高光譜遙感技術(shù)的應(yīng)用精選(九篇)
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第1篇：高光譜遙感技術(shù)的應(yīng)用范文
關(guān)鍵詞：遙感技術(shù)；農(nóng)業(yè)；應(yīng)用進(jìn)展
引言
遙感技術(shù)是一種獲取地表物體幾何和物理性質(zhì)的技術(shù)。早期的遙感圖像的解譯，通常通過(guò)目視判讀方法，隨著計(jì)算機(jī)的加速發(fā)展，解譯方法得到了快速發(fā)展，一種使用計(jì)算機(jī)對(duì)原始遙感影像進(jìn)行圖像增強(qiáng)、圖像變化、輻射校正、幾何校正等一系列的預(yù)處理，然后通過(guò)相應(yīng)的遙感處理軟件進(jìn)行進(jìn)一步精處理，對(duì)結(jié)果進(jìn)行處理，最終通過(guò)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行解譯，直接對(duì)解譯結(jié)果進(jìn)行處理，生成具有處理特征的遙感影像［1］。目前，遙感可分為高光譜遙感和多光譜遙感。高光譜遙感不僅可以探測(cè)到被遮蓋的地物，而且可以準(zhǔn)確地估計(jì)植物生態(tài)系統(tǒng)的物理和化學(xué)參數(shù)的變化，包括土壤水分、土壤特性、植物質(zhì)、土壤生物化學(xué)參數(shù)、土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)變化等。多光譜遙感是利用具有2個(gè)及2個(gè)以上光譜通道，采用多種傳感器對(duì)地物進(jìn)行同步成像的一種遙感技術(shù)；將地物反射的電磁波信息劃分為若干個(gè)光譜波段，用于接收和記錄地物信息［2，3］。當(dāng)前遙感技術(shù)的發(fā)展使得遙感應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大，有林業(yè)遙感、資源遙感、遙感地質(zhì)、氣象遙感、災(zāi)害遙感、軍事遙感、農(nóng)業(yè)遙感等，尤其在農(nóng)業(yè)遙感領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，從早期的農(nóng)業(yè)墑情監(jiān)測(cè)和農(nóng)作物面積變化監(jiān)測(cè)，再到農(nóng)業(yè)資源利用監(jiān)測(cè)，以及利用無(wú)人機(jī)對(duì)區(qū)域水資源和農(nóng)業(yè)干旱的監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)等。
1遙感在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用
遙感可以獲得大量的信息，多平臺(tái)和多分辨率，快速、覆蓋范圍廣等，是遙感數(shù)據(jù)的一個(gè)重要的優(yōu)勢(shì)。農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)是遙感技術(shù)和農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)相結(jié)合形成的，是可以及時(shí)掌握農(nóng)業(yè)資源、作物生長(zhǎng)以及農(nóng)業(yè)災(zāi)害信息等的最佳方式，在調(diào)查和評(píng)估，以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的監(jiān)測(cè)和管理中具有獨(dú)特的作用［4，5］。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)遙感發(fā)展的新興技術(shù)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)湖泊和水庫(kù)水面的高度以及評(píng)價(jià)區(qū)域水資源和農(nóng)業(yè)干旱，包括作物品種質(zhì)量監(jiān)控和鑒定［6－9］。
2農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)在我國(guó)的起步與發(fā)展
農(nóng)業(yè)遙感的發(fā)展是遙感技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域，中國(guó)自20世紀(jì)70年代末以來(lái)，就已經(jīng)進(jìn)行了農(nóng)業(yè)遙感的初步應(yīng)用。原北京農(nóng)業(yè)大學(xué)（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)的前身）根據(jù)國(guó)家土壤調(diào)查的要求，在中國(guó)國(guó)家計(jì)劃委員會(huì)的支持下，由中國(guó)科教委和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部組織聘請(qǐng)外國(guó)專(zhuān)家培訓(xùn)了專(zhuān)門(mén)的遙感應(yīng)用人才隊(duì)伍，在1983年5月成立了中國(guó)國(guó)家農(nóng)業(yè)遙感培訓(xùn)中心。此后，我國(guó)將遙感技術(shù)廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物產(chǎn)量估算、農(nóng)業(yè)氣象、土地資源調(diào)查與監(jiān)測(cè)和生態(tài)環(huán)境變化等領(lǐng)域。目前，遙感技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)入了大量的實(shí)際應(yīng)用化的階段。我國(guó)大力開(kāi)展國(guó)際合作與研究，積極探索遙感領(lǐng)域的前沿技術(shù)，使得中國(guó)成為世界上遙感領(lǐng)域技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家之一［10，11］。進(jìn)入20世紀(jì)90年代中后期，出現(xiàn)了大量比較成熟的農(nóng)業(yè)遙感軟件，包括農(nóng)業(yè)資源調(diào)查與監(jiān)測(cè)的軟件，由中國(guó)科學(xué)院農(nóng)業(yè)遙感實(shí)驗(yàn)室組織開(kāi)發(fā)的遙感處理軟件———土地利用調(diào)查與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件；中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所開(kāi)發(fā)的北方草原產(chǎn)量動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件等，新的遙感處理軟件大大提高了人們的工作效率。近年來(lái)，各部門(mén)逐漸建立了地方的遙感中心，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供了大量支持。隨著遙感技術(shù)的逐漸成熟、數(shù)據(jù)來(lái)源的大量增加，以及計(jì)算機(jī)軟硬件性能的快速提高，使得遙感應(yīng)用逐漸普及［12］。
3遙感在當(dāng)前農(nóng)業(yè)應(yīng)用中的進(jìn)展
當(dāng)今農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，具有高質(zhì)量、安全、低耗、高效的特點(diǎn)，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的大量信息采集，如農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)、作物害蟲(chóng)監(jiān)測(cè)、作物產(chǎn)量預(yù)測(cè)，土壤水分預(yù)報(bào)等農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)信息，為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的農(nóng)業(yè)信息管理提供了依據(jù)。雖然國(guó)內(nèi)的遙感在農(nóng)業(yè)方面做了一些工作，但仍處于起步階段［13－16］。農(nóng)業(yè)遙感在未來(lái)應(yīng)加強(qiáng)應(yīng)用的深度和廣度研究。通過(guò)3S技術(shù)的結(jié)合，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理、農(nóng)業(yè)資源、農(nóng)業(yè)工程監(jiān)理和其它現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)領(lǐng)域，為農(nóng)業(yè)部門(mén)的科學(xué)決策提供了詳實(shí)的支持?jǐn)?shù)據(jù)。高光譜遙感技術(shù)和無(wú)人機(jī)技術(shù)已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)遙感新的研究熱點(diǎn)［14］。
3．1高光譜遙感在農(nóng)業(yè)遙感中的應(yīng)用
由于高光譜遙感不會(huì)對(duì)農(nóng)作物造成損害，因而被廣泛應(yīng)用于監(jiān)測(cè)農(nóng)作物的葉片面積。這彌補(bǔ)了傳統(tǒng)遙感技術(shù)獲取農(nóng)作物葉面積指數(shù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的缺點(diǎn)，從而獲得最準(zhǔn)確、損害最小的遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。通過(guò)高光譜的觀(guān)測(cè)和分析，可以得到更為精確的農(nóng)作物葉面積指數(shù)，形成不同的遙感反演模型。如，使用地物光譜儀測(cè)量冬小麥在特定波段范圍內(nèi)的反射率和透射率，使用冠層分析儀對(duì)冬小麥進(jìn)行分析，形成光譜曲線(xiàn)；經(jīng)過(guò)觀(guān)測(cè)，形成遙感反演模型，并將模型估計(jì)值與實(shí)際觀(guān)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果顯示，明顯提高了遙感反演模型的整體精度?，F(xiàn)階段，我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的主要方向和目標(biāo)是精細(xì)農(nóng)業(yè)，在農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)中高光譜遙感技術(shù)具有快速高效、準(zhǔn)確、無(wú)損的特點(diǎn)，已經(jīng)成為了農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測(cè)中被廣泛應(yīng)用的手段。精細(xì)農(nóng)業(yè)可以通過(guò)科學(xué)、系統(tǒng)的管理方法對(duì)農(nóng)業(yè)資源利用進(jìn)行合理規(guī)劃，在不污染環(huán)境的前提下，通過(guò)遙感技術(shù)提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量。考慮到精細(xì)農(nóng)業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)和信息的需求，傳統(tǒng)的分析方法已不能滿(mǎn)足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。因此，3S技術(shù)的綜合被應(yīng)用到農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)中。高光譜遙感在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展中得到了廣泛的應(yīng)用。利用高光譜技術(shù)獲得更完整和更準(zhǔn)確的農(nóng)作物參數(shù)，為農(nóng)作物的種植與管理提供了有利的保障［18－20］。高光譜遙感技術(shù)除了上述內(nèi)容，在全面的農(nóng)作物質(zhì)量監(jiān)測(cè)，通過(guò)獲取農(nóng)作物在不同生長(zhǎng)時(shí)期的數(shù)據(jù)特征進(jìn)行全面的預(yù)測(cè)以及最后的生產(chǎn)，目前主要集中在不同農(nóng)作物的種植面積和產(chǎn)量以及質(zhì)量監(jiān)測(cè)過(guò)程中的數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)與存儲(chǔ)。雖然高光譜技術(shù)已經(jīng)全面、準(zhǔn)確應(yīng)用于農(nóng)業(yè)中，但還需要進(jìn)一步的研究。如何將高光譜遙感技術(shù)應(yīng)用于作物機(jī)理和農(nóng)業(yè)信息的監(jiān)測(cè)以及完善農(nóng)業(yè)光譜信息數(shù)據(jù)庫(kù)，為進(jìn)一步提高農(nóng)業(yè)信息監(jiān)測(cè)模型的適用性和準(zhǔn)確性提供支持［22－26］。
3．2無(wú)人機(jī)遙感在農(nóng)業(yè)中的研究進(jìn)展
3．2．1農(nóng)田空間信息農(nóng)田空間信息包括地理坐標(biāo)信息、通過(guò)視覺(jué)和機(jī)器識(shí)別獲得的農(nóng)作物分類(lèi)信息。通過(guò)無(wú)人機(jī)可以識(shí)別農(nóng)田邊界來(lái)預(yù)估種植面積。傳統(tǒng)方法進(jìn)行農(nóng)田的面積測(cè)量，具有時(shí)效性差和農(nóng)田邊界位置與實(shí)際情況差異大的缺點(diǎn)，不利于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的實(shí)施監(jiān)測(cè)。無(wú)人機(jī)可以準(zhǔn)確、有效并且實(shí)時(shí)獲取全面的農(nóng)田空間信息，具有傳統(tǒng)的測(cè)量無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。無(wú)人機(jī)航拍圖像可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)田基本空間信息的識(shí)別，農(nóng)作物區(qū)域面積的計(jì)算和種類(lèi)的識(shí)別僅通過(guò)數(shù)碼相機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)。空間定位技術(shù)的快速發(fā)展，大大提高了農(nóng)田定位信息研究的精度和深度，隨著無(wú)人機(jī)影像空間分辨率的提高，地形、坡度和高程信息的引入，可以實(shí)現(xiàn)較為準(zhǔn)確的農(nóng)田空間信息監(jiān)測(cè)。張宏明等利用無(wú)人機(jī)DEM數(shù)據(jù)提取農(nóng)田灌溉渠道系統(tǒng)，對(duì)于灌溉渠道提取完整性達(dá)到85．61％［19］。
3．2．2作物生長(zhǎng)信息農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀況可以通過(guò)多種信息反映，如產(chǎn)量信息、表型參數(shù)以及營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)來(lái)表示。包括植被覆蓋度和葉面積指數(shù)等，多種信息相互關(guān)聯(lián)，共同代表了作物的生長(zhǎng)，與最終產(chǎn)量直接相關(guān)［21］。在野外信息監(jiān)測(cè)研究中起著主導(dǎo)作用。
3．2．3作物生長(zhǎng)脅迫因子農(nóng)田墑情監(jiān)測(cè)熱紅外法是農(nóng)田土壤含水量監(jiān)測(cè)的常用手段。在高植被覆蓋度的地區(qū)，通過(guò)葉片氣孔的關(guān)閉，可以有效減少蒸騰引起的水分損失，增加地表感熱通量，從而減少地球表面的潛熱通量，導(dǎo)致作物冠層溫度上升。水分脅迫指數(shù)能夠反映農(nóng)作物的水分含量與作物冠層溫度的關(guān)系。通過(guò)傳感器的熱紅外波段可以有效地獲得作物冠層溫度，進(jìn)而有效反映農(nóng)田水分狀況。在植被覆蓋度比較低的地區(qū)，土壤水分可以間接表示下墊面的地表溫度變化，由于水的加熱溫度變化是一個(gè)緩慢的過(guò)程，因此土壤水分的分布可以間接反映白天下墊面溫度的空間分布。裸地對(duì)遙感的溫度監(jiān)測(cè)是一個(gè)重要的干擾因子，在冠層溫度監(jiān)測(cè)中較為重要。研究者研究了裸地溫度與作物表面覆蓋度的關(guān)系，確定了裸地引起的冠層溫度測(cè)量值與真值之間的差距。將修正結(jié)果應(yīng)用于農(nóng)田水分監(jiān)測(cè)，提高了監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。在實(shí)際農(nóng)田生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中，農(nóng)田漏水也是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。利用紅外成像儀對(duì)灌溉渠的滲漏進(jìn)行監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確率達(dá)93％［27－29］。
