本文關(guān)鍵詞：遙感應(yīng)用

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原標(biāo)題：社區(qū)遙感：“以人為本”的地學(xué)應(yīng)用新技術(shù)

文·李萬(wàn)倫

　　遙感技術(shù)我們很熟悉，已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)、海洋等領(lǐng)域。社區(qū)遙感（community remote sensing，以下簡(jiǎn)稱CRS）則會(huì)讓很多人覺(jué)得眼生。這是一種以人為主體的新型遙感手段，其主要特點(diǎn)就是利用人的優(yōu)勢(shì)，，有效地彌補(bǔ)傳統(tǒng)遙感監(jiān)測(cè)設(shè)備的不足。盡管CRS應(yīng)用剛剛起步，尚存在許多問(wèn)題，但已開(kāi)展的研究項(xiàng)目和應(yīng)用實(shí)踐充分證明了其巨大潛力。

　　2008年5月臺(tái)風(fēng)納吉斯在緬甸造成了嚴(yán)重的山體崩塌，是該國(guó)有史以來(lái)最致命的自然災(zāi)害之一。為此，聯(lián)合國(guó)培訓(xùn)與研究所衛(wèi)星應(yīng)用行動(dòng)項(xiàng)目向GISCorps請(qǐng)求援助。

　　GISCorps是由一群GIS專家組成的志愿者活動(dòng)組織，該組織以志愿的形式向包括災(zāi)害響應(yīng)在內(nèi)的各種需求提供接受過(guò)訓(xùn)練的、專業(yè)的地學(xué)空間分析服務(wù)。

　　31名來(lái)自全球的志愿分析者累計(jì)花了1300小時(shí)的時(shí)間，通過(guò)研究災(zāi)區(qū)受災(zāi)前后的Google Earth圖像，識(shí)別出了被風(fēng)暴和次生災(zāi)害摧毀的6×104幢建筑、大量橋梁和道路，并將這些分析結(jié)果迅速提交給聯(lián)合國(guó)，在災(zāi)害響應(yīng)過(guò)程中發(fā)揮了巨大作用。

　　這就是社區(qū)遙感的力量。

　　—— 新型手段 ——

　　集中、補(bǔ)充和完善

　　社區(qū)遙感是一種新型遙感手段，目前尚沒(méi)有明確的定義，但可以理解為：通過(guò)本地的或者其他相關(guān)知情人員，使用智能手機(jī)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，為身在千里以外的人或遙感應(yīng)用系統(tǒng)提供關(guān)于當(dāng)?shù)丨h(huán)境的高精度、高分辨率實(shí)時(shí)信息的一種技術(shù)手段。

　　社區(qū)遙感與通過(guò)衛(wèi)星、飛機(jī)等航天、航空遙感器獲取數(shù)據(jù)的手段有一個(gè)共同點(diǎn)，即遙遠(yuǎn)地感知、獲取和傳遞信息。

　　傳統(tǒng)遙感手段主要適用于對(duì)大范圍、大面積的目標(biāo)進(jìn)行快速調(diào)查和多期次的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，在地學(xué)不同領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用已經(jīng)十分普及；但隨著對(duì)不同時(shí)間和空間尺度信息需求的日益增長(zhǎng)（地學(xué)領(lǐng)域也不例外），尤其是對(duì)局部小范圍、短時(shí)間內(nèi)的動(dòng)態(tài)變化信息的大量需求，遙感數(shù)據(jù)獲取手段是否快速便捷就顯得十分重要，而這正是傳統(tǒng)遙感技術(shù)難以及時(shí)解決的問(wèn)題。

　　可以預(yù)見(jiàn)，限于成本和遙感系統(tǒng)的復(fù)雜性，世界各國(guó)都不可能無(wú)限制地發(fā)展衛(wèi)星或飛機(jī)等遙感對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)。因此，CRS將通過(guò)分布在世界各地的社區(qū)或個(gè)人向集中的遙感系統(tǒng)提供局部和瞬時(shí)的精確圖像和數(shù)據(jù)，以補(bǔ)充和完善綜合遙感信息數(shù)據(jù)庫(kù)，從而全面提高遙感技術(shù)的最終應(yīng)用效果。

　　近年來(lái)，CRS在生態(tài)監(jiān)測(cè)、災(zāi)害響應(yīng)等方面的應(yīng)用已取得了重要進(jìn)展，而在地學(xué)方面的應(yīng)用還很少。不過(guò)，隨著計(jì)算機(jī)、遙感、全球定位、地理信息系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通訊等現(xiàn)代應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展和日益普及，CRS有可能給地學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域帶來(lái)一場(chǎng)新的革命。

