1、遙感概論復(fù)習(xí)資料第一章遙感的基本概念（1）廣義：泛指一切無接觸的遠(yuǎn)距離探測技術(shù)。包括對電磁場、力場、機(jī)械波(聲波、地震波)等的探測。（2） 狹義：是應(yīng)用探測儀器，不與探測目標(biāo)相接觸，從遠(yuǎn)處把目標(biāo)的電磁波特性記錄下來，通過分析，揭示出物體的特征性質(zhì)及其變化的綜合性探測技術(shù)。不同于遙測和遙控。遙感系統(tǒng)包括（1）被測目標(biāo)的信息特征（2）信息的獲?。ㄍㄟ^傳/遙感器、遙感平臺）（3）信息的傳輸與記錄（4）信息的處理（5）信息的應(yīng)用遙感的構(gòu)成（遙感系統(tǒng)）目標(biāo)地物的電磁波特性、信息的采集與獲取、信息的傳輸和接收地面定標(biāo)及實(shí)況調(diào)查、信息的處理和加工、信息的分析與應(yīng)用遙感的類型（1）按遙感平臺分類：地面遙感、航

2、空遙感、航天遙感、航宇遙感（2）按遙感器的探測波段分類 紫外遙感：探測波段在0.05-0.38之間 可見光遙感：探測波段在0.38-0.76之間 紅外遙感：探測波段在0.76-1000之間 微波遙感：探測波段在1mm-1m之間 多波段遙感：探測波段在可見光和紅外波段范圍內(nèi)，再分成若干窄波段來探測目標(biāo)。（3）按工作方式分類：主動遙感和被動遙感主動遙感，由探測器主動發(fā)射一定電磁波能量并接受目標(biāo)的后向散射信號；被動遙感，傳感器不向目標(biāo)發(fā)射電磁波，僅被動接收目標(biāo)物的自身發(fā)射和對自然輻射源的反射能量。（4）按是否成像分類：成像遙感和非成像遙感遙感的特點(diǎn)（1）大面積同步觀測 傳統(tǒng)地面調(diào)查實(shí)施困難，工作量大

3、，遙感觀測可以不受地面阻隔等限制。（2）時效性 可以短時間內(nèi)對同一地區(qū)進(jìn)行重復(fù)探測，發(fā)現(xiàn)地球上許多事物的動態(tài)變化，傳統(tǒng)調(diào)查，需要大量人力物力，用幾年甚至幾十年時間才能獲得地球上大范圍地區(qū)動態(tài)變化的數(shù)據(jù)。因此，遙感大大提高了觀測的時效性。這對天氣預(yù)報、火災(zāi)、水災(zāi)等的災(zāi)情監(jiān)測，以及軍事行動等都非常重要。（3）數(shù)據(jù)的綜合性和可比性 遙感獲得地地物電磁波特性數(shù)據(jù)綜合反映了地球上許多自然、人文信息。由于遙感的探測波段、成像方式、成像時間、數(shù)據(jù)記錄、等均可按照要求設(shè)計(jì)，使獲得的數(shù)據(jù)具有同一性或相似性。同時考慮道新的傳感器和信息記錄都可以向下兼容，所以數(shù)據(jù)具有可比性。 與傳統(tǒng)地面調(diào)查和考察相比較，遙感數(shù)據(jù)可

4、以較大程度地排除人為干擾。（4）經(jīng)濟(jì)性 遙感的費(fèi)用投入與所獲得的效益，與傳統(tǒng)的方法相比，可以大大的節(jié)省人力、物力、財(cái)力和時間、具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。（5）局限性 遙感技術(shù)所利用的電磁波有限，有待進(jìn)一步開發(fā)，需要更高分辨率以及遙感以外的其他手段相配合，特別是地面調(diào)查和驗(yàn)證。第二章電磁波譜概念按電磁波在真空中傳播的波長或頻率，遞增或遞減排列，構(gòu)成電磁波譜。電磁波譜區(qū)段的界線是漸變的，一般按產(chǎn)生電磁波的方法或測量電磁波的方法來劃分。可見光電磁波譜劃分（表）可見光紅橙黃綠青藍(lán)紫 0.38 - 0.76m0.62 - 0.76 m0.59 - 0.62 m0.56 - 0.59 m0.50 -

5、0.56 m0.47 - 0.50 m0.43 - 0.47 m0.38 - 0.43 m絕對黑體概念（自然界中不存在絕對黑體）如果一個物體對于任何波長的電磁輻射都全部吸收，則這個物體是絕對黑體。輻射亮度L輻射源在某一方向的單位投影面積在單位立體角內(nèi)的輻射通量單位W/(sr*m2)。輻射通量：單位時間內(nèi)通過某一面積的輻射能量。輻射能量：從目標(biāo)物體中輻射或反射的電磁波的能量 吸收作用：大氣中的各種成分對太陽輻射有選擇性吸收，形成太陽輻射的大氣吸收帶。大氣物質(zhì)是太陽輻射衰減的重要原因散射：輻射在傳播過程中遇到小微粒而使傳播方向改變，并向各個方向散開的物理現(xiàn)象。大氣反射：電磁波傳播過程中，若通過兩種

