气象参数传感器标准_气象五参数传感器

1.风速仪的测量方法有那些呢？

2.我国空气污染指数需要监测的五种污染物分别是什么

3.无线电有哪些基础知识？

4.遥感技术

所谓高光谱遥感，即高光谱分辨率遥感，指利用很多很窄的电磁波波段（通常＜10 nm）从感兴趣的物体获取有关数据；与之相对的则是传统的宽光谱遥感（通常＞100nm）且波段并不连续。高光谱图像是由成像光谱仪获取的，成像光谱仪为每个像元提供数十至数百个窄波段光谱信息，产生一条完整而连续的光谱曲线。它使本来在宽波段遥感中不可探测的物质，在高光谱中能被探测。

近20年来，高光谱遥感技术迅速发展，它集探测器技术、精密光学机械、微弱信号检测、计算机技术、信息处理技术于一体，已成为当前遥感领域的前沿技术之一。

1.2.1 高光谱遥感的起源和发展

随着基础理论和材料科学的不断进步，近20年来，高光谱遥感技术迅速发展，已成为除雷达遥感、激光遥感、超高分辨率遥感等技术以外，当前遥感领域的又一重要研究方向。

1.2.1.1 国外的高光谱成像仪研制情况

由于高光谱遥感在地物属性探测方面的巨大潜力，成像光谱技术得到了普遍重视。

（1）机载高光谱成像仪

1983年，第一幅高光谱影像由美国研制的航空成像光谱仪（AIS-1）获取，标志着第一代高光谱成像仪的面世。1987年，美国宇航局（NASA）喷气推进实验室（JPL）研制成功航空可见光/红外成像光谱仪（AVIRIS），这标志着第二代高光谱成像仪的问世。

（2）星载高光谱成像仪

在航天领域，由美国喷气推进实验室研制的对地观测中的中分辨率成像光谱仪（MODIS），随TER2RA卫星发射，成为第一颗在轨运行的星载成像光谱仪，从2000年开始向地面传送图像。

2000年，NASA发射的EO21卫星上搭载的高光谱成像仪（Hyperion），地面分辨率为30m，已在矿物定量填图方面取得了很好的应用效果。2002年美国的海军测绘观测（NEMO）卫星携带的海岸海洋成像光谱仪（COIS）具有自适应号识别能力，满足军用和民用的不同需求。另外，2007年6月交付美Kirtland空军基地的高光谱成像传感器将通过Tac2Sat23卫星载入太空。

目前，许多国家都在积极研制自己的高光谱传感器，已明确有发射的有德国环境监测与分析的EnMAP，南非的多传感器小卫星成像仪MSMI和加拿大高光谱环境与观测者HERO。

1.2.1.2 国外高光谱影像分析技术的研究现状

在成像光谱仪快速发展的同时，地物光谱数据库、高光谱影像分析技术研究也得到了迅速发展。

地物光谱数据库技术方面，以美国最为先进，有代表性的主要有JPL标准波谱数据库、USGS波谱数据库、ASTER波谱数据库和IGCP2264波谱数据库。此外，美国空军部门和环保局针对大气污染和空气成分的诊断建立了AEDC/EPA光谱数据库，并针对美国海军研究室研制的HYDICE成像光谱仪建立了森林高光谱数据库等。部分其他国家也展开了光谱数据库技术研究和建设工作，如英国在20世纪90年代初针对海水颜色研究建立了海水光谱数据库。

美国国家航空航天局（NASA）、欧洲航天局（ESA）、日本国家空间发展局（NASDA）和大学及研究所都有专门的高光谱影像应用分析的研究机构。

国外商业遥感图像处理系统，相继增加成像光谱数据处理模块，其中具有代表性的有RSI公司的ENVI，PCI Geomatics公司的PCI，MicroImages公司的TNTmips等。

1.2.1.3 国内高光谱遥感技术发展现状

我国紧密跟踪国际高光谱遥感技术的发展，并结合国内不断增长的应用需求，于20世纪80年代中后期着手发展自己的高光谱成像系统。主要的成像光谱仪有中国科学院上海技术物理研究所研制的推扫式成像光谱仪（PHI）系列、实用型模块化成像光谱仪（OMIS）系列、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研制的高分辨率成像光谱仪（C2HRIS）和西安光机所研制的稳态大视场偏振干涉成像光谱仪（SLPIIS）。中国科学院上海技术物理研究所研制的中分辨率成像光谱仪（CMODIS）于2002年随“神舟”三号发射升空，并成功获取航天高光谱影像，其获取影像从可见光到近红外共30个波段，中红外到远红外的4个波段，空间分辨率为500 m。

2007年10月发射的“嫦娥1号”卫星已携带中国科学院西安光学精密机械研究所研制的干涉成像光谱仪升空，用于获取月球表面二维多光谱序列图像及可分辨地元光谱图，通过与其他仪器配合使用对月球表面有用元素及物质类型的含量与分布进行分析，获得的数据用于编制各元素的月面分布图。

从2007年到2010年，我国将组建环境与灾害监测预报小卫星星座，将携带超光谱成像仪，用0.45～0.95μm波段，平均光谱分辨率为5nm，地面分辨率为100m。

我国在积极研制具有自主知识产权的成像光谱仪的同时，在地物光谱数据技术、高光谱影像分析技术等方面的研究中也取得了一系列可喜的成果。

20世纪90年代初期，中国科学院安徽光学精密机械研究所、遥感所等单位对大量的典型地物进行了波谱集，建立了我国第一个综合性“地物波谱特性数据库”。1998年，中国国土航空物探与遥感中心建立了“典型岩石矿物波谱数据库”，其中包含了我国主要的典型岩石和矿物500 余种。2000年，中国科学院遥感所基于GIS和网络技术研制了典型地物波谱数据库及其管理系统，记录了10000多条地物波谱，并能动态生成相应的波谱曲线和遥感器模拟波段，实现了波谱数据库与“3 S”技术的链接。

1.2.2 高光谱成像仪简介

1.2.2.1 国外高光谱成像仪系统介绍

（1）航空高光谱成像仪

1983年，世界上第一台成像光谱仪AIS-1（Aero Imaging Spectrometer-1）在美国喷气推进实验室研制成功，并成功应用于植被研究、矿物填图等方面，向世界展示了高光谱成像技术具有的潜力。此后，美国机载先进的可见光红外成像光谱仪（AVIRIS）、加拿大的荧光线成像光谱仪（FLI）和在此基础上发展的小型机载成像光谱仪（AIS）、美国Deadalus公司的MIVIS，GER公司的79波段机载成像光谱仪（ROSIS-10 和 ROSIS-20）、美国海军研究所实验室的超光谱数字图像集试验仪（HYDICE）先后研制成功（表1.1）。

