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1、_* 遥感复习重点 第一章 绪论1. 遥感的基本概念（广义与狭义） 广义遥感：泛指一切无接触的远距离探测，包括电磁场、力场、机械波(声波、地震波)等探测。 狭义遥感：仅指应用探测仪器，不与探测目标接触，从远处将目标电磁波特性纪录下来，通过分析，解释物体特征性质及其变化的综合性探测技术。 补充层面：因此，又可以说：遥感是以电磁波与地表物质相互作用为基础，探测、分析和研究地球资源与环境，揭示地球表面各种要素的空间分布特征和时空变化规律的一门科学技术。2. 遥感、遥测、遥控的区别 遥感区别于遥测(Telemetry)和遥控(Remote Control)。 遥测指对被测物体某些运动参数和性质进行远距
2、离测量技术。 遥控指远距离控制运动物体的运动状态和运动过程技术。 完成空间遥感过程往往需要综合运用遥测技术和遥控技术。例如，卫星遥感必须测定卫星运行参数控制卫星运行姿态等。3遥感系统组成遥感系统包括：被探测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用5大组成部分。4. 遥感类型的划分（1）按遥感平台分，包括： A、地面遥感指遥感器安放在地面平台上，如车载平台、船载平台、手提平台等。 B、航空遥感指遥感器安放在航空器上，如飞机、气球等，一般高度小于80千米。 C、航天遥感指遥感器安放在航天器上，如人造地球卫星、航天飞机、空间站、火箭等，一般高度大于80千米。 D、航宇遥感
3、指遥感器安放在星际飞船上，主要用于对地月系统以外目标进行探测。 （2）按遥感器的探测波段分，包括： A、紫外遥感指利用0.05-0.38微米间紫外辐射波段进行探测。 B、可见光遥感指利用0.38-0.76微米间可见光辐射波段进行探测。 C、红外遥感指利用0.76-1000微米间红外辐射波段进行探测。 D、微波遥感指利用1毫米-10米间微波辐射进行探测。 E、多波段遥感指探测波段在可见光和红外波段范围内，再被分成若干狭窄波段进行遥感探测。 （3）按工作方式分，包括: A、主动遥感指利用遥感器主动发射一定电磁波能量并接收目标地物后向散射信号进行探测。 B、被动遥感指遥感器不向目标地物发射电磁波，仅
4、被动接收目标地物自身发射或对自然辐射源如太阳等反射能量。 或者分为: C、成像遥感指遥感器接收目标地物电磁波信息可以转换成数字图像或模拟图像。 D、非成像遥感指遥感器接收目标地物电磁波信息不能转换成数字图像及模拟图像。（4）按遥感的应用领域分，包括: A、就较大研究领域看:包括外层空间遥感大气层遥感陆地遥感海洋遥感等。 B、就具体应用领域看:包括资源遥感环境遥感农业遥感林业遥感渔业遥感地质遥感气象遥感水文遥感城市遥感工程遥感灾害遥感考古遥感军事遥感等。 第二章 电磁辐射与地物光谱特征1. 电磁波概念 所谓“电磁波”（Electromagnetic Wave），是指由电磁振源所发出的电磁振荡在空
5、间中的传播。 “电”（Electrical）和“磁”（Magnetic）是相互转化的，是电磁波的落脚点。因此，又可将“电磁波”定义为“电磁振荡产生变化磁场，变化磁场产生蜗旋电场，蜗旋电场又产生变化磁场（或电磁振荡产生变化电场，变化电场产生蜗旋磁场，蜗旋磁场又产生变化电场）的磁场和电场（或电场和磁场）相互转化的连续的传播过程”，如下图示。2. 电磁波具有波粒二象性，其中波长与频率的关系？ 电磁波具有波粒二象性（The wave-particle duality） 即电磁波既有波动性，又有粒子性。 电磁波的波动性表现为：电磁波传播过程中，=Asin(t-kx)+，可能发生反射、折射、吸收和透射等现
6、象；真空中，电磁波的传播速度等于光速，即C=f=/T；介质中，电磁波的传播速度小于光速，即v=C/()1/2，为介质相对介电常数，为介质相对磁导率。 电磁波的波粒二象性表现形式主要由电磁波的波长（）和频率（f）决定，波长和频率是电磁波固有的属性，波长越长，波动性越明显，频率越大，粒子性越明显；对于既定电磁波而言，在其传播过程中，主要表现为波动性，当其与某些物质相互作用时，主要表现为粒子性。3. 电磁波谱顺序（1）电磁波谱是指真空中，电磁波按其波长或频率、递增或递减，依次排列形成的序列。（2）电磁波谱依频率由高到低或波长由短到长排列，依次可划分为宇宙射线（Cosmic rays）射线X射线紫外线
7、可见光红外波微波无线电波（Radio waves）；电磁波谱依频率由低到高或波长由长到短排列，依次可划分为无线电波微波红外波可见光紫外线X射线射线宇宙射线4. 为什么电磁波谱中不同类别的电磁波的波长和频率不同，是因为其产生的波源或称电磁辐射源不同？（即各电磁波成因） 无线电波主要由电磁振荡发射； 微波主要利用谐振腔及波导管激励与传输,通过微波天线向空中发射； 红外波主要由分子振动和转动能级跃迁产生； 可见光与近紫外主要由原子、分子外层电子跃迁产生； 紫外线、X射线、射线主要由原子、分子内层电子跃迁以及原子核内状态变化产生；宇宙射线主要来自宇宙空间。5. 电磁辐射的测量单位（教材18页）（掌握辐
8、射通量、辐照度、辐射出射度） 常用辐射能量(W)、辐射通量()、辐射通量密度(E)、辐照度(I)、辐射出射度(M)、辐射亮度(L)等参数测量电磁辐射6. 黑体辐射概念黑体是指任何温度下，对各种波长电磁辐射，都完全吸收的物体，即任何温度下，对各种波长电磁辐射，吸收率恒为1（或100）的物体。理想黑体实验是用带小孔空腔做成的，如教材P19图2.6所示。7. 黑体辐射规律 普遍适用的规律是普朗克公式，即 普朗克公式描述出黑体辐射出射度与黑体温度及黑体辐射电磁波波长关系。利用普朗克公式，可以计算出既定温度和既定波长下，黑体辐射出射度。8、 黑体辐射与实际物体发射光谱特征a. 黑体辐射出射度,随着辐射波
9、长变化而连续变化, 而且每条辐射出射度曲线只有一个最大值;b.黑体自身温度越高,黑体辐射出射度越大, 而且不同温度黑体辐射出射度曲线互不相交;c.随着黑体自身温度升高,黑体辐射出射度最大值 向着辐射波长较短方向移动;d.只要黑体自身温度稍微变化,其总辐射出射度就会发生较大变化;e.辐射出射度峰值对应波长与黑体温度乘积为一常数. 为何得到后两点结论，可从普朗克公式计算求证关于普朗克公式的计算题（1）如果对普朗克公式从零到无穷大波长范围内进行积分,则斯忒潘-玻尔兹曼定律（Stsdan-Boltamanns law）,即: M=T4 其中, 为斯忒潘-玻尔兹曼常数,=5.6710-8W.m-2.K-
10、4。黑体总辐射出射度与温度四次方成正比，随着温度增加而迅速增大.（2）如果对普朗克公式从零到无穷大波长范围内进行积分,则斯忒潘-玻尔兹曼定律（Stsdan-Boltamanns law）,即: M=T4 其中, 为斯忒潘-玻尔兹曼常数,=5.6710-8W.m-2.K-4。黑体总辐射出射度与温度四次方成正比，随着温度增加而迅速增大.维恩位移定律（Wiens displacement law）得到不同温度黑体与最大辐射所对应波长关系如下表所示。 如果黑体辐射最大出射度对应波长处于可见光波段，则随着黑体温度升高，黑体颜色逐渐向紫色过渡。黑体辐射规律例题例题：1。已知太阳常数,可以求得太阳表面辐射出
