遥感概论
遥感概论遥感传感器课件
05
遥感传感器在各个领域 的应用实例
CHAPTER
环境保护领域
大气污染监测 生态环境评估 自然灾害监测与预警
农业领 域
作物生长监测
利用遥感传感器获取作物生长状 况、叶绿素含量、叶面积指数等 信息，实现作物生长过程的动态
监测和诊断。
农业资源调查
通过遥感技术调查农业土地资源、 水资源和农业气象条件，为农业 生产布局和规划提供依据。
THANKS
感谢观看
• 微波传感器：利用 微波波段进行遥感 的传感器，包括主 动微波传感器（如 合成孔径雷达）和 被动微波传感器（ 如微波辐射计）。
• 热红外传感器：利 用热红外波段进行 遥感，用于测量地 表热辐射特性。
传感器的工作原理
光学传感器工作原理 微波传感器工作原理 热红外传感器工作原理
传感器的性能指标
空间分辨率
02
多传感器数据融合
03
AI与遥感传感器的结合应用
目标检测与识别
利用深度学习技术对遥感图像进行目标检测和识别，实现高分辨 率、高效率的地物提取和分类。
数据挖掘与知识发现
基于大数据技术，挖掘遥感数据中隐含的地学知识和规律，为地 球系统科学研究提供新的视角和方法。
智能遥感解译
结合自然语言处理等技术，实现遥感图像的自动解译和语义理解， 提高遥感数据的应用水平和效率。
03
典型遥感传感器介绍
CHAPTER
光学传感器
微波传感器
热红外传感器
01
02
03
04
05
04
遥感数据获取与处理
CHAPTER
数据获取方式
01
02
卫星遥感
无人机遥感
03 地面遥感
遥感概论
第一章遥感的基本概念★1.遥感的基本概念：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.遥感探测系统包括：被侧目标的信息特征、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.遥感（对于传统地面调查）的特点：①传统地面调查实施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得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、遥感技术所利用的电磁波有限，有待进一步开发，需要更高分辨率以及遥感以外的其他手段相配合，雏别是地面调查和验证。
★4.我国第一颗人造卫星：1970年4月24日发射的“东方红1号”。
第二章电磁辐射与地物光谱特征★1.电磁波谱：按电磁波在真空中传播的波长或频率，递增或递减排列，则构成了电磁波谱。
★2.电磁波特性：①是横波②在真空中以光速传播③满足f·λ=c、E=h·f④具有波粒二象性。
★3.绝对黑体：对于任何波长的电磁辐射都全部性吸收的物体。
（黑色的烟煤被认为是最接近绝对黑体的自然物质。
）黑体辐射规律：斯忒藩-玻耳兹曼定律:M=σ·T∧4绝对黑体的总辐射出射度与黑体的温度的四次方成正比。
维恩位移定律：bλ随着温度的升高，辐射最T=∙max大值对应的峰值波长向短波方向移动。
★5.描述实际物体的辐射的是基尔霍夫定律：在一定温度下，地物单位面积上的辐射出射度M和吸收率ɑ之比，对于任何物体都是一个常数,且等于绝对黑体的辐射出射度M0。
中科院843遥感概论笔记
中科院843遥感概论笔记中科院843遥感概论是中国科学院遥感与数字地球研究所开设的一门课程，该课程主要介绍遥感技术的基本原理、方法和应用。
以下是关于该课程的一些笔记概述：1. 遥感概论的定义，遥感是指利用卫星、飞机等遥感平台获取地球表面信息的技术和科学。
遥感概论课程的目的是让学生了解遥感技术的基本概念、原理和应用领域。
2. 遥感的基本原理，遥感技术利用传感器通过感知地球表面的电磁辐射，将其转化为数字信号，再通过图像处理和分析，获取地表信息。
遥感概论课程会介绍遥感的基本原理，包括辐射传输、传感器技术、图像处理和解译等内容。
3. 遥感数据的类型，遥感数据可以分为光学遥感数据和微波遥感数据两大类。
光学遥感数据主要利用可见光、红外线等电磁波段的能量进行感知，常用的传感器有高分辨率遥感卫星；微波遥感数据则利用微波信号进行感知，适用于云雾覆盖的区域和夜间观测。
4. 遥感应用领域，遥感技术在许多领域有着广泛的应用，包括环境监测、农业、林业、城市规划、地质勘探等。
遥感概论课程会介绍遥感在不同领域的应用案例，并讨论遥感技术在解决实际问题中的优势和局限性。
5. 遥感数据处理与分析，遥感数据处理和分析是遥感概论课程的重点内容。
学生将学习如何获取、预处理和校正遥感数据，以及如何利用遥感数据进行图像解译、特征提取、变化检测等分析。
6. 遥感技术的发展趋势，遥感技术在过去几十年取得了巨大的发展，未来还有很大的发展空间。
遥感概论课程会介绍当前遥感技术的研究热点，如高光谱遥感、雷达遥感、机器学习在遥感中的应用等。
总结起来，中科院843遥感概论课程涵盖了遥感技术的基本原理、数据类型、应用领域、数据处理与分析等内容，并介绍了遥感技术的发展趋势。
通过学习这门课程，学生可以全面了解遥感技术，并掌握其在实际应用中的操作和应用能力。
遥感概论
Definition of Remote Sensing
The Experts say "Remote Sensing is …" • Group of techniques for collecting image or other forms of data about an object from measurements made at a distance from the object, and the processing and analysis of the data.
