以计算机网络、多媒体等技术为代表的现代信息技术正在改变着人们的工作、生活与学习方式,同时也给教学方法、教学模式带来了新的发展方向。在网络多媒体等现代教育技术背景下,现代课程教学更加注重的是以学生为中心下面是小编为大家整理的2023年遥感概论论文【五篇】,供大家参考。
遥感概论论文范文第1篇
关键词:遥感概论;Web;B/S模式
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)41-0283-03
以计算机网络、多媒体等技术为代表的现代信息技术正在改变着人们的工作、生活与学习方式,同时也给教学方法、教学模式带来了新的发展方向。在网络多媒体等现代教育技术背景下,现代课程教学更加注重的是以学生为中心的新的教学模式,不仅传授一般的课程知识和技能,而且注重培养学生的自主学习能力。将网络多媒体技术应用于课程教学,在课程资源共享与整合、教学内容更新以及教学方法改革等各个方面都会产生重要影响。通过网络,教师可以随时更新教学资源,而学生也可以通过网络开展个性化的学习,师生之间的互动更加方便、快捷。这种新的教学模式以多媒体和网络技术为支撑,将传统的课堂教学与网络自主学习结合起来,教学中体现以学习者为中心的思想,同时大力发展个性化学习和自主式学习。《遥感概论》是我国高等院校地理科学类专业(包括地理、地质、地球物理、气象气候和海洋)的一门重要基础课程,也是《地理信息系统》专业必修的核心课程之一。本文采用网络多媒体技术,设计和实现了《遥感概论》多媒体教学网站,通过教学网站,将遥感数字影像的数学理论、物理基础以多媒体的形式展现出来,同时,学生可以在网络上完成数字遥感影像处理实践的全过程,较好实现了《遥感概论》课程理论与实践相结合,课堂教学与网络自主学习相结合。
一、《遥感概论》多媒体教学网站建设的必要性
传统的《遥感概论》课堂教学方式,其表现形式是:以教科书为基础,通过黑板书写和静态的图件展示完成教学。从遥感课程的课程特点来看,课程前半部分属于理论知识讲解,后半部分属于实践性较强的影像处理内容。对于后半部分影像处理章节,由于涉及到具体的影像处理过程的讲解,如果采用传统的教学模式,仅仅在课堂上通过口述的方式展示给学生,授课效率比较低,而且不能调动学生学习的积极性,影响了学生对于整个知识体系的了解和掌握。
网络多媒体的优势在于教与学的互动,现代化教学手段的充分应用与数字遥感影像的充分展现。将网络多媒体技术应用于《遥感概论》课程,可以将专业遥感软件的处理流程在网络上有效展示,将不同专业处理软件的算法及原理分步骤剖析,将遥感数字影像的预处理、辐射校正、大气校正、几何校正、信息解译等实践环节清晰表述,有利于学生迅速掌握数字影像处理的基本技巧和方法。这种网络多媒体教学方法的使用,可以使学生自主地选择学习进度和学习节奏,激发学生的主观能动性,更有利于培养学生的探索精神。因此,将网络多媒体技术引入《遥感概论》,开发基于网络的《遥感概论》多媒体教学网站尤为必要。
二、系统设计与实现
1.设计原则。①实用性的原则,多媒体教学项目的开发必须结合《遥感概论》课程的特点,依据实用性原则,在保证各项功能实用性的同时,减少一些不必要的开支,对系统进行开发。②模块化原则,模块化能够大大提高系统的可管理性和可维护性,使得整个教学系统成为一个真正清晰明了的有机系统。模块化易于修改、扩充。采用模块化设计后,在维护时可以直接对某一需要改动的模块进行修改,从而能够有效降低网站不断更新所带来的麻烦。③基础理论与应用相结合的原则,采用Web开发平台,将航空影像、多光谱影像、热红外影像、雷达影像和高光谱影像成像方面的基本理论以互动的形式进行表达,通过这种途径实现遥感技术的应用实践加深对遥感原理的理解。为培养本科生应用技能,安排相应的遥感影像解译网络实习内容。