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遥感技术工作原理

遥感技术工作原理

遥感技术工作原理范文第1篇

【关键词】:遥感(RS)技术;用途;分类;常用的遥感数据;图像处理;应用范围

中图分类号: P283 文献标识码: A 文章编号:

0引言

随着计算机技术、光电技术和航天技术的不断发展,遥感技术正在进入一个能快速、及时提供多种对地观测数据的新阶段。遥感技术已经成为测绘领域中对信息进行提取、加工、表达和应用的一门科学技术。

1遥感技术

1.1遥感的定义

“遥感”,顾名思义,就是遥远地感知。传说中的“千里眼”、“顺风耳”就具有这样的能力。人类通过大量的实践,发现地球上每一个物体都在不停地吸收、发射和反射信息和能量,其中有一种人类已经认识到的形式-电磁波,并且发现不同物体的电磁波特性是不同的。遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波,从而提取这些物体的信息,完成远距离识别物体。

1.2遥感图像的用途

就像我们生活中拍摄的照片一样,遥感像片同样可以“提取”出大量有用的信息。从一个人的像片中,我们可以辨别出人的头、身体及眼、鼻、口、眉毛、头发等信息。遥感图像一样可以辨别出很多信息,如水体(河流、湖泊、水库、盐池、鱼塘等)、植被(森林、果园、草地、农作物、沼泽、水生植物等)、土地(农田、林地、居民地、厂矿企事业单位、沙漠、海岸、荒原、道路等)、山地(丘岭、高山、雪山)等等;从遥感图像上能辨别出较小的物体如:一棵树、一个人、一条交通标志线、一个足球场内的标志线等。大量信息的提取,无疑决定了遥感技术的应用是十分广阔的,据统计,有近30个领域、行业都能用到遥感技术,如陆地水资源调查、土地资源调查、植被资源调查、地质调查、城市遥感调查、海洋资源调查、测绘、考古调查、环境监测和规划管理等。

由于遥感技术是从人们一般不能站到的高度去“拍照”,故从宏观视野上,也有着人力所不能及的优势。

1.3遥感技术

遥感技术包括传感器技术,信息传输技术,信息处理、提取和应用技术,目标信息特征约分析与测量技术等。

遥感技术依其遥感仪器所选用的波谱性质可分为:电磁波遥感技术,声纳遥感技术,物理场(如重力和磁力场)遥感技术。

电磁波遥感技术是利用各种物体/物质反射或发射出不同特性的电磁波进行遥感的。其可分为可见光、红外、微波等遥感技术。按照感测目标的能源作用可分为:主动式遥感技术和被动式遥感技术。按照记录信息的表现形式可分为:图像方式和非图像方式。按照遥感器使用的平台可分为:航天遥感技术,航空遥感技术、地面遥感技术。按照遥感的应用领域可分为:地球资源遥感技术,环境遥感技术,气象遥感技术,海洋遥感技术等。

2遥感的分类

2.1按遥感平台的高度分类大体上可分为航天遥感、航空遥感和地面遥感

航天遥感又称太空遥感(spaceremotesensmg)泛指利用各种太空飞行器为平台的遥感技术系统,以地球人造卫星为主体,包括载人飞船、航天飞机和太空站,有时也把各种行星探测器包括在内。

卫星遥感(SatelLiteremotesensing)为航天遥感的组成部分,以人造地球卫星作为遥感平台,主要利用卫星对地球和低层大气进行光学和电子观测。航空遥感泛指从飞机、飞艇、气球等空中平台对地观测的遥感技术系统。

地面遥感主要指以高塔、车、船为平台的遥感技术系统,地物波谱仪或传感器安装在这些地面平台上,可进行各种地物波谱测量。

2.2按所利用的电磁波的光谱段分类可分为可见反射红外遥感,热红外遥感、微波遥感

可见光/反射红外遥感,主要指利用可见光(0.4-0.7微米)和近红外(0.7-2.5微米)波段的遥感技术统称,前者是人眼可见的波段,后者即是反射红外波段,人眼虽不能直接看见,但其信息能被特殊遥感器所接受。它们的共同的特点是,其辐射源是太阳,在这二个波段上只反映地物对太阳辐射的反射,根据地物反射率的差异,就可以获得有关目标物的信息,它们都可以用摄影方式和扫描方式呈像。

