遙感人工智能應(yīng)用技術(shù)是以人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)等新興技術(shù)，促進(jìn)地理信息、城市規(guī)劃等業(yè)務(wù)技術(shù)升級拓展，用產(chǎn)學(xué)研合力推進(jìn)遙感數(shù)據(jù)智能化。

遙感技術(shù)集中了空間、電子、光學(xué)、計算機(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)的一個重要組成部分。

遙感技術(shù)

遙感是從遠(yuǎn)離地面的不同工作平臺上，如高塔、氣球、飛機(jī)、火箭、人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船和航天飛機(jī)等，通過傳感器對地球表面的電磁波輻射信息進(jìn)行探測，然后經(jīng)信息的傳輸、處理和判讀分析，對地球的資源與環(huán)境進(jìn)行探測與監(jiān)測的綜合性技術(shù)。

遙感技術(shù)從遠(yuǎn)距離采用高空鳥瞰的形式進(jìn)行探測，包括多點(diǎn)位、多譜段、多時段和多高度的遙感影像以及多次增強(qiáng)的遙感信息，能提供綜合系統(tǒng)性、瞬時或同步性的連續(xù)區(qū)域性同步信息，在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用具有很大優(yōu)越性。

遙感技術(shù)是60年代在航空攝影和判讀的基礎(chǔ)上隨航天技術(shù)和電子計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而逐漸形成的綜合性感測技術(shù)。

遙感技術(shù)的發(fā)展史

遙感作為一種空間探測技術(shù)，至今已經(jīng)經(jīng)歷了地面遙感、航空遙感和航天遙感三個階段。

廣義的講，遙感技術(shù)是從19世紀(jì)初期（1839年）出現(xiàn)攝影開始的。19世紀(jì)中葉（1858年），就有人使用氣球從空中對地面進(jìn)行攝影。1903年飛機(jī)問世以后，便開始了可稱為航空遙感的第一次試驗，從空中對地面進(jìn)行攝影，并將航空圖像應(yīng)用于地形和地圖制圖等方面。可以說這揭開了當(dāng)今遙感技術(shù)的序幕。

隨著無線電電子技術(shù)、光學(xué)技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)中期，遙感技術(shù)有了快速的發(fā)展。遙感器從第一代的航空攝影機(jī)，第二代的多光譜攝影機(jī)、掃描儀，很快發(fā)展到第三代固體掃描儀（CCD）。未來遙感技術(shù)還有十分廣闊的發(fā)展前景，并將得到進(jìn)一步的發(fā)展。

遙感技術(shù)的分類

為了便于專業(yè)人員研究和應(yīng)用遙感技術(shù)，人們從不同的角度對遙感作如下分類：

1、按搭載傳感器的遙感平臺分類：

（1）地面遙感，即把傳感器設(shè)置在地面平臺上，如車載、船載、手提、固定或活動高架平臺等；

（2）航空遙感，即把傳感器設(shè)置在航空器上，如氣球、航模、飛機(jī)及其它航空器等;

（3）航天遙感，即把傳感器設(shè)置在航天器上，如人造衛(wèi)星、宇宙飛船、空間實驗室等。

2、按遙感探測的工作方式分類：

（1）主動式遙感，即由傳感器主動地向被探測的目標(biāo)物發(fā)射一定波長的電磁波，然后接受并記錄從目標(biāo)物反射回來的電磁波;?

