來源：《國土資源遙感》2019年第1期

作者：陳玲, 賈佳, 王海慶

整理：勘測聯(lián)合網(wǎng)，謝絕復(fù)制粘貼，轉(zhuǎn)載請注明出處

摘 要：隨著高分衛(wèi)星的陸續(xù)發(fā)射,高分遙感數(shù)據(jù)在自然資源調(diào)查中的應(yīng)用價(jià)值越顯突出。在介紹高分(高空間分辨率、高時(shí)間分辨率、高光譜分辨率以及高輻射分辨率)遙感數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,綜述了高分遙感數(shù)據(jù)在土地利用調(diào)查、礦產(chǎn)資源開發(fā)與環(huán)境監(jiān)測、基礎(chǔ)地質(zhì)及資源能源調(diào)查、生態(tài)環(huán)境調(diào)查、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測與應(yīng)急調(diào)查等領(lǐng)域的應(yīng)用,并分析了高分遙感數(shù)據(jù)的應(yīng)用發(fā)展趨勢,指出未來多源多尺度高分遙感數(shù)據(jù)協(xié)同應(yīng)用將在自然資源調(diào)查中發(fā)揮越來越重要的作用。

關(guān)鍵詞： 高分遙感數(shù)據(jù) ; 自然資源調(diào)查 ; 應(yīng)用 ; 發(fā)展趨勢

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展,研制、發(fā)射和運(yùn)行高分對地觀測衛(wèi)星的國家和高分衛(wèi)星數(shù)量都日益增多?？梢哉f,人類對地觀測已進(jìn)入高分時(shí)代。

遙感探測器分辨率的提高,使得探測地物的精細(xì)特征成為可能,同時(shí)使得遙感數(shù)據(jù)的應(yīng)用從單純的定性向定量方向發(fā)展。遙感對地物的探測主要包含3方面的內(nèi)容: 地物的幾何特征、物質(zhì)組成及演化特征。對這些特征的精細(xì)探測需要依靠高空間分辨率遙感、高時(shí)間分辨率遙感、高光譜分辨率遙感以及高輻射分辨率遙感(統(tǒng)稱高分遙感)數(shù)據(jù)。

高分遙感數(shù)據(jù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢在自然資源調(diào)查、精細(xì)農(nóng)業(yè)和城市管理等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。在自然資源調(diào)查領(lǐng)域,高分遙感數(shù)據(jù)可大力支撐土地利用調(diào)查、礦產(chǎn)資源開發(fā)與環(huán)境監(jiān)測、基礎(chǔ)地質(zhì)與資源能源調(diào)查、生態(tài)環(huán)境調(diào)查、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測與應(yīng)急調(diào)查等重點(diǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用需求,同時(shí)也儲備了大量基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性資源,推動了空間信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本文在詳細(xì)介紹各類光學(xué)高分遙感數(shù)據(jù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,綜述了高分遙感數(shù)據(jù)在自然資源調(diào)查中的應(yīng)用和發(fā)展趨勢,為在全國范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用高分?jǐn)?shù)據(jù)積累經(jīng)驗(yàn),并可為自然資源戰(zhàn)略決策提供科學(xué)依據(jù)。

1 高分遙感數(shù)據(jù)概況

本文所指的高分?jǐn)?shù)據(jù)包括高空間分辨率、高時(shí)間分辨率、高光譜分辨率以及高輻射分辨率遙感數(shù)據(jù),但由于目前高輻射分辨率數(shù)據(jù)在自然資源調(diào)查中應(yīng)用的報(bào)道較少,大多數(shù)還停留在對數(shù)據(jù)的分析處理等研究層面。因此,本文重點(diǎn)綜述高空間分辨率、高時(shí)間分辨率和高光譜分辨率遙感數(shù)據(jù)在自然資源調(diào)查中的應(yīng)用。

