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隨著科技的不斷發(fā)展，人類對于大自然的了解也越來越深入。而衛(wèi)星遙感技術的出現(xiàn)，則成為了人類深入研究大自然的一條主要途徑。衛(wèi)星遙感技術能夠通過衛(wèi)星對地球表面進行高精度監(jiān)測，獲得大量的地理信息數(shù)據(jù)，此時如果能夠將這些數(shù)據(jù)整合成統(tǒng)一的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)庫，那么這個數(shù)據(jù)庫將成為研究大自然和進行資源開發(fā)的重要工具。本文將深入剖析衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)庫的構建過程和應用場景。
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一、構建過程
衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)庫建立需要經(jīng)過遙感數(shù)據(jù)采集、分析、處理、推算等一個完整的流程。隨著衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量以及技術的不斷提升，遙感數(shù)據(jù)也越來越巨大，同時也涵蓋了地理、人文、社會等多領域的信息，數(shù)據(jù)量巨大，復雜度高，因此衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)庫的建設也變得愈加重要。
首先需要建立一套標準的遙感監(jiān)測體系，包括各個衛(wèi)星的遙感監(jiān)測范圍和時間，以及遙感數(shù)據(jù)采集和存儲方式等。其次需要建立完整的數(shù)據(jù)處理流程，包括數(shù)據(jù)清洗、去噪、遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)的挖掘和數(shù)據(jù)的更新等。此外，擁有衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)庫的研究人員和技術團隊還需要緊密合作，共同開發(fā)算法，提高數(shù)據(jù)庫的解析度和精度。
二、應用場景
衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)庫的建立帶來了廣泛的應用前景，尤其對于地球科學、資源環(huán)境等領域的研究和開發(fā)有著十分重要的作用。
在自然災害預警和管理領域，衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)庫能夠提供快速、準確的監(jiān)測數(shù)據(jù)，輔助決策者提前采取措施，以減輕人類和環(huán)境的損失。比如，在地震、洪水、林火等自然災害發(fā)生之前，衛(wèi)星遙感技術能夠及時監(jiān)測地表狀態(tài)，為防范災害做出科學決策提供依據(jù)。
在資源和環(huán)境管理領域，衛(wèi)星遙感技術也可以幫助我們更好地管理土地利用、水資源、草原生態(tài)等方面的問題。衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)提供了實時、持續(xù)、準確的監(jiān)測，可以幫助部門進行資源調(diào)查和管理，為相關領域科學決策提供有力的支持。比如，可以利用衛(wèi)星遙感技術監(jiān)測全國污染物排放，為環(huán)保部門提供數(shù)據(jù)支持，監(jiān)測全國森林面積狀況，為林業(yè)部門優(yōu)化森林資源提供信息支持。
此外，衛(wèi)星遙感技術還能被用于城市更新、農(nóng)業(yè)發(fā)展、經(jīng)濟政策制定、國土規(guī)劃等方面，提升統(tǒng)計和監(jiān)管的精度和效率，從而推進各領域的可持續(xù)和科學發(fā)展。
衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)庫能夠帶來巨大的經(jīng)濟和社會效益，因此在未來將得到越來越廣泛的運用和發(fā)展。通過細致研究和開發(fā)，未來這個數(shù)據(jù)庫勢必會成為更為強大和完善的工具，讓我們更好地探索地球，更好地護理環(huán)境，創(chuàng)造更美好的世界。
