遥感原理与应用知识点概括.docx

1、遥感原理与应用知识点概括名词解释1. 遥感：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.一般指的是电磁波遥感.p12. 电磁波：根据麦克斯韦电磁场理论,变化的电场能够在它的周围引起变化的磁场,这个变化的磁场又在较远的区域内引起新的变化电场,并在更远的区域内引起新的变化磁场.这种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.p13. 干涉：有两个（或以上）频率、震动方向相同，相位相同或相差恒定的电磁波在空间叠加时合成的波振幅为各个波的振幅矢量和。因此会出现交叉区域某些地方震动加强，某些地方震动减弱或完全抵消的现象成为干涉。P2

2、4. 衍射：光通过有限大小的障碍物时偏离直线路径的现象成为光的衍射。P25. 电磁波谱：不同电磁波由不同波源产生，如果按照电磁波在真空中传播的波长或频率按递增或递减的顺序就能得到电磁波谱图p26. 绝对黑体（黑体）：如果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。P47. 基尔霍夫定律：任何物体的单色辐出度和单色吸收之比，等于同一温度绝对黑体的单色辐出度。8. 太阳常数：太阳常数指不受大气影响，在距离太阳的一个天文单位内垂直于太阳辐射方向上，单位面积黑体所接受的太阳辐射能量。P69. 太阳光谱辐照度：指投射到单位面积上的太阳辐射通量密度，该值随波长不同而异。10. 散射：电磁波

3、在传播过程中，遇到小微粒而使传播方向发生改变，并向各个方向散开，称为散射。P1011. 米氏（Mie）散射：如果介质中不均匀颗粒与入射波长同数量级，发生米氏散射。P1012. 瑞利散射：介质中不均匀颗粒直径a远小于电磁波波长，发生瑞利散射。P1013. 无选择性散射（均匀散射）：当微粒的直径比辐射波长大得多时所发生的散射。符合无选择性散射条件的波段中，任何波段的散射强度相同。P1014. 大气屏障：遥感所能使用的电磁波是有限的，有些大气中电磁波通过率很小，甚至完全无法透过电磁波，称为大气屏障。P1015. 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，这些波段通常

4、成为大气窗口p1016. 热惯量：热惯量是物体阻碍其自身热量变化的物理量，它在研究地物尤其是土壤时特别重要。P1517. 镜面反射：镜面反射是指物体反射满足反射定律。P1618. 漫反射：如果入射电磁波长不变，表面粗糙度h逐渐增加，直到h与同数量级这是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。P1619. 反向反射：实际地物由于地形起伏，在某个方向上反射最强烈，这种现象称为方向反射。它是镜面反射与漫反射的结合。P1620. 反射率：物体的反射辐射量与入射辐射量之比=EE。这个反射率是在理想的漫反射下整个电磁波长的反射率。P1621. 光谱反射率：实际上由于物体的固

5、有的物理特性，对不同波长的电磁波有选择的反射，因此定义光谱反射率为=EEp1622. 反射波谱：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。P1723. 反射波谱特性曲线：反射波谱是某物的反射率（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，所得的曲线即成为该物体的反射波谱特性曲线。P1724. 时间效应：地物光谱特性一般随季节时间变化，称为时间效应。P1825. 空间效应：处于不同地理区域的同种地物具有不同的光谱效应，称为空间效应。P1826. 地物波谱特性：地物波谱也成为地物光谱。地物波谱特性是指各种地物各自所具有的电磁波特性（发射辐射或反射辐射）p2127

6、. 遥感平台：遥感中搭载传感器的工具通称为遥感平台。按照距离地面的高度大体上可以范围三类：地面平台、航空平台、航天平台。P2428. 地面遥感平台：指用于安置遥感器的三脚架、遥感塔、遥感车等高度在100米一下。P2429. 航空平台：指用于安置遥感器的三脚架、遥感塔、遥感车等高度在100m以上，100km以下，用于资源调查、空中侦察，摄影测量平台。P2430. 航天平台：指用于安置遥感器的三脚架、遥感塔、遥感车等高度在240km以上的航天飞机和卫星等。其中高度最高的GMS所代表的静止卫星。P2431. 轨道参数：卫星在空间的具体形状位置。可由六个轨道参数来确定。32. 地心直角坐标系：地心直角

