《遙感技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用/普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材》在簡要介紹遙感的定義，遙感技術(shù)特點(diǎn)以及發(fā)展歷史的基礎(chǔ)上，以遙感技術(shù)過程為紐帶，系統(tǒng)介紹遙感技術(shù)的基本理論、方法和應(yīng)用技術(shù)，重點(diǎn)論述了遙感技術(shù)的理論基礎(chǔ)、遙感成像的基本方式、遙感圖像處理，以及遙感信息提取與應(yīng)用等。
現(xiàn)代遙感技術(shù)使人類有能力從更高、更廣的宇宙空間，以多維、多尺度的綜合視角，獲取更加豐富的地表信息，從而實(shí)現(xiàn)對地球環(huán)境的深入理解和認(rèn)識。遙感技術(shù)宏觀、綜合、動態(tài)、快速的特點(diǎn)，使其在國民經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展的諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，并逐步呈現(xiàn)出前所未有的強(qiáng)大生命力和廣闊的應(yīng)用前景，成為人類認(rèn)識世界的新方法和新手段。
隨著遙感技術(shù)的發(fā)展和遙感應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，遙感教育也得到了相應(yīng)的發(fā)展。自20世紀(jì)80年代初期我國在高等學(xué)校開設(shè)遙感概論選修課以來，先后培養(yǎng)出了大批遙感方面的科研和教學(xué)人才，對促進(jìn)我國遙感技術(shù)的發(fā)展起到了重要作用。目前，遙感已經(jīng)逐步成為地學(xué)、測繪以及農(nóng)學(xué)、林學(xué)等相關(guān)專業(yè)的重點(diǎn)課程。與此同時(shí)，遙感教材建設(shè)也備受關(guān)注．許多優(yōu)秀教材在人才培養(yǎng)過程中發(fā)揮了重要作用。
本書是作者結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)踐，在深入學(xué)習(xí)和廣泛參閱國內(nèi)外優(yōu)秀遙感教材以及相關(guān)論著、專業(yè)論文的基礎(chǔ)上編寫而成的，是一本全面、系統(tǒng)介紹遙感技術(shù)基本原理、技術(shù)方法和主要應(yīng)用的基礎(chǔ)教材。作為基礎(chǔ)教材，內(nèi)容的完整性和系統(tǒng)性是第一位的。全書以遙感技術(shù)過程為主線，以遙感電磁輻射理論為基礎(chǔ)，把傳感器及其成像方式、遙感平臺、圖像處理、圖像解譯、遙感應(yīng)用等幾個(gè)遙感子過程依次串聯(lián)起來，并對其中的關(guān)鍵技術(shù)從原理和技術(shù)方法兩個(gè)層面做了全面、系統(tǒng)的闡述。
微波遙感是未來遙感發(fā)展的重要方向，具有廣泛的應(yīng)用前景，因此教材把微波遙感單列為一章，并從成像原理、圖像特征等多個(gè)方面對微波成像系統(tǒng)做了比同類教材更為全面、系統(tǒng)的論述，這也是本書的一個(gè)突出特點(diǎn)。
遙感的最終目的在于應(yīng)用。由于遙感技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，任何教材都不可能全部涵蓋，因此在遙感技術(shù)的應(yīng)用一章中，我們主要從資源、環(huán)境、災(zāi)害三個(gè)視角，介紹了遙感技術(shù)的具體應(yīng)用。其中，既有原理和技術(shù)方法的分析，又輔以國內(nèi)外典型的應(yīng)用案例，力爭使讀者進(jìn)一步加深對所學(xué)理論知識的理解，縮短理論與實(shí)踐之間的距離。
本書在編寫過程中，通過大量圖表加強(qiáng)對概念和原理的重點(diǎn)解讀，而對涉及的數(shù)學(xué)模型或算法則力求簡單明晰。同時(shí)，教材緊密結(jié)合遙感技術(shù)的新進(jìn)展，對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了更新，并重點(diǎn)在遙感應(yīng)用部分融入了一些最新的研究成果。
全書共分為九章。其中第一、五、六章由魯東大學(xué)張安定編寫；第二章由曲阜師范大學(xué)賈維花編寫；第三、四章由聊城大學(xué)曹建榮編寫；第七、第八章由棗莊學(xué)院王大鵬編寫；第九章由魯東大學(xué)吳孟泉編寫。全書由張安定統(tǒng)稿。書中全部插圖由仲少云老師精心繪制，在此表示感謝。由于作者水平所限，書中難免有許多不足之處，敬請讀者批評指正。
