遥感导论复习资料
1.遥感：广义：遥远的感知。狭义：应用探测仪器，不与探测目标相接触，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.遥感系统包括：
3. 遥感平台：遥感中搭载传感器的工具 包括：地面平台、航空平台、航天平台(气象、陆地和海洋卫星系列)
特点：大面积同步观测、时效性、数据的综合性和可比性、经济性、局限性、（多波段性）
发展趋势：（1）遥感分析技术从“定性”向“定量”转变，定量遥感成为热点。（2）地理信息系统的发展与支持是遥感发展的又一进展和动向高光谱分辨率传感器是未来空间遥感发展的核心内容。
应用领域: 资源调查与应用、环境监测评价、区域分析规划、全球宏观研究
4. 主动遥感: 运用人工产生的特定电磁波照射目标物，再根据接收到的从目标物反射回来的电磁波特征来分析目标物的性质、特征和状态的遥感技术。
被动遥感:运用遥感器接收来自目标物的反射和辐射电磁波谱，并根据其特征对目标物探测的遥感技术。(被动遥
感主要利用可见光、红外等稳定辐射，使太阳活动对遥感的影响降到最低。)
5. 电磁波谱：波长从短到长： γ射线、χ射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波
波段 微波 远红外 中红外 近红外 可见光 紫外线 夜间成像 探测海面温度，获取昼夜云图 探测植物含水量以及云、雪，或用于地质制图 鉴别物质特征 探测碳酸盐分布和油污染的监测等高空遥感不适用 应用 全天候全天时遥感，不受云雾影响，如侧视雷达 黑体辐射：在任何温度下，对任何波长的电磁辐射的都全部吸收的物体的热辐射。
大气散射:①瑞利散射（d<<λ）——可见光、近红外。②米氏散射(d=λ)——云雾、潮湿。③无选择性散射(d>>λ)——与波长无关 大气折射——密度；大气反射——云量 6．大气窗口：通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收和散射的，透过率较高的波段。
光谱波段主要有 0.3-1.3um，即紫外线、可见光、近红外线波段，是摄影成像的最佳波段。
7.常见地物反射波谱特性 特点：含水量高反射率低 (1)植物：可见光（0.4—0.76um）只反射部分绿光，近红外（0.7—0.8um）强烈反射
(2)土壤：无明显波峰波谷，土质越细反射率越高，有机质含量越高含水量越高反射率越低 (3)水体：反射主要在蓝绿波段，其它波段吸收都很强，近红外吸收更强。
有泥沙：各波段均抬升；含浮游植物：近红外波段抬升
(4)岩石：形态各异，没有统一的变化规律。
8.摄影成像:传统摄影依靠光学镜头及放置在焦平面的感光胶片来记录物体影像；数字摄影则通过放置在焦平面的光敏元件，经过光/电转换，以数字信号来记录物体影像。
图象特点：⑴投影：航片是中心投影(即摄影光线交于同一点)。
⑵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。(包括平均比例尺、主比例尺) (3)像点位移：a.高差越大、距像主点越远、摄影高度越低，像点位移量也越大。
9.扫描成像：依靠探测元件和扫描镜对目标地物以瞬间视场为单位进行的逐点、逐行取样，以得到目标地物电磁辐射特性信息，形成一定谱段的图象。
与摄影图像区别：乳胶片感光技术本身存在着致命的弱点，它所传感的辐射波段仅限于可见光及其附近；其次，照相一次成型，图象存储、传输和处理都不方便。
成像方式：（1）光/机扫描成像利用光电探测器解决了各种波长辐射的成像方法。输出的电学图象数据，存储、传输和处理方便。
（2）固体自扫描成像具有刷式扫描成像特点。探测元件数目越多，体积越小，分辨率就越高。
（3）高光谱成像光谱扫描图象是多达数百个波段的非常窄的连续的光谱波段组成，光谱波段覆盖了可见光、近红外、中
红外和热红外区域全部光谱带。
