遙 文

專家論壇

現(xiàn)代遙感技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)與展望

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遙感技術(shù)正在進(jìn)入一個(gè)能夠快速準(zhǔn)確地提供多種對(duì)地觀測(cè)海量數(shù)據(jù)及應(yīng)用研究的新階段，它在近一二十年內(nèi)得到了飛速發(fā)展，目前又將達(dá)到一個(gè)新的高潮。這種發(fā)展主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(一) 多分辨率多遙感平臺(tái)并存，空間分辨率、時(shí)間分辨率及光譜分辨率普遍提高

目前，國(guó)際上已擁有十幾種不同用途的地球觀測(cè)衛(wèi)星系統(tǒng)，并擁有全色0.8—5m，多光譜3.3—30 m的多種空間分辨率。遙感平臺(tái)和傳感器已從過去的單一型向多樣化發(fā)展，并能在不同平臺(tái)上獲得不同空間分辨率、時(shí)間分辨率和光譜分辨率的遙感影像。民用遙感影像的空間分辨率達(dá)到米級(jí)，光譜分辨率達(dá)到納米級(jí)，波段數(shù)已增加到數(shù)十甚至數(shù)百個(gè)，回歸周期達(dá)到幾天甚至十幾個(gè)小時(shí)。例如，美國(guó)的商業(yè)衛(wèi)星ORBVIEW可獲取1m空間分辨率的圖像，通過任意方向旋轉(zhuǎn)可獲得同軌和異軌的高分辨率立體圖像；美國(guó)EOS衛(wèi)星上的MO—DIS—N傳感器具有35個(gè)波段；美國(guó)NOAA的一顆衛(wèi)星每天可對(duì)地面同一地區(qū)進(jìn)行兩次觀測(cè)。隨著遙感應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ω叻直媛蔬b感數(shù)據(jù)需求的增加及高新技術(shù)本身發(fā)展的可能性，各類遙感分辨率的提高成為普遍發(fā)展趨勢(shì)。

(二) 新型傳感器不斷涌現(xiàn)，微波遙感、高光譜遙感迅速發(fā)展

遙感在短短不到40年的時(shí)間里，無論在理論、技術(shù)和應(yīng)用方面均得到了迅猛發(fā)展。20世紀(jì)的后半葉，不斷研制出新型傳感器，未來諸多領(lǐng)域傾向于合成孔徑雷達(dá)、成像光譜儀的廣泛應(yīng)用。 微波遙感技術(shù)是近十幾年發(fā)展起來的具有美好應(yīng)用前景的主動(dòng)式探測(cè)方法。微波具有穿透性強(qiáng)、不受天氣影響的特性，可全天時(shí)、全天候工作。微波遙感采用多極化、多波段及多工作模式，形成多級(jí)分辨率影像序列，以提供從粗到細(xì)的對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)源。成像雷達(dá)、激光雷達(dá)等的發(fā)展，愈來愈引起人們的關(guān)注。例如，美國(guó)實(shí)施的航天飛機(jī)雷達(dá)地形測(cè)繪使命即采用雷達(dá)干涉測(cè)量技術(shù)，在一架航天飛機(jī)上安裝了兩個(gè)雷達(dá)天線，對(duì)同一地區(qū)一次獲取兩幅圖像，然后通過影像精匹配、相位差解算、高程計(jì)算等步驟得到被觀測(cè)地區(qū)的高程數(shù)據(jù)。

高光譜遙感的出現(xiàn)和發(fā)展是遙感技術(shù)的一場(chǎng)革命。它使本來在寬波段遙感中不可探測(cè)的物質(zhì)，在高光譜遙感中能被探測(cè)。高光譜遙感的發(fā)展，從研制第一代航空成像光譜儀算起已有20多年的歷史，并受到世界各國(guó)遙感科學(xué)家的普遍關(guān)注。但長(zhǎng)期以來高光譜遙感一直處在以航空為基礎(chǔ)的研究發(fā)展階段，且主要集中在一些技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家，對(duì)其數(shù)據(jù)的研究和應(yīng)用還十分有限。近年來情況出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)，1999年末第一臺(tái)中分辨率成像光譜儀(MODIS)隨美國(guó)EOS AM—1平臺(tái)進(jìn)入軌道，“新千年計(jì)劃”第一星EO—1攜帶兩種高光譜儀隨后進(jìn)入了太空。此外，歐空局的中分辨率成像光譜儀(MERIS)、日本ADEOS—2衛(wèi)星的全球成像儀(GLI)以及美國(guó)軌道圖像公司的軌道觀察者4號(hào)(ORB—VIEW—4)均相繼升空。一個(gè)高光譜群星燦爛的局面將展現(xiàn)在我們面前，對(duì)它的深入研究正處在突破的前夕。

(三) 遙感的綜合應(yīng)用不斷深化

目前，遙感技術(shù)正經(jīng)歷著一場(chǎng)質(zhì)的變化，綜合應(yīng)用的深度和廣度不斷擴(kuò)展，表現(xiàn)為從單一信息源分析向包含非遙感數(shù)據(jù)的多源信息的復(fù)合分析方向發(fā)展；從定性判讀向信息系統(tǒng)應(yīng)用模型及專家系統(tǒng)支持下的定量分析發(fā)展；從靜態(tài)研究向多時(shí)相的動(dòng)態(tài)研究發(fā)展。地理信息系統(tǒng)為遙感提供了各種有用的輔助信息和分析手段，提高遙感信息的識(shí)別精度。另外，通過遙感的定量分析，從區(qū)域?qū)ｎ}研究向全球綜合研究發(fā)展，實(shí)現(xiàn)從室內(nèi)的近景攝影測(cè)量到大范圍的陸地、海洋信息的采集乃至全球范圍內(nèi)的環(huán)境變化監(jiān)測(cè)。多時(shí)相遙感的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，獲取我國(guó)當(dāng)前城市化過程、耕地面積減少和生態(tài)環(huán)境變化的基本資料。與此同時(shí)，國(guó)際上相繼推出了一批高水平的遙感圖像處理商業(yè)軟件包，用以實(shí)現(xiàn)遙感的上述綜合應(yīng)用。其主要功能包括影像幾何糾正與輻射校正、影像處理與分析、遙感制圖、地理信息分析、可視化空間建模等。

(四) 商業(yè)遙感時(shí)代的到來

隨著衛(wèi)星遙感的興起，計(jì)算機(jī)與通訊技術(shù)的進(jìn)步以及冷戰(zhàn)時(shí)期軍事情報(bào)部門的需要，數(shù)字成像技術(shù)有了極大的提高。世界各主要航天大國(guó)相繼研制出各種以對(duì)地觀測(cè)為目的的遙感衛(wèi)星，并逐步向商用化轉(zhuǎn)移。因此，國(guó)際上商業(yè)遙感衛(wèi)星系統(tǒng)得到了迅速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)界特別是私營(yíng)企業(yè)直接參與或獨(dú)立進(jìn)行遙感衛(wèi)星的研制、發(fā)射和運(yùn)行，甚至提供端對(duì)端的服務(wù)，也是目前遙感發(fā)展的一大趨勢(shì)。