遥感技术论文合集12篇

时间:2023-03-16 17:42:33

遥感技术论文

遥感技术论文篇1

1水文地质测绘水文地质测绘是一项综合性较强的工作

利用遥感图像解译地貌、水体和含水岩体,具有效果明显的特点。通过对遥感图像的解译,能够迅速地总结出该地区的水文地质规律。1981年,地矿部就提出要求:在区域水文地质普查工作中,应用遥感技术主要是对卫星相片和航空相片进行水文地质解译,解决某些地质和水文地质问题。这个工作必须贯穿整个水文地质普查的全过程,作为设计、野外工作、室内资料整理和报告编写的一个组成部分。在水文地质测绘工作中应用遥感技术,效果是很突出的。首先是勾绘的地质界线(特别是第四纪地质界线)准确可靠,地貌研究比较深入透彻,还可以得到隐伏断裂和活动断裂的较为准确的资料;其次是由于遥感图像能清楚地反映水系、水体、湿地、地下水浅埋带、泉水和泉水溢出带等与水文地质密切有关的现象,能比较准确地判断地下水补给、径流、排泄等水文地质条件;另外,用遥感技术可以大大加快水文地质普查速度,特别是在自然条件复杂、交通困难地区的普查工作中,更能显其优越性。

2地下水资源的调查用遥感地质方法

寻找地下水及估算地下水资源,在我国开展得很普遍,不论是在基岩山区还是在松散堆积区,都能取得很好的效果。在这项工作中,首先对航空、航天图像进行地质解译,找到富水的含水层分布区或富水构造;然后根据水文地质钻探的试验资料、已有的各种开采井的资料和水文物探资料,进行综合分析及水资源的计算和评价。由于遥感图像解译得到的含水层和含水构造的边界相当准确,所以用遥感技术进行地下水资源调查,可以取得非常好的效果。

3矿区水文地质勘查

近年来,发生了多起矿井透水事故,造成了很大的人员伤亡和财产损失。当然这与矿主为了经济利益而盲目、不合理开采有关,但一个很主要的原因就是没有查明矿区的水文地质条件,没有查明矿区的含水层的分布和地质构造。利用遥感图像的解译,就可以有效地查明含水层的分布和地质构造,能够做到合理布置矿井,进行有计划开采。这对于有效地减少矿井透水事故的发生,减少人员伤亡和财产损失具有重大意义。

4水利工程的水文地质勘查

水库区的水文地质勘查主要解决水库向邻谷或库底的渗漏情况和渗透量问题。在水文地质调查的各阶段,通过对库区航天图像、航空相片的地质解译,结合地面调查和钻探工作,能够快速并准确地查明库内及库岸的岩层透水性、透水岩层的走向、泉水的出露点及水库与邻谷地带岩层透水性可能渗漏的方向。根据这些水文地质条件,可做出河谷区到分水岭地段内各不同时期的地下水等水位线图,并为绘制综合工程地质图提供条件。在我国三峡水利枢纽、二滩水电站、飞来峡水利枢纽等许多大型工程都应用了遥感技术,并取得重要成果。

5其它水文地质工作遥感技术

在海岛淡水水源调查、地热水文地质调查、环境水文地质调查等方面都能发挥较好的作用。利用红外遥感技术在寻找古河道和河漫滩中的富水地段,可准确地看出各种地表水体的形状和分布,找出地下水露头的位置、大小和数量;在沿海及岛屿上寻找淡水;研究岩溶区水文地质条件(探测隐伏溶洞、岩溶水运动方向等);还可探测地下热水的埋藏条件。

二水文遥感技术的优势

1可一次性获取大范围内的地物信息遥感技术具有探测范围大的特点

尤其是陆地卫星的轨道高度可以到达910km左右,一次取相就能覆盖到实际的地面范围约34225km2左右。这种宽阔的取相视域与水文工作中人工实地勘测相比具有很大的优势,从而也突显出人工实地调查的局限性如由于视域阻碍而造成勘测效率低等。

2信息量大,全天候监测遥感技术

在获得可见光波信息的同时也可以获得可见光波以外的信息如红外线、紫外线、微波波段的信息,从而能够通过成像来使肉眼看不到的物体特征表现出来,很大程度的扩展了在水文工作中的观测信息量。同时遥感技术可以不受植被、冰层、云雾的影响达到观测的目的,从而实现全天候观测,能够扩充水文勘测的调查量,也能够更好地认识水文变化的规律。

3收集资料方便,没有地域局限性

在水文工作中,人工作业受到很多地面条件的限制,如高山冰雪地区、海洋地区、沙漠地区和一些人烟稀少的地区,在这些地区中工作人员因为存在一定的安全风险导致数据不能收集完整,而遥感技术在水文工作中的应用很好地化解了这一问题,遥感技术不受地域的限制,不受国界限制,能够全方位的实现资料与数据的收集,使水文工作中的资料与数据更加全面化,使水文研究能够更加科学与准确。

4收集资料快捷遥感技术中的陆地卫星

实现全球覆盖成像的周期仅仅为16~18d,如果多颗卫星同时工作,能够使探测周期成倍缩小,而水文工作中的人工作业实地勘测的时间则比较长,而且要受到很多因素的干扰,所以遥感卫星与人工作业相比更加便捷,能够在较短时间内掌握最全的资料,有利于水文工作者掌握不同地区水文的变化规律。

遥感技术论文篇2

2低空遥感平台摄影测量系统的设计

无人飞艇低空遥感平台摄影测量系统主要是由两个部分组成,一部分是系统硬件,另一部分是系统软件。

2.1系统硬件

该系统的硬件由空中飞艇和地面监控两个部分组成,空中飞艇部分的主要设备包括气囊、吊舱、发动机、GPS陀螺仪、自动驾驶设备、增稳平台、数码相机和摄影机;地面监控部分具体是由以下设备组成:便携式计算机、手控设备、视频终端以及电源。GPS是飞艇的导航装置,在自动驾驶的状态下,飞艇会根据预先设置好的航行线路进行低空飞行,并以一定的距离和间隔时间进行拍照,借此来获取地面的数码影像;飞艇的起落主要是由地面监控部分负责,同时还对飞艇的自动驾驶进行监控。

2.2系统软件

该系统的软件主要由以下几个部分组成:飞艇航行线路规划软件、飞艇飞行监控软件、平差解算软件、正射影像制作与编辑软件。除上述软件之外,系统还包含以下功能模块:工程管理、全自动匹配、影像预处理、控制点量测、DEM生成等等。

3低空遥感平台摄影测量系统的应用实例

所选测量区域的地面高程约为50m左右,该测区内分布有大量的低山,山体的整体高度全部在170m以下,整个测区的范围长度为8000m,成图面积约为60km2。下面运用上文中设计的低空遥感平台摄影测量系统对该测区进行测量。

3.1飞艇航行路线规划

目前,数码相机在测量领域内获得了广泛应用,这使得大重叠度的航摄测量成为主流趋势,为摄影测量自动化目标的实现提供了可能。在本次测量中,决定对所测区域采用大重叠度航行路线设计,航行方向的重叠度设计为80%,旁向的重叠度设计为60%,地面的分辨率为0.2m。为了获得更加清晰的航摄影像,在数码相机上配备了14mm焦距镜头,相对飞行高度控制在350m左右,每张影像的摄影范围为600×900m。该测区的常规航行线路为22条,构架航行线路为4条,飞艇实际飞行的线路为26条,总计获取影像1804张。

3.2选点及量测

为有效提高测量效率,在对飞艇航行线路进行规划的过程中,需要合理选取控制点并进行量测。低空遥感摄影测量技术最为显著的特点之一是分辨率高,为此,可以直接选取影像上较为明显的地物点作为地面控制点,如路叉点、房屋拐角等等。依据我国现行的航摄测量作业规范标准的要求,并结合实际成图需要,决定在该测区的设计航带内每8条基线选取一个控制点,共计选取140个地面控制点,实地采用GPS-RTK测量155控制点。

3.3工程管理与航摄影像预处理

飞艇根据预先规划设计好的航行线路自动飞行,并对相关影像进行拍摄后,需要先对测区内的相关数据进行整理,主要包括数码相机参数、影像数据信息以及工程参数等等。其中数码相机的参数可以通过三维检验校正获得,在数据预处理的过程中,主要是对航空拍摄到的影像进行主点纠偏和畸变纠正。由于实际拍摄中,受角度不同等因素的影响,使得在同一个区域内的相邻影像当中存在色差,为确保测物内正射影像的色调一致,必须进行匀色处理,具体过程如下:从该测区拍摄到的影像当中选择出一张具有代表性的影像,然后借助图像处理软件,对其色调进行调节,并以此作为基准影像,随后,利用匀色模块将基准影像和测区内的其它影像全部载入到软件当中,并进行匀色处理。

3.4加密处理

由艇在低空飞行的过程中,受到风力作用,会对摄影的效果造成一定程度的影响,虽然飞艇的自动驾驶系统能够对其飞行姿态进行实时调节,数码相机的稳定云台也可以确保相机处于相对固定的状态,但飞艇在航线上行进时,其本身的姿态会发生不断地变化,若是遇到强气流,则会导致飞艇出现剧烈的变化,这样很难确保数码相机拍照时保持稳定的姿态,这样一来,造成了获得的影像姿态角超出测量规范标准的角度要求,从而导致匹配难度较大。为了解决该问题,决定在特征点匹配的过程中引入SIFT算子,并将其匹配结果作为初始值,然后利用最小二乘进行精确匹配,以此来确保匹配结果的稳定性和有效性。

3.5平差结算与影像校正

首先,采用光束法将拍摄到的每张影像的外方位元素计算出来,然后再对大量影像点进行密集匹配,并将这些影像点的大地坐标计算出来,经过滤波处理之后,通过地面离散点规则网格化生成DEM;在对拍摄到的影像进行方位元素解算时,由于各种因素的影响,难免会出现偏差,这样一来便会导致所生成的测区DEM出现偏差。因此可以采用系统中的正射纠偏模块进行分块校正,由此便可以获得整个测量区域范围的正射影像。

遥感技术论文篇3

2遥感技术在水利水电工程测绘中的应用

2.1测绘水利水电工程的构造稳定性

遥感技术利用声波、光波等原理对地址构造进行具体的探索分析,能够判断出地质构造中的断层情况。水利水电工程依托于山川河流建设,需要对当地的地质进行具体的判断与测绘,但传统的测绘工具智能测绘到地质当中是否有断层情况,却复发准确的测绘到断层是否是处于活动状态或休眠状态,因此常常造成建设工程因断层判断不准确而停工的现象,造成大量的损失,而遥感技术能够通过传感设备,结合数字化监测设备,随时随地的对当地的断层情况进行监测,将监测的内容进行汇总和梳理,从而判断这一断层情况是否活跃,为最终的测绘报表提供有力的依据。同时遥感技术还能够监测地质当中的一些特殊情况,如是否有地下河、溶洞等特殊地理想象,而这些地理情况是否会影响到工程建设等,从侧面确定地质情况,判定地质情况当中的隐秘问题,帮助水利水电工程顺利的完成测绘以及施工。