二、遥感技术的特点
➢ 多时相性
重复探测，有利于进行动态分析。
Las Vegas, 1972
Las Vegas, 1992
Las Vegas, 1986
9
二、遥感技术的特点
➢ 多时相性
重复探测，有利于进行动态分析。
1986
1992
2002
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三、遥感的分类
1. 按照遥感的工作平台分类： ➢ 地面遥感、航空遥感、航天遥感。
分析判断
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四、遥感技术系统
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The process of remote sensing
1. Energy Source or Illumination 照度(A) - the first requirement for remote sensing is to have an energy source which illuminates or provides electromagnetic energy to the target of interest. 2. Radiation and the Atmosphere (B) - as the energy travels from its source to the target, it will come in contact with and interact with the atmosphere it passes through. This interaction may take place a second time as the energy travels from the target to the sensor.
遥感概论
遥感概论1、遥感：广义：泛指一切无法接触的远距离探测，包括对电磁场、力场、机械波等的探测。
狭义：指在高空和外层空间的各种平台上，运用各种传感器获取反映地表特征的各种参数，通过传输、变换、处理、提取有用的信息，实现研究地物形状、位置、性质、变化及与环境的相互关系的一门现代应用技术。
2、主动遥感：遥感仪器主动向目标物体发射一定波长的电磁波，然后接受目标物体反射回来的电磁波能量信息的方式。
3、被动遥感：不依靠人工辐射源，直接由遥感仪器接收目标物体自身发射或反射自然辐射源的电磁波能量信息的方式。
4、绝对黑体：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。
绝对黑体的吸收率等于1，反射率等于0，与物体的温度和电磁波波长无关。
5、太阳常数：地球处于日地平均距离处，单位时间内，垂直于太阳射线的单位面积上，所接收到的全部太阳辐射能，其平均值为1.36×10³w/m²。
6、摄影成像：使用光学镜头成像，用感光胶片记录物体影像。
根据使用波长细分为可见光摄影、近红外摄影、多光谱摄影。
7、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辐射特征信息，形成一定谱段的图像。
8、直方图匹配：又叫直方图规定化，是指使一幅图像的直方图变成规定形状的直方图而进行的图像增强方法。
9、瞬时视场角：扫描镜在某一瞬时时间可以视为静止状态，此时接收到的目标地物的电磁波辐射限制在一个很小的角度之内，这个角度称为瞬时视场角，即扫描仪的空间分辨率。
10、雷达：是由发射机通过天线在很短时间内，向目标地物发射一束很窄的大功率电磁波脉冲，然后用一天线接收目标地物反射的回波信号而进行显示的一种传感器。
11、斯忒藩－波尔兹曼定律：绝对黑体的总辐射度与温度的4次方成正比。
定律的数学式为：M(T)＝σT 4，式中σ为斯忒藩－波尔兹曼常数，σ＝5.67×10－8（w·m—2·K—4），该定律说明，当绝对黑体的温度增加1倍时，其总辐射度将增加为原来的16倍。
遥感概论第一章
❖ 在地学研究中的作用（意义）
能迅速获取大量丰富的第一手信息，能科学、准确、 及时地提供研究成果，能提供从局部对到全球的信息， 使地学研究从定性发展成定量、从静态发展成动态、 从过程发展成模式
陵水机场全景图
美卫星拍摄的我陵水机场全景图
1.美国海军E-P3E侦察机 2.机场指挥塔台 3.西北停机坪 4.西南停机坪 5.跑道着陆区
无法有效利用。
第五节 遥感发展史
❖世界遥感发展历程 ❖我国遥感发展概况 ❖遥感发展的趋势
世界遥感发展历程
❖ 遥感是２０世纪６０年代迅速发展起来的一门新兴综合 性探测技术
❖ 最早使用“遥感”一词的是美国海军研究局的 E.L.Pruitt (艾弗林·普鲁伊特）（1960） 这个名词在1961年美国密歇根大学等单位举行的环境 科学讨论会上被正式采用
一块就是气象预报精度提高。
大气下垫面的反照率影响地面和大气温度
应用
❖ 军事：军事侦察（７０％）、战争 ❖ 农业：农作物类型、种植面积、估产、长势分析、受
灾预报 ❖ 林业：清查林业资源、森林火灾、病虫害监测等 ❖ 牧业：草场资源 ❖ 土壤：普查 ❖ 地质：普查、找矿 ❖ 水文：水系分布、水资源分布、地下水、洪水预报 ❖ 环境监测：大气、土地、海洋污染监测 ❖ 测绘、考古、旅游等 ❖ 地学：资源环境监测与管理、地图更新与编制
