遥感技术的应用课件

第六章遥感技术的应用1编辑课件序言-----遥感数据的选购1有什么样的数据？——遥感数据类型2到那儿去找？——数据分发机构3要什么？能要什么？4如何具体断定需要什么数据？5具体要那块数据？那个时间的数据？6得到的数据对不对？2编辑课件

遥感数据类型高分辨率数据

1）美国空间影像公司SpaceImaging的IKONOS影像

空间分辨率分为1m全色和4m多光谱（可见光、红外波段）两种。重复周期为3天。1景约相当于地面11km*11km（平方千米）的面积。2）美国DigitalGlobe公司QuickBird

提供0.61米全色和2.44米多光谱（可见光、红外波段），重访周期：1—6天，取决于纬度高低。单景16.5公里X16.5公里，条带16.5公里X165公里3）BhasKara-1，-2(印度电视广播卫星)影像空间分辨率为5.8m，（IRS系列）IRS-P6：空间分辨率为2.5m。4）EROS(以色列)影像空间分辨率为1m。3编辑课件

中等分辨率遥感卫星数据

1）LANDSAT-MSS（美国）影像2）LANDSAT-TM/ETM（美国）影像3）SPOT-HRV（法国）影像SPOT-4，重复周期26天，多光谱XI20米分辨率，单色Pan，10米分辨率SPOT5，多光谱XI10米分辨率，单色Pan，2.5或5米分辨率4）CBRS(中巴的资源卫星)5）MODIS（美国宇航局成像光谱仪）36个波段、（B1～2:250m；B3～7:500m；B18～36:1000m）、重复周期1～2天。低分辨率遥感卫星数据

1）NOAA气象卫星影像2）中国风云1号卫星影像4编辑课件5编辑课件

数据分发机构1）航空遥感数据存在各省的测绘部门。2）航天遥感数据♠国土资源部遥感中心（地质大学）♠科学院航空遥感中心♠中国科学院中国卫星地面站()♠中央卫星气象中心02/ServiceCenter/script/servicescenter♠中国资源卫星应用)农业部遥感应用中心♠类似研究项目的单位♠商业公司也成为遥感数据的一个重要来源。网上查询6编辑课件

需要什么数据

1）根据研究主题，确定数据。2）根据硬件和软件环境，确定数据的格式。3）根据财力确定4）不仅专业领域熟悉，还需了解遥感数据的重要特征指标。具体要那块数据？那个时间的数据？1）网上查询（）2）LANDSAT卫星的索引图查询。

MSS,TM的数据是以景为单元构成的，1景约相当地面上185×185km2的面积。各景的位置根据卫星轨道所确定的轨道号和由中心纬度所确定的行号进行确定。这一系统称WRS（worldreferencesystem），中国全境可用轨道号从113到151，行号从23到45的约530景覆盖。得到的数据是否正确

看头文件。各种卫星数据的文件头是不同的，有的是ASCII文件，但大部分都是以BINARY格式记录的，需要使用软件。

7编辑课件第一节遥感技术在测绘中的应用一、制作卫星影像地图采用多项式拟合法或共线方程法纠正方法等，制作假彩色卫星影像图。在比制作的影像图比例尺大一个等级的地形图上读取控制点坐标或用GPS或其它测量工具实地测定控制点坐标。精加工处理后平面误差在1－1.5个像之间；一般判读目的时，残余误差可放宽到2~3个像元。水系适合用TM4、3、2合成，城市适合用TM7、4、2合成，植被适合用TM5、4、3合成在同一幅假彩色影像图上。对假彩色影像进行融合处理。跨景制作影像图时，尽量选择同一季节的影像，并须作影像基色和反差调整处理和镶嵌边平滑处理。8编辑课件卫星影像分辨力与成图比例尺的关系表卫星影像名称分辩力按规范规定最大成图比例尺仅用于一般判读的成图比例尺MSS79m1:50万1:25万TM30m1:10万1:5万SPOT（1—4）20m，10m1:5万1:2.5万SPOT-510，2.51:2.5万1:1万IRS（全色）5.8m1:2.5万1:2万IKONOS4，1m1:1万1:5千QuickBird2.44，0.611:5千1:2千9编辑课件TM影像，将等效中心投影坐标（x）=0,（y）=f*tgθ代入，其投影差公式为：

