2011遥感复习第一章绪论１、遥感的概念：⏹广义遥感:泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、力场、机械波（声波、地震波）等的探测。

狭义遥感:是从远处探测感知物体，也就是不直接接触物体，从远处通过探测仪器接收来自目标地物的电磁波信息，经过对信息的处理，判别出目标地物的属性。

２、遥感的特性⏹空间特性:宏观性,大尺度观测⏹时相特性:周期成像,动态监测⏹波谱特性:波谱段广,观测范围大3 遥感的分类主要按6个方面分类⏹按遥感探测对象⏹按遥感平台⏹按遥感获取的数据形式⏹按传感器工作方式⏹按遥感探测的电磁波⏹按遥感应用4 遥感技术系统⏹遥感平台⏹传感器⏹遥感信息的接收和处理⏹遥感图像判读和应用➢遥感平台✓地面平台:主要指用于安置传感器的三脚架、遥感塔、遥感车等，高度在100米以下。

✓航空平台：指高度在12千米以内的飞机和气球。

✓航天平台：指高度在150千米以上的人造地球卫星、宇宙飞船、空间轨道站和航天飞机等➢传感器：也称遥感器或者探测器，是远距离感测和记录地物环境辐射或反射电磁能量的遥感仪器。

根据记录方式不同，主要分为成像方式和非成像方式两类。

✓传感器一般由信息收集、探测系统、信息处理和信息输出4部分组成。

6 遥感的发展历程⏹摄影术阶段⏹空中气球摄影阶段⏹飞机摄影阶段⏹航空遥感阶段⏹卫星遥感阶段8 遥感的应用⏹农林方面的应用⏹地质、矿产方面的应用⏹水文、海洋方面的应用⏹环境保护方面的应用⏹测绘方面的应用⏹地理学方面的应用第二章遥感电磁辐射基础1 电磁波谱按电磁波波长的长短，依次排列制成的图表叫电磁波谱。

依次为：r射线—x射线—紫外线—可见光—红外线—微波—无线电波。

各电磁波段主要特性紫外线：波长范围为0.01～0.38μm，太阳光谱中，只有0.3～0.38μm波长的光到达地面，对油污染敏感，但探测高度在2000 m以下。

可见光：波长范围：0.38～0.76μm，人眼对可见光有敏锐的感觉，是遥感技术应用中的重要波段。

红外线：波长范围为0.76～1000μm，根据性质分为近红外、中红外、远红外和超远红外。

近红外：0.76～3.0µm，与可见光相似。

中红外：3.0～6.0µm，地面常温下的辐射波长，有热感，又叫热红外。

远红外：6.0～15.0µm，地面常温下的辐射波长，有热感，又叫热红外。

超远红外：15.0～1000µm，多被大气吸收，遥感探测器一般无法探测。

微波：波长范围为1 mm～1 m，穿透性好，不受云雾的影响。

无线电波：波长范围10-3 ～ 104m之间，主要用于广播、通信等方面。

2 辐射基本定律⏹黑体是绝对黑体的简称，指在任何温度下，对各种波长的电磁辐射的吸收系数恒等于1（100%）的物体。

黑体的热辐射称为黑体辐射。

3 太阳辐射⏹在大气上界测得的太阳辐射光谱曲线为平滑的连续的光谱曲线，它近似于6000K的黑体辐射曲线。

太阳光谱曲线⏹太阳光谱相当于6000 K的黑体辐射；⏹太阳辐射的能量主要集中在可见光，其中0.38 ～ 0.76 µm的可见光能量占太阳辐射总能量的46%，最大辐射强度位于波长0.47 µm左右；⏹到达地面的太阳辐射主要集中在0.3 ～ 3.0 µm波段，包括近紫外、可见光、近红外和中红外；⏹经过大气层的太阳辐射有很大的衰减；⏹各波段的衰减是不均衡的。

