第一章遥感原理及应用概论

简述遥感的基本原理及应用遥感是利用人造卫星、飞机、无人机或地面观测站等平台对地球表面进行观测和测量的技术。

遥感的基本原理是通过接收和记录地球表面反射和辐射的能量，并将其转化为电信号，进而提供地面信息和数据。

遥感技术主要应用于地质勘探、农业、气象、环境保护、城市规划等领域。

遥感的基本原理包括电磁波与物体相互作用、反射与辐射、传感器及数据的获取与处理等。

遥感利用电磁波来获取地面信息，电磁波通过空气、云、尘埃等自然界中的物质传播，当它与地球表面上的物体相互作用时，会发生反射、散射、吸收等过程。

利用这些过程，遥感技术可以测量并分析地球表面上的对象的光谱、热力学特性和形状等重要信息。

遥感的应用广泛，涵盖了很多领域。

在地质勘探方面，遥感可以帮助寻找地下资源，如石油、天然气和矿藏。

通过分析地质特征、土壤类型和植被覆盖等信息，可以确定矿区位置和资源储量。

在农业领域，遥感可以监测作物的生长状况、土壤湿度和病虫害等问题，提供精确的农作物管理和灾害预警信息。

在气象领域，遥感可以监测大气成分、云层和降水等，为气象预报和天气监测提供重要数据。

在环境保护方面，遥感可以检测森林覆盖变化、土地利用变化和水资源管理等问题，促进可持续发展和生态保护。

在城市规划方面，遥感可以提供城市发展和用地规划所需的数据，帮助城市规划师做出更科学的决策，在城市建设过程中提高效率和减少资源浪费。

遥感还有其他一些应用领域。

例如，遥感可以监测自然灾害，如洪水、地震、火灾等，及时提供救援和应急响应。

遥感还可以监测海洋和水质，了解海洋生态系统的变化和海洋资源的利用情况。

另外，遥感还可以用于考古学领域，帮助寻找古代文明的遗址和文化遗产等。

此外，遥感技术还可以用于导航和测绘等领域，提供高精度的地理数据。

总之，遥感技术的基本原理和应用十分重要和广泛。

通过利用遥感技术，可以获取地球表面的重要信息，提供决策支持和数据支持，促进各个领域的发展和进步。

同时，随着遥感技术的不断发展和创新，未来遥感技术的应用领域还将继续扩大，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。

第一章遥感物理基础1 遥感：即遥远感知，在不接触的情况下，对目标或自然现象远距离探测和感知的一门技术。

具体讲，是在高空和外层各种平台上，运用各种传感器获取反映地表特征的各种数据，通过传输，变换，和处理，提取有用的信息，实现研究第五空间形状.位置.性质.变化及其与环境互相关系的一门现代运用技术科学。

2电磁波谱：把各种电磁波按照波长或频率的大小依次排列，就形成了电磁波谱。

3绝对黑体：能够完全吸收任何波长入射能量的物体4灰体：在各种波长处的发射率相等。

5色温：用嘴接近回头辐射曲线的黑体辐射曲线作为参照，这是的黑体辐射温度。

6大气窗口：电磁波有些波段通过大气层时减弱较少，透过率较高，这些电磁波段被称为大气窗口。

7发射率：实际物体与同温度的黑体在相同条件下的辐射功率之比。

8光谱反射率：物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比。

9波粒二象性：电磁波具有波动性和粒子性。

10光谱反射特性曲线：发射波普是某物体的反射率随波长的变化规律，以波长为横轴，反射率为纵轴的曲线。

11.地物波普特性：是指各种地物各自所具有的电磁波特性，包括发射辐射和反射辐射。

二．简答1黑体辐射遵循哪些规律？（1）凡是吸收热辐射能力强的物体，它的热发射能力也强。

凡是吸收热辐射能力弱的物体他们的热发射能力也弱（1）普朗克定律：（2）斯忒藩-波耳兹曼定律：（3）基尔霍夫定律：（4）瑞利-琴斯定律：5）维恩位移定律：2电磁波谱由哪些不同特性的电磁波段组成？遥感中所用的电磁波段主要有哪些？电磁波包含了从波长最短的r射线到最长的无线电波段，包括无线电波、微波、红外波、可见光、紫外线、x射线、伽玛射线等。

遥感中所用的为从紫外线到微波波段，包括紫外线、可见光、红外波段、微波波段。

3、物体的辐射通量密度与哪些因素有关？常温下黑体的辐射峰值波长是多少？a.温度和波长利用波长乘温度=2897.84叙述沙土、植物、和水的光谱反射率随波长变化的一般规律。

自然状态下土壤表面的反射率没有明显的峰值和谷值，一般来讲土壤的光谱特性曲线与一下因素有关，即土壤类别、含水量、有几只含量、砂等含量有关。

遥感原理与应用各章节知识点总结
遥感原理与应用各章节知识点总结如下：
1. 遥感定义：遥感是指通过非接触的方式，远距离感知目标物体的基本属性，包括位置、形状、大小、方向、表面温度等。

2. 电磁波谱：遥感的工作基础是电磁波谱，包括可见光、红外线、微波等不同波段的电磁波。

不同的物体对不同波段的电磁波有不同的反射和吸收特性，因此通过测量这些特性，可以反演出物体的基本属性。

3. 传感器：传感器是遥感的“眼睛”，它能够接收和记录电磁波谱中特定波段的信息。

常见的传感器包括光学相机、红外扫描仪、微波雷达等。

4. 数据处理：数据处理是遥感中非常重要的环节，它包括预处理、增强、变换和分析等步骤。

通过这些步骤，可以将原始的遥感数据进行处理，提取出有用的信息，并对这些信息进行解释和识别。

5. 应用领域：遥感的应用领域非常广泛，包括资源调查、环境保护、城市规划、交通管理、气象监测、灾害预警等。

6. 发展趋势：随着科技的不断发展，遥感技术也在不断进步和完善。

未来的遥感技术将更加注重智能化、自动化和实时化，同时也会更加注重多源数据的融合和综合应用。

以上是遥感原理与应用各章节知识点总结，如需获取更具体的内容，建议查阅相关教材或权威资料。

一．绪论1.遥感的定义：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。

2.遥感的过程:地物发射或反射电磁波通过介质（大气）被传感器接受，通过传感器获取数据，再经计算机对数据处理后，我们提取有用的信息，最后应用于实践。

（地物发射或反射电磁波→介质（大气）→传感器数据获取→计算机数据处理→信息提取→应用）二．电磁波及物理遥感基础1.电磁波的定义：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称为电磁波。

2.电磁波的特性：波动性（干涉、衍射、偏振）粒子性（光电转换）3.电磁波谱的定义:按电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减顺序排列，就能得到电磁波谱。

4.（1）地物发射电磁波:①绝对黑体的定义：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。

黑体辐射1.绝对黑体：吸收率α(λ,T)≡1 反射率ρ（λ,T）≡02.绝对白体：吸收率α(λ,T)≡0 反射率ρ（λ,T）≡1 绝对黑体与绝对白体与温度和波长无关。

②遥感的两种形式：被动遥感，主动遥感。

其中太阳是被动遥感最主要的辐射源。

⒈太阳辐射的特点：与黑体特性一致；能量集中在可见光和红外波段。

⒉一般物体的发射辐射：自然界中实际物体的发射和吸收的辐射量都比相同条件下绝对黑体的低。

发射率ε：实际物体与同温度的黑体在相同条件下辐射功率之比。

ε= W′/ W（ε是一个介于0和1的数）►绝对黑体ελ＝ε＝1►灰体ελ＝ε但0＜ε＜1►选择性辐射体ε＝ｆ(λ)►理想反射体（绝对白体）ελ＝ε＝0大多数物体可以视为灰体：W'=εW=εσT4（2）地物反射电磁波：①光谱反射率:物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比。

