遥感导论期末复习.pdf

第 一 章 绪 论 遥 感 技 术：是 指 应 用 探 测 仪 器，不 与 探 测 目 标 相 接 触，从 远 处 把 目 标 的 电 磁 波 特 性 记 录 下 来，通 过 分 析，揭 示 出 物 体 的 特 征 性 质 及 其 变 化 的 综 合 性 探 测 技 术。遥 感 系 统 包 括：被 测 目 标 的 信 息 特 征，信 息 的 获 取，信 息 的 传 输 与 记 录，信 息 的 处 理 和 信 息 的 应 用 五 大 部 分。遥 感 的 分 类：(1)按 遥 感 平 台 可 分 为：近 地 遥 感，航 空 遥 感，航 天 遥 感 和 宇 航 遥 感。(理 解：传 感 器 设 置 在 地 面 平 台 上，如 车 载、船 载、手 提、固 定 或 活 动 高 架 平 台 等 称 为 地 面 遥 感;传 感 器 设 置 于 航 空 器 上，主 要 是 飞 机、气 球 等 称 为 航 空 遥 感;传 感 器 设 置 于 环 地 球 的 航 天 器 上，如 人 造 地 球 卫 星、航 天 飞 机、空 间 站、火 箭 等 称 为 航 天 遥 感;传 感 器 设 置 于 星 际 飞 船 上，指 对 地 月 系 统 外 的 目 标 探 测 称 为 航 宇 遥 感。)(2)按 传 感 器 的 探 测 波 段 可 分 为：紫 外 遥 感：探 测 波 段 在 0.050.38微 米 间。可 见 光 遥 感：探 测 波 段 在 0.380.76微 米 间。红 外 遥 感：探 测 波 段 主 要 在：0.767 000微 米 间。微 波 遥 感：探 测 波 段 主 要 在：1毫 米 1米 间。多 波 段 遥 感：指 探 测 波 段 在 可 见 光 和 红 外 波 段 再 分 成 若 干 个 窄 波 段 来 进 行 探 测。(3)按 传 感 器 的 工 作 方 式 分：主 动 遥 感 和 被 动 遥 感；成 像 遥 感 和 非 成 像 遥 感。遥 感 的 特 点：(1)能 进 行 大 面 积 的 同 步 观 测，观 测 范 围 大。(2)遥 感 获 取 的 数 据 具 有 综 合 宏 观 的 特 点，并 具 有 可 比 性。(3)周 期 短，动 态 性 强。(4)遥 感 获 取 的 数 据 具 有 很 好 的 经 济 效 益 和 社 会 效 益。第 二 章 电 磁 辐 射 与 地 物 光 谱 特 征(计 算)第 一 节 电 磁 波 谱 与 电 磁 辐 射 电 磁 波 谱：按 电 磁 波 在 真 空 中 传 播 的 波 长 或 频 率，递 增 或 递 减 依 次 排 列，构 成 的 图 表 称 电 磁 波 谱。(教 材 p l5表 2.1)紫 外 波 段：0.001 0.38微 米；可 见 光：0.380.76微 米（：0.38-0.43 微 米,蓝:0.43 0.47 微 米,青:0.47-0.50 微 米,绿:0.50-0.56微 米，黄：0.56 0.59 微 米，橙：0.59 0.62 微 米，红：0.62 0.76 微 米）;红 外 波 段：0.761000微 米（近 红 外：0.763微 米，中 红 外：36微 米，远 红 外 615微 米，超 远 红 外：151000微 米）；微 波：1毫 米 7 米；（毫 米 波、厘 米 波、分 米 波）无 线 电 波：1米 1000米；【一 切 物 体 都 是 辐 射 源。】绝 对 黑 体：如 果 一 个 物 体 对 于 任 何 波 长 的 电 磁 波 都 能 全 部 吸 收，并 能 全 部 向 外 辐 射，这 样 的 物 体 是 绝 对 黑 体。例：太 阳、烟 煤、火 箭 喷 出 的 火 焰（接 近 于 绝 对 黑 体）黑 体 辐 射 规 律（计 算）：（1）普 朗 克 公 式 M=2 就 2.2（A,T）%5 eh c/X k T _ 9 为 真 空 中 的 光 速、k 为 玻 尔 兹 曼 常 数 上 二 1.38xl0”1/K、人 为 波 长、h为 普 朗 克 常 数/z=6.63x10 Js、M 为 辐 射 出 射 度、T为 物 体 温 度）（2）斯 忒 潘 一 玻 尔 兹 曼 定 律：M=o T4（。为 斯 忒 潘 一 玻 尔 兹 曼 常 数，。=5.6 7 义 IC TW m 2 K 4）（3）维 恩 位 移 定 律：入 max T二 b（b 为 常 数，b=2.898xl0-3m A T）黑 体 温 度 越 高，曲 线 的 顶 峰 就 越 往 左 移，即 往 波 长 短 的 方 向 移 动，这 就 是 位 移 的 含 义。