【遥感科学】遥感科学绪论

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第一章 绪论

本系列适用于梅安新老师的遥感导论复习，也可以作为遥感领域的快速入门文章

一、遥感的基本概念

啥子是遥感？借用童庆禧院士的理解，那就是欲穷千里目，更上一层楼，遥感可以看做人的眼睛或者感知的延伸，举个栗子，小明拿天文望远镜看星星，这算遥感；小花用手机拍照，这也算遥感。

遥感并不是脱离我们生活的所谓的高大上的东西，它存在于我们生活的方方面面

🌙 广义的遥感

• 广义上的遥感，泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、力场、机械波等的探测。

⭐️ 狭义的遥感

• 狭义上的遥感，是应用探测仪器，不与目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析解释物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。

遥感，即遥远(Remote)的感知(Sense)，是一种远距离无接触观测物体的技术，目前主要依托于GIS学科之下，未来有望单独成为一门新的一级学科

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二、遥感系统的组成

遥感系统可以类比于物理上的力，经典物理中，一个力是由施力对象产生，并对受力对象产生影响，人们要做的，就是分析这个力的信息。

诶，遥感系统也脱离不了这个模式~一个遥感系统，根本目的是从地物上获取有用的信息，那要怎么获取，如何获取？目前来说，主要是通过主动或是被动手段，获得地物的电磁波谱(spectrum)等信息，并对这些信息进行包装处理，输出到实际应用上。

呐呐呐，所以一个完整的遥感系统是由是信息源、信息接收器、信息处理器构成，具体细分，可以分成五个部分：

1️⃣ 信息源

• 任何目标物都具有发射、反射和吸收电磁波的性质，这是遥感的信息源。
• 目标物与电磁波的相互作用，构成了目标物的电磁波谱性质，它是遥感探测的依据(目前一般认为是电子跃迁产生的能量导致物体产生不同的光谱特性)。

2️⃣ 信息的获取

3️⃣ 信息的接收

• 数字时代：电子设备
• 死去的回忆：经典胶片

4️⃣ 信息的处理

5️⃣ 信息的应用

遥感的应用还是很多的啦，要不然空天院为啥是三所合一呢😆 这里就不具体展开讲了，只能说前景广阔，懂得都懂

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三、遥感的类型

1️⃣ 按照遥感平台分类

注意这个递进：空-->天-->宇，空指的一般是平流层之下，天一般就是平流层、地球轨道这种，宇一般是宇宙飞船啦，不过当前对宇的研究还是囿于经费和难度没有普及

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2️⃣ 按传感器探测波段

根据波速公式$V=\lambda f$ 可知，波长$\lambda$和频率$f$ 成反比，因而电磁波谱的x轴的反向就是频谱。

我们一般研究的，也就是可见光、红外和微波这几个波段，前面的$\gamma$ 射线啥的已经脱离目前遥感研究的粒度啦。

为啥可见光前是紫外线呢？都说🌈是七种颜色，无论是红橙黄绿青蓝紫，还是红橙黄绿蓝靛紫，红和紫都是离得最远的两个，这是由于他们的波长不同而导致的~紫色往后叫做紫外，红色往后叫做红外，是不是很合理

红外实际上又可以分为近红外、中红外、远红外和极远红外，当然还可以再细分，那就是：

1. 近红外
   1. 狭义近红外
   2. 短波红外
2. 中红外
3. 远红外
   1. 热红外
   2. 狭义远红外
4. 极远红外

当然这都是后话，红外之后就是无线电波的范畴了，从微波到长波，甚至超长波，我们研究的重点则是微波波段。微波的波长较长，受到瑞利散射的影响较小，在面对云层的水分子的时候表现出的性质要优于可见光，因而微波经常被用来做海洋遥感。

言归正传，按照传感器波段分类，可以分为：

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3️⃣ 按工作方式划分

❓ 辐射手段

❓ 是否成像

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四、遥感的特点

遥感系统的特点大致可以分为以下五个部分，分别是从信息获取、信息处理、经济价值进行分析

1️⃣大面积同步观测

遥感探测不受地形限制，平台越高，视角越广，那么可以同步探测到的地面范围也就越大，越容易发现地球上一些目标地物的空间分布规律。

2️⃣时效性

遥感可以在短时间内对同一地区进行重复探测，具有很高的观测时效性

3️⃣数据的综合性和可比性

1. 遥感探测获得的电磁波谱特性综合反映了地表上许多自然、人文信息
2. 由于传感器和信息记录都可以向下兼容，使得遥感数据具有可比性

4️⃣经济型

相较于传统方法，遥感探测是一种非常廉价的手段(跑野外累死人！)，可以大大节省人力物力财力和时间，具有很高的经济效益和社会效益~

5️⃣局限性

• 目前我们主要用的谱段是可见光、红外和微波，还有很多谱段没有开发
• 许多谱段对于地物的某些特征还不能准确反映，需要配合遥感以外的手段

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五、遥感发展简史

看看就好…

重要节点

• 1608年，汉斯·李波尔塞制造了世界第一架望远镜
• 1839年，达盖尔和尼普斯第一次成功拍摄照片
• 1858年，G.F.陶纳乔用气球拍摄了巴黎的鸟瞰相片
• 1957年，苏联第一颗人造卫星发射成功
• 1970年4月24日，中国第一颗人造卫星东方红一号发射成功，这意味着中国继苏美法日后第五个自行研制和发射人造卫星的国家(424也在2016年被定为中国航天日)
• 1986年我国建成了遥感卫星地面站

🛰遥感发展主要方面

1️⃣ 平台方面

往航空、航天、航宇发展，不同高度、用途的卫星构成了对地球和宇宙空间的多角度、多周期的遥感观测平台。

2️⃣ 传感器方面

• 传感器波段范围不断延伸，从单一谱段向多谱段发展
• 多种探测技术的集成日趋成熟

3️⃣ 信息处理方面

这个涉及到了计算机领域的发展，因为遥感数据的处理一般也就是信号处理和图像处理，图像处理的话，一般依托于图像处理算法和软件，包括深度学习之类的各种方法。

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展，不同高度、用途的卫星构成了对地球和宇宙空间的多角度、多周期的遥感观测平台。

2️⃣ 传感器方面

• 传感器波段范围不断延伸，从单一谱段向多谱段发展
• 多种探测技术的集成日趋成熟

3️⃣ 信息处理方面

这个涉及到了计算机领域的发展，因为遥感数据的处理一般也就是信号处理和图像处理，图像处理的话，一般依托于图像处理算法和软件，包括深度学习之类的各种方法。

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