遥感：宏观世界的微观解读

常睿春

遥感，人类的天眼

1957年10月4日，在灼热的、涡动的气体中，184磅重的卫星腾空而起进入空间飞行，这是苏联发射的第一颗人造卫星被送入空间轨道。在将近六十年后的今天，我们看到已经发射了几千颗这样的卫星，其中，有绕地球运转的，也有绕太阳、月球运转的，当然还有一些则绕其他行星运转。同时，我们也看到已经有人驾驶着飞船到空间飞行；也有些飞行器穿越宇宙空间，飞行极远的距离，永不返回地面。这些卫星和飞行器上的仪器把大量新的信息传送到地面，而这些信息我们是不能用任何其他方法得到的。特别是它们正在扩大我们的视野，前景令人兴奋。

这些新发展就是遥感。1962年在美国密歇根大学召开的第一次国际环境遥感讨论会上，美国海军研究局的Eretyn Pruitt（伊·普鲁伊特）首次提出了“Remote Sensing”一词，会后被普遍采用至今。

遥感（ Remote Sensing），就字面含义可以解释为遥远的感知。也就是远离目标，在不直接接触物体的情况下，从远处通过某种平台上装载的探测仪器（传感器）接收来自目标地物的特征信息，经过对所获取信息的提取、判定、加工处理以及应用分析的综合性技术。例如：到过月球的宇航员，感到月球的表面是干燥的、布满尘埃的，这不是遥感，因为这是宇航员在月球上直接感觉到的。但是，如果你在家里，坐在电视机面前的舒适椅子上，看到宇航员的登月器撞击月球表面的时候升起一片尘云，于是你推论出月球上是干燥的、布满尘埃的，这就是遥感。又如，当年伽利略用望远镜观看天体的时候，他就是一个初期的遥感工作者。早上交通拥挤的时候，直升飞机驾驶员驾驶着直升飞机观察地面交通运输的情况，并把交通阻塞的情形立即报告给地面，他也是一个遥感工作者。当然，现代的遥感技术远比所举的这些例子要复杂、精密得多。

遥感正在使我们能用新的眼睛来看地球，扩大了我们的眼界。探测仪器（传感器）可以装载到普通飞机、直升飞机、气球、火箭、人造地球卫星、宇宙飞船和航天飞机上，每一件探测仪器（传感器）在不同高度上进行的工作将告诉我们一些不同的内容。按遥感平台类型的不同分为地面遥感、航空遥感、航天遥感和航宇遥感。从飞机上进行测量的历史是古老而光荣的历史，虽然目前已经应用到了卫星上，但飞机绝没有过时。新的摄影技术和其他成像方式的发展，使航空遥感的方法处于显著地位，同时飞机获得的遥感经验也有助于卫星获得其他惊人的成功。

遥感发展史

20世纪60年代以来，苏美空间技术竞相发展，分别发射了一系列空间计划卫星，促进了航天遥感技术的发展。20世纪70年代，空间技术转向为人类服务，地球资源技术卫星由此诞生。20世纪80年代，地球资源技术卫星传感器技术不断提高。20世纪90年代，除美苏外，其他国家均发射了各种资源卫星。21世纪以来，高分辨率的商业卫星发展迅速。其中比较著名的是陆地卫星Landsat系列（美国国家航空航天局发射）；SPOT系列（以法国为主，联合比利时、瑞典等一些欧共体国家设计、研制）；气象卫星系列（目前在轨的气象卫星有100多颗）；海洋卫星（美国的SEASAT系列、日本的MOMO系列、欧洲遥感卫星ERS系列、加拿大RADARSAT系列等）；地球资源卫星（美国商用IKONOS、中巴资源卫星CBERS、美国地球观测卫星EO-1）。

中国遥感卫星地面站与国际卫星管理机构签约，目前能获取的数据为陆地卫星Landsat系列、SPOT系列、RADARSAT、ENVISAT、JERS-1、JERS-2等。

数据解码的财富

各类应用卫星传送回来的遥感数据是极其丰富的，事实上，遥感数据多得使我们应接不暇。处理和解译这些资料是一项非常艰巨的任务，它需要特殊的地面接收站和高度专业化的解码人员。而且把这些资料传递给有关方面，就其本身来说.也是一件繁琐的事。例如，有关森林失火、航道上冰块的移动、春季洪水泛滥的影响和其他突然事件，除非极快地将这些情况通知给有关方面，否则，这些资料也是无用的。而其他资料，如内陆湖泊和其他地形特征的标图，就不必那么快处理。这些资料使我们发现：我们的许多地图，特别是遥远的地区，如北极圈的地图，必须重新绘制；我们地理书上的一些岛屿，它们恰恰不在图上所示的位置。很明显，像俄罗斯、美国、中国、加拿大、澳大利亚这些国家，领土辽阔，有许多地区又是难以通行的，因而遥感是一种特别重要的工具。根据我们电视机中的气象预报图，我们对这种方法已经有了亲身体验。尤其是一些灾难片电影中出现的天气异常，例如《后天》《2012》灾难最先发现者都是通过航空遥感影像观测到的；在一些现代军事、战争题材的电影中，会展现遥感卫星和其他一些空间飞行器在军事侦查中发挥的重要作用：利用多光谱遥感揭露军事伪装、利用热红外图像识别夜晚已发动的各种军车、舰艇、飞机甚至导弹发射井等。电影《特种部队》里面就是利用微波图像揭开丛林掩盖，发现军事目标的。

遥感能够告诉林务员关于森林的大量资料，如树木的种类、范围、病害、伐木或环境变化对森林的破坏等；遥感能帮助地质学家，告诉他们关于地面的矿物情况，从而指出可能的矿物沉积和有进一步探察价值的地区；遥感可以为地理学家提供新的制图、测绘技术，为农学家提供预报农作物产量，作物长势及病虫害预报；为水文与海洋科学家提供水资源调查、水资源动态研究、冰雪监控、海洋渔业信息；为研究环境污染问题的专家提供监视和区分油膜及污染物质的方法；为气象学家提供全球气候演变研究数据；为国土资源部门提供国土资源调查、规划和政府决策依据；为城市综合调查、规划及发展提供技术支持；甚至于为考古提供遗址调查和预报。

遥感利用非接触传感器来获取有关目标的时空信息，不仅着眼于解决传统目标的几何定位，更为重要的是对利用外层空间传感器获取的影像和非影像信息进行解译，提取客观世界中各种目标对象的几何与物理特征信息。因此，遥感对所有人来说，它是一只“空中的眼睛”，为人类带来非常实际的利益，它的潜力是巨大的。