表1.1 国外主要的机载高光谱成像仪信息

近年来，成像光谱技术在调查、农作物长势、病虫害、土壤状况、地质勘查等方面的成功应用让世界各国看到了这项新技术的巨大前景与潜力，世界上一些有条件的国家竞相投入到成像光谱仪的研制和应用中来。各国在研制的同时纷纷参考已有成像光谱仪的先进技术，使得新研制的系统在继承了老系统各种优势的同时，很多方面得到了进一步的提高，在稳定性、探测效率、综合性能等方面均得到了很大的进步。其中，具有代表性的有美国的Probe、澳大利亚的HyMap、美国GER公司为德士古（TEXACO）石油公司专门研制的TEEMS系统等。

Probe-1和Probe-2是Earth Search Sciences公司开发的另一个有影响的航空成像光谱仪系统，该系统在0.4～2.5μm区有128个波段，光谱分辨率为18 nm。

HyMap即“高光谱制图仪”（hyperspectral mer）的简称，是以澳大利亚Intergrated Spectronics公司为主研制的。HyMap在0.25～0.45μm光谱范围有126个波段，同时在3～5μm和8～10μm两个波长区设置了两个可供选择的波段，共有128个波段。其数据在光谱定标、辐射定标和信噪比等方面都达到了较高的性能，总体光谱定标精度优于0.5 nm；短波红外波段（2.0～2.5μm）的信噪比都高于500∶1 ，有的波段其信噪比甚至高达1000∶1。

TEEMS是德士古能源和环境多光谱成像仪（Texaco energy ＆ environmental multispectral imaging spectrometer）的简称。这是一台由美国地球物理和环境研究公司（GER）应德士古的技术要求与德士古的专家合作专门研制的具有200 多个波段、性能十分先进的实用型高光谱成像仪。该系统在紫外、可见光、近红外、短波红外、热红外波段等波谱均具有成像能力，从而在石油地质勘探特别是在勘探与油气藏有关的特征中具有很大潜力。

近年来热红外成像光谱仪已有了实质性的进展。最具有代表性的是美国宇航公司研制的空间增强宽带阵列光谱仪系统（spatially enhanced broadband array spectrograph system，SEBASS）。SEBASS有两个光谱区：中红外，3.0～5.5μm，带宽为0.025μm；长波红外，7.8～13.5μm，带宽为0.04μm。它在中波红外区和长波红外区分别有100个、142个波段；所使用的探测器为两块128*128的Si：As焦平面，有效帧速率为120Hz，温度灵敏度为0.05℃，信噪比＞2000。热红外成像光谱仪为更好地反映地物的本质提供了珍贵的数据，已经被应用于探矿、地质填图、环境监测、农林制图、植被长势等诸多领域。

（2）航天高光谱成像仪

美国先后研制出中分辨率成像光谱仪（MODIS），EO-1高光谱卫星，并与日本合作研制出的先进星载热发射反射辐射计（advanced satellite thermal emission/reflection radiometer）以及美国军方的“Might-Sat”高光谱卫星，在航天成像光谱技术研究方面一直在世界遥遥领先。

MODIS是EOS-AM1卫星（1999年12月发射）和EOS-PM1（2002年5月发射）上的主要探测仪器——中分辨率成像光谱仪，也是EOS Terra平台上唯一进行直接广播的对地观测仪器。通过MODIS可以获取0.4～14μm范围内的36个波段的高光谱数据，为开展自然灾害、生态环境监测、全球环境和气候变化以及全球变化的综合性研究提供了重要的数据源。

MODIS是搭载在terra和aqua卫星上的一个重要的传感器，是卫星上唯一将实时观测数据通过x波段向全世界直接广播，并可以免费接收数据并无偿使用的星载仪器。MODIS可获取0.4～14μm范围内的36个波段的高光谱数据，为开展生态环境研究、自然灾害监测、全球环境和气候变化等研究提供了重要的数据源。

ASTER搭载在Terra卫星上的星载热量散发和反辐射仪，是于1999年12月18日发射升空的，由日本国际贸易和工业部制造。一个日美技术合作小组负责该仪器的校准确认和数据处理。ASTER是唯一一部高分辨解析地表图像的传感器，其主要任务是通过14个频道获取整个地表的高分辨解析图像数据——黑白立体照片。ASTER能在4到16天之内对同一地区进行成像，具有重复覆盖地球表面变化区域的能力。ASTER数据特点之一是基于用户要求的观测，即根据用户提出的要求来随时随地地获取影像。ASTER的宽谱覆盖和高分辨能力给科学家们在诸如监测冰河的前进与退却，对潜在的活火山的监测，鉴别作物能力，对云层形态及物理状况的监测，湿地评估，热污染监测，珊瑚礁的退化，土壤及地质的表面温度绘图，以及测量地表的热平衡等众多学科领域提供了可供鉴定的信息。

美国宇航局（NASA）的地球轨道一号（EO-1）是美国NASA新千年的一部分，在2000年11月21日发射。地球观测1号卫星与LandSat-7覆盖相同的地面轨道，两颗卫星对同一地面的探测时间相差约1分钟的时间。EO-1带有三个基本的遥感系统，即高级陆地成像仪（advanced land imager，ALI），高光谱成像仪（HYPERION）以及大气校正仪（liner etalon imaging spectrometer arrey atmospheric correction，LAC）。EO-1上搭载的高光谱遥感器hyperion是新一代航天成像光谱仪的代表，也是目前唯一在轨的星载高光谱成像光谱仪以及唯一可公开获得数据的高光谱测量仪，共有242个波段，光谱范围为400～2500nm，光谱分辨率达到10nm，空间分辨率为30m。

2000年7月，美国发射的MightSat-Ⅱ卫星上搭载的傅立叶变换高光谱成像仪（fourier transform hyperspectral imager，FTHSI）是干涉成像光谱仪的成功典范。

欧洲空间局于2001年10月成功发展了基于空中自治小卫星PROBA小卫星的紧密型高分辨率成像光谱仪（CHRIS），并发射成功。CHRIS在415～1050μm的成像范围内有五种成像模式，不同的模式下其波段数目、光谱分辨率和空间分辨率不等，波段数目分别是18 ，37和62 ，光谱分辨率为5～15nm，空间分辨率为17～20m或者34～40m。CHRIS能够从五个不同的角度（观测模式）对地物进行观测，这种设计使得其能获取地物反射的方向性特征。

欧洲空间局继美国AM-1 MODIS之后于2002年3月又成功发射了Envisat卫星，这是一颗结合型大平台先进的极轨对地观测卫星。其中分辨率成像光谱仪（MERIS）为一视场角为68.5°的推扫型中分辨率成像光谱仪，其地面分辨率为300m，在可见光-近红外光谱区有15个波段，可通过程序控制选择和改变光谱段的布局。

日本继ADEOS-1之后于2002年12月发射了后继星ADEOS-2 ，其上搭载了日本宇宙开发事业团的两个遥感器（AMSR和GLI）和国际或国内合作者提供的三个遥感器（POLAR，ILAS-Ⅱ，Sea Winds）。GLI在可见光-近红外和短波红外分别有23个、6个波段，而在中红外和热红外则有7个波段。到目前为止，已发射的具有代表性的星载成像光谱仪如表1.2所示。

