32遥感技术及其应用课件（湘教版必修3）

1、第二节 遥感技术及其应用 你知道吗？你知道吗？ 遥感技术可以打假！遥感技术可以打假！ 曾有报道，北京中关村某高科技厂家在建设曾有报道，北京中关村某高科技厂家在建设 厂房时要求使用一种高科技合成（具有质轻、防厂房时要求使用一种高科技合成（具有质轻、防 晒等功能）材料作为房顶，但施工方在施工过程晒等功能）材料作为房顶，但施工方在施工过程 中为了获取更多的利润，有些房顶只使用一般材中为了获取更多的利润，有些房顶只使用一般材 料，由于外观看不出差异，厂家被蒙在鼓里，一料，由于外观看不出差异，厂家被蒙在鼓里，一 年后，北京某遥感专业的实习学生在判读中关村年后，北京某遥感专业的实习学生在判读中关村 多种波

2、段的遥感图像时，发现这家工厂的厂房屋多种波段的遥感图像时，发现这家工厂的厂房屋 顶材质不同，于是向厂方了解，厂方否认用了不顶材质不同，于是向厂方了解，厂方否认用了不 同材质，经实习学生的进一步解释，厂家终于明同材质，经实习学生的进一步解释，厂家终于明 白施工方用了劣质材料，因此，施工方不得不承白施工方用了劣质材料，因此，施工方不得不承 认这一事实，并加以赔偿。为什么肉眼难以分辨，认这一事实，并加以赔偿。为什么肉眼难以分辨， 遥感却具有遥感却具有“火眼金睛火眼金睛”？ 遥感技术不仅仅是打假，遥感技遥感技术不仅仅是打假，遥感技 术是地理信息技术中获取地理信息的术是地理信息技术中获取地理信息的 重要

3、技术手段，作为一种新型的综合重要技术手段，作为一种新型的综合 探测技术，遥感因近些年来广泛应用探测技术，遥感因近些年来广泛应用 于国民经济的各个领域而备受关注。于国民经济的各个领域而备受关注。 法国法国 SPOT-4卫星卫星 火箭发射火箭发射 国际空间站国际空间站 我国神舟号飞船我国神舟号飞船 阅读课本阅读课本P86 遥感技术遥感技术拓展人类观察力的工具拓展人类观察力的工具 遥感，就是遥远的感知。遥感，就是遥远的感知。为什么能为什么能 进行遥远的感知呢？进行遥远的感知呢？ 因为因为地球上所有物体地球上所有物体都在不停地都在不停地发射、发射、 反射、吸收电磁波反射、吸收电磁波，而且不同物体对电磁

4、，而且不同物体对电磁 波的发射、反射、吸收的特性不同波的发射、反射、吸收的特性不同 例如，植物的叶子看起来是绿色的，是例如，植物的叶子看起来是绿色的，是 因为叶子中的叶绿素对太阳光中蓝色和红色因为叶子中的叶绿素对太阳光中蓝色和红色 波长的光强烈反射的缘故。波长的光强烈反射的缘故。 物体的这种对电磁波固有的特性叫做物体的这种对电磁波固有的特性叫做光谱特性光谱特性 一、遥感一、遥感 技术概述（技术概述（RS） （一）遥感的概念与发展（一）遥感的概念与发展 遥感遥感借助借助对电磁波敏感的对电磁波敏感的仪器仪器，在，在 不与探测目标接触的情况下，记录目标物对不与探测目标接触的情况下，记录目标物对 电磁

5、波的辐电磁波的辐 射、反射、散射等信息。并通过射、反射、散射等信息。并通过 分析，揭示目标物的特征、性质及其变化的分析，揭示目标物的特征、性质及其变化的 综合探测技术。综合探测技术。 阅读课本阅读课本P86“遥感技术的发展遥感技术的发展” 第一架第一架照相机照相机拍摄的第一张风景照片就拍摄的第一张风景照片就 可以称为遥感，是利用可以称为遥感，是利用近地面平台近地面平台成像遥感，成像遥感， 利用利用气球气球作为遥感平台是对近地面遥感的进作为遥感平台是对近地面遥感的进 一步发展；一步发展； 20世纪初第一架世纪初第一架飞机飞机诞生、诞生、1915年世年世 界上第一台界上第一台航空摄影专用相机航空摄

