(A)遙感發展概述
遙感的發展可以分為兩個階段:第壹階段是航空遙感。第壹次世界大戰期間，飛機上的望遠鏡和照相機被用於偵察。二戰後，航空遙感不斷發展，現已成為軍事偵察和自然資源調查的重要手段。第二階段是空間遙感。1957年，前蘇聯發射了第壹顆人造地球衛星，開啟了從外太空探索地球的先河。20世紀60年代，美國國家航空航天局發射了雨雲等氣象衛星和阿波羅等載人飛船，並用相機拍攝了第壹批地球衛星照片。經過長時間的準備，特別是在研究了各種地物的光譜特征和遙感圖像的數據處理、分析和判讀技術後，美國於7月23日發射了第壹顆地球資源衛星(ERTS)，1972，隨後又發射了第二批地球資源衛星(LANDSAT)。1998，LANDSAT7發射；1999年9月，美國發射商用IKONOS衛星，對地分辨率為1米，標誌著美國民用遙感遙遙領先於世界。目前，美國、俄羅斯、法國、加拿大、日本、英國、印度和中等國家已成為世界上應用遙感技術較為成熟的國家。
(2)遙感技術及其特點
1.遙感技術的內容
遙感是在能量的作用下，目標反射輻射→介質傳輸→遙感器→信息處理和應用的過程。實現這壹過程所采用的各種技術手段統稱為遙感技術，具體包括以下內容:
(1)遙感技術是專門制造用於感知和收集目標信息的設備的技術。
(2)信息傳輸技術(Information transmission technology)是研究如何將遙感器采集記錄的信息傳輸到信息處理中心的技術。
(3)現場采樣技術是專門研究采集的目標信息的特征，在處理當前信息時為區分目標提供依據的技術。
(4)信息處理技術是壹種分析、解釋和應用技術，包括信息數據壓縮、傳輸和校正技術以及圖像顯示和記錄技術。
(5)識別、分析、解釋技術和信息存儲與應用技術。
2.遙感技術的轉折點
遙感技術的主體是空間遙感技術，如資源環境監測、天氣預報等典型技術。美國在70年代初發射了地球資源技術衛星，後來中國成功發射了氣象衛星。空間遙感技術有以下主要特點:
(1)信息量大。
(2)數據新穎，能快速反映動態變化。
(3)獲取的信息內容豐富。
(4)快速制圖。
(5)獲取信息方便，全天時，全天候，不受地形限制。
這些特點不僅使人類對宇宙和自然的認識有了新的飛躍，而且大大增強了人類改造自然、開發和保護資源的能力。
空間遙感技術可以在幾百萬公裏的高度上，通過遙感平臺獲取各種大、中、小比例尺的遙感圖像，可稱之為現代遙感技術。
(三)遙感發展熱點
1.傳感器的發展日益深入。
(1)遙感的分辨率日益多樣化，遙感技術正在向宏觀和微觀兩個方向發展。為了滿足精確探測物體或大規模研究目的的需要，90年代末和20世紀初發射的大多數衛星傳感器(21)都註重將分辨率作為獲取信息的重要指標。加拿大在1995 165438+10月發射的雷達衛星的空間分辨率分別為10米、28米、35米和50/100米，掃描寬度分別為50公裏、100公裏和65438。以色列發射的EROS-A和EROS-B的地面分辨率分別為2m和1m，掃描寬度分別為11km和30km。
目前普遍認為，在衛星基本技術條件不變的情況下，可以通過縮小掃描範圍、降低衛星高度來提高分辨率。以美國的LANDSAT5為參考，法國SPOT和以色列EROS-A、EROS-B衛星的掃描範圍縮小，分辨率提高。目前，各種遙感探測器的分辨率已從千米級、百米級發展到米級、分米級，形成了觀測地球及其空間的影像金字塔，為研究各種自然地理環境提供了豐富的信息源，推動了遙感及相關學科的不斷發展。
