遥感技术到底是什么呀

A. 遥感技术

“遥感”一词最早由美国海军研究所伊夫林·L·普鲁特提出，1962年在美国密执安大学第一次国际环境遥感讨论会上被采用。遥感是从远距离高空及外层空间的各种平台上利用可见光、红外、微波等电磁波探测仪器，通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理，研究地面物体的形状、大小、位置及其环境的相互关系及变化的现代技术学科。

（一）遥感发展概况

遥感的发展可分为两个阶段：第一是航空遥感阶段。第一次世界大战时期，利用飞机上的望远镜和照相机进行侦察。第二次世界大战后，航空遥感不断发展，目前已成为军事侦察和自然资源调查的重要手段。第二是航天遥感阶段。1957年，前苏联发射了第一颗人造地球卫星，开创了从外层空间探测地球的先河。美国航天局在20世纪60年代发射了“雨云”等气象卫星和“阿波罗”等载人航天器，用摄影机拍摄了第一批地球卫星照片。经过长期准备，特别是对各种地物光谱特征和遥感图像数据处理、分析判读技术进行研究后，美国于1972年7月23日发射了第一颗地球资源卫星（ERTS），专门从事地球资源遥感，之后又发射了第二批地球资源卫星（LANDSAT）。1998年，LANDSAT7号卫星发射升空；1999年9月，美国发射了IKONOS商用卫星，它的对地分辨率为1米，标志着美国的民用遥感已远远走在世界的前列。目前，美、俄、法、加、日、英、印、中等国家已成为世界上应用遥感技术较为成熟的国家。

（二）遥感技术及其特点

1.遥感技术的内容

遥感是能源作用下目标反射辐射→介质传输→遥感器→信息处理和应用的一个过程，实现这个过程所采取的各种技术手段统称为遥感技术，具体包括下列内容：

（1）遥感器技术，是专门研究制造感测目标信息和收集目标信息设备的技术。

（2）信息传输技术，是专门研究如何将遥感器收集、记录的信息资料传送到信息处理中心的技术。

（3）实地采样技术，是专门研究收集目标信息特征，为处理目前信息资料时判别目标提供依据的技术。

（4）信息处理技术，是分析判释和应用技术，包括信息数据的压缩、传输和校正技术及图像显示记录技术。

（5）识别分析判释技术以及信息存储和应用技术。

2.遥感技术的转点

遥感技术的主体是空间遥感技术，比较典型的如资源环境监测、气象预报等技术。美国在20世纪70年代初就发射了地球资源技术卫星，后来我国也成功地发射了气象卫星。空间遥感技术具有以下主要特点：

（1）获取信息量大。

（2）资料新颖，能迅速反映动态变化。

（3）获取的信息内容丰富。

（4）成图迅速。

（5）获取信息方便，全天时、全天候，不受地形限制等。

这些特点不仅使人类对宇宙和自然的认识有了新的飞跃，而且还大大增强了人类改造自然、开发和保护资源的能力。

空间遥感技术可以在数百万千米的高度通过遥感平台获取各种大、中、小比例尺的遥感影像，可称之为现代遥感技术。

（三）遥感的发展热点

1.传感器研制日趋深入

（1）遥感分辨率正日益多样化，遥感技术正朝着“宏观”和“微观”两个方向发展。为了满足精确探测物体或大规模研究目的需要，20世纪90年代末期及21世纪初发射的卫星传感器，大都注意把分辨率作为其获取信息的一个重要指标。加拿大于1995年11月发射的RADARSAT卫星4种作业方式下的空间分辨率分别为10米、28米、35米和50/100米，其扫描宽度相应为50千米、100千米、180千米和300/500千米。以色列发射的EROS-A和EROS-B两颗卫星的地面分辨率分别为2米和1米，扫描宽度分别为11千米和30千米。

目前，普遍认为，在卫星各项基本技术条件不变的情况下，缩小扫描范围，降低卫星高度就可以提高分辨率。以美国LANDSAT5为参考来看法国SPOT和以色列的EROS-A、EROS-B卫星，扫描幅度缩小了，而分辨率提高了。目前，各种遥感探测器的分辨率由千米级、百米级，发展到米级、分米级，形成了观察地球及其宇宙空间的影像金字塔，为研究多种自然地理环境提供了丰富的信息源，推动着遥感及其相关学科研究的不断发展。

（2）传感器波段更加细化。传感器的波段是衡量传感器性能优劣的重要参数，针对研究目的的不同，许多传感器设置了专用波段，而且波段的划分也更为精细。

RADARSAT卫星具有25种波束（Fl～F5，S1～S7，W1～W3，SNl～SN2，SWl，H1～H6及L1)，加之其SAR数据的获取工作时间是ERS-1和JERS-1工作时间的两倍，因而能满足多领域遥感应用的需要。美国NASA计划1998年发射的EOS地球观测系统空间站搭载0.40～1.041微米的64波段中等分辨率成像光谱仪，0.40～2.50微米的92波段高分辨率成像光谱仪，1.4G赫兹（L波段）与6～90G赫兹6波段高分辨率微波辐射计，还有包括L波段（24厘米）、C波段（5.7厘米）和X波段（3.1厘米）在内的不同极化方式的EOS-SAR合成孔径雷达。可以看出，波段的增多与细分对提高传感器的探测精度及增强传感器的探测目的，具有极其重要的作用。

（3）传感器愈加专业化。针对事先拟定的研究对象及目标，许多遥感平台上都携带了专门的传感器。例如，欧洲空间局（ESA）于1995年4月发射的ERS-2卫星，安装有合成孔径雷达（SAR）和风力散射计组成的主动微波遥感系统（AMl），另外还搭载雷达测高仪、红外扫描仪、全球臭氧监测光谱仪、微波测深仪、精密测距仪以及激光反射仪等传感器，为多层次、多方位地研究环境问题提供了丰富的信息源。

