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1、第三章第二節(jié)遙感技術及其應用 一 、遙感技術 學習目標v 1什么是遙感?遙感技術的發(fā)展歷程包括哪些主要標志?遙感技術系統(tǒng)的組成有哪些不同的分類方法?v 理解遙感技術的概念，了解其發(fā)展歷程，掌握遙感技術系統(tǒng)的組成和分類。v 2遙感技術在資源普查中主要應用于哪些領域?有何作用?v 了解遙感技術在資源普查中的重要應用領域和作用。v3遙感技術在環(huán)境災害監(jiān)測中的作用是如何實現(xiàn)的? v 掌握遙感技術在環(huán)境災害監(jiān)測中的作用。 1遙感技術的概念 v遙感(Remote sensing,簡稱RS)，顧名思義，就是遙遠地感知。是指借助對電磁波敏感的儀器，在不與探測目標接觸的情況下，記錄目標物對電磁波的輻射、反射、散
2、射等信息，并通過分析，揭示目標物的特征、性質(zhì)及其變化的綜合探測技術。用于資源評估、環(huán)境監(jiān)測、災害預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裝備在航天器或航空器上對地物進行感知。 背景知識 遙感技術的基本原理是什么?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，遙感技術就是在這個原理的基礎上發(fā)展起來的。 背景知識 遙感技術有什么特點?v 遙感具有監(jiān)測范圍大、瞬時成像、實時傳輸、快速處理、迅速獲取信息和實施動態(tài) 監(jiān)測等特點。 背景知識 遙感技術的工作過程怎樣?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，即遙遠感知的意思，是一種利用運載工具，攜帶各種遙感儀器，從遠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、災害監(jiān)測等方面。（待續(xù)） （背景知識）v 遙感影像正逐步實現(xiàn)人們長期的夢想“千里之外，明察秋毫”。早在二戰(zhàn)時期就用此來區(qū)分活的植物和偽裝的死植物，因為活的植物在假彩色底片上顯示出紅色，而偽裝植物在底片上呈現(xiàn)藍色或紫色。 教材圖表點撥 圖325 全球天然假彩色圖像(光學合成遙感圖)
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 假彩色圖像反應的地物顏色是其真實顏色 v 在成像過程中如果分類和還原沒有按照對應關系，相片的色彩為人工合成，與天然實物色彩不同，就不可能為真彩色，而稱為假彩色，地物顏色并非其真實顏色。 （二）遙感技術系統(tǒng)與遙感類型：遙感技術系統(tǒng) 教材圖表點撥 圖327 遙感技術系統(tǒng)v 本示意圖形象地表達了遙感的工作過程。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)過技術處理后，進行解譯與分析，最終服務于資源勘探、動態(tài)監(jiān)測和有關部門的規(guī)劃決策等。 背景知識 v 遙感平臺遙感工作過程中，承擔感知電磁波特性的“實驗室是遙感平臺，它的作用就是穩(wěn)定地運載傳感器。除了衛(wèi)星，常用的遙感平臺還有飛機、氣球等。當在地面試驗時，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物信息的儀器，用以測量和記錄目標物反射或發(fā)射的 電磁波的強度和特性，是遙感技術系統(tǒng)的重要組成部分和關鍵技術裝備。針對不同的應用和波段范圍，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、感感知事物時不直接接觸地物v B遙感技術是遙感信息接收與應用的過程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、技術環(huán)節(jié)等內(nèi)容。遙感是利用傳感器等技術裝備，在航空器或航天器上通過接受和處理地面目標物輻射或反射的電磁波而對地物進行感知的技術系統(tǒng)。由此可知A、B、C三項都正確。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，所以遙感技術的應用范圍很廣，應用價值很大因此D 項不正確。 （二） 遙感類型標準類型運載工具 電磁波的波譜范圍 應用領域或?qū)ｎ} 傳感器的工作特點 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)遙感被動式 主動式 遙感類型 類型概念優(yōu)點航天遙感 航空遙感 近地遙感 利用衛(wèi)星、航天飛機、宇宙飛船、航天空間站等攜帶遙感儀器的遙感覆蓋范圍大，不受領空限制，可進行重復不定期觀測等利用飛機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、超高空遙感機動性強，可以根據(jù)研究主題選擇適當?shù)膫鞲衅?、適當?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、森林火災監(jiān)測等中、高分辨 率的遙感活動 方
8、法技巧 遙感探測與傳感器運載工具飛行高度的關系v傳感器運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外，還與傳感器的性能有關。 【 閱讀指導 】 飛速發(fā)展的中國衛(wèi)星遙感 P91活動參考答案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?？梢钥闯觯煌匚锏姆瓷渎适遣煌?，通過對不同地物的波譜特征進行分析，就可以
9、判讀地物。 例 2 下列技術中，關鍵裝置為傳感器的是（ ）vA 遙感技術 vB 地理信息技術v C 全球定位技術v D 電子通信技術A v解析：遙感技術系統(tǒng)由遙感平臺、傳感器、信息傳輸接收裝置、數(shù)字或圖像處理設備以及相關技術等組成。其中，傳感器是遙感技術信息獲取和傳輸?shù)年P鍵裝置。 二、遙感與資源普查1 遙感技術在資源普查中的應用領域v 勘探礦產(chǎn)資源，調(diào)查生物資源、水資源等是遙感技術在資源普查中的重要應用領域。 應用領域具體內(nèi)容備注礦產(chǎn)資源生物資源蘊藏礦產(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“發(fā)現(xiàn)”礦產(chǎn)通過遙感圖像解譯或圖像處理技術，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藏礦產(chǎn)的大致區(qū)域為農(nóng)業(yè)、林業(yè)、城市綠化、環(huán)境保護等部門服務 【 方法技巧 】 分析和解譯遙感圖像應注意的問題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，有的還應當結(jié)合實地調(diào)查進行解譯。 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 以應用到哪些領域？ P92活動第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)測災害、普查資源等等。 P92活動第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，對于開發(fā)這個地區(qū)的銅礦具有重要意義。 例 3 ( 2004 廣東、廣西）在遙感技術中，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，向橫坐標作垂線，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來判斷，糧食作物的產(chǎn)量高低也與作物的健康狀況有關。（ 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)境災害監(jiān)測v隨著遙感技術的發(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、災害預警等方面發(fā)揮巨大作用，有助于災害的預防、環(huán)境的治理和保護。 應用領域具體內(nèi)容備注環(huán)境監(jiān)測災害監(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、滑坡、蟲害、森林火災等泥石流、地震、農(nóng)林病有利于人們了解環(huán)境變化，使環(huán)境得到保護和改善有利于
14、防災減災 遙感在林業(yè)和農(nóng)業(yè)方面的應用部門應用主要原理林業(yè)清查森林資源、檢測火災和病蟲害著火樹木，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、災情預報植物生長情況不同，其反射波譜特征不同 三、遙感與環(huán)境災害監(jiān)測 P93-94活動第1小題參考答案v1 首先對三幅圖的主要地物進行判讀，比較相同地物在面積、數(shù)量、密度、長度等方面的變化，然后運用相關原理進行解釋。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劇；居住區(qū)和水產(chǎn)業(yè)建筑區(qū)的面積增加。 P94活動第2小題參考答案v2 我
15、國的環(huán)境與災害問題有：土地荒漠化、土壤鹽漬化、環(huán)境污染、海洋生態(tài)、植被破壞、水旱災害、滑坡、地震、泥石流、農(nóng)林病蟲害、森林火災等。遙感技術可以及時探知森林火災發(fā)生的地點和范圍，可分析大火蔓延的方向，為滅火總指揮部制定滅火計劃、做出滅火部署提供科學依據(jù)。 P94活動第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
16、了這個結(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 600 kg ，最高達 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 體驗成功v1 遙感技術的工作原理是( ) 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 不同地物的化學特征不同C 2 運用遙感技術監(jiān)測森林火災與人工監(jiān)測相比優(yōu)點有( )v 獲取資料快，可及時進行動態(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，可在客觀上進行監(jiān)測 A B C D D 3 遙感技術在農(nóng)業(yè)方面的應用有( )v 識別各種農(nóng)作物 計算種植面積 根據(jù)作物生長情況估計產(chǎn)量 農(nóng)作物災情預報 vA B vC D D 4 遙感技術可為開發(fā)、保護海洋提供支持，下列內(nèi)容適合運用遙感技術的是( )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 對獲得的信息進行處理分析C
湘教版高中地理必修三第三章第二節(jié)《遙感技術及其應用》課件(共58張PPT)
