《3S技术及其在水利工程中的应用》课件-项目1：遥感基础

遥感概述遥感概述01遥感的定义02遥感的发展03遥感的特点04遥感的组成05电磁波与电磁波谱遥感的定义遥感即遥远的感知，是指在不直接接触的情况下，对目标或自然现象远距离探测和感知的一种技术。遥感的定义遥远的感知，泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、力场、声波、地震波等的探测。广义遥感应用探测仪器，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，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。狭义遥感遥感的定义鸟巢和水立方珠穆朗玛峰遥感的发展历程美国学者艾弗林.普鲁伊特Evelyn.L.Pruitt最早使用“遥感”一词1960在美国密歇根大学召开了环境遥感国际讨论会，标志着遥感这门新兴学科正式形成1961遥感的发展历程萌芽阶段（地面、空中遥感）航空遥感航天遥感遥感的发展历程1839-1857年：地面遥感阶段1858年：法国人陶纳乔Tournachon用系留气球拍摄了法国巴黎的“鸟瞰”像片1.萌芽阶段1860年：JM布莱克乘气球在空中拍摄美国波士顿照片，用飞鸽、风筝等作为遥感平台拍摄空中照片遥感的发展历程莱特兄弟发明飞机1903出现红外航摄胶片19312.航空遥感1937进行首次彩色航空拍摄遥感的发展历程遥感的发展历程3.航天遥感前苏联发射世界第一颗人造地球卫星1957陆续发射了不同高度、不同用途的卫星1960陆地卫星气象卫星海洋卫星传感器多光谱相机多波段扫描器微波辐射计合成孔径侧视雷达遥感的发展历程遥感的特点1.大面积同步观测遥感技术能够在较短的时间内，从空中乃至宇宙空间对大范围地区进行对地观测，并获取大量的地理信息。遥感的特点遥感的特点2.时效性在很短时间内对同一地区进行重复探测，获得短周期动态变化数据。2020年海南局部地区作物休耕或撂荒、单季种植影像遥感的特点3.数据的综合性和可比性遥感图像综合反映地球上许多自然、人文信息。遥感的特点3.数据的综合性和可比性遥感图像上包含的信息量非常大，地球资源卫星Landsat和CBERS等所获得的地物电磁波特性均可以较综合地反映地质、地貌、土壤、植被、水文等特征而具有广阔的应用领域。综合性遥感的特点3.数据的综合性和可比性在轨运行的遥感传感器多种多样，植被在绿波段上反射率高，红波段反射率低，近红外反射率最高，对同一植被、同一传感器的多波段数据上呈现的色调就是有亮有暗的。可比性遥感的特点4.经济性研制发射卫星和传感器的投入与所获得的的收益，遥感数据产品的大数据及存储性，决定了其与传统方法相比大大节省了人力、物力、财力和时间，具有很高的经济效益和社会效益。遥感的特点5.局限性遥感传感器的探测波段有限，已经利用的电磁波谱段对许多地物的某些特征还不能准确反映，还需要发展高光谱分辨率遥感、理论技术上的支持以及实测数据的验证。遥感的组成遥感系统信息源信息获取信息处理信息应用遥感的组成1.信息源吸收电磁波反射电磁波透射电磁波辐射电磁波信息源是遥感需要对其进行探测的目标物。遥感的组成2.信息获取运用遥感技术接收、记录目标物电磁波特性的探测过程。遥感的组成2.信息获取遥感技术装备遥感平台传感器搭载传感器的运载工具气球、飞机和人造卫星探测目标物电磁波特性的仪器设备照相机、扫描仪和成像雷达遥感的组成3.信息处理信息处理是指运用光学仪器和计算机设备对所获取的遥感信息进行校正、分析和解译处理的技术过程。信息处理的作用是掌握或清除遥感原始信息的误差，从遥感信息中提取并转换所需的有用信息。遥感的组成4.信息应用专业人员按不同目的将遥感信息应用于各业务领域的过程。不同遥感信息的融合遥感信息和非遥感信息的复合电磁波与电磁波谱1.电磁波概念变化的电场能够在它周围引起变化的磁场，这一变化的磁场又在较远的区域内引起新的变化电场，并在更远的区域内引起新的变化磁场。这种变化的电场和磁场交替产生，以有限的速度由远及近在空间内传播的过程。电磁波与电磁波谱2.电磁波性质电磁波是横波，在真空中以光速传播。电磁波与电磁波谱2.电磁波性质电磁波的传播是能量的传递，具有波粒二象性。

波动性电磁波在传播过程中粒子性电磁波与物质相互作用时

反射、折射、吸收、透射电磁波传播到气体、液体、固体介质时电磁波与电磁波谱2.电磁波性质c=λf波动性Q=hf粒子性h普朗克常数c光速λ波长f频率Q能量电磁波与电磁波谱2.电磁波性质电磁波波长越短能量越强穿透物体的能力更强电磁波波长越长能量越弱衍射绕过障碍物的能力更强电磁波与电磁波谱3.电磁波谱根据电磁波在真空传播的波长或频率，按递增或递减顺序排列成的图表叫电磁波谱。电磁波与电磁波谱3.电磁波谱习惯上将电磁波谱分成7个区：γ射线-X射线-紫外线-可见光-红外线-微波-无线电波。遥感中应用的光谱范围遥感的分类按遥感平台分1.地面遥感地面遥感：传感器设置在地面平台上，搭载平台低于50米遥感系统车载船载手提三脚架按遥感平台分1.地面遥感地面遥感是人们设计传感器探测波段的依据地面遥感是检查大气纠正准确度的依据按遥感平台分1.地面遥感太阳辐射经过大气层会有衰减，原始遥感影像上的能量跟目标地物的真实能量不一样，要进行纠正，实地测量的目标地物的反射波谱的标准值检测纠正的正确性。按遥感平台分2.航空遥感航空遥感：遥感高度在80km以下时，传感器设置于航空器上，主要的搭载平台是飞机、气球、无人机等。按遥感平台分3.航天遥感整个卫星的平台高度范围是80km-3600km，3600km的卫星对应的是地球静止和地球同步卫星，作用是通讯卫星。陆地资源卫星作用探测是天气、水文、资源、环境、矿产、人口、海洋等方面的信息，大致都是太阳同步轨道卫星，卫星高度在700-900km范围内。按传感器的探测波段分紫外遥感：探测波段在0.05~0.38μm之间可见光遥感：探测波段在0.38~0.76μm之间红外遥感：传感器能够目标物在0.76~1000μm之间的影像时微波遥感：传感器能够接受目标物返回的1mm~1m之间的波长上的能量按传感器的探测波段分传感器不仅在可见光波段设置通道，还在近红外波段有探测通道。多波段遥感可见光波段红外波段范围多波段遥感探测波段按工作方式分主动遥感被动遥感按工作方式分类遥感按工作方式分1.被动遥感太阳光入射到地球表面上，波长范围包括可见光、红外、微波，当辐射来源是太阳光时，传感器被动接受目标物返回的的太阳辐射，这个过程中传感器没有发射电磁波，被动遥感的传感器仅被动接收目标物的自身发射和对自然辐射源（太阳辐射）的反射能量。按工作方式分2.主动遥感在遥感中，雷达技术应用在卫星上时，探测器主动发射一定电磁波能量并接收目标的后向散射信号，在遥感应用领域中，只有微波遥感能实现主动遥感。按工作方式分成像遥感传感器接收的目标电