淺談遙感的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢(shì)

摘 要：隨著遙感技術(shù)水平的深入，遙感信息處理方法的改進(jìn)和精度的提高，遙感信息源的不斷增加，遙感應(yīng)用得到廣泛認(rèn)可，更多領(lǐng)域?qū)b感需求的增加，使遙感的應(yīng)用范圍也越來越廣泛，文章主要對(duì)遙感的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：遙感；應(yīng)用；發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：TP79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2012）20-0034-02

應(yīng)用推動(dòng)了遙感的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域的拓展、應(yīng)用水平的提高、應(yīng)用效果的改進(jìn)效益的提高，也進(jìn)一步推動(dòng)了遙感科學(xué)與技術(shù)的不斷發(fā)展。目前遙感的應(yīng)用已從早期的環(huán)境遙感、資源遙感、軍事遙感、海上遙感、礦山遙感、遙感制圖等領(lǐng)域，拓展到了遙感考古、遙感巖石力學(xué)、生態(tài)遙感、遙感地球化學(xué)、公共衛(wèi)生遙感等眾多新的應(yīng)用領(lǐng)域。今后遙感的應(yīng)用還將在精度、效益、速度、可靠性等方面不斷改進(jìn)和提高，并推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)更新，進(jìn)而推動(dòng)方法研究和理論創(chuàng)新，以及學(xué)科發(fā)展。20世紀(jì)的衛(wèi)星遙感應(yīng)用比較側(cè)重于自然、資源、無機(jī)環(huán)境和靜態(tài)觀測(cè)與識(shí)別，而21世紀(jì)衛(wèi)星遙感的應(yīng)用，必將更多的關(guān)注人文、生態(tài)環(huán)境以及動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)估，通過遙感手段的優(yōu)選、多平臺(tái)的組合乃至多源信息的融合，最終會(huì)集成一條快速的生產(chǎn)流水線。

1 遙感的應(yīng)用

1.1 遙感應(yīng)用技術(shù)流程

具體來講，整個(gè)過程可以分為問題分析與遙感信息源選擇、遙感圖像處理與分析、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析與模型建立、結(jié)果解釋表達(dá)與應(yīng)用四個(gè)階段。遙感應(yīng)用流程如圖1所示。

1.2 遙感的應(yīng)用

1.2.1 遙感在工程中的應(yīng)用實(shí)例

傳統(tǒng)的工程地質(zhì)調(diào)繪（地質(zhì)測(cè)繪）是依靠技術(shù)人員的野外作業(yè)來實(shí)現(xiàn)的，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率不高，而且由于人的視野受到地形和植被的遮擋，許多地質(zhì)問題不易觀察搞清。遙感圖像信息的豐富性，為工程地質(zhì)人員提供了最直觀調(diào)繪依據(jù)，可以大大加快工作的速度。目前發(fā)生在全國(guó)已建成的高等級(jí)公路上的災(zāi)害或問題大部分是不良地質(zhì)現(xiàn)象造成的。因此，應(yīng)用遙感技術(shù)解譯調(diào)查各種不良地質(zhì)現(xiàn)象，是提高勘察設(shè)計(jì)質(zhì)量的必要環(huán)節(jié)，實(shí)踐中很好的應(yīng)用效果為這一論斷提供了有力證據(jù)。

同時(shí)，遙感技術(shù)在工程區(qū)域地質(zhì)條件評(píng)價(jià)、公路走廊帶選擇、路線方案比選、病害成因及其影響評(píng)價(jià)方面具有常規(guī)手段和傳統(tǒng)方法所無法比擬的優(yōu)勢(shì)。

1.2.2 遙感在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

①農(nóng)業(yè)病蟲害的監(jiān)測(cè)。作物被蟲害后，它的外部形態(tài)和內(nèi)部生理都將發(fā)生變化，不過，不論哪種變化都將造成遙感圖像光譜值得變化，我們可以通過這一變化，將該植物的光譜反射曲線與光譜庫中的標(biāo)準(zhǔn)光譜反射曲線進(jìn)行比較分析，進(jìn)而來監(jiān)測(cè)農(nóng)作物的健康情況。應(yīng)用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)植物病蟲害，主要通過以下途徑：應(yīng)用遙感技術(shù)直接研究害蟲及其寄主的活動(dòng)行為；應(yīng)用遙感手段監(jiān)測(cè)病蟲害寄生地；應(yīng)用遙感手段監(jiān)測(cè)病蟲害對(duì)植物造成的影響，跟蹤其演變情況分析災(zāi)情。

