遙感原理與應(yīng)用 課件 第一章 緒論

遙感原理與應(yīng)用Principlesandapplicationsofremotesensing01.遙感概述03.遙感發(fā)展概況與趨勢02.遙感技術(shù)組成及其遙感過程目錄CONTENT*3/8/2025PART01遙感概述第一章緒論第1頁1.1遙感的基本概念遙感（RemoteSensing，RS）廣義遙感：泛指從遠處探測、感知物體或地物的技術(shù)，包括對電磁場、力場、機械波（聲波、地震波）等的探測。注意：實際工作中，重力、磁力、聲波、地震波等的探測被劃為物探（物理探測）的范疇。

因而，只有電磁波探測屬于遙感的范疇。狹義遙感：指從空中和地面的不同工作平臺上，通過傳感器，對地球表面地物的電磁波反射或發(fā)射信息進行探測，并經(jīng)傳輸、處理和判讀分析，對地球的資源與環(huán)境進行探測和監(jiān)測的綜合性技術(shù)。高分三號衛(wèi)星第2頁1.1遙感的基本概念遙感技術(shù)：包括傳感器技術(shù)，信息傳輸技術(shù)，信息處理、提取和應(yīng)用技術(shù)，目標信息特征的分析與測量技術(shù)等。遙感技術(shù)系統(tǒng)：包括空間信息采集系統(tǒng)(包括遙感平臺和傳感器)、地面接收和預(yù)處理系統(tǒng)(包括輻射校正和幾何校正)、地面實況調(diào)查系統(tǒng)(如收集環(huán)境和氣象數(shù)據(jù))和信息分析應(yīng)用系統(tǒng)。智采集—全天候、全分辨率高效智慧遙感采集網(wǎng)示意圖第3頁1.2遙感的分類■按遙感工作平臺分類飛機、氣球、汽艇等三腳架、遙感車、遙感塔等100m以下100m-80km80km以上高度人造衛(wèi)星、航天飛機、火箭等運載工具地面遙感航空遙感航天遙感第4頁1.2遙感的分類■按遙感工作平臺分類地面遙感航空遙感航天遙感第5頁1.2遙感的分類■按遙感工作平臺分類地面遙感航空遙感航天遙感第6頁1.2遙感的分類■按遙感工作平臺分類地面遙感航空遙感航天遙感第7頁1.2遙感的分類■按傳感器的探測波段分類紫外(0.05-0.38μm)可見光(0.38-0.76μm)紅外(0.76-1000μ

