全球變化遙感緻力于利用現代定量遙感、地理信息系統、衛星定位系統等項技術，圍繞全球和區域變化及響應中的核心問題，開(kāi)展生态和環境變化及相互影響等多尺度時(shí)空分布評價、變化監測與趨勢模拟研究。利用遙感技術評估全球氣候變化，以及其影響是當代生态及地理科學(xué)研究的前沿課題。我國(guó)863計劃便有“面(miàn)向(xiàng)全球氣候變化的極地環境遙感關鍵技術與系統研究”等重點研究課題。美國(guó)在20世紀90年代啓動了“美國(guó)全球變化研究計劃”（United States Global Change Research Program，該計劃旨在回答“地球在如何變化？”、“地球變化對(duì)地球上的生命有什麼(me)樣(yàng)的影響？”。以該計劃遙感系統爲例，見下圖。

        該計劃的數據由一系列的遙感衛星提供。不同的衛星分别用于獲取水體、海面(miàn)、陸地、火山、植被(bèi)、大氣、雲的遙感數據。這(zhè)些數據由11個數據中心進(jìn)行獲取與分發(fā)，應用于全球氣候變化研究。

全球變化遙感研究内容

      全球變化遙感研究地球氣圈、水圈、生物圈及其相互作用等地球系統科學(xué)和全球變化研究領域中，遙感技術發(fā)揮的重要作用。尤其關注最新發(fā)展的高分辨率和全譜段遙感技術，監測全球環境變化的能(néng)力，應用定量遙感分析技術，高精度、及時(shí)地提取關鍵的響應因子和影響要素。目前主要研究遙感、地理信息系統、衛星定位系統等項技術在全球水循環、碳循環中的作用，以多源多尺度數據同化與數據模型融合理論爲基礎，以實現模型的全遙感化爲方向(xiàng)，關注地表過(guò)程模型和機理模型及其遙感化改進(jìn)。

全球變化遙感目前主要研究方向(xiàng)：

• 全球和區域遙感數據集生成(chéng)
• 環境因子遙感提取方法
• 生态變化與土地覆蓋遙感理論
• 大氣環境與水文遙感監測技術
• 基于遙感的全球變化趨勢模拟預測技術

全球變化遙感研究進(jìn)展

1）碳通量與淨初級生産力遙感模型研究

       在全球碳儲量和碳循環觀測及過(guò)程研究中，采取遙感手段，快速及時(shí)地獲取區域乃至全球範圍的陸表碳儲量和碳循環信息，實現碳儲量和碳循環研究成(chéng)果由點向(xiàng)面(miàn)的推演和擴展，形成(chéng)以面(miàn)狀信息爲基礎的完整的成(chéng)果表達，準确、及時(shí)地得到監測範圍内多時(shí)空尺度的碳儲量和碳循環的時(shí)空分布特征。

2）基于3S的流域水文模型研究

       建立了水位預報神經(jīng)網絡模型。首先根據低分辨率的雨量資料建立了6小時(shí)預報模型，并采用多種(zhǒng)方案對(duì)6小時(shí)模型進(jìn)行了分析比較，得出了有效的建模方案，然後(hòu)采用這(zhè)種(zhǒng)方案，根據高分辨率的雨量資料建立了實時(shí)預報模型，對(duì)未來3小時(shí)、6小時(shí)及9小時(shí)的水位進(jìn)行了預報。

       例如基于神經(jīng)網絡的日降雨～徑流耦合模型。首先利用簡單線性模型對(duì)日徑流量進(jìn)行初步模拟然後(hòu)再利用神經(jīng)網絡對(duì)這(zhè)一初步模拟值進(jìn)行優化調整。通過(guò)實例驗算，這(zhè)種(zhǒng)耦合模型得出了令人滿意的結果。

       開(kāi)展了利用GPS反演大氣可降水量研究，對(duì)日降雨～徑流耦合模型進(jìn)行修正，爲水位預報提供基礎信息。

       建立了基于GIS的分布式水文模型。該模型首先利用SCS模型進(jìn)行分布式産流計算然後(hòu)采用洪水擴散演進(jìn)模型進(jìn)行彙流分析。在該模型中遙感和GIS這(zhè)兩(liǎng)大先進(jìn)技術得到了充分應用。

3）痕量氣體遙感反演研究

       大氣污染是全球變化的焦點。近年來，全球大氣由于人類活動正經(jīng)曆快速變化，大氣痕量氣體及濃度随著(zhe)人類活動的發(fā)展發(fā)生了巨大的變化，各種(zhǒng)溫室氣體通過(guò)溫室效應導緻全球變暖，BrO、NOx、CH4等各種(zhǒng)痕量氣體對(duì)大氣臭氧的破壞已經(jīng)引起(qǐ)了全球大氣科學(xué)家的關注。

      大氣中痕量氣體的研究，主要包括觀測和數據分析、實驗室研究、以及模式模拟等幾個方面(miàn)，但是所有的這(zhè)些方面(miàn)研究都(dōu)有賴于穩定的、精确的、長(cháng)時(shí)間、大範圍的、系統的監測得到的痕量氣體的信息。目前，傳統的大氣痕量氣體監測主要是基于定點采樣(yàng)觀測技術去獲得數據，僅能(néng)反映取樣(yàng)點很小範圍内的空氣污染程度，而且通常定點的地面(miàn)大氣痕量氣體的觀測還(hái)要輔助化學(xué)分析儀器，分析設備複雜，費用昂貴，而且隻能(néng)得到近地面(miàn)很小區域範圍内的大氣成(chéng)分信息，在垂直梯度觀測的空間分析站點也非常有限，無法得到大氣柱總量。

       光譜遙感技術是近年來迅速發(fā)展起(qǐ)來的一門綜合性探測技術，與傳統的定點取樣(yàng)檢測法相比，它主要具有以下特點：（1） 遠距離對(duì)氣體排放物進(jìn)行實時(shí)監測；（2） 快速分析多組分混合物；（3） 無需繁瑣的取樣(yàng)手續；（4） 可獲得地面(miàn)或高空大區域三維空間數據。由于光譜遙感技術自身的優勢，它既可以進(jìn)行地基遙感，獲取定點的大氣痕量氣體的柱總量，更主要的是可以應用于衛星觀測，得到大尺度空間範圍内的痕量氣體分布，還(hái)可以細緻地得到不同大氣層，如：對(duì)流層、平流層的大氣痕量氣體信息。