第2講遙感的定義與發(fā)展簡(jiǎn)史-四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院

1、四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院授課教案第1 頁(yè)遙感的定義與發(fā)展簡(jiǎn)史1. 3 遙感的定義遙感： Remote Sensing，遙遠(yuǎn)的感知，從遠(yuǎn)處探測(cè)、感知物體或事物的 技術(shù)。遙感是 20世紀(jì) 60年代發(fā)展起來(lái)的對(duì)地觀測(cè)綜合性技術(shù)。通常有廣義 和狹義的理解。1.3.1 廣義遙感 泛指一切無(wú)接觸的遠(yuǎn)距離探測(cè)，包括對(duì)電磁場(chǎng)、力場(chǎng)、機(jī)械波(聲波、 地震波)等的探測(cè)。1.3.2 狹義遙感 應(yīng)用探測(cè)器，不與目標(biāo)相接觸，從遠(yuǎn)處把目標(biāo)的電磁波特性記錄下來(lái)， 通過(guò)分析，揭示出物體的特征性質(zhì)及其變化的綜合性探測(cè)技術(shù)。1.4 遙感發(fā)展簡(jiǎn)史無(wú)記錄的地面遙感階段( 1608-1838 )1608 漢斯李波爾賽制造了世界第一架望遠(yuǎn)鏡

2、；1609 伽利略制造了放大 3 倍的科學(xué)望遠(yuǎn)鏡，從而為觀測(cè)遠(yuǎn)距離目標(biāo)開(kāi) 辟了先河，但不能把觀測(cè)到的事物用圖像的方式記錄下來(lái)。1.4.2 有記錄的地面遙感階段( 1839-1857 ) 探測(cè)目標(biāo)的記錄與成像始于攝影技術(shù)的發(fā)明， 并與望遠(yuǎn)鏡相結(jié)合發(fā)展為 遠(yuǎn)距離攝影。1839 年，Daguarre 發(fā)表了與 Niepce 拍攝的照片， 首次成功地把拍攝到 的事物形象地記錄在膠片上；1849 年，法國(guó)人 Aime Laussedat 制定了攝影測(cè)量計(jì)劃，成為有目的有 記錄的地面遙感發(fā)展階段的標(biāo)志。1.4.3 空中攝影遙感階段( 1858-1956 ) 1858年陶納喬用系留氣球拍攝了法國(guó)巴黎的鳥(niǎo)瞰像

3、片；1860 年，J.W布萊克乘氣球升空至 630m，成功的拍攝了美國(guó)波士頓的照 片；1903年，J. 鈕布郎特設(shè)計(jì)了一種捆綁在飛鴿身上的微型相機(jī)。 這些試驗(yàn) 性的空間攝影，為后來(lái)的實(shí)用化航空攝影打下了基礎(chǔ)。1903年萊特兄弟發(fā)明了飛機(jī)，真正的促進(jìn)了航空遙感向?qū)嵱没倪~進(jìn)。1909年第一張航空像片；一戰(zhàn)期間( 1914-1918)：形成獨(dú)立的航空攝影測(cè)量學(xué)的學(xué)科體系；四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院授課教案第2 頁(yè)在第一次世界大戰(zhàn)期間，航空攝影成了軍事偵探的重要手段，并形成了 一定規(guī)模。與此同時(shí)，像片的判讀水平也大大提高。一戰(zhàn)以后，航空攝影人 員從軍事轉(zhuǎn)向商務(wù)和科學(xué)研究。美國(guó)和加拿大成立了航測(cè)公司，并分別

4、出版 了攝影測(cè)量工程及類(lèi)似性質(zhì)的刊物，專(zhuān)門(mén)介紹有關(guān)技術(shù)方法。1924年，彩色膠片出現(xiàn)，使得航空攝影記錄的地面目標(biāo)信息更為豐富； 二戰(zhàn)期間（ 1931-1945）：二戰(zhàn)中，微波雷達(dá)的出現(xiàn)及紅外技術(shù)應(yīng)用于 軍事偵查，使遙感探測(cè)的電磁波譜段得到了擴(kuò)展。彩色攝影、紅外攝影、雷達(dá)技術(shù)、多光譜攝影、掃描技術(shù)以及運(yùn)載工具 和判讀成圖設(shè)備。1.4.4 航天遙感階段（ 1957- ）1957年 10月4日，蘇聯(lián)第一顆人造地球衛(wèi)星的發(fā)射成功，標(biāo)志著人類(lèi) 從空間觀測(cè)地球和探索宇宙奧秘進(jìn)入了新紀(jì)元。 此后，1959年 9 月美國(guó)發(fā)射 了“先驅(qū)者 2號(hào)”探測(cè)器拍攝了地球云圖。 1959年 10月蘇聯(lián)的“月球 3號(hào)” 航

