遥感原理与方法-精品课程
西北农林遥感原理与方法讲义第1章 绪论
遥感原理与方法讲义第1章绪论遥感技术是近年来蓬勃发展起来的一门综合性学科——空间信息科学。
它的功能和价值引起了许多学科和部门的重视，特别在资源勘测、环境管理、全球变化、动态监测等方面，显示了无与伦比的优越性，获得愈来愈广泛的应用，是地球科学和资源环境学科开展研究的基本方法，成为信息科学的主要组成部分和重要支撑技术体系。
§1.1 遥感的基本概念1.1.1 遥感概述1 遥感概念遥感的英文是“Remote Sensing”，意即“遥远的感知”，在日本叫“远隔探知”或“远隔探查”。
其科学含义一般理解为：在遥远的地方，感测目标物的“信息”，通过对信息的分析研究，确定目标物的属性及目标物之间的关系。
也就是说：不与目标物接触，凭借其发来的某些信息，识别目标。
所以有人将遥感技术作为一种侦察技术。
根据遥感的这一概念，人和动物都具有一定的遥感本领。
例如人的眼睛识别物体的过程就是一种遥感过程，它是靠物体的色调、亮度、以及物体的形状，大小等信息，来判定物体的属性。
蝙蝠能发射超声波，并用接收到的回波来判断障碍物的距离、方位和属性。
现代遥感技术就是模仿自然界中的遥感现象和过程而产生的。
目前，对遥感的较一致定义是：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、加工处理及分析与解译，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。
2遥感基本过程现代遥感技术的基本过程是：在距目标物几米至几千公里的距离以外，以汽车、飞机和卫星等为观测平台，使用光学、电子学和电子光学等探测仪器，接收目标物反射、散射和发射来的电磁辐射能量，以图像胶片或数字磁带形式进行记录；然后把这些信息传送到地面接收站，接收站把这些遥感数据和胶片进一步加工成遥感资料产品；最后结合已知物体的波谱特征，从中提取有用信息，识别目标和确定目标物间的相互关系。
因此说遥感是一个接收、传送、处理和分析遥感信息，并最后识别目标的复杂技术过程。
遥感原理与方法
定量分析
基于提取的信息，进行定量描述 和推断，如植被指数计算、土地 利用变化监测等。
时空分析
结合时间序列数据，分析地物变 化的趋势和规律，为环境监测、 城市规划等领域提供决策支持。
05 遥感应用案例
土地利用/土地覆盖变化监测
总结词
利用遥感技术监测土地利用和土地覆盖变化，有助于及时发现非法占地、土地退化等问题，为土地资源管理和规 划提供依据。
遥感技术应用领域不断拓展，从传统的环境监测、资源调查、城市规划等领域，拓展到农业、林业、气 象、海洋、交通等更多领域，为各行业的发展提供了重要的数据支持。
遥感在可持续发展中的作用
资源调查与监测
环境监测与保护
遥感技术可以对土地、森林、 水体等资源进行调查和监测， 为资源管理和保护提供数据 支持。
遥感技术可以监测大气、水 质、土壤等环境要素，及时 发现和解决环境问题，为环 境保护提供科学依据。
详细描述
遥感技术能够获取大范围的农作物生长情况 、种植面积等信息，通过分析这些数据可以 对农作物产量进行预测。这种预测方法具有 客观、准确、时效性强的特点，对于农业生 产和农村经济发展具有重要意义。同时，遥 感技术还可以监测农村基础设施建设、贫困
状况等情况，为农村发展提供科学依据。
06 遥感发展前景与挑战
遥感图像增强
对比度拉伸
通过调整像素值的范围， 增强图像的对比度，使地 物特征更加突出。
直方图均衡化
通过对图像的直方图进行 均衡化处理，改善图像的 整体对比度。
多光谱增强
利用不同波段之间的信息 差异，通过合成、融合等 技术提高图像的空间分辨 率和光谱分辨率。
遥感图像解译与分类
目视解译
通过专业人员的目视观察和经 验，对遥感图像进行地物识别
西北农林遥感原理与方法讲义第6章 扫描成像
第6章扫描成像受胶片感光范围的限制，摄影胶片一般仅能记录波长在0.3～1.4μm间的电磁波辐射，加之由于在航天遥感时采用摄影型相机的卫星所带的胶片有限，因此，摄影成像的应用范围受到了较大的限制。
扫描成像是50年代以来产生、形成的一种新兴探测技术，它主要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的逐点、逐行取样，以得到目标地物电磁辐射特性信息，利用光电效应和光热效应，将辐射能转换成电能(电流、电压)，或者是其它物理特性(体积，压力等)的变化，从而对物体进行探测。
扫描成像探测波段可包括紫外、红外、可见光和微波波段，数据可采用视频传输方式来回收，应用领域广泛，是遥感的重要成像方式和发展方向。
§6.1 扫描探测器工作原理6.1.1 探测器主要性能参数与其它器件一样，探测器也有一套根据实际应用的需要而制定的特性参数。
用这些参数可以评价一个探测器的优劣，图6-1为探测器功能示意图，输入的是辐射能，输出的是电压，下面介绍几个主要特性参数。
