遥感地学分析和应用领域及解决方法课件.ppt

1、绪论绪论Geography Analysis for Remote Sensing遥感地学分析和应用领域及解决方法课程要求：专业方向核心课、专业方向核心课、2.52.5学分、学分、4040学时（讲学时（讲课课2828学时，实验学时，实验1212学时）学时）理解遥感地学分析的概念；掌握土地遥感的应用领域和解决方法； 掌握植被遥感的应用领域和解决方法；理解土壤遥感的应用领域和解决方法；理解水环境遥感的应用领域和解决方法；了解灾害环境遥感的应用领域和解决方法。评分：u期未考试成绩70%；u实验成绩20% ；u平时考勤等10%课程主要内容章节安排课时绪论2第一章 土地遥感5第二章 植被遥感3第三章 城

2、市遥感5第四章 水体遥感5第五章土壤遥感2第六章 灾害遥感6绪论 引言引言 典型地物反射光谱特征典型地物反射光谱特征 波段介绍及遥感意义波段介绍及遥感意义 遥感信息源的特征与地学评价遥感信息源的特征与地学评价 常用卫星遥感系统介绍常用卫星遥感系统介绍 地面遥感数据采集系统地面遥感数据采集系统 地学：地学：是对以我们所生活的地球为研究对是对以我们所生活的地球为研究对象的学科的统称，通常有地理学、地质学、象的学科的统称，通常有地理学、地质学、海洋学、大气物理、古生物学等学科。海洋学、大气物理、古生物学等学科。l 地理学是研究地球表面自然和人文现象以及它们之间的相互关系和地理学是研究地球表面自然和人

3、文现象以及它们之间的相互关系和区域分异的学科。简单说就是研究人与地理环境关系的学科。区域分异的学科。简单说就是研究人与地理环境关系的学科。l 地质学是关于地球的物质组成、内部构造、外部特征、各圈层间的地质学是关于地球的物质组成、内部构造、外部特征、各圈层间的相互作用和演变历史的知识体系。相互作用和演变历史的知识体系。l海洋学是研究海洋中各种现象及其规律和各组成部分之间相互联系与海洋学是研究海洋中各种现象及其规律和各组成部分之间相互联系与作用的科学。作用的科学。l大气物理学是研究大气的物理现象、物理过程及其演变规律的大气科大气物理学是研究大气的物理现象、物理过程及其演变规律的大气科学的分支学科。

4、学的分支学科。1 1、引言、引言 1 1、引言、引言遥感：遥感： 指空对地的遥感，即从远离地面的不同指空对地的遥感，即从远离地面的不同工作平台上（如高塔、气球、飞机、火箭、工作平台上（如高塔、气球、飞机、火箭、人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等）人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等）通过传感器，对地球表面的电磁波（辐射）通过传感器，对地球表面的电磁波（辐射）信息进行探测，并经信息的传输、处理和信息进行探测，并经信息的传输、处理和判读分析，对地球的资源与环境进行探测判读分析，对地球的资源与环境进行探测和监测的综合性技术。和监测的综合性技术。 1 1、引言、引言 地磁热辐射与入射电磁波（可见光、红地

5、磁热辐射与入射电磁波（可见光、红外、毫米波、微波）与遥感对象和环境的外、毫米波、微波）与遥感对象和环境的相互作用为我们提供了被动和主动遥感的相互作用为我们提供了被动和主动遥感的丰富信息丰富信息。当今人们面临的问题当今人们面临的问题：对知识的渴望大量数据闲置 1 1、引言、引言充分利用海量地理空间信息的关键：充分利用海量地理空间信息的关键： 如何解释其内涵如何解释其内涵即将原始的数据转即将原始的数据转变为人们可以理解的信息变为人们可以理解的信息。 1 1、引言、引言遥感的局限性：遥感的局限性： 遥感传感器所获取的是地表各要素的综遥感传感器所获取的是地表各要素的综合光谱，主要反映的是地物的群体特性

6、而合光谱，主要反映的是地物的群体特性而不是地物的个体特性，细碎的地物及地物不是地物的个体特性，细碎的地物及地物的细节通常得不到反映。的细节通常得不到反映。 1 1、引言、引言地学分析地学分析是以地学规律为基础对信息进行是以地学规律为基础对信息进行的分析处理过程。的分析处理过程。 由于遥感的局限性及遥感信息之间的复杂相关由于遥感的局限性及遥感信息之间的复杂相关性，决定了遥感信息单纯数字、物理处理结果的性，决定了遥感信息单纯数字、物理处理结果的不确定性或多解性，因此地学分析方法与遥感图不确定性或多解性，因此地学分析方法与遥感图像处理方法有机地结合起来，一方面可扩大地学像处理方法有机地结合起来，一方

