遙感原理與方法課件

1、遙感原理與應(yīng)用1本課程主要講授內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排第一章 遙感緒論 4課時(shí) 第二章遙感物理基礎(chǔ) 6課時(shí)第三章遙感成像原理 8課時(shí) 第四章遙感圖像處理 10課時(shí)第五章遙感圖像目視解譯 4課時(shí)第六章數(shù)字圖像計(jì)算機(jī)解譯 6課時(shí)第七、八章遙感應(yīng)用 6課時(shí)實(shí)驗(yàn)：野外調(diào)查4學(xué)時(shí)，上機(jī)16學(xué)時(shí) / lll2湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院上機(jī)實(shí)驗(yàn)安排本課程有課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩部分：上課時(shí)間和地點(diǎn)：第2-12周在三號(hào)教學(xué)樓上課；第13周調(diào)課至周末做野外調(diào)查；第14-17周在資環(huán)學(xué)院5樓GIS實(shí)驗(yàn)室上實(shí)驗(yàn)課。3湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院主要參考書(shū)梅安新等，遙感導(dǎo)論，高等教育出版社，2001。孫家抦等，遙感原理與應(yīng)用，武漢大學(xué)出版社，

2、2003。彭望錄等，遙感概論，高等教育出版社，2002年4湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院主要參考刊物 遙感學(xué)報(bào)，遙感信息，武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（信息科學(xué)版）測(cè)繪學(xué)報(bào)，International Journal of Remote SensingJournal of Photogrammetry and Remote SensingGeoscience and Remote SensingPhotogrammetric Engineering and Remote Sensing5湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院1、遙感概述 一、遙感的概念 遙感（Remote Sensing)：從遠(yuǎn)處探測(cè)、感知物體或事物的技術(shù)。即不直接接觸

3、物體本身，從遠(yuǎn)處通過(guò)各種傳感器探測(cè)和接收來(lái)自目標(biāo)物體的信息，經(jīng)過(guò)信息的傳輸及其處理分析，來(lái)識(shí)別物體的屬性及其分布等特征的綜合技術(shù)。7湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院二、遙感技術(shù)的特點(diǎn)宏觀性、綜合性 覆蓋范圍大、信息豐富。一景TM影像為185185平方公里；影像包含各種地表景觀信息，有可見(jiàn)的，也有潛在的。8湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院 Space Imaging Space ImagingGreen ReflectanceNIR Reflectance多波段圖像10湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院Here is an example of three bands, green, red and near infra-red d

4、isplayed separately as grayscalegreenredNear-infra red多波段圖像11湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院二、遙感技術(shù)的特點(diǎn)多時(shí)相性重復(fù)探測(cè)，有利于進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。Las Vegas, 1992Las Vegas, 1986Las Vegas, 197212湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院三、遙感的分類(lèi)按照遙感的工作平臺(tái)分類(lèi)：地面遙感、航空遙感、航天遙感。按照探測(cè)電磁波的工作波段分類(lèi)：可見(jiàn)光遙感、紅外遙感、微波遙感等。3、按照遙感應(yīng)用的目的分類(lèi)：環(huán)境遙感、農(nóng)業(yè)遙感、林業(yè)遙感、地質(zhì)遙感等4、按照資料的記錄方式：成像方式、非成像方式5、按照傳感器工作方式分類(lèi)：主動(dòng)遙感、被動(dòng)遙

5、感14湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院四、遙感技術(shù)系統(tǒng)遙感技術(shù)系統(tǒng)的組成遙感試驗(yàn)：對(duì)電磁波特性、信息獲取、傳輸和處理技術(shù)的試驗(yàn)。遙感信息獲?。褐行墓ぷ鳌＿b感平臺(tái)和傳感器。遙感信息處理：處理的原因遙感信息應(yīng)用： 遙感技術(shù)系統(tǒng)：是一個(gè)從地面到空中直至空間；從信息收集、存儲(chǔ)、傳輸處理到分析判讀、應(yīng)用的完整技術(shù)系統(tǒng)。15湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院四、遙感技術(shù)系統(tǒng)17湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院The process of remote sensing 1. Energy Source or Illumination 照度(A) - the first requirement for remote sensing is to h

6、ave 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 take p

7、lace a second time as the energy travels from the target to the sensor.18湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院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 target and th

8、e radiation.(與目標(biāo)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 Processing (E) -

9、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).19湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院The process of remote sensing 6. Interpretation and Analysis (F) - the processed image is interpre

10、ted, 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 order to b

11、etter 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 journey!20湖北大學(xué)資

12、源環(huán)境學(xué)院2、遙感發(fā)展概況與展望一、遙感發(fā)展概況Remote Sensing 的提出：美國(guó)學(xué)者布魯伊特于 1960年提出，61年正式通過(guò)。遙感發(fā)展的三個(gè)階段：萌芽階段航空遙感階段航天遙感階段21湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院 萌芽階段1839年，達(dá)格雷發(fā)表第一張空中相片；1858年，法國(guó)人用氣球攜帶照相機(jī)拍攝了巴黎的空中照片。1882年，英國(guó)人用風(fēng)箏拍攝地面照片；22湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院 G F Tournachon (1820-1910), he call himself Nadar. The first-known aerial photograph was obtained from a ball

13、oon by a Parisian photographer in 1858 near Paris,France.24湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院 Intrepid balloon, 1862 The balloon being inflated by using portable hydrogen generating system during the Civil War . 25湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院Pigeons,1903. A squadron of pigeons equipped with lightweight 70-mm aerial cameras. For obvious reas

14、ons, pigeons are not ideal platform .27湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院 航空遙感階段1903年，萊特兄弟發(fā)明飛機(jī)，創(chuàng)造了條件。1909年，意大利人首次利用飛機(jī)拍攝地面照片。一戰(zhàn)中，航空照相技術(shù)用于獲取軍事情報(bào)。一戰(zhàn)后，航空攝影用于地形測(cè)繪和森林調(diào)查與地質(zhì)調(diào)查。1930年，美國(guó)開(kāi)始全國(guó)航空攝影測(cè)量。1937年，出現(xiàn)了彩色航空像片。28湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院 1903， Wright Brothers 發(fā)明了飛機(jī)，使航空攝影測(cè)量成為可能。Engine-powered flight on December 17,1903. It lasted 12 seconds and

15、covered 120 ft. 29湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院Aerial photography in World war IFigure Close-up(特寫(xiě)鏡頭) view of a world war I Figure Vertical photography of World War I trenches(戰(zhàn)壕) in Europe./ lll30湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院Aerial photography in World war IIFigure Vertical aerial photograph of a V2 rocket launching facility a Peenemun

16、de in World War II. 31湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院 航天遙感階段1957年，蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星；意義重大。70年代美國(guó)的陸地衛(wèi)星法國(guó)的Spot衛(wèi)星發(fā)展中國(guó)家的情況：中國(guó)，印度，巴西等。32湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院二、我國(guó)遙感發(fā)展概況50年代航空攝影和應(yīng)用工作。60年代，航空攝影工作初具規(guī)模，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。70年代，騰沖遙感實(shí)驗(yàn)獲得巨大成功。70.4.24發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星。80年代是大發(fā)展階段。目前，某些方面已經(jīng)進(jìn)入世界先進(jìn)水平行列。33湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院二、我國(guó)遙感發(fā)展概況 我國(guó)遙感發(fā)展的特點(diǎn)國(guó)家的重視和支持，為遙感的快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。集中人力、物力重點(diǎn)公關(guān)，重