6、介質(zhì)的交界面，會出現(xiàn)反射現(xiàn)象。主要發(fā)生在云層頂大氣吸收電磁輻射的主要物質(zhì)是：水、二氧化碳和臭氧。大氣散射輻射在傳播過程中遇到小微粒（氣體分子或懸浮微粒等）而使傳播方向改變，并向各個方向散開，從而減弱了原方向的輻射強(qiáng)度、增加了其他方向的輻射強(qiáng)度的現(xiàn)象。大氣散射的（類型、發(fā)生條件、散射特點(diǎn)、典型自然現(xiàn)象） P29（1）瑞利散射發(fā)生條件：大氣中粒子的直徑比波長小得多，即d ，一般認(rèn)為（d ）。散射特點(diǎn)：散射強(qiáng)度與波長沒有關(guān)系 也就是說，在符合無選擇性散射的條件的波段中，任何波長的散射強(qiáng)度相同。典型自然現(xiàn)象：云、霧粒子直徑雖然與紅外線波長接近，但相比可見光波段，云霧中水滴的粒子直徑就比波長大很多，因而

7、對可見光中各個波長的光散射強(qiáng)度相同，所以人們看到云霧呈白色，并且無論從云下還是乘飛機(jī)從云層上面看都是白色。大氣窗口概念通常把電磁波通過大氣層時較少被反射、吸收或散射的，透過率較高的波段稱為大氣窗口。大氣窗口的主要光譜段：1）0.31.3，即紫外、可見光、近紅外波段。這一波段是攝影成像的最佳波段，也是許多衛(wèi)星傳感器掃描成像的常用波段，如Landsat衛(wèi)星的TM14波,段，SPOT衛(wèi)星的HRV波段。2）1.5一l.8和2.0一3.5,即近、中紅外波段。是白天日照條件好時掃描成像的常用波段，如TM的5，7波段等，用以探測植物含水量以及云、雪，或用于地質(zhì)制圖等。3）3.55.5，即中紅外波段。該波段除

8、通透反射光外，也通透地面物體自身發(fā)射的熱輻射能量。如NOAA衛(wèi)盡的AVHRR傳感器用3.553.93um探測海面溫度，獲得晝夜云圖。4）814，即遠(yuǎn)紅外波段。主要通透來白地物熱輻射的能量適于夜間成像。5）0.82.5cm，即微波波段。由于微波穿云透霧能力強(qiáng)，這一區(qū)間可以全天候觀測，而且是主動遙感方式，如側(cè)視雷達(dá)。Radarsat的衛(wèi)星雷達(dá)影像也在這一區(qū)間，常用的波段為0.8cm，3cm, 5cm，10cm，甚至可將該窗口擴(kuò)展至005300cm。太陽是被動遙感最主要的輻射源（地球也是被動遙感）主動遙感：微波（如側(cè)視雷達(dá)）（題：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

9、）太陽輻射近似于溫度為6000K的黑體輻射，而地球輻射則接近于溫度為300K的黑體輻射。太陽輻射主要集中在0. 32.5，在紫外、可見光到近紅外區(qū)段。地球自身的輻射主要集中在長波，即6以上的熱紅外區(qū)段。在2.56，即中紅外波段，是兩種輻射共同起作用的部分，地球?qū)μ栞椪盏姆瓷浜偷乇砦矬w自身的熱輻射均不能忽略。如表所示： 地球輻射的分段特性名稱可見光與近紅外中紅外遠(yuǎn)紅外波長0.3 - 2.5 2.5 - 6 6 輻射特性地表反射太陽輻射為主地表反射太陽輻射和自身的熱輻射地表物體自身熱輻射為主在可見光與近紅外波段(0.32.5)，地表物體自身的熱輻射幾乎等于零。地物發(fā)出的波譜主要以反射太陽輻射為主

10、，當(dāng)然，太陽輻射到達(dá)地面后，物體除了反射作用外，還有對電磁輻射的吸收作用，如黑色物體的吸收能力較強(qiáng)。最后，電磁輻射未被吸收和反射的剩余部分則是透過的部分，即： 到達(dá)地面的太陽輻射能量=反射能量+吸收能量+透射能量地物反射率地物的反射能量與入射總能量的比，即=(P/P0 )100%。表征物體對電磁波譜的反射能力。物體的反射狀況分為三種：鏡面反射、漫反射和實(shí)際物體反射地物反射波譜是研究可見光至近紅外波段上地物反射率隨波長的變化規(guī)律。表示方法：一般采用二維幾何空間內(nèi)的曲線表示(地物反射波譜曲線)，橫坐標(biāo)表示波長，縱坐標(biāo)表示反射率。地物反射波譜曲線（植被、土壤、水體、巖石） P38-41地物反射波譜曲