基准高程面设置在制图地区的平均高程面上，用DTM数据计算Y方向的投影差并加以改正。

困难地区可采用星上参数对影像进行纠正，其影像头文件中公布了像幅中心和影像四角坐标，将其变换成所需地图投影坐标，与影像行列号建立多项式进行纠正。

高差很大的地区，应考虑投影差改正10编辑课件公路、铁路、城镇、机场等从图像上判读提取；境界、等高线中的计曲线、独立地物等，采用地图数字化方式或直接利用GIS中的矢量数据，经矢量一栅格变换后与影像配准并复合。注记和符号用栅格型字库和符号库加注，也可用矢量字库和符号库与其它要素一起转换成栅格形式后复合。影像图上需加标一些地物要素11编辑课件TM图像修测1:25万比例尺的地形图，SPOT（多光谱）图像修测1:10万比例尺的地形图。5米分辨力左右的卫星影修测1:5万比例尺地形图，IKONOS影像全色1米，修测1:1万比例尺地形图。被修测的地形图应先形成DRG或DLG，利用DRG或DLG对卫星影像进行纠正，将DRG或DLG与纠正后的影像进行叠合，然后去除DRG或DLG上已变化了的地物，绘上变化后的地物，形成更新后的地形图，更新地物一律用紫色表示二、卫星影像修测地形图被修测地形图的比例尺一般比制作影像图的比例尺小一倍12编辑课件三、陆地地形图测绘其中左像片

（x）,(y),(f)表示等效中心投影像片的坐标，HRV是线阵列图像，其坐标为（0，y

，－f）。建立立体像对，平面反射镜绕X轴旋转Ω角：（一）、SPOT图像的高程信息提取方法

应用前方交会原理，由左右两张像片上同名像点的图像坐标，解求地面点的三维坐标。13编辑课件所以

若令

则左像片

右像片

由式中的Y式可解求高程即为：量测高程的条件是：1.外方位元素已知；2.寻找到同名点。14编辑课件（二）、3－Camera立体测图卫星

卫星高度设计为705km，正视传感器的焦距设计成705mm。前视和后视传感器的焦距为775mm，前视和后视传感器到地面的距离为775km，三个像机获取图像的比例尺都为1：100万。向前、向后指向的扫描仪图像之间建立体模型时，其左右视差较为：由于α＝26057′，tgα=0.5因此

在轨道飞行方向上获取立体图像，三个传感器同时以推扫方式分别获取三条同一地区的图像，前视、后视传感器的主光轴与正视传感器的主光轴之间的夹角（指向角）都为26.57o。15编辑课件四、浅水区的地形测绘

蓝绿波段的卫星像片上，清洁水在不同的水深处表现出不同的灰度。用密度分割方法测绘等水深线，反射亮度相同的地方认为是一样的深度。五、南极冰与地形地貌测绘（一）、冰面高程信息提取

在热红外区，雪面反射很弱，影像的亮度值与地面温度和发射率有关。其发射率为一常数，成像后图像亮度值Iice与温度T成函数关系，Iice

＝f(T)

地面的温度是随高度而下降，f(T)＝f(H)

利用热图像TM6提取冰盖表面的高程信息。雪面在可见光及近红外波段有高强度反射，影像一片白；16编辑课件

由待定系数Ci代入，对图像每一个像元计算其高程H，最后内插出整高程处的等高线，绘制成地形图。TM6的等效噪声温度为0.5K，因此只能测绘等高距为100m的等高线。

根据实测数据，用高次拟合法求解待定系数，然后对每个图像点求其高程值。拟合公式为：

H=CiIi，式中：i=0，1，2，…m，m为选择的最高次项数。解求待定系数：Δ＝[ATA]－1[ATM]，式中：17编辑课件反映冰貌空间和光谱特征最好的是TM4、3、2。TM1能区分冰雪与非冰雪的界线，TM5、7调查湿度，冰雪溶解特点等，TM6提取冰面高程信息。

