遙感導(dǎo)論復(fù)習(xí)重點(diǎn)

..>遙感復(fù)習(xí)重點(diǎn)第一章緒論遙感的根本概念〔廣義與狹義〕廣義遙感：泛指一切無接觸的遠(yuǎn)距離探測，包括電磁場、力場、機(jī)械波(聲波、地震波)等探測。狹義遙感：僅指應(yīng)用探測儀器，不與探測目標(biāo)接觸，從遠(yuǎn)處將目標(biāo)電磁波特性紀(jì)錄下來，通過分析，解釋物體特征性質(zhì)及其變化的綜合性探測技術(shù)。補(bǔ)充層面：因此，又可以說：遙感是以電磁波與地表物質(zhì)相互作用為根底，探測、分析和研究地球資源與環(huán)境，提醒地球外表各種要素的空間分布特征和時空變化規(guī)律的一門科學(xué)技術(shù)。遙感、遙測、遙控的區(qū)別遙感區(qū)別于遙測(Telemetry)和遙控(RemoteControl)。遙測指對被測物體*些運(yùn)動參數(shù)和性質(zhì)進(jìn)展遠(yuǎn)距離測量技術(shù)。遙控指遠(yuǎn)距離控制運(yùn)動物體的運(yùn)動狀態(tài)和運(yùn)動過程技術(shù)。完成空間遙感過程往往需要綜合運(yùn)用遙測技術(shù)和遙控技術(shù)。例如，衛(wèi)星遙感必須測定衛(wèi)星運(yùn)行參數(shù)\控制衛(wèi)星運(yùn)行姿態(tài)等。3遙感系統(tǒng)組成遙感系統(tǒng)包括：被探測目標(biāo)的信息特征、信息的獲取、信息的傳輸與記錄、信息的處理和信息的應(yīng)用5大組成局部。遙感類型的劃分〔1〕按遙感平臺分，包括：A、地面遙感→指遙感器安放在地面平臺上，如車載平臺、船載平臺、手提平臺等。B、航空遙感→指遙感器安放在航空器上，如飛機(jī)、氣球等，一般高度小于80千米。C、航天遙感→指遙感器安放在航天器上，如人造地球衛(wèi)星、航天飛機(jī)、空間站、火箭等，一般高度大于80千米。D、航宇遙感→指遙感器安放在星際飛船上，主要用于對地月系統(tǒng)以外目標(biāo)進(jìn)展探測。〔2〕按遙感器的探測波段分，包括：A、紫外遙感→指利用0.05-0.38微米間紫外輻射波段進(jìn)展探測。B、可見光遙感→指利用0.38-0.76微米間可見光輻射波段進(jìn)展探測。C、紅外遙感→指利用0.76-1000微米間紅外輻射波段進(jìn)展探測。D、微波遙感→指利用1毫米-10米間微波輻射進(jìn)展探測。E、多波段遙感→指探測波段在可見光和紅外波段范圍內(nèi)，再被分成假設(shè)干狹窄波段進(jìn)展遙感探測?！?〕按工作方式分，包括:A、主動遙感→指利用遙感器主動發(fā)射一定電磁波能量并接收目標(biāo)地物后向散射信號進(jìn)展探測。B、被動遙感→指遙感器不向目標(biāo)地物發(fā)射電磁波，僅被動接收目標(biāo)地物自身發(fā)射或?qū)ψ匀惠椛湓慈缣柕确瓷淠芰?。或者分?C、成像遙感→指遙感器接收目標(biāo)地物電磁波信息可以轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像或模擬圖像。D、非成像遙感→指遙感器接收目標(biāo)地物電磁波信息不能轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像及模擬圖像?！?〕按遙感的應(yīng)用領(lǐng)域分，包括:A、就較大研究領(lǐng)域看:包括外層空間遙感\(zhòng)大氣層遙感\(zhòng)陸地遙感\(zhòng)海洋遙感等。B、就具體應(yīng)用領(lǐng)域看:包括資源遙感\(zhòng)環(huán)境遙感\(zhòng)農(nóng)業(yè)遙感\(zhòng)林業(yè)遙感\(zhòng)漁業(yè)遙感\(zhòng)地質(zhì)遙感\(zhòng)氣象遙感\(zhòng)水文遙感\(zhòng)城市遙感\(zhòng)工程遙感\(zhòng)災(zāi)害遙感\(zhòng)考古遙感\(zhòng)軍事遙感等。第二章電磁輻射與地物光譜特征電磁波概念所謂"電磁波〞〔ElectromagneticWave〕，是指由電磁振源所發(fā)出的電磁振蕩在空間中的傳播。"電〞〔Electrical〕和"磁〞〔Magnetic〕是相互轉(zhuǎn)化的，是電磁波的落腳點(diǎn)。因此，又可將"電磁波〞定義為"電磁振蕩產(chǎn)生變化磁場，變化磁場產(chǎn)生蝸旋電場，蝸旋電場又產(chǎn)生變化磁場〔或電磁振蕩產(chǎn)生變化電場，變化電場產(chǎn)生蝸旋磁場，蝸旋磁場又產(chǎn)生變化電場〕的磁場和電場〔或電場和磁場〕相互轉(zhuǎn)化的連續(xù)的傳播過程〞，如以下圖示。電磁波具有波粒二象性，其中波長與頻率的關(guān)系？電磁波具有波粒二象性〔Thewave-particleduality〕即電磁波既有波動性，又有粒子性。電磁波的波動性表現(xiàn)為：電磁波傳播過程中，Ψ=Asin[(ωt-k*)+φ]，可能發(fā)生反射、折射、吸收和透射等現(xiàn)象；真空中，電磁波的傳播速度等于光速，即C=λf=λ/T；介質(zhì)中，電磁波的傳播速度小于光速，即v=C/(εμ)1/2，ε為介質(zhì)相對介電常數(shù)，μ為介質(zhì)相對磁導(dǎo)率。電磁波的波粒二象性表現(xiàn)形式主要由電磁波的波長〔λ〕和頻率〔f〕決定，波長和頻率是電磁波固有的屬性，波長越長，波動性越明顯，頻率越大，粒子性越明顯；對于既定電磁波而言，在其傳播過程中，主要表現(xiàn)為波動性，當(dāng)其與*些物質(zhì)相互作用時，主要表現(xiàn)為粒子性。電磁波譜順序〔1〕電磁波譜是指真空中，電磁波按其波長或頻率、遞增或遞減，依次排列形成的序列?！?〕電磁波譜依頻率由高到低或波長由短到長排列，依次可劃分為宇宙射線〔Cosmicrays〕→γ射線→*射線→紫外線→可見光→紅外波→微波→無線電波〔Radiowaves〕；電磁波譜依頻率由低到高或波長由長到短排列，依次可劃分為無線電波→微波→紅外波→可見光→紫外線→*射線→γ射線→宇宙射線為什么電磁波譜中不同類別的電磁波的波長和頻率不同，是因為其產(chǎn)生的波源或稱電磁輻射源不同？〔即各電磁波成因〕無線電波→主要由電磁振蕩發(fā)射；微波→主要利用諧振腔及波導(dǎo)管鼓勵與傳輸,通過微波天線向空中發(fā)射；紅外波→主要由分子振動和轉(zhuǎn)動能級躍遷產(chǎn)生；可見光與近紫外→主要由原子、分子外層電子躍遷產(chǎn)生；紫外線、*射線、γ射線→主要由原子、分子內(nèi)層電子躍遷以及原子核內(nèi)狀態(tài)變化產(chǎn)生；宇宙射線→主要來自宇宙空間。電磁輻射的測量單位〔教材18頁〕〔掌握輻射通量、輻照度、輻射出射度〕常用輻射能量(W)、輻射通量(Φ)、輻射通量密度(E)、輻照度(I)、輻射出射度(M)、輻射亮度(L)等參數(shù)測量電磁輻射黑體輻射概念黑體是指任何溫度下，對各種波長電磁輻射，都完全吸收的物體，即任何溫度下，對各種波長電磁輻射，吸收率恒為1〔或100％〕的物體。理想黑體實(shí)驗是用帶小孔空腔做成的，如教材P19圖2.6所示。黑體輻射規(guī)律普遍適用的規(guī)律是普朗克公式，即普朗克公式描述出黑體輻射出射度與黑體溫度及黑體輻射電磁波波長關(guān)系。利用普朗克公式，可以計算出既定溫度和既定波長下，黑體輻射出射度。黑體輻射與實(shí)際物體發(fā)射光譜特征黑體輻射出射度,隨著輻射波長變化而連續(xù)變化,而且每條輻射出射度曲線只有一個最大值;b.黑體自身溫度越高,黑體輻射出射度越大,而且不同溫度黑體輻射出射度曲線互不相交;c.隨著黑體自身溫度升高,黑體輻射出射度最大值向著輻射波長較短方向移動;d.只要黑體自身溫度稍微變化,其總輻射出射度就會發(fā)生較大變化;e.輻射出射度峰值對應(yīng)波長與黑體溫度乘積為一常數(shù).為何得到后兩點(diǎn)結(jié)論，可從普朗克公式計算求證關(guān)于普朗克公式的計算題〔1〕如果對普朗克公式從零到無窮大波長范圍內(nèi)進(jìn)展積分,則斯忒潘-玻爾茲曼定律〔Stsdan-Boltamann`slaw〕,即:M=σT4其中,σ為斯忒潘-玻爾茲曼常數(shù),σ×10-8W.m-2.K-4。黑體總輻射出射度與溫度四次方成正比，隨著溫度增加而迅速增大.〔2〕如果對普朗克公式從零到無窮大波長范圍內(nèi)進(jìn)展積分,則斯忒潘-玻爾茲曼定律〔Stsdan-Boltamann`slaw〕,即:M=σT4其中,σ為斯忒潘-玻爾茲曼常數(shù),σ×10-8W.m-2.K-4。黑體總輻射出射度與溫度四次方成正比，隨著溫度增加而迅速增大.維恩位移定律〔Wien`sdisplacementlaw〕得到不同溫度黑體與最大輻射所對應(yīng)波長關(guān)系如下表所示。如果黑體輻射最大出射度對應(yīng)波長處于可見光波段，則隨著黑體溫度升高，黑體顏色逐漸向紫色過渡。黑體輻射規(guī)律例題×107W/m2.進(jìn)而可求出:太陽有效溫度T和太陽光譜中輻射最強(qiáng)波長λma*.解:通?？梢詫⑻柈?dāng)作黑體對待.因此,根據(jù)斯忒潘-玻爾茲曼定律M=σT4,可得:T=(M/σ××10-8W.m-2.K-4]1/4=5770K.另外,根據(jù)維恩位移定律λma*·T=b,可得:λ×10-3mμmμm.2、如何將黑體輻射作為參照標(biāo)準(zhǔn)計算實(shí)際物體發(fā)射電磁輻射呢？例如:一般金屬材料均可當(dāng)作灰體對待.氧化銅外表溫度為1000K,比輻射率ε(或吸收系數(shù)α)為0.7,求此時該物體總輻射出射度M.解:根據(jù)斯忒潘-玻爾茲曼定律,可得溫度為1000K黑體總輻射出射度為:M0=σ××104W/m2再根據(jù)基爾霍夫定律,可得:M=αM0,α=ε,α與波長λ無關(guān).所以:M=α×××104W/m2答:此時該物體總輻射出射度M為3.97×104W/m2.