第（一）章遥感之所以能够根据收集到的电磁波来判断地物目标和自然现象，是因为一切物体，由于其种类、特征和环境条件的不同，而具有完全不同的电磁波反射或发射辐射特征。

电磁波具有不同的频率和波长，因而具有不同的特性。

遥感应用的光谱范围;遥感采用的电磁波段可以从紫外线一直到微波波段;遥感就是根据感兴趣的地物的波谱特性，选择相应的电磁波段，通过传感器探测不同的电磁波谱的发射或反射辐射能量而成像的。

绝对黑体——任何波长的电磁辐射全部吸收光谱吸收率α(λ,T)和光谱反射率ρ(λ,T)，二者之和恒等于1。

黑体辐射通量密度与温度、波长的关系满足普朗克定律：黑体辐射的三个特性:1绝对黑体表面上，单位面积发出的总辐射能与绝对温度的四次方成正比，称为斯忒藩－玻耳兹曼公式; (热红外遥感利用此原理来探测和识别目标物)2分谱辐射能量密度的峰值波长随温度的增加向短波方向移动 (黑体的温度越高,它的辐射峰值波长向短波方向位移) [选择遥感器和确定热红外遥感的最佳波段]3每根曲线彼此不相交，故温度T越高所有波长上的波谱辐射通量密度也越大。

(了解 )(2)大气对太阳辐射的吸收• 在紫外、红外与微波区，电磁波衰减的主要原因是大气吸收• 引起大气吸收的主要成分：氧气、臭氧、水、二氧化碳• 大气吸收的影响主要是造成遥感影像暗淡。

• 大气对紫外线有很强的吸收作用，因此，现阶段中很少使用紫外线波段。

大气对太阳辐射的散射:在可见光波段范围内，大气分子吸收的影响很小，主要是分子散射引起的衰减。

散射的方式随电磁波波长与大气分子直径、气溶胶微粒大小之间的相对关系而变, 主要有米氏(Mie)散射、均匀散射、瑞利（Rayleigh）散射等.•介质中不均匀颗粒的直径a与入射波长λ同数量级时，发生米氏散射；• 介质中不均匀颗粒的直径a>> 入射波长λ时，发生均匀散射；• 介质中不均匀颗粒的直径a小于入射波长λ的十分之一时，发生瑞利散射可知：瑞利散射对可见光影响较大，而对红外的影响较小，对微波基本无影响。

P11，解释现象：天空呈蓝色，太阳呈红色，微波穿云透雾；(3)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，这些波段通常称为“大气窗口”。

可以用作遥感的大气窗口• 0.30 ~ 1.15μm大气窗口：这个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• 1.3~2.5μm 大气窗口：属于近红外波段。

• 3.5~5.0μm 大气窗口：属于中红外波段。

• 8~14μm 热红外窗口：热红外窗口，透射率为80% 左右，属于地物的发射波谱。

• 1.0mm~1m微波窗口。

我们用发射率ε来表示它们之间的关系：ε= W′/ W。

发射率ε就是实际物体与同温度的黑体在相同条件下辐射功率之比。

基尔霍夫定律：在任一给定温度下，辐射通量密度与吸收率之比对任何材料都是一个常数，并等于该温度下黑体的辐射通量密度。

、1.3 地物的反射辐射• 光谱反射率：–反射率是物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比，这个反射率是在理想漫反射体的情况下，整个电磁波长的反射率。

• 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，以波长为横坐标，反射率为纵坐标所得的曲线即称为该物体的反射波谱特性曲线。

• 物体的反射波谱限于紫外、可见光和近红外，反射波谱特性曲线：• 不同地物的反射波谱特性（描述，区分）–第二章遥感平台及运行特点•遥感平台：遥感中搭载遥感器工具的统称• 按平台距地面的高度大体上可分为三类:地面平台、航空平台、航天平台。

