遥感原理与方法.ppt

1、1,遥感原理与应用,湖北大学资源环境学院,2,本课程主要讲授内容及学时安排,第一章 遥感绪论 4课时 第二章遥感物理基础 6课时 第三章遥感成像原理 8课时 第四章遥感图像处理 10课时 第五章遥感图像目视解译 4课时 第六章数字图像计算机解译 6课时 第七、八章遥感应用 6课时 实验：野外调查4学时，上机16学时, lll,湖北大学资源环境学院,3,上机实验安排,本课程有课堂教学和实验教学两部分： 上课时间和地点： 第2-12周在三号教学楼上课； 第13周调课至周末做野外调查； 第14-17周在资环学院5楼GIS实验室上实验课。,湖北大学资源环境学院,4,主要参考书,梅安新等，遥感导论，高等

2、教育出版社，2001。 孙家抦等，遥感原理与应用，武汉大学出版社，2003。 彭望录等，遥感概论，高等教育出版社，2002年,湖北大学资源环境学院,5,主要参考刊物,遥感学报， 遥感信息， 武汉大学学报（信息科学版） 测绘学报，,International Journal of Remote Sensing Journal of Photogrammetry and Remote Sensing Geoscience and Remote Sensing Photogrammetric Engineering and Remote Sensing,湖北大学资源环境学院,6,第一章 绪论,本章主

3、要内容 遥感的概念与技术系统 遥感发展概况及其展望 遥感在地理信息学中的作用 遥感的应用,湖北大学资源环境学院,7,1、遥感概述,一、遥感的概念 遥感（Remote Sensing)：从远处探测、感知物体或事物的技术。即不直接接触物体本身，从远处通过各种传感器探测和接收来自目标物体的信息，经过信息的传输及其处理分析，来识别物体的属性及其分布等特征的综合技术。,湖北大学资源环境学院,8,二、遥感技术的特点,宏观性、综合性,覆盖范围大、信息丰富。一景TM影像为185185平方公里；影像包含各种地表景观信息，有可见的，也有潜在的。,湖北大学资源环境学院,9,二、遥感技术的特点,多波段性 波段的延长使

4、对地球的观测走向了全天候。, Space Imaging, Space Imaging,Green Reflectance,NIR Reflectance,多波段图像,Here is an example of three bands, green, red and near infra-red displayed separately as grayscale,green,red,Near-infra red,多波段图像,湖北大学资源环境学院,12,二、遥感技术的特点,多时相性 重复探测，有利于进行动态分析。,Las Vegas, 1992,Las Vegas, 1986,Las Vegas

5、, 1972,湖北大学资源环境学院,13,二、遥感技术的特点,多时相性 重复探测，有利于进行动态分析。,1986,2002,1992,湖北大学资源环境学院,14,三、遥感的分类,按照遥感的工作平台分类： 地面遥感、航空遥感、航天遥感。 按照探测电磁波的工作波段分类： 可见光遥感、红外遥感、微波遥感等。 3、按照遥感应用的目的分类： 环境遥感、农业遥感、林业遥感、地质遥感等 4、按照资料的记录方式： 成像方式、非成像方式 5、按照传感器工作方式分类： 主动遥感、被动遥感,湖北大学资源环境学院,15,四、遥感技术系统,遥感技术系统的组成 遥感试验：对电磁波特性、信息获取、传输和处理技术的试验。 遥

6、感信息获取：中心工作。遥感平台和传感器。 遥感信息处理：处理的原因 遥感信息应用：,遥感技术系统：是一个从地面到空中直至空间；从信息收集、存储、传输处理到分析判读、应用的完整技术系统。,湖北大学资源环境学院,16,四、遥感技术系统,卫星 传感器,信息接收、处理,用户制图,实况调查,分析判断,物体,湖北大学资源环境学院,17,四、遥感技术系统,湖北大学资源环境学院,18,The process of remote sensing,1. Energy Source or Illumination 照度(A) - the first requirement for remote sensing is

7、 to have an energy source which illuminates or provides electromagnetic energy to the target of interest. 2. Radiation and the Atmosphere (B) - as the energy travels from its source to the target, it will come in contact with and interact with the atmosphere it passes through. This interaction may t

8、ake place a second time as the energy travels from the target to the sensor.,湖北大学资源环境学院,19,The process of remote sensing,3. Interaction with the Target (C) - once the energy makes its way to the target through the atmosphere, it interacts with the target depending on the properties of both the targe

9、t and the radiation.(与目标地物的相互作用） 4. Recording of Energy by the Sensor (D) - after the energy has been scattered by, or emitted from the target, we require a sensor (remote - not in contact with the target) to collect and record the electromagnetic radiation. 5. Transmission, Reception, and Processin

10、g (E) - the energy recorded by the sensor has to be transmitted, often in electronic form, to a receiving and processing station where the data are processed into an image (hardcopy and/or digital).,湖北大学资源环境学院,20,The process of remote sensing,6. Interpretation and Analysis (F) - the processed image

11、is interpreted, visually and/or digitally or electronically, to extract information about the target which was illuminated. 7. Application (G) - the final element of the remote sensing process is achieved when we apply the information we have been able to extract from the imagery about the target in

12、 order to better understand it, reveal some new information, or assist in solving a particular problem. These seven elements comprise the remote sensing process from beginning to end. We will be covering all of these in sequential order, building upon the information learned as we go. Enjoy the jour

