遥感概论第一章

❖ 在地学研究中的作用（意义）
能迅速获取大量丰富的第一手信息，能科学、准确、 及时地提供研究成果，能提供从局部对到全球的信息， 使地学研究从定性发展成定量、从静态发展成动态、 从过程发展成模式
陵水机场全景图
美卫星拍摄的我陵水机场全景图
1.美国海军E-P3E侦察机 2.机场指挥塔台 3.西北停机坪 4.西南停机坪 5.跑道着陆区
无法有效利用。
第五节 遥感发展史
❖世界遥感发展历程 ❖我国遥感发展概况 ❖遥感发展的趋势
世界遥感发展历程
❖ 遥感是２０世纪６０年代迅速发展起来的一门新兴综合 性探测技术
❖ 最早使用“遥感”一词的是美国海军研究局的 E.L.Pruitt (艾弗林·普鲁伊特）（1960） 这个名词在1961年美国密歇根大学等单位举行的环境 科学讨论会上被正式采用
一块就是气象预报精度提高。
大气下垫面的反照率影响地面和大气温度
应用
❖ 军事：军事侦察（７０％）、战争 ❖ 农业：农作物类型、种植面积、估产、长势分析、受
灾预报 ❖ 林业：清查林业资源、森林火灾、病虫害监测等 ❖ 牧业：草场资源 ❖ 土壤：普查 ❖ 地质：普查、找矿 ❖ 水文：水系分布、水资源分布、地下水、洪水预报 ❖ 环境监测：大气、土地、海洋污染监测 ❖ 测绘、考古、旅游等 ❖ 地学：资源环境监测与管理、地图更新与编制
盐湖城的系列图像
MODIS真彩色图像
盐湖城的系列图像
盐湖城的Landsat-5 TM图像( 30 m 分辨率、真彩色)
盐湖城的系列图像
城区的IKONOS图像，左图4m，右图1m
盐湖城的系列图像
奥林匹克村的IKONOS图像，左图2001年夏季，右图 为运动会期间
盐湖城的系列图像
滑雪场
2. 遥感在地球系统科学中的地位
❖ 电磁波段:紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、
微波遥感、多波段遥感
❖资料 非影像遥感：磁带
有影像遥感：图像
摄影 非摄影
❖ 应用领域
第四节 遥感的特性
遥感的特点
❖大面如积一的幅L同and步sat观图像测，(覆…盖面)。积185 km×185 km， ❖❖时数监在所受效据测5取地~遥地得形6性的感球m的阻(综i探上n数隔…内测许据等合可可多)可限完。性以事进制成在物行。和扫短的大描可时动面，间态积比实内变资现性对化源对同。和(地一一…环的地般境)大区地调。面进球查积行资，同重源并步复卫且观探星不测测8~。，9 ❖❖经局天需方监效球状及具方具入信 数济限可要法测性上况同有法有与同息 据重花具以优遥从许，一可相很效性性时的 的复费有及势感投多数传比比高益，((。一大很军提 挖获入自据感性，的比不……次量好事得的然综器。可经估掘取同，的的行))的 费、合在以济计的技方。 。气人时动地用人性不大效为卫术法象力效等物与文很同大益1星:不不卫和性领8电所信强时地和传0完能星物。域磁获息。间节社。感每力遥的善满波取，获省会器天，感应特的客得人效，足获两且在用性效观的力益得使遥次周天，数益地同、。的得感，期气反据看记一物如同大快而很预映综，录地力L一a量速传长报 了合遥了区、n地d统。、遥的发地感地的财区sa的因火感反与面数力遥展t的卫地此灾方映传的据和数感的星面，和法了统实，时据数要的调遥水的地的际均间以投据求查感灾时，。
据英国《简氏防务周刊》报道，美国间谍图 像卫星IKONOS在海南当地时间4月4日10：12拍 摄了陵水机场的全景照片。图像分辩率为一米。 除美国海军侦察机EP-3E之外，机场其他设施也 清晰可见。
三 峡 大 坝
上 海 浦 东
盘旋于太平洋上空的热带风暴。挑战者号(Challenger)航天飞机摄于1985年。
与遥测（Telemetry)、遥控（Remote Control)技术的区别：
❖共同点：
都不直接接触 目标物
❖不同点：
遥测是对被测物体 运动参数和性质进行 远距离测量的技术
遥控是远距离控制 目标物运动状态和过 程的技术
第二节 遥感系统
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、信息的处理和信 息的应用五大部分。（见书P２）
