遥感概论复习参考资料.pdf

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1、遥 感 概 论 复 习 参 考 资 料()绪 论 1.什 么 是 遥 感 遥 感：种 在 远 离 目 标，不 与 目 标 直 接 接 触 的 情 况 下，通 过 传 感 器 获 取 其 特 征 信 息，并 对 这 些 信 息 进 行 处 理、分 析 和 应 用 的 综 合 性 探 测 技 术。遥 感 过 程：是 指 遥 感 信 息 的 获 取、传 输、处 理，以 及 分 析 判 读 和 应 用 的 全 过 程。包 括 遥 感 信 息 的 获 取；遥 感 信 息 的 处 理；遥 感 信 息 的 应 用。遥 感 技 术 系 统：是 指 一 个 从 地 面 到 空 中、甚 至 空 间 的 从 遥 感

2、 信 息 收 集、存 储、处 理、判 读 分 析 和 应 用 的 技 术 系 统。包 括：遥 感 试 验 系 统；遥 感 信 息 的 获 取 系 统；遥 感 信 息 的 处 理 系 统；遥 感 信 息 的 应 用 系 统 2遥 感 的 分 类 按 工 作 平 台：地 面 遥 感、航 空 遥 感、航 天 遥 感 按 所 利 用 的 电 磁 波 的 光 谱 段 分：紫 外 遥 感、可 见 光 遥 感、反 射 红 外 遥 感，热 红 外 遥 感、微 波 遥 感 按 传 感 器 的 工 作 原 理 分：主 动 遥 感，被 动 遥 感 按 数 据 获 取 方 式：成 像 遥 感；非 成 像 遥 感 按

3、研 究 对 象 分：资 源 遥 感、环 境 遥 感、空 间 遥 感、大 气 遥 感、陆 地 遥 感、海 洋 遥 感 按 应 用 空 间 尺 度 分：全 球 遥 感、区 域 遥 感 和 城 市 遥 感 按 应 用 领 域 分：资 源、环 境、农 业、林 业、军 事 等 主 动 遥 感：指 从 传 感 器 系 统 上 的 人 工 辐 射 源，向 目 标 物 发 射 一 定 形 式 的 电 磁 波，再 由 传 感 器 接 收 和 记 录 其 反 射 波 的 遥 感 系 统。如 主 动 传 感 器：雷 达 被 动 遥 感：指 由 传 感 器 从 远 距 离 接 收 和 记 录 目 标 物 所 反 射

4、的 太 阳 辐 射 电 磁 波 及 物 体 自 身 发 射 的 电 磁 波(主 要 是 热 辐 射)的 遥 感 系 统。如 各 种 摄 像 机、扫 描 仪、辐 射 计 3.遥 感 技 术 的 特 点：1)感 测 范 围 大，具 有 综 合、宏 观 性。便 于 发 现 和 研 究 宏 观 现 象 2)信 息 量 大，手 段 多、技 术 先 进。可 提 供 丰 富 的 光 谱 信 息，根 据 应 用 目 的 不 同 可 选 用 不 同 功 能 的 传 感 器 和 工 作 波 段 3)获 取 信 息 快，更 新 周 期 短，具 有 动 态 监 测 特 点。能 用 于 洪 水，土 地 利 用，农 作

5、物 长 势、森 林 火 灾 等 监 测 4)用 途 广，效 益 高 5)约 束 少，不 受 地 利、交 通、国 界 等 限 制(二)电 磁 辐 射 与 地 物 光 谱 特 征 1 电 磁 波 谱、电 磁 辐 射 的 度 量、黑 体 辐 射 等 基 本 概 念；遥 感 中 常 用 的 电 磁 波 谱 段 答：电 磁 波 谱：按 照 电 磁 波 在 真 空 中 传 播 的 波 长 或 频 率 排 列 形 成 的 一 个 连 续 谱 带。可 见 光:0.38-0.76um红 外：近 红 外(NIR,near-infrared)：0.7-3.0 m近 红 外(NIR,near-infrared)：0.

6、7-1.Im短 波 红 外(SWIR,shortwave IR)：1.1-3.0 m中 红 外(MWIR,Mid wave IR)：3.0-6.0 m远 红 外：6.0-15 m超 远 红 外：6.0-15 m热 红 外(TIR,Thermal IR)：3.0-15 m微 波 波 段：(Imm-lm,最 常 用 lcmTm)黑 体 辐 射：指 由 理 想 放 射 物 放 射 出 来 的 辐 射，在 特 定 温 度 及 特 定 波 长 放 射 最 大 量 之 辐 射、如 果 一 个 物 体 对 于 任 何 波 长 的 电 磁 辐 射 都 全 部 吸 收，则 该 物 体 是绝 对 黑 体。遥 感