相關問題拓展閱讀：
- 什么是“遙感衛(wèi)星”？它的作用有哪些？
- 遙感光譜數(shù)據(jù)的獲取
什么是“遙感衛(wèi)星”？它的作用有哪些？
1975年11月26日，中國首次發(fā)射返回式遙感衛(wèi)星，到1992年已發(fā)射13顆。這種衛(wèi)星和地球資源衛(wèi)星的性質(zhì)是一致的，只是它工作壽命短，只有5～15天，但是可以回收。它是小橢圓近地軌道，近地點175～210千米，遠地點320～400千米，傾角為57°～70°，周期90分鐘。衛(wèi)星觀測覆蓋區(qū)域在南北緯70°之間，覆蓋面積約2023萬平方千米，約為中國的兩個版租宴圖之廣。
衛(wèi)星直徑2.2米，高3.14米，圓錐體，重1800～2100千克。星載可見光照相機等遙感儀器，能獲得大量對地觀測照片，具有分辨力高、畸變小、比例尺適中等優(yōu)點弊好銀?？蓮V泛應用于科學研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領域，包括國土普查、石油勘探、鐵路選線、海洋海岸測繪、地圖測繪、目標襪饑點定位、地質(zhì)調(diào)查、電站選址、地震預報、草原及林區(qū)普查、歷史文物考古等多個領域。1992年8月9日下午4時，中國發(fā)射了一顆工作壽命已延長到15天的返回式遙感衛(wèi)星。
遙感衛(wèi)星
是用作外層空間遙感平臺的
人造衛(wèi)星
。
用衛(wèi)星作為平臺的
遙感技術
稱為衛(wèi)星遙感。通常，遙感衛(wèi)星可在軌道上運行數(shù)年。衛(wèi)星軌道可根據(jù)需要來確定。
遙感衛(wèi)星能在規(guī)定的時間內(nèi)覆蓋整個地球或指定的任何區(qū)域，當沿
地球同步軌道
運行時，它能連續(xù)地對地球表面某指定地域進行遙感。
所有的遙源巧感衛(wèi)星都需要有遙感衛(wèi)星地面站，從遙感集市平臺獲得的衛(wèi)星數(shù)據(jù)可監(jiān)測到農(nóng)業(yè)、林業(yè)、海洋、國土、環(huán)保、氣象等情況，遙感衛(wèi)星主要有氣象衛(wèi)星、陸地衛(wèi)星和海洋衛(wèi)星三種類型。
主要功能
1、民用遙感衛(wèi)星對國家的社會經(jīng)濟發(fā)展有著非常有益的作用。所以遙感衛(wèi)星的發(fā)展要同國家經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)系起來，只有這樣才能更大限度地發(fā)揮遙感衛(wèi)星的效力，同時也能為遙感 衛(wèi)星自身的生存發(fā)展創(chuàng)造良好的條件。
2、遙感衛(wèi)星30多年前就已發(fā)射，但衛(wèi)星遙感技術真正推廣應用并取得效益還主要在近10多年。這是隨著以計算機為代表的電子信息技術的發(fā)展，為
遙感數(shù)據(jù)
的應用創(chuàng)造了條件。
遙感衛(wèi)星雖產(chǎn)生于空間技術，但其屬性更接近于信息技術，完成信息的獲取、傳播、處理與應用。所以遙感衛(wèi)星的發(fā)展應同
信息產(chǎn)業(yè)
的發(fā)展聯(lián)系起來，借助于先進的技術手段使遙感衛(wèi)星得到更廣泛的應用。
3、雖然一些空間大國在遙感市場上能提供多種遙感數(shù)據(jù)源，但許多國家還在積極發(fā)展自己的遙感衛(wèi)星系統(tǒng)，其原因是多方面的。
例如國外的數(shù)據(jù)很難符合用戶具體要求，尤其實時鉛清性、連續(xù)性常不能保障，另外價格昂貴難以承受，而且還受國家關系等其他方面的制約。發(fā)展自己的系統(tǒng)則擁有充分的主動性和靈活性。
4、小型遙感衛(wèi)星成為重要的發(fā)展潮流，許多中小國家和
發(fā)展中國家
以小衛(wèi)星起步，推進本國遙感衛(wèi)星及其應用的發(fā)展。小衛(wèi)星不僅成本低、研制周期短，而且有很大靈活性，可根據(jù)需求發(fā)展專用的系統(tǒng)，也可組成星座滿足不同的觀測要求，這代表新的、大眾化的技術發(fā)展模式，具有很大潛力。
5、綜合性大型對地觀測平臺反映了大規(guī)模綜合使用遙感數(shù)據(jù)的特點，將地球作為一個整體研究其環(huán)境和氣候，需要全局性、系統(tǒng)性、連續(xù)性及綜合性的觀測數(shù)據(jù)，衛(wèi)星應用的分類界限也不明顯，綜合性大型觀測系統(tǒng)的作用越來越突出。
