1、一：中国卫星遥感与定位技术应用的现状和发展 作者：郑立中科学技术部高新技术司司 文章来源：巨潮资讯网() 时间：2002-03-20经过三十多年来的发展，卫星遥感技术应用的范畴已经从当初的单一遥感技术发展到今天包括遥感（RS)、地理信息系统(GIS)，全球定位系统(GPS)等技术在内的空间信息技术，逐渐深入到国民经济、社会生活与国家安全的各个方面，使社会可持续发展和经济增长方式发生了深刻的变化，其发展与应用水平业已成为综合国力评价的重要标志之一。1998 年美国副总统戈尔从战略高度提出了空间信息技术综合应用的重大目标之“数字地球”的构想，将空间信息技术向全民化、产业化发展的目标推进了一步。随着
2、国家和地区空间信息基础设施的建立和完善，分布式数据库的发展与成熟，以及高性能计算、联网处理能力的提高，美国和西方七国集团已把空间信息技术列为从工业化向信息化过渡，实现全球信息社会(Global Information Society，GIS) 的一个重要高新技术应用产业。我国经过“八五” ，“ 九五 ”的攻关研究，RS、GIS 和 GPS 的综合配套发展能力开始形成，为 3S 走向实用奠定了基础。在应用方面， 3S 技术已在国家的经济建设中，尤其在重大自然灾害监测与评估和资源调查等方面，为国家领导人和各级政府部门提供了大量科学的宏观辅助决策信息，产生了巨大的社会效益。在技术应用逐步由国家行为向
3、产业行业的转化过程中，有力地推动了国土、农业、林业等部门对这些新技术的认同和采用，越来越多的部门，已经正在将这些技术摆上部门业务化应用的日程，成为主管部门执法或制定产业政策、规范及行业技术改造的重要依据之一。中国卫星遥感应用的发展遥感技术集中了空间、电子、光学、计算机通信和地学等学科的最新成就，是当代高新技术的一个重要组成部分。国际上遥感技术的发展，将在未来 15 年将人类带入一个多层。立体。多角度，全方位和全天候对地观测的新时代。各种高、中、低轨道相结合，大、中、小卫星相互协同，高、中、低分辩率互补的全球对地观测系统，将能快速、及时地提供多种空间分辩率、时间分辩率和光谱分辩率的对地观测海量数
4、据。自 70 年代以来，我国高度重视遥感技术发展与应用，跟踪国际技术前沿并努力创新，在“六五”、“七五”、“ 八五”、“九五”连续四个五年计划中，给予重点支持，在遥感技术系统，遥感应用系统、GIS 等方面均取得突出进展。建立了国家级资源环境宏观信息服务体系该服务体系包括以中国 1：25 万土地利用数据为核心的国家资源环境空间数据库，二个部级服务系统，三个省级示范系统及五个县级服务系统，珠江三角洲地区“4D”(数字高程模型 DEM，数字正射影像库 DOQ，数字专题地图库 DRG 和数字专题信息 DTI)技术系统以及全国资源环境信息技术系统。以 1：10 万土地利用数据为核心的国家资源环境数据库包
5、括 30 多种主要资源环境要素，且具有统计的数据标准、参数、数据格式与数据精度。该库将每五年实现全面更新，东部主要地区每年更新。两个部级服务系统是面向农业部和国家林业局开发的。其中农业部以上述本底数据库为基础，针对华北地区有关缺少耕地的农情进行分析，直接支持了农业部的决策工作。国家林业局的系统在本底数据库基础上，直接支持了国家生态环境的建设工作。三个省级示范系统，则是专为江苏、福建和安徽开发的，它们都包括资源与环境数据库、基础地理数据库、资源环境专题数据、社会经济统计数据库及 1：10 万(江苏、福建) 和 1：5 万(安徽)土地利用数据库。现三个省级示范系统已经开始为三省的国民经济建设提供服
6、务。在珠江三角洲示范区建立的 1：10 万资源与环境“4D”遥感动态信息服务体系，具有一年一度更新能力。对珠江三角洲城市扩展、耕地减少和海岸带变化等资源热点问题提供年际动态数据及专题分析报告。该技术已成功的应用到国家土地利用变化监测。该服务体系自建立起来就得到了广泛的应用。据不完全统计，国家资源环境数据库用户数现已达到 200 余个，用户涉及包括国家计委、农业部，水利部。国家环保总局、国家林业局、国家统计局、国家航天局以及总参等多个政府部门。推广应用的省份包括江西、安徽、福建、湖北。湖南、江西、贵州，山东，内蒙、新疆等。特别是水利部在数据库的基础上，在九个月的时间内，完成了全国 1：10 万比
