第六讲 遥感应用及3S技术集成
《3S 技术的集成及其应用》 讲义
《3S 技术的集成及其应用》讲义一、引言在当今科技飞速发展的时代，3S 技术——遥感（Remote Sensing，RS）、地理信息系统（Geographic Information System，GIS）和全球定位系统（Global Positioning System，GPS），已经成为了地理信息科学领域的重要支柱。
这三项技术各自具有独特的功能和优势，而它们的集成应用更是为众多领域带来了前所未有的机遇和变革。
二、3S 技术概述1、遥感（RS）遥感是一种非接触式的对地观测技术，通过传感器获取远距离目标物的电磁波信息，并对其进行处理和分析，从而获取地物的特征和状态。
遥感技术能够快速、大面积地获取地表信息，包括土地利用、植被覆盖、水资源等。
2、地理信息系统（GIS）GIS 是一种用于采集、存储、管理、分析和展示地理空间数据的计算机系统。
它可以将地理数据与属性数据相结合，进行空间分析、地图制作、决策支持等操作。
3、全球定位系统（GPS）GPS 是一种基于卫星的导航定位系统，能够为用户提供高精度的位置、速度和时间信息。
GPS 在导航、测量、农业、交通等领域有着广泛的应用。
三、3S 技术的集成方式1、两两集成（1）RS 与 GIS 的集成RS 为 GIS 提供了丰富的数据源，而 GIS 则可以对遥感数据进行处理、分析和管理。
例如，将遥感影像进行分类处理后，可以导入 GIS中与其他地理数据进行叠加分析。
（2）GPS 与 RS 的集成GPS 可以为遥感影像的获取提供精确的空间定位信息，有助于提高遥感数据的精度和准确性。
（3）GPS 与 GIS 的集成GPS 可以实时获取地理对象的位置信息，并将其更新到 GIS 数据库中，实现动态监测和管理。
2、完全集成将RS、GIS 和GPS 三者进行深度融合，构建一个统一的系统平台。
在这个平台上，可以实现数据的实时采集、处理、分析和应用，大大提高了工作效率和决策的科学性。
3s技术集成
地面上的任何物体（即目标物），如大气、土地、水体、植被和人 工构筑物等，在温度高于绝对零度（即0°k=-273.16℃）的条件下， 它们都具有反射、吸收、透射及辐射电磁波的特性。 当太阳光从宇宙空间经大气层照射到地球表面时，地面上的物体就 会对由太阳光所构成的电磁波产生反射和吸收。由于每一种物体的 物理和化学特性以及入射光的波长不同，因此它们对入射光的反射 率也不同。各种物体对入射光反射的规律叫做物体的反射光谱。遥 感探测正是将遥感仪器所接受到的目标物的电磁波信息与物体的反 射光谱相比较，从而可以对地面的物体进行识别和分类。
利 用 机 载 和 地 面 GPS 接 收机进行载波相位差分 GPS 定 位 以 确 定 传 感 器 的空间位置 ， 实现摄影 测量与遥感定位 。可大 量免除野外作业。
空 中 三 角 测 量 软
3．GIS与遥感的集成及具体技术
现状
地理信息系统是用于分析和显示空间数据的系统， 而遥感影象是空间数据的一种形式，类似于GIS中 的栅格数据。因而，很容易在数据层次上实现地理 信息系统与遥感的集成 ； 实际上，遥感图像的处理和GIS中栅格数据的分析 具有较大的差异，遥感图像处理的目的是为了提取 各种专题信息，其中的一些处理功能，如图像增强、 滤波、分类等，并不适用于GIS中的栅格空间分析； 目前大多数GIS软件也没有提供完善的遥感数据处 理功能，而遥感图像处理软件又不能很好地处理 GIS数据这需要实现集成的GIS。
测量
主要应用于土地管理、城市规划等领域。 利用GPS和GIS的集成，可以测量区域的面积 或者路径的长度。该过程类似于利用数字化 仪进行数据录入，需要跟踪多边形边界或路 径，采集抽样后的顶点坐标，并将坐标数据 通过GIS记录，然后计算相关的面积或长度 数据。
《3S 技术的集成及其应用》 讲义
《3S 技术的集成及其应用》讲义一、3S 技术概述3S 技术是指遥感（Remote Sensing，RS）、地理信息系统（Geographic Information System，GIS）和全球定位系统（Global Positioning System，GPS）这三种技术的集成。
这三种技术各具特点，相互补充，为解决众多领域的问题提供了强大的支持。
遥感技术是一种通过非接触方式获取目标物体信息的技术。
它利用传感器接收来自地表物体反射或发射的电磁波信号，并对这些信号进行处理和分析，从而获取地表物体的特征和状态信息。
遥感技术具有大面积同步观测、时效性强、数据综合性和可比性等优点，能够快速提供大面积的地表信息。
地理信息系统是一种用于采集、存储、管理、分析和展示地理空间数据的计算机系统。
它可以将地理空间数据与属性数据相结合，进行空间分析和建模，为决策提供支持。
GIS 具有强大的空间分析能力、数据管理能力和可视化表达能力，能够对复杂的地理现象进行深入分析和研究。
全球定位系统是一种基于卫星的导航定位系统，能够为用户提供高精度的位置、速度和时间信息。
GPS 具有高精度、全天候、全球覆盖等优点，广泛应用于导航、测绘、地质勘探等领域。
二、3S 技术的集成3S 技术的集成不是简单的叠加，而是通过数据融合、系统集成和功能互补等方式，实现更强大的功能和更广泛的应用。
数据融合是 3S 技术集成的基础。
通过将遥感获取的图像数据、GPS 测量的位置数据和 GIS 中的地理空间数据进行融合，可以获得更全面、更准确的地理信息。
例如，将遥感图像与GPS 定位数据相结合，可以实现对遥感图像的精确定位和校正；将遥感数据和GIS 数据融合，可以进行土地利用变化监测、森林资源调查等。
系统集成是将 3S 技术的硬件和软件进行集成，形成一个统一的系统平台。
例如，将遥感传感器、GPS 接收机与 GIS 软件集成在一起，可以实现数据的实时采集、处理和分析，提高工作效率和数据质量。
3S技术的集成技术
3S技术的集成与应用重点3S技术的集成：由英文Integration一词翻译而来包含有使完整、整合、融合、合而为一等含义，其核心含义是要在不同的部分之间建立一种有机的联系。
目的：多源信息（多时相、多尺度、多类型）在同一坐标系的动态管理、分析与应用。
地理信息系统（GIS , Geographic Information System）：以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。
简言之，地理信息系统是综合处理和分析空间数据的一种技术系统。