有 效 温 度：将 太 阳 地 球 和 其 它 恒 星 都 看 作 球 形 绝 对 黑 体，则 与 这 些 天 体 同 样 大 小 和 同 样 辐 射 出 射 度 的 黑 体 温 度 作 为 它 的 有 效 温 度。实 际 物 体 的 辐 射：（1）基 尔 霍 夫 定 律：在 任 一 给 定 温 度 下，地 物 单 位 面 积 上 的 辐 射 通 量 密 度 和 吸 收 率 之 比，对 于 任 何 地 物 都 是 一 个 常 数，并 等 于 该 温 度 下 同 面 积 黑 体 辐 射 通 量 密 度。叫 ML=M a=Iq a2（M，为 辐 射 出 射 度、a,为 吸 收 系 数、（为 辐 照 度、为 黑 体 的 辐 射 出 射 度）（2）实 际 物 体 的 辐 射：实 际 物 体 的 辐 射 通 量 随 温 度，波 长 的 不 同 而 不 同；温 度 越 高 辐 射 通 量 越 大。M=EM（）为 吸 收 系 数，有 时 也 称 为 比 辐 射 率 或 发 射 率，记 作）注：仔 细 阅 读 教 材 p23例 题 与 p44课 后 习 题。P22表 2.3发 射 率。第 二 节 太 阳 辐 射 及 大 气 对 辐 射 的 影 响 太 阳 常 数：在 大 气 层 上 界，在 距 太 阳 一 个 天 文 单 位（一 日 地 平 均 距 离 1.496X10m）内,垂 直 于 太 阳 光 辐 射 方 向 上，单 位 面 积 单 位 时 间 黑 体 所 接 收 太 阳 辐 射 能 量 Z=1.3 6 0 x l 03W/m 太 阳 光 谱：太 阳 的 辐 射 通 量 随 波 长 变 化 的 规 律。大 气 的 主 要 成 分：分 子 主 要 有:N2,02,CO2,H2O,CO,03 等；微 粒 主 要 有:尘 埃，烟 雾，小 水 滴 及 气 溶 胶.大 气 对 辐 射 的 吸 收：H 2 0的 吸 收 最 强，几 乎 各 波 段 都 有 其 吸 收 带，并 且 随 波 长 的 增 大 吸 收 在 增 强;0 2主 要 吸 收 0.2微 米 紫 外 线;0 3主 要 吸 收 0.2-0.32微 米 的 紫 外 线;CO2比 较 长 的 红 外 线，其 峰 值 在 2.8微 米 和 4.3微 米;尘 埃 主 要 吸 收 红 外 波 段.大 气 散 射（理 解，举 例 判 断 是 哪 种 散 射）：（1）瑞 利 散 射：（发 生 条 件）主 要 由 大 气 中 的 分 子 和 原 子 引 起，散 射 强 度 与 波 长 的 四 次 方 成 反 比，波 长 越 长，散 射 越 弱.（无 云 的 晴 空 呈 现 蓝 色）（2）米 氏 散 射：（发 生 条 件）主 要 由 大 气 中 的 微 粒，烟 粒 尘 埃 等 引 起，散 射 强 度 与 波 长 的二 次 方 成 反 比，波 长 与 微 粒 的 直 径 越 接 近 越 容 易 发 生 散 射.(3)无 选 择 性 散 射：(发 生 条 件)当 大 气 中 粒 子 的 直 径 比 波 长 大 的 多 时 发 生 的 散 射，散 射 的 强 度 与 波 长 无 关，任 何 波 长 的 散 射 强 度 相 同.大 气 窗 口:把 电 磁 波 通 过 大 气 层 时 较 少 被 反 射，吸 收 或 散 射，而 透 过 滤 较 高 的 波 段 称 为 大 气 窗 口 的 主 要 谱 段 有：0.3-1.3 微 米，主 要 是 紫 外，可 见 光,近 红 外 波 段.1.5-1.8 微 米 和 2.03.5微 米,主 要 是 近 红 外 波 段.3.55.5微 米,主 要 是 中 红 外 波 段.8 14微 米,主 要 是 远 红 外 波 段.第 三 节 地 球 的 辐 射 与 底 物 波 普 小 于 3 微 米 的 电 磁 辐 射 是 地 球 反 射 太 阳 的 辐 射，3-6微 米 既 有 太 阳 辐 射，也 有 地 球 辐 射，大 于 6 微 米 的 电 磁 辐 射 是 地 球 自 身 辐 射。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。漫 反 射：物 体 的 表 面 较 粗 糙，低 凹 不 平，不 论 入 射 电 磁 波 的 方 向 如 何，反 射 方 向 是 四 面 八 方。