遥感综合试验站
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国内外海洋试验场现状分析海上试验场是海洋观测、监测和调查仪器设备研发、海洋科学研究、实现科技兴海,促进高新科技成果转化及海洋可再生能源开发的重要试验平台。
国际海洋科技发达国家在国防工业、科学研究和技术开发中,对海上试验场的建设投入了大量研究和建设。
目前,国外海上试验场多数是海军装备研发测试、船舶与海洋装备试验、海洋科学基础问题研究等多功能一体化的综合性试验场,而国内海上试验场建设起步较晚,虽然取得了一定成果,但与国外相比仍存在一定差距。
一、国外试验场(一)挪威特隆赫姆峡湾试验场挪威特隆赫姆峡湾试验场由挪威科技大学自主海洋运行科技中心和挪威政府合作建立,于2016年底正式开放,主要用于海上机器人测试(图3-2),由于峡湾试验海域开阔且交通量相对较少,可以减少测试事故。
该试验场为西北东南走向,长约14 km,宽约1 km,水深近400 m,设有静态试验场、航行试验场、陆上试验站三部分。
静态试验场主要用于对处于系泊状态的海上机器人进行单机设备的测试任务;航行试验场的功能较为丰富,用于对以各种速度和深度航行的海上机器人(USV/AUV/UUV)进行相应的测试工作;陆上试验站配有雷达、通信设施及各种分析设备,负责对测试任务的指挥、实施及处理等工作。
使用该试验场的科研机构和企业包括Kongsberg Seatex、SINTEF Ocean、Maritime Robotics和Rolls-Royce Maritime等,测试从海上机器人(USV/AUV/UUV)的导航和防碰系统到运行安全和风险管理项目的所有内容。
图2-1 挪威特隆赫姆峡湾试验场(二)芬兰杰克蒙瑞智能船测试区芬兰杰克玻瑞(Jaakonmeri)智能船是全球首个与无人驾驶航运项目相关的测试区域,目前已正式运营。
该测试区是全球首个国际性测试区,为全球测试无人驾驶的海上运输、船舶或者相关的技术提供服务,服务的测试对象包括:载人智能船、无人船(USV)、无人潜航器(AUV/UUV)等。
遥看神州感知天地--专访科技部国家遥感中心副主任景贵飞徐菁;朱敏悦【摘要】科技部国家遥感中心成立30多年来,启动和实施了一系列项目,促进了我国遥感、地理信息、导航、通信等技术的快速发展。
特别是近几年,随着我国重大工程的稳步实施,国家遥感中心在实现新技术成果转化和应用方面做出了显著成绩。
为此,本刊记者对国家遥感中心副主任景贵飞进行了专访。
【期刊名称】《国际太空》【年(卷),期】2013(000)010【总页数】4页(P4-7)【作者】徐菁;朱敏悦【作者单位】【正文语种】中文科技部国家遥感中心成立30多年来,启动和实施了一系列项目,促进了我国遥感、地理信息、导航、通信等技术的快速发展。
特别是近几年,随着我国重大工程的稳步实施,国家遥感中心在实现新技术成果转化和应用方面做出了显著成绩。
为此,本刊记者对国家遥感中心副主任景贵飞进行了专访。
记者:请您介绍一下国家遥感中心的主要工作任务,特别是成立30多年来,在促进我国遥感和地理信息系统技术方面做了哪些工作?取得了哪些成绩?景贵飞:科技部国家遥感中心是在科技部高新司、合作司等支持下开展工作的,工作主体是空间遥感领域的研发,随着空间遥感领域的不断变化,国家遥感中心调整了领域的发展方向,目前有五个工作方向,包括遥感、地理信息系统、导航定位、空间探测和卫星通信。
我们主抓两件事,一是对科技计划的过程性管理,负责承担年度科技计划项目立项、年度检查、中期检查、课题验收、成果总结及宣传等领域管理工作;二是促进五个方向新技术研发成果的产业化及知识产权监管测试。
国家遥感中心以小核心、大网络的组织架构,与国内各部门、地方最具有实力的空间遥感单位组成一个整体体系,形成本部和业务部的工作格局,相互之间业务上密切配合、成果共享,是一个扁平化的网络。
各业务部实力非凡,拥有陆地、气象、海洋卫星、北京-1小卫星及国外卫星等地面接收站,从可见光、红外到微波波段的近20种航空遥感器、多架航空遥感飞机及数十架无人机平台,各种地面遥感测量仪器,各种遥感数据处理分析设备。
