遥感概论第4章 航空遥感数据 42.4 第4章 航空遥感数据
测绘技术中的航空遥感数据处理方法
测绘技术中的航空遥感数据处理方法航空遥感数据处理方法在测绘技术中扮演着重要角色。
航空遥感是一种通过航空平台获取地球表面信息的技术手段，多用于地质勘探、土地利用规划、环境监测等领域。
如何高效准确地处理航空遥感数据，成为了测绘技术中的重要问题。
首先，了解航空遥感数据的特点是必要的。
航空遥感数据是通过飞机、卫星等平台获取的高分辨率影像数据，具有数据量大、空间分布广、接受时间短等特点。
这些特点意味着在数据处理过程中需要考虑多种因素，如数据存储、数据传输和数据处理速度等。
然后，选择合适的航空遥感数据处理方法是至关重要的一步。
常见的航空遥感数据处理方法包括图像增强、空间分析、特征提取和分类识别。
图像增强是通过调整图像的亮度、对比度等参数，使图像更加清晰，便于后续处理和分析。
空间分析是利用数学和统计方法，研究地物空间分布规律，以提取地物间的空间关系。
特征提取是指通过数学和图像处理方法，提取出影像中的地物特征，如形状、颜色、纹理等，为地物分类和识别提供依据。
分类识别是指将航空遥感数据中的地物按照一定的标准进行分类，以得到地物的空间分布图，为后续的地物分析提供支持。
此外，航空遥感数据处理方法中还包括遥感图像融合和三维重建技术。
遥感图像融合是指将多幅航空遥感影像融合在一起，形成一幅更为全面和细节丰富的影像，以提高地物分类和识别的准确性。
三维重建技术是利用航空遥感数据中的高程信息，通过数学建模和计算机视觉技术，构建出真实世界中的三维地貌模型，可用于城市规划、地形分析等领域。
此外，航空遥感数据处理方法还需要考虑遥感数据的精度评定和精度控制。
精度评定是指通过对已知地物进行验证，对处理后的遥感数据进行精度检验，以评估其准确性和可靠性。
精度控制是指在航空遥感数据处理的整个过程中，采取措施确保数据的精度符合要求，如采样密度、航线规划等。
综上所述，航空遥感数据处理方法在测绘技术中具有重要意义。
通过了解航空遥感数据的特点，选择合适的处理方法，并考虑精度评定和精度控制等因素，可以实现高效准确地处理航空遥感数据。
航空遥感
1 M
f = H
中心投影
正象与负象
•• ••
地形起伏对比例尺的影响
投影面倾斜对比例尺的影响
投影差： 投影差：由于地形起伏或直立地物高度影响而
在像片上所出现的位置差异叫象点位移或投影 差。
倾斜误差： 倾斜误差：
在航摄过程中， 在航摄过程中，因飞机倾斜产生地物点在影像 上的位移，称为倾斜误差。 上的位移，称为倾斜误差。
面积摄影
沿数条平行航线对广大区域进行的连续的摄影
对于航线摄影和面积摄影而言， 对于航线摄影和面积摄影而言，像片之间存在着 一定的重叠，包括： 一定的重叠，包括： 航向重叠
在同一条航线上相邻两张像片间的重叠。重叠度为 在同一条航线上相邻两张像片间的重叠。 53%～60%。 ～ 。 目的是用于相邻像片地物的互相衔接和立体观察。 目的是用于相邻像片地物的互相衔接和立体观察。
第二节 航空像片的特性
1. 物理特性
包括地物的反射特性 、 感光材料性能和 包括 地物的反射特性、 地物的反射特性 分辨率等，是影响色调的主要因素。 分辨率等，是影响色调的主要因素。
彩色的三种特性： 彩色的三种特性：
色调： 色调：
是彩色彼此相互区分的特征。可见光光谱不同波长的辐射在视觉 是彩色彼此相互区分的特征。 上表现为红、 紫等。 上表现为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等。
感光材料性能对像片的影响 感光度
指胶片对光线的敏感程度 是确定曝光时间的主要因素 常因银盐种类与制造方法不同而不同 在同一受光情况下， 在同一受光情况下 ， 感光速度快的胶片生成黑 度较大， 胶片敏感度高， 度较大 ， 胶片敏感度高 ， 只要有较弱的光线便 能感光。航空摄影要求感光度高的胶片。 能感光。航空摄影要求感光度高的胶片。
遥感技术与应用4航天遥感及其资料重做
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1
第一节 航天遥感概述
一、简 史
❖ 1957年10月4日，前苏联成功发射一世界上第颗人造地球卫星“卫星—1”，宣告 航天新纪元的开始。
