《遥感学概论》(2021修订版)

《遥感概论》课程电子讲义丁建丽新疆大学资源与环境科学学院《遥感概论》课程讲义第一章遥感概述本章从整体上简单介绍了遥感技术的全貌，目的是让同学们对遥感有一个大致的认识。

遥感技术的根本目的在于获取目标地物的信息，为了获取这种信息，遥感采用了与传统技术不同的手段、角度、媒介，由此产生了与传统观察方法不同的效果和特点，从而遥感技术得到了广泛的应用。

本章重点是掌握遥感基本概念与遥感技术系统。

第一节 遥感基本概念1.1.1 遥感概念遥感 (Remote Sensing) 泛指对地表事物的遥远感知。

狭义的遥感特指通过遥感器这类对电磁波敏感的仪器，在远离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物，获取其反射、辐射或散射的电磁波信息，进行处理、分析与应用的一门科学和技术。

遥感通常是指通过某种遥感器从空中或太空获取地表各类地物信息，并对这些信息进行提取、分析，以此来测量与判定地表目标地物的性质或特性。

1.1.2 观测对象及其特征遥感的观测对象主要是地球表层的各类地物，也包括大气、海洋和地下矿藏中不同成分。

地球表层各类地物都具有两种特征，一是空间几何特征，一是物理、化学、生物的属性特征。

1.1.3 特点与优势遥感技术是 20 世纪 70 年代起迅速发展起来的一门综合性探测技术。

遥感技术发展速度之快与应用广度之宽是始料不及的。

仅经过短短 30 多年的发展，遥感技术已广泛应用于资源与环境调查与监测、军事应用、城市规划等多个领域。

究其原因，在于遥感具有客观性、时效性、宏观性与综合性、经济性的特点。

第二节 遥感技术系统1.2.1 空间信息获取系统地球表面地物目标空间信息获取主要由遥感平台、遥感器等协同完成。

遥感平台 (Platform for Remote Sensing ) 是安放遥感仪器的载体，包括气球、飞机、人造卫星、航天飞机以及遥感铁塔等。

遥感器 ( Remote Sensor) 是接收与记录地表物体辐射、反射与散射信息的仪器。

遥感导论复习第一章：绪论1.什么是遥感？（狭义）——名词解释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地物的电磁波信息，经过对信息的处理，判别出目标地物的属性。

遥感（ Remote Sensing ），即遥远的感知，利用非接触传感器来获取有关目标的时空信息，不仅着眼于解决传统目标的几何定位，更为重要的是对利用外层空间传感器获取的影像和非影像信息进行语义和非语义解译，提取客观世界中各种目标对象的几何与物理特征信息。

几何：由2维影像重建3维模型。

物理：由光谱特性确定物质类别。

现在遥感发展的趋势与展望1.多分辨率（空间、时间、光谱）多遥感平台并存2.新型传感器不断涌现,微波遥感、高光谱遥感迅速发展3.遥感的综合应用不断深化4.商业遥感时代的到来第二章：遥感电磁辐射基础8、斯忒藩-玻尔兹曼定律：绝对黑体的总辐射出射度与黑体温度的四次方成正比。

σ—斯忒藩-玻尔兹曼常数， σ=5.67×10-8 W ·m -2·K -49、维恩位移定律黑体辐射光谱中最强辐射的波长λmax 与黑体绝对温度T 成反比：b —常数几何意义：在黑体辐射曲线中，黑体温度越高，其曲线的峰值就越往左移，即往波长短的方向移动（位移）。

