遥感导论—复习资料.pdf

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1、遥 感 导 论 狭 义 遥 感：应 用 探 测 仪 器，不 与 探 测 目 标 接 触，从 远 处 把 目 标 的 电 磁 波 特 性 记 录 下 来，通 过 分 析，揭 示 物 体 的 特 征 性 质 及 其 变 化 的 综 合 探 测 技 术。绝 对 黑 体：对 于 任 何 波 长 的 电 磁 波 辐 射 都 全 部 吸 收 的 物 体。最 接 近 黑 体 的 物 体：黑 色 的 烟 煤，吸 收 系 数 接 近 99%o灰 体：没 有 显 著 的 选 择 吸 收，吸 收 率 虽 然 小 于 1,但 基 本 不 随 波 长 变 化 的 物 体 大 气 窗 口：通 常 把 透 过 大 气 而

2、较 少 被 吸 收、散 射 的 透 射 率 较 高 的 电 磁 辐 射 波 称 为 大 气 窗 口。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 高 光 谱 遥 感：是 高 光 谱 分 辨 率 遥 感 的 简 称，它 是 在 电 磁 波 谱 的 可 见 光、近 红 外、中 红 外、和 热 红 外 波 段 范 围 内，获 取 许 多 的 光 谱 连 续 的 影 像 数 据 技 术。空 间 分 辨 率 指：像 素 所 代 表 的 地 面 范 围 的 大 小，即 扫 描 仪 的 瞬 时 视 场，或 地 面 物 体 能 分

3、辨 的 最 小 单 元 漫 反 射：不 论 入 射 方 向 如 何，虽 然 反 射 率 P 与 镜 面 反 射 一 样，但 反 射 方 向 却 是“四 面 八 方”实 际 物 体 反 思：多 数 都 处 于 两 种 理 想 模 型 之 间，即 介 于 镜 面 和 朗 伯 面（漫 反 射 面）之 间。颜 色 的 性 质：所 有 颜 色 都 是 对 某 段 波 长 有 选 择 的 反 射 而 对 其 他 波 长 吸 收 的 结 果。颜 色 的 性 质 由 明 度、色 调 和 饱 和 度 来 描 述：1.明 度:是 人 眼 对 光 源 或 物 体 明 亮 程 度 的 感 觉，物 体 反 射 率 越

4、高 则 明 度 越 高。2.色 调：是 色 彩 彼 此 相 互 区 分 的 特 征，决 定 物 体 向 外 辐 射 的 光 谱 组 成。3.饱 和 度：是 色 彩 纯 洁 的 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（三 基 色）：若 三 种 颜 色，其 中 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，却 可 以 形 成 各 种 色 调 的 颜 色，称 为 三 原 色 或 三 基 色（最 优 三 原 色:红、蓝、绿）当 两 种 色 光 相 加 成 为 白

5、 光 或 灰 色，为 互 补 色 减 色 法 是 从 自 然 光（白 色 光）中 减 去 其 中 一 种 或 两 种 基 色 光 而 生 成 色 彩 的 方 法。黄 色=红+绿=白-蓝 色 青=蓝+绿=白-红 色 青+品 红=白 一（红+绿）=蓝 黄+品 红=白-（蓝+绿）品 红=红+蓝=白-绿 色 黄+青=白 一（蓝+黄）=绿 品 红+青+黄=白 一（绿+红+蓝）1.地 物 空 间 的 几 种 关 系：方 位 关 系、包 含 关 系、相 邻 关 系、相 交 关 系、相 贯 关 系 2.遥 感 的 特 点：A 大 面 积 的 同 步 观 测 B 时 效 性 C 数 据 的 综 合 性 和 可

6、比 性 D 经 济 性 E 局 限 性 3.电 磁 波 普 频 率 从 高 到 低：r 射 线、x射 线、紫 外 线、可 见 光、红 外 线、无 线 电 波 4.红 外 波 段：超 远 红 外：15 lOOOum、远 红 外：6 15um、中 红 外：3 6um、近 红 外：0.76 3um表 2.1%箜 婆 岁 波 段 浓&长 波 中 波 和 短 波 始 短 波 大 于 3 OOO m1 0-3 OOO i n1-1 0 m微 波 1 m m 1 m红 夕 卜 ak段 超 远 红 外 远 虹 外 中 红 外-近 红 夕 卜 0.7 6I1 OOOptna1 5 1 0 0 0 p a n6-

7、1 5 fjan3-6 fzm0.7 6 3 p m5.电 磁 波 特 性：1.是 横 波、2.在 真 空 中 以 光 速 传 播、3.满 足：f（频 率）.Y（波 长）=C（光 速），E（能 量）=h（普 朗 克 常 数：h=6.626x10-34j/s）.F（频 率）、4.具 有 波 粒 二 象 性 6.目 标 地 物 信 息 的 遥 感 影 像 的 各 种 特 征，如：色 调、色 彩、大 小、形 状、阴 影、纹 理、图 形 等。7.物 体 的 反 射 状 况 分 三 种：镜 面 反 射、漫 反 射、实 际 物 体 反 射 8.判 断 点、线、面 三 者 的 包 含 关 系：铅 垂 线 法

