3.2 遥感技术及其应用课件（46张）
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文档简介
(共46张PPT)
第二节 遥感技术及其应用
一、遥感技术
1、遥感的概念与原理
2、遥感技术的发展历程
3、遥感技术系统的组成和工作流程
4、现代遥感的优点
4、遥感的分类
5、遥感影像的简单判断
二、遥感技术的应用
1、遥感与资源普查
2、遥感与环境灾害监测
3、遥感卫星的科学实验功能
讲授提纲
一、遥感技术
① 遥感的概念：遥感（Remote Sensing，简称RS），就是“遥远的感知，是借助对电磁波敏感的仪器(传感器），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。并通过分析判读，揭示目标物的特征、性质及其变化的综合探测技术。
1、遥感的概念与原理
②遥感的原理：地物在不断地吸收、发射和反射电磁波，不同物体或者同一物体的不同性状发射和反射的电磁波特性不同。根据这个原理，利用一定的技术设备和装置，来探测地表物体发射或反射的电磁波，并进而从这些电磁波中提取物体的信息，从而完成远距离识别物体的目的。
这是一个普通的文件袋，把手放到上面按一会儿之后用手机和红外热像仪分别拍了两张照片，后者的照片中出现了手的形状，这是因为什么呢？
遥感
卫星
树木
水体
草丛
裸露的地表
路面
建筑物
1、遥感原理示意图（一）
不同地物对同一波段的电磁波反射率不同，同一地物对不同波段电磁波的反射率也不同，由此导致其波谱特征的差异，这是遥感区分地物的基本依据。
1、遥感原理示意图（二）
2、遥感技术的发展历程（一）
2、遥感技术的发展历程（二）
20世纪初第一架飞机诞生、1915年世界上第一台航空摄影专用相机产生，标志着航空遥感技术产生，航空遥感最早被广泛应用于军事侦察领域，直到1920年以后航空遥感才开始在民用领域得到应用；1957年，原苏联第一颗人造卫星的升空，标志着人类进入太空时代，随后美国阿波罗宇宙飞行器发回第一张地球影像图，标志着太空遥感（航天遥感）时代到来。遥感技术是随着工作平台、传感器和探测器的发展而不断发展的。
2、遥感技术的发展历程总结
探测车
气球
飞机
卫星
空间站
摄影机
光谱仪
扫描仪
成像雷达
地理信息系统
3、遥感技术系统的组成和工作流程
地面接收和预处理系统
地物反射或
辐射电磁波
传感器获取电磁波，并以影像胶片或数据磁带、磁盘记录下来
传感器把信息传输回地面接收站
地面站对信息进行处理、判读、校正、分析
制作专题地图供用户应用
3、遥感技术系统工作流程（补充）
传感器——遥感的关键装置
常用的传感器有：航空摄影机（航摄仪）、全景摄影机、多光谱摄影机、多光谱扫描仪（MSS）、专题制图仪（TM）、反束光导摄像管（RBV）、HRV扫描仪、合成孔径侧视雷达（SLAR）等。
小资料
分类标准
类 型
按遥感平台
按波谱范围
按应用领域或专题
按传感器
工作特点
航天遥感、航空遥感、近地遥感
主动式遥感、被动式遥感
环境遥感、大气遥感、资源遥感、
海洋遥感、地质遥感、农业遥感等
紫外遥感、可见光遥感、
红外遥感、微波遥感、多谱段遥感
4、遥感的分类
近地遥感 航空遥感 航天遥感
遥感平台 三角架、遥感塔、遥感车、建筑物顶部等 大气层内飞行的各类飞机、飞艇,高度<20千米 位于大气层外的卫星、宇宙飞船等,高度>80千米
成像特点 比例尺大,覆盖面小,画面最为清晰,多为单一波段成像 比例尺中等,画面比较清晰,分辨率高,多为单一波段成像 比例尺小,覆盖面最大,画面宏观而概括，多为多波段成像
应用特点 灵活机动,费用较低,适合小范围探测 机动灵活,可选择传感器、飞行高度、飞行区域等 覆盖面大，不受领空限制,可进行定期、重复观测
4、现代遥感技术的优点
①视域广阔，监测范围大
②获取信息速度快，信息量大。
③动态监测、实时传输
④瞬时成像、快速处理
⑤受地面条件限制少，全天候监测
一张比例尺为1：35000的23cm×23cm的航空图片，可反映出60多平方千米的地理景观实况
