遥感在林业方面的应用

第一篇：遥感在林业方面的应用

遥感在林业方面的应用及优势

近年来，遥感技术已广泛应用于军事、国 民经济和科学研究的许多方面。空间技术把 气象观测、资源考察、环境监测和地图绘制等工作提高到自动化的水平．不仅节省了大量的人力和时间，而且可以及时得到更丰富 的资料。空间技术的发展，使人类开始进入广阔无垠的宇宙空间，正在改变着地学、天文学和其它一些学科的面貌，也正逐步地在 林业方面得到应用。卫星资料已经应用于以 下几个方面：林业区划、识别植被类型和统计林业用地、测量森林蓄积量、监测森林灾害等方面。

1、遥感用于森林生物量估测

区域森林生物估测是一个复杂的过程，传统方法主要通过建立地面调查数据与森林相关测树参数的相关关系，但是该方法操作复杂，且难以实现大区域的建模和估测（Boudreaud等2008）。利用遥感结合地面调查数据进行区域的森林生物量估测将可以大大提高估测周期，前人的研究证实该方法有效可行（Steck和Schoolz,2006）Dong等人（2003对6个国家167个省得盛林生物量与遥感影像的制备产品进行了相关性分析后发现，遥感影像能够用于森林生物量估测。Foody等人（2003）利用LandsatTM数据对巴西、马来西亚和泰国的热带森林生物量进行估测，结果表明，Landsat TMde 植被指数与森林生物量有很强的相关性。Muukonen和Heiskanen(2007)利用森林调查数据和MoDIS数据进行比较，结果表明二者的相对误差为9.9%。综上所述，通过建立光学遥感影像植被指数与森林生物量的相关性能够有效用于大区域森林生物的估测。

黄光标、庞勇、舒清态、付甜《基于ICEsat GLAS的云南省森林地上生物量的反演》《遥感学报》2013年.VOL.17 NO.1 第1期.[172-179]

2、遥感用于森林覆盖率统计及分析 在2008年奥运会的“绿色奥运”规划中提出2007年前北京市的林木覆盖率将达到50%等系列规划方案。因此，实时快速地的获取北京市森林覆盖率，可为森林生态环境提供基础数据依据。该文以2002年Landsat ETM+影像数据为基本信息源，借助遥感软件PCI Geomatica V8.2,研究了ETM+遥感影像应用于北京地区森林俯瞰率统计监测的最佳组合和融合处理技术，采用监督分类的方法提取森林覆盖类型、位置和面积信息，并对分类结果与传统数据调查方法数据进行了比较分析，对分类的精度进行了定性评价。研究结果表明：遥感监测采用先分类在分区县统计的方法可快速获得令人满意的分类结果；分区县的统计数据与传统调查数据相比波动较大，但整体相差不会超过4%；Landsat/ETM+遥感影像适应于北京这类区域型地域的森林覆盖率研究，北京市森林覆盖率为46.66%。

杨丹 冯仲科 《北京市森林覆盖率遥感统计及其分析》《北京林业大学学报》弟27卷 增刊2 2005年12月

3.遥感用于森林病虫害的监测

不同的森林病虫害及其危害部位不完全相同，最终会引起林木的生长受到影响，外观发生变化，如树叶枯黄和落叶等症状，使得树叶在蓝光、红光、绿光和红外波段的吸收率和反射率发生变化，而这些变化都将反映在遥感影像上。因此，根据光谱反射率的差异和结构异常在遥感数字图上的记录，通过光谱增强和模式识别，并在地理信息系统和专家系统的支持下，就可以实施对森林病虫害的监测。在大的空间尺度上，遥感数据早已被广泛有效地用于监测森林失叶现象。早虫害动态监测领域，传统的动态监测基础理论及监测技术研究主要集中在森林害虫空间分布型与抽样技术研究、森林害虫灾变规律及其与环境相互关系的机理研究、物理化学监测技术应用领域及数理模型预报技术应用研究等方面。但是传统的监测方法实时性差，不能惊醒大范围的宏观动态监测，且无法阐明特定生态系统中有害生物灾变动态监测。”3S”技术具有快速实时的空间信息获取分析能力，在全球环境变化研究、资源与环境动态监测、灾害监测与防治等国际热点问题研究中越来越受到重视，应用遥感技术对森林病虫害进行动态监测已成为近年来研究的热点问题。

曾兵兵，张晓丽，路长宽，毕华明，朱凤恩

森林病虫害遥感监测研究现状与展望.中国病虫害.2008,3(27):23—29；

第二篇：遥感在考古的应用

我国首次运用遥感考古勘探获成功

新华网济南４月２０日电（记者董学清雷鸣）我国的文物考古工作者近日利用遥感考古方法，在山东临淄地区进行大遗址群勘探研究获得成功。据悉，这在中国尚属首次。

中国测绘科学院研究员杨明辉说：“利用遥感技术和计算机技术进行大遗址群勘探是将现代科学技术应用于文物考古的重要尝试，是我国文物考古领域的一次重要突破。”

遥感考古也叫航空摄影考古，是地学遥感理论、技术和方法在考古学中的应用，与常规考古方法相比能节省巨额资金和大量的人力、时间。据悉，将航空遥感技术应用于田野考古调查和文物保护研究在国外已有七八十年的历史，而在我国２０世纪８０年代后期才起步。

