衛(wèi)星遙感技術(shù)

國(guó)際上衛(wèi)星遙感技術(shù)的迅猛發(fā)展，將人類帶入一個(gè)多層、立體、多角度、全方位和全天候?qū)Φ赜^測(cè)的新時(shí)代。由各種高、中、低軌道相結(jié)合，大、中、小衛(wèi)星相協(xié)同，高、中、低分辨率相彌補(bǔ)而組成的全球?qū)Φ赜^測(cè)系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確有效、快速及時(shí)地提供多種空間分辨率、時(shí)間分辨率和光譜分辨率的對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)。

中國(guó)已經(jīng)成功發(fā)射了十六顆返回式衛(wèi)星，為資源、環(huán)境研究和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供了寶貴的空間圖像數(shù)據(jù)，在中國(guó)國(guó)防建設(shè)中也起到了不可替代的作用。

其次，除了上述發(fā)射的遙感衛(wèi)星外，中國(guó)還先后建立了國(guó)家遙感中心、國(guó)家衛(wèi)星氣象中心、中國(guó)資源衛(wèi)星應(yīng)用中心、衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心和中國(guó)遙感衛(wèi)星地面接收站等國(guó)家級(jí)遙感應(yīng)用機(jī)構(gòu)。同時(shí)，國(guó)務(wù)院各部委及省市地方紛紛建立了一百六十多個(gè)省市級(jí)遙感應(yīng)用機(jī)構(gòu)。

社會(huì)公益需求

衛(wèi)星遙感技術(shù)用于氣象監(jiān)測(cè)

主要有以下幾種類型：

（1）土地利用、城市化及荒漠化監(jiān)測(cè)；

（2）農(nóng)作物、森林等可再生資源的監(jiān)測(cè)和評(píng)估；

（3）災(zāi)害監(jiān)測(cè)和環(huán)境監(jiān)測(cè)。

此外，對(duì)道路、建筑工程的設(shè)計(jì)、選址等方面也有著廣闊的前景。

商業(yè)應(yīng)用需求

遙感技術(shù)的應(yīng)用是極其廣泛的，包括凡是涉及地球科學(xué)的各門類的學(xué)科和技術(shù)種類，遙感技術(shù)都能為它們提供信息。

高空間分辨率圖像數(shù)據(jù)和地理信息系統(tǒng)緊密結(jié)合，在未來的城市規(guī)劃、地籍管理、工程評(píng)估等方面將有廣闊的市場(chǎng)，預(yù)計(jì)每年會(huì)有14%左右的增長(zhǎng)率；由于衛(wèi)星數(shù)據(jù)的增加和小型廉價(jià)的工作站，圖像處理系統(tǒng)、軟件的發(fā)展與此相關(guān)的空間信息服務(wù)公司大大增加，由此形成的增值收益是衛(wèi)星圖像銷售收益的六倍。由此可見，衛(wèi)星遙感的商業(yè)化是衛(wèi)星遙感應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的推動(dòng)力之一。

“遙感”字面上可以簡(jiǎn)單地將遙感解釋為“遙遠(yuǎn)的感知”；廣義地講，各種非接觸的、遠(yuǎn)距離的探測(cè)和信息獲取技術(shù)就是遙感；狹義地講，遙感主要指從遠(yuǎn)距離、高空，以至外層空間的平臺(tái)上，利用可見光、紅外、微波等探測(cè)儀器，通過攝影或掃描、信息感應(yīng)、傳輸和處理，從而識(shí)別地面物質(zhì)的性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的現(xiàn)代化技術(shù)系統(tǒng)。根據(jù)遙感傳感器所在平臺(tái)的不同，可以把遙感分為塔臺(tái)遙感、車載遙感、航空遙感和衛(wèi)星遙感等不同類型。

地球觀測(cè)系統(tǒng)(EOS)、中巴資源衛(wèi)星、艾科諾斯(IKONOS)、“快鳥”(QUICKBIRD)等。

衛(wèi)星遙感技術(shù)已應(yīng)用在政治、經(jīng)濟(jì)、軍事和社會(huì)的眾多領(lǐng)域，成為改變現(xiàn)有生產(chǎn)和生活方式、創(chuàng)造新產(chǎn)業(yè)、推動(dòng)現(xiàn)代化建設(shè)的有力手段。

氣象衛(wèi)星的估算應(yīng)用比較廣泛。前面說過，氣象衛(wèi)星還能夠?qū)r(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)、病蟲害及凍害進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但這只是一方面。氣象衛(wèi)星能夠?qū)?zāi)害面積進(jìn)行估計(jì)，對(duì)農(nóng)作物收成作出估算，甚至對(duì)各種資源，如漁業(yè)資源，能進(jìn)行遙感探測(cè)，顯示出其獨(dú)特的本領(lǐng)。

