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遥感最新技术是哪些国家

发布时间:2022-11-29 22:02:40

㈠ 遥感技术应用发展动态

当前,世界各国纷纷构建天地一体化的对地观测系统,以便实现全球、全天候、全天时的时空数据获取(李德仁,2000)。一系列新型卫星发射上天,是遥感进入21世纪以来取得的长足进展,它使遥感实现实时、动态、定量和定位观测成为可能,卫星应用技术已逐步向产业化方向发展。

(一)遥感数据类型

目前,遥感技术已形成多星种、多传感器、多分辨率共同发展的局面。遥感卫星包括资源卫星、环境卫星、海洋卫星、气象卫星等,所获取的遥感信息具有厘米到千米级的多种尺度,如QUCKBIRD0.61m、IKONOS1m、中华福卫2m、SPOT-5号2.5~5m、ALOS2.5m、IRS-1C5.8m、KOMPSAT6.6m、SPOT-1号、2号10m和20m、EO-1和Landsat-7号15m、CBERS-1号、2号19.5m、Landsat-4号、5号30m、Landsat-1号、2号、3号79m、MODIS250m、NOAA1.1km等多种分辨率。不同空间分辨率的遥感数据对生态环境研究形成了很好的互补,可以在不同空间尺度下开展多方面的应用研究,满足对于不同尺度、不同研究对象发生发展规律研究的需要。丰富的信息源使遥感技术在生态环境研究中扮演着越来越重要的角色,它所具有的高度空间概括能力,有助于对区域的完整了解,而以多光谱观测为主并辅以较高分辨率全色数据的高分辨率卫星,又极大地提升了对地物的识别和分类能力。

应根据研究内容或希望达到的目的有针对性地选择合适的信息源。目前对生态环境研究主要采用光学传感器遥感信息较多,如MODIS、Landsat的TM和ETM、SPOT等。近几年来高光谱卫星和雷达卫星也取得了很大发展,多光谱遥感正在向高光谱遥感、微波遥感向全极化和干涉雷达方向发展(郭华东等,2002)。卫星传感器的光谱分辨率已达到5~6nm。美国1999年发射的EOSTERRA卫星上的中等分辨率成像光谱仪MODIS具有36个波段,2000年发射的EO-1高光谱卫星上的HYPERION具有220个波段,空间分辨率达30m。欧空局的ENVISAT-1卫星上的ASAR传感器可以获取多极化和干涉测量数据。日本的ALOSPALSAR系统能在全球范围内获取极化和干涉雷达数据。利用高光谱、雷达卫星遥感数据进行定量反演是目前遥感的重要发展趋势,但定量遥感还处于起步阶段,主要由于遥感模型缺乏,模型参数提取困难,反演理论与方法的实用化不够,基于先验知识的参数估计所用的数据源不足等(李小文,2005、2006)。

(二)遥感图像处理与信息提取

随着遥感应用日益增长的需要和计算机技术的迅猛发展,图像处理系统作为遥感领域中必不可少的工具,已经形成了很大的市场。图像处理在理论、技术、软件设计以及硬件技术上也都得到了长足的发展。国际上最着名的遥感图像处理软件有ERDAS、PCI和ENVI。ERDASIMAGINE是目前世界上占最大市场份额的专业遥感图像处理软件,由美国ERDAS公司开发。软件大而全,具有光学遥感和微波遥感处理功能以及良好的RS/GIS集成功能,与ARCGIS(ESRIARC系列)融合较好,可以对shapefile、coverage文件直接编辑,具有简单的矢量编辑功能,代表了遥感图像处理系统未来的发展趋势。PCIGeomatics由加拿大PCI公司开发研制,在光学遥感图像镶嵌和色彩匹配处理方面具有独特的优势,可以实现随心所欲的色彩调整,对微波遥感图像具有强大处理功能。ENVI是美国RSI公司开发研制的一套功能齐全的遥感图像处理系统,对高光谱数据具有强大的处理能力,IDL语言为用户提供了良好的二次开发环境。与ERDAS和PCI不支持HDF相比,ENVI可以直接读取TM的HDF文件,其支持的栅格数据和矢量数据格式种类也多于其他软件,但ENVI对光谱图像的色彩匹配能力较弱。随着高分辨率卫星的发展,仅使用图像光谱信息进行分类识别已远远不够,德国DefiniensImaging公司最近新推出了面向对象的遥感图像分类软件ECOGNATION,它不仅考虑地物的光谱特征,还统计地物形状、大小、纹理及相邻关系等,使分类结果更加精确。

