(完整版)遥感平台波段设计及应用.ppt

1、日期：汇报人：目前主要遥感平台、波段设计、应用218 广义：遥远的感知，泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、力场、机械波（声波、地震波）等的探测。遥感狭义：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测技术。1遥感平台2遥感的波段设计3遥感的应用目录 CONTENTS遥感平台遥感中搭载传感器的工具。分类：据地面的高度分：地面平台、航空平台和航天平台。基本特征：不同的平台观察范围、负荷重量、运行特征等不同不同比例尺、不同分辩率的遥感资料和图像。LOGOLOGO高度0.75-2m；对各种地物的波谱特性进行地面摄影 三脚

2、架高度6-10m或更高；用于测定固定目标和进行动态监测遥感塔高度可变化；测定地物波谱特性，可携带多种传感器，并可携带数据处理设备；遥感船还可实现海底监测 遥感车、船地面平台与地面或水面与地面或水面接触，近距离接触，近距离遥感遥感,0-100m,0-100m一、遥感平台地面平台LOGOLOGO航空平台高度30km特点：飞行高度低；影像分辨率高；灵活、不受地面条件限制；调查周期短；资料回收方便等。一、遥感平台航空平台飞飞 机机气气 球球无人机无人机LOGOLOGO低空平台飞机最广泛 高度：2000米以内的对流层；机型：一般飞机、侦察机、直升机（常用）中空平台 高度：20006000米 机型：多为轻

3、型飞机高空平台 高度：12000 30000米，对流层顶部 机型：重型飞机、轻型高空飞机、无线电遥控飞机 一、遥感平台航空平台LOGOLOGO 低空气球 高空气球气球价格低廉操作简单高度：150km；特点：平台高、视野开阔、观测范围大、效率高 实现宏观、综合、动态、快速观测LOGOLOGO特点：空间分辨率高应用：资源详查、军事侦察高度：150 350km寿命：几天至几十天特点：应用广应用：对地观测，如陆地观测、海洋观测、气象观测等高度：350 1800km 寿命：3 5年特点：时间分辨率高、监测范围广应用：通信、气象观测、地面动态监测，如火山、地震等。高度：36000km左右 寿命：更长低高度

4、、短寿命卫星中高度、长寿命卫星高高度、长寿命卫星人造卫星一、遥感平台航天平台LOGOLOGO 环境卫星：以研究地球环境和调查资源为目的的人造地球卫星。环境卫星的主要任务：定期提供全球或局部地区的环境信息，为环境研究和 资源调查提供卫星观察数据。根据环境卫星研究对象划分：气象卫星以探测大气和地表环境为重点 如NOAA-AVHRR、风云气象卫星 陆地卫星（地球资源卫星）陆地环境和资源为重点 如Landsat、MODIS、SPOT等 海洋卫星海洋为重点 如SeaStar、GeoSAT、海洋一号、二号等一、遥感平台航天平台思考遥感卫星相片和当前流行的无人机航拍相片有什么不同？两者各有优势；互相之间不是

5、替代的关系，而是互补；卫星能让人换个角度看地球。1遥感平台2遥感的波段设计3遥感的应用目录 CONTENTSLOGOLOGO遥感波段设计光谱分辨率可使用波段波段选取依据地物的反射波谱特性曲线常用波段产品实例常用的landsat5的TM影像遥感的波段设计大气窗口光谱分辨率:指遥感器接受目标辐射时能分辨的最小波长间隔。间隔越小，分辨率越高。遥感影像光谱分辨率越高，专题研究的针对性越强，对物体的识别精度越高，遥感应用分析的效果也就越好。所选用的波段数量的多少、各波段的波长位置、及波长间隔的大小，这三个因素共同决定光谱分辨率。波段设计原因 大气窗口决定了遥感传感器的波段选择。太阳辐射在到达地面之前穿过

