遙感期末考試總結(jié)

1、第一章   緒  論1、遙感的概念所謂遙感，是從遠(yuǎn)距離感知目標(biāo)物，也即從遠(yuǎn)距離探測目標(biāo)物的物性。廣義遙感，已拓展到對地觀測和對地外星體的觀測。狹義遙感是指不與目標(biāo)物接觸，從遠(yuǎn)處用探測器接收來自目標(biāo)物的電磁波信息，通過對信息的處理和分析研究，確定目標(biāo)物的屬性及目標(biāo)物相互間的關(guān)系。2、遙感的分類1.按遙感平臺分類                     

2、0;            (1)航天遙感  高度大于80km.衛(wèi)星、飛船、火箭、航天飛機(jī)(2)航空遙感  高度小于80km.飛機(jī)、氣球(3)地面遙感  平臺放在地面上的遙感.遙感車、船、塔2.按遙感媒介分類(1)電磁波遙感   以電磁波為信息傳播媒介的遙感(2)聲波遙感     以聲波為信息傳播媒介的遙感(3)力場遙感     以重力場、磁力場、

3、電力場為媒介的遙感(4)地震波遙感   以地震波為媒介的遙感3、遙感分類按遙感平臺分類                                  (1)航天遙感  高度大于80km.衛(wèi)星、飛船、火箭、航天飛機(jī)(2)航空遙感

4、  高度小于80km.飛機(jī)、氣球(3)地面遙感  平臺放在地面上的遙感.遙感車、船、塔按輻射源分類(1)被動遙感(無源遙感):探測儀器直接接收記錄地物反射來自太陽的電磁波或地物自身發(fā)射的電磁波，即電磁波來自天然輻射源太陽或地球。                             &#

5、160;                                                 &#

6、160;                                                 &#

7、160;                                                  &

8、#160;  (2)主動遙感(有源遙感):傳感器本身攜帶的人工電磁輻射源向地物發(fā)射一定能量的電磁波，然后接收從地物反射回來的電磁波。 按成像方式分類 (1)攝影遙感：以光學(xué)攝影進(jìn)行的遙感。 (2)掃描方式遙感：以掃描方式獲取圖像的遙感。4、遙感技術(shù)的特點1、空間特性（探測范圍大） 視野遼闊，具有宏觀特性2、波譜特性（信息豐富） 探測波段從可見光向兩側(cè)延伸，大大擴(kuò)展了人體感官的功能3、時相特性（周期短） 高速度，周期性重復(fù)成像4、收集資料方便，不受地形限制5、經(jīng)濟(jì)特性 工作效率高，成本低，一次成像，多方受益6、數(shù)字處理特性 使其與計算機(jī)技術(shù)融合在

9、一起，實現(xiàn)了多元信息的復(fù)合5、一個完整的遙感技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)包括地物電磁輻射信息的收集、傳輸、處理、存貯直至分析與解譯（應(yīng)用）。1、空間信息收集系統(tǒng):主要完成遙感數(shù)據(jù)的采集傳輸工作 傳感器:是收集、記錄地物電磁輻射信息并發(fā)送至地面接收站的設(shè)備，是遙感工作系統(tǒng)的核心部分。 遙感平臺:裝載傳感器的設(shè)備，又稱為運載工具。2、地面接收和預(yù)處理系統(tǒng):主要完成遙感數(shù)據(jù)的接收、處理、存貯、分發(fā)和應(yīng)用開發(fā)工作。 機(jī)載系統(tǒng) 一般采用直接回收方式，即信息被記錄在膠卷或磁帶上，待飛機(jī)返回時將得到的信息進(jìn)行預(yù)處理 星載系統(tǒng)地面系統(tǒng)，即衛(wèi)星地面站地面站接收到的原始信號要經(jīng)過預(yù)處理，制成圖像膠片或計算機(jī)兼容磁帶（CCT），提供