11、射度M=6.284107W/m2.进而可求出:太阳有效温度T和太阳光谱中辐射最强波长max. 解:通常可以将太阳当作黑体看待. 因此,根据斯忒潘-玻尔兹曼定律M=T4,可得:T=(M/)1/4=(6.284107W/m2)/ 5.6710-8W.m-2.K-41/4=5770K. 另外,根据维恩位移定律maxT=b,可得: max=b/T=(2.89810-3m.K)/5770K=0.50m 答:太阳有效温度为5700K,辐射最强波长为0.50m. 2、如何将黑体辐射作为参照标准计算实际物体发射电磁辐射呢？ 例如:一般金属材料均可当作灰体看待.已知氧化铜表面温度为1000K,比辐射率(或吸收系
12、数)为0.7,求此时该物体总辐射出射度M. 解:根据斯忒潘-玻尔兹曼定律,可得温度为1000K黑体总辐射出射度为: M0=T4=5.6710-8W.m-2.K-4(1000K)4=5.67104W/m2 再根据基尔霍夫定律,可得:M=M0,=,与波长无关. 所以:M=M0=0.75.67104W/m2=3.97104W/m2 答:此时该物体总辐射出射度M为3.97 104W/m2.补充黑体微波辐射规律普遍适用的是瑞里-金斯微波辐射规律，即 黑体微波辐射与温度成正比，与波长平方成反比。不同地物间微波发射率差异比红外发射率差异明显得多。8. 太阳辐射及大气对辐射的影响（1） 大气吸收成分大气成分吸
13、收物质及成因氧气(O2) 约占21%,主要吸收波长小于0.2m太阳辐射;尤其波长0.155m处吸收最强烈;另外,波长0.6m、0.76m附近也各有较窄吸收带.因此,低层大气中较少观测到0.2m紫外线,高空遥感中较少使用紫外遥感. 臭氧(O3)仅占0.01-0.1%,但对太阳辐射有较强吸收作用.一方面,吸收0.2-0.36m太阳辐射;另一方面,吸收0.6m附近太阳辐射.臭氧分布于30左右高空,主要影响航天遥感.二氧化碳(CO2)仅占0.03%,主要吸收红外区内太阳辐射.例如:波长1.35-2.85m,有3个较宽弱吸收带;另外,波长2.7m、4.3m、14.5m处有较强吸收带.对太阳辐射而言,二氧
14、化碳吸收影响并不强烈. 水 (H2O) 水对太阳辐射吸收作用最强烈.从可见光、红外线到微波,都有水强烈吸收带,但水尤其对红外部分吸收强烈.例如:波长0.5-0.9m处有水4个较窄吸收带;波长0.95-2.85m处有水5个较宽吸收带;另外,波长6.25m处还有水1个较强吸收带.因此,水对红外遥感影响较大.尘埃 尘埃对太阳辐射有一定吸收作用,但其吸收量相当少,只有产生火山、沙暴、烟雾等时,大气中尘埃含量急剧增加,才对遥感探测产生影响,但此时，其发射作用远大于吸收作用. （2） 大气散射类型散射作用是指非均匀介质或各向异性介质中，电磁辐射遇到微粒时改变原来传播方向，并向各方向散开过程.大气散射可能削
15、弱到达地面太阳辐射强度，也可能增强到达地面太阳辐射强度。可将散射作用分为瑞利散射、米氏散射和无选择性散射.相关自然现象为何天空呈现蔚蓝色？答：首先属于瑞利散射，就可见光而言,从红光到蓝光,波长逐渐减小,瑞利散射效应增强.因此,无云的晴天,由于蓝光绝大部分被散射到四面八方,所以天空呈现蔚蓝色.为何日出和日落呈现橘红色？答：同样属于瑞利散射。日出或日落时分,由于太阳高度角较小,阳光倾斜射到地表,可见光穿过大气层路径比太阳直射时长,较长传播过程中蓝光被散射殆尽,波长次短的绿光也部分被散射,只剩下波长最长的红光散射最弱,加之剩余的少量绿光,两者混合,使得朝霞和夕阳呈现橘红色. 为何微波具有强穿透性？答
16、：属于瑞利散射,微波瑞利散射强度与其波长4次方成反比,微波波长越长散射强度越小,所以微波具有最强穿透性. 瑞利散射、米氏散射、无选择性散射对比散射类型直径与波长关系主要作用微粒补充知识瑞利散射当散射微粒直径(d)比电磁辐射波长()小很多时,产生瑞利散射,即: d/10 1/4 (=4)大气中原子和分子,如氮、二氧化碳、臭氧和氧等分子引起。由于散射系数与波长4次方成反比,当波长大于1m时,瑞利散射可忽略不计.换句话说,红外线和微波可不考虑瑞利散射.但可见光必须考虑瑞利散射,而且大气散射主要表现为大气分子对可见光散射米氏散射当散射微粒直径(d)比电磁辐射波长()相差不多时,产生米氏散射,即: d
