遥感对地观测的发展前景

遥感对地观测的发展前景进入21世纪，遥感科学与技术会有什么样的发展呢？可以肯定地说，21世纪将是全球争夺制天权的世纪，各类遥感卫星将于各类卫星导航定位系统，通信卫星，中继卫星等构成太空多姿多彩的群星争艳的局面，从而实现对太阳系和整个宇宙空间的自动观测。就要干对地观测而言，可以归纳出以下的发展趋势。1航空航天遥感传感器数据获取技术趋向三多和三高三多是指多平台，多传感器，多角度，三高则指高空间分辨率，高光谱分辨率和高时相分辨率。从太空和空中观测地球获取影像是20世纪的重大成果之一。在短短的几十年中，遥感数据获取手段取得飞速发展。遥感平台有地球同步轨道卫星、太阳同步卫星、太空飞船、航天飞机、探空火箭、平流层飞艇、高、中、低空飞机，升空气球、无人飞机等。遥感器有框架式光学相机，缝隙、全景相机、光机扫描仪，光电扫描仪，CCD线阵、面阵扫描仪，微波散射计雷达测高仪，激光扫描仪和合成孔径雷达等，他们几乎覆盖了可以透过大气窗口的所有电磁波段。三行CCD阵列可同时得到三个角度的扫描成像，EOSTera卫星的MISR可同时从九个角度对地观测成像。2航空航天遥感对地定位趋向不依赖地面控制确定，解决影像目标在哪儿，这是摄影测量与遥感的主要任务之一。在原先已成功用于生产的全自动化GPS空中三角测量基础上，利用DGPS和INS惯性导航系统的组成，可形成航空/航天影像传感器的位置与姿态自动检测量和稳定装置（POS），从而可实现定点摄影成像和无地面控制的高精度对地直接定位。在航空摄影条件下精度可达到分米级，在卫星遥感条件下，精度可达米级。该技术的推广应用，将改变目前摄影测量和遥感的作业流程，从而实现实时测图和实时数据库更新。若与高精度激光扫描仪集成，可实现实时三维测量，自动生成数字表面模型，并推算数字高程模型。3摄影测量与遥感数据的计算机处理更趋自动化和智能化从摄影数据中自动提取地物目标，解决它的属性和语义是摄影与遥感的另一大任务。在已取得影像匹配成果基础上，影像目标的自动化识别技术主要集中在影像融合技术，基于统计和基于结构的目标识别与分类，处理的对象既包括高分辨率影像，也更加高光谱影像。随着遥感数据量的增大，数据融合和信息融合技术日渐成熟。压缩倍率高、速度快的影像数据压缩方法也已商业化。我国的学者在这方面都取得了不少可喜的成果。4利用多时相影像数据自动发现地表覆盖的变化趋向实时化利用遥感影像，自动进行变化监测关系到我国的经济建设和国防建设过去人工方法投入大，周期长。随着各类空间数据库的建立和大量的影像数据源的出现，实现自动化监测已成为研究的一个热点。自动化检测研究包括利用新旧影像的对比，新影像与旧数字地图的对比来自发现变化的更新数据库。目前的变化检测是先将新影像与旧影像进行配准，然后提取变化目标，这在精度、速度与自动化处理方面都有不足之处。我们提出配准与变化检测同步整体处理。最理想的方法是将三维重建与变化检测一起进行，实现三维变化监测和自动更新。5航空与航天遥感在构建“数字地球”和“数字中国”中正在发挥愈来愈大的作用“数字地球”是在全球信息处理化浪潮推进下形成的。1999年12月在北京成功召开了第一届国际数字地球大会后，我国正积极推进“数字中国”和“数字省市”的建设，2001年国家测绘局完成了构建“数字中国”地理信息空间基础框架的总体战略研究。在已完成1：100万和1：25万全够空间数据库的基础上，2001年全国各省市测绘局开始1：5万空间数据库的建库工作。在这个数据量达11TB的巨型数据库中，摄影测量与遥感将用来建设DOM、DEM和DLG和CP。如果建立全国1m分辨率，其数量之大可想而知。本世纪内可望建成这一分辨率的数字地球。“数字文化遗产”是目前联合国和许多国家关心的一个问题，涉及近景成像、计算机视觉和虚拟现实技术。在近景成像和进京三维测量方面，有室内各种三维激光扫描与成像仪器，还可以直接由视频摄像机的系列图像获取目标场三维重建信息。它们所获取的数据经过计算机自动处理，可以在虚拟现实技术支持下构成文化遗产的三维仿真，而且可以按照时间序列，可将历史文化在时间隧道中再现，对文化遗产保护、复制与研究具有重要意义。6全定量化遥感方向走向实用从遥感科学的本质将讲，通过对地球表层（包括岩石圈、水圈、大气圈和生物圈四大圈层）的遥感，其目的是获得有关地物目标的几何和物理特性，所以需要有全定量化遥感方法进行反演。几何方程是显式表示的数学方程，而物理方程一只是隐式的。目前的遥感解译和目标识别并没有通过物理方程反演，而是采用了基于灰度加上一定知识的统计的、结构的、纹理的影像分析方法。但随着对成像机理、地物波谱反射特征、大气模型、气溶胶的研究深入和数据积累，多角度、多传感器、高光谱及卫星遥感技术的成熟，相信在21世纪顾及几何和物理方程式的全定量化遥感方法将逐步有理论走向应用化，遥感基础理论研究将逐步买伤心的的台阶。只有实现了遥感定量化，才可能真正实现自动化和实时化。7遥感传感器网络与全球信息网络走向集成随着遥感的定量化、自动化和实时化，未来的遥感传感器将集数据获取、数据处理与信息提取于一身，而成为智能传感器。各类智能传感器相互集成将成遥感传感器网络，而且这个网络将与全球信息网络相互集成与融合，在全球信息网络大全局的环境下，充分利用网络计算的资源，实时回答何时何地何种目标发生了何种变化。遥感将不再局限于提供原始数据，而是直接提供信息与服务。