第一节绪论1. 遥感过程2.遥感发展现状分析及发展趋势3.遥感地质学研究对象及容4.遥感地质学研究方法第二节数据源及反射率反演1. 数据源2. 反射率反演第三节遥感图像地质分析方法(1)基本概念(2)解译标志(3)解译的可变性与局限性(4)解译方法(5)解译原则(6)解译程序第四节主要地貌类型判译1.概述2.流水地貌解译3.海岸及湖泊地貌解译4.岩溶地貌解译5.冰川及冻土地貌解译6.风蚀地貌解译7.黄土地貌解译8.构造地貌9.遥感地貌分区第五节不良地质灾害1.滑坡解译2.泥石流解译3.崩塌解译4.岩堆解译第六节遥感图像岩性及地层解译(1)概述(2)岩浆岩解译(3)沉积岩解译(4)变质岩解译(5)遥感地层单位(6)小结第七节遥感图像构造解译(1)概述(2)岩层产状的判断及量测(3)褶皱构造判译(4)断裂构造判译第八节矿产资源勘查中的遥感技术(1)概述(2)沉积矿产勘查遥感应用(3)生矿产遥感勘查方法第九节油气资源遥感第一节绪论思考问题(1)遥感的局限?(2)遥感地质学学的研究对象、研究容和研究方法?(3)遥感在地质上有什么用?1遥感过程(1)能源(2)在大气中传播:部分被大气中微粒(大气分子-CO2,O3,H2O等,气溶胶-水汽,烟)散射和吸收,能量衰减.----大气窗口(3)到达地表的能量与地表物质相互作用.地表物质由生物、地质、水文、地貌等多因素组成,即自然和人文经济景观。
这些因素大小、形状、排列等随时间不同,地点不同,对波谱反映不同。
例如:植被和岩石。
(4)再次的大气传播。
地表反射或发射的能量,再次进入大气,能量再次衰减。
此时,能量包含不同地表特征波谱响应,大气效应对遥感影像影响大,不仅使遥感器接收的地面辐射强度减弱,而且散射产生的天空散射光使遥感影像反差降低,引起辐射,几何畸变,图像模糊等。
(5)遥感系统指不同遥感平台和遥感器组合。
(6)遥感图像产品。
模拟图像和数字图像。
两者转换:模数变换(A/D)或(D/A)(7)数据处理、分析与解译处理过程中非遥感数据的结合,即辅助数据,包括野外站点采集和调查数据,实验室数据,以及各种专题图如土壤、土地利用、水文、地貌、行政规划图等,各类统计资料,如人口统计,作物统计等。
数据解译、分析主要由两种方式:A:目视解译或模拟图像处理,指通过不同观测、解译设备,如立体镜、彩色合成仪、密度分割仪,根据解译标志,识别提取信息。
B:计算机数字图像处理,指运用数理统计等多种数学方法,自动提取信息。
(8)信息产品:包括各种图形,图像,专题图,表格,地学参数(湿度、温度、生物量、植被覆盖度、叶面指数等),这些数据可进一步借助GIS进行分析。
(9)多目标用户:如资源调查、环境监测、国土整治、区域规划,全球研究等等。
遥感最终目的在于应用,应用核心在于“人”。
总结起来,遥感应用涉及三个环节。
(1)数据获取:涉及物理学、大气学、电子学、空间科学、信息科学等方面容。
(2)数据处理、分析:广泛应用到数学,计算机科学等知识。
(3)数据应用:以专业为基础。
2遥感发展目前遥感应用不足:(1)实时监测与处理能力尚不能满足如灾害监测、渔情预报、精细农业等所要求的同步、准同步的完成数据获取、分析处理,快速提供连续不断的实用信息。
(2)遥感图像自动识别、专题特征提取,特别是遥感数据定量反演地学参数的能力和精度,尚不能达到实用要求。
有两方面原因:(1)遥感技术本身局限性。
如遥感数据的定标(增益)、遥感数据的定位、遥感数据的空间分辨率有限、遥感数据处理方法有限。
(2)人们认识上的局限。