8、、射 线 法。9.遥 感 图 像 的 特 征 主 要 有 哪 些？空 间 分 辨 率、波 谱 分 辨 率、辐 射 分 辨 率、时 间 分 辨 率。遥 感 图 像 目 标 地 物 的 识 别 特 征 遥 感 图 像 中 目 标 地 物 特 征 是 地 物 电 磁 辐 射 差 异 在 遥 感 影 像 上 的 典 型 反 映。按 其 表 现 形 式 的 不 同，目 标 地 物 特 征 可 以 概 括 分 为 3 类（色、形、位）：色：指 目 标 地 物 在 遥 感 影 像 上 的 颜 色，这 里 包 括 目 标 地 物 的 色 调、颜 色 和 阴 影 等；形：指 目 标 地 物 在 遥 感 影 像

9、上 的 形 状，这 里 包 括 目 标 地 物 的 形 状、纹 理、大 小、图 形 等；位：指 目 标 地 物 在 遥 感 影 像 上 的 空 间 位 置，这 里 包 括 目 标 地 物 分 布 的 空 间 位 置、相 关 布 局 等；大 气 散 射 的 三 种 情 况：1.瑞 利 散 射：当 微 粒 的 直 径 比 辐 射 波 长 小 得 多 时 发 生 的 散 射。散 射 率 与 波 长 的 四 次 方 成 反 比，因 此，瑞 利 散 射 的 强 度 随 着 波 长 变 短 而 迅 速 增 大。瑞 利 散 射 对 可 见 光 的 影 响 较 大，对 红 外 辐 射 的 影 响 很 小，对

10、微 波 的 影 响 可 以 不 计。2.米 氏 散 射：当 微 粒 的 直 径 与 辐 射 波 长 差 不 多 时 发 生 的 散 射，主 要 由 大 气 中 的 微 粒（尘 埃、小 水 滴 等）引 起。云 雾 的 粒 子 大 小 与 红 外 线 的 波 长 接 近，所 以 云 雾 对 红 外 线 的 散 射 主 要 为 米 氏 散 射。3.无 选 择 性 散 射：当 微 粒 的 直 径 比 辐 射 波 长 大 得 多 时 发 生 的 散 射，其 强 度 与 波 长 无 关，即 在 符 合 无 选 择 性 散 射 条 件 的 波 段 中，任 何 波 段 的 散 射 强 度 相 同。大 气 窗

11、口:通 常 把 透 过 大 气 而 较 少 被 吸 收、散 射 的 透 射 率 较 高 的 电 磁 辐 射 波 称 为 大 气 窗 口。-0.3-1.4um：包 括 全 部 可 见 光（95%）,部 分 紫 外 光（70%）,部 分 近 红 外 光（80%）。摄 影 和 扫 描 成 像 的 方 式 在 白 天 感 测 和 记 录 目 标 电 磁 波 辐 射 信 息。-1.4-2.5um：近 红 外 窗 口，60%9 5%,扫 描 成 像，白 天 记 录-3.5-5.5um：中 红 外 窗 口，60%7 0%,白 天 夜 间，扫 描 成 像 记 录-8-14 um：远 红 外 窗 口，超 过 8

12、 0%,白 天 夜 间，扫 描 记 录-1.4-30 0mm：微 波 窗 口，白 天 夜 间，扫 描 记 录。气 象 卫 星 的 特 点：（P48）1.轨 道：低 轨：近 极 地 太 阳 同 步 轨 道，800-1600km,与 太 阳 同 步，使 卫 星 每 天 在 固 定 的 时 间（地 方 时）经 过 每 个 地 点 的 上 空，使 资 料 获 得 时 候 具 有 相 同 的 照 明 条 件。高 轨：地 球 同 步 轨 道，36000km左 右，相 对 于 地 球 静 止,所 以 可 作 为 通 讯 中 继 站，用 于 传 送 各 种 天 气 资 料，如 天 气 图，预 报 图 等。2.

