不懂這些怎么好意思談遙感

遙感顧名思義就是“遙遠(yuǎn)的感知”，通常是指在航天或航空平臺(tái)上對(duì)地球系統(tǒng)或其他天體進(jìn)行特定電磁波譜段的成像觀測(cè)，進(jìn)而獲取被觀測(cè)對(duì)象多方面特征信息的技術(shù)。

現(xiàn)代遙感技術(shù)起源于20世紀(jì)60年代，以數(shù)字化成像方式為特征，是衡量一個(gè)國家科技發(fā)展水平和綜合實(shí)力的重要標(biāo)志，歷來被世界主要科技和經(jīng)濟(jì)大國所重視。

中國政府特別重視遙感科技的發(fā)展，尤其是20世紀(jì)80 年代以后，我國航天遙感事業(yè)取得長足進(jìn)步，一系列重要遙感衛(wèi)星的成功發(fā)射，使我國也已躋身于世界遙感科技的前列。

風(fēng)云氣象衛(wèi)星（1988年以來）

資源系列衛(wèi)星（1999年以來）

環(huán)境減災(zāi)系列衛(wèi)星（2008年以來）

高分系列衛(wèi)星（2013年以來）

碳衛(wèi)星（2016年）

遙感技術(shù)與國民經(jīng)濟(jì)、生態(tài)保護(hù)和國防安全的關(guān)系也越來越緊密，比如土地資源調(diào)查、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)與作物估產(chǎn)、災(zāi)害預(yù)報(bào)與災(zāi)情評(píng)估、海洋環(huán)境調(diào)查等，包括與日常生活息息相關(guān)的天氣預(yù)報(bào)、空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)、電子地圖與導(dǎo)航等活動(dòng)，遙感都發(fā)揮了重大作用。進(jìn)入21 世紀(jì)，遙感科技已顯現(xiàn)出高空間分辨率、高光譜分辨率、高時(shí)間分辨率的“三高”新特征，并開拓了更多的應(yīng)用新領(lǐng)域。

高空間分辨率遙感

空間分辨率 能夠被傳感器辨識(shí)的單一地物或2個(gè)相鄰地物間的最小尺寸。空間分辨率越高，遙感圖像包含的地物形態(tài)信息就越豐富，能識(shí)別的目標(biāo)就越小。

高空間分辨率圖像 簡稱“高分圖像”，包含了地物豐富的紋理、形狀、結(jié)構(gòu)、鄰域關(guān)系等信息，可主要應(yīng)用于地物分類、目標(biāo)提取與識(shí)別、變化檢測(cè)等。

近年來，隨著我國空間技術(shù)的快速發(fā)展，特別是高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)重大專項(xiàng)的實(shí)施，我國的衛(wèi)星遙感技術(shù)邁入了亞米級(jí)時(shí)代，高分2 號(hào)衛(wèi)星（GF-2）全色譜段星下點(diǎn)空間分辨率達(dá)到0.8m。

商業(yè)化高分圖像的多領(lǐng)域應(yīng)用

1.城市規(guī)劃管理：GF-2圖像可準(zhǔn)確地識(shí)別城市街道、行道綠地、公園、建筑物、甚至車輛數(shù)量信息。

2.災(zāi)情評(píng)估：高分圖像可以實(shí)現(xiàn)滑坡和洪水淹沒區(qū)快速提取、建筑物毀壞等監(jiān)測(cè)。

3.軍事國防：高分圖像可以精確識(shí)別敵方的人員與裝備，包括裝備的型號(hào)、數(shù)量、調(diào)動(dòng)等重要信息。

高光譜分辨率遙感

高光譜遙感 起源于20世紀(jì)80年代的高光譜分辨率遙感，又稱為高光譜遙感（Hyperspectral Re‐mote Sensing），它利用成像光譜儀在連續(xù)的幾十個(gè)甚至幾百個(gè)光譜通道獲取地物輻射信息，在取得地物空間圖像同時(shí)，每個(gè)像元都能夠得到一條包含地物診斷性光譜特征的連續(xù)光譜曲線。

高光譜成像儀發(fā)展歷程

世界上第一臺(tái)成像光譜儀AIS-1 于1983 年在美國研制成功。

1987 年，美國又推出了第二代高光譜成像儀AVIRIS，并持續(xù)不斷更新?lián)Q代，已成為美國航空航天高光譜遙感科技發(fā)展的孵化器。

此后，許多國家先后研制了多種類型航空成像光譜儀，如加拿大的CASI、德國的ROSIS、澳大利亞的HyMap等。

在經(jīng)過航空試驗(yàn)和成功應(yīng)用之后，1999 年底美國新千年計(jì)劃EO-1 衛(wèi)星搭載了具有200 多個(gè)波段的Hyperion 航天成像光譜儀，正式開啟了航天高光譜遙感時(shí)代。

我國高光譜遙感科技進(jìn)展

我國高光譜遙感科技發(fā)展幾乎與美國同步，1989 年中科院研制了我國第一臺(tái)模塊化航空成像光譜儀（MAIS），并在20世紀(jì)90年代又陸續(xù)研發(fā)了推帚式成像光譜儀（PHI）、新型模塊化成像光譜儀（OMIS）、輕型高穩(wěn)定度干涉成像光譜儀（LASIS）等。

2002 年“神舟三號(hào)”搭載了我國第一臺(tái)航天成像光譜儀，此后我國發(fā)射的“嫦娥-1”探月衛(wèi)星、環(huán)境與減災(zāi)小衛(wèi)星（HJ-1）星座、風(fēng)云氣象衛(wèi)星、GF-5衛(wèi)星等也都搭載了航天成像光譜儀。

高光譜遙感的多領(lǐng)域應(yīng)用

礦物分析 通過對(duì)礦物元素的診斷性光譜特征分析，高光譜遙感能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)礦物成分及其豐度進(jìn)行精確識(shí)別和填圖

植被研究 通過高光譜數(shù)據(jù)能夠反演植被物理和化學(xué)參數(shù)，進(jìn)行作物長勢(shì)監(jiān)測(cè)、品質(zhì)評(píng)估等

水質(zhì)監(jiān)測(cè) 通過對(duì)水中葉綠素、黃色物質(zhì)、懸浮物等成分的光譜反演，可以掌握水華爆發(fā)、黑臭水體分布以及污染來源等

其他 近年來，成像光譜技術(shù)也逐漸滲透進(jìn)了各種非傳統(tǒng)遙感行業(yè)，比如在醫(yī)學(xué)、生物、刑偵、考古、文物保護(hù)等領(lǐng)域開展了廣泛的探索性應(yīng)用。

高光譜遙感技術(shù)從其起步就被賦予了強(qiáng)烈的軍事應(yīng)用色彩，在軍事目標(biāo)偵察、陣地與裝備偽裝識(shí)別、戰(zhàn)場環(huán)境背景分析等方面有巨大應(yīng)用潛力。

偽裝目標(biāo)揭露 我國的高光譜遙感科技發(fā)展一直處于國際前列，中科院自主研發(fā)的高光譜圖像處理與分析通用軟件系統(tǒng)（HIPAS）被國際同行評(píng)為國際六大頂尖高光譜圖像處理軟件之一，并在高光譜遙感應(yīng)用方面實(shí)現(xiàn)了向美、日、澳等發(fā)達(dá)國家的技術(shù)輸出，成果在國際上產(chǎn)生了重大影響。