生态环境研究中获取的遥感数据,一般都已经进行了初步的辐射纠正,而几何校正等预处理通常要由应用部门根据工作需要自行完成。各种商业软件对图像预处理都有完善的处理功能。

从遥感数据提取专题信息,目前主要有三种方式:目视解译、人机交互和计算机自动分类与提取。目视解译是最直观、最简便的图像信息提取方法。全数字人机交互是利用地理信息系统软件对图像进行解译,该方法的成熟与广泛应用主要是在近10年左右的时间内。上述两种方法都需要投入大量的人力、物力和财力,而且需要投入相对更多的时间,但取得的成果质量相对更高,更便于应用,因而目前仍然被广泛采用。计算机自动分类技术主要立足于遥感信息的定量分析和统计分析,但由于遥感信息传输中的各种干扰造成的偏差,以及不同时空条件下地物遥感信息的差异,会产生空间的不一致性和时间的不一致性,以及同物异谱和同谱异物的现象,自动分类精度较低,难以满足生态环境监测的要求,即使分类结果通过目视判读分析进行改值干预,仍会出现较多问题。现有的自动分类方法基本上都是在较小的区域或精度要求相对较低的区域内实现,很难在大区域而精度要求又较高的工作中实际应用(张增祥,2004)。

(三)遥感动态监测

卫星星座的形成以及传感器的大角度倾斜使空间分辨率时间分辨率显着提高,另一方面,遥感与地理信息系统的结合使遥感实现了真正意义上的实时动态监测。卫星的重访周期从1~50d不等,如SPOT-1号、2号、4号、5号组成SPOT卫星系列,其重访周期为1~26d,Landsat-5、7重访周期为8d,IKONOS为1.5~3d,QUICKBIRD为1~6d。不同卫星适宜的重访周期有利于对生态环境的动态监测和过程分析。只有完整、连续、规范化的大量的时间序列数据,才能够提供研究对象更多的信息,也才能够更全面和更深入地了解研究对象。

国际上利用遥感(RS)技术与地理信息系统(GIS)技术进行了大量卓有成效的资源环境调查、监测工作,如土地利用、土地覆盖、作物估产、植被监测、水土资源调查等。随着国际社会对全球气候变化研究的深入,人们认识到由人类活动所导致的土地利用和土地覆被变化是引起生态环境和气候变化的主要驱动力(王静、张继贤等,2002)。美国于1980~1986年开展了全球性的农业和资源空间遥感调查计划(AGRISTARS),现已建成了集成化的运行系统。近年来完成了美国1∶100万比例尺、1∶25万比例尺和全球范围的土地覆盖数据采集,并利用系统的资源信息对全球性生态环境进行客观评价。欧共体国家为减少各国资源与生态环境部门的重复投资建设,于1991年集中组织启动了“CORIN”计划,建立了一个土地与环境信息系统,通过资源利用及其变化信息对生态环境进行评价,及时反映生态环境变化,并向欧共体国家的资源与环境部门提供公共基础性信息服务。1992年,这些国家又联合起来开展了利用遥感技术监测欧共体国家耕地、农作物变化的大型计划(MARS),每两周向欧共体农业部提供报告,已形成运行能力。加拿大于20世纪90年代基本实现了利用遥感、地理信息系统对全国实现周期性的宏观资源调查、更新与制图,及时对全国生态环境进行评价与预警,并向有关资源与生态环境部门提供公共基础性信息服务,带来了巨大的经济、社会及环境效益。近年来,全球土地利用、土地覆盖研究已经成为国际地圈生物圈计划(IGBP)、人与环境计划(HDP)和世界气候研究计划(WCRP)三个国际组织的核心计划。随着遥感及其应用技术、地理信息系统信息处理及管理技术,特别是近年来全球定位系统(GPS)技术和“3S”一体化的发展,资源环境遥感研究工作正向着快速、精确、实用方向发展(刘纪远,1996)。

我国从20世纪80年代开始,在水资源、土地资源、草场资源、森林资源、环境评价、水土流失、土地退化等方面均应用了遥感动态监测技术(任志远等,2003;张增祥,2004)。从1999年开始,国土资源部采用SPOT、Landsat等卫星数据,辅以其他手段,成功监测了全国66个50万人口以上城市在近两三年间土地利用的变化情况,监测面积达71.4×104km2,为城市建设与发展及时提供了现势的基础资料,并对土地变更调查结果进行了复核,为土地执法检查提供了依据(国土资源部,2000)。总的来说,我国遥感动态监测有以下特点:一是采用的数据分辨率较低,且数据类型单一,监测结果大多是定性说明,离实际生产需求尚有一定距离;二是监测指标单一,绝大多数项目在实施中只选择了一种指标;三是动态监测数据的获取技术相对落后,在利用遥感技术进行专题数据获取或者比对中,自动提取技术应用很少,大多需要大量的人工干预来完成。

