欢迎来到速发表网,咨询电话:400-838-9661

关于我们 登录/注册 购物车(0)

期刊 科普 SCI期刊 投稿技巧 学术 出书

首页 > 优秀范文 > 遥感卫星影像处理技术

遥感卫星影像处理技术样例十一篇

时间:2023-12-25 10:34:59

遥感卫星影像处理技术

遥感卫星影像处理技术例1

[中图分类号]P283.8 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-1-43-1

0引言

随着当前科学技术的不断进步,国家对于卫星遥感技术研究的资金不断加大投入,摄影测量正逐渐从单纯的依靠航空摄影测量向航空摄影测量和卫星遥感测量两方面并重发展,基于当前卫星遥感影像的单片测图与修测技术对航天摄影测量极为重要。由于地方经济建设速度的加快,地图的成图速度已跟不上经济发展的脚步,我们对地形图和各种专题地图等地理信息数据的需求量迅速增加,尤其是地理信息数据的现势性要求尤为突出,本文简要介绍如何利用卫星遥感影像的单片测图与修测来进行地理信息数据的快速更新。

1卫星遥感影像应用概述

卫星遥感技术是快速、全面、精确地测定全球地形,搜索目标定位数据以及杀伤武器制导的最有效手段,遥感影像获取的数据可在GIS或专业影像处理平台的支持下,为地形测绘、环境监测和资源勘查等提供信息服务;也可转化为数字化战场所需的军事地理信息,是军事指挥自动化的基础。

随着国家经济建设的不断进步,高分辨率遥感卫星所带来的巨大军事与经济效益,引起全球民用与军事应用领域的高度重视,出现了各国竞相研究开发高分辨率遥感卫星及其应用技术的热潮,在短短的几年时间内有了飞速的发展,出现了卫星遥感技术不断扩散的发展趋势。卫星遥感影像处理技术的不断发展,基于卫星遥感影像处理平台利用卫星遥感影像进行地理信息基础数据库的更新日趋成熟,目前可以获得的普通分辨率的卫星遥感影像主要有:IRS-1D、ASTER、JERS1-OPS、Resours-F的MK4和Kate200、COSMOS的TK-350等;获取的高分辨率卫星遥感影像主要有:QuickBird、Ikonos、EROS-A1、AVNIR、COSMOS的KVR-1000、Resours-F的KFA-3000等。由于可以获取不同分辨率卫星遥感影像数据,因此根据任务需求选择适合的卫星遥感影像数据进行相关地理信息数据的制作。

2画幅式卫星影像的内定向和空间后方交会

2.1画幅式卫星影像的全自动内定向

摄影测量从模拟摄影测量发展到解析摄影测量又到今天的数字摄影测量,内定向也经历了从手工内定向、半自动内定向、全自动内定向的发展过程。作为摄影测量测图的第一步,内定向的本质就是从一种坐标系转向另一种坐标系。

数字影像的内定向的定位是通过利用框标的检校坐标和扫描,首先通过计算扫描坐标系和像平面坐标系之间的变换参数及在数字影像中可能存在的变形。因为原始资料提供给框标的校检坐标,所以找到并精确定位框标点就是内定向的任务,换言之,就是得到框标的精确扫描坐标来求解变换参数。

2.2画幅式卫星影像的空间后方交会

画幅式卫星影像空间后方交会与航空摄影像片空间后方交会的主要区别在于两者关于外方位元素初值的获取方式以及外方位元素之间相关性的处理方式不同。画幅式卫星影像的六个外方位元素之间存在着一定的关联性,在用不同的控制数据解求同一副影像的外方位元素时,计算出来的结果差别较大,但是在控制点分布较为理想的情况下,可以利用最小二乘估计的方法老求解外方位元素。

3单线阵CCD卫星影像外方位元素的解算

3.1线阵CCD影像外方位元素间的相关性

经过大量实验表明,误差方程式中位置参数存在很强的相关性,使得求解精度低甚至无法求解。产生原因主要包括:(1)航天影像主距大,光束窄;(2)行高较高,导致误差方程式的各未知参数系数在数量级中相差巨大;(3)计算过程中引用了大量的待求参数。

3.2克服相关性解求外方位元素的常用方法

主要有:(1)在拥有大量数据的情况下,增加虚拟误差方程,从而使得各参数独立性增加,但其缺点是增加工作量,降低工作效率。(2)在近似垂直摄影的情况下,合并相关项,但由于将合并项参数合并后,其几何意义不易阐明,所以在实际应用中具有局限性。(3)将外方位元素线、角分开迭代求解。但是在数学角度上来看,这种方法不严密,而且所得过于依赖外方位元素的初值。

4引入粗差探测的外方位元素的测算

在解算外方位元素时,画幅式卫星影像和线阵CCD卫星影像需要控制点的地面坐标以及像坐标,但是在实际测量的过程中,粗差的出现是不可避免的,但其存在必然会影像测量的成果,所以将粗差剔除,特别是在外方位元素的解算过程中,十分必要。

粗差产生的原因多种多样,数值差别也有可能很大,通常情况下依靠联系实际通过某种预先处理的手段,将在数据中可能存在的大粗差以及中等的粗差剔除掉。而一些小粗差,则需要通过严格的统计检查。

但是在实际应用中,很多的估计方法,对含粗差的观测值极为敏感,粗差对于其估计的参数会产生极大的影像。而稳健估计便是针对这一状况提出的,其主旨在于构造一种估计的方法,使其可以对粗差具有一定的抵抗能力。

5利用卫星遥感影像测制和修测地形图

因为利用卫星遥感技术获得资料较快,成图迅速,制图成本低廉。而单张像片测图具有相对简单,快捷的特点,所以我们研究画幅式卫星影像同单线阵CCD卫星影像制图具有十分巨大的意义。

由于地形图只能反映出绘测当时的地面状况,但是由于受到工程建设等人为的生产活动以及自然变迁的影响,地形地貌会经常发生变化。所以地形图逐渐就与实际地形不一致,所以为了保持地形图的现势性,保障其使用价值,就需要定期对地形图进行修测。地形图的修测大致分为地物修测,地物修测方式主要是基于正摄影像的地形图修测和利用卫星遥感影像进行的地形图修测。

6总结

限于时间和篇幅的制约,本文只是对当前画幅式卫星影像以及单线阵CCD卫星影像的单片测量技术进行了简单的叙述,是相对于利用高分辨率的卫星遥感影像立体像对技术进行测图的一种补充方法,是对地理信息数据更新方法的一种尝试。

参考文献

[1]张海涛,贾光军,虞欣.基于GeoEye-1卫星影像的立体测图技术研究[J].测绘通报,2010年12期.

遥感卫星影像处理技术例2

中图分类号:F32 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20160432200

1 免费卫星遥感影像在林业调查设计中的运用现状

卫星遥感影像技术在我国各种地质调查领域中都有所运用,在林业调查设计中的运用情况也发展较好。以玛纳斯县为例,在2003年首次利用SPOT-5卫星遥感影像技术进行森林资源调查设计,之后在2006年在新疆全省进行全面推广。现在新疆各地区在进行林业调查设计时都会结合免费卫星遥感影像技术。例如新疆玛纳斯县在2014~2015年进行的林业调查中,使用的调查方法就包括了采用“3S”(地理信息系统(GIS)、遥感(RS)和全球定位系统(GPS))等技术,并且利用近期较高分辨率(2.5~5m)的卫星遥感影像数据进行小班判读区划。但是,我国各地区使用的卫星影像栅格数据大多都还是2006年的数据,这一数据较为可靠并容易进行调用,但是缺乏实时性,运用中有一定的局限性。因此现在林业调查设计中使用的卫星遥感影像数据还有待更新,才能够更加方便、准确地进行合理的林业调查设计规划。

2 免费卫星遥感影像在林业调查设计中的使用方法

免费卫星遥感影像的使用需要经过一系列步骤,要利用免费的网络资源,获取到待调查区域的卫星遥感影像,然后要将这些影像进行栅格处理和配准校正等步骤,最后才能够将图像应用在林业调查设计工作中。这一系列步骤涉及到一些软件的操作及调试,具体步骤如下:进行准备工作。需要在Windows 操作系统中安装ArcGIS Desktop 10.0或者以上版本,并且安装好ArcBruTile 0.3.3 插件。有了这些软件才能够正确显示图像并进行导出或者打印;开始获取遥感影像。在这步骤中,要经过Arc Map进行地区定位,输入地区的经纬度进行数据获取,选定比例尺将得到的图像进行导出;根据图像叠加的方式进行配准校正,得到可以使用的卫星遥感影像。根据这些这些影像,就可以作为实际林业调查设计的参考,便于实际设计工作的进行,为设计林业调查方法或者进行区域划分提供真实的参考资料。

3 免费卫星遥感影像在林业调查设计运用中的优势

免费卫星遥感影像在新疆各地区的林业调查设计中都得到了较为广泛的应用,这与免费卫星遥感影像的一些有利优势是分不开的,正是因为有了这些优点,才能够促进这种技术在林业调查设计中的推广。

3.1 技术使用方便

免费卫星遥感影像的实际运用虽然涉及到一些计算机软件的操作和使用,但实际上技术并不复杂,并且由于大多数经常进行林业调查的地区都早已配备了较为完善的GPS设备,人员只需要进行简单培训就可以进行使用。例如在玛纳斯县的林业调查部门中,配有正版的GIS软件,并且为设计人员配有手执版GPS,方便操作,使用非常简单。运用现代软件进行操作比用人工测绘的方式要简单得多。

3.2 数据结果可靠

免费卫星遥感影像能够实际拍摄地形情况,测量误差较小,并且具有多点校正配准技术,在实际使用中能够极大地减少人为因素带来的测量和估算误差,能够极大地提高林业调查结果的可靠性,为林业调查研究提供更加准确的参考资料。

3.3 技术易于推广

免费卫星遥感技术能够迅速在新疆地区进行大面积地推广正是因为这种主要依赖于卫星和信息技术的方法相比于传统方法更加容易进行推广,只需要安装相关软件并接入互联网就可以获取到影像资料,减少技术传播的中间过程。同时,这种技术易于学习,只要有一定的计算机基础即可学习使用这种技术,可以降低对使用人员的专业素质要求,使得这种技术更能够被基层林业部门掌握,也就利于这种技术在基层林业调查设计工作中的传播推广。

4 结束语

免费卫星遥感影像在现代林业调查设计中被广泛应用,这种影像资源获取较为简单,技术容易学习掌握,在我国新疆地区等地全面进行了推广。通过使用这种免费的卫星遥感影像,可以帮助林业调查设计人员获取更加准确可靠的地形、林区、流域资料,对于设计过程中的调查方法的选用、调查区域的划分等工作安排有着重要的意义,进而可以有效提高实际的林业调查结果的准确性,有效提高林业调查效率。

遥感卫星影像处理技术例3

中图分类号:P208 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)10-0101-01

我国卫星遥感技术发展起步较晚,但近十几年国家陆续发射资源、环境、海洋、高分一号等系列遥感卫星,分辨率高达2米,光谱信息丰富,卫星遥感及其相关产业发展迅速,这些都为灾害应急提供了重要的数据及技术支持。并且近些年,在各重大灾害应急处理中,国产遥感卫星数据及其相关技术的应用都发挥了非常重要的作用。

1 流程与关键技术

灾害应急监测流程如图1所示。

关键技术主要包括:卫星载荷选取、遥感影像处理、灾害信息提取及基于GIS的灾害信息及灾情评估等技术。

图1 灾害应急监测流程

1.1 载荷选取

结合灾区实际情况,选择空间分辨率较高、光谱信息丰富的遥感数据,国产资源遥感卫星中ZY3、ZY02C、高分一号在灾害应急监测中都具有相对优势;时间上,应在获取灾后最新的遥感影像的同时调取灾前存档数据,以便进行对比分析;同时,尽量获取天气状况较好的影像数据。

1.2 遥感影像处理

灾害应急遥感数据处理主要包括辐射校正、几何校正、图像融合、拼接等。目前国外遥感数据处理软件如:ENVI、ERDAS等都支持国产遥感数据的处理,国内软件Titan、GEOWAY IS等也能满足需求。同时,各相关单位相继研发了自主的数据处理平台,不仅能满足各载荷数据基本的处理功能,同时支持海量数据高精度批处理,很大程度上解放了遥感数据处理所需的大量人力。

1.3 灾害信息提取[1]

灾害信息主要包括灾害发生的地理位置、范围、灾后状况等。不同的灾害类型,提取方式不同,基本有两种方式:①目视解译:主要是通过人眼目视判别目标物,这种方法较传统,需要大量的人力支持;②计算机智能识别技术:主要是利用计算机高效的信息处理能力,结合现今先进的自动目标识别技术,对海量的遥感信息数据进行快速批处理,筛选出疑似目标区域,这种技术节省人力且高效,但需要提取目标物及其他非目标物样本的多光谱信息,进行相关性分析,建立并不断的验证和修正灾害信息识别模型,尽管如此,仍可能出现误判。也可将上述两种方法相结合使用,既提高了效率,也提高了准确度,这种模式在目前国产遥感灾害信息提取中应用广泛。