6、大气层，大气折射只是改变太阳辐射的方向，并不改变辐射的强度。但是大气反射、吸收和散射的共同影响却衰减辐射强度，剩余部分才为透射部分。不同电磁波段通过大气后衰减的程度是不一样的，因而遥感所能够使用的电磁波是有限的。有些大气中电磁波透过率很小，甚至完全无法透过电磁波，称为“大气屏障”；反之，有些波段的电磁辐射通过大气后衰减较小，透过率较高，对遥感十分有利，这些波段通常称为“大气窗口”。大气窗口LOGOLOGO微波窗口，分为毫米波、厘米波、分米波，能穿透云层、植被及一定厚度的冰和土壤，具有全天候的工作能力，因而越来越受到重视。1.0mm1m热红外窗口，所探测的信息主要反映地物的发射率及温度。814微

7、米属于中红外波段，用来探测高温目标，例如森林火灾、火山、核爆炸等。3.55.0微米属于近红外波段，主要应用于地质遥感。1.32.5微米包括全部可见光波段、部分紫外波段和部分近红外波段，是遥感技术应用最主要的窗口之一。0.301.15微米可以用做遥感的大气窗口LOGOLOGO地物的光谱特性 遥感之所以能够根据收集到的电磁波来判断地物目标和自然现象，是因为一切物体，由于其种类、特征和环境条件的不同，而具有完全不同的电磁波的反射或发射辐射特征。充分掌握遥感对象的光谱特性才能为传感器设计提供最佳波段选择，所谓最佳波段就是最能识别（或区分）所感兴趣地物的波长范围。地物的反射波谱特性 地球的能源主要来源于

8、太阳，太阳是被动遥感最主要的辐射源。传感器从空中或空间接收地物反射的电磁波，主要是来自太阳辐射的一种转换形式。地物的反射波谱特性：反射波谱是某物体的反射率(或反射辐射能)随波长变化的规律，以波长为横坐标，反射率为纵坐标所得的曲线即称为该物体的反射波谱特性曲线。最佳波段选择LOGOLOGO项目一项目三项目二项目四地物的反射波谱特性 在遥感中，测量地物的反射波谱特性曲线，是选择遥感波普段、没计遥感仪器的依据LOGOLOGO常用波段 在满足大气窗口的条件下的遥感光谱通道：LOGOLOGO遥感波段设计实例 常用的landsat5的TM影像：多通道遥感影像，它有7个波段。在不同的波段，地物会有不同的反射

9、率，可以作为地物分类的一个依据。LOGOLOGOTM7个波段常用波段3个可见光波段（1，2，3）；两个中红外波段（5，7），相关性很高，这些波段中的信息中有相当大的重复性或冗余性。第4和6波段与其他波段相关性低，具有很好的独立性；第5个波段包含的地物信息最丰富。真彩色合成即 3、2、1 波段分别赋予红、绿、蓝色，则获得自然彩色合成图像，图像的色彩与原地区或景物的实际色彩一致，适合于非遥感应用专业人员使用。标准假彩色合成即 4、3、2 波段分别赋予红、绿、蓝色，获得图像植被成红色，由于突出表现了植被的特征，应用十分的广泛，而被称为标准假彩色。遥感波段设计实例 常用的landsat5的TM影像：多

10、通道遥感影像，它有7个波段。在不同的波段，地物会有不同的反射率，可以作为地物分类的一个依据。1遥感平台2遥感的波段设计3遥感的应用明年工作计划目录 CONTENTS 遥感信息提供了全球或大区域精确定位的高频度宏观环境遥感信息提供了全球或大区域精确定位的高频度宏观环境影像。它扩大了人们的视野，从可见光发展到红外、微波等波影像。它扩大了人们的视野，从可见光发展到红外、微波等波谱范围，加深了人们对生态环境的了解。在遥感与地理信息系谱范围，加深了人们对生态环境的了解。在遥感与地理信息系统基础上建立的数学模型，实现了空间和时间转移，在空间上统基础上建立的数学模型，实现了空间和时间转移，在空间上由野外转入

11、室内，在时间上从过去、现在的研究发展到三维空由野外转入室内，在时间上从过去、现在的研究发展到三维空间上定量地预测未来。间上定量地预测未来。前 言LOGOLOGO3 3.1 1 地质遥感地质遥感3 3.2 2 水体遥感水体遥感3 3.3 3 植被遥感植被遥感3 3.4 4 土壤遥感土壤遥感3.遥感应用LOGOLOGO3.1 地质遥感 地质遥感的任务是通过遥感影像的解译确定一个地区的地质遥感的任务是通过遥感影像的解译确定一个地区的岩石性质岩石性质和和地质地质构造构造，分析构造运动的状况为地质制图等服务。其中，岩性和地质构造的识，分析构造运动的状况为地质制图等服务。其中，岩性和地质构造的识别是遥感地

