第 二 讲 遥感概论
《遥感概论》课程电子讲义
《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
10
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
13
四、遥感技术系统
14
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RSII》课件
4
根据应用需求，选择不同 波段进行组合，提高信息 提取效果。
非监督分类
2
无训练样本的分类，常用
方法有聚类分析、
ISODATA法等。
主成分分析
3 将多波段数据降维，突出
主要信息，减少数据冗余 。
遥感应用案例分析
土地利用分类
利用遥感图像区分不同类型土地 ，如城市、农田、森林等。
农业估产
通过遥感数据监测农作物生长情 况，估算农作物产量。
环境监测
通过遥感技术实时监测环境污染 、生态变化等情况，为环境保护 和治理提供决策依据。
城市规划
利用遥感技术获取城市空间布局 、建筑分布等信息，为城市规划 和建设提供数据支持。
Part
02
遥感系统组成
遥感平台
遥感平台是搭载传感器的 载体，负责在一定高度上 获取地面信息。
常见的遥感平台包括卫星 、飞机、无人机等。
遥感技术广泛应用于资源调查、环境监测、城市规划、地 图测绘等领域。
遥感的分类
按平台
航天遥感、航空遥感、地 面遥感
按波段
可见光遥感、红外遥感、 微波遥感
按应用
气象遥感、资源遥感、环 境遥感等
遥感的应用领域
资源调查
利用遥感技术快速获取大范围的 地表信息，为资源调查和评估提 供数据支持。
地图测绘
通过遥感技术获取高精度地理信 息，制作数字地图和地理信息系 统。
高光谱遥感技术广泛应用于环境监测、农业、城市规划、地质等领域，为精准农业、城 市规划、资源调查和环境监测提供了有力支持。
雷达遥感技术
雷达遥感技术利用电磁波的反射和散 射特性，能够穿透云层和黑暗环境， 获取地物的三维信息和地表覆盖情况 。
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。
遥感概论知识点总结
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。
遥感概论重点笔记
遥感概论阐释RS特点及其应用也许性第一节●遥感：碧空慧眼应用:遥感天地，看相识气●遥感分类：1、探测对象：宇宙遥感（所有波段）地球遥感（除γ、x射线、无线电波）2、平台：航天遥感、航空遥感（飞机气球）、地面遥感3、获取数据形式：成像方式遥感，非成像方式遥感4、传感器工作方式：被动遥感，积极遥感5、探测电磁波：可见光（白天）、红外(夜晚)、微波（雨雪天）、紫外6、遥感应用●遥感特性：时空特性，广；波段特性，多；时相特性，长；资料收集特性，便；经济特性，钱●电磁波四个特性：反射、吸取、透射、发射●发展状况:中华人民共和国：50年代60年代70—80年代90年代世界：初级阶段1839-1937 发展阶段1937-1960奔腾阶段1960-1980 实用阶段1990----第二节●遥感技术系统：遥感平台、传感器、遥感信息接受及解决、遥感图像判读和应用●遥感平台：遥感中搭载传感器运载工具1、地面遥感：＜100m 三脚架、遥感车、遥感塔、遥感轮船特点1）可测光谱信息2）配合航空航天遥感3）不能反映环境综合性2、航空遥感：＜12km 飞机、气球特点1）信息辨别率高2)不受地面条件控制3）收集资料以便4）用于局部资料分析3、航天遥感：＞150km 人造地球卫星、宇宙飞船、空间轨道站、航天飞机特点：1）对地球进行宏观综合迅速动态观测2）开展资源环境监测3）辨别率比较低（大多数是民用）4）五大优越性（广、多、长、便、钱）●传感器：遥感系统核心某些1、照相方式传感器----无损波长0.3---1.3微米2、扫描方式传感器-------有损波段比较宽重要是光电转换3、雷达（水NO）全天候全天时0.8----30cm●遥感信息接受及解决：遥感信息只要是指由航空遥感和航天遥感所获取胶片和磁带1）直接回收方式：航摄结束后回收保密性强，时效性差2）视频传播：接受地物电磁波光电转换无线电给接受站保密性差，时效性好3）实时传播：及时给接受站4）非实时传播：回到地面给接受站Ps：辐射校正：恢复自身光谱特性，提高辨别精度几何校正：满足遥感制图和多波段套合（飞机颠簸）遥感地面实验场提高应用精度吉林长春●遥感图像判读和应用：图像判读分类：目视判读（定性）、计算机分类（定量）计算机分类：监督分类、非监督分类、模糊分类、神经元网络分类、模式辨认●总结：从地面到高空，从室内到室外多层次、多视野、多角度立体交叉作业系统。
