什么是遥感技术

1. 什么是遥感技术

遥感技术是从人造卫星、飞机或其他飞行器上收集地物目标的电磁辐射信息，以判认地球环境和资源的技术。它是20世纪60年代在航空摄影和判读的基础上随航天技术和电子计算机技术的发展而逐渐形成的综合性感测技术。任何物体都有不同的电磁波反射或辐射特征。航空航天遥感就是利用安装在飞行器上的遥感器感测地物目标的电磁辐射特征，并将特征记录下来，供识别和判断。把遥感器放在高空气球、飞机等航空器上进行遥感，称为航空遥感。把遥感器装在航天器上进行遥感，称为航天遥感。完成遥感任务的整套仪器设备称为遥感系统。 航空和航天遥感能从不同高度、大范围、快速和多谱段地进行感测，获取大量信息。航天遥感还能周期性地得到实时地物信息。因此航空和航天遥感技术在国民经济和军事的很多方面获得广泛的应用。例如应用于气象观测、资源考察、地图测绘和军事侦察等。

“遥感”从词义上讲就是遥远的感知。遥感技术是指从远距离、高空或外层空间平台上，利用可见光、红外、微波等探测器，通过摄影、扫描方式，对电磁辐射（包括发射、反射、吸收和透射）能量的感应、传输和处理，从而识别目标物的性质和运动状态的系统技术。例如航空摄影就是一种遥感技术。人造地球卫星发射成功,大大推动了遥感技术的发展。现代遥感技术主要包括信息的获取、传输、存储和处理等环节。完成上述功能的全套系统称为遥感系统,其核心组成部分是获取信息的遥感器。遥感器的种类很多,主要有照相机、电视摄像机、多光谱扫描仪、成像光谱仪、微波辐射计、合成孔径雷达等。传输设备用于将遥感信息从远距离平台（如卫星）传回地面站。信息处理设备包括彩色合成仪、图像判读仪和数字图像处理机等。

在地球上空日夜飞行的地球资源卫星，不断向地球发回照片，既反映了地球各区域的地形、地物，也反映了地质构造和岩石矿物，为地质研究和勘探提供十分宝贵的信息，从而创立了一门崭新的科学——遥感地质学。野外地质是近距离观察，而遥感地质，则是运用遥感技术的远距离观察。

遥感为野外地质调查插上了“翅膀”。地球资源卫星给地面拍摄的相片，是按一定比例缩小了的、客观的、真实的地表自然景观的详细记录。放大以后，就是一幅立体的地形图。按照地质工作的需要，采取合适的遥感所拍摄下来的卫星照片，能够把地形和各种岩石分布、地质现象、构造现象等一览无余地记录下来，还能把地下一定深度的地质构造等反映出来。这些照片经过地质解释和绘制工作，就成为勘探人员所需要的“地质图”。因此，遥感地质在一定程度上代替了野外地质人员跋山涉水，人工填图，特别是在地形艰险、高寒缺氧的“生命禁区”，给地质人员带来了福音。卫星在地球上空拍摄照片，可以说是“居高临下”、“高瞻远瞩”，人在地面上看不到的地质现象、矿产露头，卫星都能“看到”并且忠实无误的拍摄下来（图4.7）。

图4.7卫星遥感技术

2. 什么是遥感技术

遥感技术，就像人们用自己的五官来观察和识别各种物体一样，是以各种物体所具有的能辐射、反射电磁波的物理特性为基础，借助某些手段来探测物体的特性信息，然后通过信息处理中心，达到对物体的感知认识的。因此，遥感技术应包括三个组成部分。

一是能够感知远处物体的性质的设备，统称遥感仪。它的作用是接收物体辐射或反射过来的电磁波。

目前，遥感仪有多种，如航空摄影机，这是一般的可见光摄影机。如多光谱摄影扫描仪，它主要是扫描、接收紫外线、红外线等不可见光。

此外还有微波雷达，它可对一个目标发射微波，根据它反射回来的波进行主动性的跟踪遥感。以及微波、激光散射仪、夫琅和费谱线鉴别仪等先进的遥感仪。

二是要有一种运载工具，把遥感仪送到同被探测物体保持一定距离和角度的地点去，这就是遥感平台，即架设遥感仪器的平台。如用飞机作遥感平台，就是航空遥感。还可将遥感仪装在船上、车上，谓之地面遥感。使用最广泛的是采用人造卫星或宇宙飞船作遥感平台，叫航天遥感。一般所称的遥感就是指航天遥感。

