1999-2014国内外遥感技术发展

遥感经历了60年代的奠基、70年代的发展、80年代的巩固和90年代的大发展,受到了全世界的关注。20世纪90年代以来,一系列新思想、新概念、新方法、新技术正在酝酿和形成,特别是20世纪以来,特别是随着卫星技术的发展,遥感正在向高分辨率、高光谱方向发展。

比如美国在1999年发射了Landsat 7,在2013年发射了Landsat 8;卫星技术有了很大提高,频谱范围在扩大,分辨率在提高。同年,由中国和巴西共同研制的中巴地球资源卫星即资源一号发射成功。2013年,分辨率为2m的高芬一号发射成功,2014年,高芬二号也发射成功。

随着空间技术的不断发展和遥感观测系统性能的不断提高,遥感技术的发展达到了一个新的高潮,世界各国都在竞相研究、开发和发射高分辨率遥感卫星。目前在轨的民用高分辨率遥感卫星有十几颗。其中法国SPOT6/7已改进为1.5m,俄罗斯资源系列卫星使用的KVR-1000、DK-5、KFA-3000分辨率均达到2 ~ 3m。继QuikBird系列卫星成功运行后,美国数字地球公司分别于2006年和2000年发射了具有优良机动性和几何定位精度和分辨率优于0.5m的商业卫星World-1和WorldView-2。中国卫星的发展有目共睹。1999年,由中国和巴西共同研制的中巴地球资源卫星,即资源一号成功发射。2012年,我国首颗自主民用高分辨率立体测绘卫星资源三号成功发射。2013年,分辨率为2m的高芬一号发射成功。2014年,高芬二号也发射成功。

此外,不仅高分辨率光学卫星发展迅速,高分辨率合成孔径雷达卫星也在不断发展。例如,加拿大的Radarsat系列雷达卫星已经能够在精细模式下实现3m的分辨率。德国发射的Terra-SAR雷达卫星,点模式地面分辨率1~3m,宽度10km;。条带模式地面分辨率为3~15m,宽度为40~60Km。宽扫描型地面分辨率为15~30Km,宽度为100~200Km。

遥感的应用还广泛应用于农业、林业、地矿、核能、冶金、石油、煤炭、地震、水电、铁路、城建、环保、国土、气象、海洋、测绘、综合考察、地理、土壤、沙漠、冰川、军事等部门。随着遥感应用深度和广度的不断拓展,微波遥感应用的发展、成套遥感应用的发展和全球地球系统综合研究成为遥感发展的又一趋势。具体来说,是从单一信息源(或单一传感器)的信息(或数据)分析发展到多信息源的信息(包括非遥感信息)复合和综合分析应用;从静态分析到多时相动态研究,以及预测的方向;从定性解释和绘图到定量分析;从对地球局部地区和组成部分的专题研究到对地球系统的全球综合研究。这一时期,中国高度重视遥感技术的发展和应用,紧跟国际技术前沿,努力创新:建立了国家资源环境宏观信息服务系统;建立灾害遥感监测与评估业务系统;国产地理信息系统软件产品的开发与应用;国家空间数据基础设施建设;发展遥感前沿技术和应用系统;建立了海洋环境立体监测系统。

最后,介绍遥感技术的前沿:

多源数据融合技术

多遥感数据源信息融合是指通过多种对地观测技术获得的关于同一地物的不同遥感数据,通过一定的数据处理技术提取出各遥感数据源的有用信息,最后将其归并到一个统一的空间坐标系(图像或特征空间)中进行综合解译或进一步分析处理。通过各种信息的互补,提高多源空间数据综合利用的质量和稳定性,提高对地物的识别。解释和决策的可靠性以及系统的自动化程度。多源遥感影像数据融合在国际上已经研究多年,技术日趋成熟。目前常用的遥感图像融合方法主要有基于像素的加权融合、HSI变换、K-L变换、比值变换、基于小波理论的特征融合、基于贝叶斯规则的分类融合和基于局部直方图匹配滤波技术的图像数据融合。

协同反演技术

随着遥感技术的发展和对地观测技术的不断进步,发展了多时相、多分辨率、多传感器系统。一个以多波段为特征的多层次、立体、多角度、全方位、全天候的对地观测数据获取系统正在形成,可以获取海量的对地观测数据,为多种遥感数据的联合使用提供了便利条件。随着社会经济的发展,遥感参数反演的精度越来越高。传统的仅利用一种遥感数据进行参数反演的精度已经不能满足应用要求,甚至有些参数是遥感无法反演的。因此,利用多源遥感数据进行参数的协同反演极其重要。

同化技术

四维资料同化(4DDA)是资料同化的简称,是指在考虑资料的时空分布以及观测场和背景场误差的基础上,在数值模式的动态运行中融合新的观测资料的方法。通过动力模式提高天气和季节气候预测,需要多学科协调发展,为地球系统的大气、陆地和海洋提供可靠的原始状态。在过去的20年中,通过四维数据同化提供大气的初始状态,为海洋和陆地数据同化的发展铺平了道路。