3．2．4病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)通過(guò)熱紅外波段的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以有效反映作物病蟲(chóng)害分布的動(dòng)態(tài)變化情況。作物在健康的條件下，蒸騰作用是通過(guò)氣孔的開(kāi)閉來(lái)調(diào)節(jié)的，以保持農(nóng)作物溫度的恒定。當(dāng)發(fā)生病害后，葉面會(huì)發(fā)生病理變化。病原菌植物對(duì)植物蒸騰作用的影響比較明顯，會(huì)造成侵染部分溫度的升降。一般情況下，植物易感會(huì)導(dǎo)致氣孔開(kāi)度失調(diào)，使致病區(qū)域的蒸騰作用高于健康區(qū)的蒸騰作用；旺盛的蒸騰作用會(huì)導(dǎo)致致病區(qū)域溫度的下降，致病區(qū)域的葉片溫差明顯高于正常葉片的溫差，直到壞死部位的細(xì)胞完全死亡，葉片會(huì)變得枯黃，葉片的蒸騰作用完全喪失。通過(guò)健康植株溫差始終低于葉片表面的溫度的原理［30－33］，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)作物病蟲(chóng)害的變化趨勢(shì)。
4總結(jié)
4．1我國(guó)遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中的發(fā)展
在我國(guó)主要糧食主產(chǎn)區(qū)，建立了產(chǎn)量估算信息系統(tǒng)，冬小麥遙感產(chǎn)量估算操作系統(tǒng)是RS與GIS技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。可以將整個(gè)產(chǎn)量估算的操作環(huán)節(jié)集成到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作中，具有完整的數(shù)字化操作能力，可以輸出各種產(chǎn)量估算結(jié)果。大量冬小麥產(chǎn)量估算試驗(yàn)結(jié)果表明，利用冬小麥遙感產(chǎn)量估算操作系統(tǒng)進(jìn)行大面積作物產(chǎn)量估算的精度可達(dá)95％以上，隨著運(yùn)行年限的逐漸積累，操作系統(tǒng)的生產(chǎn)精度將逐步提高，運(yùn)行成本將逐年降低。同時(shí)，我國(guó)迫切需要了解農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的變化，針對(duì)于種植面積計(jì)算的要求、監(jiān)控的增長(zhǎng)潛力、建立單位面積產(chǎn)量模型和遙感監(jiān)測(cè)，中國(guó)科學(xué)院農(nóng)業(yè)研究實(shí)驗(yàn)室在GIS技術(shù)的支持下開(kāi)發(fā)了一種作物產(chǎn)量估算的實(shí)用操作系統(tǒng)。并且，東北的三江平原，南方的太湖平原也相繼建立了遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，取得了良好的應(yīng)用效果。
4．2遙感在農(nóng)業(yè)發(fā)展中的前景
中國(guó)國(guó)家科教委將“RS、GIS和GPS綜合應(yīng)用研究”列為國(guó)家科技攻關(guān)重點(diǎn)項(xiàng)目。到目前為止，遙感信息技術(shù)已連續(xù)7個(gè)“五年規(guī)劃”被列為國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目，體現(xiàn)了國(guó)家對(duì)遙感的重視?？梢灶A(yù)見(jiàn)，遙感可以有效地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)發(fā)展中，使其走上產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的道路［35］。
5結(jié)語(yǔ)
隨著國(guó)家空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)以及“高分辨率對(duì)地觀(guān)測(cè)系統(tǒng)”的深入實(shí)施，中國(guó)將擁有更多的國(guó)產(chǎn)資源調(diào)查監(jiān)測(cè)衛(wèi)星。物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展以及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要，將使得我國(guó)農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)的研究和應(yīng)用進(jìn)一步發(fā)展。
5．1農(nóng)業(yè)遙感的應(yīng)用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬
物聯(lián)網(wǎng)加大數(shù)據(jù)與遙感觀(guān)測(cè)、導(dǎo)航與定位，結(jié)合其它學(xué)科領(lǐng)域，可以促進(jìn)農(nóng)業(yè)遙感自身的發(fā)展，跨學(xué)科的應(yīng)用也將擴(kuò)大農(nóng)業(yè)遙感的應(yīng)用領(lǐng)域。需要進(jìn)一步建立“空、天、地”三位一體的農(nóng)業(yè)綜合管理系統(tǒng)，深入發(fā)展遙感觀(guān)測(cè)精度的智能農(nóng)業(yè)、農(nóng)作物育種表型、農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)的監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)、綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展、農(nóng)業(yè)政策的效果評(píng)價(jià)等方面。
第2篇：高光譜遙感技術(shù)的應(yīng)用范文
【關(guān)鍵詞】遙感技術(shù)；3S；結(jié)合發(fā)展前景
【中圖分類(lèi)號(hào)】TP 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A
【文章編號(hào)】1007-4309（2013）07-0060-2
一、遙感技術(shù)的找礦應(yīng)用
1.地質(zhì)構(gòu)造信息的提取
內(nèi)生礦產(chǎn)在空間上常產(chǎn)于各類(lèi)地質(zhì)構(gòu)造的邊緣部位及變異部位，重要的礦產(chǎn)主要分布于板塊構(gòu)造不同塊體的結(jié)合部或者近邊界地帶，在時(shí)間上一般與地質(zhì)構(gòu)造事件相伴而生，礦床多成帶分布，成礦帶的規(guī)模和地質(zhì)構(gòu)造變異大致相同。
遙感找礦的地質(zhì)標(biāo)志主要反映在空間信息上。從與區(qū)域成礦相關(guān)的線(xiàn)狀影像中提取信息往往要包括斷裂、節(jié)理、推覆體等類(lèi)型，從中酸性巖體、火山盆地、火山機(jī)構(gòu)及深亨巖漿、熱液活動(dòng)相關(guān)的環(huán)狀影像提取信息泡括與火山有關(guān)的盆地、構(gòu)造，從礦源層、賦礦巖層相關(guān)的帶狀影像提取信啟、住要表現(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(guān)的色異常中提取信息位口與蝕變、接觸帶有關(guān)的色環(huán)、色帶、色塊等）。當(dāng)斷裂是主要控礦構(gòu)造時(shí)，對(duì)斷裂構(gòu)造遙感信息進(jìn)行重點(diǎn)提取會(huì)取得一定的成效。
遙感系統(tǒng)在成像過(guò)程中可能產(chǎn)生“模糊作用”，常使用戶(hù)感興趣的線(xiàn)性形跡、紋理等信息顯示得不清晰、不易識(shí)別。人們通過(guò)目視解譯和人機(jī)交互式方法，對(duì)遙感影像進(jìn)行處理，如邊緣增強(qiáng)、灰度拉伸、方向?yàn)V波、比值分析、卷積運(yùn)算等，可以將這些構(gòu)造信息明顯地突現(xiàn)出來(lái)。除此之外，遙感還可通過(guò)地表巖性、構(gòu)造、地貌、水系分布、植被分布等特征來(lái)提取隱伏的構(gòu)造信息，如褶皺、斷裂等。提取線(xiàn)性信息的主要技術(shù)是邊緣增強(qiáng)。
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(jié)構(gòu)變化，進(jìn)而使土壤層的成分產(chǎn)生變化，地表的植物對(duì)金屬具有不同程度的吸收和聚集作用，影響植葉體內(nèi)葉綠素、含水量等的變化，導(dǎo)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(xué)特征為在植被地區(qū)的遙感找礦提供了可能，可以通過(guò)提取遙感資料中由生物地球化學(xué)效應(yīng)引起的植被光譜異常信息來(lái)指導(dǎo)植被密集覆蓋區(qū)的礦產(chǎn)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(wèn)金屬含量的變化很大，因此需要在己知礦區(qū)采集不同植被樣品進(jìn)行光譜特征測(cè)試，統(tǒng)計(jì)對(duì)金屬最具吸收聚集作用的植被，把這種植被作為礦產(chǎn)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(qiáng)處理技術(shù)，采用主成分分析、穗帽變換、監(jiān)督分類(lèi)非監(jiān)督分類(lèi)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(diào)，通過(guò)圖像處理，這些微弱的異?？梢杂行У乇环蛛x和提取出來(lái)，在遙感圖像上可用直觀(guān)的色調(diào)表現(xiàn)出來(lái)，以這種色調(diào)的異同為依據(jù)來(lái)推測(cè)未知的找礦靶區(qū)。植被內(nèi)某種金屬成分的含量微小，因此金屬含量變化的檢測(cè)受到譜測(cè)試技術(shù)靈敏度的限制，當(dāng)金屬含量變化微弱時(shí)，現(xiàn)有的技術(shù)條件難以檢測(cè)出，檢測(cè)下限的定量化還需進(jìn)一步試驗(yàn)。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(duì)某一農(nóng)業(yè)區(qū)進(jìn)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(nóng)藥等決策，當(dāng)某農(nóng)作物十枯時(shí)，多光譜只能知道農(nóng)作物受到損害，而高光譜可以推斷出造成損害的原因，是因?yàn)橥恋馗珊颠€是遭受病蟲(chóng)害。因此利用高光譜數(shù)據(jù)更有希望提取出對(duì)找礦有指示意義的植被波譜特征。
3.礦床改造信息標(biāo)志
礦床形成以后，由于所在環(huán)境、空間位置的變化會(huì)引起礦床某些性狀的改變。利用不同時(shí)相遙感圖像的宏觀(guān)對(duì)比，可以研究礦床的侵蝕改造作用；結(jié)合礦床成礦深度的研究，可以對(duì)類(lèi)礦床的產(chǎn)出部位進(jìn)行判斷。通過(guò)研究區(qū)域夷平而與礦床位置的關(guān)系，可以找尋不同礦床在不同夷平而的產(chǎn)出關(guān)系及分布規(guī)律，建立夷平而的找礦標(biāo)志。另外，遙感圖像還可進(jìn)行巖性類(lèi)型的區(qū)分應(yīng)用于地質(zhì)填圖，是區(qū)域地質(zhì)填圖的理想技術(shù)之一，有利于在區(qū)域范圍內(nèi)迅速圈定找礦靶區(qū)。
二、遙感找礦的發(fā)展前景
1.高光譜數(shù)據(jù)及微波遙感的應(yīng)用
高光譜是集探測(cè)器技術(shù)、精密光學(xué)機(jī)械、微弱信號(hào)檢測(cè)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的綜合性技術(shù)。它利用成像光譜儀以納米級(jí)的光譜分辨率，成像的同時(shí)記錄下成百條的光譜通道數(shù)據(jù)，從每個(gè)像元上均可以提取一條連續(xù)的光譜曲線(xiàn)，實(shí)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(yīng)用價(jià)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(guān)度高、數(shù)據(jù)冗余大、空間分辨率高等特點(diǎn)。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(guò)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(shì)，結(jié)合遙感專(zhuān)題圖件以及利用豐富的紋理信息，加強(qiáng)高光譜數(shù)據(jù)的處理應(yīng)用能力。微波遙感的成像原理不同于光學(xué)遙感，是利用紅外光束投射到物體表而，由天線(xiàn)接收端接收目標(biāo)返回的微弱同波并產(chǎn)生可監(jiān)測(cè)的電壓信號(hào)，由此可以判定物體表而的物理結(jié)構(gòu)等特征。微波遙感具有全天時(shí)、全天候、穿透性強(qiáng)、波段范圍大等特點(diǎn)，因此對(duì)提取構(gòu)造信息有一定的優(yōu)越性，同時(shí)也可以區(qū)分物理結(jié)構(gòu)不同的地表物體，因?yàn)榇┩感詮?qiáng)，對(duì)覆蓋地區(qū)的信息提取也有效。微波遙感技術(shù)因其自身的特點(diǎn)而具有很大的應(yīng)用潛力，但微波遙感在天線(xiàn)、極化方式、斑噪消除、幾何校止及輻射校止等關(guān)鍵技術(shù)都有待于深入研究，否則勢(shì)必影響微波遙感的發(fā)展。
2.數(shù)據(jù)的融合
隨養(yǎng)遙感技術(shù)的微波、多光譜、高光譜等大量功能各異的傳感器不斷問(wèn)世，它們以不同的空間尺度、時(shí)間周期、光譜范圍等多方面反映地物目標(biāo)的各種特性，構(gòu)成同一地區(qū)的多源數(shù)據(jù)，相對(duì)于單源數(shù)據(jù)而高，多源數(shù)據(jù)既存在互補(bǔ)性，又存在冗余性。任何單源信息只能反映地物目標(biāo)的某一方面或幾個(gè)方面的特征，為了更準(zhǔn)確地識(shí)別目標(biāo)，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(bǔ)充促使數(shù)據(jù)融合技術(shù)的不斷發(fā)展。通過(guò)數(shù)據(jù)融合，一方面可以去除無(wú)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(lái)，便于各種信息特征的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。
蝕變礦物特征光譜曲線(xiàn)的吸收谷位于多光譜數(shù)據(jù)的波段位置，因此可以識(shí)別蝕變礦物，但是波段較寬，只對(duì)蝕變礦物的種屬進(jìn)行分類(lèi)。與可見(jiàn)一紅外波段的電磁波相比，達(dá)波對(duì)地而的某些物體具有強(qiáng)的穿透能力，能夠很好地反映線(xiàn)性、環(huán)性溝造。達(dá)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(lái)越強(qiáng)?？偟膩?lái)說(shuō)，多光譜、高光譜數(shù)據(jù)的光譜由線(xiàn)特征具有區(qū)分識(shí)別巖石礦物的效果，所以對(duì)光學(xué)圖像與雷達(dá)圖像進(jìn)行融合處理，既能提高圖像的分辨率、增強(qiáng)紋理的識(shí)別能力，又能有效地識(shí)別礦物類(lèi)型。
盡管融合技術(shù)的研究取得了一些可喜的進(jìn)展，但未形成成熟的理論、模型及算法，缺乏對(duì)融合結(jié)果的有效評(píng)價(jià)手段。在以后的研究中，應(yīng)該深入分析各種圖像的成像機(jī)理及數(shù)據(jù)間的相關(guān)性、互補(bǔ)性、冗余性等，解決多源數(shù)據(jù)的輻校止問(wèn)題，發(fā)展空間配準(zhǔn)技術(shù)。優(yōu)化信息提叉的軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)不同格式圖像問(wèn)的兼容性。
三、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，遙感技術(shù)作為礦產(chǎn)勘查的一種手段應(yīng)用于找礦取得了一定成就。遙感技術(shù)的直接應(yīng)用是蝕變遙感信息的提取，遙感技術(shù)的間接應(yīng)用包括地質(zhì)構(gòu)造信息、植被的光譜特征及礦床改造信息等方面。遙感找礦具有很大的發(fā)展前景的領(lǐng)域主要有：高光譜數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)融合技術(shù)、3s的緊密結(jié)合、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。
【參考文獻(xiàn)】
[1]吳曉偉.測(cè)繪工程GPS三維空間大地控制網(wǎng)的建設(shè)[J].硅谷，2013，4（2）.
[2]楊巨平，唐立哲.淺談GPS在測(cè)繪中運(yùn)用的幾全要點(diǎn)[J].科技風(fēng)，2013，10（4）.
第3篇：高光譜遙感技術(shù)的應(yīng)用范文
關(guān)鍵詞:高光譜 分類(lèi) 提取 投影尋蹤
1 高光譜遙感概述
高光譜遙感(Hyper spectral Remote Sensing 簡(jiǎn)稱(chēng)HRS)起步于80年代,發(fā)展于90年代,至今已解決了一系列重大的技術(shù)問(wèn)題。它是光譜分辨率在10-2λ的光譜遙感,其光譜分辨率高達(dá)納米(nm)數(shù)量級(jí),具有波段數(shù)眾多,連續(xù)性強(qiáng)的特點(diǎn),其傳感器在可見(jiàn)光到紅外光的波長(zhǎng)范圍內(nèi)(0.4μm～2.5μm)范圍內(nèi)以很窄的波段寬度(3～30nm) 獲得幾百個(gè)波段的光譜信息,相當(dāng)于產(chǎn)生了一條完整而連續(xù)的光譜曲線(xiàn),光譜分辨率將達(dá)到5nm～10nm[1]。高光譜遙感數(shù)據(jù)的表現(xiàn)可以從以下三個(gè)方面來(lái)理解[2]:圖像空間、光譜空間和特征空間。此外,隨著高光譜遙感分辨率的增加,特征空間的維數(shù)很高,因而表現(xiàn)不同地物類(lèi)別的能力也隨之不斷提高,這也是高光譜遙感之所以能夠更精確識(shí)別地物的主要原因。
2 高光譜遙感的應(yīng)用
高光譜影像包含了豐富的地表空間、光譜和輻射的三重信息,它同時(shí)表現(xiàn)了地物的空間分布并獲得了以像元為目標(biāo)的地物光譜信息。高光譜遙感技術(shù)作為連接遙感數(shù)據(jù)處理、地面測(cè)量、光譜模型和應(yīng)用的強(qiáng)有力工具,其顯著特點(diǎn)是在特定光譜區(qū)域以高光譜分辨率同時(shí)獲取連續(xù)的地物光譜影像,其超多波段信息使得根據(jù)混合光譜模型進(jìn)行混合像元分解獲取“子像元”或“最終光譜單元”信息的能力得到提高,使得遙感應(yīng)用著重于在光譜維上進(jìn)行空間信息展開(kāi),定量分析地球表層生物、物理、化學(xué)過(guò)程和參數(shù),隨著成像光譜技術(shù)的發(fā)展與成熟,遙感技術(shù)已經(jīng)大大拓寬了其原來(lái)的應(yīng)用領(lǐng)域,歸納起來(lái)主要包括以下幾個(gè)方面[5]-[19]:1)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用(作物參數(shù)反演);2)在林業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用(樹(shù)種識(shí)別、森林生物參數(shù)填圖、森林健康檢測(cè)等);3)在水質(zhì)檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用(反演水質(zhì)參數(shù));4)在大氣污染檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用(氣溶膠、二氧化氮等的檢測(cè)與反演);5)生態(tài)環(huán)境檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用(檢測(cè)生物多樣性、土壤退化、植被重金屬污染等);6)在地質(zhì)調(diào)查領(lǐng)域的應(yīng)用(礦物添圖,巖層識(shí)別,礦產(chǎn)資源、油氣能源探測(cè)等);7)在城市調(diào)查領(lǐng)域的應(yīng)用(城市綠地調(diào)查、地物及人工目標(biāo)識(shí)別)。
3 高光譜遙感圖像分類(lèi)與信息提取
3.1 遙感圖像處理
遙感數(shù)字圖像處理是以遙感數(shù)字圖像為研究對(duì)象,綜合運(yùn)用地學(xué)分析、遙感圖像處理、地理信息系統(tǒng)、模式識(shí)別與人工智能技術(shù),實(shí)現(xiàn)地學(xué)專(zhuān)題信息的自動(dòng)提取[18],要素分類(lèi)與提取在圖像處理過(guò)程中占有決定性的地位。遙感圖像分類(lèi)是統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別技術(shù)在遙感領(lǐng)域中的具體應(yīng)用,統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別的關(guān)鍵是提取待識(shí)別模式的一組統(tǒng)計(jì)特征值,然后按照一定準(zhǔn)則做出決策,從而對(duì)數(shù)字圖像予以識(shí)別。其主要依據(jù)是地物的光譜特征,即地物電磁波輻射的多波段測(cè)量值,這些測(cè)量值可以用作遙感圖像的原始特征值。
3.2 高光譜遙感圖像分類(lèi)與提取
目前,高光譜遙感數(shù)據(jù)分析方法主要有兩個(gè)方向[19]-[30]:第一是基于光譜空間的分析方法,其基本原理是化學(xué)分析領(lǐng)域常用的光譜分析技術(shù);第二個(gè)方向是基于特征空間分析技術(shù),該方向的基本思想是把組成光譜曲線(xiàn)的各光譜波段組成高維空間中的一個(gè)矢量,進(jìn)而用空間統(tǒng)計(jì)分析的方法分析不同地物在特征空間中的分布規(guī)律。
3.2.1 基于光譜空間的分析方法
高光譜遙感技術(shù)的最大特點(diǎn)就是:在地物的每一個(gè)像元處,可以得到一條連續(xù)的光譜曲線(xiàn),所有的光譜曲線(xiàn)的集合則構(gòu)成了光譜空間,不同的地物對(duì)應(yīng)于光譜空間中的一條光譜曲線(xiàn)。因此,基于光譜空間的數(shù)據(jù)分析方法是高光譜數(shù)據(jù)分析的主要技術(shù)之一,其主要思想類(lèi)似于化學(xué)上常用的光譜分析技術(shù),主要是通過(guò)對(duì)光譜曲線(xiàn)進(jìn)行特征分析,發(fā)現(xiàn)不同地物的光譜曲線(xiàn)變化特征,從而達(dá)到識(shí)別地物的目的。由于這種分析方法與地物的物理化學(xué)屬性直接相關(guān),因此可以方便地對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行物理解釋:由于分析過(guò)程主要是針對(duì)一個(gè)像元的光譜曲線(xiàn),因此,算法往往比較直觀(guān)和簡(jiǎn)單。這些特點(diǎn)使得基于光譜空間的分析技術(shù)成為引人注目的一種技術(shù),因而,近年來(lái)在這方面產(chǎn)生了許多實(shí)用的研究結(jié)果。
常用的分析方法包括:(1)光譜角填圖法(SAM-Spectral Angle Mapping):又稱(chēng)光譜角度匹配法.是以實(shí)驗(yàn)室測(cè)得的標(biāo)準(zhǔn)光譜或從圖像上提取的一直已知點(diǎn)的平均光譜為參考,求算圖像中每個(gè)像元矢量(將像元n個(gè)波段的光譜響應(yīng)作為n維空間的矢量與參考光譜矢量之間的廣義夾角,根據(jù)夾角的大小來(lái)確定光譜間的相似程度,以達(dá)到識(shí)別地物的目的。(2)光譜解混技術(shù)(Spectral Unmixing):就是假設(shè)某一像元的光譜是由有限幾種地物的光譜曲線(xiàn)按某種函數(shù)關(guān)系和比例混合而成,解混的目的就是通過(guò)某種分析和計(jì)算,估計(jì)出光譜混合方式和混合像元包含的光譜成分及相應(yīng)比例。(3)光譜匹配濾波技術(shù)(Matched Filter):是通過(guò)部分光譜解混技術(shù)求解端元光譜豐度值的技術(shù)。由于前面介紹的線(xiàn)性光譜解混技術(shù)要求端元光譜足夠完全,而實(shí)際上很難確定一幅待研究的高光譜圖像所包含的全部端元光譜。匹配濾波技術(shù)則選定某些感興趣的端元光譜的情況下,把未知的光譜歸為背景光譜(Unknown background),最大化地突出已知端元光譜而同時(shí)盡可能抑制背景光譜,這種方法提供了一種快速探測(cè)指定地物種類(lèi)的技術(shù),而不必知道一幅圖像中包含的全部端元光譜。(4)光譜特征匹配(SFF-Spectral Feature Fitting):根據(jù)電磁波理論,不同的物質(zhì)有不同的光譜曲線(xiàn)。人們可以通過(guò)分析不同地物的光譜吸收表現(xiàn),達(dá)到識(shí)別不同地物的目的。首先把反射光譜數(shù)據(jù)的吸收特征突出出來(lái),然后用僅保留了吸收特征的光譜與參考端元光譜逐個(gè)波段進(jìn)行最小二乘匹配,并計(jì)算出相應(yīng)的均方根誤差(RMS-Root Mean Square),消除背景影響的方法主要是包絡(luò)線(xiàn)法。
3.2.2基于特征空間的分類(lèi)方法
前面介紹的基于光譜空間的分析方法主要是通過(guò)比較待分像元的光譜曲線(xiàn)與參考光譜的光譜曲線(xiàn)之間的相似程度來(lái)達(dá)到分類(lèi)判別的目的。這種思想看起來(lái)很直觀(guān)和理想,類(lèi)似于人的指紋識(shí)別一樣,每一個(gè)人都有不同的指紋,通過(guò)與指紋庫(kù)中的指紋相比較就可以確定人的身份。然而,遙感問(wèn)題卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)復(fù)雜得多,由于太陽(yáng)輻射、大氣、空間分辨率和光譜分辨率,觀(guān)測(cè)噪聲,及多種多樣難以確定的因素的影響,很難測(cè)得所謂“純”的光譜曲線(xiàn)。盡管有多種多樣的光譜解混技術(shù)被提出,但多種因素的影響很難被充分估計(jì)出來(lái),因而無(wú)論何種光譜分析技術(shù)都無(wú)法完全達(dá)到遙感圖像辯識(shí)的要求。
另一種遙感圖像地物辯識(shí)的思想則是從統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律出發(fā),在同一幅圖像上,不同地物的光譜數(shù)據(jù)呈現(xiàn)不同的分布狀態(tài),比如不同均值和方差,通過(guò)分析這種統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律而實(shí)現(xiàn)地物識(shí)別的技術(shù)就是基于特征空間的分類(lèi)方法。遙感圖像上的每個(gè)像元對(duì)應(yīng)n個(gè)光譜波段反射值。假若把這幾個(gè)波段值組成的n維矢量看作是n維歐幾里德空間中的一個(gè)點(diǎn),則稱(chēng)矢量X=(X1,X2,…,Xn)為像元的特征值,相應(yīng)的n維歐幾里德空間稱(chēng)為特征空間。在特征空間的意義上,遙感圖像上的任一像元對(duì)應(yīng)于特征空間中的一個(gè)點(diǎn),因此,分類(lèi)的方法可以從尋找像元在特征空間中的分布規(guī)律入手,也就是在特征空間中進(jìn)行判別的問(wèn)題。
常用的分析方法包括:(1)高斯最大似然分類(lèi)器(MLC):是遙感分類(lèi)的主要手段,其基本思想是,假設(shè)各類(lèi)樣本數(shù)據(jù)都是高斯分布(正態(tài)分布),判別準(zhǔn)則為所屬類(lèi)別的分布密度最大。其分類(lèi)器被認(rèn)為是一種穩(wěn)定性、魯棒性好的分類(lèi)器。但是,如果圖像數(shù)據(jù)在特征空間中分布比較復(fù)雜、離散,或采集的訓(xùn)練樣木不夠充分、不具代表性,通過(guò)直接手段來(lái)估計(jì)最大似然函數(shù)的參數(shù),就有可能造成與實(shí)際分布的較大偏差,導(dǎo)致分類(lèi)結(jié)果精度下降。(2)基于Bayes準(zhǔn)則的分類(lèi)器: 基于Bayes準(zhǔn)則的判別函數(shù)是統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別的參數(shù)方法,要求各類(lèi)的先驗(yàn)概率P(ωi)和條件概率密度函數(shù)P(ωi x)已知。p(ωi)通常根據(jù)各種先驗(yàn)知識(shí)給出或假設(shè)它們相等: P(ωi x)則是首先確定其分布形式,然后利用訓(xùn)練樣本估計(jì)其參數(shù)。一般假設(shè)為正態(tài)分布,或通過(guò)數(shù)學(xué)方法化為正態(tài)分布。其判別函數(shù)為:Di(X)=P(ωi) P(ωi x),i=1, 2,…,m。若Di(X)Dj(X) j=1,2,…,m,j≠i,則X為ωi類(lèi)。判別函數(shù)集有多種導(dǎo)出形式,如最大后驗(yàn)概率準(zhǔn)則、最小風(fēng)險(xiǎn)判決準(zhǔn)則、最小錯(cuò)誤概率準(zhǔn)則、最小最大準(zhǔn)則、Neyman-Pearson準(zhǔn)則等,是依據(jù)不同的規(guī)則選擇似然比的門(mén)限來(lái)實(shí)現(xiàn)的。(3)最小距離判別法:該方法是最直觀(guān)的一種判別方法,假設(shè)在p維歐氏空間中,把c個(gè)不同的類(lèi)別看成分布在空間中的不同位置,最小距離判別方法的思想就是,對(duì)待分類(lèi)的樣本,若與某一類(lèi)的空間幾何距離最近,則判別為屬于此類(lèi)。該方法的關(guān)鍵問(wèn)題,一是如何定義空間距離;另一問(wèn)題是,如何計(jì)算點(diǎn)到各類(lèi)別的空間距離。(4)基于模糊集理論的判別分類(lèi)方法:相鄰波段影像間存在較大的相似性表明,它們的分類(lèi)作用可以相互近似替代。因此,只需利用其中的一幅影像參加分類(lèi)即可,其它與之相似的光譜波段都可被視為冗余波段。顯然,要?jiǎng)h除這些冗余光譜波段,應(yīng)首先對(duì)原始波段集合中的光譜波段進(jìn)行模糊等價(jià)劃分,然后在每個(gè)模糊等價(jià)波段組中只選擇一個(gè)光譜波段(或進(jìn)行線(xiàn)性融合)。(5)基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)法:通過(guò)建立統(tǒng)一框架,實(shí)現(xiàn)對(duì)影像的視覺(jué)識(shí)別和并行推理,是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的綜合數(shù)據(jù)分類(lèi)方法之一。其目標(biāo)是利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的并行分布式知識(shí)處理手段,以遙感影像為處理對(duì)象,建立基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的遙感影像分類(lèi)專(zhuān)家系統(tǒng)。(6)支持向量機(jī)(Support Vector Machine )分類(lèi)方法:支持向量機(jī)是一種建立在統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)之上的機(jī)器學(xué)習(xí)方法。其最大的特點(diǎn)是根據(jù)Vapnik的結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)最小化原則,盡量提高學(xué)習(xí)機(jī)的泛化能力,即由有限的訓(xùn)練樣本集得到小的誤差能夠保證對(duì)獨(dú)立的測(cè)試集保持小的誤差。另外,由于支持向量算法是一個(gè)凸優(yōu)化問(wèn)題,局部最優(yōu)解也是全局最優(yōu)解,這是其它學(xué)習(xí)算法所不及的。以上介紹了幾種分類(lèi)方法,事實(shí)上,隨著各學(xué)科的發(fā)展和交叉影響,基于特征空間的分析方法有許多新的進(jìn)展。
4高光譜遙感數(shù)據(jù)分類(lèi)存在的問(wèn)題
隨著光譜分辨率的提高,高光譜遙感能夠提供對(duì)地物識(shí)別更充分的信息,對(duì)基于特征空間的分類(lèi)而言,理論上說(shuō),隨著特征空間維數(shù)的增加,分類(lèi)精度將會(huì)越來(lái)越精確,但實(shí)際問(wèn)題并非如此簡(jiǎn)單。綜合以上高維空間的幾何特征和統(tǒng)計(jì)特性[31]-[36],可以得出這樣的結(jié)論:基于統(tǒng)計(jì)理論的參數(shù)估計(jì)若在原始高維空間進(jìn)行,則需相當(dāng)龐大的訓(xùn)練樣本數(shù)才能得到比較滿(mǎn)意的估計(jì)精度,非參數(shù)估計(jì)方法所需的樣本數(shù)量更是不可想象。此外,原始高維數(shù)據(jù)空間的正態(tài)分布特性更是難以保證,而正態(tài)分布是許多參數(shù)估計(jì)方法的基礎(chǔ)。因此,高光譜遙感分類(lèi)的表現(xiàn)并未如人們所期望的那樣簡(jiǎn)單,具體來(lái)說(shuō),在不討論客觀(guān)因素的情況下,影響高光譜遙感分類(lèi)精度的主要因素主要是以下幾條:
(1)訓(xùn)練樣本數(shù)量問(wèn)題:根據(jù)Hughes的研究結(jié)果[37],隨著特征空間維數(shù)的增加,類(lèi)別可分性提高,但由于遙感中常用的監(jiān)督分類(lèi)方法首先要估計(jì)樣本的分布函數(shù),或分布函數(shù)中的一些參數(shù),隨著空間維數(shù)的增加,待估參數(shù)的個(gè)數(shù)急劇增加,在訓(xùn)練樣本數(shù)量一定的條件下,導(dǎo)致分類(lèi)精度在特征空間的維數(shù)增加到一定數(shù)量后,反而會(huì)隨著維數(shù)的增加而下降。
(2)特征空間的組成:前一個(gè)問(wèn)題導(dǎo)致基于特征空間的分析方法通常不能在原始空間中直接進(jìn)行,必須對(duì)原始波段空間進(jìn)行降維預(yù)處理,得到一個(gè)保持了原始空間全局和局部特征結(jié)構(gòu)的低維空間,然后在低維子空間中進(jìn)行分類(lèi)判別。
(3)分類(lèi)器的選擇。
(4)類(lèi)別可分性:類(lèi)別可分性是數(shù)據(jù)集固有的一種性質(zhì),是由客觀(guān)條件造就的數(shù)據(jù)集內(nèi)在結(jié)構(gòu),由于客觀(guān)因素的影響,待分辨的類(lèi)別之間可區(qū)分的程度會(huì)有很大的差異,數(shù)據(jù)集的這種內(nèi)在的可分離程度對(duì)分類(lèi)精度的高低有著至關(guān)重要的影響。
5 結(jié)語(yǔ)
過(guò)去幾十年高光譜遙感已經(jīng)在各方面有了很大的應(yīng)用,高光譜技術(shù)從遙感的角度提供了大尺度獲取地面光譜數(shù)據(jù)的手段,為人們宏觀(guān)分類(lèi)識(shí)別地物提供了基礎(chǔ)。但是人們?cè)讷@取大量高光譜圖像數(shù)據(jù)的同時(shí),也面臨著如何最大程度地利用這些海量數(shù)據(jù)的難題,關(guān)于高光譜分類(lèi)與信息提取的技術(shù),雖然取得了一些進(jìn)展,但是從總體上仍落后于傳感器的發(fā)展,因此對(duì)于高光譜分類(lèi)與信息提取還有很大的空間值得去研究。
參考文獻(xiàn)
[1] 童慶禧,張兵,鄭蘭芬.高光譜遙感的多學(xué)科應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2006:1-54.
[2] 許衛(wèi)東.高光譜遙感分類(lèi)與提取技術(shù)[J].紅外(月刊),2004,28-34.