　　—— 技術(shù)應(yīng)用 ——

　　特點(diǎn)：基于網(wǎng)絡(luò)的“眾包”技術(shù)

　　CRS使地學(xué)研究人員能夠更好地享受到高新技術(shù)所帶來(lái)的便利。CRS的本質(zhì)是一門空間信息技術(shù)，在以空間數(shù)據(jù)采集與分析為主的地學(xué)領(lǐng)域中可以充分發(fā)揮作用，其主要內(nèi)容包括數(shù)據(jù)采集、驗(yàn)證與校正，數(shù)據(jù)分析和實(shí)際應(yīng)用等4個(gè)方面；所采用的技術(shù)方法主要包括全球高帶寬的互聯(lián)網(wǎng)接入口、可全球定位的移動(dòng)電話、社會(huì)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)相機(jī)、低成本的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)以及云計(jì)算等。

　　因此，CRS具有以下技術(shù)特點(diǎn)：運(yùn)用定位技術(shù)，將遙感與公眾科學(xué)、社會(huì)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)結(jié)合起來(lái)，通過(guò)社區(qū)方式遠(yuǎn)距離采集、獲取信息，并進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證、分析、交流互換和應(yīng)用，以豐富傳統(tǒng)遙感手段獲取的數(shù)據(jù)內(nèi)容，提高數(shù)據(jù)應(yīng)用的時(shí)效性；采用“眾包”的形式，即利用蜂窩短信、全球定位系統(tǒng)和微博等實(shí)時(shí)報(bào)道地面情況和相關(guān)活動(dòng)，以便遠(yuǎn)方的有關(guān)人員或部門能在第一時(shí)間內(nèi)作出正確的分析和判斷。

　　傳統(tǒng)遙感地質(zhì)的發(fā)展極大地受益于個(gè)人電腦的性能提升與普及，而今天的實(shí)時(shí)通信技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得比較成熟，完全有可能在地學(xué)應(yīng)用中發(fā)揮更大的作用。例如，通過(guò)現(xiàn)在的3G網(wǎng)絡(luò)和Wi－Fi技術(shù)，利用便攜式照相機(jī)、攝像機(jī)等設(shè)備就可以把公眾采集的數(shù)據(jù)信息及時(shí)傳送給地學(xué)領(lǐng)域的研究人員使用。

　　便利一：促進(jìn)地學(xué)知識(shí)普及與提高

　　CRS通過(guò)可吸引公眾參與的地學(xué)項(xiàng)目，在普及地學(xué)知識(shí)的同時(shí)，促進(jìn)地質(zhì)科學(xué)研究。近年來(lái)，已經(jīng)出現(xiàn)了一些與CRS相似的公眾學(xué)科或領(lǐng)域。這些公眾學(xué)科的本質(zhì)是邀請(qǐng)非本專業(yè)的志愿者參加科學(xué)實(shí)驗(yàn)（如觀察與測(cè)量），為專業(yè)研究人員提供數(shù)據(jù)和信息，同時(shí)也滿足這些志愿者對(duì)不同領(lǐng)域科學(xué)知識(shí)的需求。

　　盡管在公眾學(xué)科的上述領(lǐng)域中已經(jīng)開(kāi)展了與CRS相類似的工作（如地理數(shù)據(jù)采集），但CRS建立在傳統(tǒng)遙感與地學(xué)相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，且采用了不同的方法和技巧（如遙感圖像解譯），因而區(qū)別于這些原有學(xué)科。也就是說(shuō)，CRS不僅需要公眾按照規(guī)定要求采集和提供瞬時(shí)圖片、視頻等資料，而且希望公眾通過(guò)遙感知識(shí)普及能自覺(jué)采用易于獲得的遙感圖像（如Google Earth圖像），進(jìn)行力所能及的圖像解譯，并提供相應(yīng)的成果。

　　現(xiàn)在，越來(lái)越多的人們對(duì)地球科學(xué)知識(shí)感興趣，通過(guò)招募對(duì)地球科學(xué)知識(shí)感興趣而且符合一定條件的公眾志愿者參加到CRS的研究項(xiàng)目中，接受地學(xué)知識(shí)與遙感技能的培訓(xùn)，既能夠普及遙感與地學(xué)知識(shí)，又能夠促進(jìn)遙感與地學(xué)研究工作。

