第五节遥感发展简史
1.5.1 遥感技术发展简史
最早使用“遥感”一词的是美国海军研究局的艾弗林·普鲁伊特 (Evelyn. L. Pruit,1960)。 1961年，在美国国家科学院（National
Academy of Sciences）和国家研究理事会（Nation Research Council）的资助下，于密歇根大学 (University
of Michigan) 的威罗·兰 (Willow Run) 实验室召开了“环境遥感国际讨论会”，此后，在世界范围内，遥感作为一门新兴的独立学科，获得飞速的发展。但是，遥感学科的技术积累和酝酿却经历了几百年的历史和发展阶段。
1.无记录的地面遥感阶段（1608-1838年）
1608年，汉斯·李波尔赛制造了世界上第一架望远镜，1609年伽里略制作了放大倍数3倍的科学望远镜，从而为观测远距离目标奠定了基础，促进了天文学的发展，开创了地面遥感新纪元。但仅仅依靠望远镜观测的缺点是不能把观测到的事物用图像的方式记录下来。
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2.有记录的地面遥感阶段（1839-1857年）
对遥感目标的记录与成像，开始于摄影技术的发明，并与望远镜相结合发展为远距离摄影。1839年，达盖尔（Daguarre）发表了他和尼普斯（Niepce）拍摄的照片，第一次成功地把拍摄到事物形象地记录在胶片上。1849年，法国人艾米·劳塞达特（Aime
Laussedat）制定了摄影测量计划，成为有目的有记录的地面遥感发展阶段的标志。
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3.空中摄影遥感阶段（1858-1956年）
1858年，G·F·陶纳乔（Gaspard Felix Tournachon）用系留气球拍摄了法国巴黎的“鸟瞰”像片。1860年，J·W·布莱克（James·Wallace·Black）与S·金（Sam·King）教授乘气球升空至630米，成功地拍摄了美国波士顿（Boston）市的照片。1903年，J·纽布朗纳（Julius
Nenbronner）设计了一种捆绑在鸽子身上的微型相机。这些试验性的空间摄影，为后来的实用化航空摄影遥感打下了基础。同年，W·莱特和O·莱特（Wilbour·Wright
& Orvilke·Wright）发明了飞机，才真正地促进了航空遥感向实用化前进了一大步。此外，还有人用风筝拍摄空中照片，如G·R·劳伦斯（Laurence）于1906年成功地记录了著名的旧金山大地震后情景。1909年，W·莱特在意大利的森托塞尔上空用飞机进行了空中摄影；1913年，利比亚班加西（Bangashi）油田测量就应用航空摄影，C·塔迪沃（Captain
Tardivo）在维也纳国际摄影测量学会会议上发表论文，描述了飞机摄影测绘地图问题。在第一次世界大战期间，航空摄影成了军事侦察的重要手段，并形成了一定的规模。与此同时，像片的判读水平也得到了提高。一次大战以后，航空摄影人员从军事转向商业应用和科学研究。美国和加拿大成立了航测公司；美国和德国分别出版了《摄影测量工程》及类似性质的刊物，专门介绍有关技术方法。1930年起，美国的农业、林业、牧业等许多政府部门都采用航空摄影并应用于制定规划。1924年，彩色胶片的出现，使得航空摄影记录的地面目标信息更为丰富。1935年彩色胶片投入市场初期，由于速度慢和无法消除大气霾的影响，加工冲洗不可靠，不能推广，但为后来的航空遥感打下了基础。
第二次世界大战前期，德、英等国就充分认识到空中侦察和航空摄的重要军事价值，并在侦察敌方军事态势、部署军事行动等方面收到了实际效果。二次大战后期，美国的航空摄影范围覆盖了欧亚大陆和太平洋沿岸岛屿包括日本在内的广大地区，制成地图，并标绘了军事目标，成为美国在太平洋战争中的主要情报来源。苏联在斯大林格勒保卫成等重大战役中，航空摄影对军事行动的决策起到了重要作用。
二次大战中微波雷达的出现及红外技术的应用于军事侦察，使遥感探测的电磁波谱段得到了扩展。在二次大战及其以后，出版了一些著作，对航空遥感的方法和理论进行了一些总结。如1941年A·J·厄德莱（Eardey）的《航空像片：应用与判读》、J·W·巴格莱（Bagley）的《航空摄影与航空测量》等。前者讨论了航空像片的地质学应用及某些地物、包括植被的特征；后者则侧重于航空测量的方法探讨。与此同时，人材培养与专业学术刊物的出版也是这一时期的特点。美国在大学中开设了航空摄影与像片判读的课程；国际地理学会于1949年设立了航空像片应用专业委员会。1945年，美国创刊的《摄影测量工程》杂志（1975年改为《摄影测量工程与遥感》，现已成为国际著名的遥感专业刊物之一）。这对以后遥感发展成为独立的学科在理论方法上作了充分的准备，奠定了基础。
