第一章绪论和遥感概述

土地遥感主讲教师：李艳副教授联系方式iyan522@浙江大学土地管理系本科生课程前言：教学要求上课认真听讲，记笔记，有不懂的地方及时提问或课后查阅资料。认真完成实习作业并按时上交，成绩将记入总分。认真完成课后作业。能自觉阅读课后参考书目。成绩：60%考试+30%实验+10%课堂前言：教学主要内容遥感概念及遥感技术系统遥感的物理基础航空摄影和航空像片航空像片的判读卫星影像及信息的提取遥感图像的计算机处理前言：教学目标掌握遥感的概念、遥感的原理与方法、遥感的技术系统。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（国土、海洋、气象、资源环境监测等）。前言：参考书目梅安新等.遥感导论.北京：高等教育出版社，2002彭望琭等.遥感概论.北京：高等教育出版社，2003胡著智等.遥感技术与地学应用.南京：南京大学出版社，2001遥感学报(1997～)遥感技术与应用（2000～）国土资源遥感（2000～）遥感导论

第一章绪论及遥感概述第二章遥感的物理基础第三章遥感传感器与成像原理第四章遥感图像处理第五章遥感图像目视解译与制图第六章遥感影像计算机解译第七章遥感影像地学分析与应用第八章3S技术应用

第一章遥感—碧空慧眼

本章提要(…)

§1

遥感概念

§2

遥感的特性

§3

遥感的过程及技术系统

§4

遥感的平台

§5

遥感的类型

§6

遥感的发展与应用领域

本章主要介绍遥感概念、遥感的特点、遥感数据、遥感数据类型、遥感数据的应用以及遥感技术的发展。

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。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。遥感技术已广泛应用于各种领域，成为地球环境资源的调查和规划不可缺少的有效手段。遥感：不与目标物接触，凭借其发来的某些信息，识别目标（广义的概念）遥感：在远离被测物体或现象的位置上，使用一定的仪器设备，接收、记录物体反射或发射的电磁波信息，经过对信息的传输、加工处理及分析与解译，对物体及现象的性质及其变化进行探测和识别的理论与技术（狭义的概念）。

§1遥感（remotesensing）的概念

利用传感器在高空获得地表的电磁波信息

§1遥感的概念

什么是传感器？传感器是收集、量测和记录遥远目标的信息的仪器，是遥感技术系统的核心。传感器一般由信息收集、探测系统、信息处理和信息输出4部分组成。

遥感数据（遥感数据获取示图）

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（遥感数据示例）。遥感数据获取原理

遥感数据获取原理接收预处理用户应用处理分析结果、图表输出遥感的基本原理示意图遥感基本原理示意图

空间特性视域范围大，具有宏观特性(…)。光谱特性：探测的波段从可见光向两侧延伸,扩大了地物特性的研究范围(…)。时相特性：周期成像，有利于进行动态研究和环境监测(…)。

§2遥感的特性

航空与航天飞行器运行快、周期短，可获得多时相数据。例如Landsat5每天环绕地球14.5圈，覆盖地球一遍所需时间仅16天，而气象卫星的周期更短（1天或半天）。

由于探测距离远，传感器所获得的地面影像覆盖的空间范围较大。如一幅Landsat图像，覆盖面积185km×185km,可以全部覆盖我国海南岛大小的面积。所取得的数据可进行大面积资源和环境调查，并且不受地形阻隔等限制。

目前用于遥感的电磁波段有紫外线、可见光、红外线和微波。

遥感的特点大面积的同步观测(…)。时效性(…)。数据的综合性和可比性(…)。经济性(…)。局限性(…)。

遥感获得的地物电磁波特性数据综合地反映了地球上许多自然、人文信息，客观地记录了地面的实际状况，数据综合性很强。同时，不同的卫星传感器获得的同一地区的数据以及同一传感器在不同时间获得的同一地区的数据，均具有可比性。

从投入的费用与所获取的效益看，遥感与传统的方法相比，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。如Landsat卫星的投入与效益比估计为1:80。

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。

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§2遥感的特性浙江省陆地区域的NOAA/AVHRR影像宏观性多波段性多时相性遥感的过程遥感过程是指遥感信息的获取、传输、处理及其判读分析和应用的全过程。以森林火灾为例§3遥感的过程及技术系统MISR:多角度分光辐射计遥感的技术系统目标物的电磁波特性（光谱特性)（遥感信息源）空间信息的获取遥感数据的传输和接收遥感图像处理遥感信息的提取、分析与应用§3遥感的过程及技术系统遥感技术系统目标地物的电磁波特性（遥感信息源）任何地物都可以发射、反射和吸收电磁波信号，都是遥感信息源。空间信息获取地物空间信息主要由搭载在遥感平台上的传感器（或遥感器）来获取。MSS传感器TM传感器遥感平台遥感数据传输和接收传感器接收到地物目标的电磁波信息，被记录在胶片或数字磁带上。地面卫星接收站接收、处理、存档、分发各类地球资源遥感卫星数据并进行相关技术研究，为遥感应用提供数据服务。遥感图像处理硬件系统计算机显示设备大容量存贮设备图像输入输出设备软件系统数据输入输出模块几何校正模块图像变换模块（滤波和增强）图像融合模块图像分类模块图像分析模块图像输出模块基于遥感影像的信息提取

