地球信息科学概论第3章课件.ppt

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1、第三章地球信息获取《地球信息科学概论》主要手段3.1遥感——重点3.2地质填图3.3山地工程3.4钻探3.5地球物理勘探3.6资源开发中的数据获取3.7成果数据源及地图数字化——重点主要手段3.1遥感3.2地质填图3.3山地工程3.4钻探3.5地球物理勘探3.6资源开发中的数据获取3.7成果数据源及地图数字化一、遥感基础（一）基本概念1.遥感（RemoteSensing）广义：无接触的远距离探测。狭义：是应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探

2、测技术。一、遥感基础（一）基本概念2.遥感系统（Remote Sensing System) 包括五大部分：被测目标的信息特征；信息的获取；信息的传输与记录；信息的处理；信息的应用。一、遥感基础（二）遥感的分类（1） 按遥感平台分类：近地面遥感航空遥感（100m－10000m）；航天遥感（>150Km） ；航宇遥感。（2）按传感器的探测波段分类：紫外遥感：      0.05 ~ 0.38 μｍ可见光遥感：  0.38 ~ 0.76 μｍ红外遥感：      0.76 ~ 1000μｍ微波遥感：      1 mm ~ 

3、10 m多波段遥感：传感器由若干个窄波段组成（3） 按工作方式分类：主动遥感：探测器主动发射一定电磁波能量并接收目标的后向散射信号。被动遥感：传感器不向目标发射电磁波，仅被动接收目标物的自身发射和对自然辐射源的反射能量。二、电磁辐射1.电磁波由振源发出的电磁振荡在空气中传播。2.电磁波的特性（1）电磁波是横波（2）在真空中以光速传播 （光速＝波长×频率）（3）电磁波具有波粒二象性3.电磁波谱将各种电磁波在真空中的波长按其长短，依次排列制成的图表。二、电磁辐射4.遥感学常用的电磁波分类名称和波长范围5.电磁辐射源（1）自然辐

4、射源太阳辐射：是可见光和近红外的主要辐射源地球的电磁辐射：小于3μm的波长，主要是太阳辐射的能量(近红外)；大于6μm的波长(热红外)，主要是地物本身热辐射；3-6 μm之间（中红外），太阳和地球的热辐射都要考虑。（2）人工辐射源：雷达三、地物光谱特征任何地物都有自身的电磁辐射规律，如反射、发射、吸收电磁波的特性。少数还有透射电磁波的特性。地物的这种特性称为地物的光谱特性。反射光谱特性发射光谱特性三、地物光谱特征1.反射光谱特性（1）地物的反射率（反射系数或亮度系数）地物对某一波段的反射能量与入射能量之比。反射率随入射波长

5、而变化。（2）地物的反射光谱地物的反射率随入射波长具有一定的变化规律。（3）地物的反射率、吸收率和透射率对于某波段反射率高的地物，其吸收率就低，即为弱辐射体；吸收率高的地物，其反射率就低。三、地物光谱特征2.发射光谱特性地物发射电磁波的能力以发射率作为衡量标准；地物的发射率是以黑体辐射作为参照标准。地物的发射率发射率(Emissivity )：地物的辐射出射度（单位面积上发出的辐射总通量）W与同温下的黑体辐射出射度W黑的比值。发射率是遥感探测的基础和出发点四、大气和环境对遥感的影响1.大气吸收太阳辐射穿过大气层时，大气分子

6、对电磁波的某些波段有吸收作用，引起这些波段太阳辐射强度的衰减，或完全不能通过大气。2.大气散射大气中的粒子与细小微粒（如烟、尘埃、雾霾、小水滴及气溶胶等）对电磁波具有散射作用。散射的作用使在原传播方向上的辐射强度减弱，增加了向其他各个方向的辐射。四、大气和环境对遥感的影响3.大气的折射与反射大气的折射率与大气密度有关，密度越大折射率越大。因而，电磁波（太阳辐射）在大气中的传播轨迹是一条曲线。大气折射只是改变了太阳辐射方向，并不改变太阳辐射强度。大气反射主要发生在云层顶部，并与云量密切相关。4.大气窗口将电磁波通过大气层时较

7、少被反射、吸收或散射的、透过率较高的波段称为大气窗口。大气窗口的光谱段主要有：五、 遥感图像的获取（一）遥感平台1. 遥感卫星低轨卫星：150—200KM，寿命1～3周。多数是军事卫星中轨卫星：300～1500KM，寿命1年以上，如: 陆地卫星、气象卫星、海洋卫星高轨卫星：35800KM, 寿命很长，如：通信卫星; GPS卫星：22000KM五、 遥感图像的获取（一）遥感平台2. 陆地卫星系列（1）美国陆地卫星系列 Landsat轨道高度：705公里倾角:98.22° 运行周期：98.9分钟24小时绕地球:15圈穿

8、越赤道时间:上午9:45分扫描带宽度:185公里重复周期:16天 卫星绕行:233圈五、 遥感图像的获取（一）遥感平台（2）法国资源卫星系列 SPOT轨道高度: 约830公里卫星覆盖周期:  26天扫描宽度:  60 (×60 ) 公里最高空间分辨率:  全色波段---2.5米; 多光谱波段---