主讲教师：秦其明
主讲教师：秦其明
北京大学地球与空间科学学院
北京大学地球与空间科学学院
第一章
第一章
遥感概述
遥感概述
《遥感概论》课程
本节主要内容
本节主要内容
? 遥感基本概念遥感基本概念
? 遥感技术系统遥感技术系统
? 遥感特点与作用遥感特点与作用
? 遥感发展与趋势遥感发展与趋势
遥感基本概念
遥感基本概念
? 遥感：遥感： 通过遥感器这类对电磁波敏感的仪器，在通过遥感器这类对电磁波敏感的仪器，在
远离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物，
远离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物，
获取其反射、辐射或散射的电磁波信息，进行处
获取其反射、辐射或散射的电磁波信息，进行处
理、分析与应用的
理、分析与应用的
一门科学和技术。
一门科学和技术。
? 主动遥感主动遥感
? 被动遥感被动遥感
? 对地观测对地观测
主动遥感与被动遥感
主动遥感与被动遥感
? 主动遥感主动遥感
? 传感器主动发射一定电磁波能量并接收目标传感器主动发射一定电磁波能量并接收目标
的后向散射信号
的后向散射信号
? 被动遥感被动遥感
? 传感器不向目标发射电磁波，仅被动地接收传感器不向目标发射电磁波，仅被动地接收
目标物的自身发射和对自然辐射的反射能量
目标物的自身发射和对自然辐射的反射能量
主动遥感与被动遥感
主动遥感与被动遥感
反射
热量发射
大气吸收
散射
直接辐射
反射回来的波
?近红外
被动传感器
主动传感器
折射
后向回波
?微波
云层
云层
热辐射波
?热红外
对地观测
对地观测
? 利用遥感器在高空获得地表的电磁波信息利用遥感器在高空获得地表的电磁波信息
遥感技术系统
遥感技术系统
? 遥感信息源遥感信息源
? 空间信息获取空间信息获取
? 遥感数据传输与接收遥感数据传输与接收
? 遥感图像处理遥感图像处理
? 遥感信息提取与分析遥感信息提取与分析
遥感技术系统
遥感技术系统
卫星
传感器
信息接收、处理
用户制图
实况调查
分析判断
物体
遥感信息源
遥感信息源
? 任何地物都可以发射、反射和吸收电磁任何地物都可以发射、反射和吸收电磁
波信号，都是遥感信息源
波信号，都是遥感信息源
空间信息获取
空间信息获取
? 地物空间信息主要由搭载在遥感平台上地物空间信息主要由搭载在遥感平台上
的遥感器来获取
的遥感器来获取
遥感平台
遥感平台
MSS
传感器
传感器
TM
传感器
传感器
遥感数据传输与接收
遥感数据传输与接收
? 遥感器接收到地物目标的电磁波信息，遥感器接收到地物目标的电磁波信息，
被记录在胶片或数字磁带上
被记录在胶片或数字磁带上
地面卫星接收站
地面卫星接收站
? 接收、处理、存档、分发各类地球资源接收、处理、存档、分发各类地球资源
遥感卫星数据并进行相关技术研究，为
遥感卫星数据并进行相关技术研究，为
遥感应用提供数据服务
遥感应用提供数据服务
遥感图像处理
遥感图像处理
? 硬件系统硬件系统
? 计算机计算机
? 显示设备显示设备
? 大容量存贮设备大容量存贮设备
? 图像输入输出设备图像输入输出设备
? 软件系统软件系统
? 数据输入模块数据输入模块
? 几何校正模块几何校正模块
? 图像变换模块（滤波和增强）图像变换模块（滤波和增强）
? 图像融合模块图像融合模块
? 图像分类模块图像分类模块
? 图像分析模块图像分析模块
? 图像输出模块图像输出模块
基于遥感影像的信息提取
基于遥感影像的信息提取
遥感的特点与作用
遥感的特点与作用
? 大面积同步观测大面积同步观测
? 时效性强时效性强
? 数据的综合性与可比性好数据的综合性与可比性好
? 较高的经济与社会效益较高的经济与社会效益
? 一定的局限性一定的局限性
遥感的特点与作用
遥感的特点与作用
? 20世纪地球科学进步的一个突出标志世纪地球科学进步的一个突出标志
是人类开始脱离地球从太空观测地球
是人类开始脱离地球从太空观测地球
（李德仁院士）；
（李德仁院士）；
? 大面积实时观测大面积实时观测
? 时效性强时效性强
? 信息客观、真实信息客观、真实
? 数据的综合性与可比性好数据的综合性与可比性好
多波段性
多波段性
Green Channel
Red Channel
NIR Channel
红树林在绿波段的影像 红树林在红波段的影像
红树林在近红外波段的影像
多时相性
多时相性
Las Vegas, 1992
Las Vegas, 1986
Las Vegas, 1972
遥感技术发展简史
遥感技术发展简史
? 1957年年 10月月 4日，苏联第一颗人造地球卫星的发射成功日，苏联第一颗人造地球卫星的发射成功
? 1960年，美国发射了年，美国发射了 TIROS-1和和 NOAA-1太阳同步卫星太阳同步卫星
? 1972年年 ERTS-1发射（后改名为发射（后改名为 Landsat-1），装有），装有 MSS传传
感器，分辨率
感器，分辨率
79米
米
? 1982年年 Landsat-4发射，装有发射，装有 TM传感器，分辨率提高到传感器，分辨率提高到 30
米
米
? 1986年法国发射年法国发射 SPOT-1，装有，装有 PAN和和 XS遥感器，分辨率提遥感器，分辨率提
高到
高到
10米
米
? 1988年年 9月月 7日中国发射的第一颗日中国发射的第一颗 ““ 风云风云 1号号 ”” 气象卫星气象卫星
? 1999年美国发射年美国发射 IKNOS，空间分辨率提高到，空间分辨率提高到 1米米
