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1、第三章第二節(jié)遙感技術(shù)及其應(yīng)用 一 、遙感技術(shù) 學(xué)習(xí)目標(biāo)v 1什么是遙感?遙感技術(shù)的發(fā)展歷程包括哪些主要標(biāo)志?遙感技術(shù)系統(tǒng)的組成有哪些不同的分類方法?v 理解遙感技術(shù)的概念，了解其發(fā)展歷程，掌握遙感技術(shù)系統(tǒng)的組成和分類。v 2遙感技術(shù)在資源普查中主要應(yīng)用于哪些領(lǐng)域?有何作用?v 了解遙感技術(shù)在資源普查中的重要應(yīng)用領(lǐng)域和作用。v3遙感技術(shù)在環(huán)境災(zāi)害監(jiān)測中的作用是如何實(shí)現(xiàn)的? v 掌握遙感技術(shù)在環(huán)境災(zāi)害監(jiān)測中的作用。 1遙感技術(shù)的概念 v遙感(Remote sensing,簡稱RS)，顧名思義，就是遙遠(yuǎn)地感知。是指借助對電磁波敏感的儀器，在不與探測目標(biāo)接觸的情況下，記錄目標(biāo)物對電磁波的輻射、反射、散
2、射等信息，并通過分析，揭示目標(biāo)物的特征、性質(zhì)及其變化的綜合探測技術(shù)。用于資源評估、環(huán)境監(jiān)測、災(zāi)害預(yù)警及其他地物變化的分析等。簡單地說，遙感就是利用一定的技術(shù)裝備在航天器或航空器上對地物進(jìn)行感知。 背景知識 遙感技術(shù)的基本原理是什么?v 地球上的物體都在不停地發(fā)射、反射和吸收電磁波，并且不同物體的電磁波特性是不同的。人們根據(jù)電磁波的差異來辨析物體的不同，遙感技術(shù)就是在這個(gè)原理的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。 背景知識 遙感技術(shù)有什么特點(diǎn)?v 遙感具有監(jiān)測范圍大、瞬時(shí)成像、實(shí)時(shí)傳輸、快速處理、迅速獲取信息和實(shí)施動(dòng)態(tài) 監(jiān)測等特點(diǎn)。 背景知識 遙感技術(shù)的工作過程怎樣?v 信息獲取v 信息傳輸v信息接收與處理v信息
3、解譯與分析v遙感應(yīng)用 二、發(fā)展 （背景知識）v遙感影像地圖遙感影像地圖就像上帝的眼睛在觀看大地。遙感，即遙遠(yuǎn)感知的意思，是一種利用運(yùn)載工具，攜帶各種遙感儀器，從遠(yuǎn)距離無接觸的記錄敏感地 面景物電磁波特性的一種方法，它成像速度快、信息量大、內(nèi)容客觀，廣泛用于地質(zhì)地 理、農(nóng)業(yè)、測繪、軍事、氣候氣象、海洋、資源、天文、環(huán)境、災(zāi)害監(jiān)測等方面。（待續(xù)） （背景知識）v 遙感影像正逐步實(shí)現(xiàn)人們長期的夢想“千里之外，明察秋毫”。早在二戰(zhàn)時(shí)期就用此來區(qū)分活的植物和偽裝的死植物，因?yàn)榛畹闹参镌诩俨噬灼巷@示出紅色，而偽裝植物在底片上呈現(xiàn)藍(lán)色或紫色。 教材圖表點(diǎn)撥 圖325 全球天然假彩色圖像(光學(xué)合成遙感圖)
4、v 此圖是利用不同地物的電磁波的差異，用遙感技術(shù)制作的全球圖像，陸地和海洋的分布清晰，陸地上植被覆蓋區(qū)、裸地、沙漠和冰雪覆蓋區(qū)以及云層覆蓋區(qū)一目了然。 跨越障礙 假彩色圖像反應(yīng)的地物顏色是其真實(shí)顏色 v 在成像過程中如果分類和還原沒有按照對應(yīng)關(guān)系，相片的色彩為人工合成，與天然實(shí)物色彩不同，就不可能為真彩色，而稱為假彩色，地物顏色并非其真實(shí)顏色。 （二）遙感技術(shù)系統(tǒng)與遙感類型：遙感技術(shù)系統(tǒng) 教材圖表點(diǎn)撥 圖327 遙感技術(shù)系統(tǒng)v 本示意圖形象地表達(dá)了遙感的工作過程。從圖中可以看出，在遙感平臺上的傳感器，使用光學(xué)儀器或電子儀器，接收地面物體反射或發(fā)射的電磁波信號，并以圖像膠片或數(shù)據(jù)磁帶的形式記錄下
