1、第二节 遥感技术及其应用 趣味地理 中国遥感系列卫星 中国遥感系列卫星是指利用遥感技术和遥感设备,对地表覆盖和自然现象进行观测的人造卫星,主要应用于国土资源勘查、环境监测与保护、城市规划、农作物估产、防灾减灾和空间科学试验等领域,与人们生活也密切相关。中国“遥感”系列卫星专指冠以“遥感XX号卫星”的系列卫星,不包括中巴系列、资源系列、环境系列、高分系列等国产遥感卫星。2006年4月27日,“遥感卫星一号”在太原卫星发射中心发射成功。至2015年8月27日10时31分,在太原卫星发射中心成功将遥感二十七号卫星送入太空,中国已经成功发射27颗“遥感”系列卫星。考试标准 节次考试内容学考要求选考要求
2、考点1:遥感技术(1)遥感的概念(2)遥感的技术系统和分类a ab b考点2:遥感与资源普查遥感在资源普查中的应用cc考点3:遥感与环境灾害监测遥感在环境和灾害监测中的应用cc考点对接 考点1 遥感技术 遥感的概念 遥感(RS)是指借助对电磁波敏感的仪器,在不与探测目标接触的情况下,记录 对电磁波的辐射、反射、散射等信息,揭示目标物的 、及其变化的综合探测技术。遥感的技术系统和分类 1.技术系统:由遥感平台、信息传输装置、数字或图像处理设备以及相关技术等组成。目标物 特征 性质 传感器 2.分类 依据分类根据遥感平台的高度 遥感、遥感、近地遥感根据传感器是否主动向观测目标发射电磁波 遥感与 遥
3、感航天 航空 主动式 被动式 按照电磁波的波谱范围 遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多谱段遥感等按照应用领域或专题 遥感、大气遥感、遥感、海洋遥感、地质遥感、遥感、林业遥感等紫外 环境 资源 农业 考点2 遥感与资源普查 矿产资源 遥感在资源普查中的应用 生物资源 大 勘探 、调查 、水资源等是遥感技术在资源普查中的重要应用领域。它的探测范围大,获取资料的速度快、受地面条件限制少,获取的信息量 ,可减少资源普查的盲目性。其在资源普查中的应用如下表所示:应用领域具体内容备注矿产 资源蕴藏矿产的地方有许多是地质断裂或环形构造带,较容易借助遥感技术“发现”矿产人们只需要分析遥感图像就可以划定蕴
4、藏矿产的 .大致区域 生物 资源在对森林、草原、绿地以及农作物等资源的调查中,通过遥感图像解译或图像处理技术,提取植被的分布、类型、结构、健康状况、产量等信息为农业、林业、城市绿化、环境保护等部门提供服务考点3 遥感与环境灾害监测 实时 遥感在环境和灾害监测中的应用 准确 遥感技术具有 、的特点,利用遥感技术可以及时了解环境灾害的动态变化,对环境灾害实施监测并作出预测和相应的评价,为抗灾减灾提供决策依据。其在环境和灾害监测中的应用如下表所示:应用 领域具体内容备注 .监测土地荒漠化、土壤盐渍化、海上冰山漂流、海洋生态、全球气候变化及其影 响、植被变化、水体污染、大气污染等有 利 于 人 们 了
5、 解 ,使环境得到保护和 .监测旱灾、水灾、滑坡、病虫害、森林火 灾、泥石流、地震、农林病害等有利于 .环境 环境变化 改善 防灾减灾 灾害 重难突破 1.遥感技术 例题体验1 遥感图像是地物反射特征在图像上的反映,地物在某波段反射率高,则其在遥感图像上的亮度高(图中显示为浅色),反之亮度低(图中显示为深色)。图1是不同波段红树林的遥感图像。图2是红树林反射率曲线。读图回答下题:图2反射率波段与图1遥感图像对应正确的是()A.丙 乙 甲 B.乙 丙 甲 C.丙 甲 乙 D.乙 甲 丙 答案:B 解析:由材料可知,地物在某波段反射率高,则其在遥感图像上的亮度高(图中显示为浅色),反之亮度低(图中
