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遙感科學與技術研究方向范文第1篇

關鍵詞：銅仁地區(qū)；大生態(tài)；林業(yè)遙感；研究動向；區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展

中圖分類號：P237

文獻標識碼：A 文章編號：16749944（2017）10020504

1 引言

森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，其廣泛的地表分布與復雜的林間結構，為多種生物棲息提供了良好的環(huán)境，維護著生態(tài)系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。與森林有關的林木參數(shù)、環(huán)境要素、干擾等因子共同指向森林生態(tài)系統(tǒng)的演替、健康與安全，因此相關森林生態(tài)系統(tǒng)參數(shù)的獲取十分重要。遙感可以多時相、大尺度對地進行觀測，海量數(shù)據(jù)的利用有助于對生態(tài)環(huán)境狀況進行綜合分析。

銅仁地區(qū)森林資源十分豐富，在維護自然生態(tài)平衡中起著重要作用，良好的森林植被是銅仁地區(qū)的生態(tài)品牌、最突出的生態(tài)優(yōu)勢[1，2]。但銅仁地區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)仍十分脆弱，需要加強保護[3，4]。豐富的資源與脆弱的生態(tài)系統(tǒng)，亟需要獲取相關的森林生態(tài)系統(tǒng)參數(shù)，用以突顯地方特色和進行生態(tài)保護。

筆者總結了遙感在林業(yè)環(huán)境信息化中可供應用的技術范疇，分析了阻礙林業(yè)遙感快速發(fā)展的原因，提出了在大生態(tài)背景下，銅仁地區(qū)遙感技術應用應關注的研究方向與研究內(nèi)容，用以深入開展遙感研究，充分利用遙感技術，為生產(chǎn)實踐、區(qū)域吸引力提高提供科學支撐與方法，進一步利用遙感大數(shù)據(jù)，分析森林資源響應環(huán)境變化，為維護區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)安全與穩(wěn)定提供數(shù)據(jù)決策，促進區(qū)域社會與環(huán)境協(xié)調(diào)健康發(fā)展。

2 林業(yè)遙感技術的應用

2.1 技術產(chǎn)品

利用圖像處理技術，可獲取的林業(yè)遙感產(chǎn)品包括：二、三維電子影像產(chǎn)品，紙質(zhì)影像產(chǎn)品，地形圖產(chǎn)品，林相圖產(chǎn)品，郁閉度、密度、植被指數(shù)產(chǎn)品，地表反射率產(chǎn)品，溫度、濕度、負離子濃度反演產(chǎn)品，資源動態(tài)監(jiān)測產(chǎn)品，災害監(jiān)測產(chǎn)品等[5，6]。此外，還可研發(fā)可視化的林業(yè)遙感參數(shù)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品[7]。

2.2 森林參數(shù)反演

利用影像與野外實測值建立關系模型，可對森林的溫度、濕度、空氣負離子含量、葉面積指數(shù)、冠幅、郁閉度、密度、胸徑、蓄積量、碳儲量等進行反演[8～12]。在分類基礎上，基于地理坐標信息確定不同林地類型的面積[13]。利用攝影測量方法測定個體樹高，利用影像光譜信息、紋理信息，結合常規(guī)分類方法（最大似然、支持向量機、隨機森林等）確定森林類型、樹種類型，經(jīng)影像分類或野外實測GPS坐標等方法確定林木的位置分布等[14～16]。

2.3 動態(tài)監(jiān)測

采用不同時相的數(shù)據(jù)源，經(jīng)特定信息提取，對土地的石漠化、荒漠化、沙化程度M行監(jiān)測；影像對比分析，對土地利用現(xiàn)狀進行監(jiān)測[17]；提取濕地信息，經(jīng)過不同時相數(shù)據(jù)源的疊加分析，可對濕地資源進行監(jiān)測[18]；分析多時相影像，對林業(yè)生態(tài)工程建設成效進行監(jiān)測[19]；對災害（雪災、火災、水災、地質(zhì)災害、病蟲害）進行監(jiān)測。監(jiān)測中，根據(jù)遙感提供的技術方法，確定監(jiān)測對象的原貌、現(xiàn)狀、動態(tài)過程及發(fā)展趨勢，為生態(tài)恢復或建設成效評價提供決策與分析依據(jù)[20]。

2.4 生物多樣性空間信息共享

利用不同時空尺度的遙感觀測數(shù)據(jù)通過定量反演等方法，可以獲取許多與生物多樣性有關的環(huán)境變量，例如：NDVI、地表溫度、大氣水分、土壤濕度等，這些環(huán)境變量可以為生態(tài)學家提供參考[21，22]。在對生物多樣性監(jiān)測指標體系模型中的環(huán)境變量進行分析時，利用地理信息系統(tǒng)可以將這些因素根據(jù)時空的變化統(tǒng)一在一起，通過其強大的空間分析功能，從空間的維度，挖掘生物多樣性信息隱含的空間規(guī)律，為生物多樣性的信息共享提供新的途徑與技術支持，提高生物多樣性領域的空間信息共享和服務水平[23，24]。

3 阻礙林業(yè)信息化發(fā)展的原因

遙感技術在林業(yè)信息化進程中具有廣闊的舞臺，但從目前的研究中可以看出，有許多需要通過遙感技術來解決的實際林業(yè)問題容易被擱淺，導致遙感技術在林業(yè)中的應用與大眾的期望存在很大的差距。

3.1 數(shù)據(jù)價格問題

阻礙遙感研究的其中一個壁壘是價格因素。來自中國遙感數(shù)據(jù)網(wǎng)的資料顯示，低分辨率的遙感衛(wèi)星影像每景的價格上千元，而1 m高分辨率的遙感衛(wèi)星影像每景的價格高達數(shù)萬元，這樣昂貴的價位使龐大的民用市場潛力難以發(fā)揮。遙感數(shù)據(jù)價格較貴，針對大尺度、多時相的研究，投入成本太大，影響相關研究，因此，在我國，遙感應用主要局限在公共事業(yè)部門和科研機構，遙感數(shù)據(jù)利用率、共享率和商業(yè)化水平較低[25，26]。

