第一章:绪论
knowledge points（知识点）：
掌握：遥感（狭义）、遥感技术、景、分辨率；遥感技术系统的组成；遥感的特性；目前主要的遥感卫星、遥感软件
了解：遥感的分类；遥感的发展史；遥感与测绘学科的关系
遥感：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。
对象：地面；载体：电磁波（主要）
目的：研究地面物质的性质和运动状态（周期性、重复性）
过程：成像、传输、处理、应用
2.遥感技术：从地面到高空各种对地球、天体观测的综合性技术系统的总称。
1）空间信息采集2）地面接收与预处理3）地面实况调查4）信息的提取与应用
1.遥感的特性：Characteristics
宏观（空间）特性：Spatial视域范围大
光谱特性：Spectral多波段，没有可见光的限制，扩大了观测范围
时相特性：Temporal可周期成像，有利于研究和动态监测
景的概念：在遥感数据的发布过程中，将获得的连续条带影像按一定的距离划分为若干幅影像。
空间分辨率：传感器瞬时视场可观察到的地面大小
光谱分辨率：探测光谱辐射能量的最小波长间隔1米分辨率
2.遥感的分类：Classes
按遥感对象（应用）分：土地遥感；环境遥感；大气遥感；海洋遥感；农业遥感；林业遥感；水利遥感地质遥感（
按接收信息方式分：主动遥感（Active）；被动遥感（Passive）
按遥感平台（高度）分：航天遥感（Astronautics）；航空遥感（Airborne）；地面遥感（Subaerial）
主动方式：扫描(图像方式)：像面扫描（被动型相控阵雷达）；物面扫描：微波辐射计；真实孔径雷达；合成孔径雷达
非扫描(非图像方式)：微波散射计；微波高度计；激光光谱仪；激光高度计；激光水深计；激光测距仪被动方式：
扫描(图像方式)：1、像面扫描：电视摄像机；固体扫描仪(CCD)2物面扫描：光机扫描仪；固体扫描仪非扫描：1、非图像方式：微波辐射计；地磁测量仪；重力测量仪；傅立叶光谱仪2、图像方式(照相机)：黑白；天然彩色；红外；彩色红外
(2) 按平台（高度）分类：
航天遥感Astronautics：1、轨道卫星：地球同步卫星；太阳同步卫星：长寿命(500-1000 km)（3600 km），短寿命(150-500 km)/2、载人飞船（<500 km)3、航天飞机（<300 km)4、/探空火箭（100-650 km)
航空遥感Airborne：1、飞机：高空飞机（>15km）；中空飞机（9-15km）；低空飞机（<9km）2、气球：飘浮气球（<50km）；系留气球（<5km）
地面遥感Subaerial：高塔（<300m)；车船（<30m)；观测架（几米）
§1-4 遥感与测绘的关系Relationship between RS. and Surveying & Mapping
1. 遥感制图是测绘领域的发展方向：
空间范围广，信息量大；成图周期短，能以一定的周期反复观测几乎全部地球表面，便于实时动态监测；能够快速获取大量的地面景物的直观的定位资料，可用作研究地物的空间分布；受地域、气候、地形等的限制小；精度提高（接图少）；完成了制图自动化（软件功能强大）
2.利用遥感卫星影像制图的优点：（Advantages）
借助影像与地面相应点间的对应关系，确定地物的种类、形状、大小、及其平面位置；借助影像与地面相应点间的几何关系，制作各种比例尺的地形图；加速了测绘工作进度，节省了劳动力，扩大了工作的
范围和领域。空间范围广，信息量大。
3.遥感技术在测绘科学中的应用：（Application）80
GIS GIS（（Geographical Information System）地理信息系统以采集、贮存、管理、分析和描述整个或部分地球表面（包括大气层在内）与空间和地理分布有关的数据的空间信息系统。2维GIS 3维GIS 3维GIS
第二章遥感物理基础Physical Foundation of RS
掌握：概念：电磁波与电磁波谱、多普勒效应、大气窗口、黑体、基尔霍夫辐射定律、遥感技术所用的主要电磁波及其特性、物体发射光谱特征的特点
了解：大气对太阳辐射的影响、遥感器的分类、结构、主要的遥感器及其工作原理
§2-1 电磁波及电磁波谱Electromagnetic Wave & Electromagnetic Spectrum
1）电磁波的定义：
电磁波（Electromagnetic Wave)：在真空或物质中通过电磁场的振动而传输电磁能量的波。光波、热辐射、微波、无线电波等都是由振源发出的电磁振荡在空间的传播。
电磁波是通过电场和磁场之间相互联系传播的。根据麦克斯韦电磁场理论，空间任何一处只要存在着场，也就存在着能量，变化着的电场能够在它的周围激起磁场，而变化的磁场又会在它的周围感应出变化的电场。这样，交变的电场和磁场相互激发并向外传播，闭合的电力线和磁力线就象链条一样，一个接一个地套连着，在空间传播开来，形成了电磁波。
2）电磁波的特性：
电磁波具有波动性和粒子性两种性质。
（1）波动性
电磁波是一种横波，电场和磁场的振动方向是相互垂直的，且垂直于波的传播方向。电磁波的波长λ（wavelength) 和频率f（frequency)及波速v（velocity）之间的关系：λ＝v／f电磁波在真空中以光速c(=2.998×108m／s）传播。
（1）波动性
光的波动性形成了光的干涉、衍射、偏振等现象。
A 干涉（interference）：干涉现象的基本原理是波的叠加原理。一列波在空间传播时，在空间的每一点都引起振动，当两列波在同一空间传播时，空间各点的振动就是各列波单独在该点产生振动的叠加合成。
