摄影测量与遥感技术是当今科技发展的一项前沿技术。经过40多年的发展，我国摄影测量与遥感技术领域取得一系列成绩：在数据获取能力方面，成功研制一系列传感器，发射50多颗对地观测卫星，组成风云、海洋、资源和环境减灾四大民用系列对地观测卫星体系；积累了总存贮容量超过660TB影像数据，覆盖全国陆地、海域以及我国周边国家和地区1500万平方公里的地球表面；组建起一支多学科交叉的研究队伍，160多家教育科研院所设置“3S”相关专业；诞生一批空间信息企业并研制成功大量软件产品。同时，适应于产业发展需要的地理空间信息管理制度、标准规范开始建立。

1 对地观测系统建设

1.1 民用遥感卫星向系列化和业务化方向发展

　　我国对地观测领域，已经形成气象、海洋、资源、环境与减灾四大民用系列卫星遥感系统，测绘、地震等遥感卫星也已展开研制和论证。在资源卫星系列方面，1999年10月发射了我国和巴西合作研制的中巴资源卫星01星，2007年9月又发射了中巴资源卫星02B星，目前在轨正常运行。正在规划发射资源卫星03/04星（表1）。

表1  资源系列卫星及其遥感器

卫星名称	与分辨率相关参数	传感器
		CCD相机	宽视场成像仪 (WFI)	红外多光谱扫描仪 (IRMSS)
资源卫星02	波段数	5	2	4
	空间分辨率（m）	19.5	256	77.8m(B波段156m)
	扫描带宽(km)	113	890	119.5
	重访周期（天）	26	26	26
资源卫星03/04(规划中)	波段数	6(1个全色)	3	4
	空间分辨率（m）	10（全色5米）	100/60（待定）	40(80)
	扫描带宽(km)	120（60）	>800	120
	重访周期（天）	26	26	26

　　气象卫星是我国最早发展的遥感卫星系统（表2）。1988年开始发射气象风云系列卫星，目前在轨运行的是风云2-C和2-D星，风云3和4卫星也在规划中，首颗卫星将于2007年发射。风云2－C星发射于2004年10月，设计工作寿命3年，可见光波段地面分辨率1.25公里，红外5公里，可每小时获取一次可见光、红外与水汽云图数据。
　　我国于2002年5月发射了第一颗海洋卫星HY-1A卫星，结束了我国没有自己海洋卫星的历史，运行将近2年来获取了大量的海洋水色数据，卫星资料已经在海洋各个领域发挥了重要作用。HY-1B卫星目前正在加紧研制过程中。星上搭载由十个波段组成的海洋水色扫描仪（COCTS），星下点地面分辨率1.1公里；还搭载有四波段的CCD成像仪，星下点地面分辨率250米，重访周期水色扫描仪3天， CCD成像仪7天。目前HY-2卫星也正在规划中，目前正在开展关键技术攻关。

表 2  “十五”期间气象和海洋卫星发展概况

类别	名称及代号	性能指标	任务状态	发射或任务完成日期
已 发 射 及 在 轨 服 务	海洋一号（HY-1A）	水色仪覆盖周期3天，像元分辨率1100m，CCD相机像元分辨率250m，幅宽500km	失效	2002.05
	风云一号D星	配置十通道可见光与红外辐射计，CHRPT传输速率1.3308Mbps，分辨率1.1km	在轨运行	2002.05
	风云二号D	探测波段：118GHz、183 GHz、380 GHz、425 GHz；星下点2点率：30~50km	在轨运行	2006.12
在 研 的 卫 星  系 统	风云二号E星	探测波段：118GHz、183 GHz、380 GHz、425 GHz；星下点2点率：30~50km	正样
	风云三号A、B星	极轨气象卫星，增加风云一号有效载荷荷功能	正样	05年发射A星 2010年发射B星
	海洋一号（HY-1B）	分辨率：250m（多光谱）、1100m（水色仪）；光学通道：10（水色仪）	正样	十一五初射星
预研背景项目	海洋二号（HY-2动力环境）	微波散射计风速范围：2~24m/s，风速精度：2 m/s，雷达高度计测高精度：<10cm，微波辐射计海面风速：7~50 m/s	已完成关键技术攻关	2005年立项，十一五发射

