1、第三節(jié)海洋遙感技術(shù)，遙感(Remote Sensing)，從廣義上說(shuō)，是指遠(yuǎn)距離探測(cè)和檢測(cè)物體或事物的技術(shù)。也就是說(shuō)，不直接接觸物體本身，而是通過(guò)遠(yuǎn)處的儀器(傳感器)從目標(biāo)對(duì)象中檢測(cè)和接收電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁波、地震波等信息，通過(guò)信息的傳輸和處理分析，確定物體的特性和分布的技術(shù)。一般來(lái)說(shuō)，遙感是通過(guò)遠(yuǎn)離地面的其他工作平臺(tái)(如塔、氣球、飛機(jī)、火箭、人造衛(wèi)星、宇宙飛船、宇宙飛船、宇宙飛船等)上的傳感器檢測(cè)地球表面電磁(輻射)信息，通過(guò)信息的傳輸、處理、解釋等，檢測(cè)和監(jiān)視地球資源和環(huán)境的綜合技術(shù)。目前，遙感已經(jīng)形成了從地面到空中乃至信息數(shù)據(jù)收集、處理到解釋和應(yīng)用的多層次、多視圖、多領(lǐng)域的觀測(cè)系統(tǒng)，成為獲

2、取地球資源和環(huán)境信息的重要手段。遙感在地理中的應(yīng)用，進(jìn)一步促進(jìn)了地理的研究和發(fā)展，使地理進(jìn)入了新的發(fā)展階段。遙感具有以下主要特征：1 .探測(cè)范圍大、綜合宏觀特征從遙感飛機(jī)或人工地球衛(wèi)星高空獲取的航空照片或衛(wèi)星圖像比地面上的視野觀測(cè)范圍大得多。不受地形地貌阻擋的影響，景觀一目了然，為研究地面上的各種自然、社會(huì)現(xiàn)象及其分布規(guī)律提供了方便的條件。例如，航空照片可以徐璐提供不同比例的地面連續(xù)風(fēng)景照片，并且可以對(duì)圖像進(jìn)行三維觀察。圖像清晰生動(dòng)，信息豐富。顯示地面60多平方公里的場(chǎng)地景觀實(shí)況的比例13500 23cm23cm航空照片。連續(xù)的照片可以鑲嵌成較大區(qū)域的照片，以便查看整個(gè)區(qū)域進(jìn)行分析和研究。衛(wèi)星

3、圖像的檢測(cè)范圍更廣，一幅陸地衛(wèi)星TM圖像反映了3425平方公里(即185km185km)的景觀實(shí)際情況。我國(guó)全境只要有500多張這樣的影像，就可以結(jié)合全國(guó)衛(wèi)星影像。因此遙感技術(shù)為宏觀研究區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地球環(huán)境等各種現(xiàn)象及其相互關(guān)系提供了有利條件。2 .以信息量大、手段多、技術(shù)領(lǐng)先為特征的遙感是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)物，它不僅可以獲取有關(guān)測(cè)繪可見光波段的信息，還可以獲取紫外線、紅外線、微波等波段的信息。不僅可以通過(guò)照片獲取信息，還可以通過(guò)掃描獲取信息。通過(guò)遙感獲取的信息量比通過(guò)傳統(tǒng)方法獲取的信息量要多得多。這無(wú)疑擴(kuò)大了人們的觀察范圍和認(rèn)識(shí)領(lǐng)域，加深了人們對(duì)事物和現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)。例如，微波具有穿透云、冰和草

4、木的能力。紅外線能探測(cè)表面溫度的變化。因此，遙感使地球監(jiān)測(cè)和地物觀測(cè)成為多方位和全天候的可能。3 .遙感具有快速信息獲取、短更新周期、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)功能，一般瞬間成像能夠在同一瞬間獲得大面積景觀的實(shí)況；徐璐比較、分析和研究其他數(shù)據(jù)和照片，為調(diào)查地形動(dòng)態(tài)變化(布局3)的環(huán)境監(jiān)測(cè)和分析地形的進(jìn)化規(guī)律提供了基礎(chǔ)。例如，陸地衛(wèi)星4/5可以每16天拍攝一次世界陸地表面，氣象衛(wèi)星甚至每天復(fù)蓋地球一次。因此，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)生病蟲害、洪水、污染、火山、地震等自然災(zāi)害的前兆，并為災(zāi)害預(yù)測(cè)和災(zāi)害歐豪活動(dòng)提供可靠的科學(xué)依據(jù)和資料。此外，遙感應(yīng)用廣泛，具有高效的特性。遙感已經(jīng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)礦產(chǎn)、水文、氣象、地理

