目录 第1章绪论.…1 S1.1逦感的基本概念.…1 1.1.1遥感概述. 112谣感技术系统 2 1.1.3遥感的分类 2 S1.2遥感技术的形成与发展.… 4 12.1遥感发展历史 4 1.2.2中国遥感技术发展概况 6 12.3遥感技术发展趋势 S1.3遥感技术应用简介..................7 1.3.1在军事方面的应用 7 1.3.2在地学方面的应用 1.3.3在环境方面的应用 13.4在测绘方面的应用 、8 13.5在农林方面的应用 0
目 录 第 1 章 绪 论 ............................... 1 §1.1 遥感的基本概念 .............................. 1 1.1.1 遥感概述....................................................................................................... 1 1.1.2 遥感技术系统................................................................................................ 2 1.1.3 遥感的分类................................................................................................... 2 §1.2 遥感技术的形成与发展 ......................... 4 1.2.1 遥感发展历史................................................................................................ 4 1.2.2 中国遥感技术发展概况.................................................................................. 6 1.2.3 遥感技术发展趋势......................................................................................... 6 §1.3 遥感技术应用简介 ............................ 7 1.3.1 在军事方面的应用......................................................................................... 7 1.3.2 在地学方面的应用......................................................................................... 7 1.3.3 在环境方面的应用......................................................................................... 8 1.3.4 在测绘方面的应用......................................................................................... 8 1.3.5 在农林方面的应用......................................................................................... 9
