1、遙感概論一劉朝順第一章緒論一、遙感的概念廣義:：泛指各種非接觸的、遠(yuǎn)距離的探測技術(shù)，包括對電磁場、 力場、機(jī)械波（聲波、地震波）等的探測。狹義：是一門新興的科學(xué)技術(shù)，主要指從遠(yuǎn)距離、高空以至外層 空間的平臺上，利用可見光、紅外、微波等探測器，通過攝影或掃描、 信息感應(yīng)、傳輸和處理，從而識別地面物質(zhì)的性質(zhì)和運(yùn)動狀態(tài)的現(xiàn)代 化技術(shù)系統(tǒng)。二、什么是傳感器地物空間信息主要由搭載在遙感平臺上的傳感器來獲取。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的 信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿 足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。分類：攝影類型的傳感器；掃描

2、成像類型的傳感器；雷達(dá)成像類型 的傳感器；非圖像類型的傳感器。構(gòu)造：1）收集器：收集地物輻射來的能量。具體的元件如透鏡組、反射鏡 組、天線等。2）探測器：將收集的輻射能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能或電能。具體的無器件如 感光膠片、光電管、光敏和熱敏探測元件、共振腔諧振器等。3）處理器：對收集的信號進(jìn)行處理。如顯影、定影、信號放大、變換、校正和編碼等。具體的處理器類型有攝影處理裝置和電子處理裝 置。4）輸出器：輸出獲取的數(shù)據(jù)。輸出器類型有掃描曬像儀、陰極射線管、電視顯像管、磁帶記錄儀、XY彩色噴筆記錄儀等等。三、遙感的特點(diǎn)1空間特性：視域范圍大，具有宏觀特性。光譜特性：探測的波段從可見光向兩側(cè)延伸，擴(kuò)大了地物特

3、性的研究 范圍。時相特性：周期成像，有利于進(jìn)行動態(tài)研究和環(huán)境監(jiān)測。大面積的同步觀測。時效性-動態(tài)、快速獲取監(jiān)測范圍數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的綜合性和可比性。經(jīng)濟(jì)性一應(yīng)用領(lǐng)域多，經(jīng)濟(jì)效益高。局限性。四、遙感的發(fā)展歷史無記錄的地面遙感階段有記錄的地面遙感階段（萌芽階段）航空遙感階段航天遙感階段第二章電磁輻射與地物光譜特征（理解PPT）一、電磁波譜電磁波譜：按照電磁波在真空中傳播的波長或頻率遞增或遞減排列 形成的一個連續(xù)譜帶稱為電磁波譜。依電磁波的物理性質(zhì)以及觀測手段的不同，按不等波長間距對電磁 波譜帶劃分，形成若干波段。不同的應(yīng)用領(lǐng)域，波段的劃分會略有差 異。二、大氣窗口電磁波通過大氣層時較少被反射，吸收和散射

4、的，透射率較高的波 段稱為大氣窗口。大氣窗口是選擇遙感工作波段的重要依據(jù)。三、輻射度量的物理量(詳見PPT，主要掌握各物理量之間的關(guān)系)四、黑體、黑體輻射規(guī)律絕對黑體：對任何波長的電磁輻射全部吸收的物體，對任何波長的 輻射，反射率和透射率都等于0。黑體是一種理想的吸收體和輻射發(fā) 射體，自然界沒有真正的黑體。黑體輻射規(guī)律(詳見PPT)普朗克(Planck)定律(1901)斯蒂芬-玻爾茲曼(Stefan-Boltamann)定律(1884)維恩(Wien)位移定律(1893)基爾霍夫(Kirchhoff)定律(1859)五、太陽常數(shù)是指不受大氣影響，在距太陽一個天文單位內(nèi)，垂直于太陽光輻射方 向上

5、，單位面積單位時間黑體所接收的太陽輻射能量。太陽常數(shù)的變 化不會超過1%。I 1.360*103。六、什么是大氣散射？大氣散射有哪幾種類型？特點(diǎn)是什么？大氣 散射對遙感造成哪些影響？散射：輻射在傳播過程中遇到小微粒而使傳播方向改變，并向各方 向散開，稱散射。瑞利散射：d 入（PPT）散射對遙感的影響：使原來傳播方向的輻射減弱，使散射光進(jìn)入傳 感器，信號中加入了噪聲，降低信號（圖像）質(zhì)量。七、大氣在輻射傳輸過程中的作用八、從地球輻射的分段特性說明為什么對于衛(wèi)星影像解譯必須了解 地物反射波譜特性？九、地物反射波譜曲線根據(jù)地物反射率與波長之間的關(guān)系而繪成的曲線，通常用平面坐標(biāo) 曲線表示，橫坐標(biāo)表示波

