【正文】 高光譜遙感器的光譜分辨 率已達(dá)數(shù)納米，空間分辨率僅幾米，對(duì)應(yīng)圖象任一像元反演的地物光譜，可與地面實(shí)測(cè)值 相比擬，這將便于實(shí)驗(yàn)室地物光譜分析模型直接應(yīng)用到高光譜遙感的處理和分析研究，以 及利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行地物的光譜分類和匹配識(shí)別研究。亞像元分析法是 針對(duì)混合像元的特點(diǎn)，利用地物波譜組合等研究成果，對(duì)遙感數(shù)據(jù)每一個(gè)像元進(jìn)行波譜分 離，從而計(jì)算出每個(gè)像元中含有某類地物的含量，達(dá)到解決混合像元問題的目的，空域分 辨增強(qiáng)法是為了增強(qiáng)小于或接近一個(gè)像元的地物。在波譜庫的 支持下進(jìn)行波譜角分類。 MNF 分析的第一步是以噪聲成分的協(xié)方差矩陣為基礎(chǔ)， 對(duì)圖像數(shù)據(jù)作去相關(guān)和重定標(biāo)處理，這樣使得噪聲成分具有單一方差，且沒有帶到帶的相 關(guān)性；第二步對(duì)經(jīng)上述處理后的新數(shù)據(jù)作一次標(biāo)準(zhǔn)的主成分分析。利用 ENVI 提供的高光譜分析工具，用 戶可以分析圖像中任意點(diǎn)的波譜曲線，用戶可以計(jì)算出圖像中純度最高的像元，通過與已 知波譜庫的比較確定未知波譜的組分。 由于高光譜數(shù)據(jù)能以足夠的光譜分辨率區(qū)分出那些具有診斷性光譜特征的地表物質(zhì)，而 這是傳統(tǒng)寬波段遙感數(shù)據(jù)所不能達(dá)到的，由此可見，高光譜數(shù)據(jù)在遙感地物定量分析上具 有極大的應(yīng)用前景。適普公司利用全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系 統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在日本得到了大量的數(shù)據(jù)生產(chǎn)任務(wù)，在全國建立了幾個(gè)數(shù)據(jù)生產(chǎn)基地，形 成了攝影測(cè)量生產(chǎn)的 工程化和產(chǎn)業(yè)化。在國內(nèi)外的站點(diǎn)上已有了成功的應(yīng)用，如 MapQuest(h 網(wǎng)絡(luò)化的 GIS、 RS 產(chǎn)品的另外一類應(yīng)用為基于 Intra 的企業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)管理，如幫助企業(yè)進(jìn) 行設(shè)備管理、線路管理以及安全 監(jiān)控管理等等。在以往的終端和主機(jī)的體系結(jié)構(gòu)中 ，所有系統(tǒng)都是瘦客戶機(jī)系統(tǒng)。 降低系統(tǒng)成本 傳統(tǒng) GIS、 RS 在每個(gè)客戶端都要配備昂貴的專業(yè) GIS、 RS 軟件，而用戶使用 的經(jīng)常只是一些最基本的功能，這實(shí)際上造成了極大的浪費(fèi)。 動(dòng)態(tài)化： 由于小衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，使得衛(wèi)星造價(jià)很低，因此衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃得以順利實(shí)施。 鑒于遙感信息的定量化處理，可以在現(xiàn)有遙感數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，獲取質(zhì)量更高、位置更精確 的信息，從而擴(kuò)大遙感信息的應(yīng)用深度和廣度，實(shí)現(xiàn)遙感應(yīng)用的工程化、實(shí)用化、功能化 。其中， 遙感器定 標(biāo)、大氣訂正和目標(biāo)信息的定量反演是遙感信息定量化的三個(gè)主要研究方面。 HIRIS 數(shù)據(jù)將用于識(shí)別表面物質(zhì)、測(cè)量小目標(biāo)物的二向性反射分布函數(shù)（ BRDF）及執(zhí)行小空 間范圍的生態(tài)學(xué)過程的詳細(xì)研究。 HIRIS 將有 30m 的空間分辨率，獲取 ~ 波長范圍的 10nm 寬的 192 個(gè)連續(xù)光譜波段。 另一方面，低空間高時(shí)相頻率的 AVHRR（氣象衛(wèi)星 NOAA 系統(tǒng)系列，星下點(diǎn)分辨率為 1km）以 及其他各種航空航天多光譜傳感器亦相繼 投入運(yùn)行，形成現(xiàn)代遙感技術(shù)高速發(fā)展的盛期。 1972 年美國發(fā)射了第一顆地球資源技術(shù)衛(wèi)星（ ERTS1） (后更名 為陸地衛(wèi)星 1 號(hào)（ Landsat1） ,標(biāo)志著地球遙感新時(shí)代的開始 )。 