④系统性和前瞻性相结合的原则。在系统介绍遥感物理基础、遥感成像机理、遥感影像处理和遥感影像解译原理、方法的基础上,在网络多媒体上力求将遥感技术发展取得的新成果和遥感新理论、新方法、新技术贯穿其中。考虑到当前社会和未来发展的趋势,拟在网络多媒体中加入两部分内容分别阐述遥感影像计算机智能解译和定量遥感基础,这是目前国内其他同类教材尚未阐述的内容,它有助于本科生了解遥感科学与技术的最新成果并掌握遥感发展趋势。⑤交互式原则,多媒体教学网站的设计要遵循交互式原则,包括人机之间的交互交互、师生之间的交互,以及学生之间的交互。人机交互要求学生能充分利用网络环境自主学习;师生交互要求师生应有网上互动;学生之间交互要求学生能在线讨论和协作交流相关的课程知识。
2.系统结构设计。系统采用基于Web应用的B/S三层结构,该结构模型由以下三部分组成:客户端浏览器,Web服务器和应用服务器、数据库服务器(图1)。这种基于Web的三层应用体系结构具有很多优点,客户端是浏览器,维护就相对简单,客户端与数据库隔离起来,提供了系统的安全性。应用服务层的引入减少了网络数据流量,提高了数据库的响应速度。总的来说,这种结构使应用系统的性能、安全性、扩展性有了很大的提高,也便于系统维护和管理。具体来说,系统设计以ASP、ACCESS编程等网络技术为基础,辅以authorware、flash、photoshop等多媒体工具,实现服务器端与客户端的交互式连接,完成实际教学工作。
3.系统功能设计。结合《遥感概论》课程的特点,在系统结构设计的基础上,设计了系统功能模块。Web应用层功能模块结构如图2所示。
系统共有四个模块:课程介绍、教学大纲、教学内容、教学资源。其中,课程介绍模块包括两个二级目录,即课程简介和教学手段;教学大纲模块包括两个二级目录,即课程教学大纲和实验教学大纲;教学内容模块包括理论课教学内容和实验课教学内容两个二级目录;教学资源模块包括教学介绍、教学课件、教学录像、影像资源、友情链接五个二级目录。点击相应的二级目录或者子目录,可直接链接到相应页面。其中,在教学资源模块中:(1)对于教学课件目录,其制作方法是按照教学的要求,采用Authorware 6.0作为创作平台,并用Photoshop CS5、Flash CS5和3D MAX等作为辅助工具来完成教学课件的多媒体制作。(2)教学录像目录是将《遥感概论》课程中涉及到影像处理的相关章节,比如遥感数字图像的变化与增强、遥感数字图像的分类等,利用视频剪辑软件,制作成视频片段,放到网上共享,便于学生在课外的学习。(3)影像资源目录下,列出了课程所涉及的各类遥感影像。根据教学内容将影像进行了切割,同时把典型区域、热点区域的影像导入影像数据库。影像数据库内容主要包括黑白摄影航空相片、彩色摄影航空相片、彩红外摄影航空相片,MSS影像、TM影像、SPOT影像、IKONOS影像、QuickBrid影像、热红外遥感和SAR影像等。数据库中的所有影像可以供学生免费下载使用。(4)在友情链接目录下,列出了能免费下载遥感影像的部分网址,以及与本课程类似的其他高校的网络课件,供学生学习和借鉴。
4.系统简介。本课程网站部分模块界面显示如图3。
本系统采用现代化的教学技术与手段,以网络技术为依托,将遥感数字影像的数学理论、物理基础以多媒体的形式展现出来,在网络上完成数字遥感影像处理实践的全过程,实现了《遥感概论》课程理论与实践的有机结合,为高校地理科学专业相关课程的教学改革提供了一个具体的实施方案。
参考文献:
[1]范爱,姚福安.精品课程与教学网站建设[J].电气电子教学学报,2006,28(6):86-88.
[2]吴艳,韩雨薇.地理教学中多媒体教学与传统教学的有效整合[J].才智,2012,(1):123-124.
