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遥感论文冰川研究

发布时间:2024-07-02 22:13:52

遥感论文冰川研究

2014 顾及模型误差的震源参数InSAR反演 刘洋 许才军 2014 GPS精密单点定位质量控制与分析的相关理论和方法研究 郭斐 张小红 2013全国优秀博士学位论文提名奖 基于总体最小二乘的大地测量反演理论及应用研究 王乐洋 许才军 2012 顾及频率依赖响应的三轴分层地球自转理论 陈巍 申文斌 2012 GNSS电离层层析及震前电离层异常研究 陈鹏 姚宜斌 2012 基于VLBI 观测数据的”嫦娥一号”定轨精度精化方法研究 严韦 刘经南 2011 基于GOCE卫星重力测量技术确定地球重力场的研究 钟波 宁津生 罗志才 2009 卫星测高波形处理理论研究及应用 褚永海 李建成 2009 我国空间VLBI系统的有关设计和模拟计算研究 魏二虎 刘经南李征航 2008 月球重力场研究及绕月卫星精密定轨 鄢建国 李 斐 2008 《利用InSAR研究青藏高原地区若干同震与震间形变》 王 华 许才军 2007 用GPS监测中国大陆现今地壳运动:变形速度场与构造解释 王 琪 刘基余 2006 GPS精密定位定轨后处理算法与实现 姚宜斌 刘经南 2004 机载激光扫描测高数据滤波及地物提取 张小红 刘经南 2003 大坝变形预报神经网络专家系统方法研究 黄全义 张正禄 2003全国优秀博士学位论文提名奖 卫星测高技术在大地测量学中的应用 姜卫平 刘经南 2003 东南极lambert冰川—Amery冰架系统冰川运动学研究 王清华 宁津生 2001 卫星测高数据处理的理论与方法 瞿国君 宁津生 2001 基于反演理论的大地测量形变分析于解释的理论和方法 党亚民 陈俊勇 2000 大规模高精度、CPS网平差处理与分析理论及其应用 施闯 刘经南 1998 高精度GPS动态定位的理论与实践 陈小明

中国网/中国发展门户网讯 冰冻圈是地球气候系统五大圈层之一,其组成包括冰川(含冰盖)、冻土、积雪、河冰、湖冰、海冰、冰架、冰山,以及大气圈内的冰晶和过冷水云、降雪、冰雹与霰。冰冻圈的变化与气候、水循环和生态系统的变化有密切关系,其不仅直接影响全球气候、海平面、湖泊和河流的变化,还会对生态与环境及 社会 经济可持续发展带来影响,因此冰冻圈科学在地球科学和人文科学中有着特殊地位。

冰冻圈科学主要研究自然背景条件下地球冰冻圈各组成要素的形成、发育、演化规律,以及各要素之间相互作用的过程;冰冻圈各要素和整体与气候系统其他圈层之间的相互作用、转化和影响;冰冻圈与经济 社会 可持续发展之间的关系——特别是全球和区域冰冻圈变化的适应、减缓和对策。

冰冻圈各要素主要分布在高纬度和高海拔地区,开展地面观测较困难,难以布设高密度观测网络,因此遥感观测成为冰冻圈研究不可或缺的手段。冰冻圈遥感是指采用非接触式观测手段,获取冰冻圈各要素的几何、物质和能量特性的技术。目前,冰冻圈遥感手段涵盖可见光/近红外、热红外、微波、激光、无线电及重力测量遥感方法。遥感平台以卫星为主,航空和地基遥感也是冰冻圈遥感的重要实验手段,近年来兴起的无人机遥感更是丰富了冰冻圈遥感手段。

冰冻圈遥感学作为冰冻圈科学体系中的一个重要分支,该学科与冰冻圈科学体系中其他分支(如冰冻圈水文学、冰冻圈气候学)相互借鉴、相互促进,但也自成体系。本文介绍了冰冻圈遥感学的基本研究内容和方法,进一步回顾国内外冰冻圈遥感的相关研究进展,并分析我国冰冻圈遥感的优势与不足,最后探讨了冰冻圈遥感如何助力“三极”大科学计划。

冰冻圈遥感概述

冰冻圈遥感学由遥感科学的基本原理发展而来,其研究对象又是具有特殊电磁波特性的冰冻圈要素。例如,积雪在可见光波段的高反射率与近红外波段的低反射率,这一特性使得利用多光谱遥感可以非常容易将积雪从其他地物中识别出来;又如,液态水在微波波段的介电常数约为 80,而在冻结为冰晶时则下降到约为 3,这就给利用微波遥感判识土壤或者水体表面是否冻结提供科学的判别标准,如海冰和地表冻融过程。因此,相对于植被、土地利用等遥感,冰冻圈遥感有其特殊的研究方法。

冰冻圈遥感学从研究对象大体可以分为陆地冰冻圈遥感、海洋冰冻圈遥感和大气冰冻圈遥感 3 个方面。陆地冰冻圈主要包括积雪、冰川与冰盖、冻土及河冰和湖冰,针对其的研究内容和手段最为丰富;海洋冰冻圈主要包括海冰、冰架、冰山等;大气冰冻圈主要是大气圈内的冰晶和过冷水云、降雪、冰雹与霰。表 1 列出了大部分冰冻圈遥感内容及相应的遥感技术。可以看出,可见光/近红外及合成孔径雷达(SAR)可监测的参数最多,且同一个参数也可以用不同的遥感方法监测。但是,不同的方法优势不同。以雪深遥感反演为例,SAR和微波辐射计都可以反演雪深。微波辐射计虽然空间分辨率低,但可以获取逐日的积雪变化过程。因此,需要根据研究目标选择相应的技术手段。此外,由于每种遥感方法有各自的优、缺点,往往需要联合多源遥感数据开展监测。以积雪面积为例,可见光遥感可以准确获取积雪面积,但受云层影响会缺失很多地表信息,此时可以联合具有穿透性的微波遥感来补充云层下的积雪信息。

