遥感方法遥感分类按电磁波的波谱范围,遥感可分为可见光遥感、红外遥感、紫外遥感、微波遥感、超短波遥感和多谱段遥感
①可见光遥感
用分波段照相机或用多波段扫描仪采集0.34~0.76微米波段的信息
主要用于立体摄影测量、资源调查、军事侦察等
②红外遥感
指利用波长0.76~3.0微米的近红外和波长3.0~15微米的远红外波段的遥感
红外遥感对地表热力场和植物叶绿素含量特别敏感,温度分辨率可达0.1~0.2℃
用于城市热岛、温泉、海面温度、埃尔尼诺现象、海洋中的淡水涌泉、海冰、积雪、冰川和湖泊的观测,以及森林、草场、作物长势的分级和湖泊富营养化、海面赤潮、海洋初级生产力的估算等
③紫外遥感
利用波长0.3~0.4微米的紫外波段的遥感,主要用于大气和海洋温度场的探测
④微波遥感
利用 1~1000毫米波段的遥感
具有全天候工作和穿透云层、干冰、沙漠和植被的功能,但空间分辨率低
可用于地质勘探、资源调查等
⑤多谱段遥感
利用几个不同波段范围,同时对某一地物或地区进行遥感,对获得的信息加以组合,以获取有关物体的更多的信息
⑥超短波遥感
利用超短波的 α射线和X射线的遥感
如拖曳于海底的α射线探测仪,用于海底沉积和基岩剖面的探测
⑦激光遥感
用于大地测量的卫星定位、活动断层地形变化和 40~200米以内水下地形的测绘等
按获取信息的特点,遥感又可分为回收型、极轨型和静止型
①回收型
回收遥感器后取得信息,如U-2飞机、航天飞机、回收型卫星等都是在着陆后,从遥感器中取得遥感数据或图像
工作时间由1到300多天不等
信息源不连续,但地面分辨率很高
一般用于自然灾害监测、局部地区的军事侦察等
②极轨型
利用极轨卫星取得遥感信息
工作周期每天或14~18天重复一次,连续2~3年不间断,能提供区域性的中长周期的准同步动态信息
适用于都市群发展、土地利用和土地覆盖的变化,以及洪涝、虫害、风沙、台风灾害的趋势分析
③静止型
高度为 35786公里、定轨于赤道上空的地球同步轨道卫星(又称静止卫星)对所覆盖范围,提供连续不断的遥感数据或图像,其同步性很高,但分辨率较低
适用于监测全球性的宏观动态变化,如全球大气状况、大陆绿波推移、南北极冰盖进退、埃尔尼诺现象、洋流摆动等
遥感与地理信息由于资源和环境卫星的发射,遥感获取的地理信息已相当丰富
通过大气遥感信息,研究大气的状况和特征,以及遥感信息通过大气圈传输的机理
地球表层的水圈、岩石圈和生物圈,以及人类活动情况,也是遥感的目标
例如,气象和海洋卫星提供全球海洋表面物理场的动态遥感信息;陆地卫星和资源卫星提供陆地表面的地质构造、岩性、地表水、地下水、植被、土地覆盖和利用、环境生态效应等的直接或间接信息
航空遥感和近地遥感可提供较为详细的地理信息
信息周期不同遥感信息源的时间周期不同,有5种尺度:①超短期的,如热带气旋、寒潮、海况、鱼情、赤潮、晴空湍流、城市热岛和污染事故等,其动态通过卫星遥感监测,按小时计算,并需结合定位观测台站来检验;②短期的,如洪水、冰凌、旱涝、森林虫害、作物长势、绿波指数等,其动态变化,需要不同时间的对比,按日数计算,并需结合地面实况调查来研究;③中期的,如土地利用、作物估产、森林蓄积量、草场载畜量、海洋初级生产力等,按周年的季节变化估算,并需要有经济统计数字作校正;④长期的,如水土保持、自然保护、冰川进退、河流改道、海岸变迁、湖泊消涨、荒漠化和绿洲化等,其演变过程往往经历若干年的时间,需要历史地图和文献的佐证;⑤超长期的,如新构造运动、火山喷发等地质现象,主要观察其在遥感图像上的历史痕迹和间接标志,参考化石、孢粉或C-14分析,推断其年代,重建其发生发展过程,演绎其变化规律
信息处理遥感信息处理过程可分为预处理、精加工和判读制图 3个步骤