遥感概论论文范文第2篇
关键词:
遥感;
实践教学;
改革
中图分类号:
G642文献标识码:
A 文章编号:
1009-8631(2012)03-0105-01
遥感(Remote Sensing,RS)是当代空间信息科学的核心技术之一,是信息获取与更新的重要技术手段,在经济建设及社会发展中的作用日趋重要[1]。同时遥感也是一门实践性很强的技术,遥感应用技术素质已成为地理信息系统、测绘、城乡规划、地质等专业工作人员的基本要求。遥感技术作为现代前沿科学技术之一,随着航空航天技术的发展不断在提高与完善,这就要求教学不断调整内容与方法,做到与时俱进。分析国内外遥感技术的发展需求及遥感课程教学,发现课程教学并未很好地适应社会对遥感应用型人才的需求,其中尤以实践教学环节薄弱的问题突出。针对当前现状,本文详细分析了遥感课程实践教学中存在的具体问题,并探讨了相应的改革措施,以期为遥感课程的教学改革,培养社会应用型、创新型人才提供参考。
一、目前遥感课程实践教学中存在的问题
1.缺乏合适的理论和实践课程教材
理论教学是实践教学的基础,选取合适的理论课教材,对确保教学内容合理,培养社会应用型人才至关重要。选取教材的原则是“理论与应用的结合;
基础知识与前沿技术兼顾”[2]。近年来,国内先后出版了一些可作为大学本科遥感课程理论内容教材的书籍,但并不能满足遥感技术发展的需求。《遥感导论》、《遥感概论》和《遥感技术导论》出版时间较早,内容有些陈旧;
《现代遥感导论》在应用方面涉及较少;
《遥感原理与应用》在理论和应用方面都兼顾,而且在2009年出版了第二版,但此书内容相对较深,需要学生具备摄影测量、电磁场理论、模式识别等课程的基础。
目前,国内尚未见到普适性较强的遥感实践课程教材。与《遥感导论》配套的上机教材,未采用国际主流软件,无法满足实践教学的需要。《ERDAS IMAGINE遥感图像处理教程》、《ENVI遥感图像处理方法》等书,内容系统,但受学时限制,不适合作实践教学的指导书。
2.实践教学薄弱
遥感课程一门实践性较强的课程。遥感实践教学是理论教学的深化和补充,是学生通过理论与实践的相结合来感悟抽象的理论知识的学习过程[2]。课程实践教学环节包括两个大的方面,一个是课内实践,另一个是综合实习。目前,国内大多院校的课内实践学时偏少[3],而且多以教师演示教学为主,学生实践能力得不到提高。“3S”(RS、GIS和GPS)技术集成,是空间信息科学发展的趋势,有必要加强学生的“3S”综合应用能力,然而这种多学科的综合实习普遍较少。另外,数据类型单一、内容陈旧,也使实践教学滞后,缺乏时代性和现时性。
3.考核方法不合理
课程考核,考察的不仅是学生对知识的记忆情况,更应该是学生对知识的综合应用能力。然而,目前遥感课程的考核方法,多以笔试为主,对实践能力考察的关注较少。这种考核方式不仅不能对学生进行综合考核,而且不利于调动学生学习的主动性和综合素质的培养。因此,有必要改进考核方法,建立考察学生全面素质的考核体系。
二、遥感课程实践教学改革措施
1.不断更新理论教学内容
在新技术突飞猛进的今天,具有前沿性的遥感技术发展愈加迅速,对教学内容选取提出了新的挑战。由于教材受出版周期限制,这就要求遥感知识更新途径除了选择合适的新教材外,更应充分利用网络、中、英文期刊或国际会议文献等媒介,传递最新讯息,增强课程的时代性和现时性。如在讲述不同卫星平台轨道参数时,教材受出版周期限制,其内容始终与最新的遥感卫星发展有差距,备课时需要到相关网站查阅最新的参数信息,补充到课堂教学中,让学生了解遥感卫星的最新发展动态[4]。同时,引导学生在课外通过多种途径,查阅参考资料,培养生自主学习的能动性和积极性,有利于拓宽学生的知识面,提高综合素质。
2.完善实践教学体系
(1)自编符合实际的实验课教材。目前国内尚未见到普适性较强的遥感上机实践课教材,并且各大院校使用的实验教材多为自编。对实践内容进行完善和更新,从简单的验证性实验向综合性实验以至于研究设计型实验过渡,形成较为稳定的实验教学内容体系;
