全书教学课件：遥感技术基础(长安大学)

第一章绪论本章主要内容遥感基本概念及其发展特点遥感技术的发展遥感技术的分类空间遥感主要活动概述“遥感”（RemoteSensing),即”遥远的感知”,它是一种远距离不直接接触物体而取得其信息的探测技术.这个术语的出现是在1962年,当时美国决定使两项原先属于军事保密的新技术—侧视雷达成像技术和红外扫描成像技术公开于民用。为此美国密执安大学召开了一个取名为”环境遥感”(RemoteSensingofEnvironment)的专题讨论会,从此遥感这个术语便正式地以特定的含义在学术界以及科技应用中得到了流传和使用。RemoteSensing狭义遥感与广义遥感

广义遥感----包括空对地、地对空、空对空遥感.这不仅把整个地球大气圈、水圈、岩石圈作为研究对象(地球遥感),而且把探测范围扩大到地球以外的日地空间(宇宙遥感).从遥感利用的媒介来看,广义遥感包括:电磁波遥感(光、热、无线电波);力场遥感(重力、磁力);声波遥感;地震波遥感.本课程所讨论的内容是狭义的指电磁波遥感.

狭义遥感----主要是空对地遥感,即在离开地面的平台上(包括卫星、飞机、气球和高塔等)装上遥感仪器,对地面进行探测.它主要是以电磁波为媒介,包括紫外---可见光---红外---微波的范围.换句话说,狭义遥感是把遥感看作对地球表面进行探测的一个立体观测系统.遥感传感器与遥感平台

遥感传感器——收集、量测、记录地物各种电磁波特征的仪器,如照相机、扫描仪等。

遥感平台——装载传感器的设备,如船、塔、飞机、气球、卫星、飞船、火箭等。遥感的基本概念“遥感”（RemoteSensing),就是用装载在飞机或人造卫星等不同高度平台上的传感器，收集由地面目标物辐射和反射来的电磁波信息，记录在胶片或磁带上，经过回收胶片或无线电传输，并对这些信息进行加工、处理、判译、识别出目标物及其所处环境条件的一种综合技术。遥感卫星对地观测遥感影像遥感的一般过程遥感的特点时效性数据的综合性和可比性经济性局限性大面积同步观测遥感技术的主要任务研究地物的电磁波辐射特性。研究遥感信息的探测手段、主要传感器。研究遥感信息的传输和处理系统。研究遥感信息的应用。当代遥感技术的发展特点不断研制新型传感器，今后的趋势是将多种传感器放到同一个卫星计划中去。形成多级分辨率影像序列的金字塔，以提供从粗到精的对地观测数据源。可以反复获取同一地区影像数据的多时相性。尽可能增加更多谱段的遥感数据。遥感技术的现状航天遥感平台方面我国先后发射了返回式遥感卫星、国土普查卫星、极轨气象卫星、静止气象卫星、小卫星、海洋卫星等多颗卫星,形成了卫星对地球的全方位观测系统。航天传感器方面我国自行或合作研制了多种传感器,如中巴资源卫星上搭载的CCD相机、红外多光谱扫描仪(IRMSS)和宽视场成像仪(WFI);星载太阳辐照度监测仪和多通道扫描辐射计等。航空遥感方面我国正在积极开展先进的机载对地观测系统的研制,该系统由5个传感器组成,工作波段覆盖了可见光红外和微波整个系列;平台采用高、中、低空飞机构成面向应用目标的分式系统。遥感技术的现状遥感应用方面在日常的天气、海洋、环境预报及灾害监测、资源调查、土地利用、城市规划、作物估产、国土普查、铁路选线、水库及港口选址、荒漠化监测、环境保护气候变化及国防方面均取得了显著的社会效益和经济效益。基础研究方面我国开展了目标辐射特性、大气传输特性、反演方法和辐射定标等的研究.同时,在INSAR和D-INSAR方法、成像光谱仪数据处理、遥感中的空间推理、专家系统和数据挖掘、多源遥感数据融合等前沿技术方面也开展了卓有成效的研究。遥感技术面临的挑战尽管航天遥感领域已经发射了无数遥感卫星和遥感器,然而我们的遥感仍然处于定性遥感阶段,还难以满足不同用户的需求;在大气辐射传输、地物反射与发射等基础研究方面还有诸多不尽人意的地方;海量遥感数据的综合应用、遥感数据的融合、遥感数据的压缩、遥感信息挖掘等仍然是遥感面临的重要问题;遥感是应产业化、私营化、还是集中化以及遥感的国际合作等政策性问题还有待于我们进一步探索。作为空间信息科学的重要组成部分,摄影测量与遥感学科如何更好地与GPS和GIS集成,更好地发挥各自的优势,我们仍有许多工作要做.为实现数字中国和数字地球,摄影测量与遥感责无旁贷,但要真正达到这个目标,还有很长的路要走.遥感的技术系统遥感信息源空间信息获取遥感数据的传输与接收遥感图像处理遥感信息的分析与提取遥感信息的应用遥感技术的分类按遥感器所选用的能源分电磁波遥感技术、声学遥感技术、物理场遥感技术等。按传感器使用的运载工具分航空遥感、航天遥感和地面遥感。按传感器有无能源作用分有源遥感技术和无源遥感技术。按遥感的对象和目的分地球资源遥感技术、环境遥感技术、气象遥感技术、海洋遥感技术等。遥感技术的分类按记录信息的表现形式分图像方式和非图像方式。遥感技术的分类

被动遥感传感器不向目标发射电磁波，仅被动的接受目标物自身发射和对自然辐射反射的能量。主动遥感与被动遥感

主动遥感探测由人工发射的能源经被测物体反射回来的电磁波的能量分布。大气吸收散射地球反射地球辐射主动遥感遥感技术的分类空间遥感的主要活动20世纪六十年代以后，随着空间技术的迅速发展，成千上百颗人造地球卫星和宇宙飞船及其它各种空间飞行器被送入太空。人们长期盼望的观察宇宙空间的梦想变为现实。

20世纪九十年代以来，国际上发射了一系列的资源遥感卫星。在今后几年里，还将有一些遥感卫星发射升空，这些遥感卫星携带各具特色的传感器，一方面标志着遥感技术的新水平，另一方面也为未来一段时间内全球遥感应用的发展提供新的动力和水平。

航天飞机

一种有人驾驶的空间飞行器，该计划由美国于1969年提出，它是载人飞船技术、运载火箭技术和航空技术综合发展的产物。美国陆地卫星(Landsat)

1972年7月23日发射第一颗陆地卫星。陆地卫星在重复成像的基础上，产生世界范围的影像。目前,LandSat—1,2,3,4,5,7均已发射。

法国资源卫星(SPOT)

SPOT-1卫星是法国于1986年2月发射的高性能地球观测卫星，目前SPOT-2，3，4、5卫星已相继升空。美国IKONOS卫星IKONOS—2于1999年9月24日发射。卫星运行在高度为681.8公里、倾角98.1度的极轨道上。IKONOS轨道为太阳同步轨道，所有IKONOS的图象均在上午获得。

中巴资源卫星(CBERS)1999年10月中巴资源卫星（CBERS-1)发射成功。中巴资源卫星系统主要由数据接收、数据预处理、数据分发和用户服务、运行管理、卫星有效载荷业务测控、应用示范及分析模型、数据模拟、应用评价七个分系统组成。2003年，CBERS-2发射成功。美国快鸟卫星(QuickBird)