热红外遥感,指通过红外敏感元件,探测物体的热辐射能量,显示目标的辐射温度或热场图像的遥感技术的统称。遥感中指8—14微米波段范围。地物在常温(约300K)下热辐射的绝大部分能量位于此波段,在此波段地物的热辐射能量,大于太阳的反射能量。热红外遥感具有昼夜工作的能力。

微波遥感,指利用波长1—1000毫米电磁波遥感的统称。通过接收地面物体发射的微波辐射能量,或接收遥感仪器本身发出的电磁波束的回波信号,对物体进行探测、识别和分析。微波遥感的特点是对云层、地表植被、松散沙层和干燥冰雪具有一定的穿透能力,又能夜以继日地全天候工作。

2.3按研究对象分类可分为资源遥感与环境遥感

资源遥感:以地球资源作为调查研究对象的遥感方法和实践,调查自然资源状况和监测再生资源的动态变化,是遥感技术应用的主要领域之一。利用遥感信息勘测地球资源,成本低,速度快,有利于克服自然界恶劣环境的限制,减少勘测投资的盲目性。

环境遥感:利用各种遥感技术,对自然与社会环境的动态变化进行监测或作出评价与预报的统称。由于人口的增长与资源的开发、利用,自然与社会环境随时都在发生变化,利用遥感多时相、周期短的特点,可以迅速为环境监测。评价和预报提供可靠依据。

2.4按应用空间尺度分类可分为全球遥感、区域遥感和城市遥感

全球遥感:全面系统地研究全球性资源与环境问题的遥感的统称。

区域遥感:以区域资源开发和环境保护为目的的遥感信息工程,它通常按行政区划(国家、省区等)和自然区划(如流域)或经济区进行。

城市遥感:以城市环境、生态作为主要调查研究对象的遥感工程。

3常用的遥感数据

常用的遥感数据有:美国陆地卫星(Landsat)TM和MSS遥感数据,法国SPOT卫星遥感数据,加拿大Radarsat雷达遥感数据。

4图像处理

遥感影像通常需要进一步处理方可使用,用于该目的的技术称之为图像处理。图像处理包括各种可以对像片或数字影像进行处理的操作,这些包括图像压缩、图像存储、图像增强、处理、量化、空间滤波以及图像模式识别等。还有其它更加丰富的内容。

5遥感应用范围

遥感应用范围:陆地水资源调查、土地资源调查、植被资源调查、地质调查、城市遥感调查、海洋资源调查、测绘、考古调查、环境监测和规划管理等。

6结束语

遥感技术工作原理范文第2篇

关键词:遥感测绘技术;测绘工作;应用

遥感技术是现阶段测绘领域使用最为广泛的辅助方式,很长一段时间内,遥感技术被应用在资源预测中,近些年来,遥感技术越来越成熟,因此逐渐的拓展到其他领域,地质测绘就是其中一个十分重要的领域,遥感测绘技术的出现,使得该领域不再单纯的依靠传统的技术,也不必耗费大量的人力武力,目前遥感技术已经进入到综合发展阶段,其应用价值将更高。

1 遥感测绘技术的相关问题概述

遥感测绘技术是一种新型的测绘技术,在传统的测绘技术的基础上,融合了遥感技术,以此使测绘更加准确,其该技术的应用范围十分广泛,在此,笔者将对遥感测绘技术进行详细的介绍。

1.1 概念

遥感,顾名思义,就是遥远地感知。在测绘方面来说,遥感技术的发展离不开全球定位系统。科学家发现地球上的各种物体的电磁波特性是有差异的。遥感测绘就是按照这个原理来工作的,并从而提取所需的信息,从而完成远距离的测绘。但在这一测绘过程中需要一些遥感平台,如卫星“飞机”气球等,遥感平台的作用就是稳定地运载传感器。现阶段工程师们已经开发出了多种传感器,这些传感器会把接收到的电磁辐射按照一定的规律转换为原始图像。原始图像被地面站接收后,要经过一系列复杂的处理,才能提供给不同的用户使用。

