2022年遥感概论复习重点 .pdf

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1、第一章一、遥感：一种远离目标，不与探测目标相接触，通过某种平台上装载的传感器获取其特征信息，然后对所获取的信息进行提取、判定、加工处理及应用分析的综合性技术二、遥感技术系统是一个地面到空中，乃至空间，从信息收集、存储、处理到判读分析和应用的完整技术体系三、遥感技术系统的组成信息源；信息的获取；传感器；遥感平台；信息的记录和传输四、遥感的分类按遥感平台分类：航天、航空、地面遥感按传感器探测波段分类：紫外遥感 (0.05-0.38 m)可见光遥感(0.38-0.76 m) 红外遥感(0.76-1000m)微波遥感(1mm-1m) 按传感器的工作原理分：主动遥感，被动遥感按数据获取方式：成像遥感；非

2、成像遥感五、遥感的特点宏观性; 动态性; 技术手段多，信息海量六、当前遥感发展的主要特点和趋势高分遥感发展迅速，多种传感器并存：高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨遥感从定性到定量分析：遥感从“定性”向“定量”转变，定量遥感成为遥感应用的发展热点遥感信息提取逐步自动化：建立适用于遥感图像自动解释的专家系统，逐步实现遥感图像专题信息提取自动化遥感商业化第二章一、电磁波的性质波动性：是横波在真空以光速传播满足 C= *?粒子性： 光电效应波粒二象性：E= h*?；P=h/波粒二象性的程度与电磁波的波长有关：波长愈短，辐射的粒子性愈明显；波长愈长，辐射的波动特性愈明显。二、电磁波与物体相互作用过程

3、中 ，会出现三种情况：反射、吸收、透射，遵守能量守恒定律（如果是不透明的物体 , 物体的反射率大，发射率就小）四、电磁辐射定义反射：电磁辐射与物体作用后产生的次级波返回原来的介质，这种现象称反射。该次级波便称之为反射波（辐射）。反射率：物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比。透射：电磁辐射与介质作用后，穿过该介质到达另一种介质的现象或过程。透射率：透射能量与入射总能量之比。五、电磁波谱：按照电磁波的波长（频率的大小）长短，依次排列成的图表，称为电磁波谱。按频率从短到长可分为 射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波可见光谱中的各种颜色成分大致所属的波长区间：红： 620760nm 橙

4、：590620nm 黄：560590nm 绿：500560nm 青：470500nm 蓝：430470nm 紫：380430nm 红外波段波长范围 0.761000m ，遥感所用波段如下：近红外： 0.73 m 中红外： 38 m 远红外： 815 m 微波波长范围 1mm1m 六、各种电磁波的不同与共性不同点：传播的方向性、穿透性、可见性、颜色不同共性：传播速度相同；遵守相同的反射、折射、透射、吸收和散射定律；都是横波，遵循横波的一切特性七、黑体辐射: 指由理想放射物放射出来的辐射，在特定温度及特定波长放射最大量之辐射。 如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收，则该物体是绝对黑体。八、

5、黑体辐射的规律辐射通量密度随温度增加而迅速增加，与温度的 4 次方成正比 M= T?4 =5.671012 W/cm-2K-4 M为总辐射出射度黑体温度越高，其曲线的峰顶就越往左移，即往波长短的方向移动max T=b b=2898 m K 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 十、太阳常数：不受大气影响，在距离太阳一个天文单位（约 15,000万公里 ）的区域内，垂直于太阳辐射方向的单位面积、单位时间的黑体所接收的辐射

6、能量。（1.95W/cm2 min）十二、太阳辐射和地球辐射的分段性：1) 太阳辐射。接近于温度为6000K 的黑体辐射，最大辐射的对应波长为0.47mm ，主要集中于波长较短的部分，从紫外、可见光到近红外区域，即 0.3-2.5 mm，在这一波段地球的辐射主要是反射太阳的辐射。2) 地球辐射。接近于温度为300K 的黑体辐射，最大辐射对应波长为9.66 mm ，自身发出的辐射主要集中在波长较长的部分，即 6 mm 以上的热红外区段。3) 在2.5-6 mm的中红外波段，地球对太阳辐照的反射和地表物体自身的热辐射均不能忽略十六、散射：电磁辐射与结构不均匀的物体作用后 , 向各个方向传播的现象。

7、它是反射、折射、衍射的综合反映。主要发生在可见光波段 (太阳辐射通过大气层时，受到大气中气体分子的散射和大气中固体、微粒、液体的散射 ) 十七、大气散射的类型瑞利散射米氏散射非选择性散射瑞利散射特点：当大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射，这种散射主要有大气中的原子和分子，如二氧化氮、臭氧和氧分子等引起，散射强度与波长的四次方成反比；米氏散射特点：当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射，这种散射主要有大气中的微粒，如烟、尘埃、小水滴及气溶胶等引起。散射强度与波长的二次方成反比；无条件性散射特点：当大气中粒子的直径比波长大得多时发生的散射，其散射强度与波长无关；影响：造成遥感图像的质

