遙感導論期末考試復習重點

1、國土資源學院2008級2班 遙感導論期末復習要點 遙感復習重點 第一章 緒論1. 遙感的基本概念（廣義與狹義） 廣義遙感：泛指一切無接觸的遠距離探測，包括電磁場、力場、機械波(聲波、地震波)等探測。 狹義遙感：僅指應用探測儀器，不與探測目標接觸，從遠處將目標電磁波特性紀錄下來，通過分析，解釋物體特征性質及其變化的綜合性探測技術。 補充層面：因此，又可以說：遙感是以電磁波與地表物質相互作用為基礎，探測、分析和研究地球資源與環(huán)境，揭示地球表面各種要素的空間分布特征和時空變化規(guī)律的一門科學技術。2. 遙感、遙測、遙控的區(qū)別 遙感區(qū)別于遙測(Telemetry)和遙控(Remote Control)。

2、 遙測指對被測物體某些運動參數(shù)和性質進行遠距離測量技術。 遙控指遠距離控制運動物體的運動狀態(tài)和運動過程技術。 完成空間遙感過程往往需要綜合運用遙測技術和遙控技術。例如，衛(wèi)星遙感必須測定衛(wèi)星運行參數(shù)控制衛(wèi)星運行姿態(tài)等。3遙感系統(tǒng)組成遙感系統(tǒng)包括：被探測目標的信息特征、信息的獲取、信息的傳輸與記錄、信息的處理和信息的應用5大組成部分。4. 遙感類型的劃分（1）按遙感平臺分，包括： A、地面遙感指遙感器安放在地面平臺上，如車載平臺、船載平臺、手提平臺等。 B、航空遙感指遙感器安放在航空器上，如飛機、氣球等，一般高度小于80千米。 C、航天遙感指遙感器安放在航天器上，如人造地球衛(wèi)星、航天飛機、空間站、

3、火箭等，一般高度大于80千米。 D、航宇遙感指遙感器安放在星際飛船上，主要用于對地月系統(tǒng)以外目標進行探測。 （2）按遙感器的探測波段分，包括： A、紫外遙感指利用0.05-0.38微米間紫外輻射波段進行探測。 B、可見光遙感指利用0.38-0.76微米間可見光輻射波段進行探測。 C、紅外遙感指利用0.76-1000微米間紅外輻射波段進行探測。 D、微波遙感指利用1毫米-10米間微波輻射進行探測。 E、多波段遙感指探測波段在可見光和紅外波段范圍內(nèi)，再被分成若干狹窄波段進行遙感探測。 （3）按工作方式分，包括: A、主動遙感指利用遙感器主動發(fā)射一定電磁波能量并接收目標地物后向散射信號進行探測。 B

4、、被動遙感指遙感器不向目標地物發(fā)射電磁波，僅被動接收目標地物自身發(fā)射或對自然輻射源如太陽等反射能量。 或者分為: C、成像遙感指遙感器接收目標地物電磁波信息可以轉換成數(shù)字圖像或模擬圖像。 D、非成像遙感指遙感器接收目標地物電磁波信息不能轉換成數(shù)字圖像及模擬圖像。（4）按遙感的應用領域分，包括: A、就較大研究領域看:包括外層空間遙感大氣層遙感陸地遙感海洋遙感等。 B、就具體應用領域看:包括資源遙感環(huán)境遙感農(nóng)業(yè)遙感林業(yè)遙感漁業(yè)遙感地質遙感氣象遙感水文遙感城市遙感工程遙感災害遙感考古遙感軍事遙感等。 第二章 電磁輻射與地物光譜特征1. 電磁波概念 所謂“電磁波”（Electromagnetic W

5、ave），是指由電磁振源所發(fā)出的電磁振蕩在空間中的傳播。 “電”（Electrical）和“磁”（Magnetic）是相互轉化的，是電磁波的落腳點。因此，又可將“電磁波”定義為“電磁振蕩產(chǎn)生變化磁場，變化磁場產(chǎn)生蝸旋電場，蝸旋電場又產(chǎn)生變化磁場（或電磁振蕩產(chǎn)生變化電場，變化電場產(chǎn)生蝸旋磁場，蝸旋磁場又產(chǎn)生變化電場）的磁場和電場（或電場和磁場）相互轉化的連續(xù)的傳播過程”，如下圖示。2. 電磁波具有波粒二象性，其中波長與頻率的關系？ 電磁波具有波粒二象性（The wave-particle duality） 即電磁波既有波動性，又有粒子性。 電磁波的波動性表現(xiàn)為：電磁波傳播過程中，=Asin(t-

6、kx)+，可能發(fā)生反射、折射、吸收和透射等現(xiàn)象；真空中，電磁波的傳播速度等于光速，即C=f=/T；介質中，電磁波的傳播速度小于光速，即v=C/()1/2，為介質相對介電常數(shù)，為介質相對磁導率。 電磁波的波粒二象性表現(xiàn)形式主要由電磁波的波長（）和頻率（f）決定，波長和頻率是電磁波固有的屬性，波長越長，波動性越明顯，頻率越大，粒子性越明顯；對于既定電磁波而言，在其傳播過程中，主要表現(xiàn)為波動性，當其與某些物質相互作用時，主要表現(xiàn)為粒子性。3. 電磁波譜順序（1）電磁波譜是指真空中，電磁波按其波長或頻率、遞增或遞減，依次排列形成的序列。（2）電磁波譜依頻率由高到低或波長由短到長排列，依次可劃分為宇宙射

