摘要：
中國的遙感科學(xué)技術(shù)事業(yè)，起步于20世紀(jì)70年代，經(jīng)歷了起步、成長到創(chuàng)新發(fā)展的幾個(gè)歷史階段。文章回顧了我國在星載對(duì)地觀測體系、機(jī)載對(duì)地觀測技術(shù)、遙感地面 衛(wèi)星接收站網(wǎng)與圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)能力建設(shè)方面取得的重要成就，以及在遙感基礎(chǔ)理論研究、遙感在全球變化與海洋調(diào)查、國土資源普查、環(huán)境保護(hù)與災(zāi)害監(jiān)測、城市規(guī)劃與工程 建設(shè)、遙感考古與古環(huán)境再現(xiàn)等應(yīng)用領(lǐng)域取得的豐碩碩果，闡述了我國在“數(shù)字地球”戰(zhàn)略本土化建設(shè)包括國家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施、“數(shù)字省區(qū)”、“數(shù)字城市”、“數(shù)字流域” 及數(shù)字地球原型系統(tǒng)等方面取得的進(jìn)展，并論述了遙感和“數(shù)字地球”與地球信息科學(xué)的相互關(guān)系。
一、前言
遙感是20世紀(jì)60年代新興的科學(xué)領(lǐng)域之一。它是人類邁向太 空，對(duì)地觀測，獲取地表空間信息的一種先進(jìn)科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)力。具有宏觀、準(zhǔn)確、綜合地進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀測與監(jiān)測的能力。 中國的遙感科學(xué)技術(shù)事業(yè)，起步于20世紀(jì)70年代末 期。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，30年來，我國已建立10多個(gè)衛(wèi)星遙感地面接收站，160多個(gè)遙感機(jī)構(gòu)，400多家地理信息服務(wù)企業(yè)，數(shù)十所大學(xué)設(shè)置了該領(lǐng)域?qū)I(yè)。 從70年代的 引進(jìn)、跟蹤、消化、吸收，到20世紀(jì)末的技術(shù)和人才“輸出”，經(jīng)歷了近30年的奮斗歷程。從起步、成長到奮進(jìn)創(chuàng)新的幾個(gè)歷史階段的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，扼要?dú)w納如下：
- 從遙感應(yīng)用起步，推進(jìn)遙感科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步；從綜合航空遙感實(shí)驗(yàn)著手，支持衛(wèi)星應(yīng)用與應(yīng)用衛(wèi)星的發(fā)展。
- 從研制可見光、近紅外遙感器入手，依次開發(fā)遠(yuǎn)紅外、多譜段和高光譜遙感器，積極開發(fā)微波遙感并開展多波段、多極化的應(yīng)用，建設(shè)全波段、全天候、全天時(shí)的對(duì)地觀測信息技術(shù)系統(tǒng)，不斷提高信息獲取能力。
- 衛(wèi)星應(yīng)用平臺(tái)的研發(fā)，從單一的實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星起步，分期分批發(fā)射氣象、資源、海洋系列業(yè)務(wù)衛(wèi)星，進(jìn)一步構(gòu)建小衛(wèi)星星座(群)，實(shí)現(xiàn)“應(yīng)用衛(wèi)星與衛(wèi)星應(yīng)用”的“天地一體化”的目標(biāo)。
- 以對(duì)地觀測技術(shù)系統(tǒng)為依托，與全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)、 *** 通訊技術(shù)相結(jié)合，鏈接“數(shù)字地球”戰(zhàn)略，促進(jìn)“數(shù)字地球”應(yīng)用的“本土化”，為全球化信息共享作貢獻(xiàn)。
- 不斷開拓遙感應(yīng)用新領(lǐng)域。20世紀(jì)末，側(cè)重于針對(duì)自然資源、環(huán)境與能源問題。以地球科學(xué)為主，逐步開展水碳循環(huán)、葉綠素與初級(jí)生產(chǎn)力的研究，開始注重生命科學(xué)；21世紀(jì)，開始從遙感考古、人口統(tǒng)計(jì)空間分析著手，作為進(jìn)入人文社會(huì)科學(xué)的新契機(jī)。
- 在大量應(yīng)用實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在社會(huì)生產(chǎn)需求的鼓舞下，創(chuàng)建了國家及部級(jí)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，設(shè)置了定標(biāo)場、田間試驗(yàn)臺(tái)站，加強(qiáng)對(duì)電磁波譜特征理論、遙感信息傳輸規(guī)律及訂正、遙感信息復(fù)合的深入研究，為遙感技術(shù)系統(tǒng)集成與新一代應(yīng)用軟件的開發(fā)，為創(chuàng)建地球信息科學(xué)打下初步的基礎(chǔ)。
二、遙感信息獲取能力建設(shè)
1.星載對(duì)地觀測體系