三是识别设备，它处理和判读由遥感仪接收到的目标物信息特征。没有它，我们对目标物仍然是一无所知。这方面的识别设备主要由电子计算机、彩色合成仪、图像数字化仪器等组成。

遥感技术广泛用于军事侦察、导弹预警、军事测绘、海洋监视、气象观测和互剂侦检等。在民用方面，遥感技术广泛用于地球资源普查、植被分类、土地利用规划、农作物病虫害和作物产量调查、环境污染监测、海洋研制、地震监测等方面。

遥感技术总的发展趋势是：提高遥感器的分辨率和综合利用信息的能力，研制先进遥感器、信息传输和处理设备以实现遥感系统全天候工作和实时获取信息，以及增强遥感系统的抗干扰能力。

3. 什么是遥感技术

在古代神话中，齐天大圣孙悟空能知道遥远地方发生的事。可是，你知道吗？在我们现实生活中也有这种神通广大的家伙，这就是遥感技术。什么是遥感技术呢？它就是不直接与目标物接触而通过利用电磁波信号远距离感知目标及其性质和状态的一项新兴技术。

遥感技术于19世纪问世。早在1839年，人类就利用它获得了第一张照片，1858年法国人首次乘气球在巴黎上空进行了空中摄影实验，到1903年发明了飞机之后，航空摄影迅速地发展起来。1957年第一颗人造卫星升空时，人们把遥感装置装在了卫星上，开始出现了从宇宙空间进行无线电侦察和探测的方法，从此遥感技术进入了实用阶段，成为一种综合性的探测技术。美国战略通信卫星就是通过现代化的无线电仪器设备，来感知远方军事目标真相的。到20世纪60年代以后，遥感技术又应用到了国民经济的各个部门，如农林、水文、地质、海洋、测绘、环境保护、工程建设等许多方面。1972年美国发射了第一颗地球资源卫星，人们通过电磁波手段，首次完整地看清了地球的全貌，获得了极其丰富的地物资料。随着空间技术的发展，人类通过遥感技术从宇宙中得到了很多宝贵的资料。这说明人类通过遥感技术对未知领域的勘测和探索，进入了一个新的阶段。

我们所说的遥感技术的原理是怎么回事呢？大家知道，地球上所有的物体都能辐射电磁波，通过遥感器接收来自物体的电磁波，再通过光学和电子技术处理后，从中了解物体的状态和性质，进而获取有关的信息。

遥感系统是一个团结的集体，成员有：遥感器、遥感平台、信息传输设备和信息处理设备。其中最重要的是遥感器，它的主要任务是感受来自目标的电磁波信息，通常由高分辨率照相机、电视摄像机、多光谱扫描仪等担任。遥感平台是用来安装遥感器的。信息传输设备是完成遥感平台与地面物体之间信息传递工作的。信息处理设备是对所接收封的信息进行处理的地方，主要有图像处理设备、彩色合成仪和电子计算机等。

遥感系统这个大家庭是可以分类的。按遥感器载体不同可分为：地面遥感、航空遥感、航天遥感；按工作原理不同可分为：主动遥感和被动遥感；按遥感方式不同可分为：可见光遥感、红外遥感、紫外遥感、微波遥感等。无论怎样分类，每一类遥感系统在捕获远方信息方面，都具有很大的威力，特别是航天遥感技术更是占尽风光，很多国家的军事情报都是通过航天遥感技术获取的。到20世纪80年代中期，世界各国共发射了3000多颗人造卫星，其中70%以上直接或间接地应用在军事上，上面装有各种遥感器，能对地面环境进行连续不断地侦察和监视。可见光遥感分辨率很高，可以清楚地了解到地面上的物体；红外遥感可昼夜工作并能识别地面上的伪装物；多光谱遥感更是优越，它同时具有可见光遥感和红外遥感的全部优点；微波遥感分辨率更高，它能穿过云雾、植被和地表，在从侦察卫星上获得的照片中，能够清楚地看出机场跑道、滑行中的飞机、导弹发射架等军事目标，还能区分坦克和车辆的类型。概括起来说，它们的共同优点是：侦察范围广，不受地理条件的限制，发现目标迅速准确等。大家看，遥感的本领是不是很了不起啊！