第1章绪论 遥感技术是近年来蓬勃发展起来的一门综合性学科一一空间信息科学。它的功能和价 值引起了许多学科和部门的重视，特别在资源勘测、环境管理、全球变化、动态监测等方 面，显示了无与伦比的优越性，获得愈来愈广泛的应用，是地球科学和资源环境学科开展 研究的基本方法，成为信息科学的主要组成部分和重要支撑技术体系。 §1.1遥感的基本概念 1.1.1遥感概述 1遥感概念 遥感的英文是“Remote Sensing”,意即“遥远的感知”，在日本叫“远隔探知”或“远 隔探查”。其科学含义一般理解为：在遥远的地方，感测目标物的“信息”，通过对信息的 分析研究，确定目标物的属性及目标物之间的关系。也就是说：不与目标物接触，凭借其 发来的某些信息，识别目标。所以有人将遥感技术作为一种侦察技术。 根据遥感的这一概念，人和动物都具有一定的遥感本领。例如人的眼睛识别物体的过 程就是一种遥感过程，它是靠物体的色调、亮度、以及物体的形状，大小等信息，来判定 物体的属性。蝙蝠能发射超声波，并用接收到的回波来判断障碍物的距离、方位和属性。 现代遥感技术就是模仿自然界中的遥感现象和过程而产生的。 日前，对遥感的较一致定义是：在远离被测物体或现象的位置上，使用一定的仪器设 备，接收、记录物体或现象反射或发射的电磁波信息，经过对信息的传输、加工处理及分 析与解译，对物体及现象的性质及其变化进行探测和识别的理论与技术。 2遥感基本过程 现代遥感技术的基本过程是：在距目标物几米至几千公里的距离以外，以汽车、飞机 和卫星等为观测平台，使用光学、电子学和电子光学等探测仪器，接收目标物反射、散射 和发射来的电磁辐射能量，以图像胶片或数字磁带形式进行记录：然后把这些信息传送到 地面接收站，接收站把这些遥感数据和胶片进一步加工成遥感资料产品：最后结合己知物 体的波谱特征，从中提取有用信息，识别目标和确定目标物间的相互关系。因此说遥感是 一个接收、传送、处理和分析遥感信息，并最后识别目标的复杂技术过程。如图1-1所示： 反射辐射 接收记录系统 人工日视解译 发射辐射 专感 回射辐射 人工辐射源 人工辐射 数据处理系统 深计算机解译 图1-1谣感过程与技术系统
1 第 1 章 绪 论 遥感技术是近年来蓬勃发展起来的一门综合性学科——空间信息科学。它的功能和价 值引起了许多学科和部门的重视，特别在资源勘测、环境管理、全球变化、动态监测等方 面，显示了无与伦比的优越性，获得愈来愈广泛的应用，是地球科学和资源环境学科开展 研究的基本方法，成为信息科学的主要组成部分和重要支撑技术体系。 §1.1 遥感的基本概念 1.1.1 遥感概述 1 遥感概念 遥感的英文是“Remote Sensing”，意即“遥远的感知”，在日本叫“远隔探知”或“远 隔探查”。其科学含义一般理解为：在遥远的地方，感测目标物的“信息”，通过对信息的 分析研究，确定目标物的属性及目标物之间的关系。也就是说：不与目标物接触，凭借其 发来的某些信息，识别目标。所以有人将遥感技术作为一种侦察技术。 根据遥感的这一概念，人和动物都具有一定的遥感本领。例如人的眼睛识别物体的过 程就是一种遥感过程，它是靠物体的色调、亮度、以及物体的形状，大小等信息，来判定 物体的属性。蝙蝠能发射超声波，并用接收到的回波来判断障碍物的距离、方位和属性。 现代遥感技术就是模仿自然界中的遥感现象和过程而产生的。 目前，对遥感的较一致定义是：在远离被测物体或现象的位置上，使用一定的仪器设 备，接收、记录物体或现象反射或发射的电磁波信息，经过对信息的传输、加工处理及分 析与解译，对物体及现象的性质及其变化进行探测和识别的理论与技术。 2 遥感基本过程 现代遥感技术的基本过程是：在距目标物几米至几千公里的距离以外，以汽车、飞机 和卫星等为观测平台，使用光学、电子学和电子光学等探测仪器，接收目标物反射、散射 和发射来的电磁辐射能量，以图像胶片或数字磁带形式进行记录；然后把这些信息传送到 地面接收站，接收站把这些遥感数据和胶片进一步加工成遥感资料产品；最后结合已知物 体的波谱特征，从中提取有用信息，识别目标和确定目标物间的相互关系。因此说遥感是 一个接收、传送、处理和分析遥感信息，并最后识别目标的复杂技术过程。如图 1-1 所示： 图 1-1 遥感过程与技术系统 目 标 物 平 传感器 台 人工辐射源 接收记录系统 地 面 站 数据处理系统 分 人工目视解译 析 解 译 计算机解译 反射辐射 发射辐射 回射辐射 人工辐射