5、來，傳送到地面接收站，經(jīng)過技術(shù)處理后，進(jìn)行解譯與分析，最終服務(wù)于資源勘探、動(dòng)態(tài)監(jiān)測和有關(guān)部門的規(guī)劃決策等。 背景知識 v 遙感平臺遙感工作過程中，承擔(dān)感知電磁波特性的“實(shí)驗(yàn)室是遙感平臺，它的作用就是穩(wěn)定地運(yùn)載傳感器。除了衛(wèi)星，常用的遙感平臺還有飛機(jī)、氣球等。當(dāng)在地面試驗(yàn)時(shí)，還會用到地面三角架這樣簡單的遙感平臺。 v 傳感器直接獲得目標(biāo)物信息的儀器，用以測量和記錄目標(biāo)物反射或發(fā)射的 電磁波的強(qiáng)度和特性，是遙感技術(shù)系統(tǒng)的重要組成部分和關(guān)鍵技術(shù)裝備。針對不同的應(yīng)用和波段范圍，人們已經(jīng)研究出很多種傳感器，探測和接收物體在可見光、紅外線和微波范圍內(nèi)的電磁輻射。 例1 下列說法中，不正確的是( )v A遙
6、感感知事物時(shí)不直接接觸地物v B遙感技術(shù)是遙感信息接收與應(yīng)用的過程v C遙感獲取的信息是電磁波信息v D遙感對地面不反射和輻射電磁波的物體無法感知D v解析：本題考查遙感的概念、工作原理、技術(shù)環(huán)節(jié)等內(nèi)容。遙感是利用傳感器等技術(shù)裝備，在航空器或航天器上通過接受和處理地面目標(biāo)物輻射或反射的電磁波而對地物進(jìn)行感知的技術(shù)系統(tǒng)。由此可知A、B、C三項(xiàng)都正確。地面上所有物體都反 射和發(fā)射電磁波，沒有不反射和發(fā)射電磁波的物體，所以遙感技術(shù)的應(yīng)用范圍很廣，應(yīng)用價(jià)值很大因此D 項(xiàng)不正確。 （二） 遙感類型標(biāo)準(zhǔn)類型運(yùn)載工具 電磁波的波譜范圍 應(yīng)用領(lǐng)域或?qū)ｎ} 傳感器的工作特點(diǎn) 航天遙感 、航空遙感 、近地遙感 紫外
7、遙感、可見光遙感 、紅外遙感 、微波遙感、多譜段遙感環(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)遙感被動(dòng)式 主動(dòng)式 遙感類型 類型概念優(yōu)點(diǎn)航天遙感 航空遙感 近地遙感 利用衛(wèi)星、航天飛機(jī)、宇宙飛船、航天空間站等攜帶遙感儀器的遙感覆蓋范圍大，不受領(lǐng)空限制，可進(jìn)行重復(fù)不定期觀測等利用飛機(jī)攜帶遙感儀器的遙感。包括 600 一 10 000 米的低、中空遙感， 10 000 一 25 000 米的高空、超高空遙感機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，可以根據(jù)研究主題選擇適當(dāng)?shù)膫鞲衅?、適當(dāng)?shù)娘w行高度和飛行區(qū)域距地面高度在幾十米以內(nèi)的遙感用于城市遙感、海面污染監(jiān)測、森林火災(zāi)監(jiān)測等中、高分辨 率的遙感活動(dòng) 方
8、法技巧 遙感探測與傳感器運(yùn)載工具飛行高度的關(guān)系v傳感器運(yùn)載工具的飛行高度對遙感探測的范圍、速度、周期、分辨率等影響很大。一般說來，運(yùn)載工具飛得越高，探測的范圍越大，獲得資料的速度越快，周期越短，對地物的分辨率越低；反之亦然。需要注意的是，遙感對地物的分辨率除與飛行高度有關(guān)外，還與傳感器的性能有關(guān)。 【 閱讀指導(dǎo) 】 飛速發(fā)展的中國衛(wèi)星遙感 P91活動(dòng)參考答案v一種物質(zhì)所產(chǎn)生的自身輻射，或?qū)ν鈦磔椛渌a(chǎn)生的反射和透射，形成了該物質(zhì)的一種特別標(biāo)志一一波譜特征。圖 3 一 33 顯示了松林、草地、紅砂巖和泥漿的反射波譜曲線?？梢钥闯?，不同地物的反射率是不同的，通過對不同地物的波譜特征進(jìn)行分析，就可以
9、判讀地物。 例 2 下列技術(shù)中，關(guān)鍵裝置為傳感器的是（ ）vA 遙感技術(shù) vB 地理信息技術(shù)v C 全球定位技術(shù)v D 電子通信技術(shù)A v解析：遙感技術(shù)系統(tǒng)由遙感平臺、傳感器、信息傳輸接收裝置、數(shù)字或圖像處理設(shè)備以及相關(guān)技術(shù)等組成。其中，傳感器是遙感技術(shù)信息獲取和傳輸?shù)年P(guān)鍵裝置。 二、遙感與資源普查1 遙感技術(shù)在資源普查中的應(yīng)用領(lǐng)域v 勘探礦產(chǎn)資源，調(diào)查生物資源、水資源等是遙感技術(shù)在資源普查中的重要應(yīng)用領(lǐng)域。 應(yīng)用領(lǐng)域具體內(nèi)容備注礦產(chǎn)資源生物資源蘊(yùn)藏礦產(chǎn)的地方有許多是地質(zhì)斷裂或環(huán)形構(gòu)造帶，較容易借助遙感技術(shù)“發(fā)現(xiàn)”礦產(chǎn)通過遙感圖像解譯或圖像處理技術(shù)，提取植被的分布、類型、結(jié)構(gòu)、健康狀況、產(chǎn)量等
