从定性到定量，遥感技术“进阶式” 作者：张颢（中国科学院空天

作者：张颢（中国科学院空天信息创新研究院遥感科学国家重点实验室副研究员）
日前，陆地探测一号01组B星成功发射。 AB双星编队，将在地质灾害、土地调查、基础测绘、防灾减灾等方面大显身手。它们应用的技术，就是遥感。如今，大家已经对“遥感”耳熟能详——遥感，是指非接触的、远距离的探测技术，一般指通过遥感器对物体的电磁波辐射、反射特性进行探测，从而利用这种非接触的方式感知物体的种种特性。那么，从遥感技术发明至今，发生了怎样的变迁？又有哪些可期的未来？
遥感科技“高”在哪儿
高分一号“一眼” ， 800公里尽收
我们今天所说的遥感，一般指在距离地表一定高度的平台上，如飞机、卫星等，利用遥感器对地表进行观测的活动。当然，利用无线传感器对地表、利用探地雷达或其他有穿透性的遥感器对地下进行观测也被认为是广义的遥感范畴。

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2021年，航空遥感系统通过国家验收，可全天时、高精度对地观测。新华社发
对于公众而言，最熟悉也是最早发展起来的遥感，就是从卫星平台观测地球表面，这也是20世纪末发展最为迅速的科技领域之一。卫星遥感能够频繁持久地提供地表的面状信息，具有宏观、动态、精确地监测地表环境变化的特点。总的来说，包括卫星遥感在内的遥感技术具有如下优势：
其一，进行大范围观测。遥感用航摄飞机飞行高度为10公里左右，陆地观测卫星轨道高度一般在600-800公里左右，例如我国高分一号卫星的覆盖范围可以达到800公里之宽，大概相当于北京到安徽淮北的距离。这种感知，就是古人“欲穷千里目，更上一层楼”的人眼视觉中，视场和距离的关系。
其二，获取信息的速度快、周期短，受地面限制条件少。尤其通过卫星组网观测或大幅宽相机观测，对同一地区甚至可以做到一天内多次观测。而对于因自然条件恶劣或者国境限制不能在地面到达的区域，也可以通过卫星遥感方便及时地获取地面信息。

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2021年11月，我国成功发射遥感三十二号02组卫星。新华社发
其三，获取信息的手段多，信息量大。根据不同的目的，可选用不同波段、不同探测方式的遥感器来获取信息。例如可采用可见光探测物体表面形状、颜色等信息，也可通过红外探测物体的温度信息，还可以利用不同波段对物体不同的穿透性来获取地物内部信息。
人类的信息需求有80%与地理空间位置有关，而在全球普遍面临日益严重的资源环境问题的形势下，遥感宏观、动态、精确等特点，在国民经济、社会发展和国防安全中起着越来越重要的作用。地球观测组织（GEO）确定的遥感9大应用领域，涵盖了灾害、卫生、能源、气候、水、天气、生态系统、农业、生物多样性等，更是涉及了人类生活的方方面面。
为什么需要定量遥感
【从定性到定量，遥感技术“进阶式”】由“能看”到“看准”
人们对事物的认知，总是先看到表象，然后涉及实质，尤其是对自然科学研究而言，观察-总结-归纳-演绎推理-实证是通用的研究逻辑。研究者更注重于用数学建立起自然世界的研究对象之间的映射关系，以便用数学方法解释自然规律并进一步预测规律。因此相较于定性的描述，定量的刻画和应用更是自然科学的关键所在。自然科学的分析、对规律现象的确定性描述，这都离不开“数据”或者“量化”这一研究基础。