应用遥感技术与实验重点
第一章绪论
一、遥感的概念：从远处探测、感知物体或事物的技术。即不直接接触物体本身，从远处通过各种传感器探测和接收来自目标物体的信息，经过信息的传输及其处理分析，来识别物体的属性及其分布等特征的综合技术。
从广义上理解，遥感泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场/力场/机械波的探测。
从狭义上理解,遥感的探测对象只有电磁波.重力/磁力/声波/地震波等的探测属于物探范畴
二、遥感的分类：
1按照遥感的工作平台分类：地面遥感、航空遥感、航天遥感、航宇遥感。
2按探测电磁波的工作波段分类：可见光遥感、红外遥感、微波遥感等。
紫外遥感:探测波段在0.05一0.38μm之间;
可见光遥感:探测波段在0.38一0.76μm之间;
红外遥感:探测波段在0.76一1000μm之间;
微波遥感:探测波段在1mm一1m之间;
多波段遥感:指探测波段在可见光波段和红外波段范围内，再分成若干窄波段来探测目标。
3按照遥感应用的目的分类：环境遥感、农业遥感、林业遥感、地质遥感等
4按照资料的记录方式：成像方式、非成像方式
5按照传感器工作方式分类：主动遥感、被动遥感
（1）被动式遥感：直接接收目标物对太阳辐射的反射，或因目标物自身温度而发射的热辐射的遥感系统。
（2）主动式遥感：利用自身能源主动向目标发射电磁波，同时接收由目标反射或散射回来的电磁波信息的遥感系统。雷达就是一种主动式遥感探测系统。
第二章电磁辐射与地物光谱特征
一、太阳辐射及大气对太阳辐射的影响
1.太阳辐射：（1）太阳辐射是一种短波辐射；（2）太阳辐射最强的波段在可见光部分；
（3）太阳辐射最大值位于青蓝光波段λmax=0.47μm
2.大气对太阳辐射的影响：太阳辐射穿过大气层时,大气对太阳辐射有反射/吸收/散射作用
大气的成分：多种气体、固态和液态悬浮的微粒混合组成的。
大气物质与太阳辐射相互作用(反射、吸收、散射)，是太阳辐射衰减的重要原因。
（1）大气对辐射的吸收作用：大气分子对太阳辐射有选择性吸收作用，大气中不同成分的分子吸收的电磁波波段不同。
（2）大气对辐射的散射作用
散射是辐射在传播过程中遇到微粒而使辐射向各个方向散开的现象。散射只有在大气中的分子或其它微粒的直径小于或相当于辐射波长时才能发生。大气散射有瑞利散射、米氏散射和无选择性散射三种情况。
①瑞利散射主要由大气中的原子和分子引起，其散射强度与波长的4次方成反比。
②米氏散射主要由大气中的烟尘、小水滴、气溶胶等引起，其散射强度与波长的2次方成反比，并且具有较强
的方向性。遇潮湿天气时米氏散射影响较大。
③无选择性散射发生在大气颗粒直径较波长大的多的情形下，其散射强度与波长无关。
因此对波长较短的蓝光散射较强，这就是晴朗天空呈现蓝色的原因。而由于只剩下波长最长的红光，散射最弱，透过大气最多，加上剩余的少量绿光，最后合成呈现橘红色，所以朝霞和夕阳都偏橘红色。
（3）太阳高度角变化与太阳辐射：A. 斜射 B. 太阳光线倾斜照射时的大气层厚度和质量
3.大气窗口和透射分析
折射现象：大气通过大气层时，除发生吸收和散射外，还会发生折射，大气密度越大，折射率越大。
反射现象：电磁波传播过程中通过两种介质的交界面上时，会出现反射现象。反射现象主要发生在云层顶部，取决于云量和云雾，而且各个波段均受到不同程度的影响。云量越多、云层越厚，反射越强。
大气对太阳辐射的衰减总体规律：大气吸收15％，散射和反射42％，其余43％太阳辐射到达地面。又一说：大气吸收17％，散射22％，反射30％，其余31％太阳辐射
到达地面。
黑体辐射
（1）绝对黑体
在任何温度下，对各种波长的电磁辐射的吸收系数等于1 （100%）的物体。如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收，则该物体是绝对黑体（Blackbody ）。显然，绝对黑体的吸收率为1，反射率＝0，透射率＝0，与温度和波长无关，达到最大的吸收，最大的发射。自然界不存在绝对黑体，黑色的烟煤、恒星、太阳接近绝对黑体，人工制造的接近黑体的吸收体试验中的黑体是人工方法制成的。
（2）黑体辐射规律
1)普朗克热辐射定律
表示出了黑体辐射通量密度与温度的关系以及按波长分布的规律。
2)玻耳兹曼定律
对普朗克定律在全波段内积分，得到斯蒂芬－玻尔兹曼定律。即黑体总辐射通量随温度的增加而迅速增加，它与温度的四次方成正比。因此，温度的微小变化，就会引起辐射通量密度很大的变化。是红外装置测定温度的理论基础。
3)维恩位移定律
随着温度的升高，辐射最大值对应的峰值波长向短波方向移动。高温物体发射较短的电磁波，低温物体发射较长的电磁波。
二、大气窗口和透射分析
折射现象：大气通过大气层时，除发生吸收和散射外，还会发生折射，大气密度越大，折射率越大。 反射现象：电磁波传播过程中通过两种介质的交界面上时，会出现反射现象。反射现象主要发生在云层顶部，取决于云量和云雾，而且各个波段均受到不同程度的影响。 云量越多、云层越厚， 反射越强。 大气对太阳辐射的衰减总体规律：大气吸收15％， 散射和反射42％，其余43％ 太阳辐射到达地面。又一说：大气吸收17％， 散射22％，反射30％，其余31％ 太阳辐射到达地面。
大气窗口:是指大气对电磁辐射不产生强烈吸收作用的特定电磁波段。通过大气而较少被反射、吸收或散射的投射率较高的电磁辐射波段。
遥感技术常用到的大气窗口有：（1）紫外、可见光、近红外窗口（0.3~1.3μm ）（2）近红外窗口（1.5~1.8μm ）
（3）中红外窗口（2.0~5.5μm ）（4）远红外窗口（8~14μm ）（5）微波窗口（8~25mm ）
三、地物反射光谱
地物反射率与入射电磁波波长之间的对应关系称为地物反射光
谱。
地物反射光谱通常用平面坐标曲线表示。这种曲线就是地物反
射光谱曲线，是认识特定地物反射光谱特征的重要依据。
2.地物反射光谱曲线
（1）植被：植被反射光谱特征：（分析三曲线、双峰特点） 在可见光波段有两个吸收带（0.45μm 、0.67μm ）和一个小
的反射峰（0.55μm）；在近红外波段有一个反射高峰（1.10μm），这是植被独有的特征；在中红外波段反射率迅速下降，出现水的吸收带。植被反射光谱曲线的细部差别，是识别不同植被类型、生长状况、植被含水量和病虫害的重要依据。
（2）土壤：土壤反射光谱特征：土壤表面反射光谱曲线比较平滑，没有明显的峰谷。一般情况下，土质越细反射率越高，有机质含量越低反射率越高，土壤含水量越低反射率越高。
（3）水体：水体反射光谱特征：水体在蓝绿光波段有较强反射，在其它可见光波段吸收都很强，在近红外波段吸收更强。水体中含有其它物质时，水体的反射光谱曲线会发生变化，如含有泥沙时反射峰值出现在黄红区，含有叶绿素时近红外波段反射率明显增加。
（4）岩石：岩石反射光谱因矿物成分、矿物含量、风化程度、含水状况、颗粒大小、表面光滑度、色泽等而异，无统一特征。
△地表热辐射与地物发射率
地表各种物体都具有发射电磁波的能力。由地表物体发射的电磁波一般称为地表热辐射。
地物热辐射能力用发射率表示：
W 表示特定地物在一定温度下单位面积的辐射能量
ε=———
W黑表示黑体在同温度下单位面积的辐射能量
第三章遥感数据
第二节遥感数据的特征
一、图像的空间分辨率：指像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元。即遥感图象上能够详细区分的最小单元的尺寸，是用来表征图象分辨地面目标细节能力的指标。通常用像元大小、像解率或视场角来表示。
1像元：将地面信息单元离散化而形成的格网单元，单位为米，是组成图象的基本单元。像元越小，空间分辨率越高。
2像解率：是用单位距离内能分辨的线宽或间隔相等的平行细线的条数来表示，如线/毫米或线对/毫米。
3瞬时视场角：指传感器的张角及瞬时视域，又称角分辨率。
二、光谱分辨率：指传感器在接受目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。间隔愈小，分辨率愈高。传感器的波
段选择必须考虑目标的光谱特征值。
三、辐射分辨率：指传感器接受波谱信号时，能分辨的最小辐射度差。在遥感图像上表现为每一像元的辐射量化级。某个波段遥感图像的总信息量与空间分辨率（以像元数n表示）、辐射分辨率（以灰度量化级D表示）有关。在多波段遥感中，遥感图像总信息量还取决于波段数k。
第三节航空遥感数据
一、基本概念
1. 航空摄影：在飞机或其它航空飞行器上利用航空摄影机摄取地面景物像片的技术。
2.垂直航空摄影与倾斜航空摄影：
航空摄影机光轴与铅垂线同向且偏离值小于3°时，称为垂直航空摄影，所摄取的像片称为垂直摄影像片，或称水平像片。大于3°时称为倾斜航空摄影
3.像片重叠
（1）航向重叠：同一条航线上相邻像片之间的重叠称为航向重叠。航向重叠率一般为53~60%
（2）旁向重叠：相邻航线间像片之间的重叠称为旁向重叠。旁向重叠率一般为15~30%
（3）航向重叠是建立像片光学立体模型和进行像片立体观察的基础
4.航空摄影实施方式：根据摄影区域大小、形状特点和摄影目的要求，航空摄影按区域（面积）摄影、航线摄影和单片摄影设计和实施。飞行路线通常与纬线平行。
5.航空摄影感光材料：
1）全色黑白胶片2）黑白红外胶片3）真彩色胶片4）彩色红外胶片5）多光谱像片
二、投影及性质、中心
1.航空像片属于中心投影
中心投影，就是空间任意直线均通过一固定点（投影中心）投射到一平面（投影平面）上而形成的透视关系。过空间一点S与实体上任意点A连成直线，该直线与定平面P的交点a称为A在平面P上的中心投影。P为投影面；S
为投影中心；AS为投影线
航片是中心投影，即摄影光线交于同一点；地图是正射投影，即摄影光线平行且垂直投影面。
中心投影和垂直投影的区别—投影距离的影响/投影面倾斜的影响/地形起伏的影响
三、影响像片比例尺的主要因素
（1）像片倾斜对像片比例尺的影响：像片倾斜引起空间点在投影面上的像发生位移，从而造成像片比例尺随像点位置发生变化。像片倾斜引起的像点位移又称倾斜误差。
（2）地表起伏对像片比例尺的影响：地表起伏也能引起地面点在投影面上的像发生位移，造成像片比例尺随像点位置发生变化:1/M=f/（H±h）地表起伏引起的像点位移又称投影差.