6、光學遙感和微波遙感未來的發(fā)展方向是：成像光譜儀和合成孔徑雷達。
成像光譜儀可從幾十甚至幾百個譜段獲得精細的光譜信息，結合實驗室的光譜數(shù)據(jù)庫可直接對地質(zhì)、植物、水的性質(zhì)與結構進行分析。
合成孔徑雷達則能穿透云霧，甚至部分植被和土壤，全天候全天時觀測，并能通過多頻、
多極化
、多
入射角
等手段提高對目標的識別能力，兩種遙感器的應用和相互結合將開創(chuàng)遙感應用的新局面。
7、遙感衛(wèi)星商業(yè)化是近幾年來人們關心的熱點，由于遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)本身的社會性和公益性，以及市場的特殊性，要在短期內(nèi)實現(xiàn)商業(yè)化是很困難的。
遙感衛(wèi)星可以在氣象、災害監(jiān)測、資源和測繪等應用方面創(chuàng)造很高的
經(jīng)濟效益
，但主要受益的是整個國家和廣大公眾，如果遙感數(shù)據(jù)完全變成商品則會限制其應用效益。
8、發(fā)展遙感衛(wèi)星對于中國這樣地域遼闊、資源豐富和災害頻繁的國家有著特殊的意義，由于遙感衛(wèi)星能有效地服務槐裂前于資源和環(huán)境方面的工作，因而在中國
可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略
中，應該對遙感衛(wèi)星合理定位，充分發(fā)揮其重要作用。
遙感衛(wèi)星 (remote sensing satellite )用作外層空間遙感平臺的人造衛(wèi)星。用和沖衛(wèi)星作為平臺的遙感技術稱為衛(wèi)星遙感。通常，遙感衛(wèi)星可 在軌道上運行數(shù)年。衛(wèi)星軌道可根據(jù)需要來確定。遙感衛(wèi)星能在規(guī)定的時間內(nèi)覆蓋整個地球或指定的任何區(qū)域，當沿地球同步軌道運行時，它能連續(xù)地對地球表面某指定地域進行遙感。所有的遙感衛(wèi)星都需要有遙感衛(wèi)星地面站，衛(wèi)星獲得的圖像數(shù)據(jù)通過無線電波傳輸?shù)降孛嬲?，地面站發(fā)出指令以控制衛(wèi)星運行和工作。遙感衛(wèi)星主要談銀有氣象衛(wèi)星、“陸地衛(wèi)星”和“海洋衛(wèi)星”三種類型。
星載可見光照相機等遙感儀器，能獲得大量對地觀測照片，具有分辨力高、畸變小、比例尺適中等優(yōu)點。可廣泛應用于科學研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領域，包括國土普查、石油勘探、鐵路選線、海洋含棚宴海岸測繪、地圖測繪、目標點定位、地質(zhì)調(diào)查、電站選址、地震預報、草原及林區(qū)普查、歷史文物考古等多個領域。1992年8月9日下午4時，中國發(fā)射了一顆工作壽命已延長到15天的返回式遙感衛(wèi)星。
這中衛(wèi)星是利用遙感器從空中來探測地面物體性質(zhì)的，它根據(jù)不同物體對波譜產(chǎn)生不同響應的原理，識別地面上各類地物，具有遙遠感知事物的意思。也就是利用地面上空的飛機、飛船、衛(wèi)星等飛行物上的遙感器收集地面數(shù)據(jù)資料，并從中獲取信息，經(jīng)記錄、傳送、分析和判讀來識別地物作用:可廣泛應用于科學研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領域，包括國土普查、石油勘探、鐵路選線、海洋海岸測繪、喊握鏈悄地圖測繪、目標點定位、地質(zhì)調(diào)查、電站選址、地震預報鄭喚慶、草原及林區(qū)普查、歷史文物考古等多個領域.遙感衛(wèi)星圖像檢索數(shù)據(jù)庫所提供的數(shù)據(jù)服務為我國遙感應用各相關領域實用化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，特別是在農(nóng)業(yè)估產(chǎn)、林業(yè)調(diào)查、土壤、水文、地質(zhì)分析、海洋環(huán)境監(jiān)測、城市土地利用、國土資源調(diào)查、多種自然災害監(jiān)測與評估等方面發(fā)揮了顯著的作用
遙感光譜數(shù)據(jù)的獲取
遙感技術從航空攝影測量逐步友舉演變發(fā)展起來，大致經(jīng)歷了3個發(fā)展階段：
1.航空攝影測量發(fā)展階段
