遙感概念遙遠(yuǎn)感知事物遙感即遠(yuǎn)距離不接觸物體而課件

一、遙感概念：遙遠(yuǎn)感知事物。遙感即遠(yuǎn)距離不接觸物體而取得信息的一種探測(cè)技術(shù)。也就是在地面上空的飛機(jī)、飛船、衛(wèi)星（統(tǒng)稱遙感平臺(tái)）上，使用飛行物上的照相機(jī)、掃描儀（稱傳感器）接收地面物體反射或發(fā)射的電磁波信號(hào)，并以圖像膠片或數(shù)據(jù)磁帶記錄下來(lái)，傳送到地面接收站，經(jīng)過(guò)加工處理后，結(jié)合地面的光譜特征來(lái)識(shí)別他們。通常把這一整套的接收傳輸處理和分析判釋遙感信息的過(guò)程，稱遙感技術(shù)。遙感平臺(tái)：攜帶遙感傳感器的工具稱遙感平臺(tái)。第一章 遙感基礎(chǔ)

(RemoteSensing,RS)一、遙感概念：第一章 遙感基礎(chǔ)

(RemoteSensi傳感器：記錄景物目標(biāo)信息的儀器為傳感器。二、遙感分類：遙感是以航空攝影技術(shù)為基礎(chǔ)，在20世紀(jì)60年代初發(fā)展起來(lái)的一門新興技術(shù)。開始為航空遙感，自1972年美國(guó)發(fā)射了第一棵陸地衛(wèi)星后，標(biāo)志著航天遙感時(shí)代的開始。1.按平臺(tái)層次、比例尺分：地面遙感：地面上應(yīng)用高架或其它平臺(tái)，借助各種傳感器所得到的信息產(chǎn)品，用于火災(zāi)探測(cè)，林分生物量測(cè)定，有特殊要求的調(diào)查與監(jiān)測(cè)。航空遙感：在對(duì)流層以下，運(yùn)行的各種平臺(tái)，借助攝影或掃描儀等傳感器，記錄地面目標(biāo)各種特征的遙感方法。傳感器：記錄景物目標(biāo)信息的儀器為傳感器。航空遙感：使用中、小比例尺，大比例尺或特大比例尺。主要用于成圖、工程設(shè)計(jì)、森林資源環(huán)境、災(zāi)害等領(lǐng)域的調(diào)查與監(jiān)測(cè)。是林業(yè)系統(tǒng)過(guò)去應(yīng)用的主要信息資源。航天遙感：在大氣中間層以上沿軌道運(yùn)行的各種平臺(tái)，通過(guò)傳感器記錄地面目標(biāo)各種特征不同的信息源。使用超小比例尺、極小比例尺和小比例尺的圖像資料和數(shù)據(jù)。用于宏觀調(diào)查規(guī)劃，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，航天遙感地面分辨率越來(lái)越高，因此二者在某些方面的界限性越來(lái)越不明顯，但從目前來(lái)看二者還是互為補(bǔ)充，即各有優(yōu)缺點(diǎn)。航空遙感：2.按波長(zhǎng)范圍分：可見光遙感：（用于森林資源調(diào)查成圖的全色航空相片）。反射紅外遙感：（探測(cè)火、病蟲害、污染及森林植被生長(zhǎng)狀況測(cè)定）。熱紅外遙感：觀測(cè)目標(biāo)物的熱輻射。微波遙感：（探測(cè)土壤水分特征）3.根據(jù)發(fā)射源分：主動(dòng)遙感和被動(dòng)遙感。1.主動(dòng)遙感：從遙感平臺(tái)發(fā)射電磁波到地面，然后用傳感器接收反射回來(lái)的信息；不依賴太陽(yáng)，可夜間工作；2.被動(dòng)遙感：用傳感器接收地物輻射的電磁波，以獲取地物的信息，了解物體性質(zhì)的方法。遙感平臺(tái)和傳感器用于獲取遙感數(shù)據(jù)。2.按波長(zhǎng)范圍分：1.遙感數(shù)據(jù)的獲取遙感技術(shù)三個(gè)基本環(huán)節(jié)：2.信息的提取

3.遙感應(yīng)用三、遙感技術(shù)的主要特點(diǎn)：1.可獲取大范圍數(shù)據(jù)資料。2.獲取信息的速度快，周期短。3.獲取信息受條件限制少。4.獲取信息的手段多，信息量大。如Landsat衛(wèi)星的TM圖像，一幅覆蓋面積為：185km×185km

四、遙感技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景光譜分辨率和時(shí)間分辨率都會(huì)有極大的提高。其應(yīng)用領(lǐng)域隨著空間技術(shù)發(fā)展，尤其是地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展及相互滲透，將會(huì)越來(lái)越廣泛。五、衛(wèi)星遙感系統(tǒng)衛(wèi)星遙感系統(tǒng)：是實(shí)現(xiàn)遙感目的的方法、設(shè)備和技術(shù)的總稱。其基本結(jié)構(gòu)圖：

