遥感技术发展趋势与城市生态环境调查和监测.pdf

遥感技术发展趋势与城市生态 环境调查和监测 李志中 徐佳 (北京园林科学研究所，北京100102) (中国国土资源部航空物探遥感中心，北京100083) 周 伟 (北京巡天测地遥感观测技术有限公司，北京 100083) 摘要：随着航天遥感技术的飞速发展．一个多平台、高光谱、短周期、高分辨率的遥感时代 即将到来。本文根据世界航天技术的现状及发展趋势，介绍遥感在城市生态环境调查与监测中应 用的有关情况。 关键词：遥感技术发展城市生态环境调查与监测 随着资源环境探测需求的扩大和遥感技术市场潜力的挖掘，很多发达国家和部分发展中 国家争先恐后开展卫星研制、发射与应用研究等工作，逐步形成一个多层、立体、多角度、 全方位和全天候的对地观测网，即高、中、低轨道相结合，大、中、小卫星相互协同，高、 中、低分辨率互补的全球对地观测系统。目前以高分辨率小型商业卫星、高光谱分辨率传感 器为核心的遥感技术的发展，标志着多平台、高光谱、短周期、高分辨率遥感时代的到来。 1．遥感技术发展趋势 1．1遥感平台发展趋势 遥感平台是装载传感器进行遥感探测的工具。正在使用的航天遥感平台主要有：陆地卫 的SPOT和美国的LandsatTM之间。 小卫星群的开发成为21世纪卫星研究和应用的热点，英国、以色列、韩国、南非、泰 国、智利等国都以发展小卫星为起点，欧洲航天局有发射Proba小卫星计划，意大利有地中 海周边地区小卫星星座计划。从20世纪90年代后半期开始，基于国内对空间遥感数据的大 量需求及自主遥感数据源缺乏现状，结合国内、国际空问遥感技术与应用的发展趋势，我国 提出了开展“高性能对地观测微小卫星技术与应用研究”前期方案论证和关键技术研究项 目，目前已经列入国家“十五”科技攻关计划及有关规划(受到国家部门支持)的有5项， ·】55· 包括国家海洋局的水色微小卫星、哈工大的立体测绘微小卫星、解放军总参的气象微小卫 星、清华大学的清华一号微型卫星以及科技部的中国科技一号微小卫星。不同高度、不同用 途的卫星构成了对地球和宇宙空间的多角度、不同层面的观测。 1．2遥感传感器发展趋势 遥感传感器的发展经历了从航空摄影机、多光谱摄影机、扫描仪，到数字成像等几个阶 段。数字成像技术的发展，打破了传统摄影与扫描成像的界限。 随着国际遥感卫星市场竞争的不断加剧，许多国家都在积极研制高分辨率商业遥感卫 星，如美国Earthwatch、Ordima98、S10．ace 据给星下当地用户。2000年12月，美国的数字公司得到美国国家大气和海洋管理局的许 可，发射和运营O．5m分辨率的遥感卫星系统。高分辨率卫星图像的出现，使航天遥感与航 宅遥感的界限变得模糊。 光谱分辨率的提高是遥感发展的一个重要趋势。一方面，遥感器的光谱波段由可见光、 红外波段不断地扩展到紫外波段、微波波段，红外、微波等能提供人视觉以外大量信息的波 段，并且可以全天候工作(如热红外可以日夜成像，微波能够穿透云、雾、雨)；另一方面， 光谱成像技术把探测波段从数百个推向上千个，探测目标的电磁波特性能更全面地反映目标 物的性质，使本来在宽波段遥感中不可探测的物质被探测出来。迄今为止，NASA已研制出 1。3遥感信息处理技术不断提高 随着数字成像技术和计算机图像处理技术的迅速发展，处理众多传感器获得的大量探测 数据显得更重要。高速大容量数据处理、多元信息融合和可视化形成了对现代遥感应用的强 有力的技术支撑，大量、高速的计算基于功能强大的专业图像处理软件，如PCI、ERDAS、 感技术的发展，如可以读取多种数据格式．在信息提取、模式识别等方面不断引入小渡变 换、人工神经网络等处理方法，并逐步使信息处理更具智能化。为适应处理高分辨率遥感图 像的要求，除在光谱分析方面改善图像处理方法外，还非常重视结构信息处理、遥感与非遥 感数据的融合。有些遥感处理软件具有三维显示、贯穿飞行等功能，并能与多种GIS软件 和数据兼容。 2．城市环境遥感应用趋势 2．1