读《现代遥感导论》笔记Word文件下载.docx

读《现代遥感导论》笔记Word文件下载.docx

《读《现代遥感导论》笔记Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《读《现代遥感导论》笔记Word文件下载.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

以地球表层资源为对象）

遥感平台

航天遥感（在航天平台上的遥感，如探测火箭，卫星，宇宙飞船，航天飞机）

航空遥感（航空平台上，如飞机和气球）

地面遥感（三脚架，遥感车，遥感塔，船）

遥感获取的数据形式

成像方式遥感

非成像方式遥感

传感器工作方式

被动遥感（传感器被动接收地物反射的太阳辐射电磁波，目前主要是被动）

主动遥感（传感器本身发射人工辐射，接收目标地物反射回来的辐射，雷达既是）

探测的电磁波

可见光遥感

红外遥感

微波遥感

紫外遥感

Tip：

常用的是前三种，后一种用于特殊场合如检测海面石油污染

遥感应用

地质遥感

地貌遥感

农业遥感

林业遥感

水文遥感

遥感技术系统主要由遥感平台，传感器，遥感信息的接收和处理以及遥感图像的判读和应用4个部分组成。

遥感平台：

遥感中搭载传感器的运载工具

地面平台：

用于安置传感器的三脚架，遥感塔，遥感车高度在100m以下。

航空平台：

12km以内的飞机和气球平台。

低空平台，中空平台，高空平台

航天平台：

150km以上的人造地球卫星，宇宙飞船，空间轨道站，航天飞机。

目前对地观测中使用的航天平台主要是人造地球卫星。

气象卫星，海洋卫星，陆地卫星。

传感器：

遥感器/探测器核心部分远距离感测和记录地物环境辐射或反射电磁波能力，安装在遥感平台上。

传感器根据记录方式的不同，分为成像方式（传感器把探测到的地物辐射能量，用图像形式表示，如航空摄影机，多光谱扫描仪，专题绘图仪）和非成像方式（传感器把探测到的地物辐射能量，用数字或曲线图表示，如光谱辐射计，微波辐射计，红外辐射温度计，激光高度计）。

遥感信息的接收和处理：

遥感信息主要指由航空遥感和卫星遥感所获取的胶片和数字图像。

对于航空遥感信息一般是航摄结束后待航空器返回地面时回收，又叫直接回收方式；

卫星遥感信息，采用视频传输方式接收。

实时传输，非实时传输（待卫星通过地面接收站接收范围时）通过辐射校正和几何校正，才能提供给用户使用。

遥感图像判读和应用：

将遥感图像的光谱信息转化为用户的类别信息，也就是为了有效利用遥感数据，对数据进行分析分类和解译，从而将图像数据转化为能解决实际问题的有用信息。

图像判读分为目视判读和计算机分类（依据图像灰度值的统计特征，采用一定算法对数字图像进行归类，形成分类图）

遥感的几个基本术语：

地物光谱差异；

辐射记录差异；

空间分辨率差异；

几何误差（任何影像都具有一定的位置误差，由传感器镜头的观察角度，扫描仪上的运动，地形起伏和地球的曲率造成）；

像片格式与数字格式的可转换性；

遥感成像系统；

大气作用（传感器所接收的能量必须要经过相当厚度的地球大气层，太阳辐射的强度和波长在经过地球大气层时会与大气中的粒子和气体发生吸收和散射作用，这会影响遥感影像的质量，降低解译精度）

遥感的应用：

农林，地质矿产，水文海洋，环境保护，测绘

第二章遥感电磁辐射基础

自然界中任何地物都具有发射，反射，吸收电磁波的性质

遥感的基本原理：

太阳是一种电磁辐射源，它所发出的光也是一种电磁波。

当太阳光从宇宙空间经大气层照射到地球表面时，地面上的物体就会对太阳辐射进行反射和吸收。

由于每一种物体的物理和化学特性不同，因此它们对不同波长的入射率也不同。

遥感探测正是将遥感仪器所接受到的目标物的电磁波信息与物体的反射或发射光谱相比较，从而对地面的物体进行识别和分类。

电磁波是震荡的电磁场在空间的传播。

电磁波传播的方向与电磁震荡的方向是垂直的，因此，电磁波是横波。

r射线，X射线，紫外线，可见光，红外线，微波，无线电波等都是电磁波。

电磁波谱按照波长由短至长可依次分为：

rX…….

