无人机遥感技术论文范文

2023-09-16

无人机遥感技术论文范文第1篇

目前生态环境影响评价已经成为评估地区污染的主要方法,随着现代信息技术发展,生态环境影响评价的方式方法有了改变。例如快速发展的大疆系列无人机技术,让有关部门可以进行更有效的环境管理,而无人机遥感技术作为无人机技术与“3S”技术结合的代表,能够打破地域因素对生态环境影响评价的影响,具有深远影响。

1.无人机遥感技术研究

无人机遥感技术是集成通讯技术、无人机技术、遥感遥控技术以及遥感传感器技术于一体的新型技术。与传统技术相比,无人机技术具有体积小、质量轻等优点,采用了定点起飞方法,对起降场要求低,机动性灵活、成本低,已经成为一种新型的探测技术。无人机遥感技术具有很强的分辨率与实时性优点,与卫星遥感技术相比,可以更好地满足小范围区域的勘察要求。

无人机遥感系统以低速飞行的无人机为控制遥感平台,通过搭载不同的遥感传感器,能够实现数据信息采集,包括多光谱成像仪、高分辨率的CCD数码相机以及轻型光学相机等,通过这些设备能快速获取空间遥感信息;信息资料在完成图像矫正、加工之后,可以按照生态环境管理要求制作成不同的遥感影像。

在生态环境影响评价中,通过无人机遥感技术,能够对水资源、大气以及固体污染物等情况进行有效评价,使工作人员能够全面评估地区环境情况。因此就目前而言,依托无人机遥感技术进行生态环境影响评价已经成为必然发展趋势。

2.无人机遥感技术在生态环境影响评价中的应用方向

目前我国无人机技术与遥感技术均获得了长远发展,无人机遥感技术依靠自身机动灵活、高分辨率等优点,成为大区域、定点生态环境影响评价的主要手段,具有先进性。

(1)在道路工程项目中的应用

公路或者铁路工程项目的工程量大,且线路长,项目所经过的地形复杂,施工过程会直接造成地区原本的生态系统被分隔,引起自然景观破碎等。从生态环保的角度来看,道路施工会直接破坏植被覆盖面,尤其是对于一些自然生态基础脆弱的地区,施工能够造成严重的环境问题。针对这种问题,若采用传统的现场调查方法难以有效评估生态环境影响。所以针对这种情况,可以采用无人机遥感技术,通过该技术监测施工路线范围内的情况,避免环境严重破坏情况发生。例如在京沪高铁项目中,相关部门就采用了无人机遥感技术,对整个施工范围内的施工便道、工程临时占用植被,取弃土场情况等进行总结评价,相关环境信息能够及时反馈至环保单位,显著提高了环境保护效率。除此之外,通过无人机遥感技术还能对目标道路工程中的景观格局进行定量分析,评估施工前后地区生态环境变化,使生态环境部门可以针对性的采取环境保护措施。

(2)在矿产开发工程中的运用

矿产开发一直是环境污染的“大户”,被认为是对自然界强烈改造活动。无节制的矿产开发直接破坏了原有土地利用方式以及能量流动过程,引发景观格局改变,因此对矿产项目的生态环境影响评价已经成为社会关注的重点。以常见的煤矿生产为例,部分地区的采煤活动造成了严重的水土流失情况,地表塌陷、土地退化,针对这种情况,通过无人机遥感系统能够短时间内采集环境空间信息,评价矿产生产对生态环境的影响,最终采取科学有效的应对措施。

(3)土壤污染监测中的应用

当前土壤污染的表现形式多样,以无机物污染以及有机物污染情况最为严重。以重金属污染为例,造成重金属污染的主要污染物有铜、镍、铅以及汞等。重金属污染具有易转换、治理难度大的特征,会加剧土壤质量下降,引起严重的环境问题,由此有关污染物的监测已经成为社会关注的重点内容。通过无人机遥感技术,能够针对地面的植物生长情况,记录光谱表现,根据土壤光谱信息变化来监测重金属的特征与含量变化,并间接评估重金属污染情况。在技术应用环节,通过在无人机上增设高光谱与多光谱设备,能够获得地区土壤污染信息,在导入专业软件之后,就能利用模型对光谱实现评估,此时的评估结果能够准确评价土壤的污染物分布,掌握污染程度,使相关部门能够有效评价土壤污染。

(4)在地质灾害调查中的应用

地质灾害对环境的影响十分明显,如洪水、地震、地面塌陷等,若要求工作人员深入现场调查地质现象无疑会增加风险。此时通过无人机,能够依靠自身的技术优势,能够对一定范围内的地质现象进行勘察,具有优势。无人机遥感技术可以通过控制无人机高度与飞行线路,多角度的拍摄灾害情况,所获得的影像资料更详细、具体,工作人员能够通过这些数据构建三维立体模型;该模型具有理想的数据处理效果,例如对局部区域进行放大等,还能观察灾害区域的高程、坡度变化。除此之外,无人机遥感技术还能对地质灾害波及的范围作出评价,协助相关部门进行人口转移与灾后重建,具有先进性。

3.无人机遥感技术在生态环境影响评价后续监测中的应用

生态环境影响评价作为环境治理的重要组成部分,能够有效改善地区环境污染问题,提高环境治理质量。而为了保证生态环境影响评价能够有效提高地区生态环境质量,还应该利用无人机遥感技术进行后续检测,根据检测结果判断地区环境改善情况,使环境影响评价能够落实到实处。