17、1/2 (=2)由大气微粒，如烟、尘埃、小水滴及气溶胶等引起。由于0.76-15m红外线波长与云、雾等悬浮微粒直径相差不多，主要产生米氏散射，所以潮湿天气对米氏散射影响较大. 无选择性散射当散射微粒直径(d)比电磁辐射波长()大很多时,产生无选择性散射,即: d 1/0 (=0)由较大直径微粒对较短波长电磁辐射引起。云、雾、水滴和烟尘等微粒直径比可见光波长大很多，产生无选择性散射，各种色光散射强度相同，所以人们看到云雾呈白色或灰白色。（3）大气窗口概念电磁辐射传输过程中，大气吸收、散射和反射都将引起到达地面电磁辐射强度变化，而且都是对一定波长电磁辐射产生作用，只有部分电磁辐射能够穿透大气到达地
18、面。 我们将电磁辐射通过大气层时，较少被吸收、散射和反射，透过率较高的波段称为大气窗口。常见的大气窗口有： 0.31.3m 即紫外线可见光和近红外波段.既是最佳摄影成像波段,又是遥感常用扫描成像波段.例如:美国LANDSAT卫星TM遥感器第14波段为可见光和近红外波段. 1.51.8m及2.03.5m 即近红外和中红外波段.属白天常用扫描成像波段.例如:美国LANDSAT卫星TM遥感器第5第7波段为近红外中红外波段,主要探测植物含水量等. 3.55.5m 即中红外波段.不仅通透反射光,而且通透热辐射.例如:NOAA卫星AVHRR遥感器用3.55 3.93m波段获取卫星遥感昼夜云图, 探测海面温
19、度. 814m 即远红外波段.通透来自地物热辐射能量,适于夜间成像. 0.82.5cm 即微波波段.波长较长,具有较强穿透云雾能力,可以进行全天时全天候遥感成像,是主动遥感常用波段.例如:侧视雷达常用0.8cm,3.0cm,5.0cm,10.0cm进行微波遥感探测.9. 地球的辐射及地物波谱（1） 太阳辐射与地球辐射各自集中波段太阳辐射集中于0.3-2.5m紫外、可见光到近红外区段，地球辐射集中于大于6m热红外区段，而2.5-6m中红外区段太阳辐射和地球辐射都有所体现。（2）基尔霍夫定律可见光近红外遥感主要探测实际物体反射太阳辐射特征（简称地物反射光谱特征） 到达地面太阳辐射=吸收能量+透射能
20、量+反射能量，即 P0= P+P+P， 1= P/P0+P/P0+P/P0， 1=+（3） 地物反射波谱特征一般说，黑色物体对太阳光有较强吸收能力；绝大多数物体对可见光不具备透射能力，不能透过可见光物体对5cm超长波有较强透射能力；多数情况下，太阳辐射照到地物表面，仅只考虑吸收和反射作用，而且吸收和反射作用相互矛盾。 地物反射率不仅取决于辐射电磁波波长和入射角度，而且取决于地物自身性质，特别是表面粗糙程度。根据地物表面状况，太阳辐射主要产生三种反射:漫反射、镜面反射、实际物体反射。镜面反射满足镜面发射规律，自然界仅平静水面可能产生镜面发射。漫反射只有朗伯面满足漫反射规律，自然界中氧化镁、硫酸钡
21、、碳酸镁等可近似看作朗伯面。实际物体反射实际多数反射介于镜面反射和漫反射之间，入射辐照度相同时，反射亮度既与入射方位角和天顶角有关，又与反射方位角和天顶角有关。（4）地物反射光谱特征通常将一定温度下，地物反射率随入射电磁波波长变化而变化规律称地物反射光谱特征，将入射电磁波波长为横轴，地物反射率为纵轴，所建立起来（或绘成）关系曲线称地物反射光谱曲线。 不同地物反射光谱特征和反射光谱曲线都有差异。不仅表现出种类差异,而且表现出空间差异和时间差异。植被：共性 可见光波段形成绿反射峰（0.55m）及其两侧的蓝（0.45 m ）、红（0.67 m ）两个吸收带；近红外0.74-1.3 m处形成高反射区；