四、空间分辨率的概念
即地面分辨率，是指像片上能够分辨的最小距离。空间分辨率与胶片分辨率、摄影机镜头分辨率、摄影时的环境条件、胶片冲洗技术等有关。
五、Landsat卫星
（一）概述
1. 运行特征
1）中高度长寿命2）运行轨道接近圆形3）与太阳同步运行4）高倾角和相应的运行周期
2. 传感器
第一代陆地卫星装载的传感器是多光谱扫描仪（MSS）和返束光导管摄象机（RBV）；
第二代陆地卫星装载了新的传感器——专题成像仪（TM）;
第三代陆地卫星装载了改进的增强型专题成像仪（ETM Plus）。
（2）专题制图仪（TM）
★成像式多谱段扫描辐射计,在MSS 4个波段基础上增加了两个短波红外和一个热红外波段
★探测波段:波段编号波段划分范围
TM-1 0.45~0.52μm TM-2 0.52~0.60μm TM-3 0.63~0.69μm TM-4 0.76~0.90μm TM-5 1.55~1.75μm TM-6 10.4~12.6μm TM-7 2.08~2.35μm
（3）ETM的改进型，有8个谱段，主要改进：
★热红外谱段分辨率提高到60m（TM-6的分辨率为120m）；★全色谱段分辨率提高到15m；★改进后的太阳定标
器使卫星的辐射定标误差率小于5%。15m全色图像 30m多光谱图像
3. 地面系统:（1）地面控制中心（位于美国戈达德空间飞行中心）（2）地面接收站（3）地面数据处理机构
（二）陆地卫星图像的几何特性
1.投影性质：★陆地卫星图像的投影性质属多中心投影。★在实际工作中，经过粗处理的陆地卫星图像可近似地
看作垂直投影使用。
2. 地理坐标：（1）图像中心的地理坐标：由地面处理机构根据卫星成像时间和轨道参数计算获得，以文字形式注记。如：C N40-08/E098-34 N N40-09/E098-41（2）图像上的经纬线：图像上的经纬线按照30′×30′或1°×1°
注记，其坐标由地面处理机构计算。
（三）陆地卫星图像的分幅编号和注记
1. 图像分幅编号：陆地卫星图像分幅编号采用WRS（全球参考系统）。
1）陆地卫星图像以运行轨道和纬度为依据统一分幅2）图像编号形式为:轨道号-行号
2. 图像注记
（1）重叠标记:同一景不同波段图像的重叠标记：＋航向重叠标记：－和 T（2）说明注记
(四)陆地卫星图像的光谱特征
1. MSS图像的光谱特征
MSS-1：蓝绿光波段（0.5~0.6微米），对水体有透视能力；
MSS-2：橙红光波段（0.6~0.7微米），对水体浊度、地表岩性有较明显反映；
MSS-3：红光和近红外波段（0.7~0.8微米），对水体和植物有较明显反映；
MSS-4：近红外波段（0.8~1.1微米）。地物热辐射和水体热污染
2. TM图像的光谱特征
TM-1：蓝光波段（0.45~0.52微米）；水体，浅水水下
TM-2：绿光波段（0.52~0.60微米）；区分植物类型，长势，水体一定投射力
TM-3：红光波段（0.63~0.69微米）；植物绿色素吸收率—植物分类
TM-4：近红外波段（0.76~0.90微米）；生物量/作物长势/类型/水体边界/水中微生物含量
TM-5：近红外波段（1.55~1.75微米）；植物含水量、土壤湿度、区别云和雪
TM-6：热红外波段（10.4~12.6微米）；热分布制图、岩石识别和地质探矿
TM-7：热红外波段（2.08~2.35微米）。监测森林火灾，火山活动，区分人造地物类
第四章遥感图像处理
一、第二节，图像质量好坏，直方图作用，辐射校正概念
直方图的作用：直观地了解图像的亮度值分布范围、峰值的位置、均值以及亮度值分布的离散程度。直方图的
曲线可以反映图像的质量差异。
正态分布：反差适中，亮度分布均匀，层次丰富，图像质量高。
偏态分布：图像偏亮或偏暗，层次少，质量较差。
小结：图像直方图是描述图像质量的可视化图表。在图像处理中，图像直方图是描述图像质量的可视化图表。
在图像处理中，可以通过调整图像直方图的形态，改善图像显示的质量，以达到图像增可以通过调整图像直方图
的形态，改善图像显示的质量，以达到图像增强的目的。
辐射畸变：地物目标的光谱反射率的差异在实际测量时，受到传感器本身、大气辐射等其他因素的影响而发生
改变。这种改变称为辐射畸变。
二、几何校正概念、方法（具体）、过程
几何畸变：遥感图像的几何位置上发生变化，产生诸如行列不均匀，像元大小与地面大小对应不准确，地物形
状不规则变化等变形。几何畸变是平移、缩放、旋转、偏扭、弯曲等其他变形综合作用的结果。消除这种差异的过
程称为几何校正。
二、辐射校正
进入传感器的辐射强度反映在图像上就是亮度值（灰度值）。辐射强度越大，亮度值（灰度值）越大。该值主要受两个物理量影响：一是太阳辐射照射到地面的辐射强度，二是地物的光谱反射率。当太阳照射的同时，图像上像元亮度值的差异直接反映了地物目标光谱的反射率的差异。但实际测量时，辐射强度值还受到其他因素的影响而发生改变，这一改变的部分就是需要校正的部分，故称为辐射畸变。
1 辐射畸变：地物目标的光谱反射率的差异在实际测量时，受到传感器本身、大气辐射等其他因素的影响而发生改变。这种改变称为辐射畸变。
2 影响辐射畸变的因素
传感器本身的影响：导致图像不均匀，产生条纹和噪音。这种畸变在数据生产过程中，由生产单位根据传感器参数进行校正，不需要用户自行校正。
大气对辐射的影响
大气校正主要有三种：
一是利用地面实况数据进行大气校正，即通过将以往外实地波谱测试获得的无大气影响的辐射值与卫星传感器同步观测结果进行分析计算，以确定校正量；
二是测量大气参数，按照理论公式求得大气干扰辐射量来进行校正；
第三种是利用波段对比分析来进行大气校正。由于前两者需要与卫星同步的地面光谱测试数据或者相关大气参数，这些数据对一般用户难以获得，因此第三种方法是常用的大气校正方法。
利用波段对比分析进行大气校正的主要方法
（1）直方图最小值去除法（2）回归分析法
1）直方图最小值去除法
基本思路:每幅图像上都有辐射亮度或反射亮度应为0的地区，而事实上并不等于0,说明亮度最小值必定是这一地区大气影响的程辐射度增值。校正方法:将每一波段中每个像元的亮度值都减去本波段的最小值。使图像亮度动态范围得到改善，对比度增强，从而提高了图像质量。
2）回归分析法
三、辐射增强:辐射增强处理图像中的每个像元的值，它不同于考虑邻接像元的空间增强。
常见辐射增强方法：1、对比度拉伸：线性拉伸、分段线性拉伸、非线性拉伸2、直方图均衡化3、直方图匹配4、亮度反转
1、对比度拉伸：
（1）线性拉伸：为改善图像对比度，必须改变图像像元的亮度值，且这种改变需符合一定的数学规律，即在运算过程中有一个变换函数。如果变换函数是线性的或是分段线性的，这种变换就是线性变换。
（2）分段线性拉伸：有时为了更好地调节图像对比度，需要在一些亮度段拉伸，而在另一些亮度段压缩，则可用分段线性变化完成。分段线性变化时，不同亮度段的斜率不同，在变换坐标系中表现为折线。
（3）非线性拉伸：当变换函数为非线性函数时，即为非线性变化。非线性变换的函数很多，常用的有指数变换和
对数变换。
