遥感基础知识(很全适合初学者)

☆基础资料☆遥感基础知识光谱成像技术实验室整理：扬帆远航来源：互联网版权：Free中国科学院西安光学周密机械研究所二零零五年十月目录A 基 础 篇 11． 22． 23． 4TOC\o"1-5"\h\z4． 85． 96． 10\o"CurrentDocument"B 理 论 篇---131． 142． 143． 154． 165． -176． ---20TOC\o"1-5"\h\z7． 228． 24\o"CurrentDocument"C 应 用 篇1． 282． 283． 294． 295． 306． 317． 31A基础篇1．什么是成像光谱仪成像光谱确实是在特定光谱域以高光谱分辨率同时取得持续的地物光谱图像，这使得遥感应用能够在光谱维上进行空间展开，定量分析地球表层生物物理化学进程与参数。70年代末80年代初，在研究归纳各类地物光谱特点的基础上，形成如此一个概念：若是能实现持续的窄波段成像，那么就有可能实现地面矿物的直接识别，由此产生了光谱和图像结合为一体的成像光谱技术。1983年美国喷气推动实验室研制出第一台航空成像光谱仪（AIS-1）,随后包括中国在内的许多国家都研制成功了一系列成像光谱仪，其中有以线阵探测器为基础的光机扫描型，有以面阵探测器为基础的固态推扫型，也有以面阵探测器加光机的并扫型。成像光谱仪要紧性能参数是：（1）噪声等效反射率差（NEAp）,表现为信噪比（SNR）；（2）瞬时视场角（IFOV）,表现为地面分辨率；（3）光谱分辨率，直观地表现为波段多少和波段谱宽。高光谱分辨率遥感信息分析处置，集中于光谱维上进行图像信息的展开和定量分析，其图象处置模式的关键技术有：⑴超多维光谱图像信息的显示，如图像立方体的生成；⑵光谱重建，即成像光谱数据的定标、定量化和大气纠正模型与算法，依此实现成像光谱信息的图像-光谱转换；⑶光谱编码，尤其指光谱吸收位置、深度、对称性等光谱特点参数的算法；⑷基于光谱数据库的地物光谱匹配识别算法；⑸混合光谱分解模型；⑹基于光谱模型的地表生物物理化学进程与参数的识别和反演算法。高光谱分辨率成像光谱遥感起源于地质矿物识别填图研究，慢慢扩展为植被生态、海洋海岸水色、冰雪、土壤和大气的研究中。2．遥感数据航天遥感应用中利用的数据大体有两种要紧形式：遥感影像和数字图像不管是用何种遥感成像方式，影像都是记录在感光胶片或像纸上。犹如一般像片那样，其灰度和颜色是持续转变的，它也被称为模拟图像，而数字图像往往记录在数字磁带上的，其灰度或颜色是离散转变的。•遥感影像遥感影像能够通过对地表摄影或扫描取得。摄影影像是摄相机对地面物体摄影，直接在感光材料上记录地物的光像；扫描影像是地面信息通过探测器先变成电信号并记录在磁带上，然后回放磁带，在感光片上曝光而成。遥感影像有黑白和彩色两种，由于彩色影像比黑白影像能提供更多的地表信息，因此彩色影像在遥感中取得普遍地利用。（1） 多波段影像：多波段影像是用多波段遥感器对同一目标（或地域）一次同步摄影或扫描取得的假设干幅波段不同的影像。与单波段影像相较，它具有信息量大，光谱分辨率高（遥感器能分辨的地物的最小波长距离）的特点，而且可通过各类影像增强技术，取得彩色合成影像，大大提高对地物的识别能力。Landsat上的MSS和TM影像都属多波段扫描影像。（2） 彩色合成影像：彩色合成是将多波段黑白图像变换为彩色图像的处置技术。一样为三色合成,也可两色或四色合成。合成的方式有两种：直接利用光学方式和利用运算机的数字处置。前者是将一组黑白透明片放入配有特定的红、绿、蓝三色滤光片的光学系统中，投影到同一屏幕上，使图像精准重合，形成彩色图像。数字处置合成法是令三幅图的像元亮度值变换为红、绿、蓝三基色的彩色编码去操纵彩色显示设备，形成彩色图像。依照合成影像的彩色与实际景物自然彩色的关系，可分为真彩色影像和假彩色合成影像，前者是比较真实地反映地物原先彩色的影像，它能够通过彩色感光胶卷拍照取得，也能够用彩色合成方式取得；假彩色合成影像是通过彩色合成方式取得的非真彩色影像。在光学合成法中，是将多波段影像配合不同滤光片准确重叠合成。影像的波段和滤光片可有各类组合方案，所得的假彩色影像也各不相同。解译时为了突出显示影像中的某种地物，可选择最正确组合方案。目前,用Landsat的MS-4,5,7波段影像的正片,别离配以蓝、绿、红滤光片，重叠投影合成的是标准假彩色影像。在这种影像上，植被显示为红色，城镇为蓝灰色，水体为蓝色，雪和云为白色等等。假彩色合成影像目前普遍用于专题制图、资源调查、地学研究和环境监测等方面。•数字图像入射到遥感器的电磁波经探测元件互换为电信号后，需要进行数字化，即把模拟遥感数据变成数字化数据。它包括二个步骤，一是采样，它是把空间域的持续量变成离散量；二是量化,它是对电磁辐射强度的离散化。数字图像又称“数字化图像”，它是以二维数组形式表示的图像。该数组由对持续转变的图像作等距离采样所产生的采样点—像元（像素）组成，像元的实地面积大小确实是影像的地面分辨率，即相当于IFOV在地面的投影面的大小，例如，陆地卫星(Landsat)MSS的4,5,6,7波段影像各由7,500,000个像元点组成。每一个像元相当于实地面积57X79m2；TM的影像除第6波段外，像元的实地面积为30X30m2。在数字图像中，像元排列的横方向从左到右按像元号排列，在纵方向上按行号排列。各像元的位置由(像元号，行号)决定。采样点(像元)用一数值表示称为像元的亮度值或灰度值，它对应着一个像元所代表的相应实地面积内地物电磁辐射的强度。电磁辐射强度越大，那么亮度值越大。在量化的数据中，对应一个通道(波段)一个像元的信息量用比特(bit)表示。Landsat的TM的量化比特为8,MSS为6,NOAA的AVHRR为10。在运算机处置中利用字节(byte)为单位(1byte=8bits)，因此，通经常使用一个字节或二个字节的数据进行处置。图像数据的全数数据量为：行数X像元数X通道数X比特数/8，单位为byte。遥感图像的数据量超级庞大。在地面站接收的卫星数据通常被实时记录到高密度数字磁带(HDDT)上，然后依照需要拷贝到运算机兼容磁带(CCT)等其它载体上。CCT是记录、保留、分发卫星数据等数字信息的最一样的载体，运算性能够直接对CCT数据进行各类有效、灵活、靠得住的处置，使遥感图像取得良好的判读、分析成效。3．遥感卫星遥感卫星依照其轨道及携带的遥感器的不同而有不同的特点，下面介绍的几种当前遥感应用中最多见的卫星。