发布时间:2023-09-26 08:31:30
绪论:一篇引人入胜的航天遥感技术,需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文,供您参考和学习。

中图分类号:TP7文献标识码: A 文章编号:
一、航空遥感的发展现状
一九六零年美国的学者就提出了遥感这一概念,这是一项FQ综合技术,将其定义为以摄影方式或以非摄影方式获得被探测目标的图像或数据的技术,是为了更加全面的描述这种技术和方法,从现实的意义来分析,通常我们把它称为一种远离的目标,通过非直接接触而判定、测量并分析目标性质的技术。一九七二年第一颗地球资源卫生发射升空,一直以来,法国、美国、俄罗斯、日本、印度以及中国等国家陆续发射了对地观测的卫星,并且越来越多。如今,大气窗口的全部都已被卫星遥感的多传感器技术所覆盖,光学遥感包含以下几种:近红外、见光及短波红外区,以探测目标物的反射和散射热红外遥感的波长可从8/an到14Inn,以射率和温度等辐射特征,微波遥感的波长是从1mm到100cm的范围,其中被动微波遥感主要是以目标的散发射率与温度的探测为主,主动微波遥感通过合成孔径雷达探测目标的反向散射特征。微波遥感能够全天时、全天候的对地进行观测,雷达干涉的测量多数采用两付天线同步成像,或者是一付天线需要隔一段时间之后重复成像,利用同名像点的相位差对地面目标的三维坐标进行测定,精度可以达到5In~10In,差分干涉测量定相对位移量的精度更高,在自动获取数字高程模型的精度上得到很大的提高。航空航天遥感对地定位不依赖地面的控制,也就是对影像目标的实地位置能够确定,过去的一个世纪中取得的重大成果中就包括从空中和太空观测地球获取影像,体出了多平台多传感器航空航天遥感数据获取技术趋向于三高。多平台多传感器航空航天遥感数据获取技术有着非常快速的发展,并趋向于高空间分辨率、高光谱分辨率及高时向分辨率。在二零零一年卫星遥感的空间分辨率有了快速的提高,而时间分辨率的提高则是由于小卫星技术的快速发展,传感器与小卫星星座的大角度倾斜可以以1d~3d的周期获得感兴趣地区的遥感影像。
因为具有全天候全天时的特征,以及应用INSAR和东一INSAR进行高精度三维地形及其变化测定的可能性,因此,全世界各国家都在普遍关心的就是SAR雷达卫星。在机载和星载SAR传感器以及应用研究方面我们国家还处于形成体系的阶段,如今,我们国家将把遥感数据获取的方法全面推进,从而形成自主的高分辨率资源卫星、雷达卫星、测图卫星和对环境与灾害进行实时监测的小卫星群。
二、航空遥感技术的应用
从遥感科学的本质来分析,就是通过对地球表层的遥感,如岩石圈、大气圈、水圈以及生物圈都属于地球表层。根据遥感仪器所选用的波谱性质遥感技术可以分为以下几种,声纳遥感技术、电磁波遥感技术、物理场遥感技术等。电磁波遥感技术是利用各种物体或物质反射出不同的特性的电磁波而进行遥感。包括见光、微波及红外等遥感技术。按照感测目标的能源作用可以分为以下两种技术,包括:被动式遥感技术、主动式遥感技术。如果按照记录信息的表现形式来分的话,可以分为图像方式以及非图像方式,若按遥感器使用的平台来分,可以分为航空遥感技术、航天遥感技术、地面遥感技术等三种技术。从遥感的应用领域来分的话,可以分为环境遥感技术、地球资源遥感技术、海洋遥感技术以及气象遥感技术等。遥感应用具体包括:土地资源调查、陆地水资源调查、植被资源调查、城市遥感调查、地质调查、海洋资源调查、环境资源调查以及考古调查与规划管理等。
三、我国航空遥感技术的发展趋势