7、線（Cosmic rays）射線X射線紫外線可見光紅外波微波無線電波（Radio waves）；電磁波譜依頻率由低到高或波長由長到短排列，依次可劃分為無線電波微波紅外波可見光紫外線X射線射線宇宙射線4. 為什么電磁波譜中不同類別的電磁波的波長和頻率不同，是因為其產(chǎn)生的波源或稱電磁輻射源不同？（即各電磁波成因） 無線電波主要由電磁振蕩發(fā)射； 微波主要利用諧振腔及波導管激勵與傳輸,通過微波天線向空中發(fā)射； 紅外波主要由分子振動和轉動能級躍遷產(chǎn)生； 可見光與近紫外主要由原子、分子外層電子躍遷產(chǎn)生； 紫外線、X射線、射線主要由原子、分子內(nèi)層電子躍遷以及原子核內(nèi)狀態(tài)變化產(chǎn)生；宇宙射線主要來自宇宙空間。5

8、. 電磁輻射的測量單位（教材18頁）（掌握輻射通量、輻照度、輻射出射度） 常用輻射能量(W)、輻射通量()、輻射通量密度(E)、輻照度(I)、輻射出射度(M)、輻射亮度(L)等參數(shù)測量電磁輻射6. 黑體輻射概念黑體是指任何溫度下，對各種波長電磁輻射，都完全吸收的物體，即任何溫度下，對各種波長電磁輻射，吸收率恒為1（或100）的物體。理想黑體實驗是用帶小孔空腔做成的，如教材P19圖2.6所示。7. 黑體輻射規(guī)律 普遍適用的規(guī)律是普朗克公式，即 普朗克公式描述出黑體輻射出射度與黑體溫度及黑體輻射電磁波波長關系。利用普朗克公式，可以計算出既定溫度和既定波長下，黑體輻射出射度。8、 黑體輻射與實際物體

9、發(fā)射光譜特征a. 黑體輻射出射度,隨著輻射波長變化而連續(xù)變化, 而且每條輻射出射度曲線只有一個最大值;b.黑體自身溫度越高,黑體輻射出射度越大, 而且不同溫度黑體輻射出射度曲線互不相交;c.隨著黑體自身溫度升高,黑體輻射出射度最大值 向著輻射波長較短方向移動;d.只要黑體自身溫度稍微變化,其總輻射出射度就會發(fā)生較大變化;e.輻射出射度峰值對應波長與黑體溫度乘積為一常數(shù). 為何得到后兩點結論，可從普朗克公式計算求證關于普朗克公式的計算題（1）如果對普朗克公式從零到無窮大波長范圍內(nèi)進行積分,則斯忒潘-玻爾茲曼定律（Stsdan-Boltamanns law）,即: M=T4 其中, 為斯忒潘-玻爾

10、茲曼常數(shù),=5.67×10-8W.m-2.K-4。黑體總輻射出射度與溫度四次方成正比，隨著溫度增加而迅速增大.（2）如果對普朗克公式從零到無窮大波長范圍內(nèi)進行積分,則斯忒潘-玻爾茲曼定律（Stsdan-Boltamanns law）,即: M=T4 其中, 為斯忒潘-玻爾茲曼常數(shù),=5.67×10-8W.m-2.K-4。黑體總輻射出射度與溫度四次方成正比，隨著溫度增加而迅速增大.維恩位移定律（Wiens displacement law）得到不同溫度黑體與最大輻射所對應波長關系如下表所示。 如果黑體輻射最大出射度對應波長處于可見光波段，則隨著黑體溫度升高，黑體顏色逐漸向紫色

11、過渡。黑體輻射規(guī)律例題例題：1。已知太陽常數(shù),可以求得太陽表面輻射出射度M=6.284×107W/m2.進而可求出:太陽有效溫度T和太陽光譜中輻射最強波長max. 解:通?？梢詫⑻柈斪骱隗w看待. 因此,根據(jù)斯忒潘-玻爾茲曼定律M=T4,可得:T=(M/)1/4=(6.284×107W/m2)/ 5.67×10-8W.m-2.K-41/4=5770K. 另外,根據(jù)維恩位移定律max·T=b,可得: max=b/T=(2.898×10-3m.K)/5770K=0.50µm 答:太陽有效溫度為5700K,輻射最強波長為0.50µ

12、m. 2、如何將黑體輻射作為參照標準計算實際物體發(fā)射電磁輻射呢？ 例如:一般金屬材料均可當作灰體看待.已知氧化銅表面溫度為1000K,比輻射率(或吸收系數(shù))為0.7,求此時該物體總輻射出射度M. 解:根據(jù)斯忒潘-玻爾茲曼定律,可得溫度為1000K黑體總輻射出射度為: M0=T4=5.67×10-8W.m-2.K-4(1000K)4=5.67×104W/m2 再根據(jù)基爾霍夫定律,可得:M=M0,=,與波長無關. 所以:M=M0=0.7×5.67×104W/m2=3.97×104W/m2 答:此時該物體總輻射出射度M為3.97 ×104W

13、/m2.補充黑體微波輻射規(guī)律普遍適用的是瑞里-金斯微波輻射規(guī)律，即 黑體微波輻射與溫度成正比，與波長平方成反比。不同地物間微波發(fā)射率差異比紅外發(fā)射率差異明顯得多。8. 太陽輻射及大氣對輻射的影響（1） 大氣吸收成分大氣成分吸收物質及成因氧氣(O2) 約占21%,主要吸收波長小于0.2µm太陽輻射;尤其波長0.155µm處吸收最強烈;另外,波長0.6µm、0.76µm附近也各有較窄吸收帶.因此,低層大氣中較少觀測到0.2µm紫外線,高空遙感中較少使用紫外遙感. 臭氧(O3)僅占0.01-0.1%,但對太陽輻射有較強吸收作用.一方面,吸收0.2-0