(1)无人机遥感技术的场地调查

在生态环境影响评价中,通过无人机遥感技术能够对目标地区进行详细勘察,在调查过程中,通过在无人机上增设光谱相机以及全色相机,可以快速获取高分辨的图像,提高了场地信息质量,并且工作人员也能将这些信息进行加工,将其转化为DTM与DSM产品,为后期生态环境影响评价提供参考。例如无人机传感技术可以通过搭载ArcGis软件来采取目标地区的环境污染情况,并记录目标区域内的关键信息,如医院、学校等,这种方法可以降低人工调查成本,提高工作效率。同时,采集之后的数据能实时上传到无人机遥感大数据平台上,使生态环境部门能够连续的监测地区环境污染情况,为未来的区域环境管理提供有效支撑。

(2)对生产过程的环境评价

在前文所介绍的公路工程、矿产开发项目中,能通过无人机提取正射影响资料图,该技术的主要优势,就是能够识别目标区域的环境变化情况,使生态项目影响评价结果更加有效。通过该技术,能够对关键项目进行方法监测,并从中提取关键信息,避免环境污染现象发生。以道路工程为例,取弃土场容易造成环境污染问题,部分施工企业为了降低成本而选择随意建设取弃土场。针对这个过程,生态环境部门能通过无人机遥感技术,对本次工程项目中的取弃土行为进行监测,若发现施工单位存在违法现象,能够第一时间制止,减少道路工程生产所造成的环境污染破坏。除此之外,无人机遥感技术还能对工程项目中的土地平整面积、路基护坡施工以及挡墙施工等进行检测,监控工程施工进度,保证施工单位能够做到文明施工。

(3)修复后的监测

生态环境治理本身是一个复杂的过程,为了保证地区的生态质量能够恢复至预期水平,还需要对地区的工程措施、生物措施进行长期监测,在检测过程中可以根据生态环境影响评价内容,将监测内容分为一般监测区与重灾区两种。通过无人机遥感技术,规划航线的方法,确保能够提取地区详细的影像学资料。例如,可以构建DSM数字模型、正射影像以及三维点云数据,通过这种长期的动态监测方法,可以评估施工或者生产后的环境恢复情况,推动恢复区的可持续发展。或者在大数据平台上,提取施工(或者矿物开采)前的生态环境数据,与生态环境恢复后的影像学资料进行对比,对比结果就能显示地区生态环境情况,有助于加快环境恢复。

4.结束语

在生态环境影响评价中,无人机遥感技术具有广阔的应用前景,总体而言,生态环境影响评价是一个复杂的过程,依靠无人机遥感技术强力的数据处理能力,使该技术能够更好的采集环境信息,通过海量的数据储存于管理,为生态环境影响评价奠定基础,所以值得推广。

摘要:通过无人机遥感技术能够进一步提高生态环境影响评价效率,本文在详细研究无人机遥感技术基础上,对该技术在生态环境影响评价中的应用路径进行分析,希望能为生态环境管理提供支持。

关键词:无人机遥感技术,生态环境,生态修复

参考文献

[1] 彭晓燕.无人机在森林资源管理中的应用[J].山西林业,2020(01):18-19.

[2] 刘宇硕,秦翔,郭万钦,等.控制点布设对冰川区无人机摄影测量精度的影响[J].遥感学报,2020,24(02):161-172.

[3] 钟洁玲.无人机遥感技术在生态环境影响评价中的应用分析[J].环境与发展,2019,31(08):18+20.

[4] 黑小明.无人机遥感技术在生态环境影响评价中的应用[J].河南科技,2018(34):151-152.

[5] 王晓臣,朱京海,梁婷,问鼎.无人机遥感技术在生态环境影响评价中的应用研究[J].环境影响评价,2015,37(02):70-73.

[6] 朱京海,梁婷,徐光,刘家斌,问鼎.无人机遥感技术在环境保护领域中的应用进展[J].环境保护科学,2013,39(04):97-100.

无人机遥感技术论文范文第2篇

“坐地日行八万里,巡天遥看一千河”,从远古至今人类便有翱翔天空、俯瞰大地的梦想,并为此付出了诸多努力。曾经创造过灿烂文明的中华民族对于我们生存的这个星球的探索从未停止。如今,地球空间信息科技已经成为一个国家科学技术、经济实力和国家安全保障能力的综合体现。今年6月,第十五届中国科协年会遥感技术与智慧旅游、智慧城市论坛在贵阳举行。论坛上,童庆禧院士建议,将信息化和贵州特色的旅游相结合,以新型空间信息技术—遥感技术、空间信息系统技术、卫星导航定位技术、网络通信技术、传感技术、射频识别技术、物联网技术等支撑贵州旅游业的发展。

近日,记者采访了我国遥感技术应用领域的权威—童庆禧院士。童院士详细介绍了遥感技术与数字地球两者的技术特点与广泛用途。遥感技术是20世纪60年代兴起的一种探测技术,是根据电磁波理论,应用各种传感仪器对远距离目标所辐射和反射的电磁波信息进行收集、处理并最后提取和形成所探测对象的信息,从而对地面各种景物进行探测和识别,特别是对地球认知的一种综合技术。数字地球则是上世纪90年代末由国际上提出,是以地球坐标作为空间框架,具有多分辨率的海量数据和多维显示的地球虚拟系统,运用遥感技术对地球进行描述分析,使之变成了可视化的虚拟地球,把真实地球变成数字化的地球。遥感技术是数字化地球数据的最重要的来源,通过虚拟的地球人们能更好地对地球作进一步分析,促进对地球的了解和认知。遥感是在一定程度上相当于利用先进的探测技术,把由地球表面反射到太空的太阳辐射或者由地球表面自行产生的电磁波(红外线或者是微波),通过仪器来接收,进行复原、数据处理,最后变成能看见的影像或非影像信息。对地观测的最终目的是通过这些遥感影像对地球进行分析,判断不同的物质存在状况及其所在位置,并分析各种物质的数量及其动态过程,使人类与地球的资源环境更加和谐相处和协调发展。可以说,遥感技术是数字地球的数据基础,数字地球是遥感技术的归宿。