国内研建的遥感监测系统为数不多,运行化生态环境遥感监测系统少有,且尚处于初级的尝试阶段。环境遥感监测系统(REMSV1.0)是在国家863计划支持下开发的我国首个面向流域水污染及生态环境遥感监测的业务化环境遥感监测软件系统,用以进行省级环境遥感监测业务化运行示范。它针对我国流域水体污染及典型生态状况监测的实际需求,瞄准环境与灾害监测预报小卫星星座主要传感器(高光谱、红外、可见光)的应用,已在水网密布、流域水环境管理任务十分艰巨的江苏境内的淮河、长江、太湖流域实施了运行示范,取得了较好的效果(张琪等,2006)。系统基于业界主流集成开发工具VISUALC++6.0IDE和Windows系列平台,具有强大的海量高光谱数据处理分析能力、直接面向用户的专业应用模块、一体化的数据处理流程和良好的可交互性。国家海洋环境监测中心建设的海洋赤潮卫星遥感监测系统由卫星图像接收天线、图像接收机、图像处理终端和赤潮卫星遥感信息提取软件组成,系统能够进行NOAAAVHRR、SeaWiFS、MODIS、FY-1C、D和HY-1a卫星数据的读取和处理工作,通过内置的赤潮提取算法自动识别出赤潮发生分布区,并完成赤潮卫星监测通报制作。目前,用于赤潮遥感监测的卫星数据主要有两类:一类是气象卫星类,使用其海表温度数据,探测赤潮的环境温度,可见光波段用于辅助分析;另一类是水色卫星数据,主要使用其可见光数据,建立叶绿素模型,进而探测海洋表面浮游生物。海洋赤潮遥感信息提取软件(V1.0)采用IDL可视化开发语言和VC进行程序开发工作,软件具有数据的输入、预处理、信息提取和赤潮灾害信息产品制作的功能。

