332遥感技术及其应用课件.ppt
曾有报道，北京中关村某高科技厂家在建设厂房时要曾有报道，北京中关村某高科技厂家在建设厂房时要求使用一种高科技合成（具有质轻、防晒等功能）材求使用一种高科技合成（具有质轻、防晒等功能）材料作为房顶，但施工方在施工过程中为了获取更多的料作为房顶，但施工方在施工过程中为了获取更多的利润，有些房顶只使用一般材料，由于外观看不出差利润，有些房顶只使用一般材料，由于外观看不出差异，厂家被蒙在鼓里，一年后，北京某遥感专业的实异，厂家被蒙在鼓里，一年后，北京某遥感专业的实习学生在判读中关村多种波段的遥感图像时，发现这习学生在判读中关村多种波段的遥感图像时，发现这家工厂的厂房屋顶材质不同，于是向厂方了解，厂方家工厂的厂房屋顶材质不同，于是向厂方了解，厂方否认用了不同材质，经实习学生的进一步解释，厂家否认用了不同材质，经实习学生的进一步解释，厂家终于明白施工方用了劣质材料，因此，施工方不得不终于明白施工方用了劣质材料，因此，施工方不得不承认这一事实，并加以赔偿。为什么肉眼难以分辨，承认这一事实，并加以赔偿。为什么肉眼难以分辨，遥感却具有遥感却具有“火眼金睛火眼金睛”？资料资料遥感遥感，就是遥远的感知。，就是遥远的感知。为什么能进行遥远的感知呢？为什么能进行遥远的感知呢？因为因为地球上所有物体地球上所有物体都在不停地都在不停地发射、反发射、反射、吸收电磁波射、吸收电磁波，而且不同物体对电磁波，而且不同物体对电磁波的发射、反射、吸收的特性不同。的发射、反射、吸收的特性不同。例如，植物的叶子看起来是绿色的，是因为例如，植物的叶子看起来是绿色的，是因为叶子中的叶绿素对太阳光中蓝色和红色波长叶子中的叶绿素对太阳光中蓝色和红色波长的光强烈反射的缘故。的光强烈反射的缘故。物体的这种对电磁波固有的特性叫做物体的这种对电磁波固有的特性叫做光谱特性光谱特性我国神舟号飞船我国神舟号飞船 阅读课本阅读课本P86遥感技术遥感技术拓展人类观察力的工具拓展人类观察力的工具一、遥感技术概述一、遥感技术概述（RS）（一）遥感的概念与发展（一）遥感的概念与发展 遥感遥感借助借助对电磁波敏感的对电磁波敏感的仪器仪器，在，在不与探测目标接触的情况下，记录目标物对不与探测目标接触的情况下，记录目标物对电磁波的辐电磁波的辐 射、反射、散射等信息。并通过射、反射、散射等信息。并通过分析，揭示目标物的特征、性质及其变化的分析，揭示目标物的特征、性质及其变化的综合探测技术。综合探测技术。阅读课本阅读课本P86“遥感技术的发展遥感技术的发展”第一架第一架照相机照相机拍摄的第一张风景照片就可以称拍摄的第一张风景照片就可以称为遥感，是利用为遥感，是利用近地面平台近地面平台成像遥感，利用成像遥感，利用气球气球作作为遥感平台是对近地面遥感的进一步发展；为遥感平台是对近地面遥感的进一步发展；20世纪初第一架世纪初第一架飞机飞机诞生、诞生、1915年世界上第一年世界上第一台台航空摄影专用相机航空摄影专用相机产生，标志着产生，标志着航空遥感航空遥感技术产技术产生，但航空遥感最早被广泛应用于军事侦察领域，生，但航空遥感最早被广泛应用于军事侦察领域，直到直到1920年以后航空遥感才开始在民用领域得到应年以后航空遥感才开始在民用领域得到应用；用；1957年，原苏联第一颗年，原苏联第一颗人造卫星人造卫星的升空标志着的升空标志着人类进入太空时代，随后美国阿波罗人类进入太空时代，随后美国阿波罗宇宙飞行器宇宙飞行器发发回第一张地球影像图，标志着回第一张地球影像图，标志着太空遥感（航天遥感）太空遥感（航天遥感）时代到来。时代到来。可见，遥感技术是随着可见，遥感技术是随着工作平台工作平台、传感器传感器和和探探测器测器的发展而发展的。的发展而发展的。法国法国 SPOT-4卫星卫星火箭发射火箭发射国际空间站国际空间站 以下文字材料反映了现遥感技术的以下文字材料反映了现遥感技术的哪些特点？