遙感技術(shù)導(dǎo)論知識(shí)要點(diǎn)總結(jié)

1、遙感技術(shù)導(dǎo)論知識(shí)要點(diǎn)總結(jié)第一章 緒論1. 遙感定義 ：在遠(yuǎn)離被測(cè)物體或現(xiàn)象的位置上，使用一定的儀器設(shè)備，接收記錄物體或現(xiàn)象反射或發(fā)射的電磁波信息，經(jīng)過(guò)對(duì)信 息的傳輸加工處理以及分析與解譯，對(duì)物體及現(xiàn)象的性質(zhì)及 其變化進(jìn)行探測(cè)和識(shí)別的理論與技術(shù)。（遙感是一個(gè)接收傳送處 理分析遙感信息，并最后識(shí)別目標(biāo)的復(fù)雜技術(shù)過(guò)程。）2. 現(xiàn)代遙感技術(shù)系統(tǒng)一般有 四部分 ：遙感平臺(tái)（搭載遙感儀器的工 具，如飛機(jī)，火箭，衛(wèi)星等） 傳感器（收集記錄傳送遙感信息的 裝置如：攝影機(jī)，攝像儀，掃描儀等）遙感數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)（有 接受和記錄系統(tǒng)，圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)） 分析解譯系統(tǒng)。3. 遙感的分類(lèi)：按遙感平臺(tái)分類(lèi)：地面，航天，

2、航空；按電磁輻射 能源分類(lèi)：被動(dòng)，主動(dòng)；按電磁波譜的分類(lèi)：可見(jiàn)光，紅外，微 波，多光譜，紫外。第二章 電磁輻射及物體的波譜特性一. 電磁輻射1. 遙感的本質(zhì) ：物體電磁輻射通過(guò)傳感器成像得到遙感影像，然后 遙感影像接受解譯從而識(shí)別出該物體。2. 電磁輻射具有波粒二象性。從波動(dòng)性來(lái)看，電磁輻射在某時(shí)空的 強(qiáng)度 I 和波振幅的平方成正比；從粒子性來(lái)看，電磁輻射在某時(shí) 空的強(qiáng)度 I 與該時(shí)空粒子出現(xiàn)的幾率成正比（粒子出現(xiàn)的幾率即 單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位截面的粒子數(shù)目的多少） 。波長(zhǎng)較長(zhǎng)，能量較小的波動(dòng)性明顯：波長(zhǎng)較短，能量較大的粒子性明顯。3. 電磁波譜：按照電磁輻射的波長(zhǎng)或頻率大小， 依次排列畫(huà)成圖表

3、， 這個(gè)圖表叫做電磁波譜。遙感主要接收范圍在可見(jiàn)光，紅外線(xiàn)， 微波。4. 紫外線(xiàn)波長(zhǎng)在 3 納米到 0.38 微米，可用感光膠片和光電儀器收進(jìn) 行探測(cè)，但是該波段散射嚴(yán)重。5. 可見(jiàn)光波長(zhǎng)在 0.38 到 0.76 微米，具有光電效應(yīng)和光化作用，在 遙感中能用膠片和光電儀器收集記錄。6. 紅外線(xiàn)波長(zhǎng)為 0.76 到 1000 微米，其中 0.76 到 1.4 微米的范圍可 用攝影方式探測(cè)，所以也稱(chēng)為攝影紅外；7. 電磁輻射的基本性質(zhì)：A. 電磁波傳播的性質(zhì)： 電磁波的疊加， 干涉，衍射，偏振。 01 干涉有利的方面是： 利用能量加大趨勢(shì)， 使圖像清晰， 方向性強(qiáng)。 不利的方面是：造成同一物質(zhì)所

