资源科学概论第五章

1、四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论第二节第二节 资源探测的主要传感器资源探测的主要传感器 第一节第一节 遥感的物理基础遥感的物理基础第四节第四节 资源遥感的应用资源遥感的应用 第五章 资源遥感与制图第三节第三节 遥感图像处理与分析遥感图像处理与分析 四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论6.1 遥感的物理基础遥感的物理基础一、一、 遥感的概念遥感的概念使用某种与被研究目标使用某种与被研究目标非接触性的设备非接触性的设备获得数获得数据，经过传输、处理，从中提取人们感兴趣的据，经过传输、处理，从中提取人们感兴趣的有关信息的科学和技术。有关信息的科学和技术。四川农业大学资源环境学

2、院资 源 科 学 概 论遥 感 系 统 的 组 成传感器传感器接收系统接收系统图像处理图像处理视觉分析、解译视觉分析、解译用户用户大气大气光源光源地表覆盖地表覆盖四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论遥感系统（遥感系统（Remote Sensing System）目标物的电磁波特性目标物的电磁波特性_ _遥感信息源遥感信息源任何目标物都具有发射、反射、吸收电磁波的性质。任何目标物都具有发射、反射、吸收电磁波的性质。 四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论信息的获取信息的获取四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论信息的接收信息的接收四川农业大学资源环境学院资 源 科 学

3、概 论接收、处理、存档、分发各类地球资源遥感卫星接收、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数据并进行相关技术研究，为遥感应用提供数据服务。服务。信息的处理信息的处理遥感卫星地面站四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论信息的应用信息的应用四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论按照波段及辐射源来划分：按照波段及辐射源来划分：l 可见光和近红外遥感可见光和近红外遥感，所观测的电磁波的辐射源是太阳，该波长范围内的遥感数据对地表目标物的反射率有很大影响，即根据反射率的差异来获得有关目标物的信息，可以用

4、摄影方式和扫描方式成像。二、二、 遥感的分类遥感的分类四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论l 热红外遥感，热红外遥感，所观测的电磁波的辐射源是目标物，由于大气吸收的影响，主要观测目标物的反射辐射和热辐射。热红外遥感具有昼夜工作的能力。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论l 微波遥感，微波遥感，所观测的电磁波的辐射源有目标物（被动）和雷达（主动）两种。被动微波遥感观测目标物的微波辐射；而主动微波遥感观测的是目标对雷达发射的微波信号的散射强度即后向散射系数。微波遥感的特点是对云层、地表植被、松散沙层和干燥冰雪具有一定的穿透能力，又能夜以继日地全天候工作。四川农业大学资源环境学院

5、资 源 科 学 概 论被动式传感器被动式传感器主动式传感器主动式传感器大气吸收大气吸收地表云云云云直接射线直接射线衍射衍射散射散射反射反射可见光可见光近红外近红外热辐射热辐射反向散射反向散射微波雷达微波雷达热红外四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论按遥感平台的高度分类：按遥感平台的高度分类：u 航天遥感，航天遥感，以人造地球卫星作为遥感平台，主以人造地球卫星作为遥感平台，主要利用卫星对地球和低层大气进行光学和电子观测。要利用卫星对地球和低层大气进行光学和电子观测。u 航空遥感航空遥感，泛指从飞机、飞艇、气球等空中平泛指从飞机、飞艇、气球等空中平台对地观测的遥感技术系统。台对地观测的遥

6、感技术系统。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论卫星航天遥感航空遥感地面遥感探测器航宇遥感四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论航天遥感航天遥感轨道卫星轨道卫星载人飞船载人飞船 （500 km)航天飞机航天飞机 （300 km)探空火箭探空火箭 （100-650 km)地球同步卫星地球同步卫星太阳同步卫星太阳同步卫星长寿命长寿命(500-1000 km)（36000 km）短寿命短寿命(150-500 km)四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论航空遥感航空遥感飞机飞机气球气球飘浮气球飘浮气球 （50km）系留气球系留气球 （15km）中空飞机中空飞机 （9-15km