近30年來，我國已發(fā)射50多顆衛(wèi)星和4艘無人宇宙飛船。《中國的航天》白皮書預(yù)計(jì)，我國近幾年還將繼續(xù)研制和發(fā)射近30顆各類衛(wèi)星，包括通信、氣象、海洋、資源、導(dǎo)航、天文以及環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測衛(wèi)星、空間科學(xué)探測衛(wèi)星，直接或間接提高獲取遙感信息的能力。 今后十年或稍后的一個(gè)時(shí)期，以氣象衛(wèi)星系列、資源衛(wèi)星系列、海洋衛(wèi)星系列和環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測小衛(wèi)星群，可組成長期穩(wěn)定運(yùn)行的衛(wèi)星對(duì)地觀測體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)全球的陸地、大氣、海洋的立體觀測和動(dòng)態(tài)監(jiān)測。2003年秋季，我國計(jì)劃在“神舟5號(hào)”飛船中開展載人航天飛行計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)中華民族遨游太空的夢想，其中包括有人工直接操作的新型對(duì)地觀測技術(shù)。以下簡介我國衛(wèi)星對(duì)地觀測遙感數(shù)據(jù)獲取能力。
1.1“風(fēng)云”系列氣象衛(wèi)星
我國已建成極軌和靜軌氣象衛(wèi)星相結(jié)合的“風(fēng)云”氣象衛(wèi)星系列和數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)。1988年、1990年，1999年及2002年分別發(fā)射了4顆風(fēng)云一號(hào)系列極軌氣象衛(wèi)星。FY-1A，F(xiàn)Y-1B衛(wèi)星主要有效載荷為5通道可見光和紅外輻射計(jì)，F(xiàn)Y-1C與前兩個(gè)衛(wèi)星相比，可見光和紅外輻射通道數(shù)增加到10個(gè)，增強(qiáng)了對(duì)地球系統(tǒng)的觀測能力，使我國每天可以得到一次分辨率為3.1km的4通道全球覆蓋數(shù)據(jù)。 “風(fēng)云二號(hào)”衛(wèi)星是地球靜止軌道氣象衛(wèi)星，1997年6月和2000年6月我國先后發(fā)射了FY-2A和FY2-B衛(wèi)星，能夠提供每半小時(shí)獲取覆蓋地球三分之一面積的全景圓盤圖。第二代極軌氣象衛(wèi)星FY-3系列，已列入2002年至2020年研制計(jì)劃，此衛(wèi)星系列將極大地提高對(duì)地觀測和全球大氣探測的能力。
添加微信好友, 獲取更多信息
復(fù)制微信號(hào)
1.2 資源衛(wèi)星系列
1999年10月中巴地球資源遙感衛(wèi)星(CBERS)成功發(fā)射。由中國與巴西聯(lián)合研制，開創(chuàng)了發(fā)展中國家航天高技術(shù)合作的先例。衛(wèi)星有效載荷包括分辨率為20米的5波段CCD相機(jī)、分辨率為78米的4波段紅外多光譜掃描儀和分辨率為256米的2波段寬視場成像儀。衛(wèi)星運(yùn)行3年多來，我國已獲取了覆蓋80%國土和相鄰國家、地區(qū)的遙感圖像，歸檔了32萬景圖像數(shù)據(jù)(圖版1)。計(jì)劃2003年，CBERS-2衛(wèi)星將發(fā)射上天，星上遙感器分辨率和圖像質(zhì)量將在目前基礎(chǔ)上有較大提高。
1.3 海洋衛(wèi)星系列
2002年5月我國成功地用“一箭雙星”的方式把海洋水色衛(wèi)星(HY-1)同F(xiàn)Y-1D衛(wèi)星一道送入太空。衛(wèi)星載有10通道海洋水色掃描儀和4通道CCD成像儀，用于探測海洋水色水溫，評(píng)估漁場、預(yù)報(bào)魚訊、監(jiān)測海洋污染、河口泥沙、海岸帶生態(tài)和冰情等。此外，我國還將研制和發(fā)射海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星系列(HY-2系列衛(wèi)星)，通過微波探測，獲取全天候海面風(fēng)場、海面高度和海溫，達(dá)到減災(zāi)、防災(zāi)的目的；還有海洋環(huán)境綜合監(jiān)測衛(wèi)星系列(HY-3系列衛(wèi)星)，獲取同步的海洋水色和動(dòng)力環(huán)境信息。
1.4 對(duì)地觀測小衛(wèi)星
2000年6月，由清華大學(xué)和英國Surry大學(xué)聯(lián)合研制的“航天清華一號(hào)”小衛(wèi)星發(fā)射成功。該衛(wèi)星的3個(gè)CCD相機(jī)分別工作在可見光與近紅外波段。可對(duì)地進(jìn)行光學(xué)成像觀測，光學(xué)分辨率達(dá)40米, 掃描寬度達(dá)40公里，用于資源調(diào)查、環(huán)境及災(zāi)害監(jiān)測、軍事偵察、水文、地質(zhì)勘查和氣象觀測等領(lǐng)域。
1.5 環(huán)境衛(wèi)星計(jì)劃
我國正在加緊研制環(huán)境災(zāi)害監(jiān)測衛(wèi)星，計(jì)劃在2005年前研制出由兩個(gè)光學(xué)衛(wèi)星和一個(gè)雷達(dá)衛(wèi)星組成的小衛(wèi)星星座。在2010年前研制出由四個(gè)光學(xué)衛(wèi)星和4個(gè)雷達(dá)衛(wèi)星組成的小衛(wèi)星星座，開展對(duì)環(huán)境和災(zāi)害全天時(shí)、全天候的監(jiān)測。
1.6 “神舟”宇宙飛船
2002年3月，神舟3號(hào)載中等分辨率成像光譜儀(CMODIS)上天運(yùn)行。CMODIS運(yùn)行在343±5km高空，地面分辨率為400-500m，重復(fù)覆蓋周期為2天，測繪帶寬為650-700km, 有34個(gè)波段，波長范圍在0.4-12.5mm(圖版2)。在2002年12月的神舟4號(hào)飛行中，載有微波輻射計(jì)、雷達(dá)高度計(jì)和雷達(dá)散射計(jì)組成的多模態(tài)微波傳感器。此次試驗(yàn)，在世界上首次實(shí)現(xiàn)了三種觀測方式在統(tǒng)一監(jiān)控下的同時(shí)工作，還首次采用了掃描天線的方式來觀測海洋的風(fēng)向和風(fēng)速，獲取的數(shù)據(jù)對(duì)進(jìn)一步掌握風(fēng)場、海浪動(dòng)力環(huán)境和海氣能量的轉(zhuǎn)換，分析海洋災(zāi)害、資源等方面都會(huì)產(chǎn)生重要的作用。