4、表現(xiàn)的性質(zhì)不同。 02 衍 射對(duì)遙感的影響很大： 1. 電磁波通過(guò)傳感器的孔徑而被切割時(shí)， 就發(fā)生衍射，使電磁輻射通量的數(shù)量質(zhì)量方向發(fā)生變化，給 目標(biāo)的解譯帶來(lái)困難； 2. 影響遙感所用儀器的分辨能力， 理論上， 光學(xué)儀器的最小分辨角為0 =1.22入/D （D為光學(xué)儀器的孔徑）3. 縮小陰影區(qū)域。 03偏振：進(jìn)入傳感器的電磁波都具有偏振性。B.電磁輻射的光電效應(yīng)：電磁輻射的能量激發(fā)物體，釋放出電子， 形成光電流。 光電效應(yīng)具有一定的截止頻率。 光電流的強(qiáng)度和 入射的電磁輻射強(qiáng)度成正比， 光電流具有瞬時(shí)性， 電子的初動(dòng) 能和電磁輻射的頻率成線(xiàn)性關(guān)系。 掃描成像， 電視攝像就是利用光 電效應(yīng)把光

5、像變成電子像。8. 電磁輻射與物體的相互作用： 在遙感中， 電磁輻射與物體接觸， 會(huì) 表現(xiàn)他所帶的能量，進(jìn)行能量的交換，發(fā)生相互作用，作用后，物體 使入射輻射發(fā)生反射透射以及吸收和再發(fā)射等。本質(zhì)：入射到物體的電磁輻射使物體表面的自由電荷和束縛電荷發(fā)生震蕩運(yùn)動(dòng)， 這種運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)而輻射出次級(jí)場(chǎng)返回初始介質(zhì)或者向前進(jìn)入第二種介質(zhì)。二. 電磁輻射的反射9. 電磁輻射的反射： 電磁輻射與物體作用后產(chǎn)生的次級(jí)波返回原來(lái)的 介質(zhì)，此現(xiàn)象即為反射。 該次級(jí)波稱(chēng)為反射波（輻射） 。 任何 地物都具有反射和自己特有頻率不同的外來(lái)輻射的能力。10. 反射強(qiáng)度主要與物體的性質(zhì) （電學(xué)性質(zhì)和磁學(xué)性質(zhì)） ，以及物體表 面粗糙

6、程度有關(guān)。11. 物體的反射能力常用反射系數(shù)來(lái)表示，即菲涅爾反射系數(shù) r 。反 射系數(shù)是反射的電矢量振幅與入射的電矢量振幅之比。12. 物體表面狀況對(duì)反射的影響：根據(jù)物體表面對(duì)反射的影響分為兩類(lèi)： 光滑表面和粗糙表面， 這是 一個(gè)相對(duì)概念。劃分準(zhǔn)則： 瑞利準(zhǔn)則，關(guān)系式是：d二入/8cos 0，式 子中入是入射波的波長(zhǎng)，0是入射角。如果物體表面的起伏度h小于 等于d,則該表面為鏡面（光滑表面）。上述表明： 入射輻射的波長(zhǎng)決定了反射表面的粗糙度。 入射波長(zhǎng)不 一樣，同一物體的表面可顯示不同的粗糙度， 凡是物體表面的顆粒限 度 h 遠(yuǎn)小于入射波的波長(zhǎng)， 該表面光滑。 入射角對(duì)表面的粗糙度也有 影響。

7、入射角越大，表面粗糙度越小。13. 反射類(lèi)型：鏡面反射： 可以用菲涅爾反射系數(shù)表示反射能力大小， 且反射波具有 高度的方向性，位相相干。漫反射：反射強(qiáng)度遵循朗博定律， 反射波很少有方向性， 相位不相干。 方向反射：物體的表面即非鏡面，也非粗糙，電磁輻射在各個(gè)方向上 都有反射，但在某一方向上，反射波要強(qiáng)一些，這種現(xiàn)象稱(chēng)為方向反 射。三 . 電磁輻射的發(fā)射自然界溫度高于絕對(duì) 0 度的物體都具有發(fā)射電磁輻射的能力， 其能力 的大小主要取決于物體的溫度和本身的性質(zhì)。14. 黑體：黑體是指一個(gè)完全的輻射吸收和輻射發(fā)射體。 （任何溫度下 對(duì)所有波長(zhǎng)的電磁輻射都能完全吸收， 同時(shí)在熱力學(xué)定律所允許最大 范圍

