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市感市第7讲城市环境遥感监测应用及城市遥感应用前景感应用前景内容回顾•7.1 遥感在城市水资源监测中的应用–介绍遥感在城市水资源监测中的应用方法和流程。•7.2遥感在城市大气环境监测中的应用7.2 遥感在城市大气环境监测中的应用–主要介绍遥感在城市大气环境监测中的应用现状和前景。•73城市地质遥感监测•7.3 城市地质遥感监测–介绍遥感在城市地质监测中的应用方法和流程。遥感信息工程学院遥感信息工程学院2主要内容要•遥感发展方向•遥感在未来城市发展中的应用趋势–组网技术组网技术–从影像地图到影像服务遥感信息工程学院遥感信息工程学院3遥感发展方向遥感发展方向•传感器传–分辨率–像幅像幅–多模式•平台平台–无人机–高分辨率小卫星系统–高分辨率小卫星系统遥感信息工程学院遥感信息工程学院4•1、遥感传感器：传–目前光学传感器的地面分辨率向0.3m迈进；–除影像幅面和带宽加大外，可提供多模式的成像选择除影像幅面和带宽加大外，可提供多模式的成像选择（如定点、立体）；–一个很重要的趋势：增加更多的多光谱波段（如从蓝个很重要的趋势：增加更多的多光谱波段（如从蓝外到红外）乃至达到高光谱；遥感信息工程学院遥感信息工程学院51)分辨率：分辨率•高空间分辨率美国1米分辨率光学卫星IKONAS图像遥感信息工程学院遥感信息工程学院美国1米分辨率光学卫星IKONAS图像6遥感信息工程学院遥感信息工程学院7WorldView-3WorldView3•WorldView-3，DigitalGlobe于2014年8月13日，g于年月日成功发射，具有高光谱和高分辨率的优势。第一颗提供多种短波红外线(SWIR)波段的卫星，它使透过雾霾、烟尘以及其他空气颗粒进行精确图像采集成为可能。•全色波段空间分辨率是0.31米，多光谱空间分辨率1.24米，短波红外分辨率是3.7M，WorldView-3在轨运行时每分钟绕地球在轨运行时每97分钟绕地球一周。•WorldView-3也是唯一一颗装备CAVIS装置(云层、气溶胶、水汽、冰雪等气象条件下的大气校正设备)的卫星，通过该装置可以对气象条件进行监测并进行数据的校正遥感信息工程学院遥感信息工程学院据的校正。8遥感信息工程学院遥感信息工程学院9•高光谱分辨率•高光谱分辨率80波段PHI80波段PHI段PHI高光谱图像立PHI高光谱图像立像立方体（日本长像立方体（日本长野地区）本南牧地区）区）遥感信息工程学院遥感信息工程学院10利用地物光谱曲线直接分类遥感信息工程学院遥感信息工程学院11•多时相性5月9日644地面温度分布图像5月9日1802地面温度分布图像遥感信息工程学院遥感信息工程学院5月9日6:44地面温度分布图像5月9日18:02地面温度分布图像12遥感信息工程学院遥感信息工程学院13基于多时相性的湖泊变化监测基于多时相性的湖泊变化监测1990年与2000年江河源地区湖泊退化比较遥感信息工程学院遥感信息工程学院1990年与2000年江河源地区湖泊退化比较142）像幅：数码航摄仪进展：单个CCD芯片的数码相机的像幅数码航摄仪进展：单个CCD芯片的数码相机的像幅大小已不再满足应用需求，开发大像幅数码航摄仪现已成为国际顶尖设备厂商所追求的重要目标仪现已成为国际顶尖设备厂商所追求的重要目标之一。遥感信息工程学院遥感信息工程学院15•大像幅航摄仪的基本原理有三类：像航仪类–一是依据中心投影原理将四幅成方阵排列的单元面阵相机的影像拼接成一幅大面阵影像；阵相机的影像拼接成幅大面阵影像；–二是四个单元面阵相机沿飞行方向成一字形排列，依次顺时（间隔约1ms）分块曝光，之后将各块影依次顺时（间隔约）分块曝光，之后将各块影像拼接成一个大幅面；–三是依据三线立体扫描成像原理，即3条CCD长线三是依据三线立体扫描成像原理，即3条CCD长线阵（如超过1万像素）分别排列在前视、垂视和后视的相机焦面上，随飞机飞行推扫记录3条立体重叠的宽带影像。