1、資源環境遙感第一講遙感概述遙感技術是20世紀60年代發展起來的對地觀測綜合性技術。它是在航空攝影測量的基礎上，隨著空間技術、 電子計算機技術等當代科技的迅速發展，以及地學、生物學等學科發展的需要，發展形成的一門新興的技術科學。從以飛機為主要運載工具的航空遙感，發展到以人造地球衛星、宇宙飛船和航天飛機等為運載工具的航天遙感， 大大地擴展了人們的觀察視野及其觀測領域，形成了對地球資源和環境進行探測和監測的立體觀測體系，使地理學、 環境科學等的研究和應用進入到一個嶄新的階段。遙感的基本概念遙感（Remote Sensing），通常有廣義和狹義的理解。狹義遙感的定義所謂遙感，是指不需要與探測目標直接的

2、接觸，運用現代化的運載工具和儀器，從一定的距離獲得目標物體的 從紫外波段到微波波段的電磁波輻射特征信息，通過信息的接收、傳輸以及處理過程，依據不同目標物體所具有的 不同輻射特征，來識別和區分目標物體的性質，并分析研究它們在空間上、時間上和成因上的相互關系及其變化規 律的整個綜合探測過程。研究內容（1）研究地物電磁輻射特性：其中包括各類電磁輻射的空間分布特性和隨時間變化的特性。（2）研究遙感信息的探測手段和傳輸方式：主要是研究遙感傳感器。（3）研究遙感信息的處理系統:提高信息質量。（4）研究遙感信息的應用:努力產生明顯的經濟效益和社會效益。所以遙感技術是多學科組成的綜合性學科，是現代科學技術的一

3、個重要組成部分。遙感技術的特性遙感技術具有如下的主要特性：空間特性（廣）一其探測范圍大，具有宏觀、綜合的特點，可以實施大面積的同步觀測。進行資源和環境調 查時，大面積的同步觀測所取得的數據是最寶貴的。例如：一張23cm X 23cm的1 /3.5萬的航空像片，能包括60多平方公里的面積；一張1/100萬的陸地衛星像片，能包括185km X 185km的面積（34225平方公里），相當于整個海南島的面積。波段特性（多）一其探測波段從可見光向兩側延伸，信息量大，數據可比性強，擴大了人們的視野，使得對 地球的觀測和研究走向全天時和全天候。例如：紫外波段可以監測水面的油膜污染；紅外波段能夠探測地表溫度

4、；微波波段具有穿透云層、冰層和植被 的能力。時相特性（多）一其對同一地區能夠進行重復探測成像，而且獲取信息的速度快，重訪周期短，有利于動態 監測研究，大大提高了觀測的時效性。例如：陸地衛星對同一地區的重訪周期為18天/次和16天/次；極軌氣象衛星的重訪周期為2次/天；SPOT衛 星的重訪周期為26天/次。收集資料特性（便）一其不受地面條件的限制，不受國界的影響，收集資料十分方便，便于進行全球性的研 究。例如：對于那些無人區、高山峻嶺、懸崖峭壁、海洋、荒漠等人到不了的地區，都能獲得遙感資料。經濟特性一其可以大大地節省人力、物力、財力和時間，傳統方法是無可比擬的；而且其應用范圍廣，具有 很高的經濟

5、效益和社會效益；其強大的生命力展現出廣闊的發展前景。例如：據有關資料統計表明，象美國的陸地衛星的經濟投入與其取得的效益比為1： 80還多。局限性一目前，在地球遙感中，還有一部分的電磁波段有待進一步的開發與利用。遙感技術的分類遙感的分類方法很多，主要有以下幾種：按運載工具分類一有地面遙感、航空遙感、航天遙感和航宇遙感等。其中航宇遙感就是宇宙遙感或叫星際遙感，是指利用星際飛船（如我國的神舟1-6號飛船）進行宇宙空間的物 理遙感和太陽系行星的遙感。按傳感器的工作波段分類一有紫外遙感、可見光遙感、紅外遙感、微波遙感和多波段遙感。其中多波段遙感是指探測波段在可見光波段和紅外波段范圍內，再分成若干窄波段來

