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遥感技术及其在海洋测绘领域的应用

【作    者】 林伟填
【出    处】 《中国高新科技》2021年第08期
【标    签】 遥感技术  海洋工程  测绘 
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遥感技术及其在海洋测绘领域的应用

林伟填

(广东省国土资源测绘院,广东 广州 510000)

摘要:遥感技术是基于航空摄影技术发展起来的一种空间探测技术,产生于20世纪60年代初,经过数十年的发展后,已经被广泛的应用到环境、气象、水文、地质等领域,发挥出了相当积极的作用。文章结合遥感技术的特点,对其在海洋测绘领域的应用进行了分析和讨论。

关键词:遥感技术;海洋测绘;应用

文献标识码:A   中图分类号:P237

文章编号:2096-4137(2021)08-79-02   DOI:10.13535/j.cnki.10-1507/n.2021.08.30

海洋测绘工程在社会发展中发挥着非常重要的作用,海洋测绘范围大,缺乏立足点,大多时候都是采用无人机或者遥感技术,将遥感技术应用到海洋测绘领域,能够促进测绘工作效率和水平的提高,保证良好的测绘效果,为海洋资源的开发利用和保护提供准确数据信息支持,应该得到足够的重视。

1  遥感技术的特点

遥感技术通常是指空对地遥感,从远离地面的不同工作平台如无人机、人造卫星、航天飞机等,借助相应的传感器设备,以地球电磁波信息为对象,进行相应的探测活动,经过信息传输、信息处理和判读分析,完成对地球资源及环境的探测工作。在海洋测绘中,遥感技术可以分为主动式和被动式两种,前者是借助遥感器向地面发射电磁波,然后根据接收的回波来对海洋信息进行提取;后者是利用传感器对海面热辐射或者散射的太阳光进行接收,并从中提取海洋信息。

遥感技术的特点体现在以下几个方面:

(1)能够获取大范围的数据信息。遥感使用的航摄飞机飞行高度可以达到10‰,陆地卫星轨道高度可达910knl,一张陆地卫星图像的覆盖范围超过3万平方公里。

(2)能够对地物变化进行反映。遥感探测可以对同一地区进行周期性、重复性的观测,帮助人们获取遥感数据的同时,实现对地物变化的动态跟踪,也可以对自然界的变化规律进行研究,尤其是在对天气状况、自然灾害以及军事目标等进行监测时,更是发挥着非常积极的作用。

(3)信息获取速度快。遥感探测可以在较短的时间内,从空中至宇宙空间,对大范围区域进行对地观测,获取有价值的遥感信息。考虑卫星围绕地球公转,还可以获取经过区域自然环境部的最新数据,对原本的资料进行更新,或者根据新旧资料的对比,实施动态监测,这也是人工实地测量无法比拟的。

(4)数据信息具有综合性。遥感探测得到的数据信息属于同一时段、较大范围的数据,这些数据可以对地物及人文现象进行综合呈现,也能够反映出地球上各种事物的形态及分布,明确地理事物之间的关联性。

(5)信息获取手段众多。依照不同任务,遥感技术可以选择不同的设备和波段来实现信息采集。例如,对于物体的探测,可以选择可见光,也可以选择微波或者红外线。借助不同波段对于物体所具备的不同的穿透性,更能够得到地物内部信息,如地面深层、冰层下的水体、沙漠下的地物等,微波波段更是能够实现全天候作业

(6)获取信息限制条件较少。在地球上有很多自然条件恶劣的区域,如沙漠、沼泽等,人类难以达到,信息获取的难度较大,借助遥感技术,不会受到地面条件的限制,从而获取全面完整的数据信息。

就目前而言,遥感技术已经被广泛地应用到农业、林业、地质、气象、海洋以及水文等诸多领域,而伴随着科学技术的快速发展,预计在较短的时间内,遥感技术将会进入到全新的发展阶段,图像的时间分辨率、空间分辨率和光谱分辨率都可得到显著提高,尤其伴随着地理信息系统以及全球卫星定位定位系统的彼此渗透,遥感技术的应用范围将会不断拓展。

2  遥感技术在海洋测绘领域的应用

海洋遥感技术可以分为两大类:以光电等作为信息载体和以声波作为信息载体。前者比较常见,后者在很多时候都仅仅被应用于海洋测绘领域,主要是借助相应的声学遥感技术,对海底地形进行探测,对海洋动力现象进行观测,也可以实施就海底地层剖面进行探测,从而为潜水器的运行提供导航信息。遥感技术在海洋测绘领域中的应用体现在以下几个方面。

