第六节 中国遥感事业的发展

1.6.1 发展  
我国虽然在二十世纪30年代个别城市进行过航空摄影,但系统的航空摄影是从二十世纪50年代开始,主要用于地形图的制作、更新,并在铁路、地质、林业等领域的调查研究、勘测、制图等方面起到了重要的作用。
 二十世纪70年代以来,我国的遥感事业有了长足的进步。航空摄影测绘已进入了业务化运行,全国范围内的地形图更新普遍采用航空摄影测量,并在此基础上开展了不同目标的航空专题遥感试验与应用研究,特别是利用航空平台进行各种新型传感器试验和系统集成试验研究,取得了成效。我国成功地研制了机载地物光谱仪、多光谱扫描仪、红外扫描相机、成像光谱仪、真实孔径和合成孔径侧视雷达、微波辐射计、激光高度计等传感器,为跟踪世界先进水平、推动传感器的国产化作出了重要的贡献。其中,成像光谱仪、超光谱仪和微波传感器得到普遍重视。在研制新型传感器的同时,还注意到把其中几种传感器组合为集成探测系统,如把航空摄影扫描、或成像光谱仪或合成孔径侧视雷达与激光高度计、GPS集成,可以同时获可见、近红外或雷达影像、空间定位及高程数据等三维信息。又如把合成孔径侧视雷达与GPS集成,用于水灾灾情实时动态监测,在抗洪救灾中发挥了很大的作用。
我国自1970年4月24日发射了东方红一号人造卫星以后,相继发射了数十颗不同类型的人造地球卫星。太阳同步的风云一号(FY-1A 1B)和地球同步轨道的风云二号(FY-2)的发射及返回式遥感卫星的发射与回收,使我国开展宇宙探测、通讯、科学实验、气象观测等有了自己的信息来源,1999年10月14日中国——巴西地球资源遥感卫星CBERS-1的成发射,使我国拥有了自己资源卫星。随着我遥感事业的进一步发展,我国的地球观测卫星及不同用途多种卫星也将形成对地观测的系列。进入世界先进水平的行列。2002年五月十五日中国太原卫星发射中心“一箭双星”,成功将第一颗海洋卫星“海洋一号”和第六颗气象卫星“风云一号D”同时送入太空。本次发射的两颗卫星均由中国自行研制的“长征四号乙”运载火箭发射升空。点火起飞后十分钟左右,太原卫星发射中心负责人宣布,“风云一号D”卫星和“海洋一号”卫星先后顺利进入预定轨道,发射取得圆满成功。
“海洋一号”卫星是中国第一颗用于海洋水色探测的试验型业务卫星,卫星质量为三百六十八公斤,卫星轨道为太阳同步近圆轨道,以可见光、红外探测水色、水温为主,设计寿命两年。发射这颗卫星旨在通过观测海水光学特征、叶绿素浓度、海表温度、悬浮泥沙含量、可溶有机物和海洋污染物质,并兼顾观测海水、浅海地形、海流特征、海面上大气气溶胶等要素,掌握海洋初级生产力分布、海洋渔业及养殖业资源状况和环境质量,了解重点河口港湾的悬浮泥沙分布规律,为海洋生物资源合理开发利用、沿岸海洋工程、河口港湾治理、海洋环境监测、环境保护、执法管理等提供科学依据和基础数据。
“风云一号D”卫星由上海航天技术研究院为主研制,是一颗太阳同步轨道业务应用气象卫星,卫星质量为九百五十公斤,设计寿命两年,由国家卫星气象中心负责使用,主要用于天气预报、气候预测、自然灾害和生态环境监测等。“风云一号”是中国第一代极轨气象卫星,A星、B星、C星已分别于一九八八年九月、一九九0年九月和一九九九年五月发射。C星目前仍在太空运行,状态良好,已连续工作了三年。与C星相比,D星在技术状态上作了部分改进,提高了卫星的可靠性和稳定性。另外,目前中国还有两颗地球同步轨道气象卫星“风云二号”在天上运行,成为世界上第三个有两种气象卫星同时运行的国家。