m)反射紅外(0.7-3μm)近紅外(0.7-1.3μ

m)短波紅外(1.3-3μ

m)中紅外(3-6μm)遠紅外(6-15μm)熱紅外(8-14μ

m)微波(1mm-1m)多光譜（高光譜）遙感第8頁1.2遙感的分類■按遙感的應(yīng)用領(lǐng)域分類宏觀上：按遙感的應(yīng)用領(lǐng)域可分為外層空間遙感、大氣層遙感、陸地遙感和海洋遙感等。微觀上：即從遙感的具體應(yīng)用領(lǐng)域來分，可分為資源遙感、環(huán)境遙感、林業(yè)遙感、農(nóng)業(yè)遙感、漁業(yè)遙感、水利遙感、地質(zhì)遙感、軍事遙感等。第9頁1.2遙感的分類■按遙感資料的記錄方式和傳感器工作方式分類根據(jù)遙感資料的記錄方式，遙感可分為成像遙感和非成像遙感。成像遙感非成像遙感第10頁1.2遙感的分類成像遙感非成像遙感第11頁1.2遙感的分類Activeremotesensing根據(jù)傳感器工作方式不同，遙感可分為主動遙感和被動遙感。指傳感器帶有能發(fā)射訊號（電磁波）的輻射源，工作時向目標物發(fā)射，同時接收目標物反射或散射回來的電磁波，以此所進行的探測。主動遙感指利用傳感器直接接收來自地物反射自然輻射源（如太陽）的電磁輻射或自身發(fā)出的電磁輻射而進行的探測。被動遙感第12頁1.2遙感的分類被動遙感主動遙感第13頁1.2遙感的分類被動遙感主動遙感第14頁1.2遙感的分類■按波譜性質(zhì)分類遙感技術(shù)依其遙感儀器所選用的波譜性質(zhì)可分為：電磁波遙感技術(shù)、聲納遙感技術(shù)、物理場（如重力和磁力場）遙感技術(shù)。其中電磁波遙感技術(shù)是利用各種物體反射或發(fā)射出不同特性的電磁波進行遙感的?！霭催b感應(yīng)用的空間尺度分類根據(jù)遙感應(yīng)用的空間尺度大小，遙感可劃分為全球遙感、區(qū)域遙感和城市遙感等類型。第15頁1.3遙感的特點■宏觀性和綜合性強如1:35000的23cm×23cm航片可展示60km2的地面景觀實況,1景TM或OLI影像可展示34225km2(185km*185km)的地面景觀實況；我國全境僅需500多景TM或OLI影像，就可拼接成全國衛(wèi)星影像，而航片需要100萬張；便于研究宏觀現(xiàn)象。

另外，遙感技術(shù)不是單一學(xué)科的實用技術(shù)，而是一門綜合性的科學(xué)技術(shù)，包含遙感信息的接收、記錄、傳輸和處理等多個技術(shù)環(huán)節(jié)，研究內(nèi)容是多學(xué)科的。第16頁1.3遙感的特點第17頁1.3遙感的特點■綜合效益高提供多層空間（地理空間（經(jīng)緯度、高度））、光譜空間、時間空間5維信息，多波段、多時相。

與傳統(tǒng)的技術(shù)方法相比，遙感技術(shù)是一項投入相對小、綜合效益大的技術(shù)。

效益體現(xiàn)在社會、經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境三個方面。第18頁1.3遙感的特點第19頁1.3遙感的特點第20頁1.3遙感的特點■信息量大，技術(shù)先進，準確性高提供多層空間（地理空間（經(jīng)緯度、高度））、光譜空間、時間空間5維信息，多波段、多時相。

與傳統(tǒng)的技術(shù)方法相比，遙感技術(shù)是一項投入相對小、綜合效益大的技術(shù)。

效益體現(xiàn)在社會、經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境三個方面。第21頁1.3遙感的特點第22頁1.3遙感的特點第23頁1.3遙感的特點■獲取信息快，更新周期短，動態(tài)信息豐富

2010年11月

2011年8月第24頁1.3遙感的特點

2013年，習(xí)主席提出共建“一帶一路”重大倡議。

在習(xí)近平主席親自關(guān)心和推動下，“一帶一路”國際合作落地生根、開花結(jié)果，一批重點項目不斷走深走實，取得階段成果，展現(xiàn)蓬勃生機和光明前景。

百聞不如一見。“第一報道”加載“太空之眼”（衛(wèi)星拍攝），從太空俯瞰“一帶一路”建設(shè)成果，邀您共同感受這些震撼人心的今昔巨變。太空見證：“一帶一路”建設(shè)成果（部分）第25頁1.3遙感的特點第26頁1.3遙感的特點斯里蘭卡

科倫坡港口城第27頁1.3遙感的特點德國

杜伊斯堡港第28頁1.3遙感的特點白俄羅斯

中白工業(yè)園第29頁1.3遙感的特點哈薩克斯坦

“霍爾果斯-東大門”經(jīng)濟特區(qū)無水港第30頁1.3遙感的特點埃及

中?！ぬ┻_蘇伊士經(jīng)貿(mào)合作區(qū)第31頁1.3遙感的特點■應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃、農(nóng)業(yè)估產(chǎn)、資源清查、地質(zhì)探測、環(huán)境保護和災(zāi)害評估等諸多領(lǐng)域。第32頁1.3遙感的特點PART02遙感技術(shù)組成及其遙感過程第一章緒論第34頁2.1遙感技術(shù)組成■遙感平臺

遙感技術(shù)主要由下述三個部分所組成，即遙感平臺、遙感器和遙感信息的傳輸、接收、處理與地面控制系統(tǒng)。地面平臺航空平臺航天平臺遙感平臺：指裝載遙感器的運載工具。放在地面上或水上的，固定或可移動的遙感平臺。懸浮在海拔80km以下的大氣中的遙感平臺。位于海拔80km高度以上的遙感平臺。遙感技術(shù)主要由下述三個部分所組成，即遙感平臺、遙感器和遙感信息的傳輸、接收、處理與地面控制系統(tǒng)。第35頁2.1遙感技術(shù)組成■遙感器

遙感器：收集、量測和記錄遙遠目標的信息的儀器，是遙感技術(shù)系統(tǒng)的核心。遙感器的分類

按是否有人工輻射源，遙感器可分為主動式（有源）和被動式（無源）兩類。

按記錄方式，遙感器可分為成像方式和非成像方式兩類。

按工作波段分，有可見光遙感器、紅外遙感器、紫外遙感器、多波段遙感器、微波遙感器等。第36頁2.1遙感技術(shù)組成第37頁1.2遙感的分類遙感器的組成

遙感器一般由收集系統(tǒng)、探測系統(tǒng)、信號轉(zhuǎn)化系統(tǒng)和記錄系統(tǒng)4部分組成。

收集系統(tǒng)：收集來自目標的輻射，送往探測系統(tǒng)。

探測系統(tǒng)：是遙感器的心臟。它能將收集系統(tǒng)送來的輻射中的需要的波譜成分轉(zhuǎn)化為其它形式的能量，如電流、電壓或化學(xué)能等。

信號轉(zhuǎn)化系統(tǒng)：將探測系統(tǒng)送來的電流、電壓信號放大，再轉(zhuǎn)化為可見光信號，顯示在熒屏上，或用電流、電壓信號控制小氖燈的明暗變化，這叫電—光轉(zhuǎn)化。

記錄系統(tǒng)：將前級送來的信號記錄下來的系統(tǒng)。遙感信息的傳輸、處理與地面控制系統(tǒng)遙感信息主要指記錄在感光片或磁帶上的目標信息和運載工具上的設(shè)備環(huán)境數(shù)據(jù)。對遙感器所獲遙感信息，要經(jīng)過傳輸和處理，才能提供給用戶。第38頁2.2遙感過程

遙感過程：指遙感信息的獲取、傳輸、處理，以及分析判讀和應(yīng)用的全過程。

通常遙感過程由五部分組成：即被測地物的信息源、信息獲取、信息記錄和傳輸、信息處理和信息應(yīng)用。

被動遙感所利用的能源主要是太陽輻射能。第39頁2.2遙感過程雷達攝影掃描信息獲取傳感器能源大氣層地物信息源地面站信息記錄信息處理信息應(yīng)用PART03遙感發(fā)展概況與趨勢第一章緒論第41頁3.1遙感的發(fā)展概況■遙感的萌芽及初期遙感階段?ThefirstphotographwasobtainedbyJosephNicephoreNiepceofhisFrenchestatecourtyardin1839.

?Theexposurelasted8hoursandusedanemulsionofBitumenofJudea(akindofasphalt).達蓋爾和尼普斯發(fā)表的第一張空中相片第42頁3.1遙感的發(fā)展概況■航空遙感（飛機遙感）階段MotorDrivenHeavier-Than-AirAircraft?Thefirstflightbymanwithamotordriven,heavier-than-airmachineatKittyHawk,NorthCarolinaDecember17,1903.ThepilotwasWilburWright.?Itlasted12secondsandcovered120ft.第43頁3.1遙感的發(fā)展概況■航空遙感（飛機遙感）階段PilotandaerialphotographerwithaGraflexaerialreconnaissancecamerain1915.第44頁3.1遙感的發(fā)展概況■航天遙感（衛(wèi)星遙感）階段1957.10.4，前蘇聯(lián)發(fā)射了世界上第一顆人造衛(wèi)星“斯帕特尼克1號”進入太空。直徑約58.4厘米、重約83.5千克的鋁制球體；能不斷地發(fā)出無線電信號，對空間環(huán)境、天體和地球本身進行觀測和研究，標志著人類太空時代的到來。70年代美國的陸地衛(wèi)星系列法國的Spot衛(wèi)星系列發(fā)展中國家的情況：中國、印度、巴西等第45頁3.1遙感的發(fā)展概況IKONOS,Beijing第46頁3.1遙感的發(fā)展概況QuickBird,Paris

（2002.3.27）第47頁3.1遙感的發(fā)展概況QuickBird,NewYork

（2003.7.13）第48頁3.1遙感的發(fā)展概況SPOT5，Chuzhou

（2003.11.22）第49頁3.1遙感的發(fā)展概況鹽湖城的Landsat-5TM圖像(30m分辨力、真彩色)第50頁3.1遙感的發(fā)展概況四維高景一號影像第51頁3.1遙感的發(fā)展概況吉林一號影像第52頁3.1遙感的發(fā)展概況鄭州地區(qū)SAR圖像。環(huán)境一號C星第53頁3.1遙感的發(fā)展概況首顆碳衛(wèi)星獲取的第一幅全球二氧化碳分布圖第54頁3.1遙感的發(fā)展概況第55頁3.1遙感的發(fā)展概況第56頁3.1遙感的發(fā)展概況第57頁3.2我國遙感事業(yè)發(fā)展概況■近現(xiàn)代遙感的萌芽和形成階段

50年代初期開始，國家專門組建了專業(yè)飛行隊伍，開展航攝和應(yīng)用。通過引進常規(guī)航空攝影技術(shù)積極開展大面積航空攝影研究，并嘗試綜合利用航測圖和航空像片進行自然資源勘測和地形圖的制作、更新等。

60年代，航空攝影工作已初具規(guī)模，完成了我國大部分地區(qū)的航空攝影測量工作，應(yīng)用范圍不斷擴大。第58頁3.2我國遙感事業(yè)發(fā)展概況■20世紀70年代至80年代中期的起步階段

70年4月24日發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星。

70年代騰沖遙感實驗獲得巨大成功。

75年11月26日返回式衛(wèi)星得到衛(wèi)星像片等?！?0世界80年代后期至90年代前期的試驗應(yīng)用階段

80年代大發(fā)展階段,從“六五”計劃到“九五”計劃，遙感技術(shù)一直被列入國家重點科技攻關(guān)項目和國家優(yōu)先項目。第59頁3.2我國遙感事業(yè)發(fā)展概況■20世紀90年后期進入實用化和產(chǎn)業(yè)化階段

隨著新型傳感器和遙感平臺的成功研制以及遙感理論和應(yīng)用研究的穩(wěn)步推進，我國遙感事業(yè)逐步進入了實用化和產(chǎn)業(yè)化階段，成績顯著。

1986年，我國建成了遙感衛(wèi)星地面接收站，逐步形成了接收美國Landsat、法國SPOT、加拿大RadarSAT和中巴CBERS等遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的能力。

1994年2月22日，建成了中國第一座海事衛(wèi)星地面站。

遙感平臺方面，大量新型的遙感平臺不斷出現(xiàn)。

1988年9月7日，中國成功發(fā)射第一顆“風(fēng)云1號”氣象衛(wèi)星等。第60頁3.2我國遙感事業(yè)發(fā)展概況

1999年10月14日，成功發(fā)射中巴地球資源衛(wèi)星（資源一號衛(wèi)星）。

1999年11