（2）被動式遙感，即傳感器不向被探測的目標(biāo)物發(fā)射電磁波，而是直接接受并記錄目標(biāo)物反射太陽輻射或目標(biāo)物自身發(fā)射的電磁波。

3、按遙感探測的工作波段分類：

（1）紫外遙感，其探測波段在0.3～0.38um之間; 可見光，其探測波段在0.38～0.76um之間;

（2）紅外遙感，其探測波段在0.76～14um之間;

（3）微波遙感，其探測波段在1mm～1m之間;

（4）多光譜遙感，其探測波段在可見光與紅外波段范圍之內(nèi)。

4、按應(yīng)用領(lǐng)域或專題分類：

環(huán)境遙感、大氣遙感、資源遙感、海洋遙感、地質(zhì)遙感、農(nóng)業(yè)遙感、林業(yè)遙感等。

遙感技術(shù)體系

遙感技術(shù)體系是實現(xiàn)對目標(biāo)識別的理論、方法、設(shè)備和技術(shù)的總稱。它包括空間信息獲取系統(tǒng)、遙感數(shù)據(jù)傳輸與接收系統(tǒng)、遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和遙感信息提取與分析應(yīng)用系統(tǒng)。它能夠?qū)崿F(xiàn)對全球范圍的多層次、多視角、多領(lǐng)域的立體探測，是獲取地球資源信息的現(xiàn)代高科技的重要手段。

1、空間信息獲取系統(tǒng)

地球表面地物目標(biāo)空間信息獲取主要由遙感平臺和遙感器等協(xié)同完成。

（1）遙感平臺，即運(yùn)載工具，包括各種飛機(jī)、衛(wèi)星、火箭、高空氣球、高塔、機(jī)動高架車、載人宇宙飛船等；

（2）遙感器是遠(yuǎn)距離感測地物環(huán)境輻射或反射電磁波的儀器。根據(jù)信息的獲取方式遙感可分為主動遙感和被動遙感。

2、遙感數(shù)據(jù)傳輸與接收系統(tǒng)

數(shù)據(jù)傳輸與接收系統(tǒng)是指衛(wèi)星地面接收站、用于數(shù)據(jù)中繼的通訊衛(wèi)星等遙感接收到地物目標(biāo)電磁波信息，記錄在膠片或數(shù)字磁帶上。從遙感衛(wèi)星向地面接收站傳輸?shù)目臻g數(shù)據(jù)中，除了衛(wèi)星獲取的圖像數(shù)據(jù)以外，還包括衛(wèi)星軌道參數(shù)、遙感器等輔助數(shù)據(jù)。

3、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

遙感數(shù)據(jù)處理是在計算機(jī)系統(tǒng)支持下，依賴于一定的圖像處理設(shè)備對地面接收到的遙感圖像信息進(jìn)行加工以獲取反映地物性質(zhì)和狀態(tài)的信息的各種技術(shù)方法的統(tǒng)稱。它包括圖像校正、圖像變換、圖像增強(qiáng)、圖像解譯四部分。

遙感圖像處理的核心是幾何糾正。遙感圖像經(jīng)過深加工會得到4D產(chǎn)品和城市三維圖，為生產(chǎn)實踐提供信息服務(wù)。圖像解譯是遙感信息應(yīng)用的基礎(chǔ)，包括目視判讀和計算機(jī)解譯。

4、遙感信息提取與分析應(yīng)用系統(tǒng)

以某種應(yīng)用為目的，對遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析、判讀、制圖的一系列設(shè)備、技術(shù)和方法。

遙感信息提取是從遙感圖像等遙感信息中有針對性地提取感興趣的專題信息，以便在具體領(lǐng)域應(yīng)用或輔助用戶決策。

遙感信息分析指通過一定的方法或模型對遙感信息進(jìn)行研究，判定目標(biāo)物的性質(zhì)和特征或深入認(rèn)識目標(biāo)物的屬性和環(huán)境之間的內(nèi)在關(guān)系。

5、精度評價

圖像解譯之后要對解譯圖的完整性、可靠性、及時性、明顯性等四個指標(biāo)進(jìn)行精度評價。

中國衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

經(jīng)過三十多年來的發(fā)展，衛(wèi)星遙感技術(shù)的范疇從當(dāng)初的單一遙感技術(shù)發(fā)展到今天包括遙感（RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)，全球定位系統(tǒng)(GPS)等技術(shù)在內(nèi)的空間信息技術(shù)，逐漸深入到國民經(jīng)濟(jì)、社會生活與國家安全的各個方面，其發(fā)展與應(yīng)用水平業(yè)已成為綜合國力評價的重要標(biāo)志之一。

