遥感
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1、遥感的概念所谓遥感,是从远距离感知目标物,也即从远距离探测目标物的物性。
广义遥感,已拓展到对地观测和对地外星体的观测。
狭义遥感是指不与目标物接触,从远处用探测器接收来自目标物的电磁波信息,通过对信息的处理和分析研究,确定目标物的属性及目标物相互间的关系。
2、遥感的分类1.按遥感平台分类(1)航天遥感高度大于80km.卫星、飞船、火箭、航天飞机(2)航空遥感高度小于80km.飞机、气球(3)地面遥感平台放在地面上的遥感.遥感车、船、塔2.按遥感媒介分类(1)电磁波遥感以电磁波为信息传播媒介的遥感(2)声波遥感以声波为信息传播媒介的遥感(3)力场遥感以重力场、磁力场、电力场为媒介的遥感(4)地震波遥感以地震波为媒介的遥感3、遥感分类按遥感平台分类(1)航天遥感高度大于80km.卫星、飞船、火箭、航天飞机(2)航空遥感高度小于80km.飞机、气球(3)地面遥感平台放在地面上的遥感.遥感车、船、塔按辐射源分类(1)被动遥感(无源遥感):探测仪器直接接收记录地物反射来自太阳的电磁波或地物自身发射的电磁波,即电磁波来自天然辐射源——太阳或地球。
(2)主动遥感(有源遥感):传感器本身携带的人工电磁辐射源向地物发射一定能量的电磁波,然后接收从地物反射回来的电磁波。
按成像方式分类(1)摄影遥感:以光学摄影进行的遥感。
(2)扫描方式遥感:以扫描方式获取图像的遥感。
4、遥感技术的特点1、空间特性(探测范围大)——视野辽阔,具有宏观特性2、波谱特性(信息丰富)——探测波段从可见光向两侧延伸,大大扩展了人体感官的功能3、时相特性(周期短)——高速度,周期性重复成像4、收集资料方便,不受地形限制5、经济特性——工作效率高,成本低,一次成像,多方受益6、数字处理特性——使其与计算机技术融合在一起,实现了多元信息的复合5、一个完整的遥感技术系统应包括地物电磁辐射信息的收集、传输、处理、存贮直至分析与解译(应用)。
1、空间信息收集系统:主要完成遥感数据的采集传输工作①传感器:是收集、记录地物电磁辐射信息并发送至地面接收站的设备,是遥感工作系统的核心部分。
遥感的定义:从不同高度的平台上,使用遥感器收集物体的电磁波信息,再将这些信息传输到地面并进行加工处理,从而达到对物体进行识别和监测的全过程。
遥感技术具有先进性、综合性和实用性。
构成遥感技术的4个必不可少的要素是对象、遥感器、信息传播媒介和平台。
遥感分类:按遥感对象分类宇宙遥感地球遥感按应用空间尺度分类全球遥感区域遥感城市遥感按平台高度分类地面遥感航空遥感航天遥感按成像波段分类可见光遥感紫外遥感红外遥感微波遥感多光谱遥感按传感器接收信号的来源和方式分类主动遥感被动遥感主动遥感(Active RS):也称有源遥感,是指从遥感平台上的人工辐射源向目标发射一定形式的电磁波,再由遥感器接收和记录其反射波的遥感系统。
被动遥感(Passive RS):也称无源遥感,是指用遥感器从远距离接收和记录物体自身发射或反射太阳辐射的电磁波信息的遥感系统。
按应用专业分类农业遥感林业遥感地质遥感环境遥感气象遥感……遥感的特性和优势:空间特性时间特性多普特性信息巨大受地面条件限制小经济效益高用途广发展迅速;遥感技术系统:空基系统地基系统研究技术支持系统;空基系统:完成遥感数据的采集和传输工作。
遥感平台,传输器,监控系统,数据传输系统地基系统:完成遥感数据的接收、处理存档、分发和应用开发工作。
研究技术支持系统:完成定标、地面试验、光谱数据测量等基础性工作以及与遥感发展和应用密切相关的高技术研究和开发任务。
电磁波的概念:在真空或物质中通过传播电磁场的振动而传输电磁能量的波。
电磁波谱定义;将电磁波在真空中按照波长或频率的大小依顺序划分成波段,排列成谱即称为电磁波谱大气对电磁波传输过程的影响:折射散射反射吸收;对遥感数据最主要的影响因素是散射和吸收。
散射形式有三种:瑞利散射、米氏散射和无选择性反射。
大气窗口定义:电磁波辐射在大气传输中透过率比较高的波段。
在遥感中测量从目标反射或目标本身发射的电磁波的能量的过程称为辐射量的测定。
辐射量的测定方式:辐射测量和光度测量不同温度的物体具有不同的辐射能量,记录它们的辐射能量差别就为区别它们提供了基础。
一、遥感的概念1、遥感(Remote Sensing):不接触地物,从远处把目标地物的电磁波特征记录下来,通过分析揭示地物的特征性质及其变化的综合性探测技术。
2、遥感的定义广义遥感——无接触的远距离探测狭义遥感——不与探测目标接触,记录目标的电磁波特性遥感不同于遥测(telemetry)和遥控(remote control),但需要综合运用遥测和遥控技术。