5、、測(cè)繪、海洋研究、軍事偵察和環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域，在各個(gè)領(lǐng)域的深入應(yīng)用正在擴(kuò)大。遙感結(jié)果獲得的快速性及其效果與現(xiàn)有方法相比渡邊杏。遙感以強(qiáng)大的生命力呈現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。第二，遙感的分類根據(jù)分類標(biāo)志有多種。其他：地面遙感(或近距離遙感)、航空遙感、宇宙遙感、電磁波探測(cè)的工作波段：可見光遙感、紅外遙感、微波遙感等；可以根據(jù)遙感用途分為環(huán)境遙感、農(nóng)業(yè)遙感、林業(yè)遙感、地質(zhì)遙感、海洋遙感等。圖像(或成像方法)是通過(guò)將檢測(cè)到的強(qiáng)弱的其他特征電磁波發(fā)射(反射或發(fā)射)轉(zhuǎn)換為不同色調(diào)(黑白)而構(gòu)成直觀圖像的遙感數(shù)據(jù)形式，例如航空照片、衛(wèi)星圖像等。非美化方法(或非未成像方法)是將檢測(cè)到的電磁輻射(反射或發(fā)射)轉(zhuǎn)換為相

6、應(yīng)的模擬信號(hào)(例如電壓或電流信號(hào))或數(shù)字輸出，或構(gòu)成磁帶上的非美化方法的遙感數(shù)據(jù)。陸地衛(wèi)星CCT數(shù)字磁帶等。主動(dòng)遙感或被動(dòng)遙感是指，根據(jù)記錄信息的性能，傳感器具有發(fā)射信號(hào)(電磁波)的輻射源，運(yùn)行時(shí)發(fā)射到目標(biāo)物體，并接收到目標(biāo)物體反射或散射的電磁波，從而進(jìn)行檢測(cè)。手動(dòng)遙感是利用直接傳感器從自然輻射源(如太陽(yáng))的電磁輻射或自發(fā)射的電磁輻射中檢測(cè)出來(lái)的。根據(jù)傳感器的工作方式，光拍攝也稱為根據(jù)即將檢測(cè)到的物體的電磁波不同色調(diào)直接記錄在感光材料上的一般拍攝。掃描將檢測(cè)到的視場(chǎng)(或圖片)分割成按區(qū)域等順序排列的像素單位，傳感器以每個(gè)像素為單位記錄電磁輻射強(qiáng)度，以圖像形式顯示、轉(zhuǎn)換、傳輸、處理或轉(zhuǎn)換到屏幕或

7、膠片上，或使其成為掃描數(shù)字產(chǎn)品。盡管遙感分類有多種，但根據(jù)分類標(biāo)記，可以理解多種遙感分類系統(tǒng)。熱門傳感器：航空相機(jī)(鳥瞰相機(jī))、全景相機(jī)、多光譜相機(jī)、多光譜掃描儀、MSS (Multi Spectral Scanner)、主題地圖制作者(Thematic Mapper，TM)、半光束光導(dǎo)攝像管第三，遙感過(guò)程和技術(shù)系統(tǒng)遙感過(guò)程代表了遙感信息的收集、傳輸、處理、解釋和應(yīng)用的全過(guò)程。這包括遙感信息源(或圖)的物理特性、分布和動(dòng)作狀態(tài)。環(huán)境背景和電磁波譜特性；大氣干擾和大氣窗口；傳感器分辨率、性能和信噪比；圖像處理和識(shí)別；人們的視覺生理學(xué)、心理學(xué)、專業(yè)素質(zhì)等。因此，遙感過(guò)程不僅包括遙感本身的技術(shù)過(guò)程、

