遥感原理复习资料全.docx

1、遥感原理复习资料全电磁波遥感原理：一切物质由于其种类、特征和坏 境条件的不同，而具有完全不同的电磁波反射或 发射辐射特性。波的概念：波是振动在空间的传播。机械波：声波、水波和地震波电磁波(ElectroMagnetic Spectrum ):由振源发出的 电磁振荡在空气中传播。电磁波是通过电场和磁场之间相互联系电磁辐射:这种电磁能量的传递过程(包括辐射、吸 收、反射和透射)称为电磁辐射。电磁波谱：将各种电磁波在真空中的波长按其长短, 依次排列制成的图表。可见光：0.38-0.76 u m,鉴别物质特征的主要波段； 是遥感最常用的波段。基尔霍夫：良好的吸收体也是良好的辐射体黑体辐射(Black

2、Body Radiation )：黑体的热辐射称为 黑体辐射。普朗克定律:黑体辐射电磁波的能屋和波长由它的 温度唯一决定大气窗口：通过人气而较少被反射、吸收或散射的 透射率较高的电磁辐射波段。地物波谱:地物波谱是地物各自具有的电磁波特性(发射辐射或者反射辐射)地物反射率：地物对某一波段的反射能量与入射能 量之比。反射率随入射波长而变化。地球同步轨道：卫星运行与地球自转周期相同，轨 道面可与地球赤道面相交，也可重合，若重合，即 为地球静止轨道。地球静止轨道：卫星与地球绕地轴作同步运转，卫 星看起来似乎悬在空中不动。24小时绕地球一周， 因而其距地约35400-37000公里。太阳同步轨道：卫星轨

3、道与太阳同步，是指卫星 轨道面与太阳地球连线之间在黄道面的夹角，不随 地球绕太阳公转而改变。重复周期：指卫星从某地上空开始运行，经过若干 时间的运行后，回到该地空时所需要的天数。雷达:是用无线电波探测物体并测定物体距离的仪 器采样：空间坐标数字化量化：图像灰度的数字化地球投影：将地表的球面点转换到平面投影方式：等角投影、等积投影等遥感图像构像方程：指地物点在图像上的图像坐 标(x, y)和其在地面对应点的坐标(X,Y,Z)之间的数 学关系几何畸变：遥感图像的几何位置上发生变化，产 生诸如行列不均匀，像元犬小与地面大小对应不准 确，地物形状不规则变化等变形图像融合：将多源遥感图像按照一定的算法，

4、在规 定的地理坐标系，生成新的图像的过程直方图均衡:将随机分布的图像直方图修改成均匀 分布的直方图，其实质是对图像进行非线判读标志：各种地物在图像上的各种特有表现形式, 通常包粘形状、大小、图形、阴影、位置、纹理、 类型等空间分辨力：传感器瞬时视场所观察到地面的大小几何分辨力：能分辨出的最小地物的大小。时间分辨率：我们把传感器对同一目标进行重复探 测时，相邻两次探测的时间间隔成为遥感图像的时 间分辨率。监督分类：已知遥感图像上样本区地物的类属， 利用这些样本类别的特征作为依据来识别非样本 数据的类别。遥感：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、

5、区域和现象的有用信息的过程绝对黑体：在任何温度下，对各种波长的电磁辐射 的吸收系数等于1（ 100%）的物体。散射作用：太阳辐射在传播过程中遇到小微粒而使 传播方向改变，并向各个方向散开。改变了电磁波 的传播方向；干扰传感器的接收：降低了遥感数据 的质量、影像模糊，影响判读。散射方式：米氏散射，均匀散射，瑞利散射反射形式：镜面反射,漫反射，方向反射波粒二象性的程度与电磁波的波长有关：波长愈短, 辐射的粒子性愈明显；波长愈长，辐射的波动特性 愈明显。不同波长的电磁波吸收率、反射率和透射率：吸收 率+反射率+透射率=1橙 0.59-0.62 u m黄 0.56-0.59 u m绿 0.50-0.5

