下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
遥感即为遥远的感知，广义的遥感泛指各种非接触的、远距离的探测技术。从传播信息载体或媒介定义，主要是指对电磁波、力场、声波、地震波等的探测。从目标与观测者的相对位置关系定义，主要为空对地、地对空、空对空的探测。
狭义的遥感是指运用探测仪器，不与目标物直接接触，远距离记录目标物的电磁波特性，通过分析、解译揭示出目标物的特征、性质及其变化规律的现代化技术系统。
通常说的遥感是指空对地的遥感，即从远离地面的不同工作平台上（如高塔、气球、飞机、火箭、人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等）通过传感器，对地球表面的电磁波（辐射）信息进行探测，并经信息的传输、处理和判读分析，对地球的资源与环境进行探测和监测的综合性技术。当前遥感形成了一个从地面到空中，乃至空间，从信息数据收集、处理到判读分析和应用，对全球进行探测和监测的多层次、多视角、多领域的观测体系，成为获取地球资源与环境信息的重要手段。
遥感作为一门对地观测综合性技术，它的出现和发展是人们认识和探索自然界的客观需要，且有其他技术手段与之无法比拟的特点。遥感技术的特点归结起来主要有以下四个方面。
1.快速大面积观测
遥感探测能在较短的时间内，从空中乃至宇宙空间对大范围地区进行对地观测，并从中获取有价值的遥感数据。遥感观测不受地形阻隔等限制，且遥感平台越高，视角越宽越广，同步观测到的地面范围越大。如一幅陆地卫星TM图像可反映34225 km 2 （185 km×185 km）的景观实况，且在5~6 min内可扫描完成；一幅地球同步气象卫星图像可覆盖1 /3的地球表面。这些数据拓展了人们的视觉空间，为宏观地掌握地面事物的情况创造了极为有利的条件，同时也为宏观地研究自然现象和规律提供了宝贵的第一手资料。
2.动态反映地面事物的变化
遥感探测能周期性、反复地对同一地区进行对地观测，这有助于人们通过所获取的遥感数据，发现并动态地跟踪地球上许多事物的变化，同时研究自然界的变化规律。尤其是在监视天气状况、自然灾害、环境污染甚至军事目标等方面，遥感的运用就显得格外重要。如陆地卫星4 /5每16天可对全球陆地表面成像一遍；Meteosat每30分钟获取一次同一地区的图像；NOAA气象卫星每天能收到两次图像，FY-2气象卫星每半小时对地观测一次，FY-1气象卫星可以每天两次对同一地区进行观测，观测数据的时效性为灾害的预报、抗灾救灾等工作提供可靠的科学依据和资料。
3.多手段获得综合性数据
遥感不仅能获得地物可见光波段的信息，而且可获得紫外、红外、微波等波段信息；不仅能用摄影方式获取信息，还可通过扫描获得数据。遥感探测所获取的是同一时段、覆盖大范围地区的遥感数据，这些数据综合地展现了地球上许多自然与人文现象，宏观地反映了地球上各种事物的形态与分布，真实地体现了地质、地貌、土壤、植被、水文、人工构筑物等地物的特征，全面地揭示了地理事物之间的关联性，并且这些数据在时间上具有相同的现势性。
4.广泛的应用领域
遥感已广泛应用于城市规划、农业估产、资源清查、地质探矿、环境保护等诸多领域，随着遥感图像的空间、时间和光谱分辨率的提高，以及与地理信息系统、全球定位系统的结合，其应用领域更加广泛，对地观测技术也会随之步入一个更高的发展阶段。此外，与传统方法相比，遥感技术的开发和利用大大节省了人力、物力和财力，同时还在很大程度上减少了时间的耗费。且在自然条件极为恶劣、人类难以到达的地区，如沙漠、沼泽等，采用不受地面条件限制的遥感技术，可方便、及时地获取宝贵资料。
1.按遥感平台分类
遥感平台是遥感过程中搭载传感器的运载工具。主要的遥感平台有高空气球、飞机、火箭、人造卫星、载人宇宙飞船等，根据遥感平台的不同，可分为：
· 地面遥感 传感器设置在地面上，如车载、船载、手提、高架平台等。
· 航空遥感 传感器设置在航空器上，如气球、飞机、航空器等。
· 航天遥感 传感器设置在航天器上，如人造地球卫星、航天飞机等。
· 航宇遥感 传感器设置在星际飞船上，只对地月系统外的目标进行探测。
2.按探测波段分类
遥感按常用的电磁波谱段不同分为紫外遥感、可见光遥感、红外遥感和微波遥感。
· 紫外遥感 探测波段为0.05~0.38μm，主要遥感方式为紫外摄影。
· 可见光遥感 探测波段为0.38~0.76μm，是应用较为广泛的一种遥感方式，可见光摄影遥感具有较高的地面分辨率，但只能在晴朗的白昼使用。
· 红外遥感 探测波段为0.76~1000μm。其中近红外遥感波长为0.76~1.5μm，用感光胶片直接感测；中红外遥感，波长为1.5~5.5μm；远红外遥感，波长为5.5~1000μm。中、远红外遥感常用于遥感物体的辐射，具有昼夜工作的能力，常用的遥感器是光学机械扫描仪。
· 微波遥感 探测波段为1 mm~10 m，具有昼夜工作的能力，但空间分辨率较低，常采用合成孔径雷达作为微波遥感器。
3.按波段宽度及波谱的连续性分类
· 高光谱遥感 利用很多狭窄的电磁波波段产生光谱连续的图像数据。
· 常规遥感 又称宽波段遥感，波段宽一般大于100 nm，且波段在波谱上不连续。
4.按工作方式分类
（1）根据传感器是主动还是被动获取目标物电磁波信号的工作方式分类
· 主动遥感 由传感器主动发射一定电磁波能量并接收目标的后向散射信号。工作时主动向目标物发射电磁波，同时接收目标物反射或散射回来的电磁波。
· 被动遥感 传感器仅接收目标物的自身发射和对自然辐射能量的反射信号。工作时直接接收来自地物反射自然辐射源（太阳）的电磁辐射或自身发出的电磁辐射。
（2）根据传感器是否成像的工作方式分类
· 成像遥感 传感器接收的目标电磁辐射信号可以转换成数字或模拟图像。
· 非成像遥感 传感器接收的目标电磁辐射信号不能形成图像，只能获得数据和曲线记录。如使用红外辐射温度计、激光测高仪等进行的航空或航天遥感为非成像遥感。
5.按应用领域分类
· 从总体应用领域可以分为外层空间遥感、大气遥感、陆地遥感、海洋遥感等。
· 从具体应用领域可分为资源遥感、环境遥感、农业遥感、林业遥感、渔业遥感、地质遥感、气象遥感、水文遥感、城市遥感、军事遥感等。
太阳辐射经过大气层到达地面，一部分与地面发生作用后反射，再次经过大气层到达传感器，传感器将这部分能量记录下来，传回地面，这个过程称为遥感过程。遥感过程包括遥感信息的接收、处理及判读分析与应用的全过程，如图1-1所示。如森林火灾发生的时候，一个载有热红外波段传感器的卫星经过林火上空，传感器会拍摄到火灾周围上万平方千米的影像。由于着火的树木比没有着火的树木温度高，它们在电磁波的热红外波段会辐射出比没有着火的树木更多的能量，在影像上表现为着火的树木的色调更亮。经过专业人员的快速成图处理，消防指挥员可根据经加工处理的遥感影像图，清晰地看到受灾程度、范围及计算火势蔓延速度，依据火速、火势、火向调遣灭火队员前往不同地点、采取不同方法参加灭火战斗，以节省人力和物力，达到最大限度的减灾。
图1-1 遥感过程
遥感技术系统是个完整的统一体。根据遥感的定义，遥感系统主要由信息源、信息获取、信息接收、信息处理和信息应用五部分组成。
1.信息源
信息源是遥感需要对其进行探测的目标物。任何目标物都具有反射、吸收、透射及辐射电磁波的特性，当目标物与电磁波发生相互作用时会形成目标物的电磁波特性，这就为遥感探测提供了获取信息的依据。
2.信息获取
信息获取是指运用遥感技术装备收集、记录目标物电磁波特性的探测过程。信息获取所采用的遥感技术装备主要包括遥感平台和传感器。其中，遥感平台是用来搭载传感器的运载工具，常用的有气球、飞机和人造卫星等。传感器是用来探测目标物电磁波特性的仪器设备，常用的有照相机、扫描仪和成像雷达等。
3.信息接收
传感器接收到地物目标的电磁波信息，将数据记录在胶片或数字磁带上。胶片由人或回收舱送至地面回收，数字磁介质上记录的信息通过卫星上的微波天线传输给地面的卫星接收站。
4.信息处理
信息处理是指运用光学仪器和计算机设备对所获取的遥感信息进行校正、分析和解译处理的技术过程。其作用是通过信息处理掌握或清除遥感原始信息的误差，梳理、归纳出被探测目标物的影像特征，然后依据特征从遥感信息中识别并提取所需的有用信息。
5.信息应用
信息应用是指专业人员按不同的目的将遥感信息应用于各业务领域的使用过程。信息应用的基本方法是将遥感信息作为地理信息系统的数据源，供人们进行查询、统计和分析利用。遥感的应用领域十分广泛，最主要的有军事、地质矿产勘探、自然资源调查、地图测绘、环境监测以及城市建设和管理等。