第一篇：遙感在林業(yè)方面的應(yīng)用

遙感在林業(yè)方面的應(yīng)用及優(yōu)勢(shì)

近年來(lái)，遙感技術(shù)已廣泛應(yīng)用于軍事、國(guó) 民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)研究的許多方面?？臻g技術(shù)把 氣象觀測(cè)、資源考察、環(huán)境監(jiān)測(cè)和地圖繪制等工作提高到自動(dòng)化的水平．不僅節(jié)省了大量的人力和時(shí)間，而且可以及時(shí)得到更豐富 的資料?？臻g技術(shù)的發(fā)展，使人類開(kāi)始進(jìn)入廣闊無(wú)垠的宇宙空間，正在改變著地學(xué)、天文學(xué)和其它一些學(xué)科的面貌，也正逐步地在 林業(yè)方面得到應(yīng)用。衛(wèi)星資料已經(jīng)應(yīng)用于以 下幾個(gè)方面：林業(yè)區(qū)劃、識(shí)別植被類型和統(tǒng)計(jì)林業(yè)用地、測(cè)量森林蓄積量、監(jiān)測(cè)森林災(zāi)害等方面。

1、遙感用于森林生物量估測(cè)

區(qū)域森林生物估測(cè)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，傳統(tǒng)方法主要通過(guò)建立地面調(diào)查數(shù)據(jù)與森林相關(guān)測(cè)樹(shù)參數(shù)的相關(guān)關(guān)系，但是該方法操作復(fù)雜，且難以實(shí)現(xiàn)大區(qū)域的建模和估測(cè)（Boudreaud等2008）。利用遙感結(jié)合地面調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)域的森林生物量估測(cè)將可以大大提高估測(cè)周期，前人的研究證實(shí)該方法有效可行（Steck和Schoolz,2006）Dong等人（2003對(duì)6個(gè)國(guó)家167個(gè)省得盛林生物量與遙感影像的制備產(chǎn)品進(jìn)行了相關(guān)性分析后發(fā)現(xiàn)，遙感影像能夠用于森林生物量估測(cè)。Foody等人（2003）利用LandsatTM數(shù)據(jù)對(duì)巴西、馬來(lái)西亞和泰國(guó)的熱帶森林生物量進(jìn)行估測(cè)，結(jié)果表明，Landsat TMde 植被指數(shù)與森林生物量有很強(qiáng)的相關(guān)性。Muukonen和Heiskanen(2007)利用森林調(diào)查數(shù)據(jù)和MoDIS數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，結(jié)果表明二者的相對(duì)誤差為9.9%。綜上所述，通過(guò)建立光學(xué)遙感影像植被指數(shù)與森林生物量的相關(guān)性能夠有效用于大區(qū)域森林生物的估測(cè)。

黃光標(biāo)、龐勇、舒清態(tài)、付甜《基于ICEsat GLAS的云南省森林地上生物量的反演》《遙感學(xué)報(bào)》2013年.VOL.17 NO.1 第1期.[172-179]

2、遙感用于森林覆蓋率統(tǒng)計(jì)及分析 在2008年奧運(yùn)會(huì)的“綠色奧運(yùn)”規(guī)劃中提出2007年前北京市的林木覆蓋率將達(dá)到50%等系列規(guī)劃方案。因此，實(shí)時(shí)快速地的獲取北京市森林覆蓋率，可為森林生態(tài)環(huán)境提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)依據(jù)。該文以2002年Landsat ETM+影像數(shù)據(jù)為基本信息源，借助遙感軟件PCI Geomatica V8.2,研究了ETM+遙感影像應(yīng)用于北京地區(qū)森林俯瞰率統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè)的最佳組合和融合處理技術(shù)，采用監(jiān)督分類的方法提取森林覆蓋類型、位置和面積信息，并對(duì)分類結(jié)果與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)調(diào)查方法數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較分析，對(duì)分類的精度進(jìn)行了定性評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明：遙感監(jiān)測(cè)采用先分類在分區(qū)縣統(tǒng)計(jì)的方法可快速獲得令人滿意的分類結(jié)果；分區(qū)縣的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)調(diào)查數(shù)據(jù)相比波動(dòng)較大，但整體相差不會(huì)超過(guò)4%；Landsat/ETM+遙感影像適應(yīng)于北京這類區(qū)域型地域的森林覆蓋率研究，北京市森林覆蓋率為46.66%。

楊丹 馮仲科 《北京市森林覆蓋率遙感統(tǒng)計(jì)及其分析》《北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》弟27卷 增刊2 2005年12月

3.遙感用于森林病蟲(chóng)害的監(jiān)測(cè)

不同的森林病蟲(chóng)害及其危害部位不完全相同，最終會(huì)引起林木的生長(zhǎng)受到影響，外觀發(fā)生變化，如樹(shù)葉枯黃和落葉等癥狀，使得樹(shù)葉在藍(lán)光、紅光、綠光和紅外波段的吸收率和反射率發(fā)生變化，而這些變化都將反映在遙感影像上。因此，根據(jù)光譜反射率的差異和結(jié)構(gòu)異常在遙感數(shù)字圖上的記錄，通過(guò)光譜增強(qiáng)和模式識(shí)別，并在地理信息系統(tǒng)和專家系統(tǒng)的支持下，就可以實(shí)施對(duì)森林病蟲(chóng)害的監(jiān)測(cè)。在大的空間尺度上，遙感數(shù)據(jù)早已被廣泛有效地用于監(jiān)測(cè)森林失葉現(xiàn)象。早蟲(chóng)害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)理論及監(jiān)測(cè)技術(shù)研究主要集中在森林害蟲(chóng)空間分布型與抽樣技術(shù)研究、森林害蟲(chóng)災(zāi)變規(guī)律及其與環(huán)境相互關(guān)系的機(jī)理研究、物理化學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域及數(shù)理模型預(yù)報(bào)技術(shù)應(yīng)用研究等方面。但是傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法實(shí)時(shí)性差，不能驚醒大范圍的宏觀動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，且無(wú)法闡明特定生態(tài)系統(tǒng)中有害生物災(zāi)變動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)?！?S”技術(shù)具有快速實(shí)時(shí)的空間信息獲取分析能力，在全球環(huán)境變化研究、資源與環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)與防治等國(guó)際熱點(diǎn)問(wèn)題研究中越來(lái)越受到重視，應(yīng)用遙感技術(shù)對(duì)森林病蟲(chóng)害進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)已成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。

曾兵兵，張曉麗，路長(zhǎng)寬，畢華明，朱鳳恩

森林病蟲(chóng)害遙感監(jiān)測(cè)研究現(xiàn)狀與展望.中國(guó)病蟲(chóng)害.2008,3(27):23—29；

第二篇：遙感在考古的應(yīng)用

我國(guó)首次運(yùn)用遙感考古勘探獲成功

新華網(wǎng)濟(jì)南４月２０日電（記者董學(xué)清雷鳴）我國(guó)的文物考古工作者近日利用遙感考古方法，在山東臨淄地區(qū)進(jìn)行大遺址群勘探研究獲得成功。據(jù)悉，這在中國(guó)尚屬首次。

中國(guó)測(cè)繪科學(xué)院研究員楊明輝說(shuō)：“利用遙感技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行大遺址群勘探是將現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于文物考古的重要嘗試，是我國(guó)文物考古領(lǐng)域的一次重要突破。”

遙感考古也叫航空攝影考古，是地學(xué)遙感理論、技術(shù)和方法在考古學(xué)中的應(yīng)用，與常規(guī)考古方法相比能節(jié)省巨額資金和大量的人力、時(shí)間。據(jù)悉，將航空遙感技術(shù)應(yīng)用于田野考古調(diào)查和文物保護(hù)研究在國(guó)外已有七八十年的歷史，而在我國(guó)２０世紀(jì)８０年代后期才起步。

