遥感导论15-1

中国遥感考古的历程




1993年华东师大建立了“城市与环境考古遥感开放研 究实验室”, 这是我国第一个以遥感考古为主要研究方 向的部门实验室; 1997年中国历史博物馆考古部设立“中国历史博物馆 航空摄影与遥感考古研究中心”; 2001年,中科院、教育部、国家文物局三家联手成立 了“遥感考古联合实验室”, 并先后在河南、浙江、安 徽、湖北、四川等地建立遥感考古工作站; 2002年12月在北京召开了由考古联合实验室主办的 第一届全国遥感考古会议。
遥感考古的基本原理
地面上的所有物体当受到电磁辐射时，不同的地物具有不 同的反射、发射、投射、吸收电磁波的能力。
遥感考古是采用多种形式、在不同的时间、从不同的角度 在空中对地面进行摄影，利用地貌形态、地物阴影、霜雪、 植被及土壤湿度等多种因素在遗址地区所形成的不同标志， 解释地面或地下遗迹的特征。
简而言之，遥感考古的工作原理建立在遗迹的物理属性、 电磁波波谱特征、影像特征三者的特有关系之上。
人口密度遥感调查方法



由于人口的流动性，传统的人口密度调查方 法费时费力，仍然存在一定误差。 采用遥感手段监测人口密度具有覆盖范围广、 数据更新快的优势。 遥感影像并不能直接反映人口密度。但是我 们可以遥感影像获取与人口密度有关的一些 因素的信息，比如：土地利用密度、夜间灯 光密度、温度等，来间接反演人口密度的分 布。
课堂小结


采用遥感手段监测城市环境的优势？ 城市热岛效应的概念？ 采用遥感技术可以为城市规划提供什么 帮助？
第七章 遥感应用
第八节 考古遥感
遥感考古的产生
1839年，世界上第一张光学照片在法国科学院大 厅展出，由此引出了摄影测量和遥感科学。 1858年，纳达尔（Nadar）用气球装载照相机第一 次成功地获得了巴黎鸟瞰图。 1906年，英国中尉沙谱（Sharp）在军用气球上从 倾斜和垂直角度拍摄了斯通亨奇环状列石（Stonehenge），并于次年刊登在《考古学》杂志上。
城市建设生态环境保护 城市环境中，人口、建筑、道路高度密集， 这些要素的密集带来了生产、交通上的高 效率和生活上的便利，但同时也带来了严 重的环境污染问题。遥感技术可以为我们 快速、准确提供城市环境方面的动态变化 状况。
城市人口、建筑密度遥感监测



城市人口和建筑密度反映了一个城市的发展 水平，同时也是衡量城市环境的一个重要指 标。 采用传统方法调查城市建筑密度时间和经济 成本很高，并且数据更新更新速度慢，遥感 技术可以很好地解决这一问题。 由于人员的流动性，人口调查始终是一个难 题。
2000年中国1km人口分布模拟图
Figure . Some images used as remote sensing variables for population estimation. (a) NDVI, (b) Principal Component 2, (c) Temperature, and (d) Texture image derived from Landsat ETM band 3
遥感与航空摄影考古程序



勘探前的准备工作 野外实地勘查 信息资料的详细分析 野外验证 综合分析和研究
国外应用实例




美国利用卫星遥感影像发现了沉没海底 数千年的古埃及名城亚历山大； 欧洲发现了地下古罗马的建筑与著名的 “罗马大道”； 欧美联手发现了南美密林深处的十世纪 玛雅人的宫殿。 埃及的金字塔考古; 用星载成像雷达探测和调查古西班牙腓 尼基人的海事文化;

准确性
统计报表的收集主要依靠地方上报，因此可能存在瞒报、 漏报、错报的情况，特别是对那些政府违法的情况。而遥 感监测工作属于自上而下的工作方式，尤其在较为全而地 掌握一个时期以来城市规划实施情况的条件下，可以主动 地获取客观、准确的数据资料。
常规规划管理手段是自下而上的工作方式，基础资料、


全面性
在整体侧而上，常规手段在覆盖范围上，更加关注重点 建设项目，从而只能获取涉及城市局部地区的部分建设情 况。遥感监测的覆盖范围涉及整个城市规划区，在广度上 能够及时掌握整个城市规划区内全而的规划实施情况，并 且‘通过建立数据库系统，可以针对具体地段获取全方位 数据。
违规建筑的防治
近年来，城市违规、违章建设情况层出不穷，规划管理人员 对此却束手无策，仅能通过举报、巡查等来发现问题，而日 ‘往往是事后发现，最终只能通过罚款等被动方式来解决。 通过遥感技术对城市建设情况的监测，可以及时发现城市中 的违规、违章建设，为城市规划管理工作提供科学性依据， 实现事前、事中与事后三层面的有效监测，真正做到有的放 矢，有据可查。 例上图:某市一建设项目突破城市规模、占用大量耕地、 并且在未取得国家发改委批文的情况下抢工违规建设。由于， 当地建设规划监测机制不够健全，没有发现该处违规建设， 而该铝厂又在没有取得建设许可的情况下从2003年初开始建 设，2003年11月初具规模，到2004年初已经投入生产。这对 城市整体规划造成不良影响。如果该市能实时得到遥感信息 对城市建设进行监测，就会对此类违规建筑进行及时防范。 防治对城市整体规划的破坏性建设，也同时避免了资源的浪 费。
中国遥感考古的历程