空間分辨率(spatial resolution)是遙感影像單個(gè)像素所能描述的最小地物尺寸,反映的是衛(wèi)星分辨目標(biāo)的能力。一般而言,空間分辨率優(yōu)于1 m的光學(xué)成像衛(wèi)星所獲取的數(shù)據(jù)稱為高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)。衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)空間分辨率的不斷提高,使地物的大小、形狀、空間特征及與其他地物的空間關(guān)系等在遙感圖像上一覽無余,可以和航空攝影相媲美。

時(shí)間分辨率(temporal resolution)是指重復(fù)觀測同一地區(qū)所需要的時(shí)間,是評價(jià)遙感系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)測能力的重要指標(biāo)。依據(jù)觀測對象自然歷史演變和社會生產(chǎn)過程的周期可分為5種類型: ①超短期的,如臺風(fēng)、地震、滑坡等,以分鐘、小時(shí)計(jì); ②短期的,如洪水、旱澇、森林火災(zāi)、作物長勢等,以日計(jì); ③中期的,如土地利用、作物估產(chǎn)等,一般以月或季度計(jì); ④長期的,如自然保護(hù)、海岸變遷、沙化與綠化等,以年計(jì); ⑤超長期的,如新構(gòu)造運(yùn)動、火山噴發(fā)等地質(zhì)現(xiàn)象,可長達(dá)數(shù)10 a以上。在實(shí)際應(yīng)用中,需根據(jù)研究對象采用不同時(shí)間分辨率遙感數(shù)據(jù)。隨著遙感動態(tài)監(jiān)測時(shí)間分辨率的提高,遙感變化監(jiān)測將突破對地物空間特征變化的研究而發(fā)展到對事物或現(xiàn)象演化過程的動態(tài)研究。目前中國發(fā)射的高分四號衛(wèi)星時(shí)間分辨率可達(dá)min級,使獲取目標(biāo)區(qū)域的動態(tài)變化過程數(shù)據(jù)成為可能。

光譜分辨率(spectral resolution)是指傳感器可以檢測到的最小波段間隔,間隔越小,波段越多,光譜分辨率就越高。隨著光譜分辨率的提高,地物的快速和精細(xì)識別越來越依賴高光譜信息,且由傳統(tǒng)的圖像分析轉(zhuǎn)變?yōu)橐蕾嚫吖庾V信息對地物波譜進(jìn)行定量分析和理解。目前高光譜遙感能夠在可見光/近紅外/短波紅外波譜內(nèi)(350~2 500 nm)獲取數(shù)百幅電磁波段非常狹窄的遙感影像,因此高光譜遙感影像能夠提供每個(gè)像元的完整且連續(xù)的光譜曲線,是在二維遙感基礎(chǔ)上增加光譜維的獨(dú)特三維遙感。通過對地物光譜特征的分析,可快速準(zhǔn)確區(qū)分地物種類,并對地表物質(zhì)成分進(jìn)行定量分析,從而識別出更豐富、更精細(xì)的信息。高光譜技術(shù)的最大特點(diǎn)和優(yōu)勢是可以獲得和重建像元光譜,從而依據(jù)光譜特征直接識別地物類型、成分及組成,反演地物物理和化學(xué)參量。目前應(yīng)用效果較好的有澳大利亞HyMap、加拿大CASI等機(jī)載成像光譜儀,其光譜分辨率最高可達(dá)5 nm。

輻射分辨率(radiometric resolution)是指遙感器對光譜信號強(qiáng)弱的敏感程度、區(qū)分辨別能力,是各波段傳感器接收輻射數(shù)據(jù)的動態(tài)范圍,即最暗至最亮灰度值之間的分級數(shù)目——量化比特?cái)?shù),一般用位深表示。按照編碼方式的不同,一般將位深≥10 bit的遙感影像定義為高輻射分辨率影像。高輻射分辨率遙感影像能更精細(xì)地獲得各類地物細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)和光譜信息,增強(qiáng)影像的解譯能力和可靠性,提高遙感分析的準(zhǔn)確度。

