遥感RemoteSensing

对一个物体或一种现象不是通过直接接触的方式，而是用一个信息获取装置（传感器）进行探测，谓之遥感。现在在地学科学中已被普遍应用的遥感技术有很多种。信息通常是用电磁波传感取得，然而用重力、磁力和声波等进行传感取得信息也是很重要的手段。遥感还包括把接收到的信息转换成人可以通过直觉的方式来感知的图像或一种刺激。眼睛是一个最基本的传感器。从一个物体上反射出来的光线被眼睛接收，然后变成一个神经刺激传到大脑中，并作为一个图像记录下来。普通照相机也是把与眼睛接收的波谱宽度相类似的电磁波记录在胶片上。然而，这两种普通传感器对于很大一部分电磁辐射是察觉不出来的，因为眼睛和相机所能感受到的只是可见光，而可见光只是电磁波谱的很小的一部分。电磁波谱是一个范围很宽的辐射波谱。根据传播能量的特点或根据波长和频率，可以将电磁波谱分成几部分。为了探测和记录不同波长的辐射，设计了各种不同的遥感器，包括能探测从波长较短的宇宙线、伽马射线和X射线到波长很长的无线电波的各种遥感器。不同的波段能显示出被探测目标的不同方面的特点，这样，遥感对于记录具有复杂而多样性的地球上的情况，提供了迷人的工具。如果没有遥感技术，地球将依然是不可探测的。

　　在光谱中比可见光波长稍长一些的波称为近红外。植物所反射的光属于这一波段范围，这一点非常重要。根据红外摄影的颜色反差，就可以探测出植物的种类和植物的长势，并根据植物的长势来判断植物是否有病害。在这一点上，近红外摄影对农业研究是有用的，而且近红外摄影还能迅速提供有关谷物产量的情况。近红外摄影还有助于对植物病害的范围和程度做出果断的估价。

　　近红外摄影在监测水体中某些种类的污染是有效的，特别是在监测因水体污染而使藻类植物以及浮生植物和近岸植物生长茂盛的水体是有效的。近红外摄影还有另外一些用途，如识别某些土壤类型和基岩类型以帮助找矿、监测雪和冰、编绘积雪厚度图、土地的分类和评价、森林和野生动物的管理、土壤水分含量的分析、生态类型的鉴别和城市调查。

　　热辐射（也称为远红外），它的波长也比可见光长。一些特制的遥感仪器能接收热辐射并把它转换为电讯号，然后再加以放大并作为一个图像记录下来。热辐射反映出温度的差异，因而也能显示出地球表面热状况的差异。热红外探测技术的应用可以增加我们对地球表面许多方面的知识：通过对火山、热泉和其它高热流地区的监测，可以准确预报火山的喷发以及发现有价值的地热资源；通过对大洋中温度差异的探测和鉴别，有助于发现冷水的上涌和确定洋流的轮廓，这样就可以追踪出鱼群和其它海中生物的行动路径，以便提高捕鱼量；通过监视热水的流动和混合，可以监视水的热污染，特别是监视与原子反应堆有关的热水污染；迅速发现森林火灾以及确定地下矿井中火灾的位置；确定在暴风雪时在广阔的牧场上的家畜所在的位置以及在人迹罕到的地区野生动物所在的位置。

　　波长大于红外波段部分的波谱，称之为微波。这一波段的波主要是利用人工发出的脉冲波，而不是利用自然界中存在的辐射。雷达波就是人工发出的微波。雷达波的优点就在于能穿过云层以及能透过诸如雾、热辐射、烟、霾这样的障碍物进行探测。这样，对于地球上的某些地区，如巴拿马的达里安省，这里经常是恶劣的天气，雷达则可以提供精确的地图。

　　由于人工发射的雷达波是可以控制的，因此，用雷达波探测，可以获得地球表面的各种信息。雷达图像能清晰地显示出地形轮廓，这对于从事地学科学的工作人员来说，是很有用的。利用雷达，可以很容易识别一些地质形态，如基岩的类型、断层、节理的分布、水系类型、河流阶地和冰川沉积物等。用遥感手段编绘的精确地图，对于公路建设、流域的研究、水库设计、城市和乡村的土地管理都是很有用的。

　　空间时代的出现，可以从极大的高度上俯视地球的大片地方。这一有利条件给遥感开拓了新的领域。早在发射不载人的卫星时期就已开始了从宇宙空间拍摄地球的照片。自从美国发射了双子星和阿波罗系列的载人空间飞行，从宇宙空间对地球进行摄影又得到重要发展。1972年7月发射的第一颗地球资源卫星是向从宇宙空间对全球进行系统监视跨出了新的一步。从卫星上得到的图像使得人们能从更宏观的角度来研究地球上的过程，并且以前认为没有联系的许多重要现象之间的关系通过卫星图像能给以正确的认识。一张卫星相片相当于500多张航空相片所拍摄的面积。这样，整个一条山脉、海岸线的重要地段、一片湖群或者一个矿化带，都可以拍在一张照片上进行研究，这就排除了在镶嵌相片上存在的那些使人容易产生误解的线。在一张卫星相片上进行大范围的宏观研究，这对于海底扩张和地壳的板块运动学说来说，也是一个非常重要的手段。遥感除了有广阔的视野、可以从宏观的角度来研究地球外，另一个优点就是对一个地区可以进行连续监测。这样，就可以对地球上一些现象的动态过程进行系统监视。通过遥感进行的系统监视，对于季节性的变化就可以很容易识别出来以及可以进行分析和评价，对于那些由于气候或其它因素的波动而引起的变化也可以予以认识。卫星相片边缘部分的误差是非常小的，因为地面上的每一个点都是从它的正上方被拍摄下来的。这一点使得编制土地利用分析图、土地资源一览图和城市规划图以及进行环境的研究，都大为方便。有了精确的图再加上重复的摄影，使得人类第一次能有效地对地球表面的许多部分进行系统的连续的监视。有了这种手段，对于人类的各种各样的活动以及人类活动对环境的影响就可以给予估价。

　　1973年的载人天空实验室计划，是向着空间往返飞行系统跨出重要的一步。这次飞行也对遥感技术进行了进一步的试验和改进。这次实验所使用的是一组各自接收电磁波谱的不同波段的传感器。从这些传感器上得到的照片和图像的分辨率是非常高的。以后进行的载人和不载人的空间探险，将会进一步改进现有的技术，并将会提供一个更有效的“眼睛”，以便从天空中探视我们的资源。

　　遥感

　　这个图表示的是电磁波谱。它的范围从波长很短的伽玛射线到波长很长的无线电波。该图表明，波谱范围内的波长和频率是连续的。这里还列出了探测各个波段所使用的传感器。可见光谱只是整个电磁波谱的一个很狭窄的带。

　　适用于电磁波谱不同波段的遥感器

　　闪烁计数器；伽玛射线分光计

　　带有滤色镜和光电倍增管的扫描器；

　　图像正析像管；装有红外片带滤色镜的相机；

　　装有普通胶卷的相机；装有红外片的相机；装有固定探测仪的扫描器和辐射计；

　　装有固定探测仪的扫描器和辐射计；

　　雷达；装电磁

　　有红外接脉冲

　　收仪的扫技术

　　描器和辐射计；