若辐射最大值落在可见光波段，物体的颜色会随着温度的升高而变化，波长逐渐变短，颜色由红外到红色再逐渐变蓝变紫（烟煤燃烧，燃烧越充分，颜色越接近蓝色）。

恒星、地球、太阳都可看做绝对黑体。

10、基尔霍夫定律（计算题）在任何给定温度下，地物的辐射出射度M 与吸收率α之比，对任何地物都是一个常数，并等与该温度下绝对黑体的M 0 。

表现了实际物体的辐射出射度与同一温度、同一波长绝对黑体辐射的关系： 仅与波长和温度有关，与物体本身的性质无关。

注意：斯忒藩-玻尔兹曼定律、维恩位移定律只适用于黑体辐射，但在自然界中，黑体辐射是不存在的，一般地物辐射能量总要比黑体辐射能量要小。

遥感概论知识点总结一、遥感的基本概念遥感是通过对地球表面进行观测和测量，获取地球表面各种信息的技术。

遥感可以利用航空器、卫星等平台来进行观测和测量，通过获取的遥感数据，可以对地球的各种现象和特征进行监测和分析。

遥感技术的应用范围非常广泛，可以在农业、水资源、土地利用、环境保护、城市规划等领域发挥重要作用。

二、遥感的原理遥感的原理主要是通过传感器对地球表面进行观测和测量，获取各种遥感数据。

传感器可以利用电磁波、红外线、微波等方式对地球表面进行观测，不同的传感器可以获取到不同波段的数据，从而获取到地球表面的不同信息。

遥感数据可以分为光学遥感数据和雷达遥感数据两种类型，其中光学遥感数据主要是通过对可见光、红外线等光谱的捕捉，获取地球表面的图像信息，而雷达遥感数据则是通过微波的回波信息获取地球表面的各种信息。

通过对遥感数据的处理和分析，可以获取到地球表面的各种信息，包括地形、地物、植被、水域、土壤等。

三、遥感的分类遥感可以根据传感器的工作原理和数据类型进行分类，主要可以分为光学遥感和雷达遥感两种类型。

光学遥感主要是利用可见光和红外线等光学波段进行观测和测量，可以获取地球表面的图像信息，包括地形、地物、植被、水域等。

光学遥感主要利用航空摄影、卫星摄影等方式获取数据，可以在农业、林业、地质勘探等领域得到应用。

雷达遥感则是利用雷达传感器对地球表面进行观测和测量，可以在夜间和恶劣天气下进行观测，可以获取地球表面的高度、形状、液体含量等信息，广泛应用于地质勘探、环境监测等领域。

四、遥感数据的获取遥感数据的获取主要是通过航空摄影、卫星摄影等方式进行观测和测量。

航空摄影是利用航空器进行大范围、高分辨率的遥感观测和测量，可以获取地球表面的高分辨率图像信息，适用于小范围的地面观测。

而卫星摄影则是利用卫星平台进行大范围、中低分辨率的遥感观测和测量，可以获取地球表面的宽幅图像信息，适用于大范围的地面观测。

通过这些方式获取的遥感数据可以在地质勘探、农业监测、城市规划等方面得到应用。

遥感概论复习重点遥感概论是地球科学和环境科学中的重要学科之一，主要研究地球表面信息的获取、处理和应用。

以下是遥感概论复习的重点内容。

一、遥感基础知识1.遥感的定义、特点和应用范围；2.遥感数据的分类、图像解译的基本步骤；3.遥感的数据源、传感器和平台；4.遥感数据的光谱特征和光谱反射率；5.遥感数据的空间、光谱和时间分辨率。

二、遥感图像解译1.遥感图像解译的基本概念和步骤；2.遥感图像的特征提取方法；3.遥感图像分类方法和常用分类算法；4.遥感图像解译中的误差源和误差评价方法；5.遥感图像的应用领域和典型应用案例。

三、遥感技术的发展和应用1.遥感技术的发展历程和主要进展；2.遥感技术在农业、林业、环境监测、城市规划等领域的应用；3.遥感技术在气象、地质灾害监测、资源调查和管理中的应用；4.遥感技术在国土调查、地理信息系统、地理空间数据处理中的应用。

四、遥感数据处理和分析1.遥感数据的获取和预处理技术；2.遥感图像的增强和滤波处理方法；3.遥感数据的特征提取和信息提取方法；4.遥感数据的数学模型和解析技术；5.遥感数据的多光谱、高光谱和合成孔径雷达处理方法。

五、遥感与地理信息系统（GIS）的集成应用1.遥感与GIS的概念、关系和集成模式；2.遥感数据在GIS中的应用和分析方法；3.遥感数据与GIS数据的转换和交互；4.遥感数据与GIS空间分析的集成方法；5.遥感与GIS的应用案例和未来发展方向。

六、遥感应用中的伦理和社会问题1.遥感数据的隐私和安全问题；2.遥感数据在环境保护和资源管理中的伦理问题；3.遥感数据的使用和共享政策问题；4.遥感数据在社会冲突和隐患管理中的道德问题；5.遥感数据的技术限制和社会影响问题。