B 衍射（diffraction）：光线偏离直线路径的现象称为光的衍射。夫朗和费衍射装置的单缝衍射实验，可以观察到衍射现象。在入射光垂直于单缝平面时的单缝衍射图样中，可以看到中央有特别明亮的亮纹，两侧对称地排列着一些强度较小的亮纹。
C 偏振（polarization）：电磁波由两个相互垂直的振动矢量即电场强度E和磁场强度H来表征。而E和H都与电磁波的传播方向相垂直，光是电磁波的特例。如果光矢量E在一个固定平面内只沿一个固定方向作振动，则这种光称为偏振光，和振动方向相垂直且包含传播方向的面称偏振面。
（2）粒子性
电磁波是由密集的光子微粒组成的，电磁辐射实际上是光子微粒流的有规则运动，波是光子微粒流的宏观统计平均状态，而粒子是波的微观量子化。电磁辐射在传播过程中，主要表现为波动性；当电磁辐射与物质相互作用时，主要表现为粒子性，此时电磁波又叫光子（photo)或光量子。其能量E＝hf波粒二象性（wave-particle duality）
（3）电磁波的四要素
即频率（或波长）（frequency/wavelength）、传播方向（transmission direction)、振幅（amplitude)及偏振面(plane of polarization）。振幅表示电场振动的强度，其平方与电磁波能量的大小成正比。从目标物中辐射的电磁波的能量叫辐射能。包含电场方向的平面叫偏振面，偏振面的方向一定的情况叫直线偏振。（3）电磁波四要素
电磁波四要素与电磁波具有的信息之间存在着一定的关系：
多普勒效应——当波源与观测者之间有相对运动时，观测者接收到的频率和波源发出的频率是不同的一种现象。当二者相互接近时，接收到的频率升高，反之则降低。二者频率之差称为“多普勒频移”。
2.电磁波谱：Electromagnetic Spectrum
1）电磁波谱的定义：实验证明，γ射线、χ射线、紫外线（Ultraviolet=UV）、可见光（visible light）、红外线（infrared=IR）、微波、无线电波等都是电磁波，只是波源不同，波长（频率）也各不相同。将各种电磁波在真空中的波长（频率）按其长短，依次排列制成的图表叫做电磁波谱。
2）遥感中常用的各光谱段的主要特征及其应用
紫外线：0.01—0.4μm，太阳辐射含有紫外线，只有0.3-0.4μm波长的紫外线部分能够穿过大气层，且能量很小。主要用于探测碳酸盐岩的分布和油污染的监测。碳酸盐岩在0.4μm以下的短波区域对紫外线的反射比其它类型的岩石强。水面漂浮的油膜比周围水面反射的紫外线要强烈。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。
可见光：是遥感中最常用的波段。尽管大气对它也有一定的吸收和散射作用，它仍是遥感成像所使用的主要波段之一。在此波段大部分地物都具有良好的亮度反差特性，不同地物在此波段的图象易于区分。红外：0.76—1000μm。在遥感中主要利用3—15μm波段，更多的是利用3—5μm和8—14μm。红外遥感是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），所以不仅白天可以进行，夜间也可进行，能进行全天时遥感。
微波: 1mm—1m。分为：毫米波、厘米波和分米波。微波辐射和红外辐射都具有热辐射性质。由于微波的波长比可见光、红外线要长，能穿透云、雾而不受天气影响，所以能进行全天时全天候的遥感探测。微波遥感可以采用主动或被动方式成像，另外，微波对某些物质具有一定的穿透能力，能直接透过植被、冰雪、土壤等表层覆盖物。
§2-2 太阳辐射及其影响因素
3）大气对太阳辐射的影响：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%的太阳辐射到达地面。其中反射作用影响最大，由于云层的反射对电磁波的各波段均有强烈影响，造成对遥感信息接收的严重障碍。
3.大气窗口：Atmospheric Window
大气层的反射、吸收和散射作用，削弱了大气层对太阳辐射的透明度。通常我们把太阳辐射通过大气层时较少被反射、吸收和散射的那些透射率较高的波段，称为大气窗口。注：遥感器只能用大气窗口的电磁波段获取地面信息。
•地物的光谱特性是遥感技术的重要理论依据，因为它既为传感器工作波段的选择提供依据，又是遥感数据正确分析和判读的理论基础，同时也作为利用计算机进行数字图像处理和分类时的参考标准。
•时间特性主要是反映在不同时期被测地物光谱特性的变化。而地物间空间特性的明显差异，主要是由被测地物的光谱特性差异所造成。
黑体：入射的全部电磁波被完全吸收，既无反射也没有透射的物体。自然界中，黑体是不存在的。灯烟基尔霍夫辐射定律：一定温度下的物体，对某一波长的电磁波辐射的吸收能力和发射能力相对应。吸收能力越强，发射能力也越强。
－地物发射光谱特征的特点：
z 任何温度大于AZ的物体，都能发射红外线和微波，高温物体，还能发射可见光；
z T恒定时，物体吸收和发射的电磁波波长一致；
z 任何物体发射红外线的强度与温度有关，而发射微波的差别与物体性质有关；
z 不同性质的物体具有不同的发射波谱曲线；
z 一般而言，粗糙的物体发射系数较大。
1. 遥感器的分类（Classification of Remote Sensor）
遥感使用的传感器
被动式主动式
2.一般结构（General Structure）
1)收集器(Collector):透镜组、反射镜组、天线等
2)探测器(Detector):感光胶片、光电管等
3)处理器(Processor):摄影处理：显影、定影等；电子处理：信号放大、校正等
4)输出器(Output Device):扫描摄像仪、阴极射线管、电视显象管、磁带记录器等
