一、基本概念

遙感一詞來源于英語“Remote Sensing”，其直譯為“遙遠的感知”，時間長了人們將它簡譯為遙感。遙感是20世紀60年代發展起來的一門對地觀測綜合性技術。自20世紀80年代以來，遙感技術得到了長足的發展，遙感技術的應用也日趨廣泛。隨著遙感技術的不斷進步和遙感技術應用的不斷深入，未來的遙感技術將在我國國民經濟建設中發揮越來越重要的作用。 關于遙感的科學含義通常有廣義和狹義兩種解釋: 廣義的解釋: 一切與目標物不接觸的遠距離探測。 狹義的解釋: 運用現代光學、電子學探測儀器，不與目標物相接觸，從遠距離把目標物的電磁波特性記錄下來，通過分析、解譯揭示出目標物本身的特征、性質及其變化規律。

遙感技術系統是實現遙感目的的方法論、設備和技術的總稱。現已成為一個從地面到高空的多維、多層次的立體化觀測系統。研究內容大致包括遙感數據獲取、傳輸、處理、分析應用以及遙感物理的基礎研究等方面。遙感技術系統主要有：①遙感平臺系統，即運載工具。包括各種飛機、衛星、火箭、氣球、高塔、機動高架車等；②遙感儀器系統。如各種主動式和被動式、成像式和非成像式、機載的和星載的傳感器及其技術保障系統；③數據傳輸和接收系統。如衛星地面接收站、用于數據中繼的通訊衛星等；④用于地面波譜測試和獲取定位觀測數據的各種地面臺站網；⑤數據處理系統。用于對原始遙感數據進行轉換、記錄、校正、數據管理和分發；⑥分析應用系統。包括對遙感數據按某種應用目的進行處理、分析、判讀、制圖的一系列設備、技術和方法。遙感技術系統是一個非常龐雜的體系。對某一特定的遙感目的來說，可選定一種最佳的組合，以發揮各分系統的技術優勢和總體系統的技術經濟效益。

二、系統的組成

遙感是一門對地觀測綜合性技術，它的實現既需要一整套的技術裝備，又需要多種學科的參與和配合，因此實施遙感是一項復雜的系統工程。根據遙感的定義，遙感系統主要由以下四大部分組成：

1、信息源 信息源是遙感需要對其進行探測的目標物。任何目標物都具有反射、吸收、透射及輻射電磁波的特性，當目標物與電磁波發生相互作用時會形成目標物的電磁波特性，這就為遙感探測提供了獲取信息的依據。

2、信息獲取 信息獲取是指運用遙感技術裝備接受、記錄目標物電磁波特性的探測過程。信息獲取所采用的遙感技術裝備主要包括遙感平臺和傳感器。其中遙感平臺是用來搭載傳感器的運載工具，常用的有氣球、飛機和人造衛星等; 傳感器是用來探測目標物電磁波特性的儀器設備，常用的有照相機、掃描儀和成像雷達等。

3、信息處理 信息處理是指運用光學儀器和計算機設備對所獲取的遙感信息進行校正、分析和解譯處理的技術過程。信息處理的作用是通過對遙感信息的校正、分析和解譯處理，掌握或清除遙感原始信息的誤差，梳理、歸納出被探測目標物的影像特征，然后依據特征從遙感信息中識別并提取所需的有用信息。

4、信息應用 信息應用是指專業人員按不同的目的將遙感信息應用于各業務領域的使用過程。信息應用的基本方法是將遙感信息作為地理信息系統的數據源，供人們對其進行查詢、統計和分析利用。遙感的應用領域十分廣泛，最主要的應用有: 軍事、地質礦產勘探、自然資源調查、地圖測繪、環境監測以及城市建設和管理等。