2、機(jī)載對(duì)地觀測與實(shí)驗(yàn)體系
我國還不斷加強(qiáng)機(jī)載對(duì)地觀測系統(tǒng)的建設(shè)。由863計(jì)劃信息獲取與處理技術(shù)主題組織研制的機(jī)載對(duì)地觀測系統(tǒng)，由模塊化成像光譜儀、推帚式高光譜成像儀、面陣CCD數(shù)字相機(jī)、三維成像儀和L波段合成孔徑雷達(dá)5種新型遙感器組成，具有高光譜分辨率、高空間分辨率、三維成像和全天候、全天時(shí)工作的能力。 實(shí)用型模塊化成像光譜儀(OMIS)。該系統(tǒng)將成像技術(shù)和光譜技術(shù)結(jié)合在一起，在連續(xù)光譜段上對(duì)同一地物同時(shí)成像, 獲取的光譜圖像數(shù)據(jù)能直接反映出物質(zhì)的光譜特征。
其主要技術(shù)特點(diǎn)：波段覆蓋全，在0.46mm～12.5mm的大氣窗口上設(shè)置了128個(gè)探測波段。儀器具有70°以上的掃描視場。掃描系統(tǒng)、成像系統(tǒng)和光譜儀系統(tǒng)均設(shè)計(jì)成獨(dú)立模塊，可實(shí)現(xiàn)128波段和68波段兩種工作模式的更替。GPS系統(tǒng)可以得到圖像的定位資料，可產(chǎn)出標(biāo)準(zhǔn)化圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)品(圖版3)。 推帚式光電遙感器(PHI)。它以其高光譜分辨力、高靈敏度和無機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件等性能，成為新一代對(duì)地觀測技術(shù)的一個(gè)重要特點(diǎn)。研制成功的推帚式高光譜成像儀波段數(shù)為244個(gè)，光譜范圍0.40mm和0.85mm，光譜分辨率小于5nm，掃描視場42°，信噪比大于100。 高分辨力CCD面陣數(shù)字航測相機(jī)系統(tǒng)。其核心技術(shù)是具有4096?4096像元數(shù)的全數(shù)字面陣CCD探測器，配以專門研制的大視場、大相對(duì)口徑、高分辨力、低畸變光學(xué)系統(tǒng)組成航測相機(jī)主體，并與專門研制的三軸陀螺穩(wěn)定平臺(tái)、高速大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)和GPS定位接收系統(tǒng)等共同集成為一套全數(shù)字、高分辨力、具有良好適應(yīng)性的航測相機(jī)系統(tǒng)。
三維成像儀。以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)實(shí)時(shí)生成三維遙感圖像為其鮮明特色。它是一個(gè)集成系統(tǒng)，由掃描成像技術(shù)、激光測距技術(shù)、GPS技術(shù)、姿態(tài)測量技術(shù)等子系統(tǒng)組成信息獲取分系統(tǒng)，并開發(fā)了直接對(duì)地定位軟件和同步生成已準(zhǔn)確匹配的地學(xué)編碼影像和DEM等軟件組成的信息處理分系統(tǒng)。其主要功能有：一次同步生成地形影像圖，也可單獨(dú)提供等高線圖、正射影像圖。其二級(jí)產(chǎn)品包括：三維顯示圖、專題圖、各種量算功能等(圖版4)。 L-SAR實(shí)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)裝有左右兩副天線，可在成像過程中實(shí)時(shí)切換觀測方向，具有兩種極化天線，可以獲得多種極化雷達(dá)圖像；配有多種工作模式，即有高分辨力窄成像帶和低分辨力寬成像帶兩種模式可供選擇，高分辨率為3m× 3m；具有原始數(shù)據(jù)記錄和實(shí)時(shí)成像處理能力。該系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中考慮了干涉成像能力，以獲取地表三維信息，曾用于對(duì)洪澇災(zāi)害的實(shí)時(shí)監(jiān)測，并可用于測量地震災(zāi)害的地殼形變，達(dá)到厘米級(jí)精度，是雷達(dá)衛(wèi)星理想的試驗(yàn)平臺(tái)。
3、遙感衛(wèi)星地面接收站網(wǎng)與圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)
中國于1986年建成遙感衛(wèi)星地面站。從接收美國陸地衛(wèi)星5號(hào)數(shù)據(jù)開始，目前具有接收LANDSAT、SPOT、RADARSAT、ERS-1/2、JERS-1、CBERS遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的能力。并簽訂了協(xié)議負(fù)責(zé)分發(fā)Quickbird、IKONOS、IRS、EROS等遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)。能夠?yàn)橛脩籼峁└摺⒅小⒌透鞣N分辨率及多光譜、全色、雷達(dá)等不同類型的遙感圖像產(chǎn)品，逐步實(shí)現(xiàn)了全天候、全天時(shí)、近實(shí)時(shí)、多種分辨率的衛(wèi)星對(duì)地觀測數(shù)據(jù)中心的發(fā)展目標(biāo)。與中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心、氣象衛(wèi)星中心和海洋衛(wèi)星應(yīng)用中心一道，建成與國際接軌的遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)生產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)。
