遙感基礎(chǔ)匯報(bào)

遙感基礎(chǔ)匯報(bào)01遙感概述02航空遙感03航天遙感04其它遙感概述01遙感——遙感的感知遙感是通過(guò)遙感器這類對(duì)電磁波敏感的儀器，在遠(yuǎn)離目標(biāo)和非接觸目標(biāo)物體條件下探測(cè)目標(biāo)地物。獲取其反射、輻射或散射的電磁波信息（如電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁波、地震波等信息），并進(jìn)行提取、判定、加工處理、分析與應(yīng)用的一門科學(xué)和技術(shù)。遙感是美國(guó)海軍局研究局的艾弗林.普魯伊特最初提出，以航空攝影技術(shù)為基礎(chǔ)，在20世紀(jì)60年代初發(fā)展起來(lái)的一門新興技術(shù)。航空遙感物理基礎(chǔ)：每一種物體的物理和化學(xué)特性以及入射光的波長(zhǎng)不同，因此它們對(duì)入射光的反射率也不同。各種物體對(duì)入射光反射的規(guī)律叫做物體的反射光譜，通過(guò)對(duì)反射光譜的測(cè)定可得知物體的某些特性。遙感概述01遙感分類按工作方式分：主動(dòng)遙感、被動(dòng)遙感按平臺(tái)分:地面遙感、航空遙感、航天遙感按探測(cè)范圍分：紫外遙感（探測(cè)波段在0.05~0.38微米）、可見光遙感（探測(cè)波段在0.38~0.76微米）、紅外遙感（0.76~1000微米）、微波遙感（1毫米~1米）、多波段遙感；按應(yīng)用領(lǐng)域分：環(huán)境遙感、大氣遙感、資源遙感、海洋遙感、地質(zhì)遙感、農(nóng)業(yè)遙感、林業(yè)遙感遙感概述01遙感技術(shù)的主要特點(diǎn)1.大面積的同步觀測(cè)：遙感平臺(tái)越高，視角越寬廣，可以同步探測(cè)到的地面范圍就越廣。2.時(shí)效性：獲得資料的速度快，周期短，時(shí)效性強(qiáng)。3.數(shù)據(jù)的綜合性和可比性：獲取的數(shù)據(jù)綜合反映了地球上許多自然、人文信息，且數(shù)據(jù)來(lái)源連續(xù)，具有可比性。4.經(jīng)濟(jì)性：與傳統(tǒng)方法相比具有更高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。5.局限性：許多電磁波有待開發(fā)，還需發(fā)展高光譜遙感以及與其他手段相配合。01攝影測(cè)量概述02航空遙感03基礎(chǔ)數(shù)據(jù)展示04行業(yè)應(yīng)用航空遙感——無(wú)人機(jī)02

概念：以飛機(jī)、飛艇等飛行于大氣層中的飛行器作為工作平臺(tái)的遙感

優(yōu)勢(shì)：技術(shù)成熟、成本較低、不受云層影響、成像比例尺大、地面分辨率高、適于大面積地形測(cè)繪和小面積詳查、不需要復(fù)雜的地面處理設(shè)備

劣勢(shì)：飛行高度、續(xù)航能力、姿態(tài)控制、全天候作業(yè)能力以及大范圍的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)能力較差。人力和時(shí)間成本增大。

基本原理：共線條件方程、單片空間后方交會(huì)、立體像對(duì)前方交會(huì)按攝影方式分類：垂直攝影、傾斜攝影航空遙感——無(wú)人機(jī)028掃描范圍圖像像幅機(jī)載數(shù)碼成像系統(tǒng)圖片來(lái)源于網(wǎng)格常見名詞1.航向重疊：同一航線上相鄰相片重疊部分的長(zhǎng)度與像片邊長(zhǎng)之比，稱為航向重疊度，以百分?jǐn)?shù)表示。2.旁向重疊：沿兩條相鄰航線所攝的相鄰像片上有同一地面影像部分。兩相鄰航帶之間的重疊稱為旁向重疊。3.內(nèi)方位元素：描述攝影中心與像片之間相關(guān)位置的參數(shù)，包括三個(gè)參數(shù)，即攝影中心S到像片的垂距(主距)f，和像主點(diǎn)在像框標(biāo)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)x0，y0

