淺談遙感的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢

摘 要：隨著遙感技術(shù)水平的深入，遙感信息處理方法的改進(jìn)和精度的提高，遙感信息源的不斷增加，遙感應(yīng)用得到廣泛認(rèn)可，更多領(lǐng)域?qū)b感需求的增加，使遙感的應(yīng)用范圍也越來越廣泛，文章主要對遙感的應(yīng)用及發(fā)展趨勢進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：遙感；應(yīng)用；發(fā)展趨勢

中圖分類號：TP79 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）20-0034-02

應(yīng)用推動了遙感的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域的拓展、應(yīng)用水平的提高、應(yīng)用效果的改進(jìn)效益的提高，也進(jìn)一步推動了遙感科學(xué)與技術(shù)的不斷發(fā)展。目前遙感的應(yīng)用已從早期的環(huán)境遙感、資源遙感、軍事遙感、海上遙感、礦山遙感、遙感制圖等領(lǐng)域，拓展到了遙感考古、遙感巖石力學(xué)、生態(tài)遙感、遙感地球化學(xué)、公共衛(wèi)生遙感等眾多新的應(yīng)用領(lǐng)域。今后遙感的應(yīng)用還將在精度、效益、速度、可靠性等方面不斷改進(jìn)和提高，并推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)更新，進(jìn)而推動方法研究和理論創(chuàng)新，以及學(xué)科發(fā)展。20世紀(jì)的衛(wèi)星遙感應(yīng)用比較側(cè)重于自然、資源、無機(jī)環(huán)境和靜態(tài)觀測與識別，而21世紀(jì)衛(wèi)星遙感的應(yīng)用，必將更多的關(guān)注人文、生態(tài)環(huán)境以及動態(tài)監(jiān)測與評估，通過遙感手段的優(yōu)選、多平臺的組合乃至多源信息的融合，最終會集成一條快速的生產(chǎn)流水線。

1 遙感的應(yīng)用

1.1 遙感應(yīng)用技術(shù)流程

具體來講，整個過程可以分為問題分析與遙感信息源選擇、遙感圖像處理與分析、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析與模型建立、結(jié)果解釋表達(dá)與應(yīng)用四個階段。遙感應(yīng)用流程如圖1所示。

1.2 遙感的應(yīng)用

1.2.1 遙感在工程中的應(yīng)用實例

傳統(tǒng)的工程地質(zhì)調(diào)繪（地質(zhì)測繪）是依靠技術(shù)人員的野外作業(yè)來實現(xiàn)的，費時費力，效率不高，而且由于人的視野受到地形和植被的遮擋，許多地質(zhì)問題不易觀察搞清。遙感圖像信息的豐富性，為工程地質(zhì)人員提供了最直觀調(diào)繪依據(jù)，可以大大加快工作的速度。目前發(fā)生在全國已建成的高等級公路上的災(zāi)害或問題大部分是不良地質(zhì)現(xiàn)象造成的。因此，應(yīng)用遙感技術(shù)解譯調(diào)查各種不良地質(zhì)現(xiàn)象，是提高勘察設(shè)計質(zhì)量的必要環(huán)節(jié)，實踐中很好的應(yīng)用效果為這一論斷提供了有力證據(jù)。

同時，遙感技術(shù)在工程區(qū)域地質(zhì)條件評價、公路走廊帶選擇、路線方案比選、病害成因及其影響評價方面具有常規(guī)手段和傳統(tǒng)方法所無法比擬的優(yōu)勢。

1.2.2 遙感在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

①農(nóng)業(yè)病蟲害的監(jiān)測。作物被蟲害后，它的外部形態(tài)和內(nèi)部生理都將發(fā)生變化，不過，不論哪種變化都將造成遙感圖像光譜值得變化，我們可以通過這一變化，將該植物的光譜反射曲線與光譜庫中的標(biāo)準(zhǔn)光譜反射曲線進(jìn)行比較分析，進(jìn)而來監(jiān)測農(nóng)作物的健康情況。應(yīng)用遙感技術(shù)監(jiān)測植物病蟲害，主要通過以下途徑：應(yīng)用遙感技術(shù)直接研究害蟲及其寄主的活動行為；應(yīng)用遙感手段監(jiān)測病蟲害寄生地；應(yīng)用遙感手段監(jiān)測病蟲害對植物造成的影響，跟蹤其演變情況分析災(zāi)情。

