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遙感技術(shù)

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1.什么是遙感技術(shù)[1]

  遙感技術(shù)是指從高空或外層空間接收來(lái)自地球表層各類(lèi)地物的電磁波信息,并通過(guò)對(duì)這些信息進(jìn)行掃描、攝影、傳輸和處理,從而對(duì)地表各類(lèi)地物和現(xiàn)象進(jìn)行遠(yuǎn)距離控測(cè)和識(shí)別的現(xiàn)代綜合技術(shù),在農(nóng)業(yè)上,可用于植被資源調(diào)查、作物產(chǎn)量估測(cè)和病蟲(chóng)害預(yù)測(cè)等多方面。

2.遙感技術(shù)的產(chǎn)生[2]

  遙感就是感知遙遠(yuǎn),這里的遙遠(yuǎn)既包括遠(yuǎn)不可及,也包括近不可測(cè)。所謂遙感技術(shù),就是指不直接與探測(cè)目標(biāo)接觸,而使用某種儀器感測(cè)目標(biāo)的種種特征信息,經(jīng)過(guò)電腦等技術(shù)的精細(xì)處理,提取探測(cè)對(duì)象有用資料的現(xiàn)代高新技術(shù)。具體地說(shuō),它就是通過(guò)遙感平臺(tái),即車(chē)輛、飛機(jī)、衛(wèi)星、航天飛機(jī)等運(yùn)載工具以及各種流動(dòng)或固定的遙感設(shè)備,收集和記錄遙感目標(biāo)及其環(huán)境的輻射、反射租散射的電磁波和聲波信息,得到數(shù)據(jù)和圖像,再進(jìn)行整理、分析、比較和處理,從而迅速得到和判斷遙感目標(biāo)及其環(huán)境的位置、狀態(tài)等自然的、生物的諸多信息特征的一種技術(shù)。

  20世紀(jì)初,人們發(fā)現(xiàn)物體對(duì)聲波和電磁波有阻隔作用,一些學(xué)者便開(kāi)始研制利用這一特性測(cè)量目標(biāo)的裝置,當(dāng)時(shí)的目的就是用于探測(cè)淹沒(méi)在水下的冰山。第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后,各國(guó)為了防備潛艇的需要加快了研制步伐。世界上第一部聲納—sonar(聲波導(dǎo)航和測(cè)距“Sound Navigation andRanging”的縮寫(xiě))是法國(guó)的P.朗之萬(wàn)(Paul Langevin,1872—1946)等人于1916一1918年發(fā)明的。這種聲納當(dāng)時(shí)也叫“回聲定位儀”,就是把電能轉(zhuǎn)換成聲波向水中發(fā)射,或把水中的聲波轉(zhuǎn)換成電能的一種電聲互換裝置,一般都可以收、發(fā)兩用。1930年,回聲定位儀開(kāi)始廣泛用于艦船導(dǎo)航。不久,他們又研

  制出不用旋轉(zhuǎn)換能器就能進(jìn)行全景監(jiān)視的環(huán)掃聲納,它在第二次世界反法西斯戰(zhàn)爭(zhēng)中發(fā)揮了重要的作用。

  早在1922年,意大利的馬可尼就發(fā)表了用無(wú)線電波檢測(cè)物體的論文。1925年,美國(guó)開(kāi)始研制能測(cè)距的脈沖調(diào)制雷達(dá),并首先將它用于測(cè)量電離層的高度。1935年,英國(guó)的W.瓦特等人發(fā)明了世界上第一部雷達(dá)一radar(無(wú)線電檢測(cè)和測(cè)距“Radio Detection And Ranging”的縮寫(xiě))。這部雷達(dá)使用1.5厘米微波,可以用來(lái)探測(cè)天空中飛行的飛機(jī)。為方便和安全起見(jiàn),當(dāng)時(shí)人們稱(chēng)它為CH系統(tǒng)。第二次世界大戰(zhàn)中,英、美兩國(guó)的海防雷達(dá)、炮兵雷達(dá)、艦載雷達(dá)和機(jī)載雷達(dá)都達(dá)到相當(dāng)精確的程度。

  20世紀(jì)50年代末,人造衛(wèi)星將雷達(dá)帶到空中,對(duì)地面進(jìn)行廣泛的電磁波探測(cè),配合以電子計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)自動(dòng)標(biāo)志、識(shí)別、分類(lèi)技術(shù)等,取得意想不到的發(fā)現(xiàn)。

  1962年,美國(guó)密執(zhí)安大學(xué)召開(kāi)了“環(huán)境遙感討論會(huì)”,專(zhuān)家們一致呼吁:應(yīng)當(dāng)重視衛(wèi)星照片 遙感的價(jià)值。

  于是,一個(gè)嶄新的理論與實(shí)踐領(lǐng)域——遙感科學(xué)技術(shù)便正式誕生了。

3.遙感技術(shù)的特點(diǎn)[3]

  一、可測(cè)量大范圍數(shù)據(jù)資料,具有綜合、宏觀的特點(diǎn)

  遙感用航攝飛機(jī)飛行高度從幾百米到lOkm左右,陸地衛(wèi)星的衛(wèi)星軌道高度達(dá)9lOkm左右(如:美國(guó)陸地衛(wèi)星1~3號(hào)),居高臨下獲取的航空像片或衛(wèi)星圖像,比在地面上的視域大得多,又不受地形地物阻隔的影響,為人們研究地面各種自然、社會(huì)現(xiàn)象及其分布規(guī)律提供了便利的條件,對(duì)地球資源和環(huán)境分析極為重要。

  二、可獲取的信息量大,具有手段多,技術(shù)先進(jìn)的特點(diǎn)

  根據(jù)不同的任務(wù),遙感技術(shù)可選用不同波段和遙感儀器來(lái)獲取信息。它不僅能獲得地物可見(jiàn)光波段的信息,而且可以獲得紫外、紅外、微波等波段的信息。利用不同波段對(duì)物體不同的穿透性,可獲取地物內(nèi)部信息。例如,地面深層、水下,植被、地表溫度、沙漠下面的地物特性等,微波波段還可以全天候的工作。這無(wú)疑擴(kuò)大了人們的觀測(cè)范圍和感知領(lǐng)域,加深了對(duì)事物和現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)。

  三、獲取信息快,更新周期短,具有動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)特點(diǎn)

  遙感通常為瞬時(shí)成像,從而能及時(shí)獲取所測(cè)目標(biāo)物的最新資料,不僅便于更新原有資料,進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)’狽0,且便于對(duì)不同時(shí)刻地物動(dòng)態(tài)變化的資料及像片進(jìn)行對(duì)比、分析和研究,這是人工實(shí)地測(cè)量和航空攝影測(cè)量無(wú)法比擬的,為環(huán)境監(jiān)測(cè)以及研究分析地物發(fā)展演化規(guī)律提供了基礎(chǔ)。例如陸地衛(wèi)星4號(hào)、5號(hào)、7號(hào)均為每16d可覆蓋地球一遍,NOAA氣象衛(wèi)星地面重復(fù)觀測(cè)周期為0.5d(12h)。第二代Meteosat每15分鐘獲得同一地區(qū)的圖像。

  四、獲取信息受限制條件少,具有用途廣、效益高的特點(diǎn)

  很多地方的自然條件極為惡劣,人類(lèi)難以到達(dá),如沙漠、沼澤、高山峻嶺等。采用不受地面條件限制的遙感技術(shù),特別是航天遙感可方便及時(shí)地獲取各種寶貴資料。目前,遙感已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)礦產(chǎn)、水文、氣象、地理、測(cè)繪、海洋研究、軍事偵察及環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域,且應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴(kuò)展,遙感正以其強(qiáng)大的生命力展現(xiàn)出廣闊的發(fā)展及應(yīng)用前景。

4.遙感系統(tǒng)的分類(lèi)[4]