采用分类增强的方式，使各种冰貌类别以最佳色调显示。（二）、冰貌信息提取18编辑课件

可见光及近红外波段探测时要求晴朗无云，但在洪水泛滥的时晴朗无云天气很少见，合成孔径雷达（SAR）可穿透云层全天候探测。将雷达影像与TM图像进行精确准后作融合处理，在融合影像上显示出清水、浊水、新淹没积水区，地表无明水但土壤为水份饱和的内涝滞水区、植物正常生长的无灾区及城镇居民点等。第二节遥感在环境和灾害监测中的应用一、遥感方法快速监测洪涝灾情利用热红外图像确定热电厂排水口处水体的热污染；利用SAR图像确定海面油污染的范围及用红外扫描仪确定油膜的厚度；利用TM图像确定水生物(藻类)、赤潮的范围。19编辑课件NOAA卫星AVHRR有五个光谱通道，分别位于可见光，近红外和热红外波段。可见光通道接收下垫面反射的太阳辐射，用来推算反照率；热红外通道接收来自下垫面的热辐射，由此得到下垫面温度。二、遥感方法监测沙尘暴

监测沙尘暴的发生源地，影响区域和影响高度，并可计算面积。20编辑课件1.重度灾区火焰温度高，图像上显示为褐色连片区域。2.中度灾区图像显示为在褐色背景上分布细碎绿色区。3.轻度灾区图像中显示为与未过火区相似的色调，但稍暗，与中度灾区相比，这种绿色区连片较大。三、遥感在森林火灾监测中的应用

用紫外波段对臭氧层的吸收来测定臭氧含量变化，臭氧层由于吸收太阳紫外线而增温，可用红外波段来探测。参照臭氧浓度与温度的相关关系，推算出臭氧浓度的水平分布。四、臭氧层监测21编辑课件

纠正影像，在不同影像间作精确配准。

在将SAR影像配准到TM影像时，考虑到SAR在脉冲发射方向由于斜距投影造成的比例尺非线性变形，应采用二次项拟合。

由MSS配准到TM时可采用一次项拟合法五、卫星遥感监测南极冰川流速

对影像作反差调正和边缘增强。二个时期影像分别叠加后，量取冰川移动距离除以时差就能得到平均的流速，其公式为：六、遥感方法观测海洋赤潮

含赤潮生物海水，TM3波段反射率比含泥沙水稍低，在TM4波段比含泥沙水高。22编辑课件（1）、水平岩层的识别：硬岩的陡坎与软岩的缓坡呈同心圆状分布。（2）、倾斜岩层的识别：低分辨率遥感影像上，顺向坡有较长坡面，逆向坡坡长较短，判断岩层的倾向；高分辨率的遥感影像上，根据岩层三角面的尖端指向确定岩层的倾向（3）、褶皱及其类型的识别平行色带呈圈闭的圆形、椭圆形、橄榄形、长条形或马蹄形等。第三节遥感技术在其它领域中的应用一、遥感技术在地质调查中的应用1、遥感图像上的地质构造解译

（4）、断层及其类型的识别：线性的色调异常；两种不同色调的分界面呈线状延伸；地貌标志；水系标志。23编辑课件

在地貌上，上升区表现为山地的抬升及河流的切割；下沉区表现为负地形。两者接触带上往往有断裂存在。在水系上，上升区表现为放射状水系；下降区则表现为汇聚状水系。线性构造与成矿条件的关系：A线性构造密集的地区成矿条件好。B断裂和褶皱强烈的构造线处成矿条件好。C构造线交叉地区成矿几率大。（5）、活动断层的确定具备断层的影像特征外，还具有以下特征：山形、沟谷的明显错位和变形；山形走向突然中断；山前现代或近代洪积扇错开；震中呈线形排列，活动频繁。2、构造运动的分析24编辑课件

