遥感技术在国内外的应用和发展分析
摘要：经过三十多年来的发展，卫星遥感技术应用的范畴已经从当初的单一遥感技术发展到今天包括遥感（RS)、地理信息系统(GIS)，全球定位系统(GPS)等技术在内的空间信息技术，逐渐深入到国民经济、社会生活与国家安全的各个方面，使社会可持续发展和经济增长方式发生了深刻的变化，其发展与应用水平业已成为综合国力评价的重要标志之一。了解掌握遥感技术的发展，特别是应用的发展，有助于我们及时了解行业前沿，更好的为我国遥感技术的发展找到方向。
关键词：遥感RS 空间信息灾害监测卫星定位
我国经过“八五”，“九五”的攻关研究，RS、GIS和GPS的综合配套发展能力开始形成，为3S走向实用奠定了基础。在应用方面，3S技术已在国家的经济建设中，尤其在重大自然灾害监测与评估和资源调查等方面，为国家领导人和各级政府部门提供了大量科学的宏观辅助决策信息，产生了巨大的社会效益。在技术应用逐步由国家行为向产业行业的转化过程中，有力地推动了国土、农业、林业等部门对这些新技术的认同和采用，越来越多的部门，已经正在将这些技术摆上部门业务化应用的日程，成为主管部门执法或制定产业政策、规范及行业技术改造的重要依据之一。
遥感技术集中了空间、电子、光学、计算机通信和地学等学科的最新成就，是当代高新技术的一个重要组成部分。国际上遥感技术的发展，将在未来15年将人类带入一个多层。立体。多角度，全方位和全天候对地观测的新时代。各种高、中、低轨道相结合，大、中、小卫星相互协同，高、中、低分辩率互补的全球对地观测系统，将能快速、及时地提供多种空间分辩率、时间分辩率和光谱分辩率的对地观测海量数据。
遥感技术在应用中的发展
一、遥感技术在资源环境宏观信息信息获取上的应用
建立基于遥感技术的国家级资源环境宏观信息服务体系，该服务体系包括以中国1：25万土地利用数据为核心的国家资源环境空间数据库，二个部级服务系统，三个省级示范系统及五个县级服务系统，珠江三角洲地区“4D”(数字高程模型DEM，数字正射影像库DOQ，数字专题地图库DRG和数字专题信息DTI)技术系统以及全国资源环境信息技术系统。
以1：10万土地利用数据为核心的国家资源环境数据库包括30多种主要资源环境要素，且具有统计的数据标准、参数、数据格式与数据精度。该库将每五年实现全面更新，东部主要地区每年更新。两个部级服务系统是面向农业部和国家林业局开发的。其中农业部以上述本底数据库为基础，针对华北地区有关缺少耕地的农情进行分析，直接支持了农业部的决策工作。国家林业局的系统在本底数据库基础上，直接支持了国家生态环境的建设工作。三个省级示范系统，则是专为江苏、福建和安徽开发的，它们都包括资源与环境数据库、基础地理数据库、资源环境专题数据、社会经济统计数据库及1：10万(江苏、福建)和1：5万(安徽)土地利用数据库。现三个省级示范系统已经开始为三省的国民经济建设提供
服务。在珠江三角洲示范区建立的1：10万资源与环境“4D”遥感动态信息服务体系，具有一年一度更新能力。对珠江三角洲城市扩展、耕地减少和海岸带变化等资源热点问题提供年际动态数据及专题分析报告。该技术已成功的应用到国家土地利用变化监测。
该服务体系自建立起来就得到了广泛的应用。据不完全统计，国家资源环境数据库用户数现已达到200余个，用户涉及包括国家计委、农业部，水利部。国家环保总局、国家林业局、国家统计局、国家航天局以及总参等多个政府部门。推广应用的省份包括江西、安徽、福建、湖北。湖南、江西、贵州，山东，内蒙、新疆等。特别是水利部在数据库的基础上，在九个月的时间内，完成了全国1：10万比例尺的土壤侵蚀遥感调查工作，成果得到了水利部领导的一致好评。国家环保总局拟在数据库的基础上，建设国家生态环境监测系统。此外，数据库直接支持了对1998年特大洪涝灾害的监测工作。国家有关部门已要求全面移植本底数据库的主要数据类型，作为国家领导人的决策参考数据。
二、建立灾害遥感监测评估业务运行系统
该系统由三部分组成：灾害宏观动态监测系统、机载SAR数据实时传输系统、洪涝灾害测评估系统。
洪涝、干旱。林火和雪灾的宏观动态监测与评估系统，已具备针对中国范围内发生的洪涝、干旱、林火和雪灾等多种自然灾害的宏观动态监测和成灾区的区域覆盖评估的能力；系统通过网络通信同其它子系统实现产品传送和数据共享，并以VSAT和INTERNET网络通信方式向应用部门提供防灾减灾信息服务。
机载SAR数据实时传输系统，实现了3米SAR图像的实时网络远程传输、地面接收和处理；它可以针对3米SAR图像进行7种功能的实时处理。迄今为止，该业务运行系统已经在对中国发生的洪涝、干旱、林火和雪灾等各种重大自然灾害的监测评估中发挥了重要作用，及时并准确地向国务院办公厅及国家防汛抗旱总指挥部提供了有关灾害发生情况的大量数据。对突发性水灾，实现2天之内提供受淹范围及各类受淹土地面积等信息，一周之内提供包括受灾人口，受淹房屋等信息的详细评估报告。全国旱情监测实现每10天上报一次旱情数据。在1998年长江特大洪水期间，中国主要遥感单位利用6颗卫星和3套航空遥感系统，对灾区进行5-7次覆盖，取得100多幅灾情图像，为灾情监测评估和灾后重建提供了科学数据。目前该系统已经被纳入国家防汛指挥系统。
例如在汶川地震之后的几天内，国家测绘局、总参测绘局调动7架航摄飞机和6颗高分辨率雷达遥感卫星对灾区进行快速信息获取，以至在短短的半个月内为灾区抗灾各级政府和指挥部门提供了多达4万张灾区实时高分辨率地图和基础地理信息数据2791GB
遥感技术在地质灾害监测中的应用主要方向：
1、孕灾背景调查与研究
研究表明，地质灾害的孕灾背景主要有如下8种因子：①时日降水量；②多年平均降水量；③地面坡度；④松散堆积物的厚度及分布；⑤构造发育程度（控制岩石破碎程度和稳定性）；⑥植被发育状况；⑦岩土体结构（反映岩土体抗侵蚀、破碎的能力）；⑧人类工程活动程度。
由于气象卫星可以实时监测降雨强度与降水量，陆地资源卫星不仅具有全面系统的调查地表地物的能力，其红外波段及微波波段还具有调查分析地下浅部地
物特征的作用。因此，在上述8种因子的孕灾背景中，第①与第②种因子可通过气象卫星与地面水文观测站予以调查统计，其它因子可通过陆地资源卫星并结合适当的实地踏勘资料得以查明。利用遥感技术有效地调查研究地质灾害孕灾背景是地质灾害调查中最基础而又最重要的工作内容。
2、地质灾害现状调查与区划
地质灾害作为一种特殊的不良地质现象，无论是滑坡、崩塌、泥石流等灾害个体，还是由它们组合形成的灾害群体，在遥感图像上呈现的形态、色调、影纹结构等均与周围背景存在一定的区别。因此，对崩、滑、泥等地质灾害的规模、形态特征及孕育特征，均能从遥感影像上直接判读圈定。由此，通过地质灾害遥感解译，可以对目标区域内已经发生的地质灾害点和地质灾害隐患点进行系统全面的调查，查明其分布、规模、形成原因、发育特点、发展趋势以及危害性和影响因素。在此基础上进行地质灾害区划，划分地质灾害易发区域，评价易发程度，为防治地质灾害隐患，建立地质灾害监测网络提供基础资料。
3、地质灾害动态监测与预警
地质灾害的发生是缓慢蠕动的地质体（如滑坡体等）从量变到质变的过程。一般情况下，地质灾害体的蠕动速率是很小而且稳定的，当突然增大时预示着灾害的即将到来。由于全球卫星定位系统（GPS）的差分精度达毫米级，可以满足对蠕动灾体监测的精度要求。因此，利用卫星定位系统可以全过程地进行地质灾害动态监测，在此基础上有效地进行地质灾害的预测、预报甚至临报和警报。
4、灾情实时（准实时）调查与损失评估
地质灾害的破坏包括人员与牲畜伤亡，村庄、工矿、交通干线、桥梁、水工建筑等财产损失以及土地、森林、水域等自然资源的毁坏。利用遥感技术进行地质灾害调查，除人员与牲畜伤亡难以统计外，对工程设施和自然资源的毁坏情况均可进行实时或准实时的调查与评估，为抢灾救灾工作提供准确依据。
三、遥感技术在环境科学中的应用
1.遥感技术在水污染监测方面的应用
（1）利用红外扫描仪监视石油污染全球每年排入海洋的石油及其制品高达1000万吨，利用多光谱航片可对海面石油污染进行半定量分析，将彩色航片同步拍照与近红外片做的彩色密度分割图相比较，更精密地判断和解译信息，参照图片画出不同油膜厚度的大致分级图。通过彩色密度分割图像，特别是数字密度分割图，可以更准确地判断油量的分布情况。通过彩色密度分割可把相差零点零几厚度的海面油膜区分出层次来，这有利于用航空遥感对海面油的扩散分布和半定量研究。浓度大的地方是黄色，往外扩散的油膜变薄，呈黄紫混在一起的颜色，再往外扩散的油膜就更薄些呈紫色。通过对污染发生后各天的气象卫星图像的对比分析，确定油膜的漂移方向，计算出其扩散速度和扩散面积。
（2）利用遥感技术监测水体富营养化浮游植物中的叶绿素对蓝紫光和红橙光有较强的吸收作用，当水体出现富营养化时，我们就可以利用遥感技术推算出水体中的叶绿素分布情况。赤潮区的海水光谱特征是藻类、泥沙和海水的复合光谱，另外有机或无机颗粒物也会吸收入射光，影响水体的透明度。
（3）通过遥感技术调查废水污染和泥沙污染废水的颜色与悬浮物性状千差万别，特征曲线上的反射峰位置和强度也不大一样，可以用多光谱合成图像进行
监测。水中悬浮泥沙的浓度和粒径增大，水体反射量也会相应增加，反射峰随之红移，定量判读悬浮泥沙浓度的最佳波段是0.65～0.85微米。
（4）应用红外扫描仪监测水体热污染应用红外扫描仪记录水体的热辐射能量，真实反映其温度差异。在热红外图像上，热水温度高，辐射能量多，呈浅色调。冷水和冰辐射能量少，呈深色调。热排水口处通常呈白色羽流，利用光学技术和计算机对热图像作密度分割，根据少量的同步实测水温，画出水体等温线。