1.4 灾害信息结果及灾情评估[2]

灾害信息及评估结果主要形式有:图形、图像、图表及报告等。根据信息提取结果,结合基础地理数据库、存档影像库以及GIS空间分析、统计分析技术对灾情进行分析评估,并且利用GIS二维显示、三维模拟及制图输出功能将灾害信息及分析评估结果输出。同时也可通过遥感及GIS二次开发技术,建立灾害应急平台。

2 国产遥感应急监测应用

2.1 地震应急监测

“5・12”地震发生后,中国资源卫星中心启动灾害应急机制,利用处于在轨休眠状态的CBERS-02星和业务运行的02B星双星共同对地震灾区进行持续跟踪观测[3]。通过对多源遥感数据的直观判别、对比、可视化的三维仿真分析等方法对灾情进行监测,解译出灾区多处滑坡、堰塞湖和人工建筑损毁,并向上级部门和国家减灾部门报送监测结果,为抗震救灾的部署与决策,以及灾后重建工作提供了重要的信息支持。

2.2 洪水灾情监测

2013年8月中旬松花江流域出现自1998年以来最大洪水,截至8月19日,已造成东北三省111个县区市373.7万人受灾。灾情发生后,高分技术应用中心及时获取东北灾区高分一号卫星数据,并对这些数据进行几何校正、镶嵌与水体提取处理。通过处理与分析,实现灾区灾情的遥感分析,并统计受灾面积,实现对灾害重点关注地区的持续综合分析处理,为救灾部门提供抗洪救灾决策技术支持。

2.3 马航失联

2014年3月,马航客机失联后,西安卫星测控中心启动应急机制,根据马航客机目标的尺寸、卫星数据的分辨率及覆盖幅宽等因素综合考虑,紧急调度多颗遥感卫星,如:资源三号、资源02C星、 GF-1号等,为搜救马航失联客机提供数据服务。多家单位协助用目视解译与计算机智能识别技术相结合的方法进行目标源搜索。

3 展望

随着应用化需求及国家政策的大力支持,我国将陆续发射高分系列后续遥感卫星,各研究单位也将发射自主的商业化遥感小卫星,数据分辨率及质量将大幅度提高,为灾害应急提供了重要的数据来源。同时在卫星遥感产业化的时代中,随着各种技术力量(如:数据处理、GIS、数据库、云技术等)的发展与注入,为遥感卫星在灾害处理中的应用提供了新的技术支持。这都将为灾害应急监测提供非常有力的辅助决策信息。

遥感卫星影像处理技术例4

中图分类号:P407.8 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20150501083

1 技术方法

1.1 获取卫星遥感影像

1.1.1 获取遥感数据

首先做好相关准备工作,在Windows系统中安装能够显示卫星遥感影像的软件,例如,ArcGIS Desktop软件以及ArcBruTile插件。连接互联网后,打开ArcGIS Desktop桌面组件之一的ArcMap程序,定义地图坐标系统;新建一个shapefile面层文件,给拟定林业调查区的的四至范围做一个掩膜,将图层的填充色设为无色,图层轮廓设为红色,宽度为1,注意该文件的投影坐标系定义必须与预定义保持一致;将掩膜缩放到图层上,点击ArcBruTile插件,同时选中Bing菜单中的Aerial键,数据缓冲后,便可得到拟定林业调查区的卫星遥感影像地图[2]。

1.1.2 导出地图和拼接地图

首先,导出卫星遥感影像地图。如果屏幕上显示的地图区域已经覆盖了整个林业调查区,那么只需导出一幅地图即可;如果屏幕上显示的地图区域只是拟定林业调查区的一部分,那么需要分幅导出。然后,拼接卫星遥感影像地图。将所有导出的卫星遥感影像地图,放入ArcMap中,屏幕上会显示整个调查区域的卫星遥感影像,运用镶嵌工具,将导出的多张卫星影像放到一幅导出影像图之中,形成整个林业调查区的卫星遥感影像地图[3]。

1.2 配准卫星遥感影像

1.2.1 公共点的采集和参照

对于拟定林业调查区的四至边缘上的明显地点的坐标值进行采集,采集点一般在3个以上,明显的地点一般是指路的拐点或交叉点。采集完后,新建一个shapefile点层文件,将采集的公共点的坐标值输入进去,然后保存并导出shapefile点层文件[4]。

1.2.2 配准校正

将导出的卫星遥感影像地图和shapefile点层文件添加到内容列表进行叠加,对公共点与遥感地图叠加后偏移的部分进行配准校正处理,具体操作方法为:进入地理工具配准工具条中的增加控制点,输入采集公共点的坐标值;点击地理标准工具条中的更新地理标准,尽可能的让公共点与卫星遥感影像地图重合。

2 卫星遥感影像成果的使用实例

2.1 毁林开荒调查

巍山县林业局接到举报有部分市民在附近的林业区进行非法毁林开荒工作,该林业局负责人获取了该林业区的卫星遥感像地图,相关工作人员将该图作为底图,与二类林业资源矢量图层进行叠加,确定了对林区的毁坏覆盖面积,此外还通过走访村民了解具体情况,发现情况属实,被举报人受到了相应的惩罚。

2.2 森林抚育作业设计

大理州森林资源管理站准备在弥渡县开展森林抚育计划,由于该林业地区地质和历史的变迁,2006年应用的卫星遥感影像已经无法真实的反映该地区的地理面貌,如图1。于是通过利用上述技术方法,具体操作如下:获得弥渡县林业区的卫星遥感影像地图,如图2;采集3条公路和多个小路的交叉点坐标值,与卫星遥感影像地图进行配准校正;确定森林抚育区域,利用配准校正后的卫星遥感影像获取抚育区域的地形地貌、道路、水路等信息,并根据具体信息作出具体规划;排除不符合森林抚育条件的地段,避免不必要的浪费。

图1 2006年卫星遥感影像

遥感卫星影像处理技术例5

中图分类号:TP79 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)06(a)-0009-05

无人机遥感技术较传统的遥感技术而言,是一种低空遥感技术,它是以获取低空高分辨率遥感数据为目标,操作方便、灵活性强、成本较低的一种专业化遥感系统。随着社会经济的快速发展,各行各业对高分辨率的基础地理信息需求越来越大,仅靠以往传统的卫星数据系统获得的遥感信息数据和影像数据已无法满足现实需求。因此,无人机遥感技术作为一种新兴的、低成本、高分辨率、易操作的遥感技术自然受到各行业的追捧。当前,无人机遥感系统广泛运用于土地执法监测,这样有助于监测土地利用情况,并对其进行合理规划和土地资源管理。

1 无人机遥感技术概述

1.1 无人机遥感技术的特点

1.1.1 操作简单

随着无人机技术的不断成熟,其操作也愈显简便化,在使用无人机进行土地执法检查时,可以事先设定好飞行路线,针对空中和地面实际情况,通过校正数据以达到对目标的精确测量;当无人机出现故障时,其系统可以自动进行诊断,一旦出现故障,无人机可以自行返航到起点,以等待排除故障重新进行测量。

1.1.2 灵活方便

无人机不需要专门的场地进行起飞或降落,使用起来极为方便,可以通过多种方式在山坡、田地等地域进行起飞,并快速到达预定目标进行测量,完成测量任务后可以通过伞降或滑行方式回收。同时,无人机机身重量较轻,体型不大,携带也较为方便。

1.1.3 高分辨率

相比传统航拍技术,无人机遥感技术具有高分辨率获取影像数据的能力,这是无人机遥感技术的最大特点,无人机遥感技术获取影像的空间分辨率最高可以达到厘米级,主要得益于其具备面积覆盖、倾斜成像的技术能力。

1.1.4 低使用和维护成本

日常的维护、保养费用低,作业时的成本不高,正常情况下的支出:系统的直接成本很低,只需要设备的折旧费、人员工资、交通开支等。随着大量实验生产的开展,低空遥感技术已日趋成熟,无人机遥感技术以其机动、灵活、快速的反应能力和运行成本低等优势,正逐步成为航空遥感系统的有力补充,尤其是在小范围的遥感调查中能发挥非常重要的作用。近年来已成为影像数据获取的有效手段之一,能弥补卫星RS的不足。

1.2 无人机遥感的影像处理流程

1.2.1 影像的畸变差纠正

由于无人机遥感系统操作简单、运用灵活,成像分辨率高的特点,便广泛用于航拍领域中。因无人机相机的不同,无人机的类型也不尽相同,大多数情况下无人机遥感系统使用的都是普通相机,其拍摄出来的相片会出现畸变现象,一旦出现畸变,在后期相片数据处理结果上会出现误差,为了保障数据的真实准确性,都会事先纠正影像畸变,常见的处理方式有消除主点偏移、旋转影像等。

1.2.2 影像的三角测量

无人机遥感系统在低空进行航拍时会自动完成影像的三角测量,传统影像的选点和转点工作是由人工完成的,其效率较低,而无人机遥感技术能够自动完成选点和转点工作,工作效率大大提高。同时,影像中的各个坐标也是自动获取的,其坐标系中密点位置及参数也是自动形成。

1.3 无人机遥感系统简介

无人机遥感系统分为空中控制、地面控制以及数据处理系统,空中控制系统主要包括无人机机身、影像获取系统、控制飞行的动力系统等;地面控制系统主要包括无线通信系统及接收系统等,以对无人机进行航线规划及飞行控制。数据处理系统主要是影像数据处理软件。目前无人机遥感系统在国土遥感应用、能源遥感应用、林业遥感应用和农业遥感应用等领域得到了广泛推广,具体无人机航测遥感系统如图1所示。

民用无人机通常分为固定翼无人机、无人直升机和多旋翼无人机这3个种类。固定翼无人机是多数民用无人机的主流平台,这种飞行器的发展趋势主要向微型化和长航时发展,当前微型化的无人飞机大小只有巴掌大,长航时无人机能飞行时间大约10小时,起飞的方式也多种多样,有弹射、滑行、车载等等,降落的方式也可以选择伞降、滑行和撞网都可以;无人直升机是灵活性最强的无人机平台,可以原地垂直起飞和悬停;多旋翼(多轴)无人机是消费级和部分民用用途的首选平台,灵活性介于固定翼和直升机中间(起降需要推力),但操纵简单、成本较低。

2 无人机遥感技术在土地执法工作中的运用

土地执法是指县级以上人民政府国土资源行政主管部门按照法定程序和方式,依据该行政区域内土地管理法律和法规,通过遥感监测、动态巡查、地理信息系统等技术手段掌握该行政区域的新增建设用地和耕地保护情况,起到发现、制止并监督查处违法用地行为。具体体现在土地卫片执法检查的应用、土地管理动态巡查监测、违法土地案件整改情况监测和耕地保护的日常监测等方面的工作。

2.1 土地卫片执法检查的应用

国土资源部在2010年颁布了15号令,并且在全国开展了土地卫片执法检查工作,土地卫片执法检查是指通过卫星遥感监测、地理信息系统等技术手段对一个地区的土地利用情况进行监测,制成遥感影像图,将同一地域前后两个不同时点的遥感影像图进行叠加对比,可以反映出该地域土地利用的地表变化情况。通过对卫片监测所反映土地利用情况发生变化的地块逐一核查,掌握该行政区域的新增建设用地情况,发现、制止并查处违法用地行为。这几年持续的土地卫片执法工作使得湖南土地管理和土地合理利用得到了进一步改善;个人、企业及各地政府依法使用土地的意识有所提高;土地市场秩序有所好转,但是由于卫星影像是全国统一时点获取,获取时间是在土地卫片执法开展前一年的8月份,所以在开展土地卫片执法时,较发达地区的影像和实地有较大的差别;另外有的地区的卫星影像分辨率不高,影像的清晰度不够,因此,较发达地区的国土资源局为了加强对土地利用情况监督,有效遏制土地违法使用行为,进一步规范土地管理,采取无人机航拍监测方式对该地域进行土地监测。以2015年湖南省岳阳市土地卫片执法检查工作为例,2015年4月,岳阳市国土资源局获得了国家下发的2014年8月的2M分辨率彩色卫星影像,但是由于得到的卫星影像部分区域出现被云层,薄雾遮挡,清晰度不够,并且卫片执法开展时间和卫片拍摄时间相差半年,为了保证该市土地卫片执法检查工作的科学性和准确性,政府部门采用了无人机遥感技术对该市区进行航拍取像。在无人机机型中,固定翼无人机是飞行速度最快,续航能力最强的机型,因此,政府部门选用了IRSA(中遥)Ⅱ固定翼无人机,佳能HF M52相机进行航拍,拍摄的航片影像的分辨率为0.2 m,从线路规划、无人机飞行、航片的快速处理(如图2)和影像的建设用地解译等全部工作共用了15天顺利完成。

