遥感原理与应用-基本概念_主动遥感与被动遥感分析

遥感定义Remote Sensing

1. 直观理解。遥感的直观理解（Remote Sensing）遥远感知。遥感是指在不直接接触的情况下，对目标物或者自然现象远距离感知的一门探测技术。
2. 具体地讲，是指在高空和外层空间的各种平台上，运用各种传感器获取反映地表特征的各种数据，通过传输，变换和处理，提取有用的信息，实现研究地物空间形状、位置、性质、变化及其与环境的相互关系的一门现代应用技术科学。
3. 遥感系统采集影像数据+遥感数据分析和处理+遥感应用研究

遥感分类

根据遥感平台分类

1. 地面遥感:平台与地面接触，对地面、地下或水下进行探测，常用平台如汽车、船舰、塔等。
2. 航空遥感:平台为飞机或气球，从空中对地面目标进行探测，其历史悠久。
   • 极地轨道卫星
   • 静止轨道卫星
3. 航天遥感:以卫星、航天飞机为平台，从外层空间对地球目标物进行探测，是20世纪70年代发展起来的现代遥感技术。

根据电磁波谱分类

1.可见光遥感:只收集与记录目标反射的可见光辐射能量，所使用的传感器有摄影机、扫描仪、和摄像仪。
2. 红外遥感:收集与记录目标发射(irradiation)或反射(reflection)的红外辐射能量，所使用的传感器有摄影机、扫描仪等。
3. 微波遥感:收集与记录目标发射或反射的微波能量，所使用的传感器有扫描仪、微波辐射计、雷达等。

根据电磁辐射源分类

1. 被动遥感:不利用人工辐射源，而是直接接收与记录目标物反射的太阳辐射或目标本身发射的热辐射和微波辐射。
2. 主动遥感:使用人工辐射源从平台上先向目标发射电磁辐射，然后接收和记录目标物反射或散射回来的电磁波。

根据应用目的分类

1. 地质遥感
2. 农业遥感
3. 林业遥感
4. 水利遥感
5. 环境遥感

遥感技术系统

遥感技术系统是从地面到空中甚至空间，从信息收集、存储、处理到判读分析和应用的完整技术体系。就是遥感过程所涉及的软硬件及相关技术、方法组成的系统。由四部分组成:

遥感平台（RS platform）

• 搭载传感器的工具系统。如地面三角架、遥感.车、气球、飞艇、飞机、航天飞机、人造地球卫星。

传感器（Senor）

1. 定义
   
2. 类型举例3.EMR

• 太阳照射的能量（黄色）照射到云端直接反射到senor(红色)
• 一部分照射到高的建筑物反射
• 一部分到地表反射
• 蓝色部分为地表自身的发射辐射，均有衰减过程

遥感数据接收与预处理系统( Reception & pre -process system )

遥感数据分析与解译系统( Analyzing &interpretation system )

电磁波

1. 电磁波定义：交互变化的电磁场在空间的传播，电场E和磁场M
2. 性质：
   • 电磁波是横波，在真空中以光速传播
   • 电磁波的传播是能量的传递,具有波粒二象性;电磁波在传播过程中,主要表现为波动性;与物质相互作用时,主要表现为粒子性。
   • 波动性:c=入f(真空中,c=2.998*108m/sec) 粒子性:Q=hf(h,普朗克常数)
   • 电磁波波长越短,则能量越强,穿透物体的能力更强;波长越长,则能量越弱，但衍射绕过障碍物的能力更强。
3. 参数：
   • 波长(Wavelength)：指波在一个振动周期内传播的距离。单位:厘米(cm)、毫米(mm) 、微米(um)、纳米(nm)等
   • 频率(Frequency):指单位时间内，完成振动或振荡的次数，用f表示。单位为赫兹(Hz)、千赫(KHz)、兆赫(MHz)、吉赫(GHz)等。
   • 电磁波的波长、频率及速度间的关系: 速度（波速） v= 波长λ x 频率f

电磁波谱

• 可见光是人的肉眼能够感知的一个电磁波波段，又分为红橙蓝绿青蓝紫
  

1. 遥感最常用的电磁波波段：
   

大气垂直结构

地球大气层包围地球，无确切的上界，厚度一般约取1000公里。p5
在垂直方向（从地面往上依次），分为

• Troposphere(对流层)
• Stratosphere(平流层)
• Mesosphere(中间层)
• Ionosphere(电离层)
• Thermosphere(热层)
  
• 大气组成
  • 不变成分 Permanent Gases
  • 可变成分 Gases with variable concentration
• 大气对电磁辐射的影响
  1. 比尔蓝博定律Beer-Lambert定律
  2. 大气的吸收和散射
     1. 吸收：把辐射能转换为分子的激励震荡能量。
     2. 散射：将入射方向的能量重新发布到其余各个方向
     3. 总的效应是将能量从入射方向转移走
• 大气成分的主要吸收带
• 大气散射
• 大气窗口：电磁波通过大气时，衰减较小，而透过率较高的电磁波波段