7、例尺的土壤侵蚀遥感调查工作，成果得到了水利部领导的一致好评。国家环保总局拟在数据库的基础上，建设国家生态环境监测系统。此外，数据库直接支持了对 1998 年特大洪涝灾害的监测工作。国家有关部门已要求全面移植本底数据库的主要数据类型，作为国家领导人的决策参考数据。建立了灾害遥感监测评估业务运行系统该系统由三部分组成：灾害宏观动态监测系统、机载 SAR 数据实时传输系统、洪涝灾害测评估系统。洪涝、干旱。林火和雪灾的宏观动态监测与评估系统，已具备针对中国范围内发生的洪涝、干旱、林火和雪灾等多种自然灾害的宏观动态监测和成灾区的区域覆盖评估的能力；系统通过网络通信同其它子系统实现产品传送和数据共享，并以
8、 VSAT 和 INTERNET 网络通信方式向应用部门提供防灾减灾信息服务。机载 SAR 数据实时传输系统，实现了 3 米 SAR 图像的实时网络远程传输、地面接收和处理；它可以针对 3米 SAR 图像进行 7 种功能的实时处理。迄今为止，该业务运行系统已经在对中国发生的洪涝、干旱、林火和雪灾等各种重大自然灾害的监测评估中发挥了重要作用，及时并准确地向国务院办公厅及国家防汛抗旱总指挥部提供了有关灾害发生情况的大量数据。对突发性水灾，实现 2 天之内提供受淹范围及各类受淹土地面积等信息，一周之内提供包括受灾人口，受淹房屋等信息的详细评估报告。全国旱情监测实现每 10 天上报一次旱情数据。在19
9、98 年长江特大洪水期间，中国主要遥感单位利用 6 颗卫星和 3 套航空遥感系统，对灾区进行 5-7 次覆盖，取得100 多幅灾情图像，为灾情监测评估和灾后重建提供了科学数据。该系统已经被纳入国家防汛指挥系统。国产 GIS 软件产品的开发与应用从引进，消化、吸收起步，根据“引入竞争机制，坚持流动发展，加强科技攻关，落实产业发展”的方针，我国通过科研攻关项目支持和软件测评，鼓励开发了一批具有自主版权的 GIS 软件，某些软件在技术水平上接近国际先进水平，带动了一批新兴高新技术企业，实现了科技成果产业化，促进了我国 GIS 在各行各业的应用，并获得了一定的经济效益和形成初步的产业规模。经过“九五”
10、期间的发展，目前国产 GIS 软件占据国内市场已达到近30。在行业应用领域不断发展的同时，国产软件也在许多国家重要的政治。科技活动中凸现自己，并产生了重要的社会效益。例如，利用国产软件制作的香港、澳门两座城市的电子地图、在解放军进驻两地的过程中发挥了重要作用，受到军方的一致好评；神舟号发射过程中，国产软件成为航天飞行的一个固定控制软件被成功地用于飞行器态势的控制；国产软件在昆明世博会上应用成功，并打入了 2000 年悉尼奥运会。“九五”期间，在科技部的大力推动下，国外软件垄断的局面已经不复存在，中国的地理信息系统软件产业已经初步形成；“十五” 期间，中国的地理信息系统软件产业必将迎来又一个高速
11、发展的阶段。国家空间数据基础设施建设开展地理信息系统应用的必要条件是建设国家空间数据基础设施。中国有关部门已建立了 10 个基础地理信息数字化生产基地，开展了信息共享与标准化研究，实现了地理信息产品的规模化生产。目前已建成中国 1：400 万、1：100 万、1：25 万基础地理数据集。七大江河流域重点防范区 1：1 万和 1：5 万基础地理数据集。在科技部的支持下，以推动空间信息技术及其产业发展为目标的国家级空间信息共享和服务平台”中国空间信息网”于 1999 年开始建设，现已具雏形。发展遥感前沿技术及应用系统针对目前高光谱遥感、雷达遥感，大数据量遥感图像并行处理，多种数据融合和快速更新等遥
12、感的前沿技术，紧密结合遥感的具体应用，发展了高光谱农作物精细分类模型，形成了水稻信息提取和分类的雷达遥感成套技术，研制了微机大数据量遥感图像并行处理技术及系统，发展了遥感与地理系统融合处理技术以及地理空间数据的快速生成和更新技术。形成了一套独具特色的技术系统，并在国际合作中得到了应用和检验。建立了海洋环境立体监测体系作为一个海洋大国，我国天然海域达 485 万平方公里，海岸线长达 18000 公里。海洋及海岸带拥有丰富的资源，有 12 个省(市、自治区)处于沿海地带，全国 50的大城市， 40的中小城市也在这个地带，国民经济总值的60来自沿海地区。因此，建立海洋环境立体监测体系是我国一项战略目
13、标。在“九五”国家高技术发展计划(863计划)支持下建立的海洋环境立体监测体系主要包括：近海环境自动监测技术、高频地波雷达海洋环境监测技术。海洋环境遥感监测应用技术、系统集成技术以及示范试验等。中国卫星定位技术应用的发展卫星定位技术的发展，因其可提供全天候实时，高精度三维位置，速度以及精密的时间信息，90 年代以来，已被广泛应用于陆地、海洋，空间和航天领域内务类军用和民用目标的定位、导航与精密测量，并已初步形成一个新兴的高科技产业。世界上一些国家和地区，从自身的技术、经济和国家安全利益出发，纷纷建立或规划建设全球或区域性的卫星定位系统，如俄罗斯的 GLONASS，美国的 GPS。欧洲的 GAL
