第三章农业遥感技术与应用课件

农业信息技术与信息管理系统电气信息工程学院农业信息技术与信息管理系统电气信息工程学院第三章

农业遥感技术与应用

遥感技术概述电磁波谱与地物波谱特征遥感影像获取、解译与处理高光谱遥感与定量遥感基础农业遥感监测应用农业遥感监测实例第三章农业遥感技术与应用遥感技术概述第一节遥感技术概述一、遥感技术的概念二、遥感技术系统三、遥感技术的类型四、遥感技术的特点五、遥感技术发展与展望第一节遥感技术概述第一节遥感技术概述一、遥感技术的概念第一节遥感技术概遥感技术是20世纪60年代兴起并迅速发展起来的一门综合性探测技术。它是在航空摄影测量的基础上随着空间技术、电子计算机技术等当代科技的迅速发展，以及地学、生物学等学科发展的需要，发展形成的一门新兴技术学科。从以飞机为主要运载工具的航空遥感，发展到以人造地球卫星、宇宙飞船和航天飞机为运载工具的航天遥感，大大地扩展了人们的观察视野及观察领域，形成了对地球资源和环境进行探测和监视的立体观察体系；使地理学的研究和应用进入到一个新阶段。一、遥感技术的概念第一节遥感技术概述遥感技术是20世纪60年代兴起并迅速发展起来的一门综合性探测遥感（RemoteSensing）广义：“遥感”=“遥”（遥远）+“感”（感知）指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、力场、机械被(声波、地震波)等的探测。狭义：遥感是应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。一、遥感技术的概念第一节遥感技术概述遥感（RemoteSensing）一、遥感技术的概念第概念区别：遥测：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：指远距离控制目标物运动状态和过程的技术。遥感：空间遥感过程的完成往往需要综合运用遥测和遥控技术。如卫星遥感，必须有对卫星运行参数的遥测和卫星工作状态的控制等。遥感与航测：前者确定实体的物质成分，后者确定几何形态。如：一个山包，遥感可确定构成山包的物质是土或是岩石以及何种类型等，航测则确定其高程、面积及其形态等几何量。一、遥感技术的概念第一节遥感技术概述概念区别：遥测：指对被测物体某些运动参数和性质进行远距离测量第一节遥感技术概述一、遥感技术的概念遥感技术（RemoteSensing，RS）是指从不同高度的平台上，使用不同的传感器，收集地球表层各类地物的电磁波谱信息，并对这些信息进行分析处理，提取各类地物的特征，探测和识别各类地物的综合技术。由于地面目标的种类及其所处环境条件的差异，地面目标具有反射或辐射不同波长电磁波信息的特性，遥感正是利用地面目标反射或辐射电磁波的固有特性，通过观察目标的电磁波信息以达到获取目标的几何信息和物理属性的目的遥感数据采集示意图第一节遥感技术概述一、遥感技术的概念遥感技术（Remo第一节遥感技术概述一、遥感技术的概念遥感数据流程图不同地面目标所固有的电磁波特性受到太阳及大气等环境条件的影响后，再通过传感器收集并经过数据加工处理，最终应用到各种领域的数据流程。第一节遥感技术概述一、遥感技术的概念遥感数据流程图不二、遥感技术系统第一节遥感技术概述（一）空间信息获取系统（二）遥感数据传输与接收（三）遥感图像处理（四）遥感信息提取与分析二、遥感技术系统第一节遥感技术概述（一）空间信息获取系二、遥感技术系统（一）空间信息获取系统安放遥感仪器的载体收与记录地表物体辐射、反射与散射信息的仪器遥感摄影机光机扫描仪推帚式扫描仪成像光谱仪成像雷达第一节遥感技术概述二、遥感技术系统（一）空间信息获取系统安放遥感仪器的载体第三章农业遥感技术与应用课件第三章农业遥感技术与应用课件

遥感卫星气象卫星系列：

•泰诺斯（TIROS，电视和红外辐射观测卫星）

•NOAA（美国极轨气象卫星）

•“风云一号”、“风云二号”气象卫星陆地卫星系列：美国陆地卫星（Landsat）法国斯波特卫星（SPOT）中巴地球资源卫星（CBERS）高空间分辨率陆地卫星IKONOS-2、QuickBird海洋卫星系列：美国的Seasatl加拿大雷达卫星（RADARSAT）第一节遥感技术概述遥感卫星第一节遥感技术概述遥感卫星示意图第一节遥感技术概述第一节遥感技术概述二、遥感技术系统（二）遥感数据传输与接收第一节遥感技术概述遥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。从遥感卫星向地面接收站传输的空间数据中，除了卫星获取的图像数据以外，还包括卫星轨道参数、遥感器等辅助数据。这些数据通常用数字信号传送。遥感图像的模拟信号变换为数字信号时，经常采用二进制脉冲编码的PCM式（pulsecodemodulation：脉冲编码调制）。由于传送的数据量非常庞大，需要采用数据压缩技术。

