遥感原理与方法ppt

-1遥感原理与方法遥感原理与方法■武汉大学遥感信息工程学院■周军其-2遥感原理与方法总体要求■掌握遥感原理、方法以及其应用■了解遥感的现状发展趋势■掌握有关软件的操作■能应用所学知识解决实际问题■加强其他相关学科知识■根据应用目的:■设计需要的遥感系统，选择适用的遥感数据，采用适当的处理手段，正确地解释图像和结果（包括遥感图像解译和目标识别）-3遥感原理与方法成绩■课堂■作业，论文■实习■考试■总成绩=f(课堂，作业，论文，实习，考试）-4遥感原理与方法教材：《遥感原理与应用》武汉大学出版社2003年■参考书和网站《遥感与图象解译》（第四版）电子工业出版社《遥感应用分析原理与方法》赵英时科学出版社《遥感影像地学理解与分析》周成虎等科学出版社《遥感图象处理应用与分析》戴昌达清华出版社《遥感物理》徐希孺，北大出版社《遥感精解》测绘出版社，1993年；是日本遥感学会以村井为首的集体编写《Fieldguide》（ERDAS的帮助文件）-5遥感原理与方法参考书和网站■ManualofRemoteSensing,2ndversion,Vol.1,2,1983,ASPRS;3rdversion,Vol.1,2,3,4,1998,JohnWiley&Sons.■Remotesensingandimageinterpretation，ThomasM.Lillesand,RalphW.Kiefer，4thversion,JohnWiley&Sons,2000;■RemoteSensingCoreCurriculum,~tbenja1/umbc7/■RemoteSensingTutorial;，-6遥感原理与方法有关网站://ieeexplore.ieee.org/://ieeexplore.ieee.org/遥感原理与方法相关的刊物■ISPRSJournalofPhotogrammetryandRSCanadianJournalofRS■PhotogrammetricEngineeringandRSGeocartoInternationalCentre■IEEETransactiononGeoscienceandRS■InternationalJournalofRS■ITCJournal■RSofEnviroment■RSreviews■武汉大学学报(信息科学版)■遥感学报-8遥感原理与方法本课程教学安排■遥感概论■遥感平台■遥感传感器及成像原理■遥感图象几何处理■遥感物理基础■遥感图象辐射处理■遥感图象目视判读■遥感图象计算机自动分类■遥感技术与应用-9遥感原理与方法本人的联系方式■[e-mail]■027-62350043■答疑地点：遥感教研室■时间-10武汉大学遥感信息工程学院遥感教研室周军其遥感原理与方法第一章概论一、遥感的概念在介绍遥感概念之前先请大家看几景图像-11武汉大学遥感信息工程学院遥感教研室周军其遥感原理与方法仔细分析图象的区别-12武汉大学遥感信息工程学院遥感教研室周军其遥感原理与方法黑白的图象-13武汉大学遥感信息工程学院遥感教研室周军其遥感原理与方法彩色的图象-14遥感原理与方法局部图象-15遥感原理与方法？思考■和普通的图象有什么异同？■能从图象上得到什么？■为什么要从那么高的空间对地成像？■想了解有关的空间信息，通过什么途径？■如何获取信息？■遥感的作用或者目的?-16遥感原理与方法遥感的概念1.字面含义：遥远地感知。REMOTESENSING2.广义的含义：泛指各种非接触的、远距离的探测技术，根据物体对电磁波的反射和辐射特性，以获取物体信息的一种技术。-17遥感原理与方法3.狭义的含义：指从远距离、高空以至外层空间的各种平台上，利用可见光、红外、微波等探测仪器，通过摄影或扫描，信息感应、传输和处理，从而识别地面物质的性质和运动状态的一门现代化技术科学（陈述彭院士）。