遙感導(dǎo)論復(fù)習(xí)

1、遙感導(dǎo)論復(fù)習(xí)重點(diǎn)遙感的基本概念廣義：泛指一切無接觸的遠(yuǎn)距離探測，包括電磁波遙感（光、熱、無線電波）;力場遙感（重力、磁力）;聲波遙感；地震波遙感等狹義：是指從不同高度的平臺(tái)上，使用各種傳感器（即探測儀器），不與探測目標(biāo)物相接觸，從遠(yuǎn)處把目標(biāo)物的電磁波特性記錄下來，通過分析，揭示出目標(biāo)物的特征性質(zhì)及其變化的綜合性探測技術(shù)遙感系統(tǒng)遙感系統(tǒng)：是一個(gè)從地面到空中直至空間；從信息收集、存儲(chǔ)、傳輸處理到分析判讀、應(yīng)用的完整技術(shù)系統(tǒng)遙感系統(tǒng)的組成：被測目標(biāo)物的信息特征（目標(biāo)物的電磁波特性）、信息的獲取、信息的接受，信息的處理、信息的應(yīng)用遙感的特點(diǎn)大面積同步觀測（宏觀性：宏觀觀測，能大范圍獲取數(shù)據(jù)資料，大面積

2、同步觀測時(shí)效Ti：獲得資料的速度快、周期短，時(shí)效性強(qiáng)（多時(shí)相性，重復(fù)探測，有利于進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，動(dòng)態(tài)監(jiān)測，快速更新監(jiān)控范圍數(shù)據(jù)，獲取信息快、更新周期短）數(shù)據(jù)的綜合性和可比性（多波段性）：技術(shù)手段多樣，可獲取海量信息，數(shù)據(jù)具有綜合性、可比性經(jīng)濟(jì)性：成本低，經(jīng)濟(jì)效益高，用途廣局限性：遙感技術(shù)所利用的電池波還很有限，僅有其中的幾個(gè)波段范圍遙感的分類按遙感平臺(tái)分：地面遙感、航空遙感、航天遙感、航宇遙感按傳感器的探測波段分；紫外遙感：探測波段在0.050.38um之間可見光遙感：探測波段在0.380.76um之間紅外遙感：探測波段在0.761000um之間微波遙感：探測波段在1mm10mL間多波段遙感：指

3、探測波段在可見光波段和紅外波段范圍內(nèi)，再分成若干窄波段來探測目標(biāo)按工作方式分：主動(dòng)遙感、被動(dòng)遙感按遙感獲取的數(shù)據(jù)形式分：成像方式遙感、非成像方式遙感按遙感的應(yīng)用領(lǐng)域分：大氣遙感，陸地遙感，海洋遙感等電磁波譜：根據(jù)電磁波在真空中傳播的波長或頻率的大小，按遞增或遞減順序依次排列所構(gòu)成的圖譜。該波譜以頻率從高到低排列（即按波長從小（短）到大（長）排列），可以劃分為丫射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線、無線電波。電磁輻射度量單位輻射能量（W）：電磁輻射的能量。輻射通量（）：單位時(shí)間內(nèi)通過某一面積的輻射能量。輻射通量是波長的函數(shù)。輻射通量密度（E）:單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的輻射能量。！輻照度（I）:被

4、輻射的物體表面單位面積上的輻射通量。輻射出射度（M）:輻射源物體表面單位面積上的輻射通量。輻照度（I）與輻射出射度（M）都是輻射通量密度的概念，不過I為物體接收的輻射，M為物體發(fā)出的輻射。它們都與波長入有關(guān)。輻射照度（I）：被輻射的物體表面單位面積上的輻射通量輻射亮度（L）:面輻射源在某一方向，單單位投影表面，單位立體角內(nèi)的輻射通量，具有方向性。朗伯源輻射亮度L與觀察角無關(guān)的輻射源，稱為朗伯源。嚴(yán)格地說，只有絕對黑體才是朗伯源黑體：所謂黑體是絕對黑體的簡稱，指在任何溫度下，對于各種波長的電磁輻射都能全部吸收的物體，即吸收系數(shù)恒等于1（100%）的物體。絕對黑體的吸收率恒等于1,與物體的溫度和入

