物理高新技术-环境科学下的物理学-遥感

1、1,遥感,2,概念 技术系统 遥感特点 发展简史 发展趋势,3,1.遥感的概念,遥感一词来自英语Remote Sensing，即“遥远感知”。 中国古代： 顺风耳（声音、空气、耳朵） 千里眼（物体、光、眼睛） 感知包括三个部分：目标、媒介、手段,4,广义理解，泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、力场、机械波(声波、地震波)等的探测。 实际工作中，重力、磁力、声波、地震波等的探测被划为物探(物理探测)的范畴。因而，只有电磁波探测属于遥感的范畴。 狭义的遥感： 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科学及综合性探测技

2、术。,1.遥感的概念,5,1.遥感的概念,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的反射能量。,6,7,2.遥感系统（Remote Sensing System）,8,2.遥感系统（Remote Sensing System）,1）目标物的电磁波特性_遥感信息源 任何目标物都具有发射、反射、吸收电磁波的性质。,9,2.遥感系统（Remote Sensing System）,2）信息的获取,10,2.遥感系统（Remote Sensing System）,3）信息的接收,11,接收、处理、存档、

3、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。,2.遥感系统（Remote Sensing System）,4）信息的处理遥感卫星地面站,12,13,2.遥感系统,5）信息的应用,14,卫星航天遥感,航空遥感,地面遥感,按遥感平台分,3.遥感的类型,15,按平台高度分类,16,卫星,17,飞船,18,航天飞机,19,航天遥感平台-空间站,20,21,无人飞艇航拍四川灾区重建,22,遥感飞机,23,24,25,按传感器的探测波段分 ： 紫外遥感：0.05-0.38m 可见光遥感：0.38-0.76m 红外遥感：0.76-1000m 微波遥感：1mm-10m 多波段遥感：

4、指探测波段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。,3.遥感的类型,26,按工作方式划分 ： 主动遥感与被动遥感 成像遥感与非成像遥感,3.遥感的类型,27,28,雷达,29,相控阵雷达,30,31,微波辐射计,32,按应用领域划分 ： 外层空间遥感、 大气层遥感、 陆地遥感、 海洋遥感。,3.遥感的类型,33,4.遥感的特点,大面积同步观测 时效性强 数据的综合性和可比性好 较高的经济和社会效益 一定的局限性,34,5.遥感发展简史,（1）无记录的地面遥感阶段（1608-1838年） 1609年出现望远镜；最早使用“遥感”一词的是美国海军研究局的艾 弗林普鲁伊特 (Evelyn

5、. L. Pruit,1960)。 （2）有记录的地面遥感阶段（1839-1857年） 摄影技术的发明，并与望远镜相结合为远距离摄影 （3）空中摄影遥感阶段（1858-1956年） 1858 年陶纳乔（Gaspardd Felix Tournachon）用气球拍摄了法国巴黎的“鸟瞰”像片 。 一战、二战：军事侦察 航空摄影 微波雷达、红外 （4）航天遥感阶段（1957-）,5.1遥感发展阶段,35,A squadron of pigeons equipped with lightweight 70-mm aerial cameras.,36,The balloon being inflated

6、 by using portable hydrogen generating system during the Civil War .（1862）,37,1926 年的Robert Goddard (1889-1945)及他的第一个液体燃料火箭,38,第一颗人造地球卫星Sputnik I (前苏联) October 4, 1957,(about the size of a basketball, weighing 83 kg), with radio and one scientific instrument),39,发射Sputnik I 用的Semiorka火箭,40,摩门教堂,Salt

7、 Lake City,盐湖城的系列图像,41,盐湖城的系列图像,Landsat 1 MSS( 79 m) ，ERTS-1发射后15天(1972.8.7)，犹他州中北部,沙漠,山地,Salt Lake,Lake Utah,盐湖城,42, 1960年美国发射了TIROS-1和NOAA-1太阳同步卫星 1972年ERTS-1发射（后改名为Landsat-1），分辨率79米 1982年Landsat-4发射，分辨率提高到30米 1986年法国发射SPOT-1，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年美国发射的IKNOS，空间分辨率提高到1米 1999年10

8、月14日中国成功发射资源卫星1号,43,5.2 我国的遥感发展,50年代组建专业飞行队伍，开展航摄和应用 70年4月24日，第一颗人造地球卫星 75年11月26日，返回式卫星，得到卫星像片 80年代空前活跃，六五计划遥感列入国家重点科技攻关项目 西部大开发中的生态和环境问题 载人航天 探月工程,44,1986年黄河入海口,45,1996年黄河入海口,46,2001年黄河入海口,47,2006年黄河入海口,48,6.遥感技术发展趋势,（1）随着热红外成像、机载多极化合成孔径雷达、高分辨力表层穿透雷达和星载合成孔径雷达技术日益成熟，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，

9、波谱域的扩展将进一步适应各种物质反射、辐射波谱的特征峰值波长的宽域分布。,49,50,（2）大、中、小卫星相互协同，高、中、低轨道相结合，在时间分辨率上从几小时到18天不等，形成一个不同时间分辨率互补系列。,51,卫星相互协同,52,（3）随着高空间分辨力新型传感器的应用，遥感图像空间分辨率从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或者更高的分辨率。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。,53,（4）高光谱遥感的发展，使得遥感的波段宽度从早期的0.4 （黑白摄影）、0.1 （多光谱扫描）到5nm（

10、成像光谱仪），遥感器波段宽度窄化，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，成像光谱仪等的应用，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。,54,（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。,（6）各种新型高效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。,55,（7）遥感分析技术从“定性”向“定量”转变，定量遥感成为遥感应用的发展热点。,（8）建立适用于遥感图像自动解译的专家系统，逐步实现遥感图像专题信息提取自动化。,（9）3S一体化,56,整个现代遥感技术体系,遥感信息传输,目标提取与识别 (自动化、智能化),数据处理 (高光谱、高分辨率、雷达),分发,多源数据融合与集成,遥感成像机理与模型,用户,各应用部门,57,（10）遥感的商业化,美国海军EP-3侦察机，IKONOS 2,58,7.遥感研究需解决的问题,海量数据：有效存储、管理、使用 数据融合与压缩、识别 定量遥感、新型数据处理 国际合作 高分辨率影像问题,59,遥感机构（中国）,科学技术部国家遥感中心，北京 国家航天局航天