人類需要有一種“超越”自己的能力,尋求一個騰飛的平臺,從多種視角,去重新認(rèn)識自然的奧秘,重新審視自己居住的地球, 經(jīng)過近300多年的科學(xué)、技術(shù)的修煉與進(jìn)步,終于成為現(xiàn)實(shí)。這不就是衛(wèi)星遙感的應(yīng)用么?
從火箭發(fā)射到各種衛(wèi)星、人造飛船,人類就這樣超越時空,走進(jìn)了全球化、網(wǎng)絡(luò)化的21世紀(jì)信息時代,何以見得? 請看西部開發(fā)的863-318項(xiàng)目,不是叫做“金晴行動”計(jì)劃么? 我國的載人宇宙飛船,不是叫做“神舟”么? 中華民族真正地騰飛了,可上九天攬?jiān)?,可下五洋捉鱉,不再是黃梁、南柯之夢。
1970年我國成功地發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星,2000年總共發(fā)射了48顆人造衛(wèi)星,其中包括“實(shí)踐”科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星系列,“風(fēng)云”氣象衛(wèi)星,和“資源”地球衛(wèi)星系列。近兩年來,二次成功地發(fā)射并回收了“神舟”號無人試驗(yàn)飛船,我國遙感應(yīng)用事業(yè),蓬勃發(fā)展,先后建立了國家遙感中心、國家衛(wèi)星氣象中心、中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心、衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心和中國遙感衛(wèi)星地面接收站。國務(wù)院各部委及省市地方紛紛建立了160多個遙感應(yīng)用機(jī)構(gòu),廣泛地開展氣象預(yù)報、國土普查、作物估產(chǎn)、森林調(diào)查、地質(zhì)找礦、海洋預(yù)報、環(huán)境保護(hù)、災(zāi)害監(jiān)測、城市規(guī)劃和地圖測繪等遙感業(yè)務(wù)。并且與全球遙感衛(wèi)星,通信衛(wèi)星和定位導(dǎo)航衛(wèi)星相配合,為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會主義現(xiàn)代化,提供多方面的信息服務(wù)。也為迎接21世紀(jì)的空間時代和信息社會的挑戰(zhàn),打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
展望21世紀(jì)的衛(wèi)星遙感應(yīng)用系統(tǒng),必將形成天地一體化的快速的信息流,才可能滿足社會高速信息公路的需求。具體體現(xiàn)在:一是航天、航空與地面臺站形成多級平臺的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng);二是實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的全數(shù)字流程,圖像圖形的寬帶網(wǎng)絡(luò)傳輸;三是地球各圈層的動態(tài)監(jiān)測,從地表植被指數(shù)、作物長勢、土地復(fù)蓋與生態(tài)、環(huán)境變遷、荒漠化、城市化過程的動態(tài)監(jiān)測;向地殼內(nèi)部的地磁、地?zé)帷⒌卣?、地氣、地球重力場的異常;乃至外層空間的輻射、磁暴、臭氧變化,都是衛(wèi)星對地觀測的新內(nèi)容。這些數(shù)據(jù),對于無線電訊號,導(dǎo)航定位以及衛(wèi)星壽命、國家安全,都有一定的影響,成為新一代環(huán)境遙感衛(wèi)星的生長點(diǎn),也是空間科學(xué)探索的主題,空間技術(shù)的保障。
遙感技術(shù)的巨大成就,首先在于對電磁波譜全波段的不斷發(fā)掘、充分利用。遙感儀器不斷從可見光波段向兩端延伸,特別是向遠(yuǎn)紅外和微波波段的拓展,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了人類視覺的極限,看到許多原來看不見的“東西”,發(fā)現(xiàn)許多新的時間或空間變化的現(xiàn)象和規(guī)律。二次大戰(zhàn)期間,在航空攝影時采用了紅外波段制成的假彩色片,就保障了諾曼底登陸的勝利。由于前置雷達(dá)掃描,就遏制了希特勒對倫敦的瘋狂轟炸。后來開發(fā)出來多光譜攝影和掃描儀,側(cè)視成像雷達(dá),更廣泛地應(yīng)用于植被、森林、土地復(fù)蓋、地質(zhì)礦產(chǎn)的調(diào)查與制圖。受到了生產(chǎn)與建設(shè)部門的歡迎。進(jìn)入21世紀(jì),被動式的和主動式遙感器的開發(fā),幾乎復(fù)蓋了整個電磁波段。
還增加了激光、超聲波和人工地震波等新型對地觀測系統(tǒng)。而且高光譜細(xì)分達(dá)到了納米級,我國自主開發(fā)的高光譜實(shí)驗(yàn)型掃描儀已達(dá)到224級,居世界第二位,商品化達(dá)到36級。相干3維成像雷達(dá)高程精度也達(dá)到了厘米級??傊b感從應(yīng)用角度來說,由于國家連續(xù)幾個五年計(jì)劃的重點(diǎn)支持,經(jīng)歷了引進(jìn)、消化、吸收的階段,我國遙感儀器的研制,基本上進(jìn)入了國際先進(jìn)行列,在數(shù)十次應(yīng)用示范實(shí)驗(yàn)中取得了豐碩的成果。在風(fēng)云和資源衛(wèi)星上作為有效載荷,也經(jīng)受了考驗(yàn),獲得成功。
20世紀(jì)的遙感應(yīng)用主要依托空間技術(shù)和地球科學(xué),取得了輝煌的業(yè)績;而21世紀(jì)的衛(wèi)星遙感應(yīng)用,在繼續(xù)深入到空間科學(xué)和地球科學(xué)的同時,還要緊密依托信息科學(xué);積極開拓與生命科學(xué)和生物技術(shù)的聯(lián)系,相互交叉滲透。無論農(nóng)林、生態(tài)、環(huán)境與海洋領(lǐng)域的遙感應(yīng)用,都需要生命科學(xué)與生物技術(shù)的介入。例如農(nóng)業(yè)遙感要為林、牧、漁業(yè)服務(wù),從生產(chǎn)力的監(jiān)測評估著手,深入到碳水化學(xué)物光合作用與生命元素的代謝過程和生長期季節(jié)的變化、作物估產(chǎn)、森林儲蓄測算、漁情預(yù)報、草場載畜量、精確農(nóng)業(yè),提出逼近實(shí)際的數(shù)據(jù)和切實(shí)可行的解決方案。其中任何一個方面的工作,都涉及大氣溫濕條件,林草或作物品種及光生長周期、土壤及施肥、灌溉定額等農(nóng)學(xué)及生命科學(xué)問題,還要考慮地區(qū)差異,解決因時制宜,因地制宜的問題。干旱、洪澇病蟲害的遙感監(jiān)測,也是農(nóng)業(yè)遙感的重要組成部分。對全世界的蝗蟲主要源地,利用陸地衛(wèi)星監(jiān)測滋生狀況,利用航空雷達(dá)追蹤飛蝗路徑,利用氣象衛(wèi)星確定風(fēng)向界面,加以圍堵殲滅。此外,瘧疾病源的蚊蟲滋生地、血吸蟲病源的釘螺滋生地,國內(nèi)外都已有過一些探索性的工作,值得我們注意。防治病蟲害和醫(yī)療衛(wèi)生環(huán)境的遙感,對我國西部經(jīng)濟(jì)開發(fā),東部濕地保護(hù),都是大有作為的應(yīng)用新領(lǐng)域。
由于我國城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展,城鎮(zhèn)化指數(shù)由2000年的26.7%增加到2015年36%。同時,衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的地面分辨率達(dá)到米級,航空遙感已實(shí)現(xiàn)了3維成像,數(shù)字城市,蓬勃興起,高分辨率,多光譜遙感應(yīng)用于城市,方興未艾。
遙感在人文、社會經(jīng)濟(jì)方面的應(yīng)用,也逐步提到日程上來了。首先是對土地復(fù)蓋與土地利用的調(diào)查研究。中科院已經(jīng)進(jìn)行了大量工作,建成了全國1∶25萬數(shù)據(jù)庫,解決了更新問題,特別是對城鎮(zhèn)化的監(jiān)測,包括城市擴(kuò)張,占用耕地,國土資源部組織了近100個大中城市的遙感監(jiān)測,成效卓著。在天津、廣州、上海、北京、哈爾濱、沈陽、香港、澳門、濟(jì)南等城市,還對城市熱島、綠地、地價,生態(tài)環(huán)境、歷史文化等不同領(lǐng)域,都作過試驗(yàn)性的城市遙感調(diào)查研究工作。
特別值得指出的是遙感在考古領(lǐng)域的開拓,嶄露頭角。取得了許多很有價值的新發(fā)現(xiàn)。鎮(zhèn)江邱陵漢墓群;寧夏唐宋古長城的成功,對于我國新石器時代的大型城鎮(zhèn)遺址的發(fā)掘與再現(xiàn),將是大有幫助的。對于許多城市的舊城改造,文物保護(hù),也是非常成功的。
總之,20世紀(jì)的衛(wèi)星遙感應(yīng)用,比較側(cè)重于自然,側(cè)重于無機(jī)環(huán)境,側(cè)重于資源,側(cè)重于靜態(tài)觀測與識別;而21世紀(jì)的衛(wèi)星遙感應(yīng)用,必將更多地關(guān)注人文,關(guān)注生態(tài)和環(huán)境,關(guān)注動態(tài)監(jiān)測與評估。在調(diào)查研究方法上,也將從單項(xiàng)的偵察、識別,逐步走向定量化的綜合集成。由單純的遙感儀器觀測數(shù)據(jù),逐步走向多種數(shù)據(jù)源的融合。
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