遙感概論課件 第一章 緒論(new)

遙感概論南通大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院前言前言：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。前言：教學(xué)要求上課認(rèn)真聽講，記筆記，有不懂的地方及時提問或課后查閱資料；認(rèn)真完成作業(yè)并按時上交，成績將記入總分；認(rèn)真完成實驗任務(wù)并按時上交實驗報告，成績將計入總分；能自覺閱讀課后參考書目。

2014年江蘇高考地理試題

9.圖中堰塞體垮塌后可能會淹沒下游沿岸居民點，可快速確定需要轉(zhuǎn)移人口區(qū)域的技術(shù)是A.遙感（RS)B.地理信息系統(tǒng)（GIS)C.全球定位系統(tǒng)（GPS)D.北斗導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS)2013年江蘇高考地理試題2013年4月20日,四川雅安蘆山縣發(fā)生7.0級地震。在震后救災(zāi)中,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)發(fā)揮了重要作用。BDS是我國自行研制的全球衛(wèi)星定位與短文通信系統(tǒng),是繼美國全球定位系統(tǒng)(GPS)和俄羅斯格洛納斯(GLONASS)之后的第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。據(jù)此回答3～4題。3.BDS在抗震救災(zāi)中發(fā)揮的主要作用有①提供災(zāi)區(qū)的影像②統(tǒng)計災(zāi)區(qū)的經(jīng)濟損失③確定救災(zāi)人員的位置④提供短文聯(lián)絡(luò)A.①②B.①③C.②③D.③④材料分析題甲乙兩人對話：

甲：聽說MH370失聯(lián)了？

乙：現(xiàn)在遙感技術(shù)這么先進(jìn)，影像上面的小轎車都看的見，把影像拼起來，還能找不到嗎？

試分析路人乙的方法存在哪些問題？2006年05月14日四川北川縣2008年05月14日四川北川縣福島縣南相馬市的對比圖：宮城縣仙臺若林區(qū)的對比圖受災(zāi)前后仙臺空港周邊的對比圖宮城縣石卷市谷川濱的對比圖前言：教學(xué)主要內(nèi)容遙感概念及遙感技術(shù)系統(tǒng)遙感基礎(chǔ)原理遙感數(shù)據(jù)類型航空像片及信息提取陸地衛(wèi)星圖像及信息的提取遙感圖像的計算機處理前言：參考書目梅安新等.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)報遙感信息國土資源遙感第1章緒論1.1遙感的基本概念1.廣義：遙感一詞來自英語RemoteSensing，即“遙遠(yuǎn)的感知，廣義理解，泛指一切無接觸的、遠(yuǎn)距離探測技術(shù)。包括對電磁場、力場、機械波(聲波、地震波)等的探測。電磁波遙感：光、熱、無線電力場遙感：重力、磁力聲波遙感地震波遙感用傳播信息載體或媒介來定義空對地地對空 空對空用目標(biāo)與觀測者的相對位置關(guān)系來定義2.狹義：是應(yīng)用探測儀器,不與探測目標(biāo)相接觸,從遠(yuǎn)處把目標(biāo)的電磁波特性記錄下來,通過分析,揭示出物體的特征性質(zhì)及其變化的綜合性探測技術(shù).對象：地面載體：電磁波（主要）目的：地面物質(zhì)的性質(zhì)和運動狀態(tài)（周期性、重復(fù)性）過程：成像、傳輸、處理、應(yīng)用1.2遙感系統(tǒng)

