Remote perceiving: A step toward a unified science of remote sensing

In a previous article (Hoffman & Conway, 1989), we reviewed some of the available psychological research that pertains to remote sensing. We focused on two major problem areas: Research on the knowledge of expert interpreters of remotely‐sensed imagery, and research on the use of color in graphic displays. Here, we pursue one of the broad implications of the research ‐ that the field of remote sensing can benefit by incorporating research methods and ideas from experimental psychology. From the experimental psychology viewpoint, “remote sensing”; is actually a misnomer when used to denote a field or area of scientific inquiry. Remote perceiving, as a total process, depends not only on the technology of remote sensing, but also depends critically on the ability of humans to interpret remote sensing displays. This perspective is contrasted with traditional approaches to remote sensing. The discussion involves some ideas about the theoretical and methodological foundations of remote sensing as a unified science.     

To The National Map and Beyond

Scientific understanding, technology, and social, economic, and environmental conditions have driven a rapidly changing demand for geographic information, both digital and analog. For more than a decade, the U.S. Geological Survey (USGS) has been developing innovative partnerships with other government agencies and private industry to produce and distribute geographic information efficiently; increase activities in remote sensing to ensure ongoing monitoring of the land surface; and develop new understanding of the causes and consequences of land surface change. These activities are now contributing to a more robust set of geographic information called The National Map (TNM). The National Map is designed to provide an up-to-date, seamless, horizontally and vertically integrated set of basic digital geographic data, a frequent monitoring of changes on the land surface, and an understanding of the condition of the Earth's surface and many of the processes that shape it. The USGS has reorganized its National Mapping Program into three programs to address the continuum of scientific activities—describing (mapping), monitoring, understanding, modeling, and predicting. The Cooperative Topographic Mapping Program focuses primarily on the mapping and revision aspects of TNM. The National Map also includes results from the Land Remote Sensing and Geographic Analysis and Monitoring Programs that provide continual updates, new insights, and analytical tools. The National Map is valuable as a framework for current research, management, and operational activities. It also provides a critical framework for the development of distributed, spatially enabled decision support systems.     

湖泊碳循环研究中遥感技术的机遇与挑战

湖泊碳循环是全球碳循环过程中的重要环节,随着全球碳循环研究的不断深入,湖泊碳循环对全球碳循环的影响,以及其对全球气候变化的调节作用越来越受到关注.然而,由于湖泊分布的破碎性(大于0.002 km2的湖泊约有1.17×108个,并零星地分布在全球)和多样性(流域生态多样性,湖泊类型多样性,分布的气候带多样性等),使得全面...     

新一代人工智能驱动的陆地观测卫星遥感应用技术综述

随着各国航天事业的高速发展以及政府对卫星遥感技术的大力支持,各类军民商用卫星系统层出不穷,建立了较为完善的卫星遥感数据获取体系,为推动经济社会高质量发展提供了新动能。与此同时,人工智能技术的迅猛发展极大程度的提升了数据分析的智能化、精准化水平,为遥感大数据分析与应用带来了新的发展机遇。在互联网时代的背景下,结合新一代人工智能、大数据、物联网、5G等先进技术,推动遥感应用朝着智能化、大众化、产业化方向发展是大势所趋。本文依据当前陆地观测卫星智能遥感技术的发展现状与实际需求,论述了人工智能驱动的遥感技术在资源调查、环境监测、灾害监测等领域中的应用研究现状,探讨了现阶段制约人工智能技术在遥感领域应用成效的关键问题,最后结合遥感大数据处理中存在的问题和挑战,对陆地观测卫星遥感应用技术的发展趋势进行了展望,建立基于人工智能的卫星遥感应用体系已成为卫星遥感技术发展的必然趋势。     

跨时空观下的遥感应用新视野

遥感是一门应用性极强的现代地球信息学科,在总结分析遥感学科理论发展与遥感应用新特征基础上,进行遥感学科发展与应用理论探索,是推动遥感学科与应用迈上新台阶的重要任务。本文通过对现有遥感学科组成及分类体系的分析,首先提出了一种基于方法论的遥感学科分类新方法,在分析遥感应用中普遍存在的跨时空特征基础上,从遥感应用新视野提出了跨时空遥感的理论,最后结合典型案例剖析了跨时空遥感的应用。跨时空遥感理论的建立顺应遥感学科发展的需要,遥感应用时空观的提出对今后遥感应用具有参考价值。     

