遥感概念遥远感知事物遥感即远距离不接触物体而课件.ppt

1、一、遥感概念：遥远感知事物。遥感即远距离不接触物体而取得信息的一种探测技术。也就是在地面上空的飞机、飞船、卫星（统称遥感平台）上，使用飞行物上的照相机、扫描仪（称传感器）接收地面物体反射或发射的电磁波信号，并以图像胶片或数据磁带记录下来，传送到地面接收站，经过加工处理后，结合地面的光谱特征来识别他们。通常把这一整套的接收 传输 处理和分析判释遥感信息的过程，称遥感技术。遥感平台：携带遥感传感器的工具称遥感平台。第一章 遥感基础(Remote Sensing,RS)传感器：记录景物目标信息的仪器为传感器。二、遥感分类：二、遥感分类：遥感是以航空摄影技术为基础，在20世纪60年代初发展起来的一门新

2、兴技术。开始为航空遥感，自1972年美国发射了第一棵陆地卫星后，标志着航天遥感时代的开始。1.按平台层次、比例尺分：地面遥感：地面上应用高架或其它平台，借助各种传感器所得到的信息产品，用于火灾探测，林分生物量测定，有特殊要求的调查与监测。航空遥感：在对流层以下，运行的各种平台，借助摄影或扫描仪等传感器，记录地面目标各种特征的遥感方法。航空遥感：使用中、小比例尺，大比例尺或特大比例尺。主要用于成图、工程设计、森林资源环境、灾害等领域的调查与监测。是林业系统过去应用的主要信息资源。航天遥感：在大气中间层以上沿轨道运行的各种平台，通过传感器记录地面目标各种特征不同的信息源。使用超小比例尺、极小比例尺

3、和小比例尺的图像资料和数据。用于宏观调查规划，动态监测。随着科学技术的发展，航天遥感地面分辨率越来越高，因此二者在某些方面的界限性越来越不明显，但从目前来看二者还是互为补充，即各有优缺点。2.按波长范围分：可见光遥感：（用于森林资源调查 成图的全色航空相片）。反射红外遥感：（探测火、病虫害、污染及森林植被生长状况测定）。热红外遥感：观测目标物的热辐射。微波遥感：（探测土壤水分特征）3.根据发射源分：主动遥感和被动遥感。1.主动遥感：从遥感平台发射电磁波到地面，然后用传感器接收反射回来的信息；不依赖太阳，可夜间工作；2.被动遥感：用传感器接收地物辐射的电磁波，以获取地物的信息，了解物体性质的方法

4、。遥感平台和传感器用于获取遥感数据。1.遥感数据的获取遥感技术三个基本环节：2.信息的提取 3.遥感应用三、遥感技术的主要特点：1.可获取大范围数据资料。2.获取信息的速度快，周期短。3.获取信息受条件限制少。4.获取信息的手段多，信息量大。如Landsat卫星的TM图像，一幅覆盖面积为：185km185km四、遥感技术的应用及发展前景 光谱分辨率和时间分辨率都会有极大的提高。其应用领域随着空间技术发展，尤其是地理信息系统和全球定位系统技术的发展及相互渗透，将会越来越广泛。五、卫星遥感系统五、卫星遥感系统 卫星遥感系统：是实现遥感目的的方法、设备和技术的总称。其基本结构图：传感器 卫星 中继卫

5、星 CCT带 云 大气 专用数据 光盘 景物目标 地面站 处理系统 胶片 影像处理 相片 六、遥感图像数据处理六、遥感图像数据处理 遥感图像数据处理：为了从遥感影像中获取更多的信息，需对原始的遥感影像进行技术处理，这种处理称为遥感图像数据处理，它是计算机图像处理的一个重要应用方向。图像的恢复 从遥感影像中获取信息的步骤：图像的增强 图像的分类等 此外，在遥感图像识别与分类中常常结合目视判读，通过遥感图像的识别和分类可形成专题影像图。目前，遥感技术应用也正经历着一场质的变化，即从定性向定量，静态向动态，试验性研究向产业过渡。要实现上述目标，单纯依靠遥感数据源是不够的，通常需要专业模型或描述自然资

6、源的专题图等的配合，从而出现了遥感技术和地理信息系统相结合的技术方法。七、遥感物理基础 电磁波：在一定条件下，形成的交变电磁场，以波的形式向外传播即为电磁波。电磁波谱图：把电磁波的长短（或频率高低）依次排列起来，画成图表称为电磁波谱图。各种电磁波波长不同性质也有很大差别。遥感技术中采用波长紫外线、可见光、红外线到微波波段。可见光是遥感技术中十分重要和经常使用的电磁波谱段。电磁波谱作为各种传感器设计的依据。紫外线 波长 0.010.38m 可见光（红、橙、黄、绿、青、兰、紫）0.380.76m 红外线 0.76m 1000m常见的白光是各种波长可见光按一定比例混合到一起的混合光。地物反射特性：R