被測目標(biāo)的信息特征信息的獲取遙感系統(tǒng)包括：信息的傳輸與記錄信息的處理信息的應(yīng)用信息源任何目標(biāo)物都具有發(fā)射、反射和吸收電磁波的性質(zhì)，這是遙感的信息源。目標(biāo)物與電磁波的相互作用。構(gòu)成了目標(biāo)物的電磁波特性，它是遙感探測的依據(jù)。光譜反射曲線影象立方體信息的獲取傳感器：接收、記錄目標(biāo)物電磁波特征的儀器，稱為傳感器或遙感器。如掃描儀、雷達(dá)、攝影機、攝像機、輻射計等。遙感平臺：裝載傳感器的平臺稱遙感平臺，主要有地面平臺(如遙感車、手提平臺、地面觀測臺等)、空中平臺(如飛機、氣球、其他航空器等)、空間平臺(如火箭、人造衛(wèi)星、宇宙飛船、空間實驗室、航天飛機等)。信息獲取就是用裝載在遙感平臺上的傳感器接收、記錄目標(biāo)物電磁波譜特征的過程。信息的接收傳感器接收到目標(biāo)地物的電磁波信息，記錄在數(shù)字磁介質(zhì)或膠片上。膠片是由人或回收艙送至地面回收，而數(shù)字磁介質(zhì)上記錄的信息則可通過衛(wèi)星上的微波天線傳輸給地面的衛(wèi)星接收站。信息的處理地面站接收到遙感衛(wèi)星發(fā)送來的數(shù)字信息，記錄在高密度的磁介質(zhì)上(如光盤等)，并進(jìn)行一系列的處理，如信息恢復(fù)、輻射校正、衛(wèi)星姿態(tài)校正、投影變換等，再轉(zhuǎn)換為用戶可使用的通用數(shù)據(jù)格式，或轉(zhuǎn)換成模擬信號(記錄在膠片上)，才能被用戶使用。地面站或用戶還可根據(jù)需要進(jìn)行精校正處理和專題信息處理、分類等。信息的應(yīng)用遙感獲取信息的目的是應(yīng)用。這項工作由各專業(yè)人員按不同的應(yīng)用目的進(jìn)行。在應(yīng)用過程中，也需要大量的信息處理和分析，如不同邏感信息的融合及遙感與非遙感信息的復(fù)合等。遙感技術(shù)是一個綜合性的系統(tǒng)，它涉及到航空、航天、光電、物理、計算機和信息科學(xué)以及諸多的應(yīng)用領(lǐng)域，它的發(fā)展與這些學(xué)科緊密相關(guān)。遙感的分類方法較多，主要的有以下幾種：1按遙感平臺分類；2按傳感器探測波段分類；3按工作方式分類；4按是否成像分類；5按應(yīng)用領(lǐng)域分類。1.3遙感的類型地面遙感：傳感器設(shè)置在地面平臺上．如車載、船裁、手提、固定或活動高架平臺等；航空遙感：傳感器設(shè)置于航空器上，主要是飛機、氣球等：航天遙感：傳感器設(shè)置在環(huán)地球的航天器上，如人造地球衛(wèi)星、航天飛機、空間站、火箭等；航宇遙感：傳感器設(shè)置于星際飛船上，指對地月系統(tǒng)外的目標(biāo)的探測。按遙感平臺

紫外遙感：探測波段在(0.05-0.38um)之間可見光遙感：探測波段在0.38-0.76um之間微波遙感：探測波段在1mm-10m之間按傳感器的探測波段紅外遙感：探測波段在0.76-1000um之間多波段遙感：探測波段在可見光和紅外波段范圍內(nèi)，再分成若干窄波段

按工作方式主動遙感：由探測器主動發(fā)射一定電磁波能量并接收目標(biāo)的后向散射信號。被動遙感：傳感器不向目標(biāo)發(fā)射電磁波，僅被動接收目標(biāo)物的自身發(fā)射和對自然輻射源的反射能量。按是否成像成像遙感：傳感器接收的目標(biāo)電磁輻射信號可轉(zhuǎn)換成(數(shù)字或模擬)圖像。非成像遙感：傳感器接收的目標(biāo)電磁輻射信號不能形成圖像。按應(yīng)用領(lǐng)域分從大的研究領(lǐng)域可分為外層空間遙感、大氣層遙感、陸地遙感、海洋遙感等；從具體應(yīng)用領(lǐng)域可分為資源遙感、環(huán)境遙感、農(nóng)業(yè)遙感、林業(yè)遙感、漁業(yè)遙感、地質(zhì)遙感、氣象遙感、水文遙感、城市遙感、工程遙感及火害遙感、軍事遙感等，還可以劃分為更細(xì)的研究對象進(jìn)行各種專題應(yīng)用。林業(yè)：清查森林資源、監(jiān)測森林火災(zāi)和病蟲害。農(nóng)業(yè)：作物估產(chǎn)、作物長勢及病蟲害預(yù)報。水文與海洋：水資源調(diào)查、水資源動態(tài)研究、冰雪監(jiān)控、海洋漁業(yè)。國土資源：國土資源調(diào)查、規(guī)劃和政府決策。氣象：天氣預(yù)報、氣候預(yù)報、全球氣候演變研究。--環(huán)境監(jiān)測：水污染、海洋油污染、大氣污染、固體垃圾等及其預(yù)報。測繪：航空攝影測量測繪地形圖、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?？脊牛哼z址調(diào)查、預(yù)報。地理信息系統(tǒng)：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、更新數(shù)據(jù)。1.4遙感的特點大面積的同步觀測

在地球上，進(jìn)行資源和環(huán)境調(diào)查時，大面積同步觀測所取得的數(shù)據(jù)是最寶貴的。依靠傳統(tǒng)的地面調(diào)查，實施起來非常困難，工作量很大。而遙感觀測則可以為此提供最佳的獲取信息的方式，并且不受地形阻隔等限制。遙感平臺越高，視角越寬廣，可以同步探測到的地面范圍就越大，容易發(fā)現(xiàn)地球上一些重要目標(biāo)物空間分布的宏觀規(guī)律，而有些宏觀規(guī)律，依靠地面觀測是難以發(fā)現(xiàn)或必須經(jīng)長期大面積調(diào)查才能發(fā)現(xiàn)的。如一幀美國的陸地衛(wèi)星Landsat圖像，覆蓋面積為185km×l85km，即34225km2，在5-6min內(nèi)即可掃描完成，實現(xiàn)對地的大面積同步觀測；一幀地球同步氣象衛(wèi)星圖像可覆蓋1／3的地球表面，實現(xiàn)更宏觀的同步觀測。神五拍下的地球照片(讓國人吃驚)從圖片上我們可以清晰看到我國大部分土地沒有被綠色植被所覆蓋，而是以赤裸裸的黃色直接面向宇宙，多年的干旱和毫無節(jié)制的濫砍濫伐使我們的綠色極度匱乏！從衛(wèi)星影像看世界貧富差距長江入?？谛l(wèi)星照片

