《遙感原理與應用》期末復習重點

1、遙感原理與應用期末復習重點1 / 12遙感重點章節(jié)1.3.5.8緒論1.1 遙感的概念士 狹義的遙感：應用探測儀器，不與探測目相接觸，從遠處把目標的電磁波特性紀錄下來，通過分析，揭示出物 體的特征性質及其變化的綜合性探測技術。機械波（聲波、地震波）、重力場、地磁場等的1.2遙感發(fā)展簡史無記錄的地面遙感階段（1608-1838年）4-有記錄的地面遙感階段（1839-1857年）4-空中攝影遙感階段（1858-1956年）* 航天遙感階段（1957-）工廣義的遙感：泛指一切無接觸的遠距離探測，包括對電磁波、 探測。遙感探測的基本過程輻射源：目標的電磁輻射能量（自身發(fā)射，散射、反射）4記錄設備（傳感

2、器，或有效載荷）：掃描儀（多光譜掃描儀），相機（CCD相機、全景相機、高分辨率相機等） 雷達、輻射計、散射計等。Q存儲設備：膠片、磁帶、磁盤，一 傳送系統：人造衛(wèi)星的信號是地面發(fā)送到衛(wèi)星的，在衛(wèi)星中經過放大、變頻轉發(fā)到地面，由地面接收站接收。分析解譯（人工解譯、計算機解譯）1）國外航天遙感的發(fā)展第一代1G1957年10月4日，蘇聯第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功1960年4月1日，美國發(fā)射第一顆氣象衛(wèi)星Tiros 1 ,為真正航天器對地球觀測開始。1960年Evelyn L. Pruitt提出 遙感”一詞。1962年在美國密歇根大學召開的第一次環(huán)境遙感國際討論會上，美國海軍研究 局的Eretyn P

3、ruitt （伊 普魯伊特）首次提出Remote Sensing ”一詞，會后被普遍采用至今。1972年7月 23日第一顆陸地衛(wèi)星 ERTS-1 （Earth Resources Technology Satellite 1 ）發(fā)射（后改名為 Landsat-1）,裝有 MSS 傳感器，分辨率為 79米。1975年1月22日，Landsat-2發(fā)射，1978年3月5日，Landsat-3發(fā)射。1978年6月，美國發(fā)射了第一顆載有SAR （Synthetic Aperture Radar ,合成孔徑雷達）衛(wèi)星的 Seasat以后不同國家陸續(xù)發(fā)射載有SAR的衛(wèi)星。1982年7月16日，Landsa

4、t-4反射，裝載 MSS, TM傳感器，分辨率提高到 30米。1985年3月1日，Landsat-5發(fā)射，1993年 10月，Landsat-6發(fā)射失敗，1999年4月15日，Landsat-7發(fā)射，裝載ETM+ ,分辨率提高到15米。1986年2月，法國發(fā)射SPOT-1,裝有PAN和XS遙感器，分辨率提高到10米多光譜波段，SPOT-5全色波段分辨率達到5m, 2.5m。2000年初美國發(fā)射MODIS是Terra （ EOS-AM1 ）衛(wèi)星的主要探測儀器，地面分辨率較低 （星下點離間分辨率為 250米,500米,1000米等）。2000年7月15日，第一顆重力衛(wèi)星CHAMP發(fā)射成功，它是由德

5、國 GFZ獨自研制的，也是世界上首先采用SST技術的衛(wèi)星。2002年，重力衛(wèi)星GRACE發(fā)射，它是美國（NASA）和德國（GFZ）共同開發(fā)研制的。2）中國航天遙感的發(fā)展1970年4月24日發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星東方紅1號”一-通信衛(wèi)星。1988年9月7日中國發(fā)射第一顆氣象衛(wèi)星風云1號”。1999年10月14日發(fā)射第一顆地球資源衛(wèi)星中國-巴西地球資源遙感衛(wèi)星 "（CBERS-1） （China Brazil Earth ResourcesSatellite）,最高空間分辨率：19.5米。3）小衛(wèi)星重量在1000公斤以下的衛(wèi)星稱為小衛(wèi)星。小衛(wèi)星質量小于500kg ,占衛(wèi)星總量的 70%。1.