１９９６年，山東省文物考古研究所同德國(guó)波鴻魯爾大學(xué)合作，開(kāi)始對(duì)古齊國(guó)所在地山東臨淄地區(qū)進(jìn)行遙感考古勘探。他們先后收集到美國(guó)國(guó)家檔案館收藏的日本空軍于２０世紀(jì)二三十年代拍攝的３９張偵察航片、山東省測(cè)繪局１９７５年拍攝的５９０張測(cè)繪航片以及３０張據(jù)此繪制的萬(wàn)分之一地形圖等珍貴歷史資料，隨后運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)這些資料進(jìn)行航空像片數(shù)字化正射影像圖的制作。接著，他們又將大量的臨淄文物考古方面的歷史文獻(xiàn)、文物調(diào)查報(bào)告、發(fā)掘報(bào)告、古地圖、地形圖等，輸入數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行科學(xué)整理，建立起我國(guó)第一個(gè)大型遺址群地域性文物考古計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)——臨淄文物考古系統(tǒng)。最后，又利用這一信息系統(tǒng)繪制和編輯了４公斤重的《中國(guó)臨淄文物考古遙感影像圖集》。這是我國(guó)第一部運(yùn)用地學(xué)遙感技術(shù)和方法進(jìn)行多學(xué)科綜合研究的大型考古研究報(bào)告。

山東省考古研究所所長(zhǎng)李傳榮研究員介紹說(shuō)，這一項(xiàng)目是我國(guó)首次利用國(guó)內(nèi)外收藏的、拍攝時(shí)間相差四五十年的早期航片，進(jìn)行多時(shí)相遙感資料的考古動(dòng)態(tài)分析。由于早期航片錄有大量的當(dāng)時(shí)地面保存下來(lái)、后被夷平或覆蓋了的遺跡，這是現(xiàn)在拍攝的航片所無(wú)法比擬的。僅以墓葬為例，通過(guò)１９３８年航片判釋，發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)有封土的墓葬２７４２座，而３７年后的１９７５年，由于自然和人為的破壞，已減少為４４５座，到１９９９年田野查證時(shí)只剩下１４７座。

來(lái)自故宮博物院、中國(guó)歷史博物館和山東大學(xué)等單位的專家對(duì)這項(xiàng)成果給予高度評(píng)價(jià)。他們認(rèn)為，這是我國(guó)文物考古領(lǐng)域使用遙感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)從事大規(guī)模田野考古調(diào)查、勘探和綜合性研究的成功范例，有利于提高田野考古水平、加強(qiáng)文物保護(hù)管理、促進(jìn)城鄉(xiāng)規(guī)劃和社會(huì)發(fā)展

第三篇：林業(yè)遙感實(shí)習(xí)報(bào)告

林業(yè)遙感實(shí)習(xí)報(bào)告1

地點(diǎn)：校園、十三陵地區(qū)、

姓名： 班級(jí)：

學(xué)號(hào)：

實(shí)習(xí)目的

1：為了更好的了解十三陵地區(qū)的地區(qū)概況以及土地利用類型，方便學(xué)習(xí)遙感圖像的制作和分析能力，更好的熟悉應(yīng)用遙感的重要軟件，對(duì)遙感知識(shí)增加全面的掌握，更好的實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的高效結(jié)合。本實(shí)驗(yàn)旨在教會(huì)學(xué)生應(yīng)用ArcGIS系列軟件進(jìn)行矢量化的操作。通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生能夠掌握ArcGIS一些常用的基本操作，涉及到的知識(shí)點(diǎn)，包括：ArcGIS應(yīng)用基礎(chǔ)，空間數(shù)據(jù)的采集和組織，空間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和處理，空間數(shù)據(jù)的可視化表達(dá)等。最終達(dá)到對(duì)ArcGIS桌面軟件操作入門的目的:

2：了解航空相片的各種要素，掌握立體觀察的具體步驟。

3：掌握野外地物波普測(cè)試的基本步驟，了解其反射率。 實(shí)習(xí)內(nèi)容

本次實(shí)習(xí)重要應(yīng)用到兩個(gè)重要軟件ArcGIS和Edars軟件。將十三陵遙感圖應(yīng)用ArcMap進(jìn)行手工矢量化操作，結(jié)合實(shí)地踏查，手工進(jìn)行地物劃分，最終形成十三陵土地利用圖。用到的'軟件主要是ArcMap和ArcCatalog。

一、立體像對(duì)觀測(cè)的實(shí)驗(yàn)

二、實(shí)驗(yàn)步驟

（一）熟悉航空像片

①像片編號(hào)：位于航片右上角，說(shuō)明攝影時(shí)的地理位置、攝影時(shí)間； ②框標(biāo)：四角或四邊，相對(duì)框標(biāo)連線交點(diǎn)是該像片的像主點(diǎn)； ③水準(zhǔn)氣泡：記錄該像片的傾斜度數(shù)；

④時(shí)針：表明攝影時(shí)間，以便提供太陽(yáng)光線方向和太陽(yáng)高度角； ⑤航片攝影機(jī)的焦距； ⑥校正線； ⑦高度表。

（二）立體觀察

1、立體鏡檢查

①在8開(kāi)白紙上中部順長(zhǎng)邊方向繪制一條直線。長(zhǎng)約30cm左右，并在此直線上安裝反光立體鏡。

②在立體觀察中觀察直線，以檢查立體鏡的大反鏡角度是否正確。當(dāng)立體觀察時(shí)紙上的直線在兩個(gè)視場(chǎng)的成像為兩條相交直線，而且經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)白紙或立體鏡時(shí)仍不能使其兩視場(chǎng)中兩直線重合時(shí)，說(shuō)明儀器大反光鏡位置不正確，這時(shí)調(diào)整反光鏡螺旋進(jìn)行正位，直至兩直線重合為止。

2、確定基線。

然后用兩眼相重合的點(diǎn)位，也做標(biāo)記。之間的距離b為立體鏡擴(kuò)大后的觀察基線，稱之為立體鏡基線。此基線的長(zhǎng)度因個(gè)人的眼距和立體鏡的不同而異。

③在兩張像片上分別連接框標(biāo)得像主點(diǎn)O1、O2，即框標(biāo)連線的交點(diǎn)，然后在像主點(diǎn)周圍f/45為半徑的圓內(nèi)，選刺明顯地物，并用像片鉛筆畫(huà)一小圈。

④轉(zhuǎn)刺兩像片中心點(diǎn)O1、O2得O1ˊ、O2ˊ，并分別連接O1 O2ˊ、O2 O1ˊ，量出O1 O2ˊ、O2 O1ˊ的長(zhǎng)度值，即為兩像片的共同基線。

3、觀察

①將兩像片安置在白紙上，使同名基線與白紙上的直線重合（注意要使同名基線應(yīng)在像片對(duì)內(nèi)側(cè)）；使像片上的同名像點(diǎn)O1 、O2ˊ或O2、O1ˊ間的距離基于b，固定像片對(duì)。

②將反光立體鏡置于像片對(duì)上，觀察者的眼基線要平行于立體鏡基線進(jìn)行觀察

一、 實(shí)驗(yàn)心得：這次實(shí)驗(yàn)較為簡(jiǎn)單，一個(gè)人即可在短時(shí)間內(nèi)完成，但是，由于每個(gè)人的眼間距不同，所以調(diào)整的儀器目鏡間距也不同，在一個(gè)人調(diào)好后，可能另一個(gè)人觀測(cè)時(shí)無(wú)法達(dá)到最佳狀態(tài)。也因此，若是兩人一起調(diào)整儀器的話，可能會(huì)慢一點(diǎn)，困難一些。其實(shí)，實(shí)驗(yàn)整體還是很容易的，只要認(rèn)真細(xì)心即可。

二：野外地物波譜測(cè)試的實(shí)驗(yàn)

使用光譜反射儀測(cè)試地物波譜的實(shí)驗(yàn)步驟

1、首先確定需要測(cè)定的地物類型，任何不同地物都具有各自不同的光譜特性，都可以作為測(cè)定目標(biāo)。如：草地、灌木、喬木、水泥地、大理石地、水體等，植物還可以分為健康與不健康的，水體也可以分為無(wú)污染與有污染的。

2、確定測(cè)量時(shí)是采用順光、逆光或頂光，然后放置標(biāo)準(zhǔn)板，標(biāo)準(zhǔn)板的位置應(yīng)該與地物的位置一致。

