中国科学院遥感与数字地球研究所-高光谱遥感应用技术研究室

一. 什么是遥感？ 　　

　　 “遥感”，顾名思义，就是遥远地感知。传说中的“千里眼”、“顺风耳”就具有这样的能力。人类通过大量的实践，发现地球上每一个物体都在不停地吸收、发射和反射信息和能量，其中有一种人类已经认识到的形式――电磁波，并且发现不同物体的电磁波特性是不同的。遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。
　　例如，大兴安岭森林火灾发生的时候，由于着火的树木温度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，这样，当消防指挥官面对着熊熊烈火担心不已的时候，如果这时候正好有一个载着热红外波段传感器的卫星经过大兴安岭上空，传感器拍摄到大兴安岭周围方圆上万平方公里的影像，因为着火的森林在热红外波段比没着火的森林辐射更多的电磁能量，在影像着火的森林就会显示出比没有着火的森林更亮的浅色调。当影像经过处理，交到消防指挥官手里时，指挥官一看，图像上发亮的范围这么大，而消防队员只是集中在一个很小的地点上，说明火情逼人，必须马上调遣更多的消防员到不同的地点参加灭火战斗。
　　上面的例子简单的说明了遥感的基本原理和过程，同时涉及到了遥感的许多方面。除了上文提到的不同物体具有不同的电磁波特性这一基本特征外，还有遥感平台，在上面的例子中就是卫星了，它的作用就是稳定地运载传感器。除了卫星，常用的遥感平台还有飞机、气球等；当在地面试验时，还会用到地面象三角架这样简单的遥感平台。传感器就是安装在遥感平台上探测物体电磁波的仪器。针对不同的应用和波段范围，人们已经研究出很多种传感器，探测和接收物体在可见光、红外线和微波范围内的电磁辐射。传感器会把这些电磁辐射按照一定的规律转换为原始图像。原始图像被地面站接收后，要经过一系列复杂的处理，才能提供给不同的用户使用，他们才能用这些处理过的影像开展自己的工作。
　　由于遥感在地表资源环境监测、农作物估产、灾害监测、全球变化等等许多方面具有显而易见的优势，它正处于飞速发展中。更理想的平台、更先进的传感器和影像处理技术正在不断地发展，以促进遥感在更广泛的领域里发挥更大的作用。

二. 遥感图像有什么用途？
　　就像我们生活中拍摄的照片一样，遥感像片同样可以"提取"出大量有用的信息。从一个人的像片中，我们可以辨别出人的头、身体及眼、鼻、口、眉毛、头发等信息。遥感像片（图像）一样可以辨别出很多信息，如水体（河流、湖泊、水库、盐池、鱼塘等）、植被（森林、果园、草地、农作物、沼泽、水生植物等）、土地（农田、林地、居民地、厂矿企事业单位、沙漠、海岸、荒原、道路等）、山地（丘岭、高山、雪山）等等；从遥感图像上能辨别出较小的物体如：一棵树、一个人、一条交通标志线、一个足球场内的标志线等。大量信息的提取，无疑决定了遥感技术的应用是十分广阔的，据统计，有近30个领域、行业都能用到遥感技术, 如陆地水资源调查、土地资源调查、植被资源调查、地质调查、城市遥感调查、海洋资源调查、测绘、考古调查、环境监测和规划管理等。
　　由于遥感技术是从人们一般不能站到的高度去"拍照"，故从宏观视野上，也有着人力所不能及的优势。

三. 遥感的分类?
1、按遥感平台的高度分类大体上可分为航天遥感、航空遥感和地面遥感。
　　航天遥感又称太空遥感(space remote sensing)泛指利用各种太空飞行器为平台的遥感技术系统，以地球人造卫星为主体，包括载人飞船、航天飞机和太空站，有时也把各种行星探测器包括在内。
　　卫星遥感(satellite remote sensing)为航天遥感的组成部分，以人造地球卫星作为遥感平台，主要利用卫星对地球和低层大气进行光学和电子观测。航空遥感泛指从飞机、飞艇、气球等空中平台对地观测的遥感技术系统。
　　地面遥感主要指以高塔、车、船为平台的遥感技术系统，地物波谱仪或传感器安装在这些地面平台上,可进行各种地物波谱测量。
2、按所利用的电磁波的光谱段分类可分为可见反射红外遥感，热红外遥感、微波遥感三种类型。
　　可见光／反射红外遥感，主要指利用可见光(0.4-0.7微米）和近红外(0.7-2.5微米）波段的遥感技术统称，前者是人眼可见的波段,后者即是反射红外波段，人眼虽不能直接看见,但其信息能被特殊遥感器所接受。它们的共同的特点是，其辐射源是太阳，在这二个波段上只反映地物对太阳辐射的反射，根据地物反射率的差异，就可以获得有关目标物的信息，它们都可以用摄影方式和扫描方式成象。
　　热红外遥感，指通过红外敏感元件，探测物体的热辐射能量，显示目标的辐射温度或热场图象的遥感技术的统称。遥感中指8-14微米波段范围。地物在常温(约300K)下热辐射的绝大部分能量位于此波段，在此波段地物的热辐射能量，大于太阳的反射能量。热红外遥感具有昼夜工作的能力。
　　微波遥感，指利用波长1-1000毫米电磁波遥感的统称。通过接收地面物体发射的微波辐射能量，或接收遥感仪器本身发出的电磁波束的回波信号，对物体进行探测、识别和分析。微波遥感的特点是对云层、地表植被、松散沙层和干燥冰雪具有一定的穿透能力，又能夜以继日地全天侯工作。
3、按研究对象分类可分为资源遥感与环境遥感两大类。
　　资源遥感：以地球资源作为调查研究的对象的遥感方法和实践，调查自然资源状况和监测再生资源的动态变化，是遥感技术应用的主要领域之一。利用遥感信息勘测地球资源，成本低，速度快,有利于克服自然界恶劣环境的限制，减少勘测投资的盲目性。
　　环境遥感：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作出评价与预报的统称。由于人口的增长与资源的开发、利用，自然与社会环境随时都在发生变化,利用遥感多时相、周期短的特点，可以迅速为环境监测。评价和预报提供可靠依据。
4、按应用空间尺度分类可分为全球遥感、区域遥感和城市遥感。
　　全球遥感：全面系统地研究全球性资源与环境问题的遥感的统称
　　区域遥感：以区域资源开发和环境保护为目的的遥感信息工程，它通常按行政区划（国家、省区等）和自然区划（如流域）或经济区进行。
　　城市遥感：以城市环境、生态做为主要调查研究对象的遥感工程。

