摘要：中國的遙感科學技術事業(yè)，起步于20世紀70年代，經(jīng)歷了起步、成長到創(chuàng)新發(fā)展的幾個歷史階段。文章回顧了我國在星載對地觀測體系、機載對地觀測技術、遙感地面衛(wèi)星接收站網(wǎng)與圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)能力建設方面取得的重要成就，以及在遙感基礎理論研究、遙感在全球變化與海洋調(diào)查、國土資源普查、環(huán)境保護與災害監(jiān)測、城市規(guī)劃與工程建設、遙感考古與古環(huán)境再現(xiàn)等應用領域取得的豐碩碩果，闡述了我國在“數(shù)字地球”戰(zhàn)略本土化建設包括國家空間數(shù)據(jù)基礎設施、“數(shù)字省區(qū)”、“數(shù)字城市”、“數(shù)字流域”及數(shù)字地球原型系統(tǒng)等方面取得的進展，并論述了遙感和“數(shù)字地球”與地球信息科學的相互關系。

    一、前言

    遙感是20世紀60年代新興的科學領域之一。它是人類邁向太空，對地觀測，獲取地表空間信息的一種先進科學技術和生產(chǎn)力。具有宏觀、準確、綜合地進行動態(tài)觀測與監(jiān)測的能力。
    中國的遙感科學技術事業(yè)，起步于20世紀70年代末期。據(jù)不完全統(tǒng)計，30年來，我國已建立10多個衛(wèi)星遙感地面接收站，160多個遙感機構，400多家地理信息服務企業(yè)，數(shù)十所大學設置了該領域專業(yè)。
    從70年代的引進、跟蹤、消化、吸收，到20世紀末的技術和人才“輸出”，經(jīng)歷了近30年的奮斗歷程。從起步、成長到奮進創(chuàng)新的幾個歷史階段的實踐經(jīng)驗，扼要歸納如下：

    從遙感應用起步，推進遙感科學技術的進步；從綜合航空遙感實驗著手，支持衛(wèi)星應用與應用衛(wèi)星的發(fā)展。
    從研制可見光、近紅外遙感器入手，依次開發(fā)遠紅外、多譜段和高光譜遙感器，積極開發(fā)微波遙感并開展多波段、多極化的應用，建設全波段、全天候、全天時的對地觀測信息技術系統(tǒng)，不斷提高信息獲取能力。
    衛(wèi)星應用平臺的研發(fā)，從單一的實驗衛(wèi)星起步，分期分批發(fā)射氣象、資源、海洋系列業(yè)務衛(wèi)星，進一步構建小衛(wèi)星星座(群)，實現(xiàn)“應用衛(wèi)星與衛(wèi)星應用”的“天地一體化”的目標。
    以對地觀測技術系統(tǒng)為依托，與全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡通訊技術相結合，鏈接“數(shù)字地球”戰(zhàn)略，促進“數(shù)字地球”應用的“本土化”，為全球化信息共享作貢獻。
    不斷開拓遙感應用新領域。20世紀末，側重于針對自然資源、環(huán)境與能源問題。以地球科學為主，逐步開展水碳循環(huán)、葉綠素與初級生產(chǎn)力的研究，開始注重生命科學；21世紀，開始從遙感考古、人口統(tǒng)計空間分析著手，作為進入人文社會科學的新契機。
    · 在大量應用實驗的基礎上，在社會生產(chǎn)需求的鼓舞下，創(chuàng)建了國家及部級重點開放實驗室，設置了定標場、田間試驗臺站，加強對電磁波譜特征理論、遙感信息傳輸規(guī)律及訂正、遙感信息復合的深入研究，為遙感技術系統(tǒng)集成與新一代應用軟件的開發(fā)，為創(chuàng)建地球信息科學打下初步的基礎。

    二、遙感信息獲取能力建設

    1.星載對地觀測體系

    近30年來，我國已發(fā)射50多顆衛(wèi)星和4艘無人宇宙飛船�！吨袊�的航天》白皮書預計，我國近幾年還將繼續(xù)研制和發(fā)射近30顆各類衛(wèi)星，包括通信、氣象、海洋、資源、導航、天文以及環(huán)境與災害監(jiān)測衛(wèi)星、空間科學探測衛(wèi)星，直接或間接提高獲取遙感信息的能力。
    今后十年或稍后的一個時期，以氣象衛(wèi)星系列、資源衛(wèi)星系列、海洋衛(wèi)星系列和環(huán)境與災害監(jiān)測小衛(wèi)星群，可組成長期穩(wěn)定運行的衛(wèi)星對地觀測體系，實現(xiàn)對全球的陸地、大氣、海洋的立體觀測和動態(tài)監(jiān)測。2003年秋季，我國計劃在“神舟5號”飛船中開展載人航天飛行計劃，實現(xiàn)中華民族遨游太空的夢想，其中包括有人工直接操作的新型對地觀測技術。以下簡介我國衛(wèi)星對地觀測遙感數(shù)據(jù)獲取能力。

