《遥感概论绪论》PPT课件.ppt

遥感概论2课程定位及主要内容课程在专业中的定位课程在专业中的定位专业基础课程地表信息获取的重要手段和方法主要内容主要内容遥感概念和遥感技术系统(第1章)遥感的物理基础(第2，3章)遥感数据的获取和遥感图像特征(第47章)遥感图像处理(第8章)遥感图像解译(第910章)遥感应用(第11章)3教学组织教学方式：教学方式：课堂讲授上机实验考核方式：考核方式：平时成绩30%（出勤、作业、实验报告）期末考试70%4教学目的理解遥感基本概念和技术体系，了解遥感技术发展的前沿动态理解遥感的物理基础理解几种遥感成像方式的原理，掌握遥感图像特征掌握遥感数字图像处理的主要原理和方法理解遥感图像解译的原理，掌握典型遥感图像的判读方法以及遥感图像的计算机分类方法了解遥感信息的应用具备一定的实验技能和遥感软件的应用能力初步具备解决遥感技术实际应用基本问题的能力5教学要求上课认真听讲，记笔记，不懂的地方及时提出或课后查阅相关资料认真完成课后作业认真完成实验报告并按时上交自觉阅读课后参考书目6参考资料 教材和参考书目7参考资料 遥感网站中国科学院遥感与数字地球研究所 北京大学遥感与地理信息系统研究所 /国家精品课程国家精品课程资源网资源网 各种论坛与数据网8第一章 绪论 本章主要内容：本章主要内容：遥感的基本概念遥感技术系统遥感的特点遥感的分类遥感的发展简史91 什么是遥感遥感一词来自英语RemoteSensing，即“遥远感知”中国古代：千里眼（物体、光、眼睛）千里眼（物体、光、眼睛）顺风耳（声音、空气、耳朵）顺风耳（声音、空气、耳朵）101 什么是遥感字面理解：遥远的感知（字面理解：遥远的感知（RemoteSensing，RS）广义遥感：广义遥感：泛指各种非接触的、远距离的探测技术 电磁波遥感（光、热、无线电波）电磁波遥感（光、热、无线电波）力场遥感（重力、磁力）声波遥感 地震波遥感 空对地空对地 地对空 空对空物理探测用传播信息的载体或媒介来定义用目标与观测者的相对位置关系来定义111 什么是遥感狭义遥感：狭义遥感：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感知什么：地物目标的电磁波特性怎样感知：使用探测仪器，不与目标相接触为什么感知：揭示物体的特征性质及其变化121 什么是遥感辨析三个概念：辨析三个概念：遥测：遥测：对被测物体某些运动参数和性质进行远距离测量的技术，分为接触测量和非接触测量遥控：遥控：远距离控制目标物运动状态和过程的技术遥感：遥感：常常综合运用遥测和遥控两种技术132 遥感技术系统遥感技术系统：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遥感技术系统的组成遥感技术系统的组成信息源信息的获取信息的记录和传输信息的处理信息的应用142 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 （1）信息源）信息源（2）信息获取信息获取（3）信息接收信息接收（4）信息处理信息处理（5）信息应用信息应用152 遥感技术系统信息源信息源任何地物都可以发射、反射和吸收电磁波信号，都是遥感信息源目标物与电磁波发生相互作用，会形成目标物的电磁波特性，这为遥感探测提供了获取信息的依据162 遥感技术系统信息的获取信息的获取地物空间信息主要由搭载在遥感平台上的传感器来获取传感器传感器：接收、记录地物电磁波特征的仪器，主要有：扫描仪、雷达、摄影机、光谱辐射计等遥感平台遥感平台：装载传感器并能使其正常工作的工具，主要有：地面平台、空中平台、空间平台MSS传感器、TM传感器遥感平台172 遥感技术系统信息的记录和传输信息的记录和传输传感器接收到目标地物的电磁波信息，记录在数字介质或胶片上数字介质上的信息可通过卫星上的微波天线传输给地面卫星接收站（航天遥感数据）；胶片由人或回收舱送至地面回收（航空/近地面遥感数据）18 地面卫星接收站：地面卫星接收站：接收、处理、存档、分发各类地球资源遥感卫星数据并进行相关技术研究，为遥感应用提供数据服务19中国科学院遥感卫星地面站202 遥感技术系统遥感信息处理遥感信息处理定义定义：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类别类别：校正处理增强处理融合处理分类处理目的目的：通过对遥感信息的校正、分析和解译处理，掌握或清除遥感原始信息的误差，归纳出被探测目标物的影像特征，然后依据特征从遥感信息中识别并提取所需的有用信息212 遥感技术系统遥感信息应用遥感信息应用信息应用：指专业人员按不同的目的将遥感信息应用于各业务领域的使用过程基本方法：将遥感信息作为地理信息系统的数据源，供人们对其进行查询、统计和分析利用应用领域：自然资源调查、环境监测、地质矿产勘探、地图测绘、军事以及城市建设和管理等223 遥感的特点宏观性宏观性同一时刻获取大面积数据资料动态性动态性快速、周期性地对同一地点连续观测技术手段多，信息海量技术手段多，信息海量多波段高光谱，低高的分辨率，主动被动，二维三维应用领域广泛，经济效益高应用领域广泛，经济效益高美国投入效益比：1：80233 