2022年遥感导论备考知识点资料.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第一章 遥感的基本概念1.遥感的基本概念: 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,揭示出物体的特点性质及其变化的综合性探测技术;2.遥感探测系统包括: 被侧目标的信息特点、信息的猎取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用 . 3.遥感(对于传统地面调查)的特点: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;时效性 :可以短时间内对同一地区进行重复探测,发觉地球上很多事物的动态变化,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畴地区动态变化的数据
2、;因此,遥感大大提高了观测的时效性;数据的综合性和可比性:遥感获得地物电磁波特性数据综合反映了地球上很多自然、人文信息;由于遥感的探测波段、成像方式、成像时间、数据记录、等均可依据要求设计,使获得的数据具有同一性或相像性;同时考虑道新的传感器和信息记录都可以向下兼容,所以数据具有可比性;与传统地面调查和考察相比较,遥感数据可以较大程度地排除人为干扰;经济性:遥感的费用投入与所获得的效益,与传统的方法相比,可以大大的节约人力、物力、财力和时间、具有很高的经济效益和社会效益;局限性:遥感技术所利用的电磁波有限,有待进一步开发,需要更高辨论率以及遥感以外的其他手段相协作,雏别是地面调查和验证;4.我
3、国第一颗人造卫星: 1970 年 4 月 24 日发射的“ 东方红 1 号” ;其次章 电磁辐射与地物光谱特点1.电磁波谱: 按电磁波在真空中传播的波长或频率,递增或递减排列,就构成了电磁波谱;2.电磁波特性: 是横波在真空中以光速传播满意f =c、E=hf 具有波粒二象性;)黑体3.肯定黑体: 对于任何波长的电磁辐射都全部性吸取的物体;(黑色的烟煤被认为是最接近肯定黑体的自然物质;辐射规律: 斯忒藩 - 玻耳兹曼定律 :M= T4 肯定黑体的总辐射出射度与黑体的温度的四次方成正比;维恩位移定律:max T b 随着温度的上升,辐射最大值对应的峰值波长向短波方向移动;4. 描述实际物体的辐射的
4、是 基尔霍夫定律: 在肯定温度下,地物单位面积上的辐射出射度 M和吸取率 之比,对于任何物体都是一个常数 , 且等于肯定黑体的辐射出射度 M0;4.大气的散射类型: 瑞利散射 大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射.米氏散射 当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射无挑选性散射当大气中粒子的直径比波长大的多时发生的散射.大气散射类型是依据大气中分子或其他微粒的直径小于或相当于辐射波长时才发生;大气云层中,小雨滴的直径相对其他微粒最大,对可见光只有无 挑选性散射发生,云层越厚,散射越强,而对微波来说,微波波长比粒子的直径大很多,就又属于瑞利散射的类型,散射强度与波长四次方成反比,波长越长
5、散射强度越小,所以微波才有可能有最小散射,最大透射,而被成为具有穿云透雾的 才能;5.大气窗口: 电磁波受到大气衰减作用较轻、透射率较高的波段;6.论述太阳辐射传播到地球表面又返回到遥感传感器这一整个过程中所发生的物理现象:一大气的吸取作用;二 大气的散射作用 ;大气的反射、折射 散射、透射;4.从地球辐射的分段特性说明为什么对于卫星影像解译必需明白地物反射波谱特性:当太阳辐射到达地表后,就短波而 言,地表反射的太阳辐射成为地表的主要辐射来源,而来自地球本身的辐射,几乎可以忽视不计;地球自身的辐射主要集中在长波,即 bum 以上的热红外区段,该区段太阳辐射的影响几乎可以忽视不计,因此只考虑地表
6、物体自身的热辐射;两峰交叉之处是两种辐射共同其作用的部分,在 均不能忽视;2. 5-6um,即中红外波段,地球对太阳辐照的反射和地表物体自身的热辐射波段名称可见光与近红外中红外远红外波长0 .3 、 2.sum 2 .5 、6um 6Um 辐射特性地表辐射太阳辐射为主地表辐射太阳辐射和自身的热辐射地表物体自身热辐射为主比辐射率 发射率 彼谱特性曲线的外形特点可以反映地面物体本身的特性,包括物体本身的组成、温度、表面粗糙度 等物理特性;特殊是曲线外形特殊时可以用发射率曲线来识别地面物体,特殊在夜间,太阳辐射消逝后,地面发出的能量已发射光谱为主,单侧起红外辐射及微波辐射并与同样温度条件下的比辐射率
7、发射率 曲线比较,是识别地物的重要方法之一;地物反射波普曲线除随不同地物反射率 不同外,同种地物在不同内部结构和外部条件下外形表现发射率 也不同;一般说,地物发射率随波长变化有规律可循,从而为遥感影像的判读供应依据;4.几类常见地物反射波谱特性: 1.植物:a.在可见光的 0. 55p m绿邻近有一个小反射峰,在 0.45p m蓝和 0.67pm0. 67p 红邻近有两个明显的吸取带;“ b 在 0. 7-0. 8u m 是一个陡坡,反射率急剧增高在近红外波段 0.8 居3u m 之间形成一个高的,形成反射峰;c.以 1.45u m, 1.95u m 和 2. 7u m 为中心是水的吸取带;2
8、.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3.水体 :反射主要在蓝绿波段,其它波段吸取都很强,近红外吸取更强;水中含泥沙时,可见光波段反射率会增加,峰值显现在黄红区;水中含叶绿素时,近红外波段明显抬升;名师归纳总结 - - - - - - -4.岩石:外形各异,没 第 1 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 有统一的变化规律;岩石的反射波谱曲线受矿物成分、矿物含量、风化程度、含水状况、颗粒大小、表面光滑程度、色泽等影响5.反射率( ):地物的反射能量与入射总能量的比,即 =P / P 0 100%;6.镜面反射: 物体的反射
9、满意反射定律;漫反射:不论入射方向如何,虽然反射率 与镜面反射一样, 但反射方向却是 “ 四面八方” ;7.反射波谱: 地物反射率随波长的变化规律;第三章遥感成像原理与遥感图像特点4 个波段的 4m 辨论率多光谱数据和一个一个波段的1m 辨论率的全色数1.1999.9 美国 IKONOS-2 使用线性阵列技术获得据;2.摄影成像的基本原理及其特点:传统摄影依靠光学镜头及放置在焦平面的感光胶片来记录物体影像 ;数字摄影就通过放置在焦平面的光敏元件,经过光 /电转换,以数字信号来记录物体影像;图象特点 :投影 :航片是中心投影,即摄影光线交于同一点;比例尺 :航空像片上某一线段长度与地面相应线段长
10、度之比,称为像片比例尺;1平均比例尺 :以各点的平均高程为起始面, 并依据这个起始面运算出来的比例尺;2主比例尺 :由像主点航高运算出来的比例尺,它可以概略地代表该张航片的比例尺; 像点位移 :1位移量与地势高差成正比,即高差越大引起的像点位移量也越大;当高差为正时, 像点位移为正,是背离像主点方移动 ;高差为负时,像点位移为负,是朝向像主点方向移动;2位移量与像点距离像主点的距离成正比,即距像主点越远的像点位移量越大,像片中心部分位移量较小;像主点无位移;3位移量与摄影高度 肮高 成反比;即摄影高度越大,因地表起伏的位移量越小;(依据感光材料对光谱的感受才能,遥感胶片可分为:黑白片、自然彩色
11、片、红外彩色片;)3.扫描成像的基本原理及与摄影图像的区分:扫描成像是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,形成肯定谱段的图象;包括: 光/机扫描成像(摆扫) :中心投影,行扫描,每条扫描线均有一个投影中心、固体自扫描成像(推扫):用固定的探测元件,通过遥感平台的运动对目标地物进行扫描的一种成像方式;扫描方式上具有刷式扫描成像特点、高光谱成像光谱成像:既能成像又能猎取目标光谱曲线的“ 谱像合一” 的技术,称为 成像光谱技术; 按该原理制成的扫描仪称为成像光谱仪;与摄影图像区分 :乳胶片感光技术本身存在着致命的弱点,它所传感的辐射波段
12、仅限于可见光及其邻近 ;其次,照相一次成型,图象储备、传输和处理都不便利;光 /机扫描成像利用光电探测器解决了各种波长辐射的成像方法;输出的电学图象数据,储备、传输和处理特别便利;固体自扫描成像具有刷式扫描成像特点;探测元件数目越多,体积越小,辨论率就越高;高光谱成像光谱扫描图象是多达数百个波段的特别窄的连续的光谱波段组成,光谱波段掩盖了可见光、近红外、中红外和热红外区域全部光谱带;可以收集 200或 200 以上波段的收据数据;4.如何评判遥感图像的质量 .遥感图像特点: 几何特点、物理特点和时间特点;其表象参数: 一、遥感图像的空间辨论率:指 n 素所代表的地面范畴的大小;地面辨论率取决于