目前，许多传感器都有明确的目的性和专业特点，有专门研究海水温度的传感器，也有为地质找矿设计的传感器，还有研究植被变化的传感器等等。传感器的专业特点愈强，研究的准确性就可能愈高，专题研究就可能愈加深入。

2.应用领域更为广阔

20世纪90年代后期以来的遥感，已远远超出了其发展初期的狭隘范围，并正在向多方位、多层次发展。

（1）资源与环境研究十分活跃。土壤学研究是遥感应用得最为广泛的领域之一，正因为如此，ISPRS第七委员会下设了再生资源、地质矿产资源、土地退化与荒漠化、灾害损失和环境污染、人类居住、陆地生态系统监测、雪、冰、海洋和海岸线监测以及全球监测等10个工作组，这些工作组不同程度地反映了资源与环境遥感的侧重点及发展方向。

在新的世纪，生存与发展成为人类面临的主要问题。世界各国都试图把治理环境、减少灾害作为未来研究的重点，而遥感技术则具有巨大的优越性。美国NASA的LANDSAT、法国的SPOT以及ESA的ERS等，都把地球作为一个研究对象，为科技工作者提供研究臭氧、植被、海水温度、大气状况的基础资料，同时也为人类研究地球，保护自己的家园提供更为翔实的测试信息及图像资料。

（2）宇宙遥感得到了进一步加强。目前遥感的发展已超出了“空对地”的范畴，发展到了“地对空”及“空对空”等多个方面。由美国、俄罗斯、法国等联合开展的火星（Mars）计划，就是宇宙遥感领域的代表。目前，它不仅把整个地球大气圈、水圈、岩石圈作为研究对象，而且把探测范围扩大到地球以外的日地空间。

宇宙遥感的发展，使人们的认识水平及能力不断得到提高，同时也帮助人们探讨一系列重大的学术问题。从目前火星探测器上发回的图像及数据分析中，科学家们已获得了许多有助于研究生命起源、星体形成、宇宙演化等重大问题的基础信息，同时也为进一步研究大地构造和宇宙资源的探测提供帮助。

3.多种高新技术日趋一体化

“3S”技术一体化是目前发展比较活跃的领域，在短短的几年中，数字摄影测量系统（DPS）及专家系统（ES）又悄然与“3S”技术融为一体，出现了所谓的“5S”技术。这些技术的交汇与融合是当今计算机科学和空间科学发展的产物，同时，也推动遥感学科本身以及相关学科（如地球科学、环境科学、城市科学、管理科学等）的相互渗透与相互综合，进而形成一门新的边缘学科——地理信息学，成为信息科学和信息产业的一个重要组成部分。信息科学的发展，又影响到几乎是全球性的生产方式和生活方式的改变，也影响了科学技术本身的发展，Internet的广泛普及使信息获取及共享更为快捷，使计算机渗透到辅助设计、辅助加工、辅助测试分析、经营管理等领域。

（四）地理信息系统与遥感的结合

GIS与RS的结合主要表现为RS是GIS的重要信息源，GIS是处理和分析应用遥感数据的一种强有力的技术保证。两者结合的关键技术在于栅格数据和矢量数据的接口问题：遥感系统数据普遍采用栅格格式，其信息是以像元形式存储的；而GIS数据主要采用图形矢量格式，是按点、线、面（多边形）形式存储的，它们之间的差别是由于影像数据和制图数据采用不同的空间概念表示客观世界的相同信息而产生的。

对于RS与GIS一体化的策略，Ehlers等提出了三个发展阶段：第一阶段，采用数据交换格式把两个软件模式联结起来；第二阶段，两个软件模式具有共同的用户接口，且同时显示；第三阶段，具有复合处理功能的软件体。

（五）遥感的地学实际应用

近年来我国关于RS和GIS结合集成的研究较多，经历了由初步探讨向逐渐成熟发展的过程。其应用主要包括两个方面：一是RS数据作为GIS的信息源；二是GIS为RS提供空间数据管理和分析的手段。张继贤在国内较早提出综合GIS信息中的地学知识和遥感数据可以提高遥感分类的精度，消除应用单一遥感图像判读所存在的若干弊端。但是，两者的结合由于存在数据转换的问题，因而相应软件的研究也很重要。任小虎等在应用RS与GIS集成系统GRAMS的过程中，认为该软件虽然可以实现表面无缝的结合，但是就其内部格式的转换上却还不能实现数据的共享与自由转换。初期的关于RS如何为GIS提供数据和信息的研究也开展得较多，如刘滨谊等在对城乡区域进行规划的过程中，就借助RS作为主要信息源来采集区域信息，并在此基础上进行规划设计。向发灿在对湖北武昌和陕西安塞的土地评价中，也应用RS获取评价因子的值作为信息源，进行复合和叠加，并在此基础上，由GIS进行加工和处理，实现了动态快速的土地资源评价。具体到RS与GIS完全结合与数据格式的转换问题，秦志远提出了“结合锥”的结合模式和混合Freeman链码结构，以解决这一问题。

目前，RS与GIS一体化的集成应用技术渐趋成熟，在植被分类、灾害估算、图像处理等方面均有相关应用报道。在应用GIS的空间分析功能为RS数据提供空间数据管理和分析的研究中，多是考虑GIS的DEM数据、气候、环境等因素的空间分布。如刘纪远等在对中国东北植被综合分类的研究中，探讨了将GIS提供的地理数据与遥感数据复合的可行性，尝试在GIS环境下将气温、降水、高程3个影响区域植被覆盖的主要指标，按一定的地面网格系统和数学模式进行定量化，生成数字地学影像，并使之与经过优化、压缩处理的NOAA-AVHRR数据进行复合，取得了良好的效果。李震等在对青藏高原冰川变化的研究中，以RBV、MSS、TM遥感资料为信息源，提取冰川界线，形成冰川边界图；以GIS为工具分析该冰川群的变化，得出了布喀塔格山峰北部冰川的变化规律。综合应用GIS和RS进行旱情监测、土地利用分类的技术也已相当成熟。黄家柱等充分发挥RS、GIS、计算机制图技术及网络技术等学科前沿的优势，研制了“长江三角洲地区遥感卫星动态决策咨询系统”，代表了RS和GIS结合并综合其他多学科技术的新方法。

