① 遙感是什麼有什麼用處
遙感(remote sensing)是指非接觸的,遠距離的探測技術。一般指運用感測器/遙感器對物體的電磁波的輻射、反射特性的探測。是通過遙感器這類對電磁波敏感的儀器,在遠離目標和非接觸目標物體條件下探測目標地物。
可用來獲取其反射、輻射或散射的電磁波信息(如電場、磁場、電磁波、地震波等信息),並進行提取、判定、加工處理、分析與應用的一門科學和技術。
是以航空攝影技術為基礎,在20世紀60年代初發展起來的一門新興技術。開始為航空遙感,自1972年美國發射了第一顆陸地衛星後,這就標志著航天遙感時代的開始。
(1)美國估產遙感調查成果擴展閱讀
遙感通過人造地球衛星、航空等平台上的遙測儀器把對地球表面實施感應遙測和資源管理的監視(如樹木、草地、土壤、水、礦物、農家作物、魚類和野生動物等的資源管理)結合起來的一種新技術。
遙感探測能在較短的時間內,從空中乃至宇宙空間對大范圍地區進行對地觀測,並從中獲取有價值的遙感數據。
獲取信息的速度快,周期短。由於衛星圍繞地球運轉,從而能及時獲取所經地區的各種自然現象的最新資料,以便更新原有資料,或根據新舊資料變化進行動態監測,這是人工實地測量和航空攝影測量無法比擬的。
② 中國的遙感技術取得過哪些重大成果
中國遙感技術應用現狀
1957年第一顆人造地球衛星升空標志著人類進入了太空時代,從此人類以嶄新的角度開始重新認識自己賴以生存的地球。空間信息技術是本世紀60年代發展起來的一門新興的科學技術,遙感技術,包括地理信息系統和全球定位系統,則是對地觀測的重要手段。中國的遙感技術從70年代起步,經過十幾年的艱苦努力,已發展到目前的實用化和國際化階段,具體表現在具備了為國民經濟建設服務的實用化能力和全方位地開展國際合作使其走向世界的國際化能力。
* 為國民經濟可持續發展提供科學的決策依據
中國目前經濟發展和人口增長對國家資源環境的影響程度超過了歷史上的任何時期。對國土資源進行動態監測是我國政府一貫重視的問題。我國國土資源面積大、類型多,遙感技術在國土資源動態監測上具有相當大的優勢和潛在的市常如,在1980~1985年期間,我國曾利用陸地衛星MSS數據進行了全國范圍的土地資源調查,並按1∶50萬比例尺成圖,宏觀地反映了我國大地資源的基本狀況;1984年開始由國家土地局主持開展了全國范圍的土地資源詳查工作,採用了航片和地面實地測量的方法,對農地採用1∶1萬比例尺成圖、林地及草地採用1∶5萬比例尺成圖、在西部地區利用航片與陸地衛星數據結合按1∶10萬比例尺成圖。但是由於區域范圍大,使項目實施歷時長達10年,可見實施全國的土地資源調查迫切需要高空間解析度的衛星遙感圖像。據估計覆蓋我國整個國土面積需要600景TM圖像,而斯波特圖像則需要6000多景, 可見遙感技術在我國具有相當大的市場,因而盡快發射我國自己的資源衛星是擺在我們面前的十分迫切的任務。「八五」期間中國科學院和農業部「國家資源環境遙感宏觀調查與動態研究」小組在1992~1995年的3年時間里完成了全國資源環境調查,建立了一個完整的資源環境資料庫,較過去開展一項單項專題的全國資源環境調查需5~10年的時間是一個很大進步。在項目實施中全部採用了90年代接收的最新陸地衛星TM圖像作為主要的信息源,同時也使用了我國近年內發射的多顆返回式資源調查衛星的高解析度圖像,在大興安嶺、秦嶺、橫斷山脈一線以東選用1∶25萬比例尺,此線以西採用1∶50萬比例尺進行遙感圖像判讀、制圖及資料庫建立工作。為此,須完成全國陸地部分國際標准分幅地圖近500幅幅面的調查、制圖與數據分析工作。除全國范圍的國土資源調查外,各主要省市,如北京、天津、浙江、陝西、內蒙等許多省市自治區也開展了國土資源調查工作。
除此以外,80年代後期的「三北」防護林帶綜合遙感調查和「黃土高原水土流失遙感調查」以及「遙感技術在西藏自治區土地利用現狀調查中的應用」等項目都是比較重大的遙感工程。但是,從國民經濟建設的需要來看,類似於全國土地資源調查等大型工程項目應該增加動態監測的能力,如在我國東部地區應該每年調查一次,西部地區每5年一次。可見,我們面臨的任務是十分艱巨的, 遙感應用的市場是非常廣泛的。
* 具有對重大自然災害災情進行動態監測和評估的能力
中國是自然災害頻繁且嚴重的國家,每年因災害所造成的損失高達上千億元人民幣。對重大災害進行動態監測和災情評估,減輕自然災害所造成的損失是遙感技術應用的重要領域。
我國在「八五」期間建立了重大自然災害(洪水、林火、乾旱、地震、雪災等)遙感監測評估系統。針對洪澇災害採用了包括陸地衛星、氣象衛星和具有全天候觀測能力和應急反應能力的機載合成孔徑雷達遙感等多高度的立體監測手段,不僅具有監測的宏觀性、動態觀測能力,而且通過機-星-地實時傳輸系統能夠實時地將災情圖像及時地傳送到中央指揮部門。自1987年以來,我國先後在永定河、黃河、長江、淮河等地區開展了大規模的防汛遙感綜合試驗。尤其是1994年在福建閩江、廣東的西江和北江,1995年在鄱陽湖、洞庭湖和遼河的洪水監測評估工作中,已分別將洪水災害的初評估與精評估的時間壓縮至2天和2周。整個技術方法與流程已達到實用化水平。如在1991年太湖流域洪澇災害遙感監測中,採用了多個時相的諾阿衛星影像、陸地衛星TM影像和側視雷達圖像,通過多時相的遙感信息復合得到了准確的災情數據。
1987年5月發生在我國東北大興安嶺的特大森林火災, 第一個發現火災的是諾阿氣象衛星圖像。在火災發生期間連續接收了過境的氣象衛星和陸地衛星圖像,每天提供火區范圍、火勢變化、火頭位置移動、新火點出現以及撲火措施效果等方面的信息。火災後的1988 年和1989年利用陸地衛星TM圖像還進行了火燒跡地恢復的遙感調查,實現了森林火災早期預警、災中的動態監測、災後損失評估以及後期的生態恢復調查的遙感動態觀測,得到了國家領導人很高的評價。
此外,我們還利用氣象衛星遙感數據與地面氣象數據相結合的方法,在黃淮海平原建立了旱情遙感動態監測評估系統,為農業管理、合理灌溉等提供了決策依據。
總之,中國的自然災害之多、危害之大是驚人的,應用遙感技術進行減災的效果是顯著的,同時應用的潛力也是巨大的。
* 利用遙感技術進行農作物估產和林業資源調查
我國是農業大國,糧食問題是我國政府非常重視的問題。早在80年代中期,在國家經委的支持下,以中國氣象局為主組織開展了北方10省市冬小麥估產試驗。這標志著氣象衛星非氣象領域工程化應用的開始,也是我國首次開展大規模遙感估產工作。目前利用氣象衛星進行農作物估產的應用已得到了普及和深化,並形成了一種業務化的手段,估產對象也從冬小麥擴展到玉米、水稻等其他作物。
