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地理学与生活（插图第11版） [:1705409590]
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传感器的类型
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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。
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图 2.22 2001年纽约市世贸中心的热辐射影像。2001年9月11日双子塔倒塌后，消防队和救援队依靠该废墟每天的热图像侦察瓦砾中和地下的火情，并根据所揭示的火情决定当天的工作。（a）袭击后几天内，一片热扫描场（深色表示）几乎连续覆盖着约4000平方千米场地的大部分地区；（b）一个月后，地下的火光在很大程度上勾画出双子塔曾经屹立的地方。
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资料来源：The New York State Office of Cyber Security and Critical Infrastructure Coordination （CSCIC）© 2001
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雷达（radar，radio detecting and ranging的缩写）系统运行在电磁波谱的不同波段，能在白天或晚上使用。此类传感器传输射向物体的能量脉冲，同时感测返回的能量。所得数据被用以创建如图2.23所示的影像——这是安装在飞机上的雷达设备拍摄的。由于雷达能够穿透云层、植被以及黑暗，因此特别适用于监测飞机、船只和暴风雨系统的位置，用于像亚马孙流域那样总是烟雾弥漫或云雾覆盖的地方的制图。
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图 2.23 加利福尼亚洛杉矶市的机载侧视雷达镶嵌图。安装在飞机或卫星上的机载侧视雷达（side-looking airborne radar, SLAR）向地面传送微波能量。返回传感器的部分信号被记录为数字值，能表现在照相胶片上。“侧视”的景色造成长度不同的阴影，增强了地形的细部特征。本镶嵌图由许多雷达图像带编绘而成。
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资料来源：U.S. Geological Survey.
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激光雷达（lidar，light detection and ranging的缩写）是一种比较新的遥感技术，利用机载雷达把光线传输到物体上。仪器对反射回来的光线进行分析，产生有关目标的信息。虽然激光雷达与雷达是基于相同的原理，但其发射的波长比雷达短1万—10万倍。现有若干种激光雷达。例如，差分吸收激光雷达（differential absorption lidar）用以测量大气层中的化学品——如臭氧或其他污染物——的浓度。激光雷达测距仪（range-finder lidar）是最直接应用于制图的仪器。由于激光雷达数据加工产生极其精密的地形高程以及经纬度坐标，因而对于任何需要精确描绘地表状况的制图都是最理想的选择（图2.26）。
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地理学与生活（插图第11版） [:1705409591]
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卫星影像
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30多年来，载人和无人航天飞机已经作为飞机的补充，成为地形成像的航天器。与此同时，还采用了很多自动制图的步骤，包括电子制图技术的使用、自动绘图仪和自动数据加工等。现在很多影像或来自在轨道上连续运行的卫星，如美国的地球资源卫星和法国的“SPOT”系列（Small Programmable Object Technology）观测卫星，或来自载人航天飞机，如“阿波罗”（Apollo）和“双子星”（Gemini）太空计划。卫星的优势之二就是其覆盖的速度快以及能获得广大区域的视野。
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此外，由于此类航天器上的装备能记录人类视力范围以外的电磁波谱段的信息，并将其传回地球，因此这些卫星使我们能够对不可见的信息进行制图。美国、日本和俄罗斯许多机构发射了许多专门用以监测天气的卫星。卫星所获得的数据大大提高了对日常天气和大风暴预报的准确度，并在这个过程中挽救了无数的生命。卫星是每天电视和报纸上播发的天气图的来源之一。
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制作地图只是遥感应用之一，遥感还被证明是进行资源调查和自然环境监测的有效方法。地质学家发现，遥感对荒漠和偏远地区的资源调查尤其有用。例如，有关植被和岩石褶皱类型的信息有助于帮助圈定矿产和石油勘探的可能地点。遥感影像已被用于监测各种环境现象，包括水污染、酸雨的影响和热带雨林的破坏。由于遥感影像能够用以计算蒸腾与光合作用速率之类的因素，所以在大气层与地表之间关系的建模中是非常有用的。
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遥感影像的军事应用包括改善飞机导航、改进武器瞄准和加强战场管理与战术计划，这就提出了谁应该有权使用这些信息的问题（见“民用侦察卫星”专栏）。
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也许最著名的遥感航天器是首次发射于1972年的地球资源卫星（Landsat satellite，又叫陆地卫星）。目前仍在运行的5号和7号地球资源卫星，轨道高度为705千米，大约每1小时40分钟绕地球一周。这些卫星携带电磁波能量范围内的传感器。例如，7号地球资源卫星获取光谱中可见光、近红外、短波红外和热红外等波段的数据。地球资源卫星把电子信号传输到地面接收站，那里的计算机将电子信号转变为能够校正为适合基本地图投影的图片影像。将各种波长信息进行综合，就能制成合成图像。
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地球资源卫星有能力分辨相隔15米以上的目标。这种卫星在极地轨道上运行，这意味着它们从南向北飞行，地球在卫星下面自转，因此每条轨道就会覆盖上次轨道相邻地表的一个条带。卫星在相同地方时连续通过的时候会传输地面宽度185千米的条带，以16天的间隔重复连续的地面轨道的模式，并以此监测所发生的变化。
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地球资源卫星是美国航空航天局（NASA）的首个民用项目，供研究地球和地球环境变化之用。其主要目的是创造一套长期不间断校正的地球影像，以帮助研究人员研究地球系统所有组分——空气、水、陆地和动植物——的复杂的交互作用。1972年以来，这些卫星用图像向用户提供在数据获取格式、几何学、空间分辨率、校正、覆盖度和光谱特性等方面兼容的连续的数据集。
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地球资源卫星影像在研究上有广泛的应用，包括：
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追踪洋流；
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评估湖泊水质；
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雪盖、冰川和极地冰原制图；
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分析土壤与植被状况；
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