遥感摄影成像原理及应用
遥感原理与应用总结
第一章：1. 遥感的定义遥感是指对地观测，即从不同高度的工作平台上通过传感器，对地球表面目标的电磁波反射或辐射信息进行探测，并经信息的记录、传输、处理和解译分析，对地球的资源与环境进行探测和监测的综合性技术。
2. 遥感的分类（1）按遥感平台分类：地面遥感、航空遥感、航天遥感（2）按工作方式：主动式遥感、被动式遥感（3）按工作波段：紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多光谱和高光谱遥感（4）按记录方式：成像遥感、非成像遥感（5）按遥感应用领域分类：从大的研究领域：外层空间遥感、大气遥感、陆地遥感、海洋遥感），从具体应用领域（城市遥感、环境遥感、农业遥感和林业遥感、地质遥感、气象遥感、军事遥感）3. 遥感技术系统的组成部分：信息获取、信息记录与传输、信息处理、信息应用第二章：1.电磁波谱：将电磁波按波长或频率递增或递减顺序排列红外波段：0.76-1000um(近红外(识别植物类型，分析植物长势，监测植被的病虫害) （热红外遥感主要使用3-15um的红外线，探测地下热源、火山、森林火灾、热岛效应）2.辐射通量：电磁辐射单位时间内通过某一表面的能量辐射通量密度：通过单位面积的辐射通量辐射出射度：单位面积发射出的辐射通量辐射照度（辐照度）：投射到单位面积上的辐射通量3.绝对黑体：如果一个物体对任何波长的电磁辐射都全部吸收而毫无反射和透射，则称这个物体为绝对黑体（黑体辐射与温度成正相关）4.（1）太阳辐射的特性：1地球上的能源来源于太阳，太阳是被动遥感最主要的辐射源2在距离地球一个天文单位内，太阳辐射在大气上界处的垂直入射的辐射通量密度称为太阳常数3地球大气层以外的太阳光谱辐照度曲线为平滑的连续曲线（2）地球辐射特性：1地球上的能源来源于太阳的直射能量与天空漫入射的能量2被地表吸收的太阳辐射能，又重新被地表辐射（3）比辐射率：单位面积上地物发射的某一波长的辐射通量密度与同温度下黑体在同一波长上的辐射通量密度之比，又称发射率6.电磁辐射能与地表的相互作用有三种基本物理过程：反射、吸收和透射（1）物体对电磁波的反射可表现的三种形式：镜面反射：当入射能量全部或几乎全部按相反方向反射，且反射角等于入射角漫反射：当入射能量在所有方向均匀反射，即入射能量以入射点为中心在整个半球空间内向四周各向同性反射能量的现象（即伯朗反射）一个完全的漫反射体称为伯朗体方向反射：介于伯朗表面和镜面之间的，其反射方向各不相同，而具有明显的方向性，即在某些方向上反射最强烈的现象7.光谱反射率：地物在某波段的反射通量与该波段的入射通量之比地物的反射波谱特性：地物波谱反射率随波长变化而改变的特性8.水体的反射主要在蓝绿光波段，在近红外、中红外有很强的吸收带植物在绿光附近有一个反射波峰，两侧的蓝光和红光有两个吸收带9.影像地物反射光谱特性的因素：1太阳位置即太阳高度和方位角2传感器位置即观测角和方位角3不同的地理位置、太阳位置、地理景观、海拔高度大气透明度4地物本身性质的变异5时间的变化、季节的变化10.大气对电磁辐射传输作用大气对电磁辐射传输的作用过程的影响包括：散射、吸收、反射、扰动、折射和偏振，对遥感数据，主要是散射和吸收（1）大气吸收：将电磁波辐射能量转换成分子的热运动，使能量减少，主要吸收水蒸气、二氧化碳和臭氧电磁波辐射在大气传输中透过率较高的波段称为大气窗口（2）大气散射：电磁波在传播过程中遇到微粒而使传播方向发生改变，并向各个方向散开瑞利散射：引起散射的大气粒子直径远小于入射电磁波波长（蓝天）米氏散射：。
遥感摄影成像的原理和应用
遥感摄影成像的原理和应用1. 遥感摄影成像的原理遥感摄影成像是指利用人造卫星、无人机或飞机搭载的遥感摄影仪器，通过从高空或远距离的角度捕捉地面上的影像信息，从而实现对地表特征的观测和记录。