3.2 圖像信息提取不易

由于遙感數(shù)據(jù)空間分辨率、光譜分辨率低及傳感器在光譜、空間分辨率方面二者不能兼顧的問題，以及地物間同物異譜、異物同譜現(xiàn)象的存在，目前基于像元、基于對象的計算機自動分類方法很難實現(xiàn)對森林樹種的識別。因此，在特定地物信息提取中，遙感技術還不能完全解決所有問題，存在技術瓶頸問題，為研究人員解決實際問題帶來困擾，也提出了巨大挑戰(zhàn)，在相當長一段時間內(nèi)會制約著確切地物類型的識別[27～29]，比如森林樹種分類。

3.3 自然因素導致影像不可獲取

由于我國南方地區(qū)多云雨天氣，陰天數(shù)比例過高，衛(wèi)星過境掃描成像時會受到云層的干擾，想要獲取特定時相遙感數(shù)據(jù)的機會大大降低。研究中，特定森林參數(shù)提取可能需要多時相的影像數(shù)據(jù)，但由于某期影像被云全覆蓋或云的比例過高而不能使用，這樣特定的森林參數(shù)就無法被提取，好的實驗設計不能被執(zhí)行，無法實現(xiàn)區(qū)域環(huán)境遙感監(jiān)測，妨礙了專家學者通過遙感技術對森林環(huán)境進行深入研究。

3.4 其他因素

地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平落后、研究人員的科研技術落后、創(chuàng)新理念薄弱、科研投入不足、科研管理等問題與原因都會導致林業(yè)信息化進程變緩，甚至停止不前。

4 森林環(huán)境遙感研究動向

林業(yè)遙感研究一方面要注重生態(tài)功能，研究結果要有利于保持區(qū)域生態(tài)環(huán)境的平衡穩(wěn)定與安全；另一方面要突出特色，研究結果可展示區(qū)域環(huán)境魅力，增加旅游吸引力，促進區(qū)域社會經(jīng)濟的發(fā)展；更重要的是通過整合多源大數(shù)據(jù)信息，對區(qū)域生態(tài)環(huán)境變化的格局、過程、機理等進行研究，建立多學科遙感指標體系，通過模型預測區(qū)域生態(tài)環(huán)境的時空分布特征，為決策者利用自然資源、保護自然資源提供基礎數(shù)據(jù)，促進人與自然和諧發(fā)展。

4.1 特定信息提取

樹種的識別是林業(yè)遙感尚未解決的科學難題之一，亟需深入研究。銅仁地區(qū)森林資源豐富，可采用高分辨影像進行分類試驗；另外對于珍貴的古樹名木（古茶樹、菩提樹、楠木、紅豆杉等）、珍稀瀕危樹種（銀杏、珙桐等）、外來種等林木也要進行遙感識別研究，建立檔案數(shù)據(jù)，實施長期監(jiān)測，避免外來物種脅迫，致使當?shù)匚锓N滅絕。

通過遙感手段識別樹種，確定特定樹種的空間分布，進行動態(tài)監(jiān)測，除了可以有力推進解決遙感技術識別樹種的問題，還可減輕森林資源調(diào)查的工作量，具有重要的理論與現(xiàn)實意義[30，31]。

4.2 遙感監(jiān)測

我國南方較容易發(fā)生的災害有雪災、水災、地質(zhì)災害、病蟲害等，這些災害破壞森林環(huán)境，嚴重威脅著人民的生命財產(chǎn)安全，阻礙社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。通過遙感方法，準確預報災害，實時監(jiān)控災情發(fā)展，為災害的防控提供強有力的支持，也是環(huán)境遙感需持續(xù)研究與解決的重大問題?？蓮南旅嬉恍┓较蛘归_研究：利用遙感圖像編制地質(zhì)災害分布圖；研究識別不同遙感圖像下不同規(guī)模、不同亮度或對比度的滑坡和泥石流的方法；三維建模模擬分析、雷達數(shù)據(jù)分析，監(jiān)測水災、滑坡活動可能達到的程度；建立遙感快速辨別森林病蟲害監(jiān)測的體系等。

4.3 環(huán)境要素遙感反演

對區(qū)域環(huán)境中的溫度、濕度、空氣負離子濃度等進行遙感反演，分析其時空分布與動態(tài)變化，生成遙感影像產(chǎn)品或動畫影片。以科學研究結果為依據(jù)，分析確定最適宜于人體養(yǎng)生養(yǎng)心的溫度、濕度與負氧離子濃度分布區(qū)，通過媒體宣傳，增強科普力度，彰顯區(qū)域特色，提高旅游吸引力[32，33]，引導游客進行養(yǎng)心養(yǎng)生旅游，有利于人們的身心健康，同時也有助力地方經(jīng)濟的發(fā)展。

4.4 多元數(shù)據(jù)的整合與應用

應用遙感機理結合環(huán)境變化的模型算法分析人類活動對區(qū)域氣候變化的影響；利用RS與GIS相結合的生態(tài)環(huán)境分析模型分析人類活動、氣候自然變化雙重因素對生態(tài)環(huán)境的影響；應用“3S”技術，對因大型環(huán)境工程而受損的生態(tài)環(huán)境進行恢復和重建，模擬過程，評價結果。

通過對多源信息區(qū)域陸表生態(tài)過程響應因子的多學科理解與知識發(fā)現(xiàn)，以遙感信息提取和模型建立為基礎，建立多學科的遙感指標研究體系，對區(qū)域生態(tài)環(huán)境變化的格局、過程、機理等進行分析，研究區(qū)域生態(tài)環(huán)境時空分布特征及其動態(tài)變化。

研l(wèi)可視化的遙感產(chǎn)品，建立多時相區(qū)域林業(yè)遙感參數(shù)數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)區(qū)域環(huán)境動態(tài)分析，預警環(huán)境變化。通過利用遙感的監(jiān)測數(shù)據(jù)與其他環(huán)境要素變化建立關系模型，開發(fā)一些預測生態(tài)系統(tǒng)未來的模型，利用強大的機器學習能力，巨大的數(shù)據(jù)的搜尋能力，幫助決策者評估各種人類行動方案所產(chǎn)生的生態(tài)后果及補償機制。

