每日一词20190317——遥感(remote sensing)

遥感(remote sensing),就字面含义可以理解为遥远的感知,是指非接触的远距离探测技术。它是一种远离目标,在不与目标直接接触的情况下,通过某种平台上装载的传感器获取其特征信息,然后对所获取的信息进行加工提取、判定、加工处理及应用分析的综合性技术。

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从遥感的定义来看,除了我们常说的航空航天这些高大上的遥感平台外,一切无接触的远距离探测都属于遥感,如马路上的雷达测速属于遥感、人耳听到声音属于遥感、人眼看到晴天的太阳、晒太阳时候感受到太阳的温度、感受到身边人对你浓浓的爱意等都属于遥感。

每日一词20190317——遥感(remote sensing)

GIS中常说的遥感,通常是指在航天或航空平台上对地球系统或其他天体进行特定电磁波谱段的成像观测,进而获取被观测对象多方面特征信息的技术。

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定义

广义的遥感定义: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。自然现象中的遥感:蝙蝠、响尾蛇、人眼人耳等。

狭义的遥感定义: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。

 

基本原理

太阳作为电磁辐射源,它所发出的光也是一种电磁波。太阳光从宇宙空间到达地球表面,地面上的物体就会对由太阳光所构成的电磁波产生反射吸收。由于每一种物体的物理和化学特性以及入射光的波长不同,因此它们对入射光的反射率也不同。各种物体对入射光反射的规律叫做物体的光谱特性,通过对反射光谱的测定可得知物体的某些特性。

(每日一词20190309——电磁波和电磁波谱)

(每日一词20190310——地物的光谱特征)

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遥感技术就是根 据这些原理,对物体作出判断。遥感技术通常是使用绿光、红光和红外光三种光谱波段进行探测。绿光段一般用来探测地下水、岩石和土壤的特性;红光段探测植物生长、变化及水污染等;红外段探测土地、矿产及资源。此外,还有微波段,用来探测气象云层及海底游弋的鱼群。

 

系统组成

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遥感系统是由遥感器遥感平台信息传输设备接收装置以及图像处理设备等组成。遥感器装在遥感平台上,它是遥感系统的重要设备,它可以是照相机、多光谱扫描仪、微波辐射计或合成孔径雷达等。信息传输设备是飞行器和地面间传递信息的工具。图像处理设备对地面接收到的遥感图像信息进行处理(几何校正、滤波等)以获取反映地物性质和状态的信息。图像处理设备可分为模拟图像处理设备和数字图像处理设备两类,现代常用的是后一类。判读和成图设备是把经过处理的图像遥感技术信息提供给判释人员直接判释,或进一步用光学仪器或计算机进行分析,找出特征,与典型地物特征进行比较,以识别目标。地面目标特征测试设备测试典型地物的波谱特征,为判释目标提供依据。

 

遥感技术特点

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1.大面积同步观测(范围广)

探测范围大,航摄飞机高度可达10km左右;陆地卫星轨道高度达到910km左右。一张陆地卫星图像覆盖的地面范围达到3万多平方千米,约相当于我国海南岛的面积。我国只要600多张左右的陆地卫星图像就可以全部覆盖。

2.时效性、周期性

获取资料的速度快、周期短。实地测绘地图,要几年、十几年甚至几十年才能重复一次;陆地卫星4、5为例,每16天可以覆盖地球一遍。

3.受地面条件限制少

不受高山、冰川、沙漠和恶劣条件的影响。

4.数据综合性和可比性、约束性

能动态反映地面事物的变化 遥感探测能周期性、重复地对同一地区进行对地观测,这有助于人们通过所获取的遥感数据,发现并动态地跟踪地球上许多事物的变化。

获取的数据具有综合性 遥感探测所获取的是同一时段、覆盖大范围地区的遥感数据,这些数据综合地展现了地球上许多自然与人文现象,宏观地反映了地球上各种事物的形态与分布,真实地体现了地质、地貌、土壤、植被、水文、人工构筑物等地物的特征,全面地揭示了地理事物之间的关联性。并且这些数据在时间上具有相同的现势性。