6、3遙感的類型1）按遙感平臺據地面的高低劃分工地面遙感：100m以下平臺與地面接觸，平臺有：汽車、船艦、三角架、塔等。為航空和航天遙感作校準和輔 助工作。遙感原理與應用期末復習重點4航空遙感：100m-100km以下的平臺，平臺有：飛機和氣球?？梢赃M行各種遙感實驗和校正工作。特點：靈活 大、圖像清晰、分辨率高。4 航天遙感：100km以上的平臺，平臺有：火箭、衛(wèi)星、航天飛機。特點：周期性、不受國界、地理條件的影 響。2）按探測波段劃分紫外遙感：波段在 0.050.38m之間?？梢姽膺b感：波段在 0.380.76 m之間。工紅外遙感：波段在 0.761000m之間。微波遙感：波段在 1m m 1

7、m之間。3）按工作方式劃分-4-被動遙感：直接接收與記錄目標物反射的太陽輻射或者目標物本身發(fā)射的熱輻射和微波的遙感。（輻射計）工主動遙感：使用人工輻射源從平臺上先向目標發(fā)射電磁輻射，然后接收和記錄目標物反射或散射回來的電磁 波的遙感。（雷達）4）按用途劃分軍事遙感：低高度、短壽命衛(wèi)星： 150350 km。地球資源遙感：中高度、長壽命衛(wèi)星：3501800 km。包括：海洋遙感、地質遙感、農業(yè)遙感、林業(yè)遙感、水利遙感、環(huán)境遙感等。工通信和氣象衛(wèi)星：高高度、長壽命衛(wèi)星：約 36000 km。5）按重量劃分巨型衛(wèi)星：3.5噸。大型衛(wèi)星：2-3.5噸。中型衛(wèi)星：1-2噸。小型衛(wèi)星：1噸。小型衛(wèi)星又可細

8、分為小衛(wèi)星（ 0.51 噸）、超小衛(wèi)星（0.10.5噸）、微型衛(wèi)星（10100公斤）、納型衛(wèi)星（小于 10公斤）、皮型衛(wèi)星（小于 1公斤）和飛 型衛(wèi)星（小于100克）。6）按顯示形式劃分圖像遙感。非圖像遙感。1.5遙感圖像處理軟件美國：ERDAS、ENVI、IDRISI （Taiga）;力口拿大：PCI;澳大利亞：ER-Mapper;中國：TITAN Image。第一章電磁波及電磁波譜1）電磁波：交互變化的電場和磁場在空間的傳播。2）電磁波的特性：（1）波動性：是橫波，具有波長、頻率（周期）、振幅、相位、角頻率等參數。電磁波的波動性形成光的干涉、衍射、偏振等現象。（2）粒子性：光電效應：光子作

9、為一種基本粒子，具有能量和動量。電磁波譜序列：按波長遞增的序列依次為：丫射線一X射線一紫外線一可見光一紅外線一微波一無線電波。近紅外：0.76-3科m,中紅外：3-6 m,遠紅外：6-15 m,超遠紅外：15-1000 m。任何溫度高于絕對零度（即-273.15C）的物體都能產生紅外輻射，例如太陽、大地、云霧、冰塊、建筑物、車輛等，由于其內部分子熱運動的結果，都會產生紅外輻射。人眼卻無能感知紅外輻射。微波：波長在1mm-1m的波段范圍內。該范圍內可再分為：毫米波、厘米波、分米波。用特定的字母表示，如Ka,K, Ku, X, C, S, L, Po電磁波傳播的基本性質：1）疊加2）干涉3）衍射4

10、）極化（偏振）定義：橫波在垂直于波的傳播方向上，電場強度振動矢量偏于某些方向的現象。在微波技術中稱為“極化”。極化波（偏振波）：電磁波在空間傳播時，若電場矢量的方向保持固定或按一定規(guī)律旋轉，這種電磁波便叫極化波。極化方向：極化電磁波的電場方向；極化面：極化方向與傳播方向所構成的平面。平面極化（也稱線極化）：電磁波的極化方向保持在固定的方向上的極化。水平極化和垂直極化都是平面極化的特例。看麻篌眸縫* 1138可見比口 .瑞 足7611口11X. 0.43o.47firn紅 外 M.町工年i).763.(hiin*LSI】砸寬利中虹卦J611nl舞 0.5一O.Sbm浜a外* 036"看

