遥感摄影绪论

1、1遥感技术与应用2009年11月1掌握遥感的概念、遥感的原理与方法、遥感的技术系统。前言 教学目标国土资源遥感掌握常用遥感数据的特征和应用、信息提取的方法。了解遥感信息的应用。2第一章 绪论第二章 遥感物理基础第三章 遥感成像原理第四章 遥感图像处理第五章 遥感图像目视解译第六章 遥感数字图像计算机解译第七章 遥感应用第八章 3S技术综合应用前言 教学内容国土资源遥感3第一章 绪论 本章主要内容遥感的基本概念 遥感系统遥感的类型遥感的特点遥感发展简史遥感的应用国土资源遥感4遥感技术是20世纪60年代发展起来的一门综合性探测技术。国土资源遥感1 遥感的基本概念遥感技术已广泛应用于各种领域，成为地

2、球环境资源的调查和规划不可缺少的有效手段。遥感技术与现代物理学、空间技术、计算机技术、数学和地理学密切相关。51 遥感的基本概念国土资源遥感6遥感(Remote Sensing)：“遥远的感知”，泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、力场（重力场、磁力场）、机械波（声波、地震波）等的探测 物探-物理探测。国土资源遥感1 遥感的基本概念广义的遥感狭义的遥感遥感特指从不同高度的平台（Platform）上，使用各种传感器（Sensor），接收来自地球表层的各种电磁波信息，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探测和识别的综合技术。7国土资源遥感1 遥感的基本概念遥感平台(P

3、latform)： 装载传感器的工具或设备地面平台(如遥感车、手提平台、地面观测台等)、航空平台(如飞机、气球、其他航空器等)、航天平台(如火箭、人造卫星、宇宙飞船、空间实验室、航天飞机等)传感器(Sensor)：接收、记录目标物电磁波特征的仪器（各种光学、无线电仪器），如扫描仪、雷达、摄影机、摄像机、辐射计等。是遥感技术系统的核心。遥测(Telemetry)：是指对被测物体某些运动参数和性质进行远距离测量的技术，分接触测量和非接触测量。遥控(Remote Control)：是指远距离控制目标物运动状态和过程的技术。8Definition of Remote Sensing The Exper

4、ts say Remote Sensing is “国土资源遥感 Group of techniques for collecting image or other forms of data about an object from measurements made at a distance from the object, and the processing and analysis of the data. - RESORS, CCRS Remote sensing is the measurement and analysis of electromagnetic radiati

5、on reflected from, transmitted through, or absorbed and scattered by the atmosphere, the hydrosphere and by material at or near the land surface, for the purpose of understanding and managing the Earths resources and environment. - Larry Morley9Definition of Remote SensingRemote sensing is the colle

6、ction of natural resources and environmental information using images acquired by sensors on board aircraft or spacecraft. - Bob Ryerson, CCRS国土资源遥感Remote sensing is the science of acquiring, processing, and interpreting images, and related data, acquired from spacecraft and satellites that record t

7、he interaction between matter and electromagnetic energy. 10国土资源遥感1 遥感的基本概念遥感基本内容遥感技术主要解决获取地球表层信息的手段问题，它包括传感器的设计与制造，传感器的扫描姿态，数据传输以及原始数据的预处理等。遥感理论主要任务是将数据（传感器所提供的可测参数值）转化为有用的信息，即可被人类理解的关于地球表层的某种物理的、几何的、生物学的及化学的参数。遥感应用主要任务是将信息转变为知识，所谓知识是对地球表层系统的物理过程及内在变化规律的认识和表达。遥感应用的特点是必须将由遥感手段获取的信息与母学科知识紧密结合，才能对地球表层