14、ILEO 计划等。我国已于 2000年 10 月 31 日和 12 月 21 日先后发射了第一颗和第二颗“北斗导航试验卫星”，构成了我国第一代卫星导航定位系统即“北斗导航系统” 。随着美国 SA 政策的终止和其他国家新的空间定位系统的投入运行，卫星定位系统的静态和动态定位精度、运行的可靠性已经大幅度提高。国际上 GPS 接收机，GPS 导航系统，GPS 航空。航海、公路、铁路导航控制系统， GPS 接收机与其它电器结合的通用设备如 GPS 照相机。GPS 收音机，GPS 手表等已形成相当规模的产业群体，成为空间信息技术中首先进入大规模产业化发展的领域之一。据联合国 1999 年的资料，尽管前几
15、年世界经济并不景气，但全球航天产业的平均年增长率超过 9%，其中卫星导航定位领域的增长平均每年超过 30：6，而这两年的实际增长则远超过上述数字。未来的发展趋势是导航定位产品将与移动电话等大众消费品融为一体，市场前景极为可观。我国从七十年代中期开始引进子午卫星导航定位技术，这是美国第一代卫星定位系统，采用多普勒定位技术，主要用于大地测量。海岛联测及石油勘探。八十年代中期开始引进 GPS 卫星定位仪。随着 GPS 卫星定位系统日益完善和卫星定位技术的不断提高，卫星导航定位技术已进入到国民经济多个领域中并发挥了重要作用。地球板块运动监测和地球动力学研究GPS 在地球动力学研究方面应用，主要用于对全
16、球性板块运动、地壳运动监测。地震预报监测和对极移的测定。测定板块间运动参数（相对移动速度和方向)、大陆和海洋板块内部变形，板块边界是与地震有关的区域形变和应变积累。研究地下断层活动模式、应力场变化，从而进行地震危险值估计和预报。目前利用 GPS 水平方向形变监测精度已经达到 1-2mm年，垂直方向为 2-4mm年，基线相对精度过 110-9。我国积极参与国际大地测量协会组织的国际地球动力学服务网(International GPS Service for Geodynamics，简称IGS 网)的建设，已有长春、乌鲁木齐、拉萨、昆明、西安，武汉，上海、北京等八个站参加了该网。目前世界上已有 2
17、00 多个永久跟踪站。其目的是为从事高精度的地球动力学研究的单位和个人提供精确的 GPS 卫星轨道、地球自转参数和测绘坐标。通过国家“九五” 重大科学工程项目的支持，“ 中国地壳运动监测网络工程 ”已于 2000 年建成，在我国建立了 25个连续运行 GPS 跟踪站，54 个基本站，1000 个地震监测点。“十五”期间将陆续建成约 100 个左右连续跟踪站。这一科学工程的建设将为地球板块运动监测，区域地壳形变监测地震预报监测，起着重要作用。1995 年中德合作在西藏测定由 8 个 GPS 点组成的网，从格尔木到珠穆郎玛峰南麓戎布寺，横跨四个断裂带。中美在龙门山建立了 13 个 GPS 监测站的
18、监测网，横跨四川、云南两省，基线重复精度达到 110-8，坐标优于5cm。为监测首都圈地震，1994 年利用的 GPS 建立了 57 个 GPS 地震监测点，点距 50-100km，控制面积 15 万km2。每年复测一次。利用 GPS 监测海平面及冰盖、冰川的变化为了监测由于温室效应产生的影响，人们利用 GPS、测高雷达，结合传统的水准测量和验潮技术监测海平面变化。美国、德国、西班牙在大西洋沿岸建立 16 个 GPS 监测站对海平面变化进行监测：美国在南阿拉斯加建立10 个 GPS 监测站监测冰川变化。在南极、格陵兰人们用 GPS 结合卫星测高，合成孔径雷达干涉测量技术监测冰盖变化。1994
19、年我国参加了由个几个国家的二十多个在南极的台站参加的“国际南极 GPS 会议”研究南极板块运动及南极地形变化。我国也将在沿海建立多个 GPS 监测站，结合卫星测高和验潮站，监测沿海海平面变化。GPS 在测绘中的应用GPS 技术以其定位精度高、速度快、费用省、仪器轻便等特点被广泛应用于测绘的各个方面，并已完全取代常规测距、测角技术建立大地控制网。我国于 1992 年利用 GPS 在全国建立了由 28 个点组成的国家 A 级 GPS 控制网，平差后地心坐标精度优于 01m 。边长相对精度优于 110-8，后又经过两次复测，精度达到 310-9。1996 年完成了由 730 个点组成的国家 B 级
