遥感概论讲义ch3
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《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PPT课件
----天为什么是蓝的？日出日落时天空是橙红色？
☆ 米氏散射：当大气中粒子的直径与波长相当时发生的散射；
主要由大气中的烟尘、小水滴和气溶胶引起。散射强度与波长的
二次方成反比， I ∝ λ-2 。米氏散射在光线前进方向比向后方的
散射更强。
第12页/共88页
☆ 非选择性散射：当大气中粒子的直径比波长大得多时发生 的散射；散射强度与波长无关 。
☆ 物体的发射率等于该物体的吸收率： αλ=ελ 一般情况下,物体的发射率: 0＜ ελ ＜1
☆ 物体的发射率是温度和波长的函数。物体的发射率与身 的性质、物理状况（如粗糙度、颜色等）有关；物体的表面温 度受自身的比热、热惯量、热导率、热扩散率等影响较大。
☆ 黑体的ελ = ε=1；灰体的ελ =ε=常数<1;选择性辐射体的
1.5 ~ 1.8 μｍ 和 2.0 ~ 3.5 μｍ
3.5 ~ 5.5 μｍ
8 ~ 14 μｍ
0.8 ~ 2.5 cｍ
第14页/共88页
7、地球电磁辐射的基本特征
根据课本34页图2.20。自行总结
第15页/共88页
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。
洋面及陆表温度
6
1.58 ~ 1.64
作物水分及地表温度
7
0.43 ~ 0.48
海洋水色
8
0.48 ~ 0.53
海洋水色
9
☆ 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）
遥感概论
2
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.
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.
遥感导论重点讲解
遥感导论重点讲解第⼀章绪论⼀、遥感的概念⼴义：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。
遥感定义：遥感是从远处探测感知物体，也就是不直接接触物体，从远处通过探测仪器接收来⾃⽬标地物的电磁波信息，经过对信息的处理，判别出⽬标地物的属性的综合性技术。
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。
⼆、遥感系统包括：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、信息的应⽤三、遥感分类1、按遥感平台分：地⾯遥感：传感器设置在地⾯平台上航空遥感：传感器设置在航空器上航天遥感：传感器设置在环地球的航天器上航宇遥感：传感器设置在星际飞船上2、按传感器的探测波段分：紫外遥感：探测波段在0.05~0.38um可见光遥感：探测波段在0.38~0.76um红外遥感：探测波段在0.76~1000um微波遥感：探测波段在1mm~10m多波段遥感：探测波段在可见光波段和红外波段范围内，分成若⼲窄波段来探测⽬标。
3、按⼯作⽅式分a、主动遥感：不依靠太阳，由探测器主动发射⼀定电磁波能量并接受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，仅被动接收⽬标物的⾃⾝发射和对⾃然辐射源的反射能量b、成像⽅式、⾮成像⽅式4、按照遥感应⽤的⽬的分类：环境遥感、农业遥感、林业遥感、地质遥感等四、遥感的特点（简答）1、遥感范围⼤，可实施⼤⾯积的同步观测遥感观测为地⾯探测提供了最佳获取信息的⽅式，并且不受地物阻隔的影响。
遥感平台的范围越⼤，视⾓越⼤，可以同步观测的地⾯信息就越多。
2、时效性：获取信息快、更新周期短，具有动态监测的特点对于天⽓预报、⽕灾和⽔灾等灾情检测，以及军事⾏动等具有重要作⽤。
3、数据的综合性和可⽐性，具有⼿段多、技术先进的特点能够反映许多⾃然⼈⽂信息，能较⼤程度排除⼈为⼲扰。
4、经济性：经济效益⾼、⽤途⼗分⼴泛5、局限性：遥感技术所利⽤的电磁波还很有限，仅是其中的⼏个波段范围；已被利⽤的电磁波谱段，对许多地物某些特征不能准确反映。
遥感概论03
王 宇 明
遥
气象卫星观测的优势和特点
感 概
第三章 遥感成像原理与遥感图像特征
遥
感
城
概
市
论
本章主要内容
与 环
遥感平台
境 科
摄影成像
学 学
05
扫描成像
院（ 地微波遥来自与成像信 、遥感图像特征
地
科
王 宇 明
）
班
第三章 遥感成像原理与遥感图像特征
遥
感 概
本章重点 ：
城 市
论
主要的遥感平台及各自的特点
与 环
摄影像片的几何特征
境 科
微波、微波遥感及微波遥感的特点与方式
王 宇 明
）
班
一、气象卫星系列
遥
感
城
概 论
1. 气象卫星概述
A. 美国的“泰诺斯 ”(TIROS)卫星系列：第一代实验气
市 与 环 境
象卫星，从60年-65年共发射了10颗，极轨气象卫星。 科
学
B. 美国的雨云（Nimbus）卫星系列： 64-78年共发射了 学
05
7颗，太阳同步轨道。
院
（ C. 美国的艾萨（ESSA）卫星系列：66-69年共发射了9颗。
地 信 、 地 科
D.
