【关键词】煤炭地质；遥感技术；创新分析；探测识别
由于煤炭地质的复杂性、多样性，我们往往会在开发煤炭的过程中出现不合理开采、不高效利用的现象，这样就会造成煤炭资源的浪费，甚至会导致不必要的人身伤亡和财产损失。所以在合理开采煤炭资源时，还要利用现代先进的科学技术来辅助煤炭的勘探、开采及灾害防御。其中，对于煤炭地质的遥感技术就是重要的应用手段之一。
一、遥感技术的概念特点
（1）基本概念。遥感技术是20世纪60年代兴起的一种探测技术，是根据电磁波的理论，应用各种传感仪器对远距离目标所辐射和反射的电磁波、红外线和可见光等信息，进行收集、处理，并且最后形成影像，从而对目标物体及其附近各种景物进行探测和识别的一种综合技术。（2）主要特点。一是直观性和整体性。通过遥感设备的拍摄处理，我们所获得的传输影像是非常清晰生动的，并且具有很明显的直观性和全面的整体性。二是收集手段多，信息量大。人们可以运用不同波段以及各不相同的遥感仪器设备，来探测识别目标物体，用以获得我们所需要的信息。技术人员不但能够探测地球表面的环境性质，而且可以探测到目标物内部一定的深度。所以说遥感技术的信息手段很多，信息容量非常大。三是受地面条件限制较小。相较于传统的探测技术，遥感技术所探测收集的信息可以不受冰川、高山、沙漠及恶劣环境的影响，能够顺利完美的完成既定任务。四是获取信息的效率高、周期短，而且探测范围较广。
二、遥感技术的实际应用
（1）煤炭地质的探测绘图。一是地形图的及时更新。现在我们生活的实际地形图已经发生了天翻地覆的变化，这就要求我们及时更新地形图，以满足实际的工作需求。我们发射到太空中的卫星可以通过遥感技术传输清晰的影像过来，其数据的时效性强，探测范围广。这一手段已经成为我国获取更新国家基本比例尺地形图的重要途径。此外遥感技术还可以探测识别国家的基础地理信息，及时更新各不相同种类、多种多样尺度的数据库。二是煤炭地质图的获取编制。在开采煤炭的过程中，开采团队需要较高精度的煤炭地质图。我们需要在煤炭地质填图时，做到有的放矢，突出重点。工程技术人员可以把遥感技术测得的影像作为依据，通过多元地学进行信息的综合分析和适当处理，以提取含煤地层、控煤构造、水文地质、工程地质和环境地质信息为重点，进行煤炭资源的地质填图；再依据野外填图获取的地质信息资料，运用相应的软件编制煤炭剖面图和柱状图。除此之外，遥感技术还应用在对煤炭资源、水文地质、煤层气调等的调查评价及对小煤窑的实际生产情况进行监控调查。（2）煤炭地质灾害的调查评估。依据煤层自燃的地质规律，把遥感技术作为必要手段，建立煤矿区的动态监测系统，从而为煤矿区的防火防灾、监测治理提供了重要依据。技术人员还应该通过地质灾害的易发程度，经过综合分析研究，编制地质灾害危险性分区评估图，提出相应的防治方法策略。还要分析遥感影像查明煤层突水的走向、性质和规模，进而确定突水的控制宽度和流量。（3）煤炭生态环境的污染监测。遥感技术在煤炭区生态环境的污染监测中主要应用在煤矿区的环境检查，开采高硫煤导致的酸沉降污染调查和生态环境的重建及土地复垦等方面。其中环境检查就是运用遥感技术获取固体废弃物、粉尘污染、水体污染和土地污染的信息，明晰污染的程度范围，从而为以后的综合治理提供理论依据。
三、遥感技术的发展前景
（1）“3S”技术一体化。遥感技术、地理信息系统、全球定位系统着三者之间的关系是相铺相成，密不可分的。遥感技术可以更新地理系统中的数据，地理系统支持遥感影像的分析表达，全球定位可以提供精确位置和高程模型。煤炭地质的遥感技术应该与时俱进，紧跟“3S”一体化的脚步，促进煤炭资源的产业化、现代化发展。（2）数字煤炭信息领域。随着全世界的信息化发展，煤炭地质的遥感技术也要逐步走向综合化、智能化和多功能信息化。煤炭行业要开拓数字煤炭的信息领域，以信息数据库基础，运用电子计算机进行现代分析、数据采矿、矿山规划和资源评估，从而为煤炭的开发利用提供技术支持和有利工具。（3）健全技术创新机制。在进行煤炭地质遥感技术创新的同时，还要健全遥感技术的创新保障机制。煤炭行业必须统筹规划，明确层次，用来完善煤炭地质的遥感技术创新体制。还要重视煤炭地质学科建设，健全多元化投资新机制，形成自主有效的创新机制。
参考文献
关键词：实验教学；优化实验课程内容；实验指导书
中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2015）14-0260-02
遥感（RemoteSensing）应用技术是在地理学、生态学、环境科学、城市科学以及某些社会科学领域得到了广泛的应用，在经济建设和国防建设上发挥着越来越大的作用。遥感应用技术是一门实践性较强的课程，要求学生在掌握基础理论的基础上勤思考、多动手。本文利用ENVI软件为平台，对生态学专业遥感实验课程的实验教学内容、教学方法等进行了探讨。