12、质解译的基础。别是遥感地质解译的基础。3.1.1 3.1.1 岩性识别岩性识别3.1.2 3.1.2 地质构造地质构造LOGOLOGO3.1.1 3.1.1 岩性识别岩性识别识别标志：色调、形状、植被、水系。识别标志：色调、形状、植被、水系。岩石的反射光谱特征：岩石的反射光谱特征：与岩石本身的矿物成分和颜色密切相关；与岩石本身的矿物成分和颜色密切相关；受组成岩石的矿物颗粒大小和表面糙度；受组成岩石的矿物颗粒大小和表面糙度；岩石表面湿度；岩石表面湿度；岩石表面风化程度的影响。岩石表面风化程度的影响。LOGOLOGO 沉积岩沉积岩本身没有特殊的反射光谱特征，结合其空间特征及出露条件来识别。本身没有

13、特殊的反射光谱特征，结合其空间特征及出露条件来识别。沉积岩最沉积岩最大的特点是具有大的特点是具有成层性成层性。3.1 地质遥感LOGOLOGO3.1 地质遥感岩浆岩岩浆岩呈团块状和短的脉状，与沉积岩在形状结构上明显不同。呈团块状和短的脉状，与沉积岩在形状结构上明显不同。侵入岩的色调与形态侵入岩的色调与形态喷出岩的锥状形态喷出岩的锥状形态LOGOLOGO由岩浆岩和沉积岩变质而来的由岩浆岩和沉积岩变质而来的变质岩变质岩，都保持了原始岩类的特征，因而与，都保持了原始岩类的特征，因而与原始母岩的特征相似。原始母岩的特征相似。3.1 地质遥感LOGOLOGO水平构造水平构造倾斜构造倾斜构造断裂断裂褶皱褶

14、皱3.1 地质遥感3.1.2 3.1.2 地质构造地质构造LOGOLOGO3.2 水体遥感水体光谱特征水体光谱特征遥感器所接受的辐射包括水面反射光水面反射光、悬浮物反射光悬浮物反射光、水底反射光水底反射光和天空散射天空散射光光。不同水体的水面性质、水中悬浮物的性质和数量、水深和水底特性的不同，传感器上接收的反射光谱特性存在差异，为遥感探测水体提供了基础。LOGOLOGO可见光范围内：水体反射率总体上比较低，可见光范围内：水体反射率总体上比较低，一般在一般在4%-5%；随着波长增大逐渐降低；随着波长增大逐渐降低；蓝绿光波段（蓝绿光波段（450-520nm，520-600nm）；）；近红外波段近红

15、外波段，水体对该波，水体对该波段段几乎全吸收几乎全吸收水体光谱特征水体光谱特征3.2 水体遥感LOGOLOGO3.2 水体遥感3.2.1 3.2.1 水体界线水体界线的确定的确定n可见光可见光范围内，水体的范围内，水体的反射率反射率总体上比较总体上比较低低，因此，在，因此，在近红外近红外图像上，清图像上，清澈的水体呈澈的水体呈黑色黑色。区分水陆界线，应当选择。区分水陆界线，应当选择近红外波段的影像近红外波段的影像。n水体在微波水体在微波1mm30cm范围内的范围内的发射率较低发射率较低，因此在雷达图像上，水体呈，因此在雷达图像上，水体呈黑色。也可用雷达影像确定洪水淹没的范围。黑色。也可用雷达影

16、像确定洪水淹没的范围。LOGOLOGO3.2.2 3.2.2 水体悬浮物水体悬浮物的确定的确定 比如：泥沙的确定比如：泥沙的确定浑浊浑浊水体的反射光谱曲线整体高于清水；水体的反射光谱曲线整体高于清水；波谱反射峰值向长波方向移动（波谱反射峰值向长波方向移动（“红移红移”）；）；3.2 水体遥感LOGOLOGO随着随着悬浮泥沙悬浮泥沙浓度的浓度的加大加大，可见光可见光对水体的对水体的透射能力减弱透射能力减弱，反射能力加强反射能力加强；波长较短的可见光，如波长较短的可见光，如蓝光和绿光蓝光和绿光对水体的对水体的穿透力较强穿透力较强，可反映出水面下一，可反映出水面下一定深度的定深度的泥沙分布泥沙分布状

