遥感技术的应用及发展趋势
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目录
一、遥感的概念 ............................................................................................................................... 1 二、遥感的发展历史 ....................................................................................................................... 1 三、遥感信息技术基础 ................................................................................................................... 1 四、遥感技术在环境科学中的应用 ............................................................................................... 2
4.1遥感技术在水污染监测方面的应用 ................................................................................. 2
4.1.1利用遥感技术监测水体富营养化 .......................................................................... 2 4.1.2通过遥感技术分析水域的分布变化和水体沼泽化 .............................................. 2 4.2遥感技术在大气环境监测方面的应用 ............................................................................. 2
4.2.1臭氧层...................................................................................................................... 2 4.2.2有害气体 .................................................................................................................. 2 4.2.3气候变化 .................................................................................................................. 2 4.3遥感技术在城市环境监测与管理中的应用 ..................................................................... 2 4.4应用遥感技术监控生态环境 ............................................................................................. 3 4.5利用遥感技术监测自然灾害 ............................................................................................. 3 五、遥感技术的发展趋势 ............................................................................................................... 3
5.1遥感影像获取技术越来越先进 ......................................................................................... 3 5.2遥感信息处理方法和模型越来越科学 ............................................................................. 4 5.3 3S一体化 ....................................................................................................................... 4 5.4.建立高速、高精度和大容量的遥感数据处理系统 ......................................................... 4 5.5.建立国家环境资源信息系统 ............................................................................................. 4 5.6.建立国家环境遥感应用系统 ............................................................................................. 4 六、总结........................................................................................................................................... 5
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一、遥感的概念
遥感的英文是“remote sensing”，意即“遥远的感知”，在日本叫“远隔探知”或“远隔探查”。其科学含义一般理解为：在遥远的地方，感测目标物的“信息”，通过对信息的分析研究，确定目标物的属性及目标物之间的关系。也就是说：不与目标物接触，凭借其发出的某些信息识别目标。所以有人将遥感技术作为一种侦察技术。
根据遥感的这一概念，人和动物都具有一定的遥感本领。例如，人的眼睛识别物体的过程就是一种遥感过程，它是靠物体的色调、亮度，以及物体的形状、大小等信息，来判定物体的属性。蝙蝠能发射超声波，并用接收到的回波来判断障碍物的距离、方位和属性。现代遥感技术就是模仿自然界中的遥感现象和过程而产生的。
目前，对遥感比较一致的定义是：在远离被测物体或现象的位置上，使用一定的仪器设备，接收、记录物体或现象反射或发射的电磁波信息，经过对信息的传输、加工处理及分析与解译，对物体及现象的性质及其变化进行探测和识别的理论与技术。
