遥感技术与应用航空遥感
航天飞行中的遥感技术与应用
航天飞行中的遥感技术与应用遥感技术是一种通过对地球表面和大气进行非接触式测量的技术。
随着科学技术的发展，遥感技术已经成为了航空和航天领域中不可或缺的技术。
在航天飞行中，遥感技术可以帮助观测地球的大气和环境，提高飞行任务的效率。
本文将从遥感技术的基础知识入手，介绍遥感技术在航天领域中的应用。
一、遥感技术的基础知识遥感技术是指通过空间观测设备，如卫星、飞机等对地球表面和大气进行观测、探测和研究的一种技术。
这些设备可以搭载各种各样的传感器，如微波雷达、红外线传感器、光学传感器等。
这些传感器可以获取大量的数据，包括地形、地貌、气象、环境、地质、水文等等。
由于传感器可以接收来自地球表面的辐射，因此遥感技术也被称为辐射地学技术。
遥感技术可以实现多种功能。
例如，它可以广泛应用于农业生产、资源调查、城市规划、环境监测等方面。
在航天飞行中，遥感技术可以为飞行任务提供重要的支持和帮助。
二、遥感技术在航天领域中的应用1. 环境监测在航天飞行中，环境监测是一个非常重要的任务。
一个好的环境监测系统可以帮助飞行员更好地控制飞行器，提高飞行效率和安全性。
遥感技术在环境监测中有着重要的应用。
例如，遥感技术可以用于观测大气的变化和变化趋势，通过对大气成分、光学厚度、湍流等进行观测，可以监测空气污染、天气变化、气候变化等。
遥感技术还可以监测海洋和陆地的环境变化，包括海洋污染、土地利用等，有助于提高环境保护意识和加强生态保护。
2. 资源调查航天飞行中最重要的任务之一是对地球的资源进行调查。
遥感技术可以在航天飞行中提供高分辨率的地质地形图，可以发现并确定地下的矿产资源、水源、天然气和石油田等。
这可以帮助我们更好地了解地球的资源分布，并为地质勘探和开发提供有价值的数据。
3. 宇宙探索和研究遥感技术还可以在太空探索和研究中发挥重要作用。
太阳系中的无数行星、恒星和星系都可以通过遥感技术得到探测和研究。
例如，地球通过遥感技术可以观测和研究太阳风、地球磁场、地球热平衡等，而其他行星、卫星和天体也都可以通过遥感技术得到更深入的研究和探索。
《遥感技术及应用》课件
遥感图像的解译与分析
目视解译
信息提取与分析
通过专业人员的目视观察和经验，对 遥感图像中的地物类型、分布和变化 进行识别和解译。
从遥感图像中提取有用的地理信息， 如土地利用、植被覆盖、水体分布等 ，并进行相应的分析和应用。
计算机解译
利用计算机算法和人工智能技术，自 动识别和解译遥感图像中的地物信息 。
遥感数据处理
对获取的遥感数据进行预处理、增强、分类和识别等操作，提取有用的信息，为 后续的应用提供支持。
03
遥感图像处理
遥感图像的预处理
辐射定标
将传感器接收的辐射亮度转化为 地表的反射率或温度等物理量， 为后续图像处理提供准确的基础
数据。
几何校正
消除图像中的几何畸变，将图像的 像素位置与实际地理坐标相对应， 确保图像的地理信息准确。
详细描述
通过卫星遥感技术，可以快速获取森 林资源的空间分布和属性信息，为森 林管理和保护提供数据支持。同时， 遥感技术还可以监测森林火灾、病虫 害等突发事件。
城市规划与建设监测
总结词
遥感技术可以用于城市规划与建设监测 ，包括城市扩张、基础设施建设、环境 质量评估等。
VS
详细描述
通过卫星遥感技术，可以获取城市空间布 局和建筑物信息，为城市规划和建设提供 数据支持。同时，遥感技术还可以监测城 市环境质量，如空气污染、水体污染等。
灾害监测与评估
遥感技术可以对地震、洪水、 火灾等灾害进行监测和评估， 为灾害救援和重建提供支持。
02
遥感技术原理
电磁波与电磁波谱
电磁波
是由电磁振荡产生的能量传播形式， 包括无线电波、微波、红外线、可见 光、紫外线、X射线和伽马射线等。
电磁波谱
航天遥感应用技术研究
航天遥感应用技术研究一、引言航天遥感应用技术是现代科技的一个重要领域，利用卫星、探空飞艇等航天技术获取各种遥感数据，可广泛应用于环境监测、农业、城市规划、气象等方面。
