遥感知识点讲解学习

1、遥感知识点第一章遥感绪论一、遥感概念：狭义：从远离地面的 不同工作平台上，通过传感器，对地球表面的电磁波信息 进行探测，并经信息 的传输处理，对地球的资源与环境进行探测和监测的技术。广义：遥远的感知。二、概念解释：传感器：接收、记录目标地物电磁波特征的仪器。电磁波谱：按照电磁波波长或频率大小依次排列而成的图谱。三、遥感分类5种方式1、按遥感平台：地面、航空、航天、航宇遥感2、按传感器的探测波段：紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感3、按传感器的工作方式：主动式、被动式4、按遥感的应用领域：资源、环境、水文、地质、农业、林业、城市遥感5、按遥感资料的记录方式：成像方式（摄影和扫描）、非成像方

2、式四、遥感的特点（5个）“大”，探测范围大（宏观探测），空间特性。“多”，数据的综合和可比性（波普特性）。又表现为波段多、多时间、多成像方式、多角度、多时相、多空间分辨率、多传感器和多平台（8个）等。“快”，成像速度快，每隔一定周期覆盖地球一次（时间特性）“广”，应用广“高”，效益高五、主动式遥感和被动式遥感的区别： 是否能主动发射电磁波。主动式遥感：传感器带有发射信号的辐射源，工作时向目标地物发射信号，接受目标地物反射或散射回来的电磁波而进行的探测（只有雷达遥感，即微波遥感 是主动式遥感）。被动式遥感：传感器不向目标地物发射电磁波，仅被动接受目标物自身发射和对自然辐射源的反射能量。六、成像方

3、式与非成像方式：遥感的结果是否以 成像的方式表达出来。区别：传感器接收的目标电磁辐射信号能否转换成（数字或模拟）图像。七、遥感应用1 .农林方面的研究：农业估产，病虫害，水土流失2 .地质，矿产研究：地质，探测断度，地震带，矿产探测利用高光谱技术3 .水文，海产研究：水文，河流，洪水灾害（用气象卫星，快速），海洋盐度，温度，海水厚度4 .环境监测：大气污染（二氧化碳，二氧化氮）气溶胶光学厚度AOD,水污染5 .测绘方面研究6 .地理学方面研究7 .军事方面研究：红外、雷达最早应用于军事领域八、遥感技术系统包括：探测地物的波谱特征、信息的获取（通 过传感器接收）、信息的传输与记录（通过遥感卫星接

4、收站天线接收）、数据（信息）的处理（根据客户需求）、信息的应用九、光学摄影和扫描成像（成像方式）：航空遥感都用摄影成像，航天用扫描成像光学摄影：将探测到的地物的电磁波信息 以深浅不同的色调 直接记录在感光材料（胶片）上。扫描成像：将探测的范围分为若干像元，传感器按顺序接收每个像元的电磁波强度，并将此信息转化为图像，记录在磁带、磁盘或光盘上。十、电磁波（也叫电磁辐射）（1）概念：电磁振荡在空间的传播。性质：物质存在的一种形式 一场的形式；横波；在真空中以光速传播；具有波粒二象性：电磁波谱：按照电磁波在真空中传播的波长大小依次排列而成的图谱。单位换算：1m=103mm=106um=10nm=100

5、A公式：c=入*?光速（300000km/s）=波长*频率【判读】遥感的图像（可以认为I反射（可见光和近红外波段）：反射率越大，颜色越浅（反应在图像上）。说明：物体在可见光和近红外波段主要是反射电磁波，反射率越大，即反射的电磁波 是光）越强，越亮，颜色就越浅；相反，反射率越小，回去的少，颜色越深（比如水体，反射率小, 看不清，在像片上就是深的，发黑）。II发射（热红外波段）：温度越高，发射率越大，颜色越浅。说明：如果物体的温度高于0开氏度（-273摄氏度），就能向外发射热红外。III雷达回波（微波波段）:回波率越高，颜色越浅（原理同上）. X .蒙外线 .可见光 .近红外.热红外.0.4 微

6、E0.7&m红夕卜线1nlm无线电泳）1m热红外（TIR）: 3um-1000um:中红外:3-6um远红外:6-15um超远红外:15-1000um近红外（NIR）:0.763um又叫光红外或反射红外。可见光还可分为红橙黄绿青蓝紫七色光。第二章遥感的物理基础辐射（1）黑体：在任何温度下，对于任何波长的电磁辐射都全部吸收的物体，并且具有最大发射率的物体叫绝对黑 体，简称黑体吸收率=发射率=1.发射率1的物体叫灰体。黑体羯射定棹a 斯蒋芬»£尔曼定律根=舅（丸/力 JVf oTb堆展位移定倬A%2.R9H*10（2）太阳辐射：表面温度 t=6000k,电磁波很宽，连续

7、曲线波长入max=0.47um,又称短波辐射。地面辐射：表面温度 t=3000k,发射的连续曲线波长入max=9.66um,为长波辐射，是远红外的主要辐射源 地物的光谱特性:地痂反剧 发射和透射电磁波能 量随波长变化的规律入射散用折射反射吸收地物的发射光谱特性：1.地物的发射率e （比辐射率）概念：是指地物单位面积上辐射出射度与同一温度下同面积黑体辐射出射度的比值。意义：（1）吸收率等于发射率（2）强的吸收体，也是强的发射体影响发射率因素：地物表面状况（粗糙度、颜色）、温度（比热、热惯量）、波长。太阳常数1.概念：不受大气影响（在大气上界，大气顶层），在距太阳一个天文单位内，垂直于太阳光辐射方

