遙感技術及其應用

3.2遙感技術及其應用沅陵一中高二地理備課組

曾有報道，北京中關村某高科技廠家在建設廠房時要求使用一種高科技合成（具有質(zhì)輕、防曬等功能）材料作為房頂，但施工方在施工過程中為了獲取更多的利潤，有些房頂只使用一般材料，由于外觀看不出差異，廠家被蒙在鼓里，一年后，北京某遙感專業(yè)的實習學生在判讀中關村多種波段的遙感圖像時，發(fā)現(xiàn)這家工廠的廠房屋頂材質(zhì)不同，于是向廠方了解，廠方否認用了不同材質(zhì)，經(jīng)實習學生的進一步解釋，廠家終于明白施工方用了劣質(zhì)材料，因此，施工方不得不承認這一事實，并加以賠償。為什么肉眼難以分辨，遙感卻具有“火眼金睛”？資料

遙感，就是遙遠的感知。為什么能進行遙遠的感知呢？因為地球上所有物體都在不停地發(fā)射、反射、吸收電磁波，而且不同物體對電磁波的發(fā)射、反射、吸收的特性不同例如，植物的葉子看起來是綠色的，是因為葉子中的葉綠素對太陽光中藍色和紅色波長的光強烈反射的緣故。物體的這種對電磁波固有的特性叫做光譜特性一、遙感技術概述（RS）（一）遙感的概念與發(fā)展

遙感——借助對電磁波敏感的儀器，在不與探測目標接觸的情況下，記錄目標物對電磁波的輻射、反射、散射等信息。并通過分析，揭示目標物的特征、性質(zhì)及其變化的綜合探測技術。閱讀課本P86“遙感技術的發(fā)展”

第一架照相機拍攝的第一張風景照片就可以稱為遙感，是利用近地面平臺成像遙感，利用氣球作為遙感平臺是對近地面遙感的進一步發(fā)展；20世紀初第一架飛機誕生、1915年世界上第一臺航空攝影專用相機產(chǎn)生，標志著航空遙感技術產(chǎn)生，但航空遙感最早被廣泛應用于軍事偵察領域，直到1920年以后航空遙感才開始在民用領域得到應用；

1957年，原蘇聯(lián)第一顆人造衛(wèi)星的升空標志著人類進入太空時代，隨后美國阿波羅宇宙飛行器發(fā)回第一張地球影像圖，標志著太空遙感（航天遙感）時代到來。

可見，遙感技術是隨著工作平臺、傳感器和探測器的發(fā)展而發(fā)展的。以下文字材料反映了現(xiàn)代遙感技術的哪些特點？一張比例尺為1：35000的23cm×23cm的航空圖片，可反映出60多平方千米的地理景觀實況；一幅陸地衛(wèi)星TM（專題制圖儀）圖像，其覆蓋面積可達34255平方千米。視域廣闊，監(jiān)測范圍大陸地衛(wèi)星Ⅴ、Ⅵ的運行周期為16天，即每16天可以對全球陸地表面成像一遍；NOAA氣象衛(wèi)星每天能接收兩次覆蓋全球的圖像。動態(tài)監(jiān)測、實時傳輸、快速處理這種特點有利于及時發(fā)現(xiàn)病蟲害、洪水及森林火災等自然災害，為抗災、減災工作提供可靠的科學依據(jù)。（二）遙感技術系統(tǒng)與遙感類型１．遙感技術系統(tǒng)的組成遙感平臺遙感平臺高度目的·用途其它靜止衛(wèi)星36,000km定點地球觀測氣象衛(wèi)星圓軌道衛(wèi)星（地球觀測衛(wèi)星）500km—1,000km定期地球觀測LandsatSPOTMOS等小衛(wèi)星400km左右各種調(diào)查

航天飛機240km—350km不定期地球觀測空間實驗

天線探空儀100m—100km各種調(diào)查（氣象等）

高高度噴氣機10,000—12,000m偵察大范圍調(diào)查

中低高度飛機500—8,000m各種調(diào)查航空攝影測量

飛艇500—3,000m空中偵察各種調(diào)查

直升機100—2,000m各種調(diào)查攝影測量

無線遙控飛機500m以下各種調(diào)查攝影測量飛機直升機牽引飛機50—500m各種調(diào)查攝影測量牽引滑翔機系留氣球800以下各種調(diào)查

索道10—40m遺址調(diào)查

吊車5—50m近距離攝影測量

地面測量車0—30m地面實況調(diào)查車載升降臺（1）攝影類型的傳感器；

（2）掃描成像類型的傳感器；

（3）雷達成像類型的傳感器；

（4）非圖像類型的傳感器。照相機是最古老和常用的傳感器。傳感器的類型?1).什么是遙感技術？它有哪些環(huán)節(jié)組成？遙感技術—從傳感器接收信息到遙感信息應用的全過程