图6-1 探测器的功能图图6-2 探测器光谱响应曲线1 响应率响应率是到达探测器上的单位辐射功率所产生的电压，即输出电压与输入辐射能量之比，表达式是：Ｒ＝Ｖｓ／φ（6-1）Ｖｓ：输出电压(伏)，φ：输入的辐射能量(瓦)。
2 响应波长范围探测器的响应率与入射辐射的波长有一定关系，图６－２是探测器的光谱响应曲线。
一般情况下，响应曲线有一最大响应峰，对应波长为λp ，从λp 向两边响应率都有所下降，我们把下降到峰值的一半所在的波长λc1、λc2叫做截止波长，探测器的使用范围波长，只能在λc1和λc2之间。
3 噪声电压（Ｖn ）和等效噪声功率（NEP ）探测器在工作时本身所固有的一些毫无规律的，事前无法预测的随机电压起伏，叫噪声电压，简称噪声（Ｖn ）。
如果投射到探测器上面的辐射通量产生的输出电压正好等于探测器本身的噪声电压，这个辐射量就叫做等效噪声功率（NEP ），意思是说，它对探测器所产生的效果与噪声相等。
遥感原理与方法-遥感影像的分析解译
就是说根据影像特征来识别它们所代表的物体
或现象的性质。
第章 遥感影像的分析解译
遥感影像的解译原理
遥 ☞遥感理论基础：遥感是建立在不同目标物
感 的电磁波特征及其时空分布规律上的。遥感影
原 像的成像过程是将地物的电磁辐射特性，用不
理 同的成像方式形成各种影像，即
扫描影像在空间上是离散的，灰度的变化是
连续的。
第章 遥感影像的解译原理
遥感资料概述
遥 感
① 遥感资料的种类
原 ●遥感影像——数字化影像
理
从遥感数据回放出来的影像，每一个数据对
与 应一个像元，因此，在像平面（、）内，影像在
方 空间上是离散的，其灰度也是有限个离散等级。
法
第章 遥感影像的解译原理
遥感资料概述
法
遥感影像解译
解译对象基础 理论和专业知识
遥感理论知识 和分析解译技术
区域地理特征 与背景资料
第章 遥感影像的分析解译
遥感影像的解译原理
遥
☞影像解译的内容
感 原 理
影像解译内容包括：图像识别、图像 量测、图像分析
与 ●图像识别：实质是分类，即根据遥感影像
方 的光谱特征、空间特征、时相特征，按照解
法 译者的认识程度，逐步进行目标的探测、识
理
一幅遥感影像实际上是各种不同的灰阶在二
与 维平面上的分布，所谓灰阶即灰度的等级。原则
方 上灰度可以分成无数等级，实际应用中常分为有
法 限个灰阶。影像上的灰度与介质上的数据是一一
对应的。
第章 遥感影像的解译原理
遥感资料概述
遥 感
① 遥感资料的种类
原 ●影像灰度与介质数据
成信工遥感原理与方法教案第4章 遥感图像处理
第四章遥感图像处理目的与要求：熟悉光学遥感图像处理的原理；掌握数字图像处理的工作原理、工作流程；掌握几何校正、辐射校正的原理重点及难点：遥感图像的几何纠正、辐射校正。
教学法：讲授法、演示法教学过程：第一节遥感数字图像的校正一、数字图像及其直方图1 数字图像数字图像：遥感数据有光学图像和数字图像之分。
数字图像是能被计算机存储、处理和使用的用数字表示的图像。
数字化：将连续的图像变化，作等间距的抽样和量化。
通常是以像元的亮度值表示。
数字量和模拟量的本质区别：连续变量，离散变量。
数字图像的表示：矩阵函数2 数字图像直方图数字图像直方图：以每个像元为单位，表示图像中各亮度值或亮度值区间像元出现的频率的分布图。
直方图的作用：直观地了解图像的亮度值分布范围、峰值的位置、均值以及亮度值分布的离散程度。
直方图的曲线可以反映图像的质量差异。
正态分布：反差适中，亮度分布均匀，层次丰富，图像质量高。
偏态分布：图像偏亮或偏暗，层次少，质量较差。
二、辐射校正1、遥感图像的辐射误差主要有三个因素❖传感器的光电变换❖大气的影响❖光照条件2、大气散射校正2.1大气影响的定量分析2.2大气影响的粗略校正通过简单的方法去掉程辐射度（散射光直接进入传感器的那部分），从而改善图像质量。
直方图最小值去除法回归分析法三几何校正1、遥感图像的几何变形有两层含义卫星在运行过程中，由于姿态、地球曲率、地形起伏、地球旋转、大气折射、以及传感器自身性能所引起的几何位置偏差。
图像上像元的坐标与地图坐标系统中相应坐标之间的差异。
2、卫星姿态引起的图像变形3、地形起伏的影响4、地球曲率5、大气折射6、地球自转的影响7、遥感图像几何校正方法几何粗校正：这种校正是针对引起几何畸变的原因进行的，地面接收站在提供给用户资料前，已按常规处理方案与图像同时接收到的有关运行姿态、传感器性能指标、大气状态、太阳高度角对该幅图像几何畸变进行了校正。
几何精校正：利用地面控制点进行的几何校正称为几何精校正。
遥感原理与方法精编
遥感原理与方法精编 High quality manuscripts are welcome to download遥感原理与应用绪论1.遥感的概念遥感：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。
