第三部分 遙感探測

第1章 研究概況

1.1 遙感技術(shù)背景

“遙感”（Remote Sensing）一詞最早是由美國海軍研究局的Evelyn L Pruitt于1960年提出。遙感是指在高空或者地球外層空間的各種平臺上，在不接觸物體的情況下，通過各種傳感器來獲取地表目標信息，通過地物圖像的識別與分類等技術(shù)，來探測地表目標的空間位置、形狀和性質(zhì)，以實現(xiàn)對地表目標的特征及其環(huán)境相互關(guān)系進行分析和研究的一門學(xué)科。遙感技術(shù)不僅成本低、速度快、歷史積累資料豐富，而且其所具有的光譜分辨率（多極化模式）、空間分辨率和時間分辨率為人們提供了豐富的地物屬性信息、不同尺度的地物空間和地物動態(tài)變化信息，這是其他手段所不能及的。

隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，目前遙感技術(shù)正在逐漸形成高、中、低多層次軌道，粗、精、細多種分辨率，由可見光到微波的多個波段組成的、準實時的立體交叉對地觀測系統(tǒng)，所獲數(shù)據(jù)已廣泛地應(yīng)用在國土資源、海洋、水文、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、城市、交通、地礦、油氣、側(cè)繪制圖、環(huán)境、減災(zāi)等領(lǐng)域。目前遙感呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢。

（1）多平臺多傳感器航空航天遙感數(shù)據(jù)以及地面遙感數(shù)據(jù)獲取技術(shù)趨向“三高”——高空間分辨率、高時相分辨率和高光譜分辨率。從空間分辨率來講，1997年美國高分辨率衛(wèi)星Earlybird發(fā)射失敗后，多顆商業(yè)高空間分辨率衛(wèi)星相繼發(fā)射成功，可對地面信息作出更為精細的檢索，廣泛用于植物、生態(tài)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、大氣，水文、冰雪、海洋、自然資源、環(huán)境等學(xué)科領(lǐng)域。

（2）遙感技術(shù)與多種高新技術(shù)（GIS、GPS等）進一步結(jié)合。遙感與GIS的結(jié)合。為地球科學(xué)提供了全新的研究手段，導(dǎo)致了地球科學(xué)的研究范圍、內(nèi)容和方法的重大轉(zhuǎn)變，標志著地學(xué)信息獲取和分析處理方法的一場革命（徐冠華，1995），構(gòu)成了地球信息科學(xué)的核心（陳述彭等，1996）。目前遙感技術(shù)在構(gòu)建“數(shù)字地球”和“數(shù)字城市”中正在發(fā)揮愈來愈大的作用，并且在“3S”（RS、GIS和GPS）技術(shù)的集成方面更趨于完善。

（3）全定量化遙感方法將走向?qū)嵱谩倪b感科學(xué)的本質(zhì)講，通過對地球表層（包括巖石圈、水圈、大氣圈和生物圈四大圈層）的遙感，其目的是獲得有關(guān)地物目標的幾何與物理特性，所以需要有全定量化遙感方法進行反演。在確定成像目標的實地位置方面，國外已成功利用DGPS差分GPS和INS慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的組合，實現(xiàn)定點遙感成像和無地面控制的離精度對地直接定位。而我國衛(wèi)星遙感對地觀測依賴地面控制，缺少精確的、無地面控制的星地直接定位手段，難以獲得我國疆土以外地區(qū)及海洋的精確定位觀測數(shù)據(jù)。在衛(wèi)星影像處理解譯方面，隨著圖像處理技術(shù)、多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)、模式識別技術(shù)的完善，遙感圖像的解譯和制圖日趨自動化、智能化和定量化。幾何方程是有顯式表示的數(shù)學(xué)方程，而物理方程一直是隱式的。但隨著對成像機理、地物波譜反射特征、大氣模型、氣溶膠研究的深入和數(shù)據(jù)的積累，以及多角度、多傳感器、高光譜及雷達衛(wèi)星遙感技術(shù)的成熟，相信在未來，全定里化遙感方法將逐步走向?qū)嵱茫b感基礎(chǔ)理論研究將邁步走上新的臺階。