禹城综合试验站简介禹城综合试验站成立于1979年,1987被批准为中国科学院首批开放试验站,1989年被列入中国生态系统网络基本站,并于1999年被国家科技部确定为首批国家重点试验站。
禹城站地处黄淮海平原的腹地,地貌类型为黄河冲积平原,土壤母质为黄河冲积物,以潮土和盐化潮土为主,表土质地为轻—中壤土。
所在地区属暖温带半湿润季风气候区,该地区黄河古道形成的风沙化土地、渍涝盐碱地、季节性积水涝洼地相间分布,历史上干旱、渍涝、盐碱、风沙等自然灾害频繁,生态环境脆弱,但生产潜力很大,是黄淮海平原的主要农业生产区。
该地区农业生态系统以种植业(小麦、玉米、蔬菜为主)、畜牧业(牛、鸡、猪为主)、水产养殖业为主要结构,在黄淮海平原的农业类型具有典型性和代表性。
1)建站历程二十世纪60年代初,黄秉维先生首次提出“热水平衡及其在自然地理环境中的作用”的著名学说后,地理研究所就开始了实验地理学的新研究方向,先后在山东德州,河北石家庄等地开展了农田能量、水分平衡的定点试验观测研究工作。
1965年地理所组织了全所各研究室约30余名研究人员,开展了徳州地区旱涝盐碱综合治理区划的工作,1966年由国家科委副主任范长江率领的国家抗旱工作队,根据地理所提出的徳州地区旱涝盐碱综合治理区划,选定山东禹城县为实验示范点,并由地理所组成规划队,提出在禹城县南部建立约14万亩的旱涝碱综合治理实验区,指挥部设在石屯乡南北庄。
十年文化大革命动乱结束后,1978年地理所承担了国家科委下达的关于“南水北调后的后效及其对环境影响和华北平原水量平衡研究”项目,由所长左大康主持与联合国大学的环境科学家合作进行了南水北调沿线考察,最终确定在禹城南北庄实验区建立定位试验站点,目标是对华北平原的水资源、水量平衡和农作物的耗水、需水规律进行定点试验,以期获得华北平原的水资源定量数据,并对黄淮海平原的旱涝碱中低产田的水盐动态和综合治理改造进行试验和示范。
1978年先后由水文室的程维新、赵家义、洪家涟、逢春浩、张兴权等研究人员到南北庄开展土壤水分、作物耗水、地下水动态的定点观测试验和筹建试验站,1980年由中科院资环局出资,在南北庄开工建设办公楼,建立气象观测场、水面蒸发观测场,1979年禹城试验站挂牌,1982年中国科学院正式发文批复,宣布中国科学院禹城综合试验站正式成立。
郑州大学水利与环境学院遥感技术实验报告(适用于地理信息系统专业)专业班级: ***********学生姓名: *******学生学号: ***********指导教师: ******实验成绩:***年***月实验一、遥感图像认知与输入/输出的基本操作一、实验要求1.了解遥感卫星数字影像的差异。
2.掌握查看遥感影像相关信息的基本方法。
3.掌握遥感图像处理软件ERDAS的基本视窗操作及各个图标面板的功能。
4.了解遥感图像的格式,学习将不同格式的遥感图像转换为ERDASimg格式,以及将ERDASimg 格式转换为多种指定的格式图像。
5.学习如何输入单波段数据以及如何将多波段遥感图像进行波段组合。
6.掌握在ERDAS系统中显示单波段和多波段遥感图像的方法。
二、实验内容1.遥感图像文件的信息查询。
2.空间分辨率。
3.遥感影像纹理结构认知。
4.色调信息认知。
5.遥感影像特征空间分析。
6.矢量化。
7.遥感图像的格式。
8.数据输入/输出。
9.波段组合。
10.遥感图像显示。
三、实验结果及分析:简述矢量功能在ERDAS中的意义。
矢量功能可以将栅格数据转化为矢量数据。
矢量数据有很多优点:1.矢量数据由简单的几何图元组成,表示紧凑,所占存储空间小。
2.矢量图像易于进行编辑。
3.用矢量表示的对象易于缩放或压缩,且不会降低其在计算机中的显示质量。
四、实验结果及分析:简述不同传感器的卫星影像的特点和目视效果。
SPOT卫星最大的优势是最高空间分辨率达10m,并且SPOT卫星的传感器带有可以定向的发射镜,使仪器具有偏离天底点(倾斜)观察的能力,可获得垂直和倾斜的图像。