广义遥感：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。
狭义遥感：电磁波遥感，即应用传感器，不与探测目标接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示物体的特征性质及其变化的技术。
2.遥测与遥控遥测：对被测物体某些运动参数和性质进行远距离测量的技术。
遥控：远距离控制目标物体运动状态和过程的技术。
3.遥感的分类按遥感平台分：地面遥感、航空遥感、航天遥感、宇航遥感。
按传感器的探测波段范围分：紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感。
按工作方式分：主动遥感、被动遥感。
按记录信息的表现形式分：成像遥感、非成像遥感。
按遥感的应用领域分：外层空间遥感、大气层遥感、陆地遥感、海洋遥感、资源遥感、农业遥感、林业遥感、地质遥感、城市遥感、军事遥感等等。
4.遥感三要素目标物传感器测量方法5.遥感的主要特点1)获取信息真实、客观2)获取信息的速度快，周期短3)获取信息受条件限制少,范围大4)获取信息的手段多，信息量大6.遥感的过程地物发射或反射电磁波传感器获取数据数据处理信息提取应用7.遥感的应用①利用多时相影像发现土地利用变化、农业作物估产、林业资源调查、自然灾害监测、全球和局部环境监测；②利用高分辨率影像提取城市信息(交通道路网络)；③军事应用越来越重要：重要目标定位与侦察、导航与武器制导、打击效果评估、战场环境监测等；④高光谱遥感在精准农业中的应用；⑤在建设数字城市、数字省区和数字中国中的应用：DOM、DEM和DLG。
第一章电磁波及遥感物理基础1.电磁波传播原理：交互变化的电磁场在空间的传播。
描述特性指标：波长、频率、振幅、相位等。
特性：波动性、粒子性、横波2.干涉基本原理：波的叠加原理叠加条件：频率相同、震动方向相同、具有固定位相关系3.衍射概念：光通过有限大小的障碍物时偏离直线路径的现象。
遥感原理与方法2010_1
© Space Imaging
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多波段图像
•Here is an example of three bands, green, red and near infra-red displayed separately as grayscale
湖北大学资源环境学院 2
上机实验安排
• • • • • 本课程有课堂教学和实验教学两部分： 上课时间和地点： 第2-12周在三号教学楼上课； 第13周调课至周末做野外调查； 第14-17周在资环学院5楼GIS实验室上 实验课。
湖北大学资源环境学院
3
主要参考书
梅安新等， 遥感导论》 高等教育出版社， 梅安新等，《遥感导论》，高等教育出版社， 2001。 2001。 孙家抦等， 遥感原理与应用》 孙家抦等，《遥感原理与应用》，武汉大学出版 2003。 社，2003。 彭望录等，遥感概论，高等教育出版社，2002年 彭望录等，遥感概论，高等教育出版社，2002年
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The process of remote sensing
3. Interaction with the Target (C) - once the energy makes its way to the target through the atmosphere, it interacts with the target depending on the properties of both the target and the radiation.(与目标地物的相互作用） 4. Recording of Energy by the Sensor (D) - after the energy has been scattered by, or emitted from the target, we require a sensor (remote - not in contact with the target) to collect and record the electromagnetic radiation. 5. Transmission, Reception, and Processing (E) - the energy recorded by the sensor has to be transmitted, often in electronic form, to a receiving and processing station where the data are processed into an image (hardcopy and/or digital).
