2022年遥感概论复习资料总结 .pdf

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1、遥感概论复习资料第一章遥感得基本概念(1) 广义 : 泛指一切无接触得远距离探测技术。包括对电磁场、 力场、机械波 ( 声波、 地震波 )等得探测。(2) 狭义 : 就是应用探测仪器, 不与探测目标相接触, 从远处把目标得电磁波特性记录下来,通过分析 ,揭示出物体得特征性质及其变化得综合性探测技术。不同于遥测与遥控。遥感系统包括(1)被测目标得信息特征(2) 信息得获取 ( 通过传 / 遥感器、遥感平台) (3) 信息得传输与记录(4) 信息得处理(5) 信息得应用遥感得构成 ( 遥感系统 ) 目标地物得电磁波特性、信息得采集与获取、信息得传输与接收地面定标及实况调查、信息得处理与加工、信息得

2、分析与应用遥感得类型(1) 按遥感平台分类: 地面遥感、航空遥感、航天遥感、航宇遥感(2) 按遥感器得探测波段分类紫外遥感 : 探测波段在0、05-0 、 38m之间可见光遥感 : 探测波段在0、38-0 、76m之间红外遥感 : 探测波段在0、76-1000m之间微波遥感 : 探测波段在1mm-1m 之间多波段遥感 : 探测波段在可见光与红外波段范围内, 再分成若干窄波段来探测目标。(3) 按工作方式分类: 主动遥感与被动遥感主动遥感 , 由探测器主动发射一定电磁波能量并接受目标得后向散射信号; 被动遥感 , 传感器不向目标发射电磁波, 仅被动接收目标物得自身发射与对自然辐射源得反射能量。(

3、4) 按就是否成像分类: 成像遥感与非成像遥感遥感得特点(1) 大面积同步观测传统地面调查实施困难,工作量大 , 遥感观测可以不受地面阻隔等限制。(2) 时效性可以短时间内对同一地区进行重复探测, 发现地球上许多事物得动态变化, 传统调查 , 需要大量人力物力, 用几年甚至几十年时间才能获得地球上大范围地区动态变化得数据。因此 , 遥感大大提高了观测得时效性。这对天气预报、 火灾、水灾等得灾情监测, 以及军事行动等都非常重要。(3) 数据得综合性与可比性遥感获得地地物电磁波特性数据综合反映了地球上许多自然、人文信息。由于遥感得探测波段、成像方式、成像时间、数据记录、等均可按照要求设计,名师资料

4、总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 15 页 - - - - - - - - - 使获得得数据具有同一性或相似性。同时考虑道新得传感器与信息记录都可以向下兼容,所以数据具有可比性。与传统地面调查与考察相比较, 遥感数据可以较大程度地排除人为干扰。(4) 经济性遥感得费用投入与所获得得效益, 与传统得方法相比, 可以大大得节省人力、物力、财力与时间、具有很高得经济效益与社会效益。(5) 局限性遥感技术所利用得电磁波有限, 有待进一步开发, 需要更高分辨率以及遥感以外得其

5、她手段相配合,特别就是地面调查与验证。第二章电磁波谱概念按电磁波在真空中传播得波长或频率, 递增或递减排列, 构成电磁波谱。电磁波谱区段得界线就是渐变得, 一般按 产生电磁波得方法或测量电磁波得方法来划分。可见光电磁波谱划分( 表) 可见光红橙黄绿青蓝紫 0 、38 - 0、76m 0、62 - 0、76 m 0、59 - 0、62 m 0、56 - 0、59 m 0、50 - 0、56 m 0、47 - 0、50 m 0、43 - 0、47 m 0、38 - 0、43 m 绝对黑体概念( 自然界中不存在绝对黑体)如果一个物体对于任何波长得电磁辐射都全部吸收, 则这个物体就是绝对黑体。辐射亮度

6、L 辐射源在某一方向得单位投影面积在单位立体角内得辐射通量单位W/(sr*m2) 。辐射通量 : 单位时间内通过某一面积得辐射能量。辐射能量 : 从目标物体中辐射或反射得电磁波得能量吸收作用 : 大气中得各种成分对太阳辐射有选择性吸收, 形成太阳辐射得大气吸收带。大气物质就是太阳辐射衰减得重要原因散射 : 辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变, 并向各个方向散开得物理现象。大气反射 : 电磁波传播过程中, 若通过两种介质得交界面, 会出现反射现象。主要发生在云层顶大气吸收电磁辐射得主要物质就是: 水、二氧化碳与臭氧。大气散射辐射在传播过程中遇到小微粒( 气体分子或悬浮微粒等) 而使传播方

