遥感技术应用及范围

课程名称：浅谈遥感技术
学院：矿业学院专业：测绘工程姓名：骆林学号：0908010213 年级：测绘091 任课教师：汪泓
2012年6月30日
浅谈遥感技术
摘要：遥感技术是20世纪60年代兴起的一种探测技术，是根据电磁波的理论，应用各种传感仪器对远距离目标所辐射和反射的电磁波信息，进行收集、处理，并最后成像，从而对地面各种景物进行探测和识别的一种综合技术。

目前利用人造卫星每隔18天就可送回一套全球的图像资料。

利用遥感技术，可以高速度、高质量地测绘地图。

关键词：遥感，卫星，发展，技术应用。

正文：遥感技术是从人造卫星、飞机或其他飞行器上收集地物目标的电磁辐射信息，判认地球环境和资源的技术。

它是60年代在航空摄影和判读的基础上随航天技术和电子计算机技术的发展而逐渐卫星遥感技术形成的综合性感测技术。

任何物体都有不同的电磁波反射或辐射特征。

航空航天遥感就是利用安装在飞行器上的遥感器感测地物目标的电磁辐射特征，并将特征记录下来，供识别和判断。

把遥感器放在高空气球、飞机等航空器上进行遥感，称为航空遥感。

把遥感器装在航天器上进行遥感，称为航天遥感。

完成遥感任务的整套仪器设备称为遥感系统。

航空和航天遥感能从不同高度、大范围、快速和多谱段地进行感测，获取大量信息。

航天遥感还能周期性地得到实时地物信息。

因此航空和航天遥感技术在国民经济和军事的很多方面获得广泛的应用。

例如应用于气象观测、资源考察、地图测绘和军事侦察等
遥感技术是从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光
卫星云图红外线，对目标进行探测和识别的技术。

例如航空摄影就是一种遥感技术。

人造地球卫星发射成功，大大推动了遥感技术的发展。

现代遥感技术主要包括信息的获取、传输、存储和处理等环节。

完成上述功能的全套系统称为遥感系统，其核心组成部分是获取信息的遥感器。

遥感器的种类很多，主要有照相机、电视摄像机、多光谱扫描仪、成象光谱仪、微波辐射计、合成孔径雷达等。

传输设备用于将遥感信息从远距离平台(如卫星)传回地面站。

信息处理设备包括彩色合成仪、图像判读仪和数字图像处理机等。

任何物体都具有光谱特性，具体地说，它们都具有不同的吸收、反射、辐射光谱的性能。

在同一光谱区各种物体反映的情况不同，同一物体对不同光谱的反映也有明显差别。

即使是同一物体，在不同的时间和地点，由于太阳光照射角度不同，它们反射和吸收的光谱也各不相同。

遥感技术就是根据这些原理，对物体作出判断。

遥感技术通常是使用绿光、红光和红外光三种光谱波段进行探测。

绿光段一般用来探测地下水、岩石和土壤的特性；红光段探测植物生长、变化及水污染等；红外段探测土地、矿产及资源。

此外，还有微波段，用来探测气象云层及海底鱼群的游弋。

1：初期发展1839-1857
1858年用系留气球拍摄了法国巴黎的鸟瞰像片
1903年飞机的发明
1909年第一张航空像片
一战期间（1914-1918）：形成独立的航空摄影测量学的学科体系
二战期间（1931-1945）：彩色摄影、红外摄影、雷达技术、多光谱摄影、扫描技术以及运载工具和判读成图设备
2：现代遥感
1957年：前苏联发射了人类第一颗人造地球卫星
20世纪60年代：美国发射了TIROS、ATS、ESSA等气象卫星和载人宇宙飞船
1972年：发射了地球资源技术卫星ERTS-1（后改名为Landsat Landsat-1），装有MSS感器，分辨率79米
1982年Landsat-4发射，装有TM传感器，分辨率提高到30米 1986年法国发射SPOT-1，装有PAN和XS遥感器，分辨率提10米
1999年美国发射 IKNOS，空间分辨率提高到1米
3：中国遥感事业
1950年代组建专业飞行队伍，开展航摄和应用
1970年4月24日，第一颗人造地球卫星
1975年11月26日，返回式卫星，得到卫星像片
80年代空前活跃，六五计划遥感列入国家重点科技攻关项目
1988年9月7日中国发射第一颗“风云1号”气象卫星
1999年10月14日中国成功发射资源卫星1
4：遥感技术应用与范围
遥感技术广泛用于军事侦察、导弹预警、军事测绘、海洋监视、气象观测和互剂侦检等。

