第一章緒論和遙感概述

土地遙感主講教師：李艷副教授聯(lián)系方式iyan522@浙江大學(xué)土地管理系本科生課程前言：教學(xué)要求上課認(rèn)真聽(tīng)講，記筆記，有不懂的地方及時(shí)提問(wèn)或課后查閱資料。認(rèn)真完成實(shí)習(xí)作業(yè)并按時(shí)上交，成績(jī)將記入總分。認(rèn)真完成課后作業(yè)。能自覺(jué)閱讀課后參考書(shū)目。成績(jī)：60%考試+30%實(shí)驗(yàn)+10%課堂前言：教學(xué)主要內(nèi)容遙感概念及遙感技術(shù)系統(tǒng)遙感的物理基礎(chǔ)航空攝影和航空像片航空像片的判讀衛(wèi)星影像及信息的提取遙感圖像的計(jì)算機(jī)處理前言：教學(xué)目標(biāo)掌握遙感的概念、遙感的原理與方法、遙感的技術(shù)系統(tǒng)。掌握常用遙感數(shù)據(jù)的特征和應(yīng)用、信息提取的方法。了解遙感信息的應(yīng)用（國(guó)土、海洋、氣象、資源環(huán)境監(jiān)測(cè)等）。前言：參考書(shū)目梅安新等.遙感導(dǎo)論.北京：高等教育出版社，2002彭望琭等.遙感概論.北京：高等教育出版社，2003胡著智等.遙感技術(shù)與地學(xué)應(yīng)用.南京：南京大學(xué)出版社，2001遙感學(xué)報(bào)(1997～)遙感技術(shù)與應(yīng)用（2000～）國(guó)土資源遙感（2000～）遙感導(dǎo)論

第一章緒論及遙感概述第二章遙感的物理基礎(chǔ)第三章遙感傳感器與成像原理第四章遙感圖像處理第五章遙感圖像目視解譯與制圖第六章遙感影像計(jì)算機(jī)解譯第七章遙感影像地學(xué)分析與應(yīng)用第八章3S技術(shù)應(yīng)用

第一章遙感—碧空慧眼

本章提要(…)

§1

遙感概念

§2

遙感的特性

§3

遙感的過(guò)程及技術(shù)系統(tǒng)

§4

遙感的平臺(tái)

§5

遙感的類型

§6

遙感的發(fā)展與應(yīng)用領(lǐng)域

本章主要介紹遙感概念、遙感的特點(diǎn)、遙感數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)類型、遙感數(shù)據(jù)的應(yīng)用以及遙感技術(shù)的發(fā)展。

遙感技術(shù)是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的一門綜合性探測(cè)技術(shù)。遙感技術(shù)與現(xiàn)代物理學(xué)、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)學(xué)和地理學(xué)密切相關(guān)。遙感技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，成為地球環(huán)境資源的調(diào)查和規(guī)劃不可缺少的有效手段。遙感：不與目標(biāo)物接觸，憑借其發(fā)來(lái)的某些信息，識(shí)別目標(biāo)（廣義的概念）遙感：在遠(yuǎn)離被測(cè)物體或現(xiàn)象的位置上，使用一定的儀器設(shè)備，接收、記錄物體反射或發(fā)射的電磁波信息，經(jīng)過(guò)對(duì)信息的傳輸、加工處理及分析與解譯，對(duì)物體及現(xiàn)象的性質(zhì)及其變化進(jìn)行探測(cè)和識(shí)別的理論與技術(shù)（狹義的概念）。

§1遙感（remotesensing）的概念

利用傳感器在高空獲得地表的電磁波信息

§1遙感的概念

什么是傳感器？傳感器是收集、量測(cè)和記錄遙遠(yuǎn)目標(biāo)的信息的儀器，是遙感技術(shù)系統(tǒng)的核心。傳感器一般由信息收集、探測(cè)系統(tǒng)、信息處理和信息輸出4部分組成。

