遙感導論-復習資料

遙感導論

狹義遙感：應用探測儀器，不與探測目標接觸，從遠處把目標的電磁波特

性記錄下來，通過分析，揭示物體的特征

性質及其變化的綜合探測技術。

絕對黑體：對于任何波長的電磁波輻射都全部吸收的物體。最接近黑體的

物體：黑色的煙煤，吸收系數(shù)接近99%o

灰體：沒有顯著的選擇吸收，吸收率雖然小于1,但基本不隨波長變化的物

體

大氣窗口：通常把透過大氣而較少被吸收、散射的透射率較高的電磁輻射波

稱為大氣窗口。

散射：輻射在傳播過程中遇到小微粒而使傳播方向改變，并向各個方向散開

高光譜遙感：是高光譜分辨率遙感的簡稱，它是在電磁波譜的可見光、近紅

外、中紅外、和熱紅外波段范圍內，獲取許多的光譜連續(xù)的影像數(shù)據(jù)技術。

空間分辨率指：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

漫反射：不論入射方向如何，雖然反射率P與鏡面反射一樣，但反射

方向卻是“四面八方”

實際物體反思：多數(shù)都處于兩種理想模型之間，即介于鏡面和朗伯面（漫

反射面）之間。

顏色的性質：所有顏色都是對某段波長有選擇的反射而對其他波長吸收的結

果。顏色的性質由明度、色調和飽和度來描述：

1.明度:是人眼對光源或物體明亮程度的感覺，物體反射率越高則明度越高。

2.色調：是色彩彼此相互區(qū)分的特征，決定物體向外輻射的光譜組成。

3.飽和度：是色彩純潔的程度，也就是光譜中波長段是否窄，頻率是否單一

的表示。

三原色（三基色）：若三種顏色，其中任一種都不能由其余兩種顏色

混合相加產生，這三種顏色按一定比例混合，卻可以形成各種色調的

顏色，稱為三原色或三基色（最優(yōu)三原色:紅、藍、綠）

當兩種色光相加成為白光或灰色，為互補色

減色法是從自然光（白色光）中減去其中一種或兩種基色光而生成色

彩的方法。

黃色=紅+綠=白-藍色品紅=紅+藍=白-綠色

青=藍+綠=白-紅色

青+品紅=白一（紅+綠）=藍黃+青=白一（藍+黃）=綠

黃+品紅=白-（藍+綠）品紅+青+黃=白一（綠+紅+藍）

1.地物空間的幾種關系：方位關系、包含關系、相鄰關系、相交關系、相貫

關系

2.遙感的特點：A大面積的同步觀測B時效性C數(shù)據(jù)的綜合性和可比性

D經(jīng)濟性E局限性

3.電磁波普頻率從高到低：r射線、x射線、紫外線、可見光、紅外線、無線

電波

4.紅外波段：超遠紅外：15——lOOOum、遠紅外：6——15um、

中紅外：3——6um、近紅外：0.76——3um

表2.1%箜婆歲

波段濃&

長波大于3OOOm

中波和短波10-3OOOin

始短波1-10m

微波1mm~1m

超遠紅外0.7615~1000pan

紅

夕卜遠虹外①I6-15fjan

ak中紅外-

段1OOO3~-6fzm

近紅夕卜ptna0.76—3pm

5.電磁波特性：1.是橫波、2.在真空中以光速傳播、3.滿足：f（頻率）.