7、）低空飞机低空飞机 （9km）地面遥感地面遥感高塔高塔 （300m)车船车船 （30m)观测架观测架 （几米）四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论遥感飞机遥感飞机雷达天线雷达天线多光谱扫描仪多光谱扫描仪机载机载PHI扫描系统扫描系统四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论按研究对象分类：按研究对象分类：n 资源遥感，资源遥感，是以地球作为调查研究对象的遥感方是以地球作为调查研究对象的遥感方法和实践，调查自然资源状况和监测再生资源的动态法和实践，调查自然资源状况和监测再生资源的动态变化，是遥感技术应用的主要领域之一。变化，是遥感技术应

8、用的主要领域之一。n 环境遥感，环境遥感，指利用各种遥感技术，对自然与社会指利用各种遥感技术，对自然与社会环境的动态变化进行监测或做出评价与预报的统称。环境的动态变化进行监测或做出评价与预报的统称。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论6.2 资源探测的主要传感器资源探测的主要传感器一、可见光一、可见光- -近红外传感器近红外传感器可见光可见光- -近红外遥感记录的是地球表面对太阳近红外遥感记录的是地球表面对太阳辐射能的反射辐射能，即其传感器记录的是目辐射能的反射辐射能，即其传感器记录的是目标物体的反射光谱特性。标物体的反射光谱特性。按照采集数据的方式，又可分为摄影系统和扫按照采集数据

9、的方式，又可分为摄影系统和扫描系统两种类型。描系统两种类型。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论摄影系统采用的是光学摄影波段，即紫外摄影系统采用的是光学摄影波段，即紫外- -近红近红外波段的电磁波辐射能量。外波段的电磁波辐射能量。该系统把地物目标反射的太阳辐射能通过相机该系统把地物目标反射的太阳辐射能通过相机镜头投射到感光胶片上发生化学反应，先形成镜头投射到感光胶片上发生化学反应，先形成潜影，经显影、定影和放印等过程而获得图像。潜影，经显影、定影和放印等过程而获得图像。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论传统摄影依靠光学镜头及放置在焦平面的感光传统摄影依靠光学镜头及放置在焦

10、平面的感光胶片来记录物体影像；胶片来记录物体影像；数字摄影则通过放置在焦平面的光敏元件，经数字摄影则通过放置在焦平面的光敏元件，经光光/ /电转换，以数字信号来记录物体的影像；电转换，以数字信号来记录物体的影像；遥感摄影系统以航空摄影为主。遥感摄影系统以航空摄影为主。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论扫描成像与相机成像的根本区别在于：扫描成像与相机成像的根本区别在于：整个图像不是依赖快门在曝光瞬间使胶片平面整个图像不是依赖快门在曝光瞬间使胶片平面上发生光化学反应来记录成像，而是随着运载上发生光化学反应来记录成像，而是随着运载工具在向前移动的过程中，进行连续横向扫描工具在向前移动的过

11、程中，进行连续横向扫描来获取地物目标反射或自身发射出的电磁波谱来获取地物目标反射或自身发射出的电磁波谱信号，逐行记录成像。信号，逐行记录成像。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论典型的扫描成像系统典型的扫描成像系统美国的陆地卫星美国的陆地卫星Landsat/MSS、TM、ETM+和气象卫星和气象卫星NOAA/AVHRR法国的法国的SPOT/HRV我国的我国的CBERS-1和和“风云风云”气象卫星等气象卫星等四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论二、热红外传感器二、热红外传感器热红外遥感记录的是地球表面的发射辐射能。热红外遥感记录的是地球表面的发射辐射能。热红外遥感的成像是通过

12、热红外探测器搜集地热红外遥感的成像是通过热红外探测器搜集地物辐射出来的热红外辐射通量，经过能量转换物辐射出来的热红外辐射通量，经过能量转换而变成人眼能看到的图像。而变成人眼能看到的图像。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论热辐射计，是一种定量测定辐射温度的非成像热辐射计，是一种定量测定辐射温度的非成像装置，它用红外敏探测器和滤色镜来测定特定装置，它用红外敏探测器和滤色镜来测定特定波长的辐射。波长的辐射。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论热红外扫描仪，是热红外遥感中应用最多的成热红外扫描仪，是热红外遥感中应用最多的成像仪器。像仪器。地面辐射的热红外能量被反射镜聚焦在热红外地