3、几个重要的概念传感器:又名遥感器,是指远距离感测地物环境辐射或反射电磁波的仪器。
遥感平台:遥感中搭载传感器的工具称为遥感平台,按高度可分为地面平台、航空平台、航天平台。
二、遥感技术的特点宏观性、综合性、多波段性(全天候)、多时相性(动态分析)三、遥感的分类按照遥感的工作平台分类:地面遥感、航空遥感、航天遥感。
按照探测电磁波的工作波段分类:可见光遥感、红外遥感、微波遥感等。
按照遥感应用的目的分类:环境遥感、农业遥感、林业遥感、地质遥感等按照资料的记录方式:成像方式、非成像方式按照传感器工作方式分类:主动遥感、被动遥感四、遥感技术系统1、定义:是一个从地面到空中直至空间;从信息收集、存储、传输处理到分析判读、应用的完整技术系统。
包括被测目标的信息特征、信息的获取、信息的记录与传输、信息的处理和信息的应用五大部分2、遥感技术系统的组成遥感试验:对电磁波特性、信息获取、传输和处理技术的试验。
遥感信息获取:中心工作。
遥感平台和传感器。
信息的记录与传输:遥感信息处理:处理的原因遥感信息应用四、遥感技术系统1、遥感发展概况与展望Remote Sensing 的提出:美国学者布鲁伊特于1960年提出,1961年正式通过。
遥感发展的三个阶段:萌芽阶段、航空遥感阶段、航天遥感阶段(气球、风筝、信鸽姿态不定,均不是理想的遥感平台)航空遥感阶段1903年航天遥感阶段1957年2、我国遥感发展概况50年代航空摄影和应用工作。
60年代,航空摄影工作初具规模,应用范围不断扩大。
、什么是遥感,简述用遥感探测地物的基本原理P1广义上:泛指一切无接触的远距离探测,实际工作中,只有电磁波探测属于遥感范畴。
狭义上:遥感探测地物基本原理:遥感是应用探测仪器,不与探测目标相接触,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。
基本原理:把第三题拿来扒~~2、从遥感探测地物的原理分析遥感信息的局限性P6遥感主要是电磁波探测,但目前遥感技术说利用的电磁波还是很有限,仅是其中的几个波段范围,尚有许多谱段的资源有待进一步开发。
此外,已经被利用的电磁波谱段对许多地物的某些特征还不能准确反映,还需要发展高光谱分辨率遥感以及遥感以外的其它手段相配合,特别是地面调查和验证尚不可少。
3、看图(P2)说明遥感系统的组成P3(1)被测目标的信息特征:任何目标物都具有发射、反射和吸收电磁波的性质,这是遥感的信息源。
目标物与电磁波的相互作用,构成了目标物的电磁波特性,它是遥感探测的依据。
(2)信息的获取:利用遥感平台装载传感器,利用传感器接收、记录目标物电磁波特征。
(3)信息的传输与记录:传感器接收到目标地物的电磁波信息,记录在数字磁介质或胶片上。
胶片是由人或回收舱送至地面回收,而数字磁介质上记录的信息则可通过卫星上的微波天线传输给地面的卫星接收站。
(4)信息的处理:地面站将接收来的遥感数字信息记录在高密度磁介质上,并进行一系列的处理(信息恢复、辐射校正、卫星姿态校正、投影变换等),再转换为用户可使用的数据格式。
还可根据需要进行精校正处理和专题信息处理、分类等。
(5)信息的应用:由各专业人员按不同的应用目的对遥感获取的信息进行处理和分析。
4、简述遥感探测地物信息的过程P3(自己归纳的,能扩充尽量扩充咯)遥感主要是电磁波探测。
任何目标物都具有发射、反射和吸收电磁波的性质,这是遥感的信息源。
目标物的电磁波信息由遥感平台上的传感器接收,记录在数字磁介质或胶片上,再将其中的信息通过各种方式传给地面站。
遥感的概念:从不同高度的平台上,使用各种传感器,接受来自地球表层各类电磁波的信息,并对这信息进行加工处理,从而对不同的地物及其特征进行远距离的探测和识别的一门科学技术。
遥感的特点:宏观性、综合性、可比性,多波段性,时效性,客观性,经济性,局限性(信息的提取方法不能满足遥感快速发展的要求)遥感的类型:按机理划分:被动遥感(传感器不向目标发射电磁波,仅被动的接收目标物的自身发射和对自然辐射的反射能量)主动遥感(传感器主动发射一定电磁波能量并接受标反射回来的信号)按平台划分:地面遥感:如车载,船载,手提,固定或活动高架平台等航空遥感: 传感器设置在航空器上(小于80km),主要为飞机,气球等航天遥感:传感器设置在航天器上(大于80km),如人造地球卫星、航天飞机,空间站,火箭等,以卫星为平台的遥感叫做卫星遥感按电磁波段划分:可见光遥感(电磁波波长范围:0.38~0.76μm)红外遥感(电磁波波长范围:0.76~1000μm)微波遥感(电磁波波长范围:1mm~10m)按大的研究领域划分:陆地遥感;大气遥感;海洋遥感。