遥感信息工程学院遥感信息工程学院16•DMC(DigitalMappingCamera)数字航摄仪由Z/IImaging公司研制。遥感信息工程学院遥感信息工程学院17VexcelImaging公司上：UltraCamL下：UltraCamXP下：UltraCamXP遥感信息工程学院遥感信息工程学院18•国产SWDC国产SWDC-4镜头拼接图SWDC-4航摄仪遥感信息工程学院遥感信息工程学院19镜头拼航摄仪•Leica ADS40遥感信息工程学院遥感信息工程学院20高速相机和摄像系统–可提供连续的影像序列对于物体动态跟踪–可提供连续的影像序列，对于物体动态跟踪、碰撞变形测量以及实时监测监控等任务有着不可替代的作用替代的作用。–此外，序列影像还可提供现实社会及环境的实时信息通过互联网平台的连接其应用前景不时信息，通过互联网平台的连接，其应用前景不可忽略。遥感信息工程学院遥感信息工程学院21纹理投影系统投影统–摄影测量方法需基于物体表面的影像纹理。因此，对无表面纹理特征的物体进行测量时，将人，征，工纹理投影到物体表面上，再进行拍摄获取影像，就可实现摄影测量的目的。–另外，若对投影的纹理进行相应的数字深度编码，通过解译便可直接得到物体的三维信息。遥感信息工程学院遥感信息工程学院22遥感信息工程学院遥感信息工程学院23多模式多•三线阵相机立体拍摄遥感信息工程学院遥感信息工程学院24•值得一提的是：“倾斜摄影”的成像方式，由5台单元数码相机组成，分别竖直朝下、倾斜朝前方、后方、左侧方右侧方进行拍摄保障从多个角度获地左侧方、右侧方进行拍摄，以保障从多个角度获取地表目标信息。——SWDC-5倾斜摄影系统是种倾斜摄影产品千像素投的摄影机•SWDC-5是一种倾斜摄影产品，4千万像素，5投的摄影机，可以在空中45度前后左右和向下拍摄，每个方向都是4千万像素。•此方式有助于对地物等影像的直接识别建模和纹理•此方式有助于对地物等影像的直接识别、建模和纹理提取，将成为数字城市、虚拟现实建设的理想数据源之一之。遥感信息工程学院遥感信息工程学院25高分辨率合成孔径雷达（）技术逐渐成熟以其全•高分辨率合成孔径雷达（SAR）技术逐渐成熟，以其全天候、抗云雾干扰等特性，加上干涉技术（InSAR）的提升将逐步成为测定宏观地形地物沉降及微小变提升，将逐步成为测定宏观地形、地物沉降及微小变化的有效手段之一。遥感信息工程学院遥感信息工程学院26INSARINSAR图像新疆昆仑试验区遥感信息工程学院遥感信息工程学院INSAR图像-新疆昆仑试验区27INSAR测绘的三维地形图遥感信息工程学院遥感信息工程学院28机载LiDAR技术日趋成熟已成为目前地形测量和–机载LiDAR技术日趋成熟，已成为目前地形测量和3D建模及应用的重要手段之一。–除了昀大测程、脉冲频率、测量精度等硬指标不除了昀大测程、脉冲频率、测量精度等硬指标不断地提高之外，回波信号的接收方式也在改进。目前，大多数激光雷达均具有多重回波记录性能，特别值得一提的是“全波形分析”技术。它是将一束激光返回的所有回波信号全部记录下来，经过自动分析后保留有效的波信遥感信息工程学院遥感信息工程学院过自动分析后，保留昀有效的回波信号。29•其实际意义在于，如对森林覆盖区域进行测量时，不仅可记录到树尖返回的回波信号，还可记录到树叶、树枝、树干、灌丛乃至草和地面等返回的回波信号，由此可有效地减少粗差保障每束激光的可用信息昀大化减少粗差，保障每一束激光的可用信息昀大化。遥感信息工程学院遥感信息工程学院30LiDAR测量的应用实例LiDAR测量的应用实例测定架空线悬高遥感信息工程学院遥感信息工程学院312、平台2、平台观测平台：观测平台：地面(移动测量系统)；航空（平流层飞艇航空（平流层飞艇、探测气球、无人侦察机等）；航天（卫星和航天器等）；——可实现可实现多空间、多角度观测。遥感信息工程学院遥感信息工程学院32遥感信息工程学院遥感信息工程学院331）移动测量车1）移动测量车–以汽车为移动平台搭载各种传感器获取沿路的街景信息是21世纪以来空间信息领域的热门技术之息——是21世纪以来空间信息领域的热门技术之一。