并建立和完善遥感实验课数据库及习题库,及时更新和补充资料,包括案例、科研论文、学科前沿发展动态等,以拓宽学生的知识面,提升学生兴趣,达到优化和丰富教学过程、提高学生实践能力的目的。
(2)建立全方位的实验教学模式。通过构筑包括“验证性实验”、“综合性实验”和“研究性实验”的“三层次一体化”的实践教学模式,将实践教学由“有解实验”变为“求解实验”,由“知识积累”变为“智能开发”,为学生自主实验营造个性化的学习环境。同时针对不同专业教学内容和方式有所侧重,如对于地理信息系统专业的学生,可以适当增加遥感与地信相结合的实验课,如“3S”集成技术,培养学生综合能力[5]。
(3)创造实习机会。由于实践课程受学时、实验条件等限制,使学生的实验机会较少、而且实验内容单一。在教师的指导下,参加研究性学习,深入到实际科研工作中,成为锻炼实践能力有效途径[6]。另外,寻找相关的实习单位,直接参与到实习单位的科研、开发、生产工作中,与实习单位建立双导师制管理机制,可以更有效地提高学生的适应社会需求能力。
3.丰富课程考核方式
建立科学的考察学生综合知识、综合素质、综合能力的实践考核体系,采取灵活多样的考试方式,加大读书报告、论文考核、野外(或社会)调查、创新考核、综合实习等的比重。同时应根据不同专业特点,做相应的调整。如对于地理信息系统专业的学生,应当适当加强3S集成等综合性知识的考核;
对于地质、环境科学等专业的学生,则应侧重遥感技术在该领域新的应用等方面的知识的考核。
三、结语
通过分析目前社会发展对遥感人才的需求和遥感课程教学存在的问题,本文认为遥感课程实践教学改革应从不断更新理论教学内容,完善实践教学体系及丰富课程考核方式三个方面进行。理论教学内容的不断更新,体现了遥感技术的前沿性,使教学能够做到与时俱进;
完善实践教学体系,体现了培养应用型人才的宗旨,适应了社会的需求;
丰富课程考核方式有利于培养学生学习的主动性,全方位锻炼学生综合素质。综上,加强遥感课程的实践教学改革有利于培养社会应用型、创新型人才,这既是现实社会发展的需要,也是学生自身发展的需要。
参考文献:
[1] 梅安新,彭望琭,秦其明,等.遥感导论[M].北京:高等教育出版社,2001.
[2] 赵银娣.课程教学改革探析[J].中国成人教育,2008(10)168-169.
[3] 黄秋燕.GIS专业遥感概论课程实验教学改革探索[J].科技信息,2008(27):352-353.
[4] 陈星彤,童洁,刘春红.遥感原理在测绘专业教学改革探索[J].矿山测量,2008(2):79-80.
遥感概论论文范文第3篇
(甘肃农业大学资源与环境学院,甘肃兰州730070)
摘要:大学研究型教学思想已成为重要的教学理念之一。本文针对课程特点和学生特征,以研究型教学思想为指导,在遥感数字图像处理课程中,强调开放意识、问题意识、探究意识和能力培养意识,建构了研究型教学模式,在实践中取得了较好的教学效果,能够激发学生学习和研究的兴趣,提高学生的动手、动脑能力。
关键词 :研究型教学;
遥感数字图像处理;
教学模式;
建构
DOI:10.16083/j.cnki.22-1296/g4.2015.04.024
中图分类号:G642.0文献标识码:A文章编号:1671—1580(2015)04—0052—02
基金项目:甘肃省自然基金(编号145RJZA163);
甘肃农业大学重点课程建设项目(遥感数字图像处理);
甘肃农业大学教学研究项目“地理信息科学专业实践教学模式的改革与实践”资助。
收稿日期:2014—10—19
作者简介:吴静(1973— ),女,四川道孚人。甘肃农业大学资源与环境学院,副教授,博士,研究方向:遥感教学。
李纯斌(1972— ),男,湖北长阳人。甘肃农业大学资源与环境学院,副教授,博士,研究方向:3S技术与应用。
