遥感复习资料

1、遥感复习资料1.狭义的遥感（电磁波遥感技术）遥感：应用探测仪器，不与探测目标相接处，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。我们的表达：远距离获取、记录、传输、处理、分析目标物电磁波信息，揭示其特征、性质与变化的综合性探测技术，叫做遥感。2.遥感系统包括：被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用五大部分。（1）目标物电磁波特性研究：是基础。预备工作，即寻找技术实施的依据。（2）信息的获取传感器：接受、记录目标电磁波特性的仪器。遥感平台：装载传感器的平台。有地面平台、空中平台、空间平台。按遥感平台分：地面遥感、航空

2、遥感、航天遥感、航宇遥感。3. 按遥感工作方式（1）主动遥感和被动遥感主动遥感由探测器主动发射一定电磁波能量并接收目标的后向散射信号；被动遥感的传感器不向目标发射电磁波，仅被动接收目标物的自身发射和对自然辐射源的反射能量。 （2）成像遥感与非成像遥感成像遥感指传感器接收的目标电磁辐射信号可转换成(数字或模拟)图像；非成像遥感指传感器接收的目标电磁辐射信号不能形成图像。4.作为对对地观测系统，遥感与常规手段相比有什么特点（1）大面积的同步观测：大面积调查不难，大面积同步调查很难。（2）时效性强：周期、动态、重返周期（3）数据的综合性和可比性：全天时、全天候、同一性、相似性、综合性、可比性、客观性

3、。（4）经济性：大大节省人力、物力、财力和时间。美国陆地卫星投入产出比为1:80（5）局限性：空间分辨力、辐射分辨力、光谱分辨力、时相分辨力。电磁波谱资源有待进一步开发。已利用的电磁波谱段对许多地物的某些特征还不能准确反映，还需要发展高光谱高分辨率遥感以及遥感以外的其他手段相配合，特别是地面调查和验证尚不可缺少。 5.电磁波当电磁振荡进入空间，变化的磁场激发了涡旋电场，变化的电场又激发了涡旋磁场，使电磁振荡在空间传播，这就是电磁波。其方向是由电磁振荡向各个不同方向传播的。电磁波：交变电磁场在空间振动的传播过程。电磁波是典型的横波。电磁波具有偏振现象。电磁波的性质与光波的性质相同。电磁波谱：按电

4、磁波在真空中传播的波长或频率，递增或递减排列的图表6.同物异谱:同一性质地物由于其表面粗糙度不同，发射电磁波强度也不同。一般粗糙物体发射系数较大。同谱异物:特殊情况下，不同性质的地物会出现相同发射波谱的现象。（比如环境条件影响） 异物异谱：植被遥感：物体的性质不同，其发射波谱曲线的形态特征也不同，遥感据此区分地物性质7.辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变，并向各个方向散开，称散射。8.大气散射的三种情况：瑞利散射（d<,远远小于）p30;（天为什么是蓝的？日出日落时天空是橙红色？）大气分子、原子引起，主要发生在可见光和近红外波段。米氏散射（d，大致相当）p31;大气微粒引起，从近

5、紫外到红波段外都有影响无选择性散射（d>，远远大于）p31（云为什么是白色的？(P30)）对微波，微波波长比粒子的直径大得多.散射强度与波长四次方成反比，波长越长散射强度越小，所以微波才可能有最小散射，最大透射，而被称为具有穿云透雾的能力。 散射造成太阳辐射的衰减，但是散射强度遵循的规律与波长密切相关。而太阳的电磁波辐射几乎包括电磁辐射的各个波段。因此，在大气状况相同时，同时会出现各种类型的散射9大气窗口：电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的，透过率较高的波段。（这个老师只强调了概念） 大气窗口的光谱段主要有 ：0.31.3m，含紫外、可见光、近红外波段。摄影成像，卫星扫描成像，如