22、近红外1.35-2.5 m处形成分别以1.45 m、1.95 m和2.7 m为中心的三个水吸收带 差异性 种类、季节、病虫害、含水量土壤：土质越细反射率越高 有机质含量越高反射率越低 含水量越高反射率越低 土类和肥力不同反射率不同 不同波谱段影像区别不明显水体：水体的反射主要在蓝绿波段,其他波段吸收很强，特别是在近红外波段更强。 水中含泥沙时，由于泥沙的散射，可见光波段的反射率增加，峰值出现在黄红区。 水中含叶绿素时，近红外波段明显被抬升。岩石：矿物成分、矿物含量 风化程度、含水量 颗粒大小、表面光滑度、色泽 第三章 遥感成像原理与遥感图像特征1. 遥感传感器的构成及评价参数 收集器 探测器
23、处理器 输出器 遥感器自身性能深刻影响遥感构像质量:（1）遥感器探测阵列单元尺寸决定遥感构像空间分辨率.构像空间分辨率指遥感器中探测阵列单元能把两个目标作为清晰实体纪录下来的两目标间最小距离,多用图像清晰度衡量.遥感器探测阵列单元越小,遥感构像空间分辨率越大.（2）遥感器探测元件辐射灵敏度和有效量化级别决定遥感构像辐射分辨率.在此,辐射分辨率指遥感器探测元件接受电磁辐射信号时,能够分辨最小辐射度差.遥感器辐射灵敏度及有效量化级别越高,遥感构像辐射分辨率越大.（3）另外,遥感器设计过程中,为了照顾遥感构像光谱分辨率,还必须考虑以下因素: A.如何确定所用电磁波段数量. B.如何确定所用波段跨度范
24、围. C.如何确定所用波段起始位置.光谱分辨率指遥感器接收地物电磁辐射信息时,所能分辨最小波长间隔.波长间隔越小,光谱分辨率越大. 随着遥感器制造工艺水平提高,遥感所用光谱段正迅速增加.例如:成像光谱仪将可见光-红外波段分割成几百个狭窄波段等.2.遥感成像方式摄影成像 扫描成像3. 摄影成像基本知识 摄影是指通过成像设备获取物体影像技术.依据发展先后分:(1)传统摄影：依靠光学镜头及放在焦平面上的感光胶片来纪录物体影像。(2)数码摄影：通过放在焦平面上的光敏元件,经过光/电转换来纪录物体影像。光敏电子器件,例如CCD(电荷耦合器件).依据探测波段分:(1)近紫外摄影 用近紫外波段摄影,记载地物
25、近紫外波段光谱信息;(2)可见光摄影 用可见光波段摄影,记载地物可见光波段光谱信息;(4)红外摄影 用红外波段摄影,记载地物红外波段光谱信息;(5)多光谱摄影 用多光谱波段(可能包括可见光近红外)摄影,记载地物多光谱波段光谱信息.摄影机有哪些类型?摄影机分为 分幅式摄影机和全景式摄影机，其中全景式摄影机又分为 缝隙式摄影机和镜头转动式摄影机 4、摄影相片的几何特性（1）像片投影包括垂直投影和中心投影（2）中心投影与垂直投影的区别A.投影距离影响投影距离包括焦距和航高.垂直投影像面不受投影距离影响.中心投影存在规律:焦距一定,航高越小,获得像面面积越大,地面细节越清晰;航高一定,焦距越大,获得像
26、面面积越大,地面细节越清晰.B.投影面倾斜影响垂直投影仅表现为像面比例尺有所放大.像点ao、bo相对位置保持不变,但ao/AOao/AO.中心投影像点ao、bo比例中心投影垂直投影关系显著变化. 各点相对位置和形状都不保持原来模样.地面AO=BO,像面aobo. 因像面倾斜引起像点位移称倾斜误差.C.地形起伏影响对于垂直投影:地形起伏变化,投影点间 距离与实际地面水平距离成比例缩小,相对位置不变对于中心投影:地形起伏变化越大,像上投影点水平距离位移越大,产生像点位移称作地形起伏引起投影误差.不变.（3） 地形起伏引起的像点位移计算推导（即地形起伏是如何引起像点位移的？）像点位移规律证明过程:地
27、形起伏引起中心投影像点位移规律投影误差计算公式=hr/H中,为位移量或误差值,h为地面高差(可正可负),H航高,r像点到像主点距离.不难看出:A.位移量与高差成正比.即高差越大像点位移量越大.当高差为正值时,像点位移量为正值,像点背离像主点方向移动;当高差为负值时,像点位移量为负值,像点向着像主点方向移动.B.位移量与像点到像主点距离成正比.即距离像主点距离越远,像点位移量越大;像片中心部位像点位移量较小;像主点处r=0,=0,没有像点位移.C.位移量与航高成反比.即摄影高度越大,地形起伏引起像点位移量越小.例如,当地球卫星轨道高度H=700m,像片大小为18*18cm,像片边缘某点地面高差为
28、1000m时,像点位移量仅约0.13mm.5. 摄影胶片的物理特性（1） 摄影胶片的组成结构一般摄影胶片 组成结构如右 图示: 真彩色摄影胶 片组成结构如 右图示:假彩色摄影胶 片(或称彩红外 胶片)组成结构 如右图示:6. 扫描成像基本知识（1）扫描成像概念：指依靠扫描型传感器以瞬时视场为单位进行的逐点、逐行取样，以得到目标地物电磁辐射特性信息，形成对应谱段图像的遥感成像技术。瞬时视场概念：指扫描成像过程中，一个探测元件一次成像时，通过望远镜系统投影到地面的直径或边长。（2）对物面扫描的成像仪TM专题制图仪-性能Landsat-45上的TM（Thematic Mapper）是一个高级的多波段
29、扫描型地球资源敏感仪器，与多波段扫描仪MSS性能相比，它具有更高的空间分辨率、更好的频谱选择性、更好的几何保真度、更高的辐射准确度和分辨率。ETM+增强型专题制图仪-改进 ETM+与TM相比改进包括：（改进度比较） （1）增加PAN（全色）波段，分辨率为15m，因而使数据速率增加； （2）采用双增益技术，使远红外波段（6波段）分辨率提高到60m，也增加了数据量； （3）改进后的太阳定标器使卫星的辐射定标误差小于5，精度比Landsat-5约提高l倍，辐射校正有了很大改进。（3） 对像面扫描的传感器HRV的结构和成像原理 HRV是一种线阵列推帚式扫描仪。仪器中有一个平面反射镜，将地面辐射来的电磁
30、波反射到反射镜组，然后聚焦在CCD阵列元件上，CCD的输出端以一路时序视频信号输出。 CCD（Charge Coupled Device）称电荷耦合器件，是一种由硅等半导体材料制成的固体器件，受光或电激发产生的电荷靠电子或空穴运载，在固体内移动，达到一路时序输出信号。 （4） 成像光谱仪的概念成像光谱仪是以多路、连续并具有高光谱分辨率方式获取图像信息的仪器。 通过将传统的空间成像技术与地物光谱技术有机地结合在一起，可以实现对同地区同时获取几十个到几百个波段的地物反射光谱图像。其主要特点是通道数多，各通道的波段宽度很窄。 7. 微波遥感相关知识（1） 微波遥感概念：指通过微波传感器获取从目标地物
31、发射或反射的微波辐射，经过判读处理来识别地物的技术。（2） 微波遥感特点 a能全天候、全天时工作。 b对某些地物具有特殊的波谱特征。 c对冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透能力。 d对海洋遥感具有特殊意义 。e分辨率较低，但特性明显 。8. 主要的卫星遥感系统（1）遥感平台分类 搭载传感器的工具统称为遥感平台。 按平台距地面的高度大体上可分为三类：地面平台、航空平台、航天平台。 （2） 卫星轨道参数升交点赤经为卫星轨道的升交点与春分点之间的角距。所谓升交点为卫星由南向北远行时，与地球赤道面的交点。反之，轨道面与赤道面的另一个交点称为降交点。近地点角距指卫星轨道近地点与升交点间角距.轨道倾角i，i
32、指卫星轨道面与地球赤道面间两面角,即从升交点一侧轨道量至赤道面.卫星轨道长半轴aa指卫星轨道远地点到椭圆轨道中心距离.卫星轨道偏心率(或称扁率)ee=c/a, 其中, c为卫星椭圆轨道焦距,卫星轨道长半轴.卫星过近地点时刻T 该时刻T指卫星过近地点时当地地方时.(3) 遥感卫星运行轨道及其运行特点依据其轨道运行高度,可分为: a低高度短寿命卫星 一般高度150200Km,寿命一至三周.能够获得较高分辨率遥感图像,多用于军事目的. b中高度长寿命卫星 一般高度3001500Km,寿命一年以上.众多气象卫星陆地卫星和海洋卫星属于此类. c高高度长寿命卫星 高度约35800(或360000)Km.又
33、称地球同步卫星或静止卫星.多数通讯卫星静止气象卫星属于此类.依据其主要用途,可分为: a科学卫星 主要用于科学探测和研究,包括空间物理探测卫星和天文探测卫星等,研究高层大气地球辐射地球磁场太阳辐射宇宙射线等. b技术卫星 主要用于新材料试验或应用卫星试验等.新原理新材料新仪器等能否使用需经上天试验;新卫星性能如何需经上天锻炼. c应用卫星 主要用于直接为人类利益服务.应用卫星种类繁多数量最大,包括地球资源卫星气象卫星海洋卫星通讯卫星测地卫星导航卫星侦察卫星等(4) 气象卫星系列知识区别太阳同步轨道和地球同步轨道气象卫星按其轨道不同,可分为太阳同步轨道气象卫星和地球同步轨道气象卫星. 太阳同步轨
34、道指: 轨道平面绕地球自转轴旋转,旋转方向与地球公转方向相同,旋转角速度等于地球公转平均角速度之类轨道.轨道高度不超过6000km,卫星以相同方向经过同一纬度当地时间相同. 地球同步轨道指: 轨道运行周期与地球自转周期相同,卫星公转角速度与地球自传角速度相同,相对地球而言固定于高空某点之类轨道.轨道高度大约为36000km,相对地球被观测区域是静止的,又称地球静止轨道.气象卫星特点 A.轨道类型多 气象卫星轨道含盖前述太阳同步轨道地球同步轨道接近极地轨道三种类型. B.重复周期短 静止气象卫星较高重复周期约0.5小时/次,极轨卫星中等重复周期约0.51天/次.重复周期短,时间分辨率高,有利于快
35、速变化动态监测. C.成像面积大 气象卫星扫描宽度约2800km,只需23条轨道就能覆盖全国范围,有利于获取宏观同步信息,并减少相应数据处理量. D.相对成本低 能够获得多个波段多种对象遥感数据,并具通讯卫星特征,又能发挥其它用途.9. 遥感图像特征（1） 遥感图像是各种传感器所获信息的产物，是遥感探测目标的信息载体。 遥感解译人员需要通过遥感图像获取三方面的信息：目标地物的大小、形状及空间分布特点；目标地物的属性特点；目标地物的变化动态特点。 相应地将遥感图像归纳为三方面特征，即几何特征、物理特征和时间特征。 (2) 遥感图像的分辨参数空间分辨率是指像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时
36、视场，或地面物体能分辨的最小单元波谱分辨率是指传感器在接收目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔，间隔愈小，波谱分辨率愈高。辐射分辨率是指传感器接收波谱信号时，能分辨的最小辐射度差。在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遥感采样的时间间隔，即采样的时间频率，也称重访周期。 第四章遥感图像处理1. 光学原理与光学处理（1） 遥感图像指用遥感器探测目标地物电磁辐射信息所记录下来的各种视觉实体.依据记录介质不同,包括遥感模拟图像和遥感数字图像两种类型.遥感模拟图像(或简称光学影像)主要指早期光学遥感系统用感光材料(胶片和相纸)记录下来的图像;遥感数字图像(或简称数字影像)主要指
37、后来传输型遥感系统获得的能够直接用于计算机分析处理的图像.模拟图像和数字图像可相互转换,包括模/数转换和数/模转换.（2） 三原色三原色指任意一种颜色都不能由其它两种颜色混合产生的三种颜色.实验表明:蓝绿红是最优三原色.三原色本身具有光谱意义,属于光谱色.三原色可按一定比例混合形成各种颜色.混合形成颜色不再具有光谱意义,不属于光谱色.（3）加色法 就是利用三原色按照一定比例混合产生其它颜色方法.可用加色法示意图表现为:等量组分混合蓝+绿=青绿+红=黄红+蓝=品蓝+绿+红=白（4） 色调与颜色的区别色调：指色彩彼此相互区分特性.物体色调决定于物体向外辐射光谱组成,不同色调物体具有不同辐射光谱;光
38、源色调决定于辐射光谱组成对人眼所产生感觉.（5）多波段影像最佳赋色方案假设遥感影像有N个波段,每次只显示3个波段,有多少种显示方案?每种显示方案中,每个波段仅能赋蓝绿红三原色任意一种,有多少种赋色方案? 红蓝绿; 红绿蓝; 绿红蓝; 绿蓝红; 蓝绿红; 蓝红绿2. 光学增强处理-彩色合成方法加色法彩色合成合成仪法：是将不同波段的黑白透明片分别放入有红、绿、蓝滤光片的光学投影通道中精确配准和重叠，生成彩色影像的过程。 分层曝光法：指利用彩色胶片具有的三层乳剂，使每一层乳剂依次曝光的方法。减色法彩色合成染印法：是一种使用特别浮雕片、接受纸和冲显染印药制作彩色合成影像的方法。印刷法：利用普通胶印设备
39、，直接使用不同波段的遥感底片和黄、品红、青三种油墨，经分色、加网、制版，套印成彩色合成图像。重氮法：利用重氮盐的化学反应处理彩色单波段影像透明片的方法。3. 数字图像校正（1） 数字图像概念及其特征数字图像指能够被计算机存储处理和使用图像.实际工作中:有时需要将模拟图像(或称模拟量)转换为数字图像(或称数字量),即是模数转换, 或简称A/D转换;有时需要将数字图像转换为模拟图像,即是数模转换,或简称D/A转换.模拟图像和数字图像本质区别在于:前者是连续变量,而后者是离散变量.（2） 像元概念 当数字化某个图像时，数字图像在空间位置上取样，产生离散的x值和y值，则每一个X和Y构成的小方格称为一个
40、像元。像元是数字图像的最小单位。补充：遥感数字图像是以数字形式表示遥感影像,像素或称像元是其最基本单位,是成像过程最小采样单元,也是处理过程最小操作单元.像元具有空间特征和属性特征.所谓像元空间特征是指像元对应地表特定地理位置,并表征特定区域面积;所谓像元属性特征是指像元灰度值或亮度值,反映像元对应地物电磁辐射信息.4. 辐射校正（1） 程辐射概念：由于相当部分大气散射直接进入遥感器，我们将由于大气散射直接进入遥感器部分太阳辐射称作程辐射。（2） 引起辐射畸变因素A.遥感器自身误差-或称系统误差B.大气与电磁辐射相互作用-或称随机误差5. 几何校正（1） 引起几何畸变的因素（遥感成像过程中,由
41、于受到某些因素影响,遥感图像出现各种变形情况,相对地面而言出现诸如平移缩放旋转偏扭弯曲等.因此进行几何校正）A.遥感平台影响-特别是卫星遥感平台运行姿态影响;B.地形起伏影响-产生局部像点位移(如同航空相片像点位移);C.地球曲率影响-一方面,产生像点位移;另一方面,导致不同像元对应地面宽度不等,而且遥感器扫描角度越大,影响越为突出;D.大气折射影响-折射使得太阳辐射并非直线传播导致像点位移;E.地球自转影响-卫星运动及地球自转相对运动,使得卫星星下扫描区域逐渐产生位置偏离.（2） 选择地面控制点的三个基本原则控制点选择要求:a.数量要求-n次多项式控制点最少数目(n+1)(n+)/2,实际控
42、制点数目为最少数目的6倍;b.位置要求-位置要可靠,多用道路交叉点河流拐弯处小岛中心机场附近山头顶部等;c.分布要求-分布要均匀,所有控制点应均匀分布于整幅图像之中.6. 数字图像增强遥感数字图像处理方法：对比度扩展、空间滤波、图像运算、多光谱变换等（1） 平滑和锐化概念（图像平滑处理包括均值和中值滤波）如果图像卷积运算后，图像亮度趋向平缓或已去掉某些噪声，则称图像平滑处理。如果卷积运算后，图像线状地物及某些亮度变化率较大部分被突出，则称图像锐化处理。图像锐化处理方法较多，例如罗伯特梯度、索伯尔梯度、拉普拉斯算法、边缘定向检测等。(2） 以中值滤波为例，演示图像卷积运算过程-结合书本和课件例题理解（3）标准假彩色和真彩色的过程结合书本和课件理解（4）植被指数概念：所谓植被指数是指利用多光谱遥