②監(jiān)測(cè)植物生長(zhǎng)狀態(tài)。植物的生長(zhǎng)發(fā)育一般都具有周期性特點(diǎn)，而這種周期性特點(diǎn)在植物體各個(gè)部分都很顯著，同時(shí)也勢(shì)必會(huì)造成單個(gè)植物或植物群物理光學(xué)特性的變化，也就是植物生長(zhǎng)各階段對(duì)電磁波反射和輻射的特性的不同。因?yàn)檫b感具有周期性獲取目標(biāo)電磁波譜信息的特點(diǎn)，所以可以用它來監(jiān)測(cè)植物的生長(zhǎng)狀況。作物的監(jiān)測(cè)主要通過植被指數(shù)、地面溫度、土壤水分、植物素營(yíng)養(yǎng)氮等實(shí)現(xiàn)的。研究表明，應(yīng)用NDVI和葉面積指數(shù)（LAI）的相關(guān)性，考慮地面監(jiān)測(cè)與農(nóng)學(xué)模型，可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)作物的長(zhǎng)勢(shì)。

1.2.3 遙感在資源環(huán)境中的應(yīng)用

①遙感在資源中的應(yīng)用。資源的原始狀態(tài)、利用情況、變化趨勢(shì)等都與一定的地表狀態(tài)或地理過程密切聯(lián)系，而這一狀態(tài)與過程又具有明顯不同的光譜或時(shí)態(tài)特征，在遙感影像中有不同的影像特征，我們可以通過這一不同來分析資源狀況，這就是資源遙感的原理。遙感是資源探測(cè)和勘探的有力工具。應(yīng)用遙感圖像調(diào)查控礦構(gòu)造，從而為地質(zhì)物探提供靶區(qū)；森林資源遙感可以快速調(diào)查森林蓄積量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)森林病蟲害、森林火災(zāi)隱患等影響因素，加強(qiáng)森林資源管理水平；土地資源遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)可以調(diào)查土地利用動(dòng)態(tài)變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)土地利用中存在的問題，通過對(duì)光譜特征的深層挖掘與地表參數(shù)反演，還可以發(fā)現(xiàn)土地?fù)p害和污染的信息，從而為更好的規(guī)劃、整治和利用土地提供支持；水資源遙感可以快速調(diào)查水資源現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，從而為更好的規(guī)劃水資源利用提供支持。

②遙感在環(huán)境中的應(yīng)用。環(huán)境遙感是指利用遙感技術(shù)探測(cè)和研究環(huán)境污染的空間分布、時(shí)間尺度、性質(zhì)、發(fā)展動(dòng)態(tài)、影響和危害程度，以便采取環(huán)境保護(hù)措施或制定生態(tài)環(huán)境規(guī)劃。其原理在于各種環(huán)境要素（包括大氣、水、固體廢棄物等）、環(huán)境污染物和環(huán)境過程都具有其特定的時(shí)間、空間和光譜特征，這些特征直接或間接的可在遙感影像上表達(dá)出來，從而應(yīng)用遙感信息處理提取環(huán)境要素、監(jiān)測(cè)環(huán)境污染、評(píng)價(jià)環(huán)境格局、分析環(huán)境趨勢(shì)、預(yù)測(cè)環(huán)境發(fā)展、發(fā)現(xiàn)環(huán)境問題、輔助環(huán)境保護(hù)。環(huán)境污染按應(yīng)用領(lǐng)域不同，可分為水環(huán)境遙感（水溫、水深、水域變化、水體富營(yíng)養(yǎng)化、石油污染、廢水污染等）、大氣環(huán)境遙感（大氣溫度和濕度、水汽、大氣成分、云際風(fēng)、大氣降水監(jiān)測(cè)、云遙感等）、生態(tài)環(huán)境遙感（土地利用、土地覆蓋變化、植被、土壤侵蝕、荒漠化、城市交通、城市住房、城市人口遙感、城市環(huán)境監(jiān)測(cè)等）、災(zāi)害遙感（水災(zāi)、干旱、臺(tái)風(fēng)、暴雨、強(qiáng)對(duì)流天氣、雪災(zāi)、滑坡、泥石流、地震、火山爆發(fā)、臺(tái)風(fēng)、火災(zāi)以及農(nóng)作物、果樹病蟲害遙感監(jiān)測(cè)等）四大類。

