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1、遙感地學(xué)應(yīng)用第一章遙感基礎(chǔ)1一、遙感基礎(chǔ)遙感技術(shù)是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的一門綜合性探測(cè)技術(shù)。遙感技術(shù)與現(xiàn)代物理學(xué)、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)學(xué)和地理學(xué)密切相關(guān)。遙感技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域,成為地球環(huán)境資源的調(diào)查和規(guī)劃不可缺少的有效手段。2遙感(RemoteSensing)概念廣義:泛指一切無(wú)接觸的遠(yuǎn)距離探測(cè),包括對(duì)電磁場(chǎng)、力場(chǎng)、機(jī)械波(聲波、地震波)等的探測(cè)。遙感定義:是從遠(yuǎn)處探測(cè)感知物體,也就是不直接接觸物體,從遠(yuǎn)處通過探測(cè)儀器接收來(lái)自目標(biāo)地物的電磁波信息,經(jīng)過對(duì)信息的處理,判別出目標(biāo)地物的屬性。1、遙感的概
2、念3遙感數(shù)據(jù)太陽(yáng)輻射經(jīng)過大氣層到達(dá)地面,一部分與地面發(fā)生作用后反射,再次經(jīng)過大氣層,到達(dá)傳感器。傳感器將這部分能量記錄下來(lái),傳回地面,即為遙感數(shù)據(jù)。4遙感數(shù)據(jù)獲取過程簡(jiǎn)圖5Landsat-5數(shù)據(jù),波段組合432。反映了黃河三角洲地區(qū)泥沙及周邊的自然狀況??梢钥闯?,黃河的入海河道由原來(lái)的東南走向改變?yōu)闁|北走向,新河道河水充盈,大量泥沙在新河口淤積,黃河三角洲已由鷹嘴狀變成羊角狀,這些都為研究合理利用黃河水沙資源提供了極珍貴的信息。62.1空間特性視域范圍大,具有宏觀特性。光譜特性:探測(cè)的波段從可見光向兩側(cè)延伸,擴(kuò)大了
3、地物特性的研究范圍。時(shí)相特性:周期成像,有利于進(jìn)行動(dòng)態(tài)研究和環(huán)境監(jiān)測(cè)。2、遙感的特性7由于探測(cè)距離遠(yuǎn),傳感器所獲得的地面影像覆蓋的空間范圍較大。以美國(guó)陸地衛(wèi)星5號(hào)(Landsat5)為例,它距離地表的高度是705.3km,對(duì)地球表面的掃描寬度是185km,一幅TM圖像可以全部覆蓋我國(guó)海南島大小的面積。2.1.1視域范圍大,具有宏觀特性8遙感所利用的電磁波譜范圍主要是紫外UV(0.3~0.38um)——可見光VIS(0.38~0.74um)——近紅外NIR(0.74~1.3um)——短波紅外SWIR(1.3~3um)
4、——中紅外(3~6um)——遠(yuǎn)紅外FIR(6~15um)——微波MW(1mm~1m)2.1.2光譜特性910航空與航天飛行器運(yùn)行快、周期短,可獲得多時(shí)相數(shù)據(jù)。例如Landsat5每天環(huán)繞地球14.5圈,覆蓋地球一遍所需時(shí)間僅16天,而氣象衛(wèi)星的周期更短(1天或半天)。2.1.3時(shí)相特性112.2遙感的特點(diǎn)大面積的同步觀測(cè)。時(shí)效性。數(shù)據(jù)的綜合性和可比性。經(jīng)濟(jì)性。局限性。2、遙感的特性122.2.1大面積的同步觀測(cè)如一幅Landsat圖像,覆蓋面積185km×185km,在5~6min內(nèi)可完成掃描,實(shí)現(xiàn)對(duì)地的大面積同步