全球定位系统（GPS）：Navigation Satellite Timing And Ranging Global Position System 简称GPS，有时也被称作NA VSTAR GPS遥感（Remote Sensing)：指遥远的感知，它是从不同高度的遥感平台(Platform)上，使用各种传感器(Remote Sensor)，接收来自地球表层各类地物的各种电磁波信息，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的探测和识别的综合技术。
集成的模式分为：广度：建立了联系的子系统或要素的多少，包括三种两要素集成方式（GIS+RS / GIS+GPS / RS+GPS）和一种三要素集成方式（GIS+GPS+RS）。
深度：联系的紧密程度，包括三个层次，即数据层次的集成、平台层次的集成和功能层次的集成。
数据层次的集成，是通过数据的传递来建立子系统之间的联系，此时平台处于分离状态，数据传递要通过网络或人工干预完成，故效率较低。
平台层次的集成是在一个统一的平台中分模块实现两个以上子系统的功能，各模块共用同一用户界面和同一数据库，但彼此保持相对的独立性。
功能层次的集成是一种面向任务的集成方式，此种集成方式同样要求平台统一，数据库统一，界面统一，不同的是，它不再保持子系统之间的相对独立性，而是面向应用设计菜单、划分模块，往往在同一模块中包括了属于不同子系统的功能实现。
3S集成与应用
3S集成与应用Integration and Application of RS, GIS and GPS课程编号：学分：3学时：48（讲课：38学时；上机：10学时）课程性质：选修先修课程：遥感原理、地理信息系统原理、全球定位系统原理、遥感数字图像处理适用专业：遥感科学与技术专业本科生教材：开课院系：遥感学院遥感科学与技术系一、课程的性质和任务“3S”集成是指将遥感RS、地理信息系统GIS和全球定位系统GPS这三种对地观测新技术及其他相关技术有机的集成在一起。
这一新技术在国际上尚处于起步阶段，在国内还属于理论探讨阶段。
本课程主要是为了把这一领域的最新进展介绍给学生，为他们进一步学习和研究工作打下坚定的基础。
通过课程学习，要求学生在掌握3S集成相关定义与基本理论的基础上，通过对3S集成系统中一些关键技术的了解，重点掌握3S技术中两两集成的方法与具体应用。
二、教学内容和要求（要求分为掌握、熟悉、理解、了解、初步了解等）1、绪论（2学时）掌握3S集成的定义；了解3S集成与Geomatics和数字地球的关系，以及3S集成在Geomatics和数字地球中的作用与地位；了解3S集成中需要解决的基本理论与关键技术；熟悉3S集成与应用的现状及发展；掌握实际应用中可能的3S集成模式。
2、3S集成系统的关键技术（10学时）理解3S集成系统的数据结构；掌握集成系统中一体化数据的组织与管理方法；理解空间数据挖掘的定义及其常用方法；了解多尺度、多时相、多类型数据在各种介质和终端上的可视化问题；了解3S集成系统构成的主要硬件组成和3S软件系统的不同集成方式。
3、遥感与地理信息系统的集成与实现（12学时）熟悉RS与GIS的集成方法：掌握RS数据对GIS数据库的更新作用；掌握GIS辅助RS数据的处理与应用；熟悉基于GIS与RS集成的动态变化分析；了解多源GIS与RS数据的配准方法。
4、地理信息系统与全球定位系统的集成与实现（6学时）熟悉GIS与GPS的集成方法；理解GIS对GPS数据的组织与管理、GPS技术对GIS空间数据的实时更新和采集；掌握GIS与GPS的集成在实时定位、数据测量与采集和监控导航等方面的原理与应用。
3S集成原理及应用
名词解释:1 多光谱合成图像：multi-spectral posite imagery ，把同一地区多光谱影像，配以红、绿、蓝等多波段图像进行校正、配准、融合形成的图像。
2. 二值图像：binary image ，是指每个像素不是黑就是白，其灰度值没有中间过渡的图像。
3. 非监督分类：是以不同影像地物在特征空间中类别特征的差别为依据的一种无先验（已知）类别标准的图像分类，是以集群为理论基础，通过计算机对图像进行集聚统计分析的方法。
根据待分类样本特征参数的统计特征，建立决策规则来进行分类。
而不需事先知道类别特征。
把各样本的空间分布按其相似性分割或合并成一群集，每一群集代表的地物类别，需经实地调查或与已知类型的地物加以比较才能确定。
是模式识别的一种方法。
4. 辐射校正：radiometric correction ，是指对由于外界因素，数据获取和传输系统产生的系统的、随机的辐射失真或畸变进行的校正，消除或改正因辐射误差而引起影像畸变的过程。
5. 几何配准：geometric registration ，将不同时间、不同波段、不同遥感器系统所获得的同一地区的图像（数据），经几何变换使同名像点在位置上和方位上完全叠合的操作。
6. 拓扑关系：topological relation ，指满足拓扑几何学原理的各空间数据间的相互关系。
即用结点、弧段和多边形所表示的实体之间的邻接、关联、包含和连通关系。
7. 导航电文：导航卫星信号一般由3部分组成：载波信号、伪随机噪声码（测距码）和数据码。
其中，数据码是卫星以二进制码流形式发送给用户的导航定位数据，通常称为导航电文。
导航电文（Navigation Message ）是由GPS卫星在L1和/或L2信号上，以50bps电文包含播发的1500bit导航电文。
电文包含有系统时间、时钟改正参数、电离层延迟模型参数、卫星星历及卫星健康状况、由C/A码捕获P码的信息等。
这是为了给用户提供时间、位置坐标。
《3S 技术的集成及其应用》 讲义
《3S 技术的集成及其应用》讲义一、3S 技术概述在当今科技迅速发展的时代，3S 技术作为一种强大的工具，正广泛应用于各个领域。
那么，什么是 3S 技术呢？3S 技术是指遥感（Remote Sensing，简称 RS）、地理信息系统（Geographic Information System，简称 GIS）和全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS）这三种技术的集成与融合。
遥感技术，简单来说，就是通过非接触的方式获取目标物体的信息。
它就像我们的“高空眼睛”，能够从遥远的距离感知地球表面的各种现象和物体，比如土地利用、植被覆盖、水体分布等。
地理信息系统则像是一个巨大的“数字地图库”，它能够对地理数据进行采集、管理、分析和展示。