目標物傳感器物體輻射或反射電磁波收集傳輸遙感平臺信息處理信息分析成果專業(yè)圖件統(tǒng)計數(shù)字2).從不同角度,遙感有哪些不同分類方法??根據(jù)運載工具:根據(jù)輻射源:按照電磁波的波譜范圍:紅外遙感、微波遙感、多譜段遙感等按照應用領域或?qū)ｎ}:資源遙感、海洋遙感、地質(zhì)遙感、農(nóng)業(yè)遙感、林業(yè)遙感等航天遙感、航空遙感、近地遙感主動式遙感和被動式遙感紫外遙感、可見光遙感、環(huán)境遙感、大氣遙感、?3).航空器與航天器有何區(qū)別？航空器——在大氣層中飛行的飛行器。包括氣球、氣艇、飛機、滑翔機、直升機等。航天器——用于航天飛行的飛行器。包括人造衛(wèi)星、宇宙飛船、空間站、航天飛機、行星探測器等航空器航天器2.遙感技術的類型?航天遙感、航空遙感、近地遙感比較航天遙感航空遙感近地遙感遙感平臺及高度成像特點應用特點位于大氣層外的衛(wèi)星、宇宙飛船等,高度>80千米大氣層內(nèi)飛行的各類飛機、飛艇,高度<20千米三角架、遙感塔、遙感車(船)建筑物的頂部等比例尺最小,覆蓋率最大,概括性強,具有宏觀特點;多為多波段成像比例尺中等,畫面清晰,分辨率高,可以對垂直點地物清晰成像;多為單一波段成像比例尺最大,覆蓋率最小,畫面最清晰,多為單一波段成像動態(tài)性好,適合對某地區(qū)連續(xù)觀察,周期性好動態(tài)性差,適合做長周期(幾個月及更長)觀察靈活機動,費用較低,適合小范圍探測【P89—90閱讀指導】材料：返回式遙感衛(wèi)星系列我國的4個人造衛(wèi)星系列：通信廣播衛(wèi)星系列氣象衛(wèi)星系列科學探測與技術試驗衛(wèi)星系列

目前中國的氣象衛(wèi)星主要是風云一號和風云二號。風云一號穿越地球南北兩極運行，對全球進行風、溫度、濕度等觀測。

風云二號定點在東經(jīng)105度的赤道上空，主要觀測中國和西太平洋的天氣變化，每隔半小時發(fā)回一張衛(wèi)星云圖。答：一種物質(zhì)所產(chǎn)生的自身輻射，或?qū)ν鈦磔椛渌a(chǎn)生的反射和透射，形成了該物質(zhì)的一種特別標志——波譜特征。上圖顯示了松林、草地、紅砂巖和泥漿的反射波譜曲線?？梢钥闯觯煌匚锏姆瓷渎适遣煌?，通過對不同地物的波譜特征進行分析，就可以判斷地物了。活動2完成P91的活動下圖中所反映的是“雪地、沙漠、濕地、小麥的反射波譜曲線”，讀圖回答：（1）在圖中，反射率最高和最低的地物分別是

和

。雪地濕地知識點導航下圖中所反映的是“雪地、沙漠、濕地、小麥的反射波譜曲線”，讀圖回答：（2）小麥在

到

波段最容易與其他地物區(qū)分開來。0.7微米0.9微米下圖中所反映的是“雪地、沙漠、濕地、小麥的反射波譜曲線”，讀圖回答：（3）結合該圖和所學知識思考，利用遙感圖像進行地物判讀的原因是什么？