「八五」期間我國建立了主要產糧區主要農作物(小麥、水稻、玉米)估產信息系統。其中大面積冬小麥遙感估產運行系統是遙感技術和地理信息系統技術相結合的產物,它將整個遙感估產的各個作業環節納入計算機系統運行,使其整體具有數字化作業能力,並能輸出各種估產結果。1992~1995年近3年在黃淮海地區進行冬小麥遙感估產試驗的結果表明,利用遙感技術對大面積農作物估產的精度能夠達到95%以上,無論是大區域還是分省(區)估算,均能達到規定的精度指標。隨著系統運行年限的累積,估產精度將會逐漸提高,運行費用也會逐年減少。同時針對國家急需了解農業種植結構變化和進行種植面積測算、長勢監測和單產模型建立等的要求,對我國主要農作物進行了遙感估產,在地理信息系統技術的支持下,構成了農作物估產的實用運行系統。此外,其他農作物如水稻、玉米等也都分別在江南的太湖平原和東北的三江平原建立了估產信息系統,並取得了很好的效果。
1995年國家遙感中心組織力量完成了《中國農業狀況圖集》,採用圖表相結合的方式,形象直觀地反映了我國農業發展的綜合水平,以及糧食、棉花、油料等方面的狀況及變化,揭示了農業發展中面臨的耕地減少等問題,為中央和地方政府進行宏觀決策提供了科學依據。該項工作受到了中央領導同志的肯定。
* 地質礦產資源遙感調查
中國的礦產資源豐富,遙感技術的應用前景十分廣闊,遙感技術在區域地質填圖方面的應用已比較成熟,並取得了很好的效果。如在內蒙古、山東、江西、四川等省區開展的32 項1∶5萬圖幅的地質填圖工作中,採用遙感技術不僅提高了工作效率和填圖的質量,而且節省了填圖的費用,每幅圖的實際費用僅占常規方法所需費用的三分之二;在承德地區採用 TM圖像進行1∶25萬比例尺的區域地質填圖工作中, 除建立的遙感地層單元符合1∶25 萬區域地質填圖單元技術要求外, 在地質構造和礦產研究方面也有更多的發現,並且大大地縮短了周期、節省了經費。這必將為我國在本世紀內實施並完成200萬平方公里1∶5萬區域地質填圖和全國范圍的l∶25萬區域地質填圖項目起到重要作用。
在地質礦產資源調查方面,遙感技術在我國已經從間接探測發展到了直接探測階段,如在新疆准葛爾利用細分紅外和多光譜掃描技術直接探測到了岩金礦的蝕變帶,取得了利用遙感技術直接尋找金礦的重大進展。我國還利用短波紅外成像光譜掃描儀在新疆進行了石油天然氣資源的遙感直接探測試驗。利用該遙感圖像數據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。該項目在新疆塔里木盆地的多次生產試驗中得到了證實。這些技術的成功應用為加快我國西部的開發發揮了積極的作用。
此外,近年來發展起來的干涉測量雷達技術已經在三峽大壩等大型工程的環境監測和油氣區地面沉降等應用領域顯示出巨大的應用潛力。
中國遙感技術應用展望
「九五」期間,中國國家科委已經把「遙感、地理信息系統及全球定位系統技術綜合應用研究」列為「九五」國家科技攻關重中之重項目,至此遙感信息技術已連續四個五年計劃被列入國家優先項目,說明了國家對遙感事業的重視。可以預見,該項目的實施,可以有效地將這一高新技術廣泛地應用於國民經濟建設的各個方面,使其走上產業化發展的道路。
* 推動業務性遙感信息綜合服務體系的形成
「九五」期間遙感科技攻關的重點是在以農業資源為主體的資源與環境動態信息服務方面。屆時將建立一個國家級的宏觀信息服務體系,同時使對水旱災害為主的遙感監測與評估系統走向業務化運行。
(1)國家級基本資源與環境遙感動態信息服務體系的建立
我們將針對全國范圍內的基本土地資源與生態環境狀況,建立空間型信息系統,形成每年動態更新一次的能力,並在此基礎上向國家高層次部門提供以國家農業土地資源、城市化發展及其動態變化為主的數字圖件,其中包括1∶25萬全國分及分重點區域的土地資源及其生態環境背景圖件和數據;重點開發地帶和大城市周邊地區的1∶10萬圖件和相應的資料庫;每年一次1∶25萬比例尺的中國東部耕地與城鎮動態變化圖件和資料庫;較為完整的全國基本土地資源和生態環境背景資料庫;對國家資源熱點問題,如耕地動態變化、城市化等每年提供一次專題報告等。按計劃,1999年以前我們將建立網路型國家級信息服務體系,提供相應的資源環境信息及輔助決策信息,保證系統連續穩定地運行。
(2)重大自然災害監測與評估運行系統的完善
以水旱災害監測與評估為重點的運行性綜合監測與評估業務系統將於1999年建成並投入相關業務部門使用,使之具備定期發布全國旱情、隨時監測評估洪澇災害和重大自然災害的應急反應能力。該系統具有以下功能:對突發性水災,在系統進入狀態後2天內提供受淹范圍、各類土地面積等信息, 一周之內提供包括受災人口、受淹房屋等信息的詳細報告;對重點地區,實施每天一報淹沒地區及面積的信息服務;在危機時刻,提供實時災害現場圖像顯示和注記;從1998年開始,每10天報一次全國的旱情數據,成災地區對農田乾旱狀況每5 天上報一次災情數據;對重大森林火災和地震等自然災害進行監測並及時提供相關信息,從而最大限度地減輕自然災害所造成的損失。
* 繼續趕超世界遙感科技前沿
在「九五」期間按照863計劃將加大向對地觀測系統建設的傾斜力度,除繼續強化支持星載合成孔徑雷達樣機的研製外,還要研製開發先進機載對地觀測系統。
目前海洋監測已經列入了863計劃,海洋資源的遙感監測已經得到了我國政府的高度重視,它是對地觀測的重要組成部分。我們將發展預警海洋災害、監測海洋環境所急需的高技術,為建立我國海洋立體監測系統提供技術支撐,提高海洋可持續發展的環境保障能力,加速與全球海洋觀測系統的接軌,力爭本世紀末在海洋自動觀測系統、水聲遙測和海洋遙感技術應用的主要方面達到90年代中期的國際先進水平。
「九五」期間我國還將支持如下四個方面的新技術研究:以高光譜解析度遙感為主的高解析度遙感信息對水稻的識別,小塊種植面積的測定以及農作物長勢監測技術研究;雷達遙感新技術在有雲天氣條件下對水稻和棉花的識別以及農業土地面積測算技術研究;新型遙感技術大數據量信息的快速處理、分析以及提取技術研究;以新型遙感信息為基礎的遙感和地理信息系統的融合處理技術以及基於遙感信息提取的地理信息系統快速生成、更新技術研究
③ 成果報告
7.2.1 編寫原則
1)遙感地質解譯成果報告是遙感地質調查成果系統全面的總結。報告的編寫應以現代先進地質理論為指導,報告的基本內容應根據各具體任務要求和測區豐富翔實的實際資料為基礎,實事求是地總結客觀地質規律。報告編寫必須在各種資料高度綜合整理的基礎上進行,內容要求全面、重點突出,既不煩瑣,又要避免簡單化,既要實事求是地反映測區地質研究水平,又要敢於從地球科學國際先進領域的高度和深度揭示深層次規律問題。因此,它既是實際工作成果的總結,同時又是基礎地質科學研究成果的體現,具有很高的理論性和很強的實用性。
2)遙感地質解譯報告編寫前,必須組織全體調查人員對測區內主要地質構造問題進行深入討論,在統一觀點、認識的基礎上編制出詳細編寫提綱,然後按照詳細提綱所列內容,按項目技術人員各自業務特長分工負責進行編寫。
3)報告編寫要有綜合性、邏輯性和藝術性,應做到內容真實、文字通順、主題突出、層次清晰、圖文並茂、插圖美觀、圖例齊全、各章節觀點統一。
7.2.2 編寫提綱
第一章 緒言