我们可以利用 GIS 来处理和分析空间数据，帮助我们做出决策和规划。
全球定位系统，大家可能比较熟悉，它能为我们提供精确的位置信息，无论是在陆地、海洋还是空中，都能准确告诉我们所在的位置。
二、3S 技术的集成这三种技术并不是孤立存在的，它们的集成能够发挥出更强大的作用。
首先，GPS 可以为 RS 和 GIS 提供精确的位置信息。
比如，在进行遥感图像的获取时，GPS 能够确定遥感设备的位置和姿态，从而提高遥感图像的精度。
RS 为 GIS 提供了大量的数据源。
通过遥感获取的图像和数据，可以输入到 GIS 中进行进一步的分析和处理。
GIS 则可以对 GPS 和 RS 获取的数据进行综合管理和分析，生成有用的信息和决策支持。
这种集成不是简单的相加，而是通过数据的交互、算法的融合以及功能的互补，实现了“1 ＋ 1 ＞2”的效果。
三、3S 技术在资源调查中的应用在资源调查方面，3S 技术大显身手。
比如说，对于森林资源的调查，利用遥感技术可以快速获取大面积的森林覆盖信息，包括森林的类型、面积、分布等。
GPS 则可以帮助调查人员准确到达指定的调查地点，进行实地观测和样本采集。
3S技术与集成
3S参数及主要特征（P6）�"3S"集成的关键技术集成的关键技术可分为五个方面（1）多源、多时相、多尺度信息的获取技术（2）多源、多时相、多尺度信息的集成技术（3）空间信息的动态管理与综合分析技术（4）"3S"技术集成的数据通信与交换技术（5）"3S"技术集成的虚拟现实与可视化技术RS遥感定义：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，获得其反射、散射和辐射的电磁波信息，进行处理、分析与应用的一门科学和技术主动遥感：传感器主动的发射一定的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，仅被动的接收目标物的自身发射和对自然辐射的反射能量。
遥感的特点与应用：大面积同步观测、时效性强、数据的综合性和可比性好、较高的经济效益和社会效益、一定的局限性、大面积实时观测、信息客观真实、20世纪地球科学进步的一个突出标志是人类脱离地球从太空观测地球电磁波普：按电磁波在真空中的传播波长和频率，递增或递减的排列，则构成了电磁波普大气窗口：电磁波通过大气层时较少被反射、吸收和散射的，透过率较高的波段地球辐射的分段特性：1）0.3-2.5微米波段（主要在可见光与近红外波段），地表以反射太阳辐射为主，地球自身的辐射可以忽略。
2）2.5-6.0微米波段（主要在中红外波段），地表反射太阳辐射和地球自身的热辐射为被动遥感的辐射源。
3）6.0以上的红外热波段，地球自身的辐射为主，地表反射太阳辐射可以忽略不计。
植被的波普特征：1）可见光波段：在0.45微米附近区间兰色波段有一个吸收谷，在0.55微米附近区间绿色波段有一个反射峰，在0.67微米附近区间红色波段有一个吸收谷。
2）近红外波段：从0.76微米处反射率迅速增大，形成一个爬升的陡坡，至1.1微米附近有一个峰值，反射率最大可达50%，形成植被的独有特征。
3）中红外波段：1.5-1.9微米光谱区反射率增大，在1.45微米，1.95微米和2.7微米为中心的附近区间受到绿色植物含水量的影响，反射率降低，形成低谷。
《3S 技术的集成及其应用》 讲义
《3S 技术的集成及其应用》讲义一、3S 技术概述3S 技术是指地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）和遥感（RS）这三种技术的统称。
这三种技术各具特点，又相互关联，在现代社会的多个领域中发挥着重要作用。
地理信息系统（GIS）是一种用于采集、存储、管理、分析和展示地理空间数据的计算机系统。
它能够将地理数据与属性数据相结合，通过空间分析和建模等功能，为决策提供支持。
全球定位系统（GPS）则是一种基于卫星的导航和定位系统，可以实时、准确地获取地面点的位置、速度和时间等信息。
遥感（RS）是指不直接接触物体，通过传感器获取目标物体的电磁波信息，并对其进行处理和分析，以获取有关目标物体的特征和状态等信息。
二、3S 技术的集成3S 技术的集成并非简单的组合，而是通过不同技术之间的数据交换、功能互补和协同工作，实现更强大的应用能力。
数据集成是 3S 技术集成的基础。
GPS 提供的精确位置信息可以作为 GIS 和 RS 数据的空间参考，而 RS 所获取的大面积、多时相的地表信息可以为 GIS 提供丰富的数据来源。
功能集成是 3S 技术集成的关键。
例如，利用 GPS 进行实地调查和数据采集，将获取的数据输入到 GIS 中进行处理和分析，同时结合 RS 图像进行解译和监测。
三、3S 技术集成在资源调查中的应用在土地资源调查方面，通过 RS 技术可以快速获取大面积的土地利用现状信息，而 GPS 可以用于实地调查样点的定位，GIS 则用于对数据的整理、分析和管理，实现土地资源的动态监测和合理规划。
在森林资源调查中，RS 能够提供森林覆盖范围、植被类型等信息，GPS 有助于确定样地的位置和边界，GIS 用于对森林资源数据的存储和分析，为森林资源的保护和管理提供科学依据。
在水资源调查中，RS 可以监测水体的分布和变化，GPS 用于测量水文站点的位置，GIS 用于整合和分析水资源相关数据，为水资源的合理开发和利用提供决策支持。
3S集成技术
3S集成技术介绍遥感和全球定位系统技术的基本概念以及它们与GIS的集成应用。
作为实时、客观获取空间信息的新兴技术手段，遥感和全球定位系统成为地理信息系统的重要数据来源，而通过GIS对其获得的数据进行处理和分析，可以提取各种有用信息，以进行决策支持。
本章主要介绍了一些3S集成的具体应用，并简要描述了其技术实现方案。
1．遥感简介遥感(Remote Sensing)，通常是指通过某种传感器装置，在不与研究对象直接接触的情况下，获得其特征信息，并对这些信息进行提取、加工、表达和应用的一门科学技术。
作为一个术语，遥感出现于1962年，而遥感技术在世界范围内迅速的发展和广泛的使用，是在1972年美国第一颗地球资源技术卫星(LANDSAT-1)成功发射并获取了大量的卫星图像之后。
近年来，随着地理信息系统技术的发展，遥感技术与之紧密结合，发展更加迅猛。
遥感技术的基础，是通过观测电磁波，从而判读和分析地表的目标以及现象，其中利用了地物的电磁波特性，即“一切物体，由于其种类及环境条件不同，因而具有反射或辐射不同波长电磁波的特性”（图12-1），所以遥感也可以说是一种利用物体反射或辐射电磁波的固有特性，通过观测电磁波，识别物体以及物体存在环境条件的技术。
