《水土流失智能监测》课件-课时30 监测遥感（一）

遥感监测（一）RemoteSensingMonitoring(I)基本概念与基础知识02监测流程目录Contents01基本概念与基础知识01基本概念与基础知识遥感的定义遥感是20世纪60年代发展起来的对地观测综合性技术,通常有广义和狭义的理解。广义理解,遥感泛指一切无接触的远距离探测,包括对电磁场、力场、机械波(声波、地震波)等的探测。狭义的理解，遥感是应用探测仪器,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,揭示出物体特征性质及其变化的综合性探测技术。遥感不同于遥测和遥控,特别是空间遥感过程的完成往往需要综合运用遥测和遥控技术,如卫星遥感,必须对卫星运行参数的遥测和卫星工作状态的控制等。基本概念与基础知识遥感的基本特点遥感平台越高,视角越宽广,可以同步探测到的地面范围就越大,容易发现地球上一些重要目标物空间分布的宏观规律,而有些宏观规律,依靠地面观测是难以发现或必须经长期大面积调查才能发现的。大面积的同步观测时效性遥感探测,尤其是空间遥感探测,可以在短时间内对同一地区进行重复探测,发现地球上许多事物的动态变化。这对于研究地球上不同周期的动态变化非常重要。数据的综合性和可比性遥感的费用投人与所获取的效益,与传统的方法相比,可以大大地节省人力、物力、财力和时间,具有很高的经济效益和社会效益。遥感获得的地物电磁波特性数据综合地反映了地球上许多自然、人文信息。由于遥感可按要求设计,使其获得的数据具有同一性或相似性。同时考虑到新的传感器和信息记录都可向下兼容,所以,数据具有可比性。经济性遥感的基本特点基本概念与基础知识遥感系统与遥感分类遥感系统包括:被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用五大部分。基本概念与基础知识按遥感平台地面遥感传感器设置在地面平台上航空遥感传感器设置于航空器上航天遥感传感器设置环地球的航天器上航宇遥感传感器设置于星际飞船上按工作方式主动遥感被动遥感成像遥感非成像遥感遥感系统与遥感分类按传播器探测波动紫外遥感可见光遥感红外遥感微波遥感多波段遥感按遥感应用领域从大的研究领域外层空间遥感，大气层遥感、陆地遥感,海洋遥感等。从具体应用领域可分资源遥感、环境遥感、农业遥感、林业遥感、渔业遥感、地质遥感、气象遥感、水文遥感、城市遥感、工程遥感、灾害遥感、军事遥感基本概念与基础知识发展历程4325遥感技术开始广泛应用于农业、林业、环境等民用领域,进入快速发展期。1遥感监测技术诞生,主要应用于军事侦察和地球资源调查。20世纪70年代20世纪60年代遥感技术迎来了新一轮飞跃,数字化处理!21世纪初和GIS技术蓬勃发展。遥感技术融合了大数据、云计算等新兴技术,应用愈加广泛和深入。20世纪90年代21世纪初遥感技术进一步发展,出现了多种专业遥感卫星,应用范围不断拓宽。20世纪80年代基本概念与基础知识电磁波及其特性遥感传感器所探测到的是目标物在单位时间辐射(反射或发射)的能量,由于电磁辐射的粒子性,所以某时刻到达传感器的电磁辐射能量才具有统计性。电磁波的波长不同,其波动性和粒子性所表现的程度也不同,一般来说,波长愈短,辐射的粒子特性愈明显,波长愈长,辐射波动特性愈明显。遥感技术正是利用电磁波波粒二象性这两方面特性,达到探测目标物电磁辐射信息的。时、空周期性可以由波动方程的波函数来表示。基本概念与基础知识电磁波谱遥感常用各光谱波段主要特性如下：基本概念与基础知识电磁辐射源自然界中一切物体在发射电磁波的同时,也被其它物体发射电磁波所辐射。遥感的辐射源可分自然电磁辐射源和人工电磁辐射源两类,它们之间没有什么原则区别。就象电磁波谱一样,从高频率到低频率是连续的。物质发射的电磁辐射也是连续的。基本概念与基础知识地物的光谱特性地物的光谱特性是遥感技术的重要理论依据,因为它既为传感器工作波段的选择提供依据,又是遥感数据正确分析和判读的理论基础,同时也作为利用计算机进行数字图象处理和分类时的参考标准。电磁波辐射到任何一个物体上均会产生三个分量,即反射、吸收和透射。衡量物体的反射、吸收和透射能力通常采用反射率、吸收率及透射率。反射率ρ=反射能量/入射总能量透射率τ=透射能量/入射总能量吸收率α=吸收能量/入射总能量物体反射、透射和吸收电磁波辐射的能量之和等于电磁波的总能量,反射率、吸收率及透射率之和为1。ρ+τ+α=1基本概念与基础知识地物的发射光谱曲线不同地物对太阳的电磁辐射具有不同的波谱反射曲线,若测定了该地区内各种地物的波谱反射曲线,就有可能应用这些波谱曲线数据从遥感图象上识别该地区内的地物。同一类地物例如植被,它们的波谱曲线虽然形状相似,但在某些光谱段内它们的光谱反射率差别较大,利用这些差异,就有可能判别一些同类不同种的地物。基本概念与基础知识地物的反射光谱特性通常地物发射电磁辐射的能力是以发射率作为衡量标准。地物的发射率以黑体辐射为基准。物体不断辐射具有能量和光谱分布的电磁波,而这种能量又依物体的反射率和温度而变化。由于这种辐射依赖于温度,因而叫做热辐射。由于热辐射根据构成物体的物质及条件不同而变化。所以确定了以黑体为基准的热辐射的定量法则。黑体辐射是指黑体的热辐射,它是在一切方向上都均等的辐射。其辐射亮度是温度和波长的函数,用普朗克的辐射定律表示。基本概念与基础知识地物的透射特性有些地物(如水和冰),具有透射一定波长的电磁波能力,通常把这些地物叫做透明地物。地物的透射能力一般用透射率表示。透射率就是人射光透射过地物的能量与人射总能量的百分比。地物的透射率随着电磁波的波长和地物的性质的不同而变化。例如水体对0.45~0.56rm的蓝绿光具有一定的透射能力,较浑浊水体的透射深度为1~2m,一般水体的透射深度可达10~20m。又如,波长大于1mm的微波对冰体具有透射能力。一般情况下,绝大多数地物对可见光都没有透射能力。红外线只对具有半导体特征的地物,才有一定的透射能力。微波对地物具有明显的透射能力,这种透射能力主要由入射波的波长而定。因此,在遥感技术中,可以根据它们的特性,选择适当的传感器来探测水下、冰下某些地物的信息。监测流程02监测流程信息输出形成水土保持遥感监测结果报告信息提取提取地表特征、水土流失状况等信息数据预处理影像几何校正、辐射校正、大气校正等结果分析对监测结果进行分析、评估、验证影像分类基于监督或无监督的分类算法谣感监测数据处理流程包