１９９６年，山东省文物考古研究所同德国波鸿鲁尔大学合作，开始对古齐国所在地山东临淄地区进行遥感考古勘探。他们先后收集到美国国家档案馆收藏的日本空军于２０世纪二三十年代拍摄的３９张侦察航片、山东省测绘局１９７５年拍摄的５９０张测绘航片以及３０张据此绘制的万分之一地形图等珍贵历史资料，随后运用计算机技术对这些资料进行航空像片数字化正射影像图的制作。接着，他们又将大量的临淄文物考古方面的历史文献、文物调查报告、发掘报告、古地图、地形图等，输入数据库进行科学整理，建立起我国第一个大型遗址群地域性文物考古计算机信息系统——临淄文物考古系统。最后，又利用这一信息系统绘制和编辑了４公斤重的《中国临淄文物考古遥感影像图集》。这是我国第一部运用地学遥感技术和方法进行多学科综合研究的大型考古研究报告。

山东省考古研究所所长李传荣研究员介绍说，这一项目是我国首次利用国内外收藏的、拍摄时间相差四五十年的早期航片，进行多时相遥感资料的考古动态分析。由于早期航片录有大量的当时地面保存下来、后被夷平或覆盖了的遗迹，这是现在拍摄的航片所无法比拟的。仅以墓葬为例，通过１９３８年航片判释，发现当时有封土的墓葬２７４２座，而３７年后的１９７５年，由于自然和人为的破坏，已减少为４４５座，到１９９９年田野查证时只剩下１４７座。

来自故宫博物院、中国历史博物馆和山东大学等单位的专家对这项成果给予高度评价。他们认为，这是我国文物考古领域使用遥感技术、计算机技术从事大规模田野考古调查、勘探和综合性研究的成功范例，有利于提高田野考古水平、加强文物保护管理、促进城乡规划和社会发展

第三篇：林业遥感实习报告

林业遥感实习报告1

地点：校园、十三陵地区、

姓名： 班级：

学号：

实习目的

1：为了更好的了解十三陵地区的地区概况以及土地利用类型，方便学习遥感图像的制作和分析能力，更好的熟悉应用遥感的重要软件，对遥感知识增加全面的掌握，更好的实现理论与实践的高效结合。本实验旨在教会学生应用ArcGIS系列软件进行矢量化的操作。通过本次实验，要求学生能够掌握ArcGIS一些常用的基本操作，涉及到的知识点，包括：ArcGIS应用基础，空间数据的采集和组织，空间数据的转换和处理，空间数据的可视化表达等。最终达到对ArcGIS桌面软件操作入门的目的:

2：了解航空相片的各种要素，掌握立体观察的具体步骤。

3：掌握野外地物波普测试的基本步骤，了解其反射率。 实习内容

本次实习重要应用到两个重要软件ArcGIS和Edars软件。将十三陵遥感图应用ArcMap进行手工矢量化操作，结合实地踏查，手工进行地物划分，最终形成十三陵土地利用图。用到的'软件主要是ArcMap和ArcCatalog。

一、立体像对观测的实验

二、实验步骤

（一）熟悉航空像片

①像片编号：位于航片右上角，说明摄影时的地理位置、摄影时间； ②框标：四角或四边，相对框标连线交点是该像片的像主点； ③水准气泡：记录该像片的倾斜度数；

④时针：表明摄影时间，以便提供太阳光线方向和太阳高度角； ⑤航片摄影机的焦距； ⑥校正线； ⑦高度表。

（二）立体观察

1、立体镜检查

①在8开白纸上中部顺长边方向绘制一条直线。长约30cm左右，并在此直线上安装反光立体镜。

②在立体观察中观察直线，以检查立体镜的大反镜角度是否正确。当立体观察时纸上的直线在两个视场的成像为两条相交直线，而且经转动白纸或立体镜时仍不能使其两视场中两直线重合时，说明仪器大反光镜位置不正确，这时调整反光镜螺旋进行正位，直至两直线重合为止。

2、确定基线。

然后用两眼相重合的点位，也做标记。之间的距离b为立体镜扩大后的观察基线，称之为立体镜基线。此基线的长度因个人的眼距和立体镜的不同而异。

③在两张像片上分别连接框标得像主点O1、O2，即框标连线的交点，然后在像主点周围f/45为半径的圆内，选刺明显地物，并用像片铅笔画一小圈。

④转刺两像片中心点O1、O2得O1ˊ、O2ˊ，并分别连接O1 O2ˊ、O2 O1ˊ，量出O1 O2ˊ、O2 O1ˊ的长度值，即为两像片的共同基线。

3、观察

①将两像片安置在白纸上，使同名基线与白纸上的直线重合（注意要使同名基线应在像片对内侧）；使像片上的同名像点O1 、O2ˊ或O2、O1ˊ间的距离基于b，固定像片对。

②将反光立体镜置于像片对上，观察者的眼基线要平行于立体镜基线进行观察

一、 实验心得：这次实验较为简单，一个人即可在短时间内完成，但是，由于每个人的眼间距不同，所以调整的仪器目镜间距也不同，在一个人调好后，可能另一个人观测时无法达到最佳状态。也因此，若是两人一起调整仪器的话，可能会慢一点，困难一些。其实，实验整体还是很容易的，只要认真细心即可。