大学_遥感概论_教案
授课对象：大学生授课时间： 2课时教学目标：1. 理解遥感的基本概念、发展历程和未来趋势。
2. 掌握遥感技术的基本原理和成像方法。
3. 了解遥感图像的获取、处理和应用。
4. 培养学生运用遥感技术解决实际问题的能力。
教学内容：第一课时一、导入1. 介绍遥感技术的应用领域和重要性。
2. 引导学生思考遥感技术如何改变我们的生活方式。
二、遥感的基本概念1. 遥感的定义：不接触目标物体，通过传感器获取目标物体信息的技术。
2. 遥感的特点：远距离、非接触、快速、大范围。
3. 遥感的类型：根据传感器平台、波段、成像原理等进行分类。
三、遥感技术的基本原理1. 电磁波谱与电磁辐射：介绍电磁波谱的分布和电磁辐射的基本特性。
2. 地物波谱：分析不同地物对电磁波的吸收、反射和散射特性。
3. 遥感成像原理：介绍不同遥感平台的成像原理，如摄影成像、扫描成像、微波成像等。
四、遥感图像的获取1. 遥感平台：介绍不同遥感平台的优缺点，如卫星、飞机、无人机等。
2. 遥感传感器：介绍不同遥感传感器的类型和功能，如可见光、红外、微波等。
3. 遥感图像的获取过程：从传感器到地面处理，再到图像产品的生成。
第二课时一、遥感图像的处理1. 图像预处理：介绍图像增强、几何校正、大气校正等预处理方法。
2. 图像分析：介绍图像分类、特征提取、变化检测等分析方法。
3. 遥感图像的应用：介绍遥感技术在农业、林业、水资源、环境监测等领域的应用。
二、遥感技术的应用实例1. 农业遥感：介绍遥感技术在农作物长势监测、病虫害防治、产量估算等方面的应用。
2. 林业遥感：介绍遥感技术在森林资源调查、森林火灾监测、生物多样性保护等方面的应用。
3. 环境遥感：介绍遥感技术在水资源监测、土地覆盖变化、城市扩张监测等方面的应用。
三、讨论与思考1. 遥感技术在解决实际问题中的优势和局限性。
2. 遥感技术的发展趋势和未来挑战。
教学方法：1. 讲授法：系统讲解遥感的基本概念、原理和应用。
遥感概论课件第二章 电磁辐射与地物光谱特征
3. 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，
构谱列成 ，以电可频磁 以率波划从谱分高。为到该Y低射波排线、表2 x射线、紫外线、见光、1 红外线、无线电波。 电 在真空状态下频率f与 磁 波电是磁 渐长波变λ之谱 的积区，等段一于的般光界按速线产c。波谱
辐射亮度（L）：假定有一辐射 源呈面状，向外辐射的强度随辐 射方向而不同，则L定义为辐射 源在某一方向，单位投影表面， 单位立体角内的辐射通量。
朗伯源：辐射亮度L与观察角θ无关的辐射源，称为朗伯源。一 些粗糙的表面可近似看作朗伯源。涂有氧化镁的表面也可近似 看成朗伯源．常被用作遥感光谱测量时的标准板。太阳通常近 似地被看成朗伯源，使对太阳辐射的研究简单化。严格地说， 只有绝对黑体才是朗伯源。
2.2 太阳辐射及大气对辐射的
影响
太阳是被动遥感最主要的辐射源，太阳 辐射有时习惯称作太阳光，太阳光通过 地球大气照射到地而，经过地面物体反 射又返回，再经过大气到达传感器，这 时传感器探测到的辐射强度与太阳辐射 到达地球大气上空时的辐射强度相比， 已有了很大的变化，包括入射与反射后 二次经过大气的影响和地物反射的影响。 本节主要讨论大气的影响。
(,T)M (,T)M b(,T)
基尔霍夫定律表现了实际物体的辐射出射度Mi与同一温度、 同一波长的绝对黑体辐射出射度的关系， α 为吸收系数（1> α >0）。
把实际物体看作辐射源，研究其辐射特性，将其与绝对黑体进 行比较。首先，研充实际物体在单位光谱区间内的辐射出射度M 与吸收系数αλ的关系。假定有一封闭的空腔(图2．8)．腔内有四 个物体B0，B1，B2，B3，首先腔内为真空，腔内能量交换不可 能通过传导和对流进行，只能以辐射方式完成。其次, 空腔内保 持恒温不变，因此，每个物体向外辐射和吸收的能量必然相等， 即
