第三部分 遙感探測

第1章 研究概況

1.1 遙感技術背景

“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，來探測地表目標的空間位置、形狀和性質，以實現對地表目標的特征及其環境相互關系進行分析和研究的一門學科。遙感技術不僅成本低、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變化信息，這是其他手段所不能及的。

隨著傳感器技術的發展，目前遙感技術正在逐漸形成高、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，所獲數據已廣泛地應用在國土資源、海洋、水文、農業、林業、城市、交通、地礦、油氣、側繪制圖、環境、減災等領域。目前遙感呈現以下發展趨勢。

（1）多平臺多傳感器航空航天遙感數據以及地面遙感數據獲取技術趨向“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年美國高分辨率衛星Earlybird發射失敗后，多顆商業高空間分辨率衛星相繼發射成功，可對地面信息作出更為精細的檢索，廣泛用于植物、生態、農業、林業、大氣，水文、冰雪、海洋、自然資源、環境等學科領域。

（2）遙感技術與多種高新技術（GIS、GPS等）進一步結合。遙感與GIS的結合。為地球科學提供了全新的研究手段，導致了地球科學的研究范圍、內容和方法的重大轉變，標志著地學信息獲取和分析處理方法的一場革命（徐冠華，1995），構成了地球信息科學的核心（陳述彭等，1996）。目前遙感技術在構建“數字地球”和“數字城市”中正在發揮愈來愈大的作用，并且在“3S”（RS、GIS和GPS）技術的集成方面更趨于完善。

（3）全定量化遙感方法將走向實用。從遙感科學的本質講，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慣性導航系統的組合，實現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及海洋的精確定位觀測數據。在衛星影像處理解譯方面，隨著圖像處理技術、多源數據融合技術、模式識別技術的完善，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學方程，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據的積累，以及多角度、多傳感器、高光譜及雷達衛星遙感技術的成熟，相信在未來，全定里化遙感方法將逐步走向實用，遙感基礎理論研究將邁步走上新的臺階。