5、射電磁波波長無關(guān)。顯然，絕對黑體的反射率恒等于0,透射率也等于0。有最大的吸收與發(fā)射率，絲毫不存在反射。黑體輻射的特性：輻射出射度（輻射通量密度）隨波長連續(xù)變化，每條曲線只有一個(gè)最大值。溫度愈高，輻射出射度（輻射通量密度）也愈大，不同溫度的曲線不相交。隨著溫度的升高，輻射最大值所對應(yīng)的波長移向短波方向。普朗克公式：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(guān)系。利用普朗克公式，可以計(jì)算出既定溫度和既定波長下黑體輻射出射度。斯忒藩一玻爾茲曼定律：黑體的總輻射出射度M=（r乘TM:黑體總輻射出射度隨溫度的增加而迅速增加，它與溫度的四次方成正比。因此，溫度的微小變化，就會(huì)引起輻射通

6、量密度很大的變化。是紅外裝置測定溫度的理論基礎(chǔ)。維恩位移定律：黑體輻射光譜中最強(qiáng)輻射波長入max乘T=bb為常數(shù)隨著溫度的升高，輻射最大值對應(yīng)的峰值波長向短波方向移動(dòng)。實(shí)際地物的發(fā)射波普特性：基爾霍夫定律：在給定溫度下，物體對任意波長的發(fā)射本領(lǐng)與它的吸收本領(lǐng)成正比，比值與物體的性質(zhì)無關(guān)，只是波長和溫度的函數(shù)。按照發(fā)射率與波長的關(guān)系，把地物分為：1黑體：發(fā)射率為1。2白體：發(fā)射率為03灰體：發(fā)射率小于1而且為常數(shù)，發(fā)射率不隨波長變化。4選擇性輻射體：發(fā)射率小于1,且隨波長而變化。黑體輻射發(fā)射光譜特征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(gè)最大值；黑體自身溫度越高，

7、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；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(dòng)；只要黑體自身溫度稍微變化，其總輻射出射度就會(huì)發(fā)生較大變化；輻射出射度峰值對應(yīng)波長與黑體溫度乘積為一常數(shù)為何得到后兩點(diǎn)結(jié)論，可從普朗克公式計(jì)算求證反射波普曲線：地物的反射率隨波長變化的規(guī)律稱為地物的反射波譜發(fā)射波普曲線：地物的發(fā)射率隨波長變化的規(guī)律稱為地物的發(fā)射波譜地物的反射波譜特征：雪在藍(lán)光0.49um附近有個(gè)峰值，隨著波長增加，反射率逐漸降低，但可見光的藍(lán)綠紅波段反射率均較高沙漠在橙光0.6um附近有個(gè)峰值小麥在綠光0.54um附近有個(gè)峰值，兩側(cè)紅光和藍(lán)光有明顯的吸

8、收，在近紅外波段有強(qiáng)反射濕地在各個(gè)波段反射都較弱太陽常數(shù)：通常把垂直于太陽輻射方向上、與太陽的距離等于日地平均距離處的單位面積、單位時(shí)間內(nèi)接受的太陽總輻射能量稱為太陽常數(shù)，或稱太陽平均輻射強(qiáng)度。大氣對太陽輻射的影響：（太陽輻射的去向）30喊云層反射回宇宙空間，17喊大氣吸收，22喊大氣散射，31嗨U達(dá)地表散射：輻射在傳播過程中遇到小微粒而使傳播方向改變，并向各個(gè)方向散開，稱為散射。影響：削弱了原傳播方向的輻射強(qiáng)度，增加了其他各方向的輻射，即改變了電磁波的傳播方向；干擾傳感器的接收；降低了遙感數(shù)據(jù)的質(zhì)量、影像模糊，影響判讀.大氣散射的類型：1瑞利散射（大氣中粒子的直徑比波長小得多時(shí)發(fā)生的散射）.

9、2米氏散射（當(dāng)大氣中粒子的直徑與輻射的波長相當(dāng)時(shí)發(fā)生的散射）3無選擇性散射（當(dāng)大氣中粒子的直徑比波長大的多時(shí)發(fā)生的散射）.晴朗的天空為藍(lán)色的原因是什么，夕陽呈現(xiàn)橘紅色的原因是什么，云霧呈白色，晴朗的天空為藍(lán)色是因?yàn)椋核{(lán)光波長短，散射強(qiáng)度大。因此藍(lán)光向四面八方散射，使整個(gè)天空蔚藍(lán)，使太陽輻射傳播方向的藍(lán)光被大大削弱。夕陽呈現(xiàn)橘紅色是因?yàn)椋喝章鋾r(shí)太陽高度角小，陽光斜射向地面，通過的大氣層比陽光直射時(shí)要厚得多。藍(lán)光波長最短，幾乎被散射殆盡，波長次短的綠光散射強(qiáng)度也居其次，大部分被散射掉了。只剩下波長最長的紅光，散射最弱，因此透過大氣最多。加上剩余的極少量綠光，最后合成呈現(xiàn)橘紅色、所以夕陽都偏橘紅色。