盐湖城的系列图像
MODIS真彩色图像
盐湖城的系列图像
盐湖城的Landsat-5 TM图像( 30 m 分辨率、真彩色)
盐湖城的系列图像
城区的IKONOS图像，左图4m，右图1m
盐湖城的系列图像
奥林匹克村的IKONOS图像，左图2001年夏季，右图 为运动会期间
盐湖城的系列图像
《遥感概论》word版
遥感概论第一章绪论一、遥感（狭义）：在不直接接触目标物的情况下，使用特定的探测仪器来接受目标物体的电磁波信息，再经过对信息的传输、加工、处理、判读，从而识别目标物体的技术。
二、遥感平台：用来装载传感器的运载工具。
三、遥感的原理：1．物理依据：地球上的物体都在不停地辐射、反射和吸收电磁波，并且不同物体的电磁波特征是不同的。
2．原理：利用传感器接收地物反射或辐射出的电磁波，通过分析电磁波的特性区分不同的地物及其环境，主要基于两点：不同地物在不同波段反射率存在差异；同类地物的光谱是相似的，但随着该地物的内在差异而有所变化。
四、遥感技术系统：遥感技术系统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、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用。
五、遥感技术特点：1. 大面积的同步观测；便于发现和研究宏观现象（平台越高，视角越广，同步探测范围越大）2. 时效性：可以在短时间内对同一地区进行重复探测，有利于发现地球表面事物的动态变化，对天气预报，火灾、水灾的灾害监测等非常重要。
3. 数据的综合性和可比性：综合性包括：自然和人文信息的综合、多层空间的综合、多波段的综合、多时相的综合；可比性指获得的数据具有同一性或相似性，并且不同传感器具有兼容性。
4. 经济性；与传统方法相比，遥感可大大节省人力、物力、财力和时间，同时具有很高的经济效益和社会效益。
5. 局限性：一方面，遥感技术所利用的电磁波段很有限；另一方面，已利用的电磁波段对许多地物的某些特征不能准确反映。
六、遥感分类：1．按照遥感的工作平台分为：航天遥感、航空遥感、地面遥感。
2．按照资料的记录方式分为：成像方式、非成像方式。
3．按照电磁波的工作波段分为：紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感。
〓多波段遥感：探测波段在可见光与近红外波段范围内，再分为若干窄波段来探测目标。
遥感概论
第一章遥感概念；泛指各种非接触的、远距离的探测技术狭义遥感；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遥感技术系统：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传感器：接收、记录地物电磁波特征的仪器，主要有：扫描仪、雷达、摄影机、摄像机、光谱辐射计等辨析三个概念（一）遥测；对被测物体某些运动参数和性质进行远距离测量的技术，分为接触测量和非接触测量（二）遥控；远距离控制目标物运动状态和过程的技术（三）遥感；常常综合运用遥测和遥控遥感技术的基本原理一切物体，由于其种类及环境条件不同，因而具有反射或辐射不同波长的电磁波的特性，遥感就是根据这个原理来探测目标对象反射和发射的电磁波，获取信息目标，完成远距离识别物体的技术。
遥感的分类1.按遥感平台分类目标2.按传感器探测波段分类3.按传感器工作方式分类4.按应用领域分类1.可见光遥感(0.38-0.76μm)：收集和记录目标物反射的可见光辐射能量，传感器有：摄影机、扫描仪、摄像仪等2.红外遥感(0.76-1000μm)：收集与记录目标物反射与发射的红外能量，传感器有：摄影机、扫描仪等3.微波遥感(1mm-1m)：收集和记录在微波波段的反射能量，传感器有：扫描仪、微波辐射计、雷达、高度计等4.紫外遥感(0.05-0.38μm)：收集和记录目标物在紫外波段辐射能量5.多光谱遥感：把地面辐射范围较宽的连续的电磁波谱，分割成若干个窄的光谱带，分别同步加以探测，得到同一目标不同波段的多幅遥感图像。
传感器有：多光谱摄影机、多光谱扫描仪和反束光导管摄像仪等遥感探测的特点1.宏观观测、大范围获取数据资料2.动态监测，快速更新监控范围数据3．获取信息受条件限制少。
4.技术手段多样，可获取海量信息5.应用领域广泛，经济效益高空间数据的基本特点空间性，属性，时间性第二章电磁波谱；按照电磁波的波长（频率的大小）长短，依次排列构成的图表，成为电磁波谱。
遥感概论第一章
（二）光学处理
光学处理是用各种光学信息处理方法，突 出某些信息或压抑某些信息，提高图象的 分辨力。也就是用各种胶片图象，通过光 学仪器（如密度分割仪，假彩色合成仪等） 进行各种处理。如摄影处理（分层暴光， 彩色印刷），相干光处理（如用图象相关 掩膜增强处理进行反差增强或边缘增强） 等。
（三）数字图象处理
Bavarian castle
This is a 1926 photo of Dr. Goddard with one of his first liquid fuel rockets (the motor is on the top of this 10 foot vehicle [it would