3.主要传感器及其原理（Primary Sensors/Principles）
1）画幅式相2）扫描(全景)式相机（3）缝隙式相机4）多光谱相机5多光谱扫描仪）6）推帚式扫描仪7）激光雷达（Laser Radar）8）侧视雷达（Side-view Radar)
第三章遥感图像特性
掌握：概念：模拟图像、数字图像、模数变换、多光谱图像、多时相图像、采样、量化、图像重建、遥感图像的数学模型、图像数字化的过程
了解：遥感信息的获取和监测系统的组成及各部分作用、卫星遥感图像产品种类。
§3-1 遥感图像的数学模型Mathematical model of RS Image
遥感图像的数学模型是遥感数字图像处理的必要知识。可观察的图像，一般为一个二维光强度函数f（x，y）。
表示在像平面坐标（x，y）的地方，函数f 的值就是该点上图像的光强度（亮度）。0 ≤f（x，y）≤∞18
1、光学图像（模拟图像）：像普通像片那样的灰度及颜色连续变化的图像叫光学（模拟）图像。如一张正片，可以看成是一个二维的连续的光密度函数。
由于探测时间t 、波长λ、极化方向p，均可影响物体的辐射能，因此，遥感器实际接收到的电磁波辐射能可以写成一个五维函数：表示目标的光谱反射率
实际上，对于每幅遥感影像来讲，t，λ，p 均是固定的，故可视为常数。
多光谱图像——同一时间，在若干波段上测得的图像集合。
多时相图像——同一波段，在不同时间获得的图像集合。
多维图像元素（Multidimensional Picture Element/Pixel）
2、数字图像：把模拟图像分割成同样形状的小单元，各个小单元的平均亮度值或中心亮度值作为该单元的亮度值进行数字化的图像叫数字图像。数字图像是一个二维的离散的光密度函数。相对于光学图像，它在空间坐标（x，y）和密度上都已离散化。又称“数字化图像”。以二维数组形式表示的图像。该数组对连续变化的图像作等间隔抽样所产生的抽样点——像元（像素）组成。
§3-2 光学图像数字化和数字图像重建
1、数字化的概念：数字化(digitization ) ——指按照一定规则，用数字表示字母、符号、图形或连续变化的物理量的变换方法。
卫星遥感图像是空间连续变化的地表辐射能量的数字化结果；胶片数字化是将胶片上记录的图像由密度计或光点扫描仪采样成为离散点的数字集合；卫星飞行的姿态、轨道等含有字符的数据，按一定格式以数字形式组成文件记录于数字磁道上，这是字符数字化，又称“编码”；地图资料、图件等经数字化，完成对平面位置坐标和特征进行编码，这是“地图数字化”。
2、图像数字化（Image Digitization）：
在图像处理前设法把连续的图像函数变成一组能代表它的数字，以便计算机接受。
3、图像数字化的步骤：
1）像幅空间上的：采样
2）函数取值上的：量化（归一化）
1）采样（Sampling）
一幅卫片主要是它所对应的地物反射的太阳电磁波谱能量的记录，单波段图象是一个二维光强函数f (x,y)，它是一个连续函数。f (x,y) 的大小通常称为图像在点（x,y）的亮度（或灰度）。因为光是能量的一种形式，故有0< f (x,y )<∞，点是无穷小的，在实际中我们所说的亮度总是指一定面积内各点f (x,y )的平均值，并且认为是在该面积的中心取该值。将一张影像划分为M×N个像元并分别取这些像元的亮度值f (x,y)的过程称为采样。即，由一个连续函数按照一定的方案抽取离散点的数据，叫做采样。采样实际上就是把图象的空间分布离散化——像素点。
一个样点（或叫像点）的几何意义是双重的。
相对于坐标系统以及在运算过程中，其空间位置（x,y）代表一个没有大小的点。但是作为构成图像的一个最小单元来看，它是有面积的，一般代表一个在（x,y）点周围的矩形或正方形，因而又常称为像元。采样时，在x,y方向所取的等距离（或不等距离）的点叫做采样点。点间距离称为步距。在实际中，为了处理方便，纵横向采样点常取为2的整次幂。设纵向幂次为m，横向幂次为n，则有：M = 2m ；N = 2 n （式中m，n均为整数）
2）量化（Quantization ）：计算机处理前还需将亮度值f (x,y)数字化，即将f (x,y)分为若干级，使同一像元都取同一亮度值，这个过程称为量化。量化使得连续的亮度值f (x,y)也离散化。量化分为：均匀间隔（线性）量化；非均匀间隔（非线性的）量化。
量化使采样后的亮度值f (x,y )分为若干级。设分为K级，则级的范围从0到K-1。为了便于处理，K也常取为2的整次幂。设幂次为k，则K = 2 k
式中k为整数，通常取K=64，128，256（即k=6，7，8）。量化后，各点的亮度值即以级来表示。
例如：亮度值f在级dj和dj+1之间，则以j表示，j =0，1，……，K-1。量化后，亮度值的变化范围为0到K-1的K 个离散值。
经过采样和量化后的离散化的坐标和灰度值组成的数字矩阵：
f (0,0 ) f (0,1 ) f (0,2 ) ……f (0,N − 1)
f (1,0 ) f (1,1 ) f (1,2 ) ……f (1,N − 1)
••
••
f (M−1,0 ) f (M−1,1 ) f (M−1,2 ) ……f (M−1,N − 1)
称为数字化影像，计算机所能处理的就是这种影像。
可以看出，图像经数字化后，得到一个数字图像，这个数字图像实际上是原来连续图像的一个近似图像，为了得到对原图像的一个良好的非常近似的图像，我们需要多少个采样点和灰阶呢？
数字图像的近似程度或者说图像数字化后清晰度将取决于M、N、K的大小。M、N和K越大，即采样、量化值很多的情况下，则图像的近似程度越好，清晰度越高; 但随着M、N和Ｋ的增加，计算机相应的存储量和计算量也大为增加，因此在数字化的过程中，对M、N和Ｋ应做适当的考虑。一般取K ＝256，把亮度分为256等级，一方面占字位不算太多，正好相当一个字节，另一方面也能充分显示出不同地物辐射量的差别。