傳感器衛(wèi)星中繼衛(wèi)星

CCT帶

云大氣專用數(shù)據(jù)光盤景物目標(biāo)地面站處理系統(tǒng)膠片影像處理相片四、遙感技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景六、遙感圖像數(shù)據(jù)處理遙感圖像數(shù)據(jù)處理：為了從遙感影像中獲取更多的信息，需對(duì)原始的遙感影像進(jìn)行技術(shù)處理，這種處理稱為遙感圖像數(shù)據(jù)處理，它是計(jì)算機(jī)圖像處理的一個(gè)重要應(yīng)用方向。圖像的恢復(fù)從遙感影像中獲取信息的步驟：圖像的增強(qiáng)圖像的分類等此外，在遙感圖像識(shí)別與分類中常常結(jié)合目視判讀，通過(guò)遙感圖像的識(shí)別和分類可形成專題影像圖。目前，遙感技術(shù)應(yīng)用也正經(jīng)歷著一場(chǎng)質(zhì)的變化，即從定性向定量，靜態(tài)向動(dòng)態(tài)，試驗(yàn)性研究向產(chǎn)業(yè)過(guò)渡。要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，單純依靠遙感數(shù)據(jù)源是不夠的，通常需要專業(yè)模型或描述自然資源的專題圖等的配合，從而出現(xiàn)了遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)相結(jié)合的技術(shù)方法。六、遙感圖像數(shù)據(jù)處理七、遙感物理基礎(chǔ)電磁波：在一定條件下，形成的交變電磁場(chǎng)，以波的形式向外傳播即為電磁波。電磁波譜圖：把電磁波的長(zhǎng)短（或頻率高低）依次排列起來(lái)，畫成圖表稱為電磁波譜圖。各種電磁波波長(zhǎng)不同性質(zhì)也有很大差別。遙感技術(shù)中采用波長(zhǎng)紫外線、可見光、紅外線到微波波段?？梢姽馐沁b感技術(shù)中十分重要和經(jīng)常使用的電磁波譜段。電磁波譜作為各種傳感器設(shè)計(jì)的依據(jù)。七、遙感物理基礎(chǔ)紫外線波長(zhǎng)0.01~0.38μm可見光（紅、橙、黃、綠、青、蘭、紫）

0.38~0.76μm紅外線0.76μm~1000μm

常見的白光是各種波長(zhǎng)可見光按一定比例混合到一起的混合光。地物反射特性：RS技術(shù)中應(yīng)用最普遍的是物體對(duì)可見光和近紅外波段的反射特性。此特性用反射率表示。反射波譜：一般把某一物體的反射率隨波長(zhǎng)而變化的曲線，稱該物體的反射波譜。

紫外線反射波譜特性：不同物體的性質(zhì)不同，其反射率也不同。任何物體都有自己的反射波譜曲線形態(tài)，這種曲線形態(tài)特征稱反射波譜特性。

反射光譜特性圖

雪反射光譜在可見光波

80雪段反射率最高。呈白色。 小麥沙漠在橙色光波段出反60現(xiàn)峰值，為紅褐色。射植物葉綠素含量引起率40反射率發(fā)生變化，吸收大量蘭.

（%）沙漠黃.紅光部分，綠光為0.55μm，

20被葉綠素透射，葉子顯綠色。

00.5水0.60.70.81.01.2波長(zhǎng)（μm）反射波譜特性：不同物體的性質(zhì)不同，其反射率也不同。任何物體都遙感概念遙遠(yuǎn)感知事物。遙感即遠(yuǎn)距離不接觸物體而課件影響植物反射率的主要因素包括

葉色、細(xì)胞結(jié)構(gòu)和含水量等。影響植物反射率的主要因素包括

葉色、細(xì)胞結(jié)構(gòu)和含水量等。一般顏色越淺，反射率越高。顏色越深，反射率越低。大氣窗口：大氣對(duì)電磁波的吸收和散射都很小，而是透射（過(guò)）率很高的波段。1. 0.30~1.3μm大氣窗口：包括全部可見光部分紫外線，近紅外線，為地物的反射光譜區(qū)?？刹捎玫膫鞲衅鳎簲z像機(jī)、掃描儀或光譜測(cè)定儀等。該窗口應(yīng)用最廣。陸地衛(wèi)星1.2號(hào)的傳感器工作波段全部在此窗口。2.1.4~3.0μm大氣窗口：屬于近紅外波段反射光譜范圍，只能用光譜儀、射線測(cè)定儀記錄。很少用。3.3.5~5.5μm大氣窗口：屬于中紅外波段，為地物熱輻射的范圍。它包括地物的反射光譜和發(fā)射光譜，目前該波段還不能使用膠片感光，只能掃描成像。4.8~14μm大氣窗口：屬于遠(yuǎn)紅外波段，是地物熱輻射范圍，可采用紅外輻射計(jì)、紅外光電探測(cè)儀、光譜計(jì)記錄。一般顏色越淺，反射率越高。顏色越深，反射率越低。電磁波在大氣中傳輸時(shí)，通過(guò)大氣層未被反射、吸收和散射的那些透射率高的波段范圍，稱為大氣窗口。大氣窗口：電磁波在大氣中傳輸時(shí)，通過(guò)大氣層未被反射、吸收和散射的那些透5.微波大氣窗口：該窗口較寬。常用8mm~25cm波段。遙感技術(shù)所成的圖像，主要有多光譜遙感圖像、紅外遙感圖像、微波雷達(dá)圖像等。第二章 航空遙感一、概述航空RS：以飛機(jī)作RS平臺(tái)的航空攝影所取得的像片，獲取各種信息資料和編繪地形圖的技術(shù)及其專業(yè)應(yīng)用。1909年第一張航片產(chǎn)生。生產(chǎn)的需求和科學(xué)的發(fā)展，進(jìn)入大發(fā)展階段。黑白全色片、黑白分波段片、黑白紅外片、彩紅外片、天然彩色片等。攝影高度分：低空、中空、高空航片等類型。5.微波大氣窗口：該窗口較寬。常用8mm~25cm波段。一）航攝種類1.單張航攝、帶狀（線路）航攝、面積航攝。2.根據(jù)航攝機(jī)主光軸在瞬間位置分：垂直航攝、傾斜航攝，攝影時(shí)主光軸鉛垂線傾斜不得大于3°，低空攝影個(gè)別允許<5°傾斜攝影>5°。二）航攝概念：用航攝儀，按一定要求對(duì)測(cè)區(qū)進(jìn)行空中攝影，將暴光后的感光負(fù)片進(jìn)行攝影處理，便獲得了該地區(qū)的航攝像片。這一過(guò)程叫航攝。三）航攝機(jī)1.按鏡箱結(jié)構(gòu)分：普通鏡頭（單機(jī)單鏡頭）、單機(jī)多鏡頭（多波段）2.按鏡頭的像場(chǎng)角（2β）大小分：夾角2β<30°常角2β50-70°寬角2β70-105°廣角>105°一）航攝種類3.按鏡頭焦距（f）長(zhǎng)分：長(zhǎng)焦距>300mm、中焦距150-300mm、短焦距70-150mm、超短焦距