二、遥感技术系统（二）遥感数据传输与接收第一节遥感技术第一节遥感技术概述（二）遥感数据传输与接收地面站接收的卫星数据通常被实时记录到HDDT(highdensitydigitaltape，高密度磁带)上，然后根据需要拷贝到CCT(computercompatibletape，计算机兼容磁带)、光盘、盒式磁带等其他载体上。CCT、光盘、盒式磁带等是记录、保存、分发卫星数据等最常用的载体。

卫星地面接收站的主要任务是接收、处理、存档和分发各类地球资源卫星数据。第一节遥感技术概述（二）遥感数据传输与接收地面站接收的卫第一节遥感技术概述第一节遥感技术概述中国遥感卫星地面站正在接收处理的卫星示意图第一节遥感技术概述中国遥感卫星地面站正在接收处理的卫星示意图第一节遥感技术第一节遥感技术概述二、遥感技术系统（三）遥感图像处理数据输入图像校正图像变换滤波和增强图像融合图像分类图像分析计算图像输出计算机显示设备大容量存贮设备图像输入输出设备遥感图像处理是在计算机系统支持下对遥感图像加工的各种技术方法的统称。遥感图像处理依赖于一定的图像处理设备。对于数字图像处理系统来说，它包括硬件和软件系统两部分。第一节遥感技术概述二、遥感技术系统（三）遥感图像处理数第一节遥感技术概述（四）遥感信息提取与分析遥感信息分析指通过一定的方法或模型对遥感信息进行研究，判定目标物的性质和特征或深入认识目标物的属性和环境之间的内在关系。遥感信息提取是从遥感图像（包括数字遥感图像）等遥感信息中有针对性地提取感兴趣的专题信息，以便在具体领域应用或辅助用户决策。第一节遥感技术概述（四）遥感信息提取与分析遥感信息分析指第一节遥感技术概述二、遥感技术系统遥感技术系统示意图第一节遥感技术概述二、遥感技术系统遥感技术系统示意图第一节遥感技术概述二、遥感技术系统遥感系统信息处理流程第一节遥感技术概述二、遥感技术系统遥感系统信息处理流程

遥感信息系统包括：被测目标的信息特征（信息源）、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用五大部分。第一节遥感技术概述遥感信息系统包括：被测目标的信息特征（信息源）、第一节遥感技术概述三、遥感技术的类型（一）按遥感平台划分类别平台举例（说明）地面遥感地面平台车载、船载、手提、固定或活动高架平台等航空遥感航空器飞机、气球航天遥感环地球的航天器人造地球卫星、航天飞机、空间站、火箭等航宇遥感星际飞船对地月系统外目标的探测第一节遥感技术概述三、遥感技术的类型（一）按遥感平台划三、遥感技术的类型（二）按传感器的探测波段划分类别探测波段紫外遥感0.01～0.4µm可见光遥感0.4～0.7µm红外遥感0.7µm～1mm微波遥感0.001～1m多波段遥感在可见光波段和红外波段范围内，再分成若干窄波段来探测目标第一节遥感技术概述三、遥感技术的类型（二）按传感器的探测波段划分类别探测第一节遥感技术概述三、遥感技术的类型（三）按工作方式划分类别工作方式主动遥感被动遥感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成像遥感非成像遥感前者传感器接收的目标电磁辐射信号可转换成（数字或模拟）图像后者传感器接收的目标电磁辐射信号不能形成图像。第一节遥感技术概述三、遥感技术的类型（三）按工作方式划三、遥感技术的类型（四）按遥感的应用领域分从大的研究领域可分为外层空间遥感、大气层遥感、陆地遥感、海洋遥感等；从具体应用领域可分为资源遥感、环境遥感、农业遥感、林业遥感、渔业遥感、地质遥感、气象遥感、水文遥感、城市遥感、工程遥感及灾害遥感、军事遥感等，还可以划分为更细的研究对象进行各种专题应用。第一节遥感技术概述三、遥感技术的类型（四）按遥感的应用领域分从大的研究领域可三、遥感技术的类型（五）按遥感光谱分辨率划分类别波段宽度特点常规遥感（宽波段遥感）一般＞100nm波段在波谱上不连续，并不完全覆盖整个可见光至红外光（400～2400nm）光谱范围，属于二维遥感高光谱遥感＜10nm从目标物体获取连续光谱信息，达到光谱和图像合一的三维遥感方法第一节遥感技术概述三、遥感技术的类型（五）按遥感光谱分辨率划分类别波段宽度四、遥感技术的特点第一节遥感技术概述大面积的同步观测