7、向改变, 并向各个方向散开 , 从而减弱了原方向得辐射强度、增加了其她方向得辐射强度得现象。大气散射得 ( 类型、发生条件、散射特点、典型自然现象) P29 (1) 瑞利散射发生条件 : 大气中粒子得直径比波长小得多, 即 d , 一般认为 (d )。散射特点 : 散射强度与波长没有关系也就就是说 , 在符合无选择性散射得条件得波段中, 任何波长得散射强度相同。典型自然现象: 云、 雾粒子直径虽然与红外线波长接近, 但相比可见光波段, 云雾中水滴得粒子直径就比波长大很多 , 因而对可见光中各个波长得光散射强度相同, 所以人们瞧到 云雾呈白色 , 并且无论从云下还就是乘飞机从云层上面瞧. 都就是

8、白色。大气窗口概念通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射得, 透过率较高得波段称为大气窗口。大气窗口得主要光谱段: 1)0 、31、3m, 即紫外、可见光、近红外波段。这一波段就是摄影成像得最佳波段, 也就是许多卫星传感器扫描成像得常用波段,如 Landsat 卫星得 TM1 4 波, 段,SPOT卫星得 HRV波段。2)1 、5 一 l 、8m与 2、0 一 3、5m, 即近、中红外波段。就是白天日照条件好时扫描成像得常用波段 , 如 TM得 5,7 波段等 , 用以探测植物含水量以及云、雪, 或用于地质制图等。3)3 、55、5m, 即中红外波段。 该波段除通透反射光外, 也通透地

9、面物体自身发射得热辐射能量。如NOAA 卫尽得 AVHRR 传感器用 3、553、93um探测海面温度, 获得昼夜云图。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 15 页 - - - - - - - - - 4)8 14m, 即远红外波段。主要通透来白地物热辐射得能量. 适于夜间成像。5)0 、82、5cm,即微波波段。由于微波穿云透雾能力强, 这一区间 可以全天候观测,而且 就是主动遥感方式, 如侧视雷达 。Radarsat 得卫星雷达影像也在这一区间, 常用得波

10、段为0、8cm,3cm, 5cm,10cm, 甚至可将该窗口扩展至0.05 300cm 。太阳就是 被动遥感 最主要得辐射源( 地球也就是被动遥感) 主动遥感 : 微波 ( 如侧视雷达 ) ( 题: 从地球辐射得分段特性说明为什么对于卫星影像解译必须了解地物反射波谱特性) 太阳辐射近似于温度为6000K得黑体辐射 , 而地球辐射则接近于温度为300K得黑体辐射。太阳辐射主要集中在0、 3 2、5m, 在紫外、可见光到近红外区段。地球自身得辐射主要集中在长波, 即 6m以上得热红外区段。在 2、56m, 即中红外波段 , 就是两种辐射共同起作用得部分, 地球对太阳辐照得反射与地表物体自身得热辐射

11、均不能忽略。如表所示 : 地球辐射得分段特性名称可见光与近红外中红外远红外波长0、3 - 2 、5 m2、5 - 6 m 6 m辐射特性地表反射太阳辐射为主地表反射太阳辐射与自身得热辐射地表物体自身热辐射为主在可见光与近红外波段(0 、32、5m), 地表物体自身得热辐射几乎等于零。地物发出得波谱主要以反射太阳辐射为主, 当然 , 太阳辐射到达地面后, 物体除了反射作用外, 还有对电磁辐射得吸收作用,如黑色物体得吸收能力较强。最后 , 电磁辐射未被吸收与反射得剩余部分则就是透过得部分,即:到达地面得太阳辐射能量=反射能量 +吸收能量 +透射能量地物反射率地物得反射能量与入射总能量得比, 即=(

12、P/P0 ) 100% 。表征物体对电磁波谱得反射能力。物体得反射状况分为三种: 镜面反射、漫反射与实际物体反射地物反射波谱就是研究可见光至近红外波段上地物反射率随波长得变化规律。表示方法:一般采用二维几何空间内得曲线表示(地物反射波谱曲线 ), 横坐标表示波长 , 纵坐标表示反射率。地物反射波谱曲线( 植被、土壤、水体、岩石) P38-41 地物反射波谱曲线除随不同地物( 反射率 ) 不同外 , 同种地物在不同结构与外部条件下形态表现( 反射率 ) 也不同。(1) 植被植被得反射波谱曲线(光谱特征 )规律性明显而独特(如图 2、25),主要分三段 : 1)可见光波段 (0、4 - 0、76m

13、)有一个小得反射峰,位置在 0、55m( 绿)处,两侧 0、45m(蓝)与 0、67m(红)则有两个吸收带。成因 :由于叶绿素得影响,叶绿素对蓝光与红光吸收作用强,而对绿光反射作用强。2)在近红外波段有一反射得“陡坡”,至 1、1m附近有一峰值 ,形成植被得独有特征。成因 :由于植被叶细胞结构得影响,除了吸收与透射得部分,形成得高反射率。3) 在中红外波段 ( 1 、3 - 2 、5 m) 受到绿色植物含水量得影响, 吸收率大增 , 反射率大大下降 , 特别以 1、45m、1、95m与 2、7m为中心就是水得吸收带, 形成低谷。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - -

14、- - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 15 页 - - - - - - - - - 不同健康状态松树得反射光谱曲线不同植物得反射波谱曲线2. 植被遥感?植被调查就是遥感得重要应用领域?用于确定植被得分布、类型、长势等植被判读得原理:植物得光谱特性不同得植物类型区分1) 光谱特征 ; 2) 物候性 ; 3) 生态条件。植被生长状况得解译名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 15 页 - - - -

15、 - - - - - 健康绿色植被具有典型光谱特征; 受病虫害得植物, 结构与叶绿素含量发生很大得变化,其光谱特征也发生较大变化。作物得长势主要用植被指数来监测。常用得植被指数有: 比值 :RVI= 近红外 / 红如 TM4/TM2 归一化 :RVI=( 近红外 - 红)/( 近红外 +红) 差值 :DVI= 近红外 - 红正交植被指数(对 NOAA 数据与 LANDSAT 数据分别为 ): NOAA 数据 :PVI=1、622 5(NIR)-2 、297 8(R)+11 、065 6 LANDSAT 数据 : PVI=0、939(NIR)-0 、344(R)+0 、09 应用实例 : 大面积

16、农作物得遥感估产第一步 : 信息源得确定 : 空间分辨率、时相第二步 : 信息处理第三步 : 作物识别与面积估算第四步 : 建立估产模型第五步 : 该区作物产量估算第三章主要得陆地卫星系列(1) 陆地卫星 (Landsat) 1、 陆地卫星Landsat:1972 年发射第一颗 ,共发射 7 颗,产品主要有MSS、TM 、ETM, 属于中高度、长寿命卫星。其运行特点 : 轨道为与太阳同步得近极地圆形轨道。即卫星通过每一点得地方时相同。 北半球中纬度地区上午成像,太阳高度角为2530 度。轨道高度为700900 km。运行周期为99103 min/ 圈,每 16 天覆盖一次地球。旁白重叠度随纬度

17、得增大而增大,如纬度 40 度处重叠为34%,纬度 80 度处为 80%。传感器 :多光谱扫描仪MSS,分辨率为 80m;专题制图仪TM,7 个波段TM1 0、450、52 m 30m 蓝波段对水体穿透强,对叶绿素反应敏感,有助于判别水深 ,水中叶绿素分布,进行近海水域制图。TM2 0、 520、6 m 30m 红波段探测健康植物绿色反射率,区分林型、 树种 ,反映水下特征。TM3 0、630、69 m 30m 红波段叶绿素得主要吸收波段。用于区分植物种类与植物覆盖率,就是可见光得最佳波段,广泛用于地貌、岩性、土壤、植被、水中泥沙等方面。TM4 0、 760、9 m 30m 近红外波段对绿色植

18、物类别差异最敏感,用于物量调查,作物长势测量 ,水域得测量。TM5 1、551、75 m 30m 中红外波段处于水得吸收波段内,用于土壤湿度、植物含水量调查 ,易于反映云与雪。TM6 1、041、25 m 60m 热红外波段区分农林覆盖长势,判别表层湿度,监测与人类活动有关得热特征,进行热制图。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 15 页 - - - - - - - - - TM7 2、082、35 m 30m 中红外波段为地质家追加得波段,水得强吸收波段,水

19、体呈黑色 ,用于区分岩石类型等。TM8 0、 50、9 m 15m 全色波段提高其她波段得分辨率中心投影与垂直投影得区别(1) 投影距离得影响( 书 59 页 图 3、12) 垂直投影 图像得缩小与放大与投影距离无关, 并有统一得比例尺。中心投影 则受投影距离 ( 遥感平台高度 ) 影响, 像片比例尺与平台高度H与焦距 f 有关。(2) 投影面倾斜得影响( 图 3、13)当投影面倾斜时, 垂直投影 得影像仅表现为比例尺有所放大, 像点相对位置保持不变。在中心投影 得像片上比例关系有显著得变化, 各点得相对位置与形状不再保持原来得样子。(3) 地形起伏得影响( 图 3、14) 垂直投影 时, 随

