遥感期末考试总结

1、第一章   绪  论1、遥感的概念所谓遥感，是从远距离感知目标物，也即从远距离探测目标物的物性。广义遥感，已拓展到对地观测和对地外星体的观测。狭义遥感是指不与目标物接触，从远处用探测器接收来自目标物的电磁波信息，通过对信息的处理和分析研究，确定目标物的属性及目标物相互间的关系。2、遥感的分类1.按遥感平台分类                     

2、0;            (1)航天遥感  高度大于80km.卫星、飞船、火箭、航天飞机(2)航空遥感  高度小于80km.飞机、气球(3)地面遥感  平台放在地面上的遥感.遥感车、船、塔2.按遥感媒介分类(1)电磁波遥感   以电磁波为信息传播媒介的遥感(2)声波遥感     以声波为信息传播媒介的遥感(3)力场遥感     以重力场、磁力场、

3、电力场为媒介的遥感(4)地震波遥感   以地震波为媒介的遥感3、遥感分类按遥感平台分类                                  (1)航天遥感  高度大于80km.卫星、飞船、火箭、航天飞机(2)航空遥感

4、  高度小于80km.飞机、气球(3)地面遥感  平台放在地面上的遥感.遥感车、船、塔按辐射源分类(1)被动遥感(无源遥感):探测仪器直接接收记录地物反射来自太阳的电磁波或地物自身发射的电磁波，即电磁波来自天然辐射源太阳或地球。                             &#

5、160;                                                 &#

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7、160;                                                  &

8、#160;  (2)主动遥感(有源遥感):传感器本身携带的人工电磁辐射源向地物发射一定能量的电磁波，然后接收从地物反射回来的电磁波。 按成像方式分类 (1)摄影遥感：以光学摄影进行的遥感。 (2)扫描方式遥感：以扫描方式获取图像的遥感。4、遥感技术的特点1、空间特性（探测范围大） 视野辽阔，具有宏观特性2、波谱特性（信息丰富） 探测波段从可见光向两侧延伸，大大扩展了人体感官的功能3、时相特性（周期短） 高速度，周期性重复成像4、收集资料方便，不受地形限制5、经济特性 工作效率高，成本低，一次成像，多方受益6、数字处理特性 使其与计算机技术融合在

9、一起，实现了多元信息的复合5、一个完整的遥感技术系统应包括地物电磁辐射信息的收集、传输、处理、存贮直至分析与解译（应用）。1、空间信息收集系统:主要完成遥感数据的采集传输工作 传感器:是收集、记录地物电磁辐射信息并发送至地面接收站的设备，是遥感工作系统的核心部分。 遥感平台:装载传感器的设备，又称为运载工具。2、地面接收和预处理系统:主要完成遥感数据的接收、处理、存贮、分发和应用开发工作。 机载系统 一般采用直接回收方式，即信息被记录在胶卷或磁带上，待飞机返回时将得到的信息进行预处理 星载系统地面系统，即卫星地面站地面站接收到的原始信号要经过预处理，制成图像胶片或计算机兼容磁带（CCT），提供

10、给用户。进过预处理后，还要对资料进行存贮，这是为了方便用户查询而建的资料数据库及自动检索系统。3、信息分析应用系统是用户为一定目的而应用遥感信息时所采取的各种技术，主要包括遥感信息的选择技术、应用处理技术、专题信息提取技术等等。第二章   遥感物理基础1、电磁波谱将各种电磁波按波长的大小（或频率的高低）依次排列成图表，就称为电磁波谱。按波长从短到长可分为：      2、大气窗口电磁波在大气中传输过程中损耗较小，透射率很高的波段。3、地物波谱特征概念：地物波谱特征是指各种地物各自所具有的电磁波特性（反射、发射、吸收

11、、透射）。地物反射波谱特性：地物波谱反射率随波长变化而改变的特性。地物反射特性曲线：将地物的波谱反射率与波长的关系在直角坐标系中描绘出的曲线。影响地物反射波谱特征的因素：、水份   、矿物成份  、可溶盐量      、风化作用     、表面结构、季节、植被覆盖        7 、产状、坡向    8 、其它：如时间、气候条件等4、几类常见地物反射波谱特性1植物：a.在可见