参考书目
梅安新等.遥感导论.北京：高等教育出版社， 2002 彭望琭等.遥感概论.北京：高等教育出版社， 2003 胡著智等.遥感技术与地学应用.南京：南京大学 出版社，2001 遥感学报(2002～2003) 遥感信息（2002～2003） 国土资源遥感（2002～2003） 遥感信息与技术（2002～2003）
LANDSAT-7
SPOT
我国遥感发展概况
分三个阶段：
❖ 起步阶段：（20世纪70年代-80年代中期) ❖ 试验应用阶段（ 80年代后期-90年代前期） ❖ 实用化、产业化阶段（ 90年代后期）
❖ 20世纪30年代
航摄
❖ 20世纪50年代
系统航摄
❖ 20世纪70年代
传感器 地形图更新—新型传感器试验和系统集成试验研究
❖ 大致可分三个阶段： 遥感萌芽阶段 航空遥感阶段 航天遥感阶段
遥感的萌芽时期（17世纪初—19世纪末）
❖ 1608年 ❖ 1609年
望远镜 ❖ 1794年 ❖ 1826年 ❖ 1839年
李波尔望远镜 特点： ❖ 平台—气球、风筝
伽俐略研制科学 ❖ 传感器—照相机
气球首次升空 摄影术发明 照相机发明
遥感数据获取原理
分析结果、图表 输出
接收 预处 理
用户应用 处理
❖遥感的能源是电磁辐射——物理基础
❖电磁辐射与物体相互作用后产生的波谱特 性是遥感的依据——基础工作
❖传感器和平台使遥感变成为现实和决定遥 感距离——核心
❖遥感获取的资料是图像和磁带
❖遥感资料的判读与应用是遥感的目的
第三节 遥感的类型
❖ 信息处理—自动化、模式化发展 ❖ 理论研究—更加深入 ❖ 应用—更广泛、更趋于实用化、商业化和国际化 ❖ 面向其他星球将有较大发展，如火星
盐湖城的系列图像
Salt Lake City
摩门教堂
盐湖城的系列图像
Salt Lake
山地
沙漠
盐湖城
Lake Utah
Landsat 1 MSS( 79 m) ，ERTS-1发射后15天 (1972.8.7)，犹他州中北部
❖ 平台—多角度、多周期
❖ 1959年9月“先驱者２号” 拍摄了地球云图
❖ 传感器—波段范围延伸， 分割越来越细，从单一 谱段向多谱段发展。空
❖ 1959年10月，苏 “月球
间分辨率提高，数字成
３号”拍摄了月球背面
像技术，多种探测技术
的照片
的集成。
❖ 1960年美太阳同步气象 卫星开始真正意义的对 地观测
析图集》 《遥感学报》《遥感信息》《国土资源遥感》等
教育事业
1970-4-24中国首枚人造地球卫星东方红1号
1975年11月26日，我国首颗返回式卫星发射成功。
风云一号
风云二号
探测一号（赤道星，科学卫星）
CBERS-1
北斗定位导航卫星
嫦娥一号
神州五号发射升空
“神舟”五号飞船返回舱
3. 遥感在国民经济、社会发展中的作用
★ 为国民经济持续稳定发展提供动态基础数据
和科学决策依据
★ 为国家重大自然灾害提供及时准确的监测评估
数据及图件
★ 持续不断地开展再生资源的监测、预测和评估 ★ 地质矿产资源调查与大型工程评价 ★ 天气预报和气候预测 ★ 海洋监测和海洋开发 ★ 西部大开发的土地适用性评价、生态评价、和工程评价
全球NDVI(植被指数)
全球昼夜温差
应用遥感手段是必要的
• 短、中、长期的天气预报准确性
气团的运动常常会突然偏离模型预计的运动方 向和速度。
1999年，气象部门向中央预报夏季洪水将在 华北，但是，夏季洪水再一次发生在长江流域 。
2000年美国预报台风路径出错损失几十亿。 所以NASA 21世纪的规划中，经济效益的很大
❖ 1969年 美“阿波罗”传 回第一批卫片
❖ 1986年 法 SPOT
❖ 信息处理—全数字化、 可视化、智能化、网络 化
❖ 应用—广泛 ❖ 理论研究取得重大成就 ❖ “三S”结合是其发展方
向
这是人们第一次看到地球的真实面貌。 NASA的阿波罗17号(Apollo 17)拍摄。
LANDSAT-5
狭义—从运载工具上，通过各种传感器，接受物 体反射或发射的各种不同的电磁波信息，而对物 体进行探测和识别的理论与技术。
❖注意：
距离：不直接接触物体——平台 感知：仪器——传感器 信息：电磁波 资料：图像、磁带