<70mm像幅：18×18cm23×23cm30×30cm如高度一定，像幅所覆蓋面積與鏡頭的焦距長(zhǎng)度成反比。如焦距一定，像幅所覆蓋面積與高度成正比。對(duì)航攝飛機(jī)的要求：航速均勻.航高不變.航行平穩(wěn).耗油量少。航行時(shí)間長(zhǎng)（不低于5h）。航高飛行高度（m）高空15000-20000低空1000m左右中高空7000-12000

中空3000-50003.按鏡頭焦距（f）長(zhǎng)分：長(zhǎng)焦距>300mm、中焦距150-四）、感光材料分類感光材料：指感光底片和像紙兩種。感光材料是在片基上涂以感光乳劑層（藥膜）制成感光乳劑層成分和構(gòu)造不同，感光材料對(duì)光的“感受”能力也不同。應(yīng)正確選擇，滿足不同的工作需要。1.色盲片：只感光近紫外線和藍(lán)紫光。特點(diǎn)：黑白反差大，對(duì)紅綠色不感光。用于反拍文件，制黑白幻燈片。2.正色片：感光范圍從藍(lán)光區(qū)擴(kuò)大到綠光區(qū)，用于制板復(fù)照。3.分色片：對(duì)綠黃色可區(qū)分較敏感適用春季植被航空攝影4.全色片：能感受全部可見光。四）、感光材料分類5.紅外片：對(duì)紅外光敏感的底片。對(duì)生態(tài)因子和林業(yè)調(diào)查廣泛使用，土壤含水程度，區(qū)分效果最好。6.彩紅外片：三層乳劑負(fù)片，稱假彩色。其中一層對(duì)紅外敏感，以紅色表示紅外敏感區(qū)。綠光記錄成藍(lán)色、紅光記錄成綠色、紅外光記錄成紅色構(gòu)成彩色圖像。反映的地物與實(shí)地并不一致。但增加了圖像的色相和色反差。7.天然彩色片：彩色效果與自然界近似。感光度：感光材料對(duì)光線作用的敏感程度。反差：圖像中明亮與陰暗部分亮度的差別。（黑度之差）反差系數(shù)：圖像上表現(xiàn)的反差與原景物反差的比值，稱——。反差系數(shù)公式（r)﹦圖像反差／景物反差如小于1，色調(diào)柔和，過(guò)度邊界不清晰如大于1，界線分明，但過(guò)度層次太少，丟失不少信息。5.紅外片：對(duì)紅外光敏感的底片。對(duì)生態(tài)因子和林業(yè)調(diào)查廣泛使用二、分辨率：是RS圖像中一個(gè)重要參數(shù)。指通過(guò)攝影或掃描所得像片或圖像對(duì)空間和地面上能分辨出的最小目標(biāo)單元。1.圖像分辨率：指圖像上1mm寬度內(nèi)能分辨出的線條數(shù)。鏡頭和感光負(fù)片的綜合分辨率，取決于成像光波的波長(zhǎng)、感光照片的質(zhì)量、目標(biāo)物的反差、暗室處理等因素。2.地面分辨率：指RS圖像上分辨地面目標(biāo)的能力。三、航片的幾何特性1.航片是中心投影：地面上的各點(diǎn)的投影光線都通過(guò)一個(gè)固定點(diǎn)（投影中心——鏡頭中心焦點(diǎn)）投影到投影面上（底片）而形成像。二、分辨率：是RS圖像中一個(gè)重要參數(shù)。遙感概念遙遠(yuǎn)感知事物。遙感即遠(yuǎn)距離不接觸物體而課件中心投影圖投影的定義直線的中心投影中心投影圖投影的定義2.像片比例尺：航片比例尺取決于攝影機(jī)焦距和航攝飛行高度及鏡頭像場(chǎng)角（像場(chǎng)角與焦距有關(guān)）

ab/AB=f/H1=1/m1(地面比例尺）

·SfH1abcdH2A·B·C·D·cd/CD=f/H2=1/m2由于比例尺分母m2>m1。由此可知，像片比例尺與航高成反比。山頂?shù)貐^(qū)像片比例尺大，山谷地區(qū)則小。這就是攝影學(xué)中的“遠(yuǎn)小近大”的特性。2.像片比例尺：航片比例尺取決于攝影機(jī)焦距和航攝飛行高度及鏡3.像片重疊度：相鄰兩相片之間要有一定程度的重疊影像。用像片重疊寬度與像幅邊長(zhǎng)之比來(lái)表示，叫像片重疊度。航向重疊：沿航線方向相鄰兩像片之間的重疊。一般60~65%，最小不小于53%。旁向重疊：相鄰兩航線間像片的重疊。一般30~35%，最小不小于15%。Ly