遥感技术与数字地球

的应用领域

遥感技术与数字地球,对于很多人来说或许比较陌生。实际上,我国的遥感技术与数字地球研究基本与国际同步,能够对地球进行完整的探测、观测和诊断。在促进我国遥感技术的发展中童庆禧院士功不可没。在他的倡导和主持下这一技术的发展被列入了国家“六五”“七五”和“八五”科技攻关项目。在一些关键技术体系的发展中更是受到国内外同行的关注。

童院士介绍,遥感科学与技术是属于交叉类的学科,首先是技术科学与地球科学的交叉融合,是在空间科学、电子科学、计算机科学、地球科学、甚至生物学及其他边缘科学交叉渗透、相互融合的基础上发展起来的一门新兴科学技术,它在国民经济建设以及国防建设等方面日益显示出独特的战略地位和意义,是国际竞争的一个战略制高点,也是许多发达甚至发展中国家竞相发展的重要领域。

童院士说,在我国,遥感科学与技术已得到广泛应用,为国家制定发展策略、资源调查、环境保护、灾害监测、重大工程、国防建设等提供了信息和技术保障。遥感技术与数字地球所涉及的领域很广泛,遥感技术主要是通过空间卫星、临近空间飞行器、飞机和无人机以及地面平台等新技术对地球的各个圈层—大气圈、岩石圈、水圈、生物圈、冰冻圈甚至智慧圈,进行调查和监测。以期了解各圈层的状况和变化、它们的相互作用、特别是与人类活动的相互作用,它们将来的发展趋势,并研究对这种状态和变化进行预测、预报和预警的可能性。

童院士详细地解释道,比如运用遥感技术可以随时获得准确的观测数据,监测土地利用情况,了解哪些耕地已经改变了利用方式,而哪些土地还可用来补改为耕地,使得国家有关部门便于宏观调控,以确保“十八亿亩耕地红线”不被突破,保证有效的粮食耕种面积。近十余年来,我国已进行了两次大规模的土地详查。随着对土地和粮食安全观念的进一步提升,今后每年都要对全国的土地利用情况清查一次,及时掌握我国的土地覆盖和土地利用情况,实施对国土的所谓“一张图”计划,警钟长鸣,使得决策者心中有数。这样对遥感技术的要求将会大幅度提高。

童院士特别强调,我国是个多灾的国家,对灾害多发地区的监测与预警是遥感技术的另一重要应用领域。譬如通过气象卫星不断地获取数据,了解台风从发生到发展的动态、强度、运移路径、登陆地点等,从而预测出将可能带来的危害,提前发出警报,提醒人民避险。对于洪水也可通过卫星遥感提前预测暴雨的位置,监测河流的行洪状况、洪水的发展态势,甚至预测洪水可能淹没的范围,为防洪救灾提供信息。灾后通过遥感技术观测地面受灾情况,评估受损程度,为灾后救援和救灾部署提供准确客观的数据。我国的地震往往发生在偏远的地区或山区,通过遥感及时了解进入灾区的道路交通情况,特别是调查和了解沿路的滑坡、塌方和泥石流的状况,为保障救援生命线的开拓和畅通提供现实性很强的信息。随着环境的恶化,我国江河湖海面临着巨大的环境冲击,水体的富营养化、蓝藻、赤潮发生的频率加快,水和大气污染的监测与治理,都需要通过卫星和飞机对各种水体进行遥感监测,了解污染状况、寻找到潜在的污染源,进行源头治理,甚至通过遥感技术还可以对外来物种的入侵及其危害进行跟踪调查。

遥感技术的重要意义

1998年1月美国提出“数字地球”战略,由此在世界上掀起了社会信息化的热潮,在半年时间内,有50多个国家都先后提出“数字地球”战略,我国也在1998年6月提出发展“数字地球”战略。所谓“数字地球”是在遥感技术的支持下,适时采集全球地表信息,在计算机网络上构建一个虚拟地球,反映现实性很强的地学空间信息,实施经济、政治、科学研究的全球战略。此后,“数字地球”概念又衍生出数字农业、数字林业、数字国土、数字国防等等,社会信息化进程呈现加速的发展态势。遥感技术的发展与普遍应用为信息化社会的到来与发展奠定了必要数据和信息基础。在从数字地球向智慧地球的发展中遥感又必将出演新的角色、担当新的任务。

童院士认为,中国政府十分重视遥感技术的发展,自“六五”起直到现在,在国家相关科技攻关、支撑计划、863高技术发展等计划中持续支持了一系列遥感技术与应用研究项目,获得了一批具有国际水平的研究成果。航空、航天遥感技术已在资源与能源调查、环境与灾害监测、海洋与大气观测、土地与城市规划和国家安全等领域得到广泛应用。尤其在航天领域,遥感对地观测是卫星家族的重要任务。它的发展对于建设包括数据获取、传输、处理、存储与分发服务的业务化运行系统,开展综合性对地观测前沿技术研究,构建专业化、系统化、集成化、标准化、实用化的遥感数据库和遥感信息库具有决定性的作用。以遥感信息为基础,结合其它信息资源,建设遥感应用系统和数字地球科学平台,进而开展应用示范研究是当前遥感技术发展的一项重要任务。作为国家空间对地观测体系的重要组成部分,遥感承载着满足国家重大战略需求,为经济社会可持续发展提供可靠的科学数据,为国家宏观决策提供科学支持的重任。同时遥感作为一门新兴的科学技术还将在支持空间地球信息科学发展中起到重要作用,为地球系统科学的发展作出应有的贡献。

