第一章遥感概述
一、遥感概念
遥感(Remote Sensing)泛指对地表事物的遥远感知。
遥感定义：是从远处探测感知物体，也就是不与目标对象直接接触的情况下，通过某种平台上装载的传感器获取其特征信息，然后对所获取信息进行提取、判定、加工处理及解译应用的综合性技术。
二、遥感的分类
按遥感平台分类：近地面遥感；航空遥感；航天遥感。
按传感器的探测波段分类：紫外0.05-0.38；可见光0.38-0.76；红外0.76-1000微米；微波1mm-10m；多波段遥感
按传感器工作方式分类：主动遥感；被动遥感。
按遥感资料获取方式：成像遥感；非成像遥感获得信号是曲线、数据。
按波段宽度及波谱的连续性：高光谱遥感；常规遥感。
按应用领域分类：陆地遥感、海洋遥感；农业遥感；城市遥感……
三、遥感的特点
宏观观测，大范围获取数据(…)。
动态监测，更新快(…)。
技术手段多样，信息量大(…)。
应用领域广，经济效益高(…)。
局限性(…)。
四、遥感数据的应用领域
林业：清查森林资源、监测森林火灾和病虫害。
农业：作物估产、作物长势及病虫害预报。
水文与海洋：水资源调查、水资源动态研究、冰雪监控、海洋渔业。
国土资源：国土资源调查、规划和政府决策。
气象：天气预报、气候预报、全球气候演变研究。
环境监测：水污染、海洋油污染、大气污染、固体垃圾等及其预报。
测绘：航空摄影测量测绘地形图、编制各种类型的专题地图和影像地图。
城市：城市综合调查、规划及发展。
考古：遗址调查、预报。
地理信息系统：基础数据、更新数据。
五、遥感技术系统组成
1、遥感平台；遥感平台(Remote Platform)是安放遥感仪器的载体，包括气球、飞机、人造卫星、航天飞机以及遥感铁塔等。按遥感平台的高度不同，遥感分为近地遥感（150m以下）、航空遥感（80 km以下的平台，包括飞机和气球）和航天遥感等。
2、遥感器；遥感器或传感器( Remote Sensor)是接收与记录地表物体辐射、反射与散射信息的仪器。目前常用的遥感器包括遥感摄影机、光机扫描仪、推帚式扫描仪、成像光谱仪和成像雷达。按其特点，遥感器分为摄影、扫描、雷达等几种类型。
根据遥感器的类型不同，遥感分为被动遥感与主动遥感。被动式遥感器不向目标发射电磁波，仅被动接收地表物体对太阳光的反射与物体自身辐射的电磁波，如可见光照相机、红外照相机等。主动式遥感器主动向目标物发射电磁波，然后记录目标物反射信息，如真实孔径雷达与合成孔径侧视雷达等。
3、遥感数据接收与处理系统；遥感器接收到地物目标的电磁波信息，被记录在胶片或数字
磁带上。空间信息的传输有直接回收和无线电传输两种（…）。
卫星地面接收站的主要任务是接收、处理、存档和分发各类地球资源卫星数据。
遥感胶片和卫星数据经过遥感图像处理，分别可以形成光学遥感图像和数字遥感图像。
4、遥感数据分析与应用系统；遥感影像经卫星地面站接收和处理后，用户可以得到遥感影像及其辅助数据。由于不同用户的应用目的不同，对影像辐射量测精度和几何量测精度的要求也不尽相同，为了满足应用要求，经常使用一些遥感影像处理软件对遥感影像进一步处理并制作相应产品。常用的有美国ERDAS公司开发的ERDAS IMAGINE。
常用方法有：
目视判读（解译）；
计算机自动识别。
六、遥感的发展简况
（1）遥感成像初期阶段（1839-1909）
1839年法国人达盖尔和尼尔普斯发明了摄影术，人类第一次记录下所见的影像，为摄影测量奠定了基础；
1858年，G·F·陶纳乔用系留气球拍摄了法国巴黎的“鸟瞰”像片，被认为是遥感的萌芽；1909年，W·莱特在意大利的森托塞尔上空用飞机进行了空中摄影。一战和二战期间空中摄影广泛应用于侦察。
此阶段遥感的特点：
完善了地面到空中取得像片的手段，开始了航空遥感时代；基本了解影像物理特性，但还没有深入研究。
（2）航空遥感阶段（1909-1956）
一战期间，形成独立的航空摄影测量学的学科体系；
1924年，彩色胶片的出现，使得航空摄影记录的地面目标信息更为丰富；
二次大战中微波雷达的出现及红外技术的应用于军事侦察，使遥感探测的电磁波谱段得到了扩展；
1946-1950年，美国将摄像机搭载V-2火箭来高空成像。
该时期特点：
多光谱、彩色遥感、机载侧视雷达成像技术成熟；成像平台多样化（飞机、气球、火箭等）；对相片的几何、物理特性有了较深刻认识；航空遥感成功用于军事侦察和地形测图，航空遥感技术已经成熟。
（3）航天遥感阶段（1957-）
1957年：前苏联发射了人类第一颗人造地球卫星，标志着人类从空间观测地球和探索宇宙奥秘进入了新的纪元；
20世纪60年代：美国发射了TIROS、ESSA等气象卫星和载人宇宙飞船；
1960年美国人Evelyn Pruitt定义遥感概念；
1972年：美国发射了地球资源技术卫星ERTS-1（后改名为Landsat-1），装有MSS传感器，分辨率79米，标志着遥感进入新阶段；
1986年法国发射SPOT-1，分辨率提高到10米；
1988年9月7日中国发射的第一颗“风云1号”气象卫星，其主要任务是获取全球的昼夜云图资料及进行空间海洋水色遥感试验；
1995年加拿大发射了RADARSAT-1雷达卫星，标志着卫星微波遥感技术的重大进展；1999年10月14日中国成功发射中巴地球资源卫星1号；
2000年美国发射IKNOS，空间分辨率提高到1米；
2006.4-2010.9，中国发射了中国遥感卫星1-11号。
该时期特点：
目前已形成现代遥感技术系统，多平台、多种传感器、多系列；光机扫描、CCD扫描仪成像技术、星载SAR技术成熟；成像幅面大、覆盖广，基本全球成像；影像获取速度快；易于重复观测；用于资源勘查、军事侦察、地形测图等多领域；成像波段宽、空间和光谱分辨率高。
七、3S结合
RS作为一种获取和更新空间数据库的强有力手段，为GIS提供及时、客观、准确的大范围的可用于动态监测的各种资源环境数据；
GIS能接收大量的不同来源的空间数据，并能根据用户的不同需要对这些数据进行有效的存储、检索、分析和显示；
GPS接收机根据影像上预先确定的位置，可获得精确的位置坐标，并自动提供几何校正时所需的成像信息。
第二章遥感电磁辐射基础
一、电磁波（电磁辐射）：当电磁振荡进入空间，变化的磁场引起变化的电场，变化的电场又引起新的变化的磁场，这种变化的磁场和电场交替产生，以有限的速度由近及远在空间内传播的过程称为电磁波。电磁波是随着电磁振荡向各个不同方向传播的。
电磁波的性质：
横波；
在真空中以光速传播；
波长与频率成反比，c=?λ，两者的乘积为光速；
具有波粒二象性；
不需要媒质也能传播，与物质发生作用时，如气体、固体、液体介质时，会发生反射、吸收、透射、折射等现象。
根据能量守恒定律，全部反射、吸收、透射、折射的能量之和应该与入射的总能量相等。二、电磁波谱
按电磁波在真空中传播的波长或频率，递增或递减排列，则构成电磁波谱。
以频率从高到低或波长从短到长排列可以划分为：
γ射线—X射线—紫外线—可见光—红外线—微波—无线电波。
遥感需要研究的辐射类型：
1、黑体辐射
2、太阳辐射
3、地球辐射
4、大气辐射
地物的电磁波发射能力主要与其温度有关。为了衡量电磁波发射能力的大小，常以黑体辐射作为度量的标准。
三、黑体辐射
（一）黑体也称绝对黑体，是指全部吸收外来电磁辐射而毫无反射和透射能力的理想物体。恒星和太阳的辐射接近黑体辐射。
（二）黑体辐射规律
1、斯忒藩-玻尔兹曼定律（Stefan-Boltzman）
某个温度时黑体的辐射（发射）能量——辐射出射度（M），随物体温度的升高以4次方的比例增大。
M=ρT4
ρ：斯忒藩-玻尔兹曼常数，ρ=5.67×10-8W/（m2·K4）
应用：对于一般物体来讲，传感器检测到它的辐射能后就可以用此公式概略推算出物体的总辐射能量或绝对温度。热红外遥感就是利用这一原理探测和识别目标物的。
2、维恩位移定律（Wein）
黑体辐射光谱中最强的辐射波长λmax 与黑体绝对温度T 成反比。
λmax ·T=b
b为常数,b =2.898×10-3m·K
表明：黑体的绝对温度增高时，它的辐射最大值向短波方向位移。若知道了某物体温度，就可以推算出它所辐射的波段。在遥感技术上，常用这种方法选择遥感器和确定对目标物进行热红外遥感的最佳波段。
四、地物反射波谱
自然界中任何地物都具有其自身的电磁辐射规律，如具有反射，吸收外来的紫外线、可见光、红外线和微波的某些波段的特性；它们又都具有发射某些红外线、微波的特性；少数地物还具有透射电磁波的特性，这种特性称为地物的光谱特性。
不同地物对入射电磁波的反射能力是不一样的，地物反射率的大小，与入射电磁波的波长、入射角的大小以及地物表面颜色和粗糙度等有关。一般地说，当入射电磁波波长一定时，反射能力强的地物，反射率大，在黑白遥感图像上呈现的色调就浅。反之，反射入射光能力弱的地物，反射率小，在黑白遥感图像上呈现的色调就深。在遥感图像上色调的差异是判读遥感图像的重要标志。
反射类型镜面反射；漫反射；方向反射；实际物体反射。
地物的反射率随入射波长变化的规律，叫做地物反射光谱。
不同地物由于物质组成和结构不同具有不同的反射光谱特性。因而可以根据遥感传感器所接收到的电磁波光谱特征的差异来识别不同的地物，这就是遥感的基本出发点。
五、地物波谱的特征：
（1）大部分地物的波谱值具有一定的变幅，它们的波谱特征不是一条曲线，而是具有一定宽度的曲带；
（2）某些不同属性（类型）地物的波谱值的相同性与差异性并存，或可分性与不可分性并存现象的普遍性。