6、影专用相机产生，标志产生，标志 着着航空遥感航空遥感技术产生，但航空遥感最早被技术产生，但航空遥感最早被 广泛应用于军事侦察领域，直到广泛应用于军事侦察领域，直到1920年以年以 后航空遥感才开始在民用领域得到应用；后航空遥感才开始在民用领域得到应用； 1957年，原苏联第一颗年，原苏联第一颗人造卫星人造卫星的升空的升空 标志着人类进入太空时代，随后美国阿波罗标志着人类进入太空时代，随后美国阿波罗 宇宙飞行器宇宙飞行器发回第一张地球影像图，标志着发回第一张地球影像图，标志着 太空遥感（航天遥感）太空遥感（航天遥感）时代到来。时代到来。 可见，遥感技术是随着可见，遥感技术是随着工作平台工作平台、

7、 传感器传感器和和探测器探测器的发展而发展的。的发展而发展的。 以下文字材料反映了现遥感技术的以下文字材料反映了现遥感技术的 哪些特点？哪些特点？ 一张比例尺为一张比例尺为1：35000的的 23cm23cm的航空图片，可反映出的航空图片，可反映出60多多 平方千米的地理景观实况；平方千米的地理景观实况； 一幅陆地卫星一幅陆地卫星TM（专题制图仪）（专题制图仪） 图像，其覆盖面积可达图像，其覆盖面积可达34255平方千米。平方千米。 视域广阔，监测范围大视域广阔，监测范围大 陆地卫星陆地卫星、的运行周期为的运行周期为16 天，即每天，即每16天可以对全球陆地表面成天可以对全球陆地表面成 像一遍

8、；像一遍； NOAA气象卫星每天能接收两次气象卫星每天能接收两次 覆盖全球的图像。覆盖全球的图像。 动态监测、实时传输动态监测、实时传输 这种特点有利于及时发现病虫害、这种特点有利于及时发现病虫害、 洪水及森林火灾等自然灾害，为抗灾、洪水及森林火灾等自然灾害，为抗灾、 减灾工作提供可靠的科学依据。减灾工作提供可靠的科学依据。 （二）遥感技术系统与遥感类型（二）遥感技术系统与遥感类型 遥感技术系统的组成遥感技术系统的组成 遥感平台遥感平台 遥感平台遥感平台高度高度目的目的用途用途其它其它 静止卫星静止卫星 36,000k m 定点地球观测定点地球观测气象卫星气象卫星 圆轨道卫星圆轨道卫星 （地球

9、观测卫（地球观测卫 星）星） 500km 1,000km 定期地球观测定期地球观测 Landsat SPOT MOS 等等 小卫星小卫星 400km左左 右右 各种调查各种调查 航天飞机航天飞机 240km 350km 不定期地球观测不定期地球观测 空间实验空间实验 天线探空仪天线探空仪 100m 100km 各种调查各种调查 （气象等）（气象等） 高高度喷气机高高度喷气机 10,000 12,000m 侦察大范围调查侦察大范围调查 中低高度飞机中低高度飞机 500 8,000m 各种调查航空摄各种调查航空摄 影测量影测量 飞艇飞艇 500 3,000m 空中侦察各种调空中侦察各种调 查查 直

10、升机直升机 100 2,000m 各种调查摄影测各种调查摄影测 量量 无线遥控飞机无线遥控飞机500m以下以下 各种调查摄影测各种调查摄影测 量量 飞机直升机飞机直升机 牵引飞机牵引飞机50500m 各种调查摄影测各种调查摄影测 量量 牵引滑翔机牵引滑翔机 系留气球系留气球800以下以下各种调查各种调查 索道索道1040m遗址调查遗址调查 吊车吊车550m近距离摄影测量近距离摄影测量 地面测量车地面测量车030m地面实况调查地面实况调查车载升降台车载升降台 （1）摄影类型的传感器；）摄影类型的传感器； （2）扫描成像类型的传感器；）扫描成像类型的传感器； （3）雷达成像类型的传感器；）雷达成像