②反射波谱特征曲线：反射波谱是某物体的反射率（或反射辐射能）随波长变化的规律，以波长为横坐标，反射率为纵坐标所得的曲线即为该物体的反射波谱特性曲线。

同一地物时间效应：地物的光谱特性一般随时间季节变化。

第一章 绪论☐ 什么是遥感？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。

现代遥感:特指在航天平台上，利用多波段传感器，对地球进行探测、信息处理和应用的技术。

☐ 电磁波的传输过程☐ 遥感技术系统遥感技术系统是实现遥感目的的方法论、设备和技术的总称。

遥感技术系统主要有：①遥感平台系统②遥感仪器系统③数据传输和接收系统④用于地面波谱测试和获取定位观测数据的各种地面台站网；⑤数据处理系统。

⑥分析应用系统。

☐ 遥感应用过程1.问题声明(分析问题、假设建模、指定信息需求）2.数据收集（遥感、实地观测）3.数据分析（目视解译、数字图像处理、可视化分析、测试假设）4.信息表达（数据库、误差报告、统计分析、各类图件）☐ 遥感的发展趋势高分辨率、定量化、智能化、商业化第二章 电磁波及遥感物理基础☐ 电磁波、电磁波谱（可见光谱）遥感之所以能够根据收集到的电磁波来判断地物目标和自然现象，是因为一切物体，由于其种类、特征和环境条件的不同，而具有完全不同的电磁波反射或发射辐射特征。

电磁波是一种横波。

电磁波的几个性质：一般的光探测器或感光材料只对光强度有响应，因而只能感受到光波场的振幅信息，对相位信息则无响应。

干涉（interfere ）频率相同、振动方向相同、相位差恒定的两列光/波相遇时，使某些地方振动始终加强（显得明亮），或者始终减弱（显得暗淡）的现象，叫光/波的干涉现象。

应用：雷达、InSAR衍射（diffraction ）光的衍射（Diffraction ）指光在传播路径中，遇到障碍物或小孔（狭缝）时，偏离直线绕过障碍物继续传播的现象。

偏振（polarization ）横波在垂直于波的传播方向上，其振动矢量偏于某些方向的现象。

简述遥感的基本原理及应用1. 遥感的基本原理遥感是指通过从远处获取地球地表物体的信息，通常是利用航空器或卫星等平台搭载的遥感传感器对地球表面进行观测和记录，然后利用这些观测数据进行分析和解译。

遥感的基本原理可以概括为以下几点：•电磁波辐射：遥感利用的是地球表面物体自然辐射或人工辐射的电磁波，包括可见光、红外线、微波等不同波长的电磁波。

•传感器接收：遥感传感器可以接收和记录电磁波辐射的能量，不同传感器对不同波段的电磁波有不同的灵敏度。

•光谱特征：每种物质对电磁波有不同的吸收、辐射和散射特性，形成物质的光谱特征，这些特征可以用于遥感图像的解译。

•数字图像处理：遥感图像一般是数字图像，利用数字图像处理方法可以提取出图像中的有用信息，如物体的位置、形状、光谱等特征。

2. 遥感的应用领域遥感技术在各个领域都得到广泛应用，下面列举了几个常见的应用领域：2.1 农业•土地利用监测：利用遥感技术可以对农田进行监测和分析，包括农作物类型、覆盖程度、生长状态等信息，以便农业管理和规划。