因而其重复观察能力由26天提高到1~5天,并在不同的轨道扫面重叠产生立体像对,可以提供立体观测地面、描绘等高线,进行立体绘图的和立体显示的可能性。
CBRES的轨道是太阳同步近极地轨道,轨道高度是778km,卫星的重访周期是26天,其携带的传感器的最高空间分辨率是19.5m。
遥感(remote sensing):简单的说就是遥远的感知。
通常是指空对地遥感,即不直接接触物体本身,从远处通过仪器(传感器)探测和接收来自目标物体信息(如电场、磁场;电磁波、地震波等信息),经过信息的传输及其处理分析,识别物体属性及其分布特征。
遥感技术:是从不同高度的平台(platform)上,使用各种传感器,接收来自地球表面各类地物的各种电磁波信息,并对这些信息进行加工(分析)处理,从而对不同的地物及其特性进行远距离探测和识别的综合技术。
电磁波的多普勒效应:电磁波因辐射源( 或观察者) 相对于传播介质的运动,而使观察者接收到的频率发生变化。
当频率为ν的波源向着观察者运动时,观察者接受到的频率ν/ >ν; 当波源背向观察者运动时,则ν/<ν,这种现象叫多普勒效应。
大气窗口:通过大气而较少被反射、吸收或散射的透射率较高的电磁辐射波段。
雷达遥感:是指通过向目标地物发射微波并接收其后向散射信号来实现对地观测遥感方式,属于主动式微波遥感中的一种。
灰度直方图:以每个像元为单位,表示图像中各亮度值或亮度值区间像元出现的频率的分布图。
辐射畸变:地物目标的光谱反射率的差异在实际测量时,受到传感器本身、大气辐射等其他因素的影响而发生改变。
这种改变称为辐射畸变。
目视解译:指专业人员通过直接观察或借助判读仪器在遥感图像上获取特定目标地物信息的过程。
间接解译标志:指能够间接反映和表现地物信息的遥感图像的各种特征,借助它可推断与某地物属性相关的其他现象。
它是通过与之有联系的其他地物在图像上反映出来的特征, 推断地物的类别属性。
多数采用逻辑推理和类比的方法引用间接解译标志。
合成仪法:是将不同波段的黑白透明片分别放入有红、绿、蓝滤光片的光学投影通道中精确配准和重叠,生成彩色影像的过程。
专题抽取:利用相关掩模技术,首先要仔细研究各类地物在不同波段的光谱特征差异和影像密度差异,然后利用密度差异选择不同密度阈值制作膜片。
农业部重点野外科学观测试验站管理办法(试行) 文章属性•【制定机关】农业部(已撤销)•【公布日期】•【文号】农科教发[2005]14号•【施行日期】•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】失效•【主题分类】农业科技正文*注:本篇法规已被:农业部关于印发《农业部重点实验室管理办法》的通知(发布日期:2010年9月27日,实施日期:2010年9月27日)废止农业部重点野外科学观测试验站管理办法(试行)(农科教发[2005]14号)第一章总则第一条为高效利用农业自然资源,有效保护生态环境,加快农业科学技术创新,按照农业自然资源要素和生态环境以及不同区域特点,在农业系统科研、教学单位中选择一批基础较好的野外试验台站作为农业部重点野外科学观测试验站,建立起我国农业野外科学观测试验站体系,获取长期、稳定、直接、综合的原始资料和基础数据,为农业和农村经济持续、稳定、健康、协调发展服务。
第二条重点野外科学观测试验站范围主要包括土壤生态环境、区域生态环境、农业生物资源、渔业资源环境和有害生物防治等五大类。
第三条重点野外科学观测试验站的主要任务是:1、长期、定点、系统地监测全国主要类型农区的农业土壤、自然资源、生态环境因子、农作物种质资源等演变、变化状况。
2、对各类农业资源和生态环境现状、变化及其发展趋势进行评价,找出制约农业资源与生态环境的关键因子,寻求自然、经济和人为压力下的农业资源与生态环境条件变化下的联系。
3、进行农业灾害(病虫、低温霜冻、旱涝等)的监测预报与损失评价;农作物产量预报与管理决策;提供卫星遥感重要地面参数;开展温室气体源排放及其影响评价。
4、对主要水域生态系统的生态环境和生产性能进行长期监测,为维护水生生物的生态安全和可持续发展提供研究平台。
