激光主动遥感技术及其应用_王建宇
主动式遥感的原理及应用
主动式遥感的原理及应用一、主动式遥感的概述主动式遥感是一种利用主动发送的电磁信号来获取地面目标信息的遥感技术。
相对于被动式遥感,主动式遥感能够主动控制和调整辐射源,从而获取更多、更准确的地面信息。
本文将介绍主动式遥感的原理以及其在不同领域的应用。
二、主动式遥感的原理主动式遥感是通过发射电磁波并接收反射回来的信号来获得信息。
其原理基于以下几个关键步骤:发射、传播、接收和信号处理。
2.1 发射发射是指通过控制辐射源(如雷达、激光器)发出电磁波。
不同的辐射源有不同的波长和功率特性,因此可以选择不同的辐射源来适应不同的应用需求。
2.2 传播传播是指发射的电磁波在空间中传递的过程。
电磁波在传播中会遇到不同的介质,其传播速度和路径会发生改变。
通过对传播路径的分析和建模,可以推断地面目标的位置和特征。
2.3 接收接收是指接收反射回来的电磁信号并转换为可处理的信号。
接收过程需要对接收到的信号进行放大、滤波和解调等处理,以提取出目标的特征信息。
2.4 信号处理信号处理是指对接收到的信号进行进一步的处理和分析。
常见的信号处理方法包括滤波、去噪、编码解码等,以提取地面目标的形状、位置、速度等信息。
三、主动式遥感的应用主动式遥感在各个领域都有广泛的应用,以下列举了几个主要的应用领域:3.1 地质勘探主动式遥感在地质勘探中有着重要的作用。
通过使用雷达或激光雷达等辐射源,可以获取地下地质结构的信息。
这对于矿产资源的勘探、地质灾害的预警等都有着重要的意义。
3.2 气象预测主动式遥感在气象预测中也有广泛的应用。
利用雷达或微波辐射源可以获取大气中的水汽含量和云状况等信息,进而提供准确的天气预报和气候分析。
3.3 交通监控主动式遥感在交通监控方面起到了关键的作用。
通过使用雷达或光学遥感器等辐射源,可以获取道路交通流量、车辆速度和道路状况等信息,为交通管理和道路建设提供依据。
3.4 农业管理主动式遥感在农业管理中能够提供重要的决策支持。
激光遥感技术及其应用讲解
激光遥感技术及其应用王建宇中国科学院上海技术物理研究所,200083****************摘要:自从1960年人类利用红宝石研制出第一台激光器以来,激光以其单色性、高亮度和良好的方向性的特点,广泛的运用于测距,测速,大气研究,海洋研究,军事等领域。
由于通过激光技术既是一种主动遥感技术,还可以同时获得地球表明的空间特征和物理特性,具有被动光学遥感无法替代的作用。
近年来,随着激光技术的水平不断发展,激光技术被越来越多地应用在空间遥感中。
本文将介绍激光技术在空间卫星平台和航空机载平台中的主要应用和激光遥感技术的发展趋势。
遥感激光技术激光雷达激光雷达(lidar)是一种主动式的现代光学遥感设备,是传统的无线电或微波雷达(radar)向光学频段的延伸。
由于所用探测束波长的缩短和定向性的加强,使激光雷达具有很高的空间、时间分辨能力和很高的探测灵敏度等优点,被广泛地应用于对大气、海洋、陆地和其他目标的遥感探测中。
一、激光主动遥感关键技术进展1)光源的进展CO2 激光器是最早用于激光雷达的光源,输出功率大,转换效率高,连续输出功率为数十瓦至万瓦,脉冲输出功率为数千瓦至105瓦,电光效率15%-20%,为适应空基雷达的需要,目前CO2激光器向高可靠、小型化方向发展,进展可喜。
英国DERA研究的空腔波导集成光学系统,美国弹道导弹防御组织(BMDO)的超小型锁模CO2激光雷达。
Nd:YAG(Nd:YLF)是目前雷达中使用最多的激光器,如果探测地物反射回波,激光器工作在1064nm或1053nm波长,如果探测地物荧光回波或用于水下探测,激光器工作532nm 或527nm波长,这些是激光三维扫描成像系统的常用光源。
主要以二极管泵浦为发展主流。
Nd:YAG(Nd:YLF)激光器泵浦KTP或KTA晶体的参量振荡器输出1.5μm激光也应用较多。
钛宝石激光器因具有波长调谐功能,在激光雷达中得到新的应用。
半导体激光器像GaAs, 因为它体积小,重量轻,效率高也很受重视。
遥测遥感技术.pptx
仪器的传感器,从而测定出污染物的浓度.一般说来,这种方法所获得的数据, 仅反映取样点周围很小范围内两维空间的空气污染程度,而具有显著代表性的 取样点的选择是很困难的.显然取样点设置得愈多,测定结果愈接近实际情况, 但从经济上考虑监测网的尺度、取样点的密度均不可能那么大,这就是取样法 监测区域性空气污染的局限性.
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这种技术的局限性是仅能测出污染物的相对浓度ppm-m,很难直接获得 绝对浓度,必须借助其他手段方可换算成某一区域内的平均浓度ppm; 同时从环境监测的要求看灵敏度还不够高,目前还没有迹象表明遥测技 术将有可能取代采样式的连续监测仪器.但对大区域污染相对程序的普 查,特别是对污染源的研究,测遥测技术的辽阔性、快速性、经济性正在 发挥着优势。
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方法应用
在讨论相关光谱仪的应用前,首先须对此类仪器的读数有一个正确的认 识.这种仪器的输出信号实际上是以电压降v来表示的,信号正比CL值.所谓 CL值是指气化平均浓度C与光程长度L的乘积。通过标准参考气体池的标定, 这种信号在记录仪上可直接用ppm-m的读数来表示.ppm-m的单位可换算 为mg/m2即(mg/m3)*m.
