遙感概論復(fù)習(xí)重點

第一章一、遙感：一種遠離目標，不與探測目標相接觸，通過某種平臺上裝載的傳感器獲取其特征信息，然后對所獲取的信息進行提取、判定、加工處理及應(yīng)用分析的綜合性技術(shù)二、遙感技術(shù)系統(tǒng)是一個地面到空中，乃至空間，從信息收集、存儲、處理到判讀分析和應(yīng)用的完整技術(shù)體系三、遙感技術(shù)系統(tǒng)的組成信息源；信息的獲??；傳感器；遙感平臺；信息的記錄和傳輸四、遙感的分類按遙感平臺分類：航天、航空、地面遙感按傳感器探測波段分類：紫外遙感（0.05-0.38^m）可見光遙感（0.38-0.76gm紅外遙感（0.76-1000gm微波遙感（1mm-1m）按傳感器的工作原理分：主動遙感，被動遙感按數(shù)據(jù)獲取方式：成像遙感；非成像遙感五、 遙感的特點宏觀性;動態(tài)性;技術(shù)手段多，信息海量六、 當(dāng)前遙感發(fā)展的主要特點和趨勢高分遙感發(fā)展迅速，多種傳感器并存：高空間分辨率、高光譜分辨率、高時間分辨遙感從定性到定量分析：遙感從“定性”向“定量”轉(zhuǎn)變，定量遙感成為遙感應(yīng)用的發(fā)展熱點遙感信息提取逐步自動化：建立適用于遙感圖像自動解釋的專家系統(tǒng)，逐步實現(xiàn)遙感圖像專題信息提取自動化遙感商業(yè)化第二章一、 電磁波的性質(zhì)波動性：①是橫波②在真空以光速傳播③滿足C=X*?粒子性：光電效應(yīng)波粒二象性：E=h*?;P=h/入波粒二象性的程度與電磁波的波長有關(guān)：波長愈短，輻射的粒子性愈明顯；波長愈長，輻射的波動特性愈明顯。二、 電磁波與物體相互作用過程中，會出現(xiàn)三種情況：反射、吸收、透射，遵守能量守恒定律（如果是不透明的物體,物體的反射率大，發(fā)射率就小）四、電磁輻射定義反射：電磁輻射與物體作用后產(chǎn)生的次級波返回原來的介質(zhì)，這種現(xiàn)象稱反射。該次級波便稱之為反射波（輻射）。反射率：物體的反射輻射通量與入射輻射通量之比。透射：電磁輻射與介質(zhì)作用后，穿過該介質(zhì)到達另一種介質(zhì)的現(xiàn)象或過程。透射率：透射能量與入射總能量之比。五、 電磁波譜：按照電磁波的波長（頻率的大小）長短，依次排列成的圖表，稱為電磁波譜。按頻率從短到長可分為y射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線、微波、無線電波可見光譜中的各種顏色成分大致所屬的波長區(qū)間：紅：620~760nm|登：590~620nm黃：560~590nm綠：500~560nm青:470~500nm藍：430~470nn紫：380~430nm紅外波段波長范圍0.76~1000gm,遙感所用波段如下：近紅外：0.7~3gm中紅外：3~8gm遠紅外：8~15gm微波波長范圍1mm~1m六、 各種電磁波的不同與共性不同點：傳播的方向性、穿透性、可見性、顏色不同共性：傳播速度相同；遵守相同的反射、折射、透射、吸收和散射定律；都是橫波，遵循橫波的一切特性七、 黑體輻射:指由理想放射物放射出來的輻射，在特定溫度及特定波長放射最大量之輻射。如果一個物體對于任何波長的電磁輻射都全部吸收，則該物體是絕對黑體。