    1.1“風云”系列氣象衛(wèi)星

    我國已建成極軌和靜軌氣象衛(wèi)星相結合的“風云”氣象衛(wèi)星系列和數(shù)據(jù)應用系統(tǒng)。1988年、1990年，1999年及2002年分別發(fā)射了4顆風云一號系列極軌氣象衛(wèi)星。FY-1A，FY-1B衛(wèi)星主要有效載荷為5通道可見光和紅外輻射計，FY-1C與前兩個衛(wèi)星相比，可見光和紅外輻射通道數(shù)增加到10個，增強了對地球系統(tǒng)的觀測能力，使我國每天可以得到一次分辨率為3.1km的4通道全球覆蓋數(shù)據(jù)。 “風云二號”衛(wèi)星是地球靜止軌道氣象衛(wèi)星，1997年6月和2000年6月我國先后發(fā)射了FY-2A和FY2-B衛(wèi)星，能夠提供每半小時獲取覆蓋地球三分之一面積的全景圓盤圖。第二代極軌氣象衛(wèi)星FY-3系列，已列入2002年至2020年研制計劃，此衛(wèi)星系列將極大地提高對地觀測和全球大氣探測的能力。

    1.2 資源衛(wèi)星系列

    1999年10月中巴地球資源遙感衛(wèi)星(CBERS)成功發(fā)射。由中國與巴西聯(lián)合研制，開創(chuàng)了發(fā)展中國家航天高技術合作的先例。衛(wèi)星有效載荷包括分辨率為20米的5波段CCD相機、分辨率為78米的4波段紅外多光譜掃描儀和分辨率為256米的2波段寬視場成像儀。衛(wèi)星運行3年多來，我國已獲取了覆蓋80%國土和相鄰國家、地區(qū)的遙感圖像，歸檔了32萬景圖像數(shù)據(jù)(圖版1)。計劃2003年，CBERS-2衛(wèi)星將發(fā)射上天，星上遙感器分辨率和圖像質(zhì)量將在目前基礎上有較大提高。

    1.3 海洋衛(wèi)星系列

    2002年5月我國成功地用“一箭雙星”的方式把海洋水色衛(wèi)星(HY-1)同FY-1D衛(wèi)星一道送入太空。衛(wèi)星載有10通道海洋水色掃描儀和4通道CCD成像儀，用于探測海洋水色水溫，評估漁場、預報魚訊、監(jiān)測海洋污染、河口泥沙、海岸帶生態(tài)和冰情等。此外，我國還將研制和發(fā)射海洋動力環(huán)境衛(wèi)星系列(HY-2系列衛(wèi)星)，通過微波探測，獲取全天候海面風場、海面高度和海溫，達到減災、防災的目的；還有海洋環(huán)境綜合監(jiān)測衛(wèi)星系列(HY-3系列衛(wèi)星)，獲取同步的海洋水色和動力環(huán)境信息。

    1.4 對地觀測小衛(wèi)星

    2000年6月，由清華大學和英國Surry大學聯(lián)合研制的“航天清華一號”小衛(wèi)星發(fā)射成功。該衛(wèi)星的3個CCD相機分別工作在可見光與近紅外波段�？蓪Φ剡M行光學成像觀測，光學分辨率達40米, 掃描寬度達40公里，用于資源調(diào)查、環(huán)境及災害監(jiān)測、軍事偵察、水文、地質(zhì)勘查和氣象觀測等領域。

    1.5 環(huán)境衛(wèi)星計劃

    我國正在加緊研制環(huán)境災害監(jiān)測衛(wèi)星，計劃在2005年前研制出由兩個光學衛(wèi)星和一個雷達衛(wèi)星組成的小衛(wèi)星星座。在2010年前研制出由四個光學衛(wèi)星和4個雷達衛(wèi)星組成的小衛(wèi)星星座，開展對環(huán)境和災害全天時、全天候的監(jiān)測。

