遥感复习资料

第一章

1、概念：20世纪60年代发展起来的对地观测综合性技术

广义：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）等的探测。狭义：是不与目标接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特性以及其变化的综合性应用探测器。

2、系统组成信息源：任何物体信息获取：任何物体地物空间信息的获取主要靠搭载在遥感平台（Platform）上的传感器（Sensor）来获取。

3、类型地面，航空，航天，航宇。

紫外遥感0.05-0.38，可见光遥感0.38-0.76，红外遥感076-1000，微波遥感1-10。

主动与被动，成像与非成像。

第二章

1、大气窗口

概念：电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的，透过率较高的波段。

光谱段：

要获得地面的信息，必须在大气窗口中选择遥感波段,即只有位于大气窗口的波段才能被用于生成遥感图像。

紫外、可见光、近红外波段 0.3-1.3：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。

近、中红外波段 1.5-1.8&2.0-3.5：在白天日照条件好的时候扫描成像常用这些波段，比如TM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。

中红外波段 3.5-5.5：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。

远红外波段 8-14：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。微波波段 0.8-2.5cm：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。

2、植被

植被的反射波谱曲线（光谱特征）规律明显而独特。

主要分三段:

可见光波段（0.4—0.76）有一个小的反射峰在0.55（绿）处，两侧0.45（蓝）和0.67（红）则有两个吸收带。这一特征是由于叶绿素的影响，叶绿素对蓝光和红光吸收，对绿光反射。近红外波段（0.7—0.8）有一反射的“陡坡”，在1.1处有峰值，形成植被的独有特征。这是由于植被叶细胞结构的影响，除了吸收和透射的部分，形成的高反射率。

中红外波段（1.3—2.5）受到绿色植物含水量的影响，吸收率增大，反射率大大下降，特别以1.45、1.95和2.7为中心的吸收带，形成低谷。

影响植物波谱的主要因素：植物类型；植物生长季节；病虫害影响等。

第三章

几个重要的分辨率

空间分辨率（几何特征）：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。

波普分辨率（物理特征）：指传感器在接收目标辐射时的波普时能分辨的最小波长间隔。间隔愈小，分辨率愈高。

注意：不同波谱分辨率的传感器对同一地物探测效果有很大的区别。一般而言，传感器的波

段越多，频带宽度越窄，所包含的信息量越大，针对性越强。

时间分辨率（时间特征）：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。时间分辨率对动态监测尤为重要。

用途：注意研究对象的时间序列的变化。

1）自然规律的时间考虑：作物监测；植被；地质、土壤

2）社会经济现象的时间考虑：城市研究；环境污染监测

辐射分辨率：指传感器接收波普信号时，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。

第四章

1、数字图像校正

概念：

数字图像是指能够被计算机存储、处理和使用的图像。遥感数据的表示既有光学图像又有数字图像。

分类：

辐射校正：辐射畸变（需要校正的部分）是由传感器仪器本身产生或大气对辐射的影响产生的。

几何校正：粗校正和细校正

步骤：①找到一种数学关系，建立变换前图像坐标（x,y）与变换后图像坐标（u,v）的关系，通过每一个变换后图像元的位置计算出变换前对应的图像坐标点。

计算校正后图像中的每一点所对应原图中的位置（x,y）。计算时按逐点计算，每行结束后进入下一行计算，直到全图结束。

②计算每一点的亮度值。由于计算后的（x,y）多数不在原图的像元中心处，因此必须重新计算新位置的亮度值。一般来说，新点的亮度值介于邻点的亮度值之间，所以常用内插法计算。

2、数字图像增强

方法：

对比度变换：通过改变图像像元对比度，从而改善图像质量的图像处理方法。

线性变换：图像像元亮度值计算时变换函数符合线性或分段线性。

非线性变换：变换函数是非线性时（指数，对数）。

空间滤波：重点突出图像上的某些特征。

彩色变换：单波段，多波段，HLS。

图像运算：两幅或多幅单波段影像，完成空间配准后，通过一系列计算，可以实现图像增强，达到提取某些信息或去掉某些不必要的信息的目的。

差值运算：两幅同样行、列数的图像，对应像元的亮度值相减。

比值运算（NDVI）：两幅同样行、列数的图像，对应像元的亮度值相除（除数不为零）。多光谱变换：可通过函数变换，达到保留主要信息降低数据量。

3、多源信息的复合

⑴遥感信息的复合

概念：多种信息源的复合是将多种遥感平台，多时相遥感数据之间以及遥感数据与非遥感数据之间的信息组合匹配的技术。

①不同传感器的遥感数据复合。

配准：采用几何校正，分别在不同数据源的影像上选区控制点，用双性内插或三次卷积内插运算等对分辨率小的图像进行重采样，完成配准。

复合：彩色合成方法的效果比较明显。尽可能生成三幅新图像，分别赋予红、绿、蓝色，进行假彩色合成。

②不同时相的遥感数据复合。

配准：利用几何校正的方法做位置匹配。

直方图调整：将配准后的图像尽可能地调整成一致的直方图，使图像亮度值趋于协调，以便于比较。

复合：不同时相的图像复合主要用于研究时间变化所引起的各种动态变化。

彩色合成方法、差值方法、比值方法。

⑵遥感信息与非遥感信息的复合

地理数据的网络化：网络数据生成，与遥感数据配准

最优遥感数据的选取

配准复合

第五章

1、目视解译

概念：

指专业人员通过直接观察或借助判读仪器在遥感图像上获取特定目标地物信息的过程。运用专业背景知识，通过肉眼观察，经过综合分析、逻辑推理、验证检查把遥感图像中所包含的地物信息提取和解析出来的过程。

