遥感导论知识点总结

遥感导论学问点小结遥感技术系统的组成被测目标的信息特征、信息的火枪、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用。遥感的类型按遥感平台分为地面遥感、航空遥感、航天遥感；按工作方式分为主动遥感和被动遥感；3〕按探测波段分为：紫外遥感〔0.3-0.4〕；可见光〔0.4-0.7〕；红外〔0.7-14mm〕；微波〔0.1-100cm〕等。遥感技术的特点大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性、经济性、局限性。电磁波的主要参数1〕波长〔Wavelength〕：指波在一个振动周期内传播的距离。即沿波的传播方向，两个相邻的同相位点〔如波峰或波谷〕间的距离。周期：波前进一个波长那样距离所需的时间。频率〔frequency〕：指单位时间内，完成振动或振荡的次数或周期〔 T〕，用V示。注：一般可用波长或频率来描述或定义电磁波谱的范围。波长，在微波遥感中多用频率。

在可见光——红外遥感中多用振幅〔Amplitude〕：表示电场振动的强度。它被定义为振动物理量偏离平衡位置的最大位移，即每个波峰的高度。电磁波谱：将各种电磁波在真空中的波长按其长短，依次排列制成的图表。常用电磁波波段特性紫外线〔UV〕:0.01-0.4m,碳酸盐岩分布、水面油污染；可见光：0.4-0.76m，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〕 :0.76-1000卩m。近红外0.76-3.0卩m”中红外3.0-6.0卩m；远红6.0-15.0m15-1000m；〔近红外又称光红外或反射红外；中红外和远红外又称热红外。〕4〕微波：1mm-1m。全天候遥感；有主动与被动之分；具有穿透力量；进展潜力大。地物的反射光谱特性地物的反射率〔反射系数或亮度系数〕：地物对某一波段的反射能量与入射能量之比；反照率〔Albedo〕：以太阳光作为入射光的反射率，即自然物体的反射率；反射率曲线：物体的光谱反射率随波长变化的曲线称为光谱反射率曲线，它的外形反映了地物的波谱特征。影响地物反射率大小的因素入射电磁波的波长、入射角的大小、地物外表颜色与粗糙度。几种典型地物的光谱特性植被：可见光波段有一个小反射峰，位于绿光处〔0.55〕，两侧0.45〔蓝〕和0.67〔红〕则有两个吸取带。这一特征是由于叶绿素的影响〔叶绿素对蓝光和红光吸取作用很强，对绿光反射作用很强〕在近红外〔0.7-0.8〕有一反射“陡坡”，至1.1有一峰值，形成植被独有的特征。在中红外〔1.3-2.5〕受到绿色植物含水量的影响，吸取率大增，形成低谷。土壤：自然状态下土壤外表的反射率没有明显的峰值和谷值，呈比较平滑的特征，一般土质越细反射率越高、有机质含量越高和含水量越高反射率越低。水体：反射主要在蓝、绿光波段，其它波段吸取都很强，所以在近红外影像上，水体呈黑色，但当水浑浊时，反射率会增加，峰值消灭在黄光区，水中含叶绿素时，近红外波段明显抬升。〔在光谱的近红外和中红外波段，水几乎吸取了其全部的能量，即纯洁的自然水体在近红外波段更近似于一个黑体”因此，在1.1 2.5波段，较纯洁的自然水体的反射率很低，几乎趋近于零〕影响土壤光谱的主要因素〔1〕土壤中的原生矿物和次生矿物；〔2〕土壤水分，当土壤的含水量增加时，土壤的反射率就会下降，在水的各个吸取带处〔1.4，1.92.7um〕，反射率的下降尤为明显。对于植物和土壤，造成这种现象明显是同一种缘由，即入射辐射在水的特定吸取带被水猛烈吸取所致；〔3〕土壤有机质：土壤有机质是指土壤中那些生物来源〔主要是植物和微生物〕的物质，其中腐殖质是土壤有机质的主体，有机质的影响主要是在可见光和近红外波段，而影响最大的是在0.60.8um之间，不仅有机质的含量影响土壤光谱反射特性，而且其不同的组成也同样有显著的影响；〔4〕铁：铁的影响主要也在可见光和近红外波段，由于土壤中有机质与氧化铁对土壤的光谱反射特性影响都很大，故定量区分有机质和氧化铁对光谱反射率的奉献难度较大， 此准确地估算土壤氧化铁含量难度很大；〔5〕土壤质地：一是影响土壤持水力量，进而影响土壤光谱反射率；二是土壤颗粒大小本身也对土壤的反射率有很大影响。注：一般而言，绝大多数物体对可见光都不具备透射力量，而有些物体如水，对肯定波长的电磁波透射力量较强，特别是对0.45~0.56卩m的蓝绿光波段，一般水体的透射深度可达10~20m,清亮100m的深度。对于一般不能透过可见光的地面物体，波长5cm的电磁波却有透射力量，如超长波的透射力量就很强，可以透过地面岩石和土壤。物体的放射光谱特性地物放射电磁波的力量以放射率作为衡量标准；地物的放射率以黑体辐射作为参照标准。玻耳兹曼定律即黑体总辐射通量随温度的增加而快速增加，它与温度的四次方成正比。因此，温度的微小变化，就会引起辐射通量密度很大的变化。是红外装置测定温度的理论根底。放射率〔Emissivity〕:地物的辐射出射度〔单位面积上发出的辐射总通量〕W与同温下的黑W黑的比值。影响地物放射率的因素：地物的性质、外表状况、温度〔比热、热惯量〕。比热大、热惯量大，以及具有保温作用的地物，一般放射率大，反之放射率就小。大气的三种散射作用瑞利散射:当微粒的直径比辐射波长小得多时，此时的散射称为瑞利散射。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快速增大。米氏散射:当微粒的直径与辐射波长差不多时的大气散射。云、雾的粒子大小与红外线的波长接近，所以云雾对对红外线的米氏散射不行无视。无选择性散射:当微粒的直径比辐射波长大得多时所发生的散射。符合无选择性散射条件的波段中，任何波段的散射强度一样。水滴、雾、尘埃、烟等气溶胶常常产生非选择性散射。云雾为什么通常呈现白色？大气窗口通过大气而较少被反射、吸取或散射的透射率较高的电磁辐射波段。卫星运行轨道的概念〔六个参数〕1〕升交点赤经:含地轴和春分点的子午面与含地轴和升交点的子午面之间的交角。近地点角距:卫星轨道的近地点与升交点之间的角距，即地心与升交点连线和地心与近地点连线之间的夹角。轨道倾角:卫星轨道面与地球赤道面之间的两面角，即从升交点一侧的轨道量至赤过近地点时刻。轨道长半轴:卫星轨道远地点到椭圆轨道中心的距离，标志卫星轨道的大小。轨道偏心率:卫星椭圆轨道焦点与半长轴的比值，用以表示轨道的外形。轨道偏心率越小轨道接近圆形，有利于在全球范围内猎取影像比例尺趋于全都。前四个打算了卫星轨道面与赤道面的相对位置，后两个打算了卫星轨道面外形。遥感图像的特征1〕最小单元。2〕指传感器在承受目标辐射的波谱时能区分的最小波长间隔。区分率愈高。传感器的波段选择必需考虑目标的光谱特征值。

光谱区分率:间隔愈小，时间区分率:指对同一地点进展采样的时间间隔，即采样的时间频率，也称重访周期。辐射区分率:即探测器的灵敏度，传感器对光谱信号强弱的敏感程度、区分力量，一般用灰度的分级数来表示。摄影像片的几何特征像片的投影航片是中心投影，即摄影光线交于同一点；地图是正射投影，即摄影光线平行且垂直投影面。中心投影与正摄投影间的关系：正射投影比例尺和投影距离无关，而中心投影比例尺与其焦距和航高有关。正射投影：总是水平的，不存在倾斜问题，而对中心投影，假设其投影面倾斜，航片各局部的比例尺不同。地形起伏对正射投影无影响，对中心投影引起投影差航片各局部的比例尺不同。像片的比例尺航片上两点之间确实距离与地面上相应两点实际水平距离之比，称之为摄影比例尺 m。平坦地区、摄影时像片处于水平状态〔垂直摄影〕，则像片比例尺等于像机焦距〔 f〕与航高〔H〕之比。地面起伏，使得一张像片不同像点的比例尺变化。.扫描成像一、 光/机扫描成像概念：依靠机械传动装置使光学镜头摇摆，形成对目标地物逐点逐行扫描。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在设置于焦平面的胶片上形成影像 。

/光转换成为光能量，瞬时视场角：扫描镜在一瞬时时间可以视为静止状态，此时，承受到的目标物的电磁波辐射，限制在一个很小的角度之内，这个角度称为瞬时视场角。即扫描仪的空间区分率。总视场角：扫描带的地面宽度称总视场。从遥感平台到地面扫描带外侧所构成的夹角，叫总视场角。二、 固体自扫描成像固体自扫描是用固定的探测元件，通过遥感平台的运动对目标地物进展扫描的一种成像方式。CCD:是一种用电荷量表示信号大小，用耦合方式传输信号的探测元件。具有感受波谱范围宽、畸变小、体积小、重量轻、系统噪声低、灵敏度高、动耗小、寿命长、牢靠性高等一系列优点。扫描方式上具有刷式扫描成像特点。探测元件数目越多，体积越小，CCD逐步替代光学机械扫描系统。.微波遥感

区分率就越高。电概念：指通过传感器猎取从目标地物放射或反射的微波辐射，经过判读处理来生疏地物的技术。雷达的工作方式：由放射机通过天线在很短时间内，向目标地物放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展显示的一种传感器。侧视成像雷达是一种主动微波遥感系统。象设备。

它是测量目标物对雷达波束后向散射回波强度的成距离区分率〔又称射向、横向或侧向区分率〕〔的最小距离。RrJC/2*cos二

range〕Rr指沿距离向可区分的两点间式中，J为脉冲宽度〔微秒〕；C为光速；：为雷达天线俯角。方位区分率〔又称航向、纵向或几何区分率〕的两点间的最小距离。Ra=Rs入/D

Ra：指沿一条航向线〔方位线〕可以区分k微波波长；D:雷达天线孔径；

Rs距目标地物的距离雷达回波强度：受以下特性的影响：1．复介电常数；2．地形坡度；3．外表粗糙度。微波遥感的特点：能全天时、全天候工作；具有肯定穿透力量；对海洋遥感具有特别意义。热红外遥感红外谱段位于可见光和微波之间的区域〔0.76-1000^m〕。它包括反射红外波段〔波长0.7-3.0询以及放射红外波段〔波长3-18叩〕；后者又称热红外”自然界任何温度高于确定温度0K〔或-273°〕的物体都不断地向外放射电磁波，即向外辐射具有肯定能量和波谱分布位置的电磁波。其辐射能量的强度和辐射波谱分布位置是物质类型和温度的函数。 在热红外区间内，存在着3-5^m及8-14艸两个大气窗口。对于黑体而言，物体的辐射温度〔Trad〕等于它的动力学温度〔Tkin〕，但对于真实物体而言，两者的关系为Trad=£3/4Tki〔0＜小于等于1〕。光学原理明度:是人眼对光源或物体光明程度的感觉，物体反射率越高，明度就越高；亮度饱和度:是颜色纯洁的程度，即光谱中波长段是否窄，频率是否单一的表示。颜色相加原理〔1〕三原色:红、绿、蓝假设三种颜色，其中的任一种都不能由其余二种颜色混合相加产生，这三种颜色按肯定比例混合，可以形成各种色调的颜色，则称之为三原色。〔2〕互补色:假设两种颜色混合产生白色或灰色，这两种颜色就称为互补色。〔3〕色度图:可以直观地表现颜色相加的原理，更准确地表现颜色混合的规律 .数字图像的表示方法BSQ〔按波段挨次依次排列的数据格式〕；BIP〔每个像元按波段次序穿插排列〕；BIL〔是逐行按波段次序排列的格式〕。数字图像直方图概念:以每个像元为单位，表示图像中各亮度值或亮度值区间像元消灭的频率的分布图；直方图的作用:直观地了解图像的亮度值分布范围、峰值的位置、均值以及亮度值分布的离散程度。直方图的曲线可以反映图像的质量差异。辐射校正大气对辐射的影响:大气的主要影响是削减了图像的比照度，使原始信号和背景信号都增加了因子，图像质量下降。大气影响的粗略校正:通过简洁的方法去掉程辐射度〔散射光直接进入传感器的那部分〕，从而改善图像质量。包括直方图最小值去除法和回归分析法。直方图最小值去除法：根本思路：每幅图像上都有辐射亮度或反射亮度应为 0的地区，而事实上并不等于0，说光明度最小值必定是这一地区大气影响的程辐射度增值。校正方法：将每一波段中每个像元的亮度值都减去本波段的最小值。使图像亮度动态范围得到改善，比照度增加，从而提高了图像质量。几何校正的步骤和方法根本思路：把存在几何畸变的图像，订正成符合某种地图投影的图像，且要找到图像中每一像元的亮度值。具体步骤：〔1〕选取掌握点；〔2〕计算校正后每一点所对应原图中的位置；〔 3〕计算每一点的亮度值。计算方法：〔1〕建立两图像像元点之间的对应关系；〔 2〕求出原图所对应点的亮度：最近邻法、双线性内插法、三次卷积内插法。比照度变换概念：是一种通过转变图像像元的亮度值来转变图像像元比照度，从而改善图像质量的图像处理方法。将图像中过于集中的像元分布区域〔亮度值分布范围〕拉开扩展，扩大图像反差的比照度，增加图像表现的层次性。又叫辐射增加。方法：比照度线性变换和非线性变换。在改善图像比照度时，假设承受线性或分段线性的函数关系，那么这种变换就是线性变换。变换函数为非线性函数时，即为非线性变换。26．空间滤波概念：以突出图像上的某些特征为目的，通过像元与四周相邻像元的关系，实行空间域中的邻域处理方法进展图像增加方法。平滑：图像中消灭某些亮度值过大的区域，或消灭不该有的亮点时，承受平滑方法可以减小变化，使亮度平缓或去掉不必要的亮点。均值平滑：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，以达到去掉锋利“噪声”和平滑图像的目的。中值滤波锐化：突出图像的边缘、线性目标或某些亮度变化率大的局部。彩色变换把数字图像组合转换成彩色图形，或者把各种增加或分类图像组合叠加，以彩色图像显示出来。方法单波段彩色变换〔假彩色密度分割〕概念：单波段黑白遥感图像可按亮度分层，对每层赐予不同的颜色，使之成为一幅彩色图像。多波段颜色变换概念：利用计算机将同一地区不同波段的图像存放在不同通道的存储器中， 并依照彩色合成原理，分别对各通道的图像进展单基色变换，在彩色屏幕上进展叠置，从而构成彩色合成图像。合成方案：彩色合成图像分为真彩色图像和假彩色图像。图像运算〔比值，差值〕概念：两幅或多幅单波段影像，完成空间配准后，通过一系列运算，可以实现图像增加，到达提取某些信息或去掉某些不必要信息的目的。原理：地物不同波段的光谱差异。比值运算：两幅同样行、列数的图像，对应像元的亮度值相除〔除数不为比值运算。

0〕就是该运算常用于突出遥感影像中的植被特征、提取植被类型或估算植被生物量，这种算法的结果称为植被指数。常用算法：近红外波段/红波段;或〔近红外-红〕/〔近红外+红〕。对于区分和增加光谱亮度值虽不明显，而不同波段的比值差异较大的地物有明显效果。4〕差值运算：两幅同样行、列数的图像，对应像元的亮度值相减就是差值运算。多光谱变换概念：多光谱变换：针对多光谱影像存在的肯定程度上的相关性以及数据冗余现象，通过函数变换，到达保存主要信息，降低数据量，增加或提取有用信息目的的方法。变换的本质：对遥感图像实行线性变换，使光谱空间的坐标按肯定规律进展旋转。多源信息的复合概念：多种信息源的复合：是将多种遥感平台，多时相遥感数据之间以及遥感数据与非遥感数据之间的信息组合匹配的技术。意义：发挥不同遥感数据源的优势，弥补某种遥感数据的缺乏，提高遥感数据的应用性;还有利于综合分析和深入理解遥感数据。3〕复合内容：一、遥感信息的复合：不同传感器的遥感数据复合；不同时相的遥感数据复合。二、遥感与非遥感信息的复合31．解译标志色调，颜色，阴影，外形，纹理，大小，位置，图形，相关布局等。典型地物在真彩色和假彩色图像中的特征水体解译：在标准假彩色图像上，深而清亮的水体呈黑或蓝黑色；水浅者多为浅蓝色；含泥沙者颜色更浅，含沙量过高则呈乳白色；有水生植物者呈红色斑点。水系，树枝状水系主要分布在冲积平原、侵蚀平原等基岩脆弱地区。放射状水系主要分布在火山，孤山或穹形隆起地区。植被色调随其品种、环境和成像波段而变。在Landsat4，5波段植被呈浅色调，在6，7波段为深色调；在标准假彩色图像，植被为红色，幼嫩植被带粉红色，成熟时是鲜红色，受虫灾时呈暗红色。阔叶林比针叶林更鲜红，灌丛颜色较浅，水稻呈暗红色。城镇的光谱特征是各类建筑物与四周裸地综合反映，当面积较大或与四周环境的光谱特征有显著差异时，可从影像上识别。