원격탐사라는 용어는 미 해군연구소의 에블린 L. 프루이트(Evelyn L. Pruitt)가 처음 제안했고, 1962년 미시간대학교에서 열린 제1회 국제 환경 원격탐사 심포지엄에서 채택됐다. 원격 감지는 장거리, 고고도 및 우주 공간의 다양한 플랫폼에서 가시광선, 적외선, 마이크로파 및 기타 전자기파 감지 장비를 사용하여 사진이나 스캐닝, 정보 감지, 전송 및 전송을 통해 지상 물체의 모양, 크기, 위치 및 환경을 연구합니다. 처리. 현대 기술 분야의 상호관계와 변화.
(1) 원격탐사 개발 개요
원격탐사 개발은 두 단계로 나눌 수 있습니다. 첫 번째 단계는 공중 원격탐사 단계입니다. 제1차 세계 대전 중에는 비행기의 망원경과 카메라가 정찰에 사용되었습니다. 제2차 세계대전 이후 항공 원격 탐사는 계속해서 발전해 이제는 군사 정찰과 천연자원 조사의 중요한 수단이 되었습니다. 두 번째는 항공우주 원격탐사 단계이다. 1957년 구소련은 최초의 인공지구위성을 발사해 우주에서 지구탐사를 개척했다. 1960년대 NASA는 님부스(Nimbus) 같은 기상위성과 아폴로(Apollo) 같은 유인우주선을 발사했고, 카메라를 이용해 최초로 지구의 위성사진을 찍었다. 미국은 오랜 준비, 특히 다양한 지상 물체의 분광 특성 연구와 원격탐사 영상 데이터 처리, 분석, 해석 기술 연구 끝에 1972년 7월 23일 지구자원 전문 지구자원위성(ERTS)을 최초로 발사했다. . 원격 감지를 수행하고 나중에 두 번째 지구 자원 위성(LANDSAT)을 출시했습니다. 1998년에 LANDSAT 7 위성이 발사되었고, 미국은 1999년 9월 IKONOS 상업용 위성을 발사했습니다. 이는 미국이 민간 원격탐사 분야에서 세계보다 훨씬 앞서 있음을 나타냅니다. 현재 미국, 러시아, 프랑스, 캐나다, 일본, 영국, 인도 및 기타 중부 국가는 원격 감지 기술 적용에 있어 세계에서 비교적 성숙한 국가가 되었습니다.
(2) 원격탐사 기술 및 특징
1. 원격탐사 기술의 내용
원격탐사는 다음의 작용에 따라 표적에 의해 반사되는 방사선을 말한다. 에너지 → 매체 전송 → 원격 센서 → 정보 처리 및 응용 프로세스를 구현하기 위해 채택된 다양한 기술적 수단을 총칭하여 원격 감지 기술이라고 하며, 구체적으로 다음 내용을 포함합니다.
(1) 원격 센서기술은 센싱 대상 정보를 제조하는 전문 연구이며, 타겟 정보 장치를 수집하는 기술입니다.
(2) 정보전송기술은 원격센서에 의해 수집, 기록된 정보를 정보처리센터로 전문적으로 전송하는 기술이다.
(3) 필드 샘플링 기술은 대상 정보 특성을 특화하여 수집하는 기술로, 현재의 정보 데이터 처리 시 대상을 식별할 수 있는 기반을 제공합니다.
(4) 정보 처리 기술은 정보 데이터 압축, 전송 및 수정 기술, 이미지 표시 및 기록 기술을 포함하는 분석, 해석 및 응용 기술입니다.
(5) 식별, 분석 및 해석 기술은 물론 정보 저장 및 응용 기술.