②監(jiān)測植物生長狀態(tài)。植物的生長發(fā)育一般都具有周期性特點，而這種周期性特點在植物體各個部分都很顯著，同時也勢必會造成單個植物或植物群物理光學(xué)特性的變化，也就是植物生長各階段對電磁波反射和輻射的特性的不同。因為遙感具有周期性獲取目標(biāo)電磁波譜信息的特點，所以可以用它來監(jiān)測植物的生長狀況。作物的監(jiān)測主要通過植被指數(shù)、地面溫度、土壤水分、植物素營養(yǎng)氮等實現(xiàn)的。研究表明，應(yīng)用NDVI和葉面積指數(shù)（LAI）的相關(guān)性，考慮地面監(jiān)測與農(nóng)學(xué)模型，可以實現(xiàn)監(jiān)測作物的長勢。

1.2.3 遙感在資源環(huán)境中的應(yīng)用

①遙感在資源中的應(yīng)用。資源的原始狀態(tài)、利用情況、變化趨勢等都與一定的地表狀態(tài)或地理過程密切聯(lián)系，而這一狀態(tài)與過程又具有明顯不同的光譜或時態(tài)特征，在遙感影像中有不同的影像特征，我們可以通過這一不同來分析資源狀況，這就是資源遙感的原理。遙感是資源探測和勘探的有力工具。應(yīng)用遙感圖像調(diào)查控礦構(gòu)造，從而為地質(zhì)物探提供靶區(qū)；森林資源遙感可以快速調(diào)查森林蓄積量，及時發(fā)現(xiàn)森林病蟲害、森林火災(zāi)隱患等影響因素，加強(qiáng)森林資源管理水平；土地資源遙感動態(tài)監(jiān)測可以調(diào)查土地利用動態(tài)變化，及時發(fā)現(xiàn)土地利用中存在的問題，通過對光譜特征的深層挖掘與地表參數(shù)反演，還可以發(fā)現(xiàn)土地?fù)p害和污染的信息，從而為更好的規(guī)劃、整治和利用土地提供支持；水資源遙感可以快速調(diào)查水資源現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，從而為更好的規(guī)劃水資源利用提供支持。

②遙感在環(huán)境中的應(yīng)用。環(huán)境遙感是指利用遙感技術(shù)探測和研究環(huán)境污染的空間分布、時間尺度、性質(zhì)、發(fā)展動態(tài)、影響和危害程度，以便采取環(huán)境保護(hù)措施或制定生態(tài)環(huán)境規(guī)劃。其原理在于各種環(huán)境要素（包括大氣、水、固體廢棄物等）、環(huán)境污染物和環(huán)境過程都具有其特定的時間、空間和光譜特征，這些特征直接或間接的可在遙感影像上表達(dá)出來，從而應(yīng)用遙感信息處理提取環(huán)境要素、監(jiān)測環(huán)境污染、評價環(huán)境格局、分析環(huán)境趨勢、預(yù)測環(huán)境發(fā)展、發(fā)現(xiàn)環(huán)境問題、輔助環(huán)境保護(hù)。環(huán)境污染按應(yīng)用領(lǐng)域不同，可分為水環(huán)境遙感（水溫、水深、水域變化、水體富營養(yǎng)化、石油污染、廢水污染等）、大氣環(huán)境遙感（大氣溫度和濕度、水汽、大氣成分、云際風(fēng)、大氣降水監(jiān)測、云遙感等）、生態(tài)環(huán)境遙感（土地利用、土地覆蓋變化、植被、土壤侵蝕、荒漠化、城市交通、城市住房、城市人口遙感、城市環(huán)境監(jiān)測等）、災(zāi)害遙感（水災(zāi)、干旱、臺風(fēng)、暴雨、強(qiáng)對流天氣、雪災(zāi)、滑坡、泥石流、地震、火山爆發(fā)、臺風(fēng)、火災(zāi)以及農(nóng)作物、果樹病蟲害遙感監(jiān)測等）四大類。

1.2.4 遙感在煤礦開采中的應(yīng)用

遙感在煤礦區(qū)的應(yīng)用主要在如下幾個方面：礦區(qū)地面塌陷監(jiān)測與變形分析；煤礦區(qū)土壤污染監(jiān)測與分析；煤礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測；煤炭資源勘探；礦區(qū)地形和專題制圖；礦區(qū)演變監(jiān)測；礦區(qū)綜合信息采集。

1.2.5 遙感圖像在天氣預(yù)報中的應(yīng)用

通過衛(wèi)星獲得的大氣云圖的遙感影像圖，經(jīng)過目視解譯、幾何變換、輻射校正、圖像的增強(qiáng)與變換、圖像分類獲得更清晰的衛(wèi)星云圖，然后進(jìn)一步進(jìn)行判讀各地的天氣情況，用于預(yù)報。其中圖像的預(yù)處理包括幾何校正與輻射校正，圖像增強(qiáng)與變換有空間域增強(qiáng)、頻率域增強(qiáng)、彩色增強(qiáng)、主成分變換、纓帽變換、典型成分變換，圖像分類有監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類。