岩石的颜色较暗、表面粗糙、裂隙发育、湿度较大、风化较深，则反射率低，色调较暗。一般地说，由硅、铝、钙等氧化物组成的硅酸盐以及碳酸盐岩矿物为主的岩石，其反射率稳定且高；含铁、镁质高的岩石，其反射率低。（1）、植被和表土覆盖情况基性、超基性岩浆岩土壤贫瘠，含有较多的稀有元素，植被一般不发育中酸性岩浆岩风化后形成亚粘土或粘土，土壤肥沃，植物茂碳酸盐岩、灰岩、白云岩风化后，粘土层较薄，且重酸性，植物不甚发育砂岩风化后形成砂土，多生长灌木和针树页岩风化后形成粘土，植被发育，有利于阔叶树生长3、遥感图像的岩性分类

岩性分类识别可用热惯量进行，卫星白天和夜晚两次对同一地区进行热红外摄影，岩石热辐射测量值的变差可区分不同的岩石类型。

25编辑课件（2）、岩浆岩的波谱特征及其图形特征若含有铁、水、烃基离子，可见光、近红外的波谱曲线则有铁的吸收谷。

超基性基性中性中酸性酸性暗色矿物（含铁、镁质）多少浅色矿物少多含二氧化硅含量少多岩石反射率低高像片上色调深浅在遥感图像上：侵入体的形态有圆形、椭圆形、环形、似长方形、团块形、透镜状、串珠状、分枝状、不规则块状、脉状等。时代较新的火山岩呈锥形、舌形、放射状、环状、桌状和平台状等。酸性岩色调浅，形态显圆形,椭圆形和多边形.

基性岩色调深，易风化成负地形.

中性岩介于二者之间。26编辑课件

碳酸盐岩碎屑岩粘土类粘土类（含铁及有机质）岩石反射率高低像片上色调浅深（3）、沉积岩的波谱特征及图形特征

若含有铁、水、烃基、碳酸根离子，可见光、近红外的波谱曲线则有碳酸钙及铁的吸收谷；含有铁离子导致反射波谱曲线向蓝光端下降，斜率加大。

沉积岩具有层理，在遥感图像上呈现为条带状、条纹状。即为深浅不同的色调、水系、地貌的直线形－曲线形的相似（平行）形条带。27编辑课件正变质岩的波谱特征和色调特征与岩浆岩相近，例如：侵入岩体的块状图形上叠加了具有明显方向性的断续线纹或肠状线纹，与围岩的断续线纹走向一致

；副变质岩的波谱特征和色调特征与沉积岩和部分火山岩接近，即沉积岩的图形类型加细断续条纹条带，或复杂的回曲状条纹条带。

若含有铁、锰、铜、水、烃基、碳酸根离子，可见光、近红外、短波红外的波谱曲线则有碳酸根离子及陉基的吸收谷；含有铁、锰离子导致反射波谱曲线向蓝光端下降，斜率加大。（4）、变质岩的波谱特征及其图形特征28编辑课件（1）、崩塌及倒石堆影像上新崩塌的陡崖色调浅，植被少；老的色调深，植被茂盛（2）、滑坡影像上其形状有簸棋形、舌形、弧形等。滑坡边界、滑坡后壁及两侧陡峻呈灰白色。滑坡体表面凹凸不平4、遥感方法调查地质灾害山体滑坡及断面示意图

在影像上勾绘出灾难的范围，并确定其类别和性质，查明其产生原因，分布规律和危害程度。利用不同时期的遥感图像进行对比研究，对其发展趋势和危害程度作出判断。29编辑课件1）、钾盐矿与影像光谱的关系地表褐色土状或蜂窝状的含钾盐硝壳地貌，其反射率比周围地物低。在TM7、4、1或TM4、7、3合成的假彩色图像上，钾盐色调中深－深暗，纹理具有环状或同心环，并组合成串珠状呈NE向地质特征。钾盐含量与伽玛能谱呈正相关关系，与影像灰度呈反相关关系。2）、钾矿储量预算根据密度分割伪彩色图像，计算矿区面积及品位，再计算储量：估算储量＝面积×厚度×含矿系数×体重×品位5、罗布泊特大型钾盐矿遥感调查30编辑课件