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目前,植物生态调查、大气污染和水污染监测、地质,土壤、水利、农业、 城市管理等有关地球表面的各种学科领域,都广泛地利用航空遥感资料.
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随着我国航天事业的蓬勃发展,风云1号、风云2号卫星,资源1号、 资源2号卫星的成功发射,为环境遥感监测提供丰富的数据源,必将为 卫星遥感在环境保护领域的广泛应用起到积极推动作用,并更好地为环 境管理决策服务。
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星载激光雷达的发展与应用
综述文章(Reviews)以保证在同温层内吸收线强度。
由于DIAL所测量到的这两种波长光信号的衰减差是待测对象的吸收所致.因此通过数据分析便可得到待测对象的浓度分布,从而达到测量的目的【唧。
1.1.2月球观测CIemenlIne系统中的星载LiDAR设备1994年1月25日,由美国国防部和美国NASA联合研制的月球探测器Clementine在Vandenbe职空军基地发射升空。
在C1ementine系统中,有紫外/可见光/近/eVleW冒墨曩蕾翟盔葛远红外相机以及激光测距仪(LiDAR)等多个探测器同时工作,以尽可能多地获取月球的有关信息(见图1)。
Clementine上的LiDAR设备测量所得的数据资料用于制作月球表面高程图,也可以用于研究岩石圈的应力应变特性;或结合重力信息研究月球外壳密度分布等。
Clementine系统中星载LiDAR设备运行的实际轨道高度为640km,覆盖了月球两极600之间的范围。
在轨测量时运行45min后可以稳定在1Hz的脉冲重复频率【8】。
图1ClemenlIne卫星及其上的L.DAR设备Fig.1CIementineandLiDARsystem1.1.3火星勘探者号搭载的MOLA一2系统火星全球勘探者号MGS宇宙飞船由美国NASAGoddard空间飞行中心组织研发.于1996年11月7日发射升天,星载LiDAR测高系统MOIA一2是其搭载的四大仪器之一。
MGS历时两年到达火星.并顺利进入400km圆轨道,对火星地形进行测量。
MOLA(MarsOrbiterLaserAltimeter)探测的主要目的就是确定火星球体的地貌,为星体地质科学和物理学研究提供更多的资料;另外一个目的是研究火星表面反射率特征、分析球体表面矿物学分布,以及反射率的季节变化,为大气循环方面研究提供必要支持。
并为将来火星探测者的着陆地点选择提供测地学和地形学上的评估。
图2给图2MOLA系统及其测量的火星表面高程图Fig.2MOLAsystemandMartianDME出了MOLA系统外形及其探测到的火星表面高程图p101。
遥感技术与应用考核试卷
C.辐射增强
D.几何变换
15.以下哪些是遥感技术在环境保护中的应用?()
A.森林资源监测
B.水质评价
C.大气污染监测
D.噪音监测
16.以下哪些波段适用于地质勘探中的遥感应用?()
A.多光谱波段
B.热红外波段
C.高光谱波段
D.雷达波段
17.以下哪些是遥感图像校正的目的?()
A.提高图像质量
B.非监督分类
C.最大似然分类
D.人工神经网络分类
8.以下哪种传感器主要应用于激光遥感?()
A.立体相机
B.激光雷达
C.多光谱相机
D.热红外传感器
9.在遥感图像处理中,下列哪个软件不是常用软件?()
A. ERDAS IMAGINE
B. ENVI
C. ArcGIS
D. Microsoft Word
10.下列哪种遥感影像主要用于地质勘探?()
C.环境评估
D.战场管理
三、填空题(本题共10小题,每小题2分,共20分,请将正确答案填到题目空白处)
1.遥感技术是通过______从远处获取地球表面信息的技术。
()
2.在遥感影像中,蓝色通常对应的是______波段的反射。
()
3.遥感影像的分辨率分为空间分辨率、时间分辨率和______分辨率。
()
9.地理信息系统(GIS)与遥感(RS)的结合可以提高数据分析的精度。(√)
10.遥感技术不适用于城市规划和管理。(×)
五、主观题(本题共4小题,每题10分,共40分)
1.请简述遥感技术的定义及其在现代社会中的重要作用。
()
2.描述遥感图像处理的基本流程,并说明每一流程的作用。
遥感技术在自然资源保护中的应用
遥感技术在自然资源保护中的应用近年来,随着全球气候变化不断加剧,自然资源的保护问题也越来越引人关注。
作为一项技术高度发达的领域,遥感技术在环境保护和自然资源管理中发挥了重要作用。
本文将介绍遥感技术的基本原理、在自然资源保护中的应用以及其前景发展。
一、基本原理遥感技术是指利用卫星、飞机、无人机等远离地面或人体观测站的遥感探测器对地球表面进行观测、记录、测量和分析。
通俗地说,就是用“眼睛”和“大脑”在不靠近地面的情况下对地球表面进行观测和解析。
遥感技术主要包括三个方面的内容:遥感探测器、遥感数据处理和应用。
遥感探测器分为主动型和被动型两类。
主动型遥感探测器发射脉冲能量,让其反射回来并接收处理,如雷达、激光雷达等;被动型遥感探测器是指接收外部能量进行测量的遥感仪器,如光学遥感相机等。
遥感数据的处理主要包括影像处理和遥感信息提取。
最后,遥感技术的应用包括土地覆盖分类、植被监测、资源调查和遥感数据参考产品等。
二、在自然资源保护中的应用2.1 森林资源监测有的森林资源遍布广阔区域且极为复杂,传统的人力调查是不可行的。
而遥感技术具有广覆盖、高分辨率、多波段、多角度等特点,能够为森林资源保护提供科学依据。