遥感概论22
Is
为太阳辐亮度，
r
为日地距离
太阳辐射与天顶角的关系
天顶角越 小，地面 接收的太 阳辐射越 强（中 午）。
太阳天 顶角
地面太阳辐照度与天顶角的关系为：
E E0 cos
太阳常数
在日地平均距离处通过与太阳光束垂直的单 位面积上的太阳辐射通量称为太阳常数。 F0 = 1353(±21) W/m2 (1976, NASA)
地球大气成分
N2 不变成份 O2 78.084% 20.946% CO2、A5 及其它稀有气体1%
水（气态） （H2 O）
水（液态、固态） (H2 O） 可变成份 臭氧 O3
尘埃、工业污染 盐粒、陆地尘埃、碳粒、氨气、 一氧化碳、硫化氢、氧化硫等。
地球大气层结构
地球大气层包围着地球，大气层没有一个
二、大气与太阳辐射的相互作 用
大气对电磁波传输过程的影响： 吸收、散射及反射作用 可见光波段：引起电磁波衰减的主要原因是分 子散射。 紫外、红外与微波区：引起电磁波衰减的主要 原因是大气吸收。
2.1 大气的反射
1. 大气对太阳辐射的反射作用主要是水 蒸气造成的。 2. 影响最大的就是——云。其影响程度 与云量和云的厚度有关。 3. 选择无云的天气接收遥感信号。
氧和臭氧吸收带
氧 的 吸 收 带 主 要 在 0.176-0.202um 和
0.242-0.260um，在0.69-0.76um也有一狭 小的吸收带。臭氧对 0.3um 以下的短波光 能全部吸收。
水汽的吸收
对太阳辐射的吸收作用最为显著，范围很
广，但集中在红外波段，其中0.7-3.0um 波段是强吸收带。
瑞利散射示意图
瑞利散射与波长的关系示意图
遥感概论-第2讲
843遥感概论
第2讲
聚英教育 /
遥感的载体：电磁波谱
电磁波谱：按电磁波在真空中的波长或频率来划分排 列出来的谱. 【15年名词解释 】
聚英教育 /
电磁波谱
聚英教育 /
聚英教育 /
大气校正
大气校正：消除遥感图像中由大气散射引起的辐射误差 的处理过程。
大气校正常用模型分类大致为： （1）基于图像特征模型 （2）地面线性回归经验模型 （3）大气辐射传输理论模型
聚英教育 /
聚英教育 /
大气对太阳辐射的反射和折射
反射：电磁波在传播过程中，通过两种介质的交界面时会出 现反射现象，反射现象出现在云顶（云造成的噪声）。 – 各波段受到不同程度的影响，削弱了电磁波到达地面的程 度。尽量选择无云的天气接收遥感信号。 折射：电磁波传过大气层时出现传播方向的改变，大气密度 越大，折射率越大。 – 折射只改变电磁波的传播方向，不改变的辐射强度
聚英教育 /
大气对太阳辐射的散射
大气散射：电磁辐射在非均匀或各向异性介质中传播时，改变 原来传播方向的现象称为散射，大气散射是电磁辐射能受到大 气中微粒（大气分子或气溶胶等）的影响，而改变传播方向的 现象。【 2013年名解】 在可见光波段范围内，大气分子吸收的影响很小，主要是散射 引起的衰减。 太阳辐照到地面又反射到传感器的过程中，二次通过大气，传 感器所接收到的能量除了反射光还增加了散射光。这二次影响 增加了信号中的噪声部分，造成遥感影像质量的下降。 散射的方式随电磁波波长与大气分子直径、气溶胶微粒大小之 间的相对关系而变, 主要有米氏(Mie)散射、均匀散射、瑞利 （Rayleigh）散射等。
聚英教育 /
大气衰减
电磁波在大气中传播时，因大气的吸收和散射作用，使 强度减弱，即大气衰减。
第二章遥感概论
30
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。
15
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。
16
二、遥感技术的特点
31
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
32
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
36
37
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
38
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 绪论
《遥感概论》第一章 绪论
