什么是遥感物理 遥感技术的核心技术

appeal2022-11-22 11:04:001649

遥感的基本概念,遥感是什么?什么是遥感技术?遥感的物理基础,什么是遥感呢?遥感可以干些什么?遥感技术的概念和遥感基本原理。

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遥感技术的概念和遥感基本原理

  什么是遥感?

  今年10月27日,“中国资源二号”卫星顺利进入了太空,这颗由我国自行研制的第二颗传输型遥感卫星将在太空执行国土资源普查、城市规划、作物估产、灾害监测和空间科学试验等任务。“中国资源二号”卫星的发射成功和稳定运行,标志着我国航天遥感技术登上新的发展阶段。

  这里说到了遥感技术,什么是遥感?对普通老百姓来说,似乎还有些陌生。我们请专家介绍遥感到底是怎么一回事?

  中国工程院院士潘德炉解释说:遥感,就是从不同的角度、不同的高度探测地面目标的特性,从目标上可以分为陆地资源遥感、海洋遥感和气象遥感,包括地面、海洋、大气等,主要是对地面观测。从高度上讲有航空遥感和卫星遥感,航空遥感的高度一般在3000米到5000米之间,卫星遥感一般从500公里到900公里。按遥感的物理波段来分的话,又可以分为可见光遥感、红外遥感和微波遥感。

  遥感最主要的特点就是覆盖范围宽、频率快、信息量大。比如用人的肉眼来观察事物,一般都是从前后左右四个方向进行,但遥感不一样,它现在已经能从200多个角度观察某一个物体。用一个形象点的比喻,现在普遍使用的可见光遥感就像一个灵敏度和精度都非常高,而且覆盖范围也很大的照相机。

  目前,遥感技术已在高科技领域得到广泛的应用。又如气象卫星在太空中俯瞰空间大气的分布状态,应用可见光遥感、红外遥感等遥感技术获取相关的气象信息,为天气预报和气候预测提供许多可靠的依据。(2002-10-31)

卫星遥感是什么意思

我们常见的遥感是在一定的遥感平台,搭载相机、导航系统等设备,对地面进行摄影,获取地面影像,这个过程就是通常所说的遥感。遥感平台可分为航摄飞机平台、无人机平台或者卫星平台等

遥感技术都有哪些特征

遥感技术的萌发,起源于望远镜和照相机的发明。第一次世界大战出现了航空摄影,建立了能够定位、定量的立体摄影测量学,改造了地图测绘技术。第二次世界大战出现了彩色航空摄影,扩大了定性分析的可能性,为自然环境与资源考察打开了新的局面。但是,受当时的生产技术条件的局限,能够利用的电磁波主要是可见光。20世纪60年代初,遥感技术出现了飞跃。一方面,这是由于人造地球卫星的发射;另一方面,也是由于红外线与微波扫描成像技术的进步,它们开拓了人们的视野。红外遥感能够昼夜作业,凡是高于绝对零度(-273.15℃)的物体都有红外线的辐射,在不能利用可见光的情况下,给人们展示出热图像,包括永远不见的月亮的背面。利用微波遥感,无论云层覆盖、植被茂密的亚马孙河热带雨林,还是千里冰封的南北两极的基岩,都被揭露在人们的眼前,编制出版了1:100万的地形、地质和资源地图。目前的遥感技术,不仅从可见光谱段扩展到了较长的近红外、远红外和微波波段,也扩展到了较短的紫外线、X和阿尔法射线。激光全息成像也正被引进到遥感技术中来。总之,遥感仪器的研制,已经由单一波段增加到24个波段;由物理光学进入到电子光学,由机械扫描发展到电荷耦合器陈列,由真实孔径发展到合成孔径。有了这些新一代的遥感仪器,人们能够从一种物体中摄取各种电磁波信息,并同步记录在一组磁带或胶片上,这就大大提高了人们观测和鉴别自然界复杂物体的可能性。可以说,空间科学技术的发展,使人类的活动进入了广阔无垠的宇宙太空,正在改变着地学、天文学和其它一些学科的面貌。

谈谈对遥感的认识和理解

振动的传播称为波。电磁振动的传播是电磁波。电磁波的波段按波长由短至长可依次分为:γ-射线、X-射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波。电磁波的波长越短其穿透性越强。遥感探测所使用的电磁波波段是从紫外线、可见光、红外线到微波的光谱段。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须穿过地球的大气层。太阳光在穿过大气层时,会受到大气层对太阳光的吸收和散射影响,因而使透过大气层的太阳光能量受到衰减。但是大气层对太阳光的吸收和散射影响随太阳光的波长而变化。地面上的物体就会对由太阳光所构成的电磁波产生反射和吸收。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反射光谱,通过对反射光谱的测定可得知物体的某些特性。

遥感技术作用

广义地讲,遥感是指不直接接触地收集关于某一定对象的某种或某些特定的信息,从而了解这个对象的性质。一般多指从人造卫星或飞机对地面观测,并以电磁传播与接收技术,以收取目标的讯息并加以进行分析的技术。

简单理解,就像是在飞机或人造卫星上,安装一台功能强大的照相机,通过图像分析获取想要得到的数据。

遥感可以做的事情:

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。

遥感技术的核心技术

“遥感”(Remote Sensing)即从远处探测、感知物体。遥感技术的一般概念是:从不同高度的遥感平台(Platform)上,使用各种传感器(Sensor),接收和记录来自地球表层各类地物发射或反射的各种电磁波信息,并对这些信息进行加工处理和分析,从而对不同的地物及其属性进行远距离探测和识别的综合技术。

众所周知,世界上所有绝对温度大于零度的物体,都能够反射、发射和吸收电磁波。不同物体由于其物质成分、结构构造以及物理和化学性质的差异,决定了它们对不同波长的电磁波的响应敏感程度的差异。也就是说,不同的物体,它们对一定波长的电磁波的发射、反射和吸收规律不同;即便是同一种类的物体,由于其所处自然状态的不同或是处于不同的地理环境,所表现出来的这种规律也不同。这种规律就是地物的波谱特性。图19-1表示几种植物的波谱特性,图19-2表示同一种农作物不同自然状态所表现出来的波谱特性。除此之外,自然界中大多数物体都具有一定的几何形态和纹理结构。所以,通过上述地物波谱特性的研究,将遥感仪器探测到的不同地物的电磁波信息与之比较,就能区分和鉴别地物的种类及其属性特征。这就是遥感所采用的基本原理。

从理论上讲,对整个电磁波波段都可以进行遥感,但实际上电磁波辐射在空中传输过程中,大气对其有明显的选择性吸收和散射作用(我们将电磁波辐射在大气传输过程中损耗较小,透射率较高的波段称为大气窗口)。由于“大气窗口”效应和探测技术水平限制,目前遥感技术只利用了有限的几个波段(窗口),其中最重要的波段如下。

可见光(0.39~0.76 μm)和近红外(0.76~2.5 μm)波段。这是地物对太阳辐射的强反射波段,所用的传感器主要是照(摄)相机或多波段扫描仪等。

图19-1 几种植物的波谱特性

图19-2 同一农作物不同自然状态的波谱特性

中红外(3~5 μm)波段。主要接收地物对太阳辐射的反射能量和自身的热辐射能量,所用的传感器主要是红外扫描仪等。

热红外(8~14 μm)波段。主要接收地物自身的热辐射能量,所用的传感器主要是热红外扫描仪等。

微波(8~1000 mm)波段。可分为主动和被动两种接收方式。主动式微波传感器通常包括侧视雷达、散射计和高度计;被动式微波传感器采用微波辐射计,包括扫描成像和非扫描成像等类型。

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