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遥感复习资料

1.遥感:应用探测仪器,不与探测目标接触,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。

2.遥感的系统包括:被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用五大部分。

3.遥感的分类:按遥感平台分-地面遥感、航空遥感、航天遥感、航宇遥感;按传感器的探测波段分-紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感;按工作方式分-主动遥感和被动遥感;按遥感的应用领域分-大体研究领域可分为外层空间遥感、大气层遥感、陆地遥感、海洋遥感等,具体应用领域资源遥感、环境遥感、农业遥感、林业遥感、渔业遥感、地质遥感、水文遥感、城市遥感等。

4.遥感的特点:①大面积的同步观测;②时效性;③数据的综合性和可比性;④经济型;⑤局限性。

5.电磁波谱:按电磁波在真空中传播的波长和频率,递增或递减排列,则构成了电磁波谱。

该波谱以频率从高到低排列,可以划分成γ射线、Χ射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波。

6.遥感中较多使用可见光、红外和微波波段。

7.♥电磁波性质:①是横波;②在真空以光速传播;③满足f·λ=c E=h·f E为能量,单位:j;h为普朗克常数;f为频率;λ为波长;c为光速;④电磁波具有波粒二象征。

8.♥发射率或比辐射率:记作ε,表示实际物体辐射与黑体辐射之比,M=εM0.9.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,单位面积时间黑体所接收的太阳辐射能量。

太阳辐射的光谱室连续的光谱,且辐射特性与绝对黑体辐射特性基本一致,能量各个波段的比例不同。

10.地表接收的太阳辐射度曲线与大气层外的曲线不同,差异主要是地球大气引起的。

11.大气层次自下而上:对流层、平流层(飞机)、(中间层、热层、散逸层)电离层、(氮层、质子层)外大气层。

12.散射现象的实质是电磁波在传输中遇到大气微粒而产生的一种衍射现象。

13.♥大气散射有三种情况:①瑞利散射,特点是散射强度与波长的四次方(λ4)成反比,I∝λ-4,即波长越长,散射越弱;②米氏散射③无选择性散射,特点是散射强度与波长无关,任何波长的散射强度相同。

14.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,透过率较高的波段称为大气窗口。

15.♥植被的反射波谱曲线分为三段:可见光波段(0.4~0.76μm)有一个小的反射峰,位置在0.55μm(绿)处,两侧0.45μm(蓝)和0.67μm(红)则有两个吸收带。

在近红外波段(0.7~0.8μm)有一反射的“陡坡”,至1.1μm附近有一峰值,形成植被的独有特征。

在中红外波段(1.3~2.5μm)受到绿色植物含水量的影响,吸收率大增,反射率大大下降,特别以1.45μm、1.95μm和 2.7μm为中心是水的吸收带,形成低谷。

16.轨道倾角=90°极轨卫星,接近90°近极轨卫星。

17.遥感平台是搭载传感器的工具。

根据运载工具的类型,可分为航天平台、航空平台和地面平台。

18.♥气象卫星特点:①轨道,分为两种,低轨和高轨,低轨就是近极地太阳同步轨道,简称极地轨道;高轨是指地球同步轨道,轨道高度36000km左右,绕地球一周需24小时。

②短周期重复观测;③成像面积大,有利于获得宏观同步信息,减少数据处理容量;④资料来源连续、实时性强、成本低。

19.气象卫星资料的应用领域:天气分析和气象预报、气候研究和气候变迁的研究、资源环境其他领域。

20.海洋遥感的特点:(1)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;(2)以微波为主;(3)电磁波与激光、声波的结合是扩大海洋遥感探测手段的一条新路;(4)海面实测资料的校正。

21.♥摄影机有分幅式和全景式摄影机、多光谱、数码摄像机。

22.光机扫描的几何特征取决于它的瞬时视场角和总视场角。

(1)瞬时视场角(2θ)扫描镜在一瞬时时间可以视为静止状态,此时,接受到的目标地物的电磁波辐射,限制在一个很小的角度之内,这个角度称为瞬时视场角,即扫描仪的空间分辨率(2)总视场角(2Φ)扫描带的地面宽度称总视场。

从遥感平台到地面扫面带外侧所构成的夹角,成总视场角,也为总扫描角。

23.成像光谱仪:即能成像又能获取目标光谱曲线的“谱像合一”的技术,称为成像光谱技术,按该原理制成的扫描仪称为成像光谱仪。

24.♥微波遥感是指通过微波传感器获取从目标地物发射或反射的微波辐射,经过判读处理来识别地物的技术。

特点:1>能全天候、全天时工作;2>对冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透能力;3>对海洋遥感具有特殊意义;4>对海洋遥感具有特殊意义;5>分辨率较低,但特征明显。

②微波遥感份有源(主动)和无源(被动)两大类。

(1)主动微波遥感是指通过向目标地物发射微波并接收其后向散射信号来实现对地观测遥感方式,主要是雷达、侧视雷达、合成孔径侧视雷达。

(2)♥被动微波遥感,通过传感器,接收来自目标地物发射的微波,而达到探测目的的遥感方式。

微波辐射计和微波散射计。

25.♥遥感图像是遥感探测目标的信息载体。

将遥感图像归纳为三方面特征,即几何特征、物理特征和时间特征。

这三方面特征的表现参数即为空间分辨率、光谱分辨率、辐射分辨率和时间分辨率。

(1)图像的空间分辨率指像素所代表的地面范围的大小,即扫描仪的瞬时视场,或地面物体能分辨的最小单元(像元)。

(2)波谱分辨率是指传感器在接收目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。

间隔愈小,分辨率愈高。

它的选择必须考虑目标的光谱特征值。

(3)辐射分辨率是指传感器接收波谱信号时,能分辨的最小辐射度差。

在遥感图像上变现为每一像元的辐射量化级。

某个波段遥感图像的总信息量I m由空间分辨率(以像元数n表示)与辐射分辨率(以灰度量化级D表示)有关,以bit为单位,可表达为I m =n·log2D (4)时间分辨率指同一地点进行遥感采样的时间间隔,即采样的时间频率,也成重访周期。