人们对遥感成像及传输机理、影像特征、地学规律的认识。
要解决遥感实用化问题,涉及遥感过程每个环节的进展:(1)遥感数据源的改善,即高光谱、高几何分辨率、高灵敏度、多角度、多类型遥感器的研制。
(2)遥感数据处理分析方法和手段的发展,以提高遥感的时效性和精度。
(3)遥感定量方法的研究.·遥感的实质是个“反演”问题。
涉及两方面问题:一是从遥感原始测量值中模拟和反演各类有价值的地表参数。
如植被结构,地表真实温度等。
二是建立有价值的遥感应用分析模型。
3遥感地质学研究对象及容对象:地球表层各种地质体和地质现象的电磁波辐射特性,从遥感资料中提取地质信息,识别和量测地质体和地质现象。
研究容:(1)研究地质体与地质现象的电磁波辐射特性。
(2)研究地质体与地质现象的影像特征。
(3)研究各种遥感资料信息提取方法。
(4)研究遥感地质工作方法和程序。
4遥感地质学研究方法(1)地质体波谱测试(2)遥感图像的光学处理和数字处理(3)遥感图像地质解译5遥感技术在地学的应用概况⏹ 1.土地覆盖与土地利用⏹ 2.城市群及城市热岛监测⏹ 3.自然环境监测⏹ 4.自然灾害监测⏹ 5.林火监测⏹ 6.沙尘暴监测⏹7.洪水监测及评估⏹8.遥感与国家安全⏹9.地质第二节数据源及反射率反演1.数据源1.1遥感数据特征(1)空间分辨率:三种表示法象元,线对数,瞬时视场角(2)光谱分辨率(3)时间分辨率(4)温度分辨率(5)辐射分辨率辐射动态围:指遥感器可测量的最大信号与可检测的最小信号。
所谓最大信号指在此值以外无论输入信号多强,响应也无变化的饱和区。
最小信号指小于此值的信号无响应区域。
两者之间的动态变化围,输入与输出信号几乎呈线性关系。
1.2遥感数据的获取和显示(1)记录方式影像记录方式-模拟图像数字记录方式-数字图像(2)模数变换和数模变换(3)数据格式“BIL” (Band Interleaved By Line):先记录第一波段第一行,然后第二波段第一行“BIP” (Band Interleaved By Pixel) :先记录第一波段第一个象元,然后第二波段第一个象元“BSQ” (Band Sequential) :按照波段顺序记录HDF格式,不必进行转换就可以在不同平台间传递的新型数据格式。
采用分层式数据管理结构,并通过所提供的“总体目录结构”可以直接从嵌套的文件中获取各种信息。
LANDSAT ETM 7 产品图像类型波段波长围(um)分辨率(m)辐射量化级光谱信息识别特征及实用围TM 图1 0.45-0.52 28.5 256属可见光蓝光波段,能反映岩石中铁离子叠加吸收光谱,为褐铁矿、铁帽特征识别谱带,但因大气影响图像分辨率较差。
原始数据产品(Level 1):原始数据产品是卫星下行数据经过格式化同步、按景分幅、格式重整等处理后得到的产品,产品格式为HDF格式,其中包含用于辐射校正和几何校正处理所需的所有参数文件。
原始数据产品可以在各个地面站之间进行交换并处理。
系统几何校正产品(Level 2):系统几何校正产品是指经过辐射校正和系统级几何校正处理的产品,其地理定位精度误差为250米,一般可以达到150米以。
如果用确定的星历数据代替卫星下行数据中的星历数据来进行几何校正处理,其地理定位精度将大大提高。
几何校正产品的格式可以是FAST-L7A格式、HDF格式或GeoTIFF格式。
几何精校正产品(Level 3):几何精校正产品是采用地面控制点对几何校正模型进行修正,从而大大提高产品的几何精度,其地理定位精度可达一个象元以,即30米。