科学技术在不断的进步,光谱信息逐渐趋向成像化,雷达成像向多极化发展,光学探测多向化,地学分析也越来越智能化,环境研究也向动态化发展,资源研究方面也趋于定量化,这对遥感技术的实时性有很大的提高,并且对遥感技术的运行性也起到很大的提高作用,使它向多频率、多尺度、全天候的方向发展,与此同时,还要向高效快速以及高精度的目标发展下去。其一、随着高性能新型传感器研制开发水平的不断提高,以及环境资源遥感对高精度遥感数据的要求越来越高,高光谱分辨率以及高空间已经成为卫星遥感影像获取技术的未来发展方向。遥感传感器的改进与突破重点体现在像光谱仪和雷达上,高分辨率的遥感资料对地质勘测以及海洋陆地的生物资源调查都有非常显著的效果。其二、全天候全天时获取影像并穿透地物是雷达遥感具有的能力,并且在对地观测领域有很大的优势。无论是干涉雷达技术,还是被动微波合成孔径成像技术,还是三维成维技术及植物穿透性宽波段雷达技术都在发挥着越来越重要的作用,并且也是实现全天候对地观测的非常主要的技术,使环境资源的动态监测能力得到很大的提高。其三、不断开发陆地表面温度及发射率的分离技术,并使其得以完善,对陆地表面的能量交换进行定量估算并进行监测,除此之外,还要对平衡过程进行监测,这会在全球气候变化的研究中起到更大的作用。其四、由航空、航天与地面观测台站网络等组成的并且以地球作为研究对象的综合对地观测数据获取系统,不但具有提供定性、定位、定量的能力,而且还具有提供全天候、全空间及全时域的数据能力,为资源开发、地学研究、环境保护及区域经济的持续发展提供科学数据,同时提供信息服务。
四、我国在航天遥感技术方面已取得的巨大成就
在对地观测系统中一项重要的组成部分就是航空遥感,无论是在灾害应急响应监测方面,还是在高精度地表测量中以及矿产资源探测等领域都发挥着非常重要的作用。有了863计划等国家科技计划的支持,我们国家一直坚持自主创造并不断创新,在无人机遥感、高精度轻小型航空遥感、高效能航空SAR遥感等领域都自主研发了红外、可见光、激光、合成孔径雷达等航空遥感传感器,技术非常先进并且实用性很强,把国外的技术垄断与技术壁垒彻底打破了,研发出一系列的软件及硬件产品,并且是适合我们国家国情的产品,形成独具特色的全国航空遥感网,应用领域包括地矿、测绘、环保、农业、水利、减灾、交通、军事以及一些重大的工程建设,并且发挥出了非常重要的作用。如今,我们国家的遥感技术在国际中处于领导者的地位。
由高精度小型化POS、高精度轻型组合宽角数字相机、稳定平台、轻小型机载LIDAR、超轻型飞机(或无人机)和相应软件组成了高精度轻小型航空遥感系统。此系统与国外一些同类的产品相比,具有以下优点:重量轻、体积水、成本低、功能全并且操作起来非常方便,更重要的是拥有自主知识产权,主要应用于大比例尺测绘、高分辨率对地观测、数字城市建设以及重大自然灾害应急响应等方面,不但可以节省大量的人力、物力以及财力,而且对于遥感工作效率及效益有很大的提高。
高效能航空SAR遥感应用系统不但突破了系统总体与系统集成、X波段干涉SAR、P波段极化SAR技术,而且还突破了地形测图处理技术,技术指标要满足测图精度的要求,这样才能有利于技术流程及标准的形成,把国外技术的封锁彻底打破了,使国内的空白得到了填补,使我国成为世界上第三个拥有先进航空SAR遥感系统的国家。
参考文献:
[1]马蔼乃.遥感概论.北京:科学出版社,1984
1 遥感技术在各行业中的应用
1.1 遥感技术