　　另外，我国科学实验卫星和环境卫星等卫星遥感系统也取得了较大发展（表3）。目前，我国正在研制灾害与环境监测预报卫星星座系统（初期为2+1颗小卫星），首颗卫星将于2007年发射。两颗卫星搭载光学载荷，每颗光学星上各有两台4谱段宽视场CCD相机，30米分辨率，720千米幅宽；一颗星上有128谱段高光谱成像仪，像元分辨率100米，幅宽50千米，光谱分辨率5纳米；另一颗星上有多谱段红外扫描仪，中近红外和远红外分辨率分别为150米和300米，幅宽720千米。还有一颗SAR星，单波段，分辨率20米，幅宽100千米。
　　在商业化高性能微小卫星方面，2005年10月我国发射成功“北京1号”微小卫星。星上搭载分辨率为4米、幅宽24千米的全色相机和分辨率32米、幅宽为600千米的多光谱CCD相机。

表 3  “十五”期间其他相关民用卫星研究与发展概况

2 掌握了一批核心遥感技术，形成了系列化产品

2.1 自主研制和发展了一批核心遥感器

　　遥感器技术是我国战略高技术，在国家863和各部门经费的支持下，我国遥感器技术得到了空前发展：从谱段覆盖看，可见光、红外到微波遥感器都实现了星载飞行，遥感器包括可见光相机（胶片式和传输式）、可见光红外多光谱扫描仪、多种分辨率成像光谱仪、多波段微波辐射计、微波散射计、微波高度计、合成孔径雷达等。特别是国家“十五”863计划支持发展的“机载干涉SAR系统”，成功地进行了飞行实验，获得了三维SAR影像图，标志着我国合成孔径雷达技术从二维走向三维，进而开拓了合成孔径雷达技术的又一重要应用领域—地形测绘。
　　另外，机载三维成像仪系统、热红外成像仪系统、航空地磁测量系统、地球重力测量系统等多种遥感设备，以及探查放射性资源的核能资源，在一定程度上缓解了我国遥感设备对国外技术的依赖程度。

3 航空遥感系统日趋完善，效能不断提高。

3.1 航空遥感业务逐步建成，队伍不断壮大

　　为适应我国对高分辨率空间数据的需求，特别是航空摄影测量的需求，目前我国已初步形成了一个包括国家和民营企业在内的航空遥感群体。例如，国家遥感中心航空遥感一部、中科院航空遥感中心、中航技四维航空、东方航空通用、中国试飞研究院630所、中国煤航、飞龙航空、江南航空、武大吉奥公司等；也有一些单位，例如，中国测绘研究院、国土资源部地质物探遥感中心、核工业遥感中心等则通过租用飞机开展航空遥感服务。这些航空遥感单位或企业为我国空间遥感信息产业的形成和发展做出了很大贡献。

3.2 航空遥感系统平台不断改进，技术稳步提高

　　在航空遥感平台方面，以国产的运系列飞机为主要平台，引进的飞机包括美国的奖状、空中国王等类型（表4）。我国在90年代初期开始了无人机的研制，虽然起步较晚，但在短短的十年间取得了跨越式的发展。目前有代表性的无人机有WZ-2000，有效载荷180公斤，留空时间可达到12个小时。
　　使用的遥感器包括传统的RC30系列、RMK TOP30系列相机，三线扫描式的ADS40系统、宽幅CCD的DMC相机、ADL激光雷达先进的航空遥感设备。国产化的机载遥感器，如高光谱成像仪、合成孔径雷达等也进入应用化阶段。