遥感影像数据融合原理与方法课件
1.1 像元级融合
像元级融合是一种低水平的融合。
像元级融合的流程为：经过预处理的遥感影像数据 ——数据融合——特征提取——融合属性说明。
像元级融合所包含的具体融合方法有：代数法、 IHS变换、小波变换、主成分变换（PCT）、K-T 变换等
以TM和SAR为例，变换思路是把TM图像的3个波段合成 的RGB假彩色图像变换到IHS色度空间，然后用SAR图 像代替其中的I值，再变换到RGB颜色空间，形成新的影 像。
遥感影像数据融合还是一门很不成熟的技术，有待 于进一步解决的关键问题有：
（1）空间配准模型 （2）建立统一的数学融合模型 （3）提高数据预处理过程的精度
表2 三级融合层次下的融合方法
像元级
特征级
决策级
代数法
熵法
专家系统
IHS变换
表决法
神经网络
小波变换
聚类分析
模糊聚类法
K-T变换 主成分变换 回归模型法
Bayes估计 神经网络法 加权平均法
可靠性理论
基于知识的融合 法
Dempater-shafer 推理法
2.2 图像回归法（Image Regression）
决策级融合的流程：经过预处理的遥感影像数据 ——特征提取——属性说明——属性融合——融 合属性说明。
表1 三级融合层次的特点
融合 信息 实时 精度 容错 抗干 工作 融合
框架 损失 性
性 扰力 量 水平
像元 小 差 高 差 差 小 低 级
特征 中 中 中 中 中 中 中 级
决策 大 优 低 优 优 大 高 级
遥感原理与方法——辐射校正
设E0为某一波长的辐照度，θ为入射方向的天顶角，当无大气 存在的时候，地面上单位面积的辐照度为：
E1=E0•COSθ
假定地表面是朗伯体，其表面是漫反射，则某方向物体的亮度 是
L0=Rλ•E1/π Rλ是地物反射率， π是球面度（半球反射）
传感器接收信号时，受仪器的影响还有一个系统增益系数S,这时， 进入传感器的亮度值为
2）野外波谱测试回归分析法（不常用）
野外波谱测试与地面调查同步进行,通常选用同类仪器测量,将 地面测量结果与卫星影象对应的亮度值进行回归分析,见上 图,(再进行比较时,应将图象象元亮度值转换为辐射率),
回归方程
L=A+BR,
A为一固定的常数，B为回归系数，R为地面反射率。BR（L较） 为不受大气影响的辐射率，所以校正公式为
于气溶胶引起的散射造成的，在热红外区，大气的影响主要是由
于水蒸气的吸收造成的，为了消除大气的影响，需要测定可见光
和近红外区的气溶胶的密度和热红外区的水蒸气密度，实现起来 比较困难
L较=L-A,
即图像中的每一个象元值都扣除A的影响。由于地面反射率不 具有普遍性，所以这个方法不常用。
3）辐射传递方程计算法（不常用）
若地面的辐射能量为E0,它通过高度为H的大气层后，传感器接收 系统所能收集到的电磁波能可见光和近红外区，大气的影响主要是由
既光学摄影机和光电扫描仪引起的辐射误差，—通过辐射校正场 或地面光谱测量来对传感器定标。这一工作由地面接收站来完成。
二)是太阳辐射引起的辐射误差 1)太阳位置引起的辐射误差 2）地形起伏引起的辐射误差 三是大气影响引起的辐射误差
1）大气影响的定量分析 进入大气的太阳辐射会发生反射，折射，吸收，散射和投射。 如果没有大气存在，传感器接收的辐照度只与太阳辐射到达地 面的辐照度和地物的反射率有关，由于大气的存在，辐射经过 大气吸收和散射，透过率小于1，从而减弱了信号的强度。同 时，大气的散射光也有一部分直接或经过地物反射进入到传感 器，这两部分又增强了信号，但是没有用的。
《遥感原理与应用》课件
遥感优势
遥感技术具有覆盖范围广 、信息量大、获取速度快 、实时性强等优势。
遥感技术分类
01
02
03
04
主动遥感
主动遥感通过向目标物发射电 磁波并接收反射回来的回波来
获取信息，如雷达遥感。
被动遥感
被动遥感通过接收目标物自身 发射的电磁波来获取信息，如
和市场调控提供依据。
农业灾害监测
03
及时发现和评估农业灾害，如病虫害、旱涝等，采取有效措施
减轻损失。
林业应用
森林资源调查
全面掌握森林资源的分布 、面积和生长状况，为林 业管理和可持续发展提供 数据支持。
森林火灾监测
