高光譜遙感技術現狀

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高光譜遙感技術現狀范文第1篇

關鍵詞：遙感技術；國土資源管理；土地資源調查；礦產資源監測調查

中圖分類號：S-1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-0432（2011）-09-0061-2

0 引言

隨著遙感技術的發展，更多的方面和領域通過利用遙感技術中高分辨率衛星數據，對土地利用情況、土地執法、土地變更等問題進行深入調查，在國土資源管理問題方面發揮出巨大的作用，隨著科學技術的發展和遙感技術的深入運用，遙感技術已經能夠應用到土地資源調查評價領域,并具有十分廣闊的應用前景。

1 遙感技術在國土資源管理中的應用現狀

遙感技術最初一般應用于遙感地質填圖,隨著技術的發展，其應用領域逐漸拓展到地質環境調監測、礦產資源開發以及地質災害預警等眾多領域,尤其是在國土資源管理中的應用，已經開始處在無法替代的地位,有效地為國土資源的管理規劃、礦產秩序管理和有效利用、地質災害防治和礦產勘察提供了強大的技術動力。

1.1 土地資源調查監測中遙感技術的具體應用

作為一種獲得信息的有效方式，遙感技術的信息量豐富、信息獲取周期短，并具有多光譜的特性，所以，它在我國的土地資源調查當中有著十分重要的作用。20世紀80年代，MSS衛星遙感數據采集技術便開始應用于全國土地概查工作當中；80年代后期,原國家土地管理局應用航空遙感技術開展了全國絕大多數地區1：1萬土地利用現狀調查。90年代初，全國縣級土地詳查工作也在遙感技術的支持下展開，進入新世紀以來，大量新設備、新技術，諸如QuickBird,IKONOS,SPOT-5等高分辨率、多時段衛星數據開始廣泛應用于土地資源的調查監測當中，在全面展開利用動態遙感進行土地監測工作的前提下，逐步建立了全國的土地遙感監測體系。

所以，近些年來，遙感技術在國土資源管理中的應用已朝著標準化、規模化的方向發展。而隨著科學技術的發展，各級政府也逐漸開始順應形勢，頒布了《土地利用現狀調查技術規程》《土地利用動態遙感監測規程》《SPOT2.5m數字正射影像圖制作技術規定》等標準規程，2005年，國土資源部承擔了國家“863”課題“規模化高效土地資源遙感業務運行系統”建設，開展了高分辨率遙感影像數據處理、土地利用信息自動提取等各種遙感高端技術的研究；2007年，第二次全國土地調查利用了大量的技術方法和技術路線，使遙感技術得到了廣泛的應用和發展。

1.2 在地質環境調查與地質災害監測中遙感技術的應用

現代遙感技術的進步和發展，對環境監測、地質災害監測的研究提供了嶄新的道路。在地質災害，諸如地震、滑坡、泥石流等的調查研究中,遙感技術的優勢和作用被充分發揮，在1976年唐山地震的救災工作時，我們利用機載遙感資料進行震后相應的救災工作，而且利用高科技的1：1萬航片制定了相應的震害圖，在唐山地震的營救中起到了重要的作用，有效提升救災工作效率，能夠節省時間和資金的耗費，更加真實客觀地反映了災害地區的受災狀況。

除此之外，在2008年汶川大地震中，遙感影像技術也被利用于有效提取并分析活動性線性構造及環形構造信息，從而獲取汶川地區地面斷裂、冒沙和位移等各種地貌的直觀畫面和直觀情況分析,從構造規模、地質活動程度等各個方面有效分析出余震發生的種種情況及其危害程度,評估災害造成的損失情況，并且《汶川地震災害地圖集》的出版，也是以遙感技術所獲得的各項資料為依據而制作的。此外,通過對不同時間遙感資料進行對比，可以了解容易發生震后滑坡、泥石流等地質不穩定的地區，幫助進行相應的預測和分析，充分地了解已發生各種地質災害地區地質的破壞程度，做好防震救災工作。

1.3 在礦產資源調查、開發利用監測中遙感技術的應用

高光譜遙感一般利用搭載于航空或航天平臺上的成像光譜儀監測各類地物的光譜特性,取得相應的圖譜合一的信息。所以，它被充分地利用到礦產資源調查、開發和利用的各類監測活動，為其提供了技術支持和發展空間。

隨著AIS-1的出現，遙感技術在地質方面的應用由多光譜的定性描述向高光譜定量物質組成鑒別進行技術跨越，至此，我國高光譜礦物填圖技術逐步開始應用到地表巖石、礦物的具體識別與填圖當中。20世紀90年代開始,國土資源部利用遙感技術對多個礦產資源進行了開發和監測，基本查明了進行監測的區域各類礦種能夠進行開采的具置、廢棄物分布狀況等，并方便進行各類執法活動，經過多年的實踐，各類與礦產資源開發有關的遙感技術已經有了很大發展，為礦產資源開發活動能夠長期有效地進行奠定了堅實的基礎。