二：野外地物波谱测试的实验

使用光谱反射仪测试地物波谱的实验步骤

1、首先确定需要测定的地物类型，任何不同地物都具有各自不同的光谱特性，都可以作为测定目标。如：草地、灌木、乔木、水泥地、大理石地、水体等，植物还可以分为健康与不健康的，水体也可以分为无污染与有污染的。

2、确定测量时是采用顺光、逆光或顶光，然后放置标准板，标准板的位置应该与地物的位置一致。

3、光谱反射仪的使用：（1）由开关按钮、电池检查钮(Check)、视场角旋钮（2°或10°）、波长轮鼓（400nm~1050nm）、镜头和观测孔等。首先打开镜头盖，不要用手触摸镜头，然后打开开关按钮，按住电池检查钮(Check)，如果从观测孔中观测到刻度值大于3就能说明电池仍有电，反之则需要更换电池；从观测孔中除了刻度以外还可以看见一个大圈中间还有一个小圈，大圈是10°视场角的观测范围，小圈是2°视场角的观测范围，一般使用10°视场角，也就是说在观测时大圈中应该充满所测地物而没有任何其它物体；观测孔中得刻度是从0到4，读取时应该估读出小数点后两位。（2）转动波长轮鼓，从400nm开始依次测量，首先让镜头对准目标地物，通过观测孔读数并记录，再让镜头对准标准板读数记录。（3）然后将波长轮鼓调到425nm，同前面一样读取地物与标准板的读数，依此按照波长顺序重复数次。

4、读物波谱反射系数的计算：分别将各个波长获得的标准板读数值与其目标物读数相减，然后根据相减所得差值在反射率查询表中查询对应的反射率。

5、反射波谱曲线的绘制：以波长（400nm~1050nm）为横轴，反射率为纵轴，画出光谱反射曲线。

6、对多个地物的反射光谱曲线进行比较分析。

光谱反射率测定记录表

光谱反射率测定记录表

地点 十三陵 目标地物类型 月季叶（新鲜完整） 时间20xx/10/27

林业遥感实习报告2

一．实习目的

通过实习能够熟练的掌握使用遥感地形图进行地物识别以及解译标志库的建立

二．实习主要内容

1. 对野外进行踩点调查 2. 目视解译，区划小班 3. 地类面积统计及分析 4. 森林资源分布图制图出图

三．主要结果分析（解译标志库目视解译步骤地类面积统计森林分布图制图）

第一条路线沿大湖坪向上方方向踩点调查，行程8.9公里 第二条路线沿茶园方向往太阳庙方向进行调查，行程6.5公里 第三条路线为沿环山公路沿路进行探究，行程6.8公里

四．简易标志库的.建立

五．统计结果及其分析

结论：由表格中数据可知福寿山林场的竹林面积特别大，无论是纯竹林还是竹林混交林的面积都占了很大的比重，同时经过我们小组成员在山中的所见所闻也知道了山中的针叶林主要以杉木和柳杉为主的林份在山上分布广生长旺盛，同时作为一个自然保护区它的阔叶林面积也大，这样各种资源分布比较均匀符合游人的需求也符合物种的多样性。

林业遥感实习报告3

一、实习目的与要求

林业遥感是遥感技术在林业经营中具体应用的实用性强的专业课，旨在培养学生利用遥感手段进行森林资源监测和管理的基本技能，实习的主要目的是培养学生使用GPS进行野外地形参数的手工测量，内业计算机遥感图像的几何精校正和探索学习决策树分类方法对林业遥感影像进行分类研究的动手能力。通过实习，加深遥感技术在森林资源监测和管理中的应用和理解。

二、实习内容

1)GPS采集地面控制点坐标；

2)（经纬度或平面直角坐标）以及地形参数；

3)（坡度，坡向）野外训练区的地面调查；

4)内业遥感图像的几何精校正；

5) ENVI图像处理软件决策树分类器建立逐级决策规则；

6)决策规则的修改与添加（与实地调查进行比较分析）；

7)利用建立的决策规则对林业遥感图像进行分类，保存分类规则与分类图像。

三、实习中涉及的理论知识

1．决策树分类简介

与其它分类方法相比，决策树分类具有如下特点：

1）决策树分类是非参数分类，因此其独立于训练区像元亮度值的统计分布模式；

2）决策树分类时模型的输入既可以是连续的光谱波段值，也可以是离散的数值，甚至是定名变量；

3）分类结束后可以生成易于解译的分类判别准则文件；

4）样本训练的速度快，分类精度通常高于其它的分类器。

2．决策树分类原理

决策树分类实质是利用输入分类器的多元特征参数，从多角度挖掘出蕴藏在其中的模式类别间的差异，并建立起“特征识别矩阵”（类似于判读检索表），其外在表现为多个“If Then, else if then”的连用，就如同数学上的多个集合求交集运算，从而将满足交集条件的模式与不满足交集条件的模式区分开来，实现不同模式类别的自动识别。

具体地讲，决策树可以像分类过程一样被定义，依据某种规则将窨数据集一级级往下细分以定义决策树的各个分支。

决策树由一个根结点，一系列内部结点及终极结点组成，每一个结点只有一个父结点和两个或多个子结点。根据决策树的构成思想，以选定的样本数据为对象逐级找到分类树的结点，并且在每个结点上记录所选的空间数据图层的编号以及相应的判别函数参数，从而有可能反过来从树根到叶按照生成的判别规则，逐级地在每个结点上对样本数据以外的待分类数据进行分类。

