遙感基礎(chǔ)學(xué)習(xí)知識(shí)原理與應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)

第一章1、遙感的定義：通過不接觸被探測(cè)的目標(biāo)，利用傳感器獵取目標(biāo)數(shù)據(jù)，通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)展分析，獵取被探測(cè)目標(biāo)、區(qū)域和現(xiàn)象的有用信息23、狹義的遙感：指在高空和外層空間的各種平臺(tái)上，應(yīng)用各種傳感器〔攝影儀、掃描儀和雷達(dá)等〕獵取地表的信息，通過數(shù)據(jù)的傳輸和處理，從而實(shí)現(xiàn)爭(zhēng)論地面物體外形、大小、位置、性質(zhì)以及環(huán)境的相互關(guān)系。4、探測(cè)依據(jù)：目標(biāo)物與電磁波的相互作用，構(gòu)成了目標(biāo)物的電磁波特性?！残畔⒈惶綔y(cè)的依據(jù)〕傳感器能收集地表信息，由于地表任何物體外表都輻射電磁波，同時(shí)也反射入照的電磁波。地表任何物體外表，隨其材料、構(gòu)造、物理 /化學(xué)特性，呈現(xiàn)自己的波譜輻射亮度。5、遙感的特點(diǎn)：1〕手段多，獵取的信息量大。波段的延長〔可見光、紅外、微波〕使對(duì)地球的觀測(cè)走向了全天候全天時(shí)。2〕宏觀性，綜合性。掩蓋范圍大，信息豐富，一景TM影像185X 可見的，潛在的各類地表景觀信息。3〕時(shí)間周期短。重復(fù)探測(cè)，有利于進(jìn)展動(dòng)態(tài)分析6、遙感數(shù)據(jù)處理過程71〕被探測(cè)目標(biāo)攜帶信息2〕電磁波輻射信息的獵取3〕信息的傳輸和記錄4〕信息的處理和應(yīng)用第三章1、電磁波的概念：在真空或物質(zhì)中電場(chǎng)和磁場(chǎng)的相互振蕩以及振動(dòng)而進(jìn)展傳輸?shù)哪芰坎ā?2〕粒子性：以電磁波形紫外線、X射線、丫射線一一粒子性可見光、紅外線——波動(dòng)性、粒子性微波、無線電波——波動(dòng)性、疊加原理：當(dāng)空間同時(shí)存在由兩個(gè)或兩個(gè)以上的波源產(chǎn)生的波時(shí)，每個(gè)波并不因其他的波的存在而轉(zhuǎn)變其傳播規(guī)律，仍保持原有的頻率〔或波長〕和振動(dòng)方向，依據(jù)自己的傳播方向連續(xù)前進(jìn)，而空間相遇的點(diǎn)的、相干性與非相干性：由疊加原理可知，當(dāng)兩列頻率、振動(dòng)方向一樣，相位一樣或相位差恒定的電磁波疊5W〕單位：J,電磁輻射的能量6、立體角〔Q〕單位：sr,r的球面，從球心向球面做任何外形的錐面，錐面與位角來表示7、輻射出射度〔M〕：單位：W/m2，輻射源物體外表單位面積的輻射通量8、氣溶膠：懸浮于地球大氣之中具有肯定穩(wěn)定性的沉降速度小的，尺寸在 100nm10卩m的液態(tài)及固態(tài)粒子9、顆粒大氣散射的影響：〕大氣散射的緣由：電磁波與物質(zhì)相互作用后，電磁波偏離原來的傳播方向的一種現(xiàn)象。實(shí)質(zhì)是電磁波在傳輸中遇到大氣微粒而產(chǎn)生的一種衍射現(xiàn)象。2〕大氣散射的類型：瑞利散射：微粒直徑小于輻射波長時(shí)的散射。米氏散射：微粒直徑與輻射波長差不多時(shí)的散射非選擇性散射：微粒直徑比輻射波長大的多時(shí)的散射10、反射：1〕鏡面反射：光滑物體外表物體的反射滿足反射定律，入射波和反射波在同一平面內(nèi)，入射角與反射角相等2〕漫反射：格外粗糙的外表。當(dāng)入射輻照度肯定時(shí)，從任何角度觀看反射面，其反射輻照亮度是一個(gè)常數(shù)，這種反射面又稱為朗伯面3〕實(shí)際物體反射：介于鏡面和朗伯面之間的一種反射，自然界中絕大多數(shù)地物都屬于這種類型。、環(huán)境對(duì)光譜特征的影響因素：1〕地物的物理性狀：外表顏色、粗糙度、風(fēng)化狀況及含水量狀況等。2〕光源的輻射強(qiáng)度：同一地物的反射光譜強(qiáng)度，由于他所處的緯度和海拔高度不同有所差異3同而有差異。