孙家炳《遥感原理与应用》课件

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1、遥感是在不直接接触的情况下，对目标物或自然现象远距离感知的一门探测技术。具体地讲是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数据，通过传输、变换和处理，提取有用的信息，实现研究地物空间形状、位置、性质及其与环境的相互关系的一门现代应用技术科学。    1858年世界上第一张航空像片获得后，出现的航片判读技术是现代遥感技术的雏形，由于技术上的限制，在整整一个世纪中，一直发展十分缓慢，仅仅是在航片几何处理上有很大的突破，航空摄影测量的理论和光学机械模拟测图仪器发展到比较完善的地步。    1956年世界上第一颗人造地球卫星发射成功，为遥感技术的发展创造

2、了新的条件，科学家对随后发射的卫星上回收的成千上万张地球照片进行分析，注意到卫星摄影拍摄范围大，速度快，成本低，在短期内能重复观测，有利于监测地表的动态变化。并发现了许多在地面或近距离内无法看到的宏观自然现象。同时传感器技术长足发展，出现了多光谱扫描仪、热红外传感器和雷达成像仪等，使得获取信息所利用的电磁波谱的波长范围大大扩展，显示信息的能力增强，一些传感器的工作能力达到全日时，全天候，并且获取图像的方式更适应现代数据传输和处理的要求。计算机技术的发展和应用，使海量卫星图像数据的处理、贮存和检索快速而有效，尤其在图像的压缩、变换、复原、增强和信息提取方面，更显示了它的优越性

3、。这样就大大突破了原先航片目视判读的狭隘性，"遥感"（RemoteSensing）这一更加广义和恰当的新名词，很自然地在二十世纪六十年代出现。    美国在"双子星座"（Gemini），天空实验室（Skylab）和雨云（Nimbus）等卫星和宇宙飞船上进行遥感试验的基础上，1972年7月23日发射了第一颗地球资源卫星（ERTS-1），后改称陆地卫星（LandSet），星上载有MSS多光谱扫描仪和RBV多光谱电视摄像仪两种传感器系统，空间分辨力80米，是一颗遥感专用卫星，五年多发射下来的大量地表图像经各国科学家分析和应用，得到了大量成果，可称为遥感技术发展的第一个里程碑。  

4、  1982年美国发射的陆地卫星4号（LandSet-4）上装载的TM专题制图仪，将光谱段从MSS4个波段增加到7个波段，空间分辨力提高到30米。1986年法国发射的Spot卫星上装载的HRV线阵列推扫式成像仪将空间分辨力提高到10米，被称为第二代遥感卫星。目前已发展到第三代遥感卫星，1konos卫星上遥感传感器空间分辨力达到1米。快鸟（Quickbird）卫星达到0.61米。    遥感技术的发展不仅仅表现在传感器空间分辨力的提高，其它各个方面发展也十分快，遥感平台由遥感卫星，宇宙飞船，航天飞机有一定时间间隔的短中期观测，发展为以国际空间站为主的多平台、多层面、长期的动态

5、观测。还计划发射小卫星群，获取任意时相的卫星影像，以适应不同遥感监测项目的要求。遥感传感器的光谱探测能力也在急速提高，成像光谱仪的出现，能探出到地物在某些狭窄波区光谱辐射特性的差别，目前已在运行的有36个波段的MODIS成像光谱仪，未来成像光谱仪的波段个数将达到384个波段，每个波段的波长区间窄到5nm。在立体成像方面，由邻轨立体观测发展到同轨立体观测，使立体影像能在很短时间内获得，并且几何关系相对简单，处理更方便，侧视雷达立体成像和相干雷达（INSAR）的出现，使立体测量方法更多样化，同时实现全天候作业。    遥感图像处理硬件系统也从光学处理设备全面转向数字处理系统，内

6、外存容量的迅速扩大，处理速度急速增加，使处理海量遥感数据成为现实，网络的出现将使数据实时传输和实时处理成为现实。遥感图像处理软件系统更是不断翻新，从开始的人机对话操作方式（ARIESI2S101等）,发展到视窗方式（ERDAS、PCI、ENVI等），未来将向智能化方向发展。另一个特点是与GIS集成，有代表性的是ERDAS与ARCIINFO的集成。遥感软件的组件化也是一个发展方向，遥感软件的网络化，实现遥感软件和数据资源的共享和实时传输。    大量多种分辨力遥感影像形成了影像金字塔，再加上高光谱、多时相和立体观测影像，出现海量数据，使影像的检索和处理发生困难，建立遥感影像数

7、据库系统已迫在眼前，目前遥感影像数据的研究是以影像金字塔为主体的无缝数据库，影像数据库涉及到影像纠正、数据压缩和数据变换等理论和方法，还产生了"数据挖掘"（或知识发现）之类的新的理论和方法。为了能将海量遥感数据中的所需信息富集在少数几个特征上，又形成了多源遥感影像融合（指多种传感器、多分辨力、多波段、多时相间）的理论和方法。    在遥感图像识别和分类方面，开始大量使用统计模式识别，后来出现了结构模式识别、模糊分类、神经元网络分类，半自动人机交互分类和遥感图像识别的专家系统。但在遥感图像识别和分类中尚有许多不确定性