遥感ppt整理

第一章绪论一、大体概念：一、遥感广义：无接触的远距离探测。

狭义：遥感是应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过度析，揭露出物体的特点性质及其转变的综合性探测技术。

二、遥感系统包括：被测目标的信息特点；信息的获取、信息的传输与记录；信息的处置；信息的应用五大部份。

二、遥感的分类（1）按遥感平台分类：近地面遥感；航空遥感（100m－10000m）；航天遥感（>150Km）；航宇遥感。

（2）按传感器的探测波段分类：紫外遥感： ~ μｍ可见光遥感： ~ μｍ红外遥感： ~ 1000μｍ微波遥感： 1 mm ~ 10 m多波段遥感：传感器由假设干个窄波段组成（3）按工作方式分类：主动遥感；被动遥感主动遥感：探测器主动发射必然电磁波能量并接收目标的后向散射信号。

被动遥感：传感器不向目标发射电磁波，仅被动接收目标物的自身发射和对自然辐射源的反射能量。

（4）按应用领域分类：陆地遥感、海洋遥感；农业遥感；城市遥感……三、遥感的特点（1）大面积的同步观测（空间特性）：探测范围大、具有宏观、综合的特点，能够实施大面积的同步观测。

（2）时效性（时相特性）：在很短时刻内对同一地域能够进行重复成像，有利于动态监测（3）信息的综合性和可比性---- 地球表面自然与人文景观的综合反映---- 卫星轨道的确信性、影像分幅的同一性、同一系列传感器信息的兼容性（4）经济性---- 与传统信息获取手腕相较（5）局限性---- 相关于整个电磁波谱段而言四、遥感技术进展趋势1.遥感进展现状（1）自1960年美国发射第一颗气象卫星以来开辟了从空间对地球观测的新时期，1972年美国发射了第一颗地球资源卫星后各国向空间发射了大量的对地观测卫星，目前还有20余颗尚在运行；（2）遥感平台方面（3）传感器方面：伊克诺斯(IKONOS)卫星影像（4）遥感信息处置方面（5）遥感应用方面2.遥感技术进展趋势（1）3 全（全天候、全天时、全世界）（2）3 高（高空间、高光谱、高时刻分辩率）（3）3个结合（大—小卫星，航空—航天，技术—应用）六、遥感技术应用领域举例1.土地资源、土地利用及其动态监测2.要紧农作物的遥感估产3.重要自然灾害的遥感监测与评估4.城市进展的遥感监测5.天气与海洋6.其他领域如军事、突发事件等第二章电磁辐射与地物光谱特点遥感信息源：任何目标物都具有发射、反射和吸收电磁波的性质。

遥感探测的依据：目标物与电磁波的彼此作用，组成了目标物的电磁波特性。

一、电磁波与电磁波谱1.波的概念：波是振动在空间的传播。

2.机械波：声波、水波和地震波3.电磁波：由振源发出的电磁振荡在空气中传播。

4.电磁波的特性（1）电磁波是横波（2）在真空中以光速传播（光速＝波长×频率）（3）电磁波具有波粒二象性电磁波在传播进程中，要紧表现为波动性；在与物质彼此作历时，要紧表现为粒子性，这确实是电磁波的波粒二象性。

1）波动性：电磁波是以波动的形式在空间传播的，因此具有波动性2）粒子性：它是由密集的光子微粒组成的，电磁辐射的实质是光子微粒的有规律的运动。

3）波粒二象性的程度与电磁波的波长有关：波长愈短，辐射的粒子性愈明显；波长愈长，辐射的波动特性愈明显。

5.电磁波谱将各类电磁波在真空中的波长按其长短，依次排列制成的图表。

电磁波谱按波长递增频率的顺序能够划分为：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波。

不同波长的电磁波特性不同专门大，但也有一起性。

6.遥感学常利用的电磁波分类名称和波长（λ）范围名称波长范围紫外线μｍ可见光---- μｍ近红外0．76 ---- μｍ中红外3．0 ---- μｍ远红外6．0 μｍ超远红外15 ---- 1000 μｍ微波 1 ---- 1000 ｍｍ（红外线包括近红外、中红外、远红外、超远红外）7.电磁辐射源(1)自然辐射源➢太阳辐射：是可见光和近红外的要紧辐射源➢地球的电磁辐射：小于3μm的波长主若是太阳辐射的能量(近红外）；大于6μm的波长（热红外），主若是地物本身的热辐射；3-6 μm之间（中红外），太阳和地球的热辐射都要考虑。