10. 微波遥感： 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：能全天候、全天时工作；对云雨有穿透能力；对海洋要更有特殊意义；分辨率低但特性明显。
11.雷达：是由发射机通过天线在很短时间内，想目标地物发射一束很窄的大功率电磁波脉冲，然后用同一天线接收目标地物反射的回波信号而进行显示的一种传感器。（不同物体回波信号的振幅、位相不同，接收处理后，可测出目标地物的方向、距离等数据）
12.遥感图像特征：（1）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者地面物体能分辨的最小单元。（地面分辨率取决于胶片和摄影镜头的分辨率所构成的系统分辨率，以及摄影机焦距和航高）
（2）波谱分辨率：指传感器在接受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。（传感器的
波段选择必须考虑目标的光谱特征值）
（3）辐射分辨率：指传感器接受波谱信号时，能分辨的最小辐射度差。在遥感图像上表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与空间分辨率、辐射分辨率有关。）
（4）时间分辨率：指对同一地点进行采样的时间间隔，即采样的时间频率（重访周期）。（对动态监测很重要）
13. 数字图象是指能够被计算机存储、处理和使用的图像。区别:模拟量是连续变量而数字量是离散变量。
（一幅影响通过扫描仪等设备送入计算机，就是对图形的位置变量进行离散化和灰度值量化）
遥感数字图像：以数字表示的遥感图像,其最基本的单元是像素.像素是成像过程的采样点,也是计算机处理图像
的最小单元.像素具有空间特征和属性特征（亮度值）特点：便于计算机处理与分析，图像信息损失少，抽象性强 14.辐射畸变的原因：传感器本身误差，太阳高度及地形引起的辐射失真，大气对辐射的影响（减少图像的对比度，使原始信号和背景信号都增加了因子，图像质量下降）。
辐射校正：（1）直方图最小值去除法：将每个波段中每个像元的亮度值都减去本波段最小值。（思想：如山阴、 深水处辐射亮度应为0，但对应像元亮度值不为0，即为大气散射导致的辐射畸变量）（2）回归分析法
15.几何畸变：遥感图像在几何位置上发生变化，产生诸如行列不均匀，像元大小与地物大小对应不正确，地物形状不规则变化等畸变，即图像上像元在图像坐标系中的坐标与在地图坐标系等参考系统中的坐标之间的差异。
变形原因：①遥感平台位置和运动状态变化 ②地形起伏 ③地球表面曲率 ④大气折射 ⑤地球自转
几何校正（配准）： 步骤：图像像元空间位置的变换；计算每一点的亮度值。
重采样内插方法：（1）最近邻法：不破坏原像元值，简单，但精度为0.5个像元，亮度具有不连续性。
（2）双线性内插法：对图像起平滑作用，使分界线变得模糊，但破坏了原数据。
（3）三次卷积内插法：精度高，计算量大，图像均衡化和清晰化，但破坏了原数据。 控制点（GCP）的选取：n次多项式，控制点数最少(n+1)(n+2)/2
原则：（1）易分辨且较清晰的特征点，如道路交叉点，河流弯曲或分叉处，海岸线弯曲处，湖泊边
缘，飞机场，轮廓边缘等。（2）特征变化大的地区应多选些。（3）图像边缘部分一定要选取控制点，以避免外推。（4）尽可能满幅均匀选取，特征实在不明显的大面积区域（如沙漠）可用求延长线交叉点的办法来弥补，但应尽可能避免这样做，以免造成人为的误差。
16.图像增强：（1）对比度变换（辐射增强）：是一种通过改变图像像元的亮度值来改变图像像元对比度，从而改善图像质量。 方法：对比度线性变换、非线性变换
（2）空间滤波：是以重点突出图像上的某些特征为目的，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。 方法：平滑（均值平滑、中值滤波）、锐化
