第一篇：無(wú)線電海洋遙感技術(shù)（本站推薦）

聽講座《無(wú)線電海洋遙感技術(shù)》心得

講座開始后，陳澤宗教授從海洋生態(tài)環(huán)境、無(wú)線電海洋觀測(cè)原理、雷達(dá)監(jiān)測(cè)技術(shù)及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)等方面進(jìn)行了講解。陳教授以自身經(jīng)歷出發(fā)，講述了我國(guó)海洋地理環(huán)境以及自己去沿海及島嶼的親身感受。陳教授以海浪災(zāi)害給我國(guó)造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失，說(shuō)明了海洋觀測(cè)的重要性；在無(wú)線電觀測(cè)的講解上，陳教授提及不同現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備的造價(jià)及原理，分析了國(guó)內(nèi)外不同產(chǎn)品的優(yōu)劣，進(jìn)而提出采用遠(yuǎn)程無(wú)線電海洋觀測(cè)的必要意義。陳教授從1987年開始研究高頻地波雷達(dá)，陳教授先后3次承擔(dān)國(guó)家863計(jì)劃課題，研制出了一代又一代的雷達(dá)產(chǎn)品。他表示，未來(lái)的海洋觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)將更為全面，覆蓋岸邊、近海、大洋、極地，實(shí)現(xiàn)從海面到海底的立體觀測(cè)，也將形成由簡(jiǎn)單要素到多要素綜合的集成觀測(cè)。

海洋覆蓋著地球面積的71%，容納了全球97%的水量，為人類提供了豐富的資源和廣闊的活動(dòng)空間。隨著人口的增長(zhǎng)和陸地非再生資源的大量消耗，開發(fā)利用海洋對(duì)人類生存與發(fā)展的意義日顯重要。所以，必須利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，全面而深入地認(rèn)識(shí)和了解海洋，指導(dǎo)人們科學(xué)合理地開發(fā)海洋。在種種情況下，遙感技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

海洋遙感技術(shù)，主要包括以光、電等信息載體和以聲波為信息載體的兩大遙感技術(shù)。海洋聲學(xué)遙感技術(shù)是探測(cè)海洋的一種十分有效的手段。利用聲學(xué)遙感技術(shù)，可以探測(cè)海底地形、進(jìn)行海洋動(dòng)力現(xiàn)象的觀測(cè)、進(jìn)行海底地層剖面探測(cè)，以及為潛水器提供導(dǎo)航、避碰、海底輪廓跟蹤的信息。海洋遙感技術(shù)是海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要手段。衛(wèi)星遙感技術(shù)的突飛猛進(jìn)，為人類提供了從空間觀測(cè)大規(guī)模海洋現(xiàn)象的可能性。目前，美國(guó)、日本、俄羅斯、中國(guó)等國(guó)已發(fā)射了10多顆專用海洋衛(wèi)星，為海洋遙感技術(shù)提供了堅(jiān)實(shí)的支撐平臺(tái)。海洋導(dǎo)航技術(shù)，主要包括無(wú)線電導(dǎo)航定位、慣性導(dǎo)航、衛(wèi)星導(dǎo)航、水聲定位和綜合導(dǎo)航等。其中，無(wú)線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，包括近程高精度定位系統(tǒng)和中遠(yuǎn)程導(dǎo)航定位系統(tǒng)。最早的無(wú)線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)是20世紀(jì)初發(fā)明的無(wú)線電測(cè)向系統(tǒng)。20世紀(jì)40年代起，人們研制了一系列雙曲線無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)，如美國(guó)的“羅蘭”和“歐米加”，英國(guó)的“臺(tái)卡”等。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮膶?dǎo)航系統(tǒng)。1964年，美國(guó)退出了世界上第一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)——海洋衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，又稱子午儀衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，開辟了衛(wèi)星導(dǎo)航的新紀(jì)元。

遙感技術(shù)是充分利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)和信息資源的最佳途徑,是實(shí)現(xiàn)海洋資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)和重要手段,在全球變化、資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)中起著其它技術(shù)無(wú)法替代的作用。同時(shí)在維護(hù)海洋資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的過(guò)程中將極大地促進(jìn)信息科學(xué)技術(shù)、空間科學(xué)技術(shù)、環(huán)境科學(xué)技術(shù)和地球科學(xué)的發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,海洋遙感衛(wèi)星相繼升空,海洋探測(cè)技術(shù)越來(lái)越先進(jìn),水下地形測(cè)量、重力測(cè)量?jī)x器不斷更新?lián)Q代,為海洋基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取提供了保障。

第二篇：遙感技術(shù)

遙感技術(shù)在地球資源方面的應(yīng)用

姓名：王大偉

班級(jí)：資工

學(xué)號(hào)：

序號(hào)：10709 200701846 46

遙感技術(shù)在地球資源方面的應(yīng)用

一、對(duì)地球觀測(cè)技術(shù)發(fā)展的簡(jiǎn)要?dú)v程

對(duì)地觀測(cè)，即對(duì)地球觀測(cè)（earth observing）。它作為一個(gè)專有名詞，起源於八十年代中期美國(guó)空間站對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)（EOS）。對(duì)地觀測(cè)技術(shù)是現(xiàn)代遙感技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志，它可追溯到六十年代的初期，剛剛出現(xiàn)人造地球衛(wèi)星。當(dāng)時(shí)一般都將它稱為地球資源和環(huán)境的遙感技術(shù)。遙感（Remote Sensing）這個(gè)詞最早出自於1960年。當(dāng)時(shí)，美國(guó)海軍科研局一位官員把一項(xiàng)研究照相判讀技術(shù)的計(jì)劃稱為“遙感”計(jì)劃。后來(lái)，經(jīng)過(guò)一系列相關(guān)專業(yè)研討會(huì)的確認(rèn)，才得以傳播開來(lái)。

六十年代的空間實(shí)驗(yàn)

六十年代，衛(wèi)星出現(xiàn)不久，發(fā)展應(yīng)用衛(wèi)星的有效載荷技術(shù)，完全處?kù)对囼?yàn)和摸索階段。作為空間遙感衛(wèi)星試驗(yàn)的前奏，應(yīng)當(dāng)特別提及飛機(jī)遙感技術(shù)的發(fā)展。世界許多國(guó)家都是首先開展大規(guī)模的機(jī)載對(duì)地觀測(cè)技術(shù)的飛行試驗(yàn)活動(dòng)，其“領(lǐng)頭羊”是美國(guó)。美國(guó)在早期發(fā)展衛(wèi)星遙感技術(shù)和應(yīng)用，首先進(jìn)行大量的飛機(jī)試驗(yàn)活動(dòng)。為了獲得衛(wèi)星遙感儀技術(shù)的每一知識(shí)，幾乎都是首先開展在飛機(jī)上的試驗(yàn)和驗(yàn)證。特別是為準(zhǔn)備發(fā)射地球資源遙感衛(wèi)星，本世紀(jì)六十年代末期，美國(guó)宇航局（NASA）在全美國(guó)展開了有史以來(lái)規(guī)模最大的機(jī)載飛行實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。歷時(shí)三年。他們動(dòng)用了當(dāng)時(shí)能夠提供的所有遙感儀器。包括微波雷達(dá)、紅外掃描儀、和各種照相機(jī)設(shè)備。開辟了近400個(gè)試驗(yàn)場(chǎng)和典型地物場(chǎng)地。實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的范圍極其廣泛，包括農(nóng)、林、地質(zhì)、地理、水文、海洋、城市、工程等一大批應(yīng)用。從此以后，至今還沒(méi)有那次試驗(yàn)在規(guī)模上超過(guò)它。通過(guò)這次活動(dòng)，人們不僅認(rèn)識(shí)了各種遙感儀技術(shù)的作用和潛力，而且還初步學(xué)會(huì)如何開展應(yīng)用遙感的具體方法。這是人類對(duì)遙感技術(shù)及應(yīng)用的第一次、比較系統(tǒng)的實(shí)踐。這次活動(dòng)結(jié)束后二年，美國(guó)地球資源技術(shù)衛(wèi)星（ERTS）發(fā)射成功。從此在全世界掀起了空間遙感應(yīng)用的熱潮。現(xiàn)在，回過(guò)頭來(lái)再審視一下這次實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，會(huì)深刻體會(huì)到機(jī)載遙感飛行試驗(yàn)在整個(gè)空間對(duì)地觀測(cè)技術(shù)發(fā)展中的重要作用。