六、太阳辐射和地球辐射
1、太阳辐射（太阳光）太阳是被动遥感最主要的辐射源
太阳辐射（太阳光谱）的主要特征
（1）太阳辐射的能量大部分集中在可见光波段。
（2）太阳辐射的光谱是连续光谱，且辐射特性与绝对黑体辐射特性基本一致。
2、地球的电磁波辐射
进行遥感探测时：
接收到波长小于3微米的电磁波，主要是地物反射的太阳辐射能量
接收到波长大于6微米的电磁波，主要是地物本身发射的热辐射能量
接收到波长3-6 μm之间，太阳和地球的热辐射都要考虑
地球辐射分段特征：
七、大气对太阳辐射的影响
大气对太阳辐射的影响（折射、反射、吸收和散射）
太阳辐射进入地球之前必然通过大气层，太阳辐射与大气相互作用的结果，是使能量不断减弱。约有30%被云层和其它大气成分反射回宇宙空间；约有17%被大气吸收，约有22%被大气散射；而仅有31%的太阳辐射辐射到地面。其中反射作用影响最大，由于云层的反射对电磁波各波段均有强烈影响，造成对遥感信息接受的严重障碍。
因此，被动遥感应尽量选择无云的天气接收遥感信号。目前在大多数遥感方式中，都只考虑无云天气情况下的大气吸收、散射的衰减作用。
1、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。
主要在紫外、红外与微波区，引起电磁波衰减。引起大气吸收的主要成分是氧气、臭氧、水、二氧化碳等。
大气吸收的影响主要是造成遥感影像暗淡，由于大气对紫外线有很强的吸收作用，因此，现阶段遥感中很少用到紫外线波段。
遥感器一般都设在大气透过率较高的区间，即尽量避开大气吸收作用能力强的区间。2、大气的散射作用：
大气中各种成分对太阳辐射吸收的明显特点，是吸收带主要位于太阳辐射的紫外和红外区，而对可见光区基本上是透明的。但当大气中含有大量云、雾、小水滴时，由于大气散射使得可见光区也变成不透明了。
对遥感图像来说，增加了信号中的噪声成分，降低了传感器接收数据的质量，造成图像模糊不清。
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（…）
八、大气窗口
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。
九、典型地物波谱曲线举例及其特征
（一）植被的反射波谱曲线
共性：物体的反射波谱限于紫外、可见光和近红外，尤其是后两个波段。
a可见光波段形成绿反射峰（0.55μm）及其两侧的蓝（0.45 μm ）、红（0.67 μm ）两个吸收带
b近红外0.74-1.3 μm处形成高反射区
c近红外1.35-2.5 μm处形成分别以1.45 μm、1.95 μm和2.7 μm为中心的三个水吸收带
（二）土壤的反射波谱曲线
自然状态下土壤表面的反射率没有明显的峰值和谷值，一般来说：
土质越细反射率越高
有机质含量越高反射率越低
含水量越高反射率越低
因土类和肥力状况的不同而不同
不同波谱段的遥感影像上区别不明显
影响土壤光谱反射率的因子主要是腐殖质、氧化铁含量、机械组成、矿物和盐分含量、表土结构（砂质土、壤土、粘土）、湿度等。
（三）水体的反射波谱曲线
水体的反射主要在蓝绿波段，其他波段吸收很强，特别是在近红外波段更强。正因为如此在影象上特别是近红外影象水体呈黑色。
水中含泥沙时，由于泥沙的散射，可见光波段的反射率增加，峰值出现在黄红区。
水中含叶绿素时，近红外波段明显被抬升，成为分析影象的重要依据。
水体反射：水面的反射+水底的反射+水中物质反射影响水体反射光谱的因素有水的杂质含量、水的悬浮物、水生植物的叶绿素含量等。
第三章遥感光学基础
一、颜色的概念及其性质
可见光谱：电磁波谱中可以被正常人眼看见的0.38微米至0.76微米的这一波段。
1、颜色是光作用于人眼后所引起的一种除位置、形态以外的视觉反应，光源、物体、眼睛与大脑是颜色视觉产生的四大要素。
2、颜色的性质：颜色的三属性：色调、明度、饱和度
为了定性和定量地描述颜色，国际上统一规定了鉴别心理颜色的三个特征量即明度、色调和饱和度。
每一特定的颜色，都同时具备这三个特征。
明度：人眼对光源或物体明亮程度的感觉。
色调（色相）：色彩相互彼此区分的特性。
饱和度：彩色纯洁的程度。
（1）明度
a、同一颜色不同明度
b、各种颜色不同明度
明度（Luminance)：色彩的明暗、深浅程度。靠近白端为高明度色，靠近黑端为低明度色，中间为中明度色；彩色加白提高明度，加黑降低明度。
物体色明度主要决定于物体反射率的高低。
（2）色调（色相）
色调（hue,简写为H)：
色别、颜色的相貌，是色与色之间相区别的最主要的特征。
如：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫
色调决定于刺激人眼的光谱组成
（3）饱和度（纯度）
饱和度（Saturation）：色彩的纯洁程度，表示颜色中所含有色成分的比例。
可见光谱的各种单色光是最纯的颜色。
二、三原色
三原色——也称三基色，就是指这三种色中的任何一色都不能由另外两种原色混合产生，而其它色可由这三色按一定的比例混合出来，色彩学上称这三个独立的色为三原色或三基色。
原则：
a、能够混合产生的颜色应该尽可能的多；
b、三种原色必须互相独立，即不能用其中的任何两色混合得到第三者。
色光三原色：红、绿、蓝。
色料三原色：青、品红、黄。
三、彩色影像片生成原理
遥感影像的合成分两步：
1传感器分波段接收地物信息，每一个波段相当于一个彩色的光谱段。地面接收站接收卫星发回的信号恢复后是显示在屏幕上的黑白图像或输出生成黑白底片。
2可以利用三个不同波段加色合成彩色影像。
合成的影像和地物完全一致称为真彩色合成影像。
与地物真实色彩不一样的称为假彩色合成影像。在假彩色影像里，绿色植被变成红色色调（? …），灰色城镇村落变成偏蓝色。
标准假彩色合成：将绿波段赋予蓝色，红波段赋予绿色，近红外波段赋予红色的彩色合成。真彩色合成影像示意图
假彩色合成示意图
第四章传感器
一、传感器及其组成
传感器是收集、探测、记录地物电磁波辐射信息的工具。它遥感技术系统中数据获取的关键设备。
遥感传感器由四个基本部件组成：
收集器。如透镜组、反射镜组、天线、棱镜。
探测器。如感光胶片、光电管、光敏和热敏探测元件。
处理器。如摄影处理装置和电子处理装置。
输出器。如扫描晒像仪、阴极摄像管、电视显像管等。胶片和磁带。
二、传感器的性能指标
（一）空间分辨率
指遥感图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小，是像素所代表的地面范围的大小，或地面物体能分辨的最小单元，用来表征分辨目标细节能力的指标。通常用像元（像素）大小、像解率或视场角表示。
像元（pixel），单位：米，越小空间分辨率越高；
像解率，对于光学影像像片，单位距离内能分辨的线宽或间隔相等的平行细线的条数来表示，单位：线/毫米，越大空间分辨率越高；
瞬时视场是指在扫描成像过程，一个光敏探测元件通过望远镜系统投影到地面上的直径或边长。
（二）光谱分辨率（波谱分辨率）
波谱分辨率是指遥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，波谱分辨率愈高，反之则低。一般认为，当最小波长间隔在不同量级变化时，其遥感类型命名也不同。
光谱分辨率变化幅度与遥感类型的关系
传感器的波段数越多，波段宽度越窄，地物的信息越容易区分和识别，针对性越强。但也会造成信息量太大，反而不利于识别地物信息。所以，要根据实际需要，恰当地选择波段。（三）时间分辨率
对同一目标进行重复探测时，相邻两次探测的时间间隔，称为遥感图像的时间分辨率。根据回归周期的长短，时间分辨率可分为三种类型：
超短（短）周期时间分辨率，以小时为单位，如气象卫星；
中周期时间分辨率，以天为单位；
长周期时间分辨率，以年为单位。
例如，陆地资源卫星landsat 16天一次，静止气象卫星（地球同步气象卫星）：1次/0.5小时；太阳同步气象卫星：2次/天
（四）温度分辨率
指热红外传感器分辨地表热辐射（温度）最小差异的能力。如TM6图像的温度分辨率可达到0.5K。
三、光学成像（摄影）类型传感器与光电成像
1、用于遥感的光学相机有以下几种类型：
框幅式摄影机（分幅式摄影机）；
缝隙式摄影机（又称航带摄影机）；
全景摄影机（又称扫描摄影机）；
多光谱摄影机。
2、光电成像：传感器将收集到的电磁波能量，通过仪器内的光敏或热敏元件（探测器），转变成电能后再来记录下来的成像方式。
优点为：扩大了探测的波段范围；便于数据的存储与传输
该类型传感器：电视摄像机、扫描仪和电荷耦合器件CCD，其中以多光谱扫描仪和CCD应用最为广泛。
扫描成像是指依靠探测元件和扫描镜对目标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，形成一定谱段的图像。
（CCD传感器(Charge Coupled Device)称电荷耦合器件，是一种用电荷量表示信号大小，用耦合方式传输信号的探测元件。若干个CCD器件排在一个矩形中，可构成面阵列传感器，面阵一次得到一个2维数字方阵，某一瞬间获得一幅完整的影像。与框幅式摄影相似）
第五章航空遥感
一、遥感器与遥感平台关系
1 平台的运行高度影响着遥感影像的空间分辨率。首先，平台的高度影响着电磁波在大气中的传播路径，即影响着大气对电磁波的削弱程度。第二，在固定的瞬间视场角的前提下，平台的高度决定着瞬间视场的大小，即决定着遥感影像的空间分辨率。