簡要說明上級下達的任務與要求、工作起止時間、完成工作量(編制工作量分布圖)、研究區自然地理概況(附交通位置圖)、研究程度(附研究程度圖)、工作方法及技術路線(附技術流程圖)及主要技術成果和貢獻等。
第二章 方法技術
第一節 衛星影像圖製作方法
詳細論述遙感數據種類及質量,數據處理、幾何糾正與配准、數據鑲嵌等方法、技術、控制指標,標准影像圖生成過程中的整飾與注記,以及檢查與驗收的技術要求和質量評價。
第二節 遙感地質解譯調查方法
詳細論述宏觀影像分區、影像單元、影像岩石單元建立劃分的方法與技術,信息增強處理法的方法與技術及填圖單位劃分方案和填圖單位種類。
第三章 區域遙感地質特徵
按地層、侵入岩、構造、礦產、生態地質環境分別介紹。
第一節 地層
介紹測區地層系統,岩性特徵、組合特點、影像規律、解譯程度、形成環境、相互關系、時空展布與變化規律等。
第二節 侵入岩
按基性-超基性岩和中酸性侵入岩,依時代從老到新分述侵入岩的特徵,出露面積、數量、產狀、形態;岩石類型、礦物成分、結構構造,接觸關系;岩石化學、岩石地球化學特徵;蝕變、內外接觸帶特點,單元劃分、影像特徵變化、解譯程度,以及節理、岩脈、岩牆的發育情況和產狀變化規律等。
第三節 地質構造及構造發展史
按類型分別介紹影像標志、形態、規模、展布、序次與組合關系,進行構造運動學和動力學分析,以及構造運動歷史與沉積作用、沉積環境、岩漿活動、成礦作用等的關系和新構造特徵及其影響。
第四節 礦產
按礦產種類分別介紹成因類型、成礦規律、影像特徵、遙感找礦模式,不同層次控礦、成礦信息解譯、提取方法及找礦預測等。
第五節 專項調查與專項研究
視具體情況,根據任務書編寫。如屬於與遙感地質解譯同時開展的生態環境地質等專項調查,則應在總體報告中增加此章節進行敘述。
第四章 結論
敘述取得的重大成果、存在的問題和工作建議。
④ 2018年航天事業取得的成就有哪些
一、「鵲橋」搭乘長征四號丙運載火箭升空:
2018年5月21日點28分,在我國西昌衛星發射中心,由中國航天科技集團有限公司抓總研製的嫦娥四號中繼星「鵲橋」搭乘長征四號丙運載火箭升空。
按照計劃,「鵲橋」將在今年年底等到前來月球背面執行探測任務的嫦娥四號著陸器和巡視器。屆時,「鵲橋」將提供中繼通信服務,為地球和月球搭建一條跨越40多萬公里的通信「橋梁」。
二、高分六號衛星升空:
2018年6月2日12點13分,長征二號丁運載火箭在酒泉衛星發射中心通過一箭雙星方式成功將高分六號衛星送入預定軌道!
高分六號是國家高解析度重大專項規劃衛星,牽頭主用戶是農業農村部,衛星入軌後與高分一號組網運行,將服務於農業農村、自然資源、應急管理、生態環境等多行業應用。
三、風雲二號H星升空:
2018年6月5日21點07分,我國在西昌衛星發射中心用長征三號甲運載火箭成功發射風雲二號H星。這是我國第一代靜止軌道氣象衛星的最後一顆,將為一帶一路沿線國家提供氣象服務。
四、成功發射第35、36顆北斗導航衛星:
2018年8月25日7時52分,我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭(及遠征一號上面級),以「一箭雙星」方式成功發射第35、36顆北斗導航衛星。兩顆衛星屬於中圓地球軌道衛星,也是我國北斗三號全球系統第十一、十二顆組網衛星。
五、發射高分十一號衛星:
2018年7月31日,在太原衛星發射中心,用長征四號乙運載火箭成功將高分十一號衛星送入預定軌道。該衛星將主要用於國土普查、城市規劃、土地確權、網路設計、農作物估產和防災減災等領域。
⑤ 林培的主要成就
林培認為,土壤地理學不能僅僅停留在土壤調查和土壤的地理科學研究上,必須要為土壤的資源利用服務。開放改革後,接受了聯合國糧農組織(FAO)關於「土地」的概念,而且認為作為一個自然資源,還必須進一步考慮經濟與社會因素。他參與了「中國土地人口承載潛力」的國際合作研究,1987年在北京農業大學創辦了全國第一個「土地資源與管理系」,1991年主編了全國第一本《土地資源學》教材,全面而系統地闡述了土地資源學科研究的概念、領域、特有工作方法和服務范圍。
林培還指出,「土宜」是土地資源合理持續利用,以及發展區域經濟的基礎。但是「土宜」不同於一般的作物生態學,它是「作物經濟性狀的生態要求和人類栽培技術相結合的產物,後來他進一步明確「土宜」是品種的經濟性狀,土地生態條件與栽培、加工等三者相結合的產物。近年來,他一直積極倡導和支持土宜科學的研究。
為了加強土地利用的土壤地理及土地評價的基礎研究,他建議將土地資源和土地利用有機地結合起來,在現有國際和國內通用的土地利用制圖的小比例尺制圖第一、第二級統一分類的基礎上,於地區性的大、中比例尺制圖中加以第三、第四級分類,分別表示地形和土壤因素,而且可以為土地資源信息積疊和迭加制圖創造條件。 根據全國土壤普查的技術需求,1979年農業部開始了與聯合國開發計劃署(UNDP)和糧農組織(FAO)的農業遙感技術合作,林培參與並在後期主持了這一工作,先後創立了「北京農業大學農業遙感應用與培訓中心」及南京、成都和哈爾濱3個應用分中心,為全國土壤普查及農業遙感應用,特別是在應用方法及其應用理論基礎方面打下了初步基礎。主要表現在以下幾方面:
1.土壤遙感解譯:根據紅外衛星影像所提供的地面景觀、水系、土壤水分、土壤質地及土壤有機質等多層次信息,與土壤形成因素相結合,開展了土壤類型解譯研究,同時將相同比例尺的衛星彩色影像與藍膜(透明)地形圖,以地面水系為准(因水系的平面系統不易畸變位移)進行逐塊局部套合(因兩種圖件的地圖投影系統不同,不能全面重疊),以保證衛星影像中小比例尺土壤解譯與制圖的精度。他主持的「黃淮海平原低產土壤遙感調查」(「六五」攻關項目)1986年獲農業部科技進步二等獎。
2.土壤侵蝕遙感定量:根據通用土壤侵蝕公式:A(土壤侵蝕量)=R(降水量)·K(土壤抗蝕性狀)·S(坡度)·L(坡長)·C(植被類型與蓋度)·P(水保措施)的多因子模式,以及透明地形圖與衛星影像進行局部迭合的方法,結合區域土壤侵蝕量的水文站觀測數據(即A),進行了土壤侵蝕的模擬遙感定量解譯研究。1986年,在主持「黃土高原遙感應用技術研究」(「七五」攻關項目)中,利用大比例尺紅外航片及有關資料進行定位研究,取得肯定性成果,獲農業部科技進步二等獎。同時將此法也引入全國1∶100萬及各流域1∶50萬的土壤侵蝕定量研究,進行土壤侵蝕信息的迭加制圖,1994年和1995年相繼獲水利部科技進步一等獎及國家科技進步二等獎。
3.農業遙感估產:1980年他指導北京市農林科學院進行北京地區順義縣的冬小麥遙感估產,1982年開始指導中央氣象局農氣所的全國冬小麥估產的大型項目,並將美國遙感估產的面積框圖取樣法(Area Sampling Frame)中的統計分層改為土地資源分層,從而提高了抽樣及統計的精度,而且將遙感統計與統計、氣候、農學與光譜等估產方法相結合,提出綜合印證的方法,大大提高了遙感估產的可信度。19991年該項目獲中央氣象局科技進步二等獎。
