單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級(jí),,第三級(jí),,第四級(jí),,第五級(jí),,,*,遙感導(dǎo)論,湯慶新,,,,,Email：,Remote Sensing Introduction,聊城大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院,,課程安排,Course Arrangement,1.,教材：,Textbook,,遙感導(dǎo)論，梅安新等，高等教育出版社，2001,,2.參考書目：,Reference Books,,ERDAS IMAGINE 遙感圖像處理方法, 黨安榮等，清華大學(xué)出版社，2003,,攝影測(cè)量與遙感概論，李德仁等，測(cè)繪出版社，2001,,遙感大詞典，陳述彭等，科學(xué)出版社，1990,,,課程安排,Course Arrangement,2.參考書目：,Reference Books,,課程安排,Course Arrangement,3.教學(xué)目的：Teaching Motive,,了解遙感根底理論知識(shí)〔包括遙感的概念、開展歷史、物理根底、遙感器及其原理等〕；,,掌握遙感數(shù)字圖像處理的主要原理和方法〔包括遙感影像的校正、增強(qiáng)、分類、判讀與制圖等〕；,,了解“3S〞技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的綜合應(yīng)用。,,課程安排,Course Arrangement,5.教學(xué)方式與考核方式：,,〔1〕教學(xué)方式：,,以課堂講授、討論為主要教學(xué)方式,,結(jié)合多媒體演示了解遙感數(shù)字圖像處理軟件〔主要是ERDAS IMAGINE 〕,,〔2〕考核方式：,,閉卷考試,,1 緒論,,2 電磁輻射與地物光譜特征,,3 遙感成像原理與遙感圖象特性,,4 遙感圖象的處理,,5 遙感圖象的目視解譯與制圖,,,,6 遙感數(shù)字圖像計(jì)算機(jī)解譯,,7 遙感應(yīng)用,,8 遙感、地理信息系統(tǒng)與全球定位系統(tǒng)的綜合應(yīng)用,,課程結(jié)構(gòu),Course Structures,,,第一章 緒論,,§1 遙感概論,,§2 遙感概念和遙感數(shù)據(jù),,§3 遙感的特性,,§4 遙感平臺(tái),,§5 遙感數(shù)據(jù)的類型,,§6 遙感數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域,,§7 遙感的開展簡(jiǎn)況,,§8 遙感傳感器,,§1 遙感概論,遙感技術(shù)是20世紀(jì)60年代開展起來的一門綜合性探測(cè)技術(shù)。,,遙感技術(shù)與現(xiàn)代物理學(xué)、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)學(xué)和地理學(xué)密切相關(guān)。,,遙感技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，成為地球環(huán)境資源的調(diào)查和規(guī)劃不可缺少的有效手段。,,遙感信息傳輸,目標(biāo)提取與識(shí)別,,(自動(dòng)化、智能化),數(shù)據(jù)處理,,(高光譜、高分辨率、雷達(dá)),分發(fā),多源數(shù)據(jù)融合與集成,遙感成像機(jī)理與模型,用戶,各應(yīng)用部門,衛(wèi)星定位與定軌,,§2 遙感概念和遙感數(shù)據(jù),遙感( Remote Sensing )概念,,廣義：泛指一切無接觸的遠(yuǎn)距離探測(cè)，包括對(duì)電磁場(chǎng)、力場(chǎng)、機(jī)械波〔聲波、地震波〕等的探測(cè)。,,遙感定義：是從遠(yuǎn)處探測(cè)感知物體，也就是不直接接觸物體，從遠(yuǎn)處通過探測(cè)儀器接收來自目標(biāo)地物的電磁波信息，經(jīng)過對(duì)信息的處理，判別出目標(biāo)地物的屬性。,,,Landsat MSS (80m),Landsat TM (30m),SPOT 全色 (10m),IKONOS 多光譜 (4m),各種遙感影像比照,,,,,,This image of Earth’s city lights was created with data from the Defense Meteorological Satellite Program (DMSP) Operational Linescan System (OLS). Originally designed to view clouds by moonlight, the OLS is also used to map the locations of permanent lights on the Earth’s surface.,,911-IKONOS,,分辨率為1米的紐約曼哈頓的衛(wèi)星照片，是 2000年6月30日由空間圖像公司的 IKONOS 衛(wèi)星拍攝。