付彩菊(1981— ),女,甘肃定西人。甘肃农业大学资源与环境学院,讲师,硕士,研究方向:遥感教学。
闫培洁(1985— ),女,甘肃白银人。甘肃农业大学资源与环境学院,讲师,硕士,研究方向:遥感教学。
大学研究型教学以主体教育思想、素质教育思想、创新教育思想为理论指导,注重培养学生可持续发展的能力,如自主能力、创新能力、交往合作能力等,能够很好地体现现代大学教学的本质,[1]因此,研究型教学思想自美国在20世纪80年代提出以来,得到了包括中国在内的各国教育界的积极响应和发展,取得了瞩目的成就,成为高校推崇的教育理念之一。[2]
目前,我国高校的在校学生一般都是“90后”,他们在开放的网络环境中成长,通过网络获取信息的能力较强,更希望在学习中掌握主动权,[3][4][5]适合“以学生为主体、以教师为主导”的研究型教学模式。[6]
甘肃农业大学遥感数字图像处理重点课程建设项目以研究型教学思想为指导,进行了研究型教学模式建构的探索和实践,并取得了较好的效果。
大学研究型教学的基本特点包括:教学时空的开放性;
教学主体的互促性;
教学方法、手段的多样性、灵活性;
教学过程的探索性;
教学氛围的民主性;
教学评价的综合性。基于上述理念,笔者结合学生的特点和课程特征,贯穿开放意识、问题意识、探究意识和能力培养意识,[7]在遥感数字图像处理课程教学实践中建构研究型教学模式。
一、开放意识
(一)教学时空开放
遥感图像资料是遥感处理的对象,如何根据需求获取合适的遥感图像是本课程的最基本技能,也是对学生首要的素质要求。然而,下载遥感图像耗时较长,而且必须通过网络下载,鉴于课堂学时不足,同时学院实验室机房没有开通互联网,所以,我们设计了一个课外实验:要求学生利用课余时间和网络资源,下载一景遥感图像(不限平台、传感器、时间、地点等);
说明下载的过程,包括网站信息、数据查询条件设置、数据下载的方式等。通过这个实验,达到让学生掌握下载遥感图像的流程、了解相关网站的目的。由于该实验具有一定的挑战性,而且最后结果明确(是否下载到图像),学生克服各种阻力完成之后,会有一种成就感。此外,由于实验中没有限制平台、传感器、时间、地点,结果也不是全班统一的,有的学生下载了学校所在城市的影像,有的下载了家乡的影像,有的下载了自己向往地点的影像,等等,体现了自己的独特性。通过教学时空的开放,达到了对实验条件扬长避短、充分调动学生积极性的效果。
(二)资源开放
1.网络资源。收集整理各种获取遥感图像资料的途径,让学生亲自去体验获取影像资料的过程,使其对不同平台、不同处理级别、不同价位、不同格式、不同内容的资料有直观认识,并熟悉网站资源和数据申请流程,及时跟进网站的更新进度,了解业界的最新动态。
2.文献资源。遥感图像处理具有一定的不确定性,而且处理方法多样,因此,在教学过程中,应为学生提供各种相关的期刊文献供其参考,让他们不仅自己会操作、与同学探讨处理过程和结果,还能看到相关专业领域的学者如何进行遥感图像处理研究。
(三)课程开放
遥感数字图像处理与遥感概论、遥感概论教学实习两门课程内容相关,但各有侧重。遥感概论侧重介绍遥感相关理论以及遥感图像处理方法及原理;
遥感数字图像处理课程侧重处理的基本操作;
遥感概论教学实习则是在具体给定项目中,在所学理论方法指导下,贯穿各种基本操作,实现项目目标。遥感数字图像处理每一次实验所培养的技能就像一颗颗打磨好的、散落的珍珠,遥感概论教学实习就像一条线,将每颗珍珠贯穿到一起,形成一条美丽的项链。三门课程相互衔接,前后呼应,学习、巩固、提高,不断提升学生对遥感学科的理解。
二、问题意识
以问题为导向,在实验设计中强调利用所学知识和技能解决实际问题,通过每个实验的设计以及不同实验之间的相互呼应体现问题意识。
(一)单个实验要求分两个层次
每一次实验对学生提出两个层次的要求,首先是要求其完成基本操作;