3、光譜反射儀的使用：（1）由開(kāi)關(guān)按鈕、電池檢查鈕(Check)、視場(chǎng)角旋鈕（2°或10°）、波長(zhǎng)輪鼓（400nm~1050nm）、鏡頭和觀測(cè)孔等。首先打開(kāi)鏡頭蓋，不要用手觸摸鏡頭，然后打開(kāi)開(kāi)關(guān)按鈕，按住電池檢查鈕(Check)，如果從觀測(cè)孔中觀測(cè)到刻度值大于3就能說(shuō)明電池仍有電，反之則需要更換電池；從觀測(cè)孔中除了刻度以外還可以看見(jiàn)一個(gè)大圈中間還有一個(gè)小圈，大圈是10°視場(chǎng)角的觀測(cè)范圍，小圈是2°視場(chǎng)角的觀測(cè)范圍，一般使用10°視場(chǎng)角，也就是說(shuō)在觀測(cè)時(shí)大圈中應(yīng)該充滿所測(cè)地物而沒(méi)有任何其它物體；觀測(cè)孔中得刻度是從0到4，讀取時(shí)應(yīng)該估讀出小數(shù)點(diǎn)后兩位。（2）轉(zhuǎn)動(dòng)波長(zhǎng)輪鼓，從400nm開(kāi)始依次測(cè)量，首先讓鏡頭對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)地物，通過(guò)觀測(cè)孔讀數(shù)并記錄，再讓鏡頭對(duì)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)板讀數(shù)記錄。（3）然后將波長(zhǎng)輪鼓調(diào)到425nm，同前面一樣讀取地物與標(biāo)準(zhǔn)板的讀數(shù)，依此按照波長(zhǎng)順序重復(fù)數(shù)次。

4、讀物波譜反射系數(shù)的計(jì)算：分別將各個(gè)波長(zhǎng)獲得的標(biāo)準(zhǔn)板讀數(shù)值與其目標(biāo)物讀數(shù)相減，然后根據(jù)相減所得差值在反射率查詢表中查詢對(duì)應(yīng)的反射率。

5、反射波譜曲線的繪制：以波長(zhǎng)（400nm~1050nm）為橫軸，反射率為縱軸，畫(huà)出光譜反射曲線。

6、對(duì)多個(gè)地物的反射光譜曲線進(jìn)行比較分析。

光譜反射率測(cè)定記錄表

光譜反射率測(cè)定記錄表

地點(diǎn) 十三陵 目標(biāo)地物類型 月季葉（新鮮完整） 時(shí)間20xx/10/27

林業(yè)遙感實(shí)習(xí)報(bào)告2

一．實(shí)習(xí)目的

通過(guò)實(shí)習(xí)能夠熟練的掌握使用遙感地形圖進(jìn)行地物識(shí)別以及解譯標(biāo)志庫(kù)的建立

二．實(shí)習(xí)主要內(nèi)容

1. 對(duì)野外進(jìn)行踩點(diǎn)調(diào)查 2. 目視解譯，區(qū)劃小班 3. 地類面積統(tǒng)計(jì)及分析 4. 森林資源分布圖制圖出圖

三．主要結(jié)果分析（解譯標(biāo)志庫(kù)目視解譯步驟地類面積統(tǒng)計(jì)森林分布圖制圖）

第一條路線沿大湖坪向上方方向踩點(diǎn)調(diào)查，行程8.9公里 第二條路線沿茶園方向往太陽(yáng)廟方向進(jìn)行調(diào)查，行程6.5公里 第三條路線為沿環(huán)山公路沿路進(jìn)行探究，行程6.8公里

四．簡(jiǎn)易標(biāo)志庫(kù)的.建立

五．統(tǒng)計(jì)結(jié)果及其分析

結(jié)論：由表格中數(shù)據(jù)可知福壽山林場(chǎng)的竹林面積特別大，無(wú)論是純竹林還是竹林混交林的面積都占了很大的比重，同時(shí)經(jīng)過(guò)我們小組成員在山中的所見(jiàn)所聞也知道了山中的針葉林主要以杉木和柳杉為主的林份在山上分布廣生長(zhǎng)旺盛，同時(shí)作為一個(gè)自然保護(hù)區(qū)它的闊葉林面積也大，這樣各種資源分布比較均勻符合游人的需求也符合物種的多樣性。

林業(yè)遙感實(shí)習(xí)報(bào)告3

一、實(shí)習(xí)目的與要求

林業(yè)遙感是遙感技術(shù)在林業(yè)經(jīng)營(yíng)中具體應(yīng)用的實(shí)用性強(qiáng)的專業(yè)課，旨在培養(yǎng)學(xué)生利用遙感手段進(jìn)行森林資源監(jiān)測(cè)和管理的基本技能，實(shí)習(xí)的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生使用GPS進(jìn)行野外地形參數(shù)的手工測(cè)量，內(nèi)業(yè)計(jì)算機(jī)遙感圖像的幾何精校正和探索學(xué)習(xí)決策樹(shù)分類方法對(duì)林業(yè)遙感影像進(jìn)行分類研究的動(dòng)手能力。通過(guò)實(shí)習(xí)，加深遙感技術(shù)在森林資源監(jiān)測(cè)和管理中的應(yīng)用和理解。

二、實(shí)習(xí)內(nèi)容

1)GPS采集地面控制點(diǎn)坐標(biāo)；

2)（經(jīng)緯度或平面直角坐標(biāo)）以及地形參數(shù)；

3)（坡度，坡向）野外訓(xùn)練區(qū)的地面調(diào)查；

4)內(nèi)業(yè)遙感圖像的幾何精校正；

5) ENVI圖像處理軟件決策樹(shù)分類器建立逐級(jí)決策規(guī)則；

6)決策規(guī)則的修改與添加（與實(shí)地調(diào)查進(jìn)行比較分析）；

7)利用建立的決策規(guī)則對(duì)林業(yè)遙感圖像進(jìn)行分類，保存分類規(guī)則與分類圖像。

三、實(shí)習(xí)中涉及的理論知識(shí)

1．決策樹(shù)分類簡(jiǎn)介

與其它分類方法相比，決策樹(shù)分類具有如下特點(diǎn)：

1）決策樹(shù)分類是非參數(shù)分類，因此其獨(dú)立于訓(xùn)練區(qū)像元亮度值的統(tǒng)計(jì)分布模式；

2）決策樹(shù)分類時(shí)模型的輸入既可以是連續(xù)的光譜波段值，也可以是離散的數(shù)值，甚至是定名變量；

3）分類結(jié)束后可以生成易于解譯的分類判別準(zhǔn)則文件；

4）樣本訓(xùn)練的速度快，分類精度通常高于其它的分類器。

2．決策樹(shù)分類原理

決策樹(shù)分類實(shí)質(zhì)是利用輸入分類器的多元特征參數(shù)，從多角度挖掘出蘊(yùn)藏在其中的模式類別間的差異，并建立起“特征識(shí)別矩陣”（類似于判讀檢索表），其外在表現(xiàn)為多個(gè)“If Then, else if then”的連用，就如同數(shù)學(xué)上的多個(gè)集合求交集運(yùn)算，從而將滿足交集條件的模式與不滿足交集條件的模式區(qū)分開(kāi)來(lái)，實(shí)現(xiàn)不同模式類別的自動(dòng)識(shí)別。

具體地講，決策樹(shù)可以像分類過(guò)程一樣被定義，依據(jù)某種規(guī)則將窨數(shù)據(jù)集一級(jí)級(jí)往下細(xì)分以定義決策樹(shù)的各個(gè)分支。

決策樹(shù)由一個(gè)根結(jié)點(diǎn)，一系列內(nèi)部結(jié)點(diǎn)及終極結(jié)點(diǎn)組成，每一個(gè)結(jié)點(diǎn)只有一個(gè)父結(jié)點(diǎn)和兩個(gè)或多個(gè)子結(jié)點(diǎn)。根據(jù)決策樹(shù)的構(gòu)成思想，以選定的樣本數(shù)據(jù)為對(duì)象逐級(jí)找到分類樹(shù)的結(jié)點(diǎn)，并且在每個(gè)結(jié)點(diǎn)上記錄所選的空間數(shù)據(jù)圖層的編號(hào)以及相應(yīng)的判別函數(shù)參數(shù)，從而有可能反過(guò)來(lái)從樹(shù)根到葉按照生成的判別規(guī)則，逐級(jí)地在每個(gè)結(jié)點(diǎn)上對(duì)樣本數(shù)據(jù)以外的待分類數(shù)據(jù)進(jìn)行分類。

