地球信息获取精.ppt

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1、地球信息地球信息地球信息地球信息获获取取取取第1页，本讲稿共86页主要内容主要内容1遥感技术遥感技术遥感技术遥感技术2全球定位系统全球定位系统全球定位系统全球定位系统3对地观测技术系统对地观测技术系统对地观测技术系统对地观测技术系统4陆地和海洋定位监测技术陆地和海洋定位监测技术陆地和海洋定位监测技术陆地和海洋定位监测技术5统计技术统计技术统计技术统计技术第2页，本讲稿共86页 1 遥感技术的基本概遥感技术的基本概念念 地球信息科学是一门技术先行性学科，地地球信息科学是一门技术先行性学科，地球信息技术在整个学科体系中一直处于核心球信息技术在整个学科体系中一直处于核心地位，其发展表现在许多方面，其

2、中地球信地位，其发展表现在许多方面，其中地球信息获取技术是形成和发展地球信息科学最基息获取技术是形成和发展地球信息科学最基本也是最显著的重要技术之一。是指用于从本也是最显著的重要技术之一。是指用于从认识主体的外部世界获得记录地球系统性质、认识主体的外部世界获得记录地球系统性质、结构和状态的地球数据，主要包括遥感技术、结构和状态的地球数据，主要包括遥感技术、全球定位技术、对地观测技术和统计技术等。全球定位技术、对地观测技术和统计技术等。第3页，本讲稿共86页 20世纪世纪50年代中期，美国海军研究局地理学家年代中期，美国海军研究局地理学家和海洋学家艾弗林和海洋学家艾弗林普鲁伊特女士第一次提出普鲁

3、伊特女士第一次提出“遥感遥感”一词。泛指一切无接触的远距离探测，一词。泛指一切无接触的远距离探测，实际工作中，将对重力、磁力、声波、地震实际工作中，将对重力、磁力、声波、地震波等的探测划为物探（物理探测）的范畴，波等的探测划为物探（物理探测）的范畴，只有电磁波探测属于遥感的范畴。只有电磁波探测属于遥感的范畴。（1 1）遥感与遥感技术）遥感与遥感技术1 遥感技术的基本概遥感技术的基本概念念第4页，本讲稿共86页 太阳是一个重太阳是一个重要的电磁波源，要的电磁波源，发射的电磁波发射的电磁波从无线电波到从无线电波到伽马射线，范伽马射线，范围非常广。围非常广。（1 1）遥感与遥感技术）遥感与遥感技术1

4、 遥感技术的基本概遥感技术的基本概念念第5页，本讲稿共86页 太阳辐射穿过大气太阳辐射穿过大气时，被一些物质散时，被一些物质散射、反射或吸收。射、反射或吸收。47%被地表吸收、被地表吸收、18%被大气吸收、被大气吸收、35%35%被反射回太空被反射回太空。（1 1）遥感与遥感技术）遥感与遥感技术1 遥感技术的基本概遥感技术的基本概念念第6页，本讲稿共86页 遥感系统包括五部分：信息获取、传输与记遥感系统包括五部分：信息获取、传输与记录，信息的处理与应用。录，信息的处理与应用。（1 1）遥感与遥感技术）遥感与遥感技术1 遥感技术的基本概遥感技术的基本概念念信息源信息获取信息传输信息记录信息处理信

5、息应用获取技术传输技术记录技术处理技术应用技术第7页，本讲稿共86页 1.视域辽阔，便于宏观分析。视域辽阔，便于宏观分析。Landsat影像幅宽影像幅宽185km（30m,34000 km2）;MODIS影像幅宽影像幅宽2330km，分辨率，分辨率250m；NOAA影像幅宽影像幅宽2800km，分辨率，分辨率1.1km，两，两条轨道可以覆盖我国大部分国土，三条轨道可完条轨道可以覆盖我国大部分国土，三条轨道可完全覆盖我国全部国土；全覆盖我国全部国土；气象卫星几乎可以覆盖半个地球。气象卫星几乎可以覆盖半个地球。（2 2）遥感技术的特点）遥感技术的特点1 遥感技术的基本概遥感技术的基本概念念第8页，

6、本讲稿共86页 2.观测周期短，便于动态监测。观测周期短，便于动态监测。Landsat时间分辨率时间分辨率16天天;MODIS卫星一天过境卫星一天过境4次，次，1-2天覆盖全球一天覆盖全球一次；次；NOAA轨道周期轨道周期101分钟，最佳观测范围成分钟，最佳观测范围成像周期像周期6天；天；极轨气象卫星极轨气象卫星12小时获得全球数据，同步轨小时获得全球数据，同步轨道几分钟可以拍摄一次。道几分钟可以拍摄一次。（2 2）遥感技术的特点）遥感技术的特点1.1 遥感技术的基本概遥感技术的基本概念念第9页，本讲稿共86页 3.信息丰富，能进行定性分析、定量分析和专信息丰富，能进行定性分析、定量分析和专题