⑥ 土地資源遙感調查
4.1.1 土地資源分類
(一)土地資源分類原則與依據
土地資源分類是土地資源研究的重要內容,是調查與制圖的基本依據。建立科學地、系統地反映土地資源基本特徵和地域差異的分類系統,是土地資源調查最基本的原則。在土地資源分類中,主要考慮的原則是:
(1)分類系統力求簡潔,符合國家對土地資源基本數據及其動態狀況的迫切要求。
(2)考慮土地資源屬性,按土地資源性質與特點劃分若干類型,以正確反映土地資源特徵與本質差異。
(3)分類中做到歸並相似性,區別差異性,由大到小,由高級到低級劃分,最終建成一個上下聯系、邏輯分明的科學分類系統。
(4)考慮應用遙感技術調查所能達到規定精度的可能性。
(5)考慮反映土地資源動態變化,將反映土地資源動態狀況的因素作為劃分某些類型的重要標志。
依上述原則,根據《國土資源遙感綜合調查工作意見》(1997年12月,國家計劃委員會國土地區司)、《土地遙感動態監測技術規定》(1997年6月,國家土地管理局),並參考《全國農業土地資源遙感調查技術報告》(1997年6月,國家統計局、中國科學院)等資料,在湖南省土地資源遙感綜合調查中土地資源採用二級分類,對二級分類中的耕地採用三級分類。第一級依據國民經濟主要用地構成和土地屬性利用方向劃分為:耕地、林地、草地、水域、城鎮居民及工交建設用地、未利用土地。第二級是在第一級基礎上,依據主要利用方式、利用條件和難易程度劃分為19個類型:水田、旱地、有林地、灌木林、疏林地、其它林地、高覆蓋度草地、中覆蓋度草地、低覆蓋度草地、河渠、湖泊、水庫坑塘、灘地、城鎮用地、農村居民點用地、工交建設用地、沼澤地、裸土地、裸岩石礫地。水田劃分為:山地水田、丘陵水田、平原水田、坡度大於25°的水田。旱地劃分為:山地旱地、丘陵旱地、平原旱地、坡度大於25°的旱地。
(二)土地資源分類系統及其含義
耕地(1)(註:括弧內數字為地類代碼,下同)
水田(11):指有水源保證和灌溉設施,在一般年景能正常灌溉用以種植水稻、蓮藕等水生農作物的耕地。按其所處地貌部位可劃分為:山地水田(111)、丘陵水田(112)、平原水田(113)、坡度大於25°的水田(114)。
旱地(12):指無水源無灌溉設施,靠天然降水生長作物的耕地。或有水源和灌溉設施,在一般年景不能正常灌溉的旱作物耕地。按其所處地貌部位,可劃分為:山地旱地(121)、丘陵旱地(122)、平原旱地(123)、坡度大於25°旱地(124)。
林地(2)
有林地(21):指郁閉度≥30%的天然林和人工林,包括用材林、經濟林、防護林等成片林地。
灌木林(22):指郁閉度>40%,高度在1米以下的矮林地和灌叢林地。
疏林地(23):指郁閉度10%~30%的稀疏林。
其它林地(24):指未成林造林地、跡地、苗圃及各類園地。
草地(3)
高覆蓋度草地(31):指覆蓋度>50%的天然草地、改良草地和割草地。此類草地一般水分條件較好,草被生長茂密。
中覆蓋度草地(32):指覆蓋度在10%~50%的天然草地和改良草地。此類草地一般水分不足,草被較稀疏。
低覆蓋度草地(33):指覆蓋度在10%~20%的天然草地。此類草地水分缺乏,草被稀疏,牧業利用條件差。
水域(4)
河渠(41):指天然形成或人工開挖的河流及主幹渠常年水位以下的土地。人工渠包括堤岸。
湖泊(42):指天然形成的積水區常年水位以下的土地。
水庫坑塘(43):指人工修建的積水區常年水位以下的土地。
灘地(46):指河、湖水域平水期水位與洪水位之間的土地。
城鎮工礦居民用地(5)
城鎮用地(51):指大、中、小城市及縣鎮以上建成區用地。
農村居民點用地(52):指鎮以下的居民點用地。
工交建設用地(53):指獨立各級居民點以外的工礦用地,以及交通道路、機場、碼頭和特殊用地。
未利用土地(6)
沼澤地(64):指地勢平坦低窪、排水不暢、長期潮濕、季節性積水或常年積水,表層生長濕生植物的土地。
裸土地(65):指地表土質覆蓋,植被覆蓋度在5%以下的土地。
裸岩石礫地(66):指地表為岩石或石礫,其覆蓋面積>50%的土地。
4.1.2 遙感圖像分析判讀
(一)圖像分析判讀基礎
一切地物由於其種類和環境條件不同,在不同波長電磁波的頻段上,具有不同的地物波譜反射和輻射特徵,在影像上表現為色調、形狀、大小、陰影和紋理等信息的差異。通過藉助影像上呈現的色調、形態的差異和變化,以及它們之間的組合規律,可以確定地物的范圍、類別和特徵,達到識別目標物的基本目的。依據目標物的位置、形狀和大小,測量其長度或面積,構成了圖像判讀的基礎信息。
(二)判讀內容及其解譯標志的建立
採用 TM衛星假彩色合成圖像,基本上能全面反映我省各類土地類型的特徵。通過室內遙感解譯,對照已有調查成果並經野外實地驗證,建立了湖南省土地資源類型遙感解譯標志(表4-1)。
表4-1 湖南省土地資源類型遙感解譯標志(R4G7B3)
4.1.3 圖像分析判讀與制圖
(一)基本原則
以最新TM衛星圖像和相應的地形圖為主要信息源,採用人機交互方式和有關技術相結合的方法,對土地資源進行判讀與制圖。
1∶25萬定性判讀精度為:耕地和城鎮≥95%,其他類型為85%~90%。定位精度為TM圖像與地形圖對點誤差一般小於圖上距離0.6 mm,最大不超過1 mm。
地類的判讀,遵循先易後難,由淺入深,逐步展開的原則。
地類圖斑的歸並,以1∶25萬TM衛星圖像為依據,小於4 mm2(即375畝)的圖斑捨去,並入相鄰圖斑。復合圖斑歸並時,按數量原則和類型接近原則處理,如旱地與水田歸並時,將面積小的歸並到面積大的圖斑,小面積坑塘水庫歸並於耕地中。
(二)圖像判讀
首先輸入縣級影像柵格文件(TTF格式),在Coreldraw軟體環境下,以影像文件作為判讀背景(第一層),通過人機交互方式分層提取目標地類。第二層為地類界,第三層為地類屬性,第四層為重要線狀地物。
根據影像判讀標志,通過人機交互方式,直接操作滑鼠,沿影像特徵的邊緣准確繪出全閉合的地類界,並賦地類屬性及編號。逐縣完成全省地類的判讀和准確定位。全省共繪出各類地類圖斑250593個。其中水田(11)35174個,旱地(12)60034個,有林地(21)27450個,灌木林(22)13722個,疏林地(23)64030個,其他林地(24)2082個,高覆蓋度草地(31)8720個,中覆蓋度草地(32)1921個,低覆蓋草地(33)107個,河渠(41)837個,湖泊(42)324個,水庫坑塘(43)8137個,灘地(46)1394個,城鎮(51)1054個,農村居民點(52)24636個,工交建設用地(53)466個,沼澤地(64)374個,裸土地(65)130個,裸岩石礫地(66)1個。
判讀提取目標地物(地類)的最小單元:面狀地類大於6×6個象元;圖斑短邊寬度最小為4個象元。
判讀精度:耕地定性准確率>98%,其他地類>95%。計算機屏幕解譯地類界線的線劃描跡精度為一個象元。