8、向上，单位面积、单位时间黑体所接收的太阳辐射量。（L=1.360*103W/m2）地物的反射光谱特性1.2.概念：物体反射的辐射能量占总入射量的百分比为反射率（ 分类：根据物体的表面状况，反射分为三类：< =1 ) O3.(1)(2)(3)镜面反射：是指物体的反射满足反射定律。入射波和反射波在同一平面内，入射角和反射角相等（最 一般的，可以认为水面是镜面）。漫反射：不论入射方向如何，反射率和镜面反射一样，但反射方向是四面八方。特点：方向四面八 方，不同角度，亮度不同，多角度遥感。郎伯反射是漫反射的一种，是向四面八方反射的光线的角度一样。 何方向反射亮度一样。p印 *3.14实际物体反射：

9、实际物体表面在有入射波时各个方向都有反射能量，但大小不同，多数介于两种理想 模型之间。地物反射波谱曲线：以波长为 x轴，反射率为y轴，反应地物反射率随波长的变化规律的曲线。（1）绿色植被：叶r的苏忖 想解 一色二一站w挣刮时（玩利不 J的削空押一叫犍*6C-幅学僭京*M收带_ 二被 K lipuffi）I L向凡二一WW整合式近”外拗一讪外故陵，任绿色植物光谱曲线特征：1 .所有绿色植被都遵循大致相同的波谱曲线，但是不同的植被类型在近红外波段上的反射率不 同。2 .地物在不同的生长季节表现出不同的反射波普特征，绿光，红光差异较大。3 .不同长势的植物表现出的反射波谱曲线也不相同。地物的透射特性

10、 大气对遥感的影响L=Ls+La（传感器探测的散射辐射La,地面反射辐射Ls）传感器记录的反射经过大气2次，发射经过1次。一、大气的成份和结构z 1.大气传输特性：大气对通过的电磁波产生的吸收、散射和透射的特性。z 2.大气成分：N2 O2 （99%） H2O,CO,CO2,NH3 CH4等；悬浮微粒：尘埃、冰晶、小水滴（气溶胶） 二、大气对太阳辐射的影响太阳辐射经过大气层时，30%被云和其它成分反射，主要发生在晴天；17%被大气吸收，22% 被大气散射，31 %到达地面。1 .大气的吸收作用由于大气层中的H2。、CO2、。2、O3对太阳辐射产生 选择性吸收，把部分太阳辐射能转化为本身 的内能

11、，使温度升高。由于对太阳辐射波长的吸收特性不同，使太阳辐射的有些波段经过大气层时 全部吸收而不能到达地面，造成许多波段的大气吸收带（正是因为臭氧吸收了紫外线，所以皮肤才 不会收到太大伤害，也是南极臭氧层空洞白原理）。主要吸收带位于红外区（H2O、CO2）和紫外区（。2、O3）。2 .大气的散射作用（气体分子、悬浮粒子、云等）：散射主要是对可见光区，近红外波段 的影响。散射的实质：电磁波在传输中遇到大气微粒而产生的一种 衍射现象。大气对太阳辐射的散射是影响太阳辐射衰减的主要原因。散射三种情况：（1）瑞利散射：大气中粒子直径比辐射波长小得多时，就称瑞利散射，又称分子散射。由大气中分子。2、O3,

12、N2等引起。散射的强度与入4（波长）成反比，波长越大，散射越弱（波长越长，相当于 离分子直径越远，分子对它的影响就小）。比如：微波波长比粒子的直径大得多，有最小散射，最 大透射，可以穿云透雾。对可见光影响很大。对红外和微波几乎没有影响。（2）米氏散射：大气中粒子直径与辐射波长相当时发生的散射。主要是烟、尘埃、小水滴及气溶胶等微粒。与红外线接近0.7615 um,云雾对红外线的散射主要是米氏散射。散射强度与人2成反 比，散射在光线向前方向比向后方向更强（散射是向四面八方的，但是终究还是前方，也就是直线方 向上的光线更多，而返回去的光线较弱）。潮湿天气米氏散射影响大。（3）非选择性散射：大气中粒子

13、直径远大于波长时发生。特点是散射强度与波长无关。云雾对可见 光各个波长的散射相同，呈白色。只对微波是透明的（对微波没有影响，因为不符合非选择性散射 的发生条件），其它波段将受到影响。三、大气窗口1 .概念：电磁波辐射通过大气层较少被反射、吸收和散射的那些透射率较高的波段范围，称为“大气窗口”。2 .主要大气窗口 ：0.31.3微米（紫一可见光一红外）一摄影成像的最佳波段，许多卫星传感器扫描成像的常用波段。1.32.5微米（近红外）探测植被含水量以及云、雪或地质制图等。3.54.2微米（中红外）可以反射，也可以发射。814um （远红外，常温地物）适于夜间成像。0.825cm （微波区）穿云透雾

14、。3.作用和意义：传感器探测波段选择的依据之一。天空颜色分析1 .蓝天：无云的晴空呈现蓝色，因为蓝光波长短，（瑞利）散射强度比较大，因此蓝光向四面八方散射，使整个 天空蔚蓝，使太阳辐射传播方向的蓝光被大大削弱。这种情况在日出和日落时更明显，太阳此时高度角很小， 阳光斜射向地面，通过的大气层比阳光直射时要厚得多。蓝光波长最短，几乎被散射殆尽。2 .晚霞橘红色：日落时，太阳此时高度角很小，阳光斜射向地面，通过的大气层比阳光直射时要厚得多。蓝光波 长最短，几乎被散射殆尽。波长次短的绿光大部分也被散射掉了，只剩下波长最长的红光，散射最弱，因此透 过大气最多。加上剩余的极少量绿光，最后合成呈现橘红色，所

15、以朝霞和夕阳都偏橘红色。3 .云雾白色：根据非选择性散射的原理，雨雾对可见光的散射是非选择性散射，而云雾中水滴的粒子直径比可见光波段的波长大得多，因而对可见光中各个波长的光散射强度相同，所以人们看到云雾呈现白色。第三章航空遥感与航空像片1 .航空遥感：是以飞机、气球等飞行于大气层中的飞行器作为遥感平台的遥感。2 .航空摄影：传感器：航空摄影仪感光材料：航空摄影的主要材料组成：感光乳剂和片基3 .航空像片分类（反射率越大，色调越浅；反射率越小，色调越深 ）：（1）黑白像片一一采用全色片（0.40.76微米，可见光波段），以 深浅不同色调记录地物的辐射 特征（反射）。（2）彩色像片一一彩色感光材料

16、，三层：蓝、绿、红。色彩与实际地物色彩一致，信息量较黑白像片丰富（3）红外像片利用红外感光材料记录可见光和近红外（0.40.91.3微米），反应可见光和 近红外波段的变化。水体在红外波段反射率几乎为0 （水体只有在蓝绿波段反射比较强，其余波段吸收都很强，特别是红外波段，就更强了因此在红外波段反射率为 0）,所以颜色特别深，而且水体越深，越清澈，吸收红外线强，色调越深；绿色植被近红外反射率特别大，所以颜色较浅。二者特别容易辨 认。黑白红外一一对水体和绿色植物反应敏感，具有较高的反差及分辨率彩色红外：黄色滤光镜头吸收蓝光波段（蓝光波长短，散射太严重，影响像片的正常效果），能消除散射，改善反差，增加

17、清晰度，颜色鲜艳，应用广泛。即是在 感绿、感红和近红外的 三层感光乳剂上加了一个黄色滤光镜头，这样就可以消除蓝光（蓝光的瑞利散射太强）。对于植被：针叶林和阔叶林中，针叶林反射率低，色调深；阔叶林（杨树等叶子多的植被）反射率高，色调浅；有病虫害，色调深（受到破坏，正常的色泽，反射削弱了）；重点：彩色红外一一假彩色：由感绿、感红、近红外三个波段感光之后变成蓝、绿、红，形成地物的颜色。（但不是正常的颜色，理解为假彩色）。彩色像片-真彩色：由可见光中蓝、绿、红三者合成地物的颜色，与实际的一样，是真彩色。4 .航空像片的性能指标：感光度反差解像力二、航片的投影性质1 .中心投影：空间任意直线均通过一周定

18、点（投影中心），投影到一平面上（投影平面，胶片）而 形成的透视关系。2 .中心投影的成像特征（1）点的像仍是点（2）线的像仍是线，但是当直线与像片垂直并通过投影中心时，是点。（3）曲线的像仍是曲线3 .像点位移：在中心投影的像片上，地形的起伏 除引起像比例尺变化外，还会引起平面上的点位在 像片位置上的移动，这种现象叫做像点位移。三、航空摄影的种类（一）按像片倾角划分1 .垂直摄影（特点：看到地物顶部；优点：地物之间相互关系清楚；缺点：缺乏立体感）2 .倾斜摄影（特点：看到地物侧面；优点：较好的立体感；缺点：像片上的位置和实际位置不太一 致）（二）按工作任务和目的分类1 .单张摄影2 .航线摄影

19、（带状摄影、线状摄影）航向重叠：同一条航线上，相邻像片之间的重叠，比例：>53%,重叠比例：53%-60%0旁向重叠：相邻航线上，像片之间的重叠，比例： 15%-30%。3 .面积摄影（区域摄影）：沿多条航线对一区域的摄影，各个航线之间应该平行（三）按感光材料分类1 .普通摄影（可见光）：（1 ）黑白摄影（2）彩色摄影（真彩色）2 .红外摄影：红外感光材料记录可见光和近红外，（0.40.91.3微米），反射可见光和近红外波段的变化。（1 ）黑白红外摄影（2 ）彩红外摄影（假彩色）3 .多光谱摄影：不同波段的摄影得到不同的分波段的黑白像片四、航片的比例尺1 .概念：像片上某一线段长度与地面

20、相应长度之比2 .计算：在平坦地区水平像片的比例尺 1/M=f/H （焦距比行高）3 .平均比例尺、“主比例尺”（1）平均比例尺：选择各点的平均高程面作为起始面，根据这个起始面计算出来的像片比例尺，称为像片的平均比例尺。（2）主比例尺：以像主点（中心投影的中心）的航高求出的比例尺，称为主比例尺。（可以从航测部 门得到，这种比例尺只是概略地代表该张像片的比例尺）五、航空像片的比例尺是怎样计算的？1 .像片上某一线段长度与地物相应长度之比2 .在平坦地区水平像片的比例尺 1/M=f/H3 .平均比例尺：选择各点的平均高程面作为起始面，根据这个起始面计算出来的像片比例尺，称为像片的平均比例尺4 .主

21、比例尺：以像主点的航高求出的比例尺，称为主比例尺5 .比例尺的测定（1）平坦地区：地势平坦，且像片近似水平，可用平均比例尺作为像片的比例尺。方法：在像片的像主点对角线附近选择四个地物点。（2）丘陵地区：丘陵地区不能用平均比例尺的方法来测定，而是按测站求各点的平均比例尺。方法：选择与测站等高且与测站连线近于垂直的两地物点。六、航空像片的投影差与哪些因素有关？1 .投影差：由于航片属于中心投影，因地形起伏与水平情况下比较，像点产生了移动，称为投 影差。2 .投影差的规律（1）投影差大小与像点距像主点（距离）成正比，距像主点越远，投影差越大；越近，投影差 越小。像片中心部分投影差小，像主点是唯一不因

22、高差而引起投影差的点。（2）投影差大小与高差（两地物）成正比，高差越大，投影差越大；高差为正时，投影差为正，像点由像主点向外移动；为负时，像点向靠近像主点方向移动；（3）投影差与航高成反比，航高越大，投影差越小（地势的高低不再那么重要了）。第四章航空像片的目视解译一、遥感图像的解译（Interpretation）1分类：目视解译（目视判读）；计算机解译2关系：目视解译是计算机解译发展的基础和出发点，其经验和知识可以指导遥感图像的计算机解 译。二、航空像片的目视解译效果取决于：航空像片的质量、判读人员的专业水平及解译经验。概念：见教材。原则：先整体后局部、从已知到未知、先易后难、由宏观到微观。方

23、法：（1）直接判读法：直接解译标志（2）对比分析法：和典型像片进行比较|和已知资料对比-地形图或专题图或DEM|到野外与实际地 物对比。（3）逻辑推理法。三、航空像片的特点1、比例尺大（成像高度低）2、中心投影性质（中心投影，造成航空像片的中间误差小，边缘误差大 ）3、顶部特征（看到地物的顶部）四、航空像片目视的判读标志定义：不同地物具有不同的影像特征，它们是判读地物的依据，称为判读标志，或判读要素。（一）直接判读标志1 .形状：任何地物在像片上必然有相应的几何形状l通过地物顶部轮廓或鸟瞰的平面形状l人造地物形状规则：自然地物不规则形状受中心投影影响，中心部分误差最小l平面地物在像片的任何部位

24、没有多少变形l形状还要受像片比例尺影响2 .大小：对判读地物性质有用l影像上的大小，取决于 航片的比例尺和地面分辨率 l像片分辨率 D （地面分辨率），是指像片上能分辨出的最小地物的大小。3 .色调（最不稳定的因素）和颜色：色调是指在黑白像片上影像的黑白深浅程度，称为灰度或灰阶l地物形状：是通过与周围地物色调差别表现出来的l采用不同波段和不同的感光胶片，色调反映的意义不同。影响色调的因素：（1）地物的反射光谱特征，亮度系数（反射率越大，成像色调越浅）（2）地物表面结构：a、光滑表面（反射率高，色调浅）B无光泽表面（郎伯反射成像色调较深）G起伏不平的表面（向阳面颜色浅，背阳面色调深）（3）地物表

25、面湿度（湿度越大，颜色越深；相当于有水）（4）摄影季节（5）处理措施色调由浅到深：雪公路房屋树木4 .阴影：本影：物体未被太阳光直接照射到的阴暗部分。落影：阳光直接照射时，物体投射在地面的影子。5 .组合图案：当地物较小，或像片比例尺较小时，地物的单个影像在像片上不能表现出来，但地物的群体可以在像片上反映出来，这种影像特征称为组合图案特征。6、纹理：航空像片上目标地物内部色调 有规律变化形成的影像结构。（二）间接判读标志通过与之有联系的其他地物在影像上反映出来的直接标志，来间接推断某地物的存在及其属性。五、不同种类航片（航空遥感）的目视解译（航空遥感反应物体的反射特性）（一）（可见光）黑白像片

26、（黑白像片的感光范围是在可见光波段）感光范围：0.4-0.76 m,与人眼对光的敏感范围一致。色调深浅取决于物体在可见光波段的反射率的高低.绿色植被在可见光绿波段反射率高，但全色胶片对绿光感光弱，颜色较深。解译标志：形状和色调；判读标志：形状、大小、色彩、阴影、组合图案。成像高度低，多为大比例尺像片，分辨率高，形状与色调特征明显。（三）（可见光）彩色像片感光范围：0.4-0.76 um,真（天然）彩色。三层感光乳剂：蓝、绿、红以不同色彩反映地物。用彩色比用黑白更直观，分辨率高，效果好。（四）彩红外像片 感光范围：0.4-0.9um （可见光-近红外，主要利用近红外）三层感光乳剂：感绿、感红、近

27、红外黄色滤光镜头：将进入镜头的蓝光吸收掉，消除散射影响标准假彩色：茂盛的绿色植物颜色不同类型和生长阶段的植物、健康与病虫害的植物的色调的不同：针叶林暗红，病虫害的暗红，符枯死 的呈青色。披绿色伪装物的呈蓝色。水体颜色：蓝黑或蓝灰色；对不同的清澈与混浊水、污染水，土壤湿度，颜色不同。如有植物，色调稍 红一些。（二）黑白红外像片（可见光和部分近红外）感光范围：0.4-0.9um色调深浅决定于物体在近红外波段的反射率的高低 。茂盛的绿色植物在黑白红外上的色调与黑白像片上不同。（黑白红外上颜色浅，因为在黑白红外上取决 于绿色植被在近红外的反射）。不同类型和生长阶段的植物、健康与病虫害的植物的色调的不同

28、水体颜色：水越深，越清澈，颜色越深，对水资源调查有利。如有植物，色调浅一些。土壤湿度大小可以从色调深浅反映出来。湿度大（相当于有水），色调深。红外像片的波长较可见光长，散射小，所以抗干扰能力强，反差大大改善，利于判读。居民点颜色：灰蓝色。广泛应用于绿地调查、LU、森林、污染的调查。（彩红外像片因通过黄光滤光镜去除了蓝色的干扰，因而比彩色像片的应用更广泛）。重点：比较彩红外像片和彩色像片的不同。（一）彩色像片感光范围：0.4-0.76 m三层感光乳剂：蓝、绿、红颜色：真（天然）彩色。以不同色彩反映地物。用彩色比用黑白更直观，分辨 率高，效果好。（二）彩红外像片感光范围：0.4-0.9um 。三层

29、感光乳剂：绿、红、近红外黄色滤光镜头：将进入镜头的蓝光吸收掉，消除散射影响颜色：标准假彩色：茂盛的绿色植物颜色；分辨率更高。不同类型和生长阶段的植物和健康与病虫害的植物的色调（五）航空雷达影像（用的是微波这个波段）1、微波遥感（雷达遥感）（1）波段范围：1mm1m （微波的波段）（2）又分为毫米波、厘米波、和分米波。典型的是用厘米波。（3 ）可以主动式，也可被动式（所以微波遥感既可以反应物体的反射特性，也可以反应物体的发射特性）。主动式：雷达，微波高度计、微波散射计。被动式：微波散射计、微波辐射计。（4）特点：6个全天时全天候工作（鲜明特点）。穿透力强（对冰雪森林土壤等）。可在一定程度上获取隐

30、伏的信息。侧向发射，回收、可沿国境线，侦察对 方地形。天线可调整，可增多获取的地表的特性。如产生适量的阴影，突出地貌特征。微波传感器可采用多种频率、多种极化方式、多个视角进行工作，获取目标的空间关系、表面粗糙度、 对称性和介电特性的信息。对海洋遥感具有特殊意义，适合海浪观测。分辨力低，但特征明显，发展潜力大。尤其是 SAR2、主动式微波遥感（1）雷达遥感定义：工作时通过 天线向目标物发射微波，并接收返回到天线的后向散射或反射（又称雷达 回波）的信号，并记录成像来实现对地观测的遥感。（2）传感器：雷达（主要是），微波高度计、微波散射计。雷达（Radar ： Radio Detection and

31、 Ranging）:（1）分类：侧视雷达 SLR合成孔径侧视雷达 SLAR（2）应用特点：起步晚、数据获取难、实际应用不如可见光、红外普遍。（3）发展前景：发展很快，已成为遥感技术研究的热点，成为对地观测中重要的前沿领域。在地质构 造、找矿、海洋、海冰调查、土壤水分动态监测、洪涝灾害调查、干旱区找水、农林土地资源调查及军事上应 用前景广阔。（4）雷达影像的判读色调主要反映回波强弱：强、中、弱、无-白、灰色、暗黑、黑色。阴影特征不同雷达波段上，同一地物的雷达影像不同。与地表粗糙度的关系。地表越粗糙，后向散射强，发生漫反射，呈灰白色；光滑表面，发生镜面反射， 后向散射弱，暗黑色调。与地物的电特性的

32、关系。电特性量度是复介电常数，它是物质的反射率和导电率的一种指标。3、被动式遥感：两种传感器均不成像，固不讨论。（六卜热红外像片（反应发射特性：当物体的温度大于0摄氏度，就会自动发射红外线。而近红外成像反应反射特性）一、特点：1、波谱范围：315大气窗口： 35（im, 814（im反射短波辐射（太阳辐射）；发射长波辐射（地面辐射）辐射定律：（1 ） Eb b = 8 T4（2）入 m ax= W / T（3 ） s = Eg b/E b b2、热辐射源的强弱：强（温度高）一光亮（色浅）；弱（温度低）一光暗（色深）。3、不受日照限制，昼夜成像。全天时，但做不到全天候。（黎明前成像效果最好，中午

33、有太阳辐射影响。应用：与温度有关的森林火灾、火山爆发、城市热岛效应、温泉冷却水排放等）二、判读（色调与什么有关）1 .色调与地物的发射率和温度有关：温度越高，发射率强，色调越浅。2 .色调与地物之间温差的关系：植被：叶子白天蒸腾水分流失，温度低，色调深。陆地：白天浅，晚上深；海洋：白天深晚上浅。（陆地白天温度高，海洋夜晚温度高）3 、像片的形态与地物之间有变形（热可扩散）机场的热红外像片；飞机已发动的发动机温度较高，色调较浅，显得亮。尾喷温度更高，色调显得更亮。飞机的金属皮，发 射率低，因此显得黑。遥感图像分辨率：4 1 ）斜距分辨率（距离分辨率）：在脉冲发射的方向上，能分辨的两个目标的最小距

34、离，它与脉冲长度 有关，等于1/2脉冲长度5 2）方位分辨率（平行于飞行方向）光学遥感和热红外遥感的区别：热红外遥感光学遥感（可见光和近红外波段， 主要是可见光）波长范围3-5um,8-14um;（大气窗口）3-6-15um （中红外、远红外）0.4-0.76-3um特性与地物的温度相关，记录地物的 发 射特征记录地物的反射特征，短波判读温度越高，色调越浅；温度越低， 色调越深反射率越高，色调越浅，越清楚时间特性全天时，但做不到全天候主要在白天、晴天居民地及道路的判读:（1） 居民地的判读：1 . 一般判读标志:（1）几何图形（2）位置（3）色调2 .居民地分类（规模）：（1）城市型（2）城镇

35、型（3）乡村（2） 道路的判读：1 .一般判读标志：（1）形态：呈线状延伸（2）色调（3）位置：位于居民地附近2 .分类：（1）铁路：（2）公路：（3）乡村大路和小路航空像片的立体观察（一）立体观察的原理：1.眼睛的构造弹眼观察：只能分辨出地物的平面形状，分不清地物的远近和立体现象。30艮观察。（二）立体观察的条件用双眼把相邻两摄影站对同一地区摄取的两张像片，借助反光立体镜，建立空间的光学立体模型。满足条件：1.必须是由不同摄影站向同一地区 所摄取的两张像片；2两张像片的比例尺基本一致（一般不超过16%）3两张像片应按成像时的相对位置安放在立体镜下，在进行立体观察时只能左眼看左像片， 右眼看右

36、像片。4眼基线与像片摄影基线互相平行,并使同名地物点的相应视线成对相交。（三）立体观察的方法1 .分辨左右像片：找到由不同点向同一地点所摄取的两张像片，两张像片重叠60%左右。分辨方法为：找出两张像片上比较突出的同名地物点（如：河流转弯处、居民点、山头等 ），将两个同名地物点重叠，在左的为左像片，在右的为右像片。2 .找出摄影基线：确定像主点，转刺像主点于相邻像片上；3 .将左右像片放在立体镜下，摄影基线与眼基线平行4 .在立体镜下观察同名像点：（1）左右手指分别放在左右像片突出的同一物点（2）调整图像间的距离。当感到两个相同物体点的像在空间上完全重合时，将手轻轻移开，凝视一会儿，就会产生立体

37、效应。（四）所需像对：由不同点向同一地点所摄取的两张像片，需要60%的旁向重叠，构成一个像对。第五章航天遥感和卫星图像航天遥感：以人造地球卫星、航天飞机、火箭或宇宙飞船及运行于太空的飞行器作为遥感平台的遥感。第一节陆地卫星 一、简述1、卫星按距地面高度分类：（1）低高度，短寿命卫星：200300km,受大气摩擦影响大，寿命几周时间，图像分辨率高，如军事侦察卫星。（2）中高度，长寿命卫星：350 1500km,不受大气层摩擦影响，飞行一年以上， 用于科学实验、资源调查，周期性强，可重复成像，利于动态变化研究。如陆地卫星。（绝大部分 卫星）也叫太阳同步卫星、极轨卫星。（3）高高度，长寿命卫星：36

38、000km,也称地球同步卫星或静止卫星。 如通讯卫星。2、陆地卫星Landsat1） 70年代传感器：（1）反束光导管摄像机（RBV） 3个波段，分辨率为80m（2）多光谱扫描仪（MSS）:多光谱扫描仪是把来自地面上地物的电磁波辐射（反射或发射）分成几个不同的光谱波段，同时扫描成像的一种传感器。：4个波段，分辨率80m。特点：在卫星运行中，扫描是连续的，自西向东为有效扫描；当回扫时，快门阀关闭扫描器与地面的通道，为无效扫描。多光谱扫描仪MSS1 0.5-0.6仙m 绿光2 0.6-0.7仙m红光3 0.7-0.8Pm红近红外4 0.8-1.1 m近红外2） 80年代传感器：MSS和光学机械扫描

39、仪专题制图仪（TM）可通过中继卫星传送数据。TM的波谱范围比MSS大，每个波段范围较窄，因而 波谱分辨率比MSS图像高（波段分 的更细），其地面分辨率为30m（TM6的地面分辨率只有120m）。波段号波段频谱范围m m分辨率mB1蓝0.45 - 0.5230B2绿0.52 - 0.6030B3红0.63 - 0.6930B4近红外0.76 - 0.9030B5SWIR1.55 - 1.7530B61LWIR10.40 - 12.5120B7SWIR2.08 - 2.3530专题制图仪采用双向扫描，即正扫与回扫都是有效的。为达到双向扫描的效果，在仪器里安装了扫 描行校正器，它的作用是使扫描镜在两

40、个方向产生有用数据。3） 90年代传感器增强型专题绘图仪ETM+,增加了一个15m分辨率的全色波段，热红外通道的空间分辨率达到60m o美国资源卫星每景影像对应的 实际地面面积均为185km x 185km, 16天即可覆盖全球一次。Landsat-7 ETM的波谱和空间分辨率波段号波段频谱范围m m分辨率m1Blue-Green0.450-0.51530m2Green0.525-0.60530m31Red0.630-0.6930m4Near IR0.775-0.9030m51SWIR1.550-1.7530m6LWIR10.40-12.560m7SWIR2.090-2.3530m8Pan0.

41、520-0.9015m二、美国陆地卫星（目的是对地球资源进行调查和环境监测）（一）设计基本要求（覆盖面，周期，寿命，分辨率，色调对比，比例尺）1 .覆盖地球上大部分陆地2 .比例尺一致（便于资料处理、拼接，运行高度一致，圆形轨道）3 . 一定的重叠（拼接）4 .要在相近的太阳辐射下进行成像（便于色调的对比）5 .成像要有一定的周期性6 .寿命在一年以上，可进行动态研究（如作物长势、旱涝变化，病虫害测报）。（二）轨道参数轨道高度：705km倾角:98.220运行周期：98.9分钟24小时绕地球：14.5圈穿越赤道时间：上午10点扫描宽度：185km （*185km）重复周期：16天（233圈）（

42、三）运行特征1、近极地、近圆形轨道；轨道经过南北极地区，又称“极轨卫星”。优点：可以覆盖全球大部分地区，所获得的图像的分辨力较高。近圆形轨道，使得探测器在地面上的瞬时视场大小一致，图像的比例尺相同。2、运行周期环绕地球一周99分钟，每天14.5圈。16天对全球覆盖一次，基本上满足了农林资源调查和环境监 测的要求。3、轨道与太阳同步：属于太阳同步卫星。轨道倾角即轨道面与地赤面的夹角为 98°。意义：同纬度上所有点，成像的地方时保持相同，保证传感器能在较为一致的太阳光照下对地面进行探测，利于资料对比分析。三、陆地卫星工作系统（一）地面测试系统对地物波谱特征进行测量。美国进行了 600多种

43、岩石波谱特征和1000多种植物波谱特征测试, 为确定传感器的最佳波段提供依据。（二）星载系统传感器：多光谱扫描仪（MSS）（单向扫描）反束光导管摄像机（RBV）（电视摄像机）专题制图仪（TM）（双向扫描）（三）地面接收和处理系统1 .地面操纵控制中心：司令部，发送指令、控制运行；飞临地面站时，发送讯号。如果天气不好，有 云，关闭成像系统。2 .地面接收站：大型抛物天线直径达26米和磁带机。实时、延时接收或接收由中继卫星转发的数据，送到处理中心。3 .数据处理机构（四）陆地卫星产品：纸质像片；计算机兼容磁带、磁盘和光盘。【中巴卫星CBERS参数】太阳同步轨道轨道高度：778km倾角:98.5o重

44、复周期：26天平均降交点：上午10: 30扫描带宽度:185km 分辨率：19.5m星上搭载CCD传感器、IRMSS红外扫描仪、广角成像仪11个波段【法国SPOT卫星】（1） SPOT-1、2、3高度：832km太阳同步轨道；轨道道重复周期为 26天卫星上装有两台高分辨率可见光相机（HRV）,可获取10m分辨率的全色遥感图像 以及20m分辨率的 三谱段遥感图像。这些相机有侧视观测能力，可横向摆动 27° ,卫星还能进行立体观测。（2） SPOT 4 卫星遥感器增加了新的中红外谱段，可用于估测植物水分，增强对植物的分类识别能力，并有助于冰雪探测。还装载了一个 Vegetation植被仪

45、，2250km幅宽，地面分辨率约1公里，可连续监测植被情况 以及全球环境变化。SPOT-4卫星轨道参数：轨道高度：832km轨道倾角：98.7210轨道周期：101.469分/圈重复周期：369圈/26天降交点时间：上午10: 30扫描带宽度：60 km两侧侧视：+/-27o传感器：高分辨率可见光相机（HRV）。SPOT-4卫星上携带有两个（HRV、IR）光学成像传感器，参数如下：波谱范围多光谱波段20m分辨率B1 0.50 - 0.59umB2 0.61 - 0.68umB3 0.78 - 0.89umSWIR 1.58 - 1.75um全色段10mB2 0.61 - 0.68um（3） S

46、POT5 （新一代遥感卫星，其分辨率更高）SPOT5号卫星数据（彩色数据10m分辨率，黑白数据分辨率5m及2.5m）能满足众多领域的需求, 如：重要城市较大比例尺的地图修测、城市及周边地区用地情况监控、退耕还林还草情况动态监 测、高精度通讯用数据库（含楼群高度卜农作物收成统计、自然灾害预测及跟踪等。SPOT-5多光谱波段10m,全色波段5m和2.5m.高空间分辨率卫星可用于岩石（矿产）的识别和植被分类【高空间分辨率卫星IKONOS】轨道局度681.8 km轨道类型太阳同步轨道发射载体雅典娜II分辨率全色：1米多光谱：4米成像波段全色：0.45-0.90 微米彩色波段1依色）：0.45-053微

47、米2（绿色）:0.52-0.61 微米3（红色）:0.64-0.72微米4（近红外）:0.77-0.88 微 米制图无地回控制点： 水平精度12米垂直精度10米有地回控制点： 水平精度2米 垂直精度3米【高空间分辨率卫星Quickbird:空间分辨率最高 成像方式：推扫式成像CCD传感器：全波段 0.61m波长（450nm-900nm）多光谱 2.44m波长（蓝 450-520nm绿：520-600nm红：630-690nm近红外：760-900nm）轨道：450km；倾角：98度；太阳同步四、成像光谱（特点：高光谱分辨率；图谱合一，可获得连续的光谱特征；空间分辨率较高。）1.宽波段图像与高光

48、谱图像（1）高光谱遥感概念：可提供可见光到红外波段范围内光谱信息连续的数十到数百个波段，而且波段宽度很窄，一般小于10nm。特点：高光谱分辨率；图谱合一，可获得连续的光谱特征；空间分辨率较高；波段范围广；数据量 大。优点：高光谱分辨率；图谱合一，可获得连续的光谱特征；成像精细；空间分辨率高。缺点：数据量大，造成数据的冗余，增加数据处理的难度。（2）高光谱遥感和多光谱遥感的区别:波段特点波普分辨率高光谱遥感窄波段图谱合一；可 获得连续的光 谱特征rlj叩精确多光谱遥感宽波段（相对而 言）断续的光谱曲 线，数据肩限较高（没有上面 的高）【MODIS传感器】共有36个波段1 .空间分辨率：1-2个波