它是收集信息的仪器。即用以获得各种地质地理， 气象，海洋，环境污染和农作物长势等地球资源 资料或用以获得军事侦察等所需要的一种高分辨 率的遥感仪器。目前这类传感器已有将近200种。
目前所用的各种遥感仪器，按电磁波接收方式的不 同可分为两类：
（1）被动式遥感传感器 这是一种被动地接收，记录目标物本身发射或反射
一、遥感技术的发展概况 （二）中期阶段 从1937年到1960年，为初期发展阶段。有人
称为彩色摄影和非可见光航空摄影阶段。
这一阶段由于军事需要以及科学的不断进步， 使彩色摄影，红外摄影，雷达技术及多光谱摄影 和扫描技术相继问世。从而超越了航空摄影测量 只记录可见光谱段的局限，图象可记录的波长范 围从近紫外到远红外，并扩大到了微波。与此同 时运载工具和判读成图设备等也得到不断完善和 发展。航空摄影资料的应用也从军事侦察推广到
是指用来安装遥感仪器的运载工具。它可以是伸臂 23米左右的汽车，或高达300米左右的高塔，也 可以是飞行在5-20km高空的飞机，气球，或是高 达几百公里的资源卫星，甚至是高达36000公里 的各种通讯卫星或宇宙飞船等。遥感平台的高度 按任务的不同可设置在不同的高度，所携带的遥 感传感器也可按观察对象的不同进行选择。
遥感概论
遥感概论报告1.1遥感的基本概念遥感(Remote Sensing)是一种远距离的、非接触的目标探测技术和方法。
通过对目标进行探测，获取目标的信息，然后对所获取的信息进行加工处理，从而实现对目标进行定位、定性或定量的描述。
目标信息的获取主要是利用从目标反射和辐射来的电磁波，接收从目标反射和辐射来的电磁渡信息的设备称之为传感器(Remote Sensor)，如航空摄影中的航摄相机等。
搭载这些传感器的载体称之为遥感平台(Platform)，如航摄飞机、人造地球卫星等。
由于地面目标的种类及其所处环境条件的差异，地面目标具有反射或辐射不同波长电磁波信息的特性，遥感正是利用地面目标反射或辐射电磁波的固有特性．通过观察目标的电磁波信息以达到获取目标的几何信息和物理属性的目的。
遥感的应用领域非常广泛，从室内的近景摄影测量到大范围的陆地、海洋信息的采集以至全球范围内的环境变化监测，遥感技术都可以发挥巨大的作用。
例如，利用遥感技术可以进行城市绿地植被的变化监测，可以制作全国范围的影象地图，可以掌握全球范围内的沙漠化等自然环境变化的情况。
在海洋研究中，利用遥感技术可以收集到海面水位、混浊状况、海面温度等信息。
在大气研究中，利用遥感技术可以调查大气中二氧化碳和臭氧等微量元素的组成，分析气象现象等。
在环境变化监测等区域性和全球性的问题研究中，只有遥感技术才能从宏观上把握研究对象的变化规律，对其发展状况和发展趋势作出科学的结论。
1.2遥感的发展历程和趋势遥感作为一门综合性的技术是20世纪60年代提出来的。
1960年美国学E.L.Pruict为了比较全面地概括探测目标的技术和方法，把以摄影方式和以非摄影方式获得被探测目标的图象或数据的技术称作为“遥感(Remote Sensing)”，这个名词在1962年美国密执安大学等单位举行的环境科学讨论会上被正式采用。
航空遥感技术最早用在军事上。
1903年莱特兄弟发明了人类历史上第一架飞机，1915年底世界上又有了第一台航空摄影专月相机，此后航空摄影技术被广泛应用于军事侦察领域．直到1920午以后航空摄影方法才开始在地质、土木工程中的勘察和制图、农业中的牧场土地调查等民用领域获得应用。
遥感概论
第一章绪论第一节遥感概述一、遥感的概念及特点1、概念2、特点①感测范围大②信息量大③获取信息快④其他特点：用途广、效益高、全天候、全方位、资料性二、遥感的分类1、根据遥感平台的高度和类型分类①地面遥感：1.5~300m，车、船、塔，主要用于究地物光谱特征②航空遥感：9~50km，飞机、气球，较微观地面资源调查③航天遥感：100~36000km，卫星、飞船、火箭、天飞机、空间站2、根据传感器的工作方式分类①主动遥感：雷达②被动遥感：被动接受地物反射、发射的电磁波：摄影机、扫描仪3、根据遥感信息的记录方式分类①成像遥感：以图象方式记录：航空性片、卫星图象②非成像遥感：图形、电子数据：数字磁带、光盘4、根据遥感使用的探测波段分类①紫外遥遥：0.3~0.4μm②可见光遥感：0.4~0.76μm③红外遥感：0.76~14μm④微波遥感：1000μm ~30c m⑤多波段遥感：0.5-0.6，0.6-0.7，0.7-0.8，0.8-0.95、根据遥感的应用领域分类：气象、海洋、地质、军事三、遥感过程及其技术系统1、遥感实验：前期工作，主要获得地物的光谱特性。
2、遥感信息的获取：中心工作。
传感器3、遥感信息的接受和处理：利用各种技术手段4、遥感信息的应用：最终目的。
遥感信息的认识（判读、解译）第二节遥感的发展与应用一、遥感的发展1、国外遥感的发展概况“遥感”：①无记录的地面遥感阶段（1608-1838）望远镜的产生：②有记录的地面遥感阶段（1839-1857）摄影技术的发明：③空中摄影的遥感阶段（1858-1956）系留气球、飞机、彩色摄影技术产生④航天遥感阶段（1957-）人造地球卫星产生、计算机技术的应用、GIS⑤遥感的发展趋势：platform：气球-飞机-卫星-飞船-航天飞机-空间站传感器：分辨率变高、稳定性变好、手段变多遥感信息的接收和处理：自动解译、自动分类遥感的应用：广、深入2、我国遥感的发展概况起步晚、发展快①20世纪60年代末设立遥感学科②20世纪70年代，航空测量应用③20世纪70年代末，引进美国卫星技术和卫星资料、设备仪器，促进我国遥感技术与国际领先水平接近。
