遥感技术综述

遥感技术综述

14空间

摘要：本文主要讲了有关遥感的定义、分类、问题、应用、发展趋势等，并通过总结得出遥感技术必承载

着现代人们的智慧，给我们带来更便捷、科学、合理化的世界。遥感技术已揭开了人类从外层空间观测地球的序幕，为人类认识国土、开发资源、监测环境、研究灾害以及分析全球气候变化等提供了新的途径。

关键词：遥感，遥感技术，遥感的应用，遥感发展。

1引言

中国空间技术研究院与上海航天局共同研制的风云二号地球静止轨道气象卫星上装有多通道高分辨率扫描辐射计和云图转发等有效载荷，可获取有关可见光云图、昼夜红外和水汽云图；传播发展宽数字图像、低分辨率云图和S 波段天气图；获取气象、海洋、水文数据收集平台的观测数据；收集空间环境监测数据。卫星可以对地球近五分之一的地区连续进行气象观测，实时将资料送回地面，因而通过对接收到云图的处理和分析，提取有用信息，制作出各种天气图，把各种观测数据变换成定量的气象数据，分发给天气预报部门和其他用户。在1998年中国的抗洪救灾中，风云二号卫星及地面应用系统提供大量的气象信息，展示了卫星在防灾减灾中有着重要应用前景。

2 RS简介

2.1什么是遥感技术

遥感是从远离地面的不同工作平台上，如高塔、气球、飞机、火箭、人造地球卫星、宇宙飞船和航天飞机等，通过传感器对地球表面的电磁波辐射信息进行探测，然后经信息的传输、处理和判读分析，对地球的资源与环境进行探测与监测的综合性技术。遥感技术从远距离采用高空鸟瞰的形式进行探测，包括多点位、多谱段、多时段和多高度的遥感影像以及多次增强的遥感信息，能提供综合系统性、瞬时或同步性的连续区域性同步信息，在环境科学领域的应用具有很大优越性。【13】

2.2遥感发展史

遥感作为一种空间探测技术，至今已经经历了地面遥感、航空遥感和航天遥感三个阶段。广义的讲，遥感技术是从19世纪初期（1839年）出现摄影开始的。19世纪中叶（1858年），就有人使用气球从空中对地面进行摄影。1903年飞机问世以后，便开始了可称为航空遥感的第一次试验，从空中对地面进行摄影，并将航空图像应用于地形和地图制图等方面。可以说这揭开了当今遥感技术的序幕。随着无线电电子技术、光学技术和计算机技术的发展，20世纪中期，遥感技术有了快速的发展。遥感器从第一代的航空摄影机，第二代的多光谱摄影机、扫描仪，很快发展到第三代固体扫描仪（CCD ）。【20】未来遥感技术还有十分广阔的发展前景，并将得到进一步的发展。

2.3遥感的分类

为了便于专业人员研究和应用遥感技

术，人们从不同的角度对遥感作如下分类: 1按搭载传感器的遥感平台分类：①地面遥感，即把传感器设置在地面平台上，如车载、船载、手提、固定或活动高架平台等；②航空遥感，即把传感器设置在航空器上，如气球、航模、飞机及其它航空器等; ③航天遥感，即把传感器设置在航天器上，如人造卫星、宇宙飞船、空间实验室等。2按遥感探测的工作方式分类：①主动式遥感，即由传感器主动地向被探测的目标物发射一定波长的电磁波，然后接受并记录从目标物反射回来的电磁波; ②被动式遥感，即传感器不

向被探测的目标物发射电磁波，而是直接接受并记录目标物反射太阳辐射或目标物自身发射的电磁波。3按遥感探测的工作波段分类：①紫外遥感，其探测波段在0.3～0.38um 之间; 可见光，其探测波段在0.38～0.76um 之间; ②红外遥感，其探测波段在0.76～14um 之间; ③微波遥感，其探测波段在1mm ～1m 之间; ④多光谱遥感，其探测波段在可见光与红外波段范围之内。4 按应用领域或专题分类：环境遥感 大气遥感 资源遥感 海洋遥感 地质遥感 农业遥感 林业遥感等。【18】