中国西南、东北地区是我国森林资源最为丰富的地区之一,但由于面积广阔,人力调查不易,因此需要借助遥感技术进行监测。
例如,卫星遥感数据可以帮助森林部门监测森林火灾、病虫害发生情况,提高灾害应对水平,减少对人类的灾害和损失。
2.2 地质资源勘探遥感技术可以高精度地获取地形地貌、地壳构造、矿床赋存规律等,这对地质资源的勘探和地质灾害的预测有重要作用。
例如,在新疆地区的矿产勘探中,利用合成孔径雷达(SAR)卫星遥感技术可以通过对地形高程和地表反射率的多角度、多极化SAR遥感数据的处理和解析,获得地下矿床的深度、薄层和细节信息,为地下物探作出贡献。
2.3 海洋生态环境监测我国海域广阔,涉及到的生态环境问题也很复杂。
遥感技术可以通过卫星、无人机等方式高分辨率地获取海洋悬浮物、水温、海洋环境污染物等数据,可以实现对海洋环境污染、海洋生态变化等方面的监测和分析,提供科学依据。
激光遥感实习报告
一、实习背景随着科技的不断发展,遥感技术在我国得到了广泛应用。
激光遥感作为一种新型的遥感技术,具有高精度、高分辨率、高分辨率率等特点,在地质勘探、环境监测、城市规划等领域具有广泛的应用前景。
为了更好地了解激光遥感技术,提高自己的专业技能,我于2021年暑假期间,参加了某激光遥感技术公司的实习项目。
二、实习目的1. 了解激光遥感的基本原理、技术流程和实际应用。
2. 掌握激光遥感数据处理、分析和应用方法。
3. 提高自己的实际操作能力,为今后从事相关工作打下基础。
4. 增强团队协作意识,提高自己的综合素质。
三、实习内容1. 激光遥感基本原理及技术流程(1)激光遥感原理:激光遥感是利用激光束对目标进行探测,通过分析激光回波信号获取目标信息的技术。
激光具有方向性好、能量集中、波长可调等优点,使得激光遥感在探测精度和分辨率方面具有明显优势。
(2)激光遥感技术流程:激光遥感技术流程主要包括激光发射、激光回波接收、信号处理、数据分析和应用等环节。
2. 激光遥感数据处理(1)数据预处理:包括激光雷达数据的几何校正、辐射校正、大气校正等。
(2)数据融合:将不同传感器、不同时间、不同分辨率的数据进行融合,提高数据质量。
(3)特征提取:从激光雷达数据中提取目标信息,如地形、植被、建筑物等。
3. 激光遥感数据分析与应用(1)地形分析:利用激光雷达数据获取地形高程、坡度、坡向等信息,进行地形分析。
(2)植被分析:利用激光雷达数据获取植被高度、覆盖度、生物量等信息,进行植被分析。
(3)建筑物分析:利用激光雷达数据获取建筑物高度、面积、形状等信息,进行建筑物分析。
4. 实际项目应用在实习过程中,我参与了以下实际项目:(1)某城市地形地貌调查:利用激光雷达数据获取该城市地形高程、坡度、坡向等信息,为城市规划提供依据。
(2)某地区植被覆盖度调查:利用激光雷达数据获取该地区植被高度、覆盖度、生物量等信息,为环境监测提供数据支持。
(3)某建筑物三维建模:利用激光雷达数据获取建筑物高度、面积、形状等信息,为建筑设计提供参考。
遥感技术应用考试试题
遥感技术应用考试试题01. 遥感技术的基本原理是什么?请简要描述。
遥感技术的基本原理是通过使用传感器获取地球表面的电磁辐射能量,并将其转化为可用于图像显示和数据处理的数字信号。
这些数字信号可以提供关于地表特征、地貌、植被覆盖、水体分布、土地利用等信息。
02. 请简述主动与被动遥感技术的区别与应用。
主动遥感技术是指通过发射特定波段的电磁辐射,利用接收装置接受反射、散射或返回的信号来进行探测和测量。
主要应用于雷达遥感、激光雷达等。
被动遥感技术则是通过接收地球表面发出的电磁辐射能量,并进行测量和分析。
主要应用于遥感卫星、航空摄影等。
03. 请列举并简要介绍常见的遥感传感器类型及其应用。
①光学传感器:通过接收地表反射或散射的可见光、红外线等电磁波进行探测,常用于地形测量、植被覆盖、土地利用等。
②热红外传感器:通过接收地表发射的红外辐射进行探测,用于测量地表温度、火灾监测等。
③微波雷达传感器:利用接收的微波辐射信号进行探测,广泛应用于海洋观测、地形测量等。
④激光雷达传感器:通过发射激光束并接收返回的反射光以测量目标的距离和形状,主要应用于数字地形模型生成、精确测距等。
04. 请简述遥感图像的处理流程,并说明各阶段的目的。
遥感图像的处理流程主要包括数据获取、预处理、特征提取、分类与解译、后处理等阶段。
数据获取:通过遥感传感器获取地球表面的电磁辐射能量,并将其转化为数字图像。
预处理:对原始图像进行大气校正、几何校正等操作,以提高图像质量和准确性。
特征提取:根据研究的目标,提取图像中感兴趣的地物特征,如植被指数、水体分布等。
分类与解译:将图像中的像元进行分类,并解译出地物类型和空间分布信息。
后处理:对分类结果进行精度评定、验证和修正,提高遥感应用的准确性和可靠性。
05. 遥感技术在哪些领域有应用? 请列举三个具体的领域并简要介绍。
①土地利用与规划:遥感技术可以提供土地利用类型、土地覆盖变化等信息,辅助土地规划、农业生产等。
2016年测绘科学技术奖励公报
2016年测绘科学技术奖励公报一、概述自从测绘科学技术奖设立以来,为鼓励和推动测绘科学技术的创新和发展,我国每年都举办一次测绘科学技术奖励评选活动。
2016年度的测绘科学技术奖励评选工作已经圆满结束,评选结果也已经公布。
本公报旨在向社会公布2016年度测绘科学技术奖励的获奖名单,以表彰他们的优秀成果,同时也为测绘科学技术领域的研究和发展提供了有益的借鉴和参考。
二、2016年度测绘科学技术奖励获奖名单本次评选共设立一等奖1项、二等奖3项、三等奖5项和优秀奖10项。