11、線除隨不同地物（反射率）不同外，同種地物在不同結(jié)構(gòu)和外部條件下形態(tài)表現(xiàn)（反射率）也不同。（1）植被植被的反射波譜曲線（光譜特征）規(guī)律性明顯而獨(dú)特（如圖2.25），主要分三段：1）可見光波段(0.4 - 0.76)有一個小的反射峰，位置在0.55（綠）處，兩側(cè)0.45(藍(lán))和0.67(紅)則有兩個吸收帶。成因：由于葉綠素的影響，葉綠素對藍(lán)光和紅光吸收作用強(qiáng)，而對綠光反射作用強(qiáng)。2）在近紅外波段有一反射的“陡坡”，至1.1附近有一峰值，形成植被的獨(dú)有特征。成因：由于植被葉細(xì)胞結(jié)構(gòu)的影響，除了吸收和透射的部分，形成的高反射率。3）在中紅外波段（ 1.3 - 2.5 ）受到綠色植物含水量的影響，吸收率

12、大增，反射率大大下降，特別以1.45、1.95和2.7為中心是水的吸收帶，形成低谷。 不同健康狀態(tài)松樹的反射光譜曲線不同植物的反射波譜曲線2植被遙感 植被調(diào)查是遙感的重要應(yīng)用領(lǐng)域 用于確定植被的分布、類型、長勢等 植被判讀的原理：植物的光譜特性 不同的植物類型區(qū)分1）光譜特征；2）物候性；3）生態(tài)條件。植被生長狀況的解譯 健康綠色植被具有典型光譜特征；受病蟲害的植物，結(jié)構(gòu)和葉綠素含量發(fā)生很大的變化，其光譜特征也發(fā)生較大變化。作物的長勢主要用植被指數(shù)來監(jiān)測。常用的植被指數(shù)有：比值：RVI= 近紅外/紅 如TM4/TM2歸一化：RVI=（近紅外-紅）/（近紅外+紅）差值：DVI= 近紅外-紅正交植

13、被指數(shù)（對NOAA數(shù)據(jù)和LANDSAT數(shù)據(jù)分別為）：NOAA數(shù)據(jù)：PVI=1.622 5（NIR）-2.297 8（R）+11.065 6LANDSAT數(shù)據(jù)： PVI=0.939（NIR）-0.344（R）+0.09 應(yīng)用實(shí)例：大面積農(nóng)作物的遙感估產(chǎn)第一步：信息源的確定：空間分辨率、時相第二步：信息處理第三步：作物識別與面積估算第四步：建立估產(chǎn)模型 第五步：該區(qū)作物產(chǎn)量估算第三章主要的陸地衛(wèi)星系列（1）陸地衛(wèi)星（Landsat）1、 陸地衛(wèi)星Landsat：1972年發(fā)射第一顆，共發(fā)射7顆，產(chǎn)品主要有MSS、TM、ETM，屬于中高度、長壽命衛(wèi)星。其運(yùn)行特點(diǎn)： 軌道為與太陽同步的近極地圓形軌道。

14、即衛(wèi)星通過每一點(diǎn)的地方時相同。 北半球中緯度地區(qū)上午成像，太陽高度角為2530度。 軌道高度為700900 km。 運(yùn)行周期為99103 min/圈，每16天覆蓋一次地球。 旁白重疊度隨緯度的增大而增大，如緯度40度處重疊為34%，緯度80度處為80%。傳感器：多光譜掃描儀MSS，分辨率為80m；專題制圖儀TM，7個波段TM10.450.52m30m藍(lán)波段對水體穿透強(qiáng)，對葉綠素反應(yīng)敏感，有助于判別水深，水中葉綠素分布，進(jìn)行近海水域制圖。TM20.520.6m30m紅波段探測健康植物綠色反射率，區(qū)分林型、樹種，反映水下特征。TM30.630.69m30m紅波段葉綠素的主要吸收波段。用于區(qū)分植物種

15、類和植物覆蓋率，是可見光的最佳波段，廣泛用于地貌、巖性、土壤、植被、水中泥沙等方面。TM40.760.9m30m近紅外波段對綠色植物類別差異最敏感，用于物量調(diào)查，作物長勢測量，水域的測量。TM51.551.75m30m中紅外波段處于水的吸收波段內(nèi)，用于土壤濕度、植物含水量調(diào)查，易于反映云與雪。TM61.041.25m60m熱紅外波段區(qū)分農(nóng)林覆蓋長勢，判別表層濕度，監(jiān)測與人類活動有關(guān)的熱特征，進(jìn)行熱制圖。TM72.082.35m30m中紅外波段為地質(zhì)家追加的波段，水的強(qiáng)吸收波段，水體呈黑色，用于區(qū)分巖石類型等。TM80.50.9m15m全色波段提高其他波段的分辨率中心投影與垂直投影的區(qū)別(1)投