二、航天遥感基础技术1、遥感原理遥感科学的主要任务是利用航空、航天探测手段对地面信息进行探测和获取,建立地球表面综合信息系统。
遥感技术通过卫星、飞艇等航天平台对地球表面物体进行无接触被动探测，获得波段范围从可见光到微波的不同数据,提取和分析出物体的光学、热学、电磁、地形、水文等多种特征参数,以实现对地球表面的“真实查看”。
2、遥感数据的类型常用的遥感数据有光学遥感数据、微波遥感数据等，其中光学遥感数据包括多谱段遥感数据、全谱段遥感数据等；微波遥感数据包括微波散射数据、微波辐射数据等。
主要光学遥感数据有LandSat、SPOT、IRS等卫星数据。
3、图像处理技术遥感图像处理是将遥感数据（图像）进行信息提取和分析的过程。
遥感图像处理技术主要包括：空域滤波、频域滤波、数字图像处理等。
三、航天遥感应用技术1、环境监测航天遥感技术可用于对大气、水资源、土壤等环境要素进行监测。
例如利用遥感数据可以对全球各地的大气中颗粒物进行监测和分析，对全球气候变化和污染问题提供数据支持。
2、农业应用农业遥感数据可用于农作物的种类、种植的位置、作物的生长情况、土壤信息等方面的监测和分析。
通过遥感数据可以帮助农民优化种植方案，提高农业产量和效率。
3、城市规划遥感技术可用于城市规划和发展中的建筑高度、道路、绿化、拓展等方面的信息获取。
例如在城市开发中，如何合理规划城市的用地、道路、绿化部分等，遥感技术可提供卫星图像和地图信息等数据支持。
4、气象预测航天遥感技术可用于气象预测。
例如卫星云图和红外线图像，可以帮助科学家预测风暴、台风等自然灾害，及时发出预警。
遥感技术还可用于研究气候变化和全球气候模型，为气候预测提供数据支持。
四、面临的挑战1、数据处理难度大遥感数据的获取量大，处理难度也相应增加。
航空遥感监测技术在测绘工程中的实际应用案例
航空遥感监测技术在测绘工程中的实际应用案例近年来，随着科技的迅猛发展，航空遥感监测技术在各个领域得到了广泛应用。
尤其在测绘工程中，这一技术的实际应用案例更加丰富多样。
本文将以几个具体案例为例，探讨航空遥感监测技术在测绘工程中的实际应用。
首先，我们来看一个面积较大的城市规划案例。
在城市规划中，航空遥感监测技术可以通过获取大量的地理空间信息，快速准确的获取目标区域内的地理数据。
通过遥感技术的应用，城市规划者可以获得详细的土地利用信息、建筑分布、道路网络等数据，为城市规划和土地管理提供强有力的决策支持。
例如，在某个城市规划中，通过航空遥感监测技术，测绘工程师可以获取到该城市内各个区域的土地利用情况，从而进行更精细化的规划和决策。
其次，我们来看一个海洋资源调查案例。
海洋资源的调查和管理一直是人们关注的焦点。
而在海洋资源调查中，航空遥感监测技术也能发挥重要的作用。
通过航空遥感技术，可以获取到海洋中的地形、潮汐、海流等多种信息，并将其转化为数字化的数据。
这些数据不仅可以用于海洋资源的评估，还可以为海洋工程的规划和设计提供准确可靠的依据。
例如，在某次海洋资源调查中，测绘工程师利用航空遥感监测技术获取了大量的海洋数据，并对海洋中潜在的油气资源进行了详细的研究和评估，为相关行业的开发提供了科学依据。
再次，我们来看一个环境监测案例。
环境监测是近年来备受关注的话题，而航空遥感监测技术的应用在环境监测中也逐渐显现出巨大的优势。
通过航空遥感技术，可以快速获取到大范围内的环境数据，包括气象数据、气候变化、地表温度、植被覆盖等等。
这些数据可以帮助环境保护部门对环境状况进行监测和评估，并及时采取相应的措施。
例如，在某次环境监测任务中，测绘工程师利用航空遥感监测技术对某个工业区域进行了监测，发现了该区域的空气质量存在异常，及时通知了相关部门进行调查，最终发现了一起潜在的环境污染问题，从而避免了更大的环境影响。
最后，我们来看一个农业生产案例。
地球信息科学与技术考研方向
地球信息科学与技术考研方向地球信息科学与技术是一个涉及地理信息系统（GIS）、遥感技术、地球大数据处理等领域的综合性学科。
在考研中，地球信息科学与技术的研究方向多种多样，以下是一些常见的考研方向：
1.GIS与空间分析：
