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【关键词】:遥感技术;特性;应用
中图分类号:TJ8
文献标识码:C
文章编号:1002-6908(2008)0720095-01
前言
夜上海论坛 随着人类生存环境的变化和国际竞争的日益激烈,对自然资源、地理资源和太空资源的开发和争夺已经成为影响人类和民族发展进程的重要因素。遥感正是为了满足这样的需求所产生的一门综合性应用技术,它是以航空摄影技术为基础,在本世纪60年代初发展起来的一门新兴技术。经过几十年的发展,遥感技术已经从航空时代进入航天时代。由于遥感技术能够全面、立体、快速有效地探明地上和地下资源的分布情况,其效率之高是以前各种技术无法企及的。因此,遥感技术已成为一门实用的,先进的空间探测技术。伴随遥感技术在国民经济中发挥着越来越重要的作用,由此带来了新一轮遥感应用的热潮。现在,卫星应用覆盖了减灾、健康、环境监测、能源调查等,影响了人类生活的方方面面。因此,在许多领域,遥感对地观测技术有着无限光明的应用前景。
1.遥感技术的涵义
遥感是利用遥感器从空中来探测地面物体性质的,它根据不同物体对波谱产生不同响应的原理,识别地面上各类地物,具有遥远感知事物的意思。也就是利用地面上空的飞机、飞船、卫星等飞行物上的遥感器收集地面数据资料,并从中获取信息,经记录、传送、分析和判读来识别地物。
当前遥感形成了一个从地面到空中,乃至空间,从信息数据收集、处理到判读分析和应用,对全球进行探测和监测的多层次、多视角、多领域的观测体系,成为获取地球资源与环境信息的重要手段。
2.遥感技术主要特点
2.1可获取大范围数据资料。
遥感用航摄飞机飞行高度为10km左右,陆地卫星的卫星轨道高度达910km左右,从而,可及时获取大范围的信息。例如,一张陆地卫星图像,其覆盖面积可达3万多km2。这种展示宏观景象的图像,对地球资源和环境分析极为重要。
夜上海论坛 2.2获取信息的速度快,周期短。
由于卫星围绕地球运转,从而能及时获取所经地区的各种自然现象的最新资料,以便更新原有资料,或根据新旧资料变化进行动态监测,这是人工实地测量和航空摄影测量无法比拟的。例如,陆地卫星4、5,每16天可覆盖地球一遍,NOAA气象卫星每天能收到两次图像。Meteosat每30分钟获得同一地区的图像。
2.3获取信息受条件限制少。
在地球上有很多地方,自然条件极为恶劣,人类难以到达,如沙漠、沼泽、高山峻岭等。采用不受地面条件限制的遥感技术,特别是航天遥感可方便及时地获取各种宝贵资料。
2.4获取信息的手段多,信息量大。
根据不同的任务,遥感技术可选用不同波段和遥感仪器来获取信息。例如可采用可见光探测物体,也可采用紫外线,红外线和微波探测物体。利用不同波段对物体不同的穿透性,还可获取地物内部信息。例如,地面深层、水的下层,冰层下的水体,沙漠下面的地物特性等,微波波段还可以全天候的工作。
夜上海论坛 3.遥感技术的实际应用
夜上海论坛 3.1遥感技术在地质灾害中的应用
遥感技术应用于大面积的地质灾害调查,可达到及时、详细、准确且经济的目的。在不同地质地貌背景下能监测出地质灾害隐患区段,还能对突发性地质灾害进行实时或准实时的灾情调查、动态监测和损失评估。为此,我国设立了专门的“地质灾害遥感综合调查”课题,经过近20年的实践,已摸索了一套较为合理、有效的滑坡、泥石流等地质灾害遥感调查方法。在“5.12”汶川大地震的后续救援工作中,遥感技术就发挥了突出作用,第一时间提供了地质地貌变化情况,为政府作出正确决策提供了依据。
