《2022年《遥感原理与应用》考试重点【复习版】 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年《遥感原理与应用》考试重点【复习版】 .pdf（16页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、学习必备欢迎下载第一章遥感的定义广义 ：遥感指是在不直接接触的情况下，对目标物和自然现象远距离感知的一种探测技术。狭义 ：是指在高空和外层空间的各种平台上运用各种传感器（如摄影仪、扫描仪和雷达等）获取地表的信息，通过数据的传输和处理，从而实现研究地面物体的形状、大小、位置、性质及其环境的相互关系的一门现代应用技术。遥感特点： 宏观性，综合性（覆盖范围大）；多波段性；多时相性（重复探测，有利于进行动态分析）按探测电磁波的工作波段分（既是研究对象）：光学遥感；热红外遥感；微波遥感研究内容 ：波谱特性、空间特性、时间特性，遥感信息及地学规律应用领域： 资源调查方面、环境监测评价、区域分析规划、全球性
2、宏观研究电磁波谱： 将各种电磁波按其在真空中的波长 长短，依次排列制成的图表。 （可见光 0.4-0.76um， 热红外波段：814m 微波： 1mm1m 大气窗口 ：通过大气而较少被反射、吸收或散射的透射率较高的电磁辐射波段。它是选择遥感工作波段的重要依据。地物反射率大小的影响因素（3 点） ：波长（ ） ，入射角（ ） ，地表颜色与粗糙程度（）地物反射率：地物对某一波段的反射能量与入射能量值比地物反射光谱曲线（掌握定义）：根据地物反射率与波长之间的关系而绘成的曲线。地物电磁波光谱特征的差异是遥感识别地物性质的基本原理。遥感影像之所以出现不同的色调和灰度跟地物的波谱反射特性有关。1)不同地物
3、在不同波段反射率存在差异：雪、沙漠、湿地、小麦的光谱曲线2)同类地物的反射光谱具有相似性，但也有差异性。不同植物；植物病虫害3)地物的光谱特性具有时间特性和空间特性。水、植被、土壤三种地物的反射光谱曲线的绘制及其描述. ?植被的波谱特征可见光有个小的反射峰值位置在0.55um，两侧 0.45um，0.67um有两个吸收带。 这是由于叶绿素对蓝光红光的吸收作用强，对绿光的反射作用强。近红外 0.7-0.8um 有一个反射 “陡坡”，峰值在1.1um 左右。影响植被波谱特征的主要因素植物类型植物生长季节病虫害影响等?土壤的波谱特征自然状态下土壤表面的反射曲线呈比较平滑的特征，没有明显的反射峰和吸收
4、谷，随着波长的增大而升高。（在可见光和近红外波段明显，土壤对所有入射能均吸收或反射，无透射）在干燥条件下，土壤的波谱特征主要与成土矿物（原生矿物和此生矿物）和土壤有机质有关。干燥的土壤与湿润的土壤的反射率大小比较：干燥的土壤的反射率大。?水体的波谱特征纯净水体的反射主要在可见光中的蓝绿光波段，其他波段吸收率强。近红外波段吸收更强，在近红外影像上，水体呈黑色。干燥的土壤与湿润的土壤的反射率大小比较：干燥的土壤的反射率大。水中其它物质对波谱特征的影响水中含有泥沙， 在可见光波段的反射率会增加，峰值出现在黄红区。水中含有水生植物叶绿素时，近红外波段反射率明显抬高。第二章名师归纳总结 精品学习资料 -
5、 - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 16 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载遥感系统 主要由遥感平台、遥感器、遥感地面站组成。遥感平台： 在遥感中搭载遥感仪器的工具称为遥感平台（载体）。传感器： 在遥感中，收集、记录和传达遥感信息的装置称为传感器（遥感器）。按遥感工作平台分为：地面平台：为航空和航天遥感作校准和辅助工作。航空平台： 80 km 以下的平台，包括飞机和气球。航天平台： 80 km 以上的平台，包括高空探测火箭、人造地球卫星、宇宙飞船、空
6、间轨道站、航天飞机）遥感平台选择的依据：根据不同的地面分辨率选择不同的遥感平台。根据不同的应用目的选择不同的遥感平台传感器： 在遥感中，收集、记录和传达遥感信息的装置称为传感器（遥感器）。各种光学、无线电一起，如扫描仪、雷达、摄影机、摄像机、辐射计等。传感器的性能制约着整个遥感技术的能力，传感器的性能（遥感图像的特征表现参数）靠时间、空间、光谱、辐射分辨率来衡量。空间分辨率 ： （Spatial resolution ）一个像元所对应的的地面范围的大小。光谱分辨率：（Spectral Resolution ）遥感所能记录的电磁反射波谱中某一特定的波长间隔。间隔愈小，分辨率愈高 。传感器的波段选
