2022年《遥感原理与应用》考试重点【复习版】.docx
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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载第一章 遥感的定义 广义 :遥感指是在不直接接触的情形下,对目标物和自然现象远距离感知的一种探测技术;狭义 :是指在高空和外层空间的各种平台上运用各种传感器(如摄影仪、扫描仪和雷达等)猎取地表的信息,通过数据的传输和处理,从而实现讨论地面物体的外形、大小、位置、性质及其环境的相互关系的一门现代 应用技术;遥感特点: 宏观性,综合性(掩盖范畴大)按探测电磁波的工作波段分(既是讨论对象);多波段性;多时相性(重复探测,有利于进行动态分析):光学遥感;热红外遥感;微波遥感讨论内容 :波谱特性、空间
2、特性、时间特性,遥感信息及地学规律 应用领域: 资源调查方面、环境监测评判、区域分析规划、全球性宏观讨论电磁波谱: 将各种电磁波按其在真空中的波长 长短,依次排列制成的图表; (可见光 0.4-0.76um,热红外波段:814 m微波: 1mm1m 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;它是挑选遥感工作波段的重要依据;地物反射率大小的影响因素(3 点):波长( ),入射角( ),地表颜色与粗糙程度( )地物反射率:地物对某一波段的反射能量与入射能量值比地物反射光谱曲线(把握定义):依据地物反射率与波长之间的关系而绘成的曲线;地物电磁波光谱特点的差异是遥感识别地
3、物性质的基本原理;遥感影像之所以显现不同的色调和灰度跟地物的波谱反射特性有关;1不同地物在不同波段反射率存在差异:雪、沙漠、湿地、小麦的光谱曲线 2同类地物的反射光谱具有相像性,但也有差异性;不同植物;植物病虫害 3地物的光谱特性具有时间特性和空间特性;水、植被、土壤三种地物的反射光谱曲线的绘制及其描述 . . 植被的波谱特点可见光有个小的反射峰值位置在 0.55um ,两侧 0.45um ,0.67um 有两个吸取带; 这是由于叶绿素对蓝光红光的吸取作用强,对绿 光的反射作用强;近红外 0.7-0.8um 有一个反射 “ 陡坡” ,峰值在1.1um 左右;影响植被波谱特点的主要因素.植物类型
4、植物生长季节病虫害影响等土壤的波谱特点自然状态下土壤表面的反射曲线呈比较平滑的特点,没有明 显的反射峰和吸取谷,随着波长的增大而上升;( 在可见光和 近红外波段明显,土壤对全部入射能均吸取或反射,无透射)在干燥条件下,土壤的波谱特点主要与成土矿物(原生矿物 和此生矿物)和土壤有机质有关;干燥的土壤与潮湿的土壤的反射率大小比较:干燥的土壤的 反射率大;. 水体的波谱特点纯洁水体的反射主要在可见光中的蓝绿光波段,其他波段吸取率 强;近红外波段吸取更强,在近红外影像上,水体呈黑色;干燥的土壤与潮湿的土壤 的反射率大小比较:干燥的土壤的反射率大;水中其它物质对波谱特点的影响水中含有泥沙, 在可见光波段
5、的反射率会增加,峰值显现在黄红区;水中含有水生植物叶绿素时,近红外波段反射率明显抬高;其次章细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 16 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载遥感系统 主要由遥感平台、遥感器、遥感地面站组成;遥感平台: 在遥感中搭载遥感仪器的工具称为遥感平台(载体);传感器: 在遥感中,收集、记录和传达遥感信息的装置称为传感器(遥感器);按遥感工作平台分为:地面平台:为航空和航天遥感作校准和帮助工作;航空平台
6、: 80 km 以下的平台,包括飞机和气球;航天平台: 80 km 以上的平台,包括高空探测火箭、人造地球卫星、宇宙飞船、空间轨道站、航天飞机)遥感平台选择的依据:依据不同的地面辨论率挑选不同的遥感平台;依据不同的应用目的挑选不同的遥感平台 传感器: 在遥感中,收集、记录和传达遥感信息的装置称为传感器(遥感器);各种光学、无线电一起,如扫描仪、雷达、摄影机、摄像机、辐射计等;传感器的性能 制约着整个遥感技术的才能,传感器的性能(遥感图像的特点表现参数)靠时间、空间、光谱、辐射辨论率来衡量;空间辨论率 :(Spatial resolution )一个像元所对应的的地面范畴的大小;光谱辨论率:(S
7、pectral Resolution)遥感所能记录的电磁反射波谱中某一特定的波长间隔;间隔愈小,辨论率 愈高 ;传感器的波段挑选必需考虑目标的光谱特点值;辐射辨论率(Radiometric Resolution ): 指传感器接受波谱信号时,能辨论的最小辐射度差;遥感图像上表现为 每一像元的辐射量化级;图像的时间辨论率(Temporal Resolution)时间辨论率指对同一地点进行采样的时间间隔,即采样的时间频率,也称重访周期;时间辨论率对 动态监测 很重要;传感器分类(问题如:辐射计依据资料记录的方式属于哪种传感器?答:非成像)每种分类下前两个传感器肯定要记住分类的归属1.按工作方式:主
8、动式:测试雷达,激光雷达,微波散射计等被动式:摄影机,多波段扫描仪,微波辐射计,红外辐射计2 按记录方式:成像:摄影机,扫描仪 非成像:辐射计,雷达高度计,散射计,激光高度计3结构方式:摄影类型:面辐式摄影机、全景式摄影机 扫描成像类型:多光谱扫描仪,电视摄像机,红外扫描仪微波成像类型:测试雷达,微波辐射仪 传感器组成:地物电磁波辐射收集器探测器处理器输出器陆地卫星 Landsat,1972 年发射第一颗,已连续 36 年为人类供应陆地卫星图像,共发射了 7 颗,产品 主要有 MSS,TM,ETM,属于中高度、长寿命的卫星;Landsat 上搭载的传感器有 5 个:1 多光谱扫描仪(Multi
9、spectral Scanner,MSS)2 专题制图仪( Thematic Mapper,TM )30m 3 增强型专题制图仪 ETM 4 再增强型专题制图仪 ETM+ Landsat 7 搭载,全色波段空间辨论率 15m. 5 反束光导摄像机(RBV)Landsat 系列卫星的运行特点:中等高度,近圆形,近极地,太阳同步,可重复轨道光谱段波长功能 第 2 页,共 16 页 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -10.45
10、0.52 蓝绿谱段学习必备欢迎下载绘制水系图和森林图,识别土壤和常绿、落叶植被20.520.60 绿谱段探测健康植物绿色反射率和反映水下特点30.630.69 红谱段测量植物叶绿素吸取率,进行植被分类4用于生物量和作物长势的测定0.760.90 近红外谱段51.551.75 近红外谱段土壤水分和地质讨论,以及从云中间区分出雪610.412.5 热红外谱段植物受热强度和其它热图测量7用于城市土地利用,岩石光谱反射及地质探矿2.082.35 近红外谱段表格 1 TM 数据的波谱段Landsat-7增加了 15m 全色波段, TM6 热红外波段辨论率提高到了 60mSpot 系列Spot-5 上搭载
11、有3 种成像装置, spot 高辨论率几何装置(HRG)和植被探测器(VEGETATION)外,高辨论率立体成像( HGS)装置,目前国际上最优秀的对地观测卫星之一;空间辨论率最高 2.5m. 全色波段与多光谱波段辨论率不一样;MODIS 卫星 :中辨论率成像光谱仪,有36 个光谱通道, (空间)地面辨论率为250m、500m、1000m.扫描宽2330km,是当前世界上新一代“ 图谱”;时间辨论率1/4;(1/4 天);Quickbird 辨论率: 0.61m(全色波段) ,2.5m(多光谱波段)有第三章像元基本属性:灰度和位置;fx,y=y 灰度灰度变化辐射校正 位置校正几何校正4 个多光
12、谱波段(蓝、绿、红、近红外)图像数字化过程的两个步骤:采样(空间坐标的数字化)和量化(图像灰度的数字化)留意: 无论是坐标仍是灰度都应是一个整数集合(一幅图像可以被看成是空间各个坐标点上强度的集合)图像的形式化定义fx,y 二维 fx,y,z 三维 fx,y,z, 彩色活动立体图像fx,y,z, ,t 电视 I= fx,y, ,t 参数的含义要知道:X,y,z 为空间坐标 , 为波长 ,t 为时间, I 是图像点的光强度;静止图像 :I= fx,y,z, 、平面图像 :I= fx,y, ,t、单色图像 :I= fx,y PS:假如问: I= fx,y,z, 表示什么图像,要知道是静止图像;图像
