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1、遥感概论刘朝顺第一章 绪论一、 遥感的概念1.广义：泛指各种非接触的、远距离的探测技术，包括对电磁场、力场、机械波（声波、地震波）等的探测。2.狭义：是一门新兴的科学技术，主要指从远距离、高空以至外层空间的平台上，利用可见光、红外、微波等探测器，通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理，从而识别地面物质的性质和运动状态的现代化技术系统。二、 什么是传感器1. 地物空间信息主要由搭载在遥感平台上的传感器来获取。2. 传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。3. 分类：摄影类
2、型的传感器；扫描成像类型的传感器；雷达成像类型的传感器；非图像类型的传感器。4. 构造：1）收集器：收集地物辐射来的能量。具体的元件如透镜组、反射镜组、天线等。2）探测器：将收集的辐射能转变成化学能或电能。具体的无器件如感光胶片、光电管、光敏和热敏探测元件、共振腔谐振器等。3）处理器：对收集的信号进行处理。如显影、定影、信号放大、变换、校正和编码等。具体的处理器类型有摄影处理装置和电子处理装置。4）输出器：输出获取的数据。输出器类型有扫描晒像仪、阴极射线管、电视显像管、磁带记录仪、XY彩色喷笔记录仪等等。三、 遥感的特点1空间特性：视域范围大，具有宏观特性。2.光谱特性：探测的波段从可见光向两
3、侧延伸,扩大了地物特性的研究范围。3.时相特性：周期成像，有利于进行动态研究和环境监测。4.大面积的同步观测。5.时效性 - 动态、快速获取监测范围数据。6.数据的综合性和可比性。7.经济性应用领域多，经济效益高。8.局限性。四、 遥感的发展历史1.无记录的地面遥感阶段2.有记录的地面遥感阶段（萌芽阶段）3.航空遥感阶段4.航天遥感阶段第二章 电磁辐射与地物光谱特征（理解PPT）一、 电磁波谱1. 电磁波谱：按照电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减排列形成的一个连续谱带称为电磁波谱。2. 依电磁波的物理性质以及观测手段的不同，按不等波长间距对电磁波谱带划分，形成若干波段。不同的应用领域，波
4、段的划分会略有差异。二、 大气窗口1.电磁波通过大气层时较少被反射，吸收和散射的，透射率较高的波段称为大气窗口。2. 大气窗口是选择遥感工作波段的重要依据。三、 辐射度量的物理量（详见PPT，主要掌握各物理量之间的关系）四、 黑体、黑体辐射规律1. 绝对黑体：对任何波长的电磁辐射全部吸收的物体，对任何波长的辐射，反射率和透射率都等于0。黑体是一种理想的吸收体和辐射发射体，自然界没有真正的黑体。 2. 黑体辐射规律（详见PPT）普朗克（Planck）定律(1901)斯蒂芬-玻尔兹曼（Stefan-Boltamann）定律(1884)维恩（Wien）位移定律(1893)基尔霍夫（Kirchhoff
5、）定律(1859)五、 太阳常数是指不受大气影响，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能量。太阳常数的变化不会超过1。 。六、 什么是大气散射？大气散射有哪几种类型？特点是什么？大气散射对遥感造成哪些影响？1. 散射：辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变，并向各方向散开，称散射。2. 瑞利散射：d （PPT）3.散射对遥感的影响：使原来传播方向的辐射减弱，使散射光进入传感器，信号中加入了噪声，降低信号(图像)质量。七、 大气在辐射传输过程中的作用八、 从地球辐射的分段特性说明为什么对于卫星影像解译必须了解地物反射波谱特性？九、 地物反射波谱