7、择必须考虑目标的光谱特征值。辐射分辨率（Radiometric Resolution ） ： 指传感器接受波谱信号时，能分辨的最小辐射度差。遥感图像上表现为 每一像元的辐射量化级。图像的时间分辨率（Temporal Resolution ）时间分辨率指对同一地点进行采样的时间间隔，即采样的时间频率，也称重访周期。时间分辨率对动态监测 很重要。传感器分类（问题如：辐射计按照资料记录的方式属于哪种传感器？答：非成像）每种分类下前两个传感器一定要记住分类的归属1.按工作方式：主动式：测试雷达，激光雷达，微波散射计等被动式：摄影机，多波段扫描仪，微波辐射计，红外辐射计2 按记录方式：成像：摄影机，扫描
8、仪非成像：辐射计，雷达高度计，散射计，激光高度计3结构方式：摄影类型：面辐式摄影机、全景式摄影机扫描成像类型：多光谱扫描仪，电视摄像机，红外扫描仪微波成像类型：测试雷达，微波辐射仪传感器组成：地物电磁波辐射收集器探测器处理器输出器陆地卫星Landsat ，1972 年发射第一颗，已连续36 年为人类提供陆地卫星图像，共发射了7 颗，产品主要有 MSS,TM,ETM，属于中高度、长寿命的卫星。Landsat 上搭载的传感器有5 个：1 多光谱扫描仪（Multispectral Scanner,MSS）2 专题制图仪（ Thematic Mapper,TM ）30m3 增强型专题制图仪(ETM)
9、4 再增强型专题制图仪(ETM+) Landsat 7 搭载，全色波段空间分辨率15m.5 反束光导摄像机（RBV ）Landsat 系列卫星的运行特点：中等高度，近圆形，近极地，太阳同步，可重复轨道光谱段波长功能名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 16 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载10.450.52 蓝绿谱段绘制水系图和森林图，识别土壤和常绿、落叶植被20.520.60 绿谱段探测健康植物绿色反射率和反映水下特征
10、30.630.69 红谱段测量植物叶绿素吸收率，进行植被分类40.760.90 近红外谱段用于生物量和作物长势的测定51.551.75 近红外谱段土壤水分和地质研究，以及从云中间区分出雪610.412.5 热红外谱段植物受热强度和其它热图测量72.082.35 近红外谱段用于城市土地利用，岩石光谱反射及地质探矿表格 1 TM 数据的波谱段Landsat-7增加了 15m 全色波段， TM6 热红外波段分辨率提高到了60mSpot系列Spot-5 上搭载有3 种成像装置，spot 高分辨率几何装置（HRG ）和植被探测器（VEGETATION ）外，高分辨率立体成像（ HGS ）装置，目前国际上
11、最优秀的对地观测卫星之一。全色波段与多光谱波段分辨率不一样。空间分辨率最高2.5m. MODIS 卫星 ：中分辨率成像光谱仪，有36 个光谱通道， （空间）地面分辨率为250m、500m、1000m.扫描宽2330km，是当前世界上新一代“图谱”。时间分辨率1/4。 （1/4 天） 。Quickbird 分辨率： 0.61m（全色波段） ，2.5m（多光谱波段）有4 个多光谱波段（蓝、绿、红、近红外）第三章像元基本属性：灰度和位置。f(x,y)=y灰度灰度变化辐射校正位置校正几何校正图像数字化过程的两个步骤：采样（空间坐标的数字化）和量化（图像灰度的数字化）注意： 无论是坐标还是灰度都应是一个
12、整数集合（一幅图像可以被看成是空间各个坐标点上强度的集合）图像的形式化定义f(x,y) 二维 f(x,y,z) 三维 f(x,y,z,) 彩色活动立体图像f(x,y,z, ,t) 电视 I= f(x,y,t) 参数的含义要知道：X,y,z 为空间坐标 , 为波长 ,t 为时间， I 是图像点的光强度。静止图像 ：I= f(x,y,z, )、平面图像 ：I= f(x,y,t)、单色图像 ：I= f(x,y) PS ：如果问： I= f(x,y,z,)表示什么图像，要知道是静止图像。图像表示方法1、数学表示：矩阵和数组2计算机表示：图像描述信息一般以结构或者类来描述。（包括高、宽）图像数据图像的像
