完整word版《遥感原理与应用》复习资料文档格式.docx

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成像方式、非成像方式

5、遥感的特点：

宏观性、时效性、综合性（概括性）、经济性、局限性

6、遥感技术发展的四个阶段：

a.瞬时信息的定性分析阶段（是什么）b.空间信息的定位分析阶段（在哪里）

c.时间信息的趋势分析阶段（如何变化）d.环境信息的综合分析阶段（多源信息的复合）

第二章电磁辐射与地物光谱特征

1、电磁波谱：

按电磁波在真空中传播的波长与频率，递增或递减排列，构成了电磁波谱。

（波长由小到大）：

γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波（微波、超短波、短波、中波、长波）。

2、目前遥感应用的各电磁波波段及特征：

紫外线

0.01-0.4µ

m

源于太阳辐射

应用于荧石矿、石油勘探

可见光

0.4-0.7µ

遥感的主要波段

红外线

0.7-3µ

3-6µ

6µ

m-1mm

近红外主要源于太阳辐射

中红外源于太阳辐射和地物热辐射

远红外源于地物热辐射

城市热岛、热污染、热惯量

微波

1mm-1m

主动遥感

3、电磁辐射量度：

a.辐射能量Q/W：

以电磁波形式传播的能量

b.辐射通量Φ：

在单位时间内传送的辐射能量

c.辐射强度I：

在单位立体角、单位时间内，微小辐射源向某一方向辐射的能量

d.辐射照度E：

在单位时间内、单位面积上接收的辐射能量

e.辐射出射度Me：

在单位时间内、单位面积上辐射出的辐射能量

f.辐射亮度Le：

在单位立体角、单位时间，从外表的单位面积上辐射出的辐射能量

4、绝对黑体：

一个物体对任何波长的电磁辐射都全部吸收，这个物体就是绝对黑体。

5、黑体辐射的3个特性：

a.辐射通量密度随波长连续变化，每条曲线只有一个最大值。

b.温度越高，辐射通量密度越大，不同温度的曲线不同。

c.随着温度的升高，辐射最大值所对应的波长向短波方向移动。

6、地物的发射率：

地物的辐射出射度与同温下黑体的辐射出射度的比值。

影响地物发射率的因素：

地物的性质、表面状况、温度（比热、热惯量）。

比热大、热惯量大以及具有保温作用的地物发射率大。

按照发射率与波长的关系，将地物分为：

黑提货绝对黑体

发射率为1，常数

灰体

发射率小于1，常数

选择性辐射体

发射率小于1，且随波长而变化

7、地物波谱曲线：

即一地物对不同波长测出对应于该波长的光谱辐射出射度所绘制的曲线。

8、太阳常数：

是指不受大气影响，在距太阳一个天文单位内，垂直于太阳光辐射方向上，单位面积单位时间黑体所接受的太阳辐射能量。

9、太阳高度角α：

太阳入射光线与地平面所形成的夹角。

α与成像时刻的时间、季节、地理位置、坡度坡向有关。

为了减小太阳高度角的影响，遥感卫星轨道大多设计成在每天的同一地方时间通过同一地方上空，但季节和地理维度的差异造成的太阳高度角和方位角的变化是不可避免的。

10、大气的传输特性：

大气具有吸收、散射、（反射、折射、）透射的特性，这种特性与波长和大气成分有关。

11、太阳辐射的衰减过程：

30%被云层反射回，17%被大气吸收，22%被大气散射，31%到达地面。

12、大气窗口：

通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的，透过率较高的波段成为大气窗口。

13、大气散射：

除了散射地面反射光导致辐射减弱外，还会因为反射光进入传感器而增加了信号中的噪音成分，造成遥感图像质量下降。

瑞利散射（蓝光容易被散射）、米氏散射、无选择性散射。

14、环境对地物光谱特征的影响：

a.地物的物理性状b.光源的辐射强度：

纬度与海拔高度

c.季节：

太阳高度不同d.探测时间：

时间不同，反射率不同e.气象条件

15、地物反射波谱：

指地物的反射率随波长的变化规律。

地物反射波谱曲线：

以波长λ为横坐标，以反射率P为纵坐标，描述地物反射率对不同波长的波反射能力的曲线。

16、叶绿素对蓝光吸收，对绿光反射；

水体反射蓝绿光，吸收其他波段，尤其是近红外波段，因此水体在近红外影像上成黑色。

17、地物光谱测试的作用：

a.传感器波段选择、验证、评价的依据。

b.建立地面、航空、航天遥感数据的关系。

c.将地物光谱数据直接与第五特征进行相关分析并建立应用模型

第三章遥感成像原理与遥感图像特征

3.1遥感平台

1、遥感平台：

搭载传感器的工具。

2、卫星在空间中的位置和姿态可用6个参数表示：

（轨道长半径a、卫星轨道偏心率e）：

确定轨道的形状和大小。

（椭圆面倾斜角i、升交点赤径Ω）：

确定轨道面的方向。

（近地点角距ω）：

确定轨道面中长轴的方向。

卫星过近地点时刻t和运行周期T：

确定任意时刻卫星在轨道中的位置。

3.2航天遥感平台

1、根据其服务的对象，将遥感平台分为：

气象卫星系列，陆地卫星系列，海洋卫星系列，间谍侦察卫星。

2、气象卫星特点：

a.轨道：

低轨：

即近极地太阳同步轨道，也称极地轨道，高度800—1600Km，视场宽为2800Km，就某点一日两次。

b.高轨：

即地球同步卫星，高度为3600Km，覆盖1/4地球，由5颗星组成系统，就某固定地区，每隔20—30min。

