遥感地学分析第一章2014
遥感地学分析总结
第一章遥感:指空对地的遥感,即从远离地面的不同工作平台上（如高塔、气球、飞机、火箭、人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等）通过传感器，对地球表面的电磁波(辐射)信息进行探测,并经信息的传输、处理和判读分析,对地球的资源与环境进行探测和监测的综合性技术。
地学分析是以地学规律为基础对信息进行的分析处理过程。
地学分析方法主要有地理相关分析法、主导因素法、环境本底法、交叉分析法、信息复合等. 遥感的目的:建立模型，从简单到复杂地分析图像,从少到多地利用图像，从遥感数据中获取需要的遥感信息。
人们通过对遥感信息的处理、分析、复原和反演来揭示地表各种现象和过程的规律。
遥感地学分析是建立在地学规律基础上的遥感信息处理和分析模型，其结合物理手段、数学方法和地学分析等综合型应用技术和理论，通过对遥感信息的处理和分析,获得能反映地球区域分异规律和地学发展过程的有效信息的理论方法.遥感信息源的综合特征（１）多源性多平台多波段多视场ﻭ(2)空间宏观性遥感影像覆盖范围大、视野广，具有概括性ﻭ（3)遥感信息的时间性瞬时特征时效性重返周期与多时相(4)综合性、复合性多种地理要素的综合反映多分辨率遥感信息的综合（５)波谱、辐射量化性地物波谱反射、辐射的定量化记录(6)遥感信息在地学分析中的模糊性和多解性地面信息是多维的、无限的（时间和空间的),而遥感信息是简化的二维信息ﻭ遥感信息的复杂性和不确定性主要表现在：同物异谱、异物同谱；混合象元；时相变化；信息传输中的衰减和增益(辐射失真和几何畸变)遥感数据介绍1ﻭ)高分辨率遥感数据2)中分辨率遥感数据3）低分辨率遥感数据高分辨率（高清晰度）遥感卫星像片空间分辨率一般为5m—１0m 左右,卫星一般在距地600kｍ（千米）左右的太阳同步轨道上运行。
ﻭ应用范围:ﻭ精度相对较高的城市内部的绿化、交通、污染、建筑密度、土地、地籍等的现状调查、规划、测绘地图;大型工程选址、勘察、测图和已有工程受损监测等；还可应用于农业、林业、灾害等领域内的详细调查和监测。
遥感地学分析的重点知识
遥感地学分析的重点知识遥感地学分析是利用遥感技术获取的地球信息进行地学分析的一门学科。
它综合利用了遥感技术、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）和地球物理学等多学科的知识，以及数字图像处理、数学模型和统计分析等技术。
遥感地学分析的重点知识可分为以下几个方面：1.遥感原理和遥感仪器：遥感原理包括传感器对地物的辐射特性和反射光谱的解释，遥感仪器包括多光谱、高光谱和合成孔径雷达等传感器。
了解遥感原理和仪器有助于理解地球表面被动反射和主动发射的信息获取过程。
2.遥感图像的解译：遥感图像的解译是对图像进行信息提取和解释的过程，包括目标识别、目标提取和目标分类等。
常见的解译方法有目视解译、数字解译和专业解译软件的应用。
了解遥感图像的解译方法和技巧是进行地学分析的基础。
3.数字图像处理：数字图像处理是将遥感图像进行预处理、增强和特征提取的过程，包括影像校正、滤波、变换和分类等。
了解数字图像处理的原理和方法，可以提高遥感图像的质量和准确性。
4.地理信息系统（GIS）：GIS是将地球信息进行空间处理、管理和分析的计算机软件系统。
了解GIS的基本原理和功能，可以对遥感图像进行空间分析和综合应用，包括空间插值、地理叠加和空间模型等。
5.数学模型和统计分析：数学模型和统计分析是进行地学分析和预测的数学方法，包括回归分析、协方差和相关性分析等。
通过数学模型和统计分析，可以对遥感信息进行定量化和预测分析。
6.地球物理学和地学模型：地球物理学是研究地球物质和能量的物理现象和规律的学科，地学模型是对地球系统的物理过程和相互关系进行建模和模拟的工具。
了解地球物理学和地学模型，可以对特定地区的地学问题进行解决和分析。
7.实地验证和野外调查：实地验证和野外调查是对遥感解译结果进行验证和分析的方法，包括野外样方调查、采样和地面测量等。
通过实地验证和野外调查，可以提高遥感解译的准确性和可信度。
8.应用案例和研究方法：学习和掌握遥感地学分析的重点知识，需要参考和分析遥感应用案例和研究方法。
《遥感地学分析》课件
图像解译
通过遥感图像识别地物，提取所需信息。
遥感图像的获取与处理
获取方式