11、紅”00400用皿m* 次塞米址1 10mm紇(1,630.7如m1lOcm1 恥mImW理與應用期末復習重點平面極化方式分為：（1）垂直（V）極化：極化面與地面垂直的極 化。（2）水平（H）極化：極化面與地面平行的極化。極化的組合類型：HH極化：發(fā)射波為水平極化，接收回波為水平 極化；VV極化：發(fā)射波為垂直極化，接收回波為垂直極化。正交 極化：VH極化：發(fā)射波為垂直極化，接收回波為水平極化。HV極化：發(fā)射波為水平極化，接收回波為垂直極化。5）多普勒效應電磁輻射因輻射源或觀察者相對于傳播介質的運動，而使觀察者接收到的頻率發(fā)生變化的現象，稱為多普勒效應。物體的發(fā)射輻射1）絕對黑體（簡稱黑體）：對

12、于任何波長的電磁輻射都全部吸收的物體。2）黑體輻射定律：普朗克定律、斯忒藩-玻爾茲曼定律、維恩位移定律Pla"山ww即爺了匕W（入）一分譜輻射通量密度，單位W/ （cm2平m）;入一波長，單位是科m； h普朗克常數 （6.6256 X10-34J s）; c光速（3X 1010cm/s）； k玻耳茲曼常數 （1.38X 10-23J/K）; T絕對溫度（絕對溫度=攝氏溫度普朗克定律：在給定溫度、單位時間、面積、波長范圍內黑體的輻射通量密度為：+273.15）,單位是 Ko（1）斯忒藩-玻爾茲曼定律與曲線下的面積成正比的總輻射通量密度W是隨溫度T的增加而迅速增加?？傒椛渫棵芏萕可在從

13、零到無窮大的 波長范圍內。5. 4普朗克公式積分，可得到從1cm2面積的黑體輻射到半球空間里的總輻射通量密度的表達式為：W一T4T415c2h3b為斯忒藩一一玻耳茲曼常數5.6697X 10-12 w/cm2K4, T為絕對黑體的絕對溫度（K）。l5c（2）維恩位移定律分譜輻射能量密度的峰值波長隨溫度的增加向短波方向移動。普朗克公式微分，并求極值。r （ jl A/ l廣由-品 乜7 = 2897.8D 不 /C4,96511遙感輻射源：輻射源：凡是能夠產生電磁輻射的物體。分為兩大類：人工輻射源（主動遙感）和天然輻射源（被動遙感）。天然輻射源：太陽和地球。太陽輻射的特點：（1）太陽光譜是連續(xù)的

14、。（2）輻射特性與黑體基本一致。（3）主要能量集中在 0.2-3 pm紫外到中紅外波段區(qū)間。（4）遙感最常用白波段為：0.32-1.15可見光、紅外波段等穩(wěn)定輻射，占太陽對地面輻射總通量密度的85%以上。（5）海平面處的太陽輻射照度分布曲線與大氣層外的曲線有很大不同，這主要是地球大氣層對太陽輻射的吸收和散射造成的。3大氣對太陽輻射的吸收、散射及反作用在紫外、紅外與微波區(qū)，電磁波衰減的主要原因是大氣吸收，造成遙感影像暗淡主要成分：水、臭氧、二氧化碳、氧氣大氣對紫外線有很強的吸收作用，遙感中很少用紫外波段。水蒸氣：對電磁輻射的吸收最顯著。主要吸收峰為1.38 川1.87 川2.76.315 叱1

15、mm間的超遠紅外區(qū)，以及微波中 0.164 cm和1.348 cm處。臭氧：主要吸收帶 <0.3m、在9.6（im、4.75科m和14科m處有弱吸收。二氧化碳：主要吸收峰為 2.7科m、4.3 m、10.0科m、14.4科m,以及全在紅外區(qū)。3 / 12遙感原理與應用期末復習重點氧氣：在 <0.2 m、0.69 m、0.76 m、0.253 cm 和 0.5 cm 處吸收都很弱。散射的方式：主要有米氏（Mie）散射、均勻散射、瑞利（Rayleigh）散射等。散射類型：介質中不均勻顆粒的直徑a與入射波長入同數量級時，發(fā)生米氏散射。介質中不均勻顆粒的直徑a>>入射波長入時，

16、發(fā)生均勻散射。介質中不均勻顆粒的直徑a小于入射波長入的十分之一時，發(fā)生瑞利散射。（3）大氣窗口：大氣屏障”：在大氣中電磁波透過率很小，甚至完全無法透過電磁波。大氣窗口”：電磁輻射通過大氣后衰減較小，透過率較高的電磁波段?？梢杂米鬟b感的大氣窗口：0.32 - 1.15 pm大氣窗口：這個窗口包括全部可見光波段、部分紫外波段和部分近紅外波段，是遙感技術應用最主 要的窗口之一。1.3-2.5 m大氣窗口：屬于近紅外波段，主要應用于地質遙感。3.5-5.0 m大氣窗口：屬于中紅外波段，火災、火山、核爆炸探測。8-14 m大氣窗口：熱紅外窗口，透射率為80%左右，屬于地物的發(fā)射波譜。1.0 mm-1 m