20、GPS 网，平差后地心坐标精度 01m。基线边长相对精度 210-8，高程为310-8。新布设的 A、B 级网将成为我国现代大地测量和基础测绘的基本框架。此外，还利用 GPS 建立城市和工程控制网，大型结构物变形监测，航空摄影测量。地形、地籍、房地产测绘及地理信息更新测量，海洋测绘等方面。GPS 在智能交通系统中的应用GPS 导航定位系统在智能交通管理系统中起着重要作用，特别是进入九个年代后期，随着信息技术和通信技术的发展，以 GPS 导航和电子地图为基础的各种电子导航产品和运输工具的管理系统已成为重要市场，成为一个新兴的高科技产业。目前国际上汽车导航市场以日本发展最快。它从 80 年代末开始
21、研制到 90 年代中期形成产品，每年以 30增长率发展，到 1999 年销售量已达到 155 万套。欧洲和美国虽然比日本发展慢，但是近两年发展很迅速，2000 年北美和欧洲车载导航仪销售量达到 100 万套，每年以翻一番的速度增长，到 2005 年将达到 600 万套。我国民用汽车保有量约 1500 万辆，年产约 150 万辆，其中轿车 1999 年产为 56 万辆。若按 10年增长率及国外安装 GPS 导航系统的比例，保守估算，到 2006 年原装和选配 GPS 自主导航系统将累计达到 37 万套和 12 万套。据不完全统计，我国有货运车 430 万辆，客运车 170 万辆，特殊车辆 7 万
22、辆(如运钞车、救火车、邮政车、巡警车、工程车、危险品运输车等)。这是 GPS 在物流运输管理上发挥重大作用的领域，市场潜力很大。国际海洋组织于 1997 年制定了关于海上船只管理的规程，要求中大型轮船(500 吨位以上的货轮和 60 人以上的客轮)都要安装“船只航行数据记录器(VDI)” 并建立“ 船只航行自动管理系统(AIS)”，该系统将船只航行位置的数据传到沿海航行监控站上，实现全部航行的监控管理。我国沿海共有大小船只 32 万艘，将有 11 万艘装有上述设备。若含沿海需建通信网(不含电子海图建设 )需投资 100 亿人民币。我国现有民航飞机 200 多架，到 2010 年将发展到约 55
23、0 架(不包括通信航空小飞机) 。飞机导航按航路飞行阶段划分为：海洋空域航路，内陆空域航路、终端区导引、进场着陆。GPS 的应用还包括机场场面监视、管理和特殊区域导航，如农业飞防、林业飞播、护林、灭火、救援、巡逻、航拍等。二：中国卫星遥感与定位技术应用发展趋势与重点按照我国科技发展“十五”计划的规划，今后 5-15 年空间信息技术发展的基本思路是：强化各项科技项目之间的协调与联合，发挥学科与技术综合的优势和实力，在综合应用方面下功夫；面向应用，面向部门与地方，切实解决实际应用中面临的关键技术问题，推动部门与地方对空间信息的实际应用；探索新型项目实施与管理方式，结合我国国情与现实科技体制，结合各
24、部门机制改革进程，营造一种高效，有活力的科技研究与发展环境；大力推进科技与产业发展的结合，通过科技促产业，通过产业支持空间信息应用与服务的长久发展。总体目标是：以社会可持续发展。国家宏观决策，国家安全，部门和地方重大应用及工业领域产业化发展中对空间信息技术的需求为主导，全面促进我国空间信息技术的发展和产业化进程。未来我国卫星遥感与定位技术应用的发展拟应优先考虑如下领域。进一步发展卫星遥感技术，建立持续。稳定的空间观测数据源继续发展卫星遥感技术，在开拓新数据源同时，采取有效措施盘活已有数据源，形成不同时间和不同空间分辩率的空间观测数据的获取能力，持续不断而稳定地提供不同应用领域所需要的空间观测数
25、据。在发展卫星遥感技术中应注意不同类型卫星的结合，其中高性能对地观测微型卫星技术及应用研究是在小卫星平台上将中等空间分辩率宽带场高重访周期多光谱成像与高空间分辩率光学成像的优势结合起来，既满足大区域范围资源、环境。灾害的调查与监测的需要，又可在宽视场覆盖范围内选择重点区域进行详细调查与制图。大力发展卫星定位应用技术，促进卫星定位系统产业化与新型工业产品开发推动我国自己的卫星导航定位系统的发展，满足军、民各方面的应用需要。开发具有自主版权的模块化多制式卫星定位系统接收机产品，发展自主车辆导航产品，推动空间定位技术特种车辆监控系统与各工业领域应用系统中的发展。以期形成一个以空间定位技术为核心的产业
26、链条和一定的产业规模，从而带动相关周边产品与整个产业的发展。开发新一代 GIS 软件，大力推进 GIS 产业化与传统产业改造开发具有自主版权的全系列 GIS 软件商品，包括基础软件和应用开发平台软件，特别是开发网络环境下大型GIS 软件和大众化通用网络 GIS 商品，替代进口，占领国内市场，形成和发展具有我国自主版权的 GIS 软件产业。空间信息共享机制与实施框架为实现空间数据及其相关数据的共享，需要研究并建立我国空间数据标准；研究并建立 GIS 基本支持功能体系；研究各种质量认定标准，开发与上述标准有关的软件工具；研究空间数据共享机制和实施办法；建立覆盖全国主要空间数据源的国家空间信息网。加
27、强空间信息系统集成与工程应用实现空间信息系统在数据获取与处理，管理和发布，以及数据挖掘应用三个层次上的高度集成和网络化，系统和组件的微型化、实用化，标准化与商品化，从而形成相应的产业，通过产业方式为各行各业的应用提供支撑。形成空间信息服务与产业建立我国自主的空间信息共享与服务体系，盘活已有空间数据资源，开发新型数据增值产品，为空间信息技术产业、工农业乃至全社会提供准确及时的标准化空间信息，使空间信息直接转化为生产力，带动空间信息技术领域科技与知识的积累转化为经济增长的动力。三 遥感技术在环境科学中的应用和发展趋势来源：考试大 2010/6/28 【考试大：中国教育考试第一门户】 模拟考场 视频
28、课程 字号:T | T20 世纪 90 年代以来，环境遥感技术应用越来越广。从陆地的土地覆被变化，城市扩展动态监测评价，土壤侵蚀与地面水污染负荷产生量估算，生物栖息地评价和保护，工程选址以及防护林保护规划和建设。到水域的海洋和海岸带生态环境变迁分析，海面悬浮泥沙、叶绿素含量、黄色物质、海上溢油、赤潮以及热污染等的发现和监测，珊瑚和红树林的现状调查与变化监测，堤坝的规划与水沙平衡分析，水下地形地遥调查以及水域初级生产率的估算。再到大气环境遥感中的城市热岛效应分析，大气污染范围识别与定量评价，大气气溶胶污染特征参数化，全球水、气和化学元素等的循环研究，全球环境变化以及重大自然灾害的评估等，几乎覆盖
29、了整个地球系统。一、遥感技术在环境科学中的应用 1.遥感技术在水污染监测方面的应用 （1）利用红外扫描仪监视石油污染全球每年排入海洋的石油及其制品高达 1000 万吨，利用多光谱航片可对海面石油污染进行半定量分析，将彩色航片同步拍照与近红外片做的彩色密度分割图相比较，更精密地判断和解译信息，参照图片画出不同油膜厚度的大致分级图。通过彩色密度分割图像，特别是数字密度分割图，可以更准确地判断油量的分布情况。通过彩色密度分割可把相差零点零几厚度的海面油膜区分出层次来，这有利于用航空遥感对海面油的扩散分布和半定量研究。浓度大的地方是黄色，往外扩散的油膜变薄，呈黄紫混在一起的颜色，再往外扩散的油膜就更薄
30、些呈紫色。通过对污染发生后各天的气象卫星图像的对比分析，确定油膜的漂移方向，计算出其扩散速度和扩散面积。 （2）利用遥感技术监测水体富营养化浮游植物中的叶绿素对蓝紫光和红橙光有较强的吸收作用，当水体出现富营养化时，我们就可以利用遥感技术推算出水体中的叶绿素分布情况。赤潮区的海水光谱特征是藻类、泥沙和海水的复合光谱，另外有机或无机颗粒物也会吸收入射光，影响水体的透明度。 （3）通过遥感技术调查废水污染和泥沙污染废水的颜色与悬浮物性状千差万别，特征曲线上的反射峰位置和强度也不大一样，可以用多光谱合成图像进行监测。水中悬浮泥沙的浓度和粒径增大，水体反射量也会相应增加，反射峰随之红移，定量判读悬浮泥沙
31、浓度的最佳波段是 0.650.85 微米。 （4）应用红外扫描仪监测水体热污染应用红外扫描仪记录水体的热辐射能量，真实反映其温度差异。在热红外图像上，热水温度高，辐射能量多，呈浅色调。冷水和冰辐射能量少，呈深色调。热排水口处通常呈白色羽流，利用光学技术和计算机对热图像作密度分割，根据少量的同步实测水温，画出水体等温线。 （5）通过遥感技术分析水域的分布变化和水体沼泽化水体总体反射率较低，选择 1.551.75 微米波段的多时域影像可以分析水域的分布变化。沼泽化在时域图像上反映为水体面积缩小，从水体向边缘有规律变化，显示出不同程度的植被特征。 2.遥感技术在大气环境监测方面的应用 （1）臭氧层臭