•病虫害监测：通过遥感图像可以判断植被的健康状况，及时发现和监测农作物的病虫害情况，实现精细化农业管理。

2.2 城市规划•地形测量：利用遥感技术可以获取地表地形信息，包括高程、坡度、坡向等，为城市规划和土地开发提供数据支持。

•城市扩张监测：通过遥感图像可以观测和记录城市的扩张情况，包括新建楼房、道路等基础设施，为城市规划和管理提供依据。

2.3 环境保护•水资源监测：利用遥感技术可以对水体进行监测，包括河流、湖泊、水库等，以便及时发现水质问题和水体的变化。

•森林火灾监测：通过遥感图像可以监测森林火灾的发生和蔓延情况，及时采取措施进行应对和救援。

2.4 自然资源调查•矿产资源调查：利用遥感技术可以进行矿产资源的调查和探测，包括矿山的开采状况、矿物质的分布等，为资源开发提供数据支持。

•土地评估：通过遥感图像可以评估土地的质量、适宜程度等，为土地的合理利用和管理提供参考。

遥感原理与应用的课后答案第一章：遥感基础知识1.1 遥感概述•遥感是利用空间传感器获取地球表面信息的科学与技术。

•遥感技术的特点包括遥感性质、遥感对象、遥感方法等。

1.2 遥感的分类•根据遥感方式，可将遥感分为主动遥感和被动遥感两种。

•主动遥感指人工发射电磁波，通过接收返回信号得到目标的信息。

•被动遥感则是通过接收自然环境中辐射的信息。

1.3 遥感系统的组成•遥感系统由人工卫星、航空平台、地面站三个部分组成。

•人工卫星是指搭载遥感装置的卫星，用于对地观测。

•航空平台一般指飞机或无人机等载人或无人飞行器。

•地面站则用于接收、处理和存储遥感数据。

第二章：遥感图像的获取与处理2.1 遥感图像获取•遥感图像的获取方式包括主动遥感和被动遥感。

•被动遥感图像的获取主要依赖于地球表面辐射的能量。

•主动遥感图像则是通过人工发射的电磁波测量返回信号得到。

2.2 遥感图像处理步骤•遥感图像处理步骤包括预处理、增强、分类和解译等。

•预处理主要针对图像的去噪、几何校正等。

•增强则是对图像的对比度、亮度等进行调整。

•分类是指将图像中的不同特征划分为不同类别。

•解译则是对分类结果进行分析和理解。

2.3 遥感图像的分类•遥感图像的分类主要有无监督分类和有监督分类两种方法。

•无监督分类是指根据图像中像素的相似性进行自动分类。

•有监督分类则需要根据预先标记好的样本进行分类。

第三章：遥感在环境监测中的应用3.1 遥感在气象监测中的应用•遥感可以用于获取气象元素，如温度、湿度、风速等。

•通过遥感技术可以实现大范围、高分辨率的气象监测。

3.2 遥感在水资源监测中的应用•遥感可以用于获取地表水体的面积、水质等信息。

•借助遥感技术可以实现对广大水域的高效监测。

3.3 遥感在土地利用监测中的应用•利用遥感图像可以获取土地利用类型、变化等信息。

•遥感技术可以为土地规划和管理提供重要支持。

3.4 遥感在灾害监测中的应用•遥感图像可以用于监测地震、洪水、火灾等灾害。

绪论第一章遥感物理基础Chapter 1 Physical basis of remote sensing电磁波：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。

（在真空或介质中传播的交变电磁场）电磁波是通过电场和磁场之间相互联系和转化传播的，是物质运动能量的一种特殊传递形式。

原子光谱、分子光谱和晶体光谱波粒二象性：1 波动性：表现出干涉、衍射、偏振等现象。

一般成像只记录了电磁波的振幅，只有全息成像时才同时记录振幅和相位，在遥感成像时，只有雷达成像是如此。

干涉的影响：利—利用能量增大的趋势使图像清晰，方向性强；弊—造成同一物质所表现的性质不同SAR成像时，斑点的产生就是由于电磁波的干涉引起的。

衍射的影响：(1)使电磁辐射通量的数量、质量和方向都发生变化，结果测量不准确，对目标物的解译也带来困难。

(2)缩小阴影区域。

(3)影响遥感仪器的分辨能力。

光的偏振现象说明光波是横波，在微波技术中称为“极化”。

多普勒效应：电磁辐射因辐射源或观察者相对于传播介质的移动，而使观察者接受到的频率发生变化的现象。

2 粒子性的基本特点是能量分布的量子化光电效应应用：扫描成像、电视摄像等，把光像变成电子像，把对人眼无作用的电磁辐射变成人们可以看见的影像。

3、波粒二象性的关系电磁波的波动性与粒子性是对立统一的，E（能量）、P（动量）是粒子的属性，υ（频率），λ（波长）是波动的属性，二者通过h联系起来。

光的波动性和粒子性是光在不同条件下的不同表现：从数量上看：少量光子的运动表现出粒子性；大量光子的运动表现出波动性。

从频率上看：频率高的光子粒子性强，频率低的光子波动性强。

当光和其它物质发生相互作用时表现为粒子性，当在传播时表现为波动性。

为什么说遥感的物理基础是电磁波理论？➢不同地物电磁波特性不同（表现为不同颜色，不同温度）➢传感器接收的是电磁波➢数据传输是电磁波➢数据处理的是地物电磁波信息➢应用的是地物电磁波特性电磁波谱：将电磁波在真空中按照波长或频率的依大小顺序划分成波段，排列成谱。