1.1 高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)

常用的高空間分辨率、高時(shí)間分辨率和高輻射分辨率遙感數(shù)據(jù)見表1,其中高分二號(GF-2)和WorldView-2是目前應(yīng)用較廣的國內(nèi)外高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)的代表。高分二號是2014年8月19日在太原衛(wèi)星發(fā)射中心由長征四號乙運(yùn)載火箭成功發(fā)射的我國自主研制的首顆空間分辨率優(yōu)于1 m的民用光學(xué)遙感衛(wèi)星,幅寬達(dá)到45 km,在亞米級分辨率國際衛(wèi)星中幅寬達(dá)到國際先進(jìn)水平,具備快速機(jī)動側(cè)擺能力和較高的定位精度。WorldView-2是2009年10月16日由美國數(shù)字地球公司發(fā)射的,可提供0.5 m空間分辨率的全色影像和8波段多光譜影像,在礦產(chǎn)探測、海岸/海洋監(jiān)測等方面擁有廣闊的應(yīng)用前景。目前空間分辨率最高的商業(yè)對地觀測衛(wèi)星是美國數(shù)字地球公司的WorldView-4衛(wèi)星,其全色波段空間分辨率達(dá)到0.3 m。

表1 自然資源調(diào)查中常用高空間、高時(shí)間及高輻射分辨率遙感數(shù)據(jù)及參數(shù)

1.2 高時(shí)間分辨率遙感數(shù)據(jù)

高時(shí)間分辨率傳感器具備大區(qū)域、高頻次的快速監(jiān)測能力。其強(qiáng)實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)使遙感科學(xué)者可以借鑒視頻圖像處理技術(shù),精確提取目標(biāo)變化信息,實(shí)現(xiàn)高頻次遙感時(shí)間序列分析應(yīng)用。由表1可知,在自然資源調(diào)查應(yīng)用中,目前應(yīng)用較多的,且時(shí)間分辨率最高的當(dāng)屬我國發(fā)射的能夠?qū)δ繕?biāo)區(qū)域長期“凝視”的距離地面約3.6萬km的地球同步衛(wèi)星,即高分四號衛(wèi)星。

1.3 高光譜分辨率遙感數(shù)據(jù)

高光譜成像儀分為機(jī)載和星載高光譜儀(表2)。機(jī)載高光譜成像儀是高光譜遙感的起步,第一臺機(jī)載成像儀是20世紀(jì)80年代美國研制的AIS-1,其在礦物填圖、植被生化特征信息提取等方面取得了應(yīng)用。經(jīng)過20世紀(jì)90年代的發(fā)展,在國際上陸續(xù)有機(jī)載高光譜成像光譜儀研制成功并獲得廣泛的應(yīng)用。到20世紀(jì)90年代后期,高光譜遙感在解決了諸如高光譜成像信息的定標(biāo)和定量問題、圖像-光譜變換和光譜信息提取、光譜匹配和光譜識別等一系列基本問題后,逐漸轉(zhuǎn)向于機(jī)載和星載高光譜遙感系統(tǒng)相結(jié)合的階段。目前能夠獲取的民用星載高光譜數(shù)據(jù)不是很多,我國用得較多的有Hyperion,CHRIS、環(huán)境一號A(HJ-1A)及天宮一號數(shù)據(jù)等。需要指出的是我國2018年5月9日發(fā)射的世界首顆對大氣和陸地綜合觀測的全譜段高光譜衛(wèi)星——高分五號,其波段覆蓋可見光—短波紅外,光譜分辨率高達(dá)0.5 nm,可實(shí)現(xiàn)對內(nèi)陸水體、陸表生態(tài)環(huán)境、蝕變礦物和巖礦類別的高質(zhì)量探測。

表2 自然資源調(diào)查中常用高光譜分辨率遙感數(shù)據(jù)參數(shù)