遥感理论模式研究的几个问题

本文简要地评论近年来微波遥感理论模式研究的进展,主要包括遥感对象理论模拟的随机离散散射粒子介质,连续随机介质,和随机粗糙表面的电磁散射和热辐射的理论,定量的数值求解方法,以及它们在地表植被、土壤、冰雪、大气云雨、海冰、风驱海面等主动和被动遥感中的应用。随着今后遥感技术的发展,要更为精细地模拟自然界中遥感对象及其环境,给出定量的数学物理学方法,进行定量的数据分析和遥感参数反演,还有大量的工作有待于研究。本文讨论了当今遥感理论模式研究中还存在的问题,提出了今后要予以研究的若干个方向性工作。     

China's high-resolution optical remote sensing satellites and their mapping applications

Since the beginning of the twenty-first century,several countries have made great efforts to develop space remote sensing for building a high-resolution earth observation system.Under the great attention of the government and the guidance of the major scientific and techno-logical project of the high-resolution earth observation system,China has made continuous breakthroughs and progress in high-resolution remote sensing imaging technology.The development of domestic high-resolution remote sensing satellites shows a vigorous trend,and consequently,a relatively stable and perfect high-resolution earth observation system has been formed.The development of high-resolution remote sensing satellites has greatly pro-moted and enriched modern mapping technologies and methods.In this paper,the develop-ment status,along with mapping modes and applications of China's high-resolution remote sensing satellites are reviewed,and the development trend in high-resolution earth observa-tion system for global and ground control-free mapping is discussed,providing a reference for the subsequent development of high-resolution remote sensing satellites in China.     

Electronic Theses and Dissertations (ETDs), GIS,and Remote Sensing: The West Virginia University Example

Abstract

Remote sensing and geographic information system (GIS) scientists and educators in general are utilizing global web sources for information of the latest developments in the use of satellite and GIS approaches, as well as to understand more fully environmental and natural resources processes in various geographic settings. West Virginia University (WVU) has embarked on a pioneering approach (as only the second university worldwide) to archive graduate theses and dissertations in electronic format with worldwide web access. This study illustrates the type of remote sensing and GIS research available through WVU's worldwide web ETD archive, and its potential uses by educators at a variety of levels of the education system for understanding remote sensing and GIS methodologies, as well as environmental and natural resource processes. Keywords: Geographic Information Systems (GIS), remote sensing, West Virginia University, Electronic Thesis and Dissertation (ETD).     

无人机遥感：大众化与拓展应用发展趋势

当前遥感领域各个国家不断加大投入,星载数据资源日益丰富。伴随大数据等前沿技术的发展与深入应用,遥感在宏观层面上已经得到了较为充分应用,对于全球变化以及地球系统科学研究而言是一个重要的数据源。我国已经成为国际上的遥感大国,高分专项的实施标志着民用航天遥感进入亚米级时代。但是,由于空间分辨率与重访周期之间的矛盾,高分辨率卫星数据的可获得性尚不能满足一些不断增长的应用需求。国内遥感应用尚停留在宏观层面,主导是政府部门,用户也是政府各级部门。遥感在满足大量微观和大众具体应用层面尚没有落地。无人机遥感的出现与快速发展,为促进遥感应用落地起了很好的助推作用,无人机遥感在区域信息精细化上具有高科学价值,具有高空间分辨率、高频次、高性价比等特点,可以与卫星遥感能力形成互补,缓解了高空间分辨率和时间分辨率的矛盾,在低成本的基础上实现了空间和时间的辩证统一。当前无人机遥感的发展尚处于初级阶段,但呈现出一些极具特色的应用前景,尤其是无人机"遥感+"应用发展迅猛。同时,发展过程中也还有诸多政策、技术与方法方面的问题。本文在总结无人机未来发展趋势的同时,对无人机遥感的发展,从政策、技术与应用等层面提出了建议。     