卫星坐标的测定与解算• 星历表法解算卫星坐标1、卫星在地心直角坐标系中的坐标；2卫星在大地地心直角坐标系中的坐标；3、卫星的地理坐标2.2.3 卫星姿态角• 定义卫星质心为坐标原点，沿轨道前进的切线方向为x轴，垂直轨道面的方向为y轴，垂直xy 平面的为z轴，则卫星的姿态有三种情况：绕x轴旋转的姿态角，称之为滚动；绕y轴旋转的姿态角，称俯仰；绕z轴旋转的姿态角，称航偏。

卫星姿态角的测定; • 姿态测量仪[红外姿态测量仪星相机陀螺仪] • GPS 红外姿态测量仪以一定的角频率，周期地对太空和地球作圆锥扫描，根据热辐射能的相位变化来测定姿态角。

其精度主要取决于地面辐射的稳定性和对地球的非球性进行校正的程度。

2．3.1陆地卫星及轨道特征遥感卫星一般有两种绕地球飞行方式：静止轨道和近极地轨道。

静止轨道可以定点观测，而极地轨道（圆形）则可定期观测。

地球静止轨道：气象卫星、通信卫星和广播卫星常采用这种轨道• 轨道特点–近圆形轨道–近极地轨道–与太阳同步轨道–可重复轨道2.3.2 高分辨率卫星系列• IKONOS （美国）• QuickBird（美国）• Orbvi ew（美国）• Geoeye （美国）2.3.3 高光谱类卫星• 这类卫星的主要特点是采用高分辨率成像光谱仪，波段数为36—256个，光谱分辨率为5 —10nm，地面分辨率为30 —1000m。

• 目前这类卫星只有军方发射的，民用高光谱类卫星还没有，这类卫星主要用于大气、海洋和陆地探测。

SAR类卫星：第三章遥感传感器及其成像原理3.1扫描成像类传感器:• 对物面扫描的成像仪–对地面直接扫描成像（红外扫描仪、多光谱扫描仪、成像光谱仪）• 对像面扫描的成像仪–瞬间在像面上先形成一条线图像或一幅二维影像，然后对影像进行扫描成像（线阵列CCD推扫式成像仪）红外扫描仪的分辨率红外扫描仪的瞬时视场β= d/f; d探测器尺寸（直径或宽度）f:扫描仪的焦距红外扫描仪垂直指向地面的空间分辨率a0=βH=β*d/fβ在仪器设计时已经确定，所以对于一个使用着的传感器，其地面分辨率的变化只与航高有关。

航高大，a0值自然就大，则地面分辨率差。

扫描线的链接：当扫描镜的某一个反射镜面扫完一次后，第二个反射镜面接着重复扫描，飞机的飞行使得两次扫描衔接。

如何让每相邻两条带很好地衔接，可由以下的关系式来确定。

假定旋转棱镜扫描一次的时间为t，一个探测器地面分辨率为a，若要使两条扫描带的重叠度为零，但又不能有空隙，则必须W=a/t; W为飞机的地速Wt > a ：将出现扫描漏洞Wt < a ：将出现扫描重叠Wt=a=βH W/H=β/t,因为瞬时视场和扫描周期都为常数，所以只要速度w与航高H之比为一常数，就能使扫描线正确衔接，不出现条纹图像。

• 成像光谱仪–以多路、连续并具有高光谱分辨率方式获取图像信息的仪器，通过将传统的空间成像技术与地物光谱技术有机地结合在一起，可以实现对同一地区同时获取几十个到几百个波段的地物反射光谱图像。

{• 基本上属于多光谱扫描仪，其构造与CCD线阵列推扫式扫描仪和多光谱扫描仪相同，区别仅在于通道数多，各通道的波段宽度很窄。

}全景畸变:• 由于地面分辨率随扫描角发生变化，使红外扫描影像产生畸变，这种畸变通常称之为全景畸变，形成原因是像距保持不变，总在焦面上，而物距随扫描角发生变化所致。