1.2.6 遙感圖像應(yīng)用于制圖

由于遙感技術(shù)的發(fā)展，遙感衛(wèi)星的覆蓋面也越來越廣，內(nèi)容也越來越豐富，應(yīng)用于各種需求的制圖也越來越廣泛，遙感圖像在制圖方面越發(fā)重要。遙感圖像用于制圖的步驟如下：遙感圖像的選擇，包括波段和時相的選擇；遙感圖像進(jìn)行糾正；遙感圖像的解譯分析；基礎(chǔ)底圖的編制和專題內(nèi)容的轉(zhuǎn)繪。

2 遙感在新領(lǐng)域的應(yīng)用

①遙感考古。遙感考古就是通過傳感器探測和接收來自地表及地表以下考古遺跡的信息，經(jīng)過信息的傳輸及處理分析，識別物體的屬性及其分布等特征。它是一門體現(xiàn)遙感技術(shù)與傳統(tǒng)考古學(xué)相互滲透、交叉和融合的新技術(shù)，能夠快速、準(zhǔn)確、全面的探明地上以及地下遺址的分布狀況，因此遙感考古越來越受考古工作者的重視，并逐漸成為考古研究的重要手段。

②遙感在公共衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用。近年來，對公共衛(wèi)生領(lǐng)域特別是流行病、傳染病的發(fā)生、擴(kuò)散進(jìn)行遙感分析得到了遙感研究人員的重視，并成為一個新的遙感研究方向。

③遙感在巖石力學(xué)中的應(yīng)用。它主要通過研究巖石類材料在應(yīng)力作用下電磁波輻射發(fā)生變化，來通過光譜特征曲線分析巖石的物理化學(xué)變化機(jī)理，應(yīng)用于地質(zhì)力學(xué)、地震預(yù)報、采礦工程、土木結(jié)構(gòu)工程等地學(xué)工程領(lǐng)域。

3 遙感應(yīng)用的發(fā)展趨勢

隨著遙感應(yīng)用水平的深入、遙感信息處理方法的改進(jìn)和精度的提高、遙感信息源的不斷增加、遙感應(yīng)用得到廣泛認(rèn)可、更多領(lǐng)域?qū)b感需求的增加，遙感的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。遙感還將與其它技術(shù)例如地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)等不斷集成，以解決不同領(lǐng)域的應(yīng)用問題，遙感將成為空間數(shù)據(jù)庫、4D產(chǎn)品的重要支持。將遙感與不同領(lǐng)域的需求相結(jié)合，建立較完善的遙感信息模型，將成為遙感科學(xué)應(yīng)用的重要方面。遙感應(yīng)用模型是機(jī)理、遙感平臺、信息處理與應(yīng)用領(lǐng)域的結(jié)合，能否突破當(dāng)前遙感應(yīng)用主要依靠分類、信息提取，然后進(jìn)行統(tǒng)計分析的模式，實現(xiàn)直接基于遙感數(shù)據(jù)的機(jī)理分析、過程分析、格局評價、趨勢預(yù)測與決策支持，將是今后深化遙感應(yīng)用的重要課題。

4 結(jié) 語

隨著遙感技術(shù)的提高，遙感的應(yīng)用不管是在深度還是在廣度上都有了進(jìn)一步的提高，筆者相信遙感技術(shù)在21世紀(jì)將會展現(xiàn)其強(qiáng)勢的一面，將會被更多領(lǐng)域認(rèn)同與應(yīng)用。

參考文獻(xiàn):

[1] 孫家抦.遙感原理與應(yīng)用[M].武漢:武漢大學(xué)出版社，2003.

[2] 孫家抦，舒寧，關(guān)澤群.遙感原理、方法和應(yīng)用[M].北京:測繪出版社，1997.

[3] 王長耀，牛錚，唐華俊，等.對地觀測技術(shù)與精細(xì)農(nóng)業(yè)[M].北京:科學(xué)出版社，2001.

[4] 王橋，楊一鵬，黃家柱.環(huán)境遙感[M].北京:科學(xué)出版社，2005.

[5] 吳立新.遙感巖石力學(xué)及其新近發(fā)展與未來發(fā)展[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2001，20(2).

[6] 杜培軍.遙感原理與應(yīng)用[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2006.

[7] 戴文晗.3S 技術(shù)在公路勘測中的應(yīng)用[M].武漢:武漢測繪大學(xué)出版社，2000.

[8] 程華龍.公路工程遙感應(yīng)用技術(shù)分析[M].北京:人民交通出版社，2000.