4〕探測(cè)時(shí)間在：進(jìn)展定位地物光譜測(cè)量中，必需考慮時(shí)間要素，以防止由于光照幾何條件的轉(zhuǎn)變而產(chǎn)生差異。5同典型地物波譜特征水植被土壤，給波段范圍在哪一波段上大氣衰減的類型11〕攝影成像是通過成像設(shè)備獵取物體影像的技術(shù)〕掃描成像是依靠探測(cè)原件和掃描鏡片對(duì)目標(biāo)地物進(jìn)展以瞬時(shí)視場(chǎng)為單位的逐點(diǎn)逐行掃描，進(jìn)而得到目標(biāo)地物的電磁輻射特性信息，形成肯定譜段的圖像〕微波遙感是通過微波傳感器獵取從目標(biāo)地物放射或反射的微波輻射，進(jìn)而識(shí)別地物并反演其屬性。2〕：1〕垂直攝影：攝影機(jī)主光軸垂直于地面或偏離垂線在三3o以內(nèi)，航空攝影測(cè)量及制圖大局部都是垂直攝影23。3、攝影機(jī)類型4、三種掃描成像方式：光/機(jī)掃描成像，固體自掃描成像，高光譜掃描成像。5、遙感圖像根本特征：空間——可從多維空間，特別是從宏觀上將地球、各圈層作為整體進(jìn)展觀測(cè)爭(zhēng)論。時(shí)間——可完整、系統(tǒng)的爭(zhēng)論各地物在時(shí)間序列和時(shí)間過程上的變化。時(shí)間區(qū)分率代表對(duì)同一地物進(jìn)展反復(fù)遙感采樣的時(shí)間間隔。光譜——可大大增加波譜范圍，更進(jìn)一步擴(kuò)展對(duì)電磁波的利用效率并提高識(shí)別能6、圖像區(qū)分率：光譜區(qū)分率第五章1、顏色三要素〔紅綠藍(lán)〕2、顏色的性質(zhì)：明度：能量輻射亮度的表達(dá)。色調(diào)：不同波長的組合。飽和度：彩色的純潔程度——波段窄——單色光3RGB模型〔紅、綠、藍(lán)〕圖像CMYK模型〔青、品、黃、黑〕減色法HLS模型〔色調(diào)、顏色、飽和度〕4、預(yù)處理流程：輻射校正——?大氣校正——?幾何校正——?配置——?鑲嵌5、輻射畸變：輻射校正：消退或改正遙感圖像成像過程中附加在傳感器輸出輻射能量中的各種噪聲。表達(dá)：隨機(jī)壞像元問題、行或列缺失、行或列局部缺失6、幾何畸變表達(dá)：位移、旋轉(zhuǎn)、縮放、彎曲校正過程：預(yù)備工作——?輸入原始圖像數(shù)據(jù)——?建立訂正變化函數(shù)——?確定數(shù)據(jù)輸出范圍——?逐個(gè)像選點(diǎn)規(guī)那么：均勻分布，特征明顯，數(shù)量足夠，誤差掌握在一像元以內(nèi)。地物穿插點(diǎn)；對(duì)角線選取—棋盤式加密；蛇形加密〔山區(qū)〕7、影像配準(zhǔn)：是將統(tǒng)一地區(qū)不同特性的相關(guān)遙感影像〔如傳感器不同、獵取時(shí)間不同、波段不同、空間區(qū)分--8度較高的圖像鑲嵌工作，平原地圖遙感影像。9、比照度變換〔對(duì)圖進(jìn)展識(shí)別〕通過轉(zhuǎn)變圖像像元的亮度值來轉(zhuǎn)變圖像像元比照度，從而轉(zhuǎn)變圖像質(zhì)量的圖像處理方式10、線性非線性：為了改善圖像的比照度，必需轉(zhuǎn)變圖像像元的亮度值，而且這種轉(zhuǎn)變需符合肯定的數(shù)學(xué)規(guī)律，即在運(yùn)算過程中有一個(gè)變換函數(shù)。線性變換變化函數(shù)是線性的或分段線性的。非線性變換變化函數(shù)是非線性的。 如對(duì)數(shù)變換和指數(shù)變換。對(duì)數(shù)變換主要用于增加暗局部指數(shù)變換，主要用于增加亮局部。11縮兩頭的方法，也就是產(chǎn)生一幅灰度值，均勻的圖像，直方圖均衡，就是把灰度概率分布的圖像，經(jīng)過一種變換，使之演化成一幅具有均勻灰度概率分布的圖像。12、彩色變換：將紅、綠、藍(lán)圖像變換到一個(gè)特定的彩色空間，并且能夠從所選彩色空間變換回RGB。兩次變HLS:色調(diào)、亮度、飽和度HSV:色調(diào)、飽和度、顏色亮度值。13、HLS變換概念：H:用角度表示，反響該顏色最接近什么樣的光譜波長,綠色，240o藍(lán)色。L:表示光照強(qiáng)度或亮度，確定像素的整體亮度，最亮值為

