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1 引言
干旱是全球各地區(qū)普遍存在的一種氣候現(xiàn)象,具有形成緩慢、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn),是發(fā)生頻率最高、危害程度比較嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一。尤其是近幾年來(lái),全球氣候變暖的趨勢(shì)愈加明顯,干旱發(fā)生的次數(shù)不斷增加,波及的范圍也在不斷擴(kuò)大。聯(lián)合國(guó)政府氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)在其系列評(píng)估報(bào)告中指出,在未來(lái),干旱風(fēng)險(xiǎn)有增加的趨勢(shì)[1-2]。在所有旱災(zāi)中,農(nóng)業(yè)受其影響最直接、最嚴(yán)重[3]。干旱災(zāi)害的發(fā)生危害嚴(yán)重,主要包括:農(nóng)業(yè)減產(chǎn)、糧食短缺,?樂(lè)厥庇鋅贍艿賈錄⒒?;易发?火災(zāi);加劇了土地荒漠化的進(jìn)程,生態(tài)環(huán)境破壞等等,從而制約了農(nóng)業(yè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。因此,對(duì)干旱進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),減輕干旱災(zāi)害帶來(lái)的影響,已成為各國(guó)政府和專(zhuān)家學(xué)者大力關(guān)注的問(wèn)題之一。
干旱災(zāi)害的發(fā)生受到多種因素的影響,由于其復(fù)雜性、動(dòng)態(tài)性、?{危害性及開(kāi)放性的特點(diǎn),人類(lèi)無(wú)法防止其發(fā)生[4]。因此,有效地對(duì)農(nóng)業(yè)干旱進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),及時(shí)準(zhǔn)確地獲取旱情的第一手資料,為各級(jí)政府部門(mén)制定抗旱、減災(zāi)措施提供依據(jù),從而更加科學(xué)地指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn),努力將旱災(zāi)損失降低到最小。3S(GIS、RS、GPS)技術(shù)的發(fā)展也可為干旱監(jiān)測(cè)提供全新的方式和技術(shù)支撐,尤其是遙感技術(shù)時(shí)效性很強(qiáng),可以在大面積的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)同步觀(guān)測(cè)。因此,可以利用遙感技術(shù)進(jìn)行大范圍、動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)的干旱監(jiān)測(cè),快速、準(zhǔn)確、有效地提取關(guān)于干旱災(zāi)害的信息,降低干旱影響,減少農(nóng)業(yè)損失,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。
2 利用遙感監(jiān)測(cè)干旱的研究背景
利用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)干旱實(shí)際上就是監(jiān)測(cè)土壤中含水量的多少和分布情況,從而有效地反映受旱的程度以及干旱分布范圍[5]。傳統(tǒng)的干旱監(jiān)測(cè)方法具有費(fèi)時(shí)費(fèi)力、獲取數(shù)據(jù)速度慢、信息滯后、對(duì)旱情空間分布特征和變化規(guī)律不能及時(shí)做出反應(yīng)的缺陷[6]。而利用遙感技術(shù)獲取的空間信息周期短、范圍廣,可以實(shí)現(xiàn)快速定量分析,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)的費(fèi)事、費(fèi)力的缺點(diǎn),提高了工作效率,從而成為了干旱監(jiān)測(cè)中具有廣闊前景的技術(shù)手段。國(guó)內(nèi)外學(xué)者利用遙感技術(shù)從不同的角度對(duì)干旱進(jìn)行監(jiān)測(cè)。20世紀(jì)60年代末,國(guó)外學(xué)者就開(kāi)始利用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)土壤水分;Waston[7]等于1971年第一次提出計(jì)算熱慣量的方法,即用地表溫度日較差進(jìn)行推算得出;20世紀(jì)80年代,地面、航空和衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的集成,使得對(duì)土壤水分和干旱的遙感監(jiān)測(cè)研究取得了全面迅速的發(fā)展;20世紀(jì)90年代,氣象衛(wèi)星受到專(zhuān)家學(xué)者的關(guān)注,熱慣量、作物缺水指數(shù)、地表溫度與植被指數(shù)相結(jié)合,使得土壤水分的監(jiān)測(cè)日益完善[8-9]。1999年以來(lái),美國(guó)對(duì)地觀(guān)測(cè)衛(wèi)星Terra和 Aqua相繼發(fā)射成功,搭載的Modis傳感器空間分辨率、光譜分辨率及時(shí)間分辨率大幅提高,在旱災(zāi)的監(jiān)測(cè)中更有優(yōu)勢(shì)。我國(guó)利用遙感技術(shù)對(duì)干旱進(jìn)行監(jiān)測(cè),比國(guó)外晚了10多年,采用的方法主要為:微波遙感、近、遠(yuǎn)紅外遙感及熱慣量法等。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后,我國(guó)的專(zhuān)家學(xué)者對(duì)干旱遙感監(jiān)測(cè)的理論進(jìn)行了深入的研究,取得了一定的進(jìn)展,與國(guó)外同類(lèi)研究的差距逐漸縮小。如隋洪智[10]等提出表觀(guān)熱慣量(ATI),主要方法是利用衛(wèi)星資料,通過(guò)簡(jiǎn)化能量平衡方程得出,然后將此量和土壤水分結(jié)合起來(lái)建立關(guān)系表達(dá)式來(lái)監(jiān)測(cè)旱災(zāi);張仁華[11]提出了一個(gè)熱慣量模式,即考慮地表顯熱通量及潛熱通量;郭鈮等[12]運(yùn)用植被指數(shù)和冠層溫度建立了植被供水指數(shù)模型。這些研究可能會(huì)存在不足,但是在干旱監(jiān)測(cè)方面發(fā)揮了重要的作用。
3 干旱遙感監(jiān)測(cè)方法
干旱的發(fā)生受到各種因素的影響,主要包括自然因素(降水、溫度、地形等)和人為因素(作物布局和品種及作物的生長(zhǎng)狀況等)。因此,對(duì)干旱進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)應(yīng)考慮多種因素的影響,建立綜合監(jiān)測(cè)方案。農(nóng)業(yè)干旱發(fā)生的原因主要是土壤中水分的缺少,當(dāng)干旱發(fā)生并且發(fā)展到一定的程度時(shí),植被會(huì)表現(xiàn)出一系列的特點(diǎn),如植被冠層溫度升高、植被指數(shù)下降等。許多專(zhuān)家學(xué)者以土壤水分、植被指數(shù)、溫度、地物的光譜反射率為出發(fā)點(diǎn),提取植被的干旱情況。
3.1 基于土壤水分的熱紅外監(jiān)測(cè)方法 土壤水分是全球能量循環(huán)的重要組成部分,它連接著陸地表面和大氣,是描述地表和大氣之間能量和水分交換的關(guān)鍵參數(shù)[13]。由于土壤水分對(duì)全球水循環(huán)、能量平衡及氣候變化有著重大影響,所以對(duì)土壤水分含量的測(cè)量具有重要研究意義。當(dāng)土壤水分發(fā)生變化時(shí),蒸騰作用也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變,使得作物冠層溫度發(fā)生改變,農(nóng)作物根部的土壤水分變化情況就可以通過(guò)熱紅外遙感獲取農(nóng)作物亮溫變化間接得到。因此,土壤水分是研究植物干旱脅迫、進(jìn)行作物旱情監(jiān)測(cè)的重要因素。土壤熱慣量是土壤的一種熱特性,是引起土壤表層溫度變化的內(nèi)在因素,它與土壤含水量有密切的關(guān)系,同時(shí)又控制著土壤溫度日較差的大小[14]。利用遙感監(jiān)測(cè)土壤含水量的原理是:土壤含水量低時(shí),晝夜溫差大;土壤含水量高時(shí),晝夜溫差小。因此,利用遙感技術(shù)獲取地表溫度并對(duì)其進(jìn)行分析,對(duì)土壤的熱慣量進(jìn)行反演,監(jiān)測(cè)土壤中水分的變化,建立兩者之間的統(tǒng)計(jì)模型。在模型當(dāng)中,由于線(xiàn)性模型操作簡(jiǎn)單,被廣泛應(yīng)用[14]。主要選擇的數(shù)據(jù)源是NOAA/AVHRR數(shù)據(jù),獲取數(shù)據(jù)成本較低,時(shí)間分辨率和空間分辨率較高,可以實(shí)現(xiàn)在較大范圍內(nèi)監(jiān)測(cè)土壤水分。土壤熱慣量方法以其較高的監(jiān)測(cè)精度成為常用的土壤水分監(jiān)測(cè)方法之一,但是在實(shí)際運(yùn)用的過(guò)程中仍然會(huì)存在著一定的缺點(diǎn),在無(wú)植被覆蓋的地區(qū)或者是植被生長(zhǎng)狀況較差及作物生長(zhǎng)前期比較適用,在植被覆蓋率較高的地區(qū)并不適用。在影像的獲取方面,難以獲得日夜都無(wú)云的影像。吳黎[15]等利用改進(jìn)了的表觀(guān)熱慣量計(jì)算模型,通過(guò)實(shí)測(cè)的模型參數(shù),計(jì)算出在不同植被覆蓋區(qū)、不同實(shí)驗(yàn)區(qū)中土壤含水量的熱慣量,進(jìn)一步驗(yàn)證了在植被覆蓋較低(NDVI≤0.35)的情況下,利用表觀(guān)熱慣量法對(duì)土壤含水量進(jìn)行反演具有較高的精度。
3.2 基于植被指數(shù)的可見(jiàn)光和近紅外監(jiān)測(cè)方法 當(dāng)植被受到水分脅迫時(shí),生長(zhǎng)狀況就會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化,可能會(huì)出現(xiàn)枯萎或者死亡,植被指數(shù)會(huì)發(fā)生顯著的變化。因此,可以利用遙感技術(shù)獲取植被指數(shù)表示植被遭受干旱的情況。歸一化植被指數(shù)(NDVI)在干旱監(jiān)測(cè)中應(yīng)用廣泛。它主要的優(yōu)勢(shì)主要有:能夠靈敏的檢測(cè)植被;能更大范圍的檢測(cè)植被覆蓋度;抗干擾(主要是地形和生物群落的陰影和輻射);對(duì)太陽(yáng)高度角和大氣產(chǎn)生的噪音可以有效的削弱。但是在生態(tài)系統(tǒng)和氣候變化的影響下,NDVI的值在不同年份就會(huì)表現(xiàn)出一定的波動(dòng)性,同時(shí)受土壤、天氣、植被和季節(jié)等因素的影響。因此,根據(jù)NDVI進(jìn)一步提出了距平值被指數(shù)(AVI)、植被狀態(tài)指數(shù)(VCI)、標(biāo)準(zhǔn)植被指數(shù)(SVI)。距平值被指數(shù)(AVI)適用于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)具有均一的下墊面、植被覆蓋度高的區(qū)域,一般情況下,AVI的值在-0.2~-0.1范圍內(nèi),表示為輕旱;AVI的值在-0.3~-0.2范圍內(nèi),表示為中旱;AVI在-0.6~-0.3范圍內(nèi),代表重旱[16]。植被狀態(tài)指數(shù)(VCI)由Kogan[17]提出,VCI可以消除空間變化對(duì)植被指數(shù)的影響,同時(shí)能夠反映天氣極端情況,在植被長(zhǎng)勢(shì)平穩(wěn)且處于中后期生長(zhǎng)的階段比較適合干旱監(jiān)測(cè),但是在低植被覆蓋區(qū)域不適用。齊述華等[18]建立了標(biāo)準(zhǔn)植被指數(shù)(SVI),由于其簡(jiǎn)單操作的特點(diǎn),在大區(qū)域旱情監(jiān)測(cè)中適用,小規(guī)模、中等規(guī)?;蛘邊^(qū)域性的干旱監(jiān)測(cè)效果不是很理想。