美国的NOOA卫星系列：70-94年共发射了16颗。太阳 同步轨道。
王 宇
明
）
班
1960年4月美国发射了第一颗气象卫星泰罗斯-1(Tiros-1)。随后，前苏联也
相继发射了自己的气象卫星。目前，在轨道上运行的大多数气象卫星是由美国
和俄罗斯发射的，其中很大一部分为极地轨道卫星，简称极轨卫星。
宇 明
） 轨道气象卫星。风云－2是一种静止气象卫星。
《遥感导论主要内容》课件
《遥感导论主要内容》ppt 课件
目 录
• 遥感导论概述 • 遥感系统与平台 • 遥感传感器与成像原理 • 遥感图像处理与分析 • 遥感应用案例分析
01
遥感导论概述
遥感的定义与特点
遥感定义
遥感是通过非直接接触目标物而 获取其特征信息，进而识别、测 量和解释目标物及其现象的过程 。
遥感特点
遥感具有大面积同步观测、信息 获取快速、经济性、周期性等特 点，能够提供多尺度、多维度、 多频谱的地球表面信息。
遥感技术的应用领域
环境监测
遥感技术广泛应用于环境监测 ，如大气污染、水污染、土地
利用变化等。
城市规划与管理
遥感技术为城市规划与管理提 供了基础数据和信息，有助于 城市规划的科学性和合理性。
农业管理
遥感技术可以监测作物生长状 况、病虫害发生等，为农业管 理提供决策支持。
灾害监测与评估
遥感技术能够快速获取灾区信 息，为灾害救援和灾后重建提
识别。
热红外遥感传感器在夜间和恶劣 天气条件下具有较好的感知能力 ，因此在安防监控、野生动物保
护等领域得到广泛应用。
04
遥感图像处理与分析
遥感图像预处理
01
02
03
纠正几何畸变
对原始遥感图像进行几何 变换，纠正因卫星轨道、 地球自转等因素引起的图 像畸ห้องสมุดไป่ตู้。
辐射定标
将遥感图像的像素值从物 理量转换为反射率或辐射 率，以便进行后续的定量 分析。
感谢您的观看
THANKS
信息提取
从遥感图像中提取有用的地理信息，如土地 覆盖、植被类型、水体分布等。
变化检测
比较不同时相的遥感图像，检测地物的变化 和动态趋势。
目 录
• 遥感导论概述 • 遥感系统与平台 • 遥感传感器与成像原理 • 遥感图像处理与分析 • 遥感应用案例分析
01
遥感导论概述
遥感的定义与特点
遥感定义
遥感是通过非直接接触目标物而 获取其特征信息，进而识别、测 量和解释目标物及其现象的过程 。
遥感特点
遥感具有大面积同步观测、信息 获取快速、经济性、周期性等特 点，能够提供多尺度、多维度、 多频谱的地球表面信息。
遥感技术的应用领域
环境监测
遥感技术广泛应用于环境监测 ，如大气污染、水污染、土地
利用变化等。
城市规划与管理
遥感技术为城市规划与管理提 供了基础数据和信息，有助于 城市规划的科学性和合理性。
农业管理
遥感技术可以监测作物生长状 况、病虫害发生等，为农业管 理提供决策支持。
灾害监测与评估
遥感技术能够快速获取灾区信 息，为灾害救援和灾后重建提
识别。
热红外遥感传感器在夜间和恶劣 天气条件下具有较好的感知能力 ，因此在安防监控、野生动物保
护等领域得到广泛应用。
04
遥感图像处理与分析
遥感图像预处理
01
02
03
纠正几何畸变
对原始遥感图像进行几何 变换，纠正因卫星轨道、 地球自转等因素引起的图 像畸ห้องสมุดไป่ตู้。
辐射定标
将遥感图像的像素值从物 理量转换为反射率或辐射 率，以便进行后续的定量 分析。
感谢您的观看
THANKS
信息提取
从遥感图像中提取有用的地理信息，如土地 覆盖、植被类型、水体分布等。
变化检测
比较不同时相的遥感图像，检测地物的变化 和动态趋势。
遥感导论主要内容
数据传输与处理
数据传输
遥感数据通过卫星、飞机或无人机等平台传输至地面接收 站，经过压缩和处理后进行存储或分发。
数据处理
遥感数据处理涉及辐射定标、大气校正、几何校正等多个 环节，目的是提取有用的地理信息并生成遥感产品。
数据融合与解译
将不同来源和类型的遥感数据融合，提高信息提取的准确 性和可靠性，同时结合地理信息系统（GIS）技术进行数 据解译和分析。
遥感导论主要内容
目录
• 遥感概述 • 遥感系统 • 遥感图像处理 • 遥感应用案例 • 遥感未来发展
01 遥感概述
遥感的定义与特点
遥感定义
远距离
大范围
高频度
多光谱
遥感是通过非直接接触 目标的方式，获取并分 析地表或地表上空物体 的电磁波信息，从而提 取和应用有关对象的空 间、时间、光谱等特征 的技术。
总结词
利用遥感技术进行森林资源调查，评估森林覆盖率、生长状况和生态状况。