16、影距離的影響（書59頁 圖3.12）垂直投影圖像的縮小和放大與投影距離無關(guān)，并有統(tǒng)一的比例尺。中心投影則受投影距離（遙感平臺高度）影響，像片比例尺與平臺高度H和焦距f有關(guān)。(2)投影面傾斜的影響（圖3.13）當(dāng)投影面傾斜時，垂直投影的影像僅表現(xiàn)為比例尺有所放大，像點(diǎn)相對位置保持不變。在中心投影的像片上比例關(guān)系有顯著的變化，各點(diǎn)的相對位置和形狀不再保持原來的樣子。 (3)地形起伏的影響（圖3.14）垂直投影時，隨地面起伏變化，投影點(diǎn)之間的距離與地面實(shí)際水平距離成比例縮小，相對位置不變。 中心投影時，地面起伏越大，像片上投影點(diǎn)水平位置的位移量就越大，產(chǎn)生投影誤差。這種誤差有一定的規(guī)律。 圖3.13

17、 圖3.14中心投影的透視規(guī)律在中心投影的像片上，各種物體的形狀不同及其所處的位置不同，其變形的情況也各不相同。了解不同形狀物體在中心投影影像上的變形規(guī)律，對解譯和制圖是必要的。 （1）地面物體是一個點(diǎn)，在中心投影上仍然是一個點(diǎn)。如果有幾個點(diǎn)同在一投影線上，它的影像便重疊成一個點(diǎn)。 （2）與像面平行的直線，在中心投影上仍然是直線，與地面目標(biāo)的形狀基本一致。例如地面上有兩條道路以某種角度相交，反映在中心投影像片上也以相應(yīng)的角度相交。如果直線垂直于地面（如電線桿），其中心投影有兩種情況：一是當(dāng)直線與像片垂直并通過投影中心（主光軸）時，該直線在像片上是一個點(diǎn)；二是直線的延長線不通過投影中心，這時直線

18、的投影仍然是直線，但其長度和變形情況則取決于目標(biāo)在像片中的位置。近像片中心，直線的長度被縮短，在像片邊緣，直線的長度被夸大。 （3）平面上的曲線，在中心投影的像片上仍為曲線。（4）面狀物體的中心投影相當(dāng)于各種線的投影的組合。水平面的投影仍為一平面。垂直面的投影依其所處的位置而變化，當(dāng)位于投影中心時，投影所反映的是其頂部的形狀，呈一直線；在其他位置時，除其頂部投影為一直線外，其側(cè)面投影成不規(guī)則的梯形。成像光譜技術(shù)概念通常的多波段掃描儀將可見光和紅外波段分割成幾個到十幾個波段。對遙感而言，在一定波長范圍內(nèi)，被分割的波段數(shù)愈多，即波譜取樣點(diǎn)愈多，愈接近于連續(xù)波譜曲線，因此可以使得掃描儀在取得目標(biāo)地物

19、圖像的同時也能獲取該地物的光譜組成。這種既能成像又能獲取目標(biāo)光譜曲線的“譜像合一”的技術(shù)，稱為成像光譜技術(shù)。按該原理制成的掃描儀稱為成像光譜儀。 微波遙感概念 、特點(diǎn)是指通過微波傳感器獲取從目標(biāo)地物發(fā)射或反射的微波輻射，經(jīng)過判讀處理來識別地物的技術(shù)。1.能全天候、全天時工作 可見光遙感只能在白天工作，紅外遙感雖可克服夜障，但不能穿透云霧。因此，當(dāng)?shù)乇肀辉茖诱谏w時，無論是可見光遙感還是紅外遙感均無能為力。地球表面有4060的地區(qū)常年被云層覆蓋，平均日照時間不足一半，尤其是海洋上更是如此。 按瑞利散射原理，散射的強(qiáng)度與成正比。由于微波的波長比紅外波要長得多，因而散射要小得多，所以與紅外波相比，在大

20、氣中衰減較少，對云層、雨區(qū)的穿透能力較強(qiáng)，基本上不受煙、云、雨、霧的限制。2.對某些地物具有特殊的波譜特征 許多地物間，微波輻射能力差別較大，因而可以較容易地分辨出可見光和紅外遙感所不能區(qū)別的某些目標(biāo)物的特性。例如，在微波波段中，水的比輻射率為0.4，而冰的比輻射率為0.99，在常溫下兩者的亮度溫度相差 100 K，很容易區(qū)別，而在紅外波段，水的比輻射率為0.96，冰的比輻射率為0.92，兩者相差甚微，不易區(qū)別。 3.對冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透能力 該特性可用來探測隱藏在林下的地形、地質(zhì)構(gòu)造、軍事目標(biāo)，以及埋藏于地下的工程、礦藏、地下水等。4.對海洋遙感具有特殊意義 微波對海水特別敏感

