【精品】遥感科学与技术

、遥感科学与技术 （一）遥感技术的基本概念 遥感科学与技术是在测绘科学、空间科学、电子科学、地球科学、计算机科学 以及其学科交叉渗透、相互融合的基础上发展起来的一门新兴边缘学科。它利用 非接触传感器来获取有关目标的时空信息，不仅着眼于解决传统目标的几何定 位，更为重要的是对利用外层空间传感器获取的影像和非影像信息进行语义和非 语义解译，提取客观世界中各种目标对象的几何与物理特征信息。 从地面到高空各种对地球、天体观测的遥感综合性技术的总称。由遥感平台、 遥感仪器、信息处理、接收与分析应用等组成。在一定距离以外不直接接触物体 而通过该物体所发射和反射的电磁波来感知和探测其性质、状态和数量的技术。 遥感卫星 这是20世纪60年代兴起的一种探测技术，是根据电磁波的理论，应用各种传感 仪器对远距离目标所辐射和反射的电磁波信息，进行收集、处理，并最后成像， 从而对地面各种景物进行探测和识别的一种综合技术。目前利用人造卫星每隔 18天就可送回一套全球的图像资料。利用遥感技术，可以高速度、高质量地测 绘地图。 遥感技术是从人造卫星、飞机或其他飞行器上收集地物目标的电磁辐 射信息，判认地球环境和资源的技术。它是60年代在航空摄影和判读的基 础上随航天技术和电子计算机技术的发展而逐渐 卫星遥感技术 形成的综合性感测技术。任何物体都有不同的电磁波反射或辐射特征。航 空航天遥感就是利用安装在飞行器上的遥感器感测地物目标的电磁辐射特 征，并将特征记录下来，供识别和判断。把遥感器放在高空气球、飞机等 航空器上进行遥感，称为航空遥感。把遥感器装在航天器上进行遥感，称 为航天遥感。完成遥感任务的整套仪器设备称为遥感系统。航空和航天遥 感能从不同高度、大范围、快速和多谱段地进行感测，获取大量信息。航 天遥感还能周期性地得到实时地物信息。因此航空和航天遥感技术在国民 经济和军事的很多方面获得广泛的应用。例如应用于气象观测、资源考察、 地图测绘和军事侦察等。 遥感技术是从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、 卫星云图 红外线结目标进行探测和识别的技术。例如航空摄影就是一种遥感技术。 人造地球卫星发射成功，大大推动了遥 感技术的发展。现代遥感技术主要 包括信息的获取、传输、存储和处理等环节。完成上述功能的全套系统称 为遥感系统，其核心组成部分是获取信息的遥感器。遥感器的种类很多，主 要有照相机、电视摄像机、多光谱扫描仪、成象光谱仪、微波辐射计、合 成孔径雷达等。传输设备用于将遥感信息从远距离平台（如卫星）传回地面 站。信息处理设备包括彩色合成仪、图像判读仪和数字图像处理机等。 （二）遥感技术基本原理 任何物体都具有光谱特性，具体地说，它们都具有不同的吸收、反射、 辐射光谱的性能。在同一光谱区各种物体反映的情况不同，同一物体对不 同光谱的反映也有明显差别。即使是同一物体，在不同的时间和地点，由 于太阳光照射角度不同，它们反射和吸收的光谱也各不相同。遥感技术就 是根 据这些原理，对物体作出判断。 遥感技术研讨会 遥感技术通常是使用绿光、红光和红外光三种光谱波段进行探测。绿光段一般用 来探测地下水、岩石和土壤的特性；红光段探测植物生长、变化及水污染 等；红外段探测土地、矿产及资源。此外，还有微波段，用来探测气象云 层及海底鱼群的游弋。 （三）系统组成（使用仪器） 遥感仪器在探测中 由遥感器、遥感平台、信息传输设备、接收装置以及图像处理设备等 组成。