8、內(nèi)最大限度把熱能變成輻射能的理想輻射體。 ）15. 黑體的輻射通量密度按波長(zhǎng)或頻率的分布是穩(wěn)定的，僅與其本身 的溫服有關(guān)，而與黑體的材料和性質(zhì)無(wú)關(guān)。16. 黑體輻射定律：a. 普朗克定律：在給定溫度下黑體的光譜出射率并不是一切波長(zhǎng)都一 樣，而是隨波長(zhǎng)變化。同時(shí)，溫度越高，光譜輻射能力越強(qiáng)。b. 斯蒂芬-玻爾茲曼定律：黑體的總出射率隨溫度的升高而迅速增大， 相當(dāng)小的溫度變化就可以引起輻射通量密度（出射率）的很大變化。c. 維恩位移定律： 黑體的峰值波長(zhǎng)與其絕對(duì)溫度成反比， 當(dāng)溫度增加 時(shí)，黑體的出射率的極大值向短波方向移動(dòng)。17. 物體的發(fā)射：a. 基爾霍夫定律：在一定的溫度下，物體對(duì)任一波長(zhǎng)的

9、發(fā)射本領(lǐng)和它 的吸收本領(lǐng)成正比， 比值與物體的性質(zhì)無(wú)關(guān)， 只是波長(zhǎng)和溫度的函數(shù)。 即好的吸收體也是好的發(fā)射體， 即物體對(duì)某一波長(zhǎng)的電磁輻射吸收能 力強(qiáng)，則該物體發(fā)射這一波長(zhǎng)的電磁輻射能力也強(qiáng)。b. 光譜發(fā)射率：自然界中的物體都不是黑體，其吸收率永遠(yuǎn)小于 1， 因而對(duì)任何波長(zhǎng)的光譜出射率， 總是小于同溫度下的黑體的光譜出射 率。發(fā)射率表示物體的發(fā)射能力， 它是物體的輻射通量密度和同溫度 下的黑體輻射通量密度之比。 為了使用方便， 常采用光譜發(fā)射率 （物 體的光譜出射率與黑體的光譜出射率之比） 的概念， 以表示一個(gè)物體 把熱能轉(zhuǎn)變成輻射能的轉(zhuǎn)變效率。物體的光譜發(fā)射率等于物體的光譜吸收率。 物體的反

10、射率越大，發(fā)射率（吸收率）就越?。晃章?+反射率 +透射 率=1；反射率與發(fā)射率不僅是溫度和波長(zhǎng)的函數(shù)， 且與物體性質(zhì)有關(guān)。c. 根據(jù)物體光譜發(fā)射率的變化，將物體分為三類(lèi)，黑體，灰體，選擇 性輻射體。18. 凡是能夠產(chǎn)生電磁輻射的物體，叫做輻射源。分為人工和天然輻 射源。主動(dòng)遙感方式接收的是人工輻射源發(fā)出的電磁輻射的回波， 被 動(dòng)遙感方式接受的是天然輻射源的電磁輻射。19. 太陽(yáng)的主要能量在 0.2 到 3 微米間。太陽(yáng)輻射的峰值在 0.5 微米 附近，相當(dāng)于可見(jiàn)光中的綠色光。遙感常用的波段在 0.32 到 1.1 微 米間。 地面物體的電磁輻射信息包括兩部分： 一部分是反射信息， 他只能在