(2)傳感帶更細致。傳感器的頻帶是衡量傳感器性能的壹個重要參數。根據不同的研究目的，很多傳感器都設置了專門的波段，波段劃分更加精確。
RADARSAT衛星共有25種波束(FL ~ F5，S1 ~ S7，W1 ~ W3，SNl~SN2，SWl，H1 ~ H6，L1)，SAR數據采集時間為ERS-1，JERS。美國國家航空航天局計劃於1998年發射的EOS對地觀測系統空間站配備了0.40 ~ 1.041微米的64波段中分辨率成像光譜儀、0.40 ~ 2.50微米的92波段高分辨率成像光譜儀、1.4G GHz (L波段)和6 ~ 90 GHz的6波段高分辨率微波輻射計。還有不同極化模式的EOS-SAR合成孔徑雷達，包括L波段(24 cm)、C波段(5.7 cm)、X波段(3.1 cm)。可見，波段的增加和細分對提高檢測精度，增強傳感器的檢測目的起著極其重要的作用。
(3)傳感器越來越專業化。許多遙感平臺為預先定義的研究對象和目標攜帶特殊的傳感器。例如，歐洲航天局(ESA)於1995年4月發射的ERS-2衛星就配備了由合成孔徑雷達(SAR)和風散射儀組成的主動微波遙感系統(AMl)。此外，它還配備了雷達高度計、紅外掃描儀、全球臭氧監測光譜儀、微波探測儀、精密測距儀和激光反射器等傳感器，為多層次、多方位研究環境問題提供了財富。
目前，許多傳感器都有明確的用途和專業特點，如專門研究海水溫度的傳感器，為地質勘探設計的傳感器，研究植被變化的傳感器。傳感器的專業特性越強，研究的準確度越高，專項研究越深入。
2.應用領域更加廣泛。
自20世紀90年代末以來，遙感已經遠遠超出了其最初發展的狹窄範圍，正在向許多方向和層次發展。
(1)資源與環境研究非常活躍。土壤科學研究是遙感應用最廣泛的領域之壹。正因為如此，國際攝影測量與遙感學會第七屆委員會設立了可再生資源、地質礦產資源、土地退化與荒漠化、災害損失與環境汙染、人類居住、陸地生態系統監測、冰雪、海洋與海岸線監測、全球監測等10工作組，不同程度地反映了資源與環境遙感的重點和發展方向。
在新世紀，生存和發展成為人類面臨的主要問題。世界各國都在努力把治理環境、減少災害作為未來研究的重點，遙感技術有很大優勢。美國國家航空航天局的LANDSAT、法國的SPOT、歐空局的ERS都是以地球為研究對象，為科技人員研究臭氧、植被、海水溫度、大氣狀況提供基礎數據，也為人類研究地球、保護家園提供更詳細的試驗信息和影像資料。
(2)宇宙遙感進壹步加強。目前，遙感的發展已經超出了“空對地”的範疇，發展到“地對空”和“空對空”等方面。由美國、俄羅斯和法國聯合開展的火星計劃是空間遙感領域的代表。目前不僅以整個地球的大氣圈、水圈、巖石圈為研究對象，還將探測範圍擴展到地球以外的空間。
隨著遙感在宇宙中的發展，人們的認知水平和能力不斷提高，同時也幫助人們探索了壹系列重要的學術問題。從目前火星探測器發回的圖像和數據分析中，科學家們獲得了許多有助於研究生命起源、恒星形成、宇宙演化等重大問題的基礎信息，也有助於進壹步研究大地構造和宇宙資源的探索。
3.多種高科技的融合。