2. 원격탐사 기술의 전환점
원격탐사 기술의 주체는 자원환경 감시, 기상예보 등 보다 대표적인 우주 원격탐사 기술이다. 기술. 미국은 1970년대 초 지구자원기술위성을 발사했고, 이후 우리나라도 기상위성을 성공적으로 발사했다. 우주 원격 탐사 기술은 다음과 같은 주요 특징을 가지고 있습니다:
(1) 많은 양의 정보를 얻을 수 있습니다.
(2) 데이터는 참신하며 동적 변화를 빠르게 반영할 수 있습니다.
(3) 얻은 정보는 내용이 풍부합니다.
(4) 사진이 빠르게 제작됩니다.
(5) 주야간 정보 획득이 편리하고 지형에 제약을 받지 않습니다.
이러한 특성은 인류가 우주와 자연에 대한 이해에서 새로운 도약을 이룰 수 있게 해줄 뿐만 아니라 인류의 자연을 변화시키고 자원을 개발하고 보호하는 능력을 크게 향상시킨다.
우주 원격탐사 기술은 수백만 킬로미터 상공의 원격탐사 플랫폼을 통해 다양한 대·중·소 규모의 원격탐사 영상을 얻을 수 있는데, 이는 현대 원격탐사 기술이라 할 수 있다.
(3) 원격 감지 개발의 핫스팟
1. 센서 개발이 점점 더 집중화되고 있습니다.
(1) 원격 감지 해상도가 점점 다양해지고 있습니다. 원격탐사 기술은 '매크로'와 '마이크로'라는 두 가지 개발 방향으로 나아가고 있습니다.
물체의 정확한 탐지 요구나 대규모 연구 목적을 충족시키기 위해 1990년대 후반과 21세기 초에 출시된 대부분의 위성 센서는 정보 획득을 위한 중요한 지표로 해상도에 주목했습니다. 1995년 11월 캐나다가 발사한 RADARSAT 위성은 각각 10미터, 28미터, 35미터, 50/100미터의 공간 해상도를 갖는 4가지 작동 모드를 가지고 있으며 스캔 폭은 각각 50킬로미터, 100킬로미터, 180미터 및 300미터입니다. /500킬로미터. 이스라엘이 발사한 두 위성 EROS-A와 EROS-B는 각각 2m와 1m의 지상 해상도를 갖고 있으며 스캔 폭은 각각 11km와 30km이다.
현재 일반적으로 위성의 기본 기술 조건은 변하지 않지만 스캔 범위를 좁히고 위성 고도를 낮추면 해상도를 향상시킬 수 있다고 믿어집니다. 미국 LANDSAT5를 기준으로 프랑스 SPOT과 이스라엘 EROS-A 및 EROS-B 위성을 살펴보니 스캐닝 범위가 줄어들고 해상도가 향상되었습니다. 현재 다양한 원격탐사 감지기의 해상도는 킬로미터에서 수백 미터에서 미터 및 데시미터로 발전하여 지구와 우주 공간을 관찰하기 위한 이미지 피라미드를 형성하고 다양한 자연 지리 환경을 연구하기 위한 풍부한 정보를 제공합니다. 원격탐사 및 관련 분야에 대한 지속적인 연구 개발.
(2) 센서 밴드가 더욱 세련되었습니다. 센서의 밴드는 센서의 성능을 측정하는 중요한 매개변수입니다. 다양한 연구 목적을 위해 많은 센서에서 전용 밴드를 설정했으며 밴드 구분도 더 정확합니다.
RADARSAT 위성에는 25가지 종류의 빔(Fl~F5, S1~S7, W1~W3, SN1~SN2, SWl, H1~H6 및 L1)이 있으며 SAR 데이터 수집 작업 시간은 ERS- JERS-1보다 작업 시간이 1배 더 길어져 다양한 분야의 원격 감지 애플리케이션 요구 사항을 충족합니다. NASA가 1998년 발사 예정인 EOS 지구관측시스템 우주 정거장에는 0.40~1.041 마이크론의 64밴드 중해상도 영상 분광계, 0.40~2.50 마이크론의 92밴드 고해상도 영상 분광계, 1.4G를 탑재하고 있다. Hertz(L 대역) 및 6-90G Hertz 6 대역 고해상도 마이크로파 복사계와 L 대역(24cm), C 대역(5.7cm) 및 X를 포함한 다양한 편광 모드를 갖춘 EOS-SAR 합성 개구 레이더 -밴드(3.1cm). 파장대의 증가와 세분화는 센서의 감지 정확도를 높이고 센서의 감지 목적을 향상시키는 데 매우 중요한 역할을 함을 알 수 있습니다.
