遙感技術(shù)應(yīng)用概述

遙感技術(shù)應(yīng)用概述很多人以為遙感離自己的生活很遙遠(yuǎn)，其實(shí)這些技術(shù)早就已經(jīng)深入大家的生活。從上個(gè)世紀(jì)六十年代提出“遙感”這個(gè)詞，到1972年美國陸地衛(wèi)星計(jì)劃發(fā)射了第一顆對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星（LandSat）,經(jīng)過幾十年的發(fā)展，遙感技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在軍事、國防、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、國土、海洋、測(cè)繪、氣象、生態(tài)環(huán)境、水利、航天、地質(zhì)、礦產(chǎn)、考古、旅游等領(lǐng)域，影響了人類生活的方方面面,它為人類提供了從多維和宏觀角度去認(rèn)識(shí)世界的新方法與新手段，遙感技術(shù)能夠全面、立體、快速有效地探明地上和地下資源的分布情況，其效率之高是以前各種技術(shù)無法企及的。因此，遙感技術(shù)已成為一門實(shí)用的，先進(jìn)的空間探測(cè)技術(shù)。下面就三個(gè)方面介紹一下遙感技術(shù)：一、“3S”技術(shù)的涵義：包括RS、GPS、GIS。RS即遙感技術(shù)是指從地面上空的飛機(jī)、飛船、衛(wèi)星等飛行器上，利用各種波段的遙感器，通過攝影、掃描、信息感應(yīng)，識(shí)別地面物質(zhì)的性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的技術(shù)，具有遙遠(yuǎn)感知事物的意思。GPS即全球定位系統(tǒng)，是一種同時(shí)接收來自多顆衛(wèi)星的電波導(dǎo)航信號(hào)，測(cè)量地球表面某點(diǎn)準(zhǔn)確地理位置的技術(shù)系統(tǒng)；GIS即地理信息系統(tǒng)技術(shù)，是利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，用以輸入、存儲(chǔ)、編輯、分析、顯示空間信息及其屬性信息的地理資料系統(tǒng)。分為兩大類：第一類是地圖數(shù)據(jù)或圖形數(shù)據(jù)；第二類是文字?jǐn)?shù)據(jù)或非圖形數(shù)據(jù)。二、遙感技術(shù)的主要特點(diǎn)：可獲取大范圍數(shù)據(jù)資料。遙感用航攝飛機(jī)飛行高度為10km左右，陸地衛(wèi)星的衛(wèi)星軌道高度達(dá)910km左右，從而，可及時(shí)獲取大范圍的信息。例如，一張陸地衛(wèi)星圖像，其覆蓋面積可達(dá)3萬多平方公里。這種展示宏觀景象的圖像，對(duì)地球資源和環(huán)境分析極為重要。獲取信息的速度快，周期短。由于衛(wèi)星圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)，從而能及時(shí)獲取所經(jīng)地區(qū)的各種自然現(xiàn)象的最新資料，以便更新原有資料，或根據(jù)新舊資料變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，這是人工實(shí)地測(cè)量和航空攝影測(cè)量無法比擬的。例如，法國SPOTS5衛(wèi)星重復(fù)覆蓋地球周期為1-5天，NOAA（美國國家海洋和大氣局）氣象衛(wèi)星一天能收到兩次圖像。美國氣象衛(wèi)星（meteorological和satellite縮合）每30分鐘獲得同一地區(qū)的圖像。獲取信息受條件限制少。在地球上有很多地方，自然條件極為惡劣，人類難以到達(dá)，如沙漠、沼澤、高山峻嶺等。采用不受地面條件限制的遙感技術(shù)，可方便及時(shí)地獲取各種寶貴資料。獲取信息的手段多，信息量大。根據(jù)不同的任務(wù)，遙感技術(shù)可選用不同波段和遙感儀器來獲取信息。例如可采用可見光探測(cè)物體，也可采用紫外線，紅外線和微波探測(cè)物體。利用不同波段對(duì)物體不同的穿透性，還可獲取地物內(nèi)部信息。例如，地面深層、水的下層，冰層下的水體，沙漠下面的地物特性等，微波波段還可以全天候的工作。