童庆禧院士在遥感技术和应用方面做出了突出贡献。“六五”期间主持国家重点科技攻关项目“黄淮海中低产田综合治理”中遥感技术应用课题,“七五”期间主持了对我国遥感技术发展有重要影响的“高空机载遥感实用系统”的科技攻关和系统建设任务。在国家“八五”科技攻关期间,他担任了“遥感技术应用”国家攻关项目指挥长,在自然灾害的遥感监测与评估、主要农作物遥感估产、新型技术发展等方面做出了重要的努力。在国家“九五”科技攻关期间,他不仅参与国家科技攻关“遥感、地理信息系统和全球定位系统的技术集成与应用研究”项目的论证,在项目中担任了专家组成员,而且还承担了项目中“新型遥感技术发展”课题组组长。自上世纪70年代末以来,其科研成果曾14次获国家及省部级科技奖励,其中包括一次中国科学院自然科学一等奖,两次中国科学院科技进步特等奖;2002年获得国际光学工程学会(SPIE)颁发的“国际遥感科技成就奖”,2004年获泰国诗琳通公主颁发的金质奖章,2009年获亚洲遥感突出贡献奖。面对这些荣誉,童院士认为是对他在遥感技术创新发展之中的激励和动力。

面对记者提出遥感技术实现如何实现创新驱动发展的问题,童院士耐心地解释道:第一,随着遥感所利用电磁波范围不断扩大,遥感信息、遥感技术对数据获取的分辨能力会越来越高。早期可视化影像就像黑白照片,后来出现的多光谱技术也只有3~4个波段合成彩色图像,随着波段的增加到光谱分辨能力越来越高,由原来的全色或整个可见光范围进行的遥感到现在的高光谱遥感,其光谱覆盖可以跨越紫外、可见、近红外、短波红外甚至到热红外(一次遥感可能达到几百甚至上千个波段),这就可能获得被测物体的光谱响应。光谱分辨率越高就能越体现物体的物理特性或本征特性。第二,随着空间分辨率的不断提高,在遥感影像上所显示的东西越来越细微和越来越清晰,所能分辨出的物体也就越来越细小。遥感技术的创新发展驱动着遥感能力向更高、更快、更准、更精的方向发展。第三,随着遥感技术的发展,它的应用范围越来越广泛。空间分辨率和几何稳定性的提高,人们可以用来绘制比例尺更大或更为精细的地图,可以对城市、土地、植被、森林进行更为精细的调查,对自然灾害的破坏程度作更准确的了解。光谱的差异可以把不同的地物和物质区分得更清楚,如不同的农作物、不同的矿物、不同的树种、农作物和森林的病虫害,甚至不同的建材等,也可以监测水体的富营养化,及早发现蓝藻水华和赤潮。通过创新提高技术水平,使得遥感能力越来越强。第四,技术的创新会加快应用上的创新,例如,在提高遥感影像的时间分辨率或将遥感影像按时间序列进行分析,可助于提高天气预报水平和城市的精细化管理,如通过发现违章建筑,违法垃圾的堆放地,城市积水和道路的损坏分析等。雷达影像的干涉测量还可发现和监测城市地面的塌陷等等。总之,遥感的应用领域越来越广泛,也更受到政府和百姓们的的重视。

童院士表示,遥感技术的提高和不断创新,将极大地丰富地球信息科学的内涵,地球信息科学的发展也必将为“数字地球”战略的发展提供理论、方法与技术支持。反过来,“数字地球”战略为地球信息科学的发展提供了前所未有的机遇,并会促进地球系统科学的发展。遥感应用于经济社会发展的各个领域,也有助于提高政府的科学决策能力和政府职能的转变,为我国全面建成小康社会提供信息支撑和决策支持。我国正在实施的高分辨率对地观测国家重大科技发展专项和空间基础设施的建设将更大幅度提升我国的遥感对地观测能力和空间遥感信息服务的能力和水平。

据了解,目前我国的卫星管理和运营基本还在国家层面运行,还在不同程度上存在体制和机制的诟病。每个卫星实行由国家不同部门按业主制进行管理并各自运营的方式虽有利于我国卫星遥感与管理部门的业务相结合,但容易造成各自为政,国家的完全性的投入对运行部门不构成压力,难于实现数据、信息资源共享,更难于发挥遥感对地观测的商业或经济价值。为此,童院士建议加快在空间遥感领域的体制和机制的创新步伐,走以企业为主体的技术创新和体制、机制创新道路,培育和发展从遥感卫星的研制、发射、测控到卫星数据的接收、数据的处理、产品的生成以及遥感卫星的应用和空间信息服务的商业化模式。这是空间遥感卫星,更是航空遥感产业发展的必然趋势和必由之路。

信息时代“遥感技术”应用与“数字地球”的发展必将进一步推进我国与其他国家的科技、经济、文化等领域的合作,缩小发展中国家与发达国家之间的“数字鸿沟”,推进信息社会和全球经济的整体发展,为我国带来经济繁荣与国家富强的同时,带动人类科技的进步,更好地促进人们对地球的认知和人类与地球的和谐发展。

无人机遥感技术论文范文第3篇

[关    键   词]  遥感科学与技术专业;测绘学概论;教学改革

一、引言

测绘学概论是我校遥感科学与技术专业大一学生第一学期开设的专业基础课,总学分1分,16个学时。本课程包括了大地测量学、摄影测量学、地图制图学、工程测量学、海洋测绘、全球卫星导航定位技术、遥感科学与技术、地理信息系统、测量数据处理、地球空间信息学与数字地球的基本概念、研究内容、原理应用、最新发展及其在国民经济、国防建设、社会发展中的作用和地位等内容[1]。

