遥感应用yaogan yingyong

遥感技术的发展为人类了解和研究自然环境提供了重要手段。它的观察范围已经不仅仅限于可见光，因而对观察对象的研究可深入一步；它能处在地球的上空观察地球，观察范围广阔，有利于研究分析地面各要素的相互关系；由于它能连续取得遥感图象，所以利于研究事物的动态变化，遥感技术目前在农业、林业、地质、矿产勘察、海洋、气象预报、环境监测、地图测绘、地理学研究等方面，已经得到广泛的应用，经济效益也很显著。下面就遥感技术在几方面的应用，作一简单介绍。
❶农业遥感。在现代化农业的发展和管理中，要求能及时了解掌握与农业生产有关的各种情况变化，遥感技术为此提供了一个重要手段。利用遥感资料可以预报自然灾害；了解世界各地农作物的生长情况；监测农作物的病虫害；还可以根据各种遥感资料进行全球范围的农作物估产。例如，美国利用陆地卫星和气象卫星资料，对全球小麦进行估产，准确率可达90%，这对指导美国农业生产和对外出售小麦的价格，都有重要的意义。据估计美国每年在这项工作中，可获得的经济收入达14亿美元。
在监测作物病虫害方面，遥感手段往往优于地面的实际观察。因为作物的病害有一个发展过程，当人们用肉眼观察到作物叶子的颜色发生变化时，病害已经发展到一定程度。但是采用红外假彩色的遥感手段，在肉眼还没有观察到作物外表发生变化之前，从遥感资料中就可以发现作物叶绿素的变化，从而可以防止病虫害的发展。据报道，瑞典的科研机构能提前14天准确地预报森林虫害，在虫害未发生之前采取防治措施。
蝗虫对农业的危害很大，世界蝗虫监测机构，现已能准确、及时地进行预报工作。例如，他们先利用气象卫星云图，分析北非蝗虫易于滋生的环境，分析土壤湿度、草丛长势等；结合蝗虫生活史估算它的活动期；然后用雷达跟踪蝗虫的活动路线和群集地区。这样的预报工作，如果不采用遥感手段是很难进行的。
利用遥感手段进行土地资源调查，可以达到多、快、好、省的目的。例如，英国进行全国土地利用调查，过去用常规方法进行地面调查，需用6000人工作6年，现在采用遥感手段，仅用4个人工作9个月，就可以完成全部工作。
我国近年来在利用遥感手段为农业服务方面的工作发展较快。例如，国家测绘总局等有关单位，利用卫星遥感手段，仅用了两年半的时间，就完成了全国的土地利用调查工作，对我国摸清土地资源，进行农业规划有重要意义。山西省在国家教委直属几所高等院校教师的配合下，利用不同时期的卫星像片，仅用一年多的时间，就完成了全省15.6万平方公里的各种农业自然条件专业图17幅，对今后山西省的农业区划，能源基地建设，提供了重要依据。

❷林业遥感。应用遥感手段进行森林资源调查，国内外已广泛开展。例如，瑞典应用遥感手段已完成了全国森林普查工作，并且根据遥感图象不断进行全国森林图的更新工作，他们通过遥感图象解译可区分出29种树木，可把森林分为四个年龄等级，从而可作为进行森林采伐、更新的依据。菲律宾只用了30幅卫星像片，经过四个月的时间，就完成了全国的森林普查工作，而采用常规方法，至少需要5年的时间。
根据卫星像片进行森林管理，防治灾害等是非常有效的。例如，在1987年5月我国的大兴安岭林区发生了火灾，中国科学院遥感卫星地面站及时地对火情组织了监测，从5月7日到6月2日，在美国陆地卫星过境时，进行了卫星图象的接收与处理。在卫星过顶后仅数小时，就向灭火指挥部提供了1:50万比例尺的光学图象，在图象上可清晰地看到东部和西部两个火区的火灾形势和位置分布，为灭火指挥部提供了准确的数据。在图象上还提供了火灾区的道路、河流、居民地等的准确信息，对灭火救灾的指挥和决策，具有极大的参考价值。