17、 微波窗口。反射波譜：反射波譜：某物體的反射率（或反射輻射能）隨波長變化的規(guī)律。反射波譜特性曲線：以波長為橫坐標，反射率為縱坐標所得的曲線。物體的反射波譜限于紫外、可見光和近紅外，尤其是后兩個波段。地物的反射輻射典型地物的反射波譜特性曲線 （如何出題?1 .城市道路、建筑物的反射波譜特性曲線 城市道路、建筑物的光譜反射特性 紅外波段較可見光波段反射強 石棉瓦、水泥面較其他材料反射強 瀝青較其他材料反射弱2 .水體的反射波譜特性曲線 水體的光譜反射特性 藍、綠波段為反射帶 近、中紅外波段為完全吸收帶 水中含泥沙時，可見光波段反射率會增加40-vegeratron-十幾個納米。4 / 12具有不問

18、此等宗帙度的海水的拉睛的灶生量h3 .植被的反射波譜特性曲線植被的光譜反射特性藍、紅波段為吸收帶（葉綠素吸收）綠波段為弱反射帶近紅外波段有強反射帶，但含水量造成反射吸收（細胞散 射）葉綠素：引起 0.452、0.67為吸收帶，0.552反射峰。植物含水量：引起 1.451.95 2 2.7吸收帶。4 .植被的反射波譜特性曲線roflociancaf%)-肝撐”喜悔紅邊：一般為680-750 nm波長范圍內反射率光譜的一階微分最大值對 應的波長。紅邊位移一一用于長勢、產量和災害程度等預測 紅移：植株生長旺盛時，紅邊向長波方向移動幾個遙感原理與應用期末復習重點藍移：營養(yǎng)缺乏或病蟲害時，紅邊向短波方

19、向移動幾個-十幾個納米。紅邊結構：紅邊用一定的曲線表示其結構，數學模型植被指數：近紅外和紅光波段反射率的線性或非線性組合植被指數主要有：比值植被指數RVI : RVI=NIR/RED歸一化植被指數 NDVI : NDVI=(NIR-RED)/(NIR+RED )差值植被指數 DVI : DVI=NIR-RED其中，NIR表示近紅外波段反射率，RED表示紅光波段反射率。NDVI是目前應用最廣泛的一種植被指數。5.土壤的反射波譜特性曲線土壤的光譜反射特性自然狀態(tài)下土壤表面的反射率沒有明顯的峰值和谷值。土壤的反射波譜特性曲線受：土壤的機械組成(顆粒的粗細)、顏色、土壤含水量、土壤類型等的影響。土質越

20、細反射率越高，有機質及含水量越高反射率越低。relleclanceC%)dry sailOS 121.62 024 Awr'e length (urn)nn infMrpdmiddlB infrArfid0.7 LJ 15 iv在不同光譜段的遙感影像上，土壤的亮度區(qū)別不明顯。 植被、水體、土壤的反射波譜特性曲線：第二章遙感平臺及運行特點軌道?!征1 :太陽/地球同步軌道遙感衛(wèi)星一般有兩種繞地球飛行方式：(1)地球同步衛(wèi)星：定點觀測(2)太陽同步衛(wèi)星：定期觀測(圓形)地球同步衛(wèi)星：衛(wèi)星的公轉角速度和地球自轉角速度相等。運動周期為 23小時56分04秒，相對地球靜止，可 以觀測地球表面三分

21、之一的固定區(qū)域，在地球赤道上空約36000km,又稱為靜止衛(wèi)星，或地球靜止衛(wèi)星。太陽同步衛(wèi)星：指衛(wèi)星軌道面與太陽地球連線之間在黃道面內的交角，不隨地球繞太陽公轉而改變，使資料獲得時具有相似的照明條件。衛(wèi)星繞地球南北極運行，又稱近極地太陽同步軌道衛(wèi)星，簡稱極軌衛(wèi)星。軌道/I征2:近圓形軌道?使在不同地區(qū)獲取的圖像比例尺一致。？使得衛(wèi)星的速度也近于勻速。？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的現象。軌道/I征3:可重復軌道?衛(wèi)星每繞地面一圈，衛(wèi)星進動修正后，地球赤道由西往東旋轉了約2866km,即第二條運行軌跡相對前一條運行軌跡在地面上西移 2866km。? 一天24小