2.2测绘水利水电工程的渗漏可能性

水利水电工程在建设之初就注定要与古河道、溶洞、地下河、断层等交织在一起,而这些地质情况常常因变动而影响水利水电工程的内部结构,使其出现裂缝、渗漏的现象,而这些渗漏点主要出现在隐蔽工程中,无法直接发现,而通过遥感技术,这一困难迎刃而解.如通过遥感技术构建地质防渗漏实体趋势分析常用的趋势面分析方法主要有多项式趋势面和二维傅立叶趋势面两种,在防渗漏构造的研究中,通常运用多项式趋势面进行拟合分析。多项式趋势面是由幂级数组成的,其优点是系数计算比较容易,而且根据经验,很多地质变量如地层层位的高度。地下水位的高度及地层厚度等,一般用较低次的多项式趋势面就能拟合得较好。使用多项式趋势面并不能认为渗漏过程就是某个多项式函数的变化过程,因为渗漏对象有着很复杂的变化过程,形成具有复杂形态的曲面,多项式趋势面只是用来拟合这个复杂的曲面,并不能完全真实地反映实际的渗漏形态变化过程。

遥感技术论文篇4

2我国当前的生态环境监测与保护

2.1发展现状

随着近些年来社会经济的不断发展,科研技术也取得了一定的进步,为生态环境监测提供了一套科学可行的技术支持,目前国内也逐步建立起立地球动态观测信息网络,同时取得了较多的研究成果,并相继在新疆、内蒙等地区建立起了生态站,为我国将来一段时间生态环境监测和保护工作提供了重要的基础保障。

2.2发展趋势

通过以上对于我国当前的生态环境监测和保护现状分析来看,虽然我国当前在生态环境监测与保护方面还存在着诸多的问题,例如技术上比较滞后、管理制度跟不上、人员能力水平存在不足等等,即使如此,但整体趋势是向前发展的。未来该工作的发展趋势应是在地面监测技术与3S技术相结合的基础上,实现由当前的生态环境质量评价到生态风险以及早期生态环境预警和保护方面的转变。当前我国部分城市已经开始使用遥感技术对生态环境进行监测与保护,这些先进的技术手段必将对我国生态环境的保护工作起到良好的推进作用。

3遥感技术的原理及应用领域

3.1基本原理

遥感技术主要是利用安装在遥感平台上的传感器,对被监测物体定时、定量的发射不同的电磁波谱,并对其所反射回传感器的电磁波谱进行接收和记录,在经过地面处理后还原成原始图像,从而进行各项研究工作。其中运用的传感器是指安装在遥感平台的用来探测地面物体电磁波的仪器,对于不同的研究项目,当前已经研究出了多种多样的电磁波谱传感器。利用传感器对于各种物体在可见光以及红外线和微波范围内的电磁辐射的探测和接收,并经过一系列较为复杂的技术处理,将其提供给不同的用户,方便其开展工作。

3.2应用领域

(1)资源遥感监测

资源遥感监测在资源类别上可以将其划分为土地资源、水力资源以及其他方面的资源监测。世界各国在发展过程中都需要强大的自然资源作为后盾,因此资源遥感监测有着重要的意义。遥感技术对于我国石油资源开发、矿产资源探测以及五年计划期间的各项工作都发挥了极为重要的作用,为促进我国现代化经济建设作出了巨大的贡献,这也是我国目前不断重视的原因。

(2)农作物监测

遥感技术对于农作物的监测主要是利用卫星传感器所发回的传感数据,在地面工作站的加工处理后,对农作物的产量指标进行估算。另一方面,遥感技术还能对小麦、玉米等农作物的病虫害情况进行遥感监测,有利于农作物病虫害的防治,加强农作物的管理力度,从而减少其带来的经济损失。

(3)气象监测

遥感技术在我们生活中最为常见的应用就是我们经常接触到的气象预报,其与我们日常工作和生活息息相关,已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分内容,为人们的带来极大的便利,随着科学技术的不断向前推进,气象预测方面将会更加准确,可靠性也会逐步增强。当前我国应用于气象观测和预报的卫星主要是自主研发的风云系列气象卫星。

(4)地质灾害预测

卫星遥感技术对于地质灾害的预测,能在很大程度上减免地质灾害等带来的人员伤亡和财产损失,比如天气预报中提到的暴雨可能会引发的泥石流灾害等,但是遥感技术在此领域的应用还处于摸索阶段,技术基础相对较为薄弱。不过相信在未来发展过程中,这方面的能力会持续增强,技术上的差距也会不断缩小,为地质灾害预测提供更加科学准确的预测详情。除此之外,遥感技术在军事领域、国防领域以及太空监测领域也都有着广泛的应用。

4遥感技术在生态环境监测与保护中的具体运用

4.1在大气状况监测中的运用

由于当前不断恶化的环境问题以及越来越严重的雾霾现象,人们对于空气质量的重视程度越来越高,各国政府也在进行着相关研究工作,希望能通过有效的手段改善当前大气污染状况。遥感技术通过对大气中臭氧层、温室气体以及大气气溶胶含量等指标的监测,实现了对大气污染状况的实时监测,节省了大量的人力物力。通过对监测到的信心处理,及时的传递给气象部门和相关部门,便于人们做好防范和补救处理工作。

4.2在水体污染监测中的运用

作为人类赖以生存的基础资源,水资源对我们的重要性不言而喻,然而当前我们面临的不仅仅是水资源匮乏问题,还有相当严峻的水体污染问题。我国拥有着众多的河流及湖泊,对于这些河流湖泊的监测使用人工监测的方法所要耗费的各种资源相对较多。卫星遥感技术通过多光谱频道,能对水体进行多方位监测,从而对水质作出优劣评价,方便于水体污染的监测和治理工作。遥感监测对水体污染的主要监测指标有水体悬浮物、水体温度、色度以及可溶性有机物的监测等。

4.3在固体废弃物监测中的运用

在城市发展建设过程中,不可避免的会遗留下一些废弃物及城市居民生产生活垃圾,对于当前城市现代化建设和生态环境保护工作来说,对这些固体废弃物的妥善处理相当重要。遥感技术利用对遥感图像上的色、形、影等解译处理,能够较为直观的呈现出城市固体废弃物的分布状况、数量以及类型。从遥感技术手段中获得的这种高分辨率图像,能使我们更加详细的对固体废弃物的面积及总量进行识别,有利于其处理工作的开展。

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【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)10-0242-01

一、引言

遥感技术作为现代信息技术的重要组成部分,可快速、有效的采集大范围的地球空间信息,反映地球资源环境动态变化,在地球资源调查与规划、农业生产管理、环境质量评价与监测、气象监测、测绘、矿产、军事等方面得到广泛的应用。遥感课程是农业院校地理信息系统专业、环境专业、农业资源与环境专业、林业、草业等专业本科生普遍开设的课程。遥感试验课是遥感课程的实习部分,紧密结合遥感理论课程的教学内容,使学生通过该课程的学习具备分析处理和解译遥感数据的目的,加深对遥感理论课知识的消化和吸收,并且能利用遥感技术解决自己所学专业领域相关问题,具备一定的遥感技术的应用能力。

二、农业院校开设遥感课程的必要性

农业院校许多专业在本科教育中都会开设遥感课程。遥感课程是地理信息系统(GIS)专业的核心课程,遥感数据是GIS的数据源和更新源;农业资源与环境专业学生利用遥感技术掌握基本的土地规划与制图、资源信息管理等方法;对于环境科学专业,遥感技术可以应用到水污染、海洋污染、大气污染、固体垃圾等各个领域;对于林学专业,可利用遥感技术清查森林资源、监测森林火灾和病虫害;对于农学专业,遥感技术可用于作物估产、作物长势及病虫害预报;草学专业,可以进行草产量估算,草地资源调查等。辅助遥感理论课程的遥感实验课程的主要目的是通过学生的动手实践,对遥感的原理、概念、应用有进一步的认识和理解,培养学生遥感软件操作能力和解决实际应用问题的能力。

三、农业院校遥感实验课程存在的问题

遥感实验课程是遥感课的实习部分,要求配合理论课的教学内容,开展野外观测和上机实验。但目前许多农业院校相关专业对遥感课实验部分重视不够,仅开设有限的上机实习。而学生对该课程的理解也不足,没有充分认识到遥感技术在本专业领域的应用前景,对课程学习积极性不足。另一方面,农业院校相关专业本科生前期知识储备不足,遥感技术的掌握要求具备许多相关的物理、数学、地理学、计算机技术等知识,而农业相关专业在本科教育中没有更全面深入的学习这些相关知识,造成学生很难理解掌握较深的遥感课程内容。尤其在实验课上,需要一定的计算机水平来支撑遥感软件的应用,很多学生入门难,加之实验课时设计较少,使得学生不能很好的掌握遥感技术,应用受到限制。

四、课程简介

农业院校相关专业的遥感课程一般理论课30个学时,实验上机10个学时。遥感实验课程的教学目标要求学生掌握遥感软件的基本操作,掌握遥感数据的获取方法;熟悉影像处理、提取的方法,并能将遥感方法应用到本专业领域,完成实验大作业及实验报告。教学方法以实验课上机操作为主。考核方法为平时出勤、课堂表现、实验结果、实验报告等方面。

五、遥感实验课程内容体系设计

遥感实验课程内容以遥感观测仪器的使用、遥感数据获取、遥感数据处理、遥感信息提取,以及遥感在本专业领域的应用五个方面形成一套完整的体系。遥感观测仪器的使用:主要包括对典型地物反射光谱特征的测量与分析,掌握野外光谱测量方法。可在校园内晴天选择不同的土地利用类型测量分析不同地物(如林地、草地、裸地、水体等)的光谱特征。遥感数据获取:要求学生能通过网络手段下载获取一定区域、一定精度、相应时段的遥感数据。遥感数据处理:利用遥感软件掌握遥感图像的校正、裁剪、拼接、图像增强等的基本操作。遥感信息提取:利用遥感软件掌握遥感数据的信息提取及分类方法,能利用遥感数据目视解译对地物进行分类。遥感在本专业领域的应用:要求学生利用前期掌握的遥感技术方法,针对本专业领域的研究,提出问题,利用遥感技术获取所需信息,加深对遥感技术的认识和理解,引导学生利用遥感技术解决本专业问题,为其以后自主、有效的利用遥感所需知识解决实际问题做好铺垫。

六、完善配套材料,改进教学方法,提高教学质量

应进一步完善遥感课程实验课的教材编制,使学生有参考资料。另一方面,要完善遥感实验课程影像数据库的建设,收集农业、环境等相关专业领域的遥感影像,包括不同卫星来源、不同时相、不同分辨率的遥感数据用于该课程遥感影像数据库的建设,形成体系,以保障遥感实验课程教学需求。在教学方法上,充分利用多媒体和网络教学,促进学生课下自主学习,提倡学生利用课余时间提前掌握遥感软件的基本操作,在课堂上将更多的时间利用到遥感技术的应用案例分析上。在考核方式上,主要包括平时出勤、课堂表现、实验结果、实验报告几个方面。要求学生以遥感技术在本专业领域的某一方面的应用为内容,通过影像的下载、图像预处理、信息提取、处理等步骤,得到实验结果,并完成一份详实的实验报告。

七、总结

遥感课程是农业院校环境专业、农业资源与环境专业、草业等专业本科生普遍开设的课程。遥感试验课程结合遥感理论课程的教学内容,使学生通过野外观测及上机实践,具备分析处理和解译遥感数据的能力,能利用遥感技术解决自己所学专业领域相关问题。本文针对农业院校遥感实验课程存在的问题,设计了一套遥感实验课程内容体系,对遥感实验课程教学模式进行了探索研究。以期更好辅助于遥感理论课知识的掌握及吸收,使学生具备学生利用遥感技术解决本专业领域问题的能力。

参考文献:

[1]潘竟虎,赵军.高师遥感课程实践教学的改革[J].理工高教研究,2008,01:118-120.

