遙感復習資料

1、 遙感的定義：廣義的“遙感”指各種非接觸的、遠距離的探測技術，即不直接接觸物體本身，在遠處通過傳感器探測和接收來自目標物體的電磁信息（如電場、磁場、電磁波、地震波等信息、），經(jīng)過信息的傳輸及其處理分析，識別物體的屬性及其分布等特征的技術。2、 根據(jù)遙感的定義,遙感技術系統(tǒng)包括遙感信息獲取、遙感信息傳輸和遙感信息提取應用三大部分。3、 遙感平臺是裝載傳感器進行遙感探測的運載工具，如飛機、衛(wèi)星、飛船等。按其飛行高度的不同可分為近地平臺、航空平臺和航天平臺。4、 傳感器是遙感技術中的核心組成部分，是收集和記錄地物電磁輻射能量信息的裝置，如光學攝影機、多光譜掃描儀等，是獲取遙感信息的關鍵設備。5、 傳感器的性能包括傳感器對電磁波波段的響應能力（如探測靈敏度和波譜分辨率）、傳感器的空間分辨率及圖像的幾何特征、傳感器獲取地物電磁波信息量的大小和可靠程度等。6、 遙感監(jiān)測的特點：（1） 監(jiān)測區(qū)域范圍大，受條件限制少。（2） 多尺度動態(tài)重復獲取數(shù)據(jù)。（3） 電磁信息豐富，信息表達形式多樣，獲取信息的手段多，信息量大。（4） 獲取信息的速度快。周期短。重現(xiàn)性好。（5） 數(shù)據(jù)可滿足多用途監(jiān)測，可比性強。（6） 效益高。精度高。提高工作效率。7、遙感發(fā)展簡史：1608?1879年的遙感萌芽階段、1880?1956年的攝影遙感階段、1857?1989年的航天遙感階段和1990年開始的現(xiàn)代遙感四個階段。8、 遙感發(fā)展趨勢：（一） 多平臺多傳感器航空航天遙感數(shù)據(jù)獲取趨向高空間分辨率、高光譜分辨率、高時間分辨率發(fā)展。（二） 綜合對地觀測定量化系統(tǒng)的建立（三） 高度綜合化及應用領域不斷拓展（四） 遙感和地理信息系統(tǒng)的一體化9、 任何物體本身都具有發(fā)射、吸收和反射電磁波的能力，這是物體的基本特征。10、 光波、熱輻射、微波、無線電波等都是由振源發(fā)出的電磁振蕩在空間的傳播，這些波叫做電磁波。電磁波是在真空或物質(zhì)中通過傳播電磁場的振動而傳輸電磁能量的波，也稱為電磁輻射。11、 電磁波性質(zhì)：①是橫波；②在真空以光速傳播；③滿足:c=fe=hf其中:E-能量，單位J;h-普朗克常數(shù)，h=6.626X J/s;f-頻率；-波長；c-光速，c=3X10"8 m/s④電磁波具有波粒二象性：波長愈短，電磁波的粒子特性愈明顯；波長愈長，波動特性愈明顯。12、 電磁波譜一按電磁波在真空中傳播的波長或頻率，遞增或遞減順序,就構成了電磁波譜。波譜以頻率從高到低排列為：Y射線一X射線一紫夕卜線一可見光一紅夕卜線一微波一無線電波13、 記P12表14、 地物的波譜特性：在自然界中任何地物都具有反射和發(fā)射電磁輻射的能力，但物體在不同波長處其反射和發(fā)射電磁輻射的能力是不同的。這種地物輻射能力隨波長而變化的規(guī)律，就是地物的波譜特性。15、 地物的反射率的類型：鏡面反射、漫反射、實際物體反射。16、 鏡面反射的特征：是指物體的反射滿足反射定律。入射波和反射波在同一平面內(nèi)，入射角與反射角相等。17、 漫反射的特征：指不論入射方向如何，雖然反射率P與鏡面反射一樣，但反射方向卻是“四向八方”，也就是把反射出來的能量分散到各個方向因此從某一方向看反射面，其亮度一定小于鏡面反射的亮度。18、 實際物體反射的特征：(方向反射)多數(shù)都處于兩種理想模型之間即介于鏡面和朗伯面(漫反射向)之間。19、 地物反射波譜曲線：地物的反射率隨入射波長變化的規(guī)律成為地物反射波譜。按地物反射率與波長之間的關系繪成的曲線稱為地物反射波譜曲線。