6、显示为深色),图中甲为浅色,反射率最高,对应,乙颜色介于甲与丙之间,对应,反射率最低,对应颜色最深的丙,故B项正确。理顺思路(1)遥感技术的工作流程 如图所示:(2)航天、航空、近地遥感的比较 类型概念优点航天 遥感利用卫星、航天飞机、宇宙飞船、航天空间站携带遥感仪器的遥感覆盖范围大,不受领空限制,可进行定期、重复观测航空 遥感利用飞机携带遥感仪器的遥感机动性强,可以根据研究主题选择适当的传感器、适当的飞行高度和飞行区域近地 遥感距离地面高度几十米以内的遥感用于城市遥感、海面污染监测、森林火灾监测等方法技巧 遥感影像图目视判读 第一步:读图像名称、比例尺、图例和注记等辅助要素,明确遥感影像图上
7、表示的地理事物和现象的内容和分布等。第二步:判读图像上地物所反映出的色调、形状、大小、阴影、相关位置、纹理图案以及活动痕迹等。可以判断图上地理事物的分布特点,运动和发展状况。如天气预报卫星遥感图上,白色表示云层,绿色表示陆地,蓝色表示海洋。如果看到图上白色越多,就说明云层越厚,一般情况下雨概率也就越大。第三步:直接或间接观察、运用对比分析和综合分析等方法判断遥感影像图上所表现的天气特征、地形地貌、水系水文、植被覆盖、土壤等自然和人类活动各方面地理事物特点和运动变化规律。下面结合近年来的几则高考实例加以说明。方法:1.形状 任何地物都具有一定的几何形状。由于地物各部分反射光线的强弱不同,所以在相
8、片上反映出相应的形状,依据影像的形状特征,就可以辨认出其相应的地物。例如:居民地的房屋影像一般均表现为规则的方块形状,河流常呈弯曲的条带状,公路常呈笔直的线状且灰度浅亮,湖泊常呈不规则的封闭区间等等。2.大小 地物影像的(尺寸)大小,不仅能反映地物的一些数量特征,而且还能据此判断地物的性质。例如:单轨铁路和双轨铁路从形状上往往不易区分,但量算它们的宽度,则容易区分。由于地形和像面倾斜影响,同一航片上,同样尺寸的地物,位于高处者影像尺寸大些;像面倾斜时,不同部位的地物大小也不一样。3.色调 色调在黑白航片上指影像的黑白深浅程度。它是地物对入射光线反射率高低的客观记录,相片上的色调从白到黑逐渐变化
9、,一般可划分为7级:白、灰白、浅灰、灰、深灰、浅黑、黑。例如:居民地的色调和周围山地或植被的色调、铁路和公路的色调与形状、河流深浅的色调等。4.阴影 地物的阴影可分为本身阴影和投落阴影两部分。本身阴影(简称本影)是地物本身未被阳光直接照射到的阴暗部分的影像;投落阴影(简称落影)是在地物背光方向上地物投射到地面的阴影在相片上的构像。2.遥感的应用 例题体验2 在农业方面,运用遥感技术能够()监测耕地变化 调查作物分布 跟踪产品流向 监测作物生长状况 A.B.C.D.答案:B 解析:本题考查“3S”技术及其应用。根据遥感技术的特点可知,它可以用来观测地理事物的现状及变化。跟踪产品流向主要使用GPS
10、技术。故B项正确。理顺思路 遥感技术在林业和农业方面的应用 部门应用主要原理林业清查森林资源、检测火灾和病虫害着火树木、病害树木与正常树木反射光谱不同农业识别农作物、估算产量、灾情预报植物生长情况不同,其反射波谱特征不同方法技巧 遥感影像图片的判读方法(1)首先要明确遥感影像图片的主题内容。这是进行准确判读的前提。如格陵兰岛冰原面积变化遥感图中需要我们判读的是格陵兰岛的冰原面积的变化特征。(2)了解掌握遥感影像图片的基本解译标志、解译过程及注意事项,从而了解影像图片中的各种地物的差别及特征。包括形状、大小、阴影、色调、颜色、纹理、图案、位置和布局等。如上图中我们可以抓住色调和形状两个要素进行判