    1.6 “神舟”宇宙飛船

    2002年3月，神舟3號載中等分辨率成像光譜儀(CMODIS)上天運行。CMODIS運行在343±5km高空，地面分辨率為400-500m，重復覆蓋周期為2天，測繪帶寬為650-700km, 有34個波段，波長范圍在0.4-12.5mm(圖版2)。在2002年12月的神舟4號飛行中，載有微波輻射計、雷達高度計和雷達散射計組成的多模態(tài)微波傳感器。此次試驗，在世界上首次實現(xiàn)了三種觀測方式在統(tǒng)一監(jiān)控下的同時工作，還首次采用了掃描天線的方式來觀測海洋的風向和風速，獲取的數(shù)據(jù)對進一步掌握風場、海浪動力環(huán)境和海氣能量的轉換，分析海洋災害、資源等方面都會產(chǎn)生重要的作用。

    2、機載對地觀測與實驗體系

    我國還不斷加強機載對地觀測系統(tǒng)的建設。由863計劃信息獲取與處理技術主題組織研制的機載對地觀測系統(tǒng)，由模塊化成像光譜儀、推帚式高光譜成像儀、面陣CCD數(shù)字相機、三維成像儀和L波段合成孔徑雷達5種新型遙感器組成，具有高光譜分辨率、高空間分辨率、三維成像和全天候、全天時工作的能力。
    實用型模塊化成像光譜儀(OMIS)。該系統(tǒng)將成像技術和光譜技術結合在一起，在連續(xù)光譜段上對同一地物同時成像, 獲取的光譜圖像數(shù)據(jù)能直接反映出物質(zhì)的光譜特征。其主要技術特點：波段覆蓋全，在0.46mm～12.5mm的大氣窗口上設置了128個探測波段。儀器具有70°以上的掃描視場。掃描系統(tǒng)、成像系統(tǒng)和光譜儀系統(tǒng)均設計成獨立模塊，可實現(xiàn)128波段和68波段兩種工作模式的更替。GPS系統(tǒng)可以得到圖像的定位資料，可產(chǎn)出標準化圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)品(圖版3)。
    推帚式光電遙感器(PHI)。它以其高光譜分辨力、高靈敏度和無機械運動部件等性能，成為新一代對地觀測技術的一個重要特點。研制成功的推帚式高光譜成像儀波段數(shù)為244個，光譜范圍0.40mm和0.85mm，光譜分辨率小于5nm，掃描視場42°，信噪比大于100。
    高分辨力CCD面陣數(shù)字航測相機系統(tǒng)。其核心技術是具有4096?4096像元數(shù)的全數(shù)字面陣CCD探測器，配以專門研制的大視場、大相對口徑、高分辨力、低畸變光學系統(tǒng)組成航測相機主體，并與專門研制的三軸陀螺穩(wěn)定平臺、高速大容量數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)和GPS定位接收系統(tǒng)等共同集成為一套全數(shù)字、高分辨力、具有良好適應性的航測相機系統(tǒng)。
    三維成像儀。以實時、準實時生成三維遙感圖像為其鮮明特色。它是一個集成系統(tǒng)，由掃描成像技術、激光測距技術、GPS技術、姿態(tài)測量技術等子系統(tǒng)組成信息獲取分系統(tǒng)，并開發(fā)了直接對地定位軟件和同步生成已準確匹配的地學編碼影像和DEM等軟件組成的信息處理分系統(tǒng)。其主要功能有：一次同步生成地形影像圖，也可單獨提供等高線圖、正射影像圖。其二級產(chǎn)品包括：三維顯示圖、專題圖、各種量算功能等(圖版4)。
    L-SAR實用系統(tǒng)。該系統(tǒng)裝有左右兩副天線，可在成像過程中實時切換觀測方向，具有兩種極化天線，可以獲得多種極化雷達圖像；配有多種工作模式，即有高分辨力窄成像帶和低分辨力寬成像帶兩種模式可供選擇，高分辨率為3m × 3m；具有原始數(shù)據(jù)記錄和實時成像處理能力。該系統(tǒng)在設計過程中考慮了干涉成像能力，以獲取地表三維信息，曾用于對洪澇災害的實時監(jiān)測 (圖版5)，并可用于測量地震災害的地殼形變，達到厘米級精度，是雷達衛(wèi)星理想的試驗平臺。

