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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date林业遥感考试-中南林业科技大学-复习资料第一章第一章2、遥感技术的4大物质构成要素：1对象（Objects）:被探测、被感知的事物和现象2传感器（Sensor）：能感测事物并能感测的结果传递给使用者的仪器3信息传播媒介（Media）：在目标与传感器之间起信息传递作用的介质4遥感平台（Platform）：搭载传感器并使之正常工作的装置3、遥感的分类A按遥感对象分（1）宇
2、宙遥感，以外太空其它星体为感测对象（2）对地遥感地球表层环境环境遥感；在环境遥感中若地球表层资源为对象称为资源遥感B按遥感平台分（1）航天遥感平台H80km火箭、人造卫星、飞船、航天飞机等（2）航空遥感平台H80km普通飞机、气球、飞艇等（3）地面遥感遥感车、遥感塔、“远洋测量船”C按遥感媒介分（1）电磁波遥感常用的电磁波波段是紫外可见光红外和微波等（2）声波遥感潜 水艇的声纳技术、探测珍贵鱼群的回游路线和迁徙规律（3）重力场遥感 地质探矿，通过”g”值的变化来推断地层中是否有某种元素富积（4）地震波遥感D按遥感器的工作方式分：（1）被动遥感：遥感本身并不发射任何人工探测信号，只是被动接收来自
3、于目标的信号，从而实现对目标性质、数量、空间位置等特征进行识别的遥感方式。“无源遥感”，如中午拍照。（2）主动遥感，遥感器发射人工探测信号，到达目标后信号反射回来被传感器接收从而对目标性质、数量、空间位置进行识别的遥感方式。E按遥感所获资料的形式分（1）成像方式遥感a摄影方式b扫描方式（2）非成像方式F按应用领域分地质、农业、林业、草原、水文、测绘、环境、灾害、城市、海洋、4、遥感的特性与优势 特性；1空间特性 距离远、感测范围大因此具有宏观性和直观性；先进传感器也能探知目标的细节。2 时间特性运行周期短 动态监测 3 光谱特性 使用的谱段多，可选性强，多光谱高光谱 优势： 4 数据量巨大 “
4、海量”数据，研究的压缩技术、存贮、处理算法5 受地面限制少 沙漠腹地、大洋深处、悬崖绝壁人无法到6 经济效益好7 用途广 8 发展速度极快 遥感过程是指遥感信息的获取、传输、处理分析判读和应用的全过程遥感技术应用 1 资源监测 查清资源的数量、质量、分布、动态消长 （土地利用类型、森林资源、水、矿产等） 2 环境监测、灾害损失评价 （森林火灾、水灾、病虫害等） 3 区域分析及建设规划 4 生物物理建模 生物量估算小麦、水稻、玉米估产 、草场承载力评价、近海生产力评价 、物理参数反演，水质、大气污染等5 军事侦察6 气象预报电磁波：交变的电场和交变的磁场交替激发，相互套环向远方传播的运动形式，就
5、称为电磁y=Asin(wt-kx)+j 电磁波谱: 按照波长的长短顺序将各种电磁波依次排列而制成的一张图表从左到右按波长增加排列为：宇宙射线r射线X射线紫外线可见光红外微波无线电波和工业用波. 不同性质的电磁波波长不同的原因在于：波源性质不同大气窗口：是指在大气中传播受到衰减作用较轻因而透射率较高的电磁波段大气组成：大气对电磁波传输过程的影响包括5个方面：散射（Scattering）、吸收、扰动、折射和偏振，而对于遥感数据而言，最主要的因素是散射和吸收气态成分：N2、O2、H2O、CO、CO2、CH4、O3等固态成分：尘埃、冰晶、盐晶、气溶胶等5 什么是大气的选择性吸收大气对不同波段辐射的吸收
6、作用也不同。这种性质称为大气对辐射能的选择吸收.6、大气的散射（简答 条件 效应）吸收作用是将电磁波能量转换为分子热运动的热能，散射只是改变电磁波的传播方向，并没有能量转换。第三章1、航空摄影：利用安装在飞机上的航摄仪器，按照预定的计划从空中向地面摄影取得航空像片的全部作业过程（包括飞行摄影、暗室冲洗、质量评定等环节）就称为航空摄影。2、航空摄影质量评定A 像片倾斜角B 摄影比例尺C 摄影航高 D 像片重叠度E 航偏角 3、航空像片的投影性质1 投影种类 中心投影：所有的投影光线都交于一点所形成的投影垂直投影：所有投影光线相互平行且垂直于投影面中心投影有以下3个特点：（1）空间点在投影面上的中