B. 什么是遥感技术

遥感一词来源于英语“RemoteSensing”，其直译为“遥远的感知”，是20世纪60年代发展起来的一门对地观测的综合性技术。遥感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兆轮，就标志着航天遥感时代的虚肢开始。20世纪80年代以来，遥感技术得到了长足的差猜世发展，遥感技术的应用也日趋广泛。经过几十年的迅速发展，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。

C. 什么是遥感技术

在古代神话中，齐天大圣孙悟空能知道遥远地方发生的事。可是，你知道吗？在我们现实生活中也有这种神通广大的家伙，这就是遥感技术。什么是遥感技术呢？它就是不直接与目标物接触而通过利用电磁波信号远距离感知目标及其性质和状态的一项新兴技术。

遥感技术于19世纪问世。早在1839年，人类就利用它获得了第一张照片，1858年法国人首次乘气球在巴黎上空进行了空中摄影实验，到1903年发明了飞机之后，航空摄影迅速地发展起来。1957年第一颗人造卫星升空时，人们把遥感装置装在了卫星上，开始出现了从宇宙空间进行无线电侦察和探测的方法，从此遥感技术进入了实用阶段，成为一种综合性的探测技术。美国战略通信卫星就是通过现代化的无线电仪器设备，来感知远方军事目标真相的。到20世纪60年代以后，遥感技术又应用到了国民经济的各个部门，如农林、水文、地质、海洋、测绘、环境保护、工程建设等许多方面。1972年美国发射了第一颗地球资源卫星，人们通过电磁波手段，首次完整地看清了地球的全貌，获得了极其丰富的地物资料。随着空间技术的发展，人类通过遥感技术从宇宙中得到了很多宝贵的资料。这说明人类通过遥感技术对未知领域的勘测和探索，进入了一个新的阶段。

我们所说的遥感技术的原理是怎么回事呢？大家知道，地球上所有的物体都能辐射电磁波，通过遥感器接收来自物体的电磁波，再通过光学和电子技术处理后，从中了解物体的状态和性质，进而获取有关的信息。

遥感系统是一个团结的集体，成员有：遥感器、遥感平台、信息传输设备和信息处理设备。其中最重要的是遥感器，它的主要任务是感受来自目标的电磁波信息，通常由高分辨率照相机、电视摄像机、多光谱扫描仪等担任。遥感平台是用来安装遥感器的。信息传输设备是完成遥感平台与地面物体之间信息传递工作的。信息处理设备是对所接收封的信息进行处理的地方，主要有图像处理设备、彩色合成仪和电子计算机等。

遥感系统这个大家庭是可以分类的。按遥感器载体不同可分为：地面遥感、航空遥感、航天遥感；按工作原理不同可分为：主动遥感和被动遥感；按遥感方式不同可分为：可见光遥感、红外遥感、紫外遥感、微波遥感等。无论怎样分类，每一类遥感系统在捕获远方信息方面，都具有很大的威力，特别是航天遥感技术更是占尽风光，很多国家的军事情报都是通过航天遥感技术获取的。到20世纪80年代中期，世界各国共发射了3000多颗人造卫星，其中70%以上直接或间接地应用在军事上，上面装有各种遥感器，能对地面环境进行连续不断地侦察和监视。可见光遥感分辨率很高，可以清楚地了解到地面上的物体；红外遥感可昼夜工作并能识别地面上的伪装物；多光谱遥感更是优越，它同时具有可见光遥感和红外遥感的全部优点；微波遥感分辨率更高，它能穿过云雾、植被和地表，在从侦察卫星上获得的照片中，能够清楚地看出机场跑道、滑行中的飞机、导弹发射架等军事目标，还能区分坦克和车辆的类型。概括起来说，它们的共同优点是：侦察范围广，不受地理条件的限制，发现目标迅速准确等。大家看，遥感的本领是不是很了不起啊！

其实，遥感所能做的工作还有很多。比如，遥感技术应用于武器制导上，可以大幅度提高命中精度。遥感技术应用于探测来袭的战略弹道导弹，能够提供25分钟的预警时间。遥感技术应用于军事侦察和军事测绘，能够减少飞机和舰艇的导航误差，从而提高作战效果。遥感技术应用于地质方面，可以进行全球性地质现象的研究，有利于寻找新的矿物资源，还可以对地震、火山等情况进行预报，还能对沙土移动以及河口演变等提供详细的资料。遥感技术应用于海洋水文方面，能为寻找地下水提供线索，还可以测量海水的深浅，为发展海洋事业提供依据。遥感技术应用于农林方面，可以进行大面积农情调查，掌握灌溉、排涝、施肥、除虫的时机”，以便采取相应的措施，还可以估算森林资源，测量土质和牧草情况，为发展农牧业创造条件。遥感技术应用于环境监测方面，可以观察大气污染情况，帮助寻找污染源，检查植被的损坏情况等，以便更好地采取措施，保护生态环境。

事实上，通过遥感技术所获得的不同信息往往是重叠在一起的。这就必须研究目标的电磁特性，掌握电磁波与地、物作用的一般规律，才能从遥感图像上准确地获得更多有用的资料。

今后，遥感技术的发展趋势是：从被动遥感向被动遥感与主动遥感相结合的方向发展；从单一电磁波遥感向多波种相结合的遥感方向发展；从半天候遥感向全天候遥感方向发展；从定性遥感向定量遥感的方向发展。随着时间的推移，伴随着科学的不断进步和深入发展，遥感技术将变得越来越不同凡响！

