元進行分類和制圖。通過實習，讓學生掌握高光譜數(shù)據(jù)中純凈像元的提取方法，并運用所提取的純凈像元進行混合像元的分解。

第四次實習安排在高光譜遙感的應用授課內容結束后。第四次實習為綜合實習，實習任務是運用給定的AVIRIS高光譜影像 完成該地區(qū)的地質填圖。

5 當前教學中存在的問題以及解決策略

1) 課時數(shù)安排過少。目前這門課程作為專業(yè)方向選修課，只有24個學時。但高光譜遙感是遙感科學與技術專業(yè)一門非常重要的課程，應至少安排40學時。

2) 教學方法亟待改進。這門課程目前的教授方法是以任課教師口授后，學生上機實踐完成。雖然每次授課后都會及時安排實習，但是由于高光譜遙感某些理論較為深奧，使得學生在上課時難以馬上消化，產生畏難思想，影響學生學習積極性與主動性。因此，若在課時增加的基礎上，即可在上課時邊講授邊由老師指導學生動手操作，及時理解高光譜遙感中的相關原理方法，直觀理解相關原理在高光譜遙感中應用情況。

6 結 語

高光譜遙感是一門理論與實踐相結合的課程，是遙感科學與技術專業(yè)的選修課課，對于學生理解和掌握遙感的應用發(fā)展非常重要，并可加深學生對遙感理論方法的認識。如何設計教學內容是一件非常重要和有意義的課題。本文結合筆者自身教學經(jīng)歷，針對高光譜遙感本科課程教學的現(xiàn)狀，提出了對高光譜遙感教學內容的理解，并就教學中存在的一些問題進行了分析。

參考文獻

張良培，張立福著. 高光譜遙感[M].武漢:武漢大學出版社，2007

童慶禧，張兵，鄭蘭芬.高光譜遙感-原理、技術與應用[M].北京:高等教育出版社，2006

篇10

關鍵詞遙感技術；環(huán)境監(jiān)測；應用

中圖分類號X83文獻標識碼A文章編號 1007-5739（2011）22-0283-02

目前，我國正處于經(jīng)濟高速發(fā)展階段，環(huán)境污染與生態(tài)破壞日益嚴重，經(jīng)濟、社會發(fā)展與環(huán)境的協(xié)調關系被破壞。環(huán)境監(jiān)測作為環(huán)境監(jiān)督管理的重要手段，其重要性日益凸顯。近些年來，隨著科學技術的不斷發(fā)展，環(huán)境監(jiān)測技術也有重大的改進和創(chuàng)新，其中遙感技術在環(huán)境的監(jiān)測過程中有其他技術都不能替換的獨特作用和特點。常規(guī)的人工調查方法由于周期長、耗資大，不能及時反映環(huán)境變化的趨勢。遙感（RS）技術具有快速、準確、大范圍和實時獲取資源環(huán)境狀況及其變化數(shù)據(jù)的優(yōu)越性，為環(huán)境動態(tài)監(jiān)測與分析提供可靠的信息源，遙感技術在環(huán)境監(jiān)測的眾多領域正得到更加廣泛的應用和發(fā)展。

1遙感技術的內含和在環(huán)境監(jiān)測中的特點

遙感（Remote Sensing）英文原義是指“遙遠的感知”。遙感技術是20世紀60年代在現(xiàn)代物理學（如光學、紅外、微波、雷達等）、計算機技術、空間技術等支持下形成的一門綜合性探測技術。大多數(shù)學者認為，遙感是指應用探測儀器，不與探測目標相接觸，從遠處把目標的電磁波特征記錄下來，經(jīng)過人工處理，通過分析揭示出物體的特征性質及其變化的綜合性探測技術。遙感技術系統(tǒng)由遙感平臺、傳感器和遙感信息的接收與處理等3個部分組成。

遙感技術主要有監(jiān)測范圍廣、獲取資料信息更新速度快和周期短、受地面條件限制少、手段多，獲取的信息量大、質量高，便于進行長期動態(tài)監(jiān)測、節(jié)省人力、物力和減少人為因素干擾等優(yōu)點，往往還能發(fā)現(xiàn)用常規(guī)方法難以揭示的污染源及其擴散的趨勢。因此，遙感技術正廣泛地應用于監(jiān)測水污染、大氣污染等方面[1-2]。其最重要的作用是不需要采樣而直接可以進行區(qū)域性的跟蹤測量，快速進行污染源的定點定位、污染范圍的核定、大氣生態(tài)效應、污染物在水體、大氣中的分布、擴散等變化，以及大面積地監(jiān)測生態(tài)環(huán)境質量、土地利用變化等，從而獲得全面的綜合信息[3-4]。

