专业解读丨遥感科学与技术:观察世界的“天眼”
在一些欧美大片中,经常会出现这样一些场景:卫星上安装的超高倍镜头运用遥感技术,能够在地球上甚至地下堡垒中的某监控室能按照需要任意拍摄、录制地面上的情况,然后再把信息反馈到相关部门,其中发挥作用的就是“千里眼”——遥感科学与技术。
遥感,从字面上来看,泛指一切无接触的远距离的探测。从现代技术层面来看,“遥感”是一种应用探测仪器,通过使用空间运载工具和现代化的光学仪器探测识别远距离研究对象的技术。即不与探测目标相接触,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。
专业名称:遥感科学与技术
专业代码:081202
门类:工学
学科:测绘类
学历层次:本科
遥感科学与技术对于那些由于目前条件限制导致人类无法达到的星球和宇宙空间的观测及其重要,通过遥感技术就能拍摄到这些星球的图片,以此来了解这些星球的情况,如,射电望远镜能观测到距离地球70亿光年宇宙空间的天体,哈勃望远镜能够观测到距离地球120亿光年的宇宙空间的天体等。对于地球上人类无法涉足的地区也能够实施观测,靠人力无法实现的,必须借助卫星等科学仪器进行远距离的观测,这些都是需要由遥感科学与技术来实现。
在《普通高等学校本科专业目录》中,该专业的全称为遥感科学与技术,属于工学中的测绘类。遥感科学与技术是在空间科学、地球科学、测绘科学、计算机科学及其他学科交叉渗透、相互融合的基础上发展起来的一门新兴学科。主要专业课程分为三大系列:计算机科学类、测绘科学与技术类和遥感科学与技术类。
各院校根据培养特色不同,课程设置和人才培养目标也有所差异。
如北京建筑大学遥感科学与技术专业主要课程包括:误差理论与数据处理、摄影测量基础、数字摄影测量、近景摄影测量、地理信息系统原理、遥感物理基础、遥感原理与方法、数字图像处理、遥感技术应用、激光雷达数据处理与应用、微波遥感、高光谱遥感、城市遥感。该校遥感专业人才培养的主要方向是,掌握遥感科学基本理论、方法和技术,兼具测绘工程、地理信息科学专业知识,适应行业发展的遥感专业人才。
这里还有一个误区,很多人认为遥感的主要作用就是“拍照”:从空中拍下照片进而获取有效信息。实际上,遥感绝非“拍照”这么简单,遥感技术的真正作用是将信息从“照片”中提取出来并得以应用。
北京建筑大学遥感科学与技术专业庞蕾老师说,遥感中收集到的信息,就是物体发射或者被它反射的电磁波。这些电磁波包括近紫外、红外线、可见光、微波等。遥感技术就是收集这些数据,再通过对这些数据进行分析和处理,获得对象信息的技术。
虽然目前遥感信息获取系统已经较为完善,但由于地球大气、陆地和水体非常复杂,不同物质反射电磁波的特性各不相同,遥感图像出现误差的情况难免会发生。遥感技术也不是无所不能的,今年马航失联事件就是很好的例证。世界多国调集了几十颗卫星搜救马航失联客机,依然无功而返。
如果说遥感技术是密码,那么,遥感专业人员就是解读这些密码的破译员。遥感专业人才就是要学会获取对象信息,并把它们解读出来。
一位从事遥感专业教学多年的老师介绍,无论你的专业方向偏重哪方面,学习遥感专业必须学好英语,还得学会一门计算机编程语言,这样才能与国际接轨,才能更好的提升专业水平。
遥感科学与技术在研究生阶段,研究方向比较多,以下列出一些方向供考生参考:
主要内容包括以点、 线为匹配基元,研究影像的定向、交会及区域网平差等,恢复单张影像或大区域内多张影像的摄影中心位置和姿态,利用共线方程、有理函数等数学模型描述像方与物方对应关系的参数特性及误差传播规律等。
是将摄影测量的基本原理与计算机视觉的相关理论相结合,从数字影像中自动(半自动)提取所摄对象以数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量学分支。
其主要研究内容包括数字图像处理和相应的摄影测量几何处理,摄影系统检校、获取被摄目标形状、大小和运动状态等信息。
主要研究内容包括微波电磁波特性、地物与微波的相互作用、微波遥感图像的几何处理和辐射处理、微波遥感图像信息提取以及雷达干涉测量基本原理等方面。
是指在电磁波谱的可 见光和红外波段范围内,利用成像光谱仪以非常窄的波长间隔获取光谱连续的影像数据,并对其进行分析、处理和信息提取的技术。
是指传感器工作波段为热红外波段的遥感技术,探测区间通常在8~14微米之间。热红外遥感通过热红外探测器收集、记录地物辐射出来的热红外辐射信息,并利用这种热红外信息来识别地物和反演温度、发射率、湿度、热惯量等地表参数。
卫星遥感并不是单一的技术,它集中了空间、电子、光学、计算机通信和地学等学科的成就。随着国际上卫星遥感技术的迅猛发展,人类已经进入了一个多层、立体、多角度、全方位和全天候对地观测的新时代。下面让我们一起来看看,它究竟能在哪些领域发挥作用。
就拿目前最受关注的雾霾治理工作来说,从2013年1月1日起,我国对70多个城市开展了PM2.5的监测,同时运用卫星遥感技术,从空中监测灰霾的影响范围。
遥感卫星可以用于各类灾害应急监测和抢险救灾信息支持,如地震、火山活动、土沙灾害等。2014年8月3日,云南鲁甸发生地震后,国家共调集国内外18颗遥感卫星,对地震灾区紧急成像,获取鲁甸地震区域卫星影像数据近百景,为抗震救灾发挥了巨大作用。
卫星遥感技术可以用来普查地球资源,例如水、石油、天然气、煤炭、金属矿藏储量。我国在酒泉卫星发射中心成功将遥感卫星二十号送入太空,它主要用于科学试验、国土资源普查、农作物估产及防灾减灾等领域。
如果没有气象卫星,我们无法全面监测大气成分,无法做好气象预报预测;如果没有海洋卫星,我们很难解决赤潮等问题;如果没有陆地遥感卫星,我们不能有效地监测森林、沙漠等的变化情况。
遥感技术在我国的考古工作中运用越来越多。在新疆的北庭古城、高昌古城,陕西的汉长安城,河南的汉魏洛阳故城、安阳殷墟等很多古代遗址的考古工作中,遥感技术获得的影像资料,为学者们发现遗迹现象、摸清遗址范围和内涵、了解遗址过去和当下的保存状况等工作,提供了很多有益的帮助。
卫星遥感技术可以掌握全球耕地分布,监测大宗作物的长势与估产。遥感技术的应用,让农业统计数据的获取途径发生重大变化,有了遥感技术,一个地区的粮食种植面积在卫星照片上一目了然,大大提升了数据的准确性。
遥感在军事科学上的应用是显然的,因为可以远距离地观察目标,而且可以获得相对宏观的分析数据。在军事上,遥感可以对目标国家和地区的资源状况的监视。监视对方军事部署和大规模的军事移动。在具体的作战中,遥感可以帮助分析局部的地形、资源状况,从而帮助己方进行战术行动的方案判断。
人们越来越需要深刻地了解我们的地球,了解它的资源,了解它的变化,以便合理安排生产和生活活动。可以说,遥感技术为我们打开了观察地球的“眼睛”。
在我国,遥感科学与技术目前已成功地应用到包括资源调查、环境保护、政府管理与决策、城市规划、防灾减灾、重大工程和国防建设等众多领域。在国民经济建设以及国防建设等方面显示出独特的战略地位和意义,许多发达国家已将其列为优先发展的战略目标,具有很好的发展和应用前景。近年来,随着我国社会经济建设的迅速发展,遥感科学与技术的应用范围不断拓展,取得了良好的经济效益和社会效益。
该专业毕业生主要在城市发展与规划、国土资源与开发、环境、交通工程、海洋、国防建设等领域的科研单位、企业与行政管理及生产部门,从事与遥感技术相关的理论与应用研究、开发和管理工作,也可在高等院校从事专业教学、科研工作。
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