遥感概论：第一章 绪论

遥 感 概 论第一章 绪论 遥感的概念、遥感系统 遥感的过程、分类及特点 遥感的地位、作用 遥感历史及发展趋势 遥感学术机构、刊物遥感简介遥感简介1.遥感的概念遥感的概念(Remote Sensing)60年代、美国、技术词汇广义：泛指各种非接触的、远距离的探测技术。（遥感大词典）电磁波遥感 ：光、热、无线电力场遥感 ：重力、磁力声波遥感地震波遥感空对地地对空空对空 用传播信息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 遥感简介遥感简介狭义：是一门新兴的科学技术，主要指从远距离、高空以至外层空间的平台平台上，利用可见光、红外、微波等探测器探测器，通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理，从而识别地面物质的性质和运动状态的现代化技术系统。(遥感大词典)对象：地面载体：电磁波（主要）目的：地面物质的性质和运动状态（周期性、重复性）过程：成像、传输、处理、应用遥感简介遥感简介1.Source of EM energy(sun/self emission:transmitter onboard sensor).2.Transmission of energy from the source to the surface of the earth and its interaction with the atmosphere(absorption/scattering).3.Interaction of EMR with the earth surface(reflection,absorption,transmission)or re-emission/self emission.4.Transmission of reflected/emitted energy from the surface to the remote sensor through the intervening atmosphere.5.Recording of EMR at the sensor and transmission of the recorded information(sensor data output)to the ground.6.Preprocessing,processing,analysis and interpretation of sensor data.7.Integration of interpreted data with other data sources for deriving management alternatives and applications.Various stages in these sub-systems are indicated in the figure.The electro-magnetic(EM)energy forms the fundamental component of a RS system.The following steps indicate how remotely sensed data gets converted into useful information:典型的遥感系统序列化无人机遥感系统序列化无人机遥感系统遥感1号无人机遥感系统遥感2号无人机遥感系统遥感3号无人机遥感系统遥感4号无人机遥感系统满足多种国土资源应用需求遥感技术系统 遥感信息源 空间信息获取 遥感数据传输与接收 遥感图像处理 遥感信息提取与分析遥感简介遥感简介2.遥感的过程及分类遥感的过程及分类 2.1 遥感的过程地面反射或辐射f大气传输f1光电转换f2A/D转换f2光学摄影卫星返回FF信息编码H数字传输H地面解码FF辐射纠正几何纠正大气订正F遥感模型反演定量遥感所提取的参数数学、物理学、光学、通信、计算机、空间科学、环境、生态、大气、海洋、地貌、地质、人文交叉学科遥感过程遥感简介遥感简介2.2 遥感分类(1)按平台高度分类 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)遥感简介遥感简介2.2 遥感分类(1)按平台高度分类 地面遥感高塔 （300m)车船 （30m)观测架（几米）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）遥感简介遥感简介2.2 遥感分类(2)按传感器分类 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遥感简介遥感简介2.2 遥感分类(2)按传感器分类 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遥感简介遥感简介2.2 遥感分类(3)按波段范围分类 紫外(0.3-0.4mm)可见光(0.4-0.7mm)红外(0.7-14mm)反射红外(0.7-3mm)近红外(0.7-1.3mm)短波红外(1.3-3mm)中红外(3-6mm)远红外(6-15mm)热红外(8-14mm)微波(0.1-100cm)遥感的特点 20世纪地球科学进步的一个突出标志是人类开始脱离地球从太空观测地球（李德仁）大面积实时观测 时效性强 信息客观、真实 数据的综合性与可比性好 经济性 局限性遥感简介遥感简介3.3.