中国科学院遥感应用研究所利用已有的先进技术, 探测 了隋、明两代的长城及被干沙掩埋的长城。 1997～1998年中国历史博物馆等对内蒙古中、东部 地区遗址群,进行大规模勘察、GPS定位、空间计算和 分析,取得重大成果。 2001年利用彩色红外遥感飞行探测技术,对北京老山 汉墓遗址墓葬区陵墓的分布进行了探测,并结合考古研 究成果推测出周围几个地点仍可能有较大陵墓或陪葬。 2002年,中国历史博物馆出资20万美元从美国购买了 1 万余张日军二战期间在我国拍摄的航空照片。以便 分析近代我国的环境变化。
第七章 遥感应用
第七节 城市遥感
第七节 城市遥感



城市遥感概述 城市基础地理信息系统与城市遥感制图 城市绿地及园林景观遥感调查 城市热岛遥感调查 城市规划探测为对象的空间应用技 术。 任务：为城市规划、建设和管理提供多 方面的基础地理信息和其他有关数据和 资料。 优势：省时、省钱、效率高。
中国遥感考古的历程




从20世纪60年代修建三门峡水库时开始利用航空照片 去分析库区古代遗址、墓葬的分布。 70～80年代利用遥感技术探测秦始皇陵和陪葬地区的 地下情况。 1980年天津在某工业项目施工时,曾用遥感勘测过古 运河水道。 1994年,国家文物局等与德国签订了遥感与航空摄影 考古合作意向书。 1996年, 中国历史博物馆等租用空军飞机, 对洛阳及 周边遥感勘察遗址90余处。
1909年怀特兄弟第一次用飞机在意大利拍摄了航空相片。 两次世界大战期间，空中摄影是搜集情报的一种有效工具， 出于军事的需要大量航空照片被拍摄出来，扩大了考古遗存的调 查，获得了许多不为人知的考古遗址照片。 德国、英国、法国的军中摄影者认识到空中摄影对考古研究 的价值，他们利用土壤、阴影和庄稼所显示的特点来寻找古代遗 存，采用从精确点垂直和倾斜角度进行拍摄，从而摸索出考古航 空摄影的基本方法。
城市规划的保护

城市地区承载了密集的人口、社会经济活动、 基础设施等要素。城市规划是为了实现一定 时期内城市的经济和社会发展目标，确定城 市性质、规模和发展方向，合理利用城市土 地，协调城市空间布局和各项建设所作的综 合部署和具体安排，以满足人们物质、文明 等一系列的要求。因此，在城市规划过程中， 有比要对城市中一些对人们重要的事物进行 保护。
遥感技术测量城市建筑容积率

利用高分辨率卫星影像或者航空摄影相片可以迅速获 取城市建筑容积率信息。 利用卫星遥感技术测量建筑容积率早在1973年开始， 最常用的是落影测量法。落影测量法的原理是有一 定高度的物体在太阳光的照射下会在地上生成落影， 落影长度与建筑的高度和太阳入射角有关，当我们知 道太阳的入射角，并且测量出落影的长度时，就可以 进一步得出建筑的容积率。卫星首先完成测量，然后 再利用自身携带的高性能处理器算出建筑的容积率， 整个过程都可由卫星来完成，而且能够卫星同时遥感 监测整个城市。
阴影标志示意图
植被标志
古城墙、古道路、村落遗址：
由于土壤板结、透水性差，土壤中水分较少，故而农作 物早熟、植物色浅。 负植被标志
古代沟渠、灰坑、墓葬：
由于积水较多，土壤疏松，水分含量较高，土质相对肥 沃，农作物生长旺盛、植物色深。 正植被标志
正植被标志和负植被标志
潮湿标志示意图
遥感考古实例


20世纪80年代以来，对秦始皇陵区、唐昭陵古墓 葬、汉长安城、殷墟、北京地区长城、镇江地区台 形遗址和土墩墓、寿春古城、库尔勒至轮台古代城 址等进行了探测，采取航片分析与地面勘探、物探 相结合的形式。 1996年4月，中国历史博物馆成立了中国航空考古 工作小组并于同年5月在洛阳地区开展航空考古试 验工作，对二里头、偃师商城、汉魏故城、隋唐东 都城、邙山古墓群、龙门石窟、巩县宋陵等大遗址 进行了航空摄影考古，其结果表明在我国埋藏于黄 土地区的地下夯土基址和建筑遗迹，在一定条件下 能引起地表植被生长的变化，形成植被标志。
二、城市基础地理信息系统与 城市遥感制图

城市基础地理信息系统的数据基础是城 市大比例尺数字地图，而高空间分辨率 遥感影像是其主要数据来源。
城市基础地理信息的基本特点



个体目标数量巨大、地面目标空间密度 高、结构复杂。 城市基础地理目标变化大，地图有效使 用期短，更新快。 城市基础地理信息具有地面和地下两类 目标，地下目标无法由遥感影像获得。
城市规划历史文化保护
文化是一个民族的灵魂，保护文化是当代 人不可推卸的责任。但近年来，有些地方 为了经济发展而进行一系列城市建设，对 历史文化有一定的破坏。例如：某城市的 西南部历史文化保护区内出现了违反保护 要求的情况，总计5个地块，其中还不乏重 点文化保护区，共占地12. 55公顷，主要是 占用文化区内土地进行工业或露天堆场的 建设。