叶面积指数LAI，为单位面积上植被叶片面积：LAI＝单株叶片面积×株数

单株叶片面积的测量值=各片叶子最大宽度×长度／1.2的累加

植土比，联系遥感植被指数与作物种植面积的中间参数。二、遥感技术在农林牧等方面的应用1、遥感信息应用于农作物估产

植土比指某一地区作物的种植面积与该地区土地面积之比。

可见光和近红外波段反射率组成的植被指数随作物冠层状态参数变化呈有规律变化。

反映冠层状态的指标，主要有叶面积指数LAI和植土比，二者相互独立。31编辑课件应用遥感信息进行农作物估产，可按如下步骤开展：分析作物冠层及其背景的反射光谱特征，计算植被指数；分析作物冠层反射光谱特征与冠层状态参数之间的关系，确定植被指数与叶面积指数LAI之间的关系，及与作物产量的关系确定值土比，根据植土比分析遥感植被指数与作物种植面积的关系；分析遥感植被指数与植土比和叶面积指数的综合关系，据此进行作物估产。32编辑课件A土壤表层的光谱反射率：体现绿色植物覆盖的光谱反映。具有麦秸的土壤，与裸土在近红外波段比可见光波段较易区分。具有结壳的土壤，可见光波段具有较高反射率，在影像上为浅色调，但当结壳破坏或耕作以后，其反射率则明显下降。2、遥感影像用于土壤解译33编辑课件B土壤本身特性对土壤反射率的影响：土壤湿度水分含量与其反射率呈反比；土壤有机质含量少的土壤水分的影响比土壤有机质含量多的土壤的影响要大。土壤有机质含量与反射率成反比；有机质超过90％以后，影响范围就不再增长。氧化铁含量红波段和近红外波段的反射率与氧化铁含量呈正相关；在1.55-1.75μm，2.08-2.32μm波段时呈负相关，

Fe2O3含量（C）与土壤的反射率（R）的关系为：R（％）＝84－4.9×C。确定土壤中氧化铁的含量。34编辑课件C土壤指数（SI-soilindex）：增强土壤信息的一种图象处理技术，利用象元混合光谱的原理，根据红波段和近红外波段特征作出坐标系统，求出与植被覆盖度相应的、与土壤有机质明显相关的直线，进而以其斜率公式来进行影像数字处理，以减少植被覆盖影响。土壤结构砂粒土壤反射率高，影像上呈淡白色；粘粒土壤影像上呈深色调土壤质地颗粒越细，光谱反射率越高，但反射率曲线最高者为粉粒。故影像上的粉粒土壤多呈白色，易与砂土相混淆。35编辑课件1)、颜色刚被侵蚀而裸露的岩石新鲜面，形成浅蓝色；干旱而近荒漠性的黄土质的裸地显示蓝绿色；稍湿润地区的黄土裸地则显黄白色或黄色。3、卫星影像用于土壤侵蚀调查2)、形状／阴影山地、丘陵的坡度大者，则阴影明显，阴影面积大，阴影面的颜色也深，阴影与非阴影的界面也整齐；而坡度小者则与之相反。3)、纹理冲沟通过沟壁的蓝色阴影特征以纹理的形式表现出来。植被盖度大者，红色较浓，而且均匀，其下的切割纹理显示不出来；相反，红色很弱，全为蓝白相间的冲沟的反射面（白色）和阴影（蓝色）所组成的纹理。4)、图型A水系图型：格状水系，羽毛状水系分别代表石灰岩，黄土状物质等不同抗蚀特征的岩性。B风蚀与风积等地貌图型36编辑课件

水热条件是根据海拔、坡向、温度、湿度等若干因子的组合划分的。TM6反映的是地表温度与湿度的复合信息，可对它密度分割获取水热因子。海拔120－2140m的区间内，地温测量数据与海拔、TM6灰度值之间有线性关系――