13、面辐射的热红外能量被反射镜聚焦在热红外探测器上，探测器将辐射能转换成正比于热红探测器上，探测器将辐射能转换成正比于热红外辐射的电信号。外辐射的电信号。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论用胶片记录的热红外扫描仪是将放大的信号调用胶片记录的热红外扫描仪是将放大的信号调制一个小光源的亮度，然后用与扫描反射镜同制一个小光源的亮度，然后用与扫描反射镜同步的反射镜，将被调制的光源的亮点扫描在记步的反射镜，将被调制的光源的亮点扫描在记录胶片上录胶片上四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论记录胶片前进速率和飞行器的速率与高度之比记录胶片前进速率和飞行器的速率与高度之比成正比，这样地面上每一

14、条扫描线在胶片上都成正比，这样地面上每一条扫描线在胶片上都有一条扫描线与其相对应，形成地物热辐射图有一条扫描线与其相对应，形成地物热辐射图像。像。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论常用的星载热辐射扫描图像有常用的星载热辐射扫描图像有:TM6波段，波段，AVHRR4、5波段，波段，FY-2 IR波段等。波段等。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论三、微波传感器三、微波传感器微波遥感分为主动和被动遥感两类，二者有根微波遥感分为主动和被动遥感两类，二者有根本的差异。本的差异。记录地球表面对人为微波辐射能的反射辐射能记录地球表面对人为微波辐射能的反射辐射能的遥感属于主动遥感，最具

15、有代表性的主动遥的遥感属于主动遥感，最具有代表性的主动遥感器为成像雷达。感器为成像雷达。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论雷达成像系统主要包括发射器、雷达天线、接雷达成像系统主要包括发射器、雷达天线、接收器和记录器。收器和记录器。由脉冲发生器产生高功率调频信号，经发射器由脉冲发生器产生高功率调频信号，经发射器以一定的时间间隔反复发射具有特定波长的微以一定的时间间隔反复发射具有特定波长的微波脉冲这样波脉冲这样“照射照射”到地面的连续微波条带就到地面的连续微波条带就形成了一个类似于行扫描仪产生的连续视场条形成了一个类似于行扫描仪产生的连续视场条幅幅四川农业大学资源环境学院资 源 科 学

16、 概 论如果每个视场条幅照射到不同微波反射、散射如果每个视场条幅照射到不同微波反射、散射特性的地物，那么被同一天线接收记录的雷达特性的地物，那么被同一天线接收记录的雷达反射、散射回波的强弱就会发生变化。与此同反射、散射回波的强弱就会发生变化。与此同时，视场条幅的两侧至天线距离不一，自左向时，视场条幅的两侧至天线距离不一，自左向右或自右向左逐渐增大，因此，其回波信号到右或自右向左逐渐增大，因此，其回波信号到达天线的时间就会有先后。达天线的时间就会有先后。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论这种强弱、先后都有差异的信号，与电子钟测这种强弱、先后都有差异的信号，与电子钟测定的时基信号相配合

17、，经适当处理，记录下来，定的时基信号相配合，经适当处理，记录下来，就可获得一张反映地面状况的雷达图像。就可获得一张反映地面状况的雷达图像。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论已发射的主要航天合成孔径雷达系统有美国航已发射的主要航天合成孔径雷达系统有美国航天飞机成像雷达天飞机成像雷达SIR，欧洲遥感卫星，欧洲遥感卫星ERS-1携携带的主动微波仪带的主动微波仪AMI，以及加拿大雷达卫星，以及加拿大雷达卫星Radarsat 等。等。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论记录地球表面发射的微波辐射能的遥感属于被记录地球表面发射的微波辐射能的遥感属于被动遥感。动遥感。被动遥感是通过传感

18、器，接收来自目标地物发被动遥感是通过传感器，接收来自目标地物发射的微波从而达到探测目的的遥感方式。射的微波从而达到探测目的的遥感方式。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论被动接收目标地物微波辐射的传感器为微波辐被动接收目标地物微波辐射的传感器为微波辐射计；射计；被动探测目标地物微波散射特性的传感器为微被动探测目标地物微波散射特性的传感器为微波散射计，但是这两种传感器均不成像。波散射计，但是这两种传感器均不成像。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论传感器的多平台、多波段、多视场、多时相、传感器的多平台、多波段、多视场、多时相、多角度、多极化等造就了遥感数据的多维特征。多角度、