第二章遥感概论
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四、遥感的应用
遥感应用从内容上 可以概括为资源调查与 应用、环境监测评价、 区域分析规划及全球宏 观研究四大领域。
借鉴地球信息科学与 灾害遥感、土地遥感、海洋遥感、 感 、灾害遥感、土地遥感、海洋遥感、 地理信息科学的定义。 地理信息科学的定义。
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二、遥感技术的特点 宏观性、综合性
覆盖范围大、信息丰富。 一景TM影像为185×185平 方公里；影像包含各种地 表景观信息，有可见的， 也有潜在的。
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二、遥感技术的特点
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遥感在资源调查方面的应用
1.
在农业、林业方面的应用：农、林土地资源调查、病虫 害、土壤干旱、盐化沙化的调查及监测。
土地利用类型调查 精细农业 作物估产 “三北”防护林遥感综合调查
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2.
遥感在地质矿产方面的应用 客观真实地反映各种地质现象，形象地反 映区域地质构造,地质找矿工程地质、地震 地质、水文地质和灾害地质
灾害性天气的预报 旱情、洪水、滑坡、泥石流和病虫害 森林火灾
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在区域分析及建设规划方面的应用
1. 2. 3.
区域性是地理学的重要特点 腾冲、长春、三北防护林等都是遥感区域分析 的典范。 城市化和城市遥感的兴起：城市土地利用、环 境监测、道路交通分析、环境地质、城市规划 等
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遥感在全球性宏观研究中的应用
Figure Close-up view of a world war I Figure Vertical photography of World War I trenches in Europe.
遥感概论总结
遥感概论总结第一章1、遥感的概念 p1遥感（ Remote Sensing ），即遥远的感知，是在空间科学、电子科学、地球科学、计算机科学以及其他学科交叉渗透、相互融合的基础上发展起来的一门新兴边缘学科，它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。
第二章1、黑体辐射的概念以及三大定律p30定义一：黑体发出的地磁辐射，它比同温度下任何其他物体发出的电磁辐射都强 定义二：研究实际物体吸收和发射辐射能量的性能时的一种理想化的比较标准三大定律1）斯忒藩—玻尔兹曼定律对普朗克定律在全波段内积分，得到斯忒潘－玻尔兹曼定律。
辐射通量密度随温度增加而迅速增加，与温度的4次方成正比。
σ: 斯蒂藩－玻尔兹曼常数，5.6697×10－8Wm-2K4T ：绝对黑体的绝对温度（K ）2）维恩位移定律黑体辐射光谱最强的波长与黑体绝对温度T 成反比：黑体温度越高，曲线的顶峰就越往左移，即往波长短的方向移动。
高温物体发射较短的电磁波，低温物体发射较长的电磁波。
3）基尔霍夫定律给定温度下，黑体向外的辐射出射度和吸收的能量必然相等，任何地物的辐射出射度与吸收率α之比是常数。
基尔霍夫证明下式之比仅与波长和温度有关。
黑体：最大的吸收率 最大的发射率 没有反射实体：吸收本领大、发射本领也大2、太阳常数概念太阳常数：是指不受大气影响，在距离太阳一个天文单位内，垂直于太阳光辐射方向上，单位面积单位时间黑体所接受的太阳辐射能量。
太阳常数可以认为是大气顶端接收的太阳能量，所以没有大气的影响。
太阳常数值基本稳定，即使有变化也不会超过1%。
太阳常数对遥感探测和进一步应用于气象、农业、环境5444523022(1)152hc kT h k c W d e c h T Tλππλσλ+∞===-⎰2452102max 02[5(1)()](1)2897.8ch ch kT kT ch kT b M ch hc e e kT e T b λλλλπλλλλλ∂==∂--+--⇒⋅==等领域也很重要。
遥感概论期末复习知识点(完整)
遥感概论期末复习知识点一遥感的定义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科学及综合性探测技术。
二遥感的基本原理自然界的任何物体本身都具有发射、吸收、反射以及折射电磁波的能力，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，从而达到探测目标物的目的。
三遥感的物理基础（一）电磁波电磁波是遥感技术的重要物理理论基础。
1、电磁波的性质：具有波的性质和粒子的性质（波粒二相性）2、波长越短（频率越高），能量越高。