21、，其波長很適合于海面動態(tài)情況（海面風(fēng)、海浪等）的觀測。5.分辨率（此處指空間分辨率）較低，但特性明顯 微波傳感器的分辨率一般都比較低，這是因?yàn)槠洳ㄩL較長，衍射現(xiàn)象顯著的緣故。要提高分辨率必須加大天線尺寸。其次，觀測精度和取樣速度往往不能協(xié)調(diào)。欲保證精度就需要有較長的積分時間，取樣速度就要降低，通常是以犧牲精度來提高取樣速度的。此外，地球表面的地物溫度大多在200300K，峰值波都落在紅外波段，因此紅外波段的輻射量要比微波大幾個數(shù)量級。然而，由于微波的特殊物理性質(zhì)，使紅外測量精度遠(yuǎn)不及微波，也要差幾個數(shù)量級。因此，總的說來，紅外和微波遙感各有優(yōu)缺點(diǎn)。 (1)空間分辨率指像素所代表的地面范圍的大小

22、，即掃描儀的瞬時視場，或地面物體能分辨的最小單元。例如Landsat的TM的1 - 5和7波段，一個像素（pix）代表地面28.5m28.5m，或概略說其空間分辨率為30m。(2)波譜分辨率指傳感器在接收目標(biāo)輻射的波譜時能分辨的最小波長間隔。間隔愈小，分辨率愈高。不同波譜分辨率的傳感器對同一地物探測效果有很大區(qū)別。成像光譜儀在可見光至紅外波段范圍內(nèi)，被分割成幾百個窄波段，具有很高的光譜分辨率，從其近乎連續(xù)的光譜曲線上，可以分辨出不同物體光譜特征的微小差異，有利于識別更多的目標(biāo)，甚至有些礦物成分也可被分辨。 傳感器的波段選擇必須考慮目標(biāo)的光譜特征值，才能取得好效果。(3)輻射分辨率指傳感器接收波

23、譜信號時，能分辨的最小輻射度差。在遙感圖像上表現(xiàn)為每一像元的輻射量化級。某個波段遙感圖像的總信息量由空間分辨率（以像元數(shù)n表示）與輻射分辨率（以灰度量化級D表示）有關(guān)，以bit為單位，可表達(dá)為： 在多波段遙感中，遙感圖像總信息量還取決于波段數(shù)k。k個波段的遙感圖像的總信息量為:A:圖像對應(yīng)的地面面積；P：圖像的空間分辨率(4)時間分辨率指對同一地點(diǎn)進(jìn)行遙感采樣的時間間隔，即采樣的時間頻率，也稱重訪周期。遙感的時間分辨率范圍較大。以衛(wèi)星遙感來說，靜止氣象衛(wèi)星（地球同步氣象衛(wèi)星）的時間分辨率為 1次/0.5小時；太陽同步氣象衛(wèi)星的時間分辨率 2次天；Landsat為1次16天；中巴（西）合作的CB

24、ERS為1次26天等。還有更長周期甚至不定周期的。時間分辨率對動態(tài)監(jiān)測尤為重要，天氣預(yù)報、災(zāi)害監(jiān)測等需要短周期的時間分辨率，故常以“小時”為單位。植物、作物的長勢監(jiān)測、估產(chǎn)等需要用“旬”或“日”為單位。而城市擴(kuò)展、河道變遷、土地利用變化等多以“年”為單位?？傊筛鶕?jù)不同的遙感目的，采用不同時間分辨率。 題：如何評價遙感圖像的質(zhì)量？（1）遙感圖像的空間分辨率：指像素所代表的地面范圍的大小。地面分辨率取決于膠片的分辨率和攝影鏡頭的分辨率所構(gòu)成的系統(tǒng)分辨率，以及攝影機(jī)焦距和航高。（2）圖象的光譜分辨率：波譜分辨率是指傳感器在接受目標(biāo)輻射的波譜時能分辨的最小波長間隔。間隔愈小，分辨率愈高。傳感器的波段

25、選擇必須考慮目標(biāo)的光譜特征值。（3）輻射分辨率：輻射分辨率是指傳感器接受波譜信號時，能分辨的最小輻射度差。在遙感圖像上表現(xiàn)為每一像元的輻射量化級。某個波段遙感圖像的總信息量與空間分辨率、輻射分辨率有關(guān)。（4）圖象的時間分辨率：時間分辨率指對同一地點(diǎn)進(jìn)行采樣的時間間隔，即采樣的時間頻率，也稱重訪周期。時間分辨率對動態(tài)監(jiān)測很重要。題：比較SPOT和TM（可從四個分辨率分析）第四章顏色的性質(zhì)由明度、色調(diào)、飽和度來描述。H：Hue(色相) L：（Luminance亮度) S：Saturation(飽和度) （1）色調(diào)：是色彩彼此相互區(qū)分的特性。（2）明度：是人眼對光源或物體明亮程度的感覺。（3）飽和度

26、：是彩色純潔的程度，也就是光譜中波長段是否窄，頻率是否單一的表示。數(shù)字圖像概念 P95-96指能夠被計(jì)算機(jī)存儲、處理和使用的圖像。光學(xué)圖像：指可見光和部分紅外波段傳感器獲取的影像數(shù)據(jù)。而SAR傳感器基本屬于微波頻段，波長通常在厘米級。進(jìn)入傳感器的輻射強(qiáng)度反映在圖像上就是亮度值(灰度值)。輻射強(qiáng)度越大，亮度值越大。該值主要受兩個物理量影響： A.太陽輻射照射到地面的輻射強(qiáng)度 B.地物的光譜反射率當(dāng)太陽輻射相同時，圖像上像元亮度值的差異直接反映了地物目標(biāo)光譜反射率的差異。但輻射強(qiáng)度值還受到其他因素的影響而發(fā)生改變。這一改變的部分就是需要校正的部分，稱為輻射畸變。引起輻射畸變的原因：A、傳感器儀器本

27、身產(chǎn)生的誤差 B、大氣對輻射的影響（用戶主要考慮的因素）粗略校正指通過比較簡便的方法去掉式中的Lp，即程輻射度，從而改善圖像質(zhì)量。P98-100大氣影響的粗略校正方法：（1） 直方圖最小值去除法 P100 （2） 回歸分析法遙感影像變形的原因 (1)遙感平臺位置和運(yùn)動狀態(tài)變化的影響 (2)地形起伏的影響(3)地球表面曲率的影響(4)大氣折射的影響(5)地球自轉(zhuǎn)的影響幾何校正1）遙感影像變形的原因：遙感平臺運(yùn)動狀態(tài)變化的影響，包括航高、航速、俯仰、翻滾、偏航；地形起伏的影響；地球曲率的影響；大氣折射的影響；地球自轉(zhuǎn)的影響。2）基本思路：把存在幾何畸變的圖像，糾正成符合某種地圖投影的圖像，且要找到

28、新圖像中每一像元的亮度值。3）幾何校正的一般過程：圖像幾何校正是從具有幾何變形的圖像中消除變形的過程。一般步驟如下：（1） 選取控制點(diǎn)；（2） 數(shù)據(jù)的空間變換：空間坐標(biāo)的計(jì)算問題：向前映射法（直接法）g(x,y)=f(a(x,y),b(x,y)；向后映射法（間接法）f(a(x,y),b(x,y)=g(x,y)。（3） 像元灰度插值：a最近鄰插值：在待求像素的四個鄰近像素中，輸出像素的灰度等于離它所映射位置最近的輸入象素的灰度值。b雙線性插值：利用待求像素四個鄰近像素的灰度在兩個方向作線性內(nèi)插。c三次卷積內(nèi)插法（高階插值）：利用待插值點(diǎn)周圍的16個鄰點(diǎn)像素值。通常有三種方法：最近鄰法、雙向線性內(nèi)

29、插法、三次卷積內(nèi)插法。 如果不作幾何校正，遙感圖像則有在幾何位置上發(fā)生變化，產(chǎn)生諸如行列不均勻，像元大小與地面大小對應(yīng)不準(zhǔn)確，地物形狀不規(guī)則變化等。有時根據(jù)遙感平臺的各種參數(shù)已做過一次校正，但仍不能滿足要求，就需要作遙感影響相對于地面坐標(biāo)、地圖投影坐標(biāo)系統(tǒng)的配準(zhǔn)校正，以及不同類型或不同時相的遙感影響之間的幾何配準(zhǔn)復(fù)合分析，以得到比較精確的結(jié)果。校正的最終目的: A.確定校正后圖像的行列數(shù)值。 B.找到新圖像中每一像元的亮度值。 歸一化植被指數(shù)NDVI=近紅外波段 / 紅外波段 或 NDVI=（近紅外 - 紅）/（近紅外 + 紅）NDVI=（4-3）/（4+3） 0時，有可能是植被。 （-1，1

30、） P123、P246遙感與非遙感信息的復(fù)合主要步驟：（1）地理數(shù)據(jù)網(wǎng)格化（2）最優(yōu)遙感數(shù)據(jù)的選擇（3）配準(zhǔn)復(fù)合多源信息復(fù)合概念l 定義：信息復(fù)合是同一區(qū)域內(nèi)遙感信息之間或遙感信息與非遙感信息之間的組合匹配的技術(shù)。l 內(nèi)容：它包括空間配準(zhǔn)和內(nèi)容復(fù)合兩個方面，從而在統(tǒng)一地理坐標(biāo)系統(tǒng)下，構(gòu)成一組新的空間信息、一種新的合成圖象。l 目的：突出有用的專題信息，消除或抑制無關(guān)的信息，以改善目標(biāo)識別的圖像環(huán)境。不同傳感器的遙感數(shù)據(jù)復(fù)合l 例如TM影像有7個波段，光譜信息豐富，特別是5和7波段,SPOT數(shù)據(jù)就沒有，但SPOT數(shù)據(jù)分辨率高，全色波段可達(dá)10m，比TM的30m和SPOT多光譜傳感器的 20m都高