美国DigitalGlobe公司的高分辨率商业遥感卫星-快鸟（Quickbird-2）于2001年10月18日发射成功，经过轨道调试和试运行，目前已开始正式运行、提供图象接收服务。1957年，苏联第一颗人造卫星发射成功。遥感技术发展简史1960年，美国发射TIROS-1和NOAA-1太阳同步卫星。1972年，美国发射Lansat-1，分辨率为79米。1982年，Lansat-4发射，分辨率提高到30米。1986年，法国发射SPOT-1卫星，分辨率为10米。1999年，美国发射IKONOS，分辨率提高到1米。同年10月，中巴资源卫星发射成功。2001年，美国QuickBird-2卫星发射成功，分辨率提高到0.61米。1999年，Lansat-7发射，分辨率提高到15米。2002年，法国发射SPOT-5卫星，分辨率为2.5米。重点与难点重点遥感的基本概念及其特点难点遥感的技术系统第二章遥感技术的

物理基础本章主要内容电磁辐射理论电磁辐射源地物的电磁辐射特性大气传输特性辐射传输方程电磁波的产生

物质是由无数分子组成。分子是由原子组成，原子是由原子核和环绕它旋转的分子组成。原子和分子受到光和热作用时，原子内部的原子核和电子的状态就会发生变化，物质的这种内部状态的变化就产生了电磁波。电磁波在传播中遵循波的反射、折射、衍射、干涉、吸收、散射等传播定律。电磁辐射理论外层电子的离子化和激励电磁辐射电磁辐射：变化的电场周围产生变化的磁场，变化的磁场周围产生变化的电场，电场和磁场相互激发，并以辐射方式向外传播。电磁辐射的基本特性：波粒二象性，宏观的波动性和微观的粒子性。电磁波的基本要素：频率传播方向振幅偏振面电磁辐射理论电磁辐射理论电磁辐射的基本特性波粒二象性：宏观的波动性和微观的粒子性。E：电场强度；H：磁感应强度矢量；V：传播方向电磁波谱电磁辐射理论电磁波谱图电磁辐射源绝对黑体辐射一定温度下各波长的电磁波都达到最大出射度的物体。绝对黑体是一种理想的辐射体，自然界中很难发现这样的物体。黑体被广泛用作热辐射测量的标准辐射源。天然电磁辐射源

实际物体在一定温度下只能吸收投射到其表面的部分电磁辐射。发射率：实际物体辐射出射度与同温黑体辐射出射度之比。实际物体又分灰体和选择性辐射体。自然界中的大多数物体都可近似看作灰体。电磁辐射源实际物体辐射电磁辐射源灰体：在整个电磁波谱范围内发射率都为常数的物体。选择性辐射体：发射率随波长的变化而变化。实际物体辐射黑体、灰体、选择性辐射体发射率之间的关系太阳辐射太阳光的光谱特性电磁辐射源太阳辐射度分布曲线太阳辐射太阳常数S:

表示太阳的电磁辐射。指在大气层顶部之上，平均日—地距离处，垂直于太阳射线的单位面积上，单位时间内接受到的太阳辐射总能量。太阳的光谱照度E：取决于日—地距离和太阳高度角的变化。电磁辐射源—单位波长的太阳常数地球的电磁辐射

地球是一天然电磁辐射源。地球除反射太阳辐射外，还以火山喷发、温泉、大地热流等形式向宇宙空间不断地辐射能量。电磁辐射源地球电磁辐射特性人工电磁辐射源微波辐射源无线电波中波长最短，频率最高的部分。这种超高频电磁振荡主要由微波谐振器产生。具有如下特点：“似光性”传播特性与可见光相似；频率高、可用频带宽、信息容量大；可穿透电离层；具有一定穿透性。激光辐射源激光由20世纪60年代发展起来的一种新型人工辐射源，由各类激光器发射。具有方向性好、亮度高、单色性和相关性强等特点。电磁辐射源地物的电磁辐射特性

任何物体对外来电磁波均有反射、吸收和透射作用。同时，任何物体只要其温度高于绝对零度，都会不断向外界发射电磁波（热辐射）。目前遥感传感器所能接收、探测的主要是地物反射、发射的电磁波信息。在入射电磁波与反射、吸收、透射电磁波之间，遵循能量守恒定律：

吸收率、反射率、透射率分别表示物体对外来电磁波吸收、反射、和透射能力的大小。不同物体，这些能力不同。另外，不同物体发射电磁波的能力也不同。地物对外来电磁波的反射、吸收、透射以及地物本身发射电磁波的特性，即地物的电磁辐射特性中，都含有丰富的遥感信息。地物的电磁辐射特性不同界面的反射界面起伏高度相对于入射电磁波而言很小时产生镜面反射。反射电磁波具有严格的方向性、位相相干，并有偏振化现象。界面起伏高度相对于入射电磁波而言比较大时产生漫反射。反射的电磁波无方向性、位相不相干、无偏振化现象。界面起伏高度介于上述两种情况之间时产生混合反射。不同方向上反射电磁波强度不同，在相当于镜面反射的方向上反射能量较强。不同界面对同一波长的入射电磁波产生不同的反射。同一界面对不同波长的入射电磁波产生不同的反射。地物的电磁辐射特性地物反射电磁波的特性

亮度系数：相同照度条件下，某物体表面亮度与纯白表面亮度之比。即：

实际应用中，还常用光谱反射率和光谱亮度系数来反映物体对一定波长的电磁波的反射能力。地物的电磁辐射特性反射光谱曲线各种物体的反射率同类植物不同生长期的反射曲线地物颜色与反射光谱特性的关系地物的电磁辐射特性

任何一种物体的颜色，都是它在可见光波段反射光谱特性的集中表现，因而是一种极富鉴别的重要特征。物体的颜色取决于它对光源发出的可见光的吸收、反射情况。

根据物体对光波的吸收特性，将其分为消色物体和彩色物体。消色物体对入射白光中的各种色光的吸收是非选择性的。彩色物体对入射白光具有选择性吸收的特性。

各种物体对可见光均有固定的吸收、反射（或透射）的光谱特性，而无固定的颜色。物体的颜色是随光源成份的不同而变化的。地物的电磁辐射特性地物发射电磁波的特性物体的波谱特征：自然界中的所有物体，都以它们自身特有的规律来不等量地吸收、反射或发射电磁波，甚至同一物体的不同自然状态的吸收、反射、发射的电磁波也不同。地物的发射波谱特征：地物的发射率随波长变化的函数关系。地物的发射波谱曲线：地物的发射率与波长的相关曲线。地物的发射电磁波属长波辐射，能量主要集中在远红外段。大气传输特性大气成份二氧化碳、臭氧、氮气等粒径小的分子。气溶胶、水汽、烟、尘埃等粒径大的气溶胶。大气的吸收水汽的吸收：吸收波长很宽，对大气影响很广泛。臭氧的吸收：吸收波长较复杂。二氧化碳吸收：主要吸收大于2μ的红外线。大气反射大气中的云层和较大的尘埃能将太阳辐射中的一部分能量发射到空中，削弱了到达地面的太阳辐射。大气传输特性大气散射瑞利散射：散射粒子大小比起波长要小得多时粒子所引起的散射。米氏散射：散射粒子比起波长要大的散射。无选择性散射：微粒直径远比波长大的散射。太阳直接辐射与天空辐射太阳直接辐射：太阳直接投射到地面的辐射。天空辐射：被大气散射后，由散射点自天空向地面的辐射。大气对太阳辐射的衰减反射作用影响最大。可见光的衰减以大气散射为主。紫外辐射和红外辐射的衰减以选择性吸收为主。