遥感平台是装载传感器的运载工具,按高度分为：地面平台：指传感器搭载的遥感平台距离地面高度在800m以下，包括地面三角架、遥感车、遥感船、遥感塔等。为航空和航天遥感作校准和辅助工作，航空平台：传感器搭载在航空器上，包括飞机和气球。一般在50km以下航天平台：传感器搭载在航天器上，包括高空探测火箭、人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机。一般在50km以上获取不同面积、不同分辨率、不同用途的遥感数据可单独、也可配合使用。地面分辨率减小，受大气影响增大§4遥感的平台航天平台轨道卫星载人飞船（<500km)航天飞机（<300km)探空火箭（100-650km)地球同步卫星太阳同步卫星长寿命(500-1000km)（36000km）短寿命(150-500km)地面平台高塔（<300m)车船（<30m)观测架（几米）航空平台飞机气球飘浮气球（<50km）系留气球（<5km）高空飞机（10-20km）中空飞机（5-10km）低空飞机（<5km）高架车平台航空平台地面平台航天平台Insituspectroradiometermeasurementofsoybeans遥感车高空平台(10-20km)航摄飞机遥感飞机中低空(1-10Km)运五运十二航摄飞机其他飞机(500m)

GT500无人机航摄飞机航天飞机遥感卫星遥感卫星地球同步卫星（静止轨道卫星）太阳同步轨道卫星按工作平台分地面遥感主要研究地物的光谱特性航空遥感主要研究内容是地面上大比例尺的制图和资源的调查

航天遥感

主要的应用领域是小比例尺的、大范围的空间作业

航宇遥感

§5遥感的类型按电磁波段分可见光遥感:0.38-0.76mm微波遥感：1mm-10m之间紫外遥感：0.05-0.38mm多波段遥感：探测波段在可见光和红外波段范围内§5遥感的类型红外遥感(0.76-1000mm)近红外(0.76-3mm)中红外(3-6mm)远红外(6-15mm)热红外(15-1000mm)按传感器的工作方式分：主动遥感、被动遥感主动遥感：传感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：传感器不向目标发射电磁波，仅被动地接收目标物的自身发射和对自然辐射源的反射能量。

§5遥感的类型被动遥感主动遥感主动遥感和被动遥感按遥感应用的领域和目的分地质遥感、农业遥感、林业遥感、水利遥感和环境遥感等按波段宽度及波谱的连续性分高光谱遥感:利用很多狭窄的电磁波波段产生光谱连续的图像数据常规遥感：宽波段遥感，波段宽度一般大于100nm，且波段在波谱上不连续。

§5遥感的类型按遥感资料的显示形式分成像遥感、非成像遥感

§5遥感的类型§6遥感的发展和应用1、国外遥感的发展概况

①无记录的地面遥感阶段（1608-1838）望远镜②有记录的地面遥感阶段（1839-1857）摄影技术③空中摄影的遥感阶段（1858-1956）飞机、彩色摄影技术④航天遥感阶段（1957-）卫星、计算机、GIS一、遥感的发展2、我国遥感的发展概况起步晚、发展快①20世纪60年代末设立遥感学科②20世纪70年代，航空测量应用③20世纪70年代末，引进美国卫星技术和卫星资料、设备仪器，促进我国遥感技术与国际领先水平接近。④20世纪90年代始，越接近世界水平一、遥感的发展§7遥感的发展和应用1957年10月4日，苏联第一颗人造地球卫星的发射成功；1960年开始，美国发射了TIROS-1和NOAA-1太阳同步气象卫星，开始利用航天器对地球进行长期观测；1972年发射Landsat-1，装有MSS传感器，分辨率79米，标志着遥感进入新阶段；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，分辨率提高到10米；1988年9月7日中国发射的第一颗“风云1号”气象卫星；1999年美国发射IKNOS，空间分辨率提高到1米；1999年10月14日中国成功发射资源卫星1号；目前，高分辨率的商业卫星发展迅速。一、遥感的发展（卫星遥感）§7遥感的发展和应用3.遥感的发展趋势：平台：气球-飞机-卫星-飞船-航天飞机-空间站传感器：分辨率变高、稳定性变好、手段变多遥感信息的接收和处理：自动解译、自动分类遥感的应用：广、深入一、遥感的发展§7遥感的发展和应用二、遥感的应用1、外层空间遥感2.大气遥感3.海洋遥感4.陆地遥感5.军事遥感§7遥感的发展和应用二、遥感的应用（陆地遥感）林业：清查森林资源、监测森林火灾和病虫害。农业：作物估产、作物长势及病虫害预报。水文：水资源调查、水资源动态研究、冰雪监控、海洋渔业。国土资源：国土资源调查、规划和政府决策。气象：天气预报、气候预报、全球气候演变研究。§7遥感的发展和应用环境监测：水污染、海洋油污染、大气污染、固体垃圾等及其预报。测绘：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。城市：城市综合调查、规划及发展