遥感技术是从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、红外线,对目标进行探测和识别的技术,例如航空摄影就是一种遥感技术。现代遥感技术主要包括信息的获取、传输、存储和处理等环节,完成上述功能的全套系统称为遥感系统,其核心组成部分是获取信息的遥感器。遥感器的种类很多,主要有照相机、电视摄像机、多光谱扫描仪、成像光谱仪、微波辐射计、合成孔径雷达等。传输设备用于将遥感信息从远距离平台(如卫星)传回地面站。信息处理设备包括彩色合成仪、图像判读仪和数字图像处理机等。航空和航天遥感能从不同高度、大范围、快速和多谱段地进行感测,获取大量信息。航天遥感还能周期性地得到实时地物信息。因此航空和航天遥感技术在国民经济和军事的很多方面获得广泛的应用。例如应用于气象观测、资源考察、地图测绘和军事侦察等。遥感技术已被应用于国民经济的各个领域,包括资源评估、环境监测、灾害预警及其他地物变化的分析等。随着遥感技术应用的广度和深度发展,遥感技术的用途将大大扩展。
1.2 3S技术
3S技术指的是RS(遥感技术)、GRS(全球定位系统)、GIS(地理信息系统)技术。3S技术融合了现代通讯技术、计算机科技技术、卫星导航与定位技术、传感技术及空间技术等,具有信息采集、模拟制图及模型分析等多种功能。在实际应用中发现,融合3S技术能够为公路勘察技术功能、数据资源的共享、结合提供有效的支撑。在利用GPS技术与RS技术探测公路实际情况时,可以使用相关资料及时获取地理信息的三维图像,并输出地形的三维模型,有助于了解公路工程地形的实际情况。利用RS技术与GI技术时也可以获得相对精确的勘探设计地形模型,有助于优化选线,这对于提高勘察设计效率有着重要意义。遥感与3S相结合,经过技术集成和开发,在实现信息分析解译、完成山区、沙漠、黄土沟壑区高速公路方案优化方面,有事半功倍的效果。
2遥感技术在公路勘察设计中的应用
遥感图像信息的宏观真实性、实时性和信息丰富性,为资源环境调查及公路工程勘察设计提供了最方便快捷、准确实用的依据。而3S与3D(三维地模-数字地形模型)技术相结合,可以生成公路设计区真实地貌景观,是全面认识公路交通自然环境,提高公路勘察设计水平的先进技术。
2.1遥感技术与公路测绘
遥感技术在公路测绘中得到了广泛应用。早期的遥感资料由于受分辨率的限制,近年来,由于采用了新的技术思路,在大比例尺测绘和地质制图中,遥感与地质测绘的符合程度和可兼容程度有了很大的改进,但在如何充分发挥遥感地质的认识上仍有待统一,否则遥感地质将无法健康发展下去。遥感在测绘中主要被用来测绘公路地形图、制作正射影像图和经专业判读后编绘各种专题图。而常规的测量方法不仅工作量大,而且还存在一些很难测定的空白点,遥感技术的发展恰恰能够弥补这些不足。
2.2 遥感技术与地质勘察
传统的工程地质调绘(地质测绘)是依靠技术人员的野外作业来实现的,费时费力,效率不高,而且由于人的视野受到地形和植被的遮挡,许多地质问题不易观察搞清。遥感图像信息的丰富性,为工程地质人员提供了最直观调绘依据,可以大大加快工作的速度。我国公路遥感技术应用开始于1990年代中期,主要利用遥感信息调查路线带工程地质及不良地质现象。遥感技术具有宏观性强、影像逼真、信息量丰富等特点,对地形地貌、地质构造、不良地质和特殊地质均有比较直观的反映,在工程区域地质条件评价、公路走廊带选择、路线方案比选、病害成因及其影响评价方面具有常规手段和传统方法所无法比拟的优势。在实践的操作当中需要结合地质地貌的特征,运用地形的基本条件,开展路线的平纵勘察以及方案的设计。针对路线的设计,需要适应地形的特征,而不应当刻意的、片面的、过分的追求设计的高标准。一般来讲设计的实际标准不能小于规定的标准,并且加大设计方案的比较和选择力度,对一些有价值的设计方式需要进行深入的分析与勘测。针对不良的地质施工环境,诸如采空区以及岩溶地区等等,还需要运用现代化的新型技术,航测数模技术以及航测遥感技术等等,通过计算机技术来计算出最佳的地质设计路线,进而在设计和施工的过程当中合理的避开一些较难进行防治的复杂路段,达到方案优化的目的和效果。
2.3 遥感技术与公路选线
公路选线是公路勘察设计的重要环节,要求设计的路线方案既经济合理,又快速高效,并且安全可靠。因此,对高新技术勘察手段的应用要求也越来越高。遥感技术通过遥感影像和遥感数据,对公路工程的地质情况进行分析,结合现场地质勘察以及钻探技术,可以帮助地质勘测人员完成对公路沿线工程地质、水文地质等的分析和判断,提供给路线设计人员进行地质选线。在该工程中,需要首先对公路沿线范围内相关的卫星影像资料、遥感数据资料以及地质资料等进行收集和整理,然后利用高分辨率卫星影像以及多光谱卫星影像等,对公路的地质地貌、构造分布、工程地质条件等进行全面细致分析,从而为路线方案的选取提供有效的参考依据和建设性意见,确保公路路线的合理性。
2.4 遥感技术与公路隧道选线
高等级公路隧道规模一般比较大,随着长大隧道的出现,投资巨大,选择最优线位往往可以节约数千万甚至数亿元的投入,其意义是非常重大的。遥感技术在公路隧道的选线优化工作中具有关键作用。高等级公路施工过程中隧道的占得部分规模较大,随着大隧道的出现,投资金额的增长,如果选择最优线位通常可以节约将近数千万甚至数亿元的投资款,有非常重大的意义,由此可知,遥感技术在公路隧道的设计的选线优化工作中起到了很关键的作用。
结束语
应用卫星多光谱遥感、微波遥感探测技术对公路规划勘察区进行工程地质环境、隐伏构造信息及不良地质信息分析技术的研究,开展了3D-GEO系统软件开发及其在公路工程深部立体图形图像解析及选线中的应用研究,为优化公路规划设计方案,提高勘察设计质量和速度提供技术支持。在公路工程地质勘察应用中取得了较好的效果及显著的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]袁江红,杨厚波.测绘技术在公路勘察设计中的应用[J].科技资讯,2006(28):17-18.
[2]戴文晗.遥感与3S技术开发及在公路勘察设计中的应用[A].第一届全国公路科技创新高层论坛论文集新技术新材料与新设备卷[C].2002年.
[中图分类号] P217 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-7-199-1
近些年来,人们迎来了信息时代,人类社会也逐渐步入到全方位的信息时代中,新兴很多科学技术,并得到了迅速发展,被人们广泛应用到人类生活之中。摄影测量经过数字摄影测量阶段、解析摄影测量阶段以及模拟摄影测量阶段这三个阶段。在摄影测量技术发展期间,从遥感数据源到遥感平台、遥感器、遥感数据处理、遥感理论基础探讨等,都产生了很大变化。下面,笔者就对摄影测量与遥感当前发展中面临的问题进行分析。
1摄影测量与遥感发展中存在的问题
1.1遥感技术发展存在的问题
当前形势下,遥感技术主要被应用到环境保护、城市规划、土地利用、荒漠化监测、灾害监测、环境预报、海洋监测、天气预报等行业和领域中,遥感技术为社会发展带来了很大的经济效益。特别是航天遥感技术的提出和发展,航天遥感技术对卫星遥感进行充分利用,进而获取各种需要的信息,可以说,航天遥感技术是当前最为有效的方法。
目前,在遥感技术的应用上,还存在一些问题:譬如说过分重视对表面现象的反馈,忽视了内里的规律分析、定量分析等。同时,遥感技术应用中还存在过分单一的问题,这在一定程度上影响了遥感技术作用的发挥,多种遥感技术的一体化综合应用有助于获取更加准确的数据资料,提高测量质量。比如说:遥感技术应用到水质的监测中时,进行数据分析多为定性分析,很少进行定量分析;且监测精度不高,存在明显的经验、半经验算法;另外,在监测的数据参数上,主要为透明度、浑浊度、悬浮沉积物、叶绿素等,参数过少,而且监测的波段范围也不大,主要集中在可见光和近红外波段范围。
1.2摄影测量发展存在的问题
我国的摄影测量发展经历了漫长的历程,伴随着我国自动控制技术以及计算机技术的不断发展,在二十世纪末期,完成了全数字的自动测图软件研发和应用,由此,数字摄影测量技术得以迅速发展,数字摄影测量被普遍应用到测量工作之中。在进入到二十一世纪以后,科学技术的不断提升为摄影测量提供了帮助,使摄影测量也步入到数字化时代中。在数字摄影测量中,传统的图像处理从光学仪器上搬到了计算机上,实现了对传感器空间方位的校正、地形起伏引起像点位移的纠正以及图像镶嵌等功能。目前,在摄影测量图像的处理方面,还存在图像匹配、不依赖DEM的正射纠正等问题。譬如说:在图像匹配上,在地形图上取影像与地形图上对应同名点作为纠正控制点,这种方法的精度不高,当前在图像的匹配上依然主要依赖人工方式,而数字化的图像匹配还有待进一步研究和发展。
另外,摄影测量技术中得数字正射影像图(DOM)存在严重的图像质量问题,外界环境的诸多因素都会直接影响到图像的质量,影响摄影测量的精度。譬如:清晰度差、纹理不清晰、重要地物缺失等。实践经验表明:原始影像质量、DEM数据质量、摄影处理条件、拼接线、第三方软件等都会对DOM质量产生影响。
2推动摄影测量与遥感技术发展的策略
近些年,在数据分析、信息服务、获取和处理数据的过程中,摄影测量与遥感技术都得到了良好发展,获取数据的装备也得到了迅速发展,从本质上提升了数据处理系统的自动化程度。
2.1遥感自动定位技术的发展和应用
在摄影测量与遥感技术发展过程中,遥感自动定位技术具有十分重要的地位,不仅能够对影响目标实际位置进行准确确定,更可以对影响属性进行准确解译。将GPS的空中三角测量作为前提和基础,对惯性导航系统进行充分利用,由此形成了航空影响传感器,航空影响传感器将定点摄影成像实现,并且保证定点摄影成像的高精度。在卫星遥感这一前提和基础下,精度可以实现米级,遥感自动定位技术能够实现实时数据更新和实时测图等作业的流程,进而将野外像控测量工作量减少。
2.2在三维模型表面重建中应用摄影测量
在工程勘察、人体重建、人脸重建、医学重建、文物保护、工业测量以及土建筑重建等方面都均已普遍应用三维物体重建技术。三维物体重建技术通过手持量测的数码相机实施操作,进而能够得到多度重叠以及短基线的图片,通过立体匹配的渠道获取模型点的数据。利用短基线多影响的数字摄影测量快速三维的重建技术,能够从本质上将摄影测量无法兼顾远景和变形问题进行解决,在实施的过程中,通过采取量测数码相机手持拍摄这一种方式方法,使测量技术更加快速和简单,并且拥有高度自动化。
2.3构建完善的遥感监测指标体系
为推动遥感技术定量化分析的应用于发展,必须建立起完善的遥控监测指标体系。比如说:在大气环境的遥感监测中,借助这一指标体系进行后续的定量化分析,掌握大气环境的变化情况,实现大气环境监测的集成化发展。一是时间与空间数据的互为弥补和整合,便于相关人员掌握大气环境;二是互为约束的遥感反演技术。随着遥感技术和摄影测量技术应用日益广泛,其不断融合先进技术,为人类发展带来更先进的监测技术,推动社会经济发展和人类进步,而构建监测指标体系则是当前迫切需要解决的一个问题,需要各部门、单位的联动,全力推动遥感技术的发展,实现遥感技术的变革。
3结语
综上,虽然如今的摄影测量与遥感技术发展速度相对来说比较快,并且已经被应用到测绘工作中,逐渐实现了智能化发展和数字化发展。我国摄影测量与遥感存在设备种类单一以及生产效率低下等问题,这些问题和信息产业发展相违背,不能达到国际的标准水平。因此,我们要集中优势力量,开展跨学科合作。
参考文献
[1]克里斯蒂安・海普克,唐粮.摄影测量与遥感之发展趋势和展望[J].地理信息世界,2011,09(02).