《测绘职业概论》课件-项目五 遥感技术

5.1遥感的概念目录contains遥感的概念01遥感技术的分类02遥感的概念01一、遥感的概念伊芙琳·普鲁特（EvelynL.Pruitt

）20世纪60年代随着航天技术的迅速发展，美国地理学家Pruitt提出了“遥感”这一名词，它的含义是泛指通过非接触传感器遥测物体的物理与几何特性而又不直接接触物体的技术。遥感技术主要是建立在物体反射或者发射电磁波的原理基础上。1.遥感术语的提出一、遥感的概念2.遥感的概念遥感(RemoteSensing)顾名思义就是遥远地感知事物。从不同高度的平台上，使用各种传感器接收来自地球表层的各种电磁波信息，并对这些信息进行加工处理，从而对不同的地物及其特性进识别的综合技术。数据获取数据处理、分析数据应用遥感技术的分类02

1、按遥感平台分

地面遥感、航空遥感、航天遥感2、按传感器的探测波段范围分可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感等3、按工作方式分主动遥感、被动遥感4、按数据记录的方式分图像方式、非图像方式5、按遥感的应用领域分农业遥感、林业遥感、地质遥感、气象遥感、军事遥感…二、遥感技术的分类

1.按遥感平台分二、遥感技术的分类

1、按遥感平台分

地面遥感、航空遥感、航天遥感2、按传感器的探测波段范围分可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感等3、按工作方式分主动遥感、被动遥感4、按数据记录的方式分图像方式、非图像方式5、按遥感的应用领域分农业遥感、林业遥感、地质遥感、气象遥感、军事遥感…二、遥感技术的分类

2.按传感器的探测波段范围分二、遥感技术的分类

1、按遥感平台分

地面遥感、航空遥感、航天遥感2、按传感器的探测波段范围分可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感等3、按工作方式分主动遥感、被动遥感4、按数据记录的方式分图像方式、非图像方式5、按遥感的应用领域分农业遥感、林业遥感、地质遥感、气象遥感、军事遥感…二、遥感技术的分类

3.按传感器工作方式主动遥感：探测器主动发射电磁波能量，并主动接收目标的电磁波散射信号。被动遥感：探测器不向目标发射电磁波，被动接受目标自身发射或反射自然辐射源的能量。二、遥感技术的分类

1、按遥感平台分

地面遥感、航空遥感、航天遥感2、按传感器的探测波段范围分可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感等3、按工作方式分主动遥感、被动遥感4、按数据记录的方式分图像方式、非图像方式5、按遥感的应用领域分农业遥感、林业遥感、地质遥感、气象遥感、军事遥感…二、遥感技术的分类