19、多极化等造就了遥感数据的多维特征。这种多维特征可以通过不同的分辨率和特性来这种多维特征可以通过不同的分辨率和特性来描述，主要包括空间分辨率、波谱分辨率和时描述，主要包括空间分辨率、波谱分辨率和时间分辨率。间分辨率。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论遥感图像处理遥感图像处理光学影像光学影像光学原理和光学处理方法光学原理和光学处理方法数字影像数字影像数字图像校正数字图像校正数字图像增强数字图像增强多源信息复合多源信息复合6.3 遥感图像处理与分析遥感图像处理与分析四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论一、遥感图像恢复与增强一、遥感图像恢复与增强 几何校正几何校正几何变形是指图像

20、上的像元在图像坐标系中的几何变形是指图像上的像元在图像坐标系中的坐标与其在地图坐标系等参考系统中的坐标之坐标与其在地图坐标系等参考系统中的坐标之间的差异，消除这种差异的过程称为几何校正。间的差异，消除这种差异的过程称为几何校正。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论遥感图像的几何变形可分为系统性和非系统性遥感图像的几何变形可分为系统性和非系统性两大类。两大类。系统性几何变形是有规律和可以预测的，可以系统性几何变形是有规律和可以预测的，可以应用模拟遥感平台及遥感器内部变形的数学公应用模拟遥感平台及遥感器内部变形的数学公式或模型来预测。非系统几何变形是不规律的，式或模型来预测。非系统几何变

21、形是不规律的，其原因一般很难预测。其原因一般很难预测。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论几何校正的母的就是要纠正这些系统及非系统几何校正的母的就是要纠正这些系统及非系统因素引起的图像变形，从而使之实现于标准图因素引起的图像变形，从而使之实现于标准图像或地图几何整合。像或地图几何整合。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论 辐射校正辐射校正辐射强度值受到大气对辐射的影响，太阳高度辐射强度值受到大气对辐射的影响，太阳高度角和地形的误差，传感器本身引起的误差等因角和地形的误差，传感器本身引起的误差等因素的影响而发生改变，这一改变的部分

22、就是需素的影响而发生改变，这一改变的部分就是需要校正的部分，即辐射校正。要校正的部分，即辐射校正。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论影响光谱信号的因素太阳高度（日期、时间）大气条件地形（阴影）地形（坡度）气候、植物的病变环境状况四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论裸露土地裸露土地在红波段高反射率（亮）在红波段高反射率（亮）在近红外低反射率（暗）在近红外低反射率（暗）绿色植被绿色植被在红波段低反射率（暗）在红波段低反射率（暗）在近红外高反射率（亮）在近红外高反射率（亮）光谱信号在影像上的结果红色波段红色波段近红外波段近红外波段四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论L

23、ANDSAT TM影像各个波段的特点波段号波段号波长波长光谱位置光谱位置特点特点10.450.52蓝蓝针对水体；尤其是海岸水体，另外对于土壤、植被、森林的类别，针对水体；尤其是海岸水体，另外对于土壤、植被、森林的类别，以及人造地物（路、城市街道、建筑等）。以及人造地物（路、城市街道、建筑等）。20.520.60绿绿辨别水、绿色植被及对其生长能力的评估；人造地物（路、城市辨别水、绿色植被及对其生长能力的评估；人造地物（路、城市街道、建筑等）街道、建筑等）30.630.69红红在叶绿素吸收范围，也用于区别植物的种类；人造地物（路、城在叶绿素吸收范围，也用于区别植物的种类；人造地物（路、城市街道、建

24、筑等）市街道、建筑等）40.760.90近红外近红外用于测定植被种类、活跃性、数量和内容；描述水体、鉴别土壤用于测定植被种类、活跃性、数量和内容；描述水体、鉴别土壤的湿度。（农作物）的湿度。（农作物）51.55-1.75中红外中红外表示植被或者土壤的湿度。有利于区别雪和云表示植被或者土壤的湿度。有利于区别雪和云610.412.5热红外热红外（120m）植被分布分析，热辐射图绘制植被分布分析，热辐射图绘制72.082.35中红外中红外区别矿物或岩石类型；同时对植被湿气含量很敏感。人工建筑区别矿物或岩石类型；同时对植被湿气含量很敏感。人工建筑四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论大气校正大