3.2遥感技术在生态环境中的应用
夜上海论坛 伴随着社会的进步和发展,气候变化、环境污染成为了人类世界所面临的发展瓶颈。遥感技术应用于宏观生态环境要素的监测,具有视野广阔、获取的信息量多、效率高、适应性强、可用于动态监测等众多优点,同时其技术方法成熟。为此,采用卫星遥感这一面向全球的先进技术,是环境科学研究的必要途径,它不仅可以为我们提供大面积、全天时、全天候的环境监测手段,更重要的是能够为我们提供常规环境监测手段难以获得的全球性的环境遥感数据,这些数据将成为我们进行环境监测、预报和科学研究不可缺少的基础。
夜上海论坛 遥感技术应用于环境监测上既可宏观观测空气、土壤、植被和水质状况,为环境保护提供决策依据,也可实时快速跟踪和监测突发环境污染事件的发生、发展,及时制定处理措施,减少污染造成的损失。其从空中对地表环境进行大面积同步连续监测,突破了以往从地面研究环境的局限性。
夜上海论坛 如赤潮遥感监测。1995年至1997年国家海洋局第二海洋研究所开展了“海洋水产养殖区赤潮监测及其短期预报试验研究”,该项目成功地监测和预报了1997年11月发生在广东沿海和1997年7月发生在浙江的赤潮。开创了国内赤潮卫星遥感实时监测和预测的先河。
夜上海论坛 3.3遥感技术在农业气象灾害中的应用
目前我国农业生产基础设施薄弱,抗灾能力差,对气象环境的依赖性很大。农业气象灾害对国民经济,特别是农业生产造成了极为不利的影响。利用遥感技术,可以绘制更加清晰、形象的气象图;进行气候资源监测评价;气象灾害评估;气象灾害预警、气候分析评价等等气象服务;建设基于遥感技术和地理信息系统(geographicinformationsystem)GIS支持下农业气象灾害监测系统开发;利用气象数据,结合GIS背景资料对危害区域、危险程度、受害作物面积进行分析、计算、评估,预测洪涝灾害的演进规律,提供受灾区域、受灾人口与损失估算报告,并根据已有的抗洪措施形成后期应急反应方案以及防灾系统建设方案。
夜上海论坛 3.4遥感技术在海洋渔业中的应用
夜上海论坛 近年来,海洋渔业遥感技术的研究和应用,受到国内外各渔业相关科研单位和大学的广泛关注和重视。遥感技术应用于海洋渔业,具有大面积观测和实时动态监测的优点,可以获取多种海洋环境要素信息,对预报渔场渔情信息是一种十分理想的手段。
3.5遥感技术在流行病学研究中的应用
遥感及其相关分析技术为流行病学研究开辟了新的途径。周晓农等人利用1989年与1995年两次全国血吸虫病抽样调查资料和我国黄河以南1∶100万数字化地图建立了我国钉螺分布的GIS,显示了我国不同地区血吸虫病的流行强度、分布范围、数据来源及时间等。
为应付未来突发,可利用遥感技术提供目标地区的流行病学疾病预测资料,以制订卫勤保障计划,保障部队战斗力。美国军方从1982年以来就运用遥感技术开展了大量研究,他们以降雨量和气温以及从LANDSAT-3MSS获取的数据为参数预测了菲律宾血吸虫病的流行区分布,并用来计算美军军事演习期间可能由于血吸虫病而导致的潜在伤亡数;另外还将遥感技术应用于战争时区别自然状态的疾病暴发与由于使用生物战剂引起的疾病暴发的研究。
结束语
综上所述,随着技术方法与手段的日臻完善,遥感技术必将在更多的行业和领域发挥重要作用,从而进一步影响我们的工作和生活。
参考文献
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夜上海论坛 [4]周金星.山洪泥石流灾害预报预警技术述评,山地学报,2001(19).