“3S”技術集成是當前壹個活躍的領域。短短幾年間，數字攝影測量系統(DPS)和專家系統(ES)與“3S”技術悄然融合，出現了所謂的“5S”技術。這些技術的融合和集成是計算機科學和空間科學發展的產物。同時也促進了遙感與相關學科(如地球科學、環境科學、城市科學、管理科學等)的相互滲透和融合。)，進而形成壹門新的邊緣學科——地理信息學，成為情報學和信息產業的重要組成部分。信息科學的發展反過來影響著幾乎全球性的生產方式和生活方式的變革，也影響著科學技術本身的發展。互聯網的廣泛普及使信息獲取和享受更加快捷，使計算機滲透到輔助設計、輔助加工、輔助測試分析、管理等領域。
(四)地理信息系統與遙感的結合
GIS和RS的結合，主要說明RS是GIS的重要信息源，GIS是處理、分析和應用遙感數據的有力技術保障。兩者結合的關鍵技術是柵格數據與矢量數據的接口:遙感系統的數據壹般采用柵格格式，其信息以像素的形式存儲；而GIS數據主要是以圖形矢量的形式，以點、線、面的形式存儲。它們之間的差異是由於圖像數據和制圖數據使用不同的空間概念來表示客觀世界中的相同信息。
對於RS和GIS集成的策略，Ehlers等人提出了三個發展階段:第壹階段，兩種軟件模式通過數據交換格式連接；在第二階段，兩種軟件模式具有相同的用戶界面並同時顯示；第三階段是具有復合處理功能的軟件體。
㈤遙感在地球科學中的實際應用
近年來，國內對rs和GIS集成的研究很多，經歷了壹個從初步探討到逐漸成熟的過程。其應用主要包括兩個方面:壹是遙感數據作為地理信息系統的信息源；其次，GIS為RS提供了空間數據管理和分析的手段。張繼賢在國內較早提出，在GIS信息中融合地學知識和遙感數據，可以提高遙感分類的精度，消除應用單壹遙感影像解譯的壹些弊端。但是兩者結合有數據轉換的問題，所以相應軟件的研究也很重要。在應用RS和GIS集成系統GRAMS的過程中，任小虎等人認為，該軟件雖然表面上可以實現無縫集成，但就其內部格式轉換而言，並不能實現數據的* * *享受和自由轉換。最初，關於遙感如何為地理信息系統提供數據和信息的研究很多。例如，劉濱誼在城鄉規劃過程中，以遙感為主要信息源收集區域信息，並在此基礎上進行規劃設計。在湖北五常和陜西安塞的土地評價中，向發燦還以rs獲得的評價因子的值為信息源進行復合疊加，並在此基礎上通過GIS進行加工處理，實現了動態快速的土地資源評價。具體到RS和GIS的完全結合以及數據格式的轉換，秦致遠提出了“結合錐”的結合模式和混合弗裏曼鏈碼結構來解決這壹問題。
目前，RS和GIS的集成應用技術逐漸成熟，在植被分類、災害估計、圖像處理等方面都有相關的應用報道。在應用GIS的空間分析功能為RS數據提供空間數據管理和分析的研究中，主要考慮了DEM數據的空間分布、GIS的氣候、環境等因素。如劉繼元等人在東北地區植被綜合分類研究中，探討了將GIS提供的地理數據與遙感數據相結合的可行性。他們嘗試在GIS環境下，將影響區域植被覆蓋度的三個主要指標按照壹定的地面網格系統和數學模型進行量化，生成數字地學影像，經過優化壓縮後與NOAA-AVHRR數據相結合，取得了良好的效果。在青藏高原冰川變化研究中，李震等人利用RBV、MSS和TM遙感數據作為信息源，提取冰川邊界，形成冰川邊界圖。以GIS為工具分析這壹冰川群的變化，得出了布卡塔格峰以北冰川的變化規律。綜合應用GIS和RS進行幹旱監測和土地利用分類的技術也相當成熟。黃充分利用RS、GIS、計算機圖形技術和網絡技術的優勢，開發了“長江三角洲地區遙感衛星動態決策咨詢系統”，代表了壹種將RS和GIS相結合，綜合其他多學科技術的新方法。