14、.36µm太陽輻射;另一方面,吸收0.6µm附近太陽輻射.臭氧分布于30左右高空,主要影響航天遙感.二氧化碳(CO2)僅占0.03%,主要吸收紅外區(qū)內(nèi)太陽輻射.例如:波長1.35-2.85µm,有3個較寬弱吸收帶;另外,波長2.7µm、4.3µm、14.5µm處有較強吸收帶.對太陽輻射而言,二氧化碳吸收影響并不強烈. 水 (H2O) 水對太陽輻射吸收作用最強烈.從可見光、紅外線到微波,都有水強烈吸收帶,但水尤其對紅外部分吸收強烈.例如:波長0.5-0.9µm處有水4個較窄吸收帶;波長0.95-2.85µm處有水5個

15、較寬吸收帶;另外,波長6.25µm處還有水1個較強吸收帶.因此,水對紅外遙感影響較大.塵埃 塵埃對太陽輻射有一定吸收作用,但其吸收量相當少,只有產(chǎn)生火山、沙暴、煙霧等時,大氣中塵埃含量急劇增加,才對遙感探測產(chǎn)生影響,但此時，其發(fā)射作用遠大于吸收作用. （2） 大氣散射類型散射作用是指非均勻介質或各向異性介質中，電磁輻射遇到微粒時改變原來傳播方向，并向各方向散開過程.大氣散射可能削弱到達地面太陽輻射強度，也可能增強到達地面太陽輻射強度?？蓪⑸⑸渥饔梅譃槿鹄⑸洹⒚资仙⑸浜蜔o選擇性散射.相關自然現(xiàn)象為何天空呈現(xiàn)蔚藍色？答：首先屬于瑞利散射，就可見光而言,從紅光到藍光,波長逐漸減小,瑞利散

16、射效應增強.因此,無云的晴天,由于藍光絕大部分被散射到四面八方,所以天空呈現(xiàn)蔚藍色.為何日出和日落呈現(xiàn)橘紅色？答：同樣屬于瑞利散射。日出或日落時分,由于太陽高度角較小,陽光傾斜射到地表,可見光穿過大氣層路徑比太陽直射時長,較長傳播過程中藍光被散射殆盡,波長次短的綠光也部分被散射,只剩下波長最長的紅光散射最弱,加之剩余的少量綠光,兩者混合,使得朝霞和夕陽呈現(xiàn)橘紅色. 為何微波具有強穿透性？答：屬于瑞利散射,微波瑞利散射強度與其波長4次方成反比,微波波長越長散射強度越小,所以微波具有最強穿透性. 瑞利散射、米氏散射、無選擇性散射對比散射類型直徑與波長關系主要作用微粒補充知識瑞利散射當散射微粒直徑(

17、d)比電磁輻射波長()小很多時,產(chǎn)生瑞利散射,即: d/10 1/4 (=4)大氣中原子和分子,如氮、二氧化碳、臭氧和氧等分子引起。由于散射系數(shù)與波長4次方成反比,當波長大于1µm時,瑞利散射可忽略不計.換句話說,紅外線和微波可不考慮瑞利散射.但可見光必須考慮瑞利散射,而且大氣散射主要表現(xiàn)為大氣分子對可見光散射米氏散射當散射微粒直徑(d)比電磁輻射波長()相差不多時,產(chǎn)生米氏散射,即: d 1/2 (=2)由大氣微粒，如煙、塵埃、小水滴及氣溶膠等引起。由于0.76-15µm紅外線波長與云、霧等懸浮微粒直徑相差不多，主要產(chǎn)生米氏散射，所以潮濕天氣對米氏散射影響較大. 無選擇性

18、散射當散射微粒直徑(d)比電磁輻射波長()大很多時,產(chǎn)生無選擇性散射,即: d 1/0 (=0)由較大直徑微粒對較短波長電磁輻射引起。云、霧、水滴和煙塵等微粒直徑比可見光波長大很多，產(chǎn)生無選擇性散射，各種色光散射強度相同，所以人們看到云霧呈白色或灰白色。（3）大氣窗口概念電磁輻射傳輸過程中，大氣吸收、散射和反射都將引起到達地面電磁輻射強度變化，而且都是對一定波長電磁輻射產(chǎn)生作用，只有部分電磁輻射能夠穿透大氣到達地面。 我們將電磁輻射通過大氣層時，較少被吸收、散射和反射，透過率較高的波段稱為大氣窗口。常見的大氣窗口有： 0.31.3µm 即紫外線可見光和近紅外波段.既是最佳攝影成像波段

19、,又是遙感常用掃描成像波段.例如:美國LANDSAT衛(wèi)星TM遙感器第14波段為可見光和近紅外波段. 1.51.8µm及2.03.5µm 即近紅外和中紅外波段.屬白天常用掃描成像波段.例如:美國LANDSAT衛(wèi)星TM遙感器第5第7波段為近紅外中紅外波段,主要探測植物含水量等. 3.55.5µm 即中紅外波段.不僅通透反射光,而且通透熱輻射.例如:NOAA衛(wèi)星AVHRR遙感器用3.55 3.93µm波段獲取衛(wèi)星遙感晝夜云圖, 探測海面溫度. 814µm 即遠紅外波段.通透來自地物熱輻射能量,適于夜間成像. 0.82.5cm 即微波波段.波長較長,具