22、時繞地13.944圈，第14圈時已進入第二天，稱為第二天第一條軌道，這一條軌道與前一天第一條軌道之間 差0.056圈，在地面上赤道處為 159km。陸地衛(wèi)星類 Landsat (美國)(1)傳感器：? Landsat-1 3:裝載 MSS 多光譜掃描儀(MultiSpectral Scanner),返束光導管(RBV : Return Beam Vidicon ) 攝像機。Vidicon :光導攝像管。遙感原理與應用期末復習重點? Landsat-4： 1982 年：裝有 MSS, RBV , TM （Thematic Mapper：專題繪圖儀）。La Landsat-7： 1999年：裝有

23、MSS, RBV ,采用ETM+ （增強-加型專題繪圖儀），增加了全色（pan）波段，分 辨率為：15m。f4-全色（Panchromatic,簡寫：Pan）:對可見光范圍內所有波長的光都敏覺的。（2）特點軌道：太陽同步近圓形近極地軌道平均高度：705km （Landsat45, 7）, 915km （ Landsat 13）。重訪周期：周期 16 天（Landsat 4 5, 7）, 18 天（Landsat 1 3）。掃描寬度：185km。分辨率：30m （TM、ETM+ : 1 5, 7), 120m (TM: 6), 60m (ETM+ : 6), 15m (ETM+ : Pan),

24、80m (RBV: 1, 2, 3; MSS : 4, 5, 6, 7), 40m (RBV:Pan), 240m (MSS： 8)。軌道特點：太陽同步近極地、近圓形、可重復SPOT (法國)(1)傳感器SPOT 13: HRV (High Resolution Visible )高分辨率可見光成像儀；&SPOT4： HRVIR (High Resolution Visible and Infrared )高分辨率紅外成像儀和( VEGETATION )植被成像裝 置。(也有縮寫：VI , VGT )。SPOT5:高分辨率幾何裝置 (HRG: High Resolution Geome

25、try ), (VEGETATION )植被成像裝置，HRS (HighResolution Stereoscopic）高分辨率立體成像裝置。（2）特點軌道：太陽同步圓形近極地軌道， 平均高度：832km左右。重訪周期：26天。掃描寬度：60km （HRV, HRVIR）, 117km (HRS), 2250km (VI)。分辨率：SPOT 1 4： 20m (MS), 10m (Pan); SPOT5： 10m (HRG: MS , HRS： 立體像對)，5m, 2.5m (HRG : Pan), 1.15km (VI)。高光譜類衛(wèi)星多光譜(Multispectral ) 高光譜(Hyper

26、spectral ) 超光譜(Ultraspectral )幾個到十幾個光譜通道，光譜分辨率在幾十到幾百個光譜通道，光譜分辨率在入/10數量級范圍（10nm）。入/100數量級范圍（1-10nm）。光譜分辨率在 入/1000數量級范圍（0.2nm）。7 / 12靜止軌道氣象衛(wèi)星： 又稱為高軌氣象衛(wèi)星，或地球同步軌道氣象衛(wèi)星極地軌道氣象衛(wèi)星： 又稱為低軌氣象衛(wèi)星，或太陽同步軌道氣象衛(wèi)星小衛(wèi)星主要特點重量輕、體積小研制同期短，成本低（一箭多星）發(fā)射靈活，啟用速度快，抗毀性強系統本身和有效載荷性能高第三章遙感傳感器及其成像原理瞬時視場3 :指在掃描成像過程，一個光敏探測元件通過望遠鏡系統投影到地面上

27、的直徑或邊長。同義詞：空間分辨 率。 d/f 3在儀器設計時已經確定。d探測器尺寸（直徑或寬度）；f掃描儀焦距。3.成像光譜儀以多路、連續(xù)并具有高光譜分辨率方式獲取圖像信息的儀器。基本上屬于多光譜掃描儀，其構造與CCD線陣列推掃式掃描儀和多光譜掃描儀相同，區(qū)別僅在于通道數多，各通道的波段寬度很窄。3.3.1微波遙感的基礎遙感原理與應用期末復習重點波段代號標稱波卿率(CH"波長范圍(m)V653mMiT221-2S102-415席C54-N7tS-J.75X3K-12X 75-2.5Ku212-1S2.5-1.67KL251S-27L67-141在微波遙感中，廣泛應用L、C、X波段，有

