國(guó)內(nèi)外遙感技術(shù)發(fā)展及趨勢(shì)

1、國(guó)內(nèi)外遙感技術(shù)發(fā)展及趨勢(shì)班級(jí)：1302071學(xué)號(hào)名：劉強(qiáng)摘要：本文主要介紹了國(guó)內(nèi)外遙感技術(shù)的最新進(jìn)展和以后的發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：遙感 最新技術(shù) 發(fā)展趨勢(shì)1 前言遙感是多學(xué)科相結(jié)合，利用航天或航空遙感器對(duì)陸地、海洋、大氣、環(huán)境等進(jìn)行監(jiān)測(cè)與測(cè)繪的綜合性很強(qiáng)的高技術(shù)，已廣泛用于測(cè)繪、氣象、國(guó)土資源勘察、災(zāi)害監(jiān)測(cè)與環(huán)境保護(hù)、國(guó)防、能源、交通、工程等諸多學(xué)科及領(lǐng)域，發(fā)揮了獨(dú)特作用，經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的探索和嘗試，現(xiàn)在已經(jīng)在實(shí)用化的方向上出重要的一步。從1960年4月1日TIROS-1氣象衛(wèi)星發(fā)射至今不到40年的時(shí)間里1，遙感技術(shù)已經(jīng)發(fā)生了根本的變化。主要表現(xiàn)在遙感平臺(tái)、遙感器、遙感的基

2、礎(chǔ)研究和應(yīng)用領(lǐng)域等方面。我國(guó)從70年代起開(kāi)始從事空間遙感與應(yīng)用研究，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比落后20年以上，近年來(lái)印度在遙感平臺(tái)和微波遙感技術(shù)方面都比我國(guó)發(fā)展快，已形成嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。2 國(guó)內(nèi)外遙感技術(shù)最新技術(shù)2.1 高分辨率小型商業(yè)衛(wèi)星發(fā)展迅速所謂小衛(wèi)星2，是指質(zhì)量小于500Kg的小型近地軌道衛(wèi)星，其地面分辨率可達(dá)5，甚至1。由于其研制和發(fā)射成本低廉，近年來(lái)發(fā)展非常迅速。IKONOS-2是美國(guó)Space Imaging公司于1999年9月成功發(fā)射的第一顆高分辨率商業(yè)小衛(wèi)星，并已開(kāi)始出售數(shù)據(jù)；Orbview3/4衛(wèi)星是美國(guó)Orbital Sciences公司研制和即將發(fā)射的小型衛(wèi)星，其空間分辨率為1(全色)

3、和 4-8(多波段)，其中，Orbview-4還為一個(gè)擁有200個(gè)波段高光譜傳感器的衛(wèi)星。高分辨率小型衛(wèi)星具有較高的空間分辨率和高頻率的、立體的觀測(cè)能力，其數(shù)據(jù)將是近年來(lái)商業(yè)服務(wù)最為活躍的數(shù)據(jù)源，在大比例尺圖件制作、GIS制圖和DEM立體圖形制作等方面，均能產(chǎn)生良好的應(yīng)用效果。2.2 雷達(dá)衛(wèi)星遙感日益受到青睞雷達(dá)遙感由于具有全天候、全天時(shí)和具有一定穿透功能的特性，在遙感發(fā)展初期就受到國(guó)際社會(huì)的關(guān)注。1995年11月加拿大雷達(dá)衛(wèi)星 RADARSAT-1的發(fā)射，標(biāo)志著衛(wèi)星微波遙感的重大進(jìn)展，為建立一個(gè)能生存的國(guó)際遙感數(shù)據(jù)市場(chǎng)做出了重要貢獻(xiàn)4。RADARSAT-1除了有一個(gè)地面 SAR數(shù)據(jù)接收站網(wǎng)之

