遙感導(dǎo)論

前言

遙感，作為采集地球數(shù)據(jù)及其變化信息的重要技術(shù)手段，在世界范圍內(nèi)以及我國(guó)的許多政府部門(mén)、科研單位和公司得到廣泛的應(yīng)用。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)各高等院校都相繼開(kāi)設(shè)了遙感課程，培養(yǎng)了一大批遙感方面的科研和教學(xué)人才，充實(shí)了我國(guó)遙感隊(duì)伍。遙感技術(shù)也在理論上、技術(shù)上和實(shí)際應(yīng)用上發(fā)生了重大變化。在遙感數(shù)據(jù)源向著更高光譜分辨率和更高空間分辨率發(fā)展的同時(shí)，處理技術(shù)也更加成熟；在應(yīng)用上，結(jié)合了地理信息系統(tǒng)（GIS）和全球定位系統(tǒng)（GPS），向著更系統(tǒng)化，更定量化方向發(fā)展，使遙感數(shù)據(jù)的應(yīng)用更加廣泛和深入。本教程是我國(guó)綜合性大學(xué)和高等師范院校地學(xué)類專業(yè)的大學(xué)本科學(xué)生學(xué)習(xí)遙感知識(shí)的教材，也可作為研究生及教師的閱讀參考資料。為了適應(yīng)遙感技術(shù)的新發(fā)展，本教程力求采用新思路，新體系，新內(nèi)容。在編寫(xiě)過(guò)程中，參考并吸收了國(guó)內(nèi)外有關(guān)教材的部分內(nèi)容，但在體系上作了一些調(diào)整，以盡可能地適應(yīng)遙感技術(shù)的迅速發(fā)展變化。由于航天遙感成像水平已向高空間分辨率和高光譜分辨率的航空遙感成像水平接近，航天和航空遙感在成像和解譯方法上的界線，攝影與掃描成像手段上的界線正在逐漸地被打破。本教程為反映這些趨向，作了一些嘗試。首先，在章節(jié)安排上，不再對(duì)航空和航天遙感分章論述。其次，對(duì)于基礎(chǔ)知識(shí)部分，適當(dāng)增加了深度。第三，增加了最新的前沿研究發(fā)展介紹，例如：圖像處理中的不同分辨率圖像的復(fù)合技術(shù)及遙感與非遙感信息的復(fù)合技術(shù)；圖像理解中的特征抽取技術(shù)；遙感應(yīng)用中的高光譜分辨率遙感應(yīng)用介紹；還增加了GIS.GPS和專家系統(tǒng)等內(nèi)容。本教程的主要目的是通過(guò)學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握遙感的基礎(chǔ)知識(shí)，在內(nèi)容上著重于遙感基本原理和方法的介紹，而不是側(cè)重介紹某一具體遙感技術(shù)系統(tǒng)。具體的遙感平臺(tái)及傳感器僅作為實(shí)例或附錄加以介紹，以擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面。學(xué)生可以在課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，很容易掌握新的航天器和新傳感器知識(shí)。在學(xué)習(xí)時(shí)，對(duì)各章節(jié)的內(nèi)容，各高校在教學(xué)中可作適當(dāng)調(diào)整，將講課和學(xué)生閱讀相結(jié)合，理論學(xué)習(xí)和教學(xué)實(shí)習(xí)（另書(shū)）相結(jié)合，以取得更好的教學(xué)效果。

內(nèi)容概要

《遙感導(dǎo)論》是教育部“高等教育面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計(jì)劃”的研究成果，是”面向21世紀(jì)課程教材“，同時(shí)也是全國(guó)高等學(xué)校地理類專業(yè)公共核心課程教材。教材注重反映現(xiàn)代遙感技術(shù)的最新成果，結(jié)合經(jīng)濟(jì)建設(shè)實(shí)際，注重反映遙感應(yīng)用內(nèi)容。全書(shū)以較大的篇幅系統(tǒng)介紹了計(jì)算機(jī)遙感圖像處理的內(nèi)容，并且在諸如地物光譜、多光譜成像儀、微波遙感、特別是3S（RS、GIS、GPS）集成等世界領(lǐng)先技術(shù)方面，注重適當(dāng)引入。主要內(nèi)容包括：遙感基本概念、電磁輻射和地物漢譜、遙感成像原理、遙感圖像特征、遙感圖像分析的原理與方法、圖像信息的提取與分類處理、遙感的應(yīng)用及實(shí)例、3S集成，以及新型遙感平臺(tái)與傳感器等，書(shū)后還附有遙感縮寫(xiě)字母表和常用詞匯選編。