2 遙感技術應用中存在的種種問題

2.1 數據資源不夠豐富

多時相、高分辨率的遙感信息資源在國土資源管理工作當中顯得尤其重要，雖然它已經在各方面有很大的提高，但是，由于科技和資金等問題的限制，高質量、高水平的遙感數據的衛星源卻很少。在國內現在雖然有“遙感三號”、“遙感四號”等能夠有效用于國土資源的管理工作，但這些衛星分辨率具有相對較低、成像周期長等缺點，所以不能完全滿足國土資源管理工作的各類需求。因此，我國一般從國外購買相應的遙感數據和遙感資料，因此，高質量遙感數據資源十分珍貴，我國自主獲取高質量、高水平的遙感影像數據源的各種手段還有待進一步拓展和提升，才能獲得更好的遙感資料。

2.2 遙感技術實力薄弱，高分辨率遙感影像的信息自動化水平不高

目前，遙感技術能夠對中分辨率遙感數據進行十分成熟的科學研究。而目前土地利用遙感監測必須在充分滿足管理和生產需要的前提下進行，但目前基于紋理的分類和信息提取技術仍然不能滿足要求，高分辨率遙感影像的信息自動化水平不高。

3 遙感技術在未來的國土資源管理中的發展狀況

作為一項新的技術手段，隨著科學技術的發展以及各類數據庫資源的有效利用，遙感技術在國土資源管理中的應用向更深層次和更廣泛的空間發展。

3.1 土地利用調查與監測方面遙感技術的利用前景

一般來說，國土資源部每年對全國50萬人口以上城市的土地利用情況進行相應的監測工作。但近些年來，隨著對國土資源管理工作的需要，許多省市進行監測的時間間隔越來越短。隨著管理工作的需要和科技的發展，遙感技術的各類特征和優勢，十分有利于相應工作的開展，所以，一些地級市為了更好地進行國土管理工作，也開始進行相應的監測工作,其趨勢是省級監測的時間間隔將會越來越短，地級市進行監測的次數越來越多。

近年來，隨著遙感技術調查工作的順利開展和進行，幫助國土資源管理部門和各級政府基本實現了遙感監測技術在國土資源管理中的產業化經營和應用。但由于種種限制，在天氣狀況不好的情況下,常用的遙感影像數據技術對于數據和資料的獲取有著很大的缺陷性和局限性，不能準確地獲取國土利用問題的各類資料，所以，隨著科學技術的發展和提高，遙感技術需要避免惡劣天氣所帶來的種種影響，使其具有全天候穿透能力等優勢，這樣將會在未來的土地利用和調查中充分發揮其重要作用和價值。

3.2 資源開發和管理方面遙感技術的利用前景

利用高光譜遙感技術光譜信息層次豐富、波段窄、分辨率高等優勢，能夠做到反復演示某些指示礦物的豐度，將使遙感技術能夠更好地利用在各種礦產資源的開發管理和監測方面，成為地質及礦產資源找礦、監測等方面的重要技術手段。

3.3 地質環境調查與地質災害監測方面遙感技術的利用前景

遙感技術應用于地質環境調查與地質災害監測具有不可代替的優勢，針對目標區域的特點，利用遙感技術，可以對目標區域的地質環境和地質災害進行監測，而且遙感技術應用于地質災害監測逐步從定性化向定量化發展，并可逐步應用于地震前期的監測，今后，利用遙感技術研究地質災害，一般需要在使用衛星系統的基礎下，以航空、地面等多種監測為主要的手段，進行全天候、多時相的連續觀測，從而達到事半功倍的效果和作用。

4 結語

在利用國土資源遙感的發展方向就是要做好調查與分析研究的結合、遙感技術與常規方法的結合,才能取得更好的效果。隨著地理信息系統的廣泛運用和計算機技術的日益推廣，在國土資源管理工作中有效利用遙感技術不僅有著很強的可行性，而且也有著很強的實踐性，這在很大程度上一定會為國土資源管理帶來革命性的進步。

參考文獻

[1] 楊承蕊,張和生.遙感技術在我國土地利用調查中的應用[J].科技情報開發與經濟,2008,(01).

[2] 丁建華,肖克炎.遙感技術在我國礦產資源預測評價中的應用[J].地球物理學進展,2006,(02).

[3] 謝慧芬.遙感技術在地質災害監測和治理中的應用[J].測繪與空間地理信息,2011,(03).

[4] 王文卿.遙感技術在國土資源管理中的應用現狀及前景[J].測繪通報,2009,(6).

高光譜遙感技術現狀范文第2篇

【關鍵詞】遙感技術；國土資源管理；應用

0 前言

近年來我國利用遙感技術獲得了技術上的突破和成功，以快速的提取了土地地質構造信息和地質礦物勘察開采等問題數據的同時及時的預警了地質災害的發生和監控，遙感技術對國土資源管理有著重要意義。

1 遙感技術

（1）遙感技術在我國土地資源調查中，獲取了大量豐富的信息，利用遙感技術，建立起了一個完整的國土管理數據庫，是為了對土地的范圍和土地的位置進行了實時的了解，同時為了快捷的調查土地的變更工作而建設，對于最終結果的上報有著完整的匯總和整理。利用遙感技術合理的規劃了我國農田建設，可以及時的調整和方式不合理利用農田的現象，從而進行合理的利用和評估監測。