（2）人工辐射源：雷达二、地物的光谱特性任何地物都有自身的电磁辐射规律，如反射、发射、吸收电磁波的特性。

少数还有透射电磁波的特性。

地物的这种特性称为地物的光谱特性。

1.地物的反射光谱特性（1）地物的反射率、吸收率和透射率关于某波段反射率高的地物，其吸收率就低，即为弱辐射体；反之，吸收率高的地物，其反射率就低。

（2）地物的反射率（反射系数或亮度系数）地物对某一波段的反射能量与入射能量之比。

反射率随入射波长而转变。

阻碍地物反射率大小的因素：（1）入射电磁波的波长（2）入射角的大小（3）地表颜色与粗糙度（3）地物的反射光谱：地物的反射率随入射波长转变的规律。

1）地物反射光谱曲线：依照地物反射率与波长之间的关系而绘成的曲线。

地物电磁波光谱特点的不同是遥感识别地物性质的大体原理。

2）不同地物在不同波段反射率存在不同：雪、沙漠、湿地、小麦的光谱曲线3）同类地物的反射光谱具有相似性，但也有不同性。

4) 地物的光谱特性具有时刻特性和空间特性。

2.地物的发射光谱特性地物发射电磁波的能力以发射率作为衡量标准；地物的发射率是以黑体辐射作为参照标准。

（1）黑体：在任何温度下，对各类波长的电磁辐射全数吸收。

（2）黑体辐射：黑体的热辐射称为黑体辐射。

（3）黑体辐射的三个特性A.辐射通量密度随波长持续转变，每条曲线只有一个最大值。

B.温度越高，辐射通量密度越大，不同温度的曲线不同（温度的四次方成正比）。

C.随着温度的升高，辐射最大值所对应的波长向短波方向移动。

（4）地物的发射率发射率(Emissivity )：地物的辐射出射度（单位面积上发出的辐射总通量）W与同温下的黑体辐射出射度W黑的比值。

它也是遥感探测的基础和起点。

●黑体或绝对黑体：发射率为1，常数。

●灰体(grey body)：发射率小于1，常数●选择性辐射体：发射率小于1，且随波长而转变。

三、大气和环境对遥感的阻碍吸收反射折射散射大气窗口使遥感图像清楚度下降（1）大气吸收➢大气的层次：对流层、平流层、电离层（中间层、热层）、外大气层➢大气成份：N2、O2、O3 、CO2、H2O 、……、烟、尘埃、雾、小水滴、气溶胶。

➢太阳辐射穿过大气层时，大气分子对电磁波的某些波段有吸收作用，引发这些波段太阳辐射强度的衰减，或完全不能通过大气。

➢太阳辐射抵达地面时，形成了电磁波的某些缺失带➢对太阳辐射阻碍最大的是对流层和平流层大气对太阳辐射的吸收：O吸收波长<微米；O3吸收紫外光；CO二、H2O吸收红外及长波（2）大气散射①大气中的粒子与细小微粒如烟、尘埃、雾霾、小水滴及气溶胶等对大气具有散射作用。

散射的作用使在原传播方向上的辐射强度减弱，增加了向其他各个方向的辐射。

咱们把辐射在传播进程中碰到小微粒而使传播方向改变，并向各个方向散开的物理现象，称为散射。

散射现象的实质是电磁波传输中碰到大气微粒产生的一种衍射现象。

②辐射在传播进程中碰到小微粒而使传播方向发生改变，向各个方向散开。

③大气散射的三种情形：1) 瑞利散射：当大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射；要紧由大气中的原子和分子引发。