一幅陆地卫星TM（专题制图仪）图像，其覆盖面积可达34255平方千米。
美国国家海洋大气局的NOAA气象卫星每天至少可以对地面同一地区进行两次观测
2018年1月9日我国在太原卫星发射中心发射的高景一号系列遥感卫星，单颗卫星每天可采集70万平方公里地域的详细资料，重访周期4天。
4、现代遥感技术的优点举例
视域广阔，监测范围大
太湖：位于长江三角洲南缘，是我国第三大淡水湖泊，湖泊面积约2400多平方公里，平均水深1.89m。近年来，由于污染，太湖水体富营养化严重，导致由于藻类大量繁殖形成的水华现象频繁暴发。
2006～2007年太湖蓝藻爆发的卫星动态监测影像图
20070426
蓝藻面积：158.9km2
占湖面面积的7%
蓝藻面积：386.3km2
占湖面面积的16%
20070730
洞庭湖水体动态遥感监测
像元：遥感影像上能够详细区分的最小单元
空间分辨率:一个像元所表示的地面实际尺寸的大小，例如，1米分辨率就是一个像元表示地面1M2的范围，即在遥感影像上能够分辨出1米大小的地物。0.1米分辨率就是在遥感影像上能够分辨出0.1米大小的地物。像元越小，分辨率越高，遥感影像清晰度越高。
5、遥感影像的简单判读
常见遥感影像中地物颜色的基本特征
地物的影像特征
黑白影像
真彩色影像
假彩色影像
建筑物为灰白色，草地和森林颜色较深
与地物的颜色特征一致
草、树、庄稼为红色，水为灰色或蓝色，城市为灰蓝色。
黑白影像
彩色影像
真彩色影像：相片的色彩与天然实物的色彩十分接近。
假彩色影像：经光学增强处理，由人工按需要添加颜色合成的影像，与天然实物色彩有所不同，图中呈红色的为植被和庄稼
判读标志是地物本身的有关属性，如地物的形状、大小、色调、阴影等。
环境监测卫星拍摄的华盛顿州圣海伦斯火山假彩色图像。图中积雪为淡蓝色，鲜有植被的区域显示为粉红色。火山喷发出的火山灰，把周边的冰雪和冰川融化，形成了许多火山泥流，在图中右上角清晰可见
2020年11月18-19日，我国东北地区遭遇暴风雪，冻雨+暴雪导致一夜之间城市被冰封。上图分别是11月24日和11月14日拍摄的长春影像，暴雪之后的城市影像中路网骨架显得非常清晰
二、遥感技术的应用
应用领域 具体内容 备注
矿产资源
生物资源
蕴藏矿产的地方有许多是地质断裂或环形构造带，较容易借助遥感技术“发现”矿产。
人们只需要分析遥感图像就可以划定蕴藏矿产的大致区域。
通过遥感图像解译或图像处理技术，提取植被的分布、类型、结构、健康状况、产量等数据。
为农业、林业、城市绿化、环境保护等部门服务。
1、遥感与资源普查
环形地质构造或者断裂处矿产可能较为集中
2、遥感与环境灾害监测
环境监测：包括荒漠化、土壤盐碱化、海上冰山漂流、海洋生态、全球气候变化、植被变化、水体污染、大气污染等。
灾害监测：包括旱情、水灾、滑坡、泥石流、地震、农林与草原病虫害、森林火灾等。
乞力马扎罗山：位于坦桑尼亚东北部，面积756平方公里，是一座休眠火山，也是非洲最高的山脉，素有“非洲屋脊”之称，海拔5895米，是非洲最高点。遥感影像显示乞力马扎罗山上的永久性积雪减少,反映了气候的变暖趋势。
1998年5月21日14时
1998年8月22日15时
洞庭湖地区洪水情势变化
印度洋地震海啸：发生于2004年12月26日，这次地震发生于印度洋板块与亚欧板块交界处，震中位于印尼苏门答腊以北的海底。震级达9.3级，这是自1960年智利大地震以来最强的地震，引发海啸波及远至波斯湾，非洲东岸等地，截止到2005年1月，地震和海啸已造成22.6万人死亡，是世界近200多年来死伤最惨重的海啸灾难。这是海啸前后的遥感卫星对比图片
冰川断裂的高分辨率影像
A
B
C
遥感卫星监测到的台风移动路径
以搭载的方式进行科学实验，农作物的空间育种等
3、遥感卫星的科学实验功能
北京时间2021年5月7日2时11分，中国在西昌卫星发射中心成功将遥感三十号08组卫星发射升空，卫星采用多星组网模式，主要用于开展电磁环境探测及相关技术试验。
知识归纳总结