。4.外方位元素：描述攝影中心的空間坐標(biāo)值和姿態(tài)的參數(shù)，包括六個(gè)元素：三個(gè)線元素即攝影中心在某一空間直角坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)值；三個(gè)角元素即航向傾角φ、旁向傾角ω、像片旋角κ5.像對(duì)：相鄰兩攝站對(duì)同一地區(qū)攝取的兩張像片。航空遙感——無(wú)人機(jī)02航空遙感——無(wú)人機(jī)02

圖片來(lái)源于網(wǎng)格航空遙感——無(wú)人機(jī)02航帶法平差

概念：把許多立體像對(duì)構(gòu)成的單個(gè)模型連接成一個(gè)航帶模型，將航帶模型視為單元模型進(jìn)行解析處理，通過(guò)消除航帶模型中累計(jì)的系統(tǒng)誤差，將航帶模型整體納入到測(cè)圖坐標(biāo)系中，從而確定加密點(diǎn)的地面坐標(biāo)。

基本流程：1.像點(diǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)誤差預(yù)改正

2.立體像對(duì)相對(duì)定向

3.模型連接構(gòu)建自由航帶網(wǎng)

4.航帶模型絕對(duì)定向

5.航帶模型非線性改正

6.加密點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算航空遙感——無(wú)人機(jī)02航空遙感——無(wú)人機(jī)02GPS輔助空三

利用安裝于無(wú)人機(jī)上與航攝儀相連和設(shè)在地面一個(gè)或多個(gè)基準(zhǔn)站上的至少兩臺(tái)GPS信號(hào)接收機(jī)同步而連續(xù)地觀測(cè)GPS衛(wèi)星信號(hào)、同時(shí)獲取航空攝影瞬間航攝儀快門開啟脈沖，經(jīng)過(guò)GPS載波相位測(cè)量差分定位技術(shù)的離線數(shù)據(jù)后處理獲取航攝儀曝光時(shí)刻攝站的三維坐標(biāo)，然后將其視為附加觀測(cè)值引入攝影測(cè)量區(qū)域網(wǎng)平差中，以取代地面控制點(diǎn)。

GPS輔助空三可極大地減少甚至完全免除常規(guī)空中三角測(cè)量必須的地面控制點(diǎn)，可節(jié)省野外工作量，減少人工成本和時(shí)間成本，提高生產(chǎn)效率。圖片來(lái)源于網(wǎng)格航空遙感——無(wú)人機(jī)02POS輔助空三

加載IMU高精度姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)（慣性測(cè)量單元），結(jié)合GPS系統(tǒng)直接獲取攝影時(shí)刻像片姿態(tài)，即獲取像片三個(gè)外方位角元素（航向傾角、旁向傾角、像片旋角）輔助空三。航空攝影GPS+POS外業(yè)控制空三加密內(nèi)業(yè)成圖輔助01遙感概述02航空遙感03航天遙感04其它航天遙感03概念：航天遙感是利用搭載在航天平臺(tái)上的遙感器對(duì)地表進(jìn)行的遙感，由于宇航條件的限制，遙感平臺(tái)大多為人造地球衛(wèi)星，因此也稱衛(wèi)星遙感。特點(diǎn)：視野廣，獲取的地面范圍大，可發(fā)現(xiàn)大面積內(nèi)宏觀、整體的特征；相同時(shí)間內(nèi)觀測(cè)范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于航空遙感；獲取影像費(fèi)用低廉；可進(jìn)行周期性、重復(fù)性觀察，有利于對(duì)地球的資源、環(huán)境、災(zāi)害等實(shí)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)；地面分辨率遜與航空遙感，對(duì)地物細(xì)節(jié)表現(xiàn)力差；對(duì)整體，宏觀表現(xiàn)較好