3．本實(shí)習(xí)決策樹(shù)分類規(guī)則描述

類1(class 1)：NDVI值大于0.3，坡度大于或等于20度；

類2(class 2)：NDVI值大于0.3，坡度小于20度，陰坡；

類3(class 3)：NDVI值大于0.3，坡度小于20度，陽(yáng)坡；

類4(class 4)：NDVI值小于或等于0.3，波段4的值大于或等于20；

類5(class 5)：NDVI值小于或等于0.3，波段4的值小于20；

類6(class 6)：波段4的值等于0；

類7(class 7)：波段1的.值小于波段1的均值。

決策樹(shù)分類規(guī)則是在決策樹(shù)分類過(guò)程中不斷修改和添加的，為了實(shí)現(xiàn)逐步分類更加精細(xì)與準(zhǔn)確。

四、實(shí)習(xí)步驟

1． 外業(yè)數(shù)據(jù)采集

在中山陵地區(qū)選取若干樣點(diǎn)，利用GPS記錄樣點(diǎn)坐標(biāo)，測(cè)定相應(yīng)位置的地形參數(shù)。目的：練習(xí)使用GPS以及DEM的建立方法。

2． 研究資料確定與處理

1) 運(yùn)行ENVI軟件，打開(kāi)并顯示對(duì)決策樹(shù)分類有貢獻(xiàn)的影像文件：bouldr_tm.dat (Landsat 5 TM影像) 與boulder_dem.dat（相應(yīng)的DEM空間子集）

2) 投影類型轉(zhuǎn)換

查看bouldr_tm影像特征：

Projection : UTM

Pixel: 30 Meters

Datum: NAD 27

查看boulder_dem影像特征：

Projection : GAUSS-KRUGER

Pixel: 30 Meters

Datum: WGS84

以bouldr_tm影像為基準(zhǔn)，轉(zhuǎn)換boulder_dem影像的投影類型：

運(yùn)行ENVI軟件，點(diǎn)擊Map/Convert Map Projection，在彈出的Convert Map Projection Input Image中選擇boulder_dem，在彈出的Convert Map Projection對(duì)話框中選擇UTM，DATUM選擇NAD 27，可選擇多項(xiàng)式和最鄰近點(diǎn)方式，保存投影類型轉(zhuǎn)換后的圖像。

3）圖像配準(zhǔn)

為提高TM影像的分辨率，從而提高分類精度，以bouldr_tm影像與相應(yīng)地區(qū)的SPOT影像配準(zhǔn)（SPOT為已經(jīng)過(guò)精校正的影像，空間分辨率為10m）

配準(zhǔn)方法：點(diǎn)擊Map/Registration/Select GCPs: Image to Image，使得bouldr_tm影像的分辨率也達(dá)到10m，查看配準(zhǔn)后的影像特征：

Projection : UTM

Pixel: 10 Meters

Datum: NAD 27

3． 輸入決策樹(shù)規(guī)則

1） 選擇Classification/Decision Tree/Build new decision tree，打開(kāi)決策樹(shù)工具，在決策樹(shù)工具打開(kāi)時(shí)就只有一個(gè)空的決策節(jié)點(diǎn)，在這個(gè)空的節(jié)點(diǎn)中輸入任意條件的決策表達(dá)式，將該數(shù)據(jù)集的像素分為兩組

2） 第一個(gè)決策要基于landsat影像。要定義這個(gè)決策點(diǎn)，點(diǎn)擊決策節(jié)點(diǎn)，當(dāng)前這個(gè)節(jié)點(diǎn)被標(biāo)注為Node，輸入表達(dá)式：{ndvi} gt 0.3。

這個(gè)決策將像素分為兩類，一類為綠色植被，另一類為非植被。

3） 指定應(yīng)用決策表達(dá)式的文件

在出現(xiàn)的Variables/Files Pairing對(duì)話框中，點(diǎn)擊{ndvi}，在隨后出現(xiàn)的對(duì)話框中選擇bouldr_tm影像，這表明當(dāng)上述決策規(guī)則計(jì)算時(shí)，NDVI值將從bouldr_tm影像中計(jì)算出來(lái)。

這里ENVI會(huì)根據(jù)NDVI這個(gè)特定名稱，自動(dòng)搜索所需的紅波段和近紅外波段，計(jì)算出NDVI值。

4） 完成第一個(gè)簡(jiǎn)單決策樹(shù)分類器，NDVI大于0.3被分成白色類，NDVI值小于或等于0.3像素被分為黑色。

4． 輸入決策樹(shù)附加規(guī)則

1） 右鍵點(diǎn)擊Class 1的節(jié)點(diǎn)，從彈出的快捷菜單中選擇Add Children，從而將NDVI大的那類細(xì)分為兩個(gè)新的子類。

2） 點(diǎn)擊空白節(jié)點(diǎn)，并在Edit Decision Parameters對(duì)話框中，輸入下面這個(gè)決策規(guī)則：{Slope} lt 20。

這個(gè)決策規(guī)則將根據(jù)坡面的陡峭程度，將NDVI值高的像素分為兩類，同樣，ENVI會(huì)根據(jù)Slope(坡度)這個(gè)特定名稱，自動(dòng)搜索計(jì)算Slope值。

3） 在節(jié)點(diǎn)的Name區(qū)域，輸入slope<20，點(diǎn)擊OK。

4） 指定應(yīng)用決策表達(dá)式的文件

在出現(xiàn)的Variables/Files Pairing對(duì)話框中，點(diǎn)擊{slope}，在隨后出現(xiàn)的對(duì)話框中選擇boulder_dem影像，這表明當(dāng)上述決策規(guī)則計(jì)算時(shí)，slope值將從boulder_dem影像中計(jì)算出來(lái)

5） 繼續(xù)添加決策規(guī)則

右鍵點(diǎn)擊綠色的端元節(jié)點(diǎn)，它包括了NDVI值高、坡度低的那類像素，從彈出的快捷菜單中，選擇Add Children。點(diǎn)擊節(jié)點(diǎn)，在Edit Decision Parameters對(duì)話框中，輸入下面這個(gè)決策規(guī)則：

{aspect} lt 20 and {aspect} gt 340

這個(gè)決策將把NDVI值高、坡度小的那些像素，分為坡面北朝向的和坡面北朝向不顯著的兩類。

6） 在節(jié)點(diǎn)的Name區(qū)域，輸入North，點(diǎn)擊OK。

7） 指定應(yīng)用決策表達(dá)式的文件

在出現(xiàn)的Variables/Files Pairing對(duì)話框中，點(diǎn)擊{aspect}，在隨后出現(xiàn)的對(duì)話框中選擇boulder_dem影像，這表明當(dāng)上述決策規(guī)則計(jì)算時(shí)，aspect值將從boulder_dem影像中計(jì)算出來(lái)。

8） 在節(jié)點(diǎn)的Name區(qū)域，輸入North，點(diǎn)擊OK。

9） 繼續(xù)添加決策規(guī)則。

右鍵點(diǎn)擊黑色的端元節(jié)點(diǎn)，它包括了NDVI值低的那類像素，從彈出的快捷菜單中，選擇Add Children。點(diǎn)擊節(jié)點(diǎn)，在Edit Decision Parameters對(duì)話框中，輸入下面這個(gè)決策規(guī)則：b4 lt 20。

這個(gè)決策規(guī)則將水體非植被中分離出來(lái)，經(jīng)過(guò)目視解譯遙感影像發(fā)現(xiàn)，在波段4中，像素值小于20的主要是水體。

10） 指定應(yīng)用決策表達(dá)式的文件

在出現(xiàn)的Variables/Files Pairing對(duì)話框中，點(diǎn)擊b4，在隨后出現(xiàn)的對(duì)話框中選擇bouldr_tm影像。

11） 在節(jié)點(diǎn)的Name區(qū)域，輸入Low B4，點(diǎn)擊OK。

5． 執(zhí)行決策樹(shù)

1） 選擇Options/Execute；

2） 在Decision Tree Execution Parameters對(duì)話框中，點(diǎn)擊bouldr_tm影像，作為基準(zhǔn)影像。其它影像的地圖投影，像素大小和范圍都將被自動(dòng)調(diào)整，以匹配該基準(zhǔn)影像；