    3、遙感衛(wèi)星地面接收站網(wǎng)與圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

    中國于1986年建成遙感衛(wèi)星地面站。從接收美國陸地衛(wèi)星5號數(shù)據(jù)開始，目前具有接收LANDSAT、SPOT、RADARSAT、ERS-1/2、JERS-1、CBERS遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的能力。并簽訂了協(xié)議負責分發(fā)Quickbird、IKONOS、IRS、EROS等遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)。能夠為用戶提供高、中、低各種分辨率及多光譜、全色、雷達等不同類型的遙感圖像產(chǎn)品，逐步實現(xiàn)了全天候、全天時、近實時、多種分辨率的衛(wèi)星對地觀測數(shù)據(jù)中心的發(fā)展目標。與中國資源衛(wèi)星應用中心、氣象衛(wèi)星中心和海洋衛(wèi)星應用中心一道，建成與國際接軌的遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)生產(chǎn)運行系統(tǒng)。
    中國自主研制了氣象衛(wèi)星接收系統(tǒng)，分布在北京、廣州、烏魯木齊等地的數(shù)十個氣象衛(wèi)星接收站，可接收極軌氣象衛(wèi)星和靜止氣象衛(wèi)星的數(shù)據(jù)。海洋衛(wèi)星地面應用系統(tǒng)在北京和三亞市建立。MODIS數(shù)據(jù)地面接收站先后在國家氣象局國家衛(wèi)星氣象中心、中科院遙感所、廣州氣象衛(wèi)星地面站等地建立。
    2002年10月，經(jīng)過9年建設的中國第一個遙感衛(wèi)星輻射校正場正式投入運行，標志著我國在提高遙感衛(wèi)星觀測精度與定量遙感分析方面取得重要進展。并與美國白沙，法國圖盧茲實驗場建立了國際合作關系。
    中國目前已形成處理氣象衛(wèi)星、資源衛(wèi)星、機載遙感與航空攝影測量等多源遙感數(shù)據(jù)的能力，具有強大的數(shù)據(jù)存儲、快速處理、傳輸、信息提取、應用軟件設計、圖形圖像制作輸出能力，保障了遙感數(shù)據(jù)的廣泛應用，同時研制了一系列針對新型遙感技術應用的軟件系統(tǒng)。

    三、數(shù)字地球戰(zhàn)略的本土化

    “數(shù)字地球”是空間時代與信息社會發(fā)展歷史中的必然產(chǎn)物。在衛(wèi)星對地觀測夜以繼日覆蓋全球，遙感數(shù)據(jù)資源極大豐富，計算機、多媒體、虛擬現(xiàn)實技術高度發(fā)達，全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)以及寬帶網(wǎng)絡通訊日臻成熟的21世紀，完全有條件對多尺度、多分辨率、多時相的海量地球信息資源，其中包括遙感信息，社會經(jīng)濟空間統(tǒng)計信息，進行三維描述和數(shù)據(jù)融合，加快充分利用，為人類造福。
    從科學技術發(fā)展的角度來看，可以認為“數(shù)字地球”是遙感應用功能的延伸。具體地說：第一步是“數(shù)字化”，從多種衛(wèi)星直接接收的對地觀測數(shù)據(jù)和參數(shù)，或者數(shù)字化的圖像，快速傳輸，幾何糾正，海量存儲，建成數(shù)據(jù)庫，提供查詢，探索服務。第二步是“信息化”，通過數(shù)理統(tǒng)計分析，圖形圖像識別，時空轉換動態(tài)變化研究，從海量數(shù)據(jù)中提取有效信息。第三步是“知識化”，通過各種專業(yè)應用模型，從有效的圖形圖像或數(shù)據(jù)中凝練出客觀規(guī)律，為工程設計、質(zhì)量管理或管理信息系統(tǒng)提供科學依據(jù)。第四步是“再現(xiàn)”，根據(jù)客觀規(guī)律，參照邊界條件，通過虛擬仿真，重建自然或社會的歷史過程，延伸和預測未來的發(fā)展趨勢，建議幾種可能的解決方案。第五步是“決策”，由決策部門的領導，審時度勢，對多種解決方案作出優(yōu)選或取舍。
    我國目前已經(jīng)建成1:400萬、1:100萬、1:25萬全國基礎地理數(shù)據(jù)集，七大江河流域重點防范區(qū)1:1萬和1:5萬基礎地理數(shù)據(jù)集。并在建設以推動空間信息技術及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展為目標的國家級空間信息共享和服務平臺“中國空間信息網(wǎng)”。作為國家地理空間信息基礎設施，高精度的全國1:100萬的地形數(shù)據(jù)模型(DEM)已更新兩版，公開發(fā)布，1:25萬和1:5萬的地形數(shù)字模型正在進行之中，全國1:50萬數(shù)字地質(zhì)圖已完成，全國土地覆蓋與土地利用數(shù)據(jù)庫，森林、草場、湖泊、冰川、歷史地震等科學數(shù)據(jù)庫，也納入了國際科學數(shù)據(jù)庫的計劃(Codata)，并得到氣象、海洋和資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)的及時更新。
    全國已有17個省、市開始建設“數(shù)字省區(qū)”，占省區(qū)總數(shù)的1/2；已有60多個城市開展“數(shù)字城市”工作，約占668個城市的1/10；跨省區(qū)的“數(shù)字流域”，涉及長江、黃河、海河和遼河等大河流域，已提到日程上來了，為跨流域調(diào)水工程、水資源分配、防澇救災服務。“數(shù)字中國”百舸爭游。
    中國科學院和北京大學分別建立了“數(shù)字地球科學實驗室“和“數(shù)字地球工作室”，開展有關“數(shù)字地球”的理論方法研究。開始以數(shù)字地球原型系統(tǒng)為先導，建立TB級遙感數(shù)據(jù)與相關數(shù)據(jù)的存儲、查詢、檢索系統(tǒng)，為跨學科的地球科學研究、地球各圈層動力學關聯(lián)分析與數(shù)據(jù)融合、信息挖掘與知識發(fā)現(xiàn)、模擬與預測，提供共享平臺。作為遙感知識創(chuàng)新工程突破學科邊緣、建立交叉領域、產(chǎn)生新思想、開辟新方向的數(shù)字“孵化器”。目前該系統(tǒng)初步整合了近3TB的數(shù)據(jù)資源，數(shù)十個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，并建立了數(shù)據(jù)網(wǎng)絡接口，可連接國內(nèi)外現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了遠程地學處理。并已開始為數(shù)字奧運、數(shù)字考古、虛擬旅游、軍事仿真領域的應用提供服務和支持。共同推進“數(shù)字省區(qū)”、“數(shù)字城市”、“數(shù)字社區(qū)”和“數(shù)字奧運”的工作。

