遥感课程总结分解

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1、,第一章 绪论,1.1遥感的定义 1.2 遥感的特性 （1）空间特性 （2）时相特性 （3）波谱特性,第一章 绪论,1.3遥感的分类 主要按6个方面分类 按遥感探测对象 按遥感平台 按遥感获取的数据形式 按传感器工作方式 按遥感探测的电磁波 按遥感应用,宇宙遥感,地球遥感,航天遥感(150km) 航空遥感(12km) 地面遥感(地面或近地面),成像方式遥感(摄影方式/扫描方式) 非成像方式遥感(光谱辐射计等),主动遥感(雷达) 被动遥感,地质遥感、地貌遥感、农业遥感、 林业遥感、草原遥感、水文遥感、 测绘遥感、环保遥感、灾害遥感、 城市遥感、海洋遥感、大气遥感、 土地利用遥感和军事遥感等,可见

2、光遥感/红外遥感 微波遥感/紫外遥感等,第一章 绪论,1.4遥感技术系统 （1）遥感平台 （2）传感器 （3）遥感信息的接收和处理 （4）遥感图像的判读和应用,第一章 绪论,1.5遥感的发展趋势 （1） 多分辨率多遥感平台并存，空间分辨率、时间分辨率及光谱分辨率普遍提高； （2） 新型传感器不断涌现，微波遥感、高光谱遥感迅速发展； （3） 遥感的综合应用不断深化； （4） 商业遥感时代到来；,第二章 遥感电磁辐射基础,2.1 电磁波 1.电磁波 2.电磁波谱,第二章 遥感电磁辐射基础,2.2辐射基本定律 1、黑体辐射的概念 2、黑体辐射规律的基本定律 普朗克辐射定律 斯特藩-玻耳兹曼定律 基尔

3、霍夫辐射定律 维恩位移定律,第二章 遥感电磁辐射基础,2.3太阳辐射 1.辐射：自然界中的一切物体只要绝对温度在0k以上，都以电磁波的形式时刻不停地向外传送能量，这种传递能量的方式称为辐射。 太阳光谱相当于6000 K的黑体辐射,第二章 遥感电磁辐射基础,2.4太阳辐射与大气的相互作用 1.大气的结构分层 对流层、平流层、中间层、电离层 2.大气层对电磁波传输（太阳辐射）的影响 折射、反射、吸收、散射 3.大气窗口 4.大气校正,第二章 遥感电磁辐射基础,折射：电磁波穿过大气层时，还出现传播方向的改变，即发生折射 大气密度越小折射率越小，离地面越高空气密度越小，折射率也越小 改变了太阳辐射的方

4、向，并不改变太阳辐射强度,第二章 遥感电磁辐射基础,反射现象主要发生在云层顶部 削弱了到达地面的太阳辐射强度，波段不同受影响的程度不同 应尽量选择无云的天气接收遥感信号,第二章 遥感电磁辐射基础,O3：主要集中于2030km高度的平流层 它是由高能的紫外辐射与大气中的氧分子(02)相互作用生成的 O3对太阳辐射的吸收带： O3在紫外(0.20.3 m)有个很强的吸收带 在0.6m附近有一宽的弱吸收带 在远红外9.6 m附近也有个强吸收带,吸收：,第二章 遥感电磁辐射基础,C02：主要分布于低层大气，其在大气中的含量仅占0.03左右，人类的活动使之含量有所增加 C02在中远红外区段(2.8、4.

5、3、14.5m附近)均有强吸收带 其中最强的吸收带出现在13-17.5 m的远红外段,吸收：,第二章 遥感电磁辐射基础,H20：这里不包括固态水中的水滴。水汽一般出现在低空。它的含量随时间、地点的变化很大(约从0.13%)，而且水汽的吸收辐射是所有其它大气组分的吸收辐射的几倍 水的吸收带： 两个宽的强吸收带:2.53.0um和57um 两个窄的强吸收带：波长为1.38um、1.86um 一个弱的窄吸收带：0.71.23um,吸收：,第二章 遥感电磁辐射基础,散射对辐射的影响： 改变了电磁波的传播方向 干扰传感器的接收，增加了信号中的噪声 降低了遥感图像的清晰度和对比度，影响判读 对于不同的波段

