遥感原理与应用(1.1.1)--遥感的概念与遥感技术系统的组成
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遥感原理与应用复习题一、名词概念1. 遥感广义:泛指一切无接触的远距离探测,包括对电磁场、力场、机械波(声波、地震波)等的探测。
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。
2. 传感器传感器是遥感技术中的核心组成部分,是收集和记录地物电磁辐射能量信息的装置,如光学摄影机、多光谱扫描仪等,是获取遥感信息的关键设备。
3. 遥感平台遥感平台是转载传感器进行探测的运载工具,如飞机、卫星、飞船等。
按其飞行高度不同可分为近地平台、航空平台和航天平台。
4. 地物反射波谱曲线地物的反射率随入射波长变化的规律称为地物反射波谱,按地物反射率与波长之间的关系绘成的曲线称为地物反射波谱曲线(横坐标为波长值,纵坐标为反射率)5. 地物发射波谱曲线地物的发射率随波长变化的规律称为地物的发射波谱。
按地物发射率与波长之间的关系绘成的曲线称为地物发射波谱曲线。
(横坐标为波长值,纵坐标为总发射)6. 大气窗口通常把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称为大气窗口。
7. 瑞利散射当微粒的直径比辐射波长小许多时,也叫分子散射。
8. 遥感平台遥感平台:遥感中搭载传感器的工具统称为遥感平台。
遥感平台按平台距地面的高度大体上可分为地面平台、航空平台和航天平台三类。
9. TM即专题测图仪,是在MSS基础上改进发展而成的第二代多光谱光学-机械扫描仪,采用双向扫描。
10. 空间分辨率图像的空间分辨率指像素所代表的地面范围的大小,即扫描仪的瞬间视场或地面物体能分辨最小单元,是用来表征影像分辨地面目标细节能力的指标。
通常用像元大小、像解率或视场角来表示。
11. 时间分辨率时间分辨率指对同一地点进行遥感采样的时间间隔,即采样的时间频率,也称重访周期。
12. 波谱分辨率波谱分辨率指传感器在接收目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔,也称光谱分辨率。
第一章:绪论knowledge points(知识点):掌握:遥感(狭义)、遥感技术、景、分辨率;遥感技术系统的组成;遥感的特性;目前主要的遥感卫星、遥感软件了解:遥感的分类;遥感的发展史;遥感与测绘学科的关系遥感:是一门新兴的科学技术,主要指从远距离、高空以至外层空间的平台上,利用可见光、红外、微波等探测器,通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理,从而识别地面物质的性质和运动状态的现代化技术系统。
对象:地面;载体:电磁波(主要)目的:研究地面物质的性质和运动状态(周期性、重复性)过程:成像、传输、处理、应用2.遥感技术:从地面到高空各种对地球、天体观测的综合性技术系统的总称。
1)空间信息采集2)地面接收与预处理3)地面实况调查4)信息的提取与应用1.遥感的特性:Characteristics宏观(空间)特性:Spatial视域范围大光谱特性:Spectral多波段,没有可见光的限制,扩大了观测范围时相特性:Temporal可周期成像,有利于研究和动态监测景的概念:在遥感数据的发布过程中,将获得的连续条带影像按一定的距离划分为若干幅影像。
空间分辨率:传感器瞬时视场可观察到的地面大小光谱分辨率:探测光谱辐射能量的最小波长间隔1米分辨率2.遥感的分类:Classes按遥感对象(应用)分:土地遥感;环境遥感;大气遥感;海洋遥感;农业遥感;林业遥感;水利遥感地质遥感(按接收信息方式分:主动遥感(Active);被动遥感(Passive)按遥感平台(高度)分:航天遥感(Astronautics);航空遥感(Airborne);地面遥感(Subaerial)主动方式:扫描(图像方式):像面扫描(被动型相控阵雷达);物面扫描:微波辐射计;真实孔径雷达;合成孔径雷达非扫描(非图像方式):微波散射计;微波高度计;激光光谱仪;激光高度计;激光水深计;激光测距仪被动方式:扫描(图像方式):1、像面扫描:电视摄像机;固体扫描仪(CCD)2物面扫描:光机扫描仪;固体扫描仪非扫描:1、非图像方式:微波辐射计;地磁测量仪;重力测量仪;傅立叶光谱仪2、图像方式(照相机):黑白;天然彩色;红外;彩色红外(2) 按平台(高度)分类:航天遥感Astronautics:1、轨道卫星:地球同步卫星;太阳同步卫星:长寿命(500-1000 km)(3600 km),短寿命(150-500 km)/2、载人飞船(<500 km)3、航天飞机(<300 km)4、/探空火箭(100-650 km)航空遥感Airborne:1、飞机:高空飞机(>15km);中空飞机(9-15km);低空飞机(<9km)2、气球:飘浮气球(<50km);系留气球(<5km)地面遥感Subaerial:高塔(<300m);车船(<30m);观测架(几米)§1-4 遥感与测绘的关系Relationship between RS. and Surveying & Mapping1. 遥感制图是测绘领域的发展方向:空间范围广,信息量大;成图周期短,能以一定的周期反复观测几乎全部地球表面,便于实时动态监测;能够快速获取大量的地面景物的直观的定位资料,可用作研究地物的空间分布;受地域、气候、地形等的限制小;精度提高(接图少);完成了制图自动化(软件功能强大)2.利用遥感卫星影像制图的优点:(Advantages)借助影像与地面相应点间的对应关系,确定地物的种类、形状、大小、及其平面位置;借助影像与地面相应点间的几何关系,制作各种比例尺的地形图;加速了测绘工作进度,节省了劳动力,扩大了工作的范围和领域。
