“千里眼”是中國的一個神話人物,，人們常把高分辨率航天相機比喻成千里眼,。其實，航天用的可見光遙感相機,，從原理上講,，和我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫恼障鄼C沒有本質(zhì)的區(qū)別,。理論上講，加長焦距,，加大通光口徑,，就可以提高相機的成像分辨率和成像清晰度。但是,，要在幾百乃至上千千米的距離上獲得高清晰度的地面照片,，就不是件容易的事了。現(xiàn)代先進的航天遙感相機,，焦距都在幾米到十幾米,，通光口徑很大，幾米粗的主鏡頭就像大炮筒子,。制造這類龐然大物,需要眾多現(xiàn)代高科技的完美結(jié)合,，包括光學(xué),、材料、器件,、電子學(xué)和高精密的制造工藝等,，因此是一個國家高科技水平的象征。
說航天可見光相機是千里眼,，但它還有看不到的“盲區(qū)” ,。
比如說，被觀測目標(biāo)處在陰暗處,，被云,、霧、偽裝物遮擋,，或者是在黑夜等,，由于沒有光照或光照不足，可見光相機都會看不到,。其實,，真正能夠像神話人物“千里眼”一樣，站在空中就能看到“姜子牙辦公桌”的,，是現(xiàn)代光譜遙感和微波遙感技術(shù),，那才是入木三分的千里眼。如今,，形形色色的空間遙感器已經(jīng)成為載人航天應(yīng)用的重要技術(shù)裝備,，形成了一個龐大的空間遙感器家族。
?。?）什么是光譜太陽給地球帶來光和熱,，地球上的萬物在吸收太陽能量的同時，其物理,、化學(xué)和生物運動過程時時刻刻都在反射和輻射出光和熱,。人們通過眼睛接收到物體反射的光線，就能感知到物體的表面形態(tài),，但是人眼無法感知物體反射或輻射的全部光線,，只能夠感知光的一部分，這部分光就被稱為“可見光” ,。普通照相機的基本原理,，就是利用這些能夠看見的光線，將物體成像于照相底片上,。顯然,，那些人眼無法看見的，同樣含有大量信息的光線卻無法獲取,。
現(xiàn)代物理學(xué)研究證明,，光實際上是一種電磁輻射,，光、無線電波和射線,，它們之間的區(qū)別僅僅是波長不同,，或者是光子的能量不同。物理學(xué)上把波長大于0.1毫米的電磁波劃為無線電波波段,，把0.1毫米到0.76微米的電磁波稱為紅外波波段,，0.76～0.38微米稱為可見光波段，0.38微 米到50埃（1埃=10-10 米）稱為紫外波段,，再往下就是X射線（50～0.04埃）和射線（0.04～0.001 1埃）,。由此看出，可見光僅僅是全頻譜電磁波當(dāng)中的一部分,，一張普通的可見光照片,，無法全面反映被觀測物體的全部信息。事實上,，隨著被觀測對象形態(tài)變化,、物質(zhì)成分、組織結(jié)構(gòu),、生長發(fā)育的不同,，反射或 輻射的光譜（即各種波長能量）是不同的，有 時甚至是變化的,。針對這一現(xiàn)象,，早在20世紀(jì)50年代,，就有科學(xué)家提出利用光譜探測來收集被觀測物體的全部信息,。20世紀(jì)70～80年代，隨著光電子技術(shù)的突破和應(yīng)用,，各類光譜探測設(shè)備相繼問世,，光譜才真正成為能夠被人類利用的資源。
?。?）什么是光譜探測技術(shù)光譜探測就是采用現(xiàn)代分光技術(shù),，把物體反射或輻射的光分成多個譜段接收，并轉(zhuǎn)換成電子信號予以記錄,，對所獲取的遙感信息,，利用積累的知識，來判斷該物體物理,、化學(xué)乃至生物特征,。例如，對于一個物體,，哪怕是在沒有陽光的黑夜,，只要能夠探測到它的紅外輻射及變化,，就可以顯示出它的形態(tài)和溫度變化情況。如果該物體中含有某種物質(zhì)成分,，那么它在某些特征頻譜上就會有較強的輻射,。獲得了該物體的特征譜線，
就能夠精細(xì)識別被觀測物體的組成和性質(zhì),。
成像型光譜探測設(shè)備與一般可見光相機的區(qū)別,，就在于它是一種圖譜合一的探測器，其突出優(yōu)點是能夠獲得一般可見光相機無法觀測到或無法分離的信息,。實際應(yīng)用中,，一臺光譜探測器能夠?qū)讉€、幾十個甚至數(shù)百個感興趣的單獨譜段或連續(xù)譜段進行成像探測,，以獲取更豐富的物體信息,。在處理這些信息時，譜儀獲得的遙感圖像以針對某項特殊用途,，單獨提取一個譜段的信息,，也可以把多個波段的信息疊合起來綜合分析或成像。根據(jù)需要,，光譜遙感既可以用于較小范圍的精細(xì)探測,， 也可以用于宏觀的大范圍全景探測。
利用載人飛船軌道高,、視場范圍大的優(yōu)勢和光譜探測設(shè)備的強大功能進行對地觀測,，可以精細(xì)地感知地球上的各種細(xì)節(jié)，例如陸地的土壤成分和含水量,、土地沙漠化程度,、礦產(chǎn)資源分布、森林植被,、農(nóng)作物生長態(tài)勢及產(chǎn)量估計,、江河湖海的泥沙淤積、水質(zhì)污染變化,、地球低層大氣運動,、云層變化、空氣質(zhì)量及環(huán)境污染等,。同樣,，光譜探測技術(shù)也可以用于部分 空間環(huán)境、空間物理和空間天文研究領(lǐng)域,。
?。?）微波遙感的特點微波遙感是20世紀(jì)后期發(fā)展起來的新一代先進航天遙感技術(shù)。
1888年，物理學(xué)家赫茲發(fā)現(xiàn)了電磁波,，為無線電通信開辟了道路,。19世紀(jì)末無線電的發(fā)送、接收技術(shù)和20世紀(jì)初電子管的發(fā)明,，帶來了20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的突飛猛進,。20世紀(jì)80年代微波遙感技術(shù)的出現(xiàn)，使人類在利用電磁波無線電頻段遙感上實現(xiàn)了重大跨越,。
地球上各種物體對外來的微波信號會產(chǎn)生反射,，而且物體本身也具有微波輻射能力。微波遙感就是通過探測物體對微波的反射或自身的微波輻射,，來感知物體形態(tài)和結(jié)構(gòu)組織的,。
由于微波具有很好的穿透能力，故具有全天候,、全天時的特點,，不受云層、 濃霧等天氣的影響,，也不受日夜光照條件變化的限制,。這些特點正好彌補了光學(xué)遙感器的缺點，因此成
為航天遙感器的新寵和各國競相開發(fā)研究的熱點,。
根據(jù)工作原理的不同,，微波遙感設(shè)備可以分為兩大類，一類是主動遙感器,，即探測設(shè)備主動發(fā)射微波信號,，然后再接收被探測目標(biāo)反射或散射的信號來感知被探測目標(biāo)，其工作原理類似大家熟知的雷達(dá),。另一類是被動遙感器,，其工作原理類似于光譜探測設(shè)備，即采用高靈敏度的微波接收技術(shù),，接收目標(biāo)本身微弱的微波輻射信號,。目前世界上的主動微波遙感器有微波散射計,、微波高度計,、合成孔徑雷達(dá)（SAR）和真實孔徑雷達(dá)等，被動遙感器主要是微波輻射計,。