研究地理信息系统的原理、技术和应用，包括地图制图、空间分析、地理数据处理等方面。
2.遥感技术与应用：
关注遥感数据的获取、处理和应用，研究卫星遥感、航空遥感等技术在环境监测、资源调查等领域的应用。
3.地球大数据处理与分析：
研究地球大数据的存储、管理、处理和分析方法，以应对大规模、多源地球数据的挑战。
4.地理空间信息工程：
着重研究地理信息的采集、处理、管理和传输技术，包括GPS 技术、地理信息工程软件等方面。
5.环境遥感与监测：
关注环境遥感技术在气候变化、自然灾害监测等方面的应用，以及环境信息处理与模型分析。
6.地球信息系统与可持续发展：
结合地球信息技术，研究如何促进可持续发展，包括土地利用规划、资源管理等方面。
7.数字城市与智慧城市：
探索地球信息科学在城市规划、交通管理、智慧城市建设等方
面的应用。
8.地球信息科学前沿技术：
关注地球信息科学领域的最新技术和研究方向，如人工智能、深度学习在地球信息领域的创新应用。
在考研过程中，可以根据个人兴趣和职业发展方向选择适合的研究方向。
同时，建议详细查看各高校的专业介绍和研究生招生信息，了解不同学校在地球信息科学与技术领域的优势和特色。
现代航天技术中的光学遥感成像技术及应用研究
现代航天技术中的光学遥感成像技术及应用
研究
随着人类的科技水平不断提高，现代的航天技术成为了人类探索天空的有力工具。
而光学遥感成像技术则是现代航天技术中不可或缺的一部分。
一、光学遥感成像技术简介
光学遥感成像技术是指利用光学传感器对地球的大气、陆地、海洋等进行观测和监测，并通过图像处理技术进行目标检测、提取和识别的一种技术。
光学遥感成像技术主要根据不同波段光的散射、透过特性进行探测拍摄，其中包括红外线、紫外线、可见光、近红外、短波红外等波段。
二、光学遥感成像技术应用
1. 海洋环境监测：光学传感器的高时空分辨率有助于监测海水的色度、悬浮物浓度、海洋生物及底质状况等。
2. 气象观测：能够及时监测大气状况，并预测天气变化。
3. 林业资源管理：光学遥感成像技术可以远程监测森林生态环境，检测野火、林业病虫害等自然灾害，为林业资源管理提供帮助。
4. 土地利用规划：利用光学遥感成像技术可以获得不同时间段
的土地利用数据，制定土地规划和管理政策。
三、光学遥感成像技术发展趋势
1. 多波段遥感技术：多波段融合技术可以使得数据更加全面，
提高图像质量。
2. 大数据技术：光学遥感成像技术可以获取海量数据，大数据
处理技术的引入可以提高数据的处理速度和精度。
3. 人工智能技术：光学遥感成像技术可以获取大量的图像数据，利用人工智能技术可以实现自动识别、分类等目的。
四、结论
光学遥感成像技术在人类的生产、生活中发挥了极其重要的作用。
随着现代科学技术的不断发展，光学遥感成像技术也在不断
的创新和升级，可以更好地服务于人类的发展。
遥感技术与应用专业介绍
遥感技术与应用专业介绍遥感技术与应用专业是一个涵盖空间科学、计算机科学和环境科学等多个领域的交叉学科。
它主要通过对地球表面进行遥感观测获取信息来解决地球环境、资源、灾害等问题，并利用计算机技术对这些信息进行加工和分析，为决策提供支持。
下面将从专业基础、专业特点、职业前景三个方面详细介绍遥感技术与应用专业。
一、专业基础遥感技术与应用专业主要涉及环境科学、地学、计算机科学、信息科学等多个学科，其中主要课程包括遥感原理、数字图像处理、地理信息系统、遥感数据处理、遥感应用等。
其中，遥感原理是该专业的基础与核心，通过学习遥感原理可以了解遥感技术的基本原理和数据获取方式；数字图像处理和地理信息系统是遥感与环境科学、地球科学对接的关键技术，可以将遥感数据与环境、资源、灾害等现象进行空间分析和模拟；遥感数据处理和遥感应用则是该专业的重点，通过对遥感数据进行处理和应用，可以解决土地利用、资源管理、自然灾害监测等一系列现实问题。
二、专业特点1.学科交叉性强：遥感技术与应用专业涵盖环境科学、地学、计算机科学、信息科学等多个学科，具有较强的学科交叉性，为学生提供了综合性的学习和研究平台。