10、給用戶。進(jìn)過預(yù)處理后，還要對資料進(jìn)行存貯，這是為了方便用戶查詢而建的資料數(shù)據(jù)庫及自動檢索系統(tǒng)。3、信息分析應(yīng)用系統(tǒng)是用戶為一定目的而應(yīng)用遙感信息時所采取的各種技術(shù)，主要包括遙感信息的選擇技術(shù)、應(yīng)用處理技術(shù)、專題信息提取技術(shù)等等。第二章   遙感物理基礎(chǔ)1、電磁波譜將各種電磁波按波長的大小（或頻率的高低）依次排列成圖表，就稱為電磁波譜。按波長從短到長可分為：      2、大氣窗口電磁波在大氣中傳輸過程中損耗較小，透射率很高的波段。3、地物波譜特征概念：地物波譜特征是指各種地物各自所具有的電磁波特性（反射、發(fā)射、吸收

11、、透射）。地物反射波譜特性：地物波譜反射率隨波長變化而改變的特性。地物反射特性曲線：將地物的波譜反射率與波長的關(guān)系在直角坐標(biāo)系中描繪出的曲線。影響地物反射波譜特征的因素：、水份   、礦物成份  、可溶鹽量      、風(fēng)化作用     、表面結(jié)構(gòu)、季節(jié)、植被覆蓋        7 、產(chǎn)狀、坡向    8 、其它：如時間、氣候條件等4、幾類常見地物反射波譜特性1植物：a.在可見

12、光的0.55m（綠）附近有一個小反射峰，在0.45m（藍(lán)）和0.67m（紅）附近有兩個明顯的吸收帶。b.在0.70.8m是一個陡坡，反射率急劇增高，在近紅外波段0.81.3m之間形成一個高的，形成反射峰。c.以1.45m、1.95m和2.7m為中心是水的吸收帶。2.土壤：沒有明顯的波峰波谷，土質(zhì)越細(xì)反射率越高，有機(jī)質(zhì)含量越高含水量越高，反射率越低3. 水體：反射主要在藍(lán)綠波段，其它波段吸收都很強(qiáng)，近紅外吸收更強(qiáng)。水中含泥沙時，可見光波段反射率會增加，峰值出現(xiàn)在黃紅區(qū)。水中含葉綠素時，近紅外波段明顯抬升。4. 巖石：形態(tài)各異，沒有統(tǒng)一的變化規(guī)律。巖石的反射波譜曲線受礦物成分、礦物含量、風(fēng)化程度、

13、含水狀況、顆粒大小、表面光滑程度、色澤等影響第三章   遙感圖像類型及特性1、中心投影是設(shè)想地物投射出一束投影直線，經(jīng)過投影中心聚焦至投影面上成像。在航空攝影中，地面景物是投影物，鏡頭為投影中心，攝影膠片即為投影面。其特點為： 點的投影仍為點 直線的投影仍是直線，僅當(dāng)直線的延長線通過投影中心，該直線的像就成 為一個點 面的投影仍為面，只有通過投影中心的平面其像為一直線2、彩色合成真彩色合成：圖像上顯示的色調(diào)與地物的真實顏色相同或相近。假彩色合成：任意三個波段或者經(jīng)過處理產(chǎn)生的三個分量圖像分別用紅、綠、藍(lán)顯示而合成彩色。3、彩紅外航片像片上影像的色調(diào)與實際地物不一致。它在攝影