11、白天接收， 一部分是發(fā)射信息， 既能在白天接收也能在晚上 接收。課后習(xí)題:1. 簡(jiǎn)述遙感的基本概念。2. 簡(jiǎn)述遙感技術(shù)系統(tǒng)的組成。3. 遙感有哪幾種分類(lèi)？分類(lèi)依據(jù)是什么？4. 試述當(dāng)前遙感發(fā)展的現(xiàn)狀及趨勢(shì)。5. 簡(jiǎn)述遙感技術(shù)的應(yīng)用1. 電磁波譜由哪些不同特性的電磁波組成？它們有哪些不同點(diǎn)，又 有哪些共性？2. 電磁輻射是如何產(chǎn)生的？3. 遙感的基本原理是什么？4. 什么是黑體？簡(jiǎn)述黑體輻射基本定律。5. 遙感輻射源主要有哪些 ?6. 什么是地物波譜特性 ?什么是地物反射波譜特性？7. 簡(jiǎn)述巖石、水體、植被和土壤在可見(jiàn)光和紅外波段的反射波譜特性。8. 大氣對(duì)電磁輻射有何影響 ? 對(duì)遙感有何影響？

12、9. 何為大氣窗口？分析形成大氣窗口的原因，常用的大氣窗口有哪 些？1. 彩色的三特性是什么？2. 簡(jiǎn)述相加混色和相減混色的基本原理。3. 孟塞爾顏色系統(tǒng)是如何對(duì)顏色進(jìn)行表示和度量的？4. CIE 標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)系統(tǒng)是如何對(duì)顏色進(jìn)行表示和度量的？它與孟塞 爾顏色系統(tǒng)有何區(qū)別？1. 什么叫遙感平臺(tái)？按其高度不同可以分為那幾種？各種遙感平 臺(tái)的作用是什么？2. 簡(jiǎn)述傳感器的概念及其組成。3. 傳感器的遙感能力以哪些特性參數(shù)進(jìn)行衡量 ?它們的具體意義是 什么?1. 簡(jiǎn)述攝影成像過(guò)程及其基本原理。2. 什么是感光特性曲線(xiàn)？簡(jiǎn)述感光特性曲線(xiàn)的分段特性。3. 比較反差，景物反差，光學(xué)影像反差，膠片影像反差的區(qū)

13、別。4. 什么是感色性？根據(jù)感色興可以把膠片分為那幾類(lèi) ?5. 什么是多波段遙感？6. 簡(jiǎn)述彩色影像獲得的基本原理。7. 簡(jiǎn)述彩色膠片負(fù)片和正片色彩形成過(guò)程并繪圖表示。8. 聯(lián)系色彩合成相關(guān)理論分析彩紅外影像上的色彩特征。1. 掃描探測(cè)器主要有哪些？2. 簡(jiǎn)述電子掃描成像的基本過(guò)程。3. 簡(jiǎn)述光機(jī)掃描儀的成像過(guò)程。4. 簡(jiǎn)述瞬時(shí)視場(chǎng)角、 像點(diǎn)、地面分辨率、掃描角、總視場(chǎng)角的概念。5. 簡(jiǎn)述固體自?huà)呙璩上竦幕驹怼?. 簡(jiǎn)述航空攝影基本過(guò)程。2. 簡(jiǎn)述航攝質(zhì)量評(píng)定的內(nèi)容和方法。3. 航空攝影資料主要有哪些？4. 什么是中心投影？簡(jiǎn)述中心投影的構(gòu)像規(guī)律。5. 航攝像片上的特征點(diǎn)、線(xiàn)有哪些？6. 什么是像點(diǎn)位移？引起像點(diǎn)位移的原因主要有哪些？7. 簡(jiǎn)述投影誤差產(chǎn)生原理并分析其誤差規(guī)律。8. 簡(jiǎn)述傾斜誤差產(chǎn)生原理并分析其誤差規(guī)律。9. 簡(jiǎn)述航片立體觀察的條件、方法和效應(yīng)。 10簡(jiǎn)述航攝像片立體兩側(cè)的原理與方法。11. 簡(jiǎn)述航攝像片的糾正與轉(zhuǎn)繪方法。12何謂航空像片的