2.2 土地管理动态巡查监测

近年来,由于土地经济市场繁荣,从而导致违法占用土地、违法建设现象时有发生,基层执法部门任务繁重,在日常巡查过程中,由于受地域条件等因素制约,巡查工作有一定困难,存在对违法用地发现率低、发现不及时等弊端。“无人机航拍监测具有灵活机动、精细准确等特点,不受地形地貌等因素干扰,能够获得准确的视频和高精度的图片,确保不留盲区和死角,实现对辖区范围的全覆盖。土地执法部门通过无人机对该区域土地进行动态巡查监测,可以全面有效地了解该区域违法用地、违法建筑的情况。通过对制定区域进行无人机监测,对比同一区域前后不同时间点的影像数据资料,利用对比软件设备进行解译,最终为执法部门的执法行为提供数据来源。笔者所在的长沙市国土资源局在开展土地执法的动态巡查工作中,对涉及的违法用地进行了执法检查,对部分违法情况不清楚的地方或者某区域可能存在违法用地行为的,采用了无人机遥感技术对其进行拍摄,对土地监察动态进行定点巡查,其期限通常为3个月,为了保证航拍影像质量,航拍效率,使用了高质量、高安全性的无人机遥感技术。从而取得清晰的遥感监测图斑。图3为岳阳市某广场的影像对比图,由于2012年的卫星影像分辨率太低,无法有效辨认影像中的一些信息,无法为违法占用土地立案工作提供有力的依据,2013年是用无人机航拍,无人机是运用zc-5型,长2.1 m、翼展2.6 m,可以抵抗五级左右大风,飞行范围一般在2 000 km2,配置相机是佳能5D Mark Ⅱ、24 mm定焦镜头。在最终形成的清晰航片影像中,可以发现分辨率较高,建设面积和类型非常明显。

2.3 违法土地案件整改情况监测

在土地执法工作中,许多违法占用土地、违法建设案件被发现和查处整改,而土地执法部门在对违法占用土地查处整改情况进行现场调查取证时,如果用常规全站仪实地野外数据采集方法成图,作业量大,耗费时间长,成本高(每平方公里的费用达到8~15万元),且不宜大面积开展,不仅给土地执法工作带来不便,也严重影响了遏制违法占用土地的行为。相比野外实测,无人机航测具有周期短、效率高和成本低等特点,对于面积较小的大比例尺土地测量任务受天气和空域管理的限制较少,成本较低。而将无人机遥感系统进行工程化、实用化开发,则可利用它机动、快速、经济等优势,在阴天、轻雾天也能获取合格的彩色影像,从而将大量的野外工作转入内业,保证违法土地整改查处情况监测的高效性。所以越来越多的国土资源局通过使用无人机遥感技术对违法占用土地面积较大和集中的区域进行航拍摄像,更直观和快捷地了解该区域的实际查处整改情况,而基于无人机机动性能强、不受场地情况限制,并且携带方便,执法部门可以充分利用无人机对违法占用土地进行监测摄像,实时记录土地违法案件的整改情况。

2.4 耕地保护的日常监测

耕地保护是加快经济发展方式转变的根本要求,在2015年1月视频会议作出重要批示,批示指出我国人多地少,任何时候都要守住耕地红线,守住基本农田红线。要坚持数量与质量并重,严格划定永久基本农田,既要明确其特殊用地政策,又要严格规范用地管理,加强监测督察,对土地违法违规问题动真碰硬、重点问责。这对土地执法的工作有了很高的要求,为了认真落实耕地保护,一些政府对于耕地较集中,耕种条件较好的区域开展了无人机遥感的定期巡查。比如常德市政府今年计划对该市区拨款150万元,运用无人机,分辨率为0.5 m的遥感技术,隔两三个月拍一次重点基本农田的保护区,以第一次作为基础,如果地面上有变化,比如耕地变成建设用地,或者耕地变成其他地类而引起耕地被破坏,这样就可以清楚地在内业处理后的航片影像中发现,常德市计划通过此项工作来开展对重点基本农田保护区的监测和耕地保护的高技术、高效率的推广工作。

3 无人机遥感技术可能存在的问题

无人机遥感技术作为一种低空航拍影像数据采集的主要方式,其灵活机动、续航时间较长、影像收集实时等优点,已成为卫星遥感系统的有效补充,而随着社会的不断发展,无人机遥感技术的运用将更加广泛,然而,基于无人机自身的限制,还需要不断完善无人机系统,以确保无人机遥感技术的稳定性和抗风险性。

3.1 抗风险能力有待提高

无人机机身较轻,由行高度低,容易受到风速影响,但为了提高无人机的抗风险性,通常情况下都是采取增加无人机机身重量,但是无人机承担量小,如果增加机身重量,其稳定性会下降。因此,如何在机身较低或不增加重量的情况下,通过改善无人机遥感技术来提高无人机系统的稳定性和抗风险性,保证无人机飞行安全是当前无人机遥感技术需要解决的重要问题。

3.2 拍摄范围不大

由于是低空飞行,一个架次拍摄的范围较小,并且体积不大,续航时间较短,一般只能飞行几个小时到十几个小时,仅适用于小范围区域的调查,对于大面积区域的全天候调查,需要配合大飞机、卫星影像数据开展调查。

3.3 遥感数据的后处理技术

当前使用的无人机遥感摄像设备是一种小型的数字相机,与传统的卫星摄像系统相比,其摄像数据太多,影像篇幅小,从而导致后期数据处理时间较长,因此,针对这类问题,应开发影像自动识别和拼接软件,提供影像数据处理效率,节省数据处理时间。

4 结语

当前,与传统航空遥感系统相比,无人机遥感技术具有更大的灵活性,使用便利,并且摄像时间短、影像分辨率高,弥补了传统航空遥感系统的不足,从而被广泛运用于土地执法监测领域。通过无人机遥感技术获取的高分辨率影像,对各类地物信息进行提取,可以有效提供土地利用情况的准确数据。然而,无人机遥感技术作为卫星遥感系统的补充,多运用于一般的小范围区域地形图绘制,加之无人机自身的一些不足和限制,无法满足大范围监测需求,因此,改进无人机系统质量,提高系统稳定性和抗风险性,改进遥感数据的处理技术等,是下一步无人机遥感技术发展完善的一个方向。

参考文献

[1] 范承啸,韩俊,熊志军,等.无人机遥感技术现状与应用[J].测绘科学,2009(5):214-215.

[2] 郎城.无人机在区域土地利用动态监测中的应用[D].西安科技大学,2011.

[3] 王伟娜,葛莹,李心玉,等.航测成图与卫星影像测图的比较分析[J].测绘科学,2008(5):65-66,72.

[4] 朱京海,徐光,刘家斌.无人机遥感技术在环境保护领域中的应用进展[J].环境保护科学,2011(9):45-48.

[5] 黄爱凤,邓克绪.民用无人机发展现状及关键技术[C]//第九届长三角科技论坛.2012.

[6] 荆平平.无人机影像获取与信息提取应用研究[D].中国地质大学(北京),2014.

遥感卫星影像处理技术例6

1.1 航空遥感

无人机是当前比较先进的航拍技术。自控的卫星五人驾驶机与传统航空遥感的区别在于其能够携带专业的数码相机,灵活性较强,可在云层下飞行,避免云对其的限制。这正这项优点其被研究生广泛应用。

1.2 Landsat系列卫星

陆地卫星Landsat能够帮助获得TM等遥感图像,这些图像能够帮助土地利用现状,并编制具体运用情况。

TM影响共有7个波段,每个波段能够充分结合不同事物的光谱特征和大气影响,其自身已经实现优化。在具体实践中,只有第6个波段稍欠丰富外,其他的地表光谱信息是很全面的。

1.3 SPOT系列卫星

2002年5月SPOT-5卫星发射升空。与之前发射的尾箱相比,其能够为研究者提供更加准确、丰富的地表信息资源。该卫星的遥感影像的控件分辨率是2.5m,其传感器能够帮助获得立体影像,并且在储存和传输等性能上都有提高。此外,其还能够符合土地利用动态变化检测的要求。将数据进行校正、增强和分类等,在通过实地调查资料的前提下,获得研究区内卫星区内遥感影响的翻译标志。然后根据对卫星遥感影像的计算机自动解译,能确定土地利用的类型。

1.4 雷达遥感

雷达遥感比光学成像遥感要进步很多,其不仅能够长时间工作,还可以穿透地物。因此,雷达遥感是当前应用十分广泛的一种。

有学者针对热点雷达数据ERS-2展开探究,发现经过一系列的预处理后和实验区分区后,根据土地的类型可以分为非监督类和BP神经网络类对土地利用进行划分。结果发现,多光谱遥感的数据,SAR遥感数据是可以替代的。

目前,我国SAR遥感监测技术主要被应用在那些不方便获得卫星遥感数据的区域。据数据统计显示:在农作物生长季,无论是北方还是南方多光谱遥感数据的利用率都普遍较低,不到5%,其中南方比北方总体上还要低。但是SAR获得的地观测数据可以达到100%。从上述调查中我们不难发现,SAR比较适合于农业、林业等资源调查较高的选择。

2 多源遥感卫星数据的融合

2.1 融合类型

2.1.1 同一传感器不同分辨率的遥感影像数据的融合。笔者在分析资料时发现,有学者会选择法国的2.5m的SPOT-5的全色卫星影像数据和10m的多光谱卫星影像数据,借助影像融合的办法,利用影像的纹理和光谱响应等特征,结合土地利用现状矢量图库完成土地利用现状的调查。

2.1.2 不同传感器的遥感影像数据的融合。在不透光传感器的数据融合方面,有学者采用2002年和2003年SPOT 及ETM+数据在专业遥感软件的辅助下利用多源遥感数据融合技术进行土地利用变化信息提取并对变化信息进行野外调查核实 ,这种办法能够大大降低查找变化地块的效率和时间,调查结果的质量也能够提升,其为以后开展土地变更调查工作的开展提供了一种新的途径和方法。

2.2 多源遥感影像融合的过程

多源遥感影像融合的过程一般分为2个过程:数据预处理和影像融合。

3 遥感影像分类

3.1 目视解译法

目视翻译已经成为信息社会中地学研究中一项十分重要的基本技能,在遥感应用方面也不例外。遥感技术信息的获得能够更加实时、准确。例如重大自然灾害信息等等,其可以无时不刻的关注检测地球的资源和环境的变化程度,为日后世界各国的发展提供真实可靠的信息服务。

目视解释作为遥感图像解译的一类,有往往被称为目视判读。它指专业人员通过直接观察或借助辅助判读仪器在遥感图像上获取特定目标地物信息的过程。

3.2 计算机自动分类法

计算机自动分类法主要分为非监督和监督两类。具体如下:

非监督是完全根据像元的光谱特性所进行的分类,比较适用于那些对分类区了解不够的情况。该方法的使用需要注意的是原始图像的所有波段应参照分类运算,结果是各类像元数大体等比例。非监督类受人为干预的影响较少,其自动化程度较高。非监督分类一般要按照以下几个步骤实施:初始分类、专题判别、分类合并、色彩确定、分类后处理、色彩重定义、栅格矢量转换、统计分析。

监督分类与非监督分类相比,其更多的是受人为干预较多,主要被应用在研究区域相对熟悉的情况。监督类应该首先选择那些可以识别或借助其他相关信息可以断定类型的模板,然后将通过计算机将具有相同特性的像元进行分类。监督分类是运行需要经过以下结果步骤:建立模板(训练样本)、评价模板、确定初步分类图、检验分类结果、分类后处理、分类特征统计、栅格矢量转换。

为了保证数据的精确度,一些新的分类方法也逐渐出现,但是大都由于程序过于复杂而没有被广泛应用。因此,在遥感技术不断发展的条件下,应该充分利用多源遥感技术数据,并借助GIS技术,尽量实现遥感数据的进一步精确。  

4 讨论

随着我国科学技术水平的不断进步,多源卫星遥感成为土地利用中不可缺少的重要工具。其融合选择的最佳办法是能够针对不同区域和图像特点进行选择和融合。其融合不同于其他,其关键在于不仅需要融合前两幅图像的精确配准,还应该具体融合方法。

遥感卫星影像处理技术例7

由于大家对照相机的拍摄过程都司空见惯,因此对于理解基于摄影测量的遥感技术来说也并非难事;只不过,遥感波段范围可能更宽,分辨率更高。在照相机发明之前,人们以不能记录的方式在高处观察世界,那个时候称其为遥感的确有些牵强,因此遥感的时代必须从照相机问世开始说起。

