(a) 원격 탐사 개발 개요
원격 감지의 발전은 두 단계로 나눌 수 있다: 첫 번째 단계는 항공 원격 감지이다. 제 1 차 세계대전 중에 비행기의 망원경과 카메라가 정찰에 사용되었다. 제 2 차 세계대전 이후 항공 원격 감지가 끊임없이 발전하여 지금은 군사 정찰과 천연자원 조사의 중요한 수단이 되었다. 두 번째 단계는 우주 원격 감지입니다. 1957 년 구소련은 최초의 인공위성을 발사하여 외계에서 지구를 탐험하는 선례를 열었다. 1960 년대 미국 항공우주국은 우운 등 기상위성과 아폴로 등 유인 우주선을 발사해 카메라로 첫 지구위성 사진을 촬영했다. 오랜 준비 끝에, 특히 각종 그림의 스펙트럼 특성과 원격 감지 이미지의 데이터 처리, 분석 및 해석 기술을 연구한 후 미국은 7 월 23 일 첫 번째 지구자원위성 (ERTS), 1972 를 발사한 뒤 두 번째 지구자원위성 (LANDSAT) 을 발사했다. 1998, LANDSAT7 발사; 1999 년 9 월, 미국은 상용 IKONOS 위성을 1 미터로 발사하여 미국 민용 원격 감지가 세계보다 훨씬 앞서고 있음을 표시했다. 현재 미국, 러시아, 프랑스, 캐나다, 일본, 영국, 인도, 중등국은 이미 세계에서 원격 감지 기술을 응용하는 비교적 성숙한 국가가 되었다.
(2) 원격 감지 기술 및 특성
1. 원격 감지 기술의 내용
원격 감지는 에너지의 작용으로 목표 반사 복사 → 미디어 전송 → 원격 센서 → 정보 처리 및 적용 과정입니다. 이 프로세스를 구현하는 데 사용되는 다양한 기술적 수단을 총체적으로 원격 감지 기술이라고 하며, 구체적으로 다음을 포함합니다.
(1) 원격 감지 기술은 목표 정보를 감지하고 수집하는 데 사용되는 장치를 전문적으로 만드는 기술입니다.
(2) 정보 전송 기술 (information transmission technology) 은 원격 감지기가 기록한 정보를 정보 처리 센터로 전송하는 방법을 연구하는 기술입니다.
(3) 현장 샘플링 기술은 수집한 목표 정보를 전문적으로 연구하는 특징으로, 현재 정보를 처리할 때 목표를 구분하기 위한 근거를 제공하는 기술입니다.
(4) 정보 처리 기술은 정보 데이터 압축, 전송 및 보정 기술, 이미지 표시 및 기록 기술을 포함한 분석, 해석 및 응용 기술입니다.
(5) 식별, 분석, 해석 기술 및 정보 저장 및 응용 기술.
2. 원격 감지 기술의 전환점
원격 감지 기술의 주체는 공간 원격 감지 기술 (예: 자원 환경 모니터링, 일기 예보 등) 입니다. 미국은 1970 년대 초 지구자원기술위성을 발사했고, 이후 중국은 기상위성을 성공적으로 발사했다. 우주 원격 감지 기술은 다음과 같은 주요 특징을 가지고 있습니다.
(1) 정보량이 많다.
(2) 데이터가 새롭고 동적 변화를 신속하게 반영 할 수 있습니다.
(3) 입수한 정보는 내용이 풍부하다.
(4) 빠른 도면.
(5) 지형 제한 없이 하루 종일 정보를 쉽게 이용할 수 있습니다.
이러한 특징들은 우주와 자연에 대한 인류의 인식에 새로운 도약을 가져왔을 뿐만 아니라, 인간이 자연을 개조하고, 자원을 개발하고 보호하는 능력을 크게 향상시켰다.
우주 원격 감지 기술은 수백만 킬로미터의 높이에서 원격 감지 플랫폼을 통해 다양한 대형, 중형, 소규모의 원격 감지 이미지를 얻을 수 있으며, 이를 현대 원격 감지 기술이라고 할 수 있다.
(c) 원격 감지 개발 핫스팟
1. 센서 개발이 심화되고 있습니다.