获奖名单如下:一等奖:《高性能大地测量仪和数据处理软件研制与应用》,颁奖单位:我国测绘科学研究院二等奖:1. 《卫星定位测量新技术及应用研究》,颁奖单位:武汉大学2. 《激光雷达地形测量和三维地形表达方法研究》,颁奖单位:北京大学3. 《高精度遥感影像配准技术及地图更新应用研究》,颁奖单位:我国科学院遥感与数字地球研究所三等奖:1. 《城市地理信息系统与应急管理系统集成关键技术研究》,颁奖单位:南京大学2. 《无人机测绘系统研制及应用示范》,颁奖单位:我国航空工业集团有限公司3. 《导航地图开发与云评台应用研究》,颁奖单位:我国地图出版社4. 《卫星定轨测量新方法及精度提高技术研究》,颁奖单位:我国科学院国家授时中心5. 《数字测图系统及其应用关键技术研究》,颁奖单位:国家测绘局地理信息中心优秀奖:1. 《卫星激光测距技术新方法及空间大地测量应用研究》,颁奖单位:我国科学院空间科学与应用研究中心2. 《区域地图一体化生产技术研究与应用示范》,颁奖单位:我国地图学会3. 《移动测绘地图更新技术研究》,颁奖单位:测绘与地理信息学会4. 《测绘大数据存储与智能处理方法研究》,颁奖单位:国防科技大学5. 《高分辨率测绘影像获取技术研究及应用示范》,颁奖单位:我国科学院遥感与数字地球研究所6. 《大地测量数据处理与质量控制方法研究》,颁奖单位:国家测绘局天津大地测量研究所7. 《地理信息数据融合处理技术研究》,颁奖单位:武汉测绘科技大学8. 《无人机影像拼接及三维建模技术研究》,颁奖单位:我国航空工业集团无人机研究所9. 《测绘仪器标定与检定方法研究》,颁奖单位:北京测绘研究院10. 《导航地图更新与服务技术研究及示范》,颁奖单位:我国地图出版社三、获奖成果的意义与影响本次测绘科学技术奖励的获奖成果涵盖了测绘领域的多个重要方向,其中涉及到了大地测量、遥感影像处理、地理信息系统、卫星定位技术等多个领域。
激光在航天工程中的应用
激光在航天工程中的应用激光是20世纪以来,人类的又一重大发明,被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“奇异的激光”。
激光实质上是一种受激辐射。
自从梅曼在1960年制造出了世界上首台红宝石激光器,激光技术的发展已经经历了五十多年。
如今,激光不仅在科学研究中有重要的应用,而且还在参透到了生活中的方方面面。
激光以其单色性、高亮度和良好的方向性的特点,广泛的运用于测距,测速,大气研究,海洋研究,军事,制冷等领域。
激光技术在航天工程中具有非常重要的应用,目前,激光器系统不但应用于航天材料的加工制造还应用于航天器空间环境效应地面模拟试验和航天器有效载荷,如激光遥感、激光通信、激光推进等。
激光技术作为当今世界范围内最先进的技术之一,它在航空航天领域内的应用,对于我国航空航天工业的迅速发展起着重要的推动作用。
不管是“天宫一号”目标飞行器,还是神州飞船系列、“嫦娥奔月”计划、“大飞机”计划、载人航天工程等,都广泛应用了激光技术。
1、应用激光加工航天产品1.1 激光焊接技术这是激光在航空航天领域应用的最广泛的技术,因为激光焊接相对于电子束、等离子束和传统焊接方法有自己独特的优势,激光能量密度高、热影响区和变形区小,可焊接不同材料的组合,激光焊接系统还具有高的柔性。
20世纪70年代之前,由于没有高功率连续激光器件,因此研究的重点是小型精密零件的点焊,或者由单个焊点搭接而成的缝焊。
而时至今日,随着激光器功率的提高,现在焊接十几毫米厚的钢板也比较容易。
另外,激光焊接由于热影响小、密封性好、适合在真空等特殊环境下加工,因此在航天航空器件中得到广泛应用。
1.2 激光切割技术和激光打孔技术这两项技术的原理是将能量聚焦到微小的空间,从而获得极高的辐照功率密度,进而利用这一高密度的能量进行非接触、高速度、高精度的加工。
其中,激光切割技术是一种摆脱传统的机械切割、热处理切割的全新切割法,具有更高的切割精度、更低的表面粗糙度值、更灵活的切割方法和更高的生产效率等特点。
高中地理必修三课件遥感技术及其应用
监测农业生态环境变化,为农业可持续发展提供 决策支持。
精准农业背景下遥感技术支持
利用遥感技术获取农田高精度 信息,为精准农业提供数据支
持。
结合GIS技术和智能农业装备 ,实现农田精准管理和作业
。
通过遥感监测和数据分析,为 精准施肥、灌溉等提供科学依
评估灾害危害程度
结合遥感数据和其他地理信息,可以对灾害的影响范围、破坏程度等进行定量评 估,为灾害应急响应提供重要依据。
灾害发生前后遥感数据对比分析
对比灾害发生前后的遥感数据
利用多时相遥感影像,可以对比分析灾害发生前后的地表覆 盖、地形地貌等变化情况,揭示灾害的发展过程和演变规律 。
提取灾害关键信息
结合遥感数据和地理信息,可以构建完善的灾害风险预警指标体系,对不同类型的自然灾害进行分级 预警,为灾害防范和应对提供科学依据。
04
遥感技术在城市规划与管理中应 用
城市空间布局优化调整建议
利用遥感技术进行城市用地分析和评 估,为城市空间布局提供科学依据。
评估城市交通布局和道路网络状况, 提出优化建议以缓解交通拥堵问题。
大数据时代背景下遥感数据处理挑战
数据量巨大
随着遥感技术不断发展,获取的 遥感数据量呈指数级增长,给数
据处理带来巨大挑战。
处理效率要求高
需要快速、准确地处理海量遥感数 据,提取有用信息,以满足实际应 用需求。
数据融合难度大
不同传感器获取的遥感数据具有不 同特点和格式,如何实现多源数据 有效融合是当前研究的热点和难点 。
20XX-02-03
高中地理必修三课件遥感技术及其 应用
汇报人:XX
遥感技术的创新与应用
遥感技术的创新与应用遥感技术是指通过在空间中获取、记录和分析地面、大气、水体等方面的信息,进而获取一定区域的信息的一种高新技术。
随着科技的快速发展,遥感技术也在不断创新,应用领域不断扩大。