图12-1：几种常见地物（水、绿色植被、裸旱地）的电磁波反射曲线在遥感技术中，接收从目标反射或辐射电磁波的装置叫做遥感器（Remote Sensor），而搭载这些遥感器的移动体叫做遥感平台（Platform），包括飞机、人造卫星等，甚至地面观测车也属于遥感平台。
通常称用机载平台的为航空遥感（Aerial Remote Sensing），而用星载平台的称为航天遥感。
按照遥感器的工作原理，可以将遥感分为被动式遥感（Passive Remote Sensing）和主动式遥感（Active Remote Sensing）两种，而每种方式又分为扫描方式和非扫描方式，其中陆地卫星使用的MSS（Multispectral Scanner）和TM（Thematic Mapper）属于被动式、扫描方式的遥感器（图12-2），而合成孔径雷达(SAR-Synthetic Aperture Radar)属于主动式、扫描方式的遥感器。
3S集成技术
遥感(Remote Sensing)：通常是指通过某种传感器装置 遥感(Remote Sensing)：通常是指通过某种传感器装置 ，在不与研究对象直接接触的情况下，获得其特征信 息，并对这些信息进行提取、加工、表达和应用的一 门科学技术。 遥感技术的基础，是通过观测电磁波，从而判读和分 析地表的目标以及现象，其中利用了地物的电磁波特 性，即“一切物体，由于其种类及环境条件不同，因 而具有反射或辐射不同波长电磁波的特性” 。 遥感也可以说是一种利用物体反射或辐射电磁波的固 有特性，通过观测电磁波，识别物体以及物体存在环 境条件的技术。
3．GIS与遥感的集成及具体技术 GIS与遥感的集成及具体技术
GIS与遥感的集成，可以三个不同的层次 GIS与遥感的集成，可以三个不同的层次 [Ehlers]： [Ehlers]： 分离的数据库，通过文件转换工具在不 同系统之间传输文件； 两个软件模块具有一致的用户界面和同 步的显示； 集成的最高目的是实现单一的、提供了 图像处理功能的GIS软件系统。 图像处理功能的GIS软件系统。
几种常见地物（水、绿色植被、裸旱地）的电磁波反射曲线
1．遥感简介
遥感器（Remote Sensor）：接收从目标 遥感器（Remote Sensor）：接收从目标 反射或辐射电磁波的装置。 遥感平台（Platform）：是搭载这些遥感 遥感平台（Platform）：是搭载这些遥感 器的移动体，包括飞机、人造卫星等， 甚至地面观测车也属于遥感平台。 遥感分为被动式遥感（Passive 遥感分为被动式遥感（Passive Remote Sensing）和主动式遥感（Active Sensing）和主动式遥感（Active Remote Sensing）两种 Sensing）两种 。
3s集成技术
1.3S技术的概述“3S”技术就是地理信息系统( GIS) 、遥感( RS) 、全球定位系统( GPS) 这三种现代高新技术的总称，是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。
近十年来, 3S 技术的应用已经渗入到各个领域和行业, 并且进入到了一个以服务为主体的阶段。
地理信息系统( Geographic Information Systems , 简称GIS)是一种采集、存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统，是分析和处理海量地理数据的通用技术，是现代信息社会的产物。
它有一个特殊的“可视化”功能，就是通过计算机屏幕把所有的信息逼真地再现到地图上，成为信息可视化工具，清晰直观地表现出信息的规律和分析结果，同时还能在屏幕上动态地监测“信息”的变化。
在GIS 中，基础性空间数据和属性数据( 如数字高程模型、数字正射影像、地名、境界、道路、水系等) 是构成GIS 的基础。
专业数据是GIS 进行专业分析、决策的基础和依据。
遥感( Remote Sensing，简称RS) 是根据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，对这些信息进行扫描、摄影、传输和处理，从而对地表各类地物和现象进行远距离控测和识别，达到获取目标的几何信息和物理属性的目的。
现代遥感技术已经进入一个能够动态、快速、准确、多手段提供多种对地观测数据的新阶段，能在不同的航天、航空遥感平台上获取不同空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率的遥感影象。
全球定位系统( Global Positioning System,简称GPS) 是美国建立的“导航卫星测时和测距/全球定位系统”的简称，它是美国从20世纪70年代开始研制，于1994年全面建成，具有海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
3S集成技术及其应用PPT(38张)
本内容仅限于测量专业适用
1．遥感简介
遥感(Remote Sensing)：通常是指通过某种传感器装置 ，在不与研究对象直接接触的情况下，获得其特征信 息，并对这些信息进行提取、加工、表达和应用的一 门科学技术。
遥感技术的基础，是通过观测电磁波，从而判读和分 析地表的目标以及现象，其中利用了地物的电磁波特 性，即“一切物体，由于其种类及环境条件不同，因 而具有反射或辐射不同波长电磁波的特性” 。
1．遥感简介
首先，遥感器不与研究对象直接接触， 也就是说，这里的“遥”并非指“遥远 ”；
其次，遥感的目的是为了得到研究对象 的特征信息；
最后，通过传感器装置得到的数据，在 被使用之前，还要经过一个处理过程。
遥感数据过程
目标物的电磁波特征
电磁能量(E)
波长(λ )
影响因子
太阳位置 大气状态 气象 季节 地表状态 遥感器性能 遥感器位置
三峡大坝局部仿真图片
2）、数字地球对社会经济和生活的影响
数字地球将容纳大量行业部门、企业和私人添加的信 息，进行大量数据在空间和时间分布上的研究和分析 。例如国家基础设施建设的规划，全国铁路、交通运 输的规划，城市发展的规划，海岸带开发，西部开发 。从贴近人们的生活看，房地产公司可以将房地产信 息链接到数字地球上；旅游公司可以将酒店、旅游景 点，包括它们的风景照片和录象放入这个公用的数字 地球上；世界著名的博物馆和图书馆可以将其收藏以 图像、声音、文字形式放入数字地球中；甚至商店也 可以将货架上的商店制作成多媒体或虚拟产品放入数 字地球中，让用户任意挑选。另外在相关技术研究和 基础设施方面也将会起推动作用。因此，数字地球进 程的推进必将对社会经济发展与人民生活产生巨大的 影响。
