遥感应用新领域及发展趋势

遥感应用新领域及发展趋势

摘要遥感(Remote Sensing)是一门综合性探测技术,在农业、林业、渔业、环境监测等领域广泛应用。简要介绍遥感的基本理论,讨论遥感在新领域中的应用,分析其发展趋势。

关键词遥感;RS;新领域;发展趋势

遥感是指非接触的,远距离的探测技术。一般指运用传感器、遥感器对物体的电磁波的辐射、反射特性的探测,并根据其特性对物体的性质、特征和状态进行分析的理论、方法和应用的科学技术,具有先进性、综合性和实用性。经过几十年的迅速发展,它已经广泛地应用于农业、林业、渔业、地理水文、气象、环境监测等领域。目前,遥感在许多新领域,如考古、军事等,都发挥着重要作用。随着空间技术发展以及和其他技术的相互渗透,遥感技术应用将会越来越广泛,具有广阔的前景。

1遥感简介

1.1遥感简史

遥感技术的兴起可追溯到19世纪初,1839年人类获得了第一张像片。1858年法国人首次乘气球在巴黎上空进行了空中摄影试验。1903年发明飞机后,航空摄影逐步发展起来。1957年人造卫星上天,人们又把遥感器装载到卫星上,使遥感技术的发展进入一个崭新的阶段。随着航天技术的不断发展,特别是遥感器性能和信息处理技术水平的显著提高,使遥感技术迅速发展成为一种综合性探测技术。

1.2遥感技术特点

1)可获取大范围数据资料。遥感用航摄飞机飞行高度为10km左右,陆地卫星的卫星轨道高度达910km左右,从而,可及时获取大范围的信息。例如,一张陆地卫星图像,其覆盖面积可达3万多平方公里。这种展示宏观景象的图像,对地球资源和环境分析极为重要。

2)获取信息的速度快,周期短。由于卫星围绕地球运转,从而能及时获取所经地区的各种自然现象的最新资料,以便更新原有资料,或根据新旧资料变化进行动态监测,这是人工实地测量和航空摄影测量无法比拟的。例如,陆地卫星4、5,每16天可覆盖地球一遍,NOAA气象卫星每天能收到两次图像。Meteosat每30分钟获得同一地区的图像。

3)获取信息受条件限制少。在地球上有很多地方,自然条件极为恶劣,人类难以到达,如沙漠、沼泽、高山峻岭等。采用不受地面条件限制的遥感技术,特别是航天遥感可方便及时地获取各种宝贵资料。

4)获取的数据具有综合性。遥感探测所获取的是同一时段、覆盖大范围地区的遥感数据,这些数据综合地展现了地球上许多自然与人文现象,宏观地反映了地球上各种事物的形态与分布,真实地体现了地质、地貌、土壤、植被、水文、人工构筑物等地物的特征,全面地揭示了地理事物之间的关联性。并且这些数据在时间上具有相同的现势性。

2遥感应用新领域

2.1遥感考古

遥感考古是一门体现遥感技术与传统考古学相互渗透、交叉和融合的新技术,能够快速、准确、全面地探明地上以及地下遗址的分布状况,因此遥感考古越来越受到考古工作者的重视,并逐渐成为进行考古研究的重要手段。

遥感考古,是通过传感器探测和接收来自地表及地表以下考古遗迹的信息,经过信息的传输及处理分析,识别地物的属性和分布等特征。人类在过去的生产、生活中改变地表自然状态后形成的古代遗迹虽然随着时光的流逝而荒废,但由于这些遗迹为人工建成,与周围未经人工扰动的自然环境存在差异。这些差异能够通过地表水分条件、植被生长状况、土地利用方式等以不同方式表现出来,遥感影像则能够通过不同波段、不同尺度记录和反映这些异常,为考古提供了判读分析依据。

在遥感影像上,可以通过目标物的形状、大小、色调和图形等要素直接勾绘出遗址的整体形状及其分布特征。还能够根据一些遗留的护城河遗址,进行水域条件的变化分析,反演古代人类的生活环境。对于地表难以直接判读的古遗址,可以通过间接标志进行判读分析,这些标志主要有土壤标志、植物标志、地质地貌标志等。

2.2公共卫生领域遥感应用

近年来,对公共卫生领域进行遥感分析得到了遥感研究人员的重视,并成为遥感一个新的热门研究方向。

例如,血吸虫病流行全球,是一种严重危害人类健康的一种寄生虫。刘臻等总结了遥感监测血吸虫病流行要素的方法,通过分析血吸虫病流行的自然环境要素和人文社会要素,发现自然环境要素既包括钉螺生长的自然条件,也包括血吸虫病流行与传播中各个环节所依赖的自然环境因素,主要有气候、土壤类型、植被类型和其他土地利用与覆盖信息等;而人文社会要素很多方面可以通过人类作用于环境的结果以及人类活动密切相关的土地利用信息来反映,主要包括居民点的分布、人造沟渠的分布、农作物类型的空间分布等,所以这些要素除了气候和土壤外,主要为了土地利用与覆盖类型的信息,因此遥感成为监测血吸虫病流行要素的重要手段。可以看出,遥感技术能够监测流行病和疾病等发生扩散的地理环境因子,辅助分析其规律,建立预测与控制模型。

2.3军事遥感技术

军事遥感技术是一项不直接与目标物接触而远距离感知其性质和状态的新兴探测技术。它主要是利用物体能辐射、反射或发射电磁波的特性,通过可见光、红外、多光谱、微波和声波等遥感器,从高空或远距离感受来自目标物的电磁波信息,经光学、电子技术处理成为图像或数据,以揭示目标的性质和状态,从中获取信息,用来进行军事侦察、导弹预警、武器制导等。

现代军事遥感侦察广泛应用遥感技术,特别是航天遥感技术。这种卫星还装有毫米波辐射仪和红外扫描仪。美、苏两国的军事情报多数是用航天遥感技术获取的。到20世纪80年代中期,世界有关国家共发射3000多颗人造卫星,通过截获舰艇的雷达、通信和其他电子设备发出的信息,其中70%以上的直接或间接为军事侦察服务。装载有各种遥感器的侦察卫星,能对地球环境进行连续不断地侦察和监视。从侦察卫星所获取的照片上,能清晰地看出机场跑道、滑行中的飞机和导弹发射架等军事设施,能区分出坦克和车辆的类型。

采用航天遥感技术进行军事侦察,具有侦察范围广、不受地理条件限制、发现目标快等特点,主要用于军事侦察、导弹预警、海洋监视、军事测绘和武器制导等领域。随着遥感技术的进一步发展,它在军事上的应用必将愈益广泛。

3遥感发展趋势

目前,遥感分析正从单一遥感资料分析,向多时相、多数据源的信息复合与综合分析过滤;从资源环境静态分布研究,向动态过程监测过渡;从动态监测,向预测、预报过渡。可以预见,遥感技术必将获得更快的发展,应用领域更加扩大。微波遥感技术将进一步提高,星载遥感器的地面分辨率和光谱分辨率将大大提高,与其他技术将结合的更紧密,在各领域中发挥出更大的作用。

4总结

通过以上简要的介绍,我们了解了遥感的简史和基本原理,知道了其应用领域的广泛性。我们有理由相信,随着今后遥感在空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率等方面的提高和改进,其应用将越来越广泛。

参考文献

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