2.遥感平 台与传感 器
（1）遥感平台
遥感平台选择依据:
选择遥感平台的主要依据是遥感图像空间分辨率。 一般说来，近地遥感地面分辨率高，但观测范围小； 航空遥感地面分辨率中等，其观测范围较广；航天遥 感地面分辨率低，但覆盖范围广。 一般来讲遥感平台与遥感影像存在着一定的联系: ① 平台的运行高度影响着遥感影像的空间分辨率； ② 遥感平台的运行周期决定着遥感影像的时间分辨率； ③ 遥感平台的运行时刻决定着探测区域的太阳高度，从而 间接决定着遥感影像的色调及阴影；
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A.地物的反射光谱特性
物体反射电磁波的性能通常用“反射率”或者“亮 度系数”表示。
地物反射率的大小，与入射光的波长、入射角的大 小以及地物表面颜色和粗糙度等有关。一般来说， 反射入射光能力强的地物，反射率大，传感器记录 的亮度值就大，在像片上呈现的色调就浅；反之则 深。这些色调的差异是遥感图象目视解译的重要标 志。 亮度系数是指在相同光照条件下，物体的亮度值与 标准反射面（常为硫酸钡板）的亮度值的比值，常 用百分数表示。
发射率=观测物体的辐射能量与观测物体同温的 黑体的辐射能量

发射率随物质的介电常数、表面的粗糙度、温 度、波长、观测方向等条件变化，取0到1之间的 值。
根据发射本领的变化规律，把物体一般分为三种 类型： （1）黑体 （2）灰体（grey body）：发射率与波长无关的物体 （3）选择性辐射体：发射率依波长而变化的物体
电磁波谱与可见光谱
a 电磁波谱
b 可见光谱
遥感中常用的各光谱段
紫外线：0.01—0.4m，太阳辐射含有紫外线，通 过大气层时，波长小于0.3m的紫外线几乎都被吸 收，只有0.3—0.4m波长的紫外线部分能够穿过 大气层，且能量很小。 主要用于探测碳酸盐岩的分布。碳酸盐岩在0.4m 以下的短波区域对紫外线的反射比其它类型的岩 石强。也用于油污染的监测。因为水面漂浮的油 膜比周围水面反射的紫外线要强烈。 由于大气层中臭氧对紫外线的强烈吸收和散射作 用，通常探测高度在2000米以下。
（2）大气窗口：
有些波段的电磁辐射能够透过大气层时衰减较小 （发射和吸收较小），即透射率较高，这个波谱 范围，叫做“大气窗口”。
电磁波谱中的遥感波段应当选择在相应的大气窗口范围内，这 样才能保证收集到足够的地物辐射或反射的电磁辐射信息。
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0.3-1.3m
这个窗口包括紫外（0.3-0.38m）、可见光全部 （0.40-0.76m）和部分近红外波段（0.76-1.3m ），属于地物的反射光谱。这个窗口对电磁波的
（1）电磁波与电磁波谱
电磁波（electromagnetic wave)：在真空或物质中 通过电磁场的振动而传输电磁能量的波。光波、热 辐射、微波、无线电波等都是由振源发出的电磁振 荡在空间的传播。 实验证明，射线、射线、紫外线、可见光、红外 线、微波、无线电波等都是电磁波，只是波源不同 ，波长（频率）也各不相同。将各种电磁波在真空 中的波长（频率）按其长短，依次排列制成的图表 叫做电磁波谱。
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（4）地物的光谱特性
自然界中任何地物都具有其自身的电磁辐射规律，物 体反射和辐射电磁波的能力的大小主要取决于物 体本身的理化性质，也与来自周围的电磁波辐射 强度有关，将地物的这种反射、发射、吸收、透 射电磁波以及反射和辐射强度随波长的改变而改 变的特性称为地物的光谱特性。
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传感器所接收到的辐亮度包括6部分:
L=Ls+LD +LA LT+Lup+Ldn
Ls、LD分别表示地物对到达地 表的太阳直射辐射、大气的天 空光在传感器方向的反射辐亮 度；LA表示大气散射的太阳光 直接进入传感器的辐亮度；LT 表示地物向传感器方向发射的 热辐射引起的辐亮度；Ldn表示 大气向下的热辐射经地物反射 后进入传感器的辐亮度；Lup表 示大气向上的热辐射直接进入 传感器的辐亮度。
透射率达90%以上。在日照条件好的情况下，可以
采用摄影方式成像，也可以用扫描方式成像。目
前胶卷感光条件最好的是在0.32-1.3m范围，超
出这个范围则不能采用摄影方式的传感器。
1.3-2.5m
这个窗口位于近红外波段的中段，属于地物反射 光谱，但不能用胶片摄影，仅能用光谱仪和扫描 仪来记录地物的电磁波信息。该窗口又可分为 1.5-1.7m和2.0-2.5m等两个窗口，它们的透射 率都近80%。目前近红外窗口应用不多，但在某些 波段对区分蚀变岩石有较好的效果。因此在遥感 地质应用方面很有潜力。例如，陆地卫星4、5号 的专题制图仪就设置有1.55-1.75m和2.082.35m两个波段。
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0.05-300cm