11、读,依据色调可确定图中的白色区域为冰原部分,依据其形状的变化可确定冰原面积的变化。(3)对主题判读地物进行分析、推理,得到我们想要的结论。如对上图中两幅图的对比,可以发现格陵兰岛的冰原面积大大减少了,说明是全球气候变暖导致的,其冰原面积的减少必然会对全球的生态环境带来一定的影响。课堂练习 读漫画,回答12题:解析:1.A 第1题,由图中“我一次就可以把半个地球拍摄进去”可知,航天遥感的特点是监测范围广。1.图中内容说明航天遥感的特点是()A.监测范围广 B.时效性强,精度高 C.连续性强 D.准确定位 2.就航天遥感而言,其探测的范围越大,则()A.获得资料的速度越慢 B.获得资料的周期越长
12、C.对地物的分辨率越低 D.对地物的分辨率越高 解析:2.C 第2题,获取资料的速度、周期与探测范围的关系较小,但探测范围越大时,对地物的分辨率越低。判读卫星遥感图像时常使用对比分析法,具体就是对不同时间、不同地面物体的卫星图像进行对比和分析。如图,虚实两线分别代表玉米和大豆两种农作物在不同时间对两种不同电磁波的反射强度(图中符号分别代表播种30、75、100、140天后两种农作物反射的电磁波强度)。读图,回答34题:3.区分两种农作物播种面积的最佳遥感图像应拍自播种()A.30天后 B.75天后 C.100天后 D.140天后 解析:3.A 第3题,从图中可以看出两种农作物反射的电磁波强度在
13、30天后差别最大,对比最鲜明,所以区分两种农作物播种面积的最佳遥感图像应拍自播种30天后。故A项正确。4.该卫星图像可能拍自()A.江汉平原 B.松嫩平原 C.洞庭湖平原 D.太湖平原 解析:4.B 第4题,松嫩平原既生产大豆,也生产玉米,二者都是主要的农作物,而江汉平原、洞庭湖平原、太湖平原主要的粮食作物是水稻,主要油料作物是油菜。故B项正确。对植物来说,同类植物由于生长状况、健康程度不同,其反射率也有较大差异。读图,回答56题:5.在遥感彩色红外线图片上能把健康的和受病害的松树区分开来,其原理是()A.健康松树的反射率在任何波段都高于有病害的松树 B.健康的松树在0.40.76微米波长范围
14、内反射率高于有病害的松树 C.在波长0.81.4微米范围内有病害松树的反射率明显低于健康的松树,病害越重,此波段反射率越低 D.在波长大于1.6微米时,健康松树的反射率高于有病害松树 解析:5.C 第5题,由图中可得出在波长0.81.4微米范围内有病害松树的反射率明显低于健康的松树,病害越重,此波段反射率越低。故C项正确。6.松树属针叶林,要把松树与阔叶林区分开可利用()A.GIS技术 B.RS技术 C.GPS技术 D.计算机技术 解析:6.B 第6题,由于松树和阔叶林的反射波谱特征不同,所以可用遥感技术来区分两者。故B项正确。下图为某地理信息技术主要工作流程示意图。读图,回答第7题:解析:A
15、 本题考查“3S”技术。根据图示信息“物体反射或辐射的电磁波、传感器”可判断,该地理信息技术为遥感。7.该地理信息技术为()A.RS B.GPS C.GIS D.VR 8.读图,回答下列问题:(1)图中四种地物中反射率最高的是 ,最低的是 。(2)从图中可以看出,不同的地物在同一波段其反射率不同,同一地物在不同的波段其反射率也不同,在0.40.5微米波段,可以把 与其他地物区分开;在0.50.6微米波段,可以把沙漠与小麦、湿地区分开;在0.70.9微米波段,可以把 与 区分开。解析:本题主要考查了不同地物的判读。解答本题一定要理解地物判读的原理和依据。同时,也要了解一些常见的地物判读方法。可见光的波长范围为0.40.76微米。地物的判读,可以根据“不同的地物在同一波段其反射率不同,同一地物在不同的波段其反射率也不同”的原理判断。答案:(1)雪地 湿地(2)雪地 小麦 湿地