3．本实习决策树分类规则描述

类1(class 1)：NDVI值大于0.3，坡度大于或等于20度；

类2(class 2)：NDVI值大于0.3，坡度小于20度，阴坡；

类3(class 3)：NDVI值大于0.3，坡度小于20度，阳坡；

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

类5(class 5)：NDVI值小于或等于0.3，波段4的值小于20；

类6(class 6)：波段4的值等于0；

类7(class 7)：波段1的.值小于波段1的均值。

决策树分类规则是在决策树分类过程中不断修改和添加的，为了实现逐步分类更加精细与准确。

四、实习步骤

1． 外业数据采集

在中山陵地区选取若干样点，利用GPS记录样点坐标，测定相应位置的地形参数。目的：练习使用GPS以及DEM的建立方法。

2． 研究资料确定与处理

1) 运行ENVI软件，打开并显示对决策树分类有贡献的影像文件：bouldr_tm.dat (Landsat 5 TM影像) 与boulder_dem.dat（相应的DEM空间子集）

2) 投影类型转换

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影像为基准，转换boulder_dem影像的投影类型：

运行ENVI软件，点击Map/Convert Map Projection，在弹出的Convert Map Projection Input Image中选择boulder_dem，在弹出的Convert Map Projection对话框中选择UTM，DATUM选择NAD 27，可选择多项式和最邻近点方式，保存投影类型转换后的图像。

3）图像配准

为提高TM影像的分辨率，从而提高分类精度，以bouldr_tm影像与相应地区的SPOT影像配准（SPOT为已经过精校正的影像，空间分辨率为10m）

配准方法：点击Map/Registration/Select GCPs: Image to Image，使得bouldr_tm影像的分辨率也达到10m，查看配准后的影像特征：

Projection : UTM

Pixel: 10 Meters

Datum: NAD 27

3． 输入决策树规则

1） 选择Classification/Decision Tree/Build new decision tree，打开决策树工具，在决策树工具打开时就只有一个空的决策节点，在这个空的节点中输入任意条件的决策表达式，将该数据集的像素分为两组

2） 第一个决策要基于landsat影像。要定义这个决策点，点击决策节点，当前这个节点被标注为Node，输入表达式：{ndvi} gt 0.3。

这个决策将像素分为两类，一类为绿色植被，另一类为非植被。

3） 指定应用决策表达式的文件

在出现的Variables/Files Pairing对话框中，点击{ndvi}，在随后出现的对话框中选择bouldr_tm影像，这表明当上述决策规则计算时，NDVI值将从bouldr_tm影像中计算出来。

这里ENVI会根据NDVI这个特定名称，自动搜索所需的红波段和近红外波段，计算出NDVI值。

4） 完成第一个简单决策树分类器，NDVI大于0.3被分成白色类，NDVI值小于或等于0.3像素被分为黑色。

4． 输入决策树附加规则

1） 右键点击Class 1的节点，从弹出的快捷菜单中选择Add Children，从而将NDVI大的那类细分为两个新的子类。

2） 点击空白节点，并在Edit Decision Parameters对话框中，输入下面这个决策规则：{Slope} lt 20。

这个决策规则将根据坡面的陡峭程度，将NDVI值高的像素分为两类，同样，ENVI会根据Slope(坡度)这个特定名称，自动搜索计算Slope值。

3） 在节点的Name区域，输入slope<20，点击OK。

4） 指定应用决策表达式的文件

在出现的Variables/Files Pairing对话框中，点击{slope}，在随后出现的对话框中选择boulder_dem影像，这表明当上述决策规则计算时，slope值将从boulder_dem影像中计算出来

5） 继续添加决策规则

右键点击绿色的端元节点，它包括了NDVI值高、坡度低的那类像素，从弹出的快捷菜单中，选择Add Children。点击节点，在Edit Decision Parameters对话框中，输入下面这个决策规则：

{aspect} lt 20 and {aspect} gt 340

这个决策将把NDVI值高、坡度小的那些像素，分为坡面北朝向的和坡面北朝向不显著的两类。

6） 在节点的Name区域，输入North，点击OK。

7） 指定应用决策表达式的文件

在出现的Variables/Files Pairing对话框中，点击{aspect}，在随后出现的对话框中选择boulder_dem影像，这表明当上述决策规则计算时，aspect值将从boulder_dem影像中计算出来。

8） 在节点的Name区域，输入North，点击OK。

9） 继续添加决策规则。

右键点击黑色的端元节点，它包括了NDVI值低的那类像素，从弹出的快捷菜单中，选择Add Children。点击节点，在Edit Decision Parameters对话框中，输入下面这个决策规则：b4 lt 20。

这个决策规则将水体非植被中分离出来，经过目视解译遥感影像发现，在波段4中，像素值小于20的主要是水体。

10） 指定应用决策表达式的文件

在出现的Variables/Files Pairing对话框中，点击b4，在随后出现的对话框中选择bouldr_tm影像。

11） 在节点的Name区域，输入Low B4，点击OK。

5． 执行决策树

1） 选择Options/Execute；

2） 在Decision Tree Execution Parameters对话框中，点击bouldr_tm影像，作为基准影像。其它影像的地图投影，像素大小和范围都将被自动调整，以匹配该基准影像；