表1.2 国外主要星载高光谱成像仪

1.2.2.2 我国高光谱成像仪系统介绍

（1）航空高光谱成像仪

我国成像光谱仪的发展经历了从多波段扫描仪到成像光谱扫描，从光机扫描到面阵CCD探测器固态扫描的发展过程。

“八五”期间，新型模块化航空成像光谱仪（modular aero imaging spectrometer，MAIS）的研制成功标志着我国的航空成像光谱仪技术和应用取得了重大突破。此后我国自行研制的推扫型成像光谱仪（PHI）和实用型模块成像光谱仪系统（OMIS）在世界航空成像光谱仪大家庭里占据了重要的地位。

（2）航天高光谱成像仪

我国于2002年3月发射的神舟3号无人飞船中就搭载了一个中分辨率的成像光谱仪（CMODIS），该仪器共有34个波段，波长范围在0.4～12.5μm。此外，环境减灾卫星搭载了115个波段的高光谱遥感器。“风云-3”气象卫星搭载的中分辨率成像光谱仪具有20个波段，成像范围包括可见光、近红外、中红外和热红外；“嫦娥一号”卫星搭载了我国自行研制的干涉成像光谱仪来探测月球物质。

1.2.3 高光谱遥感成像特点与数据表达

高光谱成像获取的图像包含了丰富的空间、辐射和光谱三重信息。其主要特点是将传统的图像维与光谱维信息融合为一体，在获取地表空间图像的同时，得到每个地物的连续光谱信息。高光谱数据是一个光谱图像的立方体，它由空间图像维、光谱维（从高光谱图像的每一个像元中可以获得一个“连续”的光谱曲线）和特征空间维（高光谱图像提供的是一个超维特征空间，挖掘高光谱信息需要深切了解地物在高光谱数据形成的N维特征空间中分布的特点与行为）。

1.2.4 高光谱遥感的主要应用领域

由于高光谱遥感能提供更多的精细光谱信息，有些学者将高光谱遥感的研究从最开始的矿物识别扩展到了水体、植被与生态、环境勘探等方面，但目前主要集中在地质、植被和水环境等研究领域。

1.2.4.1 在植被监测中的应用

高光谱遥感由于其具有超高的光谱分辨率，为植被参数估算与分析，植被长势监测及估产等方面提供了有力的支撑。

1）植物的“红边”效应：“红边（REP）”是绿色植物叶子光谱曲线在680～740nm之间变化率最快的点，也是一阶导数光谱在该区间内的拐点。“红边”是植物光谱曲线最典型的特征，能很好地描述植物的健康及色素状态。当“红边”向红外方向移动时，一般可以判定绿色植物叶绿素含量高、生长活力旺盛；相反，当“红边”向蓝光方向移动时，一般可能是植物处于缺水等原因造成叶片枯黄等不健康状态。当植物覆盖度增大时“红边”的斜率会变陡。

2）植被指数：植被指数主要反映植被在可见光、近红外波段反射与土壤背景之间差异的指标，各个植被指数在一定条件下能用来定量说明植被的生长状况，是利用遥感光谱数据监测地面植物生长和分布、定性、定量评估植被的一种有效方法。根据不同的研究目的，人们已经提出了几十种植被指数，如比值植被指数RVI，归一化植被指数NDVI，差值环境植被指数DVIEVI，垂直植被指数PVI，土壤调整植被指数SAVI等。

1.2.4.2 在农业中的应用

高光谱遥感在农业中的应用，主要表现在快速、精确地进行作物生长信息的提取、作物长势监测、估算植被（作物）初级生产力与生物量、估算光能利用率和蒸散量及作物品质遥感监测预报，从而相应调整物资的投入量，达到减少浪费，增加产量，改善品质，保护农业和环境质量的目的。使用高光谱遥感数据估计作物的农学参数主要有两类方法：一是通过多元回归方法建立光谱数据或由此衍生的植被指数与作物农学参数之间的关系；二是通过作物的红边参数来估计作物的物候性状及其农学参数。

1.2.4.3 在大气和环境方面的应用

高光谱遥感凭借其超高的光谱分辨率可以识别出宽波段遥感无法识别的因大气成分变化而引起的光谱差异，使人们利用高光谱遥感对周围的生态环境情况进行定量分析成为可能。利用高光谱技术可以探测到污染地区的化学物质异样，从而确定污染区域及污染原因；高光谱图像也可用来探测危险环境因素，例如，精确识别危险废矿物，编制特殊蚀变矿物分布图，评价野火的危险等级，识别和探测燃烧区域等。

1.2.4.4 在地质方面的应用

地质矿产调查是高光谱遥感应用中最成功的一个领域。各种矿物和岩石在电磁波谱上显示的诊断性光谱特征可以帮助人们识别不同矿物成分。在地质方面主要利用其探测岩石和矿物的吸收、反射等诊断性特征，从而进行岩石矿物的分类、填图和矿产勘查。

1.2.4.5 在军事上的应用

由于高光谱影像具有丰富的地面信息，可用于精确识别地物种类，在军事侦察、识别伪装方面得到了成功的应用。美国海军设计的超光谱成像仪可在0.4μm～2.5μm光谱范围内提供210 个成像光谱数据，可获得近海环境目标的动态特征，例如海水的透明度、海洋深度、海洋大气能见度、海流、潮汐、海底类型、生物发光、海滩特征、水下危险物、油泄露、大气中水汽总量和次见度卷云等成像数据，对近海作战有十分重要的支撑意义。

风速仪的测量方法有那些呢？

传感器是把一种能量转换成另一种能力的装置，把被测信号转化成电信号的装置，它在我们生产、生活和科研方面都有着非常广泛的用途，大到军事、天文方面的应用，小到我们日常生活的煮饭、洗衣等自动化方面的应用。可以说，传感器的应用已经深入到了整个社会生活的方方面面。

1.传感器在生产中的应用。

在工业自动化生产中，随着现代技术的发展，对安全生产的要求越来越高，对在生产过程中各种量的检测和控制的自动化水平也越来越强，传感器在钢铁、造纸、石化、医药、食品等企业中得到了广泛的应用。如差压传感器在医药方面的应用，光纤传感器在智能复合材料中和热加工生产中的应用，红外传感器在皮带运输机安全警示系统中应用，电涡流传感器在印刷品厚度检测中的应用。距离传感器在判断车辆运动速度方面的等。湿度传感器在纺织印染生产中的应用很广。在纺织印染生产中，因为对湿度的要求非常高，常常需要对生产环境的湿度进行准确测量。起先是用湿度计来进行，但随着现代科学技术的发展，加上湿度测量本身比较复杂，这种仅靠湿度计来测量湿度的方法已经远远不能胜任。湿度传感器是通过湿敏元件，把空气中水蒸气转换成电信号输出，湿度传感器具有反应迅速、测量准确等优点，被大量地应用到纺织印染生产中，提高了生产的质量。

