微波遥感-3.2
3-2遥感技术的应用教案
3-2遥感技术的应⽤教案第三章地理信息技术应⽤第⼆节遥感技术的应⽤【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】即时的地⾯影像资料，为⽣⼀个初步的认识，先请⼤家看（运载⼯具）分：【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。
微波遥感原理和应用
微波遥感原理和应用
微波遥感是利用微波或微波的改变去通过测量这些变化，从而了解下一个特定表面的物理特性的技术。
典型的活动包括回波探测（例如反射、散射和多普勒散射）以及现场探测（吸收率）。
微波遥感最常见的应用是用于从宇航器映射农业、示踪冰盖变化以及测量水文参数，而这也是微波遥感最具开发潜力的领域。
微波遥感的优势在于它能够直接探测到某些表面物理因素，而其它感应器（如光学感应器）需要更多的推断和计算来实现同样的结果。
微波对运动对象的检测也是精确和有效的，因为它们能够非常快速地跨越大量距离。
此外，它还可以在任何时间，任何条件下运行，而光学传感器则受到白天黑夜和气候条件的限制。
因此，微波遥感在日照不足和濛濛雾气的情况下仍然可以正常运行。
另一方面，微波遥感所受到的缺陷将限制它对特定领域的应用，例如视觉表面检测。
在这种情况下，微波的数据处理可能会过于简单（例如进行分类，而不是分析图像），从而无法满足实际应用的要求。
此外，其占存储器的效率也比光学存储低得多，这是由于大小比较大的探测阵列和/或滤波数据处理所导致的。
遥感第3章--遥感成像原理与遥感图像特征
遥感车--地面遥感平台
• 高空平台(5-10km)
航摄飞机
运七 运八
其他：里尔、双水獭、 空中国王等
遥感飞机
• 中低空(1-8Km)
航摄飞机
运十二 运五
• 其他飞机(500m)
蜜蜂3 无人机
航摄飞机
GT50 0
航天飞机
遥感卫星
遥感卫星
§3.1 遥感平台与遥感器
3.1.2 遥感器与遥感图像特征参数
❖ 按传感器的工作波段分为：可见光传感器、红外传感器 和微波传感器，从可见光到红外区的光学波段的传感器 统称光学传感器，微波领域的传感器统称为微波传感器。
§3.1 遥感平台与遥感器
二、遥感器的分类
❖ 按工作方式分为
（1）主动方式传感器：侧视雷达、激光雷达、 微波辐射计。
（2）被动方式传感器：航空摄影机、多光谱扫 描仪（MSS）、TM、ETM、HRV、红外扫描仪 等。
❖ 热红外像片：8~14μｍ。
热红外像片典型特征：热阴影；
高速运动热物体的“拖迹”；
（参见教材P144 ）
受风的影响较大。
§3.2 摄影成像
3.2.4 摄影像片的种类与特点
摄影像片特点： (1) 投影方式：绝大部分采用中心投影方式成像； (2) 视觉感受：大部分为大中比例尺像片，像片中各种人造地物 的形状特征与图型结构清晰可辨，从航空像片上可看到地物顶 （冠）的形态； (3) 阴影：本影与落影受地物在相片上的方位影响。 详见教材P145
些情2）况利下用，数波理统段计太方多法，，分选辨择率相关太性高小，、接方收差到大的信 息的量图太像大。熵，，形方成差海大量，数信据息量，大反。而会“掩盖”地物
辐射特性，不利于快速探测和识别地物。
遥感技术在雨涝灾害监测中的应用
遥感技术在雨涝灾害监测中的应用一、遥感技术概述遥感技术是一种通过非接触的方式获取地球表面信息的技术手段。
它利用飞机、卫星或其他载体搭载的传感器，收集地表反射或辐射的电磁波信息，进而分析地表特征和变化。
随着科技的发展，遥感技术已经成为监测和评估自然灾害，尤其是雨涝灾害的重要工具。
1.1 遥感技术的核心特性遥感技术的核心特性包括以下几个方面：- 全天候监测：遥感技术能够实现24小时不间断的监测，不受天气和时间的限制。
- 广域覆盖：遥感技术可以覆盖广阔的区域，实现大范围的同步监测。
- 高分辨率：现代遥感技术能够提供高分辨率的图像，有助于更精确地识别和分析地表特征。
- 多光谱/高光谱能力：遥感技术可以捕捉不同波段的电磁波，提供更丰富的地表信息。
1.2 遥感技术的应用场景遥感技术的应用场景非常广泛，特别是在自然灾害监测和管理中，它发挥着不可替代的作用。
具体应用包括但不限于以下几个方面：- 灾害预警：通过分析遥感数据，可以提前发现灾害征兆，实现灾害预警。
- 灾害评估：灾害发生后，遥感技术可以快速评估灾害影响范围和程度。
- 救援指导：遥感技术可以为救援行动提供准确的地理信息，指导救援资源的分配。
二、遥感技术在雨涝灾害监测中的应用雨涝灾害是由于降雨量超过地表排水能力而导致的灾害。
遥感技术在雨涝灾害监测中的应用主要体现在以下几个方面：2.1 雨涝灾害监测的遥感技术遥感技术在雨涝灾害监测中主要使用以下几类技术：- 光学遥感：利用可见光和近红外波段的遥感数据，监测地表水体变化。
- 微波遥感：利用雷达等微波传感器，穿透云层和植被，监测地表水体和地形。
- 红外遥感：通过分析地表温度，识别水体和热异常区域。
2.2 雨涝灾害监测的遥感数据处理遥感数据的获取只是第一步，数据处理和分析是实现有效监测的关键。
这包括：- 数据预处理：包括辐射校正、大气校正等，以提高数据质量。
- 特征提取：从遥感数据中提取水体、植被、城市建筑等特征信息。
常见遥感卫星参数.
