遥感概论论文
遥感概论论文范文第1篇
关键词：海洋灾害；遥感课程；改革研究
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）46-0067-02
遥感是现代空间信息学的核心技术之一，自20世纪80年代以来，我国各高等院校都相继开设了“遥感”方面的课程[1-2]。但现有的遥感教学存在的一些不足之处，如：（1）遥感技术的快速发展与教材更新缓慢的矛盾；（2）内容过深，与实际的生活接触有所差异；（3）遥感基本技能的培养与实践时间过少的矛盾；（4）专业素质的培养与传统的授课方式和考核方式的矛盾[3-5]。《遥感应用技术》是上海海洋大学空间信息与数字技术专业的专业必修课，其是一门理论与实践相结合且技术性很强的课程。本文结合上海海洋大学培养海洋类人才的目的，对遥感课程的教学改革进行了探讨。
一、“海洋灾害”案例驱动下的遥感课程教学改革的简介
现代海洋产业的发展离不开良好的海洋环境，良好海洋环境的维护离不开迅捷、快速准确的监测，遥感作为新兴的监测技术在海洋中将发挥重要作用[6]。而我国政府十分重视海洋观测技术的发展。在2010年两院院士大会上再次提出：“要大力发展空间和海洋科学技术，提高海洋探测及应用研究能力和海洋资源开发能力，使我国海洋技术水平进入世界前列。”
上海海洋大学的办学宗旨即与国家海洋发展的主战略衔接，为国家和区域海洋经济发展及产业需求提供技术支撑、人才服务等智力支持。设计“海洋灾害”案例驱动下的遥感课程教学改革，在学生掌握遥感技术的同时，提高学生海洋环境保护意识，增强学生的实际动手能力，锤炼学生解决实际海洋问题的能力。
二、“海洋灾害”案例驱动下的遥感课程教学改革的内容
“海洋灾害”案例驱动下的遥感课程教学改革主要是通过设计不同的海洋灾害案例（如风暴潮、海浪、海冰、赤潮、海啸以及溢油），将系统性和理论性较强的遥感基础理论融入到每个案例中，让学生在实际的海洋灾害案例中掌握系统的遥感基础理论知识。
1.“海洋灾害”遥感数据的收集。通过播放新闻报道或模拟的方式，让学生接触一场海洋灾害，以风暴潮为例，并告诉学生他们的任务是：对海洋灾害进行预测预报，做到防灾减灾的目的。在第一阶段，引导学生分析预测预报“海洋灾害”所需的数据。故此，引出遥感的基本概念、遥感系统的组成、遥感的主要类型以及遥感的主要特点等基础知识。
2.“海洋灾害”遥感数据的处理。面临收集到的海洋遥感数据，大多数初学者无从下手，也看不懂，其原因是不懂遥感数据的原理。在此，引入遥感的成像原理、电磁辐射与地物光谱特征，以及遥感图形的特征等概念。
学生们了解了遥感像素的实际意义的同时，主要培养学生的空间意识。因此加入数字图像的校正等实际操作内容，理论与实际操作相结合，边操作边讲解何为辐射校正、几何校正、图像增强以及多源信息复合等知识。
3.“海洋灾害”遥感数据的判读。以风暴潮为例，风暴潮是指由强风或气压骤变等强烈的天气系统影响而引起的海面异常升降现象。通过两景不同时段的遥感影像的判读，提取海面的异常变化，是通过遥感方式监测风暴潮的主要手段，而此时就要熟悉遥感影像的判读。为了很好地判读影像，需要对影像做一系列的处理，包括对比度变换、空间滤波、彩色变换、图像运算、多光谱变换等，同时对遥感图像的解译方法和过程也要熟悉掌握。
4.“海洋灾害”遥感数据的可视化。通过三维绘制引擎、地形的识别技术、场景的显示等技术，实现海洋灾害的再现。在此作为知识的扩充，讲解遥感在与其他数据（如DEM数据）融合，以及后期制图和可视化显示等知识。
三、“海冰”灾害监测案例驱动下的遥感教学示例
以“海冰”灾害监测为例，在结束的遥感教学中，对案例驱动的教学方式进行了实验。
海冰灾害主要发生在渤海和黄海北部和辽东半岛沿岸海域。海冰的主要危害上威胁船舶和海上构筑物的安全，影响渔业和航运等。2001年2月，渤海出现近20年来最严重的海冰，辽东湾最大冰厚60m，辽东湾北部港口基本处于封港状态，秦皇岛海域航标受损，40多艘船舶被困，航运中断，天津港船舶进出困难，渤海海上石油平台受到流冰严重威胁。现以渤海湾海冰预警预报为例，实现遥感的知识讲授，整体流程如图1所示。
在“海冰”监测数据需求分析阶段，通过分析渤海湾的“海冰监测”要求，分析所需数据，主要包括MODIS数据、Landsat数据、SAR数据、微波散射数据等。故此，为学生解惑，不同遥感平台、不同的探测手段等，同时，掌握遥感的基本概念、遥感系统的组成、遥感的主要类型以及遥感的主要特点等基础知识。为了实施后期操作，主要提供了同一地区三个不同时间段的数据（免费数据），如图2所示，由此可以清晰地看出该地区的海冰覆盖。
在数据的预处理阶段，主要是上面三景数据进行预处理。此时结合操作软件ENVI，讲解坐标系的定义、图像的几何纠正、图像的剪裁等。但是为了更好地理解这些操作的目的及原理，需要学生掌握遥感的成像原理、地物光谱特征和大气对辐射的影响等。
在数据的特征提取阶段，为了更好地监测海冰的边界等信息，需要对比度变换、空间滤波、彩色变换、图像运算、多光谱变换等。同样结合ENVI操作，在学习理论知识的同时，熟练其操作工程。最后根据不同的要求，对监测结果以出图或报表的形式数据。
四、结语
“海洋灾害”案例驱动下的遥感课程教学改革，使得遥感教学从以理论教学为主的传统遥感教学模式中摆脱出来，激发学生的学习兴趣，进而激发他们学习的主动性和创造性；通过实际海洋灾害案例的设计，培养学生海洋意识，从根本上提高教学质量，全面培养学生的实际应用能力和解决海洋问题的能力。
参考文献：
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遥感概论论文范文第2篇
关键词 遥感制图；制图方式
中图分类号TP7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）71-0204-02
1遥感制图概论
遥感制图是指通过对遥感图像目视判读或利用图像处理系统对各种遥感信息进行增强与几何纠正并加以识别、分类和制图的过程。遥感图象有航空遥感图象和卫星遥感图象，制图方式有计算机制图与常规制图。目前应用最多及着重研究的是利用Landsat的MSS图象制图。由于多波段的卫星图象具有信息量丰富、现势性强，利用它编图周期短等优点，在制图方面得到了广泛的应用。简单地说是通过对遥感图像目视判读或利用图像处理系统对各种遥感信息进行增强与几何纠正并加以识别、分类和制图的过程，可作为新编地形图的重要信息来源。
传统地图的制图方法是测绘，编绘。随着计算机及相关输入、输入设备的使用，出现了计算机地图制图，实现了工艺上和技术上的变革，产生了数字地图。遥感技术的兴起使传统的地图编制理论与方法发生了深刻的变革。因为遥感技术可以通过多平台、多波段、多时相的信息源，快速、真实地提供了丰富的制图信息。遥感技术在地图学领域的应用，也大大缩短了地图的成图周期。