8、地形和現(xiàn)象的自然發(fā)展過(guò)程，還包括人們的認(rèn)識(shí)過(guò)程。這些復(fù)雜的過(guò)程現(xiàn)在主要通過(guò)地形譜測(cè)試和研究、數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析、模式識(shí)別、模擬測(cè)試方法、地球科學(xué)分析等來(lái)完成。在遙感過(guò)程中實(shí)施的技術(shù)保證依賴于遙感技術(shù)系統(tǒng)。遙感技術(shù)系統(tǒng)是從地面到空中的空間。從信息收集、存儲(chǔ)、傳輸處理到解釋解釋、應(yīng)用的完整技術(shù)系統(tǒng)。主要由以下四個(gè)部分組成：(a)遙感測(cè)試主要是對(duì)地形電磁輻射特性(光譜特性)和信息收集、傳輸和處理分析等技術(shù)手段的實(shí)驗(yàn)研究。遙感測(cè)試是整個(gè)遙感技術(shù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，在遙感探測(cè)之前，必須提供圖的光譜特性，以便選擇傳感器的類型和操作帶。遙感檢查和處理需要進(jìn)行遙感測(cè)試，以提供各種校準(zhǔn)所需的信息和數(shù)據(jù)。遙感測(cè)試還可以為解釋應(yīng)

9、用提供依據(jù)。遙感實(shí)驗(yàn)在整個(gè)遙感過(guò)程中起著重要作用。(b)遙感信息收集遙感信息收集是遙感技術(shù)系統(tǒng)的中心任務(wù)。遙感工作平臺(tái)和傳感器是保證遙感信息獲取的物質(zhì)保證。遙感(工作)平臺(tái)是指裝有傳感器(如飛機(jī)、人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船等)進(jìn)行遙感探測(cè)的運(yùn)載工具。根據(jù)飛行高度，可分為近距離工作平臺(tái)、航空和航空航天平臺(tái)。這三個(gè)平臺(tái)各有特點(diǎn)和用途，可以根據(jù)需要單獨(dú)使用或一起激活，構(gòu)成多層次立體觀測(cè)系統(tǒng)。傳感器是收集和記錄地物電磁輻射(反射或發(fā)射)能量信息的設(shè)備，例如航空相機(jī)、多光譜掃描儀等。在信息收集的關(guān)鍵組件遙感平臺(tái)上安裝傳感器，然后沿著規(guī)定的飛行路徑飛行或啟動(dòng)，以獲取所需的遙感信息。(c)遙感信息處理遙感信息處

10、理是通過(guò)多種技術(shù)手段對(duì)從遙感探測(cè)中獲取的信息進(jìn)行多種處理。例如，為了消除檢測(cè)中的各種干擾和影響，使該信息更準(zhǔn)確、更可靠，進(jìn)行各種校正(輻射校正、幾何校正等)處理，為了便于識(shí)別和讀取而獲取的遙感圖像，進(jìn)行信息提取，進(jìn)行各種信息提取的增強(qiáng)處理，以確保應(yīng)用遙感信息時(shí)的質(zhì)量和準(zhǔn)確性，充分利用遙感信息的應(yīng)用前景，必須進(jìn)行遙感信息處理。(4)遙感信息應(yīng)用遙感信息應(yīng)用是遙感的最終目的。遙感應(yīng)用應(yīng)根據(jù)專業(yè)目標(biāo)的需要，選擇適當(dāng)?shù)倪b感信息及其工作方法，實(shí)現(xiàn)更好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。遙感技術(shù)系統(tǒng)是完全的統(tǒng)一體。它是在空間技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和生物學(xué)、地質(zhì)學(xué)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)上建設(shè)，完成遙感過(guò)程的有力技術(shù)保證。