7、中 常 用 的 电 磁 波 段：包 括 可 见 光，红 外 和 微 波 波 段 0.3-1.311 m,即 紫 外、可 见 光、近 红 外 波 段。这 一 波 段 是 摄 影 成 像 的 最 佳 波 段，也 是 许 多 卫 星 传 感 器 扫 描 成 像 的 常 用 波 段。比 如，Landsat卫 星 的 TM的 1-4波 段，SPOT卫 星 的 HRV波 段 等。1.5-1.8U m,2.0-3.5 u m,即 近、短 波、中 红 外 波 段，在 白 天 日 照 条 件 好 的 时 候 扫 描 成 像 常 用 这 些 波 段，比 如 T M 的 5、7 波 段 等 用 以 探 测 植 物

8、含 水 量 以 及 云、雪 或 用 于 地 质 制 图 等。3.5-5.5 u m,即 中 红 外 波 段，物 体 的 热 辐 射 较 强。这 一 区 间 除 了 地 面 物 体 反 射 光 谱 反 射 太 阳 辐 射 外，地 面 物 体 也 有 自 身 的 发 射 能 量。如 NOAA卫 星 的 AVHRR传 感 器 用 3.55-3.93 u m 探 测 海 面 温 度，获 得 昼 夜 云 图。8-14P m,即 远 红 外 波 段。主 要 来 自 物 体 热 辐 射 的 能 量，适 于 夜 间 成 像，测 量 探 测 目 标 的 地 物 温 度。0.8-2.5cm至 更 长，即 微 波

9、波 段，由 于 微 波 穿 云 透 雾 的 能 力，这 一 区 间 可 以 全 天 候 工 作。而 且 工 作 方 式 为 主 动 遥 感。其 常 用 的 波 段 为 0.8cm,3cm,5cm,10cm等 等，有 时 也 可 将 该 窗 口 扩 展 为 0.05cm至 300cm波 段。2.大 气 散 射 的 类 型；被 动 遥 感 的 辐 射 源；太 阳 辐 射 和 地 球 辐 射 的 分 段 性 三 种 散 射 类 型：瑞 利 散 射、米 氏 散 射、无 选 择 性 散 射 被 动 遥 感 的 辐 射 源：除 了 太 阳 以 外，遥 感 探 测 中 被 动 遥 感 的 辐 射 源 还 有

10、 地 球 太 阳 辐 射 和 地 球 辐 射 的 分 段 性：1)太 阳 辐 射。接 近 于 温 度 为 6000K的 黑 体 辐 射，最 大 辐 射 的 对 应 波 长 为 0.47 m,主 要 集 中 于 波 长 较 短 的 部 分，从 紫 外、可 见 光 到 近 红 外 区 域，即 0.3-2.5 m,在 这 一 波 段 地 球 的 辐 射 主 要 是 反 射 太 阳 的 辐 射 飞 2)地 球 辐 射。接 近 于 温 度 为 300K的 黑 体 辐 射、最 大 辐 射 对 应 波 长 为 9.66m,自 身 发 出 的 辐 射 主 要 集 中 在 波 长 较 长 的 部 分，即 6 m

11、 以 上 的 热 红 外 区 段。3)在 2.5-6 m 的 中 红 外 波 段，地 球 对 太 阳 辐 照 的 反 射 和 地 表 物 体 自 身 的 热 辐 射 均 不 能 忽 略 3 大 气 窗 口 的 概 念 和 意 义 大 气 窗 口：通 常 把 电 磁 波 通 过 大 气 层 时 较 少 被 反 射、吸 收 或 散 射，透 过 率 较 高 的 波 段 成 3.为 大 气 窗 口 的 概 念 和 意 义 大 气 窗 口：通 常 把 电 磁 波 通 过 大 气 层 时 较 少 被 反 射、吸 收 或 散 射，透 过 率 较 高 的 波 段 称 为 大 气 窗 口。常 用 的 大 气 窗

12、 口：1)0.3-1.3 u m,即 紫 外、可 见 光、近 红 外 波 段。这 一 波 段 是 摄 影 成 像 的 最 佳 波 段，也 是 许 多 卫 星 传 感 器 扫 描 成 像 的 常 用 波 段。比 如，Landsat卫 星 的 T M 的 1-4波 段,SPOT卫 星 的 IIRV波 段 等。2)1.5-1.8 n m,2.0-3.5 um,即 近、短 波、中 红 外 波 段，在 白 天 日 照 条 件 好 的 时 候 扫 描 成 像 常 用 这 些 波 段，比 如 T M 的 5、7 波 段 等 用 以 探 测 植 物 含 水 量 以 及 云、雪 或 用 于 地 质 制 图 等