2.实践性强：遥感技术与应用专业强调实践能力培养，学生需要进行大量的遥感数据处理和应用实验，培养学生独立思考和创新能力。
3.应用性强：遥感技术与应用专业注重将研究成果应用于实际问题解决，如农业、水资源、环境保护、城市规划等领域，学生毕业后可以在相关领域进行就业。
三、职业前景遥感技术与应用专业毕业生可以在政府部门、大型企业、科研机构等多个领域就业。
具体岗位包括：1.空间信息技术人员：主要负责空间数据采集、处理、分析以及地理信息系统的应用；2.研发工程师：主要负责新技术、新产品和新业务的研究和开发；3.环保工程师：主要负责环境监测、环境评价、环境规划等方面的工作；4.自然资源管理师：主要负责土地利用规划、荒漠化治理、森林防火等方面的工作；5.灾害预警员：主要负责地质灾害、气象灾害、水文灾害等方面的实时监测和预警。
5遥感技术与应用-航空遥感
第5章 航空遥感
(airborne sensing)
航空遥感：以中低空遥感平台为基础进 行摄影（或扫描）成像的遥感方式 本章提要(„)
5.1 航空遥感系统 航空遥感平台、航空摄影方式、优缺点 5.2 航空像片的物理特性 5.3 航空像片的几何特征
5.4 像片投影差
5.5 像片视差 （立体测量） *5.6 航摄飞行计划（自学）
23
航空摄影方式
多航线摄影：
沿数条互相平行的直线航线对一个广大地区进行的 连续的、布满全区的摄影。 由几个相互平行、相互连续并有一定重叠部分的单 航线摄影组成。 旁向重叠：相邻航线的各相邻像片间的重叠 旁向重叠度：旁向重叠面积与一张像片总面积之比。 一般为15%-30%。 为避免飞行偏差，一般航线长度限制在60-120km。
航向重叠 旁向重叠
Flightl ine #2 20 ?30% sidel ap Flightl ine #3
Jensen, 2000 26
航空摄影方式
（3）按摄影所用的波段分
普通黑白摄影：城市航空摄影测量使用的基 本资料
天然彩色摄影：蓝、绿、红三种感光乳剂
黑白红外摄影：对可见光、近红外波段感光 彩色红外摄影：绿、红、红外波段感光（主 要类型） 多光谱摄影：多个波段航空像片 机载侧视雷达
航空遥感灵活，适用于一些专题遥感研究
根据用户的需求, 灵活选择具有特定空间分辨率、波谱分辨率、时间分 辨率的传感器, 设计航空遥感飞行的方案和路线等 ；
航空遥感作为实验性技术系统,是各种星载遥感 仪器的先行检验者
检测传感器的功能；一切星载遥感仪器都是以机载试验为前提的
信息获取方便
可以随时随地对需要侦察或普查的地区进行遥感
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中心光线：SA、SB、SC、 SD
物点的像：像中心光线与底 片的交点（a、b 、c、 d）
地物反射特性
亮度系数特点
1．物体的亮度系数变化范围很大。 2．同种物体，由于干湿程度的不同，其亮度系数也 不同，潮湿的物体亮度系数小，干燥的物体亮度系 数大。 3．表面粗糙的物体比表面光滑的物体亮度系数小。 4．物体的亮度系数与颜色有关。通常白色物体为白 色，黑色物体为黑色。 5．性质完全不同的物体也可能具有相同的亮度系数。
31
航空像片的物理特性
地物反射特性
航空像片上物体的色调，主要取决于摄影时的照度和 物体对入射光的反射率。摄影时照度越大，地物反射 率越高，地物亮度就越大，像片的色调就越浅。一般 用亮度系数来表示地物的反射率大小。
亮度系数（P）是指在相同照度条件下，某物体表面 亮度（B）与绝对白体（全白的物体）理想表面亮度 （B0）之比，即：P=B/ B0
系统功能：
超低空飞行航拍，获取超高分辨率影像；
基于虚拟地理环境（VGE）平台的无人机飞行航线的
规划与管理、以及海量高分辨率航空影像的检索、查询
与管理；
拼接的高分辨率影像地图，与DEM叠加后的高分辨率
三维影像地图，基于高分辨率影像地图的三维虚拟现实
管理分析系统。
13
应用领域: •应急救援与环境监测 •国土资源勘探与调查 •城镇规划与农村基础建设 •交通监控 •勘查设计与工程监控 •电网巡检