4 太阳辐射与大气的相互作用太阳辐射光谱及大气的作用⏹大气主要由气体分子、悬浮的微粒、水蒸气、水滴等组成。

大气的吸收作用：大气中的各种成分对太阳辐射有选择性吸收，形成太阳辐射的大气吸收带。

大气的散射作用⏹不同于吸收作用，只改变传播方向，不能转变为内能。

⏹大气的散射是太阳辐射衰减的主要原因。

⏹对遥感图像来说，降低了传感器接收数据的质量，造成图像模糊不清。

⏹散射主要发生在可见光区。

⏹大气发生的散射主要有三种：瑞利散射：d <<λ米氏散射：d≈λ非选择性散射：d >>λ大气窗口⏹概念：由于大气层的反射、散射和吸收作用，使得太阳辐射的各波段受到衰减的作用轻重不同，因而各波段的透射率也各不相同。

我们就把受到大气衰减作用较轻、透射率较高的波段叫大气窗口。

主要大气窗口与遥感应用近－中红外 2.0～3.5μm 80 TM7中红外 3.5～5.5μm —NOAA的AVHRR远红外（热红外）8～14μm 60～70 TM6微波0.8～2.5cm 100 Radarsat5 太阳辐射与地面的相互作用反射率（ρ）：地物的反射能量与入射总能量的比，即ρ=(Pρ/ P 0)×100%⏹地物在不同波段的反射率是不同的。

⏹反射率是可以测定的。

⏹反射率也与地物的表面颜色、粗糙度和湿度等有关。

⏹地物的反射光谱曲线：反射率随波长变化的曲线。

反射光谱曲线⏹地物反射率随波长是变化的，我们以波长作为横坐标，反射率作为纵坐标，将地物反射率随波长的变化绘制成曲线，即地物的反射率随波长变化的曲线，叫地物的反射光谱曲线。

不同地物的该曲线是不同的。

不同地物反射波谱曲线分析植物光谱曲线特征（双峰双谷的特点）P37⏹⏹绿光波段有一反射峰，其两侧蓝、红光波段有两个植物叶绿素的吸收带，这是人眼看到绿色的原因。

⏹近红外波段出现强反射峰。

⏹中红外波段反射率快速下降，且形成三个水的吸收带。

⏹⏹不论植物种类，或是同一种植物的不同生产阶段或长势状况，植物光谱基本形态特征是一致的，只是其反射峰和吸收谷的值有高低差异。

⏹水体光谱曲线（了解）⏹⏹土壤光谱曲线（了解）⏹⏹岩石光谱曲线（了解）吸收作用⏹太阳辐射到达地面，一部分能量被地物吸收并且转换成热能，使地表具有一定温度再发射，被称为“热辐射”。

⏹发射率是地物的辐射能量与相同温度下黑体辐射能量之比，又叫比辐射率。

⏹温度一定时，地物的发射率随波长变化的曲线，叫地物的发射光谱曲线。

透射作用⏹太阳辐射到达地面时，能穿透地面一定深度，这种现象叫透射。

⏹自然界绝大多数地物对可见光没有透射能力。

⏹红外线只对具有半导体特性的地物，才有一定的透射能力。

⏹微波对地物具有明显的透射能力，其透射深度由入射微波的波长决定。

⏹水体对可见光波段的电磁波透射能力较强。

6 三种遥感模式依据传感器探测能量的波长和研究需要，一般有三种基本的遥感模式：⏹可见光/近红外遥感⏹热红外遥感⏹主动遥感第三章传感器1 传感器的组成⏹传感器基本上都由收集器、探测器、处理器、输出器等4部分组成➢收集器：收集来自目标地物的电磁波能量。

➢探测器：将收集的辐射能转变成化学能或电能。

➢处理器：将探测后的化学能或电能等信号进行处理➢输出器：输出获得的图像、数据。

2 传感器的分类⏹按传感器工作方式：主动式传感器和被动式传感器⏹按传感器记录方式：成像方式的传感器和非成像方式的传感器⏹按成像原理和所获取图像性质：摄影方式传感器、扫描方式传感器和雷达3 摄影型传感器➢遥感中常见的摄影机有单镜头框幅式摄影机、缝隙式摄影机、全景式摄影机、多光谱摄影机。

4 扫描方式的传感器⏹光机扫描仪⏹推帚式扫描仪（CCD固体扫描仪）⏹高光谱传感器⏹侧视雷达传感器5 传感器的发展趋势⏹更高分辨率传感器⏹更精细的光谱分辨率传感器⏹多波段、多极化、多模式合成孔径卫星雷达传感器⏹可进行立体观测和测量的传感器第四章航空遥感数据1 航空遥感平台⏹航空遥感平台一般在海拔12km以下的大气（平流层、对流层），主要包括气球和飞机两种。