三、遙感原理

振動的傳播稱為波。電磁振動的傳播是電磁波。電磁波的波段按波長由短至長可依次分為: γ-射線、X-射線、紫外線、可見光、紅外線、微波和無線電波。電磁波的波長越短其穿透性越強。遙感探測所使用的電磁波波段是從紫外線、可見光、紅外線到微波的光譜段。 太陽作為電磁輻射源，它所發出的光也是一種電磁波。太陽光從宇宙空間到達地球表面須穿過地球的大氣層。太陽光在穿過大氣層時，會受到大氣層對太陽光的吸收和散射影響，因而使透過大氣層的太陽光能量受到衰減。但是大氣層對太陽光的吸收和散射影響隨太陽光的波長而變化。通常把太陽光透過大氣層時透過率較高的光譜段稱為大氣窗口。大氣窗口的光譜段主要有: 紫外、可見光和近紅外波段。 地面上的任何物體(即目標物)，如大氣、土地、水體、植被和人工構筑物等，在溫度高于絕對零度(即0°k=-273.15℃)的條件下，它們都具有反射、吸收、透射及輻射電磁波的特性。當太陽光從宇宙空間經大氣層照射到地球表面時，地面上的物體就會對由太陽光所構成的電磁波產生反射和吸收。由于每一種物體的物理和化學特性以及入射光的波長不同，因此它們對入射光的反射率也不同。各種物體對入射光反射的規律叫做物體的反射光譜。

四、遙感的分類

為了便于專業人員研究和應用遙感技術，人們從不同的角度對遙感作如下分類:

1、按搭載傳感器的遙感平臺分類

根據遙感探測所采用的遙感平臺不同可以將遙感分類為:

地面遙感，即把傳感器設置在地面平臺上，如車載、船載、手提、固定或活動高架平臺等;

航空遙感，即把傳感器設置在航空器上，如氣球、航模、飛機及其它航空器等;

航天遙感，即把傳感器設置在航天器上，如人造衛星、宇宙飛船、空間實驗室等。

2、按遙感探測的工作方式分類 根據遙感探測的工作方式不同可以將遙感分類為:

主動式遙感，即由傳感器主動地向被探測的目標物發射一定波長的電磁波，然后接受并記錄從目標物反射回來的電磁波;

被動式遙感，即傳感器不向被探測的目標物發射電磁波，而是直接接受并記錄目標物反射太陽輻射或目標物自身發射的電磁波。

3、按遙感探測的工作波段分類 根據遙感探測的工作波段不同可以將遙感分類為:

紫外遙感，其探測波段在0.3～0.38um之間; 可見光，其探測波段在0.38～0.76um之間;

紅外遙感，其探測波段在0.76～14um之間; 微波遙感，其探測波段在1mm～1m之間; 多光譜遙感，其探測波段在可見光與紅外波段范圍之內，

微波遙感 多譜段遙感

4 應用領域或專題：

環境遙感 大氣遙感 資源遙感 海洋遙感 地質遙感 農業遙感 林業遙感

五、遙感技術的特點

遙感作為一門對地觀測綜合性技術，它的出現和發展既是人們認識和探索自然界的客觀需要，更有其它技術手段與之無法比擬的特點。遙感技術的特點歸結起來主要有以下三個方面: 1、探測范圍廣、采集數據快 遙感探測能在較短的時間內，從空中乃至宇宙空間對大范圍地區進行對地觀測，并從中獲取有價值的遙感數據。這些數據拓展了人們的視覺空間，為宏觀地掌握地面事物的現狀情況創造了極為有利的條件，同時也為宏觀地研究自然現象和規律提供了寶貴的第一手資料。這種先進的技術手段與傳統的手工作業相比是不可替代的。 2、能動態反映地面事物的變化 遙感探測能周期性、重復地對同一地區進行對地觀測，這有助于人們通過所獲取的遙感數據，發現并動態地跟蹤地球上許多事物的變化。同時，研究自然界的變化規律。尤其是在監視天氣狀況、自然災害、環境污染甚至軍事目標等方面，遙感的運用就顯得格外重要。 3、獲取的數據具有綜合性 遙感探測所獲取的是同一時段、覆蓋大范圍地區的遙感數據，這些數據綜合地展現了地球上許多自然與人文現象，宏觀地反映了地球上各種事物的形態與分布，真實地體現了地質、地貌、土壤、植被、水文、人工構筑物等地物的特征，全面地揭示了地理事物之間的關聯性。并且這些數據在時間上具有相同的現勢性。