一、基于ENVI软件的遥感软件教学
ENVI（TheEnvironmentforVisualizingImages）软件是美国ITTVisualInformationSolutions公司的旗舰产品。ENVI软件是由遥感领域的科学家采用IDL开发的一套功能强大的、完整的遥感图像处理软件，它是快速、便捷、准确地从地理空间数字图像中提取信息的首屈一指的软件解决方案，它提供先进的、人性化的使用工具来方便用户读取、准备、探测、分析和共享数字图像中的信息。
本课程主要是使学生在掌握数字图像处理原理的基础上，学会相关数字图像处理软件的应用，从而进一步巩固在理论课学习中所掌握的知识。实验教学培养学生综合运用数字图像进行解决实际问题的能力，通过对ENVI软件的操作训练，使学生更好地理解和把握相关知识。本课程实验内容分为四个部分，分别是ENVI软件介绍、几何校正、图像增强、数字图像分类等。实验教学以教师的演示实验和介绍为起点，这一步只能使学生对实验方法有所了解，而使学生要掌握，必须要靠他们自己的实践。所以实验教学过程中，适当介绍实验内容、背景、原理和方法，主要采用1人1组，在规定的时间内，由学生根据实验指导书完成实验任务，教师在学生有疑问时，需要引导学生分析问题来完成实验。同时让学生加强熟悉ENVI软件，可自行阅读帮助文档进行其他工具的学习。实验课程考核方法避免了传统期末考试形式古板的弊端，采用上机操作和编写实验报告，成绩包括平时上机考核和实验报告成绩，综合评定学生成绩，每项实验实际操作占40%，实验报告占60%。
二、基于ENVI软件的实验教学内容体系建立
1.教学内容体系建立原则。根据教学与发展的理论提出首先以高难度进行教学原则，结合当前学生的智力情况，教学内容必须改革更新使学生在高难度水平上进行。本实验课程以前采用加拿大的图像处理PCI软件，主要考虑到2007年开始ESRI公司的全面合作，现采用了国际上流行的ENVI软件，为遥感和地理信息系统的一体化集成提供了一个典型的解决方案。遥感是空间数据采集和分类的有效工具，地理信息系统是管理和分析空间数据的有效工具。两者是空间信息的主要组成部分，有着天然的联系。为了适应这种新的用户需求和未来的技术发展趋势，更好地为用户提供服务，ESRI公司与美国ITTVIS公司建立了全球战略合作伙伴关系，共同开发和建设遥感与地理信息系统一体化平台。其二以高速度进行教学原则，教师不能讲得过多过细，认为不要过分强调“掌握”和技能，有些不需要练得达到纯熟程度，有些也不需要有意识地记忆，通过学生无意识记忆，主张以知识的广度达到知识的深度。特别熟悉遥感软件，学生一定阅读相关说明材料扩充学习知识，逐步、日积月累地达到知识深度。
2.教学内容体系构建。结合生态学专业的培养模式，许多内容如数据读取、数据预处理等须通过具体应用在本学科相关一些问题，才能够真正掌握和理解。本实验课程以呼和浩特为例，设计了教学内容体系。具体步骤有：第一，了解ENVI软件及其软件体系结构，学习ENVI软件文件系统和数字图像的读入与保存；其二，掌握使用ENVI进行几何校正，首先了解选取控制点的原则，然后进行选择控制点，利用ENVI软件提供的几何精校正功能进行图像校正；其三，几种图像增强方法，了解ENVI软件的彩色合成、直方图增强（反差处理）、空间滤波（平滑、锐化）、波段比值（介绍NDVI的运算）、主成分分析（PCA）、K{T变换（穗冒变换）等；最后，进行数字图像分类，主要学习ENVI软件的非监督分类和监督分类方法，掌握数字图像分类技术。这样教学使学生理解学习过程，具体说让学生留心怎样进行学习，怎样按一定的步骤去解决问题，使学生形成适合于自身特点的学习方法。
从多年的教学实践经验中，总结出的实验教学内容体系设计见下表：
三、课程实验教学的改革与探讨
1.优化遥感实验课程内容。实验课程内容是指国家依据基础教育培养目标和课程目标所规定的，学生通过实验课程学习有关的知识经验，它体现了学生实验素养发展的最基本、最重要载体。
传统的实验课程存在的问题主要有：首先，将培养遥感专门人才作为课程内容选择依据，不论实验内容、实验方案设计上学术化倾向都较为明显，因此不能过分侧重学科训练实验，而且未必有利于培养学生的创新意识；其次，过分孤立地强调实验操作技能，传统的教学内容一般在教学大纲中，单独列出教学中需要学生学习的遥感软件实验基本操作，但重视基本操作并不等于过分强调实验技能的熟练化，进行专门的、刻板的技能训练。这些做法既枯燥，效益又不高，是需要改变的。因此实验课程内容的选择应有利于学生实验素养的全面发展，也就是加强遥感实验基础知识和基本技能，同时提倡将知识的传授和技能的训练与具体的实验活动结合起来，尽量贴近生活、贴近社会。