  按照不同的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn),遙感系統(tǒng)可以劃分為不同類(lèi)別。比較常見(jiàn)的幾種分類(lèi)方式如下。

  1、按遙感電磁輻射源的方式分類(lèi)

  按照遙感過(guò)程中的電磁輻射源可以把遙感技術(shù)分為以下兩類(lèi):

  主動(dòng)遙感:由遙感探測(cè)器主動(dòng)向地物目標(biāo)發(fā)射電磁輻射能量,并接收地物目標(biāo)反射的電磁能量作為遙感傳感器接收和記錄的能量來(lái)源。

  被動(dòng)遙感:不會(huì)主動(dòng)發(fā)出電磁輻射能量,而是接收地物目標(biāo)自身熱輻射和反射自然輻射源(主要是太陽(yáng))的電磁能量作為遙感傳感器輸入能量。

  2、按遙感工作的高度分類(lèi)

  按照遙感工作的高度可以把遙感技術(shù)分為以下3類(lèi):

  航天遙感:又稱(chēng)太空遙感,泛指利用各種太空飛行器為平臺(tái)的遙感技術(shù)系統(tǒng),以人造地球衛(wèi)星為主體,包括載人飛船、航天飛機(jī)和太空站,有時(shí)也把各種行星探測(cè)器包括在內(nèi)。衛(wèi)星遙感為航天遙感的組成部分,以人造地球衛(wèi)星作為遙感平臺(tái),主要利用衛(wèi)星對(duì)地球和低層大氣進(jìn)行光學(xué)和電子觀測(cè)。

  航空遙感:泛指從飛機(jī)、飛艇或氣球等空中平臺(tái)對(duì)地觀測(cè)的遙感技術(shù)系統(tǒng)。

  地面遙感:主要指以高塔、車(chē)、船為平臺(tái)的遙感技術(shù)系統(tǒng),地物波譜儀或傳感器安裝在這些地面平臺(tái)上,進(jìn)行各種地物波譜測(cè)量。

  3、按傳感器工作的電磁波譜段分類(lèi)

  按照遙感傳感器所用電磁波波譜可以把遙感技術(shù)分為以下3類(lèi):

  可見(jiàn)光/近紅外遙感:主要指利用可見(jiàn)光(0.4~0.7um)和近紅外(0.7~2.5um)波段的遙感技術(shù)??梢?jiàn)光是人眼直接可見(jiàn)的光譜段,近紅外波段雖然不能直接被人眼看見(jiàn),但是能夠被特定遙感傳感器接收。這兩個(gè)波段的輻射來(lái)源都是太陽(yáng),反映地物對(duì)太陽(yáng)輻射的反射特性。通過(guò)不同地物反射率的差異,就可以辨別出有關(guān)地物的信息。

  熱紅外遙感:通過(guò)紅外熱敏感元件探測(cè)物體自身的熱輻射能量,并形成地物目標(biāo)的輻射溫度或熱場(chǎng)圖像。熱紅外遙感的工作波段集中在8~14um范圍。地物在常溫下熱輻射的絕大部分能量位于此波段,在此波段,地物的熱輻射能量大于太陽(yáng)的反射能量。熱紅外遙感的優(yōu)勢(shì)在于具有晝夜工作的能力。

  微波遙感:利用波長(zhǎng)1~1000mm電磁波完成遙感功能。通過(guò)接收地面物體發(fā)射的微波輻射能量,或接收遙感設(shè)備本身發(fā)出的電磁波的反射信號(hào),對(duì)物體進(jìn)行探測(cè)、識(shí)別和分析。微波遙感的優(yōu)點(diǎn)在于能夠全天候工作,同時(shí)對(duì)云層、地表植被、松散沙層和干燥冰雪具有一定的穿透能力。

  4、按遙感數(shù)據(jù)的類(lèi)型分類(lèi)

  按遙感數(shù)據(jù)的類(lèi)型可以把遙感技術(shù)分為以下兩類(lèi):