3s技术及其应用
经典借鉴
2023年9月6日上午11时25分，中国在太原卫星发射中心成功旳以“一箭双星”
方式将环境与灾害监测预报小卫星(简称“环境减灾”)A、B卫星送入太空。据
此回答(1)～(2)题。
(1)“环境减灾”卫星对生态环境和灾害进行动态监测，直接应用旳地理信息技
术是( )
A．遥感
B．地理信息系统
C．全球定位系统 D．数字地球
A．RS技术
B．GIS技术
D
C．无线电呼喊技术 D．GPS技术和GIS技术
解析：出租车旳详细位置需要利用GPS进行定位，而查询系统是 GIS图层
我国既有铁路干线第六次大面积提速后，在提速干线上旅客列车 最高运营时速达200千米以上，并首次实现了旅客列车追踪间隔5分
钟。这标志着我国既有铁路干线提速已经跨入世界先进行列。据此
GIS能够处理旳问题
与位置有关旳问题、与分布有关旳问题(查询)
GIS能够 以便地查询 地物旳位置、 地物旳有关 属性。也能 够用地物属
性来查询地
物位置。
处理趋势分析旳问题
能够了解地物随时间变化旳过程， 和分析该地物发展趋势。
模式问题
深圳市生态控制线
经过GIS建立地物分布及其组合 旳空间模式，进而分析模式各要素间 旳空间关系。
C.地震监测和预报
D.为电离层研究、气象预报提供数
据
（2023·海南地理）下图示意为某专题研究建立旳地理信息系统 （GIS）图层。据此完毕7、8题。
A 7、该专题研究可能是（ ）
A.耕地分类和评价
B.工业分布与交通旳关系
C.商业分布和规划
D.学校布局
（2023·海南地理）下图示意为某专题研究建立旳地理信息系统 （GIS）图层。据此完毕7、8题。
3S技术及其发展与应用
利用多个时期的航空遥感影像图进行城市用地变迁动态研究，结合数理统计方法进行城市重心移动、离散度、紧凑度和放射状指数等形态测度评价，利用叠加分析、缓冲区分析、拓扑分析等工具进行商业服务设施和中小学的服务范围分析、交通可达性评价和建设条件适宜性评价，这有助于总结城市发展规律，发现存在的问题，增加空间分析的深刻性。
[7]．常庆瑞．遥感技术导论[M]．北京：科学出版社，2004：5-8,．
[8]詹庆明，肖映辉．城市遥感技术[M]．武汉：武汉大学出版社，1999：2-4．
[9]党安荣．遥感技术在城市规划研究中的应用[J]_，J、城镇建设，2001(7)：22—23．
[0]何香玲，张跃，郑钢，等．GPS全球定位技术的发展现状、动态及应用[J]．微计算机信息，2002，18(5)：3—5．
1、精准农业与3S的应用
精准农业(Precision Agriculture，Precision Farming，Precision Crop Management)又称精细农业、精确农业、精准农作和处方农作．是近年来国际上农业科学研究的热点领域，实际上是主要应用3S技术，还有作物生产管理辅助决策支持系统和智能化农业机械装备技术，在定位采集地块信息的基础上，根据各地块土壤、水肥、作物病虫害、杂草、产量等在时间与空间上的差异，进行相适宜地耕种、施肥、灌水、用药，其目的是以合理的投入获得最好的经济效益，并保护环境，确保农业可持续发展．通俗地说：精准农业就是利用RS作宏观控制；用GPS精确定位地面位置；用GIS将地面信息(地形、地貌、作物种类和长势、土壤质地和养分、水分状况等)进行储存，按区内要素的空间变量数据，精确设定最佳耕作、施肥、播种、灌溉、喷药等多种操作，变传统的粗放型经
2．2现状调查与数据管理
什么是3S技术及其应用
什么是3S技术及其应用3S技术是遥感（Remote Sensing）、地理信息系统(Geographical Information System)、全球定位系统（Global Position System）的统称。
因这三个概念的相应英文中都分别含一个S而得名。
遥感遥感，顾名思义，就是遥远地感知。
传说中的“千里眼”、“顺风耳”就具有这样的能力。
人类通过大量的实践，发现地球上每一个物体都在不停地吸收、发射和反射信息和能量，其中有一种人类已经认识到的形式－电磁波，并且发现不同物体的电磁波特性是不同的。
遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。
例如，大兴安岭森林火灾发生的时候，由于着火的树木温度比没有着火的树木温度高，它们在电磁波的热红外波段会辐射出比没有着火的树木更多的能量，这样，当消防指挥官面对着熊熊烈火担心不已的时候，如果这时候正好有一个载着热红外波段传感器的卫星经过大兴安岭上空，传感器拍摄到大兴安岭周围方圆上万平方公里的影像，因为着火的森林在热红外波段比没着火的森林辐射更多的电磁能量，在影像着火的森林就会显示出比没有着火的森林更亮的浅色调。
当影像经过处理，交到消防指挥官手里时，指挥官一看，图像上发亮的范围这么大，而消防队员只是集中在一个很小的地点上，说明火情逼人，必须马上调遣更多的消防员到不同的地点参加灭火战斗。
上面的例子简单的说明了遥感的基本原理和过程，同时涉及到了遥感的许多方面。
除了上文提到的不同物体具有不同的电磁波特性这一基本特征外，还有遥感平台，在上面的例子中就是卫星了，它的作用就是稳定地运载传感器。
除了卫星，常用的遥感平台还有飞机、气球等；当在地面试验时，还会用到地面象三角架这样简单的遥感平台。
传感器就是安装在遥感平台上探测物体电磁波的仪器。
针对不同的应用和波段范围，人们已经研究出很多种传感器，探测和接收物体在可见光、红外线和微波范围内的电磁辐射。
3S集成与应用
一
科 技 论 坛
・ １・ ４
３ Ｓ集成 与应用
李东辉 杨 永超
（ 南 省 有 色金 属 地 质矿 产 局 第四 地 质 大 队 ， 南 郑 州 ４ ０ ０ 着信息革命 发展起 来的全球定位系统、 遥感和地理信 息系统三大空间利学技术， 做为测量及研 究的高利枝 为世人所关注， 三者构 成一 个功 能 完整 强 大的空 间数 据采 集处理 分析 系统 ， 先介绍 了“Ｓ技 术的基 本概念 和应 用 ， 首 ３” 最后介 绍 了各种 可能的 集成应 用 系统 。 关键 词 ：Ｓ 术 ； ３技 全球 定位 系统 ； 感 ； 理 信 息 系统 遥 地