1.1.2遥感技术系统 现代遥感技术一般由四部分组成：遥感平台、传感器、遥感数据接收与处理系统、遥 感资料分析解译系统，其中遥感平台、传感器和数据接收与处理系统是决定遥感技术应用 成败的三个主要技术因素，遥感分析应用工作者必须对它们有所了解和掌握， 1遥感平台(Platform,.Cassies) 在谣感中搭载谣感仪器的工其称为平台或载体，它既是谣感仪器赖以工作的场所，又 是遥感中“遥”字的具体表现。平台的运行特征及其姿态稳定状况直接影响遥感仪器的性 能和遥感资料的质量。目前遥感平台主要有汽车、飞机、火箭和卫星等。 2传感器(Remote Sensor). 在遥感中，收集、记录和传送遥感信息的装置称为传感器，它是遥感的核心，“感”字 的体现。目前应用的传感器主要有：摄影机、摄像仪、扫描仪、雷达、光谱辐射计、高度 计等。平台和传感器代表着遥感技术的水平。 3遥感数据接收处理系统 为了接收从遥感平台传送来的图像胶片和数字磁带数据，必须建立地面接收站。地面 接收站是由地面数据接收和记录系统(IRRS),图像数据处理系统(DPS)两个部分所组成的 地面数据接收和记录系统的大型抛物天线，能够接收遥感平台发回的数据，这些数据是以 电信号的形式传来的，经检波后，被记录在视频磁带上。然后把这些视频磁带，数据磁带 或其它形式的图像资料等，送往图像数据处理机构。图像处理机构的任务是将数据接收和 记录系统记录在磁带上的视频图像信息和数据，进行加工处理和贮存。最后根据用户的要 求，制成一定规格的图像胶片和数据产品，作为商品提供给用户。 4分析解译系统 用户得到的遥感资料，是经过预处理的图像胶片或数据，然后再根据各自的应用目的 对这些资料进行分析、研究、判断解释，从中提取有用信息，并将其翻译成为我们所用的 文字资料或图件，这一工作称为“解译”。目前，解译已经形成一套技术系统。 ①常规目视解译技术所谓常规目视解译是指人们用手持放大镜或立体镜等简单] 具，凭借解译人员的经验，来识别目标物的性质和变化规律的方法。由于目视解释不需要 特殊仪器，简单方便，在野外和室内都可进行。既能获得一定的效果，还可验证仪器方法 的准确程度，所以它是一种最基本的解译方法。但是，目视解译既受解译人员专业水平和 经验的影响，也受眼睛视觉功能的限制，并且速度慢，不够精确。 ②申子计算机解圣技术申子计算机醒圣是0世纪末发展起来的一种解译方法，它利 用电子计算机对遥感影像数据进行分析处理，提取有用信息，进而对待判目标实行自动识 别和分类。该技术既快速准确，义能直接得到解译结果，是遥感分析解译的发展方向。 1.1.3遥感的分类 自从遥感问世以来，由于其应用领域广，涉及学科多，各界学者所站的立场不同，所 以对遥感的提法很不统一，诸如航空与航天遥感，主动与被动遥感，红外与多光诣遥感， 农业、地质遥感等。追其原因主要是各人对遥感分类所持根据不同。 2
2 1.1.2 遥感技术系统 现代遥感技术一般由四部分组成：遥感平台、传感器、遥感数据接收与处理系统、遥 感资料分析解译系统，其中遥感平台、传感器和数据接收与处理系统是决定遥感技术应用 成败的三个主要技术因素，遥感分析应用工作者必须对它们有所了解和掌握。 1 遥感平台(Platform,Cassies) 在遥感中搭载遥感仪器的工具称为平台或载体，它既是遥感仪器赖以工作的场所，又 是遥感中“遥”字的具体表现。平台的运行特征及其姿态稳定状况直接影响遥感仪器的性 能和遥感资料的质量。目前遥感平台主要有汽车、飞机、火箭和卫星等。 2 传感器(Remote Sensor) 在遥感中，收集、记录和传送遥感信息的装置称为传感器，它是遥感的核心，“感”字 的体现。目前应用的传感器主要有：摄影机、摄像仪、扫描仪、雷达、光谱辐射计、高度 计等。平台和传感器代表着遥感技术的水平。 3 遥感数据接收处理系统 为了接收从遥感平台传送来的图像胶片和数字磁带数据，必须建立地面接收站。地面 接收站是由地面数据接收和记录系统(TRRS)，图像数据处理系统(IDPS)两个部分所组成的， 地面数据接收和记录系统的大型抛物天线，能够接收遥感平台发回的数据，这些数据是以 电信号的形式传来的，经检波后，被记录在视频磁带上。然后把这些视频磁带，数据磁带 或其它形式的图像资料等，送往图像数据处理机构。图像处理机构的任务是将数据接收和 记录系统记录在磁带上的视频图像信息和数据，进行加工处理和贮存。最后根据用户的要 求，制成一定规格的图像胶片和数据产品，作为商品提供给用户。 4 分析解译系统 用户得到的遥感资料，是经过预处理的图像胶片或数据，然后再根据各自的应用目的， 对这些资料进行分析、研究、判断解释，从中提取有用信息，并将其翻译成为我们所用的 文字资料或图件，这一工作称为“解译”。目前，解译已经形成一套技术系统。 ①常规目视解译技术 所谓常规目视解译是指人们用手持放大镜或立体镜等简单工 具，凭借解译人员的经验，来识别目标物的性质和变化规律的方法。由于目视解释不需要 特殊仪器，简单方便，在野外和室内都可进行。既能获得一定的效果，还可验证仪器方法 的准确程度，所以它是一种最基本的解译方法。