一、引言
地理信息產(chǎn)業(yè)是在現(xiàn)代測繪技術(shù)和信息技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的綜合性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)[1]。地理信息產(chǎn)業(yè)的所有活動都是圍繞地理信息資源的建設(shè)和開發(fā)利用而產(chǎn)生的,所以,概括地講,地理信息產(chǎn)業(yè)就是生產(chǎn)和經(jīng)營地理信息的產(chǎn)業(yè)。隨著我國經(jīng)濟社會的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的進步、國民經(jīng)濟和社會信息化進程加快,對地理信息資源的需求與日俱增,以測繪勞動力、測繪高新技術(shù)、地理信息增值服務(wù)、地理信息軟硬件開發(fā)等組成的測繪市場不斷壯大,地理信息產(chǎn)業(yè)面臨前所未有的機遇。
遙感技術(shù)(Remote Sensing)是一門建立在空間科學(xué)、電子技術(shù)、光學(xué)、計算機技術(shù)、信息論等新的技術(shù)科學(xué)以及地球科學(xué)理論基礎(chǔ)上的綜合性技術(shù),為現(xiàn)代前沿科學(xué)技術(shù)之一,具有宏觀、動態(tài)、綜合、快速、多層次、多時相的優(yōu)勢。在新技術(shù)迅猛發(fā)展的今天,遙感技術(shù)伴隨著航空、航天技術(shù)的發(fā)展而不斷提高與完善,相關(guān)服務(wù)領(lǐng)域不斷擴展,受到普遍重視,顯示出極其廣泛的應(yīng)用價值、良好的經(jīng)濟效益和巨大的生命力。
地理信息產(chǎn)業(yè)是遙感技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一。由于遙感技術(shù)獲取信息具有視野廣闊,不受地形地物阻隔,快速準確,形象直觀,獲得的信息宏觀特征突出,整體性好,可比性強,還具有多維的特點,成為為地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫更新提供現(xiàn)時信息的最佳手段之一。
本文對遙感技術(shù)與地理信息產(chǎn)業(yè)的關(guān)系進行了分析,介紹了遙感技術(shù)在地理信息產(chǎn)業(yè)已經(jīng)獲得實際成果。對遙感在地理信息產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方面的深度和廣度方面進行了論述。同時分析了應(yīng)用中的一些問題,展望了遙感信息在地理信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用前景。
二、遙感技術(shù)
遙感技術(shù)是當(dāng)代高速發(fā)展的一門信息采集技術(shù),它是利用機載和星載傳感器設(shè)備獲取地球的圖像信息,并經(jīng)處理和分析,提取目標對象的空間位置、幾何形狀與大小、自然屬性、類別等信息,這些信息是地理信息產(chǎn)業(yè)基本的空間數(shù)據(jù)來源。其應(yīng)用的主要特點總結(jié)如下:
?。?)成像范圍廣。利用航天和航空遙感平臺獨特的地理優(yōu)勢,對地面進行觀測、成像。能夠覆蓋廣闊的地面范圍,將區(qū)域地理數(shù)據(jù)濃縮在一張或幾張遙感影像上,可更直觀地對其進行分析。例如一景Landsat影像對應(yīng)的地面實際面積為185km×l85km,一景SPOT圖像對應(yīng)的地面實際地面面積為60km×60km。這樣就能使我們將地理信息技術(shù)廣泛的應(yīng)用于城市管理、交通、土地、水利、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域,并且能夠使得圖中的相應(yīng)位置關(guān)系及地理位置較淮確,可以提高直觀性。
(2)成像周期短。隨著近年來城市建設(shè)步伐的加快,城市面貌日新月異,因此,這對地理信息產(chǎn)業(yè)管理的時效性提出了更高的要求,遙感利用其成像周期短的特性,在此又顯示出其獨特的一面,如Landsat衛(wèi)星的重訪周期為16天,CBERS中巴地球觀測衛(wèi)星的重訪周期為26天。因此,遙感數(shù)據(jù)為城市規(guī)劃的實時更新提供了有力保障。
?。?)成像方式多。通過遙感平臺人們可以獲得多時相、多譜段、多點位遙感影像,這大大拓寬了研究問題的視野。通過多次圖像處理,取出人們所需的遙感信息.從而不再局限于原始的影像數(shù)據(jù)。多時相的影像數(shù)據(jù)使人們對變化有較清晰的了解,尤其是對城區(qū)的動態(tài)變化,還可以對城區(qū)的環(huán)境進行實時動態(tài)監(jiān)測,多譜段使人們可以獲得從紫外、可見、近紅外、到遠紅外和微波等不同波段的信息,擴大人類的視野。