(1)陆地卫星(landsat)第一颗陆地卫星是美国于1972年7月23日发射的是世界上第一次发射的真正的地球观测卫星，原名叫做地球资源技术卫星(EarthReasourceTechnologySatellite-ERTS)，1975年更名为陆地卫星，由于它的超卓的观测能力推动了卫星遥感的飞跃进展，迄今Landsat已经发射了6颗卫星，但第6颗卫星发射失败，此刻运行的是第5号星。前三颗卫星的轨道是近图形太阳同步轨道，高度约为915千米，运行周期103分，天天绕地球14圈，每18天覆盖全世界一次，星载的遥感器有：(1)3台独立的返束光导摄像机(RBV),分三个波段同步成像，地面分辨率为80米，(2)多波段扫描仪(MSS)在绿、红、和近红外的四个波段工作，地面分辨率也为80米。Landsat-4和Landsat-5进入高约705km的近图形太阳同步轨道，每一圈运行的时刻约为99分钟，每16天覆盖全世界一次，第17天返回到同一地址的上空，星上除带有与前三颗大体相同的多波段扫描仪(MSS)外，还带有一台专题成像仪(TM),它可在包括可见光，近红外和热红外在内的7个波段工作,MSS的IFOV为80米,TM的IFOV除6波段为120米之外，其它都为30米(见表。MSS、TM的数据是以景为单元组成的，每景约相本地面上185X170km2的面积,各景的位置依照卫星轨道所确信的轨道号和由中心纬度所确信的行号进行确信Landsat的数据通经常使用运算机兼容磁带(CCT)提供给用户。Landsat的数据此刻被世界上十几个的地面站所接收，要紧应用于陆地的资源探测，环境监测,它是世界上此刻利用最为普遍的地球观测数据。⑵“斯波特”卫星(SPOT)SPOT卫星是法国研制发射的地球观测卫星，第一颗SPOT卫星于1986年2月发射成功。1990年2月发射了第2号星，第3号星已于1994年发射。SPOT采纳高度为830千米，轨道倾角为度的太阳同步准回归轨道，通过赤道时刻为地址时上午10:30。回归天数为26天。但由于采纳倾斜观测，因此事实上4-5天就可对同一地域进行重复观测。SPOT携带两台相同的高分辨率遥感器HRV(HighResolutionVisibleimagineSystem).它的观测方式不像Landsat那样采纳扫描镜，而是采纳CCD的电子式扫描，HRV的观测参数见表，它具有多光谱和全色波段两种模式。由于HRV装有可变指向反射镜，能在偏离星下点±27°(最大可达30°)范围内观测任何区域(见图，因此通过图所示的斜视观测平均二天半就能够够对同一地域进行高频率的观测,缩短了重复观测的时刻。另外，通过用不同的观测角观测同一地域，能够取得立体视觉成效，能进行高精度的高程测量与立体制图。卫星名称 轨道参数 观测仪器遥感器名称波段/频率空间分辨率辐射宽度LandsatT(1972)Landsat-2(1975)(美国)太阳同步轨道高度：约915km倾角：约99。回归日期：18日MSS(MultspectralScannerSystem)80m185kmRBV(Return BeamVidiconCamera)80mLandsat—3(1978)(美国)太阳同步轨道高度：约915km倾角：约99。回归日期：18日MSS80m185kmRBV美国）太阳同步轨道高度：约705km倾角：约99。回归日期：17日TM(ThematicMapper)30m185kmMSS80mSP0T-1(1986)SP0T-2(1990)SPOT—3(1993)(法国)太阳同步轨道高度：约832km倾角：约99。回归日期：26日HRV(HighResolutionVisible)20m10m60kmX2TIROS-N/NOAA系列太阳同步轨道AVHRRTIROS-N(1978)高度：约833km(AdvancedVerykm2700kmNOAA-6(1979)或870kmHighNOAA-7(1981)倾角：约90。ResolutionNOAA-8(1983)RadiometerAVHRR/2)续表NOAA-9(1984)N0AA-10(1986)NOAA-11(1988)NOAA-12(1991)NOAA-I(1992)NOAA-J(1993)(美国)NOAA-9(1984)N0AA-10(1986)NOAA-11(1988)NOAA-12(1991)NOAA-I(1992)NOAA-J(1993)(美国)TOVS-SSU(TIROSOperationalVerticalSounderStratosphericSoundingUnit)15um15um15um,umTOVS-HIRS/2，卩m(High,umResolution,umInfrared,umRadiation,umSounder,,umModel2),um,um,um147km736km20km 2200km(Microwave(MicrowaveTOVS-MSU110km 2347kmSoundingUnit)SBUV/2(SolarBackscatterUltra-VioletExperiment)um12波段ERB(EarthRadiationBudgetExperimaent)〜um8波段注：⑴只有TIROS—N为 ⑵AVHRR/2的追加波段⑶到N0AA-8为止，为 ⑷搭载于N0AA-9,H,I⑸仅搭载于N0AA-9,10 HRV数据的一景在垂直观测时为60X60km2,在倾斜观测时，横向最大可达81km。SPOT的观测数据的应用目的与Landsat相同，以陆地为主，但由于它的分辨率高，也用于地图制作，通过立体观测和高程测量，能够制作较大比例尺(如1:5万)的地形图。通过全色波段与其它数据的复合可制作高分辨率的卫星影像，能够代替航空像片。⑶“诺阿”卫星(NOAA)NOAA是美国国家海洋大气局的第三代有效气象观测卫星，第一代称为“泰罗斯”(TIROS)系列(1960-1965年)，第二代称为“艾托斯(ITOS)”/NOAA系列(1970-1976年)，其后运行的第三代称为TIROS-N/NOAA系列，从1978年10月发射了第一颗TIROS-N，到199年末已发射了14颗。NOAA卫星的轨道是接近正圆的太阳同步轨道，轨道高度为870KM及833KM,轨道倾角为度和度，周期为分。NOAA卫星的应用目的是日常的气象业务，平常有两颗卫星在运行。