遙感技術知識培訓-第1章

1、1遙感技術知識培訓遙感技術知識培訓2015年3月主講人：趙鵬祥主講人：趙鵬祥2第一章第一章 概概 述述31.11.1遙感的基本概念遙感的基本概念 遙感的英文是遙感的英文是“remote sensing”,“remote sensing”,意即遙遠的意即遙遠的感知感知”。 廣義遙感廣義遙感指各種非直接接觸的、遠距離探測目標的指各種非直接接觸的、遠距離探測目標的技術。主要根據(jù)物體對電磁波的反射和輻射特性對目標技術。主要根據(jù)物體對電磁波的反射和輻射特性對目標進行采集，利用聲波、外力波和地震波等也都包含在廣進行采集，利用聲波、外力波和地震波等也都包含在廣義的遙感之中。義的遙感之中。 狹義遙感狹義遙感上

2、說，遙感是借助對電磁波敏感的儀器上說，遙感是借助對電磁波敏感的儀器，從遠處（不與探測目標相接觸）記錄目標物對電磁波的輻從遠處（不與探測目標相接觸）記錄目標物對電磁波的輻射、反射、散射等信息，通過分析，揭示出目標物的特征射、反射、散射等信息，通過分析，揭示出目標物的特征性質及其變化的綜合性探測技術。性質及其變化的綜合性探測技術。 4 遙感不同于遙測和遙控。遙測是指對被測物體某些遙感不同于遙測和遙控。遙測是指對被測物體某些運動參數(shù)和性質進行遠離測量的技術，分接觸測量和非運動參數(shù)和性質進行遠離測量的技術，分接觸測量和非接觸測量。遙控是指遠距離控制目標物運動狀態(tài)和過程接觸測量。遙控是指遠距離控制目標物

3、運動狀態(tài)和過程的技術。的技術。 遙感技術主要通過觀測電磁波原理，判讀和分析地遙感技術主要通過觀測電磁波原理，判讀和分析地物目標及現(xiàn)象。也就是說，利用了物體的電磁波特性，物目標及現(xiàn)象。也就是說，利用了物體的電磁波特性，即即“一切物體，由于其種類及環(huán)境條件的不同，一切物體，由于其種類及環(huán)境條件的不同，因而具因而具有反射或輻射不同波長的電磁波的特性有反射或輻射不同波長的電磁波的特性”。所以，遙感。所以，遙感也可以說是一種利用物體反射或輻射電磁波的固有特性，也可以說是一種利用物體反射或輻射電磁波的固有特性，通過研究電磁波特性，達到識別物體及其環(huán)境的技術。通過研究電磁波特性，達到識別物體及其環(huán)境的技術。

4、5遙感衛(wèi)星樹木水體草叢裸露的地表路面建筑物6 remote remotesensingsensing一詞由美國一詞由美國E.L.E.L.普魯伊特于普魯伊特于2020世紀世紀6060年年代創(chuàng)用代創(chuàng)用。源于空中攝影偵察，后發(fā)展為一門綜合性探測技術。源于空中攝影偵察，后發(fā)展為一門綜合性探測技術。事實上，人類的遙感活動遠早于該名次的出現(xiàn)時間，最早的事實上，人類的遙感活動遠早于該名次的出現(xiàn)時間，最早的從熱氣球由空中拍攝地面景物的報道約在從熱氣球由空中拍攝地面景物的報道約在1840s1840s。圖顯示了。圖顯示了人類早期的遙感活動，人類早期的遙感活動，“遙感平臺遙感平臺”竟是幾只鴿子！竟是幾只鴿子！7 遙