㈡ 中国的遥感技术取得过哪些重大成果

中国遥感技术应用现状
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,经过十几年的艰苦努力,已发展到目前的实用化和国际化阶段,具体表现在具备了为国民经济建设服务的实用化能力和全方位地开展国际合作使其走向世界的国际化能力。
* 为国民经济可持续发展提供科学的决策依据
中国目前经济发展和人口增长对国家资源环境的影响程度超过了历史上的任何时期。对国土资源进行动态监测是我国政府一贯重视的问题。我国国土资源面积大、类型多,遥感技术在国土资源动态监测上具有相当大的优势和潜在的市常如,在1980~1985年期间,我国曾利用陆地卫星MSS数据进行了全国范围的土地资源调查,并按1∶50万比例尺成图,宏观地反映了我国大地资源的基本状况;1984年开始由国家土地局主持开展了全国范围的土地资源详查工作,采用了航片和地面实地测量的方法,对农地采用1∶1万比例尺成图、林地及草地采用1∶5万比例尺成图、在西部地区利用航片与陆地卫星数据结合按1∶10万比例尺成图。但是由于区域范围大,使项目实施历时长达10年,可见实施全国的土地资源调查迫切需要高空间分辨率的卫星遥感图像。据估计覆盖我国整个国土面积需要600景TM图像,而斯波特图像则需要6000多景, 可见遥感技术在我国具有相当大的市场,因而尽快发射我国自己的资源卫星是摆在我们面前的十分迫切的任务。“八五”期间中国科学院和农业部“国家资源环境遥感宏观调查与动态研究”小组在1992~1995年的3年时间里完成了全国资源环境调查,建立了一个完整的资源环境数据库,较过去开展一项单项专题的全国资源环境调查需5~10年的时间是一个很大进步。在项目实施中全部采用了90年代接收的最新陆地卫星TM图像作为主要的信息源,同时也使用了我国近年内发射的多颗返回式资源调查卫星的高分辨率图像,在大兴安岭、秦岭、横断山脉一线以东选用1∶25万比例尺,此线以西采用1∶50万比例尺进行遥感图像判读、制图及数据库建立工作。为此,须完成全国陆地部分国际标准分幅地图近500幅幅面的调查、制图与数据分析工作。除全国范围的国土资源调查外,各主要省市,如北京、天津、浙江、陕西、内蒙等许多省市自治区也开展了国土资源调查工作。
除此以外,80年代后期的“三北”防护林带综合遥感调查和“黄土高原水土流失遥感调查”以及“遥感技术在西藏自治区土地利用现状调查中的应用”等项目都是比较重大的遥感工程。但是,从国民经济建设的需要来看,类似于全国土地资源调查等大型工程项目应该增加动态监测的能力,如在我国东部地区应该每年调查一次,西部地区每5年一次。可见,我们面临的任务是十分艰巨的, 遥感应用的市场是非常广泛的。
* 具有对重大自然灾害灾情进行动态监测和评估的能力
中国是自然灾害频繁且严重的国家,每年因灾害所造成的损失高达上千亿元人民币。对重大灾害进行动态监测和灾情评估,减轻自然灾害所造成的损失是遥感技术应用的重要领域。
我国在“八五”期间建立了重大自然灾害(洪水、林火、干旱、地震、雪灾等)遥感监测评估系统。针对洪涝灾害采用了包括陆地卫星、气象卫星和具有全天候观测能力和应急反应能力的机载合成孔径雷达遥感等多高度的立体监测手段,不仅具有监测的宏观性、动态观测能力,而且通过机-星-地实时传输系统能够实时地将灾情图像及时地传送到中央指挥部门。自1987年以来,我国先后在永定河、黄河、长江、淮河等地区开展了大规模的防汛遥感综合试验。尤其是1994年在福建闽江、广东的西江和北江,1995年在鄱阳湖、洞庭湖和辽河的洪水监测评估工作中,已分别将洪水灾害的初评估与精评估的时间压缩至2天和2周。整个技术方法与流程已达到实用化水平。如在1991年太湖流域洪涝灾害遥感监测中,采用了多个时相的诺阿卫星影像、陆地卫星TM影像和侧视雷达图像,通过多时相的遥感信息复合得到了准确的灾情数据。
1987年5月发生在我国东北大兴安岭的特大森林火灾, 第一个发现火灾的是诺阿气象卫星图像。在火灾发生期间连续接收了过境的气象卫星和陆地卫星图像,每天提供火区范围、火势变化、火头位置移动、新火点出现以及扑火措施效果等方面的信息。火灾后的1988 年和1989年利用陆地卫星TM图像还进行了火烧迹地恢复的遥感调查,实现了森林火灾早期预警、灾中的动态监测、灾后损失评估以及后期的生态恢复调查的遥感动态观测,得到了国家领导人很高的评价。
此外,我们还利用气象卫星遥感数据与地面气象数据相结合的方法,在黄淮海平原建立了旱情遥感动态监测评估系统,为农业管理、合理灌溉等提供了决策依据。
总之,中国的自然灾害之多、危害之大是惊人的,应用遥感技术进行减灾的效果是显着的,同时应用的潜力也是巨大的。
* 利用遥感技术进行农作物估产和林业资源调查
我国是农业大国,粮食问题是我国政府非常重视的问题。早在80年代中期,在国家经委的支持下,以中国气象局为主组织开展了北方10省市冬小麦估产试验。这标志着气象卫星非气象领域工程化应用的开始,也是我国首次开展大规模遥感估产工作。目前利用气象卫星进行农作物估产的应用已得到了普及和深化,并形成了一种业务化的手段,估产对象也从冬小麦扩展到玉米、水稻等其他作物。
“八五”期间我国建立了主要产粮区主要农作物(小麦、水稻、玉米)估产信息系统。其中大面积冬小麦遥感估产运行系统是遥感技术和地理信息系统技术相结合的产物,它将整个遥感估产的各个作业环节纳入计算机系统运行,使其整体具有数字化作业能力,并能输出各种估产结果。1992~1995年近3年在黄淮海地区进行冬小麦遥感估产试验的结果表明,利用遥感技术对大面积农作物估产的精度能够达到95%以上,无论是大区域还是分省(区)估算,均能达到规定的精度指标。随着系统运行年限的累积,估产精度将会逐渐提高,运行费用也会逐年减少。同时针对国家急需了解农业种植结构变化和进行种植面积测算、长势监测和单产模型建立等的要求,对我国主要农作物进行了遥感估产,在地理信息系统技术的支持下,构成了农作物估产的实用运行系统。此外,其他农作物如水稻、玉米等也都分别在江南的太湖平原和东北的三江平原建立了估产信息系统,并取得了很好的效果。