20、 黑體一對任何波長的電磁輻射都全部吸收的物體?！净颍涸谌魏螚l件下吸收系數(shù)恒等于1的物體，簡稱黑體。】絕對黑體，與物體溫度有關。21、 大氣的散射作用分幾種情況及特征：瑞利散射：特點一散射強度與波長的四次方呈反比，即：波長越長，放射越弱。米氏散射：特點-散射的強度與波長的二次方呈反比，且散射在光線向前方比在向后方更強方向性更明顯。無選擇性散射：特點一散射強度與波長無關。22、大氣窗口及常用波段有哪些？通常把通過大氣而較少被反射、吸收或散射的透射率較高的電磁輻射波段稱為大氣窗口.23、遙感平臺的種類：按平臺距地面的高度大體上可分為地面平臺、航空平臺和航天平臺三類。24、 衛(wèi)星的軌道的種類：地球同步軌道、太陽同步軌道。地球同步軌道的概念：地球同步軌道的運行周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期，即衛(wèi)星與地球轉(zhuǎn)動的角速度相同，其傳感器總是朝向地球固定的位置，如果從地面上各地方看過去，衛(wèi)星在赤道上的一點是靜止不動的，所以又稱靜止軌道。太陽同步軌道的概念：指的就是衛(wèi)星的軌道平面和太陽始終保持相對固定的取向，軌道傾角（軌道平面與赤道平面的夾角）接近90度，衛(wèi)星要在兩極附近通過，因此又稱之為近極地太陽同步衛(wèi)星軌道。25、 傳感器的分類：（1） 磁波輻射來源的不同，把傳感器分為主動式傳感器和被動式傳感器。（2） 按成像原理和所獲取圖像的性質(zhì)不同，把傳感器分為攝影機、掃描儀和雷達三種類型。（3） 按記錄電磁波信息方式的不同，把傳感器分為成像方式的傳感器和非成像方式的傳感器。26、 主動式傳感器：向目標發(fā)射電磁波然后收集從目標反射回來的信息，如合成孔徑測試雷達等。被動式傳感器：收集的是地面目標反射太陽光的能量或目標自身輻射的電磁波能量如攝影相機和多光譜掃描儀。27、 掃描類型的傳感器按掃描成像方式又可分為光機掃描儀和推帚式掃描儀；雷達按其天線形式分為真實孔徑雷達和合成孔徑雷達。28、 常見的掃描方式的傳感器有光機掃描儀、CCD固體掃描儀和電視攝像機等。29、 CCD固體掃描儀：是一種用電荷耦合器件CCD制成的傳感器。其特點：具有自掃描、感受波譜范圍寬、畸變小、體積小、重量輕等一系列優(yōu)點，并可制成集成度很高的組合件。30、 成像光譜儀：在一定的波長范圍內(nèi)，傳感器的探測波段分割越多，即波譜采樣點越多，所獲取的數(shù)據(jù)的連續(xù)性就越強，從而使傳感器在獲取目標地物圖像的同時，也能獲取反映地物特點的連續(xù)、光滑的光譜曲線。這種既能成像又能獲取目標光譜曲線的“譜像合一”的技術，稱為成像光譜技術。按照這種技術原理制成的掃描儀稱為成像光譜儀。其特點：成像光譜儀數(shù)據(jù)具有光譜分辨率極高的優(yōu)點，其空間分辨率卻較低（幾十甚至幾百米）。31、 真實孔徑側(cè)視雷達的工作原理：天線裝在飛機或衛(wèi)星的側(cè)面，雷達發(fā)射天線向平臺行進方向的側(cè)向發(fā)射一束寬度很窄的脈沖電磁波束，然后接收從目標地物發(fā)射回來的后向散射波，進而從接收的信號中獲取地表的圖像。32、 合成孔徑側(cè)視雷達特點：合成孔徑側(cè)視雷達的特點是在距離方向上采用脈沖壓縮來提高分辨率，在方位方向上通過合成孔徑原理來提高分辨率。合成孔徑技術的基本思想是對在平臺前進方向的不同位置上所接收的包含相位信息的信號進行記錄和處理，得到比采用實際天線更長的假設天線進行觀察的同樣結(jié)果。33、 陸地衛(wèi)星的傳輸、處理系統(tǒng)包括以下三個部分：地面控制中心、地面接收站、地面數(shù)據(jù)處理機構。34、 數(shù)據(jù)格式：遙感數(shù)字圖像以二維數(shù)組來表示。在數(shù)組中，每個元素代表一個像素，像素的坐標位置隱含。35、 多波段數(shù)字圖像的存儲與分發(fā)，通常采用BSQ、BIP、BIL三種數(shù)據(jù)格式。36、 數(shù)字圖像：數(shù)字圖像指能夠被計算機存儲、處理和使用的圖像。37、 數(shù)字量與模擬量的本質(zhì)區(qū)別在于模擬量是連續(xù)變量而數(shù)字量是離散變量。38、 數(shù)字圖像特征：①目標地物的大小、形狀及空間分布特點；②目標地物的屬性特點；③目標地物的變化動態(tài)特點。這三方面信息的表現(xiàn)參數(shù)即為空間分辨率、時間分辨率、波譜分辨率和輻射分辨率。39、 空間分辨率：圖像的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，是用來表征影像分辨地面目標細節(jié)能力的指標?？臻g分辨率通常用地面分辨率和影像分辨率來表示。40、 顏色的性質(zhì)由明度、色調(diào)、飽和度來描述。⑴明度—是人眼對光源或物體明亮程度的感覺。（2）色調(diào)，是色彩彼此相互區(qū)分的特性。（3）飽和度----是彩色純潔的程度，也就是光譜中波長段是否窄，頻率是否單一的表示。黑白色只用明度描述，不用色調(diào)、飽和度描述。41、 三原色：若三種顏色，其中的任一種都不能由其余二種顏色混合相加產(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，則稱之為三原色。紅、綠、藍三種顏色是最優(yōu)的三原色。42、 光學增強處理的四種方法：改變對比度、相關掩膜處理方法、顯示動態(tài)變化、邊緣突出。43、 單波段圖像的彩色處理稱為偽彩色合成，多波段遙感圖像的彩色處理稱為假彩色合成。44、 密度分割或密度分層是偽彩色合成方法之一。45、 輻射誤差：傳感器所得到的觀測值與目標反射率或輻射亮度等物理量之間的差值。46、 輻射誤差產(chǎn)生的原因：輻射誤差來源于傳感器響應、大氣傳輸過程（云和霧）和太陽照射的影響（位置和角度）等。47、 輻射定標包括三方面的內(nèi)容：①發(fā)射前的實驗室定標；②機上和星上定標③場地定標。48、 大氣校正：由于大氣的吸收、散射及其他隨機因素影響，導致圖像模糊失真造成圖像分辨率和對比度相對下降，消除這些影響的處理過程。49、 遙感圖像的大氣校正方法有多種，按校正后的結(jié)果可以分為絕對大氣校正和相對大氣校正。50、 相對大氣校正方法：校正后得到的圖像，相同的傳感器輸出值表示相同的地物反射率，其結(jié)果不考慮地物的實際反射率。51、 絕對大氣校正方法：是將遙感圖像的傳感器輸出值轉(zhuǎn)換為地表反射率或地表反射輻亮度的方法。52、 幾何畸變產(chǎn)生的原因：傳感器外方位元素變化、地表起伏的影響、地球曲率的影響、大氣折射的影響。53、 多項式糾正方法：（1）多項式模型：遙感影像的總體變形可以視為平移、縮放、旋轉(zhuǎn)、偏扭、彎曲及其他變形綜合作用的結(jié)果。（2）采集控制點、（3）確定糾正后圖像的邊界范圍、（4）確定糾正后圖像的像元灰度值一圖像重采樣。54、 圖像平滑常用手法：1.均值濾波、2.中值濾波。55、 K—T變換：Kauth-Thomas變換的簡稱，也稱纓帽變換。第一特征為亮度，反映總體反射率的綜合效果，并僅與影響總體反射率的物理過程有關。第二特征為綠度，是可見光波段植物光合作用吸收與近紅外植物強反射的綜合影響，與地面植被覆蓋、葉面積指數(shù)以及生物量有很大關系。第三特征為濕度，是可見光、近紅外波段反射能量的綜合與兩處中紅外波段反射能量的差值，反映地面水分條件，特別是土壤的濕度狀態(tài)。