隨著國家和地區(qū)空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的建立和完善，分布式數(shù)據(jù)庫的發(fā)展與成熟，以及高性能計算、聯(lián)網(wǎng)處理能力的提高，美國和西方七國集團(tuán)已把空間信息技術(shù)列為從工業(yè)化向信息化過渡，實現(xiàn)全球信息社會(Global Information Society，GIS)的一個重要高新技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)。

我國經(jīng)過“八五”，“九五”的攻關(guān)研究，RS、GIS和GPS的綜合配套發(fā)展能力開始形成，為3S走向?qū)嵱玫於嘶A(chǔ)。在應(yīng)用方面， 3S技術(shù)已在國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，尤其在重大自然災(zāi)害監(jiān)測與評估和資源調(diào)查等方面， 提供了大量科學(xué)的宏觀輔助決策信息，產(chǎn)生了巨大的社會效益。

在技術(shù)應(yīng)用逐步由國家行為向產(chǎn)業(yè)行業(yè)的轉(zhuǎn)化過程中，有力地推動了國土、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等部門對這些新技術(shù)的認(rèn)同和采用，成為主管部門執(zhí)法或制定產(chǎn)業(yè)政策、規(guī)范及行業(yè)技術(shù)改造的重要依據(jù)之一。

自70年代以來，我國高度重視遙感技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用，?在遙感技術(shù)系統(tǒng)，遙感應(yīng)用系統(tǒng)、GIS等方面均取得突出進(jìn)展。

建立了國家級資源環(huán)境宏觀信息服務(wù)體系

該服務(wù)體系包括以中國1：25萬土地利用數(shù)據(jù)為核心的國家資源環(huán)境空間數(shù)據(jù)庫，二個部級服務(wù)系統(tǒng)，三個省級示范系統(tǒng)及五個縣級服務(wù)系統(tǒng)，珠江三角洲地區(qū)“4D”(數(shù)字高程模型DEM，數(shù)字正射影像庫 DOQ，數(shù)字專題地圖庫DRG和數(shù)字專題信息DTI)技術(shù)系統(tǒng)以及全國資源環(huán)境信息技術(shù)系統(tǒng)。

以1：10萬土地利用數(shù)據(jù)為核心的國家資源環(huán)境數(shù)據(jù)庫包括30多種主要資源環(huán)境要素，且具有統(tǒng)計的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、參數(shù)、數(shù)據(jù)格式與數(shù)據(jù)精度。兩個部級服務(wù)系統(tǒng)是面向農(nóng)業(yè)部和國家林業(yè)局開發(fā)的。其中農(nóng)業(yè)部以上述本底數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，針對華北地區(qū)有關(guān)缺少耕地的農(nóng)情進(jìn)行分析，直接支持了農(nóng)業(yè)部的決策工作。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。?

該服務(wù)體系自建立起來就得到了廣泛的應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計，國家資源環(huán)境數(shù)據(jù)庫用戶數(shù)現(xiàn)已達(dá)到 200余個，用戶涉及包括國家計委、農(nóng)業(yè)部，水利部。國家環(huán)保總局、國家林業(yè)局、國家統(tǒng)計局、國家航天局以及總參等多個政府部門。推廣應(yīng)用的省份包括江西、安徽、福建、湖北。湖南、江西、貴州，山東，內(nèi)蒙、新疆等。特別是水利部在數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，在九個月的時間內(nèi)，完成了全國1：10萬比例尺的土壤侵蝕遙感調(diào)查工作，成果得到了水利部領(lǐng)導(dǎo)的一致好評。國家環(huán)?？偩?jǐn)M在數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，建設(shè)國家生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。此外，數(shù)據(jù)庫直接支持了對1998年特大洪澇災(zāi)害的監(jiān)測工作。國家有關(guān)部門已要求全面移植本底數(shù)據(jù)庫的主要數(shù)據(jù)類型，作為國家領(lǐng)導(dǎo)人的決策參考數(shù)據(jù)。