32、氧层位于地球上空 2530 千米的平流层中，对 0.3 米以下紫外区的电磁波有较大吸收，可用紫外波段来测定臭氧层的变化。臭氧层在 2.74 毫米处也有一个吸收带，可用频率为 11083 兆赫兹的地面微波辐射计来测定臭氧在大气中的垂直分布。另外臭氧层会吸收太阳紫外线而升温，可使用红外波段来探测，如用 7.7513.3微米热红外探测器测定臭氧层的温度变化，参照浓度与温度的相关关系，推算出臭氧浓度的水平分布。 （2）大气气溶胶利用遥感图像可分析大气气溶胶的分布和含量，工业烟雾、火灾浓烟和大规模沙尘暴在遥感图像上都有清晰的图像，可以直接圈定其大致范围。利用周期性气象卫星图可监测沙尘运动，估计其运动速度
33、，及时预报沙尘暴。通过卫星资料可及早发现森林火灾，把灾害损失降到最低。大比例图片可用来调查城市烟囱的数量和分布，还可以通过烟囱阴影的长度来计算其大致高度。应用计算机对影像进行微密度分割，建立烟雾浓度与影像灰度值的相关关系，可测出烟雾浓度的等值线图。 （3）有害气体彩红外相片可监测有毒气体对污染源周围树木和农作物的危害情况，通过植物对有害气体的敏感性来推断某地区大气污染的程度和性质。一般污染较轻的地区，植被受污染的情况不宜被人察觉，但其光谱反射率却会明显变化，在遥感影像上表现为灰度的差异。正常生长的植物叶片能强烈反射红外线，在彩红外相片上色泽鲜红明亮。受到污染的叶子，其叶绿素遭到破坏，对红外线的
34、反射能力下降，其彩红外相片颜色发暗，如白蜡树受污染后呈紫红色，柳树呈品红色略带蓝灰色。 （4）气候变化美国、欧盟、日本和俄罗斯的地球同步轨道气象卫星组成的静止气象卫星监测系统昼夜不停地观测地球的气候变化，得到全球范围内的大气参数、海洋参数、地表状况、辐射收支和臭氧分布等信息，对全球变暖、臭氧层空洞以及厄尔尼诺现象的研究非常重要。 3.遥感技术在城市环境监测与管理中的应用 彩红外遥感影像可监测固体废弃物引起的生态环境变化，热红外遥感影像可调查工业废水和废气的排放情况。城市道路宽的呈带状和环状，窄的呈线状，城市广场一般以块状蓝灰色与街道紧密相连于中心地带。居民区呈灰色，高层楼房带有宽长影，平房呈密
35、集排列的小长方块状。水系呈浅蓝色，绿地呈红色。从遥感图像上获取这些信息，对优化城市结构有很大帮助。另外城市里的高大建筑物对太阳辐射和其他热辐射的吸收和释放特性跟以土地和农作物为主要下垫面的郊区有很大不同，利用热红外遥感对城市下垫面进行分析就可以得出城市的热岛效应。4.应用遥感技术采集者退散监控生态环境遥感影像真实记录地貌形态特征并提供各环境参数的组合情况，根据其空间一致性和差异性进行区域环境范围的生态区划。利用遥感卫星相片还可以编制森林树种、生长状况和森林覆盖图，使用计算机集群分类，精度可高达 8O .一般野生动物环境与森林植被关系最为密切，通过研究植物的分布与长势可大致确定动物的活动繁殖场所
36、，从而编制森林野生动物保护规划。 5.利用遥感技术监测自然灾害遥感技术对于暴雨、水土流失、地震和山体滑坡等地质灾害的调查与监测也很有效。比如说地震与地球活动构造块体分布及其活动方式密切相关，利用卫星预测地震技术主要集中在电磁波辐射和电离层异常监测、地表形变监测、红外辐射监测以及卫星重力监测等方面。但由于目前技术条件的限制，地震还是不能准确预测，2008 年 5 月的汶川大地震几乎震碎了中国人的心，期待有一天，我们中国人能通过遥感技术准确预测地震灾害，今天的悲剧永远不要发生了。 二、遥感技术的发展趋势 随着科学技术的进步，光谱信息成像化，雷达成像多极化，光学探测多向化，地学分析智能化，环境研究动
37、态化以及资源研究定量化，大大提高了遥感技术的实时性和运行性，使其向多尺度、多频率、全天候、高精度和高效快速的目标发展。 1.遥感影像获取技术越来越先进 （1）随着高性能新型传感器研制开发水平以及环境资源遥感对高精度遥感数据要求的提高，高空间和高光谱分辨率已是卫星遥感影像获取技术的总发展趋势。遥感传感器的改进和突破主要集中在成像雷达和光谱仪，高分辨率的遥感资料对地质勘测和海洋陆地生物资源调查十分有效。 （2）雷达遥感具有全天候全天时获取影像以及穿透地物的能力，在对地观测领域有很大优势。干涉雷达技术、被动微波合成孔径成像技术、三维成像技术以及植物穿透性宽波段雷达技术会变得越来越重要，成为实现全天候