：瞬时信息获取范围时效性：同一地区信息获取的重复周期信息的综合性和可比性：地球表面自然与人文景观的综合反映；卫星轨道的确定性、影像分幅的同一性、同一系列传感器信息的兼容性经济性

：与传统信息获取手段相比局限性：相对于整个电磁波谱段而言四、遥感技术的特点第一节遥感技术概述大面积的同步观测五、遥感技术发展与展望（一）遥感技术发展简史1960年美国1960年美国人EvelynPruitt提出遥感一词第一节遥感技术概述五、遥感技术发展与展望（一）遥感技术发展简史1960年美(1)无纪录的地面遥感阶段(1608-1838年)

1608年，汉斯·李波尔赛制造了世界第一架望远镜，1609年伽利略制作了放大倍数3倍的科学望远镜，从而为观测远距离目标开辟了先河。但望远镜观测不能把测到的事物用图像的方式记录下来。(2)有记录的地面遥感阶段(1839-1857)

对探测目标的记录与成像始于摄影技术的发明，并与望远镜相结合发展为远距离摄影。1839年，达盖尔(Daguame)发表了他和尼普斯(Niepce)拍摄的照，第一次成功地把拍摄到事物形象地记录在胶片上。1849年，法国人艾米·劳塞达特(AimeLaussedat)制定了摄影测量计划，成为有目的有记录的地面遥感发展阶段的标志。第一节遥感技术概述(1)无纪录的地面遥感阶段(1608-1838年)第一节1858年，G·F·陶纳乔(GaspardFelixTournachon)用系留气球拍摄了法国巴黎的"鸟瞰"像片。(3)航空摄影遥感阶段(1858-1956年)第一节遥感技术概述1858年，G·F·陶纳乔(GaspardFelixTo(3)航空摄影遥感阶段(1858-1956年)1860年，J·W·布莱克(JmesWallaceBlack)与S·金(SamKing)乘气球升空至603M成功地拍摄了美国波士顿(Boston)市的照片。第一节遥感技术概述(3)航空摄影遥感阶段(1858-1956年)(3)航空摄影遥感阶段(1858-1956年)第一节遥感技术概述(3)航空摄影遥感阶段(1858-1956年)第一节遥感(3)航空摄影遥感阶段(1858-1956年)1903年，J·纽布朗纳(JuliusNenbmnner)设计了一种捆绑在飞鸽身上的微型相机。这些试验性的空间摄影，为后来的实用化航空摄影遥感打下了基础。第一节遥感技术概述(3)航空摄影遥感阶段(1858-1956年)1903(3)航空摄影遥感阶段(1858-1956年)1909年，W·莱特在意大利的森托塞尔上空用飞机进行了空中摄影;1913年，利比亚班加西(Bangashi)油田测量就应用航空摄影.在第一次世界大战期间，航空摄影成了军事侦察的重要手段，并形成了一定的规模。1924年，彩色胶片的出现.1935年彩色胶片投入市场初期,为后来的航空遥感打下了基础。第二次世界大战前朝，德、英等国就充分认识到空中侦察和航空摄影的重要军事价值，并在侦察敌方军事态势、部署军事行动等方面收到了实际效果。第一节遥感技术概述(3)航空摄影遥感阶段(1858-1956年)1909年，W第一节遥感技术概述(4)航天遥感阶段(1957-)1957年10月4日，苏联第一颗人造地球卫星的发射成功，标志着人类从空间观测地球和探索宇宙奥秘进大了新的纪元。1959年9月美国发射的“先驱者2号”探测器拍摄了地球云图；同年10月苏联的《月球3号“航天器拍摄了月球背面的照片。真正从航天器上对地球进行长期观测是从1960年美国发射TIROS-lO和NOAA-1太阳同步气象卫星开始的。从此，航天遥感取得了重大进展。同时，航空遥感仍继续发展。