20、有較強穿透云霧能力,可以進行全天時全天候遙感成像,是主動遙感常用波段.例如:側視雷達常用0.8cm,3.0cm,5.0cm,10.0cm進行微波遙感探測.9. 地球的輻射及地物波譜（1） 太陽輻射與地球輻射各自集中波段太陽輻射集中于0.3-2.5µm紫外、可見光到近紅外區(qū)段，地球輻射集中于大于6µm熱紅外區(qū)段，而2.5-6µm中紅外區(qū)段太陽輻射和地球輻射都有所體現(xiàn)。（2）基爾霍夫定律可見光近紅外遙感主要探測實際物體反射太陽輻射特征（簡稱地物反射光譜特征） 到達地面太陽輻射=吸收能量+透射能量+反射能量，即 P0= P+P+P， 1= P/P0+P/P0+P/P0，

21、 1=+（3） 地物反射波譜特征一般說，黑色物體對太陽光有較強吸收能力；絕大多數(shù)物體對可見光不具備透射能力，不能透過可見光物體對5cm超長波有較強透射能力；多數(shù)情況下，太陽輻射照到地物表面，僅只考慮吸收和反射作用，而且吸收和反射作用相互矛盾。 地物反射率不僅取決于輻射電磁波波長和入射角度，而且取決于地物自身性質，特別是表面粗糙程度。根據(jù)地物表面狀況，太陽輻射主要產(chǎn)生三種反射:漫反射、鏡面反射、實際物體反射。鏡面反射滿足鏡面發(fā)射規(guī)律，自然界僅平靜水面可能產(chǎn)生鏡面發(fā)射。漫反射只有朗伯面滿足漫反射規(guī)律，自然界中氧化鎂、硫酸鋇、碳酸鎂等可近似看作朗伯面。實際物體反射實際多數(shù)反射介于鏡面反射和漫反射之間

22、，入射輻照度相同時，反射亮度既與入射方位角和天頂角有關，又與反射方位角和天頂角有關。（4）地物反射光譜特征通常將一定溫度下，地物反射率隨入射電磁波波長變化而變化規(guī)律稱地物反射光譜特征，將入射電磁波波長為橫軸，地物反射率為縱軸，所建立起來（或繪成）關系曲線稱地物反射光譜曲線。 不同地物反射光譜特征和反射光譜曲線都有差異。不僅表現(xiàn)出種類差異,而且表現(xiàn)出空間差異和時間差異。植被：共性 可見光波段形成綠反射峰（0.55m）及其兩側的藍（0.45 m ）、紅（0.67 m ）兩個吸收帶；近紅外0.74-1.3 m處形成高反射區(qū)；近紅外1.35-2.5 m處形成分別以1.45 m、1.95 m和2.7 m

23、為中心的三個水吸收帶 差異性 種類、季節(jié)、病蟲害、含水量土壤：土質越細反射率越高 有機質含量越高反射率越低 含水量越高反射率越低 土類和肥力不同反射率不同 不同波譜段影像區(qū)別不明顯水體：水體的反射主要在藍綠波段,其他波段吸收很強，特別是在近紅外波段更強。 水中含泥沙時，由于泥沙的散射，可見光波段的反射率增加，峰值出現(xiàn)在黃紅區(qū)。 水中含葉綠素時，近紅外波段明顯被抬升。巖石：礦物成分、礦物含量 風化程度、含水量 顆粒大小、表面光滑度、色澤 第三章 遙感成像原理與遙感圖像特征1. 遙感傳感器的構成及評價參數(shù) 收集器 探測器 處理器 輸出器 遙感器自身性能深刻影響遙感構像質量:（1）遙感器探測陣列單元

24、尺寸決定遙感構像空間分辨率.構像空間分辨率指遙感器中探測陣列單元能把兩個目標作為清晰實體紀錄下來的兩目標間最小距離,多用圖像清晰度衡量.遙感器探測陣列單元越小,遙感構像空間分辨率越大.（2）遙感器探測元件輻射靈敏度和有效量化級別決定遙感構像輻射分辨率.在此,輻射分辨率指遙感器探測元件接受電磁輻射信號時,能夠分辨最小輻射度差.遙感器輻射靈敏度及有效量化級別越高,遙感構像輻射分辨率越大.（3）另外,遙感器設計過程中,為了照顧遙感構像光譜分辨率,還必須考慮以下因素: A.如何確定所用電磁波段數(shù)量. B.如何確定所用波段跨度范圍. C.如何確定所用波段起始位置.光譜分辨率指遙感器接收地物電磁輻射信息時

25、,所能分辨最小波長間隔.波長間隔越小,光譜分辨率越大. 隨著遙感器制造工藝水平提高,遙感所用光譜段正迅速增加.例如:成像光譜儀將可見光-紅外波段分割成幾百個狹窄波段等.2.遙感成像方式攝影成像 掃描成像3. 攝影成像基本知識 攝影是指通過成像設備獲取物體影像技術.依據(jù)發(fā)展先后分:(1)傳統(tǒng)攝影：依靠光學鏡頭及放在焦平面上的感光膠片來紀錄物體影像。(2)數(shù)碼攝影：通過放在焦平面上的光敏元件,經(jīng)過光/電轉換來紀錄物體影像。光敏電子器件,例如CCD(電荷耦合器件).依據(jù)探測波段分:(1)近紫外攝影 用近紫外波段攝影,記載地物近紫外波段光譜信息;(2)可見光攝影 用可見光波段攝影,記載地物可見光波段光