38、对地观测的主要技术，大大提高环境资源的动态监测能力（3）开发和完善陆地表面温度和发射率的分离技术，定量估算和监测陆地表面的能量交换和平衡过程，将在全球气候变化的研究中发挥更大的作用。 （4）由航天、航空和地面观测台站网络等组成以地球为研究对象的综合对地观测数据获取系统，具有提供定位、定性和定量以及全天候、全时域和全空间的数据能力，为地学研究、资源开发、环境保护以及区域经济持续协调发展提供科学数据和信息服务。来源：考试大的美女编辑们2.遥感信息处理方法和模型越来越科学神经网络、小波、分形、认知模型、地学专家知识以及影像处理系统的集成等信息模型和技术，会大大提高多源遥感技术的融合、分类识别以及提取
39、的精度和可靠性。统计分类、模糊技术、专家知识和神经网络分类有机结合构成一个复合的分类器，大大提高分类的精度和类数。多平台、多层面、多传感器、多时相、多光谱、多角度以及多空间分辨率的融合与复合应用，是目前遥感技术的重要发展方向。不确定性遥感信息模型和人工智能决策支持系统的开发应用也有待进一步研究。 3.3S 一体化计算机和空间技术的发展、信息共享的需要以及地球空间与生态环境数据的空间分布式和动态时序等特点，将推动 3S 一体化。全球定位系统为遥感对地观测信息提供实时或准实时的定位信息和地面高程模型；遥感为地理信息系统提供自然环境信息，为地理现象的空间分析提供定位、定性和定量的空间动态数据；地理信
40、息系统为遥感影像处理提供辅助，用于图像处理时的几何配准和辐射订正、选择训练区以及辅助关心区域等。在环境模拟分析中，遥感与地理信息系统的结合可实现环境分析结果的可视化。3S 一体化将最终建成新型的地面三维信息和地理编码影像的实时或准实时获取与处理系统。 4.建立高速、高精度和大容量的遥感数据处理系统随着 3S 一体化，资源与环境的遥感数据量和计算机处理量也将大幅度增加，遥感数据处理系统就必须要有更高的处理速度和精度。神经网络具有全并行处理、自适应学习和联想功能等特点，在解决计算机视觉和模式识别等特大复杂的数据信息方面有明显优势。认真总结专家知识，建立知识库，寻求研究定量精确化算法，发展快速有效的
41、遥感数据压缩算法，建立高速、高精度和大容量的遥感数据处理系统。 5.建立国家环境资源信息系统国家环境资源信息是重要的战略资源，环境资源数据库是国家环境资源信息系统的核心。我们要提高对环境资源的宏观调控能力，为我国社会经济和资源环境的协调可持续发展提供科学的数据和决策支持。 6.建立国家环境遥感应用系统国家环境遥感应用系统将利用卫星遥感数据和地面环境监测数据，建立天地一体化的国家级生态环境遥感监测预报系统以及重大污染事故应急监测系统，可定期报告大气环境、水环境和生态环境的状况。环境遥感地理信息系统是其支撑系统，在各种应用软件的辅助下实现环境遥感数据的存储、处理和管理；环境遥感专业应用系统是其应用
42、平台，在环境专业模型的支持下实现环境遥感数据的环境应用；环境遥感决策支持系统是其最上层系统，在环境预测评价和决策模型的驱动下进行环境预测评价分析，制定环境保护的辅助决策方案；数据网络环境是其数据输入和输出的开放网络环境，实现环境海量数据的快速流通。 总之，遥感技术在环境科学领域有广泛应用，随着科学的进步，遥感技术会越来越先进，其所发挥的作用也会越来越大。四：摄影测量与遥感的发展趋势与发展重点一、发展趋势摄影测量与遥感学作为基于影像的空间信息科学，是地球空间信息学（Geospatial information，或称Geomatics）的核心。地球空间信息学是空间数据的采集、量测、分析、存贮、管理
43、、显示和应用的集成科学与技术，属于现代空间信息科学与技术范畴。其发展有以下几方面的趋势：地球空间信息学的组成1.空间信息获取的发展趋势地球空间信息获取的发展趋势具有多平台、多传感器、多比例尺和高光谱、高空间、高时间分辨率以及空天地一体化的明显特征。随着航天技术、通信技术和信息技术的飞速发展，人们将可以从各种航天、近空间、航空和地面平台上，用紫外、可见光、红外、微波、合成孔径雷达、激光雷达、太赫兹等多种传感器获取多种比例尺的目标影像，大大提高其空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率。形成天地一体化摄影测量与遥感的数据获取方法，为人们提供愈来愈多的影像和非影像数据。随着新一代全球卫星导航定位系统的发展
44、，将以更高的精度自动测定各类传感器的空间位置和姿态，从而实现无地面控制的实时摄影测量与遥感。2.空间信息处理的发展趋势地球空间信息处理和信息提取的发展趋势是走向定量化、自动化和实时化。通过从时空基准、遥感成像机理、模式识别、计算机视觉及数据挖掘等诸多方面取得突破，实现几何与物理方程的整体反演求解，进而实现空间信息处理和信息提取的定量化、自动化和实时化。3.空间信息管理的发展趋势地球空间信息管理与分析的发展趋势是走向信息共享、互操作和网格化。随着全球信息网格（GIG）概念的提出，建立全球统一的空间信息网格已势在必行。为此应在全球统一地理坐标框架下，根据自然社会发展的不平衡特征将全球分成粗细不等的