遙感數(shù)據(jù)（遙感數(shù)據(jù)獲取示圖）

太陽(yáng)輻射經(jīng)過(guò)大氣層到達(dá)地面，一部分與地面發(fā)生作用后反射，再次經(jīng)過(guò)大氣層，到達(dá)傳感器。傳感器將這部分能量記錄下來(lái)，傳回地面，即為遙感數(shù)據(jù)（遙感數(shù)據(jù)示例）。遙感數(shù)據(jù)獲取原理

遙感數(shù)據(jù)獲取原理接收預(yù)處理用戶應(yīng)用處理分析結(jié)果、圖表輸出遙感的基本原理示意圖遙感基本原理示意圖

空間特性視域范圍大，具有宏觀特性(…)。光譜特性：探測(cè)的波段從可見(jiàn)光向兩側(cè)延伸,擴(kuò)大了地物特性的研究范圍(…)。時(shí)相特性：周期成像，有利于進(jìn)行動(dòng)態(tài)研究和環(huán)境監(jiān)測(cè)(…)。

§2遙感的特性

航空與航天飛行器運(yùn)行快、周期短，可獲得多時(shí)相數(shù)據(jù)。例如Landsat5每天環(huán)繞地球14.5圈，覆蓋地球一遍所需時(shí)間僅16天，而氣象衛(wèi)星的周期更短（1天或半天）。

由于探測(cè)距離遠(yuǎn)，傳感器所獲得的地面影像覆蓋的空間范圍較大。如一幅Landsat圖像，覆蓋面積185km×185km,可以全部覆蓋我國(guó)海南島大小的面積。所取得的數(shù)據(jù)可進(jìn)行大面積資源和環(huán)境調(diào)查，并且不受地形阻隔等限制。

目前用于遙感的電磁波段有紫外線、可見(jiàn)光、紅外線和微波。

遙感的特點(diǎn)大面積的同步觀測(cè)(…)。時(shí)效性(…)。數(shù)據(jù)的綜合性和可比性(…)。經(jīng)濟(jì)性(…)。局限性(…)。

遙感獲得的地物電磁波特性數(shù)據(jù)綜合地反映了地球上許多自然、人文信息，客觀地記錄了地面的實(shí)際狀況，數(shù)據(jù)綜合性很強(qiáng)。同時(shí)，不同的衛(wèi)星傳感器獲得的同一地區(qū)的數(shù)據(jù)以及同一傳感器在不同時(shí)間獲得的同一地區(qū)的數(shù)據(jù)，均具有可比性。

從投入的費(fèi)用與所獲取的效益看，遙感與傳統(tǒng)的方法相比，可以大大地節(jié)省人力、物力、財(cái)力和時(shí)間，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。如Landsat衛(wèi)星的投入與效益比估計(jì)為1:80。

信息的提取方法不能滿足遙感快速發(fā)展的要求。數(shù)據(jù)的挖掘技術(shù)不完善，使得大量的遙感數(shù)據(jù)無(wú)法有效利用。

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§2遙感的特性浙江省陸地區(qū)域的NOAA/AVHRR影像宏觀性多波段性多時(shí)相性遙感的過(guò)程遙感過(guò)程是指遙感信息的獲取、傳輸、處理及其判讀分析和應(yīng)用的全過(guò)程。以森林火災(zāi)為例§3遙感的過(guò)程及技術(shù)系統(tǒng)MISR:多角度分光輻射計(jì)遙感的技術(shù)系統(tǒng)目標(biāo)物的電磁波特性（光譜特性)（遙感信息源）空間信息的獲取遙感數(shù)據(jù)的傳輸和接收遙感圖像處理遙感信息的提取、分析與應(yīng)用§3遙感的過(guò)程及技術(shù)系統(tǒng)遙感技術(shù)系統(tǒng)目標(biāo)地物的電磁波特性（遙感信息源）任何地物都可以發(fā)射、反射和吸收電磁波信號(hào)，都是遙感信息源?？臻g信息獲取地物空間信息主要由搭載在遙感平臺(tái)上的傳感器（或遙感器）來(lái)獲取。MSS傳感器TM傳感器遙感平臺(tái)遙感數(shù)據(jù)傳輸和接收傳感器接收到地物目標(biāo)的電磁波信息，被記錄在膠片或數(shù)字磁帶上。地面衛(wèi)星接收站接收、處理、存檔、分發(fā)各類地球資源遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)并進(jìn)行相關(guān)技術(shù)研究，為遙感應(yīng)用提供數(shù)據(jù)服務(wù)。遙感圖像處理硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)顯示設(shè)備大容量存貯設(shè)備圖像輸入輸出設(shè)備軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸入輸出模塊幾何校正模塊圖像變換模塊（濾波和增強(qiáng)）圖像融合模塊圖像分類模塊圖像分析模塊圖像輸出模塊基于遙感影像的信息提取