56、 目視解譯：也稱目視判讀，又稱目視判譯，指根據(jù)各專業(yè)（部門）的要求，專業(yè)人員通過直接觀察或借助相關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。57、 遙感圖像計算機解譯，也稱為遙感圖像理解。58、 遙感圖像的目視解譯影響因裁資料質(zhì)量、環(huán)境情況、人為因素。59、 空間特征：遙感圖像中的目標地物空間特征可以概括為“色、形、位”三大類。這里包括目標地物的顏色、色調(diào)和陰影等。60、 本影：是地物未被光束直接照射的部分在影像上的構圖。落影：是光束直接照射地物而投在地面上的影子的影像構圖。61、 陰影:目標地物與背景之間的輻射差異造成陰影。62、 微波影像的判讀；（1）色調(diào)：雷達回波強度在微波影像上的表現(xiàn)。微波圖像色調(diào)變化主要依賴于地形目標的后向散射特性，地物后向散射截面產(chǎn)生的強回波在影像正片呈現(xiàn)白色色調(diào).弱回波信號在影像正片上呈現(xiàn)為灰暗色調(diào)。白色、灰色、暗黑色和黑色，它分別與雷達回波的強、中、弱和無四種程度相對應⑵陰影：微波影像上出現(xiàn)的無回波區(qū)。地形起伏是造成微波影像上出現(xiàn)陰影的主要原因之一。雷達陰影的長度與地形起伏的高度有關，同時又與雷達高度，隆起障礙物與雷達的距離等因索有關。（3） 形狀：目標地物輪廓或外形的雷達回波在微波影像上的構像。自然地物外形不規(guī)則，人造地物外形規(guī)則（4） 紋理：微波影像上的周期性或隨機性的色調(diào)變化。微細紋理：是大多數(shù)雷達系統(tǒng)固有的一種影像特征，它是對雷達信號衰減進行抽樣統(tǒng)計處理而產(chǎn)生的。而不是由相對平坦地面上的植被引起的。63、 微波影像的特點:（1）測試雷達采用非中心投影方式成像，它與攝像機中心投影方式完全不同。（2）比列尺在橫向上產(chǎn)生畸變，在雷達波束照射區(qū)內(nèi)，地面各點對應的入射角不等，距離雷達航跡越遠，入射角越大，使得影像比列尺產(chǎn)生畸變，其規(guī)律是距離雷達航跡愈遠比列尺愈小。（3）地形起伏移位在地學研究領域，經(jīng)常采用Ka及X波段成像雷達進行資源與環(huán)境調(diào)查。64、 遙感數(shù)字圖像是以數(shù)字形式表示的遙感影像。遙感數(shù)字圖像最基本的單位是像素。65、 像素具有空間特征和屬性特征。66、 遙感數(shù)字圖像的特點：便于計算機處理與分析、圖像信息損失低、抽象性強。67、 遙感圖像分類的理論依據(jù)是圖像像素的相似度。68、 非監(jiān)督分類法:又稱聚類法。是在沒有先驗類別（訓練場地）作為樣本的條件下，即事先不知道類別特征，主要根據(jù)像元間相似度的大小進行歸類合并（將相似度大的像元歸為一類）的方法。69、 監(jiān)督分類法:又稱訓練場地法或先學習后分類法。首先需要從研究區(qū)域選取代表各類別的已知樣本作為訓練場地（訓練區(qū)）。根據(jù)已知訓練區(qū)提供的樣本,在樣本上選擇提取特征參數(shù)（如像素亮度均值、方差等），建立判別函數(shù)，據(jù)此對樣本像元進行分類，依據(jù)樣本類別的特征來識別非樣本像元的歸屬類別。70、 非監(jiān)督分類與監(jiān)督分類方法的比較：非監(jiān)督分類與監(jiān)督分類方法的更本區(qū)別在于是否利用訓練樣區(qū)來獲取先驗的類別知識。監(jiān)督分類根據(jù)訓練樣區(qū)提供的樣本選擇特征參數(shù)，建立判別函，對待分類點像元進行分類。