遙感技術到底是什麼呀

A. 遙感技術

「遙感」一詞最早由美國海軍研究所伊夫林·L·普魯特提出，1962年在美國密執安大學第一次國際環境遙感討論會上被採用。遙感是從遠距離高空及外層空間的各種平台上利用可見光、紅外、微波等電磁波探測儀器，通過攝影或掃描、信息感應、傳輸和處理，研究地面物體的形狀、大小、位置及其環境的相互關系及變化的現代技術學科。

（一）遙感發展概況

遙感的發展可分為兩個階段：第一是航空遙感階段。第一次世界大戰時期，利用飛機上的望遠鏡和照相機進行偵察。第二次世界大戰後，航空遙感不斷發展，目前已成為軍事偵察和自然資源調查的重要手段。第二是航天遙感階段。1957年，前蘇聯發射了第一顆人造地球衛星，開創了從外層空間探測地球的先河。美國航天局在20世紀60年代發射了「雨雲」等氣象衛星和「阿波羅」等載人航天器，用攝影機拍攝了第一批地球衛星照片。經過長期准備，特別是對各種地物光譜特徵和遙感圖像數據處理、分析判讀技術進行研究後，美國於1972年7月23日發射了第一顆地球資源衛星（ERTS），專門從事地球資源遙感，之後又發射了第二批地球資源衛星（LANDSAT）。1998年，LANDSAT7號衛星發射升空；1999年9月，美國發射了IKONOS商用衛星，它的對地解析度為1米，標志著美國的民用遙感已遠遠走在世界的前列。目前，美、俄、法、加、日、英、印、中等國家已成為世界上應用遙感技術較為成熟的國家。

（二）遙感技術及其特點

1.遙感技術的內容

遙感是能源作用下目標反射輻射→介質傳輸→遙感器→信息處理和應用的一個過程，實現這個過程所採取的各種技術手段統稱為遙感技術，具體包括下列內容：

（1）遙感器技術，是專門研究製造感測目標信息和收集目標信息設備的技術。

（2）信息傳輸技術，是專門研究如何將遙感器收集、記錄的信息資料傳送到信息處理中心的技術。

（3）實地采樣技術，是專門研究收集目標信息特徵，為處理目前信息資料時判別目標提供依據的技術。

（4）信息處理技術，是分析判釋和應用技術，包括信息數據的壓縮、傳輸和校正技術及圖像顯示記錄技術。

（5）識別分析判釋技術以及信息存儲和應用技術。

2.遙感技術的轉點

遙感技術的主體是空間遙感技術，比較典型的如資源環境監測、氣象預報等技術。美國在20世紀70年代初就發射了地球資源技術衛星，後來我國也成功地發射了氣象衛星。空間遙感技術具有以下主要特點：

（1）獲取信息量大。

（2）資料新穎，能迅速反映動態變化。

（3）獲取的信息內容豐富。

（4）成圖迅速。

（5）獲取信息方便，全天時、全天候，不受地形限制等。

這些特點不僅使人類對宇宙和自然的認識有了新的飛躍，而且還大大增強了人類改造自然、開發和保護資源的能力。

空間遙感技術可以在數百萬千米的高度通過遙感平台獲取各種大、中、小比例尺的遙感影像，可稱之為現代遙感技術。

（三）遙感的發展熱點

1.感測器研製日趨深入

（1）遙感解析度正日益多樣化，遙感技術正朝著「宏觀」和「微觀」兩個方向發展。為了滿足精確探測物體或大規模研究目的需要，20世紀90年代末期及21世紀初發射的衛星感測器，大都注意把解析度作為其獲取信息的一個重要指標。加拿大於1995年11月發射的RADARSAT衛星4種作業方式下的空間解析度分別為10米、28米、35米和50/100米，其掃描寬度相應為50千米、100千米、180千米和300/500千米。以色列發射的EROS-A和EROS-B兩顆衛星的地面解析度分別為2米和1米，掃描寬度分別為11千米和30千米。

目前，普遍認為，在衛星各項基本技術條件不變的情況下，縮小掃描范圍，降低衛星高度就可以提高解析度。以美國LANDSAT5為參考來看法國SPOT和以色列的EROS-A、EROS-B衛星，掃描幅度縮小了，而解析度提高了。目前，各種遙感探測器的解析度由千米級、百米級，發展到米級、分米級，形成了觀察地球及其宇宙空間的影像金字塔，為研究多種自然地理環境提供了豐富的信息源，推動著遙感及其相關學科研究的不斷發展。

（2）感測器波段更加細化。感測器的波段是衡量感測器性能優劣的重要參數，針對研究目的的不同，許多感測器設置了專用波段，而且波段的劃分也更為精細。

RADARSAT衛星具有25種波束（Fl～F5，S1～S7，W1～W3，SNl～SN2，SWl，H1～H6及L1)，加之其SAR數據的獲取工作時間是ERS-1和JERS-1工作時間的兩倍，因而能滿足多領域遙感應用的需要。美國NASA計劃1998年發射的EOS地球觀測系統空間站搭載0.40～1.041微米的64波段中等解析度成像光譜儀，0.40～2.50微米的92波段高解析度成像光譜儀，1.4G赫茲（L波段）與6～90G赫茲6波段高解析度微波輻射計，還有包括L波段（24厘米）、C波段（5.7厘米）和X波段（3.1厘米）在內的不同極化方式的EOS-SAR合成孔徑雷達。可以看出，波段的增多與細分對提高感測器的探測精度及增強感測器的探測目的，具有極其重要的作用。

（3）感測器愈加專業化。針對事先擬定的研究對象及目標，許多遙感平台上都攜帶了專門的感測器。例如，歐洲空間局（ESA）於1995年4月發射的ERS-2衛星，安裝有合成孔徑雷達（SAR）和風力散射計組成的主動微波遙感系統（AMl），另外還搭載雷達測高儀、紅外掃描儀、全球臭氧監測光譜儀、微波測深儀、精密測距儀以及激光反射儀等感測器，為多層次、多方位地研究環境問題提供了豐富的信息源。

目前，許多感測器都有明確的目的性和專業特點，有專門研究海水溫度的感測器，也有為地質找礦設計的感測器，還有研究植被變化的感測器等等。感測器的專業特點愈強，研究的准確性就可能愈高，專題研究就可能愈加深入。