八、 黑體輻射的規(guī)律輻射通量密度隨溫度增加而迅速增加，與溫度的4次方成正比M=T?4ff=5.67X10-12W/crrt?K4M為總輻射出射度黑體溫度越高，其曲線的峰頂就越往左移，即往波長短的方向移動入max-T=bb=2898gm-K十、太陽常數(shù)：不受大氣影響，在距離太陽一個天文單位（約15,000萬公里）的區(qū)域內(nèi)，垂直于太陽輻射方向的單位面積、單位時間的黑體所接收的輻射能量。（1.95W/cr?min）十二、太陽輻射和地球輻射的分段性：1） 太陽輻射。接近于溫度為6000K勺黑體輻射，最大輻射的對應(yīng)波長為0.47mm主要集中于波長較短的部分，從紫外、可見光到近紅外區(qū)域，即0.3-2.5mm，在這一波段地球的輻射主要是反射太陽的輻射。2） 地球輻射。接近于溫度為300啲黑體輻射，最大輻射對應(yīng)波長為9.66mm自身發(fā)出的輻射主要集中在波長較長的部分，即6mr以上的熱紅外區(qū)段。3） 在2.5-6mm的中紅外波段，地球?qū)μ栞椪盏姆瓷浜偷乇砦矬w自身的熱輻射均不能忽略十六、散射：電磁輻射與結(jié)構(gòu)不均勻的物體作用后,向各個方向傳播的現(xiàn)象。它是反射、折射、衍射的綜合反映。主要發(fā)生在可見光波段（太陽輻射通過大氣層時，受到大氣中氣體分子的散射和大氣中固體、微粒、液體的散射）十七、大氣散射的類型①瑞利散射②米氏散射③非選擇性散射瑞利散射特點：當(dāng)大氣中粒子的直徑比波長小得多時發(fā)生的散射，這種散射主要有大氣中的原子和分子，如二氧化氮、臭氧和氧分子等引起，散射強度與波長的四次方成反比；米氏散射特點：當(dāng)大氣中粒子的直徑與輻射的波長相當(dāng)時發(fā)生的散射，這種散射主要有大氣中的微粒，如煙、塵埃、小水滴及氣溶膠等引起。散射強度與波長的二次方成反比；無條件性散射特點：當(dāng)大氣中粒子的直徑比波長大得多時發(fā)生的散射，其散射強度與波長無關(guān)；影響：造成遙感圖像的質(zhì)量下降。十八、大氣窗口：電磁波在大氣中傳輸過程中吸收和散射很小，透射率較高的波段。十九、大氣窗口的主要光譜段：0.3-1.3um即紫外、可見光、近紅外波段1.5—1.8um,2.0—3.5um近、中紅外波段3.5—5.5um中紅外波段8—14um：遠紅外波段0.8—2.5cm微波波段二十、地物的波譜特征地物的電磁波響應(yīng)特性隨電磁波長改變而變化的規(guī)律，稱為地物波譜，地物波譜隨波長而變的特性叫做地物波譜特性，是遙感識別地物的基礎(chǔ)。物體的反射波譜限于紫外、可見光和近紅外，尤其是后兩個波段。物體的反射波譜受物體的組成成分、結(jié)構(gòu)、表面狀態(tài)以及物體所處環(huán)境的控制和影響。二十一、主要地物的波譜反射特征:植被的光譜曲線可分為三段1） 0.4-0.76mm:有一個小的反射峰，位于綠色波段（0.55mm），兩邊（藍、紅）為吸收帶2） 0.76-1.3mm:高反射，在0.7mm處反射率迅速增大，至1.1處有峰值3） 1.3-2.5mm:受植物含水量影響，吸收率增加，反射率下降，形成幾個低谷土壤沒有明顯的波峰波谷。土質(zhì)越細，反射率越高，有機質(zhì)含量越高、含水量越高，反射率越低水體反射主要在藍綠波段，其它波段吸收都很強，近紅外吸收更強。與含沙量、葉綠素含量等有關(guān)；含沙量越高、反射率越高第三章顏色顏色的性質(zhì)由明度、色調(diào)、飽和度描述明度物體對可見光的反射程度，表現(xiàn)為色彩的相對明暗（反射率越高，明度越高）色調(diào)色彩彼此間相互區(qū)分的特性，可見光波段的不同波長刺激人眼產(chǎn)生了不同色彩（紅紫）的感覺飽和度彩色純潔的程度顏色立體中間垂直軸表明度；中間水平面的圓周代表色調(diào)；圓周上的半徑大小代表飽和度三原色（三基色）若三種顏色，其中的任一種都不能由其余兩種顏色混合相加產(chǎn)生，這三種顏色按一定比例混合，可以形成各種色調(diào)的顏色，稱為三原色。