现代遥感技术发展的趋势与展望

遥 文

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现代遥感技术发展的趋势与展望

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遥感技术正在进入一个能够快速准确地提供多种对地观测海量数据及应用研究的新阶段，它在近一二十年内得到了飞速发展，目前又将达到一个新的高潮。这种发展主要表现在以下几个方面：

(一) 多分辨率多遥感平台并存，空间分辨率、时间分辨率及光谱分辨率普遍提高

目前，国际上已拥有十几种不同用途的地球观测卫星系统，并拥有全色0.8—5m，多光谱3.3—30 m的多种空间分辨率。遥感平台和传感器已从过去的单一型向多样化发展，并能在不同平台上获得不同空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率的遥感影像。民用遥感影像的空间分辨率达到米级，光谱分辨率达到纳米级，波段数已增加到数十甚至数百个，回归周期达到几天甚至十几个小时。例如，美国的商业卫星ORBVIEW可获取1m空间分辨率的图像，通过任意方向旋转可获得同轨和异轨的高分辨率立体图像；美国EOS卫星上的MO—DIS—N传感器具有35个波段；美国NOAA的一颗卫星每天可对地面同一地区进行两次观测。随着遥感应用领域对高分辨率遥感数据需求的增加及高新技术本身发展的可能性，各类遥感分辨率的提高成为普遍发展趋势。

(二) 新型传感器不断涌现，微波遥感、高光谱遥感迅速发展

遥感在短短不到40年的时间里，无论在理论、技术和应用方面均得到了迅猛发展。20世纪的后半叶，不断研制出新型传感器，未来诸多领域倾向于合成孔径雷达、成像光谱仪的广泛应用。 微波遥感技术是近十几年发展起来的具有美好应用前景的主动式探测方法。微波具有穿透性强、不受天气影响的特性，可全天时、全天候工作。微波遥感采用多极化、多波段及多工作模式，形成多级分辨率影像序列，以提供从粗到细的对地观测数据源。成像雷达、激光雷达等的发展，愈来愈引起人们的关注。例如，美国实施的航天飞机雷达地形测绘使命即采用雷达干涉测量技术，在一架航天飞机上安装了两个雷达天线，对同一地区一次获取两幅图像，然后通过影像精匹配、相位差解算、高程计算等步骤得到被观测地区的高程数据。

高光谱遥感的出现和发展是遥感技术的一场革命。它使本来在宽波段遥感中不可探测的物质，在高光谱遥感中能被探测。高光谱遥感的发展，从研制第一代航空成像光谱仪算起已有20多年的历史，并受到世界各国遥感科学家的普遍关注。但长期以来高光谱遥感一直处在以航空为基础的研究发展阶段，且主要集中在一些技术发达国家，对其数据的研究和应用还十分有限。近年来情况出现了转机，1999年末第一台中分辨率成像光谱仪(MODIS)随美国EOS AM—1平台进入轨道，“新千年计划”第一星EO—1携带两种高光谱仪随后进入了太空。此外，欧空局的中分辨率成像光谱仪(MERIS)、日本ADEOS—2卫星的全球成像仪(GLI)以及美国轨道图像公司的轨道观察者4号(ORB—VIEW—4)均相继升空。一个高光谱群星灿烂的局面将展现在我们面前，对它的深入研究正处在突破的前夕。

(三) 遥感的综合应用不断深化

目前，遥感技术正经历着一场质的变化，综合应用的深度和广度不断扩展，表现为从单一信息源分析向包含非遥感数据的多源信息的复合分析方向发展；从定性判读向信息系统应用模型及专家系统支持下的定量分析发展；从静态研究向多时相的动态研究发展。地理信息系统为遥感提供了各种有用的辅助信息和分析手段，提高遥感信息的识别精度。另外，通过遥感的定量分析，从区域专题研究向全球综合研究发展，实现从室内的近景摄影测量到大范围的陆地、海洋信息的采集乃至全球范围内的环境变化监测。多时相遥感的动态监测，获取我国当前城市化过程、耕地面积减少和生态环境变化的基本资料。与此同时，国际上相继推出了一批高水平的遥感图像处理商业软件包，用以实现遥感的上述综合应用。其主要功能包括影像几何纠正与辐射校正、影像处理与分析、遥感制图、地理信息分析、可视化空间建模等。

(四) 商业遥感时代的到来

随着卫星遥感的兴起，计算机与通讯技术的进步以及冷战时期军事情报部门的需要，数字成像技术有了极大的提高。世界各主要航天大国相继研制出各种以对地观测为目的的遥感卫星，并逐步向商用化转移。因此，国际上商业遥感卫星系统得到了迅速发展，产业界特别是私营企业直接参与或独立进行遥感卫星的研制、发射和运行，甚至提供端对端的服务，也是目前遥感发展的一大趋势。