2 平台的运行周期决定着遥感影像的时间分辨率。
3 平台的运行时刻（或卫星星下点的地方时）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。
4 平台运行稳定状况决定着所获取遥感影像的质量。
5 特殊的遥感任务对遥感平台有特殊的要求。例如执行紫外波段的遥感任务，必须避开臭氧层的干扰，需要采用低于2000m的遥感平台。
二、遥感平台的类型
遥感平台按高度及载体的不同可分为地面平台、航空平台、航天平台三种。
地面遥感平台指用于安置遥感器的三脚架、遥感塔、遥感车等，高度在100 m以下。可以测定各类地物波谱。
航空遥感是以中低空遥感平台为基础进行摄影或扫描成像的遥感方式。高度一般在80千米以下。适用于各种地面调查、摄影测量、军事侦察及其它高分辨率遥感等。通过航空遥感可以获得较高分辨率或高分辨率的扫描图像或者航空照片。
航天遥感一般指高度在80km以上的航天飞机和卫星等航天器。
三、航空摄影的主要方式
摄影前准备工作。将较大区域划分为若干分区，编辑航空摄影设计书（确定比例尺，选择摄影机，航高、航向和旁向重叠的计算，摄影基线和航线间距的确定等工作。计算曝光时间等）二是空中摄影的实施。按航空摄影设计书进行。
1按摄影机主光轴与铅垂线的关系：垂直航空摄影（一般凡倾斜角小于3°的称垂直摄影）和倾斜航空摄影；
2按摄影所用的波段：普通黑白摄影（采用全色黑白感光材料进行的摄影。它对可见光波段（0.4—0.76μm）内的各种色光都能感光，是目前应用广，又易收集到的航空遥感资料之一）、天然彩色摄影、黑白红外摄影（采用黑白红外感光材料进行的摄影。它能对可见光、近红外光（0.4—1.3μm）波段感光，尤其对水体植被反应灵敏，所摄像片具有较高的反差和分辨率。）、彩色红外摄影、多光谱摄影、机载侧视雷达
3按摄影实施方式：单片摄影、单航线摄影（航向重叠度一般为60%）、多航线摄影（旁向重叠度一般为30%）
实施面积摄影时，通常要求航线与纬线平行，即按东西方向飞行。但有时也按照设计航线飞行。由于在飞行中难免出现一定的偏差，故需要限制航线长度。一般为60—120km，以保证不偏航，而产生漏摄。
4按航摄比例尺：大比例尺航空摄影-像片比例尺大于1／l0 000 ；中比例尺-1／10 000～1／30 000 ；小比例尺-1／30 000～1／l00 000 ；超小比例尺-1／100 000～1／250 000。
四、航空像片的几何特性
投影性质：航片属于中心投影。
成像特征：中心投影上，点的像还是点，线的像还是线，面的像还是面。
比例尺：航片的比例尺随航高而改变。
像点位移：地形的起伏和投影面的倾斜会引起航片上像点的位置的变化，叫像点位移。五、立体观测原理
人用双眼观察景物可判断其远近，得到景物的立体效应，这种现象称为人眼的立体视觉。人眼能产生立体视觉和观察景物远近的原因——眼睛的生理视差存在。但实验证明，当交会角小于30秒时，人眼就无法感觉出物体的远近和立体形态。
立体观察的原理是建立人造立体视觉。得到人造立体视觉须具备3个条件:①由两个不同位置（一条基线的两端）拍摄同一景物的两张像片(称为立体像对或像对)；②两只眼睛分别观察像对中的一张像片；③观察时像对上各同名像点的连线要同人的眼睛基线大致平行，而且同名点间的距离一般要小于眼基线(或扩大后的眼基距)。
第六章航天遥感
一、航天遥感特点
与航空遥感相比，具有以下特点：
视野较为开阔；效率较高；费用较为低廉；可以进行周期性、重复性观测；地面分辨率较小。
二、常见遥感卫星姿态与轨道参数
遥感卫星的姿态
姿态对数据的质量有影响，必须测量、记录。
（一）三轴倾斜（二）振动
振动是指遥感卫星运行过程中除流动、俯仰与偏航以外的非系统的不稳定振动。
轨道参数：表示遥感卫星轨道特征的数值组称为轨道参数。
三、常见航天遥感系统轨道特点及主要传感器波段特点
（一）陆地卫星Landsat系列
ETM+各波段主要作用
Band 1蓝绿波段0.45-0.52，用于水体穿透,分辨土壤植被
Band 2绿色波段0.52-0.60，植被
Band 3红色波段0.63-0.69，处于叶绿素吸收区域, 用于观测道路/裸露土壤/植被种类效果很好
Band 4近红外0.76-0.90，用于估算生物数量, 尽管这个波段可以从植被中区分出水体，分辨潮湿土壤，但是对于道路辨认效果不如TM3
Band 5中红外1.55-1.75，用于分辨道路/裸露土壤/水, 它还能在不同植被之间有好的对比度, 并且有较好的穿透大气、云雾的能力。
Band 6热红外10.40-12.50，感应发出热辐射的目标。
Band 7中红外2.09-2.35，对于岩石/矿物的分辨很有用, 也可用于辨识植被覆盖和湿润土壤。Band 8微米全色0.52-0.90，得到的是黑白图象, 分辨率为15m, 用于增强分辨率, 提供分辨能力。
（二）SPOT系列
第七章微波遥感
微波是指波长1mm—1m(即频率300MHz~30GHz)的电磁波。
微波遥感也称雷达遥感，利用微波探测获得的图像也称雷达图像。雷达（Radar）意为无线电测距和定位。雷达是由发射机通过天线在很短的时间内，向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。一、微波遥感特点
全天候、全天时工作能力。不受云、雨、雾的影响。可在夜间工作。
对物体的穿透能力强。对于冰雪、土壤、混凝土、岩石和植物都有不同程度的穿透，最深可有20～30个波长。
对某些地物具有特殊的波谱特征。在微波波段，水的比辐射率为0.4，冰的比辐射率为0.99；而在红外波段，水的比辐射率为0.96，冰的比辐射率为0.92。
具有某些独特的探测能力。
广泛应用于海洋研究、陆地资源调查和地图制图。
二、微波传感器分类
（一）非成像传感器
微波散射计：测量地物散射或反射特性。
雷达高度计：测量目标物与遥感平台的距离。
（二）成像微波传感器
微波辐射计：主要用于探测地面各点的亮度温度并生成亮度温度图像。由于地面物体都具有发射微波的能力, 其发射强度与自身的亮度温度有关。通过扫描接收这些信号并换算成对应的亮度温度图, 对地面物体状况的探测很有意义。
侧视雷达是在飞机或卫星平台上由传感器向与飞行方向垂直的侧面, 发射一个窄的波束, 覆盖地面上这一侧面的一个条带, 然后接收在这一条带上地物的反射波, 从而形成一个图像带。随着飞行器前进, 不断地发射这种脉冲波束, 又不断地接收回波, 从而形成一幅一幅的雷达图像。
合成孔径雷达（SAR，synthetic aperture radar）：合成孔径雷达与侧视雷达类似, 也是在飞机或卫星平台上由传感器向与飞行方向垂直的侧面发射信号。所不同的是将发射和接收天线分成许多小单元, 每一单元发射和接收信号的时刻不同。由于天线位置不同，记录的回波相位和强度都不同。
第八章图像校正与增强& 第十章计算机信息提取
一、数字图像和图像数字化
（一）数字图像的概念
早期的遥感技术通过摄影成像方法得到的像片称之为光学图像。
能在计算机里存储、运算、显示和输出的图像称为数字图像。
（二）图像数字化
一幅光学图像经过上述离散取样，转化为数字图像的过程即图像数字化。
图像的数字化内容：
（1）图像空间位置的数字化，即图像的空间取样。
（2）图像灰度的数字化，即指从图像灰度的连续变化中进行离散的采样，目前经常使用的灰度量度有2级，64级，128级，256级。
遥感图像计算机处理的主要内容
１.图像校正：辐射校正、几何校正等；
2.增强处理：彩色增强、直方图增强、图像运算、多信息融合等；
3.图像变换：消除干扰、滤掉噪声、提高图像的质量，如Ｋ－Ｌ变换等；
4.计算机信息提取：非监督分类、监督分类、神经网络分类、模糊分类、空间信息撮等。
数字图像直方图是以每个像元为统计单元，表示图像中各亮度值或亮度值区间像元出现频率的分布图。
二、图像校正基本内容
（一）图像辐射校正
由于传感器响应特性和大气的吸收、散射及其它随机因素影响，导致图像模糊失真，造成图像分辨率和对比度相对下降。这些都需要通过辐射校正复原。包括：系统辐射校正、大气校正
1、系统辐射校正
（1）光学摄影机内部辐射误差校正
光学摄影机内部辐射误差主要是由镜头中心和边缘的透射光的强度不一致造成的，它使得在图像上不同位置的同一类地物有不同的灰度值。设原始图像灰度值g ，校正的图像灰度g ’,则有
g ’=g/cos θ
θ为像点成像时光线与主光轴夹角。
（2）光电扫描仪内部辐射误差的校正
两类误差：
a 、光电转换误差；
b 、探测器增益变化引起的误差。
消除方法：楔校准处理模型；增益校准模型。
大气的影响主要是减少了图像的对比度，使原始信号和背景信号都增加了因子。
2、大气校正
定义：指消除主要由大气散射引起的辐射误差的处理过程。
（1）公式法
与卫星扫描同步进行野外波谱测试，将地面测量结果与卫星影像对应像元亮度值进行回归分析，回归方程为：
式中，LAi 为卫星观测值；
Ri 为地面反射率；
a 和
b 为回归系数；
（2）回归分析法
由于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，因此可用长波数据来校正短波数据。
作法：在不受大气影响的波段（如TM5）和待校正的某一波段图像中，选择由最亮至最暗的一系列目标，将每一目标的两个待比较的波段灰度值提取出来进行回归分析，建立线性回归方程。