其实，遥感所能做的工作还有很多。比如，遥感技术应用于武器制导上，可以大幅度提高命中精度。遥感技术应用于探测来袭的战略弹道导弹，能够提供25分钟的预警时间。遥感技术应用于军事侦察和军事测绘，能够减少飞机和舰艇的导航误差，从而提高作战效果。遥感技术应用于地质方面，可以进行全球性地质现象的研究，有利于寻找新的矿物资源，还可以对地震、火山等情况进行预报，还能对沙土移动以及河口演变等提供详细的资料。遥感技术应用于海洋水文方面，能为寻找地下水提供线索，还可以测量海水的深浅，为发展海洋事业提供依据。遥感技术应用于农林方面，可以进行大面积农情调查，掌握灌溉、排涝、施肥、除虫的时机”，以便采取相应的措施，还可以估算森林资源，测量土质和牧草情况，为发展农牧业创造条件。遥感技术应用于环境监测方面，可以观察大气污染情况，帮助寻找污染源，检查植被的损坏情况等，以便更好地采取措施，保护生态环境。

事实上，通过遥感技术所获得的不同信息往往是重叠在一起的。这就必须研究目标的电磁特性，掌握电磁波与地、物作用的一般规律，才能从遥感图像上准确地获得更多有用的资料。

今后，遥感技术的发展趋势是：从被动遥感向被动遥感与主动遥感相结合的方向发展；从单一电磁波遥感向多波种相结合的遥感方向发展；从半天候遥感向全天候遥感方向发展；从定性遥感向定量遥感的方向发展。随着时间的推移，伴随着科学的不断进步和深入发展，遥感技术将变得越来越不同凡响！

4. 什么是遥感技术

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。

5. 遥感技术是什么

遥感技术是从人造卫星、飞机或其他飞行器上收集地物目标的电磁辐射信息，判认地球环境和资源的技术。它是60年代在航空摄影和判读的基础上随航天技术和电子计算机技术的发展而逐渐形成的综合性感测技术。任何物体都有不同的电磁波反射或辐射特征。航空航天遥感就是利用安装在飞行器上的遥感器感测地物目标的电磁辐射特征，并将特征记录下来，供识别和判断。把遥感器放在高空气球、飞机等航空器上进行遥感，称为航空遥感。

6. 遥感是什么有什么用处

遥感（remote sensing）是指非接触的，远距离的探测技术。一般指运用传感器/遥感器对物体的电磁波的辐射、反射特性的探测。是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。

可用来获取其反射、辐射或散射的电磁波信息（如电场、磁场、电磁波、地震波等信息），并进行提取、判定、加工处理、分析与应用的一门科学和技术。

是以航空摄影技术为基础，在20世纪60年代初发展起来的一门新兴技术。开始为航空遥感，自1972年美国发射了第一颗陆地卫星后，这就标志着航天遥感时代的开始。

(6)什么是遥感技术扩展阅读

遥感通过人造地球卫星、航空等平台上的遥测仪器把对地球表面实施感应遥测和资源管理的监视(如树木、草地、土壤、水、矿物、农家作物、鱼类和野生动物等的资源管理)结合起来的一种新技术。

遥感探测能在较短的时间内，从空中乃至宇宙空间对大范围地区进行对地观测，并从中获取有价值的遥感数据。

获取信息的速度快，周期短。由于卫星围绕地球运转，从而能及时获取所经地区的各种自然现象的最新资料，以便更新原有资料，或根据新旧资料变化进行动态监测，这是人工实地测量和航空摄影测量无法比拟的。