冰冻圈遥感研究进展

冰冻圈遥感技术研究进展

冰冻圈遥感始于 1961 年,但直到 1990 年以后,随着对地观测技术的飞速发展,冰冻圈遥感才取得了迅猛发展。特别是 21 世纪以来,新型、先进传感器的涌现,以及专门针对冰冻圈研究的卫星成功发射和运行,如 NASA 的 ICESAT 卫星和欧洲航天局 CryoSat 卫星,使冰冻圈遥感的发展生机勃勃。

用于冰冻圈观测的遥感技术主要包括: 可见光/红外遥感技术。目前,正朝着长时序、高光谱、高空间和高时间分辨率、大幅宽和三维信息获取等观测能力方向发展。 微波遥感技术。作为主动微波遥感核心传感器的 SAR 技术发展迅速,应用该技术的卫星及后续的雷达卫星任务计划大多具有双站/或 星座 协同观测、极化干涉测量、三维/四维信息获取、高分宽幅数据采集或超高分辨率观测能力,可实现冰冻圈表面动态过程高精细、大尺度和时间连续的监测与评估。 激光、重力及其他新型遥感技术。激光雷达卫星也从单个点观测向点云观测发展,已有的重力卫星已经在大尺度物质平衡中取得了创新性的进展。未来,该类技术将在提升空间分辨率方面取得突破,其他新型遥感技术(如微光遥感)也尝试用于冰冻圈要素提取。

冰冻圈遥感应用研究进展

遥感技术最大的优势在于获取大范围冰冻圈要素的信息,最为显著的成就为利用多源遥感数据评估全球冰川物质平衡及对海平面上升的贡献量。而南极、北极和山地冰冻圈遥感应用具有不同区域的科学问题和技术手段。山地冰冻圈遥感主要围绕冰川、积雪、冻土制图与变化监测,以及这些冰冻圈要素变化对区域生态环境和水资源的影响等开展遥感应用研究。南极冰冻圈遥感应用研究除了评估南极冰盖物质平衡以外,主要针对冰架崩解、触地线、海冰等开展遥感监测;其中,南极制图也是一项重要的科学任务。根据被动微波亮度温度遥感数据获取的长时间序列海冰产品发现,与北极海冰快速减少不同,南极海冰过去数十年变化不大,甚至略有增加。

综上所述,对于区域冰冻圈遥感,北极地区目前被认为最重要,投入项目最多且成果也最多,是研究热点区域;南极地区主要是根据各国家的国力配置和科学家自由 探索 为主;山地冰冻圈则由各地区自主开展相关研究。

我国冰冻圈遥感进展

我国冰冻圈遥感的特点

我国冰冻圈遥感研究区域以青藏高原为主,进展较多、成果丰富;其中,最具有代表性的工作体现在冰川、积雪、冻土 3 个方面。

在冰川遥感方面。冰川遥感技术的不断成熟,为完成我国第一次冰川编目和第二次冰川编目作出了重要贡献;其历程经历了航空遥感解译、陆地卫星资料的大量应用、冰川自动化分类方法发展、冰川属性自动提取等阶段。近年来,我国学者在提取冰川物质平衡、冰川表面流速等方面也取得了突出成绩。

在积雪遥感方面。我国学者建立了长时间序列的积雪面积、雪深和雪水当量遥感产品,得到了广泛应用。特别是利用“风云”气象卫星的被动微波亮度温度发展了我国的雪深反演算法。此外,在光学遥感积雪面积产品去云方面也取得了具有特色的研究贡献,初步解释了青藏高原地区过去 40 年积雪面积和雪深的时空变化。受到青藏高原地形复杂等因素影响,目前遥感雪深产品的空间分辨率还有待进一步提高,以满足水文水资源研究的需求。

在冻土及冰缘环境遥感方面。融合多源遥感信息的综合观测已经成为冻土制图的重要方法。目前,我国学者已得到了青藏高原热稳定性冻土分布及其长序列变化。我国的主动微波遥感技术在地表形变、活动层厚度反演等方面也取得了快速进展,特别是合成孔径干涉雷达(InSAR)方面,具有代表性的是利用被动微波亮度温度发展了地表冻融状态的决策树算法,制备了长时间序列地表冻融循环过程数据 。

我国北极冰冻圈遥感

近年来,我国北极冰冻圈遥感逐步开展,目前侧重在北极海冰监测和通航能力的研究。北极海冰遥感研究主要集中在两方面:海冰范围、类型、密集度等参数反演;海冰与全球气候变化关系。已在利用遥感卫星数据研究航道上海冰的季节和年际变化,分析通航影响因子,以及评估通航能力等方面取得了较好的进展。

如前所述,北极地区除了海冰遥感,还涉及格陵兰冰盖、河冰和湖冰、积雪等诸多研究内容。我国学者近年来也逐步开展相关研究,整体上侧重于遥感数据的分析和产品应用,而在遥感机理与反演方法方面开展较少。随着我国“冰上丝绸之路”倡议的提出和《中国的北极政策》白皮书的发布,北极即将成为我国冰冻圈遥感研究的热点地区。