（2）遙感技術在地質災害上作用發揮極大，完美的預警和監測了地質災害的發生，利用遙感技術的地理空間數據，對可能發生的一切災害區域進行時刻監測其分布、規律、形成原因、發育特點和這次災害的危害性與影響因素，從而進行有目的的監測后續災害發生的走勢，這是中國從地震儀中又一次尋找到了可以預測地震前兆從而發起短期預報的手段，在今后的遙感技術會更多的使用在地質監測上，用衛星和地面勘察中減輕地質災害的擴大性從而降低了人民的損失，在一年的時間里面規避了近1000起地質災害，同時在唐山大地震和汶川大地震中，利用遙感技術獲取地面的各種直觀信息對后續的救援的展開和可能出現的危險信息進行了識別，從而有效維護了人民的生命和財產安全，取得社會的認同和經濟損失的降低。

（3）遙感技術有著對地質礦物資源采集和勘探上有著極大的作用，通過航空平臺上的成像光譜儀器，提起到各個物質的光譜特性，從而有計劃的勘察和開采，利用遙感技術從1990念叨現在國土資源部門完成了13個省會與自治區的19個重點礦產和礦區的有效調查和采集，實現了對10000平方千米的土地調查監測，基本明確了不同監測去不同礦物的位置所在，從而明確開采區分布的有效管理。[1]在礦產資源開發管理上，高光譜遙感技術的產生和發展使遙感技術在礦物質資源的勘探上作出了貢獻，利用成像光譜實現地物空間的信息、輻射信息、光譜信息的采集和規劃，結合遙感的找圖圖鑒和豐富的地理紋理信息，從而合理科學的尋找和開發礦物質資源。

（4）遙感技術作為一種高效獲取信息的手段，其中信息量的豐厚和全天候，信息獲取快的優勢在我國廣泛被應用，在1980年我國利用了衛星遙感數據開展了全國的土地調查工作用，1990年代后，國家土地管理局應用航空航天遙感技術技術分布了我國了絕大多數地區比率近乎1：1萬的現狀可以隨時調查。[2]在1983年第一臺成像光譜儀的問世，意味著我國處理掉了遙感科學的一個重大矛盾，是遙感技術的真正革新。從而實現了多光譜定性描述，高光譜定位的遙感地質作用。

（5）國土資源部分每年都要對全國重點人口集中城市，地區進行土地利用監測，從而進行分土地的利用合理性，從而可以快捷迅速的獲得地面的信息，保證了工作的展開和快捷方便，在我國的土地資源遙感調查監測藝術已經取得了重大成果，實現了遙感技術在國土資源管理的產業化應用，在復雜的天氣中，遙感技術依舊可以對地形復雜的山脈地區獲得準確的數據，從而監測和實地考察，SAR遙感技術不僅不會受到氣候的影響，還有全天監視的能力優勢，為土地利用應用調查作出了貢獻。

（6）現代遙感技術已經和常規技術相互結合，提高了遙感信息獲取技術的便捷，在過去資源中我們發現，遙感的發展上，我們要把技術和方法結合，創新突破自身的信息提取效果，從而實現高速、高準的處理信息。這時候我們要解決他的局限性，身為過去資源的信息提取手段，要采取自動化的提取信息，從而完善應用。

（7）在日常生活中，遙感技術中的GPS也讓我們生活出現了極大的便捷，從而讓國家對我們某個地區的實時監控也是十分便利，完成了全覆蓋的體系，對于我國的礦產資源開發以及我國的礦物質情況以及社會化服務奠定了大量基礎。

2 遙感的發展

遙感技術有著信息豐富、時效性強、巨大的宏觀性等優勢，通過GPS技術中可以準確預

測地質災害，并且可以借助遙感技術對地質災害的發生變化趨勢進行準確反映，同時還能預見地質災害的發生。并實現對地質災害進行快速調查，保證搶救工作的及時性，則需要遙感測繪技術的幫助。

（1）研究繼承“3S”，促成一體化RS，GIS和GPS的關系互動，讓他們在相互依存中快速發展，只有保證了GIS的網絡空間的多維性方向發展，再由RS技術在朝著數據獲取多平臺、多穿觀其等進行數據自動發現上發展，隨著GPS衛星系統定位的完善，GPS的服務已經越來越精準快則，3s技術在各自發展的同時也一直在進行內部融合，RS和GPS像GIS提供和更新區域信息以及空間定位，同時GIS也做出相應的空間處理分析，從而讓RS和GPS進行有效的數據提煉，然后進行整理和使用，3S技術的一體化對于我國的國土資源管理方面有著廣闊的發展前景，為國土管理部門的合理規劃、管理、利用和保護以及地質的災害防治和地質礦產的勘察都是有力的技術支撐。

（2）國土資源部門要發展融合現有的技術，提高技術水平，建議一個完整獨立的數據資源，從而可以去的良好的信息提取效果，在我現在“遙感三號”和“遙感四號”等系列衛星提供的數據源中，不能快速的滿足國土資源管理的需要，在國外，一套完成的遙感數據的買斷價格太高，所以我們只能發展自身水平來滿足遙感數據的完善，遙感數據的完善有著重要意義，預示著我國遙感系統的自動化水平，以及方便國土安全調整和工作的應用。