本文将介绍遥感技术的创新与应用。
一、遥感技术的创新1. 多光谱成像技术多光谱成像技术(MSI)是遥感技术中的一种重要成像技术,它可以获取物体在不同波段下的反射率信息,通过对这些信息进行分析,可以了解物体的特征和性质。
与传统的遥感图像相比,MSI可以提供更加精确的图像信息,使人类可以更好地了解和认识世界。
2. 3D激光扫描技术3D激光扫描技术可以通过红外线激光束扫描物体表面,获取物体表面的特殊信息。
这种扫描技术可以生成高精度的三维图像,在制造业、建筑业、文物保护等领域中得到广泛应用。
同时,该技术也为数字化遗产和文化遗产保护工作提供了支持。
3. 高分辨率遥感技术高分辨率遥感技术可以提供精度高,图像清晰度好,信息量多的图像信息,能够获得更细致和更准确的地物信息。
例如,在监测城市的环境变化、风险评估、自然灾害的观测和评估方面,高分辨率遥感技术都有着广泛应用。
二、遥感技术的应用1. 环境监测遥感技术被广泛应用于环境监测领域,包括对大气、水、土壤等方面的监测。
它可以用来监测环境污染,了解自然环境变化,对人类和动植物群落的影响进行监测,为环境研究提供支持。
2. 自然灾害监测遥感技术也在自然灾害监测和评估中发挥着重要作用,例如地震、台风、洪水等。
通过遥感图像,可以迅速了解受灾情况和受灾面积,制定有针对性的救援计划。
同时,也可以对该地区的灾害风险进行预测和评估,并为未来的预警和预防措施提供支持。
3. 城市规划遥感技术在城市规划方面也有着广泛的应用。
它可以帮助城市规划者了解城市的发展状况、人口规模、交通状况和城市环境等,从而为城市规划和管理提供支持。
遥感图像可以帮助规划者制定城市规划,包括绿化、交通、公共设施等方面,使城市建设更加合理、高效和可持续。
名词解释主动遥感
名词解释主动遥感1.引言1.1 概述主动遥感是一种通过自主发射和接收电磁波来获取地物信息的技术。
与被动遥感相比,主动遥感系统能够主动发送电磁波,并对反射回来的信号进行接收和分析。
这使得主动遥感具有更高的灵活性和应用广度。
主动遥感技术的核心在于通过发送电磁波来主动获取地物的特征信息。
它可以通过测量电磁波的传播时间、相位、频率等参数,得到目标物体的距离、位置、形状、物性等特征。
而被动遥感则是依赖于自然或人工的辐射源,通过接收地物反射或辐射的能量来获取地物信息。
主动遥感技术的应用领域非常广泛。
在地球科学领域,主动遥感被广泛应用于地形测量、地壳变形监测、海洋动力学研究等方面。
在环境监测中,主动遥感可用于气象预测、空气质量监测、森林火灾监测等。
此外,主动遥感还在军事情报、城市规划、交通管理等领域起着重要作用。
本文将重点介绍主动遥感的名词解释和应用领域。
首先,我们将阐述主动遥感的基本概念和原理。
然后,我们将探讨主动遥感在不同领域的典型应用,分析其优势和局限性。
最后,我们将总结主动遥感的重要性,并展望其未来的发展方向。
通过本文的阐述,读者将对主动遥感有一个清晰的理解,并能认识到它在各个领域中的广泛应用和潜在价值。
1.2 文章结构本文将按照以下结构进行论述和分析:1. 引言:首先介绍主动遥感的背景和基本概念。
解释主动遥感是什么以及它在现代科技和资源管理中的重要性。
2. 正文:详细解释名词"主动遥感"的含义和特点。
包括了遥感的基本原理和技术手段,以及通过主动遥感所收集到的数据和信息的特点和用途。
阐述主动遥感的工作原理和技术实现方式。
3. 主动遥感的应用领域:探讨主动遥感技术在不同领域的应用案例,例如环境监测、灾害预警、资源勘察等。
通过具体的应用实例说明主动遥感在各个领域中的价值和意义。
4. 结论:总结主动遥感的重要性和应用前景。
回顾本文对于主动遥感在现代科技和资源管理中的意义和作用的论述,强调其对于社会和经济发展的影响。
主动遥感影像解译与地表变化监测技术研究
主动遥感影像解译与地表变化监测技术研究地表变化监测是现代遥感技术应用的重要领域之一。
主动遥感影像解译与地表变化监测技术研究旨在利用主动遥感数据获取和解译技术,对地表变化进行实时、准确的监测和分析,为环境保护、资源管理、城市规划等领域提供科学依据和决策支持。
本文将介绍主动遥感影像解译与地表变化监测技术的发展历程、主要方法和未来发展趋势。
主动遥感影像解译与地表变化监测技术研究的发展历程可以追溯到遥感技术的早期应用。
在过去的几十年里,遥感技术不断发展,从最初的被动遥感技术发展到现在的主动遥感技术。
被动遥感技术主要利用卫星、飞机等载体获取地面反射或辐射的能谱信号,通过对这些能谱信号进行分析解读,获得地表信息。
而主动遥感技术则是通过主动发射特定频率和波长的电磁波,利用对地物体的回波信号进行解译和分析,从而获取地表变化信息。
主动遥感影像解译与地表变化监测技术主要包括雷达遥感技术、激光遥感技术和微波遥感技术等。
其中,雷达遥感技术是根据电磁波在地面上的反射和散射特点,通过接收和分析地面的回波信号,获取地表的变化信息。
雷达遥感技术可以穿透云层和植被,适用于各种天气条件下的地表变化监测。
激光遥感技术是通过发射激光束,利用激光回波的时间和强度信息,推算目标表面的高度、密度等变化情况。
激光遥感技术具有高精度和高空间分辨率的特点,可以用于城市地表变化监测和三维建模等应用。
微波遥感技术主要利用微波辐射与地表物质的相互作用,获取地表变化的信息。
微波遥感技术适用于农业、森林、水文等领域的地表变化监测。
主动遥感影像解译与地表变化监测技术主要通过对遥感影像进行解译和分析,实现地表变化的监测。
遥感影像解译是根据遥感图像中的灰度、颜色、纹理和空间分布等特征,对图像内容进行解译,提取出地物信息。
地表变化监测则是通过对多个时间点的遥感影像进行比对和分析,发现和监测地表的变化情况。