1、氣象衛(wèi)星

早在人造衛(wèi)星發(fā)射之前，世界各國(guó)就開始開展衛(wèi)星遙感應(yīng)用的技術(shù)準(zhǔn)備。即衛(wèi)星有效載荷對(duì)地觀測(cè)儀器技術(shù)的探索和研究工作。衛(wèi)星在圍繞地球飛行過(guò)程中，能夠在短時(shí)間內(nèi)覆蓋觀測(cè)全地球。它特別符合氣象觀測(cè)的需求，因此，衛(wèi)星一出現(xiàn)便受到氣象工作者的重視。當(dāng)時(shí)的問(wèn)題是采用什么樣的遙感儀器，能夠在衛(wèi)星飛行中攝取的地面圖像并即時(shí)將其送回地面。在當(dāng)時(shí)的傳感技術(shù)中只有電視攝像機(jī)滿足這一要求。1960年4月1日美國(guó)發(fā)射第一顆氣象衛(wèi)星泰羅斯（TIROS）衛(wèi)星，全稱為電視和紅外觀察衛(wèi)星。星上電視攝像機(jī)首次送回地球大氣清晰的可見光云圖，具有氣象價(jià)值。§1.1.2 地球資源衛(wèi)星

早在六十年代初期，美國(guó)就醞釀利用空間技術(shù)勘察地球的資源。隨即制訂了“地球資源勘察”計(jì)劃。包括發(fā)射資源衛(wèi)星和天空實(shí)驗(yàn)室飛船，以及飛機(jī)計(jì)劃。經(jīng)過(guò)七年的論證和研制等準(zhǔn)備工作，於1972年7月成功地發(fā)射第一顆實(shí)驗(yàn)型“地球資源技術(shù)衛(wèi)星”（ERTS）。在這顆衛(wèi)星上，安裝有二種攝取地面圖像的遙感儀器：三臺(tái)返束光導(dǎo)攝像管（RBV）和多光譜掃描儀（MSS）。它們工作在可見光和近紅外光譜區(qū)域。RBV有三個(gè)波段，地面分辨率100m。MSS包括四個(gè)波段: MSS1（0.5~0.6）μm，MSS2(0.6~0.7)μm，MSS3(0.7~0.8)μm，MSS4(0.8~1.1)μm。分辨率79m。在當(dāng)時(shí)，電視攝像機(jī)已在氣象衛(wèi)星上試驗(yàn)成功。為提高分

辨率，請(qǐng)著名的美無(wú)線電公司（RCA）專門研制高分辨率電視攝像管，返束光導(dǎo)攝像管。掃描線達(dá)4500條。多光譜掃描儀（MSS）是一種利用行掃描原理的高分辨率光學(xué)-機(jī)械掃描成像系統(tǒng)。在掃描儀的焦平面上，利用分光元件和光電探測(cè)器相配合，在可見光和近紅外光譜范圍的四個(gè)狹窄波段攝取地面圖像。光譜分辨率△λ＝0.1μm。從總體說(shuō)來(lái)，ERTS-1的首次實(shí)驗(yàn)是成功的。雖然RBV在太空運(yùn)行很短時(shí)間就因高壓電源故障而停止，但是MSS獲取的圖像卻得到了意想不到的成功。

ERTS-1原訂壽命一年，MSS實(shí)際工作5.5年。它攝取了3.3萬(wàn)個(gè)地面景物，提供約150萬(wàn)張圖像。這種包含（185×185）Km2地面的多光譜圖像，初步分析便得到了在當(dāng)時(shí)非常驚人的結(jié)果。當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，加拿大西部有鎳礦、巴基斯坦可能有銅礦、看到了紐約海港的污染情況，斷定了農(nóng)作物的長(zhǎng)勢(shì)、與現(xiàn)有地圖相比較發(fā)現(xiàn)一批錯(cuò)誤和遺漏...。這些意想不到的結(jié)果引起了世界各國(guó)的普遍重視。這種衛(wèi)星的多光譜圖像迅速在世界范圍擴(kuò)散。隨即掀起了世界性的地球資源與環(huán)境空間遙感應(yīng)用的熱潮。

從對(duì)地觀測(cè)技術(shù)發(fā)展的角度來(lái)審視應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展歷史，六十年代的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)是有成效的。通過(guò)氣象和資源兩類應(yīng)用衛(wèi)星的實(shí)踐過(guò)程，建立了初步滿足實(shí)用化要求的信息獲取技術(shù)。利用光電探測(cè)和光-機(jī)掃描成像原理的光電遙感儀器技術(shù)，被確定為實(shí)用化衛(wèi)星有效載荷技術(shù)，推動(dòng)了對(duì)地觀測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用的整體發(fā)展。事實(shí)證明，這是一條正確的技術(shù)路線。

2.海洋遙感衛(wèi)星

美國(guó)的海洋衛(wèi)星（SeaSat）是從七十年代初期開始論證和研制的。這是第一顆專門用於海洋遙感的實(shí)驗(yàn)性空間飛船。1978年7月26日發(fā)射成功。由於星上電源故障，該星僅工作160天便停止工作。盡管如此，它還是完成了預(yù)定的海洋遙感實(shí)驗(yàn)。這顆衛(wèi)星裝載了在當(dāng)時(shí)技術(shù)條件下能夠研制出來(lái)的所有海洋遙感儀器。包括：雷達(dá)測(cè)高儀（ALT）、散射計(jì)、合成孔徑雷達(dá)（SAR）、多通道微波輻射計(jì)、可見光和紅外輻射計(jì)等。它們收集地球海面和包括風(fēng)、浪、溫度、海水、形貌等大批信息。同時(shí)也對(duì)最新研制的各種遙感儀技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和評(píng)價(jià)。

從海洋衛(wèi)星（Seasat）以后的海洋遙感衛(wèi)星看，第一顆衛(wèi)星的實(shí)驗(yàn)是成功的，它基本上達(dá)到了既定目標(biāo)。雷達(dá)高度計(jì)、散射計(jì)和輻射計(jì)等儀器的實(shí)驗(yàn)均轉(zhuǎn)入實(shí)用化階段，它們后來(lái)都成為海洋遙感的基本工具。此后，美國(guó)海軍的海洋遙感系統(tǒng)（NROSS）、美國(guó)宇航局和法國(guó)合作的海貌衛(wèi)星（Topex/Poseidon）,日本的海洋觀測(cè)衛(wèi)星（MOS-1）以及歐空局的遙感衛(wèi)星（ERS-1）等，都是后續(xù)的海洋遙感衛(wèi)星，實(shí)用化的具體計(jì)劃。

從遙感技術(shù)發(fā)展過(guò)程看，海洋衛(wèi)星上首次裝載的合成孔徑雷達(dá)（SAR）實(shí)現(xiàn)太空飛行，這是一件有意義的事情。眾所周知，早在五十年代初期，為軍事偵察需要發(fā)明了真實(shí)孔徑側(cè)視成像雷達(dá)。微波輻射的穿透和全天候特性，吸引許多人繼續(xù)從事研制高分辨率成像雷達(dá)的工作。結(jié)果，合成孔徑雷達(dá)（SAR）的概念誕生。到六十年代，機(jī)載SAR的飛行，圖像分辨率可達(dá)到15m的水平。七十年代初期，空間遙感技術(shù)發(fā)展引起世界性轟動(dòng)，但技術(shù)界人士都非常明白，這完全是因?yàn)楣怆娺b感技術(shù)的成功。因此，把高分辨率成像雷達(dá)搬到衛(wèi)星上去，是技術(shù)專家和遙感用戶共同的迫切愿望。海洋衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)了SAR的空間首次飛行，得到分辨率為25m的地面雷達(dá)圖像，據(jù)說(shuō)曾引起了很大的轟動(dòng)和反響。可想而知，在當(dāng)時(shí)，這種全天候圖像在軍事上的意義是很大的。此后，日本、歐洲、俄國(guó)、中國(guó)和加拿大等國(guó)都全力投入空間SAR技術(shù)研究工作，并研制SAR衛(wèi)星。