❖ 到2010年末，全球共发射约5700个航天器（包括人造地球卫星、月球无人探测飞 船、高空探测火箭、卫星式载人飞船、航天空间站、航天飞机…….)，中国占 1.2%
❖ TM
——Thematic Mapper（主题成图仪）
❖ ETM+
——Enhanced Thematic Mapper Plus（增强型主题成 图仪+）
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10
Landsat 携带传感器及其图像
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四、Landsat的产品
1 陆地卫星图像资料
Landsat的图像南北相接存在航向重叠，东西相邻两幅之间存在旁向重叠
Landsat-5，Landsat-6在1993年10月5日发射，2天后与地面失去联系而
成为“太空垃圾”，Landsat-7于1999年4月15日发射，2003年6月因太 阳能电池板故障而无信号传回。Landsat已连续对地观测了30多年，积 累了大量的档案数据，为人类研究地球作出重要贡献。
二、Lansat轨道特征
❖ 中国有“一箭多星技术”，只不过所谓的突破是指一箭几星以上？一箭 多星就是军事上的分体式洲际导弹，一弹多头的民用形式，这项技术中 国已经具备，现在公开的是一弹三星。这会大大增加导弹拦截的困难程 度。
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4
❖ 二、航天遥感的特点
1、观察范围大 航天器飞行高度远远大于航空飞机， 新航天器的视野要开阔得多（站得高、看得远，可以 发现大面积的、宏观的、整体特征）。
《航空遥感》课件
航空遥感的基本原理
航空遥感的基本原理是利用航空器搭载的遥感传感器，通过感知地面的电磁波反射、辐射和散射，捕捉地球表 面的信息。这些传感器可以检测不同波段范围内的能量，并将其转化为数字数据。
航空遥感的技术方法
摄影测量
利用相机和激光雷达等设备采集并记录地球表面的影像和地理位置信息。
光谱遥感
通过测量不同波长的电磁辐射，获取地表物体的光谱特征和遥感图像。
《航空遥感》PPT课件
航空遥感是通过航空器获取地球表面的信息和数据，进而开展各种研究和应 用的技术。本课程旨在介绍航空遥感的定义、原理、技术方法、应用领域以 及优势和局限性。
航空遥感的定义和概述
航空遥感是一种利用航空器获取地球表面信息和数据的技术。通过航空遥感，可以获取高分辨率的影像、地理 位置和其他相关数据，用于地质勘探、遥感制图、资源管理等领域的研究和应用。
2
海洋资源管理
利用航空遥感获取海洋的水域边界、潜在渔场和水质信息，支持海洋资源的合理 管理。
3
空气质量监测
利用航空遥感技术，监测大气污染物的浓度分布和来源，为空气质量监测提供数 据支持。
结论和总结
航空遥感技术在地理信息获取和应用中具有重要的作用。它为科学研究、资 源管理和环境保护提供了有力的工具和方法。
环境监测
航空遥感可用于监测环境污染、 森林覆盖变化和自然灾害等，提 供及时的环境保护和预警。
航空遥感的优势和局限性
1 优势
高分辨率影像、广覆盖范围、快速获取数据、多源多波段信息。
2 局限性
受天气条件影响、数据处理和解译困难、高成本。
航空遥感在环境监测中的应用案例
1
湿地保护
通过航空遥感技术，监测湿地生态系的变化和水质状况，帮助保护湿地环境。
2023年遥感概论知识点整理
第一章绪论遥感广义：泛指一切无接触旳远距离探测，包括对电磁场、力场、机械波等旳探测。
狭义：应用探测仪器，不与探测目旳接触，从远处把目旳旳电磁波特性记录下来，通过度析，揭示出物体旳特性性质及其变化旳综合性探测技术。
遥感探测系统根据通感旳定义，遥感系统包括被测目旳旳信息特性、信息旳获取、信息旳传播与记录、信息旳处理和信息旳应用五大部分积极遥感和被动遥感积极遥感和被动遥感，积极遥感由探测器积极发射一定电磁波能量并接受目旳旳后向散射信号；被动遥感旳传感器不向目旳发射电磁波，仅被动接受目旳物旳自身发射和对自然辐射源旳反射能量与常规观测相比，遥感观测旳特点遥感观测可以实现大面积同步观测，并且不受地形阻隔等限制。
遥感探测，尤其是空间遥感探测，可以在短时间内对同一地区进行反复探测，发现地球上许多事物旳动态变化。
与老式地面调查和考察比较，遥感数据可以较大程度地排除人为干扰。