在此基础上,提出任务要求,要求用基本操作解决具体问题,加深对操作的熟悉程度,同时要对此操作的目的和意义有进一步的思考和理解。
综合两个层次的练习,不仅能让学生学会操作,而且能够明白操作的目的和意义。
(二)各个实验互动呼应
如综合“实习一ERDAS视窗操作”和“实习六空间建模”设计一个习题,要求学生利用实习一的作业二的结果作为输入,运用实习六的操作完成对图像的分类。这样一方面可以加深学生对实习一的内容的理解,用更积极、深入的方式激活学生对前面所学实验的回忆;
另一方面还能增强学习的趣味性,激发学生思考的积极性,达到了由实验六激活实验一的效果。
期中开设习题课,综合所学,提出思考题,引导学生想办法利用所掌握的操作技能,完成思考题,解决问题。
三、探究意识和能力培养意识
将课程与其他相关的专业学习活动联系起来,学研结合,培养学生的探究意识。指导学生参加学生科研训练项目(SRTP)、进行毕业设计与毕业论文研究,利用本课程中学到的技能和方法解决一些实际问题,完成图像的获取、预处理、增强处理、运算、得出结果和结论的全过程,并用论文的方式进行总结。鼓励学生参加国际、国内相关内容的比赛,按一定要求和规则完成相应任务。
一般来说,在SRTP、毕业设计和各种比赛中,学生们需要解决的问题比课堂上要多,包括数据的下载、数据的格式、数据的运算、各种不同来源数据之间的协同等,或者是海量数据的处理等各种问题。在解决问题的过程中,往往要求学生查阅大量文献或者需要在课程教学所用到的平台或相关软件平台的基础上进行二次开发,达到按需处理数据的目的。这个过程非常锻炼学生,能使学生在心理素质的培养、学识的积累、处理问题的能力培养等方面获益良多。
综上所述,只要根据课程特点采用研究型教学模式,将双主体意识、开放意识、问题意识、能力培养意识和探究意识贯穿于教学之中,挖掘学生学习的积极性,就能够使他们学得轻松、快乐。
[
参考文献]
[1]罗秋明,梁美华,易斌.大学研究型教学理论、方法与模式[M].徐州:中国矿业大学出版社,2005.
[2]何云峰.大学“研究性教学”的发展路向及模式建构[J].中国大学教学,2009(10).
[3]王晓雪.针对“90后”学生特点的大学英语个性化教学研究[J].科技信息,2013(10).
[4]薛晶心.认识90后大学生特征,寻求有效的教学对策[J].大学(学术版),2011(1).
[5]邹统钎,黄琳琳.网络时代“90后”特点及教学模式创新研究——从北京第二外国语学院旅游管理专业教学实践谈起[J].中国大学教学,2014(1).
遥感概论论文范文第4篇
郑州职业技术学院软件工程系 河南 郑州 450121
摘 要:对传统图像监督分类方法和非监督分类方法在遥感图像分类中的应用进行总结,对基于人工神经网络、模糊理论、小波分析、支持向量机等理论的新的遥感图像分类方法进行了介绍,并对遥感图像分类方法研究的发展趋势做了展望。
关键词 :遥感图像;
监督分类;
分类精度
1 概述
遥感就是远离地表,借助于电磁波来收集、获取地表的地学、生物学、资源环境等过程和现象的科学技术。遥感技术系统由四部分组成:遥感平台、传感器、遥感数据接收及处理系统、分析系统。遥感数据就是用遥感器探测来自地表的电磁波,通过采样及量化后获得的数字化数据。
2 传统遥感图像分类方法
2.1 非监督分类方法
非监督分类方法也称为聚类分析。进行非监督分类时,不必对遥感图像影像地物获取先验类别知识,仅依靠遥感图像上不同类别地物光谱信息进行特征提取,根据图像本身的统计特征的差别来达到分类的目的。主要的算法有:K-均值聚类(K-means)算法和迭代自组织数据分析法(Iterative Self-organizing Data Analysis Techniques A, ISODATA)等。
2.2 监督分类方法