10、云霧成白色是因?yàn)椋涸诳梢姽獠ǘ危旗F中水滴的粒子直徑就比波長大很多，因而對可見光中各個(gè)波長的光散射強(qiáng)度相同，所以人們看到云霧呈白色，并且無論從云下還是乘飛機(jī)從云層上面看，都是白色。大氣窗口:我們把受到大氣衰減作用較輕，透射率較高的波段叫做大氣窗口地球同步軌道地球同步軌道的運(yùn)行周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期，即衛(wèi)星與地球轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相同，其傳感器總是朝向地球固定的位置，如果從地面上各地方看過去，衛(wèi)星在赤道上的一點(diǎn)是靜止不動(dòng)的，所以又稱靜止軌道。太陽同步軌道太陽同步軌道是指衛(wèi)星軌道面始終與太陽至地心連線保持恒定的角度氣象衛(wèi)星、資源衛(wèi)星通常選擇太陽同步軌道的原因：選擇太陽同步軌道，能保證衛(wèi)星每天在特定的時(shí)刻

11、經(jīng)過指定地區(qū)，這便于我們獲得最好的太陽光條件，從而得到高質(zhì)量的地面目標(biāo)圖像而且衛(wèi)星以同一地方時(shí)、同一方向通過同一地點(diǎn)，保證遙感觀測條件基本一致，利于圖像的對比。傳感器：是收集，探測，記錄電磁波輻射能量的裝置，是遙感技術(shù)的核心。由收集器，探測器，處理器，輸出器組成傳感器的分類：攝影方式傳感器，掃描方式傳感器，微波傳感器攝影成像垂直攝影，傾斜攝影單片攝影，單航線攝影，多航線攝影航向重疊沿一條航線，對地面狹長地區(qū)或沿線狀地物（如鐵路、公路、河流）進(jìn)行的連續(xù)攝影。為了使相鄰像片的地物能互相銜接以及滿足立體觀察的需要，相鄰像片間需要有一定的重疊，稱為航向重疊。重疊一般應(yīng)達(dá)到60%至少不小于53%旁向重疊

12、沿?cái)?shù)條航線對較大區(qū)域進(jìn)行連續(xù)攝影，稱為多航線攝影。多航線攝影要求各航線互相平行。在同一條航線上相鄰像片間的航向重疊為60%-53%相鄰航線間的像片也要有一定的重疊，這種重疊稱為旁向重疊，一般應(yīng)為30%-15%地面距離分辨率（GRD：影像所記錄的最小目標(biāo)物的大小每毫米線對（LPM：1毫米寬度內(nèi)能夠清楚地識(shí)別出黑、白相間的平行線對數(shù)。是一種用標(biāo)準(zhǔn)化分辨目標(biāo)測算影像分辨率的方法。每毫米線對和地面分辨距離可以相互轉(zhuǎn)換GREM地面分辨距離，單位為或H是相對地面的飛行高度，單位是例f是焦距，單位是mmR是系統(tǒng)分辨率，用每毫米線對表示。航空相片的幾何特性：(1)航空像片屬于中心投影(2)航片的比例尺(3)像

13、點(diǎn)位移地形的起伏和投影面的傾斜會(huì)引起航片上像點(diǎn)位置的變化，叫像點(diǎn)位移。因地形起伏引起的像點(diǎn)位移，又稱投影誤差因像片傾斜引起的像點(diǎn)位移，又稱傾斜誤差掃描成像掃描成像：依靠探測元件和掃描儀對目標(biāo)地物以瞬時(shí)視場為單位進(jìn)行的逐點(diǎn)、逐行取樣，以得到目標(biāo)地物電磁輻射特性信息，形成一定譜段的圖像。根據(jù)成像方式不同，分為3種光機(jī)掃描儀推掃式掃描儀CCD成像光譜儀光機(jī)掃描儀：工作原理：掃描鏡在機(jī)械驅(qū)動(dòng)下，隨遙感平臺(tái)的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)而擺動(dòng)，依次對地面進(jìn)行掃描，地面物體的輻射波束經(jīng)掃描鏡反射，并經(jīng)透鏡聚焦和分光分別將不同波長的波段分開，再聚焦到感受不同波長的探測元件上。常見的幾種光機(jī)掃描儀有紅外掃描儀、MSSTMETM+