主动遥感影像解译与地表变化监测技术的关键步骤包括影像预处理、特征提取、分类和变化检测等。
如何进行土地利用与土地覆盖变化研究的方法与工具
如何进行土地利用与土地覆盖变化研究的方法与工具近年来,随着城市化进程的加速和人类活动的不断扩张,土地利用与土地覆盖变化成为了一个备受关注的问题。
土地利用与土地覆盖变化研究旨在探究土地的利用方式和变化过程,以及其对生态环境、生物多样性和社会经济的影响。
本文将介绍土地利用与土地覆盖变化研究的方法与工具,让我们一起来了解一下。
一、遥感技术遥感技术是土地利用与土地覆盖变化研究中最常用的手段之一。
通过利用卫星和航空平台获取的遥感影像,可以对地表的物理、化学属性进行探测和监测。
在土地利用与土地覆盖变化研究中,遥感技术可以帮助我们获取大量的地表信息,如土地类型、植被覆盖、城市扩张等。
遥感技术主要分为两种类型,即主动遥感和被动遥感。
主动遥感是利用辐射源主动发射辐射,并通过接收和分析返回的信号来获取地表信息。
常见的主动遥感方法有雷达遥感技术、激光遥感技术等。
被动遥感则是利用自然辐射源,通过接收由地物反射、散射和辐射产生的电磁波,来获取地表信息。
被动遥感技术主要包括多光谱遥感和高光谱遥感。
二、地理信息系统(GIS)地理信息系统是一种将地理信息与空间数据相结合的技术工具。
在土地利用与土地覆盖变化研究中,GIS可用于数据处理、信息分析和空间模拟等方面。
通过将遥感数据、地理数据和人口经济数据等进行整合,可以构建出详细的地理信息数据库。
基于这些数据,我们可以绘制相关的土地利用与土地覆盖变化图谱,从而更好地理解土地的利用状况和变化趋势。
三、时空模型时空模型是土地利用与土地覆盖变化研究中非常重要的工具之一。
通过时空模型,我们可以对土地利用与土地覆盖变化的时序和空间关系进行建模和分析。
例如,可以利用时空模型来模拟城市扩张的过程,预测未来的土地利用变化,并评估其对环境和资源的影响。
时空模型的建立需要基于大量的数据和准确的参数设置。
通过对数据进行处理和分析,可以提取出土地利用与土地覆盖变化的特征和规律,然后将其用于模型的构建。
常见的时空模型有神经网络模型、决策树模型、马尔可夫链模型等。
如何利用遥感技术进行测绘
如何利用遥感技术进行测绘遥感技术是一种通过卫星和飞机等远程感知手段获取地球表面信息的技术。
随着科技的不断进步,遥感技术在测绘领域中的应用也越来越广泛。
本文将探讨如何利用遥感技术进行测绘,以及其在实际工作中的应用。
一、遥感技术的原理与分类遥感技术的基本原理是通过感知地球表面的辐射能,采集和记录特定波段的能量以获取地理信息。
根据获取信息的手段和方式,遥感技术主要分为主动遥感和被动遥感。
其中,主动遥感是指通过发送射频或激光脉冲等,利用传感器探测返回信号来获取信息;被动遥感则是通过接收地球表面反射、散射和发射的电磁波能量来获取信息。
在测绘领域,主要应用的是被动遥感技术。
二、遥感技术在测绘中的应用2.1 遥感影像图像的获取与处理遥感影像是测绘工作中的重要数据来源。
通过卫星遥感图像的获取,可以获得大范围、高分辨率的地理信息。
然而,遥感图像的原始数据通常需要经过一系列的预处理和处理,才能满足测绘的需求。
这些处理过程包括图像校正、几何校正、辐射校正等,旨在纠正图像中存在的几何畸变、大气影响和辐射性质等问题。
2.2 地表覆盖分类与变化检测地表覆盖是指地球表面不同类别的自然和人为物质。
通过遥感图像的分析和解译,可以自动或半自动地将地表分成不同的类别,如植被、水域、建筑等,并进一步进行分类与变化检测。
这些信息对于城市规划、土地管理、环境监测等方面都具有重要的意义。
2.3 数字高程模型与三维可视化数字高程模型(DEM)是基于遥感数据获取地面高程信息的一种方法。
通过遥感技术获取的图像,可以进一步提取高程信息,生成DEM,用于制图、地形分析和土地规划等工作。
此外,DEM还可以用于三维可视化,呈现地形、地貌等地理现象,为测绘工作提供更直观的视觉效果。
2.4 空间信息提取与空间分析遥感技术可以提供丰富的空间信息,如地理坐标、形状、大小等。
这些信息可以被进一步提取和分析,从而得到一些统计数据和专业的测绘结果。
例如,利用遥感技术可以获取不同地物类型的面积、长度、位置、离散度等,为测绘工作提供了更全面的依据。
激光雷达双轴配准度的测试
收稿日期:2008-04-01;修订日期:2008-06-20基金项目:光子计数激光三维雷达系统关键技术研究(2007AA12Z105)作者简介:狄慧鸽(1981-),女,河南洛阳人,博士生,研究方向为光电系统检测。
Email:dihuige@导师简介:王建宇(1959-),男,浙江宁波人,研究员,博士生导师,博士,研究方向为光电遥感系统、信息获取与处理技术。
Email:jywang@第38卷第1期红外与激光工程2009年2月Vol.38No.1Infrared and Laser EngineeringFeb.2009激光雷达双轴配准度的测试狄慧鸽,王建宇,舒嵘(中国科学研究院上海技术物理研究所,上海200083)摘要:激光雷达的双轴配准度是影响系统性能的重要指标,提出了系统装配完成后测试激光雷达双轴配准度的方法。
对于有延时保护的系统,提出了测试的解决方案。
采用模拟回波发生器产生经过序列延时的模拟回波,利用光路调整器将模拟回波与激光雷达发射光轴调平行后,在一定角度范围内偏转回波方向,对激光雷达接收系统进行扫描。
根据系统电信号的输出与光束偏转角度的关系判断系统的双轴配准度。
对一激光雷达进行了测试,验证了测试系统的可靠性,对系统精度进行了分析,系统误差<45μrad 。