11、类型的传感器； （4）非图像类型的传感器）非图像类型的传感器。 照相机是最古老和常用的传感器。照相机是最古老和常用的传感器。 传感器的类型传感器的类型 1).什么是遥感技术？它有哪些环节组成？什么是遥感技术？它有哪些环节组成？ 遥感技术遥感技术从传感器接收信息到遥感信息应用的全过程从传感器接收信息到遥感信息应用的全过程 目标物目标物传感器传感器 物体辐射或物体辐射或 反射电磁波反射电磁波 收集收集传输传输 遥感遥感 平台平台 信息处理信息处理 信息分析信息分析 成果成果 专业图件专业图件 统计数字统计数字 2).从不同角度从不同角度,遥感有哪些不同分类方法遥感有哪些不同分类方法? 根据运载工具

12、根据运载工具: 根据辐射源根据辐射源: 按照电磁波的波谱范围按照电磁波的波谱范围: 红外遥感红外遥感、微波遥感、多谱段遥感等、微波遥感、多谱段遥感等 按照应用领域或专题按照应用领域或专题: 资源遥感、海洋遥感资源遥感、海洋遥感、地质遥感、农业遥感、地质遥感、农业遥感、 林业遥感等林业遥感等 航天遥感、航空遥感、近地遥感航天遥感、航空遥感、近地遥感 主动式遥感和被动式遥感主动式遥感和被动式遥感 紫外遥感、可见光遥感、紫外遥感、可见光遥感、 环境遥感、大气遥感、环境遥感、大气遥感、 3).航空器与航天器有何区别？航空器与航天器有何区别？ 航空器航空器在大气层中飞行的飞行器。包括气球、在大气层中飞行

13、的飞行器。包括气球、 气艇、飞机、滑翔机、直升机等。气艇、飞机、滑翔机、直升机等。 航天器航天器用于航天飞行的飞行器。包括人造卫用于航天飞行的飞行器。包括人造卫 星、宇宙飞船、空间站、航天飞机、星、宇宙飞船、空间站、航天飞机、 行星探测器等行星探测器等 2.遥感技术的类型遥感技术的类型 航天遥感、航空遥感、近地遥感比较航天遥感、航空遥感、近地遥感比较 航天遥感航空遥感近地遥感 遥感 平台 及高 度 成像 特点 应用 特点 位于大气层外的卫位于大气层外的卫 星星、宇宙飞船等、宇宙飞船等, 高度高度80千米千米 大气层内飞行大气层内飞行 的各类飞机、的各类飞机、 飞艇飞艇, ,高度高度2020 千

14、米千米 三角架三角架、遥感、遥感塔、塔、 遥感车遥感车(船船)建筑物建筑物 的顶部等的顶部等 比例尺最小比例尺最小,覆盖覆盖 率最大率最大,概括性强概括性强,具具 有宏观特点有宏观特点;多为多多为多 波段成像波段成像 比例尺中等比例尺中等,画面画面 清晰清晰,分辨率高分辨率高,可可 以对垂直点地物以对垂直点地物 清晰成像清晰成像;多为单多为单 一波段成像一波段成像 比例尺最大比例尺最大,覆盖覆盖 率最小率最小,画面最清画面最清 晰晰,多为单一波段多为单一波段 成像成像 动态性好动态性好,适合对某地适合对某地 区连续观察区连续观察,周期性好周期性好 动态性差动态性差,适合适合 做长周期做长周期(

15、几个几个 月及更长月及更长)观察观察 灵活机动灵活机动,费用较低费用较低, 适合小范围探测适合小范围探测 【阅读指导阅读指导】 一种物质所产生的自身辐射，或对外来一种物质所产生的自身辐射，或对外来 辐射所产生的反射和透射，形成了该物质的辐射所产生的反射和透射，形成了该物质的 一种特别标志一种特别标志波谱特征。波谱特征。上图显示了松上图显示了松 林林、草地、红砂岩和泥浆的反射波谱曲线。、草地、红砂岩和泥浆的反射波谱曲线。 可以看出，可以看出，不同地物的反射率不同地物的反射率是不同的，通是不同的，通 过对不同地物的波谱特征进行分析，就可过对不同地物的波谱特征进行分析，就可以以 判断地物判断地物了。