25、气校正运用大气模拟模型校正；运用大气模拟模型校正；利用辐射传递方程校正；利用辐射传递方程校正；利用地面实况数据校正。利用地面实况数据校正。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论传感器的校正传感器的校正 镜头光学特性的非均匀性造成的边缘减光的镜头光学特性的非均匀性造成的边缘减光的校正校正 传感器的输出的校正传感器的输出的校正四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论太阳高度角和地形校正太阳高度角和地形校正 太阳高度角引起的畸变校正是将太阳光线倾斜太阳高度角引起的畸变校正是将太阳光线倾斜照射时获取的图像校正为太阳光线垂直照射时获照射时获取的图像校正为太阳光线垂直照射时获取的图像，通过调

26、整一幅画像内的平均灰度来实取的图像，通过调整一幅画像内的平均灰度来实现。现。 进行地形校正就是把在倾斜面上获得的图像校进行地形校正就是把在倾斜面上获得的图像校正到平面上获取的图像。正到平面上获取的图像。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论 空域增强空域增强图像增强的目的是对大气对辐射的影响所造成的图像增强的目的是对大气对辐射的影响所造成的某些信息失真或降质图像进行补偿或增强，以提某些信息失真或降质图像进行补偿或增强，以提高图像的识别能力。高图像的识别能力。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论图像增强处理的技术方法基本上包含两大类图像增强处理的技术方法基本上包含两大类一是空间

27、域的增强方法，一是空间域的增强方法，二是频率域的增强方法。二是频率域的增强方法。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论空间域的增强处理主要针对图像的灰度值进行增空间域的增强处理主要针对图像的灰度值进行增强处理。强处理。灰度增强，其主要目的是通过灰度拉伸处理，扩灰度增强，其主要目的是通过灰度拉伸处理，扩大图像灰度值动态变化范围，可加大图像像元之大图像灰度值动态变化范围，可加大图像像元之间的灰度对比度。间的灰度对比度。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论遥感影像增强反差增强例子原始增强后原始影像增强后影像四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论边缘增强主要是通过空间滤波实现

28、。图像滤波边缘增强主要是通过空间滤波实现。图像滤波增强处理实质上就是运用滤波技术来增强图像增强处理实质上就是运用滤波技术来增强图像的某些空间频率特征，以改善地物目标与邻域的某些空间频率特征，以改善地物目标与邻域或背景之间的灰度反差。或背景之间的灰度反差。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论 频域增强频域增强频域增强是在复频率域对图像进行处理，特别是频域增强是在复频率域对图像进行处理，特别是对相乘性噪声（如云和雪）、运动模糊、散焦、对相乘性噪声（如云和雪）、运动模糊、散焦、纹理特征等信息的衰减作增强或恢复处理。纹理特征等信息的衰减作增强或恢复处理。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学

29、 概 论二、遥感图像分类二、遥感图像分类 非监督分类，是依据每一类型地物具有的相似非监督分类，是依据每一类型地物具有的相似性，把反映各类型地物特征值的分布按相似分割性，把反映各类型地物特征值的分布按相似分割和概率统计理论，归并成不同的空间集群，然后和概率统计理论，归并成不同的空间集群，然后与地面实况进行比较来确定各集群的含义。与地面实况进行比较来确定各集群的含义。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论此方法的出发点是：此方法的出发点是：同一特性的多波段数据，将同一特性的多波段数据，将集群于多维空间的某一确定位置周围；而不同特集群于多维空间的某一确定位置周围；而不同特性的多波段数据，将集

30、群于这个多维空间中的不性的多波段数据，将集群于这个多维空间中的不同位置的区域内。同位置的区域内。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论常见的非监督分类方法常见的非监督分类方法 简单集群分类简单集群分类 相似性距离分类相似性距离分类 K-Means分类分类 ISODATA分类算法等分类算法等四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论遥感图像监督分类工作流程遥感图像监督分类工作流程选训练样区样本统计分析各类特征参数遥感图像判别规则像元归类输出结果 监督分类监督分类四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论监督分类的关键 样本参数和特征函数的确定必须具有代表性，要有足够样本的统计数据