遥感技术主要就是利用遥感器来进行数据的收集,并且对所收集的数据进行相应的研究分析,以此获取目标的相关信息的一种技术。如果单纯的从数据采集方面来将,声波以及电磁波都与之属于同一类型。遥感技术由多个系统构成,为大家熟知的有地基以及空基系统,通过来收集相应的信息,利用所获得信息来判断目标物质。

1.2 优点

遥感技术与传统的技术相比,优势比较突出,首先,获取资料的范围更广,程度更深,利用先进的设计可以在更大范围内对目标物质的数据进行收集,经过数据分析,以此对目标物质做出更准确的判断;其次,效率更高,因为遥感技术受到的限制非常小,而且数据收集以及整理的方式也随之增加,因此效率也就更高,在同等的时间内,可以收集以及处理更多的信息。比如利用航空摄影测量的方式来获取信息,现代地理要素发生了很大的变化,传统应用的技术已经不能达到相关的测绘技术标准,但是利用航空摄影的方式进行测量,不仅准确,效率也能够保证,完全可以满足应用需求。

1.3 应用环节

遥感技术的应用,通常而言,都要经过四个环节:

第一, 选取数据,在众多的数据中选取出有价值的数据,这对传统的技术来说非常困难,但是因为遥感技术的存在,而变得简单,因为目前选取数据方面都是应用卫星,检测数据时,将其与土地利用图有机结合,通过不断地对比,确定数据的范围,并且在此基础上,加进生态以及人文等元素,以便获得更精确的信息数据。如果数据信息对精度要求特别高,可以将数据信息与影像资料有机融合,一起完成数据选取;第二,处理数据,虽然遥感技术能够在短时间内获取所需要的数据,但是这些数据在大多数情况下不能识别,因此需要通过专业的设备来处理,才能够识别,识别之后还需要进行修正,以此保证信息的精确度;第三,提取信息,遥感技术所获取的一部分信息处于不断的变化中,尤其是有些地理信息从未出现过,针对这类信息更需要遥感技术提取出来,应用在实际测绘中,之后按照时间先后顺序来整理上述信息,并且依据变化的信息进行上下一步的预测,以便后期使用;第四,评定检测的精度。从某种角度来说,精度就是要技术质量的衡量标尺,通过数据的分析与记录,便可以获取信息的准确精度,提高数据的准确度。

2 遥感技术在测绘工作中的运用

近年来,遥感技术被广泛地运用在各行各业,尤其是在测绘工作中的运用十分广泛,从根本上改变了测绘工作的情况,不仅提高了工作效率,而且也提高了测绘的精确度。具体运用情况分析:

2.1 地质测绘中遥感技术的运用

利用遥感技术获取到的地质信息最大的优势是时效强且准确度高,而且信息丰富,宏观性很强。在进行地质情况监测的过程中发挥了不可替代的作用。在地质测绘的过程中,遥感技术的运用十分广泛,地质图的绘制与大比例尺的地籍测绘过程中,遥感技术与地质的实际负荷程度及兼容程度改进很大,可以更好反映出地质的真实情况,进而保证不可再生资源的可持续发展。同时由于获取信息的准确程度不断提高,还可以改进地图的精确程度,绘制出更加精确的地图。

2.2 专题图制作过程中遥感技术的运用

2.2.1 制图比例尺与空间分辨率选择中遥感技术的运用在进行空间分辨率选择的过程中必须要考虑到两个十分重要的因素,第一个是目标的最小尺寸,另一个是地图在成图过程中的比例尺。比例尺要求不同,空间的分辨率也各不相同,因此在进行地图修测或者是专题图的制作过程中,一定要注意合适的空间分辨率。

2.2.2 选择波段及波普分辨率中遥感技术的运用在选择波普分辨率的过程中,必须要合理选择波段,波段的数目、波段的宽度及波段的长度都会影响到分辨率的准确性。

2.2.3 时间分辨率与时相,由于时间分辨率在遥感图像中的差别十分明显,因此,在制图的过程中必须要对其变化的周期有较为全面的了解,方可揭示出其本质的最佳时相,达到准确测绘的目的。

结束语

综上所述,可知遥感技术在测绘工作中发挥了重要的作用,更能适应不断变化的地理信息要素,虽然我国在测绘领域,遥感技术还未得到全面的应用,这主要是因为遥感技术应用成本比较高,再加之,相关应用人才的缺乏,这导致其应用范围受到了严重的限制,为了扩宽其应用范围,促进我国测绘工作的发展,我国的相关部门应该进行大量的投入,而相关学者也应该进行深入的研究。本文是笔者对遥感测绘技术应用的多年研究,仅供参考。

参考文献

[1]何莉萍,袁珂珂,徐红梅.浅议新时期地质测绘技术与发展[J].中国新技术新产品,2011(5).