2.時效性遙感探測，尤其是空間遙感探測，可以在短時間內(nèi)對同一地區(qū)進(jìn)行重復(fù)探測，發(fā)現(xiàn)地球上許多事物的動態(tài)變化。這對于研究地球上不同周期的動態(tài)變化非常重要。不同高度的遙感平臺其重復(fù)觀測的周期不同，地球同步軌道衛(wèi)星可以每半個小時對地觀測一次(如FY-2氣象衛(wèi)星)；太陽同步軌道衛(wèi)星(如NOAA氣象衛(wèi)星和FY-1氣象衛(wèi)星)可以每天2次對同一地區(qū)進(jìn)行觀測。這兩種衛(wèi)星可以探測地球表面及大氣在一天或幾小時之內(nèi)的短周期變化。地球資源衛(wèi)星(如美國的Landsat、法國的SPOT和中國與巴西合作的CBERS)分別以16天、26天或4-5天對同一地區(qū)重復(fù)觀測一次，以獲得一個重訪周期內(nèi)的某些事物的動態(tài)變化的數(shù)據(jù)。而傳統(tǒng)的地面調(diào)查則須在大量的人力、物力，用幾年其至幾十年時間才能獲得地球上大范圍地區(qū)動態(tài)變化的數(shù)據(jù)。因此，遙感大大提高了觀測的時效性。這對于天氣預(yù)報、火災(zāi)、水災(zāi)等的災(zāi)情監(jiān)測，以及軍事行動等部非常重要!衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)對突發(fā)事件的監(jiān)測遭到恐怖分子襲擊后燃燒的美國世貿(mào)中心

衛(wèi)星觀測方向(2001.9.12)九一一

紐約曼哈頓（2001，9，15）遭襲擊后4天的清理完畢已被夷為平地紐約世貿(mào)中心（2002，1，22）世貿(mào)中心原址臺風(fēng)監(jiān)測應(yīng)用

99.06.05

臺風(fēng)在臺灣南面火情監(jiān)測圖3數(shù)據(jù)的綜合性和可比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。紅外遙感晝夜均可探測，微波遙感可全天時全天候探測，人們可以從中有選擇地提取所需的信息。地球資源衛(wèi)星Landsat和CBERS等所獲得的地物電磁波特性均可以較綜合地反映地質(zhì)、地貌、土壤、植被、水文等特征而且具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。由于遙感的探測波段、成像方式、成像時間、數(shù)據(jù)記錄等均可按要求設(shè)計，使其獲得的數(shù)據(jù)具同一性或相似性。同時考慮到新的傳感器和信息記錄都可向下兼容，所以，數(shù)據(jù)具有可比性。與傳統(tǒng)地面調(diào)查和考察比較，遙感數(shù)據(jù)可以較大程度地排除人為干擾。農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整

左圖是1995年時，土地用來種植農(nóng)作物，右圖是1999年時，土地已經(jīng)被利用來養(yǎng)魚，通過遙感的手段，能夠掌握土地利用變化的情況，并估計各農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量城市擴大草地減少——定期更新資料方便2001年5月2002年10月2003年10月城市熱島圖4.經(jīng)濟性

遙感的費用投入與所獲取的效益，與傳統(tǒng)的方法相比，可以大大地節(jié)省人力、物力、財力和時間，具有很高的經(jīng)濟效益和社會效益。有人估計，美國陸地衛(wèi)星的經(jīng)濟投入與取得的效益比為1：80甚至更大。

青藏高原衛(wèi)星鳥瞰圖5局限性

目前，遙感技術(shù)所利用的電磁波還很有限，僅是其中的幾個波段范圍。在電磁波譜中，尚有許多譜段的資源有待進(jìn)一步開發(fā)。此外，已經(jīng)被利用的電磁波譜段對許多地物的某些特征還不能難確反映，還需要發(fā)展高光譜分辨率遙感以及遙感以外的其他手段相配合，特別是地面調(diào)查和驗證尚不可缺少。但隨著遙感技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，所能利用的電磁波譜段將愈來愈多，成像的空間分辨率和光譜分辨率也愈來愈高，其感測的目標(biāo)更廣，對地球上的資源和環(huán)境的調(diào)查、監(jiān)測將起到更大的作用。1.5遙感發(fā)展簡史無記錄的遙感階段1608年，漢斯·李波爾賽制造了世界上第一架望遠(yuǎn)鏡1609年，伽利略制作了放大3倍的望遠(yuǎn)鏡，為遠(yuǎn)距離觀測開辟了先河有記錄的地面遙感階段1839年，Daguer