2.應用領域更為廣闊

20世紀90年代後期以來的遙感，已遠遠超出了其發展初期的狹隘范圍，並正在向多方位、多層次發展。

（1）資源與環境研究十分活躍。土壤學研究是遙感應用得最為廣泛的領域之一，正因為如此，ISPRS第七委員會下設了再生資源、地質礦產資源、土地退化與荒漠化、災害損失和環境污染、人類居住、陸地生態系統監測、雪、冰、海洋和海岸線監測以及全球監測等10個工作組，這些工作組不同程度地反映了資源與環境遙感的側重點及發展方向。

在新的世紀，生存與發展成為人類面臨的主要問題。世界各國都試圖把治理環境、減少災害作為未來研究的重點，而遙感技術則具有巨大的優越性。美國NASA的LANDSAT、法國的SPOT以及ESA的ERS等，都把地球作為一個研究對象，為科技工作者提供研究臭氧、植被、海水溫度、大氣狀況的基礎資料，同時也為人類研究地球，保護自己的家園提供更為翔實的測試信息及圖像資料。

（2）宇宙遙感得到了進一步加強。目前遙感的發展已超出了「空對地」的范疇，發展到了「地對空」及「空對空」等多個方面。由美國、俄羅斯、法國等聯合開展的火星（Mars）計劃，就是宇宙遙感領域的代表。目前，它不僅把整個地球大氣圈、水圈、岩石圈作為研究對象，而且把探測范圍擴大到地球以外的日地空間。

宇宙遙感的發展，使人們的認識水平及能力不斷得到提高，同時也幫助人們探討一系列重大的學術問題。從目前火星探測器上發回的圖像及數據分析中，科學家們已獲得了許多有助於研究生命起源、星體形成、宇宙演化等重大問題的基礎信息，同時也為進一步研究大地構造和宇宙資源的探測提供幫助。

3.多種高新技術日趨一體化

「3S」技術一體化是目前發展比較活躍的領域，在短短的幾年中，數字攝影測量系統（DPS）及專家系統（ES）又悄然與「3S」技術融為一體，出現了所謂的「5S」技術。這些技術的交匯與融合是當今計算機科學和空間科學發展的產物，同時，也推動遙感學科本身以及相關學科（如地球科學、環境科學、城市科學、管理科學等）的相互滲透與相互綜合，進而形成一門新的邊緣學科——地理信息學，成為信息科學和信息產業的一個重要組成部分。信息科學的發展，又影響到幾乎是全球性的生產方式和生活方式的改變，也影響了科學技術本身的發展，Internet的廣泛普及使信息獲取及共享更為快捷，使計算機滲透到輔助設計、輔助加工、輔助測試分析、經營管理等領域。

（四）地理信息系統與遙感的結合

GIS與RS的結合主要表現為RS是GIS的重要信息源，GIS是處理和分析應用遙感數據的一種強有力的技術保證。兩者結合的關鍵技術在於柵格數據和矢量數據的介面問題：遙感系統數據普遍採用柵格格式，其信息是以像元形式存儲的；而GIS數據主要採用圖形矢量格式，是按點、線、面（多邊形）形式存儲的，它們之間的差別是由於影像數據和制圖數據採用不同的空間概念表示客觀世界的相同信息而產生的。

對於RS與GIS一體化的策略，Ehlers等提出了三個發展階段：第一階段，採用數據交換格式把兩個軟體模式聯結起來；第二階段，兩個軟體模式具有共同的用戶介面，且同時顯示；第三階段，具有復合處理功能的軟體體。

（五）遙感的地學實際應用

近年來我國關於RS和GIS結合集成的研究較多，經歷了由初步探討向逐漸成熟發展的過程。其應用主要包括兩個方面：一是RS數據作為GIS的信息源；二是GIS為RS提供空間數據管理和分析的手段。張繼賢在國內較早提出綜合GIS信息中的地學知識和遙感數據可以提高遙感分類的精度，消除應用單一遙感圖像判讀所存在的若干弊端。但是，兩者的結合由於存在數據轉換的問題，因而相應軟體的研究也很重要。任小虎等在應用RS與GIS集成系統GRAMS的過程中，認為該軟體雖然可以實現表面無縫的結合，但是就其內部格式的轉換上卻還不能實現數據的共享與自由轉換。初期的關於RS如何為GIS提供數據和信息的研究也開展得較多，如劉濱誼等在對城鄉區域進行規劃的過程中，就藉助RS作為主要信息源來採集區域信息，並在此基礎上進行規劃設計。向發燦在對湖北武昌和陝西安塞的土地評價中，也應用RS獲取評價因子的值作為信息源，進行復合和疊加，並在此基礎上，由GIS進行加工和處理，實現了動態快速的土地資源評價。具體到RS與GIS完全結合與數據格式的轉換問題，秦志遠提出了「結合錐」的結合模式和混合Freeman鏈碼結構，以解決這一問題。

目前，RS與GIS一體化的集成應用技術漸趨成熟，在植被分類、災害估算、圖像處理等方面均有相關應用報道。在應用GIS的空間分析功能為RS數據提供空間數據管理和分析的研究中，多是考慮GIS的DEM數據、氣候、環境等因素的空間分布。如劉紀遠等在對中國東北植被綜合分類的研究中，探討了將GIS提供的地理數據與遙感數據復合的可行性，嘗試在GIS環境下將氣溫、降水、高程3個影響區域植被覆蓋的主要指標，按一定的地面網格系統和數學模式進行定量化，生成數字地學影像，並使之與經過優化、壓縮處理的NOAA-AVHRR數據進行復合，取得了良好的效果。李震等在對青藏高原冰川變化的研究中，以RBV、MSS、TM遙感資料為信息源，提取冰川界線，形成冰川邊界圖；以GIS為工具分析該冰川群的變化，得出了布喀塔格山峰北部冰川的變化規律。綜合應用GIS和RS進行旱情監測、土地利用分類的技術也已相當成熟。黃家柱等充分發揮RS、GIS、計算機制圖技術及網路技術等學科前沿的優勢，研製了「長江三角洲地區遙感衛星動態決策咨詢系統」，代表了RS和GIS結合並綜合其他多學科技術的新方法。