（5）通过遥感技术分析水域的分布变化和水体沼泽化水体总体反射率较低，选择1.55～1.75微米波段的多时域影像可以分析水域的分布变化。沼泽化在时域图像上反映为水体面积缩小，从水体向边缘有规律变化，显示出不同程度的植被特征。
2.遥感技术在大气环境监测方面的应用
（1）臭氧层臭氧层位于地球上空25～30千米的平流层中，对0.3米以下紫外区的电磁波有较大吸收，可用紫外波段来测定臭氧层的变化。臭氧层在 2.74毫米处也有一个吸收带，可用频率为11083兆赫兹的地面微波辐射计来测定臭氧在大气中的垂直分布。另外臭氧层会吸收太阳紫外线而升温，可使用红外波段来探测，如用7.75～13.3微米热红外探测器测定臭氧层的温度变化，参照浓度与温度的相关关系，推算出臭氧浓度的水平分布。
（2）大气气溶胶利用遥感图像可分析大气气溶胶的分布和含量，工业烟雾、火灾浓烟和大规模沙尘暴在遥感图像上都有清晰的图像，可以直接圈定其大致范围。利用周期性气象卫星图可监测沙尘运动，估计其运动速度，及时预报沙尘暴。通过卫星资料可及早发现森林火灾，把灾害损失降到最低。大比例图片可用来调查城市烟囱的数量和分布，还可以通过烟囱阴影的长度来计算其大致高度。应用计算机对影像进行微密度分割，建立烟雾浓度与影像灰度值的相关关系，可测出烟雾浓度的等值线图。
（3）有害气体彩红外相片可监测有毒气体对污染源周围树木和农作物的危害情况，通过植物对有害气体的敏感性来推断某地区大气污染的程度和性质。一般污染较轻的地区，植被受污染的情况不宜被人察觉，但其光谱反射率却会明显变化，在遥感影像上表现为灰度的差异。正常生长的植物叶片能强烈反射红外线，在彩红外相片上色泽鲜红明亮。受到污染的叶子，其叶绿素遭到破坏，对红外线的反射能力下降，其彩红外相片颜色发暗，如白蜡树受污染后呈紫红色，柳树呈品红色略带蓝灰色。
（4）气候变化美国、欧盟、日本和俄罗斯的地球同步轨道气象卫星组成的静止气象卫星监测系统昼夜不停地观测地球的气候变化，得到全球范围内的大气参数、海洋参数、地表状况、辐射收支和臭氧分布等信息，对全球变暖、臭氧层空洞以及厄尔尼诺现象的研究非常重要。
3.遥感技术在城市环境监测与管理中的应用
彩红外遥感影像可监测固体废弃物引起的生态环境变化，热红外遥感影像可调查工业废水和废气的排放情况。城市道路宽的呈带状和环状，窄的呈线状，城市广场一般以块状蓝灰色与街道紧密相连于中心地带。居民区呈灰色，高层楼房带有宽长影，平房呈密集排列的小长方块状。水系呈浅蓝色，绿地呈红色。从遥感图像上获取这些信息，对优化城市结构有很大帮助。另外城市里的高大建筑物对太阳辐射和其他热辐射的吸收和释放特性跟以土地和农作物为主要下垫面的
郊区有很大不同，利用热红外遥感对城市下垫面进行分析就可以得出城市的热岛效应。
四、遥感技术在精细农业上的应用
近20年来，信息技术、生物技术等高新技术在农业领域的开发应用，使世界农业酝酿着新的突破。信息化是当代农业现代化的标志和关键，它主导着未来一个时期农业现代化的方向。
精细农业所谓“精细”，就是将现代化信息高新技术与作物栽培管理辅助决策支持技术、农学、农业工程装备技术集成应用于农业，获取农田高产、优质、高效的现代化农业精耕细作技术。“精细农业”利用遥感技术RS、地理信息系统GIS、全球定位系统GPS等现代化信息技术手段定量获取田区内影响作物生长因素及最终生成的空间差异性信息，运用科技手段调控，最终达到对田区资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的产量的目的，所以该技术又称3S技术。目前主要使用高分辨率遥感卫星对农业生产进行跟踪调查，再对获取数据处理分析对农业相关信息进行归纳总结。
高光谱遥感能够提供图像每个像元高的光谱分辨率，使一些在常规宽波段遥感中不能探测到的物质，在高光谱遥感中能被探测。高光谱遥感数据能够精确估算关键生态系统过程中的生物物理和生物化学参量，特别是在大尺度上冠层水分、植被干物质和土壤生化参量的精确反演，在生态学研究中有广阔的应用前景。在生态系统方面，高光谱遥感还应用于生态环境梯度制图、光合作用色素含量提取、植被干物质信息提取、植被生物多样性监测、土壤属性反演、植被和土地覆盖精细制图、土地利用动态监测、矿物分布调查、水体富营养化检测、大气污染物监测、植被覆盖度和生物量调查等等。
植被高光谱遥感数据，按获取方式的不同，采用相应的高光谱遥感信息处理技术处理后可用于植被参数估算与分析，植被长势监测及估产等领域。另外，高光谱的出现使植物化学成分的遥感估测成为可能。
五、遥感在海洋研究中的应用
海洋的微波辐射取决于两个主要因素：一是海面及一定深度的复介电常数。它反映海水的电学性质，由表层物质组成及温度所决定。海水是由各种盐类、有机质、悬浮粒等组成的复杂水体。从微波辐射角度，海水可视为含NaCl等盐类的导电溶液。海水的介电常数是海水温度、盐度的函数。因而海洋微波遥感可以测得海面及水下一定深度的温度和含盐度等信息。二是海面粗糙度――海面至一定深度内的几何形状结构。从这一角度可将海面分成4类：
1）平静海面：海面无风或风速很小，可用物理光学处理，当水面粗糙度较微波波长小得多时，可视为平坦海面，以静面反射为主。
2）风浪海面：海面有波浪而成为一个随机起伏得粗糙面。此时电磁波在界面上产生复杂多变的反射和散射，散射回波增强。同时，大风浪海面往往伴有泡沫带（含大量气泡和水滴）。它的特征除与辐射亮度温度有关外，还与海浪谱、海面风速等有关。
3）污染海面：一般指油污染等形成两层介质，引起亮度温度的显著差异。油膜使海面趋于平滑，减弱回波强度，而呈黑色。
4）冻结海面。海面有海冰、冰山等，由于冰雪的介电常数较水体小，引起亮度温度的明显差异。
微波遥感特点是能全天候、全天时工作可见光遥感只能在白天工作，红外遥感虽可在夜晚工作，但不能穿透云雾。因此，当地表被云层遮盖时，无论是可见光遥感还是红外遥感均无能为力。地球表面有40%-60%的地区常年被云层覆盖，平均日照时间不足一半，尤其是占地表70%的海洋上更是如此。按瑞丽散射原理，散射的强度与波长的四次方成反比。由于微波的波长比红外波要长得多，因而散射要小得多，所以与红外波相比，微波在大气中衰减较少，对云层、雨区的穿透能力较强，基本上不受烟、云、雨、雾的限制。例如，3.2cm波长的微波束穿过4km含有液态水的浓云，其强度只衰减1dB，几乎可以忽略不计。所以说具有全天候、全天时的特点。对海洋遥感具有特殊意义微波对海水特别敏感，其波长很适合于海面动态情况（海面风、海浪等）的观测。微波遥感在海洋动力环境研究、浅海水下地形、海洋油膜污染监测、海岸带及陆地环境监测、海面风场测量、极地海冰测量等领域得到了很好的应用。
1978年6月，美国NASA发射了Seasat卫星，它是第一颗搭载了四个微波传感设备的地球观测卫星。包括：测量海表地形的雷达高度计（ALT）；测量海上风速和风向的Seasat-A卫星散射计（SASS）；测量海表风速、海表温度、大气水汽、降雨、冰盖的多通道扫描微波辐射计（SMMR）；测量海表信息、极地冰盖、海岸区域的合成孔径雷达（SAR）。该合成孔径雷达在L波段（1.275GHz）运作，极化方式为同向极化，水平发射，水平接收。倾斜角在20o到26o范围内。相关参数见下表：
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卫星高度 800km
频率 1.28GHz(L-Band)
极化方式 HH
空间分辨率 25m*25m
扫描刈幅 100km
天线尺寸 10.74*2.16m
天线类型相位阵列
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这以后，NASA、前苏联、欧空局、日本、加拿大都发射过搭载合成孔径雷达的卫星（见下表）。前苏联发射的Kosmos卫星的雷达运作波段为S波段，极化方式为HH极化。1991年欧空局发射了ERS-1，搭载了C波段、VV极化的主动微波仪。对于航天遥感，它首次使用较短的C波段，首次用VV极化，首次选用较陡的入射角（23o）。1995年，又成功发射ERS-2。欧空局后继卫星ENVISAT于2002年3月发射，搭载的雷达运作波段为C波段，双极化，扫描刈幅100~400km。加拿大1995年发射了RADARSAT-1，搭载了C波段、HH 极化、入射角和扫描刈幅可变的雷达，其突出特点是，按照入射角、覆盖宽度、空间分辨率不同的组合，可有8种不同工作模式，一直提供资料到2004年。日本在1992年发射了JERS-1，搭载雷达为L波段、HH极化方式。2000年2月，美国奋进号航空飞机执行了一项叫SRTM（Shuttle Radar Topography Mission）的计划，在仅仅11 天的全球性作业中，利用单通道C波段的干涉成像雷达系统，获得了地球60°N 至56°S 间陆地表面80 %面积的三维雷达数据。
SAR通过对海面的二维测量，可以获得海面电磁波散射特性的几何分布图
像。通过分析这些图像，可以获得海浪、海流、海冰以及海洋内波的分布。Seasat 的SAR图像首次最广泛地揭示了许多海洋现象，包括边界流、尺度范围在10-400Km的涡旋、温度峰面、浅海深度测量、与风暴相关的大气模式、雨团等。海表面波浪的观测是一个主要学科焦点，但后来很快发现在影像形成过程中，波的运动是非线性的。经过进一步的了解，并充分利用SIR-B的因低轨而不受线性影响的影像，最终消除了其非线性特性。ERS-1/2 SAR以及ENVISAT ASAR 的波浪模型结果，也都进行了纠正。
下图为我国南海东沙群岛附近海域SIR－C/X-SAR图像，成像时间为1994年4月18日，图像空间分辨率为90m.