13、3)3.5-5.5 H m,即 中 红 外 波 段，物 体 的 热 辐 射 较 强。这 一 区 间 除 了 地 面 物 体 反 射 光 谱 反 射 太 阳 辐 射 外，地 面 物 体 也 有 自 身 的 发 射 能 量。如 N0AA卫 星 的 AVHRR传 感 器 用 3.55-3.93 口 m 探 测 海 面 温 度，获 得 昼 夜 云 图 4)8-14 n m,即 远 红 外 波 段。主 要 来 自 物 体 热 辐 射 的 能 量，适 于 夜 间 成 像，测 量 探 测 目 标 的 地 物 温 度 5)0.8-2.5cm至 更 长，即 微 波 波 段，由 于 微 波 穿 云 透 雾 的 能

14、 力，这 一 区 间 可 以 全 天 候 工 作。而 且 工 作 方 式 为 主 动 遥 感。其 常 用 的 波 段 为 0.8cm,3cm,5cm,10cm等 等，有 时 也 可 将 该 窗 口 扩 展 为 0.05cm至 300cm波 段。4 地 物 反 射 波 谱 特 征、反 射 波 谱 曲 线，同 物 同 谱、异 物 异 谱 的 概 念；主 要 地 物 的 反 射 波 谱 特 征 地 物 的 波 谱 特 征：地 物 的 电 磁 波 响 成 特 性 随 电 磁 波 长 改 变 而 变 化的 规 律，称 为 地 物 波 谱，地 物 波 谱 随 波 长 而 变 的 特 性 叫 做 地 物 波

15、 谱 特 性，是 遥 感 识 别 地 物 的 基 础。反 射 波 普 曲 线：通 常 指 用 于 表 示 地 物 的 反 射 率 随 波 长 的 变 化 同 物 异 谱：同 类 地 物 具 有 不 同 的 光 谱 特 征 同 谱 异 物：不 同 的 地 物 可 能 具 有 相 似 的 光 谱 特 征。主 要 地 物 的 波 谱 反 射 特 征：1.植 被 的 光 谱 曲 线 可 分 为 三 段：1）0.4-0.76 m:有 一 个 小 的 反 射 峰，位 于 绿 色 波 段（0.55 m）,两 边（蓝、红）为 吸 收 带 2）0.76-1.3 m:高 反 射，在 0.7 m 处 反 射 率 迅

16、 速 增 大，至 1.1处 有 峰 值 3）1.3-2.5 m:受 植 物 含 水 量 影 响，吸 收 率 增 加，反 射 率 下 降，形 成 几 个 低 谷 2.岩 石：形 态 各 异，没 有 统 一 的 变 化 规 律 3.土 壤：没 有 明 显 的 波 峰 波 谷。土 质 越 细，反 射 率 越 高，有 机 质 含 量 越 高、含 水 量 越 高，反 射 率 越 低 4.水 体：反 射 主 要 在 蓝 绿 波 段，其 它 波 段 吸 收 都 很 强，近 红 外 吸 收 更 强。与 含 沙 量、叶 绿 素 含 量 等 有 关；含 沙 量 越 高、反 射 率 越 高 5 颜 色 的 性 质；

17、HSV模 型 颜 色 的 性 质 包 括：明 度、色 调、饱 和 度 1）明 度（Lightness,Value,Intensity）：人 眼 对 明 亮 程 度 的 感 觉。物 体 反 射 率 越 高，明 度 就 越 高。2）色 调（Hue）：色 彩 彼 此 间 相 互 区 分 的 特 性。3）饱 和 度（Saturation）：彩 色 纯 洁 的 程 度，即 光 谱 中 波 长 段 是 否 窄，频 率 是 否 单 一 的 表 示。HSV模 型：H：色 调 用 角 度 量 表 示 范 围 从 0 到 360度 红 绿 蓝 分 别 相 隔 120度 互 补 色 分 别 相 差 180度 S：饱

18、 和 度 表 示 所 选 颜 色 纯 度 和 该 颜 色 最 大 纯 度 之 比 范 围 从 0 到 1 S=0时，只 有 灰 度 V：明 度 范 围 从 0 到 1。6 真 彩 色（true color）；假 彩 色（false color）；伪 彩 色（pseudo color）真 彩 色：红 绿 蓝 三 波 段 合 成 假 彩 色：真 彩 色 之 外 的 其 它 彩 色 合 成 方 案 伪 彩 色：将 不 同 的 灰 度 值 赋 予 不 同 的 颜 色 显 示（三）遥 感 成 像 原 理 与 遥 感 图 像 特 征 1 传 感 器、遥 感 平 台、成 象 光 谱 仪、高 光 谱 遥 感

19、的 概 念；高 光 谱 遥 感 的 特 点 传 感 器：是 获 取 地 面 目 标 电 磁 辐 射 信 息 的 装 置，是 遥 感 技 术 系 统 中 数 据 获 取 的 关 键 设 备。遥 感 平 台：搭 载 传 感 器 的 工 具。主 要 包 括：航 天 遥 感 平 台、航 空 遥 感 平 台、地 面 遥 感 平 台。成 像 光 谱 仪：能 为 每 个 象 元 提 供 数 十 至 数 百 个 窄 波 段（通 常 波 段 宽 度 为 10nm）光 谱 信 息，能 产 生 一 条 完 整 而 连 续 的 光 谱 曲 线 的 仪 器 高 光 谱 遥 感：在 电 磁 波 谱 的 紫 外、可 见 光

