第六讲遥感

3.遥感的分类
• 微波遥感，指利用波长1-1000毫米电磁 波遥感的统称。通过接收地面物体发射 的微波辐射能量，或接收遥感仪器本身 发出的电磁波束的回波信号，对物体进 行探测、识别和分析。 • 微波遥感的特点是对云层、地表植被、 松散沙层和干燥冰雪具有一定的穿透能 力，又能夜以继日地全天侯工作。
3.遥感的分类
• 地表物体自身热辐射 • （1）黑体或绝对黑体 • 发射率 ＝1，即对所有波长黑体发射率 都是一个常数1（反射率 ＝0，透射率 ＝ 0）。
• （2）灰体 • 发射率 ＝常数<1，即灰体的发射率始终小于1 且不随波长变化（反过来说，物体对各种波长 的吸收率小于l，又近似地为一常数)。 • （3）选择性辐射体 • 其发射率随波长而变化（具有选择性吸收）， 而且 <1。 • 自然界中，绝大多数物体为灰体。
3.遥感的分类
• 航空遥感泛指从飞机、飞艇、气球等空 中平台对地观测的遥感技术系统。
3.遥感的分类
• 地面遥感主要指以高塔、车、船 为平台的遥感技术系统，地物波谱仪或 传感器安装在这些地面平台上,可进行各 种地物波谱测量。
3.遥感的分类
• （2）按所利用的电磁波的光谱段 分类可分为可见反射红外遥感，热红外 遥感、微波遥感三种类型。
3. 植被判读
• 禾本科草本植物的叶片组织比较均一， 没有栅状组织和海绵组织的区别，而细 胞壁多角质化和含有硅质等原因，透光 性较阔叶树差。
3. 植被判读
• 另外叶片的形状、排列、密度、枝叶的 比例等，对近红外光的第二反射，透射 也有很大影响，使植物的反射总量，因 品种不同而异。阔叶树反射最强，草本 植物次之，针叶树最弱。当植物老化或 受到伤害时，反射率则明显降低。
• 这时传感器探测到的地表辐射强度与太 阳辐射到达地球大气上空时的辐射强度 相比，已有了很大的变化，这是由于气 体分子和其它微粒对电磁辐射具有：
1．电磁波
• • • • 1）大气吸收作用 2）大气散射作用。 3）大气折射现象 4）大气透射现象
1．电磁波
• 反射、散射和吸收作用共同衰减了辐射 强度，剩余部分即为透过的部分。剩余 强度越高，透过率越高。对遥感传感器 而言，透过率高的波段，才对遥感有意 义。
2.遥感的历史
• 通过不同高度的卫星及其载有的不同类 型的传感器，不间断地获得地球上的各 种信息。现代遥感充分发挥航空遥感和 航天遥感的各自优势，并融合为一个整 体，构成了现代遥感技术系统。
3.遥感的分类
• （1）按遥感平台的高度分类大体上可分 为航天遥感、航空遥感和地面遥感。
3.遥感的分类
• 航天遥感又称太空遥感(space remote sensing)泛指利用各种太空飞行器为平台 的遥感技术系统，以地球人造卫星为主 体，包括载人飞船、航天飞机和太空站， 有时也把各种行星探测器包括在内。
3.遥感的分类
• 卫星遥感(satellite remote sensing) 为航天遥感的组成部分，以人造地球卫 星作为遥感平台，主要利用卫星对地球 和低层大气进行光学和电子观测。
3.遥感的分类
• 可见光／反射红外遥感，主要指 利用可见光(0.4-0.7微米）和近红外(0.72.5微米）波段的遥感技术统称，前者是 人眼可见的波段,后者即是反射红外波段， 人眼虽不能直接看见,但其信息能被特殊 遥感器所接受。
3.遥感的分类
• 它们的共同的特点是，其辐射源是太阳， 在这二个波段上只反映地物对太阳辐射 的反射，根据地物反射率的差异，就可 以获得有关目标物的信息，它们都可以 用摄影方式和扫描方式成象。
3. 植被判读
• 植物的含水量影响1.3—2.73μm波段的反 射率。含水量大时，1.3μm、1.9μm和 2.73μm三个主要吸收带反射率明显降低。 如植物失去水分，三个吸收带表现出反 射率显著增高。
3. 植被判读
• 图6- 25表示水分含量对玉米叶子反射率 的影响。
3. 植被判读
• 从植物反射光谱曲线的特点可以看出： 所有绿色植物在可见光波段以吸收为主； 在近红外波段以反射为主；并且在1.3μm， 1.9μm、2.73μm有三处明显的水分吸收带。
2.地物波谱
• 地物的电磁波响应特性随电磁波长改变 而变化的规律，称为地物波谱。 • 不同的物质反射、透射、吸收、散射和 发射电磁波的能量是不同的，它们都具 有本身特有的变化规律，表现为地物波 谱随波长而变的特性，这些特性叫做地 物波谱特性。地物的波谱特征是遥感识 别地物的基础。
（1）植被的反射光谱曲线
3.遥感的分类
• 全球遥感：全面系统地研究全球 性资源与环境问题的遥感的统称
3.遥感的分类
• 区域遥感：以区域资源开发和环 境保护为目的的遥感信息工程，它通常 按行政区划（国家、省区等）和自然区 划（如流域）或经济区进行。
• 北京夏秋粮食播 种区域
3.遥感的分类
• 城市遥感：以城市环境、生态做 为主要调查研究对象的遥感工程。
（2）土壤的反射光谱曲线