Y（波長）=C（光速），

E（能量）=h（普朗克常數(shù)：h=6.626x10-34j/s）.F（頻率）、

4.具有波粒二象性

6.目標地物信息的遙感影像的各種特征，如：色調、色彩、大小、形狀、陰

影、紋理、圖形等。

7.物體的反射狀況分三種：鏡面反射、漫反射、實際物體反射

8.判斷點、線、面三者的包含關系：鉛垂線法、射線法。

9.遙感圖像的特征主要有哪些？空間分辨率、波譜分辨率、輻射

分辨率、時間分辨率。

遙感圖像目標地物的識別特征

遙感圖像中目標地物特征是地物電磁輻射差異在遙感影像上的典

型反映。按其表現(xiàn)形式的不同，目標地物特征可以概括分為3類（色、

形、位）：

色：指目標地物在遙感影像上的顏色，這里包括目標地物的色調、

顏色和陰影等；

形：指目標地物在遙感影像上的形狀，這里包括目標地物的形狀、

紋理、大小、圖形等；

位：指目標地物在遙感影像上的空間位置，這里包括目標地物分布

的空間位置、相關布局等；

大氣散射的三種情況：

1.瑞利散射：當微粒的直徑比輻射波長小得多時發(fā)生的散射。散射率與波長

的四次方成反比，因此，瑞利散射的強度隨著波長變短而迅速增大。瑞利散

射對可見光的影響較大，對紅外輻射的影響很小，對微波的影響可以不計。

2.米氏散射：當微粒的直徑與輻射波長差不多時發(fā)生的散射，主要由大氣中

的微粒（塵埃、小水滴等）引起。云霧的粒子大小與紅外線的波長接近，所

以云霧對紅外線的散射主要為米氏散射。

3.無選擇性散射：當微粒的直徑比輻射波長大得多時發(fā)生的散射，其強度與

波長無關，即在符合無選擇性散射條件的波段中，任何波段的散射強度相同。

大氣窗口:通常把透過大氣而較少被吸收、散射的透射率較高的電磁輻射波

稱為大氣窗口。

-0.3-1.4um：包括全部可見光（95%）,部分紫外光（70%）,部分

近紅外光（80%）。

攝影和掃描成像的方式在白天感測和記錄目標電磁波輻

射信息。

-1.4-2.5um：近紅外窗口，60%—95%,掃描成像，白天記錄

-3.5-5.5um：中紅外窗口，60%—70%,白天夜間，掃描成像記錄

-8-14um：遠紅外窗口，超過80%,白天夜間，掃描記錄

-1.4-300mm：微波窗口，白天夜間，掃描記錄。

氣象衛(wèi)星的特點：（P48）

1.軌道：低軌：近極地太陽同步軌道，800-1600km,與太陽同步，使衛(wèi)星

每天在固定的時間（地方時）經(jīng)過每個地點的上空，使資料獲得時候具有

相同的照明條件。高軌：地球同步軌道，36000km左右，相對于地球靜止,

所以可作為通訊中繼站，用于傳送各種天氣資料，如天氣圖，預報圖等。

2.短周期重復觀測：靜止氣象衛(wèi)星30分鐘一次，極軌衛(wèi)星半天一次，利于

對地面快速變化的動態(tài)監(jiān)測。

3.成像面積大，有利于獲得宏觀同步信息，減少數(shù)據(jù)處理容量。

4.資料來源連續(xù)，實時性強，成本低。

海洋遙感具有以下特點：（P52）

L需要高空和空間的遙感平臺，以進行大面積同步覆蓋的觀測：因海洋具

有范圍廣、幅度大、變化快的特點。

2.以微波為主：微波穿透能力較好，并且可以較好的獲得海水溫度、鹽度

和海面粗糙度等信息。

3.電磁波于激光、聲波的結合使擴大海洋遙感探測手段的一條新路：利用

聲波等技術可突破深度上的局限性，將遙感技術的應用范圍延伸到深海甚

至海底。

4.海面實測資料的校正。

微波遙感的特點：（P72）

1、能全天候、全天時工作：微波的散射作用較弱，在大氣中衰減較少，對

云層、雨區(qū)的穿透能力較強，基本不受煙云雨霧的限制。

2、對某些地物具有特殊的波譜特征：許多地物間微波輻射能力差別較大，

容易分辨出可見光與紅外遙感所不能區(qū)別的某些目標物的特性。

3、對冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透力。

4、對海洋遙感具有特殊意義：微波對海水特別敏感。

5、分辨率較低，但特性明顯。

微波遙感方式和傳感器：微波遙感分為有源（主動）和無源（被動）兩大類。

（P74）

1、主動微波遙感：是指通過向目標地物發(fā)射微波并接收其后向散射信號

來實現(xiàn)對地觀測遙感方式。主要傳感器是雷達。此外還有微波高度計和微波

散射計。

2、被動微波傳感：通過傳感器，接收來自目標地物發(fā)射的微波，而達到

探測目的的遙感方式。被動接收目標地物微波輻射的傳感器為微波輻射計,

被動探測目標地物微波散射特性的傳感器是微波散射計。

O

對于攝影成像的圖像來說，地面分辨率Rg取決于膠片分辨率、攝影鏡頭

分辨率RS構成的系統(tǒng)分辨率，以及攝影機焦距f和航高H。地面分辨率的

單位是線對/m,實際地面分辨的最小間隔（圖像能夠被分辨出來的地面上

兩個目標的最小距離）應為線/m0即地面分辨率/2。

Rsf

Rg=---

H

顏色相加原理：（P87）

1、互補色：若兩種顏色混合產生白色或灰色，這兩種顏色就稱為互補色。如

黃和藍、紅和青、綠和品紅均為互補色。

2、三原色：若三種顏色，其中的任一種都不能由其余兩種顏色混合相加產生,

這三種顏色按一定比例混合，可以形成各種色調的顏色，則成為三原色。最

優(yōu)三原色：紅、綠、藍。

遙感影像變形的原因：（P103）

1.遙感平臺位置和運動狀態(tài)變化的影響：無論是衛(wèi)星還是飛機，運動過程中

都會由于種種原因產生飛行姿勢的變化從而引起影像變形。主要包括航高（航

高越向高處偏離，圖像對應的地面越寬）、航速（航速的快慢會導致圖像上下

方向的位置錯動）、俯仰（引起圖像上下方向的變化）、翻滾（導致星下點在

掃描線方向偏移，使整個圖像的行向翻滾角引起偏離的方向錯動）、偏航（引

起掃描行方向的變化，導致圖像的傾斜畸變）。

2.地形起伏的影響：會產生局部像點的位移，使原來本應是地面點的信號被

同一位置上某高點的信號代替。

3.地球表面曲率的影響：主要表現(xiàn)為像點的位移和像元對應于地面寬度的不

等。

4.大氣折射的影響：折射厚的輻射傳播不再是直線而是一條曲線，從而導致

傳感器接收的像點發(fā)生位移。

5.地球自轉的影響：產生影像偏移。

遙感圖像的計算機分類的兩種方法：

1、監(jiān)督分類，通過選擇代表各個類別的已知樣本（訓練區(qū)）的像元光譜特征

事先取得各類別的參數(shù)，確定判別函數(shù)，從而進行分類。

2、非監(jiān)督分類：根據(jù)事先指定的某一準則，讓計算機自動進行歸并分類，無

須人為干預，分類后確定地面類型。

監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類的方法以及區(qū)別

監(jiān)督分類方法：最小距離分類法；多級切割分類法；特征曲線窗口法；最

大似然比分類法。

非監(jiān)督分類方法：分級集群法；動態(tài)聚類法。

區(qū)別:根本區(qū)別在于是否利用訓練場來獲取先驗的類別知識進行分類;而非監(jiān)

督分類方法則根據(jù)地物的光譜統(tǒng)計特性進行分類。

遙感信息的復合方法：1.不同傳感器的遙感數(shù)據(jù)復合，方法：彩色合成法，

步驟：配準、復合；2.不同時相的遙感數(shù)據(jù)復合，方法：彩色合成法、差

值方法、比值方法，步驟：配準、直方圖調整、復合。

包含關系的的兩種方法：

巖石的反射光譜特征：與巖石本身的礦物成分和顏色密切相關；組成巖石

的礦物顆粒大小和表面粗糙度的影響；巖石表面濕度的影響；巖石表面風

化程度的影響

沉積巖的影像特征及其識別：-沉積巖最大特點是成層性，常具不

同地貌特點；

-沉積巖的解譯應著重標志性巖層

的建立；

-疏松的陸相碎屑巖直接與形成的

地貌有關。

巖性識別一巖漿巖

根據(jù)Si02重量百分數(shù)，通常將巖漿巖分為四大類：

-超基性巖：Si02<45%橄欖巖一苦橄玲巖類

-基性巖：