建立了災(zāi)害遙感監(jiān)測評估業(yè)務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)

該系統(tǒng)由三部分組成：災(zāi)害宏觀動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、機(jī)載SAR數(shù)據(jù)實時傳輸系統(tǒng)、洪澇災(zāi)害測評估系統(tǒng)。

洪澇、干旱。林火和雪災(zāi)的宏觀動態(tài)監(jiān)測與評估系統(tǒng)，已具備針對中國范圍內(nèi)發(fā)生的洪澇、干旱、林火和雪災(zāi)等多種自然災(zāi)害的宏觀動態(tài)監(jiān)測和成災(zāi)區(qū)的區(qū)域覆蓋評估的能力；系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)通信同其它子系統(tǒng)實現(xiàn)產(chǎn)品傳送和數(shù)據(jù)共享，并以VSAT和INTERNET網(wǎng)絡(luò)通信方式向應(yīng)用部門提供防災(zāi)減災(zāi)信息服務(wù)。

機(jī)載SAR數(shù)據(jù)實時傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)了3米SAR圖像的實時網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳輸、地面接收和處理；它可以針對3米SAR圖像進(jìn)行7種功能的實時處理。迄今為止，該業(yè)務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)已經(jīng)在對中國發(fā)生的洪澇、干旱、林火和雪災(zāi)等各種重大自然災(zāi)害的監(jiān)測評估中發(fā)揮了重要作用，及時并準(zhǔn)確地向國務(wù)院辦公廳及國家防汛抗旱總指揮部提供了有關(guān)災(zāi)害發(fā)生情況的大量數(shù)據(jù)。對突發(fā)性水災(zāi)，實現(xiàn) 2天之內(nèi)提供受淹范圍及各類受淹土地面積等信息，一周之內(nèi)提供包括受災(zāi)人口，受淹房屋等信息的詳細(xì)評估報告。全國旱情監(jiān)測實現(xiàn)每 10天上報一次旱情數(shù)據(jù)。在1998年長江特大洪水期間，中國主要遙感單位利用6顆衛(wèi)星和3套航空遙感系統(tǒng)，對災(zāi)區(qū)進(jìn)行5-7次覆蓋，取得100多幅災(zāi)情圖像，為災(zāi)情監(jiān)測評估和災(zāi)后重建提供了科學(xué)數(shù)據(jù)。

該系統(tǒng)已經(jīng)被納入國家防汛指揮系統(tǒng)。

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，堅持流動發(fā)展，加強(qiáng)科技攻關(guān)，落實產(chǎn)業(yè)發(fā)展”的方針，我國通過科研攻關(guān)項目支持和軟件測評，鼓勵開發(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，帶動了一批新興高新技術(shù)企業(yè)，實現(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。?

在行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域不斷發(fā)展的同時，國產(chǎn)軟件也在許多國家重要的政治?？萍蓟顒又型宫F(xiàn)自己，并產(chǎn)生了重要的社會效益。例如，利用國產(chǎn)軟件制作的香港、澳門兩座城市的電子地圖、在解放軍進(jìn)駐兩地的過程中發(fā)揮了重要作用，受到軍方的一致好評；《神舟》號發(fā)射過程中，國產(chǎn)軟件成為航天飛行的一個固定控制軟件被成功地用于飛行器態(tài)勢的控制；?