航天遙感03傳感器類型中低分辨率：LandSat系統(tǒng)MSS、TM/ETM、HJ1A/1B等中高分辨率：SPOT系列、RapidEye、P5、遙感2/8、CBERS、高分1、天繪、資源3等高分辨率：高分2、QB、WV、GeoEye、IKNONS等圖片來(lái)源于網(wǎng)格航天遙感03常見名詞1.星下點(diǎn)：衛(wèi)星與地心連線經(jīng)過(guò)地球表面的點(diǎn)為星下點(diǎn)。2.升交點(diǎn)與降交點(diǎn)：衛(wèi)星軌道由北向南（下行）穿過(guò)赤道平面的星下點(diǎn)為降交點(diǎn)，反之由南向北（上行）穿過(guò)赤道平面的星下點(diǎn)為升交點(diǎn)。3.重訪周期：衛(wèi)星從某地上空開始運(yùn)行，經(jīng)過(guò)若干時(shí)間的運(yùn)行后，回到該地上空時(shí)所需的天數(shù)。4.空間分辨率：遙感圖像上能夠詳細(xì)區(qū)分的最小單元的尺寸或大小，是用來(lái)表征影像分辨地面目標(biāo)細(xì)節(jié)的指標(biāo)。5.景：每次衛(wèi)星過(guò)境，按照衛(wèi)星傳感器的幅寬，會(huì)形成一軌衛(wèi)星條帶數(shù)據(jù)。為便于管理和后續(xù)處理，將整軌按照幅寬的寬度進(jìn)行切割，形成一個(gè)個(gè)的景，也就是接近等邊的平行四邊形6.全色、多光譜：遙感器獲取整個(gè)可見光波區(qū)（一般定義在0.4μ-0.7μ間）的黑白影像稱全色影像。由多個(gè)波段對(duì)同一目標(biāo)進(jìn)行反復(fù)拍攝而得到的圖像為多光譜圖像。同一衛(wèi)星的全色影像分辨率高于多光譜影像。航天遙感03遙感影像處理：a.預(yù)處理：降噪——消除周期性噪聲；去條帶——去除與掃描方向平行的壞線和條帶；薄云處理；陰影處理b.幾何糾正：為使遙感影像定位準(zhǔn)確，我們?cè)谑褂眠b感圖像前，必須對(duì)其進(jìn)行幾何精糾正，在地形起伏較大地區(qū)，還必須對(duì)其進(jìn)行正射糾正。幾何粗糾正——對(duì)遙感影像因運(yùn)行姿態(tài)、傳感器性能指標(biāo)、大氣狀態(tài)、太陽(yáng)高度角等造成的幾何畸變進(jìn)行糾正（一般提供用戶前已處理）。幾何精糾正——為準(zhǔn)確對(duì)遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行地理定位，將遙感數(shù)據(jù)準(zhǔn)確定位到特定的地理坐標(biāo)系的操作。正射糾正——利用已有地理參考數(shù)據(jù)（影像、地形圖和控制點(diǎn)等）和數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)（DEM、GDEM），對(duì)原始遙感影像進(jìn)行糾正，可消除或減弱地形起伏帶來(lái)的影像變形，使得遙感影像具有準(zhǔn)確的地面坐標(biāo)和投影信息。航天遙感03遙感影像處理：c.圖像增強(qiáng)：使遙感圖像可讀性更強(qiáng)，感興趣目標(biāo)更突出。彩色合成——真彩色合成、假彩色合成

直方圖變換——統(tǒng)計(jì)每幅圖像的各亮度的像元數(shù)而得到的隨機(jī)分布圖，調(diào)整該直方圖到正態(tài)分布，以改善圖像的質(zhì)量。

密度分割——將灰度圖像按照像元的灰度值進(jìn)行分級(jí)，再分級(jí)賦以不同的顏色，使原有灰度圖像變成偽彩色圖像。

圖像間運(yùn)算——兩幅或多幅單波段圖像，空間配準(zhǔn)后可進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)圖像的增強(qiáng)。常見的有加法運(yùn)算、減法運(yùn)算、比值運(yùn)算和綜合運(yùn)算。