(3) 센서는 더욱 전문화되고 있습니다. 사전 계획된 연구 대상과 목표를 고려하여 많은 원격 감지 플랫폼에는 특수 센서가 탑재되어 있습니다. 예를 들어 1995년 4월 유럽우주국(ESA)이 발사한 ERS-2 위성에는 합성개구레이더(SAR)와 풍속계로 구성된 능동형 마이크로파 원격탐사시스템(AM1)도 탑재됐다. 레이더 고도계를 갖춘 적외선 스캐너, 지구 오존 모니터링 분광계, 마이크로파 심도 측심기, 정밀 거리 측정기, 레이저 반사계와 같은 센서는 환경 문제에 대한 다단계 및 다면적 연구를 위한 풍부한 정보 소스를 제공합니다.
현재 많은 센서는 해수 온도를 연구하는 데 특화된 센서, 지질 탐사용으로 설계된 센서, 식생 변화를 연구하는 센서 등 명확한 목적과 전문적인 특성을 가지고 있습니다. 센서의 전문적인 특성이 강할수록 연구의 정확도가 높아지며, 특수한 연구의 깊이도 높아집니다.
2. 더 넓은 응용 분야
1990년대 후반부터 원격 감지는 초기 개발의 좁은 범위를 훨씬 뛰어넘어 다각적이고 다단계 응용 분야로 발전하고 있습니다.
(1) 자원 및 환경 연구는 매우 활발합니다. 토양 과학 연구는 원격 탐사에서 가장 널리 사용되는 분야 중 하나입니다. 이 때문에 ISPRS 위원회 7은 재생 가능 자원, 지질 및 광물 자원, 토지 황폐화 및 사막화, 재해 손실 및 환경 오염, 인간 거주지 및 육상 생태계 모니터링으로 구성됩니다. , 눈, 얼음, 해양 및 해안선 모니터링, 글로벌 모니터링 등 이러한 실무 그룹은 자원 및 환경에 대한 원격 감지의 초점과 개발 방향을 다양한 수준으로 반영합니다.
새 세기에는 생존과 발전이 인류가 직면한 주요 문제로 대두됐다. 세계 각국은 미래 연구의 초점으로 환경을 통제하고 재난을 줄이기 위해 노력하고 있으며 원격 감지 기술은 큰 장점을 가지고 있습니다. NASA의 LANDSAT, 프랑스의 SPOT, ESA의 ERS는 모두 지구를 연구 대상으로 간주하여 과학 기술 종사자들에게 오존, 식생, 해수 온도 및 대기 조건을 연구할 수 있는 기초 데이터를 제공합니다. 또한 인간에게 지구를 연구할 수 있는 기회를 제공합니다. 홈은 보다 자세한 테스트 정보와 이미지 데이터를 제공합니다.
(2) 우주 원격 탐사가 더욱 강화되었습니다. 현재 원격탐사의 발전은 '공대지'의 범위를 넘어 '지대공', '공대공' 등 다양한 측면으로 발전해 왔다. 미국, 러시아, 프랑스 등이 공동으로 추진하는 화성 프로젝트는 우주 원격탐사 분야의 대표적인 사례다. 현재는 지구 대기권, 수권, 암석권 전체를 연구 대상으로 삼을 뿐만 아니라 탐지 범위를 지구 너머 태양과 지구 공간까지 확대하고 있다.
