(完整版)遙感平臺(tái)波段設(shè)計(jì)及應(yīng)用

1、日期：匯報(bào)人：目前主要遙感平臺(tái)、波段設(shè)計(jì)、應(yīng)用218 廣義：遙遠(yuǎn)的感知，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)。遙感狹義：是應(yīng)用探測(cè)儀器，不與探測(cè)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遙感平臺(tái)2遙感的波段設(shè)計(jì)3遙感的應(yīng)用目錄 CONTENTS遙感平臺(tái)遙感中搭載傳感器的工具。分類：據(jù)地面的高度分：地面平臺(tái)、航空平臺(tái)和航天平臺(tái)?；咎卣鳎?不同的平臺(tái)觀察范圍、負(fù)荷重量、運(yùn)行特征等不同不同比例尺、不同分辯率的遙感資料和圖像。高度0.75-2m；對(duì)各種地物的波譜特性進(jìn)行地面攝影 三腳架高度6-10

2、m或更高；用于測(cè)定固定目標(biāo)和進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)遙感塔高度可變化；測(cè)定地物波譜特性，可攜帶多種傳感器，并可攜帶數(shù)據(jù)處理設(shè)備；遙感船還可實(shí)現(xiàn)海底監(jiān)測(cè) 遙感車、船地面平臺(tái)與地面或水面接觸，近距離遙感,0-100m一、遙感平臺(tái)地面平臺(tái)航空平臺(tái)高度30km特點(diǎn)：飛行高度低； 影像分辨率高； 靈活、不受地面條件限制； 調(diào)查周期短； 資料回收方便等。一、遙感平臺(tái)航空平臺(tái)飛 機(jī)氣 球無(wú)人機(jī)低空平臺(tái)飛機(jī)最廣泛 高度：2000米以內(nèi)的對(duì)流層； 機(jī)型：一般飛機(jī)、偵察機(jī)、直升機(jī)（常用）中空平臺(tái) 高度：20006000米 機(jī)型：多為輕型飛機(jī)高空平臺(tái) 高度：12000 30000米，對(duì)流層頂部 機(jī)型：重型飛機(jī)、輕型高空飛機(jī)、無(wú)

3、線電遙控飛機(jī) 一、遙感平臺(tái)航空平臺(tái) 低空氣球 高空氣球氣球價(jià)格低廉操作簡(jiǎn)單高度：150km；特點(diǎn)：平臺(tái)高、視野開闊、觀測(cè)范圍大、效率高 實(shí)現(xiàn)宏觀、綜合、動(dòng)態(tài)、快速觀測(cè)特點(diǎn)：空間分辨率高應(yīng)用：資源詳查、軍事偵察高度：150 350km壽命：幾天至幾十天特點(diǎn)：應(yīng)用廣應(yīng)用：對(duì)地觀測(cè)，如陸地觀測(cè)、海洋觀測(cè)、氣象觀測(cè)等高度：350 1800km 壽命：3 5年特點(diǎn)：時(shí)間分辨率高、 監(jiān)測(cè)范圍廣應(yīng)用：通信、氣象觀測(cè)、地面動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，如火山、地震等。高度：36000km左右 壽命：更長(zhǎng)低高度、短壽命衛(wèi)星中高度、長(zhǎng)壽命衛(wèi)星高高度、長(zhǎng)壽命衛(wèi)星人造衛(wèi)星一、遙感平臺(tái)航天平臺(tái) 環(huán)境衛(wèi)星：以研究地球環(huán)境和調(diào)查資源為目的的人