    四、空間信息應用的拓展

    中國采取遙感應用先行的策略，1963-75年間，利用全色航空攝影相片，進行目視解譯與系列制圖，1975-80年間，引進美國陸地衛(wèi)星(Landsat-MSS)數(shù)據(jù)， 1980-85年間訂購試驗專用遙感飛機，裝備國產(chǎn)遙感儀器。
    1985-90年間，獲得回收衛(wèi)星影像，并得到全球定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)，依托地理信息系統(tǒng)，進行數(shù)據(jù)融合，自主開發(fā)了惠普Geostar, City Star, MAPGIS與Super 2002等遙感圖像處理與制圖軟件，進入國際市場，1999年以后，得到本國遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的支持，推動“數(shù)字地球”戰(zhàn)略，促進空間地理信息基礎設施及其與信息系統(tǒng)的整合。遙感信息的開發(fā)與應用，蓬勃發(fā)展。開發(fā)了國民經(jīng)濟輔助決策地理信息系統(tǒng)、資源環(huán)境與區(qū)域經(jīng)濟信息系統(tǒng)、全國主要農(nóng)作物長勢監(jiān)測與估產(chǎn)業(yè)務系統(tǒng)、城市地理信息系統(tǒng)等一系列應用技術系統(tǒng)，初步形成對國家高層政務多層次輔助決策與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展決策的信息支持能力。遙感應用的廣度和深度，遠遠超過當初發(fā)射陸地地球資源衛(wèi)星時的估計(47項)。歸納為五個主要領域，分述為下：

    4.1 全球變化與海洋調(diào)查

    利用國內(nèi)外氣象衛(wèi)星與海洋衛(wèi)星監(jiān)測數(shù)據(jù)，參與“Codata”科學數(shù)據(jù)庫的交流，我國積極地參與多項全球變化國際合作計劃。在氣候變化、溫室氣體效應、臭氧洞等諸多領域作出了努力，取得了西藏高原臭氧槽的發(fā)現(xiàn)，南方濤動對長江流域旱澇的影響，黃土古季風的反演等具有國際影響的成果。
    在“中國陸地生態(tài)系統(tǒng)生命物質(zhì)循環(huán)及其驅動機制研究”項目，將采用自上而下的遙感反演模型和自下而上的過程模型有機結合的途徑，解決尺度轉換問題，減少碳匯/源評價中的不確定性，評價中國陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯/源的歷史過程、現(xiàn)實狀況、未來趨勢及其碳匯潛力，為國家的生態(tài)環(huán)境建設和氣候變化公約談判提供科學依據(jù)。
    用多光譜數(shù)據(jù)及其生成的植被指數(shù)，對全球植被和土地狀況進行分類，監(jiān)測土地沙漠化、森林砍伐、病蟲災害、城市化等環(huán)境變化進程。在廣東肇慶地區(qū)多時相雷達數(shù)據(jù)對水稻長勢的監(jiān)測方法，得到了國際的認同。分析中國植被指數(shù)的季相變化，模擬中國和在溫室效應下的東亞植被演替模式，探討全球森林資源與小麥長勢的相關。
    建立了海洋環(huán)境立體監(jiān)測體系，包括近海環(huán)境自動監(jiān)測、高頻地波雷達海洋環(huán)境監(jiān)測、海洋環(huán)境遙感監(jiān)測、系統(tǒng)集成以及示范試驗。為近海海產(chǎn)養(yǎng)殖與遠洋漁業(yè)資源調(diào)查，提供動態(tài)信息，為我國躍居全球水產(chǎn)大國作出了應有的努力。
    遙感在生命科學中的應用方興未艾。在陸地生態(tài)系統(tǒng)中植被指數(shù)已廣泛用來定性和定量評價植被覆蓋及其生長活力，并用來診斷植被一系列生物物理參量。利用NOAA、SPOT和同期氣象數(shù)據(jù)，換算作物植被指數(shù)，對全國及世界主要國家農(nóng)作物長勢進行遙感監(jiān)測預報；利用AVHRR植被指數(shù)數(shù)據(jù)集，分析中國東部季風區(qū)的物候季節(jié)特征。