  成像遙感:傳感器接收和記錄的電磁能量信息最后以圖像形式保存。

  非成像遙感:傳感器接收和記錄的電磁能量信息不以圖像形式保存。

  5、按應(yīng)用的地理范圍分類(lèi)

  按照遙感技術(shù)應(yīng)用的空間范圍可以把遙感技術(shù)分為以下3類(lèi):

  全球遙感:是全面系統(tǒng)地研究全球性資源與環(huán)境問(wèn)題的遙感的統(tǒng)稱(chēng)。

  區(qū)域遙感:以區(qū)域資源開(kāi)發(fā)和環(huán)境保護(hù)為目的的遙感信息工程,它通常按行政區(qū)劃(國(guó)家、省區(qū)等)、自然區(qū)劃(如流域)或經(jīng)濟(jì)區(qū)劃進(jìn)行。

  城市遙感:以城市環(huán)境和生態(tài)作為主要調(diào)查研究對(duì)象的遙感工程。

  其他的分類(lèi)還有很多,如按照應(yīng)用領(lǐng)域可以分為資源遙感、環(huán)境遙感、農(nóng)業(yè)遙感、林業(yè)遙感、漁業(yè)遙感、地質(zhì)遙感、氣象遙感、災(zāi)害遙感和軍事遙感等,在每一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域還可以進(jìn)一步細(xì)分為不同的應(yīng)用專(zhuān)題。

5.遙感技術(shù)的原理[5]

  任何物體都具有光譜特性,具體地說(shuō),它們都具有不同的吸收、反射、輻射光譜的性能。在同一光譜區(qū)各種物體反映的情況不同,同一物體對(duì)不同光譜的反映也有明顯差別。即使是同一物體,在不同的時(shí)間和地點(diǎn),由于太陽(yáng)光照射角度不同,它們反射和吸收的光譜也各不相同。遙感技術(shù)就是根據(jù)這些原理,對(duì)物體作出判斷。

  遙感技術(shù)通常是使用綠光、紅光和紅外光三種光譜波段進(jìn)行探測(cè)。綠光段一般用來(lái)探測(cè)地下水、巖石和土壤的特性;紅光段探測(cè)植物生長(zhǎng)、變化及水污染等;紅外段探測(cè)土地、礦產(chǎn)及資源。此外,還有微波段,用來(lái)探測(cè)氣象云層及海底魚(yú)群的游弋。

6.遙感技術(shù)的應(yīng)用[4]

  現(xiàn)在遙感技術(shù)已經(jīng)深入應(yīng)用到人類(lèi)的工作和生活中,在很多領(lǐng)域中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。下面介紹遙感技術(shù)在一些方面的典型應(yīng)用。

  1、在海洋研究中的應(yīng)用

  在海洋研究的很多領(lǐng)域都要依賴和應(yīng)用氣象衛(wèi)星提供的海洋遙感資料。海洋研究學(xué)者可以從連續(xù)的氣象衛(wèi)星紅外和可見(jiàn)光遙感圖像中區(qū)分出不同溫度的水團(tuán)、水流的位置、范圍、界線和移動(dòng)情況并計(jì)算出移動(dòng)速度,從而獲得水團(tuán)、渦漩的分布,洋流變動(dòng)等信息。這些信息對(duì)于海洋研究起著非常重要的作用,它不僅能確保航海安全,還可以節(jié)省燃料。如船只在海冰區(qū)航行時(shí)。利用衛(wèi)星遙感圖像可實(shí)時(shí)選擇破冰船航線,使得破冰船能夠選擇冰縫或冰層薄弱的地帶行駛,保證航行安全。

  此外,遙感在海洋資源的開(kāi)發(fā)與利用、海洋環(huán)境污染監(jiān)測(cè)、海岸帶和海島調(diào)查以及漁業(yè)等方面也已取得了成功的應(yīng)用。

  2、在氣象和氣候研究中的應(yīng)用

  在天氣分析和氣象預(yù)報(bào)中,衛(wèi)星遙感資料促進(jìn)了世界范圍的大氣溫度探測(cè),使天氣分析和氣象預(yù)報(bào)工作更為準(zhǔn)確。在氣象衛(wèi)星云圖上可以根據(jù)云的大小、亮度、邊界形狀、紋理、水平結(jié)構(gòu)和垂直結(jié)構(gòu)等來(lái)識(shí)別各種云系的分布,從而推斷出鋒面、氣旋、臺(tái)風(fēng)和冰雹等的存在和位置,對(duì)各種大尺度和中小尺度的天氣現(xiàn)象進(jìn)行成功的定位、跟蹤及預(yù)報(bào)。

  在氣候以及氣候變遷研究中,根據(jù)近年的研究表明.對(duì)大氣長(zhǎng)期天氣過(guò)程和氣候變動(dòng)的影響因素主要包括太陽(yáng)活動(dòng)、地表面對(duì)大氣的影響以及海洋對(duì)大氣的影響等。這些因素以及對(duì)大氣氣候的變化數(shù)據(jù)都可以通過(guò)衛(wèi)星來(lái)獲取,如氣象衛(wèi)星上有儀器可以直接取得大氣中二氧化碳等成分含量的數(shù)據(jù)。

  3、在林業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

  林業(yè)資源分布廣,面積遼闊,屬于再生性生物資源。應(yīng)用遙感技術(shù)可編制大面積的森林分布圖,測(cè)量林地面積,調(diào)查森林蓄積和其他野生資源的數(shù)量,對(duì)宜林荒山荒地進(jìn)行立體調(diào)查,繪制林地立體圖、土地利用現(xiàn)狀圖和土地潛力圖等。通過(guò)對(duì)森林變化的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),可及時(shí)對(duì)林業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)——采種、育苗、造林、采伐、更新和林產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)裙ぷ髌鹬笇?dǎo)作用。

  利用遙感技術(shù)進(jìn)行森林資源調(diào)查和經(jīng)營(yíng)管理已經(jīng)發(fā)展了很長(zhǎng)時(shí)問(wèn)。從20世紀(jì)20年代時(shí)開(kāi)始就嘗試使用航空目視調(diào)查;到了20世紀(jì)40年代利用航空照片進(jìn)行森林區(qū)域劃分,結(jié)合地面調(diào)查進(jìn)行森林資源勘測(cè);在20世紀(jì)50年代中發(fā)展了利用航片的分層抽樣調(diào)查;20世紀(jì)60年代以后,由于引進(jìn)大量新設(shè)備和先進(jìn)技術(shù),如紅外彩色攝影、多光譜攝影、遙感圖像增強(qiáng)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用等,使得遙感技術(shù)在林業(yè)領(lǐng)域中形成了多層次、多模式的應(yīng)用體系。在“七五”、“八五”期間,我國(guó)已成功地利用陸地衛(wèi)星數(shù)據(jù)對(duì)“三北”防護(hù)林地區(qū)進(jìn)行了全面的遙感綜合調(diào)查,并對(duì)其植被的動(dòng)態(tài)變化及其產(chǎn)生的生態(tài)效益做了綜合評(píng)價(jià),為國(guó)家制定長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展計(jì)劃奠定了科學(xué)的基礎(chǔ)。

  4、在地質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用

  遙感技術(shù)在地質(zhì)工作中正發(fā)揮著日益重要的作用,目前已成為地質(zhì)調(diào)查和環(huán)境資源勘察與監(jiān)測(cè)的重要技術(shù)手段。應(yīng)用范圍已由區(qū)域地質(zhì)、礦產(chǎn)勘察、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)擴(kuò)大到農(nóng)業(yè)地質(zhì)、旅游地質(zhì)、國(guó)土資源、土地利用、城市綜合調(diào)查和環(huán)境監(jiān)測(cè)等許多領(lǐng)域。

  在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作中,以遙感方法為主制圖,通過(guò)大面積多圖聯(lián)測(cè),不僅節(jié)約經(jīng)費(fèi),而且還能提高工效。在礦產(chǎn)勘察工作中,利用遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù),經(jīng)計(jì)算機(jī)拼接處理,制作成衛(wèi)星影像圖,通過(guò)遙感圖像數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、信息提取、遙感異常圈定和遙感地質(zhì)編圖等處理步驟,實(shí)現(xiàn)礦場(chǎng)資源預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)。在油氣勘探中,利用衛(wèi)星遙感資料解譯選定的地質(zhì)構(gòu)造,經(jīng)野外調(diào)查和驗(yàn)證,??色@得油氣資源可能存在的靶區(qū)。

  5、在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

  現(xiàn)代遙感技術(shù)的多波段性和多時(shí)相性十分有利于以綠色植物為主體的資源觀測(cè)研究,使得遙感技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)的很多領(lǐng)域上。

  在土地資源調(diào)查中,國(guó)際上于20世紀(jì)50年代就開(kāi)始大量地使用航空照片進(jìn)行以土地為主體的土地資源調(diào)查工作,20世紀(jì)70年代時(shí)開(kāi)始利用衛(wèi)星影像對(duì)原來(lái)缺乏資料的第三世界國(guó)家進(jìn)行了中比例尺制圖。對(duì)土地資源的監(jiān)測(cè)除實(shí)地進(jìn)行定位觀測(cè)外,還可用不同時(shí)期的同一幅影像進(jìn)行影像疊加和對(duì)比,來(lái)準(zhǔn)確地看出土地資源的變化情況,特別是一些交通不便或面積較大的地區(qū),只有衛(wèi)星遙感技術(shù)發(fā)展以后,才有可能實(shí)現(xiàn)真正的及時(shí)監(jiān)測(cè)。又如在農(nóng)作物估產(chǎn)中,對(duì)于大面積農(nóng)作物可以利用衛(wèi)星影像進(jìn)行生態(tài)分區(qū),在各個(gè)生態(tài)區(qū)根據(jù)歷史產(chǎn)量建立各種產(chǎn)量模擬公式,并根據(jù)當(dāng)年的氣候條件進(jìn)行校正,以實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物產(chǎn)量的估計(jì)。

  6、在軍事上的應(yīng)用

  遙感技術(shù)可為軍事任務(wù)提供全面、及時(shí)和準(zhǔn)確的戰(zhàn)場(chǎng)信息,在現(xiàn)代軍事作戰(zhàn)中軍事偵察、戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視與精確制導(dǎo)已完全離不開(kāi)遙感技術(shù)。

  在軍事偵察中,可以通過(guò)攝影、紅外、多波段、雷達(dá)、電視和激光等多種遙感技術(shù),獲取敵國(guó)的軍事政治情況、武裝力量和軍事經(jīng)濟(jì)潛力,軍隊(duì)的編成、態(tài)勢(shì)、狀況、行動(dòng)性質(zhì)與企圖、戰(zhàn)區(qū)地形以及其他情報(bào)所采取的行動(dòng),對(duì)加快獲取情報(bào)的速度,提高情報(bào)的可靠性效率都有重要作用。在戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視中,可以用遙感成像等手段來(lái)對(duì)敵空、太空、地面、地下區(qū)域、地點(diǎn)和人員等實(shí)施有計(jì)劃的觀察。在精確制導(dǎo)武器的末制導(dǎo)階段,常利用目標(biāo)的反射或輻射特征測(cè)量其位置或相對(duì)位置參數(shù),以實(shí)現(xiàn)武器的實(shí)時(shí)定位和軌跡修正,達(dá)到精確打擊的目的。