朗 伯 面：对 于 漫 反 射，当 入 射 辐 照 度/一 定 时，从 任 何 角 度 观 察 反 射 面，其 反 射 辐 射 亮 度 是 一 个 常 数，这 种 反 射 面 又 叫 朗 伯 面。反 射 波 谱：地 物 的 反 射 率 随 入 射 波 长 变 化 的 规 律 称 为 反 射 波 谱。地 物 的 反 射 波 谱 曲 线：根 据 地 物 的 反 射 波 谱 绘 成 的 曲 线 称 为 地 物 的 反 射 波 谱 曲 线。不 同 的 地 物 具 有 不 同 的 反 射 波 谱 曲 线 同 种 地 物 由 于 内 部 结 构 和 外 部 条 件 不 同，反 射 波 谱 曲 线 不 同。发 射 率 p22表 2.3.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 卫 星 的 特 点：（1）轨 道 高 度 高（2）能 短 周 期 重 复 观 测（3）成 像 面 积 大，能 获 得 宏 观 同 步 信 息，减 少 数 据 处 理 容 量（4）资 料 来 源 连 续，实 时 性 强，成 本 低 海 洋 卫 星 的 特 点：（1）轨 道 高 度 高，能 进 行 大 面 积 同 步 观 测（2）工 作 波 段 以 微 波 为 主（3）电 磁 波 与 激 光，声 波 相 结 合，扩 大 了 遥 感 探 测 手 段（4）需 海 面 实 测 资 料 进 行 校 正 第 二 节 摄 影 成 像 摄 影 片 的 几 何 特 性：遥 感 像 片 属 于 中 心 投 影（根 据 摄 影 机 主 光 轴 与 地 面 的 关 系，可 以 分 为 垂 直 摄 影 和 倾 斜 摄 影。）（1）垂 直 摄 影：是 指 摄 影 机 主 光 轴 垂 直 于 地 面 或 偏 离 垂 线 在 3度 以 内。（2）倾 斜 摄 影：是 指 摄 影 机 主 光 轴 偏 离 垂 线 大 于 3 度。中 心 投 影（概 念）：在 投 影 几 何 中，用 一 组 假 想 的 直 线 把 物 体 的 形 状 投 射 到 一 个 几 何 面 上,若 投 影 线 相 交 于 一 点，则 该 投 影 为 中 心 投 影。中 心 投 影 与 垂 直 投 影 的 区 别：（1）投 影 距 离 的 影 响（2）投 影 面 倾 斜 的 影 响（3）地 形 起 伏 的 影 响像 片 的 比 例 尺：像 片 上 两 点 间 的 距 离 与 地 面 上 相 应 两 点 间 的 距 离。I _ f _ abm H AB 像 点 位 移:在 中 心 投 影 上，地 形 的 起 伏 除 引 起 像 片 比 例 尺 变 化 外，还 会 引 起 平 面 上 的 点 位 在 像 片 上 的 移 动，这 种 现 象 称 为 像 点 位 移。其 位 移 量 就 是 中 心 投 影 与 垂 直 投 影 在 同 一 水 平 面 上 的“投 影 误 差”，也 叫“投 影 差”。（b 为 位 移 量、h为 地 面 高 度、r 为 像 点 到 像 主 点 的 距 离、H 为 摄 影 高 度）第 三 节 扫 描 成 像 扫 描 成 像（概 念）：依 靠 探 测 元 件 和 扫 描 镜 对 目 标 地 物 以 瞬 时 视 场 为 单 位 进 行 的 逐 点 逐 行取 样，以 得 到 目 标 地 物 电 磁 辐 射 特 性 信 息，形 成 一 定 谱 段 的 图 像。第 四 节 微 波 遥 感 与 成 像 微 波 遥 感 的 工 作 波 长：微 波 遥 感 的 特 点：（1）能 进 行 全 天 候（任 何 天 气）,全 天 时 的 探 测（2）对 某 些 地 物 具 有 特 殊 的 波 谱 特 征（3）对 冰 雪 森 林 土 壤 等 地 表 覆 盖 物 具 有 一 定 的 穿 透 能 力（4）对 海 洋 遥 感 具 有 特 殊 的 意 义（5）分 辨 率 较 低，但 特 性 明 显 微 波 遥 感 方 式：（1）主 动 微 波 遥 感：通 过 向 目 标 物 发 射 微 波 并 接 收 其 后 向 散 射 信 号 来 实 现 对 地 观 测 的 遥 感 方 式。雷 达 侧 视 雷 达 合 成 孔 径 测 试 雷 达（2）被 动 遥 感 微 波 遥 感 的 工 作 方 式：雷 达 多 谱 勒 效 应：又 称 多 谱 勒 频 移，当 波 源 和 观 察 者 有 相 对 运 动 时，观 察 者 接 收 的 频 率 和 波 源 发 射 的 频 率 不 同 的 现 象，两 者 相 互 接 近 时，频 率 升 高，相 互 离 开 则 降 低。