Lx3.像片重疊度：相鄰兩相片之間要有一定程度的重疊影像。用像片四、航片上的點(diǎn)和線O—像主點(diǎn)：過(guò)S點(diǎn)做平面P的垂線SO（主光軸）與像平面P的交點(diǎn)。n—像底點(diǎn)：過(guò)S點(diǎn)所做的鉛垂線叫主垂線，它與像平面P的交點(diǎn)。C—等角點(diǎn)：SO與主垂線所決定的平面叫主垂面W。在W面內(nèi)將α平分，其分角線與像平面P的交點(diǎn)C。i—合點(diǎn)vV—主縱線VV—攝影方向線等比線：垂直于主縱線vV的直線都叫水平線。通過(guò)C點(diǎn)的水平線，叫等比線hchc。主橫線hoho合線hihi.四、航片上的點(diǎn)和線O—像主點(diǎn)：過(guò)S點(diǎn)做平面P的垂線SO（主光當(dāng)像片水平時(shí)n、c、o為一點(diǎn)，即α=0林業(yè)遙感中把α＜3°視為水平像片對(duì)待，可簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程。（即垂直航攝）

五、像點(diǎn)位移1.因地形起伏引起的像點(diǎn)位移（投影差）垂直攝影航片上，高出或低于基準(zhǔn)面的地物點(diǎn)在像片上的像點(diǎn)與平面位置相比，產(chǎn)生位置移動(dòng)——投影差δh=±⊿h·r/HH—攝影站與起使面的相對(duì)航高⊿h—地面點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)面的高差.E—高程基準(zhǔn)面H—航高r—像點(diǎn)距像低點(diǎn)的距離（向徑長(zhǎng)度）

δh—投影差

當(dāng)像片水平時(shí)n、c、o為一點(diǎn)，即α=0林業(yè)遙感中把α＜3°規(guī)律a.δh的大小與r成正比，r距離愈長(zhǎng)δh愈大，與像片中心部分愈近δh愈小。n是不因高差而引起投影差的點(diǎn)