六、我國遙感技術的農業應用現狀

1、農用地資源的監測與保護

在我國，由于耕地的數量減少與質量下降，耕地保護已成為實現農業可持續發展的一個重要戰略任務。遙感信息因其覆蓋面大、實時性和現勢性強、速度快、周期性和準確可靠以及省時、省力、費用低等優點，被廣泛用于測定農用地的數量與質量的動態變化常用的土地利用遙感監測方法基本上分為兩種，即：逐個像元比較法和分類后比較法。前者首先是對同一區域不同年份同一時相影像的光譜特征差異進行比較，確定土地利用發生變化的位置，在此基礎上，再采用分類的方法來確定土地利用變化信息。該方法優點是先確定土地利用變化的位置，縮小分類范圍，提高監測速度。后者是針對整個監測區域的逐影像系列同一位置分類結果確定土地利用類型變化的位置和所屬類型，其優點是可以回避前一種方法所要求的影像系列一致的條件，以及影像間輻射糾正、匹配等問題，但需要選擇合適的分類方法來改善精度。

在實際應用中，由于各種內在的和外界因素的影響，往往使分類結果不夠理想，需要在常規的光譜分類技術的基礎上，利用不同分類方法之間的優勢互補、優化組合來提高分類精度。同時應用多源遙感和非遙感信息、與GIS、GPS結合。

2、農作物長勢監測和大面積估產

作物長勢是作物生育狀況總體評價的綜合參數。農作物長勢監測指對作物的苗情、生長狀況及其變化的宏觀監測。美國從1974年開始大面積估產計劃，90年代，農業遙感的重點轉入作物管理。我國早期的農業遙感的重點也是在估產。從“六五”計劃開始，開展了農作物遙感估產研究，并在區域尺度上開展估產試驗。1983年起農業部先后組織北京近郊小麥、浙江嘉湖地區水稻及北方六省市小麥遙感估產。“八五”期間遙感估產成為科技攻關內容，小麥、玉米和水稻大面積遙感估產研究，取得了豐碩的成果。1998年，楊邦杰指出長勢監測是農業遙感更為重要的任務。真正用于長勢監測的研究起步較晚，且大多集中在冬小麥這一作物上。長勢遙感監測的基礎是必須有可用遙感監測的生物學指標。

3、農業氣象災害監測與預測

目前遙感災害監測已經比較成熟地應用在干旱、洪澇、凍害等農業氣象災害的監測中。在這一點上，NOAA/AVHRR遙感影像具有獨特的優勢。NOAA/AVHRR衛星資源具有時間分辨率高、費用低廉的特征優勢，盡管其空間分辨率較低，但在我國現階段的國情國力基礎下，作為災害監測的遙感數據，不失為首選遙感信息源。

3.1干旱

我國目前較為常用的遙感監測干旱的方法為熱慣量法和作物缺水指數法。

3.2凍害

應用遙感手段監測凍害，迅速估計災害的發生與范圍，具有重要的經濟意義。楊邦杰等利用凍害發生期間氣象臺站的資料和同期氣象衛星NOAA/AVHRR的所有晴空數據，根據植被指數NDVI突變的特征，結合作物的生育期，提出了實用的小麥凍害監測方法。

3.3洪澇災害

遙感技術很早就用于洪水的監測工作，水利部遙感中心早在1983年就曾利用陸地衛星MSS圖像監測了位于三江平原的撓力河的洪水，后來又采用NOAA/AVHRR、機載SAR、航空彩紅外攝影等技術手段監測洪水，現階段洪澇災害遙感監測技術已經成熟，可利用NOAA/AVHRR衛星資料，從典型的地物波譜特征出發，建立洪澇水體的判別函數，進而進行面積量算。

3.4作物遙感模型

農業模型是國際上20世紀農業科學發展的一項重大成就，它起始于上世紀60年代。今天，在西方發達國家的科學界，農業模型已被公認為農業研究的一個重要新方法。農業模型由于將農業過程數字化，使農業科學從經驗水平提高到理論水平。是農業科學在方法論上的一個新突破。我國作物模型的研究開始于20世紀80年代中期，機理性較強的有高亮之的水稻模型RICEMOD、戚昌翰的水稻模型RICAM、馮利平的小麥模型WHEASTSM、尚宗波的玉米模型MPESM等。這些模型能夠反映作物生長和發育的基本生理生態機理和過程，具有動態性和通用性。但是各種作物模型對作物生理生態過程的描述有簡有繁，參數取值差別較大，許多作物模型中采取了一系列的假設來描述未知的生理過程，使得精度降低。另外，由于模型所需的大量氣候、土壤和作物特性資料不易得到，也增加了應用難度。需要進行深入的研究和矯正。