遥感技术方法多,获取的信息量大:用不同的波段和不同的遥感仪器,取得所需的信息;不仅能利用可见光波段探测物体,而且能利用人眼看不见的紫外线、红外线和微波波段进行探测;不仅能探测地表的性质,而且可以探测到目标物的一定深度;微波波段还具有全天候工作的能力。

5.局限性

目前,遥感技术所利用的电磁波还很有限,仅是其中的几个波段范围。在电磁波谱中,尚有许多谱段的资源有待进一步开发。此外,已经被利用的电磁波谱段对许多地物的某些特征还不能准确反映,还需要发展高光谱分辨率遥感以及遥感以外的其他手段相配合,特别是地面调查和验证尚不可缺少。

 

遥感技术用途

遥感技术已广泛应用于农业、林业、地质、地理、海洋、水文、气象、测绘、环境保护和军事侦察等许多领域。

1.观测PM2.5

就拿目前最受关注的雾霾治理工作来说,从2013年1月1日起,我国对70多个城市开展了PM2.5的监测,同时运用卫星遥感技术,从空中监测灰霾的影响范围。

2.用于防灾减灾

遥感卫星可以用于各类灾害应急监测和抢险救灾信息支持,如地震、火山活动、土砂灾害等。

2014年8月3日,云南鲁甸发生地震后,国家共调集国内外18颗遥感卫星,对地震灾区紧急成像,获取鲁甸地震区域卫星影像数据近百景,为抗震救灾发挥了巨大作用。

3.资源普查

卫星遥感技术可以用来普查地球资源,例如水、石油、天然气、煤炭、金属矿藏储量。

今年8月,我国又在酒泉卫星发射中心成功将遥感卫星二十号送入太空。它主要用于科学试验、国土资源普查、农作物估产及防灾减灾等领域。

4.天气预测、掌握海面温度、海洋资讯

如果没有气象卫星,我们无法全面监测大气成分,无法做好气象预报预测;如果没有海洋卫星,我们很难解决赤潮等问题;如果没有陆地遥感卫星,我们不能有效地监测森林、沙漠等的变化情况。

5.考古研究

遥感技术在我国的考古工作中运用越来越多。在新疆的北庭古城、高昌古城,陕西的汉长安城,河南的汉魏洛阳故城、安阳殷墟等很多古代遗址的考古工作中,遥感技术获得的影像资料,为学者们发现遗迹现象、摸清遗址范围和内涵、了解遗址过去和当下的保存状况等工作,提供了很多有益的帮助。

6.农作物生产预测

卫星遥感技术可以掌握全球耕地分布,监测大宗作物的长势与估产。遥感技术的应用,让农业统计数据的获取途径发生重大变化,有了遥感技术,一个地区的粮食种植面积在卫星照片上一目了然,大大提升了数据的准确性。

7.军事

遥感在军事科学上的应用是显然的,因为可以远距离地观察目标,而且可以获得相对宏观的分析数据。

在军事上,遥感可以对目标国家和地区的资源状况的监视。监视对方军事部署和大规模的军事移动。

在具体的作战中,遥感可以帮助分析局部的地形、资源状况,从而帮助己方进行战术行动的方案判断。

 

发展趋势

1、进行地面,航空,航天多层次遥感,建立地球环境卫星观测网络。

2、传感器向电磁波谱全波段覆盖。

3、图象信息处理实现光学-电子计算机混合处理,因入其他技术理论方法,实现自动分类和模式识别。

4、实现遥感分析解译的定量化与精确化。

5、与GIS和GPS形成一体化的技术系统。

6. 智能遥感卫星系统,构建具有星上成像参数自动优化、星上信息快速处理和下传能力的“智能型”遥感卫星系统。

7.成本低、灵活机动、实时性强、可扩展性大的无人机遥感

8.遥感大数据分析

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