2遥感制图方法分类
遥感技术的出现，使得制图方法拓宽，从而丰富了地图类型以及地图内容。从广义的概念上讲，遥感影像制图是由遥感影像加以特定地图要素的符号，比如境界线、风向、等压线，再辅以注记、说明、图廓、图框、图名、图例等成图。
2.1常规方法
常规方法制作遥感影像地图过程与步骤上与普通地图编制、生产流程基本相同，但是又有所区别，遥感影像地图主要用影像表现信息，需要进行影像处理，如滤波和变换；而且制图综合简单许多。
生产流程上包括：设计、选图像、选底图、影像纠正、制版、套印。
展开来讲，设计阶段：根据任务要求进行影像地图设计，确定资料，专题要素表示方法的选择，图面配置要求，生产流程，生产技术措施，质量管理方法等等；
选图像：要根据制图专题内容，选择恰当时相和波段的图像，对选好的图像进行预处理，对专题内容进行目视解译；
选底图：所选择的基础底图要反映出区域地理背景，对影像进行位置纠正，选择的底图范围要与制图范围相适应，比例尺与制图比例尺一致，要素相对要全面；
影像纠正：即要求影像与底图具有一致的坐标系统；
制版：使遥感影像解译形成的线划注记版，影像套合地图的基本要素有经纬网、高程点、等高线、交通网、境界线、居民点。
套印：分色、分色片、套印。
2.2计算机辅助制图方法
在计算机系统支持下，根据地图制图原理，应用数字图像处理技术和数字地图编辑加工技术，实现遥感影像地图制作和成果表现的技术方法。
需要计算机的软硬件设备进行处理，硬件设备包括输入设备、处理设备、输出设备。软件包括图像处理软件，地图编辑处理软件，专用制图软件。
生产流程包括：选图像、数字化，选底图，数字化，影像纠正与图像处理，影像镶嵌、地图拼接，影像与地图复合，制作符号注记层，图面配置，图件输出。
展开来讲，选图像、数字化：根据制图内容和要求选图像，包括时相、波段、多景图像来源尽可能统一图像质量，对于摄影胶片，需“数字化”黑白扫描，彩色扫描；
选底图：所选择的基础底图要反映出区域地理背景，对影像进行位置纠正，选择的底图范围要与制图范围相适应，比例尺与制图比例尺一致，要素相对要全面；
数字化：底图数字化的方法包括手扶跟踪数字化、屏幕数字化、扫描矢量化，步骤包括分幅、分层数字化，又要编辑、检查；
影像纠正与图像处理：几何纠正使得影像具有底图一致的坐标系统，方法上使用控制点纠正；图像处理上要做到消除噪音、去云、信息增强；方法上采用对比度变换、图像平滑、锐化、彩色合成、主成分变换等方法。
影像镶嵌、地图拼接：几何校正以及边缘灰度处理；
影像与地图复合：将统一区域的图像与图形准确套合；
制作符号注记层：即地图符号与注记的选择；
图面配置：图名、图例、图框、比例尺、指北针等等；
图件输出：利用设备输出
总结来讲：遥感制图包括遥感图像输入、数据预处理、图像识别分类、几何投影变换、影像图形输出等步骤。
2.3遥感制图中重要步骤
图像镶嵌：为了便于镶嵌，镶嵌要有足够宽的重叠区，最好不少于图像的1/5,如果过于狭窄，会影像镶嵌精度，特别是图像边缘会出现扭曲。镶嵌时最好先进行图像校正，这样精度会高些。
图像变换和增强：要注意综合使用各类方法，来突出相关的专题信息，提高图像视觉效果。综合使用光谱增强、彩色增强和空间增强。
3 发展前景
遥感制图按照表现内容可以分为普通影像地图和专题影像地图。按照获取遥感信息传感器可以分为航空摄影影像地图，扫描影像地图，雷达影像地图。
遥感影像地图在现代化的应用中具有明显的优势。其信息量丰富，与传统地图相比，遥感影像地图上没有信息空白区域。传统地图往往经过制图综合，地物分布信息被高度概括。形象直观，影像是经过“自然概括”的，而不是“人为综合、抽象”的。能直观形象地反映地势起伏等形态，增加了地图的可读性。具有一定的数学基础，与一般的遥感影像相比，遥感影像地图具有较为严密的数学基础，可以方便确定地理位置、进行地图量测与定量分析。现势性强，遥感技术可以快速、准确、动态地获取信息，遥感制图成图周期短。目前应用最多及着重研究的是利用Landsat的MSS图像制图。由于多波段的卫星图像具有信息量丰富、现势性强，利用它编图周期短等优点，在制图方面得到了广泛的应用。
4结论
随着数字环境和软硬件设备的飞速发展，遥感制图具有广阔的发展前景，多层次、多元化、系统化的遥感制图体系必将形成。
参考文献
[1]赵锐.遥感制图原理与方法.测绘出版社，1990-7-1.
遥感概论论文范文第3篇
关键词 贵州省;遥感课程;应用型人才
中图分类号：G652 文献标识码：A
文章编号：1671-489X（2014）24-0023-03
Study on Teaching Methodology for Remote Sensing based on Characteristic Key Subjects in Guizhou//LI Song， DENG Baokun
Abstract This paper discussed a teaching methodology for remote sensing to environmental specialty of Characteristic Key Subjects in Guizhou from both contents and methodology， aimed at those who are not major in remote sensing. Integrated subject orientation analysis of remote sensing and education of applied talents， this paper developed a 2+1 remote sensing teaching modes for aspects including technology and science views. Here 1 was the aim of education of applied talents， and 2 means that teaching of remote sensing which could be developed from views of technology and science views. Consequentially，integrated use of multi-approach based on multimedia and multi-method could improve teaching effect obviously. Finally， we gained experience in the practices of teaching.
