第一章绪论 遥感技术是20世纪60年代兴起并迅速发展起来的一门综合性探测技 术。它是在航空摄影测量的基础上,随着空间技术、电子计算机技术等当代 科技的迅速发展,以及地学、生物学等学科发展的需要,发展形成的一门新 兴技术学科。从以飞机为主要运载工具的航空遥感,发展到以人造地球卫星、 宇宙飞船和航天飞机为运载工具的航天遥感,大大地扩展了人们的观察视野 及观测领域,形成了对地球资源和环境进行探测和监测的立体观测体系;使 地理学的研究和应用进入到一个新阶段
第一章 绪论 遥感技术是 20 世纪 60 年代兴起并迅速发展起来的一门综合性探测技 术。它是在航空摄影测量的基础上，随着空间技术、电子计算机技术等当代 科技的迅速发展，以及地学、生物学等学科发展的需要，发展形成的一门新 兴技术学科。从以飞机为主要运载工具的航空遥感，发展到以人造地球卫星、 宇宙飞船和航天飞机为运载工具的航天遥感，大大地扩展了人们的观察视野 及观测领域，形成了对地球资源和环境进行探测和监测的立体观测体系；使 地理学的研究和应用进入到一个新阶段
第一节遥感概述 遥感的概念及特点 遥感( Remote Sensing),从广义上说是泛指从远处探测、感知物体或 事物的技术。即不直接接触物体本身,从远处通过仪器(传感器)探测和接 收来自目标物体的信息(如电场、磁场、电磁波、地震波等信息),经过信 息的传输及其处理分析,识别物体的属性及其分布等特征的技术。 通常遥感是指空对地的遥感,即从远离地面的不同工作平台上(如高塔、 气球、飞机、火箭、人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等)通过传感器, 对地球表面的电磁波(辐射)信息进行探测,并经信息的传输、处理和判读 分析,对地球的资源与环境进行探测和监测的综合性技术。 当前遥感形成了一个从地面到空中,乃至空间,从信息数据收集、处理 到判读分析和应用,对全球进行探测和监测的多层次、多视角、多领域的观 测体系,成为获取地球资源与环境信息的重要手段 遥感在地理学中的应用,进一步推动和促进了地理学的研究和发展,使 地理学进入到一个新的发展阶段。 遥感有如下主要特点 1.感测范围大,具有综合、宏观的特点。 遥感从飞机上或人造地球卫星上,居高临下获取的航空像片或卫星图 像,比在地面上观察视域范围大得多。又不受地形地物阻隔的影响,景观- 览无余,为人们研究地面各种自然、社会现象及其分布规律提供了便利的条 件 例如,航空像片可提供不同比例尺的地面连续景观像片,并可供像对的 立体观测。图像清晰逼真,信息丰富。一张比例尺1:35000的23cm×23cm 的航空像片,可展示出地面60余平方千米范围的地面景观实况。并且可将连 续的像片镶嵌成更大区域的像片图,以便总观全区进行分析和研究。卫星图 像的感测范围更大,一幅陆地卫星TM图像可反映出34225平方千米(即185km ×185km)的景观实况。我国全境仅需500余张这种图像,就可拼接成全国卫 星影像图。因此,遥感技术为宏观研究各种现象及其相互关系,诸如区域地 质构造和全球环境等问题,提供了有利条件。 2.信息量大,具有手段多,技术先进的特点。 遥感是现代科技的产物,它不仅能获得地物可见光波段的信息,而且可 以获得紫外、红外,微波等波段的信息。不但能用摄影方式获得信息,而且 还可以用扫描方式获得信息。遥感所获得的信息量远远超过了用常规传统方 法所获得的信息量。这无疑扩大了人们的观测范围和感知领域,加深了对事 物和现象的认识。 例如,微波具有穿透云层、冰层和植被的能力;红外线则能探测地表温 度的变化等。因而遥感使人们对地球的监测和对地物的观测达到多方位和全 天候。 3.获取信息快,更新周期短,具有动态监测特点 遥感通常为瞬时成像,可获得同一瞬间大面积区域的景观实况,现实性 好;而且可通过不同时相取得的资料及像片进行对比、分析和研究地物动态 变化的情况(版图3),为环境监测以及研究分析地物发展演化规律提供了
第一节 遥感概述 一、遥感的概念及特点 遥感（Remote Sensing），从广义上说是泛指从远处探测、感知物体或 事物的技术。即不直接接触物体本身，从远处通过仪器（传感器）探测和接 收来自目标物体的信息（如电场、磁场、电磁波、地震波等信息），经过信 息的传输及其处理分析，识别物体的属性及其分布等特征的技术。 通常遥感是指空对地的遥感，即从远离地面的不同工作平台上（如高塔、 气球、飞机、火箭、人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等）通过传感器， 对地球表面的电磁波（辐射）信息进行探测，并经信息的传输、处理和判读 分析，对地球的资源与环境进行探测和监测的综合性技术。 当前遥感形成了一个从地面到空中，乃至空间，从信息数据收集、处理 到判读分析和应用，对全球进行探测和监测的多层次、多视角、多领域的观 测体系，成为获取地球资源与环境信息的重要手段。 遥感在地理学中的应用，进一步推动和促进了地理学的研究和发展，使 地理学进入到一个新的发展阶段。 遥感有如下主要特点： 1.感测范围大，具有综合、宏观的特点。 遥感从飞机上或人造地球卫星上，居高临下获取的航空像片或卫星图 像，比在地面上观察视域范围大得多。又不受地形地物阻隔的影响，景观一 览无余，为人们研究地面各种自然、社会现象及其分布规律提供了便利的条 件。 例如，航空像片可提供不同比例尺的地面连续景观像片，并可供像对的 立体观测。图像清晰逼真，信息丰富。