3） 输入要输出的分类影像文件名，保存。

6． 查看决策树分类结果；

1） 输出的决策树分类结果中，给定像素的颜色是由分类指定的端元节点的颜色确定的。Class1，Class2，Class3，Class4，Class5分别对应红色，绿色，蓝色，黄色，蓝绿色；

2） 查看决策树信息。

在ENVI Decision Tree

对话框的空白背景上，点击右键，从弹出的对话框中，选择Zoom In，现在每个节点标签都会显示像素的个数以及所包含像素点总影像像素的百分比。

7． 修改决策树

1） 添加新的决策

执行完决策树后查看分类结果，发现上述决策规则中，波段4小于20的那些像素中，某些像素是边缘像素，值为0，以蓝绿色显示，因此需修改决策树：

在波段4的值小于20的那些像素的端元节点上，点击右键，并从弹出的快捷菜单中，选择Add Children。点击节点，在Edit Decision Parameters对话框中，输入下面这个决策规则：b4 eq 0。

在Name文本框中，输入B4=0。

2）执行新添加的决策，此时输出结果中，边缘像素就归为另一类了，以红紫色表示。

8． 在决策表达式中使用波段索引

几个内置的决策树变量在决策表达式使用过程中，需要波段索引。

1） 在黄色端元节点上，点击右键，该节点包括了NDVI值低但波段4的值高的那一类像素。从快捷菜单中，选择Add Children。点击节点，在Edit Decision Parameters对话框中，输入下面这个决策规则：b1 lt {mean[1]}。

在Name文本框中，输入Low B1。

该表达式将判断波段1的像素值是否小于波段1的均值。

2） 指定应用决策表达式的文件

在出现的Variables/Files Pairing对话框中，点击b1，在随后出现的对话框中选择bouldr_tm影像的band 1；

在出现的Variables/Files Pairing对话框中，点击mean，在随后出现的对话框中选择bouldr_tm影像；

3） 运行决策树；

4） 查看结果，波段1的值较低的某些黄色像素的颜色已变为暗红色。

9． 修剪决策树

在使用决策树的过程中，经常需要测试某个指定的子节点是否对决策树的分类结果有效，即对决策树的修剪。

1） 在Low B1节点上，点击右键，从弹出的快捷菜单中，选择Prune Children。结果表明，可以看到这个子节点，但它们不再带有颜色，而且也没有连接到决策树上，表明已被修剪，当执行决策树时，它们不会被使用；

2） 右键点击Low B1节点，从弹出的快捷菜单中，选择Restore Pruned Children，可恢复修剪。

10．保存生成的决策树。

11． 对分类结果进行评价。

五、实习结论

通过实习，从中学到了很多东西，受益匪浅！

第四篇：遥感应用作业

我国地震遥感应用现状与趋势

——中国地震学会空间对地观测专业委员会第一次学术研讨会综述

1.会议概况

中国地震学会空间对地观测专业委员会是中国地震学会的一个分支机构。随着地震遥感应用领域的不断拓展和深入，尤其是中国卫星地震观测系统计划的不断推进，经有关专家提议，中国地震学会理事会通过，2008年5月12日，在发生汶川特大地震的同时，中国科协和民政部正式批准成立。按照2008年7月25日专业委员会成立大会的提议，中国地震学会空间对地观测专业委员会第一次学术研讨会2008年11月14 ~ 16日在北京十三陵地震培训中心召开。

本次会议是国内第一次以地震遥感为主题的专题研讨会，得到了国内遥感和地震领域有关专家的高度关注。与会专家代表来自中国地震局、中国科学院、中国航天科技集团、中国电子科技集团、北京大学、北京师范大学、哈尔滨工业大学、东北大学、黑龙江工程学院等科研与教育部门，以及中地公司和东方泰坦公司等遥感技术推广机构共23个单位，共计90余人。

会议印刷了论文摘要集。在2天的会期中，安排了会议交流39篇宣读论文和讨论，其中邀请主题报告3个，各专题报告共36篇，分别是：电磁卫星与电离层观测技术与应用专题15篇，卫星红外地震应用专题7篇，干涉雷达技术与应用专题8篇，地震灾害与应急遥感应用专题6篇。2.电磁卫星与电离层观测技术及应用进展

来自中科院电子所、中科院空间中心、中科院高能物理所、地震局地球物理研究所、地震预测研究所和地壳应力研究所等单位的专家围绕地震电磁卫星所开展的研究进行展示，并与参会专家们进行了热烈的讨论。其中，既有地震电磁卫星载荷调研与研制的报告，也有空间与地面电磁现象对比的报告，还涉及到GPS TEC获得的地震电离层异常的研究，更多的是关于利用法国DEMETER卫星数据开展数据处理与分析的报告。

会议展示了电离层各种参量应用不同的数据处理方法后得到的效果，不仅拓宽了电离层的研究参量，也探索了更多的方法来获取电离层的背景与地震异常。既有利用DEMETER卫星观测数据，也有VLF主动发射数据，另外还有报告结合地磁低点位移开展研究，实现空间与地面联合，为岩石圈——大气层——电离层的耦合机理研究提供基础资料。讨论中，普遍认为电离层背景与异常的界定至关重要。电离层自身受很多复杂因素影响，而地震的影响只是其中微弱的一份子，未来工作的重点仍然是探索更好的方法剔除非震因素。