6、探測目標。按電磁波輻射源分類一也稱按工作方式分類，主要有主動式遙感和被動式遙感兩種。所謂主動式遙感，就是指遙感儀器主動向目標物體發射一定波長的電磁波，然后接收目標物體反射回來的電磁 波能量信息的方式（或是后向散射信號），如雷達遙感、閃光燈攝影等。所謂被動式遙感，就是指不依靠人工輻射源，直接由遙感儀器接收目標物體自身發射或反射自然輻射源的電磁 波能量信息的方式，如可見光攝影和掃描等。按信息獲取方式分類一可以分為圖像方式和非圖像方式兩種。前者是將接收到的電磁輻射能量信號轉換成圖像;后者不能將接收到的電磁輻射能量信號轉換成圖像，如電壓、 電流信號等。需要指出的是，不管是攝影方式還是掃描方式，它們都屬

7、于成像方式的。按遙感的應用領域分類一可以分為宇宙遙感（外層空間遙感）、地球遙感兩大類。其中地球遙感又可以具體到：資源遙感、環境遙感、農業遙感、林業遙感、地質遙感、水文水資源遙感、城市 遙感、海洋遙感、災害遙感、旅游遙感、遙感考古、氣象遙感以及軍事遙感等。遙感發展概況及其展望“遙感”一詞最早是由美國海軍科學研究部的艾弗林.普魯伊特（Evelyn.L.Pruitt，1960）提出來的，1962年在由美 國密執安大學等組織發起的環境遙感國際科學討論會上被正式采用。此后在世界范圍內，遙感作為一門新興的獨立學科，獲得飛速的發展。但是，遙感的淵源則可追溯到很久遠以 前，它經歷了幾百年的歷史和發展階段。世界

8、遙感發展概況一就現代遙感技術而言，世界遙感的發展可以說是建立在20世紀20年代的航空攝影的基 礎上的，隨著空間技術的發展，到60年代才形成一門新興的綜合性探測技術。按照遙感技術的發展和應用特點， 大致可以分為以下4個階段。（1）初始階段（1839-1937）即第二次世界大戰前夕的近100年間。在此之前的意大利科學家伽利略研制的第一架望遠鏡（1608）對月球的首次觀察，以及1794年的氣球升空的 最初偵察，都屬于無記錄的地面遙感方式，它不能將觀察到的目標用圖像記錄下來，也稱攝影初始階段。在此階段中，運載工具主要是飛機和氣球；判讀儀器是立體鏡和航空測圖儀；遙感波段是可見光攝影；遙感應 用主要是地形

9、測繪和軍事偵察。1839年，全世界的第一張攝影照片的誕生，表明進入了有記錄的地面遙感和航空攝 影階段，所以又稱航空攝影階段。（2）發展階段（19371960）在此20年間，由于軍事上的需要，促進了遙感傳感器的迅速發展。在此階段 中，運載工具增加了探測火箭；判讀儀器增加了立體繪圖儀、多倍投影儀和糾正儀；遙感波段擴展到紫外、紅外以 及激光、側視雷達；遙感應用擴大到資源調查等方面。因此，此階段又稱航空遙感階段。（3）飛躍階段（1960年代初至1980年代末）一1957年10月4日，前蘇聯第一顆人造衛星的發射成功，標志 著人類從空間觀測地球和探索宇宙奧秘進入了新的紀元。1960年，美國宇航局發射了第一

10、顆氣象衛星雨云一號”，1972年發射了第一顆陸地衛星，1978年發射了第一 顆海洋衛星。20世紀已有5000余顆人造衛星升空，還有天空實驗室、宇宙飛船和航天飛機等。判讀儀器又增加了大型的計算機處理系統，在全數字化、可視化、智能化和網絡化方面有了很大的發展。遙感 波段向多波段延伸，而且波段分割的越來越精細。遙感應用已廣泛滲透到國民經濟的各個領域，對于推動經濟建設、社會進步、環境的改善和國防建設都起到重 大作用，并產生了明顯的經濟效益和社會效益。此階段又稱航天遙感階段。（4）實用階段（1990年代一）一在此階段中，各種衛星平臺繼續在升空，全世界已建成200多個地面接收站， 遙感資料可以全球共享。遙