書(shū)籍目錄

第1章 緒論　1.1 遙感的基本概念　　1.1.1 廣義的遙感　　1.1.2 狹義的遙感　1.2 遙感系統(tǒng)　　1.2.1 目標(biāo)物的電磁波特性　　1.2.2 信息的獲取　　1.2.3 信息的接收　　1.2.4 信息的處理　　1.2.5 信息的應(yīng)用　1.3 遙感的類型　　1.3.1 按遙感平臺(tái)分　　1.3.2 按傳感器的探測(cè)波段分　　1.3.3 按工作方式分　　1.3.4 按遙感的應(yīng)用領(lǐng)域分　1.4 遙感的特點(diǎn)　　1.4.1 大面積的同步觀測(cè)　　1.4.2 時(shí)效性　　1.4.3 數(shù)據(jù)的綜合性和可比性　　1.4.4 經(jīng)濟(jì)性　　1.4.5 局限性　1.5 遙感發(fā)展簡(jiǎn)史　　1.5.1 無(wú)記錄的地面遙感階段（1608-1838年）　　1.5.2 有記錄的地面遙感階段（1839-1857年）　　1.5.3 空中攝影遙感階段（1858-1956年）　　1.5.4 航天遙感階段（1957- ）　1.6 中國(guó)遙感事業(yè)的發(fā)展　思考題第2章 電磁輻射與地物光譜特征　2.1 電磁波譜與電磁輻射　　2.1.1 電磁波譜　　2.1.2 電磁輻射的度量　　2.1.3 黑體輻射　2.2 太陽(yáng)輻射及大氣對(duì)輻射的影響　　2.2.1 太陽(yáng)輻射　　2.2.2 大氣吸收　　2.2.3 大氣散射　　2.2.4 大氣窗口及透射分析　2.3 地球的輻射與地物波譜　　2.3.1 太陽(yáng)輻射與地表的相互作用　　2.3.2 地表自身熱輻射　　2.3.3 地物反射波譜特征　　2.3.4 地物波譜特性的測(cè)量　思考題第3章 遙感成像原理與遙感圖像特征　3.1 遙感平臺(tái)　　3.1.1 氣象衛(wèi)星系列　　3.1.2 陸地衛(wèi)星系列　　3.1.3 海洋衛(wèi)星系列　3.2 攝影成像　　3.2.1 攝影機(jī)　　3.2.2 攝影像片的幾何特征　　3.2.3 攝影膠片的物理特性　3.3 掃描成像　　3.3.1 光/機(jī)掃描成像　　3.3.2 固體自掃描成像　　3.3.3 高光譜成像光譜掃描　3.4 微波遙感與成像　　3.4.1 微波遙感的特點(diǎn)　　3.4.2 微波遙感方式和傳感器　3.5 遙感圖像的特征　　3.5.1 遙感圖像的空間分辨率　　3.5.2 遙感圖像的波譜分辨率　　3.5.3 遙感圖像的輻射分辨率　　3.5.4 遙感圖像的時(shí)間分辨率　思考題第4章 遙感圖像處理　4.1 光學(xué)原理與光學(xué)處理　　4.1.1 顏色視覺(jué)　　4.1.2 加色法與減色法　　4.1.3 光學(xué)增強(qiáng)處理　4.2 數(shù)字圖像的校正　　4.2.1 數(shù)字圖像　　4.2.2 輻射校正　　4.2.3 幾何校正　4.3 數(shù)字圖像增強(qiáng)　　4.3.1 對(duì)比度變換　　4.3.2 空間濾波　　4.3.3 彩色變換　　4.3.4 圖像運(yùn)算　　4.3.5 多光譜變換　4.4 多源信息復(fù)合　　4.4.1 遙感信息的復(fù)合　　4.4.2 遙感與非遙感信息的復(fù)合　思考題第5章 遙感圖像目視解譯與制圖　5.1 遙感圖像目視解譯原理　　5.1.1 遙感圖像目標(biāo)地物識(shí)別特征　　5.1.2 目視解譯的生理與心理基礎(chǔ)　　5.1.3 目視解譯的認(rèn)知過(guò)程　5.2 遙感圖像目視解譯基礎(chǔ)　　5.2.1 遙感攝影像片的判讀　　5.2.2 遙感掃描影像的判讀　　5.2.3 微波影像的判讀　　5.2.4 目視解譯方法與基本步驟　5.3 遙感制圖　　5.3.1 遙感影像地圖　　5.3.2 常規(guī)制作遙感影像圖　　5.3.3 計(jì)算機(jī)輔助遙感制圖　思考題第6章 遙感數(shù)字圖像計(jì)算機(jī)解譯　6.1 遙感數(shù)字圖像的性質(zhì)與特點(diǎn)　　6.1.1 遙感數(shù)字圖像　　6.1.2 遙感數(shù)字圖像的表示方法　　6.1.3 航空像片的數(shù)字化　6.2 遙感數(shù)字圖像的計(jì)算機(jī)分類　　6.2.1 分類原理與基本過(guò)程　　6.2.2 圖像分類方法　　6.2.3 圖像分類的有關(guān)問(wèn)題　6.3 遙感圖像多種特征的抽取　　6.3.1 地物邊界跟蹤法　　6.3.2 形狀特征描述與提取　　6.3.3 地物空間關(guān)系特征描述與提取　6.4 遙感圖像解譯專家系統(tǒng)　　6.4.1 遙感圖像解譯專家系統(tǒng)的組成　　6.4.2 圖像處理與特征提取子系統(tǒng)　　