遙感科學與技術院士演講人：日期:目錄01學科領域概述02關鍵技術體系03國家戰(zhàn)略貢獻04重大科研突破05學術引領作用06未來發(fā)展趨勢01學科領域概述遙感科學定義與范疇多學科交叉融合遙感科學綜合了物理學、地理學、計算機科學、環(huán)境科學等多學科理論，通過電磁波譜分析實現(xiàn)地物屬性識別與動態(tài)監(jiān)測。探測技術分類按傳感器平臺分為航天遙感（衛(wèi)星）、航空遙感（無人機/飛機）和地面遙感（固定/移動設備），覆蓋可見光、紅外、微波等全波段探測能力。應用領域擴展涵蓋國土資源調(diào)查、氣象預報、災害監(jiān)測、農(nóng)業(yè)估產(chǎn)、軍事偵察等，形成“空-天-地”一體化觀測體系。技術發(fā)展里程碑1957年人造衛(wèi)星發(fā)射21世紀高分辨率革命1972年Landsat計劃人工智能融合蘇聯(lián)Sputnik-1開啟航天遙感時代，推動遙感數(shù)據(jù)獲取從航空向太空跨越。美國發(fā)射首顆民用對地觀測衛(wèi)星，實現(xiàn)多光譜遙感數(shù)據(jù)業(yè)務化應用，奠定現(xiàn)代遙感技術基礎。WorldView系列衛(wèi)星實現(xiàn)亞米級分辨率，InSAR、LiDAR等技術突破提升三維建模精度。深度學習算法（如卷積神經(jīng)網(wǎng)絡）在影像分類、目標檢測中廣泛應用，推動遙感解譯自動化。院士核心研究方向定量遙感反演理論建立地表參數(shù)（如植被指數(shù)、土壤濕度）與電磁波特征的數(shù)學模型，解決大氣校正、混合像元分解等關鍵問題。高光譜遙感技術研發(fā)納米級光譜分辨率傳感器，實現(xiàn)礦物成分、污染物濃度等微觀信息提取，推動精準環(huán)境監(jiān)測。雷達遙感應用開發(fā)極化SAR、干涉SAR技術，突破云層和夜間觀測限制，應用于地表形變監(jiān)測（如地震、滑坡預警）。全球變化遙感監(jiān)測構建長時間序列衛(wèi)星數(shù)據(jù)集（如MODIS），研究冰川消融、城市化擴張等宏觀生態(tài)演變規(guī)律。02關鍵技術體系通過搭載多光譜、超光譜及合成孔徑雷達（SAR）等傳感器，實現(xiàn)亞米級空間分辨率的地表觀測，滿足精細農(nóng)業(yè)、城市規(guī)劃等領域的應用需求。衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)獲取高分辨率成像技術利用低軌衛(wèi)星星座和靜止軌道衛(wèi)星組合，實現(xiàn)高頻次、大范圍的地表動態(tài)監(jiān)測，支持災害應急響應和環(huán)境變化評估。動態(tài)監(jiān)測與快速響應建立輻射定標、幾何校正等預處理流程，確保原始數(shù)據(jù)的精度與一致性，為后續(xù)分析提供可靠基礎。數(shù)據(jù)標準化與質量控制多源信息融合處理多模態(tài)數(shù)據(jù)協(xié)同分析整合光學、雷達、激光雷達（LiDAR）等異構數(shù)據(jù)，通過時空配準和特征級融合，提升地物分類與目標識別的準確性。云計算與分布式處理利用高性能計算平臺處理海量遙感數(shù)據(jù)，優(yōu)化并行算法以縮短處理周期，支撐實時或近實時應用場景?？仗斓匾惑w化集成結合衛(wèi)星、無人機和地面?zhèn)鞲衅鲾?shù)據(jù)，構建多層次觀測網(wǎng)絡，實現(xiàn)全域覆蓋與局部高精度互補。智能解譯與建模深度學習與自動化解譯基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡（CNN）和Transformer架構，實現(xiàn)地物分割、變化檢測等任務的端到端智能化處理。知識驅動與物理模型結合三維重建與數(shù)字孿生融合專家規(guī)則與機器學習，構建可解釋性強的解譯模型，提升復雜場景（如城市立體結構、植被參數(shù)反演）的精度。通過傾斜攝影和點云數(shù)據(jù)處理技術，生成高保真三維場景模型，服務于智慧城市、國土測繪等領域的動態(tài)仿真與決策支持。