目录一、光学卫星 (2)1．GeoEye-1 (2)2、IKONOS (3)3、WorldView-1 (4)4、QuickBird (4)5、FORMOSAT-2 (5)6、OrbView-2 (6)7、OrbView-3 (7)8、ASTER (8)9、Landsat系列 (9)10、IRS系列 (10)11、RADARSAT-1 (10)12、日本JERS-1卫星 (11)13、ERS卫星 (12)14、CBERS-1 中巴资源卫星 (12)15、法国SPOT卫星 (14)16、欧空局ENVISAT卫星 (14)17、ALOS 卫星 (15)18、RapidEye卫星星座 (18)19、资源02B卫星介绍 (19)二、雷达卫星 (20)1、COSMO-Skymed高分辨率雷达卫星 (20)2、TerraSAR (21)常见遥感卫星参数一、光学卫星1．GeoEye-12006年1月美国ORBIMAGE公司成功收购Space Imaging公司，创办GeoEye公司以来，使GeoEye 公司成为世界上最大商业遥感卫星运营公司。
目前GeoEye公司麾下主要两大遥测卫星系统：IKONOS和OrbView，而GeoEye-1即为两家公司合并后第一颗以公司命名的卫星，于2008年9月6日进行发射，其影像分辨率将可达40公分分辨率(美国境内)，并同时提供全色态和多光谱影像数据，提供使用者更清晰影像数据。
GeoEye-1卫星基本信息表2、IKONOS1999年09月24日，IKONOS成功于美国Vandenberg空军机地顺利发射升空，其影像分辨率高达0.82米，成为全球首颗提供1米以下分辨率之商用光学卫星，揭开高分辨率卫星影像时代。
IKONOS卫星为美国GeoEye公司所发展的商用高分辨率光学卫星，其卫星轨道高度为681公里，可提供快速且质量清晰之卫星影像，获取地球表面之地物、地貌等空间信息，影像信息可达军用规格；其具有立体影像拍摄能量，具有制作数值地形模型之能力。
国家863计划微波遥感技术实验室
国家863计划微波遥感技术实验室研究基金课题管理办法国家863计划微波遥感技术实验室（中国科学院空间科学与应用研究中心）2002年制国家863计划微波遥感技术实验室研究基金课题管理办法1．总则1.1为促进微波遥感技术领域研究的深化，加强学术交流，本实验室设立《国家863计划微波遥感技术实验室研究基金》（简称NMRS Lab基金），资助国内、外学者和科技工作者参加实验室的研究工作。
1.2本实验室每两年公布一次《NMRS Lab基金指南》，国内、外同行学者与科技工作者均可通过所在单位提出申请。
1.3NMRS Lab基金资助方式共分四种，按申请类别给予相应的资助。
这四种方式是：a.申请者在原单位完成研究工作的；b.申请者按研究计划安排一定时间在本实验室进行研究工作的；c.申请者拟在本实验室内完成全部研究工作的；d.申请者自带课题和经费，利用本实验室条件进行研究工作的。
2. NMRS Lab基金课题的申请2.1具备中级及以上技术职称的国内、外科研工作者，硕士、博士毕业生（包括在职博士），均可在《NMRS Lab基金指南》规定的范围内提出资助申请。
2.2NMRS Lab基金接受符合下列条件研究课题的申请：a.符合《NMRS Lab基金指南》资助范围；b.有重要科学研究意义或重要应用前景，特别是本领域学科发展前沿的研究；c.学术思想新颖，立论根据充分，研究目标明确，研究内容具体，研究方法和技术路线合理、可行，能达到预期的研究目标；d.申请者与课题组成员应具备实施课题的研究能力，有可靠的时间保证，并具有基本的研究实验条件；e.经费预算实事求是。
2.3申请者必须是课题的实际主持人，一般应具有高级专业技术职务或博士学位。
不具有高级专业技术职务的申请者，必须有两名具有高级专业技术职务的同行专家推荐。
2.4申请者和具有高级专业技术职务的项目组主要成员的申请项数，连同在研的其他基金课题不得超过两项。