10、數(shù)據(jù)人們只需要分析遙感圖像就可以劃定蘊(yùn)藏礦產(chǎn)的大致區(qū)域?yàn)檗r(nóng)業(yè)、林業(yè)、城市綠化、環(huán)境保護(hù)等部門服務(wù) 【 方法技巧 】 分析和解譯遙感圖像應(yīng)注意的問題v 由于不同地區(qū)地物的差異、合成圖像波段的差異、地物特征的季節(jié)差異等，因此不同地區(qū)、不同波段、不同季節(jié)的圖像解譯是不同的。具體情況具體分析，有的還應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)地調(diào)查進(jìn)行解譯。 1、在衛(wèi)星圖像上，怎樣通過顏色差異判斷植物的生長狀況？2、根據(jù)植物健康狀況在反射波譜中變化的原理，遙感還可 以應(yīng)用到哪些領(lǐng)域？ P92活動(dòng)第1小題參考答案v1 在特定的衛(wèi)星圖像上，健康的植被往往呈鮮紅色，長勢比較弱的植被顏色比較淺，由此可判定植物的生長狀況。 P92活動(dòng)第2小題參
11、考答案v2 不同的地物和地物的不同狀況，有不同的反射率，根據(jù)這個(gè)原理，可以利用遙感的工作有判斷水體污染、分析城市大氣污染、監(jiān)測災(zāi)害、普查資源等等。 P92活動(dòng)第3小題參考答案v3 在礦產(chǎn)資源調(diào)查方面，可以利用遙感資料進(jìn)行成礦條件的地質(zhì)分析，提出礦產(chǎn)普查勘探的方向，指出礦區(qū)的發(fā)展前景。我國吉林省銅礦資源較為豐富，通過對全省陸地衛(wèi)星圖像的分析，不同物質(zhì)的波譜特征不同，發(fā)現(xiàn)銅礦的分布與線性構(gòu)造密切相關(guān)，對于開發(fā)這個(gè)地區(qū)的銅礦具有重要意義。 例 3 ( 2004 廣東、廣西）在遙感技術(shù)中，可以根據(jù)植物的反射波譜特征判斷植物的生長狀況。讀圖回答（ 1 ）-（ 3 ）題。 ( 1 ）圖中，重度病害植物反射
12、率高于健康植物反射率的波段是( )v 紅外線 X 光 v 可見光 紫外線 A B C D D ( 2 ）根據(jù)圖中的原理，可用遙感技術(shù)直接( )v 劃分植物類型 判讀植物生長的土壤類型 監(jiān)測樹木的生長狀況 估計(jì)糧食作物的產(chǎn)量v A B v C D C (3)不同的地物和地物的不同狀況也有不同的反射率，根據(jù)這個(gè)原理，可以利用遙感的工作有( )v 判斷水體污染 判斷人口分布 分析城市大氣污染 估算工業(yè)生產(chǎn)總值 A B C D D 解析： ( 1 ）可直接從圖中找出健康植物與重度病害植物反射波譜曲線的交點(diǎn)，向橫坐標(biāo)作垂線，可看出重度病害植物反射率高的波段大致是 0 . 60 一0 . 80 微米。 (
13、 2 ）植物的健康狀況可通過遙感技術(shù)來判斷，糧食作物的產(chǎn)量高低也與作物的健康狀況有關(guān)。（ 3 ）水體污染與否，城市大氣質(zhì)量狀況均屬于“地物的不同狀況”，它們的反射率也不相同。 二、遙感與環(huán)境災(zāi)害監(jiān)測v隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，遙感將不僅為人們提供信息資源，改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)、生活與交往方式，而且在環(huán)境監(jiān)測、災(zāi)害預(yù)警等方面發(fā)揮巨大作用，有助于災(zāi)害的預(yù)防、環(huán)境的治理和保護(hù)。 應(yīng)用領(lǐng)域具體內(nèi)容備注環(huán)境監(jiān)測災(zāi)害監(jiān)測荒漠化、土壤鹽漬化、海上冰山漂流、海洋生態(tài)、全球氣候變化及其影響、植被變化、水體污染、大氣污染等旱情、水災(zāi)、滑坡、蟲害、森林火災(zāi)等泥石流、地震、農(nóng)林病有利于人們了解環(huán)境變化，使環(huán)境得到保護(hù)和改善有利于