东沙群岛位于南海东北部的大陆坡底部，东为巴士海峡和巴林塘海峡，东北为台湾海峡。来自太平洋的东向浪可以直达东沙群岛东部海域，使得该海域成为我国著名的长浪区。4月份南海仍是冷空气侵袭和影响的时期，东北风经台湾海峡―窄管效应‖的加强掀起的风浪到达东沙群岛附近海域构成大浪和巨浪。因此，东沙群岛附近海域是我国少数几个高海情海域之一。从上图可以看到明暗相间的波纹。他们是波长为440m左右、周期约为17m的海浪。
内波影响着海面波浪的粗糙度，它的作用有正有负，在靠近内波处的表面波显得比周围波浪更光滑或更粗糙，海表面的微波散射信号也就会有强弱，雷达影像则会显示出明暗差别。上升流区域的水要比周围的冷，这样由于较为稳定的大气边界层，上升流区域水面会比周围平滑。根据此原理，ERS-1/2的SAR图像被用来研究中国东海以及台湾海域的内波特性（下图），在台湾东北部海域，内波场非常复杂，其产生机理包括潮汐跟黑潮过境引起的上升流的影响，Kortweg–deVries (KdV)公式被用来研究上升流区域产生的内波波包。
SAR资料也用来测量海面风。SAR资料得出的高精度风速在沿海区域是很有用的，弥补了散射计风速在离陆地25Km海域无效的缺陷。
除海浪和海面风外，SAR资料还用来监测海洋油污染。如上所述，合成孔径雷达获取的是二维影像，影像的亮度即反映了海表微波散射信号的特性。由于微波的全天候、全天时、高分辨率的特点，人们通常就用微波来监测油污。现在用来评估油污的SAR资料主要来自加拿大的RADARSAT-1和欧空局的ENVISAT。2002年11月19日，一艘装载近7万吨的已失事的油轮——Prestige在西班牙西北海岸100Km处失事沉没，11月17日由ENVISAT搭载的ASAR资料得到其油污扩散情况（下图）。由于风的作用，油污已扩散到周围。
油污监测最大的障碍就是准确地分辨出油膜跟影像里看起来类似的因素，包括风速、海面的天然膜、油脂状冰、内波、雨团等造成的干扰。因为这些因素都会对微波散射造成一定影响，致使在SAR影像上也会出现类似油膜的明暗带。分辨出这些干扰因素是油污自动监测算法的关键，成为很多研究人员关注的步骤。
对于油污的持续观测，继续发射更高性能的SAR是至关重要的，并且已经有一些SAR业务计划在实施了。日本的ALOS（Advanced Land-Observing Satellite）和欧空局的TerraSAR-L都是搭载了L波段SAR的卫星。TerraSAR-X 和COSMO/SkyMed是德国和意大利的X波段的卫星，TerraSAR-X最高分辨率可达1m。油污监测最有前景的是计划2005年发射的RADARSAT-2搭载的C波段SAR。
合成孔径雷达也对海岸带及陆地环境监测。2005年3月，美国NASA的JPL （Jet Propulsion Laboratory）实施了一项研究，用SAR资料来评估南加州的沿
岸污染情况。该研究描述了南加州三大污染来源：暴雨径流、废水排放及天然碳氢化合物渗漏。研究人员也表示，由于风、海浪等环境因素都会影响SAR监测效果，因此，对海洋的长期、实时地油污监测非常重要。
六、遥感技术在大气科学研究中的应用
大气科学不仅是研究大气状态及其变化规律、成因的一门科学，而且是研究大气与其周围的海洋、陆面、冰雪和生物圈相互作用的动力、物理和化学过程的一门综合性科学。由于大气观测技术的不断发展，特别是空基遥感技术的发展和应用，以及计算机技术的迅速发展，使得大气科学获得突飞猛进的发展，它已成为一门拥有如大气探测、天气学与大气环流、大气动力学、气候学、大气物理学、大气环境学、大气化学、全球变化等众多分支学科的综合性科学；并且大气科学已从一种简单的、定性描述的科学变成一种比较严格的，甚至可以用计算机对各种过程进行数值模拟、数值试验的数理科学；此外，人们还可以在一定程度上利用计算机来预测大气状态几天甚至一个季度或更长的变化。
大气探测技术是研究探测大气各种要素的观测仪器原理、构造和观测方法，它包括常规观测、空基遥感和地基遥感等观测技术。大气探测是大气科学的基础，只有充分的观测资料，大气科学其它分支学科才有可能得到发展。
（1）空基遥感技术的应用和发展
由于在20世纪40～50年代大气分子光谱的精细研究，使得利用高空传感器对地球大气遥感成为可能。1960年美国成功发射了泰罗斯1号气象卫星，这为空基遥感大气开辟了新途径。由气象卫星提供的全球可见光和红外云图从60年代起到现在一直是全球天气预报不可缺少的有用信息；并且，在70年代末，实现了空基定性遥感向定量遥感的转变，建立起高轨地球静止环境业务卫星系统（GOES），这个系统由4个地球静止卫星组成，它的观测区域覆盖了地球大部分地区；此外，还建立了第三代低轨业务卫星系统。这两个业务气象卫星系统，由于它们可以观测到不能应用常规观测地区的气象要素，如海洋、高原地区的气象要素，因此，它对大气科学的发展起着重大作用。到了80年代中，由天基遥感的气温与实际气温误差可达到2.0℃、洋面温度误差可达到1.0~1.5℃、湿度误差可达到20%~30%、低层风误差接近3 m/s，可降水量误差达到0.1～0.2 g/cm 2。这些产品的提供，标志着当代世界科技的先进水平，也使得气象观测资料大大丰富。
天基遥感技术在90年代进一步发展，由被动空基遥感向自动空基遥感转移，如将地面上所用的雷达探测安装在气象卫星上，这样使大气各层的温、压、湿、低层风和可降水量的探测误差大大缩小，并且，全球的风场和雨强的探测也成为可能。可以说，由于空基遥感技术的广泛应用，使得全球天气和气候探测系统的建立成为可能。
（2）地基遥感技术的发展
与空基遥感技术应用的同时，地基遥感技术也得到很大发展，除天气雷达和多普勒天气雷达的广泛应用于中、小尺度系统的探测外，还利用微波、红外和激光来探测大气的温、湿。现在，使用激光探测器可测定大气的温度、水汽、气压、气溶胶浓度、风、湍流、云、降水、能见度等气象要素和物理量，这些为局部大气环境的研究提供了有用的观测资料。但是，目前微波、红外和激光等地基遥感资料在气象和环境业务中的应用还有待于进一步研究。
遥感技术自身的发展趋势
遥感卫星经过几十年的发展和应用，尤其是近几年的突飞猛进，已经为其未来朝着商业化方向迈进奠定了坚强稳固基础——包括可靠的技术基础以及广阔的应用基础。只要国家在政策方面给予大力支持，使商业化发展在经营理念的指引下保证正确的方向，加上科技工作人员的勤奋努力使技术不断创新，再加上遥感应用产品开发经销商有效的市场运作，以及广大遥感用户的热情捧场四个方面的共同努力，那么就能极大的促进遥感卫星的市场化、商业化和产业化的发展。相信今后遥感卫星商业化的步伐会加快，能够早日进入产业发展新时代。美国NOAA2005-2015国际遥感研究报告提出，“在未来10年遥感工业强壮发展”。
一、遥感技术自身发展趋势
从遥感影像的普及性看主要的发展方向：
1、携带传感器的微小卫星发射与普及
为协调时间分辨率和空间分辨率这对矛盾，小卫星群计划将成为现代遥感的另一发展趋势，例如，可用6颗小卫星在2-3天内完成一次对地重复观测，可获得高于1m的高分辨率成像光谱仪数据。除此之外，机载和车载遥感平台，以及超低空无人机载平台等多平台的遥感技术与卫星遥感相结合，将使遥感应用呈现出一派五彩缤纷的景象。
2、地面高分辨率传感器的使用
商业化的高分辨率卫星为未来发展的趋势，目前已有亚米级的传感器在运行。未来几年内，将有更多的亚米级的传感器上天，满足1比5000甚至1比2000的制图要求。如美国的OrbView-5、韩国的KOMPSAT-2等
3、高光谱/超光谱遥感影像的解译
高光谱数据能以足够的光谱分辨率区分出那些具有诊断性光谱特征的地表物质，而这是传统宽波段遥感数据所不能探测的，使得成像光谱仪的波谱分辨率得到不断提高。从几十到上百个波段，光谱分辨率也向更小的数量级发展。
从遥感影像处理技术和应用水平上看，主要发展方向：
1、多源遥感数据源的应用
信息技术和传感器技术的飞速发展带来了遥感数据源的极大丰富，每天都有数量庞大的不同分辨率的遥感信息，从各种传感器上接收下来。这些数据包括了光学、高光谱和雷达影像数据。
2、定量化
空间位置定量化和空间地物识别定量化，遥感信息定量化，建立地球系统科学信息系统，实现全球观测海量数据的定量管理、分析与预测、模拟是遥感当前重要的发展方向之一。遥感技术的发展，最终目标是解决实际应用问题。但是仅靠目视解译和常规的计算机数据统计方法来分析遥感数据，精度总提不高，应用效率相对低，寻找应用的新突破口也非常困难。尤其对多时相、多遥感器、多平台、多光谱波段遥感数据的复合研究中，问题更为突出。其主要原因之一是遥感器在数据获取时，受到诸多因素的影响，譬如，仪器老化、大气影响、双向反射、地形因素及几何配准等，使其获取的遥感信息中带有一定的非目标地物的成像信息，再加上地面同一地物在不同时间内辐射亮度随太阳高度角变化而变化，获得的数据预处理精度达不到定量分析的高度，致使遥感数据定量分析专题应用模型
得不到高质量的数据作输入参数而无法推广。GIS的实现和发展及全球变化研究更需要遥感信息的定量化，遥感信息定量化研究在当前遥感发展中具有牵一发而动全局的作用，因而是当前遥感发展的前沿。
3、信息的智能化提取
影像识别和影像知识挖掘的智能化是遥感数据自动处理研究的重大突破：遥感数据处理工具不仅可以自动进行各种定标处理，而且可以自动或半自动提取道路，建筑物等人工建筑。目前的商业化遥感处理软件朝着这个方向发展，如ERDAS的面向对象的信息提取模块Feature Analyst、ENVI的流程化图像特征提取模块——FX和德国的易康（eCognition）等。
4、遥感应用的网络化
Internet已不仅仅是一种单纯的技术手段，它已演变成为一种经济方式--网络经济。人们的生活也已离不开Internet。大量的应用正由传统的Client/Server(客户机/服务器)方式向Brower/Server（浏览器/服务器）方式转移。Google Earth的出现，使遥感数据的表达和共享产生了一个新的模式。
二、遥感技术与其他测绘技术的结合发展
遥感本身就是多学科的综合，多种技术的联合应用将大大拓宽遥感技术的应用范围，占领更广阔的市场。具有代表性的是智能引导系统。系统本身是在国际先进的超图数据结构 (HBDS)理论基础上，实现遥感 (RS)、全球定位系统 (GPS)、地理信息系统(GIS)、智能系统 (IS)和多媒体系统 (MMS)即“5S”的联合。在电子地图的支持下可对光盘 CD- ROM进行检索，采用分层技术，为用户提供自定义、多层次目标库，用户可自己定义起点、终点、绕行点、必经点。智能模块为用户提供最佳路径及最短距离。