（二）几何校正的原理与方法
几何畸变：遥感图像在获取过程中由于多种原因导致景物中目标物相对位置的坐标关系在图像中发生变化。
几何校正的思想是：一是分析几何畸变的过程，建立几何畸变的数学模型，然后对此数学模型求逆函数，用此逆函数求得遥感图像畸变前的图像。二是利用实地测量的地物的真实坐标值，寻找实测值与畸变之后的图像之间的函数关系，从而得到几何校正的方法。实际工作中常常将两者相结合。
遥感图像几何校正包括光学校正（现在用的不多）和数字纠正两种方法。
数字纠正是通过计算机对图像每个像元逐个地解析纠正处理完成的，其包括两方面：一是像元坐标变换；二是像元灰度值重新计算（重采样）。 i Ai bR
a L +=
数字图像几何校正方法
数字图像几何校正方法有多项式纠正法和共线方程纠正法。前者常用。
多项式纠正法的基本思想：回避成像的空间几何过程，而真接对图像变形的本身进行数学模拟。
三、遥感图像增强
图像增强是为了突出图像中的某些信息（如强化图像高频分量，可使图像中物体轮廓清晰、细节明显），同时抑制或去除某些不需要的信息来提高遥感图像质量的处理方法。图像增强可以改善图像质量，使之更适于人的视觉或机器识别系统。遥感图像增强主要包括空域增强、频域增强、色彩增强等方法。
四、遥感图像专题分类
五、监督、非监督分类
数字遥感影像从分类执行方式上有非监督分类、监督分类。
（一）、非监督分类
非监督分类是在缺少已知条件的情况下，通过对输入像元数值自身规律性的统计运算，总结、归纳出所需参数和条件，获得判别函数或模式，进而进行分类。不需要先验知识，根据事先指定的某一准则，而进行计算机自动判别归类，无须人为干预，分类后需确定地面类别。波谱图形识别分类
聚类分析
（二）、监督分类
监督分类是通过对已知类别的样本统计运算得到分类参数、条件，确定和取得判别函数和模式。
常用的监督分类方法
最小距离分类法：以特征空间中距离作为像素分类依据
最大似然比分类法：求出每个像素对于各类别的归属概率，把该像素分到归属概率最大的类别中去。
六、计算机分类步骤
分类预处理：大气校正、几何校正与配准
特征选择：从遥感图像n个特征中选取k个更有效特征作为分类依据（这里n〉k）
分类
分类后处理
专题图制作
第九章遥感图像目视判读
9.1 目视判读原理
一、一般概念与图像判读过程
定义：遥感图像是探测目标地物综合信息的最直观、最丰富的载体，人们运用丰富的专业背景知识，通过肉眼观察，经过综合分析、逻辑推理、验证检查把这些信息提取和解析出来的过程叫目视判读。
二、遥感图像的认知过程
图像信息获取：人眼感受遥感图像中颜色、色调、形状和纹理等信息。
特征匹配：利用记忆存储中的地物类型模式与地物特征匹配的过程。
提出假设：从记忆的模式库中给出相似性最大的一种或几种地物“样本”作为假设。
图像辨识：做出决策。
三、目视判读标志
定义：遥感影像上那些能够作为分析、判断景观地物的影像特征称判读标志或解译标志。（一）直接解译标志
直接解译标志是判读目标自身特点在影像上的直接表现形式，概括说来，目标地物特征一般包括“色、形、位”三大类：
1.色：色调、阴影、颜色；
2.形；形状、大小、图案、纹理或质地；
3.位：位置、布局。
（二）间接解译标志
9.2 目视判读的方法与步骤
一、目视判读的方法
1.判断原则
（1）综合信息综合分析；
（2）多手段，多方法相结合；
（3）室内外结合、保证精度；
2.判读方法
（1）直接判定法；
（2）对比分析法；
（3）逻辑推理法；
二、遥感影像判读步骤
准备工作——准备资料；准备影像；分析影像；
室内判读——建立解译标志；初步解译；
野外工作——核实解决疑难；检查成果精度；其他野外工作；
成图总结——制图；提交成果；
1．遥感的基本概念。 广义：泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、重力场、声波、地震波的探测； 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．结合P2图，阐述遥感系统的组成。 被侧目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用. 3．按遥感平台、探测波段、传感器的工作方式来分，遥感可分成哪几种类型。 按遥感平台分类：地面遥感、航空遥感、航天遥感、航宇遥感 按探测波段分类：紫外遥感：探测波段在0.05-0.38微米； 可见光探测：探测波段为0.38-0.76微米； 红外遥感：探测波段在0.76-1000微米； 微波遥感：探测波段在1mm-1m，收集与记录目标物发射、散射的微波能量。 按工作方式分类：主动和被动遥感：二者主要区别在于传感器是否发射电磁波。被动式遥感是被动地接受 地表反射的电磁波，受天气状况的影响比较大。主动式遥感多为微波 波段，受天气和云层影响较小。 成像和非成像遥感：成像方式：把目标物发射或反射的电磁波能量以图像形式来表示。 非成像方式：将目标物发射或反射的电磁辐射的各种物理参数记录为 数据或曲线图形式，包括：光谱辐射计、散射计、高度计等。4．阐述遥感的特点。 ①大面积同步观测：传统地面调查实施困难，工作量大，遥感观测可以不受地面阻隔等限制。 ②时效性：可以短时间内对同一地区进行重复探测，发现地球上许多事物的动态变化，遥感大大提高了观测的时效性。这对天气预报、火灾、水灾等的灾情监测，以及军事行动等都非常重要。 ③数据的综合性和可比性：综合性是指，可以根据地物在不同波段的光谱特性，选取相应的波段组合来判断地物的属性。可比性是指，可以将不同传感器得到的数据或图像进行对比。 ④经济性：遥感的费用投入与所获得的效益，与传统的方法相比，可以大大的节省人力、物力、财力和时间、具有很高的经济效益和社会效益。 ⑤局限性：遥感技术所利用的电磁波有限，有待进一步开发，需要更高分辨率以及遥感以外的其他手段相配合，特别是地面调查和验证。 5．地物辐射和反射电磁波的特点有哪些。 6．什么叫电磁波谱。 按电磁波在真空中传播的波长或频率，递增或递减排列，则构成了电磁波谱。 7. 目前遥感所使用的电磁波有哪些波段（其波长范围、特点、应用）。 可见光波段：0.38-0.76 μm，作为鉴别物质特征的主要波段，是遥感中最常用的波段 红外波段：0.76—1000μm，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），可进行全天时遥感。 微波波段：1mm—1m，能穿透云、雾而不受天气影响，能进行全天时全天候的遥感探测。能直接透过植被、冰雪、土壤等表层覆盖物。 紫外线波段：0.01—0.4μm，主要用于探测碳酸盐岩的分布和油污染的监测。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。 8.大气对太阳辐射的影响有哪些。 吸收、散射及反射作用、折射。 11.大气对太阳辐射的吸收带主要位于哪几个波段? 在紫外——微波之间，具明显吸收作用的主要是O3、O2、CO2和H20；此外NO2、CH4对电磁辐射也有吸收，多种成份吸收特定波和的电磁波，形成相应的吸收带。
遥感基本知识总结 一. 遥感的基本概念 1. 遥感的基本知识 “遥感”一词来自英语Remote Sensing，从字面上理解就是“遥远的感知”之意。顾名 思义，遥感就是不直接接触物体，从远处通过探测仪器接受来自目标物体的电磁波信息，经过对信息的处理，判别出目标物体的属性。 实际工作中，重力、磁力、声波、机械波等的探测被划为物理探测（物探）的范畴，因 此，只有电磁波探测属于遥感的范畴。 根据遥感的定义，遥感系统包括：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这五大部分。 1. 目标物的电磁波特性 任何目标物体都具有发射、反射和吸收电磁波的性质，这是遥感探测的依据。 2. 信息的获取 接受、记录目标物体电磁波特征的仪器，称为“传感器”或者“遥感器”。如：雷达、扫描仪、摄影机、辐射计等。 3. 信息的接收 传感器接受目标地物的电磁波信息，记录在数字磁介质或者胶片上。胶片由人或回收舱 送至地面回收，而数字介质上记录的信息则可通过卫星上的微波天线输送到地面的卫星接收 站。 4. 信息的处理 地面站接收到遥感卫星发送来的数字信息，记录在高密度的磁介质上，并进行一系列的 处理，如信息恢复、辐射校正、卫星姿态校正、投影变换等，再转换为用户可以使用的通用 数据格式，或者转换为模拟信号记录在胶片上，才能被用户使用。 5. 信息的应用 遥感技术是一个综合性的系统，它涉及到航空、航天、光电、物理、计算机和信息科学 以及诸多应用领域，它的发展与这些科学紧密相关。 2. 遥感的分类 1）按遥感平台分 地面遥感：传感器设置在地面上，如：车载、手提、固定或活动高架平台。 航空遥感：传感器设置在航空器上，如：飞机、气球等。 航天遥感：传感器设置在航天器上，如：人造地球卫星、航天飞机等。 2）按传感器的探测波段分 紫外遥感：探测波段在0.05~0.38μm之间。 可见光遥感：探测波段在0.38~0.76μm之间。 红外遥感：探测波段在0.76~1000μm之间。 微波遥感：探测波段在1mm~10m之间。