对于监督分类,训练区的选择要求有代表性,训练样本的选择要考虑到遥感图像的地物光谱特征,而且样本数目应能够满足分类的要求,否则,一旦样本数目超过一定的阈值时,分类器的精度便会下降。主要的算法有:最大似然分类(Maximum Likelihood classification, MLC)、最小距离分类、K-近邻分类等。
3 基于新理论的遥感图像分类方法
3.1 基于人工神经网络的遥感图像分类
在遥感图像的分类处理中,人工神经网络的输入层神经元表征遥感图像的输入模式。每一个输入层神经元对应于一个光谱波段,每一个输出层神经元则对应于一种土地覆盖类型。其中,主要的神经网络分类方法包括BP神经网络、径向基函数(Radial Basis Function, RBF)神经网络等。
3.2 遥感图像的复合分类方法
这种方法分类时,首先用监督分类法(或非监督分类法)将遥感图像概略地划分成几个大类,再用非监督分类法(或监督分类法)对第一步已分出的各个大类进行细分,直到满足要求为止。如靳文戟等提出的分级复合分类方法,结合了多层神经网络BP模型和非监督分类算法K-means算法。这样不仅避免了多层神经网络在识别类别多时学习速率慢,不易收敛的缺点,还使得迭代次数减少。
3.3 基于模糊理论的遥感图像分类方法
模糊理论是1965年扎德提出的,模糊理论往往用于对不确定性事物的描述。模糊模式分类是依据隶属原则进行判别。这种方法的关键是确定适当的隶属度函数。在实际的模式分类问题中,要分类的对象往往不是论域中的某个确定元素,而是论域中的模糊子集,此时研究的不是某元素对集合的隶属程度,而是两个模糊子集之间的贴近程度。
3.4 基于小波理论的遥感图像分类方法
小波分析是上个世纪80年代迅速发展起来的应用数学分支。小波理论具有良好的时频局部特性,从而能够从时域和频域的角度精确描述图像的特征。小波函数可以看作是一个带通滤波器的系统响应,小波变换是将原始信号用一组多尺度带通滤波器进行滤波,将信号分解到多个频带上分析。因而小波分析在图像降噪、分类、分割和压缩等领域得到了广泛的应用。
3.5 基于支持向量机的遥感图像分类方法
支持向量机是基于两类问题提出的,遥感图像涉及的一般是多类问题,需要将两类SVM进行扩展才能适合于多类别分类问题。为此不少学者提出了几种改进方法,①对于多类SVM,可以组合几个二类分类器;
②构造一个更大的最优化问题来进行分类。
4 结束语
在遥感技术的研究中,提高遥感图像的分类精度是一个关键问题,具有十分重要的意义。虽然上述方法以及分类思想的出现比传统的方法在分类精度上有明显的提高,也无疑为遥感图像分类的发展注入了新的活力,但是这些方法同时存在一定的不足。所以还需要在此基础上进行改进,达到较好的分类效果。笔者认为可以从以下几个方面得到改进:
①BP算法与Cauchy训练的结合的方法。由于BP算法容易陷入局部极小点,而Cauchy训练是随机调整权值,可能背离寻找全局极小点。所以,将二者结合可以互相补充取得较好的效果。
②优化距离度量方法。
③选择多个代表类别的特征。如,将光谱体征和纹理特征相结合。基于像元的分析与基于光谱分析相结合。
④基于核函数的分类方法。在核函数上进行突破。
⑤遥感与地理信息系统一体化。
⑥基于小波的神经网络分类方法的进一步研究以及基于模糊理论的神经网络的分类方法的研究。
总之,为了进一步提高分类精度,综合利用各种方法进行遥感图像分类是提高遥感图像分类精度的一种有效方法。
参考文献:
[1]Melgani F, Bruzzone L. Classification of Hyperspectral Remote Sensing Images with Support Vector Machines[J]. IEEE Transactions on Geoscience Remote Sensing, 2004, 42(8): 1778-1790.
[2]靳文戟,刘政凯.多类别遥感图像的复合分类方法[J].环境遥感, 1995,10(4):298-302.
