遙感概論復(fù)習資料

1、第1章 遙感概述1、遙感：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，進行處理、分析與應(yīng)用的一門科學和技術(shù)。2、光譜特性：一切物體，由于其種類和環(huán)境條件不同，因而具有反射或輻射不同波長的電磁波的特性，這種特性叫做光譜特性。3、傳感器：接收從目標中反射或輻射來的電磁波的裝置叫做傳感器。4、遙感平臺：搭載傳感器的載體成為遙感平臺。5、遙感探測的特點：Ø 宏觀觀測，大范圍獲取數(shù)據(jù)資料Ø 動態(tài)監(jiān)測，快速更新監(jiān)控范圍數(shù)據(jù)Ø 技術(shù)手段多樣，可獲取海量信息Ø 應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，經(jīng)濟效益高或者Ø

2、; 大范圍監(jiān)測Ø 動態(tài)監(jiān)測Ø 技術(shù)多種多樣，可獲取海量信息Ø 廣泛應(yīng)用，經(jīng)濟效益高6、 遙感的分類（1）根據(jù)工作平臺的不同，分為地面遙感、航空遙感和航天遙感（2）根據(jù)電磁波的工作波段不同，可分為紫外遙感，探測波段在0.050.38m之間；可見光遙感，探測波段在0.380.76m之間；紅外遙感，探測波段在0.761000m之間和微波遙感，探測波段在1mm10m之間。（3）根據(jù)傳感器工作原理，可分為主動式遙感和被動式遙感；主動遙感：傳感器主動發(fā)射一定電磁波能量并接收目標的后向散射信號。被動遙感：傳感器不向目標發(fā)射電磁波，僅被動地接收目標物的自身發(fā)射和對自然輻射的反射能

3、量。推薦精選（4）根據(jù)遙感資料的獲取方式，可分為成像遙感和非成像遙感；成像傳感器：攝影傳感器、掃描成像傳感器、雷達成像傳感器；非成像傳感器：高度輻射計。（5）根據(jù)波段寬度及波普的連續(xù)性，可分為高光譜遙感和常規(guī)遙感。（6） 根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域不同，可分為環(huán)境遙感、城市遙感、農(nóng)業(yè)遙感、林業(yè)遙感、海洋遙感、地質(zhì)遙感、氣象遙感、軍事遙感等，還可以把它們劃分為更細的專題領(lǐng)域進行研究。 7、現(xiàn)代遙感技術(shù)發(fā)展的趨勢和展望Ø 多分辨率多遙感平臺并存，空間分辨率、時間分辨率、及光譜分辨率普遍提高；Ø 新型傳感器不斷涌現(xiàn)，微波遙感、高光譜遙感迅速發(fā)展；Ø 遙感的綜合應(yīng)用不斷深化Ø

4、 商業(yè)遙感時代的到來8、RS可以獲得源源不斷的對地觀測數(shù)據(jù)，而GIS的空間數(shù)據(jù)庫則通過信息高速公路實現(xiàn)全國乃至全球的數(shù)據(jù)交換與共享、分析、成圖，GPS依靠遠程通訊而實現(xiàn)高精度的定位和導(dǎo)航。第2章 遙感電磁輻射基礎(chǔ)1、遙感技術(shù)中較多使用可見光、紅外和微波波普區(qū)間。太陽光是地球的光源，可見光部分可以被人眼觀察到，所以在遙感探測中使用非常廣泛。紅外區(qū)間探測不可見的輻射信息，遠紅外區(qū)間可以探測熱輻射，擴大了遙感的應(yīng)用。而微波輻射的探測更可以成為全天候探測，不受白天黑夜和天氣狀況的影響，在遙感研究中應(yīng)用前景廣泛。2、太陽常數(shù)=在距離太陽一個天文單位的區(qū)域內(nèi)垂直于太陽輻射方向上的單位面積和單位時間內(nèi)的黑體