二、全新一代對(duì)地觀測(cè)技術(shù)

從世界范圍看，對(duì)地觀測(cè)技術(shù)到八十年代中期，在大氣、陸地、海洋三大應(yīng)用領(lǐng)域基本上完成了應(yīng)用遙感技術(shù)的初步研究工作。此后各國(guó)便加緊向著實(shí)用化空間遙感技術(shù)發(fā)展。此時(shí)此刻，人們自然要問(wèn)，人類對(duì)地球的觀測(cè)的研究活動(dòng)下一步的總體目標(biāo)是什么。為此，還要發(fā)展哪些高級(jí)的對(duì)地觀測(cè)技術(shù)。

人類應(yīng)當(dāng)對(duì)于自己居住的星球有一個(gè)全面而深刻的了解。掌握地球科學(xué)的知識(shí)，這是人類追求最高目標(biāo)的基本條件。也是全世界每個(gè)國(guó)家和每個(gè)團(tuán)體義不容辭的責(zé)任。衛(wèi)星誕生后所發(fā)展的地球資源和環(huán)境遙感技術(shù)，是人類邁向這一偉大目標(biāo)的第一步。當(dāng)我們看到七十年代空間遙感應(yīng)用的巨大成就，使我們更加深刻地認(rèn)識(shí)到,全面地認(rèn)識(shí)地球體系是非常重要的。確信，現(xiàn)在更加有條件完成這一任務(wù)。

地球是宇宙太陽(yáng)系內(nèi)一個(gè)獨(dú)特的星球。它的表面分布著一大批特定的材料。在它們接收到太陽(yáng)輻射能量之后，實(shí)現(xiàn)著一系列復(fù)雜過(guò)程。地球科學(xué)家始終想知道,地球體系整體是如何運(yùn)行的。地球的表面、內(nèi)部和大氣層等各部分,在整體運(yùn)行過(guò)程中都處?kù)妒裁礌顟B(tài)。產(chǎn)生什么作用。地球上許多過(guò)程是橫跨地球的幾個(gè)部分發(fā)生的。顯然，地球體系各部分之間的相互作用，是該體系整體運(yùn)行的重要內(nèi)容。

因此，有必要建立一個(gè)對(duì)地球整體的觀測(cè)系統(tǒng)。采用一大批敏感儀器，利用所有能夠傳遞信息的媒質(zhì)，獲取有關(guān)地球體系及其各個(gè)組成部分的詳細(xì)數(shù)據(jù)或信息。具體說(shuō)，在更加寬廣的電磁輻射波譜范圍，建立一批新型的信息獲取手段，滿足各學(xué)科和各部門的信息需求。空間站對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)（EOS）

八十年代中期，美國(guó)提出空間站的發(fā)展設(shè)想。專門成立了對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)（EOS）科學(xué)和飛行任務(wù)需求的研究工作小組，他們從理論上提出了地球科學(xué)應(yīng)用的基本任務(wù)。確定了低軌道地球觀測(cè)的基本需求。從地球物理、氣候過(guò)程、生物化學(xué)、和水文等四大學(xué)科，確定六個(gè)方面的觀測(cè)內(nèi)容。詳見表1－1。應(yīng)當(dāng)說(shuō)，這個(gè)總結(jié)是比較全面的。它指導(dǎo)著一個(gè)時(shí)代的相關(guān)技術(shù)發(fā)展。

最初，他們?cè)O(shè)想，建立極軌空間站平臺(tái)，裝載EOS有效載荷。平臺(tái)總重約10噸，峰值功率25KW，數(shù)據(jù)容量500Mpbs。在這種平臺(tái)上，將裝載五組儀器，其中有12種新型對(duì)地觀測(cè)敏感儀器。具體羅列如下：

第一組，地面成像和探測(cè)（SISP）。包括中分辨率成像光譜儀；高分辨率成像光譜儀；高分辨率多頻微波輻射計(jì)；光雷達(dá)大氣探測(cè)和測(cè)高儀。

陸地方面 海洋方面 氣候?qū)W方面

巖體、地殼、地面變遷

冰層（氣候、地貌、植被、地質(zhì)、土壤等）各因素間關(guān)系

速度的長(zhǎng)期變化

表層對(duì)流

重力場(chǎng)和磁場(chǎng)

長(zhǎng)時(shí)間變化現(xiàn)象海洋循環(huán)

海洋與大氣的耦合海冰動(dòng)態(tài)

上部海水

物理和生物過(guò)程

表層水和深水的交換氣象長(zhǎng)期變化模型

太陽(yáng)輻射的變化

氣象變化與海溫海流變化間的關(guān)系

陸地變化對(duì)局部氣候的影響

陸地生物數(shù)據(jù)的作用

氣候預(yù)報(bào)

增加氣候知識(shí)

大氣方面 生物化學(xué)循環(huán) 水文循環(huán)方面

各大氣層的多種關(guān)聯(lián)

上下大氣層的關(guān)聯(lián)

臭氧層的變化

天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度C、N、S、金屬的生化循環(huán)

生物質(zhì)、生產(chǎn)和呼吸的全球分布

沉積物和營(yíng)養(yǎng)物輸運(yùn)

對(duì)流層氣體的輸運(yùn)

酸雨過(guò)程降雨、蒸發(fā)、蒸散、和溶出水的過(guò)程

海和陸冰的作用

植被、土壤和地形之間的相互作用

第二組，主動(dòng)式微波敏感儀（SAM）。包括合成孔徑雷達(dá)（SAR）；雷達(dá)測(cè)高儀；雷達(dá)散射計(jì)。

第三組，大氣物理和化學(xué)監(jiān)視器（APACM）。包括：多普勒光雷達(dá)；上層大氣干涉儀；對(duì)流層成份監(jiān)視器；上層大氣成份監(jiān)視儀；高能粒子監(jiān)視器。

第四組，實(shí)用化溫度和濕度探測(cè)儀。包括：掃描輻射計(jì)，高分辨率紅外探測(cè)儀。

第五組，監(jiān)視儀。監(jiān)視太陽(yáng)、粒子和場(chǎng)、地球輻射收支等。包括：太陽(yáng)紫外光譜輻照度監(jiān)視儀、太陽(yáng)常數(shù)監(jiān)視儀、磁圈粒子和場(chǎng)探測(cè)儀、磁圈流體和場(chǎng)測(cè)量?jī)x、和地球輻射收支儀等。§1.3.2 “行星地球”國(guó)際計(jì)劃

人口增加，加速消耗地球的資源。工業(yè)化競(jìng)爭(zhēng)帶來(lái)環(huán)境惡化。過(guò)度地使用土地、森林面積減少，使沙漠化加速漫延。臭氧層破壞、CO2增加，大氣污染日趨嚴(yán)重。地球的環(huán)境已經(jīng)開始影響世界的農(nóng)業(yè)、能源和人類健康。人類必須面對(duì)這個(gè)涉及到自身生存的嚴(yán)重問(wèn)題，保護(hù)地球環(huán)境。

1989年美國(guó)等24國(guó)提出行星地球計(jì)劃（Mission To Planet Earth，MTPE）。這項(xiàng)空間計(jì)劃的目標(biāo)是：跟蹤地球環(huán)境的變化過(guò)程；記錄自然過(guò)程同植物、動(dòng)物和人類生活等兩者之間的相互作用過(guò)程；記錄大氣、海洋和陸地等三者之間的相互作用過(guò)程。該計(jì)劃的基本任務(wù)是，收集那些在地球環(huán)境方面對(duì)于國(guó)際組織選擇正確方法和國(guó)家決定正確決策起作用的信息。該計(jì)劃將耗資數(shù)百億美元、費(fèi)時(shí)15年、建立由一大批衛(wèi)星或空間飛船組成的對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)。堅(jiān)持長(zhǎng)期觀察和測(cè)量，累積具有論斷能力的數(shù)據(jù)。九十年代初期世界“冷戰(zhàn)”結(jié)束的政治形勢(shì)，更加有利於這一計(jì)劃的實(shí)施。

“行星地球”計(jì)劃的主要內(nèi)容。建立三種空間平臺(tái)，根據(jù)總目標(biāo)確定每種平臺(tái)的衛(wèi)星數(shù)量和星上有效載荷任務(wù)。這樣，從九十年代后期開始，將發(fā)射二十多顆各種衛(wèi)星，它們共同構(gòu)成整個(gè)對(duì)地球觀測(cè)的完整系統(tǒng)。

