《遥感数据获取》课件

遥感数据获取遥感技术能够远距离监测地球表面的物理、化学和生物特征并将其转,换为数字影像和相关信息这些数据对于环境监测、资源管理和灾害预防等领域至关重要遥感概述遥感技术是通过对电磁波谱范围内特定波段的能量进行探测和记录并,对所获得的数据进行分析和解译从而获取地球表面特征信息的一种方,法遥感技术经过多年的发展已经广泛应用于环境监测、农业、城市,规划等多个领域遥感技术的定义遥感探测遥感原理遥感数据获取遥感技术是指利用传感器设备远距离遥感系统通过电磁波与研究目标进行遥感技术依靠载有传感器的平台如卫,探测和记录地球表面或大气层信息的相互作用探测并记录反射或辐射的信星、飞机等获取研究目标的电磁信号,,技术号进而分析和解译目标特征数据,遥感技术的发展历程前期探索1世纪初遥感技术雏形初现20,技术不断进步2世纪中期遥感技术快速发展20,应用范围扩大3世纪末遥感技术得到广泛应用20,遥感技术起源于世纪初随着飞机等平台的出现和传感器技术的发展逐步成熟并得到广泛应用从最初的简单探索到如今20,,的多种传感器和平台相结合遥感技术已经成为一项重要的地球观测手段在环境监测、资源管理、城市规划等领域发挥着重,,要作用遥感数据的特点高时间分辨率广域覆盖遥感数据能持续高频采集提供动态变化的遥感卫星能全面观测地球表面获取范围广,,信息泛的信息高空间分辨率多种数据类型先进的遥感传感器能提供越来越高精度的遥感技术包括光学、雷达、高光谱等多种空间信息数据获取方式遥感数据的类型遥感技术可以获取各种类型的遥感数据包括光学遥感、雷达遥感、热,量遥感等这些不同类型的遥感数据都有其独特的特点和应用领域光学遥感数据波段范围广分辨率较高12光学遥感数据涵盖从可见光学遥感卫星提供米级到光到红外线的多个波段可亚米级的空间分辨率能够,,获取丰富的地物信息捕捉地物的细节穿透能力弱数据处理复杂34光学遥感受大气条件和地光学遥感数据需要进行几物遮挡的影响较大无法穿何校正、辐射校正和大气,透云层和地物获取信息校正等复杂的预处理雷达遥感数据探测范围广成像原理独特数据处理复杂应用广泛雷达遥感可以穿透云层和雷达遥感利用电磁波发射雷达遥感数据需要经过复雷达遥感可用于气象监测雾霾即使在恶劣天气条件和接收的原理通过测量目杂的几何校正和干扰消除、水资源管理、环境监测,,下也能进行数据采集它标物体的散射特性来获取等处理才能得到可用的地等多个领域为各种应用提,,能够覆盖陆地、海洋等各地物信息这与光学遥感物信息这对数据处理技供有价值的信息支撑种地表环境的反射成像原理不同术提出了更高要求其他类型遥感数据热成像数据高光谱数据热成像传感器可以探测对象高光谱遥感能够提供丰富的的热量辐射用于监测环境温光谱信息有助于精准识别和,,度变化和检测热点区域提取地物特征声呐数据激光数据声呐技术可以测量水深和探激光雷达可以精确测LiDAR测水下目标应用于海洋环境量地形高程和生物量为三维,,监测和资源勘探空间分析提供支持遥感数据的获取遥感数据的获取涉及多种平台和传感器技术主要包括卫星遥感、航空遥感和无人机遥感三大类每种获取方式都有其独特的优势和局限性需根据具体应用需求进行选择,卫星遥感卫星遥感平台卫星遥感传感器卫星遥感数据应用卫星遥感利用搭载于人造卫星上的传不同类型的卫星传感器如光学传感器卫星遥感数据广泛应用于环境监测、,感器获取地球表面信息卫星轨道高、雷达传感器等可获取多种形式的地资源调查、自然灾害预警等领域为人,,度和种类不同可获取不同空间分辨率球观测数据先进的传感器能实现高类社会发展提供重要信息支撑,和覆盖范围的遥感数据分辨率遥感成像航空遥感多样的航空平台先进的传感器大幅提升灵活性成本相对较高航空遥感使用多种类型的航空遥感采用高度精密的相比卫星航空遥感可以根但航空遥感的运营成本高,航空器如固定翼飞机、直光学、红外、雷达等传感据需求更快速地进行数据于卫星需要专业的飞行人,,升机和无人机等以提供更器能够获取详细的地表信收集满足时效性要求同时员和昂贵的航空器设备,,,,高的空间分辨率和灵活性息为更精准的解译分析奠可以往返重复观测,定基础无人机遥感灵活多样无人机拥有小型、轻便的特点,可以在难以到达或危险的环境中进行遥感数据采集高分辨率无人机可以搭载先进的遥感摄像头,获取高清晰、高精度的影像数据实时监测无人机可进行实时航拍和视频监测,及时捕捉动态变化信息卫星遥感数据卫星遥感数据是通过搭载在轨道飞行的卫星上的传感器获取的地球表面信息它们具有广覆盖、高时间分辨率等优势在多个领域都有广泛,应用主要卫星平台陆地资源卫星环境监测卫星12包括美国的系列和如美国的和卫Landsat AquaTerra中国的资源一号卫星主要星主要用于监测地球环境,,用于地球资源调查和环境、气候变化等监测高分辨率商业卫星通信卫星34如和系列为远程通讯和广播电视等WorldView GeoEye,提供高质量的遥感影像数提供服务如和,Iridium据广泛应用于各领域系列,Intelsat卫星传感器类型光学传感器雷达传感器能够记录可见光、近红外和通过发射和接收微波信号来热红外波段的电磁辐射获取探测地物信息不受天气和时,,高分辨率的影像数据间限制高光谱传感器激光雷达传感器可以记录地物在不同波段的发射激光脉冲并接收反射信反射特性用于精准识别和监号获得精准的三维空间信息,,测地物卫星遥感数据的特点广域覆盖周期性采集12卫星遥感能够获取大范围卫星定期重复观测同一区区域的数据为广域分析提域可以获得时间序列数据,,,供重要数据源对变化分析很有帮助高分辨率数据丰富34随着技术进步现代卫星传卫星搭载的多种传感器可,感器可以提供亚米级的高以获取光学、雷达、高光空间分辨率谱等多种类型数据航空遥感数据航空遥感是利用飞机等航空器搭载各种传感器进行数据采集的一种遥感方式它为我们提供了更灵活、更高分辨率的遥感信息主要航空平台固定翼飞机直升机无人机经典的有翼航空平台可在不同高具有垂直起降和悬停能力可在局近年来快速发展的遥感平台可根,,,度和速度下进行遥感数据采集部区域进行低空高分辨率遥感据任务需求采用小型无人机或中适用于广域范围的遥感任务适用于城市和农村地区的精细化大型无人机灵活机动成本较低,调查航空遥感传感器类型光学相机多光谱扫描仪热红外相机高清数码相机可以拍摄高分辨率的可可以记录不同波段的电磁辐射信息用可感知目标物体的热量分布在环境监,,见光影像适用于地形勘测、城市规划于农业监测、矿产勘探等领域测、军事侦察等方面有广泛应用,等应用航空遥感数据的特点高分辨率灵活性时效性局限性与卫星遥感相比航空遥感航空平台可以根据需求灵航空平台响应快可以及时受天气和飞行高度限制航,,,具有更高的空间分辨率可活调整飞行高度和航线满获取地表变化的数据为突空遥感数据覆盖范围有限,,,,以捕捉更细节的地物信息足不同的数据采集需求发事件监测提供支持不适合区域性的信息采集无人机遥感数据无人机遥感技术近年来飞速发展为遥感数据采集提供了新的途径了,解无人机遥感数据的特点与应用前景有助于推动遥感技术的进一步创,新与应用无人机平台的发展军事应用1无人机最初用于军事监视和打击目标民用应用2越来越多用于测绘、农业等民用领域技术创新3电池续航、遥控距离等技术不断突破无人机技术从军事领域逐步向民用领域发展在测绘、农业、公共安全等方面应用日益广泛同时电池续航时间延长、遥控,,距离提升等关键技术的不断创新使无人机的应用场景更加丰富,无人机遥感传感器高分辨率相机热红外传感器激光雷达系统多光谱扫描仪无人机遥感常配备高分辨率热红外传感器可监测地表温无人机整合的激光雷达可精多光谱传感器可采集多个波可见光相机能提供细腻的地度应用于环境监测、农业遥准测绘地形地貌应用于工程段数据用于植被监测、土地,,,,物信息感等领域测量、城规等覆盖分类等无人机遥感数据的特点高灵活性高分辨率无人机可在各种复杂地形和气象条件下快速部署,提供高灵活性现代无人机搭载先进的遥感设备,能获取高分辨率的影像数据,满的遥感数据采集足精细化应用需求快速响应低成本无人机可快速投放现场,在紧急情况下提供及时的遥感数据支持相比有人机平台,无人机具有较低的运营成本,为广泛应用提供可能遥感数据的预处理获取到的遥感数据通常需要进行预处理以提高数据的质量和可用性,主要包括几何校正、辐射校正和大气校正等步骤几何校正坐标配准影像正射12通过对遥感影像与地图坐将影像投