27
航空摄影方式
（4）按航摄比例尺分 大比例尺航空摄影：像片比例尺大于1：1万 中比例尺航空摄影：1：1万-1：3万 小比例尺航空摄影：1：3万-1：10万 超小比例尺航空摄影：1：10万-1：25万
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航空遥感的特点
航空遥感空间分辨率高、信息容量大
取得较精确的位置、方位、距离、面积、高度、体积和坡度等数据； 主要服务于较大比例尺的区域资源与环境详查、制图 , 以及解决工程技 术上的具体问题；
Jensen, 2000
6
Balloon Intrepid
Intrepid tethered during the Civil War battle of Fair Oaks on June 1, 1862 (copyright Smithsonian Institution, Washington, D.C.).
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5 航空遥感
(airborne remote sensing)
本章提要(…)
5.1 航空遥感系统 5.2 航空像片的物理特性 5.3 航空像片的几何特征 中心投影、比例尺、特殊点线 5.4 像片投影差 5.5 像片视差 （立体测量） 5.6 航摄飞行计划
36
5.3 航空像片的几何特征
航空投影原理
29
航空遥感的弱点
受天气等条件限制大； 观测范围受到限制； 费用昂贵，数据的周期性和连续性 不如航天遥感，限制了在动态监测方 面的应用
30
5 航空遥感
(airborne remote sensing)
本章提要(…)
5.1 航空遥感系统 5.2 航空像片的物理特性 地物反射特性、感光材料特性 5.3 航空像片的几何特征 5.4 像片投影差 5.5 像片视差 （立体测量） 5.6 航摄飞行计划
航向重叠：相邻两像片间重叠部分。保证没有摄影漏洞 及立60%，不小于53%
23
航空摄影方式
多航线摄影：
沿数条互相平行的直线航线对一个广大地区进行的 连续的、布满全区的摄影。 由几个相互平行、相互连续并有一定重叠部分的单 航线摄影组成。 旁向重叠：相邻航线的各相邻像片间的重叠 旁向重叠度：旁向重叠面积与一张像片总面积之比。 一般为15%-30%。 为避免飞行偏差，一般航线长度限制在60-120km。
第5章 航空遥感
(airborne sensing)
航空遥感：以中低空遥感平台为基础进 行摄影（或扫描）成像的遥感方式 本章提要(…)
5.1 航空遥感系统
航空遥感平台、航空摄影方式、优缺点
5.2 航空像片的物理特性
5.3 航空像片的几何特征
5.4 像片投影差
5.5 像片视差 （立体测量）
*5.6 航摄飞行计划（自学）
3
航空遥感平台
航空遥感平台一般在海拔12km以下的大气（平 流层、对流层），主要包括气球和飞机两种。
气球
飞机
航空遥感平台
气球：可携带简单的传感器 低空气球：发送到对流层的气球 系留气球：用绳子系在地面 高空气球：发送到平流层的气球， 可达12-40公里
5
Balloon Intrepid
感光材料的特性
感光材料（胶片或印像纸）主要是由感光乳 剂层和片基构成
普通黑白胶片一般是全色片，它能感受全部 可见光（但对绿光感受较差）
黑白红外胶片的感光层中含有感受红外光的 物质，能直接记录人眼看不见的近红外光
彩色胶片是由对蓝、绿、红三种波长分别敏 感的三层乳剂组成，能感受全部可见光，形 成天然彩色像片
像片倾角（航摄倾角）：主光轴与铅垂线的夹角；像 片面与水平面的夹角
像平面
像平面
主
铅
a
光 轴
垂 线
铅垂线
地平面
18
按航摄倾角分
• 垂直航空摄影： 航摄倾角≤3° 获得近水平的航空像片 是航空遥感图象的主要获取方法 • 倾斜航空摄影： 航摄倾角>3° 获得倾斜航空像片 一般用于科学研究
19
Vertical Aerial Photography