加色法本質(zhì)具有不同能量的色光混合時，可以導(dǎo)致混合色光能量的變化互補色兩種色光混合產(chǎn)生白色，叫色光互補色。紅-青，綠-品紅，藍-黃第四章一、 傳感器的定義傳感器是收集、探測、記錄地物電磁波輻射信息的工具二、 結(jié)構(gòu)收集器;探測器;處理器;輸出器三、 傳感器的性能空間分辨率遙感影像上地面物體能分辨的最小單元的尺寸或大小，表征影像分辨地面目標細節(jié)能力的指標。它決定了地面物體所能分辨的最小單元。波譜分辨率傳感器在所能記錄的電磁波譜中，某一特定的波長范圍值，波長范圍越寬，光譜分辨率越低。即傳感器在接收目標輻射時能分辨出的最小波長間隔，間隔越小，分辨率越高。時間分辨率對同一地點進行重復(fù)探測時，相鄰兩次探測的時間間隔，即重訪周期，能夠提供地物動態(tài)變化的信息。輻射分辨率傳感器在接收波譜信號時，能分辨的最小輻射度差。即傳感器將接收到電磁輻射強度劃分等級時，其間隔大小。第五章航空遙感1、航空遙感（以中低空遙感平臺為基礎(chǔ)）：以飛機（最常見、最早、最廣泛）、氣球等飛行于大氣層中的飛行器作為工作平臺的遙感（80km）（重點）4航空像片的投影原理中心投影：物體的影像是光線通過投影中心投射到承影面上，形成了透視影像。航空像片屬于中心投影地物的反射光線通過鏡頭中心面上，在底片上構(gòu)成的是負像，經(jīng)過接觸曬印得到正像。負像：物體和投影面位于投影中心的兩側(cè)地圖是正射投影，攝影光線平行且垂直投影面。垂直投影：物體的影像通過相互平行的光線投射到與光線垂直的平面上。5、兩種投影的透視規(guī)律與特點（重點）中心投影的成像特征：點的像還是點，直線的像一般情況下還是直線，若是直線的延長線通過投影中心時，該直線的像則是一個點。空間曲線的像一般仍為曲線,但若空間曲線在一個平面上，而該平面又通過投影中心時，它的像則成為直線。即：點一一點； 直線一一直線、點;空間曲線一一曲線、直線；面 面、線（重點）6航空像片的比例尺像片比例尺：航空像片上某一線段長度與地面相應(yīng)線段長度之比，用1/M表示，1/M=f/H,f是物鏡的焦距，H是飛行器的相對航高。航空像片比例尺測定：平坦地區(qū)，采用平均比例尺，測量像片上兩條水平線段長度與實際地面長度，求出平均比例尺。平均比例尺：1/M=（ab/AB+dc/DC）/2起伏地區(qū)，各點比例尺不一樣，不能采用統(tǒng)一的比例尺。按照測站求各點平均比例尺，測的結(jié)果為測站附近的比例尺。8、航空像片的物理特性（一）基本概念色調(diào)：是地物電磁輻射能量在像片上的模擬記錄，在黑白像片上表現(xiàn)為不同的明暗程度一一灰度；在彩色像片上表現(xiàn)為不同的顏色一一色彩。色彩：彩色像片上某一部分的顏色稱為色彩?；译A：灰度是定量地表示黑白像片上某一部分黑白深淺程度的特征量。一般以灰度等于0表示全黑，灰度等于1表示全白，0W灰度<1?亮度系數(shù)（P）:在相同照度下，某物體表面亮度（L）與絕對白色的理想物體表面亮度（L。）之比（即P=L/L。）常用來表示地物反射（或發(fā)射）光的能力。全黑物體P=Q全白的物體P=1,一般物體則符合0<P<1.特點：（1） 物體的亮度系數(shù)的范圍很大，不同類物體之間的亮度系數(shù)的差別可能相當(dāng)大。