[科普中国]-遥感分析

定义

遥感在许多方面常常成为一种阅读过程，通过阅读各种传感系统加工出来的遥感数据，获得对研究对象的各种遥感信息。

遥感分析是指运用遥感技术对地球表面进行探索并从中提取有用信息的现代地理学研究方法。不同的地理景观对电磁波的反射特性不同，它们本身辐射电磁波的强度和波长也不相同。遥感技术通过对接收到的地面景观发出的可见光、红外光、微波辐射的波谱特征进行分析，可以得到关于地球表面温度分布和变化的资料。据此可估算土壤水分，推断地下水资源；估算植物的含水分情况，帮助我们制定合理的灌溉制度；估算自然表面的蒸发以及自然表面的反射率并进一步推断生物生产力。通过对海洋表面温度的探测、分析，预报气候的变化。1

遥感技术遥感技术是指从不同高度的平台使用传感器收集地物的电磁波信息，再将这些信息传输到地面并加以处理，从而达到对地物的识别与检测的全过程，亦即接收、传输、处理分析和判译遥感信息的全过程。

主要内容它的主要内容包括4个方面：

（1）地物电磁波辐射特性及信息传播；

（2）遥感信息探测手段（主要指传感器）；

（3）遥感信息处理系统；

（4）遥感信息应用。

以上四大内容共同组成了从地面到空间、从资料数的收集处理到判断应用的遥感技术体系，其工作过程可概括为数据获取和数据分析两大方面。2

特点（1）视域宽阔，具有宏观的特点；

（2）信息量大，光谱特征明显，具有全天候观测的特点；

（3）周期成像，动态变化显著，具有时相的特点；

（4）收集资料方便，不受地面条件限制，具有全面彻底的特点。2

分类遥感技术的分类因分类依据不同有多种分类方法：

（1）按运载工具可分为：地面遥感、航空遥感、航天遥感；

（2）按电磁波段的工作区域可分为可见光遥感、红外遥感、紫外遥感、微波遥感；

（3）按遥感资料获取的方式可分为：成像方式遥感、非成像方式遥感；

（4）按传感器的工作方式可分为主动遥感、被动遥感等。2

遥感技术系统遥感技术系统主要由三部分组成：遥感平台、传感器、遥感信息的接收和处理。2

遥感图像的处理与判释方法为了在遥感图像判读过程中充分应用遥感资料，从中提取更多的信息，提高图像可辫性和清晰度，需要采用光学技术或电子计算机技术对图像进行增强处理和数字图像处理，以此改善遥感图像判释条件，突出目标物体的判释标志，提高遥感图像的实际应用效果。2

光学处理方法遥感图像处理也叫作遥感图像增强，具体是指将遥感图像上的某些信息，通过各种图像处理方法处理之后，得到一定的突出或消除，从而保证图像获得更清晰更丰富的信息。

遥感图像的光学出来是指运用彩色合成原理，将黑白图像变成彩色图像的方法，其特点是直观、方便、快捷、操作简便、耗资少、适应性差。光学处理方法有彩色合成技术、等密度分割加色技术、相关图像掩膜增强技术。2

计算机方法数字图像的增强处理方法有：

（1）彩色增强处理；

（2）反差增强处理；

（3）滤波增强处理；

（4）比值增强处理。

数字图像计算机自动识别方法有：

（1）监督分类方法；

（2）非监督分类方法。2

遥感图像与GIS的联合处理方法遥感图像与GIS（地理信息系统）联合的主要媒介是电子计算机，电子计算机由硬件和软件两部分组成，所以，遥感图像与GIS联合是硬件和软件的同时接口。从硬件接口看，只要遥感图像是可以输入和输出的系统，就可以按照计算机的硬件构成实现二者的结合，主机可以显示一个，也可以是由多个工作站联结在主机上组成。2

判释的主要标志遥感图像判释的直接标志包括：

（1）地形的几何形状；

（2）地形的大小和阴影；

（3）地形的反射差与色调；

（4）地物的相互联系与摄影时间。2

判释的程序与方法采用合理的工作程序对航片和卫片进行判释，不但可减少判释的盲目性，提高判释效率，而且可减少外业劳动，提高测绘质量。遥感图像的判释程序包括以下程序：

（1）搜集判释资料；

（2）配置判释仪器；

（3）调绘整饰遥感图像；

（4）观察识别遥感图像。2

应用从地理研究的角度来看，随着遥感图像资料处理与分析技术的不断进步，现代遥感技术越来越广泛地渗透到了地理学研究的诸领域。这是因为现代遥感不仅能迅速获取大量的第一手地理数据，而且能准确及时地提供分析成果；不仅能迅速地提供局部地区的信息，而且能准确及时地提供全球信息。这就为现代地理研究从定性到定量、从静态到动态、从局部到整体、从过程到模式的发展提供了充分的条件。特别是遥感图像作为自然环境和人文环境的综合反映，不仅表现出了自然地理要素之间的基本特征以及其制约关系，而且表现出了人类社会与自然环境的相关影响关系，从而体现了现代地理研究中区域性和综合性的要求。