三、遙感技術(shù)的應(yīng)用1、地質(zhì)遙感遙感技術(shù)應(yīng)用于大面積的地質(zhì)災(zāi)難調(diào)查，可達(dá)到及時(shí)、具體、準(zhǔn)確且經(jīng)濟(jì)的目的。在2008年“5.12”汶川大地震的后續(xù)救援工作中，遙感技術(shù)就發(fā)揮了突出作用，第一時(shí)間提供了地質(zhì)地貌變化情況，為政府作出正確決策提供了依據(jù)。在舟曲泥石流災(zāi)害中，中國科學(xué)院對(duì)地觀測(cè)與數(shù)字地球科學(xué)中心科研人員就使用遙感技術(shù)，重點(diǎn)提取了6條溝谷與泥石流發(fā)生有關(guān)的信息，得到集水面積、流域平均坡度、流域落差和植被覆蓋度等參數(shù)。經(jīng)過分析，科研人員判斷出，當(dāng)?shù)啬男┑胤饺源嬖谀嗍麟[患，哪些地段發(fā)生大型泥石流的可能性較小，讓前方人員可以更有針對(duì)性地安排救災(zāi)工作。地震預(yù)報(bào)是舉世矚目的科學(xué)難題，利用紅外遙感資料進(jìn)行地震預(yù)報(bào)和監(jiān)測(cè)已取得了巨大的成功,1991年3月，觀察山西省大同5.8級(jí)地震前衛(wèi)星熱紅外遙感圖象后發(fā)現(xiàn)，震前4～6天在局部地區(qū)出現(xiàn)地表溫度場(chǎng)發(fā)生增溫現(xiàn)象或稱暫時(shí)異?！盁釐u”現(xiàn)象,異常帶長80km,寬30km，距離震中25km，地表亮度溫度變化數(shù)值由22℃增加到28℃，2、環(huán)境遙感遙感技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)上既可宏觀觀測(cè)空氣、土壤、植被和水質(zhì)狀況，為環(huán)境保護(hù)提供決策依據(jù)，也可實(shí)時(shí)快速跟蹤和監(jiān)測(cè)突發(fā)環(huán)境污染事件的發(fā)生、發(fā)展，及時(shí)制定處理措施，減少污染造成的損失。其從空中對(duì)地表環(huán)境進(jìn)行大面積同步連續(xù)監(jiān)測(cè)，突破了以往從地面研究環(huán)境的局限性。例如：每年夏收后的秸稈燃燒是個(gè)讓當(dāng)?shù)卣^疼的問題。過去監(jiān)察人員坐車巡查，能去的地方少，大部分火點(diǎn)都被漏掉?，F(xiàn)在氣象和環(huán)保聯(lián)手，遙感中心通過衛(wèi)星監(jiān)測(cè)火點(diǎn)，分辨率高達(dá)250米的衛(wèi)星定位可以精確到鄉(xiāng)鎮(zhèn)，讓秸稈燃燒無處遁身，保證環(huán)保人員能有效執(zhí)法。在2009年6月6日全國秸稈焚燒公布的遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果中，山西省有3個(gè)火點(diǎn)，其中就有介休市1個(gè)火點(diǎn)，具體位置在禁燒區(qū)省道旁經(jīng)度111.98度，緯度37.082度上。3、林業(yè)遙感在林業(yè)方面，利用遙感技術(shù)可以清查森林資源，監(jiān)測(cè)森林火災(zāi)和病蟲害。火災(zāi)是林業(yè)的大敵，利用航空紅外遙感技術(shù)，不僅能發(fā)現(xiàn)已燃燒起來的烈火，而且可以探測(cè)到面積小于0.1-0.3㎡小火情，還能及時(shí)預(yù)報(bào)由于自燃尚未起火的隱伏火情。利用衛(wèi)星遙感，一次就可探測(cè)到上千平方千米范圍內(nèi)發(fā)生的林火現(xiàn)象。衛(wèi)星遙感防火監(jiān)測(cè)服務(wù)在吉林省森林和草原防火工作中發(fā)揮了重要作用，對(duì)于人煙稀少的原始林區(qū)，能及時(shí)監(jiān)測(cè)到瞭望崗哨難以發(fā)現(xiàn)的火點(diǎn)，為林火的撲救贏得時(shí)間，2009年春季防火期間衛(wèi)星遙感防火監(jiān)測(cè)服務(wù)在吉林省森林和草原防火工作中發(fā)揮了重要作用。共向吉林省森林防火指揮辦公室和草原防火辦公室通報(bào)熱點(diǎn)87處，出色地完成了吉林省春季防火任務(wù)，為保衛(wèi)吉林省實(shí)現(xiàn)連續(xù)30年無重大森林火災(zāi)的目標(biāo)做出了貢獻(xiàn)。