遥感技术传感器类型与应用

知识点：遥感传感器

遥感技术根据工作平台层面区分：地面遥感、航空遥感、航天遥感。地面遥感，即把传感器设置在地面平台上，如车载、船载、手提、固定或活动高架平台等；航空遥感，即把传感器设置在航空器上，如气球、航模、飞机及其他航空器等；航天遥感，即把传感器设置在航天器上，如人造卫星、字宙飞船、空间实验室和火箭等。本文以卫星搭载的传感器进行各类传感器的介绍。

1传感器类型

根据工作波段层面区分：紫外遥感、可见光遥感、多光谱遥感、高光谱遥感、红外遥感、微波（雷达）遥感等

紫外遥感：紫外遥感器使用近紫外波段，波长选在0.3～0.4微米范围内。经常使用的紫外遥感器有紫外摄影机和紫外扫描仪两种。近紫外波段的多光谱照相机也属于这一种。

可见光遥感：可见光遥感器接收地物反射的可见光，波长选在0.38～0.76微米范围内。这类遥感器包含各种常规照相机，及其可见光波段的多光谱照相机、多光谱扫描仪和电荷耦合器件扫描仪等;此外，还包含及其可见光波段的激光高度计和激光扫描仪等。

多光谱遥感：一般指多光谱分辨率遥感，是利用具有两个以上波谱通道的传感器对地物进行同步成像的一种遥感技术，它将物体反射辐射的电磁波信息分成若干波谱段进行接收和记录。通俗理解可看作是可见光遥感+红外遥感的集成，有些多光谱还会集成紫外遥感，波段数量一般在4~8个

高光谱遥感：高光谱遥感将成像技术与光谱技术结合在一起，在对目标的空间特征成像的同时，对每个空间像元经过色散形成几十乃至几百个窄波段以进行连续的光谱覆盖，这样形成的遥感数据可以用“图像立方体”来形象的描述。可以理解为紫外遥感、可见光遥感、多光谱遥感的集成，高光谱遥感数据波段至少在16个以上。

红外遥感：遥感器接收地物和环境辐射的或反射的红外线波段的电磁波已使用的波段约在0.7～14微米范围内。在其中0.7～2.5微米波长称为反射红外线波段，如红外线摄影机采用的波段（0.7～0.9微米），多光谱照相机中的近红外波段,“陆地卫星”上多光谱扫描仪(MSS)中的第6波段（0.7～0.8微米）和第7波段（0.8～1.1微米），专题制图仪(TM)中的第4波段（0.76～0.9微米）、第5波段（1.55～1.75微米）和第7波段(2.08～2.35微米)等3～14微米波长称为热红外线波段。机载红外线辐射计和红外线行扫描仪，“陆地卫星”4号和5号上多光谱扫描仪中第8波段（10.2～12.6微米）和专题制图仪的第6波段（10.4～12.5微米）等部分，都属热红外线波段。

微波（雷达）遥感：是传感器的工作波长在微波波谱区的遥感技术，是利用某种传感器接受地理各种地物发射或者反射的微波信号，藉以识别、分析地物，提取地物所需的信息。微波遥感器不受或很少受云、雨、雾的影响，不需要光照条件，可以全天候，全天时的取得图像和数据。又因为微波有一定的穿透能力，故能获得较深层的信息。但获取的遥感影像数据在未解译之前的可视化均为“黑白”图像。

2应用方向

紫外遥感在遥感应用中主要适用于大气中的紫外线监测，应用场景相对较窄，对于大气环境学科等科研实验中应用较多。

可见光遥感因仅有红、绿、蓝三种波段，也就是肉眼可见的三种颜色，因此无法进行光谱信息变化分析，仅适用于人工目视的变化监测。

多光谱遥感应用范围最为广泛，具有分辨率高（最高可达0.3米）、波长范围广的特点，但波段数量不如高光谱遥感。多光谱遥感因在可见光波段范围内新增了一个或数个红外波段，因此被广泛用于物体的光谱分析，如农作物种植面积提取、树木健康状况反演、水体叶绿素含量等。

高光谱遥感与多光谱遥感应用场景类似，高光谱遥感的空间分辨率较低(目前最高分辨率为10米)，但具有丰富的波段数量和最为广泛的波长范围，在农业、林业、水质、大气上均有用途，且解译成果的精确度相比较多光谱更为准确，但解译作业难度较大。高校科研院所在光谱分析上的首选数据业是高光谱。在高光谱之上还有超光谱遥感，意为比高光谱拥有更多的波段数量，光谱分辨率更高。

红外遥感主要应用于森林防火监测，目前基本所有多光谱影像数据均有包含1~2个红外波段。大多数气象卫星也有红外遥感的载荷。

微波遥感与其它遥感相比较为特殊，微波遥感所形成的遥感影像是微波波束的后向散射信息，均为黑白影像，但通过处理可反映地物的几何特性和介电特性，这不同于一般的光学、热红外遥感。微波遥感主要应用于海洋环境调查、地质制图和非金属矿产资源调查、洪水动态检测与评估、地貌研究与地面沉降监测等领域。

表 各类型传感器特点及应用方向

传感器类型	波长范围(微米)	波段数量	部分卫星	主要应用方向	备注
紫外遥感	0.05~0.38	1~2	风云三号\AURA	气象监测、臭氧监测
可见光遥感	0.38~0.76	3	珠海一号(OVS星)	变化监测：河道四乱、违章建筑、国土变化、林地变化、重大工程监管等	RGB（红绿蓝）
多光谱遥感	*0.38~14	4+	高分1-2/6~7\吉林一号\哨兵二号\资源系列	农业监测、林业监测、水质监测	一般为RGB+红外
高光谱遥感	*0.3~14	16+	高分五号、珠海一号(OHS星)	农业监测、林业监测、水质监测、大气监测	波段数量多，但波长范围与多光谱相似
红外遥感	0.7~14	1~3	NOAA\MODIS\Landsat8	防火监测、农业监测	基本所有多光谱及高光谱遥感都包含了红外遥感
微波遥感	1~1000毫米	/	哨兵一号\高分三号	防灾减灾：地面沉降、边坡监测、城市体检	黑白图像，可穿透云雾，不分昼夜工作

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