1、按遥感平台分

地面遥感、航空遥感、航天遥感2、按传感器的探测波段范围分可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感等3、按工作方式分主动遥感、被动遥感4、按数据记录的方式分图像方式、非图像方式5、按遥感的应用领域分农业遥感、林业遥感、地质遥感、气象遥感、军事遥感…二、遥感技术的分类5.2遥感的电磁波谱目录contains电磁波谱与电磁辐射01大气对辐射的影响02电磁波谱与电磁辐射01电磁波谱与电磁辐射电场强度磁场强度传播方向传播速度电磁波：是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的振荡粒子波，是以波动的形式传播的电磁场。电磁波谱与电磁辐射电磁波参数：波长：波在一个振动周期内传播的距离，用λ表示。单位：米(m)、米(cm)、毫米(mm)、微米(pm)、纳米(nm)等。频率：单位时间内，完成振动或振荡的次数或周期，用f表示。单位：赫兹(Hz)、千赫(kHz)、兆赫(MHz)、吉赫(GHz)等。λ电磁波谱与电磁辐射电磁波：电磁波是一种横波，在真空中以光速传播。电磁波具有波粒二向性，当它在传播过程中,若碰到粒子会发生散射现象,从而引起电磁波的强度、方向等发生变化,这种变化随波长而改变。电磁波的波长越短，能量越强，穿透物体的能力也越强，电磁波的波长越长，则能量越弱，但衍射绕过障碍物的能力越强。现散射象电磁波谱与电磁辐射遥感的电磁波谱：电磁波谱与电磁辐射名称波长范围紫外线0.01～0.4μm可见光0.4～0.7μm红外线近红外0.76～3.0μm中红外3～6μm远红外6～15μm超远红外15～1000μm微波毫米波1～10mm厘米波1～10cm分米波10cm～1m紫0.38～0.43μm蓝0.43～0.47μm青0.47～0.50μm绿0.50～0.56μm黄0.56～0.60μm橙0.60～0.63μm红0.63～0.76μm电磁波谱与电磁辐射名称波长范围紫外线0.01～0.4μm可见光0.4～0.7μm红外线近红外0.76～3.0μm中红外3～6μm远红外6～15μm超远红外15～1000μm微波毫米波1～10mm厘米波1～10cm分米波10cm～1m紫0.38～0.43μm蓝0.43～0.47μm青0.47～0.50μm绿0.50～0.56μm黄0.56～0.60μm橙0.60～0.63μm红0.63～0.76μm电磁波谱与电磁辐射紫0.38～0.43μm蓝0.43～0.47μm青0.47～0.50μm绿0.50～0.56μm黄0.56～0.60μm橙0.60～0.63μm红0.63～0.76μm名称波长范围紫外线0.01～0.4μm可见光0.4～0.7μm红外线近红外0.76～3.0μm中红外3～6μm远红外6～15μm超远红外15～1000μm微波毫米波1～10mm厘米波1～10cm分米波10cm～1m电磁波谱与电磁辐射名称波长范围紫外线0.01～0.4μm可见光0.4～0.7μm红外线近红外0.76～3.0μm中红外3～6μm远红外6～15μm超远红外15～1000μm微波毫米波1～10mm厘米波1～10cm分米波10cm～1m紫0.38～0.43μm蓝0.43～0.47μm青0.47～0.50μm绿0.50～0.56μm黄0.56～0.60μm橙0.60～0.63μm红0.63～0.76μm电磁波谱与电磁辐射名称波长范围紫外线0.01～0.4μm可见光0.4～0.7μm红外线近红外0.76～3.0μm中红外3～6μm远红外6～15μm超远红外15～1000μm微波毫米波1～10mm厘米波1～10cm分米波10cm～1m紫0.38～0.43μm蓝0.43～0.47μm青0.47～0.50μm绿0.50～0.56μm黄0.56～0.60μm橙0.60～0.63μm红0.63～0.76μm大气对辐射的影响02大气对辐射的影响为什么卫星遥感不能使用所有的电磁波波段？大气对辐射的影响光学窗口300-700nm红外窗口0.7～1000m射电窗口大于1mm大气窗口5.3遥感信息获取目录contains遥感传感器01遥感平台02遥感数据的记录形式与特点03遥感对地观测的历史发展及未来展望04地物的属性遥感传感器01传感器的结构组成系统、信号处理传感器由收集系统、探测系统和记录系统四个部分组成。一.遥感传感器收集系统接收地物电磁波，并把收集的电磁波聚焦送往探测系统。探测系统探测地物电磁辐射的特征，是传感器中最重要的部分。有胶片、光电敏感元件和热电灵敏元件。传感器由收集系统、探测系统、信号处理系统和记录系统四个部分组成。一.遥感传感器信号处理系统探测到的电信号进行放大处理，在显像管的屏幕上转换为图像。记录系统通过摄影胶片、合成孔径雷达波带片或者将电信号转换为图像的方式将遥感影像记录下来。传感器由收集系统、探测系统、信号处理系统和记录系统四个部分组成。一.遥感传感器遥感传感器框幅摄影机缝隙摄影机全景摄影机多光谱摄影机真实孔径雷达合成孔径雷达全景雷达光学摄影类型光电成像类型侧视雷达被动式成像传感器

