遥感的基本概念
遥感的基本概念汇总
红外
波长范围 0.7~14μ m，这一区间可以进一步划分为如下波段： 近红外(NIR)：0.7~1.5μ m 中红外(MWIR)：1.5~8 μ m 热红外(LWIR)：8~14 μ m
微波
(1GHz=109Hz) P 波段： 30~100 cm L 波段： 15~30 cm S 波段： 7.5~15 cm C 波段： 3.8~7.5 cm X 波段： 2.4~3.8 cm Ku 波段： 1.7~2.4 cm K 波段： 1.1~1.7 cm Ka 波段： 0.75~1.1 cm
电磁辐射与地物光谱特征
• 1 电磁波谱与电磁辐射
1.1 电磁波谱
把电磁波在真空中的波长按或频率按递增或递减顺 序排列,就构成了电磁波谱 可划分为: г射线、X射线、紫外线、可见光、红外 线、微波及无线电波都是电磁波
0.3 μm
1.0 μm
3.0 μm
10.0 μm
1 mm
1 cm
1m
紫外
近红外 中红外
热红外
Ka K Ku X C S
可见 微 波
L P
波长单位之间的换算关系为：1mm = 1000μm; 1μm = 1000nm
可见光
波长范围大约为 400nm(紫色)~700nm(红色)，可见光谱中的各种颜色成分大致 属于如下的波长区间： 红：610~700nm 橙：590~610nm 黄：570~590nm 绿：500~570nm 蓝：450~500nm 靛：430~450nm 紫：400~430nm
辐 射 通 量
波长
λ1- λ2间隔内的 Φ(λ1- λ2)? 总辐射通量Φ ？
分谱辐射通量的单位是瓦/微米（W/μm）
分谱？？？
分谱辐射通量 分谱辐照度、分谱辐射出射度 分谱辐射强度
遥感基本知识总结
max T b
物体的发射率是温度和波长的函数，且与种类、物理状况（如粗糙度、颜色等）等有关。 按照发射率和波长的关系，辐射源可分为：
①黑体： ε λ = ε=1
②灰体： ε λ =ε=常数 <1
③选择性辐射体： ε λ <1, 且随波长而变
基尔霍夫定律：
( ,T)
M( ,T) Mb( ,T)
即物体的发射率等于该物体的吸收率
。如：雷达、扫
描仪、摄影机、辐射计等。
3. 信息的接收
传感器接受目标地物的电磁波信息，记录在数字磁介质或者胶片上。胶片由人或回收舱
送至地面回收， 而数字介质上记录的信息则可通过卫星上的微波天线输送到地面的卫星接收
站。
4. 信息的处理
地面站接收到遥感卫星发送来的数字信息，记录在高密度的磁介质上，并进行一系列的
3. 陆地卫星系列
1）陆地卫星（ Landsat ）
轨道 : 太阳同步的近极地圆形轨道 重复覆盖周期 :16 18 天
图象覆盖范围： 185 * 185 km （ Landsat 7 185*170 km ）。 Landsat 上携带传感器空间分辨率不断提高，从 80 m 到 30 m 到 15 m 2）法国 SPOT卫星系列
此，只有电磁波探测属于遥感的范畴。
根据遥感的定义，遥感系统包括：被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记
录、信息的处理和信息的应用这五大部分。 1. 目标物的电磁波特性
任何目标物体都具有发射、反射和吸收电磁波的性质，这是遥感探测的依据。
2. 信息的获取 接受、记录目标物体电磁波特征的仪器，称为“传感器”或者“遥感器”
4） 按遥感的应用领域分 外层空间遥感、大气层遥感、陆地遥感、海洋遥感等。
遥感导论复习重点
遥感导论复习重点第一章遥感概述§1-1遥感的基本概念及其特点一、遥感概念遥感（RemoteSening）是20世纪60年代发展起来对地观测综合性技术。
有广义和狭义之分。
1、广义遥感：泛指一切无接触的远距离探测（对电磁场、力场、机械波等）2、狭义遥感：即是应用探测仪器，不与探测目标相接触，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征性质及其变化的综合测控技术。
遥测：对目标的某些运动参数和性质进行远距离册测量的技术。
分接触和非接触测量。
遥控：远距离控制目标的运动状态和过程的技术。
二、遥感的特点1.大面积同步观测：探测范围大，具有综合、宏观的特点，受地面条件限制少。
2.时效性：获取信息速度快，更新周期短，具有动态监测特点。
