① 什麼叫遙感學
顧名思義,就是遙遠地感知。根據物體對電磁波的反射和輻射特性,獲取地物的信息。廣義而言,泛指各種非接觸的、遠距離的探測技術。將來可能涉及聲波、引力波和地震波。
狹義而言,遙感是一門新興的科學技術。主要指從遠距離、高空,以至外層空間的平台上,利用可見光、紅外、微波等探測儀器,通過攝影或掃描、信息感應、傳輸和處理,從而識別地面物質的性質和運動狀態的現代化技術系統。任何物質在絕對溫度零度(-273℃)以上,都會反射或輻射不同波長的電磁波。人的眼睛或普通照相機,只能感受其中的可見光譜段,但特殊的遙感儀器卻能把紫外、紅外或微波的信息強弱及其空間差異記錄下來,經過電子計算機和光電設備加工處理,再現這些物體的影像,變成人眼可以識別的圖形,甚至按照專家系統的分析,直接輸出結論性的專題地圖。例如,1959年由人造衛星上發回了第一張地球像片(Mark Ⅱ Reentry Vehicle)。1960年從「泰羅斯」與「雨雲」氣象衛星上,獲得了全球的雲圖。1962年美國密執安大學召開專題討論會,會議取名「環境遙感」,公布了側視雷達和紅外掃描圖像。同時,美國航宇局噴氣推進實驗室開始了對單色數字圖像處理的研究,珀杜大學發展了彩色和多譜段圖像處理技術。從此,「遙感」就成為從高空探測地球表面及其環境的信息獲取、處理及其應用技術的專門術語。遙感從20世紀30年代航空攝影和判讀的基礎上,隨著太空技術、電子計算機和地球科學的發展,產生了質的飛躍。它的主要特點：
(1)從以飛機為主要運載工具的航空遙感發展到以人造衛星為主要運載工具的太空航天遙感,人們開始從一個新的高度——太空來觀測地球;
(2)超越人眼所能感受的可見光的限制,延伸了人的感官；
(3)快速、及時地反映自然和社會現象,用來對比分析自然的動態變化,從而贏得預測、預報的時間;
(4)廣泛吸收激光、光纖、全息等技術成就,涉及天文、地學、生物學等科學領域。
遙感按遙感平台、技術和信息獲取方法,可以進行不同的分類:
按遙感平台可分為兩大類:①航天遙感。其平台包括飛船、太空梭和人造地球衛星等;②航空遙感平台。包括高空、中空和低空的遙感飛機作為遙感平台採用。
遙感根據所用技術的特點不同也可分為兩大類:①圖像類型。其中屬主動方式的有微波雷達和激光雷達;屬被動方式的有光學攝影(用寬譜段攝影、多光譜攝影和高光譜攝影)、光電攝像(用各種攝像管的電視攝像機系統)和光學機械掃描(用多光譜、高光譜掃描儀);②非圖像類型。包括雷達高度計、激光雷達、以及電磁場、重力場、輻射場、溫度場和氣體分析等的遙感技術。
遙感的信息獲取方式也有兩大類:①攝影方式。包括紫外攝影、普通全色攝影、紅外攝影、熱紅外攝影、彩色攝影、假彩色攝影和多波段攝影等;②非攝影方式。包括熱紅外掃描、多譜段和高光譜掃描及空中側視雷達等。
概括地說,遙感是運用物理手段、數字方法和地學規律的現代化綜合性探測技術,它為經濟建設、資源勘測、環境監測、軍事偵察提供了現代化的技術手段,反映一個國家太空科學技術的進展、計算機技術的水平、地學科學的理論儲備,以及對資源、環境科學管理與預測、預報的能力。同時,也將是高技術開發和信息時代的新興行業。
② 遙感名詞解釋
遙感（remote sensing）是指非接觸的，遠距離的探測技術。一般指運用感測器/遙感器對物體的電磁波的輻射、反射特性的探測。遙感是通過遙感器這類對電磁波敏感的儀器，在遠離目標和非接觸目標物體條件下探測目標地物。