7、制图；题制图；4.可以用各种波段探测地物，某些波段对雾、可以用各种波段探测地物，某些波段对雾、水、冰、植被、沙土等具有穿透性，可以加深水、冰、植被、沙土等具有穿透性，可以加深对目标物的认识。对目标物的认识。（2 2）遥感技术的特点）遥感技术的特点1.1 遥感技术的基本概遥感技术的基本概念念第10页，本讲稿共86页 根据遥感平台划分根据遥感平台划分:航天遥感：从地球大气层外部空间，以宇宙航天遥感：从地球大气层外部空间，以宇宙飞行器和人造卫星等作为平台的探测方法。飞行器和人造卫星等作为平台的探测方法。（3 3）遥感技术的分类）遥感技术的分类1 遥感技术的基本概遥感技术的基本概念念第11页，本讲稿共

8、86页 航空遥感：在地球大气层内部空间，使用航航空遥感：在地球大气层内部空间，使用航空飞行器（飞机、气球等）作为遥感平台的空飞行器（飞机、气球等）作为遥感平台的对地观测方法。对地观测方法。（3 3）遥感技术的分类）遥感技术的分类1 遥感技术的基本概遥感技术的基本概念念第12页，本讲稿共86页 地面遥感：在地面上和海上利用汽车、高地面遥感：在地面上和海上利用汽车、高台或船舶作为平台，或由人直接携带对地面、台或船舶作为平台，或由人直接携带对地面、地下或水下进行的遥感。地下或水下进行的遥感。（3 3）遥感技术的分类）遥感技术的分类1 遥感技术的基本概遥感技术的基本概念念第13页，本讲稿共86页 根据

9、工作方式划分根据工作方式划分:主动遥感：传感器带有能发射电磁波的辐射源，主动遥感：传感器带有能发射电磁波的辐射源，工作时向目标物发射电磁波并接收目标的后向散工作时向目标物发射电磁波并接收目标的后向散射信号。射信号。被动遥感：不向目标物发射电磁波，仅被被动遥感：不向目标物发射电磁波，仅被动地直接接收目标物的自身发射和对自然辐动地直接接收目标物的自身发射和对自然辐射源的反射能量。射源的反射能量。（3 3）遥感技术的分类）遥感技术的分类1 遥感技术的基本概遥感技术的基本概念念第14页，本讲稿共86页 根据使用的波段划分根据使用的波段划分:紫外遥感：探测波段紫外遥感：探测波段0.05-0.38m;可见

10、光遥感：探测波段可见光遥感：探测波段0.38-0.76m;红外遥感：探测波段红外遥感：探测波段0.76-1000m;微波遥感：探测波段微波遥感：探测波段1mm-1m;（3 3）遥感技术的分类）遥感技术的分类1 遥感技术的基本概遥感技术的基本概念念第15页，本讲稿共86页 根据应用领域划分根据应用领域划分:从研究领域分：从研究领域分：外层空间遥感；大气层遥感；陆地遥感；海外层空间遥感；大气层遥感；陆地遥感；海洋遥感。洋遥感。从应用领域分：从应用领域分：资源遥感；环境遥感；农业遥感；林业遥感；资源遥感；环境遥感；农业遥感；林业遥感；渔业遥感渔业遥感（3 3）遥感技术的分类）遥感技术的分类1 遥感技

11、术的基本概遥感技术的基本概念念第16页，本讲稿共86页 根据扫描方式划分根据扫描方式划分:机械扫描；推扫；机械扫描；推扫；CCD成像。成像。（3 3）遥感技术的分类）遥感技术的分类1 遥感技术的基本概遥感技术的基本概念念第17页，本讲稿共86页 遥感技术的应用是多方面的，除军事侦查遥感技术的应用是多方面的，除军事侦查外，还广泛渗透到农业、林业、地质、地理、外，还广泛渗透到农业、林业、地质、地理、海洋、水文以及环境保护等国民经济的各个海洋、水文以及环境保护等国民经济的各个领域，对推动经济建设、社会进步、环境的领域，对推动经济建设、社会进步、环境的改善和国防建设起到重要作用。改善和国防建设起到重要

12、作用。（4 4）遥感技术的应用）遥感技术的应用1.1 遥感技术的基本概遥感技术的基本概念念第18页，本讲稿共86页 资源遥感资源遥感 水、矿、森林、地热等资源调查；水、矿、森林、地热等资源调查；农作物长势、病虫害、水污染等的监测；农作物长势、病虫害、水污染等的监测；河床演变、海岸变化、海水运动、洋流、洪水河床演变、海岸变化、海水运动、洋流、洪水等监测；等监测；（4 4）遥感技术的应用）遥感技术的应用1 遥感技术的基本概遥感技术的基本概念念第19页，本讲稿共86页 环境遥感（利用其动态监测特长）环境遥感（利用其动态监测特长）城市化、沙漠化、土地退化、盐渍化、环城市化、沙漠化、土地退化、盐渍化、环