20、、近 红 外 和 中 红 外 区 域，获 取 许 多 非 常 窄 口 光 谱 连 续 的 图 象 数 据 的 遥 感 技 术 高 光 谱 遥 感 的 特 点：1）能 探 测 到 在 宽 波 段 遥 感 中 难 以 探 测 的 物 质 特 征；2）光 谱 分 辨 率 高，波 段 宽 度 小 于 10nm,而 宽 波 段 遥 感 达 100-200nm或 更 宽；3）能 获 得 连 续 光 谱，区 分 出 具 有 诊 断 性 光 谱 特 征 的 物 质；4）图 谱 合 一，在 获 取 大 量 目 标 窄 波 段 连 续 光 谱 图 象 的 同 时，获 得 几 乎 连 续 的 光 谱 数 据 2 扫

21、 描 方 式 的 传 感 器：光 机 扫 描 仪；推 帚 式 扫 描 仪光 机 扫 描 仪：是 对 地 表 的 辐 射 分 光 后 进 行 观 测 的 机 械 扫 描 型 辐 射 计。把 搭 载 扫 描 仪 的 飞 行 平 台 的 移 动 与 利 用 旋 转 镜 或 摆 动 镜 在 平 台 移 动 的 直 角 方 向 进 行 扫 描 结 合 起 来，从 而 得 到 二 维 信 息 的 遥 感 器。推 帚 式 扫 描 仪：通 过 光 学 系 统 一 次 获 得 一 条 线 的 图 象，然 后 由 多 个 固 体 光 电 转 换 元 件 进 行 电 扫 描。将 探 测 器 搭 载 于 飞 行 平

22、台 上，通 过 和 探 测 器 成 正 交 方 向 的 移 动 而 得 到 目 标 物 的 二 维 信 息。3 传 感 器 的 性 能 指 标 和 图 像 的 特 征：光 谱 分 辨 率(spectral resolution)；空 间 分 辨 率(spatial resolution)；辐 射 分 辨 率(radiometric resolution)；时 间 分 辨 率(temporal resolution)；温 度 分 辨 率(temperature resolution)光 谱 分 辨 率：传 感 器 在 接 收 目 标 辐 射 的 光 谱 时 能 分 辨 的 最 小 波 长 间 隔

23、 空 间 分 辨 率：遥 感 图 象 上 能 够 详 细 区 分 的 最 小 单 元 的 尺 寸，是 用 来 表 征 图 象 分 辨 地 面 目 标 细 节 能 力 的 指 标 辐 射 分 辨 率：传 感 器 接 收 光 谱 信 号 时、能 分 辨 的 最 小 辐 射 差。在 遥 感 图 象 上 表 现 为 每 一 像 元 的 辐 射 量 化 级(D)时 间 分 辨 率：重 访 周 期，对 同 一 目 标 进 行 重 复 探 测 时，相 邻 两 次 探 测 的 时 间 间 隔 温 度 分 辨 率：热 红 外 传 感 器 分 辨 地 表 热 辐 射(温 度)最 小 差 异 的 能 力 4 航 空

24、 遥 感、航 天 遥 感、像 点 位 移、投 影 误 差 的 概 念；航 空 摄 影 方 式；航 空 遥 感 的 优 点 航 空 遥 感：以 中 低 空 航 空 遥 感 平 台 为 基 础 进 行 的 遥 感 方 式 航 天 遥 感：是 利 用 搭 载 在 人 造 地 球 卫 星、探 测 火 箭、宇 宙 飞 船 和 航 天 飞 机 等 航 天 平 台 上 的 传 感 器 对 地 表 进 行 的 遥 感 像 点 位 移：指 在 中 心 投 影 的 相 片 上，由 于 地 形 的 起 伏 等 的 影 响 而 引 起 的 平 面 上 像 点 位 置 的 移 动 投 影 误 差：在 中 心 投 影 的

25、 相 片 上，由 于 地 形 的 起 伏 等 的 影 响 而 引 起 的 平 面 上 像 点 位 置 的 移 动，其 位 移 量 称 为“投 影 误 差”。航 空 摄 影 的 方 式：单 片 摄 影：为 特 定 目 标 或 小 块 地 区 进 行 的 摄 影，单 张、不 连 续 单 航 线 摄 影：航 向 重 叠 度：一 般 为 60%,不 小 于 5 3%o 多 航 线 摄 影：旁 向 重 叠 度：一 般 为 15%-30%o航 空 遥 感 的 优 点：航 空 遥 感 空 间 分 辨 率 高、信 息 容 量 大 航 空 遥 感 灵 活，适 用 于 些 专 题 遥 感 研 究 信 息 获 取