獲取其反射、輻射或散射的電磁波信息（如電場、磁場、電磁波、地震波等信息），並進行提取、判定、加工處理、分析與應用的一門科學和技術。
③ 遙感技術的概念和遙感基本原理
「遙感」（Remote Sensing）即從遠處探測、感知物體。遙感技術的一般概念是：從不同高度的遙感平台（Platform）上，使用各種感測器（Sensor），接收和記錄來自地球表層各類地物發射或反射的各種電磁波信息，並對這些信息進行加工處理和分析，從而對不同的地物及其屬性進行遠距離探測和識別的綜合技術。
眾所周知，世界上所有絕對溫度大於零度的物體，都能夠反射、發射和吸收電磁波。不同物體由於其物質成分、結構構造以及物理和化學性質的差異，決定了它們對不同波長的電磁波的響應敏感程度的差異。也就是說，不同的物體，它們對一定波長的電磁波的發射、反射和吸收規律不同；即便是同一種類的物體，由於其所處自然狀態的不同或是處於不同的地理環境，所表現出來的這種規律也不同。這種規律就是地物的波譜特性。圖19-1表示幾種植物的波譜特性，圖19-2表示同一種農作物不同自然狀態所表現出來的波譜特性。除此之外，自然界中大多數物體都具有一定的幾何形態和紋理結構。所以，通過上述地物波譜特性的研究，將遙感儀器探測到的不同地物的電磁波信息與之比較，就能區分和鑒別地物的種類及其屬性特徵。這就是遙感所採用的基本原理。
從理論上講，對整個電磁波波段都可以進行遙感，但實際上電磁波輻射在空中傳輸過程中，大氣對其有明顯的選擇性吸收和散射作用（我們將電磁波輻射在大氣傳輸過程中損耗較小，透射率較高的波段稱為大氣窗口）。由於「大氣窗口」效應和探測技術水平限制，目前遙感技術只利用了有限的幾個波段（窗口），其中最重要的波段如下。
可見光（0.39～0.76 μm）和近紅外（0.76～2.5 μm）波段。這是地物對太陽輻射的強反射波段，所用的感測器主要是照（攝）相機或多波段掃描儀等。
圖19-1 幾種植物的波譜特性
圖19-2 同一農作物不同自然狀態的波譜特性
中紅外（3～5 μm）波段。主要接收地物對太陽輻射的反射能量和自身的熱輻射能量，所用的感測器主要是紅外掃描儀等。
熱紅外（8～14 μm）波段。主要接收地物自身的熱輻射能量，所用的感測器主要是熱紅外掃描儀等。
微波（8～1000 mm）波段。可分為主動和被動兩種接收方式。主動式微波感測器通常包括側視雷達、散射計和高度計；被動式微波感測器採用微波輻射計，包括掃描成像和非掃描成像等類型。
④ 簡要敘述地物電磁波理論
地物輻射和反射的電磁波能量在電磁波譜范圍內隨波長的分布。地球上溫度高於0K的物體都能自發地發射電磁波，這一物理現象稱為熱輻射。它是組成物體的大量粒子無規則熱運動的結果。地物熱輻射強度按波長的分布稱為地物輻射波譜。它與物體的溫度及其他物理和化學特性有關。各種物體對入射的電磁波能產生反射、透射和吸收效應。反射強度或反射率按波長的分布稱為地物反射波譜。它也與物體的某些性質有關。地物波譜特性是遙感技術的物理基礎。
