遥感导论复习

PAGEPAGE16第一章绪论一.遥感（P1）：借助对电磁波敏感的仪器，从远处(不与探测目标相接触)记录目标物对电磁波的辐射、反射、散射等信息，通过分析，揭示目标物的特征、性质及其变化的综合性探测技术。二．遥感系统组成（P3）1、信息源—地物目标发射、反射和吸收电磁波2、信息获取—接收、记录目标物电磁波特征的仪器，即传感器或遥感器；安放和携带传感器的装置即遥感平台3、信息记录与传输—把传感器接收到的目标物信息记录在磁介质或胶片上；信息传回地面4、信息处理—对接收到的信息进行信息恢复、辐射校正、飞行器姿态校正、投影变换等处理并转换成通用格式或模拟信号5、信息应用—信息增强、提取、融合、应用三、遥感的分类(P4)1、按遥感平台分：近地和地面遥感、航空遥感、航天遥感、航宇遥感。2、按传感器的探测波段分：紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感、高光谱遥感。※多波段遥感：指探测波段在可见光波段与红外波段范围内，再分成若干窄波段来探测目标。3、按工作方式分：主动遥感和被动遥感，成像遥感和非成像遥感。4、按遥感的应用领域分：从大的研究领域可分为外层空间遥感、大气层遥感、陆地遥感、海洋遥感等；从具体应用领域可分为资源遥感、环境遥感、农业遥感、林业遥感、渔业遥感、地质遥感、气象遥感、水文遥感、城市遥感、工程遥感、灾害遥感、军事遥感等。四、遥感的特点(P5)1、大面积的同步探测：进行较宏观的同步观测，不受地形阻隔等限制；2、时效性：在短时间内对同一地区进行重复探测，发现地球上许多事物的动态变化3、数据的综合性和可比性：遥感获取的数据综合地反映了地球上许多自然、人文信息，且数据可向下兼容，具有可比性。4、经济性：与传统的方法相比具有很高的经济效益和社会效益；5、局限性：信息的提取方法、数据的挖掘技术、思维方式等有待改善。局限性（具体的）：①光谱分辨率——波段利用不充分和受限制；②空间分辨率——空间上离散化；③时间分辨率——时间上不连续；④遥感信息处理技术不完善；⑤显示特征不确切——同物异谱和同谱异物；⑥尚离不开地面调查——基础调查不完善。五、遥感发展简史（记住标志性技术发展）(P6)1、无记录的地面遥感阶段（1608-1838）：望远镜2、有记录的地面遥感阶段（1839-1857）：摄影技术3、空中摄影遥感阶段（1858-1956）：气球、飞机4、航天遥感阶段（1957-）：航天器、传感器、处理技术、遥感应用六、中国遥感事业的发展(P10)发展阶段：20世纪70年代发展项目：卫星和传感器、遥感处理软件、行业应用、科研工作、人才培养教育。第二章电磁辐射与地物光谱特征第一节电磁波谱与电磁辐射一、电磁波(P15)：电磁振荡在空间的传播是电磁波二、电磁波谱(P15)：按电磁波在真空中传播的波长或频率，递增或递减排列，构成电磁波谱。该波谱以频率从高到低排列，可以分为r射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波。三、遥感常用的电磁波波段的特性（了解）(P15)1、紫外线（UV）：0.01－0.4um，碳酸盐岩分布、水面油污染等2、可见光：0.4－0.76um，鉴别物质特征的主要波段，是遥感最常用的波段3、红外线（IR）：0.76－1000um。近红外：0.76－3.0um；中红外：3.0－6.0um；远红外：6.0－15.0um；超远红外：15－1000um；（近红外又称红外或反射红外，中红外和远红外又称热红外），植被感应等4、微波：1mm-1m四、与电磁波有关的重要概念1、电磁波是横波2、电磁波有偏振现象3、电磁波在真空中以光速传播(C=3×10^8m4、光波是电磁波的一部分，也是最早研究的电磁波。