[2]奚秀梅,贺凌云.遥感课程实验教学改革与设计[J].黑龙江生态工程职业学院学报,2010,03:110-111.

遥感技术论文篇6

遥感(Remote Sensing),“遥远的感知”,广义遥感指对目标物进行无接触的远距离探测技术;狭义上指在航天或航空平台上,运用各种传感器(如可见光、红外线和微波等)对地球进行观测,接收并记录电磁波信号,根据电磁波与地表物体的作用机理及对探测目标的电磁特性进行分析,进而获取物体特征性质及其变化信息的技术[1]。遥感是20世纪60年代以来新兴的一门学科,美国宇航局、欧空局等机构和加拿大、日本、印度、中国先后建起了各自的遥感系统。随着计算机和传感器性能的不断提高,遥感影像的分辨率(空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率)有了很大提高。遥感数据中包含了大量的地表和空间信息,而目前对于遥感数据丰富的信息不能完全提取,如何充分有效的从影像中获取全部的信息是一个亟待解决的问题。许多高校开设了与遥感相关的专业和课程,这对遥感技术的谱及和发展提供了良好的基础环境。如何培养出适合社会发展需要的合格的遥感技术人才是目前高校遥感教学的重点。

一、遥感课程教学现状

遥感技术虽然是一门新兴学科,但目前已经得到广泛应用,国际遥感应用发展的实用化、精细化、产业化和业务化特征明显。在我国遥感技术起步较晚应用水平不高,根本原因是基

础性研究薄弱[2]。只有通过系统培养掌握遥感理论知识和实用操作技术的后备人才,才能够满足社会对遥感高技术人才的迫切需求,这也是高等教育面临的责任。目前在遥感课程教学方面与社会需求之间存在一定的差异,相对于遥感技术发展,课堂教学内容相对落后。从目前遥感课程教学内容的设置方面来看,存在以下现象:

(一)重理论教学,轻实践教学

大部分高校在课程大纲设置时,将理论教学部分安排了大量的课时,而对于实践环节课时安排较少[3]。实验课时少,难以培养学生的感性认识,动手能力的提高更是无从谈起[4]。遥感课程不同于其它理论课程,它需要学生具有很强的操作能力,少的实践教学课时使学生对遥感技术基本技能的训练和掌握不能满足,其结果使学生对课程理论部分内容不能较好的理解。容易造成教学内容仅限于课本知识,使教学和实践脱节,降低学生对这门课程学习的兴趣,不能激发学生的创新性能力。

(二)快速发展的遥感技术与相对滞后的实验教学内容

遥感技术是一门新兴的交叉学科,它是以航空航天、传感器和计算机等技术为基础发展起来的,涉及学科众多。随着航空、航天技术和计算机技术快速发展和传感器性能的不断提高,遥感技术得到了飞速发展,遥感数据分析和处理方法层出不穷。而伴随发展的遥感课程的教材通常相对稳定(几年或者十几年不变),不能及时更新,新的技术不能够较快为学生所接触。如果教师的知识也不及时更新,会造成学生所学的知识陈旧,与实际脱节,不能满足学科发展的需要。

(三)传统的教学方式与学生综合素质的提高

在课堂教学过程中教师应该注重学生综合素质的培养,调动学生学习的主动性,激发学生在学习过程中发现问题、主动解决问题、培养自主学习的能力。传统的教学方式偏重于理论原理方面教学,对于启发学生思考问题和自主解决问题等综合素质的提高方面涉及较少,不利于学生积极主动性的提高。

(四)课堂教学与社会需求存在一定的差异

课堂教学注重理论教学,教材和教学方法通常变化不大,对于有些课程(例如大学物理、化学)也许采用这样的教学方法是可行的。而有些发展特别快的学科,如遥感技术、计算机科学等学科,需要教师及时掌握本学科的前沿知识,及随科技发展后的社会需求情况来调整教学内容。相对于这些发展快的学科,传统的教学方法显得手段单一,并且学生参与其中的机会少。随着计算机、信息技术的发展,遥感技术得到了迅速发展。遥感课程不同于其它理论课程,尽管现在高校中大都采用多媒体教学方法,但在整个教学环节也大多数是以教师的讲授为主,学生在整个过程中只是看和听,缺乏对学生动手能力的培养。同时,课堂开设的每节实验课也只是单一实验,没有开展完整系统的实验,造成课程教学与社会需求之间的差距。社会对人才需求是全面的,多方位的,高校毕业生不仅需要具备专业知识,还需要具备一定的创新能力。

二、遥感课程教学方法的改进

课堂教学内容和方法直接影响教学质量和培养目标,在教学过程中应注重学生个体发展,将理论教学与践教学相结合,使课堂所学知识更好地为社会需求服务。要合理安排和优化授课和系统的实验的内容,使之紧密结合学科前沿研究和学术动态,使课堂知识适应社会发展需要,更好为社会进步服务。课程改革从以下几方面进行探索:

(一)理论教学

(1)专业理论教材及时更新。遥感技术的飞速发展,对理论教学工作提出新的挑战。由于教材编写和出版周期较长,就需要教师尽量利用其它方法手段获取较新的授课内容,例如可以通过网络手段或者外文资料及一些高级别的国际会议中的资料,给学生传递最新的学科动态和前沿信息,使学生所学的专业理论具有时效性;同时,引导学生通过多种方法(例如,网络资源)了解不同机构研究现状和研究动态,学生从查找资料的过程中培养了自学能力和提高他们积极动思维。

(2)充分利用现代媒体技术。媒体教学有很强的程序性、目的性、交互性和实用特性。把媒体提供的资料加以优化和整合,按照学生的认知能力、知识结构以及学生的情感状态等因素,可以尽可能的调动学生的感官,从而做到提高上课的效率和学习效率[5]。运用多媒体技术进行教学,可以把理论内容部分通过图文的形式展现出来,增加学生的认识能力,有利于学生对课堂知识的理解。遥感影像不同于传统照片,属于顶视图。遥感信息的提取是通过遥感图像解译来完成,对图像的解译首先要对图像进行判读,判读的过程中需要了解各种地物在影像上的特征,了解不同地物在不同地形或不同植被在不同季和不同生长过程中的表现特征,只有通过媒体教学才可以很好地给学生展示不同时间和空间的遥感影像,这样便于学生对地物不同条件下的特征进行区分,加强学生对图像的判读能力,为今后图像解译的准确性打下基础。

(3)授课内容增加专题部分。通过增加专题知识的讲解可以加强普及遥感知识的应用。结合不同专业学生的特点,将遥感技术应用部分制作成不同的专题,通过课堂讲解的方式传授给学生。每个专题中应包括遥感技术在本领域的工作流程、基本工作原理和应用前景。例如,对于海洋技术专业的学生,结合海上溢油、海水悬浮泥沙方面介绍遥感在海洋环境中的应用;对于水力学及河流动力学专业,结合汶川地震之后诱发的灾害情况,就遥感技术如何对河床演变及河道泥沙淤积方面研究进行讲解。

(4)将科学研究工作溶入教学中去。为了加深学生对遥感理论知识的理解,将科研成果溶入于实践教学中,不仅有利于科研成果和技术的推广,也可以增加学生学习的积极性,提高学习效率。教师在授课时可以结合自己的科研工作,给学生讲解如何选题、如何开展科研工作及本研究在学科中的地位等。利用这种学习方法可以培养学生自主创新能力,也能够培养学生的科研潜能。同学们可以根据自己的兴趣申报科研项目,模仿老师的试验方案,自主设计项目的实验步骤、制定技术路线、撰写实验报告和科技论文。这样的教学方法与纯理论教学和纯实践教学不同,有利于学生把理论学习、实践学习和科技创新三者结合起来。

(二)实践教学

构建合理科学的实践教学体系、提高学生的实践能力和综合技术应用能力,是高校遥感课程改革的重要任务之一[6]。

(1)注重遥感教学中的实践教学环节。能力的提高是基于大量实验基础上,加大实验课课时量,加强基本技能训练;增加综合型、创新性的实验,构筑全方位的实验教学模式,能够为学生的自主实验营造个性化的学习环境,有利于强化学生的综合能力的提高[7]。遥感技术是一个实践性非常强的学科。大多数的课堂教学中关于遥感原理部分讲授较多,实践操作占很少一部分,通常高校在制定遥感课程教学大纲时,把它等同于其它的一般性课程,与理论教学课时数相比实验课课时数设置较少,这样很难保证学生基本的技能训练和提高,也影响到学生对理论知识的理解。根据每一章节的理论教学部分,设置相应的实验教学内容,加大应用型教学内容,提高学生实践的能力,以加强学生对课本知识的理解,也使学生能够很好的掌握遥感的应用技术,为今后的科研工作打下良好的基础。同时,增加较多的实验课时数,加强学生对不同遥感图像处理的操作能力,做到熟练操作。

(2)将软件教学贯穿于整个理论教学中,训练学生的动手能力。在现行的教学大纲基础上适当强化图像处理和解译能力练习。在整个遥感课程的教学过程中离不开实践教学,把遥感软件的操作渗透到课堂教学活动中。遥感图像信息提取通常要借助于遥感图像处理软件完成,通过课时的调整,学生有更多的课时进行实验练习,熟练操作软件,掌握图像处理的基本技能,可以加强对理论知识的理解。在理论教学过程中即时进行遥感处理软件的操作讲解和演示,通过学生对软件的学习,提高学生的动手能力、思考问题和解决问题的能力。

(3)加强课程实验内容系统性和前沿性。遥感课程涉及到众多学科,由于教学大纲所规定的课时有限,在设计实验教学方面应结合遥感科学与技术专业的培养模式,对课堂实验内容进行优化整合。目前每一种遥感图像处理软件,都是由不同的模块组成的,每一模块下包含不同菜单,每一菜单具有不同功能。通常完成一项数据分析工作需要完成一系列的操作,用到不同的菜单或模块,而教学实验课的内容只涉及到某一模块或某几个菜单的功能,学生只能了解某一菜单如何使用,而不是就某项研究内容系统的实验。同时,实验教学也应该结合前沿研究,将一些前沿的研究方法渗透到实验教学中。在设计教学实验时应该结合理论教学内容,做到理论与应用相结合原则,基础性和前沿性原则。

三、结束语

遥感技术的不断发展对高校遥感课程教学内容提出了新的要求,只有通过不断改进教学方法才能满足学科发展的需求。本文立足于遥感课程的培养目标,从社会发展对遥感人才的需求和遥感课程教学中存在的问题方面进行分析,提出了遥感课程理论和实践教学方法改进的一些建议。遥感课程实践教学改革应是基于更新和完善理论教学的同时,加强实践教学的改革。理论教学内容随遥感技术的发展应不断更新,这将有利于学生了解前沿的科学研究和动态;理论教学内容随科技发展不断更新,做到与时俱进;加强实践教学环节可以培养学生动手能力、科研潜能和创新能力,是课程建设的需要也是学科发展的需要。

完善实践教学体系,将会体现培养实用型人才的办学宗旨,适应社会需求。高校遥感课程教学内容如何适应遥感技术不断发展的需要,仍然需要不断地探索,通过探索来寻找适合学科发展特点的教学方法和完善的教学体系,来满足社会对遥感人才的需求。

参考文献:

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[4] 潘竟虎,赵军.“以学生发展为本”教育新理念背景下的高师遥感课程实践教学改革初探[J].临沧师范高等专科学校学报,2008,(3):48-51.