B. 什麼是遙感技術

遙感一詞來源於英語「RemoteSensing」，其直譯為「遙遠的感知」，是20世紀60年代發展起來的一門對地觀測的綜合性技術。遙感技術開始為航空遙感，自1972年美國發射了第一顆陸地衛星後兆輪，就標志著航天遙感時代的虛肢開始。20世紀80年代以來，遙感技術得到了長足的差猜世發展，遙感技術的應用也日趨廣泛。經過幾十年的迅速發展，遙感技術已廣泛應用於資源環境、水文、氣象、地質地理等領域，成為一門實用的、先進的空間探測技術。

C. 什麼是遙感技術

在古代神話中，齊天大聖孫悟空能知道遙遠地方發生的事。可是，你知道嗎？在我們現實生活中也有這種神通廣大的傢伙，這就是遙感技術。什麼是遙感技術呢？它就是不直接與目標物接觸而通過利用電磁波信號遠距離感知目標及其性質和狀態的一項新興技術。

遙感技術於19世紀問世。早在1839年，人類就利用它獲得了第一張照片，1858年法國人首次乘氣球在巴黎上空進行了空中攝影實驗，到1903年發明了飛機之後，航空攝影迅速地發展起來。1957年第一顆人造衛星升空時，人們把遙感裝置裝在了衛星上，開始出現了從宇宙空間進行無線電偵察和探測的方法，從此遙感技術進入了實用階段，成為一種綜合性的探測技術。美國戰略通信衛星就是通過現代化的無線電儀器設備，來感知遠方軍事目標真相的。到20世紀60年代以後，遙感技術又應用到了國民經濟的各個部門，如農林、水文、地質、海洋、測繪、環境保護、工程建設等許多方面。1972年美國發射了第一顆地球資源衛星，人們通過電磁波手段，首次完整地看清了地球的全貌，獲得了極其豐富的地物資料。隨著空間技術的發展，人類通過遙感技術從宇宙中得到了很多寶貴的資料。這說明人類通過遙感技術對未知領域的勘測和探索，進入了一個新的階段。

我們所說的遙感技術的原理是怎麼回事呢？大家知道，地球上所有的物體都能輻射電磁波，通過遙感器接收來自物體的電磁波，再通過光學和電子技術處理後，從中了解物體的狀態和性質，進而獲取有關的信息。

遙感系統是一個團結的集體，成員有：遙感器、遙感平台、信息傳輸設備和信息處理設備。其中最重要的是遙感器，它的主要任務是感受來自目標的電磁波信息，通常由高解析度照相機、電視攝像機、多光譜掃描儀等擔任。遙感平台是用來安裝遙感器的。信息傳輸設備是完成遙感平台與地面物體之間信息傳遞工作的。信息處理設備是對所接收封的信息進行處理的地方，主要有圖像處理設備、彩色合成儀和電子計算機等。

遙感系統這個大家庭是可以分類的。按遙感器載體不同可分為：地面遙感、航空遙感、航天遙感；按工作原理不同可分為：主動遙感和被動遙感；按遙感方式不同可分為：可見光遙感、紅外遙感、紫外遙感、微波遙感等。無論怎樣分類，每一類遙感系統在捕獲遠方信息方面，都具有很大的威力，特別是航天遙感技術更是占盡風光，很多國家的軍事情報都是通過航天遙感技術獲取的。到20世紀80年代中期，世界各國共發射了3000多顆人造衛星，其中70%以上直接或間接地應用在軍事上，上面裝有各種遙感器，能對地面環境進行連續不斷地偵察和監視。可見光遙感解析度很高，可以清楚地了解到地面上的物體；紅外遙感可晝夜工作並能識別地面上的偽裝物；多光譜遙感更是優越，它同時具有可見光遙感和紅外遙感的全部優點；微波遙感解析度更高，它能穿過雲霧、植被和地表，在從偵察衛星上獲得的照片中，能夠清楚地看出機場跑道、滑行中的飛機、導彈發射架等軍事目標，還能區分坦克和車輛的類型。概括起來說，它們的共同優點是：偵察范圍廣，不受地理條件的限制，發現目標迅速准確等。大家看，遙感的本領是不是很了不起啊！

其實，遙感所能做的工作還有很多。比如，遙感技術應用於武器制導上，可以大幅度提高命中精度。遙感技術應用於探測來襲的戰略彈道導彈，能夠提供25分鍾的預警時間。遙感技術應用於軍事偵察和軍事測繪，能夠減少飛機和艦艇的導航誤差，從而提高作戰效果。遙感技術應用於地質方面，可以進行全球性地質現象的研究，有利於尋找新的礦物資源，還可以對地震、火山等情況進行預報，還能對沙土移動以及河口演變等提供詳細的資料。遙感技術應用於海洋水文方面，能為尋找地下水提供線索，還可以測量海水的深淺，為發展海洋事業提供依據。遙感技術應用於農林方面，可以進行大面積農情調查，掌握灌溉、排澇、施肥、除蟲的時機」，以便採取相應的措施，還可以估算森林資源，測量土質和牧草情況，為發展農牧業創造條件。遙感技術應用於環境監測方面，可以觀察大氣污染情況，幫助尋找污染源，檢查植被的損壞情況等，以便更好地採取措施，保護生態環境。

事實上，通過遙感技術所獲得的不同信息往往是重疊在一起的。這就必須研究目標的電磁特性，掌握電磁波與地、物作用的一般規律，才能從遙感圖像上准確地獲得更多有用的資料。

今後，遙感技術的發展趨勢是：從被動遙感向被動遙感與主動遙感相結合的方向發展；從單一電磁波遙感向多波種相結合的遙感方向發展；從半天候遙感向全天候遙感方向發展；從定性遙感向定量遙感的方向發展。隨著時間的推移，伴隨著科學的不斷進步和深入發展，遙感技術將變得越來越不同凡響！

D. 遙感是什麼技術

遙感技術包括感測器技術，信息傳輸技術，信息處理、
提取和應用技術，目標信息特徵的分析與測量技術等。
遙感技術依其遙感儀器所選用的波譜性質可分為：電磁波遙感技術，
聲納遙感技術，物理場（如重力和磁力場）遙感技術。
電磁波遙感技術是利用各種物體/
物質反射或發射出不同特性的電磁波進行遙感的。其可分為可見光、
紅外、微波等遙感技術。按照感測目標的能源作用可分為：
主動式遙感技術和被動式遙感技術。
按照記錄信息的表現形式可分為：圖像方式和非圖像方式。
按照遙感器使用的平台可分為：航天遙感技術，航空遙感技術、
地面遙感技術。按照遙感的應用領域可分為：地球資源遙感技術，
環境遙感技術，氣象遙感技術，海洋遙感技術等。