可由实验证明电磁波的性质与光波的性质相同在近代物理中，电磁波也称为电磁辐射。辐射能量的强弱可以用一些物理量表征。五、电磁波的性质（P16）1、电磁波是横波2、在真空下以光速传播3、满足以下公式：f*λ＝c，E=h*f（E为能量，λ为波长，f为频率，h为普朗克常数）4、电磁波具有波粒二象.六、电磁辐射的度量（P16）1、辐射源：温度高于绝对零度的物体2、辐射度量①辐射能量W：电磁辐射的能量；单位J②辐射通量Φ：单位时间通过某一面积的辐射能量，Φ=dw/dt，t为时间；单位W③辐射通量密度E：单位时间通过单位面积的辐射能量，E=dφ/ds，S为面积；单位W/m2④辐照度I：被辐射物体表面单位面积上的辐射通量，I=dφ/ds；单位W/m2⑤辐射出射度M：辐射源物体表面单位面积上的辐射通量，M=dφ/ds；单位W/m2⑥辐射亮度L：又称辐射率，某面辐射源在某一方向单位投影表面，单位立体角内的辐射通量。L=Φ/Ω（Acosθ）

单位：W/sr·m2(瓦/球面度·平方米)式中：Ω－辐射方向的立体角(Ω=S/R2,S为与球半径垂直的上某小面元的面积，R为该面元处的球半径)，单位是球面度，无量纲；A－扩展源的面积；θ－观察角在成像系统中，成像面上的照度或输出信号与物体的辐射亮度成正比。朗伯源：辐射亮度与观察角无关的辐射源3、光谱吸收系数和光谱反射系数光谱吸收系数：物体在一定温度下一定波长范围内吸收能量与入射能量之比。光谱反射系数：物体在一定温度下一定波长范围内反射能量与入射能量之比。二者关系：不透明物体上光谱吸收系数与光谱反射系数之和恒等于1七、黑体辐射1、绝对黑体（P19）：在任何温度下，对各种波长的电磁辐射的吸收系数恒等于1（即全部吸收）的物体称为“绝对黑体”，简称“黑体”，也称“普朗克辐射体”。2、黑体辐射规律(P19)：①斯忒藩－玻耳兹曼定律：绝对黑体的总辐射出射度与温度的4次方成正比。定律的数学式为：M(T)＝σT^4

式中σ为斯忒藩－波尔兹曼常数，σ＝5.67×10^(-8)（w/(m2·K4）)因此，温度的微小变化，就会引起辐射通量密度很大的变化。这是红外装置测定温度的理论基础。②维恩位移定律：黑体的光谱辐射出射度极值对应的波长λmax与温度T成反比。定律的数学式为：λmax·T＝b

式中b为常数，b＝2.897×10^(-3)（m·K）该定律反映出，随着黑体温度的升高（或降低），λmax向短波（或长波）方向偏移。3、实际物体的辐射（21）：基尔霍夫定律：物体的光谱辐射出射度与吸收系数之比，和物体本身的性质无关，是波长、温度的普适函数。该定律反映在一定温度下的物体，如它对某一波长的辐射有强吸收，则发射这一波长辐射的能力亦强；若为弱吸收，则发射亦弱。由此可知，只要确定物体的温度和吸收系数，就可以确定物体的热辐射强度。M1/α1=M2/α2=M0=Iαi是一定温度一定波长内的吸收系数，也叫比辐射率或发射率，记做ε，表示实际物体与黑体辐射之比。此时，基尔霍夫定律可写做M=εM0A在一定温度下，地物单位面积上的辐射通量W和吸收率之比，对于任何物体都是一个常数，并等于该温度下同面积黑体辐射通量。B在给定的温度下，物体的发射率=吸收率；吸收率越大，发射率也越大。第二节太阳辐射及大气对辐射的影响一、太阳辐射1、太阳常数（P24）：用以表示太阳总辐射能量。太阳常数是距离太阳为日地平均距离（＝1天文单位＝1.4960×108km）时，在大气上界，垂直于太阳光线的单位面积上，单位时间从太阳接收到的辐射能量总值，通常此值取为：1.360×10^3W/m22、太阳光谱（P24）：用以表示太阳辐射能量按波长的分布情况。如图示：①太阳辐射能十分巨大②由于大气对太阳辐射的吸收，到达地面的太阳辐射曲线是不连续的。③太阳光谱集中在可见光、近红外，皆为被动遥感。3、太阳辐射随高度角变化（P26）：斜射时辐照度计算公式I◎—太阳常数D—日地距离二、大气吸收1、大气吸收作用（P28）：与大气吸收相关的两个因子：大气的物质成分，电磁波波长大气吸收带：不能穿过大气的某些电磁波波长区间。2、主要大气吸收带（P28）：水的吸收带：2.5-3.0、5-7、0.94、1.13、1.38、1.86、3.24、24以上二氧化碳的吸收峰：2.8、4.3臭氧：0.2-0.32、0.6、9.6氧气：小于0.2、0.6、0.76三、大气的散射1、大气的散射（P29）：大气散射指电磁辐射在大气中传输时偏离其初始方向，并向各个方向散开的现象。大气散射的影响：①改变了电磁波的传播方向，干扰传感器的接收；②降低了遥感数据的质量、影像模糊，影响判读；③大气散射集中在太阳辐射能量最强的可见光区，因此，散射是太阳辐射衰减的主要原因。散射元：指大气分子密度差异、大气中悬浮的微小水滴、固体微尘。2、大气散射的三种情况(P29)：①瑞利散射：当微粒的直径比辐射波长小得多时发生的散射。散射率与波长的四次方成反比，因此，瑞利散射的强度随着波长变短而迅速增大。瑞利散射对可见光的影响较大，对红外辐射的影响很小，对微波的影响可以不计。②米氏散射：当微粒的直径与辐射波长差不多时发生的散射，主要由大气中的微粒（尘埃、小水滴等）引起。云雾的粒子大小与红外线的波长接近，所以云雾对红外线的散射主要为米氏散射。方向性明显，向前的散射更强。③无选择性散射：当微粒的直径比辐射波长大得多时发生的散射，其强度与波长无关，云雾呈白色。总结A大气分子、原子——瑞利散射——可见光、近红外，可见光最强B大气微粒——米氏散射——近紫外至红外，近红外最强C云层中的小雨滴——对微波是瑞利散射但能量很小故微波可穿云透雾；对可见光是无选择性散射且云层越厚散射越强3、几种天气现象的原因(P29)：①无云的天空呈现蓝色：因为蓝光波长短，散射强度较大，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。（瑞利散射）②日出日落时天空呈橘红色：因为这时太阳高度角小，阳光斜射向地面，通过的大气层比阳光直射时要厚得多。在过长的传播中，蓝光几乎被散射殆尽，波长次短的绿光散射强度也居其次，大部分被散射掉了。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。所以朝霞和夕阳都偏橘红色。（瑞利散射）③云雾呈白色的原因：云雾粒子直径虽然与红外线波长接近，但相比可见光波段，云雾中水滴的粒子直径就比波长大得多，因此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，并且无论从云下还是乘飞机从云层上面看，都是白色的。（无选择性散射）四、大气反射作用(P31)反射过程主要发生在云层顶部，反射程度取决于云量大小和云层厚度。如果不是为了研究云层，一般会避开有云的天气以消除大气反射的影响。五、大气辐射作用温度高于绝对零度的物体都会向外辐射能量，大气也不例外。大气自身辐射主要为波长约10μm的热红外辐射。如果研究的是该波长信息，则要考虑遥感信息中是否叠加了大气辐射的影像。六、大气折射作用也称“大气折光作用”。因为大气层密度随高度增加而逐渐减小，光线经过这种密度渐变的介质时，会由于折射作用而发生弯曲。在航空摄影中，表现为使记录在感光介质上的像点发生远离中心点方向的偏移。七、大气窗口及透射分析大气窗口：也叫“大气透射带”，指能透过大气的电磁波连续区。遥感中的常用大气窗口如下：①0.3-1.3μm，可见光、部分紫外和近红外；②1.5-1.8和2.0-2.5μm，部分近红外；③3.5-5.5μm，中红外；④8-14μm，远红外；⑤>0.05cm的微波；常用波段有0.8-2.5、3、5、10cm。八、总结1、作为地物信息载体的电磁波：到达传感器的地物反射太阳辐射、到达传感器的地面辐射、到达传感器的地物回波。涉及具体地物和具体电磁波信息时，情况非常复杂，需分析传感器接收到的电磁波由哪几部分组成，估算各分量的算法等。2、对地物信息起干扰作用的电磁波：到达传感器的大气散射、大气反射、大气辐射，其中大气散射是最主要的干扰。涉及具体地物和具体电磁波信息时，情况同样非常复杂，需分析传感器接收到的干扰电磁波由哪几部分组成，确定估算各分量的算法等。第三节地球的辐射与地物波谱一、太阳辐射与地表辐射的相互作用(P34)区别：①能量大小：太阳能量多，地球能量相对较小②覆盖波段：太阳辐射主要集中在0.3~2.5µm，在紫外、可见光到近红外区段；地球自身辐射主要集中在长波，即6µm以上的热红外区段。两峰交叉之处是两种辐射共同起作用的部分，两者均不能忽略。③高温物体以短波为主，低温物体以长波为主。二、地物自身热辐射(P35)M0黑体辐射出射度M实际物体辐射出射度T为地表温度，λ为波长三、地物反射波谱特征(P36)到达地面的太阳辐射=反射能量+吸收能量+透射能量反射率与反射波谱①反射率：物体反射的辐射能量占总入射能量的百分比，称为反射率。②物体的反射：镜面反射与漫反射③反射波谱：地物反射率随波长的变化规律（传感器获取的某波段地物反射数据与地物波谱曲线对比以便判断地物）2、地物反射波谱曲线应用①选波段（区别大的）②读取具体数据③将数据与曲线对比四、地物波谱特性的测量(P41)作用：①传感器波段选择、验证、评价的依据②建立地面、航空和航天遥感数据的关系③将地物光谱数据直接与地物特征进行相关分析并建立应用模型五、总结:根据地物波谱特征识别地物1、地物自身辐射（发射）或对外来辐射的反射和透射特点和规律即该地物的波谱特征，可用辐射或反射波谱曲线来直观地表示。2、从曲线可看出，不同地物在有些波段上辐射或反射值相同或相近，但在另外一些波段上可以区分开，区分地物时应尽量选择特征差别较大的波段。3、地物波谱特征一般用光谱仪进行实地测量得到。若没有实地测量的光谱数据，可通过对影像的分析得到较粗略的光谱特征。第三章遥感成像原理与遥感图像特征第一节遥感平台气象：NOAA,风云一号陆地：陆地卫星（Landsat）,中巴地球资源卫星第二节摄影成像一、摄影成像（P54）二、遥感常用摄影机工作原理（了解）（P54）1、分幅式摄影机（框幅式摄影机）：一次曝光，一个潜像，共同的投影中心，同一像平面，可纵向重叠成立体像对。2、缝隙式摄影机（推扫式摄影机、航带摄影机）：推扫式摄影机或航带摄影机，从缝隙取景（缝隙垂直于航线）平台与胶片同步移动，连续曝光，多中心投影。3、全景摄影机（扫描摄影机、摇头摄影机）：摇头摄影机或扫描摄影机，从缝隙取景（缝隙平行于航线），物镜垂直于航线摆动（扫描）、视场角大、多中心投影、全景畸变。4、多光谱摄影机（多相机型、多镜头型、光束分离型）：多光谱摄影机同一地区同一瞬间拍摄多个光谱的影像，利用地物在不同波段上的不同反射特性区分地物。5、数码摄影机：成像原理与一般摄影相同，结构也类似，所不同的是其记录介质不是感光胶片而是光敏电子器件。三、摄影像片的几何特征（P57）1、垂直摄影：摄影机主光轴垂直于地面或偏离垂线在3度以内，取得的像片称水平像片2、倾斜摄影：摄影机主光轴偏离垂线3度以外，取得的像片为倾斜像片。倾斜越大，像片变形越大3、中心投影：凡空间任意点A（物点）与一固定点S（投影中心）连成的直线或其延长线（即中心光线）被一个平面（像平面）所截，则此直线与平面的交点a（像点）称为A点的中心投影。4、垂直投影：经过空间任意点A与像平面垂直的直线与像平面的交点a为A在平面的垂直投影。5、垂直投影与中心投影区别——投影的变形①投影距离的影响②像片倾斜的影响③地形起伏的影响6、中心投影的透视规律①点—点②直线—直线，点③曲线—曲线，直线④平面—平面，直线⑤立体—不同的侧面四、像片的比例尺（P60）像片的比例尺=1/M=f/H影响比例尺的因素：物镜焦距航高地形起伏底片倾角五、像点位移（P61）1、概念：在中心投影的像片上，地形起伏引起平面上的点位在像片上的位置与垂直投影相比发生的位置移动。2、产生原因：像片倾斜、地形起伏3、投影差：由于地形起伏引起的中心投影像片上像点位移量大小。4、地形起伏引起的像点位移中投影差分布规律①高差相等投影差也相等②投影差与高度成正比，高处投影差为正，低处投影差为负③位移量与到像主点的距离成正比④投影差与航高成反比第三节微波遥感与成像（P71）1.微波遥感的特点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对海洋遥感具有特殊意义⑤分辨率较低但特性明显第五节遥感图像的特征一、空间分辨率（P80）1、含义：像素所代表的地面范围大小2、评价：并不是越高越好，要根据观测对像的大小和空间分布、变化特点选择合适的空间分辨率影像。二、波谱分辨率（P81）1、含义：传感器能分辩的最小波长间隔。2、评价：波谱分辨率越高包含的信息越多，有利于从多角度研究地物，但并不是每个波段都起作用。三、辐射分辨率（P82）含义：传感器接收信号时能分辨的最小辐射度差。四、时间分辨率（P83）1、含义：同一地点重复采样的时间间隔2、评价：时间分辨率高可更好地探测变化的过程，但要根据观测对像发展变化的时间尺度大小选择合适的时间分辨率。无谓的追求高时间分辨率也会造成处理工作量、购买费用等方面的浪费。第四章遥感图像处理第一节光学原理与光学处理一、颜色视觉（P84）1、亮度对比：视场中对象与背景的亮度差与背景亮度之比。C=ΔL/L目标2、颜色对比：在视场中，相邻区域的不同颜色的相互影响。3、颜色性质：①色调(色相)：色彩彼此相互区分的特性。②明度：指人眼对光源或物体明亮程度的感觉。③饱和度(色觉浓度)：彩色纯洁的程度。4、颜色立体：①颜色立体②孟赛尔颜色立体二、加色法与减色法（P87）1、颜色相加原理①互补色：两种颜色混合产生白色或灰色，则二者互称互补色。黄与蓝，红与青，绿与品②三原色：三种颜色，其中任何一种不能由其它二种混合产生，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。红，绿，蓝是最优的三原色。③颜色加法：是以红、绿、蓝三原色的两种或三种色光按一定比例混合，产生其他色彩的方法④加色法有几个规律：A、两种基色光等量混合叠加，产生一种补色光。红+绿=黄，红+蓝=品红，蓝+绿=青B、红、绿、蓝三种基色光等量相加为白光。红+绿+蓝=白当两种色光相加成为白色或灰色，称为互补色。黄与蓝，品与绿，青与红2、色度图基本原理①每一种波长的光可由红绿蓝三原色相加产生②任何颜色的光用等能光谱匹配时都能推算出红绿蓝三原色的数值③白光由等比的红绿蓝三原色组成，且红=绿=蓝=1/3白，红+绿+蓝=13、颜色相减原理：白色光线先后通过两块滤光片的过程就是颜色的减法过程。黄、品红、青是减色法的三原色。三、光学增强（P91）1、光学增强处理：相关掩膜处理方法、改变对比度、显示动态变化、边缘突出。2、光学信息处理：图像的相加和相减、遥感黑白影像的彩色编码。第二节数字图像的校正一、数字图像（P95）1、模拟图像：用光学方法处理形成的图像是模拟图像，也叫模拟量。2、数字图像：能够用计算机存储、处理和使用的图像是数字图像，也叫数字量。3、模数转换：把模拟图像转换为数字图像。4、数模转换：把数字图像转换为模拟图像。5、模拟量和数字量的本质区别：模拟量是连续的，数字量是离散的。二、辐射校正（P98）1、辐射畸变：传感器接收到的辐射能量中引起地物辐射值失真的部分。①遥感仪器引起的辐射畸变②大气作用引起的辐射畸变2、辐射校正：校正或改善辐射畸变引起图像灰度值失真的技术称为辐射校正。3、大气影响的粗略校正(P100)：①直方图最小值去除法：A、找到反射率接近0的地物B、找到该地物处的实测值（最小值）C、各波段像元亮度减去本波段最小值②回归分析法（其它需校正的波段按此处理）：A、取某红外波段a和需校正的某波段bB、以二者相应像元的亮度值为轴的坐标系C、用众多像元值形成的散点图建立回归方程D、用回归方程计算b波段的新图像（建模）三、几何校正（P103）1、几何畸变：①概念：遥感图像在几何位置上发生了变化，如行列不均、大小、形状变化等。②主要表现：平移、缩放、旋转、偏扭、弯曲等③原因：遥感平台位置和运动状态变化的影响、地形起伏的影响、地球表面曲率的影响、大气折射的影响、地球自转的影响。2、几何校正①实质：按实际位置和投影状况确定校正后影像的行列并为每个新像元赋予合适的亮度值。②几何校正步骤：逐点计算变换后的新坐标，计算新坐标中每点的亮度值③计算方法：A、通过解二元n次方程确定关系式参数B、用不同方法确定各像元亮度值（最近邻法、双线性内插法、三次卷积内插法）3、控制点的选取①控制点选取数量：理论上最少控制点数N=(n+1)(n+2)/2实际最少控制点数N×6②控制点选取原则：位置准确：找到准确的地物点以保证精度容易分辨：地物点容易找到并准确定位变形较大：变形较大处要有控制点分布均匀：控制点在整个影像中均匀分布，不要漏掉任何区域③可作为控制点的地物举例：建筑物的角点、水库堤坝、道路交叉点、山区小河流汇合点、特殊固定形状的地物。第三节数字图像增强（P112）一、对比度变换（辐射增强）：是通过改变图像像元的亮度值来改变图像像元的对比度，从而改善图像质量的图像处理方法。方法：线性变换与非线性变换二、空间滤波：以重点突出图像上的某些特征为目的，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属于几何增强处理，主要包括平滑和锐化。图像卷积运算：选定一卷积函数——模板，对图像作局部检测移动模板，对每个像元进行模板运算1、平滑：去除不该有的亮点（噪声）。①均值平滑：每个像元值用以其为中心的模板均值代替。②中值滤波：模板内像元亮度中间值代替中心像元值。两种平滑方式对比：图像亮度为阶梯状变化时，取均值效果显著；若想尽量保留原图像亮度值，取中值效果更好2、锐化①目的：突出图像中的边缘、线状目标、亮度突变区域②方法：罗伯特梯度：实际上是用2*2模板检测边缘拉普拉斯算法：上下左右4像元值相加再减去该像元值的4倍，检测亮度变化率的变化率。三、图像运算（P122）1、图像运算：以一幅或几幅图像的像元值为基础通过线性或非线性计算得到新的像元值（差值运算、比值运算等）。①差值运算：两幅同样行列数的影像，对应像元的亮度值相减就是差值运算。差值运算的作用：A、有利于目标与背景反差较小的信息提取B、有利于同一研究区的时相变化C、行列各移一位后与原图像相减突出边缘②比值运算：两幅同样行列数的图像，对应像元的亮度值相除（除数不为0），就是比值运算。2、图像重采样：改变像元大小，进而改变图像特征。按新的像元大小形成新的矩阵计算每个新像元的亮度值（平均值法、最大值法、最小值法、中值法、及其它线性非线性方程算法）四、彩色变换（P120）1、单波段彩色变换—密度分割通过分割和将不同的亮度值赋予不同的色彩，可以将亮度清晰地分层显示。考虑地物光谱特性，合理取分割点，可直接对地物进行分类2、多波段彩色变换——彩色合成彩色合成就是把同一遥感图像的若干个波段分别赋予不同的基色，再混合组成一幅彩色图像的过程。彩色合成的作用在于综合利用各波段图像的信息。通过彩色合成，可以制成标准假彩色图像，模拟天然彩色图像，以及以突出感兴趣目标为目的的任意合成图像。3、HLS变换五、多光谱变换（P123）1、K-L变换—离散变换—主成份变换K-L变换几何意义—坐标旋转，且新坐标轴指向数据信息量较大的方向。K-L变换结果—数据压缩、图像增强2、K-T变换—缨帽变换Y=BX实质：坐标轴旋转，旋转后坐标轴指向地物Y1—亮度Y2—绿度Y3—湿度植被视面—Y1-Y2土壤视面—Y3-Y1过渡区视面—Y3-Y2第四节多源信息复合一、遥感信息的复合（P128）1、不同传感器的数据复合：根据应用目的选取不同的遥感信息步骤：①配准—分辨率调整、空间匹配②复合—生成用于假彩色合成的新图像方法：方法一：所有图像逐点运算方法二：权函数运算方法三：代换主成分变换—替换第一主成份—主成分反变换HLS变换—替换明度—HLS反变换2、不同时相的遥感数据复合：选择合适的遥感数据步骤：①配准②直方图调整—使亮度趋于一致以便比较③复合：彩色合成法、差值方法、比值方法二、遥感与非遥感信息的复合（P130）步骤：1、地理数据的网格化①网格数据生成②与遥感数据配准2、最优遥感数据的选取3、配准复合①栅格数据与栅格数据：非遥感数据与遥感数据组成3个波段、两种数据直接叠加②栅格数据与矢量数据三、多波段图像的彩色合成及应用1、取同一景影像三个波段的图像分别用RGB三原色显示，利用加色法合成彩色图像2、因地物性质（光谱特征）造成同一像元在不同波段有不同值，形成了该像元RGB三原色的混合比例3、RGB三色在不同地物像元上有不同比例，造成不同地物像元不同颜色4、利用不同颜色区分地物第五章遥感图像目视解译与利用一、遥感图像目视解译（P134）：指专业人员通过直接观察或借助判读仪器获取特定目标地物信息的过程。二、遥感图像视觉的形成颜色或色调的差异及其产生的形状、纹理和阴影①像元以不同的颜色或色调相区别②相同颜色或色调的相邻像元组成一个图案③这个图案内部会有些有规律的变化即纹理④在物体背光处会留下一定大小的阴影以此为基础形成了其它判读标志三、遥感影像的解译标志分类：1、直接解译标志（P135）：三个方面——色、形、位①色指目标地物在遥感影像上的颜色包括，色调、颜色和阴影。②形指目标地物在遥感影像上的形状，包括形状、纹理、大小、图型。③位指目标地物在遥感影像上的空间位置，包括位置和相关布局。2、间接解译标志（了解）：指能够间接反映和表现地物信息的遥感图像的各种特征，借助它可推断与某地物属性相关的其他现象：①目标地物与其相关指示特征②地物及与环境的关系③目标地物与成像时间的关系四、目视解译的8要素：1、色调/颜色：全色图像上表现为图像的相对明暗程度。在彩色图像上，色调表现为颜色。2、阴影：是图像上光束被地物遮挡而产生的地物的影子。据此可判读物体性质或高度。3、形状：目标地物在遥感图像上呈现的外部轮廓。4、纹理：也叫内部结构，指遥感图像中目标地物内部色调有规则变化造成的影像结构。5、大小：指遥感图像上目标物的形状、面积与体积的度量。6、位置：指目标地物分布的地点。7、图型：目标地物有规律的排列而成的图形结构。8、相关布局：多个目标地物之间的空间配置关系。第六章遥感数字图像计算机解译一、遥感图像计算机分类（P193）基本原理—统计模式识别技术，主要依据—地物光谱特征分类的直接依据—相似度分类方法—监督分类、非监督分类图像分类的不足—只考虑像元灰度值，未利用地物位置、形状、纹理、关系等信息遥感图像多种特征的提取（地物边界、地物形状、地物空间关系）二、遥感图像的计算机分类的两种方法(P196)1、概念①监督分类：又称为“训练场地法”。该方法的基本原理是：选择一定的有代表性的试验区，测定试验区内目标物的波谱特征，并以这些特征数据训练计算机，使它能够据此外推其它物体的类别。具体分类方法：A、最小距离分类法B、多级切割分类法C、特征曲线窗口法D、最大似然比分类法②非监督分类：又称为“空间集群法”或“聚类分析法”等。该方法的基本原理是：根据某些判据由计算机自动将待分类图像中的像素分为若干点群，然后将这些点群的光谱数据与典型标志的光谱数据相比较，而给出各点群的类别属性。常用的非监督分类算法A、分级集群法B、动态聚类法2、监督分类和非监督分类法的比较二者区别：是否有训练样区①有足够多且典型的训练样区时，监督分类效果很好；对实地情况了解不够时，往往会降低监督分类精度；监督分类操作过程相对复杂②非监督分类操作简单，当地物光谱特征较简单时能达到一定精度；当两类地物光谱特征差异较小时分类精度不如监督分类3、图像分类的不足①未充分利用图像提供的多种信息（相邻像素、形状特征、空间位置）②提高分类精度受到如下限制A、大气状况的影响B、下垫面的影响（混合像元、地形起伏）C、其它因素的影响（云量、不同时相的成像条件、地物边界类型的复杂性）4、遥感图像多种特征的提取①地物边界②地物形状（周长、面积、线状地物的曲率、面状地物的形状系数）③地物空间关系（方位、包含、相邻、相交、相贯）④地物边界跟踪法A、点状地物与面状地物的边界跟踪B、线状地物信息检测与跟踪⑤地物形状特征描述与提取⑥地物空间关系特征描述与提取遥感应用基本工作流程一、明确任务主要包括任务来源、区域范围、判读内容、成果精度、区域特点、成果形式、应用方向二、确定工作细节地图投影、比例尺、精度要求、经费预算三、选购遥感数据最佳分辨率、性价比最高、处理难度最小的遥感数据四、收集非遥感资料了解该领域和该区域知识五、选择合适的技术路线、确定技术指标六、组织合适的队伍七、开始遥感应用具体工作思考题1．遥感的基本概念。2．结合P2图，阐述遥感系统的组成。3．按遥感平台、探测波段、传感器的工作方式来分，遥感可分成哪几种类型。4．阐述遥感的特点。5．地物辐射和反射电磁波的特点有哪些。6．什么叫电磁波谱。7.目前遥感所使用的电磁波有哪些波段（其波长范围、特点、应用）。8.大气对太阳辐射的影响有哪些。9.为什么海平面上太阳辐射曲线与大气上界太阳辐射曲线有较大的差异?(看课本P25图)。10.太阳辐射与地球辐射有何不同。11.大气对太阳辐射的吸收带主要位于哪几个波段?

12.什么叫瑞利散射、米氏散射和非选择性散射，三者有何区别。13.根据不同散射类型的特点分析可见光遥感与微波遥感的差别,说明为什么微波具有穿云透雾能力而可见光不能。14.什么叫大气窗口，目前遥感技术选择的大气窗口包括哪几个部分（波长范围、特点）。15.什么叫地物波谱特性。16.什么叫地物的反射率、反射光谱、反射光谱曲线？地物反射率的大小与哪些因素有关，地物反射率与黑白遥感图像上的色调有何关系。17.植被、水体等地物的反射光谱曲线有何规律？怎样利用规律进行遥感影像判读。18.什么叫地物的光谱发射率、发射光谱曲线，地物的光谱发射率与哪些因素有关。19.斯忒藩—玻尔兹曼定律、维恩位移定律公式中的符号意义、应用范围。20.基尔霍夫定律含义是什么。21.静止气象卫星与极轨气象卫星有何区别。NOAA、FY-1、FY-2分别属哪一类型气象卫星。22.气象卫星的特点。23.主要的陆地卫星、气象卫星、海洋卫星系列有哪些，它们各有什么特点。24.

遥感技术中常用的摄影机有哪种类型。25.摄影方式传感器与扫描方式传感器有何异同点。26.摄影成像的图像有什么几何特征。27.什么叫中心投影，中心投影