26、方 便 6 遥 感 卫 星 的 分 类 气 象 卫 星；地 球 资 源 卫 星；陆 地 卫 星；海 洋 卫 星 7 气 象 卫 星 的 分 类、特 点；主 要 气 象 卫 星：FY-l.NOAA；FY-2,GOES,GMSO答:气 象 卫 星 的 分 类：分 极 轨 道 和 地 球 同 步 轨 道 两 个 系 列 特 点：L 重 访 周 期 短，数 据 更 新 快；2.成 像 面 积 达，便 于 同 步 监 测 3.资 料 来 源 连 续，实 时 性 强，成 本 低 4/108 主 要 陆 地 卫 星；陆 地 卫 星 的 轨 道 特 征；TM(ETM+)影 像 各 波 段 的 特 点 及 应

27、用；高 分 辨 率 卫 星：QuickBird,IK0N0S的 分 辨 率 和 波 段 主 要 陆 地 卫 星：LANDSAT系 列 陆 地 卫 星 的 轨 道 特 征：中 等 高 度、近 圆 形、近 极 地、太 阳 同 步、可 重 复 轨 道 TM/ETM+主 要 波 段 及 其 特 点 波 段 1 2 3 4 5 6 7 8 波 长(n m)0.45-0.52 0.52-0.60 0.63-0.69 0.76-0.901.55-1.75 10.4-12.5 2.08-2.35 0.50-0.9 0 波 段 名 称 蓝 光 绿 光 红 光 近 红 外 短 波 红 外 热 红 外 短 波 红

28、外 全 色 地 面 分 辨 率 30 30 30 30 30 120/60 30 15波 段 特 点 水 体 透 视 深 度 大，对 叶 绿 素 和 水 体 含 沙 量 敏 感 水 体 透 视 深 度 较 大，对 健 康 茂 盛 植 物 敏 感 绿 色 植 物 强 吸 收 波 段，可 见 光 最 佳 波 段 水 吸 收 带，绿 色 植 物 强 反 射 波 段。茂 密 植 物 呈 浅 色 调 处 于 水 的 强 吸 收 带，对 土 壤 湿 度、植 物 含 水 量 敏 感 地 面 分 辨 率 低；对 热 异 常 敏 感 水 的 强 吸 收 带，水 体 深 色 调；与 5 波 段 相 关 性 较 强

29、高 分 辨 率 卫 星：IKONOS：全 色：空 间 分 辨 率 1米(波 段：0.45-0.90微 米)：多 光 谱：空 间 分 辨 率 4 米，波 段：(0.45-0.53)(0.52-0.61)(0.64-0.72)(0.77-0.88)蓝 绿 红 近 红 QUICKBIRD：(1-3.5 天)全 色：0.61-0.72米 多 光 谱：2.44-2.88米，波 段 同 IKONOS(四)遥 感 图 像 目 视 解 译 1 遥 感 影 像 解 译/目 视 解 译，遥 感 影 像 判 读/计 算 机 解 译 的 概 念，答:影 像 解 译：是 指 对 遥 感 图 像 上 的 各 种 特 征

30、进 行 综 合 分 析、比 较、推 理 和 判 断，最 后 提 取 所 感 兴 趣 的 信 息 的 过 程 目 视 解 译：是 用 眼 睛 目 视 观 察，凭 借 人 的 经 验、知 识 和 有 关 资 料，通 过 人 脑 的 分 析、推 理 和 判 断，提 取 有 用 的 信 息。目 视 解 译 是 遥 感 成 像 的 逆 过 程 遥 感 影 像 判 读：通 过 综 合 分 析，并 依 靠 间 接 解 译 标 志。计 算 机 解 译：利 用 计 算 机，运 用 模 式 识 别 方 法 自 动 提 取 信 息 的 过 程 2 遥 感 图 像 目 视 解 译 的 基 本 步 骤；准 备 工 作

31、初 步 解 译 和 野 外 调 查 野 外 验 证 与 补 判 解 译 成 果 转 绘 和 制 图 室 内 详 判 3 解 译 标 志 的 概 念 和 分 类；主 要 解 译 标 志 解 译 标 志：即 判 读 标 志，指 可 用 来 识 别 遥 感 图 像 上 目 标 地 物 或 现 象 及 其 属 性 的 各 种 影 像 特 征 分 类：直 接 解 译 标 志：直 接 反 映 或 表 现 目 标 地 物 信 息 的 各 种 影 像 特 征。如 色 调、色 彩、大 小、形 状、阴 影、纹 理、图 形 等 间 接 解 译 标 志：间 接 反 映 或 表 现 目 标 地 物 信 息 的 各 种