3 結語

在我們日常生活中，GPS的存在極大的便捷了我們的生活，同時近幾年在地理信息系統的影響力在擴大，計算機技術的不停完善，遙感技術大大支持了我國國土資源建設，這個意義是巨大的，我們要有規劃性的管理，保護和合理利用我們現有的資源，隨著遙感技術的不斷成長和更新，國土資源管理將帶來革命性的進步。

【參考文獻】

高光譜遙感技術現狀范文第3篇

關鍵詞 地質礦產勘測；高科技技術；應用研究

中圖分類號P5 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）114-0126-02

地質礦產勘測技術發展至今，已經有非常久的歷史了，勘測技術也可以說是各式各樣，伴隨著我國經濟的迅猛發展，工業領域對礦產資源的需求量越來越大，而我們要更加注重的就是要把傳統的勘測技術與現代的先進的新型勘測技術相結合，以提高礦產的勘測工作效率，進而促進我國經濟的發展。

1 中國地質礦產勘測的現狀

我國是一個地大物博的國家，總的礦產儲備量居全世界前幾位，其中有些礦產的儲備量更是居世界第一位，可是我國的人口基數大，人均礦產資源的占有率低于世界平均水平，并且礦產的使用率不高，造成了資源的浪費，這也就加劇了我國對于礦產的迫切需求。自建國以后，我國的礦產勘測技術突飛猛進，為我國的經濟建設做出了卓越的貢獻。不過，我們應該清醒的認識到，雖然我國的礦產儲備量很高，但是還有個別種類的礦產資源滿足不了我國的經濟建設需求，仍需要從外國進口，這就要求我們要不斷的改進勘測技術，使用高科技技術，找到更多的礦產資源。

2 新形勢下高科技在地質礦產勘測中的應用

2.1 GPS在地質礦產勘測中的應用

2.1.1 GPS含義和原理

全球定位系統（英語：Global Positioning System）通稱GPS，它是一個中距離的原型軌道衛星導航系統，可以為地球表面的絕大部分地區提供準確的定位、測速和高精度的時間標準。該系統包括太空中的24顆GPS衛星；地面上1個主控站、3個數據注入站和5個監測站及作為用戶端的GPS接收機。它需要各個部分的協調工作，才能確保定位的準確從而獲得比較精確地數據。

GPS的工作原理，是對衛星所發出的信號進行處理和匯總，將匯總的數據和信息進行整合，最后對正確的空間位置進行定位。DPS技術應用于全球各個領域，尤其對于地質的勘測有極大的幫助，它具有一定的定位功能，發出的信號和提供的數據具有實時性。GPS對于外界的干擾具有很好的抵制作用，抗干擾能力強，而且對于數據具有保密的功能。GPS主要由九個部分組成，分別是五個監控站、三個注入站和一個主控站。主控站主要是對衛星發出的信號和數據進行分析和整合，然后傳輸到注入站，注入站再將這些信息和數據輸送到存儲器中，然后GPS將定位的結果呈現出來。

2.2 GPS在地質礦產勘測工作中的具體應用步驟

2.2.1 GPS進行野外采集的準備工作

首先將GPS進行初始化，使GPS不留原始的數據，這樣才能更準確地定位。在初始化完成后，相關的工作人員要建立橫向和縱向的測量系統，在用GPS進行定位時，最好使用兩臺或兩臺以上的GPS，以其中的一臺作為基準，另外兩臺作為數據的參考，找出這三臺GPS在定位中存在的誤差，最后綜合這三臺GPS的定位狀況，做出合理分析，得出最終的結論。需要注意的是，在進行野外定位之前，需要對每一臺GPS進行初始化設定，從而使三臺GPS達到同步的標準。

2.2.2 對GPS野外站點進行位置的選擇

通常進行地質勘測的地區都位于山區，山區的樹木茂盛，通視條件一般都比較差，于是，在進行野外站點的選擇時，要根據當地的實際狀況，盡量選擇通視條件較好，視野相對開闊的地方，這樣有利于衛星對當地數據的收集，提高GPS定位的精確度。

2.2.3 GPS野外站點的數據采集工作

GPS在進行數據采集的時候，數據的精確度受到衛星的高度、當地對衛星干擾的大小等方面的影響。所以，在信息采集的時候，要保持衛星信號的良好，進行數據采集時要保持15分鐘以上，根據距離的長度，相應的增加數據采集的時間。如在定位的距離大于5000時，數據的采集工作要持續30分鐘以上。如果定位的距離大于10千米時，數據采集工作要持續45分鐘以上。

2.2.4 GPS對觀測到的數據進行處理

將三臺GPS所收集的數據進行整合，得出最準確的數據信息。在進行結算的時候，各項數據都要進行準確的輸入，否則都會使整個地質勘測工作無法正常的運行，數據要保留小數點后的四位，盡量地提高數據結算的精確度。