31、作基础。 判别规则的确定。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论常用的统计判别规则S 贝叶斯判别规则，以先验概率、条件概率和损失函数这三个特征量为依据。S 最大似然判别规则，若要把某个特征归入某一类，其条件概率应大于该特征相对于其他所有类别的条件概率。此规则应用较广泛，效果较显著。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论S 最小距离判别规则，以各类的均值作为类别空最小距离判别规则，以各类的均值作为类别空间的集结中心，搜索每个像元，将它归属到中心间的集结中心，搜索每个像元，将它归属到中心距本像元的空间距离最小的一类中去。这个规则距本像元的空间距离最小的一类中去。这个规则精度略低，但

32、运算速度快。精度略低，但运算速度快。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论三、资源遥感制图三、资源遥感制图遥感制图是指利用航天或航空遥感图像资料制作或更新地图的技术。其具体成果包括遥感影像地图和遥感专题地图。遥感影像，因现势性强，可作为新编地形图的重要信息源。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论 遥感卫星：遥感卫星： 美国的陆地卫星美国的陆地卫星( (Landsat) )、气象卫星、气象卫星( (NOAA) )、海洋卫、海洋卫星星( (Seasat) ) 法国的法国的SPOT卫星卫星 日本的日本的MOS卫星、卫星、JERS卫星、卫星、ADEOS卫星卫星 欧空局的欧空局的ERS

33、卫星和印度卫星和印度IRS卫星卫星中国常使用的信息源：中国常使用的信息源：美国的美国的LandsatTM、NOAAAVHRR法国的法国的SPOTHRV主要信息源主要信息源四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论u 空间分辨率，是指传感器所能分辨的最小的目标空间分辨率，是指传感器所能分辨的最小的目标大小，或指影像中一个像元点所表示的地面面积。空大小，或指影像中一个像元点所表示的地面面积。空间分辨率越高，则目标和面积值越小。间分辨率越高，则目标和面积值越小。空间分辨率及制图比例尺的选择空间分辨率及制图比例尺的选择遥感图像的空间分辨率愈高，图像可放大的倍数愈大，遥感图像的空间分辨率愈高，图像可

34、放大的倍数愈大，地图的成图比例尺也愈大。图像所需放大的倍数，应以地图的成图比例尺也愈大。图像所需放大的倍数，应以能否提供更多的有用信息为标志。根据这一指标所确定能否提供更多的有用信息为标志。根据这一指标所确定的最大放大倍数，称为这种图像的的最大放大倍数，称为这种图像的放大极限放大极限。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论一个像元所对应地面范一个像元所对应地面范围的大小即为遥感图像围的大小即为遥感图像的分辨率。的分辨率。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论 航空影像航空影像(0.5m) IKONOS(1.0m) SPOT-4 (10m)QuickBird (0.61m) SP

35、OT-5(2.5m)Landsat-7 ETM+(15m)小街区：小街区：24,000m2在在1/3000比例尺下，六种影象上提取的小块街区比例尺下，六种影象上提取的小块街区不同空间分辨率的影像比较不同空间分辨率的影像比较四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论不同规模的环境特征对地面分辨率的要求不同规模的环境特征对地面分辨率的要求地壳 10km大陆架 2km洋流 2km自然地带 2km区域地理 400m矿产资源 100m地势资源 1km环境质量 100m土壤水分 140m植物群落 50m作物估产 50m洪水灾害 50m污染监测 50m森林病害 50m交通规划 50m作物长势 25m天气

36、状况 20m城市用水 20m土种识别 20m航行设计 50m水污染控制 20m水库建设 15m港口工程 10m鱼群分布 10m交通密度 5m四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论u 时间分辨率：是遥感影像间隔时间的一项性能指标。时间分辨率：是遥感影像间隔时间的一项性能指标。遥感探测器按一定的时间周期重复采集数据，重重重复遥感探测器按一定的时间周期重复采集数据，重重重复周期，又称回归周期。它是由飞行器的轨道高度、轨道周期，又称回归周期。它是由飞行器的轨道高度、轨道倾角、运行周期、轨道间隔、偏移系数等参数决定。倾角、运行周期、轨道间隔、偏移系数等参数决定。时间分辨率对动态监测很重要。时间分