7、面可扩大地学研究本身的视域，提高对区域的认识水平；另一研究本身的视域，提高对区域的认识水平；另一方面可改善遥感分析、处理、识别目标的精度。方面可改善遥感分析、处理、识别目标的精度。 地学分析方法主要有地理相关分析法、主导因地学分析方法主要有地理相关分析法、主导因素法、环境本底法、交叉分析法、信息复合等。素法、环境本底法、交叉分析法、信息复合等。 1 1、引言、引言遥感的目的遥感的目的： 建立模型，从简单到复杂地分析图像，建立模型，从简单到复杂地分析图像，从少到多地利用图像，从遥感数据中获取从少到多地利用图像，从遥感数据中获取需要的遥感信息。需要的遥感信息。 人们通过对遥感信息的处理、分析、复人

8、们通过对遥感信息的处理、分析、复原和反演来揭示地表各种现象和过程的规原和反演来揭示地表各种现象和过程的规律。律。 1 1、引言、引言遥感信息处理与分析遥感信息处理与分析是以建立遥感信息模是以建立遥感信息模型为基础，对地球表层资源与环境进行探型为基础，对地球表层资源与环境进行探测、分析，并揭示其要素的空间分布特征测、分析，并揭示其要素的空间分布特征与时空变化规律。与时空变化规律。 遥感地学分析遥感地学分析是建立在地学规律基础上的是建立在地学规律基础上的遥感信息处理和分析模型，其结合物理手遥感信息处理和分析模型，其结合物理手段、数学方法和地学分析等综合型应用技段、数学方法和地学分析等综合型应用技术

9、和理论，通过对遥感信息的处理和分析，术和理论，通过对遥感信息的处理和分析，获得能反映地球获得能反映地球区域分异规律区域分异规律和地学发展和地学发展过程的有效信息的理论方法。过程的有效信息的理论方法。2 2、典型地物的反射光谱特征、典型地物的反射光谱特征1）岩石的反射光谱特征 岩石的波谱特征是地质遥感的基础，不同的矿岩石的波谱特征是地质遥感的基础，不同的矿物成分、矿物含量、风化程度、含水状况、颗粒物成分、矿物含量、风化程度、含水状况、颗粒大小、表面的光滑程度、色泽等都会影响到其反大小、表面的光滑程度、色泽等都会影响到其反射波谱特征。射波谱特征。 2 2、典型地物的反射光谱特征、典型地物的反射光谱

10、特征 2）土壤的反射光谱特征 自然状况的土壤表面的反射率没有明显的峰值自然状况的土壤表面的反射率没有明显的峰值和谷值，一般来说土质越细，反射率越高，有机质和谷值，一般来说土质越细，反射率越高，有机质含量越高和含水量越高反射率越低。此外土壤的肥含量越高和含水量越高反射率越低。此外土壤的肥力也会对反射率产生影响。力也会对反射率产生影响。不同含水量的土壤反射光谱曲线 三种土壤反射波谱曲线比较 2 2、典型地物的反射光谱特征、典型地物的反射光谱特征 3）水体的反射光谱特征水体反射主要在蓝光波段，其他波段吸收都水体反射主要在蓝光波段，其他波段吸收都很强，特别在近红外以后水体便成为一个很强，特别在近红外以

11、后水体便成为一个吸收体。吸收体。水体光谱反射特性可能包括来自三方面的贡献：水的表面反射、水体底部物质的反射和水中悬浮物质的反射。水体光谱吸收和透射特性不仅与水体本身的性质有关，而且还明显地受到水中各种类型和大小的物质有机物和无机物的影响。2 2、典型地物的反射光谱特征、典型地物的反射光谱特征水体的反射光谱特征 2 2、典型地物的反射光谱特征、典型地物的反射光谱特征 4）植被的反射光谱特征 植被的反射波谱曲线规律性明显而独特，主植被的反射波谱曲线规律性明显而独特，主要分为三个波段：要分为三个波段：可见光波段可见光波段（0.40.76 m )有一个小的反射峰，位于有一个小的反射峰，位于0.55 m

12、 (绿光波段）绿光波段）处，两侧蓝光波段（处，两侧蓝光波段（0.45 m ）和红光波段）和红光波段(0.67 m )则有两个吸收带；则有两个吸收带；近红外波段近红外波段（0.70.8 m ）有一反射徒坡，至）有一反射徒坡，至1.1 m 附附近有一峰值；近有一峰值；中红外波段中红外波段（1.32.5 m ）受）受绿色植物含水量的影响，吸收率大增，反射率绿色植物含水量的影响，吸收率大增，反射率下降，在下降，在1.45、1.95和和2.7 m 为中心是水的吸为中心是水的吸收带，形成低谷。收带，形成低谷。2 2、典型地物的反射光谱特征、典型地物的反射光谱特征矿区红杉林反射曲线的红边蓝移现象 绿色植物有

