一、 什么是遙感
“遙感”,顧名思義,就是遙遠(yuǎn)地感知。傳說(shuō)中的“千里眼”、“順風(fēng)耳”就具有這樣的能力。人類(lèi)通過(guò)大量的實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)地球上每一個(gè)物體都在不停地吸收、發(fā)射和反射信息和能量,其中有一種人類(lèi)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到的形式- -電磁波,并且發(fā)現(xiàn)不同物體的電磁波特性是不同的。遙感就是根據(jù)這個(gè)原理來(lái)探測(cè)地表物體對(duì)電磁波的反射和其發(fā)射的電磁波,從而提取這些物體的信息,完成遠(yuǎn)距離識(shí)別物體。
例如,大興安嶺森林火災(zāi)發(fā)生的時(shí)候,由于著火的樹(shù)木溫度比沒(méi)有著火的樹(shù)木溫度高,它們?cè)陔姶挪ǖ臒峒t外段會(huì)輻射出比沒(méi)有著火的樹(shù)木更多的能量,這樣,當(dāng)消防指揮官面對(duì)著熊熊烈火擔(dān)心不已的時(shí)候,如果這時(shí)候正好有一個(gè)載著熱紅外波段傳感器的衛(wèi)星經(jīng)過(guò)大興安嶺上空,傳感器拍攝到大興安嶺周?chē)綀A上萬(wàn)平方公里的影像,因?yàn)橹鸬纳值臒峒t外波段比沒(méi)著火的森林輻射更多的電磁能量,在影像著火的森林就會(huì)顯示出比沒(méi)有著火的森林更亮的淺色調(diào)。當(dāng)影像經(jīng)過(guò)處理,交到消防指揮官手里時(shí),指揮官一看,圖像上發(fā)亮的范圍這么大,而消防隊(duì)員只是集中在一個(gè)很小的地點(diǎn)上,說(shuō)明火情逼人,必須馬上調(diào)遣更多的消防員到不同的地點(diǎn)參加滅火戰(zhàn)斗。
上面的例子簡(jiǎn)單的說(shuō)明了遙感的基本原理和過(guò)程,同時(shí)涉及到了遙感的許多方面。除了上文提到的不同物體具有不同的電磁波特性這一基本特征外,還有遙感平臺(tái),在上面的例子中就是衛(wèi)星了,它的作用就是穩(wěn)定地運(yùn)載傳感器。除了衛(wèi)星,常用的遙感平臺(tái)還有飛機(jī)、氣球等;當(dāng)在地面實(shí)驗(yàn)時(shí),還會(huì)用到地面象三角架這樣簡(jiǎn)單的遙感平臺(tái)。傳感器就是安裝在遙感平臺(tái)上探測(cè)物體電磁波的儀器。針對(duì)不同的應(yīng)用和波段范圍,人們已經(jīng)研究出很多種傳感器,探測(cè)和接收物體在可見(jiàn)光、紅外線和微波范圍內(nèi)的電磁輻射。傳感器會(huì)把這些電磁輻射按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為原始圖像。原始圖像被地面站接收后,要經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的處理,才能提供給不同的用戶使用,他們才能用這些處理過(guò)的影像開(kāi)展自己的工作。
由于遙感在地表資源環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)作物估產(chǎn)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、全球變化等等許多方面具有顯而易見(jiàn)的優(yōu)勢(shì),它正處于飛速發(fā)展中。更理想的平臺(tái)、更先進(jìn)的傳感器和影像處理技術(shù)正在不斷地發(fā)展,以促進(jìn)遙感在更廣泛的領(lǐng)域里發(fā)揮更大的作用。
二、 遙感圖像有什么用途
就像我們生活中拍攝的照片一樣,遙感像片同樣可以“提取”出大量有用的信息。從一個(gè)人的像片中,我們可以辨別出人的頭、身體及眼、鼻、口、眉毛、頭發(fā)等信息。遙感像片(圖像)一樣可以辨別出很多信息,如水體(河流、湖泊、水庫(kù)、鹽池、魚(yú)塘等)、植被(森林、果園、草地、農(nóng)作物、沼澤、水生植物等)、土地(農(nóng)田、林地、居民地、廠礦企事業(yè)單位、沙漠、海岸、荒原、道路等)、山地(丘嶺、高山、雪山)等等;從遙感圖像上能辨別出較小的物體如:一棵樹(shù)、一個(gè)人、一條交通標(biāo)志線、一個(gè)足球場(chǎng)內(nèi)的標(biāo)志線等。大量信息的提取,無(wú)疑決定了遙感技術(shù)的應(yīng)用是十分廣闊的,據(jù)統(tǒng)計(jì),有近30個(gè)領(lǐng)域、行業(yè)都能用到遙感技術(shù),如陸地水資源調(diào)查、土地資源調(diào)查、植被資源調(diào)查、地質(zhì)調(diào)查、城市遙感調(diào)查、海洋資源調(diào)查、測(cè)繪、考古調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測(cè)和規(guī)劃管理等。
由于遙感技術(shù)是從人們一般不能站到的高度去“拍照”,故從宏觀視野上,也有著人力所不能及的優(yōu)勢(shì)。
三、 遙感的分類(lèi)
(1)按遙感平臺(tái)的高度分類(lèi)大體上可分為航天遙感、航空遙感和地面遙感。
航天遙感又稱太空遙感(spaceremotesensmg)泛指利用各種太空飛行器為平臺(tái)的遙感技術(shù)系統(tǒng),以地球人造衛(wèi)星為主體,包括載人飛船、航天飛機(jī)和太空站,有時(shí)也把各種行星探測(cè)器包括在內(nèi)。
衛(wèi)星遙感(SatelLiteremotesensing)為航天遙感的組成部分,以人造地球衛(wèi)星作為遙感平臺(tái),主要利用衛(wèi)星對(duì)地球和低層大氣進(jìn)行光學(xué)和電子觀測(cè)。航空遙感泛指從飛機(jī)、飛艇、氣球等空中平臺(tái)對(duì)地觀測(cè)的遙感技術(shù)系統(tǒng)。
地面遙感主要指以高塔、車(chē)、船為平臺(tái)的遙感技術(shù)系統(tǒng),地物波譜儀或傳感器安裝在這些地面平臺(tái)上,可進(jìn)行各種地物波譜測(cè)量。
(2)按所利用的電磁波的光譜段分類(lèi)可分為可見(jiàn)反射紅外遙感,熱紅外遙感、微波遙感三種類(lèi)型。
可見(jiàn)光/反射紅外遙感,主要指利用可見(jiàn)光(0.4-0.7微米)和近紅外(0.7-2.5微米)波段的遙感技術(shù)統(tǒng)稱,前者是人眼可見(jiàn)的波段,后者即是反射紅外波段,人眼雖不能直接看見(jiàn),但其信息能被特殊遙感器所接受。它們的共同的特點(diǎn)是,其輻射源是太陽(yáng),在這二個(gè)波段上只反映地物對(duì)太陽(yáng)輻射的反射,根據(jù)地物反射率的差異,就可以獲得有關(guān)目標(biāo)物的信息,它們都可以用攝影方式和掃描方式呈象。
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)圖象的遙感技術(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。熱紅外遙感具有晝夜工作的能力。
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侯工作。
(3)按研究對(duì)象分類(lèi)可分為資源遙感與環(huán)境遙感兩大類(lèi)。
資源遙感:以地球資源作為調(diào)查研究對(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: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(kāi)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)。
(4)按應(yīng)用空間尺度分類(lèi)可分為全球遙感、區(qū)域遙感和城市遙感。
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:以區(qū)域資源開(kāi)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:以城市環(huán)境、生態(tài)做為主要調(diào)查研究對(duì)象的遙感工程。
四、遙感技術(shù)包括那些技術(shù)
遙感技術(shù)包括傳感器技術(shù),信息傳輸技術(shù),信息處理、提取和應(yīng)用技術(shù),目標(biāo)信息特征約分析與測(cè)量技術(shù)等。
遙感技術(shù)依其遙感儀器所選用的波譜性質(zhì)可分為:電磁波遙感技術(shù),聲納遙感技術(shù),物理場(chǎng)(如重力和磁力場(chǎng))遙感技術(shù)。
電磁波遙感技術(shù)是利用各種物體/物質(zhì)反射或發(fā)射出不同特性的電磁波進(jìn)行遙感的。其可分為可見(jiàn)光、紅外、微波等遙感技術(shù)。按照感測(cè)目標(biāo)的能源作用可分為:主動(dòng)式遙感技術(shù)和被動(dòng)式遙感技術(shù)。按照記錄信息的表現(xiàn)形式可分為:圖像方式和非圖像方式。按照遙感器使用的平臺(tái)可分為:航天遙感技術(shù),航空遙感技術(shù)、地面遙感技術(shù)。按照遙感的應(yīng)用領(lǐng)域可分為:地球資源遙感技術(shù),環(huán)境遙感技術(shù),氣象遙感技術(shù),海洋遙感技術(shù)等。
五、遙感常用的傳感器有那些
常用的傳感器:航空攝影機(jī)(航攝儀)、全景攝影機(jī)、多光譜攝影機(jī)、多光譜掃描儀(Multi Spectral Scanner,MSS)、專(zhuān)題制圖儀(Thematic Mapper,TM)、反束光導(dǎo)攝像管(RBV、HRV(High Resolution Visible range instruments)掃描儀、合成孔徑側(cè)視雷達(dá)(Side-Looking Airborne Radar,SLAR)。
六、常用的遙感數(shù)據(jù)有那些
常用的遙感數(shù)據(jù)有:美國(guó)陸地衛(wèi)星(Landsat)TM和MSS遙感數(shù)據(jù),法國(guó)SPOT衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù),加拿大Radarsat雷達(dá)遙感數(shù)據(jù)。
七、疆感技術(shù)系統(tǒng)包括那幾部分
遙感技術(shù)系統(tǒng)包括:空間信息采集系統(tǒng)(包括遙感平臺(tái)和傳感器),地面接收和預(yù)處理系統(tǒng)(包括輻射校正和幾何校正),地面實(shí)況調(diào)查系統(tǒng)(如收集環(huán)境和氣象數(shù)據(jù)),信息分析應(yīng)用系統(tǒng)。
八、什么是圖象處理
遙感影像通常需要進(jìn)一步處理方可使用,用于該目的的技術(shù)稱之為圖象處理。圖象處理包括各種可以對(duì)像片或數(shù)字影像進(jìn)行處理的操作,這些包括圖象壓縮、圖象存儲(chǔ)、圖象增強(qiáng)、處理、量化、空間濾波以及圖象模式識(shí)別等。還有其它更加豐富的內(nèi)容。
目前,主要的遙感應(yīng)用軟件是ilwis、PCI、ERMapper和ERDAS。
九、遙感應(yīng)用范圍
遙感應(yīng)用范圍:陸地水資源調(diào)查、土地資源調(diào)查、植被資源調(diào)查、地質(zhì)調(diào)查、城市遙感調(diào)查、海洋資源調(diào)查、測(cè)繪、考古調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測(cè)和規(guī)劃管理等。
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