32、影 像 特 征。如 空 间 位 置、地 物 与 环 境 5/10的 关 系、目 标 地 物 的 季 节 变 化 等，间 接 判 读 标 志 的 运 用 需 要 相 关 专 业 背 景 主 要 解 译 标 志：形 状(shape)：目 标 地 物 在 遥 感 图 像 上 呈 现 的 外 部 轮 廓。色 调(tone)：全 色 遥 感 图 像 中 从 白 到 黑 的 密 度 比 例 叫 色 调(也 叫 灰 度)颜 色(color)：是 彩 色 图 像 中 目 标 地 物 识 别 的 基 本 标 志。阴 影(shadow)：是 图 像 上 光 束 被 地 物 遮 挡 而 产 生 的 地 物 的 影

33、子。据 此 可 判 读 物 体 性 质 或 高 度。纹 理(texture)：也 叫 内 部 结 构，指 遥 感 图 像 中 目 标 地 物 内 部 色 调 有 规 则 变 化 造 成 的 影 像 结 构。大 小(size)：指 遥 感 图 像 上 目 标 物 的 形 状、面 积 与 体 积 的 度 量。位 置(site)：指 目 标 地 物 分 布 的 地 点。图 型(pattern)：目 标 地 物 有 规 律 的 排 列 而 成 的 图 形 结 构。相 关 布 局(association)：多 个 目 标 地 物 之 间 的 空 间 配 置 关 系。(五)遥 感 图 像 处 理 1.数

34、字 图 像 处 理 的 主 要 内 容 图 像 校 正：从 具 有 畸 变 的 图 像 中 消 除 畸 变 的 处 理 过 程，包 括 辐 射 校 正、几 何 校 正。图 像 增 强：增 强 图 像 中 的 有 用 信 息，利 于 识 别 分 析，包 括 辐 射 增 强、几 何 增 强、图 像 运 算、多 光 谱 变 换 等。信 息 提 取：提 取 图 像 中 的 有 用 信 息，空 间 信 息 提 取、属 性 信 息、时 间 信 息 2.数 字 图 像、辐 射 校 正、大 气 校 正、几 何 校 正、几 何 精 校 正 等 基 本 概 念 数 字 图 像：以 数 字 的 形 式 存 储 的，

35、适 合 于 计 算 机 处 理 的 影 像 数 据 辐 射 校 正：消 除 或 改 正 遥 感 图 像 成 像 过 程 中 附 加 在 传 感 器 输 出 辐 射 能 量 中 的 各 种 误 差 大 气 校 正：指 大 气 散 射 校 正，即 消 除 大 气 散 射 对 辐 射 失 真 的 影 响。几 何 校 正：从 具 有 几 何 变 形 的 图 象 中 消 除 变 形 的 过 程 几 何 精 校 正：利 用 地 面 控 制 点 进 行 的 几 何 校 正 称 为 几 何 精 校 正。3.几 何 精 校 正 的 一 般 步 骤；控 制 点 的 选 择；三 种 插 值 方 法：最 邻 近 法、

36、双 线 性 法、三 次 卷 积 法 的 特 点 步 骤：选 择 控 制 点：在 遥 感 图 像 和 地 形 图 上 分 别 选 择 同 名 控 制 点，以 建 立 图 像 与 地 图 之 间 的 投 影 关 系，这 些 控 制 点 应 该 选 在 能明 显 定 位 的 地 方，如 河 流 交 叉 点 等。建 立 整 体 映 射 函 数：根 据 图 像 的 几 何 畸 变 性 质 及 地 面 控 制 点 的 多 少 来 确 定 校 正 数 学 模 型，建 立 起 图 像 与 地 图 之 间 的 空 间 变 换 关 系，如 多 项 式 方 法、仿 射 变 换 方 法 等。重 采 样 内 插：为 了

37、 使 校 正 后 的 输 出 图 像 像 元 与 输 入 的 未 校 正 图 像 相 对 应，根 据 确 定 的 校 正 公 式，对 输 入 图 像 的 数 据 重 新 排 列。在 重 采 样 中，由 于 所 计 算 的 对 应 位 置 的 坐 标 不 是 整 数 值，必 须 通 过 对 周 围 的 像 元 值 进 行 内 插 来 求 出 新 的 像 元 值。地 面 控 制 点(GCP,GroundControl Point):一 些 特 定 的 象 元，其 地 图 坐 标 或 其 它 输 出 坐 标 为 已 知 的 人 工 地 物、线 性 地 物 交 叉 点 等 不 易 随 时 间 变 化