以上内容是遥感概论复习的重点，通过对这些知识点的深入学习和理解，可以帮助学生全面掌握遥感概论的基本理论和应用技术，为进一步深入研究和应用遥感技术打下坚实的基础。

遥感概论✧什么是遥感遥感：一种在远离目标，不与目标直接接触的情况下，通过传感器获取其特征信息，并对这些信息进行处理、分析和应用的综合性探测技术。

遥感：通常是指空对地的遥感，即从远离地面的不同工作平台上通过传感器，对地球表面的电磁波信息进行探测，并经信息的传输、处理和判读分析，对地球的资源与环境进行探测和监测的综合性技术。

遥感过程：是指遥感信息的获取、传输、处理，以及分析判读和应用的全过程。

包括遥感信息的获取；遥感信息的处理；遥感信息的应用。

遥感技术系统：是指一个从地面到空中、甚至空间的从遥感信息收集、存储、处理、判读分析和应用的技术系统。

包括：遥感试验系统；遥感信息的获取系统；遥感信息的处理系统；遥感信息的应用系统✧遥感的分类按工作平台：地面遥感、航空遥感、航天遥感按传感器的工作原理：主动遥感，被动遥感主动遥感：指从传感器系统上的人工辐射源，向目标物发射一定形式的电磁波，再由传感器接收和记录其反射波的遥感系统。

其主要优点是不依赖太阳辐射，可以昼夜工作，而且可以根据探测目的的不同，主动选择电磁波的波长和发射方式。

如主动传感器：雷达被动遥感：指由传感器从远距离接收和记录目标物所反射的太阳辐射电磁波及物体自身发射的电磁波 ( 主要是热辐射 ) 的遥感系统。

如各种摄像机、扫描仪、辐射计✧遥感技术的特点:1)感测范围大，具有综合、宏观性。

便于发现和研究宏观现象2)信息量大，手段多、技术先进。

可提供丰富的光谱信息，根据应用目的不同可选用不同功能的传感器和工作波段3)获取信息快，更新周期短，具有动态监测特点。

能用于洪水，土地利用，农作物长势、森林火灾等监测4)用途广，效益高5)约束少，不受地利、交通、国界等限制✧电磁波谱电磁波谱：将电磁波按波长或频率大小顺序排列而成的图表。

遥感中常用的电磁波段：包括可见光，红外和微波波段可见光：0.38-0.76um红外：近红外（NIR, near-infrared）：0.7-3.0 μm近红外（NIR, near-infrared）：0.7-1.3μm短波红外(SWIR, shortwave IR）：1.3-3.0 μm热红外(TIR, Thermal IR)： 3.0-1000 μm中红外(MWIR, Mid wave IR)：3.0-6.0 μm远红外： 6.0-15 μm超远红外： 15-1000 μm微波波段：(1mm-1m, 最常用1cm-1m)，特点：–能穿透云雾–能全天候、全天时进行✧黑体辐射斯忒藩-玻尔兹曼定律：黑体的全部发射辐射（W,即辐射度）与其绝对温度（T ）的四次方成正比。

湖南师范大学硕士研究生入学考试自命题科目考试大纲考试科目代码：考试科目名称：遥感学概论一、考试内容及要点（一）遥感基本原理1、概述了解遥感、电磁波、电磁波谱概念。

了解黑体辐射、太阳辐射、大气对太阳辐射的衰减作用、大气窗口。

2、物体的发射辐射、地物的反射辐射了解地物的反射类别、光谱反射率以及地物的反射光谱特性、影响地物光谱反射率变化的因素。

3、地物波谱特性的测定理解地物波谱特性的概念、作用及波谱测定方法。

（二）遥感平台及运行特点1、了解遥感平台的种类及目的与用途，国产最新遥感平台及其发展趋势。

（三）遥感传感器及其成像原理1、了解遥感传感器种类及其特点。

（四）遥感图像数字处理的基础知识1、图像的表示形式理解图像的表示形式2、遥感数字图像处理系统了解遥感数字图像处理的硬件系统、遥感数字图像处理的软件系统。

（五）遥感图像的几何处理1、遥感图像的几何变形理解遥感图像的几何变形因素。

2、遥感图像的几何处理理解几何纠正的目的、意义、基本原理；掌握几何纠正的基本方法和步骤。

（六）遥感图像辐射处理1、遥感图像的辐射处理理解辐射纠正的目的、意义、基本原理与方法。

2、遥感图像增强理解图像增强的基本原理和常用方法。

3、图像融合理解图像融合的概念、类型、目的、意义，掌握图像融合的基本思路和步骤。

（七）遥感图像判读掌握遥感图像目视解译的原理、原则、基本方法、步骤及各自的特点。

（八）遥感图像自动识别分类理解图像监督分类和非监督分类的基本原理和方法。

了解最新的遥感图像分类方法。

（九）遥感技术的应用了解遥感技术在资源、环境与灾害监测预警、测绘、地质调查、农林牧渔、全球变化等方面的应用，并能学以致用。

二、参考书目教材：作者：沙晋明等，《遥感原理与应用》，科学出版社2012实习指导书：作者：陈晓玲等，《遥感原理与应用实验教程》，科学出版社2013教学参考书：作者：胡德勇、邓磊等，《遥感图像处理原理与方法》，测绘出版社2014。