2、直方图均衡：属于非线性拉伸，它使得图像像元值重新分配，以使得每一范围的像元数目大致相等。直方图输出结果大概是一个平的直方图，一般而言，在直方图的峰顶对比度增强，在尾部对比度降低。如果在某一较宽范围内只有少量输出值，直方图均衡化能够将像元分割成不同组（类似于密度分割），从而产生粗略分类的视觉效果。
3、直方图匹配（直方图规定化）：是确定一个查找表将一幅遥感图像的直方图转换为与另一幅遥感图像的直方图一致的过程。直方图匹配对于匹配不是同一天拍摄或由于太阳高度角、大气影响而不同的同一地区影像或相邻影像很有用。为获得良好结果，两幅输入遥感图像应具有以下相同特征：?直方图区间的总体形状大致相似；?图像中相对黑和亮的特征的地物类同；?对某些应用而言，数据的几何分辨率应是相同的；?地面覆盖物的相对分布应大致相同。
四、空间滤波——给算子，会算，达到效果/卷积运算原理
空间滤波：以突出图像上的某些特征为目的，通过像元与周围相邻像元的关系，采取空间域中的邻域处理方法进行图像增强的方法。
图像卷积运算：在图像的左上角开一个与模板同样大小的活动窗口，图像窗口与模板像元的亮度值相乘再相加，得到新像元的灰度值。
假定模板大小为M*N，窗口为Φ(m,n)，模板为t(m，n)，则模板运算为:
将计算结果r（i，j）放在窗口中心的像元位置，成为新像元的灰度值。然后活动窗口向右移动一个像元，再按公式做同样的运算，仍旧把计算结果放在移动后的窗口中
心位置上，依次进行，逐行扫描，直到全幅图像扫描一遍结束，则新图像生成。
五、彩色变换——多波段、结合TM遥感影像光谱特性
亮度值的变化可以改善图像的质量，但就人眼对图像的观察能力而言，一般正常人眼只能分辨20级左右的亮度级，而对彩色的分辨能力则可达100多种，远远大于对黑白亮度值的分辨能力。不同的彩色变换可大大增强图像的可读性。常用的三种彩色变换方法。单波段彩色变换/多波段色彩变换/HSI变换
多波段彩色变换
?实际应用时，应根据不同的应用目的经实验、分析，寻找最佳合成方案，以达到最好的目视效果。通常，以合成后的信息量最大和波段之间的信息相关最小作为选取合成的最佳目标，例如，TM的4，5，3波段依次被赋予红、绿、蓝色进行合成，可以突出较丰富的信息，包括水体、城区、山区、平原及线性特征等，有时这一合成方案甚至优于标准的4，3，2波段的假彩色合成
?根据加色法彩色合成原理，选择遥感影像的某三个波段，分别赋予红、绿、蓝三种原色，就可以合成彩色影像。由于原色的选择与原来遥感波段所代表的真实颜色不同，因此生成的合成色不是地物真实的颜色，因此这种合成叫做假彩色合成。
?多波段影像合成时，方案的选择十分重要，它决定了彩色影像能否显示较丰富的地物信息或突出某一方面的信息。以陆地卫星Landsat的TM影像为例，TM的7个波段中，第2波段是绿色波段（0．52～0．60μm），第4段波段是近红外波段（0．76～0．90μmp，当4，3，2波段被分别赋予红、绿、蓝色时，即绿波段赋蓝，红波段赋绿，红外波段赋红时，这一合成方案被称为标准假彩色合成，是一种最常用的合成方案。
四、图像运算
两幅或多幅单波段影像，完成空间配准后，通过一系列运算，可以实现图像增强，达到提取某些信息或去掉某些不必要信息的目的。差值运算比值运算
差值运算
*即两幅同样行、列数的图像，对应像元的亮度值相减。*差值运算应用于两个波段时，相减后的值反映了同一地物光谱反射率之间的差。由于不同地物反射率差值不同，两波段亮度值相减后，差值大的被突出出来。*例如，当用红外波段减红波段时，植被的反射率差异很大，相减后的差值就大，而土壤和水在这两个波段反射率差值就很小，因此相减后的图像可以把植被信息突出出来。如果不作相减，在红外波段上植被和土壤，在红色波段上植被和水体均难区分。因此图像的差值运算有利于目标与背景反差较小的信息提取，如冰雪覆盖区，黄土高原区的界线特征；海岸带的潮汐线等。
*差值运算还常用于研究同一地区不同时相的动态变化。如监测森林火灾发生前后的变化和计算过火面积；监测水灾发生前后的水域变化和计算受灾面积及损失；监测城市在不同年份的扩展情况及计算侵占农田的比例等。*有时为了突出边缘，也用差值法将两幅图像的行、列各移一位，再与原图像相减，也可起到几何增强的作用。
比值运算
*两幅同样行、列数的图像，对应像元的亮度值相除（除数不为0）
* 比值运算可以检测波段的斜率信息并加以扩展，以突出不同波段间地物光谱的差异，提高对比度。
*该运算常用于突出遥感影像中的植被特征、提取植被类别或估算植被生物量，这种算法的结果称为植被指数，常用算法：近红外波段／红波段或（近红外-红）/(近红外+红）
第五章遥感图像的信息提取
一、目标地物识别特征：指遥感图像上能够用来判读和识别地物的影像特征。
直接判读标志：形状、大小、色调、阴影、模式和纹理等。
间接判读标志: 位置、图形、相关布局
（与待辨认地物或现象有联系的其它地物反映在像片上的特征。）
1. 色调：全色遥感图像中从白到黑的密度比例叫色调（也叫灰度）
2. 颜色：是彩色图像中目标地物识别的基本标志。
3. 阴影：是图像上光束被地物遮挡而产生的地物的影子。据此可判读物体性质或高度。
4. 形状：目标地物在遥感图像上呈现的外部轮廓。
5. 纹理：也叫内部结构，指遥感图像中目标地物内部色调有规则变化造成的影像结构。
6. 大小：指遥感图像上目标物的形状、面积与体积的度量。
7. 位置：指目标地物分布的地点。
8. 图形：目标地物有规律的排列而成的图形结构。
9. 相关布局：多个目标地物之间的空间配置关系。
二、计算机解译
计算机图像分类：是通过模式识别理论，利用计算机将图像自动分成若干地物类别的方法。
1、监督分类：选择具有代表性的典型实验区或训练区，用训练区中已知地面各类地物样本的光谱特性来“训练”计算机，获得识别各类地物的判别函数或模式，并以此对未知地区的像元进行分类处理，分别归入到已知的类别中。
2、非监督分类：是在没有先验类别（训练场地）作为样本的条件下，即事先不知道类别特征，主要根据像元间相似度的大小进行归类合并（即相似度的像元归为一类）的方法。
3、监督分类与非监督分类的比较：根本区别在于是否利用训练场地来获取先验的类别知识。
监督分类的关键是选择训练场地。训练场地要有代表性，样本数目要能够满足分类要求。此为监督分类的不足之处。
非监督分类不需要更多的先验知识，据地物的光谱统计特性进行分类。当两地物类型对应的光谱特征差异很小时，分类效果不如监督分类效果好。
浅谈遥感技术及其应用与发展