D. 遥感是什么技术

遥感技术包括传感器技术，信息传输技术，信息处理、
提取和应用技术，目标信息特征的分析与测量技术等。
遥感技术依其遥感仪器所选用的波谱性质可分为：电磁波遥感技术，
声纳遥感技术，物理场（如重力和磁力场）遥感技术。
电磁波遥感技术是利用各种物体/
物质反射或发射出不同特性的电磁波进行遥感的。其可分为可见光、
红外、微波等遥感技术。按照感测目标的能源作用可分为：
主动式遥感技术和被动式遥感技术。
按照记录信息的表现形式可分为：图像方式和非图像方式。
按照遥感器使用的平台可分为：航天遥感技术，航空遥感技术、
地面遥感技术。按照遥感的应用领域可分为：地球资源遥感技术，
环境遥感技术，气象遥感技术，海洋遥感技术等。

E. 什么是遥感技术

遥感技术是从人造卫星、飞机或其他飞行器上收集地物目标的电磁辐射信息，以判认地球环境和资源的技术。它是20世纪60年代在航空摄影和判读的基础上随航天技术和电子计算机技术的发展而逐渐形成的综合性感测技术。任何物体都有不同的电磁波反射或辐射特征。航空航天遥感就是利用安装在飞行器上的遥感器感测地物目标的电磁辐射特征，并将特征记录下来，供识别和判断。把遥感器放在高空气球、飞机等航空器上进行遥感，称为航空遥感。把遥感器装在航天器上进行遥感，称为航天遥感。完成遥感任务的整套仪器设备称为遥感系统。 航空和航天遥感能从不同高度、大范围、快速和多谱段地进行感测，获取大量信息。航天遥感还能周期性地得到实时地物信息。因此航空和航天遥感技术在国民经济和军事的很多方面获得广泛的应用。例如应用于气象观测、资源考察、地图测绘和军事侦察等。

“遥感”从词义上讲就是遥远的感知。遥感技术是指从远距离、高空或外层空间平台上，利用可见光、红外、微波等探测器，通过摄影、扫描方式，对电磁辐射（包括发射、反射、吸收和透射）能量的感应、传输和处理，从而识别目标物的性质和运动状态的系统技术。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。完成上述功能的全套系统称为遥感系统,其核心组成部分是获取信息的遥感器。遥感器的种类很多,主要有照相机、电视摄像机、多光谱扫描仪、成像光谱仪、微波辐射计、合成孔径雷达等。传输设备用于将遥感信息从远距离平台（如卫星）传回地面站。信息处理设备包括彩色合成仪、图像判读仪和数字图像处理机等。

在地球上空日夜飞行的地球资源卫星，不断向地球发回照片，既反映了地球各区域的地形、地物，也反映了地质构造和岩石矿物，为地质研究和勘探提供十分宝贵的信息，从而创立了一门崭新的科学——遥感地质学。野外地质是近距离观察，而遥感地质，则是运用遥感技术的远距离观察。

遥感为野外地质调查插上了“翅膀”。地球资源卫星给地面拍摄的相片，是按一定比例缩小了的、客观的、真实的地表自然景观的详细记录。放大以后，就是一幅立体的地形图。按照地质工作的需要，采取合适的遥感所拍摄下来的卫星照片，能够把地形和各种岩石分布、地质现象、构造现象等一览无余地记录下来，还能把地下一定深度的地质构造等反映出来。这些照片经过地质解释和绘制工作，就成为勘探人员所需要的“地质图”。因此，遥感地质在一定程度上代替了野外地质人员跋山涉水，人工填图，特别是在地形艰险、高寒缺氧的“生命禁区”，给地质人员带来了福音。卫星在地球上空拍摄照片，可以说是“居高临下”、“高瞻远瞩”，人在地面上看不到的地质现象、矿产露头，卫星都能“看到”并且忠实无误的拍摄下来（图4.7）。

图4.7卫星遥感技术

F. 遥感技术是什么

遥感技术是从人造卫星、飞机或其他飞行器上收集地物目标的电磁辐射信息，判认地球环境和资源的技术。它是60年代在航空摄影和判读的基础上随航天技术和电子计算机技术的发展而逐渐形成的综合性感测技术。任何物体都有不同的电磁波反射或辐射特征。航空航天遥感就是利用安装在飞行器上的遥感器感测地物目标的电磁辐射特征，并将特征记录下来，供识别和判断。把遥感器放在高空气球、飞机等航空器上进行遥感，称为航空遥感。

G. 遥感技术

4.1.1 概述

遥感是 20 世纪 60 年代发展起来的对地观察综合性技术。遥感一词来自英语 RemoteSensing，即“遥远的感知”。广义的理解，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，我们一般说的遥感是指狭义理解上的意思，即主要指的是电磁波探测。准确地说，遥感是指应用探测仪器，不与目标物接触，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。

可以概括地说，遥感技术应具备三个要素：

（1）以专用设备（传感器）接收、记录远方地物电磁波辐射（包括反射或地物自身发射）的信号；

（2）将传感器接收的电磁辐射信号形成图像；

（3）通过对图像的处理和分析，不与之接触就可感知远方事物。

根据遥感的定义，遥感系统包括：被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用五大部分。任何目标物都具有发射、反射和吸收电磁波的性质，这是遥感的信息源。目标物与电磁波的相互作用，构成了目标物的电磁波特性，它是遥感探测的依据；接受、记录目标物电磁波的仪器叫传感器，如扫描仪、摄影机、雷达等，而装传感器的平台叫遥感平台，主要有地面平台、空中平台、空间平台；传感器接收目标物的电磁波信息，记录在数字磁介质或胶片上，胶片是由人或回收舱送到地面回收，而数字磁介质上记录的信息则可通过卫星上的微波天线传输给地面的卫星接收站；地面站接收到遥感卫星发送回来的数字信息，记录在高密度的磁介质上如光盘或磁带等，并进行一系列的处理，如信息恢复、辐射校正、卫星姿态校正、投影变换等，再转换成用户可使用的通用数据格式，或转换成模拟信号，才能被用户使用；最后就是应用了，遥感获取信息的目的就是应用，这是由各专业人员按不同的应用目的进行，在应用过程中，也需要大量的信息处理和分析，如不同遥感信息的融合及遥感与非遥感信息的复合等。总之，遥感技术是一个综合性的系统，涉及航空、光电、物理、计算机和信息科学等诸多领域，它的发展与这些相关领域是密不可分的。