5 結語

在科學技術日益進步的今天，生態(tài)領域的大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)來臨，生態(tài)觀測將迎來“數(shù)據(jù)洪流”，如何處理與有效利用這些數(shù)據(jù)已經(jīng)成為亟需解決的關鍵問題。林業(yè)遙感數(shù)據(jù)是生態(tài)領域大數(shù)據(jù)中的一類數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)可提取、凝練大量與生態(tài)系統(tǒng)有關的森林參數(shù)，用以具體刻度區(qū)域生態(tài)環(huán)境的時空特征變化。

銅仁地區(qū)森林資源豐富、物種多樣，擁有巨大的生態(tài)優(yōu)勢。在依托生態(tài)優(yōu)勢的發(fā)展過程中應充分利用遙感（或“3S”技術）等技術手段，監(jiān)測環(huán)境變化，實現(xiàn)對區(qū)域生態(tài)環(huán)境的保護；確定珍稀瀕危樹種的遙感分布，繪制溫度、濕度、空氣負離子濃度時空圖譜，彰顯區(qū)域生態(tài)特色，增強旅游吸引力，為經(jīng)濟發(fā)展做出貢獻；整合多元數(shù)據(jù)，分析生態(tài)環(huán)境時空變化，維護區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)安全與穩(wěn)定，促進區(qū)域社會與環(huán)境協(xié)調(diào)、友好、健康發(fā)展。

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遙感科學與技術研究方向范文第2篇

【關鍵詞】影像融合；正射校正；遙感影像

0.引言

數(shù)字正射影像圖是將航空影像數(shù)據(jù)或航天遙感數(shù)據(jù)，經(jīng)過輻射校正幾何校正，并利用數(shù)字高程模型進行投影差改正，附之以主要居民地、地名、境界等矢量數(shù)據(jù)，按國家基本比例尺地形圖圖幅范圍剪裁生成的正射影像數(shù)據(jù)集。為了滿足不同用戶對遙感數(shù)據(jù)的要求，利用高分辨率遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)制作較大比例尺的數(shù)字正射影像圖就有了其研究、發(fā)展和應用的空間。

1.正射遙感影像圖制作基本原理及方法

1.1 幾何糾正原理

數(shù)字圖像糾正的目的是改正原始圖像的幾何變形，產(chǎn)生一幅符合某種地圖投影或圖形表達要求的新圖像。像素坐標變換和像素亮度值重采樣是數(shù)字圖像糾正的兩個環(huán)節(jié)，并且它們在糾正過程中是同步進行的。

（1）像素坐標變換是通過建立糾正函數(shù)來實現(xiàn)的，多項式糾正方法是實踐中經(jīng)常使用的一種方法。該方法的基本思想是回避成像的空間幾何過程，而直接對圖像變形的本身進行數(shù)字模擬，它認為遙感圖像的總體變形可以看作是平移、縮放、旋轉、仿射、偏扭、彎曲以及更高次的基本變形的綜合作用結果，因而糾正前后圖像相應點之間的坐標關系可以用一個適當?shù)亩囗検絹肀磉_，校正誤差可以通過對均方差估計求得。

（2）數(shù)字圖像亮度值的重采樣。由于位置計算后找到的對應的x和y值，多數(shù)不在原來像元的中心，因而必須重新計算新位置的亮度值。做法是采用適當?shù)姆椒ò言擖c位周圍鄰近整數(shù)點位上亮度值對該點的亮度貢獻積累起來，構成該點位的新亮度值，這個過程稱為數(shù)字圖像亮度值的重采樣。

1.2 正射校正原理

正射糾正的實質(zhì)就是將中心投影的影像通過數(shù)字元糾正形成正射投影的過程，其原理是將影像化為很多微小的區(qū)域，根據(jù)有關的參數(shù)利用相應的構像方程式，求得解算模型然后利用數(shù)字元高程模型對原始非正射影像進行糾正，使其轉換為正射影像。正射糾正是一種高精度的幾何糾正，是利用數(shù)字高程模型對衛(wèi)星影像進行逐點數(shù)字微分糾正，用以消除衛(wèi)星遙感影像和航空遙感影像由于地形起伏等引起的像點位移。采用共線條件方程糾正法進行正射糾正。

1.3 融合原理

分辨率融合是將不同空間分辨率遙感圖像按照一定的算法，在規(guī)定的坐標系中，生成新圖像的過程。處理后的圖像既具有較高的空間分辨率，又具有較好的多光譜特征，從而達到圖像增強的目的。高分辨率影像與多光譜數(shù)據(jù)的融合是遙感影像進行正射校正的基礎。融合方法的選擇，取決于被融合圖像的特征以及融合的目的，ERDAS IMAGINE 系統(tǒng)所提供的圖像融合方法有三種：主成分變換融合、乘積變換融合和比值變換融合。

1.4 數(shù)字高程模型

數(shù)字地面模型（DTM）是地形表面形態(tài)等多種信息的一個數(shù)字表示。嚴格地說，DTM是，其向量的分量為地形、資源、環(huán)境、土地利用、人口分布等多種信息的定量或定性描述。DTM是一個地理數(shù)據(jù)庫的基本內(nèi)核，若只考慮DTM的地形分量，稱其為數(shù)字高程模型DEM或DHM，其定義如下：

DEM是表示區(qū)域D上地形的三維向量有限序列，其中是平面坐標，是對應的高程。當該序列中各向量的平面點位呈規(guī)則格網(wǎng)排列時，則其平面坐標可省略，此時DEM就簡化為一維向量序列，這也是DEM或DHM名稱的原有。

2.正射遙感影像圖處理制作

2.1 ERDAS下遙感影像融合處理

這里選擇Brovey變換法，此融合結果一個明顯的表現(xiàn)就是色調(diào)非常良好，幾乎完整保持了原始影像的色調(diào)信息。

影像融合的具體操作步驟如下：

ERDAS圖標面板工具條上，單擊Interpreter圖標Spatial Enhancement，打開Resolution Merge對話框，調(diào)入需要融合的全色影像數(shù)據(jù)和多光譜影像數(shù)據(jù)，選擇融合方式和重采樣方式，鍵入波段數(shù)，點擊OK即完成影像數(shù)據(jù)融合，如圖1。

