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科普丨遥感:人类看懂地球的“超级眼睛”
2026-02-0414
【自然资源科普课堂】遥感:人类看懂地球的“超级眼睛”

想象一下,如果有一双能在距离地面几百甚至几千公里的高空看清地面一棵树的“超级眼睛”,它不仅能看透云雾、测量温度、识别植被类型、探测地球元素,还能7×24小时不间断地凝视地球,无论昼夜晴雨,永不“眨眼”——是不是很神奇?事实上,这双“超级眼睛”真实存在,它就是遥感技术。
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从鸽子相机到太空之眼:

遥感百年进化史

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遥感,即“遥远的感知”之意,泛指非接触、远距离的探测技术。遥感的故事始于19世纪中叶。1858年,法国摄影师纳达尔首次从热气球上拍摄了巴黎的空中照片,开启了人类“从天上观察地面”的新视角。但真正的转折点出现在1903年,德国工程师朱利叶斯·纽布朗纳发明了鸽子相机——将相机绑在信鸽胸前,让这些“摄影师”带回了第一批鸟类视角的地面影像。
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鸽子相机航拍(AI生成)

航空遥感的黄金时代在两次世界大战期间到来。飞机搭载的航拍相机成为军事侦察利器,战后则转向民用领域,用于地形测绘、城市规划等。但受限于飞行高度和范围,航空遥感始终是“管中窥豹”。
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载人机航拍


1957年,苏联发射第一颗人造卫星,遥感迈入太空时代。真正的遥感卫星里程碑是1972年美国发射的陆地卫星1号(Landsat-1),它首次系统性地从太空观测地球表面,每18天覆盖全球一次,科学家第一次获得了大范围、周期性的地球观测数据。

进入21世纪,遥感进入“高清多维”时代。2015年哨兵2号卫星实现10米分辨率多光谱成像;2021年发射的陆地卫星9号全色波段分辨率达15米;商业卫星如WorldView系列甚至达到0.3米全色分辨率,足以从太空识别汽车型号。同时,从单一光学成像发展到雷达、激光、高光谱等多类型传感器协同观测,遥感之眼越来越锐利。
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陆地卫星(Landsat-9)

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高分辨率卫星(WorldView-4)

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五花八门的遥感“眼睛”:

如何看见不同世界?

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按平台高度分,遥感家族有三大成员:

--航天遥感(卫星):视野最广,覆盖全球,重复观测。

--航空遥感(飞机、无人机):灵活机动,分辨率高。

--地面遥感(高塔、监测车、手持设备):精度很高,用于调查、监测、测绘。

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应急监测车


按传感器工作原理分,主要有两大类:

--被动遥感:不主动发射信号,通过接收地表或大气自身反射或发射的电磁波来获取信息,包括:

◎可见光遥感:捕捉反射的可见光,获得类似照片的影像

◎红外遥感:感知热量差异,夜间也能“看见”。

◎多光谱/高光谱遥感:将光线分解成数十至数百个波段,识别物质成分。

--主动遥感:自带“手电筒”,不依赖外部光源,真正实现“永不眨眼”:

◎雷达遥感:发射微波穿透云雾,全天候、全天时工作。

◎激光雷达(LiDAR):精确测量地形与物体位置。

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中国遥感体系已跻身世界前列

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“资源”系列支持自然资源调查;

“高分”系列构成高分辨率对地观测系统;

“风云”气象卫星提供全球气象数据;

“海洋”系列监测蓝色国土;

还有“环境”“遥感”等系列,共同构建了完善的国家遥感观测网。


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国产资源一号卫星


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国产高分一号卫星

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国产风云一号卫星

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从原始数据到可用信息:

遥感影像的“蜕变之旅”

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卫星传回的数据并非直接可见的图像,而是经历了复杂处理:
1.数据获取与传输:传感器将地物辐射转化为数字信号,传回地面站;
2.辐射校正:消除大气和传感器误差,还原真实辐射值;
3.几何校正:将图像投影到标准地理坐标系,纠正形变;
4.图像增强:通过对比度拉伸、色彩合成、滤波等技术,突出目标信息,提升视觉效果;
5.信息提取与应用:基于处理后的影像,进行专题分析。


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遥感如何改变我们的生活?

遥感应用于各行各业

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农业:监测作物长势,评估干旱与病虫害;

环境:追踪森林覆盖、水体污染、城市热岛;

灾害应急:洪水、地震、林火实时监测与评估;

资源调查:矿产勘探、土地利用变化识别;

气象预报:全球天气系统监测与模拟。


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以广西为例,遥感技术正发挥关键作用:

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监测喀斯特地貌变化,评估石漠化治理效果;

跟踪北部湾红树林动态,支持生态修复;

分析西江流域水文,辅助洪水预警;

识别矿产资源异常区,指导地质勘探。

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红树林恢复前后遥感影像对比


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未来:遥感更高清、更智能、

更实时、更融合

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更高清:亚米级分辨率成为标配,实现从“看见”到“看清”;

更智能:人工智能自动解译影像,快速识别目标与分析变化;

更实时:卫星星座组网实现小时甚至分钟级重访,逼近实时监控;

更融合:与无人机、物联网、5G结合,构建空天地一体化感知网络。

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结语

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从信鸽相机到众多卫星组成的“天基物联网”,人类探索的步伐从未停歇。今天,遥感技术已成为人类认知地球的“天空之眼”——它永不眨眼,日夜不息地凝视着这片土地,无论是晴空万里还是风雨交加,默默协助人类守护地球家园。它不只是一项技术,更是我们理解、关爱与保护地球的重要方式。


作者:王柏鹏

编辑:付宇佳

审核:王柏鹏

审定:韦家宏



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来源:广西自然博物馆公众号(点击文末“阅读原文”


编辑:李   娟
审核:余   青

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