哪些特点？一张比例尺为一张比例尺为1：35000的的23cm23cm的的航空图片，可反映出航空图片，可反映出60多平方千米的地理景多平方千米的地理景观实况；观实况；一幅陆地卫星一幅陆地卫星TM（专题制图仪）图像，（专题制图仪）图像，其覆盖面积可达其覆盖面积可达34255平方千米。平方千米。视域广阔，监测范围大视域广阔，监测范围大 陆地卫星陆地卫星、的运行周期为的运行周期为16天，即天，即每每16天可以对全球陆地表面成像一遍；天可以对全球陆地表面成像一遍；NOAA气象卫星每天能接收两次覆盖全气象卫星每天能接收两次覆盖全球的图像。球的图像。动态监测、实时传输、快速处理动态监测、实时传输、快速处理 这种特点有利于及时发现病虫害、洪这种特点有利于及时发现病虫害、洪水及森林火灾等自然灾害，为抗灾、减灾水及森林火灾等自然灾害，为抗灾、减灾工作提供可靠的科学依据。工作提供可靠的科学依据。（二）遥感技术系统与遥感类型（二）遥感技术系统与遥感类型 1.遥感技术系统的组成遥感技术系统的组成遥感平台遥感平台遥感平台遥感平台高度高度目的目的用途用途其它其它静止卫星静止卫星36,000km定点地球观测定点地球观测气象卫星气象卫星圆轨道卫星（地球观测卫星）圆轨道卫星（地球观测卫星）500km1,000km定期地球观测定期地球观测LandsatSPOTMOS等等小卫星小卫星400km左右左右各种调查各种调查航天飞机航天飞机240km350km不定期地球观测空间实验不定期地球观测空间实验天线探空仪天线探空仪100m100km各种调查（气象等）各种调查（气象等）高高度喷气机高高度喷气机10,00012,000m侦察大范围调查侦察大范围调查中低高度飞机中低高度飞机5008,000m各种调查航空摄影测量各种调查航空摄影测量飞艇飞艇5003,000m空中侦察各种调查空中侦察各种调查直升机直升机1002,000m各种调查摄影测量各种调查摄影测量无线遥控飞机无线遥控飞机500m以下以下各种调查摄影测量各种调查摄影测量飞机直升机飞机直升机牵引飞机牵引飞机50500m各种调查摄影测量各种调查摄影测量牵引滑翔机牵引滑翔机系留气球系留气球800以下以下各种调查各种调查索道索道1040m遗址调查遗址调查吊车吊车550m近距离摄影测量近距离摄影测量地面测量车地面测量车030m地面实况调查地面实况调查车载升降台车载升降台（1）摄影类型的传感器；）摄影类型的传感器；（2）扫描成像类型的传感器；）扫描成像类型的传感器；（3）雷达成像类型的传感器；）雷达成像类型的传感器；（4）非图像类型的传感器）非图像类型的传感器。照相机是最古老和常用的传感器。照相机是最古老和常用的传感器。传感器的类型传感器的类型（1）什么是遥感技术？它有哪些环节组成？什么是遥感技术？它有哪些环节组成？遥感技术遥感技术从传感器接收信息到遥感信息应用的全过程从传感器接收信息到遥感信息应用的全过程 目标物目标物传感器传感器物体辐射或物体辐射或反射电磁波反射电磁波收集收集传输传输遥感遥感平台平台信息处理信息处理信息分析信息分析成果成果专业图件专业图件统计数字统计数字（2）从不同角度，遥感有哪些不同分类方法）从不同角度，遥感有哪些不同分类方法?根据运载工具：根据运载工具：按照电磁波的波谱范围：按照电磁波的波谱范围：紫外遥感、可见光遥感、紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多谱段遥感等红外遥感、微波遥感、多谱段遥感等按照应用领域或专题：按照应用领域或专题：环境遥感、大气遥感、环境遥感、大气遥感、资源遥感、海洋遥感、地质遥感、农业遥感、资源遥感、海洋遥感、地质遥感、农业遥感、林业遥感等林业遥感等航天遥感、航空遥感、近地遥感航天遥感、航空遥感、近地遥感 主动式遥感和被动式遥感主动式遥感和被动式遥感根据辐射源：根据辐射源：（3）航空器与航天器有何区别？