14、時加用黃濾光片，濾去藍(lán)光，并使用彩色紅外膠片攝影而得。4、至少五個衛(wèi)星圖像Landsat陸地衛(wèi)星（MSS、TM、ETM傳感器）。SPOT衛(wèi)星（HRV傳感器）。中巴資源一號衛(wèi)星CBERS-1(CCD、WFI、IRMSS傳感器)。IKONOS衛(wèi)星。Quickbird數(shù)據(jù)5、各波段衛(wèi)星圖像的解譯特點TM1（0.450.52m）屬藍(lán)光波段    對水體有較強(qiáng)的穿透力，有利于淺水底部地貌判讀；一般地物在此波段的反射率較低，而雪的反射率最大，所以在此波段圖像上的雪地與其他地物分界明顯，植被最暗，水體次之，新鮮雪最淺。但藍(lán)光波段影像受大氣散射影響嚴(yán)重，有時影像會模糊不清。MSS

15、4（0.50.6m）、TM2（0.520.6m）屬綠光波段    對水體有一定的透視能力，在清澈的水域，能反映幾十米的深度，有利于觀察水下地形，這在海岸帶調(diào)查中作用很大。    植被在此波段的反射率相對出現(xiàn)峰值，圖像上易于區(qū)分植被的分布范圍及生長密度，可用于林業(yè)資料分布，草場分布情況的調(diào)查。    對水體污染（特別是由污染）情況也有好的反映。    對陸地上顏色較淺的地層巖性和第四系松散沉積物、城市居民區(qū)、道路、采石場等均有明顯的反映（呈淺色調(diào)）。MSS5（0.60.7m）、

16、TM3（0.630.69m）屬紅光波段    對水體有一定的透視能力，有利于反映水體混濁程度和泥沙流動情況。    各類巖石（沉積巖、巖漿巖、變質(zhì)巖）在此波段有較大差別，同時該波段圖像能較好地反映地貌特征，有利于地質(zhì)地貌判讀。    能區(qū)分健康植被和病害植被。在這一波段，健康植被反射率低，呈深色調(diào)，病害植被具有較高反射率，呈淺色調(diào)。MSS6（0.70.8m）、MSS7（0.81.1m）、TM4（0.760.9m）屬深紅近紅外    這幾個波段效應(yīng)相似，是水的強(qiáng)吸收和植被的強(qiáng)反

17、射階段    對水和濕地反應(yīng)靈敏，水陸邊界清晰，有利于研究水體分布、岸線輪廓、土壤含水性、淺層地下水等方面的調(diào)查。    對平原區(qū)與水體有關(guān)的地質(zhì)體有良好反映。如充水?dāng)鄬訛楹谏⒌诰€段，隱伏隆起與凹陷為淺與深相間組成的環(huán)帶，此外，對研究平原區(qū)的石油構(gòu)造、第四紀(jì)沉積物類型、新老洪積扇的劃分等有幫助。    對植被反映敏感，易于圈定植被分布范圍，能區(qū)分樹林、農(nóng)作物、草地，對植被的病蟲害調(diào)查較好，健康植被對近紅外波段具有較強(qiáng)的反射，為明亮的淺色調(diào)，而病害植被為較深色調(diào)。    從

18、整體上說，MSS7、TM4的圖像清晰、立體感強(qiáng)，能較清楚地顯示各種地物細(xì)節(jié)。TM5（1.551.75m）屬近紅外波段      主要用于探測地物含水量、土壤濕度（植物含水量）植被長勢的調(diào)查，及地質(zhì)調(diào)查中的巖石分類（不少巖石的反射高峰值在此波段內(nèi)）。并能區(qū)分雪與云，雪比云深。TM7（2.082.35m）屬近紅外波段    這是應(yīng)地質(zhì)工作者的要求而專門設(shè)計的。    主要用于探測巖石類型，對粘土類礦物、碳酸鹽類礦物及其巖性的研究有利（暗色調(diào)）。有利于區(qū)域地質(zhì)填圖、大型蝕變帶的研究。