b.δh大小與h成正比，⊿h為正投影差為正影像離開中心點(diǎn)向外移動(dòng)2.因像片傾斜引起的像點(diǎn)位移（傾斜誤差）δα=±rc2sinαsinφ/frc—傾斜像片上像點(diǎn)到等角點(diǎn)的距離α—像片傾斜角φ—等比線與像點(diǎn)向徑之間夾角f—航攝機(jī)焦距分析上式，得以下規(guī)律：1.δα的大小與向徑rc的平方成正比，與航攝機(jī)焦距成反比；規(guī)律a.δh的大小與r成正比，r距離愈長(zhǎng)δh愈大，與像片2.當(dāng)φ=0°或φ=180°時(shí)，δα=0即等比線上各像點(diǎn)沒有傾斜誤差；3.當(dāng)φ=90°或270°時(shí)，δα為最大。即位于主縱線上的像點(diǎn)傾斜誤差最大；4.由于rc和α永為正值，所以δα的符號(hào)僅與角φ的大小有關(guān)：當(dāng)φ在0°--180°時(shí)，δα為負(fù)值，像點(diǎn)向等角點(diǎn)方向移動(dòng)；當(dāng)φ在180°--360°時(shí)，δα為正值，像點(diǎn)背著等角點(diǎn)方向移動(dòng)。水平像片上矩形圖形，在傾斜像片上變成梯形。六、使用面積的劃分航線內(nèi)三重疊，航線間二重疊，所包圍的面積。r0.4-0.5mm內(nèi)稱有效面積。七、航片上的標(biāo)志：日期、水準(zhǔn)器、時(shí)表、高度表、框標(biāo)?？驑?biāo)連線的交點(diǎn)——像片中心點(diǎn)。八、像片比例尺的測(cè)定：1.量距法2.輻射三角測(cè)量法2.當(dāng)φ=0°或φ=180°時(shí)，δα=0即等比線上各像點(diǎn)第三章 航片立體觀察一、立體觀察人對(duì)物體觀察，用一對(duì)眼睛觀察自然界的物體遠(yuǎn)近產(chǎn)生立體感覺稱天然立體視覺。主因基于在兩眼的視網(wǎng)膜上產(chǎn)生生理視差。b—兩只眼睛間距稱眼基線（58-72mm）不同間距A.B兩點(diǎn)發(fā)出的光線進(jìn)入左.右兩眼后，分別在兩眼的視網(wǎng)膜上構(gòu)像a1b1與a2b2。由于兩點(diǎn)距眼睛的距離不等，因此，視網(wǎng)膜上的兩段弧長(zhǎng)a1b1與a2b2也不等，其差數(shù)叫生理視差。生理視差是判斷物體A.B遠(yuǎn)近、產(chǎn)生立體視差的主要根據(jù)。不觀察實(shí)物而獲取立體感覺—人造立體視覺。采用攝影方法，在不同攝影站，用同一焦距的航攝機(jī)對(duì)同一地物進(jìn)行攝影，得到兩張像片，稱像對(duì)，像對(duì)具有同一地物的一對(duì)影像與生理視差類似的一種視差——左右視差。獲得人造立體感覺——立體觀察。第三章 航片立體觀察一、立體觀察像對(duì)立體觀察應(yīng)滿足的條件：1.像對(duì)必須是具有一定重疊度的兩張像片；2.兩眼必須分別各看一張——分像；3.像片安放，相應(yīng)點(diǎn)連線必須與眼基線平行，兩像片的距離不宜太大（太?。?；4.兩張像片比例尺盡可能一致，如超過(guò)16%，觀察立體相當(dāng)困難。立體效應(yīng)：正立體、反立體、零立體二、像片立體觀察工具常用分像儀器——反光立體鏡。三、立體夸大——地面起伏比實(shí)際情況增大。原因：光學(xué)模型垂直比例尺大于水平比例尺。像對(duì)立體觀察應(yīng)滿足的條件：遙感概念遙遠(yuǎn)感知事物。遙感即遠(yuǎn)距離不接觸物體而課件遙感概念遙遠(yuǎn)感知事物。遙感即遠(yuǎn)距離不接觸物體而課件像片糾正的基本思想假定地面是水平的，攝影像片也處于水平位置，則像片上獲得的影像與實(shí)際地面是完全相似的。這時(shí)中心投影像片相當(dāng)于正射投影的像片平面圖。只要設(shè)法消除像片上的傾斜誤差，得到其糾正像片，即可用來(lái)編制平坦地區(qū)的像片平面圖。像片糾正只能消除傾斜誤差，投影誤差不會(huì)因像片糾正而消除，只能采取限制的辦法。一般規(guī)定，像片作業(yè)范圍內(nèi)任何一點(diǎn)，在規(guī)定比例尺的圖底上產(chǎn)生的投影誤差都不超過(guò)±0.4mm，稱為平坦地區(qū)。復(fù)雜地區(qū)采用糾正時(shí)，用“分帶”的辦法，以保證整個(gè)地區(qū)內(nèi)所有點(diǎn)在圖底上投影誤差不會(huì)超過(guò)±0.4mm。糾正的實(shí)質(zhì)是消除傾斜誤差。糾正的方法有：圖解法，光學(xué)圖解法，光學(xué)機(jī)械法和微分糾正法等。像片糾正的基本思想利用航攝像片測(cè)繪地形圖全能法：借助于全能型測(cè)圖的儀器，在室內(nèi)建立與實(shí)地完全相似的立體模型，利用儀器上的測(cè)繪系統(tǒng)直接量測(cè)模型，測(cè)定出地面點(diǎn)的平面位置和高程并繪制出立體模型的等高線?；咎攸c(diǎn)：用同一臺(tái)儀器在一個(gè)內(nèi)業(yè)過(guò)程中同時(shí)測(cè)定地面點(diǎn)的三維空間位置，并直接獲得地形原圖。全能法是航測(cè)成圖的主要方法，它適用于各種地形，尤其適用于山地、高山地區(qū)。微分法：特點(diǎn)：分別測(cè)定點(diǎn)的平面位置和高程。用兩套儀器完成作業(yè)過(guò)程較繁瑣，但使用的儀器較簡(jiǎn)單。適用于丘陵地區(qū)。綜合法測(cè)圖：用航片確定地物的平面位置，用普通地面測(cè)量方法測(cè)定高程和等高線，是攝影和地面測(cè)量相結(jié)合的一種方法。利用航攝像片測(cè)繪地形圖一、遙感概念：遙遠(yuǎn)感知事物。遙感即遠(yuǎn)距離不接觸物體而取得信息的一種探測(cè)技術(shù)。也就是在地面上空的飛機(jī)、飛船、衛(wèi)星（統(tǒng)稱遙感平臺(tái)）上，使用飛行物上的照相機(jī)、掃描儀（稱傳感器）接收地面物體反射或發(fā)射的電磁波信號(hào)，并以圖像膠片或數(shù)據(jù)磁帶記錄下來(lái)，傳送到地面接收站，經(jīng)過(guò)加工處理后，結(jié)合地面的光譜特征來(lái)識(shí)別他們。通常把這一整套的接收傳輸處理和分析判釋遙感信息的過(guò)程，稱遙感技術(shù)。遙感平臺(tái)：攜帶遙感傳感器的工具稱遙感平臺(tái)。第一章 遙感基礎(chǔ)

(RemoteSensing,RS)一、遙感概念：第一章 遙感基礎(chǔ)