关键词:激光雷达;双轴配准度;模拟回波中图分类号:TN249;TN958.98文献标识码:A文章编号:1007-2276(2009)01-0131-04Measurement of lidar ′s co 蛳boresight alignment marginDI Hui 蛳ge,WANG Jian 蛳yu,SHU Rong(Shanghai Institute of Technical Physics,Shanghai 200083,China)Abstract:The co 蛳boresight alignment margin is an important parameter affecting lidar ′s performance.The way of measuring lidar ′s co 蛳boresight alignment margin was presented.For system with inner short 蛳range protecting circuit,a new method was brought forward.The measurement system included an echo 蛳simulator and an adjustor.The echo 蛳simulator was used to bring sequenced echoes which were lagged related to the lidar ′s main pulse.After the lidar laser and echo 蛳simulator laser were co 蛳boresighted by the adjustor,the lidar receiver was scanned by the echoes and the output was noted.According to the system output and the echo direction,the co 蛳boresight alignment could be obtained.A measurement system was given,which could produce the simulated echo with beam divergence of 0.7mrad.The lidar was measured and the reliability was also validated.The system error is analyzed and the result is less than 45μrad.Key words:Lidar;Co 蛳boresight alignment;Echo0引言激光雷达属主动式遥感仪器,主要由激光发射模块、激光接收模块和数据处理模块3部分组成[1]。
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往返时间根据计数器在开 、关门信号之间的数值求
得。
相位测距通过强度调制的连续光波在往返传播
过程中相位变化来测量光束的往返传播时间 , 其计
算公式为 :
R
=c 2
Υ 2 πf
=λ 2
Υ 2π
(1)
式中 , Υ为调制光波的相位变化 (rad);f 为调制频
率 (H z);R 为目标至参考点距离 (m );c为光速 (m /
光 ”。
2)探测器的进展
为适应光源的变革 , 除了经典的光电倍增管 , 探
测器的研 究 也有 新的 进 展 。 如 果 激光 是 1064nm (1047nm )或 532nm (523nm ), 探测器为 Si /APD, 这
是最成熟的器件 ;如果激光波长 1. 5 ~ 1. 6μm , 探测 器选 InG aA s /APD(或 P IN);如果激光波长 2. 0μm ,
激光波长 /nm
532 /1064 1064 1064 1064
激光 脉 冲能 171@1064nm
量 /m J
9@532nm
48
15. 6
10
激光 脉 冲重
复率 /H z
1 /8
10
1 /8, 1, 2, 8
40
激光 脉 冲宽 度 /ns
<10
8
15
5
望远镜口径 0. 15
/m
(共用 )
0. 5
0. 089
10 - 21
- 10 - 14
痕 量 气 体 (O3, SO 2, NO 2)等
风速风向
74 4
激 光 与 红 外 第 36卷
(1)M ie散射激光雷达和气溶胶探测 [ 5] 大气中的各种固态和液态气溶胶粒子 , 包括尘
埃 、烟雾 、云层等与激光的相互作用主要表现为 M ie 散射 。 M ie散射的特点是散射的辐射波长与入射波 长相同 , 散射粒子的尺寸与入射激光波长相近或比 入射波长更大 。 散射过程中 , 粒子将入射光向四周 的散射并不是均 匀的 , 粒 子越大 , 前 向散射的光越 多 , 而后向散射光越少 。 M ie 散射激光雷达是一种 用于探测 30km 以下低空大 气中的尘埃 、云雾等气 溶胶粒子的激光雷达 。
1)光源的进展 CO2 激光器是最早用于激光雷达的光源 , 输出 功率大 , 转换效率高 , 连续输出功率 为数十瓦至万 瓦 , 脉冲输出功率为数千瓦至 105 瓦 , 电光效率 15% ~ 20%, 为适应空基雷达的 需要 , 目前 CO2 激光器 向高可靠 、小型化方向发展 , 进展可喜 。 Nd∶YAG 是目前激 光雷达中 使用最多 的激光
月球
火星
近地 小行星
月球
卫星
火星 近地小行 月球 观察者 星交会 观察者
LLNL 实验室
NA SA NASA NASA
LA LT 月球 卫星 日本
MOP 水星 卫星 ESA
发射时间
1994
1996 1996 1998 2006 2007
使命周期 /年 3