散射强度与波长的四次方成反比。

（大气颗粒对可见光）----天什么缘故是蓝的？日出日落时天空是橙红色？2) 米氏散射：当大气中粒子的直径与波长相那时发生的散射；要紧由大气中的烟尘、小水滴和气溶胶引发。

散射强度与波长的二次方成反比。

米氏散射在光线前进方向比向后方的散射更强。

（云雾对红外的散射、潮湿天气）3) 非选择性散射：当大气中粒子的直径比波长大得多时发生的散射；散射强度与波长无关。

----云雾中水滴粒子的直径与可见光相较；云什么缘故是白色的？(书P30) ④大气散射作用与波长的关系：瑞利散射要紧发生在紫外、可见光和近红外波段；米氏散射发生在近紫外~ 红外波段，但在红外波段米氏散射的阻碍超过瑞利散射；在微波波段，由于微波波久远大于云层中水滴的直径，因此属于瑞利散射类型；现在，散射强度与波长的四次方成反比，散射强度相对很弱，透射能力很强，故微波具有穿透云雾的能力。

（3）大气的折射与反射➢大气的折射率与大气密度有关，密度越大折射率越大。

因此，电磁波（太阳辐射）在大气中的传播轨迹是一条曲线（P31，）。

大气折射只是改变了太阳辐射的方向，并非改变太阳辐射的强度。

➢大气反射要紧发生在云层顶部，并与云量紧密相关。

（4）大气窗口将电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的、透过率较高的波段称为大气窗口。

大气窗口的光谱段要紧有：(P32)➢~ μｍ紫外~ 近红外➢~ μｍ和~ μｍ近~中红外➢~ μｍ中红外➢8 ~ 14 μｍ远红外➢~ cｍ微波要取得地面的信息，必需在大气窗口当选择遥感波段。

大气对太阳辐射的减弱程度在各个波段上是不同的。

第三章遥感图像的获取一、遥感平台—搭载传感器的工具高度航天平台300km-3600km遥感平台航空平台100m-10km地面平台0m-50m航天遥感平台：气象卫星系列、陆地卫星系列、海洋卫星系列1. 遥感卫星轨道倾角（第三章ppt12页图）轨道形状：椭圆型（第三章ppt13页图）轨道高度：卫星离地面的平均距离。

➢低轨卫星：150—200KM，寿命1～3周，举例:多数是军事卫星➢中轨卫星：300～1500KM，寿命1年以上，举例: 陆地卫星、气象卫星、海洋卫星➢高轨卫星：35800KM, 寿命很长，举例：通信卫星; GPS卫星：22000KM近极轨卫星与赤道卫星➢近极轨卫星：Φ约等于90°，对地球覆盖范围广。

如陆地资源卫星。

➢赤道卫星：Φ=0°或180°时，卫星轨道面与地球赤道面重合，卫星在赤道上空运行。

举例:地球同步卫星/静止卫星。

太阳同步卫星➢卫星与太阳同步，光照角维持不转变。

➢卫星轨道上每一点的平均太阳时维持不变。

（相同的纬度，所有点具有相同的太阳时）➢LANDSAT：通过赤道9：45AM, 北京：10：00AM左右。

地球同步卫星卫星绕地球运行的速度等于地球自转的速度。

始终覆盖着地球表面的同一地域。

举例：某些气象卫星、电视转播卫星。

2. 气象卫星系列：（雪情监测、城市热岛、云图）3. 陆地卫星系列➢美国陆地卫星系列Landsat➢法国资源卫星系列SPOT➢中国资源一号卫星——中巴地球资源卫星（CBERS)➢高分辨率商业卫星系列：IKONOS、Quickbrid（1）美国陆地卫星系列Landsat 1---7Landsat 7 卫星参数：近极近环形太阳同步轨道轨道高度：705公里倾角:°运行周期：分钟24小时绕地球:15圈穿越赤道时间:上午9:45分扫描带宽度:185公里重复周期:16天卫星绕行:233圈（2）法国SPOT 卫星系列（1---5）1978年起，以法国为主，联合比利时、瑞典等欧共体国家，设计、研制了名为“地球观测实验系统”(SPOT)的卫星，也叫做“地球观测实验卫星”，迄今已经发射了5颗卫星。