這張圖像是從南方拍攝的，中間是 110 層高的世界貿(mào)易中心的雙塔。,右圖是 IKONOS 衛(wèi)星〔15日〕拍到的曼哈頓的照片， 展現(xiàn)了世貿(mào)中心倒塌后的剩余和碎片，上面仍然布滿煙塵?？梢郧宄乜吹街車值郎习l(fā)生的事件和許多正在營(yíng)救的人群。,,IKONOS 9衛(wèi)星12日拍攝的紐約曼哈頓的衛(wèi)星照片。這張圖像的中間灰白色煙塵的區(qū)域是倒塌的世界貿(mào)易中心。,,§2 遙感概念和遙感數(shù)據(jù),,遙感數(shù)據(jù)〔遙感數(shù)據(jù)獲取示圖〕,,太陽輻射經(jīng)過大氣層到達(dá)地面，一局部與地面發(fā)生作用后反射，再次經(jīng)過大氣層，到達(dá)傳感器。傳感器將這局部能量記錄下來，傳回地面，即為遙感數(shù)據(jù)。,,§3 遙感的特性,,,空間特性,,視域范圍大，具有宏觀特性,(…),。,,光譜特性：探測(cè)的波段從可見光向兩側(cè)延伸,,,擴(kuò)大了地物特性的研究范圍,(…),。,,時(shí)相特性：周期成像，有利于進(jìn)行動(dòng)態(tài)研究和環(huán)境監(jiān)測(cè),(…),。,航空與航天飛行器運(yùn)行快、周期短，可獲得多時(shí)相數(shù)據(jù)。例如Landsat 5每天環(huán)繞地球14.5圈，覆蓋地球一遍所需時(shí)間僅16天，而氣象衛(wèi)星的周期更短〔1天或半天〕。,由于探測(cè)距離遠(yuǎn)，傳感器所獲得的地面影像覆蓋的空間范圍較大。以美國(guó)陸地衛(wèi)星5號(hào)〔Landsat 5 〕為例，它距離地表的高度是705.3 km，對(duì)地球外表的掃描寬度是185 km，一幅TM圖像可以全部覆蓋我國(guó)海南島大小的面積。,目前用于遙感的電磁波段有紫外線、可見光、紅外線和微波。,,,,,,遙感的特點(diǎn),,大面積的同步觀測(cè),(…),。,,時(shí)效性,(…),。,,數(shù)據(jù)的綜合性和可比性,(…),。,,經(jīng)濟(jì)性,(…),。,,局限性,(…),。,,,遙感探測(cè)可以在短時(shí)間內(nèi)對(duì)同一地區(qū)進(jìn)行重復(fù)探測(cè)，監(jiān)測(cè)地球上許多事物的動(dòng)態(tài)變化。一般地球資源衛(wèi)星8~9天可重復(fù)一次，氣象衛(wèi)星每天兩次，而傳統(tǒng)的地面調(diào)查需要花費(fèi)大量的人力和物力，且周期很長(zhǎng)。因此，遙感方法具有很好的時(shí)效性。遙感在天氣預(yù)報(bào)、火災(zāi)和水災(zāi)監(jiān)測(cè)以及軍事行動(dòng)等領(lǐng)域的應(yīng)用，反映了遙感方法的時(shí)效性優(yōu)勢(shì),。,如一幅Landsat圖像，覆蓋面積185 km×185 km， 在5~6 min內(nèi)可完成掃描，實(shí)現(xiàn)對(duì)地的大面積同步觀測(cè)。所取得的數(shù)據(jù)可進(jìn)行大面積資源和環(huán)境調(diào)查，并且不受地形阻隔等限制。,,遙感獲得的地物電磁波特性數(shù)據(jù)綜合地反映了地球上許多自然、人文信息，客觀地記錄了地面的實(shí)際狀況，數(shù)據(jù)綜合性很強(qiáng)。,,同時(shí)，不同的衛(wèi)星傳感器獲得的同一地區(qū)的數(shù)據(jù)以及同一傳感器在不同時(shí)間獲得的同一地區(qū)的數(shù)據(jù)，均具有可比性。,,,從投入的費(fèi)用與所獲取的效益看，遙感與傳統(tǒng)的方法相比，可以大大地節(jié)省人力、物力、財(cái)力和時(shí)間，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。如Landsat衛(wèi)星的投入與效益比估計(jì)為1,:,80 。,,,,,信息的提取方法不能滿足遙感快速開展的要求。,,數(shù)據(jù)的挖掘技術(shù)不完善，使得大量的遙感數(shù)據(jù)無法有效利用。