按应用范围划分:资源环境遥感;灾害遥感;农业遥感;地质遥感;渔业遥感....遥感技术系统的概念:是一个从地面到空中直至空间,从信息的收集、存储、传输处理到分析判读、应用的完整技术系统;它能够实现对全球范围的多层次、多视角、多领域的立体观测,是获取地球资源的现代高科技的重要手段电磁波谱:按各种电磁波在真空中的波长或频率,递增或递减排列制成的图表电磁波谱的波段和遥感常用的电磁波波段:按波长由小到大依次为:γ射线—X射线—紫外线—可见光—红外线—微波—无线电波。
常用的是:紫外(0.01-0.38um)可见光(0.38-0.76um)红外(0.76-1000um)微波遥感器(1mm-1m) 辐射亮度:辐射亮度L: 面辐射源,在某一方向,单位投影表面、单位立体角内的辐射通量。
单位是瓦/ 米²•球面度(W/m²•Sr)黑体辐射的三个特征;辐射出射度随波长连续变化,每条曲线只有一个最大值;温度越高,辐射出射度越大,不同温度的曲线不相交;随着温度的升高,辐射最大值所对应的波长向短波方向移动。
第一章1遥感:广义理解,泛指一切无接触的远距离探测,包括对电磁场,力场,机械波,等的探测。
狭义来说,遥感是应用探测仪器,不与探测目标相接触,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,揭示出物体特征性质及其变化的综合性探测技术。
2电磁波:当电磁震荡进去空间,变化的磁场激发了涡旋电场,变化的电场又激发了涡旋磁场,使电磁震荡在空间传播,这就是电磁波。
3电磁波谱:按电磁波在真空中传播的波长或频率,递增伙递减排列,则构成了电磁波谱。
电磁波谱以频率从高到低排列,可以划分为r射线,x射线,紫外线,可见光,红外线,无线电波。
4黑体:如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收,则这个物体是绝对黑体。
5太阳辐射:太阳辐射有时习惯称作太阳光,太阳光通过地球大气照射到地面,,经过地面物体反射又返回,再经过大气进入传感器。
6大气窗口:通常把电磁波通过大气层时较少被反射,吸收,或散射的,通过率较高的波段成为大气窗口。
7遥感的特点:大面积的同步观测:在地球上,进行资源和环境调查时,大面积同步观测所得到的数据是最宝贵的。
时效性:遥感探测,尤其是空间遥感探测,可以在段时间内对同一地区进行重复探测,发现地球上许多事物的动态变化。
遥感数据的综合性和可比性:遥感获得的地物电磁波特性数据综合地反映了地球上许多自然,人文信息。
经济性:遥感的费用投入与所获取的效益,与传统的方法相比,可以大大的节省人力,物力,财力和时间,具有很高的经济效益和社会效益。
局限性:目前,遥感技术所利用的电磁波还很有限,仅是其中几个波段范围。
此外,已经被利用的电磁波谱段对许多地物的某些特征还不能准确反应。
8遥感分类:p4第二章1光谱反射率:物体反射的辐射能量占总入射能量的百分比,称为反射率。
不同物体的反射率不同,这主要取决于物体本身的性质,以及入射电磁波的波长和入射角度,反射率的范围总是小于等于1,利用反射率可以判断物体的性质。
2地物的波谱特征:由于地面上各种物体组成物质的分子,原子性质和结构规模不同,因而各种地物对不同波长的电磁波的反射,吸收,发射及透射本领也有差异,导致无物体反射,吸收,发射,及透射的电磁波的本领随入射波的改变而改变的特性。
遥感导论知识点整理1、遥感概念广义:泛指一切无接触的远距离探测,包括对地磁场、力场、机械波(声波、地震波)等的探测。
遥感定义:是从远处探测感知物体,也就是不直接接触物体,从远处通过探测仪器接收来自目标底物的电磁波信息,经过对信息的处理,判别出目标地物的属性。
2、遥感系统组成包括:被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用。
3、传感器一般由信息收集、探测系统、信息处理和信息输出4部分组成。
4、传感器是收集、量测和记录遥远目标的信息仪器,是遥感技术系统的核心。
5、遥感的特点:大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性、经济性、局限性。
6、遥感的数据类型:按平台分为地面遥感、航空遥感、航天遥感数据;按电磁波段分可见光遥感、红外遥感、微波遥感、紫外遥感数据;按传感器的工作方式分主动遥感、被动遥感数据。
7、电磁波谱:按照电磁波在真空中传播的波长或频率进行递增/递减排列形成的一个连续谱带。
8、遥感机理:遥感是利用传感器主动或被动地接受地面目标反射或发射的电磁波,通过电磁波所传递的信息来识别目标,从而达到探测目标地物的目的。
9、大气发生的散射主要有三种:瑞利散射(d<<λ)、米氏散射(d≈λ)、非选择性散射(d>>λ)。
10、自然辐射源是被动遥感的辐射源包括太阳辐射、地球辐射。
11、地球辐射:地球表面和大气电磁辐射的总称。