产品格式可以是FAST-L7A格式、HDF格式或GeoTIFF格式。
高程校正产品(Level 4):高程校正产品是采用地面控制点和数字高程模型对几何校正模型进行修正,进一步消除高程的影响。
产品格式可以是FAST-L7A格式、HDF格式或GeoTIFF格式。
要生成高程校正产品,要求用户提供数字高程模型数据。
TM7个波段可获取的特征变量(1)亮度,构成亮度的主要成分是可见光波段,亮度主要反映地物的辐射水平,可以监测地物的反射辐射强度。
可以是几个波段之和、平均值或(TM12+TM22+TM32)1/2/3(2)绿度:对绿度贡献最大的是对植物高反射的TM4,而TM3与之呈负相关,他们的组合反映红外与红光辐射强弱的对比关系,提供更多植被信息。
最常用的标准植被指数为NDVI =(TM4-TM3)/(TM4+TM3)(3)湿度:构成湿度的主要为TM5,7他们均处于两个水的强吸收带,对湿度反映灵敏,可是TM5,TM7独立构成,也可是两波段比值、差值、标准差等。
(4)透射度(深度):主要对透射可见光的水体而言,由TM1,2组成,对研究水深,地下水形,水体浑浊有作用。
(5)热度:热度主要反映物体常温下的热辐射差异,由TM6波段组成。
2.反射率反演(1)定标绝对定标与相对定标定标是将遥感器所得的测量值变换为绝对亮度,表面温度等物理量有关的相对值的处理过程。
或者可以理解为建立遥感器每个探测器输出值与该探测器相对应的实际地物辐射亮度之间的定量关系。
定标可分绝对定标和相对定标遥感中常用的定标技术有实验室定标和飞行定标。
(2)表观反射率(3)真实反射率大气概况、大气散射、大气衰减遥感所利用的各辐射能均与地球大气层发生相互作用,或散射或吸收,使用能量衰减,光谱发生变化。
大气衰减有选择性,因此对不同波段图像影响不同。
另外,同一地点同一波段图像由于成像时间不同,所受影响不同。
这里就要求消除这些大气的影响,称为大气校正第三节遥感图像地质分析方法1基本概念目的:提取地学信息。
首先要明确信息是什么?信息与数据有什么差别?遥感地学信息本质上是能量信息,具体指地物的电磁辐射能量及其结构特征与时空状态。
遥感信息虽然包含地物信息,但也有其它干扰信息,因此要提取地物信息必须剔除干扰信息,也就是一个信息提取的过程。
遥感地学中,将表征地学及地学现象遥感信息的影像特征,称为地学解译标志。
将提取遥感地学信息的过程称为地学解译,遥感地学信息提取的种种手段,称地学解译方法。
目前常用的方法有:(1)目视解译(2)数字处理图像观察方法:单图像?立体像对图像?2解译标志直接解译标志:1.形状/大小1. 单一地物的形状、大小形状大小,地表任何地物都具有一定的形状:特殊形状:机场、运动场、房屋、道路、水塔等……机型、船型、车型、树型、人脸型地貌上的形:大山、大河地表上的形:耕地、森林、城镇、道路、机场、桥梁、码头、舰船冰雪、沙漠覆盖区的形形状干扰因素:中心投影、红外扫描畸变大小:必须考虑图像比例尺。
注:⑴.遥感意义上的形状和大小⑵.顶面和侧面⑶.与图像比例尺有关人眼能分辨的最小图斑--0.2mm1:5000 可分辨 1m大小地物1:50000 可分辨 10m大小地物大比例尺图像看小地物小比例尺图像看物由于人眼的生理特性宽度小于上述标准的线状地物也可能识别--铁路公路线性构造2.色调/颜色①.色调深浅的相对意义色调标志受地物颜色、含水量、风化程度、覆盖物、植被掩盖的程度、光照条件变化、、成像技术等多种因素影响。
在同一幅图像上,即便成像条件基本相同,物性相同的地物其色调也会不完全相同,甚至差异很大。