13、素 :像素是图片大小的基本单位,图像的像素大小是指位图在高和宽两个方向的像素数; 1.邻域： 4-邻域， 8-邻域4-邻域距离计算公式：D4（p，q） =|x-s|+|y-t|(p点坐标 x，y 点坐标 s，t) 8-邻域距离计算公式：D8（p，q） =max|x-s| ，|y-t| 2.距离：欧几里得距离公式：图像格式： JPG,BMP ,TIFF,JIFF 存储介质 ：磁带、磁盘、光盘2、存储格式 ：BSQ方式 /BIL 方式 /BIP 方式（遥感图像与普通图像最大区别：多波段）BSQ方式：按波段顺序存储（像元号顺序） ，行号顺序 ，波段顺序 BIL方式：按行存储（像元号顺序） ，波段顺序
14、 ，行号顺序 BIP方式：按像素存储（波段顺序），像元号顺序，行号顺序 数据源及分类1.多光谱定义： （定义为2波段数 TM5TM3，先说反射率谁高谁低，因为是543 按红绿蓝合成所以红绿蓝色光的比例大小（比较一下）按彩色合成原理，当比例相等时产生消色，所以最后合成的植被是绿色。2请阐述假彩色增强，真彩色合成，伪彩色密度分割的区别与联系。答： 1.三者的定义不同：1)真彩色合成：从多波段图像中选择其中三幅影响在显示屏上合成一幅图像（三合一），该三幅影像的波段范围与自然界中的红绿蓝光的波长范围大致相同。2)假彩色合成：将一幅自然彩色图像或者是同一景物的多光谱图像通过映射函数变换成新的三基色分量进
15、行彩色合成，使增强图像中各目标呈现出与原图像中不同的彩色。3)伪彩色增强：单波段黑白遥感图像可按亮度分层，对每层赋予不同的色彩，使之成为一幅彩色图像。2.真彩色合成和假彩色合成都是三合一，只是合成影像所用的波段不同或者相同波段但是组合次序不同而形成的影像，伪彩色增强是将单波段影像，通过独立的数学变换产生三个分量而合成伪彩色增强影像。3.和自然界色调相一致的是真彩色，不一致的是假彩色和伪彩色。3信息量，灰度阈值计算方法：pi为灰度级出现的概率最佳假彩色合成变量的选择方法：1. 信息量分析：选用信息量最大的波段 2. 影像灰度阈值分析：取影像灰度阈值最大的波段 3.波段间的相关系数分析：选择相关系
16、数小的波段4. 最佳波段组合指数法 5. 方差 - 协方差矩阵特征值6. 主成分分析 7. 多维亮度重叠指数法平滑（去噪） ：为了抑制噪声改善图像质量所进行的处理，就称为平滑。平滑可在空间域和频率域中进行。1）邻域平均值法2）中值滤波都属于空间域平滑（掌握2 种方法的计算）1）领域平均值法（4 邻域 /8 邻域） （是否考虑中心像元）2）中值滤波 ：一种非线性的平滑方法。对一个滑动窗口内的像元灰度值排序，用其居于中间位置的值代替窗口中心像元的位置。中间值的取法：当排序总数为偶数，去中间两个值求平均值中值滤波的作用：1）可除去孤立噪声,改善图像质量2）对脉冲很有效图像的空间域锐化： Robert
17、s 算子 Sobel 算子（模板）Sobel 算子：Robert 算子：计算： IMAGE Add BACK 的计算如 IMAGE Add BACK=20% 时，输出的结果影像图像锐化 ：就是增强图像的边缘，使图像轮廓分明，从而改善图像的质量。图像的锐化可在空间域和频率域中进行。锐化使得边缘棱角分明，但会带入部分噪声。频率域图像锐化：1.理想高通滤波器2.Butterworth高通滤波器3.指数滤波器4.梯度滤波器多光谱图像的四则运算，加减乘除的作用(很重要 ) 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - -
18、 - - - - - - - - - - 第 5 页，共 16 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载加法： 去除“叠加性”噪音生成图像叠加效果减法： 去除不需要的叠加性图案；检测同一场景两幅图像之间的变化；计算物体边界的梯度乘法： 加宽波段的范围，该处理在影像的宽度值的缩、扩改及回归运算中应用广泛；用二值蒙板图像与原图像作乘法，有利于图像局部显示。除法： 非线性夸大不同地物间的反差；消除或减弱地形阴影、云影的影响；压抑地形坡度和方向引起的辐射量变化，增强土壤、植被和水之间的差别。图像融合（ 新加重点）：图像融合是指将多源遥感图像按照一定的算法，在规定的地理坐标系中，生成新的
19、图像的过程。图像融合的目标：提高图像的空间分辨率、改善分类、多时像图像融合用于变化检测。图像融合的方法：1.像素级图像融合2.特征级图像融合3.决策级图像融合（选择）1.像素级图像融合：是将源图像或者源图像的变换图像中的对应像素进行融合，从而获得一幅新的图像2.特征级图像融合：首先对来自传感器的原始信息进行特征提取，产生特征矢量， 然后对特征矢量进行融合处理。3.决策级图像融合：属于最高层次的融合，包含了检测、分类、识别和融合。它首先对每个数据进行属性说明，然后将其结果加以融合，得到目标或环境的融合属性说明，其结果为指挥控制决策提供依据。三者的比较：像素级图像融合方法虽然是最难的，但也是最重要
20、、最基本的图像融合方法，信息损失最小，分类性能最好三者的比较像素级融合特征级融合决策级融合通信量最大中等最小信息损失最小中等最大容错性最差中等最好对传感器的依赖性最大中等最小融合方法最难中等最易预处理最小中等最大分类性能最好中等最差抗干扰性最差中等最好系统开放性最差中等最好像素级融合的技术路线HIS变换合成原理（图）简答：就一种图像融合的方法进行阐述基本原理和思想。(1) HSV变换法：HIS （H色度； S亮度； V 或 I饱和度。） 。首先将多光谱图像进行重采样，再经 HIS变换得到H、I、 S 三个分量。然后保持H、S 分量不变 , 将高分辨率的全色图像与I 分量进行几何配准和替换产生新
21、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页，共 16 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载的 I 分量，最后再进行HIS逆变换得到具有高空间分辨率的多光谱图像。(2) Brovey变换法 : 对彩色图像和高分辨率数据进行数学合成，从而使图像锐化。彩色图像中的每一个波段都乘以高分辨率数据与彩色波段总和的比值。函数自动地用最近邻、双线性或三次卷积技术将3 个彩色波段重采样到高分辨率像元尺寸。输出的RGB图像的像元将与高分辨率数据的像元大小
22、相同。第五章几何粗校正 ：只需将遥感器的校准数据、遥感平台的位置以及卫星运行姿态等一系列测量数据代入理论校正公式即可。几何精校正 ：多用控制点进行校正精校正的过程框图准备工作输入原始数字图像建立纠正变换函数确定图像输出范围逐个像素的几何位置变换像素亮度值重采样输出校正后图像控制点的选取1 数目的确定 ：6 倍于最小数目 (3 个控制点6 个未知数 )，一般一幅遥感影像选择16 20 个控制点为宜。2 选择的原则 ：易分辨，易定位的特征点；道路的交叉口，水库的坝址，河流弯曲点等特征根变化大的地区应该多选点尽可能满幅均匀选取。输出图像边界范围的确定原则：是既包括了纠正后图像的全部又使得空白图像空间
23、尽可能地少。几何纠正的两种方案：1.直接方法（亮度重配置）2. 间接方法（亮度重采样）。3 种方法（计算） ：重采样的三种方法：XN=Xp+0.5 取整1）最近邻内插法（像元法）YN=Yp+0.5 取整2）双线性内插法：W权重=1距离3）双三次卷积法简答：请阐述像素亮度重采样的三种方法，三种重采样方法比较最邻近像元法：最简单，计算速度快，且能不破坏原始影像的灰度信息，但其几何精度较差。双线性内插法：破坏了原来的数据，计算时间较长，但是具有平均化的滤波效果，几何精度较好。双三次卷积法：破坏了原来的数据，计算时间更长，但是具有影像均衡化和清晰化效果，几何精度较好。在一般情况下，用双线性内插法较宜。
24、1 数字镶嵌 ：就是对若干幅互为邻接（时间往往可能不同）的遥感数字影像通过彼此间的几何镶嵌、色调调整、去重叠等数字处理，镶嵌拼接成一幅统一的新（数字）影像。2 数字镶嵌的工作流程：准备工作 预处理工作 实施方案确定重叠区确定 色调调整 影像镶嵌。3 数字镶嵌的方法：基于像素的镶嵌；基于地理坐标的镶嵌。第六章名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页，共 16 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载1.模式识别的分类：1)按照识别过程中所
25、用到的信息不同分为：光谱模式识别、空间模式识别、时间模式识别；2)按照解决模式识别问题的不同的数学技巧分为：语言模式识别、模糊模式识别、神经网络模式识别、统计法模式识别。2.统计法模式识别的定义：从被识别的对象（模式）中提取一些反应对象属性的量度特征（变量）；所有特点在特征空间中将形成一系列的分布集群，每个分布集群中的特征点认为具有相似特征而被划分为同一类。找到各个分布群体的边界线（面）或确定任一特征点落入每个分布群体中的条件概率，以它们为判据实现特征点的分类。（不确定）3.统计模式识别的过程框图4.地物点在特征空间分布的三种状况： （看书上图 ）理想典型一般1)理想情况不同类别地物的集群至少
26、在一个特征子空间中的投影是完全可以相互区分开的；2)典型情况不同类别地物的集群，在任一子空间都有相互重叠存在，但在总的特征空间中是可以完全区分的；3)一般情况无论在总的特征空间中，还是在任一子空间中，不同类别的集群总是存在重叠现象。最大最小距离选心法（原则：使各初始类别之间尽可能保持远离）1.总体直方图均匀定心法（思想）（盒式判决法监督分类；平行管道法非监督分类）特征变换定义：特征变换是将原始图像通过一定的数学变换生成一组新的特征图像，这组新图像的信息集中在少数几个特征图像上，达到数据压缩的目的。目的：数据量有所减少（达到数据压缩的目的），去相关，有助于分类。常用的特征变换：主分量变换、哈达玛
27、变换、生物是指标变换、比值变换以及穗帽变换等。ISB（土壤背景轴）土壤亮度轴的像元亮度值；IGV（绿色植被轴）植物绿色指标轴的像元亮度值；IY（黄轴）黄色轴；IN噪声轴； xi地物在 MSS四个波段上的亮度值。例题：要掌握贝叶斯全概率公式，最小贝叶斯判决监督分类的优点：1.根据应用目的和区域，有选择的决定分类类别，避免出现一些不必要的类别、2.可以控制训练样本的选择。3.可以通过检查训练样本来决定训练样本是否被精确分类，从而避免分类中的严重错误。4.避免了非监督分类中对光谱集群的重新归类。缺点： 1.主观性2.由于图像类别的光谱差异，使得训练样本没有很好的代表性名师归纳总结 精品学习资料 -
28、- - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页，共 16 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载3.训练样本的获取和评估较多的人力时间。4.只能识别训练中定义的类别。非监督分类优点：1.不需要预先对所分类别的区域有广泛的了解，需要用一定的知识来解释得到的集群组。2.人力误差的机会小。3.量小的类别能被区分。缺点：1.得到的集群但类别不一定对应分析者想要的类别。2.难对产生的类别进行控制。3.不同图像间的对比困难。ISODATA （也称迭代自组织数据分析算法）算法聚类分析的
29、主要环节：聚类，集群的分类与合并。混淆矩阵是分类后误差检验的方法：对角线元素越大（大于90%）时越接近先验的考虑，非对角线元素越大，则表示分类结果中混淆分类的现象严重。分类菜单监督分类非监督分类决策树endmember collection Create class Image from ROIS Post Classification Robert 算子和sober 算子模板双线性内插法和最邻近像元法的计算题贝叶斯公式和最小贝叶斯判决的计算题计算第一章遥感的定义：广义：泛指各种非接触的、远距离的探测技术，根据物体对电磁波的反射和辐射特性，以获取物体信息的一种技术。狭义： 指在高空和外层空间的
30、各种平台上，运用各种传感器 （如摄影机、 扫描仪和雷达等） ，获取地表的信息，通过传输和处理，实现研究地面物体的形状、大小、位置、性质及其环境的相互关系的一门现代应用科学。遥感的特点：1.宏观性、综合性2.多波段性3.多时相性研究对象 （遥感的分类） ：1.按工作平台分：地面遥感，航空遥感，航天遥感2.按探测电磁波的工作波段分类：光学遥感，热红外遥感，微波遥感3.按照遥感应用的目的分类：环境，农业，林业，地质遥感4.按照资料的记录方式分类：成像遥感，非成像遥感5.按照遥感的工作方式分：主动，被动遥感研究内容 ：主要研究遥感信息形成的波谱、空间、时间、地学规律，研究遥感信息在地球表层的分布规律和
31、再现规律。应用领域 ：一、遥感在资源调查方面的应用二、遥感在环境监测评价等方面的应用三、在区域分析规划方面的应用四、在全球性宏观研究中的应用电磁波谱 ：将各种电磁波按其在真空中的波长长短，依次排列制成的图表。（可见光0.4-0.76um，热红外：0.8-1.4um，微波： 1mm-100mm ）电磁波：是指在真空中或者物质中通过传播电磁场的震动传输电磁能量的波大气窗口 ：通过大气较少被反射、吸收或散射的透射率较高的电磁辐射波段。地物反射率 ：地物对某一波段的反射能量与入射能量之比。影像因素有：（地表颜色和粗糙度）（入射电磁波的波长）（入射角的大小）引起反射率的变化有：太阳位置、传感器位置、地理
