遥感与综合地学信息可视化分析

引言
 当我们驻足于21世纪的时候，回首过去的100年，我们可以自豪地说，随着计算机技术、空间技术和信息技术的发展，人类实现了从空中和太空来观测和感知人类赖以生存的地球的理想,并能将所感知到的结果存贮在计算机网络中,让它们在全球流通,为人类的生存、繁荣和可持续发展服务。同时,遥感与综合地学信息可视化分析作为一门新兴的科学和技术，迅速成长起来。
1遥感与综合地学信息可视化分析的主要发展趋势
1.1遥感技术的发展
 遥感( Remote Sensing)技术是一门新兴技术，是空间技术、应用光学、无线电电子、计算机技术等结合的产物。遥感技术在地球资源的探测，地震、火山爆发的预测，环境污染的监测以及冶金、地质、农业、林业、水利、测绘、气象、海洋等部门经济建设和国防建设中，都有着广泛的应用。    联合国运用卫星对地球进行遥感研究小组对遥感下的定义是:“观测物质或近地目标从紫外线到微波的某些波长的电磁发射现象”。详细地说，就是运用现代的运载工具和电子、光学仪器，以主动和被动方式接受地(水)表或其以下一定深度处的研究对象发射或反射从紫外线到微波的，能通过大气的某些波段的电磁波信急，经过加工处理，获得研究对象的有用信息，达到探测目标物的整个信息的接收、传输、处理和应用处理。它是随着空间技术的出现而出现的，属于空间科学范围被称之为宁宙中的“眼睛”。    空间遥感技术是整个遥感技术的主体。它的主要特点:一是获取信息的范围人;一是资料新颖，能迅速反映动态变化;三是获取的信息内容丰富，可以同时取得不同的目标特征。若把几个波段合成为假彩色像片，就能增强和突出其中的某些图像信息，提高人们对图像的判断能力;四是成图迅速。由于卫星离地面较远，卫星摄影接近正射投影，所以地表每一点似乎都在卫星的垂直平面上，因而可提高成图工效;五是获取信息方便，不受地形限制。对于高山冰雪、戈壁沙漠、海洋等地区，一般方法不易获得的资料，卫星像片则可以获得大量有用的资料。同时，卫星还可以不受任何政治、地球条件的限制覆盖地球的任何一角和整个地球。
1.1.1空中摄影技术的发展
 1839年发明了摄影技术以后，曾有不少人尝试将摄影技术应用到地形测量学上来。直到1885年加斯帕尔等人，首次应用气球成功地摄制了巴黎城市的鸟瞰照片。以后又有人用风筝或鸽子等为运载工具，进行空中摄影工作，但直到飞机的出现，才使人们的幻想变成现实。1909年威尔伯·赖特第一次从飞机上成功地拍摄了空中照片;1913年塔尔弟沃第一次将空中照片应用到绘制地图上来，使这一技术得到了实际应用。在这以后，人们努力研制航空像机，提高分辨率和几何精度。另外，在绘制地图自动化的研究方面，也取得了很大进展，从照片到成图，整个过程逐步向自动化方向发展。在空中摄影技术飞速发展的同时，在感光材料的研究上，也取得了很大的进展。1855年马克斯韦尔发表了彩色摄影的设想，到1924年才由曼内斯等人研制出来，近年来发展很快，彩色负片、彩色反转片的色彩都很鲜艳，拍摄、冲洗技术和工艺也很方便，已被国外一些航侧部门列为常规摄影。人们为了消除大气的影响及适应军事侦察的需要，很早就研制了红外感光胶片。第二次世界大战期间，已应用黑白红外胶片进行军事侦察。在这基础上，又研制了彩色红外胶片，大大地提高了红外片的分辨能力，目前已成为遥感试验的重要手段之空中摄影在技术上是比较成熟的，具有分辨率高，拍摄目.标体的影像直接展现在画面上，有直观、清晰，容易判读等特点。这一技术虽然很早就已广泛使用，目前仍是遥感试验的主要方法之一，并具有重要地位。这一技术发展非常迅速，现在航空用的摄影机，如RC-l0,其中的分辨率达133条/毫米;美国侦察卫星“大鸟”上的光学照相机，在距地球表面150公里高空，获得照片的地面分辨率可达0.3米。