13、效光谱响应特征 3 3、波段介绍及遥感意义、波段介绍及遥感意义4 4、遥感信息源特征与地学评价、遥感信息源特征与地学评价1）遥感信息源的综合特征l（1）多源性多平台多波段多视场1）遥感信息源的综合特征热红外图像1）遥感信息源的综合特征l（2）空间宏观性 遥感影像覆盖范围大、视野广，具有概括性遥感影像覆盖范围大、视野广，具有概括性l（3）遥感信息的时间性 瞬时特征瞬时特征 时效性时效性 重返周期与多时相重返周期与多时相1）遥感信息源的综合特征1）遥感信息源的综合特征l（4）综合性、复合性 多种地理要素的综合反映多种地理要素的综合反映 多分辨率遥感信息的综合多分辨率遥感信息的综合l（5）波谱、辐射

14、量化性 地物波谱反射、辐射的定量化记录地物波谱反射、辐射的定量化记录1）遥感信息源的综合特征l（6）遥感信息在地学分析中的模糊性和多解性u地面信息是多维的、无限的（时间和空间的），地面信息是多维的、无限的（时间和空间的），而遥感信息是简化的二维信息而遥感信息是简化的二维信息u遥感信息的复杂性和不确定性主要表现在：遥感信息的复杂性和不确定性主要表现在：同物异谱、异物同谱；同物异谱、异物同谱；混合象元；混合象元；时相变化；时相变化；信息传输中的衰减和增益（辐射失真和几何畸变）信息传输中的衰减和增益（辐射失真和几何畸变）1）遥感信息源的综合特征2）遥感信息地学评价l（1）空间分辨率（Spatial

15、resolution）（又可称地面分辨率（Ground resolution） 前者是针对传感器或图像而言的，指图像上前者是针对传感器或图像而言的，指图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小能够详细区分的最小单元的尺寸或大小 后者是针对地面而言，指可以识别的最小地后者是针对地面而言，指可以识别的最小地面距离或最小目标物的大小；面距离或最小目标物的大小；2）遥感信息地学评价u空间分辨率的三种表示形式： A、象元象元（pixel size)瞬时视域所对应的地面瞬时视域所对应的地面面积面积 (pixe1)，即与一个象元大小相当的地面尺，即与一个象元大小相当的地面尺寸，单位为米寸，单位为米(m)。如如

16、Landsat TM一个象元相当地面一个象元相当地面28.528.5m的的范围，简称空间分辨率范围，简称空间分辨率30m。 象元是扫描影像的基本单元，是成像过程中或象元是扫描影像的基本单元，是成像过程中或用计算机处理时的基本采样点。用计算机处理时的基本采样点。2 ）遥感信息地学评价 B、线对数线对数(解像率解像率 Photographic resolution 、Line Pairs) 对于摄影系统而言，影像最小单元对于摄影系统而言，影像最小单元的确定往往通过的确定往往通过l毫米间隔内包含的线对数，单毫米间隔内包含的线对数，单位为：线对毫米位为：线对毫米(1mm)。 线对线对指一对同等大小的明

17、暗条纹或规则间隔的指一对同等大小的明暗条纹或规则间隔的明暗条对。明暗条对。 C、瞬时视场瞬时视场(IFOV)，指遥感器内单个探测元件，指遥感器内单个探测元件的受光角度或观测视野，单位为毫弧度的受光角度或观测视野，单位为毫弧度(mrad)。IFOV越小，最小可分辨单元越小，最小可分辨单元(可分像素可分像素)越小，空越小，空间分辨率越高。一个瞬时视场内的信息，表示间分辨率越高。一个瞬时视场内的信息，表示一个象元。一个象元。2 ）遥感信息地学评价 空间分辨率与概括能力空间分辨率与概括能力 地面目标是多维的真实模型，是无限、连续的地面目标是多维的真实模型，是无限、连续的信息源信息源(时空尺度上时空尺度

18、上)；遥感数据是对地面信息；遥感数据是对地面信息源有限化、离散化的二维平面记录。源有限化、离散化的二维平面记录。 从地面原型到遥感信息，即把地面信息有限化、从地面原型到遥感信息，即把地面信息有限化、离散化过程必然要损失部分信息，这本身就是离散化过程必然要损失部分信息，这本身就是一种概括能力。一种概括能力。如同制图综合一样。如同制图综合一样。遥感信息的概括能力随分辨率的降低而增大的。遥感信息的概括能力随分辨率的降低而增大的。2 ）遥感信息地学评价空间分辨率 2 ）遥感信息地学评价2） 遥感信息地学评价航空（机载）遥感图像常用遥感图像的空间分辨率2 ）遥感信息地学评价l（2）光谱分辨率传感器所选用

19、的波段数量的多少、各波段的波长位置、及波长间隔的大小，即波段数波段数、波段中心波长波段中心波长，及带宽带宽u光谱分辨率在遥感中的意义：光谱分辨率在遥感中的意义： 开拓遥感应用领域开拓遥感应用领域 专题研究中波段选择针对性专题研究中波段选择针对性 图像处理中多波段的应用提高判识效果图像处理中多波段的应用提高判识效果2） 遥感信息地学评价常用遥感图像的光谱分辨率2）遥感信息地学评价lNASA的AVIRIS 光谱范围400-2450nm 波段数224lEOS/MODIS数据36个波段分辨率：250m1000m幅宽：2330km每天覆盖全球以X波段开放发送，免费接收2） 遥感信息地学评价 光谱分辨率越