E. 什麼是遙感技術

遙感技術是從人造衛星、飛機或其他飛行器上收集地物目標的電磁輻射信息，以判認地球環境和資源的技術。它是20世紀60年代在航空攝影和判讀的基礎上隨航天技術和電子計算機技術的發展而逐漸形成的綜合性感測技術。任何物體都有不同的電磁波反射或輻射特徵。航空航天遙感就是利用安裝在飛行器上的遙感器感測地物目標的電磁輻射特徵，並將特徵記錄下來，供識別和判斷。把遙感器放在高空氣球、飛機等航空器上進行遙感，稱為航空遙感。把遙感器裝在航天器上進行遙感，稱為航天遙感。完成遙感任務的整套儀器設備稱為遙感系統。 航空和航天遙感能從不同高度、大范圍、快速和多譜段地進行感測，獲取大量信息。航天遙感還能周期性地得到實時地物信息。因此航空和航天遙感技術在國民經濟和軍事的很多方面獲得廣泛的應用。例如應用於氣象觀測、資源考察、地圖測繪和軍事偵察等。

「遙感」從詞義上講就是遙遠的感知。遙感技術是指從遠距離、高空或外層空間平台上，利用可見光、紅外、微波等探測器，通過攝影、掃描方式，對電磁輻射（包括發射、反射、吸收和透射）能量的感應、傳輸和處理，從而識別目標物的性質和運動狀態的系統技術。例如航空攝影就是一種遙感技術。人造地球衛星發射成功,大大推動了遙感技術的發展。現代遙感技術主要包括信息的獲取、傳輸、存儲和處理等環節。完成上述功能的全套系統稱為遙感系統,其核心組成部分是獲取信息的遙感器。遙感器的種類很多,主要有照相機、電視攝像機、多光譜掃描儀、成像光譜儀、微波輻射計、合成孔徑雷達等。傳輸設備用於將遙感信息從遠距離平台（如衛星）傳回地面站。信息處理設備包括彩色合成儀、圖像判讀儀和數字圖像處理機等。

在地球上空日夜飛行的地球資源衛星，不斷向地球發回照片，既反映了地球各區域的地形、地物，也反映了地質構造和岩石礦物，為地質研究和勘探提供十分寶貴的信息，從而創立了一門嶄新的科學——遙感地質學。野外地質是近距離觀察，而遙感地質，則是運用遙感技術的遠距離觀察。

遙感為野外地質調查插上了「翅膀」。地球資源衛星給地面拍攝的相片，是按一定比例縮小了的、客觀的、真實的地表自然景觀的詳細記錄。放大以後，就是一幅立體的地形圖。按照地質工作的需要，採取合適的遙感所拍攝下來的衛星照片，能夠把地形和各種岩石分布、地質現象、構造現象等一覽無餘地記錄下來，還能把地下一定深度的地質構造等反映出來。這些照片經過地質解釋和繪制工作，就成為勘探人員所需要的「地質圖」。因此，遙感地質在一定程度上代替了野外地質人員跋山涉水，人工填圖，特別是在地形艱險、高寒缺氧的「生命禁區」，給地質人員帶來了福音。衛星在地球上空拍攝照片，可以說是「居高臨下」、「高瞻遠矚」，人在地面上看不到的地質現象、礦產露頭，衛星都能「看到」並且忠實無誤的拍攝下來（圖4.7）。

圖4.7衛星遙感技術

F. 遙感技術是什麼

遙感技術是從人造衛星、飛機或其他飛行器上收集地物目標的電磁輻射信息，判認地球環境和資源的技術。它是60年代在航空攝影和判讀的基礎上隨航天技術和電子計算機技術的發展而逐漸形成的綜合性感測技術。任何物體都有不同的電磁波反射或輻射特徵。航空航天遙感就是利用安裝在飛行器上的遙感器感測地物目標的電磁輻射特徵，並將特徵記錄下來，供識別和判斷。把遙感器放在高空氣球、飛機等航空器上進行遙感，稱為航空遙感。

G. 遙感技術

4.1.1 概述

遙感是 20 世紀 60 年代發展起來的對地觀察綜合性技術。遙感一詞來自英語 RemoteSensing，即「遙遠的感知」。廣義的理解，泛指一切無接觸的遠距離探測，包括對電磁場、力場、機械波等的探測，我們一般說的遙感是指狹義理解上的意思，即主要指的是電磁波探測。准確地說，遙感是指應用探測儀器，不與目標物接觸，從遠處把目標的電磁波特性記錄下來，通過分析，揭示出物體的特徵性質及其變化的綜合性探測技術。

可以概括地說，遙感技術應具備三個要素：

（1）以專用設備（感測器）接收、記錄遠方地物電磁波輻射（包括反射或地物自身發射）的信號；

（2）將感測器接收的電磁輻射信號形成圖像；

（3）通過對圖像的處理和分析，不與之接觸就可感知遠方事物。

根據遙感的定義，遙感系統包括：被測目標的信息特徵、信息的獲取、信息的傳輸與記錄、信息的處理和信息的應用五大部分。任何目標物都具有發射、反射和吸收電磁波的性質，這是遙感的信息源。目標物與電磁波的相互作用，構成了目標物的電磁波特性，它是遙感探測的依據；接受、記錄目標物電磁波的儀器叫感測器，如掃描儀、攝影機、雷達等，而裝感測器的平台叫遙感平台，主要有地面平台、空中平台、空間平台；感測器接收目標物的電磁波信息，記錄在數字磁介質或膠片上，膠片是由人或回收艙送到地面回收，而數字磁介質上記錄的信息則可通過衛星上的微波天線傳輸給地面的衛星接收站；地面站接收到遙感衛星發送回來的數字信息，記錄在高密度的磁介質上如光碟或磁帶等，並進行一系列的處理，如信息恢復、輻射校正、衛星姿態校正、投影變換等，再轉換成用戶可使用的通用數據格式，或轉換成模擬信號，才能被用戶使用；最後就是應用了，遙感獲取信息的目的就是應用，這是由各專業人員按不同的應用目的進行，在應用過程中，也需要大量的信息處理和分析，如不同遙感信息的融合及遙感與非遙感信息的復合等。總之，遙感技術是一個綜合性的系統，涉及航空、光電、物理、計算機和信息科學等諸多領域，它的發展與這些相關領域是密不可分的。