大气传输特性大气窗口波长名称透过率应用0.15—0.20μm远紫外窗口小于25%尚未应用0.30—1.15μm可见光窗口大于80%包括全部可见光波段、部分紫外波段、部分近红外波段，遥感技术的主要窗口之一。1.4—1.9μm近红外窗口60%—95%1.55—1.75μm波段有利于遥感2.05—3.0μm近红外窗口大于80%2.08—2.35μm波段有利于遥感3.5—5.0μm中红外窗口60%—70%白天、夜间都可应用，扫描成像8—14μm热红外窗口大于80%主要窗口之一，9.6μm处O3强吸收15—23μm远红外窗口小于10%尚未应用25—90μm远红外窗口40%—50%尚未应用1.0—1.8mm毫米波窗口35%—40%尚未应用2.0—5.0mm毫米波窗口50%—70%尚未应用8mm—1m微波窗口100%主要用于微波扫描和微波雷达电磁波遥感的能量传输影响传感器接收能量大小的因素：太阳辐射能的光谱分布特性。大气传输特性。太阳高度角和方位角。地物的波谱特性。传感器的高度和位置。传感器的性能和记录方式。辐射传输方程传感器接收的辐射亮度：重点与难点重点地物的电磁辐射特性大气窗口难点电磁波遥感的能量传输及辐射传输方程第三章遥感工作系统本章主要内容地物波谱测试及地面遥感实验遥感平台遥感传感器遥感工作系统

整个遥感工作系统可以分为星载（机载）分系统和地面分系统两大部分。星载分系统由遥感平台和传感器组成，负责从高空收集地物的电磁辐射信息，是整个遥感工作系统的核心部分。地面分系统由遥感测试系统和地面控制处理系统两部分组成，前者负责地物波谱测度研究和地面实况调查，后者负责对星载分系统的控制、遥感数据接收与处理等具体工作。遥感工作系统示意图地物波谱测试测量地物对太阳辐射的反射特性测量地物自身的发射（热辐射）特性测量地物的微波辐射特性地面遥感实验地物反射波谱测试实验室测试野外测试302型野外分光光度计结构原理图地面遥感实验302型野外分光光度计工作原理

从被测物体反射出来的复合光束，经单色仪的分光棱镜被分为单色光，单色光经光电转换系统（光电管）接收并转换成电流，再由微电流计将物体反射的光能量显示出来。设被测物体和标准板均为郎伯反射面，且令物体到仪器之间的大气透过率为1；大气向上散射的物体辐射忽略不计，由辐射传输方程得目标物体和标准板到仪器的辐射亮度分别为：

在用比较法—同一波长分别测量物体和标准板的光谱反射率进行测量时，可认为太阳的照度条件和仪器响应率均不变。同时认为仪器的输出信号（如电流强度I）与辐射亮度成正比。则有：

两式相比为：物体发射波谱特性的测试红外辐射计用来测量物体发射波谱特性的仪器。发射率ε的测量温度T的测量直接测量辐射亮度地面遥感实验地面遥感实验其他地面遥感实验遥感仪器实验与校准地面实况调查实验区遥感平台遥感平台是指安装传感器的运载工具。近地面平台航空平台航天平台遥感平台开普勒行星运行三定律开普勒第一定律卫星运行的轨道是一椭圆，而该椭圆的一个焦点与地心的质心相重合。开普勒第三定律行星公转周期的平方与它的轨道平均半径的立方成正比。开普勒第二定律卫星的向径（行星至太阳的连线）在相等的时间内扫过相等的面积。遥感平台卫星的空间轨道参数卫星的空间轨道升交点赤经Ω近地点角距ω轨道倾角i卫星轨道的长半轴a卫星对到的扁心率e卫星运行的周期T遥感平台卫星的三轴姿态

卫星的三个坐标轴：当卫星在理想稳定状态时，以卫星的质心作为坐标原点，在轨道面内，指向卫星运行方向的为x轴，垂直轨道面的为y轴，垂直于地球的为z轴。遥感平台运行周期卫星绕地球一圈所需的时间。空间卫星的运行方式重复周期卫星回到上次地面轨迹上空运行时所需要的天数。地球同步轨道卫星运行周期与地球自转周期相同。太阳同步轨道卫星轨道面与太阳地球连线之间在黄道面内的夹角，不随地球绕太阳的公转而改变。遥感平台陆地卫星的轨道参数遥感平台SPOT卫星参数SPOT-5SPOT-4SPOT-1，2，3发射日期2002.51998.31，1986.22，1990.13，1993.9发射器阿丽亚那4型火箭阿丽亚那4型火箭阿丽亚那2/3型火箭轨道太阳同步太阳同步太阳同步降交点过赤道当地时间上午10时30分上午10时30分上午10时30分轨道高度/km822822822倾角（°）98.798.798.7速度/kmps7.47.47.4姿态控制指向地球和偏轨轴控制指向地球指向地球轨道周期/min101.4101.4101.4轨道循环周期/d262626设计寿命/a553QuickBird—2发射日期2001年10月18日卫星轨道高度及倾角450km98º太阳同步卫星回访时间1—3.5天（与纬度有关）图像分辨率&&光谱特性全色：61—72cm黑白：445—990nm多光谱：244—288cm蓝：450—520nm绿：520—600nm红：630—690nm近红外：760—900nm成像幅宽16.5km*16.5km图像数字质量11bits存储多光谱波段红、绿、蓝、近红外卫星轨道周期93.4分钟每轨拍摄约57景QuickBird卫星参数CBERS—1卫星参数遥感平台CBERS—2卫星参数发射日期设计寿命观测周期（天）遥感器名称波段/频率（µm)

空间分辨率（米）轨道倾角轨道高度(km)2003年10月21日2年26CCD相机红外多光谱扫描仪宽视场成像仪B10.45-0.52

B20.52-0.59

B30.63-0.69

B40.77-0.89

B50.51-0.73B60.50-0.90

B71.55-1.75

B82.08-2.35B910.4-12.5B100.63-0.69

B110.77-0.8919.577.815625698.5º778遥感传感器

传感器是指收集、量测、记录地物各种电磁波特征的仪器。

传感器的组成部分：收集系统、探测系统、信号转化系统和记录系统。

传感器的分类：光学摄影类型、光电成像类型、微波成像类型。遥感传感器光学摄影类型的传感器单镜头画幅式摄影机主要由收集器—物镜和探测器—感光胶片组成。另外还需要有暗盒，快门，光栏，机械传动装置等，曝光后的底片上只有一个潜像，须经摄影处理后才能显示出来影像。缝隙摄影机在摄影机焦面前放置一开缝档板，将缝隙外的影像全挡去，摄影瞬间所获取的影像，是与航向垂直，且与缝隙等宽的一条地面影像。多光谱摄影机对同一地区，在同一瞬间摄取多个波段影像的摄影机。其目的是充分利用地物在不同光谱区，有不同的反射特征，来增多获取目标的信息量，以便提高影像的判读和识别能力。全景摄影机在物镜焦面上，平行于飞行方向设置一狭缝，并随物镜作垂直航线方向扫描，得到一幅扫描成的影像图。遥感传感器光电成像类型的传感器机载红外扫描仪Mss多光谱扫描仪TM专题制图仪ETM+HRV扫描仪印度IRS系列卫星上的传感器

