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1、第三章 遥 感 系 统,遥感(Remote Sensing) 遥感历史 遥感平台 遥感传感器,第一部分 遥感说明,遥感技术是20世纪60年代发展起来的一门综合性探测技术。 遥感技术与现代物理学、空间技术、计算机技术、数学和地理学密切相关。 遥感技术已广泛应用于各种领域，成为地球环境资源的调查和规划不可缺少的有效手段。,遥感说明,以下文字材料反映了现遥感技术的哪些特点？,一张比例尺为1：35000的23cm23cm的航空图片，可反映出60多平方千米的地理景观实况； 一幅陆地卫星TM（专题制图仪）图像，其覆盖面积可达34255平方千米。,视域广阔，监测范围大,陆地卫星、的运行周期为16天，即每16
2、天可以对全球陆地表面成像一遍； NOAA气象卫星每天能接收两次覆盖全球的图像。,动态监测、实时传输,这种特点有利于及时发现病虫害、洪水及森林火灾等自然灾害，为抗灾、减灾工作提供可靠的科学依据。,狭义遥感：主要指从远距离、高空以至外层空间的平台上，利用可见光、红外、微波等探测器，通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理，从而识别地面物质的性质和运动状态的现代化技术系统。 (遥感大词典),遥感则是通过安装在飞机或空间运载工具上的仪器设备从地球上空对地球资源进行远距离、大范围的探测的理论和方法。,遥感（Remote sensing） 通过远离目标的传感器获取目标或景观数据的技术（Colwell 1983
3、）。 包括航片、卫星图象和雷达数据等。 遥感图象记录了地物波谱反射、辐射能量的空间分布。,1. 遥感数据获取与信息提取,遥感数据（遥感数据获取示图） 太阳辐射经过大气层到达地面，一部分与地面发生作用后反射，再次经过大气层，到达传感器。传感器将这部分能量记录下来，传回地面，即为遥感数据（遥感数据示例）。,2 遥感数据,本图为TM图像； 黄河入海口，反映泥沙堆积； 拍摄时间为1990年。,IKONOS卫星图像,To be continued,NOAA-14图像,广州,To be continued,FY-1D 图像,To be continued,FY-1D 图像,To be continued,
4、FY-1D 图像,BACK,2.遥感历史,Space age began during the first Geophysical Year in 1957/ 1957年，前苏联第一颗卫星 In early 1960s, first weather satellite, global phenomena monitoring, made 3-5 days forecast possible, awareness of environmental concerns was simulated by Apollos views of Earth as a lone planet in the va
5、st blackness space. In the early 1970s, remote sensing for land surface features and vegetation mapping. Landsat is the basic tool for land cover change studies/ 1972,landsat-1 In 1980s, satellite-based Earth radiation budget experiment, constructed the first model of the Earths energy budget In the
6、 1970s and 80s, Total Ozone Mapping Spectrometer began global monitoring of the annual fluctuations in ozone concentration and distribution, including the now-famous Antarctic “ozone hole”. Confirmed in 1990s that the ozone destroy was caused by industrial related chemical compound.,20世纪60年代以来，苏美空间技
7、术竟相发展，分别发射了一系列的空间计划卫星，促进了航天遥感技术的发展。 20世纪70年代，空间技术转向为人类服务，地球资源技术卫星诞生。 20世纪80年代，地球资源技术卫星的传感器技术不断提高。 20世纪90年代，除美苏外，其他国家均发射了各种资源卫星。 目前，高分辨率的商业卫星发展迅速。,遥感的历史(二),林业：清查森林资源、监测森林火灾和病虫害。 农业：作物估产、作物长势及病虫害预报。 水文与海洋：水资源调查、水资源动态研究、冰雪监控、海洋渔业。 国土资源：国土资源调查、规划和政府决策。 气象：天气预报、气候预报、全球气候演变研究。- -,遥感数据的应用领域,To be continued
8、,环境监测：水污染、海洋油污染、大气污染、固体垃圾等及其预报。 测绘：航空摄影测量测绘地形图、编制各种类型的专题地图和影像地图。 城市：城市综合调查、规划及发展。 考古：遗址调查、预报。 地理信息系统：基础数据、更新数据。 环境监测 水源污染、赤潮、城市热岛、土地利用与覆盖变化等 军事侦察,遥感数据的应用领域,Remote Sensing Applications,Crop Estimation,Resources Investigation,Water Disaster,Forest Fire,神五拍下的地球,卫星成象的视角广，因而能使地理学家相当方便地绘制具有细腻区域地理特点（例如断层、地
9、貌轮廓线、地貌或岩性接触）的地图，几乎终年有云层在妨碍获得常规的光学卫星图象。在这些地区正在使用雷达图象以可以接受的定位精确度制作比例为1：200,000的最新地图。 卫星图象常常与有限的地面抽样结合使用，在欧洲联盟各国根据共同的农业政策方案确定和测量作物面积和可耕地面积。 使用干涉测量或雷达测量方法可以从卫星雷达图象中制得数字正视模型。,制 图,可持续发展中的一个关键因素是要了解某一现有资源的消耗速度，遥感卫星的反复覆盖通过提供关于植被（森林、牧场）、土壤和皮表水源等各种重要资源按时间排序的信息来促进实现这项目标。 经常地获得卫星图象有助于侦查污染水流和分析它们的轨迹。这种数据还有助于评价污
10、染对海洋和近海环境的影响。印度尼西亚，经常使用卫星遥感数据监测珊瑚礁的生长情况和评估海洋渔类资源。 使用高分辨率图象监测各个农场的作物有助于在作物开始显示出可见的症状之前许久就查明缺水、缺肥或受到疾病影响的地区。 与周边国家或有争议领土中重大环境趋势有关的资料就属于这种信息。遥感信息是讨论潜在有争议问题的公正的媒介。,监 测,汶川地震航遥图-1,成都地区图像,汶川地震航遥图-2,汶川地震航遥图-3,灾难前的平静,卫星照片见证东南亚海啸,自然灾害防御与监测,海浪开始冲击堤岸,卫星照片见证东南亚海啸,海啸吞没了沿岸地带,卫星照片见证东南亚海啸,阳光沙滩成了死亡地狱,卫星照片见证东南亚海啸,9.11
11、事件前后的纽约,卫星遥感图中的厦门岛,与气象学和土壤数据等其他资料结合并用，以在收割前若干星期制作产量预测模型。 被用来预测厄尔尼诺现象何时在太平洋来临。 显示积雪覆盖范围的卫星图象可用作水文学模型的投入， 雷达卫星还可改善为近海活动和南北极地区航船路线而进行的海冰和冰山监测。含有海冰状况历史观测资料的数据库有助于确定航船和近海平台的设计参数并选择最佳航行路线。 过去和当前的旱情资料非常有助于旱灾预报。,制作模型（预测）,各种地表特点在电磁频谱的不同区段（通常从可见光到近红外、短波红外、中红外、热红外和微波区段）有截然不同的反应，所以大多数卫星图象的多谱特性能使人们识别和区分各种地表特点。 超
12、光谱传感器，能够摄取几十上百个谱带的图象。超光谱图象不仅能够发现农作物的生长困难，而且还能发现其规模和原因。生长困难可以是各种因素造成的，包括施肥不足或过多或缺水。,测量（发现）,2020/7/7,36,地质调查中的应用 （1） 遥感图像上的地质构造解译 地质构造是指岩层和岩体在地壳运动所引起的构造作用力的作用下，所发生的各种永久性的变形和变位。地质构造是岩浆活动、沉积作用、变质作用、风化作用及地球内部放射物质迁移、集中和裂变等地质作用的综合结果。 地质构造与地貌类型密切相关，所以研究地质构造往往从地貌类型的调查开始。卫星遥感图像上对各种地貌类型显示得十分清楚，有时可将整个盆地或山脉容纳在一张
13、像片中。由于卫片具有宏观观察的特点，使地面上许多构造特征历历在目，如山地和平原的交界、支流河谷的线性排列、洪积扇、断裂、褶皱等等。 （2）遥感图像的岩性分类 在地面无植被覆盖的岩石探露地区，利用不同岩石间光谱特性差异，可对岩性进行识别分类。,2020/7/7,37,地质灾害的产生主要是不良地质引起的，不良地质是指地球的外营力和内营力所产生的对人类活动造成危害的地质作用和现象。这些现象主要包括滑坡、崩塌、岩堆、错落、泥石流、沙丘、河岸冲刷、水库坍岸、冲沟、岩溶、黄土陷穴、地面塌陷、溜坍、人工采空区突然下陷、地裂缝、潜蚀、风化、冻胀、融陷、坑道涌水、断层破碎带、岩爆、高烈度地震等。利用遥感图像判释
14、调查可以直接按影像勾绘出发生灾难的范围，并确定其类别和性质，同时还可查明其产生原因、分布规律和危害程度。某些不良地质的发生较快，利用不同时期的遥感图像进行对比研究，往往能对其发展趋势和危害程度做出准确的判断。,2020/7/7,38,在农林牧等方面的应用 （1）遥感信息应用于农作物估产 研究作物冠层反向光谱特征与冠层状态参数之间的关系，是用MSS、TM和NOAA等卫星遥感信息进行作物估产的基础。已有研究表明，可见光和近红外波段反射率组成的植被指数随作物冠层状态参数变化呈有规律变化。 （2）遥感影像用于土壤解译 （3）卫星影像用于土壤侵蚀调查 （4）遥感技术在森林立地类型调查 森林立地是指一定的
15、空间位置及与之相关的环境因子的总和，凡具有相同或相似的林木生长环境或生长效果的地段谓之一种立地类型。它决定一个地段的植被适生条件及林木生产能力，在营林、造林和规划设计中具有重要的意义。近年来迅速发展的遥感技术，为我们对森林生态环境的研究，提供了新的手段。,玉米种植地,水稻种植地,遥感在农业方面的应用,1、土地资源调查,2、土地利用现状调查,华北平原1997年4月冬小麦长势遥感监测结果,华北平原1997年5月冬小麦长势遥感监测结果,好,较好,一般,较差,差,好,较好,一般,较差,差,遥感在农业方面的应用,农作物长势监测和估产,病虫害和生态环境调查与监测,3 遥感平台,国际空间站,可见，遥感技术是
16、随着工作平台、传感器和探测器的发展而发展的。,我国神舟号飞船,3.1 遥感过程,地面反射或辐射,大气传输,光电转换,A/D转换,光学摄影,卫星返回,信息编码,数字传输,地面解码,几何纠正,辐射纠正,大气订正,遥感模型反演,信息提取,3.2 遥感分类,(1) 按平台高度分类,人造地球卫星的类型： 低高度、短寿命卫星：150350 km，用于军事。 中高度、长寿命卫星：3501800 km，地球资源。 高高度、长寿命卫星：约3600 km，通信和气象。,3.2 遥感分类,?,航空器与航天器有何区别？,航空器在大气层中飞行的飞行器。包括气球、 气艇、飞机、滑翔机、直升机等。,航天器用于航天飞行的飞行器。包括人造卫 星、宇宙飞船、空间站、航天飞机、 行星探测器等,?,航天遥感、航空遥感、近地遥感比较,位于大气层外的卫星、宇宙飞船等,高度80千米,大气层内飞行的各类飞机、飞艇