11、感儀器進一步拓展，研究出成像光譜儀，使得譜像合一。處理方法和分析手段不斷出新，如數據網絡、數字地球的研究以及3S技術的集成等等。遙感應用領域在不斷 擴大，并在各個領域趨向于實用化。（5）在地學和環境研究中的實用化一從以影像為基礎的地學研究，向多時相、多數據源的信息融合分析以及 從表象描述到內在的規律計量分析發展；從資源環境的靜態分布研究向動態過程監測，并能預測、預報發展；從資 源環境的定性調查、系列制圖向3S輔助定量化調查與自動化制圖發展。我國遙感事業的發展概況及其特點與世界遙感的發展史相比，我國的遙感技術起步時間比較晚，但是發展卻相當快，大體上也可以分為4個階段。（1）1950年代一開展了航

12、空攝影和應用工作，主要是采用可見光黑白攝影，進行國土資源調查，并輔助測繪 部門進行地形圖的測繪與編制。在地質、林業、鐵路選線等方面也起到了一定的作用。（2）1960年代一在地質等領域不斷擴大遙感應用面，并十分重視培養遙感技術的專門人才，為我國的遙感事 業的發展打下了良好的基礎。（3）1970年至1980年代一從1970年代開始，隨著國際上遙感技術的迅速發展，我國的遙感事業迎來了一個 新的發展時期。可以自己發射衛星：1970年4月24日發射了東方紅1號”人造衛星，1988年發射了風云1號”氣 象衛星，先后共發射數十顆不同類型的人造衛星。可以自己研制遙感傳感器：如多光譜掃描儀、合成孔徑側視雷達、

13、紅外輻射計等。遙感應用領域不斷擴大，效果十分明顯。1981年，成立了遙感管理機構一國家遙感中心。同時，開展了遙感科 學試驗，如在云南、長春、新疆、北京、天津、山西和內蒙古等地區。1986年12月建成了我國第一個衛星地面接 收站。（4）90年代一在此階段中，遙感得到長足發展，大大縮短了與世界先進水平的差距，許多研究項目已進入了 世界先進水平。尤其是航天遙感的發展，作為國家的發展重要戰略。先后又發射了 10多顆人造衛星和神舟號無人 飛船等。其中，1999年10月14日成功發射了中巴地球資源遙感衛星1號（CBERS-1），使我國有了自己的資源衛 星。同時，又發射了北斗”定位導航衛星及清華1號”小衛星

14、，豐富了我國衛星的種類。9095期間，全國重大的 遙感攻關項目多，并與3S集成，進一步開拓數字地球、數字中國，使得遙感應用走向實用化和全球化。（5）我國遙感發展的特點1）.國家的重視和支持，并實行集中的統一領導和統一規劃，為遙感的快速發展奠定了基礎；2）.集中人力、物力進行科技攻關，重點突破，為縮短我國與國際遙感先進水平的差距，趕超國際先進水平打 下了基礎；3）.全國性的大區域遙感工程的實施完成，充分顯示出我國遙感的特色和水平。當前遙感發展的主要特點與展望隨著遙感技術的不斷深入發展，獲取地球信息的手段越來越多，信息越來越豐富。因此，當前遙感發展的特點 主要表現在以下幾個方面：（1）地理信息系統

15、和全球定位系統的發展與支持，是成為遙感技術走向全球化、國際化、社會化、信息化、 產業化、市場化、商業化、業務化、網絡化、經濟化、標準化、實用化歷程中的又一新進展，是當前遙感應用深入 發展的又一新動向。（2）進一步建立長期穩定運行的衛星對地觀測體系。實現全球的陸地、大氣、海洋的立體觀測和動態監測。（3）建立自主的衛星導航定位系統。分步建立導航定位衛星系列，開發衛星導航定位應用系統，初步建成中 國的衛星導航定位應用產業。（4）全面提高我國運載火箭的整體水平和能力，實現載人航天飛行。（5）發展空間科學，開展深空探測。開展以月球探測為主要對象的深空探測研究。（6）建立協調配套的全國衛星遙感應用體系。統