17、點(diǎn)突破。全國(guó)性、大區(qū)域遙感工程的完成，充分顯示了我國(guó)遙感的特色和水平。34湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院三、當(dāng)前遙感發(fā)展主要特點(diǎn)與展望多國(guó)發(fā)射衛(wèi)星的局面已經(jīng)形成高分辨率小型商業(yè)衛(wèi)星發(fā)展迅速雷達(dá)衛(wèi)星遙感日益受到青睞星載主動(dòng)式遙感的發(fā)展，使探測(cè)手段更趨多樣化。高光譜分辨率傳感器是未來(lái)空間遙感發(fā)展的核心內(nèi)容。高光譜分辨率傳感器是指既能對(duì)目標(biāo)物成像又可以測(cè)量目標(biāo)物波譜特性的光學(xué)傳感器。遙感應(yīng)用不斷深化35湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院三、當(dāng)前遙感發(fā)展主要特點(diǎn)與展望地理信息系統(tǒng)的發(fā)展與支持是遙感發(fā)展的又一進(jìn)展和動(dòng)向。遙感手段獲得的豐富信息GIS的科學(xué)管理 遙感應(yīng)用有賴(lài)于GIS提供多種信息源進(jìn)行信息復(fù)合及其綜合分析。因此，G

18、IS是遙感的進(jìn)一步發(fā)展和延伸，成為遙感發(fā)展的一個(gè)新動(dòng)向。36湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院3、遙感在地理信息學(xué)中的作用一、遙感已成為地理信息學(xué)研究的重要信息源遙感信息的準(zhǔn)確性、客觀性遙感信息的實(shí)時(shí)性與及時(shí)性遙感信息的周期性：動(dòng)態(tài)研究遙感信息的多樣性：多波段信息；圖像信息與數(shù)字化信息；二維平面信息與三維空間信息；從而使獲得的信息形成多層次、多方式、多側(cè)面全方位，拓寬了地理信息學(xué)研究的深度和廣度。37湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院3、遙感在地理信息學(xué)中的作用二、遙感已成為地理信息研究的重要手段和方法遙感方法為地理信息分析提供了基礎(chǔ)，也為地理信息分析從定性到定量，從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)創(chuàng)造了條件。遙感與地理信息系統(tǒng)的結(jié)合，為地理

19、信息研究提供了廣闊的發(fā)展前景。38湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院4、遙感的應(yīng)用 遙感應(yīng)用從內(nèi)容上可以概括為資源調(diào)查與應(yīng)用、環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)、區(qū)域分析規(guī)劃及全球宏觀研究四大領(lǐng)域。39湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院一、遙感在資源調(diào)查方面的應(yīng)用在農(nóng)業(yè)、林業(yè)方面的應(yīng)用：農(nóng)、林土地資源調(diào)查、病蟲(chóng)害、土壤干旱、鹽化沙化的調(diào)查及監(jiān)測(cè)。土地利用類(lèi)型調(diào)查精細(xì)農(nóng)業(yè)作物估產(chǎn)“三北”防護(hù)林遙感綜合調(diào)查40湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院41湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院一、遙感在資源調(diào)查方面的應(yīng)用遙感在地質(zhì)礦產(chǎn)方面的應(yīng)用客觀真實(shí)地反映各種地質(zhì)現(xiàn)象，形象地反映區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造,地質(zhì)找礦工程地質(zhì)、地震地質(zhì)、水文地質(zhì)和災(zāi)害地質(zhì)42湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院一、遙感在資源調(diào)查方面的應(yīng)用在水文、水資源方面的應(yīng)用水資源調(diào)查、流域規(guī)劃、水土流失調(diào)查、海洋調(diào)查等。青藏高原水資源調(diào)查夏威夷群島淡水資源43湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院二、遙感在環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)等方面的應(yīng)用在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用污染物位置、性質(zhì)、動(dòng)態(tài)變化及對(duì)環(huán)境的影響；環(huán)境制圖長(zhǎng)江三峽庫(kù)區(qū)環(huán)境本底調(diào)查、環(huán)境演變分析、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等在對(duì)抗自然災(zāi)害中的應(yīng)用災(zāi)害性天氣的預(yù)報(bào)旱情、洪水