中國自主研制了氣象衛(wèi)星接收系統(tǒng)，分布在北京、廣州、烏魯木齊等地的數(shù)十個(gè)氣象衛(wèi)星接收站，可接收極軌氣象衛(wèi)星和靜止氣象衛(wèi)星的數(shù)據(jù)。海洋衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)在北京和三亞市建立。MODIS數(shù)據(jù)地面接收站先后在國家氣象局國家衛(wèi)星氣象中心、中科院遙感所、廣州氣象衛(wèi)星地面站等地建立。 2002年10月，經(jīng)過9年建設(shè)的中國之一個(gè)遙感衛(wèi)星輻射校正場正式投入運(yùn)行，標(biāo)志著我國在提高遙感衛(wèi)星觀測精度與定量遙感分析方面取得重要進(jìn)展。并與美國白沙，法國圖盧茲實(shí)驗(yàn)場建立了國際合作關(guān)系。 中國目前已形成處理氣象衛(wèi)星、資源衛(wèi)星、機(jī)載遙感與航空攝影測量等多源遙感數(shù)據(jù)的能力，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、快速處理、傳輸、信息提取、應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)、圖形圖像 *** 輸出能力，保障了遙感數(shù)據(jù)的廣泛應(yīng)用，同時(shí)研制了一系列針對(duì)新型遙感技術(shù)應(yīng)用的軟件系統(tǒng)。
三、數(shù)字地球戰(zhàn)略的本土化
“數(shù)字地球”是空間時(shí)代與信息社會(huì)發(fā)展歷史中的必然產(chǎn)物。在衛(wèi)星對(duì)地觀測夜以繼日覆蓋全球，遙感數(shù)據(jù)資源極大豐富，計(jì)算機(jī)、多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)高度發(fā)達(dá)，全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)以及寬帶 *** 通訊日臻成熟的21世紀(jì)，完全有條件對(duì)多尺度、多分辨率、多時(shí)相的海量地球信息資源，其中包括遙感信息，社會(huì)經(jīng)濟(jì)空間統(tǒng)計(jì)信息，進(jìn)行三維描述和數(shù)據(jù)融合，加快充分利用，為人類造福。 從科學(xué)技術(shù)發(fā)展的角度來看，可以認(rèn)為“數(shù)字地球”是遙感應(yīng)用功能的延伸。具體地說：
之一步是“數(shù)字化”，從多種衛(wèi)星直接接收的對(duì)地觀測數(shù)據(jù)和參數(shù)，或者數(shù)字化的圖像，快速傳輸，幾何糾正，海量存儲(chǔ)，建成數(shù)據(jù)庫，提供查詢，探索服務(wù)。
第二步是“信息化”，通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，圖形圖像識(shí)別，時(shí)空轉(zhuǎn)換動(dòng)態(tài)變化研究，從海量數(shù)據(jù)中提取有效信息。
第三步是“知識(shí)化”，通過各種專業(yè)應(yīng)用模型，從有效的圖形圖像或數(shù)據(jù)中凝練出客觀規(guī)律，為工程設(shè)計(jì)、質(zhì)量管理或管理信息系統(tǒng)提供科學(xué)依據(jù)。
第四步是“再現(xiàn)”，根據(jù)客觀規(guī)律，參照邊界條件，通過虛擬仿真，重建自然或社會(huì)的歷史過程，延伸和預(yù)測未來的發(fā)展趨勢，建議幾種可能的解決方案。
第五步是“決策”，由決策部門的領(lǐng)導(dǎo)，審時(shí)度勢，對(duì)多種解決方案作出優(yōu)選或取舍。
我國目前已經(jīng)建成1:400萬、1:100萬、1:25萬全國基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)集，七大江河流域重點(diǎn)防范區(qū)1:1萬和1:5萬基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)集。并在建設(shè)以推動(dòng)空間信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展為目標(biāo)的國家級(jí)空間信息共享和服務(wù)平臺(tái)“中國空間信息網(wǎng)”。作為國家地理空間信息基礎(chǔ)設(shè)施，高精度的全國1:100萬的地形數(shù)據(jù)模型(DEM)已更新兩版，公開發(fā)布，1:25萬和1:5萬的地形數(shù)字模型正在進(jìn)行之中，全國1:50萬數(shù)字地質(zhì)圖已完成，全國土地覆蓋與土地利用數(shù)據(jù)庫，森林、草場、湖泊、冰川、歷史地震等科學(xué)數(shù)據(jù)庫，也納入了國際科學(xué)數(shù)據(jù)庫的計(jì)劃(Codata)，并得到氣象、海洋和資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)的及時(shí)更新。 全國已有17個(gè)省、市開始建設(shè)“數(shù)字省區(qū)”，占省區(qū)總數(shù)的1/2；已有60多個(gè)城市開展“數(shù)字城市”工作，約占668個(gè)城市的1/10；跨省區(qū)的“數(shù)字流域”，涉及長江、黃河、海河和遼河等大河流域，已提到日程上來了，為跨流域調(diào)水工程、水資源分配、防澇救災(zāi)服務(wù)。“數(shù)字中國”百舸爭游。