7、S技术中应用最普遍的是物体对可见光和近红外波段的反射特性。此特性用反射率表示。反射波谱：一般把某一物体的反射率随波长而变化的曲线，称该物体的反射波谱。反射波谱特性：不同物体的性质不同，其反射率也不同。任何物体都有自己的反射波谱曲线形态，这种曲线形态特征称反射波谱特性。反射光谱特性图 雪反射光谱在可见光波 80 雪 段反射率最高。呈白色。小麦 沙漠 在橙色光波段出 反 60 现峰值，为红褐色。射 植物 叶绿素含量引起 率 40 反射率发生变化，吸收大量兰.（%）沙漠 黄.红光部分，绿光为0.55 m，20 被叶绿素透射，叶子显绿色。0 0.5水0.6 0.7 0.8 1.0 1.2 波长（m）影

8、响植物反射率的主要因素包括叶色、细胞结构和含水量等。一般颜色越浅，反射率越高。颜色越深，反射率越低。大气窗口：大气对电磁波的吸收和散射都很小，而是透射（过）率很高的波段。1.0.301.3 m大气窗口：包括全部可见光部分紫外线，近红外线，为地物的反射光谱区。可采用的传感器：摄像机、扫描仪或光谱测定仪等。该窗口应用最广。陆地卫星1.2号的传感器工作波段全部在此窗口。2.1.43.0 m大气窗口：属于近红外波段反射光谱范围，只能用光谱仪、射线测定仪记录。很少用。3.3.55.5m大气窗口：属于中红外波段，为地物热辐射的范围。它包括地物的反射光谱和发射光谱，目前该波段还不能使用胶片感光，只能扫描成像

9、。4.814 m大气窗口：属于远红外波段，是地物热辐射范围，可采用红外辐射计、红外光电探测仪、光谱计记录。大气窗口：5.微波大气窗口：该窗口较宽。常用8mm25cm波段。遥感技术所成的图像，主要有多光谱遥感图像、红外遥感图像、微波雷达图像等。第二章航空遥感一、概述 航空RS：以飞机作RS平台的航空摄影所取得的像片，获取各种信息资料和编绘地形图的技术及其专业应用。1909年第一张航片产生。生产的需求和科学的发展，进入大发展阶段。黑白全色片、黑白分波段片、黑白红外片、彩红外片、天然彩色片等。摄影高度分：低空、中空、高空航片等类型。一）航摄种类1.单张航摄、带状（线路）航摄、面积航摄。2.根据航摄机

10、主光轴在瞬间位置分：垂直航摄、倾斜航摄，摄影时主光轴铅垂线倾斜不得大于3，低空摄影个别允许5。二）航摄概念：用航摄仪，按一定要求对测区进行空中摄影，将暴光后的感光负片进行摄影处理，便获得了该地区的航摄像片。这一过程叫航摄。三）航摄机1.按镜箱结构分：普通镜头（单机单镜头）、单机多镜头（多波段）2.按镜头的像场角（2）大小分：夹角21053.按镜头焦距（f）长分：长焦距300mm、中焦距150-300mm、短焦距70-150mm、超短焦距 m1。由此可知，像片比例尺与航高成反比。山顶地区像片比例尺大，山谷地区则小。这就是摄影学中的“远小近大”的特性。3.像片重叠度：相邻两相片之间要有一定程度的重

11、叠影像。用像片重叠宽度与像幅边长之比来表示，叫像片重叠度。航向重叠：沿航线方向相邻两像片之间的重叠。一般6065%，最小不小于53%。旁向重叠：相邻两航线间像片的重叠。一般3035%，最小不小于15%。Ly Lx四、航片上的点和线 O像主点：过S点做平面P的垂线SO（主光轴）与像平面P的交点。n像底点：过S点所做的铅垂线叫主垂线，它与像平面P的交点。C等角点：SO与主垂线所决定的平面叫主垂面W。在W面内将平分，其分角线与像平面P的交点C。i合点 vV主纵线 VV摄影方向线 等比线：垂直于主纵线vV的直线都叫水平线。通过C点的水平线，叫等比线hchc。主横线 hoho 合线hihi.当像片水平时