4.1.2 遙感影像處理目的和內容

任何遙感系統獲得的原始圖像數據均是三維景物的二維投影顯示，存在不同程度、不同性質的幾何形態畸變和輻射量的失真等現象，嚴重影響其應用效果，必須進行消除處理。概括起來主要包括以下三個方面：

（1）對接收系統獲得的遙感信號進行處理和記錄，回放出原始遙感影像圖，對圖像中存在的畸變及失真現象，根據成像機理與相應的構象方程數學模型進行補償和校正，這可統稱為遙感變換和增強處理。

（2）根據人眼的視覺原理與觀察事物的特點對遙感圖像進行各種變換和增強，以改善和提高遙感圖像中反映地物目標特性的視覺效果與可識別性。這可統稱為遙感影像的變換和增強。

（3）對原始遙感圖像所反映的地物目標波譜特徵進行反演、統計和分析解譯，提取出地物目標類別及其空間分布等信息。

4.1.3 規模化高效率處理技術

遙感技術作為一種快速、宏觀的資源調查手段，近幾十年來在土地利用、土地覆蓋 / 土地覆被變化調查與研究中的作用得到了公認。多空間尺度、多時間尺度以及多光譜尺度的海量衛星遙感獲取技術已經成熟，為土地管理應用提供了豐富的影像數據源，特別近年來高解析度衛星不斷發射升空，遙感影像數據量正在呈幾何級數增長，給遙感影像數據處理帶來了巨大的困難，也使影像數據應用與管理面臨新的挑戰。本項目在對河南省海量數據處理中建立了遙感影像規模化高效率的處理技術。主要採用了以下三種處理手段應用到遙感影像處理當中：

（1）基於 SAN 架構遙感影像流程化處理。日益增多的海量多源遙感數據對現有的遙感影像處理產生了巨大的壓力，現有的遙感圖像處理系統數據處理能力落後於遙感影像的獲取能力，遙感影像處理能力已經成為遙感技術應用發展的主要限制因素。產生這種情況的主要原因在於現有的遙感影像處理系統缺乏通用處理流程，海量數據與中間成果的存取、處理、分發受計算機硬體的性能嚴重製約。針對此情況採用先進的 SAN 架構的存儲系統，建立靈活有效的處理流程，當處理任務發生改變時，需要對流程進行必要的調整，一個有效的、可定製的並且方便擴展的處理系統至關重要。

通用流程化的數據處理系統相當於一套規范的數據處理流水線，並且依託 SAN 架構的數據儲存作為載體，根據數據處理的要求，很方便地定製所需的數據處理流程。也可以根據數據處理要求的變化而相應地更改數據處理流水線。通過總結眾多處理流程的共性，概括出一些基本的處理要素，並且制定處理標准，從而使建立遙感影像流程化處理。

（2）自動和半自動配准技術的應用。配准包括兩個主要的步驟：第一步要標注足夠數量的控制點，而且要盡量分布均勻；第二步是使用兩幅衛星影像中的一幅作為參考圖像，將第二幅的地理投影信息和圖像數據變換到和第一幅相同。

在探索自動尋找控制點的方法之前，需要先分析好控制點的特性，這樣才能有的放矢。

傳統手工標注控制點時，一般要求控制點選取在道路、橋梁、建築等不會隨季節等時間因素發生大的改變的地面特徵點上，而河流、森林、田地等邊界、內部會隨著季節、天氣發生很大變化的地面特徵則不適合作為地面控制點。比如豐水期和枯水期的河道會有寬窄變化，夏季和冬季森林的遙感影像也會有很大的差異。因此，在公路拐點、沿線、橋梁的交叉口、大型建築的角點等人眼易於分辨定位的地方標注控制點是很好的選擇，這樣可以方便地在另一張衛星影像上人工找出同名地物點。

此外，在非公路橋樑上的點，如果也是可以由人工易於辨認並修正，那麼也可以作為控制點。

可以看到，配准同樣也存在著手工標注控制點的瓶頸問題。而且和衛星影像精矯正比起來，配准後的衛星影像匹配程度要求更高，因此更需要大量高質量的控制點。單純靠手工標注非常耗時，使用控制點影像庫也需要積累有大量同一區域的控制點，對於陌生區域的標注無能為力。因此，如果能利用計算機在衛星影像上全自動或者半自動選取控制點，對於提高生產效率是非常有幫助的。

（3）區域網平差整體校正的應用。長期以來，衛星遙感影像的精確定位一直依賴於大量地面控制點，控制點的數量與分布直接影響遙感影像對目標定位的精度。而選用區域網平差進行影像參數模擬，可以在控制點資料庫中選取少量的地面控制點，在景間需有一定數量的聯接點，就完成影像糾正。校正所需控制點數量較少，可大幅度提高遙感影像處理效率。

H. 什麼是遙感技術遙感具有哪些特點

遙感是在高空對遙遠的地物進行感知。遙感的關鍵裝置是感測器。從感測器接收信息到遙感信息應用的全過程，稱為遙感技術。

遙感的特點取決於遙感技術的功能，主要有以下幾方面的特點：

第一，探測的范圍大。每幅陸地衛星圖像覆蓋的地面范圍達3萬平方千米；

第二，獲得資料的速度快，周期短，能歲亂反映動態的悉含變化。陸地衛星遙感每18天可以覆蓋地球一遍，如果兩顆衛星同時運行，每隔9天可以覆蓋地球一遍，並且是連續觀測；

第三，受地面條件限制少。在遠離地面的高空感知地物，受地面條件限制很少；

第四，手段多，獲得的信息量大。遙感可以根據不同的目的和任務，選用不同的波段和不同的遙感儀器，取得所需的信息，還能探測到一定深度的海底和冰層；

第五睜雀笑，用途廣。遙感技術已廣泛應用於農業、林業、地質、海洋、水文、氣象、測繪、環境保護、防災救災和軍事偵察等許多領域。

I. 什麼是遙感呢遙感可以幹些什麼

遙感技術聽起來很神秘，其實很容易理解，遙感是指不通過直接接觸，而收集關於特定目標的的信息，從而了解這個目標的性質。遙感技術是主要是從人造衛星、飛機或其他飛行器上收集地物目標的電磁輻射信息，根據電磁波的理論，應用各種感測儀器對遠距離目標所輻射和反射的電磁波信息，進行收集、處理，並最後成像，從而對地面各種景物進行探測和識別 判斷地球環境和資源的技術。目前遙感技術成為一門實用而先進的空間探測技術。

