遥感绪论

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More specifically, remote sensing is the science of collecting and interpreting electromagnetic information about the earth using sensors on platforms in our atmosphere (balloons, airplanes) or in space (satellites).
(1). 概念的发展
a). 摄影测量（150年前）→ 摄影测量与遥 感（20年前） →遥感科学与技术 b). 狭义地，遥感科学与技术属于对地观测 体系的组成部分
(2). 平台与观测技术的发展 三多（多平台、多传感器、多角度） 三高（高空间分辨率、高光谱分辨率和 高时相分辨率） 民用空间分辨率可高达0.62m，军用的高 达10cm； 光谱分辨率可达nm级； 小卫星群的重访周期为1－3天； 机载、星载SAR卫星日益普及，提供全天 候、全天时的观测能力
b) 研究成象机理、地物波谱特性、各大 气层和气溶胶对电磁波谱的吸收和散 射特征、不同地物对电磁波的吸收、 发射和散射特征等
遥感发展
总结
从一源——多源 从宏观——微观 从静态——动态 从定性——定量 从目视——自动 从单一——集成 从地球——星球
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遥感数据
对地表物体反射的或发射的电磁波能量的 模拟或数字记录 与特定的电磁波段有关（可见光、红外、 微波）
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三、遥感类型
地面、航空、航天； 紫外、 可见光、红外、微波； 主动、被动； 成像、非成像； 外层空间、大气层、陆地、海洋、…； 资源、环境、农业、林业、渔业、地质、气 象、水文、城市、工程、灾害、军事、…； …
3 定位技术的发展（ｗｈｅｒｅ）
a)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。 b) 利用DGPS(差分全球定位系统Differential Position System)与INS惯导系统，可 以 获得航空航天影像传感器的位置与姿 态 ，实现定点摄影和无地面控制的高精度对地 观测和三维重建。
1. 发展过程
• 空间技术的发展
地面遥感-航空遥感-航天遥感
平台
航空－航天－多层面
空 间 空 中 地 面
• 传感器的发展 摄影: 紫外波段--可见光---近红外波段
黑白影像---多光谱影像
扫描仪:多光谱---中远红外---微波 雷达:微波
被动式---主动式
2 遥感技术的主要发展趋势
遥感技术从上世纪60年代提出至今，经历 了40年的发展后，已成为一门集空间科学技 术、通信技术、计算机技术等技术以及跨地 球科学、电子科学、物理学等学科的新兴科 学与技术。
海 啸 肆 虐
2004 12 . 26
福卫二号的汶川大地震前后大规模山崩影像
福卫二号北川县城影像
06年5月14日
08年5月13日
四、遥感的发展
概念的提出 ������ 1960年美国人提出的 我们可以把遥感看成是人类眼睛的延伸 ������ 两个方面:空间 光谱 ������ 历史：眼睛������ 望远镜������ 摄影机������ 空 中������ 航天
c）军事应用越来越重要：重要目标定位与侦 察、导航与武器制导、 打击效果评估、战场 环境监测等等；
d）高光谱遥感在精准农业中的应用．
e）在建设数字城市、数字省区和数字中国中 的应用：ＤＯＭ，ＤＥＭ和ＤＬＧ。
6 遥感基础理论的发展
a) 从影像的几何与物理方程出发，开展 全 定量化，遥感反演遥感正经历着由 定性→定量的发展；
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主动遥感与被动遥感
被动传感器 大气吸收 云层 散射
主动传感器 云层
折射
(热红外) (可见光 近红外)
发 射 波
后 向 散 射 波
(微波)
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反射
热辐射
四、遥感的作用
遥感的优点：大面积同步观测，时效性，数据的客观性、 综合性和可比性，经济性 应用：
１、气象领域（天气预报，全球气候变化） ２、灾害监测、动态监测（火灾、水灾、地质灾害等监测）
指从远距离、高空以至外层空间的各种平台 上，利用可见光、红外、微波等探测仪器， 通过摄影或扫描，信息感应、传输和处理， 从而识别地面物质的性质和运动状态的一门 现代化技术科学（陈述彭院士）
遥感系统
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课程结构
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从月球上看到的地球！
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二、遥感原理
不同地物具有不同的电磁波波谱特性； 根据不同地物波谱特性的不同，用遥感仪器 区别地物的种类。
邻轨立体
同轨立体
航天飞机雷达
雷达天线臂长 60 米
测绘的地形三维景观图
c) 将DGPS、INS和LIDAR集成，可实 现无地面控制的实时三维测量。
Ｑｕｉｃｋｂｉｒｄ： 利用三轴稳定装置，星相仪，GPS等辅助下，无 地面控制点的定位精度：17~23米
4 处理技术的发展
图像处理 光学处理－数字处理（数据压缩、
影像融合） 信息提取 目视判读－自动分类－专家系统 图像分析 定性－定量（作物估产－精细农 业） 软 件 人机对话－视窗式－智能化、构 件式、集成化、固件化
5 遥感应用领域的拓展
a）利用多时相影像发现土地利用变化、农业 作物估产、林业资源调查、自然灾害监测、 全球和局部环境监测；
b）利用高分辨率影像提取城市信息(交通道路 网络)；
分辩力
单一（低）分辨力－ 多（高）分辨 力－影像金字塔 谱
相
光
时
多光谱－高光谱（成像光谱仪）
单时相－多时相－任意时相（小卫 星群）
分辩力
单一（低）分辨力 －多（高）分辨力 －影像金字塔
武汉市TM影像
分辨率 30 m
SPOT -5多光谱 影像
分辨率 10 M
SPOT-5 影像
分辨率 2.5 M
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主要内容
遥感的定义 遥感的原理 遥感的类型 遥感的作用 遥感的发展
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一、遥感的定义
地球科学与空间数据 空间数据的获取方法 Ground-based Methods Remote Sensing based Methods
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What is RS?
Remote sensing is often defined as acquiring information about objects without being in direct physical contact with them.
３、农业领域（农作物估产、精细农业）
４、环境领域（大气环境、水环境、固体废弃物监测、生态环境监 测） ５、资源领域（森林资源、水资源、耕地资源等） ６、数字地球应用，等
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1998年长江洪水监测
1998年8月1日早6时前
簰洲湾溃口
1998年8月1日晚8时后
多时卫星影像监测海啸 海啸前
海啸后
海啸泊岸
高光谱影像
高光谱影像 MODIS
分辨率 500m
M 3 459 ~ 479nm M 4 545 ~ 565nm
M 5 1230~1250nm
M 6 1628~1652nm
M 7 2105~2135nm
高光谱影像 MODIS
分辨率 1000 m
M 8 ~ 22
M 23 ~ 36
时 相
单时相－多时相－任意时相
快鸟融合影像
全色影像
分辨率 0.61m
+
多光谱影像分辨率 2.44m
快鸟影像——0.61m+2.44m
快鸟影像
0.61m+2.44m
TM 30m
影 像 金 字 塔
SPOT 10m
Sຫໍສະໝຸດ BaiduOT-5 2.5m
光
谱
多光谱－高光谱（成像光谱仪）
MODIS
M1
分辨率250m
620 ~ 670 nm
M 2 841 ~ 876nm