31、，兩者復(fù)合既可以提高新圖像的空間分辨率又可以保持較豐富的光譜信息。l 復(fù)合后的圖像既保留了SPOT的空間分辨率，又保留了TM的光譜分辨率。遙感信息復(fù)合方法：代換法 對TM的所有波段進(jìn)行主成分變換，然后用SPOT的高分辨率全色波段代換變換后的TM第1主成分。將代換后的所有波段再做一次主成分變換的反變換。這種處理方法既保持了原有TM數(shù)據(jù)的光譜分辨率，又增加了SPOT的高空間分辨率的特點(diǎn)。大大提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量。 對假彩色合成的任意三個波段實(shí)行HLS變換，然后用SPOT的高分辨率全色波段代換變換后的明度成分，將代換后的三個波段再做HLS到RGB的反變換，生成新的彩色合成圖大大提高了空間分辨率。綜合題（第

32、五章內(nèi)容）簡述可見光、熱紅外、微波遙感的成像機(jī)理。答：可從以下四個方面進(jìn)行說明：波長范圍、工作類型、適宜應(yīng)用的時間、成像方式（1）可見光遙感成像機(jī)理如下：可見光遙感的探測波段在0.38 - 0.76之間，一般采用主動遙感方式，光源為太陽，地物反射可見光，傳感器的收集器接受地物反射的可見光，由探測器將可見光信號轉(zhuǎn)換為化學(xué)能或者電能，再由處理器對信號進(jìn)行各種處理以獲取數(shù)據(jù)，通過輸出器輸出為需要的格式。成像方式常見有推掃式的和掃描式的。在白天日照條件好時的成像效果好。（2）熱紅外遙感成像機(jī)理如下：熱紅外遙感的探測波段在0.761000之間，其基本成像原理和可見光遙感成像機(jī)理大致相同，只是熱紅外遙感時

33、地物即可反射能量（主要在近中紅外波段），又可自身發(fā)射熱輻射能量，尤其是遠(yuǎn)紅外波段主要透射地物自身輻射能量，適于夜間成像。（3）微波遙感成像機(jī)理如下：微波遙感的探測波段在1mm10cm之間，有主動遙感和被動遙感兩種方式，成像儀由發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、轉(zhuǎn)換開關(guān)和天線等構(gòu)成，發(fā)射機(jī)產(chǎn)生脈沖信號，由轉(zhuǎn)換開關(guān)控制，經(jīng)天線向觀測區(qū)域發(fā)射脈沖信號，地物則反射脈沖信號，也有轉(zhuǎn)換開關(guān)控制進(jìn)入接收機(jī)，接收的信號在顯示器上顯示或者記錄在磁帶上。由于微波穿透能力很強(qiáng)，可以全天候進(jìn)行觀測。常見的微波遙感成像方式有合成孔徑雷達(dá)（SAR）和真實(shí)孔徑雷達(dá)（RAR)。第五章遙感圖像解譯（Imagery Interpretation）

34、概念是從遙感圖像上獲取目標(biāo)地物信息的過程。 遙感圖像解譯分類，分為兩種：（1）目視解譯：又稱目視判讀，或目視判譯，它指專業(yè)人員通過直接觀察或借助輔助判讀儀器在遙感圖像上獲取特定目標(biāo)地物信息的過程。（2）遙感圖像計(jì)算機(jī)解譯：又稱遙感圖像理解（Remote Sensing Imagery Understanding），它以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為支撐環(huán)境，利用模式識別技術(shù)與人工智能技術(shù)相結(jié)合，根據(jù)遙感圖像中目標(biāo)地物的各種影像特征（顏色、形狀、紋理與空間位置），結(jié)合專家知識庫中目標(biāo)地物的解譯經(jīng)驗(yàn)和成像規(guī)律等知識進(jìn)行分析和推理，實(shí)現(xiàn)對遙感圖像的理解，完成對遙感圖像的解譯。 目標(biāo)地物特征2. 目標(biāo)地物特征： 色：目

35、標(biāo)地物的顏色、色調(diào)、陰影。形：形狀、大小、圖形、紋理（局部地域范圍內(nèi)的圖形結(jié)構(gòu)）位：目標(biāo)地物分布的空間位置與相關(guān)布局。3目標(biāo)地物的識別特征：色調(diào)：視覺可識別的灰度（亮度）差異。顏色（色彩）：地物表面顏色，各種顏色在可見光波段。形狀：地物頂部（或投影）的幾何形態(tài)，如水系形態(tài)。大?。耗繕?biāo)地物投影面積的相互比較。陰影：光束被地物遮擋而產(chǎn)生的地物影子?？梢孕纬梢曈X上的立體感。紋理：局部地域的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。空間位置：地物分布的位置地點(diǎn)。圖型：地物有規(guī)律的排列而成的圖形結(jié)構(gòu)。相關(guān)布局：不同地物空間分布的內(nèi)在聯(lián)系。遙感圖像的認(rèn)知過程（1）自下向上過程 圖像信息獲取 特征提取 識別證據(jù)選?。?） 自上而下過程 特