21 世紀(jì)的中國攝影測(cè)量 與遙感事業(yè)任務(wù)艱巨，前程似錦，大有作為！ 五： 標(biāo) 題 : 遙感技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)分析 遙感技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)分析 ——實(shí)現(xiàn)遙感地物定量化識(shí)別的高級(jí)工具 ENVI 李靜 （適普軟件有限公司，北京， 100044） 摘要：本文闡述了遙感技術(shù)在近些年以至今后應(yīng)用發(fā)展的新趨勢(shì)，闡述了遙感地物定量 化的意義和內(nèi)涵，介紹了實(shí)現(xiàn)遙感地物定量化分析的高級(jí)工具 ENVI，分析了應(yīng)用遙感影像 處理軟件 ENVI 的高光譜分析工具進(jìn)行地物識(shí)別和遙感地物定量化分析的流程。 加強(qiáng)空間信息的應(yīng)用，提高農(nóng)作物種植面積估算、長勢(shì)監(jiān)測(cè)和產(chǎn)量評(píng)估等方面能力，建立全球農(nóng)作物長勢(shì)監(jiān)測(cè)和估產(chǎn)國家系統(tǒng)，對(duì)全球農(nóng)作物長勢(shì)及產(chǎn)量的及時(shí)監(jiān)測(cè)，為我國糧食貿(mào)易決策和國家糧食安全管理提供重要的參考依據(jù)。制定異構(gòu) GIS 數(shù)據(jù)互操作規(guī)范，研發(fā)符合該規(guī)范的互操作組件，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn) GIS 軟件之間空間數(shù)據(jù)高效互訪與操作，提高國產(chǎn) GIS 軟件群體創(chuàng)新能力 和空間數(shù)據(jù)在線共享服務(wù)能力。 2. 構(gòu)建面向?qū)崟r(shí)服務(wù)的廣義空間信息網(wǎng)格 地上的全球信息網(wǎng)格與天上的智能傳感器網(wǎng)格相集成，形成全球的廣義空間信息網(wǎng)格。地球空間信息的社會(huì)化服務(wù)包括對(duì)國家 資源、環(huán)境、災(zāi)害調(diào)查和各種經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的時(shí)空分布及其變化的實(shí)時(shí)服務(wù)，為數(shù)字城市、數(shù)字港口、數(shù)字倉庫、數(shù)字化物流配送等提供時(shí)空信息服務(wù)。 地球空間信息處理和信息提取的發(fā)展趨勢(shì)是走向定量化、自動(dòng)化和實(shí)時(shí)化。 環(huán)境遙感地理信息系統(tǒng)是其支撐系統(tǒng)，在各種應(yīng)用軟件的輔助下實(shí)現(xiàn)環(huán)境遙感數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理和管理；環(huán)境遙感專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)是其應(yīng)用平臺(tái)，在環(huán)境專業(yè)模型的支持下實(shí)現(xiàn)環(huán)境遙感數(shù)據(jù)的環(huán)境應(yīng)用；環(huán)境遙感決策支持系統(tǒng)是其最上層系統(tǒng)，在環(huán)境預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)和決策模型的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行環(huán)境預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)分析，制定環(huán)境保護(hù)的輔助決策方案；數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是其數(shù)據(jù)輸入和輸出的開放網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)環(huán)境海量數(shù)據(jù)的快速流通。在環(huán)境模擬分析中，遙感與地理信息系統(tǒng)的結(jié)合可實(shí)現(xiàn)環(huán)境分析結(jié)果的可視化。干涉雷達(dá)技術(shù)、被動(dòng)微波合成孔徑成像技術(shù)、三維成像技術(shù)以及植物穿透性寬波段雷達(dá)技術(shù)會(huì)變得越來越重要，成為實(shí)現(xiàn)全天候?qū)Φ赜^測(cè)的主要技術(shù)，大大提高環(huán)境資源的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)能力 （ 3）開發(fā)和完善陸地表面溫度和發(fā)射率的分離技術(shù)，定量估算和監(jiān)測(cè)陸地表面的能量交換和平衡過程，將在全球氣候變化的研究中發(fā)揮更大的作用。