多 谱 勒 效 应 的 应 用：测 距、测 速 地 物 对 微 波 的 反 射 能 力 取 决 于 地 物 本 身 的 性 质 和 形 状。（书 p74倒 数 第 二 段 理 解）侧 视 雷 达 的 分 辨 力 可 分 为 距 离 分 辨 力、方 位 分 辨 力 距 离 分 辨 力 Pg：在 脉 冲 发 射 方 向，能 分 辨 两 个 目 标 的 最 小 距 离。方 位 分 辨 率 Pa：相 邻 的 两 束 脉 冲 之 间，能 分 辨 两 个 目 标 的 最 小 距 离 要 提 高 侧 视 雷 达 的 方 位 分 辨 率，又 不 致 使 天 线 孔 径 太 长，有 两 个 途 径：一 是 采 用 脉 冲 压 缩 技 术，来 缩 短 发 射 波 长；二 是 以 合 成 孔 径 代 替 真 实 孔 径 天 线 来 缩 短 天 线 孔 径。第 五 节 遥 感 图 像 的 特 征（解 释）空 间 分 辨 率（地 面 分 辨 率）：指 图 像 上 一 个 像 元 所 对 应 地 面 实 际 范 围 的 大 小 也 就 是 能 分 辨 出 最 小 地 物 的 尺 寸。（解 释）遥 感 图 像 波 谱 分 辨 率：传 感 器 在 接 收 目 标 辐 射 的 波 谱 时 能 分 辨 的 最 小 波 长 间 隔。（解 释）遥 感 图 像 辐 射 分 辨 率：指 传 感 器 接 收 波 谱 信 号 时 能 分 辨 的 最 小 辐 射 度 差。（解 释）遥 感 图 像 的 时 间 分 辨 率：对 同 一 地 点 进 行 遥 感 采 样 的 时 间 间 隔，即 采 样 的 时 间 分 辨 率，也 称 重 访 周 期。周 期 越 短，时 间 分 辨 率 越 高。第 四 章 遥 感 图 像 处 理 第 一 节 光 学 原 理 与 光 学 处 理 颜 色 的 性 质：（1）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 区 分 的 特 性。（3）饱 和 度：是 色 彩 纯 洁 程 度，也 就 是 光 谱 中 波 长 段 是 否 窄 频 率 是 否 单 一 的 表 示。三 原 色：红，绿，蓝 互 补 色：若 两 种 颜 色 混 合 产 生 白 色 或 灰 色，这 两 种 颜 色 就 称 为 互 补 色。红+绿=黄 红+蓝=品 红 绿+蓝=青 加 色 法 彩 色 合 成 规 律：（1）两 种 基 色 等 量 相 加 得 补 色；（2）三 种 基 色 等 量 相 加 得 白 色 或 灰 色；（3）互 补 色 等 量 相 加 得 白 色 或 灰 色；（4）非 互 补 色 不 等 量 相 加 得 中 间 色。光 学 增 强 处 理：边 缘 突 出、显 示 动 态 变 化 第 二 节 数 字 图 像 的 校 正 数 字 图 像（解 释）：是 指 用 数 字 表 示 地 物 反 射 电 磁 辐 射 的 强 弱，能 够 被 计 算 机 存 储，处 理和 使 用 的 图 像。数 字 图 像 经 常 用 矩 阵 来 表 示，矩 阵 中 每 一 元 素 代 表 图 像 中 一 像 元，以 左 上 角 为 坐 标 原 点，i表 示 j 行 表 示 列。数 字 图 像 与 光 学 图 像 的 本 质 区 别 在 于 光 学 图 像 是 连 续 变 量，而 数 字 图 像 是 离 散 变 量。辐 射 畸 变(解 释)：由 于 某 些 因 素 的 影 响，而 使 辐 射 强 度 值 发 生 改 变，也 就 是 使 图 像 的 亮 度 值 发 生 的 改 变。引 起 辐 射 畸 变 的 因 素 主 要 有：一 是 传 感 器 本 身 产 生 的 误 差；二 是 大 气 对 辐 射 的 影 响;大 气 影 响 的 粗 略 校 正：(1)直 方 图 最 小 值 去 除 法 3 12 10 11 910 12 11 8 109 9 14 13 1510 11 12 12 139 3 12 10 120 9 7 8 67 9 8 5 76 6 11 10 127 8 9 9 106 0 9 7 9(2)回 归 分 析 法：假 定 某 红 外 波 段，存 在 程 辐 射 为 主 的 大 气 影 响 A且 亮 度 增 值 最 小,接 近 于 零，设 波 段 为 a,需 要 校 正 的 波 段 为 b,分 别 以 波 段 的 像 元 亮 度 值 为 坐 标，建 立 二 维 空 间 坐 标 系，两 个 波 段 中 对 应 像 元 在 坐 标 系 内 用 一 个 点 表 示。几 何 畸 变：遥 感 影 像 上 的 地 物 与 地 物 本 身 之 间 不 完 全 相 似 的 程 度。遥 感 影 像 变 形 的 原 因：(1)遥 感 平 台 位 置 和 运 动 状 态 变 化 的 影 响；(2)地 形 起 伏 的 影 响；(3)地 球 表 面 曲 率 的 影 响；(4)大 气 折 射 的 影 响；(5)地 球 自 转 的 影 响；控 制 点 的 选 取:控 制 点 数 目 的 最 低 限 是 按 未 知 系 数 的 多 少 来 确 定 的。例 如：二 元 一 次 多 项 式 有 6 个 系 数，就 需 要 有 6 个 方 程 来 求 解，需 要 个 控 制 点 的 3 对 坐 标 值。n 次 多 项 式，控 制 点 的 最 少 数 目（n+1）（n+2）/2。控 制 点 的 选 取 原 则:控 制 点 的 选 取 要 以 配 准 对 象 为 原 则；控 制 点 应 选 取 图 像 上 易 分 辨 且 较 精 细 的 特 征 点；图 像 的 边 缘 部 分 一 定 要 选 取 控 制 点，以 免 外 推；控 制 点 应 尽 可 能 满 幅 均 匀 选 取；第 三 节 数 字 图 像 增 强 数 字 图 像 增 强 的 方 法：对 比 度 变 换、空 间 滤 波、色 彩 变 换、图 像 运 算、多 光 谱 变 换（举 例 判 断）对 比 度 变 换：是 一 种 通 过 改 变 图 像 像 元 的 亮 度 值 来 改 变 图 像 像 元 对 比 度，从 而 改 善 图 像 质 量 的 图 像 处 理 方 法。（1）线 性 变 换：欲 改 善 图 像 的 对 比 度，需 改 变 图 像 像 元 的 亮 度 值，即 在 运 算 过 程 中 乘 一 个 变 换 函 数,如 果 变 换 函 数 是 线 性 的 或 是 分 段 线 性 的，这 种 变 换 就 是 线 性 变 换。（2）非 线 性 变 换：指 数 变 换:在 亮 度 值 较 高 的 部 分 扩 大 亮 度 间 隔，属 于 拉 伸；而 在 亮 度 值 较 小 的 部 分 缩 小 间 隔，属 于 压 缩，其 表 达 式 为：xh=b eax0+c对 数 变 换:与 指 数 变 换 相 反，在 亮 度 值 较 低 的 部 分 拉 伸，而 在 亮 度 值 较 高 的 部 分 压 缩，其 表 达 式 为：xb=b lg（a 4+1）+c（概 念）空 间 滤 波：指 在 图 像 空 间 通 过 局 部 性 的 积 分 卷 积 运 算，消 除 噪 声，增 强 边 缘 和 线 性 信 息 的 方 法。空 间 滤 波 包 括：平 滑、锐 化 K-L变 换（主 成 分 变 换）及 特 点：参 考 书 pl24主 成 分 变 换 作 用：压 缩 数 据、分 离 噪 声、增 加 图 像、提 高 分 辨 精 度 多 源 信 息 复 合：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。多 源 信 息 复 合 的 特 点：可 发 挥 不 同 遥 感 数 据 源 之 间，以 及 遥 感 数 据 与 非 遥 感 数 据 之 间 的 优 势 互 补，祢 补 一 种 遥 感 数 据 的 不 足。第 五 章 遥 感 图 像 目 视 解 译 与 制 图 第 二 节 遥 感 图 像 目 视 解 译 基 础 目 视 判 读 影 响 因 素：（1）像 片 的 质 量；（2）资 料 的 详 尽 程 度；（3）确 定 的 增 强 方 法；（4）判 读 人 员 的 专 业 水 平 和 判 读 经 验；目 视 解 译 直 接 判 读 标 志：（9 种）形 状、大 小、色 调、颜 色、阴 影、纹 理、位 置、图 型、相 关 布 局 直 接 判 读 标 志：能 够 直 接 反 映 和 表 现 目 标 地 物 信 息 的 影 像 特 征，如 影 像 上 的 色 调，形 状,大 小，阴 影，纹 理，图 型 等，根 据 这 些 影 像 特 征 可 以 把 地 物 直 接 从 影 像 上 辨 认 识 别 出 来，称 为 直 接 判 读 标 志。