26、譜信息;(4)紅外攝影 用紅外波段攝影,記載地物紅外波段光譜信息;(5)多光譜攝影 用多光譜波段(可能包括可見光近紅外)攝影,記載地物多光譜波段光譜信息.攝影機有哪些類型?攝影機分為 分幅式攝影機和全景式攝影機，其中全景式攝影機又分為 縫隙式攝影機和鏡頭轉動式攝影機 4、攝影相片的幾何特性（1）像片投影包括垂直投影和中心投影（2）中心投影與垂直投影的區(qū)別A.投影距離影響投影距離包括焦距和航高.垂直投影像面不受投影距離影響.中心投影存在規(guī)律:焦距一定,航高越小,獲得像面面積越大,地面細節(jié)越清晰;航高一定,焦距越大,獲得像面面積越大,地面細節(jié)越清晰.B.投影面傾斜影響垂直投影僅表現(xiàn)為像面比例尺有所

27、放大.像點ao、bo相對位置保持不變,但ao/AOao/AO.中心投影像點ao、bo比例中心投影垂直投影關系顯著變化. 各點相對位置和形狀都不保持原來模樣.地面AO=BO,像面aobo. 因像面傾斜引起像點位移稱傾斜誤差.C.地形起伏影響對于垂直投影:地形起伏變化,投影點間 距離與實際地面水平距離成比例縮小,相對位置不變對于中心投影:地形起伏變化越大,像上投影點水平距離位移越大,產(chǎn)生像點位移稱作地形起伏引起投影誤差.不變.（3） 地形起伏引起的像點位移計算推導（即地形起伏是如何引起像點位移的？）像點位移規(guī)律證明過程:地形起伏引起中心投影像點位移規(guī)律投影誤差計算公式=hr/H中,為位移量或誤差值

28、,h為地面高差(可正可負),H航高,r像點到像主點距離.不難看出:A.位移量與高差成正比.即高差越大像點位移量越大.當高差為正值時,像點位移量為正值,像點背離像主點方向移動;當高差為負值時,像點位移量為負值,像點向著像主點方向移動.B.位移量與像點到像主點距離成正比.即距離像主點距離越遠,像點位移量越大;像片中心部位像點位移量較小;像主點處r=0,=0,沒有像點位移.C.位移量與航高成反比.即攝影高度越大,地形起伏引起像點位移量越小.例如,當?shù)厍蛐l(wèi)星軌道高度H=700m,像片大小為18*18cm,像片邊緣某點地面高差為1000m時,像點位移量僅約0.13mm.5. 攝影膠片的物理特性（1） 攝

29、影膠片的組成結構一般攝影膠片 組成結構如右 圖示: 真彩色攝影膠 片組成結構如 右圖示:假彩色攝影膠 片(或稱彩紅外 膠片)組成結構 如右圖示:6. 掃描成像基本知識（1）掃描成像概念：指依靠掃描型傳感器以瞬時視場為單位進行的逐點、逐行取樣，以得到目標地物電磁輻射特性信息，形成對應譜段圖像的遙感成像技術。瞬時視場概念：指掃描成像過程中，一個探測元件一次成像時，通過望遠鏡系統(tǒng)投影到地面的直徑或邊長。（2）對物面掃描的成像儀TM專題制圖儀-性能Landsat-45上的TM（Thematic Mapper）是一個高級的多波段掃描型地球資源敏感儀器，與多波段掃描儀MSS性能相比，它具有更高的空間分辨率

30、、更好的頻譜選擇性、更好的幾何保真度、更高的輻射準確度和分辨率。ETM+增強型專題制圖儀-改進 ETM+與TM相比改進包括：（改進度比較） （1）增加PAN（全色）波段，分辨率為15m，因而使數(shù)據(jù)速率增加； （2）采用雙增益技術，使遠紅外波段（6波段）分辨率提高到60m，也增加了數(shù)據(jù)量； （3）改進后的太陽定標器使衛(wèi)星的輻射定標誤差小于5，精度比Landsat-5約提高l倍，輻射校正有了很大改進。（3） 對像面掃描的傳感器HRV的結構和成像原理 HRV是一種線陣列推帚式掃描儀。儀器中有一個平面反射鏡，將地面輻射來的電磁波反射到反射鏡組，然后聚焦在CCD陣列元件上，CCD的輸出端以一路時序視頻信

31、號輸出。 CCD（Charge Coupled Device）稱電荷耦合器件，是一種由硅等半導體材料制成的固體器件，受光或電激發(fā)產(chǎn)生的電荷靠電子或空穴運載，在固體內(nèi)移動，達到一路時序輸出信號。 （4） 成像光譜儀的概念成像光譜儀是以多路、連續(xù)并具有高光譜分辨率方式獲取圖像信息的儀器。 通過將傳統(tǒng)的空間成像技術與地物光譜技術有機地結合在一起，可以實現(xiàn)對同地區(qū)同時獲取幾十個到幾百個波段的地物反射光譜圖像。其主要特點是通道數(shù)多，各通道的波段寬度很窄。 7. 微波遙感相關知識（1） 微波遙感概念：指通過微波傳感器獲取從目標地物發(fā)射或反射的微波輻射，經(jīng)過判讀處理來識別地物的技術。（2） 微波遙感特點 a

