遙感原理與方法20101

1、遙感原理與應(yīng)用88661099-81681本課程主要講授內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排第一章 遙感緒論 4課時(shí) 第二章遙感物理基礎(chǔ) 6課時(shí)第三章遙感成像原理 8課時(shí) 第四章遙感圖像處理 10課時(shí)第五章遙感圖像目視解譯 4課時(shí)第六章數(shù)字圖像計(jì)算機(jī)解譯 6課時(shí)第七、八章遙感應(yīng)用 6課時(shí)實(shí)驗(yàn)：野外調(diào)查4學(xué)時(shí)，上機(jī)16學(xué)時(shí) 2上機(jī)實(shí)驗(yàn)安排本課程有課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩部分：上課時(shí)間和地點(diǎn)：第2-12周在三號(hào)教學(xué)樓上課；第13周調(diào)課至周末做野外調(diào)查；第14-17周在資環(huán)學(xué)院5樓GIS實(shí)驗(yàn)室上實(shí)驗(yàn)課。3主要參考書梅安新等，遙感導(dǎo)論，高等教育出版社，2001。孫家抦等，遙感原理與應(yīng)用，武漢大學(xué)出版社，2003。彭望錄等，遙感

2、概論，高等教育出版社，2002年4主要參考刊物 遙感學(xué)報(bào)，遙感信息，武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（信息科學(xué)版）測(cè)繪學(xué)報(bào)，International Journal of Remote SensingJournal of Photogrammetry and Remote SensingGeoscience and Remote SensingPhotogrammetric Engineering and Remote Sensing5第一章 緒論 本章主要內(nèi)容遙感的概念與技術(shù)系統(tǒng)遙感發(fā)展概況及其展望遙感在地理信息學(xué)中的作用遙感的應(yīng)用61、遙感概述 一、遙感的概念 遙感（Remote Sensing)：從遠(yuǎn)處探

3、測(cè)、感知物體或事物的技術(shù)。即不直接接觸物體本身，從遠(yuǎn)處通過(guò)各種傳感器探測(cè)和接收來(lái)自目標(biāo)物體的信息，經(jīng)過(guò)信息的傳輸及其處理分析，來(lái)識(shí)別物體的屬性及其分布等特征的綜合技術(shù)。7二、遙感技術(shù)的特點(diǎn)宏觀性、綜合性 覆蓋范圍大、信息豐富。一景TM影像為185185平方公里；影像包含各種地表景觀信息，有可見(jiàn)的，也有潛在的。8二、遙感技術(shù)的特點(diǎn)多波段性 波段的延長(zhǎng)使對(duì)地球的觀測(cè)走向了全天候。9 Space Imaging Space ImagingGreen ReflectanceNIR Reflectance多波段圖像10Here is an example of three bands, green, r

4、ed and near infra-red displayed separately as grayscalegreenredNear-infra red多波段圖像11二、遙感技術(shù)的特點(diǎn)多時(shí)相性重復(fù)探測(cè)，有利于進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。Las Vegas, 1992Las Vegas, 1986Las Vegas, 197212二、遙感技術(shù)的特點(diǎn)多時(shí)相性重復(fù)探測(cè)，有利于進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。19862002199213三、遙感的分類按照遙感的工作平臺(tái)分類：地面遙感、航空遙感、航天遙感。按照探測(cè)電磁波的工作波段分類：可見(jiàn)光遙感、紅外遙感、微波遙感等。3、按照遙感應(yīng)用的目的分類：環(huán)境遙感、農(nóng)業(yè)遙感、林業(yè)遙感、地質(zhì)遙感

5、等4、按照資料的記錄方式：成像方式、非成像方式5、按照傳感器工作方式分類：主動(dòng)遙感、被動(dòng)遙感14四、遙感技術(shù)系統(tǒng)遙感技術(shù)系統(tǒng)的組成遙感試驗(yàn)：對(duì)電磁波特性、信息獲取、傳輸和處理技術(shù)的試驗(yàn)。遙感信息獲?。褐行墓ぷ?。遙感平臺(tái)和傳感器。遙感信息處理：處理的原因遙感信息應(yīng)用： 遙感技術(shù)系統(tǒng)：是一個(gè)從地面到空中直至空間；從信息收集、存儲(chǔ)、傳輸處理到分析判讀、應(yīng)用的完整技術(shù)系統(tǒng)。15四、遙感技術(shù)系統(tǒng)衛(wèi)星傳感器信息接收、處理用戶制圖實(shí)況調(diào)查分析判斷物體16四、遙感技術(shù)系統(tǒng)17The process of remote sensing 1. Energy Source or Illumination 照度(A)

