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文档简介
遥感:地理系专业基础课。地理学研究地表分异规律,需大量地表数据源。遥感恰是一种于20世纪60年代发展起来的综合性的、宏观性的对地观测技术,在3S技术中起着提供数据源的基础作用。
20世纪地球科学进步的一个突出特点是人类开始脱离地球从太空观测地球(李德仁院士)课程的主要内容:遥感基本理论、遥感技术的优势与不足,遥感信息的处理,常见遥感数据源的特点。32+16第一章遥感概述1.1遥感的概念:RemoteSensing,遥远感知,是指在远离目标,不直接接触物体的情况下,使用对电磁波敏感的仪器,获取地物发射或反射的电磁波,进而对信息进行加工、处理,达到识别地物或获取地物某些信息(参数,高程、水气等)的一门综合性技术。任何地物都有发射、反射电磁波的能力,不同地物发射和反射的电磁波量不同,波长不同。物体这种对电磁波固有的波长特性叫光谱特性(SpectralCharacter)。遥感能够识别地物,即是因此。1.2遥感技术系统:遥感信息从获取、接收、处理及分析、应用的完整技术体系,它包括传感器及传感平台、地面卫星接收站、其他中继卫星及用户传感器:图像型(光学摄影型、扫描成像型、雷达成像型)、非图像型(获取的是地物的某些参数,高程水汽含量等),可把传感器搭载在三类平台上。地面平台(三角架、高塔等)航空平台(飞机汽球飞艇等)航天平台(卫星航天飞机飞船)地面卫星接收站:接收、处理、存档和分发各种遥感卫星数据,并进行卫星接收方式、数据处理方法及相关技术研究。其生产运行系统主要包括接收站、数据处理中心、光学处理中心。中国遥感卫星地面站密云站1986年、喀什站2008、三亚站2013地面站接收数据时,对卫星经过接收站能覆盖到的区域,通常直接接收实时传送数据。在覆盖不到的区域采用数据记录器MDR(missiondatarecorder)和跟踪数据中继卫星TDRS(trackinganddatarelaysatellite)两种方式。接收站除了接收本国卫星发回的观测数据外,还可以经过他国允许,每年交纳一定的金额来接收其他国家卫星发送的信息。从遥感卫星上向地面传输的数据,除图像数据外,还传送遥感平台上搭载仪器的温度、电压、电流、姿态等内测数据,可用于对图像进行校正原始数据一般记录在高密度磁带上,首先需回放读出,然后输入计算机提取卫星姿态与星历轨道等数据,提取校正影像所需参数,然后才能对影像进行校正。1.3遥感探测的特点1.在高空获得地物信息,具宏观性,可以实现大面积同步观测:普通卫星离地面400-上千公里,部分卫星2万到3万公里,几分钟的时间内即可观测到几万几十万平方公里甚至三分之一个地球2.快速可重复观测性,可以实现对一区的动态监测:以小时或天为周期,实现对同一点的重复观测。静止气象卫星每0.5h观测一次,太阳同步气象卫星每12h对同一点观测一次,资源卫星十几到二十天观测一次可用于对各种突发灾害的监测:沙尘暴、洪涝灾害、火灾等分布面积、曼延速度等3.技术手段多样,探测信息丰富:紫外到微波都可使用,从被动遥感到主动遥感,从常规遥感到高光谱遥感,从探测地物的分布到探测地物的细微特征4.较高的经济与社会效益:获取大量同步数据,和传统对地观测技术相比,节省时间人力和资金5.有自身的局限性:遥感信息中存在着误差,遥感中确定和不确定性的结合,遥感信息的处理技术滞后1.4遥感在现实中的应用
1.资源调查:森林、草地、耕地、滩涂、未利用地等各种土地利用形式的分布、质量等2.各种突发灾害的监测:火灾、泥石流、沙尘暴、洪灾等沙尘暴的分布范围、行进速度;洪灾的淹没面积、损失、洪峰的推进速度
3.气象预测:4.科学研究:探索全球气候变化等5.农作物估产提取植被生长信息:植被生产力变化6.地质测绘部门:绘制地形图、地质图
更新各类图件7.国防军事:夜间探测地物或是米级厘米级高分辨率影像1.5遥感技术的发展简史1860年人们开始在固定式气球上摄影,然后发展为在自由式气球上摄影20世纪初,莱特兄弟发明飞机1915年第一台航空摄影专用相机诞生,此后,航空遥感技术被广泛用军事侦察领域,1920年以后航空遥感才开始在民用领域应用遥感技术发展简史1957年10月4日,苏联第一颗人造地球卫星发射成功(航天事业的开始)
1960年,美国发射了TIROS-1和NOAA-1太阳同步卫星(气象卫星)1972年ERTS-1发射(后改名为Landsat-1),装有MSS传感器,分辨率79米(遥感技术新时代的开始)1982年Landsat-4发射,装有TM传感器,分辨率提高到30米遥感技术发展简史1986年法国发射SPOT-1,采用新式传感器,分辨率提高到10米1995年加拿大发射了RADARSAT-1雷达卫星(雷达卫星遥感的起点)1999年美国发射IKNOS,空间分辨率提高到1米,商业卫星遥感的开始2000年美国奋进号航天飞机利用雷达测绘了迄今最精确的地球三维地形图1.6遥感技术的发展趋势1.波谱范围增加,技术成熟。遥感波谱域从最早的可见光向近红外、短波红外、热红外、微波方向发展热红外成像、机载多极化合成孔径雷达和高分辨力穿透雷达、星载合成孔径雷达技术日益成熟
遥感技术的发展趋势2.大、中、小卫星相互协同,高、中、低轨道相结合,在时间分辨率上从半个小时到二十几天不等,形成一个不同时间分辨率的互补系列。遥感技术的发展趋势3.高空间分辨率新型传感器的应用空间分辨率从1km、500m、250m、80m、30m、20m、10m、5m发展到1m,军事侦察卫星传感器可达到15cm或者更高分辨率空间分辨率的提高,有利于分类精度的提高,但也增加了计算机分类的难度。遥感技术的发展趋势4.高光谱遥感的发展遥感波段宽度从早期的0.4um(黑白摄影)、0.1um(多光谱扫描)到5nm(成像光谱仪)波段宽度窄化,针对性更强,可以突出特定地物反射峰值波长的微小差异;同时提高了地物光谱分辨力,有利于区别各类物质在不同波段的光谱响应特性。2.09-2.35um1.55-1.75um0.77-0.90um0.63-0.69um0.52-0.61um0.52-0.45um遥感技术的发展趋势5.机载三维成像仪和干涉合成孔径雷达的发展和应用,将地面目标由二维测量为主发展到三维测量遥感技术的发展趋势6.各种新型遥感图像处理方法和算法将被用来解决海量遥感数据的处理、校正、融合和遥感信息可视化(定量和智能化处理)本节的学习内容遥感的概念:是指在远离目标,不直接接触目标的情况下,通过某种平台上搭载的传感器,获取来自于地物的电磁波信息,然后对所获信息进行提取、判定、加工处理及应用分析的综合性技术为什么我们能用遥感辨识地物?相对于传统地面信息获取方
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