在民用方面,遥感技术广泛用于地球资源普
查、植被分类、土地利用规划、农作物病虫害和作物产量调查、环境污染监测、海洋研制、地震监测等方面。

遥感技术总的发展趋势是：提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,以及增强遥感系统的抗干扰能力。

遥感按常用的电磁谱段不同分为可见光遥感、红外遥感、多谱段遥感、紫外遥感和微波遥感。

1、可见光遥感：应用比较广泛的一种遥感方式。

对波长为0.4～0.7微米的可见光的遥感一般采用感光胶片（图像遥感）或光电探测器作为感测元件。

可见光摄影遥感具有较高的地面分辨率，但只能在晴朗的白昼使用。

2、红外遥感：又分为近红外或摄影红外遥感，波长为0.7～1.5微米,用感光胶片直接感测；中红外遥感,波长为1.5～5.5微米；远红外遥感,波长为5.5～1000微米。

中、远红外遥感通常用于遥感物体的辐射，具有昼夜工作的能力。

常用的红外遥感器是光学机械扫描仪。

3、多谱段遥感：利用几个不同的谱段同时对同一地物（或地区）进行遥感，从而获得与各谱段相对应的各种信息。

将不同谱段的遥感信息加以组合，可以获取更多的有关物体的信息，有利于判释和识别。

常用的多谱段遥感器有多谱段相机和多光谱扫描仪。

4、紫外遥感：对波长0.3～0.4微米的紫外光的主要遥感方法是紫外摄影。

5、微波遥感：对波长 1～1000毫米的电磁波（即微波）的遥感。

微波遥感具有昼夜工作能力，但空间分辨率低。

雷达是典型的主动微波系统，常采用合成孔径雷达作为微波遥感器。

现代遥感技术的发展趋势是由紫外谱段逐渐向 X射线和γ射线扩展。

从单一的电磁波扩展到声波、引力波、地震波等多种波的综合。

5：遥感技术的应用
1、地质遥感
遥感技术应用于大面积的地质灾难调查，可达到及时、具体、准确且经济的目的。

在2008年“5.12”汶川大地震的后续救援工作中，遥感技术就发挥了突出作用，第一时间提供了地质地貌变化情况，为政府作出正确决策提供了依据。

在舟曲泥石流灾害中，中国科学院对地观测与数字地球科学中心科研人员就使用遥感技术，重点提取了6条沟谷与泥石流发生有关的信息，得到集水面积、流域平均坡度、流域落差和植被覆盖度等参数。

