巡天遙看一天河

隋萌

遙感技術是上世紀六十年代興起并迅速發(fā)展起來的一門綜合性探測技術，是在航空攝影測量基礎上，隨著空間技術、電子信息技術的發(fā)展，而形成的一門新興學科。從以飛機為運載工具的航空遙感，到以人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機為工具的航天遙感，擴展了人們的觀察視野及觀測領域，形成了對地球資源和環(huán)境進行探測、監(jiān)測的立體觀測體系。

一、遙感的概念

什么是遙感？顧名思義，遙感就是遙遠的感知，是一種非接觸、遠距離的探測技術，英文名稱Remote sensing，簡稱RS。即借助于專門的測量儀器，對遙遠的物體所輻射或反射的電磁波信號，通過傳感器接收記錄下來，再經(jīng)加工處理變成可以識別的專門圖像，從而揭示出所探測物體的性質(zhì)及變化規(guī)律。我國古代就有千里眼、順風耳的神話，就是古人探測遙遠物體意識的體現(xiàn)。1608年荷蘭眼鏡商漢斯·李波爾制成了世界第一架望遠鏡，開辟了遠距離探測事物的新旅程。最早使用遙感概念的是美國海軍研究局的艾菲林·普魯伊特博士。法國人于1858年用系留氣球拍攝了巴黎的鳥瞰照片。飛機發(fā)明后，1909年出現(xiàn)了第一張航空照片。一戰(zhàn)期間，逐漸形成了獨立的航空攝影測量學體系，此后，遙感技術飛速發(fā)展，彩色攝影、紅外攝影、雷達技術、多光譜攝影被應用到航空攝影中，并出現(xiàn)了判讀成圖設備。1957年，前蘇聯(lián)發(fā)射了人類第一顆人造地球衛(wèi)星，標志著遙感新時代的開始。此后宇宙飛船的出現(xiàn)，為航天遙感的發(fā)展和廣泛應用開創(chuàng)了局面。

二、遙感原理及遙感系統(tǒng)組成

我們知道，任何物體都具有光譜特性，即都具有不同的吸收、反射、輻射光譜的性能。而光的實質(zhì)是一種電磁振動。物體的電磁波按波長由短至長可分為r-射線、x-射線、紫外線、可見光、紅外線、微波和無線電波。電磁波的波長越短，其穿透力越強。遙感技術就是根據(jù)這些光波對物體作出判斷。通過對不同物體的波譜特征進行分析，就可以作出判斷。譬如可見光的綠光段可用來探測地下水、巖石和土壤的特性；紅光波段探測植物生長、變化及水污染等，紅外波段探測土地、礦產(chǎn)及資源，而微波波段可用來探測氣象云層、海底魚群等。

遙感技術由遙感器、遙感平臺、信息傳輸設備、接收裝置及圖像處理設備組成。遙感器也稱傳感器，是遙感系統(tǒng)中的重要設備，可以是照相機、多光譜掃描儀、微波輻射計或合成孔徑雷達等。遙感平臺即搭載傳感器的運載工具，有高空氣球、飛機、火箭、人造衛(wèi)星、宇宙飛船等。傳感器接收的數(shù)字和圖像信息，以膠片、圖像、數(shù)字磁帶等方式記錄下來，通過信息傳輸設備校正、變換、分解、組合等處理過程，提供給用戶分析、判讀，為資源勘查、環(huán)境監(jiān)測、國土測繪、軍事偵察服務。

三、遙感技術的特點

遙感平臺居高臨下，其獲取的遙感資料比在地面獲取的圖像資料豐富得多，且不受地形地物的阻隔影響，探測范圍大，綜合性好，宏觀性強，為更全面的研究提供了便利。

遙感是現(xiàn)代信息技術的產(chǎn)物，不僅能獲得觀測目標可見光波段的信息，還可獲得紫外線、紅外線、微波等波段的信息，擴大了觀測范圍和觀測領域，加深了對觀測物的認知。

遙感為瞬時成像。可獲得同一時間大區(qū)域的景觀實物，具極強的現(xiàn)實性，且可通過不同時段的資料進行比對、分析，研究其動態(tài)變化規(guī)律。