張安定
2013年10月23目
前言
第一章 緒論
第一節(jié) 遙感與遙感技術(shù)過程
第二節(jié) 遙感技術(shù)的特點(diǎn)與分類
第三節(jié) 遙感技術(shù)的發(fā)展歷史與展望
思考題
第二章 遙感電磁輻射基礎(chǔ)
第一節(jié) 電磁波與電磁波譜
第二節(jié) 物體的電磁波發(fā)射特性
第三節(jié) 物體的電磁波反射特性
第四節(jié) 大氣對電磁波傳輸過程的影響
思考題
第三章 傳感器及其成像方式
第一節(jié) 傳感器概述
第二節(jié) 攝影成像系統(tǒng)
第三節(jié) 掃描成像系統(tǒng)
思考題
第四章 遙感衛(wèi)星及其運(yùn)行特點(diǎn)
第一節(jié) 遙感衛(wèi)星的軌道
第二節(jié) 氣象衛(wèi)星
第三節(jié) 陸地衛(wèi)星
第四節(jié) 海洋衛(wèi)星
思考題
第五章 微波遙感
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 雷達(dá)系統(tǒng)的成像原理
第三節(jié) 雷達(dá)圖像的幾何特征
第四節(jié) 雷達(dá)圖像的信息特點(diǎn)
思考題
第六章 遙感圖像處理
第一節(jié) 光學(xué)圖像與數(shù)字圖像
第二節(jié) 光學(xué)圖像處理
第三節(jié) 數(shù)字圖像的預(yù)處理
第四節(jié) 數(shù)字圖像的增強(qiáng)與變換
第五節(jié) 遙感數(shù)據(jù)的融合
思考題
第七章 遙感圖像的目視解譯
第一節(jié) 目視解譯的基本原理
第二節(jié) 目視解譯的方法和程序
第三節(jié) 不同類型遙感圖像的解譯
思考題
第八章 遙感圖像的計(jì)算機(jī)分類
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 監(jiān)督分類
第三節(jié) 非監(jiān)督分類
第四節(jié) 其他分類方法
第五節(jié) 誤差與精度評價(jià)
思考題
第九章 遙感技術(shù)的應(yīng)用
第一節(jié) 遙感在資源調(diào)查與研究中的應(yīng)用
第二節(jié) 遙感在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與研究中的應(yīng)用
第三節(jié) 遙感在災(zāi)害監(jiān)測與研究中的應(yīng)用
思考題
主要參考文獻(xiàn)
第二節(jié)遙感技術(shù)的特點(diǎn)與分類
一、遙感技術(shù)的特點(diǎn)
(一)宏觀觀測能力強(qiáng)遙感技術(shù)獲取的圖像數(shù)據(jù)的空間范圍比地面觀測的視角范圍要大得多，且不受地形地貌的影響。一張比例尺為1：35000的23cmx23cm的航空像片，可反映出60多平方千米的地表綜合景觀實(shí)況：一幅陸地衛(wèi)星TM圖像的面積可達(dá)34225km。，極軌氣象衛(wèi)星在一條軌道的掃描寬度可達(dá)2800km，每天都可以得到覆蓋全球的資料；一顆地球靜止衛(wèi)星的觀測面積可達(dá)1．7億km，約為地球表面積的1／3。由此可見，遙感技術(shù)可以從不同的空間尺度上實(shí)現(xiàn)大范圍、多尺度的對地觀測，這不僅拓寬了人們的視覺空間，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(shí)也為宏觀研究自然現(xiàn)象和規(guī)律提供了寶貴的第一手資料。
(二)動態(tài)監(jiān)測優(yōu)勢明顯
遙感衛(wèi)星按照一定的周期，通過獲取同一地區(qū)不同時(shí)間的遙感數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)動態(tài)監(jiān)測地表事物或現(xiàn)象的目的。極軌NOAA衛(wèi)星每天可以接收到兩次覆蓋全球的圖像，如采用雙星系統(tǒng)．同一地點(diǎn)每天可以獲取四次過境資料；靜止氣象衛(wèi)星對同一地點(diǎn)每隔20～30min可獲得一次觀測資料，重復(fù)觀測的周期更短。由此可見，遙感技術(shù)通過對地表周期性的重復(fù)觀測，使人們能快速掌握地表事物的變化，并在此基礎(chǔ)上分析和研究事物變化的規(guī)律、發(fā)展趨勢，進(jìn)而為區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展決策提供科學(xué)支持，這就是遙感動態(tài)監(jiān)測。