我国南极冰冻圈遥感的特点

我国自 1983 年加入《南极条约》以来,南极测绘与遥感得到了很好的发展,主要涉及极地测绘、海冰、冰盖及冰架遥感监测等研究内容。在极地测绘方面,我国先后完成了典型地区大比例尺地形图测图,近年来开始冰下地形和海底地形测绘研究。在海冰遥感方面,针对南极海冰范围、海冰类型、海冰密集度、表面反照率等遥感监测方面取得了诸多研究成果。在南极冰盖及冰架遥感监测方面,对地形地貌、冰川流速、物质平衡、触地线、冰面特征、表面冻融、冰下湖等方面开展了实质性的研究工作,特别是冰架崩解对南极冰盖物质损失的贡献。利用陆地资源卫星影像和卫星测高资料,研制了迄今全南极最高分辨率的冰川流速产品(图 );并在国际上首次发现东南极威尔克斯地冰川质量持续亏损,绕极洋流变暖可能是导致该冰川加速消融的主要原因。随着我国南极航空探测计划的实施和多颗国产遥感卫星的先后发射,南极冰盖冰厚及其冰下地形、冰下湖泊遥感探测,以及国产卫星南极遥感应用可望形成新的研究热点。

冰冻圈遥感学科发展展望

加强冰冻圈遥感学理论和应用体系研究

冰冻圈涉及生态、水文、大气、海洋、灾害等相关学科。通过加强与这些学科的交叉融合,增强冰冻圈遥感在冰冻圈气候、水文、生态环境和灾害等方法的应用能力,从而在解决这些应用领域的科学问题方面发挥更大的作用。同时,冰冻圈科学与不同学科领域的发展又为冰冻圈遥感学提供新的科学问题和应用机遇。例如,光学、电子学、材料科学等学科的发展为冰冻圈遥感获取数据提供先进的仪器设备,促进冰冻圈遥感学的发展。

随着冰冻圈变化对国家和地区的政治、 社会 、经济和可持续发展的影响不断增强,我国从事冰冻圈遥感学基础理论研究的人员和机构明显不足。因此,有必要在高等院校和研究所开设相关本科和研究生课程,增强公众对于冰冻圈遥感的认识,培养有志于从事冰冻圈遥感科学的人才和队伍。

助力国家“三极”科学计划

南极、北极和以青藏高原为主体的亚洲高山区是地球的“三极”,也是全球冰冻圈的核心分布区域 。“三极”不仅蕴藏着全球最大的淡水资源,且油气资源丰富,是全球资源、能源开发潜在的战略性储备区域,对我国未来发展、国家利益和安全战略具有特殊的重要意义。同时,“三极”是全球气候变暖最为剧烈的地区和全球气候系统多圈层相互作用的典型区,也是影响全球气候与环境变化的关键区和敏感区,其在全球能量和水分循环中发挥着重要作用。因此,“三极”研究是地球系统科学多圈层耦合研究及“未来地球”自然- 社会 科学交叉研究的制高点,国内外科学家正在呼吁开展“三极”科学研究计划。

受自然条件和 社会 发展滞后等因素影响,“三极”地区生态环境地面观测能力非常有限,而遥感获取时空分布的对地观测数据能力则具有得天独厚的优势。尽管遥感已经为“三极”地区提供了大量的冰冻圈数据,但除了 ICESAT 卫星和 CryoSat 卫星之外,现有遥感计划的目标并不是为冰冻圈观测量身设计,“三极”地区的冰冻圈观测的优先度和数据获取能力都很低。例如,欧洲航天局计划 2021 年发射的 BIOMASS 卫星,在科学目标上将极地观测作为第二优先级。虽然近年来日本和中国等发射了一些专门针对极区观测的小卫星,但总体上并没有改变极区观测系统缺乏的局面。因此,为了开展“三极”科学研究计划,未来需加强研发空-天-地一体化的冰冻圈遥感观测系统。针对冰冻圈遥感的特殊观测手段和技术方法,需要加强 3 个方面的研究。

充分利用现有卫星数据,制备极地基础地理信息和生态环境数据集。例如,利用高分辨率遥感数据摸清极地地形、海情、冰情、植被等基础地理环境信息,利用中低分辨率但时间序列较长的遥感数据获取 历史 时期冰川、冰盖、积雪、海冰等冰冻圈和生态环境变化信息,从而为开展“三极”科学研究奠定基础数据支撑。

发展针对冰冻圈科学研究的专门卫星遥感技术。微波波段的优势在于其穿透性。因此,可以考虑发射低频波段(如 P 波段)微波辐射计或者 SAR 卫星,开展以往探测不到的冰冻圈要素如冰川厚度、冰盖层析结构、冻土活动层厚度等。

在提高极地环境观测重访周期方面,可以开展双星联合观测或者卫星组网观测,实现对极地海冰、冰川和冰盖等的快速变化监测。通过双星联合或者卫星组网还可以大幅提高干涉 SAR 测量数据质量,实现冰冻圈表面地形和形变监测。

高空间分辨率重力卫星和大椭圆轨道通讯卫星也是未来极地冰冻圈科学研究的重要内容。我国目前正在制定和研发一些专门针对冰冻圈观测的卫星计划,需要快速推进。

(作者:车 涛,中国科学院西北生态环境资源研究院遥感与地理信息科学研究室副主任、研究员,中国科学院黑河遥感站站长;李 新,中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心,中国科学院青藏高原研究所 国家青藏高原科学数据中心; 李新武,中国科学院空天信息创新研究院 ; 江利明,中国科学院精密测量科学与技术创新研究院 大地测量与地球动力学国家重点实验室、中国科学院大学 地球与行星科学学院。《中国科学院院刊》供稿)