经过分析，科研人员判断出，当地哪些地方仍存在泥石流隐患，哪些地段发生大型泥石流的可能性较小，让前方人员可以更有针对性地安排救灾工作。

2、林业遥感
在林业方面，利用遥感技术可以清查森林资源，监测森林火灾和病虫害。

火灾是林业的大敌，利用航空红外遥感技术，不仅能发现已燃烧起来的烈火，而且可以探测到面积小于0.1-0.3㎡小火情，还能及时预报由于自燃尚未起火的隐伏火情。

利用卫星遥感，一次就可探测到上千平方千米范围内发生的林火现象。

卫星遥感防火监测服务在吉林省森林和草原防火工作中发挥了重要作用，对于人烟稀
少的原始林区，能及时监测到瞭望岗哨难以发现的火点，为林火的扑救赢得时间。

3、测绘遥感
人造卫星每隔18天就可送回一套全球的图像资料。

利用遥感技术，可以高速度、高质量地测绘地图。

4、军事遥感
在伊拉克战争中，遥感技术发挥了重要的作用，如打击目标的确定，水源的发现，地下坑道的发现，隐藏所的目标锁定等。

为战争的战略指挥和后勤工作做了充分的准备，最大限度的发挥攻击效益，极大的增强了军队战斗力。

自动化侦察系统，搜集预处理情报系统，自动化通信系统，气象侦察等，充分保障了空中、地面作战的进行。

遥感技术获得的信息探测范围大，资料新颖，而且为动态变化，还可迅速成图，搜集方便，不受雨雾、地形等条件的限制。

科索沃战争就是一场现代化的信息战，科索沃上空20多颗卫星进行了追踪定位侦察，监视部队动态变化并及时传递信息，制导轰炸。

阿富汗战争更有着太多的始料未及，B-52的远程轰炸，直接从美本土起飞，飞行上万里，且目标准确，由于传感的精确指导，美泊于印度洋上的航空母舰直接进行导弹发射，阿富汗多山的优势，在遥感监听下亦丧失殆尽，崇山峻岭中山洞的防御亦不能逃脱精确制导的打击，微波的功能让塔利班地下工事无所遁形。

5、农业遥感
农业遥感是指利用遥感技术进行农业资源调查，土地利用现状分
析，农业病虫害监测，农作物估产等农业应用的综合技术，是当前遥感应用的最大用户之一。

在2007年的中央一号文件中写到“鼓励有条件的地方在农业生产中积极采用全球卫星定位系统、地理信息系统、遥感和管理信息系统等技术。

”可见遥感在农业中的重要地位。

①．农作物估产与监测
2004年以来，利用遥感估产运行系统得到的冬小麦、玉米的长势、墒情、面积和产量监测结果一直纳入农业部“农情信息发布日历”,成为农业部粮食会商的3大信息渠道之一,通过农业部官方网站对外发布。

像遥感站所进行的冬小麦监测、玉米监测就是遥感估产运行系统中的地面调查系统。

②．在病虫害防治中的应用
在小麦生产中，小麦条锈病是损失大、危及范围最广的一种病害。

长期以来，我国对小麦条锈病的监测工作仅限于田间取样调查。

但是，针对大面积病害的监测，采用人工调查不仅耗费大量人力物力，而且监测效率很低，等病情上报到有关部门时，往往病害已大范围暴发。

在国家自然科学基金的支持下，中国农业大学农学与生物技术学院副院长马占鸿教授带领的研究团队已能够利用卫星遥感技术对我国主要小麦品种实施条锈病病情监测。

和人工进行农作物病虫害监测相比，采用卫星遥感监测效率更高，精度更高。

③．农情监测
农情参数的获取可以用于指导农田的生产管理，实行变量投入，达到优化生产、提高生产率、减少污染，是现代化农业发展的趋势。

遥感技术具有覆盖范围大、探测周期短、现时性强、费用成本低的特点，为农情参数快速、准确、动态地获取提供了重要的技术手段。

6、环境遥感
遥感技术应用于环境监测上既可宏观观测空气、土壤、植被和水质状况，为环境保护提供决策依据，也可实时快速跟踪和监测突发环境污染事件的发生、发展，及时制定处理措施，减少污染造成的损失。

1.遥感技术在水污染监测方面的应用
利用红外扫描仪监视石油污染，全球每年排入海洋的石油及其制品高达1000万吨，利用多光谱航片可对海面石油污染进行半定量分析，将彩色航片同步拍照与近红外片做的彩色密度分割图相比较，更精密地判断和解译信息，参照图片画出不同油膜厚度的大致分级图。