8、系统的现状作出正确的描述，对它的发展作出准确的判断。11 太阳辐射经过大气层到达地面，一部分与地面发生作用后反射，再次经过大气层，到达传感器。传感器将这部分能量记录下来，传回地面，即为遥感数据。国土资源遥感1 遥感的基本概念遥感数据12国土资源遥感1 遥感的基本概念遥感数据的获取接收预处理用户应用处理分析结果、图表输出13遥感系统的组成 遥感系统：是一个从地面到空中直至空间，从信息收集、存储、传输处理到分析判读、应用的完整技术系统。国土资源遥感2 遥感系统被测目标的信息特征 信息的获取 信息的处理 信息的记录和传输信息的应用 1415国土资源遥感2 遥感系统遥感系统的组成16国土资源遥感2 遥

9、感系统信息源任何目标物都具有发射、反射和吸收电磁波的性质，目标物与电磁波的相互作用构成目标物的电磁波特性，是遥感的信息源 信息的获取装载于各种遥感平台上的传感器接收目标地物的电磁波信息信息的记录与传输传感器接收到目标地物的电磁波信息，记录在胶片或数字磁介质上。胶片由人或回收舱送至地面回收，数字磁介质上记录的信息则可通过卫星上的微波天线传输给地面的卫星接收站。信息的处理地面站将接收到的遥感信息，进行一系列的处理（如信息恢复、辐射校正、卫星姿态校正、投影变换等），再转换为用户可使用的通用数据格式供用户使用。地面站或用户还可根据需要进行精校正处理和专题信息处理、分类等。信息的应用不同领域的专业人员根

10、据不同的目的对获取的遥感信息进行应用17国土资源遥感3 遥感的类型按遥感平台分地面遥感：传感器装载于地面平台上，如车载、船载、手提、固定或活动高架平台等；航空遥感：传感器装载于航空器上，主要是飞机、气球等；航天遥感：传感器装载于环地球的航天器上，如火箭、人造卫星、宇宙飞船、空间实验室、航天飞机等；航宇遥感：传感器装载于星际飞船上，指对地月系统以外的目标进行探测，如火星探测器等；18国土资源遥感3 遥感的类型按传感器的探测波段分紫外遥感：探测波段在0.050.38m之间；可见光遥感：探测波段在0.380.76m之间；红外遥感：探测波段在0.761000m之间；微波遥感：探测波段在1mm10m之间

11、；多波段遥感：探测波段在可见光波段和红外波段范围内，再分成若 干个窄波段来探测目标19国土资源遥感3 遥感的类型按探测波段对遥感类型的划分20国土资源遥感3 遥感的类型按工作方式分主动遥感 被动遥感 成像遥感 非成像遥感 传感器接收的目标电磁辐射信号不能形成图像主动遥感由探测器主动发射一定电磁波能量并接收目标的后向散射信号被动遥感的传感器不向目标发射电磁波，仅被动接收目标物的自身发射和对自然辐射源的反射能量传感器接收的目标电磁辐射信号可转换成(数字或模拟)图像21国土资源遥感3 遥感的类型主动遥感与被动遥感22国土资源遥感3 遥感的类型被动遥感主动遥感23国土资源遥感3 遥感的类型按应用领域分

12、按大的研究领域：空间遥感、大气层遥感、陆地遥感、海洋遥感等按具体应用领域：农业遥感：农作物估产、作物长势及病虫害预报等林业遥感：森林资源清查、森林火灾和病虫害监测等资源遥感：国土资源调查、规划和政府决策等环境遥感：水污染、海洋油污染、大气污染、固体垃圾等及其预报等水文遥感：水资源调查和动态研究、冰雪监控、海洋渔业调查等气象遥感：天气预报、气候预报、全球气候演变研究等城市遥感：城市综合调查、规划及发展等地质遥感：地质制图、矿产资源调查、工程地质和水文地质调查等测绘遥感：航空摄影测量测绘地形图、编制各种类型的专题地图和影像地图等24国土资源遥感4 遥感的特点宏观性覆盖范围大一景ERS影像为1001

13、00平方公里 一景TM影像为185185平方公里 一景地球同步气象卫星影像可覆盖地球表面的 1/325国土资源遥感4 遥感的特点26国土资源遥感4 遥感的特点综合性信息丰富综合反映了地表可见的自然和人文信息（如水系、植被、土地利用类型、城乡分布等） 也包含各种 潜在的信息（如地质构造等）。2728国土资源遥感4 遥感的特点多时相性Las Vegas, 1972Las Vegas, 1986Las Vegas, 1992多时相的重复观测，有助于进行动态分析28国土资源遥感4 遥感的特点29国土资源遥感4 遥感的特点30国土资源遥感4 遥感的特点31国土资源遥感4 遥感的特点Sep 11 1999

14、32国土资源遥感4 遥感的特点Dec 20 200233国土资源遥感4 遥感的特点多波段性可用探测波段的扩展使对地观测走向了全天时全天候。可见光遥感：白天红外遥感：昼夜（全天时）微波遥感：全天时全天候34国土资源遥感4 遥感的特点多波段图像绿色波段图像红外波段图像35国土资源遥感4 遥感的特点多波段图像红树林在不同波段上的影像36国土资源遥感4 遥感的特点经济性遥感的具有较高的投入产出比，与传统方法相比，可以大大地节省人力、物力、财力和时间，具有很高的经济效益和社会效益。局限性信息的提取方法不能满足遥感快速发展的要求数据的挖掘技术不完善，使得大量的遥感数据无法有效利用。375 遥感发展简史一、

15、遥感发展概况Remote Sensing 的提出：美国学者布鲁伊特于 1960年提出，61年正式通过。国土资源遥感遥感发展的三个阶段：萌芽阶段航空遥感阶段航天遥感阶段385 遥感发展简史国土资源遥感1839年，法国人达盖尔发明摄影术为摄影测量提供了基本手段1851年，法国陆军上校劳赛达提出交会摄影测量并测绘了万森城堡图，标志着摄影测量的开始1858年，法国摄影师纳达尔乘坐气球在巴黎郊外80m上空拍摄了世界上第一张航空影像1860年，美国人布莱克利用湿板拍摄了波士顿的航空像片1885年，法国人乘坐气球从2000英尺高空拍摄了巴黎的航空像片1903年，莱特兄弟发明了飞机使航空摄影和航空摄影测量成为

16、可能1906年，美国人劳伦仕用17只风筝吊着巨型相机拍摄了旧金山大火第一次世界大战期间，首台航摄仪的问世、立体坐标量测仪和1318立体测图仪的使用，真正开始了摄影测量学39 萌芽阶段1839年，达格雷发表第一张空中相片；1858年，法国人用气球携带照相机拍摄了巴黎的空中照片。1882年，英国人用风筝拍摄地面照片；国土资源遥感40 History of aerial photography and aerial platformsJ N Niepce (1826, France )The worlds first photographic image Upper loft of the hous

17、ePear tree & a patch of sky showingAnother wing of the houseThe slanting roof of the barn国土资源遥感41 G F Tournachon (1820-1910), he call himself Nadar. The first-known aerial photograph was obtained from a balloon by a Parisian photographer in 1858 near Paris,France.国土资源遥感42 Intrepid balloon, 1862 The

18、balloon being inflated by using portable hydrogen generating system during the Civil War . 国土资源遥感431906, Kitesfigure “San Francisco in ruins” ,G R Lawrence, Aerial photograph of “San Francisco in ruins” obtained after April 18,1906 earthquake using a captive airship consisting of 17 kites. The kites

19、 achieved at altitude of 2000 ft above sea level. 国土资源遥感44Pigeons,1903. A squadron of pigeons equipped with lightweight 70-mm aerial cameras. For obvious reasons, pigeons are not ideal platform .国土资源遥感45 航空遥感阶段1903年，莱特兄弟发明飞机，创造了条件。1909年，意大利人首次利用飞机拍摄地面照片。一战中，航空照相技术用于获取军事情报。一战后，航空摄影用于地形测绘和森林调查与地质调查。19