浅谈遥感技术及其应用与发展 关键字：遥感技术 遥感，既遥远的感知，指的是通过传感装置，并不直接与被检测的对象进行直接的接触，而获得检测对象的相关信息（如电磁波，电场，磁场等），并分析这些信息，对此进行加工和表达，遥感技术是新型的尖端技术。广义的遥感是指用间接的手段来获取目标状态信息的方法。但一般多指从人造卫星或飞机对地面观测，通过电磁波的传播与接收，感知目标的某些特性并加以进行分析的技术。 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、计算机科学以及其他学科交叉渗透、相互融合的基础上发展起来的一门新兴学科。 1. 5S技术的联合应用 遥感本身就是多学科的综合，多种技术的联合应用将大大拓宽遥感技术的应用范围，占领更广阔的市场。具有代表性的是智能引导系统。系统本身是在国际先进的超图数据结构 (HBDS)理论基础上，实现遥感(RS)、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、智能系 统(IS)和多媒体系统(MMS)即五“S”的联合。在电子地图的支持下可对光盘CD- ROM 进行检索，采用分层技术，为用户提供自定义、多层次目标库，用户可自己定义起点、终点、绕行点、必经点。智能模块为用户提供最佳路径及最短距离。 2.高光谱分辨率传感器是未来空间遥感发展的核心内容 高光谱分辨率传感器是指既能对目标成像又可以测量目标物波谱特性的光学传感器，其特点是光谱分辨率高、波段连续性强。其传感器在0.4μｍ-2.5μｍ范围内可细分成几十个，甚至几百个波段，光谱分辨率将达到5ｎｍ-10ｎｍ。但目前其发展仍停留在航空实验和应用阶段，预计下个世纪将会在轨道高度崭露头角，如澳大利亚的资源信息与环境卫星(ARIES-1)。美国一些公司或组织及空军、海军等部门也都在研制和发射自己的成像光谱卫星。美国Geosat Committee 目前正在对高光谱传感器Probe-1 进行矿产、油气、环境及农业等4 大领域的应用试验。人们希望通过高光谱遥感数据对矿物、岩石的类型，农作物、森林的种类，环境中各种污染物质的成份进行遥感定量分析。高光谱和超高光谱传感器的研制和应用将是未来遥感技术发展的重要方向。高空间分辨率已达米级，高光谱分辨率已达纳米级，波段数已达数十甚至数百个。 3.微波遥感技术 微波遥感技术(如合成孔径雷达等)是当前国际遥感技术发展重点之一，其全天候性、穿透性和纹理特性是其它遥感方法不具备的。利用这一特性对解决我国海况监测，恶劣气象条件下的灾害监测，冰雪覆盖区、云雾覆盖区、松散层掩盖区及国土资源勘查等将有重大作用。微波遥感的发展进一步体现为多极化技术、多波段技术和多工作模式。 4 小卫星群计划 为协调时间分辨率和空间分辨率这对矛盾，小卫星群计划将成为现代遥感的另一发展趋势。例如，可用6 颗小卫星在2～3 天内完成一次对地重复观测，可获得高于1 m 的高分辨率成像光谱仪数据。除此之外，机载和车载遥感平台，以及超低空无人机载平台等多平台的
遥感技术的应用以及发展趋势
遥感技术的应用以及发展趋势
一前言 二遥感信息技术基础 三遥感信息技术的应用 3.1遥感信息技术在环境监测方面的应用 3.1.1利用红外扫描仪监视石油污染 3.1.2利用遥感技术监测水体富营养化 3.1.3通过遥感技术调查废水污染和泥沙污染 3.1.4应用红外扫描仪监测水体热污染 3.1.5通过遥感技术分析水域的分
布变化和水体沼泽化 3.2.遥感技术在大气环境监测方面的应用 3.2.1臭氧层 3.2.2大气气溶胶 3.2.3有害气体 3.2.4气候变化 3.3遥感技术在城市环境监测与管理中的应用 3.4应用遥感技术监控生态环境 3.5 利用遥感技术监测自然灾害 四遥感信息技术的发展趋势 4.1遥感影像获取技术越来越先进 4.2遥感信息处理方法和模型越来越科学 4.3 3S一体化 4.4建立高速、高精度和大容量的
遥感数据处理系统 4.5建立国家环境资源信息系统 4.6建立国家环境遥感应用系统 五总结 六参考文 一前言 遥感，作为采集地球数据及其变化信息的重要技术手段，在世界范围内得到广泛的应用。自20世纪80年代以来，随着遥感技术的发展，遥感技术在理论上、技术上和实际应用上发生了重大的变化。在遥感数据源向着更高光谱分辨率和更高空间分辨率发展的同时，处理信息技术也更加成熟；在应用方面，结合了地理信息系统（GIS)和全球定位系统（GPS)，向着更系统化，更定量化的方向发展，是遥感技术的应用更加广
泛和深入。 二遥感信息技术基础 遥感技术是指从飞机、飞船、卫星等飞行器上，利用各种波段的遥感器，通过摄影、扫描、信息感应，识别地面物质的性质和运动状态的技术，具有遥远的感知的意思。从上个世纪六十年代提出“遥感”这个词，到1972年美国陆地卫星计划发射了第一颗对地观测卫星,经过几十年的发展，遥感技术已经广泛地应用在军事、国防、农业、林业、国土、海洋、测绘、气象、生态环境、水利、航天、地质、矿产、考古、旅游等领域，影响了人类生活的方方面面,它为人类提供了从多维和宏观角度去认识世界的新方法与新手段，遥感技术能够全面、立体、快速有效地探明地上和地下资源的分布情况，其效率之高是以前各种技术无法企及的。 三遥感技术在环境科学中的应用 3.1.遥感技术在水污染监测方面的应用 3.1.1利用红外扫描仪监视石油污染
当前遥感技术与应用的基本现状
我国遥感发展概况 目前，大量的遥感应用需求，对遥感技术提出了很高的要求，一是对遥感信息的精度要求越来越高，二是对遥感获取的数据量处理越来越大——海量遥感数据。因此，遥感科学发展和应用需求都需要遥感从定性过渡到定量。在这个体系中，主要包括：初具规模的国家对地观测系统；具有较高运行水平的国家级资源环境遥感信息服务；具有一定服务能力的重大自然灾害遥感监测评估系统；具有良好实效的农作物遥感估产系统；已见效益的全国土地资源遥感监测业务运行系统；初步的国民经济辅助决策系统；稳定运行的卫星气象应用系统；比较完善的海洋遥感立体监测系统；以及其它应用系统等。虽然说我们已经是遥感应用的大国，但应用主要是范围外延，项目扩大，技术方法不成熟，精度不足，遥感技术突破不多。主要原因是基础研究薄弱，缺乏多学科人才的共同研究。从应用、技术研究两个层面和技术与应用之间的联结来分析，我们可以进一步研究当前存在的问题。 应用层面：（1）已建立不同规模的卫星数据接收和处理系统，业务运行系统基本上都是基于RS和GIS的集成应用系统，但应用模型开发还很不够。缺少面向评估和决策的专业应用模型。（2）缺乏强有力的基础理论和运行性工具的支撑，不能很好地满足应用需求。（3）在网络应用环境下各种软件、工具和数据库不能很好地集成。（4）自主的高精度数据资源缺乏，需要更高分辨率数据的应用技术，但必须考虑业务化运行系统的运行成本的可承受性。（5）遥感业务运行系统建设的规范化和标准化还不够。在不同部门和不同应用领域中数据缺少连续性和一致性。新的数据源和技术难以嵌入应用于原有应用系统。（6）数据资源是共同面临的大问题，包括遥感数据的稳定性和连续性问题及对基础地理、地质等数据存在公共需求问题。必须在管理层面上走数据邦联的道路，相互自愿，形成机制，共同受益。（7）针对不同的业务，应由权威部门牵头，多家参与。当前存在重复投入和重复建设问题，加重了投资的浪费，加剧了数据来源间的不一致性。 技术研究层面：（1）不同的遥感业务、不同的数据源都需采用不同的技术路线。（2）目视解译仍是遥感图像解译的主要手段，必须发展专家系统技术（3）基于多时相、多源遥感数据的变化检测、估计与分类是遥感应用处理中的共性关
遥感技术及其应用