遥感在地球系统科学中的地位遥感在地球系统科学中的地位二十世纪初，“大地理科学”：地理科学，地质科学，大气科学，海洋学，环境科学。美国坚持不利用遥感手段的地理系走向消亡。提供全球覆盖的、不同分辨率的，多时相的地表信息导致地学的研究范围、内容和方法的重要变化。遥感本身是全球信息获取和分析处理方法的一场革命。全球或大区的精确定位的宏观影像，揭示了岩石圈、水圈、气圈和生物圈的相互作用和相互关系。扩大了人的视野，从可见光发展到红外、微波等波段范围，加深了人类对地球的理解。实现了空间和时间的转移遥感的介入推动了地球系统科学的发展，推动了全球变化研究，提高了气候预测的精度。遥感简介遥感简介 为国民经济为国民经济持续稳定发展持续稳定发展提供提供动态基础数据动态基础数据 和科学决策依据和科学决策依据 为国家为国家重大自然灾害重大自然灾害提供及时准确的提供及时准确的监测评估监测评估 数据及图件数据及图件 持续不断地开展持续不断地开展再生资源再生资源的监测、的监测、预测预测和评估和评估 地质矿产地质矿产资源调查资源调查与大型与大型工程评价工程评价 天气预报天气预报和和气候预测气候预测 海洋监测海洋监测和和海洋开发海洋开发 西部大开发西部大开发的土地适用性评价、生态评价、和工程评价的土地适用性评价、生态评价、和工程评价3.3.遥感在国民经济、社会发展中的作用遥感在国民经济、社会发展中的作用遥感简介遥感简介全球NDVI(植被指数)遥感简介遥感简介全球昼夜温差DroughtMulti-scale/multi-temporal analysis of land surface heat fluxes over an agricultural site in Australia.Prototype application of a new MODIS-AMSR-E sensor based remote sensing algorithm for daily mapping of land-atmosphere net CO2 exchange(NEE)for the pan-Arctic.遥感简介遥感简介应用遥感手段是必要的应用遥感手段是必要的 短、中短、中、长期的天气预报准确性长期的天气预报准确性气团的运动气团的运动常常会常常会突然偏离模型预计的运动方突然偏离模型预计的运动方向和速度向和速度。19991999年，气象部门向中央预报夏季洪水将在华年，气象部门向中央预报夏季洪水将在华北，但是，夏季洪水再一次发生在长江流域。北，但是，夏季洪水再一次发生在长江流域。20002000年美国预报台风路径出错损失几十亿。所年美国预报台风路径出错损失几十亿。所以以NASA 21世纪的规划中，经济效益的很大一世纪的规划中，经济效益的很大一块就是块就是气象预报精度提高气象预报精度提高。大气下垫面的反照率大气下垫面的反照率影响地面和大气温度影响地面和大气温度 学习这门课程的重要性 遥感在社会经济中的作用和地位 遥感对于中学老师的重要性 遥感对于找工作的重要性遥感简介遥感简介4.遥感历史遥感历史及发展趋势及发展趋势 J N Niepce(1826,France)The worlds first photographic imageUpper loft of the housePear tree&a patch of sky showingAnother wing of the houseThe slanting roof of the barn遥感简介遥感简介4.遥感历史遥感历史及发展趋势及发展趋势 1839年，Daguerre 与Niepce首次摄影，此后，巴黎观测站主任Arago专心于地貌摄影1849年，法国一位军官Laussadet用摄影绘制地形图1858年，气球大面积摄影19世纪80年代，风筝19世纪90年代早期，鸽子Intrepid balloon,1862The balloon being inflated by using portable hydrogen generating system during the Civil War.Bavarian castle 问题：采用鸽子作平台的缺点？A squadron of pigeons equipped with lightweight 70-mm aerial cameras.遥感简介遥感简介4.遥感历史遥感历史及发展趋势及发展趋势 1909年，意大利Wright驾驶的飞机，首次航空摄影，在第一、二次世界大战中作为侦察手段。