第一节遥感技术概述(4)航天遥感阶段(1957-)19(4)航天遥感阶段(1957-)1972年ERTS-1(地球资源技术卫星[美])发射（后改名为Landsat-1）(地球资源技术卫星[美];)，装有MSS(多光谱扫描器)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SPOT-1发射，装有PAN和XS传感器，分辨率提高到10米；1991ERS-1发射，装有SAR(合成孔径雷达)；1995年RADARSAT发射，装有SAR；1999年IKNOS发射，分辨率提高到1米；2000年清华1号发射，三波段相机，40米分辨率。第一节遥感技术概述(4)航天遥感阶段(1957-)1972年ERTS-1(地罗马斗兽场（0.7米，真彩色）罗马斗兽场（0.7米，真彩色）罗马梵蒂冈大教堂,0.7m,真彩色罗马梵蒂冈大教堂,0.7m,真彩色第三章农业遥感技术与应用课件中国遥感事业的发展自1970年4月24日发射“东方红1号”人造卫星以后，相继发射了数十颗不同类型的人造地球卫星。太阳同步的“风云l号”(FY-lA，lE)和地球同步轨道的“风云2号”(FY-2A,2B)的发射，返回式遥感卫星的发射与回收，使我国开展宇宙探测、通讯、科学实验、气象观测等研究有了自己的信息源，1999年10月14日中国-巴西地球资源遥感卫星CBERS-1的成功发射，使我国拥有了自己的资源卫星，“北斗1,2”定位导航卫星及"清华1号"小卫星的成功发射，丰富了我国卫星的类型。1986年我国建成了遥感卫星地面站，逐步形成了接收美国Iandsat、法国SPOT、加拿大RADARSAT和中-巴西CBERS等7颗遥感卫星数据的能力。数十个分布于全国各地的气象卫星接收站，可以接收地球同步(静止轨道)和太阳同步(极轨)气象卫星数据。第一节遥感技术概述中国遥感事业的发展自1970年4月24日发射“东方红1号”人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雷达卫星遥感日益受到青睐星载主动式遥感的发展，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。遥感应用不断深化第一节遥感技术概述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第一节第一节遥感技术概述第一节遥感技术概述第二节农业遥感技术原理地物波谱:地物的电磁波响应特性随电磁波长改变而变化的规律。地物波谱特性:不同的物质反射、透射、吸收、散射和发射电磁波的能量不同，表现为地物波谱随波长而变的特性。地物的波谱特征是遥感识别地物的基础。遥感技术是建立在物体电磁波辐射理论基础上的。三、物体的电磁波反射特性（波谱特性）一、电磁波与电磁波谱二、大气窗口第二节农业遥感技术原理地物波谱:遥感技术是建立在物体电磁波一、电磁波与电磁波谱第二节农业遥感技术原理2.电磁波谱：将各种电磁波在真空中的波长按递增或递减的顺序依次排列而成的图谱。1.电磁波：电磁波是电磁场的波动，电场的变化产生磁场，磁场的变化形成电场，电场与磁场交互作用而产生的波动以辐射方式传送到远方，行进的模式类似于海浪前进的波浪。电磁波是能量的一种，凡是能够释放出能量的物体，都会释放电磁波。一、电磁波与电磁波谱第二节农业遥感技术原理2.电磁波谱：将第二节农业遥感技术原理电磁波谱图第二节农业遥感技术原理电磁波谱图第二节农业遥感技术原理（1）紫外线。波长在0.0l～0.4μm之间，主要源于太阳辐射，通过大气层时被吸收，只有0.3～0.4μm能部分地穿过大气层，但散射严重。大多数地物在该波段的反差较小，仅荧石和石油等部分地物能在此波段表现出来。因此，紫外遥感常在石油普查勘探中应用。由于大气层中臭氧对紫外线的强烈吸收与散射作用，紫外遥感通常在2000m高度以下范围进行。第二节农业遥感技术原理（1）紫外线。波长在0.0l～0.4第二节农业遥感技术原理（2）可见光波长在0.4～0.7μm之间，主要源于太阳辐射，是遥感成像所使用的主要波段之一，有摄影和扫描两种方式。大部分地物在此波段都具有良好的亮度反差特性，不同地物图像易于区分。