20、地面起伏变化, 投影点之间得距离与地面实际水平距离成比例缩小, 相对位置不变。中心投影 时, 地面起伏越大 , 像片上投影点水平位置得位移量就越大, 产生投影误差。这种误差有一定得规律。图 3、13 图 3、14 中心投影得透视规律在中心投影得像片上, 各种物体得形状不同及其所处得位置不同, 其变形得情况也各不相同。了解不同形状物体在中心投影影像上得变形规律, 对解译与制图就是必要得。(1) 地面物体就是一个点, 在中心投影上仍然就是一个点。如果有几个点同在一投影线上, 它得影像便重叠成一个点。(2) 与像面平行得直线, 在中心投影上仍然就是直线,与地面目标得形状基本一致。例如地面上有两条道路

21、以某种角度相交, 反映在中心投影像片上也以相应得角度相交。如果直线垂直于地面 ( 如电线杆 ), 其中心投影有两种情况: 一就是 当直线与像片垂直并通过投影中心( 主光轴 ) 时, 该直线在像片上就是一个点;二就是 直线得延长线不通过投影中心, 这时直线得投影仍然就是直线, 但其长度与变形情况则取决于目标在像片中得位置。近像片中心 , 直线得长度被缩短 ,在像片边缘 , 直线得长度被夸大。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 15 页 - - - - - - -

22、 - - (3) 平面上得曲线, 在中心投影得像片上仍为曲线。(4) 面状物体得中心投影相当于各种线得投影得组合。水平面得投影仍为一平面。垂直面得投影依其所处得位置而变化, 当位于投影中心时, 投影所反映得就是其顶部得形状, 呈一直线; 在其她位置时, 除其顶部投影为一直线外, 其侧面投影成不规则得梯形。成像光谱技术概念通常得多波段扫描仪将可见光与红外波段分割成几个到十几个波段。对遥感而言, 在一定波长范围内 ,被分割得波段数愈多, 即波谱取样点愈多, 愈接近于连续波谱曲线,因此可以使得扫描仪在取得目标地物图像得同时也能获取该地物得光谱组成。这种 既能成像又能获取目标光谱曲线得“谱像合一”得技

23、术, 称为成像光谱技术。按该原理制成得扫描仪称为成像光谱仪。微波遥感概念、特点就是指通过微波传感器获取从目标地物发射或反射得微波辐射, 经过判读处理来识别地物得技术。1、能全天候、全天时工作可见光遥感只能在白天工作, 红外遥感虽可克服夜障, 但不能穿透云雾。因此, 当地表被云层遮盖时 ,无论就是可见光遥感还就是红外遥感均无能为力。地球表面有40 60得地区常年被云层覆盖, 平均日照时间不足一半, 尤其就是海洋上更就是如此。按瑞利散射原理, 散射得强度与4成正比。由于微波得波长比红外波要长得多, 因而散射要小得多 ,所以与红外波相比, 在大气中衰减较少, 对云层、雨区得穿透能力较强, 基本上不受

24、烟、云、雨、雾得限制。2、对某些地物具有特殊得波谱特征许多地物间 , 微波辐射能力差别较大, 因而可以较容易地分辨出可见光与红外遥感所不能区别得某些目标物得特性。例如 , 在微波波段中 , 水得比辐射率为0、4, 而冰得比辐射率为0、99, 在常温下两者得亮度温度相差 100 K, 很容易区别 , 而在红外波段 , 水得比辐射率为0、 96,冰得比辐射率为0、92, 两者相差甚微,不易区别。3、对冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透能力该特性可用来探测隐藏在林下得地形、地质构造、军事目标, 以及埋藏于地下得工程、矿藏、地下水等。4、对海洋遥感具有特殊意义微波对海水特别敏感, 其波长很适合于海面动态

25、情况( 海面风、海浪等) 得观测。5、分辨率 ( 此处指空间分辨率) 较低 , 但特性明显微波传感器得分辨率一般都比较低, 这就是因为其波长较长, 衍射现象显著得缘故。 要提高分辨率必须加大天线尺寸。其次 , 观测精度与取样速度往往不能协调。欲保证精度就需要有较长得积分时间, 取样速度就要降低, 通常就是以牺牲精度来提高取样速度得。此外, 地球表面得地物温度大多在200300K, 峰值波都落在红外波段, 因此红外波段得辐射量要比微波大几个数量级。然而, 由于微波得特殊物理性质, 使红外测量精度远不及微波, 也要差几个数量级。因此 , 总得说来 , 红外与微波遥感各有优缺点。名师资料总结 - -

