20121541遥感技术-(2)

遥感技术（RS）发展的基本情况工程管理系城市规划专业高娜摘要:阐述了遥感技术的概念、分类及应用领域的内容。分别介绍了遥感技术在第一、二、三产业的应用实例，以及其他方面的运用。关键词:遥感技术；类型；产业；农业；工程测量；城市规划；展望引言遥感技术在20世纪80年代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。20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以及实践和应用,为遥感技术的进一步发展准备了足够的技术诸备。20世纪90年代以来,随着遥感技术的发展在不同的领域应用广泛，尤其在农业，工程测量，城市规划方面的发展不可忽视。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。这些高分辨率、高光谱的遥感数据为遥感定量化、动态化、网络化、实用化和产业化及利用遥感数据进行地物特征的提取,提供了丰富的数据源。一、遥感（RS）（一）基本概念与功能遥感（RS）是20世纪60年代发展起来的对地观测综合技术，通常由狭义和广义的理解。遥感一词来自英语RemoteSensing，即“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（声波、地震波）等的探测。狭义的理解，遥感是应用探测仪器，不与探测目标相接触，从遥远处把目标的电磁波特性纪录下来，通过分析，揭示出物体的特性及其变化的综合探测技术。遥感技术作为获取环境数据和动态监测（特别是面状信息）的重要手段，具有许多优点：①通过地球观测卫星或飞机从高空观测地球，可进行大面积同步监测，获取环境信息数据快速准确，并具有综合性和可比性；②利用遥感技术获取环境信息，具有获取资料范围大、信息手段多、信息量大、速度快、周期短和受条件限制少等特点。遥感获取的环境动态观测数据，通过GIS快速处理和分析，能及时发现环境的变化；③遥感与传统的环境信息获取方法相比，可以大大节省人力、物力、财力和时间，具有很高的经济效益和社会效益。目前遥感技术正经历着从定性向定量从静态向动态的发展变化。（二）遥感分类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。（三）应用领域遥感技术的应用主要在资源勘探和环境监测两个方面,近期又着重提出了社会经济持续发展问题。联合国环境与发展会议的《21世纪议程》中共提出了100多个项目,其中近一半是与RS和GIS有关的。当前，遥感技术朝着多传感器、多分辨率、多光谱、多时相的信息获取和快速智能化处理方向继续发展,其应用将进一步趋向实用化。遥感图像的空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率,以及对遥感图像自动判读的精确性、可靠性和定量量测的精度都会有极大的提高。使之不仅用于观测和监测地面变化状况,而且将主要用于地表信息的采集和更新,成为地理空间基础框架建设中空间数据获取与更新的基本手段之一。在外层空间探测方面，从轨道卫星和宇宙飞船的传感器上所能获得的信息是地面观测所不能得到的。空间遥感对地观测得到的全球变化信息已被证明有不可替代性。因此，以遥感技术为核心的对地观测技术最具有应用潜力。在矿产资源、土地资源、森林草场资源、野生动植物资源、水资源的调查以及农作物估产等方面都缺少不了遥感手段的应用。在环境变化方面，如沙漠化、土壤侵蚀、盐渍化、城市化、水污染、大气污染等问题有其独到的作用。在灾害监测，如水灾、火灾、震灾、多种气象灾害和农作物病虫害的预测、预报与灾情评估等方面，遥感发挥了巨大的作用。另外，全球气候变化、厄尔尼诺现象及影响海洋冰山漂流等的动态变化以及海洋渔业、海上交通、海洋生物等方面的研究中，遥感成为重要角色。