夜间灯光遥感与城市问题研究：数据、方法、应用和展望

夜间灯光遥感是能够探测夜间微光的光学遥感技术,可获取白天遥感无法获取的信息。由于城市区域的人造光源是夜间稳定亮光的主要来源,夜间灯光遥感影像已被证明可以更直观地反映夜间人类活动差异,同时具有覆盖范围大、时效快和易获取等优势,可广泛应用于多尺度长时序的城市问题研究。目前,基于夜间灯光遥感数据的应用研究成果较为丰富,不少学者对夜间灯光遥感数据的数据预处理以及应用潜力等方面进行了归纳。但基于夜间灯光遥感与城市问题研究的整理和总结还有待进一步加强。基于此,本文通过对近几十年来有关夜间灯光遥感数据的研究成果进行了详细梳理,从多尺度城市空间结构分析、城市社会经济指标估算以及城市公共安全领域研究3方面入手,系统梳理夜间灯光遥感数据的应用能力。进一步根据数据应用过程中出现的问题,从夜间灯光遥感日数据应用、长时间序列数据集生产以及定量验证等角度探讨了夜间灯光遥感所面临的挑战与前景。     

环境遥感的学科地位

地理科学对地理环境系统的研究是以地理信息获取的研究为基础的,后者制约着地理科学研究方法的进步,并影响了整个地理科学的发展水平。现代遥感技术辅之以系统科学等一系列先进的科学理论和技术,在地理环境系统研究中的成功应用,形成遥感技术的一个重要应用分支学科——环境遥感,其作为地理科学研究技术工具学科的地位逐渐确立。 环境遥感研究的实质表现为三个方面:(1)地理环境系统中电磁相互作用关系的充分利用;(2)遥感信息机制研究支持下的地理环境信息处理系统的结构优化;(3)地理环境系统综合分析过程标准化的实现。 环境遥感的学科地位体现为双重特征,即重要的遥感应用分支和现代地理科学研究新的技术方法。由于横跨信息科学和地理科学两大领域,环境遥感充分体现出其综合性、交叉性的学科特点。环境遥感和常规的地理研究方法,分别着重于对地理环境系统中能量信息系统或物质信息系统的考察,两者在某些方面,至少在今天看来是不能互相取代的。但是,环境遥感依靠其技术系统的不断完善、综合分析功能的加强以及对一系列非能量信息的参照和相关分析(如信息复合技术)而在地理环境系统研究的很多领域显示出独特的优越性。 同时,由于科学认识和科学技术水平的整体制约,以及学科本身的固有特性,环境遥感研究仍     

中国灾害遥感研究进展

随着灾害系统理论的深化和遥感技术的快速发展,中国灾害遥感研究与应用服务取得了丰硕成果。本文以灾害系统理论为基础,从"天—空—地—现场"一体化灾害立体监测体系、灾害要素分类体系、灾害遥感服务体系和标准规范建设等方面,总结了灾害遥感理论研究进展。分析了洪涝、干旱、地震、地质灾害等主要灾害遥感监测评估方法,并对应用研究热点和存在的问题进行了讨论。分3个阶段阐述了中国灾害遥感系统的发展历程,基于业务应用需求介绍了灾害遥感业务系统的体系架构。按照灾害遥感日常监测业务、应急监测业务和特别重大自然灾害损失评估等3个方面介绍了业务应用模式,并从时效性、评估精度和业务流程等方面对业务应用进展水平进行了评述。分析了当前灾害遥感研究与应用工作面临的机遇与挑战,对今后发展提出了加强灾害遥感应用机理研究、加快防灾减灾空间基础设施建设、加强灾害监测评估方法研究、提升综合减灾空间信息服务能力和加强软环境建设等对策建议。     

浅谈基于ERDAS IMAGINE软件的几何精纠正方法

随着遥感技术日新月异的发展,它在各个领域的应用已经越来越广泛。目前市场上遥感软件的种类很多,比较具有代表性的软件为美国ERDAS公司开发的遥感图像处理系统。遥感图像的几何精纠正是遥感图像分类、专题制图的基础,也是遥感应用研究的基础。本文正是基于ERDAS IMAGINE软件浅谈遥感影像的几何精纠正方法。     