90年代至今，现代地理研究把国土资源开发整治与规划和地理信息系统作为研究重点，遥感技术作为两项重大课题研究的技术手段，已经被我国广大地理工作者及时纳入了研究领域，进行国土资源调查、制图与规划研究，并将成果纳入了地理信息系统数据库存贮起来，以便随时处理和使用。

农业遥感遥感技术在农业上的应用于遥感技术在其他领域中一样经历了应用技术的发展过程，即从目视解译、密度分割、图像处理到建立应用分析模型、专家系统的过程。农业方面的信息，由于耕地面积很大，从国家决策角度获得农业方面的信息时，用地面调查的方法十分困难。这是因为地面调查方法中得到的仅是点数据、点的分布直接影响地面调查效果的可信度。地面调查需要的人力、财力的投资也是值得考虑的大问题，另一方面，地面调查技术，人为的干扰、标准的不一定将地面调查作为一套可运行的技术方法是值得推敲的问题。因此，为取得这些农业方面的信息，引用遥感技术是一种新的适用方法，它提供了面上的不受人为因素干扰的客观的信息，同一时间上，获取大范围这类信息的可能性方面具有地面调查方法无可比拟的优势。

尽管卫星遥感数据对于某些农业要素的调查尚显得能力不足，对于耕地破碎地区其空间分辨能力显得粗放，但遥感技术的快速、多时相、丰富的综合信息量、面积式的客观调查方式等特点使人们对卫星遥感在农业上的应用前景依然寄予极大期望。多数遥感数据在农业上的应用将称为获取农业信息的主流技术手段。3

林业遥感目前，与森林和林业有关的遥感技术应用和研究的主要领域如下：

（1）掌握森林分布和森林资源的清单：森林资源分布、森林资源（蓄积量）；

（2）调查林地的生产力、生产环境：宜林地，与土地相适应的树种，林分的生长量，生产生产量，更新情况（实际造林成绩等），林内道路网；

（3）调查森林的采伐状况及灾害：生产性木材采伐，改用它用的林地（开设道路改成农业用地、放牧用地、高尔夫球场、都市住宅地），烧荒地，森林火灾，台风，暴雨，火山喷发，雪崩，病虫害等；

（4）调查森林的环境公益功能：形成某种环境的功能（热环境，蒸发热量，森林生态系统的季节动态等），涵养水源的功能，国土保护的功能等；

（5）监测森林资源及环境随时间的变化；

（6）森林管理：经营计划（作业实施计划，采伐计划，造林计划，林道计划）和对计划的监督检查，林地的使用计划和区域规划；3

海洋遥感海洋占有地球表面2/3的广大的面积。因此海洋对于涉及到整个地球的地球科学的影响尚难以估计，特别是在人类日益重视地球坏境恶化问题的今天，迫切需要尽快地解释清楚由海洋引起的各种现象及海洋对整个地球的影响。以往在船舶上进行的观测中，便能得到点或线的信息，资料不具各同步性，不适于掌握时时刻刻在变化着的海样现象。若重视这些信息的同步性就必须将很多的船配置在各个测点上，从劳力和经济上来看这样做是不现实的。加之考虑到海洋的巨大容量和自然环境的严酷程度这一事实，以高时间频度和高空间密度地观测海洋是很困难的。所以，即使是在今天，对海洋的观测也还未得到足够的资料，这也成为人类加深对海洋认识的障碍。因此希望将广域性、同步性、重复性方面均很良好的遥感技术应用于海洋学。用遥感技术所得到的海洋信息中的大部分还仅限于海洋的表层信息，这也是当前的遥感技术的不足之处。但是即使考虑到这些不足，对海洋研究来说通感仍是不可缺少的观测方法，而且确确实实，海洋是遥感技术能够发挥其最大特长的地球上的目标领域之一。

从遥感获得的海洋信息是各种各样的，主要包括水温、海水的流动、波浪以及以植物性浮游生物为主的海洋物质的密度（水质）信息。其中水温和盐分浓度是海洋学中几乎全部研究领域中最基本、最重要的资料。近年来，通过星载红外辐射计可对水温进行测量了。搞精楚了从涉及到如此广阔范围里的具有良好同步性的水温分布状况到海本的流动和海水混合的状态，得到了新的发现和见解。3

大气遥感大气领域的遥感可分为利用卫星的大范围的遥感（RS）和通过激光雷达进行的地基的遥感，60年代开始的 TIROS卫星以及其后的实用气象卫星NOAA已成为气象预报上不可缺少的设备。在高层大气的研究领域中，70年代的雨云卫星系列完成了重要的任务。应特别指出的是用雨云系列卫星上搭裁的被动式传感器第一次获得了温度，H2O、CH4、HNO3的全球分布信息，搭载于雨云7号上的TOMS，在12年后的今天还在继续观测着全球的臭氧量，在发现臭氧洞上作出了很大贡献，取得了与平流层中臭氧层的破坏有关的重要信息，主动式传感器中的激光雷达主要用于大气下层的观测，也适用于对平流层中气溶胶、 臭氧的观测。3