一、遥感技术的应用

遥感技术，是本世纪 60 年代发展起来的一门综合性的探测技术。所谓遥

感，就是遥远感知的意思，即从一定的距离，运用现代化的运载工具（如飞机、卫星、飞船等）和遥感仪器，接受物体辐射、反射和散射的电磁波信号，利用图像胶片和数据磁带等将其记录下来，传送到地面接收站，经过加工处理，从中提取有用的信息，再结合地面物体光谱特征，来识别物体的种类和性质。整个系统由遥感平台、遥感仪器、图像接受处理和分析判读四部分组成。

遥感技术的发展

早在 19 世纪中叶，法国人就从气球上拍摄了巴黎像片，开创了地表之外观察地球的历史。本世纪初，意大利人从飞机上拍摄了第一张航空像片。第一次大战中，利用飞机拍摄照片进行军事侦察，从而出现了航空摄影技术。至本世纪 30 年代，已经有了航空彩色照片，能清晰地反映地面事物，使航空摄影受到重视，并在军事侦察、地质勘测、地图测绘、海洋观测等各方面得到广泛应用。

但是，由于航空摄影存在一定的局限性，例如信息量比较少，摄影面积不够大，而且受地面天气状况影响，不能全天候工作；有些地区，飞机难以到达等等。为此，人们不得不寻求新的手段提高工作效率。50 年代后期，人们可以利用火箭把人造卫星送到地球以外几百公里的高空，将遥感仪器安装在卫星上，利用遥感技术拍摄地球表面像片，为航天遥感发展创造了条件。60 年代发射的一系列实用卫星和载人宇宙飞船用航天遥感器获取了一大批地面卫星像片，同时又开展了基础研究，于是遥感技术蓬勃发展起来。

当前，遥感技术在国内外已被广泛用于农田水利、地质勘探、气象预报、海洋开发、环境监测等许多领域，尤其在地图测绘、土地利用调查、灾害性天气预报、森林防火等方面比较成熟，并在地质找矿、森林和土地利用调查、气象预报、地下水和地热调查、地震研究、水利建设、铁路选线、工程地质、以及城市规划与建设等各方面，均取得了很大成效。

遥感技术在经济地理研究中的应用

应用遥感技术进行自然环境与资源普查

实践证明，应用遥感技术编绘的各种专门地图，是摸清自然环境和自然资源的重要手段。近几年来，我国应用陆地资源卫星像片，发现了不少地学领域新概念，也摸清了一些自然资源。例如青藏高原，在历史上曾经过 800

多年 150 多次探险考察，仅查出 500 多个湖泊；应用卫星图像以后，已订正

了其中半数湖泊的形状和面积，还新查出 300 多个湖泊，而且可以分清淡水湖、咸水湖、盐湖或碱湖不同类型。再比如，我国主要江河源流问题长期争论不休，现在利用卫片已经重新量算出长江、黄河干流长度和流域面积，为水利资源的开发利用提供了基本数据。近年来还利用航空和卫星照片划分了我国沙漠的 25 种类型；迅速地完成了我国第二次森林资源的普查等等。不仅如此，利用遥感资料时间序列对比，还能分析探知自然环境的历史变迁，如我国据此研究过洞庭湖、鄱阳湖等湖泊的消长，永淀河、珠河的河道变迁，长江、黄河三角洲的进退以及东北、西北地区土地利用的演变，起到了与我国历史文献相互印证的作用。

应用遥感技术进行土地利用研究

查清土地利用及其变化情况，是发展和部署农业生产的重要条件。过去采用传统的方法调查研究，远不能适应工作需要。如英国以往为了查清国内土地资源并分类，曾经动员了 6000 名中小学教师，经过 6 年的努力才普查一