26、 -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 15 页 - - - - - - - - - (1) 空间分辨率指像素所代表得地面范围得大小, 即扫描仪得瞬时视场, 或地面物体能分辨得最小单元。例如 Landsat 得 TM得 1 - 5与 7 波段 , 一个像素 (pix)代表地面28、5m 28、5m,或概略说其空间分辨率为30m 。(2) 波谱分辨率指传感器在接收目标辐射得波谱时能分辨得最小波长间隔。间隔愈小, 分辨率愈高。不同波谱分辨率得传感器对同一地物探测效果有很大区别。成像光谱仪

27、在可见光至红外波段范围内 , 被分割成几百个窄波段, 具有很高得光谱分辨率, 从其近乎连续得光谱曲线上, 可以分辨出不同物体光谱特征得微小差异, 有利于识别更多得目标, 甚至有些矿物成分也可被分辨。传感器得波段选择必须考虑目标得光谱特征值, 才能取得好效果。(3)辐射分辨率指传感器接收波谱信号时,能分辨得最小辐射度差。在遥感图像上表现为每一像元得辐射量化级。某个波段遥感图像得总信息量mI由空间分辨率 (以像元数n 表示 )与辐射分辨率 (以灰度量化级 D 表示 )有关 ,以 bit 为单位 ,可表达为 : DnIm2log?在多波段遥感中,遥感图像总信息量还取决于波段数k。k 个波段得遥感图像

28、得总信息量SI为:DPAkDnkIkImS222log/log?A:图像对应得地面面积;P:图像得空间分辨率(4) 时间分辨率指对同一地点进行遥感采样得时间间隔, 即采样得时间频率, 也称重访周期。遥感得时间分辨率范围较大。以卫星遥感来说, 静止气象卫星( 地球同步气象卫星) 得时间分辨率为 1 次/0 、5 小时 ; 太阳同步气象卫星得时间分辨率 2 次天 ;Landsat为 1 次 16 天;中巴 ( 西) 合作得 CBERS 为 1 次26 天等。还有更长周期甚至不定周期得。时间分辨率对动态监测尤为重要, 天气预报、灾害监测等需要短周期得时间分辨率, 故常以“小时”为单位。植物、作物得长

29、势监测、估产等需要用“旬”或“日”为单位。而城市扩展、河道变迁、土地利用变化等多以“年”为单位。总之可根据不同得遥感目得, 采用不同时间分辨率。题: 如何评价遥感图像得质量？(1) 遥感图像得空间分辨率: 指像素所代表得地面范围得大小。地面分辨率取决于胶片得分辨率与摄影镜头得分辨率所构成得系统分辨率, 以及摄影机焦距与航高。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 15 页 - - - - - - - - - (2) 图象得光谱分辨率: 波谱分辨率就是指传感器在接受

30、目标辐射得波谱时能分辨得最小波长间隔。间隔愈小,分辨率愈高。传感器得波段选择必须考虑目标得光谱特征值。(3) 辐射分辨率 : 辐射分辨率就是指传感器接受波谱信号时, 能分辨得最小辐射度差。在遥感图像上表现为每一像元得辐射量化级。某个波段遥感图像得总信息量与空间分辨率、辐射分辨率有关。(4) 图象得时间分辨率: 时间分辨率指对同一地点进行采样得时间间隔, 即采样得时间频率,也称重访周期。时间分辨率对动态监测很重要。题: 比较 SPOT与 TM(可从四个分辨率分析) 第四章颜色得性质由 明度、色调、饱与度来描述。H:Hue( 色相 ) L:(Luminance 亮度 )S:Saturation(

31、饱与度 )(1) 色调 : 就是色彩彼此相互区分得特性。(2) 明度 : 就是人眼对光源或物体明亮程度得感觉。(3) 饱与度 : 就是彩色纯洁得程度, 也就就是光谱中波长段就是否窄, 频率就是否单一得表示。数字图像概念 P95-96 指能够被计算机存储、处理与使用得图像。光学图像 : 指可见光与部分红外波段传感器获取得影像数据。而SAR传感器基本属于微波频段, 波长通常在厘米级。进入传感器得辐射强度反映在图像上就就是亮度值( 灰度值 ) 。辐射强度越大, 亮度值越大。该值主要受两个物理量影响: A、太阳辐射照射到地面得辐射强度 B、地物得光谱反射率当太阳辐射相同时,图像上像元亮度值得差异直接反

