淺談遙感技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢

高天舒　董彬

【摘 要】遙感是目前為止涉獵領(lǐng)域極廣的一項集實用性、綜合性、創(chuàng)新性于一體的前沿技術(shù)。其大致原理為對電磁波反射性質(zhì)的應(yīng)用，將不可視的事物直觀的呈現(xiàn)在相關(guān)的工作人員面前，以便利相關(guān)工作的開展。其在農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護、自然災(zāi)害預(yù)防等多個方面的應(yīng)用具有重要意義。本文對遙感進行了論述，并對遙感主要應(yīng)用及其發(fā)展趨勢進行了深入分析。

【關(guān)鍵詞】遙感技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展趨勢

中圖分類號： X87 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）04-0147-002

Talking about the Application and Development Trend of Remote Sensing Technology

GAO Tian-shu DONG Bin

（College of Resources and Environment， Linyi University， Linyi， Shandong 276000， China）

【Abstract】Remote sensing is an extremely advanced technology that combines practicality， comprehensiveness and innovation in the field of so far. The general principle is the application of electromagnetic wave reflection properties， the invisibility of things presented visually in front of the relevant staff in order to facilitate the development of related work. Its application in many aspects such as agriculture， environmental protection and natural disaster prevention is of great significance. This article discusses the remote sensing， and analyzes the main applications of remote sensing and its development trend.

【Key words】Remote sensing technology； Application； Development trend

遙感是科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)較晚興起的一門學(xué)科，其以地球科學(xué)論、物理學(xué)科、計算機學(xué)科、空間科學(xué)等的相關(guān)理論為基礎(chǔ)，結(jié)合多種前沿的實用技術(shù)，以發(fā)揮其探測的目的。遙感涉及的領(lǐng)域較廣，因此，遙感技術(shù)是一項富有綜合性的技術(shù)，其主要職能是探測。伴隨著現(xiàn)代化的不斷推進，飛機、人造衛(wèi)星、宇宙飛船等高科技設(shè)備都走入我們的日常生活，將遙感技術(shù)應(yīng)用到這些航空設(shè)備上極大地拓展了人們的可視范圍，并為人類對未知世界的進一步探索提供了保障。遙感技術(shù)不僅能應(yīng)用于諸如航空設(shè)備之類的高精尖設(shè)備，還被普遍應(yīng)用到人們的生產(chǎn)和生活中，其在農(nóng)、林、牧、漁以及環(huán)境與氣象監(jiān)控等多個領(lǐng)域均有一定程度地應(yīng)用。因遙感技術(shù)的應(yīng)用之廣，近些年人們對遙感的研究越來越深入，遙感也在研究人員及相關(guān)學(xué)者的的推動下逐漸完善其綜合性和實用性。

1 遙感簡介

1.1 遙感的概述

遙感，簡單來說就是通過相關(guān)技術(shù)對遠處的不可視的事物進行探知和檢測。具體來說，遙感是指以傳感器為物質(zhì)基礎(chǔ)，通過不同的監(jiān)測平臺諸如地面工作平臺和空中工作平臺對地表的要探測的事物反射回的電磁波和相關(guān)信息，并對獲得的信息進行處理和匯總，以達到監(jiān)測的目的。目前普遍應(yīng)用于各領(lǐng)域的遙感技術(shù)大多是以電磁波作為信息傳遞的媒介的，以航空飛機為例，通常是以飛機為空中的工作平臺，對待探測事物反射的電磁波進行分析，從而實現(xiàn)利用電磁波遠距離測物的目的。