此专题的报告主要都是围绕中国地震电磁试验卫星计划的推进展开的，尤其是5.12汶川特大地震后，利用国内地基电离层观测资料，并基于中法航天合作对DEMETER卫星数据的分析，对5.12特大地震的回顾性研究结果显示震前存在明显的多参数扰动，为进一步推进地震电磁卫星计划，奠定了基础。

中国地震卫星计划首席科学家许绍燮院士应邀出席被刺研讨会并作了“空间活动对地震的影响——探索地震预报，尚须关注天外来客”的专题报告。许院士从450年来我国地震序列入手，结合近年全球地震相关资料，分析了地震与太阳活动多种尺度相关特征。许院士认为，当前地震预报中较为有效的方法，都与太阳活动相关，探索地震预报必须关注宇宙环境变化。许院士的学术思路，为利用空间观测技术观测地震提供了理论上的重要支持。3.卫星红外地震应用研究进展

会议主要围绕汶川地震各类红外数据的异常反应、震前卫星热红外异常分析的若干关键技术、岩石加载试验结果进行了讨论，来自北京师范大学、东北大学、黑龙江工程学院、中国地震台网中心、地震预测研究所、甘肃地震局、四川地震局的研究人员向与会代表展示了各自的研究成果。

这次交流是近年来在红外遥感地震应用领域一次比较全面的学术性讨论活动，涉及MODIS数据、FY2C星红外数据、长波辐射产品、潜热通量产品等的数据处理和地震异常反应，同时还涉及到探索地震红外机理的岩石加载试验结果的介绍。这次研讨会给了大家一个相互交流的机会，长久以来，在地震红外研究方面存在的问题是某个研究团队只对某类红外数据进行专门的研究，如何将各类红外数据的研究结果进行比对和综合研究，分析这些结果之间的相关性，将有助于探索地震红外的产生机理。这次交流促进了行业内外地震红外研究的深入合作和交流，为今后开展红外地震研究提供了良好的合作平台。

经历近30年的发展，卫星红外遥感地震应用更加趋向科学化和理性化，各个学术团队更加关注有效的数据处理方法的开发，如北京师范大学提出的基于基准场的红外信息提取方法、地震预测研究所基于小波变换的方法，此外，越来越多专家意识到地震预报必须多手段同时攻关，因此对多源信息融合分析十分关注，会议上东北大学基于地震破裂的理学特性将红外遥感信息与GPS观测结果联合分析，也有一些专家考虑红外的电磁辐射特征将红外与电磁现象关联起来，为进一步深入该领域研究提供了思路。4.雷达遥感技术与应用研究进展

中国地震局地质研究所单新建研究员主持了雷达技术与应用专题的讨论。会议主要围绕干涉雷达技术测量同震形变场、地震形变监测、地面沉降监测、角反射器检校与识别及地面微小形变研究等进行了汇报和讨论。来自中国科学院光电研究院、中国地震局地震预测研究所、中国地震局地质研究所和中国地震局地壳应力研究所的研究人员进行了口头报告，并与与会代表进行了热烈的讨论。

干涉雷达技术是20世纪后期发展起来的新方法，可以获取丰富的地表信息及地表变化信息。这次交流是近年来干涉雷达技术在地震应用领域一次比较全面的学术性讨论活动，涉及到ASAR数据和ALOS数据的处理，玛尼地震、改则地震、于田地震和汶川地震形变监测和同震形变场提取，相干点目标分析和角反射器识别等关键技术研究，以及PS-InSAR技术在苏南地区地面沉降监测中的应用研究。此专题的报告给与会代表留下了深刻的印象，不仅提取了改则地震同震形变场，还对形变进行了定性和定量分析，并深入分析了该地区的地质背景；对不同数据和不同方法提取的汶川地震同震形变场结果进行了讨论，分析C波段ASAR数据、L波段ALOS数据和ASAR宽幅数据的处理方法和结果，比较了不同相位解缠方法处理的结果；PS-InSAR技术的应用研究表明，该方法与水准测量、GPS测量和实地考察相比，其结果具有良好的一致性。5.地震灾害与应急遥感应用研究进展

来自中国地震局地震预测研究所、中国地震局地壳应力研究所、上海市地震局的六位专家就高分辨率光学卫星/航空影像、高分辨率SAR影像在地震预测、震害评估、地震应急救援等方面的应用及相关软件系统做了专题报告。

专家们主要以汶川大地震造成的破坏为例，介绍了建筑物、生命线、地震地质灾害等遥感震害提取中的关键技术方法，基于遥感震害定量评估技术，以及高分辨率SAR影像震害提取方法等方面的研究现状、进展及取得的研究成果，展示了部分处理结果，引起与会代表的浓厚兴趣，进行了遥感在地震应急与评估中应用存在的问题以及其前景的激烈讨论。同时，专家们还分析了遥感应急时效性，介绍了遥感震害识别与评估工作模式和工作流程，以及已经研制成功和正在研制的应用遥感进行震害评估专业软件。汶川地震的实践表明，遥感在地震应急指挥与救援、灾害调查和损失评估、次生灾害调查与监测、地表破裂调查、灾民安置和恢复重建以及地震灾害科学研究等方面，都具有广阔的应用前景。6.结语和感想