3） 輸入要輸出的分類影像文件名，保存。

6． 查看決策樹(shù)分類結(jié)果；

1） 輸出的決策樹(shù)分類結(jié)果中，給定像素的顏色是由分類指定的端元節(jié)點(diǎn)的顏色確定的。Class1，Class2，Class3，Class4，Class5分別對(duì)應(yīng)紅色，綠色，藍(lán)色，黃色，藍(lán)綠色；

2） 查看決策樹(shù)信息。

在ENVI Decision Tree

對(duì)話框的空白背景上，點(diǎn)擊右鍵，從彈出的對(duì)話框中，選擇Zoom In，現(xiàn)在每個(gè)節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽都會(huì)顯示像素的個(gè)數(shù)以及所包含像素點(diǎn)總影像像素的百分比。

7． 修改決策樹(shù)

1） 添加新的決策

執(zhí)行完決策樹(shù)后查看分類結(jié)果，發(fā)現(xiàn)上述決策規(guī)則中，波段4小于20的那些像素中，某些像素是邊緣像素，值為0，以藍(lán)綠色顯示，因此需修改決策樹(shù)：

在波段4的值小于20的那些像素的端元節(jié)點(diǎn)上，點(diǎn)擊右鍵，并從彈出的快捷菜單中，選擇Add Children。點(diǎn)擊節(jié)點(diǎn)，在Edit Decision Parameters對(duì)話框中，輸入下面這個(gè)決策規(guī)則：b4 eq 0。

在Name文本框中，輸入B4=0。

2）執(zhí)行新添加的決策，此時(shí)輸出結(jié)果中，邊緣像素就歸為另一類了，以紅紫色表示。

8． 在決策表達(dá)式中使用波段索引

幾個(gè)內(nèi)置的決策樹(shù)變量在決策表達(dá)式使用過(guò)程中，需要波段索引。

1） 在黃色端元節(jié)點(diǎn)上，點(diǎn)擊右鍵，該節(jié)點(diǎn)包括了NDVI值低但波段4的值高的那一類像素。從快捷菜單中，選擇Add Children。點(diǎn)擊節(jié)點(diǎn)，在Edit Decision Parameters對(duì)話框中，輸入下面這個(gè)決策規(guī)則：b1 lt {mean[1]}。

在Name文本框中，輸入Low B1。

該表達(dá)式將判斷波段1的像素值是否小于波段1的均值。

2） 指定應(yīng)用決策表達(dá)式的文件

在出現(xiàn)的Variables/Files Pairing對(duì)話框中，點(diǎn)擊b1，在隨后出現(xiàn)的對(duì)話框中選擇bouldr_tm影像的band 1；

在出現(xiàn)的Variables/Files Pairing對(duì)話框中，點(diǎn)擊mean，在隨后出現(xiàn)的對(duì)話框中選擇bouldr_tm影像；

3） 運(yùn)行決策樹(shù)；

4） 查看結(jié)果，波段1的值較低的某些黃色像素的顏色已變?yōu)榘导t色。

9． 修剪決策樹(shù)

在使用決策樹(shù)的過(guò)程中，經(jīng)常需要測(cè)試某個(gè)指定的子節(jié)點(diǎn)是否對(duì)決策樹(shù)的分類結(jié)果有效，即對(duì)決策樹(shù)的修剪。

1） 在Low B1節(jié)點(diǎn)上，點(diǎn)擊右鍵，從彈出的快捷菜單中，選擇Prune Children。結(jié)果表明，可以看到這個(gè)子節(jié)點(diǎn)，但它們不再帶有顏色，而且也沒(méi)有連接到?jīng)Q策樹(shù)上，表明已被修剪，當(dāng)執(zhí)行決策樹(shù)時(shí)，它們不會(huì)被使用；

2） 右鍵點(diǎn)擊Low B1節(jié)點(diǎn)，從彈出的快捷菜單中，選擇Restore Pruned Children，可恢復(fù)修剪。

10．保存生成的決策樹(shù)。

11． 對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

五、實(shí)習(xí)結(jié)論

通過(guò)實(shí)習(xí)，從中學(xué)到了很多東西，受益匪淺！

第四篇：遙感應(yīng)用作業(yè)

我國(guó)地震遙感應(yīng)用現(xiàn)狀與趨勢(shì)

——中國(guó)地震學(xué)會(huì)空間對(duì)地觀測(cè)專業(yè)委員會(huì)第一次學(xué)術(shù)研討會(huì)綜述

1.會(huì)議概況

中國(guó)地震學(xué)會(huì)空間對(duì)地觀測(cè)專業(yè)委員會(huì)是中國(guó)地震學(xué)會(huì)的一個(gè)分支機(jī)構(gòu)。隨著地震遙感應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展和深入，尤其是中國(guó)衛(wèi)星地震觀測(cè)系統(tǒng)計(jì)劃的不斷推進(jìn)，經(jīng)有關(guān)專家提議，中國(guó)地震學(xué)會(huì)理事會(huì)通過(guò)，2008年5月12日，在發(fā)生汶川特大地震的同時(shí)，中國(guó)科協(xié)和民政部正式批準(zhǔn)成立。按照2008年7月25日專業(yè)委員會(huì)成立大會(huì)的提議，中國(guó)地震學(xué)會(huì)空間對(duì)地觀測(cè)專業(yè)委員會(huì)第一次學(xué)術(shù)研討會(huì)2008年11月14 ~ 16日在北京十三陵地震培訓(xùn)中心召開(kāi)。

本次會(huì)議是國(guó)內(nèi)第一次以地震遙感為主題的專題研討會(huì)，得到了國(guó)內(nèi)遙感和地震領(lǐng)域有關(guān)專家的高度關(guān)注。與會(huì)專家代表來(lái)自中國(guó)地震局、中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)航天科技集團(tuán)、中國(guó)電子科技集團(tuán)、北京大學(xué)、北京師范大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、東北大學(xué)、黑龍江工程學(xué)院等科研與教育部門，以及中地公司和東方泰坦公司等遙感技術(shù)推廣機(jī)構(gòu)共23個(gè)單位，共計(jì)90余人。

會(huì)議印刷了論文摘要集。在2天的會(huì)期中，安排了會(huì)議交流39篇宣讀論文和討論，其中邀請(qǐng)主題報(bào)告3個(gè)，各專題報(bào)告共36篇，分別是：電磁衛(wèi)星與電離層觀測(cè)技術(shù)與應(yīng)用專題15篇，衛(wèi)星紅外地震應(yīng)用專題7篇，干涉雷達(dá)技術(shù)與應(yīng)用專題8篇，地震災(zāi)害與應(yīng)急遙感應(yīng)用專題6篇。2.電磁衛(wèi)星與電離層觀測(cè)技術(shù)及應(yīng)用進(jìn)展

來(lái)自中科院電子所、中科院空間中心、中科院高能物理所、地震局地球物理研究所、地震預(yù)測(cè)研究所和地殼應(yīng)力研究所等單位的專家圍繞地震電磁衛(wèi)星所開(kāi)展的研究進(jìn)行展示，并與參會(huì)專家們進(jìn)行了熱烈的討論。其中，既有地震電磁衛(wèi)星載荷調(diào)研與研制的報(bào)告，也有空間與地面電磁現(xiàn)象對(duì)比的報(bào)告，還涉及到GPS TEC獲得的地震電離層異常的研究，更多的是關(guān)于利用法國(guó)DEMETER衛(wèi)星數(shù)據(jù)開(kāi)展數(shù)據(jù)處理與分析的報(bào)告。

會(huì)議展示了電離層各種參量應(yīng)用不同的數(shù)據(jù)處理方法后得到的效果，不僅拓寬了電離層的研究參量，也探索了更多的方法來(lái)獲取電離層的背景與地震異常。既有利用DEMETER衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)，也有VLF主動(dòng)發(fā)射數(shù)據(jù)，另外還有報(bào)告結(jié)合地磁低點(diǎn)位移開(kāi)展研究，實(shí)現(xiàn)空間與地面聯(lián)合，為巖石圈——大氣層——電離層的耦合機(jī)理研究提供基礎(chǔ)資料。討論中，普遍認(rèn)為電離層背景與異常的界定至關(guān)重要。電離層自身受很多復(fù)雜因素影響，而地震的影響只是其中微弱的一份子，未來(lái)工作的重點(diǎn)仍然是探索更好的方法剔除非震因素。