(RemoteSensi傳感器：記錄景物目標(biāo)信息的儀器為傳感器。二、遙感分類：遙感是以航空攝影技術(shù)為基礎(chǔ)，在20世紀(jì)60年代初發(fā)展起來(lái)的一門新興技術(shù)。開始為航空遙感，自1972年美國(guó)發(fā)射了第一棵陸地衛(wèi)星后，標(biāo)志著航天遙感時(shí)代的開始。1.按平臺(tái)層次、比例尺分：地面遙感：地面上應(yīng)用高架或其它平臺(tái)，借助各種傳感器所得到的信息產(chǎn)品，用于火災(zāi)探測(cè)，林分生物量測(cè)定，有特殊要求的調(diào)查與監(jiān)測(cè)。航空遙感：在對(duì)流層以下，運(yùn)行的各種平臺(tái)，借助攝影或掃描儀等傳感器，記錄地面目標(biāo)各種特征的遙感方法。傳感器：記錄景物目標(biāo)信息的儀器為傳感器。航空遙感：使用中、小比例尺，大比例尺或特大比例尺。主要用于成圖、工程設(shè)計(jì)、森林資源環(huán)境、災(zāi)害等領(lǐng)域的調(diào)查與監(jiān)測(cè)。是林業(yè)系統(tǒng)過(guò)去應(yīng)用的主要信息資源。航天遙感：在大氣中間層以上沿軌道運(yùn)行的各種平臺(tái)，通過(guò)傳感器記錄地面目標(biāo)各種特征不同的信息源。使用超小比例尺、極小比例尺和小比例尺的圖像資料和數(shù)據(jù)。用于宏觀調(diào)查規(guī)劃，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，航天遙感地面分辨率越來(lái)越高，因此二者在某些方面的界限性越來(lái)越不明顯，但從目前來(lái)看二者還是互為補(bǔ)充，即各有優(yōu)缺點(diǎn)。航空遙感：2.按波長(zhǎng)范圍分：可見光遙感：（用于森林資源調(diào)查成圖的全色航空相片）。反射紅外遙感：（探測(cè)火、病蟲害、污染及森林植被生長(zhǎng)狀況測(cè)定）。熱紅外遙感：觀測(cè)目標(biāo)物的熱輻射。微波遙感：（探測(cè)土壤水分特征）3.根據(jù)發(fā)射源分：主動(dòng)遙感和被動(dòng)遙感。1.主動(dòng)遙感：從遙感平臺(tái)發(fā)射電磁波到地面，然后用傳感器接收反射回來(lái)的信息；不依賴太陽(yáng)，可夜間工作；2.被動(dòng)遙感：用傳感器接收地物輻射的電磁波，以獲取地物的信息，了解物體性質(zhì)的方法。遙感平臺(tái)和傳感器用于獲取遙感數(shù)據(jù)。2.按波長(zhǎng)范圍分：1.遙感數(shù)據(jù)的獲取遙感技術(shù)三個(gè)基本環(huán)節(jié)：2.信息的提取

3.遙感應(yīng)用三、遙感技術(shù)的主要特點(diǎn)：1.可獲取大范圍數(shù)據(jù)資料。2.獲取信息的速度快，周期短。3.獲取信息受條件限制少。4.獲取信息的手段多，信息量大。如Landsat衛(wèi)星的TM圖像，一幅覆蓋面積為：185km×185km

四、遙感技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景光譜分辨率和時(shí)間分辨率都會(huì)有極大的提高。其應(yīng)用領(lǐng)域隨著空間技術(shù)發(fā)展，尤其是地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展及相互滲透，將會(huì)越來(lái)越廣泛。五、衛(wèi)星遙感系統(tǒng)衛(wèi)星遙感系統(tǒng)：是實(shí)現(xiàn)遙感目的的方法、設(shè)備和技術(shù)的總稱。其基本結(jié)構(gòu)圖：

傳感器衛(wèi)星中繼衛(wèi)星

CCT帶

云大氣專用數(shù)據(jù)光盤景物目標(biāo)地面站處理系統(tǒng)膠片影像處理相片四、遙感技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景六、遙感圖像數(shù)據(jù)處理遙感圖像數(shù)據(jù)處理：為了從遙感影像中獲取更多的信息，需對(duì)原始的遙感影像進(jìn)行技術(shù)處理，這種處理稱為遙感圖像數(shù)據(jù)處理，它是計(jì)算機(jī)圖像處理的一個(gè)重要應(yīng)用方向。圖像的恢復(fù)從遙感影像中獲取信息的步驟：圖像的增強(qiáng)圖像的分類等此外，在遙感圖像識(shí)別與分類中常常結(jié)合目視判讀，通過(guò)遙感圖像的識(shí)別和分類可形成專題影像圖。目前，遙感技術(shù)應(yīng)用也正經(jīng)歷著一場(chǎng)質(zhì)的變化，即從定性向定量，靜態(tài)向動(dòng)態(tài)，試驗(yàn)性研究向產(chǎn)業(yè)過(guò)渡。要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，單純依靠遙感數(shù)據(jù)源是不夠的，通常需要專業(yè)模型或描述自然資源的專題圖等的配合，從而出現(xiàn)了遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)相結(jié)合的技術(shù)方法。六、遙感圖像數(shù)據(jù)處理七、遙感物理基礎(chǔ)電磁波：在一定條件下，形成的交變電磁場(chǎng)，以波的形式向外傳播即為電磁波。電磁波譜圖：把電磁波的長(zhǎng)短（或頻率高低）依次排列起來(lái)，畫成圖表稱為電磁波譜圖。各種電磁波波長(zhǎng)不同性質(zhì)也有很大差別。遙感技術(shù)中采用波長(zhǎng)紫外線、可見光、紅外線到微波波段。可見光是遙感技術(shù)中十分重要和經(jīng)常使用的電磁波譜段。電磁波譜作為各種傳感器設(shè)計(jì)的依據(jù)。七、遙感物理基礎(chǔ)紫外線波長(zhǎng)0.01~0.38μm可見光（紅、橙、黃、綠、青、蘭、紫）

0.38~0.76μm紅外線0.76μm~1000μm

常見的白光是各種波長(zhǎng)可見光按一定比例混合到一起的混合光。地物反射特性：RS技術(shù)中應(yīng)用最普遍的是物體對(duì)可見光和近紅外波段的反射特性。此特性用反射率表示。反射波譜：一般把某一物體的反射率隨波長(zhǎng)而變化的曲線，稱該物體的反射波譜。

紫外線反射波譜特性：不同物體的性質(zhì)不同，其反射率也不同。任何物體都有自己的反射波譜曲線形態(tài)，這種曲線形態(tài)特征稱反射波譜特性。

反射光譜特性圖

雪反射光譜在可見光波

80雪段反射率最高。呈白色。 小麥沙漠在橙色光波段出反60現(xiàn)峰值，為紅褐色。射植物葉綠素含量引起率40反射率發(fā)生變化，吸收大量蘭.