6、，起主要作用的散射类型不同： 可见光波段瑞利散射 红外波段米氏散射 微波波段瑞利散射 不同天气情况，起主要作用的散射类型不同： 晴天瑞利散射为主 阴雨米氏散射为主 沙尘波、火山爆发无选择性散射为主,散射：,第二章 遥感电磁辐射基础,2.5太阳辐射与地面的相互作用 1.三种反射类型 2.反射率 3.反射光谱曲线 4.常见地物的光谱曲线 植被、水体、土壤、岩石 5.发射率,第三章 传感器,3.1传感器的组成 3.2传感器的分类 3.3摄影型传感器 3.4扫描方式传感器,框幅式摄影机 缝隙式摄影机 全景式摄影机 多光谱摄影机,电视摄影机 光机扫描仪 推帚式扫描仪（CCD固体扫描仪） 高光谱传感器 侧

7、视雷达传感器,第三章 传感器,3.5遥感影像的分辨率有几种？其意义各是什么？（或如何评价遥感图像的质量？） 图像的空间分辨率：或称地面分辨率，指遥感影像上能够详细区分的地面最小地物的尺寸或大小，是用来表征影像分辨地面目标细节能力的指标。 图像的波谱分辨率：指传感器在接收目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔，间隔越小，分辨率越高。 图像的时间分辨率：对同一目标进行重复探测时，相邻两次探测的时间间隔。 图像的辐射分辨率：指传感器接收波谱信号时，能分辨的最小辐射差。,第四章 航空遥感数据,1.摄影成像的基本原理是什么？其图像有什么特征？ 原理：传统摄影依靠光学镜头及放置在焦平面的感光胶片来记录物体影

8、像，数字摄影通过放置在焦平面的光敏元件，经过光/电转换，以数字信号来记录物体影像。 图像特点：投影：航片是中心投影（中心投影概念） 像点位移：概念，包括投影差、倾斜误差。教材72页 比例尺：概念，教材74页,第四章 航空遥感数据,2.扫描成像的基本原理是什么？扫描图像与摄影图像有何区别？ 扫描成像是依靠探测元件和扫描镜对目标地物以瞬间视场为单位进行的逐点、逐行取样，以得到目标地物电磁辐射特性信息，形成一定谱段的图像。 与摄影图像区别：乳胶片感光技术本身存在着致命的弱点，它所传感的辐射波段仅限于可见光及其附件；其次，照相一次成型，图象存储，传输和处理都不方便。光机扫描成像利用光电探测器解决了各种

9、波长辐射的成像方法，输出的电学图象数据，存储，传输和处理十分方便，固体扫描成像具有刷式扫描成像特点。探测元件数目越多，体积越小，分辨率就越高。高光谱成像光谱扫描图象是多达数百个波段的非常窄的连续光谱波段组成，光谱波段覆盖了可见光、近红外、中红外和热红外区域全部光谱带，可以收集200或300以上波段的数据。,第四章 航空遥感数据,3.简述航空像片的主要判读标志？ （教材85-88页） 4.影像遥感图像目视判读的因素有哪些？有哪些判读方法？ 影像因素：（1）地物本身的复杂性，如存在同谱异物和同物异谱及地物纹理特性的复杂性。 （2）传感器特性的影响：如空间分辨率、辐射分辨率、光谱分辨率和时间分辨率等

10、。 （3）目视能力的影响：不同的人视力和色彩分辨力不同，影响目视判读。 判读方法：教材89页,第四章 航空遥感数据,5.彩红外航空像片常见地物的判读。 采用彩色红外胶片进行的摄影称为彩色摄影，彩色红外胶片由三层感光乳剂层组成，分别为感绿层，感红层和感红外层 最典型的特征是植被为红色。,第五章 地球资源卫星数据,1.第一颗地球资源卫星发射的时间和国家。 2.地球资源卫星系列：Landsat、法国地球资源卫星数据（SPOT） 印度资源卫星数据（IRS） 中巴地球资源卫星数据（CBERS） 日本地球资源卫星数据（JERS） IKONOS卫星数据 QuickBird卫星数据 气象卫星系列： NOAA卫

11、星系列（美国） FY气象卫星系列（中国） GMS气象卫星系列（日本）,第五章 地球资源卫星数据,3. Landsat(陆地）卫星的运行特征： （1）近极地、近圆形轨道 （2）运行周期 （3）轨道高度为700900 km （4）轨道运行与太阳同步 4.传感器分系统： Landsat(陆地）卫星上装置的传感器有反束光导管摄像机（RBV）、多光谱扫描仪（MSS）、专题制图仪（TM、ETM）。 多光谱扫描图像和专题制图仪的图像灰阶划分为15级，第一级是辐射强度最强的，呈白色；第15级辐射强度相当于0，呈黑色。,第六章 微波遥感数据,1.与可见光和红外遥感相比，微波遥感有哪些特点？ （1）能穿透云层和雨