1.2 遙感技術(shù)的基本原理

一切事物都具有反射電磁波的能力，根據(jù)物質(zhì)的組成以及所處環(huán)境的不同，事物對不同波長的電磁波的反射能力也不同。遙感技術(shù)所能探知到的波段為紫外線、可見光、紅外線以及微波。太陽可以說是發(fā)射電磁波的源頭，其發(fā)出的光芒本身也是一種電磁波，經(jīng)過宇宙及大氣層照射到地表的太陽光也就是電磁波被地表的事物進行一定程度的吸收，有一部分電磁波會被事物反射回去。由于各種事物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及相關(guān)特性都有所不同，所以其吸收和反射不同波段的電磁波的能力都不同，遙感依據(jù)事物的這種特性對探測對象反射出的電磁波進行捕獲和分析，得到所需信息，以達到遠距離監(jiān)測的效果。

1.3 遙感的系統(tǒng)組成

遙感的系統(tǒng)可大致分為以下四部分：

1.3.1 信息源

信息源指待監(jiān)測的事物，即監(jiān)測對象。一切物質(zhì)都具有吸收和反射電磁波的能力，依據(jù)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與相關(guān)性質(zhì)的不同，可監(jiān)測出特定的事物，從而獲得關(guān)于監(jiān)測對象的相關(guān)信息。

1.3.2 信息獲取

信息獲取就是指以遙感設(shè)備為物質(zhì)媒介，通過對待探測對象反射回的電磁波對其相關(guān)信息進行獲取的過程，在此過程中使用的設(shè)備包括對遙感進行總控制的工作平臺，可分為空中和地表平臺，以及相應(yīng)的傳感器。其中，傳感器是對待測物進行探測的具體實施設(shè)備，工作平臺的主要職能是承載傳感器。

1.3.3 信息處理

信息處理是指通過一定的設(shè)備對獲得的相關(guān)信息解譯為比較直觀的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行一定的校正和分析匯總，進而對探測對象的整體特征進行總結(jié)，最后識別出所需信息的過程。

1.3.4 信息應(yīng)用

通過信息獲取過程和信息處理過程得到的信息并不都是從事某項工作需要的信息，這就需要專業(yè)人員依據(jù)不同的客戶需求將不同類別的信息應(yīng)用到各涉及到的領(lǐng)域。具體過程是將信息匯總為一定的信息源，人們根據(jù)自己的需要對相關(guān)數(shù)據(jù)進行查詢和應(yīng)用。

2 遙感技術(shù)的應(yīng)用

2.1 遙感在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用

遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用主要表現(xiàn)在通過對農(nóng)田的土壤以及作物反射出的電磁波進行探測分析，以對作物的種類及農(nóng)田的土質(zhì)進行區(qū)分和分類。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中，遙感技術(shù)的應(yīng)用可有效對農(nóng)作物的種類進行識別，從而對農(nóng)作物的生長趨勢及狀態(tài)進行監(jiān)控，以精確預(yù)測農(nóng)作的年產(chǎn)量，與此同時，還能對作物的病蟲害情況進行實時監(jiān)控，并及時針對其實際情況提出相關(guān)措施。早在1989年，遙感技術(shù)就已經(jīng)開始在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮功用了，從1989年算起直到1995年，淮海、華北、黑龍江以及南方的大多數(shù)地區(qū)都通過遙感技術(shù)對作物的含量進行了估計。另外，自1999年以后，對全國冬小麥的估產(chǎn)以正式成為農(nóng)業(yè)部從事遙感的相關(guān)部門的一項任務(wù)，其運行結(jié)果良好。與此同時，全國各地區(qū)的其它作物諸如玉米、棉花之類也在逐步開展遙感估產(chǎn)的相關(guān)工作。

2.2 遙感在環(huán)境保護方面的應(yīng)用

環(huán)境保護問題是世界各國目前面臨的比較棘手的問題之一，遙感技術(shù)在環(huán)境保護方面的應(yīng)用可大大增強環(huán)境保護的工作力度，各國越來越重視對于遙感技術(shù)的研究，以便其更大程度地為環(huán)境保護服務(wù)。凡是具有衛(wèi)星遙感相關(guān)技術(shù)的國家都會將遙感這種應(yīng)用極其廣泛的綜合性技術(shù)應(yīng)用在該國的環(huán)境處理問題上，不禁加快了環(huán)境保護方面的工作進度，還有效深化了遙感在環(huán)境保護方面的發(fā)展，將遙感技術(shù)推向純熟。