1．遥感技术的工作原理是( )
A ．不同地物的海拔高度不同
B ．不同地物的表面温度不同
C ．不同地物的电磁波特性不同
D ．不同地物的化学特征不同
C
2．遥感技术的主要环节是（ ）
A．目标→传感器→地面系统→成果
B．传感器→地面系统→目标→成果
C．目标→地面系统→传感器→成果
D．目标→传感器→成果→地面系统
A
3.下列属于航天遥感传感器的搭载平台的是( )
A．直升机 B．探空气球
C．人造卫星 D．无人驾驶飞机
C
4、与航天遥感相比，航空遥感的优点是（ ）
A、覆盖范围大 B、分辨率高
C、机动灵活 D、不受天气影响
B
5 .用遥感监测森林火灾与人工监测相比，优点有（ ）
①获取信息量大
②受地面限制少，避免人员伤亡
③获取资料快，可及时进行动态分析
④探测范围大，可在宏观上进行监测
Ａ．①②③ Ｂ．①②④ Ｃ．①③④ Ｄ．①②③④
D
6．遥感探测的范围越大，则 （ ）
A．获得资料的速度越慢 B．获得资料的周期越长
C．对地物的分辨率越低 D．对地物的分辨率越高
C
7．如果用遥感技术来监测森林火灾，可以( )
A．用来预测引起火灾的原因
B．预测森林火灾的发生地点
C．预测森林火灾后所造成的后果
D．及时知道火灾地点和范围，分析火势蔓延方向，制定灭火方案
D
读下图，回答8-9问题
8. 图中，重度病害植物反射率明显区别于健康植物反射率的波段是( )
D
① 红外线 ② X 光
③ 可见光 ④ 紫外线
A．①② B．②③
C．③④ D．①③
9.根据图中的原理，可用遥感技术直接( )
① 划分植物类型 ② 判读植物生长的土壤类型
③ 监测树木的生长状况 ④ 估计粮食作物的产量
A．①② B．②③ C．③④ D．①③
C
11.如果要对大兴安岭居中南段的林草分布进行遥感普查，则传感器最好调至哪个波段（ ）
Ａ．０．４～０．５ Ｂ．０．５～０．７
Ｃ．０．８～０．９ Ｄ．１．０～１．２
10.图中地物，对各波段反射率都很低的是（ ）
C
C
下图显示了几种地物的反射波谱曲线，读图回答10-11题。
Ａ．松林 Ｂ．草地
Ｃ．泥浆 Ｄ．红砂岩
再见
第二节 遥感技术及其应用
一、遥感技术
1、遥感的概念与原理
2、遥感技术的发展历程
3、遥感技术系统的组成和工作流程
4、现代遥感的优点
4、遥感的分类
5、遥感影像的简单判断
二、遥感技术的应用
1、遥感与资源普查
2、遥感与环境灾害监测
3、遥感卫星的科学实验功能
讲授提纲
一、遥感技术
① 遥感的概念：遥感（Remote Sensing，简称RS），就是“遥远的感知，是借助对电磁波敏感的仪器(传感器），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。并通过分析判读，揭示目标物的特征、性质及其变化的综合探测技术。
1、遥感的概念与原理
②遥感的原理：地物在不断地吸收、发射和反射电磁波，不同物体或者同一物体的不同性状发射和反射的电磁波特性不同。根据这个原理，利用一定的技术设备和装置，来探测地表物体发射或反射的电磁波，并进而从这些电磁波中提取物体的信息，从而完成远距离识别物体的目的。
这是一个普通的文件袋，把手放到上面按一会儿之后用手机和红外热像仪分别拍了两张照片，后者的照片中出现了手的形状，这是因为什么呢？
遥感
卫星
树木
水体
草丛
裸露的地表
路面
建筑物
1、遥感原理示意图（一）
不同地物对同一波段的电磁波反射率不同，同一地物对不同波段电磁波的反射率也不同，由此导致其波谱特征的差异，这是遥感区分地物的基本依据。
1、遥感原理示意图（二）
2、遥感技术的发展历程（一）
2、遥感技术的发展历程（二）
20世纪初第一架飞机诞生、1915年世界上第一台航空摄影专用相机产生，标志着航空遥感技术产生，航空遥感最早被广泛应用于军事侦察领域，直到1920年以后航空遥感才开始在民用领域得到应用；1957年，原苏联第一颗人造卫星的升空，标志着人类进入太空时代，随后美国阿波罗宇宙飞行器发回第一张地球影像图，标志着太空遥感（航天遥感）时代到来。遥感技术是随着工作平台、传感器和探测器的发展而不断发展的。