一张比例尺 1∶35000 的 23cm×23cm 的航空像片，可展示出地面 60 余平方千米范围的地面景观实况。并且可将连 续的像片镶嵌成更大区域的像片图，以便总观全区进行分析和研究。卫星图 像的感测范围更大，一幅陆地卫星 TM 图像可反映出 34225 平方千米（即 185km ×185km）的景观实况。我国全境仅需 500 余张这种图像，就可拼接成全国卫 星影像图。因此，遥感技术为宏观研究各种现象及其相互关系，诸如区域地 质构造和全球环境等问题，提供了有利条件。 2.信息量大，具有手段多，技术先进的特点。 遥感是现代科技的产物，它不仅能获得地物可见光波段的信息，而且可 以获得紫外、红外，微波等波段的信息。不但能用摄影方式获得信息，而且 还可以用扫描方式获得信息。遥感所获得的信息量远远超过了用常规传统方 法所获得的信息量。这无疑扩大了人们的观测范围和感知领域，加深了对事 物和现象的认识。 例如，微波具有穿透云层、冰层和植被的能力；红外线则能探测地表温 度的变化等。因而遥感使人们对地球的监测和对地物的观测达到多方位和全 天候。 3.获取信息快，更新周期短，具有动态监测特点。 遥感通常为瞬时成像，可获得同一瞬间大面积区域的景观实况，现实性 好；而且可通过不同时相取得的资料及像片进行对比、分析和研究地物动态 变化的情况（版图 3），为环境监测以及研究分析地物发展演化规律提供了
基础 例如,陆地卫星4/5每16天即可对全球陆地表面成像一遍,气象卫星甚 至可每天覆盖地球一遍。因此,可及时地发现病虫害、洪水、污染、火山和 地震等自然灾害发生的前兆,为灾情的预报和抗灾救灾工作提供可靠的科学 依据和资料。 此外,遥感还具有用途广,效益高的特点。遥感已广泛应用于农业、林 业、地质矿产、水文、气象、地理、测绘、海洋研究、军事侦察及环境监测 等领域,深入到很多学科中,应用领域在不断扩展。而遥感成果获取的快捷 以及所显示出的效益,则是传统方法不可比拟的。遥感正以其强大的生命力 展现出广阔的发展前景。 遥感的分类 由于分类标志的不同,遥感的分类有多种。如按遥感工作平台(即运载 工具)的不同,可分为地面遥感(或近地遥感)、航空遥感、航天遥感;按 探测电磁波的工作波段分类,可分为可见光遥感、红外遥感、微波遥感等; 按遥感应用目的不同,又可分为环境遥感、农业遥感、林业遥感、地质遥感 海洋遥感等等。根据遥感资料的记录方式和传感器工作方式,又可作下列分 类(表1-1)。 表1-1遥感(资料)的分类 宽频单波段摄影 彩色摄影 光学摄影 多波段摄影{多镜头相机摄影 被动式 成像方式 对像扫描(电视摄像) 遥感(资料)分类 扫描成像 对物扫描机械扫描 推帚式扫描 主动式:雷达、微波雷达(成像) 主动式 非成像方式被动式 成像方式(或称图像方式)就是将所探测到的强弱不同的地物电磁波辐射(反 射或发射),转换成深浅不同的(黑白)色调构成直观图像的遥感资料形式, 如航空像片、卫星图像等。非成像方式(或非图像方式)则是将探测到的电 磁辐射(反射或发射),转换成相应的模拟信号(如电压或电流信号)或数 字化输出,或记录在磁带上而构成非成像方式的遥感资料。如陆地卫星CCT 数字磁带等。 主动式遥感或被动式遥感则是按传感器工作方式的不同所作的分类。所 谓主动式是指传感器带有能发射讯号(电磁波)的辐射源,工作时向目标物 发射,同时接收目标物反射或散射回来的电磁波,以此所进行的探测。被动 式遥感则是利用传感器直接接收来自地物反射自然辐射源(如太阳)的电磁 辐射或自身发出的电磁辐射,而进行的探测。 光学摄影亦指通常的摄影,即将探测接收到的地物电磁波依据深浅不同 的色调直接记录在感光材料上。扫描方式是将所探测的视场(或地物)划分 为面积相等顺序排列的像元,传感器则按顺序以每个像元为探测单元记录其 电磁辐射强度,并经转换、传输、处理,或转换成图像显示在屏幕或胶片上
基础。 例如，陆地卫星 4/5 每 16 天即可对全球陆地表面成像一遍，气象卫星甚 至可每天覆盖地球一遍。因此，可及时地发现病虫害、洪水、污染、火山和 地震等自然灾害发生的前兆，为灾情的预报和抗灾救灾工作提供可靠的科学 依据和资料。 此外，遥感还具有用途广，效益高的特点。遥感已广泛应用于农业、林 业、地质矿产、水文、气象、地理、测绘、海洋研究、军事侦察及环境监测 等领域，深入到很多学科中，应用领域在不断扩展。而遥感成果获取的快捷 以及所显示出的效益，则是传统方法不可比拟的。遥感正以其强大的生命力 展现出广阔的发展前景。 二、遥感的分类 由于分类标志的不同，遥感的分类有多种。如按遥感工作平台（即运载 工具）的不同，可分为地面遥感（或近地遥感）、航空遥感、航天遥感；按 探测电磁波的工作波段分类，可分为可见光遥感、红外遥感、微波遥感等； 按遥感应用目的不同，又可分为环境遥感、农业遥感、林业遥感、地质遥感、 海洋遥感等等。根据遥感资料的记录方式和传感器工作方式，又可作下列分 类（表 1-1）。 表 1-1 遥感（资料）的分类 遥感（资料）分类 成像方式 被动式 光学摄影 宽频单波段摄影 黑 白摄影 彩色摄影 多波段摄影 多镜头相机摄影 单镜头相机摄影 扫描成像 对像扫描（电视摄像） 对物扫描 机械扫描 推帚式扫描 主动式：雷达、微波雷达（成像） 非成像方式 主动式 被动式 ì / í î ì í î ì í ï î ï ì í î ì í ï î ï ì í ï ï ï î ï ï ï ì í ï ï ï ï î ï ï ï ï ì í î ì í ï ï ï ï ï î ï ï ï ï ï 成像方式（或称图像方式）就是将所探测到的强弱不同的地物电磁波辐射（反 射或发射），转换成深浅不同的（黑白）色调构成直观图像的遥感资料形式， 如航空像片、卫星图像等。