極軌平臺(tái)是指大型太陽(yáng)同步極軌衛(wèi)星。目前已經(jīng)確定并部分完成的三個(gè)衛(wèi)星系列，即美國(guó)的對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)（EOS-AM，－PM，-Chem-1），歐空局的環(huán)境衛(wèi)星-1（Envisat-1）,以及日本的高級(jí)對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星（ADEOS）。它們均屬於大型遙感平臺(tái)。重量在（3～8）噸范圍，平臺(tái)上安放多種遙感儀。衛(wèi)星由各國(guó)自行組織研制和發(fā)射，有效載荷內(nèi)容協(xié)商確定，數(shù)據(jù)共享。共同建立集成的從空間對(duì)地球體系的觀測(cè)系統(tǒng)。

地球同步軌道平臺(tái)，包括5－6顆靜止軌道衛(wèi)星。分別由美、日、歐等國(guó)負(fù)責(zé)發(fā)射。它們提供整個(gè)地球范圍的連續(xù)的環(huán)境數(shù)據(jù)。在波段上，還將增加微波遙感儀，提供地球表面的溫度和濕度的數(shù)據(jù)。

小型“地球探針”是一批針對(duì)性較強(qiáng)的小衛(wèi)星。例如，測(cè)量臭氣總量的光譜儀（TOMS），將由小火箭作為獨(dú)立小衛(wèi)星發(fā)射。它們專門收集特殊的信息，作為EOS主體的補(bǔ)充。由眾多遙感儀器組成的龐大對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)，所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)數(shù)量也是巨大的。該計(jì)劃將專門建立數(shù)據(jù)和信息系統(tǒng)（例如，EOSDIS）。除了按常規(guī)方法建立數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)據(jù)庫(kù)之外，還將研究巨量數(shù)據(jù)的管理方法、所有權(quán)、及預(yù)訂數(shù)據(jù)等方法。特別，受空間遙感商業(yè)化發(fā)展的影響，EOS 數(shù)據(jù)和信息也有可能走商業(yè)化的發(fā)展道路。

第三篇：遙感技術(shù)

數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)：LE7***40PFS00

產(chǎn)品名稱：L7slc-off

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衛(wèi)星：LANDSAT7

條帶號(hào)：130行編號(hào)：42

行象元數(shù)：1000列象元數(shù)：1100

傳感器：ETM+

接收站標(biāo)識(shí)：PFS

數(shù)據(jù)獲取日期：20110209白天/夜晚：DAY

開始時(shí)間：2011-02-09 03:33:57結(jié)束時(shí)間：2011-02-09 03:34:24平均云量：0

左上云量：0

右上云量：0

左下云量：0

右下云量：0

太陽(yáng)方位角：143.00465393

太陽(yáng)高度角：40.90883636

中心緯度：25.98835 中心經(jīng)度：101.92129

左上點(diǎn)緯度：26.92758 左上點(diǎn)經(jīng)度：101.17262

右上點(diǎn)緯度：26.65255 右上點(diǎn)經(jīng)度：103.06684

左下點(diǎn)緯度：25.31472 左下點(diǎn)經(jīng)度：100.78824

右下點(diǎn)緯度：25.04337 右下點(diǎn)經(jīng)度：102.65691

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第四篇：我國(guó)海洋遙感技術(shù)的歷史及未來(lái)發(fā)展

海洋調(diào)查與觀測(cè)課程考核論文

題目：我國(guó)海洋遙感技術(shù)的歷史及未來(lái)發(fā)展 姓名：

學(xué)號(hào)： 分?jǐn)?shù)：

2010年4月25日

我國(guó)海洋遙感技術(shù)的歷史及未來(lái)發(fā)展

摘 要：1957年10月4日，蘇聯(lián)發(fā)射的世界第一顆人造衛(wèi)星“史撥尼克克1號(hào)”進(jìn)入太空。各類衛(wèi)星技術(shù)紛紛出現(xiàn)，其中海洋遙感技術(shù)自誕生之日起就引起眾多海洋學(xué)家、環(huán)境學(xué)家的高度重視。利用這項(xiàng)技術(shù),人們可以很輕松的取得數(shù)萬(wàn)平方公里的近乎實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)可以對(duì)海洋環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，為解決方案提供數(shù)據(jù)支持。海洋遙感技術(shù)的發(fā)展是一個(gè)循環(huán)漸進(jìn)的過(guò)程，從一開始只提供簡(jiǎn)單大概的數(shù)據(jù)到現(xiàn)在提供復(fù)雜精確的數(shù)據(jù)，這期間花費(fèi)了大量的人力物力。

關(guān)鍵詞：海洋遙感技術(shù)；歷史；發(fā)展；

The history of marine remote sensing technology and future development in China

Abstract: October 4, 1957, the Soviet Union launched the world's first artificial satellite, “History of dial Nike Ke 1” into space.Various types of satellite technology have emerged, including ocean remote sensing technology since the date of birth on the cause of many oceanographers and environmental scientists are highly valued.Using this technology, people can easily tens of thousands of square kilometers of the acquisition of near real-time Shu Ju, use these data to monitor the marine environment, provide data support for the settlement program.Ocean remote sensing technology is a gradual process cycle, from the start about the data only provide simple to complex now provides accurate data, this period spent a great deal of manpower and resources.Key words: ocean remote sensing technology;history;development;

我國(guó)海洋遙感應(yīng)用研究起步于七十年代末期。目前，開展的主要工作有：接收氣象衛(wèi)星資料進(jìn)行海洋環(huán)境預(yù)報(bào)，海洋環(huán)境污染航空遙感監(jiān)測(cè)，大面積航空測(cè)溫，海岸帶和深海資源航空遙感調(diào)查，利用遙感資料進(jìn)行懸浮泥沙、葉綠素、海冰的應(yīng)用研究。近期將建成海洋航空遙感業(yè)務(wù)系統(tǒng)，同時(shí)，積極開發(fā)航天遙感技術(shù)，包括建立海洋環(huán)境衛(wèi)星遙感資料的接收和處理系統(tǒng)。海洋遙感技術(shù)是海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要手段。衛(wèi)星遙感技術(shù)的突飛猛進(jìn)，為人類提供了從空間觀測(cè)大范圍海洋現(xiàn)象的可能性。目前，美國(guó)、日本、俄羅斯等國(guó)已發(fā)射了10多顆專用海洋衛(wèi)星，為海洋遙感技術(shù)提供了堅(jiān)實(shí)的支撐平臺(tái)。

1.海洋遙感技術(shù)的定義

海洋遙感是指利用傳感器對(duì)海洋進(jìn)行遠(yuǎn)距離非接觸觀測(cè)，以獲取海洋景觀和海洋要素的圖像或數(shù)據(jù)資料。海洋不斷向環(huán)境輻射電磁波能量，海面還會(huì)反射或散射太陽(yáng)和人造輻射源（如雷達(dá)）射來(lái)的電磁波能量，故可設(shè)計(jì)一些專門的傳感器，把它裝載在人造衛(wèi)星、宇宙飛船、飛機(jī)、火箭和氣球等攜帶的工作平臺(tái)上，接收并記錄這些電磁輻射能，再經(jīng)過(guò)傳輸、加工和處理，得到海洋圖像或數(shù)據(jù)資料。

遙感方式有主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種：

1、主動(dòng)式遙感。先由遙感器向海面發(fā)射電磁波，再由接收到的回波提取海洋信息或成像。這種傳感器包括側(cè)視雷達(dá)、微波散射計(jì)、雷達(dá)高度計(jì)、激光雷達(dá)和激光熒光計(jì)等。

2、被動(dòng)式遙感。傳感器只接收海面熱輻射能或散射太陽(yáng)光和天空光的能量，從中提取海洋信息或成像。這種傳感器包括各種照相機(jī)、可見光和紅外掃描儀、微波輻射計(jì)等。

按工作平臺(tái)劃分，海洋遙感可分為航天遙感、航空遙感和地面遙感3種方式。海洋遙感技術(shù)，主要包括以光、電等信息載體和以聲波為信息載體的兩大遙感技術(shù)。