遍，历时 25 年才获得一份粗略资料。而在 1976 年利用遥感技术仅 4 个人用

9 月个的时间，就将全英土地分成 5 大类 31 个亚类，精度达到每 5 公顷以上的地块就有统计数字，不但测出了面积，而且还重新编绘了全英土地利用图。

由于各种植被和土地类型的辐射光谱不同，在多光谱遥感图像上呈现不同色调，因而利用遥感图像可以区分土地利用类型的差异性，而且利用微波遥感尚可测定地表以下几厘米到几十厘米深度的信息，有助于生产管理，因而受到各国普遍重视。例如，美国利用遥感卫星像片编制的土地利用图，能反映出土地利用、作物布局、植被分布、排灌系统和地貌状况等多种内容。前苏联也曾利用卫星照片编制了北哈萨克斯坦地区的土地利用动态图，从农业用地中能辩认出园艺用地、水果林地、粮食和牧草用地等。此外，利用遥感技术，还能及时地帮助人们搜集农业、林地土地利用的经济信息，等等。

应用遥感技术进行趋势预测和动态分析

在这方面比较突出的实例，是利用遥感技术等多种信息源的互相配合，根据农作物生长势态进行估产。美国在大面积农作物估产方面，已经进行多年，并取得了比较准确的效果。例如美国某州的 20 多个试验场，通过遥感估算的产量与美国农业部实际统计数字仅差 3%，并可在收获前提前两个月作出预报。估产的过程是：对土地进行农业分区；通过遥感像片确定播种面积；对出苗率进行探测；对播种面积进行复查，排除因为改种其他农作物所引起的误差；按作物主要生长阶段监视其生长趋势，根据作物不同生长状态，进行大量的光谱反射率测量；在此基础上，根据卫星资料，对相对应的地区的日照量、降水量、热量动态进行分析，并和这些因素对作物产量影响的模式

（根据历史资料建立）加以对照；最后根据作物品种属性确定单产。更可贵的是，一般常规的统计，每年只能进行一次，而利用卫星遥感技术估产则每年可进行 5～6 次，对及时指导农业生产十分有利。

在经济地理研究中应用遥感技术的具体方法

遥感图像中包含丰富的自然信息和社会经济信息。这些信息在广大空间范围内都被同步地记录下来，因而对于研究区域经济地理各要素的分布甚为有用。现以遥感技术在土地利用现状图的编制中的应用为例作简要说明：

土地，因其自然属性的差异及其利用状况的差异，在遥感图像上表现为不同的色调、形状、图形结构、位置等特征。通过对遥感图像的这些特征的分析，可以区别出不同的土地利用状况。

在航空像片上，由于其比例尺较大（一般航空像片的比例尺在 1 ∶ 10000～1∶50000 之间），土地的不同利用状况可以直接显示得非常清楚，如耕地、园地、林地、草地、居民点、道路、渠道、河流、湖泊、沼泽、裸地、厂矿用地等都表现出不同的形状，即使是不熟练的判读人员，也能直接读出。利用航空像片制作土地利用图时，先要把航空像片纠正成常用地形图的投影，并进行镶嵌；再在镶嵌图上蒙上透明聚脂薄膜，将不同土地利用类型的界线画在透明薄膜上；最后经清绘、上色，即是一张土地利用现状图。或者先在每一张航空像片上分别蒙上透明薄膜，按像片上影像特征不同，画出土地利用类型界线；然后再把薄膜上的专题内容，通过纠正转绘到地形底图上，得到土地利用图。在这种图上，可以量算各类土地的面积。

卫星像片（现仅指美国陆地卫星的 MSS 和 TM 像片，下同）由于其比例尺较小（原片比例尺为 1∶336.9 万或 1∶100 万，使用时放大至 1∶50 万、1∶ 25 万、1∶20 万甚至更大），适合于中比例尺制图。其工作过程大致如下：

①收集资料。主要指收集研究地区的自然、经济等资料，着重收集土地利用的现状和历史方面的资料，尤其要注意收集过去所作过的土地利用图和地形图（收集地形图的比例尺根据不同任务、要求来确定），作为调查、制图的参考依据，以及对比分析之用；