漫漫来时路

1839年,照相机诞生;1849年,法国人艾米·劳塞达特把照相机和望远镜结合起来,成为有目的、有记录遥感发展阶段的标志;1858年,法国人陶纳乔坐在热气球中拍摄巴黎市区的照片,开启了航空遥感的新纪元;1903年,德国人纽布朗纳设计出捆在鸽子身上的微型相机;美国人利用风筝拍摄了1906年的旧金山大地震……这都是飞机诞生之前的遥感工艺。同现代遥感技术相比,还极为简单。

1909年,在莱特兄弟发明飞机后的第6年,飞机也应用到了遥感上。“二战”时,微波雷达和红外技术也应用于航空遥感,人们开始利用机载遥感进行大地测量、勘测、制图和军事侦察。这一时期也被称为机载遥感时代。1957年,苏联第一颗人造地球卫星发射成功,之后以苏联的“斯普特尼克1号”(Sputnik-1)和美国的“探索者1号”(Explorer-1)为代表,进入了初级星载遥感时代,并同时成就了全球第一颗气象卫星“泰洛斯1号”(TIROS-1)。在冷战高峰期,间谍卫星“科罗纳”(Corona)被广泛应用,开创了间谍卫星遥感时代。1959年,美国的“先锋2号”(Vanguard-2)拍摄了地球云图,苏联的“月球1号”拍摄到了月球背面的照片,这意味着,遥感技术发展到了更深层的航天遥感阶段。在这一阶段,人们已不再满足于对可见光频段的遥感,成像光谱技术把感测波段推向上千个。虽然这一时期,卫星的发展本质上还是用于军事目的,然而,也就是因为当时的军事竞赛,促使卫星技术得到了蓬勃发展。

冷战结束后,很多原本应用于军事领域的技术迅速转化为民用,以遥感影像为主的应用慢慢进入环境和自然资源领域。

气象卫星遥感时代是真正的数字记录时代,并拥有了可独立运算的计算机硬件和软件。这个时代将全球监测变成现实,并开创了环境应用的新实践。早期的气象卫星传感器由“地球静止轨道环境业务卫星”(GOES)和极地轨道卫星“诺阿”(NOAA)上的“高级甚高分辨辐射仪”(AVHRR)组成。以美国的“陆地资源卫星”(LANDSAT)系列和法国的“地球观测系统”(SPOT)系列卫星为代表,卫星拥有了更高的分辨率,也完全具备了全球覆盖能力,这是最重要的陆地卫星时代,开启了真正在局域、区域和全球尺度进行广泛环境遥感的新纪元;还有携带星载高光谱遥感器的“地球观测1号”(EO-1),取代陆地资源卫星的升级版的“高级陆地成像仪”(ALI),以及接近亚米级的高空间分辨率卫星“伊克诺斯”(IKONOS)和“快鸟”(QuickBird),让人们有了更清晰认识地球的利器。谷歌公司为增强其地球产品的性能,也开发了分辨率高达0.5米的“视界”(WorldView)系列卫星,加入高分辨率环境遥感的大家庭。

在陆地卫星发展得如火如荼之时,随着20世纪末“图谱合一”的“中分辨率成像光谱仪”(MODIS)的发射,环境遥感技术进入了对地观测系统时代,带来了覆盖全球、重复性高、产品多样,易于获取和免费访问等全新监测体系。

一般来说,由于数据采集和传输的瓶颈,卫星遥感要想同时获得高光谱分辨率、高空间分辨率和高时间分辨率的“三高”数据是非常困难的。而中分辨率成像光谱仪权衡了这几个技术指标,从实用性的角度基本上解决了这个问题,使得它在地球资源观测中具有绝对的优势。它的36个波段不仅分布广,而且光谱波段范围连续。中分辨率成像光谱仪的重复周期很高,“特拉”(Terra)和“阿卡”(Aqua)两颗卫星在过境时间上互补,“特拉”上午过境,“阿卡”下午过境,这样在一天内可以获得同一地区的两幅图像,这样的数据更新频率在实时地球观测和应急处理中很有必要。相比较而言,另一个系列的陆地资源卫星(TM/ETM)则需要16天。

如火如荼新时代

随着新世纪的到来,环境遥感技术上的新千年时代也随之到来。在新世纪前后,各种新型遥感器层出不穷,下面举几个例子加以说明。

上述基于摄影测量的光学遥感技术也叫被动遥感,探测器只能获取和记录目标物体自身发射或是反射(一般指太阳)的电磁波信息。这种遥感方式的一个重要特点是必须在特定的日照条件下拍摄,而且抗干扰能力差,简单的云层遮盖就会让遥感器变成“睁眼瞎”。自20世纪90年代以来,欧航局发射的“地球资源卫星”(ERS)、日本发射的“日本地球遥感卫星”(JERS),均使用微波雷达技术,它们可获取全天候与全天时的图像,被称为主动遥感。除此之外,比起传统的光学遥感图像,这类卫星还有更多不可替代的优势。例如,对于雪和冰,微波可以透过,因此可以获得被雪或冰覆盖的地面信息,地球资源卫星的C波段就可以对海洋及海冰下的地物进行成像,水的微波辐射通常比较低,发射率随温度及盐分变化,因此可借此估计海温。而日本地球遥感卫星的L波段可以更深地穿透植被,所以在林业及植被研究中更有用。与空旷地相比,植被表面的发射较低,而当植被覆盖度增加时,微波辐射的水平极化和垂直极化的差别减小,因此可用于评估植被覆盖度。湿润土壤的微波辐射主要来自表面薄层,而对于干燥土壤,微波辐射可以深入到地下,因此可用于深处土壤湿度的监测。

传统的地形测量一直费时费力,而利用环境遥感技术进行的陆地立体测绘可以替代这些繁杂的劳动。在这方面,科研人员主要发展了两种卫星测绘技术。一种是以法国“地球观测系统5号”(SPOT-5)为代表的利用星载立体光学测绘相机,实现同轨立体测绘;另一种是美国2000年2月11日发射的“奋进”号航天飞机,上面搭载了“机载雷达地形测量”(SRTM)系统,共计进行了222小时23分钟的数据采集工作,获取北纬60度至南纬60度之间总面积超过1.19亿平方千米的雷达影像数据,覆盖地球80%以上的陆地表面。机载雷达地形测量系统获取的雷达影像的数据量约为9.8万亿字节,经过两年多的数据处理,科研人员制成了数字地形高程模型,即现在的SRTM地形产品数据。这个基于航天飞机的测量任务在遥感史上堪称轰动性的。

牛顿肯定不是第一个感受重力的人,但他让我们从本质上理解了重力是什么。自此,人们一直想全面监测地球的重力。不过,受到人类在地面活动范围的限制,全球的重力场测量一直只是人们的一个梦想。随着环境遥感技术的日新月异,在太空通过卫星来测量地球重力场已成为现实。2002年,由美国航空航天局和德国航天局合作研制的“重力反演和气候实验卫星”(GRACE)发射升空。GRACE的两颗卫星在同一轨道平面上,彼此距离约220±50千米。当这对卫星在绕行地球时,地球上重力场较强的地区会先影响到前一颗卫星,把它拉得离后面的卫星远一点。然后当后面那颗卫星经过这一重力异常的地区时,又会被拉得离前一颗卫星近一些。这些距离变化的改变是我们肉眼所无法察觉的,但GRACE上的微波测距系统可以精确地测量出两颗卫星之间距离的细微变化。在卫星的中央有一个高精确度的加度测量器,它可以测得因非重力所引起的加速度变化,只有由重力所造成的加速度才会被考虑进来。卫星的全球定位系统(GPS)可以测得卫星所在的确切位置,误差在1厘米之内。GRACE每30天完整扫描全球一次,就能提供全球的重力场分布,而且比以往的重力测量精确百倍以上。让我们感觉更有趣的是,以GRACE为代表的重力测量卫星,本身就是卫星监测领域的一次巨大创新,因为它不是测量地表反射的电磁波能量,而是根据自身的运行状况进行测量,甚至GRACE两颗卫星之间的距离变化也被作为重力场测量的重要参数。

未来观测什么

在谈及遥感卫星之时,一定不能忘记一位超期服役其设计寿命10倍之久的元老级卫星“陆地资源卫星5号”(Landsat-5)。2013年1月6日,这位为我们连续工作了近30年之久的卫星终于沉默了,无法再像往日一样向人们传递地球照片。其实,Landsat-5在工作生涯中也曾发生过故障,甚至有些时候还会出现暂时失效的情况,但它都挺过来了。虽然陆地资源卫星5号退役是迟早的事儿,但当真正失去它的时候,许多人还是感觉像突然失去一位老朋友般地感伤。因此,英国《自然》周刊中甚至有人撰文这样评价:全世界科学家们在哀悼它的消逝之时,也感谢它坚忍不拔的顽强工作能力,这颗卫星已经破纪录地工作了28年,拍摄了无数的地球图像,其继任者却纷纷陨落。这里所说的继任者包括“陆地资源卫星6号”(Landsat-6)和“陆地资源卫星7号”(Landsat-7)。“陆地资源卫星6号”没有发射成功,“陆地资源卫星7号”虽然也熬过了13个年头;但是从2005年开始,就处于半盲状态,维持其继续工作的燃料也非常有限,已经处于摇摇欲坠的边缘。毋庸置疑,“陆地资源卫星5号”为全球的科学研究积累了连续观测历时最长也或许是最有影响力的数据资源。为了让连续观测能持续下去,另一个后继者 “陆地资源卫星8号”(Landsat-8)于2013年2月11日从美国加州万登伯格空军基地成功发射升空。与之前这个家族的卫星相比,“陆地资源卫星8号”的光线、热量感应器精准度更高,同时其“视野”也更广,有助于科学家们进行大气气溶胶、高空卷云、水质、耗水量等方面的研究。

遥感卫星影像处理技术例8

中图分类号: P283 文献标识码: A 文章编号:

概述

遥感技术首先应用在资源宏观普查、动态监测上,而后才扩展到生态环境调查、环境污染监测等方面。经过多年的试验、推广和应用,遥感已成为各种自然资源调查、环境动态监测与工程应用不可缺少的地理空间信息获取、更新和分析的手段和数据库。随着空间技术的进步,遥感技术已从过去单一的遥感技术发展到包括遥感、地理信息系统和全球定位技术在内的空间信息技术的应用,其领域已深入到了国民经济、社会发展、国际安全以及人民生活的各个方面,称为水工环地质调查与灾害监测评估的重要技术支撑。

二、水工环领域遥感应用技术的发展现状

经过近30年的应用研究,遥感技术依靠传感器技术、图像处理技术及计算机技术的提高,在水工环领域的应用取得了长足的发展。遥感水文地质开始逐步形成一门独立的学科。传统的遥感水文地质着重于水文地质测绘系统中定性特征的解释和特殊标志的识别,近期的研究则扩展到应用热红外和多光谱影像进行地下水流系统内的地下水分析和管理,目前研究的重点集中到了空间补给模式、污染评价中植被、区域测图单元参数的确定和空间地下水模型中地表水文地质特征的监测。纵观国内外遥感技术在水工环领域的一些应用成果,可把近年来遥感技术的应用发展现状概括为以下几个方面:

4.1从目视解译发展到计算机辅助解译

如线性影像计算机自动判释专家系统及土地利用(分类)计算机判读模型以及机助信息提取与制图系统等。由于影像的多解性及识别系统的不完善性,虽还需要投入一定的人力工作,但已大幅提高解译工作效率。

4.2从几何形态解译到充分利用光谱信息

过去的多光谱遥感数据波段划分过少,只有几个波段,使地面波谱测试数据与图像光谱数据难以精确比较。因此,图像解译工作很少考虑地物的波谱特征,主要根据影像的色彩、色调、纹理、阴影等所形成的几何形态特征。随着机载成像光谱仪(高光谱)技术的商业运作及2000年前后的高光谱成像卫星的发射,使得用光谱信息对地物的分析更精细、更准确。

4.3出现地面温度反演技术

地面温度反演是指从热红外图像数据的辐射亮度值获得地表温度信息。反演方法主要有地表温度多通道反演法和多角度数据进行组分温度反演法等。

4.4从定性分析评价到依靠计算机数字模型模拟的定量分析评价

如遥感技术在地下水流系统应用中,根据遥感数据建立的地形、流域面积、水系密度等数据集结合气象数据建立空间补给模型。数字模型成为遥感技术实现定量评价的重要途径,而DEM/DTM是涉及地形数据计算方面不可缺少的工具。

4.5使用单一遥感信息源到多元信息拟合

目前的遥感应用技术,已不再是单一使用各种遥感数据,而是根据需要结合利用了其他信息源,如地质、地形、水文、土壤、植被、气象、岩土物理力学特征及人类活动等资料。这样,图像数据的预处理尤其重要,如几何较正、多波段数字合成、镶嵌、数据变换等,而地理信息系统(GIS)在多元信息数据管理中起着重要作用。