几何特点:• 垂直于飞行方向(Y)的比例尺由小变大； • 变形——压缩与拉伸（山体前倾，朝向传感器的山坡影像被压缩，而背向传感器的山坡被拉伸，这与中心投影相反，还会出现不同地物点重影现象 ） • 高差产生的投影差亦与中心投影影像投影差位移的方向相反，位移量也不同。

• 雷达立体图像的构像特点（从不同摄站对同一地区获取的雷达图像也能构成立体影像）第四章 遥感图像数字处理的基础知识光学图像转换为数字图像就是把一个连续的光密度变成一个离散的光密度函数，图像函数f(x,y)在空间坐标和幅度（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。

{• 空间坐标离散化——采样• 幅度（光密度）离散化——量化}遥感软件：ERDAS Imagine补充知识：亮度分辨率（灰度等级）：图像亮度层次的多少；用灰度级L = 2k表示，k 可取1，2，3，4，5，6，7，8，11当一幅图像有L = 2k 灰度级时，称该图像是k比特 ( bit ) 图灰度图像：R = G = B彩色图像: R、G、B不一定相等一幅大小为M×N， k比特的图像的总比特数b为M × N × k该图像的总字节数＝ M × N × k / 8解决办法：建立一个RGB颜色表（调色板或为颜色查找表），表中每一行记录一种颜色的R、G、B值，这样当表示一个像素的颜色时，只需要指出该颜色是在第几行，即该颜色在表中的索引值即可。

第五章遥感图像的几何处理:• 遥感图像的构像方程是指地物点在图像上的图像坐标(x ，y) 和其在地面对应点的大地坐标(X，Y ，Z) 之间的数学关系。

• 在地面坐标系与传感器坐标系之间建立的转换关系称为通用构像方程全景摄影机的构像方程：由一条曝光缝沿旁向扫描而成，等效于中心投影沿旁向倾斜一个扫描角θ后，以中心线成像的情况,此时中心投影坐标为（x,0,-f）推扫式传感器的构像方程：（在垂直成像下，每一条线的成像属于中心投影，在时刻t时像点P的坐标为（0，x,-f）5.1.5 扫描式传感器的构像方程• 任意一个像元的构像，等效于中心投影朝旁向旋转了扫描角θ后，以像幅中心（x＝0，y＝0）成像的几何关系。

多项式构像方程的缺点• 不能真实地描述影像形成过程中的误差来源和地形起伏引起的变形。

• 应用限于变形小的图像：垂直、小范围、地面平坦。

• 定向精度与地面控制点的精度、分布和数量及实际地形有关。

• 三维多项式是二维的扩展，增加了与地形起伏有关的Z坐标。

• 与具体的传感器无关，数学模型形式简单、计算速度快。

5.1.8 基于有理函数的传感器模型RFM是一种与具体传感器无关的、能够获得与严格成像模型近似一致精度的、形式简单的传感器成像模型。

将地面点大地坐标D与其对应的像点坐标d用比值多项式关联起来。

为了增强参数求解的稳定性，将地面坐标和影像坐标正则化到-1.0和1.0之间。

（P,L,H）为正则化后的地面坐标；（X,Y）为正则化后的像点坐标；• 在RFM中，光学投影系统产生的误差用有理多项式中的一次项来表示，地球曲率、大气折射和镜头畸变等产生的误差能很好地用有理多项式中二次项来模型化，其他一些未知的具有高阶分量的误差如相机振动等，用有理多项式中的三次项来表示。

5.2 遥感图像的几何变形：• 遥感图像的几何变形是指原始图像上各地物的几何位置、形状、尺寸、方位等特征与在参照系统中的表达要求不一致时产生的形变。

6种因素引起几何变形• 传感器成像方式引起的图像变形• 传感器外方位元素变化的影响• dXs、dYs、dZs 、 dκ对整幅图的影响为产生平移、缩放、旋转等线性变化；• dφ、dω——非线性变形• 地形起伏引起的像点位移• 地球曲率引起的图像变形{ • 地球曲率引起的像点位移与地形起伏引起的像点位移类似。