8、量下降。十八、大气窗口：电磁波在大气中传输过程中吸收和散射很小，透射率较高的波段。十九、大气窗口的主要光谱段：0.31.3um ： 即紫外、可见光、近红外波段1.51.8um,2.03.5um ：近、中红外波段3.55.5um ：中红外波段814 um：远红外波段0.82.5cm ：微波波段二十、地物的波谱特征：地物的电磁波响应特性随电磁波长改变而变化的规律，称为地物波谱，地物波谱随波长而变的特性叫做地物波谱特性，是遥感识别地物的基础。物体的反射波谱限于紫外、可见光和近红外，尤其是后两个波段。物体的反射波谱受物体的组成成分、结构、表面状态以及物体所处环境的控制和影响。二十一、主要地物的波谱反射

9、特征 : 1. 植被的光谱曲线可分为三段：1) 0.4-0.76mm: 有一个小的反射峰，位于绿色波段（0.55 mm ） ，两边（蓝、红）为吸收带2) 0.76-1.3 mm: 高反射，在 0.7 mm处反射率迅速增大，至 1.1 处有峰值3) 1.3-2.5 mm: 受植物含水量影响，吸收率增加，反射率下降，形成几个低谷3.土壤：没有明显的波峰波谷。土质越细，反射率越高，有机质含量越高、含水量越高，反射率越低4.水体：反射主要在蓝绿波段，其它波段吸收都很强，近红外吸收更强。与含沙量、叶绿素含量等有关；含沙量越高、反射率越高第三章 颜色1.颜色的性质由明度、色调、饱和度描述明度：物体对可见光

10、的反射程度，表现为色彩的相对明暗（反射率越高，明度越高）色调：色彩彼此间相互区分的特性，可见光波段的不同波长刺激人眼产生了不同色彩（红紫）的感觉饱和度：彩色纯洁的程度2.颜色立体：中间垂直轴表明度；中间水平面的圆周代表色调；圆周上的半径大小代表饱和度3.三原色（三基色） ：若三种颜色，其中的任一种都不能由其余两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，称为三原色。加色法本质：具有不同能量的色光混合时，可以导致混合色光能量的变化互补色：两种色光混合产生白色，叫色光互补色。红 -青，绿- 品红，蓝- 黄第四章一、传感器的定义 传感器是收集、探测、记录地物电磁波辐射信息的

11、工具二、结构：收集器; 探测器; 处理器; 输出器三、传感器的性能空间分辨率：遥感影像上地面物体能分辨的最小单元的尺寸或大小，表征影像分辨地面目标细节能力的指标。它决定了地面物体所能分辨的最小单元。波谱分辨率：传感器在所能记录的电磁波谱中，某一特定的波长范围值，波长范围越宽，光谱分辨率越低。即传感器在接收目标辐射时能分辨出的最小波长间隔，间隔越小，分辨率越高。时间分辨率：对同一地点进行重复探测时，相邻两次探测的时间间隔，即重访周期，能够提供地物动态变化的信息。辐射分辨率：传感器在接收波谱信号时，能分辨的最小辐射度差。即传感器将接收到电磁辐射强度划分等级时，其间隔大小。名师资料总结 - - -精

12、品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 第五章 航空遥感1、航空遥感（以中低空遥感平台为基础） ：以飞机( 最常见、最早、最广泛)、气球等飞行于大气层中的飞行器作为工作平台的遥感 (80km)（重点）4、航空像片的投影原理中心投影 ：物体的影像是光线通过投影中心投射到承影面上，形成了透视影像。航空像片属于中心投影地物的反射光线通过镜头中心面上，在底片上构成的是负像，经过接触晒印得到正像。负像：物体和投影面位于投影中心的两侧地图是正射投影，摄影光线

13、平行且垂直投影面。垂直投影 ：物体的影像通过相互平行的光线投射到与光线垂直的平面上。5、两种投影的透视规律与特点（重点）中心投影的成像特征：点的像还是点，直线的像一般情况下还是直线，若是直线的延长线通过投影中心时，该直线的像则是一个点。空间曲线的像一般仍为曲线 , 但若空间曲线在一个平面上，而该平面又通过投影中心时，它的像则成为直线。即： 点点; 直线直线、点; 空间曲线曲线、直线; 面面、线（重点） 6、航空像片的比例尺像片比例尺：航空像片上某一线段长度与地面相应线段长度之比，用 1/M表示，1/M=f/H,f 是物镜的焦距，H 是飞行器的相对航高。航空像片比例尺测定：平坦地区，采用平均比例

14、尺，测量像片上两条水平线段长度与实际地面长度，求出平均比例尺。平均比例尺： 1/M=(ab/AB+dc/DC)/2 起伏地区，各点比例尺不一样，不能采用统一的比例尺。按照测站求各点平均比例尺，测的结果为测站附近的比例尺。8、航空像片的物理特性（一）基本概念1. 色调：是地物电磁辐射能量在像片上的模拟记录，在黑白像片上表现为不同的明暗程度灰度；在彩色像片上表现为不同的颜色色彩。2. 色彩：彩色像片上某一部分的颜色称为色彩。3. 灰阶：灰度是定量地表示黑白像片上某一部分黑白深浅程度的特征量。一般以灰度等于 0表示全黑，灰度等于 1表示全白，0灰度1。4. 亮度系数（P） ：在相同照度下，某物体表面

15、亮度（L）与绝对白色的理想物体表面亮度 (L。)之比（即P=L/L。 ）常用来表示地物反射（或发射）光的能力。全黑物体P=0 ，全白的物体P=1 ，一般物体则符合0P1. 特点：（1）物体的亮度系数的范围很大，不同类物体之间的亮度系数的差别可能相当大。（2）同类物体，由于干湿程度不同，其亮度系数也不同，干燥物体的 P 值大，潮湿物体的P值小。（3）表面光滑的物体的亮度系数比表面粗糙物体的亮度系数大。（4）物体的亮度系数与其颜色有关。10、像片视差与立体观测像点位移：指在中心投影的相片上，由于地形的起伏等的影响而引起的平面上像点位置的移动（一）倾斜误差：因投影面倾斜而使像的位置发生变化，就是因像

16、片倾斜引起的像点位移，也称倾斜误差。（二）地形起伏引起的像点位移投影差h：在航空像片上，高出或低于起始面的地物点在像片上的像点位置，与在平面上的位置比较，产生了位置移动，这就是地形起伏的像点位移，也称投影误差（投影差） 。投影差分布规律1.投影差大小与像点距离、像主点的距离高差成正比。航高成反比，即航高愈高，投影差愈小。11、立体观察须满足下列条件：1.必须是由不同的摄影站对同一地区所摄影的两张像片。2.两张像片的比例尺相差不得超过15% 。3.两眼必须分别各看两张像片上的相应影像，即左眼看左像，右眼看右像。4.像片所安放的位置，必须能使相应视线成对相交，相应点的连线与眼基线平行。第六章Lan

17、dsat 系列卫星陆地卫星 Landsat，1972年发射第一颗，随后陆续发射了 7 颗，已连续三十多年为人类提供陆地卫星图像，产品主要有 MSS,TM,ETM，属于中高度、长寿命的卫星。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 陆地卫星的运行特点：中等高度、近圆形、近极地、太阳同步、可重复轨道。第八章1 一、数字图像：指能够被计算机存储、处理和使用的图像五、遥感数字图像与光学图像相比的特点：便于计算机处理；数字存储方式获

18、取、传输、分发等过程中没有信息损失抽象性强（表示在计算机里是很抽象的“数据流” ）九、遥感图像处理的特点 ：与一般图像处理的特点：数据和运算量大；图像进出外部设备复杂；多终端多用户；软件系统庞大与目视解译和光学处理比较的特点：图像的准确性；处理的灵活性；有利于长期保存十、遥感图像处理的过程： 数据输入、校正处理、变换处理、分类处理、结果输出十一、遥感图像处理的设备： 输入设备处理系统输出设备第八章2 1. 数字图像需要校正的原因：辐射畸变：图像像元上的亮度直接反映了目标地物的光谱反射率的差异，但也受到其他严肃的影响而发生改变，这改变的部分就是需要校正的部分，称为辐射畸变。引起辐射畸变的原因有两

19、个，即传感器本身的误差和大气对辐射的影响。传感器本身的误差由传感器生产单位根据传感器参数进行校正，而不需要用户进行校正。大气的主要影响是降低了图像的对比度，可通过辐射校正来校正图像几何畸变（影像变形） ：几何畸变是指图像的几何位置发生了变化，从而引起图像的变形可通过几何校正的方法校正图像。引起几何畸变的原因确很多：如遥感平台的位置和运动状态受化的影响：飞机或卫星相对于地物的位置、飞行姿态、速度的变化地形起伏的影响：产生局部像点位移；地球表面曲率的影响：产生像点位移和导致像元对应于地面宽度的不等；大气折射的影响：从大气下层到上层，大气密度的不同导致折射率的不断变化，使得辐射传播不再是直线而是曲线