遥感技术论文篇7

2学术期刊专栏策划与出版的内容特色

遥感技术论文篇8

青春熠熠辉

2011年,亚洲遥感协会为陈富龙颁发了“村井俊治奖――年度亚洲遥感学会最佳青年论文奖”。这在别人眼里光芒四射、让人惊叹的荣誉,在陈富龙的叙述中却如云淡风轻般平常,若不是我们有意提起,他似乎早已将之忘诸脑后。

“之所以获奖,在我看来归属于两大原因:一是因为我的选题比较有意义――用微波遥感技术解释冰川变化与全球变暖之间规律的关系,获得了一些定量的分析结果,该选题得到了评委们的青睐。二是我的工作做得还算细致,不仅在理论上做出了创新,还通过实地考察进行了科学验证。”

诚然,一个年青科学家对理想的执着与追求本不是为了所谓的奖项,因为科研之路意味着枯燥与乏味,意味着日复一日的实验与攻坚,意味着淡漠名利,甘于寂寞。每当谈起当初为何会选择走上遥感技术研究的专业道路,陈富龙回忆说,一切都是顺其自然的结果。

在1999年的秋天,陈富龙顺利走进了武汉大学遥感信息工程学院的殿堂,珞珈山下的四年,是他人生中的一段美好时光。随着专业课程的开启,陈富龙对遥感这种新型、实用性技术的兴趣日渐浓厚。他说,接触的时间越久,掌握的理论越多,他越发现,遥感是一门应用面很广的科学,它不仅涉及到全球变化和地球系统科学方面的研究,在资源环境和其他领域也有着广泛的应用。

遥感研究的广阔前景让陈富龙更加扎实深入地将自己的研究开展下去。在拿到本科毕业证书之后,陈富龙又报考了中国科学院遥感应用研究所,开始了硕博连读的学习。对于他来说,研究生阶段的学习才是开启探索生活的真正起点。

然而,在一个地方待久了,总想去外面的世界看一看,想去世界上最好的学校、最好的课题组进一步深造、丰富一下自己的理论知识。抱着这样的信念,2008年7月,陈富龙得到了去香港深造的机会。在香港中文大学三年博士后研究员科研生涯的磨砺中,他曾多次带领项目团队,成功完成课题项目工作,并于2011年7月博士后出站,在香港中文大学担任副研究员,开始了在雷达干涉与时序数据分析等方向的研究工作。

“在香港,我参与了香港中文大学DG项目、香港研究资助局RGC项目以及香港创新署ITF基金等项目,主要做的是雷达干涉地表沉降监测与分析研究,尤其关注了珠三角城市群地表下陷与滑坡泥石流等地质灾害。2010年,我所在的团队提出了大型人工线状地物空间技术监测的理念,并组织召开了首届大型国际研讨会,我们倡导把空间遥感技术应用于大型人工线状地物监测保护与智能管理。”

香港海外科研经历,陈富龙认为它对自己的人格素养及求学笃实的科研态度起到了很好的塑造作用,而今回到内地工作,完成了从求学人到治学人的角色转换,对他而言是一个新的开始,更是一个全新的挑战。

其实,在遥感与测绘方向历经磨炼的陈富龙,早已是这一领域的一颗“新星”,他具备扎实的学术能力,曾在重要学术期刊上40余篇(其中以Remote Sensing of Environment代表SCI论文10余篇),完成专著撰写1部,组织国际研讨会3项,参加国内外学术会议并做专题报告10余次,ADSAR 2011获最佳论文奖,ACRS 2011获Shunji Murai Award(亚洲遥感学会最佳青年论文奖), 受邀参与SCI学术期刊和国际研讨会论文审稿20余次,获得国家专利和软件著作权共2项。他还擅长技术沟通和科研交流,曾赴美国USGS、意大利CNR访问并作专题报告,能与国内外专家畅谈,曾同武汉大学、中国测绘科学研究院、中国科学院等兄弟单位进行项目合作。

为遥感考古尽一份力

十后,提出了文化强国的理念,中国科学院遥感与数字地球研究所所长郭华东院士顺势希望把遥感考古这个方向做实做强。遥感考古是一个很有潜力、新兴的学科方向,尽管我国早在十余年前就涉足了这一领域,并经过多年努力获得了系列阶段性成果,但仍缺乏科学方法论的指导,亟需开展以电磁波全谱段考古机理与响应为代表的基础研究,也就是在这样的背景之下,陈富龙作为高层次人才被该所引进,并寄予引领和发展遥感考古的厚望。

其实,通过遥感技术辅助考古并不是什么新鲜事。上世纪80年代国外就有所尝试,我国科学家也曾利用雷达卫星遥感技术揭示了被沙土掩埋的长城遗迹及隋唐大运河遗迹等。目前空间遥感技术应用于遗产监测与保护已引起国内外的高度重视。联合国教科文组织第34届世界遗产大会明确指出“随着遥感技术的持续进步,可利用该技术提供世界遗产地时序信息,以证实世界遗产所面临的威胁是否减轻或恶化”。

但对于将遥感技术应用于考古领域的现状,陈富龙所在的数字遗产研究室并不是特别满意,研究团队认为“在我国,遥感技术和考古基本上是‘两张皮’,各干各的,最多也就是搞考古的拿着遥感图像看一看,没有让两个学科真正的融合在一起”。陈富龙指出,目前考古科学研究范式正在经历嬗变,多学科交叉融合与创新也层出不穷,相关研究亟需向纵深方向发展。其次,“现有的海洋卫星、资源卫星都有对应的谱段对其进行监测,而遥感考古这个方向没有卫星,显而易见遥感考古研究目前散而杂,并没有形成一门健全的学科体系。”

基于遥感考古的重要性及其发展现状,陈富龙加入中国科学院遥感与数字地球研究所后竭尽全力希望为该学科的发展尽一份力。

“目前我的主要研究方向集中在雷达遥感考古、遥感地质灾害以及雷达遥感与冰川冻土三个方面。”方向清晰之后,陈富龙在遥感技术的创新之路上,以自己的严谨、勤奋以及对社会的责任不懈地攀登着、奋斗着,为遥感考古技术的进步贡献着自己的青春和智慧,也努力地诠释着一个年青科学家对理想的执着与追求。

雷达遥感考古

文化遗产是记录人类社会演化和进步的宝贵财富,受各国政府高度重视。近年来,人类活动加剧、全球变暖及重大自然灾害严重威胁着文化遗产地的安全和可持续发展,亟需各国政府采取切实措施,探索科学有效的方法对文化遗产进行监测、保护和管理。而雷达遥感具有全天候,全天时的工作能力、通过主动发射脉冲信号波,获取反映地物雷达后向散射的地物特征。雷达遥感极化和穿透特性有利于干沙区考古目标的探测与发现,其干涉特性有利于遗产目标及赋存环境变化监测与灾害分析。

基于雷达遥感技术的优越性,近期陈富龙参与了中意政府间的合作项目“基于对地观测的中意文化遗产地智能管理与试点应用研究”。项目通过对认知的提升、方法的创新和技术的开发,中意双方联合开展文化遗产地智能管理应用研究,以支持文化遗产地持续监测和完整性保护。项目主要关注中意双方遥感、地球物理和诊断工具在文化遗产科研中的交流和训练,进而实现优势互补和共同进步。令人欣喜的是,目前该项目已取得阶段性产出,包括通过了共建虚拟联合实验室的预案,以实现数据和成果共享等。

此外,在项目“基于雷达遥感的吴哥遗产地灾害监测与评估”中,陈富龙以中-高分辨率星载雷达为主要数据源,充分利用雷达遥感全天时、全天候和穿透等特性,研究基于强度及相干特性的吴哥遗产地洪水监测与评估方法,深入探索以SBAS为代表的大范围地表形变和以4D-InSAR为代表的遗产本体异常形变。以时序分析为切入口,研究吴哥遗产本体及周边赋存环境异常形变地质灾害发展趋势与演变规律;通过对洪灾信息统计分析、异常形变监测与诊断,为吴哥遗产地可持续化发展提供理论依据和技术支撑。

遥感地质灾害与冰川冻土

地质灾害日益严重,考虑到对突发性地质灾害抢灾救灾工作的时效性要求,应用遥感技术开展地质灾害监测极其必要,是当代高新技术发展的必然趋势。将雷达遥感用于地质灾害的监测也是陈富龙长期以来关注的科研方向之一。他以国家中长期科技发展规划为纲领,结合我国城市化进程和高速交通网迅猛发展,从探索雷达遥感理论方法出发,首次围绕大城市群地表沉降、大型轨道交通安全运营监测等前沿科学问题,引入永久散射体雷达干涉技术(PS-InSAR)开展高精度定量形变反演研究,在大范围地表沉降及交通网形变监测、滑坡体驱动力分析等方面获得了一系列显著成果,并获同行专家一致好评。

在这一领域,他典型的科研产出包括:利用微波遥感全天时、全天候的优势,对多云多雨香港地区潜在滑坡实施遥感监测,并完成驱动力分析和地学解释,研究成果可用于大型遗产地周边不稳定地表探测、识别与评估;结合我国大城市圈发展规划,首次尝试使用永久散射体干涉技术开展大范围城市群地表沉降和驱动力分析研究,以珠江三角洲为例获得了令人鼓舞的阶段性成果;结合极化和相干信息,以上海为试验区反演获取高密度地表形变场并完成驱动力分析;针对市政工程建设,采用雷达干涉技术,获取广州地铁5/6线施工现场地表形变信息,为施工建设提供智力支持,积极探索雷达干涉技术在大型人工线状地物(以高铁、高速公路等轨道交通网为代表)形变监测方法等研究。

雷达遥感与冰川冻土

遥感技术论文篇9

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2012)30-7260-03

遥感是现代地理空间信息科学的核心技术之一,其作为信息采集与信息更新最重要的技术手段 ,已经应用于社会的各个部门以及经济领域的很多行业之中,并在新兴的全球性的“数字地球”计划中占有重要的地位。加强遥感技术与应用教学 ,提高学生遥感技术应用水平,是测绘学科教学中的重要环节。针对这个教学目的,结合我校地学类专业学生的具体情况,通过几年的教学实践探索 ,我们在以下几方面进行了教学实验 ,并取得了初步的效果。

1 教材分析选择:多种教材的结合

遥感技术及应用是我们的专业基础课,与本科学生相比,他们的就业方向对理论的学习要求较低,学习中的重点是实际技能的培养与掌握及应用。针对学生的具体情况与《遥感技术及应用》课程的特点,我们的教学目标是通过基本的理论教学,使学生掌握基本的遥感原理、遥感图像处理的基本方法、遥感解译的基本方法及其在测绘、地理、土地、地质和农业、交通等领域的具体应用,通过初步的上机实习,使学生掌握遥感数字图像处理软件的基本功能操作并能够完成简单的基本应用。

本课程以前一直使用《遥感概论》作为遥感技术及应用课程的教材,这部教材的特点是:内容层次安排合理,概念清晰易懂,实验内容以目视解译为基础,易于开展,但是,部分内容老化,跟不上遥感技术的发展;而《遥感导论》是教育部面向2l世纪课程教材.内容丰富,涉及技术原理较多,对于初次接触遥感的高职生而言,有些内容显得过深,为此,在教学过程中适当引用《遥感概论》的部分内容,作为学生入门的内容,从地物反射波谱特征入手,逐步开展遥感目视解译,地物判读标志的建立,在此基础上再结合《遥感导论》的相关内容,这样既可保证学生对遥感有全面的掌握,又可在需要加强的重点内容上有所侧重。《遥感原理、方法、应用》、《遥感获取与分析》 这两本书中包含了较多的遥感应用实例,但是《遥感原理、方法、应用》为本科生教学用书,对于高职学院的学生来说,内容过于深奥,不易理解。《遥感获取与分析》过于偏重遥感数据的几何处理,而且遥感应用部分内容较少。基于上述考虑,《遥感技术与应用》课程没有指定教材,而是将相关的书籍作为参考用书向学生推荐,由学生自主决定选择购买,然后老师结合多种教材的特点与学生的实际需求选择教学内容。

2 教学内容的选择与教案的整理

理论教学内容可以分为遥感概述、遥感基本原理、遥感数字图像处理、遥感图像目视解译与遥感图像的计算机解译、遥感应用、3S综合应用。但只讲最基本和必需的,对较深和复杂的内容只做简单介绍,供感兴趣的同学自学。

在具体的教学中,为了达到课程的整体教学要求,必须通过实践课程让学生将学过的理论知识与具体实践结合起来,加深学生对理论知识的理解,和对基本原理的验证,学以致用,提高学生解决实际问题的能力。因此,在教学中将实习内容分为两个阶段。

1) 遥感数字图像处理软件操作。以PCI、ENVI与ERDAS遥感数字图像处理软件为主要实习软件,结合具体的遥感数据,讲述遥感图像基本处理技术,包括几何校正、大气校正、几何精校正、投影转换、影像镶嵌、数字图像增强、波段运算、多源遥感数据融合、计算机分类、人机交互式解译等内容。

2) 遥感基本应用。应用前一阶段所掌握的遥感图像数字处理技术,与一个具体的研究领域(比如土地利用类型遥感调查等)相结合,完成一个综合的实践性题目。

认真整理教案,对教案的结构,每一节,每句话、每个字都琢磨清楚,分析重点与难点。由于遥感技术更新非常快,因此要跟学生提供一些课下学习的参考资料,参考内容的选择不仅局限于书籍和杂志,一些专业网站已成为遥感教学不可缺少的资源,除此之外,遥感图像是遥感教学中重要的参考资料,因此收集各种影像数据是教师备课和教学的重要内容,我们先后从美国马里兰大学、美国地质调查局、中国遥感卫星地面站下载了一些免费的图像做为练习使用。做好教案后,再做好PPT向同学讲授,特别要增加一些图片和动态演示。

3 教学方式与方法的应用

具体教学内容确定以后,如何使其在授课过程中很好地被学生理解掌握并能运用,很大程度上取决于采用的教学方式方法。选用适合的教学方式方法是很好的完成教学任务、提高教学质量的关键。

1) 多媒体与黑板等的优势结合去教学

随着社会的进步,信息技术已经深入到千家万户、各行各业,高职院校的教学软硬件设施也得到了更新完善发展,多媒体教学已成为众多学科教学的有力的工具。与传统使用的黑板的教学手段相比,多媒体教学有着不可比拟的很多优点,因为多媒体具有图、文、声并茂甚至有动态影像这样的特点,具有许多对于教学过程来说是特别宝贵的特性与功能,这些特性与功能是其他媒体(例如投影、录音、录像等)所不具备或是不完全具备的。遥感技术是一门对地观测与获取信息技术,其中具有很多的图像数据和空间地理数据,所以多媒体教学应成为遥感技术与应用教学的重要形式。首先,从人的生理心理学角度分析,图像比语言更容易被人感知,人所接受的外界信息有至少70%是视觉感知的。以图像的形式显示教学信息具有形象、直观、生动的特点,能高效激发学生学习兴趣,调动学生的学习积极主动性。能实现传统教学实现不了的情境、动画、模拟等。其次,方便教师的教学设计,更易突出重点、突破难点,进而提高教学效果,促进学生全面发展。但是,应用多媒体教学也有很多问题,如果课件的交互性差,则学生“难以消化”;如果多媒体使用太滥,则把握不住学生的思想心理,不利于学生的学习。所以利用多媒体与传统黑板等多种教具相结合的教学,地理数据和图像以多媒体展示,重点和难点在黑板上结合学生的学习讲解,对原理结合生产实例展开讲解。这样就能优势互补,取得最佳的教学效果。

2) 在理论教学过程中,以讲授法为基本教学方法,适当采用提问和启发式教学的方式。关注全班学生,注意反馈信息,凝聚学生的注意力,使其保持相对兴奋状态,使他们产生愉快的心境,课堂语言简洁明了,课堂提问面向全体学生,注意启发学生学地理的兴趣,课堂上讲练结合。积极鼓励学生,使学生感到有“功”。 我国古代教育家孔子说过:“知之者,不如好之者,好之者,不如乐之者”。要学生达到“乐学”,必然要使他们有成功感。“求成功”是人类的共有的天性。即使是一点一滴的进步,也会使学生感到愉快,成为促使学生继续学习的动力。学生取得进步时,我会对学生的成绩给予正确的评价,或者与平时成绩结合起来。在课堂上我会使用一些鼓励性语言来激发学生学习的热情,有时还可借助同学们的掌声进行鼓励。在教学过程中,我非常注意给学生们更多的鼓励,对他们抱有一颗宽容慈爱的心。

在教学过程中,充分利用已有的知识基础,引导学生思考遥感应用中的问题和现象,并自行设计或补充一些与学生关系较大的遥感应用问题和现象,以展示遥感课内容的丰富多彩和应用价值,引入新知识、新技术与新成果,增强学生的求知欲。认真组织开展复习、测验、考试、课外活动等。侧重于教会学生了解遥感在生产建设中的作用,培养学生实践能力,多阅读课外书籍,多关注身边的遥感知识,不断扩宽知识面,为教学内容注入新鲜血液。

3) 在第一阶段的实习过程中,是对基本原理和方法的验证,采用演示加练习的方法来教学。老师先对某一个专题结合理论进行演示与讲解,然后让学生进行操作练习,老师巡回指导并检查学生完成情况,最后老师总结,学生完成实验报告。在这个过程中,演示与讲解一定要结合学生理论知识掌握程度的实际情况,使学生的知识能与老师的讲解衔接上,演示时,老师要尽可能收集能激发学生兴趣的一些具体实例,使学生感到有“味”,从而使学生保持良好的精神状态、学习状态,让学生的潜能最大化地激发出来,特别是注意力、理解力、记忆力、创造力,达到最佳的效果。在学生自己练习过程中,老师结合自身学习的经验教训,去纠正学生不良的学习习惯,在学生碰到困难时,及时分析困难产生的原因,针对每个学生进行指导,特别要教会学生尽量自己解决问题的能力,“授之以鱼”不如“授之以渔”。

4) 在第二阶段的实习过程中,在有条件的情况下,增加野外实践实习的内容,携带手持GPS、便携式地物光谱仪、短波红外地物光谱仪等遥感仪器,到野外进行遥感技术的综合应用实习,如几何精校正中的地面控制点选取、地物反射率测量、地物目视解译与验证补判等等。通过野外实习,进一步提升学生理解与灵活运用知识的能力,提高遥感技术与应用课程的实践性[1]。

与遥感图象处理与应用的企事业生产单位建立联系,让学生通过顶岗式实习,熟悉遥感技术与应用的具体工作流程,观察实际生产中出现的问题并学会独立解决问题的能力,将实际生产与自己的课程学习进行结合,增强遥感技术与应用的实际生产能力。

5) 让比较优秀且有兴趣的学生参加老师的遥感技术与应用的科研课题,学生在老师的指导下,针对具体的小题目,成立各个科研小组,各个小组独立的收集相关资料,结合题目进行知识和技能扩展训练,然后进行实验,不断思考总结,老师适时进行点拨指导,学生基本都能取得项目预期的成果。通过这种学习和锻炼,使科研小组成员具备了一定的科研基础,养成了良好的科研素质,为以后的进一步发展有了较高起点。

4 小结

从这几年的教学情况看,通过这些教学环节的精心计划与认真实施、反馈修正,激发了学生的学习兴趣,既学到了有用的理论知识,又具有实际的技能,提高了独立解决较复杂问题的能力,为尽快尽好走入社会奠定了坚实的基础。

参考文献:

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遥感技术论文篇10

2011年《科技创新导报》23期,刊载了安徽省桐城中学地理教研组刘红叶老师与南京大学地理与海洋科学学院吴立老师共同编写的文章《运用遥感培养中学生的地理空间认知能力》。该文在划分地理空间认知能力构成要素的基础上,分析了运用遥感发展中学生地理空间认知能力的优势,探讨并总结了运用遥感发展中学生地理空间认知能力的策略,以期为中学生地理空间认知能力的发展提供可操作的意见和建议。

而在现实中,由于航天领域的尖端性及我国将其纳入国防科工委的特定范畴,所以能够被大中学生所触摸的层面,还是非常有限的。不过,较之火箭卫星工程而言,遥控遥感技术的应用,至少门槛要相对低一些,加上这一方面的国际商用领域和民用领域的数据开放的余地比较大,特别是世界各国的草根爱好者早已形成了自己的联盟、圈子,甚至是“领地”和常规项目,因此,这在客观上给我们的应用打开了方便之门。

泛太平洋青少年成长与发展合作伙伴机构较早就与中国科学院遥感应用研究所、中科院上海高等研究院、海南卫星发射场等科研院所形成了交流互动,旨在为境内外大中学生的多元成长提供信息和技术支持。据悉,我国深圳官方已经明确表示,将以更大力度推动遥感产业发展,特别是依托中科遥感(深圳)卫星应用创新研究院等一系列重要平台,进一步完善遥感技术创新链和产业链,增强遥感技术创新能力,抢占未来产业发展制高点,加快将深圳打造成为国际知名、国内领先的航空航天产业名城。在这其中,也正在酝酿有关青少年参与遥控遥感技术应用的平台搭建。

除了以上机构外,还有包括中科遥感科技集团有限公司、中科遥感(深圳)卫星应用创新研究院在内的不少单位与遥控遥感技术形成了紧密型的互动关系,其中有有国家遥感中心、中国地理学会环境遥感分会、中国宇航学会遥感专业委员会等熟悉的老面孔,也有如中国海洋学会、中国自动化学会“三遥”专业委员会、全国高校联合遥感中心、中国环境科学学会环境信息系统与遥感专业委员会等新机构更是不断加盟和充实这一团队,还有来自国际的国际光学工程学会(SPIE)、国际数字地球学会(ISDE)、亚洲遥感协会(AARS)都成了这项活动的重量级嘉宾。

聆听神圣的遥感大会

一个非常有意思的现象是,中国大陆把“地理学”归类为文科,因此,我们的地理课重点放在了研究地理事物的空间分布和空间特征上,而对于阐明空间差异和空间联系,并致力于揭示地理事物的空间运动、空间变化规律等领域就显得难成比例。其实,很多地理教师都发现,自己在地理学的教学过程中,有关空间定位的概念,不仅包括了由不同视角看同一物体的能力,更重要的是判断各种地理事物的空间位置及其相互之间的空间关系,以及对地理空间格局中要素排列状况的理解与解释。地理空间定位在阅读地图、分析地图、航空照片等过程中起基础作用,是理解和解决地理问题的起点。地理学中的空间视觉化包括地图和剖面图绘制、二维图形和三维图形转换、不同投影方式转换以及语言描述与视觉表征间的转化。地理课中的空间关系包括辨识空间分布、空间格局,分析各种空间现象及要素间的关联,理解和运用空间等级、区域划分,比较地图或叠加、拆分地图等方面。

为了弥补有关空间定位和空间视觉化的弱化,特别是强化有关空间关系分析,尤其是与空间活动密切相关的空间分布、空间形态、空间构成、空间演变等方面,我们开始寻求专家级的外援支撑。好在中国遥感大会作为由中国遥感委员会主办的大型全国性遥感会议,每两年举办一次,截至2016年,已成功举办了二十届。会议涵盖遥感及相关领域,已经成为我国在遥感科技领域最具权威的综合性学术活动。参加中国遥感大会的人员包括中国科学院和中国工程院院士、全国各大院校遥感专业资深专家学者、航天和对地观测系统领域专家、全国遥感专业领域知名工程技术人员、遥感行业领军企业、遥感民营企业创业先锋、遥感跨界应用移动互联网领军人才等。

非常有幸,我们继续获得了大会主办方的邀请,率领一支由相关教师、学生和支持单位组成的国际代表,于8月10日至12日,全程参加了此次在深圳会展中心举行的盛会。本次大会指导委员会主席是王钦敏(国际欧亚科学院院士)和徐冠华(中国科学院院士),叶嘉安等一大批中国科学院院士、中国工程院院士、第三世界科学院院士、国际欧亚科学院院士、国际宇航科学院院士、俄罗斯导航科学院院士都纷纷莅临盛会。

大会安排特邀遥感领域的专家就当今遥感热点前沿问题进行大会特邀报告,包括国产卫星发展与应用、“十三五”遥感发展等。大会期间还同步组织了不少精彩的相关活动:

①“第九届中国青年遥感辩论会”赛事,旨在用辩论方式讨论遥感热点问题,并发现和培养青年人才。

②“遥感技术创新展”致力于展示、推广中国遥感技术与应用领域的最新发展成果,为国内遥感产业链厂商提供展销与投融资平台。

③中国遥感影像艺术展:主要表现以地球为主的遥感影像艺术魅力和星球震撼之美,使科学与艺术完美结合。

④组织遥感与智慧城市、遥感产业化等多主题的遥感论坛,邀请相关行业专家探讨遥感行业的应用及遥感商业化发展模式。

⑤围绕空间遥感技术的最新理论、技术方法和应用成果开展学术交流和论文征集,就遥感发展战略、遥感应用技术等安排分会场交流。

知之不多的我们还是把注意力更多地放在了大会主题报告上。这期间,我们先后聆听了中国科学院院士徐冠华的报告《遥感与人类可持续发展:机遇与挑战》、中国科学院院士李德仁的报告《智慧大数据时代遥感必不可少》、中国科学院院士郭华东的报告《月基对地观测科学问题》、国防科工局重大专项工程中心副主任赵文波的报告《铸造中国空间信息产业链――高分专项总体进展情况介绍》、中国科学院院士周成虎院士的《遥感大数据分析》专题、中国科学院院士潘德炉院士的发言《卫星海洋水色遥感发展的前沿》、中国科学院院士龚健雅的展示《高分辨率对地观测系统的定标方法与系统》。大家被中科院遥感与数字地球研究所顾行发老师的《中国全球综合地球观测系统(China-GEOSS)十年规划》所振奋,被国家遥感中心总工程师李加洪的《我国全球生态环境遥感监测的主要进展》所鼓舞,被中科遥感科技集团董事长王晋年描绘的《实时中国》所感动,被四维世景科技(北京)有限公司总经理徐丽萍的《卫星遥感国内外前沿进展及应用》所吸引,被国家遥感重点科学实验室主任施建成的《全球水循环观测卫星计划》所点燃,被国家基础地理信息中心总工程师陈军的《全球地表覆盖遥感的进展与国际动向》所憧憬。我们通过马里兰大学李梦学老师的介绍,了解了《马里兰大学遥感与信息技术教育的发展和展望》,从加拿大遥感图像处理领域首席研究教授章云的嘴里,知晓了《谷歌地图十一年,过去与未来》,从中国科学院地理科学与资源研究所研究员刘闯的《遥感应用数据成果的知识产权认证、保护和共享》中,看到了更广阔的应用空间。

尝试初步的遥测应用

纵览2016年8月的全国英特尔科技创新大赛参赛作品,其中创意作品的比重,远远超过了发明专利类作品。经调研发现,主要原因在于:一是学生今天的学习生活与现实生活严重脱节,他们触摸不到或没时间触摸最新的科技前沿信息;二是学生的灵感更多地满足于突发奇想、灵光一现,甚少有严谨的批判思维和设计理念来支撑;三是学生比较缺少信息和数据的支援和佐证。所以本文还是围绕遥控遥感领域推介一些可以走近的学术高地,来帮助师生筛选目标,获得支撑,站在领域的前沿……

①仅仅十年时间,GPS导航已经成了驾车人的标配。GIS软件平台是地理信息产业的技术核心,是该领域技术创新和产业发展的制高点,也是保障国家地理信息系统安全的关键。这些年来,我国企业坚持自主创新,终于使自主研发的GIS平台达到了可以全面替代外国GIS平台的水平,并在云GIS、二三维一体化GIS等关键技术上实现了超越。而其更大的应用前景,恰如为大陆遥感特色空间信息应用服务与环境信息化全方位服务的产业化集团――中科宇图的副总裁孙世友在2015年10月召开的中国测绘地理信息学术年会暨第五届全国测绘地理信息技术装备展览会上,为大家分享的报告《测绘地理信息大数据理论基础与发展变革》。其中谈到,大数据的发展必将促进地图行业的创新发展,大地图的产生更能提升大数据的价值。大地图是融入了大数据的深层挖掘与应用的基础,大数据与大地图是相互补充的,大数据的发展更离不开地图的支撑,从大地图作为数据的入口、政府和资源整合的入口,与导航的各种数据之间有一个关联关系。

事实上,无论是各个测绘部门,还是各类影像公司,数据进行整合后跟各类支撑体系相整合,进而形成一个整体支撑后,大地图就成为提升大数据的宏观定性、微观定量分析的基础,可以说大地图创新的模式是促使大数据从平面走向立体的改变,更能发挥地理信息行业的应用价值。大地图的发展使空间信息走向一个新的智慧阶段,从智慧层面进行发展。同时也需要我们大数据的整合,这种大数据、大地图相互整合到地信行业里面,必将推动整个地信行业的科学发展;大地图创新模式将促使大数据平面向立体模式改变。

②随着智慧城市对城市三维建模的需求,以及三维技术发展日趋成熟,倾斜摄影已成为智慧城市三维地理空间建模中快速成长的重要技术。传统三维建模是人为地把低空摄影图片贴到三维模型上,通过3DMAP软件形成三维建模。现在有了倾斜摄影技术,可以通过倾斜摄影加上POS数据,完全不用人工干预。现在的倾斜摄影是新型的采用多头相机不同的角度进行摄影,中间有一个叫做正片,即朝下的一幅影像,还有四组斜片,这样一组里面可以获得五片影像。如果加上重叠,对同样一个地方可以得到多幅不同角度的影像。因此在摄影的时候,地面上任何一个物体,多则可以有几十张甚至上百张的影像,少则也有五六十张影像,通过软件自动匹配,形成点云。点云的密集程度代表了不同的地物特征,如房屋比较密集,点云就比较密集。由于每个地物有多幅影像,所以很容易变成一个真实的三维模型,即所谓的“真三维”。在以“自主创新引领发展 跨界融合开创未来”为主题的2015中国测绘地理信息高端论坛上,多位专家及企业分享了关于倾斜摄影技术的问题和趋势:倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术,它突破了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限,通过在同一飞行平台上搭载多台传感器,同时从一个垂直、四个倾斜五个不同的角度采集影像,将用户引入了符合人眼视觉的真实的直观世界,城市建模从此由“假三维”迈向“真三维”时代。

③三院士联合呼吁建立空间地球大数据。国际数据公司(IDC)一份报告指出,全球数据总量正以每两年翻一番的速度持续增长,从2013年到2020年,全球数据总量将增长10倍,达到44ZB。另据统计,截至2012年的全球数据分布比例,美国占32%,中国占13%,预计到2020年,中国所占比例将攀升至21%。因此,在2015年6月中国科学院学部“空间地球大数据”科学与技术前沿论坛上,中国科学院遥感与数字地球研究所所长郭华东院士认为,大数据正在开启一次重大的时代转型,已成为国家新型战略资源,正在成为科学研究的新引擎,掌握数据就意味着掌握了主动权。他表示,应构建“一带一路”大数据联盟,产生“基金会出钱―科学家出思想―大数据基础设施出成果”的联动效应。这一呼吁得到了中国科学院院士杨元喜和两院院士李德仁的支持。他们都强调了大数据时代的挑战,只有更好地挖掘数据才能拉动产业发展,实现智慧城市及应用。

预告典型的相关论坛

除上述已经列举的年会、论坛以外,我们还接触到以下一些学术研讨活动。

国际环境遥感大会(IGARSS)发起于1981年,由国际电子与电气工程师协会地球科学与遥感学会(IEEE GRSS)主办,是一个旨在推动国际环境遥感技术发展与应用的国际系列会议。它是该领域全球最高规格、最大规模、最具影响力的学术会议,每年召开一次。IGARSS (2016)在北京国家会议中心召开。大会邀请了全球65个国家和地区的1800余位学者,以48个特邀分会为主要形式,就地球科学与遥感领域最新的研究进展和技术研发进行专题讨论,亮点主要集中在新的卫星计划、遥感技术应用、对地观测的发现和国际合作新成果等方面。

国际摄影测量与遥感学会(ISPRS)是一个以推动国际摄影测量、遥感与空间信息技术的发展、应用与交流合作为宗旨的非政府组织。它每四年举办一次国际摄影测量与遥感大会(ISPRS Congress),每届大会都有数千名专业人士参加,因此,ISPRS大会为地理空间领域工作者搭建了有效的沟通平台。

国际城市遥感大会作为城市遥感领域的高端国际性学术研讨会,每两年举办一次,聚集包括IEEE Fellow在内的全球百余位城市遥感专家共同探讨城市遥感的最新技术,为深化遥感技术在城市领域的应用提供具有参考价值的意见。