遥感的特点宏观性宏观性覆盖范围大、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243遥感的特点动态动态性性重复探测，有利于进行动态分析对同一地区重复观测一次 Landsat 16天SPOT 26天CBERS 4-5天气象卫星FY-1每天可覆盖地球2次Las Vegas,1992Las Vegas,1986Las Vegas,1972253 遥感的特点技术手段多，信息海量技术手段多，信息海量可以获得可见光、紫外、红外及微波波段的信息波段的延长使对地球的观测走向了全天候26 Space Imaging Space ImagingGreen ReflectanceNIR Reflectance多波段图像27greenredNear-infra red多波段图像284 遥感的分类按遥感平台分类按遥感平台分类按按工作工作波段分类波段分类按传感器工作按传感器工作原理原理分类分类按资料获取方式分类按资料获取方式分类波段宽度与波谱的连续性分类波段宽度与波谱的连续性分类按应用领域分类按应用领域分类294 遥感的分类按遥感平台分类（按遥感平台分类（航天、航空、地面遥感航天、航空、地面遥感）航天遥感航天遥感轨道卫星载人飞船（500 km)航天飞机（300 km)探空火箭（100-650 km)地球同步卫星太阳同步卫星长寿命(500-1000 km)（36000 km）短寿命(150-500 km)30地面遥感地面遥感高塔 （300m)车船 （30m)观测架（几米）航空遥感航空遥感飞机气球飘浮气球（50km）系留气球（15km）中空飞机（9-15km）低空飞机（9km）31遥感平台遥感平台高度高度用途用途备注备注静止卫星36，000km定点地球观测GMS地球观测卫星5001000km定期地球观测Landsat航天飞机240350km不定期观测无线探空仪100m-100km各种调查探空气球高空喷气机1000012000m侦察，大范围调查中低空飞机5008000m航空摄影测量飞艇5003000m空中侦察直升机1002000m摄影测量无线遥控飞机500m以下各种调查牵引飞机50500m牵引滑翔机系留气球800m以下缩道1040m遗迹考古调查吊车550m近距离摄影测量地面遥感030m地面实况调查324遥感的分类按传感器探测波段分类按传感器探测波段分类紫外遥感紫外遥感(0.05-0.38m)：收集和记录目标物在紫外波段辐射能量可见光遥感可见光遥感m)：收集和记录目标物反射的可见光辐射能量，传感器有：摄影机、扫描仪、摄像仪等红外遥感红外遥感(0.76-1000m)：收集与记录目标物反射与发射的红外能量，传感器有：摄影机、扫描仪等微波遥感微波遥感(1mm-1m)：收集和记录在微波波段的反射能量，传感器有：扫描仪、微波辐射计、雷达、高度计等334遥感的分类按传感器工作方式分类按传感器工作方式分类被动遥感被动遥感：传感器不向目标发射电磁波，仅被动接收目标物的自身发射和对自然辐射源的反射能量主动遥感主动遥感：传感器主动发射一定电磁波能量，并接收目标的后向散射信号34 被动遥感和主动遥感的区别被动遥感和主动遥感的区别354遥感的分类按按遥感资料获取遥感资料获取方式分类方式分类成像遥感成像遥感：传感器接收的目标电磁辐射信号可转换成（数字或模拟）图像非成像遥感非成像遥感：传感器接收的目标电磁辐射信号不能形成图像36被动方式被动方式 扫描(图像方式)非扫描非图像方式微波辐射计地磁测量仪重力测量仪傅立叶光谱仪其他图像方式(照相机)黑白天然彩色红外彩色红外其他像面扫描电视摄像机固体扫描仪(CCD)物面扫描光机扫描仪固体扫描仪37主动方式主动方式 扫描(图像方式)非扫描(非图像方式)微波散射计微波高度计激光光谱仪激光高度计像面扫描（被动型相控阵雷达）物面扫描激光水深计激光测距仪微波辐射计真实孔径雷达合成孔径雷达384遥感的分类按应用领域分类按应用领域分类土地遥感（Domanial）环境遥感（Environmental）大气遥感（Atmospheric）海洋遥感（Oceanographic）农业遥感（Agricultural）林业遥感（Forestry）水利遥感（Hydrographic）地质遥感（Geological）395 遥感的发展简史Remote Sensing Remote Sensing 的提出：的提出：美国海军研究局的艾弗林普鲁伊特于 1960年提出，1961年正式通过发展阶段：发展阶段：无记录的地面遥感阶段(1608-1838)有记录的地面遥感阶段（1838-1857）空中摄影遥感阶段（1858-1956）航天遥感阶段（1957-）405 遥感的发展简史无记录的地面遥感阶段无记录的地面遥感阶段(1608-1838)(1608-1838)1608年汉斯李波尔赛制造了世界上第一架望远镜1609年伽利略制作了放大3倍的望远镜开辟了远距离观测的先河开辟了远距离观测的先河415 