4.1.2 遥感影像处理目的和内容

任何遥感系统获得的原始图像数据均是三维景物的二维投影显示，存在不同程度、不同性质的几何形态畸变和辐射量的失真等现象，严重影响其应用效果，必须进行消除处理。概括起来主要包括以下三个方面：

（1）对接收系统获得的遥感信号进行处理和记录，回放出原始遥感影像图，对图像中存在的畸变及失真现象，根据成像机理与相应的构象方程数学模型进行补偿和校正，这可统称为遥感变换和增强处理。

（2）根据人眼的视觉原理与观察事物的特点对遥感图像进行各种变换和增强，以改善和提高遥感图像中反映地物目标特性的视觉效果与可识别性。这可统称为遥感影像的变换和增强。

（3）对原始遥感图像所反映的地物目标波谱特征进行反演、统计和分析解译，提取出地物目标类别及其空间分布等信息。

4.1.3 规模化高效率处理技术

遥感技术作为一种快速、宏观的资源调查手段，近几十年来在土地利用、土地覆盖 / 土地覆被变化调查与研究中的作用得到了公认。多空间尺度、多时间尺度以及多光谱尺度的海量卫星遥感获取技术已经成熟，为土地管理应用提供了丰富的影像数据源，特别近年来高分辨率卫星不断发射升空，遥感影像数据量正在呈几何级数增长，给遥感影像数据处理带来了巨大的困难，也使影像数据应用与管理面临新的挑战。本项目在对河南省海量数据处理中建立了遥感影像规模化高效率的处理技术。主要采用了以下三种处理手段应用到遥感影像处理当中：

（1）基于 SAN 架构遥感影像流程化处理。日益增多的海量多源遥感数据对现有的遥感影像处理产生了巨大的压力，现有的遥感图像处理系统数据处理能力落后于遥感影像的获取能力，遥感影像处理能力已经成为遥感技术应用发展的主要限制因素。产生这种情况的主要原因在于现有的遥感影像处理系统缺乏通用处理流程，海量数据与中间成果的存取、处理、分发受计算机硬件的性能严重制约。针对此情况采用先进的 SAN 架构的存储系统，建立灵活有效的处理流程，当处理任务发生改变时，需要对流程进行必要的调整，一个有效的、可定制的并且方便扩展的处理系统至关重要。

通用流程化的数据处理系统相当于一套规范的数据处理流水线，并且依托 SAN 架构的数据储存作为载体，根据数据处理的要求，很方便地定制所需的数据处理流程。也可以根据数据处理要求的变化而相应地更改数据处理流水线。通过总结众多处理流程的共性，概括出一些基本的处理要素，并且制定处理标准，从而使建立遥感影像流程化处理。

（2）自动和半自动配准技术的应用。配准包括两个主要的步骤：第一步要标注足够数量的控制点，而且要尽量分布均匀；第二步是使用两幅卫星影像中的一幅作为参考图像，将第二幅的地理投影信息和图像数据变换到和第一幅相同。

在探索自动寻找控制点的方法之前，需要先分析好控制点的特性，这样才能有的放矢。

传统手工标注控制点时，一般要求控制点选取在道路、桥梁、建筑等不会随季节等时间因素发生大的改变的地面特征点上，而河流、森林、田地等边界、内部会随着季节、天气发生很大变化的地面特征则不适合作为地面控制点。比如丰水期和枯水期的河道会有宽窄变化，夏季和冬季森林的遥感影像也会有很大的差异。因此，在公路拐点、沿线、桥梁的交叉口、大型建筑的角点等人眼易于分辨定位的地方标注控制点是很好的选择，这样可以方便地在另一张卫星影像上人工找出同名地物点。

此外，在非公路桥梁上的点，如果也是可以由人工易于辨认并修正，那么也可以作为控制点。

可以看到，配准同样也存在着手工标注控制点的瓶颈问题。而且和卫星影像精矫正比起来，配准后的卫星影像匹配程度要求更高，因此更需要大量高质量的控制点。单纯靠手工标注非常耗时，使用控制点影像库也需要积累有大量同一区域的控制点，对于陌生区域的标注无能为力。因此，如果能利用计算机在卫星影像上全自动或者半自动选取控制点，对于提高生产效率是非常有帮助的。

（3）区域网平差整体校正的应用。长期以来，卫星遥感影像的精确定位一直依赖于大量地面控制点，控制点的数量与分布直接影响遥感影像对目标定位的精度。而选用区域网平差进行影像参数模拟，可以在控制点数据库中选取少量的地面控制点，在景间需有一定数量的联接点，就完成影像纠正。校正所需控制点数量较少，可大幅度提高遥感影像处理效率。