在我國，遙感技術(shù)在環(huán)境保護方面的應(yīng)用已經(jīng)到達小有成就的階段，遙感技術(shù)也已經(jīng)成為環(huán)境保護工作中極其重要的一部分，其高效性和簡便性使得相關(guān)的工作人員在獲得環(huán)境信息及環(huán)境實時動態(tài)時獲得了極大的便利。環(huán)境保護工作大致可以分為對水質(zhì)、空氣質(zhì)量、土壤狀況及植被覆蓋率等幾個部分，遙感技術(shù)的應(yīng)用，可將從這幾個方面獲得相關(guān)信息直觀地呈現(xiàn)在工作人員面前，為工作人員進行相關(guān)決策提供了依據(jù)。另外，在發(fā)生一些嚴重的自然災(zāi)害時，通過遙感技術(shù)，可獲得發(fā)生災(zāi)害地區(qū)的實時狀況，降低環(huán)保工作的危險性。

2.3 遙感在災(zāi)害預(yù)防方面的應(yīng)用

自然災(zāi)害是人類所面臨的一個難以攻克的問題，自然災(zāi)害的頻發(fā)嚴重影響了社會各方面的發(fā)展進程，尤其是海嘯、地震等難以控制的大規(guī)模自然災(zāi)害，嚴重損傷了人類的生命及財產(chǎn)安全，這就要求人類不斷提高防災(zāi)、控災(zāi)的能力。

自然災(zāi)害的發(fā)生難以阻止，但對自然災(zāi)害進行準確的預(yù)測卻能極大程度地降低災(zāi)害帶來的多方面的損失，尤其是通過災(zāi)害的預(yù)測將人民的傷亡降到最低，這就要求我們能對自然災(zāi)害出現(xiàn)前的各種征兆和因素進行準確的掌握，并對災(zāi)害持續(xù)的時間和可能涉及到的相關(guān)規(guī)模進行精準的判斷和預(yù)測，在災(zāi)害發(fā)生過后，能夠掌握災(zāi)區(qū)的受災(zāi)程度及重建的實施情況等。在自然災(zāi)害預(yù)防方面引入遙感技術(shù)可有效獲得災(zāi)前、災(zāi)中、災(zāi)后的實施情況。以地球衛(wèi)星遙感為例，其可以以宇宙空間作為工作平臺，對災(zāi)區(qū)的各項動態(tài)進行監(jiān)控，相關(guān)的研究人員與專家可以遙感技術(shù)發(fā)回的信息作為討論依據(jù)，對災(zāi)區(qū)的受災(zāi)程度進行綜合性評價并給出相應(yīng)的重建措施。救災(zāi)過程最重要的是能夠及時獲得災(zāi)區(qū)信息并針對災(zāi)區(qū)情況快速給出救災(zāi)措施，遙感技術(shù)的應(yīng)用為救災(zāi)過程節(jié)約了大量的時間，能有效降低相應(yīng)的損失。

2.4 遙感在新領(lǐng)域中的應(yīng)用

2.4.1 遙感在考古領(lǐng)域的應(yīng)用

遙感在考古方面的應(yīng)用過程大致為通過電磁波反射的原理對地下考古人員難以進入的歷史遺跡進行勘探，從而對傳感器等設(shè)備獲得的相關(guān)信息進行深入分析和探討，以得到一定的考古方面的結(jié)論。遙感技術(shù)的引入大大降低了考古人員的工作量，從加快其考古進度，且其應(yīng)用原理是對遺跡反射出的電磁波進行分析和監(jiān)測，不會對古物和遺跡造成損傷，保證了歷史遺跡的完整性，因此，遙感技術(shù)在考古方面的應(yīng)用逐漸深入，在一定程度上推動了考古領(lǐng)域的發(fā)展。