圖1 影像數(shù)據(jù)融合對話框

2.2 應用PCI軟件進行遙感影像正射校正

經(jīng)過設置投影參數(shù)，數(shù)據(jù)格式轉換，加入DEM，采集控制點，模型計算，重采樣，完成對遙感影像的正射校正。

（1）工程設置

在PCI軟件中建立一個包含所有工程數(shù)據(jù)的工程文件，設置校正影像的輸出格式、輸出分辨率、輸出投影及坐標系統(tǒng)等，如圖2。

圖2 設置工程投影與控制點投影對話框

（2）控制點采集

控制點采集為人工采集，根據(jù)提供的GPS點位，在衛(wèi)星影像上找到相應的同名點。這些控制點用以構成數(shù)學模型來對衛(wèi)星影像進行糾正，并將影像歸算到地面坐標系，如圖3。

圖3 控制點采集

（3）重采樣生成正射影像

2.3 實驗數(shù)據(jù)整理

表1 遙感影像圖正射校正結果（單位：像素）

GCP X殘差 Y殘差 RMS

GCP 01 0.41 -0.74 0.80

GCP 02 0.64 0.67 0.11

GCP 03 0.02 -0.73 -0.71

GCP 04 0.96 0.37 0.89

GCP 05 0.70 -0.08 0.69

GCP 06 0.65 -0.64 0.08

GCP 07 0.62 -0.53 0.34

GCP 08 0.60 0.52 0.30

GCP 09 0.36 -0.01 -0.38

GCP 10 0.31 0.12 -0.28

GCP 11 0.28 0.09 -0.27

GCP 12 0.22 -0.16 0.14

根據(jù)上表計算總的控制點誤差為：

所以X方向總誤差為0.5427，Y方向總誤差0.4944；RMS（均方根中誤差）為0.7341，以上單位均為像素。

2.4、應用ERDAS軟件進行遙感影像的裁剪

由于正射糾正后的圖像不是規(guī)則的圖形，因此要通過左上角和右下角兩點的坐標，對此影像進行裁剪。

2.5、正射遙感影像圖和AutoCAD圖像的疊加

將在AutoCAD中生成的方格網(wǎng)與正射校正后的影像數(shù)據(jù)在ArcMap下進行疊加，由于兩個數(shù)據(jù)的坐標是匹配的，所以可以疊加在一起，如圖4。

圖4 十字絲和影像疊加圖

2.6、地圖整飾

在Photoshop中將疊加后的影像數(shù)據(jù)進行整飾，使輸出影像圖更加美觀，成果如圖5。

圖5 正射遙感影像成果圖

3.結論

本文系統(tǒng)的闡述了正射遙感影像圖的制作流程、原理與方法，其中包括全色影像與多光譜影像融合，高分辨率遙感影像正射校正，正射影像數(shù)據(jù)重采樣以及圖像整飾。并結合某地區(qū)遙感影像圖的制作實例和實驗結果，對本文所闡述的方法加以驗證。隨著航攝技術、衛(wèi)星技術的進一步發(fā)展，數(shù)字正射影像的原始數(shù)據(jù)來源越來越廣，分辨率越來越高，同時，隨著計算機技術和糾正算法的進一步完善，數(shù)字正射影像圖這一產(chǎn)品會愈發(fā)完善，將會得到更多用戶的認可和使用。

參考文獻：

[1] 劉國成，楊長保.遙感圖像處理軟件的設計與關鍵技術研究[J].吉林工程技術師范學院學報，2009.

[2] 韋玉春，湯國安.遙感數(shù)字圖像處理教程 [M]. 北京： 科學出版社， 2007.12.

[3] 孫家.遙感原理與應用[M].武漢：武漢大學出版社，2009.6

遙感科學與技術研究方向范文第3篇

10多年來，岳建偉一直致力于國土資源信息化、智慧城市建設方面的研究，以實用為經(jīng)、以技術為緯編織信息化國土，以信息化國土為基石筑夢智慧城市。

九年積累，十年砥礪

岳建偉從來沒想過，他現(xiàn)在會從事國土資源信息化方面的研究。

他本科就讀于桂林工學院，這是一所原國家部委直屬院校，蘊藏了深厚的歷史和人文積淀。在這里，他認真研讀各類書籍，對數(shù)字地形測量、控制測量等工程測量專業(yè)的核心課程更是分外用心，掌握了扎實的測量基本理論和基本技能，成為了一名能夠從事各種工程測量、地籍測量生產(chǎn)、管理和服務第一線工作的高技能人才。

畢業(yè)后，他來到了鄭州的一家設計院工作。在這里的兩年時間，年輕的他“感覺沒意思”，因為“上一年班就干三個月的活”。工作雖然輕松，卻也讓他的才能無處施展。于是，他產(chǎn)生了考研的想法。

“讀完研究生，覺得自己水平還是不行?！睆闹袊刭|(zhì)大學研究生畢業(yè)后，對自己要求嚴苛的他選擇了繼續(xù)深造。讀博對他的研究方向而言是一個很大的轉變。這個轉變，他等了九年。

讀博時，他師從我國地理信息行業(yè)知名專家、超圖軟件的創(chuàng)始人鐘耳順研究員。鐘耳順長期從事地理信息技術的研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展工作，在我國率先開展了多項目GIS技術研究并取得創(chuàng)新性成果，完成了多個大型地理信息工程建設?！耙驗槲矣袦y繪背景，所以和地理信息以及國土資源信息化都比較接近?！痹澜▊セ貞?，“當時，我分到了數(shù)字國土事業(yè)部?！睆倪@時起，他開始從事國土資源信息化的研究工作，在此之前，從1993-2002年，九年的積累從此得到了施展的空間。

從工程測量到地理信息系統(tǒng)再到國土資源信息化研究，應用一直是岳建偉研究工作的一條主線。在讀博期間，他負責了柳州國土資源局的一個項目，為其研制了一套軟件，“運行得比較好，后來一直在升級當中”。因為他在面向網(wǎng)絡一體化國土資源信息系統(tǒng)方面所做的努力，于2005年獲得了北京市科學技術獎二等獎。于他而言，“做出來的東西有人相信，并且愿意應用它”，就滿足了。