此專題的報(bào)告主要都是圍繞中國(guó)地震電磁試驗(yàn)衛(wèi)星計(jì)劃的推進(jìn)展開(kāi)的，尤其是5.12汶川特大地震后，利用國(guó)內(nèi)地基電離層觀測(cè)資料，并基于中法航天合作對(duì)DEMETER衛(wèi)星數(shù)據(jù)的分析，對(duì)5.12特大地震的回顧性研究結(jié)果顯示震前存在明顯的多參數(shù)擾動(dòng)，為進(jìn)一步推進(jìn)地震電磁衛(wèi)星計(jì)劃，奠定了基礎(chǔ)。

中國(guó)地震衛(wèi)星計(jì)劃首席科學(xué)家許紹燮院士應(yīng)邀出席被刺研討會(huì)并作了“空間活動(dòng)對(duì)地震的影響——探索地震預(yù)報(bào)，尚須關(guān)注天外來(lái)客”的專題報(bào)告。許院士從450年來(lái)我國(guó)地震序列入手，結(jié)合近年全球地震相關(guān)資料，分析了地震與太陽(yáng)活動(dòng)多種尺度相關(guān)特征。許院士認(rèn)為，當(dāng)前地震預(yù)報(bào)中較為有效的方法，都與太陽(yáng)活動(dòng)相關(guān)，探索地震預(yù)報(bào)必須關(guān)注宇宙環(huán)境變化。許院士的學(xué)術(shù)思路，為利用空間觀測(cè)技術(shù)觀測(cè)地震提供了理論上的重要支持。3.衛(wèi)星紅外地震應(yīng)用研究進(jìn)展

會(huì)議主要圍繞汶川地震各類紅外數(shù)據(jù)的異常反應(yīng)、震前衛(wèi)星熱紅外異常分析的若干關(guān)鍵技術(shù)、巖石加載試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了討論，來(lái)自北京師范大學(xué)、東北大學(xué)、黑龍江工程學(xué)院、中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心、地震預(yù)測(cè)研究所、甘肅地震局、四川地震局的研究人員向與會(huì)代表展示了各自的研究成果。

這次交流是近年來(lái)在紅外遙感地震應(yīng)用領(lǐng)域一次比較全面的學(xué)術(shù)性討論活動(dòng)，涉及MODIS數(shù)據(jù)、FY2C星紅外數(shù)據(jù)、長(zhǎng)波輻射產(chǎn)品、潛熱通量產(chǎn)品等的數(shù)據(jù)處理和地震異常反應(yīng)，同時(shí)還涉及到探索地震紅外機(jī)理的巖石加載試驗(yàn)結(jié)果的介紹。這次研討會(huì)給了大家一個(gè)相互交流的機(jī)會(huì)，長(zhǎng)久以來(lái)，在地震紅外研究方面存在的問(wèn)題是某個(gè)研究團(tuán)隊(duì)只對(duì)某類紅外數(shù)據(jù)進(jìn)行專門的研究，如何將各類紅外數(shù)據(jù)的研究結(jié)果進(jìn)行比對(duì)和綜合研究，分析這些結(jié)果之間的相關(guān)性，將有助于探索地震紅外的產(chǎn)生機(jī)理。這次交流促進(jìn)了行業(yè)內(nèi)外地震紅外研究的深入合作和交流，為今后開(kāi)展紅外地震研究提供了良好的合作平臺(tái)。

經(jīng)歷近30年的發(fā)展，衛(wèi)星紅外遙感地震應(yīng)用更加趨向科學(xué)化和理性化，各個(gè)學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)更加關(guān)注有效的數(shù)據(jù)處理方法的開(kāi)發(fā)，如北京師范大學(xué)提出的基于基準(zhǔn)場(chǎng)的紅外信息提取方法、地震預(yù)測(cè)研究所基于小波變換的方法，此外，越來(lái)越多專家意識(shí)到地震預(yù)報(bào)必須多手段同時(shí)攻關(guān)，因此對(duì)多源信息融合分析十分關(guān)注，會(huì)議上東北大學(xué)基于地震破裂的理學(xué)特性將紅外遙感信息與GPS觀測(cè)結(jié)果聯(lián)合分析，也有一些專家考慮紅外的電磁輻射特征將紅外與電磁現(xiàn)象關(guān)聯(lián)起來(lái)，為進(jìn)一步深入該領(lǐng)域研究提供了思路。4.雷達(dá)遙感技術(shù)與應(yīng)用研究進(jìn)展

中國(guó)地震局地質(zhì)研究所單新建研究員主持了雷達(dá)技術(shù)與應(yīng)用專題的討論。會(huì)議主要圍繞干涉雷達(dá)技術(shù)測(cè)量同震形變場(chǎng)、地震形變監(jiān)測(cè)、地面沉降監(jiān)測(cè)、角反射器檢校與識(shí)別及地面微小形變研究等進(jìn)行了匯報(bào)和討論。來(lái)自中國(guó)科學(xué)院光電研究院、中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所、中國(guó)地震局地質(zhì)研究所和中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所的研究人員進(jìn)行了口頭報(bào)告，并與與會(huì)代表進(jìn)行了熱烈的討論。

干涉雷達(dá)技術(shù)是20世紀(jì)后期發(fā)展起來(lái)的新方法，可以獲取豐富的地表信息及地表變化信息。這次交流是近年來(lái)干涉雷達(dá)技術(shù)在地震應(yīng)用領(lǐng)域一次比較全面的學(xué)術(shù)性討論活動(dòng)，涉及到ASAR數(shù)據(jù)和ALOS數(shù)據(jù)的處理，瑪尼地震、改則地震、于田地震和汶川地震形變監(jiān)測(cè)和同震形變場(chǎng)提取，相干點(diǎn)目標(biāo)分析和角反射器識(shí)別等關(guān)鍵技術(shù)研究，以及PS-InSAR技術(shù)在蘇南地區(qū)地面沉降監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究。此專題的報(bào)告給與會(huì)代表留下了深刻的印象，不僅提取了改則地震同震形變場(chǎng)，還對(duì)形變進(jìn)行了定性和定量分析，并深入分析了該地區(qū)的地質(zhì)背景；對(duì)不同數(shù)據(jù)和不同方法提取的汶川地震同震形變場(chǎng)結(jié)果進(jìn)行了討論，分析C波段ASAR數(shù)據(jù)、L波段ALOS數(shù)據(jù)和ASAR寬幅數(shù)據(jù)的處理方法和結(jié)果，比較了不同相位解纏方法處理的結(jié)果；PS-InSAR技術(shù)的應(yīng)用研究表明，該方法與水準(zhǔn)測(cè)量、GPS測(cè)量和實(shí)地考察相比，其結(jié)果具有良好的一致性。5.地震災(zāi)害與應(yīng)急遙感應(yīng)用研究進(jìn)展

來(lái)自中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所、中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所、上海市地震局的六位專家就高分辨率光學(xué)衛(wèi)星/航空影像、高分辨率SAR影像在地震預(yù)測(cè)、震害評(píng)估、地震應(yīng)急救援等方面的應(yīng)用及相關(guān)軟件系統(tǒng)做了專題報(bào)告。

專家們主要以汶川大地震造成的破壞為例，介紹了建筑物、生命線、地震地質(zhì)災(zāi)害等遙感震害提取中的關(guān)鍵技術(shù)方法，基于遙感震害定量評(píng)估技術(shù)，以及高分辨率SAR影像震害提取方法等方面的研究現(xiàn)狀、進(jìn)展及取得的研究成果，展示了部分處理結(jié)果，引起與會(huì)代表的濃厚興趣，進(jìn)行了遙感在地震應(yīng)急與評(píng)估中應(yīng)用存在的問(wèn)題以及其前景的激烈討論。同時(shí)，專家們還分析了遙感應(yīng)急時(shí)效性，介紹了遙感震害識(shí)別與評(píng)估工作模式和工作流程，以及已經(jīng)研制成功和正在研制的應(yīng)用遙感進(jìn)行震害評(píng)估專業(yè)軟件。汶川地震的實(shí)踐表明，遙感在地震應(yīng)急指揮與救援、災(zāi)害調(diào)查和損失評(píng)估、次生災(zāi)害調(diào)查與監(jiān)測(cè)、地表破裂調(diào)查、災(zāi)民安置和恢復(fù)重建以及地震災(zāi)害科學(xué)研究等方面，都具有廣闊的應(yīng)用前景。6.結(jié)語(yǔ)和感想