三、遙感與地理信息產(chǎn)業(yè)
王之卓教授早在1995年就從學(xué)科發(fā)展的角度論述了“3S”技術(shù)之間是密不可分的。劉震[4]等認為:地理信息是一種信息流,遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)中的任何一個系統(tǒng)都是側(cè)重于信息流特性中的一個方面,是地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)。
隨著我國的地理信息產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展,遙感己經(jīng)成為獲取地理信息數(shù)據(jù)極有價值的工具,不同學(xué)科的專業(yè)人員不斷地發(fā)現(xiàn)航空遙感的數(shù)據(jù)在各領(lǐng)域內(nèi)的潛在應(yīng)用。遙感和圖像處理技術(shù)被用于獲取和處理地球表面有關(guān)的信息;地理信息的發(fā)展則源于對土地屬性信息與相應(yīng)幾何表達的集成及空間分析的需求。
從地理信息產(chǎn)業(yè)本身的角度出發(fā),隨著它應(yīng)用領(lǐng)域的擴展和深入,它首先要求存儲大量的有關(guān)數(shù)據(jù),通過不斷的積累和延伸,從而具備反映自然歷史過程和人為影響趨勢的能力,揭示事物發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律。但是地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫幾乎只是通過地圖數(shù)字化建立起來的,用戶不能接觸到原始資料及有關(guān)信息,而地理信息系統(tǒng)中的原始數(shù)據(jù)卻是有效地模擬和控制誤差傳播的基礎(chǔ)。其次,地理信息系統(tǒng)為了保持系統(tǒng)的動態(tài)性和現(xiàn)勢性,它還要求及時地更新系統(tǒng)中的數(shù)據(jù),目前地理信息系統(tǒng)中存儲的信息只是現(xiàn)實世界的一個靜態(tài)模型,需要定時或及時的更新。
遙感作為一種獲取和更新空間數(shù)據(jù)的強有力手段,能及時地提供準確、綜合和大范圍內(nèi)的動態(tài)檢測的各種資源與環(huán)境數(shù)據(jù),因此遙感信息是地理信息產(chǎn)業(yè)十分重要的信息源。在地理信息應(yīng)用最早的專業(yè)領(lǐng)域,如測繪、資源環(huán)境、城市規(guī)劃、土地管理、設(shè)施管理和交通運輸?shù)?,都是和遙感技術(shù)應(yīng)用的密切相關(guān)的。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,今年來出現(xiàn)了眾多新的應(yīng)用領(lǐng)域,如商業(yè)、旅游、信息服務(wù)等。
四、地理信息產(chǎn)業(yè)對遙感技術(shù)提出新的要求
(一) 遙感技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要許多高技術(shù)的支撐,遙感作為其核心技術(shù)之一,也面臨著很大的考驗。我國遙感技術(shù)服務(wù)于地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的時間很短,但發(fā)展極為迅速,已初步建成了全國衛(wèi)星遙感信息接收、處理、分發(fā)體系和衛(wèi)星對地觀測應(yīng)用體系。但是與發(fā)達國家相比差距明顯,而且相對于高速增長的地理信息產(chǎn)業(yè)來說技術(shù)儲備明顯不足。由于民用遙感衛(wèi)星技術(shù)水平的限制,我國發(fā)射的氣象衛(wèi)星工作穩(wěn)定性較差、壽命較短,使得獲得的數(shù)據(jù)難以滿足有關(guān)部門的要求。資源1號陸地衛(wèi)星的有效載荷缺乏足夠的穩(wěn)定性和定量化,還未能形成向主要用戶提供及時、完整的標準產(chǎn)品規(guī)?;哪芰?。目前我國各應(yīng)用領(lǐng)域使用的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)90%以上來自美國、法國、加拿大等國的遙感衛(wèi)星。此外,高分辨率和高光譜衛(wèi)星、全天候雷達衛(wèi)星在我國尚屬空白。由此可見,相對產(chǎn)業(yè)的巨大需求和潛力來說,我國地理信息技術(shù)作為產(chǎn)業(yè)重要的生產(chǎn)要素和資源顯得非常單薄。技術(shù)儲備的不足將在很大程度上影響地理信息產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)方式、產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和用戶需求。加強基礎(chǔ)理論研究,促進技術(shù)創(chuàng)新是增強我國地理信息技術(shù)儲備的重要途徑。我國只有進一步加大在遙感領(lǐng)域的科研投入,加強人才戰(zhàn)略,走技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的道路,才能促進地理信息產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展。
綜上,地理信息產(chǎn)業(yè)對遙感提出的新的更高的要求主要體現(xiàn)在:
(二) 快速獲取地理信息數(shù)據(jù)
發(fā)展多種衛(wèi)星導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)獲取技術(shù)和多分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)獲取技術(shù),發(fā)展基于多傳感器的航空遙感數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng),為實現(xiàn)地理信息數(shù)據(jù)快速獲取提供技術(shù)支撐。重點研究網(wǎng)絡(luò)化多種衛(wèi)星系統(tǒng)導(dǎo)航定位動態(tài)服務(wù)技術(shù)、單點快速高精度定位技術(shù)、高分辨率衛(wèi)星遙感技術(shù)、數(shù)字航空攝影技術(shù)、激光雷達測圖技術(shù)、微波雷達測圖技術(shù)、特殊地區(qū)導(dǎo)航定位技術(shù)(如:地下管線智能探測)、無人飛行器航空攝影測量技術(shù)等。
(三) 遙感信息智能化
地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求必須要有高分辨率衛(wèi)星圖像等遙感數(shù)據(jù)的智能獲取,包括衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)自動提取、接收,軌道的自動計算與選擇,參數(shù)的自動調(diào)整、操作過程的自動調(diào)度等智能化接收技術(shù)與自動完成圖像導(dǎo)航,亞像元幾何校正、融合與數(shù)字攝影測量,光譜校正、精確匹配、自動分類與地圖分幅鑲嵌處理等智能化圖像處理技術(shù),進一步完善遙感數(shù)字化測繪生產(chǎn)工藝流程,為地理信息快速加工處理提供技術(shù)支持。這不僅可以提高數(shù)據(jù)的精度,減少一些人為因素的影響,同時,這也大大提高了效率,推動了地理信息產(chǎn)業(yè)的建設(shè)步伐。
(四) 加大遙感在地理信息產(chǎn)業(yè)中的投入
盡管遙感影像為地理信息自動更新提供了有力支持,但在相關(guān)理論、方法與軟件實現(xiàn)等方面仍需要開展深入研究,以適應(yīng)地理信息系統(tǒng)發(fā)展和應(yīng)用的需求。我國目前遙感的基礎(chǔ)設(shè)施、技術(shù)裝備等主要依賴國外,還缺乏比較知名的大型遙感信息數(shù)據(jù)處理軟件,目前主要依靠進口軟件。今后應(yīng)繼續(xù)在軟件系統(tǒng)的具體實現(xiàn)、算法、應(yīng)用等方面進行深入研究,實現(xiàn)基于遙感影像的地理信息更新,達到地理信息的實時性、可靠性和自動更新,為時空動態(tài)分析等提供有效的支持,同時也促進遙感與地理信息系統(tǒng)的深層次集成。
五、結(jié)語
我國地理信息產(chǎn)業(yè)已經(jīng)具備了良好的發(fā)展基礎(chǔ),形成了一定的技術(shù)積累,人才基礎(chǔ)雄厚,市場潛力巨大,并已進入了一個快速發(fā)展的階段。未來的幾年同樣將是遙感技術(shù)發(fā)展的新時期,這些遙感圖像數(shù)據(jù)將為地理信息提供源源不斷的新數(shù)據(jù),而且將成為地理信息產(chǎn)業(yè)最重要的數(shù)據(jù)源。如何用好這些數(shù)據(jù),充分發(fā)揮遙感數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)新、同一區(qū)域多次成像),是人們關(guān)注的焦點??梢灶A(yù)測在未來十年里,我國地理信息產(chǎn)業(yè)將出現(xiàn)一次飛躍式發(fā)展。(肖 洲 李和軍 虞 欣)
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