(1)汶川地震进一步加速了科学家对地震监测预报能力的思考，也对空间技术的应用前景更加期待。本次会议特别邀请到中国地震台网中心张晓东研究员与会详细介绍了汶川大地震有关情况，除了对汶川地震造成的巨大损失深感痛心外，还对现有监测能力的局限性以及目前地震预报能力的困惑，并希望能通过卫星从天上获取地震信息，服务于地震预报。会议上许多专家展示的地震前后各种遥感技术手段获取的震前异常以及震后灾害跟踪评估结果，全面地展示了空间技术在地震构造研究、地震监测和震后应急方面的广阔应用前景。可以预期，在天地一体化地震监测体系规划思路框架下，空间技术与地面台网的有效结合，坑定有助于推进国家防震减灾能力明显提高。

(2)对地观测作为国家中长期规划确定的一个重要发展方面，得到有关方面的高度重视。本次会议中国科学院遥感应用研究所的孟庆岩研究员作了题为“高分辨率对地观测系统重大专项总体情况介绍”的报告，引起了在场专家的极大兴趣。会议结束时申旭辉博士简单介绍了《国家十一五航天规划》、《国家空间信息基础设施建设与示范应用规划》、《中国综合地球观测系统十年规划》和《国家防震减灾规划》关于发展空间对地观测和构建立体观测体系的总体思路和框架，以及中国地震电磁卫星计划推进、干涉雷达卫星论证情况和地震空间信息基础设施建设的初步构想。会议摘要中还有一篇设计LiDAR方面的论文，会议也安排了高光谱卫星研究气体地球化学变化的报告。总体感觉，空间对地观测作为国家层面上的一种战略考虑，越来越受关注，地震遥感应用也将随着国家相关计划的推进，在深度和广度两方面得到有效发展。

(3)防震减灾问题已经得到了许多行业领域专家的共同关注。本次会议，有一半以上的参会单位和代表来自于地震系统以外，而且带来了他们的研究成果。在地震系统内部，则形成了以地震预测研究所、地质研究所和地壳应力研究所为主体的稳定研究团队，地球物理研究所在地震电磁卫星计划推进过程中，也逐渐发展了电磁卫星和电离层研究队伍，中国地震台网中心以及各省局则已经开始尝试将红外遥感技术应用到日常地震监测工作，初步形成了各方面共同参与和关注的良好局面。

(4)年轻科技人员异常活跃。本次会议的参会代表有70％左右是年轻科技人员。他们或是已经取得较高学位的年轻专家，也有的正在攻读自己的学位。众多的年轻人员的加入，一方面奠定了地震遥感领域可持续发展的基础，同时年轻人思路活跃，对现代信息技术把握较好，必将带来了地震遥感信息处理和应用的新思路新方法并将最终带来地震遥感研究的新突破。

空间对地观测是一个跨领域，跨部门、跨学科的高新技术，具有观测范围广，空间分辨率高，不受地面自然条件限制等特点，有着常规地面观测无法比拟的优势。空间对地观测技术委员会将按照国家天地一体化地震立体观测体系建设规划框架，继续为各领域的专家搭建合作和交流的平台，发挥多部门、多学科的优势，推动空间对地观测在防震减灾工作中应用深入和取得实效。中国地震学会空间对地观测专业委员会

2008年7月25日

第五篇：遥感在气象中的应用

遥感在气象中的应用

与传统温、压、湿、风等常规观测手段不同，遥感不仅是一项涉及观测的技术，更是一门涉及综合性探测的科学。遥感中的科学与技术交织在一起，遥感科学是遥感技术发展的先导，遥感技术反过来又促进遥感科学的深入。遥感借助辐射测量技术，通过科学算法反演出能够准确反映大气、陆地和海洋状态的各种物理和生态参量，科学与技术的独特结合方式为遥感学科的发展提供了强大的可持续发展生命力。

国际及我国卫星遥感应用

自1960年第一颗气象卫星升空以来，气象卫星无论是在科学上还是在技术上都有了很大的发展，卫星轨道从低轨道（极地轨道）发展到高轨道（静止轨道），卫星探测器从可将光、红外发展到紫外、微波，卫星拥有国包括美国、欧洲、日本、中国、俄罗斯、印度等国家，韩国也在着手落实自己的卫星发展计划。随着气象卫星探测技术的发展和科学研究的深入，遥感集市在应用上取得了辉煌的成就。

我国气象卫星遥感应用经历了从单纯接收国外卫星资料、学习国外卫星遥感技术到建立我国自己的气象卫星观测体系的发展过程。从1970年启动气象卫星发展计划开始到现在，我们独立自主地建设了极轨和静止气象卫星对地观测系统。成为继美国、俄罗斯之后、同时拥有极轨和静止轨道气象卫星观测能力的国家。不仅如此，我们的风云一号C星和D星还具有全球观测能力，可以在24小时内获取全球陆地和海洋遥感数据。

卫星工程建设为卫星应用奠定了坚实的基础，国民经济的需求又促进了遥感应用服务的快速发展。从二十世纪七十年代以来，气象卫星遥感资料在我国气象、海洋、水文、航空、航海、农业、林业、牧业、渔业、环境保护、石油、军事等领域发挥了重要作用。