1.1.2多光谱摄影技术的发展
 1885年马克斯韦尔发表了应用兰、绿、红滤色镜，来证明杨格三原色理论的想法，到1861年又进行了天然色的合成工作。由于当时还没有感兰光、红光的胶片，所以这一工作未能达到预期目的。从1870年到1900年，彩色合成用的投影仪得到了发展，从而人们对分带摄影产生了兴趣。1900年艾夫斯首先制成了三镜头的多光谱照像机。这以后的一段时间里，多光谱摄影机的进展不大，主要力量用在多光谱图像解释的基础——地物反射光谱特性的研究上。1947年苏联科学院发表了“自然物体的反射光谱特性”一书，第一次对不同物体的反射光谱进行了系统的研究。    空间技术发展以后，促进了多光谱像机的研制工作。六十年代初期美苏两国几乎同时研制成功了九个光谱段的多光谱像机，并用于军事侦察和资源研究。在这以后，一些国家又相继研制了一些类型的多光谱像机，其中较为典型的有美国“阿波罗一9号”宇宙飞船上使用的SO-65型多光谱像机，由四架哈塞布莱特像机组成，第一次将多光谱摄影用于宇宙空间。以后美国又在“天空实验室”使用了六个光波段的SO-190多光谱摄影机。1976年和1977年苏联发射的“联盟一22”和“礼炮一6”号宇宙飞船，使用了东德研制的新型多光谱像机。目前各国都研制了不少多光谱摄影机，并在不同领域获得应用。
1.1.3红外遥感技术的发展
 红外线是赫谢尔在1800年发现的，1879年兰利首先制作了红外辐射探测器，并研制了能够探测1/10摄氏度的温度变化的辐射热测量仪。到20世纪30年代，德国的阿思奎斯特制成了可以发现夜航战斗机的红外探测仪。第二次世界大战后，主要进行了红外探测元件的研究，制造了各种红外探测器。60年代以后，美国密执安大学的威罗兰实验室研制出包括红外波段的18通道的多光谱扫描仪，以后美国航宇局又委托本迪克斯公司研制了24通道的多光谱扫描仪。目前又发展了供卫星上使用的红外和多光谱扫描系统，如气象卫星“泰罗斯”、“雨云”、“陆地卫星”以及“天空实验室”、“字宙飞船”上都装置了这类仪器。  
1.1.4雷达遥感技术的发展
 1889年海因里希赫茨发现了无线电波具有反射特性，1922年马可尼倡议用无线电波来探测目标。40年代以后，在寻找船、飞机和障碍物等方面广泛应用雷达。1945年美国威斯汀豪斯电气公司研制了一种侧视雷达，在飞机上可以获得从地表反射回来的微波图象。1961年以后，美国又研制了三维影像的侧视雷达，有雷达图像和测高用的垂直干涉仪。由于这些雷达的分辨力很低，所以一直未被用于环境遥感研究方面。近几年来美国卡尔·威利研制了合成孔径的侧视雷达，用较小的天线，能获得高分辨率的图像，从而成为环境遥感的主要技术手段。
1.1.5遥感所用的工作平合的发展
 自从照相机开始用于空中摄影以来，遥感器的工作平台经历了从风筝、气球、飞机、火箭到卫星等几个发展阶段。为了能从离开地球更远的距离来观察地球，人们很早就研究使用火箭为运载工具了。早在1891年埃德蒙·爱德华就想到从火箭上拍摄空中照片。1907年艾尔弗雷德莫尔研究了火箭照相机用的陀螺装置，并于1921年成功地把火箭发射到700米的高空。这以后，火箭一直未被利用，直到第二次世界大战期间，德国人用V2火箭拍摄了照片。1957年苏联发射了第一颗人造卫星，这就为从空间观测地球提供了新途径，从而也促进了环境遥感技术的发展。1961年美国在“水星MA-4”卫星中首先装载了自动像机。以后载人的“水星MA-9”卫星中，由Z·G·库拍摄了29张我国西藏的照片，并首次带回地球。1969年载人飞船“阿波罗一9”第一次拍摄了350张4波段多光谱照片。经过一个阶段的酝酿和准备，1972年美国研制和发射了第一颗地球资源卫星，以后改名为“陆地卫星--1”，1975年发射了“陆地卫星--2”，1978年发射了“陆地卫星--3”。这三颗卫星是同一代的星体，参数及仪器设备基本相同，只是3号增加3--5微米热红外波段。1973年美国又执行了“天空实验室”计划，装载了许多观测地球用的遥感器，特别是长焦距的照相机，提供了大量的高分辨率的地面照片。
1.2遥感器的工作平台
 遥感的一个重要特点就体现在“遥”字上，在环境遥感的试验中，各种目标体的图像和光谱信息特征，主要是靠一定的运载工具，把各种遥感器带到一定的高度去工作，这些运载工具可以是汽车.、飞机、气球、火箭、卫星和宇宙飞船等，在习惯上统称为“遥感器的工作平台”。
 (一)地面遥感:使用的工作平台主要是遥感汽车或直升飞机。地面遥感的试验目的，是测定已知目标体的光谱特性，或与航空、航天遥感工作同步观测，为遥感器有效光谱段的选择提供依据，并且为资料的应用分析建立解释模式。
 (二)航空遥感:是在大气层内进行的遥感，主要是使用飞机和气球等运载工具。根据飞机或气球的飞行高度又可以分为低空、中空和高空三大类。低空遥感主要使用小型飞机，直升机等，工作高度不大于5，000米，飞行速度慢，装载遥感器的种类少，每次飞行的面积小，以取得大比例尺图像为目的，是目前航空遥感的主要工作方式。中空遥感，通常使用大型运输机为工作平台，飞行高度5，000-10，000米，飞行速度较快，装载遥感器多，以进行综合遥感试验为主。高空遥感，飞行高度在10,000米以上，主要使用高空侦察飞机或汽球，以模拟航天遥感试验为主，并取得小比例尺遥感图像。
 (三)航天遥感:为在外层空间进行的环境遥感，工作平台主要是宇宙飞船或人造卫星，工作高度可以从100多公里到36,000公里。它有工作高度大、图像覆盖面积大、装载适量的遥感器，不受任何地理条件和行政界线的限制，可以连续、重复地观侧，以取得小比例尺遥感图像为主，以宏观的角度观察研究地球。
1.3多平台多传感器航空航人遥感数据获取技术趋向二高(高空间分辨率、高光谱分辨率和高时相分辨率)
    从空中和太空观测地球获取影像是过去一个世纪的重大成果之一。2001年卫星遥感的空间分辨率从ⅠkonosⅡ的lm，进一步提高到Quick bird(快鸟)的0.62m，高光谱分辨率己达到5-- 6nm，时间分辨率的提高主要依赖于小卫星技术的发展，通过合理分布的小卫星星座和传感器的大角度倾斜可以以1--3d的周期获得感兴趣地区的遥感影像。由于具有全人候全人时的特点,以及用INSAR和D- INSAR进行高精度3维地形及其变化测定的可能性,SAR需达卫星被全世界各国普遍关心。我国在机载和星载SAR传感器及其应用研究方而正在形成体系。“十五”期间我国将全方位推进遥感数据获取的手段.形成自主的高分辨率资源卫星、需达卫星、测图卫星和对环境与灾去进行实时监测的小卫星群。
1.4航空航天遥感对地定位趋向于不依赖地面控制
 确定影像目标的实地位置(3维坐标),解决影像目标在哪儿(where)是摄影测量与遥感的主要任务之一。在已成功用于生产的全自动化GPS空中三角测量的基础上,利用DGPS和INS惯性导航系统的组合,可形成航空/航人影像传感器的位置与姿态自动测量和稳定装置( POS),从而可实现定点摄影成像和无地面控制的高精度对地直接定位。在航空摄影条件下精度可达到dm级,在卫星遥感条件下,精度可达到5--10m。该技术的推广应用,将改变目前摄影测量和遥感的作业流程,从而实现实时测图和实时数据库更新。