32、位置、地形、季节、气候变化、地面湿度变化、地物本身的变异、大气状况等。地物的反射波谱曲线：反射波谱是某物体的反射率（或反射辐射能）随波长变化的规律，以波长为横坐标，反射率为纵坐标所得的曲线。物体的反射波谱限于紫外、可见光和近红外，尤其是后两个波段。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页，共 16 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载根据地物反射率与波长之间的关系形成的曲线地物电磁波光谱特征是识别地物性质的基本原理不同地物在不同波段
33、的反射率存在差异同类地物的反射光谱曲线具有相似性但是也具有差异性（不同植物：植物病虫害）地物的光谱特性具有时间特性和光谱特性土壤的反射波谱特性：自然状态下土壤表面的反射率没有明显的峰值和谷值，土壤的反射率一般随波长的增加而增加，在可见光和近红外波段明显，土壤对所有的入射能均吸收或反射，无透射。土壤本身是一种复杂的混合物，由物理和化学性质不同的各不相同的物质组成，会不同程度的影响土壤的反射和吸收光谱特征。一般来讲土壤的光谱特性曲线与以下一些因素有关，即：土壤类别、含水量、有机质含量、砂、土壤表面的粗糙度、粉砂相对百分含量等。水体的反射波谱特性：水体的反射率产生于来自水面，水中的悬浮物或水底的交互
34、作用。如果水底部分影响可以忽略，水体的反射特性不仅与水体本身，也与水中的物质相关。水体的反射主要在蓝绿光波段，其他波段吸收率很强，特别在近红外、中红外波段有很强的吸收带，反射率几乎为零，因此在遥感中常用近红外波段确定水体的位置和轮廓。水的浑浊度的变化，叶绿素浓度的变化，对反射率都有影响。植物的反射波谱特性：可见光有个小的反射峰，位置在0.55um，两侧 0.45um， 0.67um 有两个吸收带。叶绿素对蓝光红光吸收强，对绿光反射作用强。近红外0.7-0.8um 反射陡坡，峰值在1.1um。太阳 是被动遥感最主要的辐射源，太阳辐射从近红外到中红外这一波段区间能量集中且相对稳定干燥的土壤与湿润的
35、土壤的反射率大小比较：干燥的土壤的反射率大。遥感系统 主要由遥感平台、遥感器、遥感地面站组成。遥感平台 ：遥感中搭载遥感器的工具统称遥感平台。按平台距地面的高度大体可分为三类：地面平台、航空平台、航天平台（高空探测火箭、人造地球卫星、宇宙飞船、空间轨道站、航天飞机）选择遥感平台的依据：根据不同的地面分辨率和不同的应用目的遥感器 ：是用来远距离检测地物和环境所辐射或反射的电磁波的仪器。由收集器、探测器、处理器、输出器组成。传感器的性能靠空间分辨率、 光谱分辨率、 辐射分辨率、 时间分辨率来衡量。传感器主要搭载在Landsat卫星、 Spot 卫星、 Modis 卫星、 Quickbird 卫星上
36、。遥感器分类 ：工作方式： 1.主动方式：（侧视雷达、激光雷达）、 被动方式 （摄影机、多波段扫描仪）2.资料的记录方式 ：非成像方式（辐射计、雷达高度计）、成像方式（摄影机、扫描仪）3.结构方式 ：摄影类型（画辐式摄影机、全景式摄影机）、扫描成像（多光谱扫描仪、电视摄像机）微波成像（侧视雷达、微波辐射仪）空间分辨率：一个像元所对应地面范围的大小即为遥感图像的空间分辨率。光谱分辨率 ：遥感器所能记录的电磁反射波普中某一特定的波长间隔。间隔越小，分辨率越高。辐射分辨率 ：是指传感器接受波谱信号时，能分辨的最小辐射度差。在遥感图像上表现为每一像元的辐射量化级。时间分辨率 ：指对同一地点进行采样的时
37、间间隔，即采样的时间频率，也称重访周期。几种主要的卫星：Landsat 卫星、 Spot 卫星、 Modis 卫星、 Quickbird 卫星。陆地卫星（landsat）类、高分辨率名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页，共 16 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载陆地卫星、高光谱卫星和合成孔径雷达。Landsat-7 除了增加了15m 的全色波段分辨率，热红外TM6 分辨率提高到 60m， 。Landsat卫星搭载的传感器：
38、根据不同的地面分辨率和不同的应用目的选择不同的遥感传感器：多光谱扫描仪（ MSS） 、专题制图仪（TM） 、增强型专题制图仪（ETM）在七号星、再增强型专题制图仪（ETM+） 、反束光导管摄像机（RBV ）Spot-5 搭载的装置 ：高分辨率几何装置、植被成像装置、高分辨率立体装置。HRV：三个多光谱四个波段，全色波段 10m，多光谱20m，空间分辨率最高2.5m，周期 26.1 天MODIS：也叫中分辨率成像光谱仪，新一代“图谱合一”的光学遥感仪。有36 个光谱通道，1 天 4 次，分布在 0.4-14um 的电磁波谱范围内。地面分辨率250m、500m、1000m，扫描宽度为2330km。
39、Quickbird：四个多光谱波段是红，绿，蓝，近红外；全色波段分辨率0.61m,多光谱波段分辨率2.5m。5、7 为红外波段6 为热红外波段第二章图像数字化的两个过程：采样和量化。其中采样过程是使图像空间坐标数字化，而量化过程是使图像灰度的数字化。图像的表示 ：从空间域图像的表示形式主要有光学图像和数字图像两种形式。一幅图像可以看成是空间各个坐标点上强度的集合。数学表达式为I=f（ x，y，z， ，t）表示的是 彩色立体影像，为波长， t 为时间。静止影像表示为I=f（x，y，z， ） ，平面影像表示为I=f（x，y，z） 。图像表示方法：数学表示（矩阵，数组）和计算机图像的像素 ：像素是图
40、片大小的基本单位,图像的像素大小是指位图在高和宽两个方向的像素数; 4 领域、 8 领域的计算公式：书本81 页D4（p，q）=|x-s|+|y-t| D8（p，q） =max|x-s|,|y-t| 扫描分辨率 光学分辨率指的是多功能一体机在实现扫描功能时，通过扫描元件将扫描对象每英寸可以被表示成的点数。单位是dot/inch ，dpi 值越大，扫描的效果也就越好。它的表示方式是用垂直分辨率和水平分辨率相乘表示。如某款产品的分辨率标识为：6001200dpi，就表示它可以将扫描对象每平方英寸的内容表示成水平方向 600 点、垂直方向 1200 点，两者相乘共720000 个点 .所以 1600
41、DPI 的扫描质量比1000DPI 的质量好 。存储介质 ：磁带 (CCT磁带 )、磁盘和光盘。存储格式 ： BSQ格式按波段顺序存储，先存储第一行波段1，接着第二行波段1 ；BIL格式按行存储，第一波段第一行，第二波段第一行第一波段第二行，第二波段第二行BIP格式按像名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页，共 16 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载素存储，一行一列相元，一波段，二波段然后一行二列像元，一波段，二波段。数据源
42、及其分类：1.多光谱数据源（定义为2波段数 15 的观测数据）2.高光谱数据源（有HYPERION 、MODIS、Sea Wifs） 3.全色波段数据源 （测绘相机和多波段CCD照相机）4.SAR数据源 （ASAR ；SIR CXSAR) 地图数据 ：4D 产品：数字高程模型（DEM） digital elevation model 数字正射影像图（DOM）digital orthophoto map 数字线划地图（DLG ） digital line graphic 数字栅格地图（DRG）digital raster graphic DT（terrain)M 数字地面模型DSM 数字表面模型
43、把 DEM 和 DOM 叠加 ,不仅可以表现地表的起伏状态还可以直观显示地表物体在平面和空间上分布的形态特征和构造关系。图像处理系统的内容：图像输入系统、图像处理和分析系统、图像存储系统、图像输出系统图像格式： JPG,BMP ,TIFF,JIFF 辐射校正 ：传感器在接收来自地物的波谱辐射能量时，由于电磁波在大气中传输和传感器作用等的影响，而导致的遥感器测量值与地物实际的光谱辐射率的不一致，消除影像数据中依附在辐射亮度中的各种失真过程称为辐射校正。辐射校正的内容：大气校正（吸收，散射的影响）、遥感器校正（光学边缘减光；光电变换系统灵敏度特性的偏差）、太阳高度角和地形的校正（太阳高度角的影响；
44、地形倾斜的影响）。大气校正：大气通过对电磁波的吸收和散射来影响和改变遥感影像的辐射性质。消除和校正这些影响的处理过程称为大气校正。大气校正的方法：利用辐射传递方程来进行大气校正利用地面实况数据进行大气校正多波段遥感影像的对比分析法（直方图最小去除法、回归分析法）回归分析法的步骤：1.点绘作图分析2.确定曲线拟合的形式3.拟合的最小原则（最小二乘法原则）4.根据拟合形式进行求解5.对波段图像的灰度值进行校正（都减去a4） 。回归分析的原理：MSS7波段几乎不会受到大气散射的影响，456 波段都会受到大气散射的影响，以7 波段为基准对同步获得的其他波段进行校正。在要进行大气散射校正的MSS456
45、的波段影像上，找出最黑的影像目标，并在同步获得的MSS7波段影像上找到同一目标为基准，理由是最黑的影像若没有收到大气散射的影响，其灰度值应该为0 反差调整 ：又称对比度变换，是一种通过改变图像影像像元的亮度值来改变图像像元对比度，从而改善图像质量的图像处理方法。将图像中过于集中的像元分布区域（亮度值分布范围）拉开扩展，扩大像元反差的对比度，增强图像表现的层次性。主要包括:灰度变换（线性变换、非线性变换）、直方图修正。若 x 方向灰度范围 84-153，将其在 y 方向进行拉伸（0-255） ，建立数学线性关系，就可求出x 方向任意一点的灰度。 （结果保留整数）直方图的规定化（定义）：将原始影像
46、的直方图调整到事先规定的状态，并以此来对原始影像的特定灰度范围进行增强处理。作用：对于不同时间获取的同一地区或者邻接地区的图像，或者是由于太阳高度角或者大气的影响引起差异的图像很有作用，特别是对图像镶嵌的变化检测。4 条要求： 1.图像直方图总体形状应类似；2.图像中黑与亮特征应相同；3.对某些应用，图像的空间分辨率应相同； 4.图像上地物分布应相同，尤其是不同地区的图像匹配；5.如果一幅图像里有云，二另一幅没有云，在进行直方图匹配前应将云去掉。直方图的均衡化：又称平坦化，是将一已知灰度概率密度分布的影像，经过某种变换，变成一幅具有均匀灰度概率密度分布的新影像，其结果是扩大了像元取值的动态范围
47、。效果： 1.各灰度级所占图像的面积近似相等，因为某些灰度出现高的像素不可能被分割；2.原图像上频率小的灰度级被合并，频率高的灰度级被保留，因此可以增强图像上大面积地物与周围地物的反差；3.如果输出数据分段级较少，则会产生一些大类地物的近似轮廓。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 12 页，共 16 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载彩色增强包括真彩色合成假彩色增强伪彩色增强（密度分割，伪彩色变换，滤波法伪彩色增强）真彩色合成假彩色
48、合成和伪彩色密度分割的区别和联系真彩色合成和假彩色合成都是三合一，只是合成影像所用的波段不同或者相同波段但是组合次序不同而形成的影像，密度分割是将单波段影像，通过独立的数学变换产生三个分量而合成伪彩色增强影像。假彩色合成：将一幅自然彩色图像或者是同一景物的多光谱图像通过映射函数变换成新的三基色分量进行彩色合成，使增强图像中各目标呈现出与自然彩色图像中不同的色彩的技术称为假彩色合成技术。真彩色合成：从多波段图像中选择其中的三幅图像在显示屏上合成一幅图像（三合一），该三幅图像的波段范围与自然界中的红绿蓝光的波长范围大致相同。伪彩色变换：将具有连续色调的单色影像按一定密度范围分割成若干等级，经分层设
49、色显示出一种新彩色影像。假彩色合成的目的：1. 使感兴趣的目标呈现奇异的色彩或者置于奇特的色彩中从而更加受人注目2. 使景物呈现出与人视觉相匹配的颜色，以提高对目标的分辨力。密度分割的效果分析：1. 以不同的色彩表示图像的色调变化，增强了图像的显示能力；2. 同一地物或现象可能被分割成两种不同密度并以不同的颜色显示出来，或同一色彩却表示两种以上不同的地物，造成判读错误。最佳假彩色合成变量的选择方法：1. 信息量分析：选用信息量最大的波段 2. 影像灰度阈值分析：取影像灰度阈值最大的波段 3.波段间的相关系数分析：选择相关系数小的波段4. 最佳波段组合指数法 5. 方差 - 协方差矩阵特征值6.
50、 主成分分析 7. 多维亮度重叠指数法平滑、领域平均、中值滤波的计算（包不包含中心像元）。图像平滑的目的在于消除各种干扰噪声，使图像中高频（影像的边缘、轮廓、噪声）成分消退，平滑掉图像的细节，使其反差降低，保存低频（信息部分）成分。图像平滑包括空间域处理（邻域平均法、中值滤波法）和频率域处理 （低通滤波法： 滤波器有理想低通滤波器、Butterworth滤波器、 指数滤波器、 梯形滤波器Bartlett低通滤波器）两大类。中值滤波 ：一种非线性的平滑方法，对一个滑动窗口内的诸像素灰度值排序，用其居于中间位置的值代替窗口中心像素的灰度值。中间值的取法:当邻域内像元为偶数时，取排序后中间两像元值的