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(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)真完成作業(yè)并按時(shí)上交，成績(jī)將記入總分；認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)并按時(shí)上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，成績(jī)將計(jì)入總分；能自覺(jué)閱讀課后參考書(shū)目。

2014年江蘇高考地理試題

9.圖中堰塞體垮塌后可能會(huì)淹沒(méi)下游沿岸居民點(diǎn)，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(jí)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(guó)自行研制的全球衛(wèi)星定位與短文通信系統(tǒng),是繼美國(guó)全球定位系統(tǒng)(GPS)和俄羅斯格洛納斯(GLONASS)之后的第三個(gè)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(jì)災(zāi)區(qū)的經(jīng)濟(jì)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(duì)話：

甲：聽(tīng)說(shuō)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(jiàn)，把影像拼起來(lái)，還能找不到嗎？

試分析路人乙的方法存在哪些問(wèn)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(duì)比圖：宮城縣仙臺(tái)若林區(qū)的對(duì)比圖受災(zāi)前后仙臺(tái)空港周邊的對(duì)比圖宮城縣石卷市谷川濱的對(duì)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(jì)算機(jī)處理前言：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)遙感信息國(guó)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(lái)自英語(yǔ)RemoteSensing，即“遙遠(yuǎn)的感知，廣義理解，泛指一切無(wú)接觸的、遠(yuǎn)距離探測(cè)技術(shù)。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)。電磁波遙感：光、熱、無(wú)線電力場(chǎng)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(lái)定義空對(duì)地地對(duì)空 空對(duì)空用目標(biāo)與觀測(cè)者的相對(duì)位置關(guān)系來(lái)定義2.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).對(duì)象：地面載體：電磁波（主要）目的：地面物質(zhì)的性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（周期性、重復(fù)性）過(guò)程：成像、傳輸、處理、應(yīng)用1.2遙感系統(tǒng)

被測(cè)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(cè)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(jī)、攝像機(jī)、輻射計(jì)等。遙感平臺(tái)：裝載傳感器的平臺(tái)稱遙感平臺(tái)，主要有地面平臺(tái)(如遙感車、手提平臺(tái)、地面觀測(cè)臺(tái)等)、空中平臺(tái)(如飛機(jī)、氣球、其他航空器等)、空間平臺(tái)(如火箭、人造衛(wèi)星、宇宙飛船、空間實(shí)驗(yàn)室、航天飛機(jī)等)。信息獲取就是用裝載在遙感平臺(tái)上的傳感器接收、記錄目標(biāo)物電磁波譜特征的過(guò)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(guò)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(lái)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(hào)(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(xiàng)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(guò)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(gè)綜合性的系統(tǒng)，它涉及到航空、航天、光電、物理、計(jì)算機(jī)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(tái)分類；2按傳感器探測(cè)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(tái)上．如車載、船裁、手提、固定或活動(dòng)高架平臺(tái)等；航空遙感：傳感器設(shè)置于航空器上，主要是飛機(jī)、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(jī)、空間站、火箭等；航宇遙感：傳感器設(shè)置于星際飛船上，指對(duì)地月系統(tǒng)外的目標(biāo)的探測(cè)。按遙感平臺(tái)

紫外遙感：探測(cè)波段在(0.05-0.38um)之間可見(jiàn)光遙感：探測(cè)波段在0.38-0.76um之間微波遙感：探測(cè)波段在1mm-10m之間按傳感器的探測(cè)波段紅外遙感：探測(cè)波段在0.76-1000um之間多波段遙感：探測(cè)波段在可見(jiàn)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(dòng)遙感：由探測(cè)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)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。按是否成像成像遙感：傳感器接收的目標(biāo)電磁輻射信號(hào)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(hào)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(duì)象進(jìn)行各種專題應(yīng)用。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)。水文與海洋：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。--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?？脊牛哼z址調(diào)查、預(yù)報(bào)。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(diǎn)大面積的同步觀測(cè)