[2]蒯志达,任海川,张学忠,黄淼云.地质测绘方法、管理及成图系统[J].有色金属矿产与勘查,1994(6).

遥感技术工作原理范文第3篇

一、水利水电工程中的勘探技术中应用的遥感技术的相关优势点

遥感技术以遥感平台为标准分为三种形式:①航天遥感②航空遥感③地面遥感。这三种遥感技术主要有四种优势点:第一,勘探的范围较大。第二,获取信息的速度较快。第三,勘探技术的信息综合性较强。第四,受干扰影响小。下面进行详细的介绍。

(1)遥感技术的优势之一

勘探的范围较大。目前的科技技术,要勘探我国的总面积也只是需要500张卫星勘探图,这是由于现有的卫星勘探遥感技术的拍摄范围为3400km2。与之对比的是如果采取

航空拍摄的勘探技术,要拍摄整个中国则需要100万张之多。遥感技术在勘探技术中的应用给大面积分析勘探提供了可能。

(2)遥感技术的优势之二

获取信息的速度较快。采用气象卫星的遥感技术,一天之内可以传回两次地球地面的情况图像,但是如果我们采用陆地卫星来进行勘探,传回地球地面的情况图像则需要17天,这样就有了重大的比较发现,卫星遥感技术可以对突发事件进行及时的反应,以最快的速度来收集相关的资料,给出处理事件的判断依据。

(3)遥感技术的优势之三

勘探技术的信息综合性较强。勘探技术中的遥感技术可以收集和进行多维度,多时段和多波段地球观察,通过观察可以形成一种较为综合性的信息网。

(4)遥感技术的优势之四

受干扰影响小。由于是卫星遥感勘探技术,这样的技术对于外界的人为干扰是有很好的抗干扰性的。直接受控于卫星的直接控制,将遥感勘探的图像直接整理传回指定的区域。

二、在水利水电工程中重大勘探问题中的遥感技术的具体应用和研究

关于在水利水电工程中重大勘探问题中的遥感技术的具体应用和研究,本文主要是通过对四方面的研究和分析进行阐述,分别是:遥感技术在区域性构造稳定性的相关研究;遥感技术应用前的水库相关滑塌,泥石流等调查;遥感技术在岩溶调查方面的应用;遥感技术在岩土工程施工前的地质编录。下面进行详细的叙述。

(1)简述遥感技术在区域性构造稳定性的相关研究。

水利水电工程中区域性构造稳定性的勘探过程中遥感技术是一种较为关键的应用技术和实施手段,在进行区域性构造构架勘探过程中,可以分析出勘探区域的撕裂体系和勘探区域的活动性,同时还可以对勘探的工程周边区域的稳定构造进行分析和确定。这里面的主要原因就是遥感技术能够很完整的给出勘探区域的地址机构,水文分布和地形地貌等信息,这样就给整个勘探过程提供了较为综合性的判断信息,对勘探是一种保障。

(2)简述遥感技术应用前的水库相关滑塌,泥石流等调查。

在水利水电施工区域的四种情况调查(①库区的坡岸的相关滑坡②库区的崩塌③库区的泥石流④)都是通过遥感技术进行勘探的。遥感技术可以通过航空卫星拍摄或者是红外拍摄进行相应的地质分析。同时结合了勘探区域的野外环境进行相应的实际复查和筛查,这样可以有效的防止大型的水利水电项目的上述四种情况的发生,可以对水利水电的工程稳定性由一定的帮助。

(3)简述遥感技术在岩溶调查方面的应用。

遥感技术在岩溶调查的过程中有着很明显的优势,特别是通过红外遥感技术的应用能够像图片翻译一样对岩溶进行详细的分析,还原岩溶的相应的地形地貌。我们还可以通过红外遥感技术来进行岩溶周边环境的勘探,例如岩溶下步的水源分布和泉水分布等等。