彩色红外胶片是由对绿、红、近红外三种波 长分别敏感的三层乳剂组成，能感受可见光近红外波段，形成彩色红外像片，其颜色与 天然彩色像片不同，其中植被为红色
感光材料的主要性能指标
感光度 反差 分辨率 感光特性曲线
航空摄影时需要选择感光度高、反差适中、 有较高分辨率的感光材料。以获得影像清晰、 层次丰富的高质量航空像片
Jensen, 2000
7
航空遥感平台
飞机：最常用、最广泛的航空遥感平台，可 携带多种传感器 低空飞机：飞行高度在地面上空2公里以下 中空飞机：飞行高度在地面上空2-6公里 高空飞机：飞行高度为12-30公里
8
NASA ER-2
9
Predator(捕食者)
无人机 （ unmanned aerial vehicle, UAV ）
High-oblique photograph of the grand Coulee Dam in Washington
in 1940
22
航空摄影方式
（2）按摄影实施方式分
单片摄影：
为特定目标或小块地区进行的摄影，单张、不连续
单航线摄影：
沿一条航线对地面狭长地带或线状地物（铁路、公路） 进行连续摄影
航向重叠 旁向重叠
Flight line #2 Flight line #3
20 ?30% sidelap
Jensen, 2000 26
航空摄影方式
（3）按摄影所用的波段分
普通黑白摄影：城市航空摄影测量使用的基 本资料 天然彩色摄影：蓝、绿、红三种感光乳剂 黑白红外摄影：对可见光、近红外波段感光 彩色红外摄影：绿、红、红外波段感光（主 要类型） 多光谱摄影：多个波段航空像片 机载侧视雷达
航空遥感灵活，适用于一些专题遥感研究
根据用户的需求, 灵活选择具有特定空间分辨率、波谱分辨率、时间分 辨率的传感器, 设计航空遥感飞行的方案和路线等 ；
航空遥感作为实验性技术系统,是各种星载遥感 仪器的先行检验者
检测传感器的功能；一切星载遥感仪器都是以机载试验为前提的
信息获取方便 可以随时随地对需要侦察或普查的地区进行遥感
用一组假想的直线将物体向几何面投射称为投影。 其投射线称为投影射线。投影的几何面通常取平 面称为投影平面。在投影平面上得到的图形称为 该物体在投影平面上的投影。
37
中心投影
中心投影
当投影射线会聚 于一点时, 称为中 心投影；投影射线 的会聚点 S 称为 投影中心；
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航空像片是摄区地面的中心投影
24
垂直航空摄影的航线
单航线摄影
Flightline of Aerial Photography
Direction of Flight
Exposure station
#1
#2
#3
lens
altitude ab ove gr ound level, H
60% overlap stereoscopic model
The RQ-1 Predator is a medium-altitude, long-endurance unmanned aerial vehicle system. It is a Joint Forces Air Component Commander-owned theater asset for reconnaissance, surveillance and target acquisition in support of the Joint Force commander . The RQ-1A/B Predator is a system, not just aircraft. A fully operational system consists of four aircraft (with sensors), a ground control station (GCS), a Predator Primary Satellite Link (PPSL), and 55 personnel for continuous 24 hour operations.