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1、第一章 绪论 第一节 遥感的基本概念 一定义 (一)概念:遥感是人们无需直接接触物体,利用远距离探测的信息,可以感知物体特性的技术。遥 感分为广义遥感和狭义遥感, 狭义遥感:在航天和航空的高度上对地面物体进行探测,对资源环境进行调查和管理 二、遥感,遥测和遥控 1、遥控的对象是卫星 2、遥测的对象既有地面对卫星也有卫星对地面 3、遥感的对象是识别地物,获取地物的信息 三、遥感系统 1、传感器:获取地物信息(电磁波)的一种装置 2、载体:支撑负载传感器的作用 3、指挥系统:起着指挥和控制传感器和平分的作用 第二节 遥感的发展和分类 一、遥感的发展(地面 -航空-航天) 发展趋势: 1 平台多样化
2、, 2 空间,光谱分辨率持续增高,3 3S 的融合 4 应用越来越广泛 二、遥感分类 (一)按遥感平台分为:1 地面遥感(一般高度为30 米以下,大部分采用地物光谱仪传感器)获取 信息主要是地物光谱 2、航空遥感:航空平台飞机气球(大气层以下) 低空遥感: 2000米以下,中空遥感 :2000-6000高空遥感 6 千至 3 万 3、航天遥感:平台卫星飞船 航天飞机火箭(在大气层为) (二)按遥感器接受信号的来源和方式分为: 1、被动式遥感:遥感器本身不发射电磁波,而是被动的接收电磁波信息,被动接收热辐射 2、主动式遥感:遥感器本身向外发射电磁波,然后接收回波 (三)根据遥感资料的形式分为 1
3、、图像方式:光学摄影方式,光电摄像,数字扫描 2、非图像方式:遥感资料为数据或为曲线,不能行成图 (四)根据电磁波的波段分为:可见光遥感,红外遥感,微波遥感 (五)应用领域 第三节 遥感研究的内容及特点 一、研究内容 1、遥感的理论基础:地物的波谱特性,大气的传输特性,地物的成像规律,信息处理与识别 2、传感器的研究 3、遥感判读与应用 二 遥感的特点与应用 (一)特点(优越性) (1)距离远:大部分资源卫星距地面1000 公里 (2)视域广:航片 10-30 千米见方卫星像片 185 千米见方 (3)速度快:成像速度快,重复观测快,航测时间间隔5 年,主流陆地卫星时间间隔16 天 (4)信息
4、真:地物客观反映,遥感波段的穿透力能力,遥感的多波段,多时相 (5)用途多,(6)效益大 (二)遥感的缺陷: 1 遥感的轨道固定 2 遥感资料的获取受天气影响,尤其是被动式遥感(判断遥 感质量的方法看云块的占据量)3 遥感影像上的误差需要纠正处理 (三)遥感的应用 土地方面:土地资源的调查,动态监测,执法,管理 环境方面:环境污染,海洋污染 城市方面:城市规划,城市管理林业方面:林业资源的调查,监测 地质方面:岩石的类型,地质的构造,矿产的勘探 灾害方面:水灾,火灾,地质灾害,旱灾,涝灾 农业方面:农业资源调查(作物的布局,土壤情况,肥力,水资源状况)农业资源监测(土地动态监 测,农作物面积和
5、长势的监测, 土地的退化, 沙化问题)生物量的估测, 农业灾害(农业上的病虫害,) 第二章 遥感的理论基础 第一节 电磁波与电磁波谱 一、电磁波 波:波是一种在空间当中的传播 机械波:振动在弹性的媒质当中的传播 电磁波:由振源发出的电磁振动在空间的传播,它是相互垂直的变化的电场与变化的磁场以光速呈横 波形式传播的辐射能 1、波长:一个振动周期电磁波传播的距离,传播方向上,两个相邻的,相连的相位的距离 2 、频率, 3、振幅, 4、辐射能:大小与电磁波的频率成正比,与波长成反比 二、物质与电磁波 任何物体温度在 0k 以上,则具有内能,就有能量,就具有一定的电磁波特性,具有对电磁波的吸收, 折射
6、,透射反射 物体的结构,组成,性质存在差异,造成了不同物体的电磁波特性存在差异。 三、电磁波谱 把自然界中各种电磁波按波长,频率大小来排列成图表叫做电磁波谱 按波长从短到长,频率从高到低,分为:宇宙射线射线 x 射线紫外线可见光红外线无 线电波(亚毫米波毫米波厘米波分米波超短波短波中波长波电震荡交流电) (一)宇宙射线:波长最短 10-7-10-10频率最高,还未利用 (二) 射线:波长稍长 3*10-5-10-7 频率稍低,地质勘探 (三) X射线: 10-2-3*10-5m,穿透力强,医院,资源中未用 (四)紫外线: 0.38-10-2m ,石油勘探,摄影,消毒 (五)可见光: 0.38-
7、0.76 m ,波段窄,内含多种单色光 常用电磁波波段:绿光,红光 (六)红外线: 0.76-1000 m ,总体来说对温度的变化比较明显 近红外: 0.76-2.5 m叶绿素对近红外的反射非常强,是识别绿色植物的波段,水体吸收近红外 远红外: 6-1000m ,对热量,温度特别敏感 中红外: 2.5-6 m (七)微波: 100-106m (毫米波,厘米波,分米波)碰到障碍物返回,因此能够为确定地物的大小,形状,方位。在地形地貌方面调查时常用微波,它具有一定的穿透力,穿透松散地物及水体 微波不受气候影响,是全天候的 第二节 太阳的辐射与大气的传播特性 一、太阳辐射 太阳表面温度: 6000K
8、 ,不间断的向外发射电磁波,是一个发射源, 阳光辐射范围: 0.15-15 m ,太阳辐射峰值波长: 0.47 m ,缩小范围 0.3-3 m (较集中分布,约从 紫外到近,中红外) 0.3-3 m波段中中,可见光占46% ,红外(近红外)占46% ,紫外线占 7% 其余是短波辐射 光球层: (太阳大气最内层)厚度300km ,比较薄,不透明,温度由内向外依次降低,7500-4300 色球层: 7000-8000km ,温度相对降低 日冕层:太阳外层,厚度:太阳直径的4-5 倍,形状厚度不均一 在垂直于太阳辐射的方向上,单位时间单位面积,接收的太阳辐射能称为太阳常数,约=1.95 卡每平 方厘
9、米每分钟 二、大气的传输特性 (一)大气成分:气体,水蒸汽,悬浮颗粒(二)大气结构: 1、对流层:大气最内层, 0-12km,气体密度最大,气体流动性强,主要的天气过 程在此层发生,是现代航空遥感主要的活动区域,每高出1km ,温度下降 6 摄氏度 2、平流层: 12-80km,密度降低,气体稳定,主要是水平方向的流动 3、电离层: 80-1000km,气体密度小在太阳辐射下发生电离导电性强 4、大气外层: 1000km以上 (三)传输特性 产生作用:吸收作用,散射作用,反射,折射,透射 1、大气的吸收作用:大气中的气体,水蒸汽,悬浮微粒对某些波段电磁波产生吸收作用,不能到达 地表或透射力比较
10、低 吸收带:容易被吸收的电磁波:紫外吸收带,红外吸收带 (1)氧气吸收带: 3.5 吨,大型卫星 23.5 吨,中型卫星 1-2 吨小型卫星 1吨,小卫星 0.5-1 吨,超小卫星 0.1-0.5吨,微小卫星 10-100kg 纳型卫星 1-10kg 皮型卫星 100g-1kg 飞型卫星 100g 二、陆地卫星( Landsat) 特点: 1、近极地轨道,探测面积加大 2、与太阳同步,通过地球表面任意地方时保持不变,增强图像可比性 3、近圆轨道,卫星成像基本比例尺相同, 4、中高低轨道:卫星分辨率比较高,寿命比较长三、SPOT 卫星 四、气象卫星 五、国土卫星 六、中巴资源卫星 七、环境与灾害
11、监测小卫星 八、全球定位系统( gps)卫星 九、印度资源遥感卫星 第四节 卫星目视解译的方法步骤 一、卫星解译方法分类 常规目视解译,电子光学解译方法,计算机解译 二、卫星目视解译标识:色调,大小,形态,形式,阴影,位置,纹理,相关性 三、卫星目视解译方法 1、直接解译法 2、对比分析法:多方面对比,波段对比,时相对比,与非遥感资料进行对比 3、逻辑推理:根据地物间的相互关系,进行综合分析 四、方法程序 (一)准备工作: 1、资料(遥感卫片资料,专题资料) ,用件,工具 2、卫片镶嵌 3、卫片增强处理,假彩色合成。 4、相关资料分析,制作工作计划 (二)建立解译标志: (1)与非遥感资料一一对应, (2)实地调查 (三)室内解译:勾绘草图,使用聚酯薄膜,从已知到未知,从易到难, 按照:总体 - 局部- 总体的过程 (四)野外调查和验证:有把握的抽查,有疑问的野外详细检查,重点的部分野外进行重点分析 (五)成图总结:成果图编制,面积统计,调查报告编写