遙感導論第章第1頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月教材：梅安新等編，遙感導論，高等教育出版社，2006參考書目：

趙英時等編，遙感應用分析原理與方法，北京：科學出版社，2003

湯國安等編，遙感數字圖像處理，北京：科學出版社，2006期刊：

遙感學報、國土資源遙感、遙感技術與應用等。第2頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第一章緒論本章主要內容:遙感的概念與技術系統(tǒng)遙感技術研究內容遙感發(fā)展概況及其展望第3頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月遙感技術是20世紀60年代發(fā)展起來的一門綜合性探測技術。遙感技術與現代物理學、空間技術、計算機技術、數學和地理學密切相關。遙感技術已廣泛應用于各種領域，成為地球環(huán)境資源的調查和規(guī)劃不可缺少的有效手段。第4頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）遙感（RemoteSensing）概念1.廣義遙感

所謂遙感，泛指一切無接觸的遠距離探測，包括對電磁場、力場、機械波（聲波、地震波）等的探測。“遙”具有空間概念，從近地空間，外層空間乃至宇宙空間來獲取目標物的空間信息?！案小毕抵感畔⑾到y(tǒng)，包括信息獲取和傳輸、信息加工處理、信息分析和可視化系統(tǒng)等.一、遙感與遙感技術系統(tǒng)第5頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月2.狹義遙感

狹義遙感是指不與目標物接觸，應用探測器接收來自目標物的電磁波信息，通過對信息的處理和分析研究，確定目標物的屬性及目標物相互間的關系。第6頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月廣義遙感狹義遙感物理場遙感電磁場遙感機械波遙感力場遙感紫外可見光紅外微波重力、磁力人工地震聲波遙感地震波遙感聲納第7頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

太陽輻射經過大氣層到達地面，一部分與地面發(fā)生作用后反射，再次經過大氣層，到達傳感器。傳感器將這部分能量記錄下來，傳回地面，即為遙感數據。（二）遙感數據第8頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

遙感數據獲取原理接收預處理用戶應用處理分析結果、圖表輸出第9頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）遙感的分類

1.按遙感平臺分類：

(1)航天遙感高度大于80km.衛(wèi)星、飛船、火箭、航天飛機

(2)航空遙感高度小于80km.飛機、氣球

(3)地面遙感平臺放在地面上遙感.車、船、塔

(4)航宇遙感對地月系統(tǒng)外的目標探測.星際飛船

2.按遙感媒介分類：

(1)電磁波遙感以電磁波為信息傳播媒介的遙感

(2)聲波遙感以聲波為信息傳播媒介的遙感

(3)力場遙感以重力場、磁力場、電力場為媒介的遙感

(4)地震波遙感以地震波為媒介的遙感第10頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月3.按輻射源分類

(1)被動遙感(無源遙感):探測儀器直接接收記錄地物反射來自太陽的電磁波或地物自身發(fā)射的電磁波，即電磁波來自天然輻射源——太陽或地球。

(2)主動遙感(有源遙感):傳感器本身攜帶的人工電磁輻射源向地物發(fā)射一定能量的電磁波，然后接收從地物反射回來的電磁波。

第12頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第13頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

4.按電磁波波段分類

(1)紫外遙感：用攝影方式探測目標物的紫外波段。

(2)可見光遙感：用太陽輻射的可見光波段，如航空攝影。

(3)紅外遙感：用紅外波段探測目標物，如近紅外攝影，紅外掃描。

(4)微波遙感：使用人工發(fā)射的微波段，如側視雷達成像，微波輻射測量。

(5)多波段遙感：利用遙感多通道傳感器對同一地面景物進行多波段同步成像（可見光－紅外）。第14頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月5.按獲取資料類別分類

(1)成像方式遙感能獲取遙感對象的圖像的遙感。

(2)非成像方式遙感不能獲取遙感對象的圖像的遙感,如掃描的輻射計只能得到一些數據（曲線）而不能成像

6.

按成像方式分類

(1)攝影遙感：以光學攝影進行的遙感。

(2)掃描方式遙感：以掃描方式獲取圖像的遙感。

7.

按應用領域分類地質遙感、地貌遙感、農業(yè)遙感、林業(yè)遙感草原遙感、水文遙感、測繪遙感、環(huán)境遙感

災害遙感、城市遙感、土地利用遙感、海洋遙感大氣遙感、軍事遙感第15頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）遙感技術系統(tǒng)

遙感技術系統(tǒng)：是一個從地面到空中直至外層空間；從信息收集、存儲、傳輸、處理到解譯分析、應用的完整技術系統(tǒng)。

一個完整的遙感技術系統(tǒng)應包括地物電磁輻射信息的收集、傳輸、處理、存貯直至分析與解譯（應用）。第16頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第17頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月遙感系統(tǒng)的組成第18頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月1、空間信息收集系統(tǒng):主要完成遙感數據的采集傳輸工作①傳感器(Transducer)

:是收集、記錄地物電磁輻射信息并發(fā)送至地面接收站的設備，是遙感工作系統(tǒng)的核心部分。傳感器一般由信息收集、探測系統(tǒng)、信息處理和信息輸出4部分組成。

第19頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月成像傳感器類型第20頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月目前常用的傳感器有：攝影：航攝儀、多波段像機掃描：多波譜掃描儀、紅外掃描儀、微波掃描儀、微波雷達、成像光譜儀。②遙感平臺:裝載傳感器的設備，又稱為運載工具。

--飛機人造衛(wèi)星等第21頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月2、地面接收和預處理系統(tǒng):

主要完成遙感數據的接收、處理、存貯、分發(fā)和應用開發(fā)工作①機載系統(tǒng)——一般采用直接回收方式，即信息被記錄在膠卷或磁帶上，待飛機返回時將得到的信息進行預處理②星載系統(tǒng)——地面系統(tǒng)，即衛(wèi)星地面站

地面站接收到的原始信號要經過預處理，制成圖像膠片或計算機兼容磁帶（CCT），提供給用戶。預處理包括幾何校正和輻射校正，主要是要校正由于衛(wèi)星姿態(tài)不穩(wěn)定，大氣散射、地球曲率、地形差別和傳感器性能等因素引起的圖像畸變。進過預處理后，還要對資料進行存貯，這是為了方便用戶查詢而建的資料數據庫及自動檢索系統(tǒng)。第22頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月3、信息分析應用系統(tǒng)

是用戶為一定目的而應用遙感信息時所采取的各種技術，主要包括遙感信息的選擇技術、應用處理技術、專題信息提取技術等等。第23頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月信息分析應用系統(tǒng)第24頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月（五）遙感技術的特點

1、空間特性（大面積的同步觀測）——

視野遼闊，具有宏觀特性

2、波譜特性（信息豐富）——

探測波段從可見光向兩側延伸，大大擴展了人體感官的功能

3、時相特性（周期短）——

高速度，周期性重復成像，有利于進行動態(tài)研究和環(huán)境監(jiān)測

4、經濟特性——

工作效率高，成本低，一次成像，多方受益

5、數字處理特性——

使其與計算機技術融合在一起，實現了多元信息的復合正是遙感技術有以上特點，使其應用范圍十分廣泛。廣泛應用于測繪、國土資源調查、農業(yè)生產、環(huán)境監(jiān)測、城市規(guī)劃、軍事偵察等許多領域。第25頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月紅樹林在綠波段的影像紅樹林在紅波段的影像紅樹林在近紅外波段的影像多波段性第26頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月多時相性第27頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

研究各種地物的電磁波譜特性—物理基礎

研究各種地物影像特征

研究各種遙感資料信息提取的原理與方法

研究遙感技術在地學各領域中的應用

二、遙感技術研究的內容第28頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

1962年在美國密歇根大學召開的第一次國際環(huán)境遙感討論會上，美國海軍研究局的Evelyn.L.Pruitt,（伊·普魯伊特）首次提出“RemoteSensing”一詞，會后被普遍采用至今。遙感學科的技術積累和醞釀經歷了幾百年的歷史和發(fā)展階段。三、遙感技術的發(fā)展歷程第29頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

（一）早期階段（航空攝影階段）

20世紀30年代以前第30頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月FirstAerialPhotographBy:GaspardFelixTournachon(Nadar)Platform:Atetheredballoon1,700-ft(518.5m)aboveground,Location:ParisFranceDate:1858.第31頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月FirstBalloonPhotographyinUSAObliqueaerialphotographofdowntownBostonobtainedbySamuelA.KingandJ.W.Blackfromaballoonatanaltitudeof1,200ft.onOctober13,1860.FirstaerialphotographtakenfromacaptiveballoonintheUnitedStates.第32頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月?In1903,JuliusNeubronnerpatentedabreast-mountedcameraforcarrierpigeonsthatweighedonly70grams.?Asquadronofpigeonsisequippedwithlight-weight70-mmaerialcameras.第33頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月?ObliqueaerialphotographofaEuropeancastleobtainedfromacameramountedonacarrierpigeon.Thepigeon’swingsarevisible.第34頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月MotorDrivenHeavier-Than-AirAircraft?Thefirstflightbymanwithamotordriven,heavier-than-airmachineatKittyHawk,NorthCarolinaDecember17,1903.ThepilotwasWilburWright.第35頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月PilotandaerialphotographerwithaGraflexaerialreconnaissancecamerain1915.第36頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

（二）中期階段（彩色攝影和非攝影方式）

20世紀30～60年代

1930年美國開始全國航測

1931年感紅外的攝影膠片出現

1937年進行首次彩色航攝

20世紀50年代掃描技術和側視雷達成像技術產

生并應用第37頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）近期階段（航天遙感）從六十年代到現在，可稱為航天遙感階段

20世紀60年代以來，蘇美空間技術竟相發(fā)展，分別發(fā)射了一系列的空間計劃衛(wèi)星，促進了航天遙感技術的發(fā)展。

20世紀70年代，空間技術轉向為人類服務，地球資源技術衛(wèi)星誕生。

20世紀80年代，地球資源技術衛(wèi)星的傳感器技術不斷提高。

20世紀90年代，除美蘇外，其他國家均發(fā)射了各種資源衛(wèi)星。

第38頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月1972年7月23日：美國第一顆資源技術衛(wèi)星升空；1986年2月：法國發(fā)射了SPOT－1號地球觀測實驗衛(wèi)星；1992年：歐洲遙感衛(wèi)星一號ERS－1升空；1992年2月11日：日本第一顆地球資源衛(wèi)星升空；1987年3月17日：印度遙感衛(wèi)星IRS－1A發(fā)射成功；1995年11月：加拿大的雷達衛(wèi)星RADARSAT發(fā)射成功；1995年：俄羅斯發(fā)射RESOURS－02衛(wèi)星；1999年10月14日：中巴合作的“資源一號”衛(wèi)星CBERS升空1999年9月24日：美國IKONOS衛(wèi)星2號發(fā)射成功2001年10月18日：美國QUICKBIRD升空

第39頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

以上這些衛(wèi)星多數已進入商業(yè)運行階段，眾多商業(yè)遙感衛(wèi)星的應用使航天遙感技術進入了全面發(fā)展和應用的新階段。

值得指出的是，遙感應用技術的發(fā)展已經逐步地從利用單一波段的遙感資料進行分析、應用，向利用多平臺、多波段、多光譜、多時相的遙感資料進行綜合分析、應用發(fā)展；從對資源與環(huán)境的定性調查與制圖，向定量分析、評價和預測發(fā)展；從對各種事物與過程表面現象的描述，向對其內在規(guī)律的探測發(fā)展；從為各部門的常規(guī)管理提供基礎資料，向為科學化現代化管理建立各種信息數據庫和地理信息系統(tǒng)發(fā)展。實踐證明，遙感信息應用技術已經顯示出它的明顯效益和巨大潛力。第40頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第41頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第42頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第43頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第44頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第45頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月四、現代遙感技術發(fā)展的趨勢與展望

遙感技術正在進入一個能夠快速準確地提供多種對地觀測海量數據及應用研究的新階段，它在近一二十年內得到了飛速發(fā)展，目前又將達到一個新的高潮。這種發(fā)展主要表現在以下幾個方面：第46頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

(一)多分辨率多遙感平臺并存，空間分辨率、時間分辨率及光譜分辨率普遍提高

目前，國際上已擁有十幾種不同用途的地球觀測衛(wèi)星系統(tǒng)，并擁有全色0.8—5m，多光譜3.3—30m的多種空間分辨率。遙感平臺和傳感器已從過去的單一型向多樣化發(fā)展，并能在不同平臺上獲得不同空間分辨率、時間分辨率和光譜分辨率的遙感影像。民用遙感影像的空間分辨率達到米級，光譜分辨率達到納米級，波段數已增加到數十甚至數百個，回歸周期達到幾天甚至十幾個小時。例如，美國的商業(yè)衛(wèi)星ORBVIEW可獲取1m空間分辨率的圖像，通過任意方向旋轉可獲得同軌和異軌的高分辨率立體圖像；美國EOS衛(wèi)星上的MO—DIS—N傳感器具有35個波段；美國NOAA的一顆衛(wèi)星每天可對地面同一地區(qū)進行兩次觀測。隨著遙感應用領域對高分辨率遙感數據需求的增加及高新技術本身發(fā)展的可能性，各類遙感分辨率的提高成為普遍發(fā)展趨勢。

第47頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

(二)新型傳感器不斷涌現，微波遙感、高光譜遙感迅速發(fā)展遙感在短短不到40年的時間里，無論在理論、技術和應用方面均得到了迅猛發(fā)展。20世紀的后半葉，不斷研制出新型傳感器，未來諸多領域傾向于合成孔徑雷達、成像光譜儀的廣泛應用。

微波遙感技術是近十幾年發(fā)展起來的具有美好應用前景的主動式探測方法。微波具有穿透性強、不受天氣影響的特性，可全天時、全天候工作。微波遙感采用多極化、多波段及多工作模式，形成多級分辨率影像序列，以提供從粗到細的對地觀測數據源。成像雷達、激光雷達等的發(fā)展，愈來愈引起人們的關注。例如，美國實施的航天飛機雷達地形測繪使命即采用雷達干涉測量技術，在一架航天飛機上安裝了兩個雷達天線，對同一地區(qū)一次獲取兩幅圖像，然后通過影像精匹配、相位差解算、高程計算等步驟得到被觀測地區(qū)的高程數據。

第48頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

高光譜遙感的出現和發(fā)展是遙感技術的一場革命。它使本來在寬波段遙感中不可探測的物質，在高光譜遙感中能被探測。高光譜遙感的發(fā)展，從研制第一代航空成像光譜儀算起已有20多年的歷史，并受到世界各國遙感科學家的普遍關注。但長期以來高光譜遙感一直處在以航空為基礎的研究發(fā)展階段，且主要集中在一些技術發(fā)達國家，對其數據的研究和應用還十分有限。近年來情況出現了轉機，1999年末第一臺中分辨率成像光譜儀(MODIS)隨美國EOSAM—1平臺進入軌道，“新千年計劃”第一星EO—1攜帶兩種高光譜儀隨后進入了太空。此外，歐空局的中分辨率成像光譜儀(MERIS)、日本ADEOS—2衛(wèi)星的全球成像儀(GLI)以及美國軌道圖像公司的軌道觀察者4號(ORB—VIEW—4)均相繼升空。一個高光譜群星燦爛的局面將展現在我們面前，對它的深入研究正處在突破的前夕。第49頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月(三)遙感的綜合應用不斷深化目前，遙感技術正經歷著一場質的變化，綜合應用的深度和廣度不斷擴展，表現為從單一信息源分析向包含非遙感數據的多源信息的復合分析方向發(fā)展；從定性判讀向信息系統(tǒng)應用模型及專家系統(tǒng)支持下的定量分析發(fā)展；從靜態(tài)研究向多時相的動態(tài)研究發(fā)展。地理信息系統(tǒng)為遙感提供了各種有用的輔助信息和分析手段，提高遙感信息的識別精度。另外，通過遙感的定量分析，從區(qū)域專題研究向全球綜合研究發(fā)展，實現從室內的近景攝影測量到大范圍的陸地、海洋信息的采集乃至全球范圍內的環(huán)境變化監(jiān)測。多時相遙感的動態(tài)監(jiān)測，獲取我國當前城市化過程、耕地面積減少和生態(tài)環(huán)境變化的基本資