快速发现森林火灾，及时 组织救援，减少火灾损失 。
林业病虫害监测
遥感技术可监测林业病虫 害的发生和扩散情况，指 导防治工作。
文化景观分析
通过遥感图像分析古代人类活动留下的文化景观，揭示历 史时期的社会、经济和文化状况。
文物鉴定与保护
遥感技术可辅助文物鉴定，同时为文物保护和修复提供重 要信息。
气象领域应用
气象观测
利用卫星遥感技术观测大气、云 层、风速等气象要素，为天气预 报和气候变化研究提供数据支持 。
灾害预警
遥感技术可监测自然灾害如洪涝 、地震等的发生和发展，及时发 出预警信息，减少灾害损失。
01
军事侦察
利用遥感技术获取敌方军事部署 、行动和装备信息，为军事决策 提供重要依据。
目标识别
02
03
战场环境监测
通过遥感图像识别敌方车辆、飞 机、舰艇等目标，提高作战效能 。
遥感技术可实时监测战场环境变 化，如地形、气象条件等，为军 事行动提供决策支持。
《遥感原理》课件
微波遥感
微波遥感是一种利用微波辐射探测地物信息的遥感技术， 具有全天候、全天时的特点。随着技术的不断进步，微波 遥感的应用范围越来越广泛。
微波遥感能够穿透云层和天气条件，获取地物的微波辐射 信息，对于气象预报、海洋监测、森林资源调查等领域具 有重要意义。未来，微波遥感技术将进一步提高其分辨率 和探测能力，更好地服务于各行业领域。
数据处理系统
对接收到的数据进行校正、增强和分析，提取有用的信息。
数据存储与传输系统
负责将处理后的数据存储和传输到用户终端或数据中心。
04
CHAPTER
遥感图像处理
遥感图像预处理
去噪声
01
通过滤波、平滑等技术去除遥感图像中的噪声和干扰，提高图
像质量。
几何校正
02
对遥感图像进行几何变换，纠正图像的扭曲、变形等问题，使
X射线和伽马射线等。
电磁波的特性
波动性、衍射、干涉、偏振等。
辐射传输基础
辐射
物体以电磁波或粒子的形式向外传递能量的过程 。
辐射传输方程
描述辐射能量在介质中传播的基本方程，涉及到 发射、吸收、散射和反射等过程。
辐射源
自然辐射源（如太阳、星体）和人为辐射源（如 雷达、红外传感器）。
大气对遥感的影响
01
02
03
大气成分
氮气、氧气、二氧化碳、 水蒸气等，对电磁波的吸 收、散射和折射效应。
大气窗口
某些特定频率的电磁波能 够较好地穿透大气层的区 域，如可见光、近红外和 微波等。
大气校正
通过对遥感数据的处理和 分析，消除大气对遥感的 影响，提高遥感数据的精 度。
地面对遥感的影响
地表覆盖类型
森林、草地、水体、城市 等，具有不同的反射特性 和光谱特征。
遥感原理与方法
遥感原理与应用绪论1.遥感的概念遥感:即遥远感知,就是在不直接接触的情况下,对目标或自然现象远距离探测与感知的一种技术。
广义遥感: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。
狭义遥感:电磁波遥感,即应用传感器,不与探测目标接触,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,揭示物体的特征性质及其变化的技术。
2.遥测与遥控遥测:对被测物体某些运动参数与性质进行远距离测量的技术。
遥控:远距离控制目标物体运动状态与过程的技术。
3.遥感的分类按遥感平台分:地面遥感、航空遥感、航天遥感、宇航遥感。
按传感器的探测波段范围分:紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感。
按工作方式分:主动遥感、被动遥感。
按记录信息的表现形式分:成像遥感、非成像遥感。
按遥感的应用领域分:外层空间遥感、大气层遥感、陆地遥感、海洋遥感、资源遥感、农业遥感、林业遥感、地质遥感、城市遥感、军事遥感等等。
4.遥感三要素目标物传感器测量方法5.遥感的主要特点1)获取信息真实、客观2)获取信息的速度快,周期短3)获取信息受条件限制少,范围大4)获取信息的手段多,信息量大6.遥感的过程地物发射或反射电磁波传感器获取数据数据处理信息提取应用7.遥感的应用①利用多时相影像发现土地利用变化、农业作物估产、林业资源调查、自然灾害监测、全球与局部环境监测;②利用高分辨率影像提取城市信息(交通道路网络);③军事应用越来越重要:重要目标定位与侦察、导航与武器制导、打击效果评估、战场环境监测等;④高光谱遥感在精准农业中的应用;⑤在建设数字城市、数字省区与数字中国中的应用:DOM、DEM与DLG。