作为刚刚踏入大学生活的大一新生,对专业课的学习还处于认识“模糊”的阶段,加上测绘学概论的知识非常多,如何调动大一新生对专业课学习的积极性,并且在一定程度上对知识进行掌握,是测绘学概论教师所面临的最重要的任务。

二、测绘学概论课程在“遥感科学与技术”专业的地位和作用

山东交通学院遥感科学与技术专业的基本目标按照学校“培养交通事业一线有成长力的工程师和管理者”办学定位,为适应我国空间信息化建设需要,以测绘学、地理学、计算机科学、物理学等理论为基础,以遥感信息工程为专业发展方向,以遥感数据的获取、处理、分析、应用、服务为主线,培养遥感信息工程一线具有国际视野和成长力的工程师和管理者。其中,测绘学等理论学科为遥感科学与技术专业的基础学科。

中国教育部颁布的《普通高等学校本科专业目录》中,0812测绘类中,设置了两个基本专业,081201测绘工程专业,081202遥感科学与技术专业[2]。“测绘学概论”是经全国高等学校测绘教学指导委员会研究确定的测绘工程专业的八门核心课程之一[3]。遥感科学与技术专业作为测绘类的一个大的分支,通过该课程的学习可以使进入遥感科学与技术专业学习的一年级新生在完全没有测绘专业知识的情况下全面了解关于测绘工程专业的研究内容,学习现代测绘的新技术以及测绘基本技术对本学科的影响。

三、非测绘专业学习测绘学概论课程存在的问题

(一)学生特点

测绘学概论授课对象为大一新生,面对大学,面对新的专业课,会表现出强烈的好奇心和求知欲望。在上课的过程中,学生会很认真地听课、记笔记,主动把手机放入手机收纳袋,并与授课老师互动。但同样,大一第一学期,学生还不能比较好地完成角色转变。此外,大学的学习方式和大学老师的授课方式与高中会有相当大的差异[4],高中时的学习方式仍会保留在这个时期。高中时一节课会对一个章里面的某一个小节做具体讲解,但在大学里,一节课的时间一般会按一章或者某個具体的学习任务进行学习。因此,学生反映存在知识点太多、掌握不牢等相关的问题。

(二)课程特点

该课程选用的授课教材为宁津生、刘经南、陈俊勇、李德仁和张祖勋五位院士主编的《测绘学概论》,主要包括大地测量、摄影测量、工程测量、地图制图、海洋测绘、空间定位与导航技术、遥感科学与技术、地理信息系统、测量平差与数据处理以及地球空间信息科学与数字地球等内容,全面贯彻了“厚基础,宽口径”的教育理念。同样我们可以看出,由于设置的学时为16个学时,对于课本11章的内容,基本涵盖了在本科四年所要学习的测绘类的全部专业课课程,学时少,内容多且杂,这对大一新生来讲课程不容易理解和掌握,对任课教师而言,难以达到理想的讲授效果[5]。

四、测绘学概论教学研究

本文以山东交通学院遥感科学与技术专业为例,主要针对测绘学概论课程的教学内容、教学方法、教学手段、期末课程成绩评价体系等方面,对测绘学概论课程的教学研究进行详细的描述。

(一)教学内容

整个课程的学习主要分为七个基本任务。任务一为测绘学概述,主要讲解测绘学基本概念与研究内容,测绘学历史发展与科学分类以及测绘学现代发展与其科学地位,2学时;任务二为大地测量学与工程测量学,主要讲述传统大地测量学及现代大地测量学以及工程测量学的主要研究内容与研究方法,2学时;任务三为摄影测量与遥感,主要讲述摄影测量与遥感的基本概念、基本原理等,4学时;任务四为地图制图学与地理信息系统,讲述地图与地理信息系统的基本概念、地理信息系统的功能和构成等,2学时;任务五为全球卫星导航定位技术与海洋测绘,全球卫星导航定位技术的基本概念、发展及应用,海洋测绘的基本内容等,2学时;任务六为测量数据处理,主要讲述误差的基本概念和类别,2学时;任务七为地球空间信息学与数字地球,讲述数字地球的基本概念、技术支撑等,2学时。

(二)教学方法及手段

采用灵活多样的教学方法,来激发学生对课程学习的积极性。首先对于课程课件的制作,不能仅仅满足课本内容的复制,而是在众多的知识点中,提炼具有代表性的,并通过视频、动画等基本手段来增加课件本身的可操作性。

此外,我们通过网络课程,实现资源的共享,使学生能做到课前预习、课后复习。在网络课程网站,课程的教学大纲、教学日志等在开课之前已经上传至网站,学生可以提前认识相关课程。在课程上课之前,授课教师将授课课件以及在课程中要播放的视频、音频等上传,学生可以下载,实现课程的提前预习。图1为任务一的上传课程资源,除了基本的教学课件之外,增加了“中国的北斗,世界的北斗,北斗动画演示”“观天测地 遥感中国!遥感技术可以应用得这么广”和宁津生院士走进测绘殿堂的链接,使学生对总论里北斗卫星、遥感科学与技术专业有更深一步的认识。通过听大师讲课,将弥补课上授课教师讲授的不足,开阔学生的视野。在结束本次课程之后,学生可以将自己在学习中遇到的相应问题,通过老师提问回答,参与话题讨论等基本手段实现互动。也可以将自己的一些相关的建议和意见与授课教师一起分享,从而抛弃了“填鸭式”的单一性输入,从被动式学习变为主动式学习。

(三)期末课程成绩评价体系

对于本课程的期末考试成绩评价,由期末考试成绩和平时成绩组成,期末考试抛弃已有的全理论方式,结合开放性题目,加深学生对课程学习的理解。在期末考试A卷中,综合题有“为了建好“数字中国”,遥感专业的同学应当如何从现在做起,从我做起?”等理解性题目。此外,平时成绩由考勤成绩,平时作業(包括课堂作业以及线上作业)以及课堂表现等组成。图2为某次作业的学生统计,可以导出,也可以比较直观的在线统计。