3.数据综合性先进性：信息量大，具有手段多，技术先进的特点。
4.经济性：用途广，效益高的特点。
5.局限性：利用的电磁波段有限。
§1-2遥感过程及系统一、遥感过程的实现光谱特性：一切物体固有的对电磁波反射、透射、吸收的能力。
由于环境不同，物体的反射、辐射电磁波是不同的。
数据获取→数据处理分析→数据应用遥感是一个接收、传送、处理和分析遥感信息，并最后识别目标的复杂技术过程。
二、遥感的技术系统依据遥感过程遥感系统分为：1.信息源2.信息的获取和接收传感器遥感平台地面站：是为了接收和记录遥感平台传送来得图像胶片或数字磁带数据而建立的。
由地面数据接收和记录系统（TRRS）和图像数据处理系统（IDPS）两部分组成。
3.信息的处理4.信息的应用-1-§1-3遥感的类型遥感的分类方法多种多样，主要有以下几种分类方法：1.按照遥感平台分：地面遥感、航空遥感、航天遥感、航宇遥感2.按照传感器的探测波段分：紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感 3.按工作方式分：主动遥感、被动遥感；成像遥感、非成像遥感4.按信息获取方式分：5.按照波段宽度及波谱的连续性分：6.按应用领域分：较多§1-4遥感的发展简史一、遥感发展概况（一）遥感的萌芽及其初期发展时期（二）现代遥感发展时期从以下四个阶段了解遥感发展过程无记录的地面遥感阶段（1608-1838）有记录的地面遥感阶段（1839-1857）空中摄影遥感阶段（1858-1956）航天遥感阶段（1957-）二、我国遥感发展概况及其特点三、当前遥感发展主要特点与展望新一代传感器的研制，获得分辨率更高，质量更好的图象和数据；遥感应用不断深化；地理信息系统的发展与支持是遥感发展的又一新动向；复习题1.试述遥感的探测系统及其实现过程。
遥感导论 (复习)
遥感导论复习重点遥感的基本概念广义:泛指一切无接触的远距离探测，包括电磁波遥感(光、热、无线电波);力场遥感(重力、磁力);声波遥感;地震波遥感等狭义:是指从不同高度的平台上，使用各种传感器(即探测仪器) ，不与探测目标物相接触，从远处把目标物的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出目标物的特征性质及其变化的综合性探测技术遥感系统遥感系统:是一个从地面到空中直至空间;从信息收集、存储、传输处理到分析判读、应用的完整技术系统遥感系统的组成:被测目标物的信息特征(目标物的电磁波特性)、信息的获取、信息的接受，信息的处理、信息的应用遥感的特点大面积同步观测(宏观性:宏观观测，能大范围获取数据资料，大面积同步观测时效性:获得资料的速度快、周期短，时效性强(多时相性，重复探测，有利于进行动态分析，动态监测，快速更新监控范围数据，获取信息快、更新周期短) 数据的综合性和可比性(多波段性):技术手段多样，可获取海量信息，数据具有综合性、可比性经济性:成本低，经济效益高，用途广局限性:遥感技术所利用的电池波还很有限，仅有其中的几个波段范围遥感的分类按遥感平台分：地面遥感、航空遥感、航天遥感、航宇遥感按传感器的探测波段分；紫外遥感：探测波段在0.05~0.38um之间可见光遥感：探测波段在0.38~0.76um之间红外遥感：探测波段在0.76~1000um之间微波遥感：探测波段在1mm~10m之间多波段遥感：指探测波段在可见光波段和红外波段范围内，再分成若干窄波段来探测目标按工作方式分:主动遥感、被动遥感按遥感获取的数据形式分：成像方式遥感、非成像方式遥感按遥感的应用领域分：大气遥感，陆地遥感，海洋遥感等电磁波谱:根据电磁波在真空中传播的波长或频率的大小，按递增或递减顺序依次排列所构成的图谱。
该波谱以频率从高到低排列(即按波长从小(短)到大(长)排列)，可以划分为γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波。
电磁辐射度量单位辐射能量(W):电磁辐射的能量。
遥感的基本概念、基础和遥感图像特征
地物反射和辐射不同波长的电磁波的特性称为地物波 谱特性。其测量是由传感器（如分光光度计、光谱仪、
摄谱仪等）来完成的，其工作原理就是测量地物的反射 辐射度，经光电管转化为电流强度读出。