遥感技术与摄影测量的融合发展：
摄影测量与遥感学作为基于影像的空间信息科学，是地球空间信息学的核心。地球空间信息学是空间数据的采集、量测、分析、存贮、管理、显示和应用的集成科学与技术，属于现代空间信息科学与地球空间信息学的组成。
地球空间信息获取的发展趋势具有多平台、多传感器、多比例尺和高光谱、高空间、高时间分辨率以及空天地一体化的明显特征。
随着航天技术、通信技术和信息技术的飞速发展，人们将可以从各种航天、近空间、航空和地面平台上，用紫外、可见光、红外、微波、合成孔径雷达、激光雷达、太赫兹等多种传感器获取多种比例尺的目标影像，大大提高其空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率。形成天地一体化摄影测量与遥感的数据获取方法，为人们提供愈来愈多的影像和非影像数据。
随着新一代全球卫星导航定位系统的发展，将以更高的精度自动测定各类传感器的空间位置和姿态，从而实现无地面控制的实时摄影测量与遥感。
随着国家经济实力的增长，科学技术的进步和社会可持续发展的需要，中国的地球空间信息科学与技术，包括摄影测量与遥感在内，在今后若干年内将出现更加飞速发展的大好时机。我们要坚持自力更生，自主创新，努力工作，并虚心向世界各国同行学习，学习和吸收世界各国的先进技术和经验，围绕创建我国和谐社会，以空间信息服务为中心，建立一个智能化和实时化的地球空间信息服务体系。
1.发展先进的高分辨率对地观测系统
为了进一步推动中国遥感对地观测的发展，首先要抓好空间信息的数据源。2005～2020年《国家中长期科技发展规划纲要》指出：发展基于卫星、飞机和平流层飞艇的高分辨率（分米级）先进对地观测系统，发射一系列的高分辨率遥感对地观测卫星，建成覆盖可见光、红外、多光谱、超光谱、微波、激光等观测谱段的、高中低轨道结合的、具有全天时、全天候、全球观测能力的大气、陆地、海洋先进观测体系。与其它中、低分辨率地面覆盖观测手段结合，形成时空协调、全天候、全天时的对地观测系统，并可根据需要对特定地区进行高精度观测；整合并完善现有遥感卫星地面接收站，建立对地观测中心等地面支撑系统。到2020年，建成稳定的运行系统，提高我国空间数据的自给率，形成空间信息产业链。
2. 构建面向实时服务的广义空间信息网格
地上的全球信息网格与天上的智能传感器网格相集成，形成全球的广义空间信息网格。
建立好广义空间信息网格所面临的任务是：
(1) 借助天、空、地各类传感器，实现全天候、全天时、全方位的全球空间数据获取和在轨数据处理；
(2) 借助由卫星通信、数据中继网，地面有线与无线计算机通信网络组成的天地一体化信息网格，实现从传感器直到应用服务端的无缝交链；
(3) 在广义空间信息网格上实现定量化、自动化、智能化和实时化的网格计算，实现从数据到信息和知识的升华；
(4) 通过广义空间信息网格对各类不同用户提供空间信息灵性服务，将最有用的信息，以最快的速度和最便捷的方式送给最需要的用户。
发展的大趋势是利用自动化、智能化、网格化和实时化的地理空间信息数据获取、处理、分析、应用和服务等技术手段，回答何时（When）、何地（Where）、何目标（What Object）发生了何种变化（What Change），并且把这些信息（即4W）随时随地提供给每个人，服务到每件事（4A服务—Anyone, Anything, Anytime and Anywhere）。
3. 加强高性能空间信息处理与分析技术的研究，解决应用的关键技术
为推动空间信息技术的应用，进一步加强高性能遥感图像处理与分析技术，
突破高精度定标与定位，宽带微波成像修正，遥感图像超分辨率分析与相干处理，多源卫星遥感影像自动配准与融合，高空间分辨率影像目标自动识别，高光谱影像地物精细分类，基于遥感机理模型的地物参数定量反演与同化等技术。发展复杂地表环境下的地物信息自动提取与定量分析技术，地下目标探测与隐伏特征提取新技术，复杂海况条件下海表特征遥感识别与定量反演技术。建立多源遥感资源任务规划平台和快速数据服务系统，面向区域监测监视、减灾防灾等重大遥感应用需求，针对国内不同部门管理的遥感卫星，研制协作式任务规划与资源管理平台；研究以多源多尺度三维地球空间信息系统为基础的多源遥感数据管理与调度技术以及快速响应机制，解决分布式网络环境下多源遥感资源高效管理与快速调度等瓶颈问题，实现多源遥感数据资源的高效服务。
突破高可信地理空间数据库管理系统的核心技术，研制开发自主知识产权、高性能、高可信地理空间数据库系统平台软件。研究网格环境下异构空间数据集成、互操作、在线分析与智能服务技术，面向海量空间数据处理的空间数据挖掘与知识发现技术，以及动态地理编码与空间数据自组织服务技术，基于地理本体与空间语义的空间数据服务技术等。制定异构GIS数据互操作规范，研发符合该规范的互操作组件，实现国产GIS软件之间空间数据高效互访与操作，提高国产GIS软件群体创新能力和空间数据在线共享服务能力。
突破空间信息自主加载、维护、复合匹配与服务等技术，开发具备自我维护功能的空间信息网络服务软件系统。突破动态交通信息的获取、融合、分析、预测与动态路径规划等关键技术，开发基于动态交通信息的智能导航与位置服务软件，建立应用系统，为开发具有自主知识产权的新一代位置服务与智能导航系统奠定基础。
4．加强空间信息的应用
加强空间信息的应用是国家经济建设和社会发展的重大需求。为实现资源可持续利用，建设资源节约型社会，应用空间信息技术对我国经济发展、资源利用等综合指标的及时监测评价，有利于实现国家对自然资源宏观调控，强化国家对资源的综合管理，制订可持续利用资源的政策，保证国家经济健康、平稳运行。加强空间信息的应用，实现对关系我国经济安全的石油、天然气等战略资源、能源的前期勘探、开发及其环境影响评价，为合理开发利用国内有限资源，制订科学的资源、能源政策提供决策依据。
加强空间信息技术的应用，开展重大自然灾害的监测、预警和应急反应，及时制订防灾减灾措施，有效的减轻灾害对人类的生命、财产损失，在重大自然灾害的预报、预警和动态监测中发挥重要作用。发展空间信息技术，提高对自然灾害及其影响监测、预警和应急反应的实时性、准确性，实现自然灾害的大范围、全天候、全天时、动态的监测，加强自然灾害的预报、预警、监测、评估，以及应急响应、灾害救助、恢复重建决策信息支持。
加强空间信息的应用，提高农作物种植面积估算、长势监测和产量评估等方面能力，建立全球农作物长势监测和估产国家系统，对全球农作物长势及产量的及时监测，为我国粮食贸易决策和国家粮食安全管理提供重要的参考依据。为精准农业管理提供土壤水分、土壤养分的监测，生长期长势的监测，产量预报等信息支持，为加快农业科技进步，转变农业增长方式，提高农业综合生产能力，应用空间信息技术准确、快速地掌握我国耕地现状、潜力、变化规律和利用状况，科学规划、配置、合理利用、保护耕地资源，保证耕地总量动态平衡，提高耕地质量。
应用空间信息技术建立国家、区域尺度的生态环境监测与评价技术体系，是实施生态保护、防止生态退化、维护生态安全的一项基础性工作。通过对重要生态环境因子的适时监测与评估，及时、准确地掌握国家或区域生态环境变化的动态信息，为国家或地方的生态环境保护宏观决策、制定合理的生态环境建设规划提供科学依据。建立国家重大工程生态效应评价，实现国家对重点区域土地利用/土地覆盖变化、森林资源动态、湿地资源动态、草地资源动态、重点区域生物多样性动态、重点城市生态景观动态、海岸带和近海生态、冰川资源动态等生态环境指标的实时监测。
课程论文 题目：遥感技术发展前沿姓名： 学号： 专业班级： 中国·武汉 二○一二年十二月
遥感技术发展前沿 摘要：本文主要介绍了国内外遥感技术的最新技术和以后的发展趋势。 关键词：遥感最新技术发展趋势 1概述 广义上的遥感是指与物体不产生接触的情况下获取物体的有关信息．从这个意义上说，摄影测量是遥感领域中研究得最早的技术学科．现代意义上的遥感起源于20世纪60年代，它是在航天技术、计算机技术、传感器技术等的推动下发展起来的，是指在高空和外层空间的各种平台上，运用各种传感器获取地表的信息，通过数据的传输和处理，从而实现研究地面物体的形状、大小、位置、性质及其与环境的相互关系的一门现代应用技术学科．20世纪80年代以来，随着人类活动对地球的影响逐步受到重视和人类社会对环境、资源危机意识的增强，在微电子技术、计算机技术、航天技术等多方面技术发展的带动下，遥感技术在多方面取得了长足发展． 2中国卫星遥感与定位技术应用的现状和发展 经过三十多年来的发展，卫星遥感技术应用的范畴已经从当初的单一遥感技术发展到今天包括遥感（RS)、地理信息系统(GIS)，全球定位系统(GPS)等技术在内的空间信息技术，逐渐深入到国民经济、社会生活与国家安全的各个方面，使社会可持续发展和经济增长方式发生了深刻的变化，其发展与应用水平业已成为综合国力评价的重要标志之一。 2.1中国卫星遥感应用的发展 遥感技术集中了空间、电子、光学、计算机通信和地学等学科的最新成就，是当代高新技术的一个重要组成部分。国际上遥感技术的发展，将在未来15年将人类带入一个多层。立体。多角度，全方位和全天候对地观测的新时代。各种高、中、低轨道相结合，大、中、小卫星相互协同，高、中、低分辩率互补的全球对地观测系统，将能快速、及时地提供多种空间分辩率、时间分辩率和光谱分辩率的对地观测海量数据。 自70年代以来，我国高度重视遥感技术发展与应用，跟踪国际技术前沿并努力创新，在“六五”、“七五”、“八五”、“九五”连续四个五年计划中，给予重点支持，在遥感技术系统，遥感应用系统、GIS等方面均取得突出进展。 2.2 建立了国家级资源环境宏观信息服务体系 随着信息高速公路的产生，不同地点、不同专业的地理信息系统的资源共享成为可能。地理信息系统的网络化主要包括地理信息系统软件的模块化和组件化、WEB GIS。WEB GIS的目的是解决分布式G玛之间的联网，实现系统资源的共享。分布式皤是当前的大趋势，主要原因是地学的数据量大，结构复杂，而且还要不断更新，只能是建立不同专业、不同地点的分布式GIS才是最佳方案。