2.3 遙感技術在地質勘測工作中的應用

2.3.1 遙感技術對礦產資源的識別作用

巖石的類別和組成成分是礦物質形成的基礎條件，遙感通過對一類巖石的類型和組成成分進行分析，進行數據的整合，發現巖石中是否有礦物質或預測這類巖石是否有成礦的可能性。遙感技術對巖石類別的識別主要通過圖像的增強效果、圖像的變換和進行圖像分析的方法，通過增強巖石在圖像中的色調、顏色和紋理，從而更清晰地觀察巖石的類別。遙感技術在礦產勘測的工作中發揮著重要的作用。

遙感技術對巖石類型的識別主要依靠光譜和空間特征的差異，高光譜下的遙感技術具有分辨率高、數據精確等特點，近年來被廣泛應用于地質礦產的勘測工作。高光譜的遙感可以有效地區分巖石的含礦量，提高礦產勘測的效率。

2.3.2 遙感技術在礦產勘測工作中可以提供礦化蝕變信息

巖石蝕變信息的收集與提取是礦產勘測工作中的一項重要內容，巖石蝕變的類別與巖石的化學成分、相關的礦床類別是密切相關的、巖石蝕變的范圍通常大于巖石礦化的范圍，因此，巖石蝕變可作為礦產勘探一個重要方法，有助于進行礦產的勘測工作。

巖石蝕變時，其在種類、顏色、結構等方面與其他周圍的巖石具有一定的差別，這些差別用遙感技術鑒別時體現出光譜的差異。光譜的差異為遙感技術提取礦物信息提供了有力的保障，因此，可以通過遙感技術進行礦產的勘測工作。

2.3.3 遙感技術對地質構造信息的提取

遙感技術對地質構造信息的提取是礦產勘測工作中的一項重要內容。通過礦產專家的多年實踐，礦化蝕變帶是有規律可循的，它總是沿著一定地質構造分布。遙感技術對地質構造信息的獲取主要呈現出線性的影像和環行的影像，根據不同的成礦條件，可以得出不同的成礦信息。

有些巖石區域的成礦紋理比較模糊，遙感技術使巖石的線性行跡、紋理等信息變得清晰，通過遙感技術對呈現的影像進行相關的處理，如增強邊緣的線條、通過比值的分析，使構造的輪廓清晰地展現出來。遙感技術通過對線性和環行的影像進行分析和統計，確定礦物的構造和分布情況，確定礦產分布的規律，對地質礦產的勘測工作具有重要意義。

4 結論

20世紀以來，一系列高科技技術已經被廣泛的應用于地質礦產勘測的工作中，新技術、新理念的應用大大提高了地質礦物勘測工作的效率，擴大了礦產資源的開采。加強礦產資源的勘測與開發，獲取更多的礦產勘測信息，需要更精準的高科技技術的支持。

參考文獻

高光譜遙感技術現狀范文第4篇

關鍵詞：高光譜遙感；教學內容；實踐教學

Teaching Content Arrangement and Discussion on Hyperspectral Remote Sensing

SONG Yan, TIAN Yugang

（College of Information Engineering, China University of Geosciences, Wuhan 430074,China）

Abstract: According to training requirements in remote sensing and technology, a proper teaching book, teaching content arrangement and practice course were made and discussed.

Key words: hyperspectral remote sensing; teaching content; practice course

中國地質大學（武漢）信息工程學院遙感科學與技術專業于2006年正式成立，該專業的培養目標是：培養具有良好的職業道德，掌握遙感科學、地理信息及計算機科學的基礎理論、知識和技能，能結合計算機技術、地理信息技術在國土資源遙感、城市規劃、地質工程、環境監測、海洋勘查等領域從事遙感信息獲取、處理與分析，及有關遙感信息工程建設與應用的專門高級技術人才。

為了完成其培養目標，在本科生大三下學期開設高光譜遙感課。通過該課程的學習，使學生對高光譜遙感原理具有清晰地認識，掌握高光譜的基本分析方法，培養他們運用高光譜原理和分析方法解決實際問題的能力。依據課程目標，筆者結合近兩年在課程教學中的實踐經驗，提出高光譜遙感課程的本科生教學內容和實踐教學環節的設計，希望能拋磚引玉與同行們共同探討。

1 課程設置簡介

高光譜遙感課程共32學時，先修課程主要有：遙感概論、遙感物理、數字攝影測量、遙感圖像處理、遙感圖像解譯、遙感應用模型。在課程教學過程中，共安排20課時的課堂教學，12課時的上機實習操作。

2 教材選擇

優秀的教材可以幫助學生完整的掌握課程內容，近年，隨著遙感定量化應用的不斷發展，高光譜遙感方面的專著逐漸增多。目前已出版的高光譜遙感書籍主要有：中科院遙感所的童慶禧院士、張兵教授等編寫的《高光譜遙感:原理技術與應用》以及《高光譜遙感的多學科應用》、武漢大學張良培教授等編寫的《高光譜遙感》、浦瑞良教授等編寫的《高光譜遙感及其應用》。經過比較發現和分析，上述書籍均對高光譜的原理、基本處理手段以及應用方面均有介紹。其中，童慶禧院士編寫的書籍理論較深，更適合用于對研究生的教學，浦瑞良教授編寫的書籍分為不同的專題介紹高光譜的應用情況，更適合對科研人員作為參考。針對本科教學的目標以及本科生的專業基礎，選擇張良培、張立福撰寫的《高光譜遙感》作為課程教材，并將童慶禧院士、浦瑞良教授編寫的書籍作為主要參考書目。