12、地球辐射是被动遥感中传递地物信息的载体。
13、人工辐射源是主动式遥感的辐射源。
14、地物波谱:地物的电磁波响应特性随电磁波长改变而变化的规律,称为地表物体波谱,简称地物波谱。
15、大气窗口:通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的,透过率较高的波段称为大气窗口。
16、反射率:地物的反射能量与入射总能量的比,即ρ=(Pρ/p0)×100%。
表征物体对电磁波谱的反射能力。
17、地物反射类型根据地表目标物体表面性质的不同分为镜面反射、漫反射、实际物体的反射三种类型。
遥感(remote sensing):简单的说就是遥远的感知。
通常是指空对地遥感,即不直接接触物体本身,从远处通过仪器(传感器)探测和接收来自目标物体信息(如电场、磁场;电磁波、地震波等信息),经过信息的传输及其处理分析,识别物体属性及其分布特征。
遥感技术:是从不同高度的平台(platform)上,使用各种传感器,接收来自地球表面各类地物的各种电磁波信息,并对这些信息进行加工(分析)处理,从而对不同的地物及其特性进行远距离探测和识别的综合技术。
电磁波的多普勒效应:电磁波因辐射源( 或观察者) 相对于传播介质的运动,而使观察者接收到的频率发生变化。
当频率为ν的波源向着观察者运动时,观察者接受到的频率ν/ >ν; 当波源背向观察者运动时,则ν/<ν,这种现象叫多普勒效应。
大气窗口:通过大气而较少被反射、吸收或散射的透射率较高的电磁辐射波段。
雷达遥感:是指通过向目标地物发射微波并接收其后向散射信号来实现对地观测遥感方式,属于主动式微波遥感中的一种。
灰度直方图:以每个像元为单位,表示图像中各亮度值或亮度值区间像元出现的频率的分布图。
辐射畸变:地物目标的光谱反射率的差异在实际测量时,受到传感器本身、大气辐射等其他因素的影响而发生改变。
这种改变称为辐射畸变。
目视解译:指专业人员通过直接观察或借助判读仪器在遥感图像上获取特定目标地物信息的过程。
间接解译标志:指能够间接反映和表现地物信息的遥感图像的各种特征,借助它可推断与某地物属性相关的其他现象。
它是通过与之有联系的其他地物在图像上反映出来的特征, 推断地物的类别属性。
多数采用逻辑推理和类比的方法引用间接解译标志。
合成仪法:是将不同波段的黑白透明片分别放入有红、绿、蓝滤光片的光学投影通道中精确配准和重叠,生成彩色影像的过程。
专题抽取:利用相关掩模技术,首先要仔细研究各类地物在不同波段的光谱特征差异和影像密度差异,然后利用密度差异选择不同密度阈值制作膜片。
遥感一、名词解释遥感:是应用探测仪器,不与被测目标接触,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。
朗伯源:辐射亮度L与观察角⊙无关的辐射源。
严格的说,只有绝对黑体才是朗伯源。
绝对黑体:如果一个物体对于任何波长的电磁波辐射都全部吸收,则这个物体是绝对黑体。
黑体:所谓黑体是指入射的电磁波全部被吸收,既没有反射,也没有透射( 当然黑体仍然要向外辐射)。
太阳常数:是指不受大气影响,在距太阳一个天文单位内,垂直于太阳逛辐射方向上,单位面积单位时间黑体所接收的太阳辐射能量。
1.360*10(3)W/m2太阳高度角:太阳光线摄入地面,与地面形成的夹角。
天顶距和天顶角:取太阳入射光线与地平面垂线的夹角。
大气散射:辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变,并向哥哥方向散开。
①瑞丽散射:当大气中粒子的直径比波长小的多时发生的散射。
这种散射主要由大气中的原子和分子,如氮、二氧化碳、臭氧和氧分子等引起。
②米氏散射:当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射。
这种散射主要由大气中的微粒,如烟、尘埃、小水滴及其溶胶等引起。
原理:米氏散射的散射强度与波长的二次方成反比,并且散射咋光线向前方向比向后方向更强,方向性比较明显。
③无选择性散射:当大气中粒子的直径比波长大得多时发生的散射。
反射率:物体反射的辐射能量P占总入射能P0的百分比公式P37低轨:就是近极地太阳同步轨道,简称极地轨道。
高轨:是指地球同步轨道,轨道高度36000KM左右,绕地球一周24H,卫星公转角度和地球自转角速度相等,相对于地球似乎固定于高空某一点,故称作地球同步卫星或静止气象卫星。
垂直摄影:摄影机主光轴垂直与地面或偏离垂线3°以内。
倾斜摄影:摄影机主光轴偏离垂线大于3°取得的相片。
空间分辨率:指像素代表的地面范围的大小,即扫描仪的瞬时视场或地面物体能分辨的最小单元。
