海洋遥感发展概况
“遥感”一词是由美国海军科学研究部的E.L. Pruitt首先提出的。20世纪60年代初,在美国密歇根大学等组织主办的环境科学研讨会上正式采用。此后,“遥感”一词被科技界广泛认识和接受,并被广泛使用。遥感的起源可以追溯到很久以前,它的发展大致可以分为两个时期。
(一)遥感的萌芽及其最初发展时期
如果说人类最早的遥感意识是懂得如何借助于人的眼、耳、鼻等感觉器官感知周围环境的形状、声音、味道等信息,从而识别周围物体的属性和位置分布,那么人类从古至今就一直在试图不断扩大自己的感知能力和范围。古代神话中的“千里眼”和“千里眼”是人类意识的表现和揭示,体现了人们梦寐以求的美好幻想。意大利科学家伽利略在1610年研制的望远镜及其对月球的首次观测,以及1794年的首次气球发射侦察,都可以看作是遥感的最初尝试和实践。1839年第一张达盖尔和尼普斯照片的发表,是遥感成果的首次展示。
随着摄影术的诞生和照相机的使用,以及信鸽、风筝、气球等简单平台的应用,形成了最初的遥感技术体系的雏形。航拍照片的魅力赢得了更多人的认可和好评。1903年飞机的发明和1909年威尔布尔·赖特从飞机上拍摄的第一张航空照片,揭开了航空摄影测量早期发展的序幕——遥感。
在第一次航拍之后,1913年,Tardivo船长发表了一篇论文,首次描述了航拍绘制地图的问题。随着第一次世界大战的爆发,航空摄影因军事需要而迅速发展,并逐渐发展成为一门独立的航空摄影测量学科体系。它的应用进一步扩展到森林、土地利用调查和地质勘探。
随着航空摄影测量的发展及其应用领域的扩大,特别是第二次世界大战爆发的军事需要,以及科学技术的不断进步,彩色摄影、红外摄影、雷达技术和多光谱摄影扫描技术相继问世,传感器得到了迅速发展,遥感探测方法取得了显著进步。从而超越了航空摄影测量只记录可见光谱的局限,延伸到紫外和红外,延伸到微波。与此同时,车辆以及判读和绘图设备也得到相应的改进和发展。随着科学技术的飞速发展,遥感迎来了一个全新的现代遥感发展时期。
(二)现代遥感的发展时期
10月4日,前苏联发射了第一颗人造地球卫星,标志着遥感新时代的开始。1959年,前苏联宇宙飞船“月神3号”拍摄了第一批月球照片。20世纪60年代初,人类首次实现了从太空观测地球的壮举,获得了第一批从太空拍摄的地球卫星图像。这些图像极大地拓宽了人们的视野,引起了广泛的关注。随着新型传感器的成功研制和应用,以及信息传输和处理技术的发展,美国于20世纪70年代初(1972.7.23)发射了地球资源技术卫星“ERTS-1”(即Landsat -1),用于探测地球资源和环境。它为空间遥感的发展和广泛应用开创了新的局面。
截至目前,世界各国已经发射了3000多颗人造地球卫星,其中大部分是军事侦察卫星(约占60%)。气象卫星、地面卫星、海洋卫星、测地卫星、天文观测卫星和通信卫星用于科学研究、地球资源勘探和环境监测。通过不同高度的卫星和不同类型的传感器,可以不断获得地球上的各种信息。现代遥感充分发挥了航空遥感和空间遥感各自的优势,并将二者融为一体,形成了现代遥感技术体系。它为进一步认识和研究地球,合理开发地球资源和环境提供了强有力的现代手段。
现代遥感技术的发展引起了全世界的关注。遥感应用的领域和深度不断扩大和延伸,取得了丰硕的成果和显著的经济效益。国际学术交流日益频繁,遥感发展方兴未艾,前景广阔。
目前,就遥感整体发展而言,美国在运载工具、传感器研制、图像处理、基础理论和应用等遥感各个领域(包括数量、质量和规模)都处于领先地位,这反映了当今遥感技术的发展水平。前苏联曾经是遥感的超级大国,尤其是在其运载工具的发射能力和遥感数据的数量和应用方面。此外,西欧、加拿大、日本等发达国家也在积极发展自己的空间技术,研制和发射自己的卫星系统,如法国的SPOT卫星系列、日本的JERS和MOS卫星系列(布局二)等。许多第三世界国家也十分重视遥感技术的发展,并将其纳入国家发展计划,大力发展本国的遥感基础研究和应用,如中国、巴西、泰国、印度、埃及和墨西哥等。,并建立了专业的研究应用中心和管理机构,形成了一定规模的专业遥感技术队伍,取得了一批高水平的成果,显示了第三世界国家在遥感发展方面的实力和应用方面的巨大潜力。
纵观遥感近30年的发展,总的来说,遥感仍处于从试验阶段向生产和商业化的过渡阶段,无论是实时监测和处理能力、观测精度和量化水平,还是遥感信息机制和应用模型建立,仍不能或不能完全满足实际应用需求。因此,未来遥感的发展将进入一个更加艰巨的发展过程,需要各个学科的科技人员齐心协力,深入研究和实践,推动遥感取得更大的发展。