收集电磁波能量，通过仪器内的光敏或热敏探测器转变成电能后再记录下来。感光范围除胶片感光区外，能覆盖整个红外区。收集的数据，通过无线电频道向地面发送应获取的信息。机载红外扫描仪各部件作用

旋转扫描镜的作用是实现对地面横越航线方向的扫描，并将地面辐射来的电磁波反射到反射镜组。反射镜组的作用是将地面辐射来的电磁波聚焦在探测器上。探测器是将辐射能转变成电能。致冷器是隔离周围的红外光直接照射探测器。电子处理装置主要是对探测器输出的视频信号放大和进行光电变换，它由低噪声前置放大器和电光变换线路组成。输出端是一个阴极射线管和胶片传动装置。视频信号经电光变换线路调制阴极射线管的阴极，这时阴极射线管的屏幕上的扫描线的亮度变化相应于地面扫描视场内的辐射量变化。胶片感光后得到扫描线的影像。遥感传感器机载红外扫描仪结构原理图机载红外扫描仪扫描成像过程

当旋转扫描镜旋转时，第一个镜面对地面横越航线方向扫视一次，在扫描视场内的地面辐射能，由刈幅的一边到另一边依次进入传感器，经探测器输出视频信号，再经电子放大器放大和调制，在阴极射线管上显示出一条相应于地面扫描视场内的景物的影像线，这条影像经感光后在底片记录下来，接着第二个扫描镜面扫视地面，由于飞机向前运动，胶片也作同步旋转，记录的第二条影像正好与第一条衔接。依次下去，就得到一条与地面范围相应的二维条带影像。红外扫描仪地面分辨力图遥感传感器Mss多光谱扫描仪的结构Mss(MultispectralScanner)是由扫描反射镜、校正器、聚光系统、旋转快门、光学纤维、滤光器和检波器组成。扫描反射镜是一个表面镀银的椭圆铍反射镜，它围绕正常位置摆动的幅度约为±2.89º，摆动频率为13.62HZ，对垂直于卫星轨迹方向的地面进行扫描。聚光系统是将经扫描反射的信号聚焦在光学纤维上。光学纤维是将惊滤光器分光后的光讯号传导至探测器。遥感传感器Mss多光谱扫描仪结构示意图Mss多光谱扫描仪的成像过程

地面光讯号经扫描反射镜，反射至第一和第二反射镜组成的光学聚焦系统，聚焦在光学纤维板上。光学纤维板上各像元的光讯号经滤光器分光后，由光学纤维板传导至探测元件，并由中继光学系统传入构成光阑的探测器中。遥感传感器Mss多光谱扫描仪扫描过程图TM专题制图仪TM(ThematicMapper)专题制图仪装于Landsat4、5、7号卫星上。它也是一台多光谱扫描仪。它由扫描镜，主、次反射镜组成的望远镜，扫描行改正器，滤波器，探测器，中远红外的分光折射镜，致冷设备和辐射参考源，电子处理器件组成。

TM中的扫描镜由铍制成，用一个轻型卵网结构支撑，具有低惯性和抗弯曲性能。

TM采用带通滤光片分光。扫描仪中的电子处理器件，对全部波段的探测器输出信号做前置放大，编码和传输。

TM探测器共有100个，分七个波段。遥感传感器TM个波段波长范围、显示和判读特征表ETM+Landsat7上的ETM+是由TM（Landsat4、5)和ETM（Landsat6)发展而来的。它是一个正对星下点成像、多光谱、垂直轨道扫描、可获取高地面分辨率影像的辐射计。扫描宽度为185公里。

ETM+在可见光和近红外（VNIR）范围内有4个分色波段，另有一个全色波段（Pan），这5个波段的传感器位于新开发的大规模硅探测阵列上，硅探测阵列安装于主焦面（温焦面）上。在冷焦面上分布有两个短波红外波段（SWIR）的Insb探测器和一个长波红外（LWIR）或称热红外波段的HgCdTe探测器。遥感传感器ETM+波段描述表HRV扫描仪

法国SPOT卫星上装载的HRV（HighResolutionVisiblerangeinstruments）是一种线阵列推扫式扫描仪。仪器中有一个平面反射镜，将地面辐射来的电磁波反射到反射镜组，然后聚集在CCD线阵列元件上，CCD的输出端以一路时序视频信号输出。使用CCD元件做探测器，在瞬间能同时得到垂直于航线的一条影像线。

SPOT卫星上的HRV分两种形式，一种是多光谱型式的HRV，另一种是全色HRV。遥感传感器SPOT-5SPOT-4SPOT-1，2，3装置两个高分辨率几何装置（HRG）

两个高分辨率可见光及短波红外成像装置（HRVIR）

两个高分辨率及可见光成像装置（HRV）波段及分辨率1个全色波段10m）3个多光谱波段(10m)1个短波红外波段(20m)1个全色波段（10m）3个多光谱波段(10m)1个短波红外波段（20m）1个全色波段（10m）3个多光谱波段（10m)波谱范围/μmPAN:0.48~0.71B1:0.50~0.59B2:0.61~0.68B3:0.78~0.89B4:1.58~1.75PAN:0.61~0.68B1:0.50~0.59B2:0.61~0.68B3:0.78~0.89B4:1.58~1.75PAN:0.50~0.73B1:0.50~0.59B2:0.61~0.68B3:0.78~0.89影像视场范围60kmⅹ60km至80km

60kmⅹ60km至80km

60kmⅹ60km至80km

像元长度8bits8bits8bits能否接受编程能能能重访间隔/d1~41~41~4SPOT成像装置特征印度IRS系列卫星上的传感器

新一代卫星，IRS—1C和IRS—1D，装备有3种传感器：分辨率为23m的多光谱传感器LISS—Ⅲ；分辨率为5.8m并具备立体成像能力的全色波段传感器Pan和分辨率为188m的宽视场传感器WiFS。LISS—Ⅲ和LISS—Ⅰ、LISS—Ⅱ相比，不仅分辨率提高，波段也作了调整，去掉了相当于TM1的蓝波段，增加了相当于TM5的短波红外波段，调整后的波段能产生更使用的一些波段组合。Pan用于高分辨率和立体成像，而WiFS则可进行大范围的遥感观测。遥感传感器印度IRS系列卫星及所携传感器遥感传感器微波成像型传感器微波辐射计一种无源遥感器，其目的是测量自然界物体之间的亮度温度差。微波扫描仪有扫描功能的微波辐射计。雷达一种有源遥感器，它使用人工辐射源向目标发射波束，然后接受回波，进而确定物体的散射特性。真实孔径侧视雷达工作原理

