《遥感概论RSII》课件

遥感概论RSII遥感是一种利用各种传感器从远距离获取目标物信息的技术它是当今诸多学科中不可或缺的重要工具之一本课程将全面介绍遥感的基本原理、技术流程及广泛应用课程内容简介遥感基础知识遥感数据处理遥感应用案例本课程将涵盖遥感的基本概念、遥感系统的课程将深入讲解遥感数据的几何和辐射校正结合具体应用领域如资源环境、农业、城,组成、遥感影像的获取和数据源等内容让、基于遥感的分类方法等主题培养学生的市规划等阐述遥感技术在各领域的实践应,学生全面掌握遥感技术的基础知识遥感数据处理能力用让学生了解遥感在现实生活中的广泛用,途遥感基础知识遥感的定义遥感的原理遥感的特点遥感的发展历程遥感是指通过对地物的电磁波遥感利用电磁波与地物的相互遥感技术具有快速、广域、定遥感技术从世纪初航空摄20信号进行接收、处理和分析作用特性通过传感设备接收量和反复观测等优势能够及影开始发展经历了航空摄影,,,,从而获取地物信息的技术它不同波段的电磁辐射信号经时、全面地获取地球表面状况、人造卫星遥感、数字图像处,利用各种传感设备远距离、非过解译和分析获取地物的各的信息为各行业提供重要的理等阶段不断推进遥感应用,,,接触地探测地表或大气层目标种特征信息这一过程中传感决策支持范围和精确度的特征信息器、地物和能量是三大关键要素电磁波与遥感遥感技术建立在电磁波理论之上各种波段的电磁波都可用于遥感不同波段对,应着不同的遥感应用可见光、红外光、微波等电磁波的特性和穿透能力会影响遥感数据的采集效果对电磁波规律的深入理解是遥感技术发展的基础遥感系统组成传感器数据处理系统遥感系统的核心是用于捕捉和记用于对获取的遥感数据进行图像录地物对电磁辐射的反射或发射校正、增强、分类等处理的计算特性的高度精密的传感器机硬件和软件系统数据传输系统地面接收站负责将采集的遥感数据从传感器用于接收来自遥感卫星的原始数传输到数据处理系统的通信设备据并进行预处理的地面接收和处和网络系统理设施遥感影像获取传感器搭载遥感影像获取始于将传感器搭载于飞机、卫星或无人机等平台上光谱特性不同种类的传感器能捕捉到不同波段的电磁辐射,如可见光、红外等空间分辨率传感器的空间分辨率决定了获取影像的细节程度,从几米到几十厘米不等时间分辨率高时间分辨率的遥感平台可以获取同一地区的重复影像,适用于动态监测遥感数据源卫星遥感数据航空遥感数据广泛应用于资源勘探、环境监测和城可获取更高分辨率的影像适用于农业,市规划等领域提供大范围、高质量的、地质、地形等专业领域的应用,观测数据无人机遥感数据多传感器遥感数据灵活机动可获取高清晰度的局部区域结合光学、雷达、高光谱等多种传感,影像常用于城市规划和精细管理器提供更全面的地物信息,,高光谱遥感高光谱遥感利用连续的光谱波段对地物进行测量和识别能提供比,传统多光谱影像更为丰富的光谱信息它可以精准地识别小范围内地物的化学成分和矿物成分广泛应用于国土资源、农业、环境,、地质等领域与普通的多光谱遥感相比高光谱遥感的主要优势包括能更精确地,:识别和分类地物、能监测植被生长状况、能检测微量矿物等合成孔径雷达遥感合成孔径雷达是一种能够主动发射和接收电磁波的遥感技术SAR利用飞行器快速移动通过数字信号处理技术产生高分辨率SAR,的影像与光学遥感不同可以在阴雨天气和夜间进行观测是,SAR,一种全天候、全时段的遥感手段遥感广泛应用于地形测绘、灾害监测、农林资源调查等领域SAR,为人类提供了大量宝贵的信息未来随着技术的不断进步其SAR,应用前景将更加广阔遥感数据处理流程数据采集1利用各种遥感传感器采集原始数据数据预处理2对原始数据进行几何校正和辐射校正信息提取3应用图像分类等分析方法提取有价值信息结果应用4将分析结果应用于资源管理、环境监测等领域遥感数据处理是从原始数据采集到最终应用的全过程首先通过卫星、航空等传感器获取原始数据,然后进行几何和辐射校正等预处理接下来采用图像分类、特征提取等方法提取有价值的信息,最后将分析结果应用于资源环境管理等实际应用中整个流程保证了遥感数据从采集到应