但是，目视解译既受解译人员专业水平和 经验的影响，也受眼睛视觉功能的限制，并且速度慢，不够精确。 ②电子计算机解译技术 电子计算机解译是 20 世纪末发展起来的一种解译方法，它利 用电子计算机对遥感影像数据进行分析处理，提取有用信息，进而对待判目标实行自动识 别和分类。该技术既快速准确，又能直接得到解译结果，是遥感分析解译的发展方向。 1.1.3 遥感的分类 自从遥感问世以来，由于其应用领域广，涉及学科多，各界学者所站的立场不同，所 以对遥感的提法很不统一，诸如航空与航天遥感，主动与被动遥感，红外与多光谱遥感， 农业、地质遥感等。追其原因主要是各人对遥感分类所持根据不同
1根据遥感平台的分类 遥感技术根据所使用的平台不同，可分为四种： ①地面遥感平台与地面接触，对地面、地下或水下所进行的遥感和测试，常用平台 为汽车、船舰、三角架、塔等。地面遥感是遥感的基础。 ②航空遥感平台为飞机或气球，是从空中对地面目标的遥感。它的特点是灵活性大 图像清晰，分辨力高，并且历史悠久，形成了较完整的理论和应用体系。它还可进行各种 遥感试验和校正工作。 ③航天遥感以卫星、火箭和航天飞机为平台，从外层空间对地球目标物所进行的遥 感。它是七十年代发展起来的一种现代遥感技术。其特点是数百公里的高度上，对大范围 地区成像，系统收集地表及其周围环境的各种信息，便于宏观地研究各种自然现象和规律： 能对同一地区周期性地重复成像，发现和掌握自然界的动态变化和运动规律：能迅速地获 得所覆盖地区的各种自然现象的最新资料：不受沙漠、冰雪、高山、海洋和国界等现象和 条件的限制，对任何地风都能成像。 ④航宇遥感利用人造行星，对地球以外的星球所进行的遥感，目前刚刚开始试验。 2根据电磁波谱的分类 根据传感器所接收的电磁波谱，遥感技术可分为五种： ①可见光遥感只收集与记录目标物反射的可见光辐射能量，所用传感器有摄影机、 扫描仪、摄像仪等。 ②红外遥感收集与记录目标物发射或反射的红外辐射能量，所用传感器有摄影机、 扫描仪等。 ③微波遥感收集与高录目标物发射或反射的微波能量，所用传感器有微波扫描仪， 微波辐射计、雷达、高度计等。 ④多光谱遥感把目标物辐射来的电磁辐射分割成若干个窄的光谱带，然后同步探测 同时得到一个目标物不同波段的多幅图像。现在使用的多光谱遥感传感器有多光谱摄影机、 多光谱扫描仪和反束光导管摄像仪等。 ⑤紫外遥感收集与记录目标物的紫外辐射能，目前还在探索阶段。 3根据电磁辐射能源的分类 根据传感器所接收的能量来源，可把遥感技术分为主动和被动遥感两种： ①被动遥感指不利用人工辐射源，而是直接接收与记录目标物反射的太阳辐射或者 目标物本身发射的热辐射遥感。其中目标物反射的电磁波来源不在目标物本身，而是太阳 所以也有人将这种遥感方式称他动遥感。 ②主动遥感是指使用人工辐射源从平台上先向目标发射电磁辐射，然后接收和记录 目标物反射或散射回来的电磁波的遥感。如雷达、闪光摄影等属此。 另有人主张不管主动还是被动式，只要不和待测物体接触都属遥感，而与待测物体接 触，测得的结果经通信系统传递到远处为人们所知的则称遥测：也有人认为多数遥感属被 动式，可将其简称为遥感，而把主动遥感称为遥测。 3
3 1 根据遥感平台的分类 遥感技术根据所使用的平台不同，可分为四种： ①地面遥感 平台与地面接触，对地面、地下或水下所进行的遥感和测试，常用平台 为汽车、船舰、三角架、塔等。地面遥感是遥感的基础。 ②航空遥感 平台为飞机或气球，是从空中对地面目标的遥感。它的特点是灵活性大， 图像清晰，分辨力高，并且历史悠久，形成了较完整的理论和应用体系。它还可进行各种 遥感试验和校正工作。 ③航天遥感 以卫星、火箭和航天飞机为平台，从外层空间对地球目标物所进行的遥 感。它是七十年代发展起来的一种现代遥感技术。其特点是数百公里的高度上，对大范围 地区成像，系统收集地表及其周围环境的各种信息，便于宏观地研究各种自然现象和规律； 能对同一地区周期性地重复成像，发现和掌握自然界的动态变化和运动规律；能迅速地获 得所覆盖地区的各种自然现象的最新资料；不受沙漠、冰雪、高山、海洋和国界等现象和 条件的限制，对任何地区都能成像。 ④航宇遥感 利用人造行星，对地球以外的星球所进行的遥感，目前刚刚开始试验。 2 根据电磁波谱的分类 根据传感器所接收的电磁波谱，遥感技术可分为五种： ①可见光遥感 只收集与记录目标物反射的可见光辐射能量，所用传感器有摄影机、 扫描仪、摄像仪等。 ②红外遥感 收集与记录目标物发射或反射的红外辐射能量，所用传感器有摄影机、 扫描仪等。 ③微波遥感 收集与高录目标物发射或反射的微波能量，所用传感器有微波扫描仪， 微波辐射计、雷达、高度计等。 ④多光谱遥感 把目标物辐射来的电磁辐射分割成若干个窄的光谱带，然后同步探测， 同时得到一个目标物不同波段的多幅图像。现在使用的多光谱遥感传感器有多光谱摄影机、 多光谱扫描仪和反束光导管摄像仪等。 ⑤紫外遥感 收集与记录目标物的紫外辐射能，目前还在探索阶段。 3 根据电磁辐射能源的分类 根据传感器所接收的能量来源，可把遥感技术分为主动和被动遥感两种： ①被动遥感 指不利用人工辐射源，而是直接接收与记录目标物反射的太阳辐射或者 目标物本身发射的热辐射遥感。其中目标物反射的电磁波来源不在目标物本身，而是太阳， 所以也有人将这种遥感方式称他动遥感。 ②主动遥感 是指使用人工辐射源从平台上先向目标发射电磁辐射，然后接收和记录 目标物反射或散射回来的电磁波的遥感。如雷达、闪光摄影等属此。 另有人主张不管主动还是被动式，只要不和待测物体接触都属遥感，而与待测物体接 触，测得的结果经通信系统传递到远处为人们所知的则称遥测；也有人认为多数遥感属被 动式，可将其简称为遥感，而把主动遥感称为遥测
4根据应用目的的分类 根据用户的具体应用情况，可将遥感分为地质遥感、农业遥感、林业遥感、水利遥感、 环境遥感等。 5根据遥感资料的显示形式，获得方式和波长范围的分类 根据遥感资料的显示形式，获得方式和波长范围等综合指标，遥感技术可分成以下类 型体系：图像方式遥感和非图像方式遥感。 ①图像方式遥感图像方式遥感是把目标物发射或反射的电磁波能量分布以图像色调 深浅米表示，如图1-2所示。 宽波段摄影 光学摄影 窄波段摄影 多光谱摄影 宽波段摄伊 电子扫描 窄波段摄像 多光谱语像 被动式遥感 宽波段扫描 光机扫描 窄波段扫描 多光谱扫描 图像方式遥感 宽波段电荷锅合摄像 固体自扫描 窄波段电荷帮合摄像 (多光谱电荷揭合摄像 微波雷达 主动式遥感 雷达 激光需达 图1-2图像方式遥感分类 ②非图像方式遥感非图像方式遥感是记录目标物发射或反射的电磁辐射的各种物理 参数，最后资料为数据或曲线图，主要包括以下方式：光谱辐射计、散射计、高度计等。 §1.2遥感技术的形成与发展 1.2.1遥感发展历史 任何一门科学和技术，在其整个形成与发展过程中，总是和时代的发展和要求相一致， 不可能超越时代，遥感技术当然也不例外。它的形成是与空间科学、传感技术、信息科学、 字航技术、通讯技术以及电子计算机技术的发展相联系，与军事侦察、环境监测、资源开 发利用和全球变化的需要相适应的。 20世纪50年代以来，随若科学技术的发展，在普通照相机和飞机的基础上，一些新 的信息探测系统相继出现。人类观测电磁辐射的能力从可见光扩展到了紫外、红外、微波
4 4 根据应用目的的分类 根据用户的具体应用情况，可将遥感分为地质遥感、农业遥感、林业遥感、水利遥感、 环境遥感等。 5 根据遥感资料的显示形式，获得方式和波长范围的分类 根据遥感资料的显示形式，获得方式和波长范围等综合指标，遥感技术可分成以下类 型体系：图像方式遥感和非图像方式遥感。 ①图像方式遥感 图像方式遥感是把目标物发射或反射的电磁波能量分布以图像色调 深浅来表示，如图 1-2 所示。 图 1-2 图像方式遥感分类 ②非图像方式遥感 非图像方式遥感是记录目标物发射或反射的电磁辐射的各种物理 参数，最后资料为数据或曲线图，主要包括以下方式：光谱辐射计、散射计、高度计等。 §1.2 遥感技术的形成与发展 1.2.1 遥感发展历史 任何一门科学和技术，在其整个形成与发展过程中，总是和时代的发展和要求相一致， 不可能超越时代，遥感技术当然也不例外。它的形成是与空间科学、传感技术、信息科学、 宇航技术、通讯技术以及电子计算机技术的发展相联系，与军事侦察、环境监测、资源开 发利用和全球变化的需要相适应的。 20 世纪 50 年代以来，随着科学技术的发展，在普通照相机和飞机的基础上，一些新 的信息探测系统相继出现。人类观测电磁辐射的能力从可见光扩展到了紫外、红外、微波 图像方式遥感 宽波段摄影 雷达 固体自扫描 光机扫描 电子扫描 光学摄影 主动式遥感 被动式遥感 多光谱摄影 窄波段摄影 宽波段摄像 多光谱摄像 窄波段摄像 宽波段扫描 多光谱扫描 窄波段扫描 微波雷达 激光雷达 宽波段电荷耦合摄像 多光谱电荷耦合摄像 窄波段电荷耦合摄像