昆明冶金高等专科学校试卷
课程名称： 遥感技术应用 任课教师： 王 敏
考试时间： 100分钟 试卷类别： A
专 业： 班 级：
学生姓名： 学 号：
一、填空题（每空1分，共40分）
1、遥感是20世纪60年代发展起来的对地观测综合技术，我国遥感技术起源于20世纪70年代末期。
2、遥感按平台分类为：地面遥感、航空遥感、航天遥感，遥感平台中高度最高的是地球同步静止轨道气象卫星；按成像波段分为：紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感，其中可见光波段是遥感技术应用中的重要波段；按传感器接收信号的来源和方式分为：主动遥感、被动遥感，传感器为雷达时的遥感属于主动遥感；按波段宽度及波谱的连续性分为：高光谱遥感、多光谱遥感。
3、可见光的波长范围是0.38μm到0.76μm。
4、遥感具有大面积同步观测、时效性、数据的综合性和可比性、经济性、局限性等特性。
5、图像数字化包括采样和量化两个过程，将图像像素灰度值转换为整数灰度级的过程叫做量化，将连续图像转换为离散图像的过程叫做采样，采样过程影响图像细节的再现程度，量化过程影响图像细节的可分辨程度。
6、遥感图像的分辨率取决于传感器的分辨率，高分辨率意味区分能力强（或能区分较小地物）、低分辨率意味区分能力弱（或地物对象及其边界难以辨认）。
7、遥感图像的特征可用四种分辨率表征，分别是：空间分辨率、光谱分辨率、辐射分辨率、时间分辨率。
8、用于拼接的图像必须具有相同的波段数。
9、多项式拟合法纠正中控制点的数量要求，一次项最少需要3个控制点，二次项最少项需要6个控制点，三次项最少需要10个控制点。 主考教师 王 敏
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题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分
科技创新 ２０１５年第２０期ｌ科技创新与应用 无人机遥感技术及应用 高照忠 （１、广东工贸职业技术学院，广东广州５１０５１０ 魏海霞－ 叶长斌 ２、山东正元数字城市建设有限公司，山东烟台２６４６７０） 摘要：遥感技术是探测领域中非常重要的一项技术。近几年，这项技术被用到了中国的无人机领域中，从而形成了无人机遥感 这种全新的技术。这种技术的本质是：无人机可在任意地点和任意时刻进行拍摄，拍摄出来的照片既真实又清晰。正因为如此，无 人机遥感在短短几年内便被运用到了诸多领域，在这些领域中发挥着独特的作用。文章将较为细致地阐述无人机遥感这项技术 的相关情况，并对它的现实运用进行具体的介绍。 关键词：应用；遥感技术；展望；无人机 引言 遥感技术起源于１９６０年左右，它是探测领域中非常重要的一项技 术。它依据了电磁波的有关理论，结合了各种先进的传感仪器，把距离 较远的目标反馈回来的信息加以搜集，再对这些信息做相关的处理，最 终形成目标的全景图像。当下，在借助人造卫星的基础上，遥感技术可 确保１８天以内就能返回一次全球的真实图像。同时，在运用了遥感技 术之后，还可高效地测绘出研究区域对应的地图。 １无人机遥感技术的简述 关于无人机遥感这种技术的描述可从四个方面来把握。第一是技 术的组成，无人机遥感综合了以下几种技术：一是传感技术；二是通讯 技术；三是遥控技术；四是遥感对应的应用技术；五是ＧＰＳ技术。第二是 获取的方式，获取方式有以下三点特征：一是专题化；二是智能化；三是 自动化。