中國科學(xué)院和北京大學(xué)分別建立了“數(shù)字地球科學(xué)實(shí)驗(yàn)室“和“數(shù)字地球工作室”，開展有關(guān)“數(shù)字地球”的理論 *** 研究。開始以數(shù)字地球原型系統(tǒng)為先導(dǎo)，建立TB級(jí)遙感數(shù)據(jù)與相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢、檢索系統(tǒng)，為跨學(xué)科的地球科學(xué)研究、地球各圈層動(dòng)力學(xué)關(guān)聯(lián)分析與數(shù)據(jù)融合、信息挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)、模擬與預(yù)測，提供共享平臺(tái)。作為遙感知識(shí)創(chuàng)新工程突破學(xué)科邊緣、建立交叉領(lǐng)域、產(chǎn)生新思想、開辟新方向的數(shù)字“孵化器”。目前該系統(tǒng)初步整合了近3TB的數(shù)據(jù)資源，數(shù)十個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，并建立了數(shù)據(jù) *** 接口，可連接國內(nèi)外現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程地學(xué)處理。并已開始為數(shù)字奧運(yùn)、數(shù)字考古、虛擬旅游、軍事仿真領(lǐng)域的應(yīng)用提供服務(wù)和支持。共同推進(jìn)“數(shù)字省區(qū)”、“數(shù)字城市”、“數(shù)字社區(qū)”和“數(shù)字奧運(yùn)”的工作。
四、空間信息應(yīng)用的拓展
中國采取遙感應(yīng)用先行的策略，1963-75年間，利用全色航空攝影相片，進(jìn)行目視解譯與系列制圖，1975-80年間，引進(jìn)美國陸地衛(wèi)星(Landsat-MSS)數(shù)據(jù)， 1980-85年間訂購試驗(yàn)專用遙感飛機(jī)，裝備國產(chǎn)遙感儀器。 1985-90年間，獲得回收衛(wèi)星影像，并得到全球定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)，依托地理信息系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，自主開發(fā)了惠普Geostar, City Star,MAPGIS與Super 2002等遙感圖像處理與制圖軟件，進(jìn)入國際市場，1999年以后，得到本國遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的支持，推動(dòng)“數(shù)字地球”戰(zhàn)略，促進(jìn)空間地理信息基礎(chǔ)設(shè)施及其與信息系統(tǒng)的整合。遙感信息的開發(fā)與應(yīng)用，蓬勃發(fā)展。開發(fā)了國民經(jīng)濟(jì)輔助決策地理信息系統(tǒng)、資源環(huán)境與區(qū)域經(jīng)濟(jì)信息系統(tǒng)、全國主要農(nóng)作物長勢監(jiān)測與估產(chǎn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)、城市地理信息系統(tǒng)等一系列應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)，初步形成對(duì)國家高層政務(wù)多層次輔助決策與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展決策的信息支持能力。遙感應(yīng)用的廣度和深度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過當(dāng)初發(fā)射陸地地球資源衛(wèi)星時(shí)的估計(jì)(47項(xiàng))。歸納為五個(gè)主要領(lǐng)域，分述為下：
4.1 全球變化與海洋調(diào)查
利用國內(nèi)外氣象衛(wèi)星與海洋衛(wèi)星監(jiān)測數(shù)據(jù)，參與“Codata”科學(xué)數(shù)據(jù)庫的交流，我國積極地參與多項(xiàng)全球變化國際合作計(jì)劃。在氣候變化、溫室氣體效應(yīng)、臭氧洞等諸多領(lǐng)域作出了努力，取得了 *** 高原臭氧槽的發(fā)現(xiàn)，南方濤動(dòng)對(duì)長江流域旱澇的影響，黃土古季風(fēng)的反演等具有國際影響的成果。 在“中國陸地生態(tài)系統(tǒng)生命物質(zhì)循環(huán)及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究”項(xiàng)目，將采用自上而下的遙感反演模型和自下而上的過程模型有機(jī)結(jié)合的途徑，解決尺度轉(zhuǎn)換問題，減少碳匯/源評(píng)價(jià)中的不確定性，評(píng)價(jià)中國陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯/源的歷史過程、現(xiàn)實(shí)狀況、未來趨勢及其碳匯潛力，為國家的生態(tài)環(huán)境建設(shè)和氣候變化公約談判提供科學(xué)依據(jù)。 用多光譜數(shù)據(jù)及其生成的植被指數(shù)，對(duì)全球植被和土地狀況進(jìn)行分類，監(jiān)測土地沙漠化、森林砍伐、病蟲災(zāi)害、城市化等環(huán)境變化進(jìn)程。