海洋聲學(xué)遙感技術(shù)是探測(cè)海洋的一種十分有效的手段。利用聲學(xué)遙感技術(shù)，可以探測(cè)海底地形、進(jìn)行海洋動(dòng)力現(xiàn)象的觀測(cè)、進(jìn)行海底地層剖面探測(cè)，以及為潛水器提

[1]供導(dǎo)航、避碰、海底輪廓跟蹤的信息。

國(guó)際上海洋遙感技術(shù)經(jīng)歷了兩個(gè)階段，第一階段是氣象衛(wèi)星／陸地衛(wèi)星的海洋應(yīng)用階段；第二階段是海洋衛(wèi)星應(yīng)用階段。后一個(gè)階段是美國(guó)于1978年發(fā)射的海洋衛(wèi)星SEASAT-A而開創(chuàng)的。目前，中國(guó)海洋遙感技術(shù)仍處于第一階段，即氣象衛(wèi)星／陸地衛(wèi)星的海洋應(yīng)用階段，為了步入第二個(gè)階段，中國(guó)海洋遙感學(xué)者在最近3年中作了一些試驗(yàn)研究。由于中國(guó)氣象衛(wèi)星--風(fēng)云系列（FY-IA、FY-IB）衛(wèi)星上有2-4個(gè)海洋通道用于觀測(cè)海洋水色等要素，因此，國(guó)家海洋局在北京、杭州、天津等3個(gè)城市建立了

[2]氣象衛(wèi)星地面接收應(yīng)用系統(tǒng)。

2．我國(guó)海洋遙感技術(shù)的第一階段

1988年9月7日，中國(guó)啟用“長(zhǎng)征四號(hào)”火箭，在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功地發(fā)射了一顆試驗(yàn)性氣象衛(wèi)星——“風(fēng)云一號(hào)”，這是中國(guó)自行研制和發(fā)射的第一顆極地軌道氣象衛(wèi)星，也是我國(guó)第一顆傳輸型極軌遙感衛(wèi)星。這一成功標(biāo)志著我國(guó)航天技術(shù)達(dá)到新水平，它提高了我國(guó)天氣預(yù)報(bào)的時(shí)效性、準(zhǔn)確性以及監(jiān)測(cè)災(zāi)害性天氣的能力。

“風(fēng)云一號(hào)”上裝有兩臺(tái)甚高分辨率掃描輻射儀，共有5個(gè)探測(cè)通道，可探測(cè)白天和夜間的云圖、地表圖像、海洋水色圖像、水體邊界、海洋面溫度、冰雪覆蓋及植被生長(zhǎng)情況。衛(wèi)星的主要任務(wù)是獲取國(guó)內(nèi)外大氣、云、陸地、海洋資料，進(jìn)行有關(guān)數(shù)

[3]據(jù)收集，用于天氣預(yù)報(bào)、氣候預(yù)測(cè)、自然災(zāi)害和全球環(huán)境監(jiān)測(cè)等。

衛(wèi)星可以向世界各地云圖接收站發(fā)送實(shí)時(shí)的氣象云圖，還可以對(duì)海洋水色進(jìn)行探測(cè)和對(duì)海溫進(jìn)行遙感研究；衛(wèi)星上攜帶有空間粒子成分監(jiān)測(cè)器，可對(duì)空間環(huán)境進(jìn)行研究。從發(fā)回的氣象信息看，專家們認(rèn)為圖像清晰，紋理清楚，層次豐富，及時(shí)準(zhǔn)確。衛(wèi)星結(jié)構(gòu)上的顯著特點(diǎn)之一是采用了長(zhǎng)壽命的三軸姿態(tài)控制系統(tǒng)，使衛(wèi)星上的兩臺(tái)可見光和紅外掃描輻射儀（掃描寬度可達(dá)3000公里）能始終對(duì)準(zhǔn)地球，對(duì)地指向精度小于1.0度，星下點(diǎn)分辨率達(dá)1.1公里。1988年10月15日14時(shí)26分，就在衛(wèi)星發(fā)射后的第39天，從接收的氣象衛(wèi)星云圖上，明顯發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星沿滾動(dòng)軸方向嚴(yán)重偏轉(zhuǎn)，[4]衛(wèi)星姿態(tài)失控，導(dǎo)致整星失效。

雖然“風(fēng)云一號(hào)”只在太空遨游了39天，但它的成功發(fā)射卻有著重大意義。“風(fēng)云一號(hào)”的成功發(fā)射，標(biāo)志著我國(guó)已進(jìn)入世界上少數(shù)幾個(gè)有能力自己研制、發(fā)射和運(yùn)行氣象衛(wèi)星國(guó)家的行列。從中國(guó)的空間技術(shù)發(fā)展和氣象科學(xué)技術(shù)的發(fā)展來(lái)說(shuō)，“風(fēng)云一號(hào)”的成功發(fā)射都是具有劃時(shí)代意義的。“風(fēng)云一號(hào)”在國(guó)內(nèi)首次采用了不少先進(jìn)的關(guān)鍵技術(shù)，而且得到了考驗(yàn)，與美國(guó)20世紀(jì)60年代的氣象衛(wèi)星相比，其起點(diǎn)要高得多。

3．我國(guó)海洋遙感技術(shù)的第二階段

2002年5月15日，中國(guó)第一顆海洋衛(wèi)星海洋一號(hào)A星發(fā)射成功。海洋一號(hào)A星的發(fā)射成功，結(jié)束了我國(guó)沒(méi)有海洋衛(wèi)星的歷史，為我國(guó)海洋觀測(cè)提供了全新的手段，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)實(shí)時(shí)獲取海洋水色遙感資料零的突破，為海洋衛(wèi)星系列化發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，表明了中國(guó)海洋衛(wèi)星遙感應(yīng)用技術(shù)取得了重要突破，標(biāo)志著中國(guó)海洋衛(wèi)星遙感與應(yīng)用技術(shù)邁入一個(gè)嶄新階段。

海洋一號(hào)A星質(zhì)量為369千克，運(yùn)行在高度為798千米的太陽(yáng)同步軌道上，設(shè)計(jì)壽命為2年。

海洋一號(hào)A星裝載有十波段海洋水色掃描儀和四波段CCD成像儀2個(gè)有效載荷，這2個(gè)有效載荷探測(cè)出海洋水色、水溫、污染物以及淺海水深等環(huán)境要素。通過(guò)對(duì)這些要素的分析，可掌握海洋初級(jí)生產(chǎn)力分布情況、海洋漁業(yè)及養(yǎng)殖業(yè)資源與環(huán)境質(zhì)量狀況，為海洋生物資源合理開發(fā)與利用提供科學(xué)依據(jù)；可了解重點(diǎn)河口港灣的懸浮泥沙分布規(guī)律，為沿岸海洋工程及河口港灣治理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；可監(jiān)測(cè)海面赤潮、溢油、熱污染、海冰冰情、淺海地形，為海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境保護(hù)、執(zhí)法管理提供基礎(chǔ)信息；為海洋科研提供大洋水色環(huán)境資料。該衛(wèi)星可以通過(guò)海水光學(xué)特征、葉綠素濃度、海洋表面溫度、懸浮泥沙含量、可溶有機(jī)物和海洋污染物質(zhì)，并兼顧觀測(cè)海水、淺海地形、海流特征和海面上大氣氣溶膠等要素，掌握海洋初級(jí)生產(chǎn)力分布、海洋漁業(yè)及養(yǎng)殖業(yè)狀況和環(huán)境質(zhì)量，了解重點(diǎn)河口港灣的懸浮泥沙分布規(guī)律，為海洋生物資源合理開發(fā)利用、沿岸海洋工程、河口港灣治理、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境保護(hù)和執(zhí)法管理提供科學(xué)依據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。[5]