4.6从单一手段应用到多手段应用

近年来,遥感技术(RS)与地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)的综合应用,即“3S”技术,成为遥感技术应用的主流。GIS是数据库管理、数据图形处理、各主题图件叠加、制图的重要工具。GPS 卫星定位的基本原理是将无线电信号发射台从地面点搬到卫星上,组成一个卫星导航定位系统,应用无线电测距交会的原理,便可由 3 个以上地面已知点(控制站)交会出卫星的位置,反之利用 3 颗以上卫星的已知空间位置又可交会出地面未知点(用户接收机)的位置。用户使用 GPS 接收机在某一时刻同时接收3 颗以上的 GPS 卫星信号,测量出测站点(接收机天线中心)到 3颗以上 GPS 卫星的距离,并解算出该时刻GPS 卫星的窄间坐标,据此利用交会法解算出测站点的位置。实时动态测量的基本工作方法是,在基准站上安置l 台 GPS 接收机,对所有可见GPS 卫星进行连续的观测,并将其观测数据通过无线电传输设备实时地发送给用户观测站(流动站)。在流动站上,GPS 接收机在接收 GPS 卫星信号的同时,通过无线电接收设备,接收基准站传输的观测数据和转换参数,然后根据 GPS 相对定位的原理,即时解算出相埘基准站的基线向量,解算出基准站的 WGS-84 坐标;再通过预设的 WGS-84坐标系与地方坐标系的转换参数,实时地计算并显示出用户需要的三维坐标及精度;GPS可以对地面控制点精确定位,提高遥感数据空间精度。另外,在具体手段配合上,也出现了遥感技术与物探技术、钻探技术等相结合的新方法。

4.7数字摄影测量技术的发展

数字摄影技术的成熟,推进了制图工作的现代化,改善了基础图件的质量和成图效率,并影响着遥感技术的调查方法。该技术的产品可直接作为GIS的数据源,便于遥感与GIS一体化研究与开发。如我国自己开发的全数字摄影测量软件VIRTUOZO,具有数字化测图、自动生成DEM/DTM和等高线、生成正射影像等功能。

4.8遥感技术应用成果向着便于保存、复制、携带及传输方向发展

这意味着遥感技术应用成果的数字化。由于是数字成果,可载于多种介质上,如CD-ROM、磁带及计算机硬盘上,使携带处理更加方便。随着1998年“数字地球”计划的提出及我国国土资源部“数字国土”工程的实施,遥感应用成果数字化显得尤其必要。

三、主要遥感信息源及其发展

根据传感器类型不同,遥感图像可分为可见光摄影、红外摄影和扫描、多光谱扫描、微波雷达和成像光谱图像等。近10年来,传感器技术迅猛发展,主要表现在:①图像分辨率提高,卫星图像分辨率已达到米级。②具备立体观察功能。③应用波段数增加,机载高光谱成像仪已投入使用。如美国的AVIRIS(航空可见光/红外成像光谱仪),波谱范围0.4~2.5/l,波段数224个。CASI(袖珍航空光谱成像仪),波谱范围0.4~0.95/u,波段数72个。高光谱成像光谱仪简称成像光谱仪,也称超光谱成像仪,按其波段数目可分为高光谱成像光谱仪(波段数

四、结语

在水工环地质中对3S技术的采用,已经得到了很好验证,可以一步到位外业的测量,节省了很多不必要的中间环节,对外业工作量进行最大限度地减少,从而缩短整个测量工期,提高工作效率。同时,简化外业工序和迅速完成也可以使所有的后续专业工序更快的完成。

遥感卫星影像处理技术例9

中图分类号: P216 文献标识码: A

引言:

摄影测量与遥感主要是在不通过实地的接触的前提下,通过物体传送到传感器之上的信息数据显示,实现了对物体的具体测量和研究。通过传送的数据的分析和相应的技术处理,从而为实际的工程建设提供必要的参考。摄影测量在近年来得到了发展,经过专业团队的研究和考察,测量摄影逐渐朝向了数字的摄影领域发展方向。它是对数字、影像自动进行像片内定向、相对定向、绝对定向、自动空中三角测量、数字影像匹配、建立数字高程模型、制作数字正射影像、提取地物要素,实现基于软拷贝的全数字化摄影测量的理论、算法、软件的应用。

1 摄影测量与遥感的发展的重要作用

从摄影测量与遥感的发展来看,在近三十年来,摄影测量与遥感技术已经进入了测绘、农业、林业、水利、气象、资源环境、城市建设、海洋、防灾减灾等各个行业,在国民经济发展中发挥着越来越重要的作用。从上世纪七十年代后半程起,摄影测量已经开始从模拟摄影中跨越出来,已经进入了数字摄影阶段,摄影测量正在经过传统测绘技术向数字化测绘技术体系的转变。

1.1 摄影测量与遥感有利于推动测绘技术的进步

从二十世纪七十年代后期开始,我国的摄影测量经过了一个系统的转变。摄影测量逐渐从模拟摄影测量转化到解析摄影测量,并最终进入到了数字摄影测量的发展阶段,也标志着我国的传统测绘技术体系的解体,新的数字化的测绘技术体系的兴起。

首先,从数字影像的类型来说,我国目前已经建立了数字正射影像(DOM,Digital Orthophoto Map)、数字高程模型(DEM,Digital Elevation Model)、数字线划图(DLG,Digital Line Graphic)、数字栅格图(DRG,Digital Raster Graphic),同时还有其他相应的地名数据库与土地利用数据库,多样化的数据库与模型为摄影测量在现实生产生活中的应用提供了可能性,推动了测绘技术的发展。

其次,国家利用摄影测量与遥感技术绘制了大量各种比例尺地形图。除此之外,还建立了大量的全国级别的基础地理信息数据库。例如1:1000000、1:250000、1:50000比例尺级别的地理信息数据库;除了部级外,省一级的1:10000比例尺级别的基础地理信息数据库、市县级1:500至1: 2000比例尺级别的地理信息数据库等等。

另外,我国应用陆地卫星TM数据、中巴卫星数据等,于上世纪80年代中期、90年代中期和末期完成了全国土地利用调查,并建立了业务运行系统,具有每年耕地数据动态更新和每五年土地利用数据全面更新的能力。现正在利用高分辨率遥感数据,开展第二次全国土地详查工作。我国还利用彩色红外遥感数据开展地质找矿应用研究,并成功地在新疆博罗霍乐北山地区发现矿藏。

1.2 摄影测量与遥感有利于提升

空间数据的获取能力经过近50年的发展,我国在空间数据获取能力方面有了巨大的提升。研发了具有自主知识产权的遥感数据处理平台,以此为核心建立了国产卫星遥感影像地面处理系统,并开展了定量遥感反演研究,为形成我国独立自主的对地观测数据获取、信息处理与分发服务体系奠定了基础。

首先,从数据获取能力方面来看,在国家973与863计划的支持下,成功研制了一系列传感器,发射了50多颗对地观测卫星,包括气象卫星、海洋卫星、资源卫星、通信卫星、导航定位卫星、返回式陆地卫星、科学实验卫星等,组成了风云、海洋、资源和环境减灾四大民用系列对地观测卫星体系,从地球同步轨道和太阳同步轨道上实现了对地球的多平台、多传感器观测,可以获取地球表面不同分辨率的光学和雷达图像,并将对地观测数据应用于气候、大气成分、水循环、植被变迁、海洋现象、自然灾害等地球空间环境变化的监测。

其次,在数据储备方面,已经积累覆盖全国陆地、海域以及周边国家和地区1500万平方公里的地球表面数据。

2摄影测量与遥感技术存在的问题

摄影测量与遥感技术已有100年的历史,在传统观念中是一门有理论体系、有技术难度、工序多面复杂,最能体现单位综合实力的一门专业。

就数字化测图以来,摄影测量与遥感仍然存在着: 工序复杂(航飞、像控、加密、测图、DOM、调绘编辑等),航飞资料难获取(空管、天气、保密等),自动化程度不高(加密点选择、特征点线采集、裁切线获取等),工序难衔接(客观、主观因素),与其它专业不融合(如大地测量、GIS),信息化水平低下(生产效率低、单机单兵作业、资料准备复杂、产品单一、组织生产管理难度大),无法满足信息化测绘的需求。

3解决措施

3.1解决航摄影像获取的难题。拟成立专门系统平台获取影像数据(四台数码航摄像机、两套POS、三台胶片航摄仪、两套无人机),获取2cm-2m的影像。

3.2开发多光谱色彩增强和自动化处理系统,软件特点是充分利用影像多光谱信息(如红外波段),全区域色彩自动化处理,使得色彩更漂亮,影像更清晰,信息更丰富,全区色调更一致。

3.3 POS辅助空三。基于JSCORS系统解决基于POS实现无地面控制的DOM快速生产,辅助少量控制实现主体采集测图的要求。

3.4建立像控点数据库。将各类像控点资料,按一定规划入库,并且不断丰富,从而为后续生产提供方便。

3.5对于无控制资料的测区,需要做少量像控点,开发基于PDA的外业像控测量系统,直接基于数字影像进行定位、刺点。

3.6硬件升级。引进像素工厂,网络升级提升到千兆桌面,通过先进的算法、集群并行处理技术,自动化处理能力。

遥感卫星影像处理技术例10

[中图分类号] P236 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-2-143-2

0引言

CBERS-02B星是由中巴两国共同投资、联合研制的传输型地球资源遥感卫星,我国于2007年9月19日发射成功;CBERS- 02B星搭载了一台高分辨率全色相机HR和多光谱相机CCD,其中搭载的HR相机可获取到的全色影像空间分辨率可达2. 36m,光谱范围0.5~0.8μm,CCD相机分辨率为19.5m 和258m的宽视场成像仪(WFI)。

为了进一步提高贵州省内的多源影像的积累以及最新遥感影像的获取,笔者单位获取了中国资源卫星中心CBERS-02B遥感数据使用资格,而了更好的应用02B卫星遥感影像数据,扩大基础地理信息更新的影像资料来源,通过中国资源卫星应用中心获取了贵州省内的遥感影像数据,并对影像数据进行了纠正和影像融合工作。

1纠正处理方法与项目内容

1.1纠正方法

目前常用纠正方法主要有物理模型纠正和几何模型纠正。物理模型纠正是对于地形起伏大或影像侧视角大的地区,利用成像的卫星轨道参数、传感器参数及DEM数据,一般对影像进行精确的物理模型纠正。另外一种则为几何模型纠正。对于平坦地区或未能提供影像卫星轨道参数、传感器参数的地区,采用多项式变换的几何模型进行纠正。

本次采用了几何模型纠正并结合DEM数据对地表投影差进行纠正,实现了全省资源02B影像正射纠正。工作流程图如下:

1.2项目内容与数据准备

项目资料准备过程中,从中国资源卫星应用中心获取覆盖贵州省全部的高分辨率影像(HR)影像1003景、多光谱(CCD)影像200景。经过遥感影像覆盖范围的分析,需要处理的总数约为900余景(但考虑重叠度因素,其实际处理数据面积可能会更多)。

1.2.1DEM数据准备

使用全省1︰1万DEM作为纠正数据;针对贵州山地较多,高差较大的特点。利用整理好的DEM对地表投影差进行纠正,在纠正之前对全省的DEM进行整合处理,不同投影带的数据归于统一的投影带上。

1.2.2参考影像准备

利用贵州省已有SPOT5影像作为参考影像,影像已进行了正射纠正,但时间分辨率较低为2002-2005年期间影像资料。因本次处理的数据量较大,不采取外业实测获取纠正控制点以及检查点,而是根据参考影像进行无控制无模型的遥感影像纠正实验,经过投影换带以及拼接整理后准备好。

1.2.3元数据准备与管理

为对02B资源卫星遥感影像数据管理方便,针对其02B卫星影像的XML元数据进行管理,将重要的元数据全部录入数据库;对卫星影像的组织管理更加系统,以后在工作中查询使用也更加方便。

1.2.4 02B资源卫星遥原始影像数据准备

利用自主开发的“卫星影像范围示意图标绘程序”对原始数据进行标绘;根据卫星影像元数据自动标绘影像范围和编号、拍摄时的轨道编号将数据分层分颜色显示,叠合贵州省的省界以及1︰10万分幅的格网和分幅编号等资料整理制作结合关系表,使卫星影像的管理和使用更加直观和形象。

HR影像准备:从中国资源卫星应用中心获取贵州省的2007、2008、2009和2010年的HR影像,经过筛选卫星影像成图时影像运量不超过10%,且结合部等关键地区无云雾的共计约1003景,覆盖范围如下:

2影像处理

2.1 02B资源卫星HR影像处理

2.1.1 HR影像匀光

从中国资源卫星应用中性获取的原始HR影像整体反差较弱,画面比较模糊,利用软件自动匹配同名点成功率低,故需要在纠正前将影像整体匀光一次,目的是为了提高对比度和亮度,以提高软件自动匹配同名点的精度。