2.4.2 遙感在公共衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用

近年來，由于流行病毒、傳染病等的傳播速度不斷增加且其難以得到有效的控制，公共衛(wèi)生的重要性逐漸得到了人們的重視，因此，將遙感技術(shù)應(yīng)用到公共衛(wèi)生領(lǐng)域具有重要的意義，相關(guān)的工作人員也逐漸意識到遙感在該領(lǐng)域應(yīng)用的重要性。

2.4.3 遙感在巖石力學(xué)中的應(yīng)用

遙感的基本原理就是通過對事物反射出的電磁波進行檢測從而獲得一定的信息。巖石力學(xué)中主要是利用遙感技術(shù)對相關(guān)的材料在一定的應(yīng)力下對電磁波的反射情況進行相應(yīng)的研究，并通過相應(yīng)的光譜曲線確定巖石材料的特殊性質(zhì)。

3 遙感應(yīng)用的發(fā)展趨勢

隨著遙感技術(shù)在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，其涉及的相關(guān)技術(shù)也日益純熟，諸如遙感影像獲取技術(shù)等都朝著愈加先進的方向發(fā)展，使得遙感技術(shù)獲得實時信息的能力及運行速度等方面都得到了一定程度的提高。

3.1 遙感影像獲取技術(shù)趨于前沿

近些年越來越多相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者趨向于遙感技術(shù)的研究，在研究人員的不懈努力下，遙感技術(shù)中涉及的傳感器不斷更新?lián)Q代，且研發(fā)水平得到了一定的提升，其主要表現(xiàn)在傳感器的成像雷達和光譜儀分辨率的提高，這對其在地質(zhì)勘探方面的應(yīng)用具有極其重要的意義。另外，相關(guān)研究對于遙感技術(shù)中雷達的全天候獲取信息能力的加強，促進了地觀測領(lǐng)域的發(fā)展。

3.2 遙感技術(shù)的應(yīng)用逐漸商業(yè)化并得到普及

每種前沿技術(shù)能形成一個完整的產(chǎn)業(yè)是決定其是否能長期穩(wěn)定的存在下去的關(guān)鍵所在，即通過產(chǎn)業(yè)鏈獲得豐厚的物質(zhì)基礎(chǔ)，以維持該項技術(shù)的不斷發(fā)展。因此，在新興技術(shù)的發(fā)展初期總需要商業(yè)化的相關(guān)活動來推動其發(fā)展。

遙感技術(shù)在各個領(lǐng)域都有極其廣泛的應(yīng)用，可以說與地球?qū)W科有關(guān)的各個學(xué)科中都在一定程度上涉及到遙感技術(shù)的應(yīng)用。這種廣泛的應(yīng)用在一定程度上促使應(yīng)用遙感的用戶數(shù)量增大，從而推動遙感技術(shù)在商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，雖然遙感技術(shù)在商業(yè)中還未形成固定的產(chǎn)業(yè)鏈，需求市場比較小，但隨著科學(xué)進程的不斷推進以及遙感技術(shù)的愈加純熟，遙感技術(shù)的進一步商業(yè)化指日可待。

4 結(jié)語

遙感是一門應(yīng)用及其廣泛的新興學(xué)科，在諸如農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護、防災(zāi)防害等多個方面均有一定程度的應(yīng)用，其大致原理是通過對事物反射電磁波的探測獲得有關(guān)事物的信息，以便于應(yīng)用領(lǐng)域依據(jù)相應(yīng)的信息對所測事物進行全方位的了解。本文對遙感進行了論述，并對遙感主要應(yīng)用及其發(fā)展趨勢進行了深入分析。隨著科技的進一步發(fā)展，遙感技術(shù)得到了不斷的研發(fā)和優(yōu)化，在更多領(lǐng)域的應(yīng)用指日可待。

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