其原理主要包括以下几个方面：1.1 光学成像原理遥感摄影利用光学仪器进行影像记录，光学成像原理是其基础。
光学成像是通过光的反射、折射和透射等光学现象，将地面上的物体投射到相机的感光介质上，形成影像。
1.2 传感器工作原理遥感摄影仪器中所搭载的传感器是关键的组成部分，它能够将光学信号转化为电信号，从而成像。
传感器的工作原理多种多样，包括CCD（带电荷耦合器件）、CMOS（互补金属氧化物半导体）等。
1.3 数字图像处理原理遥感摄影仪器捕捉到的影像是以数字图像的形式存储和处理的。
数字图像处理原理包括图像去噪、图像增强、图像融合等一系列算法和技术，以提取地表特征并优化影像质量。
2. 遥感摄影成像的应用遥感摄影成像在各个领域有着广泛的应用，以下列举了几个重要的应用领域：2.1 地理勘测和制图遥感摄影成像能够获取大范围、高分辨率的地理数据，从而进行地理勘测和制图工作。
通过对摄影成像数据的处理和分析，可以生成数字地表模型、地形图、矢量地图等，为地理科学研究和城市规划提供基础数据。
2.2 农业监测和精准农业遥感摄影成像能够实时监测和评估农田的生长状态、土壤湿度、气温等关键指标，帮助农民进行精准农业管理。
通过遥感技术，农民可以及时了解农田的状况，优化施肥、灌溉等农业操作，提高农作物产量和质量。
2.3 灾害监测和应急响应遥感摄影成像可以实时监测地质灾害、自然灾害和人为灾害的发生和发展趋势，及时预警并进行应急响应。
比如，利用遥感影像可以监测山体滑坡、洪水等灾害的范围和程度，为灾后救援和重建提供依据。
2.4 环境保护和资源管理遥感摄影成像可以监测和评估自然资源和环境变化，为环境保护和资源管理提供数据支持。
通过对影像数据的分析，可以监测森林覆盖率、水体污染、土地利用等情况，制定环境保护政策和资源管理措施。
遥感原理与应用
一．绪论1.遥感的定义：遥感即遥远感知，是在不直接接触的情况下，对目标或自然现象远距离探测和感知的一种技术。
2.遥感的过程:地物发射或反射电磁波通过介质（大气）被传感器接受，通过传感器获取数据，再经计算机对数据处理后，我们提取有用的信息，最后应用于实践。
（地物发射或反射电磁波→介质（大气）→传感器数据获取→计算机数据处理→信息提取→应用）二．电磁波及物理遥感基础1.电磁波的定义：变化的电场和磁场交替产生，以有限的速度由近及远在空间内传播的过程称为电磁波。
2.电磁波的特性：波动性（干涉、衍射、偏振）粒子性（光电转换）3.电磁波谱的定义:按电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减顺序排列，就能得到电磁波谱。
4.（1）地物发射电磁波:①绝对黑体的定义：如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收，则这个物体是绝对黑体。
黑体辐射1.绝对黑体：吸收率α(λ,T)≡1 反射率ρ（λ,T）≡02.绝对白体：吸收率α(λ,T)≡0 反射率ρ（λ,T）≡1 绝对黑体与绝对白体与温度和波长无关。
②遥感的两种形式：被动遥感，主动遥感。
其中太阳是被动遥感最主要的辐射源。
⒈太阳辐射的特点：与黑体特性一致；能量集中在可见光和红外波段。
⒉一般物体的发射辐射：自然界中实际物体的发射和吸收的辐射量都比相同条件下绝对黑体的低。
发射率ε：实际物体与同温度的黑体在相同条件下辐射功率之比。
ε= W′/ W（ε是一个介于0和1的数）►绝对黑体ελ＝ε＝1►灰体ελ＝ε但0＜ε＜1►选择性辐射体ε＝ｆ(λ)►理想反射体（绝对白体）ελ＝ε＝0大多数物体可以视为灰体：W'=εW=εσT4（2）地物反射电磁波：①光谱反射率:物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比。
②反射波谱特征曲线：反射波谱是某物体的反射率（或反射辐射能）随波长变化的规律，以波长为横坐标，反射率为纵坐标所得的曲线即为该物体的反射波谱特性曲线。