遥感技术及其应用 第四从人地关系看资与环境 单元活动遥感技术及其应用 一、教材分析 《遥感技术及其应用》是鲁教版必修一第四单元单元活动的教学内容，主要教学内容包括：遥感的概念、遥感的基本原理、遥感影像的初步判读等内容。 二、教学目标 知识要求：了解遥感技术的特点，工作原理流程及其应用领域。 技能要求：能够运用遥感影像中的直接和间接解译标志对遥感影像进行简单的解译。 情感要求：关注现代化的科学技术在地理科学中的应用，思考和理解地理信息技术的应用对协调人地关系的重要影响，培养学生的热爱地理的兴趣。 三、教学重点难点 重点：遥感工作原理 难点：遥感影像的判读 四、学情分析 本节内容是高一学生所学内容，尚未分科的平行班内不少是学理的好手，所以并不担心学生物理知识的不足。对于
气氛不太活跃的班级一定要让学生活动起，投入到角色中去，才能很好的理解遥感的原理。 五、教学方法 1．问题探究教学法：设置若干问题让学生分组讨论，并合作得出答案。 2．学案导学：见后面的学案。 3．新授课教学基本环节：预习检查→情境导入→合作探究→总结检测→布置预习 六、课前准备 1．学生的学习准备：预习“遥感技术及其应用”，初步掌握遥感的基本概念、基本原理及其应用领域和应用前景。 2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案，并把学生科学分成若干小组。 七、课时安排：1课时 八、教学过程 （一）预习检查、总结疑惑 检查学生预习的落实情况，并了解和归纳学生的疑惑，使课堂教学更有效率和更具有针对性。 （二）情景导入、展示目标 前面几节课我们学习了人地关系的一些相关知识，知道了人类的生存与发展离不开资与环境。随着科技的发展和时
遥感技术在国内外的应用发展
遥感技术在国内外的应用和发展分析 摘要：经过三十多年来的发展，卫星遥感技术应用的范畴已经从当初的单一遥感技术发展到今天包括遥感（RS)、地理信息系统(GIS)，全球定位系统(GPS)等技术在内的空间信息技术，逐渐深入到国民经济、社会生活与国家安全的各个方面，使社会可持续发展和经济增长方式发生了深刻的变化，其发展与应用水平业已成为综合国力评价的重要标志之一。了解掌握遥感技术的发展，特别是应用的发展，有助于我们及时了解行业前沿，更好的为我国遥感技术的发展找到方向。 关键词：遥感RS 空间信息灾害监测卫星定位 我国经过“八五”，“九五”的攻关研究，RS、GIS和GPS的综合配套发展能力开始形成，为3S走向实用奠定了基础。在应用方面，3S技术已在国家的经济建设中，尤其在重大自然灾害监测与评估和资源调查等方面，为国家领导人和各级政府部门提供了大量科学的宏观辅助决策信息，产生了巨大的社会效益。在技术应用逐步由国家行为向产业行业的转化过程中，有力地推动了国土、农业、林业等部门对这些新技术的认同和采用，越来越多的部门，已经正在将这些技术摆上部门业务化应用的日程，成为主管部门执法或制定产业政策、规范及行业技术改造的重要依据之一。 遥感技术集中了空间、电子、光学、计算机通信和地学等学科的最新成就，是当代高新技术的一个重要组成部分。国际上遥感技术的发展，将在未来15年将人类带入一个多层。立体。多角度，全方位和全天候对地观测的新时代。各种高、中、低轨道相结合，大、中、小卫星相互协同，高、中、低分辩率互补的全球对地观测系统，将能快速、及时地提供多种空间分辩率、时间分辩率和光谱分辩率的对地观测海量数据。 遥感技术在应用中的发展 一、遥感技术在资源环境宏观信息信息获取上的应用 建立基于遥感技术的国家级资源环境宏观信息服务体系，该服务体系包括以中国1：25万土地利用数据为核心的国家资源环境空间数据库，二个部级服务系统，三个省级示范系统及五个县级服务系统，珠江三角洲地区“4D”(数字高程模型DEM，数字正射影像库DOQ，数字专题地图库DRG和数字专题信息DTI)技术系统以及全国资源环境信息技术系统。 以1：10万土地利用数据为核心的国家资源环境数据库包括30多种主要资源环境要素，且具有统计的数据标准、参数、数据格式与数据精度。该库将每五年实现全面更新，东部主要地区每年更新。两个部级服务系统是面向农业部和国家林业局开发的。其中农业部以上述本底数据库为基础，针对华北地区有关缺少耕地的农情进行分析，直接支持了农业部的决策工作。国家林业局的系统在本底数据库基础上，直接支持了国家生态环境的建设工作。三个省级示范系统，则是专为江苏、福建和安徽开发的，它们都包括资源与环境数据库、基础地理数据库、资源环境专题数据、社会经济统计数据库及1：10万(江苏、福建)和1：5万(安徽)土地利用数据库。现三个省级示范系统已经开始为三省的国民经济建设提供
湖南省蓝山二中高二地理《3.2遥感技术及其应用》教案
第二节遥感技术及其应用 状元笔记 遥感技术的工作过程：信息获取→信息传输→信息接收与处理→信息解释与分析→遥感应用。 一般来说，运载工具飞得越高，深测的范围越大，获得资料的速度越快，周期越短，对地物的分辨北越低；反之亦然。同时，需要注意：遥感器对地物的分辨率除与飞行高度有关外，还与传感器的性能有关。 由于不同地区地物的差异、合成图像波段的差异、地物特征的季节差异等，因此不同地区、不同波段、不同季节的图像解译是不同的。具体情况应具体分析，有的还应当结合实地调查进行解译。 基础整理 本节主要包括三部分内容：一是介绍遥感技术的概念，原理、特点、系统的组成以及分类；二是遥感与资源普查；三是遥感与环境灾害监测。 综合探究 1．国土资源部发布《地籍管理“十一五”发展纲要》，提出要开展第二次全国土地调查，建立国家级和全国31个省级、331个市级、2 800多个县级土地利用现状调查数据库。这是继1984～1996年第一次土地普查之后，国土部门开展的又一次全国规模的摸底行动。 十年前的那次土地普查，动用了20万人力，历时10余年才告完成。而这一次，卫星遥感技术将成为最主要的调查手段，全部工作要求在三年内完成，而且要“覆盖全国，不留任何空白”。与传统的地面调查和飞机航测相比，卫星遥感的主要优势有哪些?遥感监测土地资源的作用有哪些? 探究：与传统的地面调查和飞机航测相比，卫星遥感的主要优势是：探测范围广，速度快；不受地形、气象等自然条件的限制；收集信息多。 使用卫星遥感监测土地资源，一可以实事求是地反映监测对象的变化，为土地执法提供科学依据；二是保持一种威慑，让地方不敢乱占地。在地方利益突显的今天，国家掌握这种威慑力量尤其必要。国土部门近年来查处的土地案件中，很大部分是通过遥感监测首先发现的，动态监测给土地执法部门提供了第一信息源。2006年4月初，国家利用卫星遥感监测技术在郑州市开展土地执法检查。监测发现郑州市共发生变化图斑856个。后经实地认定，这些图斑包括新增建设用地741宗，其中合法的仅77宗，在其余664 宗违法用地中，非法占地654宗，非法批地10宗。 2．2007年1月至2月8日，贵州省共发生森林火灾133次，导致火险等级上升的罪魁祸首就是2006年的暖冬天气。在扑灭大火的过程中，卫星遥感监测技术发挥了重要作用。在扑灭大火战斗中，国家气象局向森林防火总指挥部提供了几十幅反映林火发展情况的卫星影像图。为制定灭火计划、做出灭火部署提供了科学的依据。遥感技术在森林灭火中是如何发挥作用的?它还能应用于其他领域吗?