天线装在飞机或卫星的侧面，发射机向侧面内发射一束窄脉冲，地物反射的微波脉冲，由天线收集后，被接收机接收。由于地面各点到飞机的距离不同，接收机接收到许多信号，它们到飞机距离的远近，先后依次被记录。信号的强度与辐照带内各种地物的特性、形状、坡向等有关。回波信号经电子处理器的处理，在阴极射线管上形成一条相应于辐照带内各种地物反射性的影像线，记录在胶片上。飞机向前飞行时，对一条一条辐照带连续扫描，在阴极射线管处的胶片与飞机速度同步转动，就得到沿飞机航线侧面的由回波信号强弱表示的条带影像。遥感传感器真实孔径侧视雷达工作原理图合成孔径侧视雷达工作原理

用一个小天线作为单个辐射单元，将此单元沿一条直线不断移动，在移动中选择若干个位置，在每一个位置上发射一个信号，接收相应发射位置的回波信号贮存记录下来。存贮时必须同时保存接收信号的幅度和相位。当辐射单元移动一段距离后存贮的信号和实际天线线阵列诸单元所接收的信号非常相似。合成孔径天线是在不同位置上接收同一地物的回波信号，真实孔径天线则在一个位置上接收目标的回波。遥感传感器合成孔径侧视雷达工作原理图重点与难点重点地物反射波谱特性测试地物发射波谱特性测试航天遥感平台各种卫星轨道参数难点各种类型的传感器及其工作原理第四章遥感图像特征本章主要内容彩色红外航空像片特性远红外图像特性侧视雷达图像特性资源卫星图像特性

遥感图像是成像方式遥感所获得的目标物信息的影像产品。遥感图像常见遥感图像种类彩红外航空像片特性航空像片的几何性质

航空像片一般是指航空平台摄影机所获取的可见光及彩红外的光学摄影像片。航空像片比卫星摄影图像位移量大。同幅航空像片的比例尺是不一致的。航空像片的空间分辨率与其像片分辨率与比例尺有关。航空像片的航向重叠度一般为60%，旁向重叠度一般为30%。彩红外航空像片特性彩色红外像片

彩色红外像片是一种具有红外信息特点的高分辨率遥感图像。胶片的感光膜是由三个乳胶层组成，片基以上依次为感红层、感绿层、感红外层。当目标反射0.5—0.9微米波长内的电磁波能量入射到胶片上时，其中的红外分量、绿光分量、红光分量分别使这三层乳剂感光，负片上分别呈青、黄、品红色影像，而像片上又分别出现它们的补色红、蓝、绿以及它们叠加后的一系列间色、复色，增加了色相。

地物在彩色红外像片上的影像色彩主要取决于它对红、绿、红外光的反射特性。远红外图像

远红外图像是用热红外扫描仪扫描成像的。远红外图像种类远红外图像特性远红外图像的几何特性投影性质远红外扫描图像由一行行扫描线构成，每条扫描线都有一个投影中心，属于多中心投影。在图像上，许多投影中心的连线构成一条投影轴线，它代表一条航带的飞行轨迹。在时间上，远红外扫描片的成像方式是连续的，构成一条不分幅的连续条带状图像。地面分辨力主要取决于扫描仪瞬时视场角的大小和航高。瞬时视场角是指扫描仪的扫描光学系统在任一瞬间向地面张开的立体角。瞬时视场角所包括的地面范围叫瞬时视场。比例尺航向比例尺（沿飞行方向的比例尺）和切线比例尺（沿扫描方向的比例尺）。航向比例尺取决于胶片移动速度和飞行速度之比。切线比例尺等于像点直径与扫描方向瞬时视场线度之比。远红外图像特性远红外瞬时视场角示意图地面分辨率力扫描角的变化示意图远红外图像特性波谱分辨力区分地物发射波谱特征有微小差异的能力。远红外图像的物理特性温度分辨力区分地面微小温度差异的能力。远红外图像的解像力图像能够被解译的能力（从图像上能看出多少信息）。远红外图像的干扰和畸变扫描畸变飞行姿态不稳定造成的畸变气象因素对图像的影响无线电波、雷达微波等其他干扰因素的影响远红外图像特性远红外图像特性远红外图像解译标志色调标志远红外图像的色调主要反映地物的表面温度，表面温度愈高的地物图像色调愈浅。形态标志地物在远红外图像上呈现的形状和大小，都可作为判断地物属性的标志。阴影远红外图像上的阴影属于热阴影。它是由于地形的阴坡与阳坡光照不同而产生明显温差造成的。微波的显著特征侧视雷达图像特性微波在各种气象条件下都能穿透大气层。微波对地面某些物体具有较强的穿透力。其穿透深度随地物性质不同而异，并随波长的增加而增加。地物对微波的反射与对可见光或热红外电磁波的反射无关。侧视雷达图像的几何特性侧视雷达图像特性地面分辨力主要取决传感器本身的地面分辨力。有方位分辨力（航向上的分辨力）和距离分辨力（垂直航线方向上的分辨力）两种。倾斜射程图像的比例尺变形由于倾斜射程图像的产生直接与信号返回的时间有关，导致在近射程部分图像被压缩，比例尺变小，在远射程部分图像被放大，比例尺变大。雷达图像的影像位移一维且垂直航线方向上的目标物影像位移。立体雷达图像获取雷达立体图像像对的方式有两种：第一种采用不同侧获得立体像对。第二种采用同侧不同高获取立体像对。侧视雷达图像特性不同射程处地面影像位移情况侧视雷达图像特性获得立体雷达图像的两种方式侧视雷达图像特性侧视雷达图像的色调特征地物表面的粗糙度雷达使用的波长雷达波照射俯角地物的物理电学特性雷达微波的极化性质

侧视雷达图像上色调的深浅取决于地物后向散射（朝向天线方向返回的散射波在雷达术语中叫后向散射）回波强弱，回波愈强，图像上色调愈浅。影响地物后向散射回波强弱的因素有：侧视雷达图像特性雷达波极化性质示意图资源卫星图像特性Mss图像和TM图像特性投影性质二者均属“多中心投影”，扫描线中央的比例尺和分辨力作为卫星图像的比例尺和分辨力。图像的几何扭曲图像上反映地物间的相对几何位置与地面对应地物的实际位置不同。影响几何扭曲的主要因素有：地球自转、卫星平台的运行高度、速度及姿态的变化等。图像的经纬度粗制图像边边框处的经纬度是根据成像的精确时间、卫星的姿态数据及前进方向等因素，通过计算，先求得每幅图像上像主点的经纬度后推算出来的。精制图像的经纬度是经过地面控制点纠正后计算得到的。Mss图像和TM图像特性资源卫星图像特性图像产品和注记图像产品：图像胶片（正片或负片）和像片、数字图像。图像注记：重叠符号、经纬度注记、纵向重叠注记、灰阶、文字注记等。图像间的重叠——航向重叠（占9%）和旁向重叠（占8%）。图像的地面分辨力取决于扫描仪的瞬时视场角（IFOV）与平台高度。资源卫星图像特性HRV成像特点

HRV扫描仪有两种工作方式，即多波段方式和全色方式。垂直扫描成像

SPOT卫星运行与太阳同步，地面轨迹26天重复一次，对任一地区可以周期性地用同样角度有规律的进行扫描。倾斜扫描成像

HRV的可旋转反光镜，可由地面控制。旁向倾斜±29º，以0.6º间隔分档，这样该反光镜就可以从91个位置，对地面轨迹为中心的950km宽度范围内的任何地段进行扫描。重复扫描成像