5、感具有如下技術優(yōu)勢：遙感具有如下技術優(yōu)勢：視域廣闊，監(jiān)測范圍最大可視域廣闊，監(jiān)測范圍最大可覆蓋整個地球（圖覆蓋整個地球（圖1.21.2是由多光譜衛(wèi)星傳感器獲得的全球天是由多光譜衛(wèi)星傳感器獲得的全球天然彩色圖像）。可瞬時成像、實時傳輸、快速處理，有助然彩色圖像）?？伤矔r成像、實時傳輸、快速處理，有助于迅速獲取信息和實施動態(tài)監(jiān)測。遙感影像形象逼真，信于迅速獲取信息和實施動態(tài)監(jiān)測。遙感影像形象逼真，信息豐富，可進行定性、定量分析和量測?？衫貌煌繕讼⒇S富，可進行定性、定量分析和量測。可利用不同目標物對不同波段電磁波的穿透或反射特性來認識目標物。物對不同波段電磁波的穿透或反射特性來認識目標物。820

6、22-4-26“3S”技術及應用91.2 1.2 遙感系統(tǒng)遙感系統(tǒng) 現(xiàn)代遙感技術系統(tǒng)一般由四部分組成：遙感平臺、傳感現(xiàn)代遙感技術系統(tǒng)一般由四部分組成：遙感平臺、傳感器、遙感數(shù)據(jù)接收與處理系統(tǒng)、遙感資料分析解譯系統(tǒng)。器、遙感數(shù)據(jù)接收與處理系統(tǒng)、遙感資料分析解譯系統(tǒng)。衛(wèi)星定位衛(wèi)星定位與定軌與定軌遙感信遙感信息傳輸息傳輸目標提取與識別目標提取與識別(自動化、智能化自動化、智能化)數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理(高光譜、高分辨率、雷達高光譜、高分辨率、雷達)分發(fā)分發(fā)多源數(shù)據(jù)融合與集成多源數(shù)據(jù)融合與集成遙感成像機遙感成像機理與模型理與模型用戶用戶各應用部門各應用部門2022-4-26“3S”技術及應用10 兩個重要概

7、念：兩個重要概念： 遙感平臺遙感平臺安放遙感儀器的裝置，如氣球、飛安放遙感儀器的裝置，如氣球、飛機、人造衛(wèi)星、航天飛機以及高架車等機、人造衛(wèi)星、航天飛機以及高架車等 。 遙感器遙感器/ /傳感器傳感器接收和記錄目標物輻射、反接收和記錄目標物輻射、反射、散射信息的裝置，常見的有可見光照相機、紅外射、散射信息的裝置，常見的有可見光照相機、紅外照相機、紅外掃描儀、多波段掃描儀、微波輻射儀、照相機、紅外掃描儀、多波段掃描儀、微波輻射儀、真實孔徑雷達和合成孔徑側視雷達等多種。真實孔徑雷達和合成孔徑側視雷達等多種。11121.31.3 遙感的分類遙感的分類按遙感平臺分：按遙感平臺分： 遙感平臺：遙感平臺：

8、遙感平臺（遙感平臺（remoteremotesensing platformsensing platform）是安放遙感儀器的裝置，如氣球、飛機、人造衛(wèi)星、航天飛是安放遙感儀器的裝置，如氣球、飛機、人造衛(wèi)星、航天飛機以及高架車等機以及高架車等 。 遙感器遙感器/ /傳感器（傳感器（remote sensorremote sensor）是接收和記錄目標）是接收和記錄目標物輻射、反射、散射信息的裝置，常見的有可見光照相機、物輻射、反射、散射信息的裝置，常見的有可見光照相機、紅外照相機、紅外掃描儀、多波段掃描儀、微波輻射儀、真紅外照相機、紅外掃描儀、多波段掃描儀、微波輻射儀、真實孔徑雷達和合成孔徑側

9、視雷達等多種。實孔徑雷達和合成孔徑側視雷達等多種。 地面遙感：傳感器設置在地面平臺上，如車載、船載、手提、固地面遙感：傳感器設置在地面平臺上，如車載、船載、手提、固定或活動的高架平臺上等。定或活動的高架平臺上等。 航空遙感：傳感器設置于航空器上，主要是飛機、氣球等；航空遙感：傳感器設置于航空器上，主要是飛機、氣球等； 航天遙感：傳感器設置于環(huán)繞地球的航天器上，如人造地球衛(wèi)星、航天遙感：傳感器設置于環(huán)繞地球的航天器上，如人造地球衛(wèi)星、航天飛機、空間站、火箭等；航天飛機、空間站、火箭等； 航宇遙感：傳感器設置于星際飛機上，指對地月系統(tǒng)外的目標的航宇遙感：傳感器設置于星際飛機上，指對地月系統(tǒng)外的目標

10、的探測。探測。13傳感器傳感器其它平臺其它平臺氣球、火箭氣球、火箭衛(wèi)星、宇宙飛船衛(wèi)星、宇宙飛船航天遙感航天遙感航空遙感航空遙感地面遙感地面遙感衛(wèi)星軌道高度衛(wèi)星軌道高度80KM高空高空(10000-20000M)中空中空(5000-10000M)低空低空(5000M)飛機飛機目標物目標物14航空、航天遙感示意圖航空、航天遙感示意圖15按傳感器的探測波段分按傳感器的探測波段分: : 紫外遙感：探測波段在紫外遙感：探測波段在0.05-0.38um0.05-0.38um之間；之間； 可見光遙感：探測波段在可見光遙感：探測波段在0.38-0.76um0.38-0.76um之間；攝之間；攝影影 機、掃描儀

11、、攝像儀等。機、掃描儀、攝像儀等。 紅外遙感：探測波段在紅外遙感：探測波段在0.76-1000um0.76-1000um之間；攝影之間；攝影機、掃描儀等。機、掃描儀等。 微波遙感：探測波段微波遙感：探測波段1mm-1m1mm-1m之間；掃描儀、微之間；掃描儀、微波輻射計、雷達、高度計等。波輻射計、雷達、高度計等。 多波段遙感：把目標物輻射來的電磁輻射分割多波段遙感：把目標物輻射來的電磁輻射分割成若干個窄的光譜帶，然后同步探測，同時得到一個成若干個窄的光譜帶，然后同步探測，同時得到一個目標物不波段的多幅圖像。多光譜攝影機、多光譜掃目標物不波段的多幅圖像。多光譜攝影機、多光譜掃描儀和反束光導管攝像

12、儀等。描儀和反束光導管攝像儀等。16按工作方式分按工作方式分: : 主動遙感和被動遙感：主動遙感和被動遙感：主動遙感由探測器主動發(fā)射一主動遙感由探測器主動發(fā)射一定電磁波能量并接收目標的反向散射信號；被動遙感的傳感定電磁波能量并接收目標的反向散射信號；被動遙感的傳感器不向目標發(fā)射電磁波，僅被動接收目標物的自身發(fā)射和對器不向目標發(fā)射電磁波，僅被動接收目標物的自身發(fā)射和對自然輻射源的反射能量。自然輻射源的反射能量。 成像遙感與非成像遙感：成像遙感與非成像遙感：前者傳感器接收的目標電磁前者傳感器接收的目標電磁輻射信號可轉換成（數(shù)字或模擬）圖像；后者傳感器接收的輻射信號可轉換成（數(shù)字或模擬）圖像；后者傳

13、感器接收的目標電磁輻射信號不能形成圖像。目標電磁輻射信號不能形成圖像。 按遙感的應用領域可分：按遙感的應用領域可分：從大的研究領域可分為外層從大的研究領域可分為外層空間遙感、大氣層遙感、陸地遙感、海洋遙感等；從具體應空間遙感、大氣層遙感、陸地遙感、海洋遙感等；從具體應用領域可分為資源遙感、環(huán)境遙感、農業(yè)遙感、林業(yè)遙感、用領域可分為資源遙感、環(huán)境遙感、農業(yè)遙感、林業(yè)遙感、氣象遙感、城市遙感等。氣象遙感、城市遙感等。171.41.4 目前遙感技術發(fā)展的特點目前遙感技術發(fā)展的特點 1.1.高空間分辨率。高空間分辨率。TMTM衛(wèi)星影像空間分衛(wèi)星影像空間分辨率最高可達辨率最高可達1515米米(ETM+)