《遥感技术与应用》教学大纲
《遥感技术及应用》教学大纲 课程代号：0707222080 课程名称：遥感技术及应用 课程英文名称：Remote Sensing Technology and Application 课内学时：48学时 学分：2.5学分 编写人：杨德明 一、课程目的与要求： 遥感技术及应用是为资源环境与城乡规划管理专业设立的专业基础课。本课程教学目的是通过课程的讲授和实验，使学习者掌握遥感科学技术的基本理论；掌握遥感信息的来源和遥感图像的成像原理；掌握遥感技术及应用的基本知识内容；基本掌握遥感在资源与环境等方面应用的技术方法；了解遥感技术的发展与应用领域。 二、课程简介： 遥感技术及应用是一门具有广泛实用性的专业基础课。该课程在遥感技术理论阐述基础之上，讲述该技术在地质、土地、海洋、农林、城市等资源环境调查、监测等方面的应用。遥感技术是当前被全世界广受重视的高新技术，在地球表层系统研究中又具广阔的应用领域。该课程在我校是地质、资源环境、自然地理、土地资源管理、地理信息系统、环境工程的专业的必修课，受到学生的普遍欢迎，也有望成为全校一年级的公共选修课。 课程英文简介： Remote Sensing Technology and Application is a wide-ranging pragmatic specialized basic course. Based on expounding the theory of remote sensing technology, the course tells about it’s applications of resources investigation and monitor in geology, land, ocean, agriculture, urban and so on. Nowadays, as being an advanced high technology, remote sensing technology is paid great attention by all over the world. It has a broad application field in the research of the earth’s surface system. In our school, this course has being widely taught for the specialties such as geology, resources and environment, natural geology, land resource management, GIS and environment engineering. Since it is began lecturing, students extend warm welcome, what’s more, it may be taken as a public elective course for the freshmen. 三、课程内容与学时分配： （一）课程安排（40学时） 第一章绪论2学时 一、遥感与遥感技术 （一）遥感的基本概念 讲解有关遥感的基本概念：遥感的涵义、遥感的信息源、主动遥感、被动遥感、广义遥感、狭义遥感、成像方式遥感和非成像方式遥感。 （二）遥感技术系统和特点 1.遥感技术系统涵义 2.遥感技术系统组成 （1）遥感信息收集系统（遥感仪器和运载平台） （2）遥感信息传输和与处理系统（地面接受站的工作和设备） （3）遥感图像处理解译分析系统（处理设备和专业解译人员）
遥感技术应用专业论文
技术应用论文遥感 遥感技术是指从地面上空的飞机、飞船、卫星等飞行器上，利用各种波段的遥感器，通过摄影、扫描、信息感应，识别地面物质的性质和运动状态的技术，具有遥远感知事物的意思。 很多人以为遥感离自己的生活很遥远，其实这些技术早就已经深入大家的生活。从上个世纪六十年代提出“遥感”这个词，到1972年美国陆地卫星计划发射了第一颗对地观测卫星（LandSat）,经过几十年的发展，遥感技术已经广泛地应用在军事、国防、农业、林业、国土、海洋、测绘、
气象、生态环境、水利、航天、地质、矿产、考古、旅游等领域，影响了人类生活的方方面面,它为人类提供了从多维和宏观角度去认识世界的新方法与新手段，遥感技术能够全面、立体、快速有效地探明地上和地下资源的分布情况，其效率之高是以前各种技术无法企及的。 遥感技术的应用 1、地质遥感遥感技术应用于大面积的地质灾难调查，可达到及时、具体、准确且经济的目的。在2008年“5.12”汶川大地震的后续救援工作中，遥感技术就发挥了突出作用，第一时间提供了地质地貌变化情况，
为政府作出正确决策提供了依据。在舟曲泥石流灾害中，中国科学院对地观测与数字地球科学中心科研人员就使用遥感技术，重点提取了6条沟谷与泥石流发生有关的信息，得到集水面积、流域平均坡度、流域落差和植被覆盖度等参数。经过分析，科研人员判断出，当地哪些地方仍存在泥石流隐患，哪些地段发生大型泥石流的可能性较小，让前方人员可以更有针对性地安排救灾工作。 2、林业遥感 在林业方面，利用遥感技术可以清查森林资源，监测森林火灾和病虫害。火灾是林业的大敌，利用航空红
外遥感技术，不仅能发现已燃烧起来的烈火，而且可以探测到面积小于0.1-0.3㎡小火情，还能及时预报由于自燃尚未起火的隐伏火情。利用卫星遥感，一次就可探测到上千平方千米范围内发生的林火现象。卫星遥感防火监测服务在吉林省森林和草原防火工作中发挥了重要作用，对于人烟稀少的原始林区，能及时监测到瞭望岗哨难以发现的火点，为林火的扑救赢得时间。 3、测绘遥感 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。
3[1].2《遥感技术及其应用》-教案1(湘教版必修3)
3.2遥感技术及其应用教学设计 一、课标要求：结合实例，了解遥感（RS）在资源普查、环境和灾害监测中的应用。 二、三维目标 （一）知识与技能 1、能够用自己的语言表述遥感的概念 2、能简要说明遥感技术的发展过程。 3、能说出遥感的几种常见分类。 4、能举例说明遥感在资源普查、环境灾害监测中的作用。 （二）方法与过程 1、通过阅读教材中提供的资料并上网搜索遥感信息，归纳遥感的几个发展阶段。 2、通过读图或上网搜索相关资料比较航天遥感、航空遥感、近地遥感使用飞运载工具、主要优缺点及适用范围等方面的差异。 3、通过上网搜索有关遥感技术应用的信息，归纳遥感技术的主要途径。 （三）情感态度与价值观 1、通过遥感技术的迅猛发展的介绍，使学生感悟新兴地理信息技术的生命力，从而初步养成热爱科学、努力学习新兴科学的好习惯。 2、通过迅速发展的中国遥感技术的学习，增强学生的民族自信心和爱国情感。 3、通过遥感技术在农业、军事、环境监测、资源调查等方面的重要作用的学习，产生对遥感技术的好奇感，从而激发学生的探究和创新动力。 三、重点：根据运载工具不同的遥感分类种类。 四、学习方法： 1、多媒体课件演示。 2、读图分析讨论。 3、教师点拨、启发、引导。 4、理论联系实际。 五、课时：1课时
导入：南极考查必须穿越西风带区，这是多年来南极考察的难题。在我国开展的第14次南极考察中，1997年12月10日“雪龙号”科学考察船进入强风带时，与外界中断了联系，“船载气象卫星接收系统”接收到了一张非常清晰的卫星云图，图像上清晰的显示了三个气旋的位置及运动方向。这就是本节我们学习的遥感技术及其应用。 基础层次问题 1、什么是遥感技术？ 2、遥感技术经历了怎样的发展过程？ 3、遥感技术有哪些特点？ 4、遥感技术系统由那些组成？ 5、遥感从不同的角度可以分为不同的类型，如何分？ 6、航天遥感、航空遥感、近地遥感对比优缺点。 7、遥感在资源普查中的应用有哪些？ 8、遥感在环境灾害监测中如何应用？ 9、遥感卫星的科学实验功能有哪些？ 知识反馈 1、下列遥感类型中，探测范围由大到小依次是 A．近地遥感、航空遥感、航天遥感 B．航天遥感、航空遥感、近地遥感 C．航空遥感、近地遥感、航天遥感 D．航空遥感、航天遥感、近地遥感 2、下列遥感类型中．按照应用领域或专题进行分类的是 A．航天遥感、航空遥感、近地遥感 B．主动式遥感、被动式遥感 C．紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多谱段遥感
遥感技术的应用以及发展趋势
一前言 二遥感信息技术基础 三遥感信息技术的应用 3.1遥感信息技术在环境监测方面的应用 3.1.1利用红外扫描仪监视石油污染 3.1.2利用遥感技术监测水体富营养化 3.1.3通过遥感技术调查废水污染和泥沙污染 3.1.4应用红外扫描仪监测水体热污染 3.1.5通过遥感技术分析水域的分布变化和水体沼泽化 3.2.遥感技术在大气环境监测方面的应用 3.2.1臭氧层 3.2.2大气气溶胶 3.2.3有害气体 3.2.4气候变化 3.3遥感技术在城市环境监测与管理中的应用 3.4应用遥感技术监控生态环境 3.5 利用遥感技术监测自然灾害 四遥感信息技术的发展趋势 4.1遥感影像获取技术越来越先进 4.2遥感信息处理方法和模型越来越科学 4.3 3S一体化 4.4建立高速、高精度和大容量的遥感数据处理系统 4.5建立国家环境资源信息系统 4.6建立国家环境遥感应用系统 五总结 六参考文