13、境污染；境污染；旱涝预测、蝗虫迁移；旱涝预测、蝗虫迁移；水灾、火灾、震灾等的预测与评估；水灾、火灾、震灾等的预测与评估；（4 4）遥感技术的应用）遥感技术的应用1 遥感技术的基本概遥感技术的基本概念念第20页，本讲稿共86页 地图测绘地图测绘 遥感技术为地图测绘工作开辟了更广阔的遥感技术为地图测绘工作开辟了更广阔的天地，极大地提高了制图的效率和质量；天地，极大地提高了制图的效率和质量；立体成像，提取地形信息，更加直观、准确；立体成像，提取地形信息，更加直观、准确；（4 4）遥感技术的应用）遥感技术的应用1 遥感技术的基本概遥感技术的基本概念念第21页，本讲稿共86页 区域分析区域分析 航空航天

14、遥感获得的同一套图像和数据，比较航空航天遥感获得的同一套图像和数据，比较全面的反映了一个区域的自然条件和资源的内在全面的反映了一个区域的自然条件和资源的内在联系，加以综合分析，经过整理，可以获得所需联系，加以综合分析，经过整理，可以获得所需要的一系列图件，如地形、地质、土地利用、土要的一系列图件，如地形、地质、土地利用、土壤等。壤等。（4 4）遥感技术的应用）遥感技术的应用1 遥感技术的基本概遥感技术的基本概念念第22页，本讲稿共86页 全球研究全球研究 遥感为直观地研究全球性的宏观规律和变化遥感为直观地研究全球性的宏观规律和变化提供了前所未有的便利。提供了前所未有的便利。遥感为全球性的变化，

15、如地壳断裂、板块运动、遥感为全球性的变化，如地壳断裂、板块运动、地球演变、大陆漂移等提供直观数据。地球演变、大陆漂移等提供直观数据。（4 4）遥感技术的应用）遥感技术的应用1 遥感技术的基本概遥感技术的基本概念念第23页，本讲稿共86页主要内容主要内容1遥感技术遥感技术遥感技术遥感技术2全球定位系统全球定位系统全球定位系统全球定位系统3对地观测技术系统对地观测技术系统对地观测技术系统对地观测技术系统4陆地和海洋定位监测技术陆地和海洋定位监测技术陆地和海洋定位监测技术陆地和海洋定位监测技术5统计技术统计技术统计技术统计技术第24页，本讲稿共86页 2 全球定位系统全球定位系统 全球定位系统是一种

16、卫星导航技术系统，利用全球定位系统是一种卫星导航技术系统，利用这种技术在地球表面任何地方、任何空间、任何这种技术在地球表面任何地方、任何空间、任何天气条件下、任何时间都可以连续地知道自己所天气条件下、任何时间都可以连续地知道自己所在的全球坐标系统中的准确位置，准确的时间以在的全球坐标系统中的准确位置，准确的时间以及移动物体的准确航向、航速。及移动物体的准确航向、航速。第25页，本讲稿共86页 2 全球定位系统全球定位系统静态静态GPS定位精度可达定位精度可达“毫米级毫米级”。第26页，本讲稿共86页 2 全球定位系统全球定位系统动态动态GPS定位精度可达定位精度可达“米级米级”。第27页，本讲

17、稿共86页 2 全球定位系统全球定位系统手持手持GPS定位精度可达定位精度可达“10米级米级”。第28页，本讲稿共86页 2 全球定位系统全球定位系统定时精度：定时精度：7万年内不超过万年内不超过1秒。秒。目前全球定位系统主要有：目前全球定位系统主要有：美国美国GPS；原苏联原苏联GLONASS系统；系统；欧空局伽利略系统；欧空局伽利略系统；中国北斗定位系统（一代，二代）。中国北斗定位系统（一代，二代）。2.1 2.1 全球导航、定位系统全球导航、定位系统第29页，本讲稿共86页 北斗一代：北斗一代：两颗地球静止卫星两颗地球静止卫星+一颗在轨备份卫星；一颗在轨备份卫星；覆盖范围东经约覆盖范围东

18、经约70-140，北纬约，北纬约5-55；定位精度：定位精度：50米以上；米以上；属于覆盖我国的区域定位系统；属于覆盖我国的区域定位系统；（1 1）空间部分）空间部分-北斗定位系统北斗定位系统2.2 全球定位系统的组成全球定位系统的组成第30页，本讲稿共86页 北斗二代：北斗二代：4静止星静止星12中轨星中轨星（20000KM）9高高轨道星（轨道星（36000KM）；）；覆盖全球范围；覆盖全球范围；定位精度超过美国定位精度超过美国现有现有GPS，满足精确，满足精确导航定位；导航定位；2.2 全球定位系统的组成全球定位系统的组成第31页，本讲稿共86页 全球定位系统包含三个主要部分：空间部分、全

19、球定位系统包含三个主要部分：空间部分、地面控制部分以及用户设备部分。地面控制部分以及用户设备部分。2.2 2.2 全球定位系统的组成全球定位系统的组成2 全球定位系统全球定位系统第32页，本讲稿共86页 24颗卫星；颗卫星；6个轨道平面（个轨道平面（4颗颗/轨道平轨道平面）；面）；（1 1）空间部分）空间部分-美国美国GPSGPS系统系统2.2 全球定位系统的组成全球定位系统的组成 卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星,并能保持良好定位解算精度,这就提供了在时间上连续的全球导航能力。第33页，本讲稿共86页 特点：特点：24颗星中至少有颗星中至少有21颗具有颗具有98