五、结论

测绘学概论作为遥感科学技术与专业的专业入门课,可以使学生在完全没有测绘专业知识的情况下全面了解关于测绘大专业的研究内容,学习现代测绘的新技术,以及测绘基本技术对于本学科的影响。本文通过本校遥感科学技术与专业的培养方案,介绍了测绘学概论课程的基本任务。详细介绍了测绘学概论课程的基本内容以及授课计划。从教学内容、教学方法及手段以及期末课程成绩评价体系等基本环节对遥感科学与技术专业进行教学改革探讨,增加新生对专业课学习的积极性,培养学生对学习的兴趣,是探讨的本质所在。

参考文献:

[1]宁津生,陈俊勇,李德仁,等.测绘学概论[M].武汉:武汉大学出版社,2016.

[2]亢瑞红,胡洪,吴艳兰.测绘工程专业导入型课程:测绘学概论的教学改革探讨[J].测绘与空间地理信息,2019(6):35-37.

[3]宁津生.测绘工程专业和测绘学[J].测绘工程,2000,9(2):72-76.

[4]丛佃伟,杨力,马彪.认知导航:新生研讨课程设置及教学实践思考[J].测绘科学,2015,40(7):146-148.

[5]宋玮,黄桂平,翟燕,等.提高“测绘学概论”课程教学效果研究[J].测绘与空间地理信息,2000,41(3):1-6.

◎编辑 张 慧

无人机遥感技术论文范文第4篇

关键词:遥感原理与方法;课程实践;实践教学改革

1绪论

遥感原理与方法是遥感科学与技术专业的一门核心基础课[1],其实践教学是该课程主要环节之一。在遥感原理与方法课程实践教学中,包括三个模块,分别为遥感影像辐射校正、遥感影像几何校正和遥感影像分类;这三个模块的实践内容为研究区土地利用变化、自然灾害和环境灾害等监测奠定实践基础。下面具体介绍三个模块的实践内容。

在遥感影像辐射校正模块中,利用Landsat-7ETM+多光谱遥感影像为实践影像,对其进行辐射定标,并将其保存为BIL格式;然后,对定标后的Landsat-7ETM+多光谱遥感影像进行FLAASH大气校正,以获取辐射校正后的Landsat-7ETM+多光谱遥感影像。

在遥感影像几何校正模块中,分为两个实践部分,分别为:1)根据已有地图投影坐标系统的SPOT全色遥感影像,使用imagetoimage的几何校正方法来校正Landsat-5TM多光谱遥感影像;2)根据已有地图投影坐标系统的SPOT全色遥感影像,使用imagetomap的方法来校正Landsat-5TM多光谱遥感影像。

在遥感影像分类模块中,分为三个实践部分,分别为:1)将某市的多幅Landsat-5TM和Landsat-7ETM+多光谱遥感影像拼接为一幅较大的多光谱遥感影像;2)在拼接好的多光谱遥感影像基础上,根据行政区划矢量图将研究区所对应的多光谱遥感影像裁剪出来;3)利用ISODATA算法对裁剪的多光谱遥感影像进行非监督分类,得到研究区多光谱遥感影像分类结果。

针对遥感影像辐射校正、遥感影像几何校正和遥感影像分类这三个模块中在实践影像选取、实践内容选择和实践方法应用这三个方向存在的问题与不足进行探索,并分别提出改进方法,旨在加深学生对遥感原理与方法这门课知识的理解,提高该课程的实践效果,加强学生关于遥感影像的处理能力,为之后学生在遥感影像应用的学习和处理奠定理论和实践基础。

2课程实践中存在的问题

通过实践影像选取、实践内容选择和实践方法应用这三个方向分析遥感原理与方法课程实践教学过程,总结出其存在的主要问题。下面将一一列出。

在实践影像选取中,以SPOT全色遥感影像、Landsat-5TM和Landsat-7ETM+多光谱遥感影像为实践影像,均为光学遥感影像,并未利用其它类型的遥感影像,缺乏普及性。实践表明,在有限时空范围内若云量较少且能见度较高时,可利用光学遥感影像对研究区进行较好地监测[2]。但光学遥感影像在黑夜、多云或多雨等环境下研究区监测应用很有限,而具有全天时、全天候优势的合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar,SAR)影像在多云、多雨或生态环境较差的研究区监测应用较广。因此,在今后的实践中,应多选择一些新兴的SAR影像作为实践影像,以更好地实现研究区土地利用变化、自然灾害和环境灾害等不同方面的遥感监测。因此,本课程实践教学在实践影像选取中,存在选取的影像单一的问题。

在实践内容方面,仅包括了遥感预处理中的遥感影像校正和遥感处理中的遥感影像分类,缺少相关内容。如在遥感预处理中,包括遥感影像增强、遥感影像拉伸和遥感影像融合等;在遥感处理中,包括遥感影像目标识别和解译等。因此,本课程实践教学在实践内容选取方面,存在缺少常用的遥感影像预处理和处理相关内容的问题。

在实践方法应用中,仅利用已经成熟的算法进行遥感影像处理,并未利用新兴的方法来处理遥感影像,缺乏先进性。如在遥感影像分类这个模块中,仅利用非监督分类中的ISODATA算法实现多光谱遥感影像分类;随着遥感技术的不断提高,多光谱遥感影像的分辨率越來越高;仅利用成熟的遥感分类算法已不能精确分类高分辨率多光谱遥感影像。故随着时间的推移,越来越多的研究者针对高分辨率多光谱遥感影像分类进行研究,已提出很多新兴的分类算法,如基于深度学习的多光谱遥感影像分类[3]。而在遥感影像分类实践中却没有这些新兴的多光谱遥感影像分类算法。因此,本课程实践教学在实践方法方面,存在缺少新兴的遥感处理方法的问题。