5、說接受到的太陽輻射能量 I=1.36X103 W/m23、 地球自身發(fā)射的輻射主要集中在波長較長的6微米以上的熱紅外區(qū)段。地球自身的輻射接近于300k黑體輻射。4、 大氣窗口：由于大氣層的反射、散射和吸收作用，使得太陽輻射的各波段受到衰減的作用輕重不同，因而各波段的透射率也各不相同。我們就把受到大氣衰減作用較輕、透射率較高的波段叫大氣窗口。推薦精選5、 大氣的散射是太陽輻射衰減的主要原因之一。對遙感圖像來說，降低了傳感器接收數(shù)據(jù)的質(zhì)量，造成圖像模糊不清。6、 大氣發(fā)生的散射主要有三種：1 瑞利散射：d << 瑞利散射可以解釋晴朗的天空為什么是藍色的。因為無云的晴空由于波段較短的藍光

6、向四面八方散射，整個天空看起來呈蔚藍色。2 米氏散射：d 3 非選擇性散射：d >>7、 霧霾天氣大氣的顏色怎樣？是什么原因引起的？霧霾天氣大氣呈白色，這是由于霧中水滴粒子直徑比可見光波長大得多，因而對可見光中各個波長的光呈無選擇散射，散射強度相同，所以云霧無論從上到下看都呈白色。霧霾天氣的形成是主要是人為的環(huán)境污染，再加上氣溫低、風小等自然條件導(dǎo)致污染物不易擴散。8、 反射波普：地物的反射波普是研究地面物體反射率隨波長的變化規(guī)律。（具體見課本49頁圖2.23及相關(guān)文字）9、 異物同譜（曲線交叉點），須另外綜合應(yīng)用多種判讀標志10、 同物異譜：同種物體在不同狀態(tài)下的曲線有所區(qū)別，利

7、用這種特點區(qū)分地物不同的狀態(tài)11、 見49頁地物反射波普曲線中的植被（重點！）和巖石、土壤、水體部分。推薦精選第三章 遙感光學基礎(chǔ)色光的三顏色：紅綠藍第四章 傳感器1、傳感器的類型1) 按數(shù)據(jù)記錄方式可分為：成像傳感器和非成像傳感器2) 根據(jù)工作波段可分為: 可見光遙感、紅外遙感和微波遙感3) 根據(jù)工作方式分: 主動傳感器和被動傳感器ü 主動傳感器：側(cè)視雷達、激光雷達、微波輻射計。ü 被動傳感器：航空攝影機、多光譜掃描儀（MSS）、TM、ETM(1,2)、HRV、紅外掃描儀等推薦精選ü 最常見的傳感器： 成像被動式傳感器2、傳感器性能指標包括有：空間分辨率、時間分

8、辨率、光譜分辨率和溫度分辨率1) 空間分辨率是指遙感圖像上能夠詳細區(qū)分的最小單元的尺寸或者大小,是用來表征影像分辨地面目標細節(jié)能力的指標。通常用像元大小、像解率或視場角來表示。2) 光譜分辨率指的是傳感器所能記錄電磁波波段的波長范圍值。波長范圍越窄,光譜分辨率越高。3) 時間分辨率是指對同一目標能重復(fù)探測時，相鄰兩次探測時間的時間間隔。4) 溫度分辨率是指熱紅外傳感器分辨地表熱輻射（溫度）最小差異的能力。3、光電類型的傳感器與前面所講的光學攝影類型的傳感器的差別很大。1) 光學攝影類型的傳感器是將收集到的地物反射光在感光膠片上直接曝光成像；2) 光電成像類型的傳感器是將傳感器收集到電磁波能量，

9、通過儀器內(nèi)光敏或熱敏元件轉(zhuǎn)化為電能記錄下來。l 光電成像類型的傳感器比光學攝影類型的傳感器更加實用，其優(yōu)點為： 1) 探測的波段范圍擴大2) 便于數(shù)據(jù)的存儲和輸出l 光電成像類型的傳感器廣泛使用于衛(wèi)星遙感領(lǐng)域, 多為多光譜掃描儀。4、光電成像的傳感器按照掃描運動方式的不同可分主要有2種：光學機械型和推帚型。光學機械型多用于Landsat衛(wèi)星；推帚型多用于SPOT衛(wèi)星。第五章 航空遙感1、垂直航空攝影是指航攝傾角<=30的航空攝影，這種攝影得到的是近似水平的航空影片。垂直攝影得到的航空影片是編制及制作地形圖、地質(zhì)圖和其他專題圖的主要資料。對于地面平坦的垂直攝影的影像，與地物頂部形狀基本相似

