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1、第一章遥感：指空对地的遥感，即从远离地面的不同工作平台上（如高塔、气球、飞机、火箭、人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等）通过传感器，对地球表面的电磁波（辐射）信息进行探测，并经信息的传输、处理和判读分析，对地球的资源与环境进行探测和监测的综合性技术。地学分析是以地学规律为基础对信息进行的分析处理过程。地学分析方法主要有地理相关分析法、主导因素法、环境本底法、交叉分析法、信息复合等。遥感的目的：建立模型，从简单到复杂地分析图像，从少到多地利用图像，从遥感数据中获取需要的遥感信息。人们通过对遥感信息的处理、分析、复原和反演来揭示地表各种现象和过程的规律。遥感地学分析是建立在地学规律基础上的遥感信息
2、处理和分析模型，其结合物理手段、数学方法和地学分析等综合型应用技术和理论，通过对遥感信息的处理和分析，获得能反映地球区域分异规律和地学发展过程的有效信息的理论方法。遥感信息源的综合特征（1）多源性 多平台 多波段 多视场（2）空间宏观性 遥感影像覆盖范围大、视野广，具有概括性（3）遥感信息的时间性 瞬时特征 时效性 重返周期与多时相（4）综合性、复合性 多种地理要素的综合反映 多分辨率遥感信息的综合（5）波谱、辐射量化性 地物波谱反射、辐射的定量化记录（6）遥感信息在地学分析中的模糊性和多解性地面信息是多维的、无限的（时间和空间的），而遥感信息是简化的二维信息遥感信息的复杂性和不确定性主要表现
3、在：同物异谱、异物同谱；混合象元；时相变化；信息传输中的衰减和增益（辐射失真和几何畸变）遥感数据介绍1）高分辨率遥感数据 2）中分辨率遥感数据 3）低分辨率遥感数据高分辨率（高清晰度）遥感卫星像片空间分辨率一般为5m-10m 左右，卫星一般在距地600km（千米）左右的太阳同步轨道上运行。应用范围：精度相对较高的城市内部的绿化、交通、污染、建筑密度、土地、地籍等的现状调查、规划、测绘地图；大型工程选址、勘察、测图和已有工程受损监测等；还可应用于农业、林业、灾害等领域内的详细调查和监测。中等分辨率（高清晰度）遥感卫星数据空间分辨率一般为80m-10m 左右，卫星一般在距地700km-900km的
4、近极地太阳同步轨道上运行。重复覆盖同一地区的时间间隔为几天至几十天应用范围：资源调查、环境和灾害监测、农业、林业、水利、地质矿产和城建规划等近50 个行业和领域。低分辨率遥感数据气象卫星是空间分辨率（清晰度）相对较低的卫星采集系统，它们就是每天电视气象预报时的“气象卫星云图”，广泛应用于宏观观测的对象，如：气象预报和观测海洋表面深度海浪、海冰等。 第二章传感器是收集、探测、记录地物电磁波辐射信息的工具。它的性能决定遥感的能力，即传感器对电磁波段的响应能力、传感器的空间分辨率及图像的几何特征、传感器获取地物信息量的大小和可靠程度。按工作方式分为：主动方式传感器：侧视雷达、激光雷达、微波辐射计。被
5、动方式传感器：航空摄影机、多光谱扫描仪（MSS）、TM、ETM(1,2)、HRV、红外扫描仪等。传感器的组成收集器：收集来自地物目标镜、天线。探测器：将收集的辐射能转变成化学能或电能。处理器：将探测后的化学能或电能等信号进行处理。输出：将获取的数据输出。传感器的工作原理是收集、量测和记录来自地面目标地物的电磁波信息的仪器，是遥感技术的核心部分。根据传感器的工作方式分为：主动式和被动式两种。主动式：人工辐射源向目标物发射辐射能量，然后接收目标物反射回来的能量，如雷达。被动式：接收地物反射的太阳辐射或地物本身的热辐射能量，如摄影机、多光谱扫描仪（MSS、TM、ETM、HRV）。常用遥感系统卫星遥感