2.根据遥感教学内容采用多种实验教学形式进行教学。在课堂改革的实践中我们将“遥感实验演示启发引导形式”、“学生上机为主，演示为辅，师生结合形式”、“实验操作解答问题形式”等有机地结合起来，使实验成为课堂教学结构的主干，保证教学活动中的学生主体、教师主导相互作用的充分发挥。同时教师要在教学中给学生创造发问机会，依据“精讲活练”的原则，对学生提问，要坚持有问必答，尽可能使答案符合学生理解的水平。这样可以激发学生学习兴趣，而且可以达到教与学在质的方面提高。
3.遥感实验编写单独实验指导书非常有必要。实验指导书内容是实验课程的具体化，是对实验课程理念和对实验课程内容的落实，伴随着独立形态的实验课程的产生，出现相应的遥感实验指导书非常有必要，将实验单独作为一门实验课程，编写单独实验指导书很重要。对实验指导书从内容结构到呈现方式进行分析，以准确把握“遥感实验”的学与教。但当前国内还没有见到普适性较高的遥感上机实验指导书，并且各个高校使用的实验教材多为自己设计、自己编写的。笔者针对遥感实验的内容中的问题，结合课程特点自己编写遥感实验讲义及指导书，设计了几项实验项目，以加深学生对遥感知识的理解及应用。
四、结束语
遥感应用技术是现代地理学的重要研究手段之一。它能迅速有效地提供地表自然过程和现象的宏观信息，有助于揭示其动态变化规律并预测其发展趋势。遥感技术课程是一门理论性和实践性都较强的课程。在学习掌握遥感理论知识的同时，必须强化实践教学，才能达到系统理解遥感理论知识，同时理解遥感实验在遥感中的重要性的目的。本课程采用ENVI软件，其目的是培养学生较强的动手能力，使其掌握不同的专业图像处理系统，有助于学生对专业知识的灵活运用，为今后从事相关工作打下良好的理论与实践基础。同时积极改革新思想，积极优化遥感实验课程内容，根据遥感教学内容采用多种实验教学形式进行教学，编写单独实验指导书等问题非常关键。
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N.Roshani,M.J.ValadanZouj,Y.Rezaei,M.Nikfar
摘要：利用遥感数据特性来判读冰雪信息是获得水文参数的新方法。为了获取冰雪信息的特性，目前用于观测的气象台站的数量是远远不够的。本文通过使用远程遥感数据来消除这些缺陷。冰雪具有不同于绝大多数地物的光谱反射率特性，但是也有类似于云的反射特性。这可以用中红外波段来区分它们。本文主要论述了雪盖面积的提取，遥感影像积雪的判读等方面的研究。在这项研究中，我们使用地球资源卫星图像资料。
关键词：水文学遥感技术积雪制图信息提取雪盖面积
1引言
通常，水文学家都想知道在某一山地有多少水以雪的形式存储，有多少水以液态形式储存。一般来说，这些指标都是难以被定量测量的，尤其是在山区（Najafzadeh，Abrishamchi，Tajrishi，2004年）。但是随着科技的进步，遥感技术正被广泛的用于各种极端天气下积雪的测量。遥感（RS）和地理信息系统（GIS）是两个正在越来越多地被用在冰雪研究的新技术。它们可用于观测积雪变化，通过结合气象资料分析，进行必要的向上或向下扩展研究，提出水文变化的反演模型。遥感提供了诸如提取雪盖面积和积雪水量的估测等方面的数据获取的优势。而这些数据对于融雪径流实时预报来说具有决定因素。
我们应该知道利用雪和冰在不同波段的反射来获取水文参数的遥感技术。为了利用遥感技术在水文上的应用，研究的资料应采用合适的图像。因此，我们应该界定标准，来选择一个合适的传感器。
据了解，将遥感、地理信息系统和适当的水文模型综合应用能够进行有效的水资源管理，能源生产和防洪减灾准确的估计（Tekel，2005年）。
在本文中，我们研究了遥感在获取水文所需参数方面的能力。为了达到这个目的，首先，考虑冰和雪的电磁波谱反射率的特性。其次，选择合适的标准传感器的解释。最后，对结果进行讨论。
2冰雪的电磁波谱特性
考虑到积雪在电磁波谱的特性，在研究冰雪变化中，使用水资源遥感数据。在积雪研究波段的选择中，主要以可见光，红外和微波为主。
2.1可见光和近红外波段
人们眼睛看到的新雪是白色的。这是因为雪在人眼敏感的波长范围（大概在0.4µm-0.65µm）具有较高的反射率。当新雪的反射率在可见光波段和红外波段下降时说明雪开始变老，而反射率的降低主要是由于诸如灰尘、花粉和大气气溶胶粒子等污染物的影响。在研究积雪中，通常使用可见光和近红外遥感数据的好处是因为图像较容易被解译。不过尽管积雪在一定程度上可以容易的被提取出来，但关于雪的含水量信息却很难获得(Tekel,2005)。
2.2热红外波段
热红外遥感数据相对于其他波段遥感数据目前很少被用于来测量积雪特性。因为我们应该认识到积雪的辐射光谱，以确定雪的温度。尽管收到一些限制，但是热红外遥感数据在判读有雪区和无雪区的边界时是很有用处的（Rezaei,2004年）。而像可见光和近红外遥感图像一样，云会对热红外图像的可用性造成影响。但是如果有云的话，云上的气温也可被测量的（Tekel,2005）。