4．我國(guó)海洋遙感技術(shù)的未來(lái)發(fā)展

依據(jù)我國(guó)海洋事業(yè)發(fā)展的需求，我國(guó)海洋衛(wèi)星及其應(yīng)用的總體發(fā)展目標(biāo)是：建立起一整套海洋衛(wèi)星及其應(yīng)用體系，包括：以可見光、紅外探測(cè)水色水溫為主的海洋水色衛(wèi)星（HY-1系列）、以微波探測(cè)海面風(fēng)場(chǎng)、海面高度和海溫為主的海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星（HY-2系列）和以多光譜成像儀、合成孔徑雷達(dá)、微波散射計(jì)、輻射計(jì)、雷達(dá)高度計(jì)等多種遙感器為主載荷的海洋環(huán)境綜合衛(wèi)星（HY-3系列），以及地面應(yīng)用系統(tǒng)和海上輻射校正與真實(shí)性檢驗(yàn)試驗(yàn)場(chǎng)，逐步形成以我國(guó)海洋衛(wèi)星為主導(dǎo)的主體海洋空間監(jiān)測(cè)網(wǎng)。

HY-1系列衛(wèi)星以可見光、紅外探測(cè)水色水溫為主，其主要有效載荷為：水色掃描儀、CCD成像儀和中分辨率成像光譜儀，其探測(cè)要素包括：葉綠素、懸浮泥沙、海溫、污染物質(zhì)等。

HY-2系列衛(wèi)星以微波探測(cè)全天候獲取海面風(fēng)場(chǎng)、海面高度和海溫為主，其主要有效載荷為：微波散射計(jì)、雷達(dá)高度計(jì)、微波輻射計(jì)等，其探測(cè)要素包括：海面風(fēng)場(chǎng)、海面有效波高、海面高度、海面溫度等。

HY-3系列衛(wèi)星相對(duì)HY-1系列衛(wèi)星和HY-2系列衛(wèi)星是綜合衛(wèi)星，其主要有效載荷為：可見光、紅外、主、被動(dòng)微波遙感器，如多光譜成像儀、合成孔徑雷達(dá)、微波散射計(jì)、輻射計(jì)、高度計(jì)等。該系列衛(wèi)星可獲取時(shí)間同步的海洋水色和動(dòng)力環(huán)境的信息，在每天運(yùn)行時(shí)間上與前兩類衛(wèi)星交錯(cuò)，時(shí)間上互補(bǔ)。三種系列各有側(cè)重點(diǎn)，相互支撐[6]可充分發(fā)揮效益。

利用海洋衛(wèi)星所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可以得出如各種海洋生物資源圖，包含資源存量、資源再生量、資源流量、資源分布、相對(duì)豐度及資源所處環(huán)境等要素。這類工作不是遙感技術(shù)所能全包的，但是利用遙感技術(shù)可極大地提高這類工作的質(zhì)量和效率，節(jié)省人力、物力和時(shí)間。

在海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)方面，遙感技術(shù)已用于海表溫度、海浪、海流、葉綠素濃度、淺

海水深、海面油膜等的監(jiān)測(cè)。目前，關(guān)鍵問(wèn)題是使這種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)化、業(yè)務(wù)化，為遙感信息市場(chǎng)培育和產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)變創(chuàng)造條件。例如開展應(yīng)用于海洋災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)、海洋環(huán)境預(yù)報(bào)、海上最佳航線預(yù)報(bào)、海區(qū)速報(bào)等的遙感資料產(chǎn)品的制作和生產(chǎn)。

隨著遙感技術(shù)的發(fā)展和遙感信息源的擴(kuò)大，遙感技術(shù)應(yīng)用的深度和寬度將不斷擴(kuò)大，而其應(yīng)用領(lǐng)域需與國(guó)家制定有關(guān)的海岸帶資源開發(fā)利用的規(guī)劃、政策、法規(guī)等宏觀調(diào)控措施相結(jié)合，與沿海經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期持續(xù)發(fā)展相結(jié)合。在這方面，地理信息系統(tǒng)是遙感技術(shù)發(fā)揮高技術(shù)優(yōu)勢(shì)的一種有效手段。海洋地理信息系統(tǒng)是一種空間數(shù)據(jù)輸入、儲(chǔ)存、分析、檢索、模擬的計(jì)算機(jī)化信息系統(tǒng)，它以海洋遙感資料、船舶、臺(tái)站、浮標(biāo)等常規(guī)海洋資料為信息源，保持了信息更新的動(dòng)態(tài)性和實(shí)時(shí)性，是海洋資源開發(fā)與管理、海洋工程選址、沿海經(jīng)濟(jì)規(guī)劃等經(jīng)濟(jì)活動(dòng)決策的有效手段，美、日等海洋國(guó)家已開始海洋地理信息系統(tǒng)的研究和應(yīng)用。例如，近些年美國(guó)在完成700余種專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)資源專題圖集編制過(guò)程中，采用了集科學(xué)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)為一體的海洋專家系統(tǒng)，對(duì)圖集所表達(dá)的一系列社會(huì)的、經(jīng)濟(jì)的和技術(shù)的不確定因索進(jìn)行了評(píng)估和決策，10年內(nèi)完成所有資源專題圖集的編制。

參 考 文 獻(xiàn)：

[1]劉玉光.衛(wèi)星海洋學(xué)[M].1版.北京：高等教育出版社，2009.[2]劉洋.遙感技術(shù)在海洋管理中的應(yīng)用[J].科技與社會(huì)，2007.4 [3]百度百科.風(fēng)云一號(hào)[EB].http://baike.baidu.com [4]維基百科.風(fēng)云一號(hào)氣象衛(wèi)星[EB].http://zh.wikipedia.org [5]蔣興偉，林明森.HY-1A衛(wèi)星在海洋遙感技術(shù)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[R].國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心,2005 [6]國(guó)家海洋局．2003年中國(guó)海洋衛(wèi)星應(yīng)用報(bào)告[R]．國(guó)家海洋局，2004

第五篇：遙感技術(shù)論文

南京信息工程大學(xué)

濱江學(xué)院

遙感與遙控技術(shù)論文

班級(jí)：11電信（2）學(xué)號(hào)：20112305914 姓名：陳宇豪

遙感技術(shù)的應(yīng)用

摘要：

遙感技術(shù)集合了空間、電子、光學(xué)、計(jì)算機(jī)、生物學(xué)和地學(xué)等科學(xué)的最新成就，是現(xiàn)代高新技術(shù)領(lǐng)域的重要組成部分。自從1972年美國(guó)第一顆地球資源技術(shù)衛(wèi)星發(fā)射成功并獲取了大量地球表面的衛(wèi)星圖像后，遙感技術(shù)就開始在世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。遙感技術(shù)的出現(xiàn)揭開了人類從外層空間觀測(cè)地球的序幕，為人類認(rèn)識(shí)國(guó)土、開發(fā)資源、監(jiān)測(cè)環(huán)境、研究災(zāi)害以及分析全球氣候變化等提供了新的途徑。

關(guān)鍵詞：遙感技術(shù) 環(huán)境科學(xué) 應(yīng)用 3S一體化 發(fā)展趨勢(shì)

遙感是從遠(yuǎn)離地面的不同工作平臺(tái)上，如高塔、氣球、飛機(jī)、火箭、人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船和航天飛機(jī)等，通過(guò)傳感器對(duì)地球表面的電磁波輻射信息進(jìn)行探測(cè)，然后經(jīng)信息的傳輸、處理和判讀分析，對(duì)地球的資源與環(huán)境進(jìn)行探測(cè)與監(jiān)測(cè)的綜合性技術(shù)。遙感技術(shù)從遠(yuǎn)距離采用高空鳥瞰的形式進(jìn)行探測(cè)，包括多點(diǎn)位、多譜段、多時(shí)段和多高度的遙感影像以及多次增強(qiáng)的遙感信息，能提供綜合系統(tǒng)性、瞬時(shí)或同步性的連續(xù)區(qū)域性同步信息，在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用具有很大優(yōu)越性。

20世紀(jì)90年代以來(lái)，環(huán)境遙感技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣。從陸地的土地覆被變化，城市擴(kuò)展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)，土壤侵蝕與地面水污染負(fù)荷產(chǎn)生量估算，生物棲息地評(píng)價(jià)和保護(hù)，工程選址以及防護(hù)林保護(hù)規(guī)劃和建設(shè)。到水域的海洋和海岸帶生態(tài)環(huán)境變遷分析，海面懸浮泥沙、葉綠素含量、黃色物質(zhì)、海上溢油、赤潮以及熱污染等的發(fā)現(xiàn)和監(jiān)測(cè)，珊瑚和紅樹林的現(xiàn)狀調(diào)查與變化監(jiān)測(cè)，堤壩的規(guī)劃與水沙平衡分析，水下地形地遙調(diào)查以及水域初級(jí)生產(chǎn)率的估算。再到大氣環(huán)境遙感中的城市熱島效應(yīng)分析，大氣污染范圍識(shí)別與定量評(píng)價(jià)，大氣氣溶膠污染特征參數(shù)化，全球水、氣和化學(xué)元素等的循環(huán)研究，全球環(huán)境變化以及重大自然災(zāi)害的評(píng)估等，幾乎覆蓋了整個(gè)地球系統(tǒng)。