第四条农业部重点野外科学观测试验站是国家农业科技创新体系的重要组成部分,与国家和农业部重点实验室、国家农业科技区域创新中心等共同构成了国家农业研究基地,是农业科学研究依赖的重要基础平台。
简介
遥感试验场是用于遥感技术基础研究、技术试验和检定的,自然条件相对稳定、具有定位观测条件的天然的固定实验场所。
遥感技术的基础研究包括从地物的波谱特性经大气传输到传感器获得信息过程中的机理及其相互关系,是研制新型传感器、发展遥感技术新方法、完善判读理论、方法的基础性工作。
如美国在发射陆地卫星前后,对地表土壤、岩石、植被、水体等地物的光谱特性均进行了大量测试和研究,为波段的选择、传感器性能检验和遥感资料的判读应用提供了重要依据。
地面遥感试验场基本条件是:应有足够大的面积,如数十至数百平方公里;场内有多种自然要素,如水体、植被、沙地、耕地的大范围分布等。
实验场按实验内容分为综合试验场和专业试验场。
如中国科学院长春净月潭遥感实验场即为一个综合试验场。
它位于吉林省东部山地与松辽平原过渡地带,自然条件复杂、资源丰富。
场内有山、水、沼泽和大面积天然次生林人工林以及旱地、水田、菜园等多种天然和人工的景观。
地质、地貌、水文、土壤、植被等自然要素,在中国东北地区具有一定的代表性。
场内测试设备齐全,遥感车和动力气球作为平台同大型模拟遥感实验室相结合,为进行地物波谱、昼光、太阳光和天空光辐射测定提供了定位观测条件,是一个比较理想的综合性遥感基础研究实验场地。
中国科学院怀来遥感综合试验站
中国科学院怀来遥感综合试验站。
该站隶属于科学院特殊环境网络,是我国目前正在运行的遥感站之一。
该试验站所属区域具有华北平原和华北平原向蒙古高原过渡的双重生态地理特征。
试验站周边10公里范围内,地表类型丰富,有农田、水域、山地、草场和湿地滩涂。
怀来遥感综合试验站现有高架车、高架塔吊等观测平台,并设有自动气象站、波纹比系统、涡动相关仪、气象梯度观测塔(40米)、LAI自动观测系统、6谱段辐射观测系统、漫散射辐射观测系统、大
孔径闪烁仪、蒸渗仪、土壤多参数监测系统、太阳辐射仪等多套连续观测系统和其它遥感观测仪器设备。
从2004年建站以来,本站接待了包括973、863和国家自然基金重点基金等多个项目在内的遥感试验任务。
长春净月潭遥感实验站
一、遥感实验站简介
中国科学院净月潭遥感实验站始创于20世纪70年代,是我国刚刚开始引进遥感技术就率先起步的遥感基地。
正式创建于1985年,由三家单位共同支撑,依次为长春精密光学机械研究所、长春地理所和长春物理研究所;于1989年4月被正式批准为院级开放野外台站。
自1979年举办综合性航空遥感试验以来,不断发展壮大,已成为我国历史最长、综合性很强的遥感试验基地之一。
由于中国科学院网络台站运行体制的调整,2002年开始转为由中国科学院东北地理与农业生态研究所独家支撑运行。
遥感站以净月潭国家森林公园及其周边的农田、水体、城市农地为主体工作区,同时设有4个东北典型生态系统辐射实验区,依次为:长白山森林生态遥感辐射区、三江平原洪河湿地遥感辐射区、辽河口滨海湿地生态系统辐射区、大安碱地生态系统辐射区。
二、遥感实验站的研究方向与定位
国内外遥感科学技术发展的实践证明:只有加强遥感应用基础研究才能使遥感数据真正转换为各行各业所需的信息,为国民经济建设服务,为满足国家或区域重大需求服务。
本实验场的研究方向为:
1、多层次遥感数据的地表观测、试验、检验与分析模式的长期积累:净月潭遥感试验站区域内包括多种森林植被、农作物、水体、平原陆地和山坡,具有了遥感研究的主要地物特征,有利于开展基础遥感实验。
通过长期的连续观测,获取场区太阳辐射特性、地物波谱特性及对应地物的物理化学参数,建立多源(微波、光学)典型地物目标遥感信息库。
2、地基遥感机理与模式研究:以研究波谱辐射规律及其在传输过程中与介质间的相互作用机理为主要目标,以地理信息的时空变化规律及其成像机理为主要研究方向,通过设计规范的地基遥感试验,获取、发现和验证遥感研究的新方法、新理论,并努力建设成为遥感研究后备人才的实验基地。