우주 원격 탐사의 발전은 사람들의 이해와 능력을 지속적으로 향상시켰으며, 또한 사람들이 일련의 주요 학문적 문제를 탐구하는 데 도움을 주었습니다. 화성 탐사선이 보낸 현재 이미지와 데이터 분석을 통해 과학자들은 생명의 기원, 별 형성, 우주 진화 및 기타 주요 문제를 연구하는 데 도움이 되는 많은 기본 정보를 얻었습니다. 또한 추가 연구를 위한 기초도 제공합니다. 지구 구조와 우주 자원에 대한 탐지가 도움이 됩니다.
3. 다양한 첨단 기술과 신기술이 점점 더 통합되고 있습니다.
'3S' 기술의 통합은 현재 불과 몇 년 만에 비교적 활발한 개발 분야입니다. 디지털 사진 측량 시스템(DPS)과 전문가 시스템(ES)이 '3S' 기술과 조용히 통합되면서 소위 '5S' 기술이 등장했습니다. 이러한 기술의 교차 및 통합은 오늘날 컴퓨터 과학 및 우주 과학 발전의 산물인 동시에 원격 탐사 분야 자체와 관련 분야(예: 지구 과학, 환경)의 상호 침투 및 통합을 촉진합니다. 과학, 도시 과학, 경영 과학 등), 그리고 새로운 엣지 학문인 지리 정보가 형성되어 정보 과학 및 정보 산업의 중요한 부분이 되었습니다. 정보 과학의 발전은 과학과 기술 자체의 발전뿐만 아니라 생산 방법과 생활 방식의 거의 전 세계적 변화에 영향을 미쳤습니다. 인터넷의 광범위한 인기로 인해 정보 수집 및 공유가 빨라지고 컴퓨터가 보조 설계, 보조 설계에 침투할 수 있게 되었습니다. 처리, 보조 테스트 분석, 운영 관리 및 기타 분야.
(4) 지리정보시스템과 원격탐사의 결합
GIS와 RS의 결합은 RS가 GIS의 중요한 정보원이고 GIS가 원격탐사 데이터 처리 및 분석의 일부로 강력한 기술 보증을 제공합니다. 이 둘을 결합하는 핵심 기술은 래스터 데이터와 벡터 데이터 간의 인터페이스 문제에 있습니다. 원격탐사 시스템 데이터는 일반적으로 래스터 형식을 채택하고 그 정보는 픽셀 형식으로 저장되는 반면 GIS 데이터는 주로 그래픽 벡터 형식을 채택합니다. 점과 선을 기반으로 하여 폴리곤(Polygon) 형태로 저장되는데, 그 차이는 이미지 데이터와 지도제작 데이터가 객관적 세계의 동일한 정보를 표현하기 위해 서로 다른 공간 개념을 사용한다는 점에서 발생합니다.
RS와 GIS 통합 전략을 위해 Ehlers 등은 세 가지 개발 단계를 제안했습니다. 첫 번째 단계에서는 두 소프트웨어 모델이 데이터 교환 형식을 사용하여 연결되고, 두 소프트웨어는 서로 연결됩니다. 모델에는 *** 동일한 사용자 인터페이스가 동시에 표시되며 세 번째 단계는 복합 처리 기능을 갖춘 소프트웨어 본체입니다.
(5) 지구과학에서의 원격탐사 실용화
최근 몇 년간 우리나라에서 RS와 GIS의 통합에 대한 많은 연구가 있었습니다. 점진적인 성숙한 개발에 대한 예비 탐사. 그 적용에는 주로 두 가지 측면이 포함됩니다. 첫째, RS 데이터는 GIS의 정보 소스 역할을 하며, 둘째, GIS는 RS에 대한 공간 데이터 관리 및 분석 방법을 제공합니다. Zhang Jixian은 GIS 정보에 지구과학 지식과 원격탐사 데이터를 통합하면 원격탐사 분류의 정확성을 향상시키고 단일 원격탐사 이미지 해석을 적용할 때 발생하는 몇 가지 단점을 제거할 수 있다고 제안한 중국 최초의 사람입니다. 그러나 둘의 결합은 데이터 변환에 문제가 있기 때문에 해당 소프트웨어에 대한 연구도 매우 중요하다.