重要線狀地物單線繪出,其屬性代碼為:鐵路「71」,公路「72」,河渠「73」。重要線狀地物是指不宜在零星地類成數抽樣中對其面積進行測算和扣除的線狀地物。
判讀完成後保存Coreldraw格式的*.CDR文件,並輸出*.DXF矢量格式文件。
(三)矢量專題層面的生成與面積量算
從Coreldraw中導出ARC/INFO能夠接受的*.DXF格式文件,轉換成下一步所需Coverage恢復成原圖像的投影系統,然後再轉成統一的等面積分割圓錐投影坐標系統。
利用ARC/INFO的ARCEDIT模塊進行圖形編輯,逐圖斑與線段賦給地類代碼,完成相鄰圖幅接邊,統一行政區劃圖、土地資源圖、地理單元圖和線狀地物圖的圖廓邊界。分別建立拓樸關系,四圖層疊加組合成土地資源圖,用以進行面積量算與匯總使用。
由於數字化過程中產生的隨機誤差和投影變形產生的系統誤差,量算面積和理論面積總有一定的差值,面積平差就是針對這兩種誤差進行的。一級平差以標准圖幅理論面積為控制面積,對該圖幅內各縣域量算面積按其所佔比例進行平差,求得標准圖幅內各縣域的實際面積,在此基礎上計算出全省各縣級行政區的實際面積。二級平差是以縣級行政區的實際面積為控制面積,對縣域內各圖斑的量算面積按其所佔比例進行平差,求得縣域內每一個圖斑的實際面積,在此基礎上計算出全省地類圖斑的實際面積。
(四)重要線狀地物面積校正
在二級面積平差完成後,分縣進行重要線狀地物面積扣除。重要線狀地物寬度的平均值是將航片掃描成圖像文件後,按平原、丘陵和山地三種地貌類型抽樣布點,根據航片比例尺平均值得到的。鐵路、公路的寬度包括路堤、路塹、道溝、取土坑和護路林。逐縣按各自的平均寬度,換算出面積數據(畝),從相應地類面積中扣除,並將扣下的面積數據量分別加入所屬地類中去。設某一地類圖斑內有n條線狀地物,其長度和寬度分別為Lij和bij(i=1,2,…,n),j為地類圖斑編號,則該圖斑應扣除的線狀地物面積為:
湖南省國土資源遙感綜合調查
(五)細小地物(零星地類)面積扣除
在二級面積平差完成後,分縣進行零星地類面積的扣除。零星地類是指由於受比例尺精度限制,有些地類不能在圖上反映出來,但它卻是客觀存在的。零星地類的存在影響了數字化地圖對實際情況的真實反映。為了與實際更加吻合,需對零星地類作必要的處理。其基本思路是:通過抽樣方法獲得細小地物的統計分布特徵,給出細小地物在主體地物中的統計成數,然後將這一成數落實到所有的主體地物中進行細小地物面積的成數調整。細小地物抽樣分兩種,一種是TM衛星影像中抽取小於6×6個象元的細小地物,另一種是從解析度更大的航片上抽取更加細小的地物。這兩種抽樣方法都各自形成一個細小地物抽樣成數數據,用於細小地物面積扣除。
(1)航片細小地物扣除
航片細小地物扣除分縣進行,其主體地物只有耕地(11,12),非主體地物為河流(41)和工礦交通建設用地(53)兩類。
設某一耕地圖斑Aj被切為n個更小的圖斑Aij(i=1,2,…,n),則:
湖南省國土資源遙感綜合調查
式中j為該耕地圖斑在該縣土地資源圖中的圖斑號,i為Aj被切分開的各小圖斑的序號。設Aj的實際面積為ARj(二級平差後的面積),ACj為j圖斑的量算面積,則被切分的各小圖斑Aij的實際面積ARij為:
湖南省國土資源遙感綜合調查
式中ACij為各小圖斑的量算面積。
設細小地物R對Aij的成數為Rijk,則細小地物k在圖斑Aj中的扣除量為:
湖南省國土資源遙感綜合調查
縣域內細小地物在耕地中扣除總量ADk為:
湖南省國土資源遙感綜合調查
當k=1時,ADk表示縣域內耕地中水域(41)扣除總量;當k=2時,ADk表示縣域內耕地中建設用地(53)扣除總量。ADk值要分別加入到縣城分類面積(41,53)統計中去。
(2)TM影像圖細小地物的扣除
其操作方法與航片相同。主體地物也僅僅限於耕地,但非主體地物除河流(41)、工交建設用地(53)外,還包括各類草地(31,32,33)和未利用土地(64,65,66)等。
由於細小地物(零星地類)成數抽樣是分縣按平原、丘陵、山地三種地貌類型進行的,因此,縣域內耕地中細小地物的扣除系數(成數)視耕地所處地貌位置的不同而有所不同。
(六)圖形資料庫和屬性資料庫集成
數據集成是將各種數據統一組織,按照一定標准,將數據建庫,以交付運行的過程。
圖形數據及屬性數據包括土地資源數據、重要線狀地物數據、行政界線數據等。以微機網路為硬平台,以ARC/INFO和ARCVIEW作為核心軟平台,對圖形數據、屬性數據、圖像數據進行整理、編輯裁切、編碼,按不同的要求和規程分別建成圖形資料庫、屬性資料庫和圖像資料庫。
(1)屬性數據集成
屬性數據有兩個來源:
第一在圖形資料庫集成時,每個層面的數據和每個圖幅的數據都伴隨一個屬性數據文件,由這些屬性數據文件集成的屬性數據,簡稱屬性庫A。
第二由土地資源圖、地理單元圖、重要線狀地物圖、行政界線圖經過ARC/INFO中的IDENTITY命令疊加形成的組合圖,其所伴生的具有地理背景等屬性的土地資源屬性數據,經過重要線狀地物校正、細小地物扣除形成的面積量算數據,所形成的屬性資料庫簡稱屬性庫B。
屬性庫A以圖形資料庫界面為基礎,外加屬性數據顯示和查詢功能,達到了圖形數據和屬性數據的結合,實現了圖形數據和屬性數據的同步定位和條件組合查詢、顯示功能。屬性庫 B以 windows95為操作環境,用MS-VISNAL BASIC作為系統界面的最後封裝設計語言,操作簡單,具有顯示、查詢、檢索等功能。
(2)圖像庫集成
以陸地衛星TM數據經過深加工並套合行政界線和控制點的數據作為TM圖像數據來源。對TM圖像數據按圖形資料庫中的數據分幅進行裁切入庫。在圖形資料庫系統界面的基礎上增加了TM圖形影像顯示、查詢功能。用ARCVIEW中的AVENUE進行界面封裝設計。TM圖像顯示能達到相應比例尺的圖形數據對應顯示。航片影像能按檢索要求和采樣框架進行定位顯示。
⑦ 如何利用遙感進行農作物估產
農作物遙感估產
crop yield estimation by remote sensing