17、况。状况。3.2 水体遥感水体悬浮物信息提取水体悬浮物信息提取LOGOLOGO3.2.3 3.2.3 水温水温的探测的探测n白天白天水体增温慢，在遥感水体增温慢，在遥感影像上表现为热红外波段影像上表现为热红外波段辐射低辐射低，为暗色调；，为暗色调；n夜晚夜晚水温高于周围地物，水温高于周围地物，发射发射辐射强辐射强，在热红外影，在热红外影像上呈高辐射区，为浅色像上呈高辐射区，为浅色调。调。3.2 水体遥感LOGOLOGO3.2.4 3.2.4 水体水体污染污染的探测的探测n水体水体污染物浓度大污染物浓度大且使水色显著地且使水色显著地变黑、红、黄变黑、红、黄等，与背景水色有较等，与背景水色有较大差

18、异时，在可见光波段的影像上可识别出来。大差异时，在可见光波段的影像上可识别出来。n水体高度水体高度富营养化富营养化，受到严重的，受到严重的有机污染有机污染，浮游生物浓度高浮游生物浓度高，可在近，可在近红外波段影像上识别出来。红外波段影像上识别出来。n水体受到水体受到热污染热污染，与周围水体有明显温差，可在热红外波段影像上被，与周围水体有明显温差，可在热红外波段影像上被识别。识别。n水上水上油油溢污染可使溢污染可使紫外紫外波段和波段和近红外近红外波段的波段的反射率增高反射率增高，可被探测出，可被探测出来。来。3.2 水体遥感LOGOLOGO3.2.5 3.2.5 水深水深的探测的探测v蓝光波蓝光

19、波段对平静、清澈的水体有较大的段对平静、清澈的水体有较大的透射透射能力，并且能力，并且水底反射波水底反射波也较也较强强，此时蓝光波段影像上的，此时蓝光波段影像上的灰度灰度可可反映水深反映水深。3.2 水体遥感LOGOLOGO3.3 植被遥感植被遥感应用目的：植被遥感应用目的：确定确定植被分布植被分布确定确定植被类型植被类型确定确定植被长势植被长势估算估算植被生物量植被生物量LOGOLOGO不同植物类型的区分植物植物物候期差异物候期差异叶子的组织结构、色素叶子的组织结构、色素光谱特征光谱特征海绵组织：对近红外波段强海绵组织：对近红外波段强烈反射，烈反射，草本植物草本植物阔叶数阔叶数针叶树针叶树植

20、物生态条件植物生态条件温度、水分、土壤、地貌条件温度、水分、土壤、地貌条件高分辨率遥感影像高分辨率遥感影像植物顶部和部分侧影植物顶部和部分侧影的形状、阴影、群落的形状、阴影、群落结构结构3.3 植被遥感LOGOLOGO思考思考：大面积农作物的产量估值：大面积农作物的产量估值3.3 植被遥感归一化植被指数（归一化植被指数（NDVI）建立一个估产模型建立一个估产模型y=a+bNDVI？LOGOLOGO3.4 土壤遥感土壤是在地形、母质、气候、时间、植被等多种成土因素土壤是在地形、母质、气候、时间、植被等多种成土因素的的综合作用综合作用下形成的。在遥感影像上，不同的土壤类型的下形成的。在遥感影像上，不同的土壤类型的特征不如水体，植被等要素明显，而且，土壤的性状主要特征不如水体，植被等要素明显，而且，土壤的性状主要表现在表现在剖面剖面上，而不是在土壤的表面。所以，土壤判读主上，而不是在土壤的表面。所以，土壤判读主要通过综合分析，并依靠间接解译标志。要通过综合分析，并依靠间接解译标志。LOGOLOGOp 颜色颜色浅浅的土壤具有较的土壤具有较高高的的反射率反射率，颜，颜色较色较深深的土壤反射率较的土壤反射率较低低；3.4 土壤遥感结合地貌、植被、母质谢谢大家的观看218