一、遙感技術(shù)在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用

1.遙感技術(shù)在水污染監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用

（1）利用紅外掃描儀監(jiān)視石油污染

全球每年排入海洋的石油及其制品高達(dá)1000萬(wàn)噸，利用多光譜航片可對(duì)海面石油污染進(jìn)行半定量分析，將彩色航片同步拍照與近紅外片做的彩色密度分割圖相比較，更精密地判斷和解譯信息，參照?qǐng)D片畫出不同油膜厚度的大致分級(jí)圖。通過(guò)彩色密度分割圖像，特別是數(shù)字密度分割圖，可以更準(zhǔn)確地判斷油量的分布情況。通過(guò)彩色密度分割可把相差零點(diǎn)零幾厚度的海面油膜區(qū)分出層次來(lái)，這有利于用航空遙感對(duì)海面油的擴(kuò)散分布和半定量研究。濃度大的地方是黃色，往外擴(kuò)散的油膜變薄，呈黃紫混在一起的顏色，再往外擴(kuò)散的油膜就更薄些呈紫色。通過(guò)對(duì)污染發(fā)生后各天的氣象衛(wèi)星圖像的對(duì)比分析，確定油膜的漂移方向，計(jì)算出其擴(kuò)散速度和擴(kuò)散面積。

（2）利用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)水體富營(yíng)養(yǎng)化

浮游植物中的葉綠素對(duì)藍(lán)紫光和紅橙光有較強(qiáng)的吸收作用，當(dāng)水體出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化時(shí)，我們就可以利用遙感技術(shù)推算出水體中的葉綠素分布情況。赤潮區(qū)的海水光譜特征是藻類、泥沙和海水的復(fù)合光譜，另外有機(jī)或無(wú)機(jī)顆粒物也會(huì)吸收入射光，影響水體的透明度。

（3）通過(guò)遙感技術(shù)調(diào)查廢水污染和泥沙污染

廢水的顏色與懸浮物性狀千差萬(wàn)別，特征曲線上的反射峰位置和強(qiáng)度也不大一樣，可以用多光譜合成圖像進(jìn)行監(jiān)測(cè)。水中懸浮泥沙的濃度和粒徑增大，水體反射量也會(huì)相應(yīng)增加，反射峰隨之紅移，定量判讀懸浮泥沙濃度的最佳波段是0.65～0.85微米。

（4）應(yīng)用紅外掃描儀監(jiān)測(cè)水體熱污染

應(yīng)用紅外掃描儀記錄水體的熱輻射能量，真實(shí)反映其溫度差異。在熱紅外圖像上，熱水溫度高，輻射能量多，呈淺色調(diào)。冷水和冰輻射能量少，呈深色調(diào)。熱排水口處通常呈白色羽流，利用光學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)對(duì)熱圖像作密度分割，根據(jù)少量的同步實(shí)測(cè)水溫，畫出水體等溫線。

（5）通過(guò)遙感技術(shù)分析水域的分布變化和水體沼澤化

水體總體反射率較低，選擇1.55～1.75微米波段的多時(shí)域影像可以分析水域的分布變化。沼澤化在時(shí)域圖像上反映為水體面積縮小，從水體向邊緣有規(guī)律變化，顯示出不同程度的植被特征。

2.遙感技術(shù)在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用

（1）臭氧層

臭氧層位于地球上空25～30千米的平流層中，對(duì)0.3米以下紫外區(qū)的電磁波有較大吸收，可用紫外波段來(lái)測(cè)定臭氧層的變化。臭氧層在2.74毫米處也有一個(gè)吸收帶，可用頻率為11O83兆赫茲的地面微波輻射計(jì)來(lái)測(cè)定臭氧在大氣中的垂直分布。另外臭氧層會(huì)吸收太陽(yáng)紫外線而升溫，可使用紅外波段來(lái)探測(cè)，如用7.75～13.3微米熱紅外探測(cè)器測(cè)定臭氧層的溫度變化，參照濃度與溫度的相關(guān)關(guān)系，推算出臭氧濃度的水平分布。

（2）大氣氣溶膠

利用遙感圖像可分析大氣氣溶膠的分布和含量，工業(yè)煙霧、火災(zāi)濃煙和大規(guī)模沙塵暴在遙感圖像上都有清晰的圖像，可以直接圈定其大致范圍。利用周期性氣象衛(wèi)星圖可監(jiān)測(cè)沙塵運(yùn)動(dòng)，估計(jì)其運(yùn)動(dòng)速度，及時(shí)預(yù)報(bào)沙塵暴。通過(guò)衛(wèi)星資料可及早發(fā)現(xiàn)森林火災(zāi)，把災(zāi)害損失降到最低。大比例圖片可用來(lái)調(diào)查城市煙囪的數(shù)量和分布，還可以通過(guò)煙囪陰影的長(zhǎng)度來(lái)計(jì)算其大致高度。應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)影像進(jìn)行微密度分割，建立煙霧濃度與影像灰度值的相關(guān)關(guān)系，可測(cè)出煙霧濃度的等值線圖。

（3）有害氣體

彩紅外相片可監(jiān)測(cè)有毒氣體對(duì)污染源周圍樹木和農(nóng)作物的危害情況，通過(guò)植物對(duì)有害氣體的敏感性來(lái)推斷某地區(qū)大氣污染的程度和性質(zhì)。一般污染較輕的地區(qū)，植被受污染的情況不宜被人察覺(jué)，但其光譜反射率卻會(huì)明顯變化，在遙感影像上表現(xiàn)為灰度的差異。正常生長(zhǎng)的植物葉片能強(qiáng)烈反射紅外線，在彩紅外相片上色澤鮮紅明亮。受到污染的葉子，其葉綠素遭到破壞，對(duì)紅外線的反射能力下降，其彩紅外相片顏色發(fā)暗，如白蠟樹受污染后呈紫紅色，柳樹呈品紅色略帶藍(lán)灰色。

（4）氣候變化

美國(guó)、歐盟、日本和俄羅斯的地球同步軌道氣象衛(wèi)星組成的靜止氣象衛(wèi)星監(jiān)測(cè)系統(tǒng)晝夜不停地觀測(cè)地球的氣候變化，得到全球范圍內(nèi)的大氣參數(shù)、海洋參數(shù)、地表狀況、輻射收支和臭氧分布等信息，對(duì)全球變暖、臭氧層空洞以及厄爾尼諾現(xiàn)象的研究非常重要。

3.遙感技術(shù)在城市環(huán)境監(jiān)測(cè)與管理中的應(yīng)用

彩紅外遙感影像可監(jiān)測(cè)固體廢棄物引起的生態(tài)環(huán)境變化，熱紅外遙感影像可調(diào)查工業(yè)廢水和廢氣的排放情況。城市道路寬的呈帶狀和環(huán)狀，窄的呈線狀，城市廣場(chǎng)一般以塊狀藍(lán)灰色與街道緊密相連于中心地帶。居民區(qū)呈灰色，高層樓房帶有寬長(zhǎng)影，平房呈密集排列的小長(zhǎng)方塊狀。水系呈淺藍(lán)色，綠地呈紅色。從遙感圖像上獲取這些信息，對(duì)優(yōu)化城市結(jié)構(gòu)有很大幫助。另外城市里的高大建筑物對(duì)太陽(yáng)輻射和其他熱輻射的吸收和釋放特性跟以土地和農(nóng)作物為主要下墊面的郊區(qū)有很大不同，利用熱紅外遙感對(duì)城市下墊面進(jìn)行分析就可以得出城市的熱島效應(yīng)。