（理 解）目 视 解 译 间 接 判 读 标 志：目 标 地 物 与 其 相 关 指 示 的 特 征、地 物 及 与 环 境 的 关 系、目 标 地 物 与 成 像 时 间 的 关 系 间 接 判 读 标 志：利 用 与 判 读 对 象 密 切 相 关 的 地 物 和 现 象，运 用 相 关 的 专 业 知 识，地 物 的 相 关 属 性 和 经 验 进 行 推 断 判 读，称 为 间 接 判 读 标 志（理 解）目 视 解 译 的 方 法：（举 例 判 断，不 要 求 背 诵）（1）直 接 判 读 法：是 根 据 遥 感 影 像 上 目 视 判 读 直 接 判 读 标 志，直 接 确 定 目 标 地 物 属 性 与 范 围 的 一 种 方 法。（2）对 比 分 析 法：包 括 同 类 地 物 对 比 分 析 法，空 间 对 比 分 析 法 和 时 相 对 比 分 析 法。同 类 地 物 对 比 分 析 法：是 在 同 一 景 遥 感 影 像 上，由 已 知 地 物 推 出 未 知 目 标 的 方 法。空 间 对 比 分 析 法：是 根 据 待 判 读 区 域 特 点，判 读 者 选 择 另 一 个 比 较 熟 悉 的 与 遥 感 图 像 区 域 特 征 类 似 的 影 像，将 两 个 影 像 相 互 对 比 分 析，由 已 知 影 像 为 依 据 判 读 未 知 影 像 的 一 种 方 法。时 相 对 比 分 析 法：是 利 用 同 一 地 区 不 同 时 间 成 像 的 遥 感 影 像 加 以 对 比 分 析，了 解 同 一 目 标 地 物 动 态 变 化 的 一 种 解 译 方 法。（3）信 息 复 合 法：利 用 透 明 专 题 图 与 遥 感 图 像 重 合，根 据 专 题 图 或 者 地 形 图 提 供 的 多 种 辅 助 信 息，识 别 遥 感 图 像 上 目 标 地 物 的 方 法。（4）综 合 推 理 法：综 合 考 虑 遥 感 图 像 多 种 解 译 特 征，结 合 生 活 常 识，分 析，推 断 某 种 目 标 地 物 的 方 法。（5）地 理 相 关 分 析 法：根 据 地 理 环 境 中 各 种 地 理 要 素 之 间 的 相 互 依 存 关 系，相 互 制 约 关 系，借 助 专 业 知 识，分 析 推 断 某 种 地 理 要 素 性 质 类 型 状 况 与 分 布 的 方 法。第 三 节 遥 感 制 图 遥 感 影 像 地 图：是 一 种 以 遥 感 影 像 和 一 定 的 地 图 符 号 来 表 现 制 图 对 象 地 理 空 间 分 布 和 环 境 状 况 的 地 图。遥 感 影 像 地 图 的 特 点：（1）丰 富 的 信 息 量；（2）形 象 直 观；（3）具 有 一 定 的 数 学 基 础；（4）现 时 性 强 电 子 影 像 地 图：以 数 字 形 式 存 贮 在 磁 盘，光 盘 或 磁 带 等 存 贮 介 质 上，需 要 时 可 由 电 子 计 算 机 的 输 出 设 备 恢 复 为 影 像 地 图。第 六 章 第 七 章 遥 感 数 字 图 像 的 计 算 机 解 译 第 一 节 遥 感 数 字 图 像 的 性 质 与 特 点 遥 感 数 字 图 像 计 算 机 解 译：以 遥 感 数 字 图 像 为 研 究 对 象，在 计 算 机 系 统 支 持 下，综 合 运 用 地 学 分 析、遥 感 图 像 遥 感 数 字 图 像 的 特 点：（1）便 于 计 算 机 处 理 与 分 析（2）图 像 信 息 损 失 低（3）图 像 抽 象 性 强 遥 感 数 字 图 像 的 表 示 方 法：多 波 段 数 字 图 像 的 存 贮 与 分 发，通 常 采 用 三 种 数 据 格 式（参 考 书 p190、p191）（1）BSQ 数 据 格 式（2）B IP数 据 格 式（3）B IL数 据 格 式 航 空 相 片 数 字 化 过 程：（1）空 间 采 样（2）属 性 量 化 遥 感 图 像 计 算 机 分 类 的 依 据 是 遥 感 图 像 像 素 的 相 似 度。相 似 度 是 两 类 模 式 之 间 的 相 似 程 度，在 遥 感 图 像 分 类 中，常 使 用 距 离、概 率 和 相 关 系 数 来 衡 量 相 似 度。n（D 绝 对 值 距 离 判 别 函 数：da=xik-xjk|k 为 波 段 序 号；n 为 波 段 总 数；j 为 类 别 号；i 为 像 元；x ik 为 i 像 元 在 k 波 段 上 灰 度 值;2 1n 4 一 欧 氏 距 离 判 别 函 数:电.