2.3微波波段
微波波段和微波传感器的大多数应用程序都对气候条件敏感。事实上，积雪的物理特性决定了它的微波性能。从性质影响的积雪微波响应包括：深度和水当量、液态水含量、密度、，颗粒大小和形状、温度、各层的地表覆盖物。由于积雪响应与它的状态变化有关，因此定期监测可被允许。从天气条件和测量时间上看，微波成像方面的优势是明显的，微波具有全天时全天候成像的特点。
在大流域，微波图像已被用来分析积雪和深度。然而，它们较低的空间分辨率降低了其在山区流域的可用性（Tekel,2005年）。
此外，微波的感应器可以穿透大雪，并获取有关它的信息，这是光学传感器不具备的能力。主动微波的传感器（例如合成孔径雷达）比被动微波传感器具有更好的空间分辨率，但需要更多的设备支持。
3遥感传感器的选择
在降低成本和大覆盖范围水文应用中使星载遥感是比较受欢迎的选择（Samantha,2004）。卫星平台的选择主要标准是空间、时间分辨率，盆地面积和气候条件等。利用遥感技术在进行积雪监测时，获取一个无云天气情况下的遥感图像是非常重要的优势。从这个意义上说，地球资源卫星和NOAA卫星图像比飞机数据要好的多。尽管现在NOAA卫星可以在小规模的地区分析，但由于其具有的空间分辨率，已经存在着许多成功的应用。陆地卫星也可用于小流域地区。然而，无论诺阿和地球资源卫星，它使用可见光和近红外波段的电磁频谱时，云的影响都是主要问题。虽然热红外波段不能穿透云层，但它们可被用于在夜间获取无云图像的可能性。
一种解决云问题方法是用被动或主动的微波数据。这两者都可以在夜间或白天获取。然而即使云问题被解决了，遥感图像的解译则是比光学图像更加困难的问题。微波图像判读困难主要是由于这些图像是从某一高度获得的地表或地下地物属性。
4研究区概述
AlamChal冰川位于伊朗北部附近的马赞达兰省。AlamChal冰川是伊朗一座重要的冰川，其高程范围在3700m到4250m之间，其最大长度达到4.5km，最大宽度为2.25km。
5研究方法与资料
在本文是基于ENVI软件利用陆地卫星数据及IRS_LISS图像进行积雪研究的。IRS_LISS影像波段不能反映积雪反射率，因为其使用的波段中没有合适的。但是利用陆地卫星的遥感数据，可以进行区分有雪区边界和无雪区边界。要获取积雪信息，我们通过使用归一化积雪指数NDSI进行提取。归一化积雪指数计算公式如下：
NDSI=[CH(b4)-CH(b6)]/[CH(b4)+CH(b6)]
式中，b4（545-564μm）和b6（1638-1652μm）为MODIS数据的可见光和短红外波段。
而且我们可以通过使用K-means非监督分类方法获取冰雪覆盖区面积。从陆地卫星数据上我们计算得到积雪覆盖面积为4.6km2。
5.1新雪的提取
如上所述，雪在可见光区的高反射率而连续的新雪在红外波段的高反射率。要获得新雪信息，利用陆地卫星数据的第2和第4**的积雪的光谱反射率进行积雪识别。如下图所示，红色区域显示的即为新雪。
5.2积雪的解译
如前所述，积雪在位于陆地卫星数据第4波段和第5波段中有个积雪反射率非常低的区域。我们选择第4波段和第5波段具有反射率低的成雪区域进行解译。如下图所示，绿色区域显示的即为成雪。
6结果分析
获取遥感积雪数据最重要的参数是雪盖面积（SCA）。只是通过地面观测来估计雪盖面积是非常困难的，但是运用遥感影像数据则比较容易获取。
（1）卫星图像在计算雪盖面积以及山区和其他地区的冰川水文参数时具有很高的性能。
（2）对大规模流域的积雪进行监测时，MODIS和NOAA卫星图像是合适的。但对小规模流域积雪进行监测时，陆地卫星的影像是合适的，因为它的分辨率高于MODIS和NOAA卫星图像的空间分辨率。
关键词高等院校；遥感课程；教学；教材；教学方法；实验
中图分类号G642文献标识码A文章编号1007-5739（2017）07-0288-02
遥感技术是20世纪60年代兴起并迅速发展起来的一门综合性探测技术，它是建立在现代物理学（光学、红外线技术、微波技术、激光技术、全息技术等）、空间技术、计算机技术以及数学方法和地学规律基础之上的一门新兴科学技术[1]。遥感是现代空间信息获取与更新最重要的技术手段之一，已被广泛应用于测绘、地球科学、国土、城市建设、农业、林业、环境、气象、海洋等诸多政府部门和社会、经济领域[2-3]。随着遥感技术越来越广泛而深入的应用，自20世纪80年代以来，我国各高等院校纷纷开设相关专业和课程[4]，引导学生利用遥感技术解决自身专业领域的相关问题[5]。资源环境科学专业开设了遥感概论课程，作为一门专业基础必修课，该课程的内容在本专业其他n程上均有涉及或应用，比如土地利用规划学、土壤地理学、地理信息系统、普通地质学等[6]，本课程的学习效果直接影响后续课程的学习乃至学生将来的就业，其重要性不言而喻。但是在课时有限、教学资源相对短缺的情况下，如何教好并让学生学好这样一门理论性和技术性都很强的课程，需要对教学中的各个环节进行探析。