遥感的概念-18遥感原理与方法遥感的概念■本教材前言中的定义：■指在高空和外层空间的各种平台上，运用各种传感器获取反映地表特征的各种参数，通过传输，变换，处理，提取有用的信息，实现研究地物形状、位置、性质、变化及与环境的相互关系的一门现代应用科学。■遥感技术：实现上述目的所采取的各种技术手段的总称。-19遥感原理与方法遥感的概念理解遥感概念的重要性包括几个重要部分■物理基础（地物属性）■遥感平台以及传感器■信息处理和提取■应用■评价-20遥感原理与方法二、遥感的过程实景地物传感器接收传感器实体电磁波辐射一组测量值输出分类结果应用评价分析决策预测按一定规定判决计算机输出分类图扫描仪或屏幕x2(λ2,t2,d2)x1(λ1,t1,d1)分类器xn(λn,tn,dn)传感器平台-21遥感原理与方法遥感的过程1.目标的电磁波特性■遥感的物理基础：任何目标都具有发射、反射、吸收电磁波的性质。目标和电磁波的相互作用构成了目标的电磁波特性。■这种特性是可以测定的■包括信息获取前的目标波谱特性测量■信息获取同时进行有关的遥感数据采集-22遥感原理与方法遥感的过程2.信息的获取：■传感器：接收记录目标电磁波特性的仪器。■平台：安装传感器的平台。3.信息的接收与传输：■传感器接收的目标地物电磁波信息记录在数据存储介质或胶片上。4.信息的处理：■首先是在卫星接收地面站进行一系列的处理。■信息恢复，辐射校准，卫星姿态校正，投影变换，再转换为用户的通用数据格式或者是胶片。■地面站也可以做精处理，专题信息处理，分类等。-23遥感原理与方法遥感的过程5.信息的应用与评价■遥感的目的：根据不同的应用目的进行（各个专业领域的人员）。■在应用的过程中需要大量的信息处理、分析。■遥感过程归纳?■遥感是一个综合系统，涉及到很多领域。■这些领域或学科包括（同学思考）：-24遥感原理与方法综合性的应用科学■数据获取■物理学，电子学，空间科学，信息科学。■数据的处理、分析■数学，计算机科学。■数据的应用■以地学规律为基础的分析方法，广泛的应用到地球科学，生命科学。■遥感是以物理手段，数学方法和地学分析为基础的综合性应用科学。-25遥感原理与方法三、遥感的类型■1.按平台分■地面遥感，航空遥感，航天遥感，宇航遥感。■2.按遥感所用的波谱性质：■电磁波，声波，物理波等。■电磁波遥感：利用各种目标辐射出不同特性的电磁波进行的遥感。■3.按波段分■可见光，红外，微波遥感。■多波段遥感：探测波段在可见光和红外波段范围内，分成若干窄波段来探测目标。-26遥感原理与方法遥感的类型■4.按工作方式分：■主动式与被动式成像和非成像方式■5.按应用领域分：■大范围的有：外层空间，大气层，陆地，海洋，环境。■6.具体应用极为广泛■测绘，农业，军事，工程，城市，海洋，林业，地质，考古等等。以后会和我们的生活密切相关。-27遥感原理与方法四、遥感的特点■波谱辐射量化性■宏观性：探测范围大，可以进行大面积同步观测■与传统观测比较（点与面的关系）■多源性：多平台、多时相、多波段(多尺度)■周期性、时效性，可以及时发现问题以及变化情况■满足各种需要■综合性和可比较性■地表信息的综合反映■经济性■获取信息的手段灵活■应用广泛■遥感信息的复杂性-28遥感原理与方法遥感信息的复杂性和不确定性■同质异谱、同谱异质■混合像元■时相变化■信息的衰减和增益■单元空间分布相互交错复杂性■地物纹理特性的复杂性-29遥感原理与方法五、遥感的发展■概念的提出■1960年美国人提出的■我们可以把遥感看成是人类眼睛的延伸■两个方面■历史：眼睛€望远镜€摄影机€空中€航天-30遥感原理与方法遥感技术的发展划分为四个阶段；根据遥感信息的利用方式和效应1．瞬时(实时)信息的定性分析遥感技术主要作为—种环境检测和信息侦察的手段。选择特定的遥感仪器，进行专题探测。利用单一波段信息、图象记录和目视判读作为遥感应用的主要技术手段。特点:图象记录、显示、分析方浅都较单一。如：用红外扫描仪进行林火监测、寻找地下水源和浅海淡水等；用侧视雷达监测海冰、海面油污染等。-31遥感原理与方法2．空间信息的定位分析主要作为一种自然环境与资源勘探的手段。主要研究物质与能量的空间分布规律。利用多波段信息，进行图象匹配和光电分析仪器作为遥感应用的主要技术手段。如：资源调查、地质填图、农业区划、森林普查、土地利用等，工作中运用彩色合成、边缘增强等光学处理技术，进行一些特征信息提取以编制各种专题图、系列图。-32遥感原理与方法3．时间信息的趋势分析作为生产管理和动态检测的手段。主要研究地球表面物质与能量的迁移规律。利用周期性的遥感图象和数据，通过时间序列的对比，反映研究对象不同时间轨迹的动态变化。如：自然环境变迁、城市扩展、灾情调查等。-33遥感原理与方法4．环境信息的综合分析■随着遥感技术的发展，获取环境信息的手段越来越多，信息也就越来越丰富。它们包括了各种环境卫星系列、地面遥感检测站网、地理信息系统、自动分类与自动制图系统以及情报资料网络系统等所获取的各种环境信息数据。这些环境信息数据的迅速积累，为多种来源的信息进行复合处理和综合分析提供可能，同时还促使建立起全面收集、整理和检索这些数据的空间数据库及管理系统，建立一些地学分析模型、计量分析模型或进行其它相关研究与综合分析。-34遥感原理与方法存在局面■传感器落后于运载工具；■图象数据的处理分析又落后于传感器的研制；■环境遥感信息机制的理论研究更落后于图象数据处理技术。■这种现象是否存在，或程度如何，可以说是衡量一个国家遥感技术水平的一个标志，是发展本国遥感技术的关键。-35遥感原理与方法现有的卫星系列■气象卫星系列■海洋卫星系列■环境与资源卫星系列■军事侦察及测绘卫星系列-36遥感原理与方法六、遥感的发展1.遥感物理基础■地物波谱特性形成机制与遥感信息传输理论研究，建立地物波谱与影像特征之间的关系模型，以实现遥感影像分析解译的定量化和精确化。-37遥感原理与方法2.遥感平台：■多样化，系列化，小型化，普遍化，有效载荷增多，接受数据方便。■航空遥感业务化，航天平台系列化，出现宇航平台。■往返于空间与地面之间的航天飞机。■有以空间轨道卫星为主的航天平台，有地球同步，太阳同步，低轨与高轨卫星，有大型卫星，专题目标明确的小卫星群。■不同高度、不同用途的卫星构成了对地球和宇宙的多角度、多周期观测。-38遥感原理与方法3.传感器的发展■传感器的四个特性■空间分辨力提高：■探测波段增加：从单一波段向多波段发展：波段的范围不断延伸，波段的分割变细。■高光谱：成像光谱技术：■数字成像技术：■成像RADAR：■LASER与遥感的结合：■多探测技术集成：实时测图-39遥感原理与方法4.遥感硬件软件处理系统■处理手段：光学处理变为计算机处理，可以处理海量数据。■数字成像技术：以计算机处理为主，打破了摄影与扫描的界限。■光存储器的出现：海量数据的存储和传输得到缓解。■大容量高速计算机与功能强大的软件在不段的完善，能读取多种格式图象，有专门的功能模块。软件从人机对话到视窗方式，向智能化、软件组件化、网络化方向发展，实现软件和资源的共享和实时传输。-40遥感原理与方法5.遥感数据库系统■遥感的发展一个特点是海量数据。■影像的检索和处理发生困难。■以影象金字塔为主体的无缝数据库，涉及影象纠正，数据压缩和数据变换等理论和方法，还产生了数据挖掘的新理论和方法-41遥感原理与方法6.图象识别和分类■为了从图象上提取信息，需要对图象进行识别和分类。■统计模式识别，结构模式识别，模糊分类，神经元网络分类，半自动人机交互分类和遥感