2.1.2 HR影像纠正

02B资源卫星影像采用UTM投影WGS84坐标系,但在实际使用过程中发现其提供的初始位置不完全正确。

影像纠正的方法采用ERDAS软件进行。

经过试验,项目采用粗纠正+精纠正的方式处理。纠正过程中可选用128像素的搜索窗口匹配大量的同名点(每景2000以上)。

纠正后影像位置精度中误差小于2个像素(5米),符合设计和使用需求。

2.1.3 CCD影像纠正

HR影像虽然空间分辨率高,但只有一个波段的数据,光谱分辨率低。资源卫星应用中心提供的影像数据还包含分辨率19.5米的多光谱数据(CCD相机影像)。CCD影像包含5个波段的数据,色彩丰富。

2.1.4HR和CCD影像融合

将纠正好的HR影像和对应的CCD影像用ERDAS进行融合,融合方法选用主成分变换算法。

2.1.5融合影像镶嵌裁切和匀光

融合结果影像边缘带有不规则的黑边融合的干扰数据,需要将其成果中有用数据裁切出来并拼接成规则图幅。

融合的成果图像色彩不一致,而且与地物实际颜色不一致,最后还需要将影像与标准片进行匀光。

处理后效果见下图:

3使用后的优势与效益

完成了全省已有可用的HR影像的纠正以及CCD影像的纠正,融合和匀光工作。项目完成后将更新大量我院的基础影像数据,并为各类工程项目提供服务:

(1)完善我院贵州省内卫星影像资料数据,进行周期性积累;

(2)为1:1万基础地理信息数据国家任务提供调绘以及更新的最新影像资料,减轻目前调绘数据现实性差的压力;

(3)提供我省最新最全的卫星影像资源储备,为紧急发生的地质灾害与其他情况提供快速的影像数据辅助支持。

(4)提供项目前期筹备、辅助决策基础数据。

(5)监测地理国情。响应国家“十二五”规划,利用最新的卫星遥感数据监测地理国情研究,即是监测国土疆域面积,地理区域划分,地形地貌特征,更好的开展地理国情综合调查。

4 结论

CBERS-02B对地观测技术的进步,标志我国遥感技术的巨大发展。初步试验结果表明,从影像纠正后的几何精度和融合质量方面来看CBERS-02B影像数据可以作为国家基础数据库更新以及其他测绘项目前期准备以及项目辅助的应用影像数据源。通过对其他卫星影像采用此纠正方法的实验,进一步验证了此纠正方法的可行性与高效性,能够达到无模型影像数据的快速纠正与处理的效果。

参考文献

[1]顾行发,田国良,李小文,等.遥感信息的定量化[J].中国科学E辑,2005,35(增刊I):1-10.

[2]张剑清,张祖勋.高分辨率遥感影像基于仿射变换的严格几何模型[J].武汉大学学报.信息科学版,2002,27(6):555-558.

[3]廖安平,陈利军,张宏伟.CBERS-02B卫星影像几何纠正与融合试验初步研究[C]//第三届区域遥感应用国际论坛论文集.2008-04.

遥感卫星影像处理技术例11

2 福建省卫星遥感技术应用概况

随着遥感技术、计算机技术、网络技术的发展,在各有关部门的共同努力下,我省遥感技术应用涉及土地、地质矿产、测绘、交通、气象、海洋、农业、林业、水利、规划、工程选址等众多领域,取得良好的社会经济效益。近期,我省应用遥感技术开展的项目有:

2.1 土地利用现状调查

这几年,我省全面开展第二次土地调查,所用卫星数据有:全省SPOT 5数据约12万km2,沿海部分地区使用快鸟、IKONOS数据约5000 km2,卫星遥感数据费、处理费近千万元。运用遥感技术对我省土地利用现状进行调查,大大缩短了工作时间,节省了大量的人力和物力。

2.2 土地利用动态监测、土地利用执法监测、矿山环境监测和年度土地变更调查

国土部门每年采用SPOT5 2.5m、快鸟0.6m、P5 2.5m、ALOS 2.5m等高分辨率卫星影像对50万以上人口重点城市、部级开发(园)区进行土地利用动态监测、土地利用执法监测等。我省现有厦门、福州、泉州3个城市和福州经济开发区等十几个部级开发(园)区列入了国家监测体系中,每年需卫星遥感数据约6000 km2。目前正在酝酿建立省、市、县多级遥感监测体系,以及开展重点矿山环境监测。

全省每年有多个县市利用SPOT5 2.5m、快鸟0.6m、ALOS 2.5m等高分辨率卫星影像开展土地利用年度变更调查,取得了良好的效果,大大缩短了变更调查时间,并提高了变更调查的精度。

2.3 数字林业建设、森林资源调查与监测、森林防火监测

“福建省数字林业”工程作为我省林业信息化建设的重点工程,于2003年12月开始根据《福建省发展计划委员会关于福建省数字林业工程项目(一期)可行性研究报告的复函》(闽计高技〔2003〕95号)进行建设,使用了涵盖全省的ETM数据、沿海SPOT 5数据、气象卫星数据等。

全省森林资源调查正在全面开展,多个县、市利用SPOT 5卫星影像,作为林业小班确定的重要依据。省林业厅通过省遥感学会组织四家会员单位,购置近2万km2的SPOT5卫星影像对沿海防护林进行分类,监测沿海防护林的建立与保护状况,取得了较好的成果。省森林防火部门以中、高分辨率卫星影像作为基础数据建立了省级和多个县市级森林防火指挥系统,用气象卫星影像每日对我省森林防火情况进行监测及现场指挥。

2.4 地质矿产遥感调查

根据中国地质调查局要求,区域地质、矿产调查须于前期开展地质遥感解译,省地矿局利用ETM、SPOT遥感图像开展近100幅的1:5万地质遥感解译和近30幅的1:5万矿产遥感解译,为区域地质普查、矿产调查提供了重要的基础资料,大大节省了调查时间、经费,提高了调查质量。

省地质遥感中心利用ETM图像、彩红航空像片、星载SAR图像在上杭紫金山、德化-永泰-尤溪“金三角”、浦城―尤溪铅锌金铜成矿带、闽西北萤石成矿远景区,结合地质、矿产、物化探信息对遥感影像特征进行分析,建立了铜、金、铅锌和萤石的找矿标志,进一步优选出找矿有利地段和区域13个,为下一步的地质找矿工作提供了重要的参考依据。

2.5 海洋、海岸带遥感调查与监测

省海洋局、厦门大学、福建省空间信息工程研究中心等参加了国家863海洋监测项目、国家海洋局908专项,利用海洋卫星、气象卫星对福建沿海赤潮与海洋环境遥感进行监测示范,购置沿海SPOT 5对福建省海岸带、海岛资源进行调查。

2.6 水土流失遥感调查

按照我省水土保持的要求,水土部门每3年左右需开展一次全省水土流失遥感调查,近期,省水土办、水土保持试验站正利用ALOS、SPOT 5卫星遥感数据开展全省水土流失遥感调查。

2.7 生态环境动态监测

省环保局、福建师范大学收集、购置全省多时相ETM卫星数据、沿海地区SPOT 5卫星数据,应用3S技术编制全省生态环境基础图件,并对福建全范围进行环境监测。

联合国南南合作网示范基地与省空间信息工程研究中心联合开展九龙江流域生态环境遥感监测研究与应用。

2.8 天气预报与防汛抗旱

气象部门利用气象卫星进行天气预报,并结合其他卫星数据对全省的汛情、旱情进行监测,为我省防汛抗旱提供依据。

除了上述几方面的遥感应用外,各有关部门还在地形图与地理底图更新、道路选线、工程地质、城市规划、港口规划、土壤调查、机场净空设计、城市热岛等方面开展大量的工作。

总之,我省应用的卫星遥感数据类型众多,有气象卫星、海洋卫星、资源卫星、雷达卫星等,资源卫星应用的有我国的资源二号、美国的ETM、快鸟、IKONOS,法国的SPOT5,日本的ALOS等卫星数据。

经过不断的发展,福建省的遥感力量得到很大加强,遥感研究和应用的部门和单位也较多。如福州大学(福建省空间信息工程研究中心、资源与环境学院)、福建省地质遥感中心、福建省测绘局、福建省规划设计研究院、福建省气象局、福建省林业厅、福建省森林防火指挥部,福建省林科院、福建省环境保护局、中国海洋第三研究所、厦门大学、福建师范大学、福建农林大学等多家单位具有强大的技术力量,在遥感图像处理和应用等方面具有相当丰富的经验,承担过众多部级、省部级项目的研究工作,并且对高分率卫星数据、雷达数据、MODIS数据的处理及应用研究进行过探索。

在基础研究方面主要以福州大学、福建师范大学、海洋三所、厦门大学等为主。这些大学和科研院所承担了众多国家科技攻关、863高科技计划、国家自然科学基金、973前期专项、福建省重大科技与工程计划等类型项目,积累了丰富的科学数据和技术能力。特别在雷达数据的处理和应用、多源数据融合、城市热环境研究、海洋水色遥感和红外遥感、海岸带生态环境遥感监测与分析等方面进行了深入的研究,积累了丰富的经验,并取得了可喜的成果。

在应用方面主要以福建省地质遥感中心和省林业厅、省国土资源厅、省气象局、省环保局、省测绘局等为主,开展遥感数据的接收(福建省气象局气象数据接收与处理)、遥感数据工程化处理及行业应用,1/1万土地利用更新调查,重大工程设计、施工、查证等,取得了很好的成效。

3 福建省遥感技术应用

3.1 福建省国土资源与土地利用遥感调查

21世纪以来,遥感特别是高分辨率遥感技术取得了突飞猛进的发展,遥感技术在土地资源调查、监测和土地资源管理中进入了实用化和业务化的新阶段。在国家组织实施的“金土”工程、国土大调查和第二轮全国土地资源调查中,遥感技术作为核心技术发挥极其重要的作用。遥感技术在国土资源领域有着广泛的需求,已逐步进入国土资源管理的主流程,并成为重要的支撑技术。实际工作中有如下8个重点:

3.1.1 土地利用现状调查

遥感图像是土地调查的基本信息源,“3S”技术是土地调查的核心技术。在新一轮更新调查和第二次土地调查中以利用航空、航天遥感和计算机等现代化技术为主,外业实地调查为辅,对现有的土地利用调查成果进行全面更新,做到图、数和实地相一致。

福建省采用SPOT5 2.5m的高分辨率卫星影像,沿海部分地区快鸟0.6 m高分辨率卫星影像和DMC航空摄影影像制作了3000多幅1:10000DOM、4000多幅1:5000DOM,为第二次土地调查提供了基础信息。内外业一体化的调查方法的采用,大大提高了调查精度与工作效率。第一次土地详查,全省历时十几年,动用上万人。2005年全面开展的第二次土地调查只历时3年,并建立相应的成果数据库,为国土资源管理和土地宏观调控提供准确、翔实的基础数据。

3.1.2 土地利用动态监测

土地利用遥感动态监测是遥感在土地调查领域发挥优势最大的方面。利用两个时点的遥感图像,能够直观地发现土地利用的变化状况,从而便捷地获取土地变化的地类、位置和面积等信息,具有其他技术方法无可比拟的优势。

1999年以来,国土资源部采用高分辨率、多时相卫星数据,综合应用遥感图像处理技术、GPS技术和网络技术,全面开展了土地利用动态遥感监测工作。对全国104个重点城市建设占用耕地等土地利用变化情况进行了监测,监测275个(次)城市,面积达到180万km2,保证了国家及时、准确地掌握土地利用变化情况和趋势。在国土资源调查、规划、保护、管理与合理利用中发挥了重要作用,为加强国土资源宏观调控、领导决策和经济建设提供了科学依据。

目前国家正在建立以国土资源部作为国产卫星主用户的制度,计划研发一系列的国土资源卫星,提高遥感数据获取能力,加强土地利用遥感动态监测的能力,争取对全国大部分地区实施每年一次的土地利用遥感动态监测,并结合土地执法,有效查处违法用地,保护耕地资源。

3.1.3 土地利用年度变更调查

根据全国土地变更调查实施方案,航空、航天遥感影像将是变更调查的主要信息源,以“3S”技术为核心的内、外业调查是基本的调查方法。随着遥感技术的发展,遥感技术在土地利用年度变更中将发挥更重要作用,并趋于日常化、业务化。福建省已有福州市、晋江市、漳州市、洛江区、福安市等县、市采用卫星遥感资料进行土地利用年度变更调查,大大缩短了变更调查时间,提高了变更调查的精度,具有明显的社会效益和经济效益。