利用遙感衛(wèi)星相片還可以編制森林樹種、生長狀況和森林覆蓋圖，使用計(jì)算機(jī)集群分類，精度可高達(dá) 8O％ .一般野生動(dòng)物環(huán)境與森林植被關(guān)系最為密切，通過研究植物的分布與長勢(shì)可大致確定動(dòng)物的活動(dòng)繁殖場(chǎng)所，從而編制森林野生動(dòng)物保護(hù)規(guī)劃。 （ 4）氣候變化美國、歐盟、日本和俄羅斯的地球同步軌道氣象衛(wèi)星組成的靜止氣象衛(wèi)星監(jiān)測(cè)系統(tǒng)晝夜不停地觀測(cè)地球的氣候變化，得到全球范圍內(nèi)的大氣參數(shù)、海洋參數(shù)、地表狀況、輻射收支和臭氧分布等信息，對(duì) 全球變暖、臭氧層空洞以及厄爾尼諾現(xiàn)象的研究非常重要。利用周期性氣象衛(wèi)星圖可監(jiān)測(cè)沙塵運(yùn)動(dòng)，估計(jì)其運(yùn)動(dòng)速度，及時(shí)預(yù)報(bào)沙塵暴。冷水和冰輻射能量少，呈深色調(diào)。濃度大的地方是黃色，往外擴(kuò)散的油膜變薄，呈黃紫混在一起的顏色，再往外擴(kuò)散的油膜就更薄些呈紫色。 形成空間信息服務(wù)與產(chǎn)業(yè) 建立我國自主的空間信息共享與服務(wù)體系，盤活已有空間數(shù)據(jù)資源，開發(fā)新型數(shù)據(jù)增值產(chǎn)品，為空間信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、工農(nóng)業(yè)乃至全社會(huì)提供準(zhǔn)確及時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)化空間信息 ，使空間信息直接轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，帶動(dòng)空間信息技術(shù)領(lǐng)域科技與知識(shí)的積累轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)增長的動(dòng)力。在發(fā)展衛(wèi)星遙感技術(shù)中應(yīng)注意不同類型衛(wèi)星的結(jié)合，其中高性能對(duì)地觀測(cè)微型衛(wèi)星技術(shù)及應(yīng)用研究是在小衛(wèi)星 平臺(tái)上將中等空間分辯率—寬帶場(chǎng) —高重訪周期 —多光譜成像與高空間分辯率光學(xué)成像的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來，既滿足大區(qū)域范圍資源、環(huán)境。飛機(jī)導(dǎo)航按航路飛行階段劃分為：海洋空域航路，內(nèi)陸空域航路、終端區(qū)導(dǎo)引、進(jìn)場(chǎng)／著陸。我國民用汽車保有量約 1500 萬輛，年產(chǎn)約 150 萬輛，其中轎車 1999 年產(chǎn)為 56 萬輛?；€邊長相對(duì)精度 2108，高程為 3108。美國、德國、西班牙在大西洋沿岸建立 16 個(gè) GPS 監(jiān)測(cè)站對(duì)海平面變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)：美國在南阿拉斯加建立 10個(gè) GPS 監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)冰川變化。 通過國家 “九五 ”重大科學(xué)工程項(xiàng)目的支持， “中國地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)工程 ”已于 2020 年建成，在我國建立了 25個(gè)連續(xù)運(yùn)行 GPS 跟蹤站， 54 個(gè)基本站， 1000 個(gè)地震監(jiān)測(cè)點(diǎn)。 地球板塊運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)和地球動(dòng)力學(xué)研究 GPS 在地球動(dòng)力學(xué)研究方面應(yīng)用，主要用于對(duì)全球性板塊運(yùn)動(dòng)、地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)。航海、公路、鐵路導(dǎo)航控制系 統(tǒng)， GPS 接收機(jī)與其它電器結(jié)合的通用設(shè)備如 GPS 照相機(jī)。