2.传感器在生活中的应用。

传感器在日常生活中更是无处不在，它正在改变着人们的生活方式，充分显示出它给人们生活带来的方便、安全和快捷。比如当我们夏天使用空调时，它为什么会让房间保持在一个设定的温度下呢?这是因为空调中有一个用热敏电阻制成的感应头，当周围空气的温度发生变化时，热敏电阻的阻值就会随之而发生相应的改变，通过电路转换为电流信号从面控制压缩机的工作。又比如烟雾报警器，就是利用烟敏电阻来测量出烟雾浓度，达到一定浓度即引起报警系统工作，从而达到报警的目的。还有我们的光敏路灯、声控路灯等也是利用传感器来自动控制开关的通和断的。在我们的生活中用到传感器的地方还很多，比如自动门、手机触摸屏、鼠标、数码相机、电子天平、话筒、电子温度计、自动洗衣机、红外线报警器等。

3.“五官”传感器的优势

随着人们生活的需要，单凭人的感觉器官来获取信息已经不能满足要求，于是科学家们研制出了大量的传感器来帮助人们获取信息。正是因为传感器的广泛使用，使得人们获取信息的范围已经延伸到更宽、更广的领域。模仿人的感觉器官来获取信息的“五官”传感器与人体的某个具体感官相对应着：光敏传感器对应人的视觉器官；气敏传感器对应人的嗅觉器官；声敏传感器对应人的听觉器官；化学传感器对应人的味觉器官；压敏、温敏、流体传感器对应人的触觉器官。使得传感器就象人一样具有敏感的感觉功能。五官获取的信息是通过人的感觉细胞将非电量（光、声、温度、湿度、压力、重量、香味、臭味、酸、甜、苦、辣等）变成电脉冲(电量：电荷量、电压、电流、电阻、电容、电感等），电脉冲通过神经将其送至大脑，感知到信息。传感器正是利用这个原理来模仿人的各种感觉的。与人的五官相比，传感器拓宽了人的感觉器官的能力。过去，人类必须依靠眼、鼻、口、耳来感觉外界颜色、声音、气味，感知温度的变化等各种信息。现代生产需要准确地获取各种信息并做出迅速、准确的反应，但是光靠人类的感官就很难实现，于是，传感器就应运而生了。与人的五官相比，当然它也有它的缺陷。传感器实际上就是电子产品，而人在感知事物时是带有思维和感情的，这一点是被人制造出来的电子产品无法比拟的。尽管随着人类科学技术的发展，它模仿人类的功能越来越强，但在很多性能上远不如人的感觉器官，始终存在死板、反应机械等缺陷。

我国空气污染指数需要监测的五种污染物分别是什么

风速探头为敏感部件，当一恒定电流流过其加热线圈时，其敏感部件内，温度升高并于静止空气中达到一定数值。此时，其内测量元件热电偶产生相应的热电势，并被传送到测量指示系统，此热电势与电路中产生之基准反电势互相抵消，使输出信号为零，仪表指针也相应指于零点。若风速探头端部的热敏感部件暴露于空气流中时，由于进行热交换，此时将引起热电偶热电势变化，并与基准反电势比较后产生微弱差值信号，此信号被测量指示仪表系统放大并推动电表，由指针示值即可读出被测风速大小。

热敏风速仪

(1)将仪器水平放好，使直键开关处于原位(向上)。

(2)调节电表机械零点，使表针指于零位。

(3)将探头测杆垂直向上放置，使其热敏感部件全部按入测杆管内，并将风速探头之插头插入“探头”插座。

(4)按下“电源”直键(左起第一)调节“放大器调零”，电位器使指针指于零点。

(5)按下“1m/s”直键开关(左起第二)调节“零点调节”电位器使指针指于零点。

(6)预热十分钟，并重复上述步骤，方可进行测量。

(7)低风速段(0.05～1m/s)经预热，校准后，可将风速探头测杆端部热敏感部件拉出，使其暴露于被测气流中，注意使测杆垂直，并使其有顶丝一面对准气流吹来方向(如图3)所示，即可由电表指标值读取风速。

(8)高风速段(1m/s～30m/s) (1m/s～10m/s) 风速超过lm/s，按下“30m/s”“10m/s”，直键开关(左起第三)即可读数。(此时按键全部处于按下状态)。

(9)使用完毕应将直键开关所有键从左至右依次复位。风速探头热敏感部件测杆拉出部分全部按入测杆管内，并拨下插头放入仪器盒原位置。

(10)电池安装;

使用机内电池，安装时必须注意极性不能放错。

使用外接电源供电时，需注意插头联线与插接均应正确无误，电源电压应符合4.5V～6V要求

实验数据

测试者根据实际风速测量情况，选择低速或高速调节按钮，并至少测试三次以上，剔除其中粗大数据，取平均值为最后风速数值。

无线电有哪些基础知识？

空气污染的污染物有：烟尘、总悬浮颗粒物、可吸入悬浮颗粒物（浮尘）、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳、臭氧、挥发性有机化合物等等。五级

　0~50 优 可正常活动　51~100 良　101~150 轻微污染 易感人群症状有轻度加剧 心脏病和呼吸系统疾病患者　　健康人群出现刺激症状 应减少体力消耗和户外活动　　151~200 轻度污染 同上 同上　　201~250 中度污染 心脏病和肺病患者症状显著加剧 老年人和心脏病、肺病患者应　　运动耐受力降低 停留在室内，并减少体力活动　　健康人群中普遍出现症状　　251~300 中度重污染 同上 同上　　>300 重污染 健康人运动耐受力降低 老年人和病人应当留在室内，避免　　有明显强烈症状 体力消耗，一般人群应避免户外活动　　提前出现某些疾病

保护环境有责美国进口普卫欣天 猫有效防雾霾

雾霾对人的呼吸系统心血管系统都有危害

遥感技术

无线电基础知识

一、无线电通信名词解释

音频又称声频，是人耳所能听见的频率。通常指15～20000赫（Hz）间的频率。

话频是指音频范围内的语言频率。在一般电话通路中，通常指300～3400赫（Hz）间的频率。

射频无线电发射机通过天线能有效地发射至空间的电磁波的频率，统称为射频。若频率太低，发射的有效性很低，故习惯上所称的射频系指100千赫（KHz）以上的频率。

电视信号所包含的频率范围自几十赫至几兆赫，是这一频率的统称。

载波起运载信息作用的正弦波或周期性脉冲，叫做载波（或载频），随着信号波的变化，使载波的幅度、频率或相位作相应的变化。

信号用来表达或携带信息的电量。

信道按传递信息的特性而划分的通路。包括可能实现而尚未实现的通路在内。

模拟信号在时间上是连续的或对某一参量可以取无限个值的信号。

数字信号所谓数字信号，是指信号是离散的、不连续的。这是信号只能按有限多个阶梯或增量变化和取值。换言之，对于数字信号，只需计算阶梯的数目而无需考虑阶梯内信号的大小（最常用的是二进制编码）。