13、ney!,湖北大学资源环境学院,21,2、遥感发展概况与展望,一、遥感发展概况,Remote Sensing 的提出：美国学者布鲁伊特于 1960年提出，61年正式通过。 遥感发展的三个阶段： 萌芽阶段 航空遥感阶段 航天遥感阶段,湖北大学资源环境学院,22,萌芽阶段,1839年，达格雷发表第一张空中相片； 1858年，法国人用气球携带照相机拍摄了巴黎的空中照片。 1882年，英国人用风筝拍摄地面照片；,History of aerial photography and aerial platforms,J N Niepce (1826, France ) The worlds first p

14、hotographic image,Upper left of the house,Pear tree & a patch of sky showing,Another wing of the house,The slanting roof of the barn,G F Tournachon (1820-1910), he call himself Nadar. The first-known aerial photograph was obtained from a balloon by a Parisian photographer in 1858 near Paris,France.,

15、Intrepid balloon, 1862 The balloon being inflated by using portable hydrogen generating system during the Civil War .,1906, Kites figure “San Francisco in ruins” ,G R Lawrence, Aerial photograph of “San Francisco in ruins” obtained after April 18,1906 earthquake using a captive airship consisting of

16、 17 kites. The kites achieved at altitude of 2000 ft above sea level.,Pigeons,1903. A squadron of pigeons equipped with lightweight 70-mm aerial cameras. For obvious reasons, pigeons are not ideal platform .,湖北大学资源环境学院,28,航空遥感阶段,1903年，莱特兄弟发明飞机，创造了条件。 1909年，意大利人首次利用飞机拍摄地面照片。 一战中，航空照相技术用于获取军事情报。 一战后，航

17、空摄影用于地形测绘和森林调查与地质调查。 1930年，美国开始全国航空摄影测量。 1937年，出现了彩色航空像片。,1903， Wright Brothers 发明了飞机，使航空摄影测量成为可能。,Engine-powered flight on December 17,1903. It lasted 12 seconds and covered 120 ft.,Aerial photography in World war I,Figure Close-up(特写镜头) view of a world war I Figure Vertical photography of World Wa

18、r I trenches(战壕) in Europe., lll,Aerial photography in World war II,Figure Vertical aerial photograph of a V2 rocket launching facility a Peenemunde in World War II.,湖北大学资源环境学院,32,航天遥感阶段,1957年，苏联发射第一颗人造地球卫星；意义重大。 70年代美国的陆地卫星 法国的Spot卫星 发展中国家的情况：中国，印度，巴西等。,湖北大学资源环境学院,33,二、我国遥感发展概况,50年代航空摄影和应用工作。 60年代，

19、航空摄影工作初具规模，应用范围不断扩大。 70年代，腾冲遥感实验获得巨大成功。 70.4.24发射第一颗人造地球卫星。 80年代是大发展阶段。 目前，某些方面已经进入世界先进水平行列。,湖北大学资源环境学院,34,二、我国遥感发展概况,我国遥感发展的特点,国家的重视和支持，为遥感的快速发展奠定了基础。 集中人力、物力重点公关，重点突破。 全国性、大区域遥感工程的完成，充分显示了我国遥感的特色和水平。,湖北大学资源环境学院,35,三、当前遥感发展主要特点与展望,多国发射卫星的局面已经形成 高分辨率小型商业卫星发展迅速 雷达卫星遥感日益受到青睐 星载主动式遥感的发展，使探测手段更趋多样化。 高光谱

20、分辨率传感器是未来空间遥感发展的核心内容。 高光谱分辨率传感器是指既能对目标物成像又可以测量目标物波谱特性的光学传感器。 遥感应用不断深化,湖北大学资源环境学院,36,三、当前遥感发展主要特点与展望,地理信息系统的发展与支持是遥感发展的又一进展和动向。 遥感手段获得的丰富信息GIS的科学管理 遥感应用有赖于GIS提供多种信息源进行信息复合及其综合分析。 因此，GIS是遥感的进一步发展和延伸，成为遥感发展的一个新动向。,湖北大学资源环境学院,37,3、遥感在地理信息学中的作用,一、遥感已成为地理信息学研究的重要信息源 遥感信息的准确性、客观性 遥感信息的实时性与及时性 遥感信息的周期性：动态研究

21、 遥感信息的多样性：多波段信息；图像信息与数字化信息；二维平面信息与三维空间信息；从而使获得的信息形成多层次、多方式、多侧面全方位，拓宽了地理信息学研究的深度和广度。,湖北大学资源环境学院,38,3、遥感在地理信息学中的作用,二、遥感已成为地理信息研究的重要手段和方法 遥感方法为地理信息分析提供了基础，也为地理信息分析从定性到定量，从静态到动态创造了条件。 遥感与地理信息系统的结合，为地理信息研究提供了广阔的发展前景。,湖北大学资源环境学院,39,4、遥感的应用,遥感应用从内容上可以概括为资源调查与应用、环境监测评价、区域分析规划及全球宏观研究四大领域。,湖北大学资源环境学院,40,一、遥感在资源调查方面的应用,在农业、林业方面的应用：农、林土地资源调查、病虫害、土壤干旱、盐化沙化的调查及监测。 土地利用类型调查 精细农业 作物估产 “三北”防护林遥感综合调查,湖北大学资源环境学院,42,一、遥感在资源调查方面的应用,遥感在地质矿产方面的应用 客观真实地反映各种地质现象，形象地反映区域地质构造,地质找矿工程地质、地震地质、水文地质和灾害地质,湖北大学资源环境学院,43,一、遥感在资源调查方面的应用,在水文、水资源方面的应用 水资源调查、流域规划、水土流失调查、海洋调查等。 青藏高原水资源调查 夏威夷群岛淡