4.航天遥感阶段（1957-）
1957年10月4日，苏联第一颗人造地球卫星的发射成功，标志着人类从空间观测地球和探索宇宙奥秘进入了新的纪元。1959年9月美国发射的“先驱者”2号探测器拍摄了地球云图，同年10月苏联的月球3号航天器拍摄了月球背面的照片。真正从航天器上对地球进行了长期观测的是从1960年开始，美国发射的TIROS-1和NOAA-1太阳同步气象收星。从此，航天遥感取得了重大进展。航空遥感仍继续发展。主要表现在以下几个方面：
（1）在遥感平台方面，除了航空遥感已成业务运行之外，航天平台也已成系列。有飞出太阳系的“旅行者”1号、2号等的航宇平台；也有以空间轨道卫星为主的航天平台，包括载人空间站、空间实验室、返回式卫星，还有穿梭于空间与地球间的航天飞机（Spaceshuttle）。在空间轨道卫星中有地球同步轨道、太阳同步轨道卫星，也还有一些低轨和变轨卫星；有综合目标的较大型的卫星也有专题目标明确的小卫星群。不同高度、不同用途的卫星构成了对地球和宇宙空间的多度角、多周期的观测。
（2）在传感器方面，探测的波段复盖范围不断延伸，波段的分割愈来愈精细，从单一谱段向多谱段发展；成像光谱技术的出现把感测波段从几百个推向上千个谱段以上，所能探测目标的电磁波特性更全面地反映出物体质性质；成像雷达所获取的信息也向多种频率、多角度、多极化方式、多种分辩率的方向发展；激光测距与遥感成像的结合使得三维实时成像成为可能；各种传感器空间分辩率的提高、特别是米级分辨率航天图像的出现使航天遥感与航空遥感的界线变得不清楚；数字成像技术的发展，打破了传统摄影与扫描成像的界线。此外，多种探测技术的集成，日趋成熟，如雷达、多光谱成像与激光测高、GPS的集成可以实时测图，随着遥感技术的发展，集成度将更高。
（3）遥感信息的处理方面，在摄影成像、胶片记录的年代，光学处理和光电子学影像处理起着主导的作用。随着数字成像技术的发展，推动了计算机图像处理的迅速发展。众多的传感器和日益增长的大量探测数据使得信息处理显得更为重要，光存储器的发展，使“信息爆炸”问题有所缓解；大容量、高速度运行的计算机与功能强大的专业图像处理软件的结合成为主流，PCI、ERDAS、ENVI、ER-MAPPER和IDRISI等商品化软件已为广大的用户所熟识，这些软件本身也在不断完善以适应遥感事业的发展，如许多软件可以读取多种数据格式，有的则设置专门模块处理雷达图像和三维显示、贯穿飞行等功能，并与多种GIS软件和数据库兼容。在信息提取、模式识别等方面不断引入相邻科学的信息处理方法，丰富了遥感图像处理内容，如分形理论、小波变换、人工神经网络等方法逐步融入人的知识，使遥感信息处理更趋智能化；为适应高分辨率遥感图像和雷达图像处理的要求，除了在光谱分类方面改善图像处理方法之外，结构信息的处理和多源遥感数据及遥感与非遥感数据的融合也得到重视和发展。
总之，遥感信息的处理，在全数字化、可视化、智能化和网络化方面有了很大的发展。但是，目前遥感的信息处理还不能满足广大用户的需求，日益丰富的遥感信息（光谱的、空间结构的）还没有充分发掘和处理，有人估计，空间遥感获取的图像数据，经计算机处理的还不足5%。所以，今后遥感信息的处理将是发展遥感事业的关键之一。
（4）遥感应用方面，经过了近30多年的发展，遥感已经广泛地渗透到国民经济的各个领域，对于推动经济建设、社会进步、环境的改善和国防建设方面都起到重大的作用。在外层空间的探测方面，从轨道卫星和宇宙飞船的传感器上所能获取的信息是地球上观测不能取得的。空间遥感对地球观测得到全球变化的信息已被证明是不可替代的，由遥感观测到的全球气候变化、厄尔尼诺现象及其影响、全球沙漠化问题、绿波的推移及海洋冰山的漂流等的动态变化得到新结论已经引起人们广泛的重视；海洋渔业、海上交通、海洋生态等方面的研究，遥感都已成为重要角色。矿产资源、土地资源、森林、草场资源和野生动物资源、水资源的调查和农作物的估产都少不了遥感手段的应用；遥感在解决各种环境变化：如城市化、沙漠化、土地退化、盐渍化、环境污染等问题有其独特的作用。此外，在灾害的监测，如水灾、火灾、震灾、各种气象灾害和农作物病虫害的预测、预报与灾情评估等方面，遥感都发挥了巨大的作用；在各种工程建设中，不同尺度、不同类型的遥感都在不同层次上发挥了作用，如重大的水利工程、港口工程、核电站、路网、机场建设、城市规划与绿化建设等都从遥感图像取得重要的数据。必须指出的是，近十多年来的国际上几次重大的军事行动，都综合地运用了遥感获取的重要信息。
1.5.2 遥感技术发展趋势
随着人类对遥感技术的逐渐认识，观测技术的进步和社会需求的增加，遥感正经历着技术不断完善、能力不断增强、应用领域不断扩大的发展过程。社会需求成为遥感技术发展的动力和目标。在21世纪前叶，人类将进入一个多层、立体、多角度、全方位和全天候对地观测的新时代。