（%）沙漠黃.紅光部分，綠光為0.55μm，

20被葉綠素透射，葉子顯綠色。

00.5水0.60.70.81.01.2波長(zhǎng)（μm）反射波譜特性：不同物體的性質(zhì)不同，其反射率也不同。任何物體都遙感概念遙遠(yuǎn)感知事物。遙感即遠(yuǎn)距離不接觸物體而課件影響植物反射率的主要因素包括

葉色、細(xì)胞結(jié)構(gòu)和含水量等。影響植物反射率的主要因素包括

葉色、細(xì)胞結(jié)構(gòu)和含水量等。一般顏色越淺，反射率越高。顏色越深，反射率越低。大氣窗口：大氣對(duì)電磁波的吸收和散射都很小，而是透射（過(guò)）率很高的波段。1. 0.30~1.3μm大氣窗口：包括全部可見光部分紫外線，近紅外線，為地物的反射光譜區(qū)?？刹捎玫膫鞲衅鳎簲z像機(jī)、掃描儀或光譜測(cè)定儀等。該窗口應(yīng)用最廣。陸地衛(wèi)星1.2號(hào)的傳感器工作波段全部在此窗口。2.1.4~3.0μm大氣窗口：屬于近紅外波段反射光譜范圍，只能用光譜儀、射線測(cè)定儀記錄。很少用。3.3.5~5.5μm大氣窗口：屬于中紅外波段，為地物熱輻射的范圍。它包括地物的反射光譜和發(fā)射光譜，目前該波段還不能使用膠片感光，只能掃描成像。4.8~14μm大氣窗口：屬于遠(yuǎn)紅外波段，是地物熱輻射范圍，可采用紅外輻射計(jì)、紅外光電探測(cè)儀、光譜計(jì)記錄。一般顏色越淺，反射率越高。顏色越深，反射率越低。電磁波在大氣中傳輸時(shí)，通過(guò)大氣層未被反射、吸收和散射的那些透射率高的波段范圍，稱為大氣窗口。大氣窗口：電磁波在大氣中傳輸時(shí)，通過(guò)大氣層未被反射、吸收和散射的那些透5.微波大氣窗口：該窗口較寬。常用8mm~25cm波段。遙感技術(shù)所成的圖像，主要有多光譜遙感圖像、紅外遙感圖像、微波雷達(dá)圖像等。第二章 航空遙感一、概述航空RS：以飛機(jī)作RS平臺(tái)的航空攝影所取得的像片，獲取各種信息資料和編繪地形圖的技術(shù)及其專業(yè)應(yīng)用。1909年第一張航片產(chǎn)生。生產(chǎn)的需求和科學(xué)的發(fā)展，進(jìn)入大發(fā)展階段。黑白全色片、黑白分波段片、黑白紅外片、彩紅外片、天然彩色片等。攝影高度分：低空、中空、高空航片等類型。5.微波大氣窗口：該窗口較寬。常用8mm~25cm波段。一）航攝種類1.單張航攝、帶狀（線路）航攝、面積航攝。2.根據(jù)航攝機(jī)主光軸在瞬間位置分：垂直航攝、傾斜航攝，攝影時(shí)主光軸鉛垂線傾斜不得大于3°，低空攝影個(gè)別允許<5°傾斜攝影>5°。二）航攝概念：用航攝儀，按一定要求對(duì)測(cè)區(qū)進(jìn)行空中攝影，將暴光后的感光負(fù)片進(jìn)行攝影處理，便獲得了該地區(qū)的航攝像片。這一過(guò)程叫航攝。三）航攝機(jī)1.按鏡箱結(jié)構(gòu)分：普通鏡頭（單機(jī)單鏡頭）、單機(jī)多鏡頭（多波段）2.按鏡頭的像場(chǎng)角（2β）大小分：夾角2β<30°常角2β50-70°寬角2β70-105°廣角>105°一）航攝種類3.按鏡頭焦距（f）長(zhǎng)分：長(zhǎng)焦距>300mm、中焦距150-300mm、短焦距70-150mm、超短焦距

<70mm像幅：18×18cm23×23cm30×30cm如高度一定，像幅所覆蓋面積與鏡頭的焦距長(zhǎng)度成反比。如焦距一定，像幅所覆蓋面積與高度成正比。對(duì)航攝飛機(jī)的要求：航速均勻.航高不變.航行平穩(wěn).耗油量少。航行時(shí)間長(zhǎng)（不低于5h）。航高飛行高度（m）高空15000-20000低空1000m左右中高空7000-12000