3、电磁波谱电磁波几个主要的分段：宇宙射线、伽玛射线、X射线、紫外、可见光、红外（近、中、远）、微波、无线电波。
遥感常用的电磁波段主要是近紫外、可见光、红外、微波紫外：紫外线是电磁波谱中波长从0.01～0.38um辐射的总称，主要源于太阳辐射。
由于太阳辐射通过大气层时被吸收，只有0.3～0.38um波长的光能穿过大气层到达地面，且散射严重。
由于大气层中臭氧对紫外线的强烈吸收与散射作用，紫外遥感通常在2000m 高度以下的范围进行。
可见光：是电磁波谱中人眼可以感知的部分，遥感常用的可见光是蓝波段（0.45um附近）、绿波段（0.55um附近）和红波段（0.65um附近）红外，红外线是波长介乎微波与可见光之间的电磁波，波长在0.7um至1mm之间，遥感常用的在0.7um-100mm微波，波长在0.1毫米~1米之间的电磁波。
微波波段具有一些特殊的特性：①受大气层中云、雾的散射影响小，穿透性好，不受光照等条件限制，白天、晚上均可进行地物微波成像，因此能全天候的遥感。
②微波遥感可以对云层、地表植被、松散沙层和干燥冰雪具有一定的穿透能力。
微波越长，穿透能力越强。
4、黑体辐射定律辐射出射度：在单位时间内从物体表面单位面积上发出的各种波长的电磁波能量的总和。
黑体：如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收，又能全部发射，则该物体是绝对黑体。
遥感概论
9、地物的反射光谱特征
☆ 反射率与镜面反射、漫反射（朗伯面）、实际物体反射 （方向反射）
☆ 对于地球表面而言，入射辐射能量（入射辐照度）由太阳
的直接辐射和经大气散射后又漫入射到地面的能量组成。在晴朗、
干燥的天气下，后者可以忽略不计。
☆ 地物反射光谱曲线：地物反射率随波长λ的变化曲线。 ☆ 课堂讨论：四种典型地物----雪、小麦、沙漠、湿地在可见~ 近红外波段的反射光谱特征。 ☆ 土壤、水体、岩石的反射光谱特征 ☆ 地物反射光谱的实验室测量和野外测量
8、地球表面的热辐射特征
☆ 温度为300K的黑体，其电磁辐射的波长范围是：2.5~50μｍ。
☆ 地球表面的发射辐射能量集中于近红外波段和热红外波段；
在热红外波段，地球的发射辐射能量远远大于太阳的电磁辐射能
量，通常称地球的发射辐射为热辐射。 ☆ 地球表面的热辐射（能量）与自身的发射率、波长、温度有 关： M（λ，T）= ε（ λ，T）× M0（ λ，T） ☆ 发射光谱曲线：某种地物的发射率随波长变化曲线。 ☆ 观察图2.22可以发现：随着二氧化硅含量的减少（酸性---基 性）岩石发射率的最小值向长波方向偏移。 ☆ 由于地表温度的日变化，热红外遥感应在一天中的何时进行？
3、电磁辐射与黑体辐射
☆ 辐射源：任何物体都是辐射源。不仅能够吸收其他物体对
它的辐射，也能够向外（发出）辐射。
☆ 辐射能量（W）：电磁辐射的能量，单位：J（焦耳）。
☆ 辐射通量（Φ ）：单位时间内通过某一面积的辐射能量, 单位: W (瓦)。 ☆ 辐照度（I）：被辐射的物体表面单位面积上的辐射通量。
遥感概论
目录
• • • • • • • 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 绪论 电磁辐射与地物光谱特征 遥感成像原理与图像特征 遥感图像处理 遥感图象目视解译与制图 遥感数字图像计算机解译 遥感应用
遥感概论
第一章绪论要点：遥感的基本概念；遥感系统；遥感分类；目前遥感技术发展的特点；林业遥感技术的发展现状和未来1.1 遥感的基本概念遥感（Remote Sensing)20世纪60年代发展起来的对地观测综合性技术。
通常有广义和狭义的理解。
广义遥感指各种非直接接触的、远距离探测目标的技术。
主要根据物体对电磁波的反射和辐射特性对目标进行采集，利用声波、外力波和地震波等也都包含在广义的遥感之中。
狭义遥感指从远距离、高空，以至外层空间的平台（plantform）上，利用可见光、红外、微波等遥感器（Remote Sensor）, 通过摄影、扫描等各种方式，接收来自地球表层各类地物的电磁波信息，并对这些信息进行加工处理，从而识别地面物质的性质和运动状态的综合技术。
遥感不同于遥测和遥控。
遥测是指对被测物体某些运动参数和性质进行远离测量的技术，分接触测量和非接触测量。
遥控是指远距离控制目标物运动状态和过程的技术。
遥感技术主要通过观测电磁波原理，判读和分析地物目标及现象。
也就是说，利用了物体的电磁波特性，即“一切物体，由于其种类及环境条件的不同，因而具有反射或辐射不同波长的电磁波的特性”。
所以，遥感也可以说是一种利用物体反射或辐射电磁波的固有特性，通过研究电磁波特性，达到识别物体及其环境的技术。
1.2 遥感系统遥感系统包括：被测目标的信息特征(目标物）;信息的获取（遥感平台）;信息的接收与记录、信息的处理（地面接收站）和信息应用（分析解译）四大部分。
目标物的电磁波特性-----任何目标都具有发射、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。
信息的获取-----主要由传感器来完成。
接收、记录目标物电磁波特征的仪器，称为传感器。
如扫描仪、雷达、报机、摄像机、辐射计等。