遙感動態(tài)監(jiān)測具有數(shù)據(jù)獲取速度快、數(shù)據(jù)一致性和對比性強(qiáng)的突出優(yōu)勢，這是傳統(tǒng)方法無法比擬的。遙感動態(tài)監(jiān)測的能力取決于衛(wèi)星的重復(fù)觀測周期，周期越短，動態(tài)監(jiān)測能力越強(qiáng)。地表環(huán)境要素變化的時(shí)間尺度不同，對遙感衛(wèi)星重復(fù)觀測周期的要求也不同。臺風(fēng)、森林火災(zāi)、江河洪水等短期現(xiàn)象的動態(tài)監(jiān)測，選擇覆蓋范圍大、周期短的氣象衛(wèi)星最為理想；土地利用變化、城市擴(kuò)張、農(nóng)作物長勢等動態(tài)監(jiān)測，選擇Landsat、SPOT等衛(wèi)星即可。
(三)探測手段多樣，數(shù)據(jù)量大
遙感技術(shù)通過不同遙感平臺和傳感器的組合，產(chǎn)生了多種探測手段和技術(shù)方法�，F(xiàn)代遙感技術(shù)不僅能利用可見光波段探測物體。而且能利用人眼看不見的紫外線、紅外線和微波波段進(jìn)行探測：不僅能探測地表的性質(zhì)，而且可以探測到目標(biāo)物的一定深度。某些波段具有對云、霧、冰、植被、干沙土等的穿透性，可深化對被測目標(biāo)的認(rèn)識。微波波段還具有全天候工作的能力。
多種探測手段使遙感技術(shù)獲取的數(shù)據(jù)類型多樣化。在遙感應(yīng)用研究中，用戶可以發(fā)揮各種遙感數(shù)據(jù)多樣化的特點(diǎn)和優(yōu)勢，通過數(shù)據(jù)類型的優(yōu)勢互補(bǔ)，為遙感數(shù)據(jù)的綜合分析與信息提取、深入研究地表事物和現(xiàn)象提供重要保障。
遙感技術(shù)所獲取的數(shù)據(jù)量極大，如一幅Landsat衛(wèi)星的ETM圖像，僅空問分辨率為30m的6個(gè)波段的多光譜數(shù)據(jù)量，就可達(dá)到6000×6600×6×1．byte-=237600000bytes，即237．6MB，大大超過了傳統(tǒng)方法所獲取的數(shù)據(jù)量。對同一地區(qū)而言，通過多尺度、周期性獲取的各種類型的遙感數(shù)據(jù)已足以構(gòu)成海量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含著豐富的地表環(huán)境要素信息，成為地學(xué)研究的重要信息源。
(四)數(shù)據(jù)具有綜合性與可比性
遙感數(shù)據(jù)是地表瞬間各種自然要素和人文要素的真實(shí)再現(xiàn)，和其他數(shù)據(jù)尤其是地圖數(shù)據(jù)相比，沒有經(jīng)過任何的取舍，因此具有很強(qiáng)的綜合性，可以滿足不同用戶的多種需求。遙感探測所獲取的是同一時(shí)段、覆蓋大范圍地區(qū)的遙感數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)綜合展現(xiàn)了地球上的自然與人文現(xiàn)象，宏觀反映了地球上各種事物的形態(tài)與分布，真實(shí)再現(xiàn)了地質(zhì)、地貌、土壤、植被、水文、人工構(gòu)筑物等地物的特征，全面揭示了地理事物之間的關(guān)聯(lián)性，并且這些數(shù)據(jù)在時(shí)間上具有相同的現(xiàn)勢性和可比性。
以上是遙感技術(shù)的主要特點(diǎn)，正是因?yàn)檫@些突出特點(diǎn)，使得遙感技術(shù)的應(yīng)用可以節(jié)約大量的人力、物力和財(cái)力，也必然產(chǎn)生極高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。僅以美國Landsat衛(wèi)星為例，據(jù)專家估計(jì)，其經(jīng)濟(jì)投入與所取得的綜合效益相比，至少可以達(dá)到1：80。
基于以上遙感技術(shù)的突出特點(diǎn)，近年來遙感技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，人們對遙感技術(shù)的應(yīng)用前景也有了更高的期待，“遙感”一詞也因此在各種媒體上頻頻出現(xiàn)，普通人對其也不陌生了。
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