按传感器的工作方式分
➢ 主动遥感：由探测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：被动接收目标物的自身发射 和对自然辐射源的反射能量。
《遥感概论》第一章 绪论 第四节 遥感发展概况及其展望
(1)遥感发展阶段 (2)遥感技术主要发展趋势 (3)我国遥感事业的发展
（2.5米）
美国IKONOS Ⅱ 卫星
美 国 华 盛 顿 （ 米 ）
1
中 国 北 京 （ 米 ）
1
IKONOS 卫 星 多 光 谱 影 像 （4米）（排队参观毛主 席纪念堂的队伍隐约可 见，花坛信息没有，背 景草坪不清晰）
IKONOS 卫 星 融 合 影 像 （ 1 米）（排队参观毛主席纪 念堂的队伍清晰可见，花 坛和背景草坪显示出来， 色调自然逼真，连纪念堂 柱子的阴影都很清楚）
❖ 遥感器接收到地物目标的电磁波信息，被记录在胶片或数 字磁带上。胶片有人或回收舱送至地面回收，数字磁带记 录的信息则通过卫星上的微波天线传输给地面接收站。
❖ 从遥感卫星向地面接收站传输的空间数据中，除了卫星获 取的图像数据以外，还包括卫星轨道参数、遥感器等辅助 数据。这些数据通常用数字信号传送。遥感图像的模拟信 号变换为数字信号时，经常采用二进制脉冲编码的PCM式 （pulse code modulation:脉冲编码调制）。
《遥感概论》第一章 绪论
硬件部分包括：计算机(完成图像数据处理任务)、显示
遥设图备像感(输高图入分输像辨出率处设真备理彩等色。图像显示）、大容量存贮设备、
❖ 遥感图像处理是在计算机系统支持下对遥 感软图件部像分加包工括：的由各数种据输技入术、方图像法校的正统、图称像。变换、
《遥感概论绪论》课件
时间特征
地物随时间的变化，如季节变化、生 长周期等，有助于动态监测。
辐射特征
地物反射或发射的电磁波能量大小， 决定了图像的亮度。
遥感图像的解译方法
目视解译
通过观察遥感图像，结合专业知识和经验，识别和解 译地物。
计算机解译
利用计算机算法和人工智能技术，自动识别和解译遥 感图像。
现对目标物的识别、分类和监测。
遥感技术广泛应用于地理信息系统、环境监测、城市规划、农
03
业管理等领域。
遥感的分类
按平台高度
可分为航天遥感、航空遥感和地面遥感。
按波段范围
可分为可见光遥感、红外遥感、微波遥感等。
按工作方式
可分为被动遥感、主动遥感等。
按应用领域
可分为气象遥感、地球资源遥感、军事遥感等。
随着高光谱、多光谱和超光谱技术的发展，遥感数据的分辨率 和精度得到了进一步提高，遥感技术的应用领域也更加广泛。
遥感技术的未来发展趋势
随着人工智能和机器学习技术的发展，遥感数 据的处理和分析将更加智能化和自动化。
遥感技术将与GIS、GPS等技术进一步融合，形成更 加综合的地球观测系统，为人类提供更加全面、准确
森林资源调查
总结词
遥感技术能够快速、准确地调查森林资源分布、面积和生长状况，为森林资源保护和管 理提供科学依据。
详细描述
通过卫星遥感影像，可以获取森林覆盖范围、树种组成、生长状况等信息，同时结合地 理信息系统技术，能够实现森林资源的动态监测和管理，为森林保护和可持续发展提供
支持。
水环境监测
总结词
04
遥感图像的成像原理
电磁波与电磁波谱
遥感概论RSII优质获奖课件
☆ 散射作用与波长旳关系：
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旳影响超 出瑞利散射；在微波波段，因为微波波长远不小于云层中水滴 旳直径，因而属于瑞利散射类型；此时，散射强度与波长旳四 次方成反比，散射强度相对很弱，透射能力很强，故微波具有 穿透云雾旳能力。
1、气象卫星系列
☆ 高轨气象卫星（静止气象卫星）---- 地球同步轨道 轨道高度：36000公里 信息采集时间周期：约20分钟 辨别率：1.25 ~ 5公里 主要应用领域：全球性大气环流；全球性天气过程
日 本 静 止 卫 星 GMS 1.25
全球圆盘图 空间辨别率为：可见光 公里、
红外5公里
☆ 低轨气象卫星---- 近极地太阳同步轨道 轨道高度：800 ~ 1600公里 信息采集时间周期：每天固定时间经过固定地点; 美国NOAA卫星系列,双星运营,上下午各获取一次信息。 扫描宽度：2800公里 辨别率：星下点1.1公里，边沿部分4公里 NOAA气象卫星旳光谱特征：