在地球上，進(jìn)行資源和環(huán)境調(diào)查時(shí)，大面積同步觀測(cè)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(shí)施起來(lái)非常困難，工作量很大。而遙感觀測(cè)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(tái)越高，視角越寬廣，可以同步探測(cè)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(cè)是難以發(fā)現(xiàn)或必須經(jīng)長(zhǎng)期大面積調(diào)查才能發(fā)現(xiàn)的。如一幀美國(guó)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(shí)現(xiàn)對(duì)地的大面積同步觀測(cè)；一幀地球同步氣象衛(wèi)星圖像可覆蓋1／3的地球表面，實(shí)現(xiàn)更宏觀的同步觀測(cè)。神五拍下的地球照片(讓國(guó)人吃驚)從圖片上我們可以清晰看到我國(guó)大部分土地沒(méi)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(wú)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(zhǎng)江入?？谛l(wèi)星照片

2.時(shí)效性遙感探測(cè)，尤其是空間遙感探測(cè)，可以在短時(shí)間內(nèi)對(duì)同一地區(qū)進(jìn)行重復(fù)探測(cè)，發(fā)現(xiàn)地球上許多事物的動(dòng)態(tài)變化。這對(duì)于研究地球上不同周期的動(dòng)態(tài)變化非常重要。不同高度的遙感平臺(tái)其重復(fù)觀測(cè)的周期不同，地球同步軌道衛(wèi)星可以每半個(gè)小時(shí)對(duì)地觀測(cè)一次(如FY-2氣象衛(wèi)星)；太陽(yáng)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(duì)同一地區(qū)進(jìn)行觀測(cè)。這兩種衛(wèi)星可以探測(cè)地球表面及大氣在一天或幾小時(shí)之內(nèi)的短周期變化。地球資源衛(wèi)星(如美國(guó)的Landsat、法國(guó)的SPOT和中國(guó)與巴西合作的CBERS)分別以16天、26天或4-5天對(duì)同一地區(qū)重復(fù)觀測(cè)一次，以獲得一個(gè)重訪周期內(nèi)的某些事物的動(dòng)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(shí)間才能獲得地球上大范圍地區(qū)動(dòng)態(tài)變化的數(shù)據(jù)。因此，遙感大大提高了觀測(cè)的時(shí)效性。這對(duì)于天氣預(yù)報(bào)、火災(zāi)、水災(zāi)等的災(zāi)情監(jiān)測(cè)，以及軍事行動(dòng)等部非常重要!衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)對(duì)突發(fā)事件的監(jiān)測(cè)遭到恐怖分子襲擊后燃燒的美國(guó)世貿(mào)中心

衛(wèi)星觀測(cè)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(tái)風(fēng)監(jiān)測(cè)應(yīng)用

99.06.05

臺(tái)風(fēng)在臺(tái)灣南面火情監(jiān)測(cè)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(cè)，微波遙感可全天時(shí)全天候探測(cè)，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(cè)波段、成像方式、成像時(shí)間、數(shù)據(jù)記錄等均可按要求設(shè)計(jì)，使其獲得的數(shù)據(jù)具同一性或相似性。同時(shí)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(shí)，土地用來(lái)種植農(nóng)作物，右圖是1999年時(shí)，土地已經(jīng)被利用來(lái)養(yǎng)魚(yú)，通過(guò)遙感的手段，能夠掌握土地利用變化的情況，并估計(jì)各農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量城市擴(kuò)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(jì)性

遙感的費(fèi)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(cái)力和時(shí)間，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。有人估計(jì)，美國(guó)陸地衛(wèi)星的經(jīng)濟(jì)投入與取得的效益比為1：80甚至更大。

青藏高原衛(wèi)星鳥(niǎo)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(gè)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(kāi)發(fā)。此外，已經(jīng)被利用的電磁波譜段對(duì)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(yàn)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(lái)愈多，成像的空間分辨率和光譜分辨率也愈來(lái)愈高，其感測(cè)的目標(biāo)更廣，對(duì)地球上的資源和環(huán)境的調(diào)查、監(jiān)測(cè)將起到更大的作用。1.5遙感發(fā)展簡(jiǎn)史無(wú)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(cè)開(kāi)辟了先河有記錄的地面遙感階段1839年，Daguer