[3] 薛利紅,羅衛(wèi)紅,曹衛(wèi)星,等.作物水分和氮素光譜診斷研究進(jìn)展[J].遙感學(xué)報(bào),2003,7(1):73-80
[4] 金震宇,田慶久,惠鳳鳴,等.水稻葉綠素濃度與光譜反射率關(guān)系研究[J].遙感技術(shù)與應(yīng)用,2003,18(3):134-137.
[5] N.H.Younan, R.L.King, H.H.Bennett, and JR. Classification of Hyper spectral Data: A Comparative Study [J], Precision Agriculture, 2004(5):41-53.
[6] 程乾,黃敬峰,王人潮,等.MODIS植被指數(shù)與水稻葉面積指數(shù)及葉片葉綠素含量相關(guān)性研究[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2004,15(8):1363-1367.
[7] 張良培,鄭蘭芬,童慶禧,等.利用高光譜對(duì)生物變量進(jìn)行估計(jì)[J].遙感學(xué)報(bào),1997,1(2):111-114
[8] 趙德華,李建龍,宋子鍵.高光譜技術(shù)提取植被生化參數(shù)機(jī)理與方法研究進(jìn)展[J].地球科學(xué)進(jìn)展,2003,18(1):94-99.
[9] 方紅亮,田慶久.高光譜遙感在植被監(jiān)測(cè)中的研究綜述[J].遙感技術(shù)與應(yīng)用,1998,13(1):62-69.
[10] 陳楚群,潘志林,施平.海水光譜模擬及其在黃色物質(zhì)遙感反演中的應(yīng)用[J].熱帶海洋學(xué)報(bào),2003,22(5):33-39.
[11] 李素菊,吳倩,王學(xué)軍,等.巢湖浮游植物葉綠素含量與反射光譜特征的關(guān)系[J].湖泊科學(xué),2002,14(3):228-234.
[12] 譚衢霖,邵蕓.遙感技術(shù)在環(huán)境污染監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].遙感技術(shù)與應(yīng)用,2000,15(4):246-251.
[13] 童慶禧,鄭蘭芬,王晉年.濕地植被成像光譜遙感研究[J].遙感學(xué)報(bào),1997,1(1):50-57.
[14] 夏德深,李華.國(guó)外災(zāi)害遙感應(yīng)用研究現(xiàn)狀[J],國(guó)土資源遙感,1996,(3):1-8.
[15] 甘甫平,王潤(rùn)生,郭小方,等.高光譜遙感信息提取與地質(zhì)應(yīng)用前景――以青藏高原為試驗(yàn)區(qū)[J],國(guó)土資源遙感,2000,3:38-44.
[16] 王青華,王潤(rùn)生,郭小方.高光譜遙感技術(shù)在巖石識(shí)別中的應(yīng)用[J].國(guó)土資源遙感,2000,4:39-43.
[17] 劉建貴,張兵,鄭蘭芬,等.城鄉(xiāng)光譜數(shù)據(jù)在城市遙感中的應(yīng)用研究[J].遙感學(xué)報(bào),2000,4:221-228
[18] 梅安新,彭望,秦其明,等.遙感導(dǎo)論[M].北京:高等教育出版社.2002.
[19] 荊鳳,陳建平.礦化蝕變信息的遙感提取方法綜述[J].遙感信息,2005,2:62-65.
[20] 耿修瑞,張兵,張霞,等.一種基于高維空間凸面單形體體積的高光譜圖像解混算法[J].自然科學(xué)進(jìn)展,2004,14(7):810-814.
[21] CARL J. LEGLEITER. Spectrally Driven Classification of High Spatial Resolution, Huperspectral Imagery: A Tool for Mapping In-Stream Habitat [J].Environmental Management, 2003, 32(3):399-411.
[22] 甘甫平,王潤(rùn)生,馬藹乃,等.基于光譜匹配濾波的蝕變信息提取[J]. 中國(guó)圖像圖形學(xué)報(bào),2003,8(A)(2):147-150.
[23] 李新雙,張良培,李平湘.基于小波分量特征值匹配的高光譜影像分類(lèi)[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)•信息科學(xué)版,2006,31(3):274-277.
[24] P.Goovaerts. Geostatistical incorporation of spatial coordinates into supervised classification of hyperspectral data [J].Geograph Syst, 2002, (4):99-111.
[25] 劉漢湖,楊武年,沙晉明.高光譜分辨率遙感在地質(zhì)應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)及前景[J]. 世界地質(zhì),2004,23(1):45-49.
[26] Francesco Lagona. Adjacency selection in Markov Random Fields for high spatial resolution hyperspectral data [J].Geograph Syst, 2002(4):53-68.
[27] 李石華,王金亮,畢艷.遙感圖像分類(lèi)方法研究綜述[J]. 國(guó)土資源遙感,2005,2:1-6.
[28] 王國(guó)明,孫立新. 高光譜遙感影像優(yōu)化分類(lèi)波段選擇[J].東北測(cè)繪,1999,22:21-23.
[29] Allan Aasbjerg Nielsen. Spectral Mixture Analysis: Linear and Semi-parametric Full and Iterated Partial Unmixing in Multi-and Hyperspectral Image Data [J]. Mathematical Imaging and Vision. 2001(15): 17-37.
[30] 修麗娜,劉湘南. 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)遙感分類(lèi)方法研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)探析[J].遙感技術(shù)與應(yīng)用,2003,18(5):339-345.
[31] 張連蓬.基于投影尋蹤和非線(xiàn)性主曲線(xiàn)的高光譜遙感圖像特征提取及分類(lèi)研究[D].山東:山東科技大學(xué),2003.
[32] Shailesh Kumar, Joydeep Ghosh and Melba M. Crawford.Hierarchical Fusion of Multiple Classifiers for Hyperspectral Data Analysis [J]. Pattern Analysis & Application, 2002 (5): 210-220
[33] 譚璐,易東云,馮國(guó)柱,等.局部不變投影[J].自然科學(xué)進(jìn)展,2004,14(3):282-287.
[34] 李智勇,郁文賢,匡綱要,等.基于高維幾何特性的高光譜異常檢測(cè)算法研究[J].遙感技術(shù)與應(yīng)用,2003,18(6):379-383.
[35] 周曉云,孫志揮,張柏禮. 一種大規(guī)模高維數(shù)據(jù)集的高效聚類(lèi)算法[J].應(yīng)用科學(xué)學(xué)報(bào).2006, 24(4):396-400.
[36] 易堯華. 基于投影尋蹤的多(高)光譜影像分析方法研究[D].武漢:武漢大學(xué),2004.
第4篇：高光譜遙感技術(shù)的應(yīng)用范文
關(guān)鍵字：遙感;GIS;高光譜;成礦預(yù)測(cè)
Abstract: as the society increasingly progress, increasing demand for minerals prospecting and increasing the level of difficulty, information ore-prospecting more and more applied in practice. This paper summarized the RS and GIS roughly in the present situation of the application of geology, the predecessor's research achievement, and on the basis of summarization of metallogenic prediction and RS and GIS inseparable relationship.
Keyword: remote sensing; GIS; Hyperspectral; Metallogenic prediction
中圖分類(lèi)號(hào)：O741+.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
1引言
礦產(chǎn)資源是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步以及人口的增長(zhǎng)，礦產(chǎn)品的消費(fèi)量與日俱增，但是礦產(chǎn)勘查與開(kāi)發(fā)難度的加大而導(dǎo)致的資源緊缺已成為制約全球社會(huì)與經(jīng)濟(jì)“可持續(xù)發(fā)展的”的關(guān)鍵因素。隨著地表礦、淺部礦及易識(shí)別礦的日趨減少而導(dǎo)致的找礦難度的加大和找礦成本的提高,礦產(chǎn)勘查經(jīng)歷了由經(jīng)驗(yàn)找礦、理論找礦和技術(shù)找礦的漫長(zhǎng)經(jīng)歷后，進(jìn)入了目前的信息化找礦時(shí)代?！靶畔⒒笔堑刭|(zhì)學(xué)發(fā)展的水平關(guān)鍵，地質(zhì)學(xué)信息化水平的高低是衡量地質(zhì)學(xué)現(xiàn)代化水平和發(fā)展?jié)摿Φ闹匾獦?biāo)志。信息找礦戰(zhàn)略目標(biāo)是以地質(zhì)空間多元信息庫(kù)為支撐，以GIS為平臺(tái)，發(fā)展新一輪礦產(chǎn)資源定量評(píng)估方法模型，為我國(guó)礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)提供方法技術(shù)支撐。
2RS在成礦預(yù)測(cè)中的應(yīng)用
2.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
“遙感是20世紀(jì)中后期發(fā)展起來(lái)的新興學(xué)科，遙感技術(shù)的發(fā)展，揭開(kāi)了人類(lèi)從外層空間觀(guān)測(cè)地球、探索宇宙的序幕，為我們認(rèn)識(shí)國(guó)土、開(kāi)發(fā)資源、研究環(huán)境、分析全球變化找到了新的途徑”。
最近幾年，高空間分辨率的陸地衛(wèi)星遙感傳感器層出不窮，隨著遙感數(shù)據(jù)獲取技術(shù)的提高，遙感數(shù)據(jù)的處理技術(shù)也得到了很大的發(fā)展，特別是在遙感信息處理的全數(shù)字化、可視化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方面有了很大的變化和創(chuàng)新。美國(guó)地質(zhì)調(diào)查所（USGS）地殼成像與特性分析研究組是主要開(kāi)展基礎(chǔ)性、前瞻性遙感新技術(shù)研究的科研部門(mén)。近年來(lái)，其遙感項(xiàng)目研究重點(diǎn)之一就是在鈾礦區(qū)、鉬礦區(qū)和斑巖銅礦區(qū)，開(kāi)展礦物學(xué)和穩(wěn)定同位素化學(xué)與遙感數(shù)據(jù)相融合的地球探測(cè)新技術(shù)的研究、應(yīng)用與推廣，并初步建立了相應(yīng)的光譜解譯軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。
我國(guó)在上述研究領(lǐng)域開(kāi)展的工作包括：鄂爾多斯盆地、塔里木盆地、騰沖盆地等砂巖型鈾礦區(qū)及江西桃山花崗巖型鈾礦田等主要成礦帶，基于地面高光譜測(cè)量、航天高光譜（Hyperion）和高空間分辨率（Quickbird）遙感影像處理與光譜匹配技術(shù)，結(jié)合航空放射性測(cè)量數(shù)據(jù)分析，提取了主要鈾成礦要素的光譜信息，從遙感物理學(xué)、空間信息科學(xué)、地質(zhì)學(xué)等多個(gè)角度，綜合分析鈾礦床產(chǎn)出的空間信息特征，為鈾成礦遠(yuǎn)景區(qū)預(yù)測(cè)提供遙感新技術(shù)新方法。國(guó)土資源部航測(cè)遙感中心在驅(qū)龍、新疆東天山及江西德興等地區(qū)開(kāi)展了高光譜礦物填圖、找礦預(yù)測(cè)及礦山環(huán)境評(píng)價(jià)等方面的示范性研究工作，取得了理想科研成果。
2.2 遙感圖像的預(yù)處理
無(wú)論是原始單波段圖像還是RGB彩色圖像，其色調(diào)對(duì)比度不大，灰度比較集中，遙感影像層次比較少，色彩不豐富，明亮度和飽和度較低，影像分辨力和解譯力均很差，不適宜直接用于地質(zhì)解譯。我們必須對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，一般來(lái)說(shuō)常會(huì)用到的預(yù)處理內(nèi)容包括幾何校正、數(shù)據(jù)融合、遙感數(shù)據(jù)的輻射匹配、遙感影像鑲嵌、子區(qū)選取、圖像增強(qiáng)處理等等。
遙感圖像預(yù)處理的目的就是要突出圖像中的有用信息，擴(kuò)大不同影像特征之間的差別，以提高圖像質(zhì)量和突出所需信息，有利于分析判讀或作進(jìn)一步的處理。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)研究對(duì)象需解決的問(wèn)題及圖像本身的信息特征，通過(guò)基本的圖像增強(qiáng)處理方法提高其目視效果，并且通過(guò)反差擴(kuò)展、中值濾波、空間濾波等方法，對(duì)圖像色調(diào)較暗、陰影較多以及不易對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)解譯的圖像進(jìn)行處理，使其結(jié)構(gòu)層次鮮明，特別是陰影的噪聲能夠緩解，構(gòu)造的解譯度明顯提高。
2.3高光譜特征研究
高光譜分辨率數(shù)據(jù)使遙感技術(shù)步入可以同時(shí)獲取地球表面物質(zhì)成分信息和空間分布特征信息的新階段。目前，常用的遙感圖像資料主要包括TM圖像、SPOT圖像、MSS圖像和雷達(dá)圖像等，隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，遙感技術(shù)水平的不斷提高，遙感圖像的波譜分辨率有了很大的提高。
野外地物波譜測(cè)量數(shù)據(jù)是遙感應(yīng)用的基礎(chǔ)。高光譜分辨率數(shù)據(jù)具有圖譜合一的特點(diǎn)，因此，野外地物波譜測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)航空高光譜數(shù)據(jù)的處理和解釋尤其重要。光譜圖像的最大特點(diǎn)是可以提取每個(gè)像元的光譜曲線(xiàn)以便和標(biāo)準(zhǔn)的、已知的光譜曲線(xiàn)進(jìn)行對(duì)比和匹配研究，從而直接識(shí)別礦物，提取巖性、蝕變、礦化等信息?，F(xiàn)如今，越來(lái)與多的學(xué)者投入到鈾成礦的波譜研究中，他們根據(jù)可見(jiàn)光—熱紅外波段的波譜信息，通過(guò)高光譜特征分析，建立其光譜識(shí)別標(biāo)志。
通過(guò)主要巖體的光學(xué)特性分析，可以得出從老至新不同期次巖體光譜特征出現(xiàn)規(guī)律性變化，根據(jù)這些典型光譜特征，可以進(jìn)行不同期次巖體的光譜識(shí)別，并通過(guò)遙感制圖圈定其空間分布范圍，為鈾資源勘查提供基礎(chǔ)地質(zhì)數(shù)據(jù)；通過(guò)控礦斷裂帶光譜學(xué)特征分析，可以對(duì)比得出石英在含水、風(fēng)化、典型等形態(tài)下的光譜吸收峰的范圍，為地區(qū)成礦預(yù)測(cè)提供最為直接的光譜數(shù)據(jù)；堿交代可能是某些研究區(qū)最為發(fā)育的熱液蝕變，所以，通過(guò)礦化蝕變帶光譜學(xué)特征分析，可以說(shuō)明堿交代巖隨著蝕變程度增加，原因是石英含量的減少。綜上所述，依據(jù)熱液蝕變帶、控礦斷裂帶及成礦巖體等鈾成礦要素的可見(jiàn)光—熱紅外的反射和發(fā)射吸收光譜特征，通過(guò)高光譜地質(zhì)填圖技術(shù)，可以圈定各種鈾成礦要素的空間分布，為鈾成礦預(yù)測(cè)提供技術(shù)支撐。
3GIS在成礦預(yù)測(cè)中的應(yīng)用
在以往的鈾資源勘查中，已經(jīng)積累了海量的地質(zhì)、物探、化探、遙感和水文等多源地學(xué)信息，而且伴隨著近年來(lái)鈾資源勘查力度的不斷加大，信息的積累呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。GIS技術(shù)的出現(xiàn)和不斷推廣使用，使得鈾礦勘查信息處理和分析過(guò)程從傳統(tǒng)的、人工的、離散的時(shí)代，進(jìn)入現(xiàn)代的、數(shù)字化的、多源信息綜合的時(shí)代。在鈾資源勘查評(píng)價(jià)領(lǐng)域，GIS提供了在計(jì)算機(jī)輔助下對(duì)地質(zhì)、地理、地球物理、地球化學(xué)和遙感等多源地學(xué)信息進(jìn)行集成管理、有效綜合與分析的能力，成為改變傳統(tǒng)鈾礦資源評(píng)價(jià)方法的強(qiáng)有力工具。