遥感技术在国内外的应用和发展分析 摘要：经过三十多年来的发展，卫星遥感技术应用的范畴已经从当初的单一遥感技术发展到今天包括遥感（RS)、地理信息系统(GIS)，全球定位系统(GPS)等技术在内的空间信息技术，逐渐深入到国民经济、社会生活与国家安全的各个方面，使社会可持续发展和经济增长方式发生了深刻的变化，其发展与应用水平业已成为综合国力评价的重要标志之一。了解掌握遥感技术的发展，特别是应用的发展，有助于我们及时了解行业前沿，更好的为我国遥感技术的发展找到方向。 关键词：遥感RS 空间信息灾害监测卫星定位 我国经过“八五”，“九五”的攻关研究，RS、GIS和GPS的综合配套发展能力开始形成，为3S走向实用奠定了基础。在应用方面，3S技术已在国家的经济建设中，尤其在重大自然灾害监测与评估和资源调查等方面，为国家领导人和各级政府部门提供了大量科学的宏观辅助决策信息，产生了巨大的社会效益。在技术应用逐步由国家行为向产业行业的转化过程中，有力地推动了国土、农业、林业等部门对这些新技术的认同和采用，越来越多的部门，已经正在将这些技术摆上部门业务化应用的日程，成为主管部门执法或制定产业政策、规范及行业技术改造的重要依据之一。 遥感技术集中了空间、电子、光学、计算机通信和地学等学科的最新成就，是当代高新技术的一个重要组成部分。国际上遥感技术的发展，将在未来15年将人类带入一个多层。立体。多角度，全方位和全天候对地观测的新时代。各种高、中、低轨道相结合，大、中、小卫星相互协同，高、中、低分辩率互补的全球对地观测系统，将能快速、及时地提供多种空间分辩率、时间分辩率和光谱分辩率的对地观测海量数据。 遥感技术在应用中的发展 一、遥感技术在资源环境宏观信息信息获取上的应用 建立基于遥感技术的国家级资源环境宏观信息服务体系，该服务体系包括以中国1：25万土地利用数据为核心的国家资源环境空间数据库，二个部级服务系统，三个省级示范系统及五个县级服务系统，珠江三角洲地区“4D”(数字高程模型DEM，数字正射影像库DOQ，数字专题地图库DRG和数字专题信息DTI)技术系统以及全国资源环境信息技术系统。 以1：10万土地利用数据为核心的国家资源环境数据库包括30多种主要资源环境要素，且具有统计的数据标准、参数、数据格式与数据精度。该库将每五年实现全面更新，东部主要地区每年更新。两个部级服务系统是面向农业部和国家林业局开发的。其中农业部以上述本底数据库为基础，针对华北地区有关缺少耕地的农情进行分析，直接支持了农业部的决策工作。国家林业局的系统在本底数据库基础上，直接支持了国家生态环境的建设工作。三个省级示范系统，则是专为江苏、福建和安徽开发的，它们都包括资源与环境数据库、基础地理数据库、资源环境专题数据、社会经济统计数据库及1：10万(江苏、福建)和1：5万(安徽)土地利用数据库。现三个省级示范系统已经开始为三省的国民经济建设提供
遥感技术的应用以及发展趋势
一前言 二遥感信息技术基础 三遥感信息技术的应用 3.1遥感信息技术在环境监测方面的应用 3.1.1利用红外扫描仪监视石油污染 3.1.2利用遥感技术监测水体富营养化 3.1.3通过遥感技术调查废水污染和泥沙污染 3.1.4应用红外扫描仪监测水体热污染 3.1.5通过遥感技术分析水域的分
布变化和水体沼泽化 3.2.遥感技术在大气环境监测方面的应用 3.2.1臭氧层 3.2.2大气气溶胶 3.2.3有害气体 3.2.4气候变化 3.3遥感技术在城市环境监测与管理中的应用 3.4应用遥感技术监控生态环境 3.5 利用遥感技术监测自然灾害 四遥感信息技术的发展趋势 4.1遥感影像获取技术越来越先进 4.2遥感信息处理方法和模型越来越科学 4.3 3S一体化 4.4建立高速、高精度和大容量的
遥感数据处理系统 4.5建立国家环境资源信息系统 4.6建立国家环境遥感应用系统 五总结 六参考文 一前言 遥感，作为采集地球数据及其变化信息的重要技术手段，在世界范围内得到广泛的应用。自20世纪80年代以来，随着遥感技术的发展，遥感技术在理论上、技术上和实际应用上发生了重大的变化。在遥感数据源向着更高光谱分辨率和更高空间分辨率发展的同时，处理信息技术也更加成熟；在应用方面，结合了地理信息系统（GIS)和全球定位系统（GPS)，向着更系统化，更定量化的方向发展，是遥感技术的应用更加广
泛和深入。 二遥感信息技术基础 遥感技术是指从飞机、飞船、卫星等飞行器上，利用各种波段的遥感器，通过摄影、扫描、信息感应，识别地面物质的性质和运动状态的技术，具有遥远的感知的意思。从上个世纪六十年代提出“遥感”这个词，到1972年美国陆地卫星计划发射了第一颗对地观测卫星,经过几十年的发展，遥感技术已经广泛地应用在军事、国防、农业、林业、国土、海洋、测绘、气象、生态环境、水利、航天、地质、矿产、考古、旅游等领域，影响了人类生活的方方面面,它为人类提供了从多维和宏观角度去认识世界的新方法与新手段，遥感技术能够全面、立体、快速有效地探明地上和地下资源的分布情况，其效率之高是以前各种技术无法企及的。 三遥感技术在环境科学中的应用 3.1.遥感技术在水污染监测方面的应用 3.1.1利用红外扫描仪监视石油污染
高光谱遥感技术的发展与展望 中科院上海技术物理研究所 引言 高光谱遥感技术，又称成像光谱遥感技术，是20世纪最后20年中遥感领域最重要的发展之一，它将传统遥感的成像技术和物理中的光谱分析技术有机结合起来，利用图像和光谱二合一（图谱和一）的优势，在探测物体空间特征的同时，研究地球表层物质特征，识别其类型，进行物质成分分析。十几年来，高光谱成像技术和理论一直是遥感对地观测领域内一个活跃的研究和发展方向，随着本世纪初多个星载高光谱成像仪器的发射和实用化机载商业系统的出现，高光谱遥感图像数据开始进入主流遥感数据源的行列，越来越多的用户将在资源管理、农林矿业调查、环境监测等方面发现其独特的作用。 高光谱遥感技术属于多学科交叉技术，主要由信息获取系统——“成像光谱仪”或“高光谱成像仪”和高光谱图像数据处理系统两大部分组成。成像光谱仪的突出特点是：光谱分辨力高、空间分辨力高，波段数多，数据量大，因此高光谱图像数据包含的地物信息更加丰富，要充分发挥高光谱数据的潜能，必须深刻全面地了解要测量的地表物质的光谱特性及其与高光谱传感器的真实测量值之间的关系，并开发适合高光谱数据特点的严密、精确的数据处理方法和理论。正是高光谱成像设备性能的不断提高和高光谱遥感图像数据处理技术的进步促进了高光谱遥感技术实用化的进程，这两大支撑技术的进一步发展也是该技术的应用能否走向辉煌的保证。 1.高光谱遥感的原理 任何物质都会反射、吸收、透射和辐射电磁波，且不同的物体对不同波长的电磁波的吸收、反射或辐射特性是不同的，物质的这种对电磁波固有的波长特性叫光谱特性，是由物质本身包含的原子、分子与电磁波的关系决定的，因此分析物质的光谱曲线是识别物质的有效手段。遥感成像光谱学所研究的波长范围包括可见光、近红外、短波红外，以及中-热红外波段，在可见光、近红外和短波红外波段，地表物质以反射太阳光能量为主，固体盐矿物质、水体、植被、冰雪、土壤等物质都有诊断性识别信息的特征谱，而在热红外区，地表物质以热辐射为主，其辐射光谱也可以作为矿物岩石等的物质识别的判据[ ]。本文主要介绍反射光的高光谱图像。 反映物质差别的特征光谱的吸收峰或反射峰的宽度一般在5~50nm左右[ ]，且越精细的物质分类需要越高的光谱分辨力，而传统的多光谱遥感数据源的光谱分辨力（几十到几百nm）显然无法满足需要，必须采用高光谱图像数据，例如图1为三条光谱曲线，分别属于健康叶面，病害叶面和松软土地，其中土地和叶面的光谱差别很大，利用多光谱数据就可以区分，而两种状况的叶面光谱差别比较小，只能利用光谱分辨力更高的数据才能区分。目前国际上典型的高光谱成像仪，包括我国上海技术物理研究所研制高光谱成像仪的光谱分辨力都优于5－20nm，基本满足地物分类的要求。 图1 光谱曲线与相应的地物波长 反射率
遥感技术发展简史 遥感是以航空摄影技术为基础，在20世纪60年代初发展起来的一门新兴技术。开始为航空遥感，自1972年美国发射了第一颗陆地卫星后，这就标志着航天遥感时代的开始。经过几十年的迅速发展，目前遥感技术已广泛应用于资源环境、水文、气象，地质地理等领域，成为一门实用的，先进的空间探测技术。 遥感是利用遥感器从空中来探测地面物体性质的，它根 不同响应的原理，识别地面上各类地物，具有遥远感知事物的意思。也就是利用地面上空的飞机、飞船、卫星等飞行物上的遥感器收集地面数据资料，并从中获取信息，经记录、传送、分析和判读来识别地物[1]。 1 遥感的概念 1.1 广义的遥感 遥感一词来自英语Remote Sensing ,既“遥远的感知”。广义理解，泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、力场、机械波等的探测。 实际工作中，重力、磁力、声波、地震波等的探测被化为物探（物理探测）的范畴。因而，只有电磁波探测属于遥感的范畴。 1.2 狭义的遥感 遥感是应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。 遥感不同于遥测和遥控。遥测是指对被测物体某些运动参数和性质进行远距离测量的技术，分接触测量和非接触测量。遥控是指远距离控制目标物运动状态和过程的技术。 遥感，特别是空间遥感过程的完成往往需要综合运用遥测和遥控技术。如卫星遥感，必须有对卫星运行参数的遥测和卫星工作状态的控制等[2]。 2 遥感技术主要特点 2.1可获取大范围数据资料 遥感用航摄飞机飞行高度为10km左右，陆地卫星的卫星轨道高度达910km左右，从而，可及时获取大范围的信息。例如，一张陆地卫星图像，其覆盖面积可达3万多km2。这种展示宏观景象的图像，对地球资源和环境分析极为重要。 2.2获取信息的速度快，周期短 由于卫星围绕地球运转，从而能及时获取所经地区的各种自然现象的最新资料，以便更新原有资料，或根据新旧资料变化进行动态监测，这是人工实地测量和航空摄影测量无法比拟的。例如，陆地卫星4、5，每16天可覆盖地球一遍，NOAA气象卫星每天能收到两次图像。Meteosat每30分钟获得同一地区的图像。 2.3获取信息受条件限制少 在地球上有很多地方，自然条件极为恶劣，人类难以到达，如沙漠、沼泽、高山峻岭等。采用不受地面条件限制的遥感技术，特别是航天遥感可方便及时地获取各种宝贵资料。 2.4获取信息的手段多，信息量大 根据不同的任务，遥感技术可选用不同波段和遥感仪器来获取信息。例如可采用可见光探测物体，也可采用紫外线，红外线和微波探测物体。利用不同波段对物体不同的穿透性，还可获取地物内部信息。例如，地面深层、水的下层，冰层下的水体，
