第二节遥感技术及其应用
状元笔记
遥感技术的工作过程：信息获取→信息传输→信息接收与处理→信息解释与分析→遥感应用。

一般来说，运载工具飞得越高，深测的范围越大，获得资料的速度越快，周期越短，对地物的分辨北越低；反之亦然。

同时，需要注意：遥感器对地物的分辨率除与飞行高度有关外，还与传感器的性能有关。

由于不同地区地物的差异、合成图像波段的差异、地物特征的季节差异等，因此不同地区、不同波段、不同季节的图像解译是不同的。

具体情况应具体分析，有的还应当结合实地调查进行解译。

基础整理
本节主要包括三部分内容：一是介绍遥感技术的概念，原理、特点、系统的组成以及分类；二是遥感与资源普查；三是遥感与环境灾害监测。

综合探究
1．国土资源部发布《地籍管理“十一五”发展纲要》，提出要开展第二次全国土地调查，建立国家级和全国31个省级、331个市级、2 800多个县级土地利用现状调查数据库。

这是继1984～1996年第一次土地普查之后，国土部门开展的又一次全国规模的摸底行动。

十年前的那次土地普查，动用了20万人力，历时10余年才告完成。

而这一次，卫星遥感技术将成为最主要的调查手段，全部工作要求在三年内完成，而且要“覆盖全国，不留任何空白”。

与传统的地面调查和飞机航测相比，卫星遥感的主要优势有哪些?遥感监测土地资源的作用有哪些?
探究：与传统的地面调查和飞机航测相比，卫星遥感的主要优势是：探测范围广，速度快；不受地形、气象等自然条件的限制；收集信息多。

使用卫星遥感监测土地资源，一可以实事求是地反映监测对象的变化，为土地执法提供科学依据；二是保持一种威慑，让地方不敢乱占地。

在地方利益突显的今天，国家掌握这种威慑力量尤其必要。

国土部门近年来查处的土地案件中，很大部分是通过遥感监测首先发现的，动态监测给土地执法部门提供了第一信息源。

2006年4月初，国家利用卫星遥感监测技术在郑州市开展土地执法检查。

监测发现郑州市共发生变化图斑856个。

后经实地认定，这些图斑包括新增建设用地741宗，其中合法的仅77宗，在其余664
宗违法用地中，非法占地654宗，非法批地10宗。

2．2007年1月至2月8日，贵州省共发生森林火灾133次，导致火险等级上升的罪魁祸首就是2006年的暖冬天气。

在扑灭大火的过程中，卫星遥感监测技术发挥了重要作用。

在扑灭大火战斗中，国家气象局向森林防火总指挥部提供了几十幅反映林火发展情况的卫星影像图。

为制定灭火计划、做出灭火部署提供了科学的依据。

遥感技术在森林灭火中是如何发挥作用的?它还能应用于其他领域吗?
探究：地球上的物体都在不停地吸收、发射和反射电磁波，并且不同物体的电磁波特性是不同的——遥感技术就是在这个原理基础上发展起来的。

遥感的关键装置是传感器。

传感器在航空或航天器中接收地面物体反射的电磁波信号，以图像的胶片或数据磁带形式记录下来，传送到地面，最后通过处理和判读分析，揭示物体的特征、性质及其变化。

由于遥感探测范围大，获取资料速度快、周期短，受地面限制少，因而广泛应用于资源普查、灾害监测、工程建设及规划等各个领域。

思考发现
1．遥感，就是遥远的感知，简称RS。

遥感技术主要的环节，如图3-2-4所示：
信息的获取→传输→接收与处理→分析和应用
图3-2-4
2．遥感被誉为人的视力的延伸，它主要表现在以下三个方面：①遥感能够精确地观测到距离更遥远、范围更广阔的现象。

②遥感能够更及时、更持久地监测到事物的发展变化。

③遥感能观察到可见光之外人眼看不见的光线。

这些看不见的光线包括紫外线、红外线、微波等，他们往往包含了物体重要的信息。

3．在各种分类方法中，我们最常用的是根据运载工具（即遥感平台）的高度来划分三种遥感：航天遥感，航空遥感和近地遥感。

航天遥感覆盖范围大，不受领空限制，一般分辨率较低，但不能因航天遥感覆盖范围大，平台高而肯定航天遥感的分辨率比航空遥感低。

因为遥感技术是一种现代地理信息技术，随着科学技术的发展而不断发展，如：现代科学技术的发展而不断发展，如：现代航天遥感的分辨率比过去航空遥感的分辨率还高。

地物反射波谱特征——地物判读的基本依据
一种物质所产生的自身辐射，或对外来辐射所产生的反射和透射。

形成了该物质的一种特别标志——波谱特征。

图3—33显示了松林、草地、红砂岩和泥浆的反射波谱曲线。

可以看出，泥浆在整个可见光和近红外波段范围的反射率都很低；红砂岩在可见光的大部分波长范围内具有较高的反射率，但它在近红外波段的反射率低于松林和草地：在近红外波段有较高反射率的是草地和松林。

可见，通过对不同物质的波谱特征进行分析就可以判读地物
了。

遥感图像是地物反射特征在图像上的反映，结合
上述材料，简单描述利用遥感图像进行地物判读的原
理。

遥感为植物健康状况把脉
许多因素会影响植物的光谱特征，包括植物类
型、生长阶段、健康水平、季节和土壤条件等。

由植
物光谱分析可以反过来推论上述条件。

例如，植物在
遭受病虫害时，外观并不会有明显变化，但其本身发
出的辐射量会大大减少，表面温度也会随之降低。

这种变化用人的肉眼是无法观察到的，但是红外传感器却可以清楚地发现。

在特定的卫星图像上，健康的植被往往呈鲜红色，而长势比较弱的植被颜色比较浅，其反射波谱特征表现为某些波段的反射率的变化。

通过分析，人们可以提前一个生长期(7~20天)发现病虫害，及时采取防治措施。

1．在卫星图像上，怎样通过颜色差异判定植物的生长状况?
2．根据植物健康状况在反射波谱中变化的原理，遥感还可以应用到哪些领域?
3．简单描述遥感在某一资源普查领域中的应用原理。

图3-36、3-37、3-38分别是黄河三角洲不同年份的卫星遥感影像。

其中蓝黑色方块为居住区或沿海水产业建筑区；入海口附近灰白色浊状带为挟带大量泥沙入海的黄河水；浅蓝色或灰白色线条为黄河河段；灰褐色与红色区域是不同季节的植被、农作物区。

比较三幅影像，说一说，遥感影像可以帮助我们分析哪些问题。

（提示：从土地利用、环境变迁、环境问题等角度思考）
2．环境问题、灾害问题是当前人类所面临的两大重要课题，我国属于环境问题严峻、自然灾害频发的国家。

请你归纳一下，环境与灾害问题一般有哪些？结合遥感工作原理，挑选某一环境或灾害问题，简单描述遥感器在环境与灾害监测过程中所发挥的作用。

3．收集遥感在环境与灾害监测中的应用案例，制作成主题简报，在同学中传阅交流。

问题探究
据报道，北京中关村某高科技厂家在建设厂房时要求使用一种高科技合成材料(具有质轻、防晒等功能)作为房顶，但施工方在施工过程中为了获取更多的利润，有些房顶只使用一般材料，由于外观看不出差异，厂家被蒙在鼓里。

一年后，北京某遥感专业的实习学生在判读中关村多种波段的遥感图像时，发现这家工厂的厂房屋顶材质不同，于是该实习学生将此发现告诉了厂方，而厂方却不认为如此，经实习学生的进一步解释，厂家终于明白是施工方用了劣质材料。

最后，施工方不得不承认这一事实，并加以赔偿。

【问题】为什么肉眼难以分辨，遥感却“火眼金睛”?
导思：地球上所有物体都在不停地发射、反射、吸收电磁波，而且不同物体对电磁波的发射、反射、吸收的特性不同。

探究：从物体的光谱特征看，不同建筑材料发射、吸收和反射的电磁波不同。

从遥感图像的成像原理看，图像是在电磁波(主要是紫外线到微波)范围内，利用传感器直接或间接(即通过转换装置)得到与目标物电磁辐射强弱相对应的形象图像和能够转化为形象图件的数据资料的统称。

结论：虽然两种材料从外观上差别不大，但由于其组成物质不同，它们发射、吸收和反射的电磁波不同，在遥感影像中具有不同的特征，所以该实习生利用遥感确定施工方使用了劣质材料。

教材链接
一、活动 P91
遥感影像判读地物的原理：一种物质所产生的自身辐射，或对外来辐射所产生的反射和透射，形成了该物质的一种特别标志——波谱特征。

图中显示了松林、草地、红砂岩和泥浆的反射波谱曲线。

可以看出，不同地物的反射率是不同的，通过对不同地物的波谱特征进行分析，就可以判断地物了。

二、活动 P91
1.在卫星图像上根据颜色判断植物生长状况的方法：在特定的卫星图像上，健康的植被往往呈鲜红色；长势比较弱的植被颜色比较浅，由此可判断植被生长状况。

2.不同的地物和地物的不同状况，有不同的反射率，根据这个原理，可以利用遥感的工作有：判断水体污染、分析城市大气污染、监测灾害、普查资源等。

3.略。

三、活动 P93
1.通过分析三幅遥感影像图可以得出：黄河三角洲的面积在扩大，主要是泥沙沉积作用形成的；植被覆盖区的范围增加，是植树造林产生的；黄河水的泥沙增多。

原因是水土流失的加剧；居住区和沿海水产业建筑区的面积增加。

2.我国的环境与灾害问题有：土地荒漠化、土壤盐碱化、环境污染、海洋生态、植被破坏、水旱灾害、滑坡、地震、泥石流、农林病虫害、森林火灾等。

遥感技术可以及时探知森林火灾发生的地点和范围，可分析大火蔓延的方向，为灭火总指挥部制定灭火计划、做出灭火部署提供科学依据。

3.遥感在环境与灾害监测中的应用案例：根据不同地物的不同状况有不同的反射率，可以利用遥感判断水污染和大气污染。

美国利用卫星图像研究烟尘污染，监测到纽约因倾倒垃圾、酸液所引起的污染的范围。