32、映了地物目标光谱反射率得差异。但辐射强度值还受到其她因素得影响而发生改变。这一改变得部分就就是需要校正得部分, 称为辐射畸变。引起辐射畸变得原因: A、传感器仪器本身产生得误差 B、大气对辐射得影响( 用户主要考虑得因素) 粗略校正指通过比较简便得方法去掉式中得Lp, 即程辐射度 , 从而改善图像质量。P98-100 大气影响得粗略校正方法:(1) 直方图最小值去除法 P100 (2) 回归分析法遥感影像变形得原因(1) 遥感平台位置与运动状态变化得影响(2) 地形起伏得影响(3) 地球表面曲率得影响(4) 大气折射得影响(5) 地球自转得影响几何校正1)遥感影像变形得原因: 遥感平台运动状态

33、变化得影响, 包括航高、 航速、俯仰、翻滚、 偏航; 地形起伏得影响; 地球曲率得影响; 大气折射得影响; 地球自转得影响。2)基本思路 : 把存在几何畸变得图像, 纠正成符合某种地图投影得图像, 且要找到新图像中每一像元得亮度值。3)几何校正得一般过程: 图像几何校正就是从具有几何变形得图像中消除变形得过程。一般步骤如下: 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 15 页 - - - - - - - - - （1）选取控制点; （2）数据得空间变换: 空间坐标

34、得计算问题: 向前映射法 ( 直接法 ) g(x ,y )=f(a(x,y),b(x,y);向后映射法 ( 间接法 )f(a(x,y),b(x,y) = g(x ,y ) 。（3）像元灰度插值:a 最近邻插值 : 在待求像素得四个邻近像素中,输出像素得灰度等于离它所映射位置最近得输入象素得灰度值。b 双线性插值 : 利用待求像素四个邻近像素得灰度在两个方向作线性内插。c 三次卷积内插法(高阶插值 ): 利用待插值点周围得16 个邻点像素值。通常有三种方法: 最近邻法、双向线性内插法、三次卷积内插法。如果不作几何校正, 遥感图像则有在几何位置上发生变化, 产生诸如行列不均匀, 像元大小与地面大小

35、对应不准确, 地物形状不规则变化等。有时根据遥感平台得各种参数已做过一次校正 , 但仍不能满足要求, 就需要作遥感影响相对于地面坐标、地图投影坐标系统得配准校正, 以及不同类型或不同时相得遥感影响之间得几何配准复合分析, 以得到比较精确得结果。校正得最终目得: A 、确定校正后图像得行列数值。 B、找到新图像中每一像元得亮度值。归一化植被指数NDVI=近红外波段 / 红外波段或 NDVI=( 近红外 - 红)/( 近红外 + 红)NDVI=(4-3)/(4+3) 0 时, 有可能就是植被。 (-1,1) P123、P246 遥感与非遥感信息得复合主要步骤: (1) 地理数据网格化(2) 最优遥

36、感数据得选择(3) 配准复合多源信息复合概念定义 :信息复合就是同一区域内遥感信息之间或遥感信息与非遥感信息之间得组合匹配得技术。内容 :它包括 空间配准 与内容复合 两个方面 , 从而在统一地理坐标系统下, 构成一组新得空间信息、一种新得合成图象。目得 :突出有用得专题信息, 消除或抑制无关得信息, 以改善目标识别得图像环境。不同传感器得遥感数据复合例如 TM影像有 7 个波段 , 光谱信息丰富 , 特别就是 5 与 7 波段 ,SPOT数据就没有 , 但 SPOT数据分辨率高, 全色波段可达10m , 比 TM得 30m与 SPOT多光谱传感器得 20m 都高 , 两者复合既可以提高新图像

37、得空间分辨率又可以保持较丰富得光谱信息。复合后得图像既保留了SPOT得空间分辨率 , 又保留了TM得光谱分辨率。遥感信息复合方法: 代换法对 TM得所有波段进行主成分变换, 然后用 SPOT得高分辨率全色波段代换变换后得TM第1 主成分。将代换后得所有波段再做一次主成分变换得反变换。这种处理方法既保持了原有TM数据得光谱分辨率, 又增加了 SPOT得高空间分辨率得特点。大大提高了数据质量。对假彩色合成得任意三个波段实行HLS变换 , 然后用 SPOT得高分辨率全色波段代换变换后得明度成分, 将代换后得三个波段再做HLS到 RGB得反变换 , 生成新得彩色合成图大大提高了空间分辨率。综合题 (