在 “九五 ”國家高技術(shù)發(fā)展計(jì)劃 (863 計(jì)劃 )支持下建立的海洋環(huán)境立體監(jiān)測(cè)體系主要包括：近海環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)、高頻地波雷達(dá)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)。目前已建成中國 1： 400 萬、1： 100 萬、 1： 25 萬基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)集。 國產(chǎn) GIS 軟件產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用 從引進(jìn)，消化、吸收起步，根據(jù) “引入競爭機(jī)制，堅(jiān)持流動(dòng)發(fā)展， 加強(qiáng)科技攻關(guān)，落實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展 ”的方針，我國通過科研攻關(guān)項(xiàng)目支持和軟件測(cè)評(píng)，鼓勵(lì)開發(fā)了一批具有自主版權(quán)的 GIS 軟件，某些軟件在技術(shù)水平上接近國際先進(jìn)水平，帶動(dòng)了一批新興高新技術(shù)企業(yè)，實(shí)現(xiàn)了科技成果產(chǎn)業(yè)化，促進(jìn)了我國 GIS 在各行各業(yè)的應(yīng)用，并獲得了一定的經(jīng)濟(jì)效益和形成初步的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。 洪澇、干旱。國家環(huán)?？偩?、國家林業(yè)局、國家統(tǒng)計(jì)局、國家航天局以及總參等多個(gè)政府部門。國家林業(yè)局的系統(tǒng)在本底數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上，直接支持了國家生態(tài)環(huán)境的建設(shè)工作。多角度，全方位和全天候?qū)Φ赜^測(cè)的新時(shí)代。 1998 年美國副總統(tǒng)戈?duì)枏膽?zhàn)略高度提出了空間信息技術(shù)綜合應(yīng)用的重大目標(biāo)之 ——“數(shù)字地球 ”的構(gòu)想，將空間信息技術(shù)向全民化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的目標(biāo)推進(jìn)了一步。 中國衛(wèi)星遙感應(yīng)用的發(fā)展 遙感技術(shù)集中了空間、電子、光學(xué)、計(jì)算機(jī)通信和地學(xué) 等學(xué)科的最新成就，是當(dāng)代高新技術(shù)的一個(gè)重要組成部分。該庫將每五年實(shí)現(xiàn)全面更新，東部 主要地區(qū)每年更新。該技術(shù)已成功的應(yīng)用到國家土地利用變化監(jiān)測(cè)。此外，數(shù)據(jù)庫直接支持了對(duì)1998 年特大洪澇災(zāi)害的監(jiān)測(cè)工作。全國旱情監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)每 10 天上報(bào)一次旱情數(shù)據(jù)。 “九五 ”期間，在科技部的大力推動(dòng)下，國外軟件壟斷的局面已經(jīng)不復(fù)存在，中國的地理信息系統(tǒng)軟件產(chǎn)業(yè)已經(jīng)初步形成； “十五 ”期間，中國的地理信息系統(tǒng)軟件產(chǎn)業(yè)必將迎來又一個(gè)高速發(fā)展的階段。 建立了海洋環(huán)境立體監(jiān)測(cè)體系 作為一個(gè)海洋大國，我國天然海域達(dá) 485 萬平方公里，海岸線長達(dá) 18000 公里。我國已于 2020 年 10 月31 日和 12 月 21 日先后發(fā)射了第一顆和第二顆 “北斗導(dǎo)航試驗(yàn)衛(wèi)星 ”，構(gòu)成了我國第一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)即 “北斗導(dǎo)航系統(tǒng) ”。海島聯(lián)測(cè)及石油勘探。 我國積極參與國際大地測(cè)量協(xié)會(huì)組織的國際地球動(dòng)力學(xué)服務(wù)網(wǎng) (International GPS Service for Geodynamics，簡稱IGS 網(wǎng) )的建設(shè)，已有長春、烏魯木齊、拉薩、昆明、西安，武漢，上海、北京等八個(gè)站參加了該網(wǎng)。為監(jiān)測(cè)首都圈地震， 1994 年利用的 GPS 建立了 57 個(gè) GPS 地震監(jiān)測(cè)點(diǎn)，點(diǎn)距 50100km，控制面積 15 萬 km2。