遙感技術被廣泛應用於軍事偵察、環境污染探測以及地震、 火山爆發預測等,其用途很多主要有如下幾種：

1、軍事偵察。遙感技術在軍事上主要用於軍事偵察。偵察衛星可以從空間對地面的各種軍事目標實施探測和跟蹤，獲得得到的軍事情報。

2、 可以直接監測大氣、土地、海洋、河流等各種污染。

3、監視海水、洋流、魚群的動向，在大空間范圍內指揮漁業生產。

4、 藉助航天遙感技術，我們還可以在對雲、風、氣壓、氣溫、濕度等主 要氣象參數進行精確測量，提高天氣預報的准確性。

J. 遙感是什麼

遙感是以航空攝影技術為基礎，在本世紀60年代初發展起來的一門新興技術。開始為航空遙感，自1972年美國發射了第一顆陸地衛星後，標志著航天遙感頃鋒時代的開始。經過幾十年的發展，目前遙感技術已廣泛應用於資源環境、水文、氣象，地質地理等領域，成為一門實用的，先進的空間探測技術。

遙感是利用遙感器從空中來探測地面物體性質的，它根據不同物體對波譜產生不同響應的原理，識別地面上各類地物，具有遙遠感知事物的意思。也就是利用地面上空的飛機、飛船、衛星等飛行物上的遙感器收集地面數據資料，並從中獲取信息，經記錄、傳送、分析和判讀來識別地物。

遙感技術主要特點為：

1．可獲取大范圍數據資料。遙感用航攝飛機飛行高度為10km左右，陸地衛星的衛星軌道高度達910km左右，從而，可及時獲取大范圍的信息。例如，一張陸地衛星圖象，其覆蓋面積可達3萬多km2。這種展示宏觀景象的圖象，對地球資源和環境分析極為重要。

2．獲取信息的速度快，周期短。由於衛星圍繞地球運轉，從而能及時獲取所經地區的各種自然現象的最新資料，以便更新原有資料，或根據新舊資料變化進行動態監測，這是人工實地測量和航空攝影測量無法比擬的。例如，陸地衛星4、5，每16天可覆蓋地球一遍，NOAA氣象衛星每天能收到兩次圖象。Meteosat每30分鍾獲得同一地區的圖象。

3．獲取信息受條件限制少。在地球上有很多地方，自然條件極為惡劣，人類難以到達，如沙漠、沼澤、高山峻嶺等。採用不受地面條件限制的遙感技術，特別是航天遙感可方便及時地獲取各種寶貴資料。

4．獲取信息的手段多，信息量大。根據不同的任務，遙感技術可選用不同波段和遙感儀器來獲取信息。例如可採用可見光探測物體，也可採用紫外線，紅外線和微波探測物體。利用不同波段對物體不同的穿透性，還可獲取地物內部信息。例如，地面深層、水的下層，冰層下的水體，沙漠下面的地物特性等，微波波段還可以全天候的工作。

用處：

一、遙感在資源調查方面的應用

遙感在資源調查中可發揮很大的作用，特別在自然資源調查中，近年來做了很多工作，取得了豐碩的成果和可觀的效益。其主要表現在國民經濟建設中的農業、林業、地質礦產及水利建設等部門中。

（一）在農業、林業方面的應用

遙感在農林方面的應用主要是在農、林土地資源調查、土地利用現狀調查、農林病蟲害、土壤乾旱、鹽化、沙化的調查及監測，以及農作物長勢的監測與估產、森林資源的禪乎廳清查等方面。近年來，在牧場草場資源調查、短中期農林災害、農用水資源，以及野生動物生態環境調查等方面也相繼開展工作，取得了成果。

遙感在土地資源與土壤調查中，得到廣泛應用。遙感加快了調查工作的進度，工作精度、質量也有很大提高。例如，我國利用560幅陸地衛星圖像，僅用兩年時間完成了全國15種土地利用類型的分析和量算統計工作，提供了全國和分省的土地利用基本數據和有關圖件。

作物估產是體現遙感在農業方面綜合應用的最好例證。自1974年以來，美國、前蘇聯、阿根廷、中國、日本、印度等國先後進行了不同范圍、不同作物的估產賀隱工作。美國對世界小麥產量的估產精度已達90%以上，並擴大到對玉米、大豆等八種以上作物的估產。我國於1983—1986年在京津冀進行跨省市的統一網路較大范圍冬小麥遙感估產試驗，精度也超過90%。

遙感在林業上的應用也很廣泛。例如，我國近年完成的「三北」防護林遙感綜合調查。在包括西北大部、華北北部和東北西北部總面積為128萬平方公里的「三北」造林一期工程的調查中，完成了對現有防護林類型、分布、面積和保存率；草地數量、質量和分布；土地資源類型、分布、數量及利用現狀的調查。提供了200餘幅各類遙感專題系列圖，並建成了全區資源與環境信息系統，為掌握防護林區現狀、林區的進一步發展和規劃奠定了基礎。

（二）在地質礦產方面的應用

遙感在地質及其礦產資源方面的應用主要表現在基礎地質工作、礦產地質工作，以及工程地質、地震地質、災害地質的地質綜合調查等方面的應用。遙感已成為地質礦產調查研究中的一種先進工作手段和重要方法。

遙感圖像視域寬闊，客觀真實地反映出各種地質現象及其相互間的關系，形象地反映出區域地質構造，以及區域構造間的空間關系，為跨區域甚至全球的區域地質研究提供了極有利的條件和基礎。例如近年來對雅魯藏布江深斷裂帶的延伸和走向的研究、郯 斷裂的延伸和走向問題的論證，以及重新修編的1∶400萬中國構造體系圖的工作，都是建立在遙感圖像基礎上的新的認識和發現的體現，解決了一些地質學界長期爭論或按常規很難解決的問題。遙感為持不同學術觀點的地質學者提供了一個可共同參照的基礎，推動和促進了地質學的發展。