详细描述
遥感技术能够获取大范围、高分辨率的森林资源数据，通过分析卫星影像和光 谱信息，可以准确评估森林覆盖率、树木种类、生长状况和生态状况等。这些 数据对于森林保护、管理和可持续发展具有重要意义。
灾害监测与评估
总结词
利用遥感技术监测灾害发生和发展情况，评估灾害损失和影响。
图像分类与识别
监督分类
基于已知样本的训练集进行分类，通过分类 器对未知样本进行分类。
非监督分类
根据像素间的相似性进行聚类，无需预先确 定样本类别。
特征提取
从遥感图像中提取出地物的形状、纹理、光 谱等特征，用于后续的分类和识别。
面向对象分类
将遥感图像中的像素组合成对象，然后对对 象进行分类和识别。
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。
第二章遥感概论
50年代航空摄影和应用工作。 60年代，航空摄影工作初具规模，应用范围不断 扩大。 70年代，腾冲遥感实验获得巨大成功。 70.4.24发射第一颗人造地球卫星。 80年代是大发展阶段。 目前，某些方面已经进入世界先进水平行列。
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.
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。
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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。
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
段范围内，再分若干窄波段来探测目标。
《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》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、
遥感导论主要内容
• 空间分辨率、波谱（光谱）分辨率、辐 射分辨率、时间分辨率
• 遥感图像的空间分辨率:指像素所代表的 空间分辨率大小。
Rg=Rs f / H Rs为系统分辨率 Rg为地面分辨率
常见遥感图像的空间分辨率
图像类型 TM
SPOT CBERS QuickBird OrbView IKNOS
分辨率 28.5(15) 10(5、2.5)
陆地卫星
• Landsat MSS,TM,ETM+ 重点 • SPOT • 中巴资源卫星CBERS
海洋卫星
• Seasat ，ERS等 • 需要高空和空间的遥感平台，以进行大
面积同步覆盖的观测 • 以微波为主 • 电磁波与激光、声波的结合是扩大海洋
遥感手段的一条新路 • 需要其它海面实测资料的校正
飞机 气球
遥感用汽车
地面运载工具 （地面遥感）
高架平台 遥感用舰船
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
按工作方式分
–主动遥感和被动遥感 –成像遥感与非成像遥感
遥感的特点
• 大面积同步观测 • 时效性 • 数据的综合性和可比性 • 经济性 • 局限性
第二章 电磁辐射与地物光谱特征
–
（electromagnetic spectrum）
遥感中常用的电磁波
紫外线：波长范围为0.01～0.38μm，太阳光谱中，只有 0.3～0.38μm波长的光到达地面，对油污染敏感，但探测 高度在2000 m以下。 可见光：波长范围：0.38～0.76μm，人眼对可见光有敏锐 的感觉，是遥感技术应用中的重要波段。 红外线：波长范围为0.76～1000μm，根据性质分为近红 外、中红外、远红外和超远红外。 微波：波长范围为1 mm～1 m，穿透性好，不受云雾的影 响。
《遥感概论绪论》课件
地物的形状、大小、空间排列等特征 ，影响图像的分辨率和可识别性。
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
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
遥感概论讲义(3)
第五章 遥感影像目视解译与遥感制图 5.1 目视解译 ♠遥感摄光黑白像片 地物色调,形状与视觉习惯接近 黑白红外像片 色调浅与深反映地物在近红外波段的