6、Landsat卫星的TMl4波段，SPOT卫星的HRV波段。 1.51.8m和2.03.5m，含近、中红外波段。扫描成像，如TM的5，7波段等，用以探测植物含水量以及云、雪，或用于地质制图等。3.55.5m，中红外波段。反射光和热辐射。814m，远红外波段。主要通透来自地物热辐射的能量，适于夜间成像。 0.82.5m，微波波段。由于微波穿云透雾能力强，这一区间可以全天候观测 10.地球辐射的分段特性波段名称可见光与近红外中红外远红外波长0.3-2.5微米2.5-6.0微米6.0微米辐射特性地表反射太阳辐射为主地表反射太阳辐射及自身热辐射自身热辐射为主11.反射率 定义物体反射的辐射能量P占总入

7、射能量P0的百分比，称为反射率：地物反射率的影响因子包括：地物性质、波长、方向（入射和反射角度）地物的反射波谱指地物反射率随波长的变化规律。通常用平面坐标曲线表示，横坐标表示波长，纵坐标表示反射率。根据遥感传感器所接收到的电磁波谱特征的差异来识别不同的地物，这就是遥感的基本出发点。12.植被的反射波谱曲线规律性明显而独特，主要分三段：（1）0.4-0.76m一个小的反射峰，峰值0.55m(绿)，叶绿素的影响（2）近红外哦0.7-0.8m反射“陡坡”，至1.1m附近有一峰值，形成植被的独有特征。这是由于植被叶细胞结构的影响。（3）中红外波段(1.32.5m) ，绿色植物含水量的影响，吸收率大增，

8、反射率形成低谷 13.气象卫星特点 (1)同步轨道、(2)短重访周期、宽视域、低成本。 (3)成像面积大，有利于获得宏观同步信息，减少数据处理容量（4）资料来源连续、实时性强、低成本14.陆地卫星的轨道特征 近极地、中高度、准回归、太阳同步、圆轨道。为了使传感器所获影像的比例尺和地面几何分辨力不受卫星高度变化的影响，陆地卫星选取圆轨道。为了在同一地区，在相同的地方时下获取影像，使照度不受太阳高度角变化的影响，陆地卫星选取太阳同步轨道。由于传感器的总视场角有限，为了获得覆盖全球的影像，陆地卫星选取高倾角近极地准回归轨道，这也是为了实现轨道与太阳同步和与运行周期相配合。为了兼顾地面分辨力和卫星的寿

9、命，陆地卫星选取中高度轨道。 海洋遥感的特点这份资料上没有（1）能全天候、全天时工作（2）对某些地物具有特殊的波谱特征（3）对冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透能力（4）其波长和时候于海面动态观测，对海洋遥感具有特殊意义（5）分辨率较低，但特性明显15.斯波特卫星（spot）优势特征（1）卫星搭载的传感器具有倾斜（侧视）能力，可以获取相邻轨道的地表信息，使重叠率达到 60，构成立体像对。（2）卫星首次采用CCD成像，提高了图像的几何性能。（3）信息获取的重复周期：一般地区 35天；部分地区达到1天16.像主点：从镜头中心向像片作垂线，与像片的交点(o)像底点：通过镜头中心的铅垂线与像片的交点(n

10、)等角点:像片倾斜角平分线与像片交点(c)主纵线：主垂面与像片交线(V V)等比线：像片上通过等角点且垂直于主纵线的直线17.中心投影：投影光线从中心一点出发，在投影平面上获得地物透视影像的一种方法。18.中心投影与垂直投影的区别（1）投影距离的影响：垂直投影图像的缩小和放大与投影距离无关，并有统一的比例尺。中心投影则受投影距离（遥感平台高度）的影响，像片比例尺与平台高度H和焦距f有关。（2）投影面倾斜的影响：当投影面倾斜时，垂直投影的影像仅表现为比例尺有所放大；在中心投影的像片上比例关系有显著的变化，各点的相对位置和形状不再保持原来的样子。（3）地形起伏的影响：垂直投影时，随地面起伏变化，投

11、影点之间距离与地面实际水平距离成比例缩小，相对位置不变。中心投影，地面起伏越大，像上投影点水平位置的位移量就越大，产生投影误差。19.垂直摄影像片的几何特征（1）投影性质：中心投影 （2）比例尺：像片上比例尺处处不一致（3）像点位移：即投影误差，平面上的点在像片上位置的移动（原因：地形起伏）20.中心投影的成像规律(透视规律)：a、点的像还是点；b、直线的像一般还是直线（有特例） ，两相交直线像一般不变（有特例）；c、平面曲线的像一般不变（有特例）；d、空间曲线的像定为曲线(受投影位置影响)。 21.像片的比例尺 航摄像片比例尺特征：（处处不一致，因为像片倾斜和地面起伏两个原因）1、航摄像片比

12、例尺具多变性；2、在地面和像片都水平时， 1/M=f/H;3、地面起伏情况下，由于航高的变化使其构像比例尺处处不一致；4、当像片倾斜时，因水平条件的破坏形成倾斜误差，使其构像比例尺处处不一致。 22.航摄影片的像点位移像点位移：在中心投影的像片上，地形的起伏除引起像片的比例尺变化外，还会引起平面上的点在像片位置上的移动，这种现象称为像点位移 = 像点位移的投影误差规律：1）位移量与地形高差h成正比。当地面高差为正时(地形凸起)，h为正，为正值，像点位移是背离像主点方向移动；高差为-h时(地形低洼)，为负值，像点朝向像主点方向移动。2）位移量与像主点的距离r成正比，即距主点越远的像点位移量越大，

13、像片中心部分位移量较小。像主点处r=0，无位移。3）位移量与摄影高度（航高）成反比。即摄影高度越大，因地表起伏引起的位移量越小。23彩红外航摄像片信息特征（1）彩色信息提高了人眼识别能力。（2）色彩是象征性的。其感光波长与真彩色像片相比，向长波方向移动了一个色相；但其呈现的颜色与地物反射光相比，向短波方向移动了一个色相。（3）避开了兰光，消除了大气蒙雾影响，影像色彩效果更鲜艳、层次更清晰。（4）综合表达了地物可见光与近红外反射信息，具有多光谱信息特征，扩大了人们的视域范围。24.真彩色航摄像片判读特点（1）直观、真实：层次多、立体感强（2）视觉信息丰富 黑白像片密度：0.15-1.8 不同密度

14、值范围内，人眼识别的最小密度差值不同（3）对水体有一定的穿透力（4）主要局限：航高、比例尺受限；色彩平衡条件严格，容易偏色且不易保存；乳剂层厚而影响像片分辨力；成本较高等25.扫描成象：依靠探测元件和扫描镜对目标物以瞬间视场为单位进行的逐点、逐行取样，以得到目标地物电磁辐射特性信息，形成一定谱段的图像。（1）光/机扫描成像成像过程：扫描仪的前方安装光学镜头，依靠机械传动装置使镜头摆动，形成对目标地物的逐点逐行扫描。扫描仪是由一个四方棱镜、若干反射镜和探测元件所组成。四方棱镜旋转一次，完成四次光学扫描。入射的平行波束经四方棱镜的两个反射面反射后，被分成两束，每束光经平面反射后，又汇成一束平行光投

15、射到聚焦反射镜，使能量汇聚到探测器的探测元件上。探测元件把接收到的电磁波能量能转换成电信号，在磁介质上记录或再经电/光转换成为光能量，在设置于焦平面的胶片上形成光学机械扫描图像的空间信息特征投影性质中心轴线投影 ；点扫描式成像；投影轴线；不分幅的条带状图像；动态多中心投影；扫描方向上有地形引起的像点位移。航向比例尺光学机械扫描图像上有两种比例尺：一种是沿飞行方向的比例尺，一种是沿扫描方向的比例尺。（两种比例尺的名称）由于地面扫描重叠率与成像扫描重叠率一致，因此航向比例尺就是胶片移动速度与飞行速度之比，是一个常数。它与目标所处的位置无关。 切线比例尺沿扫描方向的比例尺叫切线比例尺，是随着扫描角的

16、变化而变化的。切线比例尺的大小决定于扫描方向的视场线度。切线比例尺从机下点向两侧方向，随视场线度的增加而减小。即随视场扫描角的增大，图像边缘的比例尺逐渐变小，造成图像被压缩，引起扫描图像发生畸变。地面分辨力 光学机械扫描图像地面空间分辨力，取决于扫描系统瞬时视场角和扫描成像时的飞行高度。 瞬时视场角（2）：扫描镜在一瞬时时间可以视为静态状态，此时，接受到的目标地物的电磁波辐射，限制在一个很小的角度之内，这个角度称之为瞬时视场角，即扫描仪的空间分辨率。总视场角（2）：扫描带的地面宽度称为总视场。从遥感平台到地面扫描带外侧所构成的角，叫做总视场角。（2）固体自扫描成象 （概念）固体自扫描是用固定的

17、探测元件，通过遥感平台的运动对目标地物进行扫描的一种成像方式。（推刷式扫描成像）探测元件:电荷耦合器件CCD，具有自扫描、感受波谱范围宽、畸变小、体积小、重量轻、系统噪声低、动耗小、寿命长、可靠性高等一系列优点；实现真正的中心轴线投影图像(静态多中心投影)；对每条扫描线而言，实现瞬间同步成像，类似于摄影成像的中心投影。 光谱成像技术：既能成像又能获得目标光谱曲线的“谱像合一”技术。26.微波遥感：是指通过微波传感器获取从目标地物发射或反射的微波辐射，经过判读处理来识别地物的技术。微波遥感的特点 微波的特点：（1）全天候、全天时的信息获取能力 （2）对某些地物具有特殊的波谱特征（3）对冰、雪、森

18、林、土壤（尤其对干燥、松散物质）有一定的穿透能力（4）适宜对海面动态情况 (海面风、海浪）进行监测（5）一般微波传感器分辨率较低，但目标物特性明显27. 雷达是由发射机通过天线在很短时间内，向目标地物发射一束很窄的大功率电磁波脉冲，然后用同一天线接收目标地物反射的回波信号而进行显示的一种传感器。影响地物对雷达微波反射能力的主要因素：地物介电常数、微波极化方向 、微波波长28. 雷达侧视成像的意义：1.这样，侧向发射范围（照射探测宽度）可以设计得宽一些。有的机载侧视雷达两侧各可探测100km。2.同时，波束向侧下方发射可使不同地形显示出更大的差别，使雷达图像更具有立体感。3.更有效地利用地物的后

19、向散射信息。4.不能垂直，当俯角变大，接近于90度时，cos = 0 ,Pg 趋近于无穷大，无意义29.合成孔径侧视雷达：利用遥感平台的前进运动，将一个小孔径的天线安装在平台的侧方，以代替大孔径的天线，提高方位分辨率的雷达。30.侧视雷达图像的几何特性A.斜距比例尺不一致 ：图像比例尺在近距离处比例尺较小，远距离处比例尺很大。 B. 投影差 ：侧视雷达图像的投影差是一维的，并与航线正交，但其投影差方向即像点位移方向却正好是相反的。C.上下位移、透视缩减、盲区 D.视 差（高低视差） 31.遥感图像的特征 空间分辨率（图象的几何特征）：扫描仪瞬时视场所对应的地面实际大小。空间分辨率与平台高度和传

20、感器焦距有关 波谱分辨率（图象的物理特征）：传感器所能分辨的最小波长间隔，即传感器各个波段的宽度。辐射分辨率（图象的物理特征）：传感器接受波谱信号时，能分辨的最小辐射度差，即遥感图象上每一个像元的辐射量化级。时间分辩率(图象的时间特征)：对同一地点进行第二次信息获取的时间间隔，即重访周期。32.距离分辨力（距离向即能量传播方向）Pg = c/2cos（1）当俯角变大，接近于90度时，cos = 0 ,Pg 趋近于无穷大。这就是雷达遥感必须“侧视”的原因。（2）Pg 与 成正相关，意味着应使脉冲时间长度（脉冲周期）尽可能小，来提高距离分辨率；（3）Pg 与 2cos成反相关，意味着脉冲俯角应尽可

21、能小。（4）Pg 并非一个常数，比例尺随着与雷达距离增大而增大。方位分辨力（航向） 指分辨航向上两个目标点的能力。方位分辨力取决于地面距离R以及天线波瓣角。 方位分辨力Pa可表示：Pa = R 天线波瓣角与脉冲波长成正比，与天线长度 D 成反比即： =/ D 所以 Pa = R / D 第四章1.颜色的特征（彩色三要素）明度：人眼对光源或物体明亮程度的感觉。（与物体的反射率成正比）色调：指色彩的差异。（与视觉接收到的波长有关，通常是一定波长的组合）饱和度：指色彩纯洁的程度。（与波长成反比）2.色彩立体中间垂直轴代表明度，中间水平的圆代表色调，半径表示饱和度。3.互补色：若两种颜色混合产生白色或

22、灰色，这两种颜色就称为互补色。 三原色：若三种颜色，其中的任一种都不能由其余二种颜色混合相加产生，这三种颜色按一定比例混合，可以形成各种色调的颜色，则称之为三原色。（P88图4.4 加色法 P90图4.7 减色法）加色法：采用红、绿、蓝三种色光为基色，按比例混合叠加产生其它色彩的方法。减色法：从自然光（白光）中减去一种或两种基色光而产生色彩的方法。4.彩色合成 合成仪法彩色合成：是将不同波段的黑白透明片分别放人有红、绿、蓝滤光片的光学投影通道中精确配准和重叠，生成彩色影像的过程。 分层曝光法彩色合成：利用彩色胶片具有的三层乳剂，使每一层乳剂依次曝光的方法。相关掩膜处理方法： 指对于几何位置完全

23、配准的原片，利用感光条件和摄影处理的差别，制成不同密度，不同反差的正片或负片(称为模片)，通过它们的各种不同叠加方案改变原有影像的显示效果，达到信息增强目的的方法。 光学信息处理（相干光学处理或傅里叶光学处理）即上述光学处理中的频率域处理。实际上是一种滤波处理。5.几个变幻的概念对比度变换：通过改变图像像元亮度值来改变图像像元对比度，从而改善图像质量的图像处理方法。 线性变换：线性变换：扩大原始灰度等级范围。简单的线性变换是按比例扩大，通常使输出图像直方图的两端达到饱和。指数变换（拉伸高亮度区间）是在亮度值较高的部分x a 扩大亮度区间，属于拉伸，而在亮度值较低的部分x b缩小亮度间隔，属于压

24、缩。对数变换（拉伸低亮度区间）对数变换的变换函数，与指数变换相反，它的意义是在亮度值较低的部分拉伸，而在亮度值较高的部分压缩。图像直方图分析的意义：书上113页可以参考四张图一般来说，一幅包含大量像元的图像，其像元亮度值应符合统计分布规律，即假定像元亮度随机分布时，直方图应是正态分布的，实际工作中，若图像的直方图接近正态分布，则说明图像像元的亮度接近随机分布，是一幅合适用统计方法分析的图像。当观察直方图形式时，发现直方图的峰值偏向亮度坐标轴左侧，则说明图像偏暗，峰值偏坐标轴右侧，则说明图像偏亮，峰值提升过陡、过窄，说明图像的高密度值过于集中，以上情况均是图像的对比度较小，图像质量较差的反映。6

25、.空间滤波：以重点突出图像上的某些特征为目的的，如突出边缘或纹理等，因此通过像元与其周围相邻像元的关系，采用空间域中的邻域处理方法图像卷积运算：是在空间域上对图像作局部检测的运算，以实现平滑和锐化的目的。（这个要自己会算的，书上有例子）均值平滑（均值滤波）是将每个像元在以其为中心的区域内取平均值来代替该像元值，以达到去掉尖锐“噪声”和平滑图像目的的。中值滤波：设计一个中值滤波模板。是将图像上每个像元在以其为中心的邻域内取中间亮度值来代替该像元值，以达到去尖锐“噪声”和平滑图像目的的。7锐化（边缘增强）目的1：为了突出图像的边缘、线状目标或某些亮度变化率大的部分，可采用锐化方法。目的2：有时可通