遥感的气象应用分类 天气气候

气温、降水

卫星可见光云图可以监测热带气旋以及云团的移动趋势，一般白色表示太阳光反射强，灰黑的地方表示反射较弱。一般陆地表现为灰色，海洋表现为黑色，而冰雪和深厚云系覆盖的地区一般呈白色。用红外探测器可以计算各地晴空大气

温度和湿度的铅直分布。微波辐射仪，可以探测云上和云下的大气温度和湿度的分布，以及云中含水总量和雨强的分布。

 雾

遥感对大雾监测也非常有效，通过卫星遥感，实时监测各地雾情的变化，便于发出天气预警和作出决策。利用卫星遥感监测大雾具有及时、宏观的明显优势。图像纹理信息反映了图像的灰度性质及其空间关系。通过对雾的成因、辐射特性、雾遥感基本原理的阐述，结合中国FY-1D美/国NOAA系列极轨卫星资料通道特点，分析雾的图像纹理信息，并依据雾在可见光波段和中红外波段与云类不同的光谱特性，选用不同的光谱通道进行大雾监测。

 气候变化

利用遥感技术可以对气候变化因子进行有效监测，可以对大范围区域进行气候的异常监测，热红外遥感可以利用热红外探测器收集、记录地物辐射的热红外辐射信息，并利用这种热红外信息来识别地物和反演地表参数（如温度、发射率、湿度、热惯量等），包括季节到年际气候预测--提高瞬时短期气候异常变化的时间和空间预报准确性；长期气候变化--决定长期气候变化及其趋势的机理和因素以及人类活动的影响研究

大气监测

 气溶胶

气溶胶是液态或固态微粒在空气中的悬浮体系。遥感可以对气溶胶监测从而对气候做分析，监测气溶胶的厚度、浓度、成分、属性等信息。气溶胶粒子能够从两方面影响天气和气候。一方面可以将太阳光反射到太空中，从而冷却大气，并会使大气的能见度变坏另一方面却能通过微粒散射、漫射和吸收一部分太阳辐射，减少地面长波辐射的外逸，使大气升温。

灾害监测

 海冰

我国的渤海和黄海北部每年冬季都会发生结冰，结冰程度直接影响海上油气资源的开发、交通运输、港口海岸工程作业等。利用可见光和红外通道资料，结合海冰的光

谱特征，可以进行冰水识别和海冰信息提取，获取海冰分布范围、面积、冰型、密集度、外缘线等信息。地球两极有将近3000万平方公里的面积被海冰覆盖，极低海冰监测队极低海域的航道设计和海上航行安全保证非常重要。利用卫星的微波辐射计和散射计以及SAR数据，可以获取极地区域海冰分布和变化情况。

 凌汛

卫星遥感监测凌汛主要依据不同地物的光谱响应特征不同。在近红外波段，洁净水体的反射率远比土壤和植被的反射率低，所以在卫星图像上可以很容易地区分水体和非水体的界限。像黄河这样泥沙含量较高的水体，其反射率的最大值移向可见光波段，但仍比土壤和植被为低。这样，在卫星图像上就能够将发生凌汛的地点及其区域判读出来，进而可以根据像元数估算淹没范围和面积。

 干旱

通过遥感手段可以获取地表蒸发量、作物表面温度、土壤热容量、土壤水分含量、植物水分胁迫及叶片含水量等 , 对作物生长的土壤含水状况、作物缺水或供水状况、植被指数等指标所反映的作物生长状况的分析 ,间接或直接地对作物旱情进行研究。

目前比较成熟的遥感旱情监测模型有：植被指数模型、热惯量模型、作物缺水指数模型、植被指数与地表温度特征空间模型、微波模型、水文模型和气象模型等。 沙尘暴

研究表明,我国区域的沙尘暴与某些低云亮温接近，但反射率不同。西北某些裸露地表与沙尘暴反射率接近，但其亮温却不同。所以，沙尘暴的监测就是利用其与云系、地表反射率及辐射率的差异进行的。目前，利用可见光和红外多光谱卫星通道信息判别沙尘暴仍是较好的方法之一，而夜间还难以进行沙尘暴的观测。 火灾

地面物体都通过电磁波向外放射辐射能，不同波长的辐射率是不同的，通常，温度升高时，辐射峰值波长移向短波方向。从气象卫星监测到的火灾发生前后来看，当地表处于常温时，辐射峰值在传感器的、通道的波长范围，而当地面出现火点等高温目标时 ,其峰值就移向通道，使通道的辐射率增大数百倍，利用这一原理，通过连续不断地观测，就可以及时发现火点。当火灾发生后，可以通过卫星接收到的彩色图象获取火灾现场情况和过火面积，以便客观、准确评估火灾损失，组织救灾。

MODIS全球自然火灾遥感影像

 台风

加强台风的监测和预报，是减轻台风灾害的重要的措施。对台风的探测主要是利用气象卫星。在卫星云图上，能清晰地看见台风的存在和大小。利用遥感集市上的卫星影像可以确定台风中心的位置，估计台风强度，监测台风移动方向和速度，以及狂风暴雨出现的地区等，对防止和减轻台风灾害起着关键作用。