农作物，1.04%工业经济及其他，10.08%水利水电工程，1.17%建筑科学与工程，1.24%自然地理学和测验学，14.41%海洋学，1.67%生物学，1.71%工业通用技术及设备，10.77%电信技术，1.8%农艺学，2.29%矿业工程，2.58%自动化技术，10.63%林业，2.85%地球物理学，3.03%航空航天科学与工程，3.30%计算机软件及计算机应用，8.42%农业经济，3.60%气象学，4.13%环境科学与资源利用，5.69%二、遥感在第一产业中的应用情况第一产业-农业是遥感应用中最重要和最广泛的领域之一。20世纪20年代航空遥感刚一转入民用，便被用于农业土地调查。农业遥感技术作为空间科学、地球科学、信息科学和农学等多种学科的交叉与综合技术，为人类提供了从多方为和宏观角度去认识农业的新方法和新手段。尤其是20世纪60年代将多光谱原理应用于遥感后，人们根据各种植物和土壤的光谱反射特性，建立了丰富的地物波谱与遥感图像解译标志，在农业资源调查与动态监测、生物产量估计、农业灾害预报与灾后评估等方面，开展了大量的和成功的应用。因此，在农业发展的新阶段，运用遥感技术开展农作物长势检测与估产、农业灾害检测与评估等工作，将促进农业决策的科学化提升到一个新的水平。（一）遥感在农业领域的应用现状1、理论基础通常情况下，不同地物的反射率随波长的变化具有不同的特征，这是该地物的本质特征，是区分不同地物的根本依据。（如植被和水体）同种地物因其内部结构、组成元素的含量、周围环境等的差异，其反射率随着波长的变化也不尽相同。2、表现形式地物反射光谱曲线典型绿色植物的发射光谱曲线,在蓝光区和红光区各有一个叶绿素吸收带近红外区(吸收中心在0.45μm及0.65μm),在则呈现高反射。极轨气象卫星NOAA/AVHRR观测通道的第一波段0.58～0.68μm处在叶绿素的吸收带,第二波段0.725～1.1μm位于绿色植物的光谱反射区。第一、第二波段的组合,常有效地用于作物长势监测。叶绿素的吸收波段水的吸收典型植被反射光谱曲线3、遥感技术在中国农业上的应用a遥感技术在农业资源调查上的应用中国的农业遥感技术起步于20世纪80年代初．二十余年取得了大量赶超世界先进水平的理论研究与应用成果。比如，作为我国农业遥感应用的代表．由中国科学院资源环境局主持的“黄土高原遥感专题研究”项目，在林草资源遥感调查、土壤侵蚀定量遥感调查、土地类型遥感综合研究、草场生物量的遥感估算、农业地物光谱特征及其应用基础研究以及黄土区暴雨与下垫面关系的遥感分析等许多方面取得了大量成果．为黄土高原的综合治理提供了全方位的技术支持。武汉测绘科技大学在湖北省利川市利用多光谱影像进行了草场资源调查．6个人用半年时间就完成了近百人需要历时3年才能完成的工作量，且吻合率达96％，成为遥感技术在农业资源调查上应用的成功范例。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。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kin2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，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。b遥感技术在灾情检测与预报上的应用对灾情，结合陆地卫星与气象卫星所获得的资料，利用当时的卫星影像与常年卫星影像进行对比，可获得有关洪水泛滥成灾面积和灾情程度的较准确的结果,对旱灾的面积和危害程度的监测预报也通过卫星资料来进行。其他如土壤的侵蚀、沙化，草原的退化以及由某些工程引起的环境恶化等，均可通过卫星和航空遥感来进行监测。我国洪涝灾害遥感调查是在为山区大型工程建设或为大江大河洪涝灾害防治服务中逐渐发展起来的。湖南省率先利用遥感技术在洞庭湖地区开展了水利工程的地质环境及地质灾害调查工作。