已获得NMRS Lab基金资助者再次申请，在申请书上需附上已资助项目的研究进展报告及主要研究成果。
微波遥感技术在测绘中的应用
微波遥感技术在测绘中的应用微波遥感技术是一种利用微波信号进行地球观测和测绘的方法。
它利用微波信号的特殊性质，可以穿透大气和云层，对地球表面进行高精度、高分辨率的监测与测量。
在测绘领域，微波遥感技术具有广泛的应用，可以用于地形测量、水文监测、土壤温湿度测定、冰雪监测等多个方面。
首先，微波遥感技术在地形测量中的应用非常重要。
传统的地形测量方法受到地形起伏和植被的限制，往往难以获取到合适的测量数据。
而微波遥感技术能够穿透植被，快速获取到地形的高程和形态信息。
通过微波遥感技术，可以获取到地表的高程、坡度、方面等数据，为测绘工作提供了重要参考。
比如，在山区地形测量中，利用微波遥感技术可以获取到地表的精确高程数据，为山区地形的绘制提供了便利。
其次，微波遥感技术在水文监测中也有着广泛的应用。
水资源是人类生活不可或缺的重要组成部分，对水资源的科学管理和保护至关重要。
传统的水文监测方法受到时间和空间的限制，往往无法全面准确地获取水资源的相关信息。
而微波遥感技术利用微波信号在地表和水体之间的相互作用，可以实时监测水体的面积、深度、湿度等参数。
通过微波遥感技术，可以及时了解水资源的分布、变化情况，为水资源的管理和保护提供科学依据。
此外，微波遥感技术在土壤温湿度测定中也得到了广泛的应用。
土壤是植物生长和发展的重要基础，土壤的湿度和温度对植物的生长起着重要的调节作用。
传统的土壤温湿度测定方法受到采样点和采样深度限制，无法全面准确地获取土壤的温湿度信息。
而微波遥感技术利用微波信号在土壤中的传播特性，可以实时监测土壤的温湿度分布。
通过微波遥感技术，可以获取到不同深度土壤的温湿度信息，为农作物的生长和管理提供科学指导。
最后，微波遥感技术在冰雪监测中也发挥着重要的作用。
冰雪是极地、高山及寒冷地区的主要特征之一，冰雪的分布和变化对气候和环境变化研究具有重要意义。
传统的冰雪监测方法受到气象条件和人力资源的限制，无法全面准确地获取冰雪的分布和变化情况。
遥感图像处理
3.2 遥感图像的数字表示
1 图像的矩阵表示——灰度图像
☞ 像素值为量化的灰度值 ☞ 对于8位量化而言，灰度值0表示黑色，128表示 灰色，255表示白色。
3.2 遥感图像的数字表示
1 图像的矩阵表示——彩色图像
☞ 每个像素由红、绿、蓝三原色构成 ☞ R、G、B由不同的灰度级分别描述
3.2 遥感图像的数字表示
☞ 卷积计算的思路 ① 选定一卷积模板（窗口） ② 从待处理图像左上角开始，图像与模板像元 亮度值对应乘加，所得新值放入窗口中心位置 ③ 窗口右移一个像元后做同样运算 ④ 按从左到右从上到下的顺序，遍列生成新图 ☞ 图像边缘处理方法 ① 补 0值 ② 对称原则图像中取值 ③ 保留原值不参与计算
3.5 窗口、卷积与滤波
3 滤波
☞ 广义
从含有干扰的接受信号中提取有用的信号。
2.4 遥感数字图像的级别和数据格式
二、元数据
http://glcf.umiacs. /data/
2.4 遥感数字图像的级别和数据格式
三、通用遥感图像的数据格式
☞ 多波段遥感图像3种最基本的通用记录格式 （1）BSQ格式 （2）BIL格式 （3）BIP格式
四、特殊遥感图像数据格式
☞ .dat格式 ☞ .hdf格式 ☞ .TIFF格式/.GeoTIFF格式
遥感图像处理与应用
第1章 概论
主要内容：
☞ 1.1 图像与遥感数字图像
☞ 1.2 遥感数字图像处理
☞ 1.3 数字图像处理的发展
☞ 1.4 基础理论与基本知识要求
1.1 图像与遥感数字图像
一、图像与数字图像
1 图像的定义
☞ 图像是对客观对象的一种相似性的描述和写真，它包含了 被描述或写真对象的信息，是人们最主要的信息源。 （《数字图像处理》，冈萨雷斯，2003） ☞ 图像（Image）是通过镜头等设备得到的视觉形象。是以 某一技术手段再现于二维画面上的视觉信息。
我国微波遥感技术的现状与发展趋势