輻射波譜 根據熱平衡原理，物體在熱輻射的同時也在吸收電磁波。輻射能力強的物體吸收能力也強。能完全吸收入射的電磁波而不產生反射和透射的物體稱為黑體。它是一種理想的吸收效率最高的吸收體，因而也是輻射效率最高的輻射體。物體的熱輻射效率用發射率ε表示，黑體的發射率定為1，一般物體的發射率都小於1。
根據量子統計力學上的普朗克輻射定律，黑體的輻射強度與絕對溫度的關系以及按波長的分布，可表示為
式中 h為普朗克常數；k為玻耳茲曼常數；c為光速；λ為波長;T為絕對溫度。這個定律表示一個黑體在某一方向的單位投影表面，在單位時間、單位波長和單位立體角內所輻射的能量。這種輻射強度稱為黑體的譜輻射亮度。
當絕對溫度一定時,黑體的波譜有一峰值（圖1），對應峰值的波長稱為輻射峰值波長 λm，λm與T 成反比，即隨著溫度升高，峰值波長向較短波長方向移動。常溫(300K)黑體的峰值波長約為10微米。太陽可看成為近似的黑體，其峰值波長約為0.5微米。
一般物體的輻射效率低於黑體的輻射效率（ε＜1），所以一般物體的輻射亮度 L小於同溫度的黑體的譜輻射亮度Lb，兩者的關系可表示為
L(λ，T )＝ε(λ)Lb(λ，T )
物體的輻射強度也常用亮度溫度（簡稱亮溫）Ta表示,當溫度為Tb的黑體的輻射亮度等於溫度為T的物體的輻射亮度時，黑體的溫度Tb就稱為該物體的亮度溫度。一般物體的亮溫Tb總是小於它的實際溫度T 。在微波波段,常溫物體的亮度溫度Tb與實際溫度T有以下簡單關系
Tb＝εT
因此,在常溫范圍內物體的亮溫Tb決定於絕對溫度T及其發射率ε，而ε則與波長、物體的介電特性和表面的粗糙度等因素有關,以土壤為例,濕度越大，亮溫越低；表面越粗糙,亮溫越高（圖2）。
在可見光和紅外波段，地物輻射特性用紅外輻射計、可見光輻射計、雙光束干涉儀、多光束干涉儀等光譜儀器來測量。在微波波段，地面輻射計經參考輻射源（標准雜訊源或等效負載）校準後，可測定地物的微波亮度溫度。
反射波譜 地物反射電磁波的強度決定於物體本身的物理和化學特性，並與入射電磁波的波長、極化和入射方向有關。在電磁波譜的0.3～2.5微米波段內，地物主要反射太陽輻射的電磁波，地物本身的熱輻射可以忽略不計。在波長大於 6微米的波段則主要是地物的熱輻射，而太陽輻射的影響卻很小。在2.5～6微米波段內太陽輻射和地物熱輻射均應考慮。
地物反射波譜用譜反射率ρ（λ）表示，它是某一波長上反射功率與入射功率之比。地物反射率是其介電特性、粗糙度以及入射電磁波的波長、極化和入射角的函數。光滑表面(起伏小於λ/8)產生鏡面反射,入射角等於反射角，反射率的大小可用菲涅耳公式計算；粗糙表面具有無方向性的漫反射或散射，反射波的振幅和相位無規則變化。實際表面既非完全光滑又非完全粗糙，鏡面反射和漫反射同時存在。地物反射率可用分光光度計或多光譜掃描儀通過與已知樣板的比較而測量出來。土壤反射率對土壤質地、腐殖質和礦物質以及含水量比較敏感。含水量越大，土壤對太陽輻射的反射率越低。各種植物的反射率與波長以及植物種類、生長狀況和生長條件等因素有明顯的依從關系（圖3）。
圖中在波長為0.55微米處，植物有一小的反射峰,植物的「綠色」就是由它決定的;在波長為 0.68微米處，植物有一吸收峰。在波長為0.7～1.4微米的近紅外波段，植物的反射率高達 50％～70％，這是正常植物的特徵。在波長為1.4和1.9微米附近，植物有兩個吸收峰。對於有病蟲害的植物，幾個反射率谷峰隨病蟲害的加重而逐漸消失。紅外波段的反射率下降。因此，利用多光譜掃描儀所得到的物體反射率波譜特性可以區分各種物體，並反映植物病蟲害程度、生長狀況和土壤濕度等。