4、造地球衛(wèi)星。 環(huán)境衛(wèi)星的主要任務(wù)：定期提供全球或局部地區(qū)的環(huán)境信息，為環(huán)境研究和 資源調(diào)查提供衛(wèi)星觀察數(shù)據(jù)。 根據(jù)環(huán)境衛(wèi)星研究對(duì)象劃分： 氣象衛(wèi)星以探測(cè)大氣和地表環(huán)境為重點(diǎn) 如NOAA-AVHRR、風(fēng)云氣象衛(wèi)星 陸地衛(wèi)星（地球資源衛(wèi)星）陸地環(huán)境和資源為重點(diǎn) 如Landsat、MODIS、SPOT等 海洋衛(wèi)星海洋為重點(diǎn) 如SeaStar、GeoSAT、海洋一號(hào)、二號(hào)等一、遙感平臺(tái)航天平臺(tái)思考遙感衛(wèi)星相片和當(dāng)前流行的無(wú)人機(jī)航拍相片有什么不同？?jī)烧吒饔袃?yōu)勢(shì)；互相之間不是替代的關(guān)系，而是互補(bǔ)；衛(wèi)星能讓人換個(gè)角度看地球。1遙感平臺(tái)2遙感的波段設(shè)計(jì)3遙感的應(yīng)用目錄 CONTENTS遙感波段設(shè)計(jì)光譜分辨率可

5、使用波段波段選取依據(jù)地物的反射波譜特性曲線常用波段產(chǎn)品實(shí)例常用的landsat5的TM影像遙感的波段設(shè)計(jì)大氣窗口光譜分辨率:指遙感器接受目標(biāo)輻射時(shí)能分辨的最小波長(zhǎng)間隔。間隔越小，分辨率越高。遙感影像光譜分辨率越高，專題研究的針對(duì)性越強(qiáng)，對(duì)物體的識(shí)別精度越高，遙感應(yīng)用分析的效果也就越好。所選用的波段數(shù)量的多少、各波段的波長(zhǎng)位置、及波長(zhǎng)間隔的大小，這三個(gè)因素共同決定光譜分辨率。波段設(shè)計(jì)原因 大氣窗口決定了遙感傳感器的波段選擇。 太陽(yáng)輻射在到達(dá)地面之前穿過(guò)大氣層，大氣折射只是改變太陽(yáng)輻射的方向，并不改變輻射的強(qiáng)度。但是大氣反射、吸收和散射的共同影響卻衰減輻射強(qiáng)度，剩余部分才為透射部分。不同電磁波段通

6、過(guò)大氣后衰減的程度是不一樣的，因而遙感所能夠使用的電磁波是有限的。有些大氣中電磁波透過(guò)率很小，甚至完全無(wú)法透過(guò)電磁波，稱為“大氣屏障”；反之，有些波段的電磁輻射通過(guò)大氣后衰減較小，透過(guò)率較高，對(duì)遙感十分有利，這些波段通常稱為“大氣窗口”。大氣窗口微波窗口，分為毫米波、厘米波、分米波，能穿透云層、植被及一定厚度的冰和土壤，具有全天候的工作能力，因而越來(lái)越受到重視。1.0mm1m熱紅外窗口，所探測(cè)的信息主要反映地物的發(fā)射率及溫度。814微米屬于中紅外波段，用來(lái)探測(cè)高溫目標(biāo)，例如森林火災(zāi)、火山、核爆炸等。3.55.0微米屬于近紅外波段，主要應(yīng)用于地質(zhì)遙感。1.32.5微米包括全部可見(jiàn)光波段、部分紫外

7、波段和部分近紅外波段，是遙感技術(shù)應(yīng)用最主要的窗口之一。0.301.15微米可以用做遙感的大氣窗口地物的光譜特性 遙感之所以能夠根據(jù)收集到的電磁波來(lái)判斷地物目標(biāo)和自然現(xiàn)象，是因?yàn)橐磺形矬w，由于其種類、特征和環(huán)境條件的不同，而具有完全不同的電磁波的反射或發(fā)射輻射特征。 充分掌握遙感對(duì)象的光譜特性才能為傳感器設(shè)計(jì)提供最佳波段選擇，所謂最佳波段就是最能識(shí)別（或區(qū)分）所感興趣地物的波長(zhǎng)范圍。地物的反射波譜特性 地球的能源主要來(lái)源于太陽(yáng)，太陽(yáng)是被動(dòng)遙感最主要的輻射源。傳感器從空中或空間接收地物反射的電磁波，主要是來(lái)自太陽(yáng)輻射的一種轉(zhuǎn)換形式。 地物的反射波譜特性：反射波譜是某物體的反射率(或反射輻射能)隨波