包兰铁路属于京兰通道中一条十分重要的组成路段,在我国铁路交通枢纽中扮演着十分重要的角色。现阶段,包兰铁路的运量已处于超饱和状况,对这一路段的城市经济发展造成了一定的不良影响。为了解决这一现状,我国铁道部提出了一系列有关改建包兰线的工程项目。改建后的包兰线正线里程可达到469.305km,跨越宁夏、甘肃两省。改建线路计划通过区域的地貌特征复杂,包括黄河冲积平原、山间和山前冲洪积平原区、地中山区等;线路构造体系自北朝南,地质构造十分复杂,包括祁吕贺山字型构造体系之银川断陷盆地、贺兰山褶皱带等。
夜上海论坛 2遥感信息源的选择和处理
地质灾害体解译对空间分辨率、影像饱和度和地物相互反差等有着十分高的要求,通过对主成分进行融合、变换,可充分展现上述细节,便于其在原有图像的条件上,不仅留存多光谱图像信息,还能提升空间分辨率。通过已收集的DEM数据,可在指定模块下将DOM影像图纹理叠加至三维地形模型,得出相应的立体模型,从而从各个方面对解译进行辅助。
3主要地质灾害分析
3.1盐渍土可
夜上海论坛 通过结合地物反射波普的特点采集盐渍土的灾害信息。经对相关非遥感采集信息的结合利用,包括植被生长情形、地表盐霜盐斑位置和土壤特征等,并结合10.0%遥感图斑抽样现场验证,评价精度可达到90.0%的标准。
3.2泥石流
泥石流堆积位置大多处于沟口,以扇形较为多见。遥感得到的影像色调呈浅灰、灰白。可通过堆积物的特点、堆积物与沟谷的相对位置评定泥石流的类型。
3.3崩塌
在遥感技术所呈现的影像中,不同的崩塌陡崖所表现出的影像的色调深浅不一。在陡崖下端位置可见色调较浅的锥形地质构造,存在粗糙感或表现为花斑状锥形,崩塌体堆积为浅色调,表现为锥状。
3.4滑坡
夜上海论坛 大部分滑坡表现为围椅形状,滑坡体下端位置在土体挤压的作用下可能产生不平整的地质结构;滑坡滑体前缘表现为舌形,一些滑坡表层会存在翻滚的情况,进而形成反向坡地貌。
4应对地质灾害的建议
4.1盐渍建
夜上海论坛 包兰线盐渍土的项目多位于平罗至武口、惠农至银川等区域。在地势低洼的影响下,水位贮藏于较浅的地下,水流不畅,地表出现强烈的蒸发现象,导致地表出现盐渍化,大范围产生盐壳、盐霜。面对盐渍土地质灾害,应选取当地含盐的土壤填筑,主要构建加隔断层和建造持久的排碱沟。
4.2泥石流
包兰线发育的泥石流有20多处,大多分布于山前冲洪积平原区、香山山脉北线等位置,泥石流多呈沟谷型线性特征,形成原因为水动力,有着明显的流通区、形成区和堆积区。如果发生水源的制约,即可能引发改建包兰线泥石流,则应在铁路各个泥石流沟线路搭建桥梁,尽可能地降低对拟建铁路建成后造成的危害。
夜上海论坛 4.3崩塌包兰线的崩塌
夜上海论坛 地质灾害大多位于甘肃段至兰州东站,这条线路存在不稳定斜坡,地层由第四系上更新统风积黄土构成,植被不繁茂,在雨水持续作用力的影响下,极易出现崩塌现象。由于该地段软质地层受到自然风化的作用,缺乏足够的抗剪强度,进而在一定程度上为滑面的产生创造了地质结构基础。在改建包兰线的过程中,如果遇到坡度大的地质不良段,则建议开展削坡、固坡等相应处理。
夜上海论坛 4.4滑坡包兰线发生过多次滑坡
夜上海论坛 滑坡的主要类型包括松散堆积层滑坡和顺层基岩滑坡,上覆的第四系碎石土、砂岩、粉质黏土和含碎石粉质黏土通常会构成崩滑带,下伏泥岩、砂质泥岩,具有透水性差的特征,在水的作用下,往往会泥化、软化,进而产生软弱夹层,这在一定程度上为滑面的产生创造了地质结构基础。对于处在隧道出口处的浅层滑坡,会受施工影响变得更严重,因此,建议应选取中桥构筑开展隧道出口施工。
5结束语
任何生产建设工程项目的安排,都应首先查明该地区的水文地质条件。在水文地质勘查的各个阶段,充分运用航空相片、卫星图像的解译和其它遥感手段,使我们能更准确地掌握该地区地下水形成、贮存、运动特征、水质、水量的变化规律,为地下水利用和排除措施的制订,提供水文地质依据。
夜上海论坛 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
夜上海论坛 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。
夜上海论坛 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
夜上海论坛 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
夜上海论坛 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。
三结语