4、測(cè)繪遙感人造衛(wèi)星每隔18天就可送回一套全球的圖像資料。利用遙感技術(shù)，可以高速度、高質(zhì)量地測(cè)繪地圖。5、軍事遙感在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中，遙感技術(shù)發(fā)揮了重要的作用，如打擊目標(biāo)的確定，水源的發(fā)現(xiàn)，地下坑道的發(fā)現(xiàn)，隱藏所的目標(biāo)鎖定等。為戰(zhàn)爭(zhēng)的戰(zhàn)略指揮和后勤工作做了充分的準(zhǔn)備，最大限度的發(fā)揮攻擊效益，極大的增強(qiáng)了軍隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力。自動(dòng)化偵察系統(tǒng)，搜集預(yù)處理情報(bào)系統(tǒng)，自動(dòng)化通信系統(tǒng)，氣象偵察等，充分保障了空中、地面作戰(zhàn)的進(jìn)行。遙感技術(shù)獲得的信息探測(cè)范圍大，資料新穎，而且為動(dòng)態(tài)變化，還可迅速成圖，搜集方便，不受雨霧、地形等條件的限制。科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)就是一場(chǎng)現(xiàn)代化的信息戰(zhàn)，科索沃上空20多顆衛(wèi)星進(jìn)行了追蹤定位偵察，監(jiān)視部隊(duì)動(dòng)態(tài)變化并及時(shí)傳遞信息，制導(dǎo)轟炸。阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)更有著太多的始料未及，B-52的遠(yuǎn)程轟炸，直接從美本土起飛，飛行上萬里，且目標(biāo)準(zhǔn)確，由于傳感的精確指導(dǎo)，美泊于印度洋上的航空母艦直接進(jìn)行導(dǎo)彈發(fā)射，阿富汗多山的優(yōu)勢(shì)，在遙感監(jiān)聽下亦喪失殆盡，崇山峻嶺中山洞的防御亦不能逃脫精確制導(dǎo)的打擊，微波的功能讓塔利班地下工事無所遁形。6、農(nóng)業(yè)遙感農(nóng)業(yè)遙感是指利用遙感技術(shù)進(jìn)行農(nóng)業(yè)資源調(diào)查，土地利用現(xiàn)狀分析，農(nóng)業(yè)病蟲害監(jiān)測(cè)，農(nóng)作物估產(chǎn)等農(nóng)業(yè)應(yīng)用的綜合技術(shù)，是當(dāng)前遙感應(yīng)用的最大用戶之一。在2007年的中央一號(hào)文件中寫到“鼓勵(lì)有條件的地方在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中積極采用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、遙感和管理信息系統(tǒng)等技術(shù)?！笨梢娺b感在農(nóng)業(yè)中的重要地位。①．農(nóng)作物估產(chǎn)與監(jiān)測(cè)2004年以來，利用遙感估產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)得到的冬小麥、玉米的長勢(shì)、墑情、面積和產(chǎn)量監(jiān)測(cè)結(jié)果一直納入農(nóng)業(yè)部“農(nóng)情信息發(fā)布日歷”,成為農(nóng)業(yè)部糧食會(huì)商的3大信息渠道之一,通過農(nóng)業(yè)部官方網(wǎng)站對(duì)外發(fā)布。像遙感站所進(jìn)行的冬小麥監(jiān)測(cè)、玉米監(jiān)測(cè)就是遙感估產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)中的地面調(diào)查系統(tǒng)。②．“3S”集成技術(shù)在精細(xì)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用遙感和GIS結(jié)合提供多種數(shù)據(jù)源，這為建立農(nóng)田基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫奠定了基礎(chǔ)。農(nóng)田基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫是農(nóng)田科學(xué)管理的基礎(chǔ)。