32、能全天候、全天時工作。 b對某些地物具有特殊的波譜特征。 c對冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透能力。 d對海洋遙感具有特殊意義 。e分辨率較低，但特性明顯 。8. 主要的衛(wèi)星遙感系統(tǒng)（1）遙感平臺分類 搭載傳感器的工具統(tǒng)稱為遙感平臺。 按平臺距地面的高度大體上可分為三類：地面平臺、航空平臺、航天平臺。 （2） 衛(wèi)星軌道參數(shù)升交點赤經(jīng)為衛(wèi)星軌道的升交點與春分點之間的角距。所謂升交點為衛(wèi)星由南向北遠行時，與地球赤道面的交點。反之，軌道面與赤道面的另一個交點稱為降交點。近地點角距指衛(wèi)星軌道近地點與升交點間角距.軌道傾角i，i指衛(wèi)星軌道面與地球赤道面間兩面角,即從升交點一側軌道量至赤道面.衛(wèi)星軌道長半

33、軸aa指衛(wèi)星軌道遠地點到橢圓軌道中心距離.衛(wèi)星軌道偏心率(或稱扁率)ee=c/a, 其中, c為衛(wèi)星橢圓軌道焦距,衛(wèi)星軌道長半軸.衛(wèi)星過近地點時刻T 該時刻T指衛(wèi)星過近地點時當?shù)氐胤綍r.(3) 遙感衛(wèi)星運行軌道及其運行特點依據(jù)其軌道運行高度,可分為: a低高度短壽命衛(wèi)星 一般高度150200Km,壽命一至三周.能夠獲得較高分辨率遙感圖像,多用于軍事目的. b中高度長壽命衛(wèi)星 一般高度3001500Km,壽命一年以上.眾多氣象衛(wèi)星陸地衛(wèi)星和海洋衛(wèi)星屬于此類. c高高度長壽命衛(wèi)星 高度約35800(或360000)Km.又稱地球同步衛(wèi)星或靜止衛(wèi)星.多數(shù)通訊衛(wèi)星靜止氣象衛(wèi)星屬于此類.依據(jù)其主要用途,

34、可分為: a科學衛(wèi)星 主要用于科學探測和研究,包括空間物理探測衛(wèi)星和天文探測衛(wèi)星等,研究高層大氣地球輻射地球磁場太陽輻射宇宙射線等. b技術衛(wèi)星 主要用于新材料試驗或應用衛(wèi)星試驗等.新原理新材料新儀器等能否使用需經(jīng)上天試驗;新衛(wèi)星性能如何需經(jīng)上天鍛煉. c應用衛(wèi)星 主要用于直接為人類利益服務.應用衛(wèi)星種類繁多數(shù)量最大,包括地球資源衛(wèi)星氣象衛(wèi)星海洋衛(wèi)星通訊衛(wèi)星測地衛(wèi)星導航衛(wèi)星偵察衛(wèi)星等(4) 氣象衛(wèi)星系列知識區(qū)別太陽同步軌道和地球同步軌道氣象衛(wèi)星按其軌道不同,可分為太陽同步軌道氣象衛(wèi)星和地球同步軌道氣象衛(wèi)星. 太陽同步軌道指: 軌道平面繞地球自轉軸旋轉,旋轉方向與地球公轉方向相同,旋轉角速度等于

35、地球公轉平均角速度之類軌道.軌道高度不超過6000km,衛(wèi)星以相同方向經(jīng)過同一緯度當?shù)貢r間相同. 地球同步軌道指: 軌道運行周期與地球自轉周期相同,衛(wèi)星公轉角速度與地球自傳角速度相同,相對地球而言固定于高空某點之類軌道.軌道高度大約為36000km,相對地球被觀測區(qū)域是靜止的,又稱地球靜止軌道.氣象衛(wèi)星特點 A.軌道類型多 氣象衛(wèi)星軌道含蓋前述太陽同步軌道地球同步軌道接近極地軌道三種類型. B.重復周期短 靜止氣象衛(wèi)星較高重復周期約0.5小時/次,極軌衛(wèi)星中等重復周期約0.51天/次.重復周期短,時間分辨率高,有利于快速變化動態(tài)監(jiān)測. C.成像面積大 氣象衛(wèi)星掃描寬度約2800km,只需23條

36、軌道就能覆蓋全國范圍,有利于獲取宏觀同步信息,并減少相應數(shù)據(jù)處理量. D.相對成本低 能夠獲得多個波段多種對象遙感數(shù)據(jù),并具通訊衛(wèi)星特征,又能發(fā)揮其它用途.9. 遙感圖像特征（1） 遙感圖像是各種傳感器所獲信息的產(chǎn)物，是遙感探測目標的信息載體。 遙感解譯人員需要通過遙感圖像獲取三方面的信息：目標地物的大小、形狀及空間分布特點；目標地物的屬性特點；目標地物的變化動態(tài)特點。 相應地將遙感圖像歸納為三方面特征，即幾何特征、物理特征和時間特征。 (2) 遙感圖像的分辨參數(shù)空間分辨率是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波譜分辨率是指傳感器在接收目標輻射的波譜時能

37、分辨的最小波長間隔，間隔愈小，波譜分辨率愈高。輻射分辨率是指傳感器接收波譜信號時，能分辨的最小輻射度差。在圖像上表現(xiàn)為每一像元的輻射量化級。時間分辨率指對同一地點進行遙感采樣的時間間隔，即采樣的時間頻率，也稱重訪周期。 第四章遙感圖像處理1. 光學原理與光學處理（1） 遙感圖像指用遙感器探測目標地物電磁輻射信息所記錄下來的各種視覺實體.依據(jù)記錄介質不同,包括遙感模擬圖像和遙感數(shù)字圖像兩種類型.遙感模擬圖像(或簡稱光學影像)主要指早期光學遙感系統(tǒng)用感光材料(膠片和相紙)記錄下來的圖像;遙感數(shù)字圖像(或簡稱數(shù)字影像)主要指后來傳輸型遙感系統(tǒng)獲得的能夠直接用于計算機分析處理的圖像.模擬圖像和數(shù)字圖像