7、坐标系是以地心为原点，X轴由地心指向春分点，Y轴在赤道面内就拥有与X轴垂直。Z轴垂直于赤道面。P2533. 卫星运行周期：卫星运行周期是指卫星绕地一周所需要的时间。即从升交点开始运行到下次过升交点时的时间间隔。P3134. 卫星重复周期：卫星重复周期是指卫星从某地上空开始运行，经过若干运行时间后，回到该地上空所需要的天数。P3135. 陆地卫星：用于陆地资源和环境探测的卫星成为陆地卫星p3236. 合成孔径雷达（SAR）SAR是一种高分辨率二维成像雷达，特别是与大面积地表成像。P4737. 小卫星：指目前设计小于500kg的小型近地轨道卫星。P5238. 全景畸变：由于地面分辨率随扫描角发生变

8、化而使红外扫描影像发生畸变，这种畸变通常称为全景畸变。39. 成像光谱仪：目前国际上正迅速发展的一种新型传感器，它是以多路、联系并且具有高光谱分辨率方式获取图像的仪器。P6640. 采样：空间坐标数字化称为采样p8041. 量化：图像灰度的数字化称为量化。P8042. BSQ：BSQ格式按照波段记载数据文件，在这种格式的CCT磁带中，每一个文件记载的是某一个波段的图像数据。P8443. BIL：BIL格式是一种按照波段顺序交叉排列的遥感数据格式，BIL格式与BSQ格式相似。P8544. TIFF：标签化文件格式（TIFF）是Aldus公司与微软公司合作开发的一个多用途可扩展的用于存储栅格图像的

9、文件格式。TIFF不仅能很多好地处理黑白灰度，彩色图像。而且还支持对图像像素值的许多数据压缩方案。P8545. BMP：基于Windows操作系统的图片格式。Windows作为图片的标准格式，并且内含了一套支持BMP图像处理的APT函数。P8746. 图像文件管理：图像文件管理包括各种格式的遥感图像或其他格式的输入，输出，存储以及图像文件管理等功能。P9147. ERDAS：ERDAS是美国ERDAS公司开发的专业遥感图像处理与地理信息软件。P9248. PCI：PCI软件是加拿大PCI公司开发的用于图像处理、GIS、雷达数据分析以及资源管理和环境监测的软件系统。P9349. 遥感图像的构想方

10、程：指地物点在图像行的图形坐标（x，y）和其它地面对应点的大地坐标（X,Y,Z）之间的数学管理。P9850. 传感器坐标系：S-UVW。S为传感器投影中心，作为传感器坐标系的坐标原点，U轴的方向为遥感平台的飞行方向，V轴垂直于U，W轴则垂直于U、V平面，该坐标系描述了像点在空间的位置。P9851. 地面坐标系O-XYZ：主要采用地心坐标系统。当传感器对地成像时，Z轴与原点方向一致，XY平面垂直于Z轴。P9852. 图像（像点）坐标系：o-xyf （x，y）为像点在图像上的平面坐标，f为传感器成像时的等效焦距，其方向于S-UVW方向一致。P9953. 全景摄影机影像：全景摄影机影像是由一条曝光隙

11、沿旁向扫描而成，对沿旁向倾斜一个扫描角后，以中心线成像的情况。P10054. 推扫式传感器：是行扫描动态传感器。P10155. 扫描式传感器：扫描式传感器获得的图像属于多中心投影，每个像元都有自己的投影中心，随扫描镜的旋转和平台的前进来实现整幅图像的成像。P10256. 侧视雷达：侧视雷达是主动式传感器，其侧面的图像坐标取决于雷达波往返于天线和相应地物点之间的传播时间，即天线至地物点的空间距离R，所以侧视雷达具有斜距投影的性质。其工作方式为平面扫描和圆锥扫描。P10357. 遥感图像几何变形：指原始图像上各地物的集合位置、形状、尺寸、方位等特征在参照系统的表达要求不一致时产生的变形。P1055