第一章电磁波及遥感物理基础1.电磁波传播原理:交互变化的电磁场在空间的传播。
描述特性指标:波长、频率、振幅、相位等。
特性:波动性、粒子性、横波2.干涉基本原理:波的叠加原理叠加条件:频率相同、震动方向相同、具有固定位相关系3.衍射概念:光通过有限大小的障碍物时偏离直线路径的现象。
西北农林遥感原理与方法课件第3章 彩色基本原理
感 ●可见光 电磁辐射中能引起视觉反映的一定波
原 长范围的波段称为可见光谱或可见辐射，简称光。
理 波长范围一般为0.38μｍ～0.76μｍ。 与 ●色彩 可见光作用到人眼，刺激色觉神经而产
方 生的主观感觉称色彩。
法
可见光的波长不同，产生的色觉不同，其颜
色决定于进入人眼的可见光谱不同波长辐射的相 RS 对功率分布。
方 宜于微光视觉，不能分辨颜色和细节。
法
RS
第3章 彩色基本原理
3.1 光与色觉
遥 ② 视觉——视觉现象
感 ●光谱效率函数V(λ)
原
人对不同波长的可见光的感受性不同，即同
理 样功率的辐射在不同的光谱段表现为不同的明亮
与 程度，通常用光谱效率函数V(λ)来表示
方 法
V(λ)＝Φλｍin／Φλ 式中: Φλｍin和Φλ分别为波长λmin（产生相同明
RS
第3章 彩色基本原理
3.1 光与色觉
遥 ③ 颜色视觉——颜色视觉现象
感 ●辨色辨认颜色视觉正常的人在光亮条件下能感
原 受到可见光谱的各种颜色，但是看到的颜色和波
理 长的关系并不是完全固定的，随着光强的变化而
与 变化。
方
光谱上除了三点，黄(572ｎｍ)、绿(503ｎｍ)
法 和蓝(478ｎｍ)是不变颜色之外，其它颜色在光强
到黑组成的系列——灰阶表示：白、灰白、淡灰、 RS 浅灰、灰、暗灰、深灰、淡黑、浅黑、黑。
第3章 彩色基本原理
3.1 光与色觉
遥 ① 可见光与色彩 ——物体的颜色
感 ●彩色物体 对入射的白光有分解能力，呈选择
原 性吸收和反射的物体。
理
彩色物体的反射光与入射光相比，光谱成分
成信工遥感原理与方法课件第1章 绪论
2 遥感系统——遥感信息源
目标物与电磁波的相互 作用：自然界中所有绝对 温度大于零度的物体，都 能够反射、发射和吸收电 磁波。
不同的物体：个体差 异——规律不同
同一类物体：环境差 异——规律不同
这就是地物的波谱特性， 是遥感采用的基本原理。
2 遥感系统——空间信息获取
地物空间信息主要由搭载在遥感平台上的 传感器来获取
2 遥感系统——遥感数据传输与接受
传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
2 遥感系统——遥感图像处理
对遥感图像图像进行处理，目的是使遥感数据更适 于应用，主要包括对遥感图像的恢复、增强以及信 息提取处理。
3 遥感技术分类 按遥感平台分
地面遥感、航空遥感、航天遥感。
按电磁波段分
七、教材与主要参考书
（一）推荐使用教材： 梅安新编 《遥感导论》 高等教育出版社 （二）主要参考书目：
吕国楷编 《遥感概论》 高等教育出版社 赵英时编 《遥感应用分析原理与方法》
科学出版社 马蔼乃编 《遥感概论》 科学出版社 遥感学报 遥感信息 国土资源遥感
遥感原理与方法
第一章
遥感—碧空慧眼
传感器不向目标物发射电磁波，仅被 动接受目标物自身发射和对自然辐射 的反射能量
主动遥感和被动遥感示意图
1 遥感( Remote Sensing )概念
对地观测
利用传感器在高空获得地球表面的电磁波信息
2 遥感系统
遥感信息源 空间信息的获取 遥感数据传输与接受 遥感图像处理 遥感信息提取、分析与应用
紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥 感、多波段遥感等。
按传感器的工作方式分
主动遥感 被动遥感数据（光学摄影、扫描成像）。
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与
方