    4.2 國土資源普查

    全面部署了各省區(qū)進行國土資源遙感綜合調(diào)查，一般以衛(wèi)星圖像為主要信息源，進行1:50萬或1:100萬比例的專業(yè)目視解釋和系列制圖(在直轄市為1:10萬-1:5萬)，建立地理信息系統(tǒng)，與“數(shù)字省區(qū)”和“電子政務”或與“生態(tài)省”建設規(guī)劃鏈接。
    遙感地質(zhì)找礦取得了多方面的進展。航空遙感與衛(wèi)星影像應用已在地質(zhì)區(qū)測制圖與普查找礦遙感方法中列入作業(yè)規(guī)范，火山、黃土、冰川、巖溶等新生代地質(zhì)作用和現(xiàn)象，均有新的發(fā)現(xiàn)。并已匯成全國1:50萬地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫, 全面地反映了遙感地質(zhì)的調(diào)查研究成果。
    從1980年，騰沖航空遙感開始，開拓地下熱水鈾礦床遙感探測的先河，逐步推廣應用于內(nèi)蒙及其他地區(qū)其他鈾礦資源的航空遙感綜合勘測，均獲得成功。不僅為鈾礦資源的航空遙感綜合勘探打下了堅實的基礎，而且為開展核查技術和核能和平利用作出了貢獻。
    重金屬和有色金屬礦產(chǎn)資源的遙感勘探，以控礦構造為框架，以多光譜巖性識別為依托，通過礦物暈的擴散形跡，為國家圈定了多處大型礦床。在新疆的金礦探測中，查出金科研預測儲量18.8噸, 遠景儲量70噸，使兩個縣達到生產(chǎn)黃金2萬兩的效益。遙感應用于撲滅華北、西北煤田地下自燃的火災，為探尋內(nèi)蒙地下水和油氣資源，頻頻告捷。

    4.3 環(huán)境保護與災害監(jiān)測

    利用機載成像光譜儀和衛(wèi)星多光譜掃描儀，對太湖水環(huán)境現(xiàn)狀和歷史演變進行了系統(tǒng)性的定量遙感分析，取得了具有實用價值的結果。
    開展863計劃“西部金睛行動”，建立我國西部生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測網(wǎng)絡系統(tǒng)及西部生態(tài)環(huán)境動態(tài)數(shù)據(jù)庫。通過西部、區(qū)域、省市區(qū)、典型地區(qū)四個層次，實施對西部生態(tài)環(huán)境和資源的長期動態(tài)監(jiān)測，監(jiān)督西部大開發(fā)中的生態(tài)環(huán)境效應，提出建設和加強西部可持續(xù)發(fā)展能力的對策。
    研制了“沙塵暴的衛(wèi)星監(jiān)測系統(tǒng)和沙塵暴的災害影響評估系統(tǒng)”，通過網(wǎng)絡連接，實現(xiàn)了把遙感、GIS和網(wǎng)絡通訊技術集成為一個可以實時業(yè)務運行并定性、定量、定位的沙塵暴衛(wèi)星遙感監(jiān)測與災情評估的系統(tǒng)。現(xiàn)已利用風云衛(wèi)星的數(shù)據(jù)正式發(fā)布沙塵暴天氣預報。開展了蒙古、朝鮮、韓國與日本的國際合作計劃。
    研制開發(fā)出衛(wèi)星遙感草原火災、監(jiān)測和災害評估系統(tǒng)，實現(xiàn)了及時發(fā)現(xiàn)火點、準確定位火點地理坐標、測算過火面積、計算干草損失量。建立了森林監(jiān)測與管理信息系統(tǒng)，收到了有火不成災效果。開展了赤潮災害衛(wèi)星遙感業(yè)務化監(jiān)測技術研究，并在渤海、長江口和珠江口海洋赤潮災害監(jiān)測業(yè)務化實踐中得到了檢驗。
    建立了由災害宏觀動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、機載SAR數(shù)據(jù)實時傳輸系統(tǒng)、洪澇災害監(jiān)測評估運行系統(tǒng)，已投入使用。對突發(fā)性水災，實現(xiàn)2天之內(nèi)提供受淹范圍及各類受淹土地面積等信息，一周之內(nèi)提供包括受災人口、受淹房屋等信息的詳細評估報告。全國旱情監(jiān)測實現(xiàn)每10天上報一次旱情資料。在1998年長江特大洪水期間，利用6顆衛(wèi)星和3套航空遙感系統(tǒng)，特別是利用了中國的L波段機載雷達系統(tǒng)，對災區(qū)組織成像飛行，獲得了100多幅災情圖像，遙感查明受災面積只有地方統(tǒng)計數(shù)據(jù)的一半，為災情監(jiān)測評估和災后重建規(guī)劃提供了科學依據(jù)。洞庭湖區(qū)的遙感實驗信息系統(tǒng)，是由加拿大CIDA的資助下進行的，已推廣到亞非21個國家。