c.时间分辨率高：

极地卫星0.5—1天/每次，静止卫星0.5小时/每次。

d.成像面积大

e.信息量大（资料来源连续、实时性强、成本低）：

气象卫星获得的资料包括：

可见光和红外云图等波段信息，还兼有通讯卫星的作用。

f.资料一致性优势。

3、气象卫星资料的应用领域：

a.天气分析和气象预报b.气候研究和气候变迁的研究

c.资源环境其他领域d.海洋（鱼情，洋流等）

4、陆地资源卫星：

以探测陆地资源为目的的卫星。

陆地卫星Landsat，斯波特卫星SPOT，中巴地球资源卫星CBERS，其他陆地卫星。

5、陆地卫星Landsat：

1972年发射第一颗，共发射7颗，产品主要有MSS、TM、ETM，属于中高度、长寿命卫星。

其运行特点：

①轨道为与太阳同步的近极地圆形轨道。

即卫星通过每一点的地方时相同。

②北半球中纬度地区上午成像，太阳高度角为25—30度。

③轨道高度为700—900km。

④运行周期为99—103min/圈，每16天覆盖一次地球。

⑤旁白重叠度随纬度的增大而增大，如纬度40度处重叠为34%，纬度80度处为80%。

传感器：

多光谱扫描仪MSS，分辨率为80m；

专题制图仪TM，7个波段

6、

TM1

0.45~0.52µ

30m

蓝波段

对水体穿透强，对叶绿素反应敏感，有助于判别水深，水中叶绿素分布，进行近海水域制图。

TM2

0.52~0.6µ

红波段

探测健康植物绿色反射率，区分林型、树种，反映水下特征。

TM3

0.63~0.69µ

叶绿素的主要吸收波段。

用于区分植物种类和植物覆盖率，是可见光的最佳波段，广泛用于地貌、岩性、土壤、植被、水中泥沙等方面。

TM4

0.76~0.9µ

近红外波段

对绿色植物类别差异最敏感，用于物量调查，作物长势测量，水域的测量。

TM5

1.55~1.75µ

中红外波段

处于水的吸收波段内，用于土壤湿度、植物含水量调查，易于反映云与雪。

TM6

1.04~1.25µ

60m

热红外波段

区分农林覆盖长势，判别表层湿度，监测与人类活动有关的热特征，进行热制图。

TM7

2.08~2.35µ

为地质家追加的波段，水的强吸收波段，水体呈黑色，用于区分岩石类型等。

TM8

0.5~0.9µ

15m

全色波段

提高其他波段的分辨率

7、SPOT卫星：

轨道：

太阳同步圆形近极地轨道，高度在830km左右，分辨率为10m，重复观察周期为1~5m。

应用范围：

共14个地面接收站，以陆地观察为主；

用于地图制作，1：

5万地形图；

立体观测和高程测量。

8、中巴资源卫星：

资源一号：

太阳同步极轨道，轨道高度778km，重访周期26天，分辨率19.5m。

资源二号：

主要用于地球资源和环境监测。

9、高空间分辨率陆地卫星IKONOS：

参数：

太阳同步轨道，高度681km，重复周期1~3天，携带一个全色1m分辨率传感器和一个四波段4m分辨率的多光谱传感器。

0.15~0.90µ

MSI-1

蓝绿波段

MSI-2

0.52~0.60µ

绿红波段

MSI-3

MSI-4

0.76~0.90µ

10、海洋遥感的特点：

（除遥感的共性外）

a.需要高空和空间的遥感平台，以进行大面积同步覆盖的观测。

b.以微波为主

c.电磁波与激光、声波的结合

d.海面实测资料的校正

3.3摄影成像

1、传感器的组成：

收集器、探测器、处理器、输出器。

2、摄影机的分类：

分幅式摄影机、全景式摄影机、多光谱摄影机、数码摄影机。

3、根据摄影机主光轴与地面的关系，可分为垂直摄影和倾斜摄影。

4、垂直摄影像片的几何特征：

相片的投影，像片的比例尺，像点位移。

5、中心投影与垂直投影的区别：

a.投影距离的影响：

（垂）比例尺与投影距离无关，（中）焦距固定，航高改变，其比例尺也随之改变。

b.投影面倾斜的影响：

（垂）总是水平的，不存在倾斜问题，（中）若投影面倾斜，航片各部分比例尺不同。

c.地形起伏的影响：

（垂）无影响，（中）起伏越大，水平位置的位移量越大，正地形↑，负地形↓。

6、中心投影的透视规律：

a.地物是一个点，中心投影上仍是一个点。

b.与像面平行的直线的像仍是直线；

如果直线垂直于地面，有两种情况：

第一，当直线与像片垂直并通过投影中心时，该直线在像片上为一个点，第二，直线的延长线不通过投影中心，这时直线的投影仍为直线，但该垂直线状目标的长度与变形情况则取决于目标在像片中的位置。

c.平面上的曲线，在中心投影的像片上仍为曲线。

7、像片比例尺：

像片上两点之间的距离与地面上相应两点实际距离之比。

8、摄影比例尺：

航片上某线段1与地面相应线段的水平距离L之比。

9、重叠和遗漏视像（P61）。

10、像点位移：

在中心投影的像片上，地形的起伏除引起像片比例尺的变化外，还会引起平面上的点位在像片位置上的移动，这种现象称为像点位移。

11、像点位移的特性：

a.位移量与地形高差h成正比。

当高差为正时，像点位移为正，是背离像主点方向移动，当高差为负时，像点位移为负，是朝向像主点方向移动。

b.位移量与像主点的距离r成正比。

像片中心部分位移量较小，像主点处r=0，无位移。

c.位移量与摄影高度（航高）成反比。

3.4扫描成像

1、扫描成像：

依靠探测元件和扫描镜对目标地物以瞬时视场为单