不同地物在同一波段反射率不同，同一地物在不同波段反射率也不同，由此導致其波譜特征不同。二、遙感與資源普查

勘探礦產(chǎn)資源，調(diào)查生物資源、水資源等是遙感技術在資源普查中的重要應用領域。應用領域具體內(nèi)容備注礦產(chǎn)資源生物資源蘊藏礦產(chǎn)的地方有許多是地質(zhì)斷裂或環(huán)形構造帶，較容易借助遙感技術“發(fā)現(xiàn)”礦產(chǎn)通過遙感圖像解譯或圖像處理技術，提取植被的分布、類型、結構、健康狀況、產(chǎn)量等數(shù)據(jù)人們只需要分析遙感圖像就可以劃定蘊藏礦產(chǎn)的大致區(qū)域為農(nóng)業(yè)、林業(yè)、城市綠化、環(huán)境保護等部門服務遙感在林業(yè)和農(nóng)業(yè)方面的應用部門應用主要原理林業(yè)清查森林資源、檢測火災和病蟲害著火樹木，病害樹木與正常樹木反射光譜不同農(nóng)業(yè)識別農(nóng)作物、估算產(chǎn)量、災情預報植物生長情況不同，其反射波譜特征不同1.答：在特定的衛(wèi)星圖像上，健康的植被往往呈鮮紅色；長勢比較弱的植被顏色比較淺，由此可判斷植被生長狀況。2.答：不同的地物和地物的不同狀況,有不同的反射率,根據(jù)這個原理,可以利用遙感的工作有：判斷水體污染、分析城市大氣污染、監(jiān)測災害、普查資源等?；顒?完成P92的活動遙感影像分為黑白影像和彩色影像兩種。三、遙感影像的種類和判讀方法目錄面板開關知識點導航

林地與草地

兩層別墅區(qū)（1）黑白影像：各物體的灰度不同。草地和林地顏色較深，建筑物為灰白色。目錄面板開關（2）彩色影像包括真彩色和假彩色真彩色：相片的色彩與天然實物的色彩十分接近。目錄面板開關知識點導航假彩色：底片為非可見光波段相片，由人工根據(jù)需要添加顏色合成，與天然實物色彩不同。國產(chǎn)韓國合資水泥相同顏色的油漆在遙感相片中的差異目錄面板開關

標準假彩色：草、樹和莊稼覆蓋地區(qū)通常為紅色，而水是藍黑色或深藍色的，城市、村莊等人工建筑為灰白色或淺藍色。水文要素植被人工建筑紅色深藍色藍黑色灰白色淺藍色目錄面板開關知識點導航四、遙感與環(huán)境災害監(jiān)測隨著遙感技術的發(fā)展，遙感將不僅為人們提供信息資源，改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)、生活與交往方式，而且在環(huán)境監(jiān)測、災害預警等方面發(fā)揮巨大作用，有助于災害的預防、環(huán)境的治理和保護。應用領域具體內(nèi)容備注環(huán)境監(jiān)測災害監(jiān)測荒漠化、土壤鹽漬化、海上冰山漂流、海洋生態(tài)、全球氣候變化及其影響、植被變化、水體污染、大氣污染等旱情、水災、滑坡、蟲害、森林火災等泥石流、地震、農(nóng)林病有利于人們了解環(huán)境變化，使環(huán)境得到保護和改善有利于防災減災遙感與環(huán)境災害監(jiān)測遙感與環(huán)境災害監(jiān)測目錄面板開關○新開發(fā)地區(qū)周圍環(huán)境調(diào)查○地質(zhì)分析○休閑設施的評估分析滑雪練習場利用標高數(shù)據(jù)來設計滑雪練習場○土地利用狀況的把握○城市建設規(guī)劃○環(huán)境破壞狀況的把握○地下資源的勘察○國有/私有土地的管理○河川管理○機場,港彎設施等的建設規(guī)劃○通過對周圍環(huán)境的調(diào)查,來確定的安全系數(shù)○調(diào)查由地形數(shù)據(jù)而設計的新設備的狀況○無線中轉(zhuǎn)站的設置場所的調(diào)查○作物生長狀況分析○作物受害原因的早期發(fā)現(xiàn)'作況指數(shù)90%80%75%○經(jīng)濟發(fā)展預測○水分補給狀況監(jiān)視○農(nóng)業(yè)分布／作物管理○地圖的制作(平面/立體地圖等)○地圖的定期更新○建筑物,道路等破損情況的把握○火災發(fā)生狀況的把握○緊急車輛經(jīng)過道路的安排○地形變化的調(diào)查R４３三ノ宮蘆屋諮墻窟伏仇曝○能隨時提供世界各地發(fā)生的重大事件以及熱門話題的照片平面地圖標高地圖▲▲▲▼▲▲▲▼○汽車自動導航系統(tǒng)的立體表示○為各種模擬游戲提供真實背景圖像所在地周圍景觀的立體表示戰(zhàn)斗模擬○道路,電線桿,上下水道,煤氣管道,天線等的維修管理○海洋環(huán)境的調(diào)查遙感技術的應用領域防災·災害的監(jiān)視