5、数字图像重建
数学含义：对离散的数字阵采用某种内插函数，计算出图像平面上任一点的值，从而产生原始的连续影像。手段：
1）光电技术
2）阴极射线管（Cathode Ray Tubes－CRT）
重建误差来源：
1）内插函数与理想内插函数不同；
2）内插边界截断误差。
小结：模数变换、采样、量化、图像重建、图像数字化的过程
知识点(3-6节）：
掌握：概念：反差、图像直方图、几何分辨率、象素、纹理结构、图象变形；
图像反差、图像直方图（灰度级）与图像质量的关系；
解决遥感图像变形的方法。
了解：时间特性的应用；极化特性的分类及其应用。
a.反差
图像反差与图像质量的关系：( Relationships between Image Contrast and its Quality) 图像反差偏小，则判读效果差，故图像质量较差，图像反差过大，又会丢掉一些有用的信息，图像质量同样不好。因此，b）图像直方图（Image Histogram）：一幅图像的像元亮度值对其出现频率（或频数）的分布，即离散概率密度函数。图像的直方图能为许多统计测量提供依据，如平均值、方差、值域、斜率、峰度等。
是分析、处理图像的常用工具。
c）图像直方图与地物反射率的关系：(Image Histogram and Object Reflectivity)
图像直方图越靠近原点，地物反射率越低
d）图像反差与图像直方图（灰度级）的关系：(Image Contrast and Image Histogram )
图像反差的大小可以由图像（灰度级）直方图来形象的反映出来。
因此，一般来讲：
直方图越窄，反差越小，图像质量越差
直方图越宽，反差越大，图像质量越好
几何分辨率（Geometric Resolution ）指区分图像上两个相邻近物体的能力，或者
是图像上两个物体能清楚地区分开来的最小距离。亦称空间分辨率（Spatial Resolution）
b. 特例：对于利用扫描方式获得的遥感影像，其图像的最小单元为像素，因此，像素就是扫描图像的几何分辨率。即像素的地面尺寸，单位是米。
像素（pixel / picture element）是光电扫描影像的基本单元，扫描影像中最小的可分辨面积，也是成像过程中和电子计算机处理时的采样点。
如：Landsat MSS 4－7的谱段影像各由750万个像素点构成。
2）遥感图像的纹理结构（Texture of RS Image）
纹理结构（Texture ）指影像细节的形状、大小、位置以及分布等特征。纹理结构是进行图像目视判读的主要依据之一，也是纹理特征模式识别法的主要依据。
b. 度量（Measurement）：
a）数字变换（基于傅立叶变换）
b）自相关函数和功率谱（基于傅立叶变换）
c）边缘结构的数目（基于统计学）
d）灰度色调的空间统计（基于统计学）
3）遥感图像的变形（Distortion of RS Image)
a. 概念（Concept）
图像变形（Distortion ）指影像中的几何图形与实物平面投影的不相似性。
b. 处理方法（Processing Methods）：
几何校正（Geometric Correction ）对变形图像按规定的投影系统进行校正。
几何配准（Geometric Registration）把不同类型的图像在位置和方位上完全匹配。
时间特性又称时相特性（Time Phase Characteristics）
1、表现（Represent）：
许多地物特征呈现出随时间推移而发生独特变化的性质，故在不同时间，同一地区的各影像之间是有差别的。这些差别的比较和分析，能提供对同一地物特征的许多附加的识别要素。例如：植被长势；水位变化；地物变迁等。
2、应用（Application）：1）地物变化监测；2）为某些专题的精确分类提供信息。
极化特性又称偏振特性
1、表现（Represent）：电磁波的偏振特性，使不同物质在电磁波的偏振方向上具有不同的辐射响应特性，这一差异可以用来对地物类别进行识别。
2、分类（Classes）：
1）水平极化（Horizontal ～）：电场矢量与入射面垂直；
2）垂直极化（Vertical ～）：电场矢量与入射面水平。
3、应用（Application）：
1）雷达成像系统一般采用HH极化方式，对一般的地物其回波信号都最强。
2）HV、VH极化方式，对于识别某些特殊目标（如海浪、道路性质等）有帮助。
第四章遥感图像的校正Correction of RS Image
图像恢复（Image Restoration）———又叫图像复原，是指改正或补偿在成像过程中造成的辐射失真、
系统噪声和随机噪声、几何畸变以及高频信息的损失。
图像恢复主要包括：
辐射校正（Radiometric Correction）
几何校正（Geometric Correction）
几何配准（Geometric Registration）
本章主要介绍遥感图像的辐射校正、几何校正与配准。
知识点：
掌握：概念：图像恢复、辐射校正、大气校正
大气粗略校正的方法
了解：辐射校正的影响因素及内容
4-1 遥感图像的辐射校正
1、辐射校正(Radiometric Correction)：是指消除图像数据中依附在辐射亮度中的各种失真的过程。
2、辐射畸变的成因与辐射校正的内容：
1）引起辐射畸变的因素：遥感器的灵敏度特性、太阳高度及地形、大气等。
2）辐射校正的内容：
由传感器的灵敏度特性引起的畸变校正
由太阳高度角及地形等引起的畸变校正