波谱分辨率:是指传感器在接受目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。
遥感基础知识遥感原理与应用(A)第 1 章绪论§1 遥感的基本概念1.1 遥感的涵义“遥感”一词最早源于美国,由Evelyn.L.pruitt(伊夫林.L.布鲁依特)于1960年提出。
其英文原词是Remote sensing,即遥远感知的意思。
在一定距离的空间,不与目标物接触,通过信息系统去获取有关目标物的信息,经过对信息的分析研究,确定目标物的属性及目标物之间的相互关系。
简言之,泛指一切无接触的远距离探测。
1.1.1 广义遥感是指以现代工具为技术手段,对目标进行遥远感知的整个过程。
从这一概念看,遥感技术的范围很广,因为没限定目标的空间范围。
1.1.2 狭义遥感技术是指从远距离高空以至外层空间的平台上,利用紫外线、可见光、红外、微波等探测仪器,通过摄影或扫描方式,对目标电磁波辐射能量的感应、接收、传输、处理和分析,从而识别目标物性质和运动状态的现代化技术系统。
狭义遥感技术是20世纪60年代蓬勃发展起来的一门综合性探测技术,属高新技术领域范畴。
§2 遥感系统根据遥感的定义,遥感系统包括:被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用五大部分§3 遥感的分类和特点3.1 遥感的分类3.1.1 按遥感平台分●航宇遥感:传感器设置于星际飞船上,指对地月系统外的目标的探测。
●航天遥感:传感器设置于环地球的航天器上,如人造地球卫星、航天飞机、空间站、火箭等;●航空遥感:传感器设置于航空器上,主要是飞机、气球等;●地面遥感:传感器设置在地面平台上,如车载、船载、手提、固定或活动高架平台等。
3.1.2 按传感器的探测波段分●紫外遥感(0.05—0.38μm)●可见光遥感(0.38—0.76μm)●红外遥感(0.76—1000μm)●微波遥感(1mm—10m)●多波段遥感——指探测波段在可见光和红外波段范围内,再分成若干个窄波段来探测目标。
3.1.3 按工作方式分●主动遥感和被动遥感:前者是由探测器主动向目标发射一定能量的电磁波,并接收目标的反射或散射信号。
1、遥感的概念、特点、类型遥感:遥感是通过不接触被探测目标,利用传感器获取目标数据,通过对数据进行分析,获取被探测目标、区域和现象的有用信息。
基本特征:利用地物对电磁波的辐射和反射特性,通过接收电磁波的辐射或反射信息获取地物的特性。
地物特性:分为几何特征和物理特征两种。
几何特征:如土壤的粗糙度,房屋的轮廓、各种植被的形状和长势等;物理特征:如地物的介电常数、土壤湿度等,是物质本身的性质所决定的。
遥感目的:就是通过接收到的电磁波信息反推出地物的几何特征和物理特征的反演过程。
类型:可见光遥感、反射红外遥感、微波遥感、热红外遥感。
特点:覆盖范围广、信息量大、具有连续观测的特点。
象元:遥感系统的空间分辨率确定遥感图象识别的最基本的信息单元2、遥感系统的组成3、遥感系统的分类按平台高度:航空、航天与地面测量。
按遥感波段分:光学与微波。
按成像信号能量来源:被动与主动,被动式分为反射式、发射式,主动式分为反射式与受激发式。
按应用:空间尺度分为全球、区域、局地遥感;地表分为海洋、大气、陆地遥感;行业分类环境、农业、林业、水文、地址遥感。
4、电磁波谱与电磁辐射电磁波:交互变化的电磁场在空间的传播。
电磁波的特性:电磁波是横波,传播速度为3×108 m/s,不需要媒质也能传播,与物质发生作用时会有反射、吸收、透射、散射等,并遵循同一规律。
电磁波普:按电磁波波长的长短,依次排列制成的图表叫电磁波谱。
γ线、x线、紫外线、可见光、红外线、无线电波。
常用的:紫外线的一部分(0.3-0.4μm),可见光线(0.4-0.7μm),红外线的一部分(0.7-14μm),以及微波(约lmm-1m)。
紫外线:波长范围为0.01~0.38μm,太阳光谱中,只有0.3~0.38μm波长的光到达地面,对油污染敏感,但探测高度在2000 m以下。
可见光:波长范围:0.38~0.76μm,人眼对可见光有敏锐的感觉,是遥感技术应用中的重要波段。
遥感简介介绍汇报人:2023-12-14•遥感定义与发展•遥感系统组成与工作原理•遥感图像处理与分析技术目录•遥感在各领域应用案例展示•遥感技术发展趋势与挑战01遥感定义与发展遥感是指通过非接触传感器从远处获取目标物体的信息,经过分析处理,实现对目标物体的定性和定量描述。
遥感定义遥感具有大面积同步观测、时效快、精度高、连续性强等优点,能够实现对地球表面的信息进行快速、准确、全面的获取。
遥感特点遥感定义及特点遥感技术发展历程早期遥感技术早期的遥感技术主要依赖于航空摄影,通过飞机拍摄地面照片,实现对地面的观测。