16、一規劃和建設各種衛星遙感地面應用系統，建立覆蓋全國的 地面衛星遙感數據接收、處理和分發系統，實現資源共享；在對地衛星遙感主要應用領域，形成較完整的業務化應 用體系。（7）空間技術和空間應用實現產業化和市場化。空間資源的開發利用滿足經濟建設、國家安全、科技發展和 社會進步的廣泛需求，進一步加強綜合國力。（8）21世紀將是世界航天活動蓬勃發展的新紀元。遙感技術以其獨特的優越性在航天事業發展中繼續發揮著 積極、重要的作用，在“數字地球”和“數字中國”的研究領域仍然有著強大的生命力。第一講思考題何謂遙感？其具有哪些特點？如何理解遙感技術的經濟性？何謂主動式遙感？何謂被動式遙感？按照工作波段分類，遙感可

17、以分為哪幾種？世界遙感發展經歷了哪幾個階段？為什么我國遙感事業能夠迅速趕超世界先進水平？ 21世紀我國航天事業 的發展目標是什么？第二講現代遙感技術系統現代遙感技術系統是一個從地面到空中直至空間，從信息收集、存儲、傳輸處理到分析判讀、應用的完整技術 體系。該系統龐大、復雜，它主要包括以下四部分：1.遙感平臺2.遙感傳感器3.遙感信息的傳輸與處理4.遙感信 息的分析應用遙感平臺是指裝載遙感儀器的運載工具，也稱遙感工作平臺。按不同高度可以分成地面平臺、航空平臺和航天平臺，組 成了一個立體的對地觀測系統。地面平臺（030米）：主要有遙感汽車、遙感輪船、遙感高塔和三腳架等，在地面平臺上工作的就稱為地

18、面遙感。地面平臺它可以測得地物的光譜資料；可以配合輔助航空、航天遙感；但其不能反映環境的綜合信息。航空平臺（2000-12000米）：是指在飛機或氣球上裝載遙感儀器的方式，也稱航空遙感工作平臺。在航空 平臺上工作的就稱為航空遙感。其中，飛機可以分為低空（離地2000米以內的對流層下層）、中空（20006000 米的對流層中層）、高空（12000的對流層頂層）。而氣球可以分為自由氣球（高度達50 KM，地面遙控，降落傘回收資料）、系留氣球（高度5 KM左右，可固定觀察，一般用于氣象觀測。航空平臺的作用：獲取信息的分辨率高， 不受地面條件的限制，收集資料方便，用于局部地區的資源遙感。3.航天平臺（

19、150-36000公里）：是指在人造衛星、探測火箭、宇宙飛船、天空實驗室和航天飛機上裝載遙感 儀器的方式，也稱航天遙感工作平臺。在航天平臺上工作的就稱為航天遙感。其中，探測火箭在300400公里上 空以試驗為主；宇宙飛船和天空實驗室主要用于宇宙空間遙感。航天平臺的作用：可以對地球進行宏觀的、綜合的、 動態的、快速的觀測，開展資源調查與環境監測，衛星遙感更具有遙感技術的5個優越性。遙感傳感器它是收集、記錄地物各種電磁波特征信息的工具，是遙感技術系統的核心部分。也稱空中之眼、宇宙之眼。根據記錄方式，可以分為成像方式和非成像方式。其中，所謂成像方式是指把地物輻射能量的強度，用圖像的 形式來表示，如攝

