遥感数字影像处理导论（原书第4版）/计算机科学丛书

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1.3.1 遥感观测 下面对遥感正式定义中出现的各种术语进行简单 的讨论。 1.3.1.1 遥感是艺术还是科学 科学被定义为与原理（规则）所描述的事实有关 的广泛的人类知识领域。科学家采用科学的方法发现 和检验事实与原理，这些方法是一个能解决问题的有 序系统。一般认为，能够通过科学方法和其他特殊的 思维规则来研究的任何学科都可以称之为科学。科学 包括：1）数学和逻辑学；2）自然科学，如物理学和 化学；3）生物科学，如植物学和动物学；4）社会科 学，如地理学、社会学和人类学（如图1.3a所示）。 有趣的是，有些人认为数学和逻辑学不是科学。但是 ，数学和逻辑学的知识领域对科学而言是非常有价值 的工具，因此我们不能忽视它们。人类早期关心的是 有关“多少”和“隶属”的问题，他们努力地计算、 分类、系统思考和精确描述。在许多方面，科学的发 展是由它应用数学的程度体现出来的。一门科学往往 开始于简单的数学测量，然后采用更加复杂的数学来 解释自然现象。 与数学类似，遥感也是一种工具或技术，它利用 传感器远距离测量一个目标或地理区域内的电磁辐射 ，然后用数学和统计的方法从数据中提取有价值的信 息，这便是一种科学活动。遥感可以与其他地理信息 科学（通常称其为GISiences，包括大地测量学、测 绘学、制图学和地理信息系统）共同发挥作用（如图 1.3b—d所示）。图1—3a说明了制图科学之间交互作 用的模式，没有哪一门学科是起支配作用的，当应用 于物理、生物和社会科学研究时，它们都作为知识和 智能活动中独特而又存在的交叉领域。 这些技术将来会继续取得重大进展，而且它们之 间的联系会更加紧密。例如，GIS网络分析应用就从 精确的道路网中心线数据中获益颇丰，而这些中心线 数据是由特定车辆上安装的GPS或高分辨率遥感数据 来获得的。整个产业都以高分辨率卫星和机载遥感数 据作为搜索引擎地理背景影像（如Google地球、 Google地图、Bing地图）。遥感数据的采集获益于 GPS观测技术的进步，GPS技术可以提高遥感影像及其 衍生产品的几何精度，这些产品在GIS中得到了广泛 应用。GPS技术已经给地球测绘带来了革命性的改变 ，现在x，y，z的精度都可控制在±1～±3cm。 根据科学理论，学科发展一般要经过4个典型的 阶段。Wolter（1975）认为，以遥感为例，它们有自 己的技术、方法和知识目标，基本都遵循着图1·4所 示的s型曲线或对数曲线。学科领域发展的4个阶段分 别为：第一阶段——初期成长阶段，文献方面的增量 很小；第二阶段——文献呈指数增长的阶段，出版物 数量每隔一段时间都会增多数倍；第三阶段——文献 增长率开始下降，但年总量还是在持续增长；第四阶 段——最后一个阶段，这时文献增长率趋近于零。一