中空3000-50003.按鏡頭焦距（f）長(zhǎng)分：長(zhǎng)焦距>300mm、中焦距150-四）、感光材料分類感光材料：指感光底片和像紙兩種。感光材料是在片基上涂以感光乳劑層（藥膜）制成感光乳劑層成分和構(gòu)造不同，感光材料對(duì)光的“感受”能力也不同。應(yīng)正確選擇，滿足不同的工作需要。1.色盲片：只感光近紫外線和藍(lán)紫光。特點(diǎn)：黑白反差大，對(duì)紅綠色不感光。用于反拍文件，制黑白幻燈片。2.正色片：感光范圍從藍(lán)光區(qū)擴(kuò)大到綠光區(qū)，用于制板復(fù)照。3.分色片：對(duì)綠黃色可區(qū)分較敏感適用春季植被航空攝影4.全色片：能感受全部可見光。四）、感光材料分類5.紅外片：對(duì)紅外光敏感的底片。對(duì)生態(tài)因子和林業(yè)調(diào)查廣泛使用，土壤含水程度，區(qū)分效果最好。6.彩紅外片：三層乳劑負(fù)片，稱假彩色。其中一層對(duì)紅外敏感，以紅色表示紅外敏感區(qū)。綠光記錄成藍(lán)色、紅光記錄成綠色、紅外光記錄成紅色構(gòu)成彩色圖像。反映的地物與實(shí)地并不一致。但增加了圖像的色相和色反差。7.天然彩色片：彩色效果與自然界近似。感光度：感光材料對(duì)光線作用的敏感程度。反差：圖像中明亮與陰暗部分亮度的差別。（黑度之差）反差系數(shù)：圖像上表現(xiàn)的反差與原景物反差的比值，稱——。反差系數(shù)公式（r)﹦圖像反差／景物反差如小于1，色調(diào)柔和，過(guò)度邊界不清晰如大于1，界線分明，但過(guò)度層次太少，丟失不少信息。5.紅外片：對(duì)紅外光敏感的底片。對(duì)生態(tài)因子和林業(yè)調(diào)查廣泛使用二、分辨率：是RS圖像中一個(gè)重要參數(shù)。指通過(guò)攝影或掃描所得像片或圖像對(duì)空間和地面上能分辨出的最小目標(biāo)單元。1.圖像分辨率：指圖像上1mm寬度內(nèi)能分辨出的線條數(shù)。鏡頭和感光負(fù)片的綜合分辨率，取決于成像光波的波長(zhǎng)、感光照片的質(zhì)量、目標(biāo)物的反差、暗室處理等因素。2.地面分辨率：指RS圖像上分辨地面目標(biāo)的能力。三、航片的幾何特性1.航片是中心投影：地面上的各點(diǎn)的投影光線都通過(guò)一個(gè)固定點(diǎn)（投影中心——鏡頭中心焦點(diǎn)）投影到投影面上（底片）而形成像。二、分辨率：是RS圖像中一個(gè)重要參數(shù)。遙感概念遙遠(yuǎn)感知事物。遙感即遠(yuǎn)距離不接觸物體而課件中心投影圖投影的定義直線的中心投影中心投影圖投影的定義2.像片比例尺：航片比例尺取決于攝影機(jī)焦距和航攝飛行高度及鏡頭像場(chǎng)角（像場(chǎng)角與焦距有關(guān)）

ab/AB=f/H1=1/m1(地面比例尺）

·SfH1abcdH2A·B·C·D·cd/CD=f/H2=1/m2由于比例尺分母m2>m1。由此可知，像片比例尺與航高成反比。山頂?shù)貐^(qū)像片比例尺大，山谷地區(qū)則小。這就是攝影學(xué)中的“遠(yuǎn)小近大”的特性。2.像片比例尺：航片比例尺取決于攝影機(jī)焦距和航攝飛行高度及鏡3.像片重疊度：相鄰兩相片之間要有一定程度的重疊影像。用像片重疊寬度與像幅邊長(zhǎng)之比來(lái)表示，叫像片重疊度。航向重疊：沿航線方向相鄰兩像片之間的重疊。一般60~65%，最小不小于53%。旁向重疊：相鄰兩航線間像片的重疊。一般30~35%，最小不小于15%。Ly

Lx3.像片重疊度：相鄰兩相片之間要有一定程度的重疊影像。用像片四、航片上的點(diǎn)和線O—像主點(diǎn)：過(guò)S點(diǎn)做平面P的垂線SO（主光軸）與像平面P的交點(diǎn)。n—像底點(diǎn)：過(guò)S點(diǎn)所做的鉛垂線叫主垂線，它與像平面P的交點(diǎn)。C—等角點(diǎn)：SO與主垂線所決定的平面叫主垂面W。在W面內(nèi)將α平分，其分角線與像平面P的交點(diǎn)C。i—合點(diǎn)vV—主縱線VV—攝影方向線等比線：垂直于主縱線vV的直線都叫水平線。通過(guò)C點(diǎn)的水平線，叫等比線hchc。主橫線hoho合線hihi.四、航片上的點(diǎn)和線O—像主點(diǎn)：過(guò)S點(diǎn)做平面P的垂線SO（主光當(dāng)像片水平時(shí)n、c、o為一點(diǎn)，即α=0林業(yè)遙感中把α＜3°視為水平像片對(duì)待，可簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程。（即垂直航攝）

五、像點(diǎn)位移1.因地形起伏引起的像點(diǎn)位移（投影差）垂直攝影航片上，高出或低于基準(zhǔn)面的地物點(diǎn)在像片上的像點(diǎn)與平面位置相比，產(chǎn)生位置移動(dòng)——投影差δh=±⊿h·r/HH—攝影站與起使面的相對(duì)航高⊿h—地面點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)面的高差.E—高程基準(zhǔn)面H—航高r—像點(diǎn)距像低點(diǎn)的距離（向徑長(zhǎng)度）

δh—投影差

當(dāng)像片水平時(shí)n、c、o為一點(diǎn)，即α=0林業(yè)遙感中把α＜3°規(guī)律a.δh的大小與r成正比，r距離愈長(zhǎng)δh愈大，與像片中心部分愈近δh愈小。n是不因高差而引起投影差的點(diǎn)

b.δh大小與