12303國家戰(zhàn)略貢獻利用多光譜、高光譜及雷達遙感技術，實現(xiàn)對耕地、森林、礦產(chǎn)等資源的周期性監(jiān)測，為國土空間規(guī)劃與生態(tài)保護紅線劃定提供數(shù)據(jù)支撐，支撐國家“山水林田湖草沙”系統(tǒng)治理戰(zhàn)略。資源環(huán)境監(jiān)測應用國土資源動態(tài)監(jiān)測通過遙感反演大氣污染物（如PM2.5、二氧化硫）濃度、水體富營養(yǎng)化指數(shù)等，建立生態(tài)環(huán)境評價模型，服務于國家污染防治攻堅戰(zhàn)與碳中和目標。生態(tài)環(huán)境質量評估結合衛(wèi)星遙感與無人機影像，監(jiān)測作物長勢、土壤墑情及病蟲害分布，為糧食安全預警和智慧農(nóng)業(yè)提供技術保障，助力鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略。農(nóng)業(yè)估產(chǎn)與精準管理03災害預警系統(tǒng)構建02洪澇災害動態(tài)監(jiān)測通過合成孔徑雷達（SAR）實現(xiàn)全天候洪水淹沒范圍提取，集成氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)預測洪峰演進路徑，為防汛指揮決策提供實時數(shù)據(jù)支持。森林火災遙感應急響應開發(fā)基于熱紅外遙感的火點識別算法，結合GIS系統(tǒng)實現(xiàn)火勢蔓延模擬與救援路徑規(guī)劃，提升國家森林防火應急響應效率。01地質災害遙感識別利用InSAR技術監(jiān)測地表形變，結合光學遙感識別滑坡、泥石流隱患區(qū)，構建地質災害早期預警平臺，支撐應急管理部災害防治體系。國防遙感技術創(chuàng)新隱身目標探測技術多源情報融合分析高分辨率衛(wèi)星偵察技術突破亞米級光學衛(wèi)星成像與智能目標識別技術，構建軍事設施動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡，支撐國防安全與邊境管控需求。集成衛(wèi)星、無人機及地面?zhèn)鞲衅鲾?shù)據(jù)，開發(fā)戰(zhàn)場環(huán)境態(tài)勢感知系統(tǒng)，提升復雜戰(zhàn)場環(huán)境下的信息融合與決策支持能力。研發(fā)基于量子遙感與太赫茲波段的隱身裝備探測方法，突破傳統(tǒng)雷達探測局限，服務國防科技自主創(chuàng)新戰(zhàn)略。04重大科研突破新型傳感器研發(fā)高光譜成像傳感器技術突破激光雷達系統(tǒng)集成突破合成孔徑雷達（SAR）小型化創(chuàng)新通過納米級濾光片陣列和量子點材料應用，實現(xiàn)400-2500nm連續(xù)光譜覆蓋，將光譜分辨率提升至5nm，顯著提高地物識別精度，在礦產(chǎn)勘探和精準農(nóng)業(yè)領域實現(xiàn)重大應用。研發(fā)基于MEMS工藝的微型相控陣天線，使衛(wèi)星載SAR重量降低至50kg以下，同時保持0.5米分辨率，推動商業(yè)微小衛(wèi)星遙感應用發(fā)展。攻克多波長激光共軸發(fā)射技術，實現(xiàn)532nm/1064nm/1550nm三波段同步探測，植被垂直結構參數(shù)反演精度提升40%，為碳匯監(jiān)測提供新手段。多源數(shù)據(jù)協(xié)同反演框架建立基于深度學習的"衛(wèi)星-無人機-地面"三級數(shù)據(jù)融合模型，解決傳統(tǒng)單源遙感反演的不確定性問題，使葉面積指數(shù)（LAI）反演精度達到90%以上。大氣校正通用算法創(chuàng)新提出基于輻射傳輸模型與神經(jīng)網(wǎng)絡結合的RT-Net算法，實現(xiàn)復雜大氣條件下自動校正，使地表反射率產(chǎn)品精度提高30%，被納入NASA標準處理流程。時序數(shù)據(jù)重建理論突破創(chuàng)立時空張量補全理論（ST-TC），有效解決云污染導致的遙感數(shù)據(jù)缺失問題，實現(xiàn)長時間序列NDVI數(shù)據(jù)集連續(xù)重建，支持全球植被動態(tài)監(jiān)測。