非成像方式（或非图像方式）则是将探测到的电 磁辐射（反射或发射），转换成相应的模拟信号（如电压或电流信号）或数 字化输出，或记录在磁带上而构成非成像方式的遥感资料。如陆地卫星 CCT 数字磁带等。 主动式遥感或被动式遥感则是按传感器工作方式的不同所作的分类。所 谓主动式是指传感器带有能发射讯号（电磁波）的辐射源，工作时向目标物 发射，同时接收目标物反射或散射回来的电磁波，以此所进行的探测。被动 式遥感则是利用传感器直接接收来自地物反射自然辐射源（如太阳）的电磁 辐射或自身发出的电磁辐射，而进行的探测。 光学摄影亦指通常的摄影，即将探测接收到的地物电磁波依据深浅不同 的色调直接记录在感光材料上。扫描方式是将所探测的视场（或地物）划分 为面积相等顺序排列的像元，传感器则按顺序以每个像元为探测单元记录其 电磁辐射强度，并经转换、传输、处理，或转换成图像显示在屏幕或胶片上
或制成扫描数字产品。 遥感分类尽管很多,但依照其分类标志的不同,即可了解不同的遥感分 类系统。 三、遥感过程及其技术系统 遥感过程是指遥感信息的获取、传输、处理,以及分析判读和应用的全 过程。它包括遥感信息源(或地物)的物理性质、分布及其运动状态;环境 背景以及电磁波光谱特性;大气的干扰和大气窗口;传感器的分辨能力、性 能和信噪比;图像处理及识别;以及人们的视觉生理和心理及其专业素质等 等。因此,遥感过程不但涉及到遥感本身的技术过程,以及地物景观和现象 的自然发展演变过程,还涉及到人们的认识过程。这一复杂过程当前主要是 通过地物波谱测试与研究,数理统计分析,模式识别,模拟试验方法,以及 地学分析等方法来完成。遥感过程实施的技术保证则依赖于遥感技术系统。 遥感技术系统是一个从地面到空中直至空间;从信息收集、存贮、传输 处理到分析判读、应用的完整技术体系。它主要包括以下四部分 (一)遥感试验 其主要工作是对地物电磁辐射特性(光谱特性)以及信息的获取、传输 及其处理分析等技术手段的试验研究。 遥感试验是整个遥感技术系统的基础,遥感探测前需要遥感试验提供地 物的光谱特性,以便选择传感器的类型和工作波段;遥感探测中以及处理时, 又需要遥感试验提供各种校正所需的有关信息和数据。遥感试验也可为判读 应用提供基础。遥感试验在整个遥感过程中起着承上启下的重要作用。 (二)遥感信息获取 遥感信息获取是遥感技术系统的中心工作。遥感工作平台以及传感器是 确保遥感信息获取的物质保证。 遥感(工作)平台是指装载传感器进行遥感探测的运载工具,如飞机、 人造地球卫星、宇宙飞船等。按其飞行高度的不同可分为近地(面)工作平 台,航空平台和航天平台。这三种平台各有不同的特点和用途,根据需要可 单独使用,也可配合启用,组成多层次立体观测系统。各种平台如图1-1所 传感器是指收集和记录地物电磁辐射(反射或发射)能量信息的装置, 如航空摄影机、多光谱扫描仪等。它是信息获取的核心部件,在遥感平台上 装载上传感器,按照确定的飞行路线飞行或运转进行探测,即可获得所需的 遥感信息。 (三)遥感信息处理 遥感信息处理是指通过各种技术手段对遥感探测所获得的信息进行的各 种处理。例如,为了消除探测中各种干扰和影响,使其信息更准确可靠而进 行的各种校正(辐射校正、几何校正等)处理,为了使所获遥感图像更清晰, 以便于识别和判读,提取信息而进行的各种增强处理等。为了确保遥感信息 应用时的质量和精度,以及为了充分发挥遥感信息的应用潜力,遥感信息处 理是必不可少的。 (四)遥感信息应用 遥感信息应用是遥感的最终目的。遥感应用则应根据专业目标的需要
或制成扫描数字产品。 遥感分类尽管很多，但依照其分类标志的不同，即可了解不同的遥感分 类系统。 三、遥感过程及其技术系统 遥感过程是指遥感信息的获取、传输、处理，以及分析判读和应用的全 过程。它包括遥感信息源（或地物）的物理性质、分布及其运动状态；环境 背景以及电磁波光谱特性；大气的干扰和大气窗口；传感器的分辨能力、性 能和信噪比；图像处理及识别；以及人们的视觉生理和心理及其专业素质等 等。因此，遥感过程不但涉及到遥感本身的技术过程，以及地物景观和现象 的自然发展演变过程，还涉及到人们的认识过程。这一复杂过程当前主要是 通过地物波谱测试与研究，数理统计分析，模式识别，模拟试验方法，以及 地学分析等方法来完成。遥感过程实施的技术保证则依赖于遥感技术系统。 遥感技术系统是一个从地面到空中直至空间；从信息收集、存贮、传输 处理到分析判读、应用的完整技术体系。它主要包括以下四部分。 （一）遥感试验 其主要工作是对地物电磁辐射特性（光谱特性）以及信息的获取、传输 及其处理分析等技术手段的试验研究。 遥感试验是整个遥感技术系统的基础，遥感探测前需要遥感试验提供地 物的光谱特性，以便选择传感器的类型和工作波段；遥感探测中以及处理时， 又需要遥感试验提供各种校正所需的有关信息和数据。遥感试验也可为判读 应用提供基础。遥感试验在整个遥感过程中起着承上启下的重要作用。 （二）遥感信息获取 遥感信息获取是遥感技术系统的中心工作。遥感工作平台以及传感器是 确保遥感信息获取的物质保证。 遥感（工作）平台是指装载传感器进行遥感探测的运载工具，如飞机、 人造地球卫星、宇宙飞船等。按其飞行高度的不同可分为近地（面）工作平 台，航空平台和航天平台。