26、过锐化，直接提取出需要的信息。拉普拉斯算法（二阶偏微商法）的意义：它不检测均匀的亮度变化，而是检测变化率的变化率，相当于二阶微分。计算出的图像更加突出亮度值突变的位置。即更加强化突出边缘信息。 8.利用陆地卫星TM标准价彩色影像说明为什么在影像中植被呈现品红色？1）首先解释一下假彩色合成：根据加色法彩色合成原理，选择遥感影像的某三个波段，分别赋予红、绿、蓝三种颜色，就可以合成彩色影像。由于原色的选择与原来遥感波段所代表的真实颜色不同，因此生成的合成色不是地物的真是颜色，因此这种合成叫做假彩色合成。（2）以陆地卫星Landsat的TM影像为例，TM的7个波段中，第二波段是绿色波段，第四波段是近红

27、外波段，当4、3、2波段分别赋予红、绿、蓝色时，即绿波段赋蓝，红波段赋绿，红外波段赋红时，这一合成被称为标准假彩色合成。（3）植被在可见光波段（0.4-0.76um）有一个小的反射峰，位置在0.55um（绿）处，在近红外波段（0.7-0.8um）有一个反射的“陡坡”，至1.1um附近有一个峰值。根据标准假彩色的合成原理，绿波段被赋予蓝，红外波段被赋予红，绿色与红色相加为品红，但红多绿少，因此品红偏红，so植被在影像中大致呈红色。（这道题是我当时背的，因为感觉以前那个答案不够全面）第五章1、RS图像的解释：指对遥感图像进行分析，研究，提取有用信息的过程2、RS图像的特征：地面各种目标地物在遥感图

28、像中存在的不同的色、形、位（包括色调、颜色、阴影、形状、纹理、大小、位置、图形、相关布局）共同构成了可供识别的目标地物特征。3.、RS图像的识别特征：遥感图像中目标地物特征是地物电磁辐射差异在遥感图像上的典型反映。按其表现形式的不同，目标地物特征可以概括为“色、形、位”三大类，即色调、颜色、阴影、形状、纹理、大小、位置、图形和相关布局。4、直间接解译的标志直接解译标志：地物本身属性直接反映在航摄像片上形成的影像特征。分为两类：色调和图形结构。间接解译标志：指能够间接反映和表现目标地物信息的遥感图像的各种特征。（或“与判读对像有密切联系的地物现象的影响特征”） 常用间接解译标志包括：目标地物与其

29、相关指示特征；地物及其环境的关系；目标地物与成像时间的关系。5、热晕效应：主要是由于目标地物与背景之间的辐射差异造成的。当高温物体与背景具有明显的辐射差异时，即使很小的物体都可以在热红外像片上表现出来。由于高温物体向外辐射热源，因此其在影像中的大小往往比实际尺寸要大；但地物与背景之间为差很小时，地物大小不易识别。 问：为什么高温物体会产生热晕效应？ 答：由于高温物体向外辐射热源，因此在影像中的大小往往比实际尺寸要大6.、为何夜晚的热红外照片较白天的效果好？ 答：夜晚的热红外航空像片比白天的解译效果要好，黎明前的热红外像片最佳，这是因为夜间不受太阳辐射的干扰，且热红外像片上色调差异主要取决于地物

30、的温度和辐射热红外的能力。7、遥感扫描的影像特征：宏观综合概括性强 信息量丰富 动态观测8、目视解译方法：指根据遥感影像目视解译标志和解译经验，识别目标地物的方法和技巧。主要包括：直接判读法 对比分析法 信息复合法 综合推理法 地物相关分析法第六章1、RS数字图像的计算机解释：指以RS数字图像为研究对象，在计算机系统的支持下综合运用地学分析、遥感图像处理、地理信息系统、模式识别与人工智能技术，实现地学专题信息的智能化获取。2、统计模式识别：提取待识别模式的一组统计特征值，然后按照一定准则作出决策，从而对数字图像予以识别。3、特征空间：n个统计特征变量构成的n维空间，即多波段遥感图像构成的多维特空间。4、特征距离：遥感图像计算机分类的依据是遥感图像像元的相似度。相似度是两类模式之间的相似程度。在遥感图像分类过程中，常使用距离（或相关系数）来衡量相似度。因此特征距离是遥感图像多维特特征空间中的距离（即遥感图像多维特特征空间中两类模式的相似程度）。5、监督非监督分类：(概念)监督分类：首先需要从研究区域选取有代表性的训练场地作为样本。根据已知训练区提供的样本，