3.3 基于微波遙感的干旱監(jiān)測(cè)方法 微波遙感用微波設(shè)備來(lái)探測(cè)、接收被測(cè)物體在微波波段(波長(zhǎng)為1~1000mm)的電磁輻射和散射特性,以識(shí)別遠(yuǎn)距離物體的技術(shù)。微波波長(zhǎng)較長(zhǎng),有很好的穿透力,能夠全天時(shí)、全天候工作,而且對(duì)植被和土壤有一定的穿透能力。微波遙感的這些優(yōu)點(diǎn)使其在土壤含水量遙感干旱監(jiān)測(cè)領(lǐng)域具有明顯的優(yōu)越性。微波遙感分為主動(dòng)微波遙感和被動(dòng)微波遙感,兩者都可以用于干旱監(jiān)測(cè)[19]。主動(dòng)微波利用其后向散射系數(shù)監(jiān)測(cè)土壤水分含量,主動(dòng)微波遙感的監(jiān)測(cè)精度受到許多因素的影響,主要包括:土壤表面的粗糙程度、土壤紋理和物理性質(zhì)以及植被覆蓋情況等等,成本高,空間分辨率高,時(shí)間分辨率低。被動(dòng)微波遙感的特點(diǎn)主要有重訪(fǎng)周期短、覆蓋面廣、計(jì)算簡(jiǎn)單,對(duì)土壤表面粗糙程度和研究區(qū)地形的影響比較小,對(duì)土壤水分的變化情況的敏感性較高,但與主動(dòng)微波遙感比,空間分辨率低[19]。
農(nóng)業(yè)遙感平臺(tái)包括航天平臺(tái)、航空平臺(tái)、地面平臺(tái)三種,地面平臺(tái)有三角架、遙感塔、遙感車(chē)等,主要用于近距離測(cè)量地物波普,獲得地物細(xì)節(jié)影像。遙感技術(shù)并不是完美的,受技術(shù)水平、天氣、地理位置、地形等方面的制約,存在著幾何位置和輻射能量上的誤差等問(wèn)題。
1 遙感技術(shù)與能源作物
遙感技術(shù)已經(jīng)廣泛運(yùn)用到精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中,給農(nóng)業(yè)管理帶來(lái)了革命性的改變。能源作物作為一種可再生能源,污染少、可再生等特點(diǎn)越來(lái)越受到國(guó)際社會(huì)的關(guān)注。針對(duì)能源作物的遙感技術(shù)也不斷的發(fā)展進(jìn)步[1]。
1.1 農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)現(xiàn)狀
當(dāng)前農(nóng)業(yè)管理的內(nèi)容包括施肥、除蟲(chóng)、產(chǎn)量、除草、質(zhì)量、作物生長(zhǎng)狀態(tài)監(jiān)視等,都可以通過(guò)遙感技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。遙感技術(shù)基于光譜信息的采集,可以發(fā)現(xiàn)人眼觀(guān)察不到的信息,比如蟲(chóng)病感染、營(yíng)養(yǎng)缺失、農(nóng)藥殘留等。隨著衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展,遙感技術(shù)被廣泛運(yùn)用于土壤調(diào)查、農(nóng)作物估產(chǎn)、水資源調(diào)查等領(lǐng)域。當(dāng)然遙感技術(shù)本身也存在著一些缺陷,如光譜范圍受限制、周轉(zhuǎn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、無(wú)法實(shí)時(shí)觀(guān)測(cè)、空間分辨率低等。
1.2 能源作物應(yīng)用現(xiàn)狀
生物能源指任何非化石生物材料所產(chǎn)生的熱能來(lái)源,可以來(lái)自海洋及陸地,包括從廢渣提取的甲烷、從玉米或甘蔗中提取的乙醇和柴火等。能源作物有三大類(lèi):糖類(lèi)和淀粉作物、油類(lèi)作物和木質(zhì)纖維作物。糖類(lèi)和淀粉作物方面,小麥和玉米在我國(guó)主要用于生產(chǎn)乙醇,乙醇生產(chǎn)成本低,具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力;油類(lèi)作物方面,油菜、蓖麻、向日葵和大豆是主要油脂作物。油料植物分為草本植物和木本植物兩種,我國(guó)對(duì)于生物柴油的研發(fā)比較晚,但發(fā)展速度較快。目前草本植物方面主要種植大豆和油菜,木本植物方面種植麻風(fēng)樹(shù)、綠玉樹(shù)、光皮樹(shù)、山楓子;木質(zhì)纖維作物方面,多數(shù)木質(zhì)纖維素類(lèi)作物人處于開(kāi)發(fā)和篩選階段,大規(guī)模種植技術(shù)和運(yùn)輸問(wèn)題也需要解決。Miscanthus由于養(yǎng)分需求少、不侵蝕環(huán)境、水量需求低等特點(diǎn),已成為我國(guó)最具潛力的可再生能源來(lái)源[2]。
2 地面農(nóng)業(yè)遙感平臺(tái)在能源作物生物量監(jiān)測(cè)中的研究與應(yīng)用
2.1 地面遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)能源作物應(yīng)用現(xiàn)狀
與其他農(nóng)作物監(jiān)測(cè)采用的方法一樣,能源作物遙感監(jiān)測(cè)的方法包括衛(wèi)星、小型飛機(jī)、地面遙感裝置三種,各有優(yōu)劣。衛(wèi)星拍攝范圍大但是分辨率低、周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng);小型飛機(jī)工作環(huán)境靈活,時(shí)間靈活,但存在著地域局限性。
2.2 地面農(nóng)業(yè)遙感平臺(tái)在能源作物生物量監(jiān)測(cè)中的研究與應(yīng)用
地面平臺(tái)包括三角架、遙感塔、遙感車(chē)、遙感船、建筑物頂部裝置等,用于近距離捕捉地物細(xì)節(jié)影像和地物波普。目前地面遙感平臺(tái)的遙感塔搭建用的是高光譜分辨率的傳感器,放置在38m高的云臺(tái)上,可進(jìn)行水平360°垂直90°的轉(zhuǎn)動(dòng),鋼塔一般設(shè)置在能源作物的中間,以方便進(jìn)行全方位的觀(guān)測(cè)。相比于其他遙感方式的不足,一塔式的獨(dú)立遙感系統(tǒng)具有空間分辨率高、時(shí)間周轉(zhuǎn)快、光譜分辨率高的特點(diǎn)。
但地面遙感平臺(tái)也存在圖像幾何失真,遙感圖像輻射失真等缺陷。造成圖像幾何失真主要原因有以下幾點(diǎn):遙感平臺(tái)的運(yùn)行狀態(tài);地球本身對(duì)遙感圖像的影響;傳感器內(nèi)部失真;平臺(tái)高度變化,軌道偏移和姿態(tài)變化等。造成圖像輻射失真的原因有:傳感器靈敏度特性引起的失真、太陽(yáng)高度和地形引起的失真、大氣因素引起的失真等,可通過(guò)糾正輻射亮度來(lái)消除輻射誤差。
為了加強(qiáng)遙感圖像的精確性,必須消除這些誤差。消除幾何誤差有兩種方法:建立幾何失真的數(shù)據(jù)模型,利用數(shù)學(xué)模型消除幾何失真;收集實(shí)地地物的真實(shí)坐標(biāo)值,確定真實(shí)值與失真后圖像間的關(guān)系,以校正失真誤差。在實(shí)際操作中,通常會(huì)把兩者連起來(lái)用。首先建立一個(gè)幾何失真的數(shù)學(xué)模型,建立失真圖像與標(biāo)準(zhǔn)圖像之間的關(guān)系,實(shí)現(xiàn)不同圖像空間中象元位置變換;然后利用這種對(duì)應(yīng)關(guān)系把失真圖像中的象元轉(zhuǎn)化到標(biāo)準(zhǔn)空間中,主要有直接轉(zhuǎn)換法和重采樣法兩種手段。
【關(guān)鍵詞】遙感技術(shù);農(nóng)田水利;資源;研究
0.引言
近年來(lái),在人們的生產(chǎn)生活中,遙感技術(shù)被運(yùn)用得很廣泛。比較突出,也是比較有用的就是遙感技術(shù)在農(nóng)田水力資源中的利用。這項(xiàng)措舉,是真正意義上的科技興農(nóng)的實(shí)現(xiàn)。是我國(guó)農(nóng)田水利中的飛躍性的進(jìn)步。遙感技術(shù)在農(nóng)田水利資源中被廣泛的應(yīng)用,這樣就對(duì)農(nóng)田的情況進(jìn)行了一個(gè)科學(xué)而精準(zhǔn)的分析。這主要包括農(nóng)田的防洪抗旱、農(nóng)田的灌溉情況,以及農(nóng)田的水土流失治理動(dòng)態(tài)進(jìn)行一個(gè)科學(xué)的分析。遙感技術(shù)可以對(duì)農(nóng)田水利資源做一個(gè)系統(tǒng)的分析,以便提出合理的解決方案。
1.相關(guān)概念分析
遙感技術(shù)主要是在資源勘測(cè)和環(huán)境勘測(cè)中利用的一種技術(shù),這種技術(shù)的作用主要是反映資源的情況,以便相關(guān)部門(mén)作出科學(xué)合理的分析。目前來(lái)說(shuō),遙感技術(shù)運(yùn)用的領(lǐng)域非常的廣泛,農(nóng)業(yè)、林業(yè)、海洋、水文和氣象都有充分的利用這種技術(shù)。所謂的遙感技術(shù)實(shí)際上就是指的是利用光學(xué)接受電磁波和地面反射而來(lái)的信號(hào)。這種技術(shù)主要是在高空和外層空間進(jìn)行。主要指的是遙感器和波探測(cè)儀器兩種儀器。遙感器將接收而來(lái)的的電磁波和反射信號(hào)記錄好之后再傳回地面的地方,然后進(jìn)行信息的處理、判斷和驗(yàn)證等步驟。實(shí)際上,具體來(lái)說(shuō),這種技術(shù)就是一個(gè)拍攝、掃描以及傳輸信息和信息處理的工作過(guò)程。
2.遙感技術(shù)在農(nóng)田水利資源中的利用
2.1在水土流失治理動(dòng)態(tài)中的應(yīng)用
我們生活的家園土地資源類(lèi)型多樣,復(fù)雜且多變。由于許多人為因素和自然因素,水土流失嚴(yán)重。人為因素主要是過(guò)度開(kāi)墾土地,在草原上過(guò)度放牧,以及一些過(guò)度開(kāi)礦和修路導(dǎo)致的土層松動(dòng),水土流失情況。自然的原因主要是地貌地形、植被氣候、以及土壤和風(fēng)向發(fā)生的自然變化。人為的破壞,導(dǎo)致水土嚴(yán)重流失,是可以避免的,自然的因素是不可抗拒的,但是,也是可以經(jīng)過(guò)人為的努力,達(dá)到一定的改善。例如在一些水土流失嚴(yán)重的地方人工種植固土性很強(qiáng)的樹(shù)木和草,也可以在水土流失的地方修建固土的堤壩和成網(wǎng)格的壩子。實(shí)際上,認(rèn)人為的修建壩子只能夠保護(hù)水土不流失一段時(shí)間,只是一種治標(biāo)不治本的做法,而人工種樹(shù)一直都是一種比較好的方法,被廣泛的利用到保護(hù)水土流失工程中。
我國(guó)的地理南北東西跨度都比較的大,地理位置復(fù)雜,地形也比較復(fù)雜過(guò)度明顯,氣候多變,冬夏溫差較大,一些南方地區(qū)時(shí)常發(fā)生洪災(zāi),北方地區(qū)時(shí)常發(fā)生旱災(zāi),且北方的風(fēng)沙較為嚴(yán)重。因而,我國(guó)的水土流失較為嚴(yán)重。我國(guó)人口眾多,土地資源總量雖然較多,但地形復(fù)雜,適合耕種的農(nóng)田比例較小,且人均占有量較少,但我國(guó)水土資源流失較為嚴(yán)重,為了緩解水土流失情況,我國(guó)政府投入大量的人力物力進(jìn)行整治。全國(guó)呼吁保護(hù)土地,防止水土資源流失。還大力退耕還林,請(qǐng)專(zhuān)人在水土流失嚴(yán)重地區(qū)種樹(shù)。政府能夠有這一系列的方案,還得益于遙感技術(shù)。遙感技術(shù)被廣泛的利用與農(nóng)田水利資源中,在防止水土流失工程中起著至關(guān)重要的作用。遙感技術(shù)將我國(guó)水土流失的情況清晰的傳給相關(guān)部門(mén),為相關(guān)部門(mén)提出及時(shí)、科學(xué)合理的方案提供了科學(xué)的資料。一般來(lái)說(shuō),遙感技術(shù)的傳回的結(jié)果都是比較科學(xué)和宏觀(guān)的,對(duì)促進(jìn)農(nóng)田水利資源的保護(hù)有著至關(guān)重要的作用。
2.2在防洪抗旱中的應(yīng)用