19、0;   在TM7圖像上水體呈黑色，其它物體影像與可見光差不多。MSS8（10.412.6m）、TM6（10.412.5m）屬熱紅外波段    此波段記錄的是地物自身的熱輻射信息。提供熱顯示的溫度場資料。探測與熱異常有關(guān)的石油天然氣、煤、鈾、硫化礦床氧化帶等礦產(chǎn)，探測地?zé)?、森林火?zāi)（35m）等。6、四個分辨率空間分辨率：指像素所代表的地面范圍的大小，即掃描儀的瞬時視場，或地面物體能分辨的最小單元。波譜分辨率：傳感器能分辨的最小波長間隔。間隔越小，波譜分辨率越高。輻射分辨率：是指傳感器接收波譜信號時，能分辨的最小輻射差。表現(xiàn)為每一個像元的輻射量化

20、級。時間分辨率：指對同一地點進(jìn)行遙感采樣的時間間隔，即采樣的時間頻率，也稱重訪周期。7、像元是組成數(shù)字化影像的最小單元。在遙感數(shù)據(jù)采集，如掃描成像時，它是傳感器對地面景物進(jìn)行掃描采樣的最小單元。8、瞬時視場角從衛(wèi)星到這最小面積間構(gòu)成的空間立體角稱瞬時視場。衛(wèi)星的空間分辨率與衛(wèi)星的高度有關(guān)，衛(wèi)星高度越高，分辨率越低，而且與衛(wèi)星視角有關(guān)，視角越傾斜，觀測面積越大，分辨率就差。9、真實孔徑側(cè)視雷達(dá)RAR直接將地物目標(biāo)的回波信號記錄在移動的照像膠卷上。通過增大安裝在平臺上（飛機(jī)）的天線長度和縮短工作波長來改變方位分辯率，缺點是分辯率隨距離增大迅速變壞。10、合成孔徑側(cè)視雷達(dá)合成孔徑是利用平臺的前移把實

21、際的天線看成是天線陣列中的一個獨立收發(fā)單元，對雷達(dá)回波信號進(jìn)行專門的存貯處理來合成的。SAR可以在遠(yuǎn)距離獲得高分辯率圖像，而不用增加天線的長度，但是其設(shè)備復(fù)雜、造價昂貴，需要很復(fù)雜的信號處理技術(shù)。第四章   遙感圖像處理1、遙感影像記錄方式影像記錄方式模擬圖像數(shù)字記錄方式數(shù)字圖像2、反差擴(kuò)展或調(diào)整     目的：主要是充分利用顯示設(shè)備的能力，使人的視覺能力從影像中分辨出盡可能多的亮度等級。     定義：是一種通過拉伸或擴(kuò)展圖像的亮度數(shù)據(jù)分布，使之占滿整個動態(tài)范圍（0255），以達(dá)到擴(kuò)大地物之間

22、亮度差異，分出更多亮度等級的一種處理技術(shù)。     例如：原始的一幅MSS圖像，亮度范圍集中在1040范圍內(nèi)，我們可以將其擴(kuò)展到0255，擴(kuò)大了相鄰亮度值之間的差別，提高了分辨能力（但不能增加亮度等級）。     原理：在反差擴(kuò)展中，輸出的像元值y，是輸入的像元值x的函數(shù)：y=f(x)  0<y<255     這個函數(shù)可以是線性的，也可是非線性的。（1）線性擴(kuò)展：用直線方程來擴(kuò)展圖像y=f(x)  斜率=45°  即 y=

23、x      無變化         <45°     如 y=1/2x   壓縮         >45°     如 y=2x     擴(kuò)展 （2）基本函數(shù)非線性擴(kuò)展   &

24、#160;  是用一些基本數(shù)學(xué)函數(shù)進(jìn)行變換，對于要進(jìn)行擴(kuò)展的灰度范圍是有選擇性的。常用的非線性擴(kuò)展方法如下：      對數(shù)擴(kuò)展（暗區(qū)）、指數(shù)擴(kuò)展（亮區(qū)）      正弦擴(kuò)展（中部）、正切擴(kuò)展（二端） 3、比值法    同一地區(qū)不同波段（兩個波段或幾個段組合）對應(yīng)像元亮度值相除，用所得新值構(gòu)成一幅比值增強(qiáng)圖像。目的是擴(kuò)大相鄰兩個像元的差別。    在一張比值圖像上，灰階中最黑和最白的色調(diào)代表兩個多光譜波段間光譜反射率

25、的最大差異值。最黑的色調(diào)代表比值的分母大于分子。反之，最白的色調(diào)代表分子大于分母。（1）基本比值：兩個波段的數(shù)值相比。作用： 擴(kuò)大不同地物亮度值的微小差別。消除地形影響。 識別和區(qū)分蝕變礦物。（2）和、差組合比值：由兩個波段的和與差構(gòu)成的比值。這種比值克服了基本比值法的暗區(qū)壓縮亮區(qū)擴(kuò)展的缺點，相當(dāng)于對基本比值法圖像作了非線性（對數(shù)）變換。（3）交叉組合比值：由三個或更多波段構(gòu)成的比值。其中分子和分母所包含的波段是不同的。這種比值實際上相當(dāng)于兩個相同分母的單比值的和。兩者相加有利于消除隨機(jī)噪聲（如條帶現(xiàn)象）。   （4）、標(biāo)準(zhǔn)化比值：以單個波段為分子，以所有波段的和

26、為分母得出的比值。    這種比值的分母相當(dāng)于總的亮度，比值中反映了這方面的信息。這種比值有利區(qū)分色調(diào)相似，而亮度不同的巖石或土壤。4、主組分分析（KL變換）    是在統(tǒng)計特征基礎(chǔ)上的多維正交線性變換。多波段圖像經(jīng)過這種變換后產(chǎn)生出一組新的組分圖像，組分圖像的數(shù)目可以等于或少于原來的波段數(shù)。    目的：是將原來各波段圖像中的有用信息集中到數(shù)目盡可能少的新的組分圖像中，并使各組分圖像互不相關(guān)，即各自包含不同的地物信息，大大減少總的數(shù)據(jù)量，便于遙感信息的提取。    主組分變

27、換多用于多變量數(shù)據(jù)壓縮。表達(dá)式：YTX        X原圖像的p個波段的像元值向量 qp        Y變換后產(chǎn)生的q個組分的像元值向量        T實現(xiàn)這一線性變換的變換矩陣變換后，圖像有如下特點：     變換后的圖像各分量之間互不相關(guān)    變換后的圖像各分量中，以第一分量所含的信 息量最多，依次減少，但是并不意味

28、著無用    在地質(zhì)應(yīng)用中，巖性差異的信息往往在第二、三分量中 第一分量對地貌、構(gòu)造信息反映較好5、課后習(xí)題   1.利用標(biāo)準(zhǔn)假彩色影像并結(jié)合地物光譜特征，說明為什么在影像中植被呈現(xiàn)紅色，湖泊水庫呈現(xiàn)藍(lán)偏黑色，重鹽堿地偏白色？     答：標(biāo)準(zhǔn)假彩色即當(dāng)4、3、2波段分別賦予紅、綠、藍(lán)色時，即綠波段0.520.6m賦予藍(lán)，紅色波段賦予綠，紅外波段賦予紅色時，這一合成方案稱為標(biāo)準(zhǔn)假彩色合成。    植被：對于2、3波段為吸收，對4波段表現(xiàn)為高反射，因此植被呈現(xiàn)4波段所賦予的顏色

29、紅色。水體：水體在2波段有弱的反射，3、4波段表現(xiàn)為強(qiáng)烈吸收，因此在影像上表現(xiàn)為2波段賦予的藍(lán)色同時還偏黑。重鹽堿地：鹽堿地在這個波段具為較好的反射，因此在圖像上表現(xiàn)為三者的合成顏色，為白色。   2.結(jié)合地物光譜特征解釋比值運算能夠突出植被覆蓋的原因。答：比值運算可以檢測波段的斜率信息并加以擴(kuò)展，以突出不同波段間地物光譜的差異，提高對比度。對于植被來說，可以選用（TM4TM3）/（TM4+TM3），可以增大比值，突出植被特征，提取植被類別或估算植被生物量。   3.根據(jù)陸地衛(wèi)星LandSat的TM影像和SPOT衛(wèi)星的影像的波譜特征和空間分辨率，分析TM