若与高精度激光扫描仪集成,可实现实时3维测量(Lidar)。法国利用设在全球的54个站点，向卫星发射信号，通过测定多普勒频移以精确解求卫星的空间坐标，具有极高的精度。测定距地球1300km的Topex/ Posei-don卫星的高度,精度达到±3cm。用来测定SPOT4卫星的轨道,3个坐标方向达到±5m精度。对于SPOT5和Envisat未来可达到±lm精度。若忽略SPOT5传感器的角元素,直接进行无地而控制的正射像片制作,精度可达到±15m,完全可以满足国家安全的需求。
1.5摄影测量与遥感数据的计算机处理更趋向自动化和智能化
  从影像数据中自动提取地物目标,解决它的属性和语义(what)是摄影测量与遥感的另一大任务。2001年,在已取得影像匹配成果的基础上,影像目标的自动识别技术主要集中在影像融合技术上,基于统计和基于结构的目标识别与分类,处理的对象既包括高分辨率影像,也更加注意高光谱影像。随着遥感数据量的增大,数据融合和信息融合技术愈渐成熟。压缩倍率高、速度快的影像数据压缩方法也已商业化。我国的学者在这些方而的研究都取得了可喜的成果。
1.6利用多时影像数据自动发现地表覆盖的变化趋向实时化
  利用遥感影像,自动进行变化监测关系到我国的经济建设和国防建设。过去人工方法投入大、周期长。随着各类空间数据库的建立和大量新的影像数据源的出现,实时自动变化检测己成为研究的一个热点。我国学者正进行的研究包括利用新旧影像(DOM)的对比、新影像与旧数字地图(DLG)的对比来自动发现变化和更新数据库,最理想的方法是将影像目标3维重建与变化检测一起进行,实现3维变化检测和自动更新。进一步的发展则是利用智能传感器,将数据处理在轨完成,而发送回来的直接为信息, 而不一定为影像数据。
1.7摄影测量与遥感在构建“数字地球”、“数字中国”和“数字省市”中正在发挥愈来愈大的作用
 “数字地球”概念是在全球信息化浪潮推进下形成的,1999年12月在北京成功地召开了第一届国际数字地球大会后,我国正积极推进“数字中国”和“数字省市”的建设,2001年国家测绘局完成了构建“数字中国”和“数字省市”的建设,2001年国家测绘局完成了构建“数字中国”地理空间基础框架的总体战略研究。在己完成的1: 1000 000和1: 250 000全国空间数据库的基础上,2001年全国各省市测绘局开始1: 50 000空间数据库的建设，在这个数据量达11TB的巨型数据库中，摄影测量与遥感将用来建设DOM(数字正射影像),DEM数字高程模型),DLG(数字线划图)和CP(控制点影像数据库)。
1.8全定量化遥感方法将走向实用
  从遥感科学的本质讲，通过对地球表层(包括岩石圈、水圈、大气圈和生物圈四大圈层)的遥感，其目的是获得有关地物目标的几何与物理特性，所以需要有全定量化遥感方法进行反演。几何方程是有显式表示的数学方程，而物理方程一直是隐式的。但随着对成像机理、地物波谱反射特征、大气模型、气溶胶研究的深入和数据的积累;以及多角度、多传感器、高光谱及需达卫星遥感技术的成熟，相信在21世纪，全定量化遥感方法将逐步走向实用，遥感基础理论研究将迈步走上新的台阶。
2现代遥感技术与综合地学信息可视化分析的成效