3
3
2
轨道高度 / km
640
400 50 - 150 175
激 光 与 红 外 增 刊 2006 王建宇 洪光 烈 激光主动遥感技术及其应用
743
光纤激光器波长 1. 5 ~ 1. 6μm , 也是很有吸引力的 ,
比如多个光纤激光器输出形成光束阵列 (不必使用
分束器就能实现推帚式扫描 );NASA 的学者研究二
极管泵浦的 H o, Tm ∶YLF波长 2. 0μm激光器 , 这种光 源对人眼 更安全 , 大气 散射更小 , 被称 为 “未来之
1992年出现的一种由美国 NASA 研制的微脉 冲激光雷达是对流层 M ie散射激光雷达的新发展 。 该激光雷达不仅实现了小型化 、自动化 、高可靠 , 而 且达到了人眼安全标准 , 缺点是不具备扫描功能 。
(2)Ray le igh散射激光雷达和中层大气探测 大气分子对激光束的散射截面与波长的四次方
Technologies and Applications of Laser A ctive R em ote Sensing
WANG Jian-yu, HONG Guang-lie
(Shanghai Institute of Technica l Phy sics, CA S, Shanghai 200083, China)
0. 6
质量 /kg
1. 24 25. 85 4. 9
1
3
4001000
1064 1064
100 180
2
10
15
10
0. 11 (共用)
6. 5
功耗 W/
6. 8
34. 2 15. 1
绝对精度 /m 40
<10 <6
表 2 激光与大气介质相互作用的典型
截面数值及相应可探测大气成分
(λ0 为入射波长 , λr 为散射波长 )
多普勒效应 原子 、分子
λr≠λ0 λr =λ0 λr≠λ0 λr =λ0 λr≠λ0
10 - 30
温度、湿度 (H2O )
(非共振 ) 等
高层金 属原 子和
10 - 23 - 10 - 14 离 子 N a+、 K +、 C a+、 Li等
10 - 25
- 10 - 16
污 染 气 体 (SO 2, NO 2, O 3, I2 )
s);λ为调制波波长 (m )。 只要测出发射和接收光 波的相位差 , 即可得到目标距离 。因此 , 相位测距可
理解为以调制光波半波长为 “测量尺度 ”的距离测
量方法 。
近年来 , 激光雷达借鉴了微波雷达的一些信号
处理的方法 , 发展了脉冲压缩和连续波调频等激光
调制与信号处理的体制测距 。
2. 2 激光雷达大气遥感 相对而言 , 激光雷达最适合用于对大气的探测
Rayleigh散射激光雷达主要应用 :分子密度廓线 的探测 ;温度廓线的探测 ;中层大气重力波的探测 。
(3)Ram an激光雷达和大气组分探测 相对于 M ie散射和 Ray leigh散射 , Ram an散射 强度弱很多 , Ram an散射的波长不同于发射波长 , 与 散射气体的种类有关 , 因此它可以用来区分成份 。 Ram an激光雷达技术特点 :很强的 M ie-Ray le igh 散射抑制 , 减小其对回波 的干扰 ;高 的光谱分辨能 力 , 以利于和其他气体区分出来 。 Ram an激光雷达主要用途 :湿度廓线 (接收水 汽振动 Ram an散射回波 )的探测 ;温度廓线的探测 (接收氧气和氮气转动 Ram an散射回波 );气压和大 气密度 、近距离大气污染气体的探测等 。 (4)差分吸收激光雷达和大气微量组分探测 激光脉冲在大气层中行进 , 一方面被气溶胶和 气体分子散射 ;另一方面还被大气物质吸收 。 在差 分吸收探测系统中 , 既利用气溶胶和气体分子散射 而形成的回波 , 又利用气体吸收而获得被测气体的 信息 。 其吸收信号的强弱反映了被测气体浓度的大
激光雷达 (lidar)是一种主动式的现代光学遥感 设备 , 是传统的无线电或微波雷达 (radar)向光学频 段的延伸 。 激光雷达技术既是一种主动遥感技术 , 还可以同时获得地球表面的空间特征和物理特性 , 具有被动光学遥感无法替代的作用 。 由于所用探测 束波长的缩短和定向性的加强 , 使激光雷达具有很 高的空间 、时间分辨能力和很高的探测灵敏度等优 点 , 被广泛地应用于对大气 、海洋 、陆地和其他目标 的遥感探测中 。 1 激光主动遥感关键技术进展
探测器选 InGaA sSb /APD。 这些器件由单元器件发 展到线阵和面阵器件 ;工作模式由线性模式发展到
G eiger模式 。国际 上主要的研究机构 有 P erk in E l-
m er公司和日本滨凇光子公司 。 ICCD 已经直接用 于激光雷达回波探测 。 InGaA s和 H gCdTe的焦平面
成反比 , 称之为 Rayle igh散射 , 散射波长与 M ie散射 相同 。 Ray leigh散射激光雷达主要用于 中 、高层大 气的探测 。
Ray leigh散射激光雷 达技术特点 :大的激光雷 达配置 、短的工作波长 、小的接收视场和光束发散 、 严格的发射和接收准直 、光子计数检测方式 、低空强 回波干扰抑制 、检测动态范围扩展等 。
第 36卷 增 刊 激 光 与 红 外 2006年 9月 LA SER & INFRA RED
V o .l 36, Supp lem en t Septem ber, 2006
文章编号 :1001-5078(2006)增刊 -0742-07
器件被新型的激光成像遥感系统所采用 。
2 激光主动遥感主要应用领域
2. 1 距离的激光遥测 最成熟和最经典的测距方法是脉冲测距和相位
测距[ 1 -2] 。
脉冲测距是通过直接测量激光脉冲的往返传播
时间进行测距的 。激光脉冲的往返传播时间由距离