这个都不是问题的,让我来做

想写论文就向遥感看齐把不论是微波遥感还是可见过遥感都是前沿

遥感的论文研究方法

楼上有道理,受教了。

遥感器能获取到的只是成像瞬间,成像地区地表的自然与社会环境的二维(平面)的综合信息。这些信息中,只有一部分对地质解译有用。对地质解译有用、无用的信息相互联系又相互干扰。如上文所述地表坡残积物和植被与当地母岩有联系,可以据此来分析母岩性质;同时坡残积物和植被又掩盖基岩,干扰了对岩性信息的识别。因而所有解译(不仅仅指地质解译)都存在不确定性与多解性。为提高地质解译的质量,解译人员的地学知识与工作经验,正确遵从一些解译原则,合理地运用遥感地学分析的方法就是非常重要的了。

地质解译的原则:①从已知到未知,②先易后难,先从标志最清楚地段到较模糊地段,③先整体后局部,④先目视预解译到其他方法,④先从构造解译入手,⑤图像解译与野外调查相结合。

《遥感地学分析》(陈述彭,1990)一书,概括了遥感地学分析的主要方法。

(一)遥感资料的相关分析法

在一定区域内各种景观要素间是相互依存,相互制约的。往往是一事物的存在反映其它事物的存在;一种现象可指示另一种现象的存在。地质解译时,可以根据地质规律的认识,用相关分析法进行解译。如第九章引用美国内华达州金场地区寻找多金属矿的例子。就是通过地质研究,确定该区矿化主要与内生作用的热液蚀变有关,而热液蚀变岩石又与未蚀变的岩石地物反射波谱不同,利用比值法等图像增强处理,来识别区域蚀变,从而用它来作为找多金属矿的重要标志。

(二)交叉分析法

遥感地学研究为了取长补短,常常需要多种技术方法交叉使用。如光学图像处理,目视解译,计算机数字图像增强等交叉进行。在建立区域典型的岩性-地层解译标志时,也需要预解译,野外验证,再解译,反复补充修改,使建立的解译标志更有代表性,用它来指导解译。在利用数字图像增强处理时,也是经过预处理,野外地物波谱测试分析,验证,再修改增强处理方案,从中选定最有效的处理方法。

(三)环境本底法

所谓本底,就是某种地学信息的区域正常特征或正常背景值。如区域地球化学中某种元素的背景值。如某种岩性(如花岗岩)的平均反射波谱值等等。这些通过归纳总结,实测,统计分析得来的正常特征和正常背景值就是正常值。只有在这个基础上,才能区分出异常来。有了地貌异常,色彩异常,波谱异常和某些成矿元素的异常,才能指导各种地质分析和研究。所以环境本底的建立非常重要,也要非常慎重。

(四)信息复合法

信息复合是指同一区域内遥感信息之间,或遥感与非遥感(如地质)信息之间的复合。复合时通过资料的空间配准与内容复合,产生一组新的空间信息或一组新的合成图像。目的是为了突出有用的地质信息,减免和抑制无用信息,改善图像质量,提高解译和研究的能力。详见第十一章。

(五)历史对比法

历史对比是利用遥感图像资料的时间信息,把不同时间的同一地区或同名地物,进行多时间的对比,作动态分析。如对黄河、长江口三角洲的发育特点的分析,对陕北黄土高原水土侵蚀的分析,对某城市的发展动态分析,对洪水灾害(如1992年对太湖地区洪水的SAR图像对比分析)等。从历史对比中归纳总结出其发展动态与规律,指导划规与治理工作。

(六)系列制图法

用它来表示研究地区的地学分析各种成果。这也是地质工作中非常常用的方法。如区域地质调查,区域成矿研究,地史古地理分析都常用的方法。系列制图有三个基本条件:①必须以同一遥感信息源为制图的基础,②有统一的制图规范与分类原则,③按一定逻辑顺序依次派生出各种专题图件来。如构造解译时,用增强处理的遥感图像,编制出同一地区的线性构造、环状构造等解译图件来。然后再派生出不同走向方法的线性构造图及线性构造等密度图,线性构造交(叉)点等密度图来。第十二章介绍的山西太原幅农业自然条件与自然资源系列图就是一个例子。

(七)地理信息系统

它是管理空间数据的计算机系统,是最近十年来遥感工作发展很快的一种技术方法。地理信息系统为地学遥感提供辅助信息,有助地质遥感数据分类和应用,提高地质分析的质量与速度。在第十三章作专门介绍。

(八)其它地质学分析方法

地质解译时还会用到地质学的一些基本分析方法。如根据交切关系来判定断裂、岩脉、矿脉的新老关系,用构造地质学知识来判明遥感图像上断裂的两盘相对运动等。在此不一一介绍。