5、觀測(cè)。所取得的數(shù)據(jù)可進(jìn)行大面積資源和環(huán)境調(diào)查,并且不受地形阻隔等限制。132.2.2時(shí)效性遙感探測(cè)可以在短時(shí)間內(nèi)對(duì)同一地區(qū)進(jìn)行重復(fù)探測(cè),監(jiān)測(cè)地球上許多事物的動(dòng)態(tài)變化。一般地球資源衛(wèi)星8~9天可重復(fù)一次,氣象衛(wèi)星每天兩次,而傳統(tǒng)的地面調(diào)查需要花費(fèi)大量的人力和物力,且周期很長(zhǎng)。因此,遙感方法具有很好的時(shí)效性。遙感在天氣預(yù)報(bào)、火災(zāi)和水災(zāi)監(jiān)測(cè)以及軍事行動(dòng)等領(lǐng)域的應(yīng)用,反映了遙感方法的時(shí)效性優(yōu)勢(shì)。142.2.3數(shù)據(jù)的綜合性和可比性遙感獲得的地物電磁波特性數(shù)據(jù)綜合地反映了地球上許多自然、人文信息,客觀地記錄了地面的實(shí)際狀況,數(shù)
6、據(jù)綜合性很強(qiáng)。不同的衛(wèi)星傳感器獲得的同一地區(qū)的數(shù)據(jù)以及同一傳感器在不同時(shí)間獲得的同一地區(qū)的數(shù)據(jù),均具有可比性。152.2.4經(jīng)濟(jì)性從投入的費(fèi)用與所獲取的效益看,遙感與傳統(tǒng)的方法相比,可以大大地節(jié)省人力、物力、財(cái)力和時(shí)間,具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。如Landsat衛(wèi)星的投入與效益比估計(jì)為1:80。162.2.5局限性信息的提取方法不能滿足遙感快速發(fā)展的要求數(shù)據(jù)的挖掘技術(shù)不完善,使得大量的遙感數(shù)據(jù)無(wú)法有效利用。173、遙感平臺(tái)遙感平臺(tái)是裝載傳感器的運(yùn)載工具,按高度分為:地面平臺(tái):為航空和航天遙感作校準(zhǔn)和輔助工作。航
7、空平臺(tái):80km以下的平臺(tái),包括飛機(jī)和氣球。航天平臺(tái):80km以上的平臺(tái),包括高空探測(cè)火箭、人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機(jī)。18人造地球衛(wèi)星的類型:低高度、短壽命衛(wèi)星:150~350km,用于軍事。中高度、長(zhǎng)壽命衛(wèi)星:350~1800km,地球資源。高高度、長(zhǎng)壽命衛(wèi)星:約3600km,通信和氣象。194、遙感數(shù)據(jù)類型按平臺(tái)分地面遙感、航空遙感、航天遙感數(shù)據(jù)。按電磁波段分可見光遙感、紅外遙感、微波遙感、紫外遙感數(shù)據(jù)等。按傳感器的工作方式分主動(dòng)遙感、被動(dòng)遙感數(shù)據(jù)。205、遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域林業(yè):清查森林資源、監(jiān)測(cè)森林火
8、災(zāi)和病蟲害。農(nóng)業(yè):作物估產(chǎn)、作物長(zhǎng)勢(shì)及病蟲害預(yù)報(bào)。水文與海洋:水資源調(diào)查、水資源動(dòng)態(tài)研究、冰雪監(jiān)控、海洋漁業(yè)。國(guó)土資源:國(guó)土資源調(diào)查、規(guī)劃和政府決策。氣象:天氣預(yù)報(bào)、氣候預(yù)報(bào)、全球氣候演變研究。21環(huán)境監(jiān)測(cè):水污染、海洋油污染、大氣污染、固體垃圾等及其預(yù)報(bào)。測(cè)繪:航空攝影測(cè)量測(cè)繪地形圖、編制各種類型的專題地圖和影像地圖。城市:城市綜合調(diào)查、規(guī)劃及發(fā)展??脊牛?/p>