（2） 同類物體，由于干濕程度不同，其亮度系數(shù)也不同，干燥物體的P值大，潮濕物體的P值小。（3） 表面光滑的物體的亮度系數(shù)比表面粗糙物體的亮度系數(shù)大。（4） 物體的亮度系數(shù)與其顏色有關(guān)。10、 像片視差與立體觀測像點位移：指在中心投影的相片上，由于地形的起伏等的影響而引起的平面上像點位置的移動（一） 傾斜誤差：因投影面傾斜而使像的位置發(fā)生變化，就是因像片傾斜引起的像點位移，也稱傾斜誤差。（二） 地形起伏引起的像點位移投影差A(yù)h:在航空像片上，高出或低于起始面的地物點在像片上的像點位置，與在平面上的位置比較，產(chǎn)生了位置移動，這就是地形起伏的像點位移，也稱投影誤差（投影差）。投影差分布規(guī)律投影差大小與像點距離、像主點的距離高差成正比。航高成反比，即航高愈高，投影差愈小。11、 立體觀察須滿足下列條件：必須是由不同的攝影站對同一地區(qū)所攝影的兩張像片。兩張像片的比例尺相差不得超過15%兩眼必須分別各看兩張像片上的相應(yīng)影像，即左眼看左像，右眼看右像。像片所安放的位置，必須能使相應(yīng)視線成對相交，相應(yīng)點的連線與眼基線平行。第六章Landsat系列衛(wèi)星.■!陸地衛(wèi)星Landsat,1972年發(fā)射第一顆，隨后陸續(xù)發(fā)射了7顆，已連續(xù)三十多年為人類提供陸地衛(wèi)星圖像，產(chǎn)品主要有MSS,TM,ETM屬于中高度、長壽命的衛(wèi)星。.J陸地衛(wèi)星的運行特點：中等高度、近圓形、近極地、太陽同步、可重復(fù)軌道。第八章一1一、數(shù)字圖像：指能夠被計算機存儲、處理和使用的圖像五、遙感數(shù)字圖像與光學(xué)圖像相比的特點：便于計算機處理；數(shù)字存儲方式獲取、傳輸、分發(fā)等過程中沒有信息損失抽象性強（表示在計算機里是很抽象的“數(shù)據(jù)流”）九、遙感圖像處理的特點：與一般圖像處理的特點：數(shù)據(jù)和運算量大；圖像進出外部設(shè)備復(fù)雜；多終端多用戶；軟件系統(tǒng)龐大與目視解譯和光學(xué)處理比較的特點：圖像的準確性；處理的靈活性；有利于長期保存十、遙感圖像處理的過程：數(shù)據(jù)輸入、校正處理、變換處理、分類處理、結(jié)果輸出十一、遙感圖像處理的設(shè)備：①輸入設(shè)備②處理系統(tǒng)③輸出設(shè)備第八章一2數(shù)字圖像需要校正的原因：.輻射畸變：圖像像元上的亮度直接反映了目標地物的光譜反射率的差異，但也受到其他嚴肅的影響而發(fā)生改變，這改變的部分就是需要校正的部分，稱為輻射畸變。引起輻射畸變的原因有兩個，即傳感器本身的誤差和大氣對輻射的影響。傳感器本身的誤差由傳感器生產(chǎn)單位根據(jù)傳感器參數(shù)進行校正，而不需要用戶進行校正。大氣的主要影響是降低了圖像的對比度，可通過輻射校正來校正圖像..幾何畸變（影像變形）：幾何畸變是指圖像的幾何位置發(fā)生了變化，從而引起圖像的變形可通過幾何校正的方法校正圖像。弓I起幾何畸變的原因確很多：如遙感平臺的位置和運動狀態(tài)受化的影響：飛機或衛(wèi)星相對于地物的位置、飛行姿態(tài)、速度的變化地形起伏的影響：產(chǎn)生局部像點位移；?地球表面曲率的影響：產(chǎn)生像點位移和導(dǎo)致像元對應(yīng)于地面寬度的不等；?大氣折射的影響：從大氣下層到上層，大氣密度的不同導(dǎo)致折射率的不斷變化，使得輻射傳播不再是直線而是曲線，結(jié)果是產(chǎn)生像點位移；?地球自轉(zhuǎn)的影響：多數(shù)衛(wèi)星在軌道運行的降段接收圖像，即衛(wèi)星自北向南運動，的同時，地球自西向東自轉(zhuǎn)相對運動的結(jié)果是產(chǎn)生影像的偏離（向東偏）。?以上變形都由接收圖像的接收部門根據(jù)遙感平臺、地球、傳感器的各種數(shù)據(jù)進行校正，當(dāng)用戶拿到遙感影像后，由于所使用圖像的目的不同，或地圖投影、比例尺、基準面等的不同仍需進行校正。輻射校正：消除或改正遙感圖像成像過程中附加在傳感器輸出輻射能量中的各種誤差.程輻射度：散射光向上通過大氣進入傳感器的那部分輻射量.輻射校正方法有兩種：直方圖最小值去除法、回歸分析法。.圖像直方圖：以每個像元為單位，表示圖像中各亮度值或亮度值區(qū)間像元出現(xiàn)的頻率的分布圖.直方圖作用：直觀地了解圖像的亮度值分布范圍、峰值的位置、均值以及亮度值分布的離散程度。直方圖的曲線可以反映圖像的質(zhì)量差異幾何校正：從具有幾何變形的圖象中消除變形的過程第八章一3假彩色合成：（重點）各工作波段被賦予的顏色，與波段所代表的真實顏色不同，合成色不是地物真實的顏色，因此這種合成叫做假彩色合成標準假彩色合成：1、 近紅外波段賦予紅色、紅光波段賦予綠色，綠光波段賦予藍色。2、 針對TM影像的7個波段：第2波段是綠色波段、第3波段是紅色波段、第4波段是近紅外波段當(dāng)4、3、2波段分別賦予紅、綠、藍色時，這一合成方案稱為標準假彩色合成空間濾波的作用平滑：消除各種干擾噪聲，使影像中高頻成分消退，平化掉影像的細節(jié)，表現(xiàn)為影像模糊。銳化：突出影像邊緣、線性目標或某些亮度變化率大的部分，提高影像的細節(jié)，常表現(xiàn)為邊緣增強。第九章目視解譯：指專業(yè)人員通過直接觀察或借助輔助判讀儀器在遙感圖像上獲取特定目標地物信息的過程。目視判讀標志：遙感影像上那些能夠作為分析、判斷景觀地物的影像特征稱判讀標志或解譯標志（一）直接解譯標志：地物本身的屬性在遙感影像上的直接反映，有時是判讀的充分條件。色調(diào)（最直接、最直觀）：目標地物與背景之間的色彩和色調(diào)差異，能夠被人眼識另V。是判讀遙感圖像的主要標志和依據(jù)之一。形狀：地物的頂部幾何形狀，不同的地物，都有不同的形態(tài)特征，根據(jù)形狀對地物的辨認。紋理或質(zhì)地：通過色調(diào)或顏色變化出現(xiàn)的細紋或細小的圖案，這種圖案在某一確定的圖像區(qū)域中以一定的規(guī)律重復(fù)出現(xiàn)。圖形、陰影、位置、布局、圖案、大小等（二）間接解譯標志：地物本身的屬性在遙感影像上不能直接反映，需要通過與其有關(guān)的其他地物的屬性來推斷探測目標屬性（重點）目視判讀的方法與步驟具體方法1、判讀原則（1）多種信息綜合分析（2）多手段、多方法相結(jié)合（3）內(nèi)外結(jié)合、保證精度2、判讀方法直接判讀法：根據(jù)地物色調(diào)、圖形、大小等直接標志判定對比分析法：對不同遙感影像、衛(wèi)星圖像不同波段、不同時相的圖像進行對比分析邏輯推理法：應(yīng)用地學(xué)規(guī)律和實際經(jīng)驗，分析各種地物和自然現(xiàn)象間內(nèi)在聯(lián)系，結(jié)合圖像上表現(xiàn)出的特征判定信息復(fù)合法（書上無介紹）第十章監(jiān)督分類的主要方法：最小距離法；平行