遥感原理与应用课程设计第一章绪论§1.1遥感概述1、遥感的概念:在远离被测物体或现象的位置上,使用一定的仪器设备,接收、记录物体或现象反射或发射的电磁波信息,经过对信息的传输、加工处理及分析与翻译,对物体及现象的性质及其变化进行探测和识别的理论与技术。
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。
现已成为一个从地面到高空的多维、多层次的立体化观测系统。
2、遥感技术系统主要有:错误!未找到引用源。
遥感平台:在遥感中搭载遥感仪器的工具称为平台或载体。
平台的运行特征及其姿态稳定状况直接影响遥感仪器的性能和遥感资料的质量。
目前的遥感平台有飞机、火箭和卫星等。
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传感器:在遥感中,收集、记录和传送遥感信息的装置称为传感器,他是遥感技术的核心。
目前应用的传感器主要有:摄影机、摄像仪、扫描仪、雷达等。
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遥感数据接受处理系统:为了接受从遥感平台传送来的图像胶片和数字磁带数据,必须建立地面接收站。
地面接收站由地面数据接受和记录系统(TRRS),图像数据处理系统(IDPS)两部分组成。
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分析解译系统:用户得到的遥感资料,是经过处理的图像胶片和数据,谈后再根据各自的应用目的,对这些资料进行分析、研究、判断解释,从中提取有用信息,并将其翻译成为我们所用的文字资料或图件,这一工作为“解译”。
分为常规目视解译技术和电子计算机解译技术。
3、遥感的分类:错误!未找到引用源。
根据遥感平台的分类:a.地面遥感:平台与地面接触,常用的平台有汽三角架等。
b.航空遥感:平台为飞机和气球,是从空中对地面目标的遥感。
c.航天遥感:以卫星、火箭和航天飞机为平台,从外层空间对地球目标物所进行的遥感。
d.航宇遥感。
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根据电磁波谱的分类:a.可见光遥感:只收集与记录目标物反射的可见光辐射能量,所用传感器有摄影机、扫描仪等。
b.红外遥感:收集与记录目标物发射或反射的红外辐射能量,所用传感器有摄影机、扫描仪等。
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。
第一篇名词解释1、遥感技术:在遥感平台的支持下,不与探测目标接触,从远处吧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。
2、遥感器:遥感器又称为传感器,是接收、记录目标电磁波特性的仪器。
常见的传感器有摄影机、扫描仪、雷达、辐射计、散射计等。
3、电磁波谱:将电磁波在真空中传播的波长或频率、递增或递减依次排列为一个序谱,将此序谱称为电磁波谱。
4、黑体:对任何波长的电磁辐射都全吸收的假想的辐射体。
5、大气散射:辐射在传播过程中遇到小微粒(气体分子或悬浮微粒等)而使传播方向改变,并向各个方向散开,从而减弱了原方向的辐射强度、增加了其他方向的辐射强度的现象。
6、大气窗口:电磁波通过大气层时较少被反射、吸收和散射的,透过率较高的波段。
7、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。
8、地物反射率: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。
9、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(地物反射波谱曲线),横坐标表示波长,纵坐标表示反射率。
10、摄影成像:依靠光学镜头及放置在焦平面的感光记录介质(胶片or CCD)来记录物体的影像的成像方式11、扫描成像:依靠探测元件和扫描镜对目标地物以瞬时视场为单位进行逐点、逐行取样,以得到目标地物电磁波特性信息,形成一定谱段图像的成像方式。
12、微波遥感:通过微波传感器,获取目标地物在1mm—1m光谱范围内发射或反射的电磁辐射,以此为依据,通过判读处理来识别地物的技术。
13、像点位移:中心投影的影像上,地形的起伏除引起相片比例尺变化外,还会引起平面上的点位在相片位置上的移动,这种现象称为像点位移,其位移量就是中心投影与垂直投影在统一水平面上的投影误差。
第一章遥感概述本章从整体上简单介绍了遥感技术的概况,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。
图1-1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。
狭义的遥感:系统范围--空对地探测对象--地球表层(大气圈、水圈、岩石圈)物理媒介--紫外-可见光-红外-微波广义的遥感:系统范围--空对地--地对空、空对空探测对象--地球遥感、日地空间(宇宙遥感)物理媒介--电磁波、地震波、声波、力场(重力场、磁力场)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。
图1-2第二节遥感技术系统遥感技术系统包括:信息源即波谱特征 spectrum feature、信息的获取 Information obtain、信息的接收Receive、信息的处理 Processing(辐射校正、姿态校正、几何校正、增强处理等)、信息的应用 applying 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。