6、系统 航空遥感系统 地面遥感数据采集系统卫星遥感系统陆地卫星系列 气象卫星系列 海洋卫星系列 地球观测系统（EOS）计划 环境遥感卫星 陆地资源卫星 以探测陆地资源为目的的卫星叫陆地资源卫星。目前，主要的陆地资源卫星有：（1）美国陆地卫星(Landsat)；（2）法国陆地观测卫星(SPOT)；（3）欧空局地球资源卫星(ERS)；（4）俄罗斯钻石卫星(ALMAZ)；（5）日本地球资源卫星(JERS)；（6）印度遥感卫星(IRS)；（7）中-巴地球资源卫星（CBERS）。陆地卫星的运行特点：（1）近极地、近圆形的轨道；（2）轨道高度为700900 km；（3）运行周期为99103 min/圈；（4
7、）轨道与太阳同步。空间分辨率（Spatial resolution）（又可称地面分辨率（Ground resolution） 前者是针对传感器或图像而言的，指图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小 后者是针对地面而言，指可以识别的最小地面距离或最小目标物的大小； 光谱分辨率传感器所选用的波段数量的多少、各波段的波长位置、及波长间隔的大小，即波段数、波段中心波长，及带宽光谱分辨率在遥感中的意义：开拓遥感应用领域 专题研究中波段选择针对性 图像处理中多波段的应用提高判识效果 辐射分辨率指传感器对光谱信号强弱的敏感程度、区分能力。即探测器的灵敏度(遥感器感测元件在接收光谱信号时能分辨的最小辐射度差
8、，或指对两个不同辐射源的辐射量的分辨能力)，一般用灰度的分级数来表示，即最暗最亮灰度值(亮度值)间分级的数目量化级数第三章遥感图像地物特征 地物的反射光谱特性 地物的发射光谱特性 地物的透射光谱特性反射：当电磁辐射能到达两种不同介质的分界面时，入射能量的一部分或全部返回原介质的现象。反射率地物的反射能量Pe占总入射能量Po的百分比，称为反射率反射类型镜面反射（Specular reflection） 入射波与反射波在同一平面内，入射角与反射角相等时，所形成的反射现象。 表面相对于入射波长是光滑，如可见光在镜面、光滑金属表面发生镜面反射，微波波长较长，对于马路也可发生镜面反射。 漫反射：在粗糙面
9、，入射能量在所有方向均匀反射，以入射点为中心，在整个半球空间向四周各向同性的反射能量的现象。也称朗伯反射。粗糙面也是相对于波长而言方向反射：反射并非各向同性，具有明显的方向性，即由入射方向和观测角方向两个方向决定，也与物体的空间结构有关。 发射率 地物发射电磁辐射的能力 ，以黑体辐射作为基准 黑体及黑体辐射特性：绝对黑体：如果物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收，然后吸收的能力全部发射，没有反射和透射，则这个物体是绝对黑体（理想体）。 黑体也是朗伯体，辐射各向同性自然界中煤炭接近绝对黑体太阳常熟：不受大气影响，在距太阳一个天文单位内，垂直于太阳光辐射方向上，单位面积单位时间黑体所接收的太阳辐射
10、能量透射率即地物透射的能量与入射总能量的百分率，称之为投射率目视解译是用肉眼或借助于简单的工具如放大镜、立体镜、投影观察器等，直接由肉眼来识别图像特性，从而提取有用信息，即人把物体与图像联系起来的过程 。遥感图像解译：从遥感图像上获取目标地物信息的过程。分为目视解译和计算机解译。目视解译：指通过直接观察或借助判读仪器在遥感图像上获取特定目标地物信息的过程。需要丰富的专业知识，逻辑判断、空间推理、综合分析计算机解译：以计算机硬软件系统为支撑，利用模式识别与人工智能技术，根据遥感图像中目标地物的光谱特征和空间结构特征，结合专家的经验（知识库），进行分析和推理，实现对遥感图像的理解，完成信息提取的过