前面筆者也提到,我國(guó)地理位置廣闊,國(guó)土南北東西跨度都比較大,國(guó)內(nèi)地形復(fù)雜氣候多樣。自然災(zāi)害頻繁發(fā)生。特別是洪災(zāi)和旱災(zāi)嚴(yán)重,古就有南澇北旱的說(shuō)法。但是我國(guó)在應(yīng)付自然災(zāi)害的能力還是比較突出的,這和遙感技術(shù)分不開(kāi)。遙感技術(shù)對(duì)于防洪抗災(zāi)的影響力是巨大的。實(shí)際上,遙感技術(shù)洪災(zāi)旱災(zāi)的情況反映和緊急救援,以及災(zāi)后的重建工作都有著重要的作用。不止如此,我國(guó)還建立了農(nóng)田洪旱遙感系統(tǒng),這種系統(tǒng)反應(yīng)的是我國(guó)科技的進(jìn)步和對(duì)民眾的關(guān)心。一個(gè)國(guó)家應(yīng)付自然災(zāi)害的能力,往往凸顯的是國(guó)家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力。
洪旱遙感系統(tǒng)主要包括兩種主要的模式。一檢測(cè)災(zāi)區(qū)重點(diǎn)。通過(guò)雷達(dá)衛(wèi)星和地理信息監(jiān)測(cè)出重災(zāi)區(qū),并作出詳細(xì)的評(píng)估,以及對(duì)災(zāi)后的重建作出決策。二是災(zāi)區(qū)宏觀(guān)檢測(cè)。利用氣象衛(wèi)星每天讀災(zāi)情進(jìn)行速報(bào),對(duì)災(zāi)情地區(qū),持續(xù)時(shí)間,災(zāi)情損失作出評(píng)估。
實(shí)際上,事實(shí)已經(jīng)有力的證明了遙感技術(shù)在防洪抗災(zāi)等抗擊自然災(zāi)害中的作用是極其重要的。在緊急救援,災(zāi)情監(jiān)測(cè)、以及災(zāi)情評(píng)估和災(zāi)后重建工程中的作用都是極其重大的,可謂是貫穿整個(gè)始終。遙感技術(shù)為相關(guān)部門(mén)提供了客觀(guān)和全面清晰的信息,這些信息成為有關(guān)部門(mén)做出正確決策的有力支撐點(diǎn)。
2.3在河道檢測(cè)中的應(yīng)用
我國(guó)水資源豐富,河流眾多,河流成為我國(guó)大部分地區(qū)飲用灌溉的主要水源。水是生命之源,加之我國(guó)又極為容易發(fā)生洪災(zāi)和旱災(zāi)。因此這就需要我國(guó)多河流實(shí)行檢測(cè)。遙感技術(shù)對(duì)河流的水位情況,河道走勢(shì),河床變化,水質(zhì)變化都會(huì)有清晰的數(shù)據(jù)。遙感技術(shù)將這些數(shù)據(jù)傳給相關(guān)部門(mén),以便相關(guān)部門(mén)掌握詳細(xì)情況,當(dāng)發(fā)生災(zāi)情的時(shí)候,也好及時(shí)作出決策。遙感技術(shù)對(duì)我國(guó)的農(nóng)田水利灌溉和經(jīng)濟(jì)有著至關(guān)重要的作用。
3.結(jié)語(yǔ)
遙感技術(shù)傳送的信息可靠而詳細(xì)。遙感技術(shù)將詳細(xì)的信息資料傳給相關(guān)部門(mén),以此來(lái)幫助相關(guān)部門(mén)及時(shí)正確的了解情況,并幫助他們做出正確及時(shí)的決策。在我國(guó)農(nóng)田的水利中廣泛的被利用,極大的促進(jìn)了我國(guó)農(nóng)田水利資源的管理。對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。目前,我國(guó)的遙感技術(shù)水平還是比較高的,但也還需要進(jìn)一步的提高。
【參考文獻(xiàn)】
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關(guān)鍵詞:遙感;監(jiān)測(cè);信息
中圖分類(lèi)號(hào):TP79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的意義
應(yīng)用資源衛(wèi)星數(shù)據(jù),許多國(guó)家開(kāi)展了農(nóng)業(yè)資源調(diào)查、農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)、面積監(jiān)測(cè)和產(chǎn)量預(yù)報(bào)等。農(nóng)情信息是指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、制定糧食政策與對(duì)外貿(mào)易政策的重要信息。早在20世紀(jì)70年代西方多國(guó)就合作開(kāi)展了大面積農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)、遙感估產(chǎn)計(jì),充分利用了農(nóng)業(yè)、氣象、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、GPS地面調(diào)查及遙感技術(shù)。近20a來(lái),一些西方國(guó)家利用資源衛(wèi)星進(jìn)行小麥、大豆、水稻、玉米和馬鈴薯等農(nóng)作物的估產(chǎn),以增加或減少某種農(nóng)作物的種植或確定糧食政策。
遙感技術(shù)在我國(guó)農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用,從20世紀(jì)70年代末起步,經(jīng)過(guò)20a的艱苦努力,目前已發(fā)展到實(shí)用化水平。我國(guó)農(nóng)作物遙感估產(chǎn)研究取得了很大發(fā)展,從冬小麥單一作物發(fā)展到小麥、水稻、玉米等多種作物,從小區(qū)域發(fā)展到大區(qū)域,從單一信息源發(fā)展到多種遙感信息源的綜合應(yīng)用,監(jiān)測(cè)精度不斷提高。
農(nóng)作物遙感估產(chǎn)包括長(zhǎng)勢(shì)與趨勢(shì)監(jiān)測(cè)和產(chǎn)量早期預(yù)報(bào)等兩個(gè)方面。在充分利用多年來(lái)遙感估產(chǎn)成果的基礎(chǔ)上,建成了NOAA AVHRR數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)預(yù)處理系統(tǒng),并利用AVHRR最大NDVI圖像與上年同期數(shù)據(jù)對(duì)比實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)遙感監(jiān)測(cè);在高精度耕地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的支持下,解決和研發(fā)了作物長(zhǎng)勢(shì)遙感監(jiān)測(cè)綜合方法、區(qū)域作物生長(zhǎng)過(guò)程遙感提取方法。從實(shí)時(shí)作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)、作物生長(zhǎng)過(guò)程監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)氣象分析、物候和土地利用等輔助信息的運(yùn)用等角度,構(gòu)建了綜合分析作物長(zhǎng)勢(shì)的技術(shù)。利用遙感技術(shù)對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行監(jiān)測(cè)具有效率高、費(fèi)用低、靈活性強(qiáng)、簡(jiǎn)單易用和多用途的特點(diǎn),精度基本可達(dá)95%以上。
東北地區(qū)是我國(guó)重要的糧食生產(chǎn)基地,進(jìn)入21世紀(jì)后,建立現(xiàn)代化高標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地,對(duì)決策的科學(xué)化提出了更高的要求。隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的逐步建立,運(yùn)用原有的信息渠道很難保證所需信息的可靠性、精確性與時(shí)效性。建立“東北地區(qū)玉米、水稻、大豆遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”可實(shí)現(xiàn)信息收集和分析的定時(shí)、定量和定位,將使農(nóng)業(yè)的科學(xué)決策提高到一個(gè)新的水平,促進(jìn)農(nóng)業(yè)由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)過(guò)渡,加快與國(guó)際市場(chǎng)接軌的步伐,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)與農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。20世紀(jì)70年代以來(lái),歐美等先進(jìn)國(guó)家應(yīng)用遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上取得了巨大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó),特別是東北地區(qū)耕地資源豐富,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)比較發(fā)達(dá),本項(xiàng)目具有廣闊的應(yīng)用空間,它的實(shí)施也將在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)資源保護(hù)開(kāi)發(fā)和社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)方面發(fā)揮巨大作用。
2 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的目標(biāo)
監(jiān)測(cè)玉米、水稻種植面積增減變化及原因;背景數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè);地面樣方布局設(shè)立;玉米、水稻單產(chǎn)估算模型設(shè)計(jì);玉米、水稻長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)。
3 技術(shù)路線(xiàn)
3.1 信息獲得
通過(guò)SPOT、TM、CBCS圖像獲取農(nóng)作物種類(lèi)、面積和分布狀況;通過(guò)MODIS圖像進(jìn)行農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)及洪澇、干旱災(zāi)害的監(jiān)測(cè);利用GPS技術(shù)進(jìn)行地面監(jiān)測(cè)并對(duì)遙感圖像進(jìn)行校正和補(bǔ)充;利用GPS技術(shù)設(shè)立固定監(jiān)測(cè)點(diǎn),結(jié)合遙感圖像監(jiān)測(cè)對(duì)區(qū)域內(nèi)的土地沙地、堿化及洪澇進(jìn)行監(jiān)測(cè);通過(guò)調(diào)查獲取有關(guān)圖件、數(shù)據(jù)及其他自然與社會(huì)經(jīng)濟(jì)資料。
3.2 建立地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)
用GIS對(duì)獲取的各類(lèi)信息進(jìn)行格式化與規(guī)范化處理、儲(chǔ)存。
3.3 信息分析
運(yùn)用GIS監(jiān)測(cè)空間分析功能和有關(guān)專(zhuān)業(yè)模型,對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行解譯、分析、摸擬、監(jiān)測(cè)。
3.4 決策支持
在信息分析的基礎(chǔ)上,通過(guò)信息與技術(shù)集成形成決策支持系統(tǒng),提供咨詢(xún)服務(wù),并可具體回答以下幾個(gè)方面問(wèn)題:各作物的面積、產(chǎn)量、長(zhǎng)勢(shì)、環(huán)境現(xiàn)狀、存在問(wèn)題、農(nóng)業(yè)環(huán)境發(fā)展趨勢(shì)、資源利用形狀、沙化、堿化、洪澇的范圍、程度、分布等。
技術(shù)流程圖見(jiàn)圖1。