二、遥感的发展历史
任何一门科学和技术的形成与发展，总是和时代的发展和要求相一致，不可能超越时代，遥感技术当然也不例外。它的形成是与传感技术、宇航技术、通讯技术以及电子计算机技术的发展相联系，与军事侦察、环境监测、资源开发利用和全球变化的需要相适应的。
20世纪50年代以来，随着科学技术的发展。在普通照相机和飞机的基础上，一些新的信息探测系统相继出现。人类观测电磁辐射的能力从可见光扩展到了紫外、红外、微波等，对目标物信息的收集方式从摄影到非摄影；资料由像片到数据(非图像)；平台由汽车、飞机发展到了卫星、火箭；应用研究从军事、测绘领域扩展到了农、林、水、气象、地质、地理、环境和工程等部门。这就需要引进一个新的术语，以便概括这种信息探测系统及其过程。1960年美国学者伊林L．布鲁伊特(Evelyn L．．Pruitt)提出“遥感”这一科学术语，1962年在美国密执安大学召开的<国际环境科学遥感讨论会)上，这一名词被正式通过，从此就标志着遥感这门新学科的形成。
但是，在遥感一词出现以前，就已产生了遥感技术。发展至今，大体经历了三个阶段．常规航空摄影阶段、航空遥感阶段和航天遥感阶段。
三、遥感信息技术基础
遥感技术是指从飞机、飞船、卫星等飞行器上，利用各种波段的遥感器，通过摄影、扫描、信息感应，识别地面物质的性质和运动状态的技术，具有遥远的感知的意思。从上个世纪六十年代提出“遥感”这个词，到1972年美国陆地卫星计划发射了第一颗对地观测卫星,经过几十年的发展，遥感技术已经广泛地应用在军事、国防、农业、林业、国土、海洋、测
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绘、气象、生态环境、水利、航天、地质、矿产、考古、旅游等领域，影响了人类生活的方方面面,它为人类提供了从多维和宏观角度去认识世界的新方法与新手段，遥感技术能够全面、立体、快速有效地探明地上和地下资源的分布情况，其效率之高是以前各种技术无法企及的。
四、遥感技术在环境科学中的应用
4.1遥感技术在水污染监测方面的应用 4.1.1利用遥感技术监测水体富营养化
浮游植物中的叶绿素对蓝紫光和红橙光有较强的吸收作用，当水体出现富营养化时，我们就可以利用遥感技术推算出水体中的叶绿素分布情况。赤潮区的海水光谱特征是藻类、泥沙和海水的复合光谱，另外有机或无机颗粒物也会吸收入射光，影响水体的透明度。 4.1.2通过遥感技术分析水域的分布变化和水体沼泽化
水体总体反射率较低，选择1.55～1.75微米波段的多时域影像可以分析水域的分布变化。沼泽化在时域图像上反映为水体面积缩小，从水体向边缘有规律变化，显示出不同程度的植被特征。
4.2遥感技术在大气环境监测方面的应用 4.2.1臭氧层
臭氧层位于地球上空25～30千米的平流层中，对0.3米以下紫外区的电磁波有较大吸收，可用紫外波段来测定臭氧层的变化。臭氧层在2.74毫米处也有一个吸收带，可用频率为11O83兆赫兹的地面微波辐射计来测定臭氧在大气中的垂直分布。另外臭氧层会吸收太阳紫外线而升温，可使用红外波段来探测，如用7.75～13.3微米热红外探测器测定臭氧层的温度变化，参照浓度与温度的相关关系，推算出臭氧浓度的水平分布。 4.2.2有害气体
彩红外相片可监测有毒气体对污染源周围树木和农作物的危害情况，通过植物对有害气体的敏感性来推断某地区大气污染的程度和性质。一般污染较轻的地区，植被受污染的情况不宜被人察觉，但其光谱反射率却会明显变化，在遥感影像上表现为灰度的差异。正常生长的植物叶片能强烈反射红外线，在彩红外相片上色泽鲜红明亮。受到污染的叶子，其叶绿素遭到破坏，对红外线的反射能力下降，其彩红外相片颜色发暗，如白蜡树受污染后呈紫红色，柳树呈品红色略带蓝灰色。 4.2.3气候变化
美国、欧盟、日本和俄罗斯的地球同步轨道气象卫星组成的静止气象卫星监测系统昼夜不停地观测地球的气候变化，得到全球范围内的大气参数、海洋参数、地表状况、辐射收支和臭氧分布等信息，对全球变暖、臭氧层空洞以及厄尔尼诺现象的研究非常重要。 4.3遥感技术在城市环境监测与管理中的应用
彩红外遥感影像可监测固体废弃物引起的生态环境变化，热红外遥感影像可调查工业废
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水和废气的排放情况。城市道路宽的呈带状和环状，窄的呈线状，城市广场一般以块状蓝灰色与街道紧密相连于中心地带。居民区呈灰色，高层楼房带有宽长影，平房呈密集排列的小长方块状。水系呈浅蓝色，绿地呈红色。从遥感图像上获取这些信息，对优化城市结构有很大帮助。另外城市里的高大建筑物对太阳辐射和其他热辐射的吸收和释放特性跟以土地和农作物为主要下垫面的郊区有很大不同，利用热红外遥感对城市下垫面进行分析就可以得出城市的热岛效应。
4.4应用遥感技术监控生态环境
遥感影像真实记录地貌形态特征并提供各环境参数的组合情况，根据其空间一致性和差异性进行区域环境范围的生态区划。利用遥感卫星相片还可以编制森林树种、生长状况和森林覆盖图，使用计算机集群分类，精度可高达8O％ 。一般野生动物环境与森林植被关系最为密切，通过研究植物的分布与长势可大致确定动物的活动繁殖场所，从而编制森林野生动物保护规划。
4.5利用遥感技术监测自然灾害
遥感技术对于暴雨、水土流失、地震和山体滑坡等地质灾害的调查与监测也很有效。比如说地震与地球活动构造块体分布及其活动方式密切相关，利用卫星预测地震技术主要集中在电磁波辐射和电离层异常监测、地表形变监测、红外辐射监测以及卫星重力监测等方面。但由于目前技术条件的限制，地震还是不能准确预测，2008年5月的汶川大地震几乎震碎了中国人的心，期待有一天，我们中国人能通过遥感技术准确预测地震灾害，今天的悲剧永远不要发生了。
五、遥感技术的发展趋势
5.1遥感影像获取技术越来越先进
（1）随着高性能新型传感器研制开发水平以及环境资源遥感对高精度遥感数据要求的提高，高空间和高光谱分辨率已是卫星遥感影像获取技术的总发展趋势。遥感传感器的改进和突破主要集中在成像雷达和光谱仪，高分辨率的遥感资料对地质勘测和海洋陆地生物资源调查十分有效。
（2）雷达遥感具有全天候全天时获取影像以及穿透地物的能力，在对地观测领域有很大优势。干涉雷达技术、被动微波合成孔径成像技术、三维成像技术以及植物穿透性宽波段雷达技术会变得越来越重要，成为实现全天候对地观测的主要技术，大大提高环境资源的动态监测能力。
（3）开发和完善陆地表面温度和发射率的分离技术，定量估算和监测陆地表面的能量交换和平衡过程，将在全球气候变化的研究中发挥更大的作用。
（4）由航天、航空和地面观测台站网络等组成以地球为研究对象的综合对地观测数据获取系统，具有提供定位、定性和定量以及全天候、全时域和全空间的数据能力，为地学研究、资源开发、环境保护以及区域经济持续协调发展提供科学数据和信息服务。
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