14、推掃式掃描儀：SPO睬用工作原理：用固定的探測元件，通過遙感平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)對目標(biāo)地物進(jìn)行掃描成像的一種成像方式雷達(dá)成像微波遙感分為主動(dòng)和被動(dòng)，主動(dòng)微波遙感主要是雷達(dá)，雷達(dá)按是否成像分為成像雷達(dá)和非成像雷達(dá)，成像雷達(dá)有真實(shí)孔徑側(cè)視雷達(dá)和合成孔徑側(cè)視雷達(dá)雷達(dá)：無線電測距和定位，它是由發(fā)射機(jī)通過天線主動(dòng)發(fā)射微波（1-1000mm，然后用同一天線接收目標(biāo)反射的回波信號以進(jìn)行探測的一種傳感器。將探測到的雷達(dá)回波記錄在一幅圖像上就成了雷達(dá)圖像側(cè)視雷達(dá)一般由脈沖發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、發(fā)射接收開關(guān)、天線和顯示記錄器組成。側(cè)視雷達(dá)成像原理：側(cè)視雷達(dá)在隨飛行器前進(jìn)過程中，-邊從發(fā)射器經(jīng)天線向距離方向側(cè)向發(fā)射一個(gè)很窄的波束，

15、這個(gè)波束在航向上很窄，在距離方向上很寬，覆蓋了地面上一個(gè)很窄的條帶。波束從離飛行器較近的距離（近距點(diǎn)）一直照射到離飛行器較遠(yuǎn)的距離（遠(yuǎn)距點(diǎn)）。每個(gè)波束，由以一定時(shí)間間隔（脈沖寬度）的具有特定波長的微波脈沖組成。脈沖遇到地上目標(biāo)后，與之相互作用，-部分能量（回波）由地物反射返回雷達(dá)天線，由接收器接收。這些回波被記錄裝置按時(shí)間先后順序記錄下來，就形成了一個(gè)窄條帶上各種地物的圖像。在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)，飛行器已經(jīng)往前又飛行了一段，接著發(fā)射下一條波束，然后記錄回波，地表維信息，就以這種連續(xù)帶狀形式，被逐行掃描記錄下來。側(cè)視雷達(dá)分為真實(shí)孔徑側(cè)視雷達(dá)（RA-SLR與合成孔徑側(cè)視雷達(dá)（SA-SLR與可見光和紅外遙

16、感相比，微波遙感有什么特點(diǎn)？（1）微波遙感可以全天候、全天時(shí)工作。可見光和近紅外是利用太陽輻射，只能白天成像；而熱紅外影像可以在夜間可成像，但受天氣雨云的影響，若天氣不好，則成像效果較差，微波因?yàn)椴ㄩL較長，具有穿云透霧的能力，可不受天氣影響，同時(shí)多為主動(dòng)遙感，夜間亦可成像。(2)微波對冰、雪、森林、土壤等有一定的穿透能力，而可見光和紅外幾乎不具備穿透能力。(3)具有精確測距能力、測量土壤含水量能力。微波差分干涉測量技術(shù)可計(jì)算地形高度、微地形變化，且微波對土壤含水量的敏感性強(qiáng)。(4)對海洋遙感有特殊意義，由于其不受天氣的影響，同時(shí)對地形起伏比較敏感，在海洋監(jiān)測中有很重要的應(yīng)用。(5)對某些地物具有特殊的波譜特征(6)分辨率低，但特性明顯。評價(jià)遙感圖像質(zhì)量的技術(shù)指標(biāo)主要有哪些(遙感數(shù)字圖像有什么特征)主要有空間分辨率、波譜分辨率、輻射分辨率、時(shí)間分辨率空間分辨率：像素所代表的地面范圍的大小，或地面物體能分辨的最小單元，對于航空攝影成像遙感而言，地面分辨率取決于系統(tǒng)分辨率和焦距和航高，不同的遙感目的要求不同的空間分辨率。波譜分辨率：傳感