反射辐射度由三部分组成：太阳经大气衰减后照射地 面，经地物反射后，又经大气第二次衰减进入传感器的 能量；地面物体本身发射辐射的能量经大气后进入传感 器；大气散射和辐射的能量。
1、遥感（Remote Sensing)
——遥感平台
同，因而具有反射和辐射不同波长的电磁波的特性”。 换句话说，遥感是一种利用物体反射或辐射电磁波的固 有特性，通过观测电磁波、识别物体以及物体存在环境 条件的技术。
观测电磁波的装置是传感器。
1、遥感（Remote Sensing)
——遥感的基本概念和基础
太阳辐射（即太阳光）和地球辐射是遥感过程地物
反射电磁波的主要来源。
遥感的基本概念、基础和遥感 图像特征
1、遥感（Remote Sensing)
遥感的基本概念和基础 遥感平台 遥感成像与遥感图像特征 遥感信息的获取和监测系统 遥感图像的处理
1、遥感（Remote Sensing) ——遥感的基本概念和基础
所谓遥感，通常指的是通过某种传感器装置，在不与 研究对象直接接触的情况下，获得其特征信息，并对这 些信息进行提取、加工、表达和应用的一门科学技术。
遥感概论知识点总结
遥感概论知识点总结一、遥感的基本概念遥感是通过对地球表面进行观测和测量，获取地球表面各种信息的技术。
遥感可以利用航空器、卫星等平台来进行观测和测量，通过获取的遥感数据，可以对地球的各种现象和特征进行监测和分析。
遥感技术的应用范围非常广泛，可以在农业、水资源、土地利用、环境保护、城市规划等领域发挥重要作用。
二、遥感的原理遥感的原理主要是通过传感器对地球表面进行观测和测量，获取各种遥感数据。
传感器可以利用电磁波、红外线、微波等方式对地球表面进行观测，不同的传感器可以获取到不同波段的数据，从而获取到地球表面的不同信息。
遥感数据可以分为光学遥感数据和雷达遥感数据两种类型，其中光学遥感数据主要是通过对可见光、红外线等光谱的捕捉，获取地球表面的图像信息，而雷达遥感数据则是通过微波的回波信息获取地球表面的各种信息。
通过对遥感数据的处理和分析，可以获取到地球表面的各种信息，包括地形、地物、植被、水域、土壤等。
三、遥感的分类遥感可以根据传感器的工作原理和数据类型进行分类，主要可以分为光学遥感和雷达遥感两种类型。
光学遥感主要是利用可见光和红外线等光学波段进行观测和测量，可以获取地球表面的图像信息，包括地形、地物、植被、水域等。
光学遥感主要利用航空摄影、卫星摄影等方式获取数据，可以在农业、林业、地质勘探等领域得到应用。
雷达遥感则是利用雷达传感器对地球表面进行观测和测量，可以在夜间和恶劣天气下进行观测，可以获取地球表面的高度、形状、液体含量等信息，广泛应用于地质勘探、环境监测等领域。
四、遥感数据的获取遥感数据的获取主要是通过航空摄影、卫星摄影等方式进行观测和测量。
航空摄影是利用航空器进行大范围、高分辨率的遥感观测和测量，可以获取地球表面的高分辨率图像信息，适用于小范围的地面观测。
而卫星摄影则是利用卫星平台进行大范围、中低分辨率的遥感观测和测量，可以获取地球表面的宽幅图像信息，适用于大范围的地面观测。
通过这些方式获取的遥感数据可以在地质勘探、农业监测、城市规划等方面得到应用。
遥感导论复习重点
一．遥感的基本概念是什么？狭义理解:遥感是指从不同高度的平台（Platform）上，使用各种传感器（Sensor），接收来自地球表层的各种电磁波信息，并对这些信息进行加工处理，从而对不同的地物及其特性进行远距离探测和识别的综合技术。
广义理解:遥感泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、力场、机械波(声波、地震波)等的探测。
只有电磁波探测属于遥感的范畴。
遥感定义：是从远处探测感知物体，也就是不直接接触物体，从远处通过探测仪器接收来自目标地物的电磁波信息，经过对信息的处理，判别出目标地物的属性。
二．遥感探测系统包括哪几个部分？包括五个部分：被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用。
三．作为对地观测系统，遥感与常规手段相比有什么特点？1.大面积同步观测覆盖范围大、信息丰富。
2时效性重复探测，有利于进行动态分析。
3.多波段性波段的延长使对地球的观测走向了全天候。
4.数据的综合性和可比性综合反映地质、地貌、土壤、植被、水文等自然信息和人文信息。