Key words Guizhou; remote sensing; teaching; applied talents
遥感出现了“多传感器、多平台、多角度、高空间分辨率、高光谱分辨率、高时相分辨率”的趋势[1]。随着数理统计、计算机和空间科学技术的进步，遥感作为空间信息科学的核心技术之一，已经成了各部门、各领域最重要的信息获取手段，并在数字技术中占有重要的地位。尤其2008年的汶川大地震以来，遥感也成了一个热门甚至时髦的词汇，从专业领域进入人民大众的视野，遥感课程也引起越来越多的重视。
在综合整合多种资源的基础上，从2013年7月1日到2015年底，利用优于1 m分辨率的多源遥感影像，利用以遥感为基础支撑的中国地理国情普查项目，调查地形地貌、植被、水域、荒漠及裸地、交通网络、居民地及设施、地理空间等，查清中国自然和人文地理要素现状和空间分布，提高地理国情信息对政府、企业和公众的服务能力。在这样的背景下，本文探讨面向贵州师范学院的贵州省环境特色重点学科建设的、针对非遥感专业的遥感课程教学及考核现状和改革方法。
1 遥感课程现状
遥感是一种以物理方法、数学方法和地学分析为基础的综合性探测技术[2]，具有很强的理论性和实践性，是中国发展最迅速的学科之一。由于遥感应用需求的增长，在武汉大学率先开设遥感专业后，越来越多高校纷纷开设遥感专业，如南京信息工程大学、山东科技大学、长安大学等。在没有开设遥感专业的学校，遥感也成为重要的专业必修课程，在人才培养中占用重要的地位。课程的理论性和实践性都很强，学习难度大。
遥感学科性质和课程特征显著影响遥感课程教学方法。关于遥感是科学还是技术的争论，目前还缺乏统一的认识。著名遥感学者、中国科学院李小文院士更倾向于将遥感界定为一门科学[3]。李德仁院士则更多地倾向于将遥感定义为一种先进的信息技术[4]。
本文认为，遥感是一门理论性极强的技术课程，并采用2+1模式进行遥感课程教学设计。其中，“1”即应用型人才培养目标，“2”是从理论和技术两方面进行教学设计。
第一阶段的教学需要扎实的理论基础，同时教学还需要围绕遥感的技术性特征。第一阶段安排36个学时进行理论教学。
第二阶段安排18个课时，在理论教学基础上，围绕应用型人才培养目标，基于遥感软件有针对性地进行教学。第二阶段主要以上机和实践课程形式开设，在GIS（地理信息系统（Geographic Information System或Geo-Infor-mation System）实验室完成，在教师演示的基础上通过师生互动的形式完成教学。
2 遥感课程教学内容
遥感教材比较多，面向21世纪教材《遥感导论》[5]和《遥感概论》[6]作为一个系列，相互补充使用，作为遥感课程教学的优选教材，配合《遥感基础与应用》[7]进行遥感课程教学。
对于遥感机理部分，借鉴《遥感应用分析原理与方法》[8]《遥感物理》[9]《遥感原理与应用》[10]《定量遥感理念与算法》[11]，适当补充遥感机理教学。遥感前沿性内容主要来自于国内外最新研究论文。由于课时的限制，遥感课程以《遥感导论》为指导教材，并开列相关参考书目，由学生根据兴趣进行选择性学习。教学内容包括遥感概述、遥感基本原理、遥感图像处理、遥感目视解译和计算机分类、遥感应用。
遥感技术课程以上机和实践课形式开出，在ENVI遥感软件上进行，主要包括相关处理和遥感应用。相关处理包括几何校正、辐射校正、图像增强、影像融合、目视解译和计算机分类，包括精度验证。
课时分配见表1。
3 教学方法探索
遥感课程教学遵循基础性与开放性相结合、技术性和理论性相结合、应用性和前沿性相结合等原则，进行课程教学内容和方法设计。基础性和开放性相结合，就是要求学生掌握基础的知识，同时增加一些重要但有一定难度的内容，扩展学生的视野和知识面;技术性和理论性相结合的原则，就是结合2+1教学模式，以应用型人才培养为基础，从理论和技术两个层面进行课程教学;应用性和前沿性相结合就是应用能力培养注意跟踪前沿性的基础知识。
考核方法主要在教学大纲和考试大纲的范围内，根据学校的相关规定，基于基础性、开放性、导向性、验证性、应用性等原则进行考核。基础性就是要考核时以基础知识为主，开放性就是尽量避免死记硬背的考法，导向性和应用性就是要能够学以致用。考核综合成绩为期末卷面成绩×70%+平时成绩×30%，其中平时成绩的30%包括作业、考勤等方面，70%可以包括笔试和机验。
1）综合式多媒体教学。遥感理论部分采用多媒体为主，结合传统教学方法的综合式多媒体教学方法进行。多媒体教学可以利用强大的网络资源，具有信息量巨大、演示形式丰富多样、图文声光电并茂、动静结合、直观简洁明了的特点，便于学生接受课程教学内容，是一种不可多得的现代化教学方法[12]。实践课程在GIS实验室教学，以ENVI软件为基础，结合遥感理论课程和实验大纲的安排，分专题进行软件操作演示，针对学生存在的问题进行师生互动，解答学生专题学习和软件操作中的问题。
遥感是与计算机相关联的学科，课程教学适合于多媒体教学方法。但是多媒体教学方法常常局限于“以课件为中心，教师充当播音员甚至放映员”，这种“照屏宣科”变成现代版的“照本宣科”[13]，容易导致师生互动失调、极大降低学习积极性和主动性[14]。因此，在课程准备和教学设计时，应尽量做到幻灯片趣味性和知识性结合，应增加师生互动环节，提高学生的主动性和积极性。同时，在教学手段方面，必要时应结合传统教学方法，增强教学效果。注意教学方法多样化，针对不同内容采取不同的教学方法。如遥感机理部分的辐射传输原理，属于补充内容，难度较大，但有助于学生理解遥感机理。课程教学还需要学生具有较好的空间抽象思维，必要时结合教具进行。在教学过程中采取多媒体结合传统教学方法，可以弥补抽象思维能力较差的缺陷，结合板书解析辐射传输过程，对增强教学效果有积极作用。在此基础上，以暗目标法（或暗像元法）为例，讲解相对辐射校正以及基于ENVI平台的辐射校正过程。并结合喀斯特地区地形起伏较大的特点，在辐射校正的基础上进行地形辐射校正教学。
2）启发式教学。与传统“填鸭式”教学相比，启发式教学方法有利于培养学生创新思维和发散思维，是增强教学效果和提高教学质量的有效方法，可以作为多媒体教学方法的有效补充，有效捕捉学生的学习思维。在教学准备过程中，应进行问题设计，通过必要的师生问答，提高学生的学习积极性，培养学生独立思考和创新的能力。利用启发式教学，结合平时作业考核指标，给学生预留问题，通过图书资料和网络查询，有利于学生掌握系统性的遥感知识。