这三种平台各有不同的特点和用途，根据需要可 单独使用，也可配合启用，组成多层次立体观测系统。各种平台如图 1-1 所 示。 传感器是指收集和记录地物电磁辐射（反射或发射）能量信息的装置， 如航空摄影机、多光谱扫描仪等。它是信息获取的核心部件，在遥感平台上 装载上传感器，按照确定的飞行路线飞行或运转进行探测，即可获得所需的 遥感信息。 （三）遥感信息处理 遥感信息处理是指通过各种技术手段对遥感探测所获得的信息进行的各 种处理。例如，为了消除探测中各种干扰和影响，使其信息更准确可靠而进 行的各种校正（辐射校正、几何校正等）处理，为了使所获遥感图像更清晰， 以便于识别和判读，提取信息而进行的各种增强处理等。为了确保遥感信息 应用时的质量和精度，以及为了充分发挥遥感信息的应用潜力，遥感信息处 理是必不可少的。 （四）遥感信息应用 遥感信息应用是遥感的最终目的。遥感应用则应根据专业目标的需要
选择适宜的遥感信息及其工作方法进行,以取得较好的社会效益和经济效 遥感技术系统是个完整的统一体。它是建筑在空间技术、电子技术、计 算机技术以及生物学、地学等现代科学技术的基础上的,是完成遥感过程的 有力技术保证
选择适宜的遥感信息及其工作方法进行，以取得较好的社会效益和经济效 益。 遥感技术系统是个完整的统一体。它是建筑在空间技术、电子技术、计 算机技术以及生物学、地学等现代科学技术的基础上的，是完成遥感过程的 有力技术保证
第二节遥感发展概况及其展望 遥感发展概况 “ Remote Sensing”(遥感)一词首先是由美国海军科学研究部的布鲁 依特(E·L· Pruitt)提出来的。60年代初在由美国密执安大学等组织发 起的环境科学讨论会上正式被采用,此后“遥感”这一术语得到科学技术界 的普遍认同和接受,而被广泛运用。而遥感的渊源则可追溯到很久远以前, 其发展可大致分为二大时期。 (一)遥感的萌芽及其初期发展时期 如果说人类最早的遥感意识是懂得了凭借人的眼、耳、鼻等感觉器官来 感知周围环境的形、声、味等信息,从而辨认出周围物体的属性和位置分布 的话,那末,人类自古以来就在想方设法不断地扩大自身的感知能力和范围。 古代神话中的“千里眼”、“顺风耳”即是人类这种意识的表达和流露,体 现了人们梦寐以求的美好幻想。1610年意大利科学家伽利略研制的望远镜及 其对月球的首次观测,以及1794年气球首次升空侦察,可视为是遥感的最初 尝试和实践。而1839年达格雷( Daguerre)和尼普斯( Niepce)的第一张摄 影像片的发表则是遥感成果的首次展示。 随着摄影术的诞生和照相机的使用,以及信鸽、风筝及气球等简陋平台 的应用,构成了初期遥感技术系统的雏形。空中像片的魅力,得到更多人的 首肯和赞许。1903年飞机的发明,以及1909年怀特( Wi labour· Wr ight)第 次从飞机上拍摄意大利西恩多西利( CentoceII i)地区空中像片,从此揭 开了航空摄影测量——遥感初期发展的序幕。 在第一次进行航空摄影以后,1913年,开普顿·塔迪沃 ( captain· Tardi vo),发表论文首次描述了用飞机摄影绘制地图的问题 第一次世界大战的爆发,使航空摄影因军事上的需要而得到迅速的发展,并 逐渐发展形成了独立的航空摄影测量学的学科体系。其应用进一步扩大到森 林、土地利用调查及地质勘探等方面。 随着航空摄影测量学的发展及其应用领域的扩展,特别是第二次世界大 战爆发军事上的需要,以及科学技术的不断进展,使彩色摄影、红外摄影 雷达技术及多光谱摄影和扫描技术相继问世,传感器的研制得到迅速的发 展,遥感探测手段取得了显著的进步。从而超越了航空摄影测量只记录可见 光谱段的局限,向紫外和红外扩展,并扩大到微波。同时,运载工具以及判 读成图设备等也都得到相应的完善和发展。随着科学技术的飞跃发展,遥感 迎来了一个全新的现代遥感的发展时期。 (二)现代遥感发展时期 1957年10月4日前苏联发射了人类第一颗人造地球卫星,标志着遥感 新时期的开始。1959年前苏联宇宙飞船“月球3号”拍摄了第一批月球像片。 60年代初人类第一次实现了从太空观察地球的壮举,并取得了第一批从宇宙 空间拍摄的地球卫星图像。这些图像大大地开扩了人们的视野,引起了广泛 关注。随着新型传感器的研制成功和应用、信息传输与处理技术的发展,美 国在一系列试验的基础上,于70年代初(1972.7.23)发射了用于探测地球 资源和环境的地球资源技术卫星“ERTS-1”(即陆地卫星-1)。为航天遥感 的发展及广泛应用,开创了一个新局面
第二节 遥感发展概况及其展望 一、遥感发展概况 “Remote Sensing”（遥感）一词首先是由美国海军科学研究部的布鲁 依特（E· L·Pruitt）提出来的。60 年代初在由美国密执安大学等组织发 起的环境科学讨论会上正式被采用，此后“遥感”这一术语得到科学技术界 的普遍认同和接受，而被广泛运用。而遥感的渊源则可追溯到很久远以前， 其发展可大致分为二大时期。 （一）遥感的萌芽及其初期发展时期 如果说人类最早的遥感意识是懂得了凭借人的眼、耳、鼻等感觉器官来 感知周围环境的形、声、味等信息，从而辨认出周围物体的属性和位置分布 的话，那末，人类自古以来就在想方设法不断地扩大自身的感知能力和范围。 古代神话中的“千里眼”、“顺风耳”即是人类这种意识的表达和流露，体 现了人们梦寐以求的美好幻想。1610 年意大利科学家伽利略研制的望远镜及 其对月球的首次观测，以及 1794 年气球首次升空侦察，可视为是遥感的最初 尝试和实践。