1986年我国建成了遥感卫星地面站,逐步形成了具有接收美国的Landsat、法国的SPOT、加拿大的RADARSAT和中国-巴西的CBERS等7颗遥感卫星数据的能力。数十个分布于全国各地的气象卫星接收站,可以接收地球同步(静止轨道)和太阳同步(极轨)气象卫星。这些都标志着我国强大的接收和处理卫星遥感数据的能力。
在遥感图像信息处理方面,已开始从普遍采用国际上先进的商品化软件向国产化转移。ERDAS、INTERGRAPH、ER-MAPPER、ENVI、PCI等软件已被我国的有关研究部门、公司及生产单位所采用,IDRISI已经汉化并为许多教学单位采用。九十年代后期,在科技部、信息产业部的创导下,国产图像处理软件已从研制走向商品化,推出了较为成熟的软件进入市场,如PHOTO MAPPER等,并已占据了一定的市场份额。与此同时,对图像处理的新方法也进行了广泛的探索,这种探索分三方面:1)新算法的完善和发展,如分形几何学、人工神经元网络、小波变换等已进行了一些探索,遥感图像的分类不仅注重光谱特征,而且也从多分辨率的空间特征上进行分类和信息提取;2)结合不同的应用内容发展了各种专题信息提取方法并加入人的知识,有许多已在实际应用中取得了好效果;3)随着新传感器的出现,我国也研制了专用图像处理软件,如SAR图像处理的专用软件等。
在遥感的应用方面,中国自二十世纪70年代中后期开始广泛的应用,取得了巨大的成就。通过“六·五” 到“九·五”的攻关,完成了一批具有世界先进水平的应用成果,并且具有中国自己的特色。其主要成果表现在以下几方面:
1)在遥感各应用领域进行了广泛的探索和应用试验研究。如云南腾冲遥感综合试验研究、长春净月潭试验研究、山西太原盆地农业遥感试验研究、东海渔业遥感试验研究、长江下游地物光谱试验研究等等,这些试验研究都紧密地结合遥感的技术发展和应用,为大规模的多领域的应用打下基础并起到了示范作用。
2)遥感广泛地渗透到各地区和各专业部门,遥感应用研究覆盖领域广,类型多,有专题性,也有综合性。其中有农业生产条件遥感、作物估产、国土资源调查、土地利用与土地覆盖、水土保持、森林资源、矿产资源、草场资源、渔业资源、环境评价和监测、城市动态变化监测、水灾、火灾监测、森林和作物病虫害监测、气象监测、港口、铁路、水库电站工程勘测与建设等等遥感研究,涉及各专业部门,地区上覆盖全国各地。从而大大地扩展了遥感的领域,地区上从地广人稀的地区到人口密集、开发程度高的城市。因而对遥感应用提出不同要求,推动了我国遥感应用的全面发展。
3)完成了一批全国范围和省、市、自治区范围的大型应用项目。如全国国土面积量算和土地资源调查、“三北”防护林遥感综合调查研究、山西省农业遥感、内蒙古自治区草场资源遥感、黄土高原水土流失与土壤侵蚀遥感、长江三峡工程遥感、洞庭湖、鄱阳湖综合遥感研究等等全国性和省区的大型综合遥感,其规模、综合程度及专业应用深度具有国际先进水平,并为国家和有关政府部门和地方政府的决策提供科学依据。在广泛应用的基础上,国家将逐步形成全国性的资源环境动态服务系统、自然灾害监测与评估系统、海洋环境立体监测等应用系统,在这些系统中以及“数字地球”系统中,遥感作为信息的采集手段成为重要的组成部分,直接为国家的决策服务。