3 航空像片航空像片的物理特性是指航空像片的色调或色彩、灰阶、亮度系数等，主要由地物的反射特性和感光材料的感光特性决定的。

⏹航空像片的物理特性➢地物反射特性➢航空像片上物体的色调，主要取决于摄影时的照度和物体对入射光的反射率。

摄影时照度越大，地物反射率越高，地物亮度就越大，像片的色调就越浅。

⏹航空像片的几何特性➢航空像片属于中心投影✓中心投影：空间任意直线均通过一固定点（投影中心）投射到一平面（投影平面）上而形成的透视关系。

➢像点位移✓地形的起伏和投影面的倾斜会引起航片上像点位置的变化，叫像点位移。

✓因地形起伏引起的像点位移，又称投影差；因像片倾斜引起的像点位移，又称倾斜误差。

✓投影差➢航片的比例尺✓航空像片上某一线段长度与地面相应线段长度之比，称为像片比例尺。

✓在平坦地区，像片的比例尺处处一致，像片比例尺等于焦距（f）与航高（H）之比，即1/M=f/H。

✓由于实际地形起伏不平，水平像片比例尺的一般公式应为：1/M=f/(H0±h)（h为地面点与基准面的高差）。

航空像片的目视判读⏹判读标志：形状大小色调/色彩阴影组合图案✓地物的阴影可分为本身阴影和投落阴影两部分。

本身阴影（简称本影）是地物本身未被阳光直接照射到的阴暗部分的影像；投落阴影（简称落影）是在地物背光方向上地物投射到地面的阴影在像片上的构像。

第五章地球资源卫星数据Landsat(陆地）卫星轨道⏹地球资源卫星在天空中所走过的路线叫做它的空中轨道（简称轨道）。

⏹Landsat(陆地）卫星的运行特征：（1）近极地、近圆形轨道（2）运行周期：Landsat 1～3的重复周期为18天，Landsat 4～7为16天。

（3）轨道高度为700～900 km（4）轨道运行与太阳同步法国地球资源卫星数据（SPOT）✓1978年起，以法国为主，联合比利时、瑞典等欧共体国家，设计、研制了名为“地球观测实验系统”(SPOT)的卫星，也叫做“地球观测实验卫星”，迄今已经发射了5颗卫星。

轨道特点⏹近极地轨道⏹近圆形轨道⏹与太阳同步轨道⏹可重复轨道第六章微波遥感数据雷达图像的特点⏹雷达图像的亮度：亮度变化主要依赖于地形目标的后向散射特征，地物后向散射截面产生的强回波在影像正片呈白色调，弱回波信号在影像上呈灰暗色调。

⏹雷达图像的穿透力：微波辐射具有很强的地表穿透能力，除了能穿云破雾以外，对一些地物（介质），如岩石、土壤、松散沉积物、植被、冰层等，有穿透一定深度的能力。

第七章热红外遥感数据1 热红外遥感原理⏹地物热特性➢所有地物只要温度在绝对零度之上就会产生热辐射，地物热辐射遵循黑体辐射定律。

2 热红外遥感图像与解译热红外扫描图像的特点✓昼夜都可成像✓记录的是地物热辐射强度✓影像分辨率较低✓热红外扫描图像具有不规则性热红外图像的成像时间⏹热红外图像的成像时间非常重要。

根据研究的目的和主题的不同，最佳的成像时间也不同，因为地物的日温度是变化的。

常见地面的热特性⏹地面白天温度较高，呈暖色调。

夜间温度较低，色调呈冷色调。

水体的热惯性大，自身辐射的发射率高，在白天呈现冷色调（暗色调），夜间呈现为比暖色调（亮色调）。

⏹海岸地带夜间或黎明前为浅色调；午后图像色调差异不明显。

⏹由于水分蒸发时的冷却效应,湿地昼夜均较干燥地面冷。

⏹植被在夜间为暖色调（浅色调）,在白天为冷色调（暗色调）。