遙感導論重要知識點

第一章緒論遙感〔俠義提醒出物體的特征性質(zhì)及其變化的綜合性探測技術(shù)遙感系統(tǒng)包括：被測目標的信息特征，信息的獵取，信息的傳輸與記錄，信息的處理，信息的應用①大面積的同步觀測②時效性③數(shù)據(jù)的綜合性和可比性④經(jīng)濟性⑤局限性其次章電磁輻射與地物光譜特征1電磁波共性：①在真空中都以光速傳播，傳播速度都是一樣的②遵守同一反射，折射，干預，衍射及偏振定律③電磁波鋪區(qū)段的界限是漸變的=光速，能量=普朗克常數(shù)×頻率④電磁波具有波粒二相性〔16〕電磁波：由振源發(fā)出的電磁振蕩在空中的傳播，是電磁振蕩在空間傳播，電磁波譜：按電磁波在真空中傳播的波長或頻率，遞增或遞減排列就構(gòu)成了~〔P15〕可見光波段對遙感有重要意義：單位時間內(nèi)通過某一面積的輻射能量。輻射通量是波長的函數(shù)?？傒椛渫渴歉髌斩屋椛渫恐突蜉椛漭椛渫康姆e分值輻射通量密度：單位時間內(nèi)通過單位面積的輻射能量輻照度：被輻射的物體外表單位面積上的輻射通量輻射出射度：輻射源物體外表單位面積上的輻射通量確定黑體〔朗伯源：假設(shè)一個物體對于任何波長的電磁輻射都全部吸取，則這個物體是確定黑體。確定黑體不僅有最大的吸取率，也具有最大的放射率，卻絲毫不存在反射：①輻射通量密度隨波長變化連續(xù)，每條曲線只有一個最大值②溫度越高，輻射通量密度也越大，不同溫度曲線不相交③隨著溫度增加，輻射最大值所對應的波長移向短波方向其次節(jié)太陽輻射及大氣對太陽輻射的影響太陽常數(shù)：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，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%根本一樣③太陽輻射從近紫外到中紅外這一波段區(qū)間能量最集中而且相對來說最穩(wěn)定，太陽強度變化最小〔1〕響降到最小〔2〕由于大氣的影響，需要對遙感影像進展矯正散射：輻射在傳播過程中遇到小微粒而使傳播方向發(fā)生轉(zhuǎn)變，并向各個方向散開，聲成分，造成遙感圖像的質(zhì)量下降散射現(xiàn)象的實質(zhì)：電磁波在傳輸過程中遇到大氣微粒而產(chǎn)生的一種衍射現(xiàn)象常見的大氣散射及其特點特點：輻射強度與波長的四次方成反比，波長越長，散射越弱。解釋：藍天，朝霞，夕陽主要發(fā)生在：可見光和近紅外波段米氏散射：大氣中粒子的直徑與輻射的波長相當時發(fā)生的散射。主要由大氣中的微粒引起主要發(fā)生在：近紫外到紅外都有影響無選擇性散射：大氣中的粒子直徑比波長大的多是發(fā)生的散射解釋：云霧白色主要發(fā)生在：可見光只有微波可能有最小輻射，最大輻射，被稱為具有穿云透霧的力量折射：電磁波穿過大氣層時消滅傳播方向的轉(zhuǎn)變。大氣的折射率與大氣密度相關(guān)，密度越大，折射率越大。離地面越高，空氣越淡薄，折射越小大氣窗口：通常把電磁波通過大氣層時較少被反射、吸取或散射的，透過率較高的波段稱為大氣窗口地球輻射的分段特性波段名稱可見光與近紅外中紅外遠紅外波長0.3~2.5um2.6~6um>6um輻射特性地表反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輻射為放射波譜曲線：溫度肯定時，物體的比輻射率隨波長變化。表示這種變化的曲線稱物體的放射波譜曲線地物的反射波譜：地物反射率隨波長的變化規(guī)律，〔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)〔反射率〕不同。素1太陽位置2傳感器位置3地理位置4地物本身變異5時間和季節(jié)的變化第三章 遙感成像原理與遙感圖像特征遙感平臺：是搭載傳感器的工具，依據(jù)運載工具的類型可分為航天平臺〔150KM之上平臺〔百米至十余千米不等，地面平臺〔0~50米的范圍內(nèi)〕氣象衛(wèi)星特點〔1〕軌道，氣象衛(wèi)星的軌道分為兩種低軌和高軌，低軌就是近極低太陽同步軌道，簡稱極地軌道。南北向繞極地運轉(zhuǎn)。與太陽同步。高軌是指地球同步軌道，衛(wèi)星公轉(zhuǎn)角速度和地球自轉(zhuǎn)角〔2短周期重復觀測〔3〕成像面積大，有利于獲得宏觀同步信息，削減數(shù)據(jù)處理容量〔4資料來源連續(xù)，時效性強，本錢低氣象衛(wèi)星的應用〔1〕天氣分析和氣象預報〔2〕氣候爭論和氣候變遷的爭論〔3〕資源環(huán)境其他領(lǐng)域3.2攝影成像數(shù)字攝影依據(jù)探測波長的不同可以分為近紫外攝影，可我見光攝影，紅外攝影，多光譜攝影:分幅式和全景式掃描成像：是依靠探測原件和掃描鏡對目標地物以瞬時視場為單位，進展的逐點逐行取樣，以得到目標地物電磁輻射特性信息，形成肯定譜段的圖像。探測波段包括：紫外，紅外，可見光，微波?！?〕光/機掃描成像〔2〕固體掃描成像〔3〕高光譜成像光譜掃描微波遙感：通過微波傳感器獵取從目標地物放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)對某些地物具有特別的波段特征〔3〕對冰雪森林土壤有肯定穿透力〔4〕對海洋遙感有特別意義：海綿動態(tài)變化的觀測〔5〕區(qū)分率較低，但特征明顯中心投影的透視規(guī)律〔1〕地面物體是一個點，在中心投影上仍是一個點。假設(shè)有幾個點同在同一投影線一樣。平面上的曲線在地圖投影上仍是一個曲線〔3水平面上的一個投影仍是一平面，垂直面的投影位于投影中心時呈始終線，在其他位置時，其側(cè)面投影呈不規(guī)章的梯形的點位在相片位置上的移動，這種現(xiàn)象稱為像點位移中心投影的像點位移規(guī)律：①位移量與地形高差h成正比，即高差越大引起的像點位移量也越大②位移量r成正比。即距主點越遠的像點位移量越大。像片中心局部位移量較小，③位移量與攝影高度成反比，即攝影高度越大，因地表起伏引起的位移量越小遙感圖像的特征：幾何特征。物理特征，時間特征〔〕空間區(qū)分率：指像素所代表的地面范圍的大小，即掃描儀的瞬時視場，或時隔越小，區(qū)分率越高〔3〕輻射區(qū)分率：指傳感器接收波譜信號時，能區(qū)分的最小輻射度差〔4〕時間區(qū)分率：指對同一地點進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10.38~0,76um波段能夠引起人的視覺嚴格來講，只有能夠被眼睛感覺到的，并產(chǎn)生視覺現(xiàn)象的輻射才是可見光輻射或可見光，簡稱光亮度比照：視場中對象與背景的亮度差與背景亮度之比顏色比照：在視場中，相鄰區(qū)域的不用顏色的相互影響白色光源亮度很高時看到的是白色，亮度很低看到的是發(fā)暗發(fā)灰，無亮度則看到黑色顏色的性質(zhì)由明度，色調(diào)，飽和度來描述。明度是人眼對光源或物體光明程度的感覺；色調(diào)，是顏色彼此相互區(qū)分的特征；飽和度，是顏色純潔的程度黑白色只用明度來描述，不用色調(diào)，飽和度描述互補色：兩種顏色混合產(chǎn)生白色或灰色，這兩種顏色就稱為互補色。如黃和藍，紅和青，綠和品紅三原色：假設(shè)三種顏色其中的任一種都不能由其余兩種顏色混合相加產(chǎn)生，這三種顏色按肯定比例混合，可以形成各種色調(diào)的顏色，則稱之為三原色。加法三原色.，紅綠藍~~顏色相加相減原理？其次節(jié)數(shù)字圖像的校正數(shù)字圖像：能夠被計算器存儲，處理和使用的圖像。數(shù)字圖像常用數(shù)組和矩陣來表示光學圖像又稱作模擬量，模擬圖像又稱作數(shù)字量，他們之間的轉(zhuǎn)換稱模/數(shù)轉(zhuǎn)換，記作A/D轉(zhuǎn)換，反之稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換，記作轉(zhuǎn)換。 數(shù)字量與模擬量的本質(zhì)區(qū)分在于模擬量是連續(xù)變量而數(shù)字量是離散變量矩陣中的每一元素代表圖像中的一個像元數(shù)字圖像中的像元值可以是整型，實型和字節(jié)型。字節(jié)最常用輻射強度在圖像上就是亮度值〔灰度值1太陽輻射照耀到地面的輻射強度2地物的光譜反射率。量時，輻射強度值受到影響發(fā)生轉(zhuǎn)變，這一轉(zhuǎn)變的局部就是需要矯正的地方，即為~~引起輻射畸變有兩個緣由1傳感器儀器本身產(chǎn)生的誤差2大氣對輻射的影響直方圖最小值去除法：首先確定圖像上確實有輻射量度或反射亮度應為零的地區(qū)，校正時將每一波段，每個像元的亮度都減去本波段的最小值。使圖像亮度動態(tài)范圍得到改善，比照度增加，從而提高了圖像質(zhì)量與反射率的質(zhì)量不規(guī)章變化等畸變時，說明遙感影像發(fā)生了幾何畸變遙感影像畸變的緣由1遙感平臺位置和運動狀態(tài)變化的影響2地勢起伏的影響3地球外表曲率的影響4大氣折射的影響5地球自轉(zhuǎn)的影響為了確定矯正后圖像上每點的亮度值，有三種方法：最近鄰法，雙向線性內(nèi)插法，三次卷積內(nèi)插法最近鄰法優(yōu)點：簡潔易用計算量小，在幾何位置上精度為﹢—0.5像元：缺點：處理后圖像的亮度具有不連續(xù)性，從而影響精度雙向線性內(nèi)插法優(yōu)點：與最近鄰法相比精度明顯提高，缺點：計算量增加，會對圖像起平滑作用，從而使比照度明顯的分界限變得模糊三次卷積內(nèi)插法優(yōu)點：計算較簡潔，有肯定的亮度采樣精度：缺點：圖像略變模糊第三節(jié)數(shù)字圖像增加1圖像增加處理的主要方法：比照度擴展，空間濾波，圖像運算，多光譜變換1比照度變化的方法：①線性變換〔為了改善圖像的比照度，在運算過程中有一個變換函數(shù)。假設(shè)變換函數(shù)是線性的或分段線性的，這種變換就是~~〕分段線性變換：為了更好的調(diào)整圖像的比照度，需要在一些亮度的段拉伸，而在另一些亮度段壓縮，這種變換稱為~~②非線性變換〔當變換函數(shù)是非線性時。常用的有指數(shù)變換和對數(shù)變換〕指數(shù)變換的意義：在亮度值較高的局部擴大亮度間隔，屬于拉伸，在亮度值較低2空間濾波：是以實現(xiàn)重點突出圖像上的某些特征為目的，如邊緣，紋理等通過像元與其四周相鄰像元的關(guān)系，承受空間域中的鄰域處理方法。屬于一種幾何增加處理，包括平滑和銳化圖像卷積運算：是在空間域上對圖像做局部檢測的運算，以實現(xiàn)平滑和銳化的目的。二維的卷積運算是在圖像中使用模版來實現(xiàn)運算的亮度平緩或去掉不必要的“噪聲”點。有均值平滑和中值平滑兩種銳化作用：①突出圖像的邊緣，線狀目標或某些亮度變化率大的局部②通過銳化直接提取出需要的信息數(shù)字圖像彩色變換的方法：單波段顏色變換，多波段顏色變換，HLS變換假彩色合成：依據(jù)加發(fā)彩色合成原理，選擇遙感影像的某三個波段，分別賜予紅綠藍三種顏色，就可以合成彩色影像。由于原色的選擇與原來遙感波段代表的真實顏色不同，因此生成的合成色不是地物真實的顏色，這種合成即為~~標準假彩色合成：綠波段賦藍，紅波段賦綠，紅外波段賦紅的合成方案圖像運算差值運算作用：12常用于爭論同一地區(qū)不同時相的動3突出邊緣或線狀地物比值運算作用：1可以檢測波段的斜率信息并加以擴展，以突出不同波段間地物光譜的差異，提高比照度2去除地形影響3還有其他多方面的作用，比方爭論淺海區(qū)的水下地形，土地富水性差異，等第五章遙感圖像目視解譯與制圖物信息的過程依據(jù)遙感圖像中目標地物的各種影像特征，結(jié)合專家學問庫中目標地物的解譯閱歷和成像規(guī)律等學問進展分析和推理，實現(xiàn)對遙感圖像的理解，完成對遙感圖像的解譯3〔TK〕遙感圖像目標地物識別特征：色調(diào)，顏色，陰影，外形，紋理，大小，位置，圖型，相關(guān)布局4〔TK〕遙感圖像攝影像片的種類：可見光黑白全色像片，黑白紅外像片，彩色像片，彩紅外像片，多波段攝影像片，熱紅外攝影像片直接判讀標志：能夠直接反映和表現(xiàn)目標地物信息的遙感圖像的各種特征關(guān)的其他現(xiàn)象水體和植被在彩虹外和黑白紅外即近紅外波段像片上的色調(diào)特征：？23動態(tài)觀測，時效性強遙感影像的主要解譯方法：遙感影像的判讀要遵守“先圖外，后圖內(nèi)，先整體，后局部，勤比照，多分析”的原則13由于多光譜掃描影像可以同時獵取多個波段的掃描圖像，因此，要2345軍事偵查23對微波影像進展立體觀看，獵取不同地形或高差2比照分析3信息復合法。利用透亮專題圖或者透亮地形圖與遙感圖像重合，依據(jù)專題圖或地形圖供給的多種關(guān)心信息，識別圖像上目標地物4綜合5地理相關(guān)分析法。借助專業(yè)學問分析推斷1目視解譯預備工作階段。明確任務，搜集資料2初步解譯與判讀區(qū)的野外考察345目視解譯成果的轉(zhuǎn)繪與制圖圖的概念：是一種以遙感影像和肯定的地圖符號來表現(xiàn)制圖對象地理空間分布和環(huán)境狀況的地圖 〔與一般地圖相比的特點一豐富的地面信息二內(nèi)容層次清楚三圖面清楚易讀〕遙感影像制圖的特點：一豐富的信息量二直觀形象性三具有肯定數(shù)學根底四現(xiàn)勢性強輯加工技術(shù)，實現(xiàn)遙感圖像地圖制作和成果表現(xiàn)的技術(shù)方法23567影像地圖圖面配8遙感影像地圖制作與印刷第六章遙感數(shù)字圖像計算機解譯圖像處理，地理信息系統(tǒng)，模式識別與人工智能技術(shù)，實現(xiàn)地學專題信息的智能化獵取富，與一般圖像相比，內(nèi)容格外擁擠，三遙感圖像的地域性，季節(jié)性和不同成像方式更增加了計算機對遙感圖像進展解譯的難度在遙感圖像分類過程中，常使用距離系數(shù)和相關(guān)系數(shù)來衡量相像度。度量空間中的距離常用以下方法1234均值向量的混合距離〔TK〕〔非監(jiān)視分類方法簡潔，且分類具有肯定的精度。當光譜特征分類能夠和唯一的地物類型相全都時，可取得較好的分類效果。當兩個地物類型對應的光譜特征類差異很小時，非監(jiān)視分類效果不如監(jiān)視分類好〕監(jiān)視分類的根本思想：依據(jù)訓練場地供給的樣本選擇特征參數(shù)，建立判別函數(shù)，對待分類點進展分類〔TK〕分級集群法的分類過程：一確定評價各樣本相像程度所承受的指標，二初定分類總數(shù)n三計算樣本間的距后再計算并更正其距離遙感圖像解譯專家系統(tǒng)：是模式識別與人工智能技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它用于模式識別方法獵取地物多種模擬遙感圖像目視解譯的思維過程，進展遙感圖像解譯〔功能：遙感圖像濾波，增加大氣矯正，幾何精校正，正射訂正。每個目標地物的位置數(shù)據(jù)和屬性特征數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)接口存儲在遙感數(shù)據(jù)庫內(nèi)〕其次局部：遙感圖像解譯學問獵取系統(tǒng)〔功能：學問獵取、將專家學問通過系統(tǒng)接口送入遙感圖像解譯專家系統(tǒng)中，存儲〕第三局部