信息的接收、记录和信息处理-----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。
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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(声波、地震波)等的探测。 实际工作中，重力、磁力、声波、地震波等的探测被划为 物探(物理探测)的范畴。因而，只有电磁波探测属于遥感的 范畴。
狭义的遥感： 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 性质及其变化的科学及综合性探测技术。
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2.遥感系统（Remote Sensing System）
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2.遥感系统（Remote Sensing System）
1）目标物的电磁波特性_遥感信息源 任何目标物都具有发射、反射、吸收电磁波的性质。
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2.遥感系统（Remote Sensing System）
2）信息的获取
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2.遥感系统（Remote Sensing System）
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1.遥感的概念（Remote Sensing）
遥感定义（北大版）：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。
主动遥感：传感器主动发射一定电磁波能量并接收目标的 后向散射信号。
被动遥感：传感器不向目标发射电磁波，仅被动地接收目 标物的自身发射和对自然辐射的反射能量。
（光谱分辩率越来越高）
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（5）机载三维成像仪和干涉合成孔径雷达的发展 和应用，将地面目标由二维测量为主发展到三维 测量。 （多角度遥感） （6）各种新型高效遥感图像处理方法和算法将被 用来解决海量遥感数据的处理、校正、融合和遥 感信息可视化。 （海量遥感数据处理、融合）
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（7）遥感分析技术从“定性”向“定量”转变， 定量遥感成为遥感应用的发展热点。 （遥感从定性到定量分析） （8）建立适用于遥感图像自动解译的专家系统， 逐步实现遥感图像专题信息提取自动化。 （遥感图像自动解译的专家系统） （9）3S一体化
IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, US
（1）随着热红外成像、机载多极化合成孔径雷达、 高分辨力表层穿透雷达和星载合成孔径雷达技术 日益成熟，遥感波谱域从最早的可见光向近红外、 短波红外、热红外、微波方向发展，波谱域的扩 展将进一步适应各种物质反射、辐射波谱的特征 峰值波长的宽域分布。
（波段范围扩展(从可见光、近红外、发展到中 远红外、微波)）
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3.遥感的类型
按遥感平台分
卫星—航天遥感
航空遥感
探测器——航宇遥感
地面遥感
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按平台高度分类
航天遥感
地球同步卫星 （36000 km） 轨道卫星 长寿命(500-1000 km) 太阳同步卫星 短寿命(150-500 km) 载人飞船 （<500 km) 航天飞机 （<300 km) 探空火箭 （100-650 km)
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（2）大、中、小卫星相互协同，高、中、低轨道 相结合，在时间分辨率上从几小时到18天不等， 形成一个不同时间分辨率互补系列。
（不同时间分辨率互补）
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卫星相互协同
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（3）随着高空间分辨力新型传感器的应用，遥感 图像空间分辨率从1KM、500m、250m、80m、 30m、20m、10m、5m发展到1m，军事侦察卫星 传感器可达到15cm或者更高的分辨率。空间分辨 率的提高，有利于分类精度的提高，但也增加了 计算机分类的难度。
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A squadron of pigeons equipped with lightweight 70-mm aerial cameras.