国际遥感发展趋势分析 摘要:随着科学技术的进步，光谱信息成像化，雷达成像多极化，光学探测多向化，地学分析智能化，环境研究动态化以及资源研究定量化，大大提高了遥感技术的实时性和运行性，使其向多尺度、多频率、全天候、高精度和高效快速的目标发展。 关键词：遥感信息，定量化，多光谱，高光谱，分类，地物识别 引言：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信息，进行收集、处理，并最后成像，从而对地面各种景物进行探测。因此，发展遥感技术是我国乃至世界需要关注的问题。 一，国际遥感卫星应用现状 遥感技术集中了空间、电子、光学、计算机通信和地学等学科的最新成就，是当代高新技术的一个重要组成部分。国际上遥感技术的发展，将在未来15年将人类带入一个多层，立体，多角度，全方位和全天候对地观测的新时代。各种高、中、低轨道相结合，大、中、小卫星相互协同，高、中、低分辨率互补的全球对地观测系统，将能快速、及时地提供多种空间、时间和光谱分辨率的对地观测海量数据。 1、地质遥感 遥感技术应用于大面积的地质灾难调查，可达到及时、具体、准确且经济的目的。在2008年“5.12”汶川大地震的后续救援工作中，遥感技术就发挥了突
出作用，第一时间提供了地质地貌变化情况，为政府做出正确决策提供了依据。 2、林业遥感 在林业方面，利用遥感技术可以清查森林资源，监测森林火灾和病虫害。火灾是林业的大敌，利用航空红外遥感技术，不仅能发现已燃烧起来的烈火，而且可以探测到面积小于0.1-0.3㎡小火情，还能及时预报由于自燃尚未起火的隐伏火情。 3、测绘遥感 人造卫星每隔18天就可送回一套全球的图像资料。利用遥感技术，可以高速度、高质量地测绘地图。 4、军事遥感 在伊拉克战争中，遥感技术发挥了重要的作用，如打击目标的确定，水源的发现，地下坑道的发现，隐藏所的目标锁定等。为战争的战略指挥和后勤工作做了充分的准备，最大限度的发挥攻击效益，极大的增强了军队战斗力。 5、农业遥感 农业遥感是指利用遥感技术进行农业资源调查，土地利用现状分析，农业病虫害监测，农作物估产等农业应用的综合技术，可见遥感在农业中的重要地位。 6、环境遥感 遥感技术应用于环境监测上既可宏观观测空气、土壤、植被和水质状况，为环境保护提供决策依据，也可实时快速跟踪和监测突发环境污染事件的发生、发展，及时制定处理措施，减少污染造成的损失。 二，国际遥感的发展方向 1.大力发展卫星定位应用技术，促进卫星定位系统产业化与新型工业产品开发 建立健全的遥感体系，开发具有自主版权的模块化多制式卫星定位系统接收机产品，发展自主车辆导航产品，推动空间定位技术特种车辆监控系统与各工业领域应用系统中的发展。以期形成一个以空间定位技术为核心的产业链条和一定的产业规模，从而带动相关周边产品与整个产业的发展。 2.开发新一代GIS软件，大力推进 GIS产业化与传统产业改造 开发具有自主版权的全系列GIS软件商品，包括基础软件和应用开发平台软件，特别是开发网络环境下大型GIS软件和大众化通用网络GIS商品，替代进口，
一前言 二遥感信息技术基础 三遥感信息技术的应用 3.1遥感信息技术在环境监测方面的应用 3.1.1利用红外扫描仪监视石油污染 3.1.2利用遥感技术监测水体富营养化 3.1.3通过遥感技术调查废水污染和泥沙污染 3.1.4应用红外扫描仪监测水体热污染 3.1.5通过遥感技术分析水域的分布变化和水体沼泽化 3.2.遥感技术在大气环境监测方面的应用 3.2.1臭氧层 3.2.2大气气溶胶 3.2.3有害气体 3.2.4气候变化 3.3遥感技术在城市环境监测与管理中的应用 3.4应用遥感技术监控生态环境 3.5 利用遥感技术监测自然灾害 四遥感信息技术的发展趋势 4.1遥感影像获取技术越来越先进 4.2遥感信息处理方法和模型越来越科学 4.3 3S一体化 4.4建立高速、高精度和大容量的遥感数据处理系统 4.5建立国家环境资源信息系统 4.6建立国家环境遥感应用系统 五总结 六参考文
一前言 遥感，作为采集地球数据及其变化信息的重要技术手段，在世界围得到广泛的应用。自20世纪80年代以来，随着遥感技术的发展，遥感技术在理论上、技术上和实际应用上发生了重大的变化。在遥感数据源向着更高光谱分辨率和更高空间分辨率发展的同时，处理信息技术也更加成熟；在应用方面，结合了地理信息系统（GIS)和全球定位系统（GPS)，向着更系统化，更定量化的方向发展，是遥感技术的应用更加广泛和深入。 二遥感信息技术基础 遥感技术是指从飞机、飞船、卫星等飞行器上，利用各种波段的遥感器，通过摄影、扫描、信息感应，识别地面物质的性质和运动状态的技术，具有遥远的感知的意思。从上个世纪六十年代提出“遥感”这个词，到1972年美国陆地卫星计划发射了第一颗对地观测卫星,经过几十年的发展，遥感技术已经广泛地应用在军事、国防、农业、林业、国土、海洋、测绘、气象、生态环境、水利、航天、地质、矿产、考古、旅游等领域，影响了人类生活的方方面面,它为人类提供了从多维和宏观角度去认识世界的新方法与新手段，遥感技术能够全面、立体、快速有效地探明地上和地下资源的分布情况，其效率之高是以前各种技术无法企及的。 三遥感技术在环境科学中的应用 3.1.遥感技术在水污染监测方面的应用 3.1.1利用红外扫描仪监视石油污染 全球每年排入海洋的石油及其制品高达1000万吨，利用多光谱航片可对海面石油污染进行半定量分析，将彩色航片同步拍照与近红外片做的彩色密度分割图相比较，更精密地判断和解译信息，参照图片画出不同油膜厚度的大致分级图。通过彩色密度分割图像，特别是数字密度分割图，可以更准确地判断油量的分布情况。通过彩色密度分割可把相差零点零几厚度的海面油膜区分出层次来，这有利于用航空遥感对海面油的扩散分布和半定量研究。浓度大的地方是黄色，往外扩散的油膜变薄，呈黄紫混在一起的颜色，再往外扩散的油膜就更薄些呈紫色。通过对污染发生后各天的气象卫星图像的对比分析，确定油膜的漂移方向，计算出其扩散速度和扩散面积。 3.1.2利用遥感技术监测水体富营养化 浮游植物中的叶绿素对蓝紫光和红橙光有较强的吸收作用，当水体出现富营养化时，我们就可以利用遥感技术推算出水体中的叶绿素分布情况。赤潮区的海水光谱特征是藻类、泥沙和海水的复合光谱，另外有机或无机颗粒物也会吸收入射光，影响水体的透明度。 3.1.3通过遥感技术调查废水污染和泥沙污染 废水的颜色与悬浮物性状千差万别，特征曲线上的反射峰位置和强度也不大一样，可以用多光谱合成图像进行监测。水中悬浮泥沙的浓度和粒径增大，水体反射量也会相应增加，反射峰随之红移，定量判读悬浮泥沙浓度的最佳波段是0.65～0.85微米。 3.1.4应用红外扫描仪监测水体热污染 应用红外扫描仪记录水体的热辐射能量，真实反映其温度差异。在热红外图像上，热水温度高，辐射能量多，呈浅色调。冷水和冰辐射能量少，呈深色调。热排水口处通常呈白色羽流，利用光学技术和计算机对热图像作密度分割，根据少量的同步实测水温，画出水体等温线。
我国遥感产业发展的现状 一．引言 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信息，进行收集、处理，并最后成像，从而对地面各种景物进行探测和识别的一种综合技术，通过遥感技术，可查询到高分一号、高分二号、资源三号等国产高分辨率遥感影像。1它集中了航天、航空、电子、计算机、现代光学以及生物地学等学科的最新成就,成为一种先进而有效的资源调查、环境监测及区域开发综合评价分析手段。遥感科技被公认是一种大容量的信息获取手段,在各个领域的应用中已显示出明显的社会经济效益,从而日益受到重视。根据联合国不完全的统计,目前全世界至少有1,400多个组织从事遥感活动。美国每年利用陆地卫星所得的效益为14亿美元,利用气象卫星资料避免各种损失为20亿美元,并预测政府在今后每年可以从商业化遥感活动中获取税收14亿美元。2现代遥感技术的发展趋势是由紫外谱段逐渐向 X射线和γ射线扩展。从单一的电磁波扩展到声波、引力波、地震波等多种波的综合。3 我国已成功发射并回收了10多颗遥感卫星和气象卫星，获得了全色像片和红外彩色图像，并建立了卫星遥感地面站和卫星气 1百度百科遥感技术 2《中国科技论坛》1986年第5月 3中国测绘网现代遥感技术发展的趋势与展望
象中心，开发了图像处理系统和计算机辅助制图系统。从“风云二号”气象卫星获取的红外云图上，我们每天都可以从电视机上观看到气象形势。4此外，作为我国卫星遥感平台代表的北斗卫星已得到国际范围的认可。 二．数据与方法 1950年代组建专业飞行队伍，开展航摄和应用。1970年4月24日，第一颗人造地球卫星。1975年11月26日，返回式卫星，得到卫星像片。80年代空前活跃，六五计划遥感列入国家重点科技攻关项目。1988年9月7日中国发射第一颗“风云1号”气象卫星。1999年10月14日中国成功发射资源卫星1 之后进入快速发展期--卫星、载人航天、探月工程等…随着科学技术的进步，光谱信息成像化，雷达成像多极化，光学探测多向化，地学分析智能化，环境研究动态化以及资源研究定量化，大大提高了遥感技术的实时性和运行性，使其向多尺度、多频率、全天候、高精度和高效快速的目标发展。遥感影像获取技术越来越先进；遥感信息处理方法和模型越来越科学神经网络、小波、分形、认知模型、地学专家知识以及影像处理系统的集成等信息模型和技术，会大大提高多源遥感技术的融合、分类识别以及提取的精度和可靠性。统计分类、模糊技术、专家知识和神经网络分类有机结合构成一个复合的分类器，大大提高分类的精度和类数；53S 4中国测绘网遥感平台 5国土资源遥感
遥感技术的应用及发展趋势
目录 一、遥感的概念 (1) 二、遥感的发展历史 (1) 三、遥感信息技术基础 (1) 四、遥感技术在环境科学中的应用 (2) 4.1遥感技术在水污染监测方面的应用 (2) 4.1.1利用遥感技术监测水体富营养化 (2) 4.1.2通过遥感技术分析水域的分布变化和水体沼泽化 (2) 4.2遥感技术在大气环境监测方面的应用 (2) 4.2.1臭氧层 (2) 4.2.2有害气体 (2) 4.2.3气候变化 (2) 4.3遥感技术在城市环境监测与管理中的应用 (2) 4.4应用遥感技术监控生态环境 (3) 4.5利用遥感技术监测自然灾害 (3) 五、遥感技术的发展趋势 (3) 5.1遥感影像获取技术越来越先进 (3) 5.2遥感信息处理方法和模型越来越科学 (4) 5.3 3S一体化 (4) 5.4.建立高速、高精度和大容量的遥感数据处理系统 (4) 5.5.建立国家环境资源信息系统 (4) 5.6.建立国家环境遥感应用系统 (4) 六、总结 (5)