3、空间遥感数据与遥感产品的验证与校准示范基地:净月潭试验区具有较好的空气质量,遥感数据受到大气的扰动很小,因此可以通过地基遥感测量数据校准空间遥感数据。
中国科学院长春人造地球卫星观测站是我国观测数据最多、质量最高的观测站,利用该站获取的测轨数据,能够实现准确的星地对比同步实验。
通过试验场内卫星同步数据的获取,验证与寻求遥感规律,加以推广,为生态环境演变、资源清查与动态监测提供应用模式;更为重要的是为国内外新型遥感数据与遥感产品的验证提供数据与支撑平台。
三、主要研究内容
根据遥感站的基本研究方向、工作基础和现有的研究技术设备条件,参照国家对东北地区的商品粮与生态屏障定位的需求,确定如下四个方面为遥感站长期坚持的研究内容:
1.地面遥感数据的观测、采集与反演研究
太阳辐射条件观测,地物波谱数据测试与对应地物理化参数采集;地物波谱特性与组分反演研究,地物的热辐射(发射率、热惯量)特性研究,地物微波与介电特性研究,地物波谱的方向反射与偏振特性研究,太阳辐射特性和大气衰减特性及地物波谱特性之间关系研究。
2.遥感信息提取方法与应用模式研究
地物波谱数据在遥感影像处理中应用模式研究,生态环境遥感定量动态监测模式的研究,资源应用模式的研究;国产遥感卫星数据的辐射校正、大气校正标志的建立与研究;国内外标准遥感产品的验证与修正。
3.试验方法与标准研究
为新型遥感器的研制提供依据,为新型遥感产品验证提供技术方案;地基遥感试验装置的设计与建设;波谱数据采集系统建立与资料整理方法研究;探索数据测试方法与数据处理方法标准。
张掖寒旱区遥感观测系统试验站
寒旱区遥感观测系统试验站于2009年5月4日正式成立,纳入所级重点野外台站行列。
观测试验场地主要分布在黑河流域的上中游,可以为寒旱区关键生物物理参数和其他陆面参数遥感反演、水文和生态建模以及陆面数据同化系统发展提供地面真实性检验的数据支撑。
2010年遥感站在研项目、课题或专题共计10项,经费合计达到640万,2010年到位经费267万。
黑河综合遥感联合试验站
“黑河综合遥感联合试验”是由中国科学院西部行动计划(二期)项目“黑河流域遥感-地面观测同步试验与综合模拟平台建设”与国家重点基础研究发展计划(973计划)项目“陆表生态环境要素主被动遥感协同反演理论与方法”共同设计并组织实施。
是在流域尺度上开展的,以水循环及与之密切联系的生态过程为主要研究对象的大型航空、卫星遥感与地面同步观测科学试验。
试验以具备鲜明的高寒与干旱区伴生为主要特征的黑河流域为试验区,以水循环为主要研究对象,利用航空遥感、卫星遥感、地面雷达、水文气象观测、通量观测、生态监测等相关设备,开展航空、卫星和地面配合的大型观测试验,精细观测干旱区内陆河流域高山冰雪和冻土带、山区水源涵养林带、中游人工绿洲及天然荒漠绿洲带的水循环和生态过程的各个分量;并且以航空遥感为桥梁,通过高精度的真实性验证,发展尺度转换方法,改善从卫星遥感资料演和间接估计水循环各分量及与之密切联系的生态和其他地表过程分量的模型和算法。
“黑河综合遥感联合试验”由寒区水文试验、森林水文试验和干旱区水文试验,以及一个集成研究――模拟平台和数据平台建设组成,共分为4个主要阶段,包括试验准备期、预试验期、加强试验期和持续观测期。
寒区水文试验开展了针对积雪和冻融的微波辐射计和高光谱航空遥感与地面同步试验;森林水文试验开
展了针对森林结构参数和森林水文的高光谱、多角度热红外和激光雷达航空遥感试验;干旱区水文试验开展了针对植被生物物理参数、植被结构、土壤水分和蒸散发的高光谱、多角度热红外、激光雷达和微波辐射计的航空遥感与地面同步试验。
“黑河综合遥感联合试验”共完成25年架次、110个小时的航空遥感飞行试验,来自28家相关单位的281位科学家、工程技术人员和研究生参加试验。
获得了大量航空遥感、卫星遥感、地基遥感(微波辐射计、微波散射计、光谱仪)观测、多普勒雷达降水观测、微气象和大气廓线(探空与分光光度计)观测数据、地面同步观测的积雪属性、土壤水分、地表温度和植被生化物理参数等数据。
数据可在本网站查询和获取。