49、段：250m3-7个波段：500m8-36 个波段：1000m2 .MODIS数据的特点：（1）全世界范围内免费接收和鼓励推广使用的政策。（2）涉及波段范围广（36个波段）、空间分辨率比NOAAAVHRR高。数据量化精度为12bit.（3） TERRA与AQUA上的MODIS数据在时间更新频率上相配合，加上晚间过境数据，对于接收MODIS数据来说，可以得到每天最少 2次白天和2次黑夜更新数据。五、气象卫星及其图像气象卫星从运行特征上分两大类：地球同步气象卫星：赤道上空 35800km,公转方向与地球自转方向一致，角速度相同，又称静止气象卫星太阳同步气象卫星：轨道高度1000km左右，轨道经过两

50、极地区，又称极轨气象卫星美国NOAA气象卫星轨道参数:轨道局度870km倾角98.9o轨道周期102.37分钟传感器AVHRRM局分辨率辐射仪星下点地面分辨率1.1km重复覆盖周期1天1次或两次，时间分辨率局，禾1J 于动态监测通道波长（微米）主要用途：1 0.58-0.68白天云层，冰，雪，植被20.725-1.0 植被33.55-3.93热源，夜间云层，火灾410.3-11.3洋面温度，白天/夜间云层5 11.5-12.5洋面温度，白天/夜间云层【风云一号C及风云一号D】主要技术指标：轨道高度：870km；倾角：98.85°轨道周期：102.3分钟传感器：多通道可见红外扫描辐射计

51、（MVIRS）用途：五、海洋卫星世界海洋卫星包括三大类：海洋水色卫星、海洋地形卫星和海洋环境卫星。我国将要发展3个系列的海洋卫星：以可见光、红外波段遥感探测海洋水色、水温为主的“海洋一 号”系列卫星；以微波遥感探测可全天候获取海面风场、海面高度和海表温度场等为主的“海洋二 号”系列卫星；以及同时配备光学遥感器，微波遥感器等，实现对海洋环境综合监测的“海洋三号”系列卫星。HY-1A卫星技术指标1 .卫星轨道类型：太阳准同步圆形轨道高度：798km 倾角：98.8周期：100.83分钟转以全年卫星寿命：2年地面覆盖周期：海洋水色扫描仪：3天；CCD成像仪：7天2 .观测要素主要：海水光学特性、叶绿

52、素浓度、海表温度、悬浮泥沙含量、可溶有机物、污染物等兼顾：海冰冰情、浅海地形、海流特征、海面上大气气溶胶实时观测区：中国沿海区域（四大海及海岸带区域等）3 .有效传感器（两个）：10波段海洋水色扫描仪（COCTS）功能：用于探测海洋水色要素（叶绿素浓度、悬浮泥沙浓度和可溶有机物浓度）及温度场等。星下点地面分辨率：1100m4波段CCD成像仪功能：CCD成像仪主要用于海岸带动态测绘以获得海陆交互作用区域的较高分辨率图像。星下点地面分辨率：250m第六章陆地卫星图像一、卫星图像的物理特征（一）灰阶1 .概念：色调深浅的分级2 .MSS灰阶分64级，TM灰阶分256级3 .不同波段图像的灰阶只反映该

53、波段的幅射强度。（二）光谱效应不同地物由于物质组成、结构以及温度的不同，光谱特性有差异；同一地物在不同波段的像片上色调也是不同的。（三）空间分辨率：也称地面分辨率，即像元的大小，是指在图像上能显示最小地物的尺寸。用途不同的卫片，其分辨率不同。分辨率还与影像背景反差有关：反差好，地面上 15米宽的线状地物，如铁路、水渠、河流可识 别；反差不好，地物“淹没”在背景中，可辨性差。（四）不同季节成像对图像的影响1.同一地区，由于成像季节不同，图像上同一地物的影像特征也会有所不同。冬季：地质体色调特征和形态特征信息都比较丰富 ，解译较好；夏季：植被茂密，地形缺乏阴影，立体感不好，干扰大，线性特征被掩盖。

54、但对植物分类较好。2、根据判读内容，选择最佳的图像，包括最佳的空间分辨率、辐射分辨率、波谱分辨率，以提高判 读效果。二、卫星图像的几何特征（一）地理坐标1 .经纬度卫片上有经纬度注记，中、低纬度以30/间隔；600以上地区10间隔；2 .投影性质每一个扫瞄行都有一个中心，每幅卫星图像是由多行扫描形成的，属于多中心投影一距地面数百公 里一可视为垂直投影（基本上不存在像点位移）。3 .重叠4 1）航向重叠地面处理机构对图像进行分幅时，便于用户拼接人为处理加上的。宽度为 15km5 2）旁向重叠：由轨道间距和扫描宽度决定。卫星轨道在极地地区相交，相邻轨道间距离从赤道向两极逐渐缩短，而卫星对地面的扫瞄宽度不 变，因此由旁向重叠从赤道向两极逐渐增大6 .比例尺与图像面积（1）比例尺（2）面积185X 185km, 34225km2（海南省33900 km2）。三、卫片的符号与注记（一）陆地卫星图像的编号按标准分幅，全球参考系统（WRS）:张家口图幅编号是12432。分别是轨道号和行号。美国陆地卫