如在针对热红外遥感内容的教学中，分别引入美国对中国的限制以及东北大小兴安岭林区的话题，通过问题设计激发学生的学习兴趣，增强热红外遥感教学效果：为什么美国会如此限制中国在遥感尤其是热红外遥感方面的发展？东北大小兴安岭发生了火灾，在当地尚不知情的情况下，为什么北京反而会知晓并电话告知？让学生带着问题学习，能够显著提高教学质量。
3）项目式教学。大多数教学方法都是学生被动接受知识的过程。项目式教学方法赋予学生主动吸取知识的热情。结合科研项目，在教师进行项目分解的前提下，学生结合项目方案，通过知识学习，有针对性地进行遥感知识的掌握，在科研项目的支撑下，学生的被动学习可以有效转化为主动学习。
遥感是完成第一次地理国情项目的基本前提。在遥感教学的基础上，学生进入项目组后，可以发现自己知识的盲点，有针对性地查缺补漏，极大地增强学习效果。在地理国情普查项目中，学生的主要工作是室内作业，以及必要的外业验证，所利用的知识点是遥感目视解译。遥感解译需要大量的先验知识储备，由于课时的限制，课程教学的目视解译内容不足以支撑项目的完成。所以，项目对学生的基本要求只限于图斑界限的提取。但是，参加项目的学生都表现出极大的学习热情和积极性，主动认识各种地物类型的遥感解译标志，尽量争取外业任务。
几何校正部分，先通过理论知识的学习，学生掌握几何畸变的来源及相应的校正方法，在此基础上进行校正模型教学。校正模型的学习主要包括二维和三维的几何校正。在相对高差不大于1000 m的情况下[15]，针对一般的应用目的，可以忽略高程对几何畸变的影响，采用二维几何校正方法，是教学过程中应精讲的内容。由于课时限制，教学重点是多项式几何校正。不能忽略高程影响时需要使用三维几何校正的方法，在多项式二维几何校正的基础上讲解有理函数模型，归纳有理函数的一般模型。学生在实际应用任务过程中加深对二维和三维几何校正的理解。
4 结束语
遥感是一门难度较大的课程。遥感和GIS专业的教学，除了遥感导论课程外，有专门的定量遥感、遥感地学分析、遥感图像处理等课程，理论和实践课时都比较充足。对于非遥感专业背景下的贵州省环境特色重点学科中的遥感课程建设，在有限课时内很难达到理想的教学效果。由于学生的计算机和数理基础都比较差，应注意教学内容的难度控制，实际教学课时也会明显大于教学大纲的控制学时。在此基础上，教学科研相结合，充分调动学生的积极性和主动性，利用课堂之外的时间学习遥感知识，可以取得较好的效果。但是，结合科研项目的教学方法目的性太强，知识系统性较差，从效果和作用上都不能取代主体教学方法。因此，增开一门遥感导论的补充课程，是解决问题的根本途径。
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遥感概论论文范文第4篇
随着社会对遥感人才需求的不断增长，遥感课程在高等院校中越来越受到重视。遥感是与地理科学、自然地理与资源环境、环境科学、水文与水资源及地理信息系统等核心课程有关的专业课程。遥感技术既能为军事服务，也能为地区社会经济发展服务，在高等院校中遥感是一门综合性重点课程。目前，国内高等师范院校在遥感课程内容、教学方法及教学效果评价等方面并未完全体现出遥感技术的广泛应用性、动手操作性。很多院校基本沿袭原有的传统学科的教学模式，以教师课堂讲授为主，不仅忽视学生与教师之间的互动性，也忽略遥感技术是一门动脑与动手相结合的特色课程。本文分析地方师范院校遥感教学存在的问题，研究地方师范院校遥感教学改革的策略。
一、地方师范院校遥感教学存在的问题
（1）课时安排问题。遥感课程作为一门动手操作性较强的课程，若课时不足则很难满足教学要求。在遥感教学过程中，教师需要安装并讲解Arcgis、ENVI/IDL或ERDAS IMAGINE软件，影像数据也多种多样，如光学遥感影像、热红外影像、雷达影像，而每种数据的处理与解译方法均不相同。这些教学内容，难以在短时间内完成并演示给学生看。因为课时有限，也难以让学生在课堂上花时间进行模拟实验，不利于培养学生的实际操作能力。
（2）教学内容问题。遥感课程内容广泛，不仅涉及传感器捕捉影像的基本原理、采集影像的基本影响因素、影像的校正（大气辐射校正、几何校正、正射校正等），还涉及影像解译、数据提取及数据分析、遥感地面验证等，这些均需要学生掌握一定的软件应用能力和基本仪器操作技能。为此，单纯的理论讲授难以提高学生动手能力，必须结合大量的上机实践课。
（3）教学方法问题。遥感课程具有理论与实践相结合的特点，要求教师不仅对遥感基本理论非常熟悉，而且对相关软件如Arcgis、ENVI/IDL或ERDAS IMAGINE也非常熟悉。在基本遥感软件操作过程中，学生可能遇到很多新问题。比如校正影像与实际地理位置特征差异较大，可能是数据控制点选择问题、或是采用的基准图（地形图）问题、或是野外实际观测点记录问题、或是野外测量仪器误差问题等引起的。如何在短暂的课堂教学中解决学生实际应用时可能面临的一些基本问题，是教师必须认真研究的课题。
二、地方师范院校遥感教学改革的建议
（1）注重课时调整。要根据实际教学内容，合理安排教学计划。例如，依据教学章节与内容的差异，“绪论与基本概念”可以安排1课时～2课时，但如果“遥感影像的解译与校正”计划安排2课时的话，学生只能了解基本概念，无法理解相关软件的功能及其优缺点，也无法理解各相关命令的作用及成图效果，更无法做到熟练操作与练习。因此，根据实际教学需求进行课时调整显得十分迫切。但有时也存在一些问题：a.学生专业培养方案及计划问题。原计划32课时或48课时，且经过学科评估论证，如何再更改？b.课时得到延长，软件操作遇到连续性问题。比如，数据校正操作需要连续5课时～8课时，而一般院校排课2课时～3课时一次，因此，学生会遇到教室被占用的问题。
（2）注重教学内容的更新。随着科学技术的发展，遥感影像种类及分辨率发展较快。比如，1986年的spot1卫星重复覆盖周期为26天，分辨率??60km×60km，后续发射的6颗卫星中，2014年发射的是spot7，重复覆盖周期为0.5天，与Spot6及两颗昴宿星（Pleiades 1A和1B）组成四星星座，针对特定目标区域可以提供0.5m×0.5m的分辨率影像。高分影像的不断改进，为人们利用现代技术认识自然地理规律提供可靠的保障。因此，教师要注重自身知识体系的更新以及教学内容的更新。而更新自身知识体系，存在以下两个方面的问题：一是教师的不断学习问题，教学、备课、科研与家庭时间的再分配问题和新知识的接受能力问题；二是资料来源问题，这是当前困扰师范院校教师的难点之一，高分影像价格较高，经费问题如何解决？是靠个人通过科研项目的立项获取经费，还是靠院校拨款？随着现代存储设备的发展，多校联合购买与共享，也是降低教育成本的方法之一。