☆ 物体旳发射率是温度和波长旳函数。物体旳发射率与身旳 性质、物理情况（如粗糙度、颜色等）有关；物体旳表面温度 受本身旳比热、热惯量、热导率、热扩散率等影响较大。
☆ 黑体旳ελ = ε=1；灰体旳ελ =ε=常数<1;选择性辐射体旳ελ <1,且随波长而变。 （P21，表2.3；P22，F2.10）
----天为何是蓝旳？日出日落时天空是橙红色？
☆ 米氏散射：当大气中粒子旳直径与波长相当初发生旳散射； 主要由大气中旳烟尘、小水滴和气溶胶引起。散射强度与波长旳 二次方成反比， I ∝ λ-2 。米氏散射在光线迈进方向比向后方旳 散射更强。
大学__遥感概论_教案
课程名称：遥感概论授课对象：大学本科生授课课时：2课时教学目标：1. 理解遥感的基本概念、发展历程和在我国的应用领域。
2. 掌握遥感技术的物理基础、成像原理和图像处理方法。
3. 培养学生运用遥感技术解决实际问题的能力。
教学重点：1. 遥感的基本概念和发展历程。
2. 遥感技术的物理基础和成像原理。
3. 遥感图像处理方法。
教学难点：1. 遥感图像处理方法的理解和应用。
2. 遥感技术在实际应用中的问题解决。
教学内容：第一课时一、导入1. 通过展示遥感影像，激发学生的学习兴趣。
2. 提问：什么是遥感？遥感有哪些应用？二、遥感的基本概念1. 遥感的定义：遥感是利用电磁波探测地球表面物体性质和状态的技术。
2. 遥感的特点：远距离、非接触、多波段、多时相、多尺度。
3. 遥感的类型：根据探测波段、平台和探测目的分为多种类型。
三、遥感的发展历程1. 遥感技术的发展阶段：探测阶段、成像阶段、数据处理阶段、应用阶段。
2. 我国遥感技术的发展历程：从20世纪50年代开始，逐步发展壮大。
四、遥感的应用领域1. 自然资源调查：土地资源、水资源、矿产资源等。
2. 环境监测：大气环境、水环境、生态环境等。
3. 军事应用：军事侦察、军事指挥等。
第二课时一、遥感技术的物理基础1. 电磁波谱：介绍电磁波谱的基本知识，包括电磁波的性质、分类等。
2. 电磁辐射：介绍太阳辐射、地球辐射等。
3. 大气对辐射的影响：介绍大气对电磁波的吸收、散射、反射等作用。
二、遥感成像原理1. 大气窗口：介绍大气窗口的概念和作用。
2. 遥感平台：介绍遥感平台的基本类型和特点。
3. 摄影成像、扫描成像及微波成像的基本原理及图像特征。
三、遥感图像处理方法1. 图像增强：介绍图像增强的基本原理和方法。
2. 图像分类：介绍图像分类的基本原理和方法。
3. 图像变化检测：介绍图像变化检测的基本原理和方法。
四、总结与作业1. 总结本节课的主要内容。
2. 布置作业：阅读相关资料，了解遥感技术在某一领域的应用案例。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
遥感（RS），作为采集地球数据及其变化信 息的重要技术手段，在世界范围内以及我国的许 多政府部门、科研单位和公司得到广泛的应用。 目前，在遥感数据源向着更高光谱分辨率和 更高空间分辨率发展的同时，处理技术也更加成 熟；在应用上，结合了地理信息系统（GIS）和 全球定位系统（GPS）（3S技术），向着更系统 化，更定量化发展，使遥感数据的应用更加广泛 和深入。
NIR Reflectance
© Space Imaging
多波段图像
•Here is an example of three bands, green, red and near infra-red displayed separately as grayscale
Nearinfra red
green
1. 全球性问题与全球性研究（Global Study） 2. 人口问题、资源危机、环境恶化等 3. 利用GPS监测和研究板快的运移；深大 断裂活动；全球性气候研究和灾情预 报；世界冰川的进退。
Population Change
Las Vegas, 1964
3. 在水文、水资源方面的应用 水资源调查、流域规划、水土流失调 查、海洋调查等。 青藏高原水资源调查 夏威夷群岛淡水资源
遥感在环境监测评价等方面的应用
1. 在环境监测方面的应用
污染物位置、性质、动态变化及对环境的影响；环 境制图 长江三峡库区环境本底调查、环境演变分析、动态 监测等
