长安大学地球科学与资源学院高琳
摘要:对遥感技术在资源调查与环境监测两大应用领域近年来国内外发展现状进行了归纳分析,以若干应用实例阐明遥感技术在实现对地球资源环境进行宏观、实时、动态、连续观测中的不可替代作用。
关键字:遥感技术;环境遥感;环境监测;资源;环境;可持续发展引言由于人类行为而导致并仍在不断加剧的地球环境恶化已成为全球社会、经济进一步发展所面临的首要问题。与经济增长而共生的资源匮乏和环境恶化已不是个别地区的个别现象。20世纪的后30多年,在地球资源环境的监测与研究中,空间信息技术——其中主要是卫星遥感技术,以宏观、综合、快速、动态、准确的优势为地球资源的调查、局地及区域的环境变化监测乃至全球变化研究提供了先进的探测与研究手段。
1遥感技术简介1.1遥感平台遥感平台是传感器的载体,是遥感技术系统必不可少的组成部分,其发展也制约着遥感技术的整体发展和应用水平。目前,遥感平台正处于一个以航天遥感平台为主体、多种遥感平台并存,航天平台中小卫星异军突起、蓬勃发展的大格局。随着航天技术的成熟、发展及其良好的周期性,航天遥感平台一枝独秀。
1.2传感器传感器是获取地物光谱信息和图像信息的光学仪器,是遥感技术系统的关键所在和重要组成部分,其研究发展水平直接关系到遥感信息的质量、可用性及应用。不同的传感器所获取的地球及其外层空间地物的光谱信息是不同的,信息的应用领域和处理技术迥然不同。
1.3遥感数据处理及信息提取技术和方法数字图像处理技术主要包括影像正射校止方面的单片数字微分纠正、全数字摄影测量方法、卫星影像的物理模型纠正方法;影像融合方面的IHS变换、主成分变换、基于分类融合方法、小波变换;遥感图像的数字增强的反差增强、对比度增强、边缘增强、比值、差值增强、基于边缘自相似特征检测;专题信息特征提取技术的多源地学信息复合技术方法、KT变换、KL变换、遥感卫星图像的信息量分析、优化波段组合;SAR处理中距离/多谱勒算法、波数域算法、频谱分析法、CHIIPSCALING法;影像分类识别方面的研究有监督分类法(最大或然分类法、线性判别分析法)、非督监分类法;影像分类方法发展有纹理分析、FBM纹理分析、灰度共现矩阵法,以及先进的INSAR、极化IN—SAR、极化差分SAR等技术方法。
2资源环境遥感应用范围环境遥感是利用各种遥感技术,对自然与社会环境的动态变化进行监测或做出评价与预报的统称。20世纪90年代以来,环境遥感技术应用领域越来越广,已广泛地应用于大气污染、水体、海洋、固体废弃物、生态环境等方面。
3遥感技术在资源调查与开发中的应用自然资源是国民经济和社会发展的重要物质基础,为实现可持续发展,要求查清资源现状并不断监测其变化,建立监测网络;遥感技术已成为及时收集、实施监测的重要手段。全球《21世纪议程》要求所有国家利用卫星遥感或其它遥感技术获取信息,建立本国的土地资源信息系统、森林资源信息系统等。
中国政府对此作出了积极响应,《中国21世纪议程》中提出,在2000年前要通过对遥感图像处理、全球定位系统(GPS)、决策模型和系统分析技术的研究,完成国家、省、地(市)、县四级信息库和网络化建设,完成土地资源调查和利用总体规划,建立各级政府土地资源管理信息系统,掌握土地的动态变化;到本世纪末,建成全国森林决策信息系统,建成以海洋卫星、航空遥感和水下声学探测为主的立体观测网。
4遥感技术在环境监测与环境变化研究中的应用全球《21世纪议程》中指出,评价可持续发展的进度的方法是利用各种指标体系衡量经济、社会与环境的改变。为此,必须依靠全球环境监测系统、全球气象观测系统(包括全球大气监测网)等,这些大型系统的数据源主要来自卫星遥感资料。
无论是宏观大尺度的全球环境、大气监测(包括全球气候变化、臭氧层与温室气体监测等),还是局域和小范围的环境监测(如森林火灾、洪水、火山喷发、沿海赤潮、海水、城市热岛效应、煤层自燃等等)均广泛地应用了遥感技术。目前,遥感技术在环境监测中的应用,已从早期的遥感数据分析转向多种数据综合分析,从静态到动态,从定性到定量,从目视解译到计算机自动识别,研究方法趋向系统化,相关技术也在不断发展和完善之中。
5资源环境遥感的发展趋势自遥感技术问世30多年来,以应用为导向,技术方法与手段日臻完善,应用深度和广度不断拓展。遥感技术正在向“多尺度、多频率、全天候、高精度、高效快速”的目标发展,上述目标的提出正是资源环境观测和动态研究对遥感技术的要求。预计在未来10年内,资源环境遥感技术将在下列几方面有较大的发展:(1)随着新型传感器的研制开发水平的提高以及资源环境遥感对高精度遥感数据要求的增加。
(2)雷达遥感技术将会得到更广泛的应用。
(3)热红外遥感技术也将得到广泛应用,在全球变化的研究中发挥更大的作用。
(4)由3S一体化信息技术系统作为主体构成的空间信息集成技术系统,将完成其从理论、方法、技术框架到实施步骤的研究和应用,形成具有多维信息获取与实时处理特点的新的综合技术领域。
(5)“数字地球”概念和构想的提出将会带动和促进卫星遥感技术及其相关产业产生新的突破并得到更大的发展。
参考文献:[1]刘纪远主编中国资源环境遥感宏观调查与动态研究〔C〕1北京:中国科学技术出版社,1996.[2]庄逢甘,陈述彭主编1卫星遥感与政府决策〔C〕1北京:宇航出版社,1997.[3]徐冠华,李德仁,刘先林主编1遥感在中国〔C〕1北京:测绘出版社,1996.[4]中国科学院遥感应用研究所编1遥感科学新进展〔C〕1北京:科学出版社,19951[5]卓宝熙1遥感技术在京九铁路建设中的应用〔J〕1国土资源遥感,1997,(2):5~8.[6]中国地理学会环境遥感分会,中国科学院遥感应用研究所编1’98遥感进展〔C〕119981[7]陈述彭1资源环境问题与系统信息工程〔A〕1见:RS、GIS、GPS的集成与应用〔C〕1北京:测绘出版社,19951[8]夏德深,李华.国外灾害遥感应用研究现状〔J〕.国土资源遥感,1996,(3):1~8.