（3）注重教学方法与教学思路的调整。高、精、尖技术发展速度很快，但年龄、家庭、认知体系与认知条件等因素，在一定程度上限制部分教师的遥感教学方法和教学思路的改进。例如，在利用Arcgis软件进行遥感影像校正中的野外验证教学时，由于遥感影像覆盖面积较大，覆盖地形种类、下垫面、植被覆盖率等存在差异，教师会遇到以下问题。1）验证数据采集耗时长。遥感仪器操作的学习与验证种类、面上验证点的选择与测量均耗时较多，教师如何在教学、科研、家庭方面进行协调？进行大面积验证时，学生在校外的安全问题如何保障？2）传统课堂讲授与现场操作教学方法的差异。现场操作教学不仅要求教师具备扎实的理论基础，还要求教师具备过硬的操作实践及演示能力。3）传统的单人授课模式与多人授课模式问题。以30人为一个班级为例，在进行单人仪器操作与演示教学过程中，教师会发现多数学生看不到示范过程、或出现理解能力与理解速度存在差异的问题。为此，教师可以采用多人操作演示的方法，这样一方面能更好地教导学生，另一方面也能相对集中学生的课堂注意力。
（4）关注云时代与大数据，重视多媒体教学。遥感科学是在传统地理学与现代计算机科学交叉渗透、相互融合的基础上发展起来的一门新兴学科，计算机硬件与软件的快速发展，为遥感课程教学提供新的机遇与挑战。当前，教师要关注云时代与大数据，重视多媒体教学。要充分重视大数据与遥感课程教学的结合，关注大数据对不同行业的影响，从原有的单一利用遥感解决自然问题，转向利用遥感解决社会问题如物流、人口迁移、区域发展评估等问题。要重视基于大数据的个性化学习，避免传统的“一刀切”教育，要以学生的发展需求为中心，用大数据技术和思维合理地构建学生的知识体系，促进学生个性化发展。
（5）重视教学效果评价体系的完善。遥感教学评价不能局限于固化成果的终结性评价，而应当将评价内容“嵌入”并结合到遥感教学讲授与实验操作全过程，尤其是户外仪器操作、室内软件操作要成为教学评价的重要组成部分。常规课程评价注重课堂讲授方式、内容与方法，而操作性较强的遥感课程，不仅涉及室内软件操作，还涉及室外相关仪器操作和验证实习，这要求学生掌握并了解课堂讲授内容，同时必须熟悉常规软件的应用和仪器的操作。因此，遥感教学效果评价应是动态的、持续性的，能够将课堂讲授和实践教学紧密结合，能够充分调动教师改进教学方法的积极性，促进学生掌握基本理论知识和提高实际动手能力。要重视学生的认知性实习、顶岗实习、暑期实践实习、毕业综合实习等不同阶段的情况，综合评价遥感课程教学效果。
遥感概论论文范文第5篇
关键词：3S；林地；动态变化
中图分类号：TP7
文献标识码：A 文章编号：16749944（2016）08018102
1 引言
“3S技术”是指RS（遥感技术）、GIS（地理信息系统）和GPS（全球定位系统）技术的统称，综合空间、传感、卫星定位、计算机和通讯等相关技术，对空间、生物、数据和信息进行高效的采集、处理、应用和更新。其中RS（遥感技术）从高空或外层空间接收各类地物的电磁波信息，并通过对这些信息进行扫描、摄影、传输和处理，实现远距离控测和识别；GIS（地理信息系统）能对各种地理信息进行分类、组合、分析，专门管理地理信息的计算机软件系统；GPS（全球定位系统）能够快速、高效和准确地提供测量点位的三维坐标以及其他相关信息，是一种利用卫星、通信和计算机技术全天候、高精度、高效益进行测量的技术系统。
2 数据处理
2.1 几何校正
在遥感影像图成像时，往往会因为遥感传感器、遥感平台以及地球星体本身等方面的原因引起难以避免的几何畸变。而几何校正就可以校正成像过程中所产生的几何畸变。图像几何校正是将数字图像投影到地面上，使其符合地图投影的过程。由于所搜集到的遥感影像都已经过辐射校正和几何粗校正，因此在该研究中仅对影像进行几何精校正。其主要步骤为在ERDAS环境下选取地面控制点，计算变化矩阵的参数，然后进行图像重采样，最后输出图像文件。
2.2 研究区遥感影像图裁切
图像裁切分为规则裁切和不规则裁切，研究中使用不规则裁切法。首先利用AicGIs将研究区的行政边界的矢量格式存为ARC/INFO图层，然后在ERDAS下对研究区域创建AOI感兴趣区，利用subset功能，将对比期遥感影像按照感兴趣区域的AOI边界切割出来，得到研究区的遥感影像图。
2.3 图像最佳波段选取与增强处理
使用不同波段进行组合，目的是找出那些同类像元聚集性和异类像元离散性都相对较好的波段。
3 林地类型动态变化研究
3.1 监督分类法
遥感影像分类主要依据是地物的光谱特征，即地物电磁波辐射的多波段测量值，这些测量值可以作为遥感影像分类的原始特征变量。分类是对图像上每个像素照亮度接近程度给出对应类别，以达到大致区分遥感图像中多种地物的目的。经过大量研究发现对不同类型的林地进行监督分类效果最好，监督分类是将遥感影像通过建立训练样本和判别函数，将待分像元代入判别函数进行判别的过程。而实际中常常采用人机交互式判断影像，即根据给定区域，按照解译标准对遥感影像进行分类。
3.2 景观格局指数法
研究中利用景观结构分析软件Fragstats对景观格局指数进行计算。FRAGSTATS是由美国俄勒冈州立大学森林科学系开发的一个景观指标计算软件，它有2种版本，矢量版本运行在ARC/INFO环境中，接受ARC/INFO格式的矢量图层；栅格版本可以接受ARC/INFO、 IDRISI、 ERDAS等多种格式的格网数据。两个版本的区别在于：栅格版本可以计算最近距离、邻近指数和蔓延度，而矢量版本不能；另一个区别是对边缘的处理，由于格网化的地图中，拼块边缘总是大于实际的边缘，因此栅格版本在计算边缘参数时，会产生误差，这种误差源于网格的分辨率。
3.3 马尔科夫矩阵转移模型
Markov模型是普遍应用的关于景观概率转移分析和预测的模型，它基于转移概率的数值来显示一种林地类型向另一种林地类型转化的比值，可以计算林地从一种类型转移到另一种类型的面积及百分比。该研究中对林地的动态变化获取就是采用Markov矩阵转移模型。
首先基于ArcGIS10平台对3期栅格化数据进行空间叠加分析，通过ArcGIS的计算结果提取各类景观之间相互转化的面积，根据这个结果建立景观类型转移矩阵，通过建立的景观类型转移矩阵的除以相应的基数得到景观类型转移概率矩阵。
4 驱动力研究
4.1 研究区驱动因素的获取与选择
不论是林地景观格局的空间布局还是历史演变的差异变化，无非就是自然因素和人文因素综合作用导致的。自然因素对现状林地景观结构的形成提供了前提条件，而人文因素的影响则是景观结构的形成、调整和改变的主要驱动因素。景观格局变化的驱动力主要包括自然驱动因子和人文驱动因子。自然驱动因子包括海拔、地形、气温和灾害驱动因子等方面；人文驱动因子有人口因子、经济因子和政策因子等。