一、遥感的概念 遥感的英文是“remote sensing”，意即“遥远的感知”，在日本叫“远隔探知”或“远隔探查”。其科学含义一般理解为：在遥远的地方，感测目标物的“信息”，通过对信息的分析研究，确定目标物的属性及目标物之间的关系。也就是说：不与目标物接触，凭借其发出的某些信息识别目标。所以有人将遥感技术作为一种侦察技术。 根据遥感的这一概念，人和动物都具有一定的遥感本领。例如，人的眼睛识别物体的过程就是一种遥感过程，它是靠物体的色调、亮度，以及物体的形状、大小等信息，来判定物体的属性。蝙蝠能发射超声波，并用接收到的回波来判断障碍物的距离、方位和属性。现代遥感技术就是模仿自然界中的遥感现象和过程而产生的。 目前，对遥感比较一致的定义是：在远离被测物体或现象的位置上，使用一定的仪器设备，接收、记录物体或现象反射或发射的电磁波信息，经过对信息的传输、加工处理及分析与解译，对物体及现象的性质及其变化进行探测和识别的理论与技术。 二、遥感的发展历史 任何一门科学和技术的形成与发展，总是和时代的发展和要求相一致，不可能超越时代，遥感技术当然也不例外。它的形成是与传感技术、宇航技术、通讯技术以及电子计算机技术的发展相联系，与军事侦察、环境监测、资源开发利用和全球变化的需要相适应的。 20世纪50年代以来，随着科学技术的发展。在普通照相机和飞机的基础上，一些新的信息探测系统相继出现。人类观测电磁辐射的能力从可见光扩展到了紫外、红外、微波等，对目标物信息的收集方式从摄影到非摄影；资料由像片到数据(非图像)；平台由汽车、飞机发展到了卫星、火箭；应用研究从军事、测绘领域扩展到了农、林、水、气象、地质、地理、环境和工程等部门。这就需要引进一个新的术语，以便概括这种信息探测系统及其过程。1960年美国学者伊林L．布鲁伊特(Evelyn L．．Pruitt)提出“遥感”这一科学术语，1962年在美国密执安大学召开的<国际环境科学遥感讨论会)上，这一名词被正式通过，从此就标志着遥感这门新学科的形成。 但是，在遥感一词出现以前，就已产生了遥感技术。发展至今，大体经历了三个阶段．常规航空摄影阶段、航空遥感阶段和航天遥感阶段。 三、遥感信息技术基础 遥感技术是指从飞机、飞船、卫星等飞行器上，利用各种波段的遥感器，通过摄影、扫描、信息感应，识别地面物质的性质和运动状态的技术，具有遥远的感知的意思。从上个世纪六十年代提出“遥感”这个词，到1972年美国陆地卫星计划发射了第一颗对地观测卫星,经过几十年的发展，遥感技术已经广泛地应用在军事、国防、农业、林业、国土、海洋、测
3.2遥感技术及其应用教学设计 一、课标要求：结合实例，了解遥感（RS）在资源普查、环境和灾害监测中的应用。 二、三维目标 （一）知识与技能 1、能够用自己的语言表述遥感的概念 2、能简要说明遥感技术的发展过程。 3、能说出遥感的几种常见分类。 4、能举例说明遥感在资源普查、环境灾害监测中的作用。 （二）方法与过程 1、通过阅读教材中提供的资料并上网搜索遥感信息，归纳遥感的几个发展阶段。 2、通过读图或上网搜索相关资料比较航天遥感、航空遥感、近地遥感使用飞运载工具、主要优缺点及适用范围等方面的差异。 3、通过上网搜索有关遥感技术应用的信息，归纳遥感技术的主要途径。 （三）情感态度与价值观 1、通过遥感技术的迅猛发展的介绍，使学生感悟新兴地理信息技术的生命力，从而初步养成热爱科学、努力学习新兴科学的好习惯。 2、通过迅速发展的中国遥感技术的学习，增强学生的民族自信心和爱国情感。 3、通过遥感技术在农业、军事、环境监测、资源调查等方面的重要作用的学习，产生对遥感技术的好奇感，从而激发学生的探究和创新动力。 三、重点：根据运载工具不同的遥感分类种类。 四、学习方法： 1、多媒体课件演示。 2、读图分析讨论。 3、教师点拨、启发、引导。 4、理论联系实际。 五、课时：1课时
导入：南极考查必须穿越西风带区，这是多年来南极考察的难题。在我国开展的第14次南极考察中，1997年12月10日“雪龙号”科学考察船进入强风带时，与外界中断了联系，“船载气象卫星接收系统”接收到了一张非常清晰的卫星云图，图像上清晰的显示了三个气旋的位置及运动方向。这就是本节我们学习的遥感技术及其应用。 基础层次问题 1、什么是遥感技术？ 2、遥感技术经历了怎样的发展过程？ 3、遥感技术有哪些特点？ 4、遥感技术系统由那些组成？ 5、遥感从不同的角度可以分为不同的类型，如何分？ 6、航天遥感、航空遥感、近地遥感对比优缺点。 7、遥感在资源普查中的应用有哪些？ 8、遥感在环境灾害监测中如何应用？ 9、遥感卫星的科学实验功能有哪些？ 知识反馈 1、下列遥感类型中，探测范围由大到小依次是 A．近地遥感、航空遥感、航天遥感 B．航天遥感、航空遥感、近地遥感 C．航空遥感、近地遥感、航天遥感 D．航空遥感、航天遥感、近地遥感 2、下列遥感类型中．按照应用领域或专题进行分类的是 A．航天遥感、航空遥感、近地遥感 B．主动式遥感、被动式遥感 C．紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多谱段遥感
卫星与遥感技术在我国的发展现状及趋势Ⅰ：卫星与遥感技术的定义： 遥感一词来源于英语“Remote Sensing”，其直译为“遥远的感知”，时间长了人们将它简译为遥感。遥感是20世纪60年代发展起来的一门对地观测综合性技术。自20世纪80年代以来，遥感技术得到了长足的发展，遥感技术的应用也日趋广泛。随着遥感技术的不断进步和遥感技术应用的不断深入，未来的遥感技术将在我国国民经济建设中发挥越来越重要的作用。关于遥感的科学含义通常有广义和狭义两种解释: 广义的解释: 一切与目标物不接触的远距离探测。狭义的解释: 运用现代光学、电子学探测仪器，不与目标物相接触，从远距离把目标物的电磁波特性记录下来，通过分析、解译揭示出目标物本身的特征、性质及其变化规律。 遥感技术的类型往往从三个方面对其进行划分： 根据工作平台层面区分：近地遥感、航空遥感（气球、飞机）、航天遥感（人造卫星、飞船）。 根据工作波段层面区分：紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多谱段遥感。 根据传感器类型层面区分：主动遥感（微波雷达）、被动遥感（航空航天、卫星）。 根据应用领域区分：环境遥感、大气遥感、资源遥感、海洋遥感、地质遥感、农业遥感、林业遥感。 卫星与遥感技术则是利用卫星进行遥感探测的技术。 由于遥感在地表资源环境监测、农作物估产、灾害监测、全球变化等等许多方面具有显而易见的优势，它正处于飞速发展中。更理想的平台、更先进的传感器和影像处理技术正在不断地发展，以促进遥感在更广泛的领域里发挥更大的作用。 Ⅱ：卫星与遥感技术在我国的发展现状： 1957年第一颗人造地球卫星升空标志着人类进入了太空时代，从此人类以崭新的角度开始重新认识自己赖以生存的地球。空间信息技术是本世纪60年代发展起来的一门新兴的科学技术，遥感技术，包括地理信息系统和全球定位系统，则是对地观测的重要手段。中国的遥感技术从70年代起步，经过三十多年来的发展，卫星遥感技术应用的范畴已经从当初的单一遥感技术发展到今天包括遥感（RS)、地理信息系统(GIS)，全球定位系统(GPS)等技术在内的空间信息技术，逐渐深入到国民经济、社会生活与国家安全的各个方面，使社会可持续发展和经济增长方式发生了深刻的变化，其发展与应用水平业已成为综合国力评价的重要标志之一。 （一）：中国卫星遥感应用的发展： 自70年代以来，我国高度重视遥感技术发展与应用，跟踪国际技术前沿并努力创新，在“六五”、“七五”、“八五”、“九五”连续四个五年计划中，给予重点支持，在遥感技术系统，遥感应用系统、GIS等方面均取得突出进展。 （二）：建立了国家级资源环境宏观信息服务体系：
遥感技术的运用与发展趋 势 Prepared on 24 November 2020
我国遥感技术的运用与发展趋势 【摘要】面对新的世纪、新的形势，世界各国政府都在认真思考和积极部署新的经济与社会发展战略。尽管各国在历史文化、现实国情和发展水平方面存在着种种差异，但在关注和重视科技进步上却是完全一致的。这是因为，我们面对的是一个以科技创新为主导的世纪，是以科技实力和创新能力决定兴衰的国际格局。因此，我们要充分认识遥感技术，了解其发展现状及趋势。 【关键词】遥感技术现状趋势商业化 众所周知，近十年来全球空间对地观测技术的发展和应用已经表明，遥感技术是一项应用广泛的高科技，是衡量一个国家科技发展水平的重要尺度。现在不论是西方发达国家还是亚太地区的发展中国家，都十分重视发展这项技术，寄希望于卫星遥感技术能够给国家经济建设的飞跃提供强大的推动力和可靠的战略决策依据。这种希望给卫星遥感技术的发展带来新的机遇。 一、遥感信息技术基础 遥感技术是从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、红外线结目标进行探测和识别的技术。例如航空摄影就是一种遥感技术。人造地球卫星发射成功，大大推动了遥感技术的发展。现代遥感技术主要包括信息的获取、传输、存储和处理等环节。这是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信息，进行收集、处理，并最后成像，从而对地面各种景物进行探测和识别的一种综合技术。从上个世纪六十年代提出“遥感”这个词，到1972年美国陆地卫星计划发射了第一颗对地观测卫星，经过几十年的发展，遥感技术已经广泛地应用在军事、国防、农业、林业、国土、海洋、测绘、气象、生态环境、水利、