20、30年，美国开始全国航空摄影测量。1937年，出现了彩色航空像片。国土资源遥感46 1903， Wright Brothers 发明了飞机，使航空摄影测量成为可能。Engine-powered flight on December 17,1903. It lasted 12 seconds and covered 120 ft. 国土资源遥感47Aerial photography in World war IFigure Close-up view of a world war I Figure Vertical photography of World War I trenches in

21、Europe.国土资源遥感48Aerial photography in World war IIFigure Vertical aerial photograph of a V2 rocket launching facility a Peenemunde in World War II. 国土资源遥感49 航天遥感阶段1957年，苏联发射第一颗人造地球卫星；意义重大。70年代美国的陆地卫星法国的Spot卫星发展中国家的情况：中国，印度，巴西等。国土资源遥感5050年代航空摄影和应用工作。60年代，航空摄影工作初具规模，应用范围不断扩大。70年代，腾冲遥感实验获得巨大成功。70.4.24发射

22、第一颗人造地球卫星。80年代是大发展阶段。目前，某些方面已经进入世界先进水平行列。二、我国遥感发展概况5 遥感发展简史国土资源遥感51 我国遥感发展的特点国家的重视和支持，为遥感的快速发展奠定了基础。集中人力、物力重点公关，重点突破。全国性、大区域遥感工程的完成，充分显示了我国遥感的特色和水平。国土资源遥感5 遥感发展简史52多国发射卫星的局面已经形成高分辨率小型商业卫星发展迅速雷达卫星遥感日益受到青睐星载主动式遥感的发展，使探测手段更趋多样化。高光谱分辨率传感器是未来空间遥感发展的核心内容高光谱分辨率传感器是指既能对目标物成像又可以测量目标物波谱特性的光学传感器。遥感应用不断深化国土资源遥感

23、三、当前遥感发展主要特点与展望5 遥感发展简史53地理信息系统的支持促进遥感更进一步发展国土资源遥感5 遥感发展简史遥感手段获得的丰富信息需要GIS进行科学管理。遥感应用有赖于GIS提供多种信息源进行信息复合及其综合分析。因此，GIS是遥感的进一步发展和延伸，成为遥感发展的一个新动向。54 遥感应用从内容上可以概括为资源调查与应用、环境监测评价、区域分析规划及全球宏观研究四大领域。国土资源遥感6 遥感的应用55一、遥感在资源调查方面的应用土地利用类型调查精细农业作物估产“三北”防护林遥感综合调查国土资源遥感在农业、林业方面的应用：农、林土地资源调查、病虫害、土壤干旱、盐化沙化的调查及监测。56

24、国土资源遥感57一、遥感在资源调查方面的应用遥感在地质矿产方面的应用客观真实地反映各种地质现象，形象地反映区域地质构造,地质找矿,工程地质、地震地质、水文地质和灾害地质国土资源遥感58一、遥感在资源调查方面的应用在水文、水资源方面的应用水资源调查、流域规划、水土流失调查、海洋调查等青藏高原水资源调查夏威夷群岛淡水资源国土资源遥感59二、遥感在环境监测评价等方面的应用在环境监测方面的应用污染物位置、性质、动态变化及对环境的影响；环境制图长江三峡库区环境本底调查、环境演变分析、动态监测等在对抗自然灾害中的应用灾害性天气的预报旱情、洪水、滑坡、泥石流和病虫害森林火情预报与监测国土资源遥感60二、遥感

25、在环境监测评价等方面的应用国土资源遥感61三、在区域分析及建设规划方面的应用腾冲、长春、三北防护林等都是遥感区域分析的典范城市化和城市遥感的兴起：城市土地利用、环境监测、道路交通分析、环境地质、城市规划等国土资源遥感62四、遥感在全球性宏观研究中的应用全球性问题与全球性研究（Global Study）人口问题、资源危机、环境恶化等利用GPS监测和研究板快的运移；深大断裂活动；全球性气候研究和灾情预报；世界冰川的进退国土资源遥感63国土资源遥感64国土资源遥感65Population ChangeLas Vegas, 1964国土资源遥感66Population ChangeLas Vegas, 1972国土资源遥感67Population ChangeLas