H. 什么是遥感技术遥感具有哪些特点

遥感是在高空对遥远的地物进行感知。遥感的关键装置是传感器。从传感器接收信息到遥感信息应用的全过程，称为遥感技术。

遥感的特点取决于遥感技术的功能，主要有以下几方面的特点：

第一，探测的范围大。每幅陆地卫星图像覆盖的地面范围达3万平方千米；

第二，获得资料的速度快，周期短，能岁乱反映动态的悉含变化。陆地卫星遥感每18天可以覆盖地球一遍，如果两颗卫星同时运行，每隔9天可以覆盖地球一遍，并且是连续观测；

第三，受地面条件限制少。在远离地面的高空感知地物，受地面条件限制很少；

第四，手段多，获得的信息量大。遥感可以根据不同的目的和任务，选用不同的波段和不同的遥感仪器，取得所需的信息，还能探测到一定深度的海底和冰层；

第五睁雀笑，用途广。遥感技术已广泛应用于农业、林业、地质、海洋、水文、气象、测绘、环境保护、防灾救灾和军事侦察等许多领域。

I. 什么是遥感呢遥感可以干些什么

遥感技术听起来很神秘，其实很容易理解，遥感是指不通过直接接触，而收集关于特定目标的的信息，从而了解这个目标的性质。遥感技术是主要是从人造卫星、飞机或其他飞行器上收集地物目标的电磁辐射信息，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 判断地球环境和资源的技术。目前遥感技术成为一门实用而先进的空间探测技术。

遥感技术被广泛应用于军事侦察、环境污染探测以及地震、 火山爆发预测等,其用途很多主要有如下几种：

1、军事侦察。遥感技术在军事上主要用于军事侦察。侦察卫星可以从空间对地面的各种军事目标实施探测和跟踪，获得得到的军事情报。

2、 可以直接监测大气、土地、海洋、河流等各种污染。

3、监视海水、洋流、鱼群的动向，在大空间范围内指挥渔业生产。

4、 借助航天遥感技术，我们还可以在对云、风、气压、气温、湿度等主 要气象参数进行精确测量，提高天气预报的准确性。

J. 遥感是什么

遥感是以航空摄影技术为基础，在本世纪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，标志着航天遥感顷锋时代的开始。经过几十年的发展，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，它根据不同物体对波谱产生不同响应的原理，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。

遥感技术主要特点为：

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，一张陆地卫星图象，其覆盖面积可达3万多km2。这种展示宏观景象的图象，对地球资源和环境分析极为重要。

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象。Meteosat每30分钟获得同一地区的图象。

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。

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，沙漠下面的地物特性等，微波波段还可以全天候的工作。

用处：

一、遥感在资源调查方面的应用

遥感在资源调查中可发挥很大的作用，特别在自然资源调查中，近年来做了很多工作，取得了丰硕的成果和可观的效益。其主要表现在国民经济建设中的农业、林业、地质矿产及水利建设等部门中。

（一）在农业、林业方面的应用

遥感在农林方面的应用主要是在农、林土地资源调查、土地利用现状调查、农林病虫害、土壤干旱、盐化、沙化的调查及监测，以及农作物长势的监测与估产、森林资源的禅乎厅清查等方面。近年来，在牧场草场资源调查、短中期农林灾害、农用水资源，以及野生动物生态环境调查等方面也相继开展工作，取得了成果。

遥感在土地资源与土壤调查中，得到广泛应用。遥感加快了调查工作的进度，工作精度、质量也有很大提高。例如，我国利用560幅陆地卫星图像，仅用两年时间完成了全国15种土地利用类型的分析和量算统计工作，提供了全国和分省的土地利用基本数据和有关图件。

作物估产是体现遥感在农业方面综合应用的最好例证。自1974年以来，美国、前苏联、阿根廷、中国、日本、印度等国先后进行了不同范围、不同作物的估产贺隐工作。美国对世界小麦产量的估产精度已达90%以上，并扩大到对玉米、大豆等八种以上作物的估产。我国于1983—1986年在京津冀进行跨省市的统一网络较大范围冬小麦遥感估产试验，精度也超过90%。

遥感在林业上的应用也很广泛。例如，我国近年完成的“三北”防护林遥感综合调查。在包括西北大部、华北北部和东北西北部总面积为128万平方公里的“三北”造林一期工程的调查中，完成了对现有防护林类型、分布、面积和保存率；草地数量、质量和分布；土地资源类型、分布、数量及利用现状的调查。提供了200余幅各类遥感专题系列图，并建成了全区资源与环境信息系统，为掌握防护林区现状、林区的进一步发展和规划奠定了基础。

（二）在地质矿产方面的应用

遥感在地质及其矿产资源方面的应用主要表现在基础地质工作、矿产地质工作，以及工程地质、地震地质、灾害地质的地质综合调查等方面的应用。遥感已成为地质矿产调查研究中的一种先进工作手段和重要方法。

遥感图像视域宽阔，客观真实地反映出各种地质现象及其相互间的关系，形象地反映出区域地质构造，以及区域构造间的空间关系，为跨区域甚至全球的区域地质研究提供了极有利的条件和基础。例如近年来对雅鲁藏布江深断裂带的延伸和走向的研究、郯 断裂的延伸和走向问题的论证，以及重新修编的1∶400万中国构造体系图的工作，都是建立在遥感图像基础上的新的认识和发现的体现，解决了一些地质学界长期争论或按常规很难解决的问题。遥感为持不同学术观点的地质学者提供了一个可共同参照的基础，推动和促进了地质学的发展。

遥感在矿产地质工作中的应用已取得许多成果，获得了一致的好评。例如，我国地矿系统采用遥感地质调查方法，在小秦岭金矿田地区划分出线性构造1030条，环形构造138个，古采峒1000余处；综合化探、物探成果提出13个远景地段。经检查发现含金石英脉带、蚀变构造带22条，已见金矿3处，全部工作仅历时一年时间。又如：煤田总公司在东北大兴安岭西坡，采用遥感地质方法圈定出17个含煤盆地，其中4个属新发现，新增储量540亿吨。类似的实例不胜枚举，遥感地质方法已成为矿产地质工作的重要方法。