遥感的发展简史有记录的地面遥感阶段（有记录的地面遥感阶段（1838-18571838-1857）1839年达盖尔（Daguerre）与尼普斯（Niepce）发明了摄影术，成功的利用胶片进行拍摄1849年法国的Aime Laussedat制定了摄影测量计划，成为有目的有记录的地面遥感发展阶段的标志摄影技术的发明，并与望远镜相结合为远距离摄影摄影技术的发明，并与望远镜相结合为远距离摄影JNNiepce(1826,France)TheworldsfirstphotographicimageUpper loft of the housePear tree&a patch of sky showingAnother wing of the houseThe slanting roof of the barn435 遥感的发展简史空中摄影遥感阶段（空中摄影遥感阶段（1858-19561858-1956）1858，系留气球上拍摄法国巴黎的“鸟瞰”相片1860，气球上拍摄了美国波士顿市的照片1903，飞鸽身上捆绑微型摄像机试验1903，莱特兄弟发明了飞机航空遥感的萌芽阶段航空遥感的萌芽阶段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扩大了航空遥感定性分析的可能性扩大了航空遥感定性分析的可能性1942年，红外黑白航空摄影和红外假彩色航空摄影首次出现探探测波段得到扩展测波段得到扩展 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.Intrepid balloon （无畏号），（无畏号），1862 The balloon being inflated by using portable hydrogen generating system during the Civil War.Pigeons,1903 A squadron of pigeons equipped with lightweight 70-mm aerial cameras.For obvious reasons,pigeons are not ideal platform.Kites,1906 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 17 kites.The kites achieved at altitude of 2000 ft above sea level.19031903，Wright BrothersWright Brothers发明了飞机飞机，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 FigureClose-upviewofaworldwarI FigureVerticalphotographyofWorldWarItrenchesinEurope（欧洲战壕）Aerial photography in World war II Figure Vertical aerial photograph of a V2 rocket launching facility a Peenemunde in World War II.515 遥感的发展简史航天遥感阶段（航天遥感阶段（1957-1957-）1957年10月4日，前苏联成功发射了人类第一颗人造地球卫星1960年，美国发射了TIROS-1和NOAA-1太阳同步卫星1972年，美国发射ERTS-1（后改名为Landsat-1），装有MSS传感器，分辨率79米1982年，Landsat-4发射，装有TM传感器，分辨率提高到30米1986年，法国发射SPOT-1，装有PAN和XS传感器，分辨率提高到10米1988年9月7日，中国发射第一颗“风云1号”气象卫星1999年，美国发射IKNOS，空间分辨率提高到1米1999年，美国发射QUICKBIRD-2，空间分辨率提高到0.6米526 我国遥感的发展概况航空摄影测量的发展（50、60年代）航空新型传感器试验与系统集成（70年代以来）卫星发射与航天遥感的发展1970年4月24日：东方红1号1988年9月7日：FY-1-A；1990年9月3日：FY-1-B；1999年5月10日：FY-1-C1997年6月10日：FY-2-A；2000年6月25日：FY-2-B；2004年10月19日：FY-2-C1999年10月14日：中巴地球资源遥感卫星CBERS1百度百科：中国航天 53中国遥感卫星地面站（1986）美国Landsat法国SPOT加拿大RADARSAT中巴CBERS遥感影像处理从普遍采用国际先进的商品化软件向软件国产化迈进探索图像处理新方法遥感应用在遥感应用领域进行了广泛的探索和应用试验研究广泛渗入各地区和各业务部门，极大地扩展了应用领域完成了一批全国范围和省、市、自治区范围的大型应用项目遥感在应用领域取得良好的经济效益和社会效益遥感研究机构、专业出版物、教育事业54遥感研究机构中国空间技术研究院北京市遥感信息研究所武汉大学遥感信息工程国家重点实验室中国科学院遥感应用研究所、国家遥感应用工程技术研究中心（IRSA6.1遥感数据处理系统）中国科学院遥感卫星地面站中国林业科学研究院资源信息研究所中国测绘科学研究院（CASMImageInfo遥感数据处理系统）北京东方泰坦科技有限公司（TitanImage遥感图像处理软件V6.0）55国内遥感与地理信息主要期刊国内遥感与地理信息主要期刊遥感学报遥感信息国土资源遥感遥感技术与应用武汉大学学报：信息科学版测绘学报测绘通报地理与地理信息科学地理科学进展56国内国内3S论坛论坛GIS帝国 