13、表示方法1、数学表示:矩阵和数组2运算机表示:图像描述信息一般以结构或者类来描述;(包括高、宽)图像数据图像的像素 :像素是图片大小的基本单位,图像的像素大小是指位图在高和宽两个方向的像素数; 1.邻域: 4-邻域, 8-邻域 4-邻域距离运算公式:D4(p,q) =|x-s|+|y-t|p 点坐标 x,y 点坐标 s,t 8-邻域距离运算公式:D8(p,q) =max|x-s| ,|y-t| 2.距离:欧几里得距离公式:图像格式: JPG,BMP,TIFF,JIFF 储备介质 :磁带、磁盘、光盘2、储备格式 :BSQ方式 /BIL 方式 /BIP 方式(遥感图像与一般图像最大区分:多波段)B
14、SQ方式:按波段次序储备 (像元号次序) ,行号次序 ,波段次序 BIL 方式:按行储备 (像元号次序) ,波段次序 ,行号次序 BIP 方式:按像素储备 (波段次序),像元号次序 ,行号次序 数据源及分类1.多光谱定义: (定义为2波段数 TM5TM3 ,先说反射率谁高谁低,由于是543 按红绿蓝合成所以红绿蓝色光的比例大小(比较一下)按彩色合成原理,当比例相等时产生消色,所以最终合成的植被是绿色;2请阐述假彩色增强,真彩色合成,伪彩色密度分割的区分与联系;答: 1.三者的定义不同:1真彩色合成:从多波段图像中挑选其中三幅影响在显示屏上合成一幅图像(三合一),该三幅影像的波段范畴与自然界中的
15、红绿蓝光的波长范畴大致相同;2 假彩色合成:将一幅自然彩色图像或者是同一景物的多光谱图像通过映射函数变换成新的三基色重量进行彩色合成,使增强图像中各目标出现出与原图像中不同的彩色;3 伪彩色增强:单波段黑白遥感图像可按亮度分层,对每层给予不同的颜色,使之成为一幅彩色图像;2.真彩色合成和假彩色合成都是三合一,只是合成影像所用的波段不同或者相同波段但是组合次序不同而形成的影像,伪彩色增强是将单波段影像,通过独立的数学变换产生三个重量而合成伪彩色增强影像;3.和自然界色调相一样的是真彩色,不一样的是假彩色和伪彩色;3信息量,灰度阈值运算方法:pi为灰度级显现的概率 2. 影像灰度阈值分析:取影像灰
16、度正确假彩色合成变量的挑选方法:1. 信息量分析:选用信息量最大的波段阈值最大的波段 3. 波段间的相关系数分析:挑选相关系数小的波段4. 正确波段组合指数法 5. 方差 - 协方差矩阵特点值 6. 主成分分析 7. 多维亮度重叠指数法平滑(去噪) :为了抑制噪声改善图像质量所进行的处理,就称为平滑;平滑可在空间域和频率域中进行;1)邻域平均值法2)中值滤波都属于空间域平滑(把握2 种方法的运算)1)领域平均值法(4 邻域 /8 邻域)(是否考虑中心像元)2)中值滤波 :一种非线性的平滑方法;对一个滑动窗口内的像元灰度值排序,用其居于中间位置的值代替窗口中心像元的位置;中间值的取法:当排序总数
17、为偶数,去中间两个值求平均值中值滤波的作用:1)可除去孤立噪声 ,改善图像质量 2)对脉冲很有效图像的空间域锐化: Roberts 算子 Sobel 算子(模板)Sobel 算子:Robert 算子:运算: IMAGE Add BACK的运算 如 IMAGE Add BACK=20%时,输出的结果影像图像锐化 :就是增强图像的边缘,使图像轮廓分明,从而改善图像的质量;图像的锐化可在空间域和频率域中进行;锐化使得边缘棱角分明,但会带入部分噪声;频率域图像锐化:1.抱负高通滤波器2.Butterworth高通滤波器3.指数滤波器4.梯度滤波器 第 5 页,共 16 页 多光谱图像的四就运算,加减乘
18、除的作用很重要 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载加法: 去除“ 叠加性” 噪音 生成图像叠加成效减法: 去除不需要的叠加性图案;检测同一场景两幅图像之间的变化;运算物体边界的梯度乘法: 加宽波段的范畴,该处理在影像的宽度值的缩、扩改及回来运算中应用广泛;用二值蒙板图像与原图像作乘法,有利于图像局部显示;除法: 非线性夸大不同地物间的反差;排除或减弱地势阴影、云影的影响;压抑地势坡度和方向引起的辐射量变
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