（3）水体的反射光谱曲线
4） 岩 石 的 反 射 光 谱 曲 线
3. 植被判读
• 植被判读主要是根据植被的光谱特征及其生 长发育规律. 卫星图像上植被不是以个体的形 态表现的，而是群体的分布范围。 • 由于植被类型、疏密程度、生长状况等不同， 在图像上往往形成色调差异。因此，在判读 时主要可根据植物的光谱特性和影响植物光 谱的各种因素作综合判读。
2.遥感的历史
• 第一次世界大战的爆发，使航空摄影迅 速的发展，形成了独立的航空摄影测量 学的学科体系。其应用进一步扩大到森 林、土地利用第二次世界大战爆发，使彩色摄影、红 外摄影、雷达技术及多光谱摄影和扫描 技术相继问世，传感器的研制得到迅速 的发展，遥感探测手段取得了显著的进 步。从而超越了航空摄影测量只记录可 见光谱段的局限，向紫外和红外扩展， 并扩大到微波。
3. 植被判读
• .植物叶片对近红外0.76—1.3μm波段吸收 很少，总量不超过5%，而反射率和透射 率可高达45—50%。反射率和透射率的 大小主要受叶片的组织结构控制，植物 叶片组织结构是各不相同的，故它们反 射和透射的强弱也有较大差异。
3. 植被判读
• 阔叶树的叶片中有海绵薄壁组织，能 反射红外光，并使部分红外光透过表皮 和栅状组织；针叶树的叶片中没有海绵 组织，因此对红外光反射较差。
3.遥感的分类
• 环境遥感：利用各种遥感技术， 对自然与社会环境的动态变化进行监测 或作出评价与预报的统称。 • 由于人口的增长与资源的开发、利用， 自然与社会环境随时都在发生变化,利用 遥感多时相、周期短的特点，可以迅速 为环境监测。评价和预报提供可靠依据。
3.遥感的分类
• （4）按应用空间尺度分类 可分为全球遥 感、区域遥感和城市遥感。
2.遥感的历史
• 60年代初人类第一次实现了从太空观 察地球的壮举，并取得了第一批从宇宙 空间拍摄的地球卫星图像。 • 美国于1972.7.23，发射了用于探测地球 资源和环境的地球资源技术卫星“ERTS1”（即陆地卫星-1）。为航天遥感的发展 及广泛应用，开创了一个新局面。
2.遥感的历史
• 至今世界各国共发射了各种人造地球 卫星已超过3000颗，其中大部分为军事 侦察卫星（约占60%），用于科学研究 及地球资源探测和环境监测的有气象卫 星系列、陆地卫星系列、海洋卫星系列、 测地卫星系列、天文观测卫星系列和通 讯卫星系列等。
遥感技术及应用
一、遥感技术的概念
• “Remote Sensing”（遥感）首先是由美 国海军科学研究部的布鲁依特（E L· Pruitt）提出来的。60年代初在由美国 密执安大学等组织发起的环境科学讨论 会上正式被采用，此后“遥感”这一术 语得到科学技术界的普遍认同和接受， 而被广泛运用。
1.遥感的概念
• （3）按研究对象分类 可分为资源遥感与 环境遥感两大类。
3.遥感的分类
• 资源遥感：以地球资源作为调查 研究的对象的遥感方法和实践，调查自 然资源状况和监测再生资源的动态变化， 是遥感技术应用的主要领域之一。 • 利用遥感信息勘测地球资源，成本低， 速度快,有利于克服自然界恶劣环境的限 制，减少勘测投资的盲目性。
• 遥感（Remote Sensing），从广义上说是 泛指从远处探测、感知物体或事物的技 术。即不直接接触物体本身，从远处通 过仪器（传感器）探测和接收来自目标 物体的信息（如电场、磁场、电磁波、 地震波等信息），经过信息的传输及其 处理分析，识别物体的属性及其分布等 特征的技术。
1.遥感的概念
2.遥感的历史
• 运载工具以及判读成图设备等也都得到 相应的完善和发展。随着科学技术的飞 跃发展，遥感迎来了一个全新的现代遥 感的发展时期。
2.遥感的历史
• 1957年10月4日前苏联发射了人类第一颗 人造地球卫星，标志着遥感新时期的开 始。 • 1959年前苏联宇宙飞船“月球3号”拍摄 了第一批月球像片。
2.遥感的历史
• 摄影术的诞生和照相机的使用， • 1839年达格雷（Daguerre）和尼普斯 （Niepce）发表第一张摄影像片。
2.遥感的历史
• 信鸽、风筝及气球等简陋平台的应用 • 1903年发明飞机， • 1909年怀特Wilbour· Wright第一次从飞机 上拍摄意大利西恩多西利地区空中像片. • 1913年，开普顿· 塔迪沃发表论文首次描 述了用飞机摄影绘制地图的问题。
3. 植被判读
• • （1）植物的光谱特性 图1表示绿色植物的反射光谱曲线。 在可见光波段植物中各种色素是影响光 谱效应的主要因素。 • 在近红外波段可分成两大部分，在0.76— 1.3μm波段内，植物叶子很少吸收辐射能 量，植物叶子的组织结构起着决定因素，
3. 植被判读
• 而在1.4μm、1.9μm和2.73μm处为水的吸 收带，在此波段内植物叶片水分含量是 主要因素。 • . 叶绿素在0.45μm和0.65μm处有两个吸收 带，而在0.54μm处有一个小的反射峰。