1遥感课程教学探析
1.1教材选择
随着计算机技术、空间技术和信息技术的发展，遥感作为一门新兴的科学得到快速发展。目前，有关遥感方面的教材很多，但是各类教材内容和重点各具特色，又各有其局限性，并且由于出版周期等的限制，其内容始终与最新的遥感卫星发展有一定的差距[7]。本专业一直选择《遥感导论》[8]作为教材进行讲授，该教材是由高教出版社出版的面向21世纪课程教材。但是该教材自出版后并未再版，因而存在对实际应用和学术前沿关注不够的弊端，故根据资源环境科学专业的培养目标和学生的就业领域精选了几本辅助教材，并整合教材内容进行讲授。辅助教材选择的是《高光谱遥感-原理、技术与应用》[9]《环境遥感监测与应用》[10]《遥感基础与应用》[11]等。最新出版的教材《遥感原理与应用》[12]读者评价很高，也可以作为辅助教材。以上教材与专著的出版时间相对较晚，基本涵盖了遥感技术的最新发展及应用的最新领域，并结合了资源环境科学专业的实际应用，对主讲教材起到了有益的补充。当然备课时还需要到相关网站查阅最新的参考信息，了解遥感卫星的最新发展动态[7]。
1.2教学内容
资源环境专业并没有设置很多关于计算机知识、测绘知识以及空间科学、信息科学等方面内容的课程，这就给遥感课程的教学带来相当大的困难[13]。资源环境科学专业开设遥感课程的目的主要是要求学生通过学习该门课程能够掌握遥感基础知识，并学会将这一先进技术应用于资源环境领域，比如资源调查与环境监测等。因此，根据遥感课程教学目标和学生的实际情况，对涉及较多物理、数学、计算机、测绘和空间科学的电磁辐射、遥感成像原理及图像处理的各种算法等纯理论的内容进行简化、精讲。而对于学生感兴趣，并与实际应用结合紧密的资源环境遥感专题应用方面的内容适当增加课时，结合实际案例进行剖析，将理论与实际应用结合进行详细讲解，并进行实时演示，让学生掌握遥感技术实际应用的流程，增强学习兴趣，并为后续遥感实验课程的顺利开设做铺垫。比如讲解土地利用遥感监测专题时可以结合科研课题，以洛阳市的土地利用遥感监测为案例，从数据收集、资料整理、技术路线与方法、结果分析几个方面进行讲解和演示，让学生对于遥感图像处理方法及信息提取，比如几何精校正、波段组合、增强处理、图像融合、图像分类等有进一步的了解，并对前期所学基础知识进行复习，对于遥感技术的专题应用有切身体会，从而增强学生的学习兴趣。
1.3教学方法
作为现代教学方法之一的多媒体教学法，具有信息容量大、表现形式多样、图文并茂、声像并举、直观明了等传统板书无法比拟的优势[6]。但是，教学过程中存在教师过分依赖多媒体教学的情况，比如将教材内容原版搬至PPT，没有进行取舍，然后教师对着PPT进行“满堂灌”式的讲授；而学生在教师这种方式的教导下，被动地接收，缺乏思考，存在教学内容难以被消化、吸收的现象。要改变教师“眉飞色舞满堂灌”、学生“呆若木鸡听”的现状，就必须在利用课件教学时，创造性地运用教师与学生“双向互动式”和“讨论式”的教学法，设法让学生参与教学过程，发挥其主体性作用[14]。比如进行图像增强处理内容讲解之前，教师可以鼓励学生进行分组，课后以小组为单位通过教师提供的网站免费下载学校或者其他熟悉区域的遥感图像，然后查阅资料以多种增强方法对同一遥感图像进行处理，比较各种增强处理后遥感图像的变化及特征，并进行总结，准备好PPT课堂汇报和讨论。在教师课堂讲解“图像增强处理”内容时，可以选择一组制作美观且内容较全面的PPT由学生进行现场汇报，然后全班学生和教师一起参与讨论，之后教师总结存在的问题，有针对性地进行详细分析、讲解，这样不但调动了学生作为学习主体的能动性，也增强了学生的学习兴趣及主动性，并且通过学生自己查阅资料解决问题的学习过程，最终的教学效果远优于被动式接收知识。
1.4实验环节
实验教学不但是遥感课程教学的重要组成部分，而且是学生实践技能培养的关键环节[15]。目前，国内缺乏普适性较强的遥感上机实验课程教材，这是各大院校遥感课程教师普遍的感觉，因而各大院校使用的实验教材多为自编[16]。资源环境科学专业的实验教材是教师根据现有的实验条件、学生的实际情况自编的。对于验证性的实验，教师只需要将必要的步骤在实验教材中体现出来，而没必要将每一个步骤细化，这样实验教程既起到了提纲挈领的作用，也给学生提供了思考的余地。实验课设置的时间最好在理论课讲授完之后的1～2周进行，这样学生既可以对上课讲授的内容进行复习，又可以通过上机操作对遥感图像处理过程加深理解。最后必须增设一个综合性专题实验，将遥感预处理、增强处理、分类及野外调查、现场解译、专题制图等知识串联起来。鼓励学生课外查找资料，自己确定具体的专题实验项目，然后在教师的辅导和各小组成员通力合作下完成资料的收集、技术路线和方法的确定、野外调查和解译、专题图的制作。通过综合性实验的完成，学生不但对所学的遥感知识有了更多的了解和理解，而且可以掌握遥感技术解决实际问题的流程。最后，教师对学生的实验结果给予中肯的评价与鼓励。