38、第五章内容 ) 简述可见光、热红外、微波遥感得成像机理。答: 可从以下四个方面进行说明: 波长范围、工作类型、适宜应用得时间、成像方式(1) 可见光遥感成像机理如下: 可见光遥感得探测波段在0、 38 - 0、76m之间 , 一般采用主动遥感方式, 光源为太阳,名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 15 页 - - - - - - - - - 地物反射可见光, 传感器得收集器接受地物反射得可见光, 由 探 测 器 将 可 见 光 信号 转 换 为 化 学 能

39、或 者 电 能 , 再 由 处 理 器 对 信 号 进 行 各 种 处 理 以 获 取 数据, 通过输出器输出为需要得格式。成像方式 常见有 推扫式 得与扫描式得。在白天日照条件好时得成像效果好。(2) 热红外遥感成像机理如下:热红外遥感得探测波段在0、76 1000m之间 , 其基本成像原理与可见光遥感成像机理大致相同, 只就是热红外遥感时地物即可反射能量( 主要在近中红外波段), 又可自身发射热辐射能量, 尤其就是远红外波段主要透射地物自身辐射能量, 适于夜间成像。(3) 微波遥感成像机理如下: 微波遥感得探测波段在1mm 10cm 之间 , 有主动遥感与被动遥感两种方式, 成像仪由发射机

40、、接收机、转换开关与天线等构成, 发射机产生脉冲信号, 由转换开关控制, 经天线向观测区域发射脉冲信号, 地物则反射脉冲信号, 也有转换开关控制进入接收机, 接收得信号在显示器上显示或者记录在磁带上。由于微波穿透能力很强, 可以全天候进行观测。常见得微波遥感成像方式 有合成孔径雷达(SAR)与真实孔径雷达(RAR)。第五章遥感图像解译(Imagery Interpretation)概念就是从遥感图像上获取目标地物信息得过程。遥感图像解译分类, 分为两种 :(1) 目视解译 :又称目视判读 , 或目视判译 , 它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得过程。(2

41、) 遥感图像计算机解译: 又称遥感图像理解(Remote Sensing Imagery Understanding),它以计算机系统为支撑环境, 利用模式识别技术与人工智能技术相结合, 根据遥感图像中目标地物得各种影像特征( 颜色、形状、纹理与空间位置), 结合专家知识库中目标地物得解译经验与成像规律等知识进行分析与推理, 实现对遥感图像得理解, 完成对遥感图像得解译。目标地物特征2、 目标地物特征: 色: 目标地物得颜色、色调、阴影。形: 形状、大小、图形、纹理( 局部地域范围内得图形结构) 位: 目标地物分布得空间位置与相关布局。3. 目标地物得识别特征: 色调 : 视觉可识别得灰度(

42、亮度) 差异。颜色 ( 色彩 ): 地物表面颜色 , 各种颜色在可见光波段。形状 : 地物顶部 ( 或投影 ) 得几何形态 , 如水系形态。大小 : 目标地物投影面积得相互比较。阴影 : 光束被地物遮挡而产生得地物影子。可以形成视觉上得立体感。纹理 : 局部地域得内部结构。空间位置 : 地物分布得位置地点。图型 : 地物有规律得排列而成得图形结构。相关布局 : 不同地物空间分布得内在联系。遥感图像得认知过程(1) 自下向上过程图像信息获取特征提取识别证据选取（2）自上而下过程特征匹配提出假设图像辨识波长 ( 微米 ) 波段波段序号地面分辨率 ( 米) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载

43、- - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 15 页 - - - - - - - - - 1、2、3 号星4、5 号星1、2、3 号星4、5 号星0、50、6 0、60、7 0、70、8 0、81、1 绿色红色近红外近红外4 5 6 7 1 2 3 4 79 79 79 79 82 82 82 82 遥感扫描影像特征与解译方法(1) 遥感扫描影像特征目前经常使用得遥感扫描影像都就是卫星遥感影像, 如 MSS、TM与 SPOT遥感图像 , 这些影像具有以下特征 : 宏观综合概括性强、信息量丰富、便于动态观测。

44、1)宏观综合概括性强:1 景 TM影像 , 其覆盖范围为34225 km2。在影像中 , 大中地貌类型、山脉走向 , 水系类型 , 植被分布与大地构造均能清晰地表现出来。由于受遥感器瞬间视场角得限制, 地面景物经过了自然得综合概括, 目标地物仅保留了宏观特征,地物得表面细节与细微结构隐含在像元之中。例如,MSS 遥感影像提供得地面信息, 可以反映出水系得宏观特征,但河流细节特征不明显。 空间分辨率高 , 可以提高景物细节得表现力, 但也干扰了地表宏观特征得表现。2)信息量丰富 : 遥感扫描影像采用多波段记录地表各种地物得电磁波信息,MSS图像具有 4 个波段 ,TM 图像具有7或 8 个波段