1995年国家遥感中心组织力量完成了《中国农业状况图集》,采用图表相结合的方式,形象直观地反映了我国农业发展的综合水平,以及粮食、棉花、油料等方面的状况及变化,揭示了农业发展中面临的耕地减少等问题,为中央和地方政府进行宏观决策提供了科学依据。该项工作受到了中央领导同志的肯定。
* 地质矿产资源遥感调查
中国的矿产资源丰富,遥感技术的应用前景十分广阔,遥感技术在区域地质填图方面的应用已比较成熟,并取得了很好的效果。如在内蒙古、山东、江西、四川等省区开展的32 项1∶5万图幅的地质填图工作中,采用遥感技术不仅提高了工作效率和填图的质量,而且节省了填图的费用,每幅图的实际费用仅占常规方法所需费用的三分之二;在承德地区采用 TM图像进行1∶25万比例尺的区域地质填图工作中, 除建立的遥感地层单元符合1∶25 万区域地质填图单元技术要求外, 在地质构造和矿产研究方面也有更多的发现,并且大大地缩短了周期、节省了经费。这必将为我国在本世纪内实施并完成200万平方公里1∶5万区域地质填图和全国范围的l∶25万区域地质填图项目起到重要作用。
在地质矿产资源调查方面,遥感技术在我国已经从间接探测发展到了直接探测阶段,如在新疆准葛尔利用细分红外和多光谱扫描技术直接探测到了岩金矿的蚀变带,取得了利用遥感技术直接寻找金矿的重大进展。我国还利用短波红外成像光谱扫描仪在新疆进行了石油天然气资源的遥感直接探测试验。利用该遥感图像数据通过信息增强和提取,捕捉到了油气藏在地表的微渗漏所造成的烃异常,进而达到直接探测的目的。该项目在新疆塔里木盆地的多次生产试验中得到了证实。这些技术的成功应用为加快我国西部的开发发挥了积极的作用。
此外,近年来发展起来的干涉测量雷达技术已经在三峡大坝等大型工程的环境监测和油气区地面沉降等应用领域显示出巨大的应用潜力。
中国遥感技术应用展望
“九五”期间,中国国家科委已经把“遥感、地理信息系统及全球定位系统技术综合应用研究”列为“九五”国家科技攻关重中之重项目,至此遥感信息技术已连续四个五年计划被列入国家优先项目,说明了国家对遥感事业的重视。可以预见,该项目的实施,可以有效地将这一高新技术广泛地应用于国民经济建设的各个方面,使其走上产业化发展的道路。
* 推动业务性遥感信息综合服务体系的形成
“九五”期间遥感科技攻关的重点是在以农业资源为主体的资源与环境动态信息服务方面。届时将建立一个国家级的宏观信息服务体系,同时使对水旱灾害为主的遥感监测与评估系统走向业务化运行。
(1)国家级基本资源与环境遥感动态信息服务体系的建立
我们将针对全国范围内的基本土地资源与生态环境状况,建立空间型信息系统,形成每年动态更新一次的能力,并在此基础上向国家高层次部门提供以国家农业土地资源、城市化发展及其动态变化为主的数字图件,其中包括1∶25万全国分及分重点区域的土地资源及其生态环境背景图件和数据;重点开发地带和大城市周边地区的1∶10万图件和相应的数据库;每年一次1∶25万比例尺的中国东部耕地与城镇动态变化图件和数据库;较为完整的全国基本土地资源和生态环境背景数据库;对国家资源热点问题,如耕地动态变化、城市化等每年提供一次专题报告等。按计划,1999年以前我们将建立网络型国家级信息服务体系,提供相应的资源环境信息及辅助决策信息,保证系统连续稳定地运行。
(2)重大自然灾害监测与评估运行系统的完善
以水旱灾害监测与评估为重点的运行性综合监测与评估业务系统将于1999年建成并投入相关业务部门使用,使之具备定期发布全国旱情、随时监测评估洪涝灾害和重大自然灾害的应急反应能力。该系统具有以下功能:对突发性水灾,在系统进入状态后2天内提供受淹范围、各类土地面积等信息, 一周之内提供包括受灾人口、受淹房屋等信息的详细报告;对重点地区,实施每天一报淹没地区及面积的信息服务;在危机时刻,提供实时灾害现场图像显示和注记;从1998年开始,每10天报一次全国的旱情数据,成灾地区对农田干旱状况每5 天上报一次灾情数据;对重大森林火灾和地震等自然灾害进行监测并及时提供相关信息,从而最大限度地减轻自然灾害所造成的损失。
* 继续赶超世界遥感科技前沿
在“九五”期间按照863计划将加大向对地观测系统建设的倾斜力度,除继续强化支持星载合成孔径雷达样机的研制外,还要研制开发先进机载对地观测系统。
目前海洋监测已经列入了863计划,海洋资源的遥感监测已经得到了我国政府的高度重视,它是对地观测的重要组成部分。我们将发展预警海洋灾害、监测海洋环境所急需的高技术,为建立我国海洋立体监测系统提供技术支撑,提高海洋可持续发展的环境保障能力,加速与全球海洋观测系统的接轨,力争本世纪末在海洋自动观测系统、水声遥测和海洋遥感技术应用的主要方面达到90年代中期的国际先进水平。
“九五”期间我国还将支持如下四个方面的新技术研究:以高光谱分辨率遥感为主的高分辨率遥感信息对水稻的识别,小块种植面积的测定以及农作物长势监测技术研究;雷达遥感新技术在有云天气条件下对水稻和棉花的识别以及农业土地面积测算技术研究;新型遥感技术大数据量信息的快速处理、分析以及提取技术研究;以新型遥感信息为基础的遥感和地理信息系统的融合处理技术以及基于遥感信息提取的地理信息系统快速生成、更新技术研究