与老式旳措施相比，可以大大地节省人力、物力、财力和时间，具有很高旳经济效益和社会效益。
分别从遥感平台、传感器类型、工作方式和应用简述遥感类型遥感平台：地面遥感，航空遥感，航天遥感，航宇遥感传感器：紫外遥感，可见光遥感，红外遥感，微波遥感，多波段遥感工作方式：积极遥感和被动遥感，成像遥感和非成像遥感应用：外层空间遥感，大气层遥感，陆地遥感，海洋遥感第二章电磁辐射与地物光谱特性基本概念：电磁波谱按电磁波在真空中传播旳波长或频率，递增或递减排序，构成了电磁波谱。
按照波长递减旳次序：长波，中波和短波，超短波，微波，红外波段（超远红外，远红外，中红外，近红外），可见光（红橙黄绿青蓝紫，0.38~0.76微米），紫外线，X射线，γ射线。
朗伯源、朗伯面辐射亮度L与观测角无关旳辐射源，称为朗伯源。
某些粗糙旳表面可近似看做朗伯源。
严格来说，只有绝对黑体才是朗伯源。
对于漫反射面，当入射幅照度一定期，从任何角度观测反射面，其反射亮度是一种常数，这种反射面称朗伯面。
把反射比为1旳朗伯面叫做理想朗伯面。
《遥感导论》电子教案航空
《遥感导论》电子教案-航空第一章：遥感概述1.1 遥感的定义与分类1.2 遥感技术的基本原理1.3 遥感的应用领域1.4 遥感技术的发展历程第二章：遥感平台与传感器2.1 遥感平台的分类及特点2.2 遥感传感器的分类及性能指标2.3 航空遥感平台与传感器介绍2.4 卫星遥感平台与传感器介绍第三章：遥感数据获取与处理3.1 遥感数据的获取方法3.2 遥感数据的预处理3.3 遥感数据的增强与重建3.4 遥感数据的产品与应用第四章：遥感在农业领域的应用4.1 遥感在农业资源调查与监测中的应用4.2 遥感在农业灾害监测与预警中的应用4.3 遥感在农业生态环境监测中的应用4.4 遥感在农业智能化的应用第五章：遥感在环境领域的应用5.1 遥感在大气环境监测中的应用5.2 遥感在水环境监测中的应用5.3 遥感在土地利用与覆盖变化监测中的应用5.4 遥感在自然灾害监测与评估中的应用第六章：遥感在地理信息系统中的应用6.1 遥感和GIS的关系6.2 遥感数据在GIS中的处理与分析6.3 遥感在地图编制中的应用6.4 遥感在空间格局分析中的应用第七章：遥感在城市规划与管理中的应用7.1 遥感在城市扩张监测中的应用7.2 遥感在城市绿化监测中的应用7.3 遥感在城市基础设施规划中的应用7.4 遥感在城市环境监测中的应用第八章：遥感在林业领域的应用8.1 遥感在森林资源调查中的应用8.2 遥感在森林火灾监测与评估中的应用8.3 遥感在森林植被动态监测中的应用8.4 遥感在生物多样性保护中的应用第九章：遥感在海洋领域的应用9.1 遥感在海洋环境监测中的应用9.2 遥感在海洋资源调查中的应用9.3 遥感在海洋灾害监测与预警中的应用9.4 遥感在海洋维权与执法中的应用第十章：遥感技术的未来发展10.1 遥感技术发展趋势10.2 遥感技术面临的挑战10.3 遥感技术的创新应用10.4 遥感技术在我国的发展战略重点和难点解析重点一：遥感技术的基本原理解析：遥感技术的基本原理是理解遥感技术的核心，包括辐射传输、传感器响应、图像处理等方面，需要重点关注。
《遥感概论》课程笔记
《遥感概论》课程笔记第一章：绪论1.1 遥感及其技术系统遥感（Remote Sensing）是指不直接接触对象物体，通过分析从远处感知到的电磁波信息来识别和探测地表及其上方环境的技术。
遥感技术系统是由多个组成部分构成的复杂体系，主要包括以下几部分：- 传感器（Sensor）：用于探测和记录目标物体发射或反射的电磁波的设备。
- 遥感平台（Remote Sensing Platform）：携带传感器的载体，如卫星、飞机、无人机等。
- 数据传输系统（Data Transmission System）：将传感器收集的数据传回地面的设备。
- 数据处理与分析系统（Data Processing and Analysis System）：对遥感数据进行处理、分析和解释的软件和硬件。
1.2 遥感门类及技术特点遥感技术根据不同的分类标准可以分为以下几类：- 按照电磁波波长：可见光遥感、红外遥感、微波遥感等。
- 按照传感器工作方式：主动遥感（如激光雷达）和被动遥感（如摄影相机）。
- 按照平台类型：卫星遥感、航空遥感、地面遥感等。