散射系數σ0 當有源微波遙感器發射的電磁波照射到地物時，遙感器在照射方向上接收的電磁波信號稱為回波。雷達天線波束所照射到的地面或海面物體（如土壤、植被、海水等），包含大量的散射單元。對這種擴散型地物的回波或散射特性不能用單個離散目標的雷達散射截面積來表示，而要用後向散射系數σ0，即單位面積的平均雷達散射截面來表示。σ0＝σ/A，式中A、σ分別為雷達天線波束所照射到的地物面積和雷達有效散射截面積。散射系數一般用σ0＝10 logσ0(dB)表示。σ0是地物介電特性、粗糙度以及電磁波的波長、極化和入射角的函數。對於給定的雷達，平均回波功率隨σ0而變化，雷達圖像的灰度也正比於σ0。地面微波散射計經標准散射體（如龍伯球）校準後可用來測量各種地物的散射系數。圖4為海面σ0與風速的關系曲線。海面σ0隨風速提高而增加，並且隨電磁波的波長和入射角的減小而增加；接近垂直入射時，σ0為最大值。土壤的散射系數σ0隨濕度增大而增加。各種地物σ0的測試結果和微波遙感的試驗證明，通過有源微波遙感觀測海面的σ0可以測出海面風速；用工作在4～5吉赫波段的側視雷達，入射角選在10～20°測量土壤的σ0,可測出土壤的含水量。地物的散射系數σ0是有源微波遙感技術的物理基礎。
參考書目
Fawwaz T.Ulaby,Richard K.Moore,Adrian K.Fung,Microwave Remote Sensing,Active and Passive，Addison-Wesley Publ.Co.,Reading,1981～1982.
Robert N.Colwell,Manual of Remote Sensing
⑤ 地物特徵遙感信息提取和分類方法研究的意義與目的
遙感影像提供了目標區域的極為豐富的、復雜的大量數據，其反映了農、林、水、土、礦產、能源、海洋等各種地表信息。但是由於每個象元同時包含有不同地物在水平和垂直方向上交叉重疊的波譜特徵，而且這些特徵也僅代表地物的局部性質，使影像與地物之間存在某些對應關系，即所謂遙感影像的多解性。影像處理的最終目的是確定影像上的某些目標與地物之間的對應關系。從而達到認識地物狀態的目的。
現階段遙感影像的提取任務是應用數學方法確定影像與某些地物的對應關系並匹配到人眼的觀察范圍之內。
遙感影像信息的提取技術在地質領域的應用主要表現在對岩礦信息以及岩性識別信息的提取上，主要的研究對象是地球表面地質體（例如岩石）的分布規律、物化屬性等信息的提取，目的是通過研究它們的電磁波輻射特性有效地識別地質體的物理、化學性質與運動狀態，探測地質作用發生的過程與演化機制，為開展地質構造研究、礦產資源勘查、區域地質填圖、環境和自然災害監測等工作服務。與一般地質勘查方法相比，遙感具有宏觀、快速、准確等技術優勢，因此常作為地質勘查工作的先期手段，用於大面積的遙感地質調查和專題制圖工作。
岩石是地殼主要的物質組成，是開展地球科學研究的基礎，是各種地質現象和礦產資源賦存的載體，因而岩石學是地球科學研究中最重要的基礎學科。遙感作為現代科學中一種新興的對地探測技術，理所當然地把岩性信息提取和岩石分類研究作為遙感地質學最重要的內容，成為當今遙感地質研究的前沿和焦點。隨著遙感信息獲取技術的不斷進步，高光譜解析度（納米級）和高精度空間解析度（米級）遙感數據，為岩性遙感和岩性填圖帶來了大量的新型信息和新的發展機遇，使遙感地質工作在更高水平上開拓和深化。