航空器与航天器有何区别？航空器航空器在大气层中飞行的飞行器。包括气球、在大气层中飞行的飞行器。包括气球、气艇、飞机、滑翔机、直升机等。气艇、飞机、滑翔机、直升机等。航天器航天器用于航天飞行的飞行器。包括人造卫星、用于航天飞行的飞行器。包括人造卫星、宇宙飞船、空间站、航天飞机、行星探宇宙飞船、空间站、航天飞机、行星探 测器等测器等航航空空器器航航天天器器2.遥感技术的类型遥感技术的类型航天遥感、航空遥感、近地遥感比较航天遥感、航空遥感、近地遥感比较航天遥感航天遥感航空遥感航空遥感近地遥感近地遥感遥感遥感平台平台及高及高度度成像成像特点特点应用应用特点特点位于大气层外位于大气层外的卫星的卫星、宇宙、宇宙飞船等，高度飞船等，高度80千米千米大气层内飞行大气层内飞行的各类飞机、的各类飞机、飞艇，高度飞艇，高度2020千米千米三角架三角架、遥感、遥感塔、遥感车塔、遥感车（船）建筑物（船）建筑物的顶部等的顶部等比例尺最小，覆盖比例尺最小，覆盖率最大，率最大，概括性强，概括性强，具有宏观特点；多具有宏观特点；多为多波段成像为多波段成像比例尺中等比例尺中等,画面画面清晰，分辨率高，清晰，分辨率高，可以对垂直点地可以对垂直点地物清晰成像；多物清晰成像；多为单一波段成像为单一波段成像比例尺最大比例尺最大,覆盖覆盖率率最小，画面最最小，画面最清晰，多为单一清晰，多为单一波段成像波段成像动态性好动态性好,适合对适合对某地区连续观察某地区连续观察,周期性好周期性好动态性差动态性差,适合适合做长周期（几个做长周期（几个月及更长）观察月及更长）观察灵活机动，费用灵活机动，费用较低，适合小范较低，适合小范围探测围探测【P8990阅读指导】阅读指导】材料材料：返回式遥感卫星系列返回式遥感卫星系列我国的我国的4 4个人造卫星系列：个人造卫星系列：通信广播卫星系列通信广播卫星系列气象卫星系列气象卫星系列科学探测与技术试验卫星系列科学探测与技术试验卫星系列 目前中国的气象卫星主要是目前中国的气象卫星主要是目前中国的气象卫星主要是目前中国的气象卫星主要是风云一号风云一号风云一号风云一号和和和和风云二号风云二号风云二号风云二号。风风风风云一号穿越地球南北两极运行，对全球进行风、温度、云一号穿越地球南北两极运行，对全球进行风、温度、云一号穿越地球南北两极运行，对全球进行风、温度、云一号穿越地球南北两极运行，对全球进行风、温度、湿度等观测。湿度等观测。湿度等观测。湿度等观测。风云二号定点在东经风云二号定点在东经风云二号定点在东经风云二号定点在东经105105105105度的赤道上空，主要观测中度的赤道上空，主要观测中度的赤道上空，主要观测中度的赤道上空，主要观测中国和西太平洋的天气变化，每隔半小时发回一张卫星云国和西太平洋的天气变化，每隔半小时发回一张卫星云国和西太平洋的天气变化，每隔半小时发回一张卫星云国和西太平洋的天气变化，每隔半小时发回一张卫星云图。图。图。图。答：答：一种物质所产生的自身辐射，或对外来一种物质所产生的自身辐射，或对外来辐射所产生的反射和透射，形成了该物质的辐射所产生的反射和透射，形成了该物质的一种特别标志一种特别标志波谱特征。上图显示了松波谱特征。上图显示了松林林、草地、红砂岩和泥浆的反射波谱曲线。、草地、红砂岩和泥浆的反射波谱曲线。可以看出，可以看出，不同地物的反射率不同地物的反射率是不同的，通是不同的，通过对不同地物的波谱特征进行分析，就可以过对不同地物的波谱特征进行分析，就可以判断地物判断地物了。了。完成完成P91的活动的活动二、遥感与资源普查二、遥感与资源普查 勘探矿产资源，勘探矿产资源，调查生物资源、调查生物资源、水资源等是遥水资源等是遥感技术在资源感技术在资源普查中的重要普查中的重要应用领域。应用领域。