20、影機、掃描儀、成像雷達等；而非成像方式是把地物輻射能量的強度用數字或曲線形式來表示， 如輻射計、紅外輻射溫度計、雷達高度計、散射計、激光高度計等。遙感傳感器的分類:遙感器忡播方式掃描方式主動方式地儺場測段 非圖象方式重力測量 其 他 黑 白 天然彩色 紅 外 彩色紅外 其 他單魘頭I單照相機圖象方式多光譜相機多鏡頭單膠片 多膠片 單股片 多膠片遙感器忡播方式掃描方式主動方式地儺場測段 非圖象方式重力測量 其 他 黑 白 天然彩色 紅 外 彩色紅外 其 他單魘頭I單照相機圖象方式多光譜相機多鏡頭單膠片 多膠片 單股片 多膠片彩象面掃描方式惴艮餐*多光譜掃描儀 目標物而掃捕方式微波犒射計出礦I激光

21、光暗儀 非打描方激光測距儀掃描方式席視雷*模擬方式數字方式圖1.2遙感器的分類攝影方式傳感器是將地物輻射能量的光信號，直接記錄在感光膠片上構成影像的儀器。其特點是：歷史悠久，較為完善；像片信息量大，分辨率高；但由于受感光乳劑性能的限制，其工作波長 在0.301.30微米之間。掃描方式傳感器是將地物的電磁輻射能量的光信號轉換成電信號存儲在磁帶上，然后再轉換成圖像（D/A）的儀器。其特點是：以光電轉換原理進行掃描的；工作波段寬，可以從可見光到熱紅外和微波，禰補了攝影波段的局限 性。雷達是屬于主動式遙感傳感器，主要接收后向散射能量，工作波長在0.830厘米之間。其特點：是具有全天時和全天候的探測能力

22、，對植被、雪、冰等都具有很強的穿透力。與攝影和掃描相比，可 見光、紅外遙感是采用光學技術，微波遙感采用的是電學技術。首張玉樹地震災情雷達影像解譯圖已制成2010-04-20 12:04:37來源：網易探索（廣州）國家測繪局機載多波段多極化干涉SAR測圖系統已于1718日獲取了災區約2000km2的0.5米和1m分辨率 機載X、P波段雷達影像。測繪專家初步完成了對玉樹縣結古鎮區域機載雷達影像的糾正、鑲嵌、解譯和對比分析 工作，對地震災區的倒塌房屋、學校、醫院、道路、基礎設施和滑坡體進行了標注，制作完成了首張玉樹地震災情 雷達影像解譯圖并提交國土資源部使用。據中國測繪科學研究院的專家介紹，雷達影像

23、具有與可見光影像不同的特 點，可以判別分析出地物的材質，如倒塌房屋的結構等。經初步解譯，專家認為地震災區土木結構房屋毀損嚴重， 鋼混結構房屋毀損情況相對較好；災區未發現重大山體垮塌；災區目前交通狀況良好，沒有大的擁堵現象。目前，國土資源部、國家測繪局正組織專家進一步對災區更大范圍的機載雷達影像開展精細解譯工作，盡快為 科學評估災情、防控次生災害、科學規劃重建提供支撐。各種傳感器的性能比較無論是哪一種遙感傳感器都有4部分組成：收集系統、探測系統、信號轉化系統和記錄系統。其中探測系統的 元件部分最為重要。（參見表21）表21典型遙感傳感器的性能比較g見為盟用機微成合成孔輕全天IHIft51010全

24、天候作1210探ill本卜深度511睇端地袤以下深度15【地2干敞蛔而分辨率1055海應分舞率21010真度1(1&1立體觀察能力10 11C1015注：表中數字表示效果好壞的程度，10為效果最好，1為效果不好。遙感信息的傳輸與處理遙感信息是指由航空遙感和航天遙感所獲得的感光膠片影像和磁帶數據，其中包括被測地物的信息數據以及運 載工具上的設備儀器、環境參數等綜合信息數據。遙感信息的傳輸主要有直接回收和視頻傳輸兩種方式。前者是指儀器接收到地表信息后，先記錄在膠片或磁帶上，待運載工具返回地面時再回收的方式，屬于非實時 傳輸，常用于航空遙感，其保密性強。后者是指儀器接收到信息后經過光電轉換，通過無線