6、6 u m青 0.47-0.50 um蓝 0.43-0.47 Um紫 038-0.47 um3.太阳辐射的衰减过程：被云层反射回；被大气吸收：被人气散射：剩余的到达地面4.影响地物反射率人小的因素:1） 入射电磁波的波长2） 入射角的大小3） 地表颜色与粗糙度5.卫星轨道参数:1.电磁波的特性:1） 电磁波是横波2） 在真空中以光速传播3） 电磁波具有波粒二象性：电磁波在传播过程中， 主要表现为波动性；在与物质相互作用时，主要表 现为粒子性，这就是电磁波的波粒二象性。1）升交点赤经Q2）近地点角距33） 轨道倾角i4） 卫星轨道的长半轴a5） 卫星轨道的偏心率（或称扁率）e=c/a6） 卫星过

7、近地点时刻T6.卫星姿态角：滚动绕x轴（沿飞行方向）旋转的姿态角红 0.62-0.76 Pm俯仰绕y轴旋转的姿态角航偏-绕z轴旋转的姿态角7.卫星轨道与太阳同步目的：A使卫星以同一地方时通过地面上空B有利于卫星在相近的光照条件下对地面进行观测C使卫星上的太阳电池得到稳定的太阳照度8.全景畸变的原因：由于像距不变而物距随扫描角 度的变化而改变侧视雷达图像的色调特征1） 与入射角有关2） 与地面粗糙程度有关3） 与地物的电特性有关4） 有较强的穿透能力5） 对与水有关的信息的识别能力更强6） 对松散沉积物的表面结构反映明显7） 对居名点及线性地物的表现尤为明显9.数字图像：一个二维的离故的光密度（

8、或亮度）函数以矩阵（ i=0,1, j=0,1,nT）表示数字图像空间坐标（x,y）和密度上都已离散化10 存储格式：BSQ （Band SeQuential ）:按照波段顺序依次记 录各波段的图像BIL （Band Interleaved Line）:逐行扶波段次 序排列BIP （Band Interleaved by Pixel ）:每个像元 按波段次序交叉排序其他常见图像数据格式：BMP, TIFF, GIF, PCX, PSD, MrSID, HDF, 11 遥感图像几何变形的原因：1）传感器成像方式引起的图像变形2）遥感平台位置和运动状态变化的影响3）地形起伏的影响4）地球表面曲率的

9、影响5）人气折射的影响6） 地球自转的影响12.遥感图像的精校正处理1） 根据图像的成像方式确定影像坐标和地面坐标 之间的数学模型。2） 根据所采用的数字模型确定纠正公式。3） 根据地面控制点和对应像点坐标进行平差计算 变换参数，评定精度。4） 对原始影像进行几何变换计算，像素亮度值重 采样。13.配准的方式：图像间的匹配；绝对配准1）在多源图像上确定分布均匀，足够数量的图像同名点。2）通过所选择的图像同名点确定几何变换的多项式 系数，从而完成一幅图像对另一幅图像的几何纠 正。14.镶嵌步骤：1） 图像的几何纠正（配准）2） 搜索镶嵌边3） 亮度和反差调整4） 平滑边界线15.传感器接收的能量

10、包括：（1） 太阳经过大气衰减后照射到地面，经过地面 反射后，第二次经过人气衰减，进入传感器的能量（2） 大气散射、反射和辐射的能量（3） 地面本身辐射的能量经过人气后进入传感器16.辐射误差主要包扌舌：（1） 传感器本身性能引起的辐射误差（2） 人气散射和吸收引起的辐射误差（3） 地形影响和光照条件变化引起的辐射误差17.定标容：强度定标：确定传感器的响应值（输出电信号强度 与接收到的电磁波辐射功率光谱定标：测量传感器随入射波长变化的响应（确 定遥感传感器每个波段的中心波长和带宽空间定标：测量传感器的调制传递函数18.大气校正:1） 基于辐射传输方程的人气校正2） 基于地面场地数据或者辅助数