西部遥感发展现状与前景展望

西部遥感经过20多年的发展,已经形成了航天、航空、地面探测以及与GIS相结合的较完善的遥感技术应用研究体系,是西部地区资源、环境、灾害调查与监测的重要技术支撑。本文首先回顾了西部遥感技术应用试验研究,总结了西部遥感在各领域的应用现状并择要列举了部分成果,最后结合西部大开发的需求,阐述了西部遥感今后发展前景与对策。     

浅谈基于ERDAS IMAGINE软件的几何精纠正方法

随着遥感技术日新月异的发展,遥感技术在各个领域的应用越来越广泛。目前市场上遥感软件的种类很多,比较具有代表性的软件为美国ERDAS公司开发的遥感图像处理系统。遥感图像的几何精纠正是遥感图像分类、专题制图的基础,也是遥感应用研究的基础。该文基于ERDAS IMAGINE软件浅谈遥感影像的几何精纠正方法。     

浅谈基于ERDAS IMAGINE软件的几何精纠正方法

随着遥感技术日新月异的发展,它在各个领域的应用已经越来越广泛。目前市场上遥感软件的种类很多,比较具有代表性的软件为美国ERDAS公司开发的遥感图像处理系统。遥感图像的几何精纠正是遥感图像分类、专题制图的基础,也是遥感应用研究的基础。本文正是基于ERDAS IMAGINE软件浅谈遥感影像的几何精纠正方法。     

海洋涡旋遥感：进展与挑战

海洋涡旋数量大、分布广、含能高、裹挟强,是研究物质循环、能量级联和圈层耦合的理想载体。对涡旋的全生命周期追踪观测成为21世纪以来海洋遥感领域最重要的进展之一,并引发了新一轮涡旋研究的热潮。本文从涡旋的温度异常、物质示踪、旋转流场和闭合拓扑等特征出发,简述了红外辐射计、可见光扫描仪、微波高度计、合成孔径雷达等遥感技术在涡旋观测中的机理和方法,重点阐述了卫星高度计涡旋识别与追踪算法及其在涡旋形态学、运动学和动力学中的应用。基于虚拟星座下的多参数遥感,介绍了涡旋在海洋、大气、生态等交叉学科领域的前沿应用和最新进展。指出当前涡旋遥感发展面临的亚中尺度、垂直结构、跨学科研究等3大挑战,展望了新一代遥感技术在未来海洋科学特别是涡旋海洋学研究中的应用前景。     

湖泊营养状态遥感评价及其表征参数反演算法研究进展

湖泊富营养化由于其可导致藻类水华暴发,引发生态系统灾变和饮用水风险,是中国乃至全球湖泊面临的主要生态环境问题.湖泊营养状态精准、实时、大范围的同步监测是准确掌握湖泊水环境变化特征,开展富营养化成因分析、评价评估、治理修复和管理考核的重要基石.相比地面调查的传统手段,遥感具有快速、大范围、周期性等优点,已经广泛应用于叶绿...     

Psychological factors in remote sensing: A review of some recent research

We review recent psychological research that pertains to remote sensing, with a focus on two major problem areas: The problem of eliciting and characterizing the knowledge of expert interpreters of remotely‐sensed data, and the problem of how to best utilize color in remote sensing displays. This research has immediate relevance to many remote sensing activities, but it also has broader implications. One general implication is that experimental psychology offers concepts and research methods that can be of benefit to the field of remote sensing. It is possible to discover the principles involved in the design of “good”; remote sensing displays, and the design of methods for teaching novices how to interpret remote sensing displays. A second broad implication of the psychological research is that remote sensing, as traditionally conceived, is actually just one part of a larger process of “remote perceiving.”; This idea is pursued in a second article (Hoffman, 1990), in which an attempt is made to characterize remote sensing as a unified science.     

中国遥感技术在考古中的应用与发展

遥感技术的日新月异以及考古学的新目标、新需要不断出现, 利用遥感技术进行田野考古研究的工作已经取得长足进展。回顾了遥感考古的历史, 介绍了遥感技术在大遗址探测中的优势与作用, 以当前遥感考古与虚拟考古研究为例, 对遥感考古发展中面临的问题进行了概述。