25、電波傳送到地面站。根據傳送的時間早晚，又可以分為實 時傳輸和非實時傳輸。若儀器接收到信息后，立即通過無線電波發送回地面站的稱作實時傳輸，其保密性差，時效性強；若儀器接收到信息后，先存儲在磁帶上，待運載工具經過自己地面站接收范圍時再發送的稱為延時傳輸，其保 密性好，時效性較差。遙感信息的處理主要是指預處理。航天遙感的原始數據是記錄在HDDT高密度數字磁帶上的，傳下來后轉換為CCT計算機用數 字磁帶。預處理主要包括：數據收集、數據轉換（模數A/D、D/A、D/D、圖像/圖形）、輻射糾正、幾何糾正、數據壓縮、 數據存儲和提取等工作。其中，輻射糾正主要是消除灰度的干擾與失真，恢復地物的自身光譜特性，提

26、高識別的精度（因為儀器接收的 是地物的綜合輻射量）；而幾何糾正主要是消除圖像的崎變，進行投影變換，滿足遙感制圖以及多波段的套合（因 為遙感平臺會有所傾斜或顛簸）。_遙感信息的分析應用遙感信息記錄了地面環境特征和資源狀況，為人們的生產科研提供了大量的有價值的原始數據，通過專業判讀， 進行識別、分析、評價，可以為各部門的規劃、決策、開發管理等提供有用依據。目視判讀：是指借助于簡單的儀器與工具，直接用人眼來識別遙感信息特征，從而判斷區分地物屬性和自然 現象的過程。其具有速度快、成本低、效果直觀等特點，但由于受人眼分辨率與人為經驗等所限，一般只能進行定性分析。光學信息處理分析：是指利用光學儀器或攝影處

27、理設備對遙感信息進行的一系列再處理后的分析應用。其具有設備簡單、原理淺顯、易于推廣、處理速度快、效果直觀性強等特點，但處理結果仍受人為因素影響較 大。計算機信息處理分析：是指利用計算機系統對遙感信息進行各種再處理后的分析應用。其具有數據處理方便、快速、能自動分類、精確地進行定量分析，并能建立數據庫等特點。但自動識別的結果 仍需要判讀人員的目視鑒定，而且處理過程需要有一定的設備支撐。遙感地面試驗場為了準確有效使用遙感信息，需要進行地面驗證，需要建立遙感地面試驗場。其面積較大，各種類型的地物都 要有，主要為航空航天資料驗證服務。當然，也要采集地面的實況數據，包括地物的光譜特性、天氣條件等。綜上所述

28、，現代遙感技術系統是一個綜合性很強的龐大系統，它涉及到多個學科及應用領域。它是一個從地面 到空中、從室內到室外的多層次、多視野、多角度的立體交叉作業系統。其中前兩部分決定了對原始數據的獲取數 量和質量，后兩部分決定了對原始數據的質量改善和應用效果的好壞。第二講 思考題名詞解釋遙感信息2.目視判讀3.直接回收4.視頻傳輸問答題何謂遙感平臺？按其不同高度可分幾種？它們的作用是什么？何謂攝影方式的傳感器？何謂掃描方式的傳感器？請簡述兩者的共同點和不同點。遙感數據的預處理由哪幾部分組成？為什么要強調光譜糾正和幾何糾正？第三講遙感的物理基礎與理論依據在第一講中，已經知道遙感是根據地物的電磁波特性來探測和

29、識別物體的性質的理論和方法。因此，現代遙感 技術的主要內容和基本特點就是探測、記錄、分析研究以及應用物體的電磁波特性及其變化規律。也就是說，要研究地物的電磁波是如何發射的，又是如何傳輸的，以及在傳播過程中與物體作用的種種現象。 因而可以說電磁波理論是遙感的物理基礎，遙感技術得以實現的基礎就是依據不同地物所具有的不同電磁波輻射能 力（大小）。由于遙感物理基礎涉及的面很廣，本講只介紹遙感應用中主要的物理基礎，如電磁波與電磁波譜、電磁輻射的 特征以及太陽輻射與大氣效應以及地物光譜特性等。學習的目的就是要：理解地物反射對遙感數據產生的影響和用遙感數據反演地物特征的原理；理解大氣吸收、散射、透射特征，大

