郭子祺 中科院遙感研究所研究員
遙感,看似「遠在天邊」實則「近在眼前」,和我們的生活息息相關。本報在9月19日和26日先後推出《遙感,借你一雙「慧眼」》和《遙感,探索世界的「天眼」》兩篇深度解讀文章,在讀者當中引起一定的反響,不少讀者反映通過報導雖然科普了不少遙感知識,但仍有諸多疑問。此外,筆者在採訪中,也了解到大眾對遙感認識普遍存在一些誤區。本期科技之謎就遙感的幾個疑惑與誤區與中科院遙感所專家一起為讀者答疑解惑。
遙感就是照相?
說起遙感,很多人認為它的主要作用就是「拍照」:從空中拍下照片進而獲取有效信息。實際上,遙感絕非這麼簡單,「拍照」僅是拉開遙感技術系統的一個小「開篇」,遙感技術的真正作用是將信息從「照片」中提取出來並得以應用。
中科院遙感所研究員郭子祺說:「遙感不僅僅只是照相,而在於遙感所獲取的地物光譜信號中還包含有可見光波段範圍以外的有用信息。一張照片通常反映出來的只是可見光波段範圍內的信息,也就是人眼能感覺到的光譜信息。」
「目視解釋」和「計算機解釋」是目前從遙感圖像上獲取目標地物信息的主要過程。專業人員通過直接觀察或藉助判讀儀器在遙感圖像上獲取特定目標信息的過程被稱為「目視解釋」,而「計算機解釋」顧名思義,以計算機系統為支撐,利用模式識別技術與人工智慧技術,結合專家知識庫的解釋經驗和成像規律等知識進行分析和推理,實現對遙感圖像的解釋,從而完成信息提取的過程。
目前遙感的光學傳感器和微波傳感器所能採集到的信息波段範圍是很寬泛的,可見光波段只是其中一小部分。按傳感器的探測波段的不同,可以把遙感分為紫外遙感、可見光遙感、紅外遙感和微波遙感。「而像紅外信息、紫外信息等,這些信息普通的照片是反映不了的,只有用專門的成像設備經過轉化才能變成人眼看的圖像。」郭子祺說。
遙感傳輸準確無誤?
不難想像,假如在高空或水陸進行遙感拍攝,空間距離等多方面因素勢必會給遙感傳輸帶來一些不可避免的幹擾與影響,而這又直接關係到後期的數據處理能否準確進行。
「通過遙感獲得的信息是很豐富的。除可見光波段外,紅外與紫外波段或者微波波段的信息,人類的肉眼是看不見的,我們只能通過遙感圖像來提取與分析其中所包含的信息。」郭子祺說,「而在這些信息當中,有些信息屬於幹擾信息。比如用衛星遙感來探測地表信息,太陽光通過反射給衛星傳感器,這中間有一個過程跟距離,有雲霧的幹擾、太陽強弱的幹擾等等,所以我們需要將它的信息進行修正處理,這些都是屬於處理的部分。」
雖然目前遙感信息獲取系統已經較為完善,但由於地球大氣、陸地和水體非常複雜,所以導致遙感圖像出現誤差情況難免會發生。不過我們可以通過後期圖像處理來進行校正,從而獲取更為精準的信息。「比如在遙感信息獲取系統工作正常的情況下,由於大氣衰減的原因,獲取的數據仍然帶有輻射誤差,這時就需要進行遙感圖像大氣校正。有時在提取地表生物量時,如果數據未經校正,就有可能得不到準確的遙感信息。」郭子祺說。