上 的支撑 。 ３ 技 术是 全球 定位 系统 （ ｌ ｌ Ｐｓｉ ｉ ｙｔ 简称 Ｇ Ｓ， Ｓ Ｇ ｏ ａ ｏｉｏ ｎ Ｓｅ ｍ ｂ ｔｎ ｇ ｅ Ｐ） 遥 ３ Ｉ与 Ｒ ．ＧＳ ２ Ｓ的结 合 感 （ ｅ ｔ Ｓ ｎｉｇ 称 Ｒ ） Ｒ ｍｏ ｅｓ 简 ｅ ｎ Ｓ 和地 理 信息 系统 （ ｅｇ ｐ ｉ Ｉｆｒ ｔ ｎ Ｇ ｏｒ ｈｃ ｎｏ ｉ ａ ｍａｏ ３ ．基 木原 理 ： Ｉ 与 Ｒ ．１ ２ ＧＳ Ｓ的结 合 主要 表 现为 Ｒ 是 Ｇ Ｓ的重要 信 Ｓ Ｉ Ｓｓ ｍ简称 Ｇ Ｓ， ｙｔ ｅ Ｉ） 是空间技术 ， 传感器技术 ， 卫星定位和导航技术和计 息源 ，Ｉ 是 处理 和分析应 用空 间数据 的一种 强有 力的技术 保证 。两者 ＧＳ 算机技术、 通讯技术相结合， 多学科高度集成的对空间信息进行采集、 处 结合的关键技术在于栅格数据和矢量数据的接口问题。３ ． ． ２ ２实际应用： 理、 、 管理 分析 、 表达、 传播和应用的现代信 息 技术。３ 技术是现代技术 近年来我国关于二者的结合集成研究较多 ， Ｓ 经历有初步探索到逐渐成熟 发展 的先导 ， 世界 的科技 进 步发挥 着重 要 的作用 ， 对全 在测绘 、 农业 、 林 的阶段。其主要的应用包括两个方面： 一是 Ｒ 数据作为 Ｇ Ｓ的信息源， Ｓ Ｉ 业等领域 也有着 广泛的应用｛ ” 。 二是 ＧＳ为 Ｒ 提供空问数据管理和分析的手段。目 ， Ｉ Ｓ 前 二者的结合集 ２基本概念 成应用技术渐趋成熟， 在植被分布 ， 灾害估算 ， 图像处理等方面均有相关 ２１ ．全球定 位系统 （ Ｐ ） Ｇ Ｓ 的报道 ， 在应用 Ｇ Ｓ Ｉ 空间分析的功能为 Ｒ 数据提供空间管理和分析研 Ｓ ２ ．全球定 位 系统 （ Ｐ ） 二 原 理 ： 似 于传统 的后 方交 会 ， 究 中， ．１ １ Ｇ Ｓ的１作 类 如 多是考 虑的数 据 ， ， 等因素地 空间分 布。 气候 环境 果ｆ 需要 的位 置 某点 Ｐ架设 Ｇ Ｓ 收 机 ，在 某一 时 刻 同 时接 收 ３颗 Ｆ Ｐ接 ３ Ｓ与 Ｇ Ｓ ．Ｒ ３ Ｐ 的结合 ＧＳ Ｐ 卫星所发射的 号， 即测得卫星到测站点的几何距离 ， 就可根据后 ３ ．基本原理： ３１ 二者的结合都可以看成数据源获取系统。 然而， 二者 方交 会原坤 确定 ０站点 的ｊ 维坐 标 。２ ．全 球定 位 系统 （ Ｐ ） １ Ｊ ｌ ．２ １ Ｇ Ｓ 的应 的结合分别具有独立的功能 ， 又可以互相补充完善对方 ， 这就是二者结 川： 技术 我旧的测绘领域得到了应用，例如大地测量中高精度大 合 的基础 。Ｇ Ｓ ＧＳ Ｐ Ｐ 的精 确定位 功能克 服 了 Ｒ 定位 困难 的问题 ， 的遥 Ｓ 传统 地控 制刚 的建０ ， 刖 足 家 的 ＡＢ级 网平 均边 长存 ５ Ｋ 以上 ， 规 感对地定位技术主要采用立体观测 、 特 ， ０ｉ ｎ 常 二维空间变换等方式， 采用地 一 空 的测 玎、 ｉ ， Ｊ 洲州手段 例精度很 难保证 ， 费时又 费力 。而利用 Ｇ Ｓ 并且 Ｐ 技术 地模式先求解出空间信 息 影像 的位置和姿态或变换系数， 再利用它们 较 常规测 ｒ以 节省 ８％的时 Ｊ ， Ｊ ‘ ０ 并且精度 达 到 】２ｍ， 以说 Ｇ Ｓ 一ｃ 所 Ｐ 定 来求出地面 目拯 的位置， 从而生成 Ｄ Ｍ和地学编码图像。３ ． Ｅ ．２实际 ３ 位技 术已完 全取 代 ｒ ｝ Ｊ 常规测 角 、 手段建 立 国家 大地控制 网 。 】 测距 应用 ： 李德仁等人 ２ 世纪 ８ 年代提出了二者的结合的研究 ， ０ ０ 在他们的 ２ ． ２遥感技术 （ Ｓ Ｒ 研究 中 ， 应用 Ｇ Ｓ技术 ， 合惯 性导 航 系统 ＩＳ探 索 了空 一地定 位 模 Ｐ 结 Ｎ， ２． ．１遥感 技术 的 （ ｓ原理 ： 是 ２ 世纪 ６ ２ Ｒ） 遥感 ０ ０年代 新兴 的科学 领 式 ， 后 ， 随 李树楷 于 ２ 世纪 ９ ０ ０年代 初创 造 陛地 提 出 了将 激光 测距 和扫 域之一 。 光谱学 是遥感 的物理基础 。 遥感 技术 系统 包括 ： 间信息采集 系 描成像仪在硬件上实现严格匹配形成 了扫描测距 一成像组合遥感器 ， 空 再 统 ，地 面接收和 预处理系统 ，地面 实况调查 系统 ，信 息分析 应用 系统 。 和 Ｇ ＳＩ Ｓ Ｐ ， 进行 集成构 成三维遥感 影像制 图系统 。 Ｎ ２ ．遥 感技术 （ ｓ的应用 ： 感技术 广泛用 于军事侦察 、 ．２ ２ Ｒ） 遥 导弹预警 、 事 军 ４ ＧＰ 、 Ｓ和 Ｇｌ ＳＲ Ｓ集成 测绘、 海洋监视、 气象观测和互相侦查等。遥感技术总的发展趋势是 ： 提 在这个系统内 Ｇ Ｓ相当于定位器，Ｓ相当于传感器，Ｉ 相当于中 Ｐ Ｒ ＧＳ 高遥感器的分辨率和综合利用信息的能力 ， 研制先进遥感器 、 信息传输 枢神经， 三者的共同作用将地球能实时感受到 自身的变化使其在资源环 和处 理设备 以实现遥感 系统全 天候 工作 和实时获 取信 息， 以及增 强遥感 境 与区域管理 等众多 领域 中发 挥巨大作 用。 系统 的抗干扰 能力 。 Ｇ ＳＲ 、 Ｇ Ｓ Ｐ Ｓ和 Ｉ 集成 应用 。 随着 “Ｓ的结合与集 成 目前在 许多领域 ３” ２ ． ３地 信息系统（ Ｉ） 里 Ｇ Ｓ 已经得 到 了应 用。王丹 在 １９ 年 探讨 了“Ｓ集 成系统在地 震灾害 调查 ９５ ３” ２． ．１地理信 息 系统 的原￣： ｅｇ ｐ ｉ ｌ ｎｏ ｔｎＳｓ ｍ） ３ （ ｏ ａ ｈｃ ｆ ｍａｏ ｙｔ 也称 与研 究 中的应用 ， 据对 唐 山地 震灾 害分 析 和研 究 的认识 ， Ｇ ｒ ａＩ ｒ ｉ ｅ 并根 结合 自己 作土地资源信 息系统， 它是 ２ 世纪 ６ 年代开始迅速发展起来的地理学 Ｔ作实践经验和国内外有关资料 ， ０ ０ 提出在具体实施中应重点注意以下四 研究新技术， 是多种学科交叉的产物。地理信 息系统是以地理空间数据 个方面的问题 （） １ 卫星遥感资料的收集与利用； ） （ 航空遥感的实施方案； ２ 库为基础， 采用地理模型分析方法 ， 适时提供多种空间和动态的地理信 （ 用 Ｇ Ｓ直接获取震害信息和为专题震害信 息 ３ ０ Ｐ 定位；） ｆ震害信息系统 ４ 此外，３ ’ 成在环境监测和分析 、 “Ｓ 集 水利工程 、 自动测绘 、 公路 土 息， 为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。２ ．地理信息系统 的建立。 ．