11、据进行辐射校正3） 利用某些波段不受人气影响或影响较小的特性19.融合的过程和关键技术问题：1） 图像的配准2） 融合模型的建立与优化3） 融合融合方法的选择20.景物特征主要有光谱特征、空间特征、时间特征21.判读的一般过程：1） 发现目标2） 描述目标3） 识别和鉴定目标4） 清绘和评价目标22.遥感图像的计算机分类，是利用计算机对地表及 其坏境在遥感图像上的信息进行属性的识别和分 类，从而达到识别图像信息所相应的实际地物，提 取所需地物信息的目的23.地物与光谱特征空间的关系1） 同类型地物在光谱空河中对应的光谱特征点并不 完全相同2） 但是在光谱特征空河中分布的位置相近，形成点 集群大

12、气微粒引起的米氏（Mie）散射从近紫外到 红外波段都有但对于可见光和近红外波段不是主24.常用的特征变换：1） 主分量变换2） 哈达玛变换3） 穗帽变换4） 比值变换5） 生物量指标变换25.监督分类的主要步骤：1） 确定感兴趣的类别数2） 特征变换和特征选择3） 选择训练样区4） 确定判别函数的判别规则5） 根据判别函数和判别规则对非训练区的图像区 域进行分类类型距地面高皮用途地面平台遥!S车、逼感铝、 高塔、手持等10m地初的波咨待性测试尊低空平台无人机、飞袒2km tl 下高分彰像、悔斜慑老、低空扱 影测虽苓航空平台飞机、气球2km-40km蛊分影像就天平台低轨150km-300km大比

13、例尺、高分影像中紈350km-l 800km环境监轉高紈36000km宇航平台星际飞铝星际遥感立体遥感地面、航空、航天和航宇综合构成的诳够系统28.按波长从短到长写出电磁波谱中不同波长对应 的电磁波的名字，可见光部分要写出详细的不同颜 色的电磁波。丫射线、X射线、紫外线、紫、蓝、青、绿、黄、 橙、红、红外线（近红外、中红外、远红外）、微 波、无线电波29.太阳辐射衰减的原因是什么？答：太阳辐射通过人气层时，电磁波被人气层反射、 吸收和散射以后剩余的太阳辐射才能到达地表。均匀散射针对各个波长的电磁波。在云雨天气, 可见光和近红外波段的散射主要表现为均匀散射。人眼可以观察到的波谱围是可见光波段,吸

14、收大部 分蓝光和红光和一部分绿光，绿光波段的反射率较 高31 微波为什么具有极强的穿透云层的作用？答：微波的波长围为远远人过大部分 的大气介质成分。所以人气散射主要表现为瑞利散 射，在瑞利散射中，散射强度与波长的4次方成反 比，所以人气对微波的散射作用非常微弱。32 为什么在选择遥感工作波段时，要考虑人气层的 散射和吸收作用？答：人气层的散射和吸收导致只有部分太阳辐 射的电磁波 穿透人气层到达地表。某些波段的电 磁波被严重衰弱，甚至完全屏蔽。某些波段的电磁 波对于大气具有良好的穿透性。35海水为什么是蓝色的？黄河为什么是黄颜色 的？海水在可见光波段的反射率高峰在蓝光波段黄河水体中含有人量的泥沙，在可见光波段反 射率高峰偏黄红波段36雪、冰和水的波谱特性相同吗？它们的物质成分虽然相同，但是物质的形态和 结构不同，所以具有截然不同的波谱特性。33 画出植被的特征光谱曲线37分别写出Landsat系列卫星的重复周期答:()LANDSAT歹ULANSAT-1235-67发时时備72.775.178.382.784.393.1099.4终止时何78.182.283.301.6运疔欠畋运疔探测器RBVMBSRBVMSSR8VM8STMMS6TMETMETM*Landsat