4、外，衛(wèi)星上還載有磁帶記錄器，可以覆蓋全球。同以前的衛(wèi)星雷達(dá)成像器比較，RADARSAT-1為地面分辨率、成像行寬和波束入射角提供了更寬的選擇范圍。它的 SAR掃描波束的成像行寬為500km，分辨率為100m，適于全球或區(qū)域尺度的綜合觀測(cè)；50 km的成像行寬和不足10m分辨率的精波束，對(duì)于局部詳細(xì)研究是理想的。除了使RADARSAT-1 SAR數(shù)據(jù)的應(yīng)用商業(yè)化和使這些數(shù)據(jù)適應(yīng)于各類陸地和海洋應(yīng)用之外，RADARSAT-1的大綱還從事于兩個(gè)重要任務(wù)：第一任務(wù)的目標(biāo)是對(duì)南極大陸提供第一個(gè)完全的高分辨率衛(wèi)星覆蓋，由此所得的數(shù)據(jù)將在監(jiān)測(cè)全球氣候變化中起重要作用；第二個(gè)任務(wù)是對(duì)全球產(chǎn)生多次SAR覆蓋，每

5、一次都是全球動(dòng)力過(guò)程的一個(gè)快鏡頭。后一任務(wù)稱為 RADARSAT-1的背景任務(wù)。在1 996年初開(kāi)始的衛(wèi)星正常運(yùn)作之后，立即開(kāi)始了這一任務(wù)，意圖是建立全球多模式和多季節(jié) SAR數(shù)據(jù)檔案。一般說(shuō)來(lái)，背景任務(wù)利用的是各種RADARSAT-1用戶的數(shù)據(jù)要求得到滿足之后剩余的衛(wèi)星 SAR成像時(shí)間。2.3干涉雷達(dá)遙感技術(shù)干涉雷達(dá)遙感技術(shù)(INSAR)是一種用于測(cè)量高程、地面位移和地表變化的全新技術(shù)【8】。根據(jù)雷達(dá)圖像像對(duì)的獲取方式不同，干涉雷達(dá)分為橫軌、同軌和重軌三種方式。其中橫軌和同軌方式將兩部天線架設(shè)在同一飛行平臺(tái)上利用兩部天線之間的間隔，進(jìn)行干涉處理。由于對(duì)天線間的距離有較高要求，所以通常用于機(jī)載

6、平臺(tái)。重軌方式在飛行平臺(tái)上僅架設(shè)一部天線，同一遙感器或相同性能的遙感器在同一區(qū)域上空做兩次探測(cè)，要求兩次飛行軌道間有一定的間距，且飛行軌跡基本平行、飛行器姿態(tài)穩(wěn)定，因此，這種方式主要用于航天飛行器。目前可用于干涉雷達(dá)處理的衛(wèi)星，如JERS、EPS1/2、RADARSAT等采用的都是這種方式。2.4 航空傳感器成像光譜儀70年代以來(lái)，美國(guó)機(jī)載傳感器技術(shù)發(fā)生重要革命【3】，相繼推出航空傳感器成像光譜儀，成像光譜儀不但具有連續(xù)光譜（陸地衛(wèi)星MSS、TM，SPOT衛(wèi)星的光譜是離散的）成像的特性，而且還能描繪單個(gè)巖礦石的光譜曲線。它具有高空間分辨率和精細(xì)的光譜分辨率的特征，能滿足廣大地質(zhì)工作者的要求，目

7、前，已廣泛用于巖性、礦物填圖。2.5 推帚式掃描成像光譜技術(shù)采用大型固體線陣或面陣探測(cè)器件 (CCD)的推帚式掃描成像光譜技術(shù)，將把傳感器的性能提高到新的水平，它的成像機(jī)理使它的分辨率明顯提高，如法國(guó)的SPOT衛(wèi)星。SPOT衛(wèi)星是世界上首先具有立體成像能力的遙感衛(wèi)星。在地質(zhì)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域，它可對(duì)巖性、構(gòu)造等作更精細(xì)解譯，而且可同時(shí)重復(fù)觀測(cè)目標(biāo)，成像周期短。SPOT圖像精度十分高，分辨率高于 2 0(短波紅外：15-17),10分辨率的全色通道改為 10分辨率，波段范圍為0.61-0.68的紅色通道。HRV的波段由原來(lái) 3個(gè)改為 4個(gè)，并增加一個(gè)地面分辨率不低于1掃描帶寬約為2000Km的寬視掃描儀