波段在无线电技术中，波段这个名词具有两种含义。其一是指电磁波频谱的划分，例如长波、短波、超短波等波段。其二是指发射机、接收机等设备的工作频率范围的划分。若把工作频率范围分成几个部分，这些部分也称为波段，例如三波段收音机等。

波道通信设备工作时所占用的通频带叫波道。通常一个通信设备在它所具有的频率范围内有许多个波道。

通频带一个电路所允许顺利通过的电流的频率范围，称为该电路的通频带。一般规定在电流等于最大电流值的0.707倍范围内上下两个频率之间的宽度为通频带。

频率覆盖通信设备工作的频率范围，称为频率覆盖。而最高工作频率与最低工作频率之比，称为频率覆盖系数。

截止频率用来说明电路频率特性指标的特殊频率。当保持电路输入信号的幅度不变，改变频率使输出信号降至最大值的0.707倍，或某一特殊额定值时该频率称为截止频率。

在高频端和低频端各有一个截止频率，分别称为上截止频率和下截止频率。两个截止频率之间的频率范围称为通频带。

频率稳定度振荡器产生的频率由于种种原因而发生变化，这种频率变化的大小与额定频率的比值称为频率稳定度。它是衡量通信系统质量好坏的重要指标。提高频率稳定度多用参数稳频，晶体稳频及频率合成等。

残波辐射功率容许限度系指除基波辐射以外的谐波辐射、寄生辐射和相互调制产生的任何残波辐射功率的最低容许值，以分贝或毫瓦、微瓦表示。

频带宽度有时称必要带宽。系指为保证某种发射信息的速率和质量所需占用的频带宽度容许值，以赫（Hz）、千赫（KHz）、兆赫（MHz）表示。

选择性无线电接收机将所需电台的信号，从许多不同频率的电台信号中挑选出来的能力，叫做选择性。接收机的选择性愈好，愈不易受其它电台的干扰。因此，选择性是决定接收机质量的重要参数之一。

灵敏度无线电接收机对微弱信号的接收能力，叫做灵敏度。如果某一接收机能收到很弱的信号，则该接收机的灵敏度就高，反之灵敏度就低。因此，灵敏度也是决定接收机质量的重要参数之一。

保真度也叫逼真度。指接收机的输出信号与输入信号的相似程度，即接收机对于信号中各频率能否同等放大，加以复原、而不产生失真的能力。如无线电接收机的保真度愈好，它输出的语言、音乐就愈逼真。

发射机输出功率是指发射机提供给电磁辐射器（天线）的射频功率称为发射机的输出功率。

发射机的杂散辐射在标称输出阻抗的负载上测量，发射机载频功率小于25W时，任何一个离散频率的杂散辐射功率不超过2.5uW。当发射机的载频功率大于25W时，任何一个离散频率的杂散辐射功率应低于发射载频功率70dB。

邻频道功率对于160、450MHz频段，落在邻频道16KHz带内的功率，应较载频功率低70dB。对于900 MHz频段，落在相邻的第二个频道32 KHz带内的功率，应较载频功率低65dB。

平均功率发射机在规定的条件下，在比最低调制频率相对应的周期长得多的时间内馈送到规定实验负载上的平均功率。

峰包功率发射机在规定的调制条件下，在调制包络峰值处高频一周期内送到规定实验负载上的平均功率。

单边带发射机的额定输出功率以峰包功率标称。

边带抑制在单边带信号产生过程中，对不用边带信号的抑制能力称为边带抑制。以不用边带信号电平与有用边带信号电平之比的分贝数表示。

带外功率在规定的调制下，发射机总功率中落入标称频率任一边的某些指定频率为中心的一个规定频带内的那一部分功率。

串音在一个通路内，由于其它通路信号能量的影响而产生的无用信号。

噪音、杂音传输通路或设备中除有用信号外的任何电骚扰。

信噪比信号平均功率与噪声平均功率的比值叫信号噪声比，简称信噪比或信杂比。以分贝为单位的信噪比表示式如下：

信噪比（分贝）=10

噪声系数指在一定条件下，接收机或放大器，输出端的总噪声功率与内部无噪声源时，由于输入端热噪声所引起的输出噪声功率之比。

失真是指信号在传输过程中与原有信号或标准相比所发生的偏差。在理想的放大器中，输出波形除放大外，应与输入波形完全相同，但实际上，不能做到输出与输入的波形完全一样，这种现象叫失真，又称畸变。

按波形失真的不同情况，可分为幅度失真、频率失真、相位失真三种。对幅度不同的信号放大量不同称为幅度失真。对频率不同的信号放大量不同称为频率失真。对频率不同的信号，经放大后产生的时间延迟不同称为相位失真（或时延失真）。

幅度失真又称为非线性失真，频率失真和相位失真称为线性失真。

电平是一种表示电量（电压、电流或功率）相对大小的量，常用单位为分贝（或奈贝）。通常指定某一电量的数值为标准值，以其它数值和标准值相比的数值来表示电平值。例如取标准功率1毫瓦为零电平，当所给功率为10毫瓦时，其电平值可按下式求得：

电平值=10

因此，10毫瓦就具有10分贝电平。如果电平值是负的，就表示低于零电平，由此电平可用来表示任意两个电量间的相对大小。

音频响应输入信号电平不变时，在规定的音频范围内，接收机输出电平随音频频率而变化的特性，称为音频响应。以最高电平和最低电平之比的分贝数表示。

分贝是分贝尔的简称，等于1贝尔的1/10，用dB表示，是用于衡量放大器或衰减的常用单位。

在表示功率的放大或衰减时：分贝数=

在表示电压（或电流）的增减时 分贝数=20

奈贝是衡量增益或衰减的单位。它是电压比值或电流比值的自然对数。在电路两点的阻抗相等时，它是功率比值自然对数的二分之一。1奈贝等于8.686分贝。

干扰由于某种发射、辐射、感应或它们的组合所产生的不需要的能量对无线电通信系统的接收产生的效应，使接收效果性能下降，或收不到信号，此种效应称为干扰。干扰按其来源可分为：工业干扰、天电干扰、宇宙干扰、人为干扰等。

干扰源在无线电通信系统中，被确定是产生干扰的发射、辐射或感应。也就是产生妨碍无线电接收信号的那些杂乱的电波。

宇宙干扰是来自星系和太阳的电磁辐射所造成的干扰。这种干扰的频率较高，是超短波波段干扰的重要来源。具测量，在18-160兆赫（MHz）波段内系干扰的电平和频率的立方成正比。