目前仍保存著的最早一幀航空相片是1860年J.W.布萊克從氣球上拍攝的波士頓市的相片。在地質(zhì)上的應用則始于1913年，有人在飛機上用攝影機對著非洲利比亞的本格遜油田攝影成像，并用這套骯空相片編制了本格遜油田地質(zhì)圖。航空攝影遙感主要以飛機或者氣球為運載工具，用航空攝影機對目標獲取信息，然后再經(jīng)過負片和正片過程得到最終的航空相片。航空攝影利用的是電磁波可見光全色波段，用感光膠片接受所攝目標物反射來的太陽光線感光、成像，一般感光片的感光范圍是0.3～0.9μm。航空攝影大多數(shù)情況下是垂直攝影，即航空攝影機主軸保持沿鉛垂方向進行拍照；在特殊情況下，利用專門相機進行斜傾攝影。航空攝影按所利用的電磁波波段、相應的感光片及所成圖像的特點，分成4種，即：航空可見光全色黑白圖像；航空可見光真彩色圖像：航空紅外假彩色圖像：航空紅外黑白圖像。其中，航空可見光全色黑白圖像和航空紅外假彩色圖像最為常用，它們主要利用地物波譜的寬波段反射強度特性。
2.多光譜衛(wèi)星遙感階段
數(shù)字衛(wèi)星成像首先是從氣象衛(wèi)星開始的，在1960年TIROS-1氣象衛(wèi)星提供了非常粗糙的衛(wèi)星圖像，主要用來展示云的樣式。隨后，在1970年代，美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）發(fā)射了甚高分辨率輻射傳感器（AVHRR）進行氣象預報，它的地面分辨率是1.1km，我們在電視氣象預報節(jié)目中看到它所獲得的云圖。同時，從1970年代開始，相繼發(fā)射了一些搭載更高分辨率傳感器的衛(wèi)星。如：1972年7月23日，美國國家航空和宇宙航行局（NASA）發(fā)射了之一顆專門用來進行地球表面監(jiān)測和填圖的地球資源技術衛(wèi)星（ERTS-U），1975年被更名為陸地衛(wèi)星（Landsat）。在Landsatl-3上都裝有多光譜陪告此掃描儀（MSS），該掃描儀有4個波段，即綠、紅和兩個紅外波段，地面分辨率約為80m。1982年，Landsat4搭載了專題制圖儀（TM），它有7個波段，比MSS覆蓋波譜范圍更寬，波段寬度劃分得更細些，更能反映地物反射光譜特性的變化規(guī)律蘆迅，其地面分辨率除第6波段為120m外，均為30m。多光譜遙感的最典型特征是能夠利用多個波段同時獲取同一目標的多個波譜特征。這樣就大大提高了遙感識別地物的能力。隨后各國紛紛效仿，傳感器的光譜范圍從可見光、紅外直至微波波段，應用范圍也不斷擴大。
3.成像光譜遙感技術發(fā)展階段
成像光譜遙感技術是多光譜技術發(fā)展的一次跨越。Hunt的研究結果表明特征礦物的吸收寬度大約在20～40nm，而多光譜遙感數(shù)據(jù)（例如，MSS和TM）的光譜分辨率僅為100nm左右，因此遙感科學家們開始研究高光譜分辨率和空間分辨率的遙感傳感器。1981年，一臺航天飛機多光譜紅外輻射計（IRR）隨著美國航天飛機“哥倫比亞”號對地球表面進行了一次有限航帶的觀測，之一次實現(xiàn)了從空間通過高光譜分辨率遙感直鑒別碳酸鹽巖以及粘土高嶺土礦物，由此拉開了成像光譜遙感巖性識別的新篇章。繼JPL的AIS-1和AIS-2以及AVIRIS航空成像光譜儀研制成功之后，加拿大也先后研制成功了FIL/PML，CAS1及SFSI等幾種成像光譜儀（童慶禧等，1993）。其他的還有：HIRIS（high resolution imaging spectrometer）成像光譜儀，在0.4～2.5μm范圍內(nèi)有192 個光譜波段，地面分辨率30m，在0.4～1.0μm波長范圍光譜分辨率為9.4nm，1.0～2.5μm范圍內(nèi)為11.7nm（Goetz＆ Herring 1989；Kerekes ＆ Landgrebe，1991）。美國地球物理環(huán)境研究公司（Geophysical and Environ-mental Research Corporation）的63通道成像光譜儀（GER）是專門為地質(zhì)遙感研究設計的，被多次用于巖性填圖（鄭蘭芬等，1992；Bamaby W rockwell，1997）。除航空成像光譜儀外，美國和歐洲空間局（ESA）已制定了發(fā)展航天成像光譜儀的計劃，其中美國的中分辨率成像光譜儀（MODIS）已經(jīng)加入地球觀測系統(tǒng)（EOS）發(fā)射入軌，對地球實現(xiàn)周期性的高光譜分辨率遙感觀測。歐空局的中分辨率成像光譜儀（MERIS）也將于同時發(fā)射（童慶禧等，1993）。