遙感平臺(tái)是裝載傳感器的運(yùn)載工具,按高度分為：地面平臺(tái)：指?jìng)鞲衅鞔钶d的遙感平臺(tái)距離地面高度在800m以下，包括地面三角架、遙感車、遙感船、遙感塔等。為航空和航天遙感作校準(zhǔn)和輔助工作，航空平臺(tái)：傳感器搭載在航空器上，包括飛機(jī)和氣球。一般在50km以下航天平臺(tái)：傳感器搭載在航天器上，包括高空探測(cè)火箭、人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機(jī)。一般在50km以上獲取不同面積、不同分辨率、不同用途的遙感數(shù)據(jù)可單獨(dú)、也可配合使用。地面分辨率減小，受大氣影響增大§4遙感的平臺(tái)航天平臺(tái)軌道衛(wèi)星載人飛船（<500km)航天飛機(jī)（<300km)探空火箭（100-650km)地球同步衛(wèi)星太陽(yáng)同步衛(wèi)星長(zhǎng)壽命(500-1000km)（36000km）短壽命(150-500km)地面平臺(tái)高塔（<300m)車船（<30m)觀測(cè)架（幾米）航空平臺(tái)飛機(jī)氣球飄浮氣球（<50km）系留氣球（<5km）高空飛機(jī)（10-20km）中空飛機(jī)（5-10km）低空飛機(jī)（<5km）高架車平臺(tái)航空平臺(tái)地面平臺(tái)航天平臺(tái)Insituspectroradiometermeasurementofsoybeans遙感車高空平臺(tái)(10-20km)航攝飛機(jī)遙感飛機(jī)中低空(1-10Km)運(yùn)五運(yùn)十二航攝飛機(jī)其他飛機(jī)(500m)

GT500無(wú)人機(jī)航攝飛機(jī)航天飛機(jī)遙感衛(wèi)星遙感衛(wèi)星地球同步衛(wèi)星（靜止軌道衛(wèi)星）太陽(yáng)同步軌道衛(wèi)星按工作平臺(tái)分地面遙感主要研究地物的光譜特性航空遙感主要研究?jī)?nèi)容是地面上大比例尺的制圖和資源的調(diào)查

航天遙感

主要的應(yīng)用領(lǐng)域是小比例尺的、大范圍的空間作業(yè)

航宇遙感

§5遙感的類型按電磁波段分可見(jiàn)光遙感:0.38-0.76mm微波遙感：1mm-10m之間紫外遙感：0.05-0.38mm多波段遙感：探測(cè)波段在可見(jiàn)光和紅外波段范圍內(nèi)§5遙感的類型紅外遙感(0.76-1000mm)近紅外(0.76-3mm)中紅外(3-6mm)遠(yuǎn)紅外(6-15mm)熱紅外(15-1000mm)按傳感器的工作方式分：主動(dòng)遙感、被動(dòng)遙感主動(dòng)遙感：傳感器主動(dòng)發(fā)射一定電磁波能量并接收目標(biāo)的后向散射信號(hào)被動(dòng)遙感：傳感器不向目標(biāo)發(fā)射電磁波，僅被動(dòng)地接收目標(biāo)物的自身發(fā)射和對(duì)自然輻射源的反射能量。