而 1839 年达格雷（Daguerre）和尼普斯（Niepce）的第一张摄 影像片的发表则是遥感成果的首次展示。 随着摄影术的诞生和照相机的使用，以及信鸽、风筝及气球等简陋平台 的应用，构成了初期遥感技术系统的雏形。空中像片的魅力，得到更多人的 首肯和赞许。1903 年飞机的发明，以及 1909 年怀特（Wilbour·Wright）第 一次从飞机上拍摄意大利西恩多西利（Centocelli）地区空中像片，从此揭 开了航空摄影测量——遥感初期发展的序幕。 在第一次进行航空摄影以后， 1913 年，开普顿·塔迪沃 （Captain·Tardivo），发表论文首次描述了用飞机摄影绘制地图的问题。 第一次世界大战的爆发，使航空摄影因军事上的需要而得到迅速的发展，并 逐渐发展形成了独立的航空摄影测量学的学科体系。其应用进一步扩大到森 林、土地利用调查及地质勘探等方面。 随着航空摄影测量学的发展及其应用领域的扩展，特别是第二次世界大 战爆发军事上的需要，以及科学技术的不断进展，使彩色摄影、红外摄影、 雷达技术及多光谱摄影和扫描技术相继问世，传感器的研制得到迅速的发 展，遥感探测手段取得了显著的进步。从而超越了航空摄影测量只记录可见 光谱段的局限，向紫外和红外扩展，并扩大到微波。同时，运载工具以及判 读成图设备等也都得到相应的完善和发展。随着科学技术的飞跃发展，遥感 迎来了一个全新的现代遥感的发展时期。 （二）现代遥感发展时期 1957 年 10 月 4 日前苏联发射了人类第一颗人造地球卫星，标志着遥感 新时期的开始。1959 年前苏联宇宙飞船“月球 3 号”拍摄了第一批月球像片。 60 年代初人类第一次实现了从太空观察地球的壮举，并取得了第一批从宇宙 空间拍摄的地球卫星图像。这些图像大大地开扩了人们的视野，引起了广泛 关注。随着新型传感器的研制成功和应用、信息传输与处理技术的发展，美 国在一系列试验的基础上，于 70 年代初（1972.7.23）发射了用于探测地球 资源和环境的地球资源技术卫星“ERTS-1”（即陆地卫星-1）。为航天遥感 的发展及广泛应用，开创了一个新局面
至今世界各国共发射了各种人造地球卫星已超过3000颗,其中大部分为 军事侦察卫星(约占60%),用于科学研究及地球资源探测和环境监测的有 气象卫星系列、陆地卫星系列、海洋卫星系列、测地卫星系列、天文观测卫 星系列和通讯卫星系列等。通过不同高度的卫星及其载有的不同类型的传感 器,不间断地获得地球上的各种信息。现代遥感充分发挥航空遥感和航天遥 感的各自优势,并融合为一个整体,构成了现代遥感技术系统。为进一步认 识和研究地球,合理开发地球资源和环境,提供了强有力的现代化手段。 现代遥感技术的发展引起了世界各国的普遍重视,遥感应用的领域及应 用的深度在不断扩大和延伸,取得了丰硕的成果和显著的经济效益。国际学 术交流日益频繁,遥感的发展方兴未艾,前景远大 当前,就遥感的总体发展而言,美国在运载工具、传感器研制、图像处 理、基础理论及应用等遥感各个领域(包括数量、质量及规模上)均处于领 先地位,体现了现今遥感技术发展的水平。前苏联也曾是遥感的超级大国, 尤其在其运载工具的发射能力上,以及遥感资料的数量及应用上都具有一定 的优势。此外,西欧、加拿大、日本等发达国家也都在积极地发展各自的空 间技术,研制和发射自己的卫星系统,例如法国的SPoT卫星系列,日本的 JERS和M0s系列卫星(版图2)等。许多第三世界国家对遥感技术的发展也 极为重视,纷纷将其列入国家发展规划中,大力发展本国的遥感基础研究和 应用,如中国、巴西、泰国、印度、埃及和墨西哥等,都已建立起专业化的 研究应用中心和管理机构,形成了一定规模的专业化遥感技术队伍,取得了 一批较高水平的成果,显示出第三世界国家在遥感发展方面的实力及其应用 上的巨大潜力 纵观遥感近30年来的发展,总的看来,当前遥感仍处于从实验阶段向生 产型和商业化过渡的阶段,在其实时监测处理能力、观测精度及定量化水平, 以及遥感信息机理、应用模型建立等方面仍不能或不能完全满足实际应用要 求。因此,今后遥感的发展将进入一个更为艰巨的发展历程,为此需要各个 学科领域的科技人员协同努力,深入研究和实践,共同促进遥感的更大发展。 二、我国遥感发展概况及其特点 我国国土辽阔,地形复杂,自然资源丰富。为了清查和掌握我国土地、 森林、矿产、水利等自然资源,更好地配合国家建设。我国对遥感的发展 直给予重视和支持。 50年代,我国就组织了专业飞行队伍,开展了航空摄影和应用工作。60 年代,我国航空摄影工作已初具规模,完成了我国大部分地区的航空摄影测 量工作,应用范围不断扩展。有关院校设立了航空摄影专业或课程。培养了 一批专业人材,专业队伍得到巩固和发展,为我国遥感事业的发展打下了基 础 70年代,随着国际上空间技术和遥感技术的发展,我国的遥感事业迎来 了一个新的发展时期。70年代初(1970.4.24)我国成功地发射了第一颗人 造地球卫星。继而,1975年11月26日我国发射的卫星在正常运行之后, 按计划返回地面,并获得了质量良好。清晰的卫星像片。随着美国陆地卫星 图像以及数字图像处理系统等遥感资料和设备的引进,特别是我国经济建设 的恢复和发展需要,80年代遥感事业在我国空前地活跃起来。经80年代及 90年代初的发展,我国相继完成了从单一黑白摄影向彩色、彩红外、多波段
至今世界各国共发射了各种人造地球卫星已超过 3000 颗，其中大部分为 军事侦察卫星（约占 60%），用于科学研究及地球资源探测和环境监测的有 气象卫星系列、陆地卫星系列、海洋卫星系列、测地卫星系列、天文观测卫 星系列和通讯卫星系列等。通过不同高度的卫星及其载有的不同类型的传感 器，不间断地获得地球上的各种信息。现代遥感充分发挥航空遥感和航天遥 感的各自优势，并融合为一个整体，构成了现代遥感技术系统。为进一步认 识和研究地球，合理开发地球资源和环境，提供了强有力的现代化手段。 现代遥感技术的发展引起了世界各国的普遍重视，遥感应用的领域及应 用的深度在不断扩大和延伸，取得了丰硕的成果和显著的经济效益。国际学 术交流日益频繁，遥感的发展方兴未艾，前景远大。 当前，就遥感的总体发展而言，美国在运载工具、传感器研制、图像处 理、基础理论及应用等遥感各个领域（包括数量、质量及规模上）均处于领 先地位，体现了现今遥感技术发展的水平。前苏联也曾是遥感的超级大国， 尤其在其运载工具的发射能力上，以及遥感资料的数量及应用上都具有一定 的优势。此外，西欧、加拿大、日本等发达国家也都在积极地发展各自的空 间技术，研制和发射自己的卫星系统，例如法国的 SPOT 卫星系列，日本的 JERS 和 MOS 系列卫星（版图 2）等。许多第三世界国家对遥感技术的发展也 极为重视，纷纷将其列入国家发展规划中，大力发展本国的遥感基础研究和 应用，如中国、巴西、泰国、印度、埃及和墨西哥等，都已建立起专业化的 研究应用中心和管理机构，形成了一定规模的专业化遥感技术队伍，取得了 一批较高水平的成果，显示出第三世界国家在遥感发展方面的实力及其应用 上的巨大潜力。 纵观遥感近 30 年来的发展，总的看来，当前遥感仍处于从实验阶段向生 产型和商业化过渡的阶段，在其实时监测处理能力、观测精度及定量化水平， 以及遥感信息机理、应用模型建立等方面仍不能或不能完全满足实际应用要 求。因此，今后遥感的发展将进入一个更为艰巨的发展历程，为此需要各个 学科领域的科技人员协同努力，深入研究和实践，共同促进遥感的更大发展。 二、我国遥感发展概况及其特点 我国国土辽阔，地形复杂，自然资源丰富。为了清查和掌握我国土地、 森林、矿产、水利等自然资源，更好地配合国家建设。我国对遥感的发展一 直给予重视和支持。 50 年代，我国就组织了专业飞行队伍，开展了航空摄影和应用工作。60 年代，我国航空摄影工作已初具规模，完成了我国大部分地区的航空摄影测 量工作，应用范围不断扩展。有关院校设立了航空摄影专业或课程。培养了 一批专业人材，专业队伍得到巩固和发展，为我国遥感事业的发展打下了基 础。 70 年代，随着国际上空间技术和遥感技术的发展，我国的遥感事业迎来 了一个新的发展时期。70 年代初（1970.4.24）我国成功地发射了第一颗人 造地球卫星。继而， 1975 年 11 月 26 日我国发射的卫星在正常运行之后， 按计划返回地面，并获得了质量良好。清晰的卫星像片。随着美国陆地卫星 图像以及数字图像处理系统等遥感资料和设备的引进，特别是我国经济建设 的恢复和发展需要，80 年代遥感事业在我国空前地活跃起来。经 80 年代及 90 年代初的发展，我国相继完成了从单一黑白摄影向彩色、彩红外、多波段
摄影等多手段探测的航空遥感的转变;特别是数项大型综合遥感试验和遥感 工程的完成,使我国遥感事业得到长足的发展,大大缩短了与世界先进水平 的差距,有些项目已进入世界先进水平行列。我国遥感事业的发展前途似锦。 总观我国近年来遥感的发展,体现出以下主要特点 1.国家的重视和支持,以及实行集中统一领导和统一规划,为遥感的快 速发展奠定了基础。 我国遥感的发展起步较晚,在70年代初期和中期,仍明显地表现出部门 自发的积极性上,以及低水平的重复等初期发展的特点。为此,国家科委组 织了全国性的调研,并在此基础上组织筹建了全国遥感协调领导组织,继而 发展成立了国家遥感中心,集中领导及协调了全国的遥感发展,编制了我国 遥感发展的中远期规划,确定了近期主攻的目标。与此同时,国家在80-85 年度第六个五年计划(六五)中,将遥感列入国家重点科技攻关课题,给予 重点的支持,为遥感及时步入正轨以及快速的发展奠定了基础。 2.集中人力、物力进行科技攻关,重点突破,为缩短我国与国际遥感先 进水平的差距,赶超国际先进水平打下了基础 在80-85年期间,国家安排了传感器研制、图像处理、基础理论及应用 研究等四个领域,近百个专题进行攻关研究和开发。集中投入了资金和使用 了国际援助的项目经费,集结了全国一部分科技人员经过5年的科技攻关, 所取得的效益是明显的。即不但大大缩短了与国际遥感先进水平的差距,而 且,在个别应用领域赶上了国际先进水平,形成了我国独具特色的遥感事业。 在85-90年期间,遥感技术开发与应用继续被列入国家重点科技攻关项 目,并在高空机载遥感系统的硏制及配套,多种遥感数据的综合分析方法研 究,资源与环境信息系统(即GS)的开发以及遥感技术在黄土高原和“三 北”防护林调查的应用等五个课题进行了协作攻关研究,共取得102项研究 成果,其中重大成果55项,使我国遥感发展得到了长足的进步,促进和推动 了我国遥感由实验研究阶段向实用生产型转化的进程 通过科技攻关,我国遥感技术的发展能力已全面形成,遥感专业队伍得 到进一步的锻炼和壮大,我们已完全有能力对遥感的世界性前沿课题进行自 主开发研究。 3.全国性、大区域遥感工程的实施完成,充分显示出我国遥感的特色和 水平。 我国疆域辽阔,自然环境复杂,为开展遥感的实验研究,提供了优越的 环境条件。