反射率大与小.(植物较浅,水体较深)
可见光彩色像片 颜色色调接近地物的本来色彩 彩色红外像片 颜色色调与地物的本来色彩不同(如 热红外像片
(3)人造地物识别,形状和展布方向很重要: (3)人造地物识别,形状和展布方向很重要:人 人造地物识别
造地物常有规则形状;道路与航线平行时影像清晰, 造地物常有规则形状;道路与航线平行时影像清晰, 垂直时不清;地物面越垂直于波入射方向回波越强. 垂直时不清;地物面越垂直于波入射方向回波越强.
第五章 遥感影像目视解译与遥感制图 5.1 目视解译 ♠微波影像判读 微波遥感影像的判读要点
第五章 遥感影像目视解译与遥感制图 5.1 目视解译 ♠遥感摄影像片判读
遥感摄影像片种类 (4) 彩红外像片 彩红外像片.胶片感光剂对绿,红,和近红外三 种光敏感. 像片上的颜色色调与实物的不同: 像 片蓝色代表地物绿色;像片绿色代表地物红色;像 片红色代表地物的近红外反射. (5)多波段摄影像片 多波段摄影像片.采用多个摄影镜头,分别用不 多波段摄影像片 同的滤光片和感光剂,同时摄取同一地区范围的不 同波段的黑白影像.可通过多波段比较来识别地物; 选其中三个波段可进行假彩色合成而得到假彩色 照片,有利于解译.
色调反映地物温度;形状大小取决于 地物与环境之间的温差
绿色植物表现为红色),需根据实际建 立像片色调与地物色调的对应关系
多波段摄影像片 注意各波段影像的比较.
第五章 遥感影像目视解译与遥感制图 5.1 目视解译
♠遥感扫描影像判读
遥感扫描影像的种类
主要有以下4 主要有以下4类: MSS (多波段扫描)影像 TM(专题制图仪)影像 SPOT(地球观察卫星系统)影像 CBERS(中巴地球资源卫星)影像 各类主要特点如下
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海洋调查
海洋调查
JERS-SWIR
NOAA-AVHRR
60
15
遥感数据类型 IKONOS SPOT-HRV1-3 SPOT-HRV Pan ETM1-5，7
分辨率/m 1 20 10 30
应用 城市规划、土地管理 宏观规划、国土资源 立体量测 陆地资源调查
To be
遥感平台 遥感平台（platform）是搭 载传感器的工具，常可根据工 作高度概略分为航天平台、航 空平台和近地平台等。它们在 不同的领域中都有广泛的应用。
Spectral Resolution
MSS has 4 spectral bands: •Band 1: 0.5 to 0.6 m (green) •Band 2: 0.6 to 0.7 m (red) •Band 3: 0.7 to 0.8 m (near IR) •Band 4: 0.8 to 1.1 m (near IR)
Spatial Resolution
Spatial resolution: the size of the smallest object that can be resolved
on the ground. In a digital image, the resolution is limited by the pixel size, i.e., the smallest resolvable object cannot be smaller than the pixel size. Spatial resolution: determined primarily by the instantaneous field of view (IFOV) of the sensor, a measure of the ground area viewed by a single detector element in a given instant in time. However, it can often be degraded by other factors such as improper focusing, atmospheric scattering and target motion. High Resolution images: Fine details can be seen in a high resolution image. Low Resolution images: only coarse features can be observed in the image.
