遙感的基本原理及技術特點介紹

　基本概念

　　遙感一詞來源于英語“Remote Sensing”，其直譯為“遙遠的感知”，時間長了人們將它簡譯為遙感。遙感是20世紀60年代發(fā)展起來的一門對地觀測綜合性技術。自20世紀80年代以來，遙感技術得到了長足的發(fā)展，遙感技術的應用也日趨廣泛。隨著遙感技術的不斷進步和遙感技術應用的不斷深入，未來的遙感技術將在我國國民經(jīng)濟建設中發(fā)揮越來越重要的作用。 關于遙感的科學含義通常有廣義和狹義兩種解釋: 廣義的解釋: 一切與目標物不接觸的遠距離探測。 狹義的解釋: 運用現(xiàn)代光學、電子學探測儀器，不與目標物相接觸，從遠距離把目標物的電磁波特性記錄下來，通過分析、解譯揭示出目標物本身的特征、性質(zhì)及其變化規(guī)律。

　　系統(tǒng)的組成

　　遙感是一門對地觀測綜合性技術，它的實現(xiàn)既需要一整套的技術裝備，又需要多種學科的參與和配合，因此實施遙感是一項復雜的系統(tǒng)工程。根據(jù)遙感的定義，遙感系統(tǒng)主要由以下四大部分組成：

　　1、信息源 信息源是遙感需要對其進行探測的目標物。任何目標物都具有反射、吸收、透射及輻射電磁波的特性，當目標物與電磁波發(fā)生相互作用時會形成目標物的電磁波特性，這就為遙感探測提供了獲取信息的依據(jù)。

　　2、信息獲取 信息獲取是指運用遙感技術裝備接受、記錄目標物電磁波特性的探測過程。信息獲取所采用的遙感技術裝備主要包括遙感平臺和傳感器。其中遙感平臺是用來搭載傳感器的運載工具，常用的有氣球、飛機和人造衛(wèi)星等; 傳感器是用來探測目標物電磁波特性的儀器設備，常用的有照相機、掃描儀和成像雷達等。

　　3、信息處理 信息處理是指運用光學儀器和計算機設備對所獲取的遙感信息進行校正、分析和解譯處理的技術過程。信息處理的作用是通過對遙感信息的校正、分析和解譯處理，掌握或清除遙感原始信息的誤差，梳理、歸納出被探測目標物的影像特征，然后依據(jù)特征從遙感信息中識別并提取所需的有用信息。

　　4、信息應用 信息應用是指專業(yè)人員按不同的目的將遙感信息應用于各業(yè)務領域的使用過程。信息應用的基本方法是將遙感信息作為地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源，供人們對其進行查詢、統(tǒng)計和分析利用。遙感的應用領域十分廣泛，最主要的應用有: 軍事、地質(zhì)礦產(chǎn)勘探、自然資源調(diào)查、地圖測繪、環(huán)境監(jiān)測以及城市建設和管理等。

　　遙感原理

　　振動的傳播稱為波。電磁振動的傳播是電磁波。電磁波的波段按波長由短至長可依次分為: γ-射線、X-射線、紫外線、可見光、紅外線、微波和無線電波。電磁波的波長越短其穿透性越強。遙感探測所使用的電磁波波段是從紫外線、可見光、紅外線到微波的光譜段。 太陽作為電磁輻射源，它所發(fā)出的光也是一種電磁波。太陽光從宇宙空間到達地球表面須穿過地球的大氣層。太陽光在穿過大氣層時，會受到大氣層對太陽光的吸收和散射影響，因而使透過大氣層的太陽光能量受到衰減。但是大氣層對太陽光的吸收和散射影響隨太陽光的波長而變化。通常把太陽光透過大氣層時透過率較高的光譜段稱為大氣窗口。大氣窗口的光譜段主要有: 紫外、可見光和近紅外波段。 地面上的任何物體(即目標物)，如大氣、土地、水體、植被和人工構筑物等，在溫度高于絕對零度(即0°k=-273.15℃)的條件下，它們都具有反射、吸收、透射及輻射電磁波的特性。當太陽光從宇宙空間經(jīng)大氣層照射到地球表面時，地面上的物體就會對由太陽光所構成的電磁波產(chǎn)生反射和吸收。由于每一種物體的物理和化學特性以及入射光的波長不同，因此它們對入射光的反射率也不同。各種物體對入射光反射的規(guī)律叫做物體的反射光譜。遙感探測正是將?

　　遙感的分類

　　為了便于專業(yè)人員研究和應用遙感技術，人們從不同的角度對遙感作如下分類:

　　1、按搭載傳感器的遙感平臺分類

　　根據(jù)遙感探測所采用的遙感平臺不同可以將遙感分類為:

　　地面遙感，即把傳感器設置在地面平臺上，如車載、船載、手提、固定或活動高架平臺等;

　　航空遙感，即把傳感器設置在航空器上，如氣球、航模、飛機及其它航空器等;

　　航天遙感，即把傳感器設置在航天器上，如人造衛(wèi)星、宇宙飛船、空間實驗室等。

　　2、按遙感探測的工作方式分類 根據(jù)遙感探測的工作方式不同可以將遙感分類為:

　　主動式遙感，即由傳感器主動地向被探測的目標物發(fā)射一定波長的電磁波，然后接受并記錄從目標物反射回來的電磁波;

　　被動式遙感，即傳感器不向被探測的目標物發(fā)射電磁波，而是直接接受并記錄目標物反射太陽輻射或目標物自身發(fā)射的電磁波。

　　3、按遙感探測的工作波段分類 根據(jù)遙感探測的工作波段不同可以將遙感分類為:

　　紫外遙感，其探測波段在0.3～0.38um之間; 可見光，其探測波段在0.38～0.76um之間;

　　紅外遙感，其探測波段在0.76～14um之間; 微波遙感，其探測波段在1mm～1m之間; 多光譜遙感，其探測波段在可見光與紅外波段范圍之內(nèi)，

　　微波遙感 多譜段遙感

　　4 應用領域或?qū)ｎ}：

　　環(huán)境遙感 大氣遙感 資源遙感 海洋遙感 地質(zhì)遙感 農(nóng)業(yè)遙感 林業(yè)遙感

　　遙感技術的特點

　　遙感作為一門對地觀測綜合性技術，它的出現(xiàn)和發(fā)展既是人們認識和探索自然界的客觀需要，更有其它技術手段與之無法比擬的特點。遙感技術的特點歸結起來主要有以下三個方面: 1、探測范圍廣、采集數(shù)據(jù)快 遙感探測能在較短的時間內(nèi)，從空中乃至宇宙空間對大范圍地區(qū)進行對地觀測，并從中獲取有價值的遙感數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)拓展了人們的視覺空間，為宏觀地掌握地面事物的現(xiàn)狀情況創(chuàng)造了極為有利的條件，同時也為宏觀地研究自然現(xiàn)象和規(guī)律提供了寶貴的第一手資料。這種先進的技術手段與傳統(tǒng)的手工作業(yè)相比是不可替代的。 2、能動態(tài)反映地面事物的變化 遙感探測能周期性、重復地對同一地區(qū)進行對地觀測，這有助于人們通過所獲取的遙感數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)并動態(tài)地跟蹤地球上許多事物的變化。同時，研究自然界的變化規(guī)律。尤其是在監(jiān)視天氣狀況、自然災害、環(huán)境污染甚至軍事目標等方面，遙感的運用就顯得格外重要。 3、獲取的數(shù)據(jù)具有綜合性 遙感探測所獲取的是同一時段、覆蓋大范圍地區(qū)的遙感數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)綜合地展現(xiàn)了地球上許多自然與人文現(xiàn)象，宏觀地反映了地球上各種事物的形態(tài)與分布，真實地體現(xiàn)了地質(zhì)、地貌、土壤、植被、水文、人工構筑物等地物的特征，全面地揭示了地理事物之間的關聯(lián)性。并且這些數(shù)據(jù)在時間上具有相同的現(xiàn)勢性。