3遥感的应用

3.1遥感的多方运用

1遥感技术在水污染监测方面的应用：①利用红外扫描仪监视石油污染②利用遥感技术监测水体富营养化③通过遥感技术调查废水污染和泥沙污染④通过遥感技术分析水域的分布变化和水体沼泽化 2. 遥感技术在大气环境监测方面的应用：①用7.75～13.3微米热红外探测器测定臭氧层的温度变化，参照浓度与温度的相关关系，推算出臭氧浓度的水平分布。②监测有害气体：红外相片可监测有毒气体对污染源周围树木和农作物的危害情况，通过植物对有害气体的敏感性来推断某地区大气污染的程度和性质。③关注气候变化 ：美国、欧盟、日本和俄罗斯的地球同步轨道气象卫星组成的静止气象卫星监测系统昼夜不停地观测地球的气候变化，得到全球范围内的大气参数、海洋参数、地表状况、辐射收支和臭氧分布等信息，对全球变暖、臭氧层空洞以及厄尔尼诺现象的研究非常重要。3. 遥感技术在城市环境监测与管理中的应用 ：城市里的高大建筑物对太阳辐射和其他热辐射的吸收和释放特性跟以土地和农作物为主要下垫面的郊区有很大不同，利用热红外遥感对城市下垫面进行分析就可以得出城市的热岛效应。4. 应用遥感技术监控生态环境：

遥感影像真实记录地貌形态特征并提供各环境参数的组合情况，根据其空间一致性和差异性进行区域环境范围的生态区划。5. 利用遥感技术监测自然灾害 ：遥感技术对于暴雨、水土流失、地震和山体滑坡等地质灾害的调查与监测也很有效。比如说地震与地球活动构造块体分布及其活动方式密切相关，利用卫星预测地震技术主要集中在电磁波辐射和电离层异常监测、地表形变监测、红外辐射监测以及卫星重力监测等方面。【5】

3.2遥感技术在地震中的应用

长期以来，地震预报监测、灾害调查、灾情信息获取主要依靠实地勘测手段，其获取的数据精度和置信度虽然较高，但存在工作量大、效率低、费用高和信息不直观等缺点。遥感技术手段可在一定程度上克服传统实地勘测手段的缺点，并具有其他实地勘测手段不可比拟的优势，因此，在地震领域中得到了广泛的应用。遥感技术最早应用于地震始于国外，早在1906 年G.R. 劳伦斯利用风筝成功拍摄美国旧金山8.3 级地震的震后灾情，标志着人类利用遥感技术记录地震灾害信息的开始。遥感技术在地震中有何作用呢？1震前监测预报：地震发生前出现的地表温度异常早被人们察觉，热红外遥感具有覆盖范围大、全天候动态监测、信息丰富等特点，因而基于热红外遥感手段可快速获取震区大面积热异常影像，连续不间断监测则可得到震区热异常影像序列。2震后紧急救援、灾情监测及评估：现有的航天及航空遥感，包括CCD 摄像、航空目测、航空遥感、微波遥感等技术手段则恰恰可满足灾后救援需求，高时间分辨率卫星及众多静止卫星的日益普及使得遥感手段对于灾情过程的监测十分有效。3灾后重建：遥感技术手段可作为灾后重建科学规划的重要技术保障，对于强震区，其灾后重建进展情况监测及评估工作可借助遥感手段开展。同时遥感手段还可对灾后的生产生活情况监测评估，为决

策者及管理者提供不可或缺的技术依据。【14】

4遥感的发展趋势

随着科学技术的进步，光谱信息成像化，雷达成像多极化，光学探测多向化，地学分析智能化，环境研究动态化以及资源研究定量化，大大提高了遥感技术的实时性和运行性，使其向多尺度、多频率、全天候、高精度和高效快速的目标发展。 1. 遥感影像获取技术越来越先进 ：①随着高性能新型传感器研制开发水平以及环境资源遥感对高精度遥感数据要求的提高，高空间和高光谱分辨率已是卫星遥感影像获取技术的总发展趋势。②雷达遥感具有全天候全天时获取影像以及穿透地物的能力，在对地观测领域有很大优势。③开发和完善陆地表面温度和发射率的分离技术，定量估算和监测陆地表面的能量交换和平衡过程，将在全球气候变化的研究中发挥更大的作用。④由航天、航空和地面观测台站网络等组成以地球为研究对象的综合对地观测数据获取系统，具有提供定位、定性和定量以及全天候、全时域和全空间的数据能力，2. 遥感信息处理方法和模型越来越科学 ：多平台、多层面、多传感器、多时相、多光谱、多角度以及多空间分辨率的融合与复合应用，是目前遥感技术的重要发展方向。不确定性遥感信息模型和人工智能决策支持系统的开发应用也有待进一步研究。【5】