7、心投影仍为一个点（2）空间直线在投影面上的中心投影一般为直线，但通过投影中心的空间直线其中心投影为一个点（3）空间曲线在投影面上的投影一般仍为曲线，但若空间曲线在一个平面上，而该平面又通过投影中心，其投影仍为直线2 航空像片是地面物体在摄影胶片上中心投影后的构像，航片中心投影带来三大误差，是比例尺误差、倾斜误差和投影误差，因此使用前往往需要正射校正比例尺误差航片上某一线段的长度与其对应的地面实际长度之比，称为航片比例尺1/m=f/H=ab/AB 式中：f是摄影机的焦距，H是飞行器的相对航高，ab是像片上某地物的长度AB是对应的地物在地面上的实际长度1、航天遥感的特点1、观察范围大 航天器飞行高
8、度远远大于航空飞机，新航天器的视野要开阔得多2、效率高 在相同的时间内，探测的地域面积更大。3、成本低，不必组织航空飞行4、实施动态监测 具有周期性、可重复观察5、空间分辨力不及航空遥感 总体上看，航天遥感对地物细部的特征表现力较差，但对整体、宏观的轮廓表现力较好，但也有对地物细节表达能力强的传感器。2、遥感影像的质量评价与选择一、空间分辨率是指遥感影像上一个像元所对应的地面实际面积的，通常有3种表示方法：1 像元：指单个像元所对应的地面面积的大小，以m或Km为单位。如Quickbird的0.61米，Landsat-TM的30米，NOAA-AVHRR的1.1Km等，像元是扫描影像的基本单位，由
9、行、列号及对应的亮度值描述。2 线对数：对于摄影系统而言，影像最小单元通过1mm间隔内包含的线对数确定，单位为线对/mm。3 瞬时视场：指遥感器内单个探测元件的受光角度或观测视野二、光谱分辨率:指遥感器所选用的波段数量的多少、各波段的波段位置及波长间隔的大小。三、时间分辨率是指遥感器重复覆盖同一地区的频率或时间间隔的长短，时间间隔越短，则说明时间分辨率越高。主要由遥感平台的回归周期来决定。遥感图像的时间分辨率有助于对地物进行动态监测。根据遥感探测系统周期的长短1、图像的实质：就是一幅反映地物目标电磁波辐射特性的能量分布图以及由此所引起的主观心理感受。图像是人们对客观景象、事物以及人们的思维、想
10、象的真实记载和表达。2、图像处理的主要内容1 图像获取研究图像获取的手段及传感器2 图像存储主要研究图像数据的压缩编码、图像存储格式及图像数据库技术3 图像传输主要解决图像数据占用带宽问题，系统内部传输和网络传输。4 图像处理（1）几何操作主要包括图像的几何校正、图像放大、缩小、平移、旋转，多图像间配准，周长、面积、重心的计算等内容。（2）图像增强a 单一图像变换 线性拉伸、非线性变换等，平滑和锐化操作、直方图均衡化等b 多图像变换 主成分换、缨帽变换、植被指数、小波变换等c 图像彩色增强 真彩色、假彩色和伪彩色等（3）图像复原去干扰和模糊，恢复图像的本来面目。主要用维纳滤波、同态滤波等。（4
11、）图像重建由某种数据来生成图像。如CT（5）图像编码对具有空间相关性的原始图像进行压缩，其主要目的：减少数据存储量；降低数据率以减少带宽；便于特征抽取，为识别做准备。（6）模式识别统计模式识别；句法结构模式识别；模糊模式识别）（7）图像理解5 图像输出与可视化3、遥感图像处理主要的内容包括：1 图像变换 FFT、Harr、Discrete Cosine、Wavelet 等2 图像校正 辐射校正、几何校正3 图像增强4 多源信息融合 Fusion 多平台、多时相遥感数据融合，遥感数据与非遥感数据融5 遥感图像的计算机分类 分类后各类型地物的提取。几何校正：是指采用特定的数学变换方程消除图像中的几
