遥感概论课件

图 6
图 7
4、3、2波段合成的TM图像（丰都）
图 8
SPOT图像（2000年北碚）
图 9
IKNOS图像（2006年西南大学）
图 10
Quick Bird 图像
6 中国遥感事业的发展

20世纪30年代,于个别城市进行过航空摄影。 20世纪50年代开始系统的航空摄影。 20世纪70年代以来，遥感事业有了长足进步。
紫外
红外
图 3

（3）按工作方式分

主动遥感和被动遥感: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值量;被动 遥感的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。 （图4、5）
图 4
图 5

成像遥感与非成像遥感:
前者是将所探测到的强弱不同的地物电磁波辐射 （反射或发射），转换成深浅不同的（黑白）色 调构成直观图像的遥感资料形式，如航空像片、 卫星图像等。后者则是将探测到的电磁辐射（反 射或发射），转换成相应的模拟信号（如电压或 电流信号）或数字化输出，或记录在磁带上而构 成非成像方式的遥感资料。如陆地卫星CCT数字 磁带等。 区别与联系？
1.闾国楷等编著. 《遥感概论》，高等教育出版社，1995年5月 （第二版） 2. 仇肇锐等编著. 《遥感应用技术》，武汉测绘科技大学出版 社，1998年10月 3.孙家柄等著.《遥感原理、方法和应用》，测绘出版社， 1997年6月 4.章孝灿等编著.《遥感数字图像处理》，浙江大学出版社， 1997年9月 5.周成虎等编著.遥感影像地学理解与分析，科学出版社， 1999年12月
遥感平台
（2）按传感器的探测波段分
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ


紫外遥感:探测波段在0.05一0.38μm之间; 可见光遥感:探测波段在0.38一0.76μm之间; 红外遥感:探测波段在0.76一1000μm之间; 微波遥感:探测波段在1mm一1m之间; 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。 见下图

4 遥感的特点
（1）遥感范围大，可实施大面积的同步观测 （2）获取信息快，更新周期短，具有动态监 测的特点（时效性） （3）数据的综合性和可比性，具有手段多， 技术先进的特点
（4）经济效益高，用途十分广泛 （5）遥感技术的局限性
多波段性
多时相性
5 遥感的发展简史


(1)无记录的地面遥感阶段(1608-1838年) (2) 有记录的地面遥感阶段(1839-1857) (3)航空摄影遥感阶段(1858-1956年) (4) 航天遥感阶段(1957-)
0.53 3.3
2 遥感技术系统

根据遥感的定义，整个过程可用图1说明。
分析判断
图 1
图 2 遥感技术系统的组成
3 遥感的类型
（1）按遥感平台分


地面遥感:传感器设置在地面平台上，如车载、船载、手 提、固定或活动高架平台等; 航空遥感:传感器设置于航空器上，主要是飞机、气球等; 航天遥感:传感器设置于环地球的航天器上，如人造地球 卫星、航天飞机、空间站、火箭等; 航宇遥感:传感器设置于星际飞船上，指对地月系统外的 目标的探测。
中国资源二号卫星

是我国自行研制的传输型遥感卫星，由中 国航天科技集团公司所属中国空间技术研 究院研制，设计寿命为两年，主要用于国 土资源勘查、环境监测与保护、城市规划、 农作物估产、防灾减灾和空间科学试验等 领域。


前两颗卫星分别于2000年9月和2002年10月 发射，至今仍在太空正常运行，并已获取 了大量数据。 第3颗中国资源二号卫星 于2004年11月发射， 相对前两颗卫星，这颗卫星在存储器和数 据传输等方面做了相应的改进。
Chapter 2 电磁辐射与地物光谱特征

1 电磁波与电磁辐射 2 太阳辐射及大气对辐射的影响 3 地球的辐射与地物波谱
1 电磁波与电磁辐射
卫星 波段数
各波段波长范围 空间分辨率（m） /um 050-0.59 0.61-0.68 0.79-0.89
0.45－0.52 0.52－0.60 0.60－0.69 0.76－0.90 0.45－0.52 0.52－0.59 0.63－0.69 0.77－0.89 0.51－0.73
中巴地球资源一号卫星计划