电磁波遥感原理：一切物质由于其种类、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性。 波的概念：波是振动在空间的传播。 机械波：声波、水波和地震波 电磁波（ElectroMagnetic Spectrum ):由振源发出的电磁振荡在空气中传播。 电磁波是通过电场和磁场之间相互联系 电磁辐射:这种电磁能量的传递过程（包括辐射、吸收、反射和透射）称为电磁辐射。 电磁波谱：将各种电磁波在真空中的波长按其长短，依次排列制成的图表。 可见光：0.38-0.76 μm，鉴别物质特征的主要波段；是遥感最常用的波段。 基尔霍夫：良好的吸收体也是良好的辐射体 黑体辐射(Black Body Radiation )：黑体的热辐射称为黑体辐射。 普朗克定律:黑体辐射电磁波的能量和波长由它的温度唯一决定 大气窗口：通过大气而较少被反射、吸收或散射的透射率较高的电磁辐射波段。 地物波谱:地物波谱是地物各自具有的电磁波特性（发射辐射或者反射辐射） 地物反射率：地物对某一波段的反射能量与入射能量之比。反射率随入射波长而变化。 地球同步轨道：卫星运行与地球自转周期相同，轨道面可与地球赤道面相交，也可重合，若重合，即为地球静止轨道。 地球静止轨道：卫星与地球绕地轴作同步运转，卫星看起来似乎悬在空中不动。24小时绕地球一周，因而其距地约35400-37000公里。太阳同步轨道：卫星轨道与太阳同步，是指卫星轨道面与太阳地球连线之间在黄道面的夹角，不随地球绕太阳公转而改变。 重复周期:指卫星从某地上空开始运行，经过若干时间的运行后，回到该地空时所需要的天数。 雷达:是用无线电波探测物体并测定物体距离的仪器 采样：空间坐标数字化 量化：图像灰度的数字化 地球投影：将地表的球面点转换到平面 投影方式：等角投影、等积投影等 遥感图像构像方程：指地物点在图像上的图像坐标（x，y）和其在地面对应点的坐标(X,Y,Z)之间的数学关系 几何畸变：遥感图像的几何位置上发生变化，产生诸如行列不均匀，像元大小与地面大小对应不准确，地物形状不规则变化等变形 图像融合：将多源遥感图像按照一定的算法，在规定的地理坐标系，生成新的图像的过程 直方图均衡:将随机分布的图像直方图修改成均匀分布的直方图，其实质是对图像进行非线 判读标志：各种地物在图像上的各种特有表现形式，通常包括形状、大小、图形、阴影、位置、纹理、类型等 空间分辨力：传感器瞬时视场所观察到地面的大小 几何分辨力：能分辨出的最小地物的大小。 时间分辨率：我们把传感器对同一目标进行重复探测时，相邻两次探测的时间间隔成为遥感图像的时间分辨率。 监督分类：已知遥感图像上样本区地物的类属，利用这些样本类别的特征作为依据来识别非样本数据的类别。
第一章 1、遥感的定义：通过不接触被探测的目标，利用传感器获取目标数据，通过对数据进行分析，获取被探测目标、区域和现象的有用信息 2、广义的遥感：在不直接接触的情况下，对目标物或自然现象远距离感知的一种探测技术。 3、狭义的遥感：指在高空和外层空间的各种平台上，应用各种传感器（摄影仪、扫描仪和雷达等）获取地表的信息，通过数据的传输和处理，从而实现研究地面物体形状、大小、位置、性质以及环境的相互关系。 4、探测依据：目标物与电磁波的相互作用，构成了目标物的电磁波特性。（信息被探测的依据）传感器能收集地表信息，因为地表任何物体表面都辐射电磁波，同时也反射入照的电磁波。地表任何物体表面，随其材料、结构、物理/化学特性，呈现自己的波谱辐射亮度。 5、遥感的特点：1)手段多，获取的信息量大。波段的延长（可见光、红外、微波）使对地球的观测走向了全天候全天时。 2)宏观性，综合性。覆盖范围大，信息丰富，一景TM影像185×185km2，可见的，潜在的各类地表景观信息。 3)时间周期短。重复探测，有利于进行动态分析 6、遥感数据处理过程 7、遥感系统：1）被探测目标携带信息 2）电磁波辐射信息的获取 3）信息的传输和记录 4）信息的处理和应用 第三章 1、电磁波的概念：在真空或物质中电场和磁场的相互振荡以及振动而进行传输的能量波。 2、电磁波特征（特征及体现）：1)波动性：电磁辐射以波动的形式在空间中传播 2)粒子性：以电磁波形式传播出去的能量为辐射能，其传播也表现为光子组成的粒子流的运动 紫外线、X射线、γ射线——粒子性 可见光、红外线——波动性、粒子性 微波、无线电波——波动性 3、叠加原理：当空间同时存在由两个或两个以上的波源产生的波时，每个波并不因其他的波的存在而改变其传播规律，仍保持原有的频率（或波长）和振动方向，按照自己的传播方向继续前进，而空间相遇的点的振动的物理量，则等于各个独立波在该点激起的振动的物理量之和。 4、相干性与非相干性：由叠加原理可知，当两列频率、振动方向相同，相位相同或相位差恒定的电磁波叠加时，在空间会出现某些地方的振动始终加强，另一些地方的振动始终减弱或完全抵消，这种现象叫电磁波的相干性。没有固定相位关系的两列电磁波叠加时，没有一定的规律可循，这种现象叫电磁波的非相干性
本科学生实验报告 姓名周文娜学号094130090 专业＿地理科学＿班级 B 实验课程名称遥感导论 实验名称遥感图像分类---监督分类，非监 督分类 指导教师及职称胡文英 开课学期2011 ＿至＿＿2011 学年＿下学期云南师范大学旅游与地理科学学院编印
一、实验准备 实验名称：遥感图像分类---监督分类，非监督分类 实验时间：2011年6月10日 实验类型：□验证实验□综合实验□设计实验 1、实验目的和要求： （1）理解计算机图像分类的基本原理以及监督分类的过程，达到能熟练地对遥感图像进行监督分类的目的。 （2）进一步理解计算机图像分类的基本原理以及监督分类的过程，达到能熟练地对遥感图像进行监督分类的目的，同时深刻理解监督分类与非监督分类的区别。 2、实验相关设备： 计算机一台，及ERDAS软件 3、实验理论依据或知识背景： （1）监督分类的概念： 首先需要从研究区域选取有代表性的训练场地作为样本。根据已知训练区提供的样本,通过选择特征参数(如像素亮度均值、差等),建立判别函数,据此对样本像元进行分类,依据样本类别的特征来识别非样本像元的归属类别。 监督分类包括利用训练区样本建立判别函数的“学习”过程和把待分像元代入判别函数进行判别的过程。 （2）非监督分类的概念： 非监督分类的前提是假定遥感影像上的同类物体在同样条件下具有相同的光谱信息特征。非监督分类方法不必对影像地物获取先验知识,仅依靠影像上不同类地物光谱信息(或纹理信息)进行特征提取,再统计特征的差别来达到分类的目的,最后对巳分出的各个类别的实际属性进行确认。 监督分类和非监督分类的根本区别点在于是否利用训练场地来获取先验的类别知识,监督分类根据训练场提供的样本选择特征参数,建立判别函数,对待分类点进行分类。因此,训练场地选择是监督分类的关键。由于训练场地要求有代表性, 训练样本的选择要考虑到地物光谱特征,样本数目要能满足分类的要求,有时这些还不易做到, 这是监督分类不足之处。
遥感的定义： 遥感是指利用飞机、卫星或其他飞行器等运载工具（平台）上安装的某种装置（传感器），探测目标的特征信息（电磁波的反射或发射辐射），经过传输、处理，从中提取感兴趣信息的过程 遥感类型:按平台分为地面遥感、航空遥感、航天遥感、宇航遥感 遥感信息特点： （1）真实性、客观性 （2）探测范围大 （3）资料新颖且能迅速反应动态变化 （4）成图迅速 （5）收集资料方便 遥感系统的组成： 1、目标的信息特性 2、目标信息的传输 3、空间信息的采集 4、地面接收与预处理 5、信息处理 6、信息分析与应用
电磁波：交互变化的电磁场在空间的传播。 （1）电磁波与电磁波谱红外划分 ※紫外线：波长范围为0.01～0.38um，太阳光谱中只有0.3～0.38um波长的光到达地面，对油污染敏感，但探测高度在2000m 以下。 ※可见光：波长范围0.38～0.76um，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0.76～1000um，根据性质可分为近红外、中红外、远红外和超远红外。 ※微波：波长范围为1mm～1m，穿透性好，不受云雾的影响。红外划分： ※近红外：0.76～3.0um，与可见光相似。 ※中红外：3.0～6.0um，地面常温下的辐射波长，有热感，又
叫热红外。 ※远红外：6.0～15.0um，地面常温下的辐射波长，有热感，又叫热红外。 ※超远红外：15.0～1000um，多被大气吸收，遥感探测器一般无法探测。 偏振：指横波的振动矢量偏于某些方向的现象或振动方向对于传播方向的不对称性。 黑体：在任何温度下，对各种波长的电磁辐射的吸收系数等于1（100%）的物体。 ※黑体辐射：黑体的热辐射称为黑体辐射。 黑体辐射定律：包括普朗克定律，玻尔兹曼定律，维恩位移定律，瑞里—金斯公式（注：基尔霍夫定律是一般物体发射定律。） 发射率概念：地物的辐射出射度（单位面积上发出的辐射总通量）W与同温度下的黑体辐射出射度 W黑的比值。 按照发射率与波长的关系，把地物分为： 黑体或绝对黑体：发射率为1，常数 灰体：发射率小于1，常数 选择性辐射体：反射率小于1，且随波长而变化。 物体的发射辐射—基尔霍夫定律：在一定温度下，地物单位面积上的辐射通量W和吸收率之比，对于任何物体都是一个常数，并等于该温度下同面积黑体辐射通量W 黑。在给定的温度下，物体的发射率=吸收率（同一波段）；吸收率越大，发射率也越
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
遥感导论知识点整理 【题型】 一、选择题 二、填空题 三、名词解释 四、简答题 五、论述题 注意：标注页码的地方比较难理解，希望大家多看看书，看看ppt。【第一章】绪论 1、【名】遥感（remote sensing） 广义：泛指一切无接触的远距离探测； 定义：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、遥感系统 包括：被测目标的信息特征（信息源）、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用。（5个哦亲！详见书第2页图哈~） 3、【名】信息源：任何目标具有发射、反射和吸收电磁波的性质，被称为遥感的信息源。 4、遥感的类型： a)按照遥感平台分 地面遥感、航空遥感、航天（空间）遥感、航宇遥感 b)按传感器的探测波段分 紫外遥感（0.05μm-0.38μm）、可见光遥感(0.38-0.76μm)、红外遥感（0.76-1000μm）、微波遥感（1mm-10m） c)按工作方式分 主动遥感、被动遥感；成像遥感、非成像遥感 5、遥感的特点：大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性、经济性 6、遥感发展简史 Remote Sensing 的提出：美国学者布鲁伊特于1960年提出，61年正式通过。 遥感发展的三个阶段：
（1）萌芽阶段 1839年，达格雷发表第一张空中相片； 1858年，法国人用气球携带照相机拍摄了巴黎的空中照片。 1882年，英国人用风筝拍摄地面照片； J N Niepce (1826, France) The world’s first photographic image Intrepid balloon, 1862 1906, Kites Pigeons, 1903. （2）航空遥感阶段 1903年，莱特兄弟发明飞机，创造了条件。 1909年，意大利人首次利用飞机拍摄地面照片。 一战中，航空照相技术用于获取军事情报。 一战后，航空摄影用于地形测绘和森林调查与地质调查。 1930年，美国开始全国航空摄影测量。 1937年，出现了彩色航空像片。 （3）航天遥感阶段 1957年，苏联发射第一颗人造地球卫星，意义重大。 70年代美国的陆地卫星 法国的Spot卫星 发展中国家的情况：中国，印度，巴西等。 卫星遥感 Landsat Spot NOAA EO-1 Terra/modis Ikonos 7、我国遥感发展概况 50年代航空摄影和应用工作。 60年代，航空摄影工作初具规模，应用范围不断扩大。 70年代，腾冲遥感实验获得巨大成功。 70.4.24发射第一颗人造地球卫星。 80年代是大发展阶段。 目前在轨运行卫星：海洋卫星、气象卫星、中巴资源卫星、环境卫星等。 8、遥感的应用 （1）资源调查与应用 1. 在农业、林业方面的应用 农、林土地资源调查、病虫害、土壤干旱、盐化沙化的调查及监测。 土地利用类型调查 精细农业 作物估产 “三北”防护林遥感综合调查
遥感技术基础课后作业(一) 一、名词解释 1、遥感：是一种远距离的、非接触的目标探测技术。通过对目标进行探测，获取目标的观测数据，然后对获取的观测数据进行加工处理，从而实现对目标的定位、定性、定量和变化规律的描述（即认识观测对象）。 2、遥感技术系统：从空间分布的角度：空间部分（空基系统）、地面部分（地基系统）。 从功能的角度：观测系统、数据传输与接收系统、数据处理系统、应用系统。 3、电磁波谱：将电磁波在真空中按照波长或频率依大小顺序划分成波段并排列成谱。 4、瑞利散射：由尺寸远远小于电磁波波长λ的微粒引起的散射。 5、米氏散射：由尺寸与波长λ相当的微粒（水滴、烟尘、花粉、气溶胶）引起的散射。 6、大气层窗口：电磁波辐射在大气传输中透过率比较高的波段。 7、镜面反射：电磁波照射到光滑的表面上，引起的一种入射角和反射角相等的反射。 8、漫反射：电磁波照射到一定粗糙程度的表面上，引起的一种不论入射方向如何，各个方向都有反射光，并且从各个方向观察到的反射亮度是相同的的一种反射。（在物体表面的各个方向上都有反射能量的分布的一种反射） 9、方向反射：由于地形起伏和地面结构的复杂性，电磁波往往在某些方向上反射最强烈。 10、反射率：物体的反射通量（单位时间内的反射能量）与入射通量之比，即ρ＝Eρ/E。 11、波谱反射率：地物在某波段的反射通量与该波段的入射通量之比。 12、波谱反射特性：地物波（光）谱反射率随波长变化而变化的特性。 13、遥感平台：遥感过程中，搭载传感器（成像设备）的工具。 14、卫星轨道根数：用于确定轨道形状及卫星在某时刻的位置需要的参数。（表示卫星运动轨道特征的参数） 15、近极轨道：环绕地球两极并且轨道倾角约为90度附近的卫星轨道。 16、太阳同步轨道：卫星轨道面与太阳地球连线之间的夹角不随地球绕太阳公转而变化的轨道。（太阳高度角不发生变化的卫星轨道） 二、问答题 1、遥感中为什么要讲电磁波知识？ 遥感是一种远距离的、非接触的目标探测技术。通过对目标进行探测，获取目标的观测数据，然后对获取的观测数据进行加工处理，从而实现对目标的定位、定性、定量和变化规律的描述（即认识观测对象）。遥感的任务，是通过探测和记录观测对象反射或辐射的电磁波，并对其进行处理、分析和应用来实现的。 遥感中的问题：1、观测对象（称为“地物”）的表现形式（色调或颜色）、2、传感器的设计；3、观测图像的识别与理解。这些问题与电磁波有关，所以需要了解电磁波。 2、电磁波有哪四个要素。 波长（相邻两个波峰（或波谷）之间的距离）；振幅；传播方向；偏振面（包含电场矢量的平面）。 3、晴朗的天空为什么呈蓝色? 当天空晴朗时，空气中的微粒（水分子、气体分子）尺寸远远小于可见光的波长，从而引发瑞利散射，并且微粒的散射能力与波长的关系为：γ∝ 1/λ4 。所以波长越短，散射能力越强。在三原色中，蓝色波段的波长最短，所以散射的能力最强。所以天空成蓝色。 4、云、雾为什么呈白色？ 云雾是由大气中的气溶胶、液溶胶组成，所以它们的微粒半径尺大于可见光波长，此时会发生米氏散射，而米式散射的强度几乎与波长无关，所以各波段的散射几乎相同，云雾呈白色。 5、遥感是根据什么要选择大气窗口的？ 大气窗口表示的是电磁波辐射在大气传输中透过率比较高的波段，所以选择大气窗口时要先考虑大气透过率；其次，因为遥感需要使用电磁波去分辨地物，所以该电磁波需要对不同的地物有不同的反射率，便于进行区分。 6、当太阳光入射到地面时，为什么会发生三种不同形式的反射？ 由于不同地区的地物表面的粗糙程度是不一样的，并且电磁波入射到地面的波长和入射角也有不同，所以导致产生的三种不同形式的散射。 7、结合健康的绿色植被的反射特性曲线，说明在进行森林普查时为什么要选择近红外波段进行遥感？监测森林病虫害的原理是什么？ 8、试绘出一些常见的地物（雪地、阔叶树、针叶树、水体）在可见光和近红外波段的反射波谱特性曲线，并说明它们的差异对遥感图像色调的影响。（课本P21页） 10、遥感为什么要使用近极轨道？ 通过近极轨道，卫星可以观察到地面目标区域就越广，进而可以获得全球覆盖。 11、遥感为什么要使用太阳同步轨道？ （1）能使卫星以同一地方时飞过成像区域上空，成像区域在每次成像时都处于基本相同的光照条件，便于监测地物的变化情况。 （2）对卫星工程设计及遥感仪器工作非常有利 （3）有利于温度控制系统的设计 12、遥感平台的姿态及其对遥感成像的影响？ 遥感平台的姿态主要有：滚动、俯仰、偏航三种姿态。 不同的姿态对遥感成像有不同的影响。 滚动和俯仰会导致遥感图像出现的非线性变形，而偏航会导致其发生线性变形。三、论述题 1、遥感的主要使命和任务。 遥感是利用地面目标反射或辐射电磁波的固有特性，通过观察目标的电磁波信息以达到获取目标的几何信息和物理属性的目的。它主要应用于：农林、地质、水文、海洋、气象、环境。从室内的近景摄影测量大大范围的陆地、海洋信息的采集以致全球范围内的环境变化监测，遥感技术都发挥着巨大的作用。它的主要任务有：资源勘查、环境监测、植被监测、沙漠化监测、气象分析。 定性（是什么？）、定量（有什么？）、定位（在哪里？）、演变规律分析（变化否？） 2、遥感技术的主要特点和优势。 初级阶段遥感技术的特点：完善了地面到空中取得像片的手段；对像片的几何、物理特性还没有深入的研究。 发展阶段的特点：航空摄影测量的手段、方法、原理及多光谱、彩色摄影、机载侧视雷达成像技术成熟；使用多样化平台（飞机、气球、火箭等）出现了判读仪器，对像片的几何，物理特性有一定的认识；开始用于规模军事侦察和地形测图。 飞跃时期遥感技术的特点：光机扫描、CCD扫描仪成像技术、星载SAR技术成熟；成像幅面大、覆盖范围广，基本全球成像；影像获取速度快，易于重复观测；用于资源勘查、军事侦察、地形测图；波段数目多，可用波谱范围宽。遥感技术的优势？（自行解答） 课件答案：效率高，效益好（特别大范围、宏观、境外等应用）；客观性好（与传统方法比较）；适合动态监测、变化规律研究（传输型卫星可周期性观测）。 遥感技术基础课后作业（二） 名词解释： 传感器：收集、探测、处理和记录物体电磁波辐射信息的设备 画幅式传感器：在空间摄站上摄影的瞬间，地面上视场范围内的目标的辐射信息一次性地通过镜头中心后在焦平面上成像的成像装置。 推扫式传感器：在城乡过程中，采取线阵列或面阵列的形式对地面垂直目标进行推扫以获得电磁波信息的成像装置。 側扫式传感器：又称光学传感器，借助于遥感平台沿飞行方向运动和遥感器本身光学机械横向扫描达到地面覆盖，得到地面条带图像的成像装置。 多光谱传感器：同一瞬间，对同一景物进行摄影，并分波段记录景物辐射来的电磁波信息，形成一组多波段黑白图像的成像装置。 同轨立体观测：在同一条轨道的方向上获取立体影像的观测方法。 异轨立体观测：在不同轨道上获取立体影像的观测方法。 黑白图像：只有亮度差别，无色彩差别的图像。 彩色图像：具有色调、饱和度和亮度等色彩信息。彩色图像一般分为：真彩色图像、假彩色图像。 全色图像：黑白图像的一种，记录了所能探测到的景物所有电磁波信息（一般包括可见光和部分近红外）的黑白图像。 多光谱图像：对同一景物进行摄影时，分波段记录景物辐射来的电磁波信息，形成的一组多波段黑白图像，不同波段图像在几何上是完全配准的，但记录的是景物在不同波段范围内的电磁波信息。 热红外图像：记录的是地物热辐射信息的遥感图像。 微波图像：记录的是波长在1mm～1m之间范围内的地物辐射信息的遥感图像。画幅式图像：由画幅式相机拍摄的具有面中心对称特性的图像。 面中心投影图像：地面上所有点均通过投影中心在投影平面上成像，图像几何关系稳定。 面阵图像：即面中心投影图像。 线中心投影图像：同一幅图像有多条扫描线构成，任意一条扫描线上的点都通过某一投影中心成像，扫描线内几何关系稳定。 线阵图像：即线中心投影。 点中心投影图像：同一幅图像有许多扫描点构成，每一扫描点的几何关系都不一样。 立体图像：两幅同一地区不同角度的立体像对。 空间分辨率：图像上能够分辨的最小单元所对应地面尺寸。 光谱分辨率：反映了传感器的光谱探测能力。它包括传感器探测的波谱宽度、波段数、各波段的波长范围和间隔。 辐射分辨率：反映了传感器对电磁波探测的灵敏度。对图像的色调和表面细节有影响。 时相分辨率：是相邻两次对地面同一区域进行观测的时间间隔。 Landsat卫星：美国发射的用于进行地球资源勘查的系列卫星，至今为止已经发射了7颗（一颗失踪），现在正常运行的是4，5号卫星。4、5号卫星的轨道高度是705千米，轨道倾角是98度，太阳同步准回归轨道，准回归周期是17天，星体上分别携带了MSS（4波段）、TM（7波段）传感器。7号卫星的轨道高度705.3千米，轨道倾角是98.2度，准回归周期是16天，星体上携带了ETM+（7波段、1全色）、SEAWIFS传感器。 SPOT卫星：法国发射的高性能地球观测系列卫星，至今已经发射4颗，现在正常运行的有2、4、5号卫星。卫星的高度统一为830千米，轨道倾角为98.7度，太阳同步准回归轨道，回归周期26天，1、2、3号卫星上携带了HRV（3波段、1全色）传感器，4号卫星上携带HRVIR（4波段、1全色）传感器。IKONOS卫星：美国SpaceImaging公司1999发射的新一代高分辨率卫星中的第一颗商业卫星，轨道高度为681千米、轨道面倾角为98.1度的太阳同步轨道。星体上携带了SPACEIMAGING（4波段、1全色）传感器 Landsat图像：由Landsa卫星拍摄的图像，MSS传感器所得到的图像的空间分辨率为80米，TM传感器的分辨率为30米，ETM+传感器的分辨率为30米，
线性阵列式扫描较光机扫描的优点： 1.线性阵列扫描可以为每个探测器提供较长的停留时间，以便更充 分测量地面分辨单元的能量。 2.因探测器元件之间有固定的关系，可消除扫描过程中扫描镜变化 引起的几何误差，具有更大的稳定性。线性阵列系统的完整性更 好，几何精度更高。 3. CCD是固态微电子装置，体积小、重量轻、能耗低。 4.由于没有光机扫描仪的机械运动部件，线性系统稳定性更好，结 构的可靠性高，使用寿命更长。 线性阵列式扫描的缺点： 1.探测器之间灵敏度的差异，会产生带装噪声，需要校准； 2.总视场不如光机扫描仪 3.长于近红外波段的CCD探测器的光谱灵敏度商受到限制。
90度，卫星要在两极附近通过。 地球同步卫星： 定义圆形轨道与赤道面重合，与地球同步运转，对地相对静止 的卫星。也即倾角为零的圆形同步地球轨道卫星。 Multi-Band Data ? Band interleaved by pixel (BIP) –Each row of the data grid contains the digital number value for each pixel and for each band sequentially ? Band interleaved by line (BIL) –Each row of the data grid contains the digital number value for each band ? Band sequential (BSQ) – Digital numbers for a each band are stored in their entire grid followed by the next band
遥感概论—刘朝顺 第一章绪论 一、遥感的概念 1.广义：：泛指各种非接触的、远距离的探测技术，包括对电磁场、力场、机械波（声波、地震波）等的探测。 2.狭义：：是一门新兴的科学技术，主要指从远距离、高空以至外层空间的平台上，利用可见光、红外、微波等探测器，通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理，从而识别地面物质的性质和运动状态的现代化技术系统。 二、什么是传感器 1.地物空间信息主要由搭载在遥感平台上的传感器来获取。 2.传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。 3.分类：摄影类型的传感器；扫描成像类型的传感器；雷达成像类型的传感器；非图像类型的传感器。 4.构造： 1）收集器：收集地物辐射来的能量。具体的元件如透镜组、反射镜组、天线等。 2）探测器：将收集的辐射能转变成化学能或电能。具体的无器件如感光胶片、光电管、光敏和热敏探测元件、共振腔谐振器等。 3）处理器：对收集的信号进行处理。如显影、定影、信号放大、变
换、校正和编码等。具体的处理器类型有摄影处理装置和电子处理装置。 4）输出器：输出获取的数据。输出器类型有扫描晒像仪、阴极射线管、电视显像管、磁带记录仪、XY彩色喷笔记录仪等等。 三、遥感的特点 1空间特性：视域范围大，具有宏观特性。 2.光谱特性：探测的波段从可见光向两侧延伸,扩大了地物特性的研究范围。 3.时相特性：周期成像，有利于进行动态研究和环境监测。 4.大面积的同步观测。 5.时效性- 动态、快速获取监测范围数据。 6.数据的综合性和可比性。 7.经济性－应用领域多，经济效益高。 8.局限性。 四、遥感的发展历史 1.无记录的地面遥感阶段 2.有记录的地面遥感阶段（萌芽阶段） 3.航空遥感阶段 4.航天遥感阶段 第二章电磁辐射与地物光谱特征（理解PPT） 一、电磁波谱 1.电磁波谱：按照电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减排列
遥感导论知识点小结 1．遥感技术系统的组成 被测目标的信息特征、信息的火枪、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用。2．遥感的类型 1）按遥感平台分为地面遥感、航空遥感、航天遥感； 2）按工作方式分为主动遥感和被动遥感； 3）按探测波段分为：紫外遥感（0.3-0.4）；可见光（0.4-0.7）；红外（0.7-14mm）； 微波（0.1-100cm）等。 3．遥感技术的特点 大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性、经济性、局限性。 4．电磁波的主要参数 1）波长（Wavelength）：指波在一个振动周期内传播的距离。即沿波的传播方向，两个相邻的同相位点（如波峰或波谷）间的距离。 2）周期：波前进一个波长那样距离所需的时间。 3）频率（frequency）：指单位时间内，完成振动或振荡的次数或周期（T），用V示。 注：一般可用波长或频率来描述或定义电磁波谱的范围。在可见光——红外遥感中多用波长，在微波遥感中多用频率。 4）振幅（Amplitude）：表示电场振动的强度。它被定义为振动物理量偏离平衡位置的最大位移，即每个波峰的高度。 5）电磁波谱：将各种电磁波在真空中的波长按其长短，依次排列制成的图表。5．常用电磁波波段特性 1）紫外线（UV）：0.01-0.4μm，碳酸盐岩分布、水面油污染； 2）可见光：0.4-0.76 μm，鉴别物质特征的主要波段；是遥感最常用的波段； 3）红外线（IR）：0.76-1000 μm。近红外0.76-3.0 μm’中红外3.0-6.0 μm；远红外6.0-15.0 μm；超远红外15-1000 μm；（近红外又称光红外或反射红外；中红外和远红外又称热红外。） 4）微波：1mm-1m。全天候遥感；有主动与被动之分；具有穿透能力；发展潜力大。6．地物的反射光谱特性
第一绪论 1、环境空间数据获取的方法： 基于地面的采集方法：现场观测、实际测量、实际调查 基于遥感的采集方法 2、遥感的概念： 即遥远的感知，是一种不直接接触物体而取得其信息的探测技术。 从远处探测、感知物体或事物的技术。即不直接接触物体本身，从远处通过各种传 感器探测和接收来自目标物体的信息，经过信息的传输及处理分析，来识别物体的属性 及其分布等特征的综合技术。 是应用探测仪器，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，接触处物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。 3、遥感系统包括： 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、信息的应用。其息的处理包括：辐射校正、姿态校正、几何校正、增强处理、聚合分类。 4、遥感的分类：（P4） a.按遥感平台：地面、航空、航天、航宇 b.按探测波段：紫外、可见光、红外、微波、多波段 c.按工作方式：主动、被动 d.按应用领域： e.按传感器：地磁波、高光谱、声波、重力、磁力、地震波 f.按照资料的记录方式：成像方式、非成像方式 5、遥感的特点： 宏观性、时效性、综合性(概括性 )、经济性、局限性 6、遥感技术发展的四个阶段： a.瞬时信息的定性分析阶段（是什么） b.空间信息的定位分析阶段（在哪里） c.时间信息的趋势分析阶段（如何变化） d.环境信息的综合分析阶段(多源信息的复合 ) 第二章电磁辐射与地物光谱特征 1、电磁波谱：按电磁波在真空中传播的波长与频率，递增或递减排列，构成了电磁 波谱。（波长由小到大）：γ射线、 X 射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波（微波、超短波、短波、中波、长波）。 2、目前遥感应用的各电磁波波段及特征： 0.01-0.4 mμ源于太阳辐射应用于荧石矿、石油勘探
遥感指非接触的，远距离的探测技术。 遥感卫星则是指用作外层空间遥感平台的人造卫星。遥感卫星主要用于科学试验、国土资源普查、农作物估产和防灾减灾等领域。它可以在轨道上运行数年，能在规定的时间内覆盖整个地球或指定的任何区域。当沿地球同步轨道运行时，它能连续地对地球表面某指定地域进行远距离的探测。所有的遥感卫星都需要有遥感卫星地面站，卫星获得的图像数据通过无线电波传输到地面站，地面站发出指令以控制卫星运行和工作。 9月8日，搭载遥感卫星二十一号的长征四号乙运载火箭点火升空。当日11时22分，我国在太原卫星发射中心用长征四号乙运载火箭，成功将遥感卫星二十一号发射升空，卫星顺利进入预定轨道。此次任务还同时搭载发射了国防科技大学研制的天拓二号卫星。遥感卫星二十一号，主要用于科学试验、国土资源普查、农作物估产及防灾减灾等领域。天拓二号卫星主要用于小卫星技术试验。这是长征系列运载火箭的第193次飞行。 19日11时15分，我国在太原卫星发射中心用长征四号乙运载火箭成功发射“高分二号”卫星，卫星顺利进入预定轨道。据了解，这颗卫星系目前我国分辨率最高的光学对地观测卫星，使国产光学遥感卫星空间分辨率首次精确到1米。 光学遥感卫星的分辨率优于1米即达到亚米级，是现在国际上遥感卫星最高分辨率等级。“高分二号”卫星是高分辨率对地观测系统重大专项首批启动立项的重要项目之一。“高分二号”卫星投入使用后，将与在轨运行的“高分一号”卫星相互配合，推动高分辨率卫星数据应用，为土地利用动态监测等行业和首都经济圈等区域应用提供服务支撑。 第一章、绪论 遥感（Remote Sensing)：从远处探测、感知物体或事物的技术。即不直接接触物体本身，从远处通过各种传感器探测和接收来自目标物体的信息，经过信息的传输及其处理分析，来识别物体的属性及其分布等特征的综合技术。 遥感的系统组成：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。 遥感按传感器的探测波段分类： 紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感。 遥感的特点：宏观性、综合性。覆盖范围大、信息丰富。 （简填）多波段性。波段的延长使对地球的观测走向了全天候。 多时相性。重复探测，有利于进行动态分析。 第二章、电磁辐射与地物光谱特征 瑞利散射：当微粒的直径比辐射波长小得多时，此时的散射称为瑞利散射。 粒子直径小于波长.（N/CO2/O3/O） 对可见光明显，波长越长散射越弱. 影像中霭、雾产生的主要原因. 米氏散射：当微粒的直径与辐射波长差不多时的大气散射。 粒子直径与波长相当.（烟/尘埃/小水滴） 方向性明显. 潮湿天气影响大. 无选择性散射：当微粒的直径比辐射波长大得多时所发生的散射。符合无选择性散射条件的波段中，任何波段的散射强度相同。 粒子直径比波长大得多.（水滴） 散射强度与波长无关. 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
遥感复习重点 第一章绪论 1.遥感的基本概念（广义与狭义） 广义遥感：泛指一切无接触的远距离探测，包括电磁场、力场、机械波(声波、地震波)等探测。 狭义遥感：仅指应用探测仪器，不与探测目标接触，从远处将目标电磁波特性纪录下来，通过分析，解释物体特征性质及其变化的综合性探测技术。 补充层面：因此，又可以说：遥感是以电磁波与地表物质相互作用为基础，探测、分析和研究地球资源与环境，揭示地球表面各种要素的空间分布特征和时空变化规律的一门科学技术。 2.遥感、遥测、遥控的区别 遥感区别于遥测(Telemetry)和遥控(Remote Control)。 遥测指对被测物体某些运动参数和性质进行远距离测量技术。 遥控指远距离控制运动物体的运动状态和运动过程技术。 完成空间遥感过程往往需要综合运用遥测技术和遥控技术。例如，卫星遥感必须测定卫星运行参数\控制卫星运行姿态等。 3遥感系统组成 遥感系统包括：被探测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用5大组成部分。 4.遥感类型的划分 （1）按遥感平台分，包括： A、地面遥感→指遥感器安放在地面平台上，如车载平台、船载平台、手提平台等。 B、航空遥感→指遥感器安放在航空器上，如飞机、气球等，一般高度小于80千米。 C、航天遥感→指遥感器安放在航天器上，如人造地球卫星、航天飞机、空间站、火箭等，一般高度大于80千米。 D、航宇遥感→指遥感器安放在星际飞船上，主要用于对地月系统以外目标进行探测。（2）按遥感器的探测波段分，包括： A、紫外遥感→指利用0.05-0.38微米间紫外辐射波段进行探测。 B、可见光遥感→指利用0.38-0.76微米间可见光辐射波段进行探测。 C、红外遥感→指利用0.76-1000微米间红外辐射波段进行探测。 D、微波遥感→指利用1毫米-10米间微波辐射进行探测。 E、多波段遥感→指探测波段在可见光和红外波段范围内，再被分成若干狭窄波段进行遥感探测。 （3）按工作方式分，包括: A、主动遥感→指利用遥感器主动发射一定电磁波能量并接收目标地物后向散射信号进行探测。 B、被动遥感→指遥感器不向目标地物发射电磁波，仅被动接收目标地物自身发射或对自然辐射源如太阳等反射能量。 或者分为: C、成像遥感→指遥感器接收目标地物电磁波信息可以转换成数字图像或模拟图像。 D、非成像遥感→指遥感器接收目标地物电磁波信息不能转换成数字图像及模拟图像。（4）按遥感的应用领域分，包括: A、就较大研究领域看:包括外层空间遥感\大气层遥感\陆地遥感\海洋遥感等。 B、就具体应用领域看:包括资源遥感\环境遥感\农业遥感\林业遥感\渔业遥感\地质遥感\气象遥感\水文遥感\城市遥感\工程遥感\灾害遥感\考古遥感\军事遥感等。
重庆交通大学测绘工程《遥感原理及应用》实验报告 班级： 学号： 姓名： 指导老师： 实验室：地理信息中心实验室
实验一ENVI 视窗的基本操作 一、实验的目的 初步了解目前主流的遥感图象处理软件 ENVI 的主要功能模块，在此基础上，掌握视窗操作模块的功能和操作技能，为遥感图像的几何校正等后续实习奠定基础。 二、实验软件与数据 软件：Envi遥感图像处理软件。 数据：重庆地区UTM第八波段数据。 三、实验方法与步骤 Envi软件的主菜单： 这个是ENVI软件的主菜单,其中包括了文件的载入，基本工具栏，以及图像处理的一些必要的功能。 四、实验体会与建议 本次实验主要是熟悉Envi软件的菜单，以及一些常用的方法。还有就是将Envi软件菜单的界面转换成中文菜单。 1、在ENVI安装目录..\RSI\IDL60\products\envi40\menu下建立新文件夹，命名为orgmenu 2、拷贝..\RSI\IDL60\products\envi40\menu下原有的英文菜单文件display.men、display_shortcut.men和envi.men到新建的orgmenu目录中进行备份 3、拷贝下载的display.men、display_shortcut.men和envi.men文件到..\RSI\IDL60\products\envi40\menu中，覆盖原文件。 4、启动ENVI4.0。
实验二遥感图像的几何校正 一、实验的目的 通过实习操作，掌握遥感图像几何校正的基本方法和步骤，深刻理解遥感图像几何校正的意义。 二、实验软件与数据 软件：Envi遥感图像处理软件。 数据：重庆地区UTM第八波段数据以及未经校核的重庆地区jpg图片。 三、实验方法与步骤 1、打开ENVI软件将UTM图像和jpg格式的图片载入， 上述图像中我们可以看出，12840-8图像下面有图像的地理信息，而重庆城区图片是没有信息说明的。 2、选择校正与镶嵌菜单下的校正图像选取控制点(图像到图像)，