遙感簡介-北京大學(xué)光學(xué)課程課件

第十二章3S集成技術(shù)

鄔倫北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院遙感與地理信息系統(tǒng)研究所2004年12月第十二章3S集成技術(shù)鄔倫11．遙感簡介遙感(RemoteSensing)：通常是指通過某種傳感器裝置，在不與研究對象直接接觸的情況下，獲得其特征信息，并對這些信息進(jìn)行提取、加工、表達(dá)和應(yīng)用的一門科學(xué)技術(shù)。遙感技術(shù)的基礎(chǔ)，是通過觀測電磁波，從而判讀和分析地表的目標(biāo)以及現(xiàn)象，其中利用了地物的電磁波特性，即“一切物體，由于其種類及環(huán)境條件不同，因而具有反射或輻射不同波長電磁波的特性”。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，通過觀測電磁波，識別物體以及物體存在環(huán)境條件的技術(shù)。1．遙感簡介遙感(RemoteSensing)：通常是指通2幾種常見地物（水、綠色植被、裸旱地）的電磁波反射曲線幾種常見地物（水、綠色植被、裸旱地）的電磁波反射曲線31．遙感簡介遙感器（RemoteSensor）：接收從目標(biāo)反射或輻射電磁波的裝置。遙感平臺（Platform）：是搭載這些遙感器的移動體，包括飛機(jī)、人造衛(wèi)星等，甚至地面觀測車也屬于遙感平臺。遙感分為被動式遙感（PassiveRemoteSensing）和主動式遙感（ActiveRemoteSensing）兩種。1．遙感簡介遙感器（RemoteSensor）：接收從目標(biāo)4多光譜掃描儀示意圖[Curran]多光譜掃描儀示意圖[Curran]51．遙感簡介首先，遙感器不與研究對象直接接觸，也就是說，這里的“遙”并非指“遙遠(yuǎn)”；其次，遙感的目的是為了得到研究對象的特征信息；最后，通過傳感器裝置得到的數(shù)據(jù)，在被使用之前，還要經(jīng)過一個處理過程。1．遙感簡介首先，遙感器不與研究對象直接接觸，也就是說，這里6遙感數(shù)據(jù)過程遙感數(shù)據(jù)過程71．遙感簡介：遙感數(shù)據(jù)的處理通常是圖像形式的遙感數(shù)據(jù)的處理，主要包括糾正（包括輻射糾正和幾何糾正）、增強(qiáng)、變換、濾波、分類等功能。1．遙感簡介：遙感數(shù)據(jù)的處理通常是圖像形式的遙感數(shù)據(jù)的處理8數(shù)字圖像處理的主要功能1）圖像糾正2）增強(qiáng)3）濾波4）變換5）分類圖：遙感圖像幾何畸變的各種情形數(shù)字圖像處理的主要功能1）圖像糾正圖：遙感圖像幾何畸變的各92．全球定位系統(tǒng)簡介全球定位系統(tǒng)(GPS,GlobalPositioningSystem)：是一種利用人造地球衛(wèi)星進(jìn)行點(diǎn)位測量導(dǎo)航的技術(shù)。全稱是NAVSTAR(NAVigationSatelliteTimingAndRanging)/GPS。2．全球定位系統(tǒng)簡介全球定位系統(tǒng)(GPS,GlobalP102．1GPS系統(tǒng)介紹GPS系統(tǒng)包括三大部分：空間部分——GPS衛(wèi)星星座地面控制部分——地面監(jiān)控系統(tǒng)用戶設(shè)備部分——GPS信號接收機(jī)2．1GPS系統(tǒng)介紹GPS系統(tǒng)包括三大部分：112．1．1GPS衛(wèi)星及其星座由21顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星組成。均勻分布在六個相互夾角為60度的軌道平面內(nèi)。GPS衛(wèi)星用L波段兩種頻率的無線電波（1575.42MHz和1227.6MHz）向用戶發(fā)射導(dǎo)航定位信號，同時接收地面發(fā)送的導(dǎo)航電文以及調(diào)度命令。2．1．1GPS衛(wèi)星及其星座由21顆工作衛(wèi)星和3顆備用122．1．2地面控制系統(tǒng)：包括位于美國科羅拉多的主控站以及分布全球的三個注入站和五個監(jiān)測站組成，實(shí)現(xiàn)對GPS衛(wèi)星運(yùn)行的監(jiān)控。2．1．2地面控制系統(tǒng)：包括位于美國科羅拉多的主控站以及分布132．1．3GPS信號接收機(jī)捕獲GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號，并進(jìn)行處理，根據(jù)信號到達(dá)接收機(jī)的時間，確定接收機(jī)到衛(wèi)星的距離。圖：GARMIN手持式GPS接收機(jī)2．1．3GPS信號接收機(jī)捕獲GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號，并進(jìn)行142．2GPS定位基本原理GPS定位基本原理是利用測距交會確定點(diǎn)位。圖：測距交會定位示意圖2．2GPS定位基本原理GPS定位基本原理是利用測距交會確152．3GPS誤差和糾正造成GPS定位誤差的因素：由于衛(wèi)星軌道變化以及衛(wèi)星電子鐘不準(zhǔn)確以及定位信號穿越電離層和地表對流層時速度的變化最為嚴(yán)重的誤差則是由于美國軍方人為降低信號質(zhì)量造成的，這種誤差可高達(dá)100米。2．3GPS誤差和糾正造成GPS定位誤差的因素：163．GIS與遙感的集成及具體技術(shù)GIS與遙感的集成，可以三個不同的層次[Ehlers]：分離的數(shù)據(jù)庫，通過文件轉(zhuǎn)換工具在不同系統(tǒng)之間傳輸文件；兩個軟件模塊具有一致的用戶界面和同步的顯示；集成的最高目的是實(shí)現(xiàn)單一的、提供了圖像處理功能的GIS軟件系統(tǒng)。3．GIS與遙感的集成及具體技術(shù)GIS與遙感的集成，可以三個17GIS作為遙感圖像的應(yīng)用GIS作為圖像處理工具遙感數(shù)據(jù)作為GIS的信息來源GIS作為遙感圖像的應(yīng)用GIS作為圖像處理工具184．GIS與全球定位系統(tǒng)的集成及具體技術(shù)1）定位2）測量3）監(jiān)控導(dǎo)航圖：GIS與GPS集成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型4．GIS與全球定位系統(tǒng)的集成及具體技術(shù)1）定位圖：GIS與195．3S集成綜述圖：3S的相互作用與集成5．3S集成綜述圖：3S的相互作用與集成205．3S集成綜述三者之間的相互作用形成了“一個大腦，兩只眼睛”的框架，即RS和GPS向GIS提供或更新區(qū)域信息以及空間定位，GIS進(jìn)行相應(yīng)的空間分析，以從RS和GPS提供的浩如煙海的數(shù)據(jù)中提取有用信息，并進(jìn)行綜合集成，使之成為決策的科學(xué)依據(jù)。GI