3.3.2遙感技術(shù)及其應用

第二節(jié)

曾有報道，北京中關(guān)村某高科技廠家在建設(shè)廠房時要求使用一種高科技合成（具有質(zhì)輕、防曬等功能）材料作為房頂，但施工方在施工過程中為了獲取更多的利潤，有些房頂只使用一般材料，由于外觀看不出差異，廠家被蒙在鼓里，一年后，北京某遙感專業(yè)的實習學生在判讀中關(guān)村多種波段的遙感圖像時，發(fā)現(xiàn)這家工廠的廠房屋頂材質(zhì)不同，于是向廠方了解，廠方否認用了不同材質(zhì)，經(jīng)實習學生的進一步解釋，廠家終于明白施工方用了劣質(zhì)材料，因此，施工方不得不承認這一事實，并加以賠償。為什么肉眼難以分辨，遙感卻具有“火眼金睛”？

你知道嗎？遙感技術(shù)可以打假?。ㄒ唬┻b感的概念與發(fā)展

遙感（Remotesensing簡稱RS）就是遙遠的感知,指借助對電磁波敏感的儀器，在不與探測目標接觸的情況下，記錄目標物對電磁波的輻射、反射、散射等信息，揭示目標物的特征、性質(zhì)及其變化的綜合探測技術(shù)。一、遙感技術(shù)1.概念2.遙感技術(shù)的基本原理

地球上的物體都在不停地發(fā)射（輻射）、反射和吸收電磁波，并且不同物體的電磁波特征是不同的。人們根據(jù)電磁波的差異來辨析物體的不同的這個原理，利用一定的技術(shù)設(shè)備和裝置，來探測地表物體對電磁波的反射和地物發(fā)射的電磁波，從而提取這些物體的信息，完成遠距離識別物體。遙感技術(shù)就是在這個原理的基礎(chǔ)上發(fā)展起的。遙感衛(wèi)星樹木水體草叢裸露的地表路面建筑物3.遙感技術(shù)的發(fā)展

人類早期遙感活動的“遙感平臺”曾經(jīng)使用風箏、鴿子等，為后來的航空遙感提供了思路。閱讀國際空間站我國神舟號飛船

法國

SPOT-4衛(wèi)星遙感衛(wèi)星總結(jié)：遙感技術(shù)是隨著工作平臺、傳感器和探測器的發(fā)展而發(fā)展的。4.現(xiàn)代遙感技術(shù)的特點以下文字材料反映了現(xiàn)代遙感技術(shù)的哪些特點？一張比例尺為1：35000的23cm×23cm的航空圖片，可反映出60多平方千米的地理景觀實況；一幅陸地衛(wèi)星TM（專題制圖儀）圖像，其覆蓋面積可達34255平方千米。特點1：視域廣闊，監(jiān)測范圍大陸地衛(wèi)星Ⅴ、Ⅵ的運行周期為16天，即每16天可以對全球陸地表面成像一遍；

NOAA氣象衛(wèi)星每天能接收兩次覆蓋全球的圖像。特點2：動態(tài)監(jiān)測、實時傳輸強調(diào)：這種特點有利于及時發(fā)現(xiàn)病蟲害、洪水及森林火災等自然災害，為抗災、減災工作提供可靠的科學依據(jù)。

遙感的工作過程為從遠離地面的不同工作平臺（如高塔、氣球、飛機、火箭、人造衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機等）上通過各種傳感器和探測器（如照相機、紅外探測儀、雷達等）對地球表面電磁波（輻射）進行探測，并經(jīng)過信息的傳輸、處理和判讀分析，對地球的資源與環(huán)境進行探測和監(jiān)測。

5.遙感的工作過程簡化工作過程為：遙感影像分為黑白影像和彩色影像兩種。6.遙感影像的種類和判讀方法：

林地與草地

兩層別墅區(qū)（1）黑白影像：各物體的灰度不同。草地和林地顏色較深，建筑物為灰白色。（2）彩色影像包括真彩色和假彩色真彩色：相片的色彩與天然實物的色彩十分接近。假彩色：底片為非可見光波段相片，由人工根據(jù)需要添加顏色合成，與天然實物色彩不同。國產(chǎn)韓國合資水泥相同顏色的油漆在遙感相片中的差異

