遙感原理與方法-課程課件

遙感原理與方法遙感原理與方法課程簡介遙感是“地理信息系統(tǒng)”專業(yè)的主干學(xué)科，是近年來蓬勃發(fā)展起來的一門綜合性學(xué)科——空間信息科學(xué)。它的功能和價(jià)值引起了許多學(xué)科和部門的重視，特別在資源調(diào)查評(píng)價(jià)、區(qū)域規(guī)劃管理，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)警和全球變化研究等方面，顯示了無與倫比的優(yōu)越性，獲得愈來愈廣泛的應(yīng)用，是地球科學(xué)和資源環(huán)境學(xué)科開展研究的基本方法，成為信息科學(xué)的主要組成部分和重要支撐技術(shù)。課程簡介遙感是“地理信息系統(tǒng)”專業(yè)的主課程簡介遙感科學(xué)在我校地理信息系統(tǒng)專業(yè)培養(yǎng)方法中設(shè)置為3門課程：

遙感原理與方法遙感數(shù)字圖像處理遙感圖像分析解譯課程簡介遙感科學(xué)在我校地理信息系統(tǒng)專課程簡介——《遙感原理與方法》《遙感原理與方法》是主干專業(yè)基礎(chǔ)課內(nèi)容包括： 遙感的物理基礎(chǔ) 遙感技術(shù)系統(tǒng) 遙感信息獲取方法與技術(shù) 航空和衛(wèi)星遙感及其影像 遙感圖像分析解譯基本原理與方法課程簡介——《遙感原理與方法》《遙感原理與方法》是主干專課程簡介——《遙感原理與方法》教學(xué)要求： 了解遙感的概念、技術(shù)體系、形成發(fā)展和應(yīng)用狀況； 掌握遙感圖像獲取的基本理論，傳感器的工作原理和方法； 理解航空攝影像片的成像機(jī)制、幾何特征和立體觀測(cè)，主要衛(wèi)星遙感技術(shù)系統(tǒng)和影像的空間特征、光譜效應(yīng)。課程簡介——《遙感原理與方法》教學(xué)要求：課程簡介——《遙感數(shù)字圖像處理》《遙感數(shù)字圖像處理》是專業(yè)基礎(chǔ)課內(nèi)容包括： 遙感數(shù)字圖像處理的基本概念、內(nèi)容，技術(shù)體系； 遙感圖像的幾何糾正、輻射校正、增強(qiáng)處理和計(jì)算機(jī)分類識(shí)別。課程簡介——《遙感數(shù)字圖像處理》《遙感數(shù)字圖像處理》是課程簡介——《遙感數(shù)字圖像處理》教學(xué)要求： 了解遙感數(shù)字圖像處理的基本概念、內(nèi)容和技術(shù)體系，形成發(fā)展歷史，與其它學(xué)科的關(guān)系； 掌握遙感圖像幾何糾正、輻射校正的原理與方法； 應(yīng)用各種圖像增強(qiáng)處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)分類方法進(jìn)行專業(yè)遙感圖像分析解譯； 理解探索圖像分類識(shí)別新技術(shù)和輔助分類方法。課程簡介——《遙感數(shù)字圖像處理》教學(xué)要求：課程簡介——《遙感影像分析解譯》《遙感影像分析解譯》是專業(yè)課內(nèi)容包括：遙感圖像解譯的基本理論綜合分析和定量方法圖像的地學(xué)分析解譯植被遙感的理論與方法遙感在農(nóng)業(yè)方面和環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用課程簡介——《遙感影像分析解譯》《遙感影像分析解譯》課程簡介——《遙感影像分析解譯》教學(xué)要求： 了解和掌握遙感圖像分析應(yīng)用的基本理論和技術(shù)； 能夠進(jìn)行遙感影像的地質(zhì)、地貌、土壤、植被和土地資源分析解譯； 應(yīng)用遙感技術(shù)開展農(nóng)業(yè)和環(huán)境科學(xué)方面的管理、評(píng)價(jià)和研究工作。課程簡介——《遙感影像分析解譯》教學(xué)要求：1.1遙感的基本概念