相一致（必要与可能）。遥感的形成是与
法 空间科
学、传感技术、信息科学、宇航技术、通
讯技术以
及电子计算机技术的发展相联系（可能性
第1章 绪 论
1.2 遥感的形成与发展 遥 感 ●遥感的形成
原 理
1826年摄影技①术诞常生规航空摄影阶段(20世纪30年 代以前) 1839年以前主要是进行地面摄影
法 和协调全国的遥感工作，开展与国外的技术与人
才交流。
应用领域：地球科学、环境科学、农林水利、
测绘勘探、工程技术等领域。
第1章 绪 论
1.2 遥感的形成与发展 遥 感 ●遥感发展趋势（1）
原
①多层次综合遥感，建立地球环境卫星观测
理 与
网络，系统地获取地球表面不同分辨力的遥感图 像数据。
②传感器向全波段覆盖，立体遥感，器件固
法 建立估产模式，确定单产，预报总产。
④病虫害监测预报：诊断病虫害的类型、危害程度监测
生长环境，进行预报。
⑤生产管理：根据生长过程的遥感影像，确定作物长势
字资料或图件，这一工作称为“解译”。
第1章 绪 论
1.1 遥感的基本概念
遥 感
●技术系统：遥感资料分析解译系统
原
——目视解译技术
理 与
目视解译是指人们用手持放大镜或立 体镜等简单工具，凭借解译人员的经验，
方 法
来识优别点目：标简单物方的便性，质野外和和变室化内规都律可。进行，能
检验计算机解译的准确性，是基本的解译方法。
的管理、评价和研究工作。
第1章 绪 论
1.1 遥感的基本概念
遥
● 遥感(Remote Sensing)，即为在遥远
感 的地方，感测目标物的信息，通过对信息
原 的分析研究，确定目标物的属性及目标物
理 之间的关系。
与
也就是说：不与目标物接触，凭借其
方 发来的某些信息，识别目标。
法
● 定义：在远离被测物体或现象的位置
原 遥感图像解译的基本理论
理 综合分析和定量方法 与 方 图像的地学分析解译
法 植被遥感的理论与方法
遥感在农业方面和环境科学中的应用
课程简介——《遥感影像分析解译》
教学要求：
遥
感
了解和掌握遥感图像分析应用的基本理
原 论和技术；
理
能够进行遥感影像的地质、地貌、土壤、
与 植被和土地资源分析解译；
方
法
应用遥感技术开展农业和环境科学方面
方 字的体现。
法
传感器主要有：摄影机、摄像仪、扫描
仪、雷达、
光谱辐
第1章 绪 论
1.1 遥感的基本概念
遥 感
●技术系统
原 ③ 遥感数据接收处理系统--地面接收站
理 与
负责接收遥感平台传送来的图像 胶片和数字数据，由地面数据接收和记录
方 法
T视系两R频统部R、S分：数所接据(收T组信R、R成息S记)存，：录储图遥介感像质平数或台据其发它处回形理的式系数的统据图，(像I形D资P成S料)。
理 60年代) 人才培养和理论研究： 《航空像片：应用与判读》、《航空摄影与航空测量》等著作出版
与
美国于1949年在开设航摄和像片判读课程
方
1949年国际地理学会设立了航片应用委员会 1945年美国创刊出版了《摄影测量工程学》杂志，1975年改名为《摄
法
影测量工程和遥感》
第1章 绪 论
1.2 遥感的形成与发展 遥 感 ●遥感的形成
1.1 遥感的基本概念 遥 感 ●遥感分类
原
①遥感平台分类：地面遥感、航空遥感
理 、航天遥感
与
方
②电磁波谱分类：
法
紫外、可见光、红外、微波、多光
谱遥感
③电磁辐射能源分类：
被动遥感(遥感)、主动遥感(遥测)
第1章 绪 论
1.2 遥感的形成与发展 遥 感 ●遥感的形成
原
科学技术形成与发展总是和时代
理 的发展和要求
原
③航天遥感阶段(20世纪60年代以
理 与
来技继)术红：外遥片感后平，台多从光飞谱机相发机展、到多了波卫段星扫和描飞仪船、。微传波感辐器射方计面、
合成孔径侧视雷达、电视摄象仪等新型传感器陆续问世。
方
与此同时，遥感资料的分辨率和精度也不断提高，遥
法
感图像的分析解译与资料处理技术飞跃进步，遥感理论的
研究获得了重大成就，培养遥感专业人材的工作也得到了
遥感原理与方法
课程简介
遥感是“地理信息系统”专业的主干学
遥 科，是近年来蓬勃发展起来的一门综合性
感 原
学科——空间信息科学。
理
它的功能和价值引起了许多学科和部
与 门的重视，特别在资源调查评价、区域规
