遥感的本质_遥感图像的本质是什么

遥感 - 远程信息采集，在近代史上对人类具有深远的影响。

由特殊配置的 US Army F5 采集的英国海滩 (1944 年 6 月 诺曼底战役中的一个登陆点的 WWII 代码名称）影像显示，在本海滩上从不同大小的登陆艇中走出多只步枪军队。
七十年后-其应用范围已经扩展到无法想象的地步，遥感目前仍然是最重要的勘测和地球观测技术。

高处俯瞰

遥感的功能

航空摄影最初在 1858 年由气球驾驶员 Gaspard-Félix Tournachon 在巴黎上空进行实践。随着摄影和实际空中飞行的出现（20 世纪早期），占据高地的种种优势推动了量子理论的进步和遥感领域的诞生。
第一次世界大战期间，遥感技术作为一种全新的军事能力而走向成熟。1914 年至 1918 年间，空中侦察从几乎为零发展成为了一项严密、复杂的技术。许多一直沿用至今的遥感程序、方法以及术语就起源于那个时期。在第二次世界大战期间，该技术以及遥感的准确性得到了提高。

第一次世界大战期间，随着侦查机配备了能够记录敌人动向和防御的照相机，航空摄影的使用快速成熟。战争初期，侦查任务是由制图人员从空中草拟地图来完成，因此航空摄影的用途并不受到重视。

接下来的一次重大进化过程是伴随着航天技术和数字摄影发生的。借助卫星技术，对整个地球进行了多次拍摄，并通过数字影像管理和传输，使这些正大量增多的影像更有用并能直接使用。

遥感捕捉的历史

遥感影像是如何记录事实的

首次航空摄影发生在 1858 年，“遥感”在此一个世纪后才问世。在出现卫星影像和数字捕捉之前的很长一段时间里，人们从远处捕捉地球表面，记录历史中的许多重大时刻，以供后代了解。

最早的航空摄影之一是 1906 年地震后，加利福尼亚旧金山的废墟场景，该影像闻名于全世界。在旧金山上空，通过距离地面高达2,000英尺（610 米）的风筝进行 160 度全景拍摄，然后在一张胶片上进行17x48英尺的接触打印，从而展示整个城市。该影像由商业摄影师 George Lawrence 拍摄，记录本城市巨大的火灾损失。

2001 年 9 月 12 日，于曼哈顿拍摄的 Landsat 7 影像显示了有毒烟羽在纽约和新泽西州的蔓延范围

1962 年10 月 14 日，美国对古巴的航空摄影显示的是导弹安装工、燃料箱拖车以及氧化剂箱拖车。

大量平台，大量应用程序

在应用过程中，传感器高度起到重要作用

从各种不同的高度（从地面到距离地球 22,000 英里）对现代影像进行捕捉。从每个高度捕捉的影像会为每个应用提供不同的优势。

影像应用趋势

遥感已成为许多行业的一部分

根据地面变化情况的权威记录，在涉及土地管理的传统陆地人类活动中，遥感影像具有各种广泛的应用。例如，林业、农业、采矿以及勘探等是最早采用遥感技术的行业，为其行业的发展积累了经验。

• 精细农业

收割期间收集的信息（其中包括任意给定位置的产量）用于帮助种植者追踪其成果，提供有价值的投入值以计算来年的播种和土壤改良费用。

• 人道救援

访问最新影像，了解 2012 年 7 月，扎塔利在 9 天的时间内设立的难民营。最初目的是为了容纳 60,000人，但在设立新难民营以缓解一些压力之前其人口飙升至 150,000 多人。

• 林业

动态访问欧洲根据 Corine Land Cover 2006 库存得出的森林相关数据。Corine 表示“对环境信息的协调。”

• 采矿

通过围绕地球轨道旋转的卫星生动显示地形的地质构造属性。

• 自然灾害评估

本场景介绍了新泽西州海边发生的飓风桑迪风暴潮所带来的损坏。活动的滑坡地图将国家海洋与大气管理局 (NOAA) 采集的事件之前和之后的影像进行了对比。

• 气候和天气研究

来自 NOAA 的简短地图演示回答了许多关于 El Niño 效果的问题。向下滚动，了解更多有关此气候特点和特征的信息。

• 工程和建设

在此处显示德克萨斯州普夫卢格维尔市正在建的开发项目。

• 油气勘探

本地质地图由肯塔基州地质调查局进行编译，其中包含了土地使用主题、环境保护以及经济发展。

• 城市规划

Urban Observatory 是由 TED 创始人 Richard Saul Wurman
领导的伟大项目，目的是对允许以通用比例比较城市群的数据进行编译。