28、時也用 P波段。3.微波特點(1)微波能在夜間工作，因此能全天候工作；(2)對某些地物具有特有的波譜特征。如：微波波段冰、水的比輻射率懸殊，分別為0.4和0.99 ,可以很好區(qū)分。對金屬有強烈反射。(3)微波對某些地物有穿透能力。如對冰、雪、森林、土壤等，可以探測林中的軍事目標、地下古墓等。L和P波比K或X波段更有穿透力。對于森林，C波段波長較短，樹冠就反射了，沒有穿透力；但其它較長波段，由于大于樹葉不影響傳播。式中：H穿透深度；e地物介電常數；b地物導電率(4)微波遙感器可采用多頻率、多極化、多視角方式工作，具有多普勒效應，從而獲取目標的多種信息。(5)可以記錄目標的相位信息，通過相位差，確

29、定兩點間距離的方法。(6)微波頻率很高，在不大的相對帶寬下，其可用的頻帶很寬，其信息容量大。3.3.2.1真實孔徑雷達?真實孔徑雷達(RAD Real Aperture Radar ):以實際孔徑天線進行工作的側視雷達。1.真實孔徑雷達分辨率分辨率：距離分辨率和方位分辨率。距離分辨率：在脈沖發(fā)射的方向上，能分辨兩個目標的最小距離。距離分辨率與俯角和脈沖寬度有關。俯角越小，脈沖寬度越小，距離分辨率越高。但減小脈沖寬度，將使作用距離減小。為了保持一定的作用距離，這時需加大發(fā)射功率，造成設備龐大，費用昂貴。 目前一般采用脈沖壓縮技術來提高距離分辨率。方位分辨率：指相鄰的兩束脈沖之間，能分辨兩個目標的

30、最小距離。公式見PPT重要合成孔徑雷達(SAR : Synthetic Aperture Radar )：利用遙感平臺的勻速前進移動，將小孔徑的天線以一定的時 間間隔發(fā)射脈沖信號，天線在不同位置接收回波信號的幅度和相位，起到大孔徑天線的作用，提高方位分辨率的雷達。3.3.2.3 側視雷達圖像的幾何特點(1)垂直于飛行方向的比例尺垂直飛行方向(y)由星下點向外的比例尺：由小變大。(2)變形一一壓縮與拉長造成山體前傾，朝向傳感器的山坡影像被壓縮，而背向傳感器的山坡被拉長，與中心投影相反。還會出現不同地物點重影現象。(3)高差產生的投影差高差產生的投影差與中心投影影像投影差位移的方向相反，位移量也不

31、同。(4)雷達立體圖像的構像特點從不同攝站對同一地區(qū)獲取的雷達圖像也能構成立體影像。相干雷達(INSAR： Inteference Synthetic Aperture Radar ):利用SAR在平行軌道上對同一地區(qū)獲取兩幅(或兩幅以上)的單視復數影像來形成干涉，進而得到該地區(qū)的三維地表信息。激光雷達(LASER Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation):工i作在紅外和可見光波段的雷達稱為激光雷達。5.3 10 3 1H 第四章遙感圖像數字處理的基礎知識4.1圖像的表木形式?遙感圖像的表示形式：遙感傳感器記錄地物電磁波的

32、形式?光學圖像：膠片或其它光學成像載體形式數字圖像：數字形式3. 光學圖像與數字圖像的轉換?光學圖像變成數字圖像?把一個連續(xù)的光密度函數變成一個離散的光密度函數? 空間坐標離散化 采樣?幅度（光密度）離散化 量化? 整個過程稱為 圖像數字化4.2.2 存貯格式? BSQ（ Band SeQuential ） ：按照波段順序依次記錄各波段的圖像? BIL （ Band Interleaved Line ） ：逐行按波段次序排列? BIP （Band Interleaved by Pixel ） ：每個像元按波段次序交叉排序3.1 可見光與色彩2. 色彩概念色調（H： Hue） ： 色彩相互區(qū)分的

33、特性。明度（L ： Lightness ） ： 光作用于人眼時引起的明亮程度的感覺，范圍為從黑到白。亮度（V： Value 或 I ： Intensity） ： 顏色的相對明暗程度，范圍為灰色部分，小于明度的范圍。飽和度（ S： Saturation ） ： 彩色濃淡的程度，即滲白程度4.3.2 顏色視覺理論互補色：若兩種色光以適當地比例混合產生白色或灰色，這兩種顏色成為互補色。例如紅色光和青色光，綠與品紅、藍與黃互補色。三原色：若三種顏色按一定比例混合，可以形成各種色調的顏色，其中任一種都不能由其余兩種顏色混合相加產生，這三種顏色稱之為三原色。能量相同的加法三原色混合成白色。例如：三原色：紅

34、（R） 、綠（G） 、藍（B） ；橙，綠，紫。4.3.3.2 多波段彩色變換? 真彩圖像 ： 選擇遙感影像的紅、綠、藍三個波段，對應賦予紅、綠、藍三種顏色，合成的彩色圖像。例：TM影像真彩合成波段：R: 3(0.66 皿G: 2(0.56 皿B: 1(0.485 皿? 假彩圖像 ： 根據加色法彩色合成原理，選擇遙感影像任意的三個波段，分別賦予紅、綠、藍三種顏色，合成的彩色圖像。由于三種顏色與遙感波段所代表的真實波段顏色不同，因此合成的顏色不是真實地物的顏色，這種合成稱為 假彩合成 。例：TM影像標準假彩合成：方案1：R:4 ，G:3 ，B:2（彩紅外 CIR）方案2：R:4 ，G:5 ，B:3

35、總結： 遙感彩色圖像包括： 真彩、假彩、偽彩（模擬真彩） 。第五章遙感圖像的幾何處理5.2 遙感圖像的幾何變形本節(jié)主要討論 外部誤差 對圖像變形的影響。此外把某些傳感器特殊的成像方式所引起的圖像變形，如全景變形、斜距變形等也加以討論。主要討論以下幾個方面：傳感器成像方式引起的圖像變形傳感器外方位元素變化的影響地形起伏引起的像點位移地球曲率引起的圖像變形 大氣折射引起的圖像變形 地球自轉的影響5.3.2 遙感圖像的精糾正處理? 概念： 消除圖像中的幾何變形，產生一幅符合某種地圖投影或圖形表達要求的新圖像。? 兩個環(huán)節(jié)：?像素坐標的變換 ， 即將圖像坐標轉變?yōu)榈貓D或地面坐標；?坐標變換后的 像素亮

36、度值重采樣?？刂泣c的選取? 地面控制點（GCP： Ground Control Point ）： 圖像的配準以地面坐標在地圖或遙感圖像上相對應的點為匹配標準，這些對應的點稱為地面控制點。1）地面控制點數目的確定?對二元n 次多項式，控制點的最小數目為： （n 1）（n 2） / 2?實際工作表明：選取控制點的最少數據來校正圖像，效果往往不好，特別是在特征變化大的地區(qū)，控制點的數目要遠遠多于最少控制點數。2）地面控制點選取原則?（ 1）圖像上為明顯的地物點，易于判讀（道路交叉口、河流轉彎處等）。?（ 2）圖像上均勻分布（圖像的邊緣部分選取控制點，盡量滿幅均勻選?。?（ 3）數量要足夠（特征變化

37、大的地區(qū)，多選控制點）。?目前的糾正方法主要有：?多項式法?共線方程法?小面元糾正灰度重采樣（如何出題？計算題？）?（1）最近鄰像元法 （作業(yè)）?（2）雙線性內插法（作業(yè)）?（3）雙三次卷積法5.4.1 圖像間的自動配準步驟一：特征點提取。在多源圖像上確定分布均勻，足夠數量的圖像同名點，這是圖像配準的關鍵。特征點的提取特征點的匹配步驟二：幾何糾正。通過所選擇的圖像同名點確定幾何變換的多項式系數，從而完成一幅圖像對另一幅圖像的幾何糾正 。多項式糾正小面元糾正 數字微分糾正5.4.2 數字圖像鑲嵌? 圖像鑲嵌： 將不同的圖像文件合在一起形成一幅完整的包含感興趣區(qū)域圖像。? 不同時間同一傳感器獲取，

38、 也可以是不同時間不同傳感器獲取， 但同時要求鑲嵌的圖像之間要有一定的 重疊度 。?實質就是幾何糾正 （前提） .?鑲嵌的關鍵：?（1）如何在幾何上將多幅不同的圖像連接在一起。?（2）如何保證拼接圖像后沒有明顯的接縫。?（3）如何保證拼接后圖像亮度反差一致，色調相近。圖像鑲嵌步驟?圖像的幾何糾正?搜索鑲嵌邊（Polyline），并確定鑲嵌邊方向（ symbol）? 亮度和反差調整 （顏色均衡化）?平滑邊界線（羽化處理）9 / 12遙感原理與應用期末復習重點第六章 遙感圖像輻射處理? 輻射畸( ji )變 ： 太陽輻射相同時，圖像上像元輻射亮度值受多種因素的影響發(fā)生改變，不能直接反映地表地物的真