38、的 目 标。大 比 例 尺 的 图 象：道 路 交 叉 点、机 场 跑 道、建 筑 物 小 比 例 尺 的 图 象：城 区、一 些 线 性 地 物 交 叉 点(河 流、道 路)分 布：较 均 匀 分 布 与 图 象 范 围 内，保 证 足 够 数 量 1)多 项 式 纠 正 法 的 精 度 与 地 面 控 制 点(GCP)的 精 度、分 布、数 量 及 纠 正 范 围 有 关；2)GCP的 位 置 精 度 越 高，则 几 何 纠 正 的 精 度 越 高；GCP的 个 数 不 少 于 多 项 式 的 系 数 个 数；适 当 增 加 GCP的 个 数，可 以 提 高 几 何 纠 正 的 精 度。3

39、)20-30个 GCP,一 般 可 以 满 足 需 求 4)2.GCP分 布 应 尽 可 能 在 整 幅 图 像 内 均 匀 分 布，否 则 在 GCP密 集 区 精 度 较 高，在 GCP分 布 稀 疏 出 现 较 大 的 误 差。4.图 像 增 强、辐 射 增 强、直 方 图 均 衡 化，直 方 图 的 性 质；图 像 平 滑 的 方 法 均 值 滤 波，中 值 滤 波 的 应 用；主 要 锐 化 算 法 的 特 点 图 像 增 强:用 于 改 善 图 像 质 量 或 突 出 图 像 中 感 兴 趣 的 信 息，加 强 图 像 判 读 和 识 别 效 果 的 图 像 处 理 方 法 辐 射

40、 增 强:种 直 接 通 过 改 变 图 像 中 象 元 的 亮 度 值 来 改 变 图 像 的 对 比 度，从 而 改 善 图 像 质 量 的 处 理 方 法 直 方 图 均 衡 化:将 原 图 像 的 直 方 图 通 过 变 换 变 为 均 匀 直 方 图，从 而 得 到 一 幅 灰 度 均 匀 分 布 的 图 像 直 方 图 的 性 质：1)直 方 图 反 映 了 灰 度 的 出 现 频 率，不 包 含 象 素 的 位 置 信 息 2)同 一 图 像 的 直 方 图 唯 一，反 之 不 成 立 3)一 幅 图 像 的 直 方 图 等 于 其 各 部 分 图 像 直 方 图 之 和 均 值

41、 滤 波：模 板 为 y(m,n)=l/MN计 算 公 式:g(i,j)=1/MN Ef(m,n)中 值 滤 波 是 对 一 个 滑 动 窗 口 内 的 诸 像 素 灰 度 值 排 序，用 中 值 代 替 窗 口 中 心 像 素 的 原 来 灰 度 值，因 此 它 是 一 种 非 线 性 的 图 像 平 滑 法。例：采 用 1 X 3 窗 口 进 行 中 值 滤 波 原 图 像 为：2 2 6 2 1 2 4 4 4 2 4处 理 后 为：2 2 2 2 2 2 4 4 4 4 4 它 对 脉 冲 干 扰 及 椒 盐 噪 声 的 抑 制 效 果 好，在 抑 制 随 机 噪 声 的 同 时 能

42、有 效 保 护 边 缘 少 受 模 糊。但 它 对 点、线 等 细 节 较 多 的 图 像 却 不 太 合 适。对 中 值 滤 波 法 来 说，正 确 选 择 窗 口 尺 寸 的 大 小 是 很 重 要 的 环 节。一 般 很 难 事 先 确 定 最 佳 的 窗 口 尺 寸，需 通 过 从 小 窗 口 到 大 窗 口 的 中 值 滤 波 试 验，再 从 中 选 取 最 佳 的。主 要 锐 化 算 法 的 特 点：1)主 要 有 空 间 梯 度 法 a)梯 度 的 方 向 是 在 函 数 f(x,y)最 大 变 化 率 方 向 上 b)梯 度 的 幅 度 用 Gf(x,y)表 示:2)方 向 模

43、 板 a)用 于 增 强 与 模 板 方 向 一 致 的 边 缘 b)据 方 向，分 为 三 类：垂 直(Vertical)模 板、水 平(Horizontal)模 板、对 角(Diagonal)模 板 5.图 像 运 算，差 值 运 算、比 值 运 算 的 应 用。图 像 运 算：图 像 运 算 是 指 对 两 幅 或 两 幅 以 上 的 输 入 图 像 的 对 应 像 元 逐 个 地 进 行 和、差、积、商 的 四 则 运 算，以 产 生 有 增 强 效 果 的 图 像 差 值 运 算：指 两 幅 同 样 大 小 的 图 像 对 应 象 元 的 灰 度 值 相 减 F(x,y)=fl(x,

44、y)-f2(x,y)+b比 值 运 算:两 个 波 段 对 应 像 元 的 灰 度 值 之 比 或 几 个 波 段 组 合 的 对 应 像 元 灰 度 值 之 比 F(x,y)=f2(x,y)/fl(x,y)6 植 被 指 数 的 概 念 和 计 算 植 被 指 数:是 基 于 植 被 在 红 光 波 段(R)的 强 吸 收 和 近 红 外 波 段(IR)的 强 反 射.，通 过 这 两 个 波 段 影 像 的 比 值 或 线 性 组 合 来 表 达 植 被 信 息(如 叶 面 指 数、植 被 覆 盖 度、生 物 量 等)的 参 考 量 计 算：差 值 植 被 指 数 DVI=IR-R比 值