45、格网，格网中心为经纬度坐标和全球地心坐标系坐标，格网内存贮各个地物及其属性特征，这种存贮方法特别适合于国家社会经济数据的空间统计与分析，使基于空间数据的分析、空间数据挖掘和辅助决策上一个新的台阶。4.空间信息应用的发展趋势地球空间信息成果应用的发展趋势是成果的多样化和应用的大众化与普适化。未来的地球空间信息成果产品可以是矢量的或栅格的，可以是图形的或影像的，可以是二维的或三维的，可以是静态图像或连续动画视频图像，可以是多媒体或流媒体，可以是虚拟现实或可量测的实景影像，也可以是上述各种形式产品的融合与集成。地球空间信息在为经济建设、国防建设和政府决策中广泛应用的基础上，将进一步创造高效优质的服务
46、模式，包括汽车导航、盲人导航、手机图形图像服务、智能小区服务、移动位置服务等基于位置的公众信息化服务。地球空间信息的社会化服务包括对国家资源、环境、灾害调查和各种经济活动的时空分布及其变化的实时服务，为数字城市、数字港口、数字仓库、数字化物流配送等提供时空信息服务。时空信息的全社会服务是拉动地球空间信息学和 3S 技术产业化发展的根本原动力，它具有上百亿的市场前景。二、发展重点随着国家经济实力的增长，科学技术的进步和社会可持续发展的需要，中国的地球空间信息科学与技术，包括摄影测量与遥感在内，在今后若干年内将出现更加飞速发展的大好时机。我们要坚持自力更生，自主创新，努力工作，并虚心向世界各国同行
47、学习，学习和吸收世界各国的先进技术和经验，围绕创建我国和谐社会，以空间信息服务为中心，建立一个智能化和实时化的地球空间信息服务体系。1.发展先进的高分辨率对地观测系统为了进一步推动中国遥感对地观测的发展，首先要抓好空间信息的数据源。20052020 年国家中长期科技发展规划纲要指出：发展基于卫星、飞机和平流层飞艇的高分辨率（分米级）先进对地观测系统，发射一系列的高分辨率遥感对地观测卫星，建成覆盖可见光、红外、多光谱、超光谱、微波、激光等观测谱段的、高中低轨道结合的、具有全天时、全天候、全球观测能力的大气、陆地、海洋先进观测体系。与其它中、低分辨率地面覆盖观测手段结合，形成时空协调、全天候、全天
48、时的对地观测系统，并可根据需要对特定地区进行高精度观测；整合并完善现有遥感卫星地面接收站，建立对地观测中心等地面支撑系统。到 2020 年，建成稳定的运行系统，提高我国空间数据的自给率，形成空间信息产业链。2. 构建面向实时服务的广义空间信息网格地上的全球信息网格与天上的智能传感器网格相集成，形成全球的广义空间信息网格。建立好广义空间信息网格所面临的任务是：(1) 借助天、空、地各类传感器，实现全天候、全天时、全方位的全球空间数据获取和在轨数据处理；(2) 借助由卫星通信、数据中继网，地面有线与无线计算机通信网络组成的天地一体化信息网格，实现从传感器直到应用服务端的无缝交链；(3) 在广义空间
49、信息网格上实现定量化、自动化、智能化和实时化的网格计算，实现从数据到信息和知识的升华；(4) 通过广义空间信息网格对各类不同用户提供空间信息灵性服务，将最有用的信息，以最快的速度和最便捷的方式送给最需要的用户。发展的大趋势是利用自动化、智能化、网格化和实时化的地理空间信息数据获取、处理、分析、应用和服务等技术手段，回答何时（When）、何地（Where）、何目标（ What Object）发生了何种变化（What Change），并且把这些信息（即 4W）随时随地提供给每个人，服务到每件事（4A 服务Anyone, Anything, Anytime and Anywhere）。3. 加强高性能空间信息处理与分析技术的研究，解决应用的关键技术为推动空间信息技术的应用，进一步加强高性能遥感图像处理与分析技术，突破高精度定标与定位，宽带微波成像修正，遥感图像超分辨率分析与相干处理，多源卫星遥感影像自动配准与融合，高空间分辨率影像目标自动识别，高光谱影像地物精细分类，基于遥感机理模型的地物参数定量反演与同化等技术。发展复杂地表环境下的地物信息自动提取与定量分析技术，地下目标探测与隐伏特征提取新技术，复杂海况条件下海表特征遥感识别与定量反演技术。建立多源遥感资源任务规划平台和快速