補(bǔ)充黑體微波輻射規(guī)律普遍適用的是瑞里-金斯微波輻射規(guī)律，即黑體微波輻射與溫度成正比，與波長平方成反比。不同地物間微波發(fā)射率差異比紅外發(fā)射率差異明顯得多。太陽輻射及大氣對輻射的影響大氣吸收成分大氣成分吸收物質(zhì)及成因氧氣(O2)μμμμμm紫外線,高空遙感中較少使用紫外遙感.臭氧(O3)μμm附近太陽輻射.臭氧分布于30㎞左右高空,主要影響航天遙感.二氧化碳(CO2)μμμμm處有較強(qiáng)吸收帶.對太陽輻射而言,二氧化碳吸收影響并不強(qiáng)烈.水(H2O)μμμm處還有水1個較強(qiáng)吸收帶.因此,水對紅外遙感影響較大.塵埃塵埃對太陽輻射有一定吸收作用,但其吸收量相當(dāng)少,只有產(chǎn)生火山、沙暴、煙霧等時,大氣中塵埃含量急劇增加,才對遙感探測產(chǎn)生影響,但此時，其發(fā)射作用遠(yuǎn)大于吸收作用.大氣散射類型散射作用是指非均勻介質(zhì)或各向異性介質(zhì)中，電磁輻射遇到微粒時改變原來傳播方向，并向各方向散開過程.大氣散射可能削弱到達(dá)地面太陽輻射強(qiáng)度，也可能增強(qiáng)到達(dá)地面太陽輻射強(qiáng)度?？蓪⑸⑸渥饔梅譃槿鹄⑸?、米氏散射和無選擇性散射.相關(guān)自然現(xiàn)象為何天空呈現(xiàn)蔚藍(lán)色？答：首先屬于瑞利散射，就可見光而言,從紅光到藍(lán)光,波長逐漸減小,瑞利散射效應(yīng)增強(qiáng).因此,無云的晴天,由于藍(lán)光絕大局部被散射到四面八方,所以天空呈現(xiàn)蔚藍(lán)色.為何日出和日落呈現(xiàn)橘紅色？答：同樣屬于瑞利散射。日出或日落時分,由于太陽高度角較小,陽光傾斜射到地表,可見光穿過大氣層路徑比太陽直射時長,較長傳播過程中藍(lán)光被散射殆盡,波長次短的綠光也局部被散射,只剩下波長最長的紅光散射最弱,加之剩余的少量綠光,兩者混合,使得朝霞和夕陽呈現(xiàn)橘紅色.為何微波具有強(qiáng)穿透性？答：屬于瑞利散射,微波瑞利散射強(qiáng)度與其波長4次方成反比,微波波長越長散射強(qiáng)度越小,所以微波具有最強(qiáng)穿透性.瑞利散射、米氏散射、無選擇性散射比照散射類型直徑與波長關(guān)系主要作用微粒補(bǔ)充知識瑞利散射當(dāng)散射微粒直徑(d)比電磁輻射波長(λ)小很多時,產(chǎn)生瑞利散射,即:d＜λ/10→γ∝1/λ4(φ=4)大氣中原子和分子,如氮、二氧化碳、臭氧和氧等分子引起。由于散射系數(shù)與波長4次方成反比,當(dāng)波長大于1μm時,瑞利散射可忽略不計.換句話說,紅外線和微波可不考慮瑞利散射.但可見光必須考慮瑞利散射,而且大氣散射主要表現(xiàn)為大氣分子對可見光散射米氏散射當(dāng)散射微粒直徑(d)比電磁輻射波長(λ)相差不多時,產(chǎn)生米氏散射,即:d≈λ→γ∝1/λ2(φ=2)由大氣微粒，如煙、塵埃、小水滴及氣溶膠等引起。μm紅外線波長與云、霧等懸浮微粒直徑相差不多，主要產(chǎn)生米氏散射，所以潮濕天氣對米氏散射影響較大.無選擇性散射當(dāng)散射微粒直徑(d)比電磁輻射波長(λ)大很多時,產(chǎn)生無選擇性散射,即:d＞λ→γ∝1/λ0(φ=0)由較大直徑微粒對較短波長電磁輻射引起。云、霧、水滴和煙塵等微粒直徑比可見光波長大很多，產(chǎn)生無選擇性散射，各種色光散射強(qiáng)度一樣，所以人們看到云霧呈白色或灰白色?！?〕大氣窗口概念電磁輻射傳輸過程中，大氣吸收、散射和反射都將引起到達(dá)地面電磁輻射強(qiáng)度變化，而且都是對一定波長電磁輻射產(chǎn)生作用，只有局部電磁輻射能夠穿透大氣到達(dá)地面。我們將電磁輻射通過大氣層時，較少被吸收、散射和反射，透過率較高的波段稱為大氣窗口。常見的大氣窗口有：μm即紫外線\可見光和近紅外波段.既是最正確攝影成像波段,又是遙感常用掃描成像波段.例如:美國LANDSAT衛(wèi)星TM遙感器第1~4波段為可見光和近紅外波段.μμm即近紅外和中紅外波段.屬白天常用掃描成像波段.例如:美國LANDSAT衛(wèi)星TM遙感器第5\第7波段為近紅外\中紅外波段,主要探測植物含水量等.μμm波段獲取衛(wèi)星遙感晝夜云圖,探測海面溫度.8~14μm即遠(yuǎn)紅外波段.通透來自地物熱輻射能量,適于夜間成像.0.8~即微波波段.波長較長,具有較強(qiáng)穿透云霧能力,可以進(jìn)展全天時\全天候遙感成像,是主動遙感常用波段.例如:側(cè)視雷達(dá)常用,,,進(jìn)展微波遙感探測.地球的輻射及地物波譜太陽輻射與地球輻射各自集中波段μm紫外、可見光到近紅外區(qū)段，地球輻射集中于大于6μμm中紅外區(qū)段太陽輻射和地球輻射都有所表達(dá)。〔2〕基爾霍夫定律可見光近紅外遙感主要探測實(shí)際物體反射太陽輻射特征〔簡稱地物反射光譜特征〕到達(dá)地面太陽輻射=吸收能量+透射能量+反射能量，即P0=Pα+Pτ+Pρ，1=Pα/P0+Pτ/P0+Pρ/P0，1=α+τ+ρ地物反射波譜特征一般說，黑色物體對太陽光有較強(qiáng)吸收能力；絕大多數(shù)物體對可見光不具備透射能力，不能透過可見光物體對5cm超長波有較強(qiáng)透射能力；多數(shù)情況下，太陽輻射照到地物外表，僅只考慮吸收和反射作用，而且吸收和反射作用相互矛盾。地物反射率不僅取決于輻射電磁波波長和入射角度，而且取決于地物自身性質(zhì)，特別是外表粗糙程度。根據(jù)地物外表狀況，太陽輻射主要產(chǎn)生三種反射:漫反射、鏡面反射、實(shí)際物體反射。鏡面反射——滿足鏡面發(fā)射規(guī)律，自然界僅平靜水面可能產(chǎn)生鏡面發(fā)射。漫反射——只有朗伯面滿足漫反射規(guī)律，自然界中氧化鎂、硫酸鋇、碳酸鎂等可近似看作朗伯面。實(shí)際物體反射——實(shí)際多數(shù)反射介于鏡面反射和漫反射之間，入射輻照度一樣時，反射亮度既與入射方位角和天頂角有關(guān)，又與反射方位角和天頂角有關(guān)。〔4〕地物反射光譜特征通常將一定溫度下，地物反射率隨入射電磁波波長變化而變化規(guī)律稱地物反射光譜特征，將入射電磁波波長為橫軸，地物反射率為縱軸，所建立起來〔或繪成〕關(guān)系曲線稱地物反射光譜曲線。不同地物反射光譜特征和反射光譜曲線都有差異。不僅表現(xiàn)出種類差異,而且表現(xiàn)出空間差異和時間差異。植被：共性——μm〕及其兩側(cè)的藍(lán)〔0.45μm〕、紅〔0.67μm〕兩個吸收帶；近紅外0.74-1.3μm處形成高反射區(qū)；近紅外1.35-2.5μm處形成分別以1.45μm、1.95μm和2.7μm為中心的三個水吸收帶差異性——種類、季節(jié)、病蟲害、含水量土壤：土質(zhì)越細(xì)反射率越高有機(jī)質(zhì)含量越高反射率越低含水量越高反射率越低土類和肥力不同反射率不同不同波譜段影像區(qū)別不明顯水體：水體的反射主要在藍(lán)綠波段,其他波段吸收很強(qiáng)，特別是在近紅外波段更強(qiáng)。水中含泥沙時，由于泥沙的散射，可見光波段的反射率增加，峰值出現(xiàn)在黃紅區(qū)。水中含葉綠素時，近紅外波段明顯被抬升。巖石：礦物成分、礦物含量風(fēng)化程度、含水量顆粒大小、外表光滑度、色澤第三章遙感成像原理與遙感圖像特征遙感傳感器的構(gòu)成及評價參數(shù)收集器探測器處理器輸出器遙感器自身性能深刻影響遙感構(gòu)像質(zhì)量:〔1〕遙感器探測陣列單元尺寸決定遙感構(gòu)像空間分辨率.構(gòu)像空間分辨率指遙感器中探測陣列單元能把兩個目標(biāo)作為清晰實(shí)體紀(jì)錄下來的兩目標(biāo)間最小距離,多用圖像清晰度衡量.遙感器探測陣列單元越小,遙感構(gòu)像空間分辨率越大.〔2〕遙感器探測元件輻射靈敏度和有效量化級別決定遙感構(gòu)像輻射分辨率.在此,輻射分辨率指遙感器探測元件承受電磁輻射信號時,能夠分辨最小輻射度差.遙感器輻射靈敏度及有效量化級別越高,遙感構(gòu)像輻射分辨率越大.〔3〕另外,遙感器設(shè)計過程中,為了照顧遙感構(gòu)像光譜分辨率,還必須考慮以下因素:A.如何確定所用電磁波段數(shù)量.B.如何確定所用波段跨度范圍.C.如何確定所用波段起始位置.光譜分辨率指遙感器接收地物電磁輻射信息時,所能分辨最小波長間隔.波長間隔越小,光譜分辨率越大.隨著遙感器制造工藝水平提高,遙感所用光譜段正迅速增加.例如:成像光譜儀將可見光-紅外波段分割成幾百個狹窄波段等.攝影成像掃描成像攝影成像根本知識攝影是指通過成像設(shè)備獲取物體影像技術(shù).依據(jù)開展先后分:(1)傳統(tǒng)攝影：依靠光學(xué)鏡頭及放在焦平面上的感光膠片來紀(jì)錄物體影像。(2)數(shù)碼攝影：通過放在焦平面上的光敏元件,經(jīng)過光/電轉(zhuǎn)換來紀(jì)錄物體影像。光敏電子器件,例如CCD(電荷耦合器件).依據(jù)探測波段分:(1)近紫外攝影用近紫外波段攝影,記載地物近紫外波段光譜信息;(2)可見光攝影用可見光波段攝影,記載地物可見光波段光譜信息;(4)紅外攝影用紅外波段攝影,記載地物紅外波段光譜信息;(5)多光譜攝影用多光譜波段(可能包括可見光\近紅外)攝影,記載地物多光譜波段光譜信息.攝影機(jī)有哪些類型"攝影機(jī)分為分幅式攝影機(jī)和全景式攝影機(jī)，其中全景式攝影機(jī)又分為縫隙式攝影機(jī)和鏡頭轉(zhuǎn)動式攝影機(jī)4、攝影相片的幾何特性〔1〕像片投影包括垂直投影和中心投影〔2〕中心投影與垂直投影的區(qū)別投影距離包括焦距和航高.垂直投影像面不受投影距離影響.中心投影存在規(guī)律:焦距一定,航高越小,獲得像面面積越大,地面細(xì)節(jié)越清晰;航高一定,焦距越大,獲得像面面積越大,地面細(xì)節(jié)越清晰.垂直投影僅表現(xiàn)為像面比例尺有所放大.像點(diǎn)ao、bo相對位置保持不變,但ao/AO＞a′o′/AO.中心投影像點(diǎn)ao、bo比例中心投影垂直投影關(guān)系顯著變化.中心投影垂直投影各點(diǎn)相對位置和形狀都不保持原來模樣.地面AO=BO,像面ao＞bo.因像面傾斜引起像點(diǎn)位移稱傾斜誤差.對于垂直投影:地形起伏變化,投影點(diǎn)間距離與實(shí)際地面水平距離成比例縮小,相對位置不變對于中心投影:地形起伏變化越大,像上投影點(diǎn)水平距離位移越大,產(chǎn)生像點(diǎn)位移稱作地形起伏引起投影誤差.不變.地形起伏引起的像點(diǎn)位移計算推導(dǎo)〔即地形起伏是如何引起像點(diǎn)位移的？〕像點(diǎn)位移規(guī)律證明過程:地形起伏引起中心投影像點(diǎn)位移規(guī)律投影誤差計算公式δ=hr/H中,δ為位移量或誤差值,h為地面高差(可正\可負(fù)),H航高,r像點(diǎn)到像主點(diǎn)距離.不難看出:A.位移量與高差成正比.即高差越大像點(diǎn)位移量越大.當(dāng)高差為正值時,像點(diǎn)位移量為正值,像點(diǎn)背離像主點(diǎn)方向移動;當(dāng)高差為負(fù)值時,像點(diǎn)位移量為負(fù)值,像點(diǎn)向著像主點(diǎn)方向移動.B.位移量與像點(diǎn)到像主點(diǎn)距離成正比.即距離像主點(diǎn)距離越遠(yuǎn),像點(diǎn)位移量越大;像片中心部位像點(diǎn)位移量較小;像主點(diǎn)處r=0,δ=0,沒有像點(diǎn)位移.C.位移量與航高成反比.即攝影高度越大,地形起伏引起像點(diǎn)位移量越小.例如,當(dāng)?shù)厍蛐l(wèi)星軌道高度H=700m,像片大小為18*18cm,像片邊緣*點(diǎn)地面高差為1000m時,像點(diǎn)位移量僅約.攝影膠片的物理特性攝影膠片的組成構(gòu)造一般攝影膠片組成構(gòu)造如右圖示:真彩色攝影膠片組成構(gòu)造如右圖示:假彩色攝影膠片(或稱彩紅外膠片)組成構(gòu)造如右圖示:掃描成像根本知識〔1〕掃描成像概念：指依靠掃描型傳感器以瞬時視場為單位進(jìn)展的逐點(diǎn)、逐行取樣，以得到目標(biāo)地物電磁輻射特性信息，形成對應(yīng)譜段圖像的遙感成像技術(shù)。瞬時視場概念：指掃描成像過程中，一個探測元件一次成像時，通過望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)投影到地面的直徑或邊長。〔2〕對物面掃描的成像儀TM專題制圖儀-性能Landsat-4／5上的TM〔ThematicMapper〕是一個高級的多波段掃描型地球資源敏感儀器，與多波段掃描儀MSS性能相比，它具有更高的空間分辨率、更好的頻譜選擇性、更好的幾何保真度、更高的輻射準(zhǔn)確度和分辨率。ETM+增強(qiáng)型專題制圖儀-改進(jìn)ETM+與TM相比改進(jìn)包括：〔改進(jìn)度比較〕〔1〕增加PAN〔全色〕波段，分辨率為15m，因而使數(shù)據(jù)速率增加；〔2〕采用雙增益技術(shù)，使遠(yuǎn)紅外波段〔6波段〕分辨率提高到60m，也增加了數(shù)據(jù)量；〔3〕改進(jìn)后的太陽定標(biāo)器使衛(wèi)星的輻射定標(biāo)誤差小于5﹪，精度比Landsat-5約提高l倍，輻射校正有了很大改進(jìn)。對像面掃描的傳感器HRV的構(gòu)造和成像原理HRV是一種線陣列推帚式掃描儀。儀器中有一個平面反射鏡，將地面輻射來的電磁波反射到反射鏡組，然后聚焦在CCD陣列元件上，CCD的輸出端以一路時序視頻信號輸出。CCD〔ChargeCoupledDevice〕稱電荷耦合器件，是一種由硅等半導(dǎo)體材料制成的固體器件，受光或電激發(fā)產(chǎn)生的電荷靠電子或空穴運(yùn)載，在固體內(nèi)移動，到達(dá)一路時序輸出信號。成像光譜儀的概念成像光譜儀是以多路、連續(xù)并具有高光譜分辨率方式獲取圖像信息的儀器。通過將傳統(tǒng)的空間成像技術(shù)與地物光譜技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，可以實(shí)現(xiàn)對同—地區(qū)同時獲取幾十個到幾百個波段的地物反射光譜圖像。其主要特點(diǎn)是通道數(shù)多，各通道的波段寬度很窄。微波遙感相關(guān)知識微波遙感概念：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)。微波遙感特點(diǎn)a能全天候、全天時工作。b對*些地物具有特殊的波譜特征。c對冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透能力。d對海洋遙感具有特殊意義。e分辨率較低，但特性明顯。主要的衛(wèi)星遙感系統(tǒng)〔1〕遙感平臺分類搭載傳感器的工具統(tǒng)稱為遙感平臺。按平臺距地面的高度大體上可分為三類：地面平臺、航空平臺、航天平臺。衛(wèi)星軌道參數(shù)升交點(diǎn)赤經(jīng)Ω——為衛(wèi)星軌道的升交點(diǎn)與春分點(diǎn)之間的角距。所謂升交點(diǎn)為衛(wèi)星由南向北遠(yuǎn)行時，與地球赤道面的交點(diǎn)。反之，軌道面與赤道面的另一個交點(diǎn)稱為降交點(diǎn)。近地點(diǎn)角距ωω指衛(wèi)星軌道近地點(diǎn)與升交點(diǎn)間角距.軌道傾角i，i指衛(wèi)星軌道面與地球赤道面間兩面角,即從升交點(diǎn)一側(cè)軌道量至赤道面.衛(wèi)星軌道長半軸aa指衛(wèi)星軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)到橢圓軌道中心距離.衛(wèi)星軌道偏心率(或稱扁率)ee=c/a,其中,c為衛(wèi)星橢圓軌道焦距,衛(wèi)星軌道長半軸.衛(wèi)星過近地點(diǎn)時刻T該時刻T指衛(wèi)星過近地點(diǎn)時當(dāng)?shù)氐胤綍r.遙感衛(wèi)星運(yùn)行軌道及其運(yùn)行特點(diǎn)依據(jù)其軌道運(yùn)行高度,可分為:a低高度\短壽命衛(wèi)星一般高度150~200Km,壽命一至三周.能夠獲得較高分辨率遙感圖像,多用于軍事目的.b中高度\長壽命衛(wèi)星一般高度300~1500Km,壽命一年以上.眾多氣象衛(wèi)星\陸地衛(wèi)星和海洋衛(wèi)星屬于此類.c高高度\長壽命衛(wèi)星高度約35800(或360000)Km.又稱地球同步衛(wèi)星或靜止衛(wèi)星.多數(shù)通訊衛(wèi)星\靜止氣象衛(wèi)星屬于此類.依據(jù)其主要用途,可分為:a科學(xué)衛(wèi)星主要用于科學(xué)探測和研究,包括空間物理探測衛(wèi)星和天文探測衛(wèi)星等,研究高層大氣\地球輻射\地球磁場\太陽輻射\宇宙射線等.b技術(shù)衛(wèi)星主要用于新材料試驗或應(yīng)用衛(wèi)星試驗等.新原理\新材料\新儀器等能否使用需經(jīng)上天試驗;新衛(wèi)星性能如何需經(jīng)上天鍛煉.c應(yīng)用衛(wèi)星主要用于直接為人類利益效勞.應(yīng)用衛(wèi)星種類繁多\數(shù)量最大,包括地球資源衛(wèi)星\氣象衛(wèi)星\海洋衛(wèi)星\通訊衛(wèi)星\測地衛(wèi)星\導(dǎo)航衛(wèi)星\偵察衛(wèi)星等氣象衛(wèi)星系列知識區(qū)別太陽同步軌道和地球同步軌道區(qū)別太陽同步軌道和地球同步軌道氣象衛(wèi)星按其軌道不同,可分為太陽同步軌道氣象衛(wèi)星和地球同步軌道氣象衛(wèi)星.6000km,衛(wèi)星以一樣方向經(jīng)過同一緯度當(dāng)?shù)貢r間一樣.36000km,相對地球被觀測區(qū)域是靜止的,又稱地球靜止軌道.氣象衛(wèi)星特點(diǎn)氣象衛(wèi)星特點(diǎn)A.軌道類型多氣象衛(wèi)星軌道含蓋前述太陽同步軌道\地球同步軌道\接近極地軌道三種類型.B.重復(fù)周期短靜止氣象衛(wèi)星較高重復(fù)周期約0.5小時/次,極軌衛(wèi)星中等重復(fù)周期約0.5~1天/次.重復(fù)周期短,時間分辨率高,有利于快速變化動態(tài)監(jiān)測.C.成像面積大氣象衛(wèi)星掃描寬度約2800km,只需2~3條軌道就能覆蓋全國范圍,有利于獲取宏觀同步信息,并減少相應(yīng)數(shù)據(jù)處理量.D.相對本錢低能夠獲得多個波段多種對象遙感數(shù)據(jù),并具通訊衛(wèi)星特征,又能發(fā)揮其它用途.遙感圖像特征〔1〕遙感圖像是各種傳感器所獲信息的產(chǎn)物，是遙感探測目標(biāo)的信息載體。遙感解譯人員需要通過遙感圖像獲取三方面的信息：目標(biāo)地物的大小、形狀及空間分布特點(diǎn)；目標(biāo)地物的屬性特點(diǎn)；目標(biāo)地物的變化動態(tài)特點(diǎn)。相應(yīng)地將遙感圖像歸納為三方面特征，即幾何特征、物理特征和時間特征。遙感圖像的分辨參數(shù)空間分辨率是指像素所代表的地面范圍的大小，即掃描儀的瞬時視場，或地面物體能分辨的最小單元波譜分辨率是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，波譜分辨率愈高。輻射分辨率是指傳感器接收波譜信號時，能分辨的最小輻射度差。在圖像上表現(xiàn)為每一像元的輻射量化級。時間分辨率指對同一地點(diǎn)進(jìn)展遙感采樣的時間間隔，即采樣的時間頻率，也稱重訪周期。第四章遙感圖像處理光學(xué)原理與光學(xué)處理遙感圖像指用遙感器探測目標(biāo)地物電磁輻射信息所記錄下來的各種視覺實(shí)體.依據(jù)記錄介質(zhì)不同,包括遙感模擬圖像和遙感數(shù)字圖像兩種類型.遙感模擬圖像(或簡稱光學(xué)影像)主要指早期光學(xué)遙感系統(tǒng)用感光材料(膠片和相紙)記錄下來的圖像;遙感數(shù)字圖像(或簡稱數(shù)字影像)主要指后來傳輸型遙感系統(tǒng)獲得的能夠直接用于計算機(jī)分析處理的圖像.模擬圖像和數(shù)字圖像可相互轉(zhuǎn)換,包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)/模轉(zhuǎn)換.三原色三原色指任意一種顏色都不能由其它兩種顏色混合產(chǎn)生的三種顏色.實(shí)驗說明:藍(lán)\綠\紅是最優(yōu)三原色.三原色本身具有光譜意義,屬于光譜色.三原色可按一定比例混合形成各種顏色.混合形成顏色不再具有光譜意義,不屬于光譜色.〔3〕加色法就是利用三原色按照一定比例混合產(chǎn)生其它顏色方法.可用加色法示意圖表現(xiàn)為:等量組分混合藍(lán)+綠=青綠+紅=黃紅+藍(lán)=品藍(lán)+綠+紅=白色調(diào)與顏色的區(qū)別色調(diào)：指色彩彼此相互區(qū)分特性.物體色調(diào)決定于物體向外輻射光譜組成,不同色調(diào)物體具有不同輻射光譜;光源色調(diào)決定于輻射光譜組成對人眼所產(chǎn)生感覺.〔5〕多波段影像最正確賦色方案假設(shè)遙感影像有N個波段,每次只顯示3個波段,有多少種顯示方案"每種顯示方案中,每個波段僅能賦藍(lán)\綠\紅三原色任意一種,有多少種賦色方案"紅\藍(lán)\綠;紅\綠\藍(lán);綠\紅\藍(lán);綠\藍(lán)\紅;藍(lán)\綠\紅;藍(lán)\紅\綠光學(xué)增強(qiáng)處理----彩色合成方法加色法彩色合成合成儀法：是將不同波段的黑白透明片分別放入有紅、綠、藍(lán)濾光片的光學(xué)投影通道中準(zhǔn)確配準(zhǔn)和重疊，生成彩色影像的過程。分層曝光法：指利用彩色膠片具有的三層乳劑，使每一層乳劑依次曝光的方法。減色法彩色合成染印法：是一種使用特別浮雕片、承受紙和沖顯染印藥制作彩色合成影像的方法。印刷法：利用普通膠印設(shè)備，直接使用不同波段的遙感底片和黃、品紅、青三種油墨，經(jīng)分色、加網(wǎng)、制版，套印成彩色合成圖像。重氮法：利用重氮鹽的化學(xué)反響處理彩色單波段影像透明片的方法。數(shù)字圖像校正數(shù)字圖像概念及其特征數(shù)字圖像指能夠被計算機(jī)存儲\處理和使用圖像.實(shí)際工作中:有時需要將模擬圖像(或稱模擬量)轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像(或稱數(shù)字量),即是模數(shù)轉(zhuǎn)換,或簡稱A/D轉(zhuǎn)換;有時需要將數(shù)字圖像轉(zhuǎn)換為模擬圖像,即是數(shù)模轉(zhuǎn)換,或簡稱D/A轉(zhuǎn)換.模擬圖像和數(shù)字圖像本質(zhì)區(qū)別在于:前者是連續(xù)變量,而后者是離散變量.像元概念當(dāng)數(shù)字化*個圖像時，數(shù)字圖像在空間位置上取樣，產(chǎn)生離散的*值和y值，則每一個Δ*和ΔY構(gòu)成的小方格稱為一個像元。像元是數(shù)字圖像的最小單位。補(bǔ)充：遙感數(shù)字圖像是以數(shù)字形式表示遙感影像,像素或稱像元是其最根本單位,是成像過程最小采樣單元,也是處理過程最小操作單元.像元具有空間特征和屬性特征.所謂像元空間特征是指像元對應(yīng)地表特定地理位置,并表征特定區(qū)域面積;所謂像元屬性特征是指像元灰度值或亮度值,反映像元對應(yīng)地物電磁輻射信息.輻射校正程輻射概念：由于相當(dāng)局部大氣散射直接進(jìn)入遙感器，我們將由于大氣散射直接進(jìn)入遙感器局部太陽輻射稱作程輻射。引起輻射畸變因素幾何校正引起幾何畸變的因素〔遙感成像過程中,由于受到*些因素影響,遙感圖像出現(xiàn)各種變形情況,相對地面而言出現(xiàn)諸如平移\縮放\旋轉(zhuǎn)\偏扭\彎曲等.因此進(jìn)展幾何校正〕A.遙感平臺影響------特別是衛(wèi)星遙感平臺運(yùn)行姿態(tài)影響;B.地形起伏影響------產(chǎn)生局部像點(diǎn)位移(如同航空相片像點(diǎn)位移);C.地球曲率影響------一方面,產(chǎn)生像點(diǎn)位移;另一方面,導(dǎo)致不同像元對應(yīng)地面寬度不等,而且遙感器掃描角度越大,影響越為突出;D.大氣折射影響------折射使得太陽輻射并非直線傳播導(dǎo)致像點(diǎn)位移;E.地球自轉(zhuǎn)影響------衛(wèi)星運(yùn)動及地球自轉(zhuǎn)相對運(yùn)動,使得衛(wèi)星星下掃描區(qū)域逐漸產(chǎn)生位置偏離.選擇地面控制點(diǎn)的三個根本原則控制點(diǎn)選擇要求:a.數(shù)量要求------n次多項式控制點(diǎn)最少數(shù)目(n+1)(n+)/2,實(shí)際控制點(diǎn)數(shù)目為最少數(shù)目的6倍;b.位置要求------位置要可靠,多用道路穿插點(diǎn)\河流拐彎處\小島中心\機(jī)場附近\山頭頂部等;c.分布要求------分布要均勻,所有控制點(diǎn)應(yīng)均勻分布于整幅圖像之中.數(shù)字圖像增強(qiáng)遙感數(shù)字圖像處理方法：比照度擴(kuò)展、空間濾波、圖像運(yùn)算、多光譜變換等平滑和銳化概念〔圖像平滑處理包括均值和中值濾波〕如果圖像卷積運(yùn)算后，圖像亮度趨向平緩或已去掉*些噪聲，則稱圖像平滑處理。如果卷積運(yùn)算后，圖像線狀地物及*些亮度變化率較大局部被突出，則稱圖像銳化處理。圖像銳化處理方法較多，例如羅伯特梯度、索伯爾梯度、拉普拉斯算法、邊緣定向檢測等。以中值濾波為例，演示圖像卷積運(yùn)算過程---結(jié)合書本和課件例題理解〔3〕標(biāo)準(zhǔn)假彩色和真彩色的過程結(jié)合書本和課件理解〔4〕植被指數(shù)概念：所謂植被指數(shù)是指利用多光譜遙感數(shù)據(jù)經(jīng)過分析運(yùn)算(加\減\乘\除等線性或非線性組合運(yùn)算)產(chǎn)生*些對植被長勢\生物量等植物生態(tài)參數(shù)具有一定指示意義的數(shù)值.植被指數(shù)類型眾多,ERDSA支持下各種植被可直接生成,也可通過空間建模工具建模運(yùn)算得到.多光譜變換概念：指利用多個電磁波段對一樣區(qū)域進(jìn)展成像所得遙感數(shù)據(jù)。多光譜變換主要包括K-L變換和K-T變換K-L變換意義：K-L變換或稱主成分變換K-L變換意義即經(jīng)過K-L變換后：A、變換后圖像空間坐標(biāo)系相對變換前圖像空間坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)一個角度；B、變換后前三個圖像空間〔或主分量〕集中原始多光譜數(shù)據(jù)絕大多數(shù)信息；C、變換后圖像空間亮度不與地物電磁輻射信息直接關(guān)聯(lián)；D、變換后根本實(shí)現(xiàn)對原始圖像數(shù)據(jù)壓縮及增強(qiáng)處理。K-T變換或稱纓帽變換--變換意義：它主要針對TM數(shù)據(jù)和曾經(jīng)廣泛使用的MSS數(shù)據(jù)。他抓住了地面景物，特別是植被和土壤在多光譜空間中的特征，這對于擴(kuò)大陸地衛(wèi)星TM影像數(shù)據(jù)分析在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用有重要意義?！?〕多元信息復(fù)合概念：是指將多源遙感數(shù)據(jù)或遙感數(shù)據(jù)與非遙感數(shù)據(jù)進(jìn)展信息組合匹配技術(shù)?！?〕為何要進(jìn)展多元信息復(fù)合？A、不同遙感器獲得遙感數(shù)據(jù)具有不同優(yōu)缺點(diǎn)。例如，TM數(shù)據(jù)具有光譜分辨率較高優(yōu)勢但空間分辨率較低劣勢；SPOT數(shù)據(jù)具有空間分辨率較高優(yōu)勢但光譜分辨率較低劣勢。B、多時期遙感數(shù)據(jù)為地物特征動態(tài)變化分析提供重要數(shù)據(jù)源，只有將多時期數(shù)據(jù)綜合比照研究才能更好地發(fā)現(xiàn)各種地物變化特征。C、非遙感數(shù)據(jù)尤其是重要專題數(shù)據(jù)是遙感圖像專題信息提取重要輔助信息，綜合利用非遙感數(shù)據(jù)能夠更大程度提高遙感解譯精度?！?〕如何進(jìn)展多源信息復(fù)合〔或一般步驟〕？A、空間配準(zhǔn)B、內(nèi)容復(fù)合第五章遙感圖像目視解譯與制圖1.遙感圖像解譯包括哪些類型？包括目視解譯和計算機(jī)解譯。目視解譯又稱目視判讀或目視判譯，指專業(yè)人員通過直接觀察或借助輔助儀器從遙感圖像上獲取目標(biāo)地物信息過程。計算機(jī)解譯又稱遙感圖像理解，指以計算機(jī)軟硬件系統(tǒng)為支撐，根據(jù)遙感影像目標(biāo)地物特征，結(jié)合專家系統(tǒng)知識如目標(biāo)地物成像規(guī)律和解譯經(jīng)歷等，利用模式識別技術(shù)和人工智能技術(shù)等，獲取目標(biāo)地物特征信息過程。圖像具體特征遙感圖像目標(biāo)地物特征即遙感圖像上目標(biāo)地物電磁輻射信息差異反映，包括色、形、位三個方面。色------即目標(biāo)地物在遙感圖像上表現(xiàn)出來的顏色特征，如色調(diào)、顏色和陰影等。形------即目標(biāo)地物在遙感圖像上表現(xiàn)出來的形狀特征，如形狀、大小、紋理和圖形等。位------即目標(biāo)地物在遙感圖像上表現(xiàn)出來的位置特征，如空間位置和相關(guān)布局等解譯標(biāo)志概念解譯標(biāo)志或稱判讀標(biāo)志，是指遙感圖像上能夠作為識別、分析和判斷景觀地物的影像特征。實(shí)際上，解譯標(biāo)志是目標(biāo)地物識別特征的專業(yè)術(shù)語。包括直接解譯標(biāo)志和間接解譯標(biāo)志。直接解譯標(biāo)志------指能夠直接反映和表現(xiàn)目標(biāo)地物信息的各種遙感圖像特征，如攝影像片色調(diào)、色彩、形狀、大小等。根據(jù)直接解譯標(biāo)志可以直觀識別遙感圖像目標(biāo)地物。間接解譯標(biāo)志------指能夠間接反映和表現(xiàn)目標(biāo)地物信息的各種遙感圖像特征，如目標(biāo)地物與環(huán)境關(guān)系、與成像時間關(guān)系等。間接解譯標(biāo)志因研究區(qū)域和專業(yè)知識而異。衛(wèi)星目視解譯原則〔查書，可見未找到〕目視解譯步驟遙感影像目視解譯方法包括：直接判讀法、比照分析法、信息復(fù)合法、綜合推理法、地理相關(guān)分析法，共5種。步驟：目視解譯準(zhǔn)備工作階段---初步解譯與判讀區(qū)的野外考察----室內(nèi)詳細(xì)解讀---野外驗證與補(bǔ)判---目視解譯成果的轉(zhuǎn)繪與制圖攝影像片概念：查書第六章遙感數(shù)字圖像計算機(jī)解譯遙感數(shù)字圖像概念與特征〔書189頁〕概念：以數(shù)字形式表示的遙感影像。遙感數(shù)字圖像最根本的單位是像素。像素是成像過程的采樣點(diǎn)，也是計算機(jī)圖像處理的最小單元。像素具有空間特征和屬性特征。特征：便于計算機(jī)處理與分析、圖像信息損失低、抽象強(qiáng)遙感數(shù)字圖像表示方法〔書190頁〕遙感數(shù)字圖像以二維數(shù)組來表示，按波段數(shù)量，遙感數(shù)字圖像分為二值數(shù)字圖像和彩色數(shù)字圖像單波段數(shù)字圖像和多波段數(shù)字圖像。其中多波段數(shù)字圖像的存儲和分發(fā)，通常采用三種格式：BSQ數(shù)據(jù)格式、BIP數(shù)據(jù)格式、BIL數(shù)據(jù)格式航空像片的數(shù)字化過程包括:空間采樣---屬性量化監(jiān)視分類與非監(jiān)視分類概念監(jiān)視分類概念監(jiān)視分類指用已確認(rèn)類別的樣本像元去識別其他未知類別的像元的方法或過程。類別的像元就是那些位于訓(xùn)練區(qū)的像元。監(jiān)視分類前，操作員首先要在圖像上對每一類別地物選擇一定數(shù)量訓(xùn)練區(qū)，計算機(jī)計算出每個訓(xùn)練區(qū)的統(tǒng)計或其他信息，將圖像上的每個像元都與訓(xùn)練樣本作比較，按照不同的規(guī)則將其劃分到最為相似的樣本類中去。非監(jiān)視分類概念非監(jiān)視分類指多光譜圖像中搜尋或定義像元光譜自然相似集群的方法或過程。非監(jiān)視分類不需人工選擇訓(xùn)練樣本，僅需輸入根本初始參數(shù)，計算機(jī)按一定規(guī)則自動根據(jù)像元光譜或空間等特征組成集群組，操作員將所得集群組與參考數(shù)據(jù)比較，建立光譜類與地物類之間關(guān)聯(lián)關(guān)系，將光譜類歸并到對應(yīng)地物類中去。遙感圖像解譯專家系統(tǒng)概念〔教材P212-213〕遙感圖像解譯專家系統(tǒng)是模式識別技術(shù)和人工智能技術(shù)結(jié)合產(chǎn)物。它指利用模式識別技術(shù)提取遙感圖像上多種目標(biāo)地物特征信息，組成遙感圖像特征數(shù)據(jù)庫為專家系統(tǒng)解譯提供支持或證據(jù)，利用人工智能技術(shù)綜合圖像解譯專家知識、經(jīng)歷、方法和技術(shù)等，組成遙感圖像解譯知識庫，模擬遙感圖像人工目視解譯或判讀過程，經(jīng)過證據(jù)證明或知識推理，到達(dá)自動化和智能化地提取遙感專題信息的系統(tǒng)方法或技術(shù)過程。第七章遙感應(yīng)用了解水體遙感經(jīng)歷性判讀---要查書236①水體的反射光譜特征μm電磁波段反射率明顯低于其他地物，輻射水平低于其它地物，遙感圖像表現(xiàn)為暗色調(diào)；近紅外波段水的反射比可見光波段更低；不同的水體在可見光波段，反射率有較明顯的不同，如隨泥沙含量的增加而增強(qiáng)。②影響水體反射光譜特征的因素不同水體的水面性質(zhì)、水中懸浮物的性質(zhì)和數(shù)量、水深和水底特性的不同，傳感器上接收的反射光譜特性存在差異,為水體遙感探測提供根底。傳感器所承受的輻射包括水面反射光、懸浮物反射光、水底反射光和天空散射光③水體界限確實(shí)定在近紅外圖像上，水體呈黑色；在雷達(dá)圖像上，水體呈黑色。④泥沙確實(shí)定渾濁水體的反射光譜曲線整體高于清水；波譜反射峰值向長波方向移動?！?紅移〕隨著懸浮泥沙濃度的加大，可見光對水體的透射能力減弱，反射能力加強(qiáng)。波長較短的可見光，如藍(lán)光和綠光對水體的穿透力較強(qiáng)，可反映出水面下一定深度的泥沙分布狀況。⑤葉綠素確實(shí)定水體葉綠素濃度增加，藍(lán)光波段的反射率下降，綠光波段的反射率增高；水面葉綠素和浮游生物濃度高時，近紅外波段仍存在一定的反射率，該波段影像中水體不呈黑色，而呈灰色，甚至淺灰色。⑥水體污染的探測水體污染物濃度大且使水色顯著地變黑、紅、黃等，與背景水色有較大差異時，在可見光波段的影像上可識別出來。水體高度富營養(yǎng)化，可在近紅外波段影像上識別出來。水體受到熱污染，可在熱紅外影像上被識別。水上油溢污染可使紫外波段和近紅外波段的反射率增高，可被探測出來。2.高光譜遙感概念：高光譜遙感是高光譜分辨率遙感的簡稱，它是在電磁波譜的可見光、近紅外、中紅外、和熱紅外波段范圍內(nèi)，獲取許多非常窄的光譜連續(xù)的影像數(shù)據(jù)的技術(shù)。其成像光譜儀可以收集到上百個非常窄的光譜波段信息。課后習(xí)題答案第一章遙感的根本概念是什么？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，提醒出物體的特征性質(zhì)及其變化的綜合性探測技術(shù)。遙感探測系統(tǒng)包括哪幾個局部？被側(cè)目標(biāo)的信息特征、信息的獲取、信息的傳輸與記錄、信息的處理和信息的應(yīng)用.作為對地觀測系統(tǒng)，遙感與常規(guī)手段相比有什么特點(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，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)展重復(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?！脖容^多，大家理解性的刪除自己不需要的〕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，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)查和驗證。第二章大氣的散射現(xiàn)象有幾種類型？根據(jù)不同散射類型的特點(diǎn)分析可見光遙感與微波遙感的區(qū)別，說明為什么微波具有穿云浮透霧能力而可見光不能。①瑞利散射〔大氣中粒子的直徑比波長小得多時發(fā)生的散射〕.②米氏散射〔當(dāng)大氣中粒子的直徑與輻射的波長相當(dāng)時發(fā)生的散射〕③無選擇性散射〔當(dāng)大氣中粒子的直徑比波長大的多時發(fā)生的散射〕.大氣散射類型是根據(jù)大氣中分子或其他微粒的直徑小于或相當(dāng)于輻射波長時才發(fā)生。大氣云層中，小雨滴的直徑相對其他微粒最大，對可見光只有無選擇性散射發(fā)生，云層越厚，散射越強(qiáng)，而對微波來說，微波波長比粒子的直徑大很多，則又屬于瑞利散射的類型，散射強(qiáng)度與波長四次方成反比，波長越長散射強(qiáng)度越小，所以微波才有可能有最小散射，最大透射，而被成為具有穿云透霧的能力。綜合論述太陽輻射傳播到地球外表又返回到遙感傳感器這一整個過程中所發(fā)生的物理現(xiàn)象。大氣的吸收作用；〔二〕大氣的散射作用;大氣的反射、折射、散射、透射〔提供者原答案〕4.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。當(dāng)太陽輻射到達(dá)地表后，就短波而言，地表反射的太陽輻射成為地表的主要輻射來源，而來自地球本身的輻射，幾乎可以忽略不計。地球自身的輻射主要集中在長波，即6um以上的熱紅外區(qū)段，該區(qū)段太陽輻射的影響幾乎可以忽略不計，因此只考慮地表物體自身的熱輻射。兩峰穿插之處是兩種輻射共同其作用的局部，在2.5~6um，即中紅外波段，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。波段名稱可見光與近紅外中紅外遠(yuǎn)紅外波長2.5~6um>6um輻射特性地表輻射太陽輻射為主地表輻射太陽輻射和自身的熱輻射地表物體自身熱輻射為主比輻射率(發(fā)射率)波譜特性曲線的形態(tài)特征可以反映地面物體本身的特性，包括物體本身的組成、溫度、外表粗糙度等物理特性。特別是曲線形態(tài)特殊時可以用發(fā)射率曲線來識別地面物體，尤其在夜間，太陽輻射消失后，地面發(fā)出的能量已發(fā)射光譜為主，單側(cè)起紅外輻射及微波輻射并與同樣溫度條件下的比輻射率〔發(fā)射率〕曲線比較，是識別地物的重要方法之一。地物反射波普曲線除隨不同地物(反射率)不同外，同種地物在不同內(nèi)部構(gòu)造和外部條件下形態(tài)表現(xiàn)〔發(fā)射率〕也不同。一般說，地物發(fā)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)。4.幾類常見地物反射波譜特性.1．植物：a.在可見光的0.55μm〔綠〕附近有一個小反射峰，在0.45μm〔藍(lán)〕和0.67μm〔紅〕附近有兩個明顯的吸收帶。b.在0.7～0.8μm是一個陡坡，反射率急劇增高，在近紅外波段0.8～1.3μm之間形成一個高的，形成反射峰。c.以1.45μm、1.95μm和2.7μm為中心是水的吸收帶。2.土壤：沒有明顯的波峰波谷，土質(zhì)越細(xì)反射率越高，有機(jī)質(zhì)含量越高含水量越高，反射率越低3.水體：反射主要在藍(lán)綠波段，其它波段吸收都很強(qiáng)，近紅外吸收更強(qiáng)。水中含泥沙時，可見光波段反射率會增加，峰值出現(xiàn)在黃紅區(qū)。水中含葉綠素時，近紅外波段明顯抬升。4.巖石：形態(tài)各異，沒有統(tǒng)一的變化規(guī)律。巖石的反射波譜曲線受礦物成分、礦物含量、風(fēng)化程度、含水狀況、顆粒大小、外表光滑程度、色澤等影響：1.主要遙感平臺是什么，各有何特點(diǎn)？地面平臺：高度在0～50m范圍內(nèi)，三角架、遙感塔、遙感車和遙感船等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)展近距離遙感，測定各種地物的波譜特性及影像的實(shí)驗研究。航空平臺：包括飛機(jī)和氣球。飛機(jī)按高度可以分為低空平臺、中空平臺和高空平臺。低空平臺：2000米以內(nèi)，對流層下層中。中空平臺：2000-6000米，對流層中層。高空平臺：12000米左右的對流層以上。低空氣球：但凡發(fā)放到對流層中去的氣球稱為低空氣球；高空氣球：但凡發(fā)放到平流層中去的氣球稱為高空氣球?？缮仙?2-40公里的高空。填補(bǔ)了高空飛機(jī)升不到，低軌衛(wèi)星降不到的空中平臺的空白。航天平臺：包括衛(wèi)星、火箭、航天飛機(jī)、宇宙飛船。高度在150km以上。航天飛機(jī)240～350km高度。衛(wèi)星：低軌：150～300km，大比例尺、高分辨率圖象；壽命短，幾天到幾周〔由于地心引力、大氣摩擦〕，用于軍事偵察；中軌：700～1000km，資源與環(huán)境遙感；高軌：35860km，地球靜止衛(wèi)星，通信、氣象。航天平臺目前開展最快，應(yīng)用最廣：氣象衛(wèi)星系列、海洋衛(wèi)星系列、陸地衛(wèi)星系列。攝影成像的根本原理是什么？其圖像有什么特征？傳統(tǒng)攝影依靠光學(xué)鏡頭及放置在焦平面的感光膠片來記錄物體影像；數(shù)字?jǐn)z影則通過放置在焦平面的光敏元件，經(jīng)過光/電轉(zhuǎn)換，以數(shù)字信號來記錄物體影像。圖象特點(diǎn)：投影：航片是中心投影，即攝影光線交于同一點(diǎn)。比例尺：航空像片上*一線段長度與地面相應(yīng)線段長度之比，稱為像片比例尺。⑴平均比例尺：以各點(diǎn)的平均高程為起始面，并根據(jù)這個起始面計算出來的比例尺。⑵主比例尺：由像主點(diǎn)航高計算出來的比例尺，它可以概略地代表該張航片的比例尺。像點(diǎn)位移：⑴位移量與地形高差成正比，即高差越大引起的像點(diǎn)位移量也越大。當(dāng)高差為正時，像點(diǎn)位移為正，是背離像主點(diǎn)方移動；高差為負(fù)時，像點(diǎn)位移為負(fù)，是朝向像主點(diǎn)方向移動。⑵位移量與像點(diǎn)距離像主點(diǎn)的距離成正比，即距像主點(diǎn)越遠(yuǎn)的像點(diǎn)位移量越大，像片中心局部位移量較小。像主點(diǎn)無位移。⑶位移量與攝影高度〔航高〕成反比。即攝影高度越大，因地表起伏的位移量越小。掃描成像的根本原理是什么？掃描圖像與攝影圖像有何區(qū)別？掃描成像是依靠探測元件和掃描鏡對目標(biāo)地物以瞬間視場為單位進(jìn)展的逐點(diǎn)、逐行取樣，以得到目標(biāo)地物電磁輻射特性信息，形成一定譜段的圖象。與攝影圖像區(qū)別：乳膠片感光技術(shù)本身存在著致命的弱點(diǎn)，它所傳感的輻射波段僅限于可見光及其附近；其次，照相一次成型，圖象存儲、傳輸和處理都不方便。光/機(jī)掃描成像利用光電探測器解決了各種波長輻射的成像方法。輸出的電學(xué)圖象數(shù)據(jù)，存儲、傳輸和處理十分方便。固體自掃描成像具有刷式掃描成像特點(diǎn)。探測元件數(shù)目越多，體積越小，分辨率就越高。高光譜成像光譜掃描圖象是多達(dá)數(shù)百個波段的非常窄的連續(xù)的光譜波段組成，光譜波段覆蓋了可見光、近紅外、中紅外和熱紅外區(qū)域全部光譜帶?？梢允占?00或200以上波段的收據(jù)數(shù)據(jù)。如何評價遙感圖像的質(zhì)量？一、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。二、圖象的光譜分辨率：波譜分辨率是指傳感器在承受目標(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。傳感器的波段選擇必須考慮目標(biāo)的光譜特征值。三、輻射分辨率：輻射分辨率是指傳感器承受波譜信號時，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。*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)。四、圖象的時間分辨率：時間分辨率指對同一地點(diǎn)進(jìn)展采樣的時間間隔，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。：1.引起遙感影像位置畸變的原因是什么？如果不作幾何校正，遙感影像有什么問題？如果作了幾何校正，又會產(chǎn)生什么新的問題？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：航高、航速、俯仰、翻滾、偏航。②地形起伏的影響：產(chǎn)生像點(diǎn)位移。③地球外表曲率的影響：一是像點(diǎn)位置的移動；二是像元對應(yīng)于地面寬度不等，距星下點(diǎn)愈遠(yuǎn)畸變愈大，對應(yīng)地面長度越長。④大氣折射的影響：產(chǎn)生像點(diǎn)位移。⑤地球自轉(zhuǎn)的影響：產(chǎn)生影像偏離。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，以得到比較準(zhǔn)確的結(jié)果。在作幾何較正時，控制點(diǎn)的選取很重要。假設(shè)圖像一角沒有任何控制點(diǎn)，估計幾何校正后這一角的位置畸變將縮小還是增大？為什么？位置畸變增大。在圖象邊緣處，在地面特征變化大的地區(qū)，如河流拐彎處等，由于沒有控制點(diǎn)，而靠計算推出對應(yīng)點(diǎn)，會使圖像變形。圖象一角假設(shè)沒有任何控制點(diǎn)，則會出現(xiàn)外推現(xiàn)象。(此題沒有明顯答案，"位置畸變增大〞為筆者據(jù)"外推現(xiàn)象〞推斷，請根據(jù)情況自行表述。)結(jié)合地物光譜特征解釋比值運(yùn)算能夠突出植被覆蓋的原因。植被反射波譜曲線規(guī)律性明顯而獨(dú)特?？梢姽獠ǘ巍病蘭〕有一個小的反射峰，兩側(cè)有兩個吸收帶。這是因為葉綠素對藍(lán)光和紅光吸收作用強(qiáng)，而對綠光反射作用強(qiáng)。在近紅外波段〔～0.8μrn〕有一反射的"陡坡〞，至μm附近有一峰值，形成植被的獨(dú)有特征。在中紅外波段〔～μm〕受到綠色植物含水量的影響，吸收率大增，反射率大大下降，特別是在水的吸收帶形成低谷。比值運(yùn)算可以檢測波段的斜率信息并加以擴(kuò)展，以突出不同波段間地物光譜的差異，提高比照度。該運(yùn)算常用于突出遙感影像中的植被特征、提取植被類型或估算植被生物量。結(jié)合遙感與地理信息系統(tǒng)的開展，談?wù)勥b感與非遙感信息符合的重要意義。信息復(fù)合著重于同一區(qū)域內(nèi)各遙感信息之間或遙感與非遙感信息之間的匹配復(fù)合，包括空間配準(zhǔn)和內(nèi)容復(fù)合，以便在統(tǒng)一的地理坐標(biāo)系統(tǒng)下構(gòu)成一組新的空間信息或合成一幅新的圖像。遙感是以不同空間、時間、波譜、輻射分辨率提供電磁波譜不同譜段的數(shù)據(jù)。由于成像原理不同和技術(shù)條件的限制，任何一個單一遙感器的遙感數(shù)據(jù)都不能全面反映目標(biāo)對象的持征，也就是都有一定的應(yīng)用范圍和局限性。各類非遙感數(shù)據(jù)(包括地學(xué)常規(guī)手段獲得的信息)也有它自身的特點(diǎn)和局限性。倘假設(shè)將多種不同特征的數(shù)據(jù)(包括各種遙感及非遙感的)結(jié)合起來，相互取長補(bǔ)短，便可以發(fā)揮各自的優(yōu)勢、彌補(bǔ)各自缺乏、有可能更全面地反映地面目標(biāo)．提供更強(qiáng)的信息解譯能力和更可靠的分析結(jié)果。這樣不僅擴(kuò)大廠各數(shù)據(jù)的應(yīng)用范圍、而且提高了分析精度，應(yīng)用效果和實(shí)用價值。例子：如遙感影像與地圖復(fù)合生成影像地圖——既利用了遙感影像直觀、形象的豐富信息，又利用了地圖的數(shù)學(xué)根底和地理要素；在地形起伏的山區(qū)，遙感圖像數(shù)據(jù)與數(shù)字高程模型(DEM)的融合，不僅可以用來糾正因地形起伏所造成的圖像畸變，還可以用來提高遙感對上地覆蓋、森林覆蓋等的分類精度。:1.對照一幅實(shí)際圖像，指出目標(biāo)地物識別特征在該圖像中的表現(xiàn)，并說明你指出的特征是什么地物特征？目標(biāo)地物識別特征：1.色調(diào)：全色遙感圖像中從白到黑的密度比例叫色調(diào)〔也叫灰度〕.2.顏色：是彩色圖像中目標(biāo)地物識別的根本標(biāo)志。3.陰影：是圖像上光束被地物遮擋而產(chǎn)生的地物的影子。據(jù)此可判讀物體性質(zhì)或高度.4.形狀：目標(biāo)地物在遙感圖像上呈現(xiàn)的外部輪廓。5.紋理：也叫內(nèi)部構(gòu)造，指遙感圖像中目標(biāo)地物內(nèi)部色調(diào)有規(guī)則變化造成的影像構(gòu)造。6.大?。褐高b感圖像上目標(biāo)物的形狀、面積與體積的度量。7.位置：指目標(biāo)地物分布的地點(diǎn)。8.圖形：目標(biāo)地物有規(guī)律的排列而成的圖形構(gòu)造。9.相關(guān)布局：多個目標(biāo)地物之間的空間配置關(guān)系。目標(biāo)地物的特征:1.色：指目標(biāo)地物在遙感影像上的顏色，包括色調(diào)、顏色和陰影。2.形：指目標(biāo)地物在遙感影像上的形狀，包括形狀、紋理、大小、圖形等。3.位：指目標(biāo)地物在遙感影像上的空間位置，包括目標(biāo)地物分布的空間位置、相關(guān)布局等。分析請根據(jù)具體圖就上述特點(diǎn)描述即可。選擇一幅遙感影像，按照書中介紹的根本步驟，試做遙感影像解譯并作圖，體會整個解譯過程中的關(guān)鍵點(diǎn)。遙感圖像目視解譯步驟：1.目視解譯準(zhǔn)備工作階段①明確解譯任務(wù)與要求；②收集與分析有關(guān)資料；③選擇適宜波段與恰當(dāng)時相的遙感影像。2.初步解譯與判讀區(qū)的野外考察①初步解譯的主要任務(wù)是掌握解譯區(qū)域特點(diǎn)，確立典型解譯樣區(qū)，建立目視解譯標(biāo)志，探索解譯方法，為全面解譯奠定根底。②野外考察：填寫各種地物的判度標(biāo)志登記表，以作為建立地區(qū)性的判度標(biāo)志的依據(jù)。在此根底上，制定出影像判度的專題分類系統(tǒng)，建立遙感影像解譯標(biāo)志。3.室內(nèi)詳細(xì)判讀①統(tǒng)籌規(guī)劃、分區(qū)判讀②由表及里、循序漸進(jìn)③去偽存真、靜心解譯。4.野外驗證與補(bǔ)判①野外驗證包括：檢驗專題解譯中圖斑的內(nèi)容是否正確;檢驗解譯標(biāo)志.②疑難問題的補(bǔ)判：對室內(nèi)判讀中遺留的疑難問題的再次解譯。5.目視解譯成果的轉(zhuǎn)繪與制圖.一種是手工轉(zhuǎn)繪成圖；一種是在準(zhǔn)確幾何根底的地理地圖上采用轉(zhuǎn)繪儀進(jìn)展轉(zhuǎn)繪成圖.:1、比較監(jiān)視分類與非監(jiān)視分類的優(yōu)缺點(diǎn)。根本區(qū)別在于是否利用訓(xùn)練場地來獲取先驗的類別知識。監(jiān)視分類的關(guān)鍵是選擇訓(xùn)練場地。監(jiān)視分類法優(yōu)點(diǎn)是：簡單實(shí)用，運(yùn)算量小。缺點(diǎn)是：受訓(xùn)練場地個數(shù)和訓(xùn)練場典型性的影響較大。受環(huán)境影響較大，隨機(jī)性大。訓(xùn)練場地要有代表性，樣本數(shù)目要能夠滿足分類要求。此為監(jiān)視分類的缺乏之處。非監(jiān)視分類優(yōu)點(diǎn)是：事先不需要對研究區(qū)了解，減少人為因素影響，減少時間，降低本錢。不需要更多的先驗知識，據(jù)地物的光譜統(tǒng)計特性進(jìn)展分類。缺點(diǎn)是：運(yùn)算量大。當(dāng)兩地物類型對應(yīng)的光譜特征差異很小時，分類效果不如監(jiān)視分類效果好。：1、水體的光譜特征是什么？水體識別包括哪些內(nèi)容？水體的光譜特征是：水體的反射主要在藍(lán)綠光波段，其他波段吸收都很強(qiáng)，特別在近紅外波段，吸收更強(qiáng)。但當(dāng)水中含有其他物質(zhì)時，反射光譜曲線會發(fā)生變化。水中含泥沙時，可見光波段反射率會增加，峰值出現(xiàn)在黃紅區(qū)。水中含葉綠素時，近紅外波段明顯抬升。水體識別的內(nèi)容包括：〔１〕水體界限確實(shí)定；〔２〕水體懸浮物質(zhì)確實(shí)定〔泥沙確實(shí)定和葉綠素確實(shí)定〕；〔4〕水溫的探測；〔5〕水深的探測；〔6〕水體污染的探測。：1.3S主要應(yīng)用領(lǐng)域是什么，試舉數(shù)例。答：3S是全球定位系統(tǒng)GPS、遙感RS和地理信息系統(tǒng)GIS的簡稱。主要應(yīng)用領(lǐng)域有：遙感技術(shù)可應(yīng)用于植被資源調(diào)查、氣候氣象的觀測預(yù)報、作物產(chǎn)量估測、病蟲害預(yù)測、環(huán)境質(zhì)量檢測、交通線路網(wǎng)絡(luò)與旅游景點(diǎn)分布等方面。例如，在大比例尺的遙感圖像上，可以直接統(tǒng)計煙窗的數(shù)量、直徑、分布以及機(jī)動車的數(shù)量、類型，找出其與燃煤，燒油量的關(guān)系，求出相關(guān)系數(shù)，并結(jié)合城市實(shí)測資料以及城市氣象、風(fēng)向頻率、風(fēng)速變化等因素，估算城市大氣狀況。同樣，遙感圖像能夠反映水體的色調(diào)、灰階、形態(tài)、紋理等特征的差異，根據(jù)這些影像顯示，一般可以識別水體的污染源、污染范圍、面積和濃度。另外可以利用熱紅外遙感圖像能夠?qū)Τ鞘袩釐u效應(yīng)進(jìn)展有效的調(diào)查。地理信息系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)已在資源調(diào)查、數(shù)據(jù)庫建立與管理、土地利用及其與適宜性評價、區(qū)域規(guī)劃、生態(tài)規(guī)劃、作物估產(chǎn)、災(zāi)害監(jiān)測與預(yù)報、準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)等方面得到廣泛應(yīng)用。GPS測量技術(shù)能夠快速、高效、準(zhǔn)確地提供點(diǎn)、線、面的要素準(zhǔn)確三維坐標(biāo)以及其他相關(guān)信息。具有全天候、高精度、自動化、高效益等顯著特點(diǎn)，廣泛用于軍事、民用交通〔船舶、飛機(jī)、汽車等〕導(dǎo)航、大地測量、攝影測量、野外考察探險、土地綜合利用、準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)以及日常生活〔人員跟蹤、休閑娛樂〕等不同領(lǐng)域。三者組成的系統(tǒng)中，GIS相當(dāng)于中樞神經(jīng)，用于存儲、查詢、分析、模擬、輸出地理空間數(shù)據(jù)為遙感技術(shù)的應(yīng)用提供強(qiáng)有力的工具；RS相當(dāng)于傳感器，具有強(qiáng)大的信息采集與獲取能力，是GIS的重要數(shù)據(jù)源和更新手段；GPS相當(dāng)于定位器，其全球性、全天候、高精度的實(shí)時導(dǎo)航功能為GIS、RS提供準(zhǔn)確的空間定位信息。三者的結(jié)合，在資源調(diào)查與合理規(guī)劃利用、環(huán)境監(jiān)測、自然災(zāi)害動態(tài)監(jiān)測與防治等領(lǐng)域以及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、軍事、通訊等行業(yè)和部門得到了廣泛深入的應(yīng)用。航空像片一般用攝影的方法獲得，航高在10km以內(nèi)的對流層。目前常用的航空像片類型為彩色紅外像片。航空像片的比例尺大、分辨率高，常用直接判讀法和比照分析法。一般依據(jù)航片上地物的形狀和色彩就可判讀地物屬性。航空像片主要應(yīng)用在城市遙感中。：根據(jù)像片上反映的地物影像識別地物的性質(zhì)和數(shù)量特征，并研究其分布和發(fā)生開展的規(guī)律。判讀的標(biāo)志：形狀；大?。簧{(diào)/顏色；影陰；組合圖案/紋理構(gòu)造。內(nèi)容：按判讀標(biāo)志解譯所給的航片，區(qū)分出居民地、農(nóng)田類型、河流、流向、道路等地表覆蓋類型，理解判讀標(biāo)志的含義，初步掌握圖像識別的方法。二、居民地和道路的判讀.城市居民地的判讀特點(diǎn)：房屋稠密，面積較大，建筑物排列整齊，能判讀建筑物的形狀、高度和周邊環(huán)境。農(nóng)村居民地的判讀特點(diǎn)：小而分散，有農(nóng)田包圍，能判讀居民地的外形和面積及通向居民地的道路。道路的判讀特點(diǎn)：線狀分布，色調(diào)較亮。實(shí)習(xí)：居民地和道路的判讀。水體的判讀.河流判讀：界限明顯、彎曲自然、寬窄不一的條帶狀。能判讀流向、河寬、流速、橋梁、碼頭等附屬物。湖泊的判讀：輪廓明顯的形狀、色調(diào)較暗。能判讀其形狀、面積。海域的判讀：能清晰地判讀出海岸線、潮侵地帶、高潮、低潮位置。四、地貌的判讀.利用航片能判讀地貌的類型、形態(tài)。如流水地貌、冰川地貌、風(fēng)沙地貌、黃土地貌等。五.植被的判讀.判讀標(biāo)志為：色調(diào)/色彩和紋理構(gòu)造。紋理構(gòu)造：細(xì)小地物在影像上構(gòu)成的組合圖案。地物的性質(zhì)不同，組合圖案也不同，以此來判讀地物群體的性質(zhì)。以判讀植物群落為主。1植被遙感.植被調(diào)查是遙感的重要應(yīng)用領(lǐng)域。以確定植被的分布、類型、長勢為主。植被判讀的原理是植物的光譜特性。不同的植物由于構(gòu)造和葉綠素含量不同，具有不同的光譜特征，特別是近紅外波段有較大的差異。利用植物的物候差異也可區(qū)分植物類型，如冬季落葉樹和常綠樹很好區(qū)別。