12、n、c、o为一点，即=0 林业遥感中把3视为水平像片对待，可简化计算过程。（即垂直航摄）五、像点位移1.因地形起伏引起的像点位移（投影差）垂直摄影航片上，高出或低于基准面的地物点在像片上的像点与平面位置相比，产生位置移动投影差h=hr/H H摄影站与起使面的相对航高 h地面点相对于基准面的高差.E高程基准面H航高 r像点距像低点的距离（向径长度）h投影差 h规律a.h的大小与r成正比，r距离愈长h愈大，与像片中心部分愈近h愈小。n是不因高差而引起投影差的点b.h大小与h成正比，h为正 投影差为正 影像离开中心点向外移动2.因像片倾斜引起的像点位移（倾斜误差）=rc2sinsin/f rc倾斜像

13、片上像点到等角点的距离 像片倾斜角 等比线与像点向径之间夹角 f航摄机焦距 分析上式，得以下规律：1.的大小与向径rc的平方成正比，与航摄机焦距成反比；2.当=0或=180时，=0 即等比线上各像点没有倾斜误差；3.当=90或270时，为最大。即位于主纵线上的像点倾斜误差最大；4.由于rc和永为正值，所以的符号仅与角的大小有关：当在0-180时，为负值，像点向等角点方向移动；当在180-360时，为正值，像点背着等角点方向移动。水平像片上矩形图形，在倾斜像片上变成梯形。六、使用面积的划分航线内三重叠，航线间二重叠，所包围的面积。r 0.4-0.5mm内称有效面积。七、航片上的标志：日期、水准器

14、、时表、高度表、框标。框标连线的交点像片中心点。八、像片比例尺的测定：1.量距法 2.辐射三角测量法 第三章航片立体观察一、立体观察 人对物体观察，用一对眼睛观察自然界的物体远近产生立体感觉称天然立体视觉。主因基于在两眼的视网膜上产生生理视差。b两只眼睛间距称眼基线（58-72mm）不同间距A.B两点发出的光线进入左.右两眼后，分别在两眼的视网膜上构像a1b1与a2b2。由于两点距眼睛的距离不等，因此，视网膜上的两段弧长a1b1与a2b2也不等，其差数叫生理视差。其差数叫生理视差。生理视差是判断物体A.B远近、产生立体视差的主要根据。不观察实物而获取立体感觉人造立体视觉。采用摄影方法，在不同摄

15、影站，用同一焦距的航摄机对同一地物进行摄影，得到两张像片，称像对，像对具有同一地物的一对影像与生理视差类似的一种视差左右视差。获得人造立体感觉立体观察。像对立体观察应满足的条件：1.像对必须是具有一定重叠度的两张像片；2.两眼必须分别各看一张分像；3.像片安放，相应点连线必须与眼基线平行，两像片的距离不宜太大（太小）；4.两张像片比例尺尽可能一致，如超过16%，观察立体相当困难。立体效应：正立体、反立体、零立体二、像片立体观察工具常用分像仪器反光立体镜。三、立体夸大地面起伏比实际情况增大。原因：光学模型垂直比例尺大于水平比例尺。像片纠正的基本思想 假定地面是水平的，摄影像片也处于水平位置，则像

16、片上获得的影像与实际地面是完全相似的。这时中心投影像片相当于正射投影的像片平面图。只要设法消除像片上的倾斜误差，得到其纠正像片，即可用来编制平坦地区的像片平面图。像片纠正只能消除倾斜误差，投影误差不会因像片纠正而消除，只能采取限制的办法。一般规定，像片作业范围内任何一点，在规定比例尺的图底上产生的投影误差都不超过0.4mm，称为平坦地区。复杂地区采用纠正时，用“分带”的办法，以保证整个地区内所有点在图底上投影误差不会超过0.4mm。纠正的实质是消除倾斜误差。纠正的方法有：图解法，光学图解法，光学机械法和微分纠正法等。利用航摄像片测绘地形图 全能法：借助于全能型测图的仪器，在室内建立与实地完全相似的立体模型，利用仪器上的测绘系统直接量测模型，测定出地面点的平面位置和高程并绘制出立体模型的等高线。基本特点：用同一台仪器在一个内业过程中同时测定地面点的三维空间位置，并直接获得地形原图。全能法是航测成图的主要方法，它适用于各种地形，尤其适用于山地、高山地区。微分法：特点：分别测定点的平面位置和高程。用两套仪器完成作业过程较繁琐，但使用的仪器较简单。适用于丘陵地区。综合法测图：用航片确定地物的平面位置，用普通地面测量方法测定高程和等高线，是摄影和地面测量相结合的一种方法。