遥感器装在遥感平台上，它是遥感系统的重要设备，它可以是照相 机、多光谱扫描仪、微波辐射计或合成孔径雷达等。信息传输设备是飞行 器和地面间传递信息的工具。图像处理设备（见遥感信息处理）对地面接 收到的遥感图像信息进行处理（几何校正、滤波等）以获取反映地物性质 和状态的信息。图像处理设备可分为模拟图像处理设备和数字图像处理设 备两类，现代常用的是后一类。判读和成图设备是把经过处理的图像 遥感技术 信息提供给判释人员直接判释，或进一步用光学仪器或计算机进行分析， 找出特征，与典型地物特征进行比较，以识别目标。地面目标特征测试设 备测试典型地物的波谱特征，为判释目标提供依据。 发展简史 1 1608-1838年，无记录的地面遥感阶段. 2 1839-1857年，有记录的地面遥感阶段. 3 1858-1956年，空中摄影遥感阶段. 遥感技术 4 1957年前苏联发射第一颗人造卫星至今，进入航天遥感阶段. （四）应用范围与划分（使用方法） 卫星遥感反射图 遥感技术广泛用于军事侦察、导弹预警、军事测绘、海洋监视、气象 观测和互剂侦检等。在民用方面，遥感技术广泛用于地球资源普查、植被分 类、土地利用规划、农作物病虫害和作物产量调查、环境污染监测、海洋 研制、地震监测等方面。遥感技术总的发展趋势是提高遥感器的分辨率 和综合利用信息的能力，研制先进遥感器、信息传输和处理设备以实现遥感 系统全天候工作和实时获取信息，以及增强遥感系统的抗干扰能力。遥感 按常用的电磁谱段不同分为可见光遥感、红外遥感、多谱段遥感、紫外遥 感和微波遥感。 1、可见光遥感应用比较广泛的一种遥感方式。对波长为0. 4-0. 7 微米的可见光的遥感一般采用感光胶片（图像遥感）或光电探测器作为感 测元件。可见光摄影遥感具有较高的地面分辨率，但只能在晴朗的白昼使 用。 2、红外遥感又分为近红外或摄影红外遥感，波长为0.7-1.5微米， 用感光胶片直接感测；中红外遥感，波长为1. 5-5. 5微米；远红外遥感，波 长为5.5-1000微米。中、远红外遥感通常用于遥感物体的辐射，具有昼 夜工作的能力。常用的红外遥感器是光学机械扫描仪。 3、多谱段遥感利用几个不同的谱段同时对同一地物（或地区）进行 遥感，从而获得与各谱段相对应的各种信息。将不同谱段的遥感信息加以 组合，可以获取更多的有关物体的信息，有利于判释和识别。常用的多谱 段遥感器有多谱段相机和多光谱扫描仪。 4、紫外遥感对波长0.3〜0.4微米的紫外光的主要遥感方法是紫外 摄影。 5、微波遥感对波长1〜1000毫米的电磁波（即微波）的遥感。微波 遥感具有昼夜工作能力，但空间分辨率低。雷达是典型的主动微波系统， 常采用合成孔径雷达作为微波遥感器。 现代遥感技术的发展趋势是由紫外谱段逐渐向X射线和Y射线扩展。 从单一的电磁波扩展到声波、引力波、地震波等多种波的综合。 优越性 中科院运用遥感技术勘测分布图 探测范围大航摄飞机高度可达10km左右；陆地卫星轨道高度达到 910km左右。一张陆地卫星图像覆盖的地面范围达到3万多平方千米，约相 当于我国海南岛的面积。我国只要600多张左有的陆地卫星图像就可以全 部覆盖。 获取资料的速度快、周期短。实地测绘地图，要几年、十几年甚至几 十年才能重复一次；陆地卫星4、5为例，每16天可以覆盖地球一遍。 受地面条件限制少不受高山、冰川、沙漠和恶劣条件的影响。 遥感技术 手段多，获取的信息量大用不同的波段和不同的遥感仪器，取得所需的 信息；不仅能利用可见光波段探测物体，而且能利用人眼