遥感应用1应用领域与热红外遥感

中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院杨可明一、遥感绪论二、电磁辐射与地物光谱特征三、遥感平台与遥感图像特征四、遥感图像的成像原理五、遥感数字图像处理基础六、遥感图像处理七、遥感数字图像计算机解译八、遥感应用《遥感原理与应用》中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院杨可明8.1遥感在地质中的应用8.2遥感在农业中的应用8.3遥感在气候和气象中的应用8.4遥感在自然灾害监测中的应用8.5热红外遥感及其应用八、遥感图像的分析与应用中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院杨可明•遥感在地质中的应用利用遥感技术进行地质，矿产调查和水文、工程，环境地质勘查与监测，在地质工作中正发挥着日益重要的作用。遥感地质是在50年代航空遥感地质工作的基础上和70年代运用航天遥感技术发展起来的。经过近二、三十年的推广应用和研究，目前已成为地质调查和环境资源勘查与监测的重要技术手段。应用范围已由区域地质、矿产勘查：水文、工程、环境地质勘查扩大到农业地质，旅游地质，国土资源、土地利用、城市综合调查、环境监测等许多领域。应用技术方法水平随着遥感和计算机技术的发展也有了很大提高。8.1遥感在地质中的应用中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院杨可明①区域地质调查与编图：区域地质调查是重要的基础地质工作，以遥感方法为主填图，大面积多图幅联测，不仅节约经费，而且还能提高工效；在矿产勘查工作中，利用陆地卫星TM数据，经计算机处理镶嵌，制作成卫星影像图，为宏观分析研究重点区的区域地质背景，提取有用矿产信息提供了主要基础图件。•遥感在地质中的应用②金属矿产勘查与预测：遥感在金属矿产勘查与预测的应用方面，近年来在分析技术及应用效果方面有了很大的发展和提高，已从过去单一的构造，线性影像解译已发展为各种矿化蚀变、含矿岩石波谱特征研究，多元信息综合图像处理以及综合各类地学信息对目标矿种成矿有利地段进行优化。8.1遥感在地质中的应用中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院杨可明③油气勘探：利用卫星遥感资料解译圈定的地质构造，经野外调查和验证,常可获得许多靶区。此外在天然气管道选线工程，油田环境监测以及大比例尺地形图修测等方面卫星遥感也发挥着更要的作用。•遥感在地质中的应用8.1遥感在地质中的应用中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院杨可明①土地资源调查：土地资源是指包括气候、地形、表层岩石、土地、植被和水文等自然要素的综合体，可以说包括了整个农业生产的生态要素。国际上于50年代开始大量地使用航空像片进行以土地为主体的土地资源调查工作，70年代开始利用卫星影像对原来缺乏资料的第三世界国家进行了中比例尺制图。•遥感在农业中的应用现代遥感技术的多波段性和多时相性，十分有利于以绿色植物为主体的再生资源的研究。遥感技术在农业中的应用主要有以下几方面。8.2遥感在农业中的应用中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院杨可明②土地资源监测：土地资源是一个变化的自然综合体，特别是一些人类经营得不合理的地区,往往引起土壤侵蚀，土地沙化和土地次生盐渍化等。对土地资源的监测除实地进行定位观测外，还可用不同时期的同一幅影像进行影像迭加，对比，来准确地看出土地资源的变化情况，特别是一些交通不便，或面积较大的地区，只有卫星遥感技术发展以后，真正的所谓监测才变成了现实。•遥感在农业中的应用③作物估产：作物的农业产量对于一个国家经济发展影响很大；所以倍受各国的重视。从目前的研究来看，作物估产基本上分两个方面：一是大面积估产，它是以卫星影像进行生态分区，在各个生态区根据历史产量建立各种的产量模拟公式，并根据每年的气候条件进行校正。另一方面是小区估产，它是将卫星影像和航空像片相结合的一种方法。8.2遥感在农业中的应用中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院杨可明④农作物生长状况及其生态环境的监测：地面温度、土壤水分的旱涝状况等环境条件以及其生长状况都可通过近红外和热红外接收的遥感影像探测到。•遥感在农业中的应用⑤鱼情水产研究。⑥草原调查与监测。8.2遥感在农业中的应用中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院杨可明①在天气分析和气象预报中的作用：卫星(主要指气象卫星)资料促进了世界范围的大气，温度探测，使天气分析和气象预报工作更为完全和准确。在气象卫星云图上可以根据云的大小、亮度、边界形状、纹理、水平结构、垂直结构等，来识别各种云系的分布，从而推断出锋面、气旋、台风、冰雹、雷雹等的存在和位置，对这种大尺度和中小尺度的天气现象进行成功地定位、跟踪及预报。•遥感在气候和气象中的应用8.3遥感在气候与气象中的应用中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院杨可明②应用于气候研究和气候变迁的研究：根据近年的研究表明，控制大气长期天气过程和气候变动的有以下几个因素:太阳活动;对于大气圈的下垫面--地表面对大气的影响;海洋对大气的影响，以上这些因素都将引起整个地--气系统辐射信息的变化，而这方面的资料可以通过卫星来获取。如气象卫星上有仪器可以直接取得CO2等含量的数据。冰雹覆盖也可以通过云图的辐射信息获得。此外为研究世界气候和灾害性天气变化，还专门设计了地球辐射收支试验装置，用于测定整个地--气系统获得和损失的辐射能量。这对气候学研究将不很大的推动。•遥感在气候和气象中的应用8.3遥感在气候与气象中的应用中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院杨可明-我国是一个自然灾害种类繁多、发生频繁和危害严重的国家，应用遥感，地理信息系统和计算机等高新技术，对重大自然灾害进行监测评价，为政府和有关部分提供及时、准确和可靠的信息，使防灾、减灾和救灾有充分的科学依据是国民经济建设和社会保障的重大问题。•自然灾害的遥感监测-洪水、林火、干旱、森林病虫害、地震和沙漠化等基本为突发性自然灾害,能否对这些灾害作出快速反应(例如在2-3天为作出评估作为第一反应能力，在半个月左右作出较详细的评价作为第二反应能力)对于防灾救灾决策的制定最为关键。8.4遥感在自然灾害监测中的应用中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院杨可明-目前，监测森林病虫害、沙漠化等主要以陆地卫星TM数据为主，分别构建了相应的监测模型，进而确定出沙漠化及森林病虫害侵袭的程度和分布范围。林火、洪水、雪灾、旱灾和地震等灾害主要以NOAA数据来监测，因为这些灾害的发生、发展更为迅速，如果不能及时获得灾情，就很难做出准确的决策。对于灾后的评价多采用航空遥感手段，以便更准确地制定生产自救和重建家园计划。•自然灾害的遥感监测-目前，我国已建立了重大自然灾害的历史数据库和背景数据库，从全国范围的角度，宏观地研究了自然灾害的危险程度分区和成灾规律。同时还选择了上述重大灾种进行了详细的监测评价技术方法与应付突发性灾情的研究，建立了各自的感遥--地理信息系统，实现了对经常性和突发性自然灾害的监测评价功能。8.4遥感在自然灾害监测中的应用中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院杨可明forest_fire•自然灾害的遥感监测8.4遥感在自然灾害监测中的应用中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院杨可明•热红外遥感-热红外遥感所探测的波段范围为3-1000um，由于受大气传输条件的限制，它只在3-5um和8-14um两个波段范围内有较好的透射率，这两个波段范围通称为大气窗口，因而它们是热红外遥感的主要工作波段。它的特点在于，不受光照条件的限制，可以昼夜成象。热红外遥感：FundamentalsofthermalInfraredremotesensing。-从理论上讲，自然界中一切高于绝对温度0∘K（-273∘C）的物体都向外发射电磁辐射，其辐射强度与物体的辐射率和分子运动的温度成正比（F=εδT4）。热红外图象就是这种辐射能量变化的一种视频显示。-热红外图象中，通常浅色调代表强辐射体，说明它的表面温度较高或辐射率较高；暗色调代表弱辐射休，说明它的表面温度较低或辐射率较低。因此，利用热红外图象可以区分任何具有温度或辐射特性差异的不同物体。可用于区域地质调查、地热调查、冰山与雪盖调查、环境污染调查、工业热流及热漏失监测以及各种自然灾害调查。