四、遙感技術的應用

一）、資源調(diào)查?，F(xiàn)代遙感技術廣泛用于農(nóng)林產(chǎn)業(yè)，如土地資源調(diào)查、土地利用現(xiàn)狀調(diào)查、農(nóng)林病蟲害、土壤干旱沙化調(diào)查及監(jiān)測，農(nóng)作物長勢監(jiān)測與產(chǎn)量估測、森林資源清查等，以及地質(zhì)及礦產(chǎn)資源調(diào)查，如陸地水資源調(diào)查、海洋資源調(diào)查、礦產(chǎn)開采監(jiān)測及資源調(diào)查、工程地質(zhì)、地震地質(zhì)、災害地質(zhì)調(diào)查。遙感技術還用于水文資源的調(diào)查，如河流流域規(guī)劃、水土流失調(diào)查、冰雪監(jiān)測、淺海地形調(diào)查等。在人類足跡難以到達的荒涼地區(qū)，遙感技術乃是諸類調(diào)查的唯一有效手段。

二）、環(huán)境與災害監(jiān)測。現(xiàn)代遙感的瞬時成像技術，提供信息快速及時，現(xiàn)實性好且真實客觀、形象，被廣泛用于大氣污染、水體污染、土壤污染、海洋污染的監(jiān)測，可實時了解污染源位置、污染物性質(zhì)及動態(tài)變化，污染對環(huán)境的影響，為污染的防護及疏導提供了基礎。

氣象衛(wèi)星獲取的遙感資料為大氣監(jiān)測與預報提供了可靠資料，專家們可以通過這些資料對近期的天文和大氣進行預報，為旱情、洪水、滑坡、泥石流、病蟲害的準確預報提供資料，以達到減災滅災的目的?，F(xiàn)代遙感技術能準確確定森林火災火源位置、范圍，為火災監(jiān)測、控制火勢、撲滅火災發(fā)揮重要作用。

三）、區(qū)域分析及建設規(guī)劃?，F(xiàn)代遙感技術可提供城市土地利用、城市環(huán)境監(jiān)測、城鎮(zhèn)建設布局、城市道路交通、城市綠化及生態(tài)諸方面的信息，為城市規(guī)劃及決策服務。

四）、歷史考古調(diào)查。近年來歷史學家利用遙感技術在野外考古中發(fā)現(xiàn)許多歷史遺跡，取得顯著成果。

五）、現(xiàn)代遙感技術廣泛用于軍事。遙感技術最初應用于軍事，而現(xiàn)代遙感技術的發(fā)展也得利于軍事應用。目前圍繞地球運行的衛(wèi)星多與軍事有關?，F(xiàn)代遙感技術已成為獲取軍事情報的重要手段，更重要的是用于戰(zhàn)爭目標的定位與識別、地形分析與制圖、作戰(zhàn)任務規(guī)劃與指揮控制、導彈預警、武器制導。遙感與軍事地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)結合，在軍事信息保障與指揮決策中發(fā)揮著重要作用。

五、我國遙感技術的發(fā)展狀況

相對于俄美等發(fā)達國家，我國的遙感技術起步相對較晚。上世紀二十年代，我國個別城市開始航空攝影，但系統(tǒng)的航空攝影從五十年代才開始，應用于地圖繪制與更新、鐵路、地質(zhì)的勘測、調(diào)查與制圖等方面。七十年代后，開始用航空平臺進行各種新型傳感器試驗和系統(tǒng)集成試驗，成功研制了機載地物光譜儀、多光譜掃描儀、紅外掃描相機、成像光譜儀、真實孔徑和合成孔徑側視雷達、微波輻射計、激光高度計等傳感器。1970年我國成功發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星，標志著我國從空間觀測地球和探索宇宙奧秘進入新紀元。此后，我國相繼發(fā)射了數(shù)十顆不同類型的地球衛(wèi)星，形成了四個衛(wèi)星系列：返回式遙感衛(wèi)星系列、通信廣播衛(wèi)星系列、氣象衛(wèi)星系列和科學探測與技術試驗衛(wèi)星系列。這些衛(wèi)星的發(fā)射，使我國的遙感技術進入世界先進水平行列。1986年我國建成遙感衛(wèi)星地面站，可接收多國遙感衛(wèi)星的數(shù)據(jù)。