SPOT卫星在26天周期内，可以按指令改变扫描镜倾斜角，从不同轨道对同一地面点进行多次重复扫描。立体成像同一地区，可以从不同轨道扫描获得图像，构成对该地区进行立体观察的立体像对。重点与难点重点远红外图像特性侧视雷达图像特性难点侧视雷达图像特性资源卫星图像特性第五章遥感图像处理本章主要内容遥感信息数据的种类及其传输遥感图像的误差来源遥感图像的几何关系遥感图像的几何处理多图像几何配准遥感图像的光学增强遥感图像的数字增强遥感信息资料的种类图像图像形象直观，便于目视解译。磁带磁带数据准确，适用于计算机处理。

图像和磁带之间，可以通过模数转换或数模转换，实现相互转换。遥感信息数据的种类及其传输遥感图像的种类图像摄影影像扫描影像数字化影像遥感波带片遥感信息数据的种类及其传输遥感磁带的种类模拟磁带数字磁带高密度数字磁带计算机兼容磁带遥感信息数据的种类及其传输遥感信息数据传输

空中的遥感设备能否将传感器所获取的信息数据适时传送到地面，是衡量一项遥感计划成败的关键。实时传输非实时传输遥感信息数据的种类及其传输遥感图像的误差来源外部误差外部因素引起的辐射误差外部因素引起的几何误差地球自转的影响卫星摄影姿态的影响内部误差内部辐射误差内部几何误差处理误差遥感图像的几何关系光学图像光学图像与数字图像

人眼可观察的图像，图像灰度空间的分布是连续无间断的。数字图像

光学图像被离散化后的图像，便于计算机存储和处理。采样灰度的离散化。量化空间坐标的离散化。遥感图像的几何关系1.遥感器坐标系统S—UVW，S为坐标原点，系投影中心，U轴取遥感平台的飞行方向，V轴垂直于U轴，W轴垂直于UV平面。2.地面坐标系统O—XYZ，可选任意一个三维直角坐标系，当所摄物体为地面时，Z轴与原点处的天顶方向一致，XY平面垂直于Z轴。3.图像坐标系统o-xyf,x,y为像点在图像上的平面坐标，f为成像时的等效焦距。遥感图像的坐标系统遥感图像的几何关系遥感图像的投影方程式TM和MSS图像的共线方程HRV图像的共线方程遥感图像的几何处理遥感图像的几何处理包括精处理和粗处理遥感图像的几何纠正就是将含有各种变形误差的遥感影像，纳入某种地图投影。遥感图像的几何纠正一般分光学纠正和数字纠正两大类遥感图像的几何处理遥感图像的光学微分纠正通过立体模型量测制作正射像片通过地图数字化制作正射像片遥感图像的几何处理遥感数字图像纠正过程遥感图像的数字纠正

遥感图像的数字纠正是指通过计算机对离散结构的数字图像中的每个像元逐个地进行纠正处理的方法。这种方法能精确地改正动态扫描图象所具有的各种误差。其基本原理是利用影像坐标和地面坐标间的数学关系，即输入图像与输出图像尖的坐标变换关系实现的。输入图像与输出图像间的坐标变换关系

直接纠正法—对原图像中的每个像元（x,y）进行变换纠正，求得新图像的位置（X，Y），同时把原图像（x,y）的灰度值送到新图像（X，Y）的位置上。

间接纠正法—从某一个有规律的数字地面模型的节点（X，Y）出发，依次对每个像元（X，Y）进行变换纠正，反求该像元在原图像坐标系中的位置（x,y），并将原图像位置的灰度值填回到输出的像元（X，Y）上。纠正后数字图像的边界范围

纠正后的数字图像与原始图像的形状和方向都不一致，所以变换前，必须为计算机输出图像预留一定的存贮空间和该空间边界的地图坐标定义值，即必须预先确定纠正后数字图像的边界范围。纠正后数字图像灰度值的重采样

投影点的点位不为整数时，投影点的灰度值根据周围阵列像元的灰度来确定方法称为灰度值重采样。最邻近法以离投影点最近的一个像元的灰度值作为输出像元的灰度值。双线性内插法以投影点周围邻近四个像元的灰度值确定输出像元的灰度值。双三次卷积法以投影点周围邻近四个像元的灰度值确定输出像元的灰度值。卷积及其性质

卷积是研究两个函数傅立叶变换之间的关系，这也就构成了空间域和频率域的基本关系。一维卷积二维卷积坐标缩放性卷积的性质线性交换性

平移不变性结合性遥感图像的多项式纠正遥感图像的几何处理基本思想

图像变形规律可以看作为平移、缩放、旋转、仿射、偏扭和弯曲等形变的合成。基本过程

利用有限个地面控制点的已知坐标，解求多项式的系数，然后将各像元的坐标代入多项式进行计算，便可求得纠正后的坐标。遥感图像的几何处理遥感图像的共线方程纠正法基于大地地心坐标的各种遥感图像的共线方程共线方程纠正原理多图像几何配准基本思想

同一地区的多时相图像，或不同遥感器获取的图像。相对配准

多图像的同名影像互相重叠。绝对配准

多图像纳入某一地图坐标系统。多图像几何配准多图像自动配准的基本原理

根据对两个图像的相似性的量度，即在两个图像的相对移动中，找出其相似性量度值最大，或差别最小的位置作为图像配准的位置。两个图像的相似性的量度图像的互相关法绝对差值法遥感图像增强图像增强的目的改善遥感图像目视判读的视觉效果，实质是增强图像上各种判读类别之间的反差。图像增强的方法光学增强数字增强光学增强的相关掩模法相关影像

不同时间，不同波段，不同传感器在不同位置获取的同一地区的影像。母片

从传感器上首次得到的胶片的影像。模片

用母片拷贝的正片或负片。相关模片

用相关影像的胶片拷贝出来的模片。相关掩模技术

对相关模片进行不同组合，搭配以及相互叠掩的一系列图像处理技术。相关掩模技术的前提条件

各模片上的各种同名地物必须精确配准。模片的种类γ模片等γ模片半γ模片变γ模片二元模片高通模片低通模片带通模片等密度模片模片叠掩零密度模片和无穷大等密度模片的叠掩规律0〈D〈∞模片的叠掩规律相关掩模技术的几种增强处理反差调整同号模片相加，合成模片影像的反差加大，异号模片相加，合成模片影像的反差就下降，前者可使影像的反差增强，后者达到减小反差的目的。彩色合成用同一景物的不同波段的影像分别拷贝成正模片或负模片，然后对不同波段影像的模片配以不同的滤光片或染上不同的颜色，合成彩色影像。假彩色密度分割把图像连续变化的密度离散化，并按一定的密度间隔分为若干等级而不改变图像的特征，并给每一级赋予不同的颜色，形成假彩色图像。等照度变换将多光谱像片分别复制出一张负片，再将每张负片个拷贝两张半γ值正模片，然后将每个光谱段的负片和另两个光谱段的半γ值正模片重合，构成一个新的组合模片，供彩色合成用。黑白发色拷制三张不同性质的模片，将一张黑白像片变为彩色像片，提高图像中细微的灰度变化，从而提高判读效果。边缘增强将一张负模片，拷贝出一张正模片，在晒印时将负片（或正片）向某一个方向拉开一张，使得影像中密度突变处显现。影像相减采用不同时间获取的影像，采用影像相减，可以显示许多自然现象的动态变化。专题提取根据各光谱段影像密度的差异，选择不同阀值密度制作模片，最后通过不同光谱段正、负模片的组合，相互叠掩，使一些目标影像和背景的反差为零，从画面上消失而使另一些目标影像保留下来，达到提取某些目标的目的。相关掩模技术的几种增强处理遥感图像数字增强图像数字增强的方法空间域增强—通过改变单个像元及相邻像元的灰度值来增强图像。频率域增强—对图像进行傅立叶变换，然后对变换后的频率域图像的频谱进行修改，达到增强的目的。图像增强的主要内容辐射增强频率域增强多图像代数运算空间域增强彩色增强多光谱图像增强辐射增强