 遥感纯粹是一门信息科学。有关的技术叫遥感技术。遥感技术主要研究遥感仪器、遥感图像信息传输、处理、分析应用等。最简单地说，遥感就是感知遥远物体的形状和明暗。而所谓明暗，有时候指可见光，有时候则指红外线。通常所用的遥感器多半是无源遥感器。所谓有源遥感器就是指能发射出辐射线的遥感器。它感知被反射回来的辐射线的强弱。现代遥感技术是在六十年代兴起的。在三十年代，只有航空摄影。后来，随着空间科学、环境科学和计算技术的发展，而有了质的飞跃，于是，形成为一门新的科学—遥感。现在，空中摄影技术已达到极高的分辨率。现代遥感技术已成功地应用于地图绘制、地质勘探、环境污染普查、水文海洋普查，以及农林的普查，等等。为了绘制出一张准确而详细的中国地图，可以只花三四天时间，从卫星上拍摄出五百张到六百张地面照片，然后能把地图拼成。遥感技术颇有助于地图的更新。从美国偷拍伊朗的地图看来，在某空白处确实是漏掉了一个相当大的湖。1972年美国曾偷拍我国西藏改则地区的地图，结果发现我们过去所绘的地图有大错，发现塔罗克错湖实际很大，应大五倍，而且湖中还有两个岛。遥感照片也可利用红外线拍摄。本来，阳光下的岩石砂砾明暗难分。若利用红外线拍照，则岩石的热端表现很亮很白，面冷端则比较黑暗。这样，在某些情况下，岩石的轮廓显得更清楚。卫星甚至能把海底的一股冷水也探测出来。如果在深度一定的海域内，有一股冷水从大陆渗出，流进海内，那么，这一股冷水就能在红外照片上表现为“黑流”。这股“黑流”启示人们，在不远的陆地底下，很可能有丰富的地下水。在夏威夷岛，就是靠这种方法，在岛边200多米深处找到了可贵的淡水。苏联于1969年，依靠遥感躲避了一场水灾。他们偷拍了我国天山一带的雪情。结果断定，在1969年春天，必有一股特大的雪水，从天山和帕米尔一带流进苏联。苏联要买美国偷拍的卫星照片以估计本国的小麦产量。在照片上，健康的小麦呈红色，黑锈病小麦则呈黑色。蝗虫区也能从照片上看出。林区大火灾，草原大火灾，在“星火期”就能从遥感照片上看出来。观察红外照片，能判断林区内各种树木的分布。例如，松树和杉树的分布，过去很难观测出来。从红外照片上，则一目了然松树呈白色，杉树呈暗灰色。遥感技术还可应用于地质勘探。例如，巴基斯坦的铜矿就是根据卫星照片预测出来的。从卫星照片，看出我国西藏某些地区有菱形地质构造，并推测在那些地方存在铬矿。环境污染当然更容易从卫星照片上看出来。从照片上，清楚地看出美国密执安湖边工业烟尘的走向，以及由于工业烟尘所引起的云雾。从卫星照片上，还看出法国科西嘉岛边有大量的红泥，证明是污染带。总之，依靠遥感照片，能迅速绘出植被图，能判断病虫害，能估计农作物产量，能预报大火灾，能预报大雪水，能测出大陆架渗出的淡水，能发现污染，能估计矿藏，能摄拼地图，能报告河流和湖泊的盐份，等等。现代遥感技术确有巨大的成效。
3现代遥感技术与综合地学信息可视化分析的应用简介
 遥感技术与综合地学信息可视化分析的实际应用，远远地超出了预期的目的。尤其是航天遥感技术，在地球资源卫星发射以后，遥感资料在各个学科领域中得到广泛地应用。
3.1在地质学方面的应用
 地质学主要是研究地球的岩石组成、构造体系及其发育史。传统的地质调查方法，总是在地面追索岩石露头。而岩石露头往往是零散的，在自然条件恶劣的地区，人们则无法详细深入调查。在使用航空照片以后，加快了野外调查速度，并大大提高了精度。但是由于航空照片仅限于可见光部份，照片本身的晕纹和变形在很大程度上影响了大面积的地质资料分析。而这些问题在卫星照片上则比较容易得到解决，所以卫星照片在小比例尺区域地质制图中，表现了很大的优越性。例如:伊朗利用“双子星座”拍摄的照片，配合航空地质调查，在南札格罗斯山区进行小比例尺地质填图。结果证明地层划分相当于最新的百万分之一地质图的精度，发现了很多新断裂，并圈出了一系列基性和超基性岩体。利用卫星照片研究线性构造和圆形构造时，显示了极大的优越性。如利用“双子星座”照片和“陆地卫星一1”的照片，放大到五十万分之一，研究了南非及摩洛哥的地质构造，发现的线性构造要比原有的地质图多几倍，并发现了一条对控矿很有利的大断裂。在寻找金属矿床中，应用遥感图像取得的收益也是很大的。如利用已知斑铜矿的有关地貌标志，在巴基斯坦赛达克·楚卡依地区西部的卫星照片上，很容易地找出了二个斑铜矿的勘探区。