4 遥感卫星地面设施布局不断优化，效能比不断提高

4.1 地面接收系统覆盖全国，数据存储与检索系统先进

　　伴随着气象、海洋和资源卫星地面系统的不断完善，遥感卫星地面接收、处理、存档和分发能力不断提高。我国民用卫星系列已经形成中国科学院管辖的北京密云卫星地面站，国家气象局北京东北旺接收站、广州接收站和乌鲁木齐接收站，中国资源卫星应用中心管辖的北京密云接收装置（与中科院共站）、广州和乌鲁木齐接收装置，国家海洋局管辖的北京白石桥接收站和三亚接收站等四个地面接收系统。
　　中国遥感卫星地面站已经成功运行17年，积累了丰富的经验，培育了训练有素的队伍。气象卫星地面系统的三个地面站均已运行20年以上，在目前气象卫星系统的基础上，统一考虑风云三号和环境灾害星座的需要，采用统一设计、大部分设施共享的原则进行系统建设，可以减少新建站所必需的前期调研、论证、选址、环境测试、征地、七通一平、基建等大量工作，大大缩短建设周期，节约基建投资，并增加可靠性和多星接收能力。中国资源卫星应用中心的地面站的运行管理模式体现了寓军于民、寓民于军的战略思想，是一种较为成功的模式。

表4 中国主要航空遥感系统简况

飞机名称		赛斯纳奖状S/II	里尔 Jet	超级空中国王	双水獭	安－30	运12	运－5
飞机性能参数	类型 产地 最大航高(km) 航程(km)	TF USA 13 3200	J USA 13 5200	TP USA 10 2600	P CAN 8 3600	P RUS 8 3600	P CN 7 1500	P CN 5 1200
导航系统	惯性导航系统 全球定位系统 多普勒导航系统	* *	* *	* *	* *		* *	*
光学遥感设备系列	航空像机 多波段像机 电视摄像机 多光谱扫描仪 紫外/红外扫描仪 成像光谱仪	* * * * * *	*	*	*   *	*	*   *	*
微波遥感设备系列	微波辐射计 合成孔径雷达	* *	*				*
其它遥感设备系列	激光测高仪/海洋测深仪 航空成像光谱仪	* *
注1：J-喷气式，P-螺旋浆式，TF-涡轮风扇式，TP-涡轮螺旋浆式，CN-中国，RUS-前苏联。 注2：“*”表示该遥感设备曾经分别或部分装载于相应的飞机平台，目前的飞机平台均不具备多遥感设备综合集成、同时作业的能力。

4.2 地面接收系统的国产化能力提高，技术水平稳步提高

　　我国已具备了自行研制卫星地面接收站及其相应数据处理系统的能力。其中，气象卫星接收处理和分发系统技术已经国产化，其气象卫星中心接收站每套建设投资可控制在300万元左右，单收站总投资约10万元左右。目前，自行研制生产的气象卫星小型地面接收站已实现了商业化并广泛推广，能够接收我国自行研制的风云系列卫星和国外的主流气象卫星，有效推动了我国卫星气象的应用，提高了各地的气象预报和灾害监测的水平、时效和效益。陆地和海洋遥感卫星等大型卫星和美国MODIS卫星的接收处理技术集中在军方和中国科学院的科研机构。每套大型卫星接收处理系统可控制在5000万元以内（不包括征地等其他配套建设经费，下同），不到引进设施的1/3；MODIS卫星的接收站可控制在200万元之内，为引进设施的1/2左右。同时，通过“资源2号”引进、消化高分辨率陆地卫星的接收处理技术和设备，目前已经基本具备自行设计制造的能力。