45、,SPOT图像具有 5 个波段 , 每个波段都提供了丰富得信息。例如, 一景 SPOT图像上全色波段具有 6 000 *6 000个像元 , 每个像元对于地面100m2得范围 ,信息量巨大。3) 动态观测 : 地球资源卫星与飞机不同, 一旦发射进入太空, 就一刻不停地围绕地球运转, 以一定周期重复扫描地球表面, 并向地面接收站及时发送最新获取得扫描影像。利用其遥感影像, 可以对同地区感兴趣得目标地物进行动态监测, 了解它们得变化。 例如 , 利用 TM图像监测郊区土地利用得变化, 可了解城市化发展对郊区农用土地资源得影响。（2）主要解译方法?判读原则 : ?遥感扫描影像得判读, 要遵循“先图外

46、、后图内, 先整体、后局部, 勤对比 , 多分析”得原则。?“先图外、 后图内”就是指遥感扫描影像判读时, 首先要了解影像图框外提供得各种信息,即: 图像覆盖得区域及其所处得地理位置; 影像比例尺 ; 影像重叠符号; 影像注记 ; 影像灰阶。了解图外相关信息后, 再对影像进行判读。?判读时遵循 “先整体 , 后局部” 得原则 , 作整体得观察 ,了解各种地理环境要素在空间上得联系 , 综合分析目标地物与周围环境得关系。?鉴于多光谱扫描影像可以同时获取多个波段得扫描图像, 因此 , 必须遵循“勤对比, 多分析”判读原则 , 在判读过程中进行多波段、多时相、不同地物得对比分析。遥感扫描影像解译标志

47、在许多方面与航空摄影像片类似, 不重复介绍。由于卫星遥感影像一般比航空摄影像片比例尺要小, 色调与颜色在遥感影像中具有主要作用, 因此扫描影像解译 , 要重视色调与颜色解译标志得运用。在运用色调与颜色解译标志对遥感影像解译过程中, 应该注意一些影像解译标志往往带有区域性与条件性。影像色调、 颜色、阴影、图型、纹理等解译标志也会因影像所在得区域、成像季节与环境条件得改变而变化, 因此要根据具体情况, 结合其她解译标志, 如空间位置、形状等进行综合分析, 可以借鉴前人得解译标志与解译经验, 但不能生搬硬套, 以免造成判读得错误。?根据目视判读实践, 一般认为卫星影像解译比航空像片解译难度更大, 因

48、此 , 熟悉地物在不同波段得光谱特性,了解地物在不同空间分辨率影像上得表现, 以及在不同假彩色合成影名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 15 页 - - - - - - - - - 像得表现 ,熟练掌握扫描影像解译标志与解译方法, 对于提高目视解译水平就是很有帮助得。遥感影像目视解译方法概念遥感影像目视解译方法就是指根据遥感影像目视解译标志与解译经验, 识别目标地物得办法与技巧。常用得方法 : 直接判读法、对比分析法、信息复合法、综合推理法、地理相关分析法。

49、目视解译步骤(1) 目视解译准备工作阶段明确解译任务与要求; 收集与分析有关资料; 选择合适波段与恰当时相得遥感影像。(2) 初步解译与判读区得野外考察(3) 室内详细判读(4) 野外验证与补判(5) 目视解译成果得转绘与制图第六章遥感图像得计算机分类方法包括监督分类与非监督分类。监督分类(supervised classification)概念又称训练场地法,就是以建立统计识别函数为理论基础,依据典型样本训练方法进行分类得技术。即根据已知训练区提供得样本,通过选择特征参数,求出特征参数作为决策规则,建立判别函数以对各待分类影像进行得图像分类,就是模式识别得一种方法。监督分类中常用得具体分类方

50、法(1) 最小距离分类法( 最小距离判别法、最近邻域分类法) (2) 多级切割分类法 (3)特征曲线窗口法 (4)最大似然比分类法非监督分类概念非监督分类方法就是在没有先验类别( 训练区 ) 作为样本得条件下, 即事先不知道类别特征,主要根据像元间相似度得大小进行归类合并( 将相似度大得像元归为一类) 得方法。前提就是假定遥感影像上同类物体在同样条件下具有相同得光谱信息特征。非监督分类方法不必对影像地物获取先验知识, 仅依靠影像上不同类地物光谱信息( 或纹理信息 ) 进行特征提取, 再统计特征得差别来达到分类得目得, 最后对已分出得各个类别得实际属性进行确认。非监督分类主要采用聚类分析方法,