四. 遥感技术包括那些技术?
　　遥感技术包括传感器技术，信息传输技术，信息处理、提取和应用技术，目标信息特征的分析与测量技术等。　　
　　遥感技术依其遥感仪器所选用的波谱性质可分为：电磁波遥感技术，声纳遥感技术，物理场（如重力和磁力场）遥感技术。
　　电磁波遥感技术是利用各种物体/物质反射或发射出不同特性的电磁波进行遥感的。其可分为可见光、红外、微波等遥感技术。按照感测目标的能源作用可分为：主动式遥感技术和被动式遥感技术。按照记录信息的表现形式可分为：图像方式和非图像方式。按照遥感器使用的平台可分为：航天遥感技术，航空遥感技术、地面遥感技术。按照遥感的应用领域可分为：地球资源遥感技术，环境遥感技术，气象遥感技术，海洋遥感技术等。

五. 遥感常用的传感器有那些?
　　常用的传感器：航空摄影机（航摄仪）、全景摄影机、多光谱摄影机、多光谱扫描仪(Multi Spectral Scanner，MSS)、专题制图仪（Thematic Mapper,TM）、反束光导摄像管（RBV）、HRV（High Resolution Visible range instruments）扫描仪、合成孔径侧视雷达（Side-Looking Airborne Radar，SLAR）。

六. 常用的遥感数据有那些?
　　常用的遥感数据有：美国陆地卫星（Landsat5、Landsat7）的遥感数据、美国DigitalGlobeg公司的QuickBird、美国 Space Imaging的IKNOS、法国SPOT卫星遥感数据，中巴资源卫星的遥感数据、加拿大Radarsat雷达遥感数据等。

七、遥感资料的分辨率有几种？
　　共有四种分辨率，分别为光谱分辨率（也叫波谱分辨率）、空间分辨率、辐射分辨率和时间分辨率。

八、卫星的轨道有哪几种？
　　人造卫星的轨道根据形状不同可以有各种名称。
　　 1）圆轨道、椭圆轨道、抛物线轨道等，您可以根据名字想象出来。
　　 2） 静止轨道卫星绕地球一周的周转时间等于地球的自转周期，这样的轨道叫地球同步轨道，如果从地面上各地方看过去，卫星在赤道上的一点静止不动，这种轨道叫静止轨道。由于静止轨道能够长期观测特定地区，并能将大范围的区域同时收入视野，因此被广泛应用于气象卫星、通讯卫星等。
　　 3） 太阳同步轨道太阳同步轨道是指卫星的轨道运行面在1恒星年中以地球的公转方向相同方向而同时旋转的轨道。在太阳同步轨道上，对同一地点，卫星总以同一方向通过。因此，太阳光的入射角度几乎是固定的。
　　 4） 准回归轨道回归轨道是指卫星星下点的轨迹每天通过同一地点的轨道，而每隔N天通过的情况叫准回归轨道。要覆盖整个地球适于采用准回归轨道。

九、什么是图象处理?
　　遥感影像通常需要进一步处理方可使用，用于该目的的技术称之为图象处理。图象处理包括各种可以对像片或数字影像进行处理的操作，这些包括图象压缩、图象存储、图象增强、处理、量化、空间滤波以及图象模式识别等。还有其它更加丰富的内容。
　　目前，主要的遥感应用软件是ERDAS、ENVI、PCI、ERMapper等。

十、遥感技术的特点
　　 1 、数据源丰富多样，利于进行多尺度、多目标的综合调查研究；
　　 2、重复周期短，利于快速调查及动态监测；
　　 3、处理技术完善，能有效降低人为因素的干扰，客观反映实际情况；
　　 4、受地形、地貌、海拔高度及气候等自然因素的限制较小，从而最大限度地节省人力物力。

十一、遥感相关产品介绍
　　 1、4D产品：数据栅格产品 （DRG） 、数字正射影像（DOM） 、数据线划地图（DLG）、数字高程 （地形） 模型（DEM/DTM）。
　　 2、行业或部门专题地理数据。