38、可相互轉換,包括模/數(shù)轉換和數(shù)/模轉換.（2） 三原色三原色指任意一種顏色都不能由其它兩種顏色混合產(chǎn)生的三種顏色.實驗表明:藍綠紅是最優(yōu)三原色.三原色本身具有光譜意義,屬于光譜色.三原色可按一定比例混合形成各種顏色.混合形成顏色不再具有光譜意義,不屬于光譜色.（3）加色法 就是利用三原色按照一定比例混合產(chǎn)生其它顏色方法.可用加色法示意圖表現(xiàn)為:等量組分混合藍+綠=青綠+紅=黃紅+藍=品藍+綠+紅=白（4） 色調與顏色的區(qū)別色調：指色彩彼此相互區(qū)分特性.物體色調決定于物體向外輻射光譜組成,不同色調物體具有不同輻射光譜;光源色調決定于輻射光譜組成對人眼所產(chǎn)生感覺.（5）多波段影像最佳賦色方案假設遙

39、感影像有N個波段,每次只顯示3個波段,有多少種顯示方案?每種顯示方案中,每個波段僅能賦藍綠紅三原色任意一種,有多少種賦色方案? 紅藍綠; 紅綠藍; 綠紅藍; 綠藍紅; 藍綠紅; 藍紅綠2. 光學增強處理-彩色合成方法加色法彩色合成合成儀法：是將不同波段的黑白透明片分別放入有紅、綠、藍濾光片的光學投影通道中精確配準和重疊，生成彩色影像的過程。 分層曝光法：指利用彩色膠片具有的三層乳劑，使每一層乳劑依次曝光的方法。減色法彩色合成染印法：是一種使用特別浮雕片、接受紙和沖顯染印藥制作彩色合成影像的方法。印刷法：利用普通膠印設備，直接使用不同波段的遙感底片和黃、品紅、青三種油墨，經(jīng)分色、加網(wǎng)、制版，套印

40、成彩色合成圖像。重氮法：利用重氮鹽的化學反應處理彩色單波段影像透明片的方法。3. 數(shù)字圖像校正（1） 數(shù)字圖像概念及其特征數(shù)字圖像指能夠被計算機存儲處理和使用圖像.實際工作中:有時需要將模擬圖像(或稱模擬量)轉換為數(shù)字圖像(或稱數(shù)字量),即是模數(shù)轉換, 或簡稱A/D轉換;有時需要將數(shù)字圖像轉換為模擬圖像,即是數(shù)模轉換,或簡稱D/A轉換.模擬圖像和數(shù)字圖像本質區(qū)別在于:前者是連續(xù)變量,而后者是離散變量.（2） 像元概念 當數(shù)字化某個圖像時，數(shù)字圖像在空間位置上取樣，產(chǎn)生離散的x值和y值，則每一個X和Y構成的小方格稱為一個像元。像元是數(shù)字圖像的最小單位。補充：遙感數(shù)字圖像是以數(shù)字形式表示遙感影像,

41、像素或稱像元是其最基本單位,是成像過程最小采樣單元,也是處理過程最小操作單元.像元具有空間特征和屬性特征.所謂像元空間特征是指像元對應地表特定地理位置,并表征特定區(qū)域面積;所謂像元屬性特征是指像元灰度值或亮度值,反映像元對應地物電磁輻射信息.4. 輻射校正（1） 程輻射概念：由于相當部分大氣散射直接進入遙感器，我們將由于大氣散射直接進入遙感器部分太陽輻射稱作程輻射。（2） 引起輻射畸變因素A.遙感器自身誤差-或稱系統(tǒng)誤差B.大氣與電磁輻射相互作用-或稱隨機誤差5. 幾何校正（1） 引起幾何畸變的因素（遙感成像過程中,由于受到某些因素影響,遙感圖像出現(xiàn)各種變形情況,相對地面而言出現(xiàn)諸如平移縮放旋

42、轉偏扭彎曲等.因此進行幾何校正）A.遙感平臺影響-特別是衛(wèi)星遙感平臺運行姿態(tài)影響;B.地形起伏影響-產(chǎn)生局部像點位移(如同航空相片像點位移);C.地球曲率影響-一方面,產(chǎn)生像點位移;另一方面,導致不同像元對應地面寬度不等,而且遙感器掃描角度越大,影響越為突出;D.大氣折射影響-折射使得太陽輻射并非直線傳播導致像點位移;E.地球自轉影響-衛(wèi)星運動及地球自轉相對運動,使得衛(wèi)星星下掃描區(qū)域逐漸產(chǎn)生位置偏離.（2） 選擇地面控制點的三個基本原則控制點選擇要求:a.數(shù)量要求-n次多項式控制點最少數(shù)目(n+1)(n+)/2,實際控制點數(shù)目為最少數(shù)目的6倍;b.位置要求-位置要可靠,多用道路交叉點河流拐彎處