37、辨率对动态监测很重要。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论日日 或或 小小 时时 NOAA月月 或或 旬旬 Landsat-TM; SPOT四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论u 光谱分辨率，是指传感器所选用的波段数量的多少、光谱分辨率，是指传感器所选用的波段数量的多少、各波段的波长位置及波长间隔的大小。各波段的波长位置及波长间隔的大小。光谱分辨率越高，专题研究的针对性越强，对物体的光谱分辨率越高，专题研究的针对性越强，对物体的识别精度越高，遥感应用分析的效果也就越好。识别精度越高，遥感应用分析的效果也就越好。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论波段号波段号波波

38、段段 （m m m）选择原理和主要应用选择原理和主要应用TM10.45-0.52蓝蓝对叶绿素和叶色素浓度敏感，用于区分土壤与植被、落叶对叶绿素和叶色素浓度敏感，用于区分土壤与植被、落叶林与针叶林、近海水域制图林与针叶林、近海水域制图TM20.52-0.60绿绿对无病害植物叶绿素反射敏感对无病害植物叶绿素反射敏感TM30.63-0.69红红对叶绿素吸收敏感，用于区分植物种类对叶绿素吸收敏感，用于区分植物种类TM40.76-0.90近红近红对无病害植物红外反射敏感，用于生物量测定及水域判别对无病害植物红外反射敏感，用于生物量测定及水域判别TM51.55-1.75中红中红对植物含水量和云的不同反射敏

39、感，可判断含水量和雪、对植物含水量和云的不同反射敏感，可判断含水量和雪、云云TM72.08-2.35中红中红对植物含水量和矿物氢氧根敏感，可用于地质制图，探测对植物含水量和矿物氢氧根敏感，可用于地质制图，探测岩石的水热蚀变岩石的水热蚀变TM610.4-12.5远红远红作温度图，植物热强度测量作温度图，植物热强度测量四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论 目视判读 计算机自动识别与分类遥感图像的专题信息提取遥感图像的专题信息提取四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论目视判读目视判读常用方法：常用方法： 直接判定法直接判定法 对比分析法对比分析法 逻辑推理法逻辑推理法工作程序：工作

40、程序： 判读前的准备工作判读前的准备工作 建立判读标志建立判读标志 室内判读及野外验证室内判读及野外验证四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论计算机自动识别与分类计算机自动识别与分类计算机自动识别，又称模式识别，是将经过精处理的遥感实验数据，根据计算机研究获得的图像特征进行的处理。具体的方法有：是根据物体的光谱特征进行自动识别。是根据物体的光谱特征进行自动识别。是根据物体的图形进行识别。是根据物体的图形进行识别。是根据物体最明显的本质特征（光谱的是根据物体最明显的本质特征（光谱的或图像的本质特征）进行识别。或图像的本质特征）进行识别。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论 卫星

41、影像图和卫星影像地图卫星影像图和卫星影像地图 利用卫星影像编图，根据它的技术条件和线利用卫星影像编图，根据它的技术条件和线划的地理要素可分为：划的地理要素可分为：卫星影像镶嵌图卫星影像镶嵌图：不另外进行影像的几何纠正，将多幅影像依像幅不另外进行影像的几何纠正，将多幅影像依像幅边框的经纬度位置，镶辑拼贴成的影像图。边框的经纬度位置，镶辑拼贴成的影像图。卫星影像图卫星影像图：经过影像的几何纠正和增强，图上绘制出较全面的地经过影像的几何纠正和增强，图上绘制出较全面的地理要素，称卫星影像图。理要素，称卫星影像图。卫星影像地图卫星影像地图：在卫星影像上能够根据数字地面模型，进行共线方在卫星影像上能够根据