4.2 灰色关联度分析法
灰色系统理论最早由华中理工大学邓聚龙教授于 1982 年提出，该理论一经诞生，就受到了海内外专家学者的极大关注，它的研究已经渗透到了自然经济社会科学的等诸多领域，灰色系统认为：世界上实际存在的许多客观问题，其内部结构、机理及参数不能被人们完全了解和获知，人们不能像“白箱”那样打开箱子直接观察内部结构来说明箱子的特征，只能通过部分信息可知，从而用部分信息未知的系统（即灰色系统理论）来分析、研究和预测未知的领域，以求了解整个系统。
灰色系统理论提出了灰色关联度分析方法，该方法是一种多因素统计分析方法，以期通过一定的方法分析不同因素之间的联系，主要以各个因素的样本数据为依据进行灰色关联度的计算分析，关联度的大小决定因素间关系的大小、强弱及顺序。通过关联度分析，可以分析哪些因素对系统来说是主要的，哪些是次要因素，以及与系统关联关系的定量化等问题。因素分析常用的方法主要为线性回归等，但是这些分析需要大量的数据和计算，有时候甚至会得出反常的结论。为此，笔者鉴于在区域小、数据较少等实际情况下，可选取灰色系统关联分析方法来解释土地利用变化的驱动因素。
参考文献：
[1]罗杰斯，威廉姆斯.扩散马尔科夫过程和鞅：第2卷[M].北京：世界图书出版社，2003.
遥感概论论文范文第6篇
关键词：遥感地学分析；课程；教学方法
中图分类号：g642.4 文献标志码：a 文章编号：1674-9324（2013）30-0130-02
一、引言
遥感是综合利用物理手段、数学方法，依据地学规律来研究地球表层的资源与环境问题的技术手段，具有现代边缘科学技术明显的综合性的特点，它既是空间技术的必要组成部分，又是联系天文学、地球科学和生物学的纽带，其应用遍布林业、农业、地质矿产、土地资源、环境、水资源、城市规划与管理等各个不同领域[1]。遥感应用研究的基础是需要根据地学应用的目的来建立一定的遥感信息的处理和分析模型，获得能反映地球区域分异规律和地学发展过程的有效信息，而遥感地学分析就是遥感与地学各学科应用之间的一个接口，它既是遥感应用基础研究的重点，也是遥感技术发展的前沿[2]。
《遥感地学分析》是遥感与地学交叉的边缘科学，是应用遥感的理论、方法和技术，应用遥感数据源，实现复杂地学问题的快捷、方便、省时和省力解决的一门课程。该课程是遥感科学与技术专业、地理信息系统专业等本科专业的一门重要专业课程，作为其学习基础的先修课程有《遥感原理与方法》或《遥感概论》、《遥感数字图像处理》、《自然地理学》等。开设该课程的主要目的是巩固、深化学生遥感基础理论知识，学习掌握遥感地学分析的基本原理、方法及模型构建，学习遥感技术在各主要地学领域的应用方法，使学生从遥感的角度认识地理过程和规律。为了实现上述教学目的，可以将整个教学过程分为三部分：基础知识与案例相融合的问题驱动式基础理论教学；具有专业学科背景及地域特色的遥感地学分析教学；完整的项目式实践教学。
二、基础知识与案例相融合的问题驱动式基础理论教学
《遥感地学分析》课程是在学习过遥感相关原理、方法等基础知识的基础上开设的，在基础理论知识这块主要以巩固和深化为主，因此在教学过程中不是简单的重复式教学，不能以灌输的方式再将学过的知识讲解一遍。教学中可以把经典理论知识与案例相融合，将有针对性的案例展示给学生，并采用问题驱动式教学，把案例中涉及的理论知识由浅入深、循序渐进的以问题形式引出，再由学生自行思考、讨论，利用所学基本理论对案例所呈现的现象和问题进行分析和解释，最后由教师对学生的回答给出解释和总结，从而达到巩固和加深基础理论知识的目的。例如，在回顾和地物光谱特性相关知识时，可打开一个多波段影像，在老师的要求和简单提示下，由学生自己动手进行一些简单的数据操作，如可单独打开每一个波段的影像，针对同一位置同一种地物类型进行观察，由学生通过地物在不同波段影像中的色调变化，来直观认识该地物在各个波段的光谱反射差异；然后可打开多个由不同波段组合形式形成的真彩色或假彩色影像，先由学生观察并描述不同影像中地物的差异，分析产生差异的原因；进而进一步讨论多波段影像在遥感应用中的作用，认识到研究地物光谱特性的必要性及波段选择的重要性，掌握地学分析应用中波段选择及波段组合的方法及评价。
上述整个过程中都需要老师根据实际情况有针对性的引导、提出问题、解决问题，从而实现教学的推进。当然，完成这一教学过程除了上述内容外还需做好充分的课前准备和课后总结工作。课前准备有：由老师挑选准备学校所在地的，最好是不同时相的多波段遥感影像数据，在上课之前就分发给学生，由学生通过目视解译、实地踏勘及其他辅助手段（如google earth等），将影像中地物类别判识并标注出来；老师提前将所要讲解的知识点进行提炼，按照知识的连贯性及人对事物认识的过程，将知识点按照由浅入深、层层递进的关系进行组织串联，并设计好影像操作的步骤、环节以及提出的问题。课后的总结主要是在课堂的主体内容结束后，由老师以文字的形式将整堂课所涉及的知识点依次总结罗列出来，保证课堂教学的整体性。
三、具有专业学科背景及地域特色的遥感地学分析教学
在《遥感地学分析》课程中，非常重要的一部
内容就是学习掌握遥感地学分析的基本原理、方法及模型构建，学习遥感技术地学领域的应用方法，从遥感的角度认识地理过程和规律。这部分内容需要讲解一些基础、常用的遥感分析方法，如地学相关分析法、分层分类法、变化检测、定量遥感分析等等，还需要学习遥感在一些主要地学领域当中的具体应用，比如土地资源、林业、农业、水资源、地质等。作为不同学校或不同专业开设这门课程，除了要完成上述基本原理、方法和应用的学习任务外，还应突出专业学科背景特色，根据该专业的学科背景、支撑学科及所处地域特色，深入系统的学习与区域特色及学科背景结合紧密的一个地学领域中的应用。比如新疆大学地处西北干旱区，具有干旱区所特有的一些地理环境特点，在这里长期进行着盐渍化、沙漠化、干旱区流域生态环境及其脆弱性、积雪融雪、冰川、地质地貌等具有地域特色的地学研究。因此在课程该部分内容的学习中，可根据教师或者学校其他研究团队在这些领域中的研究，加入一项专题地学分析学习，将实际的科研工作情况融入到课堂教学中，用实例让学生更直观深刻的理解在这些领域中，各种地学分析方法是如何应用的，应用后能够得到什么样的结果，这些结果有什么样的作用以及如何指导实际的工作。
四、完整的项目式实践教学