5、天器拍攝了月球背面的照片。1960年美國(guó)發(fā)射 TIROS-1和 NOAA-1太陽(yáng)同步氣象衛(wèi)星，開(kāi)始真正從航 天器上對(duì)地球進(jìn)行長(zhǎng)期探測(cè)。20世紀(jì) 60 年代：美國(guó)發(fā)射了 TIROS、ATS、ESSA等氣象衛(wèi)星和載人宇宙 飛船；1972 年 ：發(fā) 射了地球資源技術(shù) 衛(wèi)星 ERTS-1（后 改名為 Landsat Landsat-1 ），裝有 MSS感器，分辨率 79 米；1982年 Landsat-4 發(fā)射，裝有 TM傳感器，分辨率提高到 30米； 1986年法國(guó)發(fā)射 SPOT-1，裝有 PAN和 XS遙感器，分辨率提 10 米； 1999年美國(guó)發(fā)射 IKNOS，空間分辨率提高到 1 米； 真正從

6、航天器上對(duì)地球進(jìn)行長(zhǎng)期探測(cè)是從 1960 年美國(guó)發(fā)射 TIROS-1 和 NOAA-1太陽(yáng)同步氣象衛(wèi)星開(kāi)始。此外，多宗探測(cè)技術(shù)的集成日趨成熟， 如雷達(dá)、多光譜成像與激光測(cè)高、GPS的集成可以同時(shí)取得經(jīng)緯度坐標(biāo)和地面高程數(shù)據(jù)，用于實(shí)時(shí)測(cè)圖。 總之，隨著遙感應(yīng)用向廣度和深度發(fā)展，遙感探測(cè)更趨于實(shí)用化、商業(yè) 化和國(guó)際化。遙感平臺(tái)趨于多樣化，傳感器的探測(cè)波段范圍不斷延伸，從單一譜段向 多譜段發(fā)展，波段的分割越來(lái)越精細(xì)；隨著數(shù)字成像技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖像處理 技術(shù)的迅速發(fā)展，眾多的傳感器和日益增長(zhǎng)的大量探測(cè)數(shù)據(jù)，使得信息處理 更為重要，大容量、高速度的計(jì)算機(jī)與功能強(qiáng)大的專(zhuān)業(yè)圖像處理軟件的結(jié)合 成為主流， PC

7、I、ERDA、S ENVI、ER-MAPPE和R IDRISI 等商品化軟件被廣大用 戶(hù)所熟知；遙感的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院 授課教案 第3 頁(yè)1.4.5 遙感的發(fā)展趨勢(shì)1）遙感平臺(tái)越來(lái)越豐富，已進(jìn)入商業(yè)化階段。2）空間分辨率越來(lái)越高：隨著高空間分辨力新型傳感器的應(yīng)用，遙感 圖像空間分辨率從 1km、500m、 250m、80m、30m、20m、10m、5m發(fā)展到 1m、 0.5m, 軍事偵察衛(wèi)星傳感器可達(dá)到 15cm 或者更高的分辨率?？臻g分辨率的 提高，有利于分類(lèi)精度的提高， 但也增加了計(jì)算機(jī)分類(lèi)的難度。3）光譜分辨率越來(lái)越高：高光譜遙感的發(fā)展，使得遙感波段寬度從早 期的 0

8、.4 m（黑白攝影） 、0.1 m（多光譜掃描 ）到5nm（成像光譜儀 ），遙感器 波段寬度窄化，針對(duì)性更強(qiáng)，可以突出特定地物反射峰值波長(zhǎng)的微小差異； 同時(shí)，成像光譜儀等的應(yīng)用，提高了地物光譜分辨力，有利于區(qū)別各類(lèi)物質(zhì) 在不同波段的光譜響應(yīng)特性。4）時(shí)間分辨率提高：大、中、小衛(wèi)星相互協(xié)同，高、中、低軌道相結(jié) 合，在時(shí)間分辨率上從幾小時(shí)到 18 天不等，形成一個(gè)不同時(shí)間分辨率互補(bǔ) 的系列；5）2D 到 3D的測(cè)量：機(jī)載三維成像儀和干涉合成孔徑雷達(dá)的發(fā)展和應(yīng) 用，將地面目標(biāo)由二維測(cè)量為主發(fā)展到三維測(cè)量。7）遙感分析由定性到定量發(fā)展：遙感分析技術(shù)從“定性”向“定量” 轉(zhuǎn)變，定量遙感成為遙感應(yīng)用發(fā)展的