脉冲干扰其强度很大，但持续时间较短，频带很宽。主要来源之一是各种工业设备产生的电脉冲，如电焊火花、汽车、飞机启动和行驶中的打火，各种医疗、电气设备产生的火花等。雷电也会引起脉冲的干扰。地球上平均每秒钟发生一百次雷电，它所引起的强烈的电磁波能传播很远。

起伏干扰（也称起伏噪声）在时间上连续出现干扰的幅度不停的变化，这种干扰主要来自以下方面：宇宙星体的辐射；设备内部的噪声；如导线中电子热运动产生的起伏电压，电子器件中电流的起伏等。

天电干扰指大气层中积贮的电荷放电而引起的电磁辐射，雷电便是一种最强烈的天电干扰。天电干扰在长波表现得最强烈，随着频率的增高，天电干扰的影响逐渐减弱，到超短波波段就很小了。

人为干扰可分无意干扰和有意干扰。前者是由于在经济建设和日常生活中广泛应用各种电气设备所产生，即工业干扰。可以使用滤波器或屏蔽来防止。有意干扰如敌人干扰、电台干扰等，可提高抗干扰技术和应用抗干扰装置来防止。

工业干扰指各种电器装置，主要是产生电弧和火花的装置，如电焊设备，电车，带电气点火装置的发动机等工作时所产生的干扰。工业干扰的频谱通常都很宽，因此，在接收设备内防止这种干扰是很困难的，一般都在干扰源方面取措施，降低干扰的强度。

交调干扰又称交叉调制。一个受调制的干扰（如干扰电台）与信号同时作用于接收机，由于高放或变频器的非线性作用，会将干扰的调制信号转移到信号载波上，而形成交叉调制，由此造成的干扰，称交叉干扰。

互调干扰当两个或多个干扰信号同时加到接收机时，由于非线性的作用，这两个干扰的组合频率有时会恰好等于或接近有用信号频率而顺利通过接收机，其中三阶互调最严重。由此形成的干扰，称为互调干扰。互调干扰和交调干扰一样，主要产生在高放和变频级。

电子雾各种电子电器设备在使用过程中，都会大量的发出各种不同波长和频率的电磁波，它包括无线电报、红外线、可见光、紫外线、X光、伽马射线等。这种电磁波充斥在空间，形成了一种被称之为“电子雾”的污染源，这就是我们常说的电磁环境污染。

量化噪声在语言编码通信中，解调后信号和原传递信号的差异是因幅度和时间的量化而产生的，这种失真称为量化失真。因为这种失真和杂乱的干扰一样，听起来和元件产生的热噪声相似，所以叫做量化噪声。

屏蔽通常利用铜或铝等低阻材料或磁性材料制成的容器（需良好的接地）将需要隔离的部分全部包起来，将电力线或磁力线的影响限制在某一个范围内，或者使某个指定的空间内防止外部静电感应或电磁感应的影响。

滤波器滤波器是对频率有选择作用的一种网络，它能使某一频带的交流电顺利通过，而使其它频率的交流电受到很大的衰减。

滤波器的种类很多，有带通滤波器、带阻滤波器、高通滤波器、低通滤波器、波形滤波器、LC滤波器、机械滤波器、晶体滤波器和陶瓷滤波器等。

陷波器用来滤除某一频率信号的调谐电路。

无线电遥控是利用无线电信号对远方的各种机构进行控制的技术。这些信号被远方的接收设备接收后，可以指令或驱动其它各种相应的机械，去完成各种操作，如闭合电路、移动手柄、开动电机，之后，再由这些机械进行需要的操作。所以，各个控制的信号在频率和延续的时间上都彼此不同，对于控制船舶、飞机、导弹等海空行体的应用上极为广泛。

无线电遥测就是对远处物体进行测量。获得所需的数据资料。如无线电遥测自动气象站，设在某山上，不需要人直接在山上的气象站操作，即可知道所需资料，如大气压、大气温度、大气相对湿度、平均风速、降雨量等等。这些气象要素，是通过一系列的电子设备，转换成电信号，并进行程序编码发送出去，达到远方遥测该气象站的目的。又如为了详细了解某一海区的海洋情况，放置一定数量的自动浮标（或其它物体），浮标上装有测量气象水文参数的传感器，所测参数转换为可发射信号后，用无线电波发出。被海岸接收站接收后，海岸站即获得海况参数，这类方法称之无线电遥测。

无线电监测用先进的技术手段和一定的设备对无线电发射频率、频率误差、发射带宽等进行测量，对声音信号进行监听，对非法电台和干扰源测向定位进行查处等。

测向测定发射电台所在的方向。它是利用能定向接收的特种测向电台来实现的。这种电台称测向电台，其方法是：利用一个测向电台，可以确定所发电台所在的方向。利用两个相距足够远的测向电台，则不仅能够确定所发电台的方向，而且还能确定它所在的地点，因为它应当是位于两个测向电台所确定的两个方向的交点上。因此，它在无线电导航及无线电探测等方面应用较广。

调相载波的相位对其参考相位的偏离值随调制信号的瞬时值成比例变化的调制方式，称为相位调制，或称调相。调相和调频有密切的关系。调相时，同时有调频伴随发生；调频时，也同时有调相伴随发生，不过两者的变化规律不同。实际使用时很少用调相制，它主要是用来作为得到调频的一种方法。

脉冲调制脉冲调制有两种含义。一是指脉冲本身的参数（幅度、宽度、相位）随信号发生变化的过程。脉冲幅度随信号变化，称为脉冲振幅调制；脉冲相位随信号变化，称为脉冲相位调制；同理还有脉冲宽度调制、双脉冲间隔调制、脉冲编码调制等。其中，脉冲编码调制的抗干扰性最强，故在通信中应用最有前途。二是指用脉冲信号去调制高频振荡的过程。两种含义的不同点是：前者脉冲本身是载波，后者高频振荡是载波。一般说的脉冲调制通常指前者。

电磁波这是在空间传播的交变电磁场。在真空中，电磁波的传播速度为3×108米/秒。

电磁波的波长范围极广，波长不同，其呈现的形式也不同。其中，光波是波长极短的电磁波，而无线电波则波长较长。无线电波波长的短边界（毫米波）是和光波波长的长边界（红外线）相连接的。电磁波分类如附表（一）。

通信中，一般用无线电波波段，也有用无线电波以下的波段进行通信的，但目前使用不太广泛，很多通信项目尚在研究之中。

衰落电磁波在传播过程中，由于传播媒介及传播途径随时间的变化而引起的接收信号强弱变化的现象叫作衰落。譬如在收话时，声音一会儿强，一会儿弱，这就是衰落现象。

衰落按其变化速率可分为快、慢两类衰落。

1、 快衰落：它是由多径效应引起的，其变化速率一般在零点几

秒到几十秒之间。

2、 慢衰落：它仅与气象条件有关（如温度、压力、湿度等），

也就是与昼夜、季节有密切的关系，它是衰落式的，且一般指的是一小时以上的变化规律。

衰落还可以按其内在规律加以分类，可分为平坦衰落和选择性衰落两大类型。衰落对通信质量有极大的影响，在设计通信电路时，要考虑这一因素。

电报通信电报通信是利用电的方法在远距离间传输书面信息的一种通信方式。传送的基本方法有两种：一种是先把字符编成电码，发报端按照一定的电码发送出信号脉冲，在收报端又把收到的信号脉冲译成字符，这叫做编码电报；另一种是把文字的真迹或图象用电的方法传到对方，这叫做传真电报。