20、高，专题研究的针对性光谱分辨率越高，专题研究的针对性越强，对物体的识别精度越高，遥感应越强，对物体的识别精度越高，遥感应用分析的效果也就越好。用分析的效果也就越好。 多波段信息直接地综合解译较困难，多波段信息直接地综合解译较困难，而多波段的数据分析，可以改善识别和而多波段的数据分析，可以改善识别和提取信息特征的概率和精度。提取信息特征的概率和精度。 2） 遥感信息地学评价制图制图交通交通国防国防城市城市农业农业地球资源地球资源环境环境森林森林100 m 10 m 1 m 0.1 m 0.01 m 空空 间间 分辨率分辨率 光谱分辨率传感器的应用传感器的应用 2） 遥感信息地学评价l（3）时间分

21、辨率：对同一地区遥感影像重复覆盖的频率l 分为：超短、短周期时间分辨率；（一天以内，用超短、短周期时间分辨率；（一天以内，用来探测大气海洋物理现象、火山爆发、植物来探测大气海洋物理现象、火山爆发、植物病虫害、森林火灾、污染源监测等）病虫害、森林火灾、污染源监测等）中周期时间分辨率；（一年以内，用来探测中周期时间分辨率；（一年以内，用来探测植物的季相节律、再生资源、旱涝、气候学、植物的季相节律、再生资源、旱涝、气候学、大气动力学、海洋动力学分析等）大气动力学、海洋动力学分析等）长周期时间分辨率（以年为单位的变化，环长周期时间分辨率（以年为单位的变化，环境、资源变化等）境、资源变化等）美国美国Oa

22、kland 县动态监测县动态监测196319721979198319871995常用遥感图像的时间分辨率2） 遥感信息地学评价u时间分辨率的意义：时间分辨率的意义： 动态监测与预报；动态监测与预报； 自然历史变迁和动力学分析；自然历史变迁和动力学分析； 利用时间差提高遥感的成像率和解像率；利用时间差提高遥感的成像率和解像率； 更新数据库更新数据库2） 遥感信息地学评价l（4）辐射分辨率（Radiant resolution） 辐射分辨率指传感器对光谱信号强弱的敏传感器对光谱信号强弱的敏感程度、区分能力感程度、区分能力即探测器的灵敏度(遥感器感测元件在接收光谱信号时能分辨的最小辐射度差，或指对两

23、个不同辐射源的辐射量的分辨能力)，一般用灰度的分级数灰度的分级数来表示，即最暗最亮灰度值(亮度值)间分级的数目量化级数。 常用遥感图像的辐射分辨率2） 遥感信息地学评价2） 遥感信息地学评价法国SPOT多光谱图像2.1.2 遥感信息地学评价u同为20米分辨率的中巴资源1号卫星CCD图象质量比法国SPOT多光谱图像差的主要原因是辐射分辨率低造成的。5 5、遥感数据介绍、遥感数据介绍 1 1）高分辨率遥感数据）高分辨率遥感数据 2 2）中分辨率遥感数据）中分辨率遥感数据 3 3）低分辨率遥感数据）低分辨率遥感数据1） 高分辨率遥感数据 高分辨率高分辨率（高清晰度）遥感卫星像片空间分辨率一般为5m-

24、10m 左右，卫星一般在距地600km（千米）左右的太阳同步轨道上运行。 应用范围：精度相对较高的城市内部的绿化、交通、污染、建筑密度、土地、地籍等的现状调查、规划、测绘地图；大型工程选址、勘察、测图和已有工程受损监测等；还可应用于农业、林业、灾害等领域内的详细调查和监测。地区：地区：上海浦东上海浦东分辨率：分辨率： 1 m采集时间：采集时间： 2000年年 3月月26日日多光谱影像多光谱影像分辨率分辨率2.8 m数据类型 波段范围/ m空间分辨率/ m其它参数多波段蓝：0.450.52 2.44幅宽16.5 km重访周期16 d卫星轨道高度450 km量化值11位绿：0.520.60 2.4

25、4 红：0.630.69 2.44 近红外：0.760.90 2.44 全 波 段 0.450.90 0.61 应用实例基于Quick Bird遥感影像的铜仁市城市绿地景观结构特征分析，王志泰等，西北林学报,2010，25（1）：166-170Quick Bird影像在城市中的应用研究，高喜霞等，测绘与空间地理信息，2008,31（2）：65-66,70基于Quick bird影像的成都市高新区绿地景观格局研究，韩周林登，中国农学通报，2010,26（17）：238-241 一直以来，对于城市绿地的研究数据源大多采用一直以来，对于城市绿地的研究数据源大多采用TM、SPOT或彩红外航空影像，这些