遥感技术的主要特点包括：- 大范围覆盖：遥感技术可以覆盖广阔的地表区域，对于大规模的地理现象监测具有优势。
- 高效快速：遥感平台可以快速穿越监测区域，获取数据的时间周期短。
- 多维信息：遥感可以提供关于地表及其上方环境的多种信息，如形状、纹理、温度等。
- 非侵入性：遥感技术不需要直接接触目标物体，因此对环境的影响较小。
1.3 遥感行业应用概况遥感技术在多个行业中有着广泛的应用，以下是一些主要的应用领域：- 农业领域：通过遥感技术监测作物生长状况、评估产量、监测病虫害、进行土地资源调查等。
- 环境保护：监测森林覆盖变化、湿地保护、沙漠化趋势、大气污染等环境问题。
- 灾害管理：利用遥感技术进行地震、洪水、飓风、火灾等自然灾害的预警、监测和评估。
- 城市规划：通过遥感图像分析城市扩张、交通布局、土地利用效率等，为城市规划提供依据。
遥感概论重点笔记
遥感概论阐释RS特点及其应用也许性第一节●遥感：碧空慧眼应用:遥感天地，看相识气●遥感分类：1、探测对象：宇宙遥感（所有波段）地球遥感（除γ、x射线、无线电波）2、平台：航天遥感、航空遥感（飞机气球）、地面遥感3、获取数据形式：成像方式遥感，非成像方式遥感4、传感器工作方式：被动遥感，积极遥感5、探测电磁波：可见光（白天）、红外(夜晚)、微波（雨雪天）、紫外6、遥感应用●遥感特性：时空特性，广；波段特性，多；时相特性，长；资料收集特性，便；经济特性，钱●电磁波四个特性：反射、吸取、透射、发射●发展状况:中华人民共和国：50年代60年代70—80年代90年代世界：初级阶段1839-1937 发展阶段1937-1960奔腾阶段1960-1980 实用阶段1990----第二节●遥感技术系统：遥感平台、传感器、遥感信息接受及解决、遥感图像判读和应用●遥感平台：遥感中搭载传感器运载工具1、地面遥感：＜100m 三脚架、遥感车、遥感塔、遥感轮船特点1）可测光谱信息2）配合航空航天遥感3）不能反映环境综合性2、航空遥感：＜12km 飞机、气球特点1）信息辨别率高2)不受地面条件控制3）收集资料以便4）用于局部资料分析3、航天遥感：＞150km 人造地球卫星、宇宙飞船、空间轨道站、航天飞机特点：1）对地球进行宏观综合迅速动态观测2）开展资源环境监测3）辨别率比较低（大多数是民用）4）五大优越性（广、多、长、便、钱）●传感器：遥感系统核心某些1、照相方式传感器----无损波长0.3---1.3微米2、扫描方式传感器-------有损波段比较宽重要是光电转换3、雷达（水NO）全天候全天时0.8----30cm●遥感信息接受及解决：遥感信息只要是指由航空遥感和航天遥感所获取胶片和磁带1）直接回收方式：航摄结束后回收保密性强，时效性差2）视频传播：接受地物电磁波光电转换无线电给接受站保密性差，时效性好3）实时传播：及时给接受站4）非实时传播：回到地面给接受站Ps：辐射校正：恢复自身光谱特性，提高辨别精度几何校正：满足遥感制图和多波段套合（飞机颠簸）遥感地面实验场提高应用精度吉林长春●遥感图像判读和应用：图像判读分类：目视判读（定性）、计算机分类（定量）计算机分类：监督分类、非监督分类、模糊分类、神经元网络分类、模式辨认●总结：从地面到高空，从室内到室外多层次、多视野、多角度立体交叉作业系统。
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航片的比例尺
航空像片上某一线段长度与地面相应线段长度之比，称为 像片比例尺。
在平坦地区，像片的比例尺处处一致，像片比例尺等于焦 距（f）与航高（H）之比，即1/M=f/H。
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 低空气球：发送到对流层中的气球。大多数可人工控制在空中固定位置上进 行遥感。用绳子拴着的气球叫系留气球，可升至地面上空5km处。 高空气球：发送到平流层中的气球。大多是自由漂移的，可升至12～40km。
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
几种地物的亮度系数
地物
亮度系数
针叶林
0．04
夏季阔叶林
0．05
冬季阔叶林
0．07
绿色的庄稼
0．05
绿色的草地 0．06～0．07
干燥的草地 （黄色）
收割后的田地
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。