nongzuovvu yaogan guehan 農作物遙感估產(erop yield estimation by remot。sens- ing)應用遙感信息和遙感方法估算作物產量的過程。遙 感信息是指在各種遙感平台上,使用各種感測器獲取作物及其 環境背景的反射、輻射信息的瞬時記錄。經計算機處理、識別、 分類、信息提取等遙感方法,並結合數理統計分析和地學分析, 最後估測出農作物的最終產量。根據遙感資料來源的不同,農 作物遙感估產可分為空間遙感作物估產和地面遙感作物估產。 前者又包括以應用衛星資料為主的航天遙感作物估產和以應 用飛機航測資料為主的航空遙感作物估產,估產的范圍廣、宏 觀性強。後者是根據地面遙感平台獲取的農作物光譜信息進 行估產,估產范圍較小。 農作物遙感估產包括對農作物生長過程的動態監測、種植 面積測算、單位面積產量估測和總產量估測。在空間遙感估產 中,農作物生長過程的動態監測是遙感估產的重要依據之一。 極軌氣象衛星(美國的NOAA了TIROS一N系列,中國的FY一1 等)由於重復掃描周期短、經濟,是農作物長勢監測的主要工 具。長勢監測是通過分析遙感光譜植被指數隨時間變化來實 現的。測算農作物種植面積用得最早、最廣泛的遙感信息是美 國陸地衛星(1丑ndsat)的多光譜掃描儀(MSS)資料,現在多應用 較高幾何解析度的專題成像掃描儀(rrM)資料以及斯波特 (SRyT)的資料。根據不同生長期作物的光譜特徵和農事歷解 譯作物,建立解譯標志,再對多光譜資料採用目測與計算機結 合的方法進行識別和分類,經地面實測資料補充修正,最後完 成種植面積測算。近年研究用NOAA的改進甚高解析度輻射 計(AVHRR)資料與陸地衛星專題成像掃描儀(TM)結合測算種 植面積。單產預測是基於分析農作物產量與各種影響因素之 間關系,組建回歸模型來完成。早期較多利用氣象衛星的天氣 資料作為農作物單產估測模型的主要輸人量。20世紀80年代 初期以後,逐步採用從遙感數據中直接提取作物信息,在分析 遙感光譜植被指數與農作物產量或農學參數(如葉面積系數 等)關系的基礎上建立遙感估產模型或遙感參數模型來完成。 為了提高單產預報准確率,也採用多種估產模型預測結果集成 最終單產的方法。總產可由單產與種植面積相乘求得,也可在 分析總產與總光譜指數值之間關系的基礎上建立遙感估產(總 產)模型來實現。地面遙感農作物估產是通過不同生長期作物 的野外光譜測定,建立光譜資料與農作物產量間的回歸模型來 完成。 70年代中期開始的美國「大面積作物調查實驗」(LACIE) 和隨後進行的「空間遙感監測農業資源」(純州盯ARS),開創了 農作物遙感估產的先例。世界上很多國家普遍開展了農作物 遙感估產。中國的農作物遙感估產始於so年代初期,主要利 用美國陸地衛星開展小范圍研究;so年代中期開始,在中國氣 象局系統率先開展了利用極軌氣象衛星的11省(自治區、直轄 市)范圍的大面積冬小麥遙感監測和估產研究試驗,並於19哭) 年轉人氣象局業務。科學院系統、農業部門和高等院校亦開展 了利用多種遙感器資料的多種作物的遙感估產研究和試驗,oo 年代初期已建成重點產糧區主要農作物估產運行系統。小麥 估產精度達95%以上,玉米、水稻估產精度達85%以上。農作 物遙感估產具有快速、宏觀、經濟、客觀等特點,並可對農作物 生長過程進行動態監測,排除人為干擾的局限性,具有非常好 的發展前景。在中國,它可為國家和各級政府進行糧食生產、 計劃等宏觀決策,為制定正確的糧食分配、供應、儲運與國內外 貿易政策等方面提供科學依據。
⑧ 礦山開發遙感調查
一、部署重點
重點部署在國家重點礦產資源規劃區、163個國家級重點礦區以及礦產資源開發的熱點地區。
二、部署建議
1.工作現狀
2006年以來,礦山多目標遙感調查與監測完成了全國30個省(市、區)、重點成礦區帶、163個國家重點礦區、6.2萬個礦山的礦產資源規劃執行情況、礦山開發狀況、礦山環境遙感調查與監測,已完成1:25萬比例尺遙感調查與監測面積120萬平方千米,1:5萬、1:1萬大比例尺遙感調查與監測面積78萬平方千米。查明違規開采礦山18000多個、礦山地質災害6800餘處、地質災害隱患區120多處,為全國礦政管理和礦山地質環境恢復與治理等工作提供了重要基礎資料。初步建立了常規調查與應急監測相結合、天地人一體化的礦山遙感監測技術體系,覆蓋全國的礦山遙感監測網路正在形成。
國土資源管理工作要求對我國各重要成礦帶、礦集區和重要規劃區的礦產資源開發狀況進行全面調查,實現「一年一圖」、「以圖管礦」。但目前的工作僅實現了對163個國家重點礦區的一次調查。隨著我國工業化、城鎮化的進一步深入,經濟社會發展對礦產資源供給提出了更高的需求。為保持我國礦產資源開發與礦山地質環境保護工作的和諧發展,需要利用遙感技術加大全國重要成礦帶、礦集區的礦產資源開發調查與監測工作,為國家礦政管理工作提供重要技術支撐。
2.工作目標
總體目標:實現我國重要成礦帶、礦集區、礦產資源規劃區的1:5萬~1:1萬全覆蓋遙感調查與動態監測;形成集礦產資源規劃執行情況、礦山開發狀況、礦山地質環境等調查內容於一體的全國礦山遙感監測整裝性成果;建立全國礦產資源開發「一張圖」系統,為國土資源部制定礦產資源規劃、保持礦產資源的可持續開發與利用,維護礦業秩序以及綜合整治礦區環境提供技術支撐及決策依據。
「十二五」期間:完成國家163個重點礦區的1:5萬~1:1萬比例尺遙感調查與動態監測,形成覆蓋全國的礦山遙感監測體系。
「十三五」期間:實現我國重要成礦帶、礦集區、礦產資源規劃區的1:5萬~1:1萬全覆蓋礦山開發遙感調查和監測。建成全國礦產資源開發「一張圖」系統。
3.工作任務
在國家重要礦集區、礦產資源規劃區和熱點地區以先進的遙感技術為調查手段,採取遙感數據與多源數據相結合,自動信息提取與人機交互解譯相結合,室內綜合研究與實地調查相結合的技術路線,每年開展一次1:5萬~1:1萬比例尺礦產資源開發情況遙感調查、礦山地質環境現狀遙感調查和礦產資源規劃執行情況遙感調查,編制系列成果圖件,開展綜合評價,為政府宏觀決策提供地學支撐。
「十二五」期間:重點部署在國家重點礦產資源規劃區、163個國家級重點礦區以及礦產資源開發的熱點地區。充分利用高空間解析度、高光譜解析度和多極化雷達遙感技術開展高精度、多期次礦產資源開發遙感調查,查明礦產資源開發情況、礦山地質環境現狀和礦產資源規劃執行情況,初步構建常規調查與應急調查相結合、實時高效動態的全國礦產資源開發遙感調查體系。為礦產資源合理開發、礦山地質環境保護和綜合整治提供基礎數據,為全面推進國土資源管理工作提供技術支撐。
「十三五」期間:進一步拓展工作區,實現我國重要成礦帶、礦集區、礦產資源規劃區的1:5萬~1:1萬全覆蓋礦山開發遙感調查和監測,查明礦產資源開發情況、礦山地質環境現狀和礦產資源規劃執行情況,建成全國礦產資源開發「一張圖」系統。
⑨ 遙感技術應用發展動態
當前,世界各國紛紛構建天地一體化的對地觀測系統,以便實現全球、全天候、全天時的時空數據獲取(李德仁,2000)。一系列新型衛星發射上天,是遙感進入21世紀以來取得的長足進展,它使遙感實現實時、動態、定量和定位觀測成為可能,衛星應用技術已逐步向產業化方向發展。
(一)遙感數據類型
目前,遙感技術已形成多星種、多感測器、多解析度共同發展的局面。遙感衛星包括資源衛星、環境衛星、海洋衛星、氣象衛星等,所獲取的遙感信息具有厘米到千米級的多種尺度,如QUCKBIRD0.61m、IKONOS1m、中華福衛2m、SPOT-5號2.5~5m、ALOS2.5m、IRS-1C5.8m、KOMPSAT6.6m、SPOT-1號、2號10m和20m、EO-1和Landsat-7號15m、CBERS-1號、2號19.5m、Landsat-4號、5號30m、Landsat-1號、2號、3號79m、MODIS250m、NOAA1.1km等多種解析度。不同空間解析度的遙感數據對生態環境研究形成了很好的互補,可以在不同空間尺度下開展多方面的應用研究,滿足對於不同尺度、不同研究對象發生發展規律研究的需要。豐富的信息源使遙感技術在生態環境研究中扮演著越來越重要的角色,它所具有的高度空間概括能力,有助於對區域的完整了解,而以多光譜觀測為主並輔以較高解析度全色數據的高解析度衛星,又極大地提升了對地物的識別和分類能力。