3 教學內容

在授課過程中，以高光譜遙感數據的獲取、處理和應用為線索[1]，設計如下的教學內容。

3.1 高光譜遙感簡介

在回顧電磁波、電磁輻射等遙感的理論基礎后，重點闡述高光譜遙感的定義、特點，通過分析多光譜遙感與高光譜遙感對同一地物的光譜曲線，加深學生對高光譜遙感的認識。分析目前主要的高光譜遙感傳感器及其成像參數，并大致介紹高光譜遙感在國內外的應用情況。最后依據高光譜遙感傳感器的特點，提出本課程的整體理論框架，給學生們清晰地認識。

3.2 光譜重建與幾何校正

地物光譜數據的獲取儀器及獲取步驟，并分析地物的光譜特性，并列出國內外常用的光譜庫。介紹輻射誤差的概念，并依輻射誤差產生的原因分別介紹傳感器定標、大氣校正以及地形校正的理論和方法[1]。在介紹高光譜遙感的輻射校正方法基礎上，介紹高光譜遙感數據的幾何校正方法[2]。這部分的重點內容有：野外光譜儀的使用步驟，高光譜數據大氣輻射校正方法以及幾何校正方法。難點內容在于，高光譜數據的大氣輻射校正方法。

3.3 高光譜遙感數據的處理方法

從Hughes現象入手，分析高光譜遙感影像特征提取與選擇的必要性，而后分別介紹光譜的特征選擇與提取、光譜匹配、光譜微分等技術。在光譜的特征選擇與提取方面著重介紹，包絡線去除法、光譜形態學分析方法（光譜梯度與坡度、光譜吸收參數等）、光譜相關性分析方法、MNF變換、PCA變換、光譜距離統計。這部分的重點內容在于，讓學生理解高光譜遙感數據特征提取與選擇的必要性，掌握常用的包絡線去除法、MNF變換、PCA變換等方法、難點在于，通過理論的學習能夠運用相關理論完成高光譜遙感數據特征提取與選擇。

3.4 混合像元分解原理與方法

混合像元問題是遙感數據中不可避免的問題，本部分主要介紹遙感影像里混合像元形成機理，混合像元的物理、數學和幾何模型，混合像元分解的步驟，混合像元分解中如何提取純凈像元。重點在于讓學生對混合像元問題有清晰地認識，明確遙感影像中的“純凈”像元和“混合”像元的區別，在理解線性混合像元分解模型的物理、數學與幾何模型的基礎上，掌握線性混合分解方法的原理。難點在于學習并理解如何運用“沙漏模型”提取純凈像元的理論和方法。

3.5 高光譜遙感圖像分類

介紹了高光譜遙感圖像的分類方法，包括使用傳統的監督分類、非監督分類的各種方法，以及一些針對高光譜數據的分類方法，例如自組織特征映射神經元網絡的分類方法。結合高光譜遙感特征提取與選擇方法，混合像元分解原理與方法，讓學生掌握完整的高光譜遙感分類流程。重點內容在于理解并掌握高光譜遙感圖像分類與多光譜遙感圖像分類的相似點與不同點，難點在于掌握并理解自組織特征映射神經元網絡的分類方法。

3.6 高光譜遙感的應用

重點介紹了高光譜遙感技術在地質方面的應用實例。運用前面所學習的相關理論和分析方法，重點介紹地質遙感領域高光譜遙感礦物填圖方法，讓學生能夠完整掌握整體的分析方法。

4 實踐教學環節設計

為了增強學生理論聯系實際的能力，配合上述授課內容，參考相關軟件的教程[3],為學生設計了四次實習內容。四次實習具體內容分別是：

第一次實習安排在第一章高光譜遙感簡介授課內容結束后。 實習主要內容為讓學生認識高光譜數據；實習方法為運用遙感的ENVI軟件、AVIRIS的高光譜數據、JPL光譜庫以及USGS 光譜庫使學生們對高光譜數據以及常用光譜庫有感性認識，并學習如何運用影像的光譜曲線選擇彩色合成波段，對高光譜數據加以顯示。

第二次實習安排在第二章光譜重建與幾何校正授課內容完畢后。實習主要內容為：高光譜大氣校正以及光譜特征分析；主要任務是練習如何運用FLAASH模型對高光譜遙感影像進行大氣校正的方法。此外，安排學生進一步熟悉高光譜數據的特性，并進行光譜分析，主要運用包絡線去除、ENVI的光譜角制圖以及光譜特征擬合（Spectral Feature Fitting）兩種方法從影像中辨認礦物。通過實習幫助學生了解光譜特征提取與分析對于高光譜數據的重要性。