30、氣窗口形成原因及遙感數據校正的必要性。一遙感的物理基礎電磁波的定義一由振源發出的電磁振蕩在空間的傳播叫電磁波。它是能量的一種動態形式，只有當它與物質 相互作用時才表現出來。這種電磁能量的傳遞過程稱為電磁輻射，包括發射、反射、吸收和透射現象。電磁波的內容一自然界中，太陽光、各種自然光、燈光等可見光都是電磁波；那些看不見的但能感覺到的熱 輻射和只能用儀器測得的微波、無線電波也都是電磁波；還有紫外線、X射線和r射線等。電磁波的特性一它是一種橫波（質點的振動方向與傳播方向相垂直），具有明顯的波動性和粒子性（雙重性）。一般波長較長，能量較弱的微波、紅外線波動性明顯；波長短，能量強的x射線和r射線粒子性明

31、顯；總之，電磁波是連續的波動性和不連續的粒子性相互對立而又統一的綜合體。表示方式：波長（入）、周期（T）；頻率（f）、振幅（A）；速度（C）=光速3 X 101（tm/s .記錄方式：有乳膠記錄和電帶記錄兩種，光信號用膠片記錄，光電轉換用磁帶記錄，但記錄的都是二維平面信息。電磁波譜的定義：按照電磁波的波長長短、頻率大小、能量強弱依次順序排列的圖表稱作為電磁波譜，如下示意圖。枝M郊豚W V電磁波譜的特點：（1）各類電磁波由于波長和頻率不同，其性質有很大的差別，在遙感測量中，量測與記錄的儀器和方法也不 同。（2）雖然它包括了所有的電磁波，但并不是都能用于地球遙感。（3）波長不同，單位也不同。無線電

32、波用米或千米；微波用cm或mm；紅外、可見光用微米；紫外用nm毫 微米；x射線、r射線用埃。（4）所有電磁波都具有共同點：在真空中的傳播速度相同，都等于光速；都遵守同一的反射、折射、透射、 吸收和散射等規律。各光譜段的主要特性：（1）r射線和x射線，也稱宇宙射線。其波長都小于0.01微米，都被大氣所吸收，不能用于地球遙感。（2）紫外線，0.01-0.40微米；其中小于0.30微米的波長都被大氣層的03、02吸收，只有0.30-0.40微米可 以穿過大氣層，稱為紫外遙感工作波段。主要用于測定碳酸鹽巖石的分布、水面的油膜污染、環境監測作用等，是以攝影為主。（3）可見光，0.40-0.76微米；全部

33、通過大氣層，稱為可見光遙感工作波段。是以攝影和掃描方式記錄地物的 反射信息。（4）紅外線，0.76-1000微米；其中又可分為：近紅外（0.76-3.0微米），記錄光紅外反射信息，其中0.76-1.30微米可用攝影方式，稱攝影紅外，主要用于 植物的分類；中紅外（3.0-6.0微米），記錄反射和發射的混合信息，只能掃描，多用于巖性的識別。熱紅外（6.0-15微米、15-1000微米），遙感常用8-14微米的波長，通過掃描方式接收地面的熱輻射信息， 白天黑夜都可以工作（全天時），主要用于監測熱污染、城市熱島效應、火山噴發、火災地熱等信息。（5）微波，1毫米一1米；遙感常用0.8厘米一30厘米波長，