实践教学是《遥感地学分析》课程的重要组成部分，对于整个课程内容的串联和实际应用起着至关重要的作用。传统的课程实验是将实验割裂开来，针对不同章节的内容设置多个小实验、单独完成、单独撰写实验报告，这样的实验模式会使学生很难形成解决一个具体问题的整体思路，知识的连贯性不够，运用遥感知识解决问题的能力不能得到很好提升。因此该课程的实验应改变这种传统的独立小实验模式，将实践内容设计成一个完整的项目形式。所谓项目式就是由教师根据科研项目情况及数据可能的获取情况，确定相关选题，选题以能够包含主要的学习内容和知识点、执行一个完整的遥感数据分析流程、能够在有限时间内实现为原则。学生则分成多个小组，自由选择感兴趣的题目，小组成员共同讨论选题实现的思路和方法，通过分工合作完成实验内容，最后各自独立撰写一份完整的项目实验报告。这种实验方式能更多的调动学生参与的积极性，能在一定程度上提高学生分析问题、解决问题的能力，培养团结协作的意识，此外也能体现出知识的连贯性和实用性。
五、结束语
本文根据《遥感地学分析》课程的特点及课程所要达到的教学目的，探讨了针对基础理论知识、地学分析方法和实践教学三个部分的教学方法。认为在遥感基础理论知识部分，应以巩固和深化为主，强调基础知识与案例相融合，由问题驱动的学生自主分析学习；在遥感地学分析的原理、方法及应用部分，强调紧密结合学生所在专业的支撑学科及所处的地域特色和当地的重点研究领域，加入遥感在某个特色领域应用的学习；在实践教学部分，应考虑以一个完整项目式的实验形式代替多个独立小实验，以增强知识的连贯性，提高学生解决实际问题的能力。
参考文献：
[1]刘琣，贾琸明.遥感的地学应用与发展趋势综述[j].华北国土资源，2005，（1）：19-22.
[2]骆剑承，杨艳.遥感地学分析的智能化研究[j].遥感技术与应用，2000，15（3）：199-204.
遥感概论论文范文第7篇
1 地理科学在科学体系中的地位
钱学森在20世纪80-90年代逐步完成了 总结 全人类 研究 的科学体系。概括起来分11个门类、5大巨系统、4项建设（图1、图2、图3、表1），下面分别表述原著与解解的 内容 。
附图
图1 钱学森论人类的知识体系
fig.1 the statement of human knowledge system by qian xuesen
钱学森将当今人类对科学知识的体系，分为数学科学、自然科学、地理科学、社会科学、建筑科学、军事科学、人体科学、思维科学、行为科学、系统科学与美学11个体系。对上述人类知识体系解读，可以将自然科学、社会科学和地理科学作为客体世界的主要研究对象；而人体科学、思维科学和行为科学作为人类主体的主要研究对象；建筑科学界于客体与主体科学之间；军事科学实际上是指谋略科学（包括经济、 政治 、军事等），是在掌握所有科学基础上的智慧较量；美学是纵贯于各个学科的；数学科学与系统科学是横贯于各个学科的。因此有以下的科学分类 网络 系统（图2）。
附图
图2 科学分类的网络体系
fig.2 the network system of science classification
在五个开放的、复杂巨系统中（图3），地理系统与星系系统、社会系统、人体系统、人脑系统并列，其中的物理、地理、事理、人理、脑理中的“理”都是指研究的“ 规律 ”。
钱学森提出的社会主义总体设计部（表1）中，除了政治文明建设、物质文明建设、精神文明建设外，特别提出地理建设，笔者将其修改为地理系统工程，并增加了人口、科教、城镇、资源、灾害、产业。
表1 社会主义建设的系统结构（略有修改）
tablel the system structure of socialism construction
附图
2 地理信息科学
20世纪70年代以来，随着航天技术的迅猛发展，来自外层空间的遥感、遥测、定位、通讯信息海量地增加；随着 计算 机技术的迅猛发展，处理与解决这些海量数据的能力大幅度地提高。地理信息系统、地理专家系统、管理信息系统、辅助决策系统应运而生，使得地理信息科学首先获得发展的机会。正是地理信息科学这门用高新技术武装起来的技术科学的发展，带动了整个地理科学的建立与发展。
附图
图3 五个开放的复杂巨系统
fig.3 five open complex giant system
地理信息科学的主要内容就是天地信息一体化网络系统，包括航天信息网络系统（外层空间卫星之间的信息网络）、地面的网络系统、天地之间的网络系统三部分，是有线网络与无线网络连通的一体化网络系统。1998年笔者发表了“航天信息与地理信息一体化网络系统及其 应用 ”的论文[5]，2002年又发表了“论地理信息科学的发展”[6]一文。两篇论文基本上代表了地理信息科学的创始与发展，当前各行各业都在进行数字化或信息化的建设，实际上都是天地信息一体化网络中的部分子网络或子系统。地理信息科学中最重要的原创性的成果是遥感信息模型与地理信息编码模型。
随着遥感信息的大量获取，数学家以模式识别为工具对遥感信息进行图像处理与分类，使用的数学工具主要是数理统计的 方法 ，把遥感信息看成是没有成因关系的随机变量；物理学家则把获取遥感的物理过程视为遥感信息的成因，因此采用反演的方法，使用辐射传输方程为主的数学工具，事实上不承认地理现象的不确定性；大多数地理学家将遥感信息当成系列成图的基础信息，快速、准确地制作系列地图。地图是符号系统，其信息量远不可与遥感信息量比较，地图学家把遥感信息转化成符号系统的系列图谱。遥感信息模型则是将地理复杂现象中的非遥感信息转变为归一化的影像信息，与遥感信息一起用方程、统计与相似准则结合，也即演绎逻辑、归纳逻辑与类比逻辑结合；确定性与不确定性（包括随机的不确定性、模糊的不确定性、灰色的不确定性、分形的不确定性）辩证统一；图像与方程（一个像元或一个图斑、一个方程）耦合；抽象思维与形象思维互动而建立起来的一种地理复杂信息模型[7-9]。这种信息模型只有在遥感技术的推动下才有可能产生。这种信息模型是遥感信息与地理信息连接的纽带。
地理信息系统本来就是为了制作地图而创建的，因此地图学家将从遥感中提取的系列地图存入地理信息系统，是顺理成章的。但是这种地理信息系统无论空间 分析 功能多么强大，也不可能进行模型 计算 ，外挂、内嵌种种方式都不可能解决直接进行模型计算 问题 。系列地图存入计算机的图形库时，信息又是冗余的，因此带来一系列与计算机技术 发展 格格不入的疑难，最为典型的是数据挖掘，数据挖掘说明存在数据库中的信息有冗余。遥感信息模型的运算要求地理信息系统可以直接进行模型计算，由此地理信息编码模型应运而生[10,11]。传统的地理信息系统以图形的叠合(overlay)为主；而能够进行遥感信息模型运算的地理信息系统则以像元或图斑中的多位编码的抽取(extract)为主。这又是完全相反的途径。地理信息编码模型还是地理定量信息与定性信息转化的纽带，也是地理信息系统中属性库与地理专家系统中知识库联系的桥梁。