13、胶片的辨论率和摄影镜头的辨论率所构成的系统辨论率,以及摄影机焦距和航高;二、图象的光谱辨论率 :波谱辨论率是指传感器在接受目标辐射的波谱时能辨论的最小波长间隔;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;三、辐射辨论率:辐射辨论率是指传感器接受波谱信号时,能辨论的最小辐射度差;在遥感图像上表现为每一像元的辐射量化级;某个波段遥感图像的总信息量与空间辨论率、辐射分 辨率有关;四、图象的时间辨论率 :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;5.空间辨论率和辐射辨论率难两全缘由:小,辐射辨论率越小;瞬时视场角影响二者
14、,空间辨论率较大时瞬时视场较小,进入传感器的能量越6.波段越多越好? 波段越多,相关性大,信息冗余,不简洁识别目标的物;波段越多数据量越大,不简洁处理;7.微波遥感与成像 :微波:电磁波谱中,波长在 或反射的微波辐射,经过判读处理来识别地物的技术;1mm1m 的波段范畴; 微波遥感: 通过微波传感器猎取从目标地物发射 特点: 能全天候,全天时工作对某些地物具有特殊的波谱特点对冰,雪,土壤具有肯定的穿透才能对海洋遥感具有特殊意义辨论率较低,但特性明显;第四章 遥感图像处理1.颜色的性质: 颜色的性质由明度、色调、饱和度来描述;互补色:混合产生白色或灰色的两种颜色;三原色:其中任 一种都不能由其余
15、两种颜色相加产生的三种颜色;2.数字图像: 遥感数据有光学图像和数字图像之分;数字图像是能被运算机储备、处理和使用的用数字表示的图像;几何畸变缘由 :3.引起遥感影像位置畸变的缘由是什么 .辐射畸变缘由: 传感器本身产生的误差;大气对辐射的影响;遥感平台位置和运动状态变化的影响 :航高、航速、俯仰、翻动、偏航;地势起伏的影响 :产生像点位移;地球表面曲名师归纳总结 第 2 页,共 5 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 率的影响 :一是像点位置的移动 ;二是像元对应于地面宽度不等,距星下点愈远畸变愈大,对应地面长度越长;大气折射的影响 :产生像点位移;
16、地球自转的影响 :产生影像偏离;假如不作几何校正,遥感图像就有在几何位置上发生变化,产生诸如行列不匀称,像元大小与地面大小对应不精确,地物外形不规章变化等;有时依据遥感平台的各种参数己做过一次校正,但仍不能满意要求,就需要作遥感影响相对于地面坐标、地图投影坐标系统的配准校正,以及不同类型或不同时相的遥感影响之间的几何配准复合分析,以得到比较精确的结果;方法:直方图最小值去除法:将每一波段中每个像元的亮度值都减去本波段的最小值;使图像亮度动态范畴得到改善,对比度增强,从而提高了图像质量;4)回来分析法:由一组点拟合其回来直线,y=a+bx ,a 截距, b 斜率;4.像元灰度插值: 最近邻插值:
17、在待求像素的四个邻近像素中,输出像素的灰度等于离它所映射位置最近的输入象素的灰度值;双线性插值:利用待求像素四个邻近像素的灰度在两个方向作线性内插;三次卷积内插:利用待插值点周围的 16 个邻点像素值;5.在作几何较正时,掌握点的选取 很重要,掌握点数目的最低限按未知系数的多少来确定;如图像一角没有任何掌握点,估量几何校正后这一角的位置畸变将缩小仍是增大.为什么 .位置畸变增大;在图象边缘处,在地而特点变化大的地区,如河流拐弯处等,由于没有掌握点,而靠运算推出对应点,会使图像变形;图象一角如没有任何掌握点,就会显现外推现象;6.空间滤波: 以重点突出图像上的某些特点为目的,通过像元与其四周相邻
18、像元的关系,采纳空间域中的邻域处理的方 法; 均值平滑: 将每个像元在以其为中心的区域取平均值来代替改像元,以达到去掉尖锐噪声和平滑图像的目的;中值滤 波:将每个像元在以其为中心的邻域内取中间亮度值来代替改像元值,以达到去掉尖锐噪声和平滑图像的目的;7.单波段彩色变换: 也称伪彩色变换,将连续的灰度值转换为少量的灰度区间,并用不同的颜色表示,增强图像的目视 解译成效; 标准假彩色合成: 绿波段赋红,红波段赋绿,红外波段赋红的合成方案;8.差值运算能够突出植被掩盖的缘由:用红外波段减红波段时植被的反射率差异较大,相减后的差值就打而土壤和水在这两个波段反射率差值就很小,因此相减后的图像可以把植被信
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