2 高分遙感數(shù)據(jù)在自然資源調(diào)查中的應(yīng)用

高分遙感數(shù)據(jù)在自然資源調(diào)查中的應(yīng)用不勝枚舉,本文主要從土地利用調(diào)查、礦產(chǎn)資源開發(fā)與環(huán)境監(jiān)測、基礎(chǔ)地質(zhì)與資源能源調(diào)查、生態(tài)環(huán)境調(diào)查以及地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測與應(yīng)急調(diào)查5個(gè)方面進(jìn)行闡述。

2.1 土地利用調(diào)查

利用遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行土地利用調(diào)查由來已久,隨著遙感技術(shù)的發(fā)展,高分遙感數(shù)據(jù)在其中扮演著越來越重要的作用,并且已被證明是一種最直接有效的方法。該項(xiàng)工作主要以遙感技術(shù)為依托,將同一空間不同時(shí)相的土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加對比分析,以發(fā)現(xiàn)地球表面變化,從時(shí)間、空間、數(shù)量及質(zhì)量方面分析土地利用動態(tài)變化特征和未來發(fā)展趨勢。利用遙感技術(shù)主要開展土地利用現(xiàn)狀調(diào)查、土地利用更新調(diào)查、土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測和土地質(zhì)量調(diào)查等工作。

目前在土地利用調(diào)查方面,高空間、時(shí)間分辨率遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用較多,高光譜遙感數(shù)據(jù)次之。高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)的利用大大提高了土地動態(tài)監(jiān)測的準(zhǔn)確度和精度; 高時(shí)間分辨率遙感數(shù)據(jù)能夠提高監(jiān)測的時(shí)效性; 高光譜遙感數(shù)據(jù)主要用于對土地質(zhì)量信息的挖掘。

利用高空間分辨率遙感數(shù)據(jù),采用像元間比較變化信息提取法、分類后比較法以及與新技術(shù)的集成法等方法,通過內(nèi)業(yè)判讀、外業(yè)核查獲得土地利用變化信息,同時(shí)綜合運(yùn)用GIS和GPS數(shù)據(jù),進(jìn)行土地動態(tài)監(jiān)測,建設(shè)基于“一張圖”的土地動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),協(xié)同運(yùn)用3S技術(shù)大幅度提高了土地利用動態(tài)監(jiān)測和執(zhí)法監(jiān)察的效率、精度和有效性。隨著土地資源的高效管理對土地生態(tài)環(huán)境提出的更高要求,利用高光譜進(jìn)行土地質(zhì)量調(diào)查應(yīng)運(yùn)而生。這一技術(shù)利用高光譜數(shù)據(jù)精細(xì)的光譜信息挖掘土地質(zhì)量指標(biāo)和相關(guān)信息,開展土地質(zhì)量指標(biāo)(如土壤有機(jī)質(zhì)、含水量等)的定量反演,為進(jìn)行全國土地質(zhì)量調(diào)查提供了數(shù)據(jù)支持。

2.2 礦產(chǎn)資源開發(fā)與環(huán)境監(jiān)測

礦產(chǎn)資源是重要的不可再生的自然資源,是社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。但長期以來,我國礦產(chǎn)資源開發(fā)利用與管理相對粗放,在造成了資源嚴(yán)重的浪費(fèi)的同時(shí),還引發(fā)了一系列生態(tài)環(huán)境問題,制約了資源和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。為快速準(zhǔn)確獲取客觀基礎(chǔ)數(shù)據(jù),自2006年起,我國啟動礦產(chǎn)資源開發(fā)遙感監(jiān)測,維護(hù)礦產(chǎn)資源管理秩序,打擊無證、越界采礦,保護(hù)依法、科學(xué)辦礦,為礦政部門提供技術(shù)支持和決策依據(jù),促進(jìn)自然資源管理向規(guī)范化、現(xiàn)代化和信息化轉(zhuǎn)變。