●遙感(RemoteSensing)，即為在遙遠(yuǎn)的地方，感測(cè)目標(biāo)物的信息，通過對(duì)信息的分析研究，確定目標(biāo)物的屬性及目標(biāo)物之間的關(guān)系。 也就是說：不與目標(biāo)物接觸，憑借其發(fā)來的某些信息，識(shí)別目標(biāo)?！穸x：在遠(yuǎn)離被測(cè)物體或現(xiàn)象的位置上，使用一定的儀器設(shè)備，接收、記錄物體或現(xiàn)象反射或發(fā)射的電磁波信息，經(jīng)過對(duì)信息的傳輸、加工處理及分析與解譯，對(duì)物體及現(xiàn)象的性質(zhì)及其變化進(jìn)行探測(cè)和識(shí)別的理論與技術(shù)。第1章緒論1.1遙感的基本概念第1章緒論1.1遙感的基本概念●遙感過程： 接收--傳送--處理和分析信息--識(shí)別目標(biāo)第1章緒論目標(biāo)物平臺(tái)分析解譯地面站反射輻射發(fā)射輻射回射輻射人工輻射傳感器人工輻射源接收記錄系統(tǒng)

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

人工目視解譯計(jì)算機(jī)解譯1.1遙感的基本概念第1章緒論目標(biāo)物平臺(tái)分析解譯1.1遙感的基本概念●技術(shù)系統(tǒng)：第1章緒論遙感平臺(tái)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)1.1遙感的基本概念第1章緒論遙感平臺(tái)1.1遙感的基本概念●技術(shù)系統(tǒng)：①遙感平臺(tái)(Platform,Cassies)在遙感中搭載遙感儀器的工具稱為平臺(tái)或載體，既是遙感儀器工作的場(chǎng)所，又是遙感中“遙”字的具體表現(xiàn)。 遙感平臺(tái)：汽車、飛機(jī)、火箭和衛(wèi)星等。第1章緒論1.1遙感的基本概念第1章緒論1.1遙感的基本概念●技術(shù)系統(tǒng)②傳感器(RemoteSensor)在遙感中，收集、記錄和傳送遙感信息的裝置，是遙感的核心——“感”字的體現(xiàn)。傳感器主要有：攝影機(jī)、攝像儀、掃描儀、雷達(dá)、光譜輻射計(jì)、高度計(jì)等。平臺(tái)和傳感器代表著遙感技術(shù)的水平。第1章緒論1.1遙感的基本概念第1章緒論1.1遙感的基本概念●技術(shù)系統(tǒng)③遙感數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)--地面接收站負(fù)責(zé)接收遙感平臺(tái)傳送來的圖像膠片和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，由地面數(shù)據(jù)接收和記錄系統(tǒng)(TRRS)，圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(IDPS)兩部分所組成：第1章緒論TRRS：接收、記錄遙感平臺(tái)發(fā)回的數(shù)據(jù)，形成視頻、數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)介質(zhì)或其它形式的圖像資料。IDPS：將存儲(chǔ)介質(zhì)上的視頻圖像信息和數(shù)據(jù)加工處理，制成一定規(guī)格的圖像膠片和數(shù)據(jù)產(chǎn)品。1.1遙感的基本概念第1章緒論TRRS：接收、記1.1遙感的基本概念●技術(shù)系統(tǒng)：④分析解譯系統(tǒng)第1章緒論用戶得到的遙感資料，是經(jīng)過預(yù)處理的圖像膠片或數(shù)據(jù)，然后再根據(jù)各自的應(yīng)用目的，對(duì)這些資料進(jìn)行分析、研究、判斷解釋，從中提取有用信息，并將其翻譯成為我們所用的文字資料或圖件，這一工作稱為“解譯”。1.1遙感的基本概念第1章緒論用戶1.1遙感的基本概念●技術(shù)系統(tǒng)：遙感資料分析解譯系統(tǒng)——目視解譯技術(shù)目視解譯是指人們用手持放大鏡或立體鏡等簡單工具，憑借解譯人員的經(jīng)驗(yàn)，來識(shí)別目標(biāo)物的性質(zhì)和變化規(guī)律。第1章緒論優(yōu)點(diǎn)：簡單方便，野外和室內(nèi)都可進(jìn)行，能檢驗(yàn)計(jì)算機(jī)解譯的準(zhǔn)確性，是基本的解譯方法。缺點(diǎn)：受解譯人員視覺功能、專業(yè)水平和經(jīng)驗(yàn)的影響，速度慢，不夠精確。1.1遙感的基本概念第1章緒論優(yōu)點(diǎn)：簡1.1遙感的基本概念●技術(shù)系統(tǒng)：遙感資料分析解譯系統(tǒng)——電子計(jì)算機(jī)解譯技術(shù)利用電子計(jì)算機(jī)對(duì)遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，提取有用信息，進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和分類。 