3.2在地理学方面的应用
 地理学是研究地表环境的结构、组成及其变化的学科，遥感图像是这些信息的直接反映，是地理学研究的可靠的新技术手段。首先环境遥感图像在地貌学研究中应用已较广泛，主要应用于中、小流域地貌的定量分析，河床演变的动态监测，风沙地貌的形态研究及动态分析，火山地貌研究等方面。例如:利用卫星照片，可以很好地研究环境条件恶劣的我国塔克拉玛干大沙漠中心部份的地貌形态类型及动态变化。另外，有人使用卫星照片对南美玻利维亚、阿根廷、智利和秘鲁的沙漠、半沙漠地区，判读出了681个火山口和破火山口。其中有171个是根据卫星照片计划出来的，15个破火山中的5个也是新判读出来的，对不少火山的位置进行了订正。在水文调查中，也广泛地利用了环境遥感技术。浅层地下水造成的表面特性的变化，是水的高比热所引起的结果。利用这个原理，采用热红外的遥感技术，很容易对近地面水的分布进行评价。如加拿大利用红外照片和热红外扫描图像.很容易地解决了阿尔拜塔草原地下水缺乏的问题。近年来，加拿大、冰岛、新西兰、日本、智利、土耳其和美国等用红外技术调查地热的分布，越来越多地引起人们的重视。如美国在阿利桑那州进行红外调查，发现了一个山间盆地的地表温度相当高，经打钻证明，在地表以下125米处，埋藏着38摄氏度的热水。还可以利用环境遥感资料对泉水进行研究。一是发现湖、海水下的淡水泉。如用4.5-5.5微米的红外波段，探测了夏威夷岛海平面以下的地下淡水泉，划出了岛四周的219个泉点。二是可以估算泉水的流量。如美国用3-5.5微米和8-14微米的红外资料，对加里福尼亚毛厄湖滨泉的渗漏进行了调查，并找出了定量一相关曲线，利用照片评价了11个泉的流量。在经济地理研究中，目前也逐渐地引进了环境遥感技术，主要应用在土地利用和制图方面。随着人口的增长及工业的飞速发展，有计划地利用土地，使之适应于自然土地潜力，与自然条件相配合，即不损坏环境，又能满足人类日益增长的食物和物资。使用遥感资料研究土地利用及制图是最经济、简单的，而且是精度高、速度快的手段。如美国只用一个人，利用“陆地卫星”的照片，在三个月的时间内，非常成功地编绘了三个州的土地利用详图。又花了两个月的时间制成了正式图，较之利用航空照片，要节约90%的经费。目前卫星照片判读土地利用的最小单元可达0.02平方公里。在城市经济地理的研究中，常常遇到的困难是城市人口的估算。目前正在摸索从卫星照片上量算图像上的各种变化，如城区的面积，建筑群的密度，城市之间的运输线，相邻两大城市的距离等，然后应用多元回归模式来估算城市人口。利用卫星照片除了编绘小比例尺地图外，在修测和更新地图方面也都是很重要的。目前世界上地图中有70%是资料不充分，而其中又有30%的资料已经陈旧，用现行测绘办法修测更新的工作量是非常之大的，不能及时反映实际情况，而利用环境遥感资料可以很快地完成。如我国西藏地区，通过卫星照片分析，发现目前的地图上遗漏了几个成水湖和干湖，并发现一些湖泊的峰线缩小了。将申札地区卫星象片和五十万分之一的地形图对比，发现地图上漏划了80、32、16平方公里的三个大湖。另外，地图上塔罗克错湖的面积为95.8平方公里，而照片上为495.5平方公里，地图上的错误较大。因此，利用卫星照片修测和更新地形图，是相当有用的。
3.3在农林方面的应用