②收集不同比例尺、不同时期的卫星像片，进行放大、彩色合成和增强处理。如果区域范围超出一幅卫星像片时，就需要进行镶嵌，并进行几何纠正；

③室内判读。以已知地区的已知目标作为基础，对卫星像片进行初步的室内判读，并确定不同类型的判读标志，对像片上不能确定的界线和有疑问的图象特征，可提出问题，作进一步研究；

④野外踏勘。根据室内初步判读中提出的问题和确定重点，布置路线，进行野外踏勘，建立野外的判读标志，并对室内的判读结果进行初步的野外核对；

⑤详细判读。在野外踏勘的基础上，进一步修改判读标志，进行详细的判读。按不同判读标志，在透明薄膜上画出土地利用现状判读图。

⑥对判读图进行重点验征、抽查。以野外验证为主，有些人们不易到达的地区也可用航空像片验证；

⑦按验证结果，修改判读图，使之成为正式土地利用现状图。这个图可以是象常规地图一样只用颜色、符号、线条等线划内容来表示不同的土地利用类型，也可以以单色的卫星像片影像作为底图，迭加上颜色、符号等线划内容，成为一张专题影像地图。这种影像地图由于以影像作背景，比常规地图更为直观，且具有更大的信息量。

例如我国在 80 年代初，利用卫星像片对山西省太原地区进行了农业自然条件的目视解译系列图编制，其中就包括土地利用现状图的编制。它以陆地卫星 1976 年 9 月 MSS4、5、7 标准假彩色合成片为主要影像进行解译，并参照了 1978 年 5 月、1979 年 10 月的卫星像片，进行专题信息提取以后，按照上述工作步骤解译成图。

在解译中，按照 1981 年全国土地利用统一分类方案，结合太原地区的特

点，共划分了 23 个类型单元，其中一级类型如耕地、园地、林地、草地、城镇居民点用地和水域等保持了全国一级分类系统；二级分类则根据全国统一分类系统并结合太原地区的具体情况进行选取分类，如耕地中分为平原型、台田丘陵型、沟川型、山地型的旱地或水浇地，以及水田、菜地等；林地仅分成森林、疏林、灌木林三个亚类等。根据这样的分类系统所作的解译图，基本上是由卫星像片的影像特征直接判读、勾绘图斑而成的，也有个别的是由间接解译所得。

在直接解译时，先将土地利用类型按有无植被覆盖区分为两大部分，这是十分明显的，再把有植被覆盖的，根据植被光谱特点的差异进行分类。光谱特征的差异，即包括同一时期卫片上不同的土地利用状况有所不同，也包括由于不同的土地利用状况具有不同的物候特征及农事，因而在不同时期卫片上具有的差异，从而得出不同的类型界线；由于无植被覆盖的土地利用类型如居民点、水域、交通线路和难以利用的土地（荒漠等），都有比较清晰和固定的影象特征，因此比较容易准确地判读；个别的类型如自然保护区、工矿用地范围等则参考地形图等资料进行勾绘。

上述解译工作，都经过室内、野外的反复判读、验证，最后制成专题影

象图及线划图，在分类系统以及图斑的定性定位精度上，都达到了中比例尺专题图的要求，可以作为省级农业区划的主要图件，也可以作为编制全国中、小比例尺土地利用现状图可靠的基本资料。如此工作程序与方法在内蒙草场资源的遥感应用中也获得成功。

应用卫星像片编制土地利用图，可以大大节约人力物力和提高研究精度与速度，但仍不能完全脱离地面调查工作，相反，它是以地面调查为基础的。应用遥感技术进行任何一项地学专题研究，都必须把卫星遥感资料、航空遥感资料、地图资料、地面调查资料等结合起来进行分析。

以上仅以遥感技术在土地利用现状研究中应用为例，在其他的经济地理各部门研究的应用上，如交通、城市、工业、土地资源、林业、草场等等专题研究方法、过程和基本原则，也大体相似。