中巴地球资源一号卫星(CBERS)是中国空间 技术研究院(CAST)和巴西空间院(INPE)联合 研制的传输型、长寿命地球资源卫星。首 颗卫星于1999年l0月l4日在中国太原卫星发 射中心发射成功，在轨运行3年l0个月，于 2003年8月l3日停止工作 。

中巴地球资源一号—02星是0l星的接替星， 其功能、组成、平台、有效载荷和性能指 标的标称参数等与0l星相同。02星于2003年 l0月21日在中国太原卫星发射中心发射升空， 于2004年2月l2日投入应用运行，目前在轨 运行正常。
Sc 1353w / m2
太阳光能到达地面上的能量功率为： Se
903 w
m2
2、 太阳光谱 ——— 太阳辐照度分布曲线
0.48
m
m
——— 太阳能量光谱的波段分布
0.2 ~ 1.4 1.4 ~ 1.8 1.8 ~ 2.5 3.0 ~ 4.2 4.5 ~ 5.5 7.5 ~ 14
m m m m m m

2、大气的散射作用
辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方 向改变,并向各个方向散开,称散射.(教材 P18图2.4)
这种现象只有当大气中的分子或其他微粒 的直径小于或相当于辐射波长时才发生.

（1）瑞利散射：当微粒的直径比辐射波长小得多 时，此时的散射称为瑞利散射。
散射率与波长的四次方成反比，因此，瑞利散射
图 11


2002年9月18日，于5月15日一箭双星发射的 海洋一号卫星和风云一号D星同时正式交付 使用 。 2002年10月27日，第2颗中国资源二号卫星 升空并正常运行。

至此，中国已有12颗应用卫星在太空中成 功运行，成为中国空间技术发展史上在太 空中运行卫星最多的时期，这些卫星有： 资源一号、中国资源二号卫星(2颗)，风云 一号(2颗)、风云二号(2颗)气象卫星，东方 红三号、中星二十二号通信卫星，北斗一 号定位卫星(2颗)和海洋一号海洋卫星，几 乎涵盖了世界上在太空中运行的所有应用 卫星品种，应用范围涉及国民经济诸多领 域。

1986年以来，我国建成了遥感卫星地面站， 逐步形成了接收美国Iandsat、EOS-AM1 （MODIS传感器）、法国SPOT、加拿大 RADARSAT和中国-巴西CBERS等7颗遥感 卫星数据的能力。
数十个分布于全国各地的气象卫星接收站， 可以接收地球同步(静止轨道)和太阳同步 (极轨)气象卫星数据。

2.2 大气对太阳辐射的影响
、散射

1、大气的吸收作用
A. 氧气：小于0.2 μm；0.155为峰值。高空遥
感很少使用紫外波段的原因。 B. 臭氧：数量极少，但吸收很强。两个吸收带； 对航空遥感影响不大。 C. 水：吸收太阳辐射能量最强的介质。到处都 是吸收带。主要的吸收带处在红外和可见光 的红光部分。因此，水对红外遥感有极大的 影响。 D. 二氧化碳：量少；吸收作用主要在红外区内。 可以忽略不计。


（4）按遥感的应用领域分
从大的研究领域可分为外层空间遥感、大气层遥 感、陆地遥感、海洋遥感等; 从具体应用领域可分为资源遥感、环境遥感 （Remote Sensing of Environment）、农业遥感、 林业遥感、渔业遥感、地质遥感、气象遥感、水 文遥感、城市遥感、工程遥感及灾害遥感、军事 遥感等，还可以划分为更细的研究对象进行各种 专题应用。

图 13 MODIS图像(2006年7月重庆\500m)
http://www.nfiieos.cn/modisasp/download/download_home.asp

目前，我国有1000多家3S(GPS，RS，GIS)单位的 十多万名从业人员构成了我国遥感市场的主体， 他们直接或间接从事卫星遥感技术的软硬件研制、 应用和开发工作。资料显示，遥感已成为我国地 理空间信息产业的一个重要组成部分，发挥的作 用越来越明显，并成为有关行业的主导技术，如 在城市土地动态监测、违章用地处罚、水土流失 调查、生态环境评价、大型工程选线选址等方面。
采集时间
SPOT
3（HRV）
20
2000-11-21
IKNOS
4(多光谱)
4
2004-07-20
中巴地球资源一 号
5（CCD）
19.5
2006-7-21
电磁辐射源
1.