43、小島中心機場附近山頭頂部等;c.分布要求-分布要均勻,所有控制點應均勻分布于整幅圖像之中.6. 數(shù)字圖像增強遙感數(shù)字圖像處理方法：對比度擴展、空間濾波、圖像運算、多光譜變換等（1） 平滑和銳化概念（圖像平滑處理包括均值和中值濾波）如果圖像卷積運算后，圖像亮度趨向平緩或已去掉某些噪聲，則稱圖像平滑處理。如果卷積運算后，圖像線狀地物及某些亮度變化率較大部分被突出，則稱圖像銳化處理。圖像銳化處理方法較多，例如羅伯特梯度、索伯爾梯度、拉普拉斯算法、邊緣定向檢測等。(2） 以中值濾波為例，演示圖像卷積運算過程-結合書本和課件例題理解（3）標準假彩色和真彩色的過程結合書本和課件理解（4）植被指數(shù)概念：所謂

44、植被指數(shù)是指利用多光譜遙感數(shù)據(jù)經(jīng)過分析運算(加減乘除等線性或非線性組合運算)產(chǎn)生某些對植被長勢生物量等植物生態(tài)參數(shù)具有一定指示意義的數(shù)值.植被指數(shù)類型眾多,ERDSA支持下各種植被可直接生成,也可通過空間建模工具建模運算得到.（5） 多光譜變換概念：指利用多個電磁波段對相同區(qū)域進行成像所得遙感數(shù)據(jù)。多光譜變換主要包括K-L變換和K-T變換K-L變換意義：K-L變換或稱主成分變換 K-L變換意義即經(jīng)過K-L變換后： A、變換后圖像空間坐標系相對變換前圖像空間坐標系旋轉一個角度； B、變換后前三個圖像空間（或主分量）集中原始多光譜數(shù)據(jù)絕大多數(shù)信息； C、變換后圖像空間亮度不與地物電磁輻射信息直接關

45、聯(lián)； D、變換后基本實現(xiàn)對原始圖像數(shù)據(jù)壓縮及增強處理。K-T變換或稱纓帽變換-變換意義：它主要針對TM數(shù)據(jù)和曾經(jīng)廣泛使用的MSS數(shù)據(jù)。他抓住了地面景物，特別是植被和土壤在多光譜空間中的特征，這對于擴大陸地衛(wèi)星TM影像數(shù)據(jù)分析在農(nóng)業(yè)方面的應用有重要意義。（6）多元信息復合概念：是指將多源遙感數(shù)據(jù)或遙感數(shù)據(jù)與非遙感數(shù)據(jù)進行信息組合匹配技術。（7）為何要進行多元信息復合？A、不同遙感器獲得遙感數(shù)據(jù)具有不同優(yōu)缺點。例如，TM數(shù)據(jù)具有光譜分辨率較高優(yōu)勢但空間分辨率較低劣勢；SPOT數(shù)據(jù)具有空間分辨率較高優(yōu)勢但光譜分辨率較低劣勢。B、多時期遙感數(shù)據(jù)為地物特征動態(tài)變化分析提供重要數(shù)據(jù)源，只有將多時期數(shù)據(jù)綜合

46、對比研究才能更好地發(fā)現(xiàn)各種地物變化特征。C、非遙感數(shù)據(jù)尤其是重要專題數(shù)據(jù)是遙感圖像專題信息提取重要輔助信息，綜合利用非遙感數(shù)據(jù)能夠更大程度提高遙感解譯精度。（8）如何進行多源信息復合（或一般步驟）？ A、空間配準 B、內(nèi)容復合 第五章遙感圖像目視解譯與制圖1.遙感圖像解譯包括哪些類型？包括目視解譯和計算機解譯。目視解譯又稱目視判讀或目視判譯，指專業(yè)人員通過直接觀察或借助輔助儀器從遙感圖像上獲取目標地物信息過程。計算機解譯又稱遙感圖像理解，指以計算機軟硬件系統(tǒng)為支撐，根據(jù)遙感影像目標地物特征，結合專家系統(tǒng)知識如目標地物成像規(guī)律和解譯經(jīng)驗等，利用模式識別技術和人工智能技術等，獲取目標地物特征信息過

47、程。2. 圖像具體特征遙感圖像目標地物特征即遙感圖像上目標地物電磁輻射信息差異反映，包括色、形、位三個方面。 色-即目標地物在遙感圖像上表現(xiàn)出來的顏色特征，如色調、顏色和陰影等。 形-即目標地物在遙感圖像上表現(xiàn)出來的形狀特征，如形狀、大小、紋理和圖形等。 位-即目標地物在遙感圖像上表現(xiàn)出來的位置特征，如空間位置和相關布局等3. 解譯標志概念 解譯標志或稱判讀標志，是指遙感圖像上能夠作為識別、分析和判斷景觀地物的影像特征。實際上，解譯標志是目標地物識別特征的專業(yè)術語。 包括直接解譯標志和間接解譯標志。 直接解譯標志-指能夠直接反映和表現(xiàn)目標地物信息的各種遙感圖像特征，如攝影像片色調、色彩、形狀、大小等。根據(jù)直接解譯標志可以直觀識別遙感圖像目標地物。 間接解譯標志-指能夠間接反映和表現(xiàn)目標地物信息的各種遙感圖像特征，如目標地物與環(huán)境關系、與成像時間關系等。間接解譯標志因研究區(qū)域和專業(yè)知識而異。4. 衛(wèi)星目視解譯原則（查書，可見未找到）5. 目視解譯步驟遙感影像目視解譯方法包括：直接判讀法、對比分析法、信息復合法、綜合推理法、地理相關分析法，共5種。步驟：目視解譯準備工作階段-初步解譯與判讀區(qū)的野外考察-室內(nèi)詳細解讀-