(1) 원격 감지의 해상도가 점점 다양해지고 있으며, 원격 감지 기술은 거시적이고 미시적인 방향으로 발전하고 있다. 물체를 정확하게 탐지하거나 대규모 연구 목적의 요구를 충족시키기 위해 90 년대 말과 20 세기 초에 발사된 대부분의 위성 센서 (2 1) 는 해상도를 정보 획득의 중요한 지표로 삼고 있다. 캐나다가1995165438+10 월에 발사한 레이더 위성의 공간 해상도는 각각10m, 28m, 35m, 50 이다 이스라엘에서 발사된 EROS-A 와 EROS-B 의 지면 해상도는 각각 2m 과 1m 이고 스캔 폭은 각각 1 1km 과 30km 입니다.
현재 위성의 기본 기술 조건이 변하지 않을 경우 스캔 범위를 좁히고 위성 높이를 낮춰 해상도를 높일 수 있다는 것이 보편적으로 받아들여지고 있다. 미국의 LANDSAT5 를 참고로 프랑스 SPOT 과 이스라엘 EROS-A, EROS-B 위성의 스캔 범위가 좁아져 해상도가 높아졌다. 현재 각종 원격 감지 탐지기의 해상도는 이미 킬로미터, 100 미터 급에서 미터, 데시미터 급으로 발전하여 지구와 그 공간을 관측하는 영상 피라미드를 형성하여 각종 자연 지리 환경을 연구하기 위한 풍부한 정보원을 제공하고 원격 감지 및 관련 학과의 지속적인 발전을 촉진하였다.
(2) 센서 벨트가 더 섬세합니다. 센서의 밴드는 센서의 성능을 측정하는 중요한 매개변수입니다. 다양한 연구 목적에 따라 많은 센서가 전용 밴드를 설치하여 밴드 분할이 더욱 정확해졌습니다.
RADARSAT 위성에는 총 25 가지 빔 (FL ~ F5, S 1 ~ S7, W 1 ~ W3, SNl~SN2, SWl, h/kr) 이 있습니다 미국항공우주국은 1998 년 발사할 예정인 EOS 대지관측시스템 우주정거장에 0.40 ~ 1.04 1 미크론의 64 대역 내 해상도 이미징 분광기, 0.40 ~ 2.50 미크론의 92 밴드를 장착했다. L 밴드 (24 cm), C 밴드 (5.7 cm), X 밴드 (3. 1 cm) 등 다양한 극화 모드의 EOS-SAR 합성 구멍 지름 레이더도 있습니다. 밴드 증가와 세분화는 감지 정확도를 높이고 센서 감지 목적을 높이는 데 매우 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있습니다.
(3) 센서가 점점 전문화되고 있다. 많은 원격 감지 플랫폼은 미리 정의된 연구 대상과 목표에 대해 특수 센서를 휴대한다. 예를 들어 유럽 우주국 (ESA) 이 1995 년 4 월에 발사한 ERS-2 위성에는 합성 구멍 지름 레이더 (SAR) 와 바람 산란기로 구성된 AMl (활성 마이크로웨이브 원격 감지 시스템) 이 장착되어 있습니다. 또한 레이더 고도계, 적외선 스캐너, 글로벌 오존 모니터링 분광계, 마이크로웨이브 탐지기, 정밀 거리 측정기, 레이저 반사기 등의 센서가 장착되어 있어 다단계, 다각도 연구 환경 문제에 대한 부를 제공합니다.
현재 많은 센서는 해수 온도를 전문적으로 연구하는 센서, 지질 탐사를 위해 설계된 센서, 식생 변화를 연구하는 센서와 같은 명확한 용도와 전문적인 특징을 가지고 있습니다. 센서의 전문적인 특성이 강할수록 연구의 정확도가 높을수록 전문 연구가 깊어진다.
2. 응용분야가 더욱 광범위합니다.
1990 년대 말 이후 원격 감지는 초기 발전의 좁은 범위를 훨씬 넘어 여러 방향과 단계로 발전하고 있다.