地理信息系统论坛 GIS空间站 集思学院 三思而行 GIS时代网 576 我国遥感的发展概况我国遥感发展的特点：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587 当前遥感发展的主要特点和趋势多国发射卫星的局面已经形成多国发射卫星的局面已经形成597 当前遥感发展的主要特点和趋势高分遥感发展迅速，多种传感器并存高分遥感发展迅速，多种传感器并存高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨遥感从定性到定量分析遥感从定性到定量分析遥感从“定性”向“定量”转变，定量遥感成为遥感应用的发展热点遥感信息提取逐步自动化遥感信息提取逐步自动化建立适用于遥感图像自动解译的专家系统，逐步实现遥感图像专题信息提取自动化遥感遥感商业化商业化IKONOS、QUICKBIRD、ORBVIEW、608“3S”技术“3S”技术密切结合技术密切结合RS（RemoteSensing）遥感GIS（GeographicalInformationSystem）地理信息系统采集、存储、管理、分析和描述整个或部分地球表面（包括大气层在内）与空间和地理分布有关的数据的空间信息系统GPS（GlobalPositionSystem）全球定位系统利用卫星定位技术快速、实时确定任一地面目标点空间坐标和方位的方法618“3S”技术“3S”技术密切结合技术密切结合三者关系三者关系GPS为GIS和RS提供精确的实时定位数据RS是为GIS数据库更新提供现实信息的手段之一GIS又是RS成果评价空间分析的有效工具3S主要应用领域：交通气象精细农业数字城市防灾减灾地下管线探测629 遥感的应用资源调查与应用资源调查与应用环境监测评价环境监测评价区域分析规划区域分析规划全球宏观研究全球宏观研究 63一、一、资源调查资源调查方面的应用方面的应用1.在在农业、林业方面农业、林业方面的应用：农、林土地资源调查、病的应用：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6465一、一、资源调查资源调查方面的应用方面的应用2.遥感在遥感在地质矿产地质矿产方面的应用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66一、一、资源调查资源调查方面的应用方面的应用3.在在水文、水资源水文、水资源方面的应用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水资源调查67二、二、环境监测评价环境监测评价方面的应用方面的应用1.在在环境监测环境监测方面的应用方面的应用污染物位置、性质、动态变化及对环境的影响；环境制图长江三峡库区环境本底调查、环境演变分析、动态监测等2.在在对抗自然灾害对抗自然灾害中的应用中的应用灾害性天气的预报旱情、洪水、滑坡、泥石流和病虫害监测森林火灾监测68二、二、环境监测评价环境监测评价方面的应用方面的应用69三、三、区域分析及建设规划区域分析及建设规划方面的应用方面的应用区域性是地理学的重要特点腾冲、长春、三北防护林等都是遥感区域分析的典范城市化和城市遥感的兴起：城市土地利用、环境监测、道路交通分析、环境地质、城市规划等70四、四、全球性宏观研究全球性宏观研究中的应用中的应用全球性问题与全球性研究（GlobalStudy）人口问题、资源危机、环境恶化等利用GPS监测和研究板块的运移；深大断裂活动；全球性气候研究和灾情预报；世界冰川的进退717273Population ChangeLas Vegas,196474Population ChangeLas Vegas,197275Population ChangeLas Vegas,198676Population ChangeLas Vegas,199277五、遥感在五、遥感在其它方面其它方面的应用的应用1.在在测绘制图测绘制图方面的应用方面的应用卫星遥感可以覆盖全球的每一个角落，不再有资料的空白区重复探测，为动态制图和利用地图进行动态分析提供了信息保障可缩短成图周期，降低制图成本数字卫星遥感信息可直接进入计算机进行处理，省去了图像扫描数字化的过程改变了传统的从大比例尺逐级缩编小比例尺地图的逻辑程序2.在在历史遗迹、考古调查历史遗迹、考古调查方面的应用方面的应用3.在在军事军事上的应用上的应用78课后作业P255 结合本专业试述当前遥感发展的现状与趋势结合本专业试述当前遥感发展的现状与趋势