目前遥感所能应用的主要波段是紫外线，可见光，红外线和微波。

物体在不同波段的光谱特征差异很大。

各电磁波段的主要特性：

r射线：

大多数会被地球大气层阻挡，观测必须在地球之外进行，具有极强穿透能力

X射线：

能穿透对可见光不透明的物质，如墨纸，木料，肉眼看不见的射线可使固体材料发生可见的荧光，使照相底片感光。

紫外线：

测定碳酸盐分布，油污的检测

可见光：

具有很高地面分辨率，易于判读，地图制图性能较好的黑白全色或彩色航空影像

红外线：

昼夜工作

微波：

穿透性好不受云层影响对云层地表植被松散沙层干燥冰雪有一定穿透能力能全天工作通常用于雷达通信技术中

无线电波：

广播通信

辐射基本定律：

黑体辐射；

普朗克辐射定律（辐射能量与波长成反比）；

斯特藩—玻尔兹曼定律（随着温度的增加，辐射能的增加是很迅速的）；

基尔霍夫辐射定律（地面地物微小的温度差异，会引起红外辐射能量显著的变化）；

维恩位移定律

太阳辐射：

在大气上界测得的太阳辐射光谱曲线为平滑的连续的光谱曲线。

太阳辐射的能量分布从X射线到无线电波的整个电磁波谱区内。

太阳辐射从近紫外到中红外这一波段区间能量最集中，相对来说最稳定，辐射强度变化最小。

被动遥感主要利用近紫外，可见光，红外等稳定辐射，使太阳活动对遥感的影响减至最小。

电磁波（太阳辐射）与大气的相互作用主要有两种基本的物理过程，即吸收和散射（分为瑞利散射，米氏散射，非选择性散射）。

大气窗口：

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。

对于遥感传感器而言，只能选择透射率高的波段，才能形成质量好的遥感观测图像。

大气矫正：

直接大气矫正（根据大气状况对遥感图像测量值进行调整，以消除大气影响）间接大气矫正（对一些遥感常用函数，如NDVI植被指数进行重新定义，形成新的函数形式，以减少对大气的依赖，这种不必知道大气各种参数）

太阳辐射与地面的相互作用：

太阳辐射能量入射到任何地物表面上，都会发生3种过程：

一部分能量被地物反射；

一部分能量被地物吸收，成为自身的内能再发射出来；

一部分被地物透射。

即到达地面的太阳辐射能量=反射能量+吸收能量+透射能量。

一般而言，大部分物体对可见光都不具备透射能力，而水对一定波长的电磁波透射能力较强。

对于一般不能透过可见光的地面物体其主要是吸收和反射。

地物吸收了太阳辐射能量后有一定温度会形成自身的辐射，但地表物体自身的辐射在可见光与红外波段几乎为零，因此可见光和红外波段的遥感主要以地面地物反射太阳辐射而进行。

反射分为镜面反射，漫反射，实际地面反射

反射率：

地物的反射能量占总入射能量的百分比

反射率高的地物，其吸收率就越低。

地物的反射率可以用光谱辐射计测量，吸收率通过反射率推算。

反射率受波长，粗糙，环境，季节影响。

反射率大，传感器记录的亮度值大，遥感图像表现为色调浅，反之色调深。

反射光谱曲线：

必须熟悉常见地物类型的反射光谱曲线，如植被，水体，土壤和岩石，是遥感图像判读分析和计算机图像的基本原理和基础。

植被光谱曲线：

所有植物的反射光谱曲线呈双峰双谷的特点。

不论植物种类，或是同种植物的不同生长阶段，植物光谱曲线的基本形态是一致的，只是反射峰和吸收谷的值有高低差异。

水体光谱曲线：

遥感图像上呈深色调甚至黑色。

水体中含有泥沙时，反射峰值出现在黄红区，含有叶绿素时，近红外波段反射率增加。

这是分析水体泥沙含量和叶绿素含量的重要依据。

土壤光谱曲线：

土质越细，反射率越高，有机质含量越高反射率越低，土壤含水量越高反射率越低。

岩石的光谱曲线：

吸收作用发射率地物发射光谱

透射作用

三种遥感模式：

可见光/近红外遥感（最简单模式，影响因素包括

大气清澈度目标物的光谱性质太阳入射角度太阳光的强度滤光器胶卷）热红外遥感（被动遥感地表发射的能量主要来源于其吸收的太阳短波辐射然后以长波形式再发射）雷达（传感器自身发射能量主动传感可以全天候运行）