工程地质、地震地质、水文地质以及灾害地质等综合地质调查中也广泛地应用了遥感这一现代化手段。仅在1980—1985年期间，地矿部遥感地质工作者就为较大工程做了工程稳定性评价课题13个，研究大型滑坡4个。地矿部遥感中心在长江三峡的重庆至宜昌间先后进行了彩色及侧视雷达成像飞行。利用获得的资料对三峡库区进行了详细的工程地质判读分析，对新滩坡体的形态、形成机理及发展趋势作了较为详细的分析，为国家提供了有关三峡工程建设的基础资料。

基于遥感在地质矿产调查中广泛的应用以及取得的显着效益，我国地勘部门相继成立了专业的遥感应用和科研机构，遥感地质队伍也不断扩大，成果累累，展现出遥感在地质矿产资源方面美好的发展前景。

（三）在水文、水资源方面的应用

遥感在水文水资源方面的应用，如水资源的调查、流域规划、水土流失调查、冰雪监测、海口海岸带及浅海地形调查、海洋调查研究等方面，都能发挥重要作用。特别是在人类足迹难以到达的荒凉地区，遥感技术可成为水文水资源调查的有效手段。例如，我国青藏高原在以往300年来先后经历了150多次探险考察，曾查出500多个湖泊，而近年来采用航空像片、卫星图像判读，不仅对这些湖泊的面积、形状进行了修正定位，而且还补充了地面考察或地图上未标明的300多个湖泊。

遥感图像，特别是红外遥感图像在识别含水层、判断充水断层、查明富水地段位置方面是很有利的。例如，美国在夏威夷群岛，利用红外遥感发现了200多处地下淡水出露点，从而解决了该岛对淡水的需求。我国在大连地区开展航空热红外遥感试验，在该地区沿海共发现22处从未有历史记录的淡水泉点，通过对这些泉点的分析，确定了地下淡水排泄地段，为解决沿海地区人畜饮水水源提供了一个重要途径。

利用遥感图像进行海岸带岸线测量、河口及近岸悬浮泥沙运移，以及海洋环境监测，诸如海水温度、盐度、水深、洋流、波浪、潮汐等海洋诸要素的测量，都可发挥重要作用，对海洋的开发具有重要意义，特别是遥感图像可提供大尺度、现实性强、多层次、全天候、客观逼真的丰富信息，为海洋研究及指导海洋渔业生产提供了基础。

二、遥感在环境监测评价及对抗自然灾害方面的应用

（一）在环境监测方面的应用

遥感在环境监测中主要是利用遥感提供的瞬间成像的大范围图像，对大气污染、水体污染、土地污染以及海洋污染等进行监测。由于遥感所提供的信息快速及时，现实性好，以及真实客观、形象的特点，可实时地了解和掌握污染源的位置、污染物的性质、污染物的动态变化，以及污染对环境的影响，为及时采取防护或疏导措施，以及环境评价提供了基础。例如，地矿部水文方法队与地质遥感中心合作，对长江下游苏州河口至吴凇口的水污染现状做了调查研究，他们利用航空热红外扫描图像，共判读出异常点29处，绘制了约25公里江段的污染判读图。他们还对北起大连，南至海南岛海岸沿线的港口及海上平台对海水的污染情况进行了航空红外监测，为国家海洋局执法提供了依据。

长江三峡水利枢纽工程是一项规模宏大、技术复杂、具有重大经济效益和社会效益的巨大工程，但是，在长江干流上兴建三峡大坝，必将对其生态、环境及社会产生深刻地影响。为此，在系统地开展三峡工程对生态与环境的影响及其对策的研究中，以及在实地调查工作中都采用了遥感综合分析的方法，充分发挥了遥感在三峡环境论证与信息储备中的作用。并在库区环境本底调查、环境演变分析、环境动态监测等方面取得许多明显成效，为我国三峡工程的科学决策提供了可靠的资料和基础。

近年来，我国相继在长春、太原、北京、天津、广州等大中城市，利用航空遥感进行城市环境的监测和评价，这标志着我国遥感在环境监测方面的应用正向更为广泛深入的方向发展。

（二）在对抗自然灾害中的应用

自然灾害是指环境异常或环境的突发性变化，给人类生活和生存带来的灾难。近年来遥感技术在预报灾害方面取得很多重要成就，成为预报自然灾害的有力工具和手段。

气象卫星当前已进入业务性运转，形成多层次的预报网络，在灾害性天气监测、天气分析预报、气象研究等方面，发挥了十分重要的作用。我国“风云一号”“风云二号”气象卫星的研制和相继发射成功，标志着我国的气象预报技术已从单项、短期、小范围的预报发展成综合性、中长期、大范围的准确预报。为我国的旱情、洪水，以及滑坡、泥石流和病虫害的准确预报提供了可靠资料，为采取减灾措施提供了可靠基础。

森林火灾一直是威胁林业建设的重要灾害之一，早在70年代，我国就进行机载遥感—林火探测实验，在3000米高空通过热红外传感器可发现地面 0.1平方米的火源。1987年5月，黑龙江省大兴安岭森林特大火灾中，遥感在准确确定火源位置、范围，以及火源蔓延趋势，为扑灭大火提供及时准确的火情信息上，以及在监测火势发展，灾后评估火灾损失和恢复重建规划方面，都发挥了重要的作用，获得显着的社会经济效益。

近年来，在利用多时相遥感资料和地理信息系统技术对黄土高原水土流失进行综合调查和研究；利用全球定位系统（GPS）技术，监测地壳及其板块的运动，进行大区域的地球动力学研究，探索地震的发生机理，进行地震的中长期预报；利用多时相大比例尺航空遥感图像结合气象预报资料和地面勘查进行滑坡、泥石流的调查与监测，保障重点工程及铁路沿线的安全；以及利用远距离卫星通讯技术，提高灾害预报的及时性和准确性，为救灾和决策提供依据等方面，都取得很大成效和重大的进展。