《遥感概论》课程笔记第一章：绪论1.1 遥感及其技术系统遥感（Remote Sensing）是指不直接接触对象物体，通过分析从远处感知到的电磁波信息来识别和探测地表及其上方环境的技术。

遥感技术系统是由多个组成部分构成的复杂体系，主要包括以下几部分：- 传感器（Sensor）：用于探测和记录目标物体发射或反射的电磁波的设备。

- 遥感平台（Remote Sensing Platform）：携带传感器的载体，如卫星、飞机、无人机等。

- 数据传输系统（Data Transmission System）：将传感器收集的数据传回地面的设备。

- 数据处理与分析系统（Data Processing and Analysis System）：对遥感数据进行处理、分析和解释的软件和硬件。

1.2 遥感门类及技术特点遥感技术根据不同的分类标准可以分为以下几类：- 按照电磁波波长：可见光遥感、红外遥感、微波遥感等。

- 按照传感器工作方式：主动遥感（如激光雷达）和被动遥感（如摄影相机）。

- 按照平台类型：卫星遥感、航空遥感、地面遥感等。

遥感技术的主要特点包括：- 大范围覆盖：遥感技术可以覆盖广阔的地表区域，对于大规模的地理现象监测具有优势。

- 高效快速：遥感平台可以快速穿越监测区域，获取数据的时间周期短。

- 多维信息：遥感可以提供关于地表及其上方环境的多种信息，如形状、纹理、温度等。

- 非侵入性：遥感技术不需要直接接触目标物体，因此对环境的影响较小。

1.3 遥感行业应用概况遥感技术在多个行业中有着广泛的应用，以下是一些主要的应用领域：- 农业领域：通过遥感技术监测作物生长状况、评估产量、监测病虫害、进行土地资源调查等。

- 环境保护：监测森林覆盖变化、湿地保护、沙漠化趋势、大气污染等环境问题。

- 灾害管理：利用遥感技术进行地震、洪水、飓风、火灾等自然灾害的预警、监测和评估。

- 城市规划：通过遥感图像分析城市扩张、交通布局、土地利用效率等，为城市规划提供依据。

遥感概论复习资料第一章遥感的基本概念（1）广义：泛指一切无接触的远距离探测技术。

包括对电磁场、力场、机械波(声波、地震波)等的探测。

（2）狭义：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。

不同于遥测和遥控。

遥感系统包括（1）被测目标的信息特征（2）信息的获取（通过传/遥感器、遥感平台）（3）信息的传输与记录（4）信息的处理（5）信息的应用遥感的类型（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）按遥感器的探测波段分类μ之间紫外遥感：探测波段在0.05-0.38mμ之间可见光遥感：探测波段在0.38-0.76mμ之间红外遥感：探测波段在0.76-1000m微波遥感：探测波段在1mm-1m之间多波段遥感：探测波段在可见光和红外波段范围内，再分成若干窄波段来探测目标。

（3）按工作方式分类：主动遥感和被动遥感（4）按是否成像分类：成像遥感和非成像遥感遥感的特点（1）大面积同步观测传统地面调查实施困难，工作量大，遥感观测可以不受地面阻隔等限制。

（2）时效性可以短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，传统调查，需要大量人力物力，用几年甚至几十年时间才能获得地球上大范围地区动态变化的数据。

因此，遥感大大提高了观测的时效性。

这对天气预报、火灾、水灾等的灾情监测，以及军事行动等都非常重要。

（3）数据的综合性和可比性遥感获得地地物电磁波特性数据综合反映了地球上许多自然、人文信息。

由于遥感的探测波段、成像方式、成像时间、数据记录、等均可按照要求设计，使获得的数据具有同一性或相似性。

同时考虑道新的传感器和信息记录都可以向下兼容，所以数据具有可比性。

与传统地面调查和考察相比较，遥感数据可以较大程度地排除人为干扰。

（4）经济性遥感的费用投入与所获得的效益，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。