通过卫星、飞机、无人机等平台上的传感器 获取。
处理流程
预处理（辐射定标、大气校正等）、图像增强（对 比度拉伸、直方图均衡化等）、信息提取（特征提 取、分类等）。
应用领域
土地利用、城市பைடு நூலகம்划、环境监测、灾害评估 等。
遥感地学在国家安全、资源调查、环境保护、灾 害监测等方面发挥着重要作用，为社会经济发展 提供了重要的数据支持。
提高人类生活质量
遥感地学的发展为人类提供了更加准确的环境监 测和预测数据，有助于提高人类的生活质量。
遥感地学的历史与发展
遥感地学的起源
遥感技术最早应用于军事领域，随着技术的发展和普及，逐渐应用于地球科学研究。
遥感地学的发展历程
随着卫星遥感技术的发展，遥感地学逐渐成为一门独立的学科。在过去的几十年中，遥感 地学在理论、技术、应用等方面都取得了显著的进展。
遥感地学的未来发展
随着技术的不断进步和应用需求的增加，遥感地学将继续发展壮大。未来遥感地学将更加 注重高光谱、高分辨率数据的获取和处理，加强与其他学科的交叉融合，拓展应用领域， 提高应用效果。
02
遥感技术原理
遥感技术的定义与分类
定义
遥感技术是一种通过非直接接触目标的方式获取其信息的高新技术。
分类
按平台可分为航天遥感、航空遥感和地面遥感；按波段可分为可见光遥感、红外遥感、微波遥感和多波段遥感。
遥感技术的原理
电磁波理论
地球表面各种地物对太阳辐射的反射和发射 的电磁波有不同的特征。
分辨率
水资源评估
总结词
遥感地学分析-绪论
2）遥感信息地学评价
（1）空间分辨率（Spatial resolution） （又可称地面分辨率（Ground resolution））
– 前者是针对传感器或图像而言的，指图像上 能够详细区分的最小单元的尺寸或大小
– 后者是针对地面而言，指可以识别的最小地 面距离或最小目标物的大小；
2）遥感信息地学评价
不同含水量的土壤反射光谱曲线
三种土壤反射波谱曲线比较
2、典型地物的反射光谱特征
3）水体的反射光谱特征
水体反射主要在蓝光波段，其他波段吸收都很强， 特别在近红外以后水体便成为一个吸收体。
水体光谱反射特性可能包括来自三方面的贡献： 水的表面反射、水体底部物质的反射和水中 悬浮物质的反射。
水体光谱吸收和透射特性不仅与水体本身的性质 有关，而且还明显地受到水中各种类型和大 小的物质——有机物和无机物的影响。
2 ）遥感信息地学评价
空间分辨率与概括能力
– 地面目标是多维的真实模型，是无限、连续的 信息源(时空尺度上)；遥感数据是对地面信息 源有限化、离散化的二维平面记录。
– 从地面原型到遥感信息，即把地面信息有限化、 离散化过程必然要损失部分信息，这本身就是
一种概括能力。如同制图综合一样。
– 遥感信息的概括能力随分辨率的降低而增大的。
CIBERS的CCD传感器光谱段
光谱段/μm 0.45~0.52 0.52~0.59 0.63~0.69 0.77~0.89
光谱特性 蓝
绿 红
近红外
分辨率 19.5 m
19.5 m 19.5 m 19.5 m
分辨率
幅宽113km 重访周期26d 轨道高度778km 量化级数256
0.51~0.73
全波段
遥感地学分析-实验报告
一 基于灰度共生矩阵的纹理特征提取1概念与原理基于统计的纹理分析方法是纹理分析最基本的一类方法，该方法考虑纹理中灰度级的空间分布，计算影像中每点的局部特征，从特征的分布中推导出一些统计量来刻画纹理，典型的基于统计的纹理分析方法有灰度共生矩阵法(Gray Level Co-occurrence Matrices ，GLCM)，灰度-梯度共生矩阵，长游程法等。
灰度共生矩阵法，又称灰度联合概率矩阵法，它建立在估计影像的二阶组合条件概率函数的基础上，通过计算影像中有一定距离和一定方向的两像素点之间的灰度相关性，反映影像在方向、相邻间隔、变化幅度及快慢上的综合信息。
统计图像中相距位置为(Δx,Δy)的两个灰度像元同时出现的联合频数概率的分布称为共生矩阵。
设图像灰度为2m 级，则灰度共生矩阵由2m ×2m 矩阵M 表示。
矩阵中第(i ,j)个元素记为p (i ,j)，表示全图中这一对像元，它们相距(Δx,Δy)，其中一个像元为i 灰度，另一个像元为j 灰度的情况出现的频数。
这样，两个象素灰度级同时发生的概率，就将（x ，y ）的空间坐标转换为对“灰度对”（i ，j ）的描述，它们形成了灰度共生矩阵。
通常，灰度共生矩阵需要做如下的归一化：()()()()⎪⎩⎪⎨⎧=θ=θ=θ=θ==135451-N 9001-N N R R j i Pd j i Pd 2或，或，，，， R 为归一化常数。
由于灰度共生矩阵易于理解和计算，因此，由共生矩阵获取特征已经被用在许多的纹理分析方法中。
但是，灰度共生矩阵也有它的缺点。
由定义可以看出，灰度共生矩阵的大小只与最大灰度级有关系，而与图像大小无关，即灰度共生矩阵的大小为G ×G 。
对于灰度级G ＝256的图像而言，它的灰度共生矩阵为256×256，如果图像比较小，则它可能比较稀疏，而所占的空间还是256×256。
因此，通常情况下，需要对原图像的灰度级进行缩减，以减少计算的时间复杂度。
遥感地学分析的重点知识
遥感地学分析的重点知识-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第1章绪论一、遥感地学分析遥感地学分析是以地学规律为基础对遥感信息进行的分析处理过程。
地学分析方法与遥感图像处理方法有机地结合起来，一方面可扩大地学研究本身的视域，提高对区域的认识水平；另一方面可改善遥感分析、处理、识别目标的精度。
二、遥感的分类1、以探测平台划分；（地面、航空、航天、航宇）2、按探测的电磁波段划分；3、按电磁辐射源划分；（被动、主动）4、按应用目的划分。
（地质、农业、林业、水利、海洋等）二、按探测的电磁波段划分1、可见光遥感2、红外遥感3、微波遥感4、多光谱遥感5、紫外遥感6、高光谱遥感三、遥感信息定量化的定义遥感信息定量化是指通过实验或物理模型将遥感信息与观测目标参量联系起来，将遥感信息定量地反演或推算为某些地学、生物学或大气等测量目标参量。
四、遥感信息的定量化两重含义1、遥感信息在电磁波不同波段内给出的地标物质定量的物理量和准确的空间位置。
2、从定量的遥感信息中，通过实验或物理模型将遥感信息与地学参量联系起来，定量地反演或推算某些地学或生物学的参量。
3、定量化模型：分析模型、经验模型、半经验模型。
第2章地物光谱特征与遥感数字图像信息提取一、地物的反射光谱特性反射率——用来表示不同地物对入射电磁波的反射能力的不一样。
反射——当电磁辐射到达两种不同介质的分界面时，入射能力的一部分或全部返回原介质的现象。
光谱反射率——Ρ(λ)=E R（λ）/E I(λ)↓↓↓反射率反射能入射能一般地说，当入射电磁波长一定时，反射能力强的地物，反射率大，在黑白遥感图像上呈现的色调就浅。
反之，反射入射光能力弱的地物，反射率小，在黑白遥感图像上呈现的色调就深。
判读遥感图像的重要标志——在遥感图像上色调的差异。
判读识别各种地物的基础和依据——不同地物在不同波段反射率存在着差异，在不同波段的遥感图像上就呈现出不同的色调。
遥感地学分析整理
遥感地学分析一、名词解释遥感地学分析：是建立在地学规律基础上的遥感信息处理和分析模型，其结合物理手段、数学方法和地学分析等综合型应用技术和理论，通过对遥感信息的处理和分析，获得能反映地球区域分异规律和地学发展过程的有效信息的理论方法。
热惯量：由于系统本身有一定的热容量，系统传热介质具有一定的导热能力，所以当系统被加热或冷却时，系统温度上升或下降往往需要经过一定的时间，这种性质成为系统的热惯量(Thermal inertia)。
叶方位角：法线在水平面上的投影与正北方向的交角称为叶子在该点的方位角。
红边：反射光谱的一阶微分最大值所对应的光谱位置.光合有效辐射：植物光合作用所能利用的可见光部分的太阳辐射。
简答1、植被遥感中NDVI应用最广泛？①NDVI是对植被生长状态及植被覆盖度的最佳指示因子。
NDVI 与 LAI、绿色生物量、植被覆盖度、光合作用等植被参数有关；NDVI的时间变化曲线可反映季节和人为活动变化；甚至整个生长期的NDVI对半干旱区降雨量、对大气CO2浓度随季节和纬度变化均敏感。
②NDVI经比值处理，可部分消除与太阳高度角、卫星观测角、地形、大气程辐射（云 / 阴影和大气条件有关的辐照度条件变化）等的影响。
③NDVI介于-1和1之间，负值表示地面覆盖为云、水、雪等，对可见光高反射；0表示岩石或裸土等，NIR和R近似相等；正值表示有植被覆盖，且随覆盖度增大而增大。
几种典型的地面覆盖类型在大尺度NDVI图象上区分鲜明，植被得到有效的突出。
因此，NDVI 特别适用于全球或各大陆等大尺度的植被动态监测。
二、论述题1、植被指数影响因素。
①物候期、农事历。
物候期指自然植物在其生长发育过程中，其生理、外形、结构等的季节性变化，可通过遥感加以监测。
对于农作区，物候期表现为地方农事历，即耕作、播种、发芽、生长、成熟、收获、休闲等季相循环周期。
它是由作物的生长特点、地方气候、地方农业耕作方式与习惯等决定的。
可见，植被指数提取中遥感数据时相选择的重要性。
《遥感地学分析》课程教学大纲.docx
《遥感地学分析》教学大纲一、说明遥感地学分析课程是地理信息科学专业必修课，该课程的教学使学生掌握使用现代遥感技术，进行相关的地理分析，更好地运用遥感技术手段为相应的专业服务。
遥感地学分析是地理信息科学专业学生服务于社会必须掌握的技术手段。
通过本课程的学习，使学生掌握以下几个方面：（1）遥感信息源和遥感信息提取方法的基本原理；（2）典型地物目标的反射光谱和辐射光谱特征；（3）植被光谱特征及生态参数估算基本原理与方法（4）土壤光谱特征及其土壤信息提取的基本原理与方法；（5）水环境光谱特征及其水环境质量信息提取的基本原理与方法；（6）地质环境光谱与纹理特征及信息提取的基本原理与方法；（7）大气环境地理分析方法及其大气环境质量提取的基本原理与方法；（8）土地利用/土地覆盖的信息提取与全球变化综合分析方法。
（二）内容选取和实施中注意的问题遥感地学分析是一门快速发展的多学科融合的综合性课程。
课程的难点多，在教学中采取循序渐进、对比分析、野外实习与实验遥感相结合的教学等手段，帮助学生理清思路，并通过实践教学环节加深对知识点的理解和掌握。
同时采用多媒体教学、网络教学等多种现代教学手段提高教学质量。
以教、研、讨为主要课堂组织形式，强调培养学生的理解能力、动手能力与创新能力。
课程的重点与难点主要包括下面几个方面：（1）区域宏观分异与遥感影像特征的关系的认识。
（2）目标地物信息的提取模型的理解与掌握。
（3）综合分析能力的培养。
(三)教学方法本课程通过课堂讲授、实习操作、课后习题等方式来达到教学目的。
(四)考核方式本课程为考试课程，分为平时考核和期末考核两部分。
平时考核占50%包括实验、综合练习、课堂提问和作业；期末考核为理论和实验相结合方式，占50%.(五)教学内容与学时分配第一章绪论1.遥感概述2.地物光谱特征3.传感器与遥感平台说明和要求：(1)回顾并熟悉遥感相关基础概念。
(2)掌握遥感信息源的特征与评价。
(2)掌握卫星遥感系统和航空遥感系统的组成。
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• 医学遥感影像分析的启示（学科属性） • 遥感影像地学分析的学习途径
• 遥感影像图相对地图的信息量优势
• 2.课程目的: • 发挥地理学科的专业优势,提高遥感影像地学应用水平 • 3.课程前提: • 地理专业知识\遥感基础知识\数字图像处理知识 • 如何成为一个优秀的遥感影像地学分析专业工作者？
• 5.课程大纲 • 第一章 绪论 • 第二章遥感数据及其预处理 • 第三章遥感地学分析的基本方法 第四章自然地理要素遥感信息解译 • 第五章 城市与旅游信息遥感解译 • 第六章 土地信息遥感解译 • 第七章 遥感影像地学分析实践
遥感地学分析
胡伟平第Leabharlann 章 绪论• • • • •
１．课程背景 ２．课程目的 ３．课程前提 ４．参考文献 5. 课程大纲
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1.课程设置背景 遥感的使命： （１）是什么（定性）？ （２）在哪里（定位）？ （３）有多少（定量）？
• 物理手段+数学方法+地学分析
• 遥感工作者的专业背景： • 物理\数学\计算机\工程技术\摄影测量\地球科学 • 学科交叉的经验
• 4.参考文献: • 1）陈述彭,赵英时.<<遥感地学分析>>,测绘出版社,1990年 • 2 ）周成虎,骆剑承等.<<遥感影像地学理解与分析>>,科学出版 社,1999 • 3 ）关泽群等：《遥感图像解译》，武汉大学出版社，2007 • 4 ）赵英时.《遥感应用分析原理与方法》，科学出版社，2003 年 • 5 ）期刊:《地球信息科学》、《国土资源遥感》、《遥感信息》、 《遥感学报》、《遥感技术与应用》、《地理学报》、《地理研 究》、《地理科学》、《地理科学进展》、《自然资源学报》、 《资源科学》、《植物学报》、《生态学报》等 • 英文：《Remote Sensing of Environment》