3改革方法

针对遥感原理与方法课程实践中实践影像选取、实践内容选择和实践方法应用这三个方向存在的问题进行探索,分别提出其改革方法,以加深学生对遥感原理和遥感处理方法基础知识的了解和掌握,加强学生关于遥感影像的处理能力,进而提升遥感科学与技术专业本科教学质量,为之后学生在遥感影像应用奠定理论和实践基础。

在遥感原理与方法课程实践教学的影像选取方面,加入国内外新兴的不同类型遥感影像,使学生更好地掌握不同类型遥感影像的处理方法,为对不同环境条件下研究区影像的处理及监测奠定实践基础。为了让学生们能够掌握不同类型遥感影像的处理方法,教师应教授学生如何在数据网站上下载这些类型的遥感影像;并在遥感原理与方法课程实践教学中选取不同类型的遥感影像进行实践教学,让学生掌握不同类型遥感影像的处理方法,进而能根据实际情况选取合适的遥感影像,进而解决其遥感应用问题。

在遥感原理与方法课程实践教学的内容选择方面,引入更多的遥感影像预处理和遥感影像处理内容。在该课程教学实践中,教师应选择更多的内容,如可增加遥感影像增强、遥感影像拉伸、遥感影像融合、遥感影像目标识别和解译等内容,使得学生更好地掌握遥感影像的处理方法,了解针对不同情况,应对遥感影像进行哪些处理,以更好地实现最终的实践目标。

在遥感原理与方法课程实践教学的方法应用方面,加入更多新兴的遥感处理方法,使学生更好地了解国内外高分辨率遥感影像处理方法的研究现状,进而达到高分辨率遥感影像处理精度的需求。目前高分辨率遥感影像的空间分辨率已达到亚米级[4];与中、低分辨率的遥感影像相比,高分辨率遥感影像存在同物异谱和同谱异物的现象更加明显,原有的成熟的处理方法已无法满足现今的高分辨率遥感影像处理精度要求。为此,应在遥感原理与方法课程实践教学中加入新兴的遥感处理方法,如基于深度学习的分类方法;使得学生更好地了解现有的国内外高分辨率遥感影像处理方法。

4结语

为了巩固学生对遥感原理与方法这门课程中遥感原理和遥感处理方法知识的理解和掌握,提升遥感科学与技术专业本科教学质量,本文针对遥感原理与方法课程实践教学中的实践影像选取、实践内容选择和实践方法应用这三个方向进行探索,建议将国内外不同类型的遥感影像、更多的遥感影像预处理、处理内容及新型的遥感处理算法引入到遥感原理与方法课程实践教学中,为今后学生在遥感影像应用实践方面奠定基础。

参考文献:

[1]陈一祥,姜杰,李文梅,等.大数据智能时代”遥感原理与方法”创新教学探索[J].教育现代化,2018,(36):112-113.

[2]林珲,邵芸,杨立民.多云多雨环境遥感研究与应用分析[J].地球信息科学,2006,8(1):7-11.

[3]杨瑞,祁元,苏阳.深度学习U-Net方法及其在高分辨卫星影像分类中的应用[J].遥感技术与应用,2020,35(4):767-774.

[4]孙伟伟,杨刚,陈超,等.中国地球观测遥感卫星发展现状及文献分析[J].遥感学报,2020,24(5):479-510.

基金项目:2018年9月28日桂林理工大学科研启动基金资助项目——曲波特征加权能量分割方法,(GUTQDJJ2018065)

作者简介:王玉(1990—),女,满族,辽宁本溪人,博士,讲师,研究方向:遥感图像处理。

无人机遥感技术论文范文第5篇

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无人机遥感技术论文范文第6篇

摘要:随着我国水污染日益严重,水资源越来越缺乏,政府对水资源的重视程度也越来越高,而城市污水处理厂能够有效地防治城市水污染,补充河流水量,已在全国各地被普遍修建。城市污水处理厂的选址在很大程度上影响到污水厂的社会、经济、环境效益,本文主要探讨现阶段城市污水处理厂选址的一般原则,并根据21世纪排水系统的定位走向讨论一下污水处理厂选址的新思路,总结传统经验并开拓大家的思维,以期对污水处理厂的选址方面起到一定帮助。

关键词:城市污水处理厂选址 不良影响 传统观念 新思路

1 引言

城市污水处理厂作为一个环保项目,在处理污水的同时,其自身也产生一定的污染问题。而现实中由于项目准备不充分、资金不充足、施工期紧张等因素,污水厂的选址可能不一定恰当,主要体现在与城市风向相矛盾、尾水排放与水源地保护相矛盾、与周边建筑卫生防护距离不足等方面,这些都将影响城市经济、资源、环境的协调发展,很可能导致新建的污水处理厂搁置造成资源的浪费[2-5]。因此城市污水处理厂的选址是污水厂建设环节中很重要的一环,如同地基一样,选址不当将很大程度影响污水处理厂的运行效果。

现阶段认为城市污水处理厂的厂址选址应根据区域排水专项规划、地区自然条件和建设计划等因素全面考虑,正确处理厂址与社会、经济、环境等方面的关系。(1)符合城市总体规划和土地利用规划;(2)减少对城市建成区和区域发展的影响,与城市发展相协调;(3)尽可能在夏季最大频率风向的下风向,满足环境保护要求,对周边环境影响小;(4)集约用地,尽可能利用边角地,尽量不占用基本农田;(5)有利于污水处理后就近排放和再生利用;(6)配套管网可实施性强,尽量减少拆迁[2]。 2 厂区选址不当的影响 2.1 城市风向