10、。2、為什么要航向重疊？答：相鄰兩像片之間有一部分相互重疊，這重疊的部分叫航向重疊。它一方面可以使相鄰兩像片之間沒有航攝漏洞，保持像片的完整性；另一方面為了可以做立體觀察。推薦精選航向重疊與旁向重疊3、航空相片屬于中心投影。（航空像片是地面的中心投影）4、航空像片上某一線段長度和地面相應(yīng)線段長度之比，稱為像片比例尺。用1/M表示。H其中f為物鏡焦距，H為飛行器的相對航高。當焦距固定，H越高，比例尺就越小。l 影響比例尺變化的因素：1）相片傾斜2）地形起伏l 只有位于同一水平面上的線段在像片上才具有相同的比例尺。5、像點位移：比較地物在航空相片上與其在平面圖上位置，像點位置產(chǎn)生的移動就叫做像點位

11、移。l 產(chǎn)生的原因： 相片傾斜，地面點相對于基準面的高差和其他物理因素（材料變形，壓平誤差，物鏡畸變等）6、人造立體視覺必須符合自然界立體觀察的四個條件：1) 兩張像片必須是在兩個不同位置對同一景物攝影的立體像對；2) 兩只眼睛必須只能分別觀察像對的一張像對3) 兩像片上相同景物（同名像點）的連線與眼基線應(yīng)大致平行；4) 兩像片的比例尺相近（差別<=15%）第六章 航天遙感1、航天遙感和航空遙感的比較：1) 航天遙感視野開闊，觀察地面范圍大，可以發(fā)現(xiàn)地表大面積宏觀特征。2) 航天遙感的測量時間短，推薦精選3) 航天遙感價格較低，耗費少。4) 航天遙感可以對地球進行周期性的，重復(fù)觀察，利于

12、動態(tài)監(jiān)測。5) 航天遙感的分辨率不如航空遙感。2、 遙感衛(wèi)星的姿態(tài)變化可以從三軸傾斜和振動兩個方面。3、 遙感衛(wèi)星的軌道參數(shù)：開普勒六參數(shù)包括軌道長半軸a、軌道偏心率e、軌道傾角i、升交點赤經(jīng)、近地點焦距和過近地點的時刻。1) 軌道長半軸：衛(wèi)星軌道遠地點到橢圓軌道中心的距離。2) 軌道偏心率：橢圓軌道焦距與長半軸之比，又稱為扁率3) 軌道傾角：軌道面與赤道面的交角，即從升交點一側(cè)的軌道量至赤道面4) 升交點赤經(jīng)：軌道上由南向北自春分點到升交點的弧長4、 其他一些常用遙感衛(wèi)星參數(shù)：衛(wèi)星高度、運行周期、重復(fù)周期、降交點時刻和掃描帶的寬度。5、 遙感衛(wèi)星軌道的類型：地球同步軌道（靜止衛(wèi)星）和太陽同步

13、軌道。6、 地球同步軌道（靜止衛(wèi)星）1) 地球同步軌道其運行周期等于地球自轉(zhuǎn)周期（86164.1sec）2) 從地球地面各地方看過去，衛(wèi)星在赤道的一點是靜止不動的，所以又稱為靜止軌道衛(wèi)星。3) 靜止軌道衛(wèi)星能夠長期觀察特定的地區(qū)，衛(wèi)星高度高，能將大范圍區(qū)域同時收入視野，因此廣泛適用于氣象衛(wèi)星，通信衛(wèi)星。如：日本GMS氣象衛(wèi)星。7、 太陽同步軌道是指衛(wèi)星的軌道面以與地球的公轉(zhuǎn)軌道方向相同方向而同時旋轉(zhuǎn)的近圓形軌道。衛(wèi)星軌道面永遠與當時的地心日心連線保持恒定角度。因此，太陽的入射角幾乎是固定的。這對于利用太陽反射光的被動式傳感器來說，具有很大的優(yōu)點，使得衛(wèi)星在不同時相對同一地區(qū)遙感時，太陽高度角大