[3]周前祥,敬忠良.高光谱遥感图像联合加权随机分类器的设计与应用[J].测绘学报,2004,33(3):254-257.
[4]李旭超,朱善安.小波变换和马尔可夫随机场在图像降噪与分割中的应用研究[D].浙江大学,2006.4.
遥感概论论文范文第5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,下面分别表述原著与解解的内容。
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。
在五个开放的、复杂巨系统中,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。
2、地理信息科学
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。
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。
3、地理系统工程
地理系统工程当前尚未被广泛认识,已经认识到的也仅仅是系统工程在地理学中的应用。当地理信息科学中的模型在实践中应用时,必然会涉及地理系统工程的可操作性。地理遥感复杂信息模型的建立,可以进行定量预报和回溯,因此为地理系统工程打下了工程的基础。国民经济的主战场主要包括人口、资源、生态、环境、灾害、城镇、基建、产业等8个方面,这8个方面是互动的。中国的人口问题、西部开发问题、21世纪水资源问题、能源问题、洪旱灾害问题、环境问题、生态农业问题、城镇体系问题、基建布局问题、产业结构动态调整问题以及相互之间的协调发展问题,无不属于地理系统工程。
地理现象是复杂现象,地理系统是开放的复杂巨系统。当研究西部开发时,如果国家各个部门各行其是,石油开发只考虑石油开采与输送管道;交通只考虑公路建设;铁路只考虑铁路建设;水利只考虑南水北调问题;城镇建设只考虑城市规划等,那么整体的西部地区有可能产生许多事倍功半的现象,例如修了公路没有物资运输;城市居民结构不尽合理;劳动力与产业结构不配套等。钱学森的社会主义总体设计部就是要把地理系统工程与政治文明建设、物质文明建设、精神文明建设系统地结合起来,地理系统工程仅是其中的一个子系统。而人口、资源、生态、环境、灾害、城镇、基建、产业是地理系统工程中的子系统。
4、理论地理科学
地理信息科学一方面可以进一步为地理系统工程提供研究方法与手段;另一方面又为理论地理科学提供技术基础。从遥感信息模型发展到地理复杂信息模型再到地理数学[8],为理论地理科学奠定了坚实的基础。
理论地理科学中首要的是建立开放的复杂巨地理系统的理论;其次是地理类比的广义相似理论;第三是一般地理复杂模型理论与地理数学;第四是地理数学在部门地理―部门子地理系统工程与区域地理―区域地理系统工程中的应用。理论地理科学如果不能指导部门子地理系统工程的研究和区域地理系统工程的研究,那么就失去了理论意义。
如果没有以高新技术武装起来的地理信息科学的支撑,研究理论地理科学也是空想,然而所幸的是人们已经掌握了地理信息科学的许多关键技术,理论地理科学的建立指日可待。
5、地理科学在可持续发展信息社会中的作用
地理学的发展经历了“地理环境决定论”、“人类中心主义”,然后达到了地理科学的可持续发展的阶段。地球上人类消耗的资源、能源是极其不平衡的,按照发达国家的水平,一个地球是满足不了全人类的需求的。可持续发展只有在信息社会中才能实现,人类一方面需要依靠科学技术开发资源,如太阳能的利用,靠基因工程使绿色植被更多地利用太阳辐射,靠纳米技术直接转化太阳能为电能;另一方面是靠信息技术节省资源、能源,如天地信息一体化网络系统就是信息社会的重要支柱之一,靠航天技术获取外层空间信息源,靠计算机技术建立信息网络。由此可见,地理信息科学在可持续发展信息社会中的作用。随着地理信息科学的发展,地理系统工程与理论地理科学的发展,将为国民经济的主战场做出重要的贡献。
由上分析,可见地理科学与地理信息科学已经被广泛共识,地理系统工程与理论地理科学的发展尚不够充分,因此本刊更名为“地理与地理信息科学”是适时的,是既有继承性又有发展性的;是既有前瞻性又有现实性的。在这里我们希望地理科学界的同仁,切不要轻视技术,高新技术恰恰是新理论、新应用的强大推动力。
参考文献:
[1]钱学森,等.论地理科学[M].杭州:浙江教育出版社,1994.1-325.