遙感的原理與實(shí)踐 --以上海市第三輪航空遙感調(diào)查為例

在人類即將告別20世紀(jì)，并邁步跨入21世紀(jì)之際，上海市人民政府要求: 對20世紀(jì)末的上海城市發(fā)展?fàn)顩r，作一次全面的航空遙感調(diào)查，這是繼1988年和1994年前兩輪航空遙感調(diào)查之后的上海市第三輪航空遙感調(diào)查。本次航空遙感調(diào)查的目的是：運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，將20世紀(jì)末的上海城市發(fā)展?fàn)顩r，以數(shù)字化的形式真實(shí)、詳細(xì)地記錄下來，建立相應(yīng)的遙感影像資料數(shù)據(jù)庫，并對這些數(shù)據(jù)充分加以分析和利用，以便為未來的上海城市發(fā)展提供信息服務(wù)和決策參考。

一、遙感的基本原理 

（一）基本概念

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

（二）系統(tǒng)的組成

遙感是一門對地觀測綜合性技術(shù)，它的實(shí)現(xiàn)既需要一整套的技術(shù)裝備，又需要多種學(xué)科的參與和配合，因此實(shí)施遙感是一項(xiàng)復(fù)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（參見下圖）: 1、信息源 信息源是遙感需要對其進(jìn)行探測的目標(biāo)物。任何目標(biāo)物都具有反射、吸收、透射及輻射電磁波的特性，當(dāng)目標(biāo)物與電磁波發(fā)生相互作用時(shí)會(huì)形成目標(biāo)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(yùn)用遙感技術(shù)裝備接受、記錄目標(biāo)物電磁波特性的探測過程。信息獲取所采用的遙感技術(shù)裝備主要包括遙感平臺(tái)和傳感器。其中遙感平臺(tái)是用來搭載傳感器的運(yùn)載工具，常用的有氣球、飛機(jī)和人造衛(wèi)星等; 傳感器是用來探測目標(biāo)物電磁波特性的儀器設(shè)備，常用的有照相機(jī)、掃描儀和成像雷達(dá)等。 3、信息處理 信息處理是指運(yùn)用光學(xué)儀器和計(jì)算機(jī)設(shè)備對所獲取的遙感信息進(jìn)行校正、分析和解譯處理的技術(shù)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(biāo)物的影像特征，然后依據(jù)特征從遙感信息中識(shí)別并提取所需的有用信息。 4、信息應(yīng)用 信息應(yīng)用是指專業(yè)人員按不同的目的將遙感信息應(yīng)用于各業(yè)務(wù)領(lǐng)域的使用過程。信息應(yīng)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(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)和分析利用。遙感的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，最主要的應(yīng)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(shè)和管理等。

（三）遙感原理

振動(dòng)的傳播稱為波。電磁振動(dòng)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(qiáng)。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(dá)地球表面須穿過地球的大氣層。太陽光在穿過大氣層時(shí)，會(huì)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

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