　　便利二：對(duì)傳統(tǒng)遙感技術(shù)的重要補(bǔ)充

　　傳統(tǒng)遙感主要使用航空或航天遙感系統(tǒng)獲取的圖像，隨著近年來(lái)多光譜、高光譜傳感器的發(fā)展以及數(shù)據(jù)處理技術(shù)的不斷完善，在地質(zhì)領(lǐng)域應(yīng)用不斷拓寬，遙感地質(zhì)工作也越來(lái)越受到人們的重視；而CRS進(jìn)一步豐富了遙感手段，必將促進(jìn)遙感地質(zhì)工作的進(jìn)步。CRS有可能使遙感地質(zhì)工作得到更進(jìn)一步發(fā)展。例如通過(guò)當(dāng)?shù)厝酥苯犹峁┑牡孛嫘畔�，既可以補(bǔ)充和細(xì)化衛(wèi)星或航空遙感圖像中的局部細(xì)節(jié)特征，使遙感地質(zhì)解譯的內(nèi)容更加詳盡豐富和接近實(shí)際；又可以對(duì)解譯結(jié)果進(jìn)行初步的驗(yàn)證，以證實(shí)解譯結(jié)果的可靠性和潛在的實(shí)用性。

　　目前，盡管CRS地質(zhì)應(yīng)用的實(shí)例還較少，但在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、災(zāi)害救援應(yīng)急響應(yīng)、土地利用調(diào)查等應(yīng)用方面，已取得了許多令人滿意的效果。

　　尤其是在自然災(zāi)害應(yīng)急處理方面。盡管在近年發(fā)生的汶川大地震、智利和海地地震的救援工作中都使用了遙感技術(shù)，但目前人們普遍認(rèn)為，遙感技術(shù)的潛力還沒(méi)有完全發(fā)揮出來(lái)，在許多情況下，往往因?yàn)榫仍藛T不能在第一時(shí)間及時(shí)得到足夠的災(zāi)情信息而無(wú)法立即實(shí)施有效的救援行動(dòng)。時(shí)間就是生命，救援工作需要全社會(huì)各界人員的參與和配合，應(yīng)當(dāng)在第一時(shí)間把有關(guān)災(zāi)區(qū)的所有資料都及時(shí)綜合起來(lái)，并盡快送到救援人員手中。在這方面，通過(guò)CRS可以使更多的人在災(zāi)情快速傳送和應(yīng)急救援中發(fā)揮作用。

　　事實(shí)表明，在來(lái)不及使用傳統(tǒng)遙感手段的危難時(shí)刻，CRS往往能夠更加迅速而充分地做出快速響應(yīng)�？梢哉f(shuō)，災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)是CRS最能發(fā)揮作用的領(lǐng)域之一。

　　另外，CRS在土地覆蓋調(diào)查、生態(tài)環(huán)境調(diào)查等方面也有不少應(yīng)用項(xiàng)目。如果與傳統(tǒng)遙感相結(jié)合，CRS還可以在礦產(chǎn)資源勘查、地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與災(zāi)害防治等方面發(fā)揮更大的作用。

　　—— 技術(shù)瓶頸 ——

　　面臨問(wèn)題仍不少

　　目前，盡管國(guó)際上已經(jīng)開(kāi)展了許多CRS項(xiàng)目的研究工作，但作為一個(gè)嶄新的領(lǐng)域，CRS還存在許多技術(shù)上的難題以及社會(huì)問(wèn)題。比如數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)盡可能采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，而且還需要進(jìn)行檢查和驗(yàn)證；數(shù)據(jù)管理問(wèn)題，必須按照一定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理；數(shù)據(jù)糾紛問(wèn)題，敏感數(shù)據(jù)可能觸及單位或個(gè)人的隱私，容易產(chǎn)生糾紛。

　　當(dāng)前，對(duì)這些問(wèn)題已有一些原則性的指導(dǎo)意見(jiàn)，但還沒(méi)有明確的解決辦法。此外，除了美國(guó)等少數(shù)國(guó)家以外，全球地學(xué)界對(duì)CRS的關(guān)注還較少，重視程度明顯不夠。其原因除了對(duì)CRS還不夠了解和CRS自身尚不夠成熟以外，還與現(xiàn)今地學(xué)工作體制或機(jī)制有關(guān)。地學(xué)是一種專業(yè)性很強(qiáng)的領(lǐng)域，一般情況下非專業(yè)人員可能很難參與進(jìn)來(lái)；而CRS所需志愿者卻剛好需要具有不同專業(yè)背景的人員乃至普通公眾，因此需要打破原有的工作模式，并堅(jiān)決克服本領(lǐng)域偏見(jiàn)或其他狹隘思想。

　�。ㄗ髡呦抵袊�(guó)地質(zhì)圖書(shū)館高級(jí)工程師）

(來(lái)源:科技日?qǐng)?bào))