§5遙感的類型被動(dòng)遙感主動(dòng)遙感主動(dòng)遙感和被動(dòng)遙感按遙感應(yīng)用的領(lǐng)域和目的分地質(zhì)遙感、農(nóng)業(yè)遙感、林業(yè)遙感、水利遙感和環(huán)境遙感等按波段寬度及波譜的連續(xù)性分高光譜遙感:利用很多狹窄的電磁波波段產(chǎn)生光譜連續(xù)的圖像數(shù)據(jù)常規(guī)遙感：寬波段遙感，波段寬度一般大于100nm，且波段在波譜上不連續(xù)。

§5遙感的類型按遙感資料的顯示形式分成像遙感、非成像遙感

§5遙感的類型§6遙感的發(fā)展和應(yīng)用1、國(guó)外遙感的發(fā)展概況

①無(wú)記錄的地面遙感階段（1608-1838）望遠(yuǎn)鏡②有記錄的地面遙感階段（1839-1857）攝影技術(shù)③空中攝影的遙感階段（1858-1956）飛機(jī)、彩色攝影技術(shù)④航天遙感階段（1957-）衛(wèi)星、計(jì)算機(jī)、GIS一、遙感的發(fā)展2、我國(guó)遙感的發(fā)展概況起步晚、發(fā)展快①20世紀(jì)60年代末設(shè)立遙感學(xué)科②20世紀(jì)70年代，航空測(cè)量應(yīng)用③20世紀(jì)70年代末，引進(jìn)美國(guó)衛(wèi)星技術(shù)和衛(wèi)星資料、設(shè)備儀器，促進(jìn)我國(guó)遙感技術(shù)與國(guó)際領(lǐng)先水平接近。④20世紀(jì)90年代始，越接近世界水平一、遙感的發(fā)展§7遙感的發(fā)展和應(yīng)用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；1960年開(kāi)始，美國(guó)發(fā)射了TIROS-1和NOAA-1太陽(yáng)同步氣象衛(wèi)星，開(kāi)始利用航天器對(duì)地球進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)；1972年發(fā)射Landsat-1，裝有MSS傳感器，分辨率79米，標(biāo)志著遙感進(jìn)入新階段；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，分辨率提高到10米；1988年9月7日中國(guó)發(fā)射的第一顆“風(fēng)云1號(hào)”氣象衛(wèi)星；1999年美國(guó)發(fā)射IKNOS，空間分辨率提高到1米；1999年10月14日中國(guó)成功發(fā)射資源衛(wèi)星1號(hào)；目前，高分辨率的商業(yè)衛(wèi)星發(fā)展迅速。一、遙感的發(fā)展（衛(wèi)星遙感）§7遙感的發(fā)展和應(yīng)用3.遙感的發(fā)展趨勢(shì)：平臺(tái)：氣球-飛機(jī)-衛(wèi)星-飛船-航天飛機(jī)-空間站傳感器：分辨率變高、穩(wěn)定性變好、手段變多遙感信息的接收和處理：自動(dòng)解譯、自動(dòng)分類遙感的應(yīng)用：廣、深入一、遙感的發(fā)展§7遙感的發(fā)展和應(yīng)用二、遙感的應(yīng)用1、外層空間遙感2.大氣遙感3.海洋遙感4.陸地遙感5.軍事遙感§7遙感的發(fā)展和應(yīng)用二、遙感的應(yīng)用（陸地遙感）林業(yè)：清查森林資源、監(jiān)測(cè)森林火災(zāi)和病蟲(chóng)害。農(nóng)業(yè)：作物估產(chǎn)、作物長(zhǎng)勢(shì)及病蟲(chóng)害預(yù)報(bào)。水文：水資源調(diào)查、水資源動(dòng)態(tài)研究、冰雪監(jiān)控、海洋漁業(yè)。國(guó)土資源：國(guó)土資源調(diào)查、規(guī)劃和政府決策。氣象：天氣預(yù)報(bào)、氣候預(yù)報(bào)、全球氣候演變研究?！?遙感的發(fā)展和應(yīng)用環(huán)境監(jiān)測(cè)：水污染、海洋油污染、大氣污染、固體垃圾等及其預(yù)報(bào)。測(cè)繪：航空攝影測(cè)量測(cè)繪地形圖、編制各種類型的專題地圖和影像地圖。城市：城市綜合調(diào)查、規(guī)劃及發(fā)展