编者按：
从古至今，人类从未停止过探索未知世界的脚步，认知世界的能力和手段与日俱增。中科院之声与中国科学院空天信息创新研究院联合开设“观天测地”专栏，为大家介绍天上地上探索的那些事儿，带来空天信息领域最新进展，普及科学知识。
遥感（Remote Sensing），即“遥远地感知”，就是通过不接触的方式感测目标物的信息，并通过对信息的分析研究，确定目标物的有关属性。从广义遥感来讲，自然界中很多动物都有自己独特的遥感方式，例如蝙蝠通过超声波、响尾蛇通过热红外来感知周围环境和猎物。而人的眼睛识别物体的过程也是一种遥感过程，通过视觉获得目标物的颜色、亮度形状、纹理、大小等信息，进而结合知识判断目标物的其他属性。
狭义而言，遥感是一门新兴的科学技术，主要指从远距离、高空，以至外层空间的平台上，利用可见光、红外、微波等探测仪器，通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理，从而识别地面物质的性质和运动状态的新兴学科和现代化技术系统。它具备接收、传送、处理和分析遥感信息，并最后识别目标的功能，一般由遥感平台、传感器、遥感数据接收与处理系统、遥感资料分析及应用系统组成。
电磁波让感知成为可能
任何温度高于绝对零度（-273℃）的物体，都会反射或发射不同波长的电磁波。人的眼睛或普通照相机，只能感受其中的可见光谱段，但专业的遥感仪器却能识别物体从紫外、红外直至微波波段的电磁辐射信息及其变化，借助计算机或其他设备的分析、解译，再现这些物体的影像，变成人眼可以识别的图形图像，并可以进一步通过构建特定波段电磁辐射与地物相互作用的机理模型，定量地获取物体的一些生物物理化学特征。
目前遥感工作的电磁波谱段
目前人们常用的遥感仪器工作波段如上图所示，其中紫外波段（波长10～380 纳米）的太阳光具有被低、中、高层大气强烈散射和被大气中的臭氧等微量气体强烈选择吸收的特点。大气紫外散射光谱对大气密度、大气臭氧、气溶胶及其他微量气体的密度和垂直分布极为敏感，因此多被用于观测整层大气密度和臭氧等的三维分布。
可见光波段（波长0.4～0.7微米）是人眼可以分辨的电磁波段，从长波一侧开始，人眼可以依次看到赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种光谱。因为感光胶片的感色范围也在这个波长范围，所以这个波长范围是人们最早用来进行遥感的光谱段，可以通过不同的感光波段得到单一波段的黑白全色影像或红-绿-蓝三原色的组合形成彩色影像，它也是传统航空摄影侦察和航空摄影测绘中最常用的工作波段。
红外波段（波长0.76～1000微米），又分为近红外、中红外、远红外和超远红外。其中，近红外和中红外反映的主要是物体表面对各波段范围电磁波的反射特征，主要用于探测植被、土壤等在这个波段反射特征比较明显的地物；远红外又称热红外，反映地物自身和温度有关的发射辐射，在探测火山、地热、地下水、土壤温度，查明地质构造和污染监测方面应用广泛。
微波波段（波长1毫米～1米），因为波长范围已经远大于大气中气溶胶、小水滴的尺寸，所以具备全天候昼夜工作的能力，并且能穿透云层，不易受气象和日照条件的影响；能穿透植被，具有探测地表下目标的能力。
遥感服务国民经济各领域
正如上文所述，遥感技术类型根据传感器所接收的电磁波谱，分为紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感和多光谱遥感。同时，还有多种分类方式，比如根据使用的平台不同，分为地面遥感、航空遥感（飞机、气球）和航天遥感（人造卫星、飞船、空间站、火箭）；根据传感器所接收的能量来源，分为主动和被动遥感；根据应用领域，分为环境遥感、大气遥感、资源遥感、海洋遥感、地质遥感、农业遥感、林业遥感、水利遥感等。
当前遥感技术已经形成了一个从地面到空中，乃至空间，从信息数据收集、处理到判读分析和应用，对全球进行探测和监测的多层次、多视角、多领域的观测体系，成为获取地球资源与环境信息的重要手段，广泛应用于农业、林业、地质、海洋、气象、水文、环保等领域。
在地学应用方面，遥感为地质、地理、环境科学等方面的勘测提供了新的手段和最新资料，为地球宏观规律的研究、地球环境的监测和评价、自然资源的开发利用创造了有利条件。在地质方面，遥感可以很好地应用于地质构造、岩石种类的鉴定以及矿床勘探等；在海洋方面，遥感可以利用遥感测定海岸地形、浅海海底地貌、海流边界与方向、流速、海面温度、浮游生物区和生物量、盐分、水质等；在水文方面，遥感可以进行水资源、湖泊、河流的探测，利用卫星影像可测出雪盖面积、分布范围、雪线高度，分析冰川的动态进退，监测海冰运动等。目前，随着全球变化、可持续发展等全球性、长时间尺度的科学和社会问题研究的深入，遥感更是推动了空间地球科学等新兴学科的发展。
在环境应用方面，遥感可以对自然与社会环境的动态变化进行监测或做出评价与预报，可以进行水体污染、大气环境、海洋环境、地表污染的监测；对人类活动引起的土地利用变化进行动态监测及对生态环境进行影响分析；随时监测断裂活动和地面变化，可为地震预报提供依据。
在测绘应用方面，遥感主要是利用航空、航天等遥感平台获取地物的大小、形状、位置等几何信息，并主要用于各类专题地图的制作。现在我国已经发展到亚米级光学立体测绘卫星，实现我国民用1:10000比例尺卫星立体测图。
在农业应用方面，农业遥感是遥感技术应用最为广泛，从中受益民众最多的应用方向。农业遥感在作物面积勘定、农作物长势及产量监测预测、农业灾害遥感监测、作物遥感识别与制图、农业土地资源遥感等方面对农业生产起到了全方位的支撑作用。
随着高分辨率、定量遥感时代的来临，遥感数据获取与信息服务能力均得到了前所未有的发展。我国遥感事业经过50余年的发展，目前已形成资源卫星、环境卫星、气象卫星、海洋卫星、测绘卫星和飞船等空间对地观测系统，广泛服务于国民经济的各个领域。
来源：中国科学院空天信息创新研究院