26、卫星影像分辨率低，难以准确地进或彩红外航空影像，这些卫星影像分辨率低，难以准确地进行定量化分析。行定量化分析。 随着遥感技术的发展，目前，商用高精度的遥感影像随着遥感技术的发展，目前，商用高精度的遥感影像(如如Quick Bird遥感影像遥感影像)已逐渐被广泛应用，已逐渐被广泛应用，Quick Bird遥感影像遥感影像为城市应用带来新的活力为城市应用带来新的活力,具有广泛的应用价值。具有广泛的应用价值。 通过试验通过试验,在地形较为平坦地区采用单片纠正的方法在地形较为平坦地区采用单片纠正的方法,至少可至少可以达到以达到1 5 000 地形图的精度地形图的精度,而分辨细节则可以用于判别很而分辨细

27、节则可以用于判别很多城市应用所感兴趣的目标体。这类影像还可以用来制作多城市应用所感兴趣的目标体。这类影像还可以用来制作1 5 000 比例尺专题地图、更新比例尺专题地图、更新1 5 000比例尺的地形图、比例尺的地形图、进行比较详细的城市土地利用现状和变化分析、获取城市建进行比较详细的城市土地利用现状和变化分析、获取城市建筑类型分布状况信息、进行城市交通研究、开展城市灾害和筑类型分布状况信息、进行城市交通研究、开展城市灾害和垃圾研究以及为城市垃圾研究以及为城市GIS提供有关数据。提供有关数据。思考1？ 自己回去检索IKONOS影像的遥感应用领域，总结其优点和弊端，发展前景2） 中分辨率遥感数据

28、 中等分辨率中等分辨率（高清晰度）遥感卫星数据空间分辨率一般为80m-10m 左右，卫星一般在距地700km-900km的近极地太阳同步轨道上运行。重复覆盖同一地区的时间间隔为几天至几十天 应用范围：资源调查、环境和灾害监测、农业、林业、水利、地质矿产和城建规划等近50 个行业和领域。通道号通道号光谱段光谱段/ m 光谱特性光谱特性 空间分辨率空间分辨率 其它参数其它参数MSS4 0.50.6 蓝绿蓝绿 20 m 幅宽幅宽185km重访周期重访周期18d轨道高度轨道高度918km量化级数量化级数64MSS5 0.60.7 橙红橙红 20 mMSS6 0.70.8 红红-近红外近红外 20 mM

29、SS7 0.81.1 近红外近红外 10 mMSS8 10.412.6 远红外远红外 10 m通道号光谱段/ m 光谱特性 空间分辨率 其它参数TM10.450.52蓝绿波段 30m幅宽185km重访周期16d轨道高度705km量化级数256TM20.520.60绿红波段 30mTM30.630.69红波段 30mTM40.760.90近红外波段 30mTM51.551.75近红外波段 30mTM610.412.5 热红外波段 30mTM72.082.35近红外波段 30mLandsat/MSS光谱特性 MSS4：0.50.6m，为蓝绿波段；对蓝绿、黄色景物，为蓝绿波段；对蓝绿、黄色景物一般呈

30、浅色调，随着红色成分的增加而变暗。水体色一般呈浅色调，随着红色成分的增加而变暗。水体色调最浅，对水体有一定的穿透能力，可测一定的水深调最浅，对水体有一定的穿透能力，可测一定的水深（约（约10-20m）的水下地形，并利于识别水体混浊度、）的水下地形，并利于识别水体混浊度、沿岸流、沙地、沙洲等。沿岸流、沙地、沙洲等。 MSS5：0.60.7m，为橙红色波段；橙红景物一般呈，为橙红色波段；橙红景物一般呈浅色调，随着绿色成分的增加而变暗。水体色调最浅，浅色调，随着绿色成分的增加而变暗。水体色调最浅，对水体也有一定的穿透能力（约对水体也有一定的穿透能力（约2m），水中泥沙流反），水中泥沙流反映明显，对裸

31、露的地表、植被、土壤、岩性地层、地映明显，对裸露的地表、植被、土壤、岩性地层、地貌现像等可提供较丰富的信息，为可见光最佳波段。貌现像等可提供较丰富的信息，为可见光最佳波段。 Landsat/MSS光谱特性 MSS6：0.70.8m，为红、近红外波段。，为红、近红外波段。 MSS7：0.81.1m，为近红外波段。，为近红外波段。 MSS6、MSS7波段相关性较大，植被为浅色调，波段相关性较大，植被为浅色调，水体为深色调。尤以水体为深色调。尤以MSS7水陆界线清晰，对土壤水陆界线清晰，对土壤含水量反映明显，对寻找地下水以及识别与水有含水量反映明显，对寻找地下水以及识别与水有关的地质构造关的地质构造

