《遙感概述》課件

遙感概述遙感技術(shù)是現(xiàn)代科技的重要組成部分，在資源監(jiān)測、環(huán)境保護(hù)、災(zāi)害預(yù)警、城市規(guī)劃等方面發(fā)揮著重要作用。概念與定義11.遙感遙感是一種獲取目標(biāo)物信息的技術(shù)。不用直接接觸目標(biāo)物，通過傳感器接收目標(biāo)物輻射或反射的電磁波信息，并通過對這些信息的分析和處理，最終獲取目標(biāo)物的相關(guān)信息。22.電磁波電磁波是各種頻率的電磁輻射，不同的頻率對應(yīng)不同的波長，可以用來區(qū)分不同的物體。33.傳感器傳感器是遙感系統(tǒng)中的核心部分，用于接收目標(biāo)物輻射或反射的電磁波信息。44.數(shù)據(jù)處理遙感數(shù)據(jù)處理是指對傳感器接收到的電磁波信息進(jìn)行分析和處理，從而提取目標(biāo)物的相關(guān)信息。遙感的特點大范圍觀測遙感能夠快速獲取大范圍區(qū)域的影像，從而快速了解區(qū)域地理特征。周期性觀測遙感衛(wèi)星定期重復(fù)掃描地球表面，從而可以監(jiān)測地球表面的變化。多光譜觀測遙感傳感器能夠同時獲取不同波段的電磁波信息，進(jìn)而識別不同地物的特征。不受地形影響遙感不受地形的影響，可以獲取地形的立體信息，并進(jìn)行三維建模。遙感的分類按傳感器類型劃分可見光/紅外遙感，微波遙感，激光雷達(dá)遙感。按平臺劃分地面遙感，航空遙感，航天遙感。按應(yīng)用領(lǐng)域劃分資源遙感，環(huán)境遙感，災(zāi)害遙感，軍事遙感。按數(shù)據(jù)獲取方式劃分被動遙感，主動遙感。遙感系統(tǒng)組成傳感器傳感器是遙感系統(tǒng)的重要組成部分，負(fù)責(zé)接收和記錄目標(biāo)物體的電磁輻射信息。不同的傳感器，接收的波段范圍、分辨率和靈敏度等參數(shù)有所不同。數(shù)據(jù)接收站數(shù)據(jù)接收站負(fù)責(zé)接收傳感器發(fā)送的遙感數(shù)據(jù)，并進(jìn)行初步處理和存儲。數(shù)據(jù)處理中心數(shù)據(jù)處理中心對遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行更深入的處理，包括幾何校正、輻射校正、圖像增強等，最終生成可供分析和應(yīng)用的遙感影像。數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用是遙感系統(tǒng)的最終目標(biāo)，利用處理后的遙感影像，可以進(jìn)行土地利用分類、環(huán)境監(jiān)測、災(zāi)害評估等。遙感數(shù)據(jù)獲取1傳感器通過各種傳感器，如航空相機、掃描儀和雷達(dá)等，收集地球表面的信息。2平臺將傳感器放置在平臺上，如飛機、衛(wèi)星或無人機，以獲取不同角度和范圍的觀測數(shù)據(jù)。3數(shù)據(jù)接收傳感器采集到的數(shù)據(jù)通過地面站接收，進(jìn)行解碼和處理。4數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)存儲在服務(wù)器或數(shù)據(jù)庫中，以便進(jìn)行進(jìn)一步分析和使用。遙感數(shù)據(jù)獲取是一個多步驟的過程，需要多個組件相互配合。它涉及使用傳感器從地球表面收集信息，通過平臺傳遞數(shù)據(jù)，并將其存儲在數(shù)據(jù)庫中。這些步驟共同確保了遙感數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性和完整性。遙感數(shù)據(jù)類型圖像數(shù)據(jù)圖像數(shù)據(jù)是指遙感傳感器獲取的各種電磁波信號，經(jīng)過數(shù)字化處理后形成的二維圖像，包含豐富的空間信息和光譜信息。矢量數(shù)據(jù)矢量數(shù)據(jù)是通過點、線、面等幾何圖形來表達(dá)地物位置、形狀和屬性信息的，主要用于表示地理要素和空間特征。屬性數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)是用來描述地物特征和屬性的，包含非空間信息，例如地物的名稱、類別、數(shù)量、高度等。其他數(shù)據(jù)除了圖像、矢量和屬性數(shù)據(jù)外，還包括一些其他類型的數(shù)據(jù)，例如數(shù)字高程模型（DEM）、雷達(dá)數(shù)據(jù)、激光掃描數(shù)據(jù)等。遙感數(shù)據(jù)特點11.大數(shù)據(jù)量遙感數(shù)據(jù)通常具有高空間分辨率和高時間分辨率，導(dǎo)致數(shù)據(jù)量巨大。22.多元化數(shù)據(jù)類型遙感數(shù)據(jù)包括光學(xué)、微波、激光等多種類型，可以反映地物的多種屬性。33.空間信息豐富遙感數(shù)據(jù)包含了地物的位置、形狀、大小等空間信息，可以用于地理空間分析。44.時間信息豐富遙感數(shù)據(jù)可以反映地物隨時間的變化規(guī)律，為監(jiān)測和預(yù)報提供依據(jù)。遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理1幾何校正消除幾何畸變，提高精度。2輻射校正去除傳感器噪聲，恢復(fù)真實情況。3大氣校正消除大氣影響，得到地表真實反射。4鑲嵌與裁剪拼接多個圖像，裁剪目標(biāo)區(qū)域。遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理是將原始遙感數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可用于分析和應(yīng)用的格式，是遙感信息提取和應(yīng)用的基礎(chǔ)。遙感影像處理技術(shù)圖像增強增強影像的視覺效果，改善影像的質(zhì)量，提高圖像的可識別性。例如，提高對比度，突出目標(biāo)物，消除噪聲等。圖像分類將影像中不同地物類型區(qū)分開來，并將其標(biāo)注為不同的類別。例如，將影像中的森林、水體、農(nóng)田等區(qū)域進(jìn)行分類。幾何校正消除影像的幾何變形，使影像與真實地理位置相一致。例如，將影像進(jìn)行正射投影，消除地形起伏的影響。信息提取從影像中提取感興趣的目標(biāo)物信息，例如，提取土地利用類型、植被覆蓋度等信息。遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域農(nóng)業(yè)估算作物產(chǎn)量、監(jiān)測病蟲害、評估土地肥力、監(jiān)測農(nóng)田灌溉狀況。林業(yè)森林資源調(diào)查、監(jiān)測森林砍伐、評估森林碳儲量、監(jiān)測森林火災(zāi)。水資源水資源監(jiān)測、水質(zhì)監(jiān)測、水文監(jiān)測、水庫蓄水量監(jiān)測。城市規(guī)劃城市土地利用變化監(jiān)測、城市人口密度監(jiān)測、城市熱島效應(yīng)研究、城市交通流量監(jiān)測。植被遙感植被遙感監(jiān)測地球表面植被覆蓋情況，是生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的重要手段。利用遙感技術(shù)可以獲取植被生長狀況、植被類型、植被覆蓋度等信息。植被遙感應(yīng)用廣泛，如森林資源監(jiān)測、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理、生態(tài)環(huán)境評估等。利用植被遙感數(shù)據(jù)，可以及時了解植被生長情況，預(yù)測農(nóng)作物產(chǎn)量，評估生態(tài)環(huán)境變化。土地利用遙感土地利用遙感是利用遙感技術(shù)獲取土地利用信息的一種方法，可以幫助我們了解土地利用現(xiàn)狀，預(yù)測土地利用變化趨勢。例如，我們可以利用遙感技術(shù)監(jiān)測城市擴張、森林砍伐、農(nóng)業(yè)用地變化等。土地利用遙感在土地資源管理、城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測、災(zāi)害預(yù)警等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。未來，隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，土地利用遙感將發(fā)揮更重要的作用。水體遙感水體遙感利用電磁波探測水體信息，包括水深、水質(zhì)、水溫、水流等。水體遙感在水資源管理、水環(huán)境監(jiān)測、水災(zāi)害預(yù)警、水文水利等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。城市遙感城市遙感在城市規(guī)劃、建設(shè)和管理中扮演著重要角色。遙感技術(shù)可以監(jiān)測城市擴張、土地利用變化、環(huán)境污染和災(zāi)害風(fēng)險。城市遙感還可用于優(yōu)化交通流量、評估城市熱島效應(yīng)和提升城市可持續(xù)發(fā)展。災(zāi)害遙感洪水災(zāi)害監(jiān)測利用遙感數(shù)據(jù)快速獲取洪水范圍、水位等信息，幫助災(zāi)區(qū)救援和災(zāi)后重建。地震災(zāi)害評估通過遙感圖像分析，評估地震造成的損失，為災(zāi)后重建提供參考。森林火災(zāi)監(jiān)測實時監(jiān)測森林火災(zāi)發(fā)生情況，及時采取措施撲滅火災(zāi)，減少損失。臺風(fēng)災(zāi)害預(yù)警利用遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測臺風(fēng)路徑和強度，為防災(zāi)減災(zāi)工作提供預(yù)警信息。環(huán)境遙感環(huán)境遙感利用遙感技術(shù)監(jiān)測和分析地球環(huán)境。環(huán)境遙感可以獲取多種環(huán)境參數(shù)，例如氣溫、降水、植被覆蓋度等。環(huán)境遙感可以用于監(jiān)測環(huán)境變化，例如土地利用變化、森林砍伐、水污染等。