(4)简述遥感技术在岩土工程施工前的地质编录。

遥感技术在水利水电工程中,可以对现场相应的设计进行校核和存档,尤其是大型的水利水电项目通常情况下在施工前的地质编录过程中,要采用遥感勘探技术。

三、简要叙述遥感技术在水利水电相关工程勘探中的应用

关于遥感技术在水利水电相关工程勘探中的应用,本文主要从四个方面进行分析:第一,在水利规划过程中的应用。第二,在水库工程中的实际应用。第三,在河流治理过程中的应用。第四,在水资源调查过程中的应用。

(1)应用一,在水利规划过程中的应用。

遥感技术在水利规划的过程中,首先要进行污染水源的确定,通过污染水源的源头的观察来进行相应的水质质量的检测。

(2)应用二,在水库工程中的实际应用。

遥感技术在水库工程中的应用主要还是进行大范围的勘探功能,可以有效的是水库的全貌体现在一张图像中,这样有助于设计者进行详细的分析和设计。

(3)应用三,在河流治理过程中的应用。

遥感技术在河流治理的过程中,是以河流中的浮沙做为参照物进行遥感勘探的,这样可以对河流中的泥沙的量进行有效的分析,给出河流治理的初始数据。

(4)应用四,在水资源调查过程中的应用。

遥感技术在水资源调查中的应用主要是在雷达图像的方面,这种图像可以清晰的反映出水资源的相应的位置和水量。

四、结语

遥感技术工作原理范文第4篇

【关键词】:遥感技术;电力工程;生产效率

中图分类号:F407.61 文献标识码:A 文章编号:

1、前言

改革开放以来,国外先进的技术被引入了进来,经过科技人员的内化,逐渐被应用到各种工程中去,特别是遥感技术的应用,极大的降低了成本和劳动强度,提高了劳动生产率,极大的促进了工程建设的发展。遥感技术是20世纪60年代兴起的一种不直接与目标物接触而感知其性质和状态的探测技术,是根据电磁波的理论,应用各种传感仪器对远距离目标所辐射和反射的电磁波信息,进行收集、处理,并最后成像,从而对地面各种物体进行探测和识别的一种综合技术,而将遥感技术用于电力工程,主要是应用到输变电工程前期选线工程、进行对比优选厂址及利用高分辨率卫星影像立体像等制作站址地形图等等,极大的方便了工程专业技术人员,特别是目前google earth的不断成熟,其卫星影像,并非单一数据 ,而是卫星影像与航拍的数据的一个整合,它是利用遥感技术形成的能为工程专业技术人员直接使用的图像成果,大大降低了工程专业技术人员的劳动强度,提高了劳动生产率。

2、遥感技术概述

任何物体都具有光谱特性,具体地说,它们都具有不同的吸收、反射、辐射光谱的性能。遥感技术就是根据这些原理,对物体作出判断。遥感技术一般由遥感器、遥感平台、信息传输设备、接收装置以及图像处理设备等组成。遥感器装在遥感平台上,它是遥感系统的重要设备,它可以是照相机、多光谱扫描仪、微波辐射计或合成孔径雷达等。信息传输设备是飞行器和地面间传递信息的工具。图像处理设备对地面接收到的遥感图像信息进行处理以获取反映地物性质和状态的信息。

3、遥感技术在输变电工程前期选线工程中的应用

Google earth是一款google公司开发的虚拟地球仪软件,它把卫星照片、航空照相和GIS布置在一个地球的三维模型上,其有免费版和专业版两种,用户可以通过下载客户端软件,对所需的高清晰卫星影像进行浏览,由于google earth和真实的地球物理信息做了匹配,其所提供的地形、大地高、经纬度信息和实际情况完全吻合,因此这种由遥感技术形成的图像成果被广泛的应用到了输电线路工程的线路选线中。根据作者多年的实践经验,认为遥感技术在输电线路工程选线阶段中的应用主要有如下几个方面:第一,选线时,在google earth上截取两个变电站之间的卫星影像,通过图像可以很明显的看出两变电站之间的地形、高度、地物和地貌,能够轻易的避开山地、河流、村庄、工厂等等,而且由于google earth 地图的准确性相当高,在这种情况下,就不用专业技术人员到现场去进行实地踏勘,就能够得到比较合理的输电线路的路径,降低了劳动强度,提高了劳动生产率。第二,可以利用google earth的地名标注功能,在其上将对输电线路路径选择有影响的地物地貌(特别是避开军事区、规划区、地质不良地区等等)进行标注,可以综合的考虑各种影响因素,这样的话,可以让专业技术人员,很明了的看出,线路应该怎么走,怎么走更能节约成本。