辐射增强是一种通过直接改变图像中像元的亮度值来改变图像的对比度。

辐射增强主要以灰度直方图作为处理基础。

灰度直方图是灰度级的函数，描述的是图像中具有该灰度级的像元的个数。线性变换原图像f(i,j)的灰度范围为[a1,a2]；经线性变换后图像g(i,j)的灰度范围为[b1,b2]。变换方程为：分段线性变换分段线性变换是在图像的灰度范围内取几个间断点，每相邻两间断点之间各自进行线性变换，每段的线性变换方程不同，可以拉伸，也可以压缩，断点位置用户根据处理的需要确定。非线性变换

指数变换

对数变换

平方根变换直方图均衡化直方图均衡化是将随机分布的影像直方图修改成均匀分布的输出影像直方图。直方图规定化原直方图均衡化后直方图参考图像直方图直方图规定化是指使一幅图像的直方图变成规定形状的直方图而对图像进行变换的增强方法。空间域增强

辐射增强是通过单个像元的运算在整体上改善图像的质量。空间域增强则是有目的的突出图像上的某些特征。

空间增强的目的性很强，处理后的图像从整体上看可能与原图像差异很大，但却突出了需要的信息或削弱了不需要的信息，从而达到增强的目的。

空间滤波：在被处理像元周围像元参与下进行运算处理的方法。空间域平滑均值平滑010111010

均等地对待邻域中的每个像元，对于每个像元在以它为中心的邻域内去平均值，作为该像元的灰度值。常用的邻域有4-邻域和8-邻域。模板如下图所示：111111111中值平滑

对以每个像元为中心的M*N邻域内所有的像元按灰度值大小排序，用其中值作为中心像元新的灰度值。空间域锐化梯度法Prewitt梯度Laplace算法1-10010-10-101-101-1010101-41010-1-1-1000111t1=t2=t1=t2=频率域增强频率域增强的一般过程

在频率域增强技术中，平滑主要是保留图像的低频部分抑制高频部分，锐化则保留图像的高频部分而削弱低频部分。频率域平滑

低通滤波器：削弱或抑制高频部分而保留低频部分的滤波器。理想低通滤波器Butterworth低通滤波器指数低通滤波器频率域锐化

高通滤波器：削弱或抑制低频部分而保留高频部分的滤波器。理想高通滤波器Butterworth高通滤波器指数高通滤波器彩色增强伪彩色增强把一幅灰度图像的不同灰度按一定的函数关系变成彩色，得到一幅彩色图像的方法。假彩色增强选择多波段遥感影像中的某三个波段，分别赋予其红、绿、蓝三种原色，即可在屏幕上合成彩色图像。彩色变换不同色彩空间之间的变换。常用的色彩空间变换方法有：IHS变换，YIQ变换，YUV变换等。IHS变换

计算机彩色显示器的显示系统采用的是RGB色彩模式，即图像中的每个像素是通过红、绿、蓝三种色光按不同的比例组合来显示颜色的。但人眼不能直接感觉红、绿、蓝三色的比例，只能通过感知颜色的亮度、色调以及饱和度来理解颜色，故需转换到IHS空间。IHS模型中各表示分量的物理含义：①亮度Intensity，主要表现图像的空间结构信息，由图像的地物反射能量决定。②色度Hue，指组成色彩的主波长，由红绿蓝三色的比重所决定。③颜色的纯度饱和度Saturation，表示相对中性灰色而言颜色的纯度，主要反映地物的光谱信息。IHS模型的色彩空间：IHS定义了一个柱形彩色空间。明度I沿着轴线从底部的黑变到顶部的白。色度H由圆柱底面圆的角度表示。假定0º为红色，120º为绿色，240º为蓝色，则色度0º到240º覆盖了所有可见光谱的色彩。饱和度S是色度环的原点到彩色点的半径长度。圆心的饱和度为0，圆周上的饱和度为1。IHS变换常用的方法有：球体变换和圆柱体变换等多图像代数运算加法运算可以有效地减少图像的加性随机噪声。减法运算提供了不同波段或不同时相图像间的差异信息。比值运算反映了两个波段光谱比值的差异。多光谱图像增强多光谱增强采用对多光谱图像进行线性变换的方法，减少多个波段信息之间的冗余，达到保留主要信息，压缩数据量，增强和提取更具有目视解译效果的新波段数据的目的。多光谱空间一个n维坐标系，每一个坐标轴代表多波段图像的一个波段，坐标值表示该波段像元的灰度值，图像中的每个像元对应于坐标空间中的一个点。多光谱增强主要有两种变换：

①K—L变换，又称主成分变换。

②K—T变换，又称缨帽变换

对某一n个波段的多光谱图像实行一个线变换，即对多光谱图像组成的光谱空间X乘以一个线性变换矩阵A，产生一幅新的n个波段的多光谱图像。其表达式为：Y=A*X

根据主成分变换的数学原理，A是X空间的协方差矩阵的特征向量矩阵的转置矩阵。即：K-L变换

则：K-L变换分析

数据压缩：经过K—L变换，多光谱图像变成了新的主成分图像，像元的亮度值不再表示地物原来的光谱值。但变换后的前几个主分量包含了绝大部分的地物信息，在一些情况下几乎是100%，因此可以只取前几个主分量，既获得了绝大部分地物信息，又减少了数据量。图像增强：K—L变换的前几个主分量包含了主要的地物信息，噪声相对较少；而随着信息量的逐渐减小，最后的主分量几乎全部是噪声信息。因此，K—L变换突出了主要信息，抑制了噪声，达到图像增强的目的。分类前预处理。多光谱图像的每个波段并不都是分类最好的信息源，因而分类前的一项重要工作就是特征选择，即减少分类的波段数并提高分类效果。K—L变换是特征选择常用的方法。K—T变换是Kauth-Thomas于1976年发现的一种线性变换。对原图像的坐标空间进行平移和旋转，变换后新的坐标轴的方向与地物，特别是和植被生长及土壤有密切广西。。变换公式为：Y=C*X+aX为变换前多光谱空间的像元矢量；Y为变换后多光谱空间的像元矢量；C为变换矩阵；a为避免出现负值所加的常数K-T变换Crist和Cicone再1984年提出对TM数据做K—T变换时的转换矩阵：K-T变换分析K—T变换为植被研究，特别是分析农业特征提供了一个优化显示的方法，同时又实现了数据压缩。

K—T变换的研究主要集中于MSS和TM数据的应用分析。对MSS数据，Y的几个分量都相互垂直，y1称为亮度分量，主要反映土壤反射率变化的信息；y2称为绿度分量，主要反映了地面植物的绿度；y3称为黄度分量，主要说明了植物的枯萎程度；y4没有实际意义。