  7、在自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)上的應(yīng)用

  我國(guó)是一個(gè)自然災(zāi)害種類(lèi)繁多、發(fā)生頻繁和危害嚴(yán)重的國(guó)家,能否對(duì)這些災(zāi)害作出快速反應(yīng)對(duì)于防災(zāi)救災(zāi)決策的制定最為關(guān)鍵。應(yīng)用遙感技術(shù)可以對(duì)重大自然災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)視和預(yù)測(cè),遙感作為信息源始終貫穿于地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)、震害防御、地震應(yīng)急、地震救災(zāi)與重建的全過(guò)程,為政府和有關(guān)部門(mén)提供及時(shí)、準(zhǔn)確和可靠的信息,為防災(zāi)、減災(zāi)和救災(zāi)提供充分的科學(xué)依據(jù)。

  目前我國(guó)已建立了重大自然災(zāi)害的歷史數(shù)據(jù)庫(kù)和背景數(shù)據(jù)庫(kù),從全國(guó)范圍的角度,宏觀地研究了自然災(zāi)害的危險(xiǎn)程度分區(qū)和成災(zāi)規(guī)律,研究了詳細(xì)的監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)方法與應(yīng)對(duì)措施,建立了各自的遙感信息系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)經(jīng)常性和突發(fā)性自然災(zāi)害的監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)功能。

7.遙感技術(shù)的展望[4]

  隨著遙感技術(shù)的發(fā)展,獲取地球環(huán)境信息的手段越來(lái)越多,獲取的信息也越來(lái)越豐富。因此,為了充分利用這些信息,建立全面收集、整理、檢索和管理這些信息的空間數(shù)據(jù)庫(kù)和管理系統(tǒng),研究遙感信息自動(dòng)分析機(jī)理,研制定量分析模型及實(shí)用的地學(xué)模型,進(jìn)行多種信息源的信息融合與綜合分析等,構(gòu)成了當(dāng)前遙感發(fā)展的前沿研究課題。當(dāng)今的遙感已不單純是一門(mén)信息獲取和分析的技術(shù)手段,它與地理信息系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)、各種地面觀測(cè)技術(shù)和信息分析技術(shù)等結(jié)合起來(lái),正在形成一門(mén)嶄新的地球信息科學(xué),為促進(jìn)人類(lèi)新的決策、管理和發(fā)展模式而起著積極的推動(dòng)作用。

  當(dāng)前遙感技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。

  1.新一代傳感器的研制,以獲得分辨率更高、質(zhì)量更好的遙感圖像

  隨著遙感應(yīng)用的廣泛和深入,對(duì)遙感圖像和數(shù)據(jù)的質(zhì)量提出了更高的要求,其空間分辨率、光譜分辨率及時(shí)相分辨率的指標(biāo)均有待于進(jìn)一步提高。2001年衛(wèi)星遙感的空間分辨率已經(jīng)從IkonosII的1m,進(jìn)一步提高到Quickbird(快鳥(niǎo))的0.62m,高光譜分辨率已達(dá)到5~6nm,時(shí)間分辨率的提高主要依賴于小衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展,通過(guò)合理分布的小衛(wèi)星星座和傳感器的大角度傾斜可以以1~3天的周期獲得感興趣地區(qū)的遙感影像。

  當(dāng)前,星載主動(dòng)式(微波)遙感的發(fā)展引起了人們的注意,如成像雷達(dá)和激光雷達(dá)等的發(fā)展使探測(cè)手段更趨多樣化。合成孔徑雷達(dá)具有全天候和高空間分辨率等特點(diǎn)。目前已有幾顆衛(wèi)星裝備有單波段、單極化的合成孔徑雷達(dá)。1995年11月4日加拿大發(fā)射的Radarsat(雷達(dá)衛(wèi)星)就具有多模式的工作能力,能夠改變空間分辨率、入射角、成像寬度和側(cè)視方向等T作參數(shù)。1995年美國(guó)航天飛機(jī)兩次飛行試驗(yàn)了多波段、多極化合成孔徑雷達(dá)。