由以上可以看出,google earth对于输电线路的选择和优化具有非常重要的意义,特别是当输电线路需要通过交通不便、地质条件复杂、冰雪地区等人员到达困难的地区更是能显示其重大的作用,但是作为专业技术人员,不能完全依靠google earth,要利用经验及其它相关技术进行复核,还要注意影像的现实性,从而且确定下一步到现场踏勘的重点区域并调绘变化的地物。

4、遥感技术在变电站站址选择中的应用

根据作者多年的实践经验,认为google earth在变电站站址选择中的具体应用主要表现在如下几个方面:第一,利用google earth进行变电站选址的工艺流程为:确定变电站站址的大致范围根据已建好的运行站址、输电电线路等数据库,在google earth上进行备选站址的具体定点调入各个备选站点周边的地物地貌数据,进行室内必选,确定较优的变电站站址结合输电线路的情况,对较优变电站站址进行比选,选择最优站址。第二,建立运行站址和输电线路等数据库。由于google earth使用后缀为kml的文件作为保存地标的文件格式,因此只要把包含以后站址、输电线路等基本信息做成excel格式的表格,然后用一个kml Generator工具将excel的文件转换为在google earth可以打开的kml文件,打开kml文件,就可以任意的缩放地图,也可以将原来变电站和输电线路的详细信息显示出来,利用这些信息,进行备选站址的具体定点。第三,收集备选站址的信息。对备选站址的信息进行收集,并按照第二部分的方法,建立kml文件,对备选站址进行比选,选出较优的变电站站址。第四,结合输电线路的情况及当地的经济因素和人为因素,特别需要考虑的是变电站站址周边的原材料情况,避免最基础的原材料的外调,从而节约成本。依据以上信息,从较优的变电站站址中选择最优的变电站站址。

另外,还可以利用google earth与autocad结合,将站址区域的遥感影像插入到到测量的站址地形图中,能提供更为真实和直观的站址地形地貌。

5、遥感技术在输电线路防雷中的应用

架空输电线路是电力工程系统的重要组成部分,输电走廊大部分要经过旷野、丘陵、高山,其长时间暴露在自然界中,十分容易受到雷击,可以将用遥感技术形成的google earth应用到输电线路防雷中,下面介绍作者的一点见解:第一,地形是影响输电线路杆塔雷击概率的重要因素,通过google earth可以从不同高度和不同角度对输电线路杆塔所在地形环境进行观察,便于对典型的雷击地形地貌特点进行统计发现,雷击一般发生在比较平缓的连绵山脉。第二,利用google earth对雷击故障查找。在利用雷电定位系统进行输电线路雷击故障查找的时候,一般认为雷电定位系统中记录的地闪位于输电线杆塔周围1公里的范围内,这样的闪电才会击中杆塔,因此输电线路杆塔的经纬度坐标是进行查找故障的基础,然而,杆塔的经纬度测量中,往往会出现一些差错,而利用google earth对这些差错进行查找提供了比较方便准确的方法:将输电线路杆塔坐标转换成相应的kml文件在google earth中打开kml文件结合输电线路杆塔明细表,对输电线路杆塔位置是否错误进行判断如果错误,结合杆塔明细表中档距和转角数据,利用google earth中的测量工作对错误杆塔位置进行修正。修正后的杆塔坐标是实际位置的真实反映,这样的情况下再根据雷电定位系统的数据,对故障进行精准和快速的定位。

6、结尾

以上内容首先对遥感技术进行了简述,随后针对由遥感技术形成的google earth成果在电力工程中的应用进行的具体的介绍,表达了自己的见解,但是作者深知,作为一名专业技术人员,应该在实践中不断学习,并注重借鉴国内外先进的经验,不断提高自身的专业素养和综合素质,才能为遥感技术在电力工程中的应用做出应有的贡献。

【参考文献】

[1] 《遥感导论》梅安新等,高等教育出版社

遥感技术工作原理范文第5篇

关键词:遥感技术;城乡规划;动态监测;原理

中图分类号:TP7文献标识码: A

遥感技术是通过人造卫星、飞机等来收集各类地理信息,在开展城市总体规划时,利用遥感技术收集到的规划区域内地下水信息、地震信息、规划场地的稳定性、工程建设的适宜性等,来确定城市的发展方向、建设规模、功能划分等进行总体的部署。通过遥感影像采集信息与数据可以减少野外工作时间,提高工作效率,在城乡规划工作中发挥着不可替代的作用。

一、遥感技术的应用原理

遥感技术是一门建立在空间科学、信息论、电子技术、计算机技术、光学等新技术科学及地球科学理论基础上的综合性技术,是现代前沿的科学技术之一。遥感即“遥远的感知”,其通过电磁波、声波、力等形式采集数据。目前,应用最多的还是电磁波,电磁波遥感主要分为了被动遥感和主动遥感。被动遥感主要利用的是太阳辐射能,通过仪器记录地表发射或反射的电磁辐射,主动遥感即为人为发出的的电磁能量,我们所熟知的雷达就是应用的此原理。

遥感的理论基础即为电磁辐射与地表之间的相互作用。而地表特征是十分复杂的,对于不同的波段的能量到达地球表面后,其效果是不一样的,地表会选择性的反射、透射、吸收、折射能量,所以即使是同一物体,其在在不同状态下与电磁波的作用也是不尽相同的。

二、城乡规划遥感监管业务与技术流程

城乡规划动态监管的主要内容是城乡规划强制性内容的落实情况,主要技术流程是应用遥感技术,通过同一地区不同时相的遥感影像提取城乡建设变化信息,将变化信息进行地物分类,与监管地区的城乡规划专题资料进行叠加对比分析,辅以外业核查,最后将城乡建设变化的空间位置和规划业务信息提交城乡规划主管部门,为城乡规划的编制、实施、监督和修改提供决策依据。监管业务流程和相关技术流程如下(图1):

三、遥感数据源选取及数据处理

遥感地观测技术作为城市扩展监测的主要手段,提供了丰富的城市扩展变化数据,该技术在城市扩展监测中的发展趋势主要表现在采用高分辨率、高光谱遥感数据,对光谱特征非常相似的城市地物和人工目标物加以区分和精细分类,以提高城市规划建设变化监测数据的准确性、可靠性和时效性。

(一)遥感数据源选取

陆地卫星空间分辨率最高已达到厘米级,电磁波段也由可见光、近红外波段扩展到热红外、微波波段,从二维观测发展到三维观测,从宏观的区域研究开始向复杂的城市区域研究。

遥感数据源的选择需要考虑的因素非常多,包括价格、空间分辨率、成像时间、波谱分辨率等因素。针对城市规划遥感监测任务,选择合适的遥感数据源是最先要考虑的问题之一,原则上主城区由于建筑物密度较大,地物目标类型多样,通常选用低于1m以下空间分辨率的影像,城市郊区或城乡结合部可选用分辨率在2m左右的数据(见表1)。

为了提高城乡规划建设监管的效率和准确性,结合卫星遥感影像的分辨率和性价比,用于城市规划动态监管性价比比较好的遥感影像数据源组合是:主城区采用高分辨率的IKONOS、QuickBird、GeoEye-1和WorldView2数据,城乡结合部或者规划区范围采用SPOTS数据。

(二)数据处理及信息提取

获取了遥感卫星影像后,首先利用地形图数据对影像进行几何纠正,使得遥感影像的投影方式与地形图、规划图一致,为变化信息提取与分析创造条件;通过配准步骤,使规划所描述的城市功能分区与地理坐标相关联,实现与纠正后的遥感影像数据在同一参考基准下的比对。将配准之后的同一地区的多景影像进行镶嵌工作.使之成为一幅反映被监管区域全貌的完整影像。镶嵌处理之后进行全色影像和多光谱影像数据的融合,为后续的变化信息提取做准备。

