遥感原理与应用-前言课件

遥感原理与应用前言遥感原理与应用前言1课程简介课程性质：本科专业必修课、研究生招生考试科目课程特点：基础、丰富、易学教学方式：课堂讲授+习题课+平时作业课程简介课程性质：本科专业必修课、研究生招生考试科目2参考教材孙家抦《遥感原理与应用》李德仁《摄影测量与遥感概论》张永生《高分辨率遥感卫星应用》参考教材孙家抦《遥感原理与应用》3主要期刊武汉大学学报(信息科学版)遥感学报中国图像图形学报ISPRSJournalofPhotogrammetryandRemoteSensing

IEEETransactionsonGeoscienceandRemoteSensingInternationalJournalofRemoteSensing主要期刊武汉大学学报(信息科学版)4网站资源--国际摄影测量与遥感学会-国家遥感中心-中科院遥感应用研究所----中国遥感卫星地面接收站网站资源-国际摄影测量与遥感学会5课程内容前言遥感的物理基础遥感平台和传感器遥感数据处理遥感图像人工识别遥感图像计算机识别遥感技术的应用课程内容前言6遥感的定义1960s美国海军科学研究部的布鲁依特首先提出了“遥感”（RemoteSensing）不接触物体本身，用遥感器收集目标物的电磁波信息，经处理、分析后，识别目标物、揭示目标物几何形状大小、相互关系及其变化规律的科学技术。同义词：遥感技术。——国家测绘局遥感是在不直接接触的情况下，对目标物或自然现象远距离感知的一门探测技术。具体地讲是指在高空和外层空间的各种平台上，运用各种传感器获取反映地表特征的各种数据，通过传输、变换和处理，提取有用的信息，实现研究地物空间形状、位置、性质及其与环境的相互关系的一门现代应用技术科学。——《遥感原理与应用》关键词：非接触传感器几何形状遥感的定义1960s美国海军科学研究部的布鲁依特首先提出了7遥感技术的基本原理地球上的物体都在不停地发射、反射和吸收电磁波，并且不同物体的电磁波特征是不同的，人们根据电磁波的差异来辨析不同的物体，遥感技术就是在这个原理的基础上发展起来的。遥感技术的基本原理地球上的物体都在不停地发射、反射和吸收电磁8遥感技术的特点范围大高分辨率多波段多时相遥感技术的特点范围大9范围大覆盖范围大、信息丰富。一景TM影像为185×185平方公里；影像包含各种地表景观信息，有可见的，也有潜在的。范围大覆盖范围大、信息丰富。一景TM影像为185×185平方10高分辨率影像分辨率亚米级大比例尺测图精确地物识别高分辨率影像分辨率亚米级11多波段GreenReflectanceNIRReflectance多波段GreenReflectanceNIRReflec12多时相重复探测，有利于进行动态分析。LasVegas,1992LasVegas,1986LasVegas,1972多时相重复探测，有利于进行动态分析。LasVegas,113遥感的分类按照遥感的工作平台分类：地面遥感、航空遥感、航天遥感。按照探测电磁波的工作波段分类：可见光遥感、红外遥感、微波遥感等。按照遥感应用的目的分类：环境遥感、农业遥感、林业遥感、地质遥感等按照资料的记录方式：成像方式、非成像方式按照传感器工作方式分类：主动遥感、被动遥感遥感的分类按照遥感的工作平台分类：14遥感的分类按遥感平台地面遥感：传感器设置在地面平台上，如车载、船载、手提、固定或活动高架平台等；航空遥感：传感器设置于航空器上，主要是飞机、气球等；航天遥感：传感器设置于环地球的航天器上，如人造地球卫星、航天飞机、空间站、火箭等；遥感的分类按遥感平台15遥感的分类按电磁波段紫外遥感：探测波段在0.05-0.38um可见光遥感：探测波段在0.38-0.76um红外遥感:探测波段在0.76-1000um微波遥感:探测波段在1mm-10m多波段遥感：探测波段在可见光和红外波段范围内，再分若干窄波段来探测目标。遥感的分类按电磁波段16主动式传感器被动式传感器主动传感器自身发射并接收经地面反射的能量，不受天气干扰被动传感器主要接收经地面反射的太阳光能量，受天气干扰大主动式传感器被动式传感器主动传感器自身发射并接收经地面反射的17遥感原理与应用-前言课件18推扫式CCD传感器（SPOT）框幅式摄影机（传统摄影测量用）光机扫描摄影机（TM、MSS）三种常用航空航天遥感（被动）传感器推扫式CCD传感器（SPOT）框幅式摄影机（传统摄影测量用）19传感器定轨定姿信息获取遥感数据接收处理服务与分发多种信息的融合与集成遥感成像机理各类型用户信息传输各级产品的生产各种应用卫星研制与发射遥感学研究范畴传感器定轨定姿遥感数据接收处理服务与分发多种信息的融合与集成20遥感系统的组成传感器接收系统图像处理视觉分析、解译用户大气光源地表覆盖遥感系统的组成传感器接收系统图像处理视觉分析、解译用户大气光21课程的组成用户第1章第1章第2，3章第2，3章第4，5，6章第7，8章课程的组成用户第1章第1章第2，3章第2，3章第4，5，6章22遥感数据过程遥感数据过程23早期遥感的发展1826年，第一张相片问世；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空中照片；1882年，英国人用风筝拍摄地面照片；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；1930年，美国开始全国航空摄影测量；1937年，出现了彩色航空像片。…早期遥感的发展1826年，第一张相片问世；24JNNiepce(1826,France)

Theworld’sfirstphotographicimageJNNiepce(1826,France)

The25Pigeons,1903.Asquadronofpigeonsequippedwithlightweight70-mmaerialcameras.Forobviousreasons,pigeonsarenotidealplatform.Pigeons,1903.26AerialphotographyinWorldWarIVerticalphotographyofWorldWarItrenchesinEurope.Close-upviewofaworldwarIAerialphotographyinWorldWa27现代遥感发展1957年，苏联发射第一颗人造地球卫星1970年代美国的陆地卫星高分辨率卫星（IKONOS,QUICKBIRD,SPOT）多光谱、高光谱卫星（MODIS）大幅面高分辨率航空传感器现代遥感发展1957年，苏联发射第一颗人造地球卫星28现代遥感发展1957年10月4日，苏联成功地把世界上第一颗绕地球运行的人造卫星送入轨道。卫星重83公斤，比美国准备在第2年初发射的卫星重8倍。绕地球一周需1小时35分，距地面的最大高度为900公里，用两个频道连续发送信号。

现代遥感发展1957年10月4日，苏联成功地把世界上第一颗绕29现代遥感发展

1972年7月23日美国发射了第一颗地球资源卫星（ERTS-1），后改称陆地卫星（LandSat-1）

MSS多光谱扫描仪（4bands）

RBV多光谱电视摄像仪空间分辨力80米遥感专用卫星Landsat1MSSimageofMountMcKinleyandenvirons,AlaskaRange,Alaska,on25Aug1972现代遥感发展1972年7月23日美国发射了第一颗地球资源卫30现代遥感发展1982年美国发射陆地卫星4号（LandSat-4）

TM专题制图仪7bands空间分辨力30米ThisisathematicmappercolorcompositeimageofAmazonas,Brazil,acquiredusingtheLandsat-4and5satellitesonAugust15,1988.现代遥感发展1982年美国发射陆地卫星4号（LandSat-31现代遥感发展1999年4月15日美国发射陆地卫星7号（LandSat-7）

ETM+增强型专题制图仪7bands空间分辨力30米全色波段分辨率为15米Landsat7imageofSingapore14.25meterresolutionDataacquisition:2000-04-28现代遥感发展1999年4月15日美国发射陆地卫星7号（Lan32现代遥感发展1999年4月17日美国发射IKONOS-1（失败）1999年9月24日美国发射IKONOS-2线阵CCD推扫横扫同轨、异轨立体全色0.82米RGB，近红外波段4米FirstIKONOSImage-TakenofWashingtonD.C.Verylargeimage7833*2209现代遥感发展1999年4月17日美国发射IKONOS-1（失33现代遥感发展2001年10月18日美国发射QuickBird-2线阵CCD推扫横扫同轨、异轨立体全色0.61米RGB，近红外波段2.4米SanFranciscoQuickBird0.61m现代遥感发展2001年10月18日美国发射QuickBird34现代遥感发展1986年2月法国发射第一颗陆地卫星（SPOT-1）2002年5月4日法国发射陆地卫星（SPOT-5）HRV线阵列推扫式成像仪全色5米全色立体2.5米RGB10米短波红外SWIR20米May7,2002,SPOT5firstimage:thecityofAthensEleusisharbour.A2.5mresolutionimagewasproducedusingtwo5mresolutionimagesfromHRGinstruments现代遥感发展1986年2月法国发射第一颗陆地卫星（SPOT-35现代遥感发展MODIS——中分辨率成像光谱仪（moderateresolutionimagingspectroradiometer）

36个波段250m（Bands1-2）-陆地500m（Bands3-7）-大气1000m（Bands8-36）-高空唯一将实时观测数据通过x波段向全世界直接广播

免费接收数据并无偿使用

现代遥感发展MODIS——中分辨率成像光谱仪（moderat36我国遥感发展1970年4月24日第一颗人造地球卫星——东方红1号1988年9月7日第一颗风云一号A星（5通道可见光、红外扫描辐射计）1999年5月19日风云一号C星（多光谱、可见光、红外扫描辐射计。其中7个可见光、近红外波段、3个红外波段）1999年10月14日第一颗资源一号卫星（中巴地球资源卫星，20米分辨率的5波段CCD相机、80米和160米分辨率的4波段红外扫描仪、256米分辨率的2波段宽视场成像仪）2002年3月“神舟三号”搭载中分辨率成像光谱仪（34bands）2002年5月15日海洋一号A卫星2003年10月中巴第二颗资源一号卫星2006年4月27日遥感卫星一号2006年12月8日风云二号D2007年4月12海洋一号B卫星2007年5月25日遥感卫星二号2007年9月19中巴第三颗“资源一号”卫星2007年10月24日“嫦娥-1”探月卫星上搭载高分辨率成像光谱仪我国遥感发展1970年4月24日第一颗人造地球卫星——东方37风云一号风云一号38风云二号风云二号39中巴资源卫星1号设计参数中巴资源卫星1号设计参数40中巴资源1号彩色合成图像

（武汉市）

中巴资源1号彩色合成图像

（武汉市）

41中国资源二号全色波段图像（3米）中国资源二号全色波段图像（3米）42中国的海洋卫星HY-1中国的海洋卫星HY-143HY-1水色扫描仪三通道合成图（菲律宾吕宋岛东北海域）

HY-1水色扫描仪三通道合成图（印尼苏拉威西北部海域）

HY-1水色扫描仪三通道合成图HY-1水色扫描仪三通道合成图44神舟三号神舟三号45神州三号中分辨率成像光谱仪获取的美国加州森林火灾图像神州三号中分辨率成像光谱仪获取的美国加州森林火灾图像46遥感技术的发展目视解译阶段（1850-1972）标志：遥感平台从气球、飞机、火箭，到卫星、航天飞机特点：目视解译、手工成图计算机自动分析阶段（1972-1999）标志：计算机的普及、图像的数字化、多光谱探测技术特点：计算机图像预处理、增强、模式识别、自动制图定量遥感阶段（1999年以后）标志：Landsat7和EOSTerra/Aqua的成功发射和运营；高光谱、高空间分辨率、高时间分辨率、多角度观测特点：地球环境系统及其变化过程的监测和分析遥感技术的发展目视解译阶段（1850-1972）47当前遥感发展主要特点与展望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微波、雷达、激光遥感日益受到关注主动式遥感的发展，是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有可以测量目标物波谱特性的光学传感器。遥感应用不断深化从单一信息源（或单一传感器）的信息（或数据）分析向多种信息源的信息（包括非遥感信息）复合及综合分析应用发展；从静态分析研究向多时相的动态研究、预测预报方向发展；从定性判读、制图向定量分析发展；从对地球局部地区及其各组成部分的专题研究向地球系统的全球综合研究方向发展。当前遥感发展主要特点与展望多国发射卫星的局面已经形成48本章结束遥感原理与应用-前言课件49遥感原理与应用前言遥感原理与应用前言50课程简介课程性质：本科专业必修课、研究生招生考试科目课程特点：基础、丰富、易学教学方式：课堂讲授+习题课+平时作业课程简介课程性质：本科专业必修课、研究生招生考试科目51参考教材孙家抦《遥感原理与应用》李德仁《摄影测量与遥感概论》张永生《高分辨率遥感卫星应用》参考教材孙家抦《遥感原理与应用》52主要期刊武汉大学学报(信息科学版)遥感学报中国图像图形学报ISPRSJournalofPhotogrammetryandRemoteSensing

IEEETransactionsonGeoscienceandRemoteSensingInternationalJournalofRemoteSensing主要期刊武汉大学学报(信息科学版)53网站资源--国际摄影测量与遥感学会-国家遥感中心-中科院遥感应用研究所----中国遥感卫星地面接收站网站资源-国际摄影测量与遥感学会54课程内容前言遥感的物理基础遥感平台和传感器遥感数据处理遥感图像人工识别遥感图像计算机识别遥感技术的应用课程内容前言55遥感的定义1960s美国海军科学研究部的布鲁依特首先提出了“遥感”（RemoteSensing）不接触物体本身，用遥感器收集目标物的电磁波信息，经处理、分析后，识别目标物、揭示目标物几何形状大小、相互关系及其变化规律的科学技术。同义词：遥感技术。——国家测绘局遥感是在不直接接触的情况下，对目标物或自然现象远距离感知的一门探测技术。具体地讲是指在高空和外层空间的各种平台上，运用各种传感器获取反映地表特征的各种数据，通过传输、变换和处理，提取有用的信息，实现研究地物空间形状、位置、性质及其与环境的相互关系的一门现代应用技术科学。——《遥感原理与应用》关键词：非接触传感器几何形状遥感的定义1960s美国海军科学研究部的布鲁依特首先提出了56遥感技术的基本原理地球上的物体都在不停地发射、反射和吸收电磁波，并且不同物体的电磁波特征是不同的，人们根据电磁波的差异来辨析不同的物体，遥感技术就是在这个原理的基础上发展起来的。遥感技术的基本原理地球上的物体都在不停地发射、反射和吸收电磁57遥感技术的特点范围大高分辨率多波段多时相遥感技术的特点范围大58范围大覆盖范围大、信息丰富。一景TM影像为185×185平方公里；影像包含各种地表景观信息，有可见的，也有潜在的。范围大覆盖范围大、信息丰富。一景TM影像为185×185平方59高分辨率影像分辨率亚米级大比例尺测图精确地物识别高分辨率影像分辨率亚米级60多波段GreenReflectanceNIRReflectance多波段GreenReflectanceNIRReflec61多时相重复探测，有利于进行动态分析。LasVegas,1992LasVegas,1986LasVegas,1972多时相重复探测，有利于进行动态分析。LasVegas,162遥感的分类按照遥感的工作平台分类：地面遥感、航空遥感、航天遥感。按照探测电磁波的工作波段分类：可见光遥感、红外遥感、微波遥感等。按照遥感应用的目的分类：环境遥感、农业遥感、林业遥感、地质遥感等按照资料的记录方式：成像方式、非成像方式按照传感器工作方式分类：主动遥感、被动遥感遥感的分类按照遥感的工作平台分类：63遥感的分类按遥感平台地面遥感：传感器设置在地面平台上，如车载、船载、手提、固定或活动高架平台等；航空遥感：传感器设置于航空器上，主要是飞机、气球等；航天遥感：传感器设置于环地球的航天器上，如人造地球卫星、航天飞机、空间站、火箭等；遥感的分类按遥感平台64遥感的分类按电磁波段紫外遥感：探测波段在0.05-0.38um可见光遥感：探测波段在0.38-0.76um红外遥感:探测波段在0.76-1000um微波遥感:探测波段在1mm-10m多波段遥感：探测波段在可见光和红外波段范围内，再分若干窄波段来探测目标。遥感的分类按电磁波段65主动式传感器被动式传感器主动传感器自身发射并接收经地面反射的能量，不受天气干扰被动传感器主要接收经地面反射的太阳光能量，受天气干扰大主动式传感器被动式传感器主动传感器自身发射并接收经地面反射的66遥感原理与应用-前言课件67推扫式CCD传感器（SPOT）框幅式摄影机（传统摄影测量用）光机扫描摄影机（TM、MSS）三种常用航空航天遥感（被动）传感器推扫式CCD传感器（SPOT）框幅式摄影机（传统摄影测量用）68传感器定轨定姿信息获取遥感数据接收处理服务与分发多种信息的融合与集成遥感成像机理各类型用户信息传输各级产品的生产各种应用卫星研制与发射遥感学研究范畴传感器定轨定姿遥感数据接收处理服务与分发多种信息的融合与集成69遥感系统的组成传感器接收系统图像处理视觉分析、解译用户大气光源地表覆盖遥感系统的组成传感器接收系统图像处理视觉分析、解译用户大气光70课程的组成用户第1章第1章第2，3章第2，3章第4，5，6章第7，8章课程的组成用户第1章第1章第2，3章第2，3章第4，5，6章71遥感数据过程遥感数据过程72早期遥感的发展1826年，第一张相片问世；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空中照片；1882年，英国人用风筝拍摄地面照片；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；1930年，美国开始全国航空摄影测量；1937年，出现了彩色航空像片。…早期遥感的发展1826年，第一张相片问世；73JNNiepce(1826,France)

Theworld’sfirstphotographicimageJNNiepce(1826,France)

The74Pigeons,1903.Asquadronofpigeonsequippedwithlightweight70-mmaerialcameras.Forobviousreasons,pigeonsarenotidealplatform.Pigeons,1903.75AerialphotographyinWorldWarIVerticalphotographyofWorldWarItrenchesinEurope.Close-upviewofaworldwarIAerialphotographyinWorldWa76现代遥感发展1957年，苏联发射第一颗人造地球卫星1970年代美国的陆地卫星高分辨率卫星（IKONOS,QUICKBIRD,SPOT）多光谱、高光谱卫星（MODIS）大幅面高分辨率航空传感器现代遥感发展1957年，苏联发射第一颗人造地球卫星77现代遥感发展1957年10月4日，苏联成功地把世界上第一颗绕地球运行的人造卫星送入轨道。卫星重83公斤，比美国准备在第2年初发射的卫星重8倍。绕地球一周需1小时35分，距地面的最大高度为900公里，用两个频道连续发送信号。

现代遥感发展1957年10月4日，苏联成功地把世界上第一颗绕78现代遥感发展

1972年7月23日美国发射了第一颗地球资源卫星（ERTS-1），后改称陆地卫星（LandSat-1）

MSS多光谱扫描仪（4bands）

RBV多光谱电视摄像仪空间分辨力80米遥感专用卫星Landsat1MSSimageofMountMcKinleyandenvirons,AlaskaRange,Alaska,on25Aug1972现代遥感发展1972年7月23日美国发射了第一颗地球资源卫79现代遥感发展1982年美国发射陆地卫星4号（LandSat-4）

TM专题制图仪7bands空间分辨力30米ThisisathematicmappercolorcompositeimageofAmazonas,Brazil,acquiredusingtheLandsat-4and5satellitesonAugust15,1988.现代遥感发展1982年美国发射陆地卫星4号（LandSat-80现代遥感发展1999年4月15日美国发射陆地卫星7号（LandSat-7）

ETM+增强型专题制图仪7bands空间分辨力30米全色波段分辨率为15米Landsat7imageofSingapore14.25meterresolutionDataacquisition:2000-04-28现代遥感发展1999年4月15日美国发射陆地卫星7号（Lan81现代遥感发展1999年4月17日美国发射IKONOS-1（失败）1999年9月24日美国发射IKONOS-2线阵CCD推扫横扫同轨、异轨立体全色0.82米RGB，近红外波段4米FirstIKONOSImage-TakenofWashingtonD.C.Verylargeimage7833*2209现代遥感发展1999年4月17日美国发射IKONOS-1（失82现代遥感发展2001年10月18日美国发射QuickBird-2线阵CCD推扫横扫同轨、异轨立体全色0.61米RGB，近红外波段2.4米SanFranciscoQuickBird0.61m现代遥感发展2001年10月18日美国发射QuickBird83现代遥感发展1986年2月法国发射第一颗陆地卫星（SPOT-1）2002年5月4日法国发射陆地卫星（SPOT-5）HRV线阵列推扫式成像仪全色5米全色立体2.5米RGB10米短波红外SWIR20米May7,2002,SPOT5firstimage:thecityofAthensEleusisharbour.A2.5mresolutionimagewasproducedusingtwo5mresolutionimagesfromHRGinstruments现代遥感发展1986年2月法国发射第一颗陆地卫星（SPOT-84现代遥感发展MODIS——中分辨率成像光谱仪（moderateresolutionimagingspectroradiometer）

36个波段250m（Bands1-2）-陆地500m（Bands3-7）-大气1000m（Bands8-36）-高空唯一将实时观测数据通过x波段向全世界直接广播

免费接收数据并无偿使用

现代遥感发展MODIS——中分辨率成像光谱仪（moderat85我国遥感发展1970年4月24日第一颗人造地球卫星——东方红1号1988年9月7日第一颗风云一号A星（5通道可见光、红外扫描辐射计）1999年5月19日风云一号C星（多光谱、可见光、红外扫描辐射计。其中7个可见光、近红外波段、3个红外波段）1999年10月14日第一颗资源一号卫星（中巴地球资源卫星，20米分辨率的5波段CCD相机、80米和160米