用的完整性和可靠性图像的几何校正几何变形1由于成像条件和光传播路径的差异遥感影像容易产生几何变形,控制点匹配2通过在影像和地图上标定控制点建立坐标转换模型,重采样校正3根据坐标转换模型对像元进行重新取样生成几何校正影像,几何校正是遥感数据处理的重要步骤可以消除遥感影像中的几何畸变提高空间定位精度使之更好地与其他地理空间数据相匹配,,,图像的辐射校正校正过程1辐射校正是根据目标物的实际反射特性消除影像记录过程中由,于大气吸收、散射等因素而引起的辐射失真大气校正2大气校正通过估算大气对遥感影像的辐射影响从而消除这种影,响使影像数据更好地反映地物的实际情况,传感器校正3传感器校正是根据传感器自身的响应特性和几何失真情况对影,像数据进行校正使其更准确地反映地物特性,分类方法概述监督分类无监督分类12基于已知地物类别的训练样本不依赖训练样本，通过聚类算进行分类，可以获得较高的分法自动划分地物类别，效果较类精度监督分类稍差基于对象的分类基于知识的分类34不再单独考虑像元，而是把相利用地物属性、上下文等知识似的像元组合成对象进行分类信息辅助分类，可以提高分类精度监督分类确定训练样本选择合适算法评价分类精度监督分类首先需要确定一组有代表性的训练监督分类算法包括最大似然、神经网络、决通过测试样本验证评估分类结果的整体准,样本以定义各类地物类型的光谱特征策树等方法需根据数据特点选择合适的算确性以及各类别的识别精度,,法无监督分类数据驱动无监督分类通过分析数据的内在特征自动将其分组不需要预先标记或建立模型,聚类算法常用的无监督算法包括、等可根据数据特点选择合适的聚类方法K-Means DBSCAN,数据探索无监督分类有利于发现数据中隐藏的模式和关系为进一步的数据分析提供有价值的洞,见信息提取与应用信息提取信息应用从遥感影像中有效提取所需信息提取的信息可广泛应用于资源管是遥感应用的关键包括图像分割理、环境监测、农业等领域为决,,、目标识别和特征提取等技术策提供依据智能分析数据融合结合机器学习等技术可实现自动整合遥感、、等多源空间,GIS GPS提取和分析遥感信息提高工作效数据可产生更丰富的信息服务,,率遥感在资源环境领域的应用环境监测矿产资源探测12遥感技术能有效监测空气质量遥感影像可帮助识别和定位矿、水资源、森林覆盖等环境指产资源的分布为勘探和开采提,标为资源管理和环境保护提供供重要依据,数据支持土地利用监测自然灾害预防34遥感数据可实时监测土地利用遥感可识别和预测地震、洪涝变化趋势为城乡规划和土地管、干旱等自然灾害为灾害预防,,理提供决策支持和应急响应提供重要信息遥感在农业领域的应用提高农业生产效率精准农业管理灾害预警与评估农业大数据应用遥感可以实时监测作物种植状结合遥感数据农民可以实现遥感能及时监测干旱、洪涝、遥感与地理信息系统相结合,,况、病虫害、水资源等帮助精准测土配方施肥、精准灌溉冰雹等自然灾害为农业灾害为农业大数据分析提供基础数,,农民及时调整管理措施提高等大幅提升资源利用效率预警和损失评估提供支撑据助力精准农业发展,,,农业生产效率遥感在城市规划中的应用城市规划信息提取城市发展监测遥感技术可用于获取城市用地类遥感影像可连续监测城市的扩张型、道路网络、建筑分布等关键和变迁帮助决策者了解城市发展,信息为城市规划提供关键基础数动态制定更加合理的规划,,据选址决策支持城市问题诊断遥感数据可分析地形、交通、环遥感数据可用于分析城市热岛效境等因素为城市基础设施选址提应、城市绿化状况、交通拥堵等,供科学依据优化城市规划设计问题为城市规划提供决策依据,,遥感在灾害管理中的应用灾前预防灾中响应12遥感技术可以监测地震、洪水遥感影像可以快速获取受灾区、台风等灾害的潜在风险区域域的实时信息为救援工作提供,,为制定防灾措施提供依据及时的数据支持灾后评估长期监测34遥感能够全面评估灾害造成的遥感卫星的持续观测可以追踪损失为灾后恢复重建提供可靠灾害发生的趋势为政府制定长,,的数据参考期防灾策略提供数据支撑遥感在国土管理中的应用国土信息管理环境保护监测