自然辐射源 太阳辐射：是可见光和近红外的主要辐射源；
常用5900K的黑体辐射来模拟；其辐射波长范 围极大；辐射能量集中在中-短波辐射。大气 层对太阳辐射有吸收、反射和散射作用。 地球的电磁辐射：小于3 μm的波长主要是 太阳辐射的能量；大于6 μm的波长，主要是 地物本身的热辐射；3-6 μm之间，太阳和地 球的热辐射都要考虑。



自1970年4月24日发射“东方红1号”人造卫星以后， 相继发射了数十颗不同类型的人造地球卫星。太 阳同步的“风云l号”(FY-lA，lE)和地球同步轨道 的“风云2号”(FY-2A,2B)的发射，返回式遥感卫 星的发射与回收，使我国开展宇宙探测、通讯、 科学实验、气象观测等研究有了自己的信息源。 1999年10月14日中国-巴西地球资源遥感卫星 CBERS-1的成功发射，使我国拥有了自己的资源 卫星。 “北斗1,2”定位导航卫星及"清华1号"小卫星的成 功发射，丰富了我国卫星的类型。
主要参考书目

Chapter 1 绪论




1 遥感的基本概念 2 遥感技术系统 3 遥感的类型 4 遥感的特点 5 遥感技术的发展简史 6 中国遥感事业的发展
1 遥感的基本概念


广义理解，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。 狭义理解，遥感是指从不同高度的平台 （Platform）上，使用各种传感器 （Sensor），接收来自地球表层的各种电磁 波信息，并对这些信息进行加工处理，从 而对不同的地物及其特性进行远距离探测 和识别的综合技术。
http://218.249.38.131/home.jsp 图 12 中巴资源一号卫星02星图像

中巴地球资源一号卫星-03／04星为第二代 中巴地球资源卫星，卫星的性能指标有较 大提高，星上有效载荷除保留01／02星的配 置外，增加5m全色和l0m多光谱CCD相机。 目前03星正在由中国和巴西联合研制中， 预计于2008年发射。
占有 占有 占有 占有 占有 占有
90.8 % 5.2 % 2.6 % 1.1 % 0.18 % 0.11 %
可见太阳光绝大部分能量分布在 0.2 ~ 1.4 m 上（其中在可见光 部分（ 0.4 ~ 0.76 m ）集中 46 % 能量），而且这一波段区间相对 最稳定，因此，被动遥感主要利用可见光、红外等稳定辐射，使太 阳活动对遥感的影响减至最小。
的强度随着波长变短而迅速增大。紫外线是红光 散射的30倍，0.4微米的蓝光是4微米红外线散射 的1万倍。 瑞利散射对可见光的影响较大，对红外辐射的影 响很小，对微波的影响可以不计。 多波段中不使用蓝紫光的原因：
颜色
红
橙黄
黄
绿
青兰
紫
紫外线
波长 散射率
0.7 1
0.62 1.6
0.57 2.2
2.

人工辐射源：主动式遥感的辐射源。雷 达探测。分为微波雷达和激光雷达。 微波辐射源：0.8-30cm 激光辐射源：激光雷达—测定卫星的位 置、高度、速度、测量地形等。
2 太阳辐射及大气对辐射的影响
2.1 太阳辐射
1、 太阳常数
太阳常数（ Solar Constant ）即不受大气影响、距离太阳在地 球与太阳的平均距离上，单位面积上的光能量功率。
《遥感概论》
主讲：罗红霞 日期：2007年
课程目录
◆第一章 ◆第二章 ◆第三章
绪论 电磁辐射与地物光谱特征 遥感成像原理与遥感图像特征
◆第四章
◆第五章 ◆第六章
遥感图像处理
遥感图像目视解译与制图
遥感数字图像计算机解译 ◆第七章 遥感应用
主要参考教材

1 梅安新等编著.《遥感导论》，高等教育出版社， 2001年7月