12、，雪，烟雾，具有全天时全天候工作的能力。 可见光遥感一般是通过记录目标对太阳光的反射特性来实现的，因而受大气透明度，太阳高度角和季节的影响很大，特别在黑夜或目标被烟，云，雨，雾选盖时就丧失了获取信息的能力。红外遥感是靠接收目标的红外辐射来实现的，它克服了夜障，但受大气衰减的影响却很大，穿透云层，雨雪的能力也很差。 （2）对地表有一定的穿透能力。 电磁波照射到物体表面时，不仅产生反射或散射还会发生投射，电磁波对各种物质的穿透深度因波长和物质不同差别很大，对同一种物质波长越长(频率越低)，穿透能力就越强，对于沙可以穿透几十米，对潮湿土壤只能穿远几厘米到几米，而对冰层竞能穿运上百米。但是，可见光和红

13、外相对微波则穿透能力很差。微波遥感更利于侦察树叶之类掩盖的军事目标(如隐蔽的导弹基地，坦克群，集结部队等)和探测地下军事设施(如地下工程、地道、地下金属结构等)，勘探地下矿藏。,第六章 微波遥感数据,1.与可见光和红外遥感相比，微波遥感有哪些特点？ （3）能提供不同于可见光和红外遥感所提供的某些信息。 由于被测目标表面的辐射特性和散射特性与目标参数(表面粗糙度，介电特性等）和系统参数(波长，极化，观测角等)有关，使得微波遥感与可见光和红外遥感有明显的区别，就能更好地识别目标。 例如：微波高度计和合成孔径雷达有测量距离的能力，可用来测定大地水准面、波长等有关距离的参数，合成孔径雷达用于大入射角波

14、束产生的图象阴影，可获得可见光和红外遥感很难或不可能获得的某些地质特征。可见光和红外遥感器只能辨别土壤由于湿度变换的颜色的改变，不能显示其内部的情况，但微波遥感能有效地探测土壤湿度。,第六章 微波遥感数据,1.与可见光和红外遥感相比，微波遥感有哪些特点？ （4）微波波段可以覆盖几个倍频程 由于微波波场范围比可见光和红外波长范围大，所以微波倍频程比可见光-红外倍频程大，所以微波遥感扫描信息更大，使目标更容易被发现。 不足： 1)除SAR外，微波遥感器空间分辨率远比可见光和红外遥感器低； 2)信息成像和数据资科的处理、解译比较困难； 3)不能记录与颜色有关的信息； 4)与可见光和红外遥感器获得的数

15、据不能在空间上一致。,第六章 微波遥感数据,2.微波传感器的分类？,主动方式,被动方式,1、雷达（侧视雷达）：成像 2、微波高度计：不成像,1、微波辐射计：成像 2、微波散射计：不成像,第六章 微波遥感数据,3.真实孔径雷达和与合成孔径雷达最大的差异是什么？ 真实孔径雷达天线长度就是实际的长度，为了提高方位向的分辨率，要求发出的波束沿方位向是很窄的，波束宽度与天线长度有关； 合成孔径雷达（SAR，Synthetic Aperture Radar）, 也是侧视雷达。 基本原理：利用遥感平台的前进运动，将一个小孔径的天线安装在平台的侧方，以代替大孔径的天线，提高方位分辨率的雷达。SAR的方位分辨力

16、与距离无关，只是与天线的孔径有关。天线孔径愈小，方位分辨率愈高。,第七章 热红外遥感数据,1.红外光谱段是指波长在0.76-1000um的光谱段区域。 近红外、中红外、远红外（热红外）、超远红外。 2.在同一区域夜间和白天的热红外遥感影像正片各一张，影像上有水体和道路，如何区别哪张是白天的？ （1）在白天的热红外像片上，由于水体热惯量大，具有良好的传热性，一般呈暗色调，道路呈浅灰色至白色，这是因为构成道路的水泥，沥青等建筑材料，白天接受了大量太阳热能，又很快转换为热辐射的缘故； （2）在夜晚拍的热红外像片上，水体在影像上呈浅灰色至白色，呈亮色调，且具有规则的弯曲边界，而道路呈暗色调，只是因为水体热容量大，散热慢，而道路在夜间散热快。 3.灰体概念 选择性辐射体概念,第八章 高光谱遥感数据,1.高光谱遥感的基本概念 2.与传统的多光谱遥感相比，高光谱遥感的显著特点？ 3.光谱匹配概念。,