13、短 周 期 重 复 观 测：静 止 气 象 卫 星 30分 钟 一 次，极 轨 卫 星 半 天 一 次，利 于 对 地 面 快 速 变 化 的 动 态 监 测。3.成 像 面 积 大，有 利 于 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 遥 感 具 有 以 下 特 点：（P52）L 需 要 高 空 和 空 间 的 遥 感 平 台，以 进 行 大 面 积 同 步 覆 盖 的 观 测：因 海 洋 具 有 范 围 广、幅 度 大、变 化 快 的 特 点。2.以 微 波 为 主：微 波 穿 透 能 力 较 好，并 且

14、 可 以 较 好 的 获 得 海 水 温 度、盐 度 和 海 面 粗 糙 度 等 信 息。3.电 磁 波 于 激 光、声 波 的 结 合 使 扩 大 海 洋 遥 感 探 测 手 段 的 一 条 新 路：利 用 声 波 等 技 术 可 突 破 深 度 上 的 局 限 性，将 遥 感 技 术 的 应 用 范 围 延 伸 到 深 海 甚 至 海 底。4.海 面 实 测 资 料 的 校 正。微 波 遥 感 的 特 点：（P72）1、能 全 天 候、全 天 时 工 作：微 波 的 散 射 作 用 较 弱，在 大 气 中 衰 减 较 少，对 云 层、雨 区 的 穿 透 能 力 较 强，基 本 不 受 烟

15、云 雨 雾 的 限 制。2、对 某 些 地 物 具 有 特 殊 的 波 谱 特 征：许 多 地 物 间 微 波 辐 射 能 力 差 别 较 大，容 易 分 辨 出 可 见 光 与 红 外 遥 感 所 不 能 区 别 的 某 些 目 标 物 的 特 性。3、对 冰、雪、森 林、土 壤 等 具 有 一 定 穿 透 力。4、对 海 洋 遥 感 具 有 特 殊 意 义：微 波 对 海 水 特 别 敏 感。5、分 辨 率 较 低，但 特 性 明 显。微 波 遥 感 方 式 和 传 感 器：微 波 遥 感 分 为 有 源（主 动）和 无 源（被 动）两 大 类。（P74）1、主 动 微 波 遥 感：是 指

16、 通 过 向 目 标 地 物 发 射 微 波 并 接 收 其 后 向 散 射 信 号 来 实 现 对 地 观 测 遥 感 方 式。主 要 传 感 器 是 雷 达。此 外 还 有 微 波 高 度 计 和 微 波散 射 计。2、被 动 微 波 传 感：通 过 传 感 器，接 收 来 自 目 标 地 物 发 射 的 微 波，而 达 到 探 测 目 的 的 遥 感 方 式。被 动 接 收 目 标 地 物 微 波 辐 射 的 传 感 器 为 微 波 辐 射 计,被 动 探 测 目 标 地 物 微 波 散 射 特 性 的 传 感 器 是 微 波 散 射 计。O对 于 摄 影 成 像 的 图 像 来 说，地

17、 面 分 辨 率 Rg取 决 于 胶 片 分 辨 率、摄 影 镜 头 分 辨 率 RS构 成 的 系 统 分 辨 率，以 及 摄 影 机 焦 距 f和 航 高 H。地 面 分 辨 率 的 单 位 是 线 对/m,实 际 地 面 分 辨 的 最 小 间 隔（图 像 能 够 被 分 辨 出 来 的 地 面 上 两 个 目 标 的 最 小 距 离）应 为 线/m0即 地 面 分 辨 率/2。RsfR g=-H颜 色 相 加 原 理：（P87）1、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。如 黄 和 蓝、红 和 青、绿 和 品 红

18、均 为 互 补 色。2、三 原 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，则 成 为 三 原 色。最 优 三 原 色：红、绿、蓝。遥 感 影 像 变 形 的 原 因：（P103）1.遥 感 平 台 位 置 和 运 动 状 态 变 化 的 影 响：无 论 是 卫 星 还 是 飞 机，运 动 过 程 中 都 会 由 于 种 种 原 因 产 生 飞 行 姿 势 的 变 化 从 而 引 起 影 像 变 形。主 要 包 括 航 高（航 高 越

19、向 高 处 偏 离，图 像 对 应 的 地 面 越 宽）、航 速（航 速 的 快 慢 会 导 致 图 像 上 下 方 向 的 位 置 错 动）、俯 仰（引 起 图 像 上 下 方 向 的 变 化）、翻 滚（导 致 星 下 点 在 扫 描 线 方 向 偏 移，使 整 个 图 像 的 行 向 翻 滚 角 引 起 偏 离 的 方 向 错 动）、偏 航（引 起 扫 描 行 方 向 的 变 化，导 致 图 像 的 倾 斜 畸 变）。2.地 形 起 伏 的 影 响：会 产 生 局 部 像 点 的 位 移，使 原 来 本 应 是 地 面 点 的 信 号 被 同 一 位 置 上 某 高 点 的 信 号 代 替

