卫星遥感与应用
遥感原理、处理解译与行业应用。
- 地理信息系统（GIS）
地理信息系统（GIS）是采用计算机硬软件系统，对整个或部分地球表层空间中的地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。GIS的核心能力是空间分析，包括叠加分析、缓冲区分析和网络分析。空间数据有两种基本模型：矢量模型用点线面表示离散地物，栅格模型用格网单元表示连续现象。
- 高光谱遥感（卫星）
高光谱遥感是利用数十至数百个连续窄波段对地物成像的遥感技术，核心特征在于为每个像元提供一条近似连续的光谱曲线，从而通过光谱特征识别物质成分。与多光谱遥感的宽波段离散采样不同，高光谱的光谱分辨率可达纳米量级，使矿物填图、水质参数反演和植被胁迫探测成为可能。其核心工程矛盾在于光谱分辨率、空间分辨率与信噪比之间的权衡。高分五号AHSI和Hyperion是典型代表。
- 光学遥感（卫星）
光学遥感是利用可见光至短波红外波段（约0.4–2.5 μm）探测地物反射太阳辐射的遥感技术，是卫星对地观测中最成熟、应用最广泛的技术路径。其核心优势是空间分辨率高、图像直观可读，但受制于光照条件和云层遮挡。光学遥感载荷从全色相机发展到多光谱、高光谱成像仪，空间分辨率从十米级推进到亚米级甚至0.1米级。中国的高分系列、吉林一号星座代表了当前商业光学遥感的先进水平。
- 红外遥感（卫星）
红外遥感是利用红外波段（约0.7–15 μm）探测地物自身热辐射或反射辐射的遥感技术，核心优势在于不依赖太阳光照即可成像，并能获取地表温度信息。波段分为近红外、中波红外和长波红外，分别对应反射辐射探测、高温目标识别和地表温度反演。关键器件包括制冷型光子探测器和非制冷微测辐射热计。
- 雷达遥感（卫星）
雷达遥感是利用主动发射微波信号并接收回波来探测地物特性的遥感技术，核心载荷为合成孔径雷达（SAR）。其独特优势在于不依赖太阳光照、能够穿透云层和一定程度的植被覆盖，实现全天时全天候观测。雷达图像反映地物的后向散射特性，对表面粗糙度、介电常数和结构敏感。关键技术包括脉冲压缩和合成孔径，分别决定距离向和方位向分辨率。
- 微波遥感
微波遥感是利用微波波段（约1 mm–1 m）电磁波探测地物特性的遥感技术，分为主动和被动两大类。主动遥感（如合成孔径雷达）自己发射微波脉冲并接收回波，具备全天时全天候能力；被动遥感（如微波辐射计）接收地物自身微弱的热辐射，对大气温湿廓线和土壤湿度敏感。微波遥感的核心优势是穿透云层和非降水大气、不依赖太阳光照，能获取可见光和红外无法得到的信息。
- 卫星测绘
卫星测绘是指利用卫星搭载的立体测绘相机、激光测高仪等载荷，获取地表三维几何信息，生产基础地理信息产品（如地形图、数字高程模型）的技术领域。其核心原理是三线阵相机从不同角度对同一地面成像形成立体像对，结合激光测高仪提供的高程控制点实现精确测图。
- 卫星城市规划（卫星）
卫星城市规划是指利用卫星遥感技术对城市空间扩展、热岛效应、不透水面、蓝绿空间和国土空间规划实施情况进行监测与评估的技术领域。其核心价值是为城市体检评估和规划监督提供客观、高频的空间数据支撑。城市体检指标体系包含城市蓝绿空间占比、城市地表温度、城市不透水面覆盖度、城市热岛强度和夜间灯光指数等特色指标。
- 卫星海洋应用（卫星）
卫星海洋应用是利用卫星搭载的微波遥感器（雷达高度计、微波散射计、微波辐射计等）对海洋动力环境进行全天时、全天候监测，获取海面风场、海面高度、有效波高等参数，服务于海洋预报、防灾减灾和气候研究的应用领域。海洋二号卫星首次实现了中国海洋动力环境卫星的组网观测，雷达高度计测高精度优于2厘米，微波散射计风速精度2米/秒。
- 卫星环境监测（卫星）
卫星环境监测是利用卫星搭载的光学、高光谱、雷达等载荷，对大气的污染气体与温室气体、水体的水质与污染、生态系统的状况与变化进行大范围、高精度、全天候观测的技术领域。生态环境部已有8颗环境和大气系列卫星在轨运行，还可统筹调用140余颗民商卫星数据资源。
- 卫星交通监测（卫星）
卫星交通监测是指利用卫星遥感技术获取道路基础设施状况、交通流特征和交通需求信息，服务于公路养护、交通规划和管理的技术领域。其核心能力包括利用InSAR监测路基沉降和边坡形变（毫米级精度）、利用多光谱影像评估路面老化与植被生长状况、以及利用高分辨率影像进行车辆检测和交通密度估算。
- 卫星林业应用（卫星）