標準假彩色：草、樹和莊稼覆蓋地區(qū)通常為紅色，而水是藍黑色或深藍色的，城市、村莊等人工建筑為灰白色或淺藍色。水文要素植被人工建筑紅色深藍色藍黑色灰白色淺藍色（二）遙感技術(shù)系統(tǒng)與遙感類型１．遙感技術(shù)系統(tǒng)的組成最關(guān)鍵裝置由遙感平臺、傳感器、信息傳輸接收裝置、數(shù)字或圖像處理設(shè)備以及相關(guān)技術(shù)等組成。遙感平臺高度目的·用途其它靜止衛(wèi)星36,000km定點地球觀測氣象衛(wèi)星圓軌道衛(wèi)星（地球觀測衛(wèi)星）500km—1,000km定期地球觀測LandsatSPOTMOS等小衛(wèi)星400km左右各種調(diào)查

航天飛機240km—350km不定期地球觀測空間實驗

天線探空儀100m—100km各種調(diào)查（氣象等）

高高度噴氣機10,000—12,000m偵察大范圍調(diào)查

遙感平臺遙感平臺高度目的·用途其它中低高度飛機500—8,000m各種調(diào)查航空攝影測量

飛艇500—3,000m空中偵察各種調(diào)查

直升機100—2,000m各種調(diào)查攝影測量

無線遙控飛機500m以下各種調(diào)查攝影測量飛機直升機牽引飛機50—500m各種調(diào)查攝影測量牽引滑翔機系留氣球800以下各種調(diào)查

索道10—40m遺址調(diào)查

吊車5—50m近距離攝影測量

地面測量車0—30m地面實況調(diào)查車載升降臺傳感器：直接獲得目標物信息的儀器，用以測量和記錄目標物反射或發(fā)射的電磁波的強度和特性。分類特性舉例工作方式被動式傳感器被動地探測目標物所反射或輻射的電磁波攝影機、照相機、紅外多波段掃描儀主動式傳感器本身發(fā)射電磁波然后接收它的回波雷達記錄方式成像傳感器以影像表示探測信息攝影機、掃描儀、成像雷達非成像傳感器以數(shù)字或圖形輸出探測信息光譜儀、紅外輻射計、雷達高度計攝影機主要用于可見光范圍，掃描儀的工作波段較寬，雷達用于微波波段根據(jù)運載工具航天遙感、航空遙感、近地遙感根據(jù)輻射源主動式遙感和被動式遙感按照電磁波的波譜范圍紫外遙感、可見光遙感、紅外遙感、微波遙感、多譜段遙感等按應用領(lǐng)域或?qū)ｎ}環(huán)境遙感、大氣遙感、資源遙感、海洋遙感、地質(zhì)遙感、農(nóng)業(yè)遙感、林業(yè)遙感等2.遙感技術(shù)的類型

航空遙感和航天遙感航天遙感航空遙感近地遙感遙感平臺及高度位于大氣層外的衛(wèi)星、宇宙飛船等,高度>80千米大氣層內(nèi)飛行的各類飛機、飛艇，高度<20千米三角架、遙感塔、遙感車(船)、建筑物的頂部等成像特點比例尺最小，覆蓋率最大，概括性強，具有宏觀特點；多為多波段成像比例尺中等，畫面清晰，分辨率高,可以對垂直點地物清晰成像;多為單一波段成像比例尺最大，覆蓋率最小，畫面最清晰，多為單一波段成像應用特點動態(tài)性好,適合對某地區(qū)連續(xù)觀察,周期性好機動性強，適合做長周期(幾個月及更長)觀察靈活機動，費用較低,適合小范圍探測航天遙感、航空遙感、近地遙感比較

遙感探測與傳感器運載工具飛行高度的關(guān)系探測范圍大小獲取資料速度快慢高運載工具飛行高度低低高高地物分辨率低長短資料獲取周期地物反射波普特征——地物判讀的基本依據(jù)

一種物質(zhì)所產(chǎn)生的自身輻射，或?qū)ν鈦磔椛渌a(chǎn)生的反射和透射，形成了該物質(zhì)的一種特別標志——波譜特征。右圖顯示了松林、草地、紅砂巖和泥漿的反射波譜曲線。可以看出，不同地物的反射率是不同的，通過對不同地物的波譜特征進行分析，就可以判斷地物了。活動○新開發(fā)地區(qū)周圍環(huán)境調(diào)查○地質(zhì)分析○休閑設(shè)施的評估分析滑雪練習場利用標高數(shù)據(jù)來設(shè)計滑雪練習場○土地利用狀況的把握○城市建設(shè)規(guī)劃○環(huán)境破壞狀況的把握○地下資源的勘察○國有/私有土地的管理○河川管理○機場,港彎設(shè)施等的建設(shè)規(guī)劃○通過對周圍環(huán)境的調(diào)查,來確定的安全系數(shù)○調(diào)查由地形數(shù)據(jù)而設(shè)計的新設(shè)備的狀況○無線中轉(zhuǎn)站的設(shè)置場所的調(diào)查○作物生長狀況分析○作物受害原因的早期發(fā)現(xiàn)'作況指數(shù)90%80%75%○經(jīng)濟發(fā)展預測○水分補給狀況監(jiān)視○農(nóng)業(yè)分布／作物管理○地圖的制作(平面/立體地圖等)○地圖的定期更新○建筑物,道路等破損情況的把握○火災發(fā)生狀況的把握○緊急車輛經(jīng)過道路的安排○地形變化的調(diào)查R４３三ノ宮蘆屋諮墻窟伏仇曝○能隨時提供世界各地發(fā)生的重大事件以及熱門話題的照片平面地圖標高地圖▲▲▲▼▲▲▲▼○汽車自動導航系統(tǒng)的立體表示○為各種模擬游戲提供真實背景圖像所在地周圍景觀的立體表示戰(zhàn)斗模擬○道路,電線桿,上下水道,

煤氣管道,天線等的維修管理○海洋環(huán)境的調(diào)查防災·災害的監(jiān)視

環(huán)境、國土的管理地圖制作海外信息建筑業(yè),設(shè)施等的管理數(shù)字衛(wèi)星圖像娛樂農(nóng)林水產(chǎn)業(yè)·資源的管理公共事業(yè),房地產(chǎn)開發(fā)遙感技術(shù)的應用領(lǐng)域應用領(lǐng)域具體內(nèi)容備注礦產(chǎn)資源蘊藏礦產(chǎn)的地方有許多是地質(zhì)斷裂或環(huán)形構(gòu)造帶，較容易借助遙感技術(shù)“發(fā)現(xiàn)”礦產(chǎn)人們只需要分析遙感圖像就可以劃定蘊藏礦產(chǎn)的大致區(qū)域生物資源通過遙感圖像解譯或圖像處理技術(shù)，提取植被的分布、類型、結(jié)構(gòu)、健康狀況、產(chǎn)量等數(shù)據(jù)為農(nóng)業(yè)、林業(yè)、城市綠化、環(huán)境保護等部門服務(wù)二、遙感與資源普查

勘探礦產(chǎn)資源，調(diào)查生物資源、水資源等是遙感技術(shù)在資源普查中的重要應用領(lǐng)域。

邵陽市西北非常規(guī)合成近天然色環(huán)形構(gòu)造圖像尋找礦產(chǎn)（環(huán)形構(gòu)造常常表示有成礦區(qū)）遙感在林業(yè)和農(nóng)業(yè)方面的應用部門應用主要原理林業(yè)清查森林資源、檢測火災和病蟲害著火樹木，病害樹木與正常樹木反射光譜不同農(nóng)業(yè)識別農(nóng)作物、估算產(chǎn)量、災情預報植物生長情況不同，其反射波譜特征不同