我国又是一个发展中国家,经济建设和发展急需遥感在提供及时 准确的各种资源与环境信息方面发挥作用。这些无疑为我国遥感的发展,创 造了良好的条件。因此,我国在遥感起步之初即紧紧围绕着为国民经济建设 服务这一宗旨开展工作,并先后组织实施了几项大型或跨省区大区域的遥感 工程。例如,北京大学等高校完成的山西省农业资源遥感综合调查,以及内 蒙古草场资源遥感调查;以中国科学院系统为主要力量完成的黄土高原遥感 综合调查,及“三北”防护林遥感综合调查等。这些调查的完成不但为区域 的治理开发及规划提供了重要科学依据,而且在遥感技术的应用方法方面取 得重大成果和重要进展,产生明显的社会经济效益。充分显示了我国遥感的 特色,以及我国在遥感应用方面的水平。 90年代及今后我国遥感发展的前景将更为广阔,9095年期间,国家重 点科技攻关项目的遥感课题“自然灾害监测与评估和主要作物估产运行系统
摄影等多手段探测的航空遥感的转变；特别是数项大型综合遥感试验和遥感 工程的完成，使我国遥感事业得到长足的发展，大大缩短了与世界先进水平 的差距，有些项目已进入世界先进水平行列。我国遥感事业的发展前途似锦。 总观我国近年来遥感的发展，体现出以下主要特点： 1.国家的重视和支持，以及实行集中统一领导和统一规划，为遥感的快 速发展奠定了基础。 我国遥感的发展起步较晚，在 70 年代初期和中期，仍明显地表现出部门 自发的积极性上，以及低水平的重复等初期发展的特点。为此，国家科委组 织了全国性的调研，并在此基础上组织筹建了全国遥感协调领导组织，继而 发展成立了国家遥感中心，集中领导及协调了全国的遥感发展，编制了我国 遥感发展的中远期规划，确定了近期主攻的目标。与此同时，国家在 80—85 年度第六个五年计划（六五）中，将遥感列入国家重点科技攻关课题，给予 重点的支持，为遥感及时步入正轨以及快速的发展奠定了基础。 2.集中人力、物力进行科技攻关，重点突破，为缩短我国与国际遥感先 进水平的差距，赶超国际先进水平打下了基础。 在 80—85 年期间，国家安排了传感器研制、图像处理、基础理论及应用 研究等四个领域，近百个专题进行攻关研究和开发。集中投入了资金和使用 了国际援助的项目经费，集结了全国一部分科技人员经过 5 年的科技攻关， 所取得的效益是明显的。即不但大大缩短了与国际遥感先进水平的差距，而 且，在个别应用领域赶上了国际先进水平，形成了我国独具特色的遥感事业。 在 85—90 年期间，遥感技术开发与应用继续被列入国家重点科技攻关项 目，并在高空机载遥感系统的研制及配套，多种遥感数据的综合分析方法研 究，资源与环境信息系统（即 GIS）的开发以及遥感技术在黄土高原和“三 北”防护林调查的应用等五个课题进行了协作攻关研究，共取得 102 项研究 成果，其中重大成果 55 项，使我国遥感发展得到了长足的进步，促进和推动 了我国遥感由实验研究阶段向实用生产型转化的进程。 通过科技攻关，我国遥感技术的发展能力已全面形成，遥感专业队伍得 到进一步的锻炼和壮大，我们已完全有能力对遥感的世界性前沿课题进行自 主开发研究。 3.全国性、大区域遥感工程的实施完成，充分显示出我国遥感的特色和 水平。 我国疆域辽阔，自然环境复杂，为开展遥感的实验研究，提供了优越的 环境条件。我国又是一个发展中国家，经济建设和发展急需遥感在提供及时 准确的各种资源与环境信息方面发挥作用。这些无疑为我国遥感的发展，创 造了良好的条件。因此，我国在遥感起步之初即紧紧围绕着为国民经济建设 服务这一宗旨开展工作，并先后组织实施了几项大型或跨省区大区域的遥感 工程。例如，北京大学等高校完成的山西省农业资源遥感综合调查，以及内 蒙古草场资源遥感调查；以中国科学院系统为主要力量完成的黄土高原遥感 综合调查，及“三北”防护林遥感综合调查等。这些调查的完成不但为区域 的治理开发及规划提供了重要科学依据，而且在遥感技术的应用方法方面取 得重大成果和重要进展，产生明显的社会经济效益。充分显示了我国遥感的 特色，以及我国在遥感应用方面的水平。 90 年代及今后我国遥感发展的前景将更为广阔，90—95 年期间，国家重 点科技攻关项目的遥感课题“自然灾害监测与评估和主要作物估产运行系统
的设计实验”的实施和运作;我国将积极参与的地球系统全球宏观综合研究 工作;以及进行广泛的国际学术交流合作等,将进一步证明我国在遥感技术 领域具有参与国际竞争,自立于世界民族之林的能力。 三、当前遥感发展主要特点与展望 随着遥感技术的发展,获取地球环境信息的手段越来越多,信息越来越 丰富。因此,为了充分利用这些信息,建立全面收集、整理、检索以及科学 管理这些信息的空间数据库和管理系统,加快进行遥感信息机理研究,研制 定量分析模型及实用的地学模型,进行多种信息源的信息复合及环境信息的 综合分析等,构成了当前遥感发展的前沿研究课题。这些问题解决和研究进 展的程度,将关系到遥感技术与应用从实验阶段向生产商品化阶段转化的进 程,构成了今后遥感发展的主要趋向。当前遥感发展的特点主要表现以下几 个方面 (一)新一代传感器的研制,以获得分辨率更高,质量更好遥感图象和 数据 随着遥感应用的广泛和深入,对遥感图像和数据的质量提出了更高的要 求,其空间分辨率,光谱分辨率及时相分辨率的指标均有待进一步地提高。 当前,多波段扫描仪已从机械扫描,发展到电荷耦合器件(CD)的推帚式扫 描,空间分辨率从80米增高到20米,个别可达10米;还有的能获取三维空 间的数据(SP0T卫星)。