11、海洋聲遙感技術(shù)是探測(cè)海洋的非常有效的手段。利用聲遙感技術(shù)，可以探測(cè)海底地形，進(jìn)行海洋動(dòng)態(tài)現(xiàn)象的觀測(cè)，進(jìn)行海底地層剖面探測(cè)，并提供有關(guān)潛水、避碰、海底輪廓跟蹤的信息。海洋遙感技術(shù)是海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要手段。人造衛(wèi)星遙感技術(shù)的飛速進(jìn)步為人類提供了從空間觀測(cè)大范圍海洋現(xiàn)象的可能性。目前，美國(guó)、日本、俄羅斯等國(guó)家發(fā)射了10多個(gè)專用海洋衛(wèi)星，為海洋遙感技術(shù)提供了堅(jiān)實(shí)的支持平臺(tái)。世界海洋衛(wèi)星包括三類：海洋搜索衛(wèi)星、海洋地形衛(wèi)星海洋環(huán)境衛(wèi)星。海洋搜索衛(wèi)星通過(guò)衛(wèi)星搭載的遙感設(shè)備，探索海洋搜索要素，為海洋生物資源開發(fā)利用、海洋污染監(jiān)測(cè)和控制、沿海資源開發(fā)和海洋科學(xué)研究等提供科學(xué)依據(jù)和基礎(chǔ)資料。代表性的海洋搜索衛(wèi)星

12、是1997年年八月一日在NASA成功發(fā)射的專用海洋搜索衛(wèi)星“海星”，1986年搜索遙感器停止運(yùn)行，中斷了10年的全球海洋搜索遙感數(shù)據(jù)繼續(xù)持續(xù)，這是獲得更優(yōu)質(zhì)的海洋搜索數(shù)據(jù)的信號(hào)。美國(guó)計(jì)劃從發(fā)射“海星”衛(wèi)星開始，連續(xù)積累20年定時(shí)全球海洋搜索遙感數(shù)據(jù)。到目前為止，世界上已經(jīng)發(fā)射的具有海洋搜索遙感功能的主要衛(wèi)星有10多個(gè)。海洋地形衛(wèi)星主要通過(guò)衛(wèi)星搭載的雷達(dá)高度計(jì)探測(cè)海洋地形，在地球物理學(xué)、海洋大尺度動(dòng)力過(guò)程等學(xué)科研究的科學(xué)價(jià)值和海洋災(zāi)害預(yù)測(cè)以及海底油氣資源勘探和開發(fā)方面具有明顯的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。最具代表性的是美國(guó)的“大地衛(wèi)星”系列和“托佩克斯/海信”系列衛(wèi)星。美國(guó)自1978年發(fā)射世界上第一顆海洋衛(wèi)星以來(lái)

13、，先后在前蘇聯(lián)、日本、法國(guó)、加拿大、印度等地發(fā)射了一系列海洋衛(wèi)星。多種海洋遙感衛(wèi)星，如光學(xué)遙感器、主動(dòng)微波遙感器和被動(dòng)微波遙感器，為海面溫度、海面風(fēng)場(chǎng)、有效波高度、流場(chǎng)、海面地形、海冰等各種海洋要素提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)改善海洋條件的數(shù)值預(yù)測(cè)模型和提高中、長(zhǎng)期海上狀態(tài)預(yù)測(cè)精度具有重要作用。北京時(shí)間今天上午9點(diǎn)50分，“長(zhǎng)征4號(hào)b號(hào)”運(yùn)載火箭在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功地將我國(guó)第一顆海洋探測(cè)衛(wèi)星“海上1號(hào)”和氣象衛(wèi)星“風(fēng)云1號(hào)d號(hào)”送入太空。海洋1號(hào)探測(cè)衛(wèi)星的發(fā)射成功，結(jié)束了我國(guó)沒有海洋衛(wèi)星的歷史，意味著我國(guó)在海洋衛(wèi)星遙感應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)入了世界先進(jìn)行列。風(fēng)云一號(hào)d氣象衛(wèi)星是我國(guó)自行開發(fā)的第一代太陽(yáng)同步軌道事業(yè)應(yīng)