這之后，岳建偉又先后負責或參與了國家科技支撐項目“村鎮(zhèn)土地監(jiān)察數(shù)字化管理技術研究與開發(fā)”、遼寧國土資源執(zhí)法監(jiān)察動態(tài)巡查情況指揮系統(tǒng)、國家科技支撐項目“農(nóng)村土地流轉過程的數(shù)字化監(jiān)管技術研究”子課題“農(nóng)村土地流轉一站式透明交易技術”等的研究工作。作為技術骨干，他做了大量的研究工作，花費了很多心血。然而辛苦的努力并沒有白費，“村鎮(zhèn)土地監(jiān)察數(shù)字化管理技術研究與開發(fā)”項目獲得了測繪科技進步獎三等獎，“遼寧省基于遙感監(jiān)測成果的土地利用核查系統(tǒng)”也獲得了遼寧省國土資源廳科學技術成果獎一等獎。

“國土”奠基智慧城市

2013年1月29日，住房城鄉(xiāng)建設部公布首批國家智慧城市試點名單，共有90個城市進入名單，建設智慧城市的號角已然吹響，又一扇大門正在向他敞開。而此前，多年從事國土資源信息化研究的岳建偉已經(jīng)開始與多所高校和企業(yè)合作進入智慧城市的研究領域。

“智慧城市內(nèi)涵豐富，它不僅僅是發(fā)達的科學技術，還包含了先進的文化素養(yǎng)和生態(tài)文明等內(nèi)容?！痹澜▊ミ@樣理解智慧城市的內(nèi)涵。

岳建偉強調(diào)，智慧城市建設要注重發(fā)展“智慧管理”，在智慧城市建設中突出重點，關注民生。

“智慧城市是數(shù)字城市之后的必然發(fā)展階段，是未來各國城市建設的必然選擇。人類構建智慧城市的歷史征程已經(jīng)開啟，并將持續(xù)向前?！痹澜▊フf道。

單從智慧國土領域而言，他認為，雖然“我國在智慧國土領域的工作做得比較好”，但是各個省與地區(qū)之間的差距依然較大，智慧國土還有很長的路要走。建立在智慧國土之上的智慧城市要走的路更長，“智慧城市作為我國新型城鎮(zhèn)化和信息化結合的最佳形式，涉及技術、法律、文化等多方面的建設，需要社會各階層共同參與。因此智慧城市建設并非一朝一夕的事情”。

如何建設智慧城市，岳建偉有自己的想法。在他看來，智慧城市要達到一個比較理想的狀態(tài)“可能得到幾十年以后”，目前整個國家對智慧城市的建設方面還“只是一個起步”，每個城市的發(fā)展要根據(jù)其自身的狀況制定一個長期的發(fā)展規(guī)劃，短時間內(nèi)完成不現(xiàn)實。具體的講，智慧城市建設需要有一個長期的、大的規(guī)劃引路，之后每幾年有一個小的規(guī)劃具體指導實施。他認為：“智慧城市肯定要全面都發(fā)展，但不可能同時做到全面發(fā)展，要先發(fā)展某一方面，再發(fā)展另一方面?！?/p>

教學是我的第一要務

博士畢業(yè)后，岳建偉成為了北京師范大學資源學院的一名教師，“工作重點首先是教書，然后才是搞科研”。

岳建偉開設了兩種課程，有針對研究生的《數(shù)字城鎮(zhèn)與城市地理信息系統(tǒng)》以及針對本科生的《GPS原理與應用》《資源遙感與信息綜合野外實習》《數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析與實踐》等課程。

他在教學中，非常注重培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)。作為碩士生導師，他會“讓學生們學會怎么去學，讓學生們學會做研究的方法”。除了學習技術，他還盡自己最大的努力“給學生提供一切鍛煉的機會”，他說：“出去要靠技術吃飯，有實力才能創(chuàng)造機遇。”

遙感科學與技術研究方向范文第4篇

關鍵詞：國土測繪；地理信息系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，國土測繪信息的精度度和信息整合受到了高度重視。傳統(tǒng)的國土測繪中的測繪方法和地理信息數(shù)據(jù)庫，不能滿足人們及時了解城市現(xiàn)狀的需要，對地理信息數(shù)據(jù)庫的建設發(fā)展進行必要的改革已經(jīng)成為必要。通過對地理信息數(shù)據(jù)庫的了解，結合當前技術應用的新成果，對測繪活動中的不足提出了建設性的建議和意見。

1 地理信息數(shù)據(jù)庫的建設與發(fā)展

1.1 內(nèi)容

地理信息可通過衛(wèi)星、航拍及各種地理地圖表現(xiàn)出來，表現(xiàn)形式多樣。地理信息的內(nèi)容包括與地理環(huán)境有關的數(shù)據(jù)、地質(zhì)、分布規(guī)律、形態(tài)和相關的圖片、文字，通過這些數(shù)據(jù)和特質(zhì)得到地區(qū)的具體地理信息。在國土測繪中，地理信息的精確性尤為重要，隨著各種地理信息探測的方法增多，均可有效測得當?shù)氐牡乩硇畔?shù)據(jù)。

1.2 地理信息數(shù)據(jù)庫設計

地理信息數(shù)據(jù)庫是有多個不同層次和類別的數(shù)據(jù)庫組成，通過分析衛(wèi)星、遙感等設備測得的地理信息數(shù)據(jù)，進行歸類總結，放入不同的數(shù)據(jù)庫匯總。同時也分為面向政府機關、企業(yè)單位和公共民眾的數(shù)據(jù)庫，政府機關的地理信息數(shù)據(jù)庫保密性較強，面向民眾的主要有圖片和數(shù)據(jù)形式。