8、，這些將是SPOT4衛(wèi)星的特點(diǎn)。2.6 增強(qiáng)的專題繪圖儀美國(guó)的LANDSAT-7上的遙感儀有了改進(jìn)，是增強(qiáng)的專題繪圖儀 (Enhanced Thematic Mapper Plus，縮寫為 ETM+)，它測(cè)量地面反射或發(fā)射的太陽(yáng)輻射，包括空間分辨率為15米的全色段和空間分辨率為60米的熱紅外信道。LANDSAT-7每25分鐘就可以得到一幀面積約為 185km170km的圖像，全球共劃分為 57784幀。 LANDSAT-7還有一個(gè)378千兆比特的固態(tài)記錄器，用于存儲(chǔ)全球覆蓋。高空間分辨率、高質(zhì)量的輻射和譜鑒別率與 1 6天的重復(fù)周期相結(jié)合，提供了唯一的、可估計(jì)陸地覆蓋的觀察能力，其尺度是能清晰

9、地看出人類活動(dòng)的跡象。2.7 多模態(tài)微波遙感器多模態(tài)微波遙感器是我國(guó)第一臺(tái)實(shí)驗(yàn)性的微波遙感系統(tǒng)，也是神舟四號(hào)飛船有效載荷應(yīng)用任務(wù)中的重頭戲。它不受云、雷、雨的限制，可以全天時(shí)、全天候工作，而且對(duì)土壤和植被具有一定的穿透能力。這次神舟四號(hào)飛船有效載荷應(yīng)用任務(wù)是由三種微波遙感器擔(dān)任“主角”，他們時(shí)微波輻射計(jì)、雷達(dá)高度計(jì)和雷達(dá)散射計(jì)。中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心的研究人員介紹了三位“主角”的不同分工。微波輻射計(jì)主要用于探測(cè)土壤溫度、降水、大氣水汽含量、積雪、土壤成分、海面溫度；還可以得到植被生長(zhǎng)情況，對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行估產(chǎn)。通過(guò)雷達(dá)高度計(jì)的測(cè)量可獲得海浪的有效波高、海洋環(huán)流等海洋動(dòng)力學(xué)參數(shù)，這種測(cè)量方

10、法是目前能對(duì)全球范圍的海水、海冰表面進(jìn)行全天候、連續(xù)、實(shí)時(shí)高精度測(cè)量的唯一手段。對(duì)全球軍事、自然災(zāi)害研究有十分重大的意義。雷達(dá)散射計(jì)可以測(cè)量海面風(fēng)速與風(fēng)向，從而測(cè)到海面風(fēng)場(chǎng)，可應(yīng)用與海洋動(dòng)力學(xué)研究、海況預(yù)測(cè)及災(zāi)害監(jiān)測(cè)等許多方面。這三位“主角”聯(lián)手后，在太空中組成復(fù)合觀測(cè)模式，將獲得更全面、豐富的信息。3 結(jié)語(yǔ)總之，近年來(lái)遙感技術(shù)越來(lái)越受到各國(guó)的普遍重視，各國(guó)的空間發(fā)展計(jì)劃表明：從現(xiàn)在到2010年，世界遙感技術(shù)面臨著突飛猛進(jìn)的發(fā)展，新的傳感器將使遙感技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域進(jìn)一步拓寬，監(jiān)測(cè)精度不斷提高，新的遙感處理軟件將使科技人員的工作效率大大提高，各種綜合使用各種遙感資料變成可能，人們對(duì)遙感技術(shù)的重視加密后進(jìn)一步提高，遙感技術(shù)將得到更加廣泛的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)【1】 李德仁 攝影測(cè)量與遙感的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 武漢測(cè)繪科技大學(xué)學(xué)報(bào) 2000年2月【2】 郭祖軍 張友炎 李永鐵 世界航天遙感技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及油氣遙感應(yīng)用方向 國(guó)土資源遙感 2000年第2期 總第44期【3】 張義彬 曲家惠 世界遙感技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及其地質(zhì)應(yīng)用 國(guó)土資源遙感 1998年第4期 總第38期【4】 胡明城 衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展和最新成就 測(cè)繪科學(xué) 2000年第25卷第1期【5】 朱志勤 遙測(cè)遙感技術(shù)