洋河流域遥感图像土地利用分类方法研究 【摘要】遥感影像分类方法的确定是LUCC研究中的关键步骤。文章以洋河流域为研究区,分别进行了非监督分类和监督分类。针对监督分类结果中存在的误差,对水域、植被、城镇与工矿用地三种类型地物的提取分别选择了综合阈值法、植被指数法、DEM数据辅助分析法进行了改进,结果表明改进后的提取结果较监督分类直接得到的结果有了很大的改善。【关键词】遥感图像;监督分类;综合阈值法;植被指数法【中图分类号】TP79 【文献标识码】A【文章编号】1671-5969(2007)16-0164-03一、研究区域概况及图像资料(一)研究区域概况洋河流域是张家口经济发展的中心地带,水资源相对丰富。洋河发源于山西省阳高县和内蒙古兴和县,是永定河上游的一大支流,流域面积约14600km2 。在张家口市流域面积为9762km2,流经万全县、怀安县、张家口市区、宣化县、宣化区、下花园区、怀来县等,干流全长106 km,在朱官屯于桑干河汇合后流至官厅水库,是官厅水库的重要水源。洋河流域形状东西向较长,南北向较短,地形总趋势西北高、东南低。流域的东北、北部和西北沿坝头一带海拔高程1200~1500m之间,西部和南部边界海拔高程一般在500~1000m之间。流域内80%以上为丘陵山区,绝大部分为荒山秃岭。流域内大部分为黄色沙壤土,并有部分砂砾土及黄粘土,沿河川地层厚且较肥沃[1]。(二)信息源遥感信息源的选择要综合考虑其光谱分辨率、空间分辨率、时间分辨率等因素, 这是利用遥感图像进行土地利用分类的关键问题。美国的Landsat TM 图像是当前应用最为广泛的卫星遥感信息源之一,它可提供7个波段的信息, 空间分辨率为30~120m。TM数据源各波段各有特点,可进行不同地物类型的信息提取。相关资料表明TM遥感数据各波段间的信息相关关系为:TM1与TM2,TM5与TM7高度相关,相关系数达以上,信息冗余大,可以考虑不选取TM1波段。另外由于第6个波段的分辨率为120m,不利于地物信息的提取,所以亦不选取TM6波段。一般来说, 选择图像类型时,应考虑研究区域的大小、研究的目的,以及要达到的精度要求,另外不同时相遥感图像的选择对分类精度也具有很大的影响。为了能把水域、城市与工矿用地、林地、耕地、裸地区分开,以洋河流域1987年9月17日的TM图像为信息源进行研究。本文中所使用的遥感图像处理工具为美国ERDAS公司的ERDAS 软件,它是一个功能完整的、集遥感与地理信息系统于一体的专业软件,具有数据预处理、图像解译、图像分类、矢量功能、虚拟gis等多个功能。二、现有遥感图像土地利用分类的主要方法及其分析遥感图像土地利用分类就是利用计算机通过对遥感图像中各类地物的光谱信息和空间信息进行分析,选择特征,并用一定的手段将特征空间划分为互不重叠的子空间,然后将图像中的各个像元划归到各个子空间中以实现分类[2]。按照是否有已知训练样本的分类数据,将其分为非监督分类和监督分类。它们最大的区别在于监督分类首先给定类别,而非监督分类则由图像数据本身的统计特征来确定。(一)非监督分类非监督分类是在多光谱特征空间中通过数字操作搜索像元光谱属性的自然群组的过程,这种聚类过程生成一副有m个光谱类组成的分类图。然后分析人员根据后验知识将光谱类划分或转换成感兴趣的专题信息类[3]。洋河流域内有很多山地,在图像上会产生大量的阴影,导致了像元灰度值的空间变化,这对分类结果有很大的影响。为此可以通过比值运算来去除阴影的影响,使向阳处和背阴处都毫不例外地只与地物的反射率的比值有关。常用算法:近红外波段(TM4)/红外波段(TM3),这样所得到的效果比较好,从原始图像和比值运算后的图像(图像略)中,可以清楚地看到山体阴面的阴影得到了有效的去除。经过比值运算后, 就可以对图像进行非监督分类。得到的分类结果如图1所示。非监督分类只根据地物的光谱特征进行分类,受人为因素的影响较少,不需要对地面信息有详细的了解,但由于“同物异谱、异物同谱”等现像的存在,其结果一般不如监督分类令人满意。比如官厅水库旁边的大量建筑物被分到水体一类。是因为在TM3波段上,水体和建筑物的灰度值相近, 同样在TM7波段上,裸山和建筑物的灰度值也相近。总之,在TM的6个波段上,无论采用哪个波段进行非监督分类,总有几种地物的光谱值接近,因此单纯依靠计算机自动分类取得很好的效果是非常困难的。

遥感监测研究进展论文

随心所欲的写咯

浅议遥感技术在环境污染监测中的应用论文

1概述

随着我国经济的高速发展,环境污染和生态破坏日益严重,突发性环境污染事故也时有发生。环境监测作为环境管理和污染控制的主要手段之一,正在发挥不可替代的作用。但是,由于我国面积辽阔,地面环境监测网点分散,仅依靠现有的监测台站和传统监测技术方法不能满足连续、动态、宏观、快速监测环境污染的要求,也满足不了及时、准确地做出环境质量报告和污染预报的要求。因此,日益恶化的环境迫切需要实时、快速、宏观、准确的监测技术,以便更加全面准确地反映环境污染对生态系统和人体健康的影响。近年来国内外大量实践表明,遥感技术是获取环境信息的强有力手段,是实现这一目的的极其有效的技术。运用遥感技术监测环境污染及生态环境状况,正确评价环境质量,寻求改善生态环境的途径和措施,具有重要的意义。