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The balloon being inflated by using portable hydrogen generating system during the Civil War .（1862）
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5.2 我国的遥感发展
• 50年代组建专业飞行队伍，开展航摄和应用
• 70年4月24日，第一颗人造地球卫星
• 75年11月26日，返回式卫星，得到卫星像片
• 80年代空前活跃，六五计划遥感列入国家重点 科技攻关项目
• 西部大开发中的生态和环境问题 • 载人航天 • 探月工程
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6.遥感技术发展趋势
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1.遥感的概念（Remote Sensing）
Remote sensing is the science (and to some extent, art) of acquiring information about the Earth's surface without actually being in contact with it. This is done by sensing and recording reflected or emitted energy and processing, analyzing, and applying that information. (Canada Centre for Remote Sensing： CCRS) 综合技术 对象：地面 载体：电磁波（主要） 目的：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
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气球 系留气球 （<5km）
飘浮气球 （<50km）
航空遥感
飞机
高空飞机 （>15km） 中空飞机 （9-15km） 低空飞机 （<9km）
高塔 （<300m)
地面遥感
车船 （<30m) 观测架 （几米）
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多光谱扫描仪
雷达天线
机载PHI扫描系统
遥感飞机
高空机载遥感系统
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3.遥感的类型
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◆ 1960年美国发射了TIROS-1和NOAA-1太阳同步卫星 ◆1972年ERTS-1发射（后改名为Landsat-1），装有 MSS传感器，分辨率79米 ◆1982年Landsat-4发射，装有TM传感器，分辨率提高 到30米 ◆1986年法国发射SPOT-1，装有PAN和XS传感器，分辨 率提高到10米 ◆1988年9月7日中国发射的第一颗“风云1号气象卫星” ◆1999年美国发射的IKNOS，空间分辨率提高到1米 ◆1999年10月14日中国成功发射资源卫星1号
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波段和红外波段范围内， 再分成若干窒窄波段来探测。
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3.遥感的类型
按工作方式划分 ：
主动遥感与被动遥感
成像遥感与非成像遥感
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遥感简介
概念
技术系统
遥感特点
发展简史 发展趋势
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1.遥感的概念（Remote Sensing）
遥感一词来自英语Remote Sensing，即“遥远感 知”。 中国古代： 顺风耳（声音、空气、耳朵） 千里眼（物体、光、眼睛） 上学期地质学： 重力 磁力 地震波
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1.遥感的概念（Remote Sensing）
（空间分辩率越来越高）
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（4）高光谱遥感的发展，使得遥感的波段宽度从 早期的0.4 （黑白摄影）、0.1 （多光谱扫描） 到5nm（成像光谱仪），遥感器波段宽度窄化， 针对性更强，可以突出特定地物反射峰值波长的 微小差异；同时，成像光谱仪等的应用，提高了 地物光谱分辨力，有利于区别各类物质在不同波 段的光谱响应特性。
–成像传感器
–摄影传感器 –扫描成像传感器 –雷达成像传感器
–非成像传感器
高度辐射计
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非图像方式
非扫描
微波辐射计 地磁测量仪 重力测量仪 傅立叶光谱仪 其他
被动方式
图像方式(照相机)
黑白 天然彩色 红外 彩色红外 其他
扫描 (图像方式)
像面扫描 物面扫描
电视摄像机 固体扫描仪(CCD) 光机扫描仪 固体扫描仪
课程介绍
教学目的:
理解遥感科学相关的物理概念，了解遥感的过 程，掌握对地遥感的基本原理和方法。
了解国内外最新的遥感技术和手段。 培养一定的遥感实验能力。 奠定进行遥感科学研究的基础。
考核形式:
课程实验20%、笔试80%。
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参考资料
• 《遥感概论》，彭望碌等， 高等教育出版社，2002 • 《遥感导论》，梅新安等， 高等教育出版社，2001 • 《遥感应用分析原理与方法》 ，赵英时，科学出版社， 2003 • 《遥感地学分析》，陈述彭、赵英时，测绘出版社， 1990 . • 《遥感精解》，〈日〉遥感研究会编，刘勇卫、贺雪 鸿译，测绘出版社，1993 . • 《遥感大词典》，陈述彭 主编，科学出版社，1990. • 《遥感手册》（共十二分册），国防工业出版社 • Remote sensing and image interpretation, 4th edition, Thomas M. Lillesand and Ralph W. Kiefer, John Wiley & Sons, Inc., 1999.
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大面积同步观测 时效性强 数据的综合性和可比性好 较高的经济和社会效益 一定的局限性
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5.遥感发展简史 5.1遥感发展阶段
（1）无记录的地面遥感阶段（1608-1838年） 1609年出现望远镜；最早使用“遥感”一词的是美国海 军研究局的艾 弗林· 普鲁伊特 (Evelyn. L. Pruit,1960)。 （2）有记录的地面遥感阶段（1839-1857年） 摄影技术的发明，并与望远镜相结合为远距离摄影 （3）空中摄影遥感阶段（1858-1956年） 1858 年陶纳乔（Gaspardd Felix Tournachon）用系 留气球拍摄了法国巴黎的“鸟瞰”像片 。 一战、二战：军事侦察 航空摄影 微波雷达、红外 （4）航天遥感阶段（1957-）