8、長(zhǎng)變化的規(guī)律，以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，反射率為縱坐標(biāo)所得的曲線即稱為該物體的反射波譜特性曲線。最佳波段選擇項(xiàng)目一項(xiàng)目三項(xiàng)目二項(xiàng)目四地物的反射波譜特性 在遙感中，測(cè)量地物的反射波譜特性曲線，是選擇遙感波普段、沒(méi)計(jì)遙感儀器的依據(jù)常用波段 在滿足大氣窗口的條件下的遙感光譜通道：遙感波段設(shè)計(jì)實(shí)例 常用的landsat5的TM影像：多通道遙感影像，它有7個(gè)波段。在不同的波段，地物會(huì)有不同的反射率，可以作為地物分類的一個(gè)依據(jù)。 TM7個(gè)波段常用波段3個(gè)可見(jiàn)光波段（1，2，3）；兩個(gè)中紅外波段（5，7），相關(guān)性很高，這些波段中的信息中有相當(dāng)大的重復(fù)性或冗余性。第4和6波段與其他波段相關(guān)性低，具有很好的獨(dú)立性；第5個(gè)

9、波段包含的地物信息最豐富。真彩色合成即 3、2、1 波段分別賦予紅、綠、藍(lán)色，則獲得自然彩色合成圖像，圖像的色彩與原地區(qū)或景物的實(shí)際色彩一致，適合于非遙感應(yīng)用專業(yè)人員使用。標(biāo)準(zhǔn)假彩色合成即 4、3、2 波段分別賦予紅、綠、藍(lán)色，獲得圖像植被成紅色，由于突出表現(xiàn)了植被的特征，應(yīng)用十分的廣泛，而被稱為標(biāo)準(zhǔn)假彩色。 遙感波段設(shè)計(jì)實(shí)例 常用的landsat5的TM影像：多通道遙感影像，它有7個(gè)波段。在不同的波段，地物會(huì)有不同的反射率，可以作為地物分類的一個(gè)依據(jù)。 1遙感平臺(tái)2遙感的波段設(shè)計(jì)3遙感的應(yīng)用明年工作計(jì)劃目錄 CONTENTS遙感信息提供了全球或大區(qū)域精確定位的高頻度宏觀環(huán)境影像。它擴(kuò)大了人們

10、的視野，從可見(jiàn)光發(fā)展到紅外、微波等波譜范圍，加深了人們對(duì)生態(tài)環(huán)境的了解。在遙感與地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)上建立的數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)了空間和時(shí)間轉(zhuǎn)移，在空間上由野外轉(zhuǎn)入室內(nèi)，在時(shí)間上從過(guò)去、現(xiàn)在的研究發(fā)展到三維空間上定量地預(yù)測(cè)未來(lái)。前 言3.1 地質(zhì)遙感3.2 水體遙感3.3 植被遙感3.4 土壤遙感3. 遙感應(yīng)用3.1 地質(zhì)遙感 地質(zhì)遙感的任務(wù)是通過(guò)遙感影像的解譯確定一個(gè)地區(qū)的巖石性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造，分析構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的狀況為地質(zhì)制圖等服務(wù)。其中，巖性和地質(zhì)構(gòu)造的識(shí)別是遙感地質(zhì)解譯的基礎(chǔ)。3.1.1 巖性識(shí)別3.1.2 地質(zhì)構(gòu)造3.1.1 巖性識(shí)別識(shí)別標(biāo)志：色調(diào)、形狀、植被、水系。巖石的反射光譜特征： 與巖石本身的

11、礦物成分和顏色密切相關(guān)； 受組成巖石的礦物顆粒大小和表面糙度； 巖石表面濕度； 巖石表面風(fēng)化程度的影響。 沉積巖本身沒(méi)有特殊的反射光譜特征，結(jié)合其空間特征及出露條件來(lái)識(shí)別。 沉積巖最大的特點(diǎn)是具有成層性。 3.1 地質(zhì)遙感3.1 地質(zhì)遙感巖漿巖呈團(tuán)塊狀和短的脈狀，與沉積巖在形狀結(jié)構(gòu)上明顯不同。侵入巖的色調(diào)與形態(tài)噴出巖的錐狀形態(tài)由巖漿巖和沉積巖變質(zhì)而來(lái)的變質(zhì)巖，都保持了原始巖類的特征，因而與原始母巖的特征相似。3.1 地質(zhì)遙感水平構(gòu)造傾斜構(gòu)造斷裂褶皺3.1 地質(zhì)遙感3.1.2 地質(zhì)構(gòu)造3.2 水體遙感水體光譜特征遙感器所接受的輻射包括水面反射光、懸浮物反射光、水底反射光和天空散射光。不同水體的水