㈢ 中国遥感技术发展概况

我国的遥感技术起步较晚,系统的遥感技术发展起始于20世纪50年代初期,主要是引进原苏联常规航空摄影技术,进行了大面积航空摄影,并开始航测成图和航空像片的综合利用(主要是进行森林资源调查和资源开发)。到了60年代航空摄影与航空像片的应用已形成了一套完整的体系,广泛应用于森林资源抽样调查、成图,环境质量调查和评价,部分受灾调查、监测中。

20世纪70年代以来,随着遥感技术的飞速发展,我国开始引进和研究现代遥感技术,一方面是从国外购进一批陆地卫星影像和少量仪器设备,开展图像的解译应用工作;另一方面积极开展我国自己的遥感研究工作,建立了地面接收站,发射了一系列对地观测卫星(表1-1)。1970年我国成功研制并发射了第一颗人造地球卫星东方红一号,成为世界上第五个独立自主研制和发射人造地球卫星的国家。1988年中国首次成功发射了试验型气象卫星风云一号A星。此后,陆续发射的风云一号B星、C星、D星,风云二号A星、B星,直至2004年发射的风云二号C星,我国已形成了自己独立的风云气象卫星系列,这对我国气象事业的现代化,以及工农业生产、航空、航海、森林防火、环境监测和军事应用等,都具有重要的作用。1999年我国第一颗以陆地资源和环境为主要观测目标的中巴地球资源卫星(CBERS-01)发射成功,结束了我国没有较高空间分辨率传输型资源卫星的历史,此后又于2000年、2002年和2004年相继发射了三颗资源二号卫星(CBERS-02),为我国农业、林业、水利、海洋和国土资源等方面的工作提供更准确的遥感数字图像和光学图像产品。海洋方面,我国正在建立独立的海洋卫星系列,并于2002年发射了第一颗海洋卫星———海洋一号。在对地观测小卫星方面,2005年发射的“北京一号”(北京-1)是一颗具有双遥感器的对地观测小卫星,它能定期提供覆盖北京市的遥感影像,为北京市城市规划、生态环境监测、重大工程监测、土地利用监测,提供及时、可靠和优质服务,并曾直接服务于2008年北京奥运会。

表1-1我国的遥感卫星系列

在传感器的研究上,我国已成功研制了多光谱相机、多光谱扫描仪、红外扫描仪、微波辐射计、激光测高仪、合成孔径侧视雷达等各种类型的传感器,彩色合成仪和密度分割仪,数字图像处理系统也研制成功;在遥感理论研究和人才培养上,中国科学院、高等院校等部门陆续成立了遥感研究、教育机构,从事理论研究和应用工作,设置了专门培养遥感技术人才的遥感专业和学科,许多专业开设了遥感课程,国家成立了空间科学技术委员会和遥感中心,组织、领导和协调全国的遥感工作,积极开展与国外的技术与人才交流。