5结论

卫星遥感技术的迅速发展，把人类带入了立体化、多层次、多角度、全方位和全天候地对地观测的新时代。中国遥感事业，经历了20世纪70年代至80年代中期的起步阶段，80年代后期至90年代前期的试验应用阶段，至90年代后期进入实用化和产业化阶段。在遥感理论、遥感平台、传感器研制、系统集成、应用研究、学术交流、人才培养等方面都取得了瞩目的成就，为遥感学

科的发展和国家的经济建设、国防建设作出了巨大贡献。【16】遥感卫星经过几十年的发展和应用，尤其是近几年的突飞猛进，已经为其未来朝着商业化方向迈进奠定了坚强稳固基础——包括可靠的技术基础以及广阔的应用基础。只要国家在政策方面给予大力支持，使商业化发展在经营理念的指引下保证正确的方向，加上科技工作人员的勤奋努力使技术不断创新，再加上遥感应用产品开发经销商有效的市场运作，以及广大遥感用户的热情捧场四个方面的共同努力，那么就能极大的促进遥感卫星的市场化、商业化和产业化的发展。相信今后遥感卫星商业化的步伐会加快，能够早日进入产业发展新时代。【12】总之，遥感技术在环境科学领域有广泛应用，随着科学的进步，遥感技术会越来越先进，其所发挥的作用也会越来越大。 参考文献

【1】《常见遥感卫星基本参数》

【2】《当代遥感技术的现状和发展趋势》 【3】《国内外遥感卫星发展动态》 【4】《国内外遥感最新技术及其发展趋势》【5】《关于遥感技术未来的发展方向》 【6】《航天遥感》

【7】《激光主动遥感技术及其应用》 【8】《激光遥感技术》

【9】《浅谈遥感技术的发展与应用》 【10】《我国航空遥感发展现状及若干建议》【11】《我国遥感数据的集成与共享研究》【12】《卫星遥感技术应用》 【13】《遥感技术论文》

【14】《遥感技术在地震中的应用》 【15】《遥感技术在环境科学中的应用与发展趋势》

【16】《遥感论文》

【17】《遥测遥控遥感技术在我国的应用与发展》

【18】《遥感的分类》 【19】《遥感概论结课论文》 【20】《遥感发展史》

遥感技术综述

14空间

摘要：本文主要讲了有关遥感的定义、分类、问题、应用、发展趋势等，并通过总结得出遥感技术必承载

着现代人们的智慧，给我们带来更便捷、科学、合理化的世界。遥感技术已揭开了人类从外层空间观测地球的序幕，为人类认识国土、开发资源、监测环境、研究灾害以及分析全球气候变化等提供了新的途径。

关键词：遥感，遥感技术，遥感的应用，遥感发展。

1引言

中国空间技术研究院与上海航天局共同研制的风云二号地球静止轨道气象卫星上装有多通道高分辨率扫描辐射计和云图转发等有效载荷，可获取有关可见光云图、昼夜红外和水汽云图；传播发展宽数字图像、低分辨率云图和S 波段天气图；获取气象、海洋、水文数据收集平台的观测数据；收集空间环境监测数据。卫星可以对地球近五分之一的地区连续进行气象观测，实时将资料送回地面，因而通过对接收到云图的处理和分析，提取有用信息，制作出各种天气图，把各种观测数据变换成定量的气象数据，分发给天气预报部门和其他用户。在1998年中国的抗洪救灾中，风云二号卫星及地面应用系统提供大量的气象信息，展示了卫星在防灾减灾中有着重要应用前景。

2 RS简介

2.1什么是遥感技术

遥感是从远离地面的不同工作平台上，如高塔、气球、飞机、火箭、人造地球卫星、宇宙飞船和航天飞机等，通过传感器对地球表面的电磁波辐射信息进行探测，然后经信息的传输、处理和判读分析，对地球的资源与环境进行探测与监测的综合性技术。遥感技术从远距离采用高空鸟瞰的形式进行探测，包括多点位、多谱段、多时段和多高度的遥感影像以及多次增强的遥感信息，能提供综合系统性、瞬时或同步性的连续区域性同步信息，在环境科学领域的应用具有很大优越性。【13】