3.1.4 土地执法

卫星遥感土地执法已经成为土地管理的重要业务之一。从2001年开始,国土资源部在土地管理工作中推出卫星影像土地执法监察工作,利用卫星照片直观显示的土地占用信息与用地手续相核对,能够及时发现土地占用违法违规情况。福州市从2003年开始推行卫片土地执法监察工作,取得了良好的效果,查出了一批违法违规占用土地的情况,及时进行了处罚并责令整改。

3.1.5 基本农田调整

遥感影像直观、清晰地反映了土地覆盖的情况,并且很直观、细致地反映出耕地分布及耕作条件等情况,可以用于调整和复核基本农田。

3.1.6 地质灾害调查

地质灾害作为一种特殊的不良地质现象,无论是滑坡、崩塌、泥石流等灾害个体,还是由它们组合形成的灾害群体,在遥感影像上呈现的形态、色调、影纹结构等均与周围背景存在一定的区别。因此,对崩、滑、泥等地质灾害的规模、形态特征及孕育特征,均能从遥感影像上直接判读圈定。由此,通过地质灾害遥感解译,可以对目标区域内已经发生的地质灾害点和地质灾害隐患点进行系统全面的调查,查明其分布、规模、形成原因、发育特点、发展趋势以及危害性和影响因素。近期,省地质环境监测中心已开展德化地质灾害遥感调查试点。

3.1.7 矿产开发遥感监测

自2006年起,在国土资源部规划司、开发司、环境司,全国整顿和规范矿产资源开发秩序领导小组办公室,中国地质调查局联合主持下,开展了大规模的矿产资源开发多目标遥感调查与监测工作。监测工作围绕163个“全国整顿和规范矿产资源开发秩序重点矿区”开展,目前已经完成了其中的85个矿区的调查和监测。我省已在中国地质调查局立项准备开展此项工作。2005年,我省已对大、中型矿山开展地质环境遥感监测,取得了初步成效。

3.1.8 遥感地质调查

遥感地质又称地质遥感,是综合应用现代遥感技术来研究地质规律,进行地质调查和资源勘察的一种方法。遥感地质调查工作已成为我省区域地质调查、矿产调查与城市地质调查必须开展的一项前期工作,并逐步贯穿项目工作的各个阶段。

另外,近年来,遥感在我省大型工程规划选址,工程地质稳定性评价,铁路、高速公路、引水工程、水利电力建设等方面进行了广泛应用,显示出遥感的技术优势,取得了显著的社会效益和经济效益。

3.2 福建省林业遥感发展情况

“福建省数字林业”工程是我省林业信息化建设的重点工程,于2003年12月开始建设。该工程项目在“数字福建”和国家林业局“数字林业”建设的总体框架下,至目前为止已全面完成建设内容。在“福建省数字林业”建设中,建立了包括全省遥感数据库在内的数字林业省级数据中心,形成了涵盖全省的ETM数据、部分SPOT数据、MODIS数据、气象卫星数据等遥感数据库,在此基础上,进行了省级森林资源数据源改造,建立了1:5万、1:1万森林资源空间数据库,可在全省范围内对林相图、乡调查界、村调查界、二类调查小班进行浏览查询,并按照数字福建政务共享平台的共享标准,以乡为森林资源空间数据和属性数据的数据组织基本单位,建立县级森林资源共享数据库,在县级共享数据库基础上,逐级组织成设区市、省级森林资源共享数据库,通过政务信息网络实现共享。

森林资源与生态环境监测是数字林业的重要组成。利用植被在红光波段由于叶绿素光合作用的强吸收作用,随着植被的生长,其反射的红光能量降低,并且植被对近红外波段的辐射吸收较少,反射的近红外波段的能量随着植被的生长而增加。由于经植被冠层反射到达卫星传感器的辐射量与太阳辐射、大气条件、植被冠层结构等因素有关,因此常采用两个或多个探测通道的卫星数据的组合来建立植被指数。植被指数能够很好地定量反映植被的相关信息。

近几年相关的研究表明,基于TM/ETM+、SPOT、CBERS、MODIS卫星数据的NDVI、EVI等植被指数反映的植被覆盖度指标监测福建省植被覆盖变化是敏感的,从植被覆盖的宏观变化趋势上看,监测结果与实际情况相吻合。利用MODIS高时间分辨率和TM/ETM+、SPOT较高空间分辨率等多种卫星遥感影像变化检测技术可以快速有效地对全省或重点地区的植被空间分布和消长情况进行定性和定量的动态监测,同时也可以从宏观上对全省绿化进行动态监测,分析重点地区绿地的分布结构和变化,也可以利用MODIS通过建立更长时间序列的基MODIS卫星资料实现对地表植被覆盖度的长期监测,以更加客观准确地评价区域植被覆盖变化情况,为相关部门决策提供科学的参考依据。

利用TM各个波段的光波吸收和反射能力不同,福建省的相关研究部门开展各种基于遥感的生态环境监测研究。利用TM-6红外波段可以接收来自地表发射的辐射量, 反映地表不同地物的热辐射能力,结合SPOT影像的10m分辨率和NDVI植被指数,DEM等因子分辨城市下垫面的热岛效应。利用TM的各个波段光谱特点,结合GIS技术,提取植被指数、湿度指数、土壤亮度指数、热度指数和地形数据开展了生态环境质量研究。

遥感影像具有时效性和观测范围广的特点,利用ASTER数据和TM/TEM+进行相关的处理和分类,提取的植被斑块和其它斑块结合GIS的进行分析,植被斑块看成一种分形结构,运用分形分析将过程与形态联系起来,深入研究其空间结构、形态及其变化规律,对合理规划植被用地、促进城乡建设合理布局,深入了解植被动态变化与人类干扰过程间的相互关系,实现区域可持续发展具有一定的理论意义。目前,这方面的研究主要集中在福州、厦门等城市建成区和特定的山地,取得了不少的成果。

近年来,福建省多家研究机构利用SPOT、TM和SAR影像研究森林资源动态监测。资源二号卫星影像结合TM的多光谱的特点,结合森林资源调查数据进行监督分类,提取林地变化信息从而实现森林资源动态监测。发展了SAR雷达影像的应用,利用TM和两个时相的SAR的组合图像进行主成分变换,对区分不同密度的森林(如疏林地、火烧迹地或采伐区和有林地)的效果比较好。该组合方案提取线状地物的能力比较高,将此用于森林资源监测中,将有助于确定林班界线等。采用林分立地条件因子、TM灰度值及其波段比值对连续清查期内林分蓄积量进行估测。估测模型的方差分析表明,所建立的估测模型线性关系显著,估测精度为:能满足生产定林分和特定尺度下的林分蓄积量预测预报的生产决策需求,可用于连续清查间隔期内的林分蓄积量监测。以像元为单位进行蓄积估测,可绕过分类预报蓄积,避免了分类精度限制对蓄积估测造成的不利影响。数据及自变量的筛选,采用3倍标准差法进行异常数据的剔除及逐步回归法确定变量因子是一种较好的数据变量处理方法,通过该方法所构建的模型的估测精度较好。同时研究表明,可利用更多的调查数据对林分蓄积量估测模型进行校正,多次调解,模型的精度可得到进一步提高。

森林防火是林业遥感的重要应用,EOS-MODIS卫星的空间分辨率为250m,时间分辨率有优势。一天可过境4次,对各种突发性、快速变化的自然灾害有更强的实时监测能力。且有36个波段,这种多通道观测大大增强了对地球复杂系统的观测能力和对地表类型的识别能力。福建省利用MODIS和风云系列气象卫星,结合地理信息系统建立了全省森林防火实时监控系统。根据多光谱火点判识、基于火点像元亮温特征及其与背景之间的亮温偏差实时提供每日250 m、1km火点数据,监测结果可在实时气象卫星遥感资料接收完毕后半小时内得出,便于防火决策和开展森林防火作业高火灾监测的频度并提高定位精度,为火灾的扑救提供更多、更可靠和更细致的监测成果。

近年来基于卫星遥感的灾后评估主要集中在火灾迹地的提取和结合森林资源基础信息开展受损评估。利用TM/ETM+、SPOT等中分辨率卫星影像和SPOT全色、IKNOS等高分辨率卫星进行灾前和灾后对比,利用植被指数差值和光谱知识,可以快速地提取火烧迹地信息。结合地面调查和森林资料建档数据,开展灾后受损评估。相关研究还表明,利用MODIS时效比用TM/ETM+数据好,评估精度要比用AVHRR数据高。通过对35起森林火灾样本进行评估,由近红外波段CH2反射率测算的火区面积接近于地面调查的过火面积,而由NDVI测算的火区面积接近于地面调查的毁林面积。

福建省林业遥感的未来发展方向:

扩展遥感影像数据源和应用发展。开展ASTER、P5、ALOS、CBERS-02B、IKONOS、QUIKCBIRD卫星等中高空间分辨卫星影像的应用。近年来,随着国家林业政策的调整,森林资源监测从单纯的数量监测转向森林资源和生态环境综合监测,因此今后几年要重点开展定量遥感监测技术研究。

开展面向对象和基于知识发现的遥感分类和定量遥感研究,发展林业专题遥感应用算法。面向对象的技术是一项新兴的遥感分类方法,林业生产经营中的地理实体同各种数据源的影像对象存在一定的内在联系,面向对象的遥感有助于林业遥感向纵深和定量研究,符合森林资源强调数量化的特征。加强研究林分实测的林分测树因子及立地因子与遥感影像相关因子关系的研究,在数量化多元回归基础上发展等级赋值法蓄积量估测模型,提高森林资源蓄积量的估测精度,促使提高森林资源遥感的定量分析技术。

继续建立多源多时相遥感影像数据库存储技术研究,建立全省统一的遥感数据源,研究森林资源时空变化发展规律,为林业现代化建设奠定基础。

加强林业遥感技术同地理信息系统、全球定位系统一体化技术研究,提高遥感的解译精度,促进林业遥感应用向纵深方向发展。

3.3 遥感技术在水土流失调查的应用现状与趋势

水土流失也叫土壤侵蚀,是山区、丘陵区的一种渐进性灾害,已成为威胁人类生态安全的一种重要表现形式,被列为人类目前所面临的十大环境问题之一。中国也是世界上水土流失最为严重的国家之一。福建省水土流失遥感调查,已根据省内地理特点,建立相对完整的评价体系。

水土流失动态遥感监测遵照水利部颁发的《水土保持监测技术规程》SL277-2002,根据《土壤侵蚀分类分级标准》SL190-96中水土流失强度的判别标准[1],利用ERDAS IMAGINE软件中功能强大的空间建模工具,生成一个基于像元的水土流失强度计算机自动评判模型,通过参照卫星影像,以及对土壤侵蚀影响最为显著的植被覆盖度、坡度和土地利用类型三大因子进行叠加运算处理,自动评判出各个像元点的水土流失强度,再经人机交互修改得到水土流失现状数据,并将获取的水土流失数据和之前的水土流失数据进行动态比较分析,总结出一定时期内水土流失动态变化规律。

水土流失强度自动评判模型的生成在ERDAS IMAGINE软件平台上建立,在这个环境中,应用直观的图形语言绘制流程图,并定义图形分别代表输入数据、操作函数、运算规则和输出数据,最后生成一个空间模型。空间建模工具由空间建模语言、模型生成器和空间模型库组成,其中模型生成器是空间建模语言核心的图形界面,通过它提供23类共200多个函数和操作算式,以及便于使用的面板工具来生成空间图形模型,以操作水土流失强度自动评判中用到的栅格数据、矢量数据、矩阵、表格及分级数据。

水土流失强度自动评判图形模型的基本结构为:输入 函数 输出。在模型生成器中把各种输入、函数(操作)和输出都定义成图形语言,不同的图形代表不同的操作对象和函数操作,这其中代表函数操作的对象图形是空间图形模型的关键,模型中各种输入和输出对象都必须以函数及操作图形为纽带有机地组织在一起。

在建立图形模型之前,首先需要调用ERDAS IMAGINE软件的指数计算工具(Indices),具体步骤为:ERDAS图标面板菜单条:Main Image Interpreter(图像解译器) Spectral Enhancement(光谱增强) Indices(指数计算),应用一定的数学方法,将卫星遥感影象中不同波段的灰度值进行组合运算,计算指数函数选择NDVI。调用ERDAS IMAGINE软件的坡度分析工具(Slope),通过应用该工具对DEM栅格数据进行地形坡度分析,计算生成分辨率为10m×10m的坡度栅格数据。

建立的水土流失强度自动评判图形模型将包含3个输入栅格图形、4个条件函数图形和4个输出栅格图形。具体过程如下:Main Spatial Modeler(空间模型) Model Maker(模型生成器),根据图1所示的图形模型框架,放置需要用到的对象图形。