❸地质遥感。利用卫星像片能够清楚地分析地质构造，根据不同时期卫星像片的分析，发现地质结构的变化，为地震预报工作提供丰富资料。例如，1976年我国唐山地区发生地震后，科研人员根据卫星像片分析了这个地区的断裂构造，对进一步加强地震监测和预报工作很有意义。在我国山西省大同市选择某电厂的厂址时，在京山铁路改线过程中，在选择滦河大桥桥址时，都是根据卫星像片发现了相应地区的断裂构造，从而避免造成重大损失。滦河大桥最初选定的桥址，在卫星像片上发现正处在青龙河断裂带上，经钻探证实，这个地区的河底确实有300米宽的破碎带，因而把桥址及时向北迁移；大同电厂最初选定的厂址，也是根据卫星像片发现其正处在断裂带上以后，而及时改变了电厂的位置。
利用遥感资料进行找矿工作，国内外成功的例子很多。例如，美国在阿巴拉契安山脉南部地区，地质勘探工作进行了80多年，是世界上公认的地质研究比较深入的地区。过去认为在这个地区的重要构造线不会遗漏，但是通过多波段摄影及侧视雷达影像对比分析，又发现了一些明显的构造线，并已通过地面勘探工作证实，这些新发现，对于这个地区煤田的开采和油气的勘查有很大帮助。再如法国地质矿产调查局，利用卫星像片在尼日利亚发现了一条南北走向的构造线，地质学家认为这种线性构造，是铀矿成矿的有利地区，后来沿着这些构造线展开了普查找矿工作，果然发现了铀矿。美国利用卫星像片，分析研究了加里福尼亚州海岸山脉区的汞矿床，查明了这个地区的汞矿。我国利用卫星像片寻找铀矿的工作，也取得了可喜的成绩。黑龙江省地质局利用遥感手段分析古河道和寻找金矿取得重要成果。1987年冶金工业部在甘肃北山干旱地区，利用TM遥感图象进行地质构造分析，在这个地区进行了金矿的预测工作，在300平方公里的范围内，圈出含金>10ppb以上的异常靶区11个，其中有5个分布在一条断层线两侧的500米之内，其他几个离断层线也不太远。我国吉林省铜矿资源较为丰富，通过对全省卫星像片的分析，发现铜矿的分布与线性构造密切相关，这对于吉林省铜矿的开发具有重要的指导意义。

❹海洋遥感。占地球表面约70%的海洋，是人类的资源宝库。人类为了充分利用海洋资源，就必须对海洋进行了解，如果仅靠以前那种利用船舶或观测浮标进行海洋调查是远远不够的。而采用遥感技术，可大大加速海洋资源的勘察，并有益于对海流、海冰、海岸、河口以及对海浪、潮汐等进行研究。目前世界各国发射的海洋卫星，为进行海洋研究和促进海洋水产业的发展，提供了重要资料。例如，为了解决夏威夷一些岛屿的淡水问题，美国曾利用红外扫描仪在沿岸地区进行遥感探测，发现岛上大部分雨水渗入地下后，经过透水层流入海洋。根据实际测量了解到这种涌出的淡水温度，比周围海水温度低5～7℃，这就很容易在红外图象上显示出它们的差异，用这种方法共找出200多处淡水渗出点。
在海洋中寻找鱼群常常需要寻找含有大量水藻和浮游植物的区域，因为它们是鱼类的食物。藻类和浮游植物含有叶绿素，用近红外波段很容易探测，如通过卫星像片色调分析可以确定海洋中叶绿素含量的多少，叶绿素含量多鱼类也多。瑞典渔业局深入研究了浅海蓝绿藻和褐藻的不同光谱反射特性，用航空像片和卫星像片现场观察，认为在海水深3～6米范围内，蓝绿藻具有很强的固氮能力，是鱼类食物的重要来源，了解蓝绿藻的分布，对于指导渔业生产有很大帮助。当然从另一方面看，蓝绿藻又是海水受污染的一个标志。
测量海水温度时，自古以来一直是采用吊桶采水，用水银温度表测定水温。事实证明用这种办法研究大范围水温十分困难。但是采用遥感技术，用飞机或卫星运载红外辐射计，就可以解决这一难题，既加快了测温速度，又可以得到用观测船难以观测到的世界各地海洋状况。
在观测海冰指导生产上，不少国家取得显著成果。例如，瑞典全国有76%是海岸地区，全年有90%的时间为海冰所覆盖，由于瑞典的重要铁矿在北极圈内，在这个地区兴建钢铁厂，每日吞吐量3.3万吨，为了保证航道的畅通，需要有3条破冰船破冰。1975年起他们应用遥感手段编制了海冰预报图，划分出海冰类型、厚薄和集中程度，每两个小时预报一次，指挥破冰船选择最佳航线进行作业。美国的五大湖也利用遥感技术指挥破冰通航，每年获利润达800万美元。