圖1 技術(shù)流程圖
4 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的內(nèi)容
4.1 劃分不同的區(qū)域
根據(jù)東北地區(qū)不同的生態(tài)特征和地域分異規(guī)律,確定玉米、水稻生態(tài)區(qū)區(qū)劃指標(biāo),劃分出若干個(gè)玉米、水稻生態(tài)適宜區(qū)。在生態(tài)適宜區(qū)的基礎(chǔ)上劃分遙感監(jiān)測(cè)區(qū),然后進(jìn)行監(jiān)測(cè)樣點(diǎn)的配置。每個(gè)生態(tài)適宜區(qū)作為一個(gè)估產(chǎn)單元。
4.2 收集玉米、水稻生育期數(shù)據(jù)資料,建立東北地區(qū)玉米、水稻生育期基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫(kù)
按玉米生長(zhǎng)的苗期、拔節(jié)期、抽穗期、籽粒灌漿(臘熟)期和水稻生長(zhǎng)的拔節(jié)期、花期、灌漿期收集日照、溫度(≥10℃積溫)、水分(降水量、蒸發(fā)量)、養(yǎng)分、旱災(zāi)、風(fēng)災(zāi)數(shù)據(jù)資料;收集各個(gè)不同生態(tài)適宜區(qū)的種植制度、農(nóng)業(yè)措施、播種方法的資料;把所收集的數(shù)據(jù)全部錄入到數(shù)據(jù)庫(kù)中。
4.3 選擇最佳衛(wèi)星監(jiān)測(cè)時(shí)相
玉米面積提?。核肫陔A段至花粉期階段(7月下旬至8月中旬)。
玉米產(chǎn)量預(yù)測(cè):以高空間分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),利用EOS衛(wèi)星的MODIS資料數(shù)據(jù),對(duì)玉米拔節(jié)期、抽雄期、成熟期的NDVI進(jìn)行監(jiān)測(cè),通過(guò)長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)對(duì)比,計(jì)算出玉米單產(chǎn)。
水稻面積提?。豪觅Y源衛(wèi)星TM或CBCS選擇水稻的花期影像,提取水稻面積。
水稻產(chǎn)量預(yù)測(cè):以高空間分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),利用EOS衛(wèi)星的MODIS資料數(shù)據(jù),對(duì)水稻各個(gè)生育期進(jìn)行NDVI監(jiān)測(cè)。通過(guò)長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)對(duì)比,結(jié)合其他資料,計(jì)算出水稻單產(chǎn)。
4.4 監(jiān)測(cè)樣方的地面資料調(diào)查與獲取
以劃定的生態(tài)適宜區(qū)為基礎(chǔ),平均每個(gè)生態(tài)適宜區(qū)布設(shè)5個(gè)樣方,要根據(jù)自然地理特征及玉米、水稻主產(chǎn)區(qū)的不同,有側(cè)重的布設(shè)樣方,地面樣方的尺寸應(yīng)為500m×500m或1000m×1000m大小。
地面樣方調(diào)查方法是首先在每個(gè)生態(tài)適宜區(qū)內(nèi)確定1個(gè)代表本區(qū)最基本的土、肥、水、氣等因素的樣方,進(jìn)行實(shí)地調(diào)查。然后統(tǒng)一調(diào)查項(xiàng)目,統(tǒng)一調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一調(diào)查時(shí)間,在各樣方上展開(kāi)工作。地面樣方調(diào)查分為兩部分。一是小地類(lèi)調(diào)查,每種作物完成一次即可。二是地面抽樣樣方調(diào)查,調(diào)查內(nèi)容包括樣方內(nèi)的各種地類(lèi)面積(GIS管理),每種作物完成一次;長(zhǎng)勢(shì)和旱情(含其他可調(diào)查的重大自然災(zāi)害類(lèi)型、程度等);單產(chǎn)調(diào)查;訪(fǎng)問(wèn)農(nóng)民。
調(diào)查所獲取的各種圖件資料、數(shù)據(jù)資料、樣方調(diào)查報(bào)告由項(xiàng)目組人員分別數(shù)字化錄入、建檔并存入數(shù)據(jù)庫(kù)中。
4.5 面積監(jiān)測(cè)中的小地類(lèi)系數(shù)獲取
以玉米水稻生態(tài)適宜區(qū)為基礎(chǔ),從每個(gè)生態(tài)適宜區(qū)采取隨機(jī)抽樣的方法,進(jìn)行實(shí)地測(cè)量,計(jì)算出小地類(lèi)系數(shù),每種作物抽樣應(yīng)不少于10個(gè)樣方,樣方尺寸不小于1000m×1000m×1000m。
4.6 種植面積圖解譯、編制與成果匯算
采用RS軟件對(duì)玉米、水稻面積進(jìn)行解譯、面積量算、匯總。采用GIS應(yīng)用軟件對(duì)解譯面積進(jìn)行編制繪圖。
5 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)前景
【關(guān)鍵詞】試論;測(cè)繪工作;測(cè)繪遙感;應(yīng)用
科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展對(duì)于遙感技術(shù)的研發(fā)和大力普及起到了積極的推動(dòng)作用。當(dāng)前的測(cè)繪工作主要包括環(huán)境監(jiān)測(cè)、地質(zhì)勘測(cè)以及資源測(cè)繪等,而遙感技術(shù)以其大面積的檢測(cè)范圍、動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的檢測(cè)優(yōu)勢(shì)以及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的高度精確與客觀(guān)性使得其在各種測(cè)繪技術(shù)中脫穎而出,在測(cè)繪行業(yè)中受到越來(lái)愈多測(cè)繪工作者的青睞。遙感技術(shù)的應(yīng)用主要是建立在空間信息技術(shù)的迅速發(fā)展發(fā)展之上,各種資源環(huán)境檢測(cè)衛(wèi)星在太空中發(fā)射和運(yùn)行,為地表動(dòng)態(tài)變化的研究和檢測(cè)提供了極大的便利條件,遙感技術(shù)在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生,而當(dāng)前他應(yīng)經(jīng)滲透到國(guó)家安全、社會(huì)發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)方面。
1.測(cè)繪工作中遙感技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀
1.1測(cè)繪遙感應(yīng)用不夠廣泛
從遙感技術(shù)的發(fā)展來(lái)看,其發(fā)展前景比較樂(lè)觀(guān),而且技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用水平不斷在拓展。但是就當(dāng)前遙感技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀來(lái)看,依然面臨著不少問(wèn)題,最主要的就是實(shí)際應(yīng)用范圍不夠廣泛,遙感技術(shù)在當(dāng)今依然是一項(xiàng)不為人所熟知的測(cè)繪技術(shù)。這個(gè)問(wèn)題主要表現(xiàn)在當(dāng)前的測(cè)繪工作,比如地形地質(zhì)勘測(cè)、工程勘探等還是習(xí)慣采用傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù),對(duì)于遙感技術(shù)還比較陌生,對(duì)其應(yīng)用就更加受限制,觀(guān)念上的制約以及對(duì)遙感技術(shù)的不熟悉制約了遙感技術(shù)在更多的領(lǐng)域發(fā)揮其作用,也不利于遙感技術(shù)的大力推廣。
(1)當(dāng)前的遙感技術(shù)功能已經(jīng)波及到許多勘測(cè)領(lǐng)域,其全天候、實(shí)時(shí)性以及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)受人為干預(yù)較少的優(yōu)勢(shì)是傳統(tǒng)人工測(cè)繪技術(shù)難以達(dá)到的,測(cè)繪數(shù)據(jù)的精度高、誤差較少等也會(huì)大大提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的科學(xué)性和實(shí)用性,如果許多測(cè)繪領(lǐng)域依然采用傳統(tǒng)的測(cè)繪手段,遙感技術(shù)的功能就難以全面體現(xiàn),將不利于遙感技術(shù)的深度開(kāi)發(fā),挫傷遙感技術(shù)研發(fā)的積極性。(2)遙感技術(shù)應(yīng)用不廣泛也不利用空間信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。遙感技術(shù)是以空間信息技術(shù)為基礎(chǔ)的,他體現(xiàn)了空間信息技術(shù)在現(xiàn)代空間勘測(cè)和開(kāi)發(fā)中的諸多優(yōu)點(diǎn),并且是對(duì)空間信息技術(shù)功能的具體體現(xiàn)和延伸。遙感技術(shù)需要GPS技術(shù)進(jìn)行空間導(dǎo)航和定位,這直接影響著遙感技術(shù)定位和勘測(cè)的精度與準(zhǔn)確性。
1.2遙感工作資金造價(jià)價(jià)高
遙感技術(shù)在工作中價(jià)格較高也是制約遙感技術(shù)進(jìn)一步普及應(yīng)用的重要問(wèn)題。伴隨著遙感技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,遙感正在從實(shí)驗(yàn)階段走向技術(shù)應(yīng)用階段,其地理測(cè)繪、地質(zhì)勘探、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、環(huán)境資源檢測(cè)的功能逐漸凸顯出來(lái)。但是反觀(guān)當(dāng)前的各項(xiàng)測(cè)繪工作,遙感技術(shù)的應(yīng)用反沒(méi)有體現(xiàn)出其應(yīng)有的角色。主要原因就在于應(yīng)用遙感技術(shù)花費(fèi)太大,造價(jià)太高,因而我國(guó)應(yīng)用遙感技術(shù)的領(lǐng)域主要是在重點(diǎn)部門(mén)的重點(diǎn)科研項(xiàng)目,比如說(shuō)運(yùn)用遙感對(duì)地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境污染、資源勘探等進(jìn)行測(cè)繪,而一般的工程地質(zhì)檢測(cè)、煤礦開(kāi)采等應(yīng)用不多。這一問(wèn)題將會(huì)嚴(yán)重制約我國(guó)遙感技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展之路,必須亟待解決。
1.3遙感信息源空間分辨率較低,應(yīng)用水平較低
遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害勘測(cè)、環(huán)境污染檢測(cè)等方面的優(yōu)越性將會(huì)大大推動(dòng)我國(guó)的地質(zhì)災(zāi)害研究事業(yè)以及環(huán)境保護(hù)事業(yè)的發(fā)展。因而提高遙感技術(shù)信息源的空間分辨率,對(duì)于加強(qiáng)數(shù)據(jù)、的準(zhǔn)確性、拓展遙感技術(shù)的覆蓋范圍、測(cè)量水平是極為有利的。但是當(dāng)前的遙感信息技術(shù)還面臨著一些技術(shù)上的問(wèn)題,比如信息源空間分比率較低,導(dǎo)致遙感技術(shù)對(duì)于微觀(guān)事物的檢測(cè)精度不高,只能局限于宏觀(guān)范圍的檢測(cè)。未來(lái)對(duì)于信息源空間分辨率的研究,是推動(dòng)遙感技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。