20、，结果是产生像点位移；地球自转的影响：多数卫星在轨道运行的降段接收图像，即卫星自北向南运动，的同时，地球自西向东自转相对运动的结果是产生影像的偏离（向东偏）。以上变形都由接收图像的接收部门根据遥感平台、地球、传感器的各种数据进行校正，当用户拿到遥感影像后，由于所使用图像的目的不同，或地图投影、比例尺、基准面等的不同仍需进行校正。2.辐射校正：消除或改正遥感图像成像过程中附加在传感器输出辐射能量中的各种误差程辐射度：散射光向上通过大气进入传感器的那部分辐射量辐射校正方法有两种：直方图最小值去除法、回归分析法。图像直方图：以每个像元为单位，表示图像中各亮度值或亮度值区间像元出现的频率的分布图直方图

21、作用：直观地了解图像的亮度值分布范围、峰值的位置、均值以及亮度值分布的离散程度。直方图的曲线可以反映图像的质量差异3.几何校正：从具有几何变形的图象中消除变形的过程第八章3 假彩色合成： （重点）各工作波段被赋予的颜色，与波段所代表的真实颜色不同，合成色不是地物真实的颜色，因此这种合成叫做假彩色合成标准假彩色合成：1、近红外波段赋予红色、红光波段赋予绿色，绿光波段赋予蓝色。2、针对TM影像的 7个波段：第 2 波段是绿色波段、第 3波段是红色波段、第 4 波段是近红外波段当 4、3、2 波段分别赋予红、绿、蓝色时，这一合成方案称为标准假彩色合成空间滤波的作用平滑：消除各种干扰噪声，使影像中高频

22、成分消退，平化掉影像的细节，表现为影像模糊。锐化：突出影像边缘、线性目标或某些亮度变化率大的部分，提高影像的细节，常表现为边缘增强。第九章目视解译：指专业人员通过直接观察或借助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。目视判读标志：遥感影像上那些能够作为分析、判断景观地物的影像特征称判读标志或解译标志（一）直接解译标志： 地物本身的属性在遥感影像上的直接反映，有时是判读的充分条件。色调（最直接、最直观） ：目标地物与背景之间的色彩和色调差异，能够被人眼识别。是判读遥感图像的主要标志和依据之一。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - -

23、 - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 形状：地物的顶部几何形状，不同的地物，都有不同的形态特征，根据形状对地物的辨认。纹理或质地：通过色调或颜色变化出现的细纹或细小的图案，这种图案在某一确定的图像区域中以一定的规律重复出现。图形、阴影、位置、布局、图案、大小等（二）间接解译标志： 地物本身的属性在遥感影像上不能直接反映，需要通过与其有关的其他地物的属性来推断探测目标属性（重点）目视判读的方法与步骤具体方法1、判读原则（1）多种信息综合分析（2）多手段、多方法相结合（3）内外结合、保证精度2、判读方法直接判读法

24、：根据地物色调、图形、大小等直接标志判定对比分析法：对不同遥感影像、卫星图像不同波段、不同时相的图像进行对比分析逻辑推理法：应用地学规律和实际经验，分析各种地物和自然现象间内在联系，结合图像上表现出的特征判定信息复合法（书上无介绍）第十章监督分类的主要方法： 最小距离法；平行管道法；最大似然法；光谱角填图法 ; 人工神经网络法二、图像分类方法1、监督分类（）最大似然比分类法 (Maximum Likelihood) 通过求出每个像素对于各类别的归属概率，把该像素分到归属概率最大的类别中去的方法。假定训练区地物的光谱特征和自然界大部分随机现象一样，近似服从正态分布。2、非监督分类（） 、动态聚类

25、法在初始状态给出图像粗糙的分类，然后基于一定原则在类别间重新组合样本，直到分类比较合理为止。3、监督分类与非监督分类方法比较根本区别在于是否利用训练场地来获取先验的类别知识。监督分类的关键是选择训练场地。训练场地要有代表性，样本数目要能够满足分类要求。此为监督分类的不足之处。非监督分类不需要更多的先验知识，据地物的光谱统计特性进行分类。当两地物类型对应的光谱特征差异很小时，分类效果不如监督分类效果好。遥感图像分类精度评价方法1. 基于面积的评价。2. 基于位置的评价，误差矩阵的评价图像分类中的有关问题计算机解译的问题：存在错分、漏分现象正确率一般只有 6070% 不同的研究区域，采用不同的方法

26、，不同的参数如何选取好的训练区1、未充分利用遥感图像提供的多种信息只考虑多光谱特征，没有利用到地物空间关系、图像中提供的形状和空间位置特征等方面的信息。统计模式识别以像素为识别的基本单元 , 未能利用图像中提供的形状和空间位置特征, 其本质是地物光谱特征分类. 水体的分类. 2、提高遥感图像分类精度受到限制大气状况的影响：吸收、散射。下垫面的影响：下垫面的覆盖类型和起伏状态对分类具有一定的影响。其他因素的影响：云朵覆盖；不同时相的光照条件不同，同一地物的电磁辐射能量不同；地物边界的多样性。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -