遙感基礎(chǔ)匯報

遙感基礎(chǔ)匯報01遙感概述02航空遙感03航天遙感04其它遙感概述01遙感——遙感的感知遙感是通過遙感器這類對電磁波敏感的儀器，在遠離目標和非接觸目標物體條件下探測目標地物。獲取其反射、輻射或散射的電磁波信息（如電場、磁場、電磁波、地震波等信息），并進行提取、判定、加工處理、分析與應(yīng)用的一門科學(xué)和技術(shù)。遙感是美國海軍局研究局的艾弗林.普魯伊特最初提出，以航空攝影技術(shù)為基礎(chǔ)，在20世紀60年代初發(fā)展起來的一門新興技術(shù)。航空遙感物理基礎(chǔ)：每一種物體的物理和化學(xué)特性以及入射光的波長不同，因此它們對入射光的反射率也不同。各種物體對入射光反射的規(guī)律叫做物體的反射光譜，通過對反射光譜的測定可得知物體的某些特性。遙感概述01遙感分類按工作方式分：主動遙感、被動遙感按平臺分:地面遙感、航空遙感、航天遙感按探測范圍分：紫外遙感（探測波段在0.05~0.38微米）、可見光遙感（探測波段在0.38~0.76微米）、紅外遙感（0.76~1000微米）、微波遙感（1毫米~1米）、多波段遙感；按應(yīng)用領(lǐng)域分：環(huán)境遙感、大氣遙感、資源遙感、海洋遙感、地質(zhì)遙感、農(nóng)業(yè)遙感、林業(yè)遙感遙感概述01遙感技術(shù)的主要特點1.大面積的同步觀測：遙感平臺越高，視角越寬廣，可以同步探測到的地面范圍就越廣。2.時效性：獲得資料的速度快，周期短，時效性強。3.數(shù)據(jù)的綜合性和可比性：獲取的數(shù)據(jù)綜合反映了地球上許多自然、人文信息，且數(shù)據(jù)來源連續(xù)，具有可比性。4.經(jīng)濟性：與傳統(tǒng)方法相比具有更高的經(jīng)濟效益和社會效益。5.局限性：許多電磁波有待開發(fā)，還需發(fā)展高光譜遙感以及與其他手段相配合。01攝影測量概述02航空遙感03基礎(chǔ)數(shù)據(jù)展示04行業(yè)應(yīng)用航空遙感——無人機02

概念：以飛機、飛艇等飛行于大氣層中的飛行器作為工作平臺的遙感

優(yōu)勢：技術(shù)成熟、成本較低、不受云層影響、成像比例尺大、地面分辨率高、適于大面積地形測繪和小面積詳查、不需要復(fù)雜的地面處理設(shè)備

劣勢：飛行高度、續(xù)航能力、姿態(tài)控制、全天候作業(yè)能力以及大范圍的動態(tài)監(jiān)測能力較差。人力和時間成本增大。

基本原理：共線條件方程、單片空間后方交會、立體像對前方交會按攝影方式分類：垂直攝影、傾斜攝影航空遙感——無人機028掃描范圍圖像像幅機載數(shù)碼成像系統(tǒng)圖片來源于網(wǎng)格常見名詞1.航向重疊：同一航線上相鄰相片重疊部分的長度與像片邊長之比，稱為航向重疊度，以百分數(shù)表示。2.旁向重疊：沿兩條相鄰航線所攝的相鄰像片上有同一地面影像部分。兩相鄰航帶之間的重疊稱為旁向重疊。3.內(nèi)方位元素：描述攝影中心與像片之間相關(guān)位置的參數(shù)，包括三個參數(shù)，即攝影中心S到像片的垂距(主距)f，和像主點在像框標坐標系中的坐標x0，y0

。4.外方位元素：描述攝影中心的空間坐標值和姿態(tài)的參數(shù)，包括六個元素：三個線元素即攝影中心在某一空間直角坐標系中的三維坐標值；三個角元素即航向傾角φ、旁向傾角ω、像片旋角κ5.像對：相鄰兩攝站對同一地區(qū)攝取的兩張像片。航空遙感——無人機02航空遙感——無人機02

圖片來源于網(wǎng)格航空遙感——無人機02航帶法平差

概念：把許多立體像對構(gòu)成的單個模型連接成一個航帶模型，將航帶模型視為單元模型進行解析處理，通過消除航帶模型中累計的系統(tǒng)誤差，將航帶模型整體納入到測圖坐標系中，從而確定加密點的地面坐標。

基本流程：1.像點坐標系統(tǒng)誤差預(yù)改正

2.立體像對相對定向

3.模型連接構(gòu)建自由航帶網(wǎng)

4.航帶模型絕對定向

5.航帶模型非線性改正

6.加密點坐標計算航空遙感——無人機02航空遙感——無人機02GPS輔助空三

利用安裝于無人機上與航攝儀相連和設(shè)在地面一個或多個基準站上的至少兩臺GPS信號接收機同步而連續(xù)地觀測GPS衛(wèi)星信號、同時獲取航空攝影瞬間航攝儀快門開啟脈沖，經(jīng)過GPS載波相位測量差分定位技術(shù)的離線數(shù)據(jù)后處理獲取航攝儀曝光時刻攝站的三維坐標，然后將其視為附加觀測值引入攝影測量區(qū)域網(wǎng)平差中，以取代地面控制點。

GPS輔助空三可極大地減少甚至完全免除常規(guī)空中三角測量必須的地面控制點，可節(jié)省野外工作量，減少人工成本和時間成本，提高生產(chǎn)效率。圖片來源于網(wǎng)格航空遙感——無人機02POS輔助空三

加載IMU高精度姿態(tài)測量系統(tǒng)（慣性測量單元），結(jié)合GPS系統(tǒng)直接獲取攝影時刻像片姿態(tài)，即獲取像片三個外方位角元素（航向傾角、旁向傾角、像片旋角）輔助空三。航空攝影GPS+POS外業(yè)控制空三加密內(nèi)業(yè)成圖輔助01遙感概述02航空遙感03航天遙感04其它航天遙感03概念：航天遙感是利用搭載在航天平臺上的遙感器對地表進行的遙感，由于宇航條件的限制，遙感平臺大多為人造地球衛(wèi)星，因此也稱衛(wèi)星遙感。特點：視野廣，獲取的地面范圍大，可發(fā)現(xiàn)大面積內(nèi)宏觀、整體的特征；相同時間內(nèi)觀測范圍遠遠大于航空遙感；獲取影像費用低廉；可進行周期性、重復(fù)性觀察，有利于對地球的資源、環(huán)境、災(zāi)害等實行動態(tài)監(jiān)測；地面分辨率遜與航空遙感，對地物細節(jié)表現(xiàn)力差；對整體，宏觀表現(xiàn)較好

航天遙感03傳感器類型中低分辨率：LandSat系統(tǒng)MSS、TM/ETM、HJ1A/1B等中高分辨率：SPOT系列、RapidEye、P5、遙感2/8、CBERS、高分1、天繪、資源3等高分辨率：高分2、QB、WV、GeoEye、IKNONS等圖片來源于網(wǎng)格航天遙感03常見名詞1.星下點：衛(wèi)星與地心連線經(jīng)過地球表面的點為星下點。2.升交點與降交點：衛(wèi)星軌道由北向南（下行）穿過赤道平面的星下點為降交點，反之由南向北（上行）穿過赤道平面的星下點為升交點。3.重訪周期：衛(wèi)星從某地上空開始運行，經(jīng)過若干時間的運行后，回到該地上空時所需的天數(shù)。4.空間分辨率：遙感圖像上能夠詳細區(qū)分的最小單元的尺寸或大小，是用來表征影像分辨地面目標細節(jié)的指標。5.景：每次衛(wèi)星過境，按照衛(wèi)星傳感器的幅寬，會形成一軌衛(wèi)星條帶數(shù)據(jù)。為便于管理和后續(xù)處理，將整軌按照幅寬的寬度進行切割，形成一個個的景，也就是接近等邊的平行四邊形6.全色、多光譜：遙感器獲取整個可見光波區(qū)（一般定義在0.4μ-0.7μ間）的黑白影像稱全色影像。由多個波段對同一目標進行反復(fù)拍攝而得到的圖像為多光譜圖像。同一衛(wèi)星的全色影像分辨率高于多光譜影像。航天遙感03遙感影像處理：a.預(yù)處理：降噪——消除周期性噪聲；去條帶——去除與掃描方向平行的壞線和條帶；薄云處理；陰影處理b.幾何糾正：為使遙感影像定位準確，我們在使用遙感圖像前，必須對其進行幾何精糾正，在地形起伏較大地區(qū)，還必須對其進行正射糾正。幾何粗糾正——對遙感影像因運行姿態(tài)、傳感器性能指標、大氣狀態(tài)、太陽高度角等造成的幾何畸變進行糾正（一般提供用戶前已處理）。幾何精糾正——為準確對遙感數(shù)據(jù)進行地理定位，將遙感數(shù)據(jù)準確定位到特定的地理坐標系的操作。正射糾正——利用已有地理參考數(shù)據(jù)（影像、地形圖和控制點等）和數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)（DEM、GDEM），對原始遙感影像進行糾正，可消除或減弱地形起伏帶來的影像變形，使得遙感影像具有準確的地面坐標和投影信息。航天遙感03遙感影像處理：c.圖像增強：使遙感圖像可讀性更強，感興趣目標更突出。彩色合成——真彩色合成、假彩色合成

直方圖變換——統(tǒng)計每幅圖像的各亮度的像元數(shù)而得到的隨機分布圖，調(diào)整該直方圖到正態(tài)分布，以改善圖像的質(zhì)量。

密度分割——將灰度圖像按照像元的灰度值進行分級，再分級賦以不同的顏色，使原有灰度圖像變成偽彩色圖像。

圖像間運算——兩幅或多幅單波段圖像，空間配準后可進行算術(shù)運算，實現(xiàn)圖像的增強。常見的有加法運算、減法運算、比值運算和綜合運算。

灰度顛倒；鄰域增強；主成分分析；纓帽變換；影像融合d.圖像裁剪、鑲嵌e.信息提取：

人工解譯；

圖像分類：監(jiān)督分類、非監(jiān)督分類、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類、人工智能分類等。航天遙感03高光譜分辨率遙感：概念：高光譜分辨率遙感是用很窄而連續(xù)的光譜通道對地物持續(xù)遙感成像的技術(shù)。在可見光到短波紅外波段其光譜分辨率高達納米(nm)數(shù)量級，通常具有波段多的特點，光譜通道數(shù)多達數(shù)十甚至數(shù)百個以上，而且各光譜通道間往往是連續(xù)的。優(yōu)點：地物的分辨識別能力大大提高、成像通道大大增加、遙感定性分析向定量或半定量的轉(zhuǎn)化成為可能缺點：空間分辨率的相對降低、數(shù)據(jù)的大量冗余、數(shù)據(jù)處理難度增大01遙感概述02航空遙感03航天遙感04其它其它04傾斜攝影概念：傾斜攝影技術(shù)是國際測繪遙感領(lǐng)域近年發(fā)展起來的一項高新技術(shù)，通過在同一飛行平臺上搭載多臺傳感器，同時從垂直、傾斜等不同角度采集影像，獲取地面物體更為完整準確的信息。這種攝影測量技術(shù)稱為傾斜攝影測量技術(shù)。所獲取的影像為傾斜影像。特點：反映地物周邊真實情況、可實現(xiàn)單張影像量測、建筑物側(cè)面紋理可采集、易于網(wǎng)絡(luò)發(fā)布、真實性、高效率、高性價比。技術(shù)原理：傾斜攝影的相機配有多個鏡頭，一般為3個或5個，同步獲取同一地物東南西北及頂部方向的影像。因此同一地物具有多視角的影像，及詳盡的側(cè)面信息，而后將這些影像通過區(qū)域網(wǎng)聯(lián)合平差、多視影像匹配、DSM生成、真正射糾正、三維建模等流程，形成最終產(chǎn)品。圖片來源于網(wǎng)格傾斜攝影——數(shù)據(jù)處理圖片來源于網(wǎng)格其它04其它04激光雷達（LIDAR）概念：用激光器作為發(fā)射光源，采用光電探測技術(shù)手段的主激光雷達動遙感設(shè)備。激光雷達是激光技術(shù)與現(xiàn)代光電探測技術(shù)結(jié)合的先進探測方式?；驹恚篖IDAR系統(tǒng)包括一個單束窄帶激光器和一個接收系統(tǒng)。激光器產(chǎn)生并發(fā)射一束光脈沖，打在物體上并反射回來，最終被接收器所接收。結(jié)合激光器的高度，激光掃描角度，從GPS得到的激光器的位置和從INS得到的激光發(fā)射方向，就可以準確地計算出每一個地面光斑的坐標X，Y，Z。優(yōu)勢：高分辨率、精度高、抗有源干擾能力強、低空探測性好、劣勢：受環(huán)境和天氣影響大、范圍小、成本高昂圖片來源于網(wǎng)格其它04激光雷達（LIDAR）——數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)配準模型生成地物生成紋理貼圖去除噪音點云預(yù)處理其它04雷達——SAR、INSARSAR:合成孔徑雷達INSAR：干涉合成孔徑雷達SAR基本原理：SAR用一個小天線作為單個輻射單元，將此單元沿一直線不斷移動，在不同位置上接收同一地物的回波信號并進行相關(guān)解調(diào)壓縮處理。一個小天線通過"運動"方式就合成一個等效"大天線"，這樣可以得到較高的方位向分辨率，同時方位向分辨率與距離無關(guān)，這樣SAR就可以安裝在衛(wèi)星平臺上而可以獲取較高分辨率的SAR圖像。SAR極化方式：雷達發(fā)射的能量脈沖的電場矢量，可以在垂直或水平面內(nèi)被偏振。無論哪個波長，雷達信號可以傳送水平（H）或者垂直（V）電場矢量，接收水平（H）或者垂直（V）或者兩者的