测量反射太阳能

被动传感器捕捉光谱上反射的光源

被动影像传感器捕捉其查看场景所反射或发射的能量。反射的太阳光是由被动传感器测量的最常见电磁能量资源。通过这些传感器可对地球及其气候进行全局观测。

真彩色是影像的常用色。非常适用于对陆地和水下特征、城市研究以及勘测进行广泛分析，真彩色影像是大众最熟悉的影像，因此最容易被人理解。

本地图主要展示的是 2014 年 5 月 1 日在南部大西洋南桑威奇群岛附近的 MODIS 卫星影像。spyglass下的假彩色重点显示了雪和冰以及云覆盖量。

彩色红外影像，由显示为红色、绿色和蓝色的近红外、红色和绿色能量组成，将阔叶和/或较为健康的植被突出显示深红色，同时用浅红色表示草原或稀疏的植被区域。

在影像传感器对宽范围光谱表现出敏感时会创建较高分辨率的全色影像，包含整个可见光部分的光谱并以单波段灰度影像形式存储。与处于相同系统的典型多光谱传感器相比，在本传感器上可创建更小的像素以及更明显的影像。

测量输出能量

主动传感器可发送并接收其自己的信号

主动传感器是一种发射能量并对从地球表面或其他目标反射回的辐射进行检测的仪器。用于各种与气象学和大气相关的应用，如用于测量特定对象（如雨云）回声的雷达、用于捕获详细表面高程值以及用于测量海底深度的声纳。

• 激光雷达

激光雷达是由飞机上安装的系统收集的，每秒钟最多可收集 500,000 个点，从而在大型区域内创建大型密集几何以及准确的高程点。

• 雷达

雷达数据具有两个主要优势：在黑暗中进行作业，并可透过云层观察。这使其成为了智能收集和天气追踪的理想工具，如新一代雷达 (NEXRAD)应用。

• 声纳

在 NOAA领导的全球倡议中，水柱声纳数据由主动声学（声纳）技术从近表面到海底进行收集。由于船只在收集期间是移动的，因此实际数据的结束形式类似于此处显示的帷幕或帆布。NOAA以及其他学术贡献和国际舰队正在通过此应用将世界各地的可用数据开放给调研人员和公众。

空中之眼

围绕地球轨道旋转的卫星组

共有 3,300 多个地球观测卫星围绕地球轨道进行旋转，而且该数量还在不断增加。大量“空中之眼”将前所未有的影像数据负载传递给空间分析师，寻找适用于几乎所有方面的人类活动的应用。它们包括低、中、高（对地同步）地球轨道。它们由政府机构（如 NASA 和欧洲航天局）以及私营企业（如 Digital Globe 和 Airbus）运行。从紫外区到可见光一直到近红外、中红外和热红外，以及雷达等主动微波传感器，它们涵盖了所有电磁波谱段。

但太空变得越来越拥挤。除 3,000 多个主动航天器外，世界宇航局对其他 10,000 多件“太空垃圾”（如耗尽的助力器、电量用尽的卫星、宇航员丢弃的工具以及不同事件和事故造成的其他残骸）进行了集中追踪。

随着私人发射和微卫星越来越得到青睐，我们预计传感器的数量将继续增长。不断增加的密集传感器网格为各种不同的应用提供了保障，但在有效利用和传播前所未有的源信息流的同时也带来了巨大的挑战。

该应用程序映射了大约 14,000 个围绕地球轨道旋转的对象的当前位置。数据由 Space-Track.org进行维护，该组织旨在宣传航空安全、保护太空环境、通过与美国和国际卫星运营商以及其他实体共享态势感知信息来和平使用太空。

其他透视图

通过斜角和街面影像绘制新路线

并非所有地形均是自上至下。斜角视图提供了特殊的透视图，例如在勘测和房地产这两个应用领域中使用特殊程序。街面影像（其中著名的 Google 街景）是空间数据的另一种丰富形式，可创建拟真的、集成的导航体验。

• 斜角

斜角空中透视图将描述地面上建筑物和位置的前面和侧面。可将这些透视图连接在一起，从而创建无缝跨越数英里 terrain 的复合航空地图。

• 街面

Mapillary 是将街景照片转换为 3D 地图的平台，用于提取地理空间数据。可在几分钟内将移动手机或消费级照相机捕捉的照片连接在一起并进行重新构建，以上传至 Mapillary 和 ArcGIS。

• 现实镜头

HERE Reality Lens 由高质量的街面全景视图和高精度的激光雷达数据作为支持，允许您针对街面数据执行准确的测量。

影像分辨率和地面准确性

在影像中，一项重要的概念就是地面分辨率。每个影像都具有地面分辨率，通常表示为地面上的距离。影像社区将此成为地面采样间距 (GSD)。单元分辨率是以地面单位（如英尺或米）测量方形单元的高度和宽度。

汽车由三种不同的像素大小或 GSD 进行表示，但以相同比例进行显示。汽车的像素越大或 GSD 越小，对汽车进行分辨的保真度越高。在左侧，您可以识别出它是一辆轿车；但在右侧，您仅可以检测出这是一个物体。

以合适的一英尺分辨率捕捉位于加利福尼亚，里弗赛德的历史米申酒店影像。单击此影像并进行放大，直到您看到为止。每个像素大约表示地面上的一英尺。此影像类型适用于站点特定的调查和分析。

以一米的分辨率捕捉同一区域的影像。分辨率的差异非常大。一米的分辨率数据适用于捕捉和分析较大感兴趣区的现象。

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