第三章传感器

传感器是收集，探测，记录地物电磁波辐射能量的装置，是遥感技术的核心部分。

由收集器（收集电磁波能量）——探测器（辐射能转变化学能或电能）——处理器（将化学能或电能处理，如胶片的显影及定影，电信号的放大）——输出器（输出获得的图像，数据）组成

按工作方式：

主动/被动；

按记录方式：

非成像/成像——摄影方式/扫描方式（光机扫描仪、推帚式扫描仪、高光谱传感器、侧视雷达传感器）/雷达

第4章航空遥感数据

航空遥感平台一般在海拔12km以下的大气（平流层，对流层）

低空飞机：

高度在地面上空2000m以下，能获得大比例尺，中比例尺航空遥感图像。

中空飞机：

2000—6000m，中小比例尺

高空飞机：

12000—30000m

航空摄影机是航空遥感的传感器，一般安装在飞机平台上。

种类主要有四种，单镜头框幅航空摄影机，多镜头框幅航空摄影机，条带航空摄影机，全景航空摄影机。

以单镜头框幅航空摄影机最为常用。

类型：

按航摄倾角（垂直摄影/倾斜摄影）按摄影实施方式（单片摄影/单航线摄影/多航线摄影）按感光片和波段分类（全色黑白摄影/黑白红外摄影/彩色摄影/彩色红外摄影，适合城市航空摄影/多光谱摄影）

按比例尺（大比例尺航空摄影/中/小/超小）

航空摄影测量

航空扫描成像

航空像片的物理特性是指航空像片的色调或色彩、灰阶、亮度系数等，主要由地物的反射特性和感光材料的感光特性决定。

彩红外像片上的目视判读：

水体：

蓝黑、蓝灰；

清澈的净水呈蓝色，当水含泥沙或受污染，从蓝向青、黄变化。

清洁的深水呈深蓝到暗黑色，清洁的浅水呈青蓝色，浑水呈青色，褐色的水呈绿色，氧含量少的污水呈乳白色，被藻类覆盖的水呈红色，藻类含量高的严重污染区呈暗红色，中度和轻度污染区分别为棕褐色和棕黄色。