5 国产化地球空间信息系统软件发展迅速

5.1 数字摄影测量软件走向国际，卫星图象处理系统基本成形

　　我国自主研究和发展的VirtuoZo 全数字摄影测量系统，能完成从自动空中三角测量到测绘各种比例尺数字高程模型（DEM）、数字正射影像(DOM)、数字线划地形图 (DLG) 的生产，作为可以直接从数字影像中获取测绘信息的软件平台，以全软件化的设计、灵活的数据交换格式、友好的用户界面、稳定快速的匹配算法、高度自动化的测图方式和生动的三维立体景观显示，被国际摄影测量界公认为三大实用数字摄影测量系统之一。自主研究和发展的JX-4C DPS是结合生产单位的作业经验，开发的一套半自动化的微机数字摄影测量工作站。该工作站主要用于各种比例尺的数字高程模型、数字正射影像和数字线划图的生产，是一套实用性强，人机交互功能好，有很强的产品质量控制的数字摄影测量工作站。
　　经过四个五年计划的科技攻关及各种科技发展计划的支持，各部门分别在不同的常规通用计算机上，开发了各种遥感图像处理软件系统并成功应用在不同的领域。这些软件系统的开发和应用，从应用算法的角度，为遥感数据快速处理技术的研究奠定了基本条件。同时，在“九五”期间还进行了大数据量遥感图像快速处理技术的研究工作，在十五期间进行了利用网格来进行大量计算资源聚和的研究工作。这些研究成果包含了大型遥感并行处理软件、空间信息网格中的计算服务等。初步形成了具备上百种快速处理算法的遥感数据并行处理系统和二次开发平台，已投入实用的以北京一号小卫星地面预处理系统为代表的并行遥感数据预处理和标准产品生产系统、包含多种算法的商品化遥感图像处理软件、基于局部网格平台的并行处理试验软件、遥感地学参数反演软件等一系列高性能、网格化计算成果。

5.2 国产化地理信息系统软件迅猛发展，系统性能稳步提升

　　在国家“九五”科技攻关和“十五”863技术的支持下，我国GIS基础软件得到很大提高，与国外产品比较，在技术创新方面有了突破，我国大型地理信息工程摆脱了依赖于进口GIS软件的局面，而且还出口国外。在国家支持的CAD、数据库等众多软件中，我国863计划和科技部攻关项目所支持的GIS平台软件，取得比较理想的成绩。这些产品已经成功完成了体系结构和空间数据库组织技术的概念转变，利用商用数据库实现了空间几何数据和属性数据的一体化存储，空间数据的操纵能力有了显著提高，在稳定性和结构上都有较大的改进，在技术上已经达到可以实用的程度，能够在应用中替代国外同类产品。据统计，目前的国产化GIS软件的市场份额已超过50%。

6 应用领域不断扩展，应用效益与效率显著提高

6.1 资源与环境遥感应用不断深化，技术能力显著提高

　　中国从二十世纪七十年代初期开始利用国内外遥感卫星，开展卫星遥感应用技术的研究、开发和推广工作，在气象、地矿、测绘、农林、水利、海洋、地震和城市建设等方面得到了广泛应用。目前，国家遥感中心、国家卫星气象中心、中国资源卫星应用中心、卫星海洋应用中心和中国遥感卫星地面接收站等机构，以及国务院有关部委、部分省市和中国科学院的卫星遥感应用研究机构已经建立起来。这些专业机构利用国内外遥感卫星开展了气象预报、国土普查、作物估产、森林调查、灾害监测、环境保护、海洋预报、城市规划和地图测绘等多方面、多领域的应用研究工作。特别是卫星气象地面应用系统的业务化运行，极大地提高了对灾害性天气预报的准确性，使国家和人民群众的经济损失有了明显的减少。

6.2 新的应用领域不断拓展，产业化发展初见成效

　　现代地球空间信息技术正在成为社会公众参与城市建设和城市发展的切入点。通过地球空间数据，社会公众不仅能够感受到城市的变化发展、城市社会功能的改善以及自然环境与社会环境的趋好，更能享受到城市发展、社会进步、文明提高及优美景观所能带来的精神上的欢愉，同时更能激发起人们对生态环境和生活质量的关注。地球空间数据正在成为一种全面反映城市发展、城市变迁、城市进步的综合信息载体。空间信息与许多社会公共信息资料及专业统计资料一起构成了数字城市的基本数据资料。
　　对地观测技术为更好地处理人类环境因子和人类健康之间的关系，以及改善人类健康和福利方面，提供了新的技术手段和途径。例如，通过对钉螺生境的监测，可以有效地防御血吸虫病的危害；通过对空气质量资料和城市热岛效应的监测与预测，可以有效地预防由空气污染引起的哮喘等呼吸道疾病。（作者单位：武汉大学）