現代遙感技術發展的趨勢與展望

遙 文

專家論壇

現代遙感技術發展的趨勢與展望

遙 文

遙感技術正在進入一個能夠快速準確地提供多種對地觀測海量數據及應用研究的新階段，它在近一二十年內得到了飛速發展，目前又將達到一個新的高潮。這種發展主要表現在以下幾個方面：

(一) 多分辨率多遙感平臺并存，空間分辨率、時間分辨率及光譜分辨率普遍提高

目前，國際上已擁有十幾種不同用途的地球觀測衛星系統，并擁有全色0.8—5m，多光譜3.3—30 m的多種空間分辨率。遙感平臺和傳感器已從過去的單一型向多樣化發展，并能在不同平臺上獲得不同空間分辨率、時間分辨率和光譜分辨率的遙感影像。民用遙感影像的空間分辨率達到米級，光譜分辨率達到納米級，波段數已增加到數十甚至數百個，回歸周期達到幾天甚至十幾個小時。例如，美國的商業衛星ORBVIEW可獲取1m空間分辨率的圖像，通過任意方向旋轉可獲得同軌和異軌的高分辨率立體圖像；美國EOS衛星上的MO—DIS—N傳感器具有35個波段；美國NOAA的一顆衛星每天可對地面同一地區進行兩次觀測。隨著遙感應用領域對高分辨率遙感數據需求的增加及高新技術本身發展的可能性，各類遙感分辨率的提高成為普遍發展趨勢。

(二) 新型傳感器不斷涌現，微波遙感、高光譜遙感迅速發展

遙感在短短不到40年的時間里，無論在理論、技術和應用方面均得到了迅猛發展。20世紀的后半葉，不斷研制出新型傳感器，未來諸多領域傾向于合成孔徑雷達、成像光譜儀的廣泛應用。 微波遙感技術是近十幾年發展起來的具有美好應用前景的主動式探測方法。微波具有穿透性強、不受天氣影響的特性，可全天時、全天候工作。微波遙感采用多極化、多波段及多工作模式，形成多級分辨率影像序列，以提供從粗到細的對地觀測數據源。成像雷達、激光雷達等的發展，愈來愈引起人們的關注。例如，美國實施的航天飛機雷達地形測繪使命即采用雷達干涉測量技術，在一架航天飛機上安裝了兩個雷達天線，對同一地區一次獲取兩幅圖像，然后通過影像精匹配、相位差解算、高程計算等步驟得到被觀測地區的高程數據。

高光譜遙感的出現和發展是遙感技術的一場革命。它使本來在寬波段遙感中不可探測的物質，在高光譜遙感中能被探測。高光譜遙感的發展，從研制第一代航空成像光譜儀算起已有20多年的歷史，并受到世界各國遙感科學家的普遍關注。但長期以來高光譜遙感一直處在以航空為基礎的研究發展階段，且主要集中在一些技術發達國家，對其數據的研究和應用還十分有限。近年來情況出現了轉機，1999年末第一臺中分辨率成像光譜儀(MODIS)隨美國EOS AM—1平臺進入軌道，“新千年計劃”第一星EO—1攜帶兩種高光譜儀隨后進入了太空。此外，歐空局的中分辨率成像光譜儀(MERIS)、日本ADEOS—2衛星的全球成像儀(GLI)以及美國軌道圖像公司的軌道觀察者4號(ORB—VIEW—4)均相繼升空。一個高光譜群星燦爛的局面將展現在我們面前，對它的深入研究正處在突破的前夕。

(三) 遙感的綜合應用不斷深化

目前，遙感技術正經歷著一場質的變化，綜合應用的深度和廣度不斷擴展，表現為從單一信息源分析向包含非遙感數據的多源信息的復合分析方向發展；從定性判讀向信息系統應用模型及專家系統支持下的定量分析發展；從靜態研究向多時相的動態研究發展。地理信息系統為遙感提供了各種有用的輔助信息和分析手段，提高遙感信息的識別精度。另外，通過遙感的定量分析，從區域專題研究向全球綜合研究發展，實現從室內的近景攝影測量到大范圍的陸地、海洋信息的采集乃至全球范圍內的環境變化監測。多時相遙感的動態監測，獲取我國當前城市化過程、耕地面積減少和生態環境變化的基本資料。與此同時，國際上相繼推出了一批高水平的遙感圖像處理商業軟件包，用以實現遙感的上述綜合應用。其主要功能包括影像幾何糾正與輻射校正、影像處理與分析、遙感制圖、地理信息分析、可視化空間建模等。

(四) 商業遙感時代的到來

隨著衛星遙感的興起，計算機與通訊技術的進步以及冷戰時期軍事情報部門的需要，數字成像技術有了極大的提高。世界各主要航天大國相繼研制出各種以對地觀測為目的的遙感衛星，并逐步向商用化轉移。因此，國際上商業遙感衛星系統得到了迅速發展，產業界特別是私營企業直接參與或獨立進行遙感衛星的研制、發射和運行，甚至提供端對端的服務，也是目前遙感發展的一大趨勢。