第5篇：高光譜遙感技術(shù)的應(yīng)用范文
【關(guān)鍵詞】煤炭地質(zhì);地質(zhì)遙感技術(shù);應(yīng)用;創(chuàng)新思考
引言
基于目前地質(zhì)遙感技術(shù)在煤炭領(lǐng)域的應(yīng)用來(lái)看，由于煤炭地質(zhì)具有多樣性及復(fù)雜性，在開(kāi)采人員進(jìn)行開(kāi)采的時(shí)候往往會(huì)出現(xiàn)利用率低、開(kāi)采不合理等情況，從而使煤炭資源造成浪費(fèi)，嚴(yán)重時(shí)可能還會(huì)導(dǎo)致安全事故及財(cái)產(chǎn)損失，因此，為適應(yīng)生產(chǎn)及現(xiàn)代化技術(shù)的需要，煤炭地質(zhì)遙感技術(shù)正處于一種新的轉(zhuǎn)型階段，正面向市場(chǎng)化發(fā)展及全面商業(yè)化的新方向進(jìn)行轉(zhuǎn)型。
1 煤炭地質(zhì)遙感技術(shù)的基本概念及特點(diǎn)
1.1 遙感技術(shù)的基本概念
遙感技術(shù)是在20世紀(jì)60年代，根據(jù)電磁波的理論對(duì)遠(yuǎn)距離目標(biāo)所反射和輻射的紅外線(xiàn)、電磁波及可見(jiàn)光等信息，利用各種傳感的儀器進(jìn)行收集、處理，并且讓這些信息形成影像，從而對(duì)目標(biāo)物及它附近的各種景物進(jìn)行探測(cè)和識(shí)別的一種綜合探測(cè)技術(shù)。
1.2 遙感技術(shù)的特點(diǎn)
（1）收集手段多，收集信息量大
在運(yùn)用此技術(shù)時(shí)，可以運(yùn)用不同的遙感儀器及不同的波段的儀器設(shè)備，來(lái)對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行探測(cè)和識(shí)別，來(lái)得到我們需要的信息;而且這種技術(shù)不僅能夠探測(cè)地表的情況，還能對(duì)目標(biāo)物內(nèi)部的一定深度進(jìn)行探測(cè)。
（2）具有整體性和直觀(guān)性
在用遙感技術(shù)設(shè)備進(jìn)行拍攝探測(cè)時(shí)，我們能夠獲得非常清晰生動(dòng)的傳輸影像，并且畫(huà)面具有明顯全面整體性及直觀(guān)性。
（3）受到的地面限制條件較小，探測(cè)范圍廣
遙感探測(cè)技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的探測(cè)技術(shù)來(lái)說(shuō)，遙感技術(shù)在進(jìn)行探測(cè)時(shí)不但可以不受自然環(huán)境的影響，還能夠順利完美的將探測(cè)任務(wù)完成，收集到可靠的信息。
2 煤炭地質(zhì)遙感技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用
2.1 利用遙感技術(shù)對(duì)煤質(zhì)地質(zhì)進(jìn)行探測(cè)和繪圖
由于我們?cè)谌粘Ｉ钪械幕顒?dòng)范圍越來(lái)越廣，那些實(shí)際地形圖已經(jīng)從根本上發(fā)生了重大變化，已不能再為我們提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，因此，為了滿(mǎn)足工作要求，必須對(duì)地形圖進(jìn)行及時(shí)的更新。所以，我們通過(guò)利用遙感技術(shù)從太空的衛(wèi)星中的數(shù)據(jù)以影像的形式，清晰的傳輸過(guò)來(lái)，這種遙感技術(shù)不但可以對(duì)國(guó)家的基礎(chǔ)地理信息進(jìn)行探測(cè)識(shí)別，還能夠?qū)⒍鄻有缘?、不同種類(lèi)的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行及時(shí)的更新。
在煤炭開(kāi)采的過(guò)程中，由于煤炭地質(zhì)圖需要具備較高的精確度，以便采煤進(jìn)行。因此，煤炭開(kāi)采的相關(guān)技術(shù)人員，可以將通過(guò)遙感技術(shù)探測(cè)得到的影像資料作為依據(jù)，以多元地學(xué)將信息進(jìn)行綜合分析及適當(dāng)處理，得到對(duì)煤炭地質(zhì)進(jìn)行的精確的繪圖。而且，在水文地質(zhì)、煤炭資源、煤層氣調(diào)的調(diào)查評(píng)價(jià)中及在小煤窯實(shí)際生產(chǎn)情況的調(diào)查監(jiān)控中，也有用到遙感技術(shù)。
2.2 利用遙感技術(shù)對(duì)煤炭生態(tài)環(huán)境的污染進(jìn)行監(jiān)測(cè)
在對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)時(shí)，主要是對(duì)開(kāi)采時(shí)用的化學(xué)物品污染調(diào)查、煤炭地質(zhì)環(huán)境檢查、土地的開(kāi)墾及生態(tài)環(huán)境重建的方面的監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確的知道環(huán)境的影響，從而對(duì)進(jìn)一步加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)及綜合治理提供依據(jù)。
2.3 利用遙感技術(shù)對(duì)煤炭地質(zhì)災(zāi)害做調(diào)查評(píng)估
在采煤區(qū)建立一個(gè)動(dòng)態(tài)的檢測(cè)系統(tǒng)，將遙感技術(shù)最為監(jiān)測(cè)道具，根據(jù)煤礦的地質(zhì)規(guī)律，從而對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的易發(fā)程度進(jìn)行研究，然后通過(guò)數(shù)據(jù)綜合分析，將地質(zhì)災(zāi)害的評(píng)估圖繪制出來(lái)，以預(yù)防危險(xiǎn)的發(fā)生。
3 煤炭地質(zhì)遙感技術(shù)的創(chuàng)新思考
3.1 高光譜遙感技術(shù)應(yīng)用
高光譜遙感技術(shù)可以對(duì)巖石類(lèi)型及礦物成分的煤炭地質(zhì)進(jìn)行識(shí)別，對(duì)其中的波譜特征進(jìn)行空間定位及定量分析，然后進(jìn)行煤炭地質(zhì)光譜庫(kù)建立。這種技術(shù)不但具備測(cè)量技術(shù)，還能進(jìn)行信息識(shí)別及數(shù)據(jù)處理，通過(guò)監(jiān)測(cè)、提取可以直接對(duì)地質(zhì)進(jìn)行找礦及填圖工作。
3.2 高分辨率遙感技術(shù)應(yīng)用
將煤炭地質(zhì)資料用遙感技術(shù)形成高分辨率的圖像，不僅可以使煤炭資源開(kāi)發(fā)的合法性及狀況及時(shí)的反映出來(lái)，還可以對(duì)煤炭的安全生產(chǎn)及維護(hù)進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)。因此，應(yīng)將這一技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新、發(fā)展。
3.3 遙感技術(shù)圖像處理及信息提取方法創(chuàng)新
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波變換、分型理論、遺傳算法、光譜特征匹配、支持矢量機(jī)等新的理論及方法，都應(yīng)該被應(yīng)用在遙感圖像信息處理方面，讓遙感技術(shù)的信息及圖形處理向著多尺度、定量化、高分辨率及模型化等新型技術(shù)體系方向發(fā)展，使煤炭地質(zhì)識(shí)別、信息提取技術(shù)及遙感圖像處理技術(shù)得到不斷地完善。
3.4 進(jìn)行“3S”一體化技術(shù)創(chuàng)新
“3S”技術(shù)即遙感技術(shù)（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）的統(tǒng)稱(chēng)，三者間具有密不可分、相輔相成的關(guān)系，雖然三者的作用原理不同，但是三者間的結(jié)合可以成為一種重要的找礦手段。利用遙感技術(shù)可以及時(shí)對(duì)地質(zhì)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行更新;地理信息系統(tǒng)則可以為遙感技術(shù)提供輔導(dǎo)作用，為遙感技術(shù)提供不同的信息及分析手段，有助于遙感技術(shù)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行精確的影像表達(dá);而全球定位系統(tǒng)可以為煤炭地質(zhì)的探測(cè)提供精確的高程模型及地理位置。因此，為了更精確的得到相關(guān)數(shù)據(jù)，煤炭地質(zhì)的遙感技術(shù)應(yīng)該進(jìn)行不斷的創(chuàng)新，做到與時(shí)俱進(jìn)，將“3S”技術(shù)充分的應(yīng)用到煤炭地質(zhì)的探測(cè)及開(kāi)采中去，使煤炭資源向著現(xiàn)代化及產(chǎn)業(yè)化的方向發(fā)展。
3.5 將數(shù)字信息遙感技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用
隨著信息化社會(huì)的發(fā)展，全球已進(jìn)入數(shù)字化信息的時(shí)代，不管什么企業(yè)都是以數(shù)字建立數(shù)據(jù)信息庫(kù)。因此，為了使煤炭地質(zhì)遙感技術(shù)向智能化、多功能信息化及綜合化等特征發(fā)展，用電子計(jì)算機(jī)對(duì)煤炭地質(zhì)進(jìn)行現(xiàn)代分析、礦山規(guī)劃、數(shù)據(jù)采礦、資源評(píng)估等，使先進(jìn)的技術(shù)及有利的工具為煤炭的開(kāi)發(fā)和利用做貢獻(xiàn)。
4 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)本文的研究，可以看出，隨著現(xiàn)代社會(huì)知識(shí)及科技技術(shù)的不斷進(jìn)步、發(fā)展，為了更好的為煤炭企業(yè)做貢獻(xiàn)，就要不斷地利用先進(jìn)的科技手段將遙感技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，得到新的遙感技術(shù)手段，為煤炭地質(zhì)遙感技術(shù)開(kāi)啟新的篇章。
參考文獻(xiàn)：
[1]毛耀保.關(guān)于煤炭地質(zhì)遙感技術(shù)創(chuàng)新的思考[J].中國(guó)煤炭地質(zhì)， 2010（S1）.
[2]李生軍.對(duì)煤炭地質(zhì)遙感技術(shù)創(chuàng)新的分析[J].企業(yè)導(dǎo)報(bào)，2013（09）.
第6篇：高光譜遙感技術(shù)的應(yīng)用范文
1 全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)(GPS,Global Positioning System)是由地球?qū)Ш叫l(wèi)星、地面監(jiān)控系統(tǒng)和用戶(hù)GPS接收機(jī)等3個(gè)主要部分組成。現(xiàn)在最常用的是美國(guó)GPs系統(tǒng),它包括在離地球約20 O00km高空近似圓形軌道上運(yùn)行的24顆地球?qū)Ш叫l(wèi)星,其軌道參數(shù)和時(shí)鐘由設(shè)于世界各大洲的5個(gè)地面監(jiān)測(cè)站與設(shè)于其本土的一個(gè)地面控制站進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制,使得在近地曠野的GPS接收機(jī)在晝夜任何時(shí)間、任何氣象條件下最少能接受到4顆以上衛(wèi)星的信號(hào)。通過(guò)測(cè)量每一衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)到達(dá)接收機(jī)的傳輸時(shí)間,即可計(jì)算出接收機(jī)所在的地理空間位置。
農(nóng)田養(yǎng)分信息具有顯著的空間屬性,其空間變異性很大。在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中,其位置的識(shí)別是與數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)密不可分的,因此需要對(duì)信息進(jìn)行準(zhǔn)確的定位。
全球定位系統(tǒng)(GPS)提供了全天候、實(shí)時(shí)精確定位的測(cè)量手段。數(shù)字農(nóng)業(yè)中,GPS主要是用來(lái)確定在田間的位置,結(jié)合其土壤的含水量、氮、磷、鉀、有機(jī)質(zhì)和病蟲(chóng)害等不同信息的分布情況,輔助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的灌溉、施肥、噴藥等田間操作,其作用從本質(zhì)來(lái)說(shuō)是提供三維位置和時(shí)間。GPS主要應(yīng)用于以下3個(gè)方面:一是智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械的動(dòng)態(tài)定位(即根據(jù)管理信息系統(tǒng)發(fā)出的指令,實(shí)施田間的精準(zhǔn)定位);二是農(nóng)業(yè)信息采集樣點(diǎn)定位(即在農(nóng)田設(shè)置的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)、自動(dòng)或人工數(shù)據(jù)采集點(diǎn)和環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)均需GPS定位數(shù)據(jù));三是遙感信息GPS定位(即對(duì)遙感信息中的特征點(diǎn)用GPS采集定位數(shù)據(jù),以便于GIS配套應(yīng)用)。由于GPS存在較大的誤差,所以差分GPS(即DGPS)越來(lái)越受到人們的重視。DGPS可以消除衛(wèi)星鐘差、星歷誤差、電離層和對(duì)流層延遲誤差等,從而使定位精度大幅度提高。
2 遙感技術(shù)遙感技術(shù)(RS,Remote Sensing)的基本原理是利用物體的電磁波特性,通過(guò)觀(guān)測(cè)物體的電磁波,從而識(shí)別物體及其存在的環(huán)境條件。遙感技術(shù)系統(tǒng)由傳感器、遙感平臺(tái)及遙感信息的接受和處理系統(tǒng)組成。
其中,接受從目標(biāo)反射或輻射的裝置叫做遙感器(如掃描儀、雷達(dá)、攝影機(jī)、攝像機(jī)和輻射計(jì)等),裝載遙感器的平臺(tái)稱(chēng)遙感平臺(tái)(如飛機(jī)和人造衛(wèi)星等)。經(jīng)過(guò)遙感器得到的數(shù)據(jù)在使用前應(yīng)根據(jù)用途需要做相應(yīng)的糾正、增強(qiáng)、變換、濾波和分類(lèi)等處理。
遙感(RS)技術(shù)是未來(lái)數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)體系中獲得田間數(shù)據(jù)的重要來(lái)源,它可以提供大量的田間時(shí)空變化信息。遙感技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用主要以下3個(gè)方面:一是作物長(zhǎng)勢(shì)及其背景的監(jiān)測(cè),運(yùn)用高分辨率(米級(jí)分辨率)傳感器,在不同的作物生長(zhǎng)期實(shí)施全面監(jiān)測(cè),并根據(jù)光譜信息進(jìn)行空間定性和定位分析,為定位處方農(nóng)作提供依據(jù);二是作物冠層多光譜監(jiān)測(cè),利用地物光譜儀和多光譜相機(jī)獲取的信息,監(jiān)測(cè)葉綠素密度的變化,并分析其變化與養(yǎng)分的關(guān)系;三是運(yùn)用多光譜遙感信息(紅外波段),在有作物條件下監(jiān)測(cè)土壤水分。
3 田間信息獲取技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)3.1 土壤水分和養(yǎng)分信息獲取技術(shù)國(guó)內(nèi)外已開(kāi)始研究采用各種不同的手段來(lái)獲取土壤水分和養(yǎng)分信息。目前,除了一些傳統(tǒng)的常規(guī)測(cè)量方法外,已嘗試采用的較新的技術(shù),包括遙感、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)和地面?zhèn)鞲屑夹g(shù)等。其中,實(shí)踐較多的是以電子技術(shù)為支撐的地面信息傳感技術(shù)和以空間技術(shù)為支撐的遙感信息采集技術(shù)。
土壤水分信息的獲取相對(duì)于其他土壤養(yǎng)分更易掌握,因此對(duì)土壤水分測(cè)量方法的研究已經(jīng)取得了顯著成果。各種在線(xiàn)式的測(cè)量方法相繼產(chǎn)生,如電阻法、時(shí)域反射法(TDR法)、頻域反射法(FDR法)、中子散射法和近紅外光譜法等。這些方法均有一定的局限性:一是電阻法的測(cè)量精度受土壤含水率的影響很大;二是時(shí)域反射法在低頻(≤20MHz)工作時(shí)較易受到土壤鹽度、粘粒和容重的影響,而且價(jià)格比較高;三是頻域反射法的讀數(shù)強(qiáng)烈地受到電極附近土體孔隙和水分的影響,特別是對(duì)于使用套管的FDR測(cè)量;四是中子散射法雖然測(cè)量方法簡(jiǎn)單,但儀器設(shè)備昂貴,并且存在潛在的輻射危害。對(duì)于土壤養(yǎng)分信息(土壤中的N,P,K,pH值、有機(jī)質(zhì)、含鹽量和電導(dǎo)率)的獲取技術(shù),常規(guī)化學(xué)試驗(yàn)測(cè)量方法仍是現(xiàn)在土壤養(yǎng)分信息獲取的主要手段。該方法具有破壞性和不及時(shí)性等缺陷,因此隨著近紅外光譜技術(shù)的不斷完善和應(yīng)用的廣泛性,用近紅外光譜技術(shù)來(lái)檢測(cè)土壤養(yǎng)分已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)。