14、(ETM+)；SPOTSPOT衛(wèi)星影像衛(wèi)星影像空間分辨率全色波段現(xiàn)在最高可達空間分辨率全色波段現(xiàn)在最高可達2.52.5米、米、5 5米，多光譜波段達米，多光譜波段達1010米；美國的米；美國的IKONOSIKONOS影像數(shù)據(jù)分辨率可達影像數(shù)據(jù)分辨率可達1 1米和米和4 4米米;Qiuckbird;Qiuckbird影像數(shù)據(jù)空間分辨率最高可達影像數(shù)據(jù)空間分辨率最高可達0.610.61米。米。 181920TM432,TM432,延安地區(qū)延安地區(qū)21黃河口中巴地球衛(wèi)星圖像黃河口中巴地球衛(wèi)星圖像（1010月月1717日）日）22SPOT5SPOT5多光多光譜數(shù)字圖譜數(shù)字圖像（像（1010米），米），

15、2002.9.252002.9.2523美國IKONOS 衛(wèi)星24中國北京25IKONOSIKONOS衛(wèi)星多光譜影像衛(wèi)星多光譜影像（4 4米）（排隊參觀毛主米）（排隊參觀毛主席紀念堂的隊伍隱約可席紀念堂的隊伍隱約可見，花壇信息沒有，背見，花壇信息沒有，背景草坪不清晰）景草坪不清晰）IKONOSIKONOS衛(wèi)星融合影像（衛(wèi)星融合影像（1 1米）（排隊參觀毛主席紀米）（排隊參觀毛主席紀念堂的隊伍清晰可見，花念堂的隊伍清晰可見，花壇和背景草坪顯示出來，壇和背景草坪顯示出來，色調自然逼真，連紀念堂色調自然逼真，連紀念堂柱子的陰影都很清楚）柱子的陰影都很清楚）26IKONOSIKONOS銀川城區(qū)銀川城區(qū)

16、2001.8.292001.8.291:20001:200027282930其它遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品：其它遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品：GeoEye-1GeoEye-1（0.410.41米全色米全色+1.64+1.64米多光譜）米多光譜）WorldViewWorldView（0.50.5米全色）米全色）福衛(wèi)二號（福衛(wèi)二號（2 2米全色米全色+8+8米多光譜）米多光譜）遙感二號（遙感二號（2 2米全色）米全色）ALOSALOS（2.52.5米全色米全色+10+10米多光譜）米多光譜）資源二號（資源二號（3 3米全色）米全色）RapidEyeRapidEye（5 5米多光譜）米多光譜）ASTERASTER（1515米多光

17、譜）米多光譜）樣圖：樣圖：31GeoEye-132 WorldView33福衛(wèi)二號福衛(wèi)二號 34ALOS35RapidEye362.2.高光譜辨率。高光譜辨率。目前美國目前美國制定制定EOSEOS計計劃（地球劃（地球觀測計劃）觀測計劃）就包括有就包括有中分辯率中分辯率和高分辨和高分辨率的像光率的像光譜儀。波譜儀。波段數(shù)可達段數(shù)可達到到256256個波個波段。段。 37 3. 3.高時間分辨率。高時間分辨率。不同高度的遙感平臺其重復觀不同高度的遙感平臺其重復觀測的周期不同，地球同步軌道衛(wèi)星可以每半個小時對地觀測的周期不同，地球同步軌道衛(wèi)星可以每半個小時對地觀測一次（測一次（FYFY2 2氣象衛(wèi)星）；太陽同步軌道衛(wèi)星（如氣象衛(wèi)星）；太陽同步軌道衛(wèi)星（如NOAANOAA氣氣象衛(wèi)星和象衛(wèi)星和FYFY1 1氣象衛(wèi)星）可以每天氣象衛(wèi)星）可以每天2 2次對同一地區(qū)進行觀次對同一地區(qū)進行觀測。這種衛(wèi)星可以探測地球表面及大氣在一天或幾小時之測。這種衛(wèi)星可以探測地球表面及大氣在一天或幾小時之內的短周期變化。地球資源衛(wèi)星（如內的短周期變化。地球資源衛(wèi)星（如LandsatLandsat、SPOTSPOT和和CBERSCBERS1 1）則分別以）則分別以1616天、天、2626天或