2. 在对抗自然灾害中的应用
遥感技术的应用
按研究对象可分为资源遥感与环境遥感两大类。 资源遥感：以地球资源作为调查研究的对象的遥 感方法和实践，调查自然资源状况和监测再生资源的 动态变化，是遥感技术应用的主要领域之一。利用遥 感信息勘测地球资源，成本低，速度快,有利于克服 自然界恶劣环境的限制，减少勘测投资的盲目性。 环境遥感：利用各种遥感技术，对自然与社会环 境的动态变化进行监测或作出评价与预报的统称。由 于人口的增长与资源的开发、利用，自然与社会环境 随时都在发生变化,利用遥感多时相、周期短的特 点，可以迅速为环境监测。评价和预报提供可靠依 据。
被动 遥感 散射
云层
主动 遥感
云层 直射
折射
反射 可见光 近红外
热辐射 热红外 微波
后向回波 微波 激光
可见光／反射红外遥感 可见光(0.4-0.7微米） 近红外(0.7-2.5微米） 它们的共同的特点是，其辐射源是太 阳，在这二个波段上只反映地物对太阳辐射 的反射，根据地物反射率的差异，就可以获 得有关目标物的信息，它们都可以用摄影方 式和扫描方式成象。
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。 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。 遥感分析技术从“定性”向“定量”转变，定 量遥感成为遥感应用发展的热点。 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。
red
多时相性
重复探测，有利于进行动态分析。
Las Vegas, 1992 Las Vegas, 1972
Las Vegas, 1986
1986
1992
2002
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。
大面积同步观测 时效性强 数据的综合性与可比性好 信息客观、真实 较高的经济与社会效益 一定的局限性 20世纪地球科学进步的一个突 出标志是人类开始脱离地球从太空观 测地球（李德仁院士）
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 森林综合调查
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
硬件系统： 计算机 显示设备 大容量存贮设备 图像输入输出设备 软件系统： 数据输入模块 几何校正模块 图像变换模块（滤波和增强） 图像融合模块 图像分类模块 图像分析模块 图像输出模块
遥感图像处理
遥感技术的特点
多波段性
波段的延长 使对地球的观测 走向了全天候。
多波段图像
Green Reflectance
遥感的类型
一、按遥感平台分 地面遥感；航空遥感；航天遥感；航宇遥感 二、按传感器的探测波段分 紫外遥感；可见光遥感；红外遥感；微波遥 感；多波段遥感（指探测波段在可见光波段和红外 波段范围内，再分成若干窄波段来探测目标） 三、按工作方式分 主动遥感和被动遥感； 成像遥感和非成像遥感 四、按照遥感应用的目的分 环境遥感、农业遥感、林业遥感、地质遥感等
空间信息技术与空间数据基础设施；
空间信息是指与空间和地理分布有关的信息；国家空间数据基础设施主要包括空间数据协调 管理与分发体系和机构，空间数据交换网站、空间数据交换标准及数字地球空间数据框架。
大容量数据存贮及元数据； 科学计算； 可视化和虚拟现实技术。
什么是遥感？
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。
遥感图像的存储模式
为了使遥感数据能够为用户所使用、建立一种通用的 存储格式是必不可少的。目前，遥感图像数据主要是记录 在磁带、磁盘或光盘上的，其中又以记录在磁带上为最 多，即计算机兼容磁带（CCT），但是随着光盘技术的发 展，将会有越来越多的遥感数据存储在光盘上。在遥感平 台上（如飞机、卫星）的记录系统或卫星地面接收站的记 录系统所用的一般都是高密度磁带（HDT）。记录在各种介 质上的遥感数据，除了有遥感的影像数据处，还有与遥感 图像成像条件有关的其它数据，如成像时间、光照条件 等。