12、光的0.55m（绿）附近有一个小反射峰，在0.45m（蓝）和0.67m（红）附近有两个明显的吸收带。b.在0.70.8m是一个陡坡，反射率急剧增高，在近红外波段0.81.3m之间形成一个高的，形成反射峰。c.以1.45m、1.95m和2.7m为中心是水的吸收带。2.土壤：没有明显的波峰波谷，土质越细反射率越高，有机质含量越高含水量越高，反射率越低3. 水体：反射主要在蓝绿波段，其它波段吸收都很强，近红外吸收更强。水中含泥沙时，可见光波段反射率会增加，峰值出现在黄红区。水中含叶绿素时，近红外波段明显抬升。4. 岩石：形态各异，没有统一的变化规律。岩石的反射波谱曲线受矿物成分、矿物含量、风化程度、

13、含水状况、颗粒大小、表面光滑程度、色泽等影响第三章   遥感图像类型及特性1、中心投影是设想地物投射出一束投影直线，经过投影中心聚焦至投影面上成像。在航空摄影中，地面景物是投影物，镜头为投影中心，摄影胶片即为投影面。其特点为： 点的投影仍为点 直线的投影仍是直线，仅当直线的延长线通过投影中心，该直线的像就成 为一个点 面的投影仍为面，只有通过投影中心的平面其像为一直线2、彩色合成真彩色合成：图像上显示的色调与地物的真实颜色相同或相近。假彩色合成：任意三个波段或者经过处理产生的三个分量图像分别用红、绿、蓝显示而合成彩色。3、彩红外航片像片上影像的色调与实际地物不一致。它在摄影

14、时加用黄滤光片，滤去蓝光，并使用彩色红外胶片摄影而得。4、至少五个卫星图像Landsat陆地卫星（MSS、TM、ETM传感器）。SPOT卫星（HRV传感器）。中巴资源一号卫星CBERS-1(CCD、WFI、IRMSS传感器)。IKONOS卫星。Quickbird数据5、各波段卫星图像的解译特点TM1（0.450.52m）属蓝光波段    对水体有较强的穿透力，有利于浅水底部地貌判读；一般地物在此波段的反射率较低，而雪的反射率最大，所以在此波段图像上的雪地与其他地物分界明显，植被最暗，水体次之，新鲜雪最浅。但蓝光波段影像受大气散射影响严重，有时影像会模糊不清。MSS

15、4（0.50.6m）、TM2（0.520.6m）属绿光波段    对水体有一定的透视能力，在清澈的水域，能反映几十米的深度，有利于观察水下地形，这在海岸带调查中作用很大。    植被在此波段的反射率相对出现峰值，图像上易于区分植被的分布范围及生长密度，可用于林业资料分布，草场分布情况的调查。    对水体污染（特别是由污染）情况也有好的反映。    对陆地上颜色较浅的地层岩性和第四系松散沉积物、城市居民区、道路、采石场等均有明显的反映（呈浅色调）。MSS5（0.60.7m）、

16、TM3（0.630.69m）属红光波段    对水体有一定的透视能力，有利于反映水体混浊程度和泥沙流动情况。    各类岩石（沉积岩、岩浆岩、变质岩）在此波段有较大差别，同时该波段图像能较好地反映地貌特征，有利于地质地貌判读。    能区分健康植被和病害植被。在这一波段，健康植被反射率低，呈深色调，病害植被具有较高反射率，呈浅色调。MSS6（0.70.8m）、MSS7（0.81.1m）、TM4（0.760.9m）属深红近红外    这几个波段效应相似，是水的强吸收和植被的强反

17、射阶段    对水和湿地反应灵敏，水陆边界清晰，有利于研究水体分布、岸线轮廓、土壤含水性、浅层地下水等方面的调查。    对平原区与水体有关的地质体有良好反映。如充水断层为黑色、淡黑线段，隐伏隆起与凹陷为浅与深相间组成的环带，此外，对研究平原区的石油构造、第四纪沉积物类型、新老洪积扇的划分等有帮助。    对植被反映敏感，易于圈定植被分布范围，能区分树林、农作物、草地，对植被的病虫害调查较好，健康植被对近红外波段具有较强的反射，为明亮的浅色调，而病害植被为较深色调。    从

18、整体上说，MSS7、TM4的图像清晰、立体感强，能较清楚地显示各种地物细节。TM5（1.551.75m）属近红外波段      主要用于探测地物含水量、土壤湿度（植物含水量）植被长势的调查，及地质调查中的岩石分类（不少岩石的反射高峰值在此波段内）。并能区分雪与云，雪比云深。TM7（2.082.35m）属近红外波段    这是应地质工作者的要求而专门设计的。    主要用于探测岩石类型，对粘土类矿物、碳酸盐类矿物及其岩性的研究有利（暗色调）。有利于区域地质填图、大型蚀变带的研究。

19、0;   在TM7图像上水体呈黑色，其它物体影像与可见光差不多。MSS8（10.412.6m）、TM6（10.412.5m）属热红外波段    此波段记录的是地物自身的热辐射信息。提供热显示的温度场资料。探测与热异常有关的石油天然气、煤、铀、硫化矿床氧化带等矿产，探测地热、森林火灾（35m）等。6、四个分辨率空间分辨率：指像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元。波谱分辨率：传感器能分辨的最小波长间隔。间隔越小，波谱分辨率越高。辐射分辨率：是指传感器接收波谱信号时，能分辨的最小辐射差。表现为每一个像元的辐射量化

20、级。时间分辨率：指对同一地点进行遥感采样的时间间隔，即采样的时间频率，也称重访周期。7、像元是组成数字化影像的最小单元。在遥感数据采集，如扫描成像时，它是传感器对地面景物进行扫描采样的最小单元。8、瞬时视场角从卫星到这最小面积间构成的空间立体角称瞬时视场。卫星的空间分辨率与卫星的高度有关，卫星高度越高，分辨率越低，而且与卫星视角有关，视角越倾斜，观测面积越大，分辨率就差。9、真实孔径侧视雷达RAR直接将地物目标的回波信号记录在移动的照像胶卷上。通过增大安装在平台上（飞机）的天线长度和缩短工作波长来改变方位分辩率，缺点是分辩率随距离增大迅速变坏。10、合成孔径侧视雷达合成孔径是利用平台的前移把实

21、际的天线看成是天线阵列中的一个独立收发单元，对雷达回波信号进行专门的存贮处理来合成的。SAR可以在远距离获得高分辩率图像，而不用增加天线的长度，但是其设备复杂、造价昂贵，需要很复杂的信号处理技术。第四章   遥感图像处理1、遥感影像记录方式影像记录方式模拟图像数字记录方式数字图像2、反差扩展或调整     目的：主要是充分利用显示设备的能力，使人的视觉能力从影像中分辨出尽可能多的亮度等级。     定义：是一种通过拉伸或扩展图像的亮度数据分布，使之占满整个动态范围（0255），以达到扩大地物之间

22、亮度差异，分出更多亮度等级的一种处理技术。     例如：原始的一幅MSS图像，亮度范围集中在1040范围内，我们可以将其扩展到0255，扩大了相邻亮度值之间的差别，提高了分辨能力（但不能增加亮度等级）。     原理：在反差扩展中，输出的像元值y，是输入的像元值x的函数：y=f(x)  0<y<255     这个函数可以是线性的，也可是非线性的。（1）线性扩展：用直线方程来扩展图像y=f(x)  斜率=45°  即 y=

23、x      无变化         <45°     如 y=1/2x   压缩         >45°     如 y=2x     扩展 （2）基本函数非线性扩展   &

24、#160;  是用一些基本数学函数进行变换，对于要进行扩展的灰度范围是有选择性的。常用的非线性扩展方法如下：      对数扩展（暗区）、指数扩展（亮区）      正弦扩展（中部）、正切扩展（二端） 3、比值法    同一地区不同波段（两个波段或几个段组合）对应像元亮度值相除，用所得新值构成一幅比值增强图像。目的是扩大相邻两个像元的差别。    在一张比值图像上，灰阶中最黑和最白的色调代表两个多光谱波段间光谱反射率

25、的最大差异值。最黑的色调代表比值的分母大于分子。反之，最白的色调代表分子大于分母。（1）基本比值：两个波段的数值相比。作用： 扩大不同地物亮度值的微小差别。消除地形影响。 识别和区分蚀变矿物。（2）和、差组合比值：由两个波段的和与差构成的比值。这种比值克服了基本比值法的暗区压缩亮区扩展的缺点，相当于对基本比值法图像作了非线性（对数）变换。（3）交叉组合比值：由三个或更多波段构成的比值。其中分子和分母所包含的波段是不同的。这种比值实际上相当于两个相同分母的单比值的和。两者相加有利于消除随机噪声（如条带现象）。   （4）、标准化比值：以单个波段为分子，以所有波段的和

26、为分母得出的比值。    这种比值的分母相当于总的亮度，比值中反映了这方面的信息。这种比值有利区分色调相似，而亮度不同的岩石或土壤。4、主组分分析（KL变换）    是在统计特征基础上的多维正交线性变换。多波段图像经过这种变换后产生出一组新的组分图像，组分图像的数目可以等于或少于原来的波段数。    目的：是将原来各波段图像中的有用信息集中到数目尽可能少的新的组分图像中，并使各组分图像互不相关，即各自包含不同的地物信息，大大减少总的数据量，便于遥感信息的提取。    主组分变