2结语
遥感是一门涉及多学科知识的综合性课程，其理论性、技术性和实`性都很强。本文仅对资源环境科学专业遥感课程教学的4个核心环节进行了深入的探讨，对于本课程的教学方法今后还将继续在教学过程中进行学习和研究，以便进一步提高学生的积极主动性和学习兴趣，改善教学效果，提高教学质量。
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遥感技术作为一门发展极其迅速的技术，在当今各行各业中的作用日益突显。尤其作为“数字地球”等国际重大计划中不可或缺的重要技术，其技术的更新日新月异。而作为地质学类学生必修的一门专业基础课，遥感地质学课程要求学生能够掌握基本的遥感技术特点、遥感图像解译方法、遥感工作的基本流程、遥感地质解译方法等内容，更重要的是要求学生能够利用相关的图像处理软件完成一定图像的解译，达到能真正使用遥感技术解决实际地质问题的目的[1-3]。作为大学三年级的本科生，虽然已经学习了地质学基础、构造地质学、岩浆岩、变质岩、沉积岩等地质学类的相关基础课程。但是，因为学时、教学经费、教学资源的限制，学生的地质野外实践课时非常有限，除了经过两次教学实习之外（大学一年级的地质认识实习和大学二年级的地质填图实习），对野外的实际地质现象的了解以及野外地质问题的认识还非常局限。如果对某一研究区域毫无了解和认识，或者只是通过书本知识以及查找相关资料获取了一定的内容。那么在遥感地质学的教学中，让学生自己利用遥感技术解决相应的地质问题则几乎不可能。因此，地质解译资料的选取，决定了在教学中能否让学生掌握遥感地质学的整体内容、地质解译的步骤和具体的方法。为此，本文将论述在遥感地质学课程的教学中结合野外地质填图实习内容的教学方法，加深学生对地质解译流程、解译方法等内容的强化学习，为遥感地质学的教学提供新的参考。
一、遥感地质学课程的性质和主要内容
遥感地质学，简单来讲就是遥感技术与地质学的结合，也就是利用遥感的技术手段来解决地质的问题。课程最主要的内容可以分成两大模块：其一为遥感技术的基础知识，如遥感的基本概念、遥感的应用、遥感的基本原理，同时还必须讲解遥感的仪器、平台以及信息获取的整个过程，并让学生掌握遥感图像的处理方法和步骤。这部分内容属于全新的内容，对于地质学类的学生来说较为陌生。因此，需要花费较长的时间让学生理解和掌握，才能为后续课程的学习提供基础和参考。其二为地质解译的主要内容，即地貌解译、构造解译、岩性解译、遥感找矿等。这部分内容属于重点掌握内容，但因为课时的限制，这部分内容的教学主要是让学生尽快回顾已学课程的内容，并紧密结合前期课程的基础内容才能尽快掌握。而整个遥感地质学的内容，需要将上述两部分内容紧密地结合起来，才能进行后续的实际应用。在后半部分实际问题的解决中，最为常见的遥感地?|问题有地质灾害、水体、冰川等的变化研究及监测，进而为相关灾害预警、环境变化提供帮助。这部分内容主要在方法技术手段以及地貌解译部分讲解。虽然内容繁多，但整体方法步骤清晰简单。而在基础地质学的研究中，遥感主要用来进行构造、岩性、地层等的解译，进一步完成地质规律及演化等相关内容的深入研究。虽然学生在学习遥感地质学之前，已经具备了地质学的基础知识体系，可以在野外识别地质现象、岩性、构造等。同时，学生也可以利用简单的地质现象对地质规律、地质问题进行描述和解释。然而，遥感地质学和其他很多基础地质科学不同，遥感地质学必须在学习概念、理论的基础上掌握具体的操作，并让学生会针对性地进行地质解译。因此，实践教学是其中重要的一个环节。为了更加有效地学习课程后半部分地质解译的内容，必须让学生熟悉整个解译过程（包括室内和野外的结合）。而大多数的教学中，都是根据课程的需要通过教师给学生练习的数据完成室内教学内容。但是通常给出的数据区域，学生往往比较陌生或者对研究区的地质状况所知不深，难以达到野外和室内相结合的目的。在这种情况下，学生在遥感技术的学习和地质学的学习容易脱节，根本无法很好地将二者联系起来。因此，学生往往反馈遥感在进行地质解译时困难较大，无从下手。
二、地质填图实习主要内容