另外,成像光谱仪的问世及实际应用,不但提高了 光谱分辨率(波段增多,变窄),而且为研究信息形成机制,定量分析提供 了基础。 当前,星载主动式(微波)遥感的发展,引起了人们的注意,如成像雷 达、激光雷达等的发展,使探测手段更趋多样化。获取多种信息,适应遥感 不同应用需要,是传感器研制方面的又一动向和进展。 总之,不断提高传感器的功能和性能指标,开拓新的工作波段,研制新 型传感器,提高获取信息的精度和质量,将是今后遥感发展的一个长期任务 和发展方向 (二)遥感应用不断深化 在遥感应用的深度和广度不断扩展的情况下,微波遥感应用领域的开 拓,遥感应用成套技术的发展,以及地球系统的全球综合研究等成为当前遥 感发展的又一动向。具体表现为,从单一信息源(或单一传感器)的信息(或 数据)分析向多种信息源的信息(包括非遥感信息)复合及综合分析应用发 展;从静态分析研究向多时相的动态研究,以及预测预报方向发展;从定性 判读、制图向定量分析发展;从对地球局部地区及其各组成部分的专题研究 向地球系统的全球综合研究方向发展 因此,在社会日益对遥感应用提出更高要求的现实情况下,为了充分利 用遥感及非遥感手段获得的丰富地理信息,从而促成和推动了地理信息系统 (G|S)的发展以及推动了遥感与地理信息系统的结合。 (三)地理信息系统的发展与支持是遥感发展的又一进展和动向地理信 息系统(GIS)是60年代初发展起来的一种新技术,它是以地理分析和应用 为目标,在计算机软、硬件支持下,进行地理空间信息(或数据)的输入存 贮,查询检索,分析处理及输岀显示的技术系统,地理信息系统(GS)是 种管理和分析空间数据的有效工具。因此,由遥感手段获取的丰富信息资源
的设计实验”的实施和运作；我国将积极参与的地球系统全球宏观综合研究 工作；以及进行广泛的国际学术交流合作等，将进一步证明我国在遥感技术 领域具有参与国际竞争，自立于世界民族之林的能力。 三、当前遥感发展主要特点与展望 随着遥感技术的发展，获取地球环境信息的手段越来越多，信息越来越 丰富。因此，为了充分利用这些信息，建立全面收集、整理、检索以及科学 管理这些信息的空间数据库和管理系统，加快进行遥感信息机理研究，研制 定量分析模型及实用的地学模型，进行多种信息源的信息复合及环境信息的 综合分析等，构成了当前遥感发展的前沿研究课题。这些问题解决和研究进 展的程度，将关系到遥感技术与应用从实验阶段向生产商品化阶段转化的进 程，构成了今后遥感发展的主要趋向。当前遥感发展的特点主要表现以下几 个方面： （一）新一代传感器的研制，以获得分辨率更高，质量更好遥感图象和 数据 随着遥感应用的广泛和深入，对遥感图像和数据的质量提出了更高的要 求，其空间分辨率，光谱分辨率及时相分辨率的指标均有待进一步地提高。 当前，多波段扫描仪已从机械扫描，发展到电荷耦合器件（CCD）的推帚式扫 描，空间分辨率从 80 米增高到 20 米，个别可达 10 米；还有的能获取三维空 间的数据（SPOT 卫星）。另外，成像光谱仪的问世及实际应用，不但提高了 光谱分辨率（波段增多，变窄），而且为研究信息形成机制，定量分析提供 了基础。 当前，星载主动式（微波）遥感的发展，引起了人们的注意，如成像雷 达、激光雷达等的发展，使探测手段更趋多样化。获取多种信息，适应遥感 不同应用需要，是传感器研制方面的又一动向和进展。 总之，不断提高传感器的功能和性能指标，开拓新的工作波段，研制新 型传感器，提高获取信息的精度和质量，将是今后遥感发展的一个长期任务 和发展方向。 （二）遥感应用不断深化 在遥感应用的深度和广度不断扩展的情况下，微波遥感应用领域的开 拓，遥感应用成套技术的发展，以及地球系统的全球综合研究等成为当前遥 感发展的又一动向。具体表现为，从单一信息源（或单一传感器）的信息（或 数据）分析向多种信息源的信息（包括非遥感信息）复合及综合分析应用发 展；从静态分析研究向多时相的动态研究，以及预测预报方向发展；从定性 判读、制图向定量分析发展；从对地球局部地区及其各组成部分的专题研究 向地球系统的全球综合研究方向发展。 因此，在社会日益对遥感应用提出更高要求的现实情况下，为了充分利 用遥感及非遥感手段获得的丰富地理信息，从而促成和推动了地理信息系统 （GIS）的发展以及推动了遥感与地理信息系统的结合。 （三）地理信息系统的发展与支持是遥感发展的又一进展和动向地理信 息系统（GIS）是 60 年代初发展起来的一种新技术，它是以地理分析和应用 为目标，在计算机软、硬件支持下，进行地理空间信息（或数据）的输入存 贮，查询检索，分析处理及输出显示的技术系统，地理信息系统（GIS）是一 种管理和分析空间数据的有效工具。因此，由遥感手段获取的丰富信息资源
有赖于地理信息系统(GS)加以科学地管理,遥感的应用亦有赖于信息系统 提供多种信息源(非遥感信息)进行信息复合及其综合分析,以提高遥感识 别分类的精度,遥感的定量分析更需信息系统提供应用模型,以及专家系统 的支持等。因此,可以说,地理信息系统是遥感的进一步发展和延伸,成为 遥感从实验阶段向生产型商品化转化历程中的又一新进展,成为当前遥感发 展的又一个新动向
有赖于地理信息系统（GIS）加以科学地管理，遥感的应用亦有赖于信息系统 提供多种信息源（非遥感信息）进行信息复合及其综合分析，以提高遥感识 别分类的精度，遥感的定量分析更需信息系统提供应用模型，以及专家系统 的支持等。因此，可以说，地理信息系统是遥感的进一步发展和延伸，成为 遥感从实验阶段向生产型商品化转化历程中的又一新进展，成为当前遥感发 展的又一个新动向