    4.4 城市規(guī)劃與工程建設

    由于我國城市化的快速發(fā)展，城市化指數(shù)由2000年的26.7%增加到2003年的37%。高分辨率衛(wèi)星圖像和機載遙感系統(tǒng)，為城市規(guī)劃和“數(shù)字城市”的建設提供了豐富的數(shù)據(jù)源。例如，通過開展北京中關村高科技園區(qū)成像飛行，為“數(shù)字北京”及“數(shù)字中關村”提供了更新數(shù)據(jù)；進行2008北京奧運規(guī)劃區(qū)的機載對地觀測飛行試驗，服務于奧運申辦及未來的奧運規(guī)劃設計，為澳門回歸進行三維成像儀飛行，為香港、澳門、北海、上海浦東等城市提供了基于對地觀測數(shù)據(jù)的各類圖件及數(shù)據(jù)，并開展了城市應用研究。
    我國資源衛(wèi)星與SPOT, IKONOS等高分辨率的圖像數(shù)據(jù)，在城市建設中的應用，已在北京城市折遷，香港街區(qū)地圖更新中發(fā)揮作用。全國80多個城市的城市擴張與占用土地的遙感監(jiān)測，效益顯著。天津市早年城市環(huán)境遙感的實驗成果，率先采用網(wǎng)格化計算機自動制圖，出版了環(huán)境資源調(diào)查，得到世界銀行的高度贊譽，為天津市爭取世行巨額貸款提供了科學分析依據(jù)。
    遙感技術為國家大型工程建設提供了勘察與管理信息支持。包括三峽建設、青藏鐵路建設、二灘和龍灘電站水庫、三北防護林工程、南水北調(diào)西線工程、西氣東輸?shù)�，遙感在選址、勘測、生態(tài)環(huán)境工程效益評估中，都發(fā)揮了應有的作用。在三峽工程預研論證初期，三次遙感估算庫區(qū)可耕地面積，從而否決了后靠移民的主張，為政府決策外遷提供了依據(jù)。已經(jīng)由中國科學院與三峽指揮部合作，組建長期的資源環(huán)境監(jiān)測中心。
    青藏鐵路施工以前，有關部門和中科院對高原凍土調(diào)查研究與鐵路選線，進行了大量遙感和選線比較研究。特別是隧道工程中的噴水含沙等，在南嶺、燕山、秦嶺大型隧道的勘測工程中，取得了寶貴的經(jīng)驗。

    4.5 遙感考古與古環(huán)境再現(xiàn)

    遙感技術用于考古研究是對人文科學的開拓。2002年12月召開的全國首屆遙感考古會議，展示了在這方面取得的成就。利用衛(wèi)星遙感在長江三角洲吳越文化分布的部分地區(qū)，普查出新石器時代到春秋時期的各類古遺址28087座，經(jīng)與考古學家的共同驗證，其判對率達95%以上。利用航天飛機成像雷達圖像，發(fā)現(xiàn)了陜西寧夏交界地區(qū)被干沙掩埋的明隋古長城。在內(nèi)蒙古和陜北等地開展了多次航空遙感考古飛行，獲得了元大都、遼中京、遼上京古遺址的航空照片，出版了多種“航空遙感考古圖集”。2002年又從美國購回1萬余張二戰(zhàn)期間日軍拍攝的航片，正對這些資料整理和分析，可能會揭示出更多現(xiàn)在地表已被改造過的考古信息。對近50年來的土地利用、自然環(huán)境變遷與人類活動的軌跡，重新作出空間分析和歷史評價。
    在臨淄，結合衛(wèi)星圖像，航空系統(tǒng)，發(fā)掘報告，調(diào)查報告，普查考古地圖和地形圖，建立了我國第一個大型遺址群地域文物考古信息系統(tǒng)。
    在敦煌莫高窟進行了數(shù)字化近景攝影測量，為雕塑與壁畫復原，奠定了初步基礎。進一步利用激光與全息成像，可以把絲綢之路上被掠奪、偷盜破壞文物進行虛擬仿真，唯妙唯肖地再現(xiàn)，遙感為文物修復與保護，記錄發(fā)掘現(xiàn)場，復原古環(huán)境，提供嶄新的成套信息技術。