14、致相等。8、 陸地衛(wèi)星的軌道特征是：1) 中等高度。若飛行太低，衛(wèi)星受稠密大氣摩擦，損耗增大，降低衛(wèi)星工作壽命，且運行周期延長；若飛行過高，分辨率又難以達到要求。所以中等高度是最適宜的。2) 近圓形。陸地衛(wèi)星運行軌道偏心率不大，接近于圓形，軌道趨于圓形的主要目的是使在不同地區(qū)獲取的圖像比例尺基本一致。此外，近圓形軌道使得衛(wèi)星的運行速度近于勻速，便于掃描儀用固定掃描頻率對地面掃描成像，避免造成掃描行之間不銜接現(xiàn)象。3) 近極地。衛(wèi)星軌道距兩極上空較近，使得衛(wèi)星軌道與赤道軌道基本垂直，保證盡可能覆蓋整個地球表面，視野廣闊。4) 太陽同步。當陸地衛(wèi)星先后穿過同一緯度、不同經(jīng)度的若干個地面點上空時，各

15、個地面點的地方時大致相同。推薦精選5) 可重復(fù)軌道。陸地衛(wèi)星軌道時可重復(fù)軌道。第七章 微波遙感1、微波遙感探測波段：1mm1m。2、與可見光和紅外波段相比，微波具有如下優(yōu)點：1) 微波具有穿透云霧，冰雹，灰塵的能力，不容易受到大氣散射影響，特別適合探測熱帶地區(qū)，極地地區(qū)。2) 微波可以全天候工作，主要為主動探測。3) 微波對地表面的穿透能力強（地表，森林，雪，冰）4) 微波還具有對某些地物具有特殊的波譜特征5) 精確探測的能力對海洋，氣象探測有特殊意義l 土壤濕度越大，微波的穿透性越大。3、 微波傳感器的類型：成像傳感器和非成像傳感器。1) 成像傳感器包括微波散射計（主動）和雷達高度計（主動）

16、2) 非成像傳感器微波輻射計（被動）、側(cè)視雷達（主動）和合成孔徑雷達（主動）4、側(cè)視雷達的工作原理：雷達通過天線在短時間內(nèi)發(fā)射一束能量很強的脈沖波，當遇到地面物體時，被反射回來的信號（簡稱回波）被接收器接受。ü 由于系統(tǒng)與地物距離不同，同時發(fā)出的脈沖，接收的時間不同。ü 地物的距離差異和反射輻射強弱差異被記錄下來，產(chǎn)生了雷達圖像.側(cè)視雷達是在飛機或衛(wèi)星平臺上傳感器向與飛行方向垂直的側(cè)面，發(fā)射一個窄的波束，覆蓋地面上這一側(cè)面的一個條帶，然后接收在這一條帶上的地物的反射波，從而形成一個圖像帶。隨著飛行器前進，不斷地發(fā)射這種脈沖波束，又不斷地接受回波，從而形成一幅一幅的雷達影像。

17、5、側(cè)視雷達圖像的幾何特征（具體見書本167-170頁）1) 透視收縮：原來的山坡坡長為L，在圖像上則顯示為R，由于存在視角，則R<L，這種現(xiàn)象叫做透視收縮。透視收縮是指山上面向雷達的一面在圖像上被壓縮，這一部分往往表現(xiàn)為較高的亮度。2) 疊掩：當面向雷達時，出現(xiàn)山頂比山底更接近雷達的情況，因此在圖像的距離方向，山頂與山底的相對位置出現(xiàn)顛倒。這種現(xiàn)象叫做雷達疊掩。此時坡底的收縮度變小，坡頂?shù)氖湛s度變大。3) 雷達陰影：當后坡坡度角較大時，雷達波速不能到達后坡坡面上，這時沒有回波信號，在圖像上這一位置出現(xiàn)暗區(qū)，稱為雷達陰影。（一般來說，當山坡后坡的坡度與視角之和大于90度時產(chǎn)生陰影）6、角反射：入射波速沒有從地物表面發(fā)生后向散射，但由于建筑物或高出地面的某些物體接受反射信號后的二次反射使接收天線接收到回波，這種反射叫角反射。推薦精選第八章 圖像校正與增強1、數(shù)字圖像：能在計算機里存儲、運算、顯示和輸出的圖像，稱為數(shù)字圖像。2、灰度直方圖：用平面直角坐標系表示一幅灰度范圍為0-n地數(shù)字圖像像元灰度分布狀況，橫軸表示灰度級，縱軸表示灰度級為gi像元個數(shù)mi占像元總數(shù)M的百分比。第九章 目視判讀原理（書本221頁）1、 目視判讀