環(huán)境遙感可以用于評估環(huán)境質(zhì)量，例如大氣污染、水污染、土壤污染等。環(huán)境遙感可以為環(huán)境管理提供數(shù)據(jù)支撐，例如規(guī)劃和管理自然保護(hù)區(qū)、評估環(huán)境影響評價等。數(shù)字地球概述數(shù)字地球是利用空間信息技術(shù)，對地球進(jìn)行數(shù)字化和模型化，從而實現(xiàn)對地球的模擬、分析和預(yù)測。它是一個以地球為對象，以地理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，集成了各種信息技術(shù)，并與其他學(xué)科交叉融合的綜合性科學(xué)體系。地理信息系統(tǒng)概述地理信息系統(tǒng)(GIS)是一種用于捕獲、存儲、管理、分析和可視化地理空間數(shù)據(jù)的強大工具。GIS利用空間數(shù)據(jù)，以提供對地球表面信息的洞察。全球定位系統(tǒng)概述全球定位系統(tǒng)(GPS)是一種基于衛(wèi)星的導(dǎo)航系統(tǒng)，用于確定地球上任何位置的經(jīng)度、緯度和高度。GPS系統(tǒng)由三部分組成：空間部分、控制部分和用戶部分。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)概述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)利用衛(wèi)星發(fā)射的信號進(jìn)行定位、導(dǎo)航和授時。目前全球主要有四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，分別為美國的GPS、俄羅斯的GLONASS、歐洲的伽利略和中國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。未來遙感發(fā)展趨勢星座化多顆衛(wèi)星協(xié)同工作，實現(xiàn)更全面的覆蓋和更快的觀測頻率。多源融合整合不同傳感器數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)精度和信息豐富度。人工智能利用機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)技術(shù)，實現(xiàn)自動識別、分析和解譯。大數(shù)據(jù)分析處理海量遙感數(shù)據(jù)，挖掘潛在信息，提升決策效率。遙感技術(shù)先進(jìn)國家美國美國在遙感技術(shù)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，擁有強大的衛(wèi)星系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理能力。歐洲歐洲的遙感技術(shù)發(fā)展水平也很高，擁有多個衛(wèi)星星座，并在環(huán)境監(jiān)測和地球科學(xué)研究方面取得了重要進(jìn)展。日本日本在遙感技術(shù)領(lǐng)域也具有優(yōu)勢，尤其是在高分辨率遙感和遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用方面。中國中國近年來的遙感技術(shù)發(fā)展迅速，已成為世界遙感技術(shù)的重要力量，在衛(wèi)星發(fā)射、數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用方面取得了顯著成就。中國遙感技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀1快速發(fā)展中國遙感技術(shù)取得了長足的進(jìn)步，在理論研究、技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用推廣等方面取得了顯著成果。2自主創(chuàng)新中國成功發(fā)射了多顆高分辨率遙感衛(wèi)星，并研制了先進(jìn)的遙感數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)，為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步提供了強有力的支撐。3廣泛應(yīng)用遙感技術(shù)已廣泛應(yīng)用于國土資源、環(huán)境監(jiān)測、災(zāi)害防治、農(nóng)業(yè)監(jiān)測等領(lǐng)域，發(fā)揮了重要的作用。4未來展望中國將繼續(xù)加強遙感技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用，推動遙感產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為建設(shè)生態(tài)文明和美麗中國做出更大貢獻(xiàn)。