遥感技术具有监测范围广、速度快、成本低,且便于进行长期的动态监测等优势,还能发现用常规方法往往难以揭示的污染源及其扩散的状态,因此遥感技术正广泛地应用于监测水污染、大气污染等环境问题。它不仅可以快速、实时、动态、省时省力地监测大范围的环境变化和环境污染,具有其它常规方法不可替代的优越性;也可实时、快速跟踪和监测突发环境污染事件的发生、发展,并及时制定处理措施,减少污染造成的损失。因此,发展我国的环境污染遥感监测技术,建立重大环境事故的预报、预警和应急响应系统,对保护我国环境及发展经济都具有重要作用,能产生巨大的社会、经济和环境效益。

2环境污染遥感监测技术

遥感技术是一种利用物体反射或辐射电磁波的固有特性,远距离不直接接触物体而识别、测量并分析目标物性质的技术。根据所利用的波段,遥感监测技术主要分为可见光、反射红外遥感技术,热红外遥感技术,微波遥感技术三种类型。当前,遥感的应用已深入到农业、林业、渔业、地理、地质、海洋、水文、气象、环境监测、地球资源勘探、城乡规划、土地管理、和军事侦察等诸多领域,从室内的工业测量到大范围的陆地、海洋、大气信息的采集以至全球范围的环境变化的监测。

遥感技术在环境污染监测中的应用发展很快,现在已可测出水体的叶绿素含量、泥沙含量、水温、水色;可测定大气气温、湿度、CO、NOx、CO2、O3、ClOx、CH4等主要污染物的浓度分布;可测定固体废弃物的堆放量、分布及其影响范围等,还可对环境污染事故进行遥感跟踪调查,预报事故发生点、污染面积、扩散程度及方向,估算污染造成的损失并提出相应的对策。近几年来,随着全球环境问题日益突出,具有全球覆盖、快速、多光谱、大信息量的遥感技术已成为全球环境变化监测中一种主要的技术手段。国际上相继提出了一系列的全球环境遥感监测计划,其中主要有美国宇航局(NASA)的对地观测计划(EOS)、欧空局的对地观测计划和日本的对地观测计划等。这些计划将极大地推动环境遥感技术的实用化和遥感技术的发展。

3遥感在环境监测中的应用

水环境污染遥感监测

对水体的遥感监测是以污染水与清洁水的反射光谱特征研究为基础的。总的看来,清洁水体反射率比较低,水体对光有较强的吸收性能,而较强的分子散射性仅存在于光谱区较短的谱段上。故在一般遥感影像上,水体表现为暗色色调,在红外谱段上尤其明显。为了进行水质监测,可以采用以水体光谱特性和水色为指标的遥感技术。

遥感监测视野开阔,对大面积范围里发生的水体扩散过程容易通览全貌,观察出污染物的排放源、扩散方向、影响范围及与清洁水混合稀释的特点。从而查明污染物的来龙去脉,为科学地布设地面水样监测提供依据。在江河湖海各种水体中,污染物种类繁多。为了便于遥感方法研究各种水污染,习惯上将其分为泥沙污染、石油污染、废水污染、热污染和水体富营养化等几种类型。

大气污染遥感监测

大气遥感是利用遥感器监测大气结构、状态及变化。大气遥感器除了测量气温、水蒸汽、大气中的微量成分气体、气溶胶等的三维分布以外,还用来进行风的测量及地球辐射收支的测量等。

影响大气环境质量的主要因素是气溶胶含量和各种有害气体。这些物理量通常不可能用遥感手段直接识别。水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量气体成分具有各自分子所固有的辐射和吸收光谱,所以,实际上是通过测量大气的散射、吸收及辐射的光谱而从其结果中推算出来的。通过对穿过大气层的太阳(月亮、星星)的直射光,来自大气和云的散射光,来自地表的反射光,以及来自大气和地表的热辐射进行吸收光谱分析或发射光谱分析,从而测量它们的光谱特性来求出大气气体分子的密度。测量中所利用的电磁波的光谱范围很宽,从紫外、可见、红外等光学领域一直扩展到微波、毫米波等无线电波的领域。大气遥感器分为主动式和被动式,主动方式中有代表性的遥感器是激光雷达,被动式遥感器有微波辐射计、热红外扫描仪等。

4国内发展现状

我国环境污染遥感监测技术发展和应用的主要问题有:①环境污染遥感监测系统和技术方法基本上处于起步阶段。虽然我国的遥感理论、技术和应用发展很快,但与国外相比差距甚大,在环境污染监测中的应用基本还没有开展起来,目前在全国范围内基本上没有建立起环境遥感的监测体系与系统。②对于环境监测而言,传感器的技术性能要求较高,不仅要求传感器能提供高分辨率的探测,而且要求具有全天候、全天时、大范围、多谱段和灵敏度高的特点,这样才能满足环境污染动态、实时、多样的监测需求。当前所用的高分辨率传感器基本上依靠进口,在地面和飞机上测量化学成分的遥感技术还处于实验室的摸索阶段,而在环境污染监测中的应用基本空白。③遥感信息源缺乏。目前我国尚未发射自己的环境污染监测遥感卫星,遥感信息源主要来自于国外的相关卫星资料。同时国际上用于环境监测的遥感商业卫星寥寥无几,从而客观上制约了我国环境遥感监测技术和应用水平的发展。④新型遥感技术在环境污染监测上应用的理论和方法有待探索和发展,缺少环境污染遥感监测体系与系统。