TV摄像机扫描仪电荷耦合器件CCD主动式一.遥感传感器一.遥感传感器被动式传感器主动式传感器区别：主动传感器自身发射并接收经地面反射的能量，不受天气干扰；被动传感器主要接收经地面反射的太阳光能量，受天气干扰大。遥感平台02遥感平台搭载传感器的工具航天平台：150km以上航空平台：百米至十余千米不等地面平台：0～50m范围内遥感中可能用到的平台及其高度及使用目的二.遥感平台二.遥感平台遥感卫星一般有两种绕地球飞行方式：静止轨道和近极地轨道。静止轨道可以定点观测，而极地轨道（圆形）则可定期观测。36000km地球静止轨道近极地轨道近极地轨道遥感数据的记录形式与特点03三.遥感数据的记录形式与特点直接记录摄影胶片、扫描航带胶片、合成孔径雷达波带片，或者在显像管的荧光屏上显示图像，再用相机翻拍成的胶片。间接记录间接记录方式有模拟磁带和数字磁带。模拟磁带回放出来的电信号，通过电光转换可显示为图像;数字磁带记录时要经过模数转换，回放时则要经过数模转换，最后仍通过电转换才能显示图像。空间分辨率遥感图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小。时间分辨率指重复获取某一地区卫星图像的周期。三.遥感数据的记录形式与特点光谱分辨率指传感器在接收目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。间隔愈小,分辨率愈高。温度分辨率温度分辨率是热红外遥感中的一个重要参数，它决定了遥感器能够检测到的地表温度变化的精细程度。三.遥感数据的记录形式与特点遥感对地观测的历史发展及未来展望04四.遥感对地观测的历史发展及未来展望1858年，纳达通过在热气球上安装照相机，拍摄了第一张航空相片。1903年莱特兄弟发明了飞机，为遥感技术带来了重大突破。随着1957年前苏联第一颗人造卫星的发射，使卫星摄影测量成为可能。1972年美国地球资源卫星上天，其多光谱扫描仪影像用于对地观测，使得遥感成为一门新的技术得到广泛应用。四.遥感对地观测的历史发展及未来展望1858年，纳达通过在热气球上安装照相机，拍摄了第一张航空相片。1903年莱特兄弟发明了飞机，为遥感技术带来了重大突破。随着1957年前苏联第一颗人造卫星的发射，使卫星摄影测量成为可能。1972年美国地球资源卫星上天，其多光谱扫描仪影像用于对地观测，使得遥感成为一门新的技术得到广泛应用。四.遥感对地观测的历史发展及未来展望1858年，纳达通过在热气球上安装照相机，拍摄了第一张航空相片。1903年莱特兄弟发明了飞机，为遥感技术带来了重大突破。随着1957年前苏联第一颗人造卫星的发射，使卫星摄影测量成为可能。1972年美国地球资源卫星上天，其多光谱扫描仪影像用于对地观测，使得遥感成为一门新的技术得到广泛应用。四.遥感对地观测的历史发展及未来展望1858年，纳达通过在热气球上安装照相机，拍摄了第一张航空相片。1903年莱特兄弟发明了飞机，为遥感技术带来了重大突破。随着1957年前苏联第一颗人造卫星的发射，使卫星摄影测量成为可能。1972年美国地球资源卫星上天，其多光谱扫描仪影像用于对地观测，使得遥感成为一门新的技术得到广泛应用。实验到应用从单学科到多学科综合从静态到动态从区域到全球从地表到太空未来遥感将朝着更高分辨率、更智能化、更全球化的方向发展，将继续为全球可持续发展、生态环境保护和灾害管理提供关键支持。四.遥感对地观测的历史发展及未来展望5.4遥感图像数据处理目录

contains几何处理01灰度处理02特征提取03目标识别04影像解释05几何处理01一、几何处理无立体重叠的影像：几何纠正形成地学编码有立体重叠的影像：几何纠正形成地学编码解求地面三维坐标建立数字高程模型一、几何处理几何处理的两种方法星地直接解：依据卫星轨道参数和传感器姿态参数，空对地直接求解影像上目标点的地面坐标。这种方法需要精确的卫星轨道和传感器姿态数据，以确保解算的准确性。地星反求解：依据地面若干控制点的三维坐标，反求变换参数。变换参数包括平移、旋转、缩放等，用于将影像上的像素点转换到地面坐标系中。灰度处理02二、灰度处理改善图像质量和提取有用信息的重要步骤之一，它主要通过对影像的灰度分布进行修正，以达到增强对比度、改善视觉效果或使其更适合于人工或机器分析的目的。包括：图像复原图像增强影像重采样灰度均衡图像滤波二、灰度处理图像复原：

重建退化的图像，使其最大限度恢复景物原貌的处理。图像增强：

通过直接改变图像的像元的灰度值来改变图像的对比度。影像重采样：

从高分辨率遥感影像中提取出低分辨率影像的过程。二、灰度处理灰度均衡：使变换后图像灰度值的概率密度为均匀分布的映射变换方法。图像滤波：消除或减弱图像中的噪声，同时尽可能保留图像的细节特征的一种处理技术。特征提取03三、特征提取从原始影像上通过各种数学工具和算子提取用户有用的特征。对于后续的影像分析、识别或分类任务至关重要。它们能够反映影像中的关键信息，提高任务的准确性。三、特征提取结构特征：反映影像中物体的形状、大小、位置等几何属性。边缘特征：影像中物体与背景之间的过渡区域，通常表现为灰度值或颜色值

的显著变化。纹理特征：描述影像中物体表面的细节和模式。阴影特征：影像中由于光照条件而产生的暗区，它们可以提供关于物体形状、

位置和光照条件的有用信息。目标识别04四、目标识别从影像数据中人工或自动/半自动地提取所要识别的目标的过程。人工目标识别：依赖于解译员的专业知识和经验，通过对影像的仔细观察和判断，识别出目标地物。特点：耗时较长，但准确性较高，适用于复杂地貌和小尺度特征的识别。影像识别四、目标识别自动/半自动目标识别：利用计算机视觉和机器学习技术，实现影像的自动或半自动解译。特点：大幅提高处理效率，减少人为误差，广泛应用于大规模数据解译。影像识别四、目标识别对所获得的遥感图像用人工或计算机方法对图像进行判读，对目标进行分类的过程。影像解译影像解译：人工影像解译计算机影像解译四、目标识别人工影像解译：解译员依据自身专业知识和经验，通过对影像的仔细观察和判断，识别出目标地物并进行分类。特点：耗时较长，但能够充分利用解译员的直觉和经验，提高解译的准确性。影像解译四、目标识别计算机影像解译：利用计算机视觉和人工智能技术，实现影像的自动解译。特点：大幅提高处理效率，减少人为误差，广泛应用于各种遥感数据处理和分析任务。影像解译目标识别和影像解译05五、目标识别和影像解译目标识别：更注重于从影像中提取出特定的目标地物。影像解译：更注重于对影像中的地物特征进行判读和分类。目标识别和影像解译相互结合，共同完成对影像数据的处理和分析任务。5.5遥感技术的应用目录contains自然灾害监测01农林方面02地质矿产勘察03其他领域04自然灾害监测01遥感技术在自然灾害监测中的应用遥感方法快速监测洪涝灾情遥感方法监测沙尘暴遥感在森林火灾监测中的应用遥感技术水体范围水位水量降水量土壤墒情灾害预警、评估、应对遥感技术在自然灾害监测中的应用洪涝灾情监测沙尘暴森林火灾监测森林火灾监测海洋赤潮监测农林方面02