由于用一个卫星天天至少能够对地面同一地域进行2次观测，因此两颗卫星就能够够进行4次以上的观测。NOAA卫星上携带的探测仪器要紧有高级甚高分辨率辐射计(AVHRR/2)和泰罗斯垂直散布探测仪TOVSAVHRR/2是以观测云的散布，地表(主若是海域)的温度散布等为目的的遥感器，TOVS是测量大气中气温及温度的垂直散布的多通道分光计，由高分辨率红外垂直探测仪(HIRS/2)、平流层垂直探测仪(SSU)和微波垂直探测仪(MSU)组成，这些遥感器的参数见表。AVHRR/2数据还能够用于非气象的遥感，其要紧特点是宏观快速、廉价。在农业、海洋、地质、环境、灾害等方面都有独特的应用价值。4．遥感的大体概念广义而言，遥感(RemoteSensing)泛指各类非直接接触的，远距离探测目标的技术。对目标进行搜集要紧依照物体对电磁波的反射和辐射特性,利用声波，引力波和地震波等，也都包括在广义的遥感当中。通常人们因此为的遥感的概念是指：从远距离，高空，以至外层空间的平台(Platform)上，利用可见光、红外、微波等遥感器(RemoteSensor),通过摄影、扫描等各类方式，接收来自地球表层各类地物的电磁波信息，并对这些信息进行加工处置，从而识别地面物质的性质和运动状态的综合技术。远距离感测地物环境反射或辐射电磁波的仪器，叫做遥感器，照相机、扫描仪等即属于此类。装载遥感器的运载工具，叫做遥感平台，如飞机、飞艇和人造卫星等。遥感研究的内容，由于应用领域及其所研究的对象的千差万别而显得形形色色，但它们都是通过接收电磁波,来识别和分析地表的目标及现象的。因此，利用遥感技术，确实是利用了物体的电磁波特点，即一切物体，由于其种类及环境条件的不同，因此具有反射或辐射不同波长电磁波的特性。从理论上讲，对整个电磁波波段都能够进行遥感，可是由于受到大气窗口和技术水平的限制，目前只能在有限的几个波段上进行，其中最重要的波段为可见光和近红外波段，中红外和热红外波段，微波波段等。在这些遥感波段上，物体所固有的电磁波特性还要受到太阳及大气等环境条件的阻碍，因此遥感器接收到目标反射或辐射的电磁波后，还需进行校正处置及解译分析，才能取得各个领域的有效信息。5．遥感的要紧分类1)按遥感平台的高度分类大体上可分为航天遥感、航空遥感和地面遥感。航天遥感又称太空遥感（spaceremotesensing）泛指利用各类太空飞行器为平台的遥感技术系统，以地球人造卫星为主体，包括载人飞船、航天飞机和太空站，有时也把各类行星探测器包括在内。卫星遥感（satelliteremotesensing）为航天遥感的组成部份，以人造地球卫星作为遥感平台，要紧利用卫星对地球和低层大气进行光学和电子观测。航空遥感泛指从飞机、飞艇、气球等空中平台对地观测的遥感技术系统。地面遥感要紧指以高塔、车、船为平台的遥感技术系统，地物波谱仪或传感器安装在这些地面平台上,可进行各类地物波谱测量。（2） 按所利用的电磁波的光谱段分类可分为可见反射红外遥感，热红外遥感、微波遥感三种类型。可见光／反射红外遥感，要紧指利用可见光微米）和近红外微米）波段的遥感技术统称，前者是人眼可见的波段,后者即是反射红外波段，人眼虽不能直接看见,但其信息能被特殊遥感器所同意。它们的一起的特点是，其辐射源是太阳，在这二个波段上只反映地物对太阳辐射的反射，依照地物反射率的不同，就能够够取得有关目标物的信息，它们都能够用摄影方式和扫描方式成像。热红外遥感，指通过红外灵敏元件，探测物体的热辐射能量，显示目标的辐射温度或热场图像的遥感技术的统称。遥感中指8-14微米波段范围。地物在常温（约300K）下热辐射的绝大部份能量位于此波段，在此波段地物的热辐射能量，大于太阳的反射能量。热红外遥感具有日夜工作的能力。微波遥感，指利用波长1-1000毫米电磁波遥感的统称。通过接收地面物体发射的微波辐射能量，或接收遥感仪器本身发出的电磁波束的回波信号，对物体进行探测、识别和分析。微波遥感的特点是对云层、地表植被、松散沙层和干燥冰雪具有必然的穿透能力，又能夜以继日地全天候工作。（3） 按研究对象分类可分为资源遥感与环境遥感两大类。资源遥感：以地球资源作为调查研究的对象的遥感方式和实践，调查自然资源状况和监测再生资源的动态转变，是遥感技术应用的要紧领域之一。利用遥感信息勘测地球资源，本钱低，速度快,有利于克服自然界恶劣环境的限制，减少勘测投资的盲目性。环境遥感：利用各类遥感技术，对自然与社会环境的动态转变进行监测或做出评判与预报的统称。由于人口的增加与资源的开发、利用，自然与社会环境随时都在发生转变,利用遥感多时相、周期短的特点，能够迅速为环境监测。评判和预报提供靠得住依据。按应用空间尺度分类可分为全世界遥感、区域遥感和城市遥感。全世界遥感：全面系统地研究全世界性资源与环境问题的遥感的统称区域遥感：以区域资源开发和环境爱惜为目的的遥感信息工程，它通常按行政区划(国家、省区等)和自然区划(如流域)或经济区进行。城市遥感：以城市环境、生态作为要紧调查研究对象的遥感工程。6．遥感进展简况及展望咱们的地球是一个资源有限的行星，随着地球上人口的不断增加，和人对物质文明的不断追求，地球的资源和环境所面临的压力不断加重，资源在枯竭，环境在恶化。这一切都要求人们从头熟悉和了解咱们的地球。到底还有多少资源可供咱们利用，咱们周围的环境究竟怎么样？遥感技术正是解答这些问题的一种强有力的手腕。现今的遥感已不单纯是一门信息获取、分析技术手腕,它与地理信息系统、全世界定位系统、各类地面观测技术、信息分析技术等结合起来，正在形成一门崭新的地球信息科学，正在改变咱们的观念，增强咱们的能力，为增进人类新的决策、治理、进展模式而起着踊跃推动作用。遥感那个概念名词的利用。最先是本世纪60年代初美国海洋研究室的地理学家提出并开始利用的。可是这门学科技术的进展那么能够追溯到更远。下面仅仅列出几个最关键、阻碍最深远的事件。1839年法国人达格雷(Daguerre)和尼普斯(Niepce)发表了第一张摄影照片,标志着摄影术的诞生。1858年法国人图纳利恩(Tournachon)用系留气球上的照相机在室中拍照了巴黎周围的一个小村落的照片。尔后各国家都开始操探飞拍，有的利用鸽子，更多的人利用气球或风筝。1903年莱特兄弟发明了飞机，为航空摄影的进展提供了稳固靠得住的飞行平台。1909年威尔伯•顿特驾机拍照了第一张航空像片。专门快利用航片进行地形测绘和军事侦查取得了进展，并在两次世界大战的刺激下，进展成一门成熟的学科－－航空摄影测量学。在此期前彩色摄影技术.近红外摄影技术、彩红外摄影技术和多波段摄影技术等都取得了进展，而且应用于航空摄影测量。能够说在1975年苏联第一颗人造地球卫星发射之前，大体上是航空摄影测量和侦查的时期。军事侦查和地形测绘是两个最大的应用领域，其它的应用还有地质勘测和一些资源及环境的调查。航天技术的进展使遥感的高度延伸到了太空，从万米的高度延伸到了三万五千多千米的高度，令人类能在一个前所未有的高度，以各类时刻、空间分辨率观测地球。光电技术、电子技术的进展令人类开始利用紫外、红外及微波波段,拓展和丰硕了人类的感知能力。遥感从单纯的摄影方式进展到了可探测感知近、中、热红外波段的光电探测方式和微波辐射计、雷达等各类方式共存。运算机技术的进展使遥感数据的分析处置技术进入了半自动化和智能化，改变了过去仅依托人和光学设备进行目视解译的状况。遥感应用领域的拓展，从传统的军事侦查和测绘进展到林业、地质、农业和土地利用、气象、环境和工程选址等各类行业。在六十年代至八十年代，国际遥感技术高速进展，慢慢从科学研究进入有历时期，美、苏在那个领域是一家独秀。进入八十年代末，法国、日本、欧空局、中国和印度均发射了自己的遥感卫星，而且许多国家都制定了遥感卫星打算。目前遥感技术进展有以下几个特点：追求更高的空间分辨率。目前空间分辨率，多波段为20m,全色波段为10m，但已有好几颗卫星打算装载空间分辨率优于10m的遥感器。追求更精细的光谱分辨率。目前星载遥感器的光谱率大约为可见近红外波段略优于100nm(10-4m)，在热红外波段约为200nm左右，而机载的成像光谱仪已达到可见光、近红外波段约10nm，热红外波段约30nm左右，整个波段数已达到256个波段。美国制定的EOS打算(地球观测打算)就包括有中分辨率和高分辨率的成像光谱仪。综合多种遥感器的遥感卫星平台。一颗卫星装备多种遥感器，既有高空间光谱分辨率，窄成像带的遥感器，适合于小范围详细研究，又有中低空间、光谱分辨率、宽成像带的遥感器，适合宏观快速监测，二者综合，效劳不同的需求目的。多波段、多极化、多模式合成孔径雷达卫星。合成孔径雷达具有全天候和高空间分辨率等特点。目前已有几颗卫星装备有单波段、单极化的合成孔径雷达。1995年11月4日加拿大发射的Radarsat(雷达卫星)就具有多模式的工作能力，能够改变空间分辨率、入射角、成像宽度和侧视方向等工作参数。1995年美国航天飞机两次飞行实验了多波段、多极化合成孔径雷达。斜视、立体观测、干与测量技术的进展。可见光斜视、立体观测能够用于卫星地形测绘,干与测量技术是利用相邻两次的合成孔径雷达影像进行地形测量和微位移形变测量的技术。目前法国的SPOT卫星已具有斜视立体观测能力，进行地形测绘的技术取得重大进展，但仍未完全有效化。干与测量技术在欧空局的ERS-1卫星C波段SAR打算中进行过实验。法国一个小组利用这项打算研究了火山暴发后火山锥的转变，但这项技术仍有待研究进展。B理论篇1．电磁波与电磁波谱描述电磁波要紧有4个量:频率（波长）、传播方向、振幅和偏振。振幅的平方确实是强度，对应着遥感影像中的强度、亮度。传播方向在遥感系统中也起着重要作用，主若是涉及到辐射源、地物和遥感平台间三者的位置关系。偏振是指电磁波的电场振动的方向,关于可见光和红外遥感，尚没有开发利用那个性质。在微波遥感中，偏振被称为极化，关于雷达，考虑到发射和接收各有水平和垂直极化两种选择，共有4种组合，极化是微波遥感中的一个重要参数。频率、波长二个量有紧密关系，入f二v,v是电磁波在传播媒介中的传播速度，在真空中的速度确实是常说的光速C=X108m/s，在空气中的传播速度接近于光速。电磁波的频谱很宽，波长从小于10-10m到104m以上，相对应的频率从1015Hz以上到10°，跨度达15个数量级。2．黑体辐射理论任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领。辐射出去的电磁波在各个波段是不同的，也确实是具有必然的谱散布。这种谱散布与物体本身的特性及其温度有关，因此被称之为热辐射。为了研究不依托于物质具体物性的热辐射规律，物理学家们概念了一种理想物体黑体（blackbody）,以此作为热辐射研究的标准物体。所谓黑体是指入射的电磁波全数被吸收，既没有反射，也没有透射（固然黑体仍然要向外辐射）。显然自然界不存在真正的黑体，但许多地物是较好的黑体近似（在某些波段上）。基尔霍夫辐射定律（Kirchhoff），在热平稳状态的物体所辐射的能量与吸收的能量之比与物体本身物性无关,只与波长和温度有关。依照基尔霍夫辐射定律，在必然温度下，黑体必然是辐射本领最大的物体，可叫做完全辐射体。普朗克辐射定律（Planck）那么给出了黑体辐射的具体谱散布，在必然温度下，单位面积的黑体在单位时刻、单位立体角内和单位波长距离内辐射出的能量为B（入，T）=2hc2/入5・1/exp（hc/入RT）—1BQ,T）—黑体的光谱辐射亮度（W,m-2，SrT,口mT）入一辐射波长（口m）T—黑体绝对温度(K、T=t+273k)C—光速X108m・s-l)h—普朗克常数，X10-34J・SK一波尔兹曼常数(Bolfzmann),X10-23J・K-1大体物理常数由图能够看出：在必然温度下，黑体的谱辐射亮度存在一个极值，那个极值的位置与温度有关，这确实是维恩位移定律(Wien)入山T=X103(pm・K)入m—最大黑体谱辐射亮度处的波长(口山)T—黑体的绝对温度(K)依照维恩定律，咱们能够估算，当T〜6000K时，入m〜um(绿色)。这确实是太阳辐射中大致的最大谱辐射亮度处。当T〜300K，入m〜pm，这确实是地球物体辐射中大致最大谱辐射亮度处。在任一波优势，高温黑体的谱辐射亮度绝对大于低温黑体的谱辐射亮度，不论那个波长是不是是光谱最大辐射亮度处。若是把B(入，T)对所有的波长积分，同时也对各个辐射方向积分，那么可取得斯特番一波耳兹曼定律(Stefan-Boltzmann)，绝对温度为T的黑体单位面积在单位时刻内向空间各方向辐射出的总能量为B(T)B(T)=5T4 (W・m-2)6为Stefan-Boltzmann常数，等于X10-8W・m-2•K-4但现实世界不存在这种理想的黑体，那么用什么来刻画这种不同呢?对任一波长，概念发射率为该波长的一个微小波长距离内，真实物体的辐射能量与同温下的黑体的辐射能量之比。显然发射率为介于0与1之间的正数，一样发射率依托于物质特性、环境因素及观测条件。