第三次實習安排在第四章內容授課結束后。實習主要內容為純凈像元提取；主要實習任務是運用MNF變換后的波段以及散點圖工具提取端元、運用MNF變換后的波段以及純凈像元指數工具以及N維可視化儀提取端元、運用提取的端元進行分類和制圖。通過實習，讓學生掌握高光譜數據中純凈像元的提取方法，并運用所提取的純凈像元進行混合像元的分解。

第四次實習安排在高光譜遙感的應用授課內容結束后。第四次實習為綜合實習，實習任務是運用給定的AVIRIS高光譜影像 完成該地區的地質填圖。

5 當前教學中存在的問題以及解決策略

1) 課時數安排過少。目前這門課程作為專業方向選修課，只有24個學時。但高光譜遙感是遙感科學與技術專業一門非常重要的課程，應至少安排40學時。

2) 教學方法亟待改進。這門課程目前的教授方法是以任課教師口授后，學生上機實踐完成。雖然每次授課后都會及時安排實習，但是由于高光譜遙感某些理論較為深奧，使得學生在上課時難以馬上消化，產生畏難思想，影響學生學習積極性與主動性。因此，若在課時增加的基礎上，即可在上課時邊講授邊由老師指導學生動手操作，及時理解高光譜遙感中的相關原理方法，直觀理解相關原理在高光譜遙感中應用情況。

6 結 語

高光譜遙感是一門理論與實踐相結合的課程，是遙感科學與技術專業的選修課課，對于學生理解和掌握遙感的應用發展非常重要，并可加深學生對遙感理論方法的認識。如何設計教學內容是一件非常重要和有意義的課題。本文結合筆者自身教學經歷，針對高光譜遙感本科課程教學的現狀，提出了對高光譜遙感教學內容的理解，并就教學中存在的一些問題進行了分析。

參考文獻

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童慶禧，張兵，鄭蘭芬.高光譜遙感-原理、技術與應用[M].北京:高等教育出版社，2006

高光譜遙感技術現狀范文第5篇

關鍵詞：遙感；土地管理；3S

Abstract： As a new science and technology， remote sensing is playing a decisive role in land management. This pape analyses several aspects of remote sensing dynamic monitoring in land management， urban cadastral management， application of land detailed investigation， and discusses the importance of remote sensing technology in land management， and then looks ahead of development trend of remote sensing in land management application based on the current technology situation.

Key words： RS， land management， 3S

1 前言

土地資源是人類賴以生存和發展的物質基礎，及時準確地掌握土地資源的數量、質量分布及其變化趨勢，直接關系到國民經濟的可持續發展與和諧社會的構建，具有重要的戰略意義。隨著社會經濟的快速發展，土地的供需矛盾日益凸顯，土地的管理工作顯得更為重要。然而傳統的土地資源管理模式已經制約著土地資源管理事業的發展。土地管理工作需要不斷深化，其工作需要逐步從常規管理向科學化管理邁進，在各項基礎業務的拓展上，積極穩妥的開展新技術的應用研究顯得尤為重要。

遙感技術作為一門迅速倔起的新興科學技術，已在土地管理中得到較為廣泛的應用，從土地詳查到城鎮地籍調查及耕地動態監測，幾乎所有土地管理基礎業務的完成都離不開遙感技術的支持，遙感技術為土地管理工作的發展起到了巨大的推動作用。

2 遙感技術在土地管理中的應用分析

2.1 遙感地管理動態監測中的應用

土地資源動態監測主要是對土地類型、土地利用現狀、土地質量等土地資源的基本狀況進行監測，是土地管理工作中一個極為重要的環節，是各級土地管理職能部門為了掌握土地資源的分布、質量、利用現狀，合理土地利用結構，嚴格土地執法的重要手段。為實現這一目標，必須建立一套完整的技術系統，即土地資源遙感動態監測技術系統，它是一個多技術、多信息源、多方法、高精度的監測技術系統。

土地資源遙感動態監測技術系統由三方面的技術學科組成：（1）土地科學（土地資源和土地管理）；（2）空間信息技術（包括全球定位系統和遙感），（3）計算機應用技術（圖像技術、圖形技術、數據管理技術和人工智能技術）。多種學科和技術的交叉和應用，完善和豐富著土地資源遙感動態監測技術系統。

目前衛星遙感技術于土地管理動態監測中的應用主要有三個方面：

（1）土地退化的衛星遙感監測

主要指對土壤的侵蝕、土地的沙摸化、土壤的鹽漬化的監測。對土壤侵蝕的監測主要從侵蝕因子的識別（包括地貌因子地表組成物質，植被覆蓋度和類型因子等）、侵蝕地貌發育的分析、侵蝕強度的分析等方面來把握土壤侵蝕的發展趨勢。對沙漠化的監測主要是利用遙感資料對自然指標（土壤、水分和地表）、生物學及農業結構（植物，動物和土地利用等） 進行分析，并建立起植被的干早化與土地沙漠化過程和危害程度之間的關系，從而從數量上和程度上實現對沙漠化的監測。通過對土壤表層色調和濕度的監測同時結合對地形地貌的疊加分析又形成了對鹽漬化土壤的有效監測。