此波段可进一步分为红（0.6～0.7μm）、绿（0.5～0.6μm）、蓝（0.4～0.5μm）以及仅有十几埃差等不同波段分别对地物进行探测，称之为多光谱遥感。航空、航天遥感成像中均用到可见光波段。第二节农业遥感技术原理（2）可见光波长在0.4～0.7μm第二节农业遥感技术原理（3）红外线。波长在0.7μm～lmm之间，近红外（0.7～3.0μm）和短波红外主要源于太阳辐射，中红外（3～5μm）和热红外（8～14μm）主要源于太阳辐射及地物热辐射，而远红外（15～30μm）主要源于地物热辐射。在该波段，不同的地物间反射持性和发射特性都可以较好地表现出来，除近红外波段可用摄影成像外，整个红外线波段均可用于扫描成像。红外线波段的遥感称之为红外遥感，可分为近红外遥感、热红外遥感等。第二节农业遥感技术原理（3）红外线。第二节农业遥感技术原理（4）微波。波长在0.00l～1m之间，比可见光、红外线要长，因此受大气层中云、雾的散射干扰要小，不受光照等条件的限制，因此能全天候进行遥感。使用微波的遥感即称之为微波遥感。由于地物在微波波段的辐射能量较小，一般由传感器主动向地面目标发射微波，然后记录地物反射回来的电磁波能量，这种遥感称为主动遥感。微波波段在航空、航天遥感中均能应用。第二节农业遥感技术原理（4）微波。二、大气窗口第二节农业遥感技术原理由于大气对电磁波散射和吸收等因素的影响，使一部分波段的太阳辐射在大气中的透过率很小或根本无法通过。大气窗口：在大气传输中透过率较高的电磁波辐射波段。为了利用地面目标反射或辐射的电磁波信息成像，遥感中对地物特性进行探测的电磁波“通道”应选择在大气窗口内。目前在遥感中使用的一些大气窗口主要有：紫外、可见光、近红外波段近、中红外波段远红外波段二、大气窗口第二节农业遥感技术原理由于大气对电磁波散射和吸第二节农业遥感技术原理大气窗口及其遥感应用的电磁波谱图第二节农业遥感技术原理大气窗口及其遥感应用的电磁波谱图（1）0.3～1.3μm，即紫外、可见光、近红外波段，是摄影成像的最佳波段，也是许多卫星传感器扫描成像的常用波段，如Landsat卫星的TM（主题成像仪）1～4波段。（2）1.5～1.8μm和2.0～3.5μm，即近、中红外波段，是白天日照条件好时扫描成像的常用波段，如TM的5，7波段等，用以探测植物含水量以及云、雪，或用于地质制图等。（3）3.5～5.5μm，即中红外波段，除通透反射光外，也通过地面物体自身发射的热辐射能量。如NOAA卫星的AVHRR（AdvancedVeryHighResolutionRadiometer）传感器用3.55～3.93μm探测海面温度，获得昼夜云图。（4）8～14μm，即远红外波段。主要通过来自地物热辐射的能量，适于夜间成像。（5）0.8～2.5cm，即微波波段，穿云透雾能力强，可以全天候观测，而且是主动遥感方式，如侧视雷达。第二节农业遥感技术原理（1）0.3～1.3μm，即紫外、可见光、近红外波段，是摄影第二节农业遥感技术原理三、物体的电磁波反射特性地物波谱：地物的电磁波响应特性随电磁波长改变而变化的规律作用：不同类型地物，其电磁波响应特性不同，地物波谱特征是遥感识别地物的基础。反射，吸收，透射入射到物体总能量=吸收+透射+反射第二节农业遥感技术原理三、物体的电磁波反射特性地物波谱：地第二节农业遥感技术原理第二节农业遥感技术原理美国白宫的地物反射第二节农业遥感技术原理美国白宫的地物反射第二节农业遥感技术原理1.地物反射波谱特性反射率=反射通量/入射通量地物波谱反射率随波长变化而改变的特性称之为地物反射波谱特性第二节农业遥感技术原理1.地物反射波谱特性第二节农业遥感技术原理2.影响地物反射率变化的因素太阳位置、遥感器位置、地理位置、地形、季节、气候变化、地面湿度变化地物本身的变异、大气形状等时间推移第二节农业遥感技术原理2.影响地物反射率变化的因素第二节农业遥感技术原理不同健康状况松树的反射特性曲线第二节农业遥感技术原理不同健康状况松树的反射特性曲线第二节农业遥感技术原理不同含水量沙土的光谱反射特性曲线第二节农业遥感技术原理不同含水量沙土的光谱反射特性曲线第二节农业遥感技术原理新雪和陈雪的光谱反射性曲线第二节农业遥感技术原理新雪和陈雪的光谱反射性曲线第二节农业遥感技术原理3.几种主要地物反射波谱曲线（1）植被第二节农业遥感技术原理绿色植物有效光谱响应特征可见光波段：0.45μm附近，有吸收谷，0.55μm附近，有个反射峰，0.67μm附近，有个吸收谷3.几种主要地物反射波谱曲线第二节农业遥感技术原理绿色植物第二节农业遥感技术原理第二节农业遥感技术原理（2）土壤第二节农业遥感技术原理三种土壤的波谱曲线土质越细反射率越高，有机质含量越高和含水量越高反射率越低（2）土壤第二节农业遥感技术原理三种土壤的波谱曲线土质越细（3）水体第二节农业遥感技术原理具有不同叶绿素浓度的海水的波谱曲线（3）水体第二节农业遥感技术原理具有不同叶绿素浓度的海水的白天和夜晚河流的热辐射区别第二节农业遥感技术原理白天和夜晚河流的热辐射区别第二节农业遥感技术原理（4）岩石几种岩石的反射波谱曲线第二节农业遥感技术原理（4）岩石几种岩石的反射波谱曲线第二节农业遥感技术原理遥感影像获取遥感平台地面平台：三脚架、遥感车航空平台：遥感飞机航天平台：人造卫星、飞船空间站第三节遥感影像获取与处理遥感影像获取第三节遥感影像获取与处理气象卫星:低轨、高轨陆地卫星：700km海洋卫星：高空和空间微波遥感第三节遥感影像获取与处理气象卫星:低轨、高轨第三节遥感影像获取与处理2.遥感器收集地球表面辐射能量构成：采集单元、分光单元、探测与信号转化单元、记录或通信单元种类：光学遥感微波遥感第三节遥感影像获取与处理2.遥感器第三节遥感影像获取与处理第三节遥感影像获取与处理遥感器分类第三节遥感影像获取与处理遥感器分类遥感器分类遥感器分类3.遥感工艺流程第三节遥感影像获取与处理3.遥感工艺流程第三节遥感影像获取与处理美国陆地资源卫星多光谱扫描仪获取地面信息例子多光谱扫描仪MSS扫描宽度为185km，把地面划分成许多东西宽约56m、南北长约79m的小格子，称之为像元，自西向东扫描时共收集3240个像元的光谱反射率。光谱扫描仪在4个波段内工作，收集每个像元在0.5μm～0.6μm（波段4）、0.6μm～0.7μm（波段5）、0.7μm～0.8μm（波段6）和0.8μm～1.1μm（波段7）内的反射率。若某像元内的地物大量吸收太阳光，就显得暗，其反射率就小，若大量反射太阳光，就显得亮，其反射率就大。传感器把不同的反射率转换成明暗不同的亮度值（即灰度）并记录在卫星的高密度磁带内，然后传送到地面接收站。地面接收站得到的是宽度为185km的带状地面的亮度值，经过编辑，剪辑成长宽均为185km的方块，存入计算机兼容磁带（CCT）内，就是一景卫星图像数据，包含2340根扫描线，共有3240×2340×4个像元的亮度值。美国陆地资源卫星多光谱扫描仪获取地面信息例子多光谱扫描仪MS4.遥感图像特征几何特征：空间分辨率物理特征：光谱分辨率时间特征：时间分辨率第三节遥感影像获取与处理4.遥感图像特征第三节遥感影像获取与处理各种遥感目的对空间分辨率的要求各种遥感目的对空间分辨率的要求不同波谱分辨率对水铝矿反射光谱的要求光谱分辨率在512nm时不能被分辨，当光谱分辨率为32nm时在1.2μm波长附近即出现明显双谷形态。此外，传感器的波段选择必须考虑目标的光谱特征值，如感测人体应选择8～12μm的波长范围，而探测森林火灾等则应选择3～5μm的波长，才能取得好效果。不同波谱分辨率对水铝矿反射光谱的要求光谱分辨率在512nm时不同卫星时间分辨率静止气象卫星（地球同步气象卫星）：1次/0.5小时；太阳同步气象卫星：2次/天；Landsat：l次/16天；中巴（西）合作的CBERS：l次/26天。不同卫星时间分辨率静止气象卫星（地球同步气象卫星）：1次/0二.遥感图像目视判读1.原理

运用了解译者的遥感基础知识、地学背景知识等综合知识对遥感对象进行分析、识别。2.判读标志遥感摄影相片：直接判读和间接判读遥感扫描影像：（1）色调与颜色；(2)阴影；(3)形状；（4）纹理；(5)大小；(6)位置；(7)图型与相关布局3.判读方法原则：先图外、后图内，先整体，后局部，勤对比，多分析直接判读法、对比分析法、信息覆合法、综合推理法、地理相关分析法。二.遥感图像目视判读第三章农业遥感技术与应用课件三.遥感影像计算机处理1.校正处理：（1）几何校正：针对几何畸变进行的误差校正。原因：飞行器姿态(侧滚、俯仰、偏航)、高度、速度，地球自转等因素而造成图像相对于地面目标而发生几何畸变。（2）辐射校正：对由于外界因素，数据获取和传输系统产生的系统的、随机的辐射失真或畸变进行的校正，消除或改正因辐射误差而引起影像畸变的过程。辐射畸变原因：：1.是传感器本身产生的误差；2.是大气对辐射的影响。三.遥感影像计算机处理2.图像数据的变换处理2.图像数据的变换处理遥感图像增强目的：突出图像中的某些信息同时抑制或去除某些不需要的信息来提高遥感图像质量的处理方法。1.灰度变换把原图像的灰度值X通过函数F转变为值Y从而使分析者便于识别，其方法有线性变换、分段线性变换、三角波变换、连续函数变换、直方图变换等。2.彩色合成将多波段黑白图像变换为彩色图像的增强处理技术。彩色合成分为真彩色合成和假彩色合成两种。遥感图像增强目的：突出图像中的某些信息同时抑制或去除某些不需遥感图像特征提取定量地提取光谱、空间（几何）特征和纹理特征光谱特征提取：颜色及灰度或波段间的亮度比等目标物的光谱特征。植被指数：由多光谱数据，经线性和非线性组合构成的对植被差异有一定指示意义的各种数值。遥感图像特征提取定量地提取光谱、空间（几何）特征和纹理特征3.遥感图像分类处理统计图像分类分析对象：像元的亮度值基础：决策理论专家系统分类模糊分类3.遥感图像分类处理4.遥感图像处理系统（1）ERDASIMAGINE（2）ERPAPPER（3）ENVI（TheEnvironmentForVisualizingImage）（4）IRSA（5）TITANImage第三节遥感影像获取与处理4.遥感图像处理系统第三节遥感影像获取与处理ERDASIMAGINE美国ERDAS公司开发的遥感图像处理系统，主要功能包括数据转换、几何校正、图像拼接、图像增强、图像解译、图像分类、子像元分类、雷达图像、矢量功能、正射影像校正、VirtualGIS、空间建模、命令工具、批处理工具、图像库管理和专题制图等。功能扩展模块：雷达影像基本处理、矢量数据处理、三维虚拟现实的可视化和分析、程序员接口开发扩展、立体分析、射雷达纠正、立体雷达DEM数据提取、大气因子校正和雾霁去除、子像元分类器。ERDASIMAGINE美国ERDAS公司开发的遥感图像ERPAPPER澳大利亚EARTHRESOURCEMAPPING公司研制的遥感图象处理系统，软件采用全模块设计，除了具有空间滤波、影像增强、波段间运算、几何变换、几何纠正、影像配准、镶嵌、影像分类等传统图像处理功能外，还有航片的正射校正、等高线生成、镶嵌与数据融合、镶嵌图像颜色平衡、地理配准、数据的栅格化、雷达图像处理、三维可视化及贯穿飞行、支持各种流行数据格式、支持各种输出设备、先进的制图系统等高级功能。ERPAPPER澳大利亚EARTHRESOURCEMAENVI美国BetterSolutionsConsultingLimitedLiabilityCompany开发的遥感图像处理系统，包含校正、定标、波段运算、分类对比增强、滤波、变换、边缘检测及制图输出等所有基本遥感影像处理功能。ENVI美国BetterSolutionsConsultIRSA中国科学院遥感应用研究所开发的国产遥感图像处理分析系统，含有图像浏览、复原、基本处理、纠正、镶嵌、融合、分类、解译、地形仿真、光谱处理等35个通用遥感图像处理模块。