  利用遥感的资料，对农作物的识别，种植面积的计算，长势及产量的估算是比较成熟和简单的。在0.05平方公里以上的田块，精度可以达到90%以上，在0.02平方公里以上的田块，其精度就要差一些。这方面的工作，主要表现在作物的估产上，美国和加拿大共同作了这些试验。通过作物生长阶段的光谱反射特性，就可以估算出作物的成熟度和收获量。然后推广到全世界，对小麦主要种植区的估产，可以精确地做出评价。遥感技术在林业上应用的历史较长，主要应用在森林调查、监测及防火等方面。现在利用卫星照片可以识别和圈定林地及其种类，能方便地分辨出落叶，常绿和针叶林。对森林面积、木材积蓄量、病虫害等，都可以进行估测。如美国加里福尼亚州北部一次林火，用常规的办法测量焚毁面积为41.85平方公里，而用10天后的卫星照片钡d得面积为53.99平方公里。经低空航测证明，后者更为精确，而费用只为常规方法的十分之一。又如，森林的病虫害可造成的损失，远远超过了火灾的损失，可以用遥感的办法及早发现害源，及早防治。
3.4在海洋学方面的应用
 在海洋方面的应用可以分为两大部份:首先是在海洋物理方面的应用，主要用遥感技术测量海冰的运动，海水中的悬浮物，海流、海底地形和海水深度等。另一方面是海洋资源的调查和管理。例如:用“陆地卫星”的照片可以较快地作出沿海航行用的海图，用红波段的照片可以研究悬移质的运动，用绿波段的照片可以勾划出近海的水下地形。在海洋生物资源的监测上，可以发现鱼群，进行鱼场作业管理等。
3.5在环境保护方面的应用
 环境保护，主要是指陆地、水和空气等自然资源的质量保护，监测自然或人为地给环境带来的变化，并查出污染源。例如:法国使用“陆地卫星”的照片，发现在科西嘉附近的海面上，有一长条形的污染带，经研究证明，是附近一些工厂倾倒在海岸带的废物所引起的，在海岸倾倒废物的现象很普遍，美国特拉华大学，也利用卫星照片，在特拉华湾中找到一个潮流使废物集中而不扩散的区域，用这种方法，对海岸倾倒垃圾进行了规划、监管，保护了海岸环境。对空气的监测，是通过在无云的条件下，照片影像反差明显下降来分析的。
3.6在震害调查方面的应用
    近十几年来，我国特别是华北和西南发生多次破坏性地震，造成一定的灾害。由于地震时剧烈的断层活动，形成了地面变形和破裂，毁坏了地面建筑和其他工程设施。对其中几次大震，如海城、唐山地震，我们都即时派出人员参加主震之后的地面立体摄影和航空黑白摄影及红外彩色摄影，目前正在处理与量测这些资料，对灾害与地震引起的地面变形等用摄影测量解析法及立体观测方法作深入的定性和定量研究。
    地震对地面破坏的程度--裂度，固然是与地震特征有密切关系，但同时又受该地区地质构造条件和断裂活动性条件的控制。利用反映在卫星、航空和地面摄影资料上的地面破坏情况来研究地质构造特征和活动情况不仅很有必要也是完全可能的。例如唐山地震形成砂土液化的范围很广，在烈度6度区就出现液化，7度区以上液化面积占三分之二。地貌上位于冲积扇中上部与滨海接壤处，地下水位高，砂土层发育，液化就严重。液化和地而裂缝的结果还会造成地面沉陷变形和喷砂冒水等情况，从而造成破坏地面建筑、淤塞农田、水井等严重后果，而这些现象在多光谱相片上都能显示出来，尽管液化深度不同(如唐山有的地方达27米，邢台地震时最深为5至8米等)，但由于与地下水和地面变形有关，在像片上仍然有不同程度的反映。另外，从像片上测量地面上升、沉陷、隆起、扭转等变形情况，就可分析地震中的张裂、挤压、扭转等应力作用情况。我们目前正在处理与量测地震前后像片影像的变化差异，解求变形的数量进行分析，尝试反演地震位错模式。    可以认为，地震之后的最短的时间内对震区进行空中和地面遥感，不仅为调查灾害取得永久的全面直观的重要资料，还可能为解求地震基本参数及其构造应力场条件等要素提供有用数据。是一项与地震烈度区划和地震预报研究有重要关系的基础工作。
3.7在铁路选线及勘测中的应用
 铁路的勘测、选线，是多种学科的综合应用技术，它涉及到地质学、地貌学、水文学和经济地理学等方面的知识。前面对上述各学科的应用情况已单独作了介绍，下面就铁路勘测和选线的几个方面的应用，简单介绍如下:遥感技术在铁路沿线的地质调查中，应用的最为普遍。地质基础是铁路路基稳定性的基本条件，所以沿线地质条件的好坏，尤其是构造条件的优劣，直接影响到路基的质量。而遥感图像对线性构造及园形构造显示的最为清晰，其在宏观的角度来分析构造线及其体系，大大地超过了地面调查的精度，为确定路基方案，提供了有力的证据。例如，在北京到山海关的线路改线勘测中，对滦河大铁桥的桥址，初步确定了三个方案。由于唐山是历史地震中心，1976年又发生了强烈地震，这个地区的构造体系十分复杂，构造线又十分活跃，这就为最后选定桥址造成了困难。勘测人员使用了卫星照片，详细地分析了本区的构造体系后，配合其他手段，很容易地排除了两个不利的方案。同样，如山崩、滑坡、泥石流等一些不利的地质条件，也可以用遥感技术研究它们的活动规律;在铁路选线中，地貌形态对线路的选择影响很大。以往只是在地面配合航空照片进行勘测、选线，这些资料所包括的面积小，很难从大范围考虑线路的走向。利用遥感图像，可以从宏观、整体、全线对比线路的优缺点，选择最经济的方案;在铁路勘测中，还常常遇到占用农业用地及穿越林区的情况。如使用遥感图像可以简便地做出土地利用现况图，在尽可能的条件下，避免或尽可能少占农业，林业用地，减少施工矛盾;在铁路设计中，有大量的桥、涵的设计工作。以往桥、涵洞的设计工作，大多以地形图为基础，用经验公式进行估算。由于对中、小型流域情况掌握不够确切，往往不能很恰当地进行设计。使用遥感图像，可以精确计算流域面积，详细研究水系分布特征，正确计算来水、来砂及汇水时间。这就为桥、涵的设计提供计算参数。
4对遥感与综合地学信息可视化分析的考虑与建议
    随着我国空间技术的不断发展, 遥感与综合地学信息可视化分析的技术应用在以下几个方面应该获得迅速发展,创造更大的社会、经济效益。
 第一,为地质找矿和防止灾害损失服务。我广西自治区矿产资源丰富，地质、地形条件复杂。随着地表矿产的发现相对减少，对矿产资源的勘测、新矿床的发现特别是隐伏矿床的发现，卫星遥感技术与综合地学信息可视化分析极具潜力。根据航测、卫星像片的透视信息，对岩性构造和成矿规律的分析，以及整个成矿带分布规律的宏观展现，不仅对发现新的矿带提供了有效依据，同时还会对已知的地质条件获得新的认识。因而，它对地质调查、研究、找矿都是一种不容忽视的有效手段。
    第二，为城市建设、规划及环境污染调查与研究服务。利用多种遥感技术与综合地学信息可视化分析，对大中城市、工矿区进行动态分析与监测，研究城市的动态变化，为城市建设提供精确的数据及图件资料，为科学规划及管理城市提供先进技术。对水、气、渣等对环境的污染，在调查、监测、治理过程中，遥感技术与综合地学信息可视化分析是必不可少的重要手段。
 第三，为农、林、牧服务。遥感技术与综合地学信息可视化分析在农、林、牧方面，可以广泛地应用于农业自然资源调查(土壤成分调查、森林调查等)、农业环境监测、作物病虫害预报、灌溉管理、作物估产等方面。其中特别值得重视的是作物估产，它是当前国际遥感技术与综合地学信息可视化分析应用的重大成就。

参考文献
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