若是发射率与波长无关，那么可把物体叫做灰体(greybody)，不然叫选择性辐射体。3．大气透射与可遥感波段大气中的大气分子和气溶胶粒子会使得辐射被吸收和散射。一样大气分子尺度较小，其散射规律表现为与波长的4次方成反比，既所谓的瑞利散射(Reyleigh)；而由尘埃、烟雾与小水滴等组成的气溶胶粒子尺度较大，其散射对波长依托性较小，称之为米(Mie)散射。一样大气分子浓度散布仅随季节、地域略有转变，相对而言比较稳固；而气溶胶粒子的浓度散布那么转变较大。相关于散射的复杂性，吸收那么主若是大气中分子的吸收引发，一样位置固定，强度吸收强度与分子浓度有关。由于这种透过率的限制，并非是每一个电磁辐射波段都能够用于遥感目的。以下是经常使用的遥感波段；紫外波段，(由于散射较严峻，只可用于航空遥感)。可见光波段。反射红外波段uum),中红外波段(3-5口m),热红外波段(8-14口m),微波波段(1mm-1m)。遥感器在紫外、可见光和反射红外波段所同意到的辐射主若是太阳辐射的反射，因此只能白天工作；在热红外波段所同意到的辐射那么主若是地物自身的辐射，白天和晚上均能工作；中红外波段那么比较复杂，在那个波段白天太阳辐射的反射能量与地物自身的辐射能量二者混杂，使其利用说明比较复杂，但夜晚那么只有地物自身辐射的能量；至于微波，能够全天候工作，分主动式和被动式微波遥感，主动式微波遥感确实是雷达，系统自身向目标发射微波束；被动式那么与热红外遥感一样，靠的是地物自身辐射的微波频段的能量，可是这种能量与热红外波段相较，超级微弱，只有高灵敏度的电子仪器设备才能感知。4．地物的波谱特性遥感波段的辐射源不同，辐射与地物彼此作用的机理就不同，因此所反映的信息也不同。在可见光、近红外波段，要紧反射太阳的辐射，遥感信息所反映的主若是地物的反射率。地物反射率除反映地物固有的性质之外，更要紧的是有方向性，与辐射源所处的方位和遥感器的方位都有关。反射率的另一个特点是所谓的谱特性，确实是说反射率还随波长转变而转变。日常生活中各类物体呈现五彩缤纷的色彩，确实是因为其吸收反射光谱特性而表现出来的。咱们能够利用遥感信息识别不同地物的一个全然缘故确实是因为各类地物间光谱特性具有必然的不同。图是几种典型地物的光谱反射率曲线。可是相近的物质其光谱反射率曲线形状相似，这给遥感信息的识别分类带来了困难。而一些环境因子（如水分含量多少）或混合物中组分的转变致使光谱反射率曲线在某些特定波优势的波谷波峰强度转变，这种强度转变与组分含量有定量关系存在，这正是遥感定量分析的基础。关于热红外波段，主若是地物自身的热辐射，依照热辐射理论，所遥感的信息是地物的辐射亮温，它与地物的物理温度和发射率有关。地物的物理温度一方面随时刻有周期性转变，另一方面不同地物由于自身热力学特性（吸收率、热传导、热容量等）不同，而具有必然的空间散布。被动式微波遥感（微波辐射计）同热红外遥感相似，只是在微波波段地物的辐射能量加倍微弱，因此空间分辨率更低。微波波长比红外波长更长，其发射率对介电特性的依托更大。主动式微波遥感（雷达）那么反映了地物的后向散射特性，这要紧与物体的复介电常数有关（最灵敏的因素是水分的含量及水的状态（相））；另外还与地物的几何形态有关，如持续表面的粗糙程度，离散散射体的排列、取向、密度等。5．遥感传感器遥感器（RemoteSensor）也称传感器、探测器，是远距离感测地物环境辐射或反射电磁波的磁仪器，通常安装在不同类型和不同高度的遥感平台上。按遥感器本身是不是带有电磁波发射源可分为主动式（有源）遥感器和被动式（无源）遥感器两类。主动式的遥感器向目标物发射电子微波，然后搜集目标物反射回来的电磁波的遥感器，目前，在主动式遥感器中，要紧利用激光和微波作为辐射源；被动式的是一种搜集日太阳光的反射及目标，自身辐射的电磁波的遥感器，它们工作在紫外，可见光，红外，微波等波段，目前，这种传感器占太空遥感器的绝大多数。按遥感器记录数据的不同形式，它又可分成像遥感器和非成像遥感器，前者能够取得地表的二维图像；后者不产生二维图像。在成像传感器中又可分细分为摄影式成像遥感器（相机）和扫描式成像遥感器，相机是最古老和经常使用的遥感器，具有信息贮存量大，空间分辨率高、几何保真度好和易于进行纠正处置。空间扫描方式和物空间扫描方式两种。前一种方式的代表是电视报像机,后一种方式的代表是光机扫描仪。推帚式扫描仪(固体扫描仪,也叫CCD摄影机)是两种方式的混合，即在行进的重直方向上是图像平面扫描,在行进方向上是目标平面扫描。从可见光到红外区的光学领域的遥感器统称光学遥感器，微波领域的传感器统称微波遥感器。地表物质的组成及为复杂多样，要充分探测它的各方面特性，最理想的方法无疑是全波段探测，因为单一波段的探测只能反映某几个方面特性，常常遗失掉可能是要紧的信息内容，不能反映出目标的全貌，对以后的目标识别造成困难等等，但全波段探测需要的设备太多太复杂在实践中未必可能，也不必然必要，目前的做法是采纳假设干个典型的波段，对同一个目标同时进行探测的信息量能够充分了解它的特性，而又不表示设备太庞大太复杂，这确实是所谓多光谱遥感技术，这是当前遥感器的要紧工作方式之一,多波段摄影相机或扫描仪,不管是装在遥感飞机上或是人造卫星上，都能获的光谱分辨率较高，信息量丰平安检查的图像和数据。•传感器的组成不管哪一种传感器，它们大体是由搜集系统、探测系统，信息转化系统和记录系统四部份组成。搜集系统：遥感应用技术是成立在地物的电微波谱特性基础之上的，要搜集地物的电磁波必需要有一种搜集系统，该系统的功能在于把接收到的电磁波进行聚集，然后关往探测系统。不同的遥感器利用的搜集元件不同，最大体的搜集元件是透镜、反射镜或天线。关于多波段遥感，收信系统还包括按波段分波束的元件，一样采纳各类散元集成分光元件，例如：滤光片、棱镜、光栅等。探测系统：遥感器中最重要的部份确实是探测元件，它是真正接收地物电磁辐射的器件，经常使用的探测元件有感光胶片，光电灵敏元件，固体灵敏元件和波导等。信号转化系统：除摄影照相机中的感胶片，电广从光辐射输入到光信号记录，不必信号转化之外，其它遥感器都有信号转化问题，光电灵敏元件，固体灵敏元件和波导等输出的都是电信号，从电信号转换到光信号必需有一个信号转化系统，那个转换系统能够直接进行电光转化，也可进行间接转换，先记录在磁带上，再经磁带加放，仍需经电光转换，输出光信号记录系统：遥感器的最终目的是要把接收到的各类电磁波信息，用适当的方式输出，输出必需有必然的记录系统，遥感影像能够直接记录在摄影胶片等上，也可记录在磁带上等。•光学遥感器的特性光学遥感器所获取的信息中最重要的特性有三个，即光谱特性，辐射气宇特性和几何特性，这些特性确信了光学遥感器的性能。光谱特性要紧包括遥感器能够观测的电磁波的波长范围，各通道的中心波长等。在照相胶片型的遥感器中，其光谱特性要紧由所用的胶片的感光特性和能用滤光片的透射特性率决定；而在扫描型的遥感器中，那么要紧由所用的探测元件及分光元件的特性来决定。光学遥感器的辐射气宇特性要紧包括遥感器的探测精度(包括所测亮度的绝对精度和相对精度)、动态范围(可测量的最大信号与遥感器的可检测的最小信号之比)，信噪比(成心义的信号功率与噪声功率之比)等等，除些之外，还有把模拟信号转换为数字量时所产生的量化品级，量化噪声等。几何特性是用光学遥感器的获取的图像的一些几何学特点的物理量的描述的，要紧指标有视场角，瞬时视场，波段间的配准等,视场角(FieldOfView-FOV)指遥感器能够感光的空间范围，也叫立体角，它与摄影机的视角扫描仪的扫描宽度意义相同；瞬时视场(IntantaneousFieldOfView-IFOV)是指探测系统在某一瞬时视场辐射列成像仪的总的辐射通量，而不管那个瞬时视场内有多少性质不同的目标。也确实是说，遥感器不能分辩出小于瞬时视场的目标。因此，通常也把遥感器的瞬时视场称为它的“空间分辨率”，即遥感器所能分辨的最小目标的尺寸；波段面的配准用来衡量基准波段与其它波段的位置误差。•典型传感器当前，航天遥感中扫描式主流传感器有两大类：光机扫描仪和扫帚式扫描仪。光机扫描仪：光机扫描仪是对地表的辐射分光后进行观测的机械扫描型辐射计，它把卫星的飞行方向与利用旋转镜式摆动镜对垂直飞行方向的扫描结合起来，从而收到二维信息。这种遥感器大体由采光、分光、扫描、探测元件,参照信号等部份组成。光机扫描仪所搭载的平台有极轨卫星及飞机陆地卫星Landsat上的多光谱扫描仪(MSS),专题成像仪(TM)及气象卫星上的甚高分辨率辐射计(AVHRR)都属这种遥感器。这种机械扫描型辐射计与推帚式扫描仪相较具有扫描条带较宽，采光部份的视角小，波长间的位置误差小，分辨率高等特点，但在信噪例如面劣于像面扫描方式的扫帚式扫描仪。扫帚式扫描仪：扫帚式扫描仪也叫刷式扫描仪，它采纳线列或面阵探测器作为灵敏元件，线列探测器在光学焦面上垂直于飞行方向作横向排列，当飞行器向前飞行完成纵向扫描时，排列的探测器就仿佛刷子扫地一样扫出一条带状轨迹，从而取得目标物的二维信息，光机扫描仪是利用旋转镜扫描，一个像元一个像元地进行采光，而扫帚式扫描仪是通过光学系统一次取得一条线的图像，然后由多个固体光电转换元件进行电扫描。推帚式扫描仪代表了新一代遥感器的扫描方式，人造卫星上携带的推帚式扫描仪由于没有光机扫描那样的机械运动部份，因此结构上靠得住性高，因此在各类先进的遥感器中均取得应用，可是由于利用了多个感光元件把光同时转换成电信号，因此当感光元件之间存在灵敏度差时,往往产生带状噪声，线性阵列遥感器多利用电荷偶合器件CCD，它被用于SPOT卫星上的高分辨率遥感器HRV,日本的MOS-1卫星上的可见光一红外辐射计MESSR等上。6．遥感平台•种类遥感平台是指装载遥感器的运载工具，按高度，大体可分为地面平台，空中平台和太空平台三大类。地面平台包括三角架、遥感塔、遥感车（船）、建筑物的顶部等，要紧用于在近距离测量地物波谱和摄取供实验研究用的地物细节影像；空中平台包括在大气层内飞行的各类飞机、飞艇、气球等，其中飞机是最有效、而且是最经常使用的空中遥感平台；太空平台包括大气层外的飞行器，如各类太空飞行器和火箭。在环境与资源遥感应用中，所用的航天遥感资料要紧来自于人造卫星。在不同高度的遥感平台上，能够取得不同面积，不同分辨率的遥感图像数据，在遥感应用中，这三类平台能够互为补充、彼此配合利用。各类遥感平台见表。表可应用的遥感平台遥感平台高度目的•用途其它静止卫星36,000km定点地球观测气象卫星（GMS等）圆轨道卫星（地球观测卫星）500km~l,000km定期地球观测Landsat、SPOTMOS等航天飞机240km~350km不定期地球观测空间实验无线探空仪100m~100km各种调查（气象等）咼咼度喷气机10,000~12,000m侦察、大范围调查中低高度喷气机500~8,000m各种调查航空摄影测量飞艇500~3,000m空中侦察、各种调查直升机100~2,000m各种调查、摄影测量无线遥控飞机500m以下各种调查、摄影测量飞机、直升机牵引飞机50~500m各种调查、摄影测量牵引滑翔机系留气球800m以下各种调查索道10~40m遗址调查吊车5~50m近距离摄影测量地面测量车0~30m地面实况调查车载升降台•卫星轨道参数决定了卫星遥感的方式，它是描述卫星运行轨道的各类参数。关于地球卫星来讲，独立的轨道参数有6个，它们是轨道半长轴A（椭圆轨道的长轴）、偏心率e（椭圆轨道的偏心率）、轨道倾角i,升交点赤经h（轨道上由南向北自春分点到升交点的弧长）、近地址幅角h（轨道面内近地址与升交点之间的地心角）和过近地址时刻t以近地址为基准表示轨道面内卫星位置的量）。但适应上经常使用轨道高度、轨道倾角和轨道周期来描述。（1） 轨道高度：轨道高度是指太空飞行器在太空绕地球运行的轨道距地球表面的高度。卫星的轨道大多数是近圆形轨道或椭圆形轨道，因此轨道高度一样指近地址高度和远地址高度的平均值。依照轨道高度,可将人造卫星分为低轨、中轨和高轨卫星三类。低轨卫星,轨道高度150－300千米，可取得大比例尺、高分辨率遥感影像，但寿命短，一样只有几天到几周的工作时刻，该卫星通经常使用于军事侦查；中轨卫星，轨道高度3501500千米，此类卫星寿命可达一年以上，适用各类环境和资源遥感；高轨卫星，轨道位于赤道上空约35860千米处，该类卫星沿赤道绕地球运行的周期约为24小时，与地球自转速度相同，被称为地球同步卫星。其寿命长达数年，能取得圆盘形全世界影像，对气象分析十分有利。另外，它也适用于地面动态监测,如监测火山、大面积的、洪水和丛林火灾等。（2） 轨道倾角i：指卫星轨道平面与赤道平面的夹角，用以确信卫星赤道面在太空的位置。当卫星绕地球转动的方向与地球自转方向一致（自西向东）时,轨道倾角为0°-90°；反之，那么为90°－180°。当倾角为0°时，卫星轨道面与赤道面重合，现在的轨道称为“赤道轨道”；当倾角约为90°时，卫星轨道面与赤道面彼此垂直，称为“极地轨道”。除上述两种轨道外，均称为“倾斜轨道”。轨道倾角的大小决定了卫星对地面观测的范围，倾角越接近90°，卫星能观看到的区域越大。轨道周期T：卫星在轨道上绕地球运行一周所需要的时刻称为轨道周期，其长短与轨道高度有关，轨道长半轴愈长，周期也愈长，反之亦然。•卫星的轨道人造卫星的轨道由于形状不同能够有各类名称。⑴地球同步轨道：运行周期长等于地球的自转周期(即1个恒星日=23时56分4秒)的轨道叫做地球同步轨道，其轨道高度为35，786，103米，其中当轨道倾角i=0时，若是从地球上看卫星时，卫星在赤道上的一点仿佛静止不动，这种轨道叫静止轨道，静止轨道能够长期观测特定的地域，并能将大范围的区域同时收入视野，因此被普遍应用于气象卫星和通信卫星中。太阳同步轨道：太阳同步轨道是指卫星轨道的公转方向及其周期与地球公转方向及其周期相等的转道。采纳这种轨道，在圆轨道情形下卫星天天沿同一方向上通过，同一纬度地面点，地址时相同，因此，太阳光的入射角几乎是固定的，这关于利用太阳反射光的被动式遥感器来讲就具有了观测条件固定的优势。回归轨道与准回归轨道：卫星一天绕地球假设干圈，并非回到原先的轨道，天天都有推动，N天以后又回到原先轨迹的轨道，即称为回归日数为N天的“回归轨道”准回归轨道是指在卫星绕地球N圈后，与原先的轨迹位置误差小于成像带宽度。这些轨道的特点是能对地球表面特定地域进行重复观测，是遥感卫星经常使用的轨道。7．遥感影像目视解译影像解译，也称判读或判释，指从图像获取信息的大体进程。即依照各专业(部门)的要求，运用解译标志和实践体会与知识，从遥感影像上识别目标，定性、定量地提掏出目标的散布、结构、功能等有关信息，并把它们表示在地理底图上的进程。例如，土地利用现状解译，是在影像上先识别土地利用类型，然后在图上测算各类土地面积。遥感影像目视解译是解译者通过直接观看或借助一些简单工具(如放大镜等)识别所需地物信息的进程。•影像的解译标志影像的解译标志，也称判读要素，它是遥感图像上能直接反映和判别地物信息的影像特点。包括形状、大小、阴影、色调、颜色、纹理、图案、位置和布局。解译者利用其中某些标志能直接在图像上识别地物或现象的性质、类型和状况；或通过已识别出的地物或现象，进行彼此关系的推理分析，进一步弄清楚其它不易在遥感影像上直接解译的目标，例如依照植被、地貌与土壤的关系，识别土壤的类型和散布等。形状：指目标物在影像上所呈现的特殊形状，在遥感影像上能看到的是目标物的顶部或平面形状。例如飞机场、盐田、工厂等都能够通过其形状判读出其功能。地物在影像上的形状受空间分辨率、比例尺、投影性质等的阻碍。大小：指地物形状，面积或体积在影像上的尺寸。地物影像的大小取决于比例尺，依照比例尺，能够计算影像上的地物在实地的大小。关于形状相似而难于判别的两种物体，能够依照大小标志加以区别，如在航片上判别单轨与双轨铁路。阴影：指影像上目标物，因阻挡阳光直射而显现的影子。阴影的长度、形状和方向受到太阳高度角、地形起伏、阳光照射方向、目标所处的地理位置等多种阻碍，阴影可使地物有立体感，有利于地貌的判读。依照阴影的形状、长度可判定地物的类型和量算其高度。色调：指影像上黑白深浅的程度，是地物电磁辐射能量大小或地物波谱特点的综合反映。色挪用灰阶(灰度)表示，同一地物在不同波段的图像上会有专门大不同；同一波段的影像上，由于成像时刻和季节的不同，即便同一地域同一地物的色调也会不同。颜色：指彩色图像上色别和色阶，犹如黑白影像上的色调，它也是地物电磁辐射能量大小的综合反映，用彩色摄影方式取得真彩色影像，地物颜色与天然彩色一致；用光学合成方式取得的假彩色影像；依照需要能够突出某些地物，更便于识别特定目标。纹理：也叫影像结构，是指与色调配合看上去滑腻或粗糙的纹理的粗细程度，即图像上目标物表面的质感。草场及牧场看上去滑腻，成材的老树林看上去很粗糙。海滩的纹理能反映沙粒结构的粗细，沙漠中的纹理可表现沙丘的形状和要紧风系的风向。图案：目标物的有规律的组合排列而形成的图案，它可反映各类人造地物和天然地物的特点,如农田的垄、果树林排列整齐的树冠等，各类水系类型、植被类型、耕地类型等也都有其独特的图型结构。位置：指地物所处的环境部位,各类地物都有特定的环境部位,因此它是判定地物属性的重要标志。例如某些植物专门生长在沼泽地、沙地和沙漠上。布局：又称相关位置。指多个目标物之间的空间配置。地面上的地物与地物之间彼此有必然的依存关系，例如学校离不开操场，灰窑和采石场的存在可说明是石灰岩地域。通过地物间的紧密关系或彼此依存关系的分析，可从已知地物证明另一种地物的存在及其属性和规模，这是一种逻辑推理判读地物的方式，在遥感解译中有着重要的意义。•目视解译一样程序了解影像的辅助信息：即熟悉获取影像的平台、遥感器，成像方式，成像日期、季节，所包括的地域范围，影像的比例尺，空间分辨率，彩色合成方案等等，了解可解译的程度。分析已知专业资料：目视解译的最大体方式是从“已知”到“未知”，所谓“已知”确实是已有相关资料或解译者已把握的地面实况，将这些地面实况资料与影像对应分析，以确认二者之间的关系。成立解译标志：依照影像特点，即形状、大小、阴影、色调、颜色、纹理、图案、位置和布局成立起影像和实地目标物之间的对应关系。预解译：运用相关分析方式，依照解译标志对影像进行解译，勾绘类型界限，标注地物类别，形成预解译图。地面实况调查：在室内预解译的图件不可幸免地存在错误或难以确信的类型，就需要野外实地调查与检证。包括地面线路勘探，搜集样品(例如岩石标本，植被样方，土壤剖面，水质分析等等)，着重解决未知地域的解译功效是不是正确。详细解译：依照野外实地调查结果，修正预解译图中的错误，确信未知类型，细化预解译图，形成正式的解译原图。类型转绘与制图：将解译原图上的类型界限转绘到地理底图上，依照需要，能够对各类类型着色，进行图面整饬、形成正式的专题地图。8．遥感图像运算机处置用运算机处置的遥感图像必需是数字图像。以摄影方式获取的模拟图像必需用图像扫描仪等进行模/数(A/D)转换；以扫描方式获取的数字数据必需转存到一样数字运算机都能够读出的CCT等通用载体上。运算机图像处置要在图像处置系统中进行。图像处置系统是由硬件(运算机、显示器、数字化仪、磁带机等等)和软件(具有数据输入，输出，校正，变换，分类等功能)组成。图像处置内容要紧包括校正、变换和分类。•校正处置图像校正是指从具有畸变的图像中排除畸变的处置进程，排除几何畸变的叫几何校正；排除辐射量失真的叫辐射校正。几何校正：各类遥感图像都存在几何校正的问题。