预处理是对遥感图像的光谱辐射订正和平台姿态参数的校准;精加工是按地面控制展布高精度的正射图像地图;判读制图是对图像进一步增强特征抽取和数理统计分析,从而编绘研究需用的专题地图,并加以实地验证
这些步骤的实施,以光学仪器为主体的称为光学图像处理;以计算机为主体的称为数字图像处理;以地学规律或地理系统为支撑的称为地学处理
在比较复杂的判读和制图作业中,往往需要多种方法的配合,混合处理
遥感图像分析方法,最常用的有以下几种:①目视判读(或称解译)
运用地学(生物学)知识,借助光学仪器或电子光学仪器,根据自然环境与人文现象的相关性,对遥感图像上的直接或间接标志作综合的定性、定量分析,这种方法适用于航空照片或摄影图像
②系列制图
以航空或卫星图像作为统一的信息源,按地理系统(或景观),逐级划分单元
这些单元内部具有统一的物质和能量的内循环,属于有共性的统一体,而与外部有明显的分异特征和界线
根据地面采样专业指标,将这些单元合并或细分为各种“类型”
按照自然发生发展的过程顺序作业,首先编绘地形图和地质图,其次是土地利用图和水文地质图,最后是土壤图和土地评价图
③自动分类
对数字化多谱段遥感图像,借助于计算机,通过主成分分析、边界增强、傅里叶变换、KL变换等图像增强手段,对像元进行识别,最后绘出分布图,并统计面积
④信息复合
由于不同遥感图像的波谱、时相,以及空间、时间分辨率不同,所提供的地理环境信息也不同
不同图像复合在一起,综合分析,可获得更多的信息
例如,洪水与枯水期湖泊图像复合,可以反映湖面的消长;雷达与多谱段扫描仪的图像复合,可以突出地质构造与岩性的关系
⑤专家系统
地理信息系统的数据源,部分来自遥感,部分来自非遥感
后者包括地图数据库、高程数字模型库、地名库等
获取遥感图像或数据之后,以地理信息系统为基础,迅速更新多级比例尺的专题地图,做出预测预报
例如,通过专业评价模型软件,直接输出土壤侵蚀或森林蓄积量的图像数据,作出农作物估产或自然灾害趋势预测
特点遥感方法广泛应用于研究整个地球表层的岩石、大气、水、生物诸要素及其构成的自然综合体的特征、地理分布、相互作用和动态变化,以及人对自然环境的影响、提供了前所未有的信息源,不仅获得新的地理知识和促成了一些新的地理概念,而且促进了地理学研究从微观到宏观、从静态到动态、从定性到定量、从描述到预测预报的转变
运用遥感方法对地理学研究的重要意义,有以下方面:①区域调查方法的变革
长期以来,地理工作者主要通过定位观测和野外考察来研究区域地理现象,即以点、线的直接观察为基础,认识地理规律
遥感方法则使地理工作者可以首先通过卫星图像对整个区域、甚至全球作宏观概查,然后针对关键地区与关键问题,组织大比例尺的航空遥感详查,并结合野外实地考察
这种作业顺序更符合认识论的逻辑,更符合区域规划、工程设计的要求
②全球性的准同步观测
常规的地面调查,需要较长时间才能完成,使用遥感方法可大大地缩短所用时间
通过卫星遥感,使人们能获得接近于同步的全球观测数据和图像
③动态监测与预报
遥感技术系统具有大面积覆盖、准同步快速获取和处理大量信息的功能,特别是在高速计算机和地理信息系统支持下,加速和加深了人们对资源变化、自然灾害发生、区域经济发展趋势等的认识
把地理数据采集、处理、分析、模拟的全过程,压缩在自然和社会环境动态变化过程的时间之内,从而赢得预测预报的时间
④向太空和宇宙的延伸
地理学主要以地球表层为研究对象,而遥感方法使地理学某些研究扩展到月球和其他行星,如通过卫星遥感,绘制了整个月球的地形图和地质图,以及火星和木星的地图
⑤建立和更新地理信息系统,为地理学的区域性和综合性研究,提供了现代化的技术保证
地理信息系统的数据采集和更新,除利用地图和调查统计数据外,遥感也是重要来源之一
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