34、通過掃描方式主動接收地表發射或回波（后向散 射）信息。它可以全天時和全天候的工作，可以穿透植被、冰雪、土壤、地下埋藏等物體，也可顯示微地貌類型以及洋面 的粗糙度等。（6）無線電波，1米一3000米，它通不過大氣層，只能用于遠距離通訊或無線電廣播。電磁輻射源：遙感的電磁輻射源主要有自然輻射源和人工輻射源。（1）自然輻射源一主要包括太陽輻射和地球的熱輻射，前者是可見光、近紅外遙感的輻射源；后者是熱紅外 遙感的輻射源。（2）人工輻射源一是屬于主動式遙感源，主要是雷達探測。微波雷達：又叫側視雷達，在技術上應用的是電學技術，而可見光、紅外是光學技術。激光雷達：使用脈沖激光器，測定地形、記錄海面波浪、監測

35、污染、也可測定衛星位置、高度和速度等。大氣對太陽輻射的影響：太陽輻射通過大氣層時，約有30%被反射回宇宙空間；約有22%被大氣散射；約有 17%被大氣吸收；只有31%到達地表。其影響因素(大氣效應)有3個方面：大氣層厚度一取決于平臺高度和大氣路徑；取決于太陽高度角，角大路徑短，角小路徑長。大氣的吸收一主要表現在紫外和紅外遙感。影響因子有H2O、CO2、03、02等。大氣的散射一主要表現在可見光區域。散射系數r 81/入*. *為波長指數，是由大氣微粒直徑大小所決 定的。大氣窗口一遙感探測地表，要避開吸收與散射的部分，選擇透明度大的波長范圍。(1)定義：電磁波通過大氣層時未被吸收、反射和散射的透

36、射率比較高的波段范圍稱為大氣窗口。即：P=P 即：P=P 物/P 總 x 100%o不同的地物，其反射率不同。但是也會存(2)內容：0.301.30um，紫外一近紅外反射窗口，=90%，白天的攝影和掃描；1.302.50um，近紅外中段反射窗口，=80%，白天的掃描； 其中1.551.75um和2.11 2.40um用于區分巖性。3.505.50um，中紅外混合窗口，=70%，全天時的掃描；814um，熱紅外發射窗口，1 =60%，全天時的掃描；0.830cm，微波發射窗口，1 =100%，全天時和全天候的掃描。二.遙感應用的理論依據遙感的物理基礎是電磁波理論，遙感應用的理論依據是目標物體的光

37、譜特性。所謂地物光譜特性，是指自然界中任何地物都具有其自身的電磁輻射規律，如具有反射、吸收外來的紫外線、 可見光、紅外線和微波的某些波段的特性；它們又都具有發射某些紅外線、微波的特性；少數地物還具有透射電磁 波的特性，這種特性稱為地物光譜特性，其中最常用的是反射信息。因為入射總能量=反射量+吸收量+透射量；當1= 0時，1 =反射率+吸收率；反射率=1-吸收率，表明反射率大，吸收少；反射率小，吸收大。反射率(P)：定義：地物的反射能量與入射總能量的百分比，稱為反射率。特點：同一地物在不同的波長具有不同的反射率；同一波長， 在同物異譜和異物同譜現象。地物反射光譜曲線：地物的反射率隨入射波長變化而

38、變化的規律， 稱作地物的反射光譜；按照地物反射率與波長之間的關系所繪制的曲線 圖稱為地物反射光譜曲線，其中橫坐標表示波長，縱坐標表示反射率。典型地物反射光譜曲線的分析植被：0.55um，P=25%，0.700.80um，P=80%； 1.10um， P=8590%； 1.302.50um，吸收=75%。雪：與太陽光譜相似，0.400.60，P=100%；隨波長增加，反 射率降低，到紅外全吸收。沙漠：0.60um，P=65%，呈橙色；0.80um，P=50%。濕地：反射率都在10%以下，到紅外為深色。波0X(呻1 J典型地物反射光譜曲線圖地物的發射特性一自然界中的一切物體，無論是固體的、液體的，當其溫度高于絕對0度（-273.16C）時都會 不斷地向四周空間發射電磁波（以紅外、微波為主），物體的溫度越高，輻射出的能量就越多，這種現象稱為熱輻 射。地物發射電磁波的能力是以發射率作為衡量標準的，而發射率又是以黑體輻射作為基準的。總結：地物光譜特性是遙感技術應用的重要的理論依據，因為：（1）可