7. 遥感技术的概念和遥感基本原理

“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。

8. 什么是遥感

遥感 简单来理解就是遥远的感知，是指非接触的，远距离的探测技术。一般指运用传感器/遥感器对物体的电磁波的辐射、反射特性的探测。遥感是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。

获取其反射、辐射或散射的电磁波信息（如电场、磁场、电磁波、地震波等信息），并进行提取、判定、加工处理、分析与应用的一门科学和技术。

9. 什么是遥感呢遥感可以干些什么

遥感技术听起来很神秘，其实很容易理解，遥感是指不通过直接接触，而收集关于特定目标的的信息，从而了解这个目标的性质。遥感技术是主要是从人造卫星、飞机或其他飞行器上收集地物目标的电磁辐射信息，根据电磁波的理论，应用各种传感仪器对远距离目标所辐射和反射的电磁波信息，进行收集、处理，并最后成像，从而对地面各种景物进行探测和识别 判断地球环境和资源的技术。目前遥感技术成为一门实用而先进的空间探测技术。

遥感技术被广泛应用于军事侦察、环境污染探测以及地震、 火山爆发预测等,其用途很多主要有如下几种：

1、军事侦察。遥感技术在军事上主要用于军事侦察。侦察卫星可以从空间对地面的各种军事目标实施探测和跟踪，获得得到的军事情报。

2、 可以直接监测大气、土地、海洋、河流等各种污染。

3、监视海水、洋流、鱼群的动向，在大空间范围内指挥渔业生产。

4、 借助航天遥感技术，我们还可以在对云、风、气压、气温、湿度等主 要气象参数进行精确测量，提高天气预报的准确性。

10. 遥感技术

4.1.1 概述

遥感是 20 世纪 60 年代发展起来的对地观察综合性技术。遥感一词来自英语 RemoteSensing，即“遥远的感知”。广义的理解，泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、力场、机械波等的探测，我们一般说的遥感是指狭义理解上的意思，即主要指的是电磁波探测。准确地说，遥感是指应用探测仪器，不与目标物接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。

可以概括地说，遥感技术应具备三个要素：

（1）以专用设备（传感器）接收、记录远方地物电磁波辐射（包括反射或地物自身发射）的信号；

（2）将传感器接收的电磁辐射信号形成图像；

（3）通过对图像的处理和分析，不与之接触就可感知远方事物。

根据遥感的定义，遥感系统包括：被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用五大部分。任何目标物都具有发射、反射和吸收电磁波的性质，这是遥感的信息源。目标物与电磁波的相互作用，构成了目标物的电磁波特性，它是遥感探测的依据；接受、记录目标物电磁波的仪器叫传感器，如扫描仪、摄影机、雷达等，而装传感器的平台叫遥感平台，主要有地面平台、空中平台、空间平台；传感器接收目标物的电磁波信息，记录在数字磁介质或胶片上，胶片是由人或回收舱送到地面回收，而数字磁介质上记录的信息则可通过卫星上的微波天线传输给地面的卫星接收站；地面站接收到遥感卫星发送回来的数字信息，记录在高密度的磁介质上如光盘或磁带等，并进行一系列的处理，如信息恢复、辐射校正、卫星姿态校正、投影变换等，再转换成用户可使用的通用数据格式，或转换成模拟信号，才能被用户使用；最后就是应用了，遥感获取信息的目的就是应用，这是由各专业人员按不同的应用目的进行，在应用过程中，也需要大量的信息处理和分析，如不同遥感信息的融合及遥感与非遥感信息的复合等。总之，遥感技术是一个综合性的系统，涉及航空、光电、物理、计算机和信息科学等诸多领域，它的发展与这些相关领域是密不可分的。

4.1.2 遥感影像处理目的和内容

任何遥感系统获得的原始图像数据均是三维景物的二维投影显示，存在不同程度、不同性质的几何形态畸变和辐射量的失真等现象，严重影响其应用效果，必须进行消除处理。概括起来主要包括以下三个方面：

（1）对接收系统获得的遥感信号进行处理和记录，回放出原始遥感影像图，对图像中存在的畸变及失真现象，根据成像机理与相应的构象方程数学模型进行补偿和校正，这可统称为遥感变换和增强处理。