２ ３ 的应用 ： 地理信总系统应用于交通 、 、 、 、 、 能源 农林 水利 测绘 国土资源等 地利厢动态监测等方面也有许多成功的经验。 方面 。 如 ： 国在三峡 地 区研 究中 ， 例 我 通过利用 地理信 息系统 和机助制 图 结束 语 的方法 ， 立环境 监测 系统 ， 三峡宏 观决 策提供 了建 库前 后环 境变 化 建 为 “ｓ技术 实现 了远程寻 找所需 的各种 地理空 间数 据 ， 图形 和 图 ３” 包括 的数量 、 速度和 演变趋势 等可靠 的数据 。 像， 可以进行各种地理空间分析。通过现代通讯技术可以将 Ｇ ＳＲ Ｐ ，Ｓ和 ３ 系统 集成 ＧＳ Ｉ 有机 地集成 起来 ， 为各行 业发 展和进 步的有 力技术 手段 。 “Ｓ集 成 ３” 目前 “Ｓ技术 的结合 与集 成研究 已经有 了一定 的发展 ， 经历一 成具有重大意义， ３” 正在 也具有相当难度 ， 集成方式多种多样 ， 宜从简单到复 个从低级向高级的发展和完善过程。“ｓ系统的低级阶段， ３” 系统之间是 杂 ， 从低成本到高成本 ， 关键在于要找到它的应用市场。应当肯定地说 通过互相调用一些功能来实现的。其具体主要表现四种结合方式 ： Ｉ “ｓ技术集成大有作为。 Ｇ Ｓ ３” 与Ｇ Ｓ Ｐ 的结合，Ｉ 与 Ｒ 的结合 ，Ｓ Ｇ Ｓ的结合 ，Ｐ ＳＧ Ｓ ＧＳ Ｓ Ｒ 与 Ｐ Ｇ ＳＲ Ｉ 三者 参考文献 的结合。 川李德仁， 关泽群＿ ＇ ａ 空Ｉ４ 息系统的集成与实￣Ｉ ． － ￣ Ｊ ＭＩ 武汉： 武汉测绘科技大 ３ Ｉ与 Ｇ Ｓ的结合 ． ＧＳ １ Ｐ 学 出版社２ ０ ． Ｏ０ ３１ ．１基 本原理 ： ． 利用 Ｇ Ｓ中的电子 地图 和 Ｇ Ｓ接收机 的实时差 分 ［ 大杰， 一 民 ， 堵． 球 定位 系统 Ｇ Ｓ的 原理 与数 据 处理 【 ． Ｉ Ｐ ２ Ｖ４ 施 过静 全 Ｐ ＭＩ 上 定位技术 ， 可以组成 Ｇ Ｓ Ｇ Ｓ的各种电子导航系统 ， Ｐ＋Ｉ 用于交通 ， 公安侦 海 ： 同济大学 出版社 ，０ ３ ２０ ． ３ １ 遥感基 础与应 用（ 面向 ２ 世 纪 课程教 材 ） Ｊ 京 ： 国农 业 出 １ ［． Ｍ北 中 破， 车船 自动驾驶 ， 也可以直接用 Ｇ Ｓ Ｐ 方法来对 ＧＳ Ｉ 作实时更新。这是 『邓 良基． 最为实用、 简便 、 低廉的集成方法 。 ．２实际应用： ３１ ＿ 我国关于二者的结合 版 社 ． ０ ２ ２０． 文献不是太多。 时加新在研究城市地理信急系统 中的指挥监控报警子系 １ｌ 时加新 ， 建 Ｐ ，Ｉ ４ 杨 Ｇ Ｓ Ｓ在指挥 监控报 警 系统 中的应用［． Ｌ ９７ （： Ｇ Ｊ￣４ ， ９ ，３ ｊ １ ３） 统中运用技术建立城市电子地图， 运用 Ｇ Ｓ Ｐ 技术对城市主要道路干线 、 ９２ ９６ — 重点设施进行精确定位 ， 为城市内的盗警 、 火警等突赞 『事件提供信息 生
- 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)。
植物的光谱特征
在近年随着高光谱遥感的兴起而发展起来的光谱数据分析技术中， 植被“红边”位移现象是研究最多、成效显著的成果之一。“红 边”定义为反射光谱的一阶微分最大值所对应的光谱位置，通常 位于0.68-0.75µm之间。 当绿色植物叶绿素含量高，生长旺盛时，“红边”会向波长增加 的方向偏移，称“红移”。当植物由于受金属元素“毒害”、感 染病虫害、污染受害或者缺水缺肥等原因而“失绿”时，则“红 边”会向波长短的方向移动，称“蓝移”。
NDVI ( NIR R) ( NIR R)
植被指数
原始影像数据 NDVI植被指数 垂直植被指数（PVI）： 在红光波段与近红外波段的二维坐标 系内，土壤的光谱响应表现为一条斜线——即土壤亮度线。植 物像元到土壤亮度线的垂直距离定义为垂直植被指数。 叶面积指数LAI：是指每单位土壤表面积的叶面面积比例,它对 植物光合作用和能量传输是十分有意义的。
植被指数
比值植被指数（RVI）：可见光红波段与近红外波段的数值比， 比值植被指数能增强植被与土壤背景之间的辐射差异，被广泛 用于估算和监测绿色植物生物量。
RVI NIR R
差值植被指数（DVI）：又称环境植被指数，被定义为近红外 波段与可见光红波段数值之差。
DVI NIR R
归一化植被指数（NDVI）：近红外波段与可见光红波段数值 之差和这两个波段数值之和的比值，它是植被生长状态及植 被覆盖度的最佳指示因子，与植被分布密度呈线性相关，因 此又被认为是反映生物量和植被监测的指标。
卫星测高技术
卫星测高技术是指利用卫星载体携带的高度计，实时测量地球表 面高度随时间的变化信息，早期的测高卫星主要用于测量全球海 平面的高度及其随时间的变化信息。其典型代表是欧洲和美国联 合开发的Topex/Poseidon卫星，其测量精度达到2-3cm。 卫星测高技术的主要原理 利用GPS卫星和地面卫星跟踪 系统，实时计算出测高卫星的 运行轨迹，从而实时得到卫星 距地球 质心的高度； 利用星载高度计实时计算卫星 到星下点瞬时海面的高度； 计算星下点的椭球高度。考虑 到地球是一个扁圆的旋转椭球 体，因此还需要考虑椭球的影 响。
植被遥感应用
水体遥感
水体遥感是通过对遥感影像的分析，获取水体的分布、泥沙、有 机质等状况和水深、水温等要素信息，从而对一个地区的水资源 做出评价，为水利、交通、航运和资源环境部分提供决策服务
在可见光波段，水体的反射率总体较低，一般为4%-5%，并随着 波长的增加而降低； 波长大于0.75μm的水体几乎被全部吸收，因此在近红外波段清 澈的水体呈现黑色； 水体在微波1mm-30cm范围内的发射率较低约为0.4%，平坦的水 面，后向散射很弱，因此在侧视雷达上，水体呈现黑色。
第六章 遥感应用及3S技术集成
主要内容
遥感应用 3S集成应用
植被遥感
植被调查是遥感的重要应用领域；主要用于确定植被的类型、分布 及长势
植物的光谱特征
在可见光的0.55µm附近有一个小反射峰。 在0.45µm和0.65µm附近有两个明显的吸收谷。 在0.7-0.8µm是一个陡坡，反射率急剧增高。 在近红外波段0.8-1.3µm之间形成一个高的反射峰。 在1.45µm，1.95µm和2.6-2.7µm处有三个吸收谷。
海洋遥感卫星
ENVISAT卫星是欧空局的对地观测 卫星系列之一，于2002年3月1日发 射升空。该卫星是欧洲迄今建造的 最大的环境卫星。Envisat-1主要 用于监视环境，对地球表面和大气 层进行连续的观测，供制图、 资 源勘查、气象及灾害判断之用 在ENVISAT-1卫星上载有多个传感器： 先进的合成孔径雷达； 中等分辨率成像频谱仪，用于海洋颜色监测。 先进的跟踪扫描辐射计，供精确的海洋表面温度测量和陆地特 性观察。 先进的雷达高度计，可确定风速，提供海洋循环信息。 微波辐射计，测量大气层中的水含量（云、水蒸汽和雨滴）。