? 1999年年 10月月 14日中国成功发射资源卫星日中国成功发射资源卫星 1号号
遥感技术的发展趋势
遥感技术的发展趋势
? 随着热红外成像、机载多极化合成随着热红外成像、机载多极化合成
孔径雷达和高分辨力表层穿透雷达
孔径雷达和高分辨力表层穿透雷达
和星载合成孔径雷达技术日益成熟，
和星载合成孔径雷达技术日益成熟，
遥感波谱域从最早的可见光向近红
遥感波谱域从最早的可见光向近红
外、
外、
短波红外、热红外、微波方
短波红外、热红外、微波方
向发展，波谱域的扩展将进一步适
向发展，波谱域的扩展将进一步适
应各种物质反射、辐射波谱的特征
应各种物质反射、辐射波谱的特征
峰值波长的宽域分布。
峰值波长的宽域分布。
遥感技术的发展趋势
遥感技术的发展趋势
? 大、中、小卫星相互协同，高、中、大、中、小卫星相互协同，高、中、
低轨道相结合，在时间分辨率上从几
低轨道相结合，在时间分辨率上从几
小时到
小时到
18天不等，
天不等，
形成一个不同时
形成一个不同时
间分辨率互补系列。
间分辨率互补系列。
遥感技术的发展趋势
遥感技术的发展趋势
? 随着高空间分辨力新型传感器的应用，随着高空间分辨力新型传感器的应用，
遥感图像空间分辨率从
遥感图像空间分辨率从
1km、
、
500m、
、
250m、
、
80m、
、
30m、
、
20m、
、
10m、
、
5m发展
发展
到
到
1m, 军事侦察卫星传感器可达到
军事侦察卫星传感器可达到
15cm 或者更高的分辨率。空间分辨
或者更高的分辨率。空间分辨
率的提高，有利于分类精度的提高，
率的提高，有利于分类精度的提高，
但也增加了计算机分类的难度
但也增加了计算机分类的难度
遥感技术的发展趋势
遥感技术的发展趋势
? 高光谱遥感的发展，使得遥感波段宽度从高光谱遥感的发展，使得遥感波段宽度从
早期的
早期的
0.4μm(黑白摄影
黑白摄影
)、
、
0.1μm(多光谱
多光谱
扫描
扫描
)到
到
5nm(成象光谱仪
成象光谱仪
)，遥感器波段宽
，遥感器波段宽
度窄化，针对性更强，可以突出特定地物
度窄化，针对性更强，可以突出特定地物
反射峰值波长的微小差异；同时，成像光
反射峰值波长的微小差异；同时，成像光
谱仪等的应用，提高了地物光谱分辨力，
谱仪等的应用，提高了地物光谱分辨力，
有利于区别各类物质在不同波段的光谱响
有利于区别各类物质在不同波段的光谱响
应特性。
应特性。
遥感技术的发展趋势
遥感技术的发展趋势
? 机载三维成像仪和干涉合成孔径雷达机载三维成像仪和干涉合成孔径雷达
的发展和应用，将地面目标由二维测
的发展和应用，将地面目标由二维测
量为主发展到三维测量。
量为主发展到三维测量。
? 各种新型高效遥感图像处理方法和算各种新型高效遥感图像处理方法和算
法将被用来解决海量遥感数据的处理、
法将被用来解决海量遥感数据的处理、
校正、融合和遥感信息可视化。
校正、融合和遥感信息可视化。
遥感技术的发展趋势
遥感技术的发展趋势
? 遥感分析技术从遥感分析技术从 ““ 定性定性 ”” 向向 ““ 定量定量 ””
转变，定量遥感成为遥感应用发展的
转变，定量遥感成为遥感应用发展的
热点。
热点。
? 建立适用于遥感图像自动解译的专家建立适用于遥感图像自动解译的专家
系统，逐步实现
系统，逐步实现
遥感图像专题信息提
遥感图像专题信息提
取自动化。
取自动化。
重点与难点
重点与难点
? 重点重点
? 了解遥感技术系统中遥感信息获取了解遥感技术系统中遥感信息获取
? 遥感数据传输与接收遥感数据传输与接收
? 遥感图像处理遥感图像处理
? 和遥感信息提取与分析的过程和遥感信息提取与分析的过程
? 难点难点
? 观测对象的尺度观测对象的尺度
Image References
C.Mayhew & R. Simmon (NASA/GSPC), NOAA/ NGDC, DMSP
Digital Archive
Dousset, B., and F. Gourmelon, 2003. Satellite multi-sensor data
analysis of urban surface temperatures and landcover, ISPRS
Journal of Photogrammetry & Remote Sensing, 58:43-54.
Stila, U., U. Soergel, and U. Thoennessen, 2003. Potential and
limits of InSAR data for building reconstruction in built-up areas,
ISPRS Journal of Photogrammetry & Remote Sensing, 58:113-123.
Chen, C.-M., G.F. Hepner, and R.R. Forster, 2003. Fusion of
hyperspectral and radar data using the HIS transformation to
enhance urban surface features, ISPRS Journal of Photogrammetry
& Remote Sensing, 58:19-30.
烟台师范学院 地理与资源管理学院 地理信息系统研究室,
http://www.jwc.ytnc.edu.cn/jpk/kc/yaoganyuanli/RSweb/教案.htm