12、何变形，产生一幅符合某种地图投影或图形表达要求的新图像的技术过程，就称为图像的几何校正。几何校正的目的：就是要纠正这些系统及非系统因素引起的图像变形，从而实现与标准图像或地形图（我们认为地形图的几何位置是准确的，尽管地形图也存在一定的变形，但只要在一定的容差范围内就可以接受）的几何整合。几何校正的几个基本术语（1）图像配准同一区域里一幅图像对另一幅图像的校准，以使两幅图像中的同名像元配准如GIS中扫描地形图的配准、用配准后的地形图配遥感影像等。（2）图像纠正）借助于一组地面控制点，对一幅图像进行地理坐标的校正。这一过程又被称为地理参照（3）图像地理编码是一种特殊的图像纠正方式，把图像纠正到一种
13、统一标准的坐标，以使GIS中的来自于不同传感器的图像和地图能方便地进行不同层之间的操作运算和分析。(4)图像的正射投影纠正借助DEM对图像中每个像元进行地形变形的校正几何校正的两个重要环节一是实现像元的坐标变换，即将畸变图像坐标转换成标遥感图像的辐射校正:辐射校正是指消除或改正遥感图像成像过程中附加在传感器输出的辐射能量中的各种噪声的技术过程1、辐射校正的原因：由遥感成像过程的复杂性可知，传感器接收到的电磁波能量包含3部分：a 太阳辐射经大气衰减后照射到地表，经地面反射后又经大气第二衰减进入传感器的能量b 地面本身辐射的能量经大气后进入传感器的能量c 大气散射、反射和辐射的能量遥感图像的辐射误
14、差主要包括：a 传感器本身的性能引起的辐射误差b 地形影响和光照条件的变化引起的辐射误差c 大气的散射和吸收引起的辐射误差2、遥感图像辐射校正的方法（2）光电变换系统的特性引起的辐射误差校正（3）太阳高度引起的辐射误差校正（4）地形坡度引起的辐射误差校正（5）大气校正这些影响的处理过程称为大气校正。图像增强:指对一幅图像进行试探性的加工、改造，使人们感兴趣的目标信息突出，易于识别的技术过程图像复原:是指对已知降质）原因的图像采用确定的模型和方法，恢复图像本来面目的技术过程图像的边缘定义为图像局部特性的不连续性，主要是指图像灰度、颜色和纹理结构等的突变。10、HIS变换 物理学上表示颜色体系的表
15、色系统主要有两类，一是根据实验把颜色作为生理物理量而定量处理的混色系统，简称RGB系统或RGB空间；另一类是使用记号、色谱等定性处理人所感知的颜色的表色系统，简称HIS系统。H（色调），I（强度亮度），S（饱和度）采用HIS系统操作原因：1 人眼不能直接测定R、G、B三色的比例，因此对地物目标彩色特性的描述不便2 人眼通常是通过感知亮度、色调和饱和度来区分地物的，所以HIS系统更容易理解3 在彩色显示上为了得到期望的视觉效果，采用HIS系统操作比RGB系统更易实现HIS变换与反变换示意图11、图像运算2 多光谱图像的减法运算 效应：（1）有利于提取在不同波段辐射特性差异较大的地物类型（2）有利
16、同一地区不同时期动态监测如森林过火面积的动态变化3 植被指数效应：（1）消除地形起伏产生的阴影的影响（2）提高与地面实测生物物理参数的相关性生物物理建模（参数反演）再求出各特征根对应的特征向量 13、 遥感数据融合 是指将多源遥感数据在统一的地理坐标系中，采用一定的算法生成一组新的信息或合成图像的过程遥感数据融合的目标 既能保留多光谱数据的光谱特征同时又发挥了高空间分辨率数据的优点，实现了两种类型数据的优势互补，使各类地物特征清晰，易于目视判读和计算机解译遥感信息融合的三个层次（1）基于像元层次的融合（2）基于特征的层次融合（3）基于决策层的融合遥感信息融合的技术关键充分认识研究对象的地学规律
17、，因为只有对研究对象的地学规律有深入的认识，才可能为图像信息融合找到理论的支撑；充分考虑不同遥感数据间波谱信息的相关性而引起的有用信息的增加和噪声误差的增加，对多源遥感数据作出合理的选择；多源遥感数据的配准，包括空间配准和数据关联，就是要解决各类遥感数据的几何畸变，实现以几何校正为基础的空间配准，达到同一区域不同图像数据地理坐标的统一；融合算法的建立与优化，最大限度地利用多源遥感数据中的有用信息。在遥感数据融合的过程中只有把握好了以上的技术关键，才可能使融合后的数据符合用户的特定需求遥感图像解译的两种方式1 目视解译 借助人眼的观察和人的智能，结合一些量测工具（测微尺、放大镜、立体镜等）来识别
18、图像中的目标。特点：解译者的学识和经验在判读中起主要作用，精度高，但难以对海量空间信息的定量化分析2 计算机图像理解 以计算机软硬件为支撑，利模式识别技术（Pattern Recognition）和人工智能技术，建立图像解译专家系统从而让计算机模拟人工解译过程，“读取遥感图像上的特征”，进而确定图像上的目标。特点：速度快，处理方式灵活多样，整个处理过程通常是以人机交互方式进行，对计算机技术和算法要求较高，识别的精度不及目视解译解译标志：遥感图像上能帮助人们识别不同目标的那些影像特征；直接解译标志：能在遥感影像上直接看到可供判读影像特征称为直接判读标志；间接解译标志：指运用某些直接解译标志，根据
19、地物的相关属性等地学知识，间接推断出的影像标志，常用的解译标志1 色调指地物反射、辐射电磁波的性质和能量强弱在影像上的表现2 阴影指因倾斜照射，地物自身遮挡光源而造成影像上的暗色调阴影3 大小指地物长、宽、高、面积、体积等在影像上的记录地物影像的大小不仅能求得地物的数量特征，而且对判读地物的性质也有帮助。4 形状）是目标物的外形、轮廓5 纹理）是指具有不同色调和形状的细微影像按某种规则排列组合集合6 图案），即图型结构，是指多个人工目标重复排列的空间形式，它反映地物目标的空间分布特征。7 位置）即地理位置，它反映地物所处的地点与环境，地物与周边的关系8 组合指某些目标的特殊表现和空间组合关系，
20、它不同于那种严格按图型结构显示的空间排列，而指物体间一定的位置关系和排列方式，即空间配置和布局ISODATA计算机操作的基本步骤 ：1设置input output图层 2设置初始化的分类数量和初始化类别中心的方法3设置最大循环次数 4确定类别的具体属性5、特征选择与特征变换影像组合进行分类，这就称为特征选择。将原始多光谱图像通过一定的数学变换技术手段就称为特征变换。特征选择指标：1 距离测度 距离是最基本的类别可分性的测度2 变换离散度 衡量遥感数据各地物类型分性好坏的数量指标常采用变换离散度和JM距离。离散度是具有分布重叠度的两个类型之间可分性的数量测度。3 最优指数公式OIF6、无监分类
21、在对研究区不了解的情况下，只是依据每一类型地物所具有的相似性，把反映各类型地物特征值的分布按相似分割和概率统计理论将各像元归并成不同的空间集群，然后结合地面实地调查来确定各集群的地物类型从而达到识别分类目的的分类方法。非监督分类的特点1 分类者不需要对研究区有广泛的了解和熟悉，但分类结束后仍需要一定的知识或地面调查来确定各集群的地物覆盖类型2 人为误差的机会减少，因为分类者参与的程度低，只需要事先设定几个参数即可3 非监督分类产生的光谱集群组并不一定对应于分析者想要的类别4 分析者较难对产生的类别进行控制7、有监分类利用对研究区已有类别的先验知识从遥感图像上选取若干有代表性的训练区作为样本据此
22、估计出各类别的统计特征参数（均值向量和协方差矩阵）进而建立判别函数，然后利用判别函数实现对待分类像元进行分类的方法。有监分类的特点优点：1 可根据应用的目的和区域，有选择的决定分类类别，避免出现一些不必要的类别2 可控制训练样本的选择3 可通过检查训练样本来决定训练样本是否被精确分类，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 分类系统的确定、训练样本的选择都有较强的主观性2 由于图像中同一类别的光谱差异较大，造成训练样本的代表性下降3 训练样本的选择和评估需花费较多的人力、时间4 只能识别训练样本中定义的类别，若某类别由于训练者不知道或者其数量太少未被定义，则监督分类不能识别-