32、、隐伏构造、隐伏构造、 Landsat/TM光谱特性 TM1：0.450.52m，蓝波段。波段的短波端相，蓝波段。波段的短波端相应于清洁水的峰值，长波端在叶绿素吸收区；这应于清洁水的峰值，长波端在叶绿素吸收区；这个波段对水体的穿透力强，对叶绿素与叶色素浓个波段对水体的穿透力强，对叶绿素与叶色素浓度反映敏感，有助于判别水深、水中泥沙分布和度反映敏感，有助于判别水深、水中泥沙分布和进行近海水域制图等；对针叶林的识别更强。进行近海水域制图等；对针叶林的识别更强。 TM2：0.520.60m，绿波段。这个波段在两个，绿波段。这个波段在两个叶绿素吸收带之间，因此相应于健康植物的绿色；叶绿素吸收带之间，因

33、此相应于健康植物的绿色；与与MSS4相关性大；对健康茂盛植物反映敏感，对相关性大；对健康茂盛植物反映敏感，对水的穿透力较强；用于探测健康植物绿色反射率，水的穿透力较强；用于探测健康植物绿色反射率，按按“绿峰绿峰”反射评价植物生活力，区分林型、树反射评价植物生活力，区分林型、树种和反映水下特征等。种和反映水下特征等。TM1和和TM2合成，显示水体合成，显示水体的蓝绿比值，能估测可溶性有机物和浮游生物。的蓝绿比值，能估测可溶性有机物和浮游生物。Landsat/TM光谱特性 TM3：0.630.69m，红波段。为叶绿素的主要，红波段。为叶绿素的主要吸收波段，与吸收波段，与MSS5相关性大；反映不同植

34、物的叶相关性大；反映不同植物的叶绿素吸收、植物健康状况，用于区分植物种类与绿素吸收、植物健康状况，用于区分植物种类与植物覆盖度；在可见光中，这个波段是识别土壤植物覆盖度；在可见光中，这个波段是识别土壤边界和地质界线的最有利的光谱区，信息量大，边界和地质界线的最有利的光谱区，信息量大，表面特征经常展现出高的反差，大气蒙雾的影响表面特征经常展现出高的反差，大气蒙雾的影响比其他可见光谱段低，影像的分辨能力较好；广比其他可见光谱段低，影像的分辨能力较好；广泛用于地貌、岩性、土壤、植被、水中泥沙流等泛用于地貌、岩性、土壤、植被、水中泥沙流等方面。方面。 TM2、3波段较波段较MSS4、5波段范围窄，主要

35、是为了波段范围窄，主要是为了提高植物光谱变化检测的灵敏度。提高植物光谱变化检测的灵敏度。Landsat/TM光谱特性 TM4：0.760.90m，近红外波段。对绿色植物，近红外波段。对绿色植物类别差异最敏感（受植物细胞结构控制），相应类别差异最敏感（受植物细胞结构控制），相应于植物的反射峰值，为植物遥感识别通用波段。于植物的反射峰值，为植物遥感识别通用波段。用于生物量调查、作物长势测定、进行农作物估用于生物量调查、作物长势测定、进行农作物估产等。产等。 TM5：1.551.75m，中红外波段。处于水的吸，中红外波段。处于水的吸收带（收带（1.41.9m）内，反映含水量敏感，在这）内，反映含水量

36、敏感，在这个波段叶面反射强烈地依赖于叶湿度，在对干旱个波段叶面反射强烈地依赖于叶湿度，在对干旱的监测和植物生物量的确定是有用的；用于土壤的监测和植物生物量的确定是有用的；用于土壤湿度、植物含水量调查、水分状况、地质研究，湿度、植物含水量调查、水分状况、地质研究，作物长势分析等，从而提高了区分不同作物类型作物长势分析等，从而提高了区分不同作物类型的能力，易于区分云、冰与雪。的能力，易于区分云、冰与雪。Landsat/TM光谱特性 TM6：10.412.5m，热红外波段。这个波段来，热红外波段。这个波段来自表面发射的辐射量，根据辐射响应的差别，区自表面发射的辐射量，根据辐射响应的差别，区分农、林覆

37、盖类型，辨别表面湿度、水体、岩石分农、林覆盖类型，辨别表面湿度、水体、岩石以及监测与人类活动有关的热特征，进行热测量以及监测与人类活动有关的热特征，进行热测量与制图，对于植物分类和估算收成很有用。与制图，对于植物分类和估算收成很有用。 TM7：2.082.35m，近红外波段。为地质学研，近红外波段。为地质学研究追加的波段，由于岩石在不同波段发射率的变究追加的波段，由于岩石在不同波段发射率的变化与硅的含量有关，因此可以利用这种发射光谱化与硅的含量有关，因此可以利用这种发射光谱特性来区分岩石类型，为地质解译提供了更多的特性来区分岩石类型，为地质解译提供了更多的信息。该波段处于水的强吸收带，水体呈黑