❺气象遥感。目前在世界范围内，利用气象卫星资料，大大提高了天气预报的水平，从而更有利于生产。例如，根据天气预报，人们可以安排播种和收割的有利时机； 保护作物防止霜冻，预防冰雹、暴风雪等灾害； 在安排畜牧生产上，能够有助于牧民决定秋季什么时候把牲畜赶进圈里，春季什么时候放出来最有利。这就可以大大减少损失，增加经济收入。
根据气象卫星资料，研究大气温度的垂直变化，水汽含量，云、雨分布等，以及对暴雨、洪水、冰雹、台风等灾害性天气的探测和预报，都有很重要的作用。早在60年代的初期，美国就发射了地球同步卫星，可以连续监测全球范围内的气象变化，必要时可以每15～30分钟提供一次观测资料。由于气象变化资料提供及时，根据气象卫星资料，可以准确地监测台风的位置、移动路线和速度的变化。
气象卫星资料，不仅能提供世界范围内陆地气象变化情况，而且能提供两极地区、海洋地区的气象变化情况。如海面温度、风速、海浪高度，以及海冰移动、极地冰层的变化情况等。据了解，南极地区和北极地区有很大不同，南极地区冰雪融化的速度很慢，北极地区冰雪融化的则比较快，且北极地区的海冰比较薄，平均厚度约3米左右，移动得比较快。根据气象卫星资料测算，在北极地区海冰的移动速度每天可达50公里。

❻遥感与环境监测。环境污染是近年来国际上极为关心的问题。制止环境污染，正确评价环境质量以便更好地治理环境，都需要进行环境综合监测工作。目前世界上许多国家采用遥感技术监测大气、土地、海洋污染以及其他各种污染现象对环境的破坏和影响。例如美国利用陆地卫星像片研究本国的烟尘污染范围； 监测因为纽约市倾倒的垃圾、酸类液体所造成的污染影响。他们曾经利用1972年10月10日的5～6波段的卫星像片进行分析，发现有一股从纽约新建的造纸公司排入恰普林湖的污染流，这个污染流一直流到附近的佛蒙特州，经过地面观测也证实了这个结论。佛蒙特州用卫星像片提供的依据对这个造纸厂提出了起诉。
利用遥感技术探测空气、地面和水污染，具有精度高、简单易行、节省人力物力等优点。例如，利用航空摄影的方法确定烟幕轮廓形状的变化，估算有害气体的扩散方式，比直接观测要精确方便。我国在长春遥感试验中，利用彩色近红外像片分析大气降尘污染。由于绿色植物对近红外辐射有强烈的反射作用，健康植物在彩色近红外片上呈鲜红色调，树木受到烟尘污染后，近红外辐射能量显著下降，在彩色近红外像片上变成红褐色。随着植物叶子表面烟尘量的增加，植物在彩色近红外片上的色调，就由鲜红色逐渐变为淡红、红褐色。
水污染主要是工业排水污染、油污染等。目前世界范围内水的油污染是比较严重的，已成为重要的公害之一。海洋油污染的来源很多，如油轮失事、船舶漏油、船舶排水等均可造成污染。遥感手段是目前监测油污染最有效的手段之一，虽然根据可见光的全色摄影，很难区分出油和水的差别，但是油和水的表面发射特征不同，利用多光谱扫描仪，有些光谱段可以很容易地把油和水区别开。例如，可见光的蓝色波段，可以检测出水面上薄的油膜，绿色波段可以检测出厚的油膜。瑞典曾利用航空遥感监测海面的油污染，拍摄下苏联油轮漏油的像片，致使苏联不得不赔偿瑞典损失费5万美元。
热水的排放，对环境也有影响，它会使海洋中的鱼类、贝类、海草类死亡，这种污染称为热污染。造成热污染的原因很多，如发电厂、炼铁厂、炼油厂等需要大量的冷却水，这些水排放后比自然条件下的水温要高得多。以火力和原子能发电厂为例，它们排放的水比自然条件下的水温夏季要高出7～8℃左右。这种热污染若用船舶定点观测进行了解是很困难的，但利用红外扫描仪，根据海水温度差异，对热水排放和扩散状况监测非常方便。