一前言 遥感，作为采集地球数据及其变化信息的重要技术手段，在世界围得到广泛的应用。自20世纪80年代以来，随着遥感技术的发展，遥感技术在理论上、技术上和实际应用上发生了重大的变化。在遥感数据源向着更高光谱分辨率和更高空间分辨率发展的同时，处理信息技术也更加成熟；在应用方面，结合了地理信息系统（GIS)和全球定位系统（GPS)，向着更系统化，更定量化的方向发展，是遥感技术的应用更加广泛和深入。 二遥感信息技术基础 遥感技术是指从飞机、飞船、卫星等飞行器上，利用各种波段的遥感器，通过摄影、扫描、信息感应，识别地面物质的性质和运动状态的技术，具有遥远的感知的意思。从上个世纪六十年代提出“遥感”这个词，到1972年美国陆地卫星计划发射了第一颗对地观测卫星,经过几十年的发展，遥感技术已经广泛地应用在军事、国防、农业、林业、国土、海洋、测绘、气象、生态环境、水利、航天、地质、矿产、考古、旅游等领域，影响了人类生活的方方面面,它为人类提供了从多维和宏观角度去认识世界的新方法与新手段，遥感技术能够全面、立体、快速有效地探明地上和地下资源的分布情况，其效率之高是以前各种技术无法企及的。 三遥感技术在环境科学中的应用 3.1.遥感技术在水污染监测方面的应用 3.1.1利用红外扫描仪监视石油污染 全球每年排入海洋的石油及其制品高达1000万吨，利用多光谱航片可对海面石油污染进行半定量分析，将彩色航片同步拍照与近红外片做的彩色密度分割图相比较，更精密地判断和解译信息，参照图片画出不同油膜厚度的大致分级图。通过彩色密度分割图像，特别是数字密度分割图，可以更准确地判断油量的分布情况。通过彩色密度分割可把相差零点零几厚度的海面油膜区分出层次来，这有利于用航空遥感对海面油的扩散分布和半定量研究。浓度大的地方是黄色，往外扩散的油膜变薄，呈黄紫混在一起的颜色，再往外扩散的油膜就更薄些呈紫色。通过对污染发生后各天的气象卫星图像的对比分析，确定油膜的漂移方向，计算出其扩散速度和扩散面积。 3.1.2利用遥感技术监测水体富营养化 浮游植物中的叶绿素对蓝紫光和红橙光有较强的吸收作用，当水体出现富营养化时，我们就可以利用遥感技术推算出水体中的叶绿素分布情况。赤潮区的海水光谱特征是藻类、泥沙和海水的复合光谱，另外有机或无机颗粒物也会吸收入射光，影响水体的透明度。 3.1.3通过遥感技术调查废水污染和泥沙污染 废水的颜色与悬浮物性状千差万别，特征曲线上的反射峰位置和强度也不大一样，可以用多光谱合成图像进行监测。水中悬浮泥沙的浓度和粒径增大，水体反射量也会相应增加，反射峰随之红移，定量判读悬浮泥沙浓度的最佳波段是0.65～0.85微米。 3.1.4应用红外扫描仪监测水体热污染 应用红外扫描仪记录水体的热辐射能量，真实反映其温度差异。在热红外图像上，热水温度高，辐射能量多，呈浅色调。冷水和冰辐射能量少，呈深色调。热排水口处通常呈白色羽流，利用光学技术和计算机对热图像作密度分割，根据少量的同步实测水温，画出水体等温线。
高中地理：3.2《遥感技术及其应用》教案2(湘教版必修3)
第三章地理信息技术应用 第二节遥感技术的应用教案 【教学目标】 1．知识与技能 （1）了解RS的概念和类型。 （2）结合实例了解遥感在资源普查、环境和灾害监测中的应用。 2．过程与方法 能够运用遥感影像中的直接和间接解译标志对遥感影像进行简单的解译。 3 情感态度与价值观 关注现代化的科学技术在地理科学中的应用，思考和理解地理信息技术的应用对协调人地关系的重要影响，培养学生的热爱地理的兴趣。 【重点难点】 重点 （1）遥感的概念和基本工作过程 （2）地物反射波谱特征 难点 遥感在资源普查、环境和灾害监测中的应用， 遥感影像的判读。 [第一案例] 【教学过程】
普查和环境灾害监测中的应用： [活动]阅读课本P92活动题后思考题。 [教师点拔] 要理解遥感技术在资源调查和环境监测中的应用，必须要先了解一些关于地物反射波谱特征的相关知识由于重度病害在红外区反射率较弱，显颜色较淡，而健康植物颜色呈鲜红色。学生讨论并回答分析问题，解决 问题 [活动] 阅读课本P93活动题后思考题 [教师点拔]要能利用三幅图片提炼出黄河三角洲地区的地理事物变化的时空特征，另外要求要会运用地理学原理和方法去分析地理事物发展变化的原因，同时要关心科学技术—特别的遥感技术的最新发展以及在地理学上的应用现状和前景。学生讨论并回答分析问题，解决 问题 【板书设计】 [第二案例] 【教学过程】【导入新课】 [探索活动]
获取土地利用信息要动用大量人力与物力，经十年才作出一幅图。但现在利用遥感花得少的时间与金钱却能得到更好的效果。 “人眼的波段太窄、许多信息看不到，而人的双脚又由于许多因素限制，许多地方不能涉足”。而遥感突破了这些限制，它真正成为了人的“千里眼和顺风耳”。 一、遥感： 1、概念与发展： 遥感：指借助对电磁波敏感的仪器，在不与探测目标接触的情况下，记录目标物对电磁波的辐射、反射、散射等信息，揭示目标物的特征、性质及其变化的综合控测技术。 [设问]怎样感知？ [教师点拔]测量电磁波特征：不同的地物反射与吸收电磁波存在巨大差异。遥感不仅可以通过可见光进行感知，同时也可以通过红外线、微波、等。 [提问]为什么要分波段呢？ [教师归纳]因为不同波段不同地物的反射率与吸收率等有很大差异。 2、分类：按遥感平台高度（运载工具）分：地面遥感、航空遥感、航天遥感 按：电磁波段分：可见光遥感、红处线遥感、微波遥感 按：传感器的工作形式：被动式（接收来自地物的电磁波）、主动式（发射讯号，接收目标物反射这种辐射波的强度，如侧视雷达） 二、应用： 1．遥感的特点 [提问]从监测的范围、速度，人力和财力的投入等方面看，遥感具有哪些特点? [教师归纳] 与实地测绘相比，遥感具有探测范围大，获得资料速度快，周期短，受地面条件限制少，成本低，效益大的特点。 （1）.探测范围大：我国只要600多张左右的陆地卫星图像就可以全部覆盖。 （2）.获取资料的速度快、周期短：实地测绘几年、十几年甚至几十年重复一次。航空摄影测量数年才能重复测量一次。陆地卫星每16天可以覆盖地球一遍。 （3）.受地面条件限制少：对于自然条件恶劣、地面工作难以开展的地区，
遥感技术应用
遥感技术的应用 一、基本概念： 定义：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、红外线，对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、成像光谱仪、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。 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。 二、遥感技术的应用： 1.在环境监测中的应用； （1）在海洋环境中的应用：海洋的陆地环境和大气的物理化学和生物学影响，是不可
忽视的，从全球范围来讲，海洋起到一个很好的缓冲作用，能够对大自然的自然温度变化，起到很好的缓和作用，进而缓解极端气候变化。从区域尺度方面来说，沿海区域海洋是洪水泛滥的潜在因素，对当地气候有着非常重要的影响，应当不断加强通过卫星遥感技术，来对航海环境风险进行检测。伴随着海洋卫星的问世，海洋监测进入新阶段。目前，太空对海洋的主要观测，主要针对的是表面温度、粗糙度、坡度以及海水颜色，通过对海洋表面温度的遥感监测数据，能够对全球海洋的变化进行观测，通过对海洋表面温度及高度的绘制工作，能够实现对海洋近况及海面风力程度的了解，将大气尺度和海洋尺度之间的关系予以建立。能够提供天气数据，有利于对海洋从数小时到连续数周重复探测功能的实现，能够对大面积时间同步观测，探测范围较广，对于普通探测较难达到的区域数据，通过遥感就能实现。但是海洋特殊性比较突出，加上遥感探测技术的局限性，遥感观测数据会存在一定误差，遥感数据的取得，应当以具体测量技术数据的校准和修正工作为基础。 （2）在大气环境中的应用：气溶胶属于比较稳定的悬浮体系，主要是有液体或固体微粒，平均分散在气体中而形成的。关于气溶胶粒子的来源方面，是一个比较复杂问题，其来源比较广泛并且纷繁复杂，可以是通过地球表面岩石和土壤风化作用，也可以通过风浪作用，使海水泡沫进行飞溅，进而在海洋表面形成海盐粒子、孢子、植物花粉，关于液态或固体粒子的产生方面，主要是通过人类燃烧活动和自然火灾，或者是通过工厂排放的气体或发生的化学反应而产生等等。20世纪七十年代中期，在国际上，开始通过卫星遥感资料，来研究反演大气气溶胶。通过激光雷达遥感技术的应用，为更高时间和空间分辨率，对地球大气参数变化和特性的研究工作，提供了更大的可能性，伴随着研究工作的深入开展，不同类型的地面基础雷达系统，能够实现对地球大气层的持续探入，将激光雷达和其他遥感技术结合起来，能够对臭氧和颗粒物质的特性进行测量，这些特性包括许多方面，比如日变化、光学深度、空间分布、空间分层等等。在对区域和全球尺度上地球大气层中气溶胶垂直可变性观测
高中地理《遥感技术及其应用》教案 湘教版必修3
《遥感技术及其应用》教学设计设计要素设计内容教 学目标1、学生能用自己语言表述遥感的概念，说出遥感的分类。 2、结合实例分析遥感在资源普查、环境和灾害检测中的应用。 3、通过对遥感技术的学习，学生感悟新兴地理信息技术的生命力。 教学分析 教学 内容 遥感技术的概念、发展、技术系统、类型及其应用。 教学 重点 遥感在资源普查、环境和灾害监测中的应用 教学 难点 难点遥感在资源普查、环境和灾害监测中的应用 解决 办法 结合案例分析了解遥感技术的应用 学情分析 对于本节课的学习借助多媒体的直观演示和网络资源，学生才能够深入理解遥感技术对我们生产生活的重要意义。 教学方法案例分析法读书指导法多媒体教学法 教学过教学环节内容呈现教师活动学生活动情境引入《BTV数说北京》—遥感技术统计调查之翼展示观看体会 自主探究 1、阅读教材，了解遥感的概念、发展、遥感技术系 统的组成与遥感类型 2、根据教材P91活动，简述遥感技术的工作原理 3、如何运用遥感技术探矿 巡视，对个 别学生进 行辅导 学生阅读 教材
程 教学过程 4、如何运用遥感技术调查生物资源、水资源 5、如何运用遥感技术监测灾害 合作交流 1、由遥感的概念入手，分析遥感技术的工作原理和 系统组成 2、对比分析遥感的类型及其特点 3、观看视频，说明遥感在具体应用领域的工作原理 教师引导、 展示案例 结合实例 进行分析总结提升关系图解总结本节的主要内容 教师适时 加以引导 补充 学生总结 本节的主 要内容 课堂实践 1. 图中，重度病害植物反射率明显区别于健康植物反 射率的波段是( ) ①红外线②X 光③可见光④紫外线 A.①② B.②③ C.③④ D.①③ 2.根据图中的原理，可用遥感技术直接( ) ①划分植物类型 ②判读植物生长的土壤类型 电脑演 示 学生思 考完成
高中地理 3.2遥感技术及其应用教案 新人教版必修3
高二地理必修三教案3.2遥感技术及其应用 状元笔记 遥感技术的工作过程：信息获取→信息传输→信息接收与处理→信息解释与分析→遥感应用。 一般来说，运载工具飞得越高，深测的范围越大，获得资料的速度越快，周期越短，对地物的分辨北越低；反之亦然。同时，需要注意：遥感器对地物的分辨率除与飞行高度有关外，还与传感器的性能有关。 由于不同地区地物的差异、合成图像波段的差异、地物特征的季节差异等，因此不同地区、不同波段、不同季节的图像解译是不同的。具体情况应具体分析，有的还应当结合实地调查进行解译。 基础整理 本节主要包括三部分内容：一是介绍遥感技术的概念，原理、特点、系统的组成以及分类；二是遥感与资源普查；三是遥感与环境灾害监测。 综合探究 1．国土资源部发布《地籍管理“十一五”发展纲要》，提出要开展第二次全国土地调查，建立国家级和全国31个省级、331个市级、2 800多个县级土地利用现状调查数据库。这是继1984～1996年第一次土地普查之后，国土部门开展的又一次全国规模的摸底行动。
十年前的那次土地普查，动用了20万人力，历时10余年才告完成。而这一次，卫星遥感技术将成为最主要的调查手段，全部工作要求在三年内完成，而且要“覆盖全国，不留任何空白”。与传统的地面调查和飞机航测相比，卫星遥感的主要优势有哪些?遥感监测土地资源的作用有哪些? 探究：与传统的地面调查和飞机航测相比，卫星遥感的主要优势是：探测范围广，速度快；不受地形、气象等自然条件的限制；收集信息多。 使用卫星遥感监测土地资源，一可以实事求是地反映监测对象的变化，为土地执法提供科学依据；二是保持一种威慑，让地方不敢乱占地。在地方利益突显的今天，国家掌握这种威慑力量尤其必要。国土部门近年来查处的土地案件中，很大部分是通过遥感监测首先发现的，动态监测给土地执法部门提供了第一信息源。2006年4月初，国家利用卫星遥感监测技术在郑州市开展土地执法检查。监测发现郑州市共发生变化图斑856个。后经实地认定，这些图斑包括新增建设用地741宗，其中合法的仅77宗，在其余664宗违法用地中，非法占地654宗，非法批地10宗。 2．2007年1月至2月8日，贵州省共发生森林火灾133次，导致火险等级上升的罪魁祸首就是2006年的暖冬天气。在扑灭大火的过程中，卫星遥感监测技术发挥了重要作用。在扑灭大火战斗中，国家气象局向森林防火总指挥部提供了几十幅反映林火发展情况的卫星影像图。为制定灭火计划、做出灭火部署提供了科学的依据。遥感技术在森林灭火中是如何发挥作用的?它还能应用于其他领域吗? 探究：地球上的物体都在不停地吸收、发射和反射电磁波，并且不同物体的电磁波特性是不同的——遥感技术就是在这个原理基础上发展起来的。遥感的关键装置是传感器。传感器在航空或航天器中接收地面物体反射的电磁波信号，以图像的胶片或数据磁带形式记录下来，传送到地面，最后通过处理和判读分析，揭示物体的特征、性质及其变化。 由于遥感探测范围大，获取资料速度快、周期短，受地面限制少，因而广泛应用于资源普查、灾害监测、工程建设及规划等各个领域。 思考发现 1．遥感，就是遥远的感知，简称RS。遥感技术主要的环节，如图3-2-4所示： 信息的获取→传输→接收与处理→分析和应用 图3-2-4
遥感基础与应用
遥感基础与应用 “遥感基础与应用”测试A 1，名词解释(3×8=24点) 1，遥感:遥感通常指空对地遥感，即不直接接触物体本身，通过仪器(传感器)从远处探测和接收目标物体的信息(如电场、磁场)；电磁波、地震波等信息)，通过信息传输和处理分析，识别物体的属性和分布等特征2.图像操作:在完成两个或多个单波段图像的空间配准后，可以通过一系列操作(加、减、乘、除)来提取一些信息或去除一些不必要的信息，从而实现图像增强。3.主动遥感:指当传感器具有能够发射信号(电磁波)的辐射源并在工作时将信号发射到目标时，从放牧目标反射或散射回来的电磁波。用这种方法制成的探针 4.辐射失真:实际测量地面物体的光谱反射率时，由于传感器本身、大气辐射和其他因素的影响，光谱反射率会发生变化。也就是说，由传感器获得的测量值与诸如目标的光谱反射率或光谱辐射率的物理量不一致。 5，大气窗:透过大气但较少被反射、吸收或散射的透射率较高的电磁辐射波段通常称为大气窗 6，辐射分辨率:指传感器接收光谱信号时可分辨的最小辐射差异。在遥感图像中，它被表示为每个像素的辐射量化水平。 7，遥感数字图像:可由计算机存储、处理和使用并以数字表示的遥感图像8.遥感图像判读专家系统:一种计算机技术系统，将遥感判读专家的知识和经验形式化，并输入计算机，计算机模仿遥感判读专家思考和解决问题10.空间分辨率:传感器上的扫描镜捕捉地面上的最小
点元素 11，多光谱摄影:使用不同滤光片和感光胶片的多光谱摄影仪，在不同波段同步拍摄同一场景的黑白照片，然后在特定波段进行色彩合成，得到不同类型的彩色照片，如自然色彩效果或假色彩效果。12，遥感过程:指遥感信息获取、传输、处理、分析、解释和应用的全过程13.空间遥感:又称卫星遥感，是指利用人造卫星、航天飞机和在空间运行的航空器作为 199遥感平台进行遥感，是在远离地球的空间观察地球及其表面的一种技术手段14.航拍照片的间接解释:指根据地物间的相互位置和相关规律，综合运用逻辑推理解释航拍照片的方法。 15，超光谱遥感:超光谱分辨率遥感的简称，指使用许多非常窄的电磁波波段从感兴趣的物体获得相关数据这是一种在电磁波谱的紫外、可见、近红外和中红外区域获得许多非常窄且光谱连续的图像数据的技术。 16，相对高度:指拍摄时拍摄物镜相对于拍摄区域地面的高度17.绝对高度:指摄影时摄影物镜相对大地水准面的高度，即高度18.摄影高度:指摄影时，摄影物镜相对于被摄区域地面平均高程基准面的高度2，判断对错，画“√”正确，画“x”不正确(2× 8 = 16点) 1，航空摄影是中心投影，由于存在投影误差和倾斜误差，实际上航空摄影上各点的比例是不同的。(√) 2，不同波段、不同周期或不同传感器卫星图像中相同位置的地物，像素亮度值相同(x)
红外遥感技术及其应用
热红外遥感技术及其应用 红外遥感是指传感器工作波段限于红外波段范围之内的遥感。探测波段一般在0.76——1000微米之间，是应用红外遥感器探测远距离外的植被等地物所反射或辐射红外特性差异的信息，以确定地面物体性质、状态和变化规律的遥感技术。因为红外遥感在电磁波谱红外谱段进行，主要感受地面物体反射或自身辐射的红外线，有时可不受黑夜限制。又由于红外线波长较长，大气中穿透力强，红外摄影时不受烟雾影响，透过很厚的大气层仍能拍摄到地面清晰的像片。用于红外遥感的传感器有黑白红外摄影、彩色红外摄影、红外扫描仪和红外辐射计。 红外遥感技术（thermal infrared remote sensing）利用电磁波谱中8～14μm热红外波段本身和在大气中传输的物理特性的遥感技术统称。所有的物质，只要其温度超过绝对零度，就会不断发射红外能量。常温的地表物体发射的红外能量主要在大于3μm的中远红外区，是热辐射。它不仅与物质的表面状态有关，而且是物质内部组成和温度的函数。在大气传输过程中，它能通过3-5μm和 8-14μm两个窗口。热红外遥感就是利用星载或机载传感器收集、记录地物的这种热红外信息，并利用这种热红外信息来识别地物和反演地表参数如温度、湿度和热惯量等。 红外遥感探测的应用 随着科学技术的进步，光谱信息成像化，雷达成像多极化，光学探测多向化，地学分析智能化，环境研究动态化以及资源研究定量化，大大提高了遥感技术的实时性和运行性，使其向多尺度、多频率、全天候、高精度和高效快速的目标发展，例如在水质监测、裸土湿度、遥感考古、赤潮遥感监等等，这些技术的发展极大地促进了生产生活的进步，。下面将简略介绍这几项技术。 1 遥感技术在水质监测中的应用 1.1 水体遥感监测原理利用遥感技术进行水环境质量监测的主要机理是被污染水体具有独特的有别于清洁水体的光谱特征，这些光谱特征体现在其对特定波长的光的吸收或反射，而且这些光谱特征能够为遥感器所捕获并在遥感图像中体