城市污水处理厂在运行过程中会产生恶臭,如果厂区选址不当,臭味会随气流飘向下方的居住区和生产区,影响生产生活。 2.2 尾水排放污染水源

根据《污水综合排放标准》(GB8798-1996),ⅠⅡ类水域和Ⅲ类水域中划定的保护区是禁止新建排污口的,因此污水厂选址不当可能会对水质良好的水域造成尾水污染;另外,若遇到污水处理厂超负荷污水溢流甚至事故排水,其影响将是灾难性的。

2.3 卫生防护距离不足

关于城市污水处理厂与周边规划居住、公共设施建筑之间的最小卫生防护距离的问题,规范没有明确规定。《给水排水设计手册》第五册中推荐一般不小于300m。参考相关学者对国内外污水处理厂臭气强度的实测数据的分析研究成果[6]:污水处理厂臭气浓度随扩散距离的增大而衰减,100m外其影响明显减弱,距恶臭源300m基本无影响。选址离有人区过近会影响人的生产生活。 3 厂区选址观念 3.1 传统观念

污水处理厂厂址的选定与城市的总体规划、城市排水系统的走向、布置、处理后污水的出路都密切相关。总之, 应符合城市总体规划和排水工程总体规划的要求, 同时还应考虑多方面因素来综合确定[7-9]。下面本文将从规划、环保、处理工艺以及投资等影响因素应关注的问题进行分析。 3.1.1 规划角度

污水处理厂选址从规划角度而言,一般要求位于城市规划区下游,以尽量依靠地形坡度和重力流收集城市污水,节约污水收集运行费用。除此以外,从规划角度考虑,还应注重规划收集范围的管道走向、水量布局、实施期限等情况,确定最优厂址。另外,有些污水处理厂选址时会考虑城市规划污水量布局,如主要污水量位于城市规划区中上游,而目前下游规划片区实施较为长远,因此,一般在结合财政实力和运行总费用考虑,不应简单将污水处理厂厂址设置于规划区最下游。

3.1.2 环保角度

污水处理厂选址从环保角度而言,一般要求污水处理厂建成后不要对周围环境(指自然资源、水域、地下水、耕地、森林、水产、风景、名胜、自然保护区等)造成不可恢复的破坏,一般不宜设置在城市或居民区的上风向、城市水源的近距离上游。除此以外,在选址时应关注污水处理厂在建成投产后排放的污染物不超过地方环境容量所容许的范围。同时,污水处理厂建成投产后,对周围特别是下游城镇的水源保护区、养殖区等生态环境敏感区的环境影响应在该地区的要求范围之内。 3.1.3 处理工艺角度

污水处理厂建设设计时应结合当地实际进、出水要求选择合适处理工艺。一般城市污水处理厂主要以处理城市生活污水为主,污水可生化性较好,一般采用二级生物化学处理工艺或者进一步深度处理工艺。因此,污水处理厂选址时应结合不同的进出水要求,确定合理工艺和厂址用地,并结合当地的实际条件,选择最优厂址。 3.1.4 总投资角度

目前,城市污水处理厂建设投资一般受用地规模、处理工艺、防洪、地基处理等要素影响,而且国内大部分城市污水处理厂主要采用BOT运作,因此污水处理厂投资基本能够得到较好控制。但是,作为一个城市污水处理基础设施建设而言,城市污水收集干管投资往往比厂区建设的投资大,而且管网布局走向在一定程度上也受到厂区位置影响。因此,从优化投资角度考虑城市污水处理厂选址时,还应同步考虑污水处理厂选址对厂外截污干管布局及投资的影响,选择总投资费用最小化的厂址,确保选址决策的科学性[3]。 3.2 新思路

21世纪排水系统的定位应从以前的防涝减灾、防污减灾逐步转向污水的资源化,从而恢复健康水循环和良好水环境, 维系水资源可持续利用[10]。事实证明: 污水深度处理与再生回用是恢复水环境的必由之路,其社会效益、环境效益与经济效益已为世界各国所瞩目。

随着形势的不断变化,污水处理厂的选址问题也就需要随之而变。传统的污水处理厂一般都建在城市水系的下游,这主要是考虑到防止对水系的污染,但这样会对污水再生利用是不利的。传统布局使污水再生水源远离用户,增加了相应的回用水管网费用,同时污水再生水也不能重力注入城市段补充干枯少水的河流,不利于污水资源化。因此,城市污水厂的数目和厂址的规划不应拘泥于传统经验,而应该依据城市实际中水回用的需要在适当位置建设合适规模的污水处理厂,使得整个城市形成大、中、小,近、远期相结合的污水处理厂布局规划。这样,既有利于污水回用,又减轻了城市排水管网系统的负担,易于实现分期建设。

此外,在进行排水系统规划时,还应对整个城市的功能分区、工农业分布、排水管网及污水处理现状等做周密的调查,调查现有的和预测潜在的再生水用户的地理位置及水量与水质的需求。恰当地确定排水分区、污水净化厂的位置与个数,改变将污水处理厂摆放在城市最下游进行高度集中处理的传统做法[1]。 4 总结

随着城市污水处理厂建设速度的加快, 在部分缺水城市, 处理后污水的综合利用已经越来越受到人们的高度重视, 污水处理厂的建设将有小型化分散建设的趋势。污水深度处理与再生回用是恢复水环境的必由之路, 因此, 随着新形势的不断变化, 污水处理厂的选址观念也应随之而变。城市污水厂的数目和厂址的规划不应拘泥于传统经验, 而应该依据城市实际中水回用的需要在适当位置建设合适规模的污水处理厂, 使得整个城市形成大、中、小, 近、远期相结合的污水处理厂布局规划。

参考文献

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