12、面性質(zhì)、水中懸浮物的性質(zhì)和數(shù)量、水深和水底特性的不同，傳感器上接收的反射光譜特性存在差異，為遙感探測(cè)水體提供了基礎(chǔ)。可見(jiàn)光范圍內(nèi)：水體反射率總體上比較低，一般在4%-5%；隨著波長(zhǎng)增大逐漸降低；藍(lán)綠光波段（450-520nm，520-600nm）；近紅外波段，水體對(duì)該波段幾乎全吸收水體光譜特征3.2 水體遙感3.2 水體遙感3.2.1 水體界線的確定可見(jiàn)光范圍內(nèi)，水體的反射率總體上比較低，因此，在近紅外圖像上，清澈的水體呈黑色。區(qū)分水陸界線，應(yīng)當(dāng)選擇近紅外波段的影像。水體在微波1mm30cm范圍內(nèi)的發(fā)射率較低，因此在雷達(dá)圖像上，水體呈黑色。也可用雷達(dá)影像確定洪水淹沒(méi)的范圍。3.2.2 水體懸浮

13、物的確定 比如：泥沙的確定渾濁水體的反射光譜曲線整體高于清水；波譜反射峰值向長(zhǎng)波方向移動(dòng)（“紅移”）；3.2 水體遙感隨著懸浮泥沙濃度的加大，可見(jiàn)光對(duì)水體的透射能力減弱，反射能力加強(qiáng)；波長(zhǎng)較短的可見(jiàn)光，如藍(lán)光和綠光對(duì)水體的穿透力較強(qiáng)，可反映出水面下一定深度的泥沙分布狀況。3.2 水體遙感水體懸浮物信息提取3.2.3 水溫的探測(cè)白天水體增溫慢，在遙感影像上表現(xiàn)為熱紅外波段輻射低，為暗色調(diào)；夜晚水溫高于周圍地物，發(fā)射輻射強(qiáng)，在熱紅外影像上呈高輻射區(qū)，為淺色調(diào)。3.2 水體遙感3.2.4 水體污染的探測(cè)水體污染物濃度大且使水色顯著地變黑、紅、黃等，與背景水色有較大差異時(shí)，在可見(jiàn)光波段的影像上可識(shí)別出

14、來(lái)。水體高度富營(yíng)養(yǎng)化，受到嚴(yán)重的有機(jī)污染，浮游生物濃度高，可在近紅外波段影像上識(shí)別出來(lái)。水體受到熱污染，與周圍水體有明顯溫差，可在熱紅外波段影像上被識(shí)別。水上油溢污染可使紫外波段和近紅外波段的反射率增高，可被探測(cè)出來(lái)。3.2 水體遙感3.2.5 水深的探測(cè)藍(lán)光波段對(duì)平靜、清澈的水體有較大的透射能力，并且水底反射波也較強(qiáng)，此時(shí)藍(lán)光波段影像上的灰度可反映水深。3.2 水體遙感3.3 植被遙感植被遙感應(yīng)用目的：確定植被分布確定植被類型確定植被長(zhǎng)勢(shì)估算植被生物量不同植物類型的區(qū)分植物物候期差異葉子的組織結(jié)構(gòu)、色素光譜特征海綿組織：對(duì)近紅外波段強(qiáng)烈反射，草本植物闊葉數(shù)針葉樹植物生態(tài)條件溫度、水分、土壤、地貌條件高分辨率遙感影像植物頂部和部分側(cè)影的形狀、陰影、群落結(jié)構(gòu)3.3 植被遙感思考：大面積農(nóng)作物的產(chǎn)量估值3.