遙感產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用應(yīng)用領(lǐng)域遙感技術(shù)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、環(huán)境、城市規(guī)劃、災(zāi)害監(jiān)測等領(lǐng)域。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，遙感技術(shù)可用于農(nóng)作物估產(chǎn)、病蟲害監(jiān)測、土壤肥力分析等。產(chǎn)業(yè)化趨勢遙感技術(shù)正逐漸走向產(chǎn)業(yè)化，形成以遙感數(shù)據(jù)采集、處理、分析、應(yīng)用為一體的產(chǎn)業(yè)鏈。遙感產(chǎn)業(yè)發(fā)展推動了相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，并為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了新的動力。遙感數(shù)據(jù)共享與利用數(shù)據(jù)共享平臺建立數(shù)據(jù)共享平臺，促進(jìn)數(shù)據(jù)資源的開放共享，方便研究人員和用戶獲取遙感數(shù)據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范制定統(tǒng)一的遙感數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，提高數(shù)據(jù)兼容性和互操作性，促進(jìn)數(shù)據(jù)共享和利用。數(shù)據(jù)管理與服務(wù)建立完善的遙感數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，提供數(shù)據(jù)檢索、瀏覽、下載、分析等服務(wù)，提升數(shù)據(jù)利用效率。應(yīng)用案例推廣積極推廣遙感數(shù)據(jù)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用案例，提升數(shù)據(jù)價值，促進(jìn)數(shù)據(jù)共享與利用。遙感法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范遙感數(shù)據(jù)獲取遙感數(shù)據(jù)獲取標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范數(shù)據(jù)質(zhì)量，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和可靠性。統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)化，提高數(shù)據(jù)共享和互操作性，促進(jìn)數(shù)據(jù)集成。保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)法規(guī)保護(hù)遙感數(shù)據(jù)所有權(quán)和使用權(quán)，促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。遙感人才培養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)具有扎實遙感理論基礎(chǔ)和實踐能力的復(fù)合型人才。為國家遙感事業(yè)發(fā)展提供人才支撐。培養(yǎng)方向涵蓋遙感科學(xué)與技術(shù)、遙感應(yīng)用、遙感數(shù)據(jù)處理、遙感系統(tǒng)開發(fā)等方向。培養(yǎng)方式通過理論教學(xué)、實踐教學(xué)、科研訓(xùn)練等方式培養(yǎng)學(xué)生。課程設(shè)置包括遙感基礎(chǔ)、遙感數(shù)據(jù)處理、遙感應(yīng)用等課程。遙感技術(shù)創(chuàng)新無人機遙感技術(shù)無人機遙感具有成本低、機動性強、獲取數(shù)據(jù)快等特點，在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、城市規(guī)劃等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。合成孔徑雷達(dá)(SAR)SAR技術(shù)不受天氣影響，可全天候獲取圖像，在災(zāi)害監(jiān)測、地質(zhì)勘探、海洋監(jiān)測等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。高光譜成像高光譜成像可以獲取豐富的光譜信息，在農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、礦產(chǎn)勘探等領(lǐng)域具有重要意義。深度學(xué)習(xí)遙感深度學(xué)習(xí)技術(shù)在遙感數(shù)據(jù)處理、目標(biāo)識別、場景理解等方面取得了顯著進(jìn)展，推