地质填图实习，是大学二年级暑假之前进行的教学实习，通常选取自然条件好，便于观察和描述岩石露头以及地层的研究区进行。在地质填图实习阶段，学生已经通过前期的课程掌握了一定的地质专业基础理论。地质填图实习的目的在于通过教师的指导，让学生可以在一定程度上独立开展地质工作。其主要内容是从整体上进行地质特征、构造的认识和分析，并通过岩性的识别、鉴定以及地层的描述，最终完成地质填图[4]。主要步骤有踏勘、剖面测制、路线调查以及室内制图和报告编程。首先由带队教师带领所有学生进行踏勘，对整个区域的地质地貌及构造进行总体的把握，然后分组进行剖面测制，对填图区域进行地层以及岩性的基本了解。在此基础上，学生进行路线调查完成整个区域的地质情况调查和描述。在具体的剖面测制以及路线调查中，学生需独立进行观察并记录，对观察到的地质现象进行详细描述，并根据地形图勾勒地质地层分界线、岩性界限、典型的构造位置等。这样才能进行最后的室内制图和报告编写。以笔者所在单位为例，整个过程是三周的野外实践和一周的室内资料整理及报告编写。通过四周的实习训练，学生对整个研究区的地质概况、地貌、地层划分、岩性等内容有了整体的了解。
三、利用地质填图内容完成遥感地质学实践课程教学
以上的内容可以看出，野外地质填图所涉及到的内容，主要有岩性的识别、构造的识别、地层的识别等内容，这和遥感地质学所要掌握的重点解译内容几乎一样。因此，结合已有的野外地质调查资料进行遥感内容的学习，可以起到事半功倍的效果。学生已经在野外进行了三周的地质填图实习，并进行了一周的室内资料和报告编写，对研究区的地层、岩性和构造有了较为深入的了解。同时，通过前期的遥感技术部分的学习，掌握了遥感图像处理的基本方法和步骤。在此基础上，学习遥感地质学后面的地质解译内容时，只需要下载相关研究区的遥感数据，并在课堂上利用遥感的手段对遥感图像进行解译即可。因学生对研究区的地质情况比较熟悉，很快就可以和遥感内容相结合。学生主要进行解译流程的掌握，从遥感图像的导入到图像的辐射定标和大气校正，然后进行几何校正。同时，结合不同的处理方法，进行图像的增强、彩色变换、分类等处理即可。
关键词∶遥感技术;水文地质;应用探索
本文利用新兴的综合性遥感技术作为探测数据来源，其原理主要是依据遥感器对地表物体进行探测，利用波谱的不同反应来识别地面上的各类地物。利用遥感技术对地下水勘察相关因素信息进行科学准确的评价、判断。通过对地表含水断层、线性构造、裂隙、地面湿度等信息，准确地评价一个地区的地下水资源。同时，微波遥感还能够直观的对地下潜水层进行探测，使地下水资源的开发利用更为全面、科学。
1.遥感技术应用概述
1.1遥感技术概念及特征
目前，人们对于遥感技术的普遍定义为从远处探测和感知事物和物体的技术的统称。因此遥感技术有以下几个特征。首先，遥感技术相较于其他探测技术来说，探测的覆盖范围较大。其次，遥感技术获取的探测数据，信息种类众多，手段多样，技术也相对先进。最后，探测信息表现大多是通过图像的形式来表现，获取探测数据信息方式更为直接、快速。同时整个探测用时也相对较短。
1.2遥感技术体系概述
遥感技术的应用体系一般为探测信息的获取、传输、解译和应用。其中信息的获取主要通过对地表物体波谱进行探测。通过专业的遥感探测数据传播设备和软件对初步信息进行传输，然后再对原始探测信息进行对比统计处理。信息的解译则是主要通过模式识别、模拟实验和地物分析等方法进行信息的细化。最后对这些经过解译的系统性数据信息进一步的应用加工。
1.3遥感技术水文勘察中具体应用流程概述
在水文勘察中，遥感技术的具体应用重视对地下水位有关的环境因素的综合分析，同时注重对遥感图像数据的处理方法。具体应用流程如下∶首先，对勘察地区背景进行必要了解，同时，确立明确的水文勘察目标。根据目标收集相关原始资料。其次，围绕勘察目标对遥感技术的相关原始资料进行分类。对各遥感资料信息进行细致的遥感图像信息处理。同时，根据各类信息不同的遥感图像波段，进行合成波段的合理选择。以此对各类遥感探测图像信息进行解译。然后，再加工各类相关资料信息的解译结果。综合分析地下水位的分布情况，根据土壤的水分、反射率、像元关系等原理，构建科学合理的地下水位分布模型。根据土壤水分以及地下水位分布模型，对单波段以及多波段地下水位进行详细估算。把估算结果和地区背景资料、历史勘察资料等进行对比，检验勘察结果。最后，构建更为全面合理的地下水位分布模型，进行详尽专业的勘察结论以及勘察土建制作。
2.水文气象条件概述
水文气候条件是影响地下水资源最为直接的环境条件。其主要包括地表水文条件以及气象环境条件。地表水文条件包括地区的河流、湖泊等地表水系环境，以及这些地表水系分布位置地表蓄水量。地区地表水系条件的优劣对判断地下水资源有很好的参考价值。气象环境条件包括地区降雨量、地区季节温度、风速等气候条件。降雨量也是判断地区地下水资源的重要参考依据。温度包括日照时长日照强度等，通过这些条件能够准确地判断地区水分蒸况。同样道理，也要对地区风速进行详细定量侦测。这些气候环境条件的数据获取首先要以年为单位，判断地区长期所处的气候环境。同时还要获取地区短期的气候环境数据。通过当前气候环境的变量来判断地区所处的水文气象条件。