近紅外光譜法是根據(jù)水的紅外吸收光譜來(lái)進(jìn)行測(cè)量的,在紅外區(qū)內(nèi),水的吸收波長(zhǎng)為1 200,l 450,1 940和2 950nm,測(cè)量方式有反射式、透射式和反射透射復(fù)合式等幾種。紅外光譜水分儀具有無(wú)接觸、快速、連續(xù)測(cè)量、測(cè)量范圍大、準(zhǔn)確度高和穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),適用于在線(xiàn)水分監(jiān)測(cè),但在測(cè)量自然物體時(shí)因表面不規(guī)則使得反射率不穩(wěn)定,影響測(cè)量精度,需對(duì)樣本做簡(jiǎn)單處理。
土壤其他養(yǎng)分信息的研究主要包括土壤中N,P,K,pH值、有機(jī)質(zhì)、含鹽量和電導(dǎo)率等信息的采集?，F(xiàn)在,除了常規(guī)化學(xué)試驗(yàn)測(cè)量方法外,用近紅外反射光譜法來(lái)測(cè)量土壤養(yǎng)分已成為國(guó)內(nèi)外諸多學(xué)者研究的重點(diǎn)。Shibusawa等指出,用400~1 900nm波段來(lái)預(yù)測(cè)土壤濕度、pH值、土壤電導(dǎo)率和土壤有機(jī)質(zhì)等,其相關(guān)系數(shù)從0.19變化到0.87 ;李民贊研究了基于可見(jiàn)光光譜分析的土壤參數(shù)分析,在1 1O0, 1 350,1 398,2 210nm處建立了多元線(xiàn)性回歸模型,相關(guān)系數(shù)為0.934 ;健等用近紅外光譜法分析了土壤中的有機(jī)質(zhì)和氮素 ;He等對(duì)土壤電導(dǎo)率和常量元素的測(cè)量 ;鮑一丹等應(yīng)用光譜技術(shù)研究了土壤粒度和含水量對(duì)預(yù)測(cè)土壤氮含量的影響 。
3.2 作物長(zhǎng)勢(shì)的監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)可以及時(shí)了解農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀況、土壤墑情、肥力及植物營(yíng)養(yǎng)狀況,以便及時(shí)采取各種管理措施,保證農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)。同時(shí),可以及時(shí)掌握大風(fēng)或降水等天氣現(xiàn)象對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)的影響,監(jiān)測(cè)自然災(zāi)害或病蟲(chóng)害對(duì)作物產(chǎn)量造成的損失等,為農(nóng)業(yè)政策的制訂和糧食貿(mào)易提供決策依據(jù)。
應(yīng)用遙感技術(shù)可對(duì)大面積農(nóng)作物的長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行監(jiān)測(cè),其基本方法是利用覆蓋周期短而面積大的NOAA衛(wèi)星資料,對(duì)地面植被吸收的光譜信息和地面實(shí)際情況進(jìn)行分析,并結(jié)合常規(guī)的方法和資料,建立作物監(jiān)測(cè)模式,用以監(jiān)測(cè)作物長(zhǎng)勢(shì),苗情監(jiān)測(cè)通報(bào),指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)¨ 。國(guó)際上,關(guān)于農(nóng)作物生長(zhǎng)狀況遙感監(jiān)測(cè)與估產(chǎn)有3個(gè)標(biāo)志性的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃,即美國(guó)的LACIE計(jì)劃、A—GRISTARS計(jì)劃和歐盟的MARS計(jì)劃。1974—1977年,美國(guó)農(nóng)業(yè)部(USDA)、國(guó)家海洋大氣管理局(NOAA)、美國(guó)宇航局(NASA)和商業(yè)部合作主持了“大面積農(nóng)作物估產(chǎn)實(shí)驗(yàn)”,主要品種是小麥,地區(qū)范圍是美國(guó)、加拿大和前蘇聯(lián)。1980—1986年,執(zhí)行LACIE計(jì)劃的幾個(gè)部門(mén)又合作開(kāi)展了“農(nóng)業(yè)和資源的空間遙感調(diào)查計(jì)劃”,其中包括世界多種農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)評(píng)估和產(chǎn)量預(yù)報(bào)。歐盟所屬的聯(lián)合研究中心遙感
應(yīng)用研究所通過(guò)實(shí)施“遙感農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)”項(xiàng)目,即MARS計(jì)劃,也成功地建成了歐盟區(qū)的農(nóng)作物估產(chǎn)系統(tǒng),并將結(jié)果應(yīng)用于諸如農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼與農(nóng)民申報(bào)核查等歐盟的共同農(nóng)業(yè)政策。在農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)的方法上,國(guó)外科學(xué)家主要圍繞適合大面積監(jiān)測(cè)的NOAA—AVHRR的應(yīng)用進(jìn)行了多方面的探索,取得了許多突破進(jìn)展¨卜”J。我國(guó)利用氣象衛(wèi)星監(jiān)測(cè)作物生長(zhǎng)狀況的研究始于20世紀(jì)80年代中期,并應(yīng)用氣象衛(wèi)星對(duì)農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行宏觀(guān)監(jiān)測(cè)的理論和方法進(jìn)行了研究 。
3.2.1 作物根系信息監(jiān)測(cè)技術(shù)作物根系信息基本上是通過(guò)圖像識(shí)別的方法來(lái)得到的。例如加拿大產(chǎn)的ET一100根系生態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),運(yùn)用透明管材埋設(shè)在需要研究的根系周?chē)?使用特殊圖像捕捉系統(tǒng)對(duì)根系照相,然后借助專(zhuān)業(yè)根系分析系統(tǒng)對(duì)混合圖像進(jìn)行分析,從而跟蹤了解其生長(zhǎng)過(guò)程。
這種方法可以非破壞性地動(dòng)態(tài)追蹤分析根系形態(tài)因子,根系相關(guān)數(shù)據(jù)能夠定量化,還可以根據(jù)用戶(hù)需求監(jiān)測(cè)土壤水分狀況,從而研究根系所在區(qū)域內(nèi)溶質(zhì)運(yùn)移及水分脅迫所引起的生理變化。該方法已廣泛應(yīng)用于園藝植物培養(yǎng)和作物生長(zhǎng)模型研究等領(lǐng)域。
3.2.2 光合作用測(cè)定技術(shù)光合作用測(cè)定的一個(gè)例子是用葉室內(nèi)裝備最新的小型紅外氣體分析傳感器(IRGA),測(cè)量溫度和光合有效輻射(PAR)的傳感器接收信號(hào),再用便攜式微處理器控制葉室內(nèi)的二氧化碳和水蒸汽濃度,并測(cè)量二氧化碳和水蒸汽交換。CIRAS一1植物光合測(cè)定儀根據(jù)精密測(cè)量葉片表面CO 濃度及水分的變化情況,來(lái)考察葉片與植物光合作用相關(guān)的參數(shù),用以測(cè)量植物葉片的光合速率、蒸騰速率和氣孑L導(dǎo)度等與植物光合作用相關(guān)的參數(shù)。
3.3 作物營(yíng)養(yǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)葉綠素是吸收光能的物質(zhì),對(duì)作物的光能利用有直接影響。葉綠素含量和作物的光合能力、發(fā)育階段以及氮素狀況有較好的相關(guān)性。由于葉綠素之間的含氮量和葉變化趨勢(shì)相似,通常認(rèn)為可以通過(guò)測(cè)定葉綠素來(lái)監(jiān)測(cè)植株氮素營(yíng)養(yǎng)。
葉綠素的常規(guī)測(cè)定使用分光光度計(jì)法,因?yàn)檫@種方法要進(jìn)行組織提取和分光光度計(jì)的測(cè)定,所以既耗時(shí)間又對(duì)植被造成損傷。另外,從大田到實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)輸和樣本制備過(guò)程中很可能損失葉綠素,進(jìn)而導(dǎo)致葉綠素含量發(fā)生變化 。
目前,應(yīng)用較多的是一種日本生產(chǎn)的SPAD一502葉綠素儀。這種葉綠素儀的工作原理是采用兩個(gè)不同波長(zhǎng)的光源分別照射植物葉片表面,通過(guò)比較穿過(guò)葉片的透射光光密度差異而得出SPAD值。因此,SPAD值是一個(gè)無(wú)量綱的比值,與葉片中的葉綠素含量成正相關(guān)。在葉綠素儀應(yīng)用的研究中,各研究者所采用的測(cè)定部位都大體相同,即作物生長(zhǎng)前期取新展開(kāi)的第一片完全展開(kāi)葉作為測(cè)定部位,生長(zhǎng)后期則取功能葉(小麥取旗葉和玉米取穗位葉)作為測(cè)定部位。
葉綠素儀在玉米株與株之間的測(cè)定值可能會(huì)相差15% ,在同一片葉上不同位置的測(cè)定值也不同。一般認(rèn)為,距離葉基部55% 處的SPAD測(cè)定值較大,且偏差較小,是合適的測(cè)試位點(diǎn)。
便攜式高光譜儀是一種非損傷性測(cè)定葉綠素的方法,它通過(guò)測(cè)定綠色植物葉片的反射率、透射率和吸收率來(lái)測(cè)定葉綠素含量,這決定了高光譜技術(shù)在植被葉綠素含量評(píng)價(jià)研究中具有不可替代的作用。國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者已經(jīng)對(duì)作物氮元素的高光譜及光譜測(cè)量進(jìn)行了研究,并且各種反射率比值及植被指數(shù)用于監(jiān)測(cè)植物的氮素虧缺 1卜 。王人潮等利用葉綠素計(jì)和高光譜快速測(cè)定了大麥的營(yíng)養(yǎng)狀況,結(jié)果表明,可以通過(guò)光譜法來(lái)測(cè)定大麥的氮素水平¨ ;IJi等應(yīng)用反射光譜檢測(cè)了茶葉的葉綠素含量 ;方慧等應(yīng)用光譜技術(shù)檢測(cè)了油菜葉片中葉綠素含量¨ 。光譜監(jiān)測(cè)提供了一種自動(dòng)、快速和非損傷性的植物營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法,并且田問(wèn)不同處理之間的冠層光譜差異為高光譜和多光譜遙感大面積監(jiān)測(cè)氮素營(yíng)養(yǎng)提供了可行性。
3.4 作物冠層多光譜監(jiān)測(cè)技術(shù)植物冠層光譜特性是植物光譜特性與背景土壤光譜特性的綜合。隨著植物冠層的發(fā)育,土壤光譜特性的作用逐漸下降;在植物衰老時(shí),土壤背景的作用又逐漸增大。一般葉面積指數(shù)(LAI)達(dá)到3左右時(shí),冠層在可見(jiàn)光和中紅外波段的光譜反射率基本穩(wěn)定;而在近紅外波段,LAI達(dá)到5~6時(shí),光譜反射率才能飽和。冠層光譜反射率還受太陽(yáng)光入射角、雙向反射、氣溶膠和風(fēng)速等諸多外部因素的影響。由于植物營(yíng)養(yǎng)狀況能影響葉面積、冠層形態(tài)和內(nèi)在生理特征,而且不同營(yíng)養(yǎng)元素的影響程度也不同,因此利用冠層光譜分析可以診斷植物營(yíng)養(yǎng)狀況?，F(xiàn)代”精細(xì)農(nóng)業(yè)”的一個(gè)非常重要的技術(shù)手段,就是利用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)作物的營(yíng)養(yǎng)狀況與長(zhǎng)勢(shì)。與葉片光譜特性一樣,氮素營(yíng)養(yǎng)對(duì)冠層光譜特性影響的研究最為系統(tǒng)和深入。
隨著氮素營(yíng)養(yǎng)水平的提高,光譜反射率在可見(jiàn)光和中紅外波段降低,而在近紅外波段卻增加。診斷水稻冠層氮素營(yíng)養(yǎng)水平的敏感波段為760~900 nm,630~ 690 nm和520~550 nm。不同氮素營(yíng)養(yǎng)水平下的冠層光譜反射率存在著明顯差異,經(jīng)植被指數(shù)轉(zhuǎn)換后差異更為顯著與穩(wěn)定。因此,利用冠層光譜測(cè)試可以區(qū)分作物的氮素營(yíng)養(yǎng)水平。
植物中磷鉀營(yíng)養(yǎng)水平與冠層光譜特性的關(guān)系研究較少見(jiàn)?？偟膩?lái)說(shuō),磷鉀對(duì)光譜特性的影響不如氮明顯。在水培和砂培條件下,不同磷鉀水平的植物冠層光譜反射率存在顯著差異,磷鉀營(yíng)養(yǎng)對(duì)冠層光譜特性的影響與氮的影響相似。隨著磷鉀營(yíng)養(yǎng)水平的提高,可見(jiàn)光波段的光譜反射率下降,而在近紅外波段卻有明顯增加。利用光譜分析,可區(qū)分3~5級(jí)的磷鉀營(yíng)養(yǎng)水平。在田間條件下,由于磷鉀的缺乏不嚴(yán)重,有時(shí)結(jié)果不太一致。
還未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)。由于它們對(duì)葉面積、生物量以及葉片葉綠素等生理生化性質(zhì)的影響與大量元素具有相似性,預(yù)計(jì)中量及微量元素對(duì)冠層光譜特征的影響也具有相似性,但影響程度將會(huì)差異較大。
目前,在國(guó)外應(yīng)用的一種田間便攜式分光儀可以方便地檢測(cè)作物的冠層反射系數(shù)。用數(shù)學(xué)方法將幾個(gè)波長(zhǎng)下得到的反射系數(shù)進(jìn)行合并就可以得到作物的“光譜系數(shù)”,或稱(chēng)之為探測(cè)值。經(jīng)過(guò)優(yōu)化的光譜系數(shù)在作物的拔節(jié)期和抽穗期與作物的供氮狀況密切相關(guān)。利用這種分光儀探測(cè)原理,并加以改進(jìn)而研制的拖拉機(jī)機(jī)載探測(cè)施肥系統(tǒng)已經(jīng)很成熟。它通過(guò)探測(cè)系統(tǒng)將作物冠層信息輸入計(jì)算機(jī),經(jīng)處理得出作物的需肥情況,計(jì)算機(jī)通過(guò)協(xié)調(diào)拖拉機(jī)步進(jìn)速度和DGPS(差分GPS)數(shù)據(jù),在考慮探測(cè)器間距離和施肥區(qū)范圍基礎(chǔ)上控制施肥操作。
作物冠層反射和土壤背景輻射在紅外膠片上為不同的輻射顯影。照片經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后,每個(gè)像素的色度變化都可以表示出作物反射光線(xiàn)的情況,而作物反射光線(xiàn)特性的變化正是作物營(yíng)養(yǎng)變化,特別是氮營(yíng)養(yǎng)狀況發(fā)生變化的結(jié)果。這樣分析作物冠層照片就可以準(zhǔn)確地分析作物的氮營(yíng)養(yǎng)狀況。Hansen等用高光譜反射分別對(duì)小麥的冠層生物量和氮含量進(jìn)行了研究 ;Daughtry等通過(guò)葉片和冠層反射率來(lái)預(yù)測(cè)玉米葉片的葉綠素含量 ;馮雷等應(yīng)用多光譜技術(shù)檢測(cè)了油菜葉片中葉綠素含量 J。
3.5 作物病蟲(chóng)害診斷及雜草識(shí)別技術(shù)病蟲(chóng)害是影響農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)提高的重要因子,及時(shí)、準(zhǔn)確與有效地檢測(cè)病蟲(chóng)害的發(fā)生時(shí)間和發(fā)生程度是采取治理措施的基礎(chǔ)。
目前,用雷達(dá)監(jiān)測(cè)飛性昆蟲(chóng)、孢子捕捉器監(jiān)測(cè)一些作物病原菌、性信息素誘芯或誘餌監(jiān)測(cè)田間鱗翅目害蟲(chóng)以及燈光誘集飛行趨光性昆蟲(chóng)等,都是利用有害生物的習(xí)性開(kāi)發(fā)出的相對(duì)省工和省時(shí)的監(jiān)測(cè)手段。
隨著遙感和高光譜技術(shù)的廣泛應(yīng)用,用光譜和遙感技術(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)作物病蟲(chóng)害的研究也取得了一定的進(jìn)展。
北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心采用高光譜遙感監(jiān)測(cè)小麥條銹病、白粉病和蚜蟲(chóng),以達(dá)到大面積、快速、無(wú)破壞的病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的目的。美國(guó)利用衛(wèi)星遙感圖片分析監(jiān)測(cè)森林舞毒蛾擴(kuò)散及危害程度,監(jiān)測(cè)草地蝗蟲(chóng)危害等。中國(guó)科學(xué)院利用綜合航空多光譜數(shù)字相機(jī)成像系統(tǒng),監(jiān)測(cè)蝗蟲(chóng)及主要棉花害蟲(chóng)。中科院還利用TM圖像遙感監(jiān)測(cè)東亞飛蝗的棲息地蘆葦?shù)闹脖恢笖?shù)和監(jiān)測(cè)蝗災(zāi)的動(dòng)態(tài)變化。北京農(nóng)林科學(xué)院利用TM衛(wèi)星圖片監(jiān)測(cè)麥蚜對(duì)冬小麥的危害。吳迪等應(yīng)用光譜和多光譜技術(shù)對(duì)茄子和番茄的灰霉病進(jìn)行了早期診斷識(shí)別 -27]。
隨著人們 環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高和對(duì)農(nóng)藥殘留物的重視,對(duì)田間雜草清除的研究也逐漸受到許多學(xué)者的重視。雜草一作物區(qū)分的研究可分為3種:一是人工區(qū)分;二是航空遙感技術(shù);三是光學(xué)傳感器。人工區(qū)分目前是區(qū)分作物和土壤背景的最佳方法,但既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力;航空?qǐng)D片雖然可以在短時(shí)間內(nèi)獲得作物大范圍的圖像,但是研究表明雜草密度對(duì)圖像的可視性有嚴(yán)重的影響 ;基于地面多光譜傳感器的研究使得對(duì)單種作物一雜草的研究有了進(jìn)一步的進(jìn)展 。。。
第7篇：高光譜遙感技術(shù)的應(yīng)用范文
天宮一號(hào)作為我國(guó)空間實(shí)驗(yàn)室雛形，已在軌運(yùn)行近兩年，各搭載設(shè)備狀態(tài)良好，各項(xiàng)試（實(shí)）驗(yàn)進(jìn)展順利，科學(xué)成果豐碩。其中搭載的高光譜成像儀是目前我國(guó)空間分辨率和光譜綜合指標(biāo)最高的空間光譜成像儀，由中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春精密機(jī)械與物理研究所和上海技術(shù)物理研究所共同研制，其在空間分辨率、波段范圍、波段數(shù)目以及地物分類(lèi)等方面達(dá)到了國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品水平。
“在天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器上安排高光譜遙感對(duì)地觀(guān)測(cè)主要是利用高光譜成像儀的‘圖譜合一’的特點(diǎn)以及高光譜成像儀在地表覆蓋識(shí)別能力、蘊(yùn)含地物光譜信息等方面優(yōu)勢(shì)，有針對(duì)性開(kāi)展相關(guān)地區(qū)地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)和油氣資源勘查、森林監(jiān)測(cè)、水文生態(tài)監(jiān)測(cè)以及環(huán)境污染監(jiān)測(cè)分析等方面的研究。”空間應(yīng)用系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師張善從介紹說(shuō)，“目前空間應(yīng)用系統(tǒng)已組織國(guó)土資源部遙航中心、國(guó)家海洋局國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心、中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院以及中科院遙感與數(shù)字地球研究所、青藏高原所、寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所等近10家單位利用高光譜數(shù)據(jù)開(kāi)展了相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用研究?！?/p>
現(xiàn)在，就讓我們一起走進(jìn)各應(yīng)用單位，深入了解一下天宮一號(hào)的“火眼金睛”在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用。
林業(yè)方面
“在森林的生長(zhǎng)演替過(guò)程中，會(huì)不斷地受到人為或自然因素的干擾，如森林砍伐、火燒、病蟲(chóng)害等導(dǎo)致的森林損失，人工造林、自然恢復(fù)等引起的森林增加。而這些體現(xiàn)在景觀(guān)尺度上為森林覆蓋面積、年齡以及結(jié)構(gòu)的變化，這些變化往往會(huì)引起地物反射光譜特性的改變。使用時(shí)間序列的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)可有效地監(jiān)測(cè)森林覆蓋的變化情況。利用天宮一號(hào)高光譜成像儀數(shù)據(jù)在成像時(shí)間、空間分辨率和光譜分辨率等方面的優(yōu)勢(shì)，可在森林覆蓋制圖與變化檢測(cè)方面有廣闊的應(yīng)用前景?！绷挚圃嘿Y源信息所相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹說(shuō)。
由于空間遙感可以獲得較大范圍的數(shù)據(jù)，因此利用遙感數(shù)據(jù)可較好地估算森林的生物量和碳儲(chǔ)量。林科院資源信息所通過(guò)對(duì)我國(guó)云南省景洪市西南部天宮一號(hào)高光譜成像儀可見(jiàn)近紅外數(shù)據(jù)和短波紅外數(shù)據(jù)處理分析，計(jì)算了反映植被特征的10種植被指數(shù)，并與地面實(shí)測(cè)林業(yè)樣地的生物量結(jié)合建立了生物量評(píng)估模型，模型的決定系數(shù)為0.83，均方根誤差為每公頃29.9噸，說(shuō)明天宮一號(hào)高光譜數(shù)據(jù)對(duì)生物量的估測(cè)能力很強(qiáng)（決定系數(shù)的大小決定了相關(guān)的密切程度，越接近1時(shí)，表示相關(guān)的方程式參考價(jià)值越高；相反，越接近0時(shí)，表示參考價(jià)值越低。均方根誤差說(shuō)明樣本的離散程度）。
在林火探測(cè)方面，由于目前我國(guó)森林防火業(yè)務(wù)主要應(yīng)用的是中低空間分辨率、高時(shí)間分辨率的衛(wèi)星數(shù)據(jù)（如風(fēng)云衛(wèi)星等），這些衛(wèi)星數(shù)據(jù)用于探測(cè)火的波段的空間分辨率近1千米，它們對(duì)于較大面積的火場(chǎng)非常敏感，但對(duì)燃燒初期（0.6千米以下）的明火通常較難探測(cè)到。天宮一號(hào)高光譜成像儀可同時(shí)獲取不同波譜范圍的數(shù)據(jù)，通過(guò)綜合這些波段特性，分析火情信息在這些波段的反映，尋求森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)及火燒跡地提取的最適宜波段范圍，對(duì)于未來(lái)設(shè)計(jì)更適合森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)需求的傳感器、更好地滿(mǎn)足我國(guó)森林防火預(yù)警撲救的需求、切實(shí)保護(hù)我國(guó)生態(tài)環(huán)境和森林資源等具有十分重要的作用。
地質(zhì)資源勘查
高光譜遙感的發(fā)展，不僅極大地提高了遙感的觀(guān)測(cè)尺度、對(duì)地物的分辨本領(lǐng)和識(shí)別的精細(xì)程度，而且便遙感地質(zhì)發(fā)生了由宏觀(guān)探測(cè)到微觀(guān)探測(cè)，由定性解譯到定量反演的質(zhì)的飛躍，已成為地質(zhì)研究和地質(zhì)勘查不可缺少的技術(shù)手段，在地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)勘查、地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)和基礎(chǔ)地質(zhì)研究等方面部發(fā)揮了越來(lái)越大的作用。
天宮一號(hào)高光譜數(shù)據(jù)覆蓋可見(jiàn)近紅外與短波紅外譜段可識(shí)別AI-OH礦物（白云母、高嶺石、蒙脫石）、Mg-OH礦物（綠泥石、綠簾石、角閃石）、SO42-（石膏、明礬石、黃鉀鐵釩）、CO32-（方解石、白云石），以及半定量估算白云母中AI的含量。上述礦物信息可為圈定成礦有利區(qū)提供重要信息。
中國(guó)國(guó)土資源航空物探遙感中心已根據(jù)該數(shù)據(jù)的特點(diǎn)與有關(guān)參數(shù)，開(kāi)發(fā)了一整套數(shù)據(jù)處理與產(chǎn)品生產(chǎn)的技術(shù)流程。目前，已在國(guó)內(nèi)中西部區(qū)獲取了34景數(shù)據(jù)，并利用部分?jǐn)?shù)據(jù)制作了礦物分布圖。
海洋方面
海洋遙感是20世紀(jì)后期海洋科學(xué)取得重大進(jìn)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，其主要目的是了解海洋、研究海洋、開(kāi)發(fā)利用和保護(hù)海洋資源。高光譜遙感的發(fā)展始于20世紀(jì)80年代，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，已經(jīng)成為當(dāng)前海洋遙感和國(guó)際遙感科學(xué)的前沿領(lǐng)域。
國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心通過(guò)對(duì)天宮一號(hào)高光譜遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行解譯、信息提取綜合而成了海洋領(lǐng)域遙感觀(guān)測(cè)的數(shù)據(jù)圖像。根據(jù)數(shù)據(jù)情況，對(duì)高光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，提取了各要素信息矢量數(shù)據(jù)，對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行海岸帶信息與海冰信息監(jiān)測(cè)，同時(shí)針對(duì)土地利用、濱海濕地、潮間帶、地貌、岸線(xiàn)變遷、保護(hù)區(qū)、石油平臺(tái)監(jiān)測(cè)等典型海岸帶特征的信息進(jìn)行了制圖。
油氣信息提取
油氣圈閉內(nèi)常伴有CO2、H2O和惰性氣體的甲烷等輕烴類(lèi)物質(zhì)穿透上覆致密巖層滲漏到地表、甚至擴(kuò)散到近地表空中。利用遙感技術(shù)提取油氣微滲漏信息，是一種非侵入式技術(shù)，具有經(jīng)濟(jì)、安全及高效等方面的優(yōu)勢(shì)，有很大的應(yīng)用潛力。高光譜遙感技術(shù)具有較高的光譜分辨率和不間斷的光譜覆蓋，提供了豐富的地面信息，優(yōu)化了巖礦識(shí)別與提取條件，增強(qiáng)了遙感對(duì)地探測(cè)能力和對(duì)地物的鑒別能力。將高光譜遙感技術(shù)用于油氣微滲漏信息的提取具有重要的意義。
中科院遙感應(yīng)用研究所系統(tǒng)研究了烴類(lèi)物質(zhì)微滲漏現(xiàn)象以及由此引起的地表蝕變，從微滲漏地表土壤及巖石地球化學(xué)異常、地表土壤吸附烴異類(lèi)、地植物異常、地?zé)岙惓５葞讉€(gè)方面尋求遙感指示標(biāo)志，確定了油氣信息在高光譜影像上的特征，并充分利用天宮一號(hào)高光譜遙感數(shù)據(jù)開(kāi)展油氣資源光譜探測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究，豐富了我國(guó)在油氣資源調(diào)查方面的監(jiān)測(cè)手段和方法。
城市土地利用監(jiān)測(cè)
隨著數(shù)字化調(diào)查技術(shù)的發(fā)展，國(guó)土資源管理對(duì)土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提出了更高的要求。目前大多光譜數(shù)據(jù)由于受光譜分辨率的限制以及“同譜異物，同物異譜”現(xiàn)象的影響，難以滿(mǎn)足現(xiàn)實(shí)需要。天宮一號(hào)高光譜成像儀具有較高光譜分辨率，在類(lèi)別細(xì)分方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，在當(dāng)前土地利用監(jiān)測(cè)方面具有一定的潛質(zhì)。
中科院對(duì)地觀(guān)測(cè)中心研究人員利用天宮一號(hào)高光譜數(shù)據(jù)對(duì)通州地區(qū)城市土地利用類(lèi)型進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并與統(tǒng)一時(shí)期環(huán)境1A星CCD數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比。對(duì)比顯示，天宮一號(hào)高光譜數(shù)據(jù)分類(lèi)結(jié)果更為細(xì)致，可清晰識(shí)別出主干道、細(xì)小河流、田塊邊界等，充分體現(xiàn)了天宮一號(hào)高光譜數(shù)據(jù)高空間分辨率在分類(lèi)上的優(yōu)勢(shì)。
其他方面
植被在上地海拔梯度的垂直分布是對(duì)不同氣候環(huán)境的響應(yīng)的長(zhǎng)時(shí)間表現(xiàn)方式，對(duì)于植被生態(tài)系統(tǒng)的氣候變化響應(yīng)具有重要的指示作用，成為植被生態(tài)研究的重要對(duì)象。
中科院對(duì)地觀(guān)測(cè)中心研究人員利用東南部喜馬拉雅山脈與橫斷山脈過(guò)渡地帶的天宮一號(hào)高光譜數(shù)據(jù)，開(kāi)展了藏南高山植被垂直帶遙感監(jiān)測(cè)與分析工作，并將結(jié)果疊加數(shù)字高程模型，可以看出不同植被類(lèi)型的分布，具有明顯的海拔差異。
第8篇：高光譜遙感技術(shù)的應(yīng)用范文
關(guān)鍵詞：遙感技術(shù)；地質(zhì)；礦產(chǎn)；調(diào)查
1 概述
隨著各個(gè)國(guó)家的衛(wèi)星發(fā)射成功，在地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查中遙感技術(shù)的使用越碓焦惴海豐富的遙感資料為遙感勘探技術(shù)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，具有探測(cè)范圍廣、探測(cè)精度高，信息獲取快且豐富等優(yōu)異特點(diǎn)。在我國(guó)新疆地區(qū)進(jìn)行地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查過(guò)程中，由于環(huán)境條件的限制，物探、化探等探測(cè)技術(shù)難以實(shí)施，遙感技術(shù)發(fā)揮出其獨(dú)特的作用，有效解決環(huán)境因素的限制，進(jìn)行大面積的地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作，起到宏觀(guān)的先導(dǎo)性作用。
2 遙感技術(shù)地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查中豐富的遙感資料
2.1 工作中常用的多光譜數(shù)據(jù)
經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展和積累，遙感技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越成熟。隨著傳感器的性能提高，其頻譜范圍不斷擴(kuò)大，分辨率不斷提高，再加上先進(jìn)的儀器設(shè)備，使信息的提取及處理、地物識(shí)別越來(lái)越完善。各個(gè)國(guó)家的在軌陸地資源衛(wèi)星更加全面地為遙感地質(zhì)工作帶來(lái)豐富的數(shù)據(jù)資源，其中不乏大量的專(zhuān)題數(shù)據(jù)庫(kù)為地質(zhì)礦產(chǎn)勘查過(guò)程中帶來(lái)參考價(jià)值。目前在地質(zhì)調(diào)查中，數(shù)據(jù)獲取方式更為廣泛，逐漸從多光譜到高光譜，比如常用的遙感數(shù)據(jù)源有美國(guó)5號(hào)、7號(hào)陸地衛(wèi)星所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，其中有7個(gè)多光譜波段，分辨率30m的TM和增加了全色的第8段，分辨率為15m的ETM。
2.2 幾類(lèi)常見(jiàn)巖石、礦物及組合的可識(shí)別波段
在遙感技術(shù)當(dāng)中，不同的波長(zhǎng)范圍所對(duì)應(yīng)的可識(shí)別的巖石、礦物及其組合也不相同，根據(jù)波長(zhǎng)范圍可以分為波長(zhǎng)為0.4-1.1μm的可見(jiàn)-近紅外段、波長(zhǎng)為1.1-2.5μm短波紅外段以及和8-14μm熱紅外段，如表1所示為常見(jiàn)的在不同的波長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)的可識(shí)別的巖石，礦物及組合。另外，與之相對(duì)應(yīng)的是地質(zhì)上常見(jiàn)的蝕變礦物及其組合在陸地衛(wèi)星多光波波段中的也盡不相同。
3 遙感技術(shù)地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查流程