全椒縣孤山林場松毛蟲危害分布圖，紅、黃、綠色分別代表反映重災、中災和無害區(qū)，黑色為非松林區(qū)。資源調(diào)查應用遙感為植物健康狀況把脈A、在衛(wèi)星圖像上，怎樣通過顏色差異判定植物的生長狀況？B、根據(jù)植物健康狀況在發(fā)射波譜中變化的原理，遙感還可以應用到哪些領(lǐng)域？健康的植物被往往呈鮮紅色，長勢比較弱的植被顏色比較淺，由此可判定植物的生長狀況。不同的地物和地物的不同狀況，有不同的反射率，根據(jù)這個原理，可以利用遙感的工作有水體污染、分析城市大氣污染、監(jiān)測災害、普查資源等?；顒討妙I(lǐng)域具體內(nèi)容備注環(huán)境監(jiān)測荒漠化、土壤鹽漬化、海上冰山漂流、海洋生態(tài)、全球氣候變化及其影響、植被變化、水體污染、大氣污染等有利于人們了解環(huán)境變化，使環(huán)境得到保護和改善災害監(jiān)測旱情、水災、滑坡、蟲害、森林火災等泥石流、地震、農(nóng)林病有利于防災減災三、遙感與災害監(jiān)測遙感與洪澇災害1998年夏秋，長江流域發(fā)生了罕見的大洪水，洞庭湖及荊江地區(qū)受災比較嚴重。國家利用飛機和衛(wèi)星對該地區(qū)進行了遙感監(jiān)控，獲得了大量的遙感影像圖，通過計算機處理后制成了淹沒地區(qū)分布圖，圖中淹沒地區(qū)和分布及各部分的范圍一目了然。而且，在計算機中可對淹沒面積按各種要求進行快速、準確無誤的統(tǒng)計。

遙感與環(huán)境污染美國利用衛(wèi)星圖像研究煙塵污染，監(jiān)測到紐約因傾倒垃圾、酸液所引起的污染范圍。他們曾經(jīng)利用1972年10月10日的陸地衛(wèi)星圖像，發(fā)現(xiàn)有一股從紐約新建的國際造紙公司排入恰普林湖的污染流，這股污染流一直流到附近的佛蒙特州，地面的觀測也證實了這個結(jié)論，為此佛蒙特州以衛(wèi)星圖像為證據(jù)，對該廠提出了法律訴訟。左圖是沒有發(fā)生洪水使得遙感圖像，右圖中紅色部分表示洪水新淹沒的范圍，通過兩圖的對比，可獲得受災區(qū)域的分布及面積，為分洪和災后重建提供決策依據(jù)。閱讀遙感與洪澇災害1998年5月21日14時1998年8月22日15時觀察圖中安鄉(xiāng)的水情變化根據(jù)這組遙感圖，你能發(fā)布臺風預警嗎？1.圖3-36、3-37、3-38分別是黃河三角洲不同年份的衛(wèi)星遙感影像。比較三幅圖像，說一說，遙感影像可以幫助我們分析哪些問題。（提醒：從土地利用、環(huán)境變遷、環(huán)境問題等角度思考）活動遙感與環(huán)境生態(tài)1.首先對三幅圖的主要地物進行判讀，比較相同地物在面積、數(shù)量、密度、長度等方面的變化，然后運用相關(guān)原理進行解釋。從三幅圖的主要對比可以看出，黃河三角洲的面積在擴大，主要是泥沙沉積作用造成的；植被覆蓋區(qū)的范圍增加，是由于植樹造林產(chǎn)生的；黃河水的泥沙增多，原因是水土流失的加劇；居住區(qū)和水產(chǎn)業(yè)建筑區(qū)的面積增加。2.我國的環(huán)境與災害問題有：土地荒漠化、土壤鹽堿化、環(huán)境污染、海洋生態(tài)環(huán)境破壞、植被破壞、水旱災害、滑坡、地震、泥石流、農(nóng)林病蟲害、森林火災等。例：遙感技術(shù)可以及時探知森林火災發(fā)生的地點和范圍，可分析大火蔓延的方向，為滅火總指揮部制定滅火計劃、做出滅火部署提供科學依據(jù)。遙感與沙塵暴遙感與海嘯乞力馬扎羅的積雪

這座“赤道上的雪峰”海拔5895米，永久性積雪的融化減少，反映了氣候的變暖趨勢，有人斷言：不久的將來，赤道上將見不到雪峰景象了！在遙感技術(shù)中，可以根據(jù)植物的反射波譜特征判斷植物的生長狀況。讀圖回答下列問題。1.圖中，重度病害植物反射率明顯區(qū)別于健康植物反射率的波段是()①紅外線②X光③可見光④紫外線A．①