38、色，信息。该波段处于水的强吸收带，水体呈黑色，用于城市土地利用与制图，岩石光谱反射及地质用于城市土地利用与制图，岩石光谱反射及地质探矿与地质制图，特别是热液变质岩环的制图。探矿与地质制图，特别是热液变质岩环的制图。 基于基于TM影像的盐城市土地利用时空变化研影像的盐城市土地利用时空变化研究，王琳，等究，王琳，等.中国农学通报，中国农学通报，2011,27（04）：）：464-468. 基于基于TM影像的平原湖泊水体信息提取的研影像的平原湖泊水体信息提取的研究，杨莹，等究，杨莹，等.遥感信息，遥感信息，2010,3. 基于基于TM 影像的城市热岛效应监测与预测分影像的城市热岛效应监测与预测分析析

39、,盛辉，等盛辉，等.遥感技术与应用遥感技术与应用,2010,25（1） 基于基于LANDSAT/TM影像提取太湖影像提取太湖CDOM浓度浓度空间分布，陈军，等空间分布，陈军，等.光谱学与光谱分光谱学与光谱分析析,2011,31(1)TM遥感影像应用实例思考2 分组进行汇总分析TM影像在以下研究领域的应用进展 在土地利用/覆被变化方面 在水环境监测方面 在植被遥感监测方面 在城市热岛效应监测 在灾害遥感监测方面通道号通道号光谱段光谱段/ m 光谱特性光谱特性空间分辨率空间分辨率 其它参数其它参数XS1 0.500.59绿绿 20 m幅宽幅宽60km重访周期重访周期26d轨道高度轨道高度832km

40、量化级数量化级数HRVs/256,HRVPa/64XS2 0.610.68红红 20 mXS3 0.790.89近红外近红外 20 mSWIR0.510.73绿绿红全波段红全波段 10 m 光谱段光谱段/m 光谱特性光谱特性 分辨率分辨率 分辨率分辨率 0.450.52 蓝蓝 19.5 m幅宽幅宽113km重访周期重访周期26d轨道高度轨道高度778km量化级数量化级数2560.520.59绿绿19.5 m 0.630.69 红红19.5 m 0.770.89 近红外近红外19.5 m 0.510.73全波段全波段19.5 mSPOTSPOT无蓝光波段如何模拟真彩色图像？无蓝光波段如何模拟真彩

41、色图像？ 1） xs1 为蓝波段，（为蓝波段，（xs1+xs2+xs3)/3 为绿波段，红波为绿波段，红波段用段用xs2 2 ）xs1 为蓝波段，为蓝波段，(xs1*3+xs3)/4 波段作为绿波段，红波段作为绿波段，红波段用波段用xs2 3） 2p*xs1/(xs1+xs2)作蓝波段，作蓝波段，2p*xs2/(xs1+xs2)为绿为绿波段，红波段用（波段，红波段用（ap+(1-a)*xs3)其中p 为全色波段；a 作为系数为防止出现饱和现象，根据影响灰度情况取值介于0.1-0.5 之间， 这种方法的最大特点是引入了全色波段，因全色波段空间分辨率高，故做此算法前需进行影象配准处理。 第一和第二

42、种方法因算法比较接近，故生成的色彩效果区别不大，稳定性高，工作效率也高。第三种方法因参数需自己定，遥感影像的景观地物不同，参数也应做出相应的调整。思考3 自己检索文献总结SPOT影像和CIBERS影像的遥感影像领域、优缺点和发展态势 MODIS测量的基本目标如下： 陆地和海洋表面的温度和地面火情 海洋彩色，水中沉积物和叶绿素 全球植被测绘和变化探测 云层表征 汽溶胶的浓度和特性 大气温度和湿度的探测，雪的覆盖和表征 海洋流 36个光谱段 空间分辨率 波段1-2:250m 波段3-7:500m 波段8-36:1000m 时间周期：1-2天MODIS遥感影像应用实例基于MODIS数据的丘陵地区冬小

43、麦种植面积提取研究，王云峰，等.安徽农业科学，2009,37（33）：16694-16696 利用遥感进行冬小麦面积提取最早开始于美国，其利用陆地利用遥感进行冬小麦面积提取最早开始于美国，其利用陆地卫星卫星13接收处理出的接收处理出的MSS图像，对美国大平原图像，对美国大平原9个小麦生个小麦生产州的面积进行估算；后来推广到对世界其他地区小麦面积产州的面积进行估算；后来推广到对世界其他地区小麦面积的估算的估算 J。通过与历年统计数据进行比较发现，利用遥感图。通过与历年统计数据进行比较发现，利用遥感图像得到的小麦播种面积精度高达像得到的小麦播种面积精度高达90 以上。以上。 对于小区域冬小麦产量估