定量遙感反演算法全球變化研究支撐研發(fā)極軌衛(wèi)星與靜止衛(wèi)星協(xié)同觀測技術，建立南極冰流速實時監(jiān)測網(wǎng)絡，首次實現(xiàn)全南極冰蓋年際變化毫米級測量，為IPCC評估報告提供關鍵數(shù)據(jù)。極地冰蓋監(jiān)測系統(tǒng)全球碳同化系統(tǒng)構建城市熱島效應研究集成GOSAT、OCO-2等碳衛(wèi)星數(shù)據(jù)，發(fā)展4D-Var同化算法，建成首個1km分辨率全球碳通量估算系統(tǒng)，支撐《巴黎協(xié)定》履約評估。利用Landsat時序數(shù)據(jù)和新型城市地表溫度反演算法，揭示全球1000+城市熱島強度變化規(guī)律，提出基于遙感指導的城市通風廊道規(guī)劃方法。05學術引領作用學科建設推動理論體系完善院士團隊通過系統(tǒng)性研究，推動遙感科學理論框架的構建，包括電磁波與地物相互作用模型、定量遙感反演理論等，為學科發(fā)展奠定理論基礎?？鐚W科融合創(chuàng)新促進遙感與地理信息系統(tǒng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等領域的交叉融合，拓展學科邊界，例如開發(fā)深度學習驅動的遙感影像自動解譯技術。國家級平臺搭建主導建設國家重點實驗室、遙感衛(wèi)星地面接收站等基礎設施，為科研提供數(shù)據(jù)支撐與實驗環(huán)境，如高分辨率對地觀測系統(tǒng)（高分專項）的協(xié)同攻關。國際標準制定牽頭制定遙感數(shù)據(jù)采集、處理與共享的國際標準（如ISO/TC211地理信息標準），推動全球遙感數(shù)據(jù)互操作性與可比性。數(shù)據(jù)協(xié)議規(guī)范化參與定義遙感傳感器性能評價指標（如輻射分辨率、時空分辨率等），為國際衛(wèi)星載荷設計提供技術規(guī)范。技術指標體系構建主導全球碳循環(huán)遙感監(jiān)測標準，統(tǒng)一植被指數(shù)、地表溫度等關鍵參數(shù)的計算方法，支撐《巴黎協(xié)定》履約評估。氣候變化監(jiān)測框架復合型課程體系設計與航天科技集團、自然資源部等合作建立實踐基地，指導學生參與衛(wèi)星載荷研制或災害應急監(jiān)測等實際項目。產(chǎn)學研聯(lián)合培養(yǎng)機制國際學術網(wǎng)絡建設通過國際攝影測量與遙感學會（ISPRS）等平臺，選派青年學者赴海外頂尖機構（如NASAJPL）交流，提升全球視野。構建“遙感物理+算法開發(fā)+行業(yè)應用”三位一體的課程體系，開設《微波遙感原理》《遙感云計算》等前沿課程，培養(yǎng)技術交叉能力。高端人才培養(yǎng)06未來發(fā)展趨勢高分辨率衛(wèi)星技術未來高分辨率衛(wèi)星將實現(xiàn)亞米級甚至厘米級成像精度，推動遙感數(shù)據(jù)在精準農(nóng)業(yè)、城市規(guī)劃、災害監(jiān)測等領域的深度應用，滿足高精度地表觀測需求。亞米級成像能力突破多光譜與高光譜融合小型化與星座組網(wǎng)通過整合可見光、紅外、微波等多波段數(shù)據(jù)，提升地物分類與識別能力，尤其在環(huán)境監(jiān)測、礦產(chǎn)勘探等領域實現(xiàn)更高效的目標識別與分析。低軌小衛(wèi)星星座技術將大幅提升數(shù)據(jù)獲取頻次，形成全球覆蓋的實時觀測網(wǎng)絡，支持動態(tài)監(jiān)測如氣候變化、海洋環(huán)境等長周期研究。人工智能深度應用自動化影像解譯基于深度學習的語義分割、目標檢測技術將實現(xiàn)遙感影像的自動化解譯，顯著提升土地利用分類、建筑物提取等任務的效率與準確性。智能數(shù)據(jù)融合AI算法可整合多源異構數(shù)據(jù)（如衛(wèi)星、無人機、地面?zhèn)鞲衅鳎?，?yōu)化數(shù)據(jù)關聯(lián)性分析，應用于災害預警（如滑坡、洪水）的實時決策支持。邊緣計算與實時處理結合邊緣計算設備，實現(xiàn)遙感數(shù)據(jù)的在軌或近地實時處理，減少數(shù)據(jù)傳輸延遲，滿足軍事偵察、應急響應等時效性要求高的場景需求。數(shù)字孿生地球構建碳中和監(jiān)測支持通過高時