遥感入门

landgod · 发表于 2011-3-30 15:18

本帖最后由 landgod 于 2011-3-30 15:20 编辑

1.遥感概述 遥感是20世纪60年代兴起的一种观测技术。遥感技术具有快速、准确、经济、大范围、可周期性的获取陆地、海洋和大气资料的能力，是获取地球信息的高新技术手段。遥感已经广泛地应用在：科研、环境保护、气象、石油&矿产勘探、农业、林业、医学、国防&安全、数字城市、土地、海洋、水利、测绘勘察和城市与区域规划等。

遥感在很多领域应用非常深入，形成包括环境遥感、农业遥感、生态遥感、土地遥感、海洋遥感、气象遥感、地质遥感等专业应用领域。
      随着遥感影像分辨率越来越高，拍摄周期越来越短，蕴含的信息越来越丰富，遥感技术必将在更多的领域发挥作用。

遥感为人类提供了从多维和宏观角度去认识宇宙世界的新方法与新手段
2.什么是遥感
定义
遥感（Remote Sensing——RS），就字面含义可以解释为遥远的感知。它是一种远离目标，在不与目标对象直接接触的情况下，通过某种平台上装载的传感器获取其特征信息，然后对所获取的信息进行提取、判定、加工处理及应用分析的综合性技术。
遥感的主要信息载体就是影像，影像上蕴含了地物的形状、位置以及光谱方面的信息。

基本原理
  人类通过大量实践，发现地球上每一物质作为其固有的性质都会反射、吸收、透射及辐射电磁波。物体的这种对电磁波固有的波长特性叫光谱特性（Spectral Characteristics）。一切物体，由于其种类及环境条件不同，因而具有反射或辐射不同波长的电磁波的特性。遥感就是根据这个原理来探测目标对象反射和发射的电磁波，获取目标信息，完成远距离识别物体的技术。
任何物体都具有光谱特性，具体地说，它们都具有不同的吸收、反射、辐射光谱的性能。在同一光谱区各种物体反映的情况不同，同一物体对不同光谱的反映也有明显差别。即使是同一物体，在不同的时间和地点，由于太阳光照射角度不同，它们反射和吸收的光谱也各不相同。遥感技术就是根据这些原理，对物体作出判断。
物体的光谱特征在图像表现为不同的灰度值，当用灰色或者RGB彩色显示图像时，不同地物就会显示不同的颜色和纹理。

主要特点
遥感作为一门对地观测综合性技术，它的出现和发展既是人们认识和探索自然界的客观需要，更有其它技术手段与之无法比拟的特点。遥感技术的特点归结起来主要有以下三个方面:
1、探测范围广、采集数据快。遥感探测能在较短的时间内，从空中乃至宇宙空间对大范围地区进行对地观测，并从中获取有价值的遥感数据。这些数据拓展了人们的视觉空间，为宏观地掌握地面事物的现状情况创造了极为有利的条件，同时也为宏观地研究自然现象和规律提供了宝贵的第一手资料。这种先进的技术手段与传统的手工作业相比是不可替代的。
2、能动态反映地面事物的变化。遥感探测能周期性、重复地对同一地区进行对地观测，这有助于人们通过所获取的遥感数据，发现并动态地跟踪地球上许多事物的变化。同时，研究自然界的变化规律。尤其是在监视天气状况、自然灾害、环境污染甚至军事目标等方面，遥感的运用就显得格外重要。
3、获取的数据具有综合性。遥感探测所获取的是同一时段、覆盖大范围地区的遥感数据，这些数据综合地展现了地球上许多自然与人文现象，宏观地反映了地球上各种事物的形态与分布，真实地体现了地质、地貌、土壤、植被、水文、人工构筑物等地物的特征，全面地揭示了地理事物之间的关联性。并且这些数据在时间上具有相同的现势性。

内容组成
遥感的研究内容可分为：遥感理论、传感器技术和遥感业务化应用。
遥感理论是研究太阳辐射、大气传输、地球辐射、电磁波与地表相互作用等问题，为传感器设计提供理论基础，也为遥感业务化应用提供方法论。
传感器技术也叫遥感器技术，传感器包括采集器、探测器、处理器和输出器几大部分。目前卫星传感器技术发展较成熟，已经形成“天上星，亮晶晶”的良好态势。商业卫星主要包括：Landsat系列、Spot系列、IKONOS系列、Quikbird系列、WorldView系列、Orbview系列、EOS系列、IRS系列、中国资源卫星系列、HJ卫星系列、Radarsat系列、Terrasar-x系列等。为遥感业务化应用提供先决条件。
遥感业务化应用是指遥感图像在遥感/GIS软件的支持下，结合一些行业应用模型，提取相应的专题信息，并在应用领域中发挥作用，提升遥感图像的应用价值。

发展趋势
从遥感影像的普及性来看，主要的发展方向有：
携带传感器的微小卫星发射与普及
地面高分辨率传感器的使用
高光谱/超光谱遥感影像的解译
高分辨SAR的应用

专业卫星的发射

–
气象卫星
         –
海洋卫星
         –
测绘卫星
遥感业务化应用也是遥感研究的热点，另外，遥感与GIS的一体化也逐渐成为一种趋势和发展潮流。

3.遥感应用
在获取基础地理数据、地球资源信息和应急灾害的第一手资料方面，遥感比其它技术手段更有优势，同时越来越多的GIS系统依赖于遥感信息。

基础地理数据重要获取手段

  遥感影像是地球表面的“相片”，真实地展现了地球表面物体的形状、大小、颜色等信息。这比传统的地图更容易被大众接受，影像地图已经成为重要的地图种类之一。

   随着商业卫星影像的分辨率越来越高（最高已经到达0.5米），可以满足较大比例尺“4D”产品生产要求。同时，卫星影像具有获取数据范围大和周期短的特点，卫星遥感已经成为基础地理数据采集与更新的重要手段。
卫星影像应用于部分4D产品生产

获取地球资源信息的最佳手段

遥感影像上具有丰富的信息，多光谱数据的波谱分辨率越来越高，可以获取红边波段、黄边波段等。高光谱传感器也发展迅速，我国的环境小卫星也搭载了高光谱传感器。从遥感影像上可以获取包括植被信息、土壤墒情、水质参数、地表温度、海水温度等丰富的信息。这些地球资源信息能在农业、林业、水利、海洋、生态环境等领域发挥重要作用。

从影像上获取的地球资源信息

为应急灾害提供第一手资料

遥感技术具有在不接触目标情况下获取信息的能力。在遭遇灾害的情况下，遥感影像是我们能够方便立刻获取的地理信息。在地图缺乏的地区，遥感影像甚至是我们能够获取的唯一信息。在5.12汶川地震中，遥感影像在灾情信息获取、救灾决策和灾害重建中发挥了重要作用。海地发生强震后，已有多家航天机构的20余颗卫星参与了救援工作。

影像上获取的灾情信息

成为GIS系统核心组成

遥感具有动态、多时相采集空间信息的能力，遥感信息已经成为GIS的主要信息源。

GIS系统中的遥感信息