一、引言
地理信息产业是在现代测绘技术和信息技术的基础上发展起来的综合性高新技术产业[1]。地理信息产业的所有活动都是围绕地理信息资源的建设和开发利用而产生的,所以,概括地讲,地理信息产业就是生产和经营地理信息的产业。随着我国经济社会的发展、科学技术的进步、国民经济和社会信息化进程加快,对地理信息资源的需求与日俱增,以测绘劳动力、测绘高新技术、地理信息增值服务、地理信息软硬件开发等组成的测绘市场不断壮大,地理信息产业面临前所未有的机遇。
遥感技术(Remote Sensing)是一门建立在空间科学、电子技术、光学、计算机技术、信息论等新的技术科学以及地球科学理论基础上的综合性技术,为现代前沿科学技术之一,具有宏观、动态、综合、快速、多层次、多时相的优势。在新技术迅猛发展的今天,遥感技术伴随着航空、航天技术的发展而不断提高与完善,相关服务领域不断扩展,受到普遍重视,显示出极其广泛的应用价值、良好的经济效益和巨大的生命力。
地理信息产业是遥感技术应用的重要领域之一。由于遥感技术获取信息具有视野广阔,不受地形地物阻隔,快速准确,形象直观,获得的信息宏观特征突出,整体性好,可比性强,还具有多维的特点,成为为地理信息系统数据库更新提供现时信息的最佳手段之一。
本文对遥感技术与地理信息产业的关系进行了分析,介绍了遥感技术在地理信息产业已经获得实际成果。对遥感在地理信息产业应用方面的深度和广度方面进行了论述。同时分析了应用中的一些问题,展望了遥感信息在地理信息产业领域的应用前景。
二、遥感技术
遥感技术是当代高速发展的一门信息采集技术,它是利用机载和星载传感器设备获取地球的图像信息,并经处理和分析,提取目标对象的空间位置、几何形状与大小、自然属性、类别等信息,这些信息是地理信息产业基本的空间数据来源。其应用的主要特点总结如下:
(1)成像范围广。利用航天和航空遥感平台独特的地理优势,对地面进行观测、成像。能够覆盖广阔的地面范围,将区域地理数据浓缩在一张或几张遥感影像上,可更直观地对其进行分析。例如一景Landsat影像对应的地面实际面积为185km×l85km,一景SPOT图像对应的地面实际地面面积为60km×60km。这样就能使我们将地理信息技术广泛的应用于城市管理、交通、土地、水利、农业等领域,并且能够使得图中的相应位置关系及地理位置较淮确,可以提高直观性。
(2)成像周期短。随着近年来城市建设步伐的加快,城市面貌日新月异,因此,这对地理信息产业管理的时效性提出了更高的要求,遥感利用其成像周期短的特性,在此又显示出其独特的一面,如Landsat卫星的重访周期为16天,CBERS中巴地球观测卫星的重访周期为26天。因此,遥感数据为城市规划的实时更新提供了有力保障。
(3)成像方式多。通过遥感平台人们可以获得多时相、多谱段、多点位遥感影像,这大大拓宽了研究问题的视野。通过多次图像处理,取出人们所需的遥感信息.从而不再局限于原始的影像数据。多时相的影像数据使人们对变化有较清晰的了解,尤其是对城区的动态变化,还可以对城区的环境进行实时动态监测,多谱段使人们可以获得从紫外、可见、近红外、到远红外和微波等不同波段的信息,扩大人类的视野。
三、遥感与地理信息产业
王之卓教授早在1995年就从学科发展的角度论述了“3S”技术之间是密不可分的。刘震[4]等认为:地理信息是一种信息流,遥感、地理信息系统和全球定位系统中的任何一个系统都是侧重于信息流特性中的一个方面,是地理信息产业发展的核心技术。
随着我国的地理信息产业迅速发展,遥感己经成为获取地理信息数据极有价值的工具,不同学科的专业人员不断地发现航空遥感的数据在各领域内的潜在应用。遥感和图像处理技术被用于获取和处理地球表面有关的信息;地理信息的发展则源于对土地属性信息与相应几何表达的集成及空间分析的需求。
从地理信息产业本身的角度出发,随着它应用领域的扩展和深入,它首先要求存储大量的有关数据,通过不断的积累和延伸,从而具备反映自然历史过程和人为影响趋势的能力,揭示事物发展的内在规律。但是地理信息系统数据库几乎只是通过地图数字化建立起来的,用户不能接触到原始资料及有关信息,而地理信息系统中的原始数据却是有效地模拟和控制误差传播的基础。其次,地理信息系统为了保持系统的动态性和现势性,它还要求及时地更新系统中的数据,目前地理信息系统中存储的信息只是现实世界的一个静态模型,需要定时或及时的更新。
遥感作为一种获取和更新空间数据的强有力手段,能及时地提供准确、综合和大范围内的动态检测的各种资源与环境数据,因此遥感信息是地理信息产业十分重要的信息源。在地理信息应用最早的专业领域,如测绘、资源环境、城市规划、土地管理、设施管理和交通运输等,都是和遥感技术应用的密切相关的。随着信息技术的发展,今年来出现了众多新的应用领域,如商业、旅游、信息服务等。
四、地理信息产业对遥感技术提出新的要求
(一) 遥感技术应用现状
地理信息产业发展需要许多高技术的支撑,遥感作为其核心技术之一,也面临着很大的考验。我国遥感技术服务于地理信息产业发展的时间很短,但发展极为迅速,已初步建成了全国卫星遥感信息接收、处理、分发体系和卫星对地观测应用体系。但是与发达国家相比差距明显,而且相对于高速增长的地理信息产业来说技术储备明显不足。由于民用遥感卫星技术水平的限制,我国发射的气象卫星工作稳定性较差、寿命较短,使得获得的数据难以满足有关部门的要求。资源1号陆地卫星的有效载荷缺乏足够的稳定性和定量化,还未能形成向主要用户提供及时、完整的标准产品规模化的能力。目前我国各应用领域使用的卫星遥感数据90%以上来自美国、法国、加拿大等国的遥感卫星。此外,高分辨率和高光谱卫星、全天候雷达卫星在我国尚属空白。由此可见,相对产业的巨大需求和潜力来说,我国地理信息技术作为产业重要的生产要素和资源显得非常单薄。技术储备的不足将在很大程度上影响地理信息产业的生产方式、产品质量、产业结构和用户需求。加强基础理论研究,促进技术创新是增强我国地理信息技术储备的重要途径。我国只有进一步加大在遥感领域的科研投入,加强人才战略,走技术创新发展的道路,才能促进地理信息产业的跨越式发展。
综上,地理信息产业对遥感提出的新的更高的要求主要体现在:
(二) 快速获取地理信息数据
发展多种卫星导航定位数据获取技术和多分辨率卫星遥感数据获取技术,发展基于多传感器的航空遥感数据获取系统,为实现地理信息数据快速获取提供技术支撑。重点研究网络化多种卫星系统导航定位动态服务技术、单点快速高精度定位技术、高分辨率卫星遥感技术、数字航空摄影技术、激光雷达测图技术、微波雷达测图技术、特殊地区导航定位技术(如:地下管线智能探测)、无人飞行器航空摄影测量技术等。
(三) 遥感信息智能化
地理信息产业发展要求必须要有高分辨率卫星图像等遥感数据的智能获取,包括卫星轨道数据自动提取、接收,轨道的自动计算与选择,参数的自动调整、操作过程的自动调度等智能化接收技术与自动完成图像导航,亚像元几何校正、融合与数字摄影测量,光谱校正、精确匹配、自动分类与地图分幅镶嵌处理等智能化图像处理技术,进一步完善遥感数字化测绘生产工艺流程,为地理信息快速加工处理提供技术支持。这不仅可以提高数据的精度,减少一些人为因素的影响,同时,这也大大提高了效率,推动了地理信息产业的建设步伐。
(四) 加大遥感在地理信息产业中的投入
尽管遥感影像为地理信息自动更新提供了有力支持,但在相关理论、方法与软件实现等方面仍需要开展深入研究,以适应地理信息系统发展和应用的需求。我国目前遥感的基础设施、技术装备等主要依赖国外,还缺乏比较知名的大型遥感信息数据处理软件,目前主要依靠进口软件。今后应继续在软件系统的具体实现、算法、应用等方面进行深入研究,实现基于遥感影像的地理信息更新,达到地理信息的实时性、可靠性和自动更新,为时空动态分析等提供有效的支持,同时也促进遥感与地理信息系统的深层次集成。
五、结语
我国地理信息产业已经具备了良好的发展基础,形成了一定的技术积累,人才基础雄厚,市场潜力巨大,并已进入了一个快速发展的阶段。未来的几年同样将是遥感技术发展的新时期,这些遥感图像数据将为地理信息提供源源不断的新数据,而且将成为地理信息产业最重要的数据源。如何用好这些数据,充分发挥遥感数据的优势(数据量大、数据新、同一区域多次成像),是人们关注的焦点。可以预测在未来十年里,我国地理信息产业将出现一次飞跃式发展。(肖 洲 李和军 虞 欣)
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