我國于 1992 年利用 GPS 在全國建立了由 28 個(gè)點(diǎn)組成的國家 A 級(jí) GPS 控制網(wǎng)，平差后地心坐標(biāo)精度優(yōu)于 0． 1m。 目前國際上汽車導(dǎo)航市場(chǎng)以日本發(fā)展最快。我國沿海共有大小船只 32 萬艘，將有 11 萬艘裝有上述設(shè)備。未來我國衛(wèi)星遙感與定位技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展擬應(yīng)優(yōu)先考慮如下領(lǐng)域。 開發(fā)新一代 GIS 軟件，大力推進(jìn) GIS 產(chǎn)業(yè)化與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造 開發(fā)具有自主版權(quán)的全系列 GIS 軟件商品，包括基礎(chǔ)軟件和應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)軟件，特別是開發(fā)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下大型GIS 軟件和大眾化通用網(wǎng)絡(luò) GIS 商品，替代進(jìn)口，占領(lǐng)國內(nèi)市場(chǎng)，形成和發(fā)展具有我國自主版權(quán)的 GIS 軟件產(chǎn)業(yè)。 一、遙感技術(shù)在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用 （ 1）利用紅外掃描儀監(jiān)視石油污染全球每年排入海洋的石油及其制品高達(dá) 1000 萬噸，利用多光譜航片可對(duì)海面石油污染進(jìn)行半定量分析，將彩色航片同步拍照與近紅外片 做的彩色密度分割圖相比較，更精密地判斷和解譯信息，參照?qǐng)D片畫出不同油膜厚度的大致分級(jí)圖。水中懸浮泥沙的濃度和粒徑增大，水體反射量也會(huì)相應(yīng)增加，反射峰隨之紅移，定量判讀懸浮泥沙濃度的最佳波段是 ～ 微米。臭氧層在 毫米處也有一個(gè)吸收帶，可用頻率為 11083 兆赫茲的地面微波輻射計(jì)來測(cè)定臭氧在大氣中的垂直分布。一般污染較輕的地區(qū)，植被受污染的情況不宜被人察覺，但其光譜反射率卻會(huì)明顯變化，在遙感影像上表現(xiàn)為灰度的差異。從遙感圖像上獲取這些信息，對(duì)優(yōu)化城市結(jié)構(gòu)有很大幫助。 （ 1）隨著高性能新型傳感器研制開發(fā)水平以及環(huán)境資源遙感對(duì)高精度遙感數(shù)據(jù)要求的提高，高空間和高光譜分辨率已是衛(wèi)星遙感影像獲取技術(shù)的總發(fā)展趨勢(shì)。不確定性遙感信息模型和人工智能決策支持系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用也有待進(jìn)一步研究。 ，環(huán)境資源數(shù)據(jù)庫是國家環(huán)境資源信息系統(tǒng)的核心。 隨著航天技術(shù)、通信技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，人們將可以從各種航天、近空間、航空和地面平臺(tái)上，用紫外、可見光、紅外、微波、合成孔徑雷達(dá)、激光雷達(dá)、太赫茲等多種傳感器獲取多種比例尺的目標(biāo)影像，大大提高其空間分辨率、光譜分 辨率和時(shí)間分辨率。 地球空間信息成 果應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)是成果的多樣化和應(yīng)用的大眾化與普適化。 2020～ 2020 年《國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要》指出：發(fā)展基于衛(wèi)星、飛機(jī)和平流層飛艇的高分辨率（分米級(jí)）先進(jìn)對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)，發(fā)射一系列的高分辨率遙感對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星，建成覆蓋可見光、紅外、多光譜、超光譜、微波、激光等觀測(cè)譜段的、高中低軌道結(jié)合的、具有全天時(shí)、全天候、全球觀測(cè)能力的大氣、陸地、海洋先進(jìn)觀測(cè)體系。建立多源遙感資源任務(wù)規(guī)劃平臺(tái)和快速數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)，面向區(qū)域監(jiān)測(cè)監(jiān)視、減災(zāi)防災(zāi)等重大遙感應(yīng)用需求，針對(duì)國內(nèi)不同部門管理的遙感衛(wèi)星，研制協(xié)作式任務(wù)規(guī)劃與資源管理平臺(tái)；研究以多源多