电码它们是利用若干个有、无电流脉冲或正负电流脉冲所组成的不同的信号组合，其中每一个信号组合代表一个字母、数字或标点符号。

莫尔斯电报是由点、划两种符号组成的，点、划所占的时间长度有一定的标准，即是：

1、 一点为一个基本信号单位，一划的长度应等于三点的长度，

相当于三个基本信号单位。

2、 在一个字母和数字内，各点、划之间的间隔应等于一点的长

度。

3、 字母（数字）与字母（数字）之间的间隔为七点的长度。由

于各字符的电码长短不一，因而叫做不均匀电码。

五单位电码是由五个有、无电流的脉冲或是正负不同的电流脉冲所组成的信号组合，每一信号组合代表一个字符。由于每一脉冲所占时间相等，每一信号组合的时间长度也是相等的，所以也叫做均匀电码。

在起止式电报机内所使用的五单位电码，为了保证收、发双方同步工作，即发报部分动作一次（发送一个字符），收报部分随之也动作一次（收印一个字符），在五个电码脉冲之前，要先送一个起动脉冲，使收报部分起动。同样，在五个电码脉冲发完之后，再送一个停止脉冲，使收报部分停止，由此可知对于起止式电报机，实际上每传送一个字符共需七个脉冲，即一个起动脉冲，五个电码脉冲和一个停止脉冲。

“遥感”一词最早由美国海军研究所伊夫林·L·普鲁特提出，1962年在美国密执安大学第一次国际环境遥感讨论会上被用。遥感是从远距离高空及外层空间的各种平台上利用可见光、红外、微波等电磁波探测仪器，通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理，研究地面物体的形状、大小、位置及其环境的相互关系及变化的现代技术学科。

（一）遥感发展概况

遥感的发展可分为两个阶段：第一是航空遥感阶段。第一次世界大战时期，利用飞机上的望远镜和照相机进行侦察。第二次世界大战后，航空遥感不断发展，目前已成为军事侦察和自然调查的重要手段。第二是航天遥感阶段。1957年，前苏联发射了第一颗人造地球卫星，开创了从外层空间探测地球的先河。美国航天局在20世纪60年代发射了“雨云”等气象卫星和“阿波罗”等载人航天器，用摄影机拍摄了第一批地球卫星照片。经过长期准备，特别是对各种地物光谱特征和遥感图像数据处理、分析判读技术进行研究后，美国于12年7月23日发射了第一颗地球卫星（ERTS），专门从事地球遥感，之后又发射了第二批地球卫星（LANDSAT）。1998年，LANDSAT7号卫星发射升空；1999年9月，美国发射了IKONOS商用卫星，它的对地分辨率为1米，标志着美国的民用遥感已远远走在世界的前列。目前，美、俄、法、加、日、英、印、中等国家已成为世界上应用遥感技术较为成熟的国家。

（二）遥感技术及其特点

1.遥感技术的内容

遥感是能源作用下目标反射辐射→介质传输→遥感器→信息处理和应用的一个过程，实现这个过程所取的各种技术手段统称为遥感技术，具体包括下列内容：

（1）遥感器技术，是专门研究制造感测目标信息和收集目标信息设备的技术。

（2）信息传输技术，是专门研究如何将遥感器收集、记录的信息资料传送到信息处理中心的技术。

（3）实地样技术，是专门研究收集目标信息特征，为处理目前信息资料时判别目标提供依据的技术。

（4）信息处理技术，是分析判释和应用技术，包括信息数据的压缩、传输和校正技术及图像显示记录技术。

（5）识别分析判释技术以及信息存储和应用技术。

2.遥感技术的转点

遥感技术的主体是空间遥感技术，比较典型的如环境监测、气象预报等技术。美国在20世纪70年代初就发射了地球技术卫星，后来我国也成功地发射了气象卫星。空间遥感技术具有以下主要特点：

（1）获取信息量大。

（2）资料新颖，能迅速反映动态变化。

（3）获取的信息内容丰富。

（4）成图迅速。

（5）获取信息方便，全天时、全天候，不受地形限制等。

这些特点不仅使人类对宇宙和自然的认识有了新的飞跃，而且还大大增强了人类改造自然、开发和保护的能力。

空间遥感技术可以在数百万千米的高度通过遥感平台获取各种大、中、小比例尺的遥感影像，可称之为现代遥感技术。

（三）遥感的发展热点

1.传感器研制日趋深入

（1）遥感分辨率正日益多样化，遥感技术正朝着“宏观”和“微观”两个方向发展。为了满足精确探测物体或大规模研究目的需要，20世纪90年代末期及21世纪初发射的卫星传感器，大都注意把分辨率作为其获取信息的一个重要指标。加拿大于1995年11月发射的RADARSAT卫星4种作业方式下的空间分辨率分别为10米、28米、35米和50/100米，其扫描宽度相应为50千米、100千米、180千米和300/500千米。以色列发射的EROS-A和EROS-B两颗卫星的地面分辨率分别为2米和1米，扫描宽度分别为11千米和30千米。

目前，普遍认为，在卫星各项基本技术条件不变的情况下，缩小扫描范围，降低卫星高度就可以提高分辨率。以美国LANDSAT5为参考来看法国SPOT和以色列的EROS-A、EROS-B卫星，扫描幅度缩小了，而分辨率提高了。目前，各种遥感探测器的分辨率由千米级、百米级，发展到米级、分米级，形成了观察地球及其宇宙空间的影像金字塔，为研究多种自然地理环境提供了丰富的信息源，推动着遥感及其相关学科研究的不断发展。

（2）传感器波段更加细化。传感器的波段是衡量传感器性能优劣的重要参数，针对研究目的的不同，许多传感器设置了专用波段，而且波段的划分也更为精细。

RADARSAT卫星具有25种波束（Fl～F5，S1～S7，W1～W3，SNl～SN2，SWl，H1～H6及L1)，加之其SAR数据的获取工作时间是ERS-1和JERS-1工作时间的两倍，因而能满足多领域遥感应用的需要。美国NASA1998年发射的EOS地球观测系统空间站搭载0.40～1.041微米的64波段中等分辨率成像光谱仪，0.40～2.50微米的92波段高分辨率成像光谱仪，1.4G赫兹（L波段）与6～90G赫兹6波段高分辨率微波辐射计，还有包括L波段（24厘米）、C波段（5.7厘米）和X波段（3.1厘米）在内的不同极化方式的EOS-SAR合成孔径雷达。可以看出，波段的增多与细分对提高传感器的探测精度及增强传感器的探测目的，具有极其重要的作用。