三、遥感在区域分析及建设规划方面的应用

遥感图像是地表面一定区域景观的真实、客观的记录和形象显示。地理学区域分析亦充分利用和发挥了遥感图像的这一特点和优势，成为遥感在地理学应用的重要方面。例如，我国早期开展的滕冲、长春、新疆及长江中下游地区的遥感试验，以及近年来开展的黄土高原遥感综合调查，“三北”防护林遥感综合调查等大型遥感工程中，都是以遥感区域分析为先导，以区域分析为基础，取得的成果。我国在遥感的区域分析应用中，已形成一定特色，进入世界先进水平行列。

近年来随着城市化及城市建设的热潮，城市遥感方兴未艾。城市遥感可提供诸如城市土地利用现状，城市用地分析，城市环境监测及评价，城镇布局结构分析，城市道路交通分析，城市人口分析及城镇的生态分析等城市发展的基础信息，为城市建设规划及决策服务。例如，由北京市政府和地质矿产部、城乡建设部联合组织实施的“北京航空遥感（8301工程），于1983年开始遥感飞行，到1986年底，在城市环境地质、城市建设、农业水利建设、生态环境、影像地图以及文物、古建筑等诸多方面，共获得41项研究成果，有23项填补了北京市基础资料的空白，取得了良好的经济效益和社会效益。

继北京市之后，城市遥感在全国各大、中城市较为普遍地开展起来，并在应用的深度和广度上有不同程度的提高。特别是随着城市遥感应用的深化，城市地理信息系统的建立及在城市总体规划、城市建设的辅助决策中的应用，将城市遥感应用提高到一个更高层次的阶段。

四、遥感在全球性宏观研究中的应用

遥感的全球性研究虽然目前尚未系统地进行，形成规模。但是，随着社会经济的发展，特别是诸如世界人口增加，资源危机，环境恶化等一系列涉及全球性的问题，越来越引起人们的关注。全球性研究（Global Study）已提到日程上，得到世界各国普遍的重视，全球性研究必将有一个较大的发展。

全球研究的目的主要是宏观地、整体性地对人类赖以生存的岩石圈、大气圈、水圈、生物圈的研究，以此带动区域性研究的深化，促进全球环境的改善。因此，这无疑为遥感发挥自身的特点和优势，开拓的又一应用领域。遥感可为全球研究提供各种便利条件，促进全球性研究的进一步开展和深化。例如，可利用遥感全球定位系统（GPS）监测和研究板块的运移，深大断裂活动，研究环形构造的成因及其机制；利用气象卫星资料及其它遥感信息，进行全球性气象研究及世界灾情的预报；海洋动力学研究，地球表面固态水的分布，世界冰川的进退，以及世界大环境的监测和治理等。遥感必将在全球性研究中发挥出更大的作用，做出更大的贡献。

当前，全球性研究已陆续开展，1992年已确定为国际空间年（ISY）；一种全新的数字式全球变化网络全书将问世，它将说明遥感可以对监测全球变化做出的贡献。我国已决定积极地参与“地圈与生物圈”（IGBP）、“国际空间年”（ISY）、“国际减灾十年”等科技项目合作。承接全球变化地图集与全球变化电子网络全书等部分项目的工作。中国将对全球性研究作出贡献。

五、遥感在其它方面的应用

（一）在测绘制图方面的应用

航空摄影测量一直是测绘制图的一种主要资料来源和重要的技术方法，形成了完整而系统的学科体系。当代遥感的发展使测绘制图的资料来源更为多样化，资料的准确可靠性及其快速及时性和适时动态性等方面都有较大的改观；成图周期大为缩短；影像地图、数字地图等新图种和制图新工艺大量涌现，使测绘制图产生了新的变化和进展。例如，我国依据近年来所发射的卫星获得的图像，完成了黄河三角洲1∶5万，1∶10万地图的编制，绘制完成了我国第一幅南沙群岛影像地图。遥感还能在各种气候气象条件复杂，常规方法难于进行工作的地区获得资料，填补地面工作的空白。例如，巴西亚马孙河流域有近500万平方公里的热带雨林区，那里人烟稀少，云雾终日不散，常规测量工作难于进行。利用遥感侧视雷达技术，在不到一年的时间里就完成了该地区1∶40万雷达扫描成像工作，取得了有价值的资料，为该地区测量制图提供了基础。利用遥感图像进行各种专题图的编制，以及编制中小比例尺大区域的省（区）、全国乃至大洲影像地图已较普遍，西欧各国已应用SPOT卫星资料修编和更新1∶5万地形图等。随着遥感信息在空间分辨率、光谱分辨率以及时相分辨率方面的提高，遥感将为测绘制图技术的发展应用，开拓出更加美好的前景。

（二）在历史遗迹、考古调查方面的应用

近年来在进行野外考古调查中，配合应用遥感图像分析，发现了许多重大的历史遗迹，取得显着的成果。例如，英国遥感专家通过计算机增强的卫星图像，在英国伦敦以北约30公里的地下发现了罗马时代的古城堡遗迹。我国也曾利用遥感提供的信息，进行北京圆明园遗迹考察，长城遗迹的考察，以及内蒙古金代古城的发现等方面取得很好的效果。遥感为野外考古调查带来了变革，成为考古工作者有力的工具和手段，促进和加快了野外考古工作。

（三）军事上的应用

遥感在军事上的应用是不言而喻的。事实上，军事应用是遥感最早最成功的应用，今天遥感的发展是得利于遥感军事上成功的应用而迅速发展起来的。目前，发射的绕地球运行的卫星，绝大部分是与军事有关的。当今战争的胜负，不仅决定于军事实力（人力、武器）的对比上，准确可靠的信息获取，传输和决策对战争的胜负起着关键性的作用。英国、阿根廷的马岛战争、中东战争，以及海湾战争都充分证实了遥感在军事战争中所起到的至关重要的作用。