这个窗口是微 波窗口，属 于发射光谱 范围。这个 窗口不受大 气干扰，是 完全透明的 ，透射率可 达100%，是 全天候的遥 感波段。
（3）辐射传输理论
遥感中的辐射源有两类:
① 自然辐射源：包括太阳辐射和地球的电磁辐射。
② 人工辐射源：人工辐射源主要指主动式遥感的辐 射源，人工发射一定波长、一定功率的波束，然 后再接收该波束被地物散射后返回的后向反射信 号，从而探知地物和测距，称为雷达（radar）。
可见光： 0.4—0.7m，是遥感中最常用的波段
。尽管大气对它也有一定的吸收和散射作用，它
仍是遥感成像所使用的主要波段之一。在此波段
大部分地物都具有良好的亮度反差特性，不同地 物在此波段的图象易于区分。
红外：0.7—1000m。 划分为：近红外（0.76—3.0m）、中红外（3.0— 6.0m）、远红外（6.0—15.0m）和超远红外（15— 1000m）。近红外与可见光相似，又称光红外。中红 外、远红外和超远红外是产生热感的原因，所以称为 热红外。物体在常温范围内发射红外线的波长多在3— 40m之间，而15m以上的超远红外易被大气和水分子 吸收。 在遥感中主要利用3—15m波段，更多的是利用3— 5m和8—14m。红外遥感是采用热感应方式探测地物 本身的辐射（如热污染、火山、森林火灾等），所以 不仅白天可以进行，夜间也可进行，能进行全天时遥 感。
微波： 1mm—1m。分为：毫米波、厘米波和分米
波。微波辐射和红外辐射都具有热辐射性质。由
于微波的波长比可见光、红外线要长，能穿透云
、雾而不受天气影响，所以能进行全天时全天候
的遥感探测。微波遥感可以采用主动或被动方式
成像，另外，微波对某些物质具有一定的穿透能
力，能直接透过植被、冰雪、土壤等表层覆盖物
三、 基于遥感的数据采集技术
1.遥感的基本概念与原理 2.遥感平台与传感器 3.遥感图像及其特征
4.遥感处理的基本流程与技术
5.遥感应用
1.遥感的基本概念与原理
遥感就是从远
处在不直接接 触地表目标物 和现象的情况 下获取其信息 的科学和技术。
遥控 遥测
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遥感技术的含义
利用先进的对地观测探测器对目标物进行遥远 感知的整个过程，通过装在平台上的传感器来 收集（测定）由对象辐射或（和）反射来的电 磁波，并将地面目标信息转换成图像，然后根 据事先掌握的各类物质波谱特性，再通过对这 些数据的分析和处理，获得对象信息的技术。
地物光谱 时间特性:
指同一位置上的同一地物，由于时间的推移，该地物在一段 时间内光谱特性的变化。
地物光谱空间特性 :
空间特性是指同一类地物，由于其所处的地理位置不同，光
谱特性可能存在的一些差异和变化。
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B.地物的发射光谱特性
根据近代物理学的基本理论，任何物质的温度大
于绝对零度时组成物质的原子、分子等微粒在不
停地做热运动，都有向周围空间辐射红外线和微
波的能力。通常地物发射电磁辐射的能力是以发
射率作为衡量标准。地物的发射率以黑体辐射为
基准。
黑体是指入射的全部电磁波被完全吸收，既无反 射也没有透射的物体。 在遥感中，当观测热辐射的温度时，由于通常观 测的物体不是黑体，所以必须使用发射率（ emissity）进行修正。对于某一波长来说，发射 率定义如下：
3-4m、 4.5-5m ：这个波段属于中红外波段。通 过这个窗口的可以是地物反射光谱，也可以是地 物发射光谱，属于混合光谱范围。中红外窗口应 用很少，目前只能用扫描方式。 8-14m ：这个窗口属于远红外波段，是热辐射光 谱。在这个波段范围内由于臭氧、水汽及二氧化 碳的影响，使窗口的透射率约为60—70%。由于 这个窗口是地物在常温下热辐射能量最集中的波 段，所以对遥感地质有用。目前主要是利用扫描 仪和热辐射计来获得地物发射的电磁波信息。
遥感的物理基础
遥感的理论基础就是物体的电磁辐射，电磁辐射
是能量传播的一种形式。被动遥感系统中的主要 辐射源是太阳，太阳辐射出的电磁波能量穿过大
气层达到地表，被地物吸收、透射，一部分被反
射后又经大气吸收、散射到达传感器，被记录成
遥感资料和图象。此外，所有温度高于绝对零度
的物体也都向外发射电磁辐射。所以电磁辐射是 传感器与远距离物体之间联系的环节。
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④ 遥感平台运行稳定状况决定着所获取遥感影像的质量。36
一切物体只要它不是处在绝对零度，总是不断地 发射辐射。 物体的温度愈高，发射出射度就愈大，而最大发 射出射度的最大波长就愈向短波方向移动。
当温度一定时，每一种物体都有自己固定的发射
率。同样的物体不同的温度其也是有差异的。
C.地物的透射特性
有些地物（如水和冰），具有透射一定波长的电 磁波能力，通常把这些地物叫做透明地物。地物 的透射能力一般用透射率表示。透射率就是入射 光透射过地物的能量与入射总能量的百分比，用 表示。
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遥感作为一种空间数据采集手段，具有以下特点: