遥感复习资料

1、 遥感的定义：广义的“遥感”指各种非接触的、远距离的探测技术，即不直接接触物体本身，在远处通过传感器探测和接收来自目标物体的电磁信息（如电场、磁场、电磁波、地震波等信息、），经过信息的传输及其处理分析，识别物体的属性及其分布等特征的技术。2、 根据遥感的定义,遥感技术系统包括遥感信息获取、遥感信息传输和遥感信息提取应用三大部分。3、 遥感平台是装载传感器进行遥感探测的运载工具，如飞机、卫星、飞船等。按其飞行高度的不同可分为近地平台、航空平台和航天平台。4、 传感器是遥感技术中的核心组成部分，是收集和记录地物电磁辐射能量信息的装置，如光学摄影机、多光谱扫描仪等，是获取遥感信息的关键设备。5、 传感器的性能包括传感器对电磁波波段的响应能力（如探测灵敏度和波谱分辨率）、传感器的空间分辨率及图像的几何特征、传感器获取地物电磁波信息量的大小和可靠程度等。6、 遥感监测的特点：（1） 监测区域范围大，受条件限制少。（2） 多尺度动态重复获取数据。（3） 电磁信息丰富，信息表达形式多样，获取信息的手段多，信息量大。（4） 获取信息的速度快。周期短。重现性好。（5） 数据可满足多用途监测，可比性强。（6） 效益高。精度高。提高工作效率。7、遥感发展简史：1608〜1879年的遥感萌芽阶段、1880〜1956年的摄影遥感阶段、1857〜1989年的航天遥感阶段和1990年开始的现代遥感四个阶段。8、 遥感发展趋势：（一） 多平台多传感器航空航天遥感数据获取趋向高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨率发展。（二） 综合对地观测定量化系统的建立（三） 高度综合化及应用领域不断拓展（四） 遥感和地理信息系统的一体化9、 任何物体本身都具有发射、吸收和反射电磁波的能力，这是物体的基本特征。10、 光波、热辐射、微波、无线电波等都是由振源发出的电磁振荡在空间的传播，这些波叫做电磁波。电磁波是在真空或物质中通过传播电磁场的振动而传输电磁能量的波，也称为电磁辐射。11、 电磁波性质：①是横波；②在真空以光速传播；③满足:c=fe=hf其中:E-能量，单位J;h-普朗克常数，h=6.626X J/s;f-频率；-波长；c-光速，c=3X10"8 m/s④电磁波具有波粒二象性：波长愈短，电磁波的粒子特性愈明显；波长愈长，波动特性愈明显。12、 电磁波谱一按电磁波在真空中传播的波长或频率，递增或递减顺序,就构成了电磁波谱。波谱以频率从高到低排列为：Y射线一X射线一紫夕卜线一可见光一红夕卜线一微波一无线电波13、 记P12表14、 地物的波谱特性：在自然界中任何地物都具有反射和发射电磁辐射的能力，但物体在不同波长处其反射和发射电磁辐射的能力是不同的。这种地物辐射能力随波长而变化的规律，就是地物的波谱特性。15、 地物的反射率的类型：镜面反射、漫反射、实际物体反射。16、 镜面反射的特征：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，入射角与反射角相等。17、 漫反射的特征：指不论入射方向如何，虽然反射率P与镜面反射一样，但反射方向却是“四向八方”，也就是把反射出来的能量分散到各个方向因此从某一方向看反射面，其亮度一定小于镜面反射的亮度。18、 实际物体反射的特征：(方向反射)多数都处于两种理想模型之间即介于镜面和朗伯面(漫反射向)之间。19、 地物反射波谱曲线：地物的反射率随入射波长变化的规律成为地物反射波谱。按地物反射率与波长之间的关系绘成的曲线称为地物反射波谱曲线。20、 黑体一对任何波长的电磁辐射都全部吸收的物体。【或：在任何条件下吸收系数恒等于1的物体，简称黑体。】绝对黑体，与物体温度有关。21、 大气的散射作用分几种情况及特征：瑞利散射：特点一散射强度与波长的四次方呈反比，即：波长越长，放射越弱。米氏散射：特点-散射的强度与波长的二次方呈反比，且散射在光线向前方比在向后方更强方向性更明显。无选择性散射：特点一散射强度与波长无关。22、大气窗口及常用波段有哪些？通常把通过大气而较少被反射、吸收或散射的透射率较高的电磁辐射波段称为大气窗口.23、遥感平台的种类：按平台距地面的高度大体上可分为地面平台、航空平台和航天平台三类。24、 卫星的轨道的种类：地球同步轨道、太阳同步轨道。地球同步轨道的概念：地球同步轨道的运行周期等于地球的自转周期，即卫星与地球转动的角速度相同，其传感器总是朝向地球固定的位置，如果从地面上各地方看过去，卫星在赤道上的一点是静止不动的，所以又称静止轨道。太阳同步轨道的概念：指的就是卫星的轨道平面和太阳始终保持相对固定的取向，轨道倾角（轨道平面与赤道平面的夹角）接近90度，卫星要在两极附近通过，因此又称之为近极地太阳同步卫星轨道。25、 传感器的分类：（1） 磁波辐射来源的不同，把传感器分为主动式传感器和被动式传感器。（2） 按成像原理和所获取图像的性质不同，把传感器分为摄影机、扫描仪和雷达三种类型。（3） 按记录电磁波信息方式的不同，把传感器分为成像方式的传感器和非成像方式的传感器。26、 主动式传感器：向目标发射电磁波然后收集从目标反射回来的信息，如合成孔径测试雷达等。被动式传感器：收集的是地面目标反射太阳光的能量或目标自身辐射的电磁波能量如摄影相机和多光谱扫描仪。27、 扫描类型的传感器按扫描成像方式又可分为光机扫描仪和推帚式扫描仪；雷达按其天线形式分为真实孔径雷达和合成孔径雷达。28、 常见的扫描方式的传感器有光机扫描仪、CCD固体扫描仪和电视摄像机等。29、 CCD固体扫描仪：是一种用电荷耦合器件CCD制成的传感器。其特点：具有自扫描、感受波谱范围宽、畸变小、体积小、重量轻等一系列优点，并可制成集成度很高的组合件。30、 成像光谱仪：在一定的波长范围内，传感器的探测波段分割越多，即波谱采样点越多，所获取的数据的连续性就越强，从而使传感器在获取目标地物图像的同时，也能获取反映地物特点的连续、光滑的光谱曲线。这种既能成像又能获取目标光谱曲线的“谱像合一”的技术，称为成像光谱技术。按照这种技术原理制成的扫描仪称为成像光谱仪。其特点：成像光谱仪数据具有光谱分辨率极高的优点，其空间分辨率却较低（几十甚至几百米）。31、 真实孔径侧视雷达的工作原理：天线装在飞机或卫星的侧面，雷达发射天线向平台行进方向的侧向发射一束宽度很窄的脉冲电磁波束，然后接收从目标地物发射回来的后向散射波，进而从接收的信号中获取地表的图像。32、 合成孔径侧视雷达特点：合成孔径侧视雷达的特点是在距离方向上采用脉冲压缩来提高分辨率，在方位方向上通过合成孔径原理来提高分辨率。合成孔径技术的基本思想是对在平台前进方向的不同位置上所接收的包含相位信息的信号进行记录和处理，得到比采用实际天线更长的假设天线进行观察的同样结果。33、 陆地卫星的传输、处理系统包括以下三个部分：地面控制中心、地面接收站、地面数据处理机构。34、 数据格式：遥感数字图像以二维数组来表示。在数组中，每个元素代表一个像素，像素的坐标位置隐含。35、 多波段数字图像的存储与分发，通常采用BSQ、BIP、BIL三种数据格式。36、 数字图像：数字图像指能够被计算机存储、处理和使用的图像。37、 数字量与模拟量的本质区别在于模拟量是连续变量而数字量是离散变量。38、 数字图像特征：①目标地物的大小、形状及空间分布特点；②目标地物的属性特点；③目标地物的变化动态特点。这三方面信息的表现参数即为空间分辨率、时间分辨率、波谱分辨率和辐射分辨率。39、 空间分辨率：图像的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，是用来表征影像分辨地面目标细节能力的指标。空间分辨率通常用地面分辨率和影像分辨率来表示。40、 颜色的性质由明度、色调、饱和度来描述。⑴明度—是人眼对光源或物体明亮程度的感觉。（2）色调，是色彩彼此相互区分的特性。（3）饱和度----是彩色纯洁的程度，也就是光谱中波长段是否窄，频率是否单一的表示。黑白色只用明度描述，不用色调、饱和度描述。41、 三原色：若三种颜色，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、蓝三种颜色是最优的三原色。42、 光学增强处理的四种方法：改变对比度、相关掩膜处理方法、显示动态变化、边缘突出。43、 单波段图像的彩色处理称为伪彩色合成，多波段遥感图像的彩色处理称为假彩色合成。44、 密度分割或密度分层是伪彩色合成方法之一。45、 辐射误差：传感器所得到的观测值与目标反射率或辐射亮度等物理量之间的差值。46、 辐射误差产生的原因：辐射误差来源于传感器响应、大气传输过程（云和雾）和太阳照射的影响（位置和角度）等。47、 辐射定标包括三方面的内容：①发射前的实验室定标；②机上和星上定标③场地定标。48、 大气校正：由于大气的吸收、散射及其他随机因素影响，导致图像模糊失真造成图像分辨率和对比度相对下降，消除这些影响的处理过程。49、 遥感图像的大气校正方法有多种，按校正后的结果可以分为绝对大气校正和相对大气校正。50、 相对大气校正方法：校正后得到的图像，相同的传感器输出值表示相同的地物反射率，其结果不考虑地物的实际反射率。51、 绝对大气校正方法：是将遥感图像的传感器输出值转换为地表反射率或地表反射辐亮度的方法。52、 几何畸变产生的原因：传感器外方位元素变化、地表起伏的影响、地球曲率的影响、大气折射的影响。53、 多项式纠正方法：（1）多项式模型：遥感影像的总体变形可以视为平移、缩放、旋转、偏扭、弯曲及其他变形综合作用的结果。（2）采集控制点、（3）确定纠正后图像的边界范围、（4）确定纠正后图像的像元灰度值一图像重采样。54、 图像平滑常用手法：1.均值滤波、2.中值滤波。55、 K—T变换：Kauth-Thomas变换的简称，也称缨帽变换。第一特征为亮度，反映总体反射率的综合效果，并仅与影响总体反射率的物理过程有关。第二特征为绿度，是可见光波段植物光合作用吸收与近红外植物强反射的综合影响，与地面植被覆盖、叶面积指数以及生物量有很大关系。第三特征为湿度，是可见光、近红外波段反射能量的综合与两处中红外波段反射能量的差值，反映地面水分条件，特别是土壤的湿度状态。56、 目视解译：也称目视判读，又称目视判译，指根据各专业（部门）的要求，专业人员通过直接观察或借助相关辅助判读仪器在遥感图像上获取特定目标地物信息的过程。57、 遥感图像计算机解译，也称为遥感图像理解。58、 遥感图像的目视解译影响因裁资料质量、环境情况、人为因素。59、 空间特征：遥感图像中的目标地物空间特征可以概括为“色、形、位”三大类。这里包括目标地物的颜色、色调和阴影等。60、 本影：是地物未被光束直接照射的部分在影像上的构图。落影：是光束直接照射地物而投在地面上的影子的影像构图。61、 阴影:目标地物与背景之间的辐射差异造成阴影。62、 微波影像的判读；（1）色调：雷达回波强度在微波影像上的表现。微波图像色调变化主要依赖于地形目标的后向散射特性，地物后向散射截面产生的强回波在影像正片呈现白色色调.弱回波信号在影像正片上呈现为灰暗色调。白色、灰色、暗黑色和黑色，它分别与雷达回波的强、中、弱和无四种程度相对应⑵阴影：微波影像上出现的无回波区。地形起伏是造成微波影像上出现阴影的主要原因之一。雷达阴影的长度与地形起伏的高度有关，同时又与雷达高度，隆起障碍物与雷达的距离等因索有关。（3） 形状：目标地物轮廓或外形的雷达回波在微波影像上的构像。自然地物外形不规则，人造地物外形规则（4） 纹理：微波影像上的周期性或随机性的色调变化。微细纹理：是大多数雷达系统固有的一种影像特征，它是对雷达信号衰减进行抽样统计处理而产生的。而不是由相对平坦地面上的植被引起的。63、 微波影像的特点:（1）测试雷达采用非中心投影方式成像，它与摄像机中心投影方式完全不同。（2）比列尺在横向上产生畸变，在雷达波束照射区内，地面各点对应的入射角不等，距离雷达航迹越远，入射角越大，使得影像比列尺产生畸变，其规律是距离雷达航迹愈远比列尺愈小。（3）地形起伏移位在地学研究领域，经常采用Ka及X波段成像雷达进行资源与环境调查。64、 遥感数字图像是以数字形式表示的遥感影像。遥感数字图像最基本的单位是像素。65、 像素具有空间特征和属性特征。