1.3 地理信息數(shù)據(jù)的整合

對于國土測繪則需要將測得的各地的地理信息數(shù)據(jù)庫進行匯總，并通過一定技術，對所收集的基礎地理信息生成的數(shù)據(jù)從地方坐標向國家坐標轉換，將多數(shù)據(jù)、多形式、多角度的地理信息數(shù)據(jù)庫作為基礎，進行地理信息數(shù)據(jù)的信息化加工處理、信息整合、網(wǎng)格化等處理，最終形成完整的國土基礎地理信息數(shù)據(jù)，得到完整準確的國土地理信息。為使普通民眾得到國土地理的相關信息，在遵循國家相關保密工作規(guī)定外，對所得國土地理信息進行削減、數(shù)據(jù)處理，完成信息的保密工作，最終形成在公眾網(wǎng)絡中能正常瀏覽的公開地理信息數(shù)據(jù)庫。

2 地理信息數(shù)據(jù)庫的發(fā)展前景和技術應用的新成果

2.1 發(fā)展前景

隨著科技的不斷進步，許多先進的計算機技術、遙感技術、網(wǎng)絡技術等都可以進行地理信息數(shù)據(jù)的獲取，并且建立了地方范圍內(nèi)精確、高效的地理信息數(shù)據(jù)庫，可為城市、企業(yè)、公眾提供可靠有效的地理信息數(shù)據(jù)，建立起地理信息網(wǎng)絡，為大眾提供了全面的地理信息。

2.2 技術應用的新成果

GIS技術在地理信息數(shù)據(jù)整合中起到重要作用，GIS技術可以把視覺性效果和地理分析功能與一般地理信息的操作（如地理信息數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計、分析等）集成到一起。隨著網(wǎng)絡的迅速發(fā)展，更多的地理信息可以在網(wǎng)絡上查詢到，GIS的發(fā)展也順應時展，向著更加專業(yè)化、普遍化、智能化的方向發(fā)展，普遍化的發(fā)展，使得公眾可以通過網(wǎng)絡或者移動終端了解地理信息數(shù)據(jù)，提高計算機的感知能力，使得社會聯(lián)系更加緊密。GIS技術的不斷發(fā)展為地理信息數(shù)據(jù)的共享提供更好的平臺，不斷的改進和升級也會提供更高效科學的技術。

3 地理信息數(shù)據(jù)庫的完善建議

對國家基礎地理信息數(shù)據(jù)庫的完善，是指在我國已建成的基礎地理信息數(shù)據(jù)庫的基礎上，對各地理要素進行分類統(tǒng)計，對基礎地理信息的采集技術和方法進行改進，對基礎地理信息數(shù)據(jù)庫的建設進行改革，對現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫的種類和形式進行豐富，對基礎地理信息的共享和查詢平臺進行優(yōu)化，對核心地形要素數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容進行調(diào)整。針對當前測繪活動中的不足，完善測繪地理信息科技工作具體應做到以下五點。

3.1 爭取一批重大科技專項的設立

為了改善目前國土測繪當中出現(xiàn)的不足，要有足夠的技術和資金進行技術上的改善和研究，積極關注國家測繪地理信息局的國土地理檢測、信息化處理技術、地理心理的公眾服務、測繪衛(wèi)星應用、測繪設備的研究等方面，并充分了解有關項目的研究方向和內(nèi)容，爭取獲得重大科技專項的設立。

3.2 加強測繪地理信息基礎研究

對測繪地理信息的基礎加強了解和研究。深入了解地理信息測繪的方法和理論，進行探討和研究，同時對測繪設備進行檢驗和精度調(diào)節(jié)，引進新型測繪設備，開展設備學習講座。對測繪技術的方法和手段進行分析和總結，研究出高效、準確的方法來開展測繪技術的應用，對地理信息數(shù)據(jù)處理改善和提出新的方法，使信息處理速度更快、更加準確。對所得出的地理信息數(shù)據(jù)的更新和網(wǎng)絡化深入研究，及時更新和網(wǎng)絡共享。

3.3 開展測繪地理信息前沿和關鍵技術攻關

了解國際測繪地理技術和方法，進行借鑒和學習。加強解決測繪基準化、地理信息的實時獲取、信息的自動化處理、信息的網(wǎng)絡共享等測繪系統(tǒng)的核心技術，建成初步的地理信息測繪系統(tǒng)，提高地理信息服務水平，對關鍵技術加強研究。

3.4 重視科技成果轉化、應用及產(chǎn)業(yè)化

對已有的科技成果要及時轉化和應用，同時加強測繪地理信息生產(chǎn)技術研究，為成果產(chǎn)業(yè)化提供技術支持。充分了解市場需求，針對市場的兼容性做好產(chǎn)品推銷和宣傳。政府機構出臺相關政策進行科技成果的快速轉化，鼓勵相關地理信息技術的研究與市場應用。對生產(chǎn)單位和企業(yè)積極推廣測繪地理技術，舉辦相關展覽會，加強宣傳。保護科技成果的自主知識產(chǎn)權，策劃好產(chǎn)品的營銷和管理模式，聯(lián)合高校進行產(chǎn)學研的綜合。

3.5 進一步完善科技創(chuàng)新體系

鼓勵科技創(chuàng)新，聯(lián)合科研院所、高校的科技資源優(yōu)勢，大力開發(fā)新科技和新產(chǎn)品，針對地理信息測繪相關企業(yè)的需求，有針對性的進行課題研究，在保證滿足企業(yè)需求的情況下進行科技創(chuàng)新，并且加強地理信息測繪技術的應用和功能。對于各個研究院和實驗中心，應該加強交流與合作，形成專業(yè)性強、合作交流的科技創(chuàng)新體系。

4 結束語

從地理信息數(shù)據(jù)庫的角度出發(fā)，發(fā)現(xiàn)國土測繪中不足，提出新的測繪方法。對測繪和地理信息數(shù)據(jù)庫的發(fā)展提出合理建議，高度認可地理信息技術。了解目前地理信息數(shù)據(jù)庫的發(fā)展和信息數(shù)據(jù)的整合，并且運用新技術更好的進行地理信息的歸類統(tǒng)計。通過對國土測繪信息整合流通的發(fā)展和內(nèi)容充分了解后，發(fā)現(xiàn)測繪活動中存在的問題，從而提出對地理信息數(shù)據(jù)庫信息的完善建議。通過爭取重大科技專項的設立、加強測繪地理信息基礎研究、開展相關地理信息的核心技術研究、重視科技成果的轉換和產(chǎn)品化、完善科技創(chuàng)新體系等方法，來確定國土測繪信息整合流通的發(fā)展趨勢，可知其發(fā)展趨勢良好，前景廣闊。

參考文獻

[1]杜云芳.談數(shù)字城市基礎地理信息數(shù)據(jù)庫建設[J].中國新技術新產(chǎn)品，2011（7）：47.

