第一章空間信息技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)

1、第 1 章 空間信息技術(shù)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)1第 1 章 空間信息技術(shù)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí) 空間信息技術(shù)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)1.1 遙 感1.1.1 遙感基本概念 遙感基本概念廣義而言，遙感（Remote Sensing）泛指各種非直接接觸的、遠(yuǎn)距離探測(cè)目標(biāo)的技術(shù)。主要根據(jù)物體對(duì)電磁波的反射和輻射特性對(duì)目標(biāo)進(jìn)行采集，利用聲波、引力波和地震波等也都包含在廣義的遙感之中。通常人們所認(rèn)為的遙感的概念是指：從遠(yuǎn)距離、高空，以至外層空間的平臺(tái)（Platform）上，

2、利用可見光、紅外、微波等遙感器（Remote Sensor）,通過(guò)攝影、掃描等各種方式，接收來(lái)自地球表層各類地物的電磁波信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行加工處理，從而識(shí)別地面物質(zhì)的性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的綜合技術(shù)。利用遙感技術(shù)，通過(guò)觀測(cè)電磁波，從而判讀和分析地表的目標(biāo)及現(xiàn)象，是利用了物體的電磁波特性，即“一切物體，由于其種類及環(huán)境條件的不同，因而具有反射或輻射不同波長(zhǎng)的電滋波的特性” 。所以遙感也可以說(shuō)是一種利用物體反射或輻射電磁波的固有特性，通過(guò)觀測(cè)

3、電滋波達(dá)到識(shí)別物體及物體存在的環(huán)境條件的技術(shù)。遠(yuǎn)距離感測(cè)地物環(huán)境反射或輻射電磁波的儀器，叫做遙感器，照相機(jī)、掃描儀等即屬于此類。裝載遙感器的運(yùn)載工具，叫做遙感平臺(tái)，如飛機(jī)、飛艇和人造衛(wèi)星等。遙感這一詞匯是 20 世紀(jì) 60 年代在美國(guó)創(chuàng)造的技術(shù)用語(yǔ)，它是用來(lái)綜合以前所使用的攝影測(cè)量、像片判讀、地質(zhì)攝影而提出的。特別是 1972 年，隨著第一顆地球觀測(cè)衛(wèi)星 Landsat 的發(fā)射成功而迅速得到普及。遙感研究的內(nèi)容，由于應(yīng)用領(lǐng)域及其所研究的

4、對(duì)象的千差萬(wàn)別而顯得形形色色，但它們都是通過(guò)接收電磁波，來(lái)識(shí)別和分析地表的目標(biāo)及現(xiàn)象的。因此，利用遙感技術(shù)，就是利用了物體的電磁波特征，即一切物體，由于其種類及環(huán)境條件的不同，因而具有反射或輻射不同波長(zhǎng)電磁波的特性。從理論上講，對(duì)整個(gè)電磁波波段都可以進(jìn)行遙感（表 1.1） ，但是由于受到大氣窗口和技術(shù)水平的限制，目前只能在有限的幾個(gè)波段上進(jìn)行，其中最重要的波段為可見光和近紅外波段、中紅外和熱紅外波段、微波波段等。在這些遙感波段上，物體所

5、固有的電磁波特性還要受到太陽(yáng)及大氣等環(huán)境條件的影響，因而遙感器接收到目標(biāo)反射或輻射的電磁波后，還需進(jìn)行校正處理及解譯分析，才能得到各個(gè)領(lǐng)域的有效信息。第 1 章 空間信息技術(shù)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)3熱紅外遙感， 熱紅外遙感，指通過(guò)紅外敏感元件，探測(cè)物體的熱輻射能量，顯示目標(biāo)的輻射溫度或熱場(chǎng)圖像的遙感技術(shù)的統(tǒng)稱。遙感中指 8-14 微米波段范圍。地物在常溫（約300K）下熱輻射的絕大部分能量位于此波段，在此波段地物的熱輻射能量，大于太陽(yáng)的反射能量。

6、熱紅外遙感具有晝夜工作的能力。微波遙感， 微波遙感，指利用波長(zhǎng) 1-1000 毫米電磁波遙感的統(tǒng)稱。通過(guò)接收地面物體發(fā)射的微波輻射能量，或接收遙感儀器本身發(fā)出的電磁波束的回波信號(hào)，對(duì)物體進(jìn)行探測(cè)、識(shí)別和分析。微波遙感的特點(diǎn)是對(duì)云層、地表植被、松散沙層和干燥冰雪具有一定的穿透能力，又能夜以繼日地全天候工作。·按研究對(duì)象分類 ·按研究對(duì)象分類 可分為資源遙感與環(huán)境遙感兩大類。資源遙感 資源遙感：以地球資源作為調(diào)查研究的

7、對(duì)象的遙感方法和實(shí)踐，調(diào)查自然資源狀況和監(jiān)測(cè)再生資源的動(dòng)態(tài)變化，是遙感技術(shù)應(yīng)用的主要領(lǐng)域之一。利用遙感信息勘測(cè)地球資源，成本低，速度快,有利于克服自然界惡劣環(huán)境的限制，減少勘測(cè)投資的盲目性。環(huán)境遙感 環(huán)境遙感：利用各種遙感技術(shù)，對(duì)自然與社會(huì)環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)或作出評(píng)價(jià)與預(yù)報(bào)的統(tǒng)稱。由于人口的增長(zhǎng)與資源的開發(fā)、利用，自然與社會(huì)環(huán)境隨時(shí)都在發(fā)生變化，利用遙感多時(shí)相、周期短的特點(diǎn)，可以迅速為環(huán)境監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)和預(yù)報(bào)提供可靠依據(jù)。·按

8、應(yīng)用空間尺度分類 可分為全球遙感、區(qū)域遙感和城市遙感。全球遙感 全球遙感：全面系統(tǒng)地研究全球性資源與環(huán)境問(wèn)題的遙感的統(tǒng)稱區(qū)域遙感 區(qū)域遙感：以區(qū)域資源開發(fā)和環(huán)境保護(hù)為目的的遙感信息工程，它通常按行政區(qū)劃（國(guó)家、省區(qū)等）和自然區(qū)劃（如流域）或經(jīng)濟(jì)區(qū)進(jìn)行。城市遙感 城市遙感：以城市環(huán)境、生態(tài)作為主要調(diào)查研究對(duì)象的遙感工程。1.1.3 目前遙感技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn) 目前遙感技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)（1）追求更高的空間分辨率。目前空間分辨率，多波段為 20m

9、，全色波段為10m，但已有好幾顆衛(wèi)星計(jì)劃裝載空間分辨率優(yōu)于 10m 的遙感器。（2）追求更精細(xì)的光譜分辨率。目前星載遙感器的光譜率大約為可見近紅外波段略優(yōu)于 100nm（10-4 m） ，在熱紅外波段約為 200nm 左右，而機(jī)載的成像光譜儀已達(dá)到可見光、近紅外波段約 10nm，熱紅外波段約 30nm 左右，整個(gè)波段數(shù)已達(dá)到 256 個(gè)波段。美國(guó)制定的 EOS 計(jì)劃（地球觀測(cè)計(jì)劃）就包括有中分辨率和高分辨率的成像光譜儀。（3）綜合多種遙