灰度顛倒；鄰域增強(qiáng)；主成分分析；纓帽變換；影像融合d.圖像裁剪、鑲嵌e.信息提取：

人工解譯；

圖像分類：監(jiān)督分類、非監(jiān)督分類、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類、人工智能分類等。航天遙感03高光譜分辨率遙感：概念：高光譜分辨率遙感是用很窄而連續(xù)的光譜通道對(duì)地物持續(xù)遙感成像的技術(shù)。在可見光到短波紅外波段其光譜分辨率高達(dá)納米(nm)數(shù)量級(jí)，通常具有波段多的特點(diǎn)，光譜通道數(shù)多達(dá)數(shù)十甚至數(shù)百個(gè)以上，而且各光譜通道間往往是連續(xù)的。優(yōu)點(diǎn)：地物的分辨識(shí)別能力大大提高、成像通道大大增加、遙感定性分析向定量或半定量的轉(zhuǎn)化成為可能缺點(diǎn)：空間分辨率的相對(duì)降低、數(shù)據(jù)的大量冗余、數(shù)據(jù)處理難度增大01遙感概述02航空遙感03航天遙感04其它其它04傾斜攝影概念：傾斜攝影技術(shù)是國(guó)際測(cè)繪遙感領(lǐng)域近年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)高新技術(shù)，通過(guò)在同一飛行平臺(tái)上搭載多臺(tái)傳感器，同時(shí)從垂直、傾斜等不同角度采集影像，獲取地面物體更為完整準(zhǔn)確的信息。這種攝影測(cè)量技術(shù)稱為傾斜攝影測(cè)量技術(shù)。所獲取的影像為傾斜影像。特點(diǎn)：反映地物周邊真實(shí)情況、可實(shí)現(xiàn)單張影像量測(cè)、建筑物側(cè)面紋理可采集、易于網(wǎng)絡(luò)發(fā)布、真實(shí)性、高效率、高性價(jià)比。技術(shù)原理：傾斜攝影的相機(jī)配有多個(gè)鏡頭，一般為3個(gè)或5個(gè)，同步獲取同一地物東南西北及頂部方向的影像。因此同一地物具有多視角的影像，及詳盡的側(cè)面信息，而后將這些影像通過(guò)區(qū)域網(wǎng)聯(lián)合平差、多視影像匹配、DSM生成、真正射糾正、三維建模等流程，形成最終產(chǎn)品。圖片來(lái)源于網(wǎng)格傾斜攝影——數(shù)據(jù)處理圖片來(lái)源于網(wǎng)格其它04其它04激光雷達(dá)（LIDAR）概念：用激光器作為發(fā)射光源，采用光電探測(cè)技術(shù)手段的主激光雷達(dá)動(dòng)遙感設(shè)備。激光雷達(dá)是激光技術(shù)與現(xiàn)代光電探測(cè)技術(shù)結(jié)合的先進(jìn)探測(cè)方式。基本原理：LIDAR系統(tǒng)包括一個(gè)單束窄帶激光器和一個(gè)接收系統(tǒng)。激光器產(chǎn)生并發(fā)射一束光脈沖，打在物體上并反射回來(lái)，最終被接收器所接收。結(jié)合激光器的高度，激光掃描角度，從GPS得到的激光器的位置和從INS得到的激光發(fā)射方向，就可以準(zhǔn)確地計(jì)算出每一個(gè)地面光斑的坐標(biāo)X，Y，Z。優(yōu)勢(shì)：高分辨率、精度高、抗有源干擾能力強(qiáng)、低空探測(cè)性好、劣勢(shì)：受環(huán)境和天氣影響大、范圍小、成本高昂圖片來(lái)源于網(wǎng)格其它04激光雷達(dá)（LIDAR）——數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)配準(zhǔn)模型生成地物生成紋理貼圖去除噪音點(diǎn)云預(yù)處理其它04雷達(dá)——SAR、INSARSAR:合成孔徑雷達(dá)INSAR：干涉合成孔徑雷達(dá)SAR基本原理：SAR用一個(gè)小天線作為單個(gè)輻射單元，將此單元沿一直線不斷移動(dòng)，在不同位置上接收同一地物的回波信號(hào)并進(jìn)行相關(guān)解調(diào)壓縮處理。一個(gè)小天線通過(guò)"運(yùn)動(dòng)"方式就合成一個(gè)等效"大天線"，這樣可以得到較高的方位向分辨率，同時(shí)方位向分辨率與距離無(wú)關(guān)，這樣SAR就可以安裝在衛(wèi)星平臺(tái)上而可以獲取較高分辨率的SAR圖像。SAR極化方式：雷達(dá)發(fā)射的能量脈沖的電場(chǎng)矢量，可以在垂直或水平面內(nèi)被偏振。無(wú)論哪個(gè)波長(zhǎng)，雷達(dá)信號(hào)可以傳送水平（H）或者垂直（V）電場(chǎng)矢量，接收水平（H）或者垂直（V）或者兩者的