❼遥感与地图。遥感技术促进了测绘科学的发展。据统计，世界现有地图中有很多资料已经陈旧，如果采用地面测量或航空摄影测量方法更新，其工作量是巨大的，而且目前还存在一些较难进行测绘工作的空白点。遥感技术的发展弥补了航空摄影测量的不足。例如，巴西亚马逊河流域有近500万平方公里的热带雨林区，人迹稀少，云雾不散，常规地面测量与航空摄影测量都难于工作，而应用侧视雷达技术，不到一年的时间就完成了该地区比例尺为1:400000的雷达扫描，取得了很有价值的资料。目前有许多国家以航空像片、卫星像片或其他遥感图象为基本资料，制成各种影像地图，在实际工作中发挥了一定的作用。
根据遥感资料编制专题地图近年来得到迅速发展。我国山西省利用不同时期的卫星像片，仅用一年多的时间，就完成了全省15.6万平方公里的地质、地貌、水系、土壤、森林、草地、土地利用、土地类型、土地资源、农业自然区划等17幅专题地图的编制，为山西省农业区划、国土整治、能源基地建设提供了依据，经济效益是显著的。在我国黄土高原地区进行的资源与环境调查工作中，采用TM卫星像片编制了比例尺为1:50万的7幅专题系列图。完成这么大范围(约68万km2)、这么复杂地形的制图工作，仅由100多名科技人员，用了二年多的时间，如果采用地面调查的方法进行，是不可能完成的。
1984年国家遥感中心研究发展部，中国科学院遥感应用研究所利用卫星像片对我国一些典型地区进行地学判读，并编制出版《陆地卫星影像中国地学分析图集》，总结并推动了地学研究中对遥感的应用。此外还利用卫星像片编制了中、小比例尺的省（区）和全国的影像地图。

❽遥感与地理学。遥感技术作为地理学现代化手段之一，不仅能迅速地获得大量丰富的第一手地理信息和数据，而且能科学、准确、及时地提供分析成果；不仅能提供局部地区的信息，而且能获得全球范围的信息，这就为地理学从定性到定量、从静态到动态、从整体到局部、从过程到模式研究提供了条件。
分析工作是地理学研究的重要环节之一。只有通过分析才能了解各自然要素和人文要素的关系，进而研究区域特征和改造利用的前景。地理学的这个任务促使它必须充分地应用遥感资料。地理学具有综合性和区域性的特点，而遥感图象是地面自然和社会环境的客观反映，它既表现各自然要素的制约关系，也表现人类社会和自然要素的相互影响，这种事物和现象间的相互联系，反映在遥感图象上就是相关信息，也就是说一种事物的存在与另一种事物的存在、一种现象与另一种现象的变化具有不同程度的相关性。因此，对遥感图象的分析应具有综合观点，掌握地域分异规律的理论知识，用因素制约关系分析、自然地理过程分析和景观结构分析的方法，对于研究影像信息与地理环境联系是有益的，它为遥感图象的应用提供了重要的方法论。
当前地理信息系统的建立是地理学发展的一个方向，地理信息系统由地理资料的采集和存贮、地理系统分析和模拟以及最后结果的输出等三部分组成。大量的社会经济统计资料、自然地理各要素的资料、各种地图及航空、航天遥感资料，都是不可缺少的信息源。把这些信息按照标准化的编码与地理坐标贮存入电子计算机，由电子计算机管理，便于在国土整治、流域开发、城乡建设、环境保护等部门运用。在地理学研究工作中引进现代遥感技术，对地理学的发展具有重要的意义。