30 m resolution 10 m pixel size
80 m resolution 10 m pixel size
Spatial Resolution
Comparison of different spatial resolution image
Quickbird image with 0.6 m
3、分辨率（遥感图像的特征）
空间分辨率（Spatial resolution）:像素所代表的地 面范围大小，也称地面分辨率。 光谱分辨率（Spectral resolution）：传感器在接收 目标辐射的光谱时能分辨的最小波长间隔，间隔越小分 辨率越高。（包括总的波段探测宽度，波段数、各波段 的波长范围、波段间隔） 辐射分辨率（Radiometric resolution）：辐射分辨率 指从遥感图像或数字信号能分辨的最小辐射量差值。如 在TM1-5上，将辐射量以256级不同的灰度来表征；它应 该具有较高的辐射分辨率 时间分辨率（Temporal resolution）：对同一地区重 复获取图像所需要的时间间隔。
Sample: pixel coordinate perpendicular to the sensor
direction
Line: pixel coordinate parallel to the sensor direction
10
10 m resolution 10 m pixel size
May 22, 2008
July 9, 2008
遥感数据的分辨率
遥感数据类型 ETM6 分辨率/m 60 应用 地面热性质调查
ETM Pan
Landsat-MSS4-7 Radarsat-SAR
15
80 1
规划、管理
陆地资源调查
Seasat-VIR
Seasat-SAR JERS-VNR
20
10 30
Landsat TM image with 30 m
Spectral Resolution
Spectral resolution: the number, wavelength
position and width of spectral bands a sensor has A band is a region of the EMR to which a set of detectors are sensitive. Multispectral sensors have a few, wide bands Hyperspectral sensors have a lot of narrow bands
第三章 遥感成像与 遥感图像特征
Comparison of different spatial resolution image
Quickbird image with 0.6 m
Landsat TM image with 30 m
1、采样和量化
采样和量化一幅图像必须在空间上和灰度上都
离散化，才能被计算机处理空间的离散叫采 样，而灰度的离散化叫灰度的量化 采样（sampling）:对与 连续的信号，间隔一定的 时间取样，在这段时间里 ，探测器在扫描线上向前 移动一定的距离，形成一 个像元。采样后的图像可 以用一个矩阵来表示
ETM with 30 m IKONOS with 1 m
MODIS with 1000 m
Spatial Resolution, Pixel Size, and Extent
Image resolution and pixel size often used interchangeably In reality, they are not equivalent The pixel size is determined by the sampling distance. Spatial Extent: the number of samples x the number of lines
Radiometric Resolution
7-bit (0 - 127) 8-bit (0 - 255) 9-bit (0 - 511)
0
0
0
0
10-bit (0 - 1023)
Radiometric Resolution
1-bit 4-bit 6-bit 3-bit 2-bit 8-bit 256 16 64 2 8 greys 4 greys greys
30
30
Radiometric Resolution 8bit(0-255) Spectral Resolution 0.52-0.6 1day 17day 31day
Spatial resolution 1pixel=30×30
Temporal resolution Same area viewed every16
航天遥感平台
根据航天平台的服务内容，可将其 分为气象卫星、陆地卫星以及海洋等系 列。不同系列的卫星，由于轨道特性及 所搭载传感器特性不同等原因，在波谱 分辨率、空间分辨率、重复周期和资料 花费等方面会有很大差别，在进行有关 专题的研究时，常常根据各类卫星资料 的特点，选择多种平台资料
1、气象卫星
Wavelengths
Radiometric Resolution and Extent
Radiometric resolution: the difference in signal strength resolvable by the
sensor Reported in terms of bits: n-bits = 2n levels of sensitivity. A 6-bit sensor can record 26 levels of brightness, or 64 levels. A 12-bit sensor can record 212 levels of brightness, or 4096 levels. Radiometric extent: the range of brightness values a sensor band is sensitive to: While there is a “zero” point (e.g. zero radiance is received by the sensor), there is no physical limit on how bright a pixel can be. Depending on the purpose of the sensor, this maximum is set accordingly. It can be controlled by having a smaller IFOV, shorter sampling time or narrower bands. This upper limit causes detector saturation. All radiance values above the upper limit on radiance are set to the DN max (for a 6-bit sensor, these saturated pixels would be assigned “63”).