（2）根据人眼的视觉原理与观察事物的特点对遥感图像进行各种变换和增强，以改善和提高遥感图像中反映地物目标特性的视觉效果与可识别性。这可统称为遥感影像的变换和增强。

（3）对原始遥感图像所反映的地物目标波谱特征进行反演、统计和分析解译，提取出地物目标类别及其空间分布等信息。

4.1.3 规模化高效率处理技术

遥感技术作为一种快速、宏观的资源调查手段，近几十年来在土地利用、土地覆盖 / 土地覆被变化调查与研究中的作用得到了公认。多空间尺度、多时间尺度以及多光谱尺度的海量卫星遥感获取技术已经成熟，为土地管理应用提供了丰富的影像数据源，特别近年来高分辨率卫星不断发射升空，遥感影像数据量正在呈几何级数增长，给遥感影像数据处理带来了巨大的困难，也使影像数据应用与管理面临新的挑战。本项目在对河南省海量数据处理中建立了遥感影像规模化高效率的处理技术。主要采用了以下三种处理手段应用到遥感影像处理当中：

（1）基于 SAN 架构遥感影像流程化处理。日益增多的海量多源遥感数据对现有的遥感影像处理产生了巨大的压力，现有的遥感图像处理系统数据处理能力落后于遥感影像的获取能力，遥感影像处理能力已经成为遥感技术应用发展的主要限制因素。产生这种情况的主要原因在于现有的遥感影像处理系统缺乏通用处理流程，海量数据与中间成果的存取、处理、分发受计算机硬件的性能严重制约。针对此情况采用先进的 SAN 架构的存储系统，建立灵活有效的处理流程，当处理任务发生改变时，需要对流程进行必要的调整，一个有效的、可定制的并且方便扩展的处理系统至关重要。

通用流程化的数据处理系统相当于一套规范的数据处理流水线，并且依托 SAN 架构的数据储存作为载体，根据数据处理的要求，很方便地定制所需的数据处理流程。也可以根据数据处理要求的变化而相应地更改数据处理流水线。通过总结众多处理流程的共性，概括出一些基本的处理要素，并且制定处理标准，从而使建立遥感影像流程化处理。

（2）自动和半自动配准技术的应用。配准包括两个主要的步骤：第一步要标注足够数量的控制点，而且要尽量分布均匀；第二步是使用两幅卫星影像中的一幅作为参考图像，将第二幅的地理投影信息和图像数据变换到和第一幅相同。

在探索自动寻找控制点的方法之前，需要先分析好控制点的特性，这样才能有的放矢。

传统手工标注控制点时，一般要求控制点选取在道路、桥梁、建筑等不会随季节等时间因素发生大的改变的地面特征点上，而河流、森林、田地等边界、内部会随着季节、天气发生很大变化的地面特征则不适合作为地面控制点。比如丰水期和枯水期的河道会有宽窄变化，夏季和冬季森林的遥感影像也会有很大的差异。因此，在公路拐点、沿线、桥梁的交叉口、大型建筑的角点等人眼易于分辨定位的地方标注控制点是很好的选择，这样可以方便地在另一张卫星影像上人工找出同名地物点。

此外，在非公路桥梁上的点，如果也是可以由人工易于辨认并修正，那么也可以作为控制点。

可以看到，配准同样也存在着手工标注控制点的瓶颈问题。而且和卫星影像精矫正比起来，配准后的卫星影像匹配程度要求更高，因此更需要大量高质量的控制点。单纯靠手工标注非常耗时，使用控制点影像库也需要积累有大量同一区域的控制点，对于陌生区域的标注无能为力。因此，如果能利用计算机在卫星影像上全自动或者半自动选取控制点，对于提高生产效率是非常有帮助的。

（3）区域网平差整体校正的应用。长期以来，卫星遥感影像的精确定位一直依赖于大量地面控制点，控制点的数量与分布直接影响遥感影像对目标定位的精度。而选用区域网平差进行影像参数模拟，可以在控制点数据库中选取少量的地面控制点，在景间需有一定数量的联接点，就完成影像纠正。校正所需控制点数量较少，可大幅度提高遥感影像处理效率。