2.完善遙感技術(shù)在測(cè)繪工作中應(yīng)用的策略及其具體做法
2.1遙感技術(shù)在測(cè)繪工作中的應(yīng)用
目前,遙感技術(shù)在測(cè)繪工作中應(yīng)用領(lǐng)域比較廣泛。與傳統(tǒng)測(cè)繪工具相比,遙感技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì),極大的規(guī)避了傳統(tǒng)測(cè)繪工作的弊端。(1)遙感技術(shù)覆蓋范圍比較廣,能夠全面了解所在區(qū)域的地理情況,獲得全面的資料數(shù)據(jù)。(2)遙感技術(shù)能進(jìn)行全天候、全方位、動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的檢測(cè)。這是遙感技術(shù)最大的一個(gè)優(yōu)勢(shì),遙感技術(shù)以全球定位系統(tǒng)作支撐,完成空間導(dǎo)航和定位之后,可以全天候24小時(shí)對(duì)所檢測(cè)區(qū)域進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的檢測(cè),比如對(duì)礦區(qū)環(huán)境污染的檢測(cè),可以獲取全面動(dòng)態(tài)的檢測(cè)數(shù)據(jù)和畫(huà)面,從而為礦區(qū)環(huán)境污染的防治提供有效的研究數(shù)據(jù)。(3)遙感技術(shù)受人為干預(yù)比較少,能夠比較客觀(guān)的反映所監(jiān)測(cè)區(qū)域的實(shí)際情況。傳統(tǒng)測(cè)量手段受主觀(guān)因素干擾比較大,因而測(cè)量的數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)誤差累積、偏差較大等問(wèn)題,但是運(yùn)用遙感技術(shù)會(huì)有效規(guī)避人力測(cè)量的劣勢(shì),誤差不累計(jì),測(cè)量數(shù)據(jù)精度較高。例如在礦區(qū)資源監(jiān)測(cè)與定位上,運(yùn)用遙感技術(shù)可以準(zhǔn)確定位資源所在范圍,避免造成資源浪費(fèi)以及不科學(xué)開(kāi)采導(dǎo)致的生命安全問(wèn)題。遙感技術(shù)的上述優(yōu)點(diǎn)使其在許多測(cè)繪領(lǐng)域展現(xiàn)出其獨(dú)一無(wú)二的技術(shù)優(yōu)勢(shì),拓展了遙感技術(shù)的應(yīng)用范圍。
2.2加強(qiáng)對(duì)遙感技術(shù)深度研究,拓展應(yīng)用領(lǐng)域
應(yīng)用遙感技術(shù)開(kāi)展地質(zhì)調(diào)查是相當(dāng)必要的,也是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的客觀(guān)要求和需要。就當(dāng)前社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看,遙感技術(shù)的應(yīng)用有著廣闊的發(fā)展前景,相關(guān)人員要從加強(qiáng)遙感技術(shù)深度研究這一方面出發(fā),提高遙感技術(shù)的測(cè)量精度,進(jìn)一步拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。(1)國(guó)家相關(guān)部門(mén)要加強(qiáng)對(duì)遙感技術(shù)開(kāi)發(fā)研究的鼓勵(lì)和推動(dòng),采取相關(guān)措施推動(dòng)遙感技術(shù)的普及和應(yīng)用。比如,利用政策優(yōu)勢(shì),鼓勵(lì)相關(guān)部門(mén)在開(kāi)展測(cè)繪工作者運(yùn)用遙感技術(shù),將遙感技術(shù)從示范性試驗(yàn)階段推動(dòng)到大范圍應(yīng)用普及階段,使遙感技術(shù)能夠真正發(fā)揮其技術(shù)的優(yōu)越性,對(duì)傳統(tǒng)測(cè)繪手段進(jìn)行革命性的改造和開(kāi)創(chuàng)。這將會(huì)大大推動(dòng)遙感技術(shù)與實(shí)際測(cè)繪工作的聯(lián)系水平,不僅有利于遙感技術(shù)發(fā)揮其測(cè)繪水平上的優(yōu)勢(shì),更有利于在實(shí)踐中發(fā)掘遙感技術(shù)的弊端,從而推動(dòng)遙感技術(shù)在實(shí)踐中不斷完善和發(fā)展。(2)加大對(duì)遙感技術(shù)的資金投入也是深度研發(fā)遙感技術(shù)的關(guān)鍵舉措。一項(xiàng)技術(shù)從開(kāi)始研發(fā)到投入使用要?dú)v經(jīng)漫長(zhǎng)的過(guò)程,遙感技術(shù)從最初出現(xiàn)到現(xiàn)在也已經(jīng)經(jīng)歷了將近半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間,我國(guó)也逐漸成為遙感技術(shù)大國(guó)。但是僅僅如此是不夠,我國(guó)必須向著遙感強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)前進(jìn),因此加強(qiáng)技術(shù)的深度研發(fā)是極其必要的。
2.3大力推廣遙感技術(shù),加大遙感技術(shù)普及力度
遙感技術(shù)只有在大力推廣中才能顯示其技術(shù)的活力和對(duì)測(cè)繪工作的廣泛適應(yīng)力。當(dāng)前遙感技術(shù)已經(jīng)凸顯出其難以比擬的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和環(huán)境適應(yīng)力,比如,能夠適用各種復(fù)雜地形的勘探工作,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)火災(zāi)、氣象災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害過(guò)程的實(shí)時(shí)檢測(cè),動(dòng)態(tài)獲取相關(guān)數(shù)據(jù),為開(kāi)展災(zāi)害研究和建立災(zāi)害防御體系提供便利等,因此必須要大力推廣遙感技術(shù),提高普及程度。
(1)相關(guān)人員要從降低遙感技術(shù)工作造價(jià)出發(fā),通過(guò)降低使用遙感技術(shù)進(jìn)行工程測(cè)繪的資金花費(fèi),來(lái)實(shí)現(xiàn)各行各業(yè)測(cè)繪工作對(duì)遙感技術(shù)的應(yīng)用。只有減少資金預(yù)算,才能促使更多的行業(yè)選擇應(yīng)用遙感技術(shù),而不僅僅集中于少數(shù)幾個(gè)重點(diǎn)行業(yè)的重點(diǎn)項(xiàng)目。(2)提高遙感技術(shù)的空間分辨率也將有利于遙感技術(shù)的普及。早期遙感技術(shù)受分辨率限制,較多應(yīng)用于宏觀(guān)的檢測(cè),而當(dāng)前由于新工作思路的拓展,遙感技術(shù)與地質(zhì)的符合程度越來(lái)越高,受距離的限制也越來(lái)越小。但是相關(guān)人員在改善工作思路,加大遙感技術(shù)地質(zhì)檢測(cè)水平上還需進(jìn)一步努力。
3.總結(jié)
總而言之,遙感技術(shù)在測(cè)繪工作中的應(yīng)用,已經(jīng)成為社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。伴隨著科技的進(jìn)步和計(jì)算機(jī)的普及,遙感技術(shù)的應(yīng)用范圍必將會(huì)大大拓展,遙感地質(zhì)、環(huán)境資源監(jiān)測(cè)、氣象、災(zāi)害檢測(cè)乃至工程礦區(qū)勘探測(cè)量中的遙感應(yīng)用也必會(huì)進(jìn)一步拓展,其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展以及災(zāi)害預(yù)防等方面的作用會(huì)越來(lái)越大。 [科]
【參考文獻(xiàn)】
[1]覃永勤.淺談現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展及其工程應(yīng)用[J].廣西城鎮(zhèn)建設(shè),2010.
[關(guān)鍵詞]地質(zhì)勘探 遙感技術(shù) 發(fā)展前景
[中圖分類(lèi)號(hào)] TP7 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X(2015)-9-265-1
遙感技術(shù)的出現(xiàn)在很大程度上提高了人類(lèi)原本及其狹小的視野范圍和視覺(jué)能力,帶給了人類(lèi)宏觀(guān)、多角度、多層次看待地理事物的機(jī)會(huì),遙感技術(shù)發(fā)展到當(dāng)今社會(huì),已經(jīng)成為人們必不可少的一個(gè)地質(zhì)勘查技術(shù)手段,對(duì)人類(lèi)的地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)查詢(xún)都起著十分重要的作用。
1地質(zhì)勘探中遙感技術(shù)的應(yīng)用范圍
1.1對(duì)于地質(zhì)構(gòu)造信息的獲取
利用遙感技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的地質(zhì)勘探工作最為主要的一個(gè)標(biāo)志就是反映在相關(guān)的空間信息上。從地理環(huán)境所處的區(qū)域成礦線(xiàn)狀影像圖上就可以提取到許多十分重要的信息,包括酸性、堿性的巖體,火山形成的盆地,火山的構(gòu)造以及熱液活動(dòng)等一系列的地理環(huán)境都可以為遙感系統(tǒng)提供許多重要的內(nèi)容。當(dāng)斷裂是一個(gè)較為主要的控礦構(gòu)造的時(shí)候,對(duì)于斷裂地區(qū)的構(gòu)造遙感信息的重點(diǎn)提取可以收獲常規(guī)手段收獲不到的內(nèi)容。遙感技術(shù)在地質(zhì)勘探中的成像過(guò)程中還有可能會(huì)產(chǎn)生“模糊作用”,常使用戶(hù)感興趣的線(xiàn)性型際,紋理等重要信息顯得模糊不清,難以令相關(guān)的工作人員進(jìn)行辨識(shí)工作,從而給遙感技術(shù)的進(jìn)一步擴(kuò)大使用留下了隱患。
1.2基于植被波譜的找礦意義
從生物的角度來(lái)說(shuō),在地下微生物和低下暗河的參與下,礦區(qū)內(nèi)部的很多金屬元素或者是金屬礦物質(zhì)都會(huì)引發(fā)礦區(qū)上層地質(zhì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造變化,從而導(dǎo)致礦區(qū)上層地表覆蓋土壤成分的變化。而在礦區(qū)上層地表覆蓋有土壤的地方,往往生長(zhǎng)著許多的植被,而這些植物對(duì)于金屬元素都能夠產(chǎn)生不同程度的吸收和聚集作用,進(jìn)而影響到綠葉體內(nèi)的葉綠素的含量,從而使得遙感衛(wèi)星所觀(guān)察到的植被波譜出現(xiàn)異常。在礦區(qū)上方生長(zhǎng)的這些植物的變化在沒(méi)有遙感技術(shù)之前,是很難被地質(zhì)勘探的工作人員總結(jié)出來(lái)的,而遙感技術(shù)的出現(xiàn)在很大程度上幫助地質(zhì)勘探工作有了一個(gè)更好的手段發(fā)現(xiàn)礦區(qū)構(gòu)造。
1.3礦產(chǎn)改造信息的標(biāo)志性
當(dāng)?shù)V區(qū)的主題礦床形成之后,受到礦床所在地區(qū)地理環(huán)境、地理空間位置變化的影響,往往會(huì)導(dǎo)致礦床的某些性狀發(fā)生一個(gè)根本性的變化,從而導(dǎo)致地質(zhì)勘查人員的工作難度增大。而通過(guò)遙感技術(shù)獲取到的宏觀(guān)遙感技術(shù)圖像的對(duì)比,就可以十分輕易的研究出礦床的剝蝕改造作用,進(jìn)而結(jié)合礦床進(jìn)行成礦深度的詳細(xì)研究。通過(guò)深入的研究區(qū)域內(nèi)平面構(gòu)造關(guān)系圖和礦床位置的關(guān)系,就可以找到不同礦床在不同的區(qū)域構(gòu)造圖中的變化規(guī)律,進(jìn)而建立一個(gè)較為完善的地質(zhì)勘探標(biāo)志體系,從而有利于后續(xù)開(kāi)發(fā)工作的進(jìn)展。