在模型内定义对象图形:根据图形模型的组成,在Model Maker视窗图形窗口中,依次双击每一个对象图形,定义参数与功能。首先分别定义3个输入栅格图形:NDVI、Slope、Landuse专题数据;其次分别定义4个条件函数图形:在NDVI Classify函数图形中,利用GPS采集野外标准样地的实际植被覆盖度,寻找并建立标准样区的植被覆盖度和植被指数二者之间的关系(见表1),根据表1数据,将植被指数NDVI属性加入到Criteria Table中,并输入5个分类判断条件,输出5个专题类(见图2)。

在Slope Classify函数图形中,按水利部颁发的坡度分级标准,将坡度属性加入到Criteria Table中,并输入6个分类判断条件,输出6个专题类(见图3)。

在Landuse Classify函数图形中,将土地利用类型类分类数据,根据在不同土地利用方式和特点上所形成的水土流失差异性再进行归类划分。例如,可将水田、城市居民用地、水域等没有明显水土流失特征的地类归为一类,而将工矿用地、荒草地、裸土地等具有明显水土流失特征的地类归为一类,这样归类划分的目的是为了提高后面图形模型水土流失强度自动评判的准确度,也可为最后人机交互修改提供参考。将土地利用类型属性加入到Criteria Table中,并输入13个分类判断条件,输出13个专题类(见图4)。

在Overlap Classify函数图形中,将分别通过以上3个条件函数计算后得到的专题类栅格数据结果,即植被指数NDVI分级专题、坡度Slope分级专题、土地利用Landuse分类专题,分别加入到Criteria Table中,并输入27个分类判断条件,输出27个专题类,进行叠加运算处理,得出水土流失评价数据及评价结果。(限于篇幅,其它行业不细述)

4 福建省遥感技术发展前景

随着遥感技术的发展,新型传感器不断出现,高光谱、高空间分辨率的雷达数据和多波段、多极化、干涉雷达将成为未来传感器的主要发展目标。如何充分利用这些新型的遥感数据,达到粗、中、细、精空间分辨率互补;全色、多光谱、高光谱、超光谱的光学遥感和多波段、多极化、多角度的雷达遥感互补;长、中、短时间分辨率遥感数据互补,将是未来遥感数据处理及推广应用的主要目标。随着遥感数据中所包含的信息量的不断丰富,遥感数据量不断增大,使得传统的遥感图像处理方法逐渐不能适应。针对新的遥感数据的应用研究,很多还只是处于实验研究阶段,研究涉及的理论方法比较分散,尚未形成一套比较成熟和实用的流程,实现工程化应用比较困难。因此,迫切需要根据新型传感器、海量数据的特点,结合福建省的实际情况,不断完善现有的算法,简化现有的操作流程,并融合和集成多源遥感数据,从中提取用户感兴趣的信息,使不同来源的数据可以更广泛地得到应用,推动遥感技术应用水平的不断进步,使其在国民经济建设中发挥更重要的作用。

福建省遥感技术的发展,应该着眼于未来十年国际、国内遥感技术的发展,研究新型及多源、多平台遥感数据的深度处理方法及推广应用技术。对不同时相、不同来源的卫星遥感数据进行处理,尤其对高光谱、高分辨率和雷达卫星数据进行深度处理研究,并将研究的成果推广应用于国土和林业资源监测、城市动态变化监测、海岸带生态环境监测和台湾海峡水环境监测等诸多领域。

4.1 雷达数据的发展现状和趋势

SAR数据不仅具有全天时、全天候的特点,可以弥补多云、多雨、多雾地区光学数据的不足,为资源环境的快速、动态监测提供数据源;还由于其成像机理与光学传感器不同,可以与光学传感器所获得的数据具有很好的互补性,提取更多的信息。

4.1.1 SAR技术的国内外研究进展

自1960年世界上第一部SAR系统问世以来,SAR技术一直在持续发展。从上世纪70年代开始,欧美和日本先后发射了Seasat、ERS-1/2、JERS-1、RADARSAT-1等一系列雷达卫星,并多次进行SIR-C/X、SRTM等航天飞机试验,为全世界提供了丰富的SAR图像,使SAR图像得以广泛应用。

进入21世纪,星载雷达系统向多极化、高空间分辨率、极化干涉的方向发展。欧洲空间局在2002年3月发射升空了环境卫星ENVISAT,所搭载的先进合成孔径雷达系统ASAR(Advanced Synthetic Aperture Radar),工作在C波段,具有极化、多入射角的新特点,还提供了多种成像模式。日本于2006年1月发射的ALOS-POLSAR作为JERS-1的后续平台,与其它星载系统互为补充,该传感器具有高分辨率、扫描式合成孔径雷达、极化三种观测模式,能获取比普通SAR更宽的地面幅宽。德国航天局于2007年6月15日发射其研制的高空间分辨率、超常规雷达系统的雷达卫星TerraSAR-X,最高空间分辨率可达到1m。由加拿大航天局和MDA公司联合研制RADARSAT-2,于2007年12月成功发射,其采用多极化工作模式,大大增加可识别地物或目标的类别,可为用户提供3m~100m分辨率、幅宽从10km~500km范围的雷达数据。最近科学研究者关注的COSMO-SkyMed是由意大利航天局和意大利国防部同共研发的雷达星座,共有四颗分辨率高达1m的X波段雷达组成。该星座的第一颗卫星和第二颗卫星分别于2007的6月、12月发射完成,另外两颗卫星将分别于2008年的年中和年末发射,以完成整个卫星星座的发射任务。COSMO-SkyMed雷达卫星的最高分辨率为1m,扫描宽度为10Km2,特有的高重访周期,具有雷达干涉测量的能力。美国在其未来十年对地观测计划别强调INSAR系统,特别是强调L波段-极化INSAR传感器卫星计划的重要性。而且很早就提出了利用无人驾驶航天器实现L波段极化干涉测量SAR对地观测的设想。

我国的第一个民用单波段、单极化星载SAR系统(S波段)作为环境一号系列卫星之一,预计将于2009年发射。未来5-10年会有一系列的S波段环境减灾SAR小卫星发射,将来有可能实现双极化数据获取。

4.1.2 SAR图像处理与应用技术进展

SAR图像的处理与应用技术的研究是近十年来遥感界的研究热点。SAR图像处理技术的研究涉及到了斑点噪声的去除、辐射校正和标定、正射校正、纹理提取以及SAR图像与光学图像的融合方法研究等诸多方面。目前主要的几种遥感图像处理软件如PCI、ERDAS等都具有相应的SAR图像处理模块。但是由于SAR图像的成像机理复杂,很多处理方法并不十分理想,尤其是一种处理方法并不完全适合所有类型的SAR图像。

在雷达卫星不断发射、传感器不断更新的同时,SAR图像的处理技术也在不断提高,应用领域更加广阔,其中最突出的就是INSAR技术的出现和应用。

SAR数据的最大特点是既记录了回波信号的强度信息,同时也记录了相位信息,即以波数形式表示的从传感器到地面的实际距离。以往主要是处理和利用雷达回波的强度信息,因为各种干扰带来的斑纹使得单幅SAR图像的相位信息几乎不能被利用。合成孔径雷达干涉测量技术(INSAR,Interferometric Synthetic Aperture Radar;简称:干涉雷达测量)是以同一地区的两张SAR图像为基本处理数据,通过求取两幅SAR图像的相位差,获取干涉图像,然后经相位解缠,从干涉条纹中获取地形高程数据的空间对地观测新技术。差分干涉雷达测量技术(D-INSAR)是指利用同一地区的两幅干涉图像,其中一幅是通过形变事件前的两幅SAR获取的干涉图像,另一幅是通过形变事件前后两幅SAR图像获取的干涉图像,然后通过两幅干涉图差分处理(除去地球曲面、地形起伏影响)来获取地表微量形变的测量技术。INSAR 和D-INSAR技术使SAR数据中的相位信息能得到充分利用。

获取大面积地面精确三维信息是INSAR技术的主要应用,它与GPS的区别在于它具有比GPS更高的形变观测精度、采样密度高(100m之内)、空间延续性好和无需建立地面接收站。INSAR与其它测量形变位移仪器的区别在于测量仪器成本高、布点少,且难以大范围追踪地壳形变。概括起来,INSAR技术的应用已涉及到地形测图、数字高程模型(DEM),洋流、水文、森林、海岸带、变化检测、地面沉降、火山灾害、地震活动以及极地研究等诸多领域。20世纪90年代以来,随着美国SIR C/X SAR、欧空局ERS-1/2、日本JERS-1、加拿大RADARSAT-1等一系列星载SAR系统的成功发射,提供了大量适合做干涉处理的SAR数据,大大促进了这一技术的发展和应用。目前雷达卫星提供的干涉雷达数据不仅满足了科研的需要,同时也正在为许多发达国家提供良好的经济和社会效益。最新发射的ENVISAT-1、RADARSAT-2、PLASAR等和其它一些未来即将发射的雷达卫星将提供更多的干涉雷达数据,可以预见,INSAR技术将得到进一步发展,也将在经济和社会发展中发挥更加重要的作用。在我国由于受数据源的限制,干涉雷达技术应用研究的例子还较少,但随着一般干涉测量技术的日趋成熟和雷达遥感的进一步发展,越来越多的星载雷达将具有获取干涉雷达数据的能力。我国也即将发射自己的星载雷达获得自己的干涉数据源,因此,对差分干涉雷达测量的原理、实现流程及在资源环境中的应用进行研究,具有重要的意义。

4.2 高光谱数据的现状与发展趋势

20世纪80年代,遥感技术的最大成就之一是高光谱遥感技术的兴起。1983年,第一幅由航空成像光谱仪(AIS-1)获取的高光谱分辨率图像以全新的面貌呈现在科学界面前。此后陆续出现的高光谱分辨率的数据有AVIRIS、FLI、ASAS、CASI、HYDICE、PHI、POS、OMIS-I、OMIS-Ⅱ、MODIS、HIRIS、OrbVIEW以及MERIS等。美国和澳大利亚计划近期发射两颗携带海洋水色高光谱传感器的卫星NEMO和ARIES。但是,现有的星载高光谱遥感数据并不多,且空间分辨率较低,用户可选择的余地也比较小。随着遥感技术的发展,星载较高分辨率的高光谱数据将逐渐增加,如何使高光谱数据的处理技术能够应用于实际,将是一项很有挑战性的研究。

高光谱遥感是高光谱分辨率遥感的简称,是20世纪末迅速发展起来的一种全新遥感技术,以纳米级的超高光谱分辨率和几十或几百个波段同时对地表地物成像,获得地面物体连续光谱信息。高光谱遥感的成像光谱技术将成像技术与光谱技术相结合,在对目标地物的空间特征成像的同时,获取每个像元数十至数百个窄波段(通常波段宽度

与高空间分辨率卫星影像数据不同,高光谱分辨率的卫星数据的应用研究主要集中于地质、水环境、林业、农业、地质、荒漠化、大气、城市地物探测等,在技术研究方面,研究的比较多的是最佳波段的选择、光谱异常检测、目标识别分类算法研究、光谱数据挖掘、特征提取等方面。

高光谱传感器可以提供更宽波长范围的信息,包括可见光、近红外、短波红外甚至热红外。高光谱影像数据具有更高的光谱分辨率,含有连续的光谱信息,将使很多现在不能实现的工作成为可能。

5 结语

福建省遥感技术发展已达到更上一层楼的阶段,在完善可见光波段数据应用的基础上,建立起服务于全省从事遥感技术应用的支撑平台,将是今后工作的主要努力方向。若达到此目的,可节约大量资金投入并避免低水平重复工作,在全省范围内做到数据源统一、格式统一、质量统一、评价统一,使政府决策更具科学性;将使遥感技术应用朝规范化方向发展,进而实现“数字福建”的目标。与此同时,应当加强雷达数据、高光谱数据应用的实践并使之实用化、工程化,从而实现全天候、快速服务的目的。福建省遥感领域已经取得很大进步,尽管已有许多成果处于国内第一方阵,但是依然任重道远。要努力促进遥感技术与各行业应用的无缝链接,进而提高社会生产力,推动社会进步,为海西建设建功立业。

参考文献:

[1] 王维明, 陈明华, 林敬兰, 等. 长汀县水土流失动态变化及防治对策研究[J]. 水土保持通报, 2005, 25(4):73-77.

[2] 党安荣, 张建宝, 王晓栋, 等. Erdas Imagine遥感图像处理方法[M]. 北京: 清华大学出版社, 2003: 333.

课题组成员:

1.黄安徽,福建省遥感学会秘书长,高级工程师。

2.肖 胜,福建省林业厅信息中心,高级工程师。

3.徐涵秋,福州大学环境与资源学院院长,博士生导师。

4.蔡旺华,福建省环保局信息中心,高级工程师。

5.孙依斌,福建农林大学教授,博士生导师。

6.高建阳,福建省地质遥感中心主任,高级工程师。

7.,闽江学院地理系主任,教授。

友情链接