同一地物时间效应：地物的光谱特性一般随时间季节变化。
遥感原理与应用
遥感原理与应用红绿蓝1. 遥感：遥远感知，是在不接触的情况下，对目标或自然现象远距离探测和感知的一种技术。
空间中的电磁场。
声场、势场等由于物体的存在而发生变化，测量这些场的变化就可以获取物体的信息，因而电磁波、机械波、重力场、地磁场等都可以用作遥感。
2. 光的波动性形成了光的干涉，衍射，偏振等现象。
干涉是波的叠加原理，衍射，光线偏离直线路径的现象。
【偏振，如果光矢量E在一个固定平面内只沿一个固定方向作振动。
3. 重采样：就是根据一类象元的信息内插出另一类象元信息的过程。
4. 在遥感中，重采样是从高分辨率遥感影像中提取出低分辨率影像的过程。
5. 绝对黑体：如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收，6. 太阳辐射，包括了整个电磁波波谱范围。
7. 大气窗口：有些波段的电磁辐射通过大气后衰减较小，透过率较高，对遥感十分有利的电磁波波段。
8. 物体对电磁波的反射形式：镜面反射指（物体的反射满足反射定律）、漫反射（入射的电磁波波长a 不变，表面粗糙程度h 逐渐增加，知道h 与a 同数量级，整个表面均匀反射入射电磁波入射到此表面的电磁辐射按照朗伯余弦定律反射）、方向反射（实际地物表面由于地形起伏，在某个方向上反射最强烈。
分类的依据：粗糙程度。
9. 反射率是物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比， 这个反射率是在理想漫反射体的情况下，整个电磁波长的反射率。
10. 反射波谱是某物体的反射率（或反射辐射能）随波长变化的规律，以波长为横坐标，反射率为纵坐标所得的曲线即称为该物体的反射波谱特性曲线。
11. 植被的反射波谱特性曲线，由于植被的光合作用相似的反射波谱特性，叶绿素对蓝光和红光吸收作用很强，对绿色反射作用很强。
蓝、红波段为吸收带，绿波段为弱反射带，近红外波段有强反射带,但含水量造成反射吸收12. 测量地物的反射波谱特性曲线主要作用：它是选择遥感波谱段、设计遥感仪器的依据；在外业测量中，它是选择合适的飞行时间的基础资料；它是有效地进行遥感图像数字处理的前提之一，是用户判读、识别、分析遥感影像的基础。
遥感原理与应用_第4章_3 遥感影像处理-遥感影像辐射处理
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传 感 器 校 正
L d s2 E0 cos
L为地物在给定波ain
和bias分别为传感器的增益和偏移量，从图像头文件中可以读取； ρ为 反射率（即表观反射率）；ds是日地天文单位距离；E0大气顶层的太
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绝对定标要建立传感器测量的数字信号与对应的辐射能量之间
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传 感 器 校 正
的数量关系，该关系通常呈线性关系，建立该关系就是确定线性 关系中的系数及常数项，即定标系数。
K：传感器的增益；
Lmax：传感器达到饱和时所记录的辐射能量，即传感器记录 的最大能量；
Lmin：传感器探测并记录的最小能量；
Cmax：遥感图像中的最大值（如：对无符号8位类型数据，最 大值是255）。
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传 感 器 校 正
探测元件响应度差异造成的影像色调不一致性
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DN值(从遥感器 得到的数字测 量值) 遥感器校正
• 光学系统特征(如边缘减光) • 光电变换系统的灵敏度特 征的偏差 • 遥感器系统的增减及偏差 相关系数(如Landsat TM和 MSS)
遥感基础学习知识原理与应用知识点
第一章1、遥感的定义：通过不接触被探测的目标，利用传感器获取目标数据，通过对数据进行分析，获取被探测目标、区域和现象的有用信息2、广义的遥感：在不直接接触的情况下，对目标物或自然现象远距离感知的一种探测技术。
3、狭义的遥感：指在高空和外层空间的各种平台上，应用各种传感器（摄影仪、扫描仪和雷达等）获取地表的信息，通过数据的传输和处理，从而实现研究地面物体形状、大小、位置、性质以及环境的相互关系。
4、探测依据：目标物与电磁波的相互作用，构成了目标物的电磁波特性。
（信息被探测的依据）传感器能收集地表信息，因为地表任何物体表面都辐射电磁波，同时也反射入照的电磁波。
地表任何物体表面，随其材料、结构、物理/化学特性，呈现自己的波谱辐射亮度。
5、遥感的特点：1)手段多，获取的信息量大。
波段的延长（可见光、红外、微波）使对地球的观测走向了全天候全天时。
2)宏观性，综合性。
覆盖范围大，信息丰富，一景TM影像185×185km2，可见的，潜在的各类地表景观信息。
3)时间周期短。
重复探测，有利于进行动态分析6、遥感数据处理过程7、遥感系统：1）被探测目标携带信息2）电磁波辐射信息的获取3）信息的传输和记录4）信息的处理和应用第三章1、电磁波的概念：在真空或物质中电场和磁场的相互振荡以及振动而进行传输的能量波。
2、电磁波特征（特征及体现）：1)波动性：电磁辐射以波动的形式在空间中传播2)粒子性：以电磁波形式传播出去的能量为辐射能，其传播也表现为光子组成的粒子流的运动紫外线、X射线、γ射线——粒子性可见光、红外线——波动性、粒子性微波、无线电波——波动性3、叠加原理：当空间同时存在由两个或两个以上的波源产生的波时，每个波并不因其他的波的存在而改变其传播规律，仍保持原有的频率（或波长）和振动方向，按照自己的传播方向继续前进，而空间相遇的点的振动的物理量，则等于各个独立波在该点激起的振动的物理量之和。
4、相干性与非相干性：由叠加原理可知，当两列频率、振动方向相同，相位相同或相位差恒定的电磁波叠加时，在空间会出现某些地方的振动始终加强，另一些地方的振动始终减弱或完全抵消，这种现象叫电磁波的相干性。
遥感技术的基本原理
遥感技术的基本原理
遥感技术是利用航天器、飞机和地面观测点等平台，通过对地球表面物体反射、辐射和散射等信息的获取和分析，来研究和监测地球表面和大气变化的一种技术手段。
它的基本原理可以简单概括为以下几个方面：
1. 电磁辐射原理：遥感技术主要基于物体对电磁波的相互作用来获取信息。
地球表面物体受到太阳辐射的照射后，会根据其属性和组成的不同，吸收、反射或散射不同波长的电磁辐射。
利用遥感仪器可以测量到各种波长的电磁辐射，并通过光谱分析等手段，推断出地面物体的属性和组成。
2. 多光谱成像原理：遥感技术通常采用多光谱成像，即利用不同波段的光谱信息来获取地面物体的特征。
多光谱成像可以提供物体的颜色和反射率等信息，从而识别地表物体的类型如植被、水体或城市建筑等。
3. 高光谱成像原理：高光谱遥感技术相比多光谱遥感技术能够获取更高维度的光谱信息。
它可以对地面物体的光谱进行更加精细的分析，从而提供更多的物质信息和精准的物体识别能力。
4. 合成孔径雷达（SAR）原理：合成孔径雷达利用雷达波束的连续接收和信号处理技术，来获取地球表面物体的雷达信号。
相比传统光学遥感技术，SAR不受天气和时间的限制，且可
以获取地表的极化参数、高程数据等。
5. 精度定位原理：遥感技术的数据处理中需要对获取的影像进
行精度定位，以获取地理空间信息。
这通常通过电磁辐射学和地理配准等方法来实现。
总之，遥感技术的基本原理在于利用不同传感器和平台获取地球表面物体的电磁辐射信息，通过对这些信息的分析和处理，来研究和监测地球表面和大气的变化。
遥感应用分析原理与方法
遥感应用分析原理与方法绪论：1.为什么说遥感是以电磁波与地球表面物质相互作用为基础揭示地球各要素空间与时空分布规律的？电磁波遥感即利用航天、航空（包括近地面）遥感平台上的遥感仪器，获取地球表层（包括陆圈、水圈、生物圈、大气圈）特征的反射或发射电磁辐射能的数据，通过数据处理和分析，定性、定量地研究地球表层的物理过程、化学过程、生物过程、地学过程，为资源调查、环境监测等服务。
这里把地球作为遥感研究对象。
因此，可以说，遥感是以电磁波与地球表面物质相互作用为基础，揭示地球各要素空间与时空分布规律的。
2. 解释三高两多高光谱，高几何分辨率，高灵敏度，多角度，多类型遥感器3.如何理解遥感的多学科性？在整个遥感过程中，数据获取应用到物理学，电子学，空间科学，信息科学等方面的内容；数据处理分析运用到数学，计算机学等知识；数据应用则广泛运用到地球科学，生命科学等方面内容。
4.数据处理方法的发展趋势。
过去以像元为最小处理单位，以亮度值为处理对象，以二维空间为理论基础的常规方法已不能满足需求：续发展混合像元模型，将最小处理单位由像元向亚像元过度，发展纹理特征和空间特征为基础的遥感数据处理分析，提高图像识别的智能化水平，发展神经网络，专家系统在遥感数据处理中的应用，同时借用GIS引入大量费遥感数据建立背景数据库，在GPS准确的定位基础上，实现多元多位复合分析第一章1.什么是电磁波二象性电磁波二象性即电磁波的波动性和粒子性。
即电磁波是一种伴随电场和磁场的横波，同时电磁辐射除了它的连续波动状态外还能一离散形式存在。
2.大气散射对遥感造成哪些影响？大气散射对遥感，遥感数据运输的影响极大。
大气散射降低了太阳直射的强度，改变了太阳辐射的方向，削弱了到达地面或地面向外的辐射，产生了漫反射的天空散射光（又叫天空光或天空辐射），增强了地面的辐射和大气本身的“亮度”。
散射使地面阴影呈现暗示而不是黑色，是人们有可能在阴影处得到物体的部分信息。
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遥感摄影成像原理及应用
遥感摄影成像原理是指利用摄影机通过光学系统将感光介质上物体辐射反射回来的能量转化为影像信号的过程。
遥感摄影成像原理主要包括光学成像原理和电子成像原理两种。
光学成像原理是指利用光线通过透镜和镜头来定向传播和汇聚，进一步形成清晰的影像。
它是利用透镜和光学仪器将地球上的物体光线反射进入摄影机，在感光介质上产生图像。
光学系统是遥感摄影成像的核心部分，它包括目标、光源、透镜等。
光线从目标发射出来后，通过投影透镜后到达感光介质上，形成一个倒立的、虚像的胶片或CCD\CMOS上。
电子成像原理是指利用电子传感器接收光信号，并将光信号转化为电信号，进而形成数字图像。
相对于传统的胶片摄影，电子成像有许多优点，如动态范围大、信噪比高、快速响应等。
目前最常用的电子成像技术是CCD和CMOS技术。
当光线照射到CCD芯片上时，CCD芯片会将光信号转化为电子信号，并通过模数转换器转化为数字信号。
遥感摄影的应用非常广泛。
首先，遥感摄影可以用于土地利用与覆盖监测。
通过监测地表的覆盖状况，可以对土地资源进行定量评价和管理。
其次，遥感摄影可以用于环境与生态监测。
通过监测大气和水体的污染状况，可以及时发现环境问题并采取相应措施。
再次，遥感摄影可以用于城市规划与建设。
通过监测城市的建设情况，可以合理规划城市发展，提高城市建设效率。
此外，遥感摄影还可以
用于农业生产和林业资源管理。
总之，遥感摄影成像原理是通过光学成像和电子成像两种原理将物体反射回来的光线转化为影像信号的过程。
遥感摄影的应用范围广泛，包括土地利用与覆盖监测、环境与生态监测、城市规划与建设、农业生产和林业资源管理等领域。
随着技术的不断发展，遥感摄影在各个领域中的应用将会越来越广泛，为人们的生活带来更多的便利。