2地質(zhì)勘探過(guò)程中遙感技術(shù)的發(fā)展前景
2.1高光譜數(shù)據(jù)及遙感微波的運(yùn)用
高光譜技術(shù)是指集探測(cè)器技術(shù)、精密光學(xué)儀器、微弱信號(hào)檢測(cè)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種高精技術(shù)于一體的綜合性技術(shù),對(duì)于地質(zhì)勘探工作效率的提升有著十分顯著的作用。基于高光譜技術(shù)的遙感微波可以以納米級(jí)的光譜分辨率,在完成的生成圖像的同時(shí)記錄下多達(dá)上百條的光譜數(shù)據(jù)通道。而從每個(gè)成像單元上提取出的光譜數(shù)據(jù)則可以建立一條連續(xù)的光譜曲線(xiàn),從而進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)了地理物理空間信息、輻射數(shù)據(jù)信息和光譜成像信息之間的同步,因此這種基于高光譜技術(shù)的遙感微波有著十分光明的應(yīng)用前途和發(fā)展前景,我們應(yīng)該充分的關(guān)注這種技術(shù)的發(fā)展,并不斷的與自身的實(shí)際情況相結(jié)合,將其應(yīng)用到自身的實(shí)際工作當(dāng)中,為地質(zhì)勘查工作做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
2.2數(shù)據(jù)的融合
隨著在地質(zhì)勘探過(guò)程中遙感技術(shù)的不斷發(fā)展,尤其是微波、多光譜等各種新型的傳感器材的不斷問(wèn)世,他們開(kāi)始以各種不同的空間尺度和時(shí)間周期以及光譜范圍等多個(gè)方面反映出目標(biāo)物品的各種特性,構(gòu)成了同一地區(qū)的多源頭數(shù)據(jù)鏈。但是相對(duì)于單源頭的數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō),這種多數(shù)據(jù)源頭的數(shù)據(jù)形式可以在多個(gè)方面形成一個(gè)較為鮮明的對(duì)比,從而幫助地質(zhì)勘探人員更好的完成相關(guān)地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)匯總工作,從而極大程度上提高了工作的準(zhǔn)確性和效率?;谶@方面的數(shù)據(jù)融合主要包括來(lái)自遙感衛(wèi)星上個(gè)數(shù)據(jù)的融合處理,遙感數(shù)據(jù)和非遙感系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)融合處理。盡管在遙感技術(shù)中數(shù)據(jù)的融合取得了許多令人可喜可賀的進(jìn)展,但是相對(duì)來(lái)說(shuō)并不十分成熟的算法公式令數(shù)據(jù)的融合仍然存在著許多的問(wèn)題。因此,在以后的工作中仍然需要地質(zhì)勘探的相關(guān)工作人員不斷的進(jìn)行相關(guān)的補(bǔ)充和完善。
2.3圖像接受、處理及信息提取技術(shù)的發(fā)展和完善
除了以上幾個(gè)方面之外,遙感技術(shù)另外一個(gè)十分值得重視的發(fā)展方面就是要不斷的提升遙感圖像的接收成像能力、以及對(duì)于遙感系統(tǒng)所產(chǎn)生信息的提取和處理能力。而要想做好這個(gè)方面的遙感系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工作,則應(yīng)該從以下方面入手,首先應(yīng)該進(jìn)一步發(fā)展具有高分辨率的傳感器,以便能夠接收更加微弱、更加細(xì)小的地質(zhì)信息信號(hào)。其次,加強(qiáng)信息的提取方法還包括應(yīng)該解決計(jì)算機(jī)處理的技術(shù)問(wèn)題,如補(bǔ)償信號(hào)在傳遞過(guò)程中的丟失以及失真,圖像的不清晰成像等。這些問(wèn)題都是十分值得重視的方面。另外,加強(qiáng)對(duì)于后備人才梯隊(duì)的培養(yǎng)也是一個(gè)十分重要的方面,只有不斷的提升地質(zhì)勘探人員的技能素養(yǎng),才能夠滿(mǎn)足相關(guān)技術(shù)的發(fā)展需求。
3結(jié)語(yǔ)
綜上所述,在地質(zhì)勘探的工作當(dāng)中,遙感技術(shù)為其效率的提高和工作范圍的擴(kuò)大提供了強(qiáng)有力的支持并獲得了極大的成功。遙感技術(shù)的直接應(yīng)用是遙感信息的提取,遙感技術(shù)的間接應(yīng)用范圍更加廣泛,包括對(duì)于地質(zhì)構(gòu)造信息的獲取、基于植被波譜的尋礦等。因此,地質(zhì)勘探行業(yè)的從業(yè)人員一定要從實(shí)際出發(fā),不斷的加強(qiáng)對(duì)于遙感技術(shù)的學(xué)習(xí),以滿(mǎn)足日益發(fā)展的地質(zhì)勘探行業(yè)的要求。
參考文獻(xiàn)
[1]黨永峰.遙感技術(shù)在森林資源連續(xù)清查中的應(yīng)用---以利用遙感技術(shù)分析森林植被、地類(lèi)的動(dòng)態(tài)變化為例[J].林業(yè)資源管理,2004,(06):94-95.
【關(guān)鍵詞】遙感技術(shù);大氣環(huán)境;監(jiān)測(cè)?
環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)峻,各類(lèi)的污染給人類(lèi)的生活和工作帶來(lái)了很大的影響,破壞了人們的日常生活并且威脅到人們的生命安全。遙感技術(shù)主要有兩種類(lèi)別:一為主動(dòng)式遙感監(jiān),二為被動(dòng)式遙感監(jiān)測(cè),主要以環(huán)境監(jiān)測(cè)為主,利用遙感傳感器監(jiān)測(cè)大氣結(jié)構(gòu),對(duì)污染源進(jìn)行定位追蹤,直接對(duì)污染物進(jìn)行區(qū)域跟蹤測(cè)量,從而獲取某一區(qū)域大氣污染的綜合信息,以及時(shí)制定治理措施來(lái)減少大氣污染的不利影響,對(duì)大氣環(huán)境的治理產(chǎn)生了無(wú)法忽視的影響。?
1、大氣環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的基本原理?
遙感監(jiān)測(cè)就是用儀器對(duì)一段距離以外的目標(biāo)物或現(xiàn)象進(jìn)行觀(guān)測(cè),是一種不直接接觸目標(biāo)物或現(xiàn)象而能收集信息,對(duì)其進(jìn)行識(shí)別、分析、判斷的更高自動(dòng)化程度的監(jiān)測(cè)手段。它最重要的作用是不需要采樣而直接可以進(jìn)行區(qū)域性的跟蹤測(cè)量,快速進(jìn)行污染源的定點(diǎn)定位,污染范圍的核定,污染物在大氣中的分布、擴(kuò)散等,從而獲得全面的綜合信息。根據(jù)所利用的波段,?遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)主要分為紫外、可見(jiàn)光、反射紅外遙感技術(shù);熱紅外遙感技術(shù)和微波遙感技術(shù)三種類(lèi)型。?
大氣環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)作為遙感技術(shù)應(yīng)用中較為重要的內(nèi)容之一,在業(yè)務(wù)上不同于常規(guī)氣象要素的監(jiān)測(cè)。常規(guī)氣象要素遙感監(jiān)測(cè)[1]?主要是指測(cè)量大氣的垂直溫度剖面、大氣的垂直濕度剖面、降水量及頻度、云覆蓋率(云量和云層厚度)?和長(zhǎng)波輻射、風(fēng)(風(fēng)速和風(fēng)向)?、地球輻射收支的測(cè)量等。而大氣環(huán)境遙感則是監(jiān)測(cè)大氣中的臭氧(O3?)、CO2、SO2、甲烷(CH4)?等痕量氣體成分以及氣溶膠、有害氣體等的三維分布。這些物理量通常不可能用遙感手段直接識(shí)別,但由于水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量氣體成分具有各自分子所固有的輻射和吸收光譜特征,如影響水汽分布的主要光譜波長(zhǎng)在017μm,?O3在0155~0165μm?之間存在一個(gè)明顯的吸收帶等,因此我們實(shí)際上可通過(guò)測(cè)量大氣散射、吸收及輻射的光譜特征值而從中識(shí)別出這些組分來(lái)。研究表明,在衛(wèi)星遙感中,有兩個(gè)非常好的大氣窗可以用來(lái)探測(cè)這些組分,即位于可見(jiàn)光范圍內(nèi)的0140~0175μm?的波段范圍和在近紅外和中紅外的0185μm、1106μm、1122μm、1160μm、2120μm?波段處。?
2、遙感技術(shù)在大氣污染監(jiān)測(cè)中的作用?
2.1被動(dòng)式空基遙感監(jiān)測(cè)?
被動(dòng)式遙感監(jiān)測(cè)主要作用于臭氧層、大氣氣溶膠、溫室氣體、大氣污染物、大氣熱污染源等等,這些問(wèn)題很多不僅僅是區(qū)域性問(wèn)題,甚至已經(jīng)成為全球性問(wèn)題,影響著全世界的正常發(fā)展。太陽(yáng)直接輻射遙感技術(shù)利用散射和衰減,測(cè)量二氧化碳、臭氧等大氣的主要組成部分,對(duì)有害氣體、污染物、熱污染源等進(jìn)行監(jiān)測(cè),逐漸成為遙感技術(shù)中最常用的一種監(jiān)測(cè)技術(shù)?,F(xiàn)階段,城市工業(yè)不斷發(fā)展,霧霾成為人們生活中的一種普遍現(xiàn)象,嚴(yán)重影響著人們的身心健康,而遙感技術(shù)與地理信息系統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合,獲取霧霾地區(qū)的綜合信息,通過(guò)對(duì)圖像以及數(shù)據(jù)的分析得出影響霧霾的主要因素,從而制定相應(yīng)的措施來(lái)消除霧霾。除此之外,隨著城市化的不斷發(fā)展,城市熱島效應(yīng)成為城市發(fā)展的主要問(wèn)題,遙感技術(shù)通過(guò)研究城市下墊面的熱紅外遙感總結(jié)城市熱島變化規(guī)律,對(duì)熱島效應(yīng)的解決提供了一定的事實(shí)依據(jù)。?
2.2主動(dòng)式空基遙感監(jiān)測(cè)?
主動(dòng)式空基遙感監(jiān)測(cè)的載體是雷達(dá),主要有機(jī)載和星載雷達(dá),它可以在短時(shí)間內(nèi)發(fā)射大功率的電磁波,再根據(jù)回波信號(hào)的振幅和位相分析得出測(cè)量物的方向、距離等數(shù)據(jù),主動(dòng)式遙感不依賴(lài)于太陽(yáng)輻射,可以晝夜工作,還可以根據(jù)探測(cè)目的的不同,主動(dòng)選擇電磁波的波長(zhǎng)和發(fā)射方式。主動(dòng)式遙感可以用來(lái)監(jiān)測(cè)大氣中的臭氧、水汽、二氧化硫以及三氧化氮等分布情況,分析這些成分如何影響平流層和對(duì)流層,有利于制定空間雷達(dá)的探測(cè)技術(shù),對(duì)大氣環(huán)境的治理起著無(wú)法替代的作用。遙感技術(shù)正在經(jīng)歷由單一型遙感監(jiān)測(cè)向多方面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的綜合性分析過(guò)渡,即多時(shí)相監(jiān)測(cè),對(duì)于污染物信息的監(jiān)測(cè)可以做到更準(zhǔn)確及時(shí)客觀(guān),使得大氣污染監(jiān)測(cè)上升到一個(gè)新高度。?
3、遙感技術(shù)的發(fā)展方向?
人們?cè)絹?lái)越重視環(huán)境問(wèn)題,對(duì)環(huán)境的需求也不斷增加,改善環(huán)境成為當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的重要任務(wù),遙感技術(shù)能夠改善環(huán)境,那就應(yīng)該更大限度的開(kāi)發(fā)利用這一技術(shù)。遙感技術(shù)還可以從以下一些方面取得進(jìn)步:?