搭載在拖拉機(jī)和聯(lián)合收割機(jī)上的地理信息系統(tǒng)可以記錄下各種農(nóng)田操作過程中獲得的數(shù)據(jù)，如作物品種、播種深度、噴灑農(nóng)藥類型以及收獲產(chǎn)量，同時(shí)記錄下田間作業(yè)時(shí)的位置與范圍，灌溉量、化肥使用量、農(nóng)藥噴灑量、噴施部位、使用時(shí)間、當(dāng)時(shí)天氣狀況等，這些都可以記錄在數(shù)據(jù)庫內(nèi)，日積月累，形成農(nóng)田生產(chǎn)輔助決策系統(tǒng)的重要科學(xué)依據(jù)。GIS能夠根據(jù)地塊中的土壤結(jié)構(gòu)、有機(jī)質(zhì)含量和土地平整度，結(jié)合GPS接收機(jī)提供的位置數(shù)據(jù)，指揮播種機(jī)進(jìn)行定量播種，播種的疏密程度與土地肥力和土壤質(zhì)地等作物生長環(huán)境相適應(yīng)。在GIS和GPS指揮下，農(nóng)藥噴灑機(jī)可以在病蟲害發(fā)生地去自動(dòng)噴灑農(nóng)藥。③．在病蟲害防治中的應(yīng)用在小麥生產(chǎn)中，小麥條銹病是損失大、危及范圍最廣的一種病害。長期以來，我國對(duì)小麥條銹病的監(jiān)測(cè)工作僅限于田間取樣調(diào)查。但是，針對(duì)大面積病害的監(jiān)測(cè)，采用人工調(diào)查不僅耗費(fèi)大量人力物力，而且監(jiān)測(cè)效率很低，等病情上報(bào)到有關(guān)部門時(shí)，往往病害已大范圍暴發(fā)。在國家自然科學(xué)基金的支持下，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院副院長馬占鴻教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)已能夠利用衛(wèi)星遙感技術(shù)對(duì)我國主要小麥品種實(shí)施條銹病病情監(jiān)測(cè)。和人工進(jìn)行農(nóng)作物病蟲害監(jiān)測(cè)相比，采用衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)效率更高，精度更高。④．農(nóng)情監(jiān)測(cè)農(nóng)情參數(shù)的獲取可以用于指導(dǎo)農(nóng)田的生產(chǎn)管理，實(shí)行變量投入，達(dá)到優(yōu)化生產(chǎn)、提高生產(chǎn)率、減少污染，是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。遙感技術(shù)具有覆蓋范圍大、探測(cè)周期短、現(xiàn)時(shí)性強(qiáng)、費(fèi)用成本低的特點(diǎn)，為農(nóng)情參數(shù)快速、準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)地獲取提供了重要的技術(shù)手段。⑤．農(nóng)業(yè)資源調(diào)查和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)遙感技術(shù)使農(nóng)業(yè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作可以從幾公里甚至幾萬公里的高度俯視地面資源及其變化，從而開拓了人們的思路和視野，為農(nóng)業(yè)資源調(diào)查、監(jiān)測(cè)提供了更先進(jìn)、更科學(xué)、更有效的方法。山西省遙感中心利用遙感技術(shù)進(jìn)行農(nóng)業(yè)資源調(diào)查和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)經(jīng)費(fèi)是常規(guī)方法的1/5-1/10，人力是1/10-1/20，時(shí)間是1/5-1/10，經(jīng)濟(jì)效益可觀，還取得了較好的生態(tài)效益?？傊l(wèi)星遙感技術(shù)的迅速發(fā)展，把人類帶入了立體化、多層次、多角度、全方位和全天候地對(duì)地觀測(cè)的新時(shí)代。就在我們?yōu)樵诰W(wǎng)絡(luò)上通過GoogleEarth的衛(wèi)星影像可以看到自己家的房頂感到