2、遥感技术的发展历程总结
探测车
气球
飞机
卫星
空间站
摄影机
光谱仪
扫描仪
成像雷达
地理信息系统
3、遥感技术系统的组成和工作流程
地面接收和预处理系统
地物反射或
辐射电磁波
传感器获取电磁波，并以影像胶片或数据磁带、磁盘记录下来
传感器把信息传输回地面接收站
地面站对信息进行处理、判读、校正、分析
制作专题地图供用户应用
3、遥感技术系统工作流程（补充）
传感器——遥感的关键装置
常用的传感器有：航空摄影机（航摄仪）、全景摄影机、多光谱摄影机、多光谱扫描仪（MSS）、专题制图仪（TM）、反束光导摄像管（RBV）、HRV扫描仪、合成孔径侧视雷达（SLAR）等。
小资料
分类标准
类 型
按遥感平台
按波谱范围
按应用领域或专题
按传感器
工作特点
航天遥感、航空遥感、近地遥感
主动式遥感、被动式遥感
环境遥感、大气遥感、资源遥感、
海洋遥感、地质遥感、农业遥感等
紫外遥感、可见光遥感、
红外遥感、微波遥感、多谱段遥感
4、遥感的分类
近地遥感 航空遥感 航天遥感
遥感平台 三角架、遥感塔、遥感车、建筑物顶部等 大气层内飞行的各类飞机、飞艇,高度<20千米 位于大气层外的卫星、宇宙飞船等,高度>80千米
成像特点 比例尺大,覆盖面小,画面最为清晰,多为单一波段成像 比例尺中等,画面比较清晰,分辨率高,多为单一波段成像 比例尺小,覆盖面最大,画面宏观而概括，多为多波段成像
应用特点 灵活机动,费用较低,适合小范围探测 机动灵活,可选择传感器、飞行高度、飞行区域等 覆盖面大，不受领空限制,可进行定期、重复观测
4、现代遥感技术的优点
①视域广阔，监测范围大
②获取信息速度快，信息量大。
③动态监测、实时传输
④瞬时成像、快速处理
⑤受地面条件限制少，全天候监测
一张比例尺为1：35000的23cm×23cm的航空图片，可反映出60多平方千米的地理景观实况
一幅陆地卫星TM（专题制图仪）图像，其覆盖面积可达34255平方千米。
美国国家海洋大气局的NOAA气象卫星每天至少可以对地面同一地区进行两次观测
2018年1月9日我国在太原卫星发射中心发射的高景一号系列遥感卫星，单颗卫星每天可采集70万平方公里地域的详细资料，重访周期4天。
4、现代遥感技术的优点举例
视域广阔，监测范围大
太湖：位于长江三角洲南缘，是我国第三大淡水湖泊，湖泊面积约2400多平方公里，平均水深1.89m。近年来，由于污染，太湖水体富营养化严重，导致由于藻类大量繁殖形成的水华现象频繁暴发。
2006～2007年太湖蓝藻爆发的卫星动态监测影像图
20070426
蓝藻面积：158.9km2
占湖面面积的7%
蓝藻面积：386.3km2
占湖面面积的16%
20070730
洞庭湖水体动态遥感监测
像元：遥感影像上能够详细区分的最小单元
空间分辨率:一个像元所表示的地面实际尺寸的大小，例如，1米分辨率就是一个像元表示地面1M2的范围，即在遥感影像上能够分辨出1米大小的地物。0.1米分辨率就是在遥感影像上能够分辨出0.1米大小的地物。像元越小，分辨率越高，遥感影像清晰度越高。
5、遥感影像的简单判读
常见遥感影像中地物颜色的基本特征
地物的影像特征
黑白影像
真彩色影像
假彩色影像
建筑物为灰白色，草地和森林颜色较深
与地物的颜色特征一致
草、树、庄稼为红色，水为灰色或蓝色，城市为灰蓝色。
黑白影像
彩色影像
真彩色影像：相片的色彩与天然实物的色彩十分接近。
假彩色影像：经光学增强处理，由人工按需要添加颜色合成的影像，与天然实物色彩有所不同，图中呈红色的为植被和庄稼
判读标志是地物本身的有关属性，如地物的形状、大小、色调、阴影等。
环境监测卫星拍摄的华盛顿州圣海伦斯火山假彩色图像。图中积雪为淡蓝色，鲜有植被的区域显示为粉红色。火山喷发出的火山灰，把周边的冰雪和冰川融化，形成了许多火山泥流，在图中右上角清晰可见
2020年11月18-19日，我国东北地区遭遇暴风雪，冻雨+暴雪导致一夜之间城市被冰封。上图分别是11月24日和11月14日拍摄的长春影像，暴雪之后的城市影像中路网骨架显得非常清晰