1957年10月4日，前苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星“伴侣1号”（代号PS-1），从此开启了人类由来已久漫游太空的旅程；1960年4月1日，美国在其东海岸把世界上第一颗遥感卫星——“泰罗斯1号”（TIROS-1）气象卫星成功送入轨道，揭开了当代科学技术利用卫星“遥感地球”的序幕；1968年12月21日，美国阿波罗-8号（Apollo-8）宇宙飞行器发送回了第一幅地球影像，标志着人类开始以全新的视角重新认识自身赖以生存之地球的新时代。 随着计算机技术、光电技术和航天技术的不断发展，航天遥感技术正在进入一个能快速、及时提供多种对地观测海量数据的新阶段及应用研究的新领域。 美国国家航天局（NASA）启动了陆地观测卫星系统Landsat（Land Observation Satellite）计划（1975年前称为地球资源技术卫星—ERTS），从1972年7月23日以来，已相继发射7颗（第6颗发射失败），卫星的轨道设计为与太阳同步的近极地圆形轨道，以确保北半球中纬度地区获得中等太阳高度角（25°-30°）的午前成像，而且卫星以同一地方时、同一方向通过同一地点，保证遥感观测条件的基本一致，利于图像的对比分析。影像幅宽185公里，轨道周期16天。Landsat-1采用多光谱扫描仪MSS（MultiSpectral Scanner）多光谱扫描仪，包括绿色、红色、近红外-1、近红外-2四个光谱段，影像空间分辨率80m；1982年和1984年发射的Landsat-4与Landsat-5，载荷除MSS以外，增加了专题制图仪TM（Thematic Mapper），其几何分辨率提高到30m；1999年发射的Landsat-7，装备有加强型多光谱扫描仪ETM+（Enhanced Thematic Mapper Plus），其全色波段几何分辨率达到15m，辐射分辨率（即对电磁波的能量的敏感程度）也有所提高。目前Landsat1-4均已失效，Landsat5则仍在超期服役（从1984年3月1日发射至今）。 1986年以来，法国先后发射了SPOT 1-4对地观测卫星。SPOT 1-3采用832km 高度的太阳同步轨道，轨道重复周期为26天。卫星上装有两台高分辨率可见光相机(HRV)，可获取10m分辨率的全色遥感数据以及20m分辨率的三谱段多光谱遥感数据。该传感器具有摆动观测能力，侧视角达±27°，同时还可进行临轨立体观测。SPOT-4卫星遥感器增加了新的中红外谱段，可用于估测植物水分，增强对植物的分类识别能力，并有助于冰雪探测。该卫星还装载了一个植被仪，可连续监测植被情况。2002年5月4日又发射了SPOT5，全色波段几何分辨率
遥感技术的现状及发展趋势 摘要：目前遥感技术在各个领域已经有了广泛的应用，本文通过介绍了遥感技 术在农业、海洋、资源、环境、军事等方面的应用，介绍了遥感技术的应用现 状并结合遥感技术在各研究方面的发展现状，结合河口海岸的研究方向，解析 了遥感技术在河口海岸研究方面的应用，并对遥感技术在未来研究中的发展趋 势预测分析。 关键词：遥感技术、应用、发展趋势 随着遥感技术的发展与成熟，遥感技术在各个领域的应用越来越广泛，其 中韩秀梅 , 张建民等人对遥感技术在农业方面的应用现状做了分析【1】，蒋兴伟 , 宋清涛等对遥感在海洋方面的应用进行探讨【2】，陆灯盛 , 游先祥等人对遥感技术在资源环境中的应用进行分析研究【3】，张文若 , 康高峰 , 王永等人以煤炭资源为例分析了遥感技术在资源中的应用现状及前景【4】，罗红霞 , 阚应波等人通过高光谱影像对农作物病虫害的影像进行研究【5】，卫亚星 , 王莉雯 , 刘闯 . 等人研究了遥感技术在土壤侵蚀方面的应用【6】，张万增等对遥感技术在军事方面的应用及发展进行了探讨【7】。通过前人的研究发现，遥感技术在农业病虫害的 防治、资源的勘探、环境污染的防治、军事防御等方面的应用已经十分广泛和 成熟。文章总结了遥感技术在各领域的研究成果以及在各研究领域的应用，并 对遥感技术在未来研究中的应用及发展趋势进行分析。 1遥感的概念及分类 1.1 遥感的概念 遥感（ RS） , 这是 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信息，进行收集、 处理，并最后成像，从而对地面各种景物进行探测和识别的一种综合技术。 1.2 遥感的分类 目前按照不同的分类标准遥感技术可以分为以下几类：（1）按遥感平台的高度分类大体上可分为航天遥感、航空遥感和地面遥感。（2）按所利用的电磁波的光谱段分类可分为可见反射红外遥感，热红外遥感、微波遥感三种类型。 （3）按研究对象分类可分为资源遥感与环境遥感两大类。（ 4）按应用空间尺度 分类可分为全球遥感、区域遥感和城市遥感。 2遥感技术的应用 2.1 遥感技术在农业中的应用 2.1.1农业资源调查及动态监测 农业资源调查包括土地利用现状、土壤类型、草场、农田等农业资源的调 查以及结束后的评价，提供农业资源的准确数值和分布图件。农业部遥感应用 中心于 2000 年设立草地遥感监测和预警系统。该项目是利用遥感技术、地理信
遥感技术发展的新趋势分析（ENVI） ----实现遥感地物定量化识别的高级工具ENVI李静（适普软件有限公司，北京，100044） 摘要：本文阐述了遥感技术在近些年以至今后应用发展的新趋势，阐述了遥感地物定量化的意义和内涵， 介绍了实现遥感地物定量化分析的高级工具ENVI， 分析了应用遥感影像处理软件ENVI的高光谱分析工具 进行地物识别和遥感地物定量化分析的流程。 关键词：遥感信息，定量化，多光谱，高光谱，分类，地物识别 一、当前遥感技术发展态势 遥感技术在八十年代由于陆地卫星的上天，出现了第一次发展高潮，它不仅使遥感技术成为很多行业 跨入高新技术门槛的有力手段，而且也大大促进了遥感学科的研究工作。二十年来，广大遥感工作者不仅 对遥感理论进行了深入研究，同时对遥感应用技术也进行了广泛探讨并进行了实践和应用，为遥感技术的 进一步发展准备了足够的技术诸备。但是由于遥感数据源限制等多种原因，实用化一直受到人们的怀疑。 90年代以来，随着遥感传感器以及小卫星技术的发展，人类生存环境的恶化以及全球一体化的需求，遥感 技术再次迎来一个发展高峰。这一次高峰具有以下特点： 1、遥感数据源的突飞猛进： 现代遥感史以20世纪60年代末人类首次登上月球为重要里程碑，随后美国宇航局（NASA）、欧空局 （ESA）和其他一些国家，如加拿大、日本、印度和中国先后建立了各自的遥感系统。所有这些系统已提 供了大量从太空向地球观测而获取得有价值的数据和图片。随着信息技术和传感器技术的飞速发展，卫星 遥感影像分辨率有了很大提高，包括空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率。1972年美国发射了第一颗地 球资源技术卫星（ERTS-1）(后更名为陆地卫星1号（Landsat-1）,标志着地球遥感新时代的开始)。1972年 以后，美国发射了一系列陆地卫星，包括陆地卫星 1 号至 7 号，所携带的传感器由四波段的多光谱扫描仪 （MSS,分辨率为 80m）发展到80年代初投入使用的专题制图仪（TM,7 个波段，分辨率除第 6波段的 120 米外，其余皆为30m），再到 1999 年 4月发射升空的陆地卫星 7 号所搭载的增强型专题制图仪 ETM+（增 加了分辨率为15米的全色波段）。到80年代后期至90年代初，法国发射的SPOT卫星上载有20m（10m） 的高分辨率传感器（HRV分辨率为20m,全色波段为10m）。印度发射的IRS卫星上载有6.25m分辨率的全 色波段。1999年9月，美国空间成像公司（Space Imaging Inc.）发射成功的小卫星上载有IKONOS传感器， 能够提供1m的全色波段和4m的多光谱波段，是世界上第一颗商用1米分辨率的遥感卫星。此外，SPIN-2 卫星数据由俄国返回式卫星从80年代至今获得， 它提供2米和10m分辨率全色影像数据及DEM和立体像 对。 由韩国太空研究院所有的KOMPSA T卫星数据从2000年开始可以提供6.6米分辨率的全色波段数据和 13 米多光谱（四个波段）数据。适普公司代理上述 IKONOS 和 SPIN-2 卫星数据的国内销售业务，因此可 以将应用与研究良好的有机结合起来,并提供数据增值服务。 另一方面，低空间高时相频率的 A VHRR（气象卫星 NOAA系统系列，星下点分辨率为1km）以及其 他各种航空航天多光谱传感器亦相继投入运行，形成现代遥感技术高速发展的盛期。除了常规遥感技术迅 猛发展外，开拓性的成像光谱仪的研制已在80年代开始，并逐渐形成了高光谱分辨率的新遥感时代。 由于高光谱数据能以足够的光谱分辨率区分出那些具有诊断性光谱特征的地表物质，而这是传统宽波 段遥感数据所不能探测的，使得成像光谱仪的波谱分辨率得到不断提高。从 20 世纪 80 年代初研制的第一
浅谈对遥感学科、专业、遥感应用与发展的认识 摘要 遥感技术是一门建立在空间科学、电子技术、光学、计算机技术、信息论等新的技术科学以及地球科学理论基础上的综合性技术，为现代前沿科学技术之一，具有宏观、动态、综合、快速、多层次、多时相的优势。在新技术迅猛发展的今天，遥感技术伴随着航空、航天技术的发展而不断提高与完善，服务领域因之而不断扩展，受到普遍重视，显示出极其广泛的应用价值、良好的经济效益和巨大的生命力。 关键词 遥感发展现状发展趋势应用范围 引言 遥感作为一种空间数据的获取方法，遥感技术及其图像信息处理信息技术集合了空间、电子、光学、计算机、生物学和地学等科学的最新成就，是现代高新技术领域的重要组成部分。主要为GIS提供全天候的实时的遥感影像，之后GIS便拿这些数据进行利用和分析。遥感是从远离地面的不同工作平台上，如高塔、气球、飞机、火箭、人造地球卫星、宇宙飞船和航天飞机等，通过传感器对地球表面的电磁波辐射信息进行探测，然后经信息的传输、处理和判读分析，对地球的资源与环境进行探测与监测的综合性技术。遥感技术从远距离采用高空鸟瞰的形式进行探测，包括多点位、多谱段、多时段和多高度的遥感影像以及多次增强的遥感信息，能提供综合系统性、瞬时或同步性的连续区域性同步信息，在环境科学领域的应用具有很大优越性。 1、遥感学科发展回顾 遥感是以航空摄影技术为基础，在20世纪60年代初发展起来的一门新兴技术。开始为航空遥感，自1972年美国发射了第一颗陆地卫星后，这就标志着航天遥感时代的开始。经过几十年的迅速发展，目前遥感技术已广泛应用于资源环境、水文、气象，地质地理等领域，成为一门实用的，先进的空间探测技术。萌芽时期 1608年制造了世界第一架望远镜。 1609年伽利略制作了放大三倍的科学望远镜并首次观测月球。 1794年气球首次升空侦察。 1839年第一张摄影像片。 初期发展 1858年用系留气球拍摄了法国巴黎的鸟瞰像片。 1903年飞机的发明。 1909年第一张像片。 一战期间（1914-1918）：形成独立的航空摄影测量学的学科体系。 二战期间（1931-1945）：彩色摄影、红外摄影、雷达技术、多光谱摄影、扫描