6、 - the first requirement for remote sensing is to have an energy source which illuminates or provides electromagnetic energy to the target of interest. 2. Radiation and the Atmosphere (B) - as the energy travels from its source to the target, it will come in contact with and interact with the atmosp

7、here it passes through. This interaction may take place a second time as the energy travels from the target to the sensor.18The process of remote sensing 3. Interaction with the Target (C) - once the energy makes its way to the target through the atmosphere, it interacts with the target depending on

8、 the properties of both the target and the radiation.(與目標(biāo)地物的相互作用） 4. Recording of Energy by the Sensor (D) - after the energy has been scattered by, or emitted from the target, we require a sensor (remote - not in contact with the target) to collect and record the electromagnetic radiation. 5. Trans

9、mission, Reception, and Processing (E) - the energy recorded by the sensor has to be transmitted, often in electronic form, to a receiving and processing station where the data are processed into an image (hardcopy and/or digital).19The process of remote sensing 6. Interpretation and Analysis (F) -

10、the processed image is interpreted, visually and/or digitally or electronically, to extract information about the target which was illuminated. 7. Application (G) - the final element of the remote sensing process is achieved when we apply the information we have been able to extract from the imagery

11、 about the target in order to better understand it, reveal some new information, or assist in solving a particular problem. These seven elements comprise the remote sensing process from beginning to end. We will be covering all of these in sequential order, building upon the information learned as w

12、e go. Enjoy the journey!202、遙感發(fā)展概況與展望一、遙感發(fā)展概況Remote Sensing 的提出：美國(guó)學(xué)者布魯伊特于 1960年提出，61年正式通過(guò)。遙感發(fā)展的三個(gè)階段：萌芽階段航空遙感階段航天遙感階段21 萌芽階段1839年，達(dá)格雷發(fā)表第一張空中相片；1858年，法國(guó)人用氣球攜帶照相機(jī)拍攝了巴黎的空中照片。1882年，英國(guó)人用風(fēng)箏拍攝地面照片；22 History of aerial photography and aerial platformsJ N Niepce (1826, France )The worlds first photographic im

13、age Upper left of the housePear tree & a patch of sky showingAnother wing of the houseThe slanting roof of the barn23 G F Tournachon (1820-1910), he call himself Nadar. The first-known aerial photograph was obtained from a balloon by a Parisian photographer in 1858 near Paris,France.24 Intrepid ball

14、oon, 1862 The balloon being inflated by using portable hydrogen generating system during the Civil War . 251906, Kitesfigure “San Francisco in ruins” ,G R Lawrence, Aerial photograph of “San Francisco in ruins” obtained after April 18,1906 earthquake using a captive airship consisting of 17 kites. T

15、he kites achieved at altitude of 2000 ft above sea level. 26Pigeons,1903. A squadron of pigeons equipped with lightweight 70-mm aerial cameras. For obvious reasons, pigeons are not ideal platform .27 航空遙感階段1903年，萊特兄弟發(fā)明飛機(jī)，創(chuàng)造了條件。1909年，意大利人首次利用飛機(jī)拍攝地面照片。一戰(zhàn)中，航空照相技術(shù)用于獲取軍事情報(bào)。一戰(zhàn)后，航空攝影用于地形測(cè)繪和森林調(diào)查與地質(zhì)調(diào)查。1930年，

16、美國(guó)開(kāi)始全國(guó)航空攝影測(cè)量。1937年，出現(xiàn)了彩色航空像片。28 1903， Wright Brothers 發(fā)明了飛機(jī)，使航空攝影測(cè)量成為可能。Engine-powered flight on December 17,1903. It lasted 12 seconds and covered 120 ft. 29Aerial photography in World war IFigure Close-up(特寫鏡頭) view of a world war I Figure Vertical photography of World War I trenches(戰(zhàn)壕) in Europe

17、.30Aerial photography in World war IIFigure Vertical aerial photograph of a V2 rocket launching facility a Peenemunde in World War II. 31 航天遙感階段1957年，蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星；意義重大。70年代美國(guó)的陸地衛(wèi)星法國(guó)的Spot衛(wèi)星發(fā)展中國(guó)家的情況：中國(guó)，印度，巴西等。32二、我國(guó)遙感發(fā)展概況50年代航空攝影和應(yīng)用工作。60年代，航空攝影工作初具規(guī)模，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。70年代，騰沖遙感實(shí)驗(yàn)獲得巨大成功。70.4.24發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星。80年代

18、是大發(fā)展階段。目前，某些方面已經(jīng)進(jìn)入世界先進(jìn)水平行列。33二、我國(guó)遙感發(fā)展概況 我國(guó)遙感發(fā)展的特點(diǎn)國(guó)家的重視和支持，為遙感的快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。集中人力、物力重點(diǎn)公關(guān)，重點(diǎn)突破。全國(guó)性、大區(qū)域遙感工程的完成，充分顯示了我國(guó)遙感的特色和水平。34三、當(dāng)前遙感發(fā)展主要特點(diǎn)與展望多國(guó)發(fā)射衛(wèi)星的局面已經(jīng)形成高分辨率小型商業(yè)衛(wèi)星發(fā)展迅速雷達(dá)衛(wèi)星遙感日益受到青睞星載主動(dòng)式遙感的發(fā)展，使探測(cè)手段更趨多樣化。高光譜分辨率傳感器是未來(lái)空間遙感發(fā)展的核心內(nèi)容。高光譜分辨率傳感器是指既能對(duì)目標(biāo)物成像又可以測(cè)量目標(biāo)物波譜特性的光學(xué)傳感器。遙感應(yīng)用不斷深化35三、當(dāng)前遙感發(fā)展主要特點(diǎn)與展望地理信息系統(tǒng)的發(fā)展與支持是遙感

19、發(fā)展的又一進(jìn)展和動(dòng)向。遙感手段獲得的豐富信息GIS的科學(xué)管理 遙感應(yīng)用有賴于GIS提供多種信息源進(jìn)行信息復(fù)合及其綜合分析。因此，GIS是遙感的進(jìn)一步發(fā)展和延伸，成為遙感發(fā)展的一個(gè)新動(dòng)向。363、遙感在地理信息學(xué)中的作用一、遙感已成為地理信息學(xué)研究的重要信息源遙感信息的準(zhǔn)確性、客觀性遙感信息的實(shí)時(shí)性與及時(shí)性遙感信息的周期性：動(dòng)態(tài)研究遙感信息的多樣性：多波段信息；圖像信息與數(shù)字化信息；二維平面信息與三維空間信息；從而使獲得的信息形成多層次、多方式、多側(cè)面全方位，拓寬了地理信息學(xué)研究的深度和廣度。373、遙感在地理信息學(xué)中的作用二、遙感已成為地理信息研究的重要手段和方法遙感方法為地理信息分析提供了基

20、礎(chǔ)，也為地理信息分析從定性到定量，從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)創(chuàng)造了條件。遙感與地理信息系統(tǒng)的結(jié)合，為地理信息研究提供了廣闊的發(fā)展前景。384、遙感的應(yīng)用 遙感應(yīng)用從內(nèi)容上可以概括為資源調(diào)查與應(yīng)用、環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)、區(qū)域分析規(guī)劃及全球宏觀研究四大領(lǐng)域。39一、遙感在資源調(diào)查方面的應(yīng)用在農(nóng)業(yè)、林業(yè)方面的應(yīng)用：農(nóng)、林土地資源調(diào)查、病蟲(chóng)害、土壤干旱、鹽化沙化的調(diào)查及監(jiān)測(cè)。土地利用類型調(diào)查精細(xì)農(nóng)業(yè)作物估產(chǎn)“三北”防護(hù)林遙感綜合調(diào)查4041一、遙感在資源調(diào)查方面的應(yīng)用遙感在地質(zhì)礦產(chǎn)方面的應(yīng)用客觀真實(shí)地反映各種地質(zhì)現(xiàn)象，形象地反映區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造,地質(zhì)找礦工程地質(zhì)、地震地質(zhì)、水文地質(zhì)和災(zāi)害地質(zhì)42一、遙感在資源調(diào)查方面的應(yīng)用在水文、水資源方面的應(yīng)用水資源調(diào)查、流域規(guī)劃、水土流失調(diào)查、海洋調(diào)查等。青藏高原水資源調(diào)查夏威夷群島淡水資源43二、遙感在環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)等方面的應(yīng)用在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用污染物位置、性質(zhì)、動(dòng)態(tài)變化及對(duì)環(huán)境