  獲取多種信息,適應(yīng)遙感不同應(yīng)用的需要,是傳感器研制方面的又一動(dòng)向和進(jìn)展。一顆衛(wèi)星裝備多種遙感器,既有高空間、光譜分辨率、窄成像帶的遙感器,適合于小范圍詳細(xì)研究,又有中低空間、光譜分辨率、寬成像帶的遙感器,適合宏觀快速監(jiān)測(cè),二者綜合起來(lái),服務(wù)不同的需求目的。

  總之,不斷提高傳感器的功能和性能指標(biāo),開(kāi)拓新的工作波段,研制新型傳感器,提高獲取信息的精度和質(zhì)量,將是今后遙感發(fā)展的一個(gè)長(zhǎng)期任務(wù)和發(fā)展方向。

  2.遙感信息的處理走向定量化和智能化

  遙感技術(shù)的目的是獲得有關(guān)地物目標(biāo)的幾何與物理特性,所以需要有全定量化遙感方法進(jìn)行反演。幾何方程是顯式表示的數(shù)學(xué)方程,而物理方程一直是隱式的。但隨著對(duì)成像機(jī)理、地物波譜反射特征、大氣模型、氣溶膠研究的深入和數(shù)據(jù)的積累;以及多角度、多傳感器、高光譜及雷達(dá)衛(wèi)星遙感技術(shù)的成熟,相信在21世紀(jì),全定量化遙感方法將逐步走向?qū)嵱?,遙感基礎(chǔ)理論研究將走上新的臺(tái)階。

  從遙感數(shù)據(jù)中自動(dòng)提取地物目標(biāo),解決它的屬性和語(yǔ)義是攝影測(cè)量與遙感的中心任務(wù)之一。地物目標(biāo)的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)主要集中在影像融合技術(shù)上,基于統(tǒng)計(jì)和基于結(jié)構(gòu)的目標(biāo)識(shí)別與分類(lèi),處理的對(duì)象包括高分辨率影像和高光譜影像。隨著遙感數(shù)據(jù)量的增大,數(shù)據(jù)融合和信息融合技術(shù)的成熟,定量化遙感處理方法的發(fā)展,對(duì)遙感數(shù)據(jù)的處理方式會(huì)越來(lái)越自動(dòng)化和智能化。

  3.遙感應(yīng)用不斷深化

  在遙感應(yīng)用的深度和廣度不斷擴(kuò)展的情況下,微波遙感應(yīng)用領(lǐng)域的開(kāi)拓,遙感應(yīng)用成套技術(shù)的發(fā)展,以及地球系統(tǒng)的全球綜合研究等成為當(dāng)前遙感發(fā)展的又一方向。具體表現(xiàn)為,從單一信息源(或單一傳感器)的信息(或數(shù)據(jù))分析向多種信息源的信息(包括非遙感信息)復(fù)合及綜合分析應(yīng)用發(fā)展;從靜態(tài)分析研究向多時(shí)相的動(dòng)態(tài)研究以及預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方向發(fā)展;從定性判讀、制圖向定量分析發(fā)展;從對(duì)地球局部地區(qū)及其各組成部分的專(zhuān)題研究向地球系統(tǒng)的全球綜合研究方向發(fā)展。

  4.地理信息系統(tǒng)的發(fā)展與支持是遙感發(fā)展的又一進(jìn)展和動(dòng)向

  由遙感技術(shù)獲取的豐富地理信息依賴地理信息系統(tǒng)加以科學(xué)的管理,遙感的應(yīng)用也依賴于地理信息系統(tǒng)提供多種信息源(包括非遙感信息)進(jìn)行信息融合和綜合分析,以提高遙感識(shí)別分類(lèi)的精度,遙感圖像的定量分析同樣需要地理信息系統(tǒng)提供應(yīng)用模型,以及其他智能信息分析工具的支持等。因此,在社會(huì)日益對(duì)遙感應(yīng)用提出更高要求的現(xiàn)實(shí)情況下,需要充分利用遙感及非遙感手段獲得的豐富地理信息,從而促成和推動(dòng)了地理信息系統(tǒng)的發(fā)展以及遙感與地理信息系統(tǒng)的結(jié)合。

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