2.2遥感发展史

遥感作为一种空间探测技术，至今已经经历了地面遥感、航空遥感和航天遥感三个阶段。广义的讲，遥感技术是从19世纪初期（1839年）出现摄影开始的。19世纪中叶（1858年），就有人使用气球从空中对地面进行摄影。1903年飞机问世以后，便开始了可称为航空遥感的第一次试验，从空中对地面进行摄影，并将航空图像应用于地形和地图制图等方面。可以说这揭开了当今遥感技术的序幕。随着无线电电子技术、光学技术和计算机技术的发展，20世纪中期，遥感技术有了快速的发展。遥感器从第一代的航空摄影机，第二代的多光谱摄影机、扫描仪，很快发展到第三代固体扫描仪（CCD ）。【20】未来遥感技术还有十分广阔的发展前景，并将得到进一步的发展。

2.3遥感的分类

为了便于专业人员研究和应用遥感技

术，人们从不同的角度对遥感作如下分类: 1按搭载传感器的遥感平台分类：①地面遥感，即把传感器设置在地面平台上，如车载、船载、手提、固定或活动高架平台等；②航空遥感，即把传感器设置在航空器上，如气球、航模、飞机及其它航空器等; ③航天遥感，即把传感器设置在航天器上，如人造卫星、宇宙飞船、空间实验室等。2按遥感探测的工作方式分类：①主动式遥感，即由传感器主动地向被探测的目标物发射一定波长的电磁波，然后接受并记录从目标物反射回来的电磁波; ②被动式遥感，即传感器不

向被探测的目标物发射电磁波，而是直接接受并记录目标物反射太阳辐射或目标物自身发射的电磁波。3按遥感探测的工作波段分类：①紫外遥感，其探测波段在0.3～0.38um 之间; 可见光，其探测波段在0.38～0.76um 之间; ②红外遥感，其探测波段在0.76～14um 之间; ③微波遥感，其探测波段在1mm ～1m 之间; ④多光谱遥感，其探测波段在可见光与红外波段范围之内。4 按应用领域或专题分类：环境遥感 大气遥感 资源遥感 海洋遥感 地质遥感 农业遥感 林业遥感等。【18】

3遥感的应用

3.1遥感的多方运用

1遥感技术在水污染监测方面的应用：①利用红外扫描仪监视石油污染②利用遥感技术监测水体富营养化③通过遥感技术调查废水污染和泥沙污染④通过遥感技术分析水域的分布变化和水体沼泽化 2. 遥感技术在大气环境监测方面的应用：①用7.75～13.3微米热红外探测器测定臭氧层的温度变化，参照浓度与温度的相关关系，推算出臭氧浓度的水平分布。②监测有害气体：红外相片可监测有毒气体对污染源周围树木和农作物的危害情况，通过植物对有害气体的敏感性来推断某地区大气污染的程度和性质。③关注气候变化 ：美国、欧盟、日本和俄罗斯的地球同步轨道气象卫星组成的静止气象卫星监测系统昼夜不停地观测地球的气候变化，得到全球范围内的大气参数、海洋参数、地表状况、辐射收支和臭氧分布等信息，对全球变暖、臭氧层空洞以及厄尔尼诺现象的研究非常重要。3. 遥感技术在城市环境监测与管理中的应用 ：城市里的高大建筑物对太阳辐射和其他热辐射的吸收和释放特性跟以土地和农作物为主要下垫面的郊区有很大不同，利用热红外遥感对城市下垫面进行分析就可以得出城市的热岛效应。4. 应用遥感技术监控生态环境：

遥感影像真实记录地貌形态特征并提供各环境参数的组合情况，根据其空间一致性和差异性进行区域环境范围的生态区划。5. 利用遥感技术监测自然灾害 ：遥感技术对于暴雨、水土流失、地震和山体滑坡等地质灾害的调查与监测也很有效。比如说地震与地球活动构造块体分布及其活动方式密切相关，利用卫星预测地震技术主要集中在电磁波辐射和电离层异常监测、地表形变监测、红外辐射监测以及卫星重力监测等方面。【5】

3.2遥感技术在地震中的应用

长期以来，地震预报监测、灾害调查、灾情信息获取主要依靠实地勘测手段，其获取的数据精度和置信度虽然较高，但存在工作量大、效率低、费用高和信息不直观等缺点。遥感技术手段可在一定程度上克服传统实地勘测手段的缺点，并具有其他实地勘测手段不可比拟的优势，因此，在地震领域中得到了广泛的应用。遥感技术最早应用于地震始于国外，早在1906 年G.R. 劳伦斯利用风筝成功拍摄美国旧金山8.3 级地震的震后灾情，标志着人类利用遥感技术记录地震灾害信息的开始。遥感技术在地震中有何作用呢？1震前监测预报：地震发生前出现的地表温度异常早被人们察觉，热红外遥感具有覆盖范围大、全天候动态监测、信息丰富等特点，因而基于热红外遥感手段可快速获取震区大面积热异常影像，连续不间断监测则可得到震区热异常影像序列。2震后紧急救援、灾情监测及评估：现有的航天及航空遥感，包括CCD 摄像、航空目测、航空遥感、微波遥感等技术手段则恰恰可满足灾后救援需求，高时间分辨率卫星及众多静止卫星的日益普及使得遥感手段对于灾情过程的监测十分有效。3灾后重建：遥感技术手段可作为灾后重建科学规划的重要技术保障，对于强震区，其灾后重建进展情况监测及评估工作可借助遥感手段开展。同时遥感手段还可对灾后的生产生活情况监测评估，为决

策者及管理者提供不可或缺的技术依据。【14】

4遥感的发展趋势

随着科学技术的进步，光谱信息成像化，雷达成像多极化，光学探测多向化，地学分析智能化，环境研究动态化以及资源研究定量化，大大提高了遥感技术的实时性和运行性，使其向多尺度、多频率、全天候、高精度和高效快速的目标发展。 1. 遥感影像获取技术越来越先进 ：①随着高性能新型传感器研制开发水平以及环境资源遥感对高精度遥感数据要求的提高，高空间和高光谱分辨率已是卫星遥感影像获取技术的总发展趋势。②雷达遥感具有全天候全天时获取影像以及穿透地物的能力，在对地观测领域有很大优势。③开发和完善陆地表面温度和发射率的分离技术，定量估算和监测陆地表面的能量交换和平衡过程，将在全球气候变化的研究中发挥更大的作用。④由航天、航空和地面观测台站网络等组成以地球为研究对象的综合对地观测数据获取系统，具有提供定位、定性和定量以及全天候、全时域和全空间的数据能力，2. 遥感信息处理方法和模型越来越科学 ：多平台、多层面、多传感器、多时相、多光谱、多角度以及多空间分辨率的融合与复合应用，是目前遥感技术的重要发展方向。不确定性遥感信息模型和人工智能决策支持系统的开发应用也有待进一步研究。【5】

5结论

卫星遥感技术的迅速发展，把人类带入了立体化、多层次、多角度、全方位和全天候地对地观测的新时代。中国遥感事业，经历了20世纪70年代至80年代中期的起步阶段，80年代后期至90年代前期的试验应用阶段，至90年代后期进入实用化和产业化阶段。在遥感理论、遥感平台、传感器研制、系统集成、应用研究、学术交流、人才培养等方面都取得了瞩目的成就，为遥感学

科的发展和国家的经济建设、国防建设作出了巨大贡献。【16】遥感卫星经过几十年的发展和应用，尤其是近几年的突飞猛进，已经为其未来朝着商业化方向迈进奠定了坚强稳固基础——包括可靠的技术基础以及广阔的应用基础。只要国家在政策方面给予大力支持，使商业化发展在经营理念的指引下保证正确的方向，加上科技工作人员的勤奋努力使技术不断创新，再加上遥感应用产品开发经销商有效的市场运作，以及广大遥感用户的热情捧场四个方面的共同努力，那么就能极大的促进遥感卫星的市场化、商业化和产业化的发展。相信今后遥感卫星商业化的步伐会加快，能够早日进入产业发展新时代。【12】总之，遥感技术在环境科学领域有广泛应用，随着科学的进步，遥感技术会越来越先进，其所发挥的作用也会越来越大。 参考文献

【1】《常见遥感卫星基本参数》

【2】《当代遥感技术的现状和发展趋势》 【3】《国内外遥感卫星发展动态》 【4】《国内外遥感最新技术及其发展趋势》【5】《关于遥感技术未来的发展方向》 【6】《航天遥感》

【7】《激光主动遥感技术及其应用》 【8】《激光遥感技术》

【9】《浅谈遥感技术的发展与应用》 【10】《我国航空遥感发展现状及若干建议》【11】《我国遥感数据的集成与共享研究》【12】《卫星遥感技术应用》 【13】《遥感技术论文》

【14】《遥感技术在地震中的应用》 【15】《遥感技术在环境科学中的应用与发展趋势》

【16】《遥感论文》

【17】《遥测遥控遥感技术在我国的应用与发展》

【18】《遥感的分类》 【19】《遥感概论结课论文》 【20】《遥感发展史》