方 划管理，动态监测预警和全球变化研究等 法 方面，显示了无与伦比的优越性，获得愈
来愈广泛的应用，是地球科学和资源环境
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、加工处理及分析与解译，
对物体及现象的性质及其变化进行探测和
第1章 绪 论
1.1 遥感的基本概念 遥 感 ●遥感过程：
原 接收--传送--处理和分析信息--识别目标
理
与 方 法
反射辐射
目 标 物
发射辐射
回射辐射 平 台
缺点：受解译人员视觉功能、专业水平和经
验的影响，速度慢，不够精确。
第1章 绪 论
1.1 遥感的基本概念
遥 感
●技术系统：遥感资料分析解译系统
原
——电子计算机解译技术
理 与
利用电子计算机对遥感影像数据 进行分析处
方
法
理，提取有用信息，进行自动识别和分
类。
该技术既快速准确，又能直接得到 解译结果，
第1章 绪 论
学科开展研究的基本方法，成为信息科学
的主要组成部分和重要支撑技术。
课程简介
遥感科学在我校地理信息系统专业培 遥 感 养方法中设置为3门课程：
原
理
遥感原理与方法
与
遥感数字图像处理
方
法
遥感图像分析解译
课程简介——《遥感原理与方法》
《遥感原理与方法》是主干专业基础课 遥
感 内容包括：
原 理
遥感的物理基础
感 容和技术体系，形成发展历史，与其它学
原 科的关系；
理 与
掌握遥感图像几何纠正、辐射校正的原 理与方法；
方 法
应用各种图像增强处理技术和计算机分 类方法进行专业遥感图像分析解译；
理解探索图像分类识别新技术和辅助分
类方法。
课程简介——《遥感影像分析解译》
《遥感影像分析解译》是专业课
遥 感
内容包括：
与
以认识地理环境和编制各种专题地图。
方 技术：
法
1931年出现红外胶片
1937年进行了彩色航摄，生产出彩红外胶片，进行
多光谱和紫外航空摄影
二战期间应用雷达和红外探测技术
50年代扫描成像技术和侧视雷达技术开始产生并应用
第1章 绪 论
1.2 遥感的形成与发展 遥 感 ●遥感的形成
原
②航空遥感阶段(20世纪30年代－
原
①常规航空摄影阶段(20世纪30年
理 代以前初)期航空摄影主要用于摄影测量和军事。
与
后来逐渐向民用部门发展，像片判读技
方
法 术开始出现并得到迅速的发展，关于摄影测
量和判读技术方面的书刊也陆续出版。
第1章 绪 论
1.2 遥感的形成与发展 遥 感 ●遥感的形成
原 理
应用： ②航空遥感阶段(20世纪30年代－ 60年代航)空像片除用于军事外，被广泛应用于地学领域中，
第1章 绪 论
1.3 遥感应用简介 遥 感 ●军事方面应用
原
①利用红外遥感识别伪装，用
理 机载红外扫描
与
方
仪，侧视雷达可进行全天时、全天候侦
法 察。
②军事侦察：侦察卫星－全天
候、高分辨率实
时传输。
第1章 绪 论
1.3 遥感应用简介 遥 感 ●地学方面应用
原
理
与
①地质：地质构造、岩性、矿藏勘探
方
②海洋：测定海岸地形、海底地貌、海
与 遥感技术系统
方 法 遥感信息获取方法与技术
航空和卫星遥感及其影像
遥感图像分析解译基本原理与方法
课程简介——《遥感原理与方法》
教学要求：
遥
感
了解遥感的概念、技术体系、形成发展
原 和应用状况；
理
掌握遥感图像获取的基本理论，传感器
与 的工作原理和方法；
方
法
理解航空摄影像片的成像机制、几何特
征和立体观测，主要卫星遥感技术系统和
与
1858年法国人Ｇ·Ｆ·图纳乔用气球摄取巴黎“鸟瞰”像片
1903年意大利人威尔伯·赖特拍摄了第一张航空像片
方
1913年根据摄影像片制作了地形图并研制出立体制图仪
法
1915年开始生产航摄相机，摄影测量仪器相继出现 1924年产生了彩色胶片
第1章 绪 论
1.2 遥感的形成与发展 遥 感 ●遥感的形成
传感器
人工辐射 人工辐射源
接收记录系统
地 面 站
数据处理系统
人工目视解译
分 析 解 译
计算机解译
第1章 绪 论
1.1 遥感的基本概念 遥 感 ●技术系统：
原
理
遥感平台
与
传感器
方
遥感数据接收与处理系统
法
遥感资料分析解译系统
第1章 绪 论
1.1 遥感的基本概念 遥 感 ●技术系统：