在礦產(chǎn)資源開發(fā)與礦山環(huán)境監(jiān)測方面高空間、高時(shí)間、高光譜遙感數(shù)據(jù)均被廣泛使用。高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)可以大大提高礦產(chǎn)資源開發(fā)與環(huán)境監(jiān)測的準(zhǔn)確度和精度,高時(shí)間分辨率遙感數(shù)據(jù)主要用于提高監(jiān)測的時(shí)效性,高光譜數(shù)據(jù)主要用于礦山環(huán)境監(jiān)測。

楊金中等指出,采用高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)可以準(zhǔn)確快速地查明我國礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀,從而為礦山地質(zhì)環(huán)境管理和礦山復(fù)綠行動效果評估等提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和技術(shù)支撐。國產(chǎn)高分一號及GeoEye遙感數(shù)據(jù)被用于開展稀土礦山土地荒漠化動態(tài)監(jiān)測,結(jié)果認(rèn)為國產(chǎn)高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)能夠?yàn)殚_展礦山動態(tài)監(jiān)測提供數(shù)據(jù)保障。王燕波等采用QuickBird高分遙感數(shù)據(jù)開展了磷礦區(qū)的礦山監(jiān)測,通過分析礦山開發(fā)的標(biāo)志地物并建立解譯標(biāo)志,對解譯結(jié)果進(jìn)行的野外調(diào)查驗(yàn)證表明,高分辨率遙感影像能快速、準(zhǔn)確地監(jiān)測出礦山開發(fā)的基本情況,對提高礦政部門決策管理效率和礦山管理成本的降低起著重要的作用。

礦山環(huán)境監(jiān)測中,采用高光譜遙感數(shù)據(jù)一方面可以快速地對礦山環(huán)境要素進(jìn)行識別,包括次生礦物識別、重金屬濃度反演、pH值定量估算、污染植被信息提取以及礦山污染邊界劃分等; 另一方面可以進(jìn)行礦山環(huán)境變化的分析,包括礦山開發(fā)不同階段的環(huán)境監(jiān)測、氧化及脫水狀態(tài)過程分析以及礦山整治恢復(fù)的監(jiān)測等,進(jìn)而對礦山環(huán)境污染治理提出合理化建議。

2.3 基礎(chǔ)地質(zhì)與資源能源調(diào)查

基礎(chǔ)地質(zhì)與資源能源調(diào)查是高分遙感數(shù)據(jù)在自然資源調(diào)查領(lǐng)域中的重要應(yīng)用,已取得了大量的成果?；A(chǔ)地質(zhì)及資源能源調(diào)查中主要用到的是高空間分辨率、高光譜分辨率以及高輻射分辨率數(shù)據(jù)。

利用高空間、高輻射分辨率遙感數(shù)據(jù)中能快速有效地判定各類地質(zhì)體界線、空間展布、相互關(guān)系等基礎(chǔ)地質(zhì)特征信息,并從中分析成礦地質(zhì)背景、成礦地質(zhì)條件和成礦地質(zhì)形跡等與成礦作用有關(guān)的成礦/控礦信息。需要說明的是高光譜分辨率和高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)對于礦化蝕變信息提取和礦體識別有著特別重要的作用。

高光譜遙感數(shù)據(jù)在基礎(chǔ)地質(zhì)方面主要用于礦物識別和區(qū)域礦物填圖,并在詳細(xì)分析區(qū)域礦產(chǎn)地質(zhì)背景的基礎(chǔ)上開展找礦預(yù)測工作,該方法已被證實(shí)是行之有效的。其中礦物識別是高光譜地質(zhì)應(yīng)用的基礎(chǔ)和核心,目前可以識別綠泥石、綠簾石、高鋁白云母和低鋁白云母等數(shù)十種礦物信息。另外,基于烴類微滲透原理,高光譜遙感數(shù)據(jù)在油氣勘探中亦取得了較大的進(jìn)展,證實(shí)了高光譜遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用于油氣勘探的可行性和實(shí)用性。目前應(yīng)用較成功的是AVIRIS,HyMap機(jī)載高光譜數(shù)據(jù)和Hyperion星載高光譜數(shù)據(jù)。