6、曲线1.根据地物反射率与波长之间的关系而绘成的曲线，通常用平面坐标曲线表示，横坐标表示波长，纵坐标表示反射率。2.地物反射波谱曲线除随不同地物(反射率)不同外，同种地物在不同内部结构和外部条件下形态表现(反射率)也不同。一般来说，地物反射率随波长变化有规律可循，从而为遥感影像的判读提供依据。十、 试述几类常见地物反射波谱特性（植被）（PPT）十一、 电磁波与地表相互作用形式有哪些？其最主要的特点是什么？第三章 遥感成像原理与遥感图像特征一、 遥感平台及其分类、各自的特点1. 遥感平台：装载传感器的工具或设备。2. 地面平台：与地面接触的平台称为地面平台或近地面平台。它通过地物光谱仪或传感器来对
7、地面进行近距离遥感，测定各种地物的波谱特性及影像的实验研究。3. 航空平台：包括飞机和气球。飞机按高度可以分为低空平台、中空平台和高空平台。4. 航天平台：包括卫星、火箭、航天飞机、宇宙飞船。5. 高空探测火箭：优势：火箭可在短时间内发射并回收，可以抢好天气快速遥感，不受轨道限制，应用灵活，可对小范围地区遥感。不足：但由于火箭上升时冲击强烈，易损坏仪器，而且付出的代价大，取得的资料不多，所以火箭不是理想的遥感平台。6. 人造地球卫星：低高度、短寿命卫星；中高度、长寿命卫星；高高度、长寿命卫星。二、 气象、陆地、海洋卫星特点及应用（一） 气象：1. 特点：1） 空间覆盖优势：成像面积大，有利于获
8、得宏观同步信息，减少数据处理容量。2） 时间取样优势：短周期重复观测：静止气象卫星30分钟一次；极轨卫星半天一次。利于动态监测。3） 资料一致性优势：资料来源连续、实时性强、成本低。4） 综合参数观测优势：气象卫星是从大气层外这个新视角观测地球大气系统的，所以有些重要的气候变量，特别是通过整个垂直方向大气层的积分参数。5） 轨道：低轨和高轨。2. 应用：天气分析与气象预报；气候研究与气候变迁的研究；资源环境领域；海洋研究领域；（二） 陆地：1. LANDSAT2. SPOT（三） 海洋1. 特点：1）整体特点：不受地表、海面、天气和人为条件的限制，可以探测地理位置偏远、环境条件恶劣等不能直接进
9、入的海区;宏观特性可进行大面积同步测量，能够进行半球或全球探测（如叶绿素浓度用于研究全球碳循环）；可动态的、长期的、周期性的对海洋现象进行监测；具有实时或准实时的特性；多个探测器相配套（如对海冰的监测）。2）具体特点：传感器设计方面：光学遥感器应具有带宽较窄、IFOV较大的特点；微波波段在海洋遥感中应用较多;传感器定标与数据处理应用方面：需要调查船、浮标、潜水器等仪器实测资料的支持；数据预处理方面：消除大气的干扰非常重要；数据应用方面：适用于海洋数值模型的检验和改进（如数据同化）。三、瞬时视场角、总视场角1.瞬时视场角：扫描镜在一瞬时时间可以视为静止状态，此时，接受到的目标物的电磁波辐射，限制
10、在一个很小的角度之内，这个角度称为瞬时视场角。即扫描仪的空间分辨率。2.总视场角：扫描带的地面宽度称总视场。从遥感平台到地面扫描带外侧所构成的夹角，叫总视场角。四、扫描图像与摄影图像有何区别？（重点PPT）五、 微波遥感的特点1.能全天候、全天时工作；2.对某些地物具有特殊的波谱特征；3.对冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透力；4.对海洋遥感具有特殊意义；5.分辨率较低，但特性明显。六、 雷达为什么采用侧视工作方式？七、 真实孔径雷达和合成孔径雷达的比较八、 什么是像点位移？像点位移有哪些特点？九、 描述遥感图像特征的参数主要有哪些？第四章 遥感图像处理一、加色法合成和减色法合成原理、应用二、辐射畸变与辐射校正三、什么是大气校正？为什么要进行大气校正？大气校正方法有哪几种？四、什么是几何校正？为什么要进行几何校正？几何校正方法有哪几种？五、什么是地面控制点？地面控制点的选择依据是什么？ 六、伪彩色图像、假彩色图像区别七、数字图像增强（平滑与滤波，模板计算）八、什么是遥感信息的复合？为什么需要复合？第五章 遥感图像目视解译与制图一、遥感图像目视解译方法和步骤二、直接判断标志、间接判断标志第六章 遥感数字图像计算机解译一、监督分类和非监督分类的比较二、遥感图像解译专家系统的组成和机理