卫星林业应用是指利用卫星遥感技术获取森林的光谱和结构信息，通过分析来监测森林资源分布、估算森林生物量、识别林业有害生物和森林火灾，服务于森林资源管理和碳汇评估的技术领域。Sentinel-2的红边波段对植被健康监测尤为有效。东北地理所研发的升尺度树种分层模型将森林生物量估算精度提升至R²=0.82。新提出的森林异常综合指数（FACI）对虫害、砍伐和火灾的检测总体精度达88.3%。
- 卫星农业应用（卫星）
卫星农业应用是指利用卫星遥感技术获取农作物的光谱信息，通过分析光谱特征来监测作物种植面积、长势、产量和灾害情况，服务于农业生产管理、耕地保护和农业保险的技术领域。高分六号是中国首颗精准农业观测卫星，国内首次增加红边波段。吉林一号星座已构建覆盖耕、种、管、收全过程的智慧农业云服务平台，在吉林市4个县、22个乡镇应用。
- 卫星气象应用（卫星）
卫星气象应用是利用气象卫星搭载的遥感仪器，从太空对地球大气、云层、地表和空间环境进行连续观测，为天气预报、气候监测和防灾减灾提供数据支撑的技术领域。气象卫星按轨道分为极轨和静止轨道两类：极轨卫星轨道高度约650–1500公里，每日同一时刻过境，提供全球高分辨率观测；静止轨道卫星位于约35786公里高度，每15分钟获取一次全圆盘图像，适合连续监测中小尺度天气系统。
- 卫星水利应用（卫星）
卫星水利应用是指利用卫星遥感技术获取水体范围、河势变化、灌溉面积、土壤墒情等水利信息，服务于水旱灾害防御、水资源管理和河湖监管的技术领域。SAR卫星具备穿透云层能力，在洪涝监测中发挥关键作用。我国已基本形成涵盖31颗遥感卫星的“天空地水工”一体化监测感知体系。2024年团洲垸溃堤监测中，SAR水体提取精度F1均值达0.982。卫星遥感灌溉面积监测已覆盖13个粮食主产省约14亿亩耕地。
- 卫星遥感未来
卫星遥感的未来趋势集中体现在“算力上天”“智能解译”“星座协同”和“天地一体”四个方向。核心逻辑是将数据处理从地面移到天上，把卫星遥感大数据在轨变成小数据直接下传用户。李德仁院士团队主导的“东方慧眼”星座计划到2030年部署258颗卫星，构建“通导遥算”一体化空天信息实时智能服务体系。百亿参数级遥感解译基础模型“空天·灵眸”3.0版已发布，计算速度较传统模型提升2.4倍以上。
- 卫星应急响应（卫星）
卫星应急响应是指重大自然灾害或突发事件发生后，快速调度在轨遥感卫星和通信卫星资源，在数小时至数天内获取灾区影像、建立应急通信链路，为救援决策提供空间信息支撑和通信保障的技术机制。国际层面以“空间与重大灾害国际宪章”为核心协调平台，已累计激活超1000次，覆盖146个国家。国内由资源卫星中心等机构启动重大自然灾害应急响应机制，可紧急调度数十颗卫星协同观测。
- 卫星灾害监测（卫星）
卫星灾害监测是利用卫星遥感技术对地震、洪涝、森林火灾、滑坡等自然灾害进行灾前预警、灾中应急和灾后评估的技术领域。其核心价值在于快速、大范围获取灾区信息，为救援决策提供“第一手”空间数据。SAR卫星凭借穿透云层能力在洪涝和地震监测中表现突出，F1评分可达光学方法的两倍。
- 卫星资源调查
卫星资源调查是指利用卫星遥感技术对矿产资源、森林资源、土地资源、水资源等进行勘查、监测和评估的技术领域。其核心能力在于大范围、快速、客观地获取资源分布与数量信息。高光谱遥感通过蚀变矿物填图为矿产勘查提供靶区，资源一号02D已成功提取8种蚀变矿物并圈定找矿远景区。
- 遥感图像处理
遥感图像处理是对遥感卫星获取的原始图像数据进行辐射校正、几何校正、图像增强、融合、分类和信息提取等一系列操作的技术体系，目标是将包含误差和畸变的原始数据转化为可供定量分析和目视解译的高质量信息产品。处理流程通常分为预处理（辐射校正与几何校正）、图像增强与变换、信息提取（分类与变化检测）三个层次。
- 遥感图像解译（卫星）
遥感图像解译是指根据专业要求，运用解译标志和实践经验，从遥感影像上识别目标、定性和定量提取目标分布与结构信息，并将其表示在地理底图上的过程。解译标志分为直接标志（形状、大小、色调、阴影、纹理等）和间接标志（水系、地貌、植被、人文活动等）。目视解译是基础方法，计算机分类是自动化手段，两者互补。解译的核心价值在于将遥感数据转化为可供决策的地理信息。
- 遥感原理（卫星）
遥感原理是指通过不接触的方式，利用传感器接收目标物反射或发射的电磁波，经分析处理后识别目标物属性的技术过程。其物理基础是任何温度高于绝对零度的物体都会反射或发射电磁波，且不同物体具有不同的光谱特征。遥感系统由平台、传感器、数据传输与处理系统、分析应用系统组成。按能量来源分为被动遥感和主动遥感，按波段分为可见光、红外、微波遥感。