(1)遙感技術(shù)主要分為主動(dòng)式遙感和被動(dòng)式遙感,把主動(dòng)與被動(dòng)式衛(wèi)星遙感相結(jié)合,可以更加準(zhǔn)確的進(jìn)行對(duì)污染物的監(jiān)測(cè),把污染物監(jiān)測(cè)的誤差精確到更小,不斷改進(jìn)大氣環(huán)境遙感技術(shù),對(duì)大氣環(huán)境遙感進(jìn)行定量化研究,形成一套嚴(yán)密的大氣環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)運(yùn)行系統(tǒng),把遙感技術(shù)與地面監(jiān)測(cè)共同運(yùn)用到環(huán)境監(jiān)測(cè)中,以便更加準(zhǔn)確及時(shí)的制定解決環(huán)境污染的措施。?
(2)在當(dāng)今社會(huì),技術(shù)在任何方面都是不可或缺的,與此相應(yīng),互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以充分配置資源,使全球的資源和信息得到共享,實(shí)現(xiàn)遙感技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化,普及遙感監(jiān)測(cè)技術(shù),可以借鑒其他國(guó)家的遙感技術(shù)創(chuàng)新之處與經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行多國(guó)合作,利用其它國(guó)家的資源環(huán)境衛(wèi)星系統(tǒng),提高監(jiān)測(cè)的效率。?
(3)人才的進(jìn)步才是社會(huì)的進(jìn)步,必須要保證技術(shù)性人才的培養(yǎng),國(guó)家要加大人才扶持力度,提供更多的人才發(fā)展機(jī)會(huì),培養(yǎng)大批實(shí)用型人才和技術(shù)創(chuàng)新型人才,只有如此遙感技術(shù)才可能會(huì)有飛躍性的突破。?
(4)技術(shù)的不完善使得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確,而數(shù)據(jù)分析是制定措施的重要依據(jù),提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度是必須的,對(duì)此,應(yīng)該研發(fā)更高性能的傳感器以提高衛(wèi)星遙感的分辨率,使數(shù)據(jù)精確度更高,更好的判斷污染物信息,避免誤判情況的發(fā)生。?
4、結(jié)束語(yǔ)?
環(huán)境問(wèn)題與人類(lèi)發(fā)展息息相關(guān),實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧相處是社會(huì)發(fā)展的必然要求,在尊重自然的基礎(chǔ)上,通過(guò)自己的一系列活動(dòng)改變環(huán)境對(duì)于自身的不利影響并造福于人類(lèi)是對(duì)每個(gè)人的要求。環(huán)境問(wèn)題種類(lèi)多樣,大氣污染、水污染、固體廢棄物污染等都可以通過(guò)遙感技術(shù)得到一定程度的治理,遙感技術(shù)的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛,作為環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要技術(shù)力量,遙感技術(shù)應(yīng)該不斷發(fā)展自身,為制定科學(xué)準(zhǔn)確的政策提供更加有理有據(jù)的支持。?
參考文獻(xiàn):?
[1]劉紅,張清海,林紹霞.等.遙感技術(shù)在水環(huán)境和大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2013(1).?
關(guān)鍵詞:精細(xì)農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)全球定位系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)
引言
“精細(xì)農(nóng)業(yè)”的核心指導(dǎo)思想就是要利用現(xiàn)代地球空間信息技術(shù)獲取農(nóng)田內(nèi)影響作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量的各種因素的時(shí)空差異,避免因?qū)r(nóng)田的盲目投入所造成的浪費(fèi)和過(guò)量施肥施藥造成的環(huán)境污染。具體而言,就是利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)對(duì)采集的農(nóng)田信息進(jìn)行空間定位;利用遙感技術(shù)獲取農(nóng)田小區(qū)內(nèi)作物生長(zhǎng)環(huán)境、生長(zhǎng)狀況和空間變異的大量時(shí)空變化信息;利用地理信息系統(tǒng)建立農(nóng)田土地管理、自然條件(土壤、地形、地貌、水分條件等)、作物產(chǎn)量的空間分布等的空間數(shù)據(jù)庫(kù),并對(duì)作物苗情、病蟲(chóng)害、墑情的發(fā)生發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析模擬,為分析農(nóng)田內(nèi)自然條件、資源有效利用狀況、作物產(chǎn)量的時(shí)空差異性和實(shí)施調(diào)控提供處方信息;在獲取上述信息的基礎(chǔ)上,利用作物生產(chǎn)管理輔助決策支持系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行調(diào)控,合理地進(jìn)行施肥、灌溉、施藥、除草等耕作措施,以達(dá)到對(duì)田區(qū)內(nèi)資源潛力的均衡利用和獲取盡可能高的產(chǎn)量。精細(xì)農(nóng)業(yè)技術(shù)是運(yùn)用全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、傳感器及檢測(cè)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制器及變量執(zhí)行設(shè)備等信息技術(shù),對(duì)大田農(nóng)作物生產(chǎn)和畜牧生產(chǎn)實(shí)施監(jiān)控,從而提高作物和畜牧產(chǎn)量和質(zhì)量,最大限度地保護(hù)生態(tài)環(huán)境,保證農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
一、國(guó)內(nèi)外“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)的應(yīng)用情況
1.1國(guó)外“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)的應(yīng)用情況在北美、歐洲和澳大利亞等地“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)主要用于土地資源的詳查及監(jiān)測(cè),農(nóng)作物生長(zhǎng)狀況的監(jiān)測(cè)和產(chǎn)量預(yù)測(cè),災(zāi)害性天氣、旱情、澇情和水情的監(jiān)測(cè),農(nóng)作物病蟲(chóng)害的監(jiān)測(cè)與精細(xì)防治和大地號(hào)農(nóng)田的優(yōu)化施肥等方面。
到了八十年代和九十年代,由于遙感技術(shù)(RS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)和地理信息系統(tǒng)(GIS)的應(yīng)用,進(jìn)行農(nóng)情監(jiān)測(cè)和產(chǎn)量預(yù)測(cè)已達(dá)到更加精確的程度,所用設(shè)備的數(shù)量和精度都在提高。目前全球已有20000臺(tái)“產(chǎn)量監(jiān)測(cè)器”投入了使用,有的就裝在收獲機(jī)械上。
目前,在一些國(guó)家“可變比率灑施機(jī)”的試用引起了人們的極大興趣。該機(jī)器的設(shè)計(jì)者試圖借助于RS、GIS和GPS等技術(shù)獲取田間信息(包括土壤參數(shù)和病蟲(chóng)害情況等),同時(shí)機(jī)器自動(dòng)控制農(nóng)藥、化肥和種子的施入量。由于優(yōu)化施肥,農(nóng)場(chǎng)主從中可能獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
另一種“可變比率灑施機(jī)”名為“實(shí)時(shí)閉循環(huán)系統(tǒng)”(Real-timeclosed-loopSystem),其設(shè)計(jì)者是想盡可能地?cái)[脫對(duì)3S技術(shù)的依賴(lài),田間信息直接由安在灑施機(jī)上的探測(cè)設(shè)備獲取,并立即對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并自動(dòng)控制農(nóng)藥、化肥和種子的施入量。這種機(jī)器保證了所測(cè)得信息與所采取措施的地點(diǎn)的一致性。
1.2國(guó)內(nèi)“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)的應(yīng)用情況我國(guó)是個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自然條件十分復(fù)雜,自然災(zāi)害頻繁,因此“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來(lái)說(shuō)是非常重要的。
我國(guó)利用地球資源技術(shù)衛(wèi)星遙感資料進(jìn)行土壤和水文調(diào)查開(kāi)始于七十年代末和八十年代初,山西、內(nèi)蒙等省(區(qū))的土壤調(diào)查和農(nóng)業(yè)區(qū)劃工作就利用了衛(wèi)星遙感資料。
1984-1986年,我國(guó)在京、津、冀地區(qū),進(jìn)行了大規(guī)模的冬小麥衛(wèi)星遙感試驗(yàn),取得了一定成果。1985和1986年小麥產(chǎn)量預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率分別為92%和95%。
可見(jiàn),我國(guó)“精細(xì)農(nóng)業(yè)”基本上還停留在衛(wèi)星遙感、地理信息系統(tǒng)和產(chǎn)量預(yù)測(cè)方面
二、“精細(xì)農(nóng)業(yè)”的技術(shù)思想
精細(xì)農(nóng)業(yè)其核心思想是通過(guò)對(duì)農(nóng)田小區(qū)作物產(chǎn)量和影響作物生長(zhǎng)的環(huán)境因素(如土壤結(jié)構(gòu)、地形、土壤含水量、植物營(yíng)養(yǎng)、病蟲(chóng)害、雜草等)實(shí)際存在的空間和時(shí)間差異性的分析,確定影響小區(qū)產(chǎn)量差異的原因,采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上有效的調(diào)控措施,區(qū)別對(duì)待,按需實(shí)施定位調(diào)控,以充分利用資源,實(shí)現(xiàn)最經(jīng)濟(jì)、最合理的投入,獲得經(jīng)濟(jì)上和環(huán)境上的最大效益。精細(xì)農(nóng)業(yè)之所以引起全世界廣泛的關(guān)注,首先是因?yàn)樗茱@著提高產(chǎn)量,提高耕地資源利用潛力和保護(hù)環(huán)境;其次,是因?yàn)榫?xì)農(nóng)業(yè)研究的意義已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展本身的范圍,它提供的技術(shù)思想和改造客觀(guān)世界的認(rèn)識(shí)思維方式,其影響更是深遠(yuǎn)的。
三、精細(xì)農(nóng)業(yè)的技術(shù)構(gòu)成
3.1GPS——全球定位系統(tǒng)推動(dòng)精細(xì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)是在20世紀(jì)70年代末開(kāi)始建立的全球定位系統(tǒng)。它是一種高精度、全天候、全球性的無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航、定位、定時(shí)系統(tǒng),它可提供連續(xù)、定位和原子時(shí)鐘信息。
3.2GIS——地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ),在計(jì)算機(jī)軟、硬件的支持下,對(duì)有關(guān)空間數(shù)據(jù)按地量坐標(biāo)或空間位置進(jìn)行預(yù)處理、輸入、存儲(chǔ)、查詢(xún)、檢索、運(yùn)算、分析、顯示、更新和提供應(yīng)用、研究,并處理各種空間實(shí)體和空間關(guān)系。它有如下特征:具有采集、管理、分析和輸出多種空間信息的能力;具有空間分析、多要素信息分析和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的能力,可為宏觀(guān)決策管理服務(wù);能實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的空間分析和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)研究。將GIS用于精細(xì)農(nóng)業(yè)中,可對(duì)農(nóng)田小區(qū)的作物產(chǎn)量和各種影響因素進(jìn)行存儲(chǔ)、分析和管理。
3.3RS——遙感技術(shù)遙感技術(shù)可根據(jù)對(duì)遙感資料的解譯,獲得所研究區(qū)域內(nèi)有關(guān)信息,具有宏觀(guān)、快速、動(dòng)態(tài)等特點(diǎn)。不同含水量的土壤具有不同的地表溫度,因而具有不同的熱紅外特性和熱輻射特性。農(nóng)作物不同生長(zhǎng)期和不同生長(zhǎng)情況均有不同的光譜反射曲線(xiàn),所以結(jié)合研究區(qū)域內(nèi)抽樣調(diào)查的資料和GIS數(shù)據(jù)庫(kù),并依靠有關(guān)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),利用RS可獲得土壤含水量、作物長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量等重要資料。