2.1  在海洋滩涂中的应用

遥感技术可以利用激光主动式探测传感器设备,在我国沿海地区浅海地形复杂,很多区域无法进行控制点的量测,用传统的航摄方法很难实施,激光主动式探测,能在薄雾天气或夜间作业,可根据潮汐情况,灵活选择航测时间;具有复杂天气条件下的航拍能力,适合于浅海滩涂及水下地形测量,在无地面基站的情况下,可满足大部分沿海地区浅海测量的精度,同时高精度数字地面模型数据,可以进行海岸线、堤坝的动态变化监测,服务于海洋工程建设,提供高精度DEM断面数据

2.2  在海洋环境监测中的应用

借助遥感技术可以实现对于海洋环境的有效监测,监测的对象有很多,如大洋环流、海洋表层流场、近岸工程、海冰、浅滩地形以及海洋气象、海洋生物、海水动力、海洋污染等,遥感监测可以说是海洋环境和海岸带监测中最为常用也最为有效的监测手段之一,为海洋生态环境保护和海洋资源开发提供参考依据。

2.3  在海洋要素观测中的应用

遥感技术可以利用相应的传感器设备,面对海洋进行远距离非接触观测,获取相应的海洋景观信息和海洋要素信息,并且信息以数据和图像的形式呈现出来。海洋会不断向周边辐射电磁波,海面也会对太阳及人造辐射源发射的电磁波能量进行反射或者散射,借助这个原理,可以设计一些特殊的传感器,配合人造卫星、飞机、热气球等平台,实现对上述电磁波辐射能的接收记录,然后经过相应的传输和加工处理,得到海洋图像及数据资料。

2.4  在海洋活动监测中的应用

海洋广阔无垠,是很多国家开展经济及军事活动的重要场所,而在开展这些活动的过程中,需要对海洋现场的数据进行有效的记录。凭借着较大的探测面积和较远的探测距离,以及全天候、超视距的特点,高频低波雷达在海洋经济活跃区域的监测中得到了广泛应用。在海洋活动监测中,不同的监测领域需要用到不同的设备和技术,例如,对于海洋风浪场、重力场以及海洋大地水准面等的研究,可以选择卫星高度计获取资料;对于海底地形、海浪方向以及海底内波等的研究,可以使用合成孔径雷达信息;对于海洋、海面风场分析模型的构建,可以借助光学及微博遥感信息配合多源信息复合技术实现。

2.5  在海洋动力监测中的应用

海洋动力是塑造海洋环境的关键,主要包括潮流、风力和波浪等,借助遥感技术、全球卫星定位系统等技术,可以实现对于海洋动力信息的准确获取。以海洋风场观测为例,遥感技术能够获取的海面风数据通常是距离海面20衄位置的观测资料,这些资料的获取,可以为台风预报和波浪预报提供参考。而在海浪观测中,可以利用相应的合成孔径雷达,对波浪方向谱进行反演,或者借助相应的动力模式,对表面波长问题进行解决。海洋中的洋流会受到风力、引潮力等的影响,一般是借助雷达高度计进行观测,也可以联合相应的卫生定位装置和海流浮标来得到更具价值的数据信息。

2.6  在海洋灾害监测中的应用

遥感技术在实现海洋环境监测的同时,也可以对海洋灾害进行监测,借助卫星、航空以及地面监测获得的多源遥感数据,可以构建起从数据获取到数据应用的天空地海洋遥感综合监测技术体系,形成完善的灾害应急处理系统。系统在海洋灾害监测方面发挥着十分重要的作用,可以利用合成孔径雷达配合遥感探测来及时发现灾害信息,为灾害的应对争取时间。在我国,海洋灾害监测在2008年广西北部湾溢油事故监测、渤海环境监测、南沙南部岛礁检测等方面得到了广泛应用,并且取得了十分显著的社会效益和生态效益。

3  结语

总而言之,社会对于能源资源的需求持续增长,海洋开发也因此进入到了新的阶段,而在对海洋资源进行开发的过程中,需要借助遥感技术,做好相应的海洋环境监测,实现对海洋生态环境的保护,这样才能在推动海洋事业顺利实施的同时,保障海洋资源的可持续利用。

作者简介:林伟填(198l一),男,广东汕头人,广东省国土资源测绘院工程师,研究方向:海洋测绘及遥感技术。

参考文献

[1]黄天进.无人机海洋测绘应用进展与展望[J].船舶物资与市场,2020(7):8.9.

[2]杨晓彤,郭灿文,邢吉吉,等.无人机海洋测绘应用进展与展望[J].海洋信息,2019,34(3):12.17.

[3]许欣欣.无人机遥感海洋监测技术及其发望[J].科技传播,2019,11(7):97.98.

(责任编辑:周羿廷)
 
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