14、用氣象衛(wèi)星，主要任務(wù)是獲取地球大氣、云、陸地、海洋數(shù)據(jù)，提供天氣預(yù)報(bào)、氣候預(yù)測(cè)、自然災(zāi)害和生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)服務(wù)。2002年5月15日，此次發(fā)射是長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭的第67次飛行，也是第13次“一線雙星”發(fā)射成功。我們的發(fā)射體自1996年10月以后連續(xù)25次發(fā)射成功。專家指出，發(fā)射“風(fēng)云一號(hào)d”和“海洋一號(hào)”衛(wèi)星，將基本建立我國(guó)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的衛(wèi)星大地觀測(cè)體系，對(duì)加快我國(guó)氣象現(xiàn)代化、提高災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)水平、加強(qiáng)海洋資源監(jiān)測(cè)、調(diào)查和開發(fā)能力、促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展等具有重要意義。遙感是指不通過(guò)特定的傳感器設(shè)備直接接觸研究對(duì)象而獲取其特性信息(通常是電磁波的反射輻射和發(fā)射的輻射)，并提取、處理、表示和應(yīng)用該信息的科

15、學(xué)和技術(shù)。遙感技術(shù)包括傳感器技術(shù)、信息傳輸技術(shù)、信息處理、提取和應(yīng)用技術(shù)、目標(biāo)信息特征的分析和測(cè)量技術(shù)、常用遙感數(shù)據(jù)是美國(guó)陸地衛(wèi)星(Landsat)TM和MSS遙感數(shù)據(jù)、法國(guó)SPOT衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)、加拿大Radarsat雷達(dá)遙感數(shù)據(jù)。遙感技術(shù)系統(tǒng)包括空間信息收集系統(tǒng)(包括遙感平臺(tái)和傳感器)、地面接收和預(yù)處理系統(tǒng)(包括輻射校正和幾何校正)、地面事實(shí)調(diào)查系統(tǒng)(例如采集環(huán)境和氣象數(shù)據(jù))、信息分析應(yīng)用系統(tǒng)。遙感應(yīng)用：陸地水資源調(diào)查、土地資源調(diào)查、植被資源調(diào)查、地質(zhì)調(diào)查、城市遙感調(diào)查、海洋資源調(diào)查、測(cè)繪、考古調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測(cè)和計(jì)劃管理。當(dāng)前的主要遠(yuǎn)程檢測(cè)應(yīng)用程序包括PCI、ERMapper和ERDAS。應(yīng)用

16、空間遙感技術(shù)觀察和研究海洋，形成了新的海洋領(lǐng)域分支衛(wèi)星海洋學(xué)。未來(lái)10年，主要在世界各地使用和開發(fā)的海洋遙感衛(wèi)星包括海洋搜索遙感衛(wèi)星、海洋微波遙感衛(wèi)星，以及使用波段適合各種研究、觀測(cè)的可見光、紅外、微波的序列化海洋衛(wèi)星。根據(jù)海洋遙感技術(shù)的現(xiàn)狀和未來(lái)10年海洋衛(wèi)星遙感計(jì)劃，世界海洋遙感技術(shù)將有以下發(fā)展趨勢(shì)：1 .環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用導(dǎo)向；產(chǎn)業(yè)參與和商業(yè)化趨勢(shì)；高精度分析和定量趨勢(shì)；高頻長(zhǎng)序列監(jiān)測(cè)和業(yè)務(wù)趨勢(shì)；5.多平臺(tái)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)同化和關(guān)鍵技術(shù)合成趨勢(shì)。對(duì)我國(guó)海上信息的要求可分為四個(gè)層次：一級(jí)是對(duì)我國(guó)面積約37萬(wàn)平方公里的海岸(包括大陸領(lǐng)海和島嶼領(lǐng)海)的海上信息；用于滿足改善區(qū)域人類生活環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的信息要求。第二個(gè)層次是我們地區(qū)約300萬(wàn)平方公里的海洋信息，包括大陸架和專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)，用于滿足與開發(fā)海洋資源和防止海洋災(zāi)害相關(guān)的信息需求。第三個(gè)層次是對(duì)周邊海域(主要包括西太平洋)的海洋信息需求。重點(diǎn)討論周邊海域的海洋動(dòng)力及海洋氣象條件及其對(duì)海洋動(dòng)力、氣象和生態(tài)系統(tǒng)的影響。第四個(gè)層次是對(duì)世界規(guī)模海洋信息的要求。致力于大規(guī)模海洋現(xiàn)象，支持我國(guó)在全球環(huán)境問題上的發(fā)言權(quán)。在這四個(gè)級(jí)別的信息要求中，海洋遙感數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)源中占有相對(duì)重要的位置。伴隨著國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)，