遙感在礦產地質工作中的應用已取得許多成果，獲得了一致的好評。例如，我國地礦系統採用遙感地質調查方法，在小秦嶺金礦田地區劃分出線性構造1030條，環形構造138個，古采峒1000餘處；綜合化探、物探成果提出13個遠景地段。經檢查發現含金石英脈帶、蝕變構造帶22條，已見金礦3處，全部工作僅歷時一年時間。又如：煤田總公司在東北大興安嶺西坡，採用遙感地質方法圈定出17個含煤盆地，其中4個屬新發現，新增儲量540億噸。類似的實例不勝枚舉，遙感地質方法已成為礦產地質工作的重要方法。

工程地質、地震地質、水文地質以及災害地質等綜合地質調查中也廣泛地應用了遙感這一現代化手段。僅在1980—1985年期間，地礦部遙感地質工作者就為較大工程做了工程穩定性評價課題13個，研究大型滑坡4個。地礦部遙感中心在長江三峽的重慶至宜昌間先後進行了彩色及側視雷達成像飛行。利用獲得的資料對三峽庫區進行了詳細的工程地質判讀分析，對新灘坡體的形態、形成機理及發展趨勢作了較為詳細的分析，為國家提供了有關三峽工程建設的基礎資料。

基於遙感在地質礦產調查中廣泛的應用以及取得的顯著效益，我國地勘部門相繼成立了專業的遙感應用和科研機構，遙感地質隊伍也不斷擴大，成果累累，展現出遙感在地質礦產資源方面美好的發展前景。

（三）在水文、水資源方面的應用

遙感在水文水資源方面的應用，如水資源的調查、流域規劃、水土流失調查、冰雪監測、海口海岸帶及淺海地形調查、海洋調查研究等方面，都能發揮重要作用。特別是在人類足跡難以到達的荒涼地區，遙感技術可成為水文水資源調查的有效手段。例如，我國青藏高原在以往300年來先後經歷了150多次探險考察，曾查出500多個湖泊，而近年來採用航空像片、衛星圖像判讀，不僅對這些湖泊的面積、形狀進行了修正定位，而且還補充了地面考察或地圖上未標明的300多個湖泊。

遙感圖像，特別是紅外遙感圖像在識別含水層、判斷充水斷層、查明富水地段位置方面是很有利的。例如，美國在夏威夷群島，利用紅外遙感發現了200多處地下淡水出露點，從而解決了該島對淡水的需求。我國在大連地區開展航空熱紅外遙感試驗，在該地區沿海共發現22處從未有歷史記錄的淡水泉點，通過對這些泉點的分析，確定了地下淡水排泄地段，為解決沿海地區人畜飲水水源提供了一個重要途徑。

利用遙感圖像進行海岸帶岸線測量、河口及近岸懸浮泥沙運移，以及海洋環境監測，諸如海水溫度、鹽度、水深、洋流、波浪、潮汐等海洋諸要素的測量，都可發揮重要作用，對海洋的開發具有重要意義，特別是遙感圖像可提供大尺度、現實性強、多層次、全天候、客觀逼真的豐富信息，為海洋研究及指導海洋漁業生產提供了基礎。

二、遙感在環境監測評價及對抗自然災害方面的應用

（一）在環境監測方面的應用

遙感在環境監測中主要是利用遙感提供的瞬間成像的大范圍圖像，對大氣污染、水體污染、土地污染以及海洋污染等進行監測。由於遙感所提供的信息快速及時，現實性好，以及真實客觀、形象的特點，可實時地了解和掌握污染源的位置、污染物的性質、污染物的動態變化，以及污染對環境的影響，為及時採取防護或疏導措施，以及環境評價提供了基礎。例如，地礦部水文方法隊與地質遙感中心合作，對長江下游蘇州河口至吳凇口的水污染現狀做了調查研究，他們利用航空熱紅外掃描圖像，共判讀出異常點29處，繪制了約25公里江段的污染判讀圖。他們還對北起大連，南至海南島海岸沿線的港口及海上平台對海水的污染情況進行了航空紅外監測，為國家海洋局執法提供了依據。

長江三峽水利樞紐工程是一項規模宏大、技術復雜、具有重大經濟效益和社會效益的巨大工程，但是，在長江幹流上興建三峽大壩，必將對其生態、環境及社會產生深刻地影響。為此，在系統地開展三峽工程對生態與環境的影響及其對策的研究中，以及在實地調查工作中都採用了遙感綜合分析的方法，充分發揮了遙感在三峽環境論證與信息儲備中的作用。並在庫區環境本底調查、環境演變分析、環境動態監測等方面取得許多明顯成效，為我國三峽工程的科學決策提供了可靠的資料和基礎。

近年來，我國相繼在長春、太原、北京、天津、廣州等大中城市，利用航空遙感進行城市環境的監測和評價，這標志著我國遙感在環境監測方面的應用正向更為廣泛深入的方向發展。

（二）在對抗自然災害中的應用

自然災害是指環境異常或環境的突發性變化，給人類生活和生存帶來的災難。近年來遙感技術在預報災害方面取得很多重要成就，成為預報自然災害的有力工具和手段。

氣象衛星當前已進入業務性運轉，形成多層次的預報網路，在災害性天氣監測、天氣分析預報、氣象研究等方面，發揮了十分重要的作用。我國「風雲一號」「風雲二號」氣象衛星的研製和相繼發射成功，標志著我國的氣象預報技術已從單項、短期、小范圍的預報發展成綜合性、中長期、大范圍的准確預報。為我國的旱情、洪水，以及滑坡、泥石流和病蟲害的准確預報提供了可靠資料，為採取減災措施提供了可靠基礎。

森林火災一直是威脅林業建設的重要災害之一，早在70年代，我國就進行機載遙感—林火探測實驗，在3000米高空通過熱紅外感測器可發現地面 0.1平方米的火源。1987年5月，黑龍江省大興安嶺森林特大火災中，遙感在准確確定火源位置、范圍，以及火源蔓延趨勢，為撲滅大火提供及時准確的火情信息上，以及在監測火勢發展，災後評估火災損失和恢復重建規劃方面，都發揮了重要的作用，獲得顯著的社會經濟效益。

近年來，在利用多時相遙感資料和地理信息系統技術對黃土高原水土流失進行綜合調查和研究；利用全球定位系統（GPS）技術，監測地殼及其板塊的運動，進行大區域的地球動力學研究，探索地震的發生機理，進行地震的中長期預報；利用多時相大比例尺航空遙感圖像結合氣象預報資料和地面勘查進行滑坡、泥石流的調查與監測，保障重點工程及鐵路沿線的安全；以及利用遠距離衛星通訊技術，提高災害預報的及時性和准確性，為救災和決策提供依據等方面，都取得很大成效和重大的進展。