㈣ 遥感卫星的各国发展

为世界遥感卫星技术的发展做出了重要贡献,从1961年第一颗气象卫星,到1972年第一颗陆地观测卫星,再到1978年第一颗海洋卫星,以及未来的“地球观测系统”(eos),美国遥感卫星技术一直处于世界领先地位。遥感卫星的发展体现了美国发展空间技术一贯的指导思想,这就是从战争中学来的经验:始终保持技术的领先地位;从“阿波罗 ”计划获得的经验:通过大型工程和高新技术的发展带动其他技术的发展。美国正从通信卫星产业化的成功中吸取经验,开发遥感卫星市场。
美国小卫星技术倡仪中的lewis和clark卫星就是以美国历史上西部创业者的名字命名的,并准备发展一系列新技术,如gps定位、光纤数据总线、公用容器氢镍电池、先进的处理器和存储器等,反映了其保持技术领先、不断创新的特点。当然,美国的发展战略是以其雄厚的经济和技术实力为基础的,适用于美国的条件和发展需要,别的国家难以效仿。 欧洲在卫星技术发展中曾得益于美国,也曾受制于美国,因而欧洲努力发展适合欧洲需要的遥感卫星。“欧洲遥感卫星”(ers)成功地提供了高质量的、当时全世界较缺少的微波遥感数据,促进了遥感技术和应用的发展,也提高了欧洲在对地观测领域的地位。
欧洲发展遥感卫星最大的特点是国际合作,例如参加ers计划的有来自12个国家的约60个企 业和科研部门。所以欧洲在国际合作方面有丰富的经验,值得各国去学习借鉴。
1995年10月18日~20日在法国图卢兹欧空局部长级会议上讨论了欧空局未来对地观测活动的 发 展战略。过去20多年欧空局对地观测活动取得了更大成绩,气象卫星meteosat系列和遥感卫星ers-1、2获得了很大成功,在欧洲及全世界卫星遥感及应用中发挥了重要作用。随着 技术的发展、应用的推广,卫星遥感市场迅速扩大,各种遥感需要不断增多。这种形势下欧洲感到有必要制定新的长期发展战略,协调各方面的关系。为此欧空局召集各成员国研讨制 定欧洲今后25年的空间对地观测发展政策。
这个政策框架包括2000年后欧洲对地观测活动的发展战略(即envisat卫星发射后的活动)。其主要基础是“双使命战略”,即“地球探索者”任务和“对地观察”任务。目标是提供连续的多时期、多分辨率全球覆盖,为各方面的用户提供地球环境和资源信息。
欧洲的主要目的有5项:
⑴ 从区域和全球范围全面研究和监测地球的气候和环境;
⑵ 监测和管理地球上的资源,包括再生资源和非再生资源;
⑶ 继续提供并不断改进世界范围的气象服务;
⑷ 提供信息进一步认识地壳结构和动力特性;
⑸ 提供紧急事件的观测数据。
从世界范围遥感发展考虑,欧洲对地观测系统必须能提供多学科的数据,包括大气成分及动力学数据、地理、地质、海洋、冰和植被等数据,并考虑跨学科的研究课题,如大气/陆地/ 海洋之间的关系等。同时继续重视与经济活动有关的遥感服务,如气象、作物估产和海岸带监视等。欧空局未来计划的目的一方面是增强人们使用遥感数据的意识和水平,扩大应用规模,提高效益;另一方面是根据需要提高系统性能和服务水平,如提高数据精度,缩短重复观测时间,保证数据快速和连续交付等。为满足未来卫星遥感发展的需要,欧空局从多目标模式转到双使命战略上。
地球探索者任务 认识地球系统的各种过程,深入研究地球环境、气候等现象,任务包括:
·地球辐射测量任务研究地球辐射平衡,以及同气候的关系;
·降雨测量任务观测降雨量,特别是在热带地区
·大气动力学研究观测大气三维风场,尤其是在对流层和同温层;
·大气断面测量 观测对流层和同温层温度断面,用于气候研究;
·大气化学探测任务探测大气中化学成分;
·重力场与海洋环流观测任务建立高精度全球或区域地球重力场与大地水准面模型;
·地磁测量探测地球磁场;
·地表过程及关系了解地球/大气之间的生物化学过程等关系;
·地形测量 观测海洋、陆地和极区冰的地形。
地球观察任务 针对各种实际的具体应用提供观测数据:
·海岸带观测 包括水深测绘、漏油监测、海况预报、渔业、海岸侵蚀与陆地利用,以及内陆江潮的观测与洪水监测等;
·冰探测 冰区监测与动向预报;
