遥感在工程设计中的应用

遥感的应用在工程中很实用，特别是在近两年，国内开源遥感平台在人工智能遥感领域取得较快发展，遥感系统和资源将会给设计人员辅助设计起到事半功倍的效果。

一、遥感知识遥感

遥感（remote sensing）是指非接触的，远距离的探测技术。一般指运用传感器/遥感器对物体的电磁波的辐射、反射特性的探测。遥感是通过遥感器这类对电磁波敏感的仪器，在远离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物。获取其反射、辐射或散射的电磁波信息（如电场、磁场、电磁波、地震波等信息），并进行提取、判定、加工处理、分析与应用的一门科学和技术。

系统组成

遥感是一门对地观测综合性技术，它的实现既需要一整套的技术装备，又需要多种学科的参与和配合，因此实施遥感是一项复杂的系统工程。根据遥感的定义，遥感系统主要由以下四大部分组成：

1、信息源。信息源是遥感需要对其进行探测的目标物。任何目标物都具有反射、吸收、透射及辐射电磁波的特性，当目标物与电磁波发生相互作用时会形成目标物的电磁波特性，这就为遥感探测提供了获取信息的依据。

2、信息获取。信息获取是指运用遥感技术装备接受、记录目标物电磁波特性的探测过程。信息获取所采用的遥感技术装备主要包括遥感平台和传感器。其中遥感平台是用来搭载传感器的运载工具，常用的有气球、飞机和人造卫星等; 传感器是用来探测目标物电磁波特性的仪器设备，常用的有照相机、扫描仪和成像雷达等。

3、信息处理。信息处理是指运用光学仪器和计算机设备对所获取的遥感信息进行校正、分析和解译处理的技术过程。信息处理的作用是通过对遥感信息的校正、分析和解译处理，掌握或清除遥感原始信息的误差，梳理、归纳出被探测目标物的影像特征，然后依据特征从遥感信息中识别并提取所需的有用信息。

4、信息应用。信息应用是指专业人员按不同的目的将遥感信息应用于各业务领域的使用过程。信息应用的基本方法是将遥感信息作为地理信息系统的数据源，供人们对其进行查询、统计和分析利用。

二、遥感系统软件功能

（一）多源异构海量遥感影像数据管理系统

通过结合大数据、分布式、并行计算、时空 GIS 等先进的数据管理技术以实现对航天卫星遥感影像、航空遥感影像、无人机遥感影像以及 DOM、DLG、DEM、点云数据等一系列国内外卫星数据的统一管理的新型数据管理系统平台。可实现数据的快速归档管理、覆盖统计、覆盖制图、数据查询、订单下载、数据分发以及网络化信息发布功能，自动实现数据的快速处理业务，减少人为干预，有效的整合地方影像数据资源，提高全省的遥感影像数据处理能力、管理能力以及服务水平等遥感应用，为省级新型基础地理信息资源建设、地理省情监测、应急测绘和地理信息公共服务部门提供全方位的影像数据保障服务，推进全省的信息化测绘体系建设，同时为省市数据遥感影像资源的大数据中心建设和政务信息整合奠定良好的基础，实现数据影像产品在自然资源领域及各行业的即时共享和高效利用。

（二）系统软件的全自动、高精度DEM提取

1、基于全局优化算法的逐像素密集匹配

逐像素匹配影像与高程图对比

2、自动检测遮挡、厚云等导致的粗差

本软件对厚云的剔除效果与其他商业软件对比

3、更多的地形、地物细节

本软件DSM（左）与其他商业软件结果对比（基于资源三号立体影像）

4、多传感器支持

支持资源三号、天绘一号、WorldView、Pleiades、高景一号、吉林一号等主流传感器的DSM提取。

A天绘一号

BPleiades

CWorldView

D吉林一号

5、超大规模DSM快速提取

33个24核刀片服务器完成37414景资源三号影像DSM提取仅需约30天，全自动生成全国10米格网DSM（三）遥感定位及高程测量

LandSAR软件以高精度SAR影像平面定位及高程测量为核心，支持多源机载和星载SAR数据，具备SAR影像预处理、SAR影像基本处理，SAR几何和干涉测量检校、SAR亮度处理等功能，可支持SAR全流程自动生产正射影像、InSAR全流程自动生产数字表面模型、DInSAR全流程半自动生产差分形变图等。其整体具备面向业务化应用的SAR影像DOM产品生产能力、InSAR影像对DEM产品生产能力、DInSAR影像对形变产品生产能力，可服务于自然资源基础地理信息静态数据的生产、动态数据的更新、地质灾害的持续化监测等。