微波遥感 指利用波长1-1000毫米电磁波遥感 的统称。通过接收地面物体发射的微波 辐射能量，或接收遥感仪器本身发出的 电磁波束的回波信号，对物体进行探 测、识别和分析。微波遥感的特点是对 云层、地表植被、松散沙层和干燥冰雪 具有一定的穿透能力，又能夜以继日地 全天侯工作。
遥感技术系统
卫星 传感器 信息接收、处理 用户制图
数字地球的技术基础
信息高速公路和计算机宽带高速网；
信息高速公路计算机服务器、网络和计算机终端组成。 远程通信载体已经尝试使用10G/S的网络，将会有更加优秀的宽带高速网供人们使用。
高分辨率卫星影像；
空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率。 优于1米的空间分辨率，每隔3~5天为人类提供反映地表动态变化的详实数据 。
卫星遥感技术发展简史
1957年10月4日，苏联第一颗人造地球卫星的发射成功 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遥感器，分辨率提高到 10米 1988年9月7日中国发射第一颗“风云1号”气象卫星 1999年美国发射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
按应用空间尺度可分为全球遥感、区域遥感和 城市遥感。 全球遥感：全面系统地研究全球性资源与 环境问题的遥感的统称； 区域遥感：以区域资源开发和环境保护为 目的的遥感信息工程，它通常按行政区划（国 家、省区等）和自然区划（如流域）或经济区 进行； 城市遥感：以城市环境、生态做为主要调 查研究对象的遥感工程。
主动遥感和被动遥感
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。
成像遥感和非成像遥感
成像遥感 传感器接收的目标电磁辐射信号可转换成数字 或模拟图像； 非成像遥感 传感器接收的目标电磁辐射信号不能形成图 像。
遥感技术的发展趋势 随着热红外成像、机载多极化合成 孔径雷达和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。
大、中、小卫星相互协同，高、 中、低轨道相结合，在时间分辨ห้องสมุดไป่ตู้ 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。
分析判断 物体 实况调查
遥感信息源：任何地物都可以发射、反射和 吸收电磁波信号，都是遥感信息源 空间信息获取：地物空间信息主要由搭载在 遥感平台上的遥感器来获取 遥感数据传输与接收：遥感器接收到地物目 标的电磁波信息，被记录在胶片或数字磁带 上 地面卫星接收站：接收、处理、存档、分发 各类地球资源遥感卫星数据并进行相关技术 研究，为遥感应用提供数据服务
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
在区域分析及建设规划方面的应用
1. 区域性是地理学的重要特点； 2. 腾冲、长春、三北防护林等都是遥感区域分 析的典范； 3. 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。
遥感在全球性宏观研究中的应用
3S 技 术 是 21 世 纪 信 息 化 (Informationing)和社会数字化(Digital) 生存的重要组成部分。
数字地球与“三S”技术
所谓“数字地球”，可以理解为对真实地球及其相关现象统一的 数字化重现和认识。其核心思想是用数字化的手段来处理整个地球 的自然和社会活动诸方面的问题，最大限度地利用资源，并使普通 百姓能够通过一定方式方便地获得他们所想了解的有关地球的信 息，其特点是嵌入海量地理数据，实现多分辨率、三维对地球的描 述，即“虚拟地球”。通俗地讲，就是用数字的方法将地球、地球上 的活动及整个地球环境的时空变化装入电脑中，实现在网络上的流 通，并使之最大限度地为人类的生存、可持续发展和日常的工作、 学习、生活、娱乐服务。 严格地讲，数字地球是以计算机技术、多媒体技术和大规模存 储技术为基础，以宽带网络为纽带运用海量地球信息对地球进行多 分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，并利用它作为工具 来支持和改善人类活动和生活质量。