30、與SPOT影像復(fù)合的優(yōu)越性，說明復(fù)合方法；除了書中所講方案，請再設(shè)計其他復(fù)合方案。答：來自不同傳感器的信息源有不同的特點，TM影像的光譜特征信息豐富，SPOT數(shù)據(jù)就沒有，但其分辨率高，全色波段可達(dá)10m，兩者復(fù)合即可以提供較高新圖像的空間分辨率，又可以保持較豐富的光譜信息。將TM和SPOT復(fù)合，選取TM的三個波段4、3、2和SPOT全色波段共4個波段。復(fù)合：每幅TM圖像均與SPOT圖像作逐點運算，如相加、相減或相乘，生成三幅圖像，進(jìn)行彩色合成，生成復(fù)合圖像。其他方法：也可以通過找兩幅圖像活動窗口內(nèi)的亮度相關(guān)之和平均值，以此來調(diào)整原來三個波段的灰度值。第五章   遙感圖像目視

31、解譯及方法1、解譯標(biāo)志影像特征是在遙感圖像上識別物體、區(qū)分物體的依據(jù)。那些能直接或間接識別、區(qū)分各種地物，并能表明它們的特點、性質(zhì)的影像特征，稱為解譯標(biāo)志。2、解譯標(biāo)志分類解譯標(biāo)志有直接標(biāo)志和間接標(biāo)志.直接標(biāo)志是地物本身的有關(guān)屬性在圖像上的直接反映。如形狀、大小、色調(diào)、陰影等。間接標(biāo)志是指與地物的屬性有內(nèi)在聯(lián)系,通過相關(guān)分析能夠推斷其性質(zhì)的影像特征。3、地質(zhì)解譯中水系分析就是通過對水系的形態(tài)、密度、均勻性、方向性等的分析，間接地推斷該地區(qū)的巖性和構(gòu)造特征。1、密度  水系密度是指在一定范圍內(nèi)各級水道發(fā)育的數(shù)量。一般以支溝間距來衡量。小于100m稱密度大，100500m為中等，大于50

32、0m稱密度小。密度大者,常反映巖石透水性差，如粘土巖、板巖之類密度小者,常反映巖石堅硬或透水性好，如砂巖、玄武巖等  在相同氣候條件下，水系密集程度與它們的間隔大小反映出地質(zhì)巖性的差別。如：石灰?guī)r砂巖頁巖，地表水系由少多，透水性好差。2、均勻性   水系的均勻程度反映著巖性是否均勻。在構(gòu)造比較簡單的地區(qū)，水系的均勻也可以用來區(qū)別巖性類型。然而對于同一類巖性如果水系分布不均則是由于構(gòu)造因素引起的。構(gòu)造節(jié)理集中的部位，隆起和凹陷部位常表現(xiàn)出水系的不均勻性。    均勻水系：  反映巖性單一，地質(zhì)構(gòu)造簡單     不均勻水系：反映巖性復(fù)雜，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜3、方向性   方向性明顯者，往往反映該方向構(gòu)造特別發(fā)育，或存在大面積單斜巖層。   水系的方向性常受地形和構(gòu)造條件控制。水系的發(fā)育有時表現(xiàn)為同一方向，有時表現(xiàn)為方向突然變化，這均是鑒別地質(zhì)構(gòu)造的良好標(biāo)志。4、水系的集結(jié)   水系的交會，水系的集流，它們是向一個帶集中，還是向一處集中