（3）传感器愈加专业化。针对事先拟定的研究对象及目标，许多遥感平台上都携带了专门的传感器。例如，欧洲空间局（ESA）于1995年4月发射的ERS-2卫星，安装有合成孔径雷达（SAR）和风力散射计组成的主动微波遥感系统（AMl），另外还搭载雷达测高仪、红外扫描仪、全球臭氧监测光谱仪、微波测深仪、精密测距仪以及激光反射仪等传感器，为多层次、多方位地研究环境问题提供了丰富的信息源。

目前，许多传感器都有明确的目的性和专业特点，有专门研究海水温度的传感器，也有为地质找矿设计的传感器，还有研究植被变化的传感器等等。传感器的专业特点愈强，研究的准确性就可能愈高，专题研究就可能愈加深入。

2.应用领域更为广阔

20世纪90年代后期以来的遥感，已远远超出了其发展初期的狭隘范围，并正在向多方位、多层次发展。

（1）与环境研究十分活跃。土壤学研究是遥感应用得最为广泛的领域之一，正因为如此，ISPRS第七委员会下设了再生、地质矿产、土地退化与荒漠化、灾害损失和环境污染、人类居住、陆地生态系统监测、雪、冰、海洋和海岸线监测以及全球监测等10个工作组，这些工作组不同程度地反映了与环境遥感的侧重点及发展方向。

在新的世纪，生存与发展成为人类面临的主要问题。世界各国都试图把治理环境、减少灾害作为未来研究的重点，而遥感技术则具有巨大的优越性。美国NASA的LANDSAT、法国的SPOT以及ESA的ERS等，都把地球作为一个研究对象，为科技工作者提供研究臭氧、植被、海水温度、大气状况的基础资料，同时也为人类研究地球，保护自己的家园提供更为翔实的测试信息及图像资料。

（2）宇宙遥感得到了进一步加强。目前遥感的发展已超出了“空对地”的范畴，发展到了“地对空”及“空对空”等多个方面。由美国、俄罗斯、法国等联合开展的火星（Mars），就是宇宙遥感领域的代表。目前，它不仅把整个地球大气圈、水圈、岩石圈作为研究对象，而且把探测范围扩大到地球以外的日地空间。

宇宙遥感的发展，使人们的认识水平及能力不断得到提高，同时也帮助人们探讨一系列重大的学术问题。从目前火星探测器上发回的图像及数据分析中，科学家们已获得了许多有助于研究生命起源、星体形成、宇宙演化等重大问题的基础信息，同时也为进一步研究大地构造和宇宙的探测提供帮助。

3.多种高新技术日趋一体化

“3S”技术一体化是目前发展比较活跃的领域，在短短的几年中，数字摄影测量系统（DPS）及专家系统（ES）又悄然与“3S”技术融为一体，出现了所谓的“5S”技术。这些技术的交汇与融合是当今计算机科学和空间科学发展的产物，同时，也推动遥感学科本身以及相关学科（如地球科学、环境科学、城市科学、管理科学等）的相互渗透与相互综合，进而形成一门新的边缘学科——地理信息学，成为信息科学和信息产业的一个重要组成部分。信息科学的发展，又影响到几乎是全球性的生产方式和生活方式的改变，也影响了科学技术本身的发展，Internet的广泛普及使信息获取及共享更为快捷，使计算机渗透到设计、加工、测试分析、经营管理等领域。

（四）地理信息系统与遥感的结合

GIS与RS的结合主要表现为RS是GIS的重要信息源，GIS是处理和分析应用遥感数据的一种强有力的技术保证。两者结合的关键技术在于栅格数据和矢量数据的接口问题：遥感系统数据普遍用栅格格式，其信息是以像元形式存储的；而GIS数据主要用图形矢量格式，是按点、线、面（多边形）形式存储的，它们之间的差别是由于影像数据和制图数据用不同的空间概念表示客观世界的相同信息而产生的。

对于RS与GIS一体化的策略，Ehlers等提出了三个发展阶段：第一阶段，用数据交换格式把两个软件模式联结起来；第二阶段，两个软件模式具有共同的用户接口，且同时显示；第三阶段，具有复合处理功能的软件体。

（五）遥感的地学实际应用

近年来我国关于RS和GIS结合集成的研究较多，经历了由初步探讨向逐渐成熟发展的过程。其应用主要包括两个方面：一是RS数据作为GIS的信息源；二是GIS为RS提供空间数据管理和分析的手段。张继贤在国内较早提出综合GIS信息中的地学知识和遥感数据可以提高遥感分类的精度，消除应用单一遥感图像判读所存在的若干弊端。但是，两者的结合由于存在数据转换的问题，因而相应软件的研究也很重要。任小虎等在应用RS与GIS集成系统GRAMS的过程中，认为该软件虽然可以实现表面无缝的结合，但是就其内部格式的转换上却还不能实现数据的共享与自由转换。初期的关于RS如何为GIS提供数据和信息的研究也开展得较多，如刘滨谊等在对城乡区域进行规划的过程中，就借助RS作为主要信息源来集区域信息，并在此基础上进行规划设计。向发灿在对湖北武昌和陕西安塞的土地评价中，也应用RS获取评价因子的值作为信息源，进行复合和叠加，并在此基础上，由GIS进行加工和处理，实现了动态快速的土地评价。具体到RS与GIS完全结合与数据格式的转换问题，秦志远提出了“结合锥”的结合模式和混合Freeman链码结构，以解决这一问题。

目前，RS与GIS一体化的集成应用技术渐趋成熟，在植被分类、灾害估算、图像处理等方面均有相关应用报道。在应用GIS的空间分析功能为RS数据提供空间数据管理和分析的研究中，多是考虑GIS的DEM数据、气候、环境等因素的空间分布。如刘纪远等在对中国东北植被综合分类的研究中，探讨了将GIS提供的地理数据与遥感数据复合的可行性，尝试在GIS环境下将气温、降水、高程3个影响区域植被覆盖的主要指标，按一定的地面网格系统和数学模式进行定量化，生成数字地学影像，并使之与经过优化、压缩处理的NOAA-AVHRR数据进行复合，取得了良好的效果。李震等在对青藏高原冰川变化的研究中，以RBV、MSS、TM遥感资料为信息源，提取冰川界线，形成冰川边界图；以GIS为工具分析该冰川群的变化，得出了布喀塔格山峰北部冰川的变化规律。综合应用GIS和RS进行旱情监测、土地利用分类的技术也已相当成熟。黄家柱等充分发挥RS、GIS、计算机制图技术及网络技术等学科前沿的优势，研制了“长江三角洲地区遥感卫星动态决策咨询系统”，代表了RS和GIS结合并综合其他多学科技术的新方法。