(1) 자원 및 환경 연구가 매우 활발하다. 토양 과학 연구는 원격 감지에서 가장 널리 사용되는 분야 중 하나이다. 이 때문에 국제사진측정과 원격감지학회 제 7 회 위원회는 재생자원, 지질광산자원, 토지퇴화와 사막화, 재해손실과 환경오염, 인간거주, 육지생태계 모니터링, 빙설, 해양과 해안선모니터링, 글로벌모니터링 등 10 실무팀을 설립해 자원과 환경원격감지를 다양한 정도로 반영했다.
새로운 세기에 생존과 발전은 인류가 직면한 주요 문제가 되었다. 세계 각국은 환경 관리와 재해 감소를 미래 연구의 중점으로 삼고 있으며, 원격 감지 기술은 큰 장점을 가지고 있다. NASAT 의 LANDSAT, 프랑스의 SPOT, 유럽공국의 ERS 는 모두 지구를 대상으로 오존, 식물, 해수 온도, 대기 상태를 연구하는 과학기술자들에게 기초데이터를 제공하고, 인류가 지구를 연구하고, 집을 보호하고, 더 자세한 실험정보와 영상자료를 제공한다.
(2) 우주 원격 감지가 더욱 강화되었습니다. 현재 원격 감지의 발전은 이미' 공대지' 의 범주를 넘어' 지대공' 과' 공대공' 등으로 발전했다. 미국, 러시아, 프랑스가 공동으로 실시한 화성 계획은 우주 원격 탐사 분야의 대표이다. 현재 지구 전체의 대기권, 수권, 암석권을 연구 대상으로 할 뿐만 아니라 탐사 범위를 지구 밖의 공간으로 확대하고 있다.
우주에서 원격 감지가 발전함에 따라 사람들의 인지 수준과 능력은 끊임없이 향상되었으며, 동시에 사람들이 일련의 중요한 학술 문제를 탐구하도록 도왔다. 현재 화성 탐사선이 보내온 이미지와 데이터 분석에서 과학자들은 생명의 기원, 별 형성, 우주 진화 등 중대한 문제를 연구하는 데 도움이 되는 기초 정보를 많이 얻었으며, 대지 구조와 우주 자원 탐구를 더 연구하는 데도 도움이 되었다.
3. 다양한 첨단 기술의 융합.
"3S" 기술 통합은 현재 활발한 분야입니다. 불과 몇 년 만에 디지털 사진 측량시스템 (DPS) 과 전문가 시스템 (ES) 과' 3S' 기술이 조용히 융합돼 이른바' 5S' 기술이 등장했다. 이러한 기술의 융합과 통합은 컴퓨터 과학과 우주 과학 발전의 산물이다. 동시에 원격감지와 관련 학과 (예: 지구과학, 환경과학, 도시과학, 관리과학 등) 의 상호 침투와 융합을 촉진시켰다. ), 그리고 새로운 변두리 학과인 지리정보학을 형성하여 정보학과 정보산업의 중요한 부분이 되었다. 정보과학의 발전은 오히려 거의 세계적인 생산방식과 생활방식의 변화와 과학기술 자체의 발전에 영향을 미치고 있다. 인터넷의 보급은 정보 수집과 즐거움을 더욱 빠르게 하여 컴퓨터가 보조 설계, 보조 가공, 보조 테스트 분석, 관리 등에 침투할 수 있게 한다.
(d) 지리 정보 시스템과 원격 감지의 결합
GIS 와 RS 의 결합으로 RS 는 GIS 의 중요한 정보원이며, GIS 는 원격 감지 데이터의 처리, 분석 및 적용을 위한 강력한 기술 보증입니다. 이 두 가지의 핵심 기술은 그리드 데이터와 벡터 데이터의 인터페이스입니다. 즉, 원격 감지 시스템의 데이터는 일반적으로 그리드 형식이며 해당 정보는 픽셀로 저장됩니다. GIS 데이터는 주로 그래픽 벡터로 점, 선, 면으로 저장됩니다. 그 차이는 이미지 데이터와 제도 데이터가 서로 다른 공간 개념을 사용하여 객관적인 세계에서 동일한 정보를 나타내기 때문입니다.
