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遥感技术应用不可小觑
2022-11-18

黑臭水体是水体污染的一种极端现象,是目前较为突出的环境问题。生态环境部日前表示,今后将要在调研的基础上,制定县级城市黑臭水体治理方案,力争在“十四五”时期基本消除县级城市建成区的黑臭水体。

在黑臭水体治理上,筛查和监测方式很重要。传统的筛查和监测方式需要人到现场,成本高、覆盖面小、数据处理速度慢的缺点十分突出。中国科学院空天信息创新研究院水环境遥感团队运用遥感技术,成功解决了水体的定量化处理精度和海量数据批处理效率的科学难题,形成了以黑臭水体光谱识别模型和高分批处理技术为核心的业务体系。

当然,遥感技术的重要性并不仅限于黑臭水体治理。现阶段,遥感技术已广泛应用于气象观测、地球资源普查、环境污染监测、地震监测、海洋监测、土地利用规划、植被分类、作物产量调查和农作物病虫害监测等方面。按照常用的电磁谱段,遥感分为可见光遥感、红外遥感、多谱段遥感、紫外遥感和微波遥感。

当前遥感技术研究的主要方向是,提高遥感器的分辨率和综合利用信息的能力,研制先进遥感器、信息传输和处理设备,以实现遥感系统全天候工作和实时获取信息,由紫外谱段逐渐向X射线和γ射线扩展,从单一的电磁波扩展到声波、引力波、地震波等多种波的综合运用。

具有检测功能的遥感平台,是指装载遥感器的运载工具,按高度大体可分为地面平台、空中平台和太空平台三大类。地面平台包括三角架、遥感塔、遥感车(船)、建筑物的顶部等,主要用于近距离测量地物波谱和摄取供试验研究用的地物细节影像;空中平台包括在大气层内飞行的各类飞机、飞艇、气球等;太空平台包括大气层外的飞行器,如各种太空飞行器和火箭。在不同高度的遥感平台上,可以获得不同面积、不同分辨率的遥感图像和数据。在遥感应用中,这三类平台可以互为补充、相互配合使用。

遥感器则是远距离感测地物环境辐射或反射电磁波的仪器。现在常见的有20多种,除可见光摄影机、红外摄影机、紫外摄影机外,还有红外扫描仪、多光谱扫描仪、微波辐射和散射计、侧视雷达、专题成像仪、成像光谱仪等。

遥感器接收电子信号和图像信息,通过校正、变换、分解、组合等数学处理或图像数字处理过程,提供给用户分析、判读,或在地理信息系统和专家系统的支持下,制成专题地图或统计图表,为资源勘察、环境监测、国土测绘提供信息服务。遥感器正在向多光谱、多极化、微型化和高分辨率的方向发展。

我国已成功发射近20余颗遥感、气象卫星,也因此成为世界上在轨气象卫星数量最多、种类最全的国家之一,不仅获得了全色像片和红外彩色图像,建立了卫星遥感地面站和卫星气象中心,还开发了图像处理系统和计算机辅助制图系统。

在科技发展日新月异的今天,伴随着电子技术、计算机科学的快速发展,遥感技术正在向高分辨率、大数据、全天候、抗干扰、实时等方面发展,拓展其在目标监测、地物分类,以及大数据处理等方面的能力。

(作者系中国科学院空天信息创新研究院研究员)