三、甘肃陇南市遥感信息提取

郭富赟;尹念文;王建红[等].甘肃省陇南市城市环境地质调查评价报告中发布了陇南遥感和地质灾害调查评价。

"甘肃省陇南市城市环境地质调查评价"是甘肃主要城市环境地质问题调查评价的分报告之一，是旨在为城市规划、建设、管理提供环境地质条件依据的综合性调查评价项目，涉及与城市相关地质工作的各个方面。本次工作的范围为陇南市城市远景规划区范围，根据陇南市城市总体规划（2001-2010年）。调查区范围以陇南市城市远景规划区为主，适当扩大到对远景规划区有影响环境地质区域，具体范围是：西起两水镇泥湾沟，东至汉王镇佛堂沟，南北分别至两山边坡线的河谷地带对该区有影响的斜坡、泥石流流域。陇南市区总地势特点为两山夹一谷，西北高，东南低。区内沟谷发育、切割强烈、山势陡峻。城市远景规划区沿白龙江呈北西-南东展布，海拔890-1120米。国道212线(甘川公路)过境段穿城而过,武略公路起于市区，拟建的兰渝铁路通过市区，城区道路网基本形成，交通较为便捷报告分析了区域地质环境条件、城市水文地质条件、工程地质条件、环境地质条件。全面的分析和论述了陇南市存在的地下水污染、地质灾害、土壤污染等环境地质问题，对各类环境地质问题的形成、分布、发展趋势和危害程度进行了分析和论述。确定了陇南市城市地质资源有地下水、地下热水、天然建筑材料等，对各类地质资源的分布和特征进行了论述，概述了地质资源区域分布与开发利用现状。分全面评价了地下水污染、地质灾害危险性、城市地质资源、垃圾场建设适宜性；在此基础上对建设用地、城市地质环境质量进行了评价。提出了城市环境地质问题的防治对策建议，对陇南市环境地质问题的防治有指导意义。

通过遥感服务平台，可获取陇南地区卫星遥感信息。

四、相关研究1、穆超. 基于多种遥感数据的电力线走廊特征物提取方法研究

摘要 随着世界各国电网的加速发展,对电力输电网等基础设施的安全维护工作也提出了更高的要求.长期以来,对电力线网的巡检和维护工作主要依靠人工实地勘察来完成,这种人工巡线方法效率低,成本高,安全性差.而利用航空遥感技术进行电力巡线成为电力部门的迫切要求.在建立实时更新的三维巡线地理信息系统或精确测量电力线和周围植被之间的相对距离时,遥感数据类型的确定,以及从遥感数据中提取电力线走廊特征物的方法都是需要考虑的问题.这也是本文的研究目标所在. 本文首先研究了基于不同遥感数据的电力线路走廊特征物提取方法,在此基础上探讨这些遥感数据应用于电力巡检的优劣.具体研究内容包括:复杂自然背景条件下高分辨率无人机航拍影像中电力线的自动提取,基于多光谱影像树冠的准确分割和树木高度的估算,以及基于LIDAR数据的电力线点精确提取及三维重建,在以上研究工作的基础上,探讨了不同遥感数据应用到电力巡线的优劣及发展趋势.其主要的研究成果和内容如下:

(1)对无人机高分辨率航空光学影像中电力线的完整提取进行了详细研究.本文在总结电力线在低空无人机影像中的特性基础上,比较了各种边缘检测算子在直线提取中的优劣,将一种抗强噪声的Gabor滤波方法引入到电力线段提取中,深入分析了Gabor算子的参数选择方法,最后采用改进的Hough变换方法精确拟合滤波后的电力线段.实验证明,Gabor滤波算子在增强具有一定宽度的线状地物及背景噪声去除方面,确实体现出优于其它边缘检测算子的特点.并且改进的Hough变换提取直线的方法能有效的避免伪电力线的产生.

(2)对高分辨率航空多光谱近红外影像中的树冠提取及高程计算进行了研究.首先通过摄影测量手段获取电力线走廊的数字表面模型及正射影像,再通过计算NDVI植被指数,较快,较精确的获取树冠区域,最后通过提取的树冠区域与DSM,计算树冠的高程.本文提出的基于植被指数的树冠提取方法相比传统的利用边缘检测算子精度更高.在树高的估算中,充分考虑了影像的几何变形及地面的高低起伏,树冠提取及高程估算方法更为严谨.

(3)研究了从机载激光雷达点云数据中自动提取电力线并三维重建电力线走廊的方法.总结了电力线在激光雷达数据中的特性,设计了一种基于角度的点云滤波方法及电力线点提取,自动三维重建方法.该方法的特点是能够较完整的提取激光雷达数据中的电力线点,曲线拟合后形成完整的,连续的电力线走廊. 在此基础上,本文最后对不同遥感数据运用到电力巡线中的优劣做了总结,探讨了基于遥感技术的电力巡线系统的发展趋势.研究成果对电力线的安全生产和检测,以及三维电力巡线地理信息系统的构建,有一定的参考价值和应用前景.

2、遥感技术在输电线路工程建设及运行中的应用引用及相关遥感资源：

[1]遥感_百度百科

[2]自然资源卫星遥感云服务平台

[3]无言：可持续性能源资源（6）

[4]GitHub - gsepcsj/awesome-remote-sensing: Collection of Remote Sensing Resources

[5]穆超. 基于多种遥感数据的电力线走廊特征物提取方法研究. 武汉大学.

[6]王斌, 侯超. 输电线路工程建设中遥感技术的应用研究[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2015, 5(34).

[7]袁华旭. 遥感技术在输电线路设计中的应用探究[J]. 2016.

[8]全国地质资料馆：甘肃省陇南市城市环境地质调查评价报告

[9]郭富赟;尹念文;王建红[等].甘肃省陇南市城市环境地质调查评价报告(V1).甘肃省地质环境监测院[形成机构],2007.全国地质资料馆[发表机构],2021-04-22.10.35080/n01.c.113533

[10]疯狂学习GIS：遥感数据、气象数据、土地土壤数据、农业数据、行政区数据...各类GIS数据获取网站整理

（编辑：天瑞地安资讯网）

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