由大气的散射和吸收引起的辐射校正
大气校正（Atmospheric Correction）是清除卫星遥感图象在大气传输中所引起的退化因素的一种图像处理方法。
精确的大气校正公式需要找出每个波段像元亮度值与地物反射率的关系。为此需得到卫星飞行时的大气参数。如果不通过特别的观测，一般很难得到这些数据，所以，常常采用一些简化的处理方法——粗略校正，只去掉主要的大气影响，使图像质量满足基本要求。
大气粗略校正一般有三种方法：
1）公式计算法（Formula)
2）野外波谱测试回归分析法(Spectrum Test Regression Analysis )
3）波段对照法(Waveband Comparison)
•遥感影像几何变形的原因
遥感器的内部畸变：由遥感器结构引起的畸变。
遥感平台位置和运动状态变化的影响
地形起伏的影响
地球表面曲率的影响
大气折射的影响
地球自转的影响
•几何校正的概念
几何校——是指从具有几何畸变的图像中消除畸变的过程，即定量地确定图像上像元坐标（图像坐标）与目标物的地理坐标（地图坐标等）的对应关系（坐标变换式）。
•几何校正的方法
–系统性校正：
当知道了消除图像几何畸变的理论校正公式时，可把该式中所含的与遥感器构造有关的校准数据（焦距等）及遥感器的位置、姿态等的测量值代入到理论校正式中进行几何校正。该方法对遥感器的内部畸变大多是有效的。可是在很多情况下，遥感器的位置及姿态的测量值精度不高，所以外部畸变的校正精度也不高。
–非系统性校正：
利用控制点的图像坐标和地图坐标的对应关系，近似地确定所给的图像坐标系和应输出的地图坐标系之间的坐标变换式。坐标变换式经常采用1次、2次等角变换式，2次、3次投影变换式或高次多项式。坐
标变换式的系数可从控制点的图像坐标值和地图坐标值中根据最小二乘法求出。
–复合校正：
把理论校正式与利用控制点确定的校正式组合起来进行校正。①分阶段校正的方法，即首先根据理论校正式消除几何畸变（如内部畸变等），然后利用少数控制点，根据所确定的低次校正式消除残余的畸变（外部畸变等）；②提高几何校正精度的方法，即利用控制点以较高的精度推算理论校正式中所含的遥感器参数、遥感器的位置及姿态参数。
几何畸变有多种校正方法，但常用的是一种通用的精校正方法，适合于在地面平坦，不需考虑高程信息，或地面起伏较大而无高程信息，以及传感器的位置和姿态参数无法获取的情况时应用。有时根据遥感平台的各种参数已做过一次校正，但仍不能满足要求，就可以用该方法作遥感影像相对于地面坐标的配准校正，遥感影像相对于地图投影坐标系统的配准校正，以及不同类型或不同时相的遥感影像之间的几何配准和复合分析，以得到比较精确的结果。
•基本思路
校正前的图像看起来是由行列整齐的等间距像元点组成的，但实际上，由于某种几何畸变，图像中像元点间所对应的地面距离并不相等（图a）。校正后的图像亦是由等间距的网格点组成的，且以地面为标准，符合某种投影的均匀分布（图b），图像中格网的交点可以看作是像元的中心。校正的最终目的是确定校正后图像的行列数值，然后找到新图像中每一像元的亮度值。
•控制点的选取
几何校正的第一步便是位置计算，首先是对所选取的二元多项式求系数。这时必须已知一组控制点坐标。–控制点数目的确定
•其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，需3个控制点的3对坐标值，即6个坐标数。2次多项式有12个系数，需要12个方程（6个控制点）。依次类推，n次多项式，控制点的最少数目为(n+1)(n+2)/2。
•实际工作表明，选取最少数目的控制点来校正图像，效果往往不好。在图像边缘处，在地面特征变化大的地区，如河流拐弯处等，由于没有控制点，而靠计算推出对应点，会使图像变形。因此，在条件允许的情况下，控制点数的选取都要大于最低数很多。
–控制点选取的原则
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。无论用哪一种坐标系，关键在于建立待匹配的两种坐标系的对应点关系。
•一般来说，控制点应选取图像上易分辨且较精细的特征点，这很容易通过目视方法辨别，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、城廓边缘等。
•特征变化大的地区应多选些。
•图像边缘部分一定要选取控制点，以避免外推。
•此外，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），可用求延长线交点的办法来弥补，但应尽可能避免这样做，以避免造成人为的误差。
4-4 遥感图像的配准Geometric Registration of RS Image
1、多图像——包括对地面同一景物的一组遥感图像。
多时相图像：由一个传感器在不同时间对地面同一景物进行构像
多传感器图像：由不同传感器在同一时间对地面同一景物进行构像
多波段图像：由同一时间、同一传感器的不同波段对地面同一景物进行构像
2、图像配准的定义
图像配准（Image registration）将两组或更多组图像进行几何对准，使得同一地区的各个像元可以在数
字上或视觉上被叠加起来。注：被配准的数据可以是多图像的任意一种。
3、图像配准的必要
在许多遥感图像处理应用中，需要对多图象数据进行比较和分析，例如：图像的统计模式识别、变化检测等，这就要求多图像之间在几何上是相互匹配的，即是说多图象上的一个测量向量是由一个共同的地
面分辨元素得到的。但实际上，多图象之间存在一定的几何畸变。因此，使多图象各分量上的分辨元素按一个统一的坐标系实现上下符合的处理是必需的。
4、图像配准的方式