6.4.3 遙感圖像解譯知識(shí)獲取子系統(tǒng)　　6.4.4 遙感圖像解譯專家系統(tǒng)的機(jī)理　　6.4.5 計(jì)算機(jī)解譯的主要技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)　思考題第7章 遙感應(yīng)用　7.1 地質(zhì)遙感　　7.1.1 巖性的識(shí)別　　7.1.2 地質(zhì)構(gòu)造的識(shí)別　　7.1.3 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的分析　7.2 水體遙感　　7.2.1 水體的光譜特征　　7.2.2 水體界線的確定　　7.2.3 水體懸浮物質(zhì)的確定　　7.2.4 水溫的探測(cè)　　7.2.5 水體污染的探測(cè)　　7.2.6 水深的探測(cè)　7.3 植被遙感　　7.3.1 植物的光譜特征　　7.3.2 不同植物類型的區(qū)分　　7.3.3 植物生長(zhǎng)狀況的解譯　　7.3.4 大面積農(nóng)作物的遙感估產(chǎn)　　7.3.5 遙感植被解譯的應(yīng)用　7.4 土壤遙感　　7.4.1 土壤的光譜特征　　7.4.2 土壤類型的確定　7.5 高光譜遙感的應(yīng)用第8章 遙感、地理信息系統(tǒng)與全球定位系統(tǒng)綜合應(yīng)用附錄1 近期衛(wèi)星發(fā)射一覽附錄2 近期地球觀測(cè)傳感器概覽附錄3 遙感常用英文縮寫(xiě)、全稱及中文譯名附錄4 遙感詞匯選編（英漢對(duì)照）參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：1.4 遙感的特點(diǎn)1.4.1大面積的嗣步觀測(cè)在地球上，進(jìn)行資源和環(huán)境調(diào)查時(shí)，大面積同步觀測(cè)所取得的數(shù)據(jù)是最寶貴的。依靠傳統(tǒng)的地面調(diào)查，實(shí)施起來(lái)非常困難，工作量很大。而遙感觀測(cè)則可以為此提供最佳的獲取信息的方式，并且不受地形阻隔等限制。遙感平臺(tái)越高，視角越寬廣，可以同步探測(cè)到的地面范圍就越大，容易發(fā)現(xiàn)地球上一些重要目標(biāo)物空間分布的宏觀規(guī)律，而有些宏觀規(guī)律，依靠地面觀測(cè)是難以發(fā)現(xiàn)或必須經(jīng)長(zhǎng)期大面積調(diào)查才能發(fā)現(xiàn)的。如一幀美國(guó)的陸地衛(wèi)星Landsat圖像，覆蓋面積為100 nmile×100 nmile（185 kan×185 km）=34 225 krn2，在5～6mm內(nèi)即可掃描完成，實(shí)現(xiàn)對(duì)地的大面積同步觀測(cè)；一幀地球同步氣象衛(wèi)星圖像可覆蓋1／3的地球表面，實(shí)現(xiàn)更宏觀的同步觀測(cè)。遙感探測(cè)，尤其是空間遙感探測(cè)，可以在短時(shí)間內(nèi)對(duì)同一地區(qū)進(jìn)行重復(fù)探測(cè)，發(fā)現(xiàn)地球上許多事物的動(dòng)態(tài)變化。這對(duì)于研究地球上不同周期的動(dòng)態(tài)變化非常重要。不同高度的遙感平臺(tái)其重復(fù)觀測(cè)的周期不同，地球同步軌道衛(wèi)星可以每半個(gè)小時(shí)對(duì)地觀測(cè)一次（如FY一2氣象衛(wèi)星）；太陽(yáng)同步軌道衛(wèi)星（如NOAA氣象衛(wèi)星和FY-1氣象衛(wèi)星）可以每天2次對(duì)同一地區(qū)進(jìn)行觀測(cè)。這兩種衛(wèi)星可以探測(cè)地球表面及大氣在一天或幾小時(shí)之內(nèi)的短周期變化。地球資源衛(wèi)星（如美國(guó)的Landsat、法國(guó)的sPar和中國(guó)與巴西合作的cBERS）則分別以16天、26天或4～5天對(duì)同一地區(qū)重復(fù)觀測(cè)一次，以獲得一個(gè)重訪周期內(nèi)的某些事物的動(dòng)態(tài)變化的數(shù)據(jù)。

編輯推薦

《遙感導(dǎo)論》在教學(xué)觀念和教學(xué)方法上也注重了能力的培養(yǎng)。《遙感導(dǎo)論》與《遙感實(shí)習(xí)教程》（附CAI光盤(pán)）構(gòu)成系列教材，配合使用。 適合地學(xué)及相關(guān)專業(yè)作教材，也適合專業(yè)技術(shù)人員閱讀參考。

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