2.4 生態(tài)環(huán)境調(diào)查

生態(tài)環(huán)境是人類生存和發(fā)展的基本條件,是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著人類社會的飛速發(fā)展,環(huán)境污染、植被退化和水土流失等生態(tài)問題不斷出現(xiàn),遙感與GIS技術(shù)越來越成為生態(tài)環(huán)境調(diào)查的重要手段。在生態(tài)環(huán)境調(diào)查中用到的高分遙感數(shù)據(jù)主要有高空間、高光譜以及高時(shí)間分辨率遙感數(shù)據(jù)。

利用高分遙感數(shù)據(jù)可開展大型水體環(huán)境、宏觀生態(tài)環(huán)境、重大環(huán)境污染事故、核安全和生物多樣性等生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測業(yè)務(wù)。騰明君等曾研究了三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境變化,其采用的高分?jǐn)?shù)據(jù)主要有2類: ①具有較高時(shí)間分辨率MODIS和SPOT數(shù)據(jù),主要用于庫區(qū)生態(tài)過程連續(xù)觀測,為宏觀生態(tài)結(jié)構(gòu)、過程和連續(xù)監(jiān)測評估提供數(shù)據(jù)支持; ②較高空間分辨率的QuickBird和GeoEye等遙感數(shù)據(jù),主要用于對小流域或縣域尺度開展地物類型的精細(xì)解譯。此外采用高分遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行生態(tài)環(huán)境定量遙感研究,獲取生態(tài)環(huán)境遙感參量(如植被覆蓋度反演、土壤侵蝕評估等),在生態(tài)環(huán)境調(diào)查中也發(fā)揮了重要的作用。

2.5 地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測與應(yīng)急調(diào)查

采用遙感技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測與應(yīng)急調(diào)查可快速查明地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量及分布特征,為災(zāi)害監(jiān)測治理提供依據(jù),為防災(zāi)減災(zāi)快速應(yīng)急響應(yīng)工作提供技術(shù)服務(wù),為災(zāi)后恢復(fù)重建及實(shí)施提出建議。

目前在該項(xiàng)工作中主要用到的是高空間、高時(shí)間及高光譜分辨率遙感數(shù)據(jù)。高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)用于快速查清地質(zhì)災(zāi)害的數(shù)量和空間分布特征; 高時(shí)間分辨率遙感數(shù)據(jù)主要用于災(zāi)前和災(zāi)后變化信息檢測,快速評估災(zāi)害損失,為災(zāi)后救援和重建提供依據(jù); 高光譜遙感數(shù)據(jù)常用來進(jìn)行區(qū)域孕災(zāi)環(huán)境如植被類型、巖性等的識別。2008年汶川特大地震和2010年玉樹大地震的抗震救災(zāi)過程中高分遙感都發(fā)揮了重要的信息源作用。

3 發(fā)展趨勢

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)以及人工智能的飛速發(fā)展,海量遙感數(shù)據(jù)將在自然資源調(diào)查應(yīng)用中大有作為。但機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存,高分遙感數(shù)據(jù)怎樣更全面精準(zhǔn)地服務(wù)于自然資源調(diào)查將面臨更大的挑戰(zhàn)。另外,由于衛(wèi)星遙感技術(shù)宏觀、高效、不受國界限制,高分遙感技術(shù)也能為全球資源、能源、環(huán)境等工作提供信息服務(wù),甚至在外星探索中也具有無法替代的優(yōu)勢。還需要指出的是,高分遙感數(shù)據(jù)之間不是孤立的,需要協(xié)同應(yīng)用,才能促進(jìn)高分遙感的發(fā)展。

