遥感概论绪论PPT课件.ppt

遥感概论 1 课程定位及主要内容 课程在专业中的定位专业基础课程地表信息获取的重要手段和方法主要内容遥感概念和遥感技术系统 第1章 遥感的物理基础 第2 3章 遥感数据的获取和遥感图像特征 第4 7章 遥感图像处理 第8章 遥感图像解译 第9 10章 遥感应用 第11章 2 教学组织 教学方式 课堂讲授上机实验考核方式 平时成绩30 出勤 作业 实验报告 期末考试70 3 教学目的 理解遥感基本概念和技术体系 了解遥感技术发展的前沿动态理解遥感的物理基础理解几种遥感成像方式的原理 掌握遥感图像特征掌握遥感数字图像处理的主要原理和方法理解遥感图像解译的原理 掌握典型遥感图像的判读方法以及遥感图像的计算机分类方法了解遥感信息的应用具备一定的实验技能和遥感软件的应用能力初步具备解决遥感技术实际应用基本问题的能力 4 教学要求 上课认真听讲 记笔记 不懂的地方及时提出或课后查阅相关资料认真完成课后作业认真完成实验报告并按时上交自觉阅读课后参考书目 5 参考资料 教材和参考书目 6 参考资料 遥感网站 中国科学院遥感与数字地球研究所 7 第一章绪论 本章主要内容 遥感的基本概念遥感技术系统遥感的特点遥感的分类遥感的发展简史 8 1什么是遥感 遥感一词来自英语RemoteSensing 即 遥远感知 中国古代 千里眼 物体 光 眼睛 顺风耳 声音 空气 耳朵 9 1什么是遥感 字面理解 遥远的感知 RemoteSensing RS 广义遥感 泛指各种非接触的 远距离的探测技术电磁波遥感 光 热 无线电波 力场遥感 重力 磁力 声波遥感地震波遥感空对地地对空空对空 物理探测 用传播信息的载体或媒介来定义 用目标与观测者的相对位置关系来定义 10 1什么是遥感 狭义遥感 应用探测仪器 不与探测目标相接触 从远处把目标的电磁波特性记录下来 通过分析 揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术感知什么 地物目标的电磁波特性怎样感知 使用探测仪器 不与目标相接触为什么感知 揭示物体的特征性质及其变化 11 1什么是遥感 辨析三个概念 遥测 对被测物体某些运动参数和性质进行远距离测量的技术 分为接触测量和非接触测量遥控 远距离控制目标物运动状态和过程的技术遥感 常常综合运用遥测和遥控两种技术 12 2遥感技术系统 遥感技术系统 是一个从地面到空中直至空间 从信息收集 存储 传输处理到分析判读 应用的完整技术系统遥感技术系统的组成信息源信息的获取信息的记录和传输信息的处理信息的应用 13 2遥感技术系统 14 2遥感技术系统 信息源任何地物都可以发射 反射和吸收电磁波信号 都是遥感信息源目标物与电磁波发生相互作用 会形成目标物的电磁波特性 这为遥感探测提供了获取信息的依据 15 2遥感技术系统 信息的获取地物空间信息主要由搭载在遥感平台上的传感器来获取传感器 接收 记录地物电磁波特征的仪器 主要有 扫描仪 雷达 摄影机 光谱辐射计等遥感平台 装载传感器并能使其正常工作的工具 主要有 地面平台 空中平台 空间平台 16 2遥感技术系统 信息的记录和传输传感器接收到目标地物的电磁波信息 记录在数字介质或胶片上数字介质上的信息可通过卫星上的微波天线传输给地面卫星接收站 航天遥感数据 胶片由人或回收舱送至地面回收 航空 近地面遥感数据 17 地面卫星接收站 接收 处理 存档 分发各类地球资源遥感卫星数据并进行相关技术研究 为遥感应用提供数据服务 18 中国科学院遥感卫星地面站 19 2遥感技术系统 遥感信息处理定义 运用光学仪器和计算机设备对所获取的遥感信息进行校正 分析和解译处理的技术过程类别 校正处理增强处理融合处理分类处理目的 通过对遥感信息的校正 分析和解译处理 掌握或清除遥感原始信息的误差 归纳出被探测目标物的影像特征 然后依据特征从遥感信息中识别并提取所需的有用信息 20 2遥感技术系统 遥感信息应用信息应用 指专业人员按不同的目的将遥感信息应用于各业务领域的使用过程基本方法 将遥感信息作为地理信息系统的数据源 供人们对其进行查询 统计和分析利用应用领域 自然资源调查 环境监测 地质矿产勘探 地图测绘 军事以及城市建设和管理等 21 3遥感的特点 宏观性同一时刻获取大面积数据资料动态性快速 周期性地对同一地点连续观测技术手段多 信息海量多波段 高光谱 低 高的分辨率 主动 被动 二维 三维应用领域广泛 经济效益高美国投入效益比 1 80 22 3遥感的特点 宏观性覆盖范围大 信息丰富一景TM影像为185 185平方公里影像包含各种地表景观信息 有可见的 也有潜在的 23 3遥感的特点 动态性重复探测 有利于进行动态分析对同一地区重复观测一次Landsat16天SPOT26天CBERS4 5天气象卫星FY 1每天可覆盖地球2次 LasVegas 1992 LasVegas 1986 LasVegas 1972 24 3遥感的特点 技术手段多 信息海量可以获得可见光 紫外 红外及微波波段的信息波段的延长使对地球的观测走向了全天候 25 SpaceImaging SpaceImaging GreenReflectance NIRReflectance 多波段图像 26 green red Near infrared 多波段图像 27 4遥感的分类 按遥感平台分类按工作波段分类按传感器工作原理分类按资料获取方式分类波段宽度与波谱的连续性分类按应用领域分类 28 4遥感的分类 按遥感平台分类 航天 航空 地面遥感 航天遥感 轨道卫星 载人飞船 500km 航天飞机 300km 探空火箭 100 650km 地球同步卫星 太阳同步卫星 长寿命 500 1000km 36000km 短寿命 150 500km 29 地面遥感 高塔 300m 车船 30m 观测架 几米 航空遥感 飞机 气球 飘浮气球 50km 系留气球 5km 高空飞机 15km 中空飞机 9 15km 低空飞机 9km 30 31 4遥感的分类 按传感器探测波段分类紫外遥感 0 05 0 38 m 收集和记录目标物在紫外波段辐射能量可见光遥感 0 38 0 76 m 收集和记录目标物反射的可见光辐射能量 传感器有 摄影机 扫描仪 摄像仪等红外遥感 0 76 1000 m 收集与记录目标物反射与发射的红外能量 传感器有 摄影机 扫描仪等微波遥感 1mm 1m 收集和记录在微波波段的反射能量 传感器有 扫描仪 微波辐射计 雷达 高度计等 32 4遥感的分类 按传感器工作方式分类被动遥感 传感器不向目标发射电磁波 仅被动接收目标物的自身发射和对自然辐射源的反射能量主动遥感 传感器主动发射一定电磁波能量 并接收目标的后向散射信号 33 被动遥感和主动遥感的区别 34 4遥感的分类 按遥感资料获取方式分类成像遥感 传感器接收的目标电磁辐射信号可转换成 数字或模拟 图像非成像遥感 传感器接收的目标电磁辐射信号不能形成图像 35 36 37 4遥感的分类 按应用领域分类土地遥感 Domanial 环境遥感 Environmental 大气遥感 Atmospheric 海洋遥感 Oceanographic 农业遥感 Agricultural 林业遥感 Forestry 水利遥感 Hydrographic 地质遥感 Geological 38 5遥感的发展简史 RemoteSensing的提出 美国海军研究局的艾弗林 普鲁伊特于1960年提出 1961年正式通过发展阶段 无记录的地面遥感阶段 1608 1838 有记录的地面遥感阶段 1838 1857 空中摄影遥感阶段 1858 1956 航天遥感阶段 1957 39 5遥感的发展简史 无记录的地面遥感阶段 1608 1838 1608年汉斯 李波尔赛制造了世界上第一架望远镜1609年伽利略制作了放大3倍的望远镜开辟了远距离观测的先河 40 5遥感的发展简史 有记录的地面遥感阶段 1838 1857 1839年达盖尔 Daguerre 与尼普斯 Niepce 发明了摄影术 成功的利用胶片进行拍摄1849年法国的AimeLaussedat制定了摄影测量计划 成为有目的有记录的地面遥感发展阶段的标志摄影技术的发明 并与望远镜相结合为远距离摄影 41 JNNiepce 1826 France Theworld sfirstphotographicimage Upperloftofthehouse Peartree apatchofskyshowing Anotherwingofthehouse Theslantingroofofthebarn 42 5遥感的发展简史 空中摄影遥感阶段 1858 1956 1858 系留气球上拍摄法国巴黎的 鸟瞰 相片1860 气球上拍摄了美国波士顿市的照片1903 飞鸽身上捆绑微型摄像机试验1903 莱特兄弟发明了飞机 航空遥感的萌芽阶段1909年 意大利人首次利用飞机拍摄地面照片一战中 航空照相技术用于获取军事情报一战后 航空摄影用于地形测绘和森林调查与地质调查1930年 美国开始全国航空摄影测量1937年 出现了彩色航空像片 扩大了航空遥感定性分析的可能性1942年 红外黑白航空摄影和红外假彩色航空摄影首次出现 探测波段得到扩展 43 GFTournachon 1820 1910 hecallhimselfNadar Thefirst knownaerialphotographwasobtainedfromaballoonbyaParisianphotographerin1858nearParis France 44 Intrepidballoon 无畏号 1862TheballoonbeinginflatedbyusingportablehydrogengeneratingsystemduringtheCivilWar 45 Pigeons 1903Asquadronofpigeonsequippedwithlightweight70 mmaerialcameras Forobviousreasons pigeonsarenotidealplatform 46 Kites 1906Figure SanFranciscoinruins GRLawrenceAerialphotographof SanFranciscoinruins obtainedafterApril18 1906earthquakeusingacaptiveairshipconsistingof17kites Thekitesachievedataltitudeof2000ftabovesealevel 47 1903 WrightBrothers发明了飞机 使航空摄影测量成为可能Engine poweredflightonDecember17 1903 Itlasted12secondsandcovered120ft 48 AerialphotographyinWorldwarI FigureClose upviewofaworldwarI FigureVerticalphotographyofWorldWarItrenchesinEurope 欧洲战壕 49 AerialphotographyinWorldwarII FigureVerticalaerialphotographofaV2rocketlaunchingfacilityaPeenemundeinWorldWarII 50 5遥感的发展简史 航天遥感阶段 1957 1957年10月4日 前苏联成功发射了人类第一颗人造地球卫星1960年 美国发射了TIROS 1和NOAA 1太阳同步卫星1972年 美国发射ERTS 1 后改名为Landsat 1 装有MSS传感器 分辨率79米1982年 Landsat 4发射 装有TM传感器 分辨率提高到30米1986年 法国发射SPOT 1 装有PAN和XS传感器 分辨率提高到10米1988年9月7日 中国发射第一颗 风云1号 气象卫星1999年 美国发射IKNOS 空间分辨率提高到1米1999年 美国发射QUICKBIRD 2 空间分辨率提高到0 6米 51 6我国遥感的发展概况 航空摄影测量的发展 50 60年代 航空新型传感器试验与系统集成 70年代以来 卫星发射与航天遥感的发展1970年4月24日 东方红1号1988年9月7日 FY 1 A 1990年9月3日 FY 1 B 1999年5月10日 FY 1 C1997年6月10日 FY 2 A 2000年6月25日 FY 2 B 2004年10月19日 FY 2 C1999年10月14日 中巴地球资源遥感卫星CBERS 1百度百科 中国航天 52 中国遥感卫星地面站 1986 美国Landsat法国SPOT加拿大RADARSAT中巴CBERS遥感影像处理从普遍采用国际先进的商品化软件向软件国产化迈进探索图像处理新方法遥感应用在遥感应用领域进行了广泛的探索和应用试验研究广泛渗入各地区和各业务部门 极大地扩展了应用领域完成了一批全国范围和省 市 自治区范围的大型应用项目遥感在应用领域取得良好的经济效益和社会效益遥感研究机构 专业出版物 教育事业 53 遥感研究机构中国空间技术研究院北京市遥感信息研究所武汉大学遥感信息工程国家重点实验室中国科学院遥感应用研究所 国家遥感应用工程技术研究中心 IRSA6 1遥感数据处理系统 中国科学院遥感卫星地面站中国林业科学研究院资源信息研究所中国测绘科学研究院 CASMImageInfo遥感数据处理系统 北京东方泰坦科技有限公司 TitanImage遥感图像处理软件V6 0 54 国内遥感与地理信息主要期刊 遥感学报 遥感信息 国土资源遥感 遥感技术与应用 武汉大学学报 信息科学版 测绘学报 测绘通报 地理与地理信息科学 地理科学进展 55 国内3S论坛GIS帝国 56 6我国遥感的发展概况 我国遥感发展的特点 国家的重视和支持 为遥感的快速发展奠定了基础集中人力 物力重点公关 重点突破全国性 大区域遥感工程的完成 充分显示了我国遥感的特色和水平 57 7当前遥感发展的主要特点和趋势 多国发射卫星的局面已经形成 58 7当前遥感发展的主要特点和趋势 高分遥感发展迅速 多种传感器并存高空间分辨率 高光谱分辨率 高时间分辨遥感从定性到定量分析遥感从 定性 向 定量 转变 定量遥感成为遥感应用的发展热点遥感信息提取逐步自动化建立适用于遥感图像自动解译的专家系统 逐步实现遥感图像专题信息提取自动化遥感商业化IKONOS QUICKBIRD ORBVIEW 59 8 3S 技术 3S 技术密切结合RS RemoteSensing 遥感GIS GeographicalInformationSystem 地理信息系统采集 存储 管理 分析和描述整个或部分地球表面 包括大气层在内 与空间和地理分布有关的数据的空间信息系统GPS GlobalPositionSystem 全球定位系统利用卫星定位技术快速 实时确定任一地面目标点空间坐标和方位的方法 60 8 3S 技术 3S 技术密切结合 三者关系GPS为GIS和RS提供精确的实时定位数据RS是为GIS数据库更新提供现实信息的手段之一GIS又是RS成果评价空间分析的有效工具3S主要应用领域 交通气象精细农业数字城市防灾减灾地下管线探测 61 9遥感的应用 资源调查与应用环境监测评价区域分析规划全球宏观研究 62 一 资源调查方面的应用 在农业 林业方面的应用 农 林土地资源调查 病虫害 土壤干旱 盐化沙化的调查及监测土地利用类型调查精细农业作物估产 三北 防护林遥感综合调查 63 64 一 资源调查方面的应用 遥感在地质矿产方面的应用客观真实地反映各种地质现象 形象地反映区域地质构造 地质找矿 工程地质 地震地质 水文地质和灾害地质 65 一 资源调查方面的应用 在水文 水资源方面的