[2]數(shù)據(jù)建庫之我見.3S世界[Z].2006.

遙感科學與技術研究方向范文第5篇

關鍵詞：對地觀測衛(wèi)星；衛(wèi)星任務規(guī)劃；星上自治

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2012）28-6666-03

對地觀測衛(wèi)星利用衛(wèi)星傳感器獲取地球表面和低層大氣的有關信息；由于具有覆蓋范圍廣、不受空域國界限制、不涉及人員安全等特點，廣泛應用于測繪、農(nóng)業(yè)、天氣、災害監(jiān)測、基礎設施建設等領域，在軍事領域更是得到了廣泛應用[1]。

本文對國外對地觀測衛(wèi)星的應用現(xiàn)狀，以及衛(wèi)星任務規(guī)劃的研究現(xiàn)狀進行總結，并分析這些研究的特點，指出的發(fā)展趨勢。

1 國外對地觀測衛(wèi)星應用現(xiàn)狀

目前關于對地觀測衛(wèi)星分類沒有統(tǒng)一標準，從不同角度有不同劃分準則。如，依據(jù)傳感器類型，可分為可見光、紅外、多光譜、高光譜、超廣譜、SAR、電子等類型；依據(jù)使命任務，可分為成像、測繪、氣象、導彈預警和海洋監(jiān)視等種類[2]。

從KH-1至KH-12，美國已發(fā)射了6代240多顆光學成像衛(wèi)星，目前最高分辨率為0.1米。法國與意大利、西班牙合作研制的第二代Helios-2衛(wèi)星，分辨率達到0.5米；第三代Helios衛(wèi)星裝載紅外遙感器和SAR，其可見光分辨率達到0.1米。前蘇聯(lián)的成像偵察衛(wèi)星至今已發(fā)展到了七代，目前的分辨率也達到了零點幾米。印度2001年10月發(fā)射的 “技術實驗評估衛(wèi)星”（TES）分辨率為1米，并計劃發(fā)射分辨率0.5米的系列偵察衛(wèi)星。以色列的Offeq-3衛(wèi)星分辨率1.8米，德的5顆小型雷達衛(wèi)星SAR-Lupe，分辨率為0.5米[3-4]。

美國從20世紀60年代初開始發(fā)展電子偵察衛(wèi)星，目前發(fā)展的第五代的低軌衛(wèi)星是“奧林皮亞”（SB-WASS），俄羅斯的電子偵察衛(wèi)星是“處女地”系列，目前也發(fā)展了五代。海洋監(jiān)視衛(wèi)星方面，美國的“白云”星座和前蘇聯(lián)＼俄羅斯的“EORSAT＼ RORSAT”外，其他國家的海洋監(jiān)視衛(wèi)星報道很少[3-5]。

對地觀測衛(wèi)星的經(jīng)歷了多個發(fā)展階段：六十年代早期階段，衛(wèi)星規(guī)模小，功能單一，重量相對較低；七十年代中期應用階段，隨著大功率火箭的應用和需求日增，衛(wèi)星質(zhì)量提高成為現(xiàn)實，衛(wèi)星技術也日趨復雜。針對七十年代衛(wèi)星存在的投資大、風險高、周期長等弊端，八十年代末期開始出現(xiàn)現(xiàn)代小衛(wèi)星，采用新的設計理念，并引入科學管理方法，實現(xiàn)了衛(wèi)星的低成本、小質(zhì)量、高性能、短研制周期。因其成本低廉、部署靈活、反應快捷、應用效果好等因素，已成為多數(shù)國家發(fā)射衛(wèi)星所采用的理念[6-7]。

2 衛(wèi)星任務規(guī)劃系統(tǒng)應用現(xiàn)狀

衛(wèi)星任務規(guī)劃主要由操作者根據(jù)數(shù)據(jù)提出方的觀測需求，根據(jù)衛(wèi)星約束條件，進行任務規(guī)劃，最終確定對地觀測衛(wèi)星的觀測動作和數(shù)據(jù)傳輸動作的行為，因此，某種意義上講，衛(wèi)星任務規(guī)劃是衛(wèi)星的實際“大腦”，是決定衛(wèi)星效益發(fā)揮的關鍵因素。研究任務規(guī)劃技術具有非常重要的意義。

目前國內(nèi)外針對任務規(guī)劃的研究應用有專用和通用兩種。通用研究主要通過研發(fā)通用規(guī)劃調(diào)度軟件實現(xiàn)，具有適應范圍廣、配置方便，但存在約束過于簡化，不能適應復雜應用的不足；專用研究具有計算效率高，算法靈活多樣，適應約束復雜等特點，但也存在針對性強，普適性和移植性差的不足。

通用規(guī)劃軟件系統(tǒng)主要有美國Veridian公司的GREAS[8]系統(tǒng)、美國AGI公司的STK軟件的調(diào)度模塊STK/Scheduler[9]、美國NASA開發(fā)的ASPEN[10]系統(tǒng)等。其中，GREAS系統(tǒng)是用于構建衛(wèi)星規(guī)劃和調(diào)度的專業(yè)化、通用性軟件平臺，該平臺基于CSP約束滿足問題模型研發(fā)，建立資源、事件、活動三者的關聯(lián)關系，并基于約束規(guī)劃方法，通過創(chuàng)建相匹配的對象、集成ILOG商業(yè)軟件進行規(guī)劃調(diào)度。該系統(tǒng)主要用于面向單星的任務規(guī)劃，對星座規(guī)劃或多星聯(lián)合規(guī)劃適應性差[8]。