遙感技術(shù)地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查主要采用的是GIS技術(shù)，對(duì)地物信息進(jìn)行遙感傳輸，將多源信息進(jìn)行集成和分析。如圖1所示流程圖為地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查遙感多光譜定量勘查技術(shù)流程，通過(guò)對(duì)同地區(qū)進(jìn)行不同高度、角度、尺度進(jìn)行遙感，再結(jié)合物探、鉆探等獲得的不同相關(guān)地質(zhì)信息資源、對(duì)所有數(shù)據(jù)圖像進(jìn)行整合、分析，完成多源信息空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，從而進(jìn)行遙感信息為主體的成礦預(yù)測(cè)。
4 遙感技術(shù)在地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查中的特點(diǎn)
遙感技術(shù)在地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查過(guò)程當(dāng)中，遙感技術(shù)離不開(kāi)高度、角度以及尺度等幾方面的探查和分析，因此遙感技術(shù)的地質(zhì)調(diào)查工作特點(diǎn)如下：
（1）高度不同，視野不同。遙感技術(shù)的核心在于不同高度的“天眼”等各種衛(wèi)星，通過(guò)軌道高低不同，衛(wèi)星向地面?zhèn)骰氐倪b感數(shù)據(jù)也不同，因此遙感技術(shù)為地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查提供了眾多的高空觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)，并綜合分析不同高度的遙感數(shù)據(jù)，能夠更加直觀(guān)地感受地表物體的宏觀(guān)性，為肉眼無(wú)法識(shí)別的物體觀(guān)測(cè)提供合理有效的真實(shí)數(shù)據(jù)。
（2）角度不同，形狀不同。傳統(tǒng)的物探、鉆探等地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查手段充分地運(yùn)用了各個(gè)角度所探測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析并確定礦產(chǎn)區(qū)。而遙感技術(shù)的使用，更是為地質(zhì)找礦工作帶來(lái)了新的探測(cè)角度，遙感技術(shù)從高空的角度，對(duì)礦區(qū)地質(zhì)進(jìn)行全方位的探測(cè)，解決了其他方式只能局部探測(cè)的局限，為地質(zhì)礦產(chǎn)的調(diào)查提供更加全面的數(shù)據(jù)信息。
（3）尺度不同，精細(xì)程度不同。一般的地質(zhì)礦產(chǎn)探測(cè)技術(shù)只能夠從局部進(jìn)行微觀(guān)性的探查，而遙感技術(shù)的使用，能夠從宏觀(guān)到局部再到微觀(guān)，由于各層次之間的調(diào)查內(nèi)容精細(xì)度不同，不同尺度的觀(guān)測(cè)結(jié)果更加豐富了地質(zhì)探測(cè)的數(shù)據(jù)信息。
5 遙感技術(shù)在地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查中的主要作用
（1）在新疆地區(qū)進(jìn)行地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查時(shí)，不同程度的遙感數(shù)據(jù)被廣泛應(yīng)用，其中可以充分結(jié)合遙感數(shù)據(jù)，進(jìn)行快速處理，從而制作相應(yīng)尺度（如1∶25萬(wàn)）的數(shù)據(jù)圖像，常常為遙感多光譜彩色合成圖和三維影像飛行圖，這種處理方式比地形圖、地質(zhì)圖范圍更加廣更加精細(xì)，為地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作的部署、地質(zhì)調(diào)繪路線(xiàn)的確定等工作提供先導(dǎo)性基礎(chǔ)資料，從而快速完成找礦靶區(qū)。
（2）利用遙感數(shù)據(jù)定量快速的獲得遙感光譜圖形，從而直觀(guān)清晰地提取與礦物相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，為地質(zhì)研究程度較高、工作進(jìn)展較難的成礦區(qū)帶礦產(chǎn)資源調(diào)查評(píng)價(jià)的過(guò)程提供明顯的找礦標(biāo)志以及找礦參數(shù)，并對(duì)相應(yīng)尺度（如1∶10萬(wàn)、1∶5萬(wàn)）的礦產(chǎn)遙感地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)圖像進(jìn)行編制和解釋?zhuān)瑥亩瓿梢赃b感技術(shù)為主，物化探為輔的已知礦床找礦規(guī)律。
（3）以相應(yīng)尺度（如1∶5萬(wàn)、1∶2.5萬(wàn)）的遙感技術(shù)在礦化集中區(qū)進(jìn)行找礦預(yù)測(cè)，能夠有效輔助化探技術(shù)進(jìn)行異常篩選與檢查，從而加快成礦遠(yuǎn)景靶區(qū)的圈定，結(jié)合GIS技術(shù)的使用，對(duì)數(shù)據(jù)綜合處理及分析，礦化集中區(qū)資源潛力的綜合評(píng)價(jià)，明確找礦方向及目標(biāo)。
（4）在新疆礦區(qū)及其近，能夠進(jìn)行大比例尺度（如1∶2.5萬(wàn)、1∶1萬(wàn)）的遙感找礦預(yù)測(cè)工作，能夠?yàn)槔系V山的深邊部的成礦構(gòu)造進(jìn)行分析，完成含礦層位的確定工作，尋找礦化線(xiàn)索及找礦目標(biāo)，從而加快找礦進(jìn)程。
6 結(jié)束語(yǔ)
在新疆區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查中，遙感技術(shù)的使用彌補(bǔ)了物探、化探等技術(shù)的不足之處，為地質(zhì)調(diào)查提供了豐富的數(shù)據(jù)資源，從不同高度、角度、尺度完成地質(zhì)數(shù)據(jù)信息的采集，結(jié)合其他探測(cè)技術(shù)，快速完成數(shù)據(jù)圖像的編輯及分析，快速確定礦產(chǎn)資源靶區(qū)，能夠有效完成地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜的老礦山的礦區(qū)探測(cè)，提升新疆區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)速度。
第9篇：高光譜遙感技術(shù)的應(yīng)用范文
關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)遙感；發(fā)展現(xiàn)狀；應(yīng)用領(lǐng)域；前景展望
0 引言
無(wú)人機(jī)遙感（Unmanned Aerial Vehicle Remote Sensing )，是利用先進(jìn)的無(wú)人駕駛飛行器技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)、遙測(cè)遙控技術(shù)、通訊技術(shù)、GPS差分定位技術(shù)和遙感應(yīng)用技術(shù)，具有自動(dòng)化、智能化、專(zhuān)用化快速獲取國(guó)土、資源、環(huán)境等空間遙感信息，完成遙感數(shù)據(jù)處理、建模和應(yīng)用分析的應(yīng)用技術(shù)。無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)由于具有機(jī)動(dòng)、快速、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為世界各國(guó)爭(zhēng)相研究的熱點(diǎn)課題，現(xiàn)已逐步從研究開(kāi)發(fā)發(fā)展到實(shí)際應(yīng)用階段，成為未來(lái)的主要航空遙感技術(shù)之一。
1 無(wú)人機(jī)遙感介紹
無(wú)人機(jī)飛行器與航空攝影測(cè)量相結(jié)合，成為航空對(duì)地觀(guān)測(cè)的新遙感平臺(tái)被引入測(cè)繪行業(yè)，加上數(shù)碼相機(jī)的引入，就使得“無(wú)人機(jī)數(shù)字遙感”成為航空領(lǐng)域的一個(gè)嶄新發(fā)展方向?！盁o(wú)人機(jī)數(shù)字遙感”有低成本、快捷、靈活機(jī)動(dòng)等顯著特點(diǎn)，可成為衛(wèi)星遙感和有人機(jī)遙感的有效補(bǔ)充手段。
無(wú)人機(jī)飛行器遙感技術(shù)有其他遙感技術(shù)不可替代的優(yōu)點(diǎn)，可成為衛(wèi)星遙感的有效補(bǔ)充手段，該技術(shù)主要涉及飛機(jī)平臺(tái)、測(cè)控及信息傳輸、傳感器、遙感空基交互控制、地面實(shí)驗(yàn)/處理/加工、以及綜合保障等相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域。我國(guó)無(wú)人飛行器航空遙感技術(shù)的進(jìn)步不僅表現(xiàn)在無(wú)人飛行器的研制，還表現(xiàn)在正好適用于航空遙感的飛行控制系統(tǒng)、遙感通訊系統(tǒng)的研制，更表現(xiàn)為輕小型化傳感器及其單反數(shù)碼相機(jī)，并配備有姿態(tài)穩(wěn)定平臺(tái)，可快速獲取城鎮(zhèn)大比例尺真彩色航空影像。
目前的無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)多使用小型數(shù)字相機(jī)（或掃描儀）作為機(jī)載遙感設(shè)備，與傳統(tǒng)的航片相比，存在像幅較小、影像數(shù)量多等問(wèn)題，針對(duì)其遙感影像的特點(diǎn)以及相機(jī)定標(biāo)參數(shù)、拍攝（或掃描）時(shí)的姿態(tài)數(shù)據(jù)和有關(guān)幾何模型對(duì)圖像進(jìn)行幾何和輻射校正，開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的軟件進(jìn)行交互式的處理。進(jìn)一步的建摸、分析使用相應(yīng)的遙感圖像處理軟件。
2 國(guó)內(nèi)外無(wú)人機(jī)遙感的發(fā)展現(xiàn)狀
無(wú)人機(jī)出現(xiàn)在1917年，早期的無(wú)人駕駛飛行器的研制和應(yīng)用主要用作靶機(jī)，應(yīng)用范圍主要是在軍事上，后來(lái)逐漸用于作戰(zhàn)、偵察及民用遙感飛行平臺(tái)。20世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)的迅速發(fā)展以及各種數(shù)字化、重量輕、體積小、探測(cè)精度高的新型傳感器的不斷面世，無(wú)人機(jī)的性能不斷提高，應(yīng)用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域迅速拓展。續(xù)航時(shí)間從一小時(shí)延長(zhǎng)到幾十個(gè)小時(shí)，任務(wù)載荷從幾公斤到幾百公斤，這為長(zhǎng)時(shí)間、大范圍的遙感監(jiān)測(cè)提供了保障，也為搭載多種傳感器和執(zhí)行多種任務(wù)創(chuàng)造了有利條件。
傳感器由早期的膠片相機(jī)向大面陣數(shù)字化發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)制造的數(shù)字航空測(cè)量相機(jī)擁有8000多萬(wàn)像素，能夠同時(shí)拍攝彩色、紅外、全色的高精度航片；中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院使用多臺(tái)哈蘇相機(jī)組合照相，利用開(kāi)發(fā)的軟件再進(jìn)行拼接，有效地提高了遙感飛行效率；另外激光三維掃描儀、紅外掃描儀等小型高精度遙感器為無(wú)人機(jī)遙感的應(yīng)用提供了發(fā)展的余地。
現(xiàn)在無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)可快速對(duì)地質(zhì)環(huán)境信息和GIS數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更新、修正和升級(jí)。為政府和相關(guān)部門(mén)的行政管理、土地、地質(zhì)環(huán)境治理，提供及時(shí)的技術(shù)保證。
隨著我國(guó)改革開(kāi)放的逐步深入，經(jīng)濟(jì)建設(shè)迅猛發(fā)展，各地區(qū)的地貌發(fā)生巨大變遷。以無(wú)人駕駛飛機(jī)為空中遙感平臺(tái)的技術(shù)，正是適應(yīng)這一需要而發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新型應(yīng)用性技術(shù)，能夠較好地滿(mǎn)足現(xiàn)階段我國(guó)對(duì)航空遙感業(yè)務(wù)的需求，對(duì)陳舊的地理資料進(jìn)行更新。
無(wú)人機(jī)遙感航空技術(shù)以低速無(wú)人駕駛飛機(jī)為空中遙感平臺(tái)，用彩色、黑白、紅外、攝像技術(shù)拍攝空中影像數(shù)據(jù)；并用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像信息加工處理。全系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和最優(yōu)化組合方面具有突出的特點(diǎn)，是集成了遙感、遙控、遙測(cè)技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的新型應(yīng)用技術(shù)。
3 無(wú)人機(jī)遙感的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展前景
隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，越來(lái)越多地被用于影像獲取，如在氣象監(jiān)測(cè)、資源調(diào)查與檢測(cè)、測(cè)量、突發(fā)事件處理等方面取得了豐碩的成果。
（1）臺(tái)灣大學(xué)理學(xué)院空間信息研究中心利用無(wú)人機(jī)拍攝低空大比例尺圖像，配合FORMOSAT2分類(lèi)進(jìn)行異常提取，解譯桃園縣非法廢棄堆積物（固體垃圾等），用于環(huán)境污染和執(zhí)法調(diào)查。
（2）美國(guó)Nicolas Lewyckyj等人利用UAV-RS技術(shù)在北卡羅萊納洲進(jìn)行自然災(zāi)害調(diào)查，通過(guò)正射影像處理與分析準(zhǔn)確評(píng)估場(chǎng)房和村莊的損失。顯示了無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)具有的快速反映能力，為災(zāi)害的治理提供了及時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
（3）日本減災(zāi)組織使用RPH1和YANMAHA 無(wú)人機(jī)攜帶高精度數(shù)碼攝像機(jī)和雷達(dá)掃描儀對(duì)正在噴發(fā)的火山進(jìn)行調(diào)查，無(wú)人機(jī)能抵達(dá)人們難以進(jìn)入的地區(qū)快速獲取現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況，對(duì)災(zāi)情進(jìn)行評(píng)估。為核電站及其它核設(shè)施的管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
（4）我國(guó)首個(gè)成立的Quickeye（快眼）應(yīng)急空間信息服務(wù)中心，是我過(guò)無(wú)人機(jī)應(yīng)急遙感應(yīng)用的開(kāi)創(chuàng)嘗試和遙感應(yīng)用典范。其基于的無(wú)人機(jī)平臺(tái)即為例圖所示Quickeye（快眼）系列無(wú)人機(jī)，在不到兩年的時(shí)間內(nèi)，該機(jī)型已成功作業(yè)近10萬(wàn)平方公里，廣泛應(yīng)用于1：1000，1：2000成圖，及測(cè)繪、應(yīng)急領(lǐng)域。
綜上所述，無(wú)人機(jī)作為一種新型的遙感平臺(tái)將得到廣泛應(yīng)用。目前最常用的遙感平臺(tái)是衛(wèi)星和有人駕駛的飛機(jī)，無(wú)人機(jī)平臺(tái)已漸漸顯露出它的重要性。遙感發(fā)展的一個(gè)總的方向是高空間分辨率、高光譜分辨率和高時(shí)間分辨率。所以無(wú)人機(jī)遙感在提高時(shí)間分辨率方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。隨著多光譜傳感器水平的提高，重量和體積下降，無(wú)人機(jī)遙感在提高光譜分辨率方面同樣具有潛力。
4 結(jié)束語(yǔ)
無(wú)人機(jī)遙感作為一種新的測(cè)繪方式具有很多優(yōu)勢(shì)且實(shí)際應(yīng)用廣泛，隨著設(shè)備的更新，技術(shù)的發(fā)展與完善無(wú)人機(jī)遙感將在測(cè)繪系統(tǒng)中發(fā)揮重要的作用，并且將成為現(xiàn)代國(guó)家對(duì)地觀(guān)測(cè)體系中不可或缺的重要組成部分，也會(huì)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于民用生活。
參考文獻(xiàn)