36、征匹配 提出假設(shè) 圖像辨識波長（微米）波段波段序號地面分辨率（米）1、2、3號星4、5號星1、2、3號星4、5號星0.50.60.60.70.70.80.81.1綠色 紅色近紅外近紅外456712347979797982828282 遙感掃描影像特征與解譯方法(1) 遙感掃描影像特征目前經(jīng)常使用的遙感掃描影像都是衛(wèi)星遙感影像，如 MSS、TM和SPOT遙感圖像，這些影像具有以下特征：宏觀綜合概括性強(qiáng)、信息量豐富、便于動態(tài)觀測。1）宏觀綜合概括性強(qiáng)：1景TM影像，其覆蓋范圍為34225 km2。在影像中，大中地貌類型、山脈走向，水系類型，植被分布和大地構(gòu)造均能清晰地表現(xiàn)出來。由于受遙感器瞬間視場

37、角的限制，地面景物經(jīng)過了自然的綜合概括，目標(biāo)地物僅保留了宏觀特征，地物的表面細(xì)節(jié)和細(xì)微結(jié)構(gòu)隱含在像元之中。例如，MSS遙感影像提供的地面信息，可以反映出水系的宏觀特征，但河流細(xì)節(jié)特征不明顯?？臻g分辨率高，可以提高景物細(xì)節(jié)的表現(xiàn)力，但也干擾了地表宏觀特征的表現(xiàn)。2）信息量豐富：遙感掃描影像采用多波段記錄地表各種地物的電磁波信息，MSS圖像具有4個波段，TM圖像具有7或8個波段，SPOT圖像具有5個波段，每個波段都提供了豐富的信息。例如，一景 SPOT圖像上全色波段具有 6 000 *6 000個像元，每個像元對于地面100m2的范圍，信息量巨大。3）動態(tài)觀測：地球資源衛(wèi)星與飛機(jī)不同，一旦發(fā)射進(jìn)入

38、太空，就一刻不停地圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)，以一定周期重復(fù)掃描地球表面，并向地面接收站及時發(fā)送最新獲取的掃描影像。利用其遙感影像，可以對同地區(qū)感興趣的目標(biāo)地物進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，了解它們的變化。例如，利用TM圖像監(jiān)測郊區(qū)土地利用的變化，可了解城市化發(fā)展對郊區(qū)農(nóng)用土地資源的影響。（2） 主要解譯方法 判讀原則： 遙感掃描影像的判讀，要遵循“先圖外、后圖內(nèi)，先整體、后局部，勤對比，多分析”的原則。 “先圖外、后圖內(nèi)”是指遙感掃描影像判讀時，首先要了解影像圖框外提供的各種信息，即：圖像覆蓋的區(qū)域及其所處的地理位置；影像比例尺；影像重疊符號；影像注記；影像灰階。了解圖外相關(guān)信息后，再對影像進(jìn)行判讀。 判讀時遵循“先整體

39、，后局部”的原則，作整體的觀察，了解各種地理環(huán)境要素在空間上的聯(lián)系，綜合分析目標(biāo)地物與周圍環(huán)境的關(guān)系。 鑒于多光譜掃描影像可以同時獲取多個波段的掃描圖像，因此，必須遵循“勤對比，多分析”判讀原則，在判讀過程中進(jìn)行多波段、多時相、不同地物的對比分析。 遙感掃描影像解譯標(biāo)志在許多方面與航空攝影像片類似，不重復(fù)介紹。由于衛(wèi)星遙感影像一般比航空攝影像片比例尺要小，色調(diào)和顏色在遙感影像中具有主要作用，因此掃描影像解譯，要重視色調(diào)和顏色解譯標(biāo)志的運(yùn)用。在運(yùn)用色調(diào)和顏色解譯標(biāo)志對遙感影像解譯過程中，應(yīng)該注意一些影像解譯標(biāo)志往往帶有區(qū)域性和條件性。影像色調(diào)、顏色、陰影、圖型、紋理等解譯標(biāo)志也會因影像所在的區(qū)域、成像季節(jié)和環(huán)境條件的改變而變化，因此要根據(jù)具體情況，結(jié)合其他解譯標(biāo)志，如空間位置、形狀等進(jìn)行綜合分析，可以借鑒前人的解譯標(biāo)志和解譯經(jīng)驗(yàn)，但不能生搬硬套，以免造成判讀的錯誤。 根據(jù)目視判讀實(shí)踐，一般認(rèn)為衛(wèi)星影像解譯比航空像片解譯難度更大，因此，熟悉地物在不同波段的光譜特性，了解