在廣東肇慶地區(qū)多時(shí)相雷達(dá)數(shù)據(jù)對(duì)水稻長勢的監(jiān)測 *** ，得到了國際的認(rèn)同。分析中國植被指數(shù)的季相變化，模擬中國和在溫室效應(yīng)下的東亞植被演替模式，探討全球森林資源與小麥長勢的相關(guān)。 建立了海洋環(huán)境立體監(jiān)測體系，包括近海環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測、高頻地波雷達(dá)海洋環(huán)境監(jiān)測、海洋環(huán)境遙感監(jiān)測、系統(tǒng)集成以及示范試驗(yàn)。為近海海產(chǎn)養(yǎng)殖與遠(yuǎn)洋漁業(yè)資源調(diào)查，提供動(dòng)態(tài)信息，為我國躍居全球水產(chǎn)大國作出了應(yīng)有的努力。 遙感在生命科學(xué)中的應(yīng)用方興未艾。在陸地生態(tài)系統(tǒng)中植被指數(shù)已廣泛用來定性和定量評(píng)價(jià)植被覆蓋及其生長活力，并用來診斷植被一系列生物物理參量。利用NOAA、SPOT和同期氣象數(shù)據(jù)，換算作物植被指數(shù)，對(duì)全國及世界主要國家農(nóng)作物長勢進(jìn)行遙感監(jiān)測預(yù)報(bào)；利用AVHRR植被指數(shù)數(shù)據(jù)集，分析中國東部季風(fēng)區(qū)的物候季節(jié)特征。
4.2 國土資源普查
全面部署了各省區(qū)進(jìn)行國土資源遙感綜合調(diào)查，一般以衛(wèi)星圖像為主要信息源，進(jìn)行1:50萬或1:100萬比例的專業(yè)目視解釋和系列制圖(在直轄市為1:10萬-1:5萬)，建立地理信息系統(tǒng)，與“數(shù)字省區(qū)”和“電子政務(wù)”或與“生態(tài)省”建設(shè)規(guī)劃鏈接。 遙感地質(zhì)找礦取得了多方面的進(jìn)展。航空遙感與衛(wèi)星影像應(yīng)用已在地質(zhì)區(qū)測制圖與普查找礦遙感 *** 中列入作業(yè)規(guī)范，火山、黃土、冰川、巖溶等新生代地質(zhì)作用和現(xiàn)象，均有新的發(fā)現(xiàn)。并已匯成全國1:50萬地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫, 全面地反映了遙感地質(zhì)的調(diào)查研究成果。 從1980年，騰沖航空遙感開始，開拓地下熱水鈾礦床遙感探測的先河，逐步推廣應(yīng)用于內(nèi)蒙及其他地區(qū)其他鈾礦資源的航空遙感綜合勘測，均獲得成功。不僅為鈾礦資源的航空遙感綜合勘探打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，而且為開展核查技術(shù)和核能和平利用作出了貢獻(xiàn)。 重金屬和有色金屬礦產(chǎn)資源的遙感勘探，以控礦構(gòu)造為框架，以多光譜巖性識(shí)別為依托，通過礦物暈的擴(kuò)散形跡，為國家圈定了多處大型礦床。在新疆的金礦探測中，查出金科研預(yù)測儲(chǔ)量18.8噸,遠(yuǎn)景儲(chǔ)量70噸，使兩個(gè)縣達(dá)到生產(chǎn)黃金2萬兩的效益。遙感應(yīng)用于撲滅華北、西北煤田地下自燃的火災(zāi)，為探尋內(nèi)蒙地下水和油氣資源，頻頻告捷。
4.3 環(huán)境保護(hù)與災(zāi)害監(jiān)測
利用機(jī)載成像光譜儀和衛(wèi)星多光譜掃描儀，對(duì)太湖水環(huán)境現(xiàn)狀和歷史演變進(jìn)行了系統(tǒng)性的定量遙感分析，取得了具有實(shí)用價(jià)值的結(jié)果。 開展863計(jì)劃“西部金睛行動(dòng)”，建立我國西部生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測 *** 系統(tǒng)及西部生態(tài)環(huán)境動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫。通過西部、區(qū)域、省市區(qū)、典型地區(qū)四個(gè)層次，實(shí)施對(duì)西部生態(tài)環(huán)境和資源的長期動(dòng)態(tài)監(jiān)測，監(jiān)督西部大開發(fā)中的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)，提出建設(shè)和加強(qiáng)西部可持續(xù)發(fā)展能力的對(duì)策。 研制了“沙塵暴的衛(wèi)星監(jiān)測系統(tǒng)和沙塵暴的災(zāi)害影響評(píng)估系統(tǒng)”，通過 *** 連接，實(shí)現(xiàn)了把遙感、GIS和 *** 通訊技術(shù)集成為一個(gè)可以實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)運(yùn)行并定性、定量、定位的沙塵暴衛(wèi)星遙感監(jiān)測與災(zāi)情評(píng)估的系統(tǒng)。現(xiàn)已利用風(fēng)云衛(wèi)星的數(shù)據(jù)正式發(fā)布沙塵暴天氣預(yù)報(bào)。開展了蒙古、朝鮮、韓國與日本的國際合作計(jì)劃。 研制開發(fā)出衛(wèi)星遙感草原火災(zāi)、監(jiān)測和災(zāi)害評(píng)估系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了及時(shí)發(fā)現(xiàn)火點(diǎn)、準(zhǔn)確定位火點(diǎn)地理坐標(biāo)、測算過火面積、計(jì)算干草損失量。建立了森林監(jiān)測與管理信息系統(tǒng)，收到了有火不成災(zāi)效果。