=）2k=P 像 元 到 第 类 地 物 均 值 的 混 合 距 离:d/.g=k=k 为 波 段 序 号；p 为 波 段 总 数；M 依 为 g 类 k 变 量 的 均 值。（4）相 关 系 数：指 像 素 间 的 关 联 程 度（关 联 程 度 越 大，相 似 度 越 大；相 反 则 越 小。）遥 感 图 像 的 计 算 机 分 类 方 法 包 括 监 督 分 类 和 非 监 督 分 类.监 督 分 类 方 法：又 称 训 练 场 地 法 或 先 学 习 后 分 类 法,首 先 选 择 具 有 代 表 性 的 典 型 实 验 区（训 I练 区）用 训 练 区 中 已 知 地 面 的 各 种 地 物 光 谱 特 征，来 训 练 计 算 机，获 得 判 别 函 数，确 定 参 数 值，依 此 判 别 函 数 对 未 知 地 区 的 遥 感 数 据 进 行 处 理 分 类,归 到 已 知 的 类 中，达 到 自 动 识 别 的 目 的。（参 考 书 pl96）监 督 分 类 的 方 法：（1）最 小 距 离 分 类 法：最 小 距 离 判 别 法：应 用 距 离 判 别 函 数 中 的 一 种，在 多 维 空 间 中，根 据 相 应 的 判 别 规 则，把 像 元 归 属 到 距 离 最 小 的 的 一 类 中。最 近 邻 域 分 类 法：在 多 维 空 间 中 计 算 像 元 到 各 类 别 的 多 个 波 段 距 离，取 最 小 距 离 作 为 该 像 元 到 该 类 别 的 距 离，最 后 比 较 该 像 元 到 各 类 别 的 最 小 距 离，将 像 元 归 属 于 距 离 最 小 的 类 别 中。（2）多 级 切 割 分 类 法：通 过 设 定 在 各 轴 上 的 一 系 列 分 割 点，将 多 维 特 征 空 间 划 分 成 分 别 对 应 的 不 同 分 类 类 别 的 互 不 重 叠 的 特 征 子 空 间 的 分 类 方 法。（3）特 征 曲 线 窗 口 法：以 地 物 的 标 准 特 征 曲 线 为 中 心 形 成 一 个 带，构 造 一 个 窗 口，凡 是 落 在 此 窗 口 内 的 即 为 同 一 类，反 之 即 为 不 同 的 类。（4）最 大 似 然 比 分 类 法：是 求 出 每 个 像 元 对 于 各 类 别 的 归 属 概 率，把 该 像 元 分 到 归 属 概 率 最 大 的 类 别 中 去 的 方 法。第 七 章 遥 感 应 用 第 二 节 水 体 遥 感 水 体 的 主 要 判 读 标 志 是 色 调 和 形 状.水 体 悬 浮 物 质 的 确 定：(1)泥 沙 的 确 定：浑 浊 水 体 的 反 射 波 谱 曲 线 整 体 高 于 清 水，随 着 悬 浮 泥 沙 浓 度 的 增 加，差 别 加 大；波 谱 反 射 峰 值 向 长 波 方 向 移 动；随 着 悬 浮 泥 沙 浓 度 加 大，可 见 光 对 水 体 的 透 射 能 力 减 弱，反 射 能 力 加 强；波 长 较 短 的 可 见 光 对 水 体 透 射 能 力 较 强，可 反 映 出 水 面 下 一 定 深 度 的 泥 沙 分 布 状 况.(2)叶 绿 素 的 确 定：水 体 浓 度 增 加，蓝 光 波 段 的 反 射 率 下 降，绿 光 波 段 的 反 射 率 增 高；水 面 叶 绿 素 和 浮 游 生 物 浓 度 高 时，近 红 外 波 段 仍 存 在 一 定 的 反 射 率，该 波 段 影 像 中 水 体 不 呈 黑 色，而 呈 灰 色，甚 至 是 浅 灰 色.水 体 污 染 的 探 测：(1)水 体 污 染 物 浓 度 较 大 且 使 水 色 显 著 变 黑，变 红 或 变 黄，并 与 背 景 水 色 有 较 大 差 异 时；(2)水 体 高 度 富 营 养 化,受 到 严 重 的 有 机 污 染，浮 游 生 物 浓 度 高 时，与 背 景 水 体 差 异 也 可 在 近 红 外 波 段 影 像 上 被 识 别；(3)水 体 受 到 热 污 染，与 周 围 水 体 有 明 显 温 差,可 以 在 热 红 外 波 段 影 像 上 被 识 别；(4)其 他 情 况，如 水 上 油 溢 污 染 可 使 紫 外 波 段 和 近 红 外 波 段 的 反 射 率 增 高，可 被 探 测 出 来.第 三 节 植 被 遥 感 植 物 的 光 谱 特 征：(1)提 取 植 被 信 息：通 过 遥 感 影 像 从 土 壤 背 景 中 区 分 出 植 被 覆 盖 区 域，并 对 植 被 类 型 进 行 划 分，区 分 是 森 林 还 是 草 场 或 者 农 田，进 而 可 以 问 是 什 么 类 型 的 森 林，什 么 类 型 的 草 场，什 么 样 的 农 作 物，如 此 等 等。(2)监 测 植 被 的 长 势：从 遥 感 数 据 中 反 演 出 植 被 的 各 种 重 要 参 数，例 如 叶 面 积 指 数(LAI)、叶 子 宽 度、平 均 叶 倾 角、植 被 层 平 均 高 度、树 冠 形 状 等 等，这 一 类 问 题 属 于 更 深 层 次 的 遥 感 数 据 定 量 分 析 方 法 与 反 演 技 术。可 用 植 被 指 数 或 者 与 健 康 植 被 的 波 普 曲 线(高 光 谱 数 据)进 行 比 较。(3)估 算 产 量：准 确 的 估 算 出 与 植 被 光 合 作 用 有 关 的 若 干 物 理 量，例 如 植 被 表 面 水 分 蒸 腾 量、光 合 作 用 强 度(干 物 资 生 产 率)、叶 表 面 温 度 等 都 与 植 被 的 生 长 健 康 状 况、生 物 量 有 物 的 产 量)，利 用 植 被 指 数 建 立 估 产 模 型。R大 面 积 农 作 物 的 遥 感 估 产：(1)利 用 不 同 时 相，不 同 空 间 分 辨 率 的 遥 感 影 像 及 各 种 比 例 尺 的 专 题 图 进 行 信 息 复 合，制 作 农 作 物 分 布 图，量 算 作 物 面 积.(2)利 用 高 时 相 分 辨 率 的 卫 星 影 像 对 农 作 物 的 生 长 全 过 程 进 行 动 态 监 测,利 用 卫 星 多 通 道 影 像 的 反 射 值 获 得 植 被 指 数 对 作 物 生 长 水 平 进 行 监 测.(3)选 用 植 物 灌 浆 期 植 被 指 数 与 该 作 物 的 单 产 进 行 回 归 分 析，获 得 回 归 方 程,建 立 作 物 估 产 模 型.植 被 生 长 状 况 的 解 译：(1)影 响 植 物 光 谱 的 因 素 除 了 植 物 本 身 的 结 构 特 征，同 时 也 受 到 外 界 的 影 响。外 界 影 响 主 要 包 括 季 节 的 变 化，植 被 的 健 康 状 况，植 物 的 含 水 量 的 变 化，植 株 营 养 物 质 的 缺 乏 与 否 等 等。但 外 界 的 影 响 总 是 通 过 植 物 本 身 生 长 发 育 的 特 点 在 有 机 体 的 结 构 特 征 反 映 出 来 的。从 植 物 的 典 型 波 谱 曲 线 来 看，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 的 水 分 等。植 物 的 生 长 发 育、植 物 的 不 向 种 类、灌 溉、施 肥、气 候、土 壤、地 形 等 因 素 都 对 有 机 物 的 光 谱 特 征 发 生 影 响，使 其 光 谱 曲 线 的 形 态 发 生 变 化。(2)植 被 指 数 是 遥 感 领 域 中 用 来 表 征 地 表 植 被 覆 盖，生 长 状 况 的 一 个 简 单，有 效 的 度 量 参 数。随 着 遥 感 技 术 的 发 展，植 被 指 数 在 环 境、生 态、农 业 等 领 域 有 了 广 泛 的 应 用。在 环 境 领 域,通 过 植 被 指 数 来 反 演 土 地 利 用 和 土 地 覆 盖 的 变 化。在 农 业 领 域，植 被 指 数 广 泛 应 用 在 农 作 物 分 布 及 长 势 监 测、产 量 估 算、农 田 灾 害 监 测 及 预 警、区 域 环 境 评 价 以 及 各 种 生 物 参 数 的 提 取。它 用 一 种 简 单 有 效 的 形 式 来 实 现 对 植 物 状 态 信 息 的 表 达，以 定 性 和 定 量 地 评 价 植 被 覆 盖、生 长 活 力 及 生 物 量 等。(3)植 被 指 数 的 类 型:有 多 种，比 较 常 用 的 有：比 值 植 被 指 数 差 值 植 被 指 数 归 一 化 植 被 指 数 正 交 植 被 指 数 DVI=NIR-RNDVI=N IR-RNIR+RPVI=0.939(NIR 0.344(/?)+0.09第 八 章 遥 感、星