不同的卫星传感器获得的同一地区的数据以及同一传感器在不同时间获得的同一地区的数据，均具有可比性。
5.经济性从投入的费用与所获取的效益看，遥感与传统的方法相比，可以大大地节省人力、物力、财力和时间，具有很高的经济效益和社会效益。
6.局限性：信息的提取方法不能满足遥感快速发展的要求。
数据的挖掘技术不完善，使得大量的遥感数据无法有效利用。
7．大气窗口：由于大气层的反射、散射和吸收作用，使得太阳辐射的各波段受到衰减的作用轻重不同，因而各波段的透射率也各不相同。
我们就把受到大气衰减作用较轻、透射率较高的波段称作大气窗口。
8．大气的散射现象有几种类型？根据不同散射类型的特点分析可见光遥感与微波遥感的区别，说明为什么微波具有穿云透雾能力而可见光不能？瑞利散射：当微粒的直径比辐射波长小得多时，此时的散射称为瑞利散射。
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。
遥感的基本概念
④大气对电磁辐射具有吸收与散射作用：
可见光段：分子散射
紫外、红外与微波区：大气吸收
5.大气的散射是太阳辐射衰减的主要原因
大气发生的散射主要有三种：
瑞利散射、 米氏散射和非选择性散射。
5.大气窗口：由于大气层的反射、散射和吸收作用，使得太阳辐射的各波段受到衰减的作用轻重不同，因而各波段的透射率也各不相同。我们就把受到大气衰减作用较轻、透射率较高的波段叫做大气窗口。
辐射通量密度（E）：单位时间内通过单位面积的辐射能量，E=dφ/Ds，单位是W/M2，S为面积。
辐射通亮密度又分为辐照度（I）与辐射出射度（M），两者都与波长λ有关。
辐照度（I）：被辐射的物体表面单位面积上的辐射通量，I=dφ/Ds，单位是W/M2，S为面积。
辐射出射度（M）：辐射源物体表面单位面积上的辐射通量，M=dφ/Ds，单位是W/M2，S为面积。
第一章
1.遥感的基本概念
是指通过传感器这类对电磁波敏感的仪器，在远离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物，获取其反射、辐射或散射的电磁波信息，进行处理、分析与应用的一门科学和技术。
2.主动遥感:传感器主动发射一定电磁波能量并接收目标的后向散射信号
3.被动遥感:传感器不向目标发射电磁波，仅被动地接收目标物的自身发射和对自然辐射的反射能主动遥感
10.
⒒直方图的作用:通过灰度直方图可以直观地了解图像的亮度值分布范围、峰值的位置、均值以及亮度值分布的离散程度等图像特征，可以反映图像的质量差异。
①正态分布：反差适中，亮度分布均匀，层次丰富，图像质量高。
②偏态分布：图像偏亮或偏暗，层次少，质量较差。
⒓
⒔辐射校正（radiometric correction）：消除辐射量失真
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一、遥感的基本概念
广义的含义：泛指各种非接触的、远距离的探测技术，根据物体对电磁波的反射和辐射特性，以获取物体信息的一种技术。
狭义遥感：通过遥感器这类对电磁波敏感的仪器，在远离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物，获取其反射、辐射或散射的电磁波信息，对其进行处理、分析与应用的一门科学和技术。
二、遥感技术系统
遥感技术系统包括：遥感信息源(目标物）;信息的获取;信息的接收与记录、信息的处理和信息应用五大部分。
遥感信息源(目标物）-----任何目标都具有发射、反射和吸收电磁波的性质，都是遥感的信息源。
目标物与电磁波的相互作用，构成了目标物的电磁波特性，它是遥感探测的依据。
信息的获取-----主要由传感器来完成。
接收、记录目标物电磁波特征的仪器，称为传感器。
如扫描仪、雷达、报机、摄像机、辐射计等。
信息的接收、记录-----传感器接收到目标地物的电磁波信息，记录在数字磁介质或胶片上。
胶片是由人或回收舱送到地面回收，而数字磁介质上记录的信息则可通过卫星上的微波天线传输给地面的卫星接收站。
信息的处理——硬件系统（计算机、显示设备、大容量存储设备、图像的输入输出设备）和软件系统（数据输入模块、几何校正模块、图像变换、图像融合、分类、分析、输出等模块）
信息的应用----遥感获取信息的目的是应用。
这项工作由各专业人员根据不同的应用需要而进行。