環(huán)境、國土的管理地圖制作海外信息建筑業(yè),設施等的管理數(shù)字衛(wèi)星圖像娛樂農(nóng)林水產(chǎn)業(yè)·資源的管理公共事業(yè),房地產(chǎn)開發(fā)活動4完成P93—94的活動答：1.首先對三幅圖的主要地物進行判讀，比較相同地物在面積、數(shù)量、密度、長度等方面的變化，然后運用相關原理進行解釋。從三幅圖的主要對比可以看出,黃河三角洲的面積在擴大,主要是泥沙沉積作用造成的;植被覆蓋區(qū)的范圍增加,是由于植樹造林產(chǎn)生的;黃河水的泥沙增多,原因是水土流失的加劇;居住區(qū)和水產(chǎn)業(yè)建筑區(qū)的面積增加。

答：2.我國的環(huán)境與災害問題有:土地荒漠化、土壤鹽堿化、環(huán)境污染、海洋生態(tài)、植被破壞、水旱災害、滑坡、地震、泥石流、農(nóng)林病蟲害、森林火災等。遙感技術可以及時探知森林火災發(fā)生的地點和范圍，可分析大火蔓延的方向，為滅火總指揮部制定滅火計劃、做出滅火部署提供科學依據(jù)。

例(2004·廣東、廣西）在遙感技術中，可以根據(jù)植物的反射波譜特征判斷植物的生長狀況。讀圖回答（1）-（3）題。遙感技術及其應用//課堂鞏固在遙感技術中，可以根據(jù)植物的反射波譜特征判斷植物的生長狀況。讀圖回答下列問題。目錄面板開關遙感技術遙感圖像解讀遙感技術應用課堂鞏固知識點導航遙感技術及其應用//課堂鞏固1.圖中，重度病害植物反射率明顯區(qū)別于健康植物反射率的波段是()①紅外線②X光③可見光④紫外線A．①②B．②③C．③④D．①③D目錄面板開關遙感技術遙感圖像解讀遙感技術應用課堂鞏固知識點導航遙感技術及其應用//課堂鞏固2.根據(jù)圖中的原理，可用遙感技術直接()①劃分植物類型②判讀植物生長的土壤類型③監(jiān)測樹木的生長狀況④估計糧食作物的產(chǎn)量A．①②B．②③C．③④D．①③C目錄面板開關遙感技術遙感圖像解讀遙感技術應用課堂鞏固知識點導航遙感技術及其應用//課堂鞏固3.不同的地物和地物的不同狀況也有不同的反射率，根據(jù)這個原理，可以利用遙感的工作有()①判斷水體污染②判斷人口分布③分析城市大氣污染④估算工業(yè)生產(chǎn)總值A．①②B．②③C．③④D．①③D目錄面板開關遙感技術遙感圖像解讀遙感技術應用課堂鞏固知識點導航課堂練習：1．遙感的關鍵裝置是（）A．航天器B．航空器C．電子計算機D．傳感器2．下列不屬于遙感技術主要環(huán)節(jié)的是（）A．傳輸信息B．收集信息C．發(fā)射衛(wèi)星D．專業(yè)圖件統(tǒng)計數(shù)字DC3．航空遙感的運輸工具是（）A．衛(wèi)星B．飛機C．飛船D．火箭4．兩顆衛(wèi)星同時運行，每隔9天可以覆蓋地球一遍，說明遙感技術（）A．受地面條件限制少B．測量范圍大C．手段多，獲得的信息量大D．獲得資料速度快、周期短BD5關于遙感技術的說法，正確的是（）A．傳感器是進行信息處理和信息分析的儀器B．物體的各類性質(zhì)、環(huán)境條件不同，但其反射和輻射的電磁波相同C．一幅陸地衛(wèi)星圖片可以把整個地球拍下來D．從傳感器接收信息到遙感信息應用的全過程，稱為遙感技術6．關于遙感技術的說法，正確的是（）A．其關鍵裝置安放在雷達上B．只能反映靜態(tài)物體狀況C．具有獲得資料快、周期短，反映動態(tài)變化的特點D．受地面條件限制多DC7．遙感是（）A．人向遠處看，感知遙遠的事物B．人從高處往低處看，感知地面事物C．在空中對遙遠地物進行感知D．記錄地面物體的圖像8．陰雨天氣中，對地物的分辨率較高的是（）A．飛機可見光遙感B．衛(wèi)星可見光遙感C．飛機微波遙感D．衛(wèi)星微波遙感CC9．在遙感影像上，湖泊、河流呈現(xiàn)的顏色是（）A．紅色B．灰白色C．深藍色或藍黑色D．淺藍色C10遙感探測范圍由大到小依次是（）A．飛機、陸地衛(wèi)星、宇宙飛船B．宇宙飛船、陸地衛(wèi)星、飛機C．陸地衛(wèi)星、飛機、宇宙飛船D．陸地衛(wèi)星、宇宙飛船、飛機B11．遙感探測的范圍越大，則（）