RS 및 GIS 통합 시스템 GRAMS를 적용하는 과정에서 Ren Xiaohu 등은 소프트웨어가 표면적으로는 원활한 통합을 달성할 수 있지만 내부 형식 변환 측면에서는 데이터의 완전한 공유 및 자유로운 변환을 달성할 수 없다고 믿었습니다. RS가 어떻게 GIS에 데이터와 정보를 제공하는지에 대한 초기 연구는 많이 있었습니다. 예를 들어 Liu Binyi 등은 RS를 주요 정보 소스로 사용하여 도시 및 농촌 지역을 계획하는 동안 지역 정보를 수집하고 이러한 계획 및 설계를 기반으로 했습니다. . 우창(Wuchang), 후베이(Hubei), 안사이(Ansai), 산시(Shaanxi)의 토지 평가에서 Xiang Facan은 RS를 사용하여 평가 요소의 값을 정보 소스로 얻고 이를 합성 및 중첩하며 이를 기반으로 GIS에서 처리 및 처리하여 동적 및 빠른 토지자원 평가. RS와 GIS의 완전한 통합과 데이터 형식 변환 문제에 대해 Qin Zhiyuan은 이 문제를 해결하기 위해 "조합 원뿔" 조합 모드와 하이브리드 Freeman 체인 코드 구조를 제안했습니다.
현재 RS와 GIS의 통합 응용 기술은 점차 성숙해지고 있으며 식생 분류, 재해 예측, 영상 처리 등에 관련 응용 보고가 있다. RS 데이터에 대한 공간 데이터 관리 및 분석을 제공하기 위해 GIS의 공간 분석 기능을 적용하는 연구에서는 대부분 GIS DEM 데이터의 공간 분포, 기후, 환경 및 기타 요소를 고려합니다. 예를 들어, Liu Jiyuan et al.은 중국 북동부의 식생에 대한 포괄적인 분류에 관한 연구에서 GIS가 제공하는 지리적 데이터와 원격 감지 데이터를 결합하는 타당성을 탐색하고 온도, 강수량, 강수량의 세 가지 주요 지표를 결합하려고 시도했습니다. GIS 환경에서 지역 식생 범위에 영향을 미치는 표고는 특정 지상 그리드 시스템 및 수학적 모델에 따라 정량화되어 디지털 지구과학 이미지를 생성하고 이를 최적화되고 압축된 NOAA-AVHRR 데이터와 결합하여 좋은 결과를 얻었습니다. Qinghai-Tibet 고원의 빙하 변화에 대한 연구에서 Li Zhen et al.은 빙하 경계를 추출하고 빙하 경계 지도를 형성하기 위한 정보 소스로 RBV, MSS 및 TM 원격 감지 데이터를 사용했습니다. 빙하군의 변화와 부카(Buka)를 획득했다. 타거피크(Tager Peak) 북부의 빙하의 변화하는 패턴. 가뭄 모니터링과 토지 이용 분류를 위해 GIS와 RS를 종합적으로 적용하는 기술도 상당히 성숙해졌습니다. Huang Jiazhu 등은 RS, GIS, 컴퓨터 매핑 기술 및 네트워크 기술의 최첨단 장점을 최대한 활용하여 새로운 결합 방법을 대표하는 "장강 삼각주 지역 원격 감지 위성 동적 의사 결정 컨설팅 시스템"을 개발했습니다. RS 및 GIS 및 기타 여러 분야의 기술을 통합합니다.