1705411064
地理学与生活（插图第11版） [:1705409587]
1705411065
2.6 遥感
1705411066
1705411067
地形图研制之初，必须为其获取野外数据。这是一个缓慢而乏味的过程，包括通过测量地表上一个点与其他点的距离、该点方向与高程，把这个点和其他点联系起来。20世纪30年代以来航空摄影技术的进展，使得加速地图制作与增大地形图所表现的土地面积成为可能。航空摄影只不过是现在采用的许多遥感技术之一。
1705411068
1705411069
遥感（remote sensing）是一个比较新的术语，但是它描述信息的过程——探测一个物体的形状而不直接与其接触——已被采用了100多年。照相机问世后不久，人们就从气球和风筝上拍摄过照片。甚至用信鸽携带微型照相机，设定每隔一定时间自动曝光来拍摄巴黎的航空相片。20世纪30年代首次使用飞机为照相机和摄影师提供制图平台，这样就可以从计划好的位置拍摄相片。
1705411070
1705411071
地理学与生活（插图第11版） [:1705409588]
1705411072
航空摄影
1705411073
1705411074
尽管现在有了各种传感器，但是使用照相机返回底片的航空摄影仍然是被广泛采用的遥感技术。空中制图优于地面测量的最明显之处，就是制图师得到的鸟瞰图。制图师利用立体镜装置，就能确定各种地貌（如山地、河流和海岸线）的准确坡度和大小。用其他方法难以测量的地区——例如高山和荒漠——从空中就很容易被绘制成地图。而且，几百万平方千米的地区可以在很短的时间内被测量。当然，利用航空摄影制图之前，必须对所记录的物体的大小、形状、色调和颜色等线索进行判读。以航空摄影为基础，能迅速绘制地图且很容易对其进行修订，从而能不断更新地图。利用航空摄影，对地球的制图能比过去更精确、更完整、更迅速。
1705411075
1705411076
1975年，美国内政部创立了“国家制图计划”（National Mapping Program）以改善地图数据的收集与分析，改善地图的编制，这对处理资源与环境问题的决策者有所帮助。该项目的首要目标是用正色摄影影像完全覆盖全国未经1:24,000比例尺制图的地区。
1705411077
1705411078
正射影像地图（orthophotomap）是一种多彩色、不失真的航空摄影影像，上面添加了某些增补的信息（如地名、位置网格、界线、等高线等符号）。这个英语单词使用前缀“ortho”（源自希腊语orthos，意为“正确”），是因为航空摄影经过矫正或校正，可消除因地形高度和照相机倾斜造成的误差。正射影像地图兼备照片的影像特性和地图的几何特性。请注意图2.20不同于传统地图之处，是以影像作为表述信息的主要手段。正射影像地图有着多种用途，包括森林管理、土壤侵蚀评估、洪灾与污染研究，以及城市规划等。
1705411079
1705411080
1705411081
1705411082
1705411083
（a）
1705411084
1705411085
1705411086
1705411087
1705411088
（b）
1705411089
1705411090
图 2.20 （a）佐治亚州东南部不伦瑞克（Brunswick）西部图方的地形图；（b）同一处的正射影像地图。因为航空照片表现了非常低平的区域的地形细部，所以正射影像地图很适合于表现沼泽地和海岸带。正射影像地图是美国地质调查局标准地形图有用的补充，用以更新和修正现有的地图。
1705411091
1705411092
资料来源：U.S. Geological Survey.
1705411093
1705411094
标准照相胶片检测到电磁波谱可见光部分所反射的能量（图2.21）。虽然近红外线波长是不可见的，但是能被特别感光的红外胶片所记录。红外胶片能辨识和记录人眼看不见的物体，因此对植被和水文特征的分类特别有用。彩红外照片产生所谓的假彩色图像（false-color image），所谓“假”，是因为胶片产生的影像不是自然界的原样。例如，健康植被的叶子对红外线（infrared）的反射比很高，在彩红外胶片上记录为红色，而不健康或休眠期的植被则呈现蓝色、绿色或灰色。清水呈现黑色，但含大量泥沙的水可能呈浅蓝色。
1705411095
1705411096
1705411097
1705411098
1705411099
图 2.21 以微米表示的电磁波谱的波长。阳光由不同的波长组成。肉眼只对某些波长敏感，这就是我们所能看见彩虹的颜色。虽然肉眼看不见近红外线，但是特别感光的胶片和卫星上的传感器能够将其记录下来。传感器的量程既能反映光谱中的可见光，也能反映近红外线部分。地面辐射的特征是光波波长大于4.0微米。
1705411100
1705411101
地理学与生活（插图第11版） [:1705409589]
1705411102
非摄影成像
1705411103
1705411104
对于电磁波谱上大于1.2微米（1微米就是1/1,000,000米）的波长，必须使用照相胶片以外的传感器。传感器可能是被动的，记录来自地球反射的辐射，也可能是主动的，自行发射能量。照相机是被动的，而雷达工具自己产生能量，并记录从地面向它反射回来能量的数量。尽管地面景象被记录为数字形式，但是打印成照片后即可传播。
1705411105
1705411106
地理学与生活（插图第11版） [:1705409590]
1705411107
传感器的类型
1705411108
1705411109
能感知地球上物体发射能量的热扫描仪（thermal scanner），被用以产生热辐射影像（图2.22）。就是说，热扫描仪记录水体、云、植被以及建筑物或其他构筑物所发射的长波辐射（长波辐射与物体的表面温度成正比）。与传统摄影不同，热传感既能用于夜间也能用于白天的特点，使其能应用在军事上。它被广泛使用于研究水资源的各方面，如洋流、水污染、地表热平衡和安排灌溉等。
1705411110
1705411111
1705411112
1705411113