應根據研究內容或希望達到的目的有針對性地選擇合適的信息源。目前對生態環境研究主要採用光學感測器遙感信息較多,如MODIS、Landsat的TM和ETM、SPOT等。近幾年來高光譜衛星和雷達衛星也取得了很大發展,多光譜遙感正在向高光譜遙感、微波遙感向全極化和干涉雷達方向發展(郭華東等,2002)。衛星感測器的光譜解析度已達到5~6nm。美國1999年發射的EOSTERRA衛星上的中等解析度成像光譜儀MODIS具有36個波段,2000年發射的EO-1高光譜衛星上的HYPERION具有220個波段,空間解析度達30m。歐空局的ENVISAT-1衛星上的ASAR感測器可以獲取多極化和干涉測量數據。日本的ALOSPALSAR系統能在全球范圍內獲取極化和干涉雷達數據。利用高光譜、雷達衛星遙感數據進行定量反演是目前遙感的重要發展趨勢,但定量遙感還處於起步階段,主要由於遙感模型缺乏,模型參數提取困難,反演理論與方法的實用化不夠,基於先驗知識的參數估計所用的數據源不足等(李小文,2005、2006)。
(二)遙感圖像處理與信息提取
隨著遙感應用日益增長的需要和計算機技術的迅猛發展,圖像處理系統作為遙感領域中必不可少的工具,已經形成了很大的市場。圖像處理在理論、技術、軟體設計以及硬體技術上也都得到了長足的發展。國際上最著名的遙感圖像處理軟體有ERDAS、PCI和ENVI。ERDASIMAGINE是目前世界上占最大市場份額的專業遙感圖像處理軟體,由美國ERDAS公司開發。軟體大而全,具有光學遙感和微波遙感處理功能以及良好的RS/GIS集成功能,與ARCGIS(ESRIARC系列)融合較好,可以對shapefile、coverage文件直接編輯,具有簡單的矢量編輯功能,代表了遙感圖像處理系統未來的發展趨勢。PCIGeomatics由加拿大PCI公司開發研製,在光學遙感圖像鑲嵌和色彩匹配處理方面具有獨特的優勢,可以實現隨心所欲的色彩調整,對微波遙感圖像具有強大處理功能。ENVI是美國RSI公司開發研製的一套功能齊全的遙感圖像處理系統,對高光譜數據具有強大的處理能力,IDL語言為用戶提供了良好的二次開發環境。與ERDAS和PCI不支持HDF相比,ENVI可以直接讀取TM的HDF文件,其支持的柵格數據和矢量數據格式種類也多於其他軟體,但ENVI對光譜圖像的色彩匹配能力較弱。隨著高解析度衛星的發展,僅使用圖像光譜信息進行分類識別已遠遠不夠,德國DefiniensImaging公司最近新推出了面向對象的遙感圖像分類軟體ECOGNATION,它不僅考慮地物的光譜特徵,還統計地物形狀、大小、紋理及相鄰關系等,使分類結果更加精確。
生態環境研究中獲取的遙感數據,一般都已經進行了初步的輻射糾正,而幾何校正等預處理通常要由應用部門根據工作需要自行完成。各種商業軟體對圖像預處理都有完善的處理功能。
從遙感數據提取專題信息,目前主要有三種方式:目視解譯、人機交互和計算機自動分類與提取。目視解譯是最直觀、最簡便的圖像信息提取方法。全數字人機交互是利用地理信息系統軟體對圖像進行解譯,該方法的成熟與廣泛應用主要是在近10年左右的時間內。上述兩種方法都需要投入大量的人力、物力和財力,而且需要投入相對更多的時間,但取得的成果質量相對更高,更便於應用,因而目前仍然被廣泛採用。計算機自動分類技術主要立足於遙感信息的定量分析和統計分析,但由於遙感信息傳輸中的各種干擾造成的偏差,以及不同時空條件下地物遙感信息的差異,會產生空間的不一致性和時間的不一致性,以及同物異譜和同譜異物的現象,自動分類精度較低,難以滿足生態環境監測的要求,即使分類結果通過目視判讀分析進行改值干預,仍會出現較多問題。現有的自動分類方法基本上都是在較小的區域或精度要求相對較低的區域內實現,很難在大區域而精度要求又較高的工作中實際應用(張增祥,2004)。
(三)遙感動態監測
衛星星座的形成以及感測器的大角度傾斜使空間解析度時間解析度顯著提高,另一方面,遙感與地理信息系統的結合使遙感實現了真正意義上的實時動態監測。衛星的重訪周期從1~50d不等,如SPOT-1號、2號、4號、5號組成SPOT衛星系列,其重訪周期為1~26d,Landsat-5、7重訪周期為8d,IKONOS為1.5~3d,QUICKBIRD為1~6d。不同衛星適宜的重訪周期有利於對生態環境的動態監測和過程分析。只有完整、連續、規范化的大量的時間序列數據,才能夠提供研究對象更多的信息,也才能夠更全面和更深入地了解研究對象。
國際上利用遙感(RS)技術與地理信息系統(GIS)技術進行了大量卓有成效的資源環境調查、監測工作,如土地利用、土地覆蓋、作物估產、植被監測、水土資源調查等。隨著國際社會對全球氣候變化研究的深入,人們認識到由人類活動所導致的土地利用和土地覆被變化是引起生態環境和氣候變化的主要驅動力(王靜、張繼賢等,2002)。美國於1980~1986年開展了全球性的農業和資源空間遙感調查計劃(AGRISTARS),現已建成了集成化的運行系統。近年來完成了美國1∶100萬比例尺、1∶25萬比例尺和全球范圍的土地覆蓋數據採集,並利用系統的資源信息對全球性生態環境進行客觀評價。歐共體國家為減少各國資源與生態環境部門的重復投資建設,於1991年集中組織啟動了「CORIN」計劃,建立了一個土地與環境信息系統,通過資源利用及其變化信息對生態環境進行評價,及時反映生態環境變化,並向歐共體國家的資源與環境部門提供公共基礎性信息服務。1992年,這些國家又聯合起來開展了利用遙感技術監測歐共體國家耕地、農作物變化的大型計劃(MARS),每兩周向歐共體農業部提供報告,已形成運行能力。加拿大於20世紀90年代基本實現了利用遙感、地理信息系統對全國實現周期性的宏觀資源調查、更新與制圖,及時對全國生態環境進行評價與預警,並向有關資源與生態環境部門提供公共基礎性信息服務,帶來了巨大的經濟、社會及環境效益。近年來,全球土地利用、土地覆蓋研究已經成為國際地圈生物圈計劃(IGBP)、人與環境計劃(HDP)和世界氣候研究計劃(WCRP)三個國際組織的核心計劃。隨著遙感及其應用技術、地理信息系統信息處理及管理技術,特別是近年來全球定位系統(GPS)技術和「3S」一體化的發展,資源環境遙感研究工作正向著快速、精確、實用方向發展(劉紀遠,1996)。