4.應(yīng)用遙感技術(shù)監(jiān)控生態(tài)環(huán)境

遙感影像真實(shí)記錄地貌形態(tài)特征并提供各環(huán)境參數(shù)的組合情況，根據(jù)其空間一致性和差異性進(jìn)行區(qū)域環(huán)境范圍的生態(tài)區(qū)劃。利用遙感衛(wèi)星相片還可以編制森林樹種、生長(zhǎng)狀況和森林覆蓋圖，使用計(jì)算機(jī)集群分類，精度可高達(dá)8O％。一般野生動(dòng)物環(huán)境與森林植被關(guān)系最為密切，通過(guò)研究植物的分布與長(zhǎng)勢(shì)可大致確定動(dòng)物的活動(dòng)繁殖場(chǎng)所，從而編制森林野生動(dòng)物保護(hù)規(guī)劃。

5.利用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)自然災(zāi)害

遙感技術(shù)對(duì)于暴雨、水土流失、地震和山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查與監(jiān)測(cè)也很有效。比如說(shuō)地震與地球活動(dòng)構(gòu)造塊體分布及其活動(dòng)方式密切相關(guān)，利用衛(wèi)星預(yù)測(cè)地震技術(shù)主要集中在電磁波輻射和電離層異常監(jiān)測(cè)、地表形變監(jiān)測(cè)、紅外輻射監(jiān)測(cè)以及衛(wèi)星重力監(jiān)測(cè)等方面。但由于目前技術(shù)條件的限制，地震還是不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，2008年5月的汶川大地震幾乎震碎了中國(guó)人的心，期待有一天，我們中國(guó)人能通過(guò)遙感技術(shù)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)地震災(zāi)害，今天的悲劇永遠(yuǎn)不要發(fā)生了。

二、遙感技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，光譜信息成像化，雷達(dá)成像多極化，光學(xué)探測(cè)多向化，地學(xué)分析智能化，環(huán)境研究動(dòng)態(tài)化以及資源研究定量化，大大提高了遙感技術(shù)的實(shí)時(shí)性和運(yùn)行性，使其向多尺度、多頻率、全天候、高精度和高效快速的目標(biāo)發(fā)展。

1.遙感影像獲取技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)

（1）隨著高性能新型傳感器研制開發(fā)水平以及環(huán)境資源遙感對(duì)高精度遙感數(shù)據(jù)要求的提高，高空間和高光譜分辨率已是衛(wèi)星遙感影像獲取技術(shù)的總發(fā)展趨勢(shì)。遙感傳感器的改進(jìn)和突破主要集中在成像雷達(dá)和光譜儀，高分辨率的遙感資料對(duì)地質(zhì)勘測(cè)和海洋陸地生物資源調(diào)查十分有效。

（2）雷達(dá)遙感具有全天候全天時(shí)獲取影像以及穿透地物的能力，在對(duì)地觀測(cè)領(lǐng)域有很大優(yōu)勢(shì)。干涉雷達(dá)技術(shù)、被動(dòng)微波合成孔徑成像技術(shù)、三維成像技術(shù)以及植物穿透性寬波段雷達(dá)技術(shù)會(huì)變得越來(lái)越重要，成為實(shí)現(xiàn)全天候?qū)Φ赜^測(cè)的主要技術(shù)，大大提高環(huán)境資源的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)能力。

（3）開發(fā)和完善陸地表面溫度和發(fā)射率的分離技術(shù)，定量估算和監(jiān)測(cè)陸地表面的能量交換和平衡過(guò)程，將在全球氣候變化的研究中發(fā)揮更大的作用。

（4）由航天、航空和地面觀測(cè)臺(tái)站網(wǎng)絡(luò)等組成以地球?yàn)檠芯繉?duì)象的綜合對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)，具有提供定位、定性和定量以及全天候、全時(shí)域和全空間的數(shù)據(jù)能力，為地學(xué)研究、資源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)以及區(qū)域經(jīng)濟(jì)持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展提供科學(xué)數(shù)據(jù)和信息服務(wù)。

2.遙感信息處理方法和模型越來(lái)越科學(xué)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波、分形、認(rèn)知模型、地學(xué)專家知識(shí)以及影像處理系統(tǒng)的集成等信息模型和技術(shù)，會(huì)大大提高多源遙感技術(shù)的融合、分類識(shí)別以及提取的精度和可靠性。統(tǒng)計(jì)分類、模糊技術(shù)、專家知識(shí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類有機(jī)結(jié)合構(gòu)成一個(gè)復(fù)合的分類器，大大提高分類的精度和類數(shù)。多平臺(tái)、多層面、多傳感器、多時(shí)相、多光譜、多角度以及多空間分辨率的融合與復(fù)合應(yīng)用，是目前遙感技術(shù)的重要發(fā)展方向。不確定性遙感信息模型和人工智能決策支持系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用也有待進(jìn)一步研究。

3.3S一體化

計(jì)算機(jī)和空間技術(shù)的發(fā)展、信息共享的需要以及地球空間與生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)的空間分布式和動(dòng)態(tài)時(shí)序等特點(diǎn)，將推動(dòng)3S一體化。全球定位系統(tǒng)為遙感對(duì)地觀測(cè)信息提供實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)的定位信息和地面高程模型；遙感為地理信息系統(tǒng)提供自然環(huán)境信息，為地理現(xiàn)象的空間分析提供定位、定性和定量的空間動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)；地理信息系統(tǒng)為遙感影像處理提供輔助，用

于圖像處理時(shí)的幾何配準(zhǔn)和輻射訂正、選擇訓(xùn)練區(qū)以及輔助關(guān)心區(qū)域等。在環(huán)境模擬分析中，遙感與地理信息系統(tǒng)的結(jié)合可實(shí)現(xiàn)環(huán)境分析結(jié)果的可視化。3S一體化將最終建成新型的地面三維信息和地理編碼影像的實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)獲取與處理系統(tǒng)。

4.建立高速、高精度和大容量的遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

隨著3S一體化，資源與環(huán)境的遙感數(shù)據(jù)量和計(jì)算機(jī)處理量也將大幅度增加，遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)就必須要有更高的處理速度和精度。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有全并行處理、自適應(yīng)學(xué)習(xí)和聯(lián)想功能等特點(diǎn)，在解決計(jì)算機(jī)視覺(jué)和模式識(shí)別等特大復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息方面有明顯優(yōu)勢(shì)。認(rèn)真總結(jié)專家知識(shí)，建立知識(shí)庫(kù)，尋求研究定量精確化算法，發(fā)展快速有效的遙感數(shù)據(jù)壓縮算法，建立高速、高精度和大容量的遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

5.建立國(guó)家環(huán)境資源信息系統(tǒng)

國(guó)家環(huán)境資源信息是重要的戰(zhàn)略資源，環(huán)境資源數(shù)據(jù)庫(kù)是國(guó)家環(huán)境資源信息系統(tǒng)的核心。我們要提高對(duì)環(huán)境資源的宏觀調(diào)控能力，為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和資源環(huán)境的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)的數(shù)據(jù)和決策支持。

6.建立國(guó)家環(huán)境遙感應(yīng)用系統(tǒng)

國(guó)家環(huán)境遙感應(yīng)用系統(tǒng)將利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和地面環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，建立天地一體化的國(guó)家級(jí)生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)以及重大污染事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可定期報(bào)告大氣環(huán)境、水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的狀況。環(huán)境遙感地理信息系統(tǒng)是其支撐系統(tǒng)，在各種應(yīng)用軟件的輔助下實(shí)現(xiàn)環(huán)境遙感數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理和管理；環(huán)境遙感專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)是其應(yīng)用平臺(tái)，在環(huán)境專業(yè)模型的支持下實(shí)現(xiàn)環(huán)境遙感數(shù)據(jù)的環(huán)境應(yīng)用；環(huán)境遙感決策支持系統(tǒng)是其最上層系統(tǒng)，在環(huán)境預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)和決策模型的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行環(huán)境預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)分析，制定環(huán)境保護(hù)的輔助決策方案；數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是其數(shù)據(jù)輸入和輸出的開放網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)環(huán)境海量數(shù)據(jù)的快速流通。總之，遙感技術(shù)在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，隨著科學(xué)的進(jìn)步，遙感技術(shù)會(huì)越來(lái)越先進(jìn)，其所發(fā)揮的作用也會(huì)越來(lái)越大。

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