总之，天地信息一体化 网络 系统是开放的复杂巨系统， 研究 这个巨系统的地理信息 科学 的 内容 远远超过了3s(remote sensing,global positioning system,geographical information system)的范围，而是以天地信息一体化网络系统为核心的天—地—人—机系统。地理信息科学虽然是从属于地理科学的技术科学，但是地理信息科学的诞生与发展是引领地理科学成长的核心力量，因此本刊更名时，将地理信息科学与地理科学相提并论，突出了地理信息科学的重要性。
遥感概论论文范文第8篇
关键词:网格服务;遥感图像数据;集成与共享
中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2010)10-2462-01
A Remote Sensing Data Integration and Sharing Platform based on Grid Service
WANG Qiang
(Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266510, China)
Abstract: Because image data of the remote sensing is mass, distributed, heterogeneous and autonomic, the existing system is difficult to satisfy the enormous demand that humans effectively share and query image data of remote sensing. This article discusses the relevant issues that realize the integration and sharing of image resource of remote sensing in the Web environment. A platform framework of the resource integration and sharing of remote sensing image, based on the grid service technology, is proposed and realized. It meets users' demand for the full, dynamic and consistent sharing of image data resources of remote sensing.
Key words: grid service; remote sensing image data; integration and sharing
1 概述
随着社会发展和经济持续增长,遥感技术在测绘、气象、国土资源勘察、灾害监测、环保、国防等诸多学科和领域得到了广泛的应用,大量的分布异构的遥感观测数据正不断产生。遥感图像数据具有以下特点[1]:1)遥感图像的数据量非常大。2)数据的复杂性和异构性。3)数据的分布性。4)数据的自治性。遥感图像数据的这些特点为数据资源的访问带来了难题让用户不能有效的查询和访问自己感兴趣的图像数据。
网格[2]作为解决分布式复杂异构问题的新一代技术,为数据管理和存储提出了一种全新的架构。另外,开放网格服务架构OGSA(Open Grid Services Architecture) [3]综合了传统的计算网格技术和Web Services技术[4],为基于网格的应用定义了一个公共、标准的分布式体系框架。以服务为中心的OGSA 架构,将各种计算资源、数据资源、存储资源和应用等都抽象为网格服务,实现了广域网环境下的程序和资源的互连,其松耦合的特点能够很好地解决数据资源的分布性、异构性和自治性问题。
2 遥感数据集成与共享平台的系统设计
本文设计和实现了遥感图像数据访问网格服务,基于网格服务实现了分布异构遥感图像数据的集成、共享和一致性访问的系统,该系统并发访问各个网络节点的数据并对数据访问结果进行处理和综合显示。基于网格服务的标准性和抽象性,能够为遥感数据提供一种灵活、动态和一致的共享机制。图1所示的是该系统的概念模型,该平台架构共分为五层,数据层、服务层、中间件层、应用层和表示层。下面将详细介绍该架构每个层次的组成和功能。
1)数据层:该层是提供数据共享服务的数据资源层,具体包括:遥感图像元数据、快视图、遥感图像和头文件等。另外,还包括存储、管理和维护这些数据的工具和设备。
2)服务层:利用网格服务封装遥感图像元数据的提取、检索等算法,向用户提供统一的访问和操作接口,用户可以通过网格服务提供的统一的接口,访问和操作数据层中海量的分布异构数据,向用户屏蔽了服务的实现和物理数据资源,解决了数据异构问题。
3)中间件层:该层包括了智能服务和网格服务管理服务两个网格服务,通过它们可以根据服务层中网格服务的注册信息(该注册信息包括了服务的名称、描述、WSDL的URL和服务状态等信息,存储在数据层的平台中心数据库中)整合、访问、操作、管理和维护服务层中众多无序的、由网格服务封装的数据节点,让这些分布的数据节点整合成一个数据整体,向应用层提供数据服务。
4)应用层:该层为运行在一个IIS Web Server上Web程序,包括了多个业务流程,可以接收、分析和处理用户的各种请求,执行业务流程,与中间件层进行数据交互,并将返回的数据和操作结果提供给表示层。
5)表示层:该层的主要作用是将应用层的执行结果呈现给用户,是用户与系统交互的接口,包括各种输入输出设备、显示器、终端等。
3 结论
本文提出和设计了基于网格服务的遥感数据集成与共享平台,实现了对分布、异构的遥感数据的一致访问。遥感数据访问服务是基于网格服务实现的,基于网格服务的标准性和抽象性特点,能够提供灵活、动态、一致数据共享机制。
参考文献:
[1] 戴芹,刘建波,刘士彬.海量卫星遥感数据共享的关键技术[J].计算机工程,2008(6):283-285.
[2] Foster I.What is the Grid? A Three-point Checklist[C]//Proc. of the8th IEEE International Symposium on High Performance Distributed Computing,1999.