(1)汶川地震進(jìn)一步加速了科學(xué)家對(duì)地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)能力的思考，也對(duì)空間技術(shù)的應(yīng)用前景更加期待。本次會(huì)議特別邀請(qǐng)到中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心張曉東研究員與會(huì)詳細(xì)介紹了汶川大地震有關(guān)情況，除了對(duì)汶川地震造成的巨大損失深感痛心外，還對(duì)現(xiàn)有監(jiān)測(cè)能力的局限性以及目前地震預(yù)報(bào)能力的困惑，并希望能通過(guò)衛(wèi)星從天上獲取地震信息，服務(wù)于地震預(yù)報(bào)。會(huì)議上許多專家展示的地震前后各種遙感技術(shù)手段獲取的震前異常以及震后災(zāi)害跟蹤評(píng)估結(jié)果，全面地展示了空間技術(shù)在地震構(gòu)造研究、地震監(jiān)測(cè)和震后應(yīng)急方面的廣闊應(yīng)用前景。可以預(yù)期，在天地一體化地震監(jiān)測(cè)體系規(guī)劃思路框架下，空間技術(shù)與地面臺(tái)網(wǎng)的有效結(jié)合，坑定有助于推進(jìn)國(guó)家防震減災(zāi)能力明顯提高。

(2)對(duì)地觀測(cè)作為國(guó)家中長(zhǎng)期規(guī)劃確定的一個(gè)重要發(fā)展方面，得到有關(guān)方面的高度重視。本次會(huì)議中國(guó)科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所的孟慶巖研究員作了題為“高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)重大專項(xiàng)總體情況介紹”的報(bào)告，引起了在場(chǎng)專家的極大興趣。會(huì)議結(jié)束時(shí)申旭輝博士簡(jiǎn)單介紹了《國(guó)家十一五航天規(guī)劃》、《國(guó)家空間信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與示范應(yīng)用規(guī)劃》、《中國(guó)綜合地球觀測(cè)系統(tǒng)十年規(guī)劃》和《國(guó)家防震減災(zāi)規(guī)劃》關(guān)于發(fā)展空間對(duì)地觀測(cè)和構(gòu)建立體觀測(cè)體系的總體思路和框架，以及中國(guó)地震電磁衛(wèi)星計(jì)劃推進(jìn)、干涉雷達(dá)衛(wèi)星論證情況和地震空間信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的初步構(gòu)想。會(huì)議摘要中還有一篇設(shè)計(jì)LiDAR方面的論文，會(huì)議也安排了高光譜衛(wèi)星研究氣體地球化學(xué)變化的報(bào)告。總體感覺(jué)，空間對(duì)地觀測(cè)作為國(guó)家層面上的一種戰(zhàn)略考慮，越來(lái)越受關(guān)注，地震遙感應(yīng)用也將隨著國(guó)家相關(guān)計(jì)劃的推進(jìn)，在深度和廣度兩方面得到有效發(fā)展。

(3)防震減災(zāi)問(wèn)題已經(jīng)得到了許多行業(yè)領(lǐng)域?qū)＜业墓餐P(guān)注。本次會(huì)議，有一半以上的參會(huì)單位和代表來(lái)自于地震系統(tǒng)以外，而且?guī)?lái)了他們的研究成果。在地震系統(tǒng)內(nèi)部，則形成了以地震預(yù)測(cè)研究所、地質(zhì)研究所和地殼應(yīng)力研究所為主體的穩(wěn)定研究團(tuán)隊(duì)，地球物理研究所在地震電磁衛(wèi)星計(jì)劃推進(jìn)過(guò)程中，也逐漸發(fā)展了電磁衛(wèi)星和電離層研究隊(duì)伍，中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心以及各省局則已經(jīng)開(kāi)始嘗試將紅外遙感技術(shù)應(yīng)用到日常地震監(jiān)測(cè)工作，初步形成了各方面共同參與和關(guān)注的良好局面。

(4)年輕科技人員異?；钴S。本次會(huì)議的參會(huì)代表有70％左右是年輕科技人員。他們或是已經(jīng)取得較高學(xué)位的年輕專家，也有的正在攻讀自己的學(xué)位。眾多的年輕人員的加入，一方面奠定了地震遙感領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，同時(shí)年輕人思路活躍，對(duì)現(xiàn)代信息技術(shù)把握較好，必將帶來(lái)了地震遙感信息處理和應(yīng)用的新思路新方法并將最終帶來(lái)地震遙感研究的新突破。

空間對(duì)地觀測(cè)是一個(gè)跨領(lǐng)域，跨部門、跨學(xué)科的高新技術(shù)，具有觀測(cè)范圍廣，空間分辨率高，不受地面自然條件限制等特點(diǎn)，有著常規(guī)地面觀測(cè)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)?？臻g對(duì)地觀測(cè)技術(shù)委員會(huì)將按照國(guó)家天地一體化地震立體觀測(cè)體系建設(shè)規(guī)劃框架，繼續(xù)為各領(lǐng)域的專家搭建合作和交流的平臺(tái)，發(fā)揮多部門、多學(xué)科的優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)空間對(duì)地觀測(cè)在防震減災(zāi)工作中應(yīng)用深入和取得實(shí)效。中國(guó)地震學(xué)會(huì)空間對(duì)地觀測(cè)專業(yè)委員會(huì)

2008年7月25日

第五篇：遙感在氣象中的應(yīng)用

遙感在氣象中的應(yīng)用

與傳統(tǒng)溫、壓、濕、風(fēng)等常規(guī)觀測(cè)手段不同，遙感不僅是一項(xiàng)涉及觀測(cè)的技術(shù)，更是一門涉及綜合性探測(cè)的科學(xué)。遙感中的科學(xué)與技術(shù)交織在一起，遙感科學(xué)是遙感技術(shù)發(fā)展的先導(dǎo)，遙感技術(shù)反過(guò)來(lái)又促進(jìn)遙感科學(xué)的深入。遙感借助輻射測(cè)量技術(shù)，通過(guò)科學(xué)算法反演出能夠準(zhǔn)確反映大氣、陸地和海洋狀態(tài)的各種物理和生態(tài)參量，科學(xué)與技術(shù)的獨(dú)特結(jié)合方式為遙感學(xué)科的發(fā)展提供了強(qiáng)大的可持續(xù)發(fā)展生命力。

國(guó)際及我國(guó)衛(wèi)星遙感應(yīng)用

自1960年第一顆氣象衛(wèi)星升空以來(lái)，氣象衛(wèi)星無(wú)論是在科學(xué)上還是在技術(shù)上都有了很大的發(fā)展，衛(wèi)星軌道從低軌道（極地軌道）發(fā)展到高軌道（靜止軌道），衛(wèi)星探測(cè)器從可將光、紅外發(fā)展到紫外、微波，衛(wèi)星擁有國(guó)包括美國(guó)、歐洲、日本、中國(guó)、俄羅斯、印度等國(guó)家，韓國(guó)也在著手落實(shí)自己的衛(wèi)星發(fā)展計(jì)劃。隨著氣象衛(wèi)星探測(cè)技術(shù)的發(fā)展和科學(xué)研究的深入，遙感集市在應(yīng)用上取得了輝煌的成就。

我國(guó)氣象衛(wèi)星遙感應(yīng)用經(jīng)歷了從單純接收國(guó)外衛(wèi)星資料、學(xué)習(xí)國(guó)外衛(wèi)星遙感技術(shù)到建立我國(guó)自己的氣象衛(wèi)星觀測(cè)體系的發(fā)展過(guò)程。從1970年啟動(dòng)氣象衛(wèi)星發(fā)展計(jì)劃開(kāi)始到現(xiàn)在，我們獨(dú)立自主地建設(shè)了極軌和靜止氣象衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)。成為繼美國(guó)、俄羅斯之后、同時(shí)擁有極軌和靜止軌道氣象衛(wèi)星觀測(cè)能力的國(guó)家。不僅如此，我們的風(fēng)云一號(hào)C星和D星還具有全球觀測(cè)能力，可以在24小時(shí)內(nèi)獲取全球陸地和海洋遙感數(shù)據(jù)。