遥感技术论文篇11

中图分类号:G421 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)05(b)-0185-02

遥感作为一种高效的探测、获取、分析和处理空间信息的先进技术手段,已广泛应用于各个领域。高等院校是我国遥感专业人才培养的主战场,它提供了一个综合性高、专业性强的平台[1]。在该平台上,可以针对社会的应用需求,塑造学生不同的个体特征,培养出适于不同岗位的研究型、应用型人才。因而,构建旨在培养学生综合素养,并突出其个体特征的课程体系具有举足轻重的作用。特色鲜明的体系可以在提升学生的综合素养的同时,也能够突出学生个体,因而可以更好地满足我国遥感专业人才培养的需求。

现阶段我国为遥感专业人才培养设置的本科专业主要有摄影测量与遥感、遥感科学与技术、地理信息科学等,在这些专业的培养方案中,《遥感导论》和《遥感图像处理》在多数高等院校中都有开设,并为专业核心课程之一,有的高等院校还开设了《数字图像处理》。《遥感导论》和《数字图像处理》两门课程可以视为《遥感图像处理》的前期基础课,因而在课程学期安排上应该提前。

《遥感图像处理》以地理学、测绘学、数理统计、计算机技术等为背景,在学习了遥感技术、图像处理技术的原理和理论基础上,着重介绍遥感信息处理的原理、过程与方法,并掌握遥感图像处理技术的发展动态与实际应用。由于《遥感图像处理》是多学科的交叉,与很多专业都有很密切的联系,而且发展速度较快,在遥感图像处理的教学中,一方面要求不同对象的学生掌握、理解或了解图像处理技术的基本原理;另一方面,还要求不同对象的学生理解或了解遥感图像的成像机理、处理技术和流程等。同时,图像处理技术和遥感技术具有技术更新快的特点,因而还需要学生掌握现阶段的状态以及最新发展情况。除了教学内容和教学方法外,实验教学也是《遥感图像处理》课程的重要的环节,传统的课程教学大都偏重于理论,一些已有的实验也主要是针对特定图像处理的一些应用,缺乏图像处理技术应用与遥感图像特征无缝结合和系统组织。

总的来说,目前的《遥感图像处理》课程体系主要存在以下几个方面的问题[2]:(1)传统的课程体系多注重经典理论,轻实验和实践[3]。除了应该重视理论教学外,有效地利用实践教学环节,有利于学生理解和掌握该课程内容,取得事半功倍的教学效果;(2)传统课程体系脱胎于数字图像处理,和遥感处理关键技术之间存在断裂面,遥感处理知识体系不够完善。

本文以我国高等师范院校开设的遥感科学与技术、地理信息科学专业为例,针对《遥感图像处理》课程的教学目标,提出了适合高等师范院校本专业领域学生的课程体系的构建方案,并就其实践教学的效果和课程体系特色进行介绍。

1 课程体系的建立

内容的模块化设计是目前课程体系建设的主要方案,在很多高等院校的专业教学中得到了较好地应用[4]。为适于高等师范院校开设的遥感科学与技术、地理信息科学专业教学需求,通过近10年左右的实践教学,我们将《遥感图像处理》的课程体系结构分为7个模块,如图1所示。

(1)图像基础模块:这一部分主要介绍遥感数字图像的基础知识,主要包括遥感数字图像、遥感数字图像的计算机存储、遥感数字图像的计算机视图与表达等内容,让学生了解遥感数字图像的基本概念和特点,并从计算机存储和显示的角度,定性了解数字遥感图像,引导学生建立遥感图像处理研究和实践的兴趣。

(2)定量遥感处理模块:遥感定量化是当前技术发展的重要方向之一,其分析和处理过程涉及到物理、大气等学科;本科生由于前期所开课程较少,感觉定量遥感处理的难度较大,因而我们主张在本科阶段掌握定量遥感的基础理论和图像处理,深层次处理设置在后续的研究生课程开设。

该模块的主要内容涵盖辐射定标、大气校正、热红外地面温度反演等,以Landsat TM图像为例,了解遥感图像的辐射校正和定量反演的技术方法:辐射定标结合Landsat TM的0级、1级产品,介绍遥感图像数字值(digital number,DN)转换为光谱辐射亮度的方法;大气校正主要讲述基于辐射传输方程的校正方法,结合6S和MOTRAN辐射传输软件包,完成遥感图像的大气校正;热红外图像地表温度反演以Landsat TM6为例,介绍单波段热红外图像的地表温度反演方法和技术流程。

(3)几何遥感处理模块:该模块针对遥感成像的纯中心投影、多中心投影、侧视雷达等不同构像方式,解释它们的几何纠正方法和技术流程;对于多项式纠正方法重点介绍,强度多项式的构建、地面控制点的选择、最小二乘法拟合等相关内容。

(4)数字图像增强模块:数字图像增强模块按照彩色增强、辐射增强、空间域增强、频率域增强、多光谱增强等顺序进行讲解。在这一部分,我们遵循系统深入的原则,基于遥感数字图像处理的实例,帮助学生系统复结并领会各种理论方法之间的逻辑顺序与本质。由于图像处理具有理论性和可视化强的特点,在这个部分教学中,我们希望加强学生对前置基础课程(如《遥感导论》和《数字图像处理》)所学基本理论和方法的深入理解,使其充分认识遥感机理理论知识在遥感图像增强应用中的指导意义,并体会理论本身的魅力。

(5)遥感图像融合模块:该模块从遥感图像融合的目的出发,介绍图像融合的主要方法和技术流程、图像融合结果的性能评估等;联系数字图像增强模块的多光谱增强子模块,以HIS变换、主成份分析、傅里叶变换和小波变换等为基础,阐述遥感图像融合的主要技术方法,并对其方法的缺点进行分析,提出改进的遥感图像融合方案。

(6)遥感图像分类模块:该模块主要包括计算机分类的基本原理、非监督分类、监督分类、计算机分类的新方法、分类结果后处理、精度评估等内容。在这一部分教学中,我们充分发挥图像处理应用性强的特点,选择最小距离法、ISODATA、最大似然分类法等,重点讲述其基础理论和技术方法,激发学生学习兴趣。

(7)变化检测模块:该模块是对前面所学模块的综合运用,向学生展示《遥感图像处理》立体而丰富的专业内容。在介绍遥感图像变化检测意义和技术流程的基础上,重点论述变化检测的分类后比较法和直接比较法;将变化向量分析法(CVA)作为典型算法进行讲述,通过土地覆被变化检测的应用实例,综合遥感图像辐射校正、几何纠正等知识,重点论述变化强度和变化方向的确定方法,并利用图像处理实践提升学生的研究性思维,初步培养学生的创新能力。

2 课程教学实践及其特色

2.1 加强实践教学环节,注重动手能力的培养

本课程主要教学目的是使学生了解和掌握遥感信息处理的基本知识、方法、基本技能和发展动态,初步掌握应用遥感信息处理技术分析和解决实际问题的能力。因而,实践教学能力培养是我们课程建设的核心部分。我们在每个模块中设置了多个实践环节,多角度、多目标的提升学生动手操作能力。

通过理论学习、实践处理等环节,增强学生对本课程的理解,并在此基础上使学生进一步掌握遥感图像成像的基本原理、基本理论和这些理论在遥感图像处理中的应用。近10年的教学实践证明,该课程的实践教学环节较好地调动了学生专业学习的积极性,取得了较好的学习效果。

2.2 内容延伸模块化,形成分层次课程体系

我们依据课程教学内容,构建了授课内容的基本框架,按照教学内容分块设置,根据学生学习阶段、课时安排、专业特色延伸等可以灵活变化,因而给授课内容带来了较大的机动性。

在每个教学模块中首先确定知识体系和拓展专题内容,将这些拓展专题分为偏应用型和偏理论型。每个专题中设置基本内容和扩展内容,形成模块化分层次的课程体系。

例如:在数字图像增强模块中,目前的大多数教材中存在直方图均衡化的内容,然而随着图像处理技术的发展和应用的拓展,人们发现在绝大多数遥感图像增强处理中不适合直方图均衡化处理,因此这部分内容可以不讲或让学生自学。图像增强部分的内容非常多,使学生清楚掌握第一节内容介绍的关键词,课程的延伸内容就会更易理解。根据学科特色和学习层次,可以有意识地引入偏应用专题或偏理论专题,更好地满足不同目标、不同层次的学生的需求。

通过遥感图像处理课程教学内容的分块划分,形成了层次化、模块化课程体系,在确保授课内容体系完整情况下,使内容选择更具条理和可操作性,便于培养不同目标导向的学生,更适于我国高等师范院校相关专业的教学设计。

2.3 多目标人才及其创新能力培养

社会对人才可以从不同的角度加以分类,从生产或工作活动的目的来分析,现代社会的人才可分为学术型(理论型)、技术型、工程型和技能型等。多目标人才就是多功能人才,其特点是多才多艺,能够在很多领域大显身手。当今社会的重大特征是学科交叉,知识融合,技术集成。因而,《遥感图像处理》多目标人才培养是培养学生在各个方面都有一定能力,同时在某一个具体的方面要能出类拔萃。

在高等师范院校地理学背景创办遥感科学与技术、地理信息科学等本科专业的情况下,不同层次、不同培养目标导向,可以让学生针对自己的发展方向选择应用型还是研究型,因而该课程体系更加具有灵活度。我们课程体系中设置的定量遥感模块,可以满足学生在应用型《遥感图像处理》课程中学习到研究型知识,丰富和完善学生的有关遥感处理的知识结构,提升学生的创新能力。实践教学证明,我们的本科生经过该模块的学习,也能够独立完成研究方案构思和具体研究路线设计,并在老师的指导下撰写科学论文。

3 结语

卫星遥感、图像处理技术的迅猛发展,其应用领域愈来愈广泛,该领域受到很多学生的垂青,激发了他们的学习热情。目前很多高等院校都开设了《遥感图像处理》这门课程。如何根据各个高等院校的学科特色、学生特点构建适合自己的课程教学体系、安排好授课内容、提高教学方法和教学手段的有效性是很多高等院校主讲教师最关注的,同时对于提高学生学习兴趣、加强实践应用能力以及培养信息技术时代的创新型人才具有重要意义。

笔者结合多年《遥感图像处理》课程的教学经验,设计了一个课程内容模块化、专题内容可延伸、分层次的课程体系,它采用专题框架,在保证授课体系完整性的前提下,授课教师可以依据人才培养目标、专业特色、学时要求引入模块化延伸内容,有机地将课程教学内容联合在一起,形成多层次、多目标的授课内容。实践证明,该课程体系设置达到了我们高等师范院校相关专业的课程教学预期效果,可以为我国其他高等师范院校的相关专业的《遥感图像处理》课程教学提供参考。

参考文献

[1] 邓磊,赵文吉,胡德勇.遥感课程实践教学模式探索与教改实践[J].科技创新导报,2012(7):136-137.