我国微波遥感技术的现状与发展趋势作者：余磊张链福来源：《卷宗》2015年第11期摘要：针对我国微波遥感理论和技术的发展现状进行了综合论述，并通过目前国内外微波遥感技术发展情况和应用需求情况来预测微波遥感技术的发展趋势。
关键词：微波遥感；特点；现状；发展趋势微波遥感是传感器的工作波长在微波波谱区的遥感技术，是利用某种传感器接受地理各种地物发射或者反射的微波信号，藉以识别、分析地物，提取地物所需的信息。
微波遥感按其工作原理可分为主动式和被动式两类。
主动式是利用遥感器向地面发射微波脉冲，然后接受其散射波，包括成像雷达、微波散射计、微波高度计和降雨雷达；被动式是直接观测地面目标的微波辐射，包括微波辐射计等。
1 微波遥感技术的特点微波遥感除具有可见光和红外遥感所具有的可进行大范围动态、同步和快速观测的优点之外，还有其特殊的优点：（1）能穿云透雾，具有全天时全天候的工作能力；（2）对地表有一定的穿透能力；（3）对某些地物有特殊的波谱特性；（4）对海洋遥感具有特殊意义；（5）分辨率较低，但特性明显。
2 我国微波遥感技术的发展现状三十多年来，我国微波遥感技术快速发展，在理论与实践上不断完善，现已成为实用而且可持续发展的技术科学与应用体系。
目前，我国已具备了星载全模态探测的能力，在国家重大项目、863计划以及其他计划的支持下，成像雷达的分辨率达亚米级，星载高度计精度优于5cm，具备了全极化探测和三维干涉成像探测的能力；遥感探测频率已拓展到了亚毫米波段，具备了进行空间太赫兹探测与成像的能力；多模态体制及信息融合与先进的处理技术得到了发展与广泛应用，大大提高了信息的深层次分析及信息的增强；全电磁波参量作为信息载体；以小卫星、临近空间飞行器作为平台的遥感技术正在成为空间探测的重要手段等。
我国的微波遥感事业与国际先进水平还存在一些差距，主要表现在：基础理论和技术能力薄弱、缺乏长远的发展规划、缺乏自主的高空间分辨率的数据、缺乏及时覆盖全球和全国的数据、缺乏与人居环境密切相关的遥感数据的定量监测、缺乏对现金空间遥感数据获取、分析和提取的能力等。
微波辐射与散射-华中科技大学研究生院
无教材。教学内容来源于参考书和相关研究成果的文献。
主要参考书：
1. F.T.Vlaby , R.K.Moore , A.K.Fung , Microwave Remote Sensing , vol.1, vol.2, vol.3, Addison-Wesley Publishing Company , 1981, 1982, 1986.
课程教学目标：
使学生掌握微波辐射与散射的基本理论及计算方法，了解其多方面的应用，了解国际最新的研究进展及前沿研究问题。增加学生对创新研究的兴趣。
课程大纲：（章节目录）
第一章绪论
§1.1电磁波与物质的相互作用
§1.3微波辐射与散射的测量及应用
第二章微波辐射与散射的基本理论
§2.1散射基本理论
§2.2微波辐射基本理论
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微波遥感与深空探测、电磁理论与应用、天线阵列及信号处理
课程负责教师教育经历及学术成就简介：
李青侠，男，1966年生，华中科技大学电子与信息工程系电磁场与微波技术研究中心副主任，教授、博士生导师，IEEE会员。分别于1987、1990、1999年在华中理工大学电子与信息工程系获工学学士、硕士、博士学位。先后教授本科和研究生课程《微波遥感》《电磁场与电磁波》《微波技术》《电磁兼容》《软件工程》《移动通信》《现代无线通信》《现代通信系统》以及《阵列信号处理与微波成像》。参加或负责了总装“八五”至“十一五”规划预研项目、总装探索研究项目、国家自然科学基金、863计划项目、航天基金及横向协作项目等二十余项，内容涉及微波辐射计、微波遥感、微波探测、仿真技术、智能天线、无线通信等。2004年赴欧洲原子核研究组织进行光子能谱仪的合作研究。先后负责电子学方面的5项国际合作项目。发表论文70多篇，其中EI、SCI检索20多篇。获授权专利2项。