66、 遥感数字图像的特点：便于计算机处理与分析、图像信息损失低、抽象性强。67、 遥感图像分类的理论依据是图像像素的相似度。68、 非监督分类法:又称聚类法。是在没有先验类别（训练场地）作为样本的条件下，即事先不知道类别特征，主要根据像元间相似度的大小进行归类合并（将相似度大的像元归为一类）的方法。69、 监督分类法:又称训练场地法或先学习后分类法。首先需要从研究区域选取代表各类别的已知样本作为训练场地（训练区）。根据已知训练区提供的样本,在样本上选择提取特征参数（如像素亮度均值、方差等），建立判别函数，据此对样本像元进行分类，依据样本类别的特征来识别非样本像元的归属类别。70、 非监督分类与监督分类方法的比较：非监督分类与监督分类方法的更本区别在于是否利用训练样区来获取先验的类别知识。监督分类根据训练样区提供的样本选择特征参数，建立判别函，对待分类点像元进行分类。因此，训练场地选择是监督分类的关键。相比之下，非监督分类不需要先验知识，根据地物的光谱统计特性进行分类。因此，非监督分类方法简单。当光谱特征类能够和地物类型相对应时，非监督分类也可取得较好的分类结果。当两个地物类型对应的光谱特征类差异很小时，非监督分类效果不如监督分类效果好。非监督分类在很多地方上将地物划分错误，而监督分类错误较少。71、 控制植物反射率的主要因素有植物叶子的颜色、叶子的细胞构造和植物水分等。72、 植被遥感在植物类型区分、植物生长监测、生物物理参量反演和产量估算等科研、生产和管理工作中得到很好的应用。73、 土地利用遥感调查的步骤：一般包括遥感数据的选择、土地利用/土地覆盖分类系统的选择、遥感图像预处理与增强处理、土地利用/土地覆盖分类判读标志建立、土地利用/土地覆盖遥感分类与精度评价、土地利用/土地覆盖时空变化分析等。74、 遥感数据的选择：选择遥感数据源要考虑分辨率、时相、价格、覆盖范围等因素。75、 水体的光谱特征主要取决于水体内部对入射光线的散射和反射，因为它发生在水体的一定深度范围内而非水面，所以称之为“水体反射气76、 水体遥感的应用领域很多，主要包括水体边界的确定（洪涝灾害）、水体悬浮物质的确定（含沙量与富营养化）、水体污染范围的确定，以及水体温度和水体深度探测等。77、 水体悬浮物质的确定：1、 泥沙含量：自然因素和人类活动造成水土流失、河流侵蚀，河流带走了大量泥沙入湖入海，是水中悬浮泥沙物质的主要来源。这些泥沙物质进入水体，引起水体的光谱特性发生变化。水体反射率与水体混浊度之间存在着密切的相关关系（正相关）。随着水中悬浮泥沙浓度增加，即水的混浊度增加，水体在整个可见光谱段的反射亮度增加，同时反射峰值波长向长波方向移动（“红移”），即从蓝（B）—绿（G）T更长波段（0.5um以上）移动，而且反射峰值本身形态变得更宽。水中叶绿素含量：水中叶绿素浓度是浮游生物分布的指标，是衡量水体初级生产力（水生植物的生物量）和富营养化作用的最基本的指标。它与水体光谱响应间关系的研究是十分重要的。当然，这种指示作用的有效性海域还与浮游植物光合作用的环境因素（如营养盐、温度、透明度等）以及叶绿素含量变化的制约条件有关。78、 岩性识别：岩性即岩石的性质，可以简单的理解为岩石的归属一沉积岩、岩浆岩还是变质岩。79、 沉积岩的识别：松散沉积物解译（1）松散沉积物的成分及成因与地貌密切相关；（2）色调深浅与含水程度有关；（3）纹形图案是重要的解译标志。＞固结沉积岩：沉积岩最大特点是成层性沉积岩常常形成不同的地貌特点；＞沉积岩的解译应着重标志性岩层的建立；＞疏松的陆相碎屑岩直接与形成的地貌有关。（—）砾岩多呈似层状、透镜状、条块状、层理不明显，色调较暗。沿大型节理方向常出现陡坎、悬崖、脊状垅岗；分水岭尖峭，地形崎岖。砾岩分布区残积物少，崩积物多；植被稀疏而不均，故影像粗糙，常显斑状纹理。水系稀疏，且主要受断裂控制。二） 砂岩：节理较发育，常成组出现，对水系控制作用明显，故以树枝状-格状水系图形最常见；冲沟横断面一般为“V”形。产状近水平的厚层砂岩常形成方山峡谷地貌，图像上表现为斑块状纹理。倾斜产出时，常构成单面山，影像为折线状