Page 179 - 现代测绘技术在水利工程中的应用

The Application of Modern Surveying and Mapping Technology in Water Conservancy Engineering
现代测绘技术在水利工程中的应用

第二节 水利工程卫星遥感监测技术应用与展望

一、卫星遥感监测技术

卫星遥感是以航天摄影为基础、自 20 世纪 60 年代发展起来的一类综合性空间探

测手段，其通过搭载传感器收发电磁波信号，对远距离、大范围的勘测目标开展精细
化的信息收集、处理与分析工作。遥感监测具有准确度高、时效性好、监测范围广以

及动态性强等优势。目前美国、俄罗斯、日本、欧洲等多国遥感监测技术水平较为突出，
对地观测数据也呈现资源整合全球化、技术规范标准化、共享服务信息化等发展趋势。
中国卫星遥感事业起步较晚，但技术水平持续提高，进入 21 世纪后，随着资源、环境、
高分等系列民用陆地观测卫星的陆续升空，已建立了较为完善的遥感数据获取体系，

极大推进了卫星遥感技术在各行业的应用和服务水平。
（一）光学遥感监测
卫星遥感监测中以光学遥感、微波遥感（以合成孔径雷达（SAR）为主）技

术发展最为迅速，应用也最为广泛。光学遥感传感器工作波段在可见光波段，即
0.38~0.76μm 范围，其特点是能够直观反映地物目标的形状、颜色和纹理等，尤其是
高分辨率光谱图像是对地观测的重要手段。20 世纪 70 年代以来，卫星技术不断进步，
遥感卫星数量增长迅速，分辨率也不断提高，具有代表性的光学遥感卫星有：美国国

家航空航天局（NASA）和美国地质调查局（USGS）发射的Landsat卫星系列（Landsat1—
Landsat8，1972—2013 年），可提供至今为止约 60 余年的高空间分辨率（15~30m、
60m）、时间分辨率为 16d 的光学影像；中国和巴西联合发射的 CBERS 资源卫星系

列（CBERS-01—CBERS-04，1999—2019 年），可提供 1999 年至今的高空间分辨
率（5~20m）光学影像；NASA 发射的 Terra 和 Aqua 卫星（1999 年、2002 年）搭载
MODIS 传感器，可提供近 20 余年高空间分辨率（通常为 250m~1km）的每天地表观
测数据；欧洲太空局（ESA）陆续发射Sentinel-2、Sentinel-3系列高质量可见光卫星（2015

年），均含 A、B 双星，可提供 10~60m 空间分辨率、组合周期最高为 5d 的多光谱图
像；中国国家航天局（CNSA）自 2013 年起已发射了数十颗自主可控的高分卫星系列，

提供的高质量观测数据广泛应用于地质勘探、农业、环境与自然灾害监测。
目标识别和变化检测是光学遥感的主要应用领域，即利用特定的算法从图像中搜
索、标记出感兴趣的目标并监测其特征形态变化情况。高光谱影像在实现细致识别地
物分类的同时，其众多的波段也带来了信息的冗余以及数据处理的困难，降维和分类

是高光谱遥感图像处理的热点问题。数据降维可分为两类：一种是针对全部波段进行
的线性或者非线性降维映射变化，即特征提取；另一种是从多个波段中选出最为合适

• 166 •