时间分辨率对动态监测尤为重要。

26.电磁波谱中0.38~0.76μm波段能够引起人的视觉,称为可见光,简称光。

27.♥(1)亮度对比是视场中对象与背景的亮度差与背景亮度之比,记作C=│L对象-L背景│/L背景。

(2)颜色对比,在视场中,相邻区域的不同颜色的相互影响。

在色度学中,当两种颜色混合产生白色或灰色,这两种颜色则称为互补色。

(绿是品红的补色,蓝是黄的补色)。

三原色,若三种颜色,其中任一种都不能由其余二种颜色混合相加产生,这三种颜色按一定比例混合,可以形成各种色调的颜色,则称之为三原色。

红、绿、蓝三种颜色为最优三原色。

28.颜色的性质:由明度,色度、饱和度描述。

(1)明度lightness,是人眼对光源或物体明亮程度的感觉。

亮度越大,明度越高。

黑白色只有明度。

(2)色调hue,色彩彼此相互区分的特性。

刺激人眼的光波常常是一些波长的组合。

从红到紫是可见光谱上存在的颜色,每种颜色对应一个波长值,称光谱色。

(3)饱和度saturation,彩色纯洁的程度。

28.颜色立体:为了形象地描述颜色特性之间的关系,通常用颜色立体来表现一种理想化的示意关系。

29.单波段或全色波段表现为黑白图像,三波段组合表现为彩色影像。

真彩色(truecolor)、假彩色(falsecolor)三波段组合,伪彩色(pseudo color)灰度图色的彩色表示或显示。

30.当两块滤光片组合产生颜色混合时,入射光通过每一滤光片时都减掉一部分辐射,最后透过的光是经过多次减法的结果,这种颜色混合原理就是颜色相减原理。

减法三原色:指加法三原色的补色,即,黄、品红和青色。

31.♥数字图像是指能够被计算机存储、处理和使用的图像。

遥感数据的表示既有光学图像又有数字图像。

光学图像又称模拟量,数字图像称为数字量,它们之间的转换称模/数转换,记作A/D转换,反之,称数/模转换,记作D/A。

特点:离散化、二维矩阵、每个像元的取值为图像连续变化的灰度离散整数值。

数字量与模拟量的本质区别在于模拟量是连续变量而数字量是离散变量。

32.用平面直角坐标系表示一幅灰度范围为0~255的数字图像像元灰度分布状态。

通过灰度直方图可以直观了解图像特征,以确定图像增强方案并了解图像增强后的效果。

33.♥引起辐射畸变的两个原因:传感器仪器本身产生的误差(系统辐射误差);大气对辐射的影响。

34.大气校正:消除主要由大气散射、吸收引起的辐射误差的处理过程。

何时进行?1.定量信息提取;2.不同时相间的定量比较;3.不同波段间的运算。

方法:公式法;简单的:回归分析法、直方图最小值去除法。

35.♥(1)直方图最小值去除法的形式表示图像亮度值与像元数之间的关系。

横坐标代表图像中像元的亮度值,纵坐标代表每一亮度或亮度间隔的像元数占总像元数的百分比。

基本思想:一幅图像中总可以找到某种或某几种地物,其辐射亮度或反射率接近0.(2)回归分析法:大气散射主要影响短波部分,波长较长的波段几乎不受影响,因此可用其校正其它波段数据。

36.几何校正的步骤:①确定校正方法②确定公式③验证校正方法④对原始输入图像进行重采样。

37.概念:从具有几何变形的图像中消除变形的过程。

几何校正原理包括光学和数字纠正。

♥计算方法:①建立两图像像元点之间的对应关系。

②为了确定校正后图像上每点的亮度值,只要求出其原图对应点(x,y)的亮度,方法有:最近邻法、双向线性内插法(常用)和三次卷积内插法。

37. 控制点的选取(1)数目确定:控制点数目的最低限是按未知系数的多少来确定的,一次多项式有6个系数,就需要有6个方程来求解。

(2)选取原则:控制点的选择要以配准对象为依据。

以地面坐标为匹配标准的,叫做地面控制点(记作GCP)。

有时也用地图作地面控制点标准,或用遥感图像(如用航空像片)作为控制点标准。

38. 1>(1)线性变换:为了改善图像的对比度,必须改变图像像元的亮度值,并且这种改变需符合一定的数学规律,即在运算过程中有一个变换函数,如果变换函数是线性的或分段线性的,这种变换就是线性变换。

(2)为了更好地调节图像的对比度,需要在一些亮度段拉伸,而在另一些亮度段压缩,这种变换称为分段线性变换。

直方图均衡化,增强峰值处对比度,两端(最高、暗)的对比度减弱。

斜率大的拉伸增强,小的压缩2>非线性变换:当变换函数是非线性时,即为非线性变换。

扩张低灰度区,压缩高灰度区。

39.空间滤波则是以重点突出图像上的某些特征为目的的,如突出边缘或纹理等,因此通过像元与其周围相邻像元的关系,采用空间域中的邻域处理方法。

♥1>图像卷积运算:方法,从图像左上角开始开一与模板同样大小的活动窗口,图像窗口与模板像元的亮度值对应相乘再相加,得到新像元的灰度值。

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