42、数字地面模型，进行共线方程纠正，有详细的地理要素的影像图。程纠正，有详细的地理要素的影像图。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论 从太空看中国陆地从太空看中国陆地 信息来源信息来源Landsat123;MSSLandsat123;MSS 高度高度900 km 900 km 标准假彩色合成标准假彩色合成 584584幅拼接幅拼接 陈述彭主编，中国卫星影像图，中国卫星影像图，科学出版社，1991图图1-8 中国卫星影像图中国卫星影像图四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论图图1-9 1-9 在西北干旱地区，冰川进退，沙漠扩张，湖泊和水系、绿洲的演变在西北干旱地区，冰川进退，沙漠扩

43、张，湖泊和水系、绿洲的演变典型卫星影像典型卫星影像四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论图图1-10 1-10 在东部沿海地区，湖泊和水系及三角洲的演变在东部沿海地区，湖泊和水系及三角洲的演变典型卫星影像典型卫星影像四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论典型卫星影像典型卫星影像图图1-11 1-11 淮河两岸的广大地域淮河两岸的广大地域四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论图图1-12 1-12 在青藏高原地区，巨大山系、冰川冻土的变化在青藏高原地区，巨大山系、冰川冻土的变化典型卫星影像典型卫星影像四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论四川农业大学资源环境学院资

44、 源 科 学 概 论1. 目视解译的专题制图2. 数字图像处理的专题制图四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论目视解译的专题制图目视解译的专题制图（1）影像预处理：包括图像校正、图像增强，有时还需要实验室提供监督或非监督分类图像。（2）目视解译：经过建立影像判读标志，野外判读，室内解译，得到绘有图斑的专题解译原图。（3）地图概括：按比例尺及分类的要求，进行专题解译原图（图斑）的概括。（4）地图整饰：在转绘完专题图斑的地理底图上进行专题地图整饰工作。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论数字图像处理的专题制图数字图像处理的专题制图(1) 影像预处理：同目视解译类似。(2) 按专题

45、要求进行影像分类。(3) 专题类别的地图概括：包括在预处理中消除影像的孤立点（噪声点），依成图比例尺对图斑尺寸的限制进行栅格影像的概括。(4) 图斑的栅格/矢量变换。(5) 与地理底图叠加，生成专题地图。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论遥感系列制图遥感系列制图 提取遥感图像的专题信息构成类型图后，必须将类提取遥感图像的专题信息构成类型图后，必须将类型界线转绘到具严格数学基础的地理底图上。型界线转绘到具严格数学基础的地理底图上。系列地图是在内容上和时间上相关联的一组地图。系列地图是在内容上和时间上相关联的一组地图。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论地理底图编制要点地理底

46、图编制要点（地图投影的选择地图投影的选择（中小比例尺遥感专题制图的投影和影像投影一致。中小比例尺遥感专题制图的投影和影像投影一致。（大中比例尺遥感专题制图的投影统一为高斯克大中比例尺遥感专题制图的投影统一为高斯克（吕格投影。吕格投影。（编图资料选择与地理基础更新编图资料选择与地理基础更新大中比例尺遥感制图的地理底图，均以相应比例地大中比例尺遥感制图的地理底图，均以相应比例地形图作为底图编制的基本资料。形图作为底图编制的基本资料。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论地理底图的编制程序地理底图的编制程序 选择制图范围内相应比例尺的地形图，进行展点、镶选择制图范围内相应比例尺的地形图，进行

47、展点、镶嵌、照相，制成底图薄膜片。嵌、照相，制成底图薄膜片。 将膜片蒙在影像图上，用以更新地形图的地理要素。将膜片蒙在影像图上，用以更新地形图的地理要素。 经过地图概括，最后制成供转绘专题影像图的地理底经过地图概括，最后制成供转绘专题影像图的地理底图，其比例尺与专题影像图相同。图，其比例尺与专题影像图相同。四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论遥感系列制图的基本要求遥感系列制图的基本要求F统一信息源统一信息源F统一对制图区域地理特征的认识统一对制图区域地理特征的认识F制定统一的设计原则制定统一的设计原则F按一定的规则顺序成图按一定的规则顺序成图四川农业大学资源环境学院资 源 科 学 概 论遥感系列制图的统一协调遥感系列制图的统一协调F统一协调的目的统一协调的目的F统一协调的