三、遙感在區域分析及建設規劃方面的應用

遙感圖像是地表面一定區域景觀的真實、客觀的記錄和形象顯示。地理學區域分析亦充分利用和發揮了遙感圖像的這一特點和優勢，成為遙感在地理學應用的重要方面。例如，我國早期開展的滕沖、長春、新疆及長江中下游地區的遙感試驗，以及近年來開展的黃土高原遙感綜合調查，「三北」防護林遙感綜合調查等大型遙感工程中，都是以遙感區域分析為先導，以區域分析為基礎，取得的成果。我國在遙感的區域分析應用中，已形成一定特色，進入世界先進水平行列。

近年來隨著城市化及城市建設的熱潮，城市遙感方興未艾。城市遙感可提供諸如城市土地利用現狀，城市用地分析，城市環境監測及評價，城鎮布局結構分析，城市道路交通分析，城市人口分析及城鎮的生態分析等城市發展的基礎信息，為城市建設規劃及決策服務。例如，由北京市政府和地質礦產部、城鄉建設部聯合組織實施的「北京航空遙感（8301工程），於1983年開始遙感飛行，到1986年底，在城市環境地質、城市建設、農業水利建設、生態環境、影像地圖以及文物、古建築等諸多方面，共獲得41項研究成果，有23項填補了北京市基礎資料的空白，取得了良好的經濟效益和社會效益。

繼北京市之後，城市遙感在全國各大、中城市較為普遍地開展起來，並在應用的深度和廣度上有不同程度的提高。特別是隨著城市遙感應用的深化，城市地理信息系統的建立及在城市總體規劃、城市建設的輔助決策中的應用，將城市遙感應用提高到一個更高層次的階段。

四、遙感在全球性宏觀研究中的應用

遙感的全球性研究雖然目前尚未系統地進行，形成規模。但是，隨著社會經濟的發展，特別是諸如世界人口增加，資源危機，環境惡化等一系列涉及全球性的問題，越來越引起人們的關注。全球性研究（Global Study）已提到日程上，得到世界各國普遍的重視，全球性研究必將有一個較大的發展。

全球研究的目的主要是宏觀地、整體性地對人類賴以生存的岩石圈、大氣圈、水圈、生物圈的研究，以此帶動區域性研究的深化，促進全球環境的改善。因此，這無疑為遙感發揮自身的特點和優勢，開拓的又一應用領域。遙感可為全球研究提供各種便利條件，促進全球性研究的進一步開展和深化。例如，可利用遙感全球定位系統（GPS）監測和研究板塊的運移，深大斷裂活動，研究環形構造的成因及其機制；利用氣象衛星資料及其它遙感信息，進行全球性氣象研究及世界災情的預報；海洋動力學研究，地球表面固態水的分布，世界冰川的進退，以及世界大環境的監測和治理等。遙感必將在全球性研究中發揮出更大的作用，做出更大的貢獻。

當前，全球性研究已陸續開展，1992年已確定為國際空間年（ISY）；一種全新的數字式全球變化網路全書將問世，它將說明遙感可以對監測全球變化做出的貢獻。我國已決定積極地參與「地圈與生物圈」（IGBP）、「國際空間年」（ISY）、「國際減災十年」等科技項目合作。承接全球變化地圖集與全球變化電子網路全書等部分項目的工作。中國將對全球性研究作出貢獻。

五、遙感在其它方面的應用

（一）在測繪制圖方面的應用

航空攝影測量一直是測繪制圖的一種主要資料來源和重要的技術方法，形成了完整而系統的學科體系。當代遙感的發展使測繪制圖的資料來源更為多樣化，資料的准確可靠性及其快速及時性和適時動態性等方面都有較大的改觀；成圖周期大為縮短；影像地圖、數字地圖等新圖種和制圖新工藝大量涌現，使測繪制圖產生了新的變化和進展。例如，我國依據近年來所發射的衛星獲得的圖像，完成了黃河三角洲1∶5萬，1∶10萬地圖的編制，繪制完成了我國第一幅南沙群島影像地圖。遙感還能在各種氣候氣象條件復雜，常規方法難於進行工作的地區獲得資料，填補地面工作的空白。例如，巴西亞馬孫河流域有近500萬平方公里的熱帶雨林區，那裡人煙稀少，雲霧終日不散，常規測量工作難於進行。利用遙感側視雷達技術，在不到一年的時間里就完成了該地區1∶40萬雷達掃描成像工作，取得了有價值的資料，為該地區測量制圖提供了基礎。利用遙感圖像進行各種專題圖的編制，以及編制中小比例尺大區域的省（區）、全國乃至大洲影像地圖已較普遍，西歐各國已應用SPOT衛星資料修編和更新1∶5萬地形圖等。隨著遙感信息在空間解析度、光譜解析度以及時相解析度方面的提高，遙感將為測繪制圖技術的發展應用，開拓出更加美好的前景。

（二）在歷史遺跡、考古調查方面的應用

近年來在進行野外考古調查中，配合應用遙感圖像分析，發現了許多重大的歷史遺跡，取得顯著的成果。例如，英國遙感專家通過計算機增強的衛星圖像，在英國倫敦以北約30公里的地下發現了羅馬時代的古城堡遺跡。我國也曾利用遙感提供的信息，進行北京圓明園遺跡考察，長城遺跡的考察，以及內蒙古金代古城的發現等方面取得很好的效果。遙感為野外考古調查帶來了變革，成為考古工作者有力的工具和手段，促進和加快了野外考古工作。

（三）軍事上的應用

遙感在軍事上的應用是不言而喻的。事實上，軍事應用是遙感最早最成功的應用，今天遙感的發展是得利於遙感軍事上成功的應用而迅速發展起來的。目前，發射的繞地球運行的衛星，絕大部分是與軍事有關的。當今戰爭的勝負，不僅決定於軍事實力（人力、武器）的對比上，准確可靠的信息獲取，傳輸和決策對戰爭的勝負起著關鍵性的作用。英國、阿根廷的馬島戰爭、中東戰爭，以及海灣戰爭都充分證實了遙感在軍事戰爭中所起到的至關重要的作用。