20、%的可操作时的可操作时间；间；6个轨道平面，个轨道平面，55度倾角；度倾角；轨道高度轨道高度20200km；运行周期运行周期11h58min;在地平线上可视时间大约为在地平线上可视时间大约为5h。2.2 全球定位系统的组成全球定位系统的组成第34页，本讲稿共86页 地面部分有地面部分有1个主控站、个主控站、3个注入站和个注入站和5个监个监测站组成。测站组成。主控站：处理本站及监测站发来的全部数据，经过大型计算机处主控站：处理本站及监测站发来的全部数据，经过大型计算机处理并将这些预测数据送往注入站，同时还负责纠正偏离轨道的工作理并将这些预测数据送往注入站，同时还负责纠正偏离轨道的工作卫星；卫星；

21、注入站：将主控站传送来的数据和命令通过发射装置发送到注入站：将主控站传送来的数据和命令通过发射装置发送到GPS工作卫星上，以便工作卫星按更新的数据和指令工作；工作卫星上，以便工作卫星按更新的数据和指令工作；监测站：监测监测站：监测GPS工作卫星的工作是否正常，并详细的收集工作卫星的工作是否正常，并详细的收集气象资料及工作卫星的轨道观测数据，提供给主控站分析处理。气象资料及工作卫星的轨道观测数据，提供给主控站分析处理。（2 2）地面部分）地面部分-美国美国GPSGPS系统系统2.2 全球定位系统的组成全球定位系统的组成第35页，本讲稿共86页 包括一个可以对从卫星上传送的信号进行解包括一个可以对

22、从卫星上传送的信号进行解码的接收机，从而实现定位、测速以及定时的码的接收机，从而实现定位、测速以及定时的功能。功能。（3 3）用户设备部分）用户设备部分2.2 全球定位系统的组成全球定位系统的组成第36页，本讲稿共86页 精确定时：精确定时：广泛应用在天文台、通信系统基站、电视台中 工程施工：工程施工：道路、桥梁、隧道的施工中大量采用GPS设备 勘探测绘：勘探测绘：野外勘探及城区规划中都有用到 导航：导航：武器导航：精确制导导弹、巡航导弹 车辆导航：车辆调度、监控系统 船舶导航：远洋导航、港口/内河引水 飞机导航：航线导航、进场着陆控制 星际导航：卫星轨道定位 个人导航：个人旅游及野外探险 定

23、位：定位：车辆防盗系统 手机，PDA等通信移动设备，电子地图，定位系统 儿童及特殊人群的防走失系统 农业勘测GPS的功能的功能第37页，本讲稿共86页 随着卫星导航接收机的集成微型化，出现各种融随着卫星导航接收机的集成微型化，出现各种融通信、计算机、通信、计算机、GPS于一体的个人信息终端，使卫星于一体的个人信息终端，使卫星导航技术从专业应用走向大众应用，成为继通信、互导航技术从专业应用走向大众应用，成为继通信、互联网之后的联网之后的IT第三个新的增长点。第三个新的增长点。2.2 全球定位系统的组成全球定位系统的组成第38页，本讲稿共86页 以以GPS为代表的卫星导航定位应用产业越来越吸为代表

24、的卫星导航定位应用产业越来越吸引众多人的关注。有关专家预测，我国的卫星导航引众多人的关注。有关专家预测，我国的卫星导航定位应用市场的总产值将超过定位应用市场的总产值将超过100亿元，导航定位运亿元，导航定位运营服务产值超过营服务产值超过30亿元。卫星导航定位产业在国内是一亿元。卫星导航定位产业在国内是一个具有巨大发展空间的朝阳产业。个具有巨大发展空间的朝阳产业。2.2 全球定位系统的组成全球定位系统的组成第39页，本讲稿共86页 差分全球定位系统；差分全球定位系统；后处理差分全球定位系统；后处理差分全球定位系统；反转差分全球定位系统；反转差分全球定位系统；2.3 全球定位系统研究进展全球定位系

25、统研究进展第40页，本讲稿共86页主要内容主要内容1遥感技术遥感技术遥感技术遥感技术2全球定位系统全球定位系统全球定位系统全球定位系统3对地观测技术系统对地观测技术系统对地观测技术系统对地观测技术系统4陆地和海洋定位监测技术陆地和海洋定位监测技术陆地和海洋定位监测技术陆地和海洋定位监测技术5统计技术统计技术统计技术统计技术第41页，本讲稿共86页 1957年第一颗人造卫星升空，标志着人类年第一颗人造卫星升空，标志着人类进入了太空时代，从此，人类以崭新的角度开进入了太空时代，从此，人类以崭新的角度开始重新认识自己赖以生存的地球。遥感技术、始重新认识自己赖以生存的地球。遥感技术、全球定位技术和地理