該技術(shù)既快速準(zhǔn)確，又能直接得到解譯結(jié)果，是遙感分析解譯的發(fā)展方向。第1章緒論1.1遙感的基本概念第1章緒論1.1遙感的基本概念●遙感分類①遙感平臺(tái)分類：地面遙感、航空遙感、航天遙感②電磁波譜分類：紫外、可見光、紅外、微波、多光譜遙感③電磁輻射能源分類：被動(dòng)遙感(遙感)、主動(dòng)遙感(遙測(cè))④應(yīng)用目的分類：農(nóng)業(yè)遙感、林業(yè)遙感、地質(zhì)遙感、環(huán)境遙感⑤綜合分類：圖像方式、非圖像方式第1章緒論1.1遙感的基本概念第1章緒論1.2遙感的形成與發(fā)展●遙感的形成科學(xué)技術(shù)形成與發(fā)展總是和時(shí)代的發(fā)展和要求相一致（必要與可能）。遙感的形成是與空間科學(xué)、傳感技術(shù)、信息科學(xué)、宇航技術(shù)、通訊技術(shù)以及電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展相聯(lián)系（可能性），與軍事偵察、環(huán)境監(jiān)測(cè)、資源開發(fā)利用和全球變化的需要相適應(yīng)（必要性）。第1章緒論1.2遙感的形成與發(fā)展第1章緒論1.2遙感的形成與發(fā)展●遙感的形成①常規(guī)航空攝影階段(20世紀(jì)30年代以前)第1章緒論1826年攝影技術(shù)誕生1839年以前主要是進(jìn)行地面攝影1858年法國人Ｇ·Ｆ·圖納喬用氣球攝取巴黎“鳥瞰”像片1903年意大利人威爾伯·賴特拍攝了第一張航空像片1913年根據(jù)攝影像片制作了地形圖并研制出立體制圖儀1915年開始生產(chǎn)航攝相機(jī)，攝影測(cè)量儀器相繼出現(xiàn)1924年產(chǎn)生了彩色膠片1.2遙感的形成與發(fā)展第1章緒論1826年攝1.2遙感的形成與發(fā)展●遙感的形成①常規(guī)航空攝影階段(20世紀(jì)30年代以前)第1章緒論初期航空攝影主要用于攝影測(cè)量和軍事。后來逐漸向民用部門發(fā)展，像片判讀技術(shù)開始出現(xiàn)并得到迅速的發(fā)展，關(guān)于攝影測(cè)量和判讀技術(shù)方面的書刊也陸續(xù)出版。1.2遙感的形成與發(fā)展第1章緒論初1.2遙感的形成與發(fā)展●遙感的形成②航空遙感階段(20世紀(jì)30年代－60年代)第1章緒論應(yīng)用：航空像片除用于軍事外，被廣泛應(yīng)用于地學(xué)領(lǐng)域中，以認(rèn)識(shí)地理環(huán)境和編制各種專題地圖。技術(shù)：1931年出現(xiàn)紅外膠片1937年進(jìn)行了彩色航攝，生產(chǎn)出彩紅外膠片，進(jìn)行多光譜和紫外航空攝影二戰(zhàn)期間應(yīng)用雷達(dá)和紅外探測(cè)技術(shù)50年代掃描成像技術(shù)和側(cè)視雷達(dá)技術(shù)開始產(chǎn)生并應(yīng)用1.2遙感的形成與發(fā)展第1章緒論應(yīng)用：1.2遙感的形成與發(fā)展●遙感的形成②航空遙感階段(20世紀(jì)30年代－60年代)第1章緒論人才培養(yǎng)和理論研究：《航空像片：應(yīng)用與判讀》、《航空攝影與航空測(cè)量》等著作出版美國于1949年在開設(shè)航攝和像片判讀課程1949年國際地理學(xué)會(huì)設(shè)立了航片應(yīng)用委員會(huì)1945年美國創(chuàng)刊出版了《攝影測(cè)量工程學(xué)》雜志，1975年改名為《攝影測(cè)量工程和遙感》1.2遙感的形成與發(fā)展第1章緒論人才培養(yǎng)和理論1.2遙感的形成與發(fā)展●遙感的形成③航天遙感階段(20世紀(jì)60年代以來)第1章緒論技術(shù)：遙感平臺(tái)從飛機(jī)發(fā)展到了衛(wèi)星和飛船。傳感器方面繼紅外片后，多光譜相機(jī)、多波段掃描儀、微波輻射計(jì)、合成孔徑側(cè)視雷達(dá)、電視攝象儀等新型傳感器陸續(xù)問世。與此同時(shí)，遙感資料的分辨率和精度也不斷提高，遙感圖像的分析解譯與資料處理技術(shù)飛躍進(jìn)步，遙感理論的研究獲得了重大成就，培養(yǎng)遙感專業(yè)人材的工作也得到了迅速發(fā)展，資料被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，并取得了顯著成就，國際交流也日益增多。1.2遙感的形成與發(fā)展第1章緒論技術(shù)：遙感平臺(tái)從1.2遙感的形成與發(fā)展●中國遙感技術(shù)發(fā)展(1)

第1章緒論20世紀(jì)30年代，開始城市航空攝影；50年代，大范圍航空攝影，進(jìn)行航測(cè)成圖和航空像片的綜合利用；60年代末形成航空攝影與應(yīng)用完整體系。70年代末，開始現(xiàn)代遙感研究：一是引進(jìn)國外影像和設(shè)備，進(jìn)行解譯應(yīng)用；二是開展自主遙感創(chuàng)新工作，進(jìn)行遙感試驗(yàn)測(cè)試，研制傳感器與遙感圖像處理系統(tǒng)，建立遙感衛(wèi)星地面站，發(fā)射資源衛(wèi)星。1.2遙感的形成與發(fā)展第1章緒論1.2遙感的形成與發(fā)展●中國遙感技術(shù)發(fā)展(2)

第1章緒論理論研究和人材培養(yǎng)：成立專門遙感研究機(jī)構(gòu)，從事理論研究和應(yīng)用工作；設(shè)置遙感專業(yè)和學(xué)科，開設(shè)遙感課程，培養(yǎng)專業(yè)人才；成立了空間科學(xué)技術(shù)委員會(huì)和遙感技術(shù)中心，組織、領(lǐng)導(dǎo)和協(xié)調(diào)全國的遙感工作，開展與國外的技術(shù)與人才交流。應(yīng)用領(lǐng)域：地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、農(nóng)林水利、測(cè)繪勘探、工程技術(shù)等領(lǐng)域。1.2遙感的形成與發(fā)展第1章緒論1.2遙感的形成與發(fā)展●遙感發(fā)展趨勢(shì)（1）

第1章緒論①多層次綜合遙感，建立地球環(huán)境衛(wèi)星觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)地獲取地球表面不同分辨力的遙感圖像數(shù)據(jù)。②傳感器向全波段覆蓋，立體遙感，器件固體化、小型化，高分辨力，高靈敏度與高光譜方向發(fā)展。③實(shí)現(xiàn)光學(xué)—電子計(jì)算機(jī)混合處理及實(shí)時(shí)處理，引進(jìn)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波變換、分形技術(shù)、模糊分類與專家系統(tǒng)等技術(shù)和理論，進(jìn)行自動(dòng)分類與模式識(shí)別。1.2遙感的形成與發(fā)展第1章緒論1.2遙感的形成與發(fā)展●遙感發(fā)展趨勢(shì)（2）

第1章緒論④地物波譜形成機(jī)制與遙感信息傳輸理論研究，建立地物波譜與影像特征的關(guān)系模型，實(shí)現(xiàn)遙感分析解譯的定量化和精確化。⑤3S(RemoteSensing－RS、GeographicInformationSystem－GIS、GlobalPositioningSystem－GPS)一體化，應(yīng)用廣泛，是許多學(xué)科專業(yè)的重要技術(shù)方法和輔助決策手段。1.2遙感的形成與發(fā)展第1章緒論1.3遙感應(yīng)用簡介●軍事方面應(yīng)用 ①利用紅外遙感識(shí)別偽裝，用機(jī)載紅外掃描儀，側(cè)視雷達(dá)可進(jìn)行全天時(shí)、全天候偵察。②軍事偵察：偵察衛(wèi)星－全天候、高分辨率實(shí)時(shí)傳輸。

第1章緒論1.3遙感應(yīng)用簡介第1章緒論1.3遙感應(yīng)用簡介●地學(xué)方面應(yīng)用①地質(zhì)：地質(zhì)構(gòu)造、巖性、礦藏勘探②海洋：測(cè)定海岸地形、海底地貌、海流邊界方向、流速、海面溫度、浮游生物區(qū)和生物量、鹽分、水質(zhì)等。③水文：水資源、湖泊、河流、冰雪第1章緒論1.3遙感應(yīng)用簡介第1章緒論1.3遙感應(yīng)用簡介●環(huán)境方面應(yīng)用

第1章緒論①水污染：確定范圍，測(cè)定水溫、密度和污染源。②大氣污染：監(jiān)測(cè)大氣成分、溫度、濕度、密度。③地表污染：監(jiān)測(cè)污染物所引起的生態(tài)環(huán)境變化:如植被、土地、地下水受污染情況。④地