我國從20世紀80年代開始,在水資源、土地資源、草場資源、森林資源、環境評價、水土流失、土地退化等方面均應用了遙感動態監測技術(任志遠等,2003;張增祥,2004)。從1999年開始,國土資源部採用SPOT、Landsat等衛星數據,輔以其他手段,成功監測了全國66個50萬人口以上城市在近兩三年間土地利用的變化情況,監測面積達71.4×104km2,為城市建設與發展及時提供了現勢的基礎資料,並對土地變更調查結果進行了復核,為土地執法檢查提供了依據(國土資源部,2000)。總的來說,我國遙感動態監測有以下特點:一是採用的數據解析度較低,且數據類型單一,監測結果大多是定性說明,離實際生產需求尚有一定距離;二是監測指標單一,絕大多數項目在實施中只選擇了一種指標;三是動態監測數據的獲取技術相對落後,在利用遙感技術進行專題數據獲取或者比對中,自動提取技術應用很少,大多需要大量的人工干預來完成。
國內研建的遙感監測系統為數不多,運行化生態環境遙感監測系統少有,且尚處於初級的嘗試階段。環境遙感監測系統(REMSV1.0)是在國家863計劃支持下開發的我國首個面向流域水污染及生態環境遙感監測的業務化環境遙感監測軟體系統,用以進行省級環境遙感監測業務化運行示範。它針對我國流域水體污染及典型生態狀況監測的實際需求,瞄準環境與災害監測預報小衛星星座主要感測器(高光譜、紅外、可見光)的應用,已在水網密布、流域水環境管理任務十分艱巨的江蘇境內的淮河、長江、太湖流域實施了運行示範,取得了較好的效果(張琪等,2006)。系統基於業界主流集成開發工具VISUALC++6.0IDE和Windows系列平台,具有強大的海量高光譜數據處理分析能力、直接面向用戶的專業應用模塊、一體化的數據處理流程和良好的可交互性。國家海洋環境監測中心建設的海洋赤潮衛星遙感監測系統由衛星圖像接收天線、圖像接收機、圖像處理終端和赤潮衛星遙感信息提取軟體組成,系統能夠進行NOAAAVHRR、SeaWiFS、MODIS、FY-1C、D和HY-1a衛星數據的讀取和處理工作,通過內置的赤潮提取演算法自動識別出赤潮發生分布區,並完成赤潮衛星監測通報製作。目前,用於赤潮遙感監測的衛星數據主要有兩類:一類是氣象衛星類,使用其海表溫度數據,探測赤潮的環境溫度,可見光波段用於輔助分析;另一類是水色衛星數據,主要使用其可見光數據,建立葉綠素模型,進而探測海洋表面浮游生物。海洋赤潮遙感信息提取軟體(V1.0)採用IDL可視化開發語言和VC進行程序開發工作,軟體具有數據的輸入、預處理、信息提取和赤潮災害信息產品製作的功能。
⑩ 浙江已往的遙感調查概況和成果
原浙江省地質礦產廳(浙江省地質礦產局)是浙江省最早將遙感技術應用於地質調查的部門,在20世紀60年代初的1∶20萬區域地質調查中就開始應用黑白航空照片解譯來解決一些地層、岩性和構造問題。70年代末期,現代遙感技術引入我國不久,浙江省地質礦產局就抽調骨幹,於1979年建立了浙江省地質礦產局遙感地質站(1992年經省政府批准更名為浙省地質遙感中心),是全國較早設立遙感地質專業工作機構的省份之一。20多年來,浙江省遙感地質站以及一些高等院校、科研和生產單位先後開展了《太湖流域圍湖造田遙感調查》(1981~1984年)、《上海經濟區海岸帶遙感綜合調查》(1984~1988年)、《杭州、寧波城市遙感綜合調查》(1988~1992年)等工作。此外還編制了浙江省1∶20萬衛星影像解譯地質圖系、浙江省1∶25萬遙感影像地圖,並配合1∶5萬區域地質調查工作,開展了1∶5萬區域地質調查遙感方法研究。
在土地資源調查方面,由省土地資源調查辦公室組織進行(1986~1996年),利用航片或正射影像圖和1∶1萬地形圖為工作底圖,採用求積儀或計算機量算系統進行面積量算,歷時10年,已基本查清了全省各縣(市、區)、鄉(鎮)、村、場的土地總面積和各種土地利用類型的面積及其分布狀況;查清了全省各縣(市、區)、鄉(鎮)、村、場范圍內的國有土地和集體土地的權屬和面積及其插花情況。此外,原浙江農業大學遙感所與紹興市土地局曾利用TM影像圖開展了1990~1996年紹興市城鎮用地擴展情況的調查工作。浙江大學大地科技開發公司與浙江省水土保持委員會辦公室應用分別取自1996~1998年的9景TM數據對浙江的水土流失狀況進行了調查(1997~1999年),編制了《浙江省1∶25萬水土流失現狀圖》。
在海洋遙感方面,國家海洋局第二海洋研究所於1978年建立的遙感應用研究室,是我國主要從事海洋遙感數據接收、處理和海洋遙感應用基礎研究的單位,20多年來,先後承擔完成國家和省級項目近百項,其中海洋水色遙感和航天SAR海洋遙感應用研究在國內居領先地位,在國際上亦有一定影響。
浙江大學地球科學系1978年在我國高校中率先建立遙感專業,在承擔完成許多重要項目的同時,至今已為我國各遙感研究和應用機構培養了數百名本科生和研究生,現在他們已成為這些單位的骨幹力量。
原浙江農業大學農業遙感與信息技術應用研究所在土壤、上地資源遙感調查、評價、規劃,土壤和土地信息系統建設,水稻長勢遙感監測與估產等方面開展了許多重要的工作。
綜上可知,20多年來,浙江的遙感研究與應用工作有了很大的發展,目前這些各具特色,優勢互補的遙感研究和應用機構及相關技術力量為我省開展國上資源遙感綜合調查提供了有利的條件。
已完成的國土資源遙感調查工作對浙江及周邊地區的經濟建設和社會發展產生了積極的作用,然而比較系統的浙江省國土資源遙感調查工作至今尚未開展。另·方而,自從20世紀80年代以來,特別是最近十年來,浙江經濟飛速發展,城市、交通、生態環境等變化較快,各種人類活動對國土資源與環境的擾動和影響也日益加劇,先前的基礎調查結果的現時性已受到嚴重製約,許多基礎性圖件必須得到更新。另一方面,由於受當時調查方法和技術手段等條件影響,有些重要的基礎資料,例如浙江大陸海岸線和島嶼岸線的長度、面積在500m2以上的島嶼數量、海岸灘塗面積、灘塗被圍墾面積及其開發利用情況等基礎數據,在各種報告中往往出入很大。
此外,在以往的遙感調查工作中,尚存在一些有待解決的問題,主要是:①缺乏從區域經濟和社會可持續發展的角度,對國土資源與相關的經濟、社會和人文等信息進行綜合的分析評價,而這方面的工作對制定浙江在新世紀的經濟和社會發展規劃具有重要的指導意義;②對遙感信息的提取主要採用圖像的目視解譯方法,並且未涉及深層次的GIS系統應用;③對多源遙感數據的融合及鑲嵌處理等新的遙感圖像分析技術的應用比較薄弱。
利用遙感宏觀、動態、綜合、快速、多尺度、多時相的技術優勢,輔以其他技術方法,對浙江省國土資源和環境進行多層次全方位的綜合調查研究,在我省是一項前所未有的工作,是集多種現代高新技術手段為一體應用於我省國土資源綜合調查工作的一次較全面嘗試,標志著對浙江省國土資源基礎資料進行全面更新的開始。因此,它的實施與完成不僅將為浙江省的國土資源綜合開發整治規劃和經濟社會發展規劃提供新的重要基礎資料,為城市化發展的科學規劃與合理布局、重大工程建設以及地質環境保護等提供科學依據和積極有效的技術服務,而且將為發展「浙江數字國上」奠定一個堅實的基礎。