遥感物理讲座07-1.ppt

遥感物理 课程讲座 1 田庆久南京大学国际地球系统科学研究所2007年3月8日 南京大学硕士研究生课程 第一章绪论 遥感与遥感物理 第二章电磁波 辐射 理论第三章物质的光谱与结构第四章地物反射辐射第五章地物热辐射第六章微波辐射与雷达第七章地球大气对电磁辐射传输效应影响第八章遥感成像机理第九章遥感信息定量化第十章遥感辐射传输及模型发展 遥感物理 一 遥感物理基础 吕斯骅编著 商务印书馆 1981年二 宇航遥感物理 孙星和编著 地震出版社 1990年三 遥感物理 徐希孺编著 北京大学出版社 2005四 遥感的物理学与技术概论 C Elachi著 王松皋等人译 气象出版社 1995年五 遥感导论 梅安新等人编著 高等教育出版社 2001年六 遥感应用分析原理与方法 赵英时等编著 科学出版社 2003年 遥感物理 参考教材 遥感物理 课程讲座 1 绪论 田庆久南京大学国际地球系统科学研究所2007年3月8日 南京大学硕士研究生课程 遥感概念遥感系统遥感过程遥感技术类型遥感发展历程遥感物理 目录 一 遥感 通过遥感器 遥远 地采集目标对象的数据 并通过对数据的分析来获取有关地物目标 或地区 或现象的信息的一门科学和技术 以电磁波与地球表面物质相互作用为基础 探测 分析和研究地球资源与环境 揭示地球表面各要素的空间分布特征与时空变化规律的一门科学技术 利用航天 空 包括近地面 遥感平台上的遥感仪器 获取地球表层 包括陆圈 水圈 生物圈 大气圈 特征的反 发 射电磁辐射能的数据 通过处理和分析 定性 定量地研究地球表层的物理过程 化学过程 生物过程 地学过程 为资源调查 环境监测等应用领域服务 二 遥感系统 1 目标物的电磁波特性 2 信息的获取 3 信息的接收 4 信息的处理 5 信息的应用 1 能源 电磁波 紫外 可见光 短波红外 热红外 微波 2 在大气中传播 吸收和散射 使能量衰减 大气分子 CO2 O3 H2O N2 CO 气溶胶 水汽 烟 尘埃等 3 到达地表的能量与地表物质相互作用 地物选择性地反射 发射 散射 透射 折射等 对不同波长产生不同的波谱响应 4 再次的大气传播 包含着不同地表特征波谱响应的能量再衰减 5 不同的遥感器获取数据 6 图像数据产品 7 数据处理 分析与解译 数据 专题信息 8 信息产品 包括图形 图像 专题图 表格 地学参数 数据库文件等 9 多目标用户 如资源调查 环境监测 农业估产 生态保护等等 三 遥感过程 数据获取 数据处理与分析 数据应用 遥感信息过程示意图 数据获取 数据处理与分析 数据应用 四 遥感技术类型 学科划分 光学遥感多光谱遥感 TM 高光谱遥感 MODIS数据等 多角度遥感 POLDER 热红外遥感 TIMS 激光遥感 LIDAR 荧光遥感 FLI 偏振遥感 微波 雷达 遥感微波辐射计微波散射计微波高度计真实孔径雷达合成孔径雷达干涉雷达 航天 卫星 遥感航空遥感地面遥感 图遥感器的分类 各种物体由于化学组分 物质结构及表面状态以及时间 空间环境的不同差别 它们对电磁辐射的反射 吸收 透射的能力是不相同的 即使同一个物体 它对各种波长的电磁辐射的响应也有很大差别 也就是各种物体有自己独特的电磁辐射特性 包括反射光谱特性 发射光谱特性及散射特性等 被动遥感系统的传感器 搜集的是地球表面物体对太阳辐射的反射信息和物体自身发射的电磁辐射 即热辐射 信息主动遥感系统中的微波雷达 搜集的信息是地物反射及散射特性的反映 根据波段把遥感划分为3种类型 最早使用 遥感 一词的是美国海军研究局的艾弗林 普鲁伊持 E LPruitt 1960 1961年 在美国国家科学院 NationalAcademyofSciences 和国家研究理事会 NationResearchCouncil 的资助下 于密歇根大学 UniversityofMichigan 的威罗 兰 W Run 实验室召开了 环境遥感国际讨论会 此后 在世界范围内 遥感作为一门新兴的独立学科 获得迅速的发展 1 无记录的地面遥感阶段 1608 1838年 望远镜 2 有记录的地面遥感阶段 1839 1857年 远距离摄影 3 空中摄影遥感阶段 1858 1956年 气球 飞机 4 航天遥感阶段 1957 年 平台 卫星 小卫星 信息处理 遥感应用 五 遥感发展历程 遥感面临的实用化问题与解决途径表现1 实时监测与处理能力尚不能达到同步 准同步 即时效性 表现2 自动识别 专题特征提取 定量反演能力和精度达不到实用 原因1 遥感技术本身局限性 定标 定位 混合象元 大气影响 原因2 人们认识上局限性 朗伯体 黑体 灰体 模型假设等 解决途径1 遥感数据源改善 高光谱 高空间 多角度 高灵敏度等解决途径2 数据处理分析方法和手段的发展 提高时效性和精度解决途径3 遥感定量反演方法研究 建立有价值的遥感应用模型 遥感未来发展方向 几百纳米 更高空间分辨率 IKONOS数据等 更高波谱分辨率 AVIRIS数据等 更高辐射分辨率 8BIT 16BIT等 更宽波谱范围 热红外 微波 激光荧光等 技术 融合 科学 定量 应用 广泛 电磁辐射从辐射源到遥感器之间的传输过程中 要经历吸收 再辐射 反射 散射 偏振及波谱重新分布等一系列过程 地球表面物体由于其电子 离子 分子以及晶体的振动和转动等物理过程而具有波谱特性 分为原子光谱 分子光谱 固体 晶格结构 光谱 不同的地物由于其组成成分 内部结构和表面状态以及时间 空间环境的不同 它们辐射 反射 吸收和透射等电磁波谱特性也不同 许多地物在可见光至热红外波段内都具有与它们组分有关的光谱吸收特征 而且许多地物的光谱吸收特征具有专一性 应用遥感技术对地面物体进行探测 就是以各种物体的电磁辐射的反射 透射 吸收和发射等电磁辐射的变化特征为基础的 而电磁辐射传输中的变化取决于它与有关介质所发生的相互作用 遥感物理就是研究和了解电磁辐射与地物相互作用的机理和过程 这对认识所获得的遥感数据以及识别地物目标是必不可少 至关重要的研究内容 六 遥感物理 遥感物理研究内容 空中遥感器性能分析与评价 空间分辨率光谱分辨率时间分辨率辐射动态范围信噪比等效噪声温差 地面波谱测试 分析与模型发展 可见至 短波红外 热红外 微波反射 发射 散射 偏振 方向特性成分 状态 结构 地物信息 统计 物理 综合分析 模型 定量化 定标大气订正物理量定量反演地形校正尺度转换角度校正 空中 地面 反演技术 正演技术 定量化 附件 相关遥感杂志 遥感学报遥感信息遥感技术与应用国土资源遥感测绘学报图形图像学报地球信息科学中国科学科学通报地质学报海外版光谱学与光谱分析红外与毫米波岩石学报 IEEETransactiononGeoscienceandRemoteSensingRemoteSensingReviewsRemote