TM数据，y1亮度—TM六个波段亮度值的加权和，反映了总体的亮度变化；y2绿度—与亮度分量垂直，是近红外与可见光波段的对比。y3湿度—与土壤的湿度有关。其余分量尚未发现与地面景观有明确的关系。重点与难点重点遥感图像的数字增强遥感图像的几何处理难点遥感图像的数字增强第六章遥感图像判读及分类本章主要内容遥感图像的目视判读计算机自动识别与分类的基础知识计算机自动识别分类的几种方法遥感图像判读

遥感图像的核心问题是根据辐射能在各种图像上的表现特征，判读出地面特征。所谓判读就是对图像中内容进行分析、判读、解释，弄清楚图像中的线条、轮廓、色彩、花纹等内容对应着地表上的什么景物及景物处于什么状态。

景物特征主要有光谱特征，空间特征和时间特征，此外在微波区还有偏振性。

判读最基本的方法：目视判读和计算机自动识别和分类。

判读标志—各种地物在影像上的各种特有的表现形式。光谱特征及其判读标志

地物的波谱响应曲线与其光谱特性曲线的变化趋势是一致的。地物在多波段影像上特有的这种波谱响应就是地物的光谱特征判读标志。光谱特性曲线与波谱响应空间特征及其判读标志

空间特征：景物的各种几何形态直接判读标志

形状、大小、颜色和色调、阴影、位置、结构、纹理、分辨率、立体外貌等。间接判读标志

水系、地貌、土质、植被、气候、人文活动等。遥感影像的目视判读目视判读的一般方法

总体观察、对比分析、综合分析、参数分析。目视判读的一般过程

准备阶段—建立判读标志阶段—室内初步判读阶段—野外验证阶段—成果整理阶段。影响目视判读成果质量的因素

资料质量、环境情况、人为因素。多光谱遥感图像的判读判读标志是按波段建立的，尤其是色调这一标志随波段变化十分明显，由地物反射波谱特性和传感器工作波段可推知物体在图像上的色调。判读方法主要靠各波段图像的对比分析，充分顾及地物波谱特性与图像灰度的关系。可作彩色合成处理，以颜色来反映物体波谱特性差别，大大提高人眼的辨别能力而增强判读性能。不同颜色的城市建筑物在不同波段范围内色调的变化热红外图像的判读热红外图像的辐射特性主要反映在物体温度和发射性能上，一般情况下，温度高的物体显示为亮色调，温度低的物体显示为暗色调。“形状”和“大小”只能表现温度分布的“形状”和“大小”。“阴影”在热红外图像上的表现与常规图像相似，但太阳照射情况改变后，温度不会立即变化，因此阴影也不会马上消失，这是热图像阴影的特点。雷达图像的判读雷达回波强度决定图像像素的灰度、回波延续的时间决定像素的位置。雷达回波强度由雷达信号的发射特性，地面特性等因素决定。侧视雷达图像相当于低太阳入射角摄影图像，色调的明暗度差别明显，次要细节大大被抑制，线性形迹明显得到显示。模式与模式识别模式某种具有空间或几何特征的东西，通俗讲是某种事物的标准形式或使人可以照着做的标准样式。模式识别模式识别系统对被是的自然模式作一系列的测量，然后将测量结果与“模式字典”中一组“典型的”测量值相比较，若和字典中的某一“词目”的比较结果相吻合，得出所需要的分类结果的过程。地物在特征空间的聚类统计特性地物的集群特性地物的分布函数特征选择与特征提取

特征选择——从众多特征中挑选出可以参加分类运算的若干个特征。特征提取——在特征选择之后，利用特征提取算法从原始特征中求出最能反映其类别特性的一组新特征，完成样本空间到特征空间的转换。计算机自动识别分类

计算机遥感图像分类是统计模式识别技术在遥感领域中的具体应用。统计模式识别的关键是提取待识别模式的一组统计特征值，然后按照一定准则作出决策，从而对数字图像予以识别。遥感图像分类的主要依据是地物的光谱特征，即地物电磁波辐射的多波段测量值。分类是对图像上每个像素按照亮度接近程度给出对应类别，以达到大致区分遥感图像中多种地物的目的。计算机分类处理的一般过程原始图像的预处理对观测数据作成像处理，以及图像的几何校正、辐射校正、量化、采样、预滤波、去噪声等处理，以便获得一幅比较清晰，对比度强，位置准确的图像以提高分类精度。训练区选择从待处理数据中抽取具有普遍性、代表性的数据作为训练样本。特征选择和特征提取图像分类运算根据影像特点和分类目的设计或选择恰当的分类器及其判别规则，对特征矢量集进行划分，完成分类工作。检验结果对分类的精度和可靠性进行评价。结果输出包括分类结果图像的输出，以及分类结果的统计值，例如各类别的地物占地面积、类别集群的统计中心和方差等。

计算机自动识别分类的方法有监督分类、非监督分类和联合分类。监督分类—首先从研究区域选取有代表性的训练场地作为样本。根据已知训练区提供的样本，通过选择特征参数（如像素的亮度均值、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。非监督分类—在没有先验类别（训练场地）作为样本的条件下，主要根据像元间相似度的大小进行归类合并的方法。联合分类—监督分类和非监督分类的结合。先在数据上进行非监督分类，产生分类样区的原始分类图，用于计算机指定可分的群类，然后用野外测量的数据，评价分类图。将训练数据中的特征空间群类与地图单元联系起来，发现有些群类必须再分或合并，使之与实际相符，这一步可用监督分类法修改群类，最后将训练数据用于整幅影像的分类。计算机自动识别分类的方法监督分类法

步骤：（以最大似然法为例）：选择有代表性的实验区。将已知地物类别的图像进行灰度统计和运算，求其均值、方差和协方差矩阵。选择判别函数确定其判别规则。例如，用概率判别函数，计算一个给定像元属于每一类的概率。用已知的其余像元进行检核。输入未知地区的数字图像，算出该地区各种地物在各波段的特征参数和落于已知类别的概率。将已知地区和未知地区各种地物特征参数进行比较。当像元落入某一点群内，它就归属于某一类。即从未知像元落于已知类别的概率中，找出最大值所属的类别，就是未知像元的类别。打印输出或自动绘图—得到未知地区的地物分类结果。非监督分类法ERDASIMAGINE的非监督分类过程（基于ISODATA算法）：打开非监督分类模块，选择输入、输出的影像。给定执行非监督分类所需参数的初始值。在聚类选项中，指定由图像文件整体的统计值产生自由聚类。定义最大循环次数。设置循环收敛阀值。执行非监督分类。分类评价。评价的主要方法是将分类后的结果与原始影像叠加，查看每一类的分类精度。若不符合要求，就重新调整参数，重新分类。若达到分类精度，就打开分类图像属性表，给各类别赋相应的颜色、确定各类别专题意义、标注类别的名称等.重点与难点重点遥感影像的识别计算机自动分类的方法

难点监督分类与非监督分类

第七章遥感专题制图本章主要内容遥感专题制图的概念遥感专题制图的编制遥感专题制图的符号和表示方法遥感专题制图的概念遥感专题制图为了达到一定的目的和完成某一任务，利用遥感资料进行分析，判读和统计进而制作地图的过程。按内容和专题性质分类：自然地图、社会经济地图、其它专题地图按反映内容的概括程度分类：解析型、组合型、综合型设计制作遥感专题地图的一般要求根据专