8.5热红外遥感及其应用中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院杨可明•热红外遥感8.5热红外遥感及其应用中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院杨可明航空热红外扫描成象示意图Sketchmapofairbornethermalinfraredscanningimagery8.5热红外遥感及其应用中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院杨可明•地质调查（Geologicalinvestigation）-热红外图像在地质调查中主要用于区分岩性，研究构造，寻找某些矿产等方面。-对于地质体来讲，其辐射率和表面温度的变化多是岩性差异的表现。地质体的辐射率主要取决于它的表面状态和物理性质（如岩石的粒度、密度、粗糙度、孔隙度、含水性和颜色等），一般表面粗糙、颜色较深的地质体具有较高的辐射率；表面光滑、颜色较浅的地质体具有较低的辐射率。-地质体的表面温度主要取决于其自身的热学性质，如热传导率、热扩散率、热容量、热惯量等。8.5热红外遥感及其应用中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院杨可明•地质调查－地貌（Geomorphology）河床与河漫滩（Riverbedandfloodland）1-河床；2-河漫滩；3-牛轭湖；4-阶地成象时间：1975.12白天山西太原8.5热红外遥感及其应用中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院杨可明牛轭湖（Ox-bowlake）白色调异常为牛轭湖中水体显示成象时间：1980.5夜晚内蒙河套•地质调查－地貌（Geomorphology）8.5热红外遥感及其应用中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院杨可明•地质调查－地貌（Geomorphology）洪积扇群及冲沟（Diluvialfangroupandgulch）成象时间：1979.9白天新疆天山南麓成象时间：1979.9夜间新疆天山南麓8.5热红外遥感及其应用中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院杨可明•地质调查－地貌（Geomorphology）峰丛谷地（Valleylandamongcrests）1-峰丛；2-峰丛谷地；3-峰丛洼地；4-溶潭；5-河流成象时间：1980.10夜间广西桂林8.5热红外遥感及其应用中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院杨可明•地质调查－岩性（Lithology）新生界砾岩和卵石、粘土（Cenozoicgravelgraitandclay）A、夜间热红外图像成象时间：1979.10夜间新疆天山南麓下更新统（Q1），胶结比较致密的西域砾岩，图像上呈浅色调；中更新统（Q2），为呈半胶结结状的卵砾石、漂砾、砂和粘土等，呈暗色调，二者黑白分明，非常清楚。8.5热红外遥感及其应用中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院杨可明成象时间：1979.10夜间新疆天山南麓下更新统（Q1），胶结比较致密的西域砾岩，图像上呈浅色调；中更新统（Q2），为呈半胶结结状的卵砾石、漂砾、砂和粘土等，呈暗色调，二者黑白分明，非常清楚。•地质调查－岩性（Lithology）8.5热红外遥感及其应用中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院杨可明•地质调查－构造（Structure）山前断裂（Piedmontfault）成象时间：1980.7.8夜间内蒙狼山图像中左上方较浅色调部分为震旦系（Z）石英岩和白云质结晶灰岩出露的山区。右下为白垩系（K）吵砾岩和砾岩层组成的平缓丘陵区，其上，覆有坡、残积物，呈暗色调。清楚的黑色色调界线为一北东向延伸的山前断裂（F-F）。K8.5热红外遥感及其应用中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院杨可明•地质调查－构造（Structure）弧形断裂（Arcuatefractures）成象时间：1979.9白天新疆天山南麓在受强烈挤压的古生代褶皱地层中，发育着一系列的走向断层，并有一条明显的旋转弧形断层（F-F）存在，显示出压扭性构造特征。FF8.5热红外遥感及其应用中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院杨可明•