27、换多用于多变量数据压缩。表达式：YTX        X原图像的p个波段的像元值向量 qp        Y变换后产生的q个组分的像元值向量        T实现这一线性变换的变换矩阵变换后，图像有如下特点：     变换后的图像各分量之间互不相关    变换后的图像各分量中，以第一分量所含的信 息量最多，依次减少，但是并不意味

28、着无用    在地质应用中，岩性差异的信息往往在第二、三分量中 第一分量对地貌、构造信息反映较好5、课后习题   1.利用标准假彩色影像并结合地物光谱特征，说明为什么在影像中植被呈现红色，湖泊水库呈现蓝偏黑色，重盐碱地偏白色？     答：标准假彩色即当4、3、2波段分别赋予红、绿、蓝色时，即绿波段0.520.6m赋予蓝，红色波段赋予绿，红外波段赋予红色时，这一合成方案称为标准假彩色合成。    植被：对于2、3波段为吸收，对4波段表现为高反射，因此植被呈现4波段所赋予的颜色

29、红色。水体：水体在2波段有弱的反射，3、4波段表现为强烈吸收，因此在影像上表现为2波段赋予的蓝色同时还偏黑。重盐碱地：盐碱地在这个波段具为较好的反射，因此在图像上表现为三者的合成颜色，为白色。   2.结合地物光谱特征解释比值运算能够突出植被覆盖的原因。答：比值运算可以检测波段的斜率信息并加以扩展，以突出不同波段间地物光谱的差异，提高对比度。对于植被来说，可以选用（TM4TM3）/（TM4+TM3），可以增大比值，突出植被特征，提取植被类别或估算植被生物量。   3.根据陆地卫星LandSat的TM影像和SPOT卫星的影像的波谱特征和空间分辨率，分析TM

30、与SPOT影像复合的优越性，说明复合方法；除了书中所讲方案，请再设计其他复合方案。答：来自不同传感器的信息源有不同的特点，TM影像的光谱特征信息丰富，SPOT数据就没有，但其分辨率高，全色波段可达10m，两者复合即可以提供较高新图像的空间分辨率，又可以保持较丰富的光谱信息。将TM和SPOT复合，选取TM的三个波段4、3、2和SPOT全色波段共4个波段。复合：每幅TM图像均与SPOT图像作逐点运算，如相加、相减或相乘，生成三幅图像，进行彩色合成，生成复合图像。其他方法：也可以通过找两幅图像活动窗口内的亮度相关之和平均值，以此来调整原来三个波段的灰度值。第五章   遥感图像目视

31、解译及方法1、解译标志影像特征是在遥感图像上识别物体、区分物体的依据。那些能直接或间接识别、区分各种地物，并能表明它们的特点、性质的影像特征，称为解译标志。2、解译标志分类解译标志有直接标志和间接标志.直接标志是地物本身的有关属性在图像上的直接反映。如形状、大小、色调、阴影等。间接标志是指与地物的属性有内在联系,通过相关分析能够推断其性质的影像特征。3、地质解译中水系分析就是通过对水系的形态、密度、均匀性、方向性等的分析，间接地推断该地区的岩性和构造特征。1、密度  水系密度是指在一定范围内各级水道发育的数量。一般以支沟间距来衡量。小于100m称密度大，100500m为中等，大于50

32、0m称密度小。密度大者,常反映岩石透水性差，如粘土岩、板岩之类密度小者,常反映岩石坚硬或透水性好，如砂岩、玄武岩等  在相同气候条件下，水系密集程度与它们的间隔大小反映出地质岩性的差别。如：石灰岩砂岩页岩，地表水系由少多，透水性好差。2、均匀性   水系的均匀程度反映着岩性是否均匀。在构造比较简单的地区，水系的均匀也可以用来区别岩性类型。然而对于同一类岩性如果水系分布不均则是由于构造因素引起的。构造节理集中的部位，隆起和凹陷部位常表现出水系的不均匀性。    均匀水系：  反映岩性单一，地质构造简单     不均匀水系：反映岩性复杂，地质构造复杂3、方向性   方向性明显者，往往反映该方向构造特别发育，或存在大面积单斜岩层。   水系的方向性常受地形和构造条件控制。水系的发育有时表现为同一方向，有时表现为方向突然变化，这均是鉴别地质构造的良好标志。4、水系的集结   水系的交会，水系的集流，它们是向一个带集中，还是向一处集中