在利用遥感技术进行城市规划监管工作中,最核心的图像处理步骤即为遥感图像信息提取与挖掘。通过对城市规划监管业务和技术需求分析,结合城乡规划主管部门的职能和重点工作的要求以及当地实际,确定重点监测目标,例如城市道路、城市绿地、城市水系、城市用地和历史文化名城等。通常监测目标在遥感影像上具有一下几个特征:1.地物光谱特征;2.纹理特征;3.地理空间特征;4.位置分布特征;5.特定空间结构和空间关系。通过以上地物目标特征,选取不同的方法对多时相高分辨率遥感影像进行变化差异图斑提取,并对这些差异实现地物分类。分类结果与各专题规划图进行对比,并辅以实地核查,最终将量化和定位结果上报行政管理部门。针对目前城市规划建设中存在的若干问题:违法建设大量出现、城乡结合部建设混乱、文物毁坏大拆大建、无规则擅自批建等,遥感技术和多时相影像数据成为了一种实时有效的城市规划监管方式。

四、城乡规划动态监测内容

(一)动态监测的内容及特点 按照城乡规划的分级管理原则和城乡规划监管的实际需要,可以对城市、乡镇等的总体规划的实施情况进行动态监测,尤其是土地利用状况变化的动态监测。对于城乡规划体系,通过借助LANDSAT30M和SPOTlOM叠合卫星照片,就可以动态监测城乡必须要控制开发的地域的建设活动,其中包括湿地、风景名胜区等生态敏感地域、基本农田的保护、地下矿产分布区等等。除此之外,还可以对城市建设用地的变化情况、城市重要基础设施的使用情况进行动态监测。所以说,对城乡规划实施管理、进行动态监测是很有必要的,其目的就是为了加强城乡规划监督管理工作,保障城乡规划的有效实施,促进城乡规划实施管理和监督的规范化和城乡建设的健康、有序发展。同时,动态监测还可以提供城市基础地理信息,提供决策参考。

城乡规划监督管理是一个多方面、完善的体系,其中,动态监控工作的应用必须与城乡规划行政报告制度、城乡规划监督检查制度以及社会监督相结合,以辅助建设行政部监督。

(二)动态监测的技术支持

多年的实践,我国目前已经基本建立了长期稳定运行的卫星对地观测体系,同时还建立了灵活的机载遥感应用体系。从我国内外发展趋势看,遥感信息技术和地理信息系统技术已经被广泛应用于城乡规划领域,其重要性也在日益增强。该技术主要用于城市基本地形图更新、现状调查与数据管理、规划信息管理、规划执法监察、现状评价与成果变现等方面。在我国,其有几个技术发展趋势:①从数据层到应用层,遥感、地理信息系统在城乡规划遥感监测业务中日益的有机集成。②随着我国综合国力的不断加强,我国城乡建设也在飞速发展,从整体上看,我国正处于城乡建设的高速发展时期。③遥感数据的共享与分发:目前这是一个国际前沿问题,对于我国来说,对这一项的开发利用还不充分,所以要达到共享还比较困难。

就目前的遥感动态监测的应用技术系统,其主要由标准体系层、数据层、核心组件层及应用系统层四层次构成,整个系统是在标准化体系的支撑下,以城乡规划的数据库为核心,并将计算机数据库技术、网络技术、地理信息系统技术、遥感技术、城市规划理论和方法综合的应用于城乡规划的监测与管理,以实现城乡规划数据的及时更新、处理,为决策提供有效的帮助。

五、总结

二十一世纪我国发展越来越快速,农村建设也越来越受到重视,如今城乡规划已经落实多年,我国的动态监测工作也已经取得很大进展。如何合理布局,如何优化空间资源,如何优化配置,成为动态监测最主要的目的。虽然我国已经建立了遥感动态监测体系,但还需要不断的探索,随着我国加大城乡规划遥感监测力度,我国必须有自主卫星数据资源的应用,需要重视相关的标准化体系建设,使我们的监测更成熟、有效,为建设我国城乡建设奠定基础。

参考文献:

[1]王旭东.遥感技术与城市规划[J].城乡规划,2009(7).

[2]吴爱新.遥感技术在城市规划建设中的应用[J].中国煤田地质,2010( 8).