12、8. 静态误差：再成像过程中，传感器相对于地球表面呈静止状态是所具有的各种变形误差。P10559. 动态误差：动态误差是在成像过程中传感器相对于地球表面呈静止状态时所具有的各种变形误差。P10560. 内部误差：主要是由于传感器自身的性能和技术指标偏移标称数值所造成的误差。P10561. 外部误差：外部误差是传感器本身所处在正常工作的条件下由传感器以外的各种因素所造成的误差。P10562. 全景面：全景投影的影像面不是一个平面而是一个柱面，相对于全景投影的投影面，称之为全景面。P10763. 传感器的外方为元素：是指传感器成像时的位置（Xs，Ys，Zs）和姿态角（，k）p10764. 投影误差

13、：投影误差是由地面起伏的像点位移，当地形有起伏时对于高于或低于某一基准面上垂直投影点在像片上的构象点之间的位移。P11065. 遥感图像的精纠正：指消除图像中的集合变形，产生一幅符合某种地图投影或图像图形坐标与地面坐标严格数学变换的基础上，是对成像空间集合形态的集合描述。P11766. 共线方程纠正：共线方程纠正是建立在图像坐标与地面坐标严格数学变换关系基础上的，是对成像空间集合形态的直接描述。P12367. 地图投影：所谓地图投影就是把地球参考椭球提取面按一定的规律投影转化为地图平面。P12768. 雷达图像集合纠正：在粗校正图像的基础上，消除由地形引起的集合位置的误差，生成地理编码的正摄图

14、像。P13269. 图像间的匹配：即以选择某个地图坐标系，将多源图像变换到这个地图坐标系以后来实现坐标系的统一。P13570. 绝对配准：即选择某个地图坐标系，将多源图像变换到这个地图坐标系以后来实现坐标系的统一。P13571. 图像的镶嵌：当感兴趣的研究区域在不同的图像文件时，需要将不同的图像文件合在一起形成一幅完成包含感兴趣的图像，这就是图像的镶嵌。P13972. 偏置量：偏置量是从向上定标源直接测量得到的。通常是指每个扫描行扫描结束时所测量得到的探测元件暗电力。73. 大气校正：大气的影响是指大气对阳光和来自目标辐射产生吸收和散射。消除大气的影响是非常重要的。消除大气影响的校正过程成为大

15、气校正。P14674. 回归分析法：在不受大气影响的波段图形和待校正的某一波段图像中，选择从最暗到最亮的一系列目标，对每一个目标的两个波段亮度值进行回归分析。P14775. 图像增强：是为特定目的，突出遥感图像中某些信息削弱或去除某些不需要的信息，使图像更易判读。P14876. 灰度直方图：反映了一幅图像中灰度级与其出现概率之间的关系。P14977. 线性变换：简单线性变换是按比例拉伸原始图像灰度等级范围-充分利用显示设备的显示范围，使输出直方图的两端达到饱和。P15078. 直方图均衡：直方图均衡是将随机变换的图像直方图改成均匀分布的直方图。P15179. 直方图正态化：将随机分布的原图像直

16、方图修改呈高斯分布的直方图。P15380. 直方图匹配：通过非线性变换，使得一个图像的直方图与另一个图像的直方图类似。P15481. 密度分割：密度分割与直方图类似，是将原始图像的灰度值分成等间隔的离散灰度值。P15482. 灰度反转：灰度反转是指图像灰度范围进行线性或非线性取反，产生一幅与输入图像灰度相反的图像。P15583. 图像平滑：图像平滑的目的在于消除各种干扰噪声，是图像中高频成分消退，平滑掉图像的细节，是其反差降低，保存低频部分。P15584. 领域平均法：领域平均法属于空间域处理方法，其思想是利用图像点（x，y）即其领域若干像素的灰度平均值来代替点（x，y）的灰度值，结果是对亮点

17、产生了“平滑”的效果。P15585. 低通滤波法：用滤波方法将频率域中一定范围的高频成分滤掉，而保留其低频成分，以达到平滑图像的目的。P15786. 图像锐化：锐化是指增强图像中高频成分，突出图像边缘信息，提高图像细节反差，也称边缘增强，其结果与平滑相反。P15987. 高通滤波：锐化在频率域中的处理称高通滤波它与低通滤波相反，保留频率域中的高频成分，而让那个低频成分滤掉，加强了图像中边缘和灰度变化的突出部分，以达到图像锐化的目的。P16088. 图像融合：图像融合是指多源遥感图像按照一定的算法，在规定的坐标系中，生成新的图像的过程。P16389. 判读：是对遥感图像上的各种特征进行综合分析，

18、比较推理和判断，最后提取处感兴趣的信息。P16990. 判读标志：各种地物的各种特征都以各自的形式表现在图像上。各种地图在图像上的各种特有的表现形式成为判读标志。P16991. 辐射分辨率：指传感器能区分两种辐射强度最小差别的能力。92. 时间分辨率：时间分辨率是指对同以地区重复获取图像所需的时间间隔。P18093. 最佳探测波段：指这些波段中探测各种目标之间与目标背景之间，最好的反差，或波谱响应特性的差别。P17994. 模式：所谓模式是指具有空间或集合特征的东西。P19695. 特征变换：特征变换是将原始图像通过一定的数学变换生成一组新的特征图像。这一组新的图像信息集中在少数几个特征图像上

19、。P19896. 主分量变换(K-L变换)：主分量变换也成为K-L变换，是一种线性变换，是就均方误差最小来说的最佳正交变换；是在统计特征基础上的现行变换。P19997. 哈达玛变换：哈达玛变换是利用哈达玛矩阵作为变换矩阵新实施的遥感多光谱变换。P20098. 穗帽变换（K-T变换）：穗帽变换又称为K-T变换，由Kauth和Tomas研究后提出的，是一种线性特征变换。P20199. 特征选择：我们总是希望用最少影像数据进行最好的分类，这样就需要在这些特征影像中，选择一组最佳的特征影线进行分类。这就称为特征选择。P203100. 监督分类：监督分类是基于我们对遥感图像上样板区内地物的类别为已知，于

20、是可以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。P204101. 贝叶斯判别规则：我们可以把某特征矢量X落入某类集群wi 的条件概率P当成分类别判别函数，把X落入某集群条件概率最大的类为X的类别，这种判别规则就是贝叶斯判别规则。P205102. 训练样区：训练样区指的是图像上那些一致其类别树形可以用来统计其类别参数的区域。P208103. 非监督分类：非监督分类是指人们事先对分类过程不施任何先验知识，仅凭遥感影像地物的光谱特征的分类规律，即自然聚类特征进行“盲目”分类。P208简答题1. 遥感主要采用的波段有哪一些？波长主要分布的范围？答：由电磁波谱图可见，电磁波的长度范围非常宽，

21、从波长最短的射线到最长的无线电波，他们的长度之比高达1022倍以上。遥感采用的电磁波段可以从紫外一直到微波波段。主要采用的波段为紫外到红外波段。波长范围为：10-33.810-1m的紫外波段到0.71000m的红外波段之间。2. 遥感技术上采用审美观方法选择遥感器和确定对目标进行热红外遥感的最佳波段？答：维恩位移定律表明，黑体的绝对温度增高时，它的辐射峰值波长向短波方向唯一，若知道了某物体问题就可以推算处它的辐射峰值波长。简述大气对辐射的影响答：大气对太阳辐射具有吸收、散射、和反射的做用。3. 用散射原理分析一些问题答：又由于蓝光波长比红光短，因而蓝光散射较强，而红色散射较弱。晴朗的天空，可见

22、光中的蓝光受到散射影响最大，所以天空呈现蓝色。清晨太阳通过较厚的大气层，直射光中红光成分大于蓝光成分，因而太阳呈现红色。大气中的瑞利散射对可见光影响较大，而对红外影响很小，对微波基本上没有什么影响。对同一物质来讲，电磁波的波长不同，表现的性质也不同。例如在晴好的天气可见光通过大气是发生瑞利散射，蓝光波红光散射的多；当天空由云层或雨层时，满足均匀反射的条件，各个波长的可见散射强度仙童，因而云呈现白色，此时散射较大，可见光难以通过云层，这就是阴天不利于用可见光进行遥感探测地物的原因。对于微波来讲，微波波长比粒子的直径大的多，则由属于瑞利散射类型，散射强度与波长四次房呈反比，波长越长散强度越小，所以

