“火眼金睛”的遥感技术

在我国著名神话故事《西游记》中，孙悟空有一双能观测到十万八千里以外的火眼金睛。但神话终归是神话。许多世纪过去，人们在自然界中却一直没有发现具有火眼金睛的生物。

其实，把神话变成现实，具有一双“火眼金睛”的就是人类自己。现代人利用遥感技术，所能观测到的距离已远远超过了十万八千里。

遥感是指从远距离、高空以至太空的平台上，主要利用可见光、红外、微波等波段的探测仪器，收集地面的电磁波信息，通过信息感应、传输和处理，从而认识地面物质和状态的技术。

海洋主要是由运动着的水体组成。海洋现象具有范围广、幅度大、变化快的特点，进行海上调查的传统方法是通过科学考察船沿航线以及附近海区

进行航海观测来完成，所获资料和数据很受限制。

本世纪 30 年代，人们开始利用飞机进行海上气象观测和海岸带摄影测量，半个多世纪来已为海洋环境研究积累了大量的历史资料。1950 年，美国海军水文局将航空遥感直接用于海洋水文物理研究。从那以后，各国利用飞机从事海洋调查研究者日益增多。据统计，目前世界各国装备有几十种不同型号的遥感飞机，机上安装有航空多光谱照相机、红外传感器或多光谱扫描仪、测试雷达等先进仪器。广泛用于海洋、大气和地球资源调查。

60 年代以来，由于空间科学的蓬勃发展，遥感技术飞跃到一个崭新的阶段。而遥感技术特别是航天遥感在海洋上的应用，使海洋调查观测手段和方式发生了革命性的变化，有可能实现大范围、长期、反复的海洋监测和研究，开始形成“空间海洋学”。

1960 年，美国发射了世界上第一颗气象卫星“泰罗斯”，在获取气象资料的同时，还获得无云海区的海面温度场资料，从而开始了卫星海洋遥感的应用。美国在已发射的卫星和航天器中，可以兼测海洋的大约有 68 颗。

前苏联于 1979～1981 年先后发射了 4 颗属于“宇宙”系列的海洋卫星与海洋监测卫星；日本于 1987 年发射了海洋观测卫星。同时，一些环境卫星和其它飞行器如陆地卫星、航天飞机，也都十分注意对海洋数据的收集。90 年代初，遥感技术已不同程度地应用于海洋各分支学科。

遥感技术与传统的海洋调查研究方法相比较，具有综合、动态、快速等特点。遥感探测的范围大大超过地面探测。因为高空飞机的高度可达 10 千

米，极轨卫星的轨道高度近 1000 千米，而静止卫星则位于赤道上空 36000 千米处。由于它们飞得高，观测的面积就大，一幅陆地卫星影像能覆盖地面面积 34000 平方千米，而在太空飞船上，可以把半个地球拍摄在一张像片上，这就为海洋的宏观研究提供了非常有利的条件；遥感获得的信息量大，海洋卫星—1 安放了 5 种遥感器，可以接收到可见光、红外和微波谱段的数据，提供多种信息，便于综合研究；遥感获得信息的速度快、周期短，陆地卫星每 18 天或 16 天覆盖地球一遍，静止气象卫星每半小时向地面发送数据，能反映动态变化，有利于动态监测；遥感方法不受地面条件的限制，对于自然条件恶劣和难以到达的地区，能免去跋涉之苦较顺利地获得资料。

经过不断的试验和研究，遥感技术已应用于海洋科学研究和海洋资源开发的许多领域。

比如说海冰，在北半球约占海洋面积的 10％，在南半球约占 13％，极地海冰占全球海洋面积的 7％。别小看了海冰，海冰影响着大洋环流，对全球热平衡和气候变化起着重要作用。遥感是观测研究海冰的一种主要技术手段，尤其是卫星遥感技术，可以得到海冰的色调及表面特征的信息，可以接受到海冰同周围环境温度差别的信息，可以得到海冰分布度、冰温度、冰厚度、冰类型的资料，以及进行海冰动态监测，预测浮冰、冰山的运动路线和运动范围。

再如海洋测深，过去是利用导航、定位、测深技术在专门的海洋调查船上进行，其所得水深精度较高，但工程浩大，耗费昂贵。利用遥感影像与水深的相关，可以在浅海区获得水下地形的信息。若配合多光谱扫描、旁侧声纳、激光测探、合成孔径雷达等技术的应用，则可使遥感测深技术日益完善，便于应用。

还有对海面叶绿素的测定。海洋浮游植物的光合作用，是海洋食物链的

基础和中心，其光合作用量约占全球绿色植物光合作用总量的一半，因此，它对全球环境碳和氧的循环，以及地球上食物链都有重要意义。遥感技术通过测定海面水色，来测定海水叶绿素，进而监测海洋浮游植物，快速绘制大面积浮游植物分布图，研究大面积的海洋初级生产力。

随着海洋石油运输业的发展和海上油田开采的加强，全世界每年泄漏入海洋的石油及石油产品，已超过 600 万吨。石油污染成为当代最大的海洋污

染。对海域进行石油污染监测和管理的过程中，遥感技术是 90 年代初投入的监测系统中最重要和最有效的手段之一。以遥感飞机为主，由卫星、飞机和海面巡视舰组成的监视系统，可以对海面油膜的覆盖范围、油膜厚度、污油种类，以及溢油数量等多个参数进行监测。

此外，利用遥感技术还可以对海面及河口悬浮泥沙的状况进行测定，以助于对河口水质、海洋物质通量的研究，以及近海港湾、航道及其它近岸工程的建设；将遥感技术与适当的船测方法相结合，监测渔场生态环境和观测鱼群活动，进行海洋渔情的遥感分析预报，以提高海洋捕捞业的生产效率等等。

总之，遥感技术在海洋上的应用是多方面的，应用遥感技术可以获得海面辐射、反射或散射的几乎全部的海洋要素的有关信息。由于海洋遥感的范围广，同步性强，资料提供及时，可以大大提高和改善海洋预报、气象预报和海洋资源的开发利用，对航海、渔业、沿海工业以及海洋资源的开发利用，起到保障和促进作用。