3.地下水资源遥感勘察具体应用方法概述
遥感技术对地下水资源的勘察主要依赖于卫星拍摄的当地地形变化以及气候特征等因素信息，然后通过地质学解译标志进行处理。解译标志的方法大致可以分为两种。一种是直接解译标志，一种为间接解译标志。本文采用的是人机交互式的间接解译标志中的人机交互式解译方式。首先，应该对地下水资源相关的地形地貌遥感图像、以及岩性构造、土壤植被、地表水系特征等进行遥感特征分析。其次，通过对遥感图像中光谱信息的提取分析，判断地层岩性情况。确定地区是否存在潜水含水层以及易存水性地层岩性构造。最后，通过数学统计学技巧以及模型学技巧等信息处理方法，对地下水位进行单波段和多波段的评估模型构建。同时，对评估结果进行进一步实测印证，确保遥感技术勘察数据能够更加准确的反映地区地下水资源分布情况。
4.遥感信息分析方法概述
本次所采用的信息数据分析方法主要通过对遥感图像的解译，再结合地区水质气象环境条件的探测以及对地区地形地貌的判断，对地层岩性以及具置信息的判断，最后，通过综合多波段模型呈现的水文数据的变化规律等信息，分析地下含水层分布情况。从而能从多个角度对影响地下水资源分布的各个因素进行具体判断。更加准确的对地区的地下水含水层数量、地下水储存量、地下水深度、水质、形成年代等进行分析，为开发利用当地地下水资源提供更加全面、科学的勘察数据。
5.遥感图像数据处理以及水文地质信息提取方法分析
5.1遥感数据类型的选取
由于不间断的遥感影像成像方式以及独特的对地物的表现方式，遥感图像数据也有明显的特征。因此，在进行遥感图像解析之前应该选择更为适合的遥感图像类型，然后再根据不同图像类型的地物波谱特性曲线来选择合适的解译波段。例如对于水体多采用TM1波段进行解译，岩性识别则一般会用TM5或TM1波段进行，而对于植被则采用TM2波段进行。影响遥感数据类型选择的因素主要包括环境因素以及解译目标等影响。首先，环境因素包括，遥感探测时间以及地形特点等。如对于地质、地貌等遥感数据的解译一般选择在冬天进行遥感影像探测。而对于植被的遥感探测多选择在春季和秋季。另外，考虑解译目标的面积大小以及时间跨度等因素的不同，所选择的遥感影像尺寸以及波段变化组合等也要符合解译目标的实际需求。
5.2遥感数据的处理
在遥感数据处理中，由于遥感数据特殊的传输处理方式，很容易对遥感数据在传输过程中或软件工具处理过程中出现对比度下降、几何变形等失真现象。因此，首先要对出现失真现象的遥感图像进行科学的误差校正，而误差校正要分两个部分进行。首先，对遥感数据辐射量的校正。遥感图像的辐射量主要是指图像的光谱辐射特征。光谱辐射特征会在经过大气层或传感设备本身是受到一定的影响而出现辐射量误差。因此，应该根据具体的数据对比、数据分析等手段确定误差的范围。然后通过对传感器的工作参数进行微调来校正这种误差。其次，遥感图像几何位置的误差。对于遥感图像像元位置的误差，可以通过以一个典型的准确的地物作为空间位置的控制点，根据控制点对地表坐标和遥感图像坐标进行统一校正。
5.3图像合成波段的选择
大多数勘察对象的地物组成成分都较为复杂，不同地质结构的遥感波段参数也不同，其表现出的光谱特征也有差异。同时，同样的地物在不同波段上所表现出来的光谱特征也不一样。因此，大多数情况下，都要选择遥感图像合成波段对地区地物组合进行全面分析。我们可以依据地区水文地质勘察结果以及图像数据提取目标、各种岩层光谱效应以及各个波段光谱信息等因素，综合考虑，选择更为合适的遥感图像合成波段。
6.结论
本文通过对遥感技术的应用特征以及应用技巧入手，对遥感技术在水文地质勘察中的应用流程进行了进一步说明。本文认为在进行复杂地质环境的水文地质勘察工作时，可以应用遥感技术把水文地质勘察工作。通过对地物遥感图像的定量分析，对影响水文地质的各方面因素进行科学评析。继而更加准确客观的全面判定地区的地下水资源状况。由于本人能力有限，缺乏遥感技术实际应用经验，对于遥感技术的应用知识系统和实践经验不足。可能会对遥感数据的解译过程出现一些不够严谨的理解。对于这方面的欠缺，希望能在今后的工作学习中得到补充。
参考文献：
［1］马瀚青,高峰,黄新宇,等.《遥感技术与应用》30年趋势［J］.遥感技术与应用,2016,31(6):1215-1222.
［2］朱鹤.遥感技术在地表水源地水体监测中的应用研究［D］.中国水利水电科学研究院,2013.
［3］刘红,张清海,林绍霞,等.遥感技术在水环境和大气环境监测中的应用研究进展［J］.贵州农业科学,2013,41(1):187-191.
［4］王润生,熊盛青,聂洪峰,等.遥感地质勘查技术与应用研究［J］.地质学报,2011,85(11):1699-1743.