感光材料的特性
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。
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。
4 航空像片
航空像片的物理特性
指航空像片的色调或色彩、灰阶、亮度系数等，主要 由地物的反射特性和感光材料的感光特性决定的。
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。
3 航空摄影的类型
按航摄倾角分类
倾斜角等于0的，是垂直摄影，即主光轴垂直于地面，但由 于飞行中的各种原因，倾斜角不可能绝对等于0，所以将3 度以内的，都称为垂直摄影。
倾斜角大于3度的，叫倾斜摄影。 按摄影实施方式分类 单片摄影 单航线摄影（航向重叠一般不小于53%） 面积摄影 （航向重叠一般不小于53%，旁向重叠一般为
倾斜误差aFra bibliotekrc2 f
sin sin a
aa0=α为倾斜误差，f为焦距
倾斜误差的方向是在像点与等角 点的连线上。
倾斜误差与像点距等角点距离的 平方成正比。
当=0°或=180°时，α=0，即
在等比线上的像点不因像片倾斜
而产生位移。
像片边缘的倾斜误差是相当大的， 因此尽可能地使用像片中心部分。
投影差大小与像点至像主点的距离成 正比。像片中心部分投影差小，像主 点是唯一不因高差而产生投影差的点。
投影差大小与高差成正比。高差为正 时，投影差为正，即像点离中心点向 外移动；高差为负时（即低于起始 面），投影差为负，即像点向着中心 点移动。
投影差与航高成反比，即航高愈高， 投影差愈小。
0．10 0．10
雪地
0．9～1．0
白色石灰石
0．40
地物 干燥的沙土 潮湿的沙土 干燥的黑土 潮湿的黑土 干燥的公路 潮湿的公路
干燥的圆石路 潮湿的圆石路
红砖房子
亮度系数 0．13 0．06 0．03 0．02 0．32 0．11
0．20 0．09 0．20
亮度系数有以下几个特点： 1．物体的亮度系数变化范
15%~30%）
按感光片和波段分类 普通黑白摄影（光谱范围0.4~0.76μm） 黑白红外摄影（光谱范围0.4~1.3μm） 天然彩色摄影 (将可见光分为红、绿、蓝波段) 彩色红外摄影（可探测绿、红、红外波段） 多光谱摄影（通常可得到蓝、绿、红、红外波段） 按比例尺分类 大比例尺航空摄影：大于1：l0 000 中比例尺航空摄影：1：10 000～1：30 000 小比例尺航空摄影：1：30 000～1：l00 000 超小比例尺航空摄影：1：100 000～1：250 000
飞机
低空飞机：高度在2000m以下。利用它能获得大比例尺、中比例尺航空遥感 图像。直升飞机可以低至10m，遥感实验时，飞机一般在1000～ 1500m高度范围内飞行。
中空飞机：高度在2000～6000m，通常遥感实验时的飞行高度在3000m以上。 一般用它获得中小比例尺的航空遥感图像。
高空飞机：高度在12000～30000m，有人驾驶机飞行高度一般在12000m左 右，无人机可达20000～30000m高度。
1 航空遥感的概念
概念 航空遥感是指以飞机或气球为平台所进行的遥感，是现代
遥感技术发展的起源和重要基础，也是现代遥感技术的一 个非常重要的组成部分。 优点 灵活性大、资料回收方便、图像分辨率高、不受地面条件 限制、理论和应用体系较完整 应用领域 地质、地理、农林、环境等
2 航空遥感平台
航空像片的几何特性
航空像片属于中心投影 航片的特征点线 像点位移 航片的比例尺
航空像片属于中心投影
中心投影：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。
航片中心投影
航片的特征点线
S是投影中心 P是倾斜面 P0水平面 T是地面 o是像主点 n是像底点 c是等角点 vv是主纵线 hoho是主横线 hchc是等比线
像点位移
地形的起伏和投影面的倾斜会引起航片上像点位置的变化， 叫像点位移。
因地形起伏引起的像点位移，又称投影误差。 因像片倾斜引起的像点位移，又称倾斜误差。
投影误差
σ=hr/H σ:位移量(投影误差),h: 地面高差(m), r: 像点到像主点的 距离(mm或cm) H: 航摄高度