美國AGI公司的衛(wèi)星工具包軟件（STK）的調(diào)度模塊STK/Scheduler采用神經(jīng)網(wǎng)絡和貪婪算法，在全球很多國家的衛(wèi)星管理應用中得到廣泛應用。但是，該系統(tǒng)對一個任務由多個衛(wèi)星完成的情況解決能力不足，無法得到很好的應用；另外，它也對帶有數(shù)傳動作的規(guī)劃能力也較弱[9]。NASA開發(fā)的ASPEN軟件系統(tǒng)采用局部鄰域搜索（Local Search）的算法，結合約束描述、約束管理、搜索策略、時態(tài)推理等技術進行規(guī)劃，已成功解決EO-1和SAR成像等衛(wèi)星的規(guī)劃問題[10]。

3 衛(wèi)星任務規(guī)劃技術研究現(xiàn)狀

針對專用衛(wèi)星任務規(guī)劃的研究中，根據(jù)研究中考慮衛(wèi)星數(shù)目多少和規(guī)劃在星上或者星下實現(xiàn)的不同，將衛(wèi)星任務規(guī)劃問題分為單星離線任務規(guī)劃、多星離線聯(lián)合任務規(guī)劃和星上在線自主規(guī)劃。

3.1 單星離線任務規(guī)劃

單星離線規(guī)劃是指針對單顆衛(wèi)星在地面進行任務規(guī)劃的研究。針對單星規(guī)劃的研究主要見于早期的規(guī)劃應用，以美國的研究最多，多采用將衛(wèi)星規(guī)劃問題映射為研究較為成熟的某一經(jīng)典問題，然后基于該問題的經(jīng)典求解方法，進行適應性改造以適應新問題。如Hall[11]將空間任務規(guī)劃問題建模為機器調(diào)度問題， Wolfe[12]等將NASA EOS中的單星成像問題映射為帶時間窗約束的打包問題等。歐洲的研究中，主要采用將問題抽象建立數(shù)學模型，然后對模型進行精確求解的方式，典型應用如，Agnese[13]和Bensana[14]基于約束滿足方法對SPOT成像調(diào)度問題進行了深入研究。

3.2 多星離線聯(lián)合任務規(guī)劃

相對于單星離線規(guī)劃，多星離線任務規(guī)劃的研究相對較少，而且多是最近的研究。如美國NASA的Frank[15]等將多星離線規(guī)劃問題描述為約束優(yōu)化問題，基于CBI框架和GRASP算法求解。Globus[16]等將多星成像調(diào)度問題表示成類似于旅行商的排隊問題，基于貪婪算子進行可行解生成。意大利的Bianchessi[17]基于整數(shù)規(guī)劃數(shù)學模型，分別研究了Pleiades星座和COSMO-SkyMed星座的成像調(diào)度問題。德國的Florio[18]采用具有前看功能的任務優(yōu)化分配策略解決SAR衛(wèi)星星座任務規(guī)劃問題。

3.3 星上在線自主規(guī)劃

與前兩者相比，星上在線自主規(guī)劃的應用難度更大，目前只有美國得到過探索應用，其他國家尚處于探索階段，應用并不廣泛。主要應用有美國Chien[19]等研究的EO-1衛(wèi)星的成像調(diào)度系統(tǒng)ASE軟件，該軟件既可以在地面完成調(diào)度，也可在星上進行簡單的自主規(guī)劃。法國Damiani[20]也對星座自主規(guī)劃及星地之間的規(guī)劃機制問題進行了研究。

面向多星的星上自主規(guī)劃可以看作衛(wèi)星傳感器網(wǎng)絡問題，是未來衛(wèi)星規(guī)劃的主流趨勢。美國Sherwood總結分析了傳感器網(wǎng)絡中相關的重要概念、研究方向和趨勢[21]。。

4 未來發(fā)展趨勢

4.1 對地觀測衛(wèi)星發(fā)展趨勢

未來的對地觀測衛(wèi)星發(fā)展趨勢，總體來說有以下幾個發(fā)展特點：

1） 隨著材料科學、計算機以及人們對高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)需求的日益旺盛，衛(wèi)星的發(fā)展趨勢是空間分辨率、光譜分辨率和輻射分辨率更高，用途更廣[7]。

2） 衛(wèi)星的觀測應用更加強多種類型資源的協(xié)同配合觀測，通過多源數(shù)據(jù)的融合處理應用，實現(xiàn)綜合效益。

3） 體系化、集成化的智能對地觀測衛(wèi)星傳感器網(wǎng)絡。

4.2 衛(wèi)星任務規(guī)劃發(fā)展趨勢

以體系的觀點進行頂層設計，建立天地一體衛(wèi)星和地面系統(tǒng)，提高系統(tǒng)快速響應能力，加強數(shù)據(jù)的共享應用，提供快速、高效、多元、可共享、可比較和可理解的觀測數(shù)據(jù)，是當今國際對對地觀測系統(tǒng)發(fā)展的共識[7]。未來對地觀測衛(wèi)星任務規(guī)劃的主要發(fā)展趨勢包括：

1） 發(fā)現(xiàn)和預警一體的規(guī)劃；

2） 面向不同類型用戶需求的任務描述及處理機制；

3） 不同對地觀測系統(tǒng)之間的高效協(xié)同；

4） 星上自主協(xié)同規(guī)劃等。

5 結束語

通過空間獲取信息、應用信息的能力，是增強綜合國力、促進經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要途徑，業(yè)已成為衡量一個國家綜合國力的重要指標，更是現(xiàn)代化信息戰(zhàn)爭條件下決定戰(zhàn)爭勝負的關鍵因素。衛(wèi)星對地觀測作為空間獲取信息的主要途徑，研究其現(xiàn)狀及處理特點對未來更好的獲得信息、應用信息具有重大的啟發(fā)意義。本文首先對國外對地觀測衛(wèi)星的應用現(xiàn)狀進行總結，對衛(wèi)星任務規(guī)劃按照單星、多星和星上自主的順序進行了現(xiàn)狀總結，然后分析這些研究的特點，指出了未來對地觀測衛(wèi)星和衛(wèi)星任務規(guī)劃的發(fā)展趨勢。

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