5结论与展望

目前,遥感技术正从单一遥感资料的分析,向多时相、多数据源(包括非遥感资料数据)的信息复合与综合分析过渡;从资源环境静态分布研究,向动态过程监测过渡;从动态监测,向预测、预报过渡;从定性调查、系列制图,向计算机辅助的.数字处理、定量自动制图过渡;从对各种事物的表面性的描述,向内在规律分析、定量化分析过渡。就环境污染遥感监测技术而言,有待于在以下几方面加强研究:

(1)利用环境污染遥感监测技术,建立突发性环境污染事故的实时监测和预警系统。通过集成多种遥感传感器,并结合地面环境监测网站的监测数据,进行多环境参数的自动监测,并实时监测各种指标的时空变化趋势,以便在某些指标刚刚接近警戒线时预报可能出现的危机,确定环境污染事故所在的空间位置,并提供其空间影响范围的模拟和模型方法,为突发性事故管理决策提供信息,实现连续、自动监测和总量控制。如利用环境污染遥感监测技术,通过建立城市大气环境质量预测预报系统,可以对城市大气环境质量状况进行预报,并对可能发生的大气污染事件提出预警。

(2)高性能传感器的研制。重点发展能够选择监测某种或某类优先污染物(如氯苯和硝基苯等)浓度的遥感器。

(3)研制环境污染物的定量遥感监测技术。如利用水面反射光谱测量与水质参数进行回归分析,建立某一谱段上光谱反射率与某些水质参数的函数关系式。一般来说,水质参数中的透明度、固体悬浮物浓度、叶绿素含量和水面混浊度与光谱反射率或卫星影像的密度值之间往往存在比较明显的对应关系。

(4)将环境污染遥感监测技术与GIS(地理信息系统)、GPS(全球定位系统)、ES(专家系统)技术集成。利用环境污染遥感监测集成系统,可以大大提高环境监测的科学性、合理性及智能化程度,从而大大扩展环境监测的应用范围。集成技术应用于环境污染遥感监测中的优越性具体体现如下:遥感监测技术为集成系统提供正确、迅速、宏观的环境污染监测数据,GIS可利用其强大的空间信息管理功能,建立各类有毒、有害、易燃、易爆物质的理化特性数据库,有关自然、经济、社会、生态环境数据库和图形库及模型库,同时可结合地面监测数据,经由GPS提供的精确位置信息,在ES技术支持下对监测数据进行有效的管理、分析和计算并将综合数据以直观、形象的图形化方式输出或显示出来,从而使环境管理者迅速了解和掌握各类突发事故的多发地带、发生频率、潜在事故发生源的时空分布、事故发生后污染物的影响范围及时空变化,更好地实现事故的预防、应急处置和灾后恢复。

当前,我国环境污染遥感监测技术应依托我国的对地观测技术和对地观测系统的发展计划,同时充分利用国际上资源环境卫星系统,开展广泛的国际合作和交流,大力发展我国的环境污染遥感监测技术,并充分利用现有的环境监测网点和常规监测方法,采用遥感技术与地面监测相结合的方法,建立我国的环境污染遥感监测系统。

李海萍.从志愿服务看北京奥运.志愿北京-2005志愿服务与人文奥运国际论坛成果集,北京:人民出版社,熊利亚,李海萍,庄大方.应用MODIS数据研究沙尘信息定量化方法探讨.地理科学进展,2002,21(4):327-332李海萍,庄大方,熊利亚.北京周边沙源区沙化土地光谱特征初探.地理研究,2002,21(5):599-607李海萍,庄大方,熊利亚.沙化土地野外光谱数据采集的技术方法探讨.武汉大学学报(信息科学版),2003,28(4):484-487朱燕君,李海萍.黄河断流的气候因子分析.资源科学,2003,25(2):26-31。LIHai-ping,XIONGLi-ya,(2003):732-741,ISBN:0-8194-4676-9,(EI检索刊物)李海萍,熊利亚,庄大方.中国沙尘灾害遥感监测研究现状及发展趋势.地理科学进展,2003,22(1):45-52李海萍.运用地理信息系统进行专题制图的教学研究.西北测绘信息,1999,55(1):16-18?(获西北地区第九届测绘学术与科技信息交流会优秀论文奖)李海萍.PCARC/INFO的符号系统及其地图符号设计方法.西北师范大学学报(自然科学版),1998,34(4):90-94李海萍.旱涝灾害研究中对历史资料的数据预处理.西北师范大学学报(自然科学版),1997,33(地理科学专辑):68-72李海萍.浅析地理信息系统中应用分析模型的作用.西北师范大学学报(自然科学版),1997,33(4):65-68李海萍,彭望禄,赵济.黄淮海平原历史旱涝灾害的时间序列分析.北京师范大学学报(自然科学版),1995,31(4):549-552所教课程: 地理信息系统、遥感概论、环境遥感应用、遥感图像数字处理、地图学、地球概论研究方向: 地理信息系统应用,资源与环境遥感应用

研究冰川有什么意义论文

现代冰川在人们心中就是天然的固体水库。亚洲众多著名的大河比如黄河、长江、恒河、印度河的源头,不仅是中国西部冰川分布的地区,还是西北部一些干旱地区农牧业的主要水源。尤其是在新疆的准格尔、塔里木以及吐鲁番等盆地生活的人民,他们世世代代都是通过引用冰川融水的水源来生活,并且在沙漠、戈壁中孕育了一个又一个绿洲。