14、防災(zāi)減災(zāi) 遙感在林業(yè)和農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用部門應(yīng)用主要原理林業(yè)清查森林資源、檢測火災(zāi)和病蟲害著火樹木，病害樹木與正常樹木反射光譜不同農(nóng)業(yè)識別農(nóng)作物、估算產(chǎn)量、災(zāi)情預(yù)報(bào)植物生長情況不同，其反射波譜特征不同 三、遙感與環(huán)境災(zāi)害監(jiān)測 P93-94活動(dòng)第1小題參考答案v1 首先對三幅圖的主要地物進(jìn)行判讀，比較相同地物在面積、數(shù)量、密度、長度等方面的變化，然后運(yùn)用相關(guān)原理進(jìn)行解釋。從三幅圖的對比中可以看出，黃河三角洲的面積在擴(kuò)大，主要是泥沙沉積造成的；植被覆蓋區(qū)的范圍增加，是由于人們的種植和植樹產(chǎn)生的；黃河水的泥沙增多，原因是水土流失的加??；居住區(qū)和水產(chǎn)業(yè)建筑區(qū)的面積增加。 P94活動(dòng)第2小題參考答案v2 我
15、國的環(huán)境與災(zāi)害問題有：土地荒漠化、土壤鹽漬化、環(huán)境污染、海洋生態(tài)、植被破壞、水旱災(zāi)害、滑坡、地震、泥石流、農(nóng)林病蟲害、森林火災(zāi)等。遙感技術(shù)可以及時(shí)探知森林火災(zāi)發(fā)生的地點(diǎn)和范圍，可分析大火蔓延的方向，為滅火總指揮部制定滅火計(jì)劃、做出滅火部署提供科學(xué)依據(jù)。 P94活動(dòng)第3小題參考答案v3 根據(jù)不同地物的不同狀況有不同的反射率，可以利用遙感判斷水污染和大氣污染。美國利用衛(wèi)星圖像研究煙塵污染，監(jiān)測到紐約因傾倒垃圾、酸液所引起的污染范圍。他們曾經(jīng)利用 1972 年 10 月 10 日的陸地衛(wèi)星圖像，發(fā)現(xiàn)有一股從紐約新建的國際造紙公司排人恰普林湖的污染流，這股污染流一直流到附近的佛蒙特州，地面的觀測也證實(shí)
16、了這個(gè)結(jié)論，為此佛蒙特州以衛(wèi)星圖像為證據(jù)，對該廠提出了法律訴訟。 v例 4 1987 年 8 月，我國返回衛(wèi)星上搭載水稻種子，返回后經(jīng)地面種植，培育出的水稻穗多粒大。畝產(chǎn)達(dá) 600 kg ，最高達(dá) 750 kg ，蛋白質(zhì)含量增加 8 一 20 % ，生長期平均縮短 10 天。水稻的這種變異的來源是( ) A 基因重組 B 基因突變 C 遺傳 D 變異D 結(jié)構(gòu)整合 體驗(yàn)成功v1 遙感技術(shù)的工作原理是( ) A 不同地物的海拔高度不同 C 不同地物的電磁波特性不同 B 不同地物的表面溫度不同 D 不同地物的化學(xué)特征不同C 2 運(yùn)用遙感技術(shù)監(jiān)測森林火災(zāi)與人工監(jiān)測相比優(yōu)點(diǎn)有( )v 獲取資料快，可及時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析 受地面限制少避免人員傷亡 獲取信息量大 探測范圍大，可在客觀上進(jìn)行監(jiān)測 A B C D D 3 遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用有( )v 識別各種農(nóng)作物 計(jì)算種植面積 根據(jù)作物生長情況估計(jì)產(chǎn)量 農(nóng)作物災(zāi)情預(yù)報(bào) vA B vC D D 4 遙感技術(shù)可為開發(fā)、保護(hù)海洋提供支持，下列內(nèi)容適合運(yùn)用遙感技術(shù)的是( )v 海上冰山漂流監(jiān)測 海上石油污染監(jiān)測 近海赤潮災(zāi)害監(jiān)測 海岸港口工程規(guī)劃 A B C D C 5 傳感器的主要作用是( )vA 只接受地面物體的反射波譜 B 只記錄接收地面物體輻射波譜 C 接收地面物體反射或輻射的電磁波信息 vD 對獲得的信息進(jìn)行處理分析C
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