在应用过程中，也需要大量的信息处理和分析，如不同遥感信息的融合及遥感与非遥感信息的复合等。
三、遥感的分类
主动遥感和被动遥感：
主动遥感由探测器主动发射一定电磁波能量并接收目标的后向散射信号；
被动遥感的传感器不向目标发射电磁波，仅被动接收目标物的自身发射和对自然辐射的反射能量。
按遥感平台分：
地面遥感：传感器设置在地面平台上，如车载、船载、手提、固定或活动的高架平台上等。
航空遥感：传感器设置于航空器上，主要是飞机、气球等；
航天遥感：传感器设置于环绕地球的航天器上，如人造地球卫星、航天飞机、空间站火箭等；航宇遥感：传感器设置于星际飞机上，指对地月系统外的目标的探测。
按传感器的探测波段分:
紫外遥感：探测波段在0.05-0.38um之间；
可见光遥感：探测波段在0.38-0.76um之间；摄影机、扫描仪、摄像仪等。
红外遥感：探测波段在0.76-1000um之间；摄影机、扫描仪等。
微波遥感：探测波段1mm-1m之间；扫描仪、微波辐射计、雷达、高度计等。
多波段遥感：把目标物辐射来的电磁辐射分割成若干个窄的光谱带，然后同步探测，同时得到一个目标物不波段的多幅图像。
多光谱摄影机、多光谱扫描仪和反束光导管摄像仪等。
四、遥感特点
大面积同步观测
多波段性：超越了人眼所能感受到的可见光的限制，延伸了人的感官
综合性：遥感探测所获取的是同一时段、覆盖大范围地区的遥感数据，这些数据综合地展现了地球上许多自然与人文现象，宏观地反映了地球上各种事物的形态与分布，真实地体现了
地质、地貌、土壤、植被、水文、人工构筑物等地物的特征，全面地揭示了地理事物之间的关联性。
并且这些数据在时间上具有相同的现势性。
多时相性：遥感探测能周期性、重复地对同一地区进行对地观测，这有助于人们通过所获取的遥感数据，发现并动态地跟踪地球上许多事物的变化。
同时，研究自然界的变化规律。
尤其是在监视天气状况、自然灾害、环境污染甚至军事目标等方面，遥感的运用就显得格外重要
时效性强：探测范围广、采集数据快遥感探测能在较短的时间内，从空中乃至宇宙空间对大范围地区进行对地观测，并从中获取有价值的遥感数据。
这些数据拓展了人们的视觉空间，为宏观地掌握地面事物的现状情况创造了极为有利的条件，同时也为宏观地研究自然现象和规律提供了宝贵的第一手资料。
这种先进的技术手段与传统的手工作业相比是不可替代的。
较高的经济与社会效益
信息客观、真实
一定的局限性
五、遥感应用
遥感的主要应用领域：
外层空间遥感：利用探空火箭、人造卫星、人造行星和宇宙飞船等航天运载工具，对外层空间进行的遥感探测。
在不久的将来将会取得丰硕成果
大气遥感：探测仪器不和大气介质直接接触，在一定距离之外，感知大气的物理状态、化学成分及其随时空的变化，这样的探测技术与方法称为大气遥感
海洋遥感：以海洋与海岸带作为监测和研究对象，其内容涉及到海洋学的多个领域。
如利用遥感技术监测海洋的环流、风系统、表面温度、波浪、生物活动等。
卫星海洋遥感已成为海洋科学的新兴分支。
在未来几年，中国将发射一系列的海洋卫星，实现对中国及周边海域甚至全球海洋的遥感动态监测。
遥感的主要应用领域：
陆地遥感：陆地遥感是遥感技术应用最早、应用范围最为广阔深入的一个方面。
主要为资源与环境遥感，农业遥感、林业遥感、地质遥感
军事遥感：遥感技术是现代战争的“制高点”。
侦查卫星从太空轨道上对目标实施侦察、监视或跟踪，以搜集地面、海洋或空中目标军事情报
七、遥感技术发展趋势
硬件方面（遥感平台）三多(多平台、多传感器、多角度)和三高(高空间分辨率、高光谱分辨率和高时相分辨率)
遥感数据处理方面：
总的来说，遥感数据的处理由半自动向自动、由定性向定量、由单一数据源向复合数据源的方向发展。
航空航天遥感对地定位趋向于不依赖地面控制
遥感数据的计算机处理趋向自动化和智能化
全定量化遥感方法将走向实用
利用多时相影像数据自动变化检测趋向实时化
景物特征和判读标志
景物特征：光谱特征、空间特征和时间特征。
判读标志：地物在图像上的各种特有的表现形式。
可以概括为：色，形，位
色：目标地物在遥感影象上的颜色，包括目标地物的形状、颜色和阴影。
形：目标地物在影象上的形状，包括目标地物的形状、纹理、大小、图形等。
位：目标地物在影象上的空间位置，包括目标地物分布的空间位置和相关布局。
时间：不同时间目标地物有变化。