高分辨率
遥感就是对遥感数据的质量和数量要求很高的遥感技术。如卫星影像的地面分辨率由10m、5m、2m、1m、甚至0.6m 逐步提高。
航天遥感技术经过多年的发展, 无论在光谱分辨率、
空间分辨率、时间分辨率等方面都有巨大的进步,已经形成高光谱、高空间分辨率、全天时、全天候、实时/ 准实时的对地观测能力。这些先进的航天遥感技术为监测全球变化、区域环境变化等提供了大量的宏观、现势性资料,造福于人类及其安居环境。尤其是自法国发射了SPOT - 1号卫星以后,基于现势性极好的传输型高空间分辨率卫星遥感图像的应用已引起了世界各国的普遍关注。卫星影像的地面分辨率由10m、5m、2m、1m、甚至0.6m 逐步提高,真正使人们能够“不出门而知天下事”。高分辨率遥感图像的产生,不仅使土地利用、城市规划、环境监测等民用方面有了更便利、更详细的数据来源,而且,对于军事目标识别、战场环境仿真来说有着更为重要的意义。
遥感的根本目标是为了从图像上提取信息,获取知识。一般来说,遥感影像信息提取包括分类和识别。遥感影像目标识别一般针对人工地物而进行,不仅依据其光谱特征、还很大程度上依据目标形状、空间语义关系等,其落脚点往往是小尺度的目标类别归属,一般其数据源为高空间分辨率的航空影像和卫星影像,因为,影像空间分辨率的提高更能反映人工行为的影响和干预。人工地物是空间地理信息库中重要元素,人工地物主要包括建筑物、桥梁、道路和大型工程构筑物(如机场), 而在城市区域高分辨率遥感影像中,80 %的目标是建筑物和道路 ,因而关于建筑物和道路提取的研究相对较多,它们也分别是面状和线状目标提取的典型代表。
高分辨率遥感卫星最初是用来获取敌对国家经济、军事情报,以及地理空间数据。到1999年,美国太空成像公司第一颗商业高分辨率遥感卫星ikonos的发射成功,开创了商业高分辨率遥感卫星的新时代。美国商业高分辨率卫星产业在短短7年内取得了巨大的进展,在轨运行的1 m分辨率以上的卫星有4颗,分别是空间成像公司的ikonos(1 m)、数字地球公司的quikbird(0.61 m)、轨道影像公司的orbview-3(1 m)和以色列成像卫星国际公司eros-b1(0.5 m)。
尽管美国是世界军民两用成像卫星市场的主导者,但其他国家部分分辨率稍低的卫星也对其形成一定的竞争。这其中主要包括:以色列的eros-a卫星,分辨率为1-1.8 m;法国的spot卫星,分辨率2.5 m;中国台湾地区的“华卫2号”卫星,分辨率为2 m。而在2006年,部分国家还发射了一些分辨率在1 m以内的光学成像卫星,包括:以色列的eros-b卫星,分辨率为0.7 m;俄罗斯的“资源-dk”卫星,分辨率为1 m;印度的“制图星-2”,分辨率为1 m;韩国的“多用途卫星-2”(kompsat-2),分辨率为1 m。基于提升市场竞争力的考虑,2007年内美国将发射分辨率可以达到0.5 m以内的高分辨率卫星“世界观测(worldview,0.5 m)”和“轨道观测-5(orbview-5,0.41 m)”。可以肯定,今后发射的卫星,其影像空间分辨率将会越来越高,大有接近甚至超过军用卫星的发展趋势。
高空间分辨率遥感信息能够较好地满足诸多用户的需求,并促进了高光谱分辨率遥感的发展。同时资源调查、农作物长势、病虫害、土壤状况、地质勘查等领域,对光谱分辨率要求的不断提高,使光谱分辨率从微米级的多光谱向纳米级的超光谱发展。有效载荷品种从可见光、中、热红外、微波向超光谱、多频多极化
合成孔径雷达扩展。eo-1卫星内装高光谱成像仪(hyperion),共有220个波段(0.4 μ m ~2.5 μm范围内),30 m地面分辨率,用于地物波谱测量和成像、海洋水色要素测量以及大气水汽/气溶胶/云参数测量等,其性能比eos terra卫星上的modis(36个波段)要好得多。在已研发的
成像光谱仪中,美国的lewis卫星(发射失败)携带的超光谱成像仪(his),利用两个焦平面探测器,在0.4 μm~2.5 μm光谱范围,提供384个光谱段的图像数据,光谱分辨率达5 nm。
重复获得一次新的信息需要的时间间隔,对于分析地物动态变迁、监测环境具有重要的作用。在农业遥感应用上,用于进行作物长势动态、灾害等地表变化快的监测,对高时间分辨率遥感影像的使用提出了极高的要求。遥感影像的时间分辨率已可达从几天到几小时的重访周期。