2遙感技術在環(huán)境監(jiān)測中的應用

2.1水環(huán)境污染遙感監(jiān)測

水環(huán)境污染遙感監(jiān)測主要是基于清潔水體和污染水體的光譜效應[5]。利用遙感技術對河流水質、水量等進行監(jiān)測，可準確地顯示不同區(qū)域的水環(huán)境狀況，反映水體環(huán)境質量在空間上的變化趨勢，利用遙感信息可以快速監(jiān)測出水體污染源的類型、位置分布及水體污染的分布范圍等。水質遙感監(jiān)測研究的內容包括水體濁度、葉綠素、泥沙污染、油污染、熱污染、有色可溶性有機污染物等。國內外的許多學者利用遙感的方法估算水體污染參數(shù)，以監(jiān)測水質變化情況預測污染變化的動態(tài)。

2.2大氣污染遙感監(jiān)測

大氣污染的遙感監(jiān)測是避免常規(guī)的在典型區(qū)定點采樣和在實驗室分析污染物含量，避免常規(guī)大氣監(jiān)測評價用少量點定性評價大區(qū)域的環(huán)境質量的局限。主要是通過遙感手段根據(jù)遙感影像特征調查產生大氣污染的污染源的分布、污染源周圍的擴散條件、污染物的擴散影響范圍，可以實時快速地監(jiān)測和跟蹤大氣環(huán)境變化和污染動態(tài)，為處理措施的制定提供可靠的科學依據(jù)，以便及時制汀處理方案，減少大氣污染帶來的災害和損失[6]。大氣遙感主要包括大氣污染監(jiān)測和大氣污染物擴散規(guī)律的研究。主要的應用包括大氣氣溶膠監(jiān)測、沙塵暴監(jiān)測、臭氧層監(jiān)測、有害氣體監(jiān)測和城市熱島效應的監(jiān)測等。

2.3固體廢物污染監(jiān)測

固體廢棄物主要包括工業(yè)垃圾、建筑垃圾、生活垃圾以及混合垃圾。根據(jù)光譜信息可以有效地確定固體廢物及垃圾的狀況、位置、面積和分布，采用GPS進行相應的空間定位，運用地理信息系統(tǒng)（GIS）對不同時相的信息進行對比分析，確定其發(fā)展趨勢，實現(xiàn)對固體廢棄物的動態(tài)監(jiān)測和有效管理，優(yōu)化固體廢物堆放場所。

2.4土地利用變化監(jiān)測

土地利用方式的改變直接影響大氣循環(huán)、水文生態(tài)過程、局地小氣候、土壤、生物多樣性的正常發(fā)展和環(huán)境污染過程等，以及人類社會的和諧發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測是指應用遙感數(shù)據(jù)，定期或不定期地監(jiān)測同一區(qū)域土地利用變化情況，包括變化前后地類、范圍、位置和面積等，目的是國家通過該項調查及時了解年度一定區(qū)域內土地利用的實地變化、趨勢，為宏觀調控、經(jīng)濟發(fā)展提供決策依據(jù)[7]。遙感監(jiān)測作為一種在不直接接觸的情況下，對目標物進行遠距離觀測，可以高效、全面、實時地了解大范圍土地利用的發(fā)展變化，及時地掌握發(fā)展過程中具體細微的新變化信息，進行合理規(guī)劃、建設和引導[8]。

3環(huán)境監(jiān)測中遙感技術的應用前景

遙感技術在環(huán)境監(jiān)測多個領域的應用展示遙感監(jiān)測方法巨大的應用潛力和常規(guī)監(jiān)測方法所不具有的優(yōu)勢，隨著科學技術的迅速發(fā)展，高分辨率、高光譜和多極化遙感數(shù)據(jù)獲取將成為主發(fā)展趨勢，環(huán)境污染遙感監(jiān)測技術與GIS（地理信息系統(tǒng)）、GPS（全球定位系統(tǒng)）、ES（專家系統(tǒng)）集成，形成環(huán)境污染遙感監(jiān)測集成系統(tǒng)。利用環(huán)境污染遙感監(jiān)測技術，建立突發(fā)性環(huán)境污染事故的實時監(jiān)測和預警系統(tǒng)，可大大提高環(huán)境監(jiān)測的能力和工作效率。

環(huán)境監(jiān)測領域遙感技術的應用優(yōu)越性顯著，意義重大，今后應進一步加強這方面的工作，按照社會、經(jīng)濟、環(huán)境協(xié)調可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求，加大研究的范圍和領域，結合地面常規(guī)監(jiān)測，使其在環(huán)境保護方面發(fā)揮更加重要的作用。

4參考文獻

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