衛(wèi)星工程建設(shè)為衛(wèi)星應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的需求又促進(jìn)了遙感應(yīng)用服務(wù)的快速發(fā)展。從二十世紀(jì)七十年代以來(lái)，氣象衛(wèi)星遙感資料在我國(guó)氣象、海洋、水文、航空、航海、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)、漁業(yè)、環(huán)境保護(hù)、石油、軍事等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。

遙感的氣象應(yīng)用分類 天氣氣候

氣溫、降水

衛(wèi)星可見(jiàn)光云圖可以監(jiān)測(cè)熱帶氣旋以及云團(tuán)的移動(dòng)趨勢(shì)，一般白色表示太陽(yáng)光反射強(qiáng)，灰黑的地方表示反射較弱。一般陸地表現(xiàn)為灰色，海洋表現(xiàn)為黑色，而冰雪和深厚云系覆蓋的地區(qū)一般呈白色。用紅外探測(cè)器可以計(jì)算各地晴空大氣

溫度和濕度的鉛直分布。微波輻射儀，可以探測(cè)云上和云下的大氣溫度和濕度的分布，以及云中含水總量和雨強(qiáng)的分布。

? 霧

遙感對(duì)大霧監(jiān)測(cè)也非常有效，通過(guò)衛(wèi)星遙感，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各地霧情的變化，便于發(fā)出天氣預(yù)警和作出決策。利用衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)大霧具有及時(shí)、宏觀的明顯優(yōu)勢(shì)。圖像紋理信息反映了圖像的灰度性質(zhì)及其空間關(guān)系。通過(guò)對(duì)霧的成因、輻射特性、霧遙感基本原理的闡述，結(jié)合中國(guó)FY-1D美/國(guó)NOAA系列極軌衛(wèi)星資料通道特點(diǎn)，分析霧的圖像紋理信息，并依據(jù)霧在可見(jiàn)光波段和中紅外波段與云類不同的光譜特性，選用不同的光譜通道進(jìn)行大霧監(jiān)測(cè)。

? 氣候變化

利用遙感技術(shù)可以對(duì)氣候變化因子進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，可以對(duì)大范圍區(qū)域進(jìn)行氣候的異常監(jiān)測(cè)，熱紅外遙感可以利用熱紅外探測(cè)器收集、記錄地物輻射的熱紅外輻射信息，并利用這種熱紅外信息來(lái)識(shí)別地物和反演地表參數(shù)（如溫度、發(fā)射率、濕度、熱慣量等），包括季節(jié)到年際氣候預(yù)測(cè)--提高瞬時(shí)短期氣候異常變化的時(shí)間和空間預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性；長(zhǎng)期氣候變化--決定長(zhǎng)期氣候變化及其趨勢(shì)的機(jī)理和因素以及人類活動(dòng)的影響研究

大氣監(jiān)測(cè)

? 氣溶膠

氣溶膠是液態(tài)或固態(tài)微粒在空氣中的懸浮體系。遙感可以對(duì)氣溶膠監(jiān)測(cè)從而對(duì)氣候做分析，監(jiān)測(cè)氣溶膠的厚度、濃度、成分、屬性等信息。氣溶膠粒子能夠從兩方面影響天氣和氣候。一方面可以將太陽(yáng)光反射到太空中，從而冷卻大氣，并會(huì)使大氣的能見(jiàn)度變壞另一方面卻能通過(guò)微粒散射、漫射和吸收一部分太陽(yáng)輻射，減少地面長(zhǎng)波輻射的外逸，使大氣升溫。

災(zāi)害監(jiān)測(cè)

? 海冰

我國(guó)的渤海和黃海北部每年冬季都會(huì)發(fā)生結(jié)冰，結(jié)冰程度直接影響海上油氣資源的開(kāi)發(fā)、交通運(yùn)輸、港口海岸工程作業(yè)等。利用可見(jiàn)光和紅外通道資料，結(jié)合海冰的光

譜特征，可以進(jìn)行冰水識(shí)別和海冰信息提取，獲取海冰分布范圍、面積、冰型、密集度、外緣線等信息。地球兩極有將近3000萬(wàn)平方公里的面積被海冰覆蓋，極低海冰監(jiān)測(cè)隊(duì)極低海域的航道設(shè)計(jì)和海上航行安全保證非常重要。利用衛(wèi)星的微波輻射計(jì)和散射計(jì)以及SAR數(shù)據(jù)，可以獲取極地區(qū)域海冰分布和變化情況。

? 凌汛

衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)凌汛主要依據(jù)不同地物的光譜響應(yīng)特征不同。在近紅外波段，潔凈水體的反射率遠(yuǎn)比土壤和植被的反射率低，所以在衛(wèi)星圖像上可以很容易地區(qū)分水體和非水體的界限。像黃河這樣泥沙含量較高的水體，其反射率的最大值移向可見(jiàn)光波段，但仍比土壤和植被為低。這樣，在衛(wèi)星圖像上就能夠?qū)l(fā)生凌汛的地點(diǎn)及其區(qū)域判讀出來(lái)，進(jìn)而可以根據(jù)像元數(shù)估算淹沒(méi)范圍和面積。

? 干旱

通過(guò)遙感手段可以獲取地表蒸發(fā)量、作物表面溫度、土壤熱容量、土壤水分含量、植物水分脅迫及葉片含水量等 , 對(duì)作物生長(zhǎng)的土壤含水狀況、作物缺水或供水狀況、植被指數(shù)等指標(biāo)所反映的作物生長(zhǎng)狀況的分析 ,間接或直接地對(duì)作物旱情進(jìn)行研究。

目前比較成熟的遙感旱情監(jiān)測(cè)模型有：植被指數(shù)模型、熱慣量模型、作物缺水指數(shù)模型、植被指數(shù)與地表溫度特征空間模型、微波模型、水文模型和氣象模型等。? 沙塵暴

研究表明,我國(guó)區(qū)域的沙塵暴與某些低云亮溫接近，但反射率不同。西北某些裸露地表與沙塵暴反射率接近，但其亮溫卻不同。所以，沙塵暴的監(jiān)測(cè)就是利用其與云系、地表反射率及輻射率的差異進(jìn)行的。目前，利用可見(jiàn)光和紅外多光譜衛(wèi)星通道信息判別沙塵暴仍是較好的方法之一，而夜間還難以進(jìn)行沙塵暴的觀測(cè)。? 火災(zāi)

地面物體都通過(guò)電磁波向外放射輻射能，不同波長(zhǎng)的輻射率是不同的，通常，溫度升高時(shí)，輻射峰值波長(zhǎng)移向短波方向。從氣象衛(wèi)星監(jiān)測(cè)到的火災(zāi)發(fā)生前后來(lái)看，當(dāng)?shù)乇硖幱诔貢r(shí)，輻射峰值在傳感器的、通道的波長(zhǎng)范圍，而當(dāng)?shù)孛娉霈F(xiàn)火點(diǎn)等高溫目標(biāo)時(shí) ,其峰值就移向通道，使通道的輻射率增大數(shù)百倍，利用這一原理，通過(guò)連續(xù)不斷地觀測(cè)，就可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)火點(diǎn)。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生后，可以通過(guò)衛(wèi)星接收到的彩色圖象獲取火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)情況和過(guò)火面積，以便客觀、準(zhǔn)確評(píng)估火災(zāi)損失，組織救災(zāi)。

MODIS全球自然火災(zāi)遙感影像

? 臺(tái)風(fēng)

加強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)，是減輕臺(tái)風(fēng)災(zāi)害的重要的措施。對(duì)臺(tái)風(fēng)的探測(cè)主要是利用氣象衛(wèi)星。在衛(wèi)星云圖上，能清晰地看見(jiàn)臺(tái)風(fēng)的存在和大小。利用遙感集市上的衛(wèi)星影像可以確定臺(tái)風(fēng)中心的位置，估計(jì)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度，監(jiān)測(cè)臺(tái)風(fēng)移動(dòng)方向和速度，以及狂風(fēng)暴雨出現(xiàn)的地區(qū)等，對(duì)防止和減輕臺(tái)風(fēng)災(zāi)害起著關(guān)鍵作用。