在中国,一些山岳冰川的末端可以一直延伸到海拔为2500米的山麓地带,在狭窄的峡谷内,大量的冰融水会冲刷冰川上深厚的堆积物,所以导致了泥石流的爆发,以至于堵塞江河甚至切断了公路交通。自新中国成立以来,中国许多的科学工作者跋山涉水、不惧艰难、不避风险,多次深入到冰川的冻土地区,才初步摸清了中国山岳冰川的一些特征,正是因此,一些冰川造成的泥石流地区、风雪流以及雪崩地区才有了防治的措施。他们不仅了解到这些问题的危害,也进行了大量的艰辛的研究,还采用了黑化冰川的方法增加了融水,以此来灌溉农田。在中国西北,一些干旱的地区就新建了大量的引用冰雪融水的工程,扩大了农田的灌溉面积。1959~1960年时旱情较为严重的一年,他们将冰川表面撒布黑色粉状物质来促使冰川快速小榕,以此增加灌溉水量。中国西藏的一些人民更是利用冰川融水,在海拔在4000米以上的高地上栽培了许多农作物,使冰川成为人类的一个极为宝贵的自然资源。

冰川的出现对全球气候和生物发展的影响很大,特别是第四纪冰川,直接作用于人类的生存环境,研究和确认第四纪冰川既有特殊的理论意义也有普遍的现时意义,因此一直吸引着人们为此付出不懈的努力。

研究冰川活动的历史可以了解冰川的大规模进退,对改变地貌,同时引起一系列的地质作用。例如地壳均衡调整,使海平面发生变化,改造水系和水文条件,引发生物的灭绝和变迁,从而改变整个地球的环境。通过对冰川活动的研能够得到对地壳的均衡调整、海平面变化、水系和水文条件的改造、生物的灭绝和变迁等诸多信息。

冰川对全球气候影响如下:冰川,特别是极地大范围冰盖能大量反射太阳光,从而有助于人类居住的地球保持温度不至于升高。然而,当冰川融化后暴露的陆地和水面就会吸收太阳热量,从而导致冰体融化更多,由此连锁反应势必加速地面增温过程,有助于气候变暖。而北极地区冰体过度融化后较冷冰水却会对欧洲部分地区和美国东部地区产生冷却效应,冰水流入北大西洋,又可能会使那里的大洋环流模式遭到破坏,反过来又影响着全球气候变化。 造成冬季严寒,暴风雪成灾,夏季高温不退,暴雨、飓风、洪水泛滥。极端天气的发生频率越来越高。冰川消融更会给局部地区带来灾害。如喜马拉雅山冰川如此融化,在5到10年内,会使尼泊尔、不丹境内近50个冰川湖决堤而引发洪水泛滥;夏季冰川快速消融也会引发印度境内印度河、恒河水位上涨而造成洪灾。相反,随着冰川的退缩,大部分以冰川融水为水源的地区将会严重缺水,如秘鲁、印度北部就因冰川的加速消融而面临着缺水危机。

遥感期刊

中文核心:遥感学报科技核心:遥感技术与应用,遥感信息,国土资源遥感

天。期刊范围涵盖遥感科学所有领域,从传感器的设计、验证和校准,到遥感在地球科学、环境生态、城市建筑等各方面的广泛应用。 Remote Sensing采取单盲同行评审,一审周期约为天,文章从接收到发表仅需天。Remote sensing is the science and art of identifying, observing, and measuring an object without coming into direct contact with it. This involves the detection and measurement of radiation of different wavelengths reflected or emitted from distant objects or materials, by which they may be identified and categorized.

比较容易发表论文的测绘类期刊有《测绘科学技术学报》、《遥感学报》、《地理科学进展》创、《地理与地理信息科学》。

1、《测绘科学技术学报》创于1984年,是由中国人民解放军信息工程大学主管、信息工程大学测绘学院主办的测绘科学学术期刊。本刊在国内外有广泛的覆盖面,题材新颖,信息量大、时效性强的特点,其中主要栏目有:学科进展、学术研究、应用工程等。

办刊宗旨:本刊以马列主义、毛泽东思想、邓小平理论为指针,贯彻执行江主席“三个代表“重要思想,坚持以建设有中国特色社会主义理论为指导,积极报道和反映测绘科学最新研究成就,传播和积累军事测绘科学知识。

2、《遥感学报》创刊于1997年,由中国科学院遥感应用研究所,中国环境遥感学会主办。致力于报道遥感领域及其相关学科具有国际、国内先进水平的研究报告和阶段性研究简报以及高水平的述评。着重反映本领域的新概念、新成果、新进展。

内容涉及遥感基础理论,遥感技术发展及遥感在农业、林业、水文、地矿、海洋、测绘等资源环境领域和灾害监测中的应用,地理信息系统研究,遥感与GIS及空间定位系统(GPS)的结合及其应用等方面。

3、《地理科学进展》创刊于1982年,是由中国科学院地理科学与资源研究所主办、科学出版社出版的综合性学术刊物。获奖情况:全国中文核心期刊。

主要刊登地理学及其分支学科的研究成果,反映国内外地理学研究动态。发表论文的领域为资源与环境、全球变化、可持续发展、区域研究及地理信息系统等方面的成果与新技术。

4、《地理与地理信息科学》创刊于1985年,由河北省地理科学研究所主办。包括地理学和地理信息科学两大部分,具体栏目有:3S研究与应用、数字城市与数字国土、区域经济、环境与生态、旅游开发、可持续发展研究等。

基本涵盖了地理学、地理信息科学的前沿与热点,侧重报道国家自然科学基金、国家重点实验室基金项目、国家科技攻关项目和国际合作项目的新研究成果。

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