0o紅色，120o1。S:表示飽和度，飽和度參數(shù)用從色環(huán)的原點(diǎn)到彩色點(diǎn)的半徑長度表示。在環(huán)的四周是飽和的顏色，其值為1，在中0。、多光譜變換概念：通過函數(shù)變換，到達(dá)保存主要信息，降低數(shù)據(jù)量，增加或提取有用信息的目的。其、主成分分析〔K-L變換〕特點(diǎn)：主重量空間與多光譜空間坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)了一個(gè)角度，坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸肯定指向數(shù)據(jù)信息量較大的方向，80%是噪聲，這所以這種變換又可別離出噪聲。16、主成分分析〔K-L變換〕目的：1〕數(shù)據(jù)壓縮。進(jìn)展K-L變換后，TM數(shù)據(jù)前三個(gè)重量，已包含絕大多數(shù)的地物信息，足夠分析使用，數(shù)據(jù)量可削減到 43%，另外還可作為分類前的特征選擇。2主要信息，到達(dá)增加圖像的目的。17、穗帽變換概念：〔K-T變換〕指在多維光譜空間中，通過線性變換、多維空間的旋轉(zhuǎn)，將植物、土壤信息投影到多維空間的一個(gè)平面上，在這個(gè)平面上使植被生長狀況的時(shí)間軌跡〔光譜圖形〕和土壤亮度軸相互垂直目的：通過坐標(biāo)變換是植物與植被的光譜特征別離。特點(diǎn)：重量〔四個(gè)〕：18、圖像運(yùn)算：兩幅或多幅單波段圖像，完成空間配準(zhǔn)后，通過一系列運(yùn)算，可以實(shí)現(xiàn)圖像增加，到達(dá)提取某種某些信息或去掉某些不必要信息的目的。差值運(yùn)算用途：土地利用變化監(jiān)測(cè)，海岸線變化，邊緣增加比值運(yùn)算用途：用于突出遙感影像中植被特征、提取植被類別和估算植被生物量一一植被指數(shù)，去除地形影響，增加隱伏信息、微小變化信息等。19于顯示、觀看或進(jìn)一步的分析與處理。是增加圖像數(shù)據(jù)中的相關(guān)信息， 的動(dòng)態(tài)范圍，從而使這些特征檢測(cè)或識(shí)別更加簡潔。20、均值濾波：將每個(gè)像元在以其為中心的區(qū)域內(nèi)，取平均值來代替該像元值，已到達(dá)去掉銳利“噪聲〞和平滑圖象的目的。21、中值濾波：將每個(gè)像元在以其為中心的的鄰域內(nèi)取中間亮度值來代替該像元值，以達(dá)到去銳利“噪聲〞和平滑圖象的目的，具體計(jì)算方法與模板卷積方法，類似。2222、圖像銳化：1〕圖像銳化的目的是增加圖像中景物的邊緣或輪廓2〕邊緣和輪廓通常位于灰度突變或不連續(xù)的地方，具有一階微分最大值和二階微分為零的特點(diǎn)3〕邊緣檢測(cè)算子具有各向同性 〔對(duì)于各向異性的算子，與檢測(cè)算子方向一樣的邊緣和輪廓不能被檢測(cè)〕22、卷積運(yùn)算：選定一卷積函數(shù)，在空間域上對(duì)圖像做局部檢測(cè)的運(yùn)算，以實(shí)現(xiàn)平滑和銳化的目的。23、融合：概念：將同一區(qū)域的多源遙感圖像，按統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)，通過空間配準(zhǔn)和內(nèi)容復(fù)合，生成一幅比單一信息源更準(zhǔn)確、更平安、更牢靠的圖像的技術(shù)方法。目的：一方面可有針對(duì)性地去除無用信息， 消退冗余，大幅度削減數(shù)據(jù)處理量，提高數(shù)據(jù)處理的效率；另一方面又能將海量多源數(shù)據(jù)中的有用信息集中起來， 各種信息特征互補(bǔ)，發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)獲得更多的有用信息， 削減識(shí)別目標(biāo)的模糊性和不準(zhǔn)確性，從而為快捷、準(zhǔn)確地識(shí)別和提取信息奠定根底。