认知过程：自下向上自上向下

解译方法：直接判读法；对比分析法；信息复合法；综合推理法；地理相关分析

原则：总体观察；综合分析；对比分析；观察方法正确；尊重图像客观实际；解译图像耐心认真；有价值的地方重点分析。

顺序：已知到未知、先易后难、先山区后平原、先地表后深部、先整体后局部、先宏观后微观、先图形后线形。

※标志：

⑴直接标志：是判读目标自身特点在影像上的直接表现形式，根据直接标志，可直接判断地物。

①色调（tone）

概念：全色遥感图像中从白到黑的密度比例为色调（灰度）。

特点：

是识别目标地物的基本依据；

可依色调识别出地物属性（如黑白航片：柏树浅灰，山毛榉灰白）；

目标地物与背景间色调差异必须能为人视觉所辨，目标地物才可区分；

②颜色（colour）

彩色遥感图像中目标地物识别的基本特征；日常生活中目标地物的颜色；遥感图像中目标地物的颜色；彩色又可分为真彩色与假彩色

注意：同一景多光谱扫图像上相同的地物，不同波段组合可有不同的颜色。

目视判读前了解图像由哪些波段合成，每波段所赋颜色。

③阴影（shadow）

概念：由于地物高度的变化，遥感图像上光束被地物遮挡而产生的地物的影子。

注意：

它既表示了地物隆起的高度又显示了地物的侧面形状；

不同遥感影像阴影的解译不同：

侧视雷达：阴影由目标阻挡雷达波束穿过而成；

热红外影像：阴影由温度差异形成；

④形状（shape）

概念：目标地物在遥感影像上呈现的外部轮廓，是垂直拍摄的顶视平面图。从高空观察地面物体形状是在x、y平面内的投影。

影响因素：成像方式、飞行姿态、地形起伏及本身的性质和形成。

⑤纹理（texture）：内部结构

概念：遥感图像中目标地物内部色调有规则的变化造成的影像结构。或图像上细部结构以一定的频率重复出现，是单一特征的集合。

类型:光滑的、波纹的、斑纹的、线性及不规则的。应用：作为区分地物属性的重要依据；航片：农田呈条带状的纹理；

高分辨率的像片：幼年林—天鹅绒般平滑；成年针叶林—粗糙

⑥大小（size）

概念：遥感图像上目标物形状、面积、体积的度量，即按比例缩小后的相似性记录。

特点：遥感图像上测量目标物最重要的数量特征之一；由大小可以推断物体的属性；

影响因素：比例尺、地面分辨率、物体本身的亮度与周围量度的关系等。

⑦位置（site）概念：目标地物分布地点和所处的环境。特点：是识别目标地物的基本特征；分类：地理位置：图像周框注记的经纬度；相对位置：为地物解译提供依据。

⑧图型（pattern）概念：目标地物有规律的排列而成的图形结构。特点：判别目标地物的依据

⑵间接标志：

概念：由于遥感技术的局限性，许多问题不能从目视判读直接获得答案，需从其它相关事物之间的联系，通过逻辑推理获得判断，这一过程叫间接解译，所采用的依据称间接解译标志。特点：灵活、变化、难有规律可循。建立间接标志需要丰富的知识背景和严密的逻辑推理，有时需要建立模型，是一种综合分析、相关分析的方法。不同专业判读有不同的间接标志。第六章

监督分类：通过选择代表各类别的已知样本（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。

优点：可取得较好分类效果

缺点：由于训练场地要求有代表性，其选择要考虑到地物光谱特征，样本数目要能门族分类的要求，有事由于诸多限制因素这些不容易做到。

非监督分类：

在没有先验类别（训练场地）作为样本的条件下（即事先不知道类别特征），主要根据像元间相似度的大小进行归类合并（将相似度大的像元归为一类）的方法。

前提：是假定遥感影像上同类物体在同样条件下具有相同的光谱信息特征。

优点：不需要先验知识，因此方法简单，且分类具有一定的精度。

第七章

1、归一化植被指数

归一化： )/()(R NIR R NIR NDVI +-=

NIR:遥感影像中近红外线波段的反射值 R ：遥感影像中的红光波段反射值 2、高光谱遥感

3、概念：在电磁波谱的可见光、近红外、中红外和热红外波段范围内，获取非常窄的光谱连续的影像数据的技术。 区别：

高光谱遥感:成像光谱仪可以分离成几十甚至数百个很窄的波段来接收信息；每个波段宽度仅小于10nm ；所有波段排列在一起能形成一条连续的完整的光谱曲线；光谱的覆盖范围从可见光到热红外的全部电磁辐射波普范围。

常规遥感：传感器多数只有几个，几十个波段；每一个波段宽度大于100nm ；这些波段在电磁波谱上不连续。