遙感技術的理論基礎是物理學的電磁波理論，電磁波與岩石和地層表面物質發生作用，產生岩石和地質體的特徵光譜，不同物質成分的岩石和地質體，形成不同的特徵光譜。它們在可見光、近紅外和熱紅外形成各自連續的光譜分布，光學遙感就是依據這些不同光譜分布表現出來的特徵（能量、譜形等）來探測目標的。不同物質成分構成的岩石和礦物同樣具有不同的光譜能量和譜形特徵，了解、認識了這些光譜特徵，就能夠利用遙感信息提取技術識別它們。因此，基於光譜特徵的岩性遙感信息提取與岩石分類方法研究具有重要的理論和現實意義。
在遙感應用中，岩礦信息往往因其組合共生與風化分布的復雜性、地殼覆蓋物（比如土壤）和植被的干擾、混合象元以及大氣輻射的影響而使特徵表現較弱、信息有一定的不確定性和模糊性。隨著遙感感測器性能的提高，尤其是成像光譜儀的出現，改善了信息識別與提取的技術環境。使遙感從對地物的鑒別（discrimination）發展到對地物直接識別（identification）的階段。
在遙感地質應用中，對岩礦光譜和空間分布精細特徵的探測是空間與光譜高解析度遙感的優勢所在。礦物中離子與晶格位置的差異、元素的變化，岩石中礦物成分的不同以及成生的背景環境的影響等造成岩石礦物譜形特徵各異。因此，岩礦光譜特徵，尤其是其診斷性特徵是岩礦信息識別與提取的基礎，也是遙感技術革新與開發的基石。以光譜特徵及其差異為基礎，利用相應的遙感信息處理技術可直接識別岩礦類型，劃分變質相帶，圈定礦化蝕變中心及礦化蝕變帶；根據提取的礦物（尤其是蝕變礦物）及其相對豐度分布進行共生組合與成礦關系分析，圈定成礦靶區，進行資源潛力評價。
因此，本研究立足於實驗室標准礦物光譜與地質應用的關聯分析，探討遙感岩礦（含微量元素）信息的識別、提取與量化的光譜特徵；進而基於光譜特徵知識和現代數理方法，利用ETM，MAIS，AVIRIS和PHI數據，研究和發展不同尺度下遙感岩礦信息提取的技術；探索與研建遙感岩礦信息提取優化組合模型與技術集成。
經過近30年發展，遙感技術在數據獲取技術方面得到突飛猛進的發展，圖像信息提取及分類技術都取得了長足的進步，應用領域不斷擴展，研究程度不斷加深。作為一門邊緣學科，遙感地質學必須不斷地應用新型遙感數據、引入先進的圖像處理和信息提取技術並開展新的信息分析方法研究。遙感信息一次性記錄了地質歷史過程的綜合景觀，通過遙感信息反演地質過程中某一段成礦作用所遺留下來的痕跡（構造、岩性和蝕變信息）比較困難，因為，這些信息具有信息弱、隱蔽性強、地表貧化的特點，這也造成利用遙感信息反演成礦信息時的多解性和不確定性。本文針對地質成礦信息的特點，改進和發展了三種遙感岩石岩性信息提取和分類識別的方法，在新疆哈密地區善鄯南山金礦區遙感試驗場進行了應用研究，取得了良好的效果。
⑥ 遙感技術找礦理論與方法
應用遙感技術來尋找礦產，在許多地區主要是通過研究控礦、容礦的地質條件，尋找與礦產賦存有關的標志，而達到間接找礦的目的。遙感找礦是以電磁波理論為基礎。任何一個內生金屬礦床成礦的地球化學暈和地球物理異常場都是成礦過程中的必然產物，具有較強的光譜敏感性，在遙感圖像上以色、線、環的組合形式顯示出遙感異常來。