二、遥感技术的应用
应用领域 具体内容 备注
矿产资源
生物资源
蕴藏矿产的地方有许多是地质断裂或环形构造带，较容易借助遥感技术“发现”矿产。
人们只需要分析遥感图像就可以划定蕴藏矿产的大致区域。
通过遥感图像解译或图像处理技术，提取植被的分布、类型、结构、健康状况、产量等数据。
为农业、林业、城市绿化、环境保护等部门服务。
1、遥感与资源普查
环形地质构造或者断裂处矿产可能较为集中
2、遥感与环境灾害监测
环境监测：包括荒漠化、土壤盐碱化、海上冰山漂流、海洋生态、全球气候变化、植被变化、水体污染、大气污染等。
灾害监测：包括旱情、水灾、滑坡、泥石流、地震、农林与草原病虫害、森林火灾等。
乞力马扎罗山：位于坦桑尼亚东北部，面积756平方公里，是一座休眠火山，也是非洲最高的山脉，素有“非洲屋脊”之称，海拔5895米，是非洲最高点。遥感影像显示乞力马扎罗山上的永久性积雪减少,反映了气候的变暖趋势。
1998年5月21日14时
1998年8月22日15时
洞庭湖地区洪水情势变化
印度洋地震海啸：发生于2004年12月26日，这次地震发生于印度洋板块与亚欧板块交界处，震中位于印尼苏门答腊以北的海底。震级达9.3级，这是自1960年智利大地震以来最强的地震，引发海啸波及远至波斯湾，非洲东岸等地，截止到2005年1月，地震和海啸已造成22.6万人死亡，是世界近200多年来死伤最惨重的海啸灾难。这是海啸前后的遥感卫星对比图片
冰川断裂的高分辨率影像
A
B
C
遥感卫星监测到的台风移动路径
以搭载的方式进行科学实验，农作物的空间育种等
3、遥感卫星的科学实验功能
北京时间2021年5月7日2时11分，中国在西昌卫星发射中心成功将遥感三十号08组卫星发射升空，卫星采用多星组网模式，主要用于开展电磁环境探测及相关技术试验。
知识归纳总结
1．遥感技术的工作原理是( )
A ．不同地物的海拔高度不同
B ．不同地物的表面温度不同
C ．不同地物的电磁波特性不同
D ．不同地物的化学特征不同
C
2．遥感技术的主要环节是（ ）
A．目标→传感器→地面系统→成果
B．传感器→地面系统→目标→成果
C．目标→地面系统→传感器→成果
D．目标→传感器→成果→地面系统
A
3.下列属于航天遥感传感器的搭载平台的是( )
A．直升机 B．探空气球
C．人造卫星 D．无人驾驶飞机
C
4、与航天遥感相比，航空遥感的优点是（ ）
A、覆盖范围大 B、分辨率高
C、机动灵活 D、不受天气影响
B
5 .用遥感监测森林火灾与人工监测相比，优点有（ ）
①获取信息量大
②受地面限制少，避免人员伤亡
③获取资料快，可及时进行动态分析
④探测范围大，可在宏观上进行监测
Ａ．①②③ Ｂ．①②④ Ｃ．①③④ Ｄ．①②③④
D
6．遥感探测的范围越大，则 （ ）
A．获得资料的速度越慢 B．获得资料的周期越长
C．对地物的分辨率越低 D．对地物的分辨率越高
C
7．如果用遥感技术来监测森林火灾，可以( )
A．用来预测引起火灾的原因
B．预测森林火灾的发生地点
C．预测森林火灾后所造成的后果
D．及时知道火灾地点和范围，分析火势蔓延方向，制定灭火方案
D
读下图，回答8-9问题
8. 图中，重度病害植物反射率明显区别于健康植物反射率的波段是( )
D
① 红外线 ② X 光
③ 可见光 ④ 紫外线
A．①② B．②③
C．③④ D．①③
9.根据图中的原理，可用遥感技术直接( )
① 划分植物类型 ② 判读植物生长的土壤类型
③ 监测树木的生长状况 ④ 估计粮食作物的产量
A．①② B．②③ C．③④ D．①③
C
11.如果要对大兴安岭居中南段的林草分布进行遥感普查，则传感器最好调至哪个波段（ ）
Ａ．０．４～０．５ Ｂ．０．５～０．７
Ｃ．０．８～０．９ Ｄ．１．０～１．２
10.图中地物，对各波段反射率都很低的是（ ）
C
C
下图显示了几种地物的反射波谱曲线，读图回答10-11题。
Ａ．松林 Ｂ．草地
Ｃ．泥浆 Ｄ．红砂岩
再见