“九五”期間，在科技部的大力推動下，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)必將迎來又一個高速發(fā)展的階段。

國家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

開展地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的必要條件是建設(shè)國家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施。中國有關(guān)部門已建立了10個基礎(chǔ)地理信息數(shù)字化生產(chǎn)基地，開展了信息共享與標(biāo)準(zhǔn)化研究，實現(xiàn)了地理信息產(chǎn)品的規(guī)?；a(chǎn)。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。七大江河流域重點(diǎn)防范區(qū)1：1萬和1：5萬基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)集。在科技部的支持下，以推動空間信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展為目標(biāo)的國家級空間信息共享和服務(wù)平臺”中國空間信息網(wǎng)”于1999年開始建設(shè)，現(xiàn)已具雛形。

發(fā)展遙感前沿技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)

針對目前高光譜遙感、雷達(dá)遙感，大數(shù)據(jù)量遙感圖像并行處理，多種數(shù)據(jù)融合和快速更新等遙感的前沿技術(shù)，緊密結(jié)合遙感的具體應(yīng)用，發(fā)展了高光譜農(nóng)作物精細(xì)分類模型，形成了水稻信息提取和分類的雷達(dá)遙感成套技術(shù)，研制了微機(jī)大數(shù)據(jù)量遙感圖像并行處理技術(shù)及系統(tǒng)，發(fā)展了遙感與地理系統(tǒng)融合處理技術(shù)以及地理空間數(shù)據(jù)的快速生成和更新技術(shù)。形成了一套獨(dú)具特色的技術(shù)系統(tǒng)，并在國際合作中得到了應(yīng)用和檢驗。

建立了海洋環(huán)境立體監(jiān)測體系

作為一個海洋大國，我國天然海域達(dá)485萬平方公里，海岸線長達(dá) 18000公里。海洋及海岸帶擁有豐富的資源，有12個省(市、自治區(qū))處于沿海地帶，全國50％的大城市，40％的中小城市也在這個地帶，國民經(jīng)濟(jì)總值的60％來自沿海地區(qū)。因此，建立海洋環(huán)境立體監(jiān)測體系是我國一項戰(zhàn)略目標(biāo)。在“九五”國家高技術(shù)發(fā)展計劃(863計劃)支持下建立的海洋環(huán)境立體監(jiān)測體系主要包括：近海環(huán)境自動監(jiān)測技術(shù)、高頻地波雷達(dá)海洋環(huán)境監(jiān)測技術(shù)。海洋環(huán)境遙感監(jiān)測應(yīng)用技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)以及示范試驗等。

遙感技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，光譜信息成像化，雷達(dá)成像多極化，光學(xué)探測多向化，地學(xué)分析智能化，環(huán)境研究動態(tài)化以及資源研究定量化，大大提高了遙感技術(shù)的實時性和運(yùn)行性，使其向多尺度、多頻率、全天候、高精度和高效快速的目標(biāo)發(fā)展。

1、遙感影像獲取技術(shù)越來越先進(jìn)?：

（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。

（2）雷達(dá)遙感具有全天候全天時獲取影像以及穿透地物的能力，在對地觀測領(lǐng)域有很大優(yōu)勢。

（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。

（4）由航天、航空和地面觀測臺站網(wǎng)絡(luò)等組成以地球為研究對象的綜合對地觀測數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)，具有提供定位、定性和定量以及全天候、全時域和全空間的數(shù)據(jù)能力，

2、遙感信息處理方法和模型越來越科學(xué) ：

多平臺、多層面、多傳感器、多時相、多光譜、多角度以及多空間分辨率的融合與復(fù)合應(yīng)用，是目前遙感技術(shù)的重要發(fā)展方向。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。

衛(wèi)星遙感技術(shù)的迅速發(fā)展，把人類帶入了立體化、多層次、多角度、全方位和全天候地對地觀測的新時代。遙感衛(wèi)星經(jīng)過幾十年的發(fā)展和應(yīng)用，尤其是近幾年的突飛猛進(jìn)，已經(jīng)為其未來朝著商業(yè)化方向邁進(jìn)奠定了堅強(qiáng)穩(wěn)固基礎(chǔ)?？傊b感技術(shù)在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，隨著科學(xué)的進(jìn)步，遙感技術(shù)會越來越先進(jìn)，其所發(fā)揮的作用也會越來越大。

編輯：黃飛

?