由于人们已适应利用正射投影的地形图，因此对各类遥感影像的畸变都必需以地形图为基准进行几何校正。几何校正步骤大致如下：选择操纵点：在遥感图像和地形图上别离选择同名操纵点，以成立图像与地图之间的投影关系，这些操纵点应该选在能明显定位的地址，如河流交叉点等。成立整体映射函数：依照图像的几何畸变性质及地面操纵点的多少来确信校正数学模型，成立起图像与地图之间的空间变换关系，如多项式方式、仿射变换方式等。重采样内插：为了使校正后的输出图像像元与输入的未校正图像相对应，依照确信的校正公式，对输入图像的数据从头排列。在重采样中，由于所计算的对应位置的坐标不是整数值，必需通过对周围的像元值进行内插来求出新的像元值。辐射校正：从遥感器所取得的图像的灰度与目标物的光谱反射率或光谱辐射亮度等物理量是不一致的，这是因为遥感器测量值中包括太阳位置及角度条件、薄雾及霭等大气条件所引发的失真。为了正确评判目标物的反射及辐射特性，必需排除这些失真。排除图像数据中依附在辐射亮度中的各类失真的进程确实是辐射校正。辐射校正的结果，会改变图像的色调和色彩。•图像变换图像互换泛指按必然规那么从一帧图形加工产生另一帧图像的处置进程，那个地址所指的图像变换要紧包括图像增强和特点提取两方面内容。(1)图像增强：图像增强是改善图像视觉成效的处置。当分析遥感图像时，为了使分析者能容易确切地识别图像内容，必需依照分析目的对图像数据进行加工，目的是提高图像的可判读性。图像校正是排除伴随观测而产生的误差与畸变，使遥感观测数据更接近于真实值为要紧目的的处置；而图像增强那么把重点放在使分析者能从视觉上便于识别图像内容之上，典型的图像增强有灰度互换、彩色合成等。(2)特点提取：为了利用仪器进行图像判读及分析处置，需要从原始图像数据中求出有利于分析的判读标志及统计量等各类参数。对图像进行变换，突出其具有代表性的特点的方式，叫特点提取。特点提取能够定量地抽出以下三种特点：光谱特点：可提取颜色或灰度或波段间的亮度比等目标物的光谱特点，例如Landsat的MSS有四个波段，依照某类地物的光谱特点，采纳特定的比值可将其突出出来。空间(几何)特点：把目标物的形状、大小、或边缘，线性构造等几何性特点提掏出来，例如把区域断层明显突出出来。纹理特点：是指周期性图案及区域的均匀性等有关纹理的特点。依照组成图案的要素形状、散布密度、方向性等纹理进行图像特点提取的处置叫做纹理分析。・图像分类利用遥感图像进行分类，确实是对单个像元或比较匀质的像元组给出对应其特点的名称，其原理是利用图像识别技术实现对遥感图像的自动分类。运算机用以识别和分类的要紧标志是物体的光谱特性，图像上的其它信息如大小、形状、纹理等标志尚未充分利用。在运算机分类之前，往往要做些预处置，如校正、增强、滤波等，以突出目标物特点或排除同一类型目标的不同部位因照射条件不同、地形转变、扫描观测角的不同而造成的亮度不一样。运算机图像分类方式，常见的有两种，即监督分类和非监督分类。监督分类，第一要从欲分类的图像区域当选定一些训练样区，在如此训练区中地物的类别是已知的，用它成立分类标准，然后运算机将按一样的标准对整个图像进行识别和分类。它是一种由已知样本，外推未知区域类别的方式；非监督分类是一种无先验(已知)类别标准的分类方式。关于待研究的对象和区域，没有已知类别或训练样本作标准，而是利用图像数据本身能在特点测量空间中聚集成群的特点，先形成各个数据集，然后再查对这些数据集所代表的物体类别。与监督分类相较，非监督分类具有以下优势：不需要对被研究的地域有事前的了解，对分类的结果与精度要求相同的条件下，在时刻和本钱上较为节省,但事实上,非监督分类不如监督分类的精度高，因此监督分类利用的更为普遍。C应用篇1．遥感在丛林资源调查和经营治理中的应用利用遥感技术进行丛林资源调查和经营治理经历了以下几个时期，即二十世纪二十年代开始试用航空目视调查；30--40年代利用航片进行丛林区划和成图，结合地面进行丛林资源勘测；50年代中进展了利用航片的分层抽样调查，60-70年代，由于引进大量新的设备和先进的技术，如红外彩色摄影，多光谱摄影、光学增强技术、运算机技术的应用等,已形成多阶抽样体系。目前，遥感技术在林业工作中要紧用于丛林资源的调查和动态监测和丛林经营治理方面。林业资源散布广，经营面积辽阔，属于再生性生物资源。应用遥感技术可编制大面积的丛林散布图，测量林地面积，调查丛林蓄积和其它野生资源的数量。对宜林荒山荒地进行立地条件调查、绘制林地立地图、土地利用现状图和土地潜力图等，测算各类土地面积，进行土地评判。通过对丛林转变的动态监测，能够及时对林业生产的各个环节--采种、育苗、造林、采伐、更新、林产品运输等工作起指导作用。在“七五”“八五”期间,我国已成功地利用陆地卫星数据对我国“三北”防护林地域进行了全面的遥感综合调查，并对其植被的动态转变及其产生的生态效益做了综合评判，为国家制定久远的进展打算奠定了科学的基础。此刻，遥感技术已成为获取丛林资源信息的重要手腕,相信随着遥感技术的不断完善，它将给林业的生产和治理带来划时期的革命。2．自然灾害的遥感监测我国是一个自然灾害种类繁多、发生频繁和危害严峻的国家，应用遥感，地理信息系统和运算机等高新技术，对重大自然灾害进行监测评判，为政府和有关部份提供及时、准确和靠得住的信息，使防灾、减灾和救灾有充分的科学依据是国民经济建设和社会保障的重大问题。洪水、林火、干旱、丛林病虫害、地震和沙漠化等大体为突发性自然灾害,可否对这些灾害做出快速反映（例如在2-3天做出评估作为第一反映能力，在半个月左右做出较详细的评判作为第二反映能力）关于防灾救灾决策的制定最为关键。目前，监测丛林病虫害、沙漠化等要紧以陆地卫星TM数据为主，别离构建了相应的监测模型，进而确信出沙漠化及丛林病虫害侵袭的程度和散布范围。林火、洪水、雪灾、旱灾和地震等灾害要紧以NOAA数据来监测，因为这些灾害的发生、进展更为迅速，若是不能及时取得灾情，就很难做出准确的决策。关于灾后的评判多采纳航空遥感手腕，以便更准确地制定生产自救和重建家园打算。目前，我国已成立了重大自然灾害的历史数据库和背景数据库，从全国范围的角度，宏观地研究了自然灾害的危险程度分区和成灾规律。同时还选择了上述重大灾种进行了详细的监测评判技术方式与应付突发性灾情的研究，成立了各自的感遥--地理信息系统，实现了对常常性和突发性自然灾害的监测评判功能。3．遥感在气候和气象中的应用在天气分析和气象预报中的作用：卫星（要