电磁波遥感
狭义遥感
遥 物理场遥感 力场遥感：重力、磁力 感 机械波遥感 声波遥感
物探
地震波遥感
遥感的发展趋势
• 分辩率越来越高（空间、光谱） • 波段范围扩展(从可见光、近红外、发展到中 远红外、微波) • 观测方式从以前的垂直向下到多角度遥感。 • 单一极化到多极化 • 3S一体化 • 遥感从定性摄影到定量分析，成为一门科学。
“北斗（１、２）”定位导航卫星
“清华１号”小卫星
2003年10月15号，载人飞船升空
地面站 1986年建成 几十个遍布全国的气象卫星接收站
可接收美、法、加、中—巴等７颗卫星数据
信息处理 模型研究、国产软件商品化（PHOTO MAPPER）、图像处理方法
应用
机构
出版物 《遥感大字典》《遥感词汇》《遥感地学分析》《陆地卫星影像中国地学分
第一章 绪 论
第一节 遥感的基本概念
❖定义遥感(Remote Sensing)意即遥远的感知
❖ 广义--是指在某种距离以外不和物体接触，通过一 定的仪器对其进行探测、记录和分析的理论与技 术。 传感器（Remote Sensor)：实现探测的仪器。 平台 (Platform)：携带传感器的运载工具。
杨利伟出舱
杨利伟图片1
杨利伟图片2
遥感发展的趋势
❖ 平台—多层次立体式遥感（大型极轨组合平台、小卫星系列、 多高度、多种轨道卫星组合）
❖ 传感器—全波段、主动式、小型化、高分辨率、高灵敏度 波谱范围不断延伸，分割愈来愈精细，向多谱段发展 波段1-240 空间分辩力 １米 时间分辨力 半小时 多种探测技术的集成
❖ 使用电磁波段—可见光（黑白） ❖ 方法—目视判读 ❖ 应用—军事侦察、地形测绘
航空遥感发展时期（20世纪初—20世纪50年代）
❖ 1903年 莱特兄弟发明 了飞机
❖ 1909年 莱特首次飞机 空中摄影
❖ 1929-1930 出现多镜头 摄影
❖ 1940’s彩色摄影
❖ 二战中，德 红外夜视机 英美 微波雷达
❖
巴姆城地震前后卫星照片对比
遥感的商业化 天安门广军EP-3侦察机，IKONOS 2
遥感的商业化 曼谷皇宫，QuickBird图像，61cm分辨率
遥感的商业化
华盛顿纪念碑， QuickBird图像
遥感的商业化 9.11事件，第一次爆炸3小时后，SPOT-3 卫星图像
地面遥感：与地面接触
❖遥感平台 航空遥感(Airborne RS)：距地２万米以下
航天遥感(Astronautics RS)： 对地球和其他星球遥感
主动遥感(Active RS)：
❖传感器工作方式
先向目标物发射电磁辐射，然后接 收目标物的回射的遥感。如雷达。 被动遥感(Passive RS)：
只接收物体的天然电磁辐射的遥 感。如航空摄影。
二十世纪初，“大地理科学”：地理科学，地质科 学，大气科学，海洋学，环境科学 。 美国坚持不利用遥感手段的地理系走向消亡。
★提供全球覆盖的、不同分辨率的，多时相的地表信息导 致地学的研究范围、内容和方法的重要变化。 遥感本身是 全球信息获取和分析处理方法的一场革命。 ★全球或大区的精确定位的宏观影像，揭示了岩石圈、水 圈、气圈和生物圈的相互作用和相互关系。 ★扩大了人的视野，从可见光发展到红外、微波等波段范 围，加深了人类对地球的理解。 ★实现了空间和时间的转移 ★遥感的介入推动了地球系统科学的发展，推动了全球变 化研究，提高了气候预测的精度。
机载地物光谱仪、多光谱扫描仪、红外扫描相机、成相光谱仪、真实
孔径和合成孔径侧视雷达、微波 辐射计、 激光高度计等
航空摄影扫描、成像光谱仪、合成孔径侧视雷达分别与激光高度计、
GPS集成，可获得影像及空间定位、高程数据等
平台 1970年4月24日 “东方红１号”
“风云１号”“ 风云２号”气象卫星
1999年10月14日，中—巴（CBRS-1)资源卫星
❖ 50年代 机载侧视雷达 应用
特点
❖ 平台—飞机
❖ 传感器—红外探测器、微波雷达、 多波段摄影机
❖ 应用波段—可见光、红外、微波、 多波段
❖ 应用—除军事、测绘外，应用于 资源勘查、编专题图
❖ 人材培养和理论研究相应发展
航天遥感发展时期（1957-)
❖ 1957年10月4日，苏联人 特点
造卫星升空