16、了。 二、遥感与资源普查二、遥感与资源普查 1.遥感在矿产资源普查中的应用遥感在矿产资源普查中的应用 2.遥感在生物资源普查中的应用遥感在生物资源普查中的应用 传统寻找矿产与遥感寻找矿产的区别传统寻找矿产与遥感寻找矿产的区别 勘探矿产资源，调查生物资源、水资勘探矿产资源，调查生物资源、水资 源等是遥感技术在资源普查中的重要应用源等是遥感技术在资源普查中的重要应用 领域。领域。 应用领域应用领域具体内容具体内容备注备注 矿产矿产 资源资源 生物生物 资源资源 蕴藏矿产的地方有许多蕴藏矿产的地方有许多 是地质断裂或环形构造是地质断裂或环形构造 带，较容易借助遥感技带，较容易借助遥感技 术术“发现发

17、现”矿产矿产 通过遥感图像解译通过遥感图像解译 或图像处理技术，或图像处理技术， 提取植被的分布、提取植被的分布、 类型、结构、健康类型、结构、健康 状况、产量等数据状况、产量等数据 人们只需要分析人们只需要分析 遥感图像就可以遥感图像就可以 划定蕴藏矿产的划定蕴藏矿产的 大致区域大致区域 为农业、林业、为农业、林业、 城市绿化、环城市绿化、环 境保护等部门境保护等部门 服务服务 遥感在林业和农业方面的应用 部门部门应用应用主要原理主要原理 林业林业 清查森林资源、检测火清查森林资源、检测火 灾和病虫害灾和病虫害 着火树木，病害树木着火树木，病害树木 与正常树木反射光谱与正常树木反射光谱 不同

18、不同 农业农业 识别农作物、估算产量、识别农作物、估算产量、 灾情预报灾情预报 植物生长情况不同，植物生长情况不同， 其反射波谱特征不同其反射波谱特征不同 1.在特定的卫星图像上，健康的植被往在特定的卫星图像上，健康的植被往 往呈鲜红色；长势比较弱的植被颜色比往呈鲜红色；长势比较弱的植被颜色比 较浅，由此可判断植被生长状况。较浅，由此可判断植被生长状况。 2.不同的地物和地物的不同状况不同的地物和地物的不同状况,有不同有不同 的反射率的反射率,根据这个原理根据这个原理,可以利用遥感可以利用遥感 的工作有：判断水体污染、分析城市大的工作有：判断水体污染、分析城市大 气污染、监测灾害、普查资源等。

19、气污染、监测灾害、普查资源等。 1、在卫星图像上，怎样通过颜色差异判断植、在卫星图像上，怎样通过颜色差异判断植 物的生长状况？物的生长状况？ 2、根据植物健康状况在反射波谱中变化的原、根据植物健康状况在反射波谱中变化的原 理，遥感还可以应用到哪些领域？理，遥感还可以应用到哪些领域？ 例例(2004广东、广西）在遥感技术中，可以广东、广西）在遥感技术中，可以 根据植物的反射波谱特征判断植物的生长状况。读根据植物的反射波谱特征判断植物的生长状况。读 图回答（图回答（1）-（3）题。）题。 解析：解析：(1）可直接从图中找出健康植物与重度）可直接从图中找出健康植物与重度 病害植物反射波谱曲线的交点，

20、向横坐标作垂病害植物反射波谱曲线的交点，向横坐标作垂 线，可看出重度病害植物反射率高的波段大致是线，可看出重度病害植物反射率高的波段大致是 0.600.80微米。微米。(2）植物的健康状况可）植物的健康状况可 通过遥感技术来判断，粮食作物的产量高低也与通过遥感技术来判断，粮食作物的产量高低也与 作物的健康状况有关。（作物的健康状况有关。（3）水体污染与否，城）水体污染与否，城 市大气质量状况均属于市大气质量状况均属于“地物的不同状况地物的不同状况”，它，它 们的反射率也不相同。们的反射率也不相同。 三三.遥感与环境灾害监测遥感与环境灾害监测 随着遥感技术的发展，遥感将不仅为人随着遥感技术的发展

21、，遥感将不仅为人 们提供信息资源，改变人们的生产、生活与们提供信息资源，改变人们的生产、生活与 交往方式，而且在交往方式，而且在环境监测、灾害预警环境监测、灾害预警等方等方 面发挥巨大作用，有助于灾害的预防、环境面发挥巨大作用，有助于灾害的预防、环境 的治理和保护。的治理和保护。 应用领域应用领域具体内容具体内容备注备注 环境环境 监测监测 灾害灾害 监测监测 荒漠化、土壤盐渍化、荒漠化、土壤盐渍化、 海上冰山漂流、海洋海上冰山漂流、海洋 生态、全球气候变化生态、全球气候变化 及其影响、植被变化、及其影响、植被变化、 水体污染、大气污染等水体污染、大气污染等 旱情、水灾、滑坡、旱情、水灾、滑坡

22、、 虫害、森林火灾等虫害、森林火灾等 泥石流、地震、农泥石流、地震、农 林病林病 有利于人们了有利于人们了 解环境变化，解环境变化， 使环境得到保使环境得到保 护和改善护和改善 有利于有利于 防灾减灾防灾减灾 思考完成思考完成P9394活动活动 1.首先对三幅图的主要地物进行判读，比首先对三幅图的主要地物进行判读，比 较相同地物在面积、数量、密度、长度等方面较相同地物在面积、数量、密度、长度等方面 的变化，然后运用相关原理进行解释。的变化，然后运用相关原理进行解释。 从三幅图的主要对比可以看出从三幅图的主要对比可以看出,黄黄 河三角洲的面积在扩大河三角洲的面积在扩大,主要是泥沙沉主要是泥沙沉

23、积作用造成的积作用造成的;植被覆盖区的范围增加植被覆盖区的范围增加, 是由于植树造林产生的是由于植树造林产生的;黄河水的泥沙黄河水的泥沙 增多增多,原因是水土流失的加剧原因是水土流失的加剧;居住区居住区 和水产业建筑区的面积增加。和水产业建筑区的面积增加。 2.我国的环境与灾害问题有我国的环境与灾害问题有:土地荒漠土地荒漠 化化、土壤盐碱化、环境污染、海洋生态、土壤盐碱化、环境污染、海洋生态、 植被破坏、水旱灾害、滑坡、地震、泥石植被破坏、水旱灾害、滑坡、地震、泥石 流、农林病虫害、森林火灾等。流、农林病虫害、森林火灾等。 遥感技术可以及时探知森林火灾发遥感技术可以及时探知森林火灾发 生的地点

24、和范围，可分析大火蔓延的方向，生的地点和范围，可分析大火蔓延的方向， 为灭火总指挥部制定灭火计划、做出灭火为灭火总指挥部制定灭火计划、做出灭火 部署提供科学依据。部署提供科学依据。 3、根据不同地物的不同状况有、根据不同地物的不同状况有 不同的反射率，可以利用遥感判断水不同的反射率，可以利用遥感判断水 污染和大气污染。美国利用卫星图像污染和大气污染。美国利用卫星图像 研究烟尘污染，监测到纽约因倾倒垃研究烟尘污染，监测到纽约因倾倒垃 圾、酸液所引起的污染范围。圾、酸液所引起的污染范围。 结构整合结构整合 (1）图中，重度病害植物反射率）图中，重度病害植物反射率 高于健康植物反射率的波段是高于健康植物反射率的波段是() 红外线红外线X光光 可见光可见光紫外线紫外线 AB CD D (2）根据图中的原理，可用遥感技）根据图中的原理，可用遥感技 术直接术直接() 划分植物类型划分植物类型 判读植物生长的土壤类型判读植物生长的土壤类型 监测树木的生长状况监测树木的生长状况 估计粮食作物的产量估计粮食作物的产量 AB CD C (3)不同的地物和地物的不