…相互匹配（Image to image registration）选拔多图象的某一分量作为参考图像，将其他分量图像与之配准。
…绝对配准（Image to grid registration）先定义一个控制格网，所有的分量图像对这个参考格网配准。5、图像配准的一般过程
…1）同名象素点的选取：在多图象上确定分布均匀，足够数量的相互匹配的点。
…2）几何校正：确定几何变换的多项式的系数，完成一幅图像对另一幅的几何校正。
思考题
•引起遥感影像几何畸变的原因是什么？如果不做几何纠正，遥感影像会有什么问题？如果做了几何纠正，又会产生什么新的问题？
•在做几何纠正时，控制点的选取很重要，若图像一角没有任何控制点，估计几何校正后这一角的位置畸变将缩小还是增大？为什么？
第五章遥感图像的增强
1、加色法：将几种颜色光同时或快速地先后地刺激人的视觉器官；或以人眼不能分辨的镶嵌方式射入人眼，使产生与原来颜色有关的另一新的颜色感觉，就是颜色的相加混合，即加色法。/
2、减色法：光经过颜色滤光器或其他光吸收介质，组合而产生不同于原来光的颜色。是颜料对色光选择
性吸收的结果。吸收的色光愈多，被反射呈现的色彩就愈深暗。用于颜色减法混合的基本色，称“减色法原色”，通常采用红、绿、蓝的补色青、品红和黄三种原色。
3、彩色的三个基本特性：明度：即彩色光的亮度。色调：色彩彼此相互区别的特性。饱和度：彩色的纯洁性。（非彩色只有明度的差别，没有色调和饱和度两种特性）
4、密度：光学图像中黑度的逐点测量值。在更普遍意义上，密度往往是指遥感数据的相对明暗度。
5、密度分割：根据一张图像中的密度或一个通道中的响应大小将图像点或数据矢量划归各种特定类别的电子技术或数字技术。
6、相关掩模：相关掩膜增强技术是由照相、修版及暗室技术演变发展而来的，它利用原图象通过不同曝光时间，获取一组称为模片或蒙片的正负拷贝片，而后将这些模片，依不同的组合方式及相互叠掩的方法，对遥感图像进行各种增强处理。
7、直方图均衡化：亦称直方图线性化，目的是通过合并图象直方图中亮度频率较低的邻近直方图，使之
与亮度值频率较高的直方图趋于平衡。
8、光学增强的主要方法：彩色合成、密度分割、相关掩膜
9、直方图增强方法：（1）直方图均衡化（Histogram equalization）（2）直方图匹配（Histogram match）当分析图像数据时，为了使分析者能容易确切地识别图像内容，必须按照分析目的对图像数据进行加工，这一过程叫图像增强。图像校正是以消除伴随观测而产生的误差及畸变，使观测数据更加接近于真实值为主要目的的处理。可使图像恢复本来面目。图像增强则把重点放在使分析者能从视觉上便于识别图像内容上，以提高解象力。
掌握：概念：加色法、减色法、明度、色调、饱和度（彩色的三个基本特性）、密度、密度分割、相关掩模、直方图均衡化、光学增强的主要方法、直方图增强方法
了解：正片、负片、影像边界（边缘）、假彩色密度分割的优缺点、直方图的特性、直方图形态与图像质量的关系。
5-1 图像增强的光学方法
正片（positive）：影像色调与景物明暗程度一致的为黑白正片；影像颜色与景物颜色一致的为彩色正片，与景物颜色不一致的还有彩红外正片和假彩色合成正片。
负片（negative ）：又称“底片”。影像色调与景物明暗程度相反的为黑白负片；影像的颜色与景物颜色
互补的为彩色负片。
将TM 1、2、3波段图像分别通过蓝、绿、红通道，进行彩色合成，得到近似的真彩色图像。经过TM 传感器分光后得到的黑白正片滤光片在近似真彩色合成的图像上，物体近似的呈现它们本身的颜色。
将TM 2、3、4波段图像分别通过蓝、绿、红通道，再合成为假彩色图像。滤光片在标准假彩色合成的图像上，植被呈现红色。
4) 假彩色密度分割的优点：
（1）能将单张黑白图像的密度分别以不同颜色表示，从而提高人们对密度等级的分辨力，一些小而微弱的信息，通过放大倍率的调节及视频放大也可以得到加强。
（2）能明确表示各级密度分布范围，突出影像的轮廓，使影象分析判读容易和准确，并较快的计算出他们所占的面积百分比。
（3）调节仪器黑白象正负转换开关位置，可使某些图像不同反差区的影象都能有所增强。
（4）通过调节仪器光亮大小及局部放大，可加大影象之间的反差，提高影象的对比度，使密度接近的地物之间的相对反差变得更加明显，达到区分不同地物之目的。
（5）图像处理速度快。
4) 假彩色密度分割的缺点：
（1）相同地物由于光照条件及地形起伏等影响造成的密度差异，显然不是地物本身辐射特性的反映，因此这种颜色的差异并不代表地物本身的差异（同物异谱现象）；那些性质不同但具有相似反射率的地物，却具有相同的颜色和密度（同谱异物现象）；从而造成地物分类上的错误。
（2）原始影像或底片的密度质量对密度分割的影响很大，如反差过大或过小，都会使密度分割达不到预期的精度。
（3）需要专门仪器，不容易推广。
边界增强：影像边界（边缘）——影像密度发生突变的地方。
处理过程：首先使正负影像精确重叠，呈现为均匀的深灰色调，然后其中一张向某一方向移动一小段距离并拷贝，即可得到一幅边界增强的图像。
注意：边界是随胶片错开方向不同而有变化的，故在运用边界增强时，必须按研究的内容来确定胶片位移。
边界增强由于受多种因素影响（如操作技术、膜片与感光材料性能等）其增强能力有限。目前，遥感制图可用于各种断裂线、道路网、水系和水体以及居民地和主要地物（如：机场、跑道等）的轮廓，但还未达到实用的程度，仍需进一步研究。
5-2修改直方图增强Histogram Modification Enhancement
1. 直方图的特性：直方图给出了图象概貌的总描述：
（1）亮度范围；
（2）每个亮度间隔的频数；
（3）像元依亮度分布的形态；