自21世纪初以来,遥感技术日益成为国际科技界关注的焦点。从应用领域来说,科学家们通过对现状的调查,总结出遥感技术主要有三个方面:一是陆地遥感;二是海洋遥感;三是气象遥感。其中,海洋遥感是科技难度最大的因素。
“目前,我国海洋遥感技术与国际先进水平还有较大差距,但部分已经领先。”10 6月5438+02日,北京大学遥感与地理信息系统研究所所长童庆熙院士在第三届西北太平洋海洋遥感国际研讨会上向本报记者介绍并分析了原因。第一,起步晚。中国在2002年发射了第一颗海洋卫星,发达国家在几十年前就完成了这项任务。二是中国整体海洋遥感技术与先进国家存在差距。究其原因,一是我国海洋遥感技术研究基础十分薄弱,技术队伍不成熟;三是海洋遥感及其机理研究的深度和广度尚未形成体系。童院士说,因为海洋是一个全球系统,所以要从全球范围进行科学研究。而我国主要限于近海研究和观测,监测范围很小;四是海洋遥感空间数据综合分析能力明显不足,主要是研究队伍与实际需求有差距。因此,需要不断扩大科研团队的建设。
面对差距,如何审视我国海洋遥感技术?童庆熙院士认为,中国非常重视海洋遥感技术的发展,尤其是中国在海洋卫星研究方面有自己的特色。目前正在准备发射第二颗海洋卫星,未来还将研制并发射一系列海洋卫星,这将大大缩短与海洋遥感技术先进国家的距离。目前,中国海洋卫星遥感技术和新装备的海洋监测飞机在海洋环境监测等诸多方面发挥了重要作用。同时,通过遥感技术的研究,建立中国独特的遥感海洋科学,使之达到世界先进水平。
据了解,一些濒临海洋的发达国家非常重视海洋遥感的研发。美国在1978年发射了一颗海洋卫星;日本也在20世纪90年代初发射了一颗海洋卫星。俄罗斯拥有一系列卫星,其中“宇宙”系列卫星包括海洋遥感观测技术;欧洲资源卫星主要针对海洋,以法国为代表;北欧海洋遥感观测技术的代表是挪威和瑞典。
那么,如何找到一条适应我国海洋遥感技术快速发展的道路呢?"扩大中国与国际社会的合作是必由之路."国家海洋局第二海洋研究所潘德炉院士认为,虽然我国海洋遥感起步晚,应用水平不足,但发展前景十分广阔。只有加强国际合作,才能推动我国海洋遥感的不断进步。目前,中国正在与日本和韩国合作研究海洋遥感监测和速报技术。如果成功,中国的海洋卫星监测技术将处于世界领先地位。到那时,我们可以获得海洋环境的信息,就像我们现在听天气预报一样方便。
汤教授,中国南海海洋研究所博士生导师,从事遥感技术研究十年。作为一名刚从日本回到祖国工作的“海归”,她认为,虽然中国的遥感技术与国外先进国家有一定距离,但整体实力进步很快,基本接近世界先进水平。然而,中国海洋遥感技术的研究仍需进一步加强国际合作。由于海洋遥感技术本身的特点,也要求它是一门国际合作学科。回国后,她迅速建立了热带海洋环境动力学重点实验室,希望利用国内现有条件,从国外“引进”先进的海洋遥感技术,带出一支强大的海洋遥感科技队伍,为国家海洋遥感科学做出贡献。
国际合作无疑成为中国海洋遥感发展的必由之路。但是,我国海洋遥感科学发展所缺乏的,仅仅是国际合作和一些技术空白吗?国家卫星海洋应用中心唐博士分析了中国海洋遥感技术研究中存在的问题。他认为,国外对海洋遥感技术的研发迅速而深入,区域合作的观念很强,尤其是全球海洋的观念很强。我们缺的不仅仅是硬件技术上的距离,比如遥感器,更主要的矛盾是国内学科分割现象太严重,导致学科无法有效整合。仅从这一点来说,我们和日本就有相当大的概念距离。日本的海洋遥感科学是建立在大学科和综合背景基础上的。只要对海洋遥感研究有帮助,就可以“拿来”各学科交叉融合,避免重复研究和科研投入。我们所做的还远远不够。
“扩大国际合作,重要的是扎扎实实地进行科学交流,但目前我们的观念还比较保守。”北京大学遥感与地理信息系统研究所副教授曾面对记者道出了“瓶颈”之痛。他认为,在核心技术保密的条件下,一些实验室应该适当向外国专家开放,这有利于国际合作和学科交流,也有利于学习和吸收国外的一些新技术。这其实是一个观念的问题。科学发展观的理论支撑离不开传统观念的变革。海洋遥感科学也不例外。
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补充:国内外海洋科技发展趋势请参考/WSCcs/ShowArticle.asp?ArticleID=5131