中国大科学装置出版工程（第三辑）：从天空看地球——对地观测大装置

本书为 “中国大科学装置出版工程”的第三辑中的一本，以大科学装置的建设及其科技成就为主线，用通俗易懂的语言，分3部分共11章讲述对地观测大装置（中国遥感卫星地面站、航空遥感飞机）是什么、研究什么、其中的科学原理、取得怎样的成果、对国民经济发展有何作用等内容。随文配有大量非常直观、形象的图片，并融合新媒体传播方式，在书中链接云视频，把高深的科学原理、我国科技创新的重大成果尽可能深入浅出地呈现给爱好科技的社会大众。本书聚焦世界科技前沿，反映我国大科学装置领域具有自主知识产权的重大成果，对破解创新发展科技难题，提高原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新具有重要意义。 

1986年，中国遥感卫星地面站建成，开始了陆地遥感卫星数据接收。地面站建成以来，在国土资源调查、农林普查、城市规划、环境监测、地质勘探、灾害监测、海上溢油和环球搜救等领域发挥作用，产生了巨大的社会效益、经济效益和环境效益。目前已形成“1网5站21天线”的接收能力。1984年，中国科学院引进两架“奖状”遥感飞机并投入运行，在应急监测、资源探测、遥感实验等领域屡立战功，两获“中国科学院重大科技基础设施综合运行奖”。遥感到底是什么？中国遥感卫星地面站的“1网5站21天线”是如何协同工作的？为什么地面站与遥感卫星被称为“孪生兄弟”？“奖状”遥感飞机是如何工作的？“奖状”遥感飞机获得过哪些“奖状”？本书将用通俗易懂的语言为你一一揭晓。

张兵，中国科学院特聘核心骨干研究员，中国科学院大学岗位教授，国家杰出青年科学基金获得者、“百千万人才工程”入选者、国家级有突出贡献中青年专家，中国科学院遥感与数字地球研究所副所长、中国科学院数字地球重点实验室主任。长期从事遥感技术与应用研究，发表SCI论文140余篇、EI论文120余篇，获得国家发明专利17项，著有《遥感中国》等10部学术专著。获得过国家科学技术进步二等奖。

第 一 部 分 遥感知天下第一章 遥远感知 洞悉天下 …………………………………………………………………………………………… 31 

1979年签订的中美科技合作协定，开启了在我国接收卫星遥感数据的历史篇章。中国遥感卫星地面站历经三十余年独立自主创新发展，已成为国家空间信息基础设施和技术能力先进的国际陆地观测卫星地面站网的重要成员。这本书生动介绍了中国遥感卫星地面站大科学装置的主要构成、功能与作用。对欲知卫星遥感数据由来的朋友，我热切推荐此书！――张建国（陆地观测卫星数据全国接收站网总设计师）

两架奖状遥感飞机进入中国三十余年了，作为一名老航遥人，始终珍爱它们的每一次飞行，呵护它们的每一个部件。看到本书介绍的“奖状”建设和应用历程，倍感亲切，豪情顿生。本书让人身临其境般认识了“奖状”执行的任务，感受到航空遥感的魅力。忆往昔峥嵘岁月，“奖状”飞机遥感大江南北；看未来实现中国梦想，遥感飞机继续探天测地。希望通过本书，能够吸引更多热爱航空遥感的朋友加入我们的队伍，贡献自己的力量，一起迎接航空遥感的新时代！――王尔和（中国科学院航空遥感中心原主任）

1 认识世界的得力助手遥感技术不用接触目标就能感知地物的特性，比 《西游记》中孙悟空的悬丝诊脉技术还要高超。广义的遥测技术泛指一切无接触的远距离探测，包括电磁场、力场、机械波 （声波、地震波） 等的探测。在现实应用中，基于重力、电磁力、声波、地震波等的探测都被归为物理探测的范畴。遥感指对目标进行特定电磁波谱段的成像观测，进而获取被观测对象的电磁波和图像信息。随着遥感技术的不断提升，利用遥感技术将地球作为整体进行观测研究的系统，通常称为对地观测系统。遥感器接收的能量来源可以是太阳光照射到地面后再由地表反射回天空的光能，也可以是来自遥感器本身发射到地表的电磁波，因此，太阳是遥感非常重要的一个能量源。遥感技术通常由遥感器、遥感平台、信息传输设备、数据存储装置以及数据处理与分析设备等组成。数码相机就是一个广义的遥感系统：遥感器是相机，遥感平台是拿相机的人，信息传输设备是数据线，数据存储装置是相机的存储卡，我们使用照片就是数据处理与分析的过程。当然，一个真正的遥感系统远比这复杂得多，需要借用卫星或者航天飞机 （航天遥感），飞机、飞艇或者气球 （航空遥感），以及近地表汽车和塔吊等 （地面遥感） 作为遥感平台，搭载各类特定功能的遥感器，探测和接收物体的反射波谱或发射波谱 （图1-2）。遥感器将这些电磁波按照一定的规律转换为数字信号，数字信号被接收记录后，经过一系列复杂的成像与定标处理，科研人员就可以从中提取能够反映地表结构以及物理、化学属性的有用信息，提供给不同的用户使用。当然，这些都是在数字成像技术发展之后形成的，在这之前是另外一种基于胶片的摄影过程：相机曝光—胶片感光—地面胶片冲洗—通过分析拍摄到的景物，开展专题应用。