·地表探测 农业作物监测与估产、林区监测、土地利用、地形测绘等;·大气化学成分探测臭氧层监测、同温层成分监测等
·海洋观测 海况监测与预报。 俄罗斯航天技术以军事工业为基础,过去遥感卫星发展常基于国防的需求,有许多系统是军民合用的,而且在很大程度上独立于世界其他遥感系统,例如,其遥感卫星系统的工作频率 、信号格式和数据格式等与其他国家不同。这使俄罗斯在国际合作和市场开发方面遇到一些问题。自80年代末开始,俄罗斯政府采取积极行动,努力将俄遥感卫星系统融入世界遥感卫星系统,已同美、法、德、印等签订了合作协议。1993年俄航天局研究制定新的遥感卫星计划,认为可以推动俄罗斯遥感卫星系统发展的综合办法有以下几种:-协调俄罗斯科学和业务遥感计划,使之与国际地球观测卫星委员会(ceos)研究和采用的原则和条款一致;
-把俄罗斯流星号卫星纳入eos;
-把俄罗斯的goms卫星纳入美国、欧洲和日本地球静止卫星星座;
-在俄罗斯遥感卫星上搭载外国仪器,例如,资源-o2系统适合搭载3颗各重50 kg的卫星;
-着手遥感器现代化计划,以提供与国际用户接受的兼容数据格式和标准;
-分发资源-f(和其改进星)及军事卫星获得的地球图像; 未来日本地球观测计划的战略如下:
-致力于地球环境监测和增加地球系统的科学知识;
-加强科学和工程技术之间的联系,促进地球科学技术的研究和发展;-促进国际合作;
-促进地球观测卫星和数据信息系统的技术进步和发展。
环境探测的数据要求包括:臭氧的减少、全球变暖、酸雨、空气污染、海洋污染、飓风、沙化和火山爆发等。在使用方面要求发展:灾害监视、制图、农业、林业、渔业、城市环境建设、海上和空中运输以及自然资源勘探。
观测项目包括:
·大气动力学/水和能量循环大气温度、风、水汽、云、降雨量和能量收支。
·海洋动力学海面温度、海面大地水准面和海水盐份。
·大气化学温室气体、臭氧和其他气溶胶等。
·海洋生物学海洋水色/海洋生物。中国空间技术研究院 版权所有
·冰和雪雪盖等量的水、冰盾等量的水、冰盾高度和海冰分布。
·陆地陆地覆盖(植被等)、土壤湿度、地形、地质和地表温度。
日本计划与亚洲和太平洋地区一些国家共同搞一个卫星遥感数据应用的合作计划,日本准备提供mos、jers、adeos及alos卫星的部分数据,促进这些地区遥感应用的发展。
至2010年日本将研制和发射18颗卫星,相应的遥感器36种,用于地球环境监测和发展经济。尤其要研究发展诸如卫星轨道转移、用于灾害监视的遥感器指向机械装置等方面的技术。计划研制和发射的18颗卫星包括极轨卫星、大倾角轨道卫星和地球静止轨道卫星。 印度遥感已走过了一条成功的发展道路。虽然印度航天技术起步较晚,经济条件也有限,但它利用有限资金重点发展了对国民经济有重要影响的遥感卫星系统,并将积极争取外援与自主发展相结合,通过技术引进、消化、发展,形成了有一定规模的遥感卫星及应用系统, 并开始进入国际市场。美国地球观测卫星公司(eosat)已同印度签订了协议,由该公司的norman地面站接收“印度遥感卫星”(irs)的数据。印度还利用它的irs图片与法、德 、欧空局等交换图片,并探讨与美国航宇局建立合作关系,以便在“地球使命”计划中发挥作用。
印度空间活动成功的原因之一是得到了政府和社会的支持。政府对空间的投入逐年增加。
印度发展遥感卫星的另一特点是重视应用。印度建有一个国家自然资源管理系统(nnrms), 综合管理遥感卫星数据的应用,通过全印度23个州遥感中心和5个区域的遥感中心,以及众多的科研和应用部门广泛开展遥感卫星应用活动。例如,每年两次用遥感卫星数据对森林资源进行全面调查;估测农作物产量和水果的产量;进行灾害与环境监测;用于土地利用与保护等,这些应用都取得了较好的效果。印度又新建了一个国家级的自然资源信息系统(nris),加强遥感卫星与gis的结合和应用,nris已成为nnrms的核心信息系统。

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