第三是获取的信息，获取的信息主要有以下几种：一是环境信 息；二是国土信息；三是资源信息。第四是技术的重要优势，这些优势尤 其表现在以下几点：一是起飞速度快；二是成本低廉；三是结构较为简 单。 ２无人机遥感技术的具体隋况 ２．１无人机遥感技术所具备的特征 跟载＾飞行器相比较，无人机遥感有着独特的技术优势。这些技术 优势尤其体现在下列几点：（１）由于无人机不需要载人，所以它可以飞行 到一些较高或者较危险的区域进行航拍，这是载人飞行器无法与无人 机比拟的地方；（２）与载人飞行器相比较，无人机在实际的飞行中所耗费 的资金更为低廉；（３）无人机被划分到我国的遥控飞行器一类，所以它的 整个审批流程较为简单，相反载人飞行器属于现实中的飞行器，它的整 个审批流程非常复杂；（４）载人飞行器有着极为严格的起降要求，而无人 机却没有过于严格的降落场地和起飞场地要求，所以它在航拍飞行中 实现中途转场比较容易；（５）航拍中，无人机所具备的安全ｌ生能也远远超 过了载人飞行器；（６）同载人飞行器比较，无人机可随时进行重新拍摄， 并且拍摄时间极短，成像效果也非常清晰。 尽管无＾机遥感有着如此多的技术优势，但它的技术劣势也较为 明显。这些技术劣势主要表现在下列几方面：（１）无人机遥感所返回的 遥感影像有着极高的Ｊ Ｊ ￣）ｔ率，这种分辨率甚至实现了以分米级来计算 的精密程度。但是，影像的相幅偏小，相片数量非常庞大，甚至达到了千 张以上。这种大工作量的工作方式，降低了无人机遥感工作的效率。同 时，影像倾角的角度一般来说较大，并目倾斜方向没有任何规律可遵 循。所以，无论是连接点的布设还是提取工作都变得非常困难。（２）载人 飞行器通常比较稳定，相比之下无＾、机就显得不够稳定。假如高空中的 风速较大，那么航飞轨迹就会出现不规则的现象，甚至偏离了本身的主 航道。这样，无论是拍摄中的旁向重叠度还是航向重叠度都不够规则， 影像间的实际重叠程度就更大。（３）无人机无法携带专业化的测量相机。 所以，它拍得的影像难免会有所变形。这是由于地面事物跟单幅相机间 的投射关系很复杂，所以影像内存在的几何关系也就很不稳定。在这种 影响下，影像就会呈现出倾斜的效果甚至变形。 ２．２无人机遥感的影像处理流程 ２．２．１影像的畸变差纠正 当前的无人机航拍方式是中国航拍方式中最为先进的一种方式。 它有着独特的技术优势，可在任意时刻进行航拍，并且拍摄的时间极 短，成像效果也非常清晰。所以，无人机航拍这种方式被大范围的运用。 现实中，无人机有着不同的类型，所携带的相机也有着不同的类型，不 同的搭配方式使得最终的成像质量也有巨大的差异。不过，一般情况下 无人机都是配备的普通相机。普通相机拍出来的相片边缘会出现畸变 的现象。这可能给后续的数据处理带来极大的误差。为了最大限度控制 数据的误差，对影像的畸变加以纠正就成了必备的工作。处理方式主要 包含了以下几种：一是消除畸变；二是消除主 偏移；三是旋转影像。 ２．２．２影像的三角测量 三角测量的过程是在空中自动完成。以往，影像的转点工作与选点 工作都是以人工方式来操作完成。可是，无＾、机遥感却能让这两项工作 在空中便自动完成。同时，像点中的各个坐标也是自动获取。它能为区 域网平差程序结算提供依据 。这样，坐标系中加密点所处的空间位置及 其定向参数都能随之而获得。三角测量主要对以下几方面的内容加以 测量：一是内定向的相关测量；二是相对定向的相关测量；三是模型连 接的相关测量；四是模型转点的相关测量；五是偏移量的相关测量；六 是连接点的相关测量；七是特征点的相关测量。 ２．２．３ ＤＯＭ影像与ＤＥＭ影像的生成 ＤＯＭ影像与ＤＥＭ影像的具体生成步骤如下：首先，借助平差程序 可解算出拍得的影像对应的外方位元素；接着，把相邻影像跟外方位元 素充分匹配，便可迅速取得相关的同名特征点；然后，通过这些同名特 征点便可以生成ＤＥＭ影像；最后，让生成的这个ＤＥＭ影像跟相关的同 名特征点再次拼接，便可得到需要测量区域的ＤＯＭ影像图片。 ２－３无人机遥感的关键技术 现实中，遥感技术是把多种技术综合以后取得的技术成果。上述已 经谈到：无人机遥感综合了五种主要的技术，第一种是传感技术，第二 种是通讯技术，第三种是遥控技术，第四种是应用技术，第五种是ＧＰＳ 技术。在这五种技术中，最为关键的技术又可细分成八种。第一种是遥 感平台对应的集成技术。第二种是专用数据对应的处理技术。第三种是 传感器对应的控制技术。第四种是平台稳定涉及的相关技术。第五种是 相机定标的相关技术。第六种是相机校验的相关技术。第七种是陕速处 理的相关技术。第八种是３Ｓ技术。而依据平台框架的情况来具体划分， 关键技术又应该被划分成三种基本的技术。第一种是遥感平台对应的 集成技术。第二种是获取数据的相关技术与下传数据的相关技术。第三 种是地面接收与处理技术 。文章将对这三种最为关键的技术进行・一 的介绍。 ２．３＿１无人机遥感平台集成技术 无人机中，平台结构主要包含了以下几种：一是飞行器对应的系 统；二是信息传输对应的系统与测控对应的系统；三是保障对应的系 统；四是 息获取对应的处理系统。平台结构具体如图１所示。无＾、机 中安装的是面阵ＣＣＤ相机日。通常，拍摄操作是由相机头部来具体完成。 相机头部又由三个部分构成，第一部分是数码后背，第二部分是镜头， 第三部分是机身。对无人机来说，遥感平台需要体积小且分辨率偏高的 相机。因此，大面阵ＣＣＤ数码与１２０中型幅面相机是最佳的组合 。再 者，高清图像是无人机影像的一个重点。所以，拖影便成了影像中的一 个重要障碍。为此，遥感平台必须尽量把拖影的像元控制在０．５以下。假 设像元是９ｕｍｘ９ｕｍ，高度是５００ｍ，速度是每秒钟３３ｍ，焦距是５０ｍｍ。那 么可得出曝光时间是１／＇／３３秒，快门应选用１／１０００ｓ以上目。假设焦距用 字母ｆ来表示，成像面尺寸用字母Ｌ来表示，视场角用字母０来表示。那 么焦距公式是ｔｇ（０／＇２）＝（Ｌ／２）胛。而主控计算机需要起到三方面的作用， 首先是对相机进行良好的控制，其次是对图像加以传输，再次是对图像 加以保存。因此，Ｐ １Ｏ４十嵌入式计算机是最好的选择日。
遥感技术在环境监测中的应用
[摘 要] 遥感技术比传统的环境监测技术和监测台站具有无可比拟的优越性,遥感技术正被广泛应用于大气污染监测、水质污染监测、固体废弃物污染监测、土地利用类型的改变以及生态植被变化等各个方面。综述了遥感技术在大气监测、水质监测和生态植被监测中的应用研究进展以及发展前景。
关键词：环境监测；遥感技术；红外遥感
遥感技术是20 世纪60 年代发展起来的对地观测综合性技术[1 ] ,是一种利用物体反射或辐射电磁波的固有特性,远距离不直接接触物体而识别、测量并分析目标物性质的技术[2 ] ,可在全球层面揭示地球表面各要素的空间分布特征与时空变化规律[3 ] 。遥感技术让大面积的同步观测成为现实;可以在短时间内对同一地区进行重复监测;其数据具有很强的综合性、可比性和经济性。根据所利用的波段,遥感技术主要可分为微波遥感技术,热红外遥感技术,可见2反射红外遥感技术[4 ] 。20 世纪90 年代以来,遥感技术已深入到环境评价与监测、地球资源勘探及动态监测、城乡规划、土地管理、农业生产条件研究及作物估产、水灾和火灾监测、森林和作物病虫害研究以及军事侦察等诸多领域,从室内的工业测量到大范围的陆地、海洋、大气信息的采集以至全球范围环境变化的监测。