利用植物的生態(tài)條件區(qū)別植物類型。如地形上的陰坡和陽坡，不同高度的地形部位，都分布著不同的植物類型。2水體遙感.水體是地表重要的覆蓋類型，遙感可獲得水體的分布、泥沙、有機(jī)質(zhì)、水深、水溫等。水體的反射率很低，特別是紅外波段，色調(diào)為均勻的暗色，加之水體的特殊形狀，在圖像上很好識別。水體的水面性質(zhì)、懸浮物的性質(zhì)和含量、水深、水溫能影響水體的反射光譜特性，所形成的光譜差異，成為遙感探測水體性狀的根底。隨著懸浮泥沙濃度的加大，水體的反射能力加強(qiáng)，而透射能力減弱，遙感圖像上的色調(diào)就淺。藍(lán)波段對水體有較大的透射能力，因此該波段的色調(diào)可反映水深和淺水區(qū)的水下地形。水體的熱容量大，在熱紅外波段的晝夜圖像上有明顯的色調(diào)差異。根據(jù)該波段傳感器的溫度標(biāo)定，可推算出水溫。遙感探測水體的污染很有效，污染物改變了水體的性質(zhì)，圖像上的光譜特性會有很大的差異，而易于區(qū)別。監(jiān)視分類是基于對于遙感圖像上樣本區(qū)內(nèi)的地物的類屬已有先驗的知識，即已經(jīng)知道它所對應(yīng)的地物類別，于是可以利用這些樣本類別的特征作為依據(jù)來判斷非樣本數(shù)據(jù)的類別。非監(jiān)視分類是遙感圖像地物的屬性不具有先驗知識，純粹依靠不同光譜數(shù)據(jù)組合在統(tǒng)計上的差異來進(jìn)展"盲目分類〞，事后再對已分出各類的地物屬性進(jìn)展確認(rèn)的過程。異:監(jiān)視分類對于遙感圖像上樣本區(qū)內(nèi)的地物的類屬已有先驗的知識，即已經(jīng)知道它所對應(yīng)的地物類別;非監(jiān)視分類對于遙感圖像地物的屬性不具有先驗知識。

b.監(jiān)視分類以樣本類別的特征作為依據(jù)可直接判斷判斷非樣本數(shù)據(jù)的類別；非監(jiān)視分類僅憑據(jù)遙感影像地物的光譜特征的分布規(guī)律，隨其自然地進(jìn)展盲目的分類，并不確定類別的屬性，其屬性是通過事后對各類的光譜響應(yīng)曲線進(jìn)展分析，以及與實(shí)地調(diào)查相比較后確定的。同:都是依據(jù)地物的光譜特性的點(diǎn)獨(dú)立原則來分類的，且都采用的是統(tǒng)計方法。〔1〕水系水系的類型和構(gòu)造受地形和基巖類型的控制，基巖的巖性、走向決定了地形地貌的構(gòu)造和走向，因而也就決定了水系類型和構(gòu)造。反言之，水系的類型構(gòu)造也就指示出基巖巖性和地貌特征。水系密度大，表示地表徑流發(fā)育、支流多，土壤和巖石的透水性差，顆粒細(xì)，易于被流水侵蝕。密度小，表示地表徑流不發(fā)育，土壤的透水性能好，水系稀疏，水土流失少。水系分布均勻時，表示巖性均勻一致。巖性復(fù)雜地區(qū)水系的流水方向常急轉(zhuǎn)彎，河流縱斷面高差突變多形成瀑布、跌水等河段。各種水系構(gòu)造、類型都表示基巖的不同特性及地質(zhì)構(gòu)造，氣候條件、地貌類型、植被覆蓋密度和人工活動等。水系在遙感圖像上反映最明顯，最易判讀。在水系判讀的根底上，可以根據(jù)水系的特征分析推斷出其它地表特征?！?〕植被植被的種類、生長狀況、分布規(guī)律，在一定程度上受巖性、地貌、土質(zhì)、氣候等因素的控制。不同種類的植物要在一定的自然環(huán)境中才能生長，一般而言，受氣候條件的影響最大，但由于基巖的分布以及沉積物的成分、粒度、含水性、礦化度、鹽堿度及有害元素等的影響，使植物群落的外貌、種屬、生長狀態(tài)等都發(fā)生了一些生態(tài)變化。植物在遙感圖像上的反映也是相當(dāng)明顯的，用植物的特征來分析判斷與之有關(guān)的其他要素，效果很好。反之，也可以按其他影響植物發(fā)育的自然地理因素的分布規(guī)律，來判斷植物群落的分布、類型和種類等。大比例尺圖像判讀，植被往往是一種有害因素，茂密的森林往往掩蓋大量地形特征，尤其對立體觀測的影響較大。水體的光譜特征是：水體的反射主要在藍(lán)綠光波段，其他波段吸收都很強(qiáng)，特別在近紅外波段，吸收更強(qiáng)。但當(dāng)水中含有其他物質(zhì)時，反射光譜曲線會發(fā)生變化。水中含泥沙時，可見光波段反射率會增加，峰值出現(xiàn)在黃紅區(qū)。水中含葉綠素時，近紅外波段明顯抬升。水體識別的內(nèi)容包括：〔１〕水體界限確實(shí)定；〔２〕水體懸浮物質(zhì)確實(shí)定；〔３〕泥沙確實(shí)定；〔４〕葉綠素確實(shí)定；〔５〕水溫的探測；〔６〕水深的探測；〔７〕水體污染的探測。遙感圖像的幾何變形有兩層含義.一是指衛(wèi)星在運(yùn)行過程中，由于姿態(tài)、地球曲率、地形起伏、地球旋轉(zhuǎn)、大氣折射、以及傳感器自身性能所引起的幾何位置偏差。二是指圖像上像元的坐標(biāo)與地圖坐標(biāo)系統(tǒng)中相應(yīng)坐標(biāo)之間的差異。二、幾何變形的校正.幾何粗校正：這種校正是針對引起幾何畸變的原因進(jìn)展的，地面接收站在提供給用戶資料前，已按常規(guī)處理方案與圖像同時接收到的有關(guān)運(yùn)行姿態(tài)、傳感器性能指標(biāo)、大氣狀態(tài)、太陽高度角對該幅圖像幾何畸變進(jìn)展了校正。幾何粗校正是針對衛(wèi)星運(yùn)行和成像過程中引起的幾何畸變進(jìn)展的校正，即衛(wèi)星姿態(tài)不穩(wěn)、地球自轉(zhuǎn)、地球曲率、地形起伏、大氣折射等因素引起的變形。幾何精校正：利用地面控制點(diǎn)進(jìn)展的幾何校正稱為幾何精校正。衛(wèi)星姿態(tài)引起的圖像變形位移變化,速度變化,高度變化,俯仰變化,偏航變化動態(tài)掃描圖像的變形.整個大氣層不是一個均勻的介質(zhì)，因此電磁波在大氣層中傳播時的折射率也隨高度的變化而變化，使電磁波傳播的路徑不是一條直線而變成了曲線，從而引起像點(diǎn)的位移，這種像點(diǎn)移位就是大氣折光差.數(shù)字圖像幾何校正也稱圖像糾正，其目的是改正原始影像的幾何變形，產(chǎn)生一幅符合*種地圖投影或圖形表達(dá)要求的新圖像。A卷參考答案要點(diǎn)名詞解釋1．絕對黑體：指能夠全部吸收而沒有反射電磁波的理想物體。2．大氣窗口：大氣對電磁波有影響，有些波段的電磁波通過大氣后衰減較小，透過率較高的波段。3．圖像融合：由于單一傳感器獲取的圖像信息量有限，難以滿足應(yīng)用需要，而不同傳感器的數(shù)據(jù)又具有不同的時間、空間和光譜分辨率以及不同的極化方式，因此，需將這些多源遙感圖像按照一定的算法，在規(guī)定的地理坐標(biāo)系，生成新的圖像，這個過程即圖像融合。4．距離分辨力：指測視雷達(dá)在發(fā)射脈沖方向上能分辨地物最小距離的能力。它與脈沖寬度有關(guān)，而與距離無關(guān)。5．特征選擇：指從原有的m個測量值集合中，按*一規(guī)則選擇出n個特征，以減少參加分類的特征圖像的數(shù)目，從而從原始信息中抽取能更好的進(jìn)展分類的特征圖像。即使用最少的影像數(shù)據(jù)最好的進(jìn)展分類。二、簡答題〔45〕1．分析植被的反射波譜特性。說明波譜特性在遙感中的作用。由于植物進(jìn)展光合作用，所以各類綠色植物具有相似的反射波譜特性，以區(qū)分植被與其他地物?！?〕由于葉綠素對藍(lán)光和紅光吸收作用強(qiáng)，而對綠色反射作用強(qiáng)，因而在可見光的綠波段有波峰，而在藍(lán)、紅波段則有吸收帶；〔2〕在近紅外波段〔0.8-1.1微米〕有一個反射的陡坡，形成了植被的獨(dú)有特征；〔3〕在近紅外波段〔1.3-2.5微米〕受綠色植物含水量的影響，吸收率大增，反射率大大下降；但是，由于植被中又分有很多的子類，以及受到季節(jié)、病蟲害、含水量、波譜段不同等影響使得植物波譜間依然存在細(xì)部差異。波譜特性的重要性：由于不同地物在不同波段有著不同的反射率這一特性，使得地物的波譜特性成為研究遙感成像機(jī)理，選擇遙感波譜段、設(shè)計遙感儀器的依據(jù)；在外業(yè)測量中，它是選擇適宜的飛行時間和飛行方向的根底資料；有效地進(jìn)展遙感圖像數(shù)字處理的前提之一；用戶判讀、識別、分析遙感影像的根底；定量遙感的根底。2．遙感圖像處理軟件的根本功能有哪些？1〕圖像文件管理——包括各種格式的遙感圖像或其他格式的輸入、輸出、存儲以及文件管理等；2〕圖像處理——包括影像增強(qiáng)、圖像濾涉及空間域濾波，紋理分析及目標(biāo)檢測等；3〕圖像校正——包括輻射校正與幾何校正；4〕多圖像處理——包括圖像運(yùn)算、圖像變換以及信息融合；5〕圖像信息獲取——包括直方圖統(tǒng)計、協(xié)方差矩陣、特征值和特征向量的計算等；6〕圖像分類——非監(jiān)視分類和監(jiān)視分類方法等；7〕遙感專題圖制作——如黑白、彩色正射影像圖，真實(shí)感三維景觀圖等地圖產(chǎn)品；8〕三維虛擬顯示——建立虛擬世界；9〕GIS系統(tǒng)的接口——實(shí)現(xiàn)GIS數(shù)據(jù)的輸入與輸出等。3．遙感圖像目視判讀的依據(jù)有哪些，有哪些影響因素？地物的景物特征：光譜特征、空間特征和時間特征。影響因素包括：地物本身復(fù)雜性，傳感器的性能以及目視能力。4．寫出ISODATA的中文全稱和步驟。迭代自組織數(shù)據(jù)分析算法步驟：1〕初始化；2〕選擇初始中心；3〕按一定規(guī)則(如距離最小)對所有像元劃分；4〕重新計算每個集群的均值和方差；按初始化的參數(shù)進(jìn)展分裂和合并；5〕完畢，迭代次數(shù)或者兩次迭代之間類別均值變化小于閾值；6〕否則，重復(fù)3-5；7〕確認(rèn)類別，精度評定。5．比較多光譜TM圖像與SAR圖像的異同點(diǎn)？成像方式不同；地形起伏的影響不同；分辨率不同；光源：TM是利用多光譜成像，SAR