RS 및 GIS 통합 전략의 경우 Ehlers 등은 첫 번째 단계, 두 가지 소프트웨어 모드가 데이터 교환 형식을 통해 연결되는 세 가지 개발 단계를 제시했습니다. 두 번째 단계에서는 두 소프트웨어 모드가 동일한 사용자 인터페이스를 가지며 동시에 표시됩니다. 세 번째 단계는 복합 처리 기능을 갖춘 소프트웨어 몸체입니다.
㈤ 지구 과학에서의 원격 감지의 실제 적용
최근 몇 년 동안 국내에서 RS 와 GIS 통합에 대한 연구가 많아 초보적인 검토에서 성숙에 이르는 과정을 거쳤다. 그 응용은 주로 두 가지 측면을 포함한다. 하나는 지리 정보 시스템의 정보원으로서 원격 감지 데이터이다. 둘째, GIS 는 RS 에 공간 데이터 관리 및 분석 수단을 제공합니다. 장계현은 국내에서 일찍이 GIS 정보에 지학 지식과 원격감 데이터를 융합하면 원격감 분류의 정확도를 높이고 단일 원격감 영상 해석을 적용하는 폐단을 없앨 수 있다고 제안했다. 하지만 이 두 가지를 결합하면 데이터 변환 문제가 있기 때문에 해당 소프트웨어에 대한 연구도 중요하다. RS 및 GIS 통합 시스템 GRAMS 를 적용하는 과정에서 임소호 등은 이 소프트웨어가 겉으로는 완벽하게 통합될 수 있지만 내부 형식 변환으로는 데이터의 * * * 즐거움과 자유 변환을 실현할 수 없다고 생각합니다. 처음에는 원격 감지가 지리 정보 시스템에 데이터와 정보를 어떻게 제공하는지에 대한 연구가 많았다. 예를 들어 Liu Binyi 는 도시 및 농촌 계획 과정에서 원격 감지를 주요 정보 소스로 사용하여 지역 정보를 수집하고 이를 기반으로 계획 및 설계를 수행합니다. 후베이 오상과 산시 안세의 토지평가에서 발찬은 RS 가 얻은 평가요소 값을 정보원으로 복합적으로 중첩하고 이를 바탕으로 GIS 를 통해 가공하여 동적이고 빠른 토지자원 평가를 실현했다. 구체적으로 RS 와 GIS 의 완벽한 결합과 데이터 형식의 변환으로 진치원은' 결합 원뿔' 의 결합 패턴과 혼합 프리먼 체인 코드 구조를 제시하여 이 문제를 해결했다.
현재 RS 와 GIS 의 통합 응용 기술은 점차 성숙해져 식물 분류, 재해 추정, 이미지 처리 등에 관한 응용 보도가 있다. GIS 의 공간 분석 기능을 적용하여 RS 데이터에 대한 공간 데이터 관리 및 분석을 제공하는 연구에서 DEM 데이터의 공간 분포, GIS 의 기후, 환경 등을 주로 고려합니다. 예를 들어 유계원 등은 동북지역 식물 종합 분류 연구에서 GIS 가 제공하는 지리 데이터와 원격 감지 데이터를 결합할 수 있는 가능성을 검토했다. 그들은 GIS 환경에서 지역 식물 커버리지에 영향을 미치는 세 가지 주요 지표를 특정 지상 그리드 시스템 및 수학적 모델에 따라 수량화하여 디지털 지질 이미지를 생성하려고 시도하고 압축을 최적화한 후 NOAA-AVHRR 데이터와 결합하여 좋은 결과를 얻었습니다. 청장고원 빙하 변화 연구에서 이진 등은 RBV, MSS, TM 원격감 데이터를 정보원으로 활용해 빙하 경계를 추출해 빙하 경계도를 형성했다. GIS 를 도구로 이 빙하군의 변화를 분석해 부카타그 피크 북쪽 빙하의 변화 법칙을 얻었다. GIS 와 RS 를 종합적으로 적용해 가뭄 모니터링과 토지 이용 분류를 하는 기술도 상당히 성숙했다. 황은 RS, GIS, 컴퓨터 그래픽 기술 및 네트워크 기술의 장점을 최대한 활용하여' 장강 삼각주 지역 원격 탐사 위성 동적 의사 결정 컨설팅 시스템' 을 개발하여 RS 와 GIS 를 결합하여 다른 다학과 기술을 종합하는 새로운 방법을 대표한다.