一、遥感技术概述
1 遥感技术分类
遥感技术主要是指通过物体对电磁波的辐射或反射，不与物体进行直接接触，远距离辨识及测量目标对象的一种监测技术。按照所使用的监测波段不同，该技术可分为以下几种类型：热红外遥感技术、可见光反射红外遥感技术和微波遥感技术。
2 遥感技术的特点和作用
遥感技术的特点如下：监测速度快、范围广、能够进行长时间动态监测、投入成本低、回报高、无需现场采集样本、可以发现常规方法无法监测到的污染源；其较为明显的作用是可对指定区域进行跟踪测量，并且能够快速获取与污染有关的全方面信息，如污染源位置、污染范围、污染物分布及扩散情况、大气生态效应等等。
遥感技术的应用
一、基本概念：
定义：遥感技术是从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、红外线，对目标进行探测和识别的技术。例如航空摄影就是一种遥感技术。人造地球卫星发射成功，大大推动了遥 感技术的发展。现代遥感技术主要包括信息的获取、传输、存储和处理等环节。完成上述功能的全套系统称为遥感系统，其核心组成部分是获取信息的遥感器。遥感器的种类很多，主要有照相机、电视摄像机、多光谱扫描仪、成像光谱仪、微波辐射计、合成孔径雷达等。传输设备用于将遥感信息从远距离平台(如卫星)传回地面站。信息处理设备包括彩色合成仪、图像判读仪和数字图像处理机等。
基本原理:任何物体都具有光谱特性，具体地说，它们都具有不同的吸收、反射、辐射光谱的性能。在同一光谱区各种物体反映的情况不同，同一物体对不同光谱的反映也有明显差别。即使是同一物体，在不同的时间和地点，由于太阳光照射角度不同，它们反射和吸收的光谱也各不相同。遥感技术就是根据这些原理，对物体作出判断。遥感技术通常是使用绿光、红光和红外光三种光谱波段进行探测。绿光段一般用来探测地下水、岩石和土壤的特性；红光段探测植物生长、变化及水污染等；红外段探测土地、矿产及资源。此外，还有微波段，用来探测气象云层及海底鱼群的游弋。
二、遥感技术的应用：
1. 在环境监测中的应用；
（1）在海洋环境中的应用：海洋的陆地环境和大气的物理化学和生物学影响，是不可忽视的，从全球范围来讲，海洋起到一个很好的缓冲作用，能够对大自然的自然温度变化，起到很好的缓和作用，进而缓解极端气候变化。从区域尺度方面来说，沿海区域海洋是洪水泛滥的潜在因素，对当地气候有着非常重要的影响，应当不断加强通过卫星遥感技术，来对航海环境风险进行检测。伴随着海洋卫星的问世，海洋监测进入新阶段。目前，太空对海洋的主要观测，主要针对的是表面温度、粗糙度、坡度以及海水颜色，通过对海洋表面温度的
遥感监测数据，能够对全球海洋的变化进行观测，通过对海洋表面温度及高度的绘制工作，能够实现对海洋近况及海面风力程度的了解，将大气尺度和海洋尺度之间的关系予以建立。能够提供天气数据，有利于对海洋从数小时到连续数周重复探测功能的实现，能够对大面积时间同步观测，探测范围较广，对于普通探测较难达到的区域数据，通过遥感就能实现。但是海洋特殊性比较突出，加上遥感探测技术的局限性，遥感观测数据会存在一定误差，遥感数据的取得，应当以具体测量技术数据的校准和修正工作为基础。
