遙感導(dǎo)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(dǎo)論，高等教育出版社，2006參考書目：

趙英時等編，遙感應(yīng)用分析原理與方法，北京：科學(xué)出版社，2003

湯國安等編，遙感數(shù)字圖像處理，北京：科學(xué)出版社，2006期刊：

遙感學(xué)報、國土資源遙感、遙感技術(shù)與應(yīng)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(nèi)容:遙感的概念與技術(shù)系統(tǒng)遙感技術(shù)研究內(nèi)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(shù)是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一門綜合性探測技術(shù)。遙感技術(shù)與現(xiàn)代物理學(xué)、空間技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、數(shù)學(xué)和地理學(xué)密切相關(guān)。遙感技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，成為地球環(huán)境資源的調(diào)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(yuǎn)距離探測，包括對電磁場、力場、機(jī)械波（聲波、地震波）等的探測?！斑b”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(biāo)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(shù)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(biāo)物接觸，應(yīng)用探測器接收來自目標(biāo)物的電磁波信息，通過對信息的處理和分析研究，確定目標(biāo)物的屬性及目標(biāo)物相互間的關(guān)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(jī)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(jīng)過大氣層到達(dá)地面，一部分與地面發(fā)生作用后反射，再次經(jīng)過大氣層，到達(dá)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(shù)據(jù)。（二）遙感數(shù)據(jù)第8頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

遙感數(shù)據(jù)獲取原理接收預(yù)處理用戶應(yīng)用處理分析結(jié)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(jī)

(2)航空遙感高度小于80km.飛機(jī)、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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(cè)視雷達(dá)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(jìn)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(shù)據(jù)（曲線）而不能成像

6.

按成像方式分類

(1)攝影遙感：以光學(xué)攝影進(jìn)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(yīng)用領(lǐng)域分類地質(zhì)遙感、地貌遙感、農(nóng)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(zāi)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(shù)系統(tǒng)

遙感技術(shù)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(yīng)用的完整技術(shù)系統(tǒng)。

一個完整的遙感技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)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(yīng)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(shù)據(jù)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(shè)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(jī)掃描：多波譜掃描儀、紅外掃描儀、微波掃描儀、微波雷達(dá)、成像光譜儀。②遙感平臺:裝載傳感器的設(shè)備，又稱為運載工具。

--飛機(jī)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(yù)處理系統(tǒng):

主要完成遙感數(shù)據(jù)的接收、處理、存貯、分發(fā)和應(yīng)用開發(fā)工作①機(jī)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(jī)返回時將得到的信息進(jìn)行預(yù)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(jīng)過預(yù)處理，制成圖像膠片或計算機(jī)兼容磁帶（CCT），提供給用戶。預(yù)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(jìn)過預(yù)處理后，還要對資料進(jìn)行存貯，這是為了方便用戶查詢而建的資料數(shù)據(jù)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(yīng)用系統(tǒng)

是用戶為一定目的而應(yīng)用遙感信息時所采取的各種技術(shù)，主要包括遙感信息的選擇技術(shù)、應(yīng)用處理技術(shù)、專題信息提取技術(shù)等等。第23頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月信息分析應(yīng)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(shù)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(cè)延伸，大大擴(kuò)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(fù)成像，有利于進(jìn)行動態(tài)研究和環(huán)境監(jiān)測

4、經(jīng)濟(jì)特性——

工作效率高，成本低，一次成像，多方受益

5、數(shù)字處理特性——

使其與計算機(jī)技術(shù)融合在一起，實現(xiàn)了多元信息的復(fù)合正是遙感技術(shù)有以上特點，使其應(yīng)用范圍十分廣泛。廣泛應(yīng)用于測繪、國土資源調(diào)查、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測、城市規(guī)劃、軍事偵察等許多領(lǐng)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(chǔ)

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(shù)在地學(xué)各領(lǐng)域中的應(yīng)用

二、遙感技術(shù)研究的內(nèi)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(xué)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(xué)科的技術(shù)積累和醞釀經(jīng)歷了幾百年的歷史和發(fā)展階段。三、遙感技術(shù)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(jì)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(jì)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(xiàn)

1937年進(jìn)行首次彩色航攝

20世紀(jì)50年代掃描技術(shù)和側(cè)視雷達(dá)成像技術(shù)產(chǎn)

生并應(yīng)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(xiàn)在，可稱為航天遙感階段

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

20世紀(jì)70年代，空間技術(shù)轉(zhuǎn)向為人類服務(wù)，地球資源技術(shù)衛(wèi)星誕生。

20世紀(jì)80年代，地球資源技術(shù)衛(wèi)星的傳感器技術(shù)不斷提高。

20世紀(jì)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(shù)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(dá)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(shù)已進(jìn)入商業(yè)運行階段，眾多商業(yè)遙感衛(wèi)星的應(yīng)用使航天遙感技術(shù)進(jìn)入了全面發(fā)展和應(yīng)用的新階段。

值得指出的是，遙感應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)逐步地從利用單一波段的遙感資料進(jìn)行分析、應(yīng)用，向利用多平臺、多波段、多光譜、多時相的遙感資料進(jìn)行綜合分析、應(yīng)用發(fā)展；從對資源與環(huán)境的定性調(diào)查與制圖，向定量分析、評價和預(yù)測發(fā)展；從對各種事物與過程表面現(xiàn)象的描述，向?qū)ζ鋬?nèi)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(chǔ)資料，向為科學(xué)化現(xiàn)代化管理建立各種信息數(shù)據(jù)庫和地理信息系統(tǒng)發(fā)展。實踐證明，遙感信息應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)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(xiàn)代遙感技術(shù)發(fā)展的趨勢與展望

遙感技術(shù)正在進(jìn)入一個能夠快速準(zhǔn)確地提供多種對地觀測海量數(shù)據(jù)及應(yīng)用研究的新階段，它在近一二十年內(nèi)得到了飛速發(fā)展，目前又將達(dá)到一個新的高潮。這種發(fā)展主要表現(xiàn)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(dá)到米級，光譜分辨率達(dá)到納米級，波段數(shù)已增加到數(shù)十甚至數(shù)百個，回歸周期達(dá)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(zhuǎn)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(jìn)行兩次觀測。隨著遙感應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ω叻直媛蔬b感數(shù)據(jù)需求的增加及高新技術(shù)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(xiàn)，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(shù)和應(yīng)用方面均得到了迅猛發(fā)展。20世紀(jì)的后半葉，不斷研制出新型傳感器，未來諸多領(lǐng)域傾向于合成孔徑雷達(dá)、成像光譜儀的廣泛應(yīng)用。

微波遙感技術(shù)是近十幾年發(fā)展起來的具有美好應(yīng)用前景的主動式探測方法。微波具有穿透性強(qiáng)、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(xì)的對地觀測數(shù)據(jù)源。成像雷達(dá)、激光雷達(dá)等的發(fā)展，愈來愈引起人們的關(guān)注。例如，美國實施的航天飛機(jī)雷達(dá)地形測繪使命即采用雷達(dá)干涉測量技術(shù)，在一架航天飛機(jī)上安裝了兩個雷達(dá)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(shù)據(jù)。

第48頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

高光譜遙感的出現(xiàn)和發(fā)展是遙感技術(shù)的一場革命。它使本來在寬波段遙感中不可探測的物質(zhì)，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(xué)家的普遍關(guān)注。但長期以來高光譜遙感一直處在以航空為基礎(chǔ)的研究發(fā)展階段，且主要集中在一些技術(shù)發(fā)達(dá)國家，對其數(shù)據(jù)的研究和應(yīng)用還十分有限。近年來情況出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)，1999年末第一臺中分辨率成像光譜儀(MODIS)隨美國EOSAM—1平臺進(jìn)入軌道，“新千年計劃”第一星EO—1攜帶兩種高光譜儀隨后進(jìn)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(xiàn)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(yīng)用不斷深化目前，遙感技術(shù)正經(jīng)歷著一場質(zhì)的變化，綜合應(yīng)用的深度和廣度不斷擴(kuò)展，表現(xiàn)為從單一信息源分析向包含非遙感數(shù)據(jù)的多源信息的復(fù)合分析方向發(fā)展；從定性判讀向信息系統(tǒng)應(yīng)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?qū)ｎ}研究向全球綜合研究發(fā)展，實現(xiàn)從室內(nèi)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(nèi)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(dāng)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