3.1 高空間分辨率遙感

隨著我國高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項(xiàng)的部署和實(shí)施,高分遙感技術(shù)將得到有力的持續(xù)推進(jìn),也將進(jìn)一步夯實(shí)高分遙感數(shù)據(jù)在自然資源調(diào)查中的應(yīng)用。但目前高空間分辨率衛(wèi)星譜段的設(shè)置主要為藍(lán)光、綠光、紅光以及近紅外波段,缺少可用于地質(zhì)礦產(chǎn)等調(diào)查的短波紅外波段。因此在提高遙感數(shù)據(jù)空間分辨率的同時(shí),設(shè)計(jì)、發(fā)射和利用適合自然資源調(diào)查的多波段多光譜衛(wèi)星非常重要。

3.2 高時(shí)間分辨率遙感

隨著遙感數(shù)據(jù)時(shí)間分辨率和空間分辨率的同步提升,遙感數(shù)據(jù)時(shí)空融合技術(shù)將大大發(fā)展,序列圖像分析方法也將逐漸成為新的研究熱點(diǎn),為建立特定對象變化自動識別的模型提供基礎(chǔ)資源,促進(jìn)遙感技術(shù)人工智能的發(fā)展。

3.3 高光譜分辨率遙感

目前高光譜數(shù)據(jù)處理及其在自然資源領(lǐng)域的應(yīng)用方法日趨成熟,而數(shù)據(jù)獲取難度和高成本是制約該技術(shù)廣泛應(yīng)用的主要瓶頸。從高光譜遙感技術(shù)的發(fā)展水平和應(yīng)用現(xiàn)狀來看,未來高光譜遙感一方面需要提高空間分辨率至m級水平; 另一方面,在擴(kuò)大遙感傳感器的光譜覆蓋范圍的同時(shí)需要注意提高信噪比。隨著高光譜遙感地質(zhì)應(yīng)用的不斷擴(kuò)展和日益深入,基于高光譜數(shù)據(jù)的礦物精細(xì)識別、地質(zhì)環(huán)境信息反演以及行星地質(zhì)探測方面也將大有潛力。

3.4 高輻射分辨率遙感

目前高輻射分辨率遙感數(shù)據(jù)的應(yīng)用較局限,大多集中在數(shù)據(jù)分析處理等研究層面,以提高影像數(shù)據(jù)信息保真度等目標(biāo)為主。隨著遙感技術(shù)的進(jìn)步及實(shí)際應(yīng)用需求的提升,高輻射分辨率遙感影像和其他高分遙感數(shù)據(jù)協(xié)同應(yīng)用,將在識別目標(biāo)地物細(xì)節(jié)信息、動態(tài)監(jiān)測重要目標(biāo)等方面具有極其重要的應(yīng)用價(jià)值。

4 結(jié)論

高分遙感數(shù)據(jù)包括“四高”,即高空間、高時(shí)間、高光譜及高輻射,在介紹各類高分遙感數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,本文綜述了目前常用的高分遙感數(shù)據(jù)在土地利用調(diào)查、礦產(chǎn)資源開發(fā)與環(huán)境監(jiān)測、基礎(chǔ)地質(zhì)與資源能源調(diào)查、生態(tài)環(huán)境調(diào)查以及地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測與應(yīng)急調(diào)查中的應(yīng)用。

1)隨著遙感數(shù)據(jù)獲取技術(shù)的不斷發(fā)展與提高,高分遙感數(shù)據(jù)在自然資源調(diào)查中將發(fā)揮越來越重要的作用; 另一方面,隨著衛(wèi)星傳感器的發(fā)展,遙感影像分辨率不斷提高,衛(wèi)星定位精度和測量功能也日益提高,可以為遙感提供及時(shí)、有效的數(shù)據(jù)信息。

2)多源多尺度高分遙感信息的復(fù)合協(xié)同應(yīng)用的日益廣泛,3S技術(shù)一體化集成技術(shù)發(fā)展以及人工智能、大數(shù)據(jù)集成分析能力的提高,將加快高分衛(wèi)星遙感技術(shù)在自然資源調(diào)查應(yīng)用中的縱深發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：略

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