,,§3 遙感的特性,,美國(guó)華盛頓〔1米〕,,IKONOS衛(wèi)星多光譜影像〔4米〕〔排隊(duì)參觀毛主席紀(jì)念堂的隊(duì)伍隱約可見，花壇信息沒有，背景草坪不清晰〕,IKONOS衛(wèi)星融合影像〔1米〕〔排隊(duì)參觀毛主席紀(jì)念堂的隊(duì)伍清晰可見，花壇和背景草坪顯示出來，色調(diào)自然逼真，連紀(jì)念堂柱子的陰影都很清楚〕,,發(fā)射日期,2001年8月18日,空間分辨率（底點(diǎn)）,全色：61cm，多光2.44m,軌道,高度450km，98°極地軌道，太陽同步,定位精度,三軸穩(wěn)定裝置，星相儀，GPS等輔助下，無地面控制點(diǎn)的定位精度：17~23米,繞行一周收集的數(shù)據(jù)量,57幅單景影像（128GB）,掃描寬度和面積,單景16.5×16.5km，一個(gè)飛行條帶：16.5km×165km,量化級(jí)別,11bits,Quickbird 主要性能參數(shù),,西班牙馬德里體育場(chǎng)〔0.61m〕,,羅馬斗獸場(chǎng)〔0.7米，真彩色〕,,中國(guó)北京〔1米〕,,,,,,§4 遙感平臺(tái),遙感平臺(tái)是裝載傳感器的運(yùn)載工具,按高度分為：,,地面平臺(tái)：為航空和航天遙感作校準(zhǔn)和輔助工作。,,航空平臺(tái)：80 km以下的平臺(tái)，包括飛機(jī)和氣球。,,航天平臺(tái)：80 km以上的平臺(tái)，包括高空探測(cè)火箭、人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機(jī)。,,,人造地球衛(wèi)星的類型：,,低高度、短壽命衛(wèi)星：150,～,350 km，用于軍事。,,中高度、長(zhǎng)壽命衛(wèi)星：350,～,1800 km，地球資源。,,高高度、長(zhǎng)壽命衛(wèi)星：約3600 km，通信和氣象。,,LANDSAT-1,1972年發(fā)射，至今已經(jīng)發(fā)射勒7顆。每天繞地球15圈，重訪周期16天。185×170KM2.,,24秒。,,裝備MSS,,TM,,Landsat 4，5 〔構(gòu)造〕,TM K波段和,,MSS數(shù)據(jù),跟蹤和數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星,遙控指令和遙測(cè)數(shù)據(jù),遙控指令,,和遙測(cè)數(shù)據(jù),TM和MSS數(shù)據(jù)(White Sand Complex ),,導(dǎo)航衛(wèi)星,(全球定位系統(tǒng)),S波段,S波段,S波段遙控指令發(fā)自GSFC, 遙測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送GSFC及其余地面站,S波段MSS數(shù)據(jù)發(fā)送地面站,X波段TM和MSS數(shù)據(jù)發(fā)送地面站,,美國(guó),IKONOS Ⅱ 衛(wèi)星,,SPOT 1，2，3,,SPOT,1986年2月發(fā)射。SPOT-2于1990發(fā)射。裝備HRV.,,,SPOT －1，2，3/4,,奮進(jìn)號(hào)航天飛機(jī)外觀圖,,SRTM 2000.2,,SRTM由三局部組成：主雷達(dá)天線、桅桿、機(jī)外雷達(dá)天線〔Outboard radar antenna〕,,中國(guó)風(fēng)云1號(hào)衛(wèi)星,中國(guó)的太陽同步軌道氣象衛(wèi)星,.1988年9月7日由征火箭從太原衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功.主要任務(wù)是獲取全球氣象資料,向地面站發(fā)送氣象信息,同時(shí)亦可搜集海洋資料.1990年5月10日,中國(guó)發(fā)射了第三顆風(fēng)雲(yún)一號(hào)衛(wèi)星.,,中國(guó)風(fēng)云1號(hào)〔續(xù)〕,,中國(guó)風(fēng)云2號(hào)衛(wèi)星,中國(guó)的地球靜止軌道氣象衛(wèi)星.1997年6月10日用長(zhǎng)征三號(hào)運(yùn)載火箭在西昌發(fā)射中心首次發(fā)射成功，主要任務(wù)是獲取白天可見云圖，當(dāng)夜紅外線和水汽云圖；從分布廣泛的氣象，海洋，水文數(shù)據(jù)收集平臺(tái)獲取平臺(tái)獲取觀測(cè)數(shù)據(jù)播開展寬數(shù)字圖像播送，低分辨率云圖播送資料，收集空間，環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。,,,按平臺(tái)高度分類,,航天遙感,軌道衛(wèi)星,載人飛船 （<500 km),航天飛機(jī) （<300 km),探空火箭 （100-650 km),地球同步衛(wèi)星,太陽同步衛(wèi)星,長(zhǎng)壽命(500-1000 km),（3600 km）,短壽命(150-500 km),§5 遙感數(shù)據(jù)的類型,,地面遙感,高塔 （<300m),車船 （<30m),觀測(cè)架 （幾米）,航空遙感,飛機(jī),氣球,飄浮氣球 （<50km）,系留氣球 （<5km）,高空飛機(jī) （>15km）,中空飛機(jī)（9-15km）,低空飛機(jī) （<9km）,按平臺(tái)高度分類,,遙感平臺(tái),高度,用途,備注,靜止衛(wèi)星,36，000km,定點(diǎn)地球觀測(cè),GMS,地球觀測(cè)衛(wèi)星,500－1000km,定期地球觀測(cè),Landsat,航天飛機(jī),240－350km,不定期觀測(cè),,無線探空儀,100m-100km,各種調(diào)查,探空氣球,高空噴氣機(jī),10000－12000m,偵察，大范圍調(diào)查,,中低空飛機(jī),500－8000m,航空攝影測(cè)量,,飛艇,500－3000m,空中偵察,,直升機(jī),100－2000m,攝影測(cè)量,,無線遙控飛機(jī),500m以下,各種調(diào)查,,牽引飛機(jī),50－500m,,牽引滑翔機(jī),系留氣球,800m以下,,,縮道,10－40m,遺跡考古調(diào)查,,吊車,5－50m,近距離攝影測(cè)量,,地面遙感,0－30m,地面實(shí)況調(diào)查,,,被動(dòng)方式,掃描,,(圖像方式),非掃描,非圖像方式,微波輻射計(jì),地磁測(cè)量?jī)x,重力測(cè)量?jī)x,傅立葉光譜儀,其他,圖像方式(照相機(jī)),黑白,天然彩色,紅外,彩色紅外,其他,像面掃描,電視攝像機(jī),固體掃描儀(CCD),物面掃描,光機(jī)掃描儀,固體掃描儀,按傳感器的工作方式分,,主動(dòng)方式,掃描(圖像方式),非掃描,(非圖像方式),微波散射計(jì),微波高度計(jì),激光光譜儀,激光高度計(jì),像面掃描（被動(dòng)型相控陣?yán)走_(dá)）,物面掃描,激光水深計(jì),激光測(cè)距儀,微波輻射計(jì),真實(shí)孔徑雷達(dá),合成孔徑雷達(dá),,主動(dòng)遙感和被動(dòng)遙感示意圖,,紫外,m,m),可見光,m,m),紅外(0.7-14,m,m),反射紅外(0.7-3,m,m),近紅外,m,m),短波紅外(1.3-3,m,m),中紅外(3-6,m,m),遠(yuǎn)紅外(6-15,m,m),,熱紅外(8-14,m,m),微波(0.1-100cm),按電磁波段分,,§6 遙感數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域(一),林業(yè)：清查森林資源,、,監(jiān)測(cè)森林火災(zāi),和,病蟲害。,,農(nóng)業(yè),：,作物估產(chǎn),、,作物長(zhǎng)勢(shì)及病蟲害預(yù)報(bào)。,,水文與海洋：水資源調(diào)查,、,水資源動(dòng)態(tài)研究,、,冰雪監(jiān)控、海洋漁業(yè)。,,國(guó)土資源,：,國(guó)土資源調(diào)查,、,規(guī)劃和政府決策,,,土地利用變化。,,氣象,：,天氣預(yù)報(bào),、,氣候預(yù)報(bào)、全球氣候演變研究。,-,-,,§6 遙感數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域(二),環(huán)境監(jiān)測(cè)：水污染、海洋油污染、大氣污染、固體垃圾等及其預(yù)報(bào)。,,測(cè)繪：航空攝影測(cè)量測(cè)繪地形圖、編制各種類型的專題地圖和影像地圖。,,城市：城市綜合調(diào)查、規(guī)劃及開展。,,考古：遺址調(diào)查、預(yù)報(bào)。,,地理信息系統(tǒng)：根底數(shù)據(jù)、更新數(shù)據(jù)。,本節(jié)結(jié)束,,Crop Estimation,,BACK,,Resources Investigation,BACK,,,Water Disaster,,,BACK,,Forest Fire,,,BACK,,This SeaWiFS image of eastern China shows the widespread nature of the pollution problem. Beijing has completely disappeared under the haze,,,11-20-1999,,BACK,,1:5000,(數(shù)字廣州示范工程),,,BACK,,利用影象融合技術(shù)發(fā)現(xiàn)土地利用變化,,返回,,,氣象衛(wèi)星作用,,沙塵暴,,,熱 帶 氣 旋,,,氣象衛(wèi)星應(yīng)用-臺(tái)風(fēng)云圖,BACK,,,通道合成圖(R:1,G:2,B:1),NOAA/AVHRR遙感影像,99/08,,BACK,,911-SPOT,,9.11事件，第一次爆炸3小時(shí)后，SPOT-3 衛(wèi)星圖像,BACK,,遙感數(shù)據(jù)獲取原理,接收,預(yù)處理,用戶應(yīng)用處理,分析結(jié)果、圖表輸出,BACK,,什么是傳感器？,,傳感器是收集、量測(cè)和記錄遙遠(yuǎn)目標(biāo)的信息的儀器，是遙感技術(shù)系統(tǒng)的核心。,,傳感器一般由信息收集、探測(cè)系統(tǒng)、信息處理和信息輸出4局部組成。,,,BACK,,,