卫星遥感时代随着卫星技术的发展,卫星遥感逐渐成为主流,通过卫星搭载的传感器实现对地球表面的信息获取。
高光谱与多光谱遥感高光谱与多光谱遥感技术的发展,使得遥感图像的分辨率和信息量得到了大幅提升。
遥感技术广泛应用于环境监测领域,如大气污染、水污染、土壤污染等的监测。
环境监测遥感技术可以用于农业资源调查、作物长势监测、产量预测等方面,为农业生产提供科学依据。
农业领域遥感技术可以用于城市规划、城市扩张监测、城市交通状况分析等方面。
城市规划遥感技术可以用于灾害监测和预警,如地震、洪涝、火灾等灾害的监测和评估。
灾害监测遥感应用领域拓展02遥感系统组成与工作原理利用卫星作为遥感平台,具有覆盖范围广、获取数据快、连续性好等优点。
卫星平台飞机平台无人机平台利用飞机作为遥感平台,具有机动性强、分辨率高、可获取多光谱数据等优点。
利用无人机作为遥感平台,具有灵活性强、成本低、可获取高分辨率图像等优点。
030201遥感平台类型及特点通过接收物体反射的可见光来获取图像信息,适用于白天工作。
可见光传感器通过接收物体发射的红外辐射来获取图像信息,适用于夜间和恶劣天气条件下的工作。
红外传感器通过同时接收多个不同波段的电磁波来获取图像信息,可获取更多关于物体的信息。
多光谱传感器遥感传感器类型及功能03数据应用将处理后的遥感数据应用于各个领域,如环境保护、城市规划、农业监测等。
遥感:即遥远感知,是在不直接接触的情况下,对目标或自然现象远距离探测和感知的一种技术。
分类:1) 按遥感平台分:地面遥感、航空遥感、航天遥感、宇航遥感。
2) 按传感器的探测波段范围分:紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感。
3) 按工作方式分:主动遥感、被动遥感。
4) 按记录信息的表现形式分:成像遥感、非成像遥感。
5) 按遥感的应用领域分:外层空间遥感、大气层遥感、陆地遥感、海洋遥感、资源遥感、农业遥感、林业遥感、地质遥感、城市遥感、军事遥感等等。
特点:获取信息真实、客观;获取信息的速度快,周期短;获取信息受条件限制少,范围大;获取信息的手段多,信息量大。
过程:地物发射或反射电磁波;数据获取;数据处理;信息提取;应用。
发展:1).概念的发展2).平台与观测技术的发展:分辨率、光谱、时相3).定位技术的发展:DGPS、INS、LIDAR;4).处理技术的发展:图像处理、信息提取、图像分析、软件5).遥感应用领域的拓展:①利用多时相影像发现土地利用变化、农业作物估产、林业资源调查、自然灾害监测、全球和局部环境监测;②利用高分辨率影像提取城市信息(交通道路网络);③军事应用越来越重要:重要目标定位与侦察、导航与武器制导、打击效果评估、战场环境监测等等;④高光谱遥感在精准农业中的应用.⑤在建设数字城市、数字省区和数字中国中的应用:DOM,DEM和DLG。
6). 遥感基础理论的发展。
影响遥感技术发展的因素:遥感技术本身的局限性:时效性(实时检测与处理能力不足),精度不能达到实用要求;人们认识上的局限性。
遥感图像处理软件基本功能:图像文件管理;图像处理;图像校正;多图像处理;图像信息获取;图像分类;遥感专题图制作;三维虚拟显示;GIS系统的接口。
第一章:电磁波:变化的电场和磁场交替产生,以有限的速度由近及远在空间内传播的过程。
干涉:由两个(或两个以上)频率、振动方向相同、相位相同或相位差恒定的电磁波在空间叠加时,合成波振幅为各个波的振幅的矢量和。
第一章本章思考题:1.遥感概念2.遥感探测系统包括3.与传统对地探测手段比较,遥感的特点?举例说明4.遥感的分类?分类依据?遥感:不直接接触物体本身,从远处通过各种传感器探测和接收来自目标物体的信息,经过信息的传输及其处理分析,来识别物体的属性及其分布等特征的综合技术遥感系统包括:被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用五大部分遥感特点:1.大面积的同步观测——瞬时信息获取范围如一幅Landsat图像,覆盖面积185 km×185 km,在5~6 min内可完成扫描,实现对地的大面积同步观测。
所取得的数据可进行大面积资源和环境调查,并且不受地形阻隔等限制。
2.时效性——同一地区信息获取的重复周期遥感探测可以在短时间内对同一地区进行重复探测,监测地球上许多事物的动态变化。
一般地球资源卫星8~9天可重复一次,气象卫星每天两次,而传统的地面调查需要花费大量的人力和物力,且周期很长。
因此,遥感方法具有很好的时效性。
遥感在天气预报、火灾和水灾监测以及军事行动等领域的应用,反映了遥感方法的时效性优势。
3.信息的综合性和可比性遥感获得的地物电磁波特性数据综合地反映了地球上许多自然、人文信息,客观地记录了地面的实际状况,数据综合性很强。