舉例說，早在1991年，在江淮地區(qū)發(fā)生特大洪水時(shí)，江蘇省氣象局農(nóng)業(yè)氣象中心利用接收到的氣象衛(wèi)星資料，估計(jì)出江蘇省受淹農(nóng)田面積為53.3萬公頃。江蘇省民政廳正是參考了這個(gè)遙感結(jié)果來分發(fā)救災(zāi)款物的。

利用衛(wèi)星進(jìn)行估產(chǎn)不是最近的事，早在二十多年前，美國(guó)為了研究國(guó)際市場(chǎng)的小麥價(jià)格，在麥?zhǔn)涨皟蓚€(gè)月，利用衛(wèi)星對(duì)前蘇聯(lián)小麥進(jìn)行了測(cè)算，認(rèn)為蘇聯(lián)產(chǎn)量約為9140萬噸，結(jié)果后來進(jìn)行核對(duì)，誤差不到1%。

氣象衛(wèi)星是怎么利用遙感信息資料進(jìn)行估產(chǎn)的呢？原來，植物的綠葉是進(jìn)行光合作用的基本器官。一般地說，植物葉面積越大，光合作用就越強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量就可能越高，這是一種植物生理機(jī)制，這種生理機(jī)制反映的信息也就通過其反射光譜的不同波段反映出來。當(dāng)作物葉子遭受干旱、病蟲害時(shí)，葉片的含水量會(huì)減少，葉綠素減少，光合作用也相應(yīng)減弱，此時(shí)葉綠素吸收藍(lán)光、紅光能力降低。同時(shí)，作物在不同的生長(zhǎng)和發(fā)育階段，由于葉片的葉綠素含量和內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，它們的光譜反映曲線也會(huì)不同。根據(jù)這種原理，氣象衛(wèi)星就可以捕捉到作物的生長(zhǎng)情況，進(jìn)而推算未來的收成。

美國(guó)的第三代業(yè)務(wù)極軌氣象衛(wèi)星，在作物估產(chǎn)方面成績(jī)不小。該衛(wèi)星在運(yùn)行過程中，每天有四次掃過同一具體地點(diǎn)，在無云的地區(qū)，它們可以很快地反映植物葉綠素對(duì)光的吸收率和反射率，通過反射率值可以算出綠度值，通過綠度值就可以監(jiān)測(cè)作物生長(zhǎng)狀況，進(jìn)而估計(jì)作物產(chǎn)量。

1985年我國(guó)就在天氣系統(tǒng)開展了遙感綜合測(cè)產(chǎn)項(xiàng)目，1990年正式投入業(yè)務(wù)運(yùn)行。實(shí)踐證明，該技術(shù)對(duì)農(nóng)作物的估產(chǎn)具有迅速、宏觀、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)估產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)、效率低的不足。

利用氣象衛(wèi)星遙感漁業(yè)資源的原理與小麥估產(chǎn)有所不同。應(yīng)用氣象衛(wèi)星可以用紅外遙感儀器測(cè)出海水表面溫度，在繪出海水表層溫度分布等值線圖后，就可以根據(jù)魚類生活規(guī)律與海水溫度的關(guān)系來確定漁場(chǎng)位置，并繪成漁海況速報(bào)圖。美國(guó)、日本已有漁海況速報(bào)系統(tǒng)，它包括衛(wèi)星海況圖和漁海況圖。它們可以作為漁民海洋捕撈業(yè)的重要參考。

2013年1月27日以來，中國(guó)有130萬平方公里的面積受到灰霾天的影響。據(jù)悉，這也是中國(guó)首次確切公布灰霾天的影響范圍。此次能及時(shí)向公眾發(fā)布灰霾影響范圍的相關(guān)信息得益于，中國(guó)從2013年1月1日起，對(duì)70多個(gè)城市開展了PM2.5的監(jiān)測(cè)，而且還開始運(yùn)用衛(wèi)星遙感技術(shù)、從空中監(jiān)測(cè)灰霾的影響范圍。利用衛(wèi)星遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)灰霾相當(dāng)于每一平方公里就能收集到一組監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，這樣的監(jiān)測(cè)密度是普通地面監(jiān)測(cè)站點(diǎn)不能覆蓋的?；姻脖O(jiān)測(cè)中衛(wèi)星遙感手段的應(yīng)用，不僅可以彌補(bǔ)灰霾地面監(jiān)測(cè)站點(diǎn)所不能覆蓋到的區(qū)域，而且衛(wèi)星遙感得到的灰霾分布、面積、等級(jí)、頻次等指標(biāo)可以大大豐富、完善當(dāng)前的地面灰霾監(jiān)測(cè)指標(biāo)，有助于全面、客觀地掌握灰霾的發(fā)生狀況。此外，基于灰霾的光學(xué)特征開展的衛(wèi)星灰霾遙感監(jiān)測(cè)，可以較好地用于識(shí)別灰霾的發(fā)生及其嚴(yán)重程度。