23、微波才可能有最小散射，最大投射，而被成为具有穿云透雾的能力。4. 简述大气窗口的概念以及常用的大气窗口有哪些？答：有些波段的电磁辐射通过大气候衰减较小，透过率较高，对遥感十分有利，这些波段通常成为大气窗口。目前所知，可以做遥感的大气窗口大体有如下几个：（1）0.31.15m大气窗口，包括全部可见光波段、部分紫外波段和部分近红外波段，是遥感技术应用最主要的窗口之一。（2）1.32.5m大气窗口属于近红外波段。（3）3.55.0m大气窗口属于中红外波段。（4）814m热红外窗口（5）1.0mm1m微波窗口，分为毫米波、厘米博、分米波。5. 热红外波段在遥感器入瞳处的辐射亮度包括那几个方面答：（1）

24、目标反射其表面的辐射照度，包括直射太阳辐射、半球天空向下漫射辐射和大气向下热辐射。（2）目标自身辐射，其能量的大小取决于地面目标的比辐射率和大气头过滤，经大气草率见后到达遥感器入瞳处。（3）在遥感其观测方向上的大气热辐射，热红外光谱范围内。6. 简述一般物体的发射辐射？答：黑体热辐射由普朗克定律藐视，它仅依赖于波长和温度。然而，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纸。而且，实际物体的辐射不仅依赖于波长和温度，还与构成物体的材料、表面状况等因素有关。我们用发射率来表示他们之间的关系：=W/W。即发射率就是实际无题于同温度的黑体在相同条件下辐射功率之比。7. 简述地物的反射

25、辐射类型答：地物的反射辐射类型有三种类型（1） 镜面反射：是指物体的反射满足反射定律。当发生镜面反射是，对于不透明的物体，其反射能量等于入射能量减去物体吸收能量。（2） 漫反射：如果入射电磁波波长不变，表面粗糙度h逐渐增加，知道h与同数量级，这是整个标间均匀反射入射电磁波，入射到比表面的电磁波会按郎伯余弦定律反射。（3） 方向反射：实际物体标间由于地形起伏，在某个方向上反射最强烈，这种现象成为方向反射。方向反射是镜面反射和漫反射的结合。它发生在地物粗糙度继续增大的情况下，这种反射没有规律可寻。8. 简述不同地物的反射波谱特性？答：（1） 土壤反射波谱特性：自然状态下土壤表面的反射率没有明显的峰

26、值和谷值，一般来讲土壤的光谱特性曲线与一下一些因素有关，即土壤类别、含水量、有机质含量、砂、土壤表面的粗糙度、粉砂相对百分含量等。此外费力也对反射率有一定影响。（2） 植物的反射波谱特性：由于植物均进行光合做用，所以各类绿色职务具有很相似的反射波谱特性，其特点是：在可见光波段0.55m（绿光）有反射率为10%20%的一个波峰，两侧0.45m（蓝）和0.67m（红）则有两个吸收带。这一特征是有于叶绿素的影响造成的，叶绿素对蓝光和共光吸收强，而对绿色反射作用强。在近红外波段0.81.0m间有一个反射的陡坡，致1.1m附近有一个峰值，形成职务的独有特征。这是由于植被页的细胞构成的影响，处了吸收和投射

27、的部分，形成发哦反射率，在近红外波段（1.32.5m）受到绿色植物含水量的影响，特别是1.45m、1.95m和2.7m为中心是水的吸收带，形成低估。职务波谱在上述基本特征下仍有细部差别，这种差别于植物类、季节、病虫害影响、含水量多少有关。（城市道路、建筑物的波谱特性，岩石波谱特性参见教材：1820页）9. 影响地物光谱反射率变化的因素有哪些？答：很多因素会引起反射率变化，如太阳位置、传感器位置、地理位置、地形、季节、气候变化、地面湿度变化、地物本身变异、大气状况等。10. 测定地物反射波谱特性曲线的主要作用？答：（1） 它是选择遥感波普段、设计遥感仪器的依据（2） 在外业测量中，它是选择合适的