梯度：反映了相邻像元的亮度变化率。边缘处有较大的梯度值。用不同的梯度计算值代替边缘处像元的值，也就突出了边缘，实现了图像的锐化。
滤波函数：a 低通滤波：用于仅让低频的空间频率成分通过而消除高频成分的场合，可用于噪声的消除。
b 高通滤波：仅让高频成分通过，可用于目标物轮廓的增强。
c 带通滤波：仅保留一定的频率成分，可用于提取、消除每隔一定间隔出现的干扰条纹的噪声。
（3）图像运算：两幅或多幅单波段影像，完成空间配准后，通过一系列运算，可以实现图 像增强，达到提取某些信息或去掉某些不必要信息的目的。
方法：a 差值运算：两个波段相减后的值，反映了同一地物光谱反射率之间的差，差值大的被突出出来。
还常用于研究同一地区不同时相的动态变化，如监测森林火灾发生前后的变化和计算过火面积
b 比值运算：对应像元亮度值相除，以突出不同波段间地物光谱的差异提高对比度，对于去除地
形影响很有效。常用于突出遥感影像中的植被特征、提取植被类别或估算植被量，这种算法的结果称为植被指数。
（4）多光谱变换：可通过函数变换，达到保留主要信息，降低数据量；增强或提取有用信息的目的。
本质是对遥感图像实行线性变换，使多光谱间的坐标系按一定规律进行旋转。
17.信息复合：是将多种遥感平台，多时相遥感数据之间以及遥感数据与非遥感数据之间的信息组合匹配的技术。
配准：采用几何校正，分别在不同数据源的影像上选取控制点，用双线性内插或三次卷积内插运算等对分
辨率较小的图像进行重采样，完成配准。
方法：彩色合成、代换法。
(1) 不同传感器的遥感数据复合——彩色合成法
【举例】SPOT和TM复合后，图像既保留了SPOT的空间分辨率，又保留了TM的光谱分辨率（较丰富的光谱信息）。 TM影像有7个波段，光谱信息丰富，特别是5和7波段。SPOT数据就没有，但SPOT数据分辨率高，全色波段可达10m，比TM的30m和SPOT多光谱传感器的20m都高 (2) 不同时相的遥感数据复合
步骤：a 配准：利用几何校正的方法进行位置配准。
b 直方图调整：调整成一致的直方图，使图像的亮度趋于一致，便于比较。 c 复合：1）彩色合成方法，通过颜色对比表现变化
2）差值方法，差值后可设定适当阈值，获得只有0与1的二值图像，以突出变化（变化部分为1，
非变化部分为0，或相反）
3）比值方法，也可设定阈值，类别不变的地物一定接近于1，因此同样可利用二值图像突出变化。
(3) 遥感与非遥感信息的复合
步骤：a 地理数据的网格化: 网格数据生成；分辨率一致；与遥感数据配准
b 最优遥感数据的选取：（如为使分辨率优化，可取SPOT全色波段；当用TM数据时，可用K－L变换后的前两个波段，
以减少数据量，保持信息量）
c 配准复合：栅格数据与栅格数据：（①非遥感数据与遥感数据共组成三个波段，实行假彩色合成；②两种数据直接
叠加，波段之间可作加法或其他数学运算）；栅格数据与矢量数据：（①只要坐标位置配准，栅格数据与矢量数据也可以叠加，如在遥感影像上加上行政边界或等高线等。②不同层面的复合，可以分别显示，也可以一起叠合显示）
意义：多源信息复合实现了遥感数据之间的优势互补，也实现了遥感数据与地理数据的有机结合。这种复合 的意义决不仅仅提高了目视解译的效果，更重要的是在定量分析中提高了精度，扩大了遥感数据的应用面，具有很大的实际意义。
18. 目视解译：指专业人员通过直接观察或借助判读仪器在遥感图像上获取特定目标地物信息的过程。 直接判读标志：色：色调、颜色、阴影；形：形状、纹理、大小、图形；位：位置、相关布局等
间接判读标志：目标地物与其相关指示特征；地物及与环境的关系（植物）；目标地物与成像时间的关系（季节）
（标准假彩色合成：在TM影像的7个波段中，当4（近红外）,3（红）,2（绿）波段被分别赋予红、绿、蓝色） （真彩色合成：选择同一目标的单个多光谱数据合成一幅彩色图像，当合成图像的红绿蓝三色与三个多光谱段相吻合）
目视解译方法：（1）直接判读法：根据直接判读标志，直接确定
遥感导论期末复习资料梅新安版2