20、。3.地 球 表 面 曲 率 的 影 响：主 要 表 现 为 像 点 的 位 移 和 像 元 对 应 于 地 面 宽 度 的 不 等。4.大 气 折 射 的 影 响：折 射 厚 的 辐 射 传 播 不 再 是 直 线 而 是 一 条 曲 线，从 而 导 致 传 感 器 接 收 的 像 点 发 生 位 移。5.地 球 自 转 的 影 响：产 生 影 像 偏 移。遥 感 图 像 的 计 算 机 分 类 的 两 种 方 法：1、监 督 分 类，通 过 选 择 代 表 各 个 类 别 的 已 知 样 本（训 练 区）的 像 元 光 谱 特 征 事 先 取 得 各 类 别 的 参 数，确 定 判 别 函

21、 数，从 而 进 行 分 类。2、非 监 督 分 类：根 据 事 先 指 定 的 某 一 准 则，让 计 算 机 自 动 进 行 归 并 分 类，无 须 人 为 干 预，分 类 后 确 定 地 面 类 型。监 督 分 类 和 非 监 督 分 类 的 方 法 以 及 区 别 监 督 分 类 方 法：最 小 距 离 分 类 法；多 级 切 割 分 类 法；特 征 曲 线 窗 口 法；最 大 似 然 比 分 类 法。非 监 督 分 类 方 法：分 级 集 群 法；动 态 聚 类 法。区 别:根 本 区 别 在 于 是 否 利 用 训 练 场 来 获 取 先 验 的 类 别 知 识 进 行 分 类;而

22、 非 监 督 分 类 方 法 则 根 据 地 物 的 光 谱 统 计 特 性 进 行 分 类。遥 感 信 息 的 复 合 方 法：1.不 同 传 感 器 的 遥 感 数 据 复 合，方 法：彩 色 合 成 法，步 骤：配 准、复 合；2.不 同 时 相 的 遥 感 数 据 复 合，方 法：彩 色 合 成 法、差 值 方 法、比 值 方 法，步 骤：配 准、直 方 图 调 整、复 合。包 含 关 系 的 的 两 种 方 法：岩 石 的 反 射 光 谱 特 征：与 岩 石 本 身 的 矿 物 成 分 和 颜 色 密 切 相 关；组 成 岩 石 的 矿 物 颗 粒 大 小 和 表 面 粗 糙 度 的

23、 影 响；岩 石 表 面 湿 度 的 影 响；岩 石 表 面 风 化 程 度 的 影 响 沉 积 岩 的 影 像 特 征 及 其 识 别：-沉 积 岩 最 大 特 点 是 成 层 性，常 具 不 同 地 貌 特 点；-沉 积 岩 的 解 译 应 着 重 标 志 性 岩 层 的 建 立；-疏 松 的 陆 相 碎 屑 岩 直 接 与 形 成 的 地 貌 有 关。岩 性 识 别 一 岩 浆 岩 根 据 Si02重 量 百 分 数，通 常 将 岩 浆 岩 分 为 四 大 类：-超 基 性 岩：Si0265%正 长 岩 一 粗 面 岩 类、花 岗、岩 一 流 纹 岩 类 岩 浆 岩 的 影 像 特 征

24、及 其 识 别：-岩 浆 岩 呈 团 块 状 和 短 的 脉 状，与 沉 积 岩 在 形 状 结 构 上 明 显 不 同。-酸 性 岩 以 花 岗 岩 为 代 表，色 调 浅，易 与 围 岩 区 分，形 态 常 显 圆 形、椭 圆 形 和 多 边 形。-基 性 岩 色 调 深 容 易 风 化 剥 蚀 成 负 地 形：方 山，台 地。-中 性 岩 介 于 二 者 之 间，火 山 岩 最 易 识 别。岩 浆 岩 的 遥 感 解 译 效 果 较 好，几 何 形 态 的 主 要 标 志 是：在 图 像 上 岩 浆 岩 体 具 有 比 较 规 则 的 平 面 几 何 形 态，常 成 圆、椭 圆、透 镜

25、状、脉 状 等。除 少 数 熔 岩 外，岩 浆 岩 多 数 缺 少 层 理 影 像 特 征。遥 感 图 像 上 出 露 规 模 较 大 的 侵 入 岩，常 具 环 状、放 射 状 等 类 型 的 水 系，节 理 或 岩 脉 群。岩 性 识 别 一 变 质 岩：与 原 始 母 岩 的 特 征 相 似，由 于 变 质 作 用，使 得 影 像 特 征 更 复 杂。高 光 谱 遥 感 应 用 领 域：地 质 调 查 研 究、植 被 遥 感 研 究、其 它 领 域 研 究（大 气 遥 感、水 文 与 冰 雪、环 境 与 灾 害、土 壤 调 查、城 市 环 境）主 要 研 究 方 法：光 谱 微 分 技 术、光 谱 匹 配 技 术、混 合 光 谱 分 解 技 术、光 谱 分 类 技 术、光 谱 维 特 征 提 取、构 建 模 型、多 元 统 计 分 析 技 术、基 于 光 谱 波 长 位 置 变 量 的 分 析 技 术