45、植 被 指 数 RVI=IR/R归 一 化 差 值 植 被 指 数 NDVI=(IR-R)/(IR+R)绿 度 植 被 指 数：K T 变 换 中 的 绿 度 7.主 成 分 变 换 的 概 念、性 质 和 特 点。缨 帽 变 换 的 概 念、缨 帽 变 换 后 各 分 量 的 物 理 意 义。主 成 分 变 换:对 于 线 性 变 换 Y=TX,如 果 变 换 矩 阵 T 是 正 交 矩 阵，并 且 它 是 由 原 始 图 像 数 据 矩 阵 X 的 协 方 差 矩 阵 S 的 特 征 向 量 所 组 成，则 称 此 变 换 为 主 成 分 变 换 性 质 和 特 点：(1)由 于 是 正

46、交 线 性 变 换，所 以 变 换 前 后 的 方 差 总 和 不 变，变 换 只 是 把 原 来 的 方 差(方 差 大 说 明 信 息 量 大)不 等 量 的 再 分 配 到 新 的 主 成 分 图 像 中(2)第 一 主 成 分 包 含 了 总 方 差 的 绝 大 部 分(一 般 在 80%以 上)，信 息 最 丰 富，图 像 对 比 度 大，其 余 各 主 成 分 的 方 差 依 次 减 小(3)变 换 后 各 主 成 分 之 间 的 相 关 系 数 为 零，也 就 是 说 各 主 成 分 间 的 内 容 是 不 同 的，是“正 交”的(4)是 一 种 数 据 压 缩 和 去 相 关

47、技 术，即 把 原 来 的 多 变 量 数 据 在 信 息 损 失 最 少 的 前 提 下，变 换 为 尽 可 能 少 的 互 不 相 关 的 新 的 变 量，以 减 少 数 据 的 维 数，便 于 显 示 和 分 析。(5)第 一 主 成 分 相 当 于 原 来 各 波 段 的 加 权 和，而 且 每 个 波 段 的 加 权 值 与 该 波 段 的 方 差 大 小 成 正 比。其 余 各 主 成 分 相 当 于 不 同 波 段 组 合 的 加 权 差 值 图 像。(6)第 一 主 成 分 还 降 低 了 噪 声，有 利 于 细 部 特 征 的 增 强 和 分 析，适 用 于 进 行 高 通

48、滤 波，线 性 特 征 增 强 和 提 取 以 及 密 度 分 割 等 处 理。(7)在 几 何 意 义 上 相 当 于 进 行 空 间 坐 标 的 旋 转，第 一 主 成 分 取 波 谱 空 间 中 数 据 散 布 最 大 的 方 向；第 二 主 成 分 则 取 与 第 一 主 成 分 正 交 且 数 据 散 布 次 大 的 方 向，其 余 依 此 类 推。缨 帽 变 换：是 Kauth和 Thomas通 过 分 析 陆 地 卫 星 MSS图 像 反 映 农 作 物 和 植 被 生 长 过 程 的 多 时 相 数 据，提 出 的 一 种 经 验 性 的、固 定 核 的 多 波 段 图 像 的

49、 线 性 组 合 变 换，又 称 K-T变 换。变 换 后 各 分 量 的 物 理 意 义：MSS数 据 为 4 波 段 数 据 1)u l 为“亮 度(Brightness)”特 征,反 映 地 物 总 体 辐 射 强 度，土 壤 亮 度;2)u 2 为“绿 度(Greenness)”特 征，反 映 地 面 植 被 状 况；3)u 3 为“黄 度(Yellowness)”特 征,反 映 地 面 黄 色 物 质;4）u 4 无 明 确 物 理 意 义。T M 数 据 为 6 波 段 数 据 l）u l 为“亮 度（Brightness）”特 征，反 映 地 物 总 体 辐 射 强 度,土 壤

50、亮 度；2）u2为“绿 度（Greenness）”特 征，反 映 地 面 植 被 状 况；3）为“湿 度（Waterness）”特 征，反 映 地 面 水 体 及 土 壤 湿 度、植 被 含 水 量 等；4）U4”无 明 确 物 理 意 义。（六）遥 感 图 象 分 类 1 遥 感 图 象 计 算 机 分 类 的 概 念，基 本 原 理，目 标。光 谱 类、信 息 类 的 概 念；计 算 机 分 类 一 般 步 骤。计 算 机 分 类：是 通 过 模 式 识 别 理 论，利 用 计 算 机 将 遥 感 图 象 自 动 分 成 若 干 地 物 类 别 的 方 法。基 本 原 理：不 同 的 地