应用领域应用领域具体内容具体内容备注备注矿产矿产资源资源生物生物资源资源蕴藏矿产的地方有许多蕴藏矿产的地方有许多是地质断裂或环形构造是地质断裂或环形构造带，较容易借助遥感技带，较容易借助遥感技术术“发现发现”矿产矿产通过遥感图像解译或通过遥感图像解译或图像处理技术，提取图像处理技术，提取植被的分布、类型、植被的分布、类型、结构、健康状况、产结构、健康状况、产量等数据量等数据人们只需要分析人们只需要分析遥感图像就可以遥感图像就可以划定蕴藏矿产的划定蕴藏矿产的大致区域大致区域为农业、林业、为农业、林业、城市绿化、环城市绿化、环境保护等部门境保护等部门服务服务遥感在林业和农业方面的应用遥感在林业和农业方面的应用部门部门应用应用主要原理主要原理林业林业 清查森林资源、检清查森林资源、检测火灾和病虫害测火灾和病虫害着火树木，病害树木着火树木，病害树木与正常树木反射光谱与正常树木反射光谱不同不同农业农业 识别农作物、估算识别农作物、估算产量、灾情预报产量、灾情预报植物生长情况不同，植物生长情况不同，其反射波谱特征不同其反射波谱特征不同1.答：在特定的卫星图像上，健康的植被答：在特定的卫星图像上，健康的植被往往呈鲜红色；长势比较弱的植被颜色比往往呈鲜红色；长势比较弱的植被颜色比较浅，由此可判断植被生长状况。较浅，由此可判断植被生长状况。2.答：不同的地物和地物的不同状况答：不同的地物和地物的不同状况,有不有不同的反射率同的反射率,根据这个原理根据这个原理,可以利用遥感可以利用遥感的工作有：判断水体污染、分析城市大气的工作有：判断水体污染、分析城市大气污染、监测灾害、普查资源等。污染、监测灾害、普查资源等。完成完成P92的活动的活动三、遥感与环境灾害监测三、遥感与环境灾害监测随着遥感技术的发展，遥感将不仅为人随着遥感技术的发展，遥感将不仅为人们提供信息资源，改变人们的生产、生活与们提供信息资源，改变人们的生产、生活与交往方式，而且在交往方式，而且在环境监测、灾害预警环境监测、灾害预警等方等方面发挥巨大作用，有助于灾害的预防、环境面发挥巨大作用，有助于灾害的预防、环境的治理和保护。的治理和保护。应用领域应用领域具体内容具体内容备注备注环境环境监测监测灾害灾害监测监测荒漠化、土壤盐渍化、荒漠化、土壤盐渍化、海上冰山漂流、海洋生海上冰山漂流、海洋生态、全球气候变化及其态、全球气候变化及其影响、植被变化、水体影响、植被变化、水体污染、大气污染等污染、大气污染等旱情、水灾、滑坡、旱情、水灾、滑坡、虫害、森林火灾、虫害、森林火灾、泥石流、地震等泥石流、地震等有利于人们了有利于人们了解环境变化，解环境变化，使环境得到保使环境得到保护和改善护和改善有利于防有利于防灾减灾灾减灾完成完成P9394的活动的活动答：答：1.首先对三幅图的主要地物进行判读，比较相同地物首先对三幅图的主要地物进行判读，比较相同地物在面积、数量、密度、长度等方面的变化，然后运用相关在面积、数量、密度、长度等方面的变化，然后运用相关原理进行解释。原理进行解释。从三幅图的主要对比可以看出从三幅图的主要对比可以看出,黄河三角洲的面积在扩黄河三角洲的面积在扩大大,主要是泥沙沉积作用造成的主要是泥沙沉积作用造成的;植被覆盖区的范围增加植被覆盖区的范围增加,是是由于植树造林产生的由于植树造林产生的;黄河水的泥沙增多黄河水的泥沙增多,原因是水土流失原因是水土流失的加剧的加剧;居住区和水产业建筑区的面积增加。居住区和水产业建筑区的面积增加。答：答：2.我国的环境与灾害问题有我国的环境与灾害问题有:土地荒漠化、土壤盐碱土地荒漠化、土壤盐碱化、环境污染、海洋生态、植被破坏、水旱灾害、滑坡、化、环境污染、海洋生态、植被破坏、水旱灾害、滑坡、地震、泥石流、农林病虫害、森林火灾等。地震、泥石流、农林病虫害、森林火灾等。遥感技术可以及时探知森林火灾发生的地点和范围，遥感技术可以及时探知森林火灾发生的地点和范围，可分析大火蔓延的方向，为灭火总指挥部制定灭火计划、可分析大火蔓延的方向，为灭火总指挥部制定灭火计划、做出灭火部署提供科学依据。做出灭火部署提供科学依据。例：甲图为一幅具有林木、河流和住房的景观图，乙图是根据该图例：甲图为一幅具有林木、河流和住房的景观图，乙图是根据该图而建立的空间数据模型。由此比较地图与地理信息系统对地物的表而建立的空间数据模型。由此比较地图与地理信息系统对地物的表示有何差异。示有何差异。解析：该题的解析：该题的命题目的主要命题目的主要是要学生知道是要学生知道地理信息系统地理信息系统是如何建立的，是如何建立的，如何将地面地如何将地面地理信息转变为理信息转变为地理信息系统地理信息系统中的数据。从中的数据。从题中我们可以题中我们可以看出地理信息看出地理信息系统简要的工系统简要的工作程序，是将作程序，是将区域内地物的区域内地物的有关信息有关信息(林木、林木、河流和住房河流和住房)转转变为计算机可变为计算机可以识别的以识别的数据数据结构结构，建立起，建立起区域地物信息区域地物信息数据模型和空数据模型和空间模型间模型。首先建立区域的栅格结构图，根据区域大小，将乙图空间按规首先建立区域的栅格结构图，根据区域大小，将乙图空间按规则分成一个个小块，地物所在位置用它们所占据的栅格的行、则分成一个个小块，地物所在位置用它们所占据的栅格的行、列号来定义，地物属性通过赋予栅格属性值来表示，如列号来定义，地物属性通过赋予栅格属性值来表示，如林木用林木用s表示，河流用表示，河流用r表示，住房用表示，住房用h表示表示。这样，地图就转变成了。这样，地图就转变成了空间数据空间数据，将其储入计算机，就可建立这个区域的，将其储入计算机，就可建立这个区域的地理信息系地理信息系统数据库统数据库。从中可以看出。从中可以看出地理信息系统与地图地理信息系统与地图在许多方面有相在许多方面有相同，也有不同的地方。同，也有不同的地方。参考答案参考答案(1)储存信息的形式不同储存信息的形式不同。地理信息系统通。地理信息系统通过建立数据模型，以数据库的形式储存地理空过建立数据模型，以数据库的形式储存地理空间数据，而地图以图纸的形式保存地理信息。间数据，而地图以图纸的形式保存地理信息。(2)查询的方式不同查询的方式不同。地理信息系统通过计。地理信息系统通过计算机进行查询和数据更新，而地图则通过肉眼算机进行查询和数据更新，而地图则通过肉眼进行判读，获得地理信息。进行判读，获得地理信息。GIS获取的信息更获取的信息更有针对性，速度也更快。有针对性，速度也更快。(3)地理信息系统可以将不同来源、不同比地理信息系统可以将不同来源、不同比例尺、不同投影的例尺、不同投影的地图数据进行综合地图数据进行综合，并进行，并进行空间分析空间分析，而地图有许多方面做不到。，而地图有许多方面做不到。例例(2004广东、广西）在遥感技术中，可以根据植广东、广西）在遥感技术中，可以根据植物的反射波谱特征判断植物的生长状况。读图回答物的反射波谱特征判断植物的生长状况。读图回答（1）-（3）题。）题。(1)图中，重度病害植物反射率高于健康植物反射图中，重度病害植物反射率高于健康植物反射率的波段是率的波段是()红外线红外线X光光可见光可见光紫外线紫外线ABCDD(2)根据图中的原理，可用遥感技术直接根据图中的原理，可用遥感技术直接()C 划分植物类型划分植物类型 判读植物生长的土壤类型判读植物生长的土壤类型 监测树木的生长状况监测树木的生长状况 估计粮食作物的产量估计粮食作物的产量 A B C D (3)不同的地物和地物的不同状况也有不同的反射不同的地物和地物的不同状况也有不同的反射率，根据这个原理，可以利用遥感的工作有率，根据这个原理，可以利用遥感的工作有()D 判断水体污染判断水体污染 判断人口分布判断人口分布 分析城市分析城市大气污染大气污染 估算工业生产总值估算工业生产总值 A B C D