    五、地球信息科學展望

    20世紀末，在地球系統(tǒng)科學的理論指導下，遙感應用、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)與網(wǎng)絡通訊技術，已逐步向綜合集成的歷史階段。新興的多媒體、虛擬現(xiàn)實等可視化技術和并行計算、網(wǎng)絡計算等高速智能化技術，日新月異，如虎添翼。
    20世紀的遙感應用，比較側重于自然，側重于無機環(huán)境，側重于資源，側重于靜態(tài)觀測與識別；而21世紀的遙感應用必將更多地關注人文，關注生態(tài)和環(huán)境，關注動態(tài)監(jiān)測與評估。在調(diào)查研究方法上，也將從單項的偵察、識別，逐步走向定量化的綜合集成，由單純的遙感儀器觀測數(shù)據(jù)，逐步走向多種數(shù)據(jù)源的融合。
    地球信息科學在20世紀末應運而生，與時俱進。它是空間科學技術、信息科學技術與地球系統(tǒng)科學的交叉融合，其目的是要通過數(shù)據(jù)共享，充分發(fā)揮海量數(shù)據(jù)的作用，從中提取有效信息，發(fā)現(xiàn)知識，掌握規(guī)律，用于指導生產(chǎn)和生活�；蛘哒f是以信息流調(diào)控人流、物流和能流。提高社會生產(chǎn)效率和人類生活質(zhì)量。它以地球為舞臺，上至電離層，即無線電磁波反射或折回地表的上限；下至莫霍面，即地震波反射或折回地表的下限�？梢苑Q之為信息圈(也稱“人類圈”或“智慧圈”)。這是當今世界人類最活躍，信息最豐富的圈層。也正是“數(shù)字地球”的核心空間，是對地觀測與遙感應用的主體部分。
    我國科學家正開始努力探索地球信息科學的理論、方法和關鍵技術。例如以遙感像元為基礎，建立適應于“數(shù)字地球”的網(wǎng)格地圖系統(tǒng)，適應新一代網(wǎng)格計算的方法；充分發(fā)揮人類圖像思維的能力，建立地學信息圖譜，來抽象地表達地表現(xiàn)象的規(guī)律，進行信息壓縮；從遙感獲取的現(xiàn)勢數(shù)據(jù)進行虛擬可視化，反演自然和文明發(fā)展的歷史過程；顯示規(guī)劃方案的景觀效果等等，都將有助于更深層次的遙感應用。
    遙感技術和應用的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，將極大地豐富地球信息科學的構建；地球信息科學的發(fā)展也必將為“數(shù)字地球”戰(zhàn)略的發(fā)展提供理論、方法與技術支持；反過來，“數(shù)字地球”戰(zhàn)略為地球信息科學的發(fā)展提供了機遇，并會促進地球信息科學的全面發(fā)展。二者的結合，必將推動地球科學的發(fā)展，及信息社會的經(jīng)濟發(fā)展與社會進步，為我國全面建設小康社會，作出應有的新的貢獻。
    與此同時，信息時代遙感應用與“數(shù)字地球”的發(fā)展，必將進一步推進發(fā)展中國家在經(jīng)濟、技術、文化等領域的南南合作，縮小發(fā)展中國家與發(fā)達國家之間的“數(shù)字鴻溝”，推動信息社會和全球經(jīng)濟的整體發(fā)展。中-巴地球資源衛(wèi)星的研制就是南南合作的杰作。目前，我國正在進行2008奧運會場館的建設，科技奧運、數(shù)字奧運、綠色奧運是中國舉辦奧運會的理念。遙感與“數(shù)字地球”將會為奧運場館等基礎設施的建設，為各國運動員提供優(yōu)質(zhì)的服務。
    不久的將來，載人飛船“神舟”號順利升空，海洋衛(wèi)星和“數(shù)字海洋”的建設與時俱進，“探月”計劃提到日程上來，遙感應用與“數(shù)字地球”方面的國際合作，視星空將會更加遼闊，機遇將會更加令人鼓舞