因此，訓練場地選擇是監(jiān)督分類的關鍵。相比之下，非監(jiān)督分類不需要先驗知識，根據(jù)地物的光譜統(tǒng)計特性進行分類。因此，非監(jiān)督分類方法簡單。當光譜特征類能夠和地物類型相對應時，非監(jiān)督分類也可取得較好的分類結(jié)果。當兩個地物類型對應的光譜特征類差異很小時，非監(jiān)督分類效果不如監(jiān)督分類效果好。非監(jiān)督分類在很多地方上將地物劃分錯誤，而監(jiān)督分類錯誤較少。71、 控制植物反射率的主要因素有植物葉子的顏色、葉子的細胞構造和植物水分等。72、 植被遙感在植物類型區(qū)分、植物生長監(jiān)測、生物物理參量反演和產(chǎn)量估算等科研、生產(chǎn)和管理工作中得到很好的應用。73、 土地利用遙感調(diào)查的步驟：一般包括遙感數(shù)據(jù)的選擇、土地利用/土地覆蓋分類系統(tǒng)的選擇、遙感圖像預處理與增強處理、土地利用/土地覆蓋分類判讀標志建立、土地利用/土地覆蓋遙感分類與精度評價、土地利用/土地覆蓋時空變化分析等。74、 遙感數(shù)據(jù)的選擇：選擇遙感數(shù)據(jù)源要考慮分辨率、時相、價格、覆蓋范圍等因素。75、 水體的光譜特征主要取決于水體內(nèi)部對入射光線的散射和反射，因為它發(fā)生在水體的一定深度范圍內(nèi)而非水面，所以稱之為“水體反射氣76、 水體遙感的應用領域很多，主要包括水體邊界的確定（洪澇災害）、水體懸浮物質(zhì)的確定（含沙量與富營養(yǎng)化）、水體污染范圍的確定，以及水體溫度和水體深度探測等。77、 水體懸浮物質(zhì)的確定：1、 泥沙含量：自然因素和人類活動造成水土流失、河流侵蝕，河流帶走了大量泥沙入湖入海，是水中懸浮泥沙物質(zhì)的主要來源。這些泥沙物質(zhì)進入水體，引起水體的光譜特性發(fā)生變化。水體反射率與水體混濁度之間存在著密切的相關關系（正相關）。隨著水中懸浮泥沙濃度增加，即水的混濁度增加，水體在整個可見光譜段的反射亮度增加，同時反射峰值波長向長波方向移動（“紅移”），即從藍（B）—綠（G）T更長波段（0.5um以上）移動，而且反射峰值本身形態(tài)變得更寬。水中葉綠素含量：水中葉綠素濃度是浮游生物分布的指標，是衡量水體初級生產(chǎn)力（水生植物的生物量）和富營養(yǎng)化作用的最基本的指標。它與水體光譜響應間關系的研究是十分重要的。當然，這種指示作用的有效性海域還與浮游植物光合作用的環(huán)境因素（如營養(yǎng)鹽、溫度、透明度等）以及葉綠素含量變化的制約條件有關。78、 巖性識別：巖性即巖石的性質(zhì)，可以簡單的理解為巖石的歸屬一沉積巖、巖漿巖還是變質(zhì)巖。79、 沉積巖的識別：松散沉積物解譯（1）松散沉積物的成分及成因與地貌密切相關；（2）色調(diào)深淺與含水程度有關；（3）紋形圖案是重要的解譯標志。＞固結(jié)沉積巖：沉積巖最大特點是成層性沉積巖常常形成不同的地貌特點；＞沉積巖的解譯應著重標志性巖層的建立；＞疏松的陸相碎屑巖直接與形成的地貌有關。（—）礫巖多呈似層狀、透鏡狀、條塊狀、層理不明顯，色調(diào)較暗。沿大型節(jié)理方向常出現(xiàn)陡坎、懸崖、脊狀垅崗；分水嶺尖峭，地形崎嶇。礫巖分布區(qū)殘積物少，崩積物多；植被稀疏而不均，故影像粗糙，常顯斑狀紋理。水系稀疏，且主要受斷裂控制。二） 砂巖：節(jié)理較發(fā)育，常成組出現(xiàn)，對水系控制作用明顯，故以樹枝狀-格狀水系圖形最常見；沖溝橫斷面一般為“V”形。產(chǎn)狀近水平的厚層砂巖常形成方山峽谷地貌，圖像上表現(xiàn)為斑塊狀紋理。傾斜產(chǎn)出時，常構成單面山，影像為折線狀