從1990～1995年，Roger N.Clark等人先后利用AVIRIS數(shù)據(jù)在美國內(nèi)華達州，卡普來特試驗場進行了礦物和巖性的識別和填圖，他們發(fā)現(xiàn)成像光譜儀不僅能區(qū)分地表發(fā)射光譜中總體亮度和坡度差異（多光譜技術MSS，TM和SPOT區(qū)分地物的基礎），而且能得出用于識別特殊地物的光譜吸收波段，成像光譜數(shù)據(jù)的光譜分析可以對任何在測量光譜范圍內(nèi)有獨特吸收特征的物質(zhì)（礦物、植被、人T物體、水體、雪等）進行識別和填圖（Clark，R.N.et al.，1996）。
中國科學院上海技術物理研究所是我國成像光譜儀的主要研制機構。1983年研制成功了之一臺工作于短波紅外光譜區(qū)（2.05～2.5μm）的6通道紅外細分光譜掃描儀，其光譜分辨率在30～50nm之間。1987年，在國家和中國科學院黃金找礦任務的驅動下，該儀器發(fā)展到12個通道，其波段位置更趨于與地面粘土礦物、碳酸鹽巖礦物的吸收波段相一致，因而在地質(zhì)巖性識別方面具有更大的能力（童慶禧等，1993）。另外還有熱紅外多光譜掃描儀（TIMS），19 波段多光譜掃描儀（AMSS）以及71波段多光譜機載成像光譜儀（MATS）等。這些光譜儀的數(shù)據(jù)主要用于油氣資源遙感（朱振海，1993）和礦物制圖（王晉年等，1996）等方面，數(shù)據(jù)的處理技術和礦物識別的理論研究都取得了不同程度的進展（李天宏，1997）。
綜觀遙感光譜數(shù)據(jù)的獲取，具有幾個新的發(fā)展：
①擴展了應用光譜范圍，增加了光譜波段；②提高了光譜和空間分辨率；③具有獲得立體像對的功能，打破了只有航空相片才能有立體像對的能力（如SPOT圖像）；④改進了探測器性能或探測器器件，即線、面陣CCD器件；⑤提高了圖像數(shù)據(jù)精度；⑥應用領域縱向發(fā)展，如用TM圖像數(shù)據(jù)直接可以識別赤鐵礦、針鐵礦等礦物。
在20世紀末和21世紀初，空間高光譜成像衛(wèi)星已成為遙感對地觀測中的一項重要前沿技術，在研究地球資源、監(jiān)測地球環(huán)境中發(fā)揮越來越重要的作用。
高光譜分辨率遙感技術的發(fā)展是20世紀末的最后兩個10年中人類在對地觀測方面所取得的重大技術突破之一，是當前乃至21世紀初的遙感前沿技術、通過高光譜成像所獲取的地球表面的圖像包含了豐富的空間、輻射和光譜三重信息。進入20世紀90年代后期，伴隨著高光譜遙感應用的一系列基本問題，如高光譜成像信息的定標和定量化、成像光譜圖像信息可視化及多維表達、圖像-光譜變換、大數(shù)據(jù)量信息處理等的解決、高光譜遙感已由實驗研究階段逐步轉向實際應用階段，而作為高光譜遙感應用這一熱點中的重點就是高光譜數(shù)據(jù)信息挖掘技術的提高和與之緊密相連的應用領域的擴展。
高光譜遙感數(shù)據(jù)最主要的特點是：將傳統(tǒng)的圖像維與光譜維信息融合為一體，在獲取地表空間圖像的同時，得到每個地物的連續(xù)光譜信息，從而實現(xiàn)依據(jù)地物光譜特征的地物成分信息反演與地物識別。它由以下3部分組成：
（1）空間圖像維
在空間圖像維，高光譜數(shù)據(jù)與一般的圖像相似。一般的遙感圖像模式識別算法是適用的信息挖掘技術。
（2）光譜維
從高光譜圖像的每一個象元可以獲得一個“連續(xù)”的光譜曲線，基于光譜數(shù)據(jù)庫的“光譜匹配”技術可以實現(xiàn)識別地物的目的。同時大多數(shù)地物具有典型的光譜波形特征，尤其是光譜吸收特征與地物化學成分密切相關，對光譜吸收特征參數(shù)（吸收波長位置、吸收深度、吸收寬度）的提取將成為高光譜信息挖掘的主要方面。
（3）特征空間維
高光譜圖像提供一個超維特征空間，對高光譜信息挖掘需要深切了解地物在高光譜數(shù)據(jù)形成的二維特征空間中分布的特點與行為，研究發(fā)現(xiàn)：高光譜的高維空間是相當空的，數(shù)據(jù)分布不均勻，且趨向于集中在超維立方體空間的角端，典型數(shù)據(jù)的差異性，可以映射到一系列低維的子空間，因此迫切需要發(fā)展有效的特征提取算法去發(fā)現(xiàn)保持重要差異性的低維子空間，從而有效地實現(xiàn)信息挖掘。
關于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)庫的介紹到此就結束了，不知道你從中找到你需要的信息了嗎 ？如果你還想了解更多這方面的信息，記得收藏關注本站。
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