同时,不同的卫星传感器获得的同一地区的数据以及同一传感器在不同时间获得的同一地区的数据,均具有可比性。
4.经济性——与传统信息获取手段相比从投入的费用与所获取的效益看,遥感与传统的方法相比,可以大大地节省人力、物力、财力和时间,具有很高的经济效益和社会效益。
如Landsat卫星的投入与效益比估计为1:80 。
5.局限性——相对于整个电磁波谱段而言信息的提取方法不能满足遥感快速发展的要求。
数据的挖掘技术不完善,使得大量的遥感数据无法有效利用。
遥感分类:1)按遥感平台分类:地面遥感、航空遥感、航天遥感、航宇遥感2)按传感器的探测波段分类:紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感3)按工作方式分类:主动遥感和被动遥感成像遥感和非成像遥感4)按应用领域分类:大的研究领域具体应用领域结论:电磁辐射理论是遥感的物理基础。
测定物体的电磁波特性是遥感的基础工作。
传感器和遥感平台是遥感技术的核心仪器传感器是收集、量测和记录遥远目标的信息的仪器,是遥感技术系统的核心。
传感器一般由信息收集、探测系统、信息处理和信息输出4部分组成。
遥感技术发展趋势:3 全(全天候、全天时、全球)3 高(高空间、高光谱、高时间分辨率)3个结合(大-小卫星,航空-航天,技术-应用)第二章思考题:1.大气的散射现象有哪几种?根据不同散射类型的特点分析可见光遥感与微波遥感的区别,说明为什么微波具有穿云透雾能力而可见光没有2.卫星传感器表中所列波段区间和大气窗口的波段区间,理解大气窗口对于遥感探测的意义3.绘出小麦、湿地、沙漠、雪的典型光谱曲线,对这些光谱反射率曲线的特征及其成因说明,列举几种可见光与近红外波段植被、土壤、水体的地物反射波谱曲线实例大气的散射现象:瑞利散射、米氏散射、非选择性散射瑞利散射主要发生在紫外、可见光和近红外波段;米氏散射发生在近紫外~ 红外波段,但在红外波段米氏散射的影响超过瑞利散射;在微波波段,由于微波波长远大于云层中水滴的直径,因而属于瑞利散射类型;此时,散射强度与波长的四次方成反比,散射强度相对很弱,透射能力很强,故微波具有穿透云雾的能力。
电磁波:交互变化的电磁场在空间的传播描述电磁波特性的指标:波长、频率、振幅、位相等电磁波谱:按电磁波波长的长短,依次排列制成的图表叫电磁波谱。
依次为:γ射线—X射线—紫外线—可见光—红外线—微波—无线电波。
遥感应用的电磁波波谱段:紫外线:波长范围为0.01~0.38µm,太阳光谱中,只有0.3~0.38µm波长的光到达地面,主要用于探测碳酸盐分布及油污染的监测,但对高空遥感不宜采用,探测高度在2000 m以下可见光:波长范围:0.38~0.76µm,人眼对可见光有敏锐的感觉,是遥感技术应用中的重要波段。
红外线:波长范围为0.76~1000µm,根据性质分为近红外、中红外、远红外和超远红外。
发射波段,红外遥感采用热感应方式探测地物本身的辐射(热污染、火山、森林火灾等),能全天时遥感近红外:0.76~3.0 µm,与可见光相似。
中红外:3.0~6.0 µm,地面常温下的辐射波长,有热感,又叫热红外。
远红外:6.0~15.0 µm,地面常温下的辐射波长,有热感,又叫热红外。
超远红外:15.0~1 000µm,多被大气吸收,遥感探测器一般无法探测。
微波:波长范围为1 mm~1 m,穿透性好,不受云雾的影响。
太阳辐射:太阳是被动遥感主要的辐射源,又叫太阳光,在大气上界和海平面测得的太阳辐射曲线太阳辐射(太阳光谱)的主要特征(P25,F2.11)1.太阳光谱相当于6000 K的黑体辐射;2.太阳辐射的能量主要集中在可见光,其中0.38 ~0.76 µm的可见光能量占太阳辐射总能量的46%,最大辐射强度位于波长0.47 µm左右;3.到达地面的太阳辐射主要集中在0.3 ~3.0 µm波段,包括近紫外、可见光、近红外和中红外;4.经过大气层的太阳辐射有很大的衰减;5.各波段的衰减是不均衡的。
太阳辐射近似6000K的黑体辐射,能量集中在0.3~2.5um波段之间。
(可见光和近红外)地球自身热辐射近似300K的黑体辐射,能量集中在6.0um以上的波段。
(热红外)在0.3~2.5um波段(主要在可见光和近红外波段),地表以反射太阳辐射为主,地球自身的辐射可以忽略。
在2.5~6.0um波段(主要在中红外波段),地表反射太阳辐射和地球自身的热辐射均为被动遥感的辐射源。
在6.0um以上的热红外波段,以地球自身的热辐射为主,地表反射太阳辐射可以忽略。
地球辐射近似于温度为300K的黑体辐射,最大辐射对应波长为9.66 μm。