11、程。目标地物特征 色：在遥感影像上的颜色，包括色调、颜色和阴影等； 形：目标地物的形状、大小、纹理、图型； 位：目标地物的空间位置、相关布局等直接标志：能够直接判读和确定目标物属性、性质影像特征。是目标物自身特点在影象上的直接表现。间接标志：与地物属性有内在联系，通过相关分析能确定其性质和属性的影像特征。目标地物识别特征 色调(Tone)：从白到黑的密度比例（灰度） 颜色(Color)：可见光对入射光选择性吸收和反射 阴影(Shadow) 形状(shape):目标地物的外部轮廓 纹理(Texture)：内部色调有规律变化的影像结构 大小(size)：目标地物形状、面积、体积的度量 位置(Sit
12、e)：目标地物分布地点 图型（pattern）：目标地物的规律排列而成的图型结构 相关布局(Association)：目标地物间的空间配置 形状地物呈现的外部轮廓。需要根据影象比例尺和分辨率具体分析在遥感图像目标 地物上色调全色遥感图像中白黑深浅程度（灰度）。色调是区分目标地物的基本标志。颜色彩色遥感图像：真彩色、假彩色阴影分本影和落影。增强地物的立体感；同时也造成同物异谱现象。图型即影纹图案。目标地物规律的排列而成的图形结构。纹理遥感图像中目标地物内部色调有规则变化形成的影像结构。即地物影像上的色调变化的空间布局和频率的变化。布局物体间的空间配置。物体间一定的位置关系和排列方式，形成了很多天
13、然和人工目标特点。 位置 地物分布的地点。包括地理位置和相对位置。间接判读标志：能间接反映和表现地物信息的遥感图像的各种特征，可推断与某地物属性相关的其他现象。可见光黑白像片和黑白红外像片解译：形状和色调为主要标志彩色像片与彩红外像片解译：色彩为主要标志遥感资料的选择 资料类型选择 波段选择 时间选择 比例尺选择 遥感图像的处理 影像放大 影像数字化 图像处理 解译步骤准备工作 包括资料收集、分析、整理和处理 初步解译、建立解译标志 包括路线路勘，制订解译对象的专业分类系统和建立解译标志 室内解译野外验证 包括解译结果校核检查，样品采集和调绘补测 成果整理 包括编绘成图，资料整理和文字总结 光
14、学图像：早期的遥感技术通过摄影成像方法得到的像片，其灰度级及颜色连续变化。 光学图像可以看成是由无数个很小的单元点（像元）组成，每个像元的明暗程度记录了成像瞬间对应的物体的反射光强度（灰度），其实质就是探测范围内电磁辐能量分布图。 数字图像：指由被称作像素的小块区域组成的二维矩阵，能在计算机里存储、运算、显示和输出的图像。每个小块区域称为像素（pixel）。 每个像素包括两个属性：位置和亮度（或色彩）数字化：将一幅连续光学图像，作等间距的抽样和量化，转化为数字图像的过程。通常是以像元的亮度值表示。 数字量和模拟量的本质区别：连续变量，离散变量。 采样（sampling）：图像空间位置的数字化：
15、图像的空间取样，空间域连续变量离散化处理。每一个采样点称为像元（或像素），像元的实地面积大小就是影像的地面分辨率。 量化（quantization）：亮度值的离散化处理叫即指从图像灰度的连续变化中进行离散的采样，目前经常使用的灰度量度有64、128、256级。数字图像的特点便于计算机处理与分析：计算机是以二进制方式处理各种数据的。采用数字形式表示遥感影像，便于计算机处理。因此，与光学影像处理方式相比，遥感数字影像是一种适于计算机处理的影像表示方法。影像信息损失低：由于遥感数字影像是用二进制表示的，因此在获取、传输和分发过程中，不会因长期存储而损失信息，也不会因多次传输和复制而产生影像失真。而模拟方法表现的遥感影像会因多次复制而使影像质量下降。抽象性强：尽管不同类别的遥感数字影像，有不同的视觉效果，对应不同的物理背景，但由于它们都采用数字形式表示，便于建立分析模型，进行计算机解译和运用遥感影像专家系统。灰度直方图：横轴表示灰度级，纵轴（Pi=mi/M)表示灰度级为gi的像元个数占总像元数的百分比，