遙感找礦就是充分發揮遙感圖像客觀、真實的特點，在大面積內尋找礦化集中區，將圖像上的色、線、環與礦田構造的基本要素(成礦岩體、控礦斷裂、圍岩蝕變)相結合，建立遙感礦田構造模式。應用這種找礦模式標志，可直接在航、衛片上識別礦田構造，預測新的礦產地。
國外在礦產勘查中應用遙感技術有不少成功的例子。如澳大利亞奧林匹克壩銅-鈾-金巨型礦床的發現中，從衛星圖像識別出NW向的大型線性構造，對預測巨型構造的位置起到了重要作用;智利科亞瓦西巨大銅礦發現中，衛星影像顯示出探區大致圓形的熱液系統以及隱伏岩體位置，為隱伏礦床發現提供了靶區:巴基斯坦西部據陸地衛星影像上的地質信息，找出了2個潛在的斑岩銅礦勘探區，等等。
目前遙感技術發展非常快，尤其是原來軍用數據改為民用，數據精度越來越高。對於危機礦山接替資源找礦，高光譜遙感技術、合成孔徑側視雷達找礦方法，以及QuickBird，SPOT和WorldView等高解析度數據源，製作1∶1萬或更大比例尺遙感基礎圖像和信息處理圖像，進一步圈定找礦靶區。如在黑龍江金廠森林覆蓋區找礦，早期利用ETM數據，圈定了數十個環形構造，通過檢查，發現數個角礫岩筒;近期利用ASTER數據，採用假彩色合成、主成分分析和光譜吸收指數等3種方法，開展礦區大比例尺蝕變信息提取，為礦區構造解析、圈定礦化蝕變區提供了有效信息(韓先菊等，2010)。
⑦ 遙感工作原理是什麼
"遙感"，顧名思義，就是遙遠地感知。遙感技術由以下幾個要素構成：（1）遙感對象——被感測的地物；（2）感測器——感測地物的儀器，如航空攝影機、掃描儀、雷達等；（3）信息傳播媒介——電磁波等；（4）遙感平台——裝載感測器並使之有效工作的裝置，如飛機、人造地球衛星、太空梭等；（5）信息處理與分析系統——光學設備和計算機硬體軟體設備，主要對遙感圖像等數據進行處理分析和應用。
人類通過大量的實踐，發現地球上每一個物體都在不停地吸收，發射信息和能量，其中有一種人類已經認識到的形式--電磁波，並且發現不同物體的電磁波特性是不同的。遙感就是根據這個原理來探測地表物體對電磁波的反射和其發射的電磁波，從而提取這些物體的信息，完成遠距離識別物體。 遙感的實現還需要遙感平台，像衛星、飛機、氣球等，它們的作用就是穩定地運載感測器。當在地面試驗時，還會用到地面象三角架這樣簡單的遙感平台。針對不同的應用和波段范圍，人們已經研究出很多種感測器，探測和接收物體在可見光、紅外線和微波范圍內的電磁輻射。感測器會把這些電磁輻射按照一定的規律轉換為原始圖像。原始圖像被地面站接收後，要經過一系列復雜的處理，才能提供給不同的用戶使用。
遙感應用：陸地水資源調查、土地資源調查、植被資源調查、地質調查、城市遙感調查、海洋資源調查、測繪、考古調查、環境監測和規劃管理等。 目前，主要的遙感應用軟體是PCI、ERMapper和ERDAS。
⑧ 遙感技術應用的理論依據是什麼
遙感是通過遙感器這類對電磁波敏感的儀器，在遠離目標和非接觸目標物體條件下探測目標地物，獲取其反射、輻射或散射的電磁波信息（如電場、磁場、電磁波、地震波等信息），並進行提取、判定、加工處理、分析與應用的一門科學和技術。所以理論依據是地物電磁波普。