通过彩色密度分割图像，特别是数字密度分割图，可以更准确地判断油量的分布情况。

通过彩色密度分割可把相差零点零几厚度的海面油膜区分出层次来，这有利于用航空遥感对海面油的扩散分布和半定量研究。

浓度大的地方是黄色，往外扩散的油膜变薄，呈黄紫混在一起的颜色，再往外扩散的油膜就更薄些呈紫色。

通过对污染发生后各天的气象卫星图像的对比分析，确定油膜的漂移方向，计算出其扩散速度和扩散面积。

2.遥感技术在大气环境监测方面的应用
①、气候变化
美国、欧盟、日本和俄罗斯的地球同步轨道气象卫星组成的静止气象卫星监测系统昼夜不停地观测地球的气候变化，得到全球范围内
的大气参数、海洋参数、地表状况、辐射收支和臭氧分布等信息，对全球变暖、臭氧层空洞以及厄尔尼诺现象的研究非常重要。

②、臭氧层
臭氧层位于地球上空25～30千米的平流层中，对0.3米以下紫外区的电磁波有较大吸收，可用紫外波段来测定臭氧层的变化。

臭氧层在2.74毫米处也有一个吸收带，可用频率为11O83兆赫兹的地面微波辐射计来测定臭氧在大气中的垂直分布。

另外臭氧层会吸收太阳紫外线而升温，可使用红外波段来探测，如用7.75～13.3微米热红外探测器测定臭氧层的温度变化，参照浓度与温度的相关关系，推算出臭氧浓度的水平分布。

3.利用遥感技术监测自然灾害
遥感技术对于暴雨、水土流失、地震和山体滑坡等地质灾害的调查与监测也很有效。

比如说地震与地球活动构造块体分布及其活动方式密切相关，利用卫星预测地震技术主要集中在电磁波辐射和电离层异常监测、地表形变监测、红外辐射监测以及卫星重力监测等方面。

总之，卫星遥感技术的迅速发展，把人类带入了立体化、多层次、多角度、全方位和全天候地对地观测的新时代。

6：优越性
中科院运用遥感技术勘测分布图探测范围大：航摄飞机高度可达10km左右；陆地卫星轨道高度达到910km左右。

一张陆地卫星图像覆盖的地面范围达到3万多平方千米，约相当于我国海南岛的面积。

我国只要600多张左右的陆地卫星图像就可以全部覆盖。

获取资料的速度快、周期短。

实地测绘地图，要几年、十几年甚至几十年才能重复一次；陆地卫星4、5为例，每16天可以覆盖地球一遍。

受地面条件限制少：不受高山、冰川、沙漠和恶劣条件的影响。

遥感技术手段多，获取的信息量大：用不同的波段和不同的遥感仪器，取得所需的信息；不仅能利用可见光波段探测物体，而且能利用人眼看不见的紫外线、红外线和微波波段进行探测；不仅能探测地表的性质，而且可以探测到目标物的一定深度；微波波段还具有全天候工作的能力；遥感技术获取的信息量非常大，以四波段陆地卫星多光谱扫描图像为例，像元点的分辨率为79×57m，每一波段含有7600000个像元，一幅标准图像包括四个波段，共有3200万个像元点。

用途：遥感技术已广泛应用于农业、林业、地质、地理、海洋、水文、气象、测绘、环境保护和军事侦察等许多领域。

7：发展趋势
1、进行地面,航空,横天多层次遥感,建立地球环境卫星观测网络。

2、传感器向电磁波谱全波段覆盖。

3、图象信息处理实现光学-电子计算机混合处理,因入其他技术理论方法,实现自动分类和模式识别。

4、实现遥感分析解译的定量话与精确化。

5、与GIS和GPS形成一体化的技术系统。

8:参考文献
1：遥感导论梅安新，彭望琭，秦其明，刘慧平
2：遥感技术在大气监测中的应用王雪梅,邓孺孺,何执谦
3：遥感信息在晋城矿区大气环境质量评价中的应用盛业华,郭达志
4：MODIS卫星遥感北京地区气溶胶光学厚度及与地面光度计遥感的对比泰,李成才,张军华等
5：中国卫星遥感技术的应用发展和现状。