26、信息系统技术的融合、渗全球定位技术和地理信息系统技术的融合、渗透和统一，形成了新型的对地观测技术系统，透和统一，形成了新型的对地观测技术系统，为地球科学研究提供了全新的科学方法和技术为地球科学研究提供了全新的科学方法和技术手段，标志着地球科学信息获取和分析处理方手段，标志着地球科学信息获取和分析处理方法的一场革命。法的一场革命。3 对地观测系统对地观测系统第42页，本讲稿共86页 21世纪，地球科学将以全球性、统一性的世纪，地球科学将以全球性、统一性的整体观、系统观和多时空尺度，研究地球系整体观、系统观和多时空尺度，研究地球系统的整体行为。其中对地观测技术系统作为统的整体行为。其中对地观测技术

27、系统作为一个全天候、全方位、动态的综合系统，能一个全天候、全方位、动态的综合系统，能够提供全球重复、连续的地球表面数据，用够提供全球重复、连续的地球表面数据，用于对地球系统作为一个整体的理解以及对地于对地球系统作为一个整体的理解以及对地球过程进行比较全面的调查研究。因此在地球过程进行比较全面的调查研究。因此在地球系统研究中，对地观测技术将发挥不可替球系统研究中，对地观测技术将发挥不可替代的作用。代的作用。3 对地观测系统对地观测系统3.1 3.1 对地观测技术系统简对地观测技术系统简介介第43页，本讲稿共86页 对地观测技术系统是为了获取地球数据而建对地观测技术系统是为了获取地球数据而建立的地

28、球信息过程，由航天、航空、地面观测立的地球信息过程，由航天、航空、地面观测台站网络等子系统组成，具有提供定位、定性、台站网络等子系统组成，具有提供定位、定性、定量数据能力的综合性技术系统。目前已经形定量数据能力的综合性技术系统。目前已经形成覆盖全球的多层次、立体对此观测系统，是成覆盖全球的多层次、立体对此观测系统，是快速获取和更新地球数据的主要工程设施。快速获取和更新地球数据的主要工程设施。3 对地观测系统对地观测系统3.2 3.2 对地观测技术系统组成对地观测技术系统组成第44页，本讲稿共86页 全球定位系统技术与遥感技术和地理信息系全球定位系统技术与遥感技术和地理信息系统技术的不断融合、渗

29、透和统一，逐渐形成了统技术的不断融合、渗透和统一，逐渐形成了一种新型的功能强大的对地观测技术系统。一种新型的功能强大的对地观测技术系统。遥感的定量观测精度要靠全球定位系统的定遥感的定量观测精度要靠全球定位系统的定位精度的保证。位精度的保证。3.2 对地观测技术系统组成对地观测技术系统组成（1 1）全球定位系统）全球定位系统第45页，本讲稿共86页 遥感器置于飞机、直升机、飞艇、气球等遥感器置于飞机、直升机、飞艇、气球等航空平台上。航空平台上。按飞行高度分为：按飞行高度分为：超低空（超低空（500m以下）、低空（以下）、低空（600-3000m）、中空（）、中空（3000-10000m）、高空（

30、）、高空（10000m以上）、超高空（以上）、超高空（20000m以上）。以上）。3.2 对地观测技术系统组成对地观测技术系统组成（2 2）机载对地观测技术系统）机载对地观测技术系统第46页，本讲稿共86页 由于航空遥感图像比例尺较大，地面分辨率由于航空遥感图像比例尺较大，地面分辨率高，且平台较遥感卫星灵活，可以进行各种遥高，且平台较遥感卫星灵活，可以进行各种遥感模拟试验、地理信息系统建库、大比例尺系感模拟试验、地理信息系统建库、大比例尺系列制图、校对航天遥感资料等，还多用于城乡列制图、校对航天遥感资料等，还多用于城乡森林资源、草场资源和区域矿产的普查和工程森林资源、草场资源和区域矿产的普查和

31、工程规划设计等。因此即使在卫星遥感技术发达的规划设计等。因此即使在卫星遥感技术发达的国家，航空遥感仍不可或缺。国家，航空遥感仍不可或缺。3.2 对地观测技术系统组成对地观测技术系统组成第47页，本讲稿共86页 3.2 对地观测技术系统组成对地观测技术系统组成（3 3）星载对地观测技术系统）星载对地观测技术系统 星载对地观测技术系统由于具有探测范星载对地观测技术系统由于具有探测范围广，成像快，实现对目标的动态研究且围广，成像快，实现对目标的动态研究且不受区域自然条件和国界限制等多方面的不受区域自然条件和国界限制等多方面的优越性，目前，优越性，目前，在对地观测系统中已占主在对地观测系统中已占主导地