地球自身的辐射主要集中在长波波段,即6μm以上的热红外区,该区段太阳辐射的影响可以忽略不计.地球辐射只考虑地表物体自身的热辐射.大气对太阳辐射的影响:吸收、反射、折射、散射大气窗口:使遥感图像清晰度下降电磁波通过大气层时较少被反射,吸收和散射的,透射率较高的波段称为大气窗口。
大气窗口是选择遥感工作波段的重要依据大气窗口的光谱段主要有:(P32)0.3 ~ 1.3 μm紫外~ 近红外1.5 ~ 1.8 μm和2.0 ~3.5 μm近/中红外3.5 ~ 5.5 μm中红外8 ~ 14 μm远红外0.8 ~ 2.5 cm微波地物波谱:地物的电磁波响应特性随电磁波长改变而变化的规律,称为地表物体波谱,简称地物波谱。
地物波谱特性是电磁辐射与地物相互作用的一种表现。
地物波谱的作用:不同类型的地物,其电磁波响应的特性不同,因此地物波谱特征是遥感识别地物的基础。
可见光和近红外波段:主要表现地物反射作用和地物的吸收作用。
(树叶苍翠欲滴、水下温度)热红外波段:主要表现地物热辐射作用。
(热红外灵敏遥感器夜间成像河流为亮色条带,但热红外白天成像河流为暗色条带)微波波段:主动遥感利用地物后向散射;被动遥感利用地物微波辐射。
地物反射波谱:是研究可见光至近红外波段上地物反射率随波长的变化规律。
表示方法:一般采用二维几何空间内的曲线表示,横坐标表示波长,纵坐标表示反射率。
可见光和近红外波段地物波谱特征——地物反射波谱特征太阳辐射到达地表后,一部分反射,一部分吸收,一部分透射,即:到达地面的太阳辐射能量=反射能量+吸收能量+透射能量。
一般而言,绝大多数物体对可见光都不具备透射能力,而有些物体如水,对一定波长的电磁波则透射能力较强,特别是0. 45~0. 56μm的蓝绿光波段。
一般水体的透射深度可达10~20 m,清澈水体可达100 m的深度。
地表反射的太阳辐射成为遥感记录的主要辐射能量。
地物的反射类型:根据地表目标物体表面性质的不同,物体反射大体上可以分为3种类型,即镜面反射、漫反射、实际物体的反射(1)镜面反射:发生在光滑物体表面的一种反射。
物体的反射满足反射定律,反射波和入射波在同一平面内,入射角等于反射角。
只有在反射波射出的方向才能探测到电磁波。
例子:水面是近似的镜面反射,在遥感图像上水面有时很亮,有时很暗,就是这个原因造成的。
(2)漫反射:发生在非常粗糙的表面上的一种反射现象。
不论入射方向如何,其反射出来的能量在各个方向是一致的。
即当入射辐照度I一定时,从任何角度观察反射面,其反射辐照亮度是一个常数,这种反射面又叫朗伯面。
(3)实际物体反射:介于镜面和朗伯面(漫反射)之间的一种反射。
自然界种绝大多数地物的反射都属于这种类型的反射,又叫非朗伯面反射。
对太阳短波辐射的反射具有各向异性,即实际物体面在有入射波时各个方向都有反射能量,但大小不同。
常见的几种地物类型波谱特征:植被土壤水体岩石微波遥感特性:能全天候、全天时工作;对某些地物具有特殊的波谱特征;对冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透能力;对海洋遥感具有特殊意义;分辨率较低,但特征明显。
第三章思考题:1.遥感平台有哪些,特点2.理解NOAA、TM/ETM+、SPOT、QUICKBIRD光谱特征及其应用3.微波遥感的特点4.如何评价遥感图像的质量遥感平台——搭载传感器的工具,可分为航天平台高度300km-36000km航空平台高度100m-10km地面平台高度0m-50m在遥感平台中,航天遥感平台目前发展最快,应用最广。
根据航天遥感平台的服务内容,可以将其分为:气象卫星系陆地卫星系列海洋卫星系列全球卫星第三个发展阶段主要以NOAA系列为代表特点:⏹传感器从数量到质量均有较大提高⏹观测精度的提高⏹传输速度、精度和抗干扰能力的提高⏹国际合作的加强气象卫星特点①轨道特点低轨:近极地太阳同步轨道高轨:地球同步轨道②短周期重复观测。
即时间分辨率高,有助于对地面快速变化的动态监测。
③成像面积大,有利于获得宏观同步信息,减少数据处理容量。
举例:L=2800KM,仅2条轨道就可覆盖中国。
④资料来源连续、实时性强、成本低。
NOAA卫星数据来源:美国气象卫星。
近圆形太阳同步轨道。
卫星携带的环境监测遥感器主要有改进型甚高分辨率辐射计(A VHRR)和泰罗斯业务垂直观测系统(TOVS)。
美国NOAA卫星系列双星运行,上下午各获取一次信息。
扫描宽度:2800公里分辨率:星下点1.1公里,边缘部分4公里A VHRR是旋转平面镜式光学机械扫描仪。
地Landsat 轨道特点:(一)近圆形轨道轨道趋于圆形的主要目的是使在不同地区获取的影象比例尺接近一致。
此外,近圆形轨道使得卫星的速度也近匀速,便于扫描仪用固定扫描频率对地面扫描成像,避免造成扫描行之间不衔接的现象。