1.2.4 遙感在煤礦開采中的應(yīng)用

遙感在煤礦區(qū)的應(yīng)用主要在如下幾個(gè)方面：礦區(qū)地面塌陷監(jiān)測(cè)與變形分析；煤礦區(qū)土壤污染監(jiān)測(cè)與分析；煤礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)；煤炭資源勘探；礦區(qū)地形和專題制圖；礦區(qū)演變監(jiān)測(cè)；礦區(qū)綜合信息采集。

1.2.5 遙感圖像在天氣預(yù)報(bào)中的應(yīng)用

通過衛(wèi)星獲得的大氣云圖的遙感影像圖，經(jīng)過目視解譯、幾何變換、輻射校正、圖像的增強(qiáng)與變換、圖像分類獲得更清晰的衛(wèi)星云圖，然后進(jìn)一步進(jìn)行判讀各地的天氣情況，用于預(yù)報(bào)。其中圖像的預(yù)處理包括幾何校正與輻射校正，圖像增強(qiáng)與變換有空間域增強(qiáng)、頻率域增強(qiáng)、彩色增強(qiáng)、主成分變換、纓帽變換、典型成分變換，圖像分類有監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類。

1.2.6 遙感圖像應(yīng)用于制圖

由于遙感技術(shù)的發(fā)展，遙感衛(wèi)星的覆蓋面也越來越廣，內(nèi)容也越來越豐富，應(yīng)用于各種需求的制圖也越來越廣泛，遙感圖像在制圖方面越發(fā)重要。遙感圖像用于制圖的步驟如下：遙感圖像的選擇，包括波段和時(shí)相的選擇；遙感圖像進(jìn)行糾正；遙感圖像的解譯分析；基礎(chǔ)底圖的編制和專題內(nèi)容的轉(zhuǎn)繪。

2 遙感在新領(lǐng)域的應(yīng)用

①遙感考古。遙感考古就是通過傳感器探測(cè)和接收來自地表及地表以下考古遺跡的信息，經(jīng)過信息的傳輸及處理分析，識(shí)別物體的屬性及其分布等特征。它是一門體現(xiàn)遙感技術(shù)與傳統(tǒng)考古學(xué)相互滲透、交叉和融合的新技術(shù)，能夠快速、準(zhǔn)確、全面的探明地上以及地下遺址的分布狀況，因此遙感考古越來越受考古工作者的重視，并逐漸成為考古研究的重要手段。

②遙感在公共衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用。近年來，對(duì)公共衛(wèi)生領(lǐng)域特別是流行病、傳染病的發(fā)生、擴(kuò)散進(jìn)行遙感分析得到了遙感研究人員的重視，并成為一個(gè)新的遙感研究方向。

③遙感在巖石力學(xué)中的應(yīng)用。它主要通過研究巖石類材料在應(yīng)力作用下電磁波輻射發(fā)生變化，來通過光譜特征曲線分析巖石的物理化學(xué)變化機(jī)理，應(yīng)用于地質(zhì)力學(xué)、地震預(yù)報(bào)、采礦工程、土木結(jié)構(gòu)工程等地學(xué)工程領(lǐng)域。

3 遙感應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)

隨著遙感應(yīng)用水平的深入、遙感信息處理方法的改進(jìn)和精度的提高、遙感信息源的不斷增加、遙感應(yīng)用得到廣泛認(rèn)可、更多領(lǐng)域?qū)b感需求的增加，遙感的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。遙感還將與其它技術(shù)例如地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)等不斷集成，以解決不同領(lǐng)域的應(yīng)用問題，遙感將成為空間數(shù)據(jù)庫、4D產(chǎn)品的重要支持。將遙感與不同領(lǐng)域的需求相結(jié)合，建立較完善的遙感信息模型，將成為遙感科學(xué)應(yīng)用的重要方面。遙感應(yīng)用模型是機(jī)理、遙感平臺(tái)、信息處理與應(yīng)用領(lǐng)域的結(jié)合，能否突破當(dāng)前遙感應(yīng)用主要依靠分類、信息提取，然后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的模式，實(shí)現(xiàn)直接基于遙感數(shù)據(jù)的機(jī)理分析、過程分析、格局評(píng)價(jià)、趨勢(shì)預(yù)測(cè)與決策支持，將是今后深化遙感應(yīng)用的重要課題。

4 結(jié) 語

隨著遙感技術(shù)的提高，遙感的應(yīng)用不管是在深度還是在廣度上都有了進(jìn)一步的提高，筆者相信遙感技術(shù)在21世紀(jì)將會(huì)展現(xiàn)其強(qiáng)勢(shì)的一面，將會(huì)被更多領(lǐng)域認(rèn)同與應(yīng)用。

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