4)遥感应用研究取得良好的经济效益和社会效益。据有的地区土地利用遥感调查表明,航空遥感与常规地面调查相比,时间仅为1/8,资金投入为1/3,而人力仅1/16;如应用航空遥感制作1/10万土地利用图,资金为常规的1/10,时间为1/24,而人力仅为1/36。我国在长江流域水灾的监测中,使用了航空侧视雷达全天时、全天候成象,通过微波站或通讯卫星实时传输至国家防洪指挥中心,及时地提供洪水的淹没范围情况,从而获得了准确的灾情数据,为抗洪救灾决策和灾情评估作出了重要的贡献。同样,在大兴安岭森林火灾的火情发现、监测和灾情评估中,遥感都发挥了重要的作用。而遥感在天气预报、尤其是灾害性的天气预报,如热带强风暴、台风、霜冻、干旱等的预报中,都对国民经济、人民生活产生巨大的影响。
在遥感的研究机构方面,国务院的许多部都设立了遥感机构;在科学技术部设立了国家遥感中心,对遥感学科的前沿和重大项目进行规划管理;中国科学院所属许多研究所的主攻方向都与遥感有关;军事部门也有相应的单位从事军事遥感的研究;中国科协所属十多个全国性的学会设有遥感分会或专业委员会,大部分专业委员会还定期联合召开学术讨论交流会,对于促进我国遥感水平的提高和加强国际学术交流起到积极的作用。许多省市自治区还设立了区域性的遥感研究中心,各地方遥感研究组织还联合成立了全国地方遥感应用协会进行探讨与交流,各行业和地方组建的遥感应用机构达数百个,遍布全国各地,有关遥感科技人员以万计,组成了庞大的遥感科技队伍。
中国遥感研究的许多成果已写成专著和专门图集出版发行,如陈述彭院士主编遥感大辞典、遥感词汇、遥感地学分析、腾冲试验区航空遥感图集、陆地卫星影像中国地学分析图集等对我国遥感应用的发展起到了示范的作用,此外,陆地卫星太原幅农业自然条件解译图集、内蒙古草场资源遥感系列图、资源遥感纲要等的出版,在国内外也产生了重大的影响。许多学会主办的学术刊物还刊登有大量的遥感文章,《遥感学报》、《遥感信息》、《国土资源遥感》是专门的遥感刊物。
我国的遥感教育和专业人才的培养,取得了很大的成绩。在二十世纪七十年代开办了许多专业培训班和研讨班,对于迅速地推广遥感应用起到了很大的作用。140余所高等学校开设了遥感课程,大学遥感人才培养已经形成了本科、硕士、博士的专业系列,每一年有数十名遥感专业博士、数百名硕士毕业充实遥感科技队伍。
总之,中国遥感事业的发展,经历了二十世纪70年代至80年代中期的起步阶段、80年代后期至90年代前期的试验应用阶段,至90年代后期进入实用化和产业化阶段,在遥感理论、遥感平台、传感器的研制、系统集成、应用研究、学术交流、人才培养等方面都取得了瞩目的成就,为全球遥感事业的发展和国家的经济建设、国防建设作出了应有的贡献。 今后,中国遥感的发展还必须加强投入,加强基础研究和新型传感器的研究,继续加强与相邻学科的相互渗透,共同推进“数字地球”的发展,不断创新,实现遥感事业的跨越,为人类的可持续发展,为社会进步和提高人类的生活质量服务。

1.6.2 遥感发展的趋势与展望 

(1)多分辨率多遥感平台并存,空间分辨率、时间分辨率及光谱分辨率普遍提高; 
(2)新型传感器不断出现,微波遥感、高光谱遥感迅速发展; 
(3)遥感综合应用不断深化; 
(4) 商业遥感时代的到来,各国研制遥感卫星,向商用化转移,私营企业参与或独立进行研制、发射、运行,提供服务,鼓励高分辨率卫星计划,1-5m,私营公司所有,如IKONOS,QUICKBIRD,ORBVIEW,EROS(以)等。

1.6.3 遥感研究需解决的问题 
(1)海量数据:有效存储、管理、使用? 
(2)数据融合与压缩、识别 
(3)定量遥感、新型数据处理 
(4)国际合作 
(5)高分辨率影像问题