遥感在资源与环境中的应用第一章课件

1、第一章 绪论遥感的概念、发展及应用第一节 遥感的概念和组成 RS技术是60年代以来，在现代物理学（包括光学技术、红外技术、微波技术、雷达技术、激光技术和全息技术）、空间科学、电子计算机技术、数学方法和地球科学理论的基础上，建立和发展起来的一门新兴的综合性的边缘学科，是一门先进的，实用的探测技术。一、概念 RS（抽象）：安装在平台上的传感器，借助于某种信息传播媒介来感测遥远事物的过程。 RS技术（具体）：从不同高度的平台（如飞机、人造卫星等）使用传感器收集地物的电磁波信息，再将这些信息传输到地面并加以处理，从而达到对地物的识别与监测的全过程。二、遥感的组成要素 From the picture,

2、 we can find that an entire remote sensing system consists of following parts:Ground stationEnergy sourceTarget observedSensorPlatformEnergy Source: For land resources and environment detection, the main energy source is electromagnetic wave. Which is the media between the target observed and the se

3、nsor. Electromagnetic wave: three parameterswavelength, frequency and speed(same with the light), wavelength is the key parameter in remote sensing. the main energy source is from the solar radiation, the sun can emit different wavelength of electromagnetic wave, which forms an electromagnetic spect

4、rum.Target observed: The natural resources and environment, including vegetation, wetlands, and forests etc. In short, the earth surface features to be observed or interested. It can reflect the solar radiation and emit wave by itself, which can be collected by the sensor.Sensor: To collect, record

5、and transmit radiation information from the target. This is the key part to sense the target. Camera, scanner, radiometer, and so on.exampleDifferent sensors are suitable to special bandsPlatform: To support or hold the sensor, and make it work well. Plane, satellite, space craft, balloon, and so on

6、.Ground station: To control the satellite, receive and process the signal from the sensors. For the satellite, it is the user and controller, and for the terminal users(people who use the remote sensed data to solve the problems of their own fields), it is the data source.遥感系统组成图1 遥感系统组成第三节 遥感的分类：按遥

7、感对象分： 宇宙遥感：对象是宇宙中的天体和其他物质。 地球遥感：对象是地球和其他的事物。按遥感平台分： 航天遥感：平台处于海拔高度大于80km的空中，如火箭、人造卫星、 宇宙飞船、航天飞机等。 航空遥感：平台处于海拔高度小于80km的空中，如飞机、气球等。 地面遥感：平台处于地面。如三脚架、遥感车、塔、船等。按传播媒介分： 电磁波遥感：以可见光、红外、微波、紫外线较为常见。 声波遥感：适于探测海水和海底情况，一般用超声波。 力场遥感：重力场、磁力场、电力场等，适用于物理探矿。 地震波遥感：探测地层构造和探矿。按传感器工作方式分： 被动遥感：传感器本身不发射任何人工探测信号，只能被动地接受来自

8、对象的信息。如不用闪光灯的摄影。 主动遥感：传感器本身带有电磁波的辐射源，工作时向目标发射信号， 接收目标物反射这种辐射波的强度。如使用闪光灯的摄影和 侧视雷达。按资料获取方式分： 成象方式：把所探测的地物辐射的电磁波强度用不同的色调构成图象， 如航片、卫片等。 光学摄影：将探测到的地物的电磁波信息以深浅不同的色调直接记录在 感光胶片上。以照相机或摄影机进行。 扫描成象：将所探测视场分为若干象元，传感器按顺序接收每个象元的电 磁波强度，将其转换成电信号，经传输、处理再显示成图象。 如电视摄像、雷达成象等。 非成象方式：获取数据、曲线等形式的资料。如不扫描的辐射计。按应用领域分：农业遥感、林业遥

9、感、地质遥感、大气遥感等等。 第四节 遥感的过程The Remote Sensing Process Energy Source or Illumination (A): the first requirement for remote sensing is to have an energy source which illuminates or provides electromagnetic energy to the target of interest. Radiation and the Atmosphere (B): as the energy travels from its

10、source to the target, it will come in contact with and interact with the atmosphere it passes through. This interaction may take place a second time as the energy travels from the target to the sensor. The Remote Sensing Process Interaction with the Target (C): once the energy makes its way to the t

11、arget through the atmosphere, it interacts with the target depending on the properties of both the target and the radiation. Recording of Energy by the Sensor (D): after the energy has been scattered by, or emitted from the target, we require a sensor (remote - not in contact with the target) to col

12、lect and record the electromagnetic radiation.The Remote Sensing ProcessTransmission, Reception, and Processing (E): the energy recorded by the sensor has to be transmitted, often in electronic form, to a receiving and processing station where the data are processed into an image (hardcopy and/or di

13、gital).Interpretation and Analysis (F): the processed image is interpreted, visually and/or digitally or electronically, to extract information about the target which was illuminated. Image Interpretation:Visual Interpretation Digital ProcessingApplication (G): the final element of the remote sensin

14、g process is achieved when we apply the information we have been able to extract from the imagery about the target in order to better understand it, reveal some new information, or assist in solving a particular problem.第五节 遥感的特性空间特性：感测距离远，视域范围大。某些波段的遥感对冰雪、云雾、水体和陆地等有一定的穿透力。因此RS具有宏观性和直观性。如Landsat TM每

15、幅图象所表示的地面区域为185185km2。时相特性：平台运行快，周期短，能够周期成象。且能获得多时相、准同步的影象和数字资料。通过不同时间成象资料的对比，可以研究地面物体的动态变化，为环境监测、病虫害等地物发展变化规律的研究提供条件。光谱特性：探测波段从可见光向两侧延伸。现在，已用于遥感的电磁波段有射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波以及波长更长的无线电波等。各波段间性质差异很大，用途也各不相同。可以用于地物分类、制图、 遥感定量分析和应用等等。 遥感的优势：信息量大受地面条件限制少：可用于自然条件更劣，地面工作困难的地区。经济效益好：降低成本，特别是灾害预报、资源探测、资源清查等。用

16、途广发展迅速第六节 遥感的发展 世界遥感发展简史： 1962年：“RS”术语在第一次国际环境遥感讨论会后被普遍采用。 由美国海军研究局的伊普鲁伊特（Erelyn Pruitt）最早提出。 19世纪20年代：航空摄影 一战时期：主要用于军事。航空摄影因军事的需要得到发展， 形成了具有独立体系的航空摄影测量学象片判读 航空遥感 RS的初始阶段。 二战时期：航空摄影技术得到发展，从可见光扩展到紫外线和红外波段长 及微波，形成现代航空遥感体系，开始用于自然资源调查。 1957年：前苏联发射了第一颗人造地球卫星； 60年代：美、苏发射了宇宙飞船；航天技术迅速发展，传感器不断改进 70年代初：美国发射了第

17、一颗地球资源技术卫星。 中国遥感发展简史： 50年代：开始开展航空摄影工作，并在此基础上，进行了土地资源、森林资源的调查研究及地质找矿、铁路选线等。 60年代：航空摄影初具规模，完成了大部分地区的航空摄影工作。 70年代初：成功地发射了第一颗人造地球卫星，并很快掌握了卫星回收技术， 获得了我国的第一批卫星图象。 70年代后期：购买了美国陆地卫星图象，并引进了数字图象处理系统。 发展趋势：（从应用角度） 遥感分析由单一遥感资料到多时相、多数据源（含非RS数据）的信息复合与 综合分析； 从资源环境静态分布研究到动态过程监测； 从动态监测到预测预报； 从定性调查、系列制图到计算机辅助的数字图象处理、

18、定量自动制图； 从对各种事物表面现象描述到内在规律分析、计量探求定量遥感。 发展趋势：（从技术角度）未来1020年内： 微波遥感技术进一步提高，其实用性可与现在的MSS，TM，HRV等传 感器不分伯仲。 星载传感器的地面分辨力和光谱分辨力大大提高，达到与目前航空摄影 的效果相似的程度。高光谱遥感、高空间分辨率遥感将得到极大发展， 激光测距与遥感成像、卫星定位技术的集成使3D实时成像成为可能。 专业图象处理软件的功能将不断完善，如可以读取多种数据格式，可 处理雷达数据、三维显示和分析、与GIS软件和数据库的兼容等等。 在信息提取方面，分形理论、小波变换、人工神经网络等方法使信息处 理和分析更趋智能化 RS将与GIS、GPS、DPS、ES更加紧密地结合，在各领域中发挥出更大的 作用第七节 遥感的应用 农林方面： 农业识别各类农作物、估产、灾害预报、分析长势； 林业调查森林资源、监测森林火灾和病虫害等等 ；（如1987年中国大兴安岭 特大森