地质遥感
地质遥感的是通过对遥感影像解译确定一个地区的岩石性质和 地质构造，分析构造运动的状况；其实岩性和地质构造的识别 是地质遥感的基础。
岩石的反射光谱特性与岩石本身的 矿物成分和颜色密切相关，此外， 还受岩石的颗粒物大小和表面粗糙 度的影响。
土壤ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ感
根据电磁波辐射原理，通过各种传感器远距离接收土壤反射或 发射的电磁波谱信号，通过分析这些图像和数据可以掌握土壤 特性、土壤类型、分布规律和利用现状。从而绘制土壤图，计 算土壤类型分布面积。
植物的光谱特征
影响植物光谱的因素除了植物本身的结构特征，同时也受到外 界的影响。 外界影响主要包括季节的变化，植被的健康状况，植物的含水 量的变化，植株营养物质的缺乏与否等等。但外界的影响总是通过 植物本身生长发育的特点在有机体的结构特征反映出来的。
不同颜色的植物的光谱曲线
不同含水量的植物的光谱曲线
赤潮是因海水富营养化加上其它 环境条件，海洋浮游植物短期内 大量繁殖、聚集而引起海水变色 的一种现象，本质也是水体富营 养。
此外，根据水体反射光谱曲线的不同，水体遥感可以广泛应用于 水体温度的探测、水体污染的探测和水深的探测
水体遥感
洞庭湖区域洪水淹没范围
鄱阳湖区域洪水淹没范围
卫星遥感水体叶绿素浓度专题图
3S组成及功能
遥感具有快速、实时、动态获取空间数据信息的功能，为地理信 息系统提供及时、准确．综合和大范围的资源和环境数据。并可 以根据需要及时更新GIS数据库。 GIS对地理数据进行采集、管理、查询、计算、分析与可视表现， 为遥感信息的提取与分析应用提供重要手段和辅助数据资科．大 大提高遥感数据的自动分类精度。 GPS具有实时、连续地确定地球表面任意地点上的经纬度与高程， 以及物体和现象的三维速度与精确时间的能力，可以为 GIS提供准 确的空间定位数据．通过识别遥感图像上的地面控制点及样本像 元类型，为图像几何校正、投影变换及分类服务。
不同类型的土壤的光谱反射曲线
不同有机质含量的土壤的光谱反射曲线
高光谱遥感
高光谱图像(Hyperspectral Image)通常指光谱分辨率在10nm数 量级范围内的光谱图像。
高光谱与一般遥感的主要区别 在于：高光谱遥感的成像光谱 仪可以分离成几十甚至数百个 很窄的波段类接收信息，每个 波段宽度仅10nm；所有波段的 光谱连在一起可以组成一个连 续的光谱曲线；光谱覆盖范围 从可见光到热红外的全部电磁 辐射波谱范围。
海洋遥感卫星
海洋二号卫星：2011年8月16日发射， 是中国第一颗海洋动力环境卫星，其 主要使命是监测和调查海洋环境，获 得包括海面风场、浪高、海流、海面 温度等多种海洋动力环境参数，直接 为灾害性海况预警预报提供实测数据； HY-2卫星装载雷达高度计、微波散射计、扫描微波辐射计和校 正微波辐射计以及DORIS、双频GPS和激光测距仪。雷达高度计 用于测量海面高度、有效波高及风速等海洋基本要素，微波散 射计主要用于全球海面风场观测，扫描微波辐射计主要用于获 取全球海面温度、海面风场、大气水蒸气含量、云中水含量、 海冰和降雨量等，校正微波辐射计主要用于为高度计提供大气 水汽校正服务。
地理信息系统
地理信息系统是以电子计算机为核 心、以遥感枝术、数据库技术、信 息传输、图像处理技术为手段，以 航天遥感、航空遥感、地形图、专 题地图、监测网信息、统计信息、 实况调查信息以及其他联网信息为 信息源，运用系统工程和信息科学 的理论，按统一地理坐标和统一分 类编码，对地理信息进行数据收集、 存储、处理、运算、综合分析、显 示和应用、为规划、管理、决策和 研究提供所需的技术系统。概括的 说，GIS就是采集、存储、管理、 处理和综合分析地理信息，并输 出数据和提供图形服务。
水体遥感
遥感可以探测的水中悬浮物有两种，一种是无机的泥沙，一种是 有机叶绿素；
不同泥沙含量水体的光谱曲线
含有泥沙的浑浊水体与清水相比，光谱反射特征存在以下差异： 浑浊水体的反射光谱曲线整体高于清水； 波谱反射峰值向长波方向移动； 随着悬浮泥沙浓度的加大，可见光对水体的透射能力减弱，反 射能力加强; 波长较短的可见光，如蓝光和绿光对水体的穿透力较强，可反 映出水面下一定深度的泥沙分布状况。
反射曲线的蓝移现象
植被指数
遥感图像上的植被信息，主要通过植物光谱特性及其差异、变 化而反映的；不同光谱通道所获得的植被信息与植被不同要素 或某种特征状态有相关性； 对于复杂的植被遥感，仅用个别波段或多个单波段数据分析对 比来提取植被信息是相当局限的。多光谱遥感数据经分析运算 （加、减、乘、除等线性或非线性组合方式），产生某些对植 被长势、生物量等有一定指示意义的数值——即所谓的“植被 指数”。它用一种简单有效的形式来实现对植物状态信息的表 达，以定性和定量地评价植被覆盖、生长活力及生物量等。 植被指数中，通常选用植物光谱中的最典型的波段，即对绿色 植物（叶绿素引起的）强吸收的可见光红波段和对绿色植物 （叶内组织引起的）高反射的近红外波段。
高光谱遥感特点
波段多，波段宽度窄 光谱响应范围广，光谱分辨率高：光谱分辨率达到纳米级， 一般为10nm左右，精细的光谱分辨率反映了地物光谱的细微特 征。 可提供空间域信息和光谱域信息，即“谱像合一”：由成像 光谱仪得到的光谱曲线可以与地面实测的同类地物光谱曲线相 类比。 数据量大，信息冗余多：高光谱数据的波段众多，其数据量巨 大，而且由于相邻波段的相关性高，信息冗余度增加。 高光谱遥感具有很好的光谱信息因此在地质调查、植被制图、大 气遥感、水文及冰雪制图、环境与灾害以及城市环境中有着广泛 的应用。
海洋遥感
海洋遥感（ocean remote sensing）利用传感器对海洋进行远距 离非接触观测 ，以获取海洋景观和海洋要素的图像或数据资料。 遥感方式有主动式和被动式两种： 主动式遥感：先由遥感器向海面发射电磁波，再由接收到的 回波提取海洋信息或成像。这种传感器包括侧视雷达、微波 散射计、 雷达高度计、激光雷达和激光荧光计等。 被动式遥感：传感器只接收海面热辐射能或散射太阳光和天 空光的能量，从中提取海洋信息或成像。这种传感器包括各 种照相机、可见光和红外扫描仪、微波辐射计等。