河流：

界线明显，自然弯曲，宽窄不一的带状，河流上常有堤坝、桥梁、船舶、码头等人工建筑物。

湖泊：

均匀的深色调，湖岸线呈自然弯曲的闭合曲线，轮廓较为明显，但当湖泊中有水草和其他植物时，边界变得模糊，色调也较絮乱。

海岸附近的浅海海域，一般为浅蓝色，深海为深蓝色，海、陆界线较明显。

由于海浪影响，浅海域色调一般不太均匀，根据水涯线可判读出潮浸地带和高潮、低潮的位置。

潮浸地带一般没有植被生长，多为新的沉积物，在反光立体镜下，用视差杆可量测出高潮和低潮海水面的高差。

海岸带沉积物的搬运方向，可以根据河口泥沙流的方向判读。

泥沙流一般白灰-黄色。

植被：

植被随季节变化，判读标志也是变化不稳定的。

绿色植物在彩色红外像片上的色彩为蓝色（绿—蓝）和红色（近红外—红）两色的叠加，而生成品红色。

植物种类不同，物候期各异，不同植物一般在品红到红色、深红之间变化。

居民地：

分为城市、集镇和乡村。

青瓦房呈灰蓝色，红瓦房、新草房呈浅黄色，旧草房呈灰色、深灰色。

城市特点是面积大，房屋稠密，除有广大居住区分布外，还有工厂。

商业区、学校、公园等建筑。

可明显识别出建筑类别、道路、公园、行道树、绿地、广场等；

集镇分布在公路和铁路沿线，通常有车站等建筑物。

集镇面积比城市小，街道窄且不太规则。

有1-2条主要大街形成商业区，周围有农田和菜地分布；

乡村居民地比较小且分散，我国北方农村比南方农村面积大，更集中。

平原比山区面积大而集中。

道路：

分为铁路、公路、乡村大路和小路。

铁路—深灰色、线状、转弯较平滑均匀。

沿线有停车站、水塔。

无论公路或大路一般为垂直交叉通过铁路；

公路转弯较急，与乡村大路相交不一定成直角；

乡村道路多为浅灰色或白色的线条，宽窄不一，边缘往往不清晰。

乡村大路，在经过规划的地区，多为直线或折线状，在山区多为曲线。

农村小路比大路窄，常为浅色的细线。

第5章地球资源卫星数据

遥感卫星按照探测目的可以分为地球资源卫星、气象卫星和海洋卫星。

地球资源卫星是以探测地球资源为目的而设计的，它要求有较高的空间分辨率和较长的寿命。

特点：

视域范围大、宏观性强、周期性重复成像、多波段成像。

广泛应用于世界范围的制图，地球环境变化的检测等

Landsat卫星

卫星遥感数据的目视判读：

卫星图像的空间分辨率与航空像片不同，数据格式也不同，卫星图像是数字数据格式，更适合数字分析和分类，其目视判读是基础，航空像片是胶片格式，主要是目视判读。

一般将卫星图像的多波段在计算机处理软件中合成假彩色或标准假彩色图像后，再进行目视判读。

卫星图像有周期成像特点

卫星图像以组合图案、色调/色彩、形状、阴影和大小为判读标志的顺序，而航空像片为形状、大小、色调/色彩、阴影和组合图案。

在近红外图像上，呈封闭的自然平面状，色调均匀且深，一般呈浅黑或黑色调，常表现与周围地物明显的界线；

在TM4、TM3与TM2合成的标准假彩色图像上，水体呈蓝黑色、深蓝色。

河流、海洋、湖泊、水库、池塘等不同水体类型的识别，主要结合其平面形状、大小、位置、以及水源条件、人工建筑等辅助工程（水坝）综合判断。

在TM2、TM3波段的卫星图上呈深色调，TM4波段图像呈浅色调，TM4、TM3、TM2合成的标准假彩色图像上呈红色，一般幼嫩的植物呈粉红色，长势好的为红色，成熟的为鲜红色，受到伤害的为暗红色，干枯的为青色，阔叶林比针叶林较鲜红，灌丛的颜色淡一点，水稻呈暗红色。

春末秋初判读植被最有利。

城镇：

在TM或MSS图像上，呈较浅色调，在TM4、TM3、TM2合成的标准假彩色图像上，显浅蓝色或蓝灰色，城镇的中心色调较深一些。

采用高分辨率的TM和SPOT卫星HRV图像，可清楚看出细节。

卫星图像城镇判读偏重于对大、中城市，而对一些小城镇，一般只做定位判读。

以圈定城市轮廓，确定城市发展规模，以及利用不同时相进行城市发展、环境动态检测和分析工作为主，适合城市详细规划和管理应用。

法国地球资源卫星数据（SPOT）

SPOT卫星网站

中国卫星遥感地面站

SPOT卫星数据的中国代理，北京视宝卫星图像有限公司

印度资源卫星数据（IRS）

中巴地球资源卫星数据（CBERS）

中国卫星遥感地面站

日本地球资源卫星数据（JERS）

日本地球观测研究所

日本资源环境观测解析机构网站

IKONOS卫星数据

QuickBird卫星数据

气象卫星数据：

美国NOAA卫星数据//

中国气象卫星数据（FY）：

气象卫星接收中心中国国家气象局

日本气象卫星（GMS）

第6章微波遥感数据

微波遥感具有不同于可见光和近红外遥感的特点和优势。

主动微波具有穿透云层、雾和雨、雪的能力，而且很少受太阳辐射的影响。

主动微波、被动微波

雷达的应用：

海洋环境调查、地质制图和非金属矿产资源调查、洪水动态检测与评估、地貌研究和地图测绘、军事侦察。

激光雷达，应用于道路规划、城市管道线路规划、无线电通信、林业等。

第7章热红外遥感数据

指用热红外传感器探测地物在热红外光谱段光谱特性的遥感数据。

第8章高光谱遥感数据

遥感技术经历了全色（黑白）摄影——彩色摄影——多光谱扫描成像——以高精细光谱分辨率为代表的高光谱遥感阶段。

第9章遥感数字图像处理基础

遥感传感器接收输出的是一组数字值，每个数字值则是由位构成的一系列二进制值。

遥感图像每个像素的离散值，以适合数字计算分析的格式进行存储，并存储在磁带、磁盘或光盘等电子存储设备上。

这些从磁带、磁盘或光盘上获取的数据被称为“数字图像”或“亮度值”。

当遥感图像的像元数值存储在磁带、光盘等电子存储介质上时，一般有4种记录格式，BSQ、BIL、BIP、HDF