Close-up view of a world war IVertical photography of World War I trenches in Europe遥感简介遥感简介Vertical aerial photograph of a V2 rocket launching facility in World War II遥感简介遥感简介4.遥感历史遥感历史及发展趋势及发展趋势 20世纪30年代中期，彩色摄影1956年，Colwell,特殊目的的航摄试验，分类并识别植被类型，探测病虫害及受灾植被1957年，前苏联第一颗卫星1960年第一颗气象卫星TIROS-I，病虫害及受灾植被20世纪60年代中期，NASA资助，大量红外及多光谱彩色摄影 遥感简介遥感简介1972年第一颗地球观测卫星Landsat发射成功。（原名地球资源技术卫星ERTS-1后命名为陆地卫星，遥感一词迅速普及，卫星已超过3000颗（军用60%）1926 年的Robert Goddard(1889-1945)及他的第一个液体燃料火箭第一颗人造地球卫星Sputnik I(前苏联)October 4,1957(about the size of a basketball,weighing 83 kg 182 lb),with radio and one scientific instrument)发射Sputnik I 用的Semiorka火箭盐湖城的系列图像盐湖城的系列图像Salt Lake City 摩门教堂盐湖城的系列图像盐湖城的系列图像Landsat 1 MSS(79 m)，ERTS-1发射后15天(1972.8.7)，犹他州中北部沙漠山地Salt LakeLake Utah 盐湖城 盐湖城的系列图像盐湖城的系列图像MODIS真彩色图像盐湖城的系列图像盐湖城的系列图像盐湖城的Landsat-5 TM图像(30 m 分辨率、真彩色)盐湖城的系列图像盐湖城的系列图像城区的IKONOS图像，左图4m，右图1m盐湖城的系列图像盐湖城的系列图像奥林匹克村的IKONOS图像，左图2001年夏季，右图为运动会期间盐湖城的系列图像盐湖城的系列图像滑雪场盐湖城的系列图像盐湖城的系列图像遥感的商业化遥感的商业化天安门广场，IKONOS 2（融合图象）遥感的商业化美国海军EP-3侦察机，IKONOS 2遥感的商业化曼谷皇宫，QuickBird图像，61cm分辨率遥感的商业化华盛顿纪念碑，QuickBird图像遥感的商业化9.11事件，第一次爆炸3小时后，SPOT-3 卫星图像 50年代组建专业飞行队伍，开展航摄和应用 70年4月24日，第一颗人造地球卫星 75年11月26日，返回式卫星，得到卫星像片 80年代空前活跃，六五计划遥感列入国家重点科技攻关项目 西部大开发中的生态和环境问题 我国的遥感发展 分辩率越来越高（空间、光谱）波段范围扩展(从可见光、近红外、发展到中 远红外、微波)观测方式从以前的垂直向下到多角度遥感。3S一体化 遥感从定性摄影到定量分析，成为一门科学。遥感的发展趋势多波段性遥感简介遥感简介 国内 中国国家遥感中心 下属国家科委，到89年有8个部，分别设在中科院遥感所、北大遥感所、国家测绘局测绘科学研究所、科学院遥感卫星地面站、航空遥感一部（科学院航空遥感中心）、航空遥感二部、国土资源遥感中心（地质矿产部）、长沙遥感部（湖南省遥感中心）中科院系统 遥感所、地理所、遥感卫星地面站、上海技术物理所、长春光学精密机械研究所、长春净月潭遥感实验场、电子所 高校5.国内外主要遥感学术机构国内外主要遥感学术机构 遥感简介遥感简介 国际 美国 NASA(National Aeronautics and Space Administration)、Goddard Space Flight Center、EOSAT(Earth Observation Satellite Co.)前苏联 国家空间委员会、资源与环境空间系统 法国 CNES(Centre National dEtudes Spatiales)日本 NASADA(National Space Development Agency of Japan)其他 印度、加拿大、泰国 欧空局（European Space Agency）遥感简介遥感简介 国内 中国科学D、遥感学报、地理学报、测绘学报、中国图形图象学报、武汉大学学报、其它5.国内外主要遥感学术刊物国内外主要遥感学术刊物 国际（列表）IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing Remote Sensing of Environment International Journal of Remote Sensing Photogrammetric Engineering&Remote Sensing(PE&RS)Canadian Journal of Remote Sensing,Editors page Journal of Photogrammetry and Remote Sensing(P&RS)