IRSA中国科学院遥感应用研究所开发的国产遥感图像处理分析系TITANImage北京东方泰坦科技有限公司开发的国产遥感图像处理系统。具有常规图像处理、几何纠正、影像镶、HDF格式数据读取、三维飞行、雷达图像处理、高光谱数据处理、高空间分辨率数据处理、影像数据管理、图像质量评价、图像流程化处理、应用程序开发接口等模块。TITANImage北京东方泰坦科技有限公司开发的国产遥感第四节高光谱遥感与定量遥感高光谱遥感（HyperspectralRemoteSensing，即高光谱分辨率遥感）是指将遥感成像技术和光谱分析技术结合，利用几百乃至上千个小于10nm的电磁波波段从地表目标物体获取连续光谱曲线，从而形成图像和光谱合一的高精度遥感方法。第四节高光谱遥感与定量遥感高光谱遥感（Hyperspect高光谱遥感的概念与特点（1）能够获得海量遥感成像数据；（2）可提供空间域信息和光谱域信息，即“图谱合一”，且由图像数据反演出的像元光谱曲线可以和实验室所测得的同类地物光谱曲线相类比；（3）高光谱成像数据窄波段通信信息信噪比较低；（4）高光谱成像数据应用成像范围更大，应用领域更广。高光谱遥感凭借其极高的光谱分辨率，在快速、精确地进行作物生长信息的提取、作物长势监测、作物胁迫监测、估算植被（作物）初级生产力与生物量、估算光能利用率和蒸散量以及作物品质遥感监测预报等农业定量遥感应用中日益广泛高光谱遥感的概念与特点（1）能够获得海量遥感成像数据；地物的高光谱反射特征一.植被光谱反射特征（1）400～700nm波段可见光波段是植物叶片强烈吸收波段，反射和透视率很低（2）700～780nm波段叶绿素在红波段强烈吸收到近红外波段多次散射形成的高反射平台过渡波段，称为植被反射率“红边”。（3）780～1350nm波段与叶片内部结构有关的光谱波段。（4）1350～2500nm波段叶片水分吸收主导波段典型绿色叶片的光谱反射率特性地物的高光谱反射特征一.植被光谱反射特征典型绿色叶片的光谱反土壤光谱反射特征土壤光谱反射率曲线总体上变化比较平缓，不同类型土壤光谱反射率曲线形态上很相似，在可见光波段反射率不高，在1400nm和1900nm附近有明显水分吸收谷土壤光谱反射特征土壤光谱反射率曲线总体上变化比较平缓，不同类高光谱遥感数据处理技术（1）光谱微分技术（2）光谱匹配技术（3）混合光谱分解技术（4）光谱分类技术（5）光谱维特征提取方法（6）模型方法高光谱遥感数据处理技术（1）光谱微分技术农业定量遥感基础◆定量遥感是指利用传感器获取地表地物的电磁波信息，在计算机系统支持下，通过数学或物理模型将遥感信息与所观测地表目标参量联系起来，定量地反演或推算出某些地学、生物学及大气等目标参量，是当前遥感研究的前沿领域之一。1.农业定量遥感流程（1）遥感器定标（2）大气校正与几何校正（3）定量遥感模型农业定量遥感基础◆定量遥感是指利用传感器获取地表地物的电磁波2.农业定量遥感波谱要求2.农业定量遥感波谱要求续上表续上表第五节农业遥感监测应用第五节农业遥感监测应用1、作物监测（1）作物种植面积监测

不同作物在遥感影像上呈现不同的颜色、纹理、形状等特征信息，利用信息提取的方法，可以将作物种植区域提取出来，从而得到作物种植面积和种植区域

（2）作物长势监测

对作物的苗情、生长状况及其变化的宏观监测，即对作物生长状况及趋势的监测

第五节农业遥感监测应用1、作物监测第五节农业遥感监测应用第三章农业遥感技术与应用课件第五节农业遥感监测应用不同麦苗情况在遥感图像上表现的特征第五节农业遥感监测应用不同麦苗情况在遥感图像上表现的特征第五节农业遥感监测应用2008年山东-河南冬小麦长势分布图(5月中旬)第五节农业遥感监测应用2008年山东-河南冬小麦长势分布图（3）作物产量估算

遥感估产是基于作物特有的波谱反射特征，利用遥感手段对作物产量进行监测预报的一种技术

利用影像的光谱信息可以反演作物的生长信息(如LAl、生物量)，通过建立生长信息与产量问的关联模型(可结合一些农学模型和气象模型)，便可获得作物产量信息。

第五节农业遥感监测应用