32、位导地位。第48页，本讲稿共86页 3.2 对地观测技术系统组成对地观测技术系统组成 目前星载对地观测系统目前星载对地观测系统发展的重点发展的重点技术包技术包括：括：连续地提供高质量的观测数据、长寿连续地提供高质量的观测数据、长寿命化的观测技术；命化的观测技术；以定量化为目标的超多以定量化为目标的超多波段成像光谱技术；波段成像光谱技术；不受云层影响的微波不受云层影响的微波传感器技术；传感器技术；分别以海洋、陆地和大气为分别以海洋、陆地和大气为主要对象的探测器技术和面向全球空间提供主要对象的探测器技术和面向全球空间提供全天候、全时域、连续、高精度导航定位的全天候、全时域、连续、高精度导航定位的全

33、球定位系统技术。全球定位系统技术。第49页，本讲稿共86页 对地观测空间卫星子系统是由大型极轨组对地观测空间卫星子系统是由大型极轨组合平台与小卫星系列，多高度、多种轨道组合平台与小卫星系列，多高度、多种轨道组合的观测体系。对地观测卫星是活动的主体。合的观测体系。对地观测卫星是活动的主体。包括包括气象卫星气象卫星、资源（陆地）卫星资源（陆地）卫星、海洋卫海洋卫星星和和雷达卫星雷达卫星，又统称环境卫星系列。，又统称环境卫星系列。3.2 对地观测技术系统组成对地观测技术系统组成第50页，本讲稿共86页 3.2 对地观测技术系统组成对地观测技术系统组成常见遥感卫星：常见遥感卫星：1.CBERS-1；2

34、.SPOT；3.ERS;4.JERS;5.RADARSAT;6.Landsat;7.IKONOS;8.Quick Bird;9.MODIS 第51页，本讲稿共86页 3.3 对地观测内容对地观测内容（1 1）大气观测）大气观测 主要是利用遥感监测大气结构、状态及其变主要是利用遥感监测大气结构、状态及其变化，主要包括大气温度、压力、风、气溶胶类化，主要包括大气温度、压力、风、气溶胶类型及其含量分布、云的结构及其分布、水汽含型及其含量分布、云的结构及其分布、水汽含量、大气微量气体的铅垂分布及三维降雨观测。量、大气微量气体的铅垂分布及三维降雨观测。大气遥感对于灾害性天气气候以及全球环境变大气遥感对于

35、灾害性天气气候以及全球环境变化的监测和预测具有及其重要的意义化的监测和预测具有及其重要的意义。对地观测的内容十分广泛，包括大气观对地观测的内容十分广泛，包括大气观测、海洋观测和陆地观测三大领域测、海洋观测和陆地观测三大领域第52页，本讲稿共86页 3.3 对地观测内容对地观测内容常见的主要传感器：常见的主要传感器：欧空局欧空局ERS-2的的GOME和和ATSR-2；日本日本ADEOS的的ILAS和和IMG;欧空局欧空局ENVISAT的的MERIS；日美热带降雨量测计划（日美热带降雨量测计划（TRMM）的微波成）的微波成像仪；像仪；第53页，本讲稿共86页 3.3 对地观测内容对地观测内容 在灾

36、害性天气气候的监测与预测方面，在灾害性天气气候的监测与预测方面，气象卫星遥感发挥了极为显著的作用，对气象卫星遥感发挥了极为显著的作用，对台风、暴雨、龙卷风等灾害性天气的监测台风、暴雨、龙卷风等灾害性天气的监测效率提高到效率提高到100%。已发射升空的地球环境卫星提供大气圈、水已发射升空的地球环境卫星提供大气圈、水圈、岩石圈及其相互作用的探测资料，为长期圈、岩石圈及其相互作用的探测资料，为长期数值天气预报提供坚实的基础。数值天气预报提供坚实的基础。第54页，本讲稿共86页 3.3 对地观测内容对地观测内容（2 2）海洋观测）海洋观测海洋观测的重要性：海洋观测的重要性：海洋控制着大气环流和自然界的

37、水循环，海洋控制着大气环流和自然界的水循环，改变热量的地理分布格局，对全球气候变化改变热量的地理分布格局，对全球气候变化有重大影响。此外，海洋在稳定大气化学成有重大影响。此外，海洋在稳定大气化学成分方面也起到重大作用，海平面上升会对全分方面也起到重大作用，海平面上升会对全球沿海地区人类的生存带来严重威胁。球沿海地区人类的生存带来严重威胁。第55页，本讲稿共86页 3.3 对地观测内容对地观测内容海洋观测的主要内容：海洋观测的主要内容：物理海洋学观测（海水温度、海风矢量、海物理海洋学观测（海水温度、海风矢量、海浪谱、全球海平面变化等）；浪谱、全球海平面变化等）；生物海洋学和化学海洋学观测（海水水

38、色、生物海洋学和化学海洋学观测（海水水色、叶绿素浓度、黄色物质等）；叶绿素浓度、黄色物质等）；海冰监测（海冰类型、分布范围和变化）；海冰监测（海冰类型、分布范围和变化）；第56页，本讲稿共86页 3.3 对地观测内容对地观测内容海洋观测的主要遥感波段：海洋观测的主要遥感波段：红外波段最早应用物理海洋学研究；红外波段最早应用物理海洋学研究；微波遥感的全天候监测能力；微波遥感的全天候监测能力；通过雷达高度计、散射计和成像雷达技术测量通过雷达高度计、散射计和成像雷达技术测量海面高度、海面风、海底地形等，为海洋循环、海面高度、海面风、海底地形等，为海洋循环、海洋海洋-大气大气-海冰的交换过程及其在气候

39、变化中的作用海冰的交换过程及其在气候变化中的作用的研究奠定基础。的研究奠定基础。此外用于水色遥感的此外用于水色遥感的SEASTAR、MODIS、MERIS等。等。第57页，本讲稿共86页 3.3 对地观测内容对地观测内容（3 3）陆地观测）陆地观测陆地观测的目标范畴：陆地观测的目标范畴：生物圈；生物圈；人文圈；人文圈；岩石圈；岩石圈；水文圈；水文圈；第58页，本讲稿共86页 3.3 对地观测内容对地观测内容生物圈及生态监测：生物圈及生态监测：生态监测是全球变化研究的主要内容之生态监测是全球变化研究的主要内容之一，不仅研究全球生态的变化、全球生物一，不仅研究全球生态的变化、全球生物量对大气中量对

40、大气中CO2、甲烷等气体的收支问题、甲烷等气体的收支问题、全球生物量变化导致的气候变化；同时，在全球生物量变化导致的气候变化；同时，在土地利用土地利用/土地覆盖监测、作物估产、森林土地覆盖监测、作物估产、森林蓄积量调查等应用方面具有重要意义。蓄积量调查等应用方面具有重要意义。第59页，本讲稿共86页 3.3 对地观测内容对地观测内容水文圈：水文圈：水圈是全球能量与水循环的重要组成部分。水圈是全球能量与水循环的重要组成部分。陆地表面过程在全球水文循环中起着重要作陆地表面过程在全球水文循环中起着重要作用。土壤湿度是研究全球生态环境及大气圈用。土壤湿度是研究全球生态环境及大气圈相互作用的重要参数，也

41、是作物估产、旱灾相互作用的重要参数，也是作物估产、旱灾监测等应用领域的监测对象。全球积雪范围、监测等应用领域的监测对象。全球积雪范围、厚度、雪水当量是全球气候变化的敏感因子，厚度、雪水当量是全球气候变化的敏感因子，也是径流预报、洪水预测的关键因素。也是径流预报、洪水预测的关键因素。第60页，本讲稿共86页 3.4 国际对地观测计划国际对地观测计划（1 1）美国的地球观测计划（）美国的地球观测计划（EOSEOS）美国宇航局美国宇航局(NASA)已制订了一个循序渐进已制订了一个循序渐进的观测和数据管理战略，以向科学家提供与地的观测和数据管理战略，以向科学家提供与地球系统科学有关的观测数据。球系统科

42、学有关的观测数据。EOS计划的基本设计要求是提供足够长时计划的基本设计要求是提供足够长时间的数据记录序列，以帮组科学家区分人类活间的数据记录序列，以帮组科学家区分人类活动和自然力对地球系统的各种影响。动和自然力对地球系统的各种影响。第61页，本讲稿共86页 3.4 国际对地观测计划国际对地观测计划主要卫星系列：主要卫星系列：上午经过系列（上午经过系列（EOSAM）；）；彩色卫星（彩色卫星（EOS-COLOR）；）；气溶胶计划（气溶胶计划（EOS-AERO）；）；下午经过系列（下午经过系列（EOSPM）；）；测高计划（测高计划（EOS-ALT）；）；化学计划（化学计划（EOS-CHEM）；）；第

43、62页，本讲稿共86页 3.4 国际对地观测计划国际对地观测计划（2 2）美国的）美国的商商用小卫星计划用小卫星计划 小卫星正以其成本低廉、机动灵活、便于更小卫星正以其成本低廉、机动灵活、便于更新和应用广泛等优点，受到世界许多国家的关新和应用广泛等优点，受到世界许多国家的关注。目前在轨的小卫星注。目前在轨的小卫星272颗左右。颗左右。纳米卫星（纳米卫星（120kg）、微型星（）、微型星（2 100kg）、小卫星（）、小卫星（100250kg）和小型卫）和小型卫星（星（250500kg）。）。第63页，本讲稿共86页 3.4 国际对地观测计划国际对地观测计划 1991年，美国战略防御倡议组（年，

44、美国战略防御倡议组（SDIS）发射了）发射了第一颗遥感军用小卫星，重第一颗遥感军用小卫星，重75kg 的的LOSATX，装有有效载荷多光谱成像仪。装有有效载荷多光谱成像仪。1994年，年，SDIS改为弹道导弹防御组织改为弹道导弹防御组织（BMDO），发射了第二颗），发射了第二颗“小型化敏感器技小型化敏感器技术集成卫星（术集成卫星（MSTI2），成功地跟踪了），成功地跟踪了“民兵民兵”洲际导弹和洲际导弹和2枚小火箭的发射试验。枚小火箭的发射试验。1997年，重年，重212kg的的MSTI3发射成功，它可发射成功，它可以对导弹发射进行红外探测和制导跟踪。以对导弹发射进行红外探测和制导跟踪。第64页

45、，本讲稿共86页 3.4 国际对地观测计划国际对地观测计划（3 3）欧空局（）欧空局（ESAESA）ERS-1和和ERS-2使用全天候观测的微波技使用全天候观测的微波技术，为太阳同步的极地轨道卫星系统，观测术，为太阳同步的极地轨道卫星系统，观测领域包括海况、海洋风、海洋循环及冰层等。领域包括海况、海洋风、海洋循环及冰层等。ENVISAT于于2002年升空，用于获取陆地表年升空，用于获取陆地表面性质、大气化学、气溶胶分布和海洋生物学面性质、大气化学、气溶胶分布和海洋生物学等方面的观测值。等方面的观测值。第65页，本讲稿共86页 3.4 国际对地观测计划国际对地观测计划（4 4）日本）日本 199

46、2年发射了日本地球资源卫星一号年发射了日本地球资源卫星一号（JERS1）,携带携带SAR和光学传感器，用于冰和光学传感器，用于冰川、土地利用、环境和灾害等监测。川、土地利用、环境和灾害等监测。TRMM，主要用于测量热带降雨，并由此，主要用于测量热带降雨，并由此衍生出水文循环和大气动态。衍生出水文循环和大气动态。第66页，本讲稿共86页 3.4 国际对地观测计划国际对地观测计划（5 5）法国）法国 SPOT太阳同步极轨卫星系列，首颗卫星太阳同步极轨卫星系列，首颗卫星发射于发射于1986年。主要用于土地利用、农林业、年。主要用于土地利用、农林业、地质、制图与区域规划等。其中，地质、制图与区域规划等

47、。其中，SPOT-3携携带了极地臭氧与气溶胶测量仪。带了极地臭氧与气溶胶测量仪。所携带的所携带的VEGETATION植被探测仪主要植被探测仪主要用于对植被、叶绿素等的观测。用于对植被、叶绿素等的观测。第67页，本讲稿共86页 3.4 国际对地观测计划国际对地观测计划（6 6）加拿大）加拿大 1995年年11月发射月发射RADARSAT雷达卫星，携雷达卫星，携带合成孔径雷达（带合成孔径雷达（SAR）。主要用于资源管理、）。主要用于资源管理、冰、海洋和环境监测及北极和近海勘测，也可冰、海洋和环境监测及北极和近海勘测，也可以用于支持渔业、航海业、海洋研究等。以用于支持渔业、航海业、海洋研究等。第68

48、页，本讲稿共86页 3.4 国际对地观测计划国际对地观测计划（6 6）俄俄罗罗斯斯 粗制钻石（粗制钻石（ALMAZ-1B），主要用于收集有），主要用于收集有关制图、陆地表面观测、地质观测渔业观测等。关制图、陆地表面观测、地质观测渔业观测等。PRIRODA-1和和RESURS-O，主要用于地，主要用于地球生态、海洋循环、地质、大气、农作物球生态、海洋循环、地质、大气、农作物状态，森林及污染监测等。状态，森林及污染监测等。第69页，本讲稿共86页 3.5 中国对地观测系统发展中国对地观测系统发展 返回式遥感卫星系列；返回式遥感卫星系列；风云卫星系列；风云卫星系列；中巴资源卫星系列；中巴资源卫星系列

49、；提供提供20米米-256米分辨率的米分辨率的11个波段不同幅宽的遥感数据个波段不同幅宽的遥感数据；小卫星系列；小卫星系列；军用卫星系列（尖兵军用卫星系列（尖兵1-7）；）；（1 1）对地观测卫星的发展）对地观测卫星的发展第70页，本讲稿共86页 3.5 中国对地观测系统发展中国对地观测系统发展 利用航空遥感技术测制地形图已形成了完利用航空遥感技术测制地形图已形成了完备的教学、科研和生产体系。备的教学、科研和生产体系。高空机载遥感系统；高空机载遥感系统；洪水监测遥感系统；洪水监测遥感系统；（2 2）机载对地观测系统）机载对地观测系统第71页，本讲稿共86页 3.5 中国对地观测系统发展中国对地

50、观测系统发展 中国遥感卫星地面接收站成立于中国遥感卫星地面接收站成立于1986年，广年，广泛接收美国的泛接收美国的Landsat、欧空局的、欧空局的ERS1-2、日、日本的本的JERS、法国的、法国的SPOT、加拿大的、加拿大的Radarsat等卫星数据。等卫星数据。（3 3）对地观测数据接收系统）对地观测数据接收系统第72页，本讲稿共86页主要内容主要内容1遥感技术遥感技术遥感技术遥感技术2全球定位系统全球定位系统全球定位系统全球定位系统3对地观测技术系统对地观测技术系统对地观测技术系统对地观测技术系统4陆地和海洋定位监测技术陆地和海洋定位监测技术陆地和海洋定位监测技术陆地和海洋定位监测技术