開展了赤潮災(zāi)害衛(wèi)星遙感業(yè)務(wù)化監(jiān)測技術(shù)研究，并在渤海、長江口和珠江口海洋赤潮災(zāi)害監(jiān)測業(yè)務(wù)化實(shí)踐中得到了檢驗(yàn)。 建立了由災(zāi)害宏觀動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、機(jī)載SAR數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)、洪澇災(zāi)害監(jiān)測評(píng)估運(yùn)行系統(tǒng)，已投入使用。對(duì)突發(fā)性水災(zāi)，實(shí)現(xiàn)2天之內(nèi)提供受淹范圍及各類受淹土地面積等信息，一周之內(nèi)提供包括受災(zāi)人口、受淹房屋等信息的詳細(xì)評(píng)估報(bào)告。全國旱情監(jiān)測實(shí)現(xiàn)每10天上報(bào)一次旱情資料。在1998年長江特大洪水期間，利用6顆衛(wèi)星和3套航空遙感系統(tǒng)，特別是利用了中國的L波段機(jī)載雷達(dá)系統(tǒng)，對(duì)災(zāi)區(qū)組織成像飛行，獲得了100多幅災(zāi)情圖像，遙感查明受災(zāi)面積只有地方統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的一半，為災(zāi)情監(jiān)測評(píng)估和災(zāi)后重建規(guī)劃提供了科學(xué)依據(jù)。洞庭湖區(qū)的遙感實(shí)驗(yàn)信息系統(tǒng)，是由加拿大CIDA的資助下進(jìn)行的，已推廣到亞非21個(gè)國家。
4.4 城市規(guī)劃與工程建設(shè)
由于我國城市化的快速發(fā)展，城市化指數(shù)由2000年的26.7%增加到2003年的37%。高分辨率衛(wèi)星圖像和機(jī)載遙感系統(tǒng)，為城市規(guī)劃和“數(shù)字城市”的建設(shè)提供了豐富的數(shù)據(jù)源。例如，通過開展北京中關(guān)村高科技園區(qū)成像飛行，為“數(shù)字北京”及“數(shù)字中關(guān)村”提供了更新數(shù)據(jù)；進(jìn)行2008北京奧運(yùn)規(guī)劃區(qū)的機(jī)載對(duì)地觀測飛行試驗(yàn)，服務(wù)于奧運(yùn)申辦及未來的奧運(yùn)規(guī)劃設(shè)計(jì)，為澳門回歸進(jìn)行三維成像儀飛行，為香港、澳門、北海、上海浦東等城市提供了基于對(duì)地觀測數(shù)據(jù)的各類圖件及數(shù)據(jù)，并開展了城市應(yīng)用研究。 我國資源衛(wèi)星與SPOT,IKONOS等高分辨率的圖像數(shù)據(jù)，在城市建設(shè)中的應(yīng)用，已在北京城市折遷，香港街區(qū)地圖更新中發(fā)揮作用。
全國80多個(gè)城市的城市擴(kuò)張與占用土地的遙感監(jiān)測，效益顯著。天津市早年城市環(huán)境遙感的實(shí)驗(yàn)成果，率先采用網(wǎng)格化計(jì)算機(jī)自動(dòng)制圖，出版了環(huán)境資源調(diào)查，得到世界銀行的高度贊譽(yù)，為天津市爭取世行巨額貸款提供了科學(xué)分析依據(jù)。 遙感技術(shù)為國家大型工程建設(shè)提供了勘察與管理信息支持。包括三峽建設(shè)、青藏鐵路建設(shè)、二灘和龍灘電站水庫、三北防護(hù)林工程、南水北調(diào)西線工程、西氣東輸?shù)龋b感在選址、勘測、生態(tài)環(huán)境工程效益評(píng)估中，都發(fā)揮了應(yīng)有的作用。在三峽工程預(yù)研論證初期，三次遙感估算庫區(qū)可耕地面積，從而否決了后靠移民的主張，為 *** 決策外遷提供了依據(jù)。已經(jīng)由中國科學(xué)院與三峽指揮部合作，組建長期的資源環(huán)境監(jiān)測中心。 青藏鐵路施工以前，有關(guān)部門和中科院對(duì)高原凍土調(diào)查研究與鐵路選線，進(jìn)行了大量遙感和選線比較研究。特別是隧道工程中的噴水含沙等，在南嶺、燕山、秦嶺大型隧道的勘測工程中，取得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
4.5 遙感考古與古環(huán)境再現(xiàn)
遙感技術(shù)用于考古研究是對(duì)人文科學(xué)的開拓。2002年12月召開的全國首屆遙感考古會(huì)議，展示了在這方面取得的成就。利用衛(wèi)星遙感在長江三角洲吳越文化分布的部分地區(qū)，普查出新石器時(shí)代到春秋時(shí)期的各類古遺址28087座，經(jīng)與考古學(xué)家的共同驗(yàn)證，其判對(duì)率達(dá)95%以上。利用航天飛機(jī)成像雷達(dá)圖像，發(fā)現(xiàn)了陜西寧夏交界地區(qū) *** 沙掩埋的明隋古長城。在內(nèi)蒙古和陜北等地開展了多次航空遙感考古飛行，獲得了元大都、遼中京、遼上京古遺址的航空照片，出版了多種“航空遙感考古圖集”。2002年又從美國購回1萬余張二戰(zhàn)期間日軍拍攝的航片，正對(duì)這些資料整理和分析，可能會(huì)揭示出更多現(xiàn)在地表已被改造過的考古信息。對(duì)近50年來的土地利用、自然環(huán)境變遷與人類活動(dòng)的軌跡，重新作出空間分析和歷史評(píng)價(jià)。
在臨淄，結(jié)合衛(wèi)星圖像，航空系統(tǒng)，發(fā)掘報(bào)告，調(diào)查報(bào)告，普查考古地圖和地形圖，建立了我國之一個(gè)大型遺址群地域文物考古信息系統(tǒng)。 在敦煌莫高窟進(jìn)行了數(shù)字化近景攝影測量，為雕塑與壁畫復(fù)原，奠定了初步基礎(chǔ)。進(jìn)一步利用激光與全息成像，可以把絲綢之路上被掠奪、偷盜破壞文物進(jìn)行虛擬仿真，唯妙唯肖地再現(xiàn)，遙感為文物修復(fù)與保護(hù)，記錄發(fā)掘現(xiàn)場，復(fù)原古環(huán)境，提供嶄新的成套信息技術(shù)。
五、地球信息科學(xué)展望
20世紀(jì)末，在地球系統(tǒng)科學(xué)的理論指導(dǎo)下，遙感應(yīng)用、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)與 *** 通訊技術(shù)，已逐步向綜合集成的歷史階段。新興的多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)等可視化技術(shù)和并行計(jì)算、 *** 計(jì)算等高速智能化技術(shù)，日新月異，如虎添翼。 20世紀(jì)的遙感應(yīng)用，比較側(cè)重于自然，側(cè)重于無機(jī)環(huán)境，側(cè)重于資源，側(cè)重于靜態(tài)觀測與識(shí)別；而21世紀(jì)的遙感應(yīng)用必將更多地關(guān)注人文，關(guān)注生態(tài)和環(huán)境，關(guān)注動(dòng)態(tài)監(jiān)測與評(píng)估。在調(diào)查研究 *** 上，也將從單項(xiàng)的偵察、識(shí)別，逐步走向定量化的綜合集成，由單純的遙感儀器觀測數(shù)據(jù)，逐步走向多種數(shù)據(jù)源的融合。
地球信息科學(xué)在20世紀(jì)末應(yīng)運(yùn)而生，與時(shí)俱進(jìn)。它是空間科學(xué)技術(shù)、信息科學(xué)技術(shù)與地球系統(tǒng)科學(xué)的交叉融合，其目的是要通過數(shù)據(jù)共享，充分發(fā)揮海量數(shù)據(jù)的作用，從中提取有效信息，發(fā)現(xiàn)知識(shí)，掌握規(guī)律，用于指導(dǎo)生產(chǎn)和生活。或者說是以信息流調(diào)控人流、物流和能流。提高社會(huì)生產(chǎn)效率和人類生活質(zhì)量。它以地球?yàn)槲枧_(tái)，上至電離層，即無線電磁波反射或折回地表的上限；下至莫霍面，即地震波反射或折回地表的下限。可以稱之為信息圈(也稱“人類圈”或“智慧圈”)。這是當(dāng)今世界人類最活躍，信息最豐富的圈層。也正是“數(shù)字地球”的核心空間，是對(duì)地觀測與遙感應(yīng)用的主體部分。 我國科學(xué)家正開始努力探索地球信息科學(xué)的理論、 *** 和關(guān)鍵技術(shù)。例如以遙感像元為基礎(chǔ)，建立適應(yīng)于“數(shù)字地球”的網(wǎng)格地圖系統(tǒng)，適應(yīng)新一代網(wǎng)格計(jì)算的 *** ；充分發(fā)揮人類圖像思維的能力，建立地學(xué)信息圖譜，來抽象地表達(dá)地表現(xiàn)象的規(guī)律，進(jìn)行信息壓縮；從遙感獲取的現(xiàn)勢數(shù)據(jù)進(jìn)行虛擬可視化，反演自然和文明發(fā)展的歷史過程；顯示規(guī)劃方案的景觀效果等等，都將有助于更深層次的遙感應(yīng)用。
遙感技術(shù)和應(yīng)用的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，將極大地豐富地球信息科學(xué)的構(gòu)建；地球信息科學(xué)的發(fā)展也必將為“數(shù)字地球”戰(zhàn)略的發(fā)展提供理論、 *** 與技術(shù)支持；反過來，“數(shù)字地球”戰(zhàn)略為地球信息科學(xué)的發(fā)展提供了機(jī)遇，并會(huì)促進(jìn)地球信息科學(xué)的全面發(fā)展。二者的結(jié)合，必將推動(dòng)地球科學(xué)的發(fā)展，及信息社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步，為我國全面建設(shè)小康社會(huì)，作出應(yīng)有的新的貢獻(xiàn)。 與此同時(shí)，信息時(shí)代遙感應(yīng)用與“數(shù)字地球”的發(fā)展，必將進(jìn)一步推進(jìn)發(fā)展中國家在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、文化等領(lǐng)域的南南合作，縮小發(fā)展中國家與發(fā)達(dá)國家之間的“數(shù)字鴻溝”，推動(dòng)信息社會(huì)和全球經(jīng)濟(jì)的整體發(fā)展。中-巴地球資源衛(wèi)星的研制就是南南合作的杰作。
目前，我國正在進(jìn)行2008奧運(yùn)會(huì)場館的建設(shè)，科技奧運(yùn)、數(shù)字奧運(yùn)、綠色奧運(yùn)是中國舉辦奧運(yùn)會(huì)的理念。遙感與“數(shù)字地球”將會(huì)為奧運(yùn)場館等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，為各國運(yùn)動(dòng)員提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。 不久的將來，載人飛船“神舟”號(hào)順利升空，海洋衛(wèi)星和“數(shù)字海洋”的建設(shè)與時(shí)俱進(jìn)，“探月”計(jì)劃提到日程上來，遙感應(yīng)用與“數(shù)字地球”方面的國際合作，視星空將會(huì)更加遼闊，機(jī)遇將會(huì)更加令人鼓舞。
來源：開源地理空間基金會(huì)中文分會(huì)
來源鏈接：https://www.osgeo.cn/post/511gg
本站聲明:網(wǎng)站內(nèi)容來源于 *** ,如有侵權(quán),請(qǐng)聯(lián)系我們,我們將及時(shí)處理。