有关单位先后在雅砻江二滩电站、红水河龙滩电站、长江三峡工程、黄河龙羊峡电站、金沙江下游落渡、白鹤滩及乌东清电站库区开展了大规模的区域性滑坡、泥石流遥感调查。c感技术在农业环境保护方面的应用环境卫星遥感监测是环境管理的重要手段之一。连续监测、定时监测和严格的管理相结合，能准确地反映环境质量状况，能有针对性地加强监督管理。在大气遥感监测方面，我国重点开展了四个方面的工作：一是利用遥感技术监测大气污染源，如辽宁省环保所应用遥感技术对抚顺露天煤矿进行了监测：分析了矿坑上空逆温层的形成与大气污染物扩散的关系．搞清了矿坑内产生污染的条件，为露天矿场的污染防治和环境污染预报提供了科学依据：中国环境科学研究院在太原市进行了以大气污染为目标的遥感监测：北京市环境保护科学研究院曾对规划市区的烟囱高度、分布进行了航空遥感分析等．这些都为污染防治和环境污染预报提供了科学依据。二是通过遥感图像上植物的季相节律变化和遭受污染后的反应差异，以植物对污染的指示性反演大气污染，如确定大气污染的范围、程度和扩散变化，如进行津渤环境遥感试验时曾利用遥感图像上呈现的树冠影像的色调和大小差异，圈定了二氧化硫和酸气、氟化氢等典型污染场。三是以地面采样的分析结果作参照量，与遥感图像进行相关分析，如进行津渤环境遥感试验时，曾采集树木叶片测定其含硫、含氯量以及树皮的pH值，分析二氧化硫、氯气及酸雾的污染。四是利用飞机携带大气监测仪器在污染地区上空分层采样并进行数据处理分析，如天津、太原曾用该方法监测大气气溶胶、飘尘及二氧化硫的时空分布特征和运移规律。在水污染的监测方面，我国先后对海河、渤海湾、蓟运河、大连湾、长春南湖、于桥水库、珠江、苏南大运河、滇池等大型水体进行了遥感监测；研究了有机污染、油污染及富营养化等；利用水体叶绿素与富营养化间的关系研究了滇池水体污染与富营养化状况：利用卫星遥感资料估算了渤海湾表层水体叶绿素的含量，建立了叶绿素含量与海水光谱反射率之间的相关模式，定量地划分了有机污染区域：利用水体热污染原理先后对湘江、大连湾、海河、闽江、黄浦江等进行了红外遥感监测。d遥感技术在农作物估产上的应用自“六五”开始，我国即试用卫星遥感进行农作物产量预报的研究，并在局部地区开展产量估算试验。“七五”期间．国家气象局于1987年开展了北方11省市小麦气象卫星综合测产，探索运用周期短、价格低的卫星进行农作物估产的新方法。“八五”期间，国家将遥感估产列为攻关课题，由中国科学院主持，联合农业部等40个单位，开展了对小麦、玉米和水稻大面积遥感估产试验研究，建成了大面积“遥感估产试验运行系统”并完成了全国范围的遥感估产的部分基础工作。通过1993～1996年4年试验运行，分别对四省两市(河北、山东、河南、安徽北部和北京市、天津市)的小麦，湖北、江苏和上海市的水稻；吉林省的玉米种植面积、长势和产量的监测和预报，在指导农业生产及农业决策中发挥了重要作用。特别是解决了一些关键技术问题．为进一步开展全国性的卫星遥感估产提供了重要保证。1995年中国科学院、气象局及多家高等院校、研究所致力于遥感估产技术的研究，并在浙江、江西、江苏各省及华北、东北、江汉平原等地区对冬小麦、玉米、水稻、糜子等作物进行遥感估产．在遥感信息源选取、作物识别、面积提取、模型构建、系统集成等各个技术环节有了大幅的进步。这些模型汲取了以前模型的优点，模型因子的选择更加合理，可操作性更强，精确程度更高。4、遥感技术在国际上的应用状况a遥感卫星在美国农业上的应用近十余年来，美国遥感卫星应用产业迅速发展。其中卫星通信已实现产业化，并且具有商业化的特点，其产业推动全球经济的增长，大批跨国公司企业和风险投资商竞相进入，抢占市场。美国NOAA等气象卫星资料全球公开，相关的地面设备遍布世界各地。产生了巨大的商业价值。遥感气象卫星在天气气候、环境生态和防灾减灾中均发挥着作用。美国Landsat、Seastar等陆地与海洋资源环境卫星采取了“授权接收+数据定价”的产业模式，尤