39、實的輻射亮度值，這部分變化，稱為輻射畸變。輻射誤差?傳感器接收的電磁波能量包含三部分：?太陽經大氣衰減后照射到地面，經地面反射后，又經大氣第二次衰減進入傳感器的能量?地面本身 輻射的能量經大氣后進入傳感器的能量?大氣散射、反射和輻射的能量。?遙感圖像的輻射誤差主要包括：?傳感器本身的性能引起的輻射誤差?地形影響和光照 條件的變化引起的輻射誤差?大氣的散射和吸收引起的輻射誤差基本概念輻射定標和輻射校正是遙感數據定量化的最基本環(huán)節(jié)。輻射定標： 指傳感器探測值的標定過程方法，用以確定傳感器入口處的準確輻射值。傳感器輻射定標： 指建立傳感器每個探測單元所輸出信號的數值量化值與該探測器對應像元內的實際地

40、物輻射亮度值之間的定量關系。輻射校正：指消除或改正遙感圖像成像過程中附加在傳感器輸出的輻射能量中的各種噪聲的過程。圖像增強：為特定目的，突出遙感圖像中的某些信息， 削弱或除去某些不需要的信息， 使圖像更易判讀。 分類：空間域和頻率域的處理。? 直方圖均衡： 將隨機分布的圖像直方圖修改成均勻分布的直方圖。? 實質： 是對圖像進行非線性拉伸，重新分配圖像像元值，使一定灰度范圍內的像元的數量大致相等。直方圖匹配?通過非線性變換使得一個圖像的直方圖與另一個圖像直方圖類似。?密度分割：與直方圖均衡類似。產生一個階梯狀查找表，原始圖像的灰度值被分成等間隔的離散的灰度級，每一級有其灰度值。6.3 圖像平滑?

41、 目的： 在于消除各種干擾噪聲，使圖像中高頻成分消退，平滑掉圖像的細節(jié)，使其反差降低，保存低頻成分。? 鄰域平均法低通濾波法6.4 圖像銳化? 目的： 增強圖像中的高頻成份，突出圖像的邊緣信息，提高圖像細節(jié)的反差，也稱為邊緣增強，其結果與平滑 相反。?圖像銳化方法：空間域處理頻率域處理6.6 多光譜增強?1 )K-L 變換?從直觀上看，就是不同波段的遙感圖像很相似。因而從提取有用信息的角度考慮，有相當大一部分數據是多余和重復的。 K-L 變換的目的就是把原來多波段圖像中的有用信息集中到數目盡可能少的新的圖像中， 使這些圖像之 間互不相關，包含的信息內容不重疊，大大減少數據量。?2 ) K-T

42、變換? K-T 變換是 Kauth-Thomas 變換的簡稱，又形象地稱為“纓帽變換”T(asseled Cap )，穗帽變換。是1976年Kauth和Thomas根據MS徽據研究多光譜信息與自然景觀要素特征間的關系而建立的一種線性變換，它使坐標空間發(fā)生旋轉，但旋轉后的坐標軸不是指向主成分的方向，而是指向另外的方向，這些方向與植物生長過程和土 壤有關。這種變換既可以實現信息壓縮，又可以幫助解譯分析農業(yè)特征。6.7 圖像融合? 圖像融合： 將多源遙感圖像按照一定的算法，在規(guī)定的地理坐標系，生成新的圖像的過程。? 融合的目的： 從不同的遙感圖像中獲得更多有用的信息，補充單一傳感器的不足。不同傳感器遙感數據融合方法?加權融合?基于 HIS 變換的圖像融合?基于主分量變換的圖像融合?基于小波變換的圖像融合?比值變換融合?乘積變換融合?基于特征的圖像融合?基于分類的圖像融合基于HIS （HSW變換的圖像融合1. 待融合的全色圖像和多光譜圖像進行 幾何配準 ，并將多光譜圖像 重采樣 與全 色 分辨率相同。2. 將多光譜圖像變換 轉換到 HIS 空間。3. 對全色圖像I 和 HIS 空間中的亮度分量I 進行 直方圖匹配。4. 用全色圖像I 代替 HIS 空 間 的亮度分量，即 HIS >HI S 。5. 將HI