過程:結(jié)果及評(píng)價(jià)指標(biāo)：通過目視判讀可比較和分析評(píng)判融合圖像的質(zhì)量， 多種遙感圖像數(shù)據(jù)融合,因涉及到不同數(shù)據(jù)源，其數(shù)據(jù)獵取方式、圖像融合方法不同，最終的融合效果可以差異很大,因而需要對(duì)融合效果進(jìn)展定量評(píng)價(jià)。一般通過多種數(shù)學(xué)方法，來評(píng)判融合圖像的質(zhì)量數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析方法一一均值、標(biāo)準(zhǔn)差、熵、聯(lián)合熵、相關(guān)系數(shù)、平均梯度、偏差指數(shù)。如用“熵與聯(lián)合熵〞來評(píng)定其信息量的大小用“梯度和平均梯度〞來判定融合圖像的清楚度，用“圖像偏移、逼真度、影像的方差和相關(guān)等〞來評(píng)定融合圖像的質(zhì)量。23、目視解譯：概念：專業(yè)人員通過直接觀看或借助關(guān)心判讀儀器在遙感圖像上獵取特定目標(biāo)地物信息的過程24、計(jì)算機(jī)解譯：概念：以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為支撐環(huán)境，利用模式識(shí)別技術(shù)與人工智能技術(shù)相結(jié)合，依據(jù)遙感圖像中目標(biāo)地物的各種影像特征， 結(jié)合專家學(xué)問庫中目標(biāo)地物的解譯閱歷和成像規(guī)律等學(xué)問進(jìn)展分析和推理，實(shí)現(xiàn)對(duì)遙感圖像的理解完成對(duì)遙感圖像的解譯。、圖像分類原理：分類根本原理：同類的物具有一樣或相像的光譜特征，不同的物具有不同的光譜特征。中多種地物的目的。、非監(jiān)視分類：在沒有驗(yàn)類別作為樣本的條件下，依據(jù)像元間相像度大小進(jìn)展計(jì)算機(jī)自動(dòng)判別歸類，無需人為干預(yù)，分類后需確定地面類別。別匹配難度大。、監(jiān)視分類：首先選取有代表性的訓(xùn)練區(qū)作為樣本，通過選擇特征參數(shù)〔如像元亮度均值、方差等〕確定判別函數(shù)，據(jù)此進(jìn)展分類。分類中對(duì)光譜集群組重歸類主要缺點(diǎn)：人為主觀因素較強(qiáng)；訓(xùn)練樣本的選取和評(píng)估需花費(fèi)較多分類不能識(shí)別，從而影響分類結(jié)果。配比321432453742743TM 波段■＞:第六章1、紅外遙感：概念：是指?jìng)鞲衅鞴ぷ鞑ǘ挝挥诩t外波段范圍〔通過探測(cè)目20.76-2.5um之間的紅

0.761000um〕之內(nèi)的，2.56-6.0um之間的紅外遙感稱之為中紅外遙感。6.0um-1mm之間的紅外遙感稱之為遠(yuǎn)〔或熱〕紅外遙感。3、熱紅外特點(diǎn)：近紅外遙感：近紅外波段上，傳感器接收到的主要是地表反射太陽光的能量中紅外遙感：白天的遙感信號(hào)中既包含有目標(biāo)自身的輻射，又包含有目標(biāo)波段的中紅外輻射具有穿透性。熱紅外遙感：傳感器接收地表自身熱輻射。熱紅外遙感的大氣影響更為復(fù)雜，他的大氣效〔非同溫像元〕問題突出。41〕分子運(yùn)動(dòng)溫度：分子運(yùn)動(dòng)溫度為動(dòng)力學(xué)溫度，又稱為真實(shí)溫度。它是物質(zhì)內(nèi)局部子的平均熱能，是組成物體的分子平均傳遞能量的內(nèi)部表達(dá)形式。2〕輻射溫度：又稱為表征溫度。物體的輻射能量是物體能量狀態(tài)的一種外部表現(xiàn)形式。并可用熱傳感器來探測(cè)3〕亮度溫度：當(dāng)一個(gè)物體的輻射亮度與某一黑體的輻射亮度相等時(shí)，該黑體的物理溫度Tb來表示。5、三個(gè)溫度指標(biāo)：地表溫度：地面表層的溫度，在不同地表不一樣。在裸地，是地表層的溫度，水面那么是水外表溫度，在植被那么是葉冠溫度，1.5-2m20cm平均溫度。6、熱容量與比熱：是物質(zhì)儲(chǔ)存熱力量的量度，隨溫度變化的。熱容量是指在肯定條件下，如定壓和定容條件下，物體溫度上升 1C〔或1K〕所需要吸取的熱量，單位為卡/度。對(duì)于肯定物質(zhì)而言，熱容量與質(zhì)量成正比。因此，單位質(zhì)量的熱容量