6、長，縱坐標(biāo)表示反射率。地物反射波譜曲線除隨不同地物（反射率）不同外，同種地物在不同 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部條件下形態(tài)表現(xiàn)（反射率）也不同。一般來說，地物反 射率隨波長變化有規(guī)律可循，從而為遙感影像的判讀提供依據(jù)。十、試述幾類常見地物反射波譜特性（植被）（PPT）十一、電磁波與地表相互作用形式有哪些？其最主要的特點(diǎn)是什 么？第三章遙感成像原理與遙感圖像特征一、遙感平臺及其分類、各自的特點(diǎn)遙感平臺：裝載傳感器的工具或設(shè)備。地面平臺：與地面接觸的平臺稱為地面平臺或近地面平臺。它通過 地物光譜儀或傳感器來對地面進(jìn)行近距離遙感，測定各種地物的波譜 特性及影像的實(shí)驗(yàn)研究。航空平臺：包括飛機(jī)和氣球。飛機(jī)按高度可以分

7、為低空平臺、中空 平臺和高空平臺。航天平臺：包括衛(wèi)星、火箭、航天飛機(jī)、宇宙飛船。高空探測火箭：優(yōu)勢：火箭可在短時間內(nèi)發(fā)射并回收，可以搶好天 氣快速遙感，不受軌道限制，應(yīng)用靈活，可對小范圍地區(qū)遙感。不足： 但由于火箭上升時沖擊強(qiáng)烈，易損壞儀器，而且付出的代價大，取得 的資料不多，所以火箭不是理想的遙感平臺。人造地球衛(wèi)星：低高度、短壽命衛(wèi)星；中高度、長壽命衛(wèi)星；高高 度、長壽命衛(wèi)星。二、氣象、陸地、海洋衛(wèi)星特點(diǎn)及應(yīng)用（一）氣象：1.特點(diǎn)：1）空間覆蓋優(yōu)勢：成像面積大，有利于獲得宏觀同步信息，減少數(shù) 據(jù)處理容量。2）時間取樣優(yōu)勢：短周期重復(fù)觀測：靜止氣象衛(wèi)星30分鐘一次；極 軌衛(wèi)星半天一次。利于動態(tài)

8、監(jiān)測。3）資料一致性優(yōu)勢：資料來源連續(xù)、實(shí)時性強(qiáng)、成本低。4）綜合參數(shù)觀測優(yōu)勢：氣象衛(wèi)星是從大氣層外這個新視角觀測地球 一大氣系統(tǒng)的，所以有些重要的氣候變量，特別是通過整個垂直方向 大氣層的積分參數(shù)。5）軌道：低軌和高軌。應(yīng)用：天氣分析與氣象預(yù)報；氣候研究與氣候變遷的研究；資源環(huán) 境領(lǐng)域；海洋研究領(lǐng)域；（二）陸地：1.LANDSAT2.SPOT（三）海洋1.特點(diǎn)：1）整體特點(diǎn)：不受地表、海面、天氣和人為條件的限制，可以探測 地理位置偏遠(yuǎn)、環(huán)境條件惡劣等不能直接進(jìn)入的海區(qū);宏觀特性可進(jìn) 行大面積同步測量，能夠進(jìn)行半球或全球探測（如葉綠素濃度用于研 究全球碳循環(huán)）；可動態(tài)的、長期的、周期性的對海洋

9、現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)測; 具有實(shí)時或準(zhǔn)實(shí)時的特性；多個探測器相配套（如對海冰的監(jiān)測）。2）具體特點(diǎn)：傳感器設(shè)計方面：光學(xué)遙感器應(yīng)具有帶寬較窄、IFOV 較大的特點(diǎn)；微波波段在海洋遙感中應(yīng)用較多;傳感器定標(biāo)與數(shù)據(jù)處 理應(yīng)用方面：需要調(diào)查船、浮標(biāo)、潛水器等儀器實(shí)測資料的支持；數(shù) 據(jù)預(yù)處理方面：消除大氣的干擾非常重要；數(shù)據(jù)應(yīng)用方面：適用于海 洋數(shù)值模型的檢驗(yàn)和改進(jìn)（如數(shù)據(jù)同化）。三、瞬時視場角、總視場角瞬時視場角：掃描鏡在一瞬時時間可以視為靜止?fàn)顟B(tài)，此時，接受 到的目標(biāo)物的電磁波輻射，限制在一個很小的角度之內(nèi)，這個角度稱 為瞬時視場角。即掃描儀的空間分辨率。總視場角：掃描帶的地面寬度稱總視場。從遙感平臺到地面

10、掃描帶 外側(cè)所構(gòu)成的夾角，叫總視場角。四、掃描圖像與攝影圖像有何區(qū)別？（重點(diǎn)PPT）五、微波遙感的特點(diǎn)能全天候、全天時工作；對某些地物具有特殊的波譜特征；對冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透力；對海洋遙感具有特殊意義；分辨率較低，但特性明顯。六、雷達(dá)為什么采用側(cè)視工作方式？七、真實(shí)孔徑雷達(dá)和合成孔徑雷達(dá)的比較八、什么是像點(diǎn)位移？像點(diǎn)位移有哪些特點(diǎn)？九、描述遙感圖像特征的參數(shù)主要有哪些？第四章遙感圖像處理一、加色法合成和減色法合成原理、應(yīng)用二、輻射畸變與輻射校正三、什么是大氣校正？為什么要進(jìn)行大氣校正？大氣校正方法有哪幾種？四、什么是幾何校正？為什么要進(jìn)行幾何校正？幾何校正方法有哪幾 種？五、什么是地面控制點(diǎn)？地面控制