遥感的基本原理和遥感卫星及遥感图像的获取

qiang · 发表于 2009-12-28 10:54

目前，世界各国已经发射的遥感卫星的数量和种类不断增多，卫星传感器的工作波段也几乎扩展到了电磁波的各个部分，一个多层、立体、多角度、全方位和全天候的对地观测网正在形成。与此同时，高分辨率小型商业卫星发展迅速，这种卫星的地面分辨率可达5m，甚至1m，在大比例尺地图制图、GIS制图和DEM（数字高程模型）立体制图等方面，均具有良好的应用效果。
当前，遥感信息主要用于编制各种专题地图、制作影像地图、修编或更新地形图。此外，利用遥感信息，编制各种区域性专题数据库或信息系统，已经成为一个新的发展方向。
地图学的第一难关是解决地图信息源的问题。信息的丰富与否是至关重要的前提。从1957年前苏联发射第一颗人造地球卫星以来，遥感技术得到了飞速发展，遥感信息的获取正向全波段、全天候、全球覆盖和高分辨率的方向迅猛发展，信息网络的组建和光缆、微波传输技术的进步，突破了时间和空间的局限，形成了数据极其巨大的信息流。这种铺天盖地而来的地表遥感信息，不仅成为地图制图乃至“数字地球”的重要信息源，而且使制图资料的现势性、制图工艺等都发生了深刻变化。
（1）卫星遥感可以覆盖全球的每一个角落，任何地区都不再有制图资料的空白区；
（2）卫星遥感的周期性重复探测，使每一个地区都可以获得不同时相的制图信息，为动态地图的制作和利用地图进行动态分析提供了信息保障；
（3）卫星遥感资料可以及时提供广大地区的同一时相、同一波段、同一比例尺、同一精度的制图信息，这就为缩短成图周期，降低制图成本提供了可能；
（4）数字卫星遥感信息，可以直接进入计算机进行自动处理，省去了图像扫描数字化的输入过程；
（5）改变了传统的从大比例尺逐级缩编小比例尺地图的逻辑程序。根据获得的卫星图像，可以直接编绘小比例尺地理图或专题地图，必要时还可再编绘更大比例尺的地图，这样就更适应人们认识区域地理环境的逻辑顺序。
当前，遥感信息主要用于编制各种专题地图、制作影像地图、修编或更新地形图。此外，利用遥感信息，编制各种区域性专题数据库或信息系统，已经成为一个新的发展方向。
20世纪60年代，在航空摄影测量、航空地质探矿和航空像片判读应用发展的基础上，国际上正式提出了“Remote Sensing”（遥感）的概念，并很快被普遍接受和认同。所谓遥感，广义概念是指从远处探测、感知物体或事物的技术，即不直接接触物体本身，从远处通过各种传感器探测和接收来自目标物体的信息，经过信息的传输及其处理分析，识别物体的属性及其空间分布、动态变化等特征的技术。
遥感是一个综合性的技术系统，由遥感平台、传感器、信息接收与处理、应用等部分组成。遥感平台主要有飞机、人造卫星、载人飞船。传感器有多种波段的摄像机、多光谱扫描仪、微波辐射计、侧视雷达、专题成像仪等，并且在不断向多光谱段、多极化、高分辨率和微型化方向发展。各种传感器把记录下来的数字或图像信息，通过校正、变换、分解、组合等光学图像处理或数字图像处理后，以胶片、图像或数字磁带等方式提供给用户。由于地球表面上所有物体都有本身的电磁波谱特性，即有规律地吸收、反射、辐射电磁波的特性，因此，反映在遥感图像上就有不同的影像特征。用户在实地调查或事先测定并掌握各种物体的波谱特征的基础上，通过综合分析与判断，或在地理信息系统和专家系统的支持下，提取专题信息，编制专题地图或统计图表，这就是遥感的基本原理（如下图）。

目前，世界各国已经发射的遥感卫星的数量和种类不断增多，卫星传感器的工作波段也几乎扩展到了电磁波的各个部分，一个多层、立体、多角度、全方位和全天候的对地观测网正在形成。与此同时，高分辨率小型商业卫星发展迅速，这种卫星的地面分辨率可达5m，甚至1m，在大比例尺地图制图、GIS制图和DEM（数字高程模型）立体制图等方面，均具有良好的应用效果。