9、熱點(diǎn)。8）RS信息處理手段越來(lái)越豐富：軟件平臺(tái)越來(lái)越多 （ERDAS IMAGIN、E ENVI、PCI、eCognition 、ER Mapper等） ；智能化遙感信息提取技術(shù)的建立 適用于遙感圖像自動(dòng)解譯的專(zhuān)家系統(tǒng)， 逐步實(shí)現(xiàn)遙感圖像專(zhuān)題信息提取自動(dòng) 化；各種新型高效遙感圖像處理方法和算法將被用來(lái)解決海量遙感數(shù)據(jù)的處 理、 校正、融合和遙感信息可視化。9）RS應(yīng)用越來(lái)越普及，由早期的軍事和科研應(yīng)用，現(xiàn)已普及到民用領(lǐng) 域，商業(yè)化的遙感影像是應(yīng)用的助推器。1.4.6 我國(guó)遙感發(fā)展歷史（1）國(guó)內(nèi)遙感發(fā)展歷史1950 年代組建專(zhuān)業(yè)飛行隊(duì)伍，開(kāi)展航攝和應(yīng)用；1970年4月 24日，第一顆人造地球衛(wèi)星

10、“東方紅 1號(hào)”； 1975年11月 26日，返回式衛(wèi)星，得到衛(wèi)星像片； 80年代空前活躍，六五計(jì)劃遙感列入國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目； 1988年9月 7日中國(guó)發(fā)射第一顆 “風(fēng)云 1號(hào)”氣象衛(wèi)星； 1999年10月 14日中國(guó)成功發(fā)射資源衛(wèi)星； 之后進(jìn)入快速發(fā)展期 - 衛(wèi)星、載人航天、探月工程等（2）國(guó)內(nèi)主要遙感機(jī)構(gòu)四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院 授課教案 第4 頁(yè)中國(guó)國(guó)土資源航空物探遙感中心、中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所 （簡(jiǎn)稱(chēng)遙感地球所） 、國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心（簡(jiǎn)稱(chēng) “衛(wèi)星中心 ”）、核工業(yè)航 測(cè)遙感中心、天津中科遙感信息技術(shù)有限公司 ChinaRS Geoinformatics Co.,Ltd，簡(jiǎn)

11、稱(chēng) “中科遙感”（3）國(guó)內(nèi)主要遙感期刊 期刊：遙感學(xué)報(bào)、遙感技術(shù)與應(yīng)用、國(guó)土資源遙感、遙感信息、測(cè)繪學(xué) 報(bào)、測(cè)繪科學(xué)1.4.7 攝影測(cè)量與遙感的結(jié)合 遙感技術(shù)對(duì)攝影測(cè)量學(xué)的沖擊和作用首先在于它打破了攝影測(cè)量學(xué)長(zhǎng) 期以來(lái)過(guò)分局限于測(cè)繪物體形狀與大小等數(shù)據(jù)的幾何處理， 尤其是航空攝影 測(cè)量長(zhǎng)期以來(lái)只偏重于測(cè)制地形圖的局面。遙感技術(shù)為攝影測(cè)量提供了多種數(shù)據(jù)源， 從而擴(kuò)大了攝影測(cè)量的應(yīng)用領(lǐng) 域：（1）框幅式光學(xué)攝影機(jī)：黑白（傳統(tǒng)）（2）框幅式光學(xué)攝影機(jī)：彩色、彩紅外（3）條帶是光學(xué)攝影機(jī)：縫隙、全景（4）光機(jī)掃描儀：紅外、多光譜、高光譜（5）CCD掃描儀：線陣列、面陣列（6）合成孔徑雷達(dá)： SAR、InSAR 攝影測(cè)量成熟的理論與方法對(duì)遙感技術(shù)起推動(dòng)作用：（1）解析攝影測(cè)量理論可以用于遙感圖像的高精度幾何定位與幾何校 正；（2）數(shù)字影像匹配理論可以用于多源、多時(shí)相、多分辨率遙感影像的 融合和幾何配準(zhǔn)