遥感技术论文篇12

一、遥感技术变化检测应用

1.1 遥感技术变化检测应用综述

从1972 年美国发射第一颗陆地资源卫星以来,对地观测卫星发展迅速,应用领域得到不断扩大,应用成效也得到不断提高由于遥感观测有着信息获取方式优良,获取条件相对简单,实时性、高效性、广域性以及其他诸多优点,因而如何从遥感观测所供给的大量数据中提取变化信息,并将这些信息运用于生产生活的方方面面,已经成为目前遥感应用领域中一个亟待解决的问题。

为了解决上述问题,变化检测技术应运而生。所谓变化检测技术就是对不同时段的目标或现象状态发生的变化进行识别、分析的计算机图像处理系统,包括判断目标是否发生变化、确定发生变化的区域、鉴别变化的类别、评价变化的时间和空间分布模式。在遥感技术几十年的发展历程中,变化检测技术的研究成了各地专家学者研究的一个重要的课题。在计算机图形学、空间探测技术以及其他与遥感有关的诸多领域蓬勃发展的带动下,世界各地学者跨国、跨领域的交流合作下,基于遥感影像的变化检测技术迎来了一个高速发展时期。然而就目前的技术与设备而言,目前所采用的任何一种变化检测方法都具有其局限性。在下文中,我们将就各类方法的局限性与优越性进行讨论,了解其特点与所适用的领域。

1.2主流变化检测方法及优缺点

随着数十年来各国学者跨学科跨领域的合作交流,遥感相关学科的蓬勃发展,作为土地覆盖利用监测的关键技术的变化检测方法日益繁多。可以将遥感影像的配准方式以及变化检测的数据源作为划分依据,将目前主流的变化检测方法分为两大类、七种方法。第一类是先进行图像配准后变化检测的方法;第二类是变化检测与图像配准同步进行的方法。或者,可以按照是否需要进行实现分类作为划分依据,将变化检测方法划分为两类:即直接比较变化检测法、分类的变化检测法。

二、遥感技术在资源环境中的应用

2.1遥感技术应用于资源环境监测中的必要性

自第一次工业革命以来,经济发展与环境保护、资源开发和可持续发展之间的矛盾便已经存在,且受到世界经济的不断发展以及后续两次工业革命的影响,人与自然、人与资源的矛盾日益加剧。如何处理与社会发展相共生的资源匮乏以及环境恶化,成为人们不得不面对的一个问题。然而一直以来,两道天堑阻隔在资源环境问题处理的面前,即如何全面而快速地获取资源环境变化信息,以及如何高效高精度的处理这些数据。直到20世纪60年代,随着空间探测技术的发展以及大数据处理技术的日渐成熟,遥感技术进入了人们的视野之中。遥感技术以其观测的广域性、数据获取的综合性、资料采集与数据处理的高效性、处理结果的高精度性等优势成了现如今,局部乃至全球资源环境数据获取与处理的重要手段。

2.2遥感技术应用于资源环境的优越性

遥感技术对环境研究来说,其优越性可归纳为“高、远、多”。

高,遥感影像从高空对地面目标进行观测,所受的遮蔽少,视野开阔,观测范围大,鸟瞰全局,从而使遥感影像更加完备而全面的实现地面观测。

远,遥感技术能够不直接接触被测物体,远距离的获取地物的几何与物理信息,对目标地物及其所处的环境不造成干扰,使得获得的数据更加客观可靠。

多,包括多点位、多谱段、多时相、多高度的遥感影像和“多次增强”的遥感信息。

总的来说,遥感技术应用于环境资源中,可以为用户提供时空连续性的区域性同步信息。这些信息具有综合性、系统性与同时性,而这也恰恰是遥感技术区别于其他技术,在资源环境中的应用所具有的优越性。

2.3遥感技术在资源环境中的发展趋势

遥感影像获取技术方面,随着高性能新型传感器的研制开发水平的提高以及环境资源遥感对高精度遥感数据要求的提高,高空间和高光谱分辨率已是卫星遥感影像获取技术的总发展趋势。遥感技术在资源环境中的应用主要呈现以下五个大的发展的趋势:

2.3.1 遥感影像获取技术蓬勃发展

2.3.2 数据处理系统呈现高速性、大容量性和高精度性的特点

2.3.3 4S技术(GIS、GPS、RS、ES)技术呈现集成化、一体化的发展趋势

2.3.4 遥感信息模型与遥感信息处理方法的逐步发展完善

2.3.5 国家环境资源信息系统以及环境遥感应用系统的建立

可以预见的是,遥感技术在资源环境中的应用在未来的发展中,功能模块集成化、技术科学化、数据处理智能化、检测科学化等特点将更加明显。随着遥感技术以及相关学科的发展,在未来的生产生活中,遥感技术必将更加深入而广泛地应用于资源环境资料的获取与处理,以其独特的优越于生产生活。

3 遥感技术在气象学中的应用

3.1遥感技术应用于气象学的优越性与局限性

大气遥感作为遥感技术数十年间发展最为迅速的新兴学科,在大气科学中一直发挥着重要作用,是现今气象学的支柱学科之一。随着气象学的研究与发展,气象学对全球范围以及区域范围的大气特征的观测越来越强调其时空连续性。且由于气象学研究的主要对象无法直接接触,或直接接触难度大,遥感技术作为一种不直接接触被测物体,即可获得其物理几何特性的观测技术,显示出了其独特的魅力。另一方面大气物理学、近代电磁学、计算机及其相关学科的发展,传感器等硬件O施的完善,都进一步地推动了遥感技术在气象学中应用的深度与广度。

大气遥感是利用遥感器传感器所监测到的监测大气结构、状态及变化,不需要直接接触目标而进行区域性的跟踪测量,能够快速地进行污染源的定点定位,从而获得全面的综合信息得一门遥感技术。安置在遥感平台上的传感器通过对大气光谱特性的观测,可以将无法由遥感手段直接得到的各气体成分以及其他的各个物理量判读出来。遥感技术所用的探测波段广,可以根据不同大气成分的电磁波谱特性,选用合适的波段进行监测。同时,由于遥感平台上所搭载的传感器对于各种波谱的探测宽度与灵敏性远高于人眼,故可以探测到人眼无法识别的对象。遥感测量获得的原始影像能够给气象学研究提供更多的原始数据,而遥感影像的后续处理则能将所获取的大量数据转化成有益于气象研究的信息。

然而,受限于当前遥感技术的发展水平以及软硬件设备的技术条件,遥感应用于气象学中所获得的卫星云图分辨率有限,同时由于除观测对象外其他大气成分干扰,摄取的影响将会产生这样或那样的为误差,严重的影响测量精度,降低了遥感影像所获取的气象学资料的可靠性。

3.2遥感技术应用于气象学的几个实例

3.2.1有害气体的监测

有害气体通常指人为或自然条件下产生的二氧化硫、氟化物、乙烯、烟雾等对生物有机体有害的气体。但用遥感技术对大气中的某一成分进行观测时,我们往往不能直接对其进行观测。但是,@并不意味着遥感技术不适用于该类观测。我们可以利用所观测成分特定的电磁光谱特性间接地监测该成分的分布以及变化情况;或者我们可以通过观察这些不易直接观测的成分对其他地物的影响,以达到对目标成分追踪观测的目的。比如地表硫化面,酸雨对植物的腐蚀情况等等。

3.2.2城市热岛效应监测

城市热岛效应是城市中的空气温度高于城市周围郊区的温度,故形成了从城市流向郊区的一种环流。与有害气体监测相类似,城市热岛效应监测同样采用了间接监测的手段。我们知道到,植被覆盖率与植被覆盖种类和城市热岛效应的影响范围存在很强的相关性。通过比对城郊的植被变化,就可以得到城市热岛到效应的影响范围。当然,我们也可以通过直接比较不同时相的遥感热红外影像直接得到城市热岛效应的日/年变化规律。

4 遥感技术应用的一般流程总结

遥感技术应用的一般流程:

随着遥感技术应用领域的日益广阔,各个学科与遥感技术的联系逐渐加强,遥感技术的规范化、流程化成了大势所趋。如何建立一个普遍适用的大体操作流程,成了我们现在急需解决的问题,笔者根据平时所学以及汇总众多的资料,现提出自己的观点。

4.1利用遥感平台上的传感器对目标地物进行观测,实现数据的获取与输入。

4.2采集光谱特征,并依照光谱特征建立模型,并对模型进行评估,以此作为是否重建模型的依据。

4.3利用所建立的模型对采集到的数据进行处理,可分为三个流程:(1)建立数据处理流程;(2)选择各个环节所采用的数据处理方法;(3)输入所需处理数据并配置相关参数。

4.4获取处理后的数据,并对数据进行后续处理。

5 存在的问题及展望

5.1存在的问题

遥感技术经过数十年的发展,已经成为一个十分完善的学科体系,应用于生产生活的方方面面。然而,在现阶段的技术条件的限制下,遥感技术仍然需要面对一些技术上的挑战。

首先是遥感技术发展的过程中,尺度与角度的问题。由于用不同空间分辨率获取的图像间没有简单的平均或平分对关系。[16]传感器的分辨率与地物的辐射值并不满足线性相关。同时,由于传感器所接收到的辐射信号具有多源性和多时性,这就给数据的几何配准带来了不便。另一方面,虽然随着人工智能与计算机图形学技术的发展,遥感信息的提取效率越来越高。然而由于技术条件以及软硬件条件的限制,遥感信息的自动提取仍然是我们急需解决的问题。最后,随着时间维度的加入,遥感数据变得异常复杂。如何实现对四维数据进行同化,是我们不得不面对的问题。

5.2 对遥感未来的展望

遥感技术方兴未艾,即使是发展到现在,仍然有着巨大的发展潜力。无论是空间探测技术的进步,还是传感器的更新换代,都将极大地促进遥感技术的发展与繁荣。展望未来,我们可以发现遥感技术将呈现以下几个特点:

5.21随着传感器的更新换代以及遥感技术更高精度的要求,卫星遥感将呈现高分辨率、高精度的发展趋势。

5.2.2随着雷达技术的发展与广泛使用,各式雷达传感器的广泛使用,遥感技术走向全天候、全时段的新阶段。

5.2.3热红外遥感技术的大力推广使得遥感技术对于与地球表面热量有关的地物及其变化的监测进入了一个新的高度。

5.2.4 4s技术的发展使得遥感技术呈现集成化一体化的趋势。

5.2.5数字地球概念的提出,使得遥感技术与其他相关学科在全球层面上实现了一体化、系统化、联系化,构成了一个有机的整体网络。

结束语

自19世纪60年代遥感诞生之日起,数十年来,遥感技术在变换检测、资源环境信息获取与处理等诸多领域一直发挥着重要的作用。当然,任何技术都不是万能的,都有其局限性。然而遥感技术尽管经过了数十年的发展,但其应用前景依旧广阔。尤其是随着深空探测技术、图像处理技术、波谱分辨技术等相关领域学科的不断发展推进,遥感技术更是展现出来前所未有的生机,笔者限于所学知识有限,无法对遥感技术进行更深层次的专业化讨论,但我们相信,遥感技术的前景一定是务必广阔的。

参考文献:

[1]梅安新, 彭望, 秦其明, 等. 遥感导论[M].北京:高等教育出版社,2001.

[2]顾文俊,赵忠明, 王苓涓. 基于变化检测技术的城区建筑变化目标提取 [J].计算机工程与应用,2004 (1):198 200.

[3]吴芳,刘荣,田维春,曾政祥.遥感变化检测技术及其应用综述 [J] . 地理空间信息,2007,No.2604:57-60.

[4]吴芳,刘荣,田维春,曾政祥.遥感变化检测技术及其应用综述 [J] . 地理空间信息,2007,No.2604:57-60.

[5]施益强,陈崇成,陈玲. 遥感技术在环境资源中的应用进展与展望[J].国土资源遥感,2002,04:7-13.

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