自然灾害预防城乡建设规划遥感技术可以提供全面、即时遥感可以实时监测环境状况遥感可用于地质灾害、水灾、遥感数据可帮助分析城乡发展,的国土信息包括土地利用、如植被覆盖变化、土壤侵蚀、火灾等自然灾害的监测预警现状为城市规划、建设用地,,,地形地貌、水系分布等为国水体污染等及时发现并预防为防灾减灾提供关键信息支持、基础设施等提供依据,,土规划和管理提供决策依据环境问题遥感在林业中的应用林火监测林业资源管理病虫害监测遥感技术能实时监测和预警林区火情有效遥感数据可用于森林资源调查、营林作业规遥感技术可以快速发现和跟踪林地病虫害,,防控林火保护脆弱的森林生态系统划并监测林地面积变化支持可持续林业发为预防和防控提供及时信息支持,,,展遥感在水资源管理中的应用水资源监测灌溉管理遥感技术可以实时监测水资源的数量遥感技术可以为农业灌溉提供精准诊和分布帮助水资源管理部门进行有效断优化灌溉方案提高灌溉效率,,,调配水库管理湿地保护遥感可以监测水库水位变化为水库调遥感可以监测湿地的动态变化为湿地,,度和防洪预警提供重要数据支持保护管理提供决策支持遥感在大气监测中的应用大气环境监测利用遥感技术可以实时监测大气成分、温度、湿度、云层等信息,为环境保护和气候研究提供重要数据支撑大气污染监测遥感技术能够广泛、实时地监测大气中的二氧化硫、二氧化氮、颗粒物等污染物浓度,为污染防治提供依据天气预报与灾害监测卫星遥感数据是天气预报和自然灾害监测的重要输入,为气象预报和应急管理提供关键信息遥感数据的网络服务数据共享平台在线数据处理通过网络协议将遥感数据上传至提供在线的图像处理、分析和制,云端实现跨地域、多用户的数据图工具用户无需下载软件即可完,,共享和交流成遥感数据的应用自定义服务根据用户需求提供个性化的遥感数据获取、处理和应用服务满足不同领域,的专业需求未来遥感发展趋势技术创新数据融合应用拓展国际合作遥感技术正朝着高分辨率、多遥感数据与地理信息系统、导遥感技术将广泛应用于农业、全球遥感卫星网络建设和数据光谱和全天候的方向发展新航定位、物联网等技术的融合林业、城市规划、环境监测、共享机制将进一步完善推动,型传感器和数据处理算法的不将实现更加全面的数据采集和灾害管理等领域为社会发展遥感技术在国际上的广泛应用,断创新将推动遥感应用领域的分析能力多源数据的动态集提供更加全面的决策支持国际合作将成为遥感发展的不断扩展成将提升遥感应用的精度和实新动力时性遥感技术的国际合作全球遥感合作地球观测卫星合作遥感数据共享与应用遥感技术的发展需要各国科学家和专家之间各国合作研发和发射地球观测卫星互相共建立全球遥感数据共享交换机制促进遥感,,的广泛合作交流通过国际合作各国可以享卫星数据和成果是遥感国际合作的重要数据的国际流通和跨领域应用是推动遥感,,,共享数据资源、技术经验推动遥感技术的内容之一这有助于提高地球观测的时空覆技术国际合作的关键举措之一,创新与应用盖范围和数据质量课程总结全面回顾知识体系掌握关键技术技能12从遥感基础、技术原理到实际重点介绍了遥感数据获取、处应用全面系统地梳理了遥感技理、分析等关键技术为学生未,,术的知识框架来从事遥感相关工作奠定基础认识未来发展趋势增强实践能力培养34展望了遥感技术在资源环境、通过示例操作帮助学生将所学,农业、城市管理等领域的广泛知识应用于实际遥感数据分析应用前景和解决问题课程考核方式期末考试综合评分实践环节满意度反馈课程考核以期末考试为主考除期末考试外还会结合学生部分课程还设有实践操作环节学生对课程的满意度反馈也会,,试内容涵盖课程的所有重要概平时的学习态度、作业完成情如遥感影像处理实验将计入作为评判依据之一,,念和知识点况、课堂表现等进行综合评分总成绩参考文献与网站专业参考书籍学术期刊论文12《遥感概论》、《遥感影像处理原理与方法》等权威著作《遥感技术》、《国际地球观测》等期刊上发表的前沿研究成果政府及机构网站在线学习资源34国家遥感中心、联合国环境规划署等官方网站提供的最新信、等平台上的公开课程和教程MOOC Coursera息。