–方便灵活、快速简捷——使得其发展非常迅速。–伴随GPS/IMU直接定位定向和激光雷达扫描等技术的向和激光雷达扫描等技术的成熟，将很快成为三维测量技术中昀为强大的生力军。技中昀为强大的力军遥感信息工程学院遥感信息工程学院34•近两年移动测量系统的研究主要对应于道路周边环境、地物信息提取建库、道路破损检测及入库。–交通标志及地物的检测与识别；–公路路况调查、建库；–道路安全检查；道路安全检查；遥感信息工程学院遥感信息工程学院35GPS/IMU直接定位定向平台–21世纪后，GPS/IMU直接定位定向技术得到了飞跃发展，并已成为支持如机载和车载激光雷达、机载干达航仪等传感应或涉雷达和线阵数码航摄仪等现代传感器应用不可或缺的平台。随着实时或准实时计算的逐步实现有望在飞行中–随着实时或准实时计算的逐步实现，有望在飞行中直接计算出摄影测量产品来。遥感信息工程学院遥感信息工程学院362）无人机发展•无人机–固定翼或直升无人飞机是轻小型、简易传感器的良好搭载平台，为灾害应急、安保监控等快速或实时应用提供了选择应用提供了又一选择。•高空长航时无人机–高空长航时无人机（HALEUAV）是介于长期太空卫星与短期中低空飞机平台之间的一种中期高空遥感平台具有很强的自主能力可凭借太阳能在14000平台，具有很强的自主能力，可凭借太阳能在14000m以上的高空进行持续几个月的飞行。遥感信息工程学院遥感信息工程学院37遥感信息工程学院遥感信息工程学院3838遥感信息工程学院遥感信息工程学院39火箭助推车载发射母机投放无人机的降落•无人机的降落遥感信息工程学院遥感信息工程学院40403）高分辨率小卫星系统3）高分辨率小卫星系统小卫星的特点：更小、更好、更快、更省更小、更好、更快、更省质量标准：日本150kg；质量标准日本g；法国50kg;萨瑞500kg;中国500kg;质量小于500千克的小型质量小于500千克的小型近地轨道卫星，地面分辨率可达5米，甚至分辨率可达米，甚至1米。遥感信息工程学院遥感信息工程学院41更小：卫星质量的发展趋势遥感信息工程学院遥感信息工程学院卫星质量的发展趋势42更快：A 开发研究周期短1年左右，可以批量生产，而大卫星的研制周期平均为10年10年;B 发射快可以使用多种运载和发射工具准备到发射需要几天可以使用多种运载和发射工具，准备到发射需要几天时间，发射灵活；C技术更新快C 技术更新快遥感信息工程学院遥感信息工程学院43更好：更好：质量小便于采用最新空间技术和应用高度集成化和质量小，便于采用最新空间技术和应用高度集成化和自动化技术，不断改进技术。英国萨瑞大学的小卫星数据传输与存储发展情况遥感信息工程学院遥感信息工程学院44更省：传统大卫星：平台寿命长、成本高、功率大，单位重量的成本40000$/kg;量的成本40000$/kg;小卫星：单位质量的成本:6000$/kg1/7;发射价格小卫星：单位质量的成本:6000$/kg,1/7;发射价格3000万人民币，可一箭多星，降低成本。遥感信息工程学院遥感信息工程学院45我国遥感发展方向我国遥感发展方向•空间观测的天基网时代•数据获取的高分辨时代–亚米级商业遥感卫星系统成为主导亚米级商业遥感卫星系统成为主导–超光谱遥感卫星成为资源探测和大气监测的主流技术–米级定位精度的导航定位系统将全面进入市场米级定位精度的导航定位系统将全面进入市场•信息处理的智能化时代应用发展的产业时代•应用发展的产业时代•技术竞争的国家时代遥感信息工程学院遥感信息工程学院46遥感在未来城市发展中的应用趋势–未来城市遥感的主要目标是：卫星组网技术，能提供动遥感在未来城市发展中的应用趋势态、快速、多平台、多时相、高分辨率对地观测数据，借此自动发现地表覆盖的变化及趋势。城市遥感组网•1、城市遥感组网•城市遥感平台组网•城市遥感传感器组网•城市遥感传感器组网•城市遥感数据组网•2、从影像地图到面向服务架构的影