44、测，对于小区域冬小麦产量估测，MODIS数据是可行的。数据是可行的。 MODIS数据以其空间分辨率和波谱分辨率多样性优势，在大数据以其空间分辨率和波谱分辨率多样性优势，在大气订正和角度订正方面都做了改进，而且气订正和角度订正方面都做了改进，而且MODIS数据全球免数据全球免费，可以节省费用，获取周期短，可以保证数据的时效性，费，可以节省费用，获取周期短，可以保证数据的时效性，结果较为理想，可以满足业务化运行的需要。结果较为理想，可以满足业务化运行的需要。3） 低分辨率遥感数据 气象卫星是空间分辨率（清晰度）相对较低的卫星采集系统，它们就是每天电视气象预报时的“气象卫星云图”，广泛应用于宏观观测

45、的对象，如：气象预报和观测海洋表面深度海浪、海冰等。 卫星系列 NOAA 气象卫星 中国风云系列卫星 通道通道 波段范围波段范围 /m/m谱段性质谱段性质 主要应用主要应用1.1 km1.1 km空间分辨率空间分辨率/1024/1024有效有效量化级量化级AVHRR-1AVHRR-10.580.580.680.68黄红黄红天气预报、云边景图、冰雪探测天气预报、云边景图、冰雪探测AVHRR-2AVHRR-20.7250.7251.101.10红近红红近红外短波外短波水体、冰雪、植被、草场、农作水体、冰雪、植被、草场、农作物评价物评价 AVHRR-3AVHRR-33.553.553.953.95中

46、红外中红外海面温度、水陆分界、森林火灾、海面温度、水陆分界、森林火灾、夜间云覆盖夜间云覆盖 AVHRR-4AVHRR-41 0 . 3 01 0 . 3 0 11.3011.30远红外远红外海面温度、云量、土壤湿度海面温度、云量、土壤湿度 AVHRR-5AVHRR-51 1 . 5 01 1 . 5 0 12.5012.50远红外远红外思考4 自己检索文献总结NOAA/AVHRR影像和FY影像的遥感应用领域、优缺点和发展态势 航空遥感数据 建国以来，航空照片已经覆盖全国各地，数目达数百万张。这些数据主要存在各省的测绘部门。不仅有历史的照片，而且近年来，随着数字化潮流的风起云涌，数字地球的日益热

47、火，新的一轮测绘工作已经开始。例如河南省1：1 万测图等。 我国从70 年代起，进行了大量的航空遥感试验（天津、长春、云南腾冲、南京、太原、洞庭湖、珠江口等），积累了一些资料，可以这些试验的主办单位去查询。到哪里去找航空航天遥感数据？到哪里去找航空航天遥感数据？ 航天遥感数据 国土资源部遥感中心（地质大学） 科学院航空遥感中心 科学院卫星地面站（人民大学） 类似研究项目的单位 随着越来越多的商家开始涉足航天遥感数据的市场，商业公司也成为遥感数据的重要来源。 网上查询到哪里去找航空航天遥感数据？到哪里去找航空航天遥感数据？ 根据自己的研究主题，确定遥感数据是航空的？ 航天？ 根据自己的硬件和软件

48、环境，确定数据的格式，数字的？ 光学的？ 根据自己的财力确定？要什么？能要什么？要什么？能要什么？5 5、地面遥感数据采集系统、地面遥感数据采集系统1）工作原理 通过地面遥感平台，用于近距离测量地物波谱通过地面遥感平台，用于近距离测量地物波谱和摄取供试验研究用的地物细节影像，为航空和摄取供试验研究用的地物细节影像，为航空遥感和航天遥感作校准和辅助工作遥感和航天遥感作校准和辅助工作 2）特性 允许在某个小的区域内或特定环境下反复的进允许在某个小的区域内或特定环境下反复的进行多时相的光谱测量和影像的获取，并能保证行多时相的光谱测量和影像的获取，并能保证光谱数据与影像数据的准同步光谱数据与影像数据的

49、准同步 3）常用地面遥感传感器 l地面光谱测量仪器 q便携式傅里叶变换红外光谱仪便携式傅里叶变换红外光谱仪 q紫外紫外/可见可见/近红外分光光度计近红外分光光度计 LAMBDA950 q快速扫描红外波谱仪快速扫描红外波谱仪 M304 q热红外成像系统热红外成像系统 THERMOVISION 550、S60q便携式地物波谱仪便携式地物波谱仪 AgriSpec 等等5 5、地面遥感数据采集系统、地面遥感数据采集系统地面光谱测量仪器地面光谱测量仪器5 5、地面遥感数据采集系统、地面遥感数据采集系统l 地表参数仪器测量土壤参数方面土壤湿度仪土壤水分测量仪 HYDROSENSE系统 水环境参数 水体叶绿素荧光连续监测仪 温盐深浊度仪 XR-420 CTD+Tu 植被参数 光合-荧光作用测定仪 LI-6400R 便携式光合作用测定仪 植物冠层分析仪 LAI-2000 等本章小结 何谓遥感地学分析？ 阐述出典型地物反射光谱特征的表现？ 不同波谱段的应用范围？ 主要传感器的波段组成、空间分辨率、时间分辨率和辐射分辨率？