3.4DSS——決策支持系統(tǒng)決策支持系統(tǒng)是根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者和專(zhuān)家在長(zhǎng)期生產(chǎn)中獲得的知識(shí),建立作物栽培與經(jīng)濟(jì)分析模型、空間分析與時(shí)間序列模型、統(tǒng)計(jì)趨勢(shì)分析與預(yù)測(cè)模型和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析模型,利用GPS、RS獲得的各種信息及GIS建立的數(shù)據(jù)庫(kù),針對(duì)小區(qū)內(nèi)農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境和生長(zhǎng)條件時(shí)間和空間上存在的差異作出分布式投入決策,即生成田間投入處方圖。決策支持系統(tǒng)DSS綜合了專(zhuān)家系統(tǒng)ES(expertsystem)和模擬系統(tǒng)SS(simulationsystem),因而能為精細(xì)農(nóng)業(yè)的實(shí)施提供正確的決策支持。:
3.5ST——信息采集與處理技術(shù)信息采集與處理技術(shù)是獲取各種信息的重要手段。精細(xì)農(nóng)業(yè)的實(shí)現(xiàn)首先在于認(rèn)識(shí)農(nóng)田小區(qū)內(nèi)農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境和生物情況的差異而這必須依賴(lài)于各種先進(jìn)的傳感器。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種非接觸快速測(cè)量傳感器和智能化傳感器為精細(xì)農(nóng)業(yè)提供了全新的技術(shù)支持。
論文摘要:我國(guó)人多地少,面對(duì)人口日益增加的巨大壓力,對(duì)于資源的有效利用和環(huán)境保護(hù)的要求越來(lái)越高,因此,研究和發(fā)展適合我國(guó)國(guó)情的精細(xì)農(nóng)業(yè)技術(shù),推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,是我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要內(nèi)容,也是機(jī)遇性的挑戰(zhàn),應(yīng)當(dāng)引起我國(guó)農(nóng)業(yè)科技界的高度重視。本文首先介紹了國(guó)內(nèi)外“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)應(yīng)用情況,而后對(duì)精細(xì)農(nóng)業(yè)的一些基本理論進(jìn)行總結(jié),以供參考。
0 引言
“精細(xì)農(nóng)業(yè)”的核心指導(dǎo)思想就是要利用現(xiàn)代地球空間信息技術(shù)獲取農(nóng)田內(nèi)影響作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量的各種因素的時(shí)空差異,避免因?qū)r(nóng)田的盲目投入所造成的浪費(fèi)和過(guò)量施肥施藥造成的環(huán)境污染。具體而言,就是利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)對(duì)采集的農(nóng)田信息進(jìn)行空間定位;利用遙感技術(shù)獲取農(nóng)田小區(qū)內(nèi)作物生長(zhǎng)環(huán)境、生長(zhǎng)狀況和空間變異的大量時(shí)空變化信息;利用地理信息系統(tǒng)建立農(nóng)田土地管理、自然條件(土壤、地形、地貌、水分條件等)、作物產(chǎn)量的空間分布等的空間數(shù)據(jù)庫(kù),并對(duì)作物苗情、病蟲(chóng)害、墑情的發(fā)生發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析模擬,為分析農(nóng)田內(nèi)自然條件、資源有效利用狀況、作物產(chǎn)量的時(shí)空差異性和實(shí)施調(diào)控提供處方信息;在獲取上述信息的基礎(chǔ)上,利用作物生產(chǎn)管理輔助決策支持系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行調(diào)控,合理地進(jìn)行施肥、灌溉、施藥、除草等耕作措施,以達(dá)到對(duì)田區(qū)內(nèi)資源潛力的均衡利用和獲取盡可能高的產(chǎn)量。精細(xì)農(nóng)業(yè)技術(shù)是運(yùn)用全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、傳感器及檢測(cè)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制器及變量執(zhí)行設(shè)備等信息技術(shù),對(duì)大田農(nóng)作物生產(chǎn)和畜牧生產(chǎn)實(shí)施監(jiān)控,從而提高作物和畜牧產(chǎn)量和質(zhì)量,最大限度地保護(hù)生態(tài)環(huán)境,保證農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
1 國(guó)內(nèi)外“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)的應(yīng)用情況
1.1 國(guó)外“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)的應(yīng)用情況 在北美、歐洲和澳大利亞等地“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)主要用于土地資源的詳查及監(jiān)測(cè),農(nóng)作物生長(zhǎng)狀況的監(jiān)測(cè)和產(chǎn)量預(yù)測(cè),災(zāi)害性天氣、旱情、澇情和水情的監(jiān)測(cè),農(nóng)作物病蟲(chóng)害的監(jiān)測(cè)與精細(xì)防治和大地號(hào)農(nóng)田的優(yōu)化施肥等方面。
到了八十年代和九十年代,由于遙感技術(shù)(RS)、全球定位系統(tǒng)( GPS ) 和地理信息系統(tǒng)(GIS)的應(yīng)用, 進(jìn)行農(nóng)情監(jiān)測(cè)和產(chǎn)量預(yù)測(cè)已達(dá)到更加精確的程度,所用設(shè)備的數(shù)量和精度都在提高。目前全球已有20000 臺(tái)“產(chǎn)量監(jiān)測(cè)器”投入了使用,有的就裝在收獲機(jī)械上。
目前,在一些國(guó)家“可變比率灑施機(jī)”的試用引起了人們的極大興趣。該機(jī)器的設(shè)計(jì)者試圖借助于RS、GIS和GPS等技術(shù)獲取田間信息(包括土壤參數(shù)和病蟲(chóng)害情況等),同時(shí)機(jī)器自動(dòng)控制農(nóng)藥、化肥和種子的施入量。由于優(yōu)化施肥,農(nóng)場(chǎng)主從中可能獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
另一種“可變比率灑施機(jī)”名為“實(shí)時(shí)閉循環(huán)系統(tǒng)”(Real-time closed-loop System),其設(shè)計(jì)者是想盡可能地?cái)[脫對(duì)3S技術(shù)的依賴(lài),田間信息直接由安在灑施機(jī)上的探測(cè)設(shè)備獲取,并立即對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并自動(dòng)控制農(nóng)藥、化肥和種子的施入量。這種機(jī)器保證了所測(cè)得信息與所采取措施的地點(diǎn)的一致性。
1.2 國(guó)內(nèi)“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)的應(yīng)用情況 我國(guó)是個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自然條件十分復(fù)雜,自然災(zāi)害頻繁,因此“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來(lái)說(shuō)是非常重要的。
我國(guó)利用地球資源技術(shù)衛(wèi)星遙感資料進(jìn)行土壤和水文調(diào)查開(kāi)始于七十年代末和八十年代初,山西、內(nèi)蒙等省(區(qū))的土壤調(diào)查和農(nóng)業(yè)區(qū)劃工作就利用了衛(wèi)星遙感資料。
1984-1986年,我國(guó)在京、津、冀地區(qū),進(jìn)行了大規(guī)模的冬小麥衛(wèi)星遙感試驗(yàn),取得了一定成果。1985和1986年小麥產(chǎn)量預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率分別為92%和95%。
可見(jiàn),我國(guó)“精細(xì)農(nóng)業(yè)”基本上還停留在衛(wèi)星遙感、地理信息系統(tǒng)和產(chǎn)量預(yù)測(cè)方面
2 “精細(xì)農(nóng)業(yè)”的技術(shù)思想
精細(xì)農(nóng)業(yè)其核心思想是通過(guò)對(duì)農(nóng)田小區(qū)作物產(chǎn)量和影響作物生長(zhǎng)的環(huán)境因素(如土壤結(jié)構(gòu)、地形、土壤含水量、植物營(yíng)養(yǎng)、病蟲(chóng)害、雜草等)實(shí)際存在的空間和時(shí)間差異性的分析,確定影響小區(qū)產(chǎn)量差異的原因,采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上有效的調(diào)控措施,區(qū)別對(duì)待,按需實(shí)施定位調(diào)控,以充分利用資源,實(shí)現(xiàn)最經(jīng)濟(jì)、最合理的投入,獲得經(jīng)濟(jì)上和環(huán)境上的最大效益。精細(xì)農(nóng)業(yè)之所以引起全世界廣泛的關(guān)注,首先是因?yàn)樗茱@著提高產(chǎn)量,提高耕地資源利用潛力和保護(hù)環(huán)境;其次,是因?yàn)榫?xì)農(nóng)業(yè)研究的意義已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展本身的范圍,它提供的技術(shù)思想和改造客觀(guān)世界的認(rèn)識(shí)思維方式,其影響更是深遠(yuǎn)的。
3 精細(xì)農(nóng)業(yè)的技術(shù)構(gòu)成
3.1 GPS——全球定位系統(tǒng) 推動(dòng)精細(xì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)是在20世紀(jì)70年代末開(kāi)始建立的全球定位系統(tǒng)。它是一種高精度、全天候、全球性的無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航、定位、定時(shí)系統(tǒng),它可提供連續(xù)、定位和原子時(shí)鐘信息。
3.2 GIS——地理信息系統(tǒng) 地理信息系統(tǒng)以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ),在計(jì)算機(jī)軟、硬件的支持下,對(duì)有關(guān)空間數(shù)據(jù)按地量坐標(biāo)或空間位置進(jìn)行預(yù)處理、輸入、存儲(chǔ)、查詢(xún)、檢索、運(yùn)算、分析、顯示、更新和提供應(yīng)用、研究,并處理各種空間實(shí)體和空間關(guān)系。它有如下特征:具有采集、管理、分析和輸出多種空間信息的能力;具有空間分析、多要素信息分析和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的能力,可為宏觀(guān)決策管理服務(wù);能實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的空間分析和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)研究。將GIS用于精細(xì)農(nóng)業(yè)中,可對(duì)農(nóng)田小區(qū)的作物產(chǎn)量和各種影響因素進(jìn)行存儲(chǔ)、分析和管理。
3.3 RS——遙感技術(shù) 遙感技術(shù)可根據(jù)對(duì)遙感資料的解譯,獲得所研究區(qū)域內(nèi)有關(guān)信息,具有宏觀(guān)、快速、動(dòng)態(tài)等特點(diǎn)。
不同含水量的土壤具有不同的地表溫度,因而具有不同的熱紅外特性和熱輻射特性。農(nóng)作物不同生長(zhǎng)期和不同生長(zhǎng)情況均有不同的光譜反射曲線(xiàn),所以結(jié)合研究區(qū)域內(nèi)抽樣調(diào)查的資料和GIS數(shù)據(jù)庫(kù),并依靠有關(guān)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),利用RS可獲得土壤含水量、作物長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量等重要資料。
3.4 DSS——決策支持系統(tǒng) 決策支持系統(tǒng)是根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者和專(zhuān)家在長(zhǎng)期生產(chǎn)中獲得的知識(shí),建立作物栽培與經(jīng)濟(jì)分析模型、空間分析與時(shí)間序列模型、統(tǒng)計(jì)趨勢(shì)分析與預(yù)測(cè)模型和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析模型,利用GPS、RS獲得的各種信息及GIS建立的數(shù)據(jù)庫(kù),針對(duì)小區(qū)內(nèi)農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境和生長(zhǎng)條件時(shí)間和空間上存在的差異作出分布式投入決策,即生成田間投入處方圖。決策支持系統(tǒng)DSS綜合了專(zhuān)家系統(tǒng)ES(expert system)和模擬系統(tǒng)SS(simulation system),因而能為精細(xì)農(nóng)業(yè)的實(shí)施提供正確的決策支持。
3.5 ST——信息采集與處理技術(shù) 信息采集與處理技術(shù)是獲取各種信息的重要手段。精細(xì)農(nóng)業(yè)的實(shí)現(xiàn)首先在于認(rèn)識(shí)農(nóng)田小區(qū)內(nèi)農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境和生物情況的差異而這必須依賴(lài)于各種先進(jìn)的傳感器。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種非接觸快速測(cè)量傳感器和智能化傳感器為精細(xì)農(nóng)業(yè)提供了全新的技術(shù)支持。