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1、遥感导论狭义遥感:应用探测仪器,不与探测目标接触,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,揭示物体的特征性质及其变化的综合探测技术。绝对黑体:对于任何波长的电磁波辐射都全部吸收的物体。最接近黑体的 物体:黑色的烟煤,吸收系数接近99为 灰体:没有显著的选择吸收,吸收率虽然小于1,但基本不随波长变化的物 体大气窗口:通常把透过大气而较少被吸收、散射的透射率较高的电磁辐射波 称为大气窗口。散射:辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变,并向各个方向散开 高光谱遥感:是高光谱分辨率遥感的简称,它是在电磁波谱的可见光、近红 外、中红外、和热红外波段范围内,获取许多的光谱连续的影像数据技术。 空间
2、分辨率指：像素所代表的地面范围的大小,即扫描仪的瞬时视场,或地 面物体能分辨的最小单元漫反射:不论入射方向如何,虽然反射率P与镜面反射样,但反射 方向却是“四面八方”实际物体反思:多数都处于两种理想模型之间,即介于镜面和朗伯面（漫 反射面）之间。颜色的性质:所有颜色都是对某段波长有选择的反射而对其他波长吸收的结 果。颜色的性质由明度、色调和饱和度来描述:1 .明度:是人眼对光源或物体明亮程度的感觉,物体反射率越高则明度越高。2 .色调:是色彩彼此相互区分的特征,决定物体向外辐射的光谱组成。3 .饱和度:是色彩纯洁的程度,也就是光谱中波长段是否窄,频率是否单 的表示。三原色（三基色）:若三种颜色
3、,其中任一种都不能由其余两种颜色 混合相加产生,这三种颜色按一定比例混合,却可以形成各种色调的 颜色,称为三原色或三基色（最优三原色:红、蓝、绿） 当两种色光相加成为白光或灰色,为互补色减色法是从自然光（白色光）中减去其中一种或两种基色光而生成色 彩的方法。黄色=红+绿=白蓝色青=蓝+绿=白红色青+品红=白（红+绿）=蓝黄+品红=白（蓝+绿）品红=红+蓝=白绿色黄+青=白（蓝+黄）=绿品红+青+黄=白（绿+红+蓝）1 .地物空间的几种关系:方位关系、包含关系、相邻关系、相交关系、相贯 关系2 .遥感的特点:A大面积的同步观测 B时效性C数据的综合性和可比性D经济性 E局限性3 .电磁波普频率从
4、高到低:r射线、x射线、紫外线、可见光、红外线、无线 电波4 .红外波段:超远红外:151000um、远红外：615um、中红外:36um 、近红外:0. 763um表2 包雙丸波段波长长波中波和短波 超短波大于3 OOO m 10 - 3 OOO m1 -10 m微波1 mm 1 m红 波 段由远红外远紅外中红外近红外0.76 i1 OOO pxn15 1 OOO pun 615 pm 31xmO. 76 3 pm5 .电磁波特性：L是横波、2.在真空中以光速传播、3.满足:f （频率）.Y （波长” C （光速），E （能量）=h （普朗克常数:h = 6. 626x10 -34j/s）
5、. F （频率）、4.具有波粒二象性6 .目标地物信息的遥感影像的各种特征,如:色调、色彩、大小、形状、阴 影、纹理、图形等。7 .物体的反射状况分三种:镜面反射、漫反射、实际物体反射8 .判断点、线、面三者的包含关系：铅垂线法、射线法。9 .遥感图像的特征主要有哪些? 空间分辨率、波谱分辨率、辐射 分辨率、时间分辨率。遥感图像目标地物的识别特征遥感图像中目标地物特征是地物电磁辐射差异在遥感影像上的典 型反映。按其表现形式的不同,目标地物特征可以概括分为3类（色、 形、位）：色:指目标地物在遥感影像上的颜色,这里包括目标地物的色调、 颜色和阴影等;形：指目标地物在遥感影像上的形状,这里包括目标
6、地物的形状、 纹理、大小、图形等;位：指目标地物在遥感影像上的空间位置,这里包括目标地物分布 的空间位置、相关布局等;大气散射的三种情况：1 .瑞利散射:当微粒的直径比辐射波长小得多时发生的散射。散射率与波长 的四次方成反比,因此,瑞利散射的强度随着波长变短而迅速增大。瑞利散 射对可见光的影响较大,对红外辐射的影响很小,对微波的影响可以不计。2 .米氏散射：当微粒的直径与辐射波长差不多时发生的散射,主要由大气中 的微粒（尘埃、小水滴等）引起。云雾的粒子大小与红外线的波长接近,所 以云雾对红外线的散射主要为米氏散射。3 .无选择性散射：当微粒的直径比辐射波长大得多时发生的散射,其强度与 波长无关
7、,即在符合无选择性散射条件的波段中,任何波段的散射强度相同。 大气窗口:通常把透过大气而较少被吸收、散射的透射率较高的电磁辐射波 称为大气窗口。-0.3-1. 4um：包括全部可见光（95%）,部分紫外光（70%）,部分 近红外光（80%）。摄影和扫描成像的方式在白天感测和记录目标电磁波辐 射信息。- 1.4-2.5um：近红外窗口,60% 95%,扫描成像,白天记录- 3. 5-5. 5um:中红外窗口,60%-70%,白天夜间,扫描成像记录- 8-14 um：远红外窗口,超过80%,白天夜间,扫描记录- 1. 4-300mm：微波窗口,白天夜间,扫描记录。气象卫星的特点:（P48）1 .轨
8、道:低轨:近极地太阳同步轨道,800-1600km,与太阳同步,使卫星 每天在固定的时间（地方时）经过每个地点的上空,使资料获得时候具有 相同的照明条件。高轨:地球同步轨道,36000km左右,相对于地球静止, 所以可作为通讯中继站,用于传送各种天气资料,如天气图,预报图等。2 .短周期重复观测:静止气象卫星30分钟一次,极轨卫星半天一次,利于 对地面快速变化的动态监测。3 .成像面积大,有利于获得宏观同步信息,减少数据处理容量。4 .资料来源连续,实时性强,成本低。海洋遥感具有以下特点:（P52）1 .需要高空和空间的遥感平台,以进行大面积同步覆盖的观测:因海洋具 有范围广、幅度大、变化快的
9、特点。2 .以微波为主:微波穿透能力较好,并且可以较好的获得海水温度、盐度 和海面粗糙度等信息。3 .电磁波于激光、声波的结合使扩大海洋遥感探测手段的一条新路:利用 声波等技术可突破深度上的局限性,将遥感技术的应用范围延伸到深海甚 至海底。4 .海面实测资料的校正。微波遥感的特点:（P72）1、能全天候、全天时工作:微波的散射作用较弱,在大气中衰减较少,对 云层、雨区的穿透能力较强,基本不受烟云雨雾的限制。2、对某些地物具有特殊的波谱特征:许多地物间微波辐射能力差别较大, 容易分辨出可见光与红外遥感所不能区别的某些目标物的特性。3、对冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透。4、对海洋遥感具有特殊意义
10、:微波对海水特别敏感。5、分辨率较低,但特性明显。微波遥感方式和传感器:微波遥感分为有源（主动）和无源（被动）两大类。 （P74）1、主动微波遥感:是指通过向目标地物发射微波并接收其后向散射信号 来实现对地观测遥感方式。主要传感器是雷达。此外还有微波高度计和微波 散射计。2、被动微波传感:通过传感器,接收来自目标地物发射的微波,而达到 探测目的的遥感方式。被动接收目标地物微波辐射的传感器为微波辐射计, 被动探测目标地物微波散射特性的传感器是微波散射计。对于摄影成像的图像来说,地面分辨率Rg取决于胶片分辨率、摄影镜头 分辨率RS构成的系统分辨率,以及摄影机焦距f和航高H。地面分辨率的 单位是线对
11、/m,实际地面分辨的最小间隔（图像能够被分辨出来的地面上 两个目标的最小距离）应为线/ m0即地面分辨率/2。RsfRg二11颜色相加原理:（P87）1、互补色:若两种颜色混合产生白色或灰色,这两种颜色就称为互补色。如 黄和蓝、红和青、绿和品红均为互补色。2、三原色:若三种颜色,其中的任一种都不能由其余两种颜色混合相加产生, 这三种颜色按一定比例混合,可以形成各种色调的颜色,则成为三原色。最 优三原色:红、绿、蓝。遥感影像变形的原因:（P103）1 .遥感平台位置和运动状态变化的影响:无论是卫星还是飞机,运动过程中 都会由于种种原因产生飞行姿势的变化从而引起影像变形。主要包括航高（航 高越向高
12、处偏离,图像对应的地面越宽）、航速（航速的快慢会导致图像上下 方向的位置错动）、俯仰（引起图像上下方向的变化）、翻滚（导致星下点在 扫描线方向偏移,使整个图像的行向翻滚角引起偏离的方向错动）、偏航（引 起扫描行方向的变化,导致图像的倾斜畸变）。2 .地形起伏的影响：会产生局部像点的位移,使原来本应是地面点的信号被 同一位置上某高点的信号代替。3 .地球表面曲率的影响:主要表现为像点的位移和像元对应于地面宽度的不 等。4 .大气折射的影响:折射厚的辐射传播不再是直线而是一条曲线,从而导致 传感器接收的像点发生位移。5 .地球自转的影响:产生影像偏移。遥感图像的计算机分类的两种方法:1、监督分类,
13、通过选择代表各个类别的已知样本（训练区）的像元光谱特征 事先取得各类别的参数,确定判别函数,从而进行分类。2、非监督分类:根据事先指定的某准则,让计算机自动进行归并分类,无 须人为干预,分类后确定地面类型。监督分类和非监督分类的方法以及区别监督分类方法:最小距离分类法;多级切割分类法;特征曲线窗口法;最 大似然比分类法。非监督分类方法:分级集群法；动态聚类法。区别:根本区别在于是否利用训练场来获取先验的类别知识进行分类;而非监 督分类方法则根据地物的光谱统计特性进行分类。遥感信息的复合方法:1.不同传感器的遥感数据复合,方法:彩色合成法, 步骤：配准、复合;2.不同时相的遥感数据复合,方法:彩
14、色合成法、差 值方法、比值方法,步骤:配准、直方图调整、复合。包含关系的的两种方法:岩石的反射光谱特征:与岩石本身的矿物成分和颜色密切相关;组成岩石 的矿物颗粒大小和表面粗糙度的影响；岩石表面湿度的影响；岩石表面风 化程度的影响沉积岩的影像特征及其识别:沉积岩最大特点是成层性,常具不同地貌特点；沉积岩的解译应着重标志性岩层 的建立；疏松的陆相碎屑岩直接与形成的 地貌有关。岩性识别岩浆岩根据SiO2重量百分数，通常将岩浆岩分为四大类:- 超基性岩:Si0265%正长岩一粗面岩类、花岗、岩一流纹岩类岩浆岩的影像特征及其识别:- 岩浆岩呈团块状和短的脉状,与沉积岩在形状结构上明显不同。- 酸性岩以花
15、岗岩为代表,色调浅,易与围岩区分,形态常显圆形、 椭圆形和多边形。- 基性岩色调深容易风化剥蚀成负地形:方山,台地。- 中性岩介于二者之间,火山岩最易识别。岩浆岩的遥感解译效果较好,几何形态的主要标志是：在图像上岩浆 岩体具有比较规则的平面几何形态,常成圆、椭圆、透镜状、脉状等。除少 数熔岩外,岩浆岩多数缺少层理影像特征。遥感图像上出露规模较大的侵入岩,常具环状、放射状等类型的水系,节理 或岩脉群。岩性识别一变质岩:与原始母岩的特征相似,由于变质作用,使得影像 特征更复杂。高光谱遥感应用领域:地质调查研究、植被遥感研究、其它领域研究（大 气遥感、水文与冰雪、环境与灾害、土壤调查、城市环境）主要研究方法: 光谱微分技术、光谱匹配技术、混合光谱分解技术、光 谱分类技术、光谱维特征提取、构建模型、多元统计分析技术、基于光谱波 长位置变量的分析技术