射到一个标准的标系统进行对应关系的建地图投影面上校正地形高,立消除几何畸变提高影像差引起的几何失真,,精度拼接镶嵌影像配准34将多幅影像拼接成大面积将多时相或多源影像精确的影像图实现遥感数据的匹配为数据融合和时间序,,完整覆盖列分析提供基础辐射校正传感器响应纠正针对不同传感器特性进行辐射响应校正,确保数据的可比性和准确性大气散射纠正计算大气散射对遥感影像的辐射亮度影响,消除大气干扰因素日照角效应校正针对太阳高度角和观测几何条件差异进行辐射亮度校正,增强影像反射率的一致性大气校正大气校正的重要性校正方法应用场景发展趋势在遥感数据处理中大气校主要有基于辐射传输模型大气校正在环境监测、农随着遥感技术的进步大气,,正是一个关键步骤大气的物理校正方法和基于图业遥感、城市规划等领域校正方法也在不断完善会造成目标物体反射光的像间相对关系的经验校正都有广泛应用可以有效提未来可能采用多源数据融,散射和吸收影响最终影像方法两种前者需要气象升遥感影像的质量和应用合、机器学习等技术进一,的质量因此需要通过大参数输入后者利用相邻影价值步提高校正精度,,气校正来修正这种影响像间的相对关系进行校正遥感数据的应用遥感数据广泛应用于环境监测、农业管理、城市规划、自然灾害预警等领域为人类社会发展提供了有力支撑,环境监测空气质量监测水质监测土壤污染监测通过安装各类传感器实时监测大气中对地表水、地下水、海洋等水体的通过遥感技术和实地采样分析监测土,pH,的污染物浓度及时发现和预警环境问值、溶解氧、重金属等指标进行监测壤中农药、重金属等污染物含量维护,,,题保障饮用水安全农业生产安全农业遥感卫星遥感技术利用卫星获取的遥感数据可以对农业生产全过程进行监测和分析,为农业决策提供重要依据无人机遥感技术无人机低空遥感可以采集高分辨率的数据,为精准农业提供细致的信息支持植被监测遥感可以实时监测作物长势和植被状况,为农业生产管理提供客观依据城市规划全面规划城市发展应用地理信息技术重点推进城市更新城市规划涉及道路、建筑、绿化等各利用、遥感等地理信息技术可以更通过城市更新可以有效改善城市环境GIS,,,个方面需要从整体出发协调各种要素有效地收集、分析和管理城市数据为提升基础设施推动城市向更加宜居、,,,,,制定科学合理的发展计划城市规划提供强有力的数据支撑可持续的方向发展灾害监测预防预警趋势分析遥感数据可以用于监测自然通过时间序列的遥感数据可,灾害的前兆提前预警减轻人以分析灾害发生的规律和趋,,员财产损失势为防灾减灾提供依据,即时响应遥感卫星可迅速获取灾区信息为救援部门提供灾情实时监测和评,估未来发展趋势遥感技术正朝着更高分辨率、更小型化和数据融合的方向发展新一代高分辨率卫星以及基于多星座的遥感卫星群将大幅提升空间分辨率和时间分辨率同时多源遥感数据的融合分析也是未来发展的重点,高分辨率卫星高分辨率成像宽覆盖swath12最新一代高分辨率遥感卫星可提供更细致入微的图像从这些先进的卫星还具有更宽的扫描范围能同时获取更广,,而获取更精确的空间信息阔区域的遥感数据多光谱传感频繁重访34高分辨率卫星常搭载多光谱传感器可以采集可见光、红新一代卫星轨道设计使得重访频率提高可以更快捕捉区,,外等多种光谱范围的影像数据域变化动态小型卫星群灵活机动集群优势前沿技术广泛应用小型卫星群具有体积小、多颗小型卫星协同工作可小型卫星群利用新兴的微小型卫星群在气象监测、重量轻、成本低等特点可以提高数据采集的覆盖范型化、软件定义等技术不海洋观测、资源勘探等领,,以快速部署和灵活调控适围和时间分辨率同时还可断推进遥感卫星的发展方域展现出巨大的应用潜力,,应多样化的探测需求以增强抗干扰能力向集成多源数据数据融合多尺度分析整合不同类型的遥感数据如结合高、中、低分辨率遥感,光学、雷达和超光谱等以提数据可实现从整体到局部的,,高分析精确度多层次分析跨平台应用整合卫星、航空和无人机等多种遥感平台获取的数据可满足各类,应用需求总结与展望本课程全面介绍了遥感数据获取的概念、类型和技术为读者提供了全,面的认知未来遥感技术将在精细化观测、多源融合、智能分析等方,面进一步发展为人类社会的可持续发展做出重要贡献,。