（2）土地利用現狀的衛星遙感動態監測

這是土地資源遙感動態監測技術系統中的核心內容，是土地管理工作中極為重要的技術手段。主要根據獲取的同一地區不同時相的遙感影像的差異來識別土地利用變化；進而監測各地區的土地利用結構，各利用類型在數量上、空間上的分布。

（3）土地質量的衛星遙感監測與評價

土地質量的監測較多集中在土地自然特性的監測方面，如：土地的地學特性，土地的土壤學特性和土地的生物學特性等（有條件的地區還可增加土地社會經濟特性的監測）。在土地生產潛力評價理論和適宜性評價理論的指導下對所監測的區域進行農林牧用地的綜合評價（經濟基礎較好的地區可開展土地的經濟性評價），以人工智能為支撐形成“土地監測評價專家系統”。

在土地管理的各個環節，無論是土地規劃編制、土地資源調查、耕地保護，還是土地征用和土地執法監察，遙感技術都在不同程度地發揮作用。它已經成為土地資源管理的重要技術支撐，大大提高了土地管理工作的科學化和現代化水平。

2.2 遙感在城鎮地籍管理中的應用

城鎮地籍調查是土地管理工作的重點和難點。該項工作動用人力、物力、財力很大，既涉及相關政策、法律，又有較強的業務性。需要法律、測繪、計算機等相關專業知識的有機結合，而且全國各城市經濟發展水平，可利用資料，技術水平差異較大。從長遠的觀點來考慮，城市土地情況是動態變化的，隨時隨地都在發生權屬的轉移、用地類型和面積的變遷，而且經濟發展越迅猛，用地情況變化越頻繁。為從根本上解決土地變化與地籍管理落后的矛盾，部分地方在采集地籍調查數據方式上應用遙感圖像為信息源，內業處理依據計算機技術建立圖形與數據庫，變更調查管理依據計算機來完成，有效提高了工作的效率和管理水平。此外，遙感技術在農村產權調查、城市集約利用潛力評價等工作中得到充分應用。在農村產權調查中利用航空和航天數據，節省了大量的時間和人力，提高了成果精度，在大多數省份的農村產權調查中得到廣泛應用；在城市集約利用潛力評價和耕地后備資源調查評價中采用遙感數據輔助調查，取得了良好的效果。

可以應用遙感技術，通過航空攝影測量，可以獲取城鎮地籍圖和地籍影像圖，并以此為依據建立相應的城鎮地籍數據庫及管理系統，逐步形成全市范圍內的城鎮地籍信息系統網絡，這不僅有利于更有效的利用土地資源，還有利于土地權屬管理落實各項土地管理措施。

2.3 遙感在國土資源詳查中的應用

土地詳查是對類四十六個二級土地分類的調查， 需要查清各類土地的數量、質量和分布狀況。由于我國地域遼闊，地形、地貌復雜， 很多地方采用常規測量方式，人員、設備無法涉足， 成為常規測量的盲區。而通過采用遙感技術則很容易能夠獲得常規測量盲區的高分辨率影像，通過對這些影像進行解譯，并結合人工實地調查可以高質量高速度完成土地詳查工作任務。

3 遙感技術在土地管理中的應用展望

當前的遙感技術正向三高方向發展，三高即高空間分辨率，高時間分辨率和高光譜分辨率。其中高光譜遙感圖像的光譜信息層次很豐富，可以探測出更多的地物，更方便地管理土地資源，而高空間分辨率及高時間分辨率可以更加提高遙感監測的準確性。另外，隨著遙感分類技術和對地物的自動識別能力的提高，將促進分類的自動化智能化，大大提高作業效率。

隨著GIS和GPS的發展，現在趨向于RS、GIS及GPS三者的綜合應用，即“3S”技術。“3S”技術是地理信息系統（GIS）、遙感（RS）及全球定位系統（GPS）的總稱，即利用GIS的空間查詢、分析和綜合處理能力，RS的大面積獲取地物信息特征，GPS快速定位和獲取數據準確的能力，三者有機結合形成一個系統，實現各種技術的綜合，從而更好的服務于土地管理工作。目前隨著3S技術的日益成熟，3S集成技術在土地調查監測數據采集、處理和數據產品生成中，呈現著強大的生命力，在土地利用更新調查、土地利用動態監測中表現出良好的應用前景。因此，在現代計算機技術和通訊技術的支持下，大力發展“3S”集成系統，以RS為信息源、以GPS為空間坐標、以GIS為工作平臺，形成一種有機的結合、在線的連接、實時的處理和系統的整體性是今后的發展方向和必然趨勢。

4 結語

迅速發展的數字遙感技術和計算機技術，為土地利用現狀及變化信息的獲取提供了及時有效的技術手段。遙感技術應用的第二階段必然是動態監測。遙感由靜態到動態，由定性解釋到定量調查，這是它的必然過程。遙感技術在土地資源管理中應用的深度和廣度必然會日新月異，多時相、高分辨率的遙感數據會進一步加強高精度、大比例尺土地利用動態監測。在時空一體化的基礎上，“3S ”一體化技術的研究成為必然趨勢，其應用成果將更好地把握土地利用變化趨勢，為經濟社會資源的和諧發展提供科學依據。

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