28、飞行时间的基础资料。（3） 它是有效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。11. 地物波谱特性测定的步骤答：地物波谱特性的测定，通常按以下步骤进行：（1） 架好光谱仪，接通电源并进行预热；（2） 安置波长位置，调好光线进入仪器的狭缝宽度；（3） 按照准器分别照准地物和标准板，并测量和记录地物、标准板在波长1，2，n处的观测值I和I0；（4） 计算1，2，n处的；（5） 根据测量结果，以为纵坐标轴，为横坐标画出地物反射波谱特性曲线。12. 遥感平台的分类？答：遥感中搭载传感器的工具通称为遥感平台。按照平台距地面的高度大体上可以分为三类：地面平台、航空平台、航天平台

29、。（1） 地面遥感平台指用于安置遥感器的三脚架、遥感塔、遥感车等高度在100m以下。在地面上放置地物波谱仪、辐射计、分光光度计等。可以测定各类地物的波谱特性。（2） 航空平台指高度在100m以上，100km一下，用于各种资源调查、空中侦察、摄影测量的平台（3） 航天平台一般指高度在240km一上的航天飞机和卫星等，其中高度最高的要数气象卫星GMS所代表的静止卫星，它位于赤道上空36000km的高度上，landsat、spot、MOS等地球卫星高度也在700900km之间。13. 小卫星的主要特点？答：（1） 重量轻，体积小。（2） 研制周期短，成本低。（3） 发射灵活，启动速度快，抗毁坏性强。

30、（4） 技术性能高。14. 传感器分类？答：传感器种类繁多，就其基本结构原来来看，目前遥感中使用的传感器大体上可以分为如下一些类型：（1） 摄影类型的传感器（2） 扫描成像类型的传感器（3） 雷达成像类型的传感器（4） 非图像类型的传感器15. 传感器主要构造？答：无论那种类型的传感器它都有如下基本组成部分：（1） 收集器：收集地物辐射来的能量。（2） 探测器：将收集的辐射能转变呈化学能或电能。（3） 处理器：对收集的信号进行处理。（4） 输出其：输出获取的数据。16. 光学图像与数字图像的转换？答：（1）光学图像转换为数字图像：光学图像转变成数字图像就是把一个连续的光密度函数变成一个离散的光

31、密度函数。图像函数f（x，y）不仅在空间坐标上并且在幅度（光密度）上都要离散化，其离散后的每个像元的值用数字表示，整个过程叫做图像数字化。（2）数字图像转换为光学图像：数字图像转换为光学图像一般有量化总方式。一种是通过显示终端设备显示出来。这些设备包括显示器、电子束或激光束成像记录仪等，这些设备输出光学图像的基本原理是通过数模转换设备将数字信号以模拟方式表现，入显示器就是将数字信号以蓝、绿、红三色不同强度通过电子束搭载荧光屏上表现出来，。电子束或激光束成像记录仪工作原理与显示器基本相似，另一种是通过照相或打印的方式输出，入早期的遥感图像处理设备中包含的屏幕照相设备和目前的彩色喷墨打印机。17. 遥感图像存储介质的比较？答：（1）磁带，磁带是一种顺序存储戒指，要读取磁带上特定位置的记录需要通过该点以前的全部记录数据，数据处理起来较慢，所以通常只将它作为数据存储只用处理时将其存储的数据读入磁盘或内存中进行处理。（2）磁盘：磁盘是随机存储戒指，因此一个完整的图像行是作为一个完整的记录存储在磁盘的一个位置上，而组成一幅完整的图像记录必须是邻接的。磁盘又有硬盘和软盘之分，硬盘盘片一般是金属制成，存储密度答，随机访问速度快；软盘的盘片为熟料制品，存储容量较小，访问速度相对硬盘较慢。磁盘相对磁带来说，读取或存储速度较快。可以快速的随机在磁盘上地位一个记录，而不必像磁