（4）整幅图象总的色调（低亮度像元的多少）
2.直方图形态与图像质量的关系：每一幅图像都可以用像元灰度级直方图来表示。观察直方图的形态，可以粗略地分析图像的质量。一般来说，一幅包含大量像元的图像，其像元亮度值应符合统计分布规律，即假定像元亮度随机分布时，直方图应是正态分布的。当观察直方图形态时，发现直方图的峰值偏向
亮度坐标轴左侧，则说明图像偏暗。峰值偏向坐标轴右侧，则说明图像偏亮，峰值提升过陡、过窄，说明图像的高密度值过于集中，以上情况均是图像对比度较小，图像质量较差的反映。
思考题：
•什么叫三原色？三原色分别指的哪几种颜色？
•要合成白色和黑色，三原色的光强分别是多少？
•怎样合成三原色的补色，分别是什么颜色？
•几何校正与增强的区别是什么？
掌握：概念：平滑、锐化、邻域、对比度增强的分类及各自特点。平滑与锐化的基本方法。
了解：对比度增强的必要性，即为什么要进行对比度增强？彩色增强原理与方法。
2. 对比度增强的必要性：
1）主观原因（Subjective cause）
一幅影像由于地物种类的局限，其所包含的亮度值只能是整个亮度范围的一部分，亮度范围较窄，呈低反差状态。
2）客观原因（Objective cause）
大气散射作用又使影像的反差更为降低。使得研究对象模糊不清。
3. 对比度增强及其分类：
1）对比度增强的概念：对比度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，从而改善图像质量的图像处理方法。因为亮度值是辐射强度的反映，所以也称之为辐射增强。
2）对比度增强分类：常用的对比度增强方法有对比度线性变换和非线性变换。
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。线性变换是图像增强处理最常用的方法。
当变换函数是非线性时，即为非线性变换。非线性变换的函数很多，一般有：直方图扩展、对数扩展、指数扩展、高斯扩展等。
5-4 图像的平滑与锐化Image Smoothing & Sharpening
一幅图象大致存在亮度渐变和亮度突变两种情况。整幅图象的背景，大面积的森林、湖泊、海洋，同类作物区，河流的主干等亮度值通常是渐变的（除边缘外），因此它们与低频密切相关；而一些窄细的形迹往往表示水系的支流，各种地域的边界等，都处在亮度突变处，因而与高频密切相关。
研究目的不同，需要进行不同的增强：
当我们要突出宽大区域或主干部分时，可以在频域中衰减高频分量而让低频分量通过来实现，这称作图象的平滑化。图象平滑化可在空域中通过邻域的平均来实现。
相反，当我们要突出边缘细节时，可以在频域中衰减低频分量而让高频分量通过来实现，这称作图象的锐化。锐化也可在空域中通过微分尖锐化来实现。图象的锐化也称做图象的清晰化或边缘增强。
1、图像的平滑
1）空域中的平滑
（1）邻域平均法
在空域中图象每点（x，y）的亮度值取其邻域内各点亮度值的平均值。
邻域（neighborhood）：以该点为中心的一个圆的内部及其边缘上的点的集合。半径不同，邻域大小也不同。邻域平均法的数学描述为：
•对给定的亮度值为f（x，y）大小为N×N的图象，变换后的亮度值（公式）
•式中S为点（x，y）的邻域中的点的集合（不含点（x，y）），M为S内的点数。
•对于图象的边缘处，邻域将被部分域所代替。
•邻域平均法将引起图象的模糊，模糊程度和邻域半径大小成正比。采样阈值方法可减小模糊效应，其表达式为（公式）
•式中T为选定的阈值。
（2）多图象平均法：
•多图象平均法是利用同一景物的多张影像消除噪声引起的高频成分。一幅图象g（x，y）可看成原始图象和噪声的迭加
•设噪声为互不相关且其数学期望为0，则
•对M张不同噪声的图象有（公式）
2）频域中的平滑
是利用衰减高频分量而使低频分量顺利通过的方法来实现的，通常叫做低通滤波法。
•平滑强调了低频，但却使图像较原来模糊了。
2. 图象的锐化（sharpening）
•锐化——亦称为边缘增强（edge enhancement）指使用空间域滤波的方法增强图象边缘的处理过程。分为：
空域中的锐化
频域中的锐化
1）空域中的锐化
图象目标边缘、线条等都是亮度变化较大的地方；而图象模糊、边缘不清，则都是由于减小了这种亮度变化的结果。从数学上来看，模糊是信息被“平均”了或“积分”了；现要消除之，自然想到运用它的反运算“微分”而在数学上微分也恰是反映信号变化率的运算；信号变化率大微分值大，信号变化率小微分值小，信号无变化微分值为0。因此我们在空域中通过微分实现高频增强。
微分尖锐化是以某种算子作用在被检测点的某一邻域上，以求得的算子值代替亮度值或与原亮度值迭加来实现增强的方法，是一种局部算子法。由于需要锐化的各种模糊特征，如边缘、线条等可能是各种走向的，因此这种算子应是各向同性的。或说为旋转不变的，即先旋转图象f，再施用算子与先对f施用算子再旋转图象所得到的输出结果相同。
这亦即局部算子法与坐标轴选取无关。可以证明：
•（l）各向同性的线性导数算子，各分量须是偶阶导数；
•（2）各分量是奇阶导数，则应取偶次幂。
2）频域中的锐化
是利用衰减低频分量而使高频分量顺利通过的方法来实现的，通常叫做高通滤波法。
5-5 彩色增强Color Enhancement
彩色增强的原理是基于人眼对彩色分辨的层次（级数）高于对黑白的层次（级数）。其目的是改善图像景物差别的视觉效果。增强的方法通常有彩色合成和彩色密度分割。其实施手段有直接使用光学法和通过数字计算机变换、控制彩色显示设备的数字处理法。分为单波段彩色处理和多波段彩色合成。
第六章遥感图像的分类Classification of RS Image
遥感信息的提取主要由人工或计算机进行。人工信息提取也称图像判读，将在第七章介绍。计算机信息提取即数字图像处理，包括图像校正、图像增强、图像分类等。本章主要介绍遥感图像的计算机分类。知识点：（1-2节）
掌握：概念：特征空间、监督分类、非监督分类、训练、训练场地、训练样本、模式、模式识别。
遥感图像的分类原理。监督分类中选择训练样本的要求。监督分类中主要的识别分类方法及其各自特点。了解：模式识别的任务与方法（分类）。训练场地的选择方法。识别分类判别函数的特点。
6-1 遥感图像的计算机分类
利用遥感图像进行分类(classification)是以区别图像中所含的多个目标物为目的，对每个像元或比较匀质的像元组给出对应其特征的名称，这些名称称为分类类别(class)。在分类中所注重的是各像元的灰度及纹理等特征。用这样的多个特征量（特征矢量）所定义的空间叫特征空间（feature space）。分类也可以说是按照若干分类基准对特征空间进行分割，对其中所含的像元或匀质区域给出相同的名称。
2. 遥感图像分类方法
根据所采取的方法途径不同，遥感图像分类包括:
(有)监督分类(Supervised Classification)；无(非)监督分类(Unsupervised Classification)
1）(有)监督分类：根据已知训练场地提供的样本，通过选择特征参数，建立判别函数，然后把图像中各个像元点归化到指定类中的分类方法。
训练（training）——指计算机对遥感图像进行自动识别、分类的学习过程。
训练场地（training site）——是从所要研究的地区中确定的包含所有要去分类的，并对每个类具有
代表性样品的集合。
训练样本（training sample）——又称“训练组”或“训练区”。指监督分类法中由先验类别选取
的已知样本。它用来建立分类标准。
有监督分类对所要分类的地区必须要有先验的类别知识，即先要从研究区中选择出包含所有要区分的
各类地物的所谓训练场地，用于建立判别函数。在训练场地里，我们具体地确定各类地物各波段的亮度值，并据此确定特征参数，建立判别函数。有监督分类一般是在图像中选取有代表性区域作为训练区，由训练区数据得出各个类别的统计数据，然后根据这些统计数据对整个图像进行分类。
2）无（非）监督分类（Unsupervised ~)
一种无先验（已知）类别标准的分类法。对于待研究的对象或区域，没有已知类别或训练样本作标准，而直接依据样品观测资料的内在联系进行分类。
与监督分类相反，判决中所用到的各种可能类别是利用数据的固有特征而不是根据训练样本来确定的。无监督分类不需要已知类别的训练数据，而是根据像元间的类似度大小进行合并分类。
无监督分类法的理论根据是同类样品具有内在的相似性。在卫片上，同类物体在同样的条件下应具有相同的光谱信息特征，从而集群在同一个光谱空间区域里，不同类别物体因其光谱信息特征不同而集群在不同的光谱空间区域里。由于一幅复杂的图像中，分类训练区有时并不能完全包括所有的波谱样式，这就造成了一部分像元找不到归属。在实际工作中为进行监督分类而确定类别和选取训练区也是不易的，因而在开始分析图像时，用非监督分类方法来研究数据的本来结构及其自然点群的分布情况是很有价值的。
3. 遥感图像分类的重要手段
模式识别（Pattern Recognition）是遥感图像计算机分类的重要手段。
1）模式（Pattern Recognition）：a、泛指识别对象的特定形式。相当于识别对象的一个标准或模型，可依据它的特点识别相同或相近的对象。
b、具有一定特征的图形。它可以是几何形态、数值分布或视觉感受等。
遥感图像分类中，每个类别都有各自的模式。卫星遥感中的模式指识别分类中的分类对象，它可以是人们希望在影象中要识别、计数、或定位的实体，如水、植被、地质特征、大的人工建筑（如机场等）江河中的流出物等等。
2）模式识别（Pattern Recognition)——又称“图像识别”。指对图像进行区分、计数、定位、分类和解释的技术。亦即根据所研究图像的特征进行识别和分类。
模式识别的任务：就是通过对各类地物光谱特征的分析选择特征参数，将特征空间划分为不相重叠的子空间，进而把影像内诸像元划分到各子空间去，从而实现分类。
模式识别的分类：
统计决策法（判别理论识别法）模式识别；句法模式识别
统计决策模式识别：对研究模式（对象）进行大量的统计分析，抽出反映模式本质的特点、特征而进行识别。
句法模式识别：研究图像的结构信息对图像进行识别。
6-2 有监督分类方法
Supervised Classification
第六章:遥感图像的分类
1. 有监督分类的内容
学习过程：利用训练场地进行“训练”或“估计参数”从而形成判别函数的过程称为有监督分类的学习过程。
识别分类过程：利用判别函数对未知类别样本进行分类的过程。
1）学习过程
（1）选择训练场地要注意的几个问题：
训练场地给出了选择特征参数的原始数据，也是建立判别函数的依据，故要认真加以确定。
a. 对所使用图件的要求：
时间性：在确定数字图像与地形图（或土地利用图、地质图、航片等其他图）的对应关系时，所用的两类图件在时间上应一致，即同一时间的图件。
空间性：上述两类图件在空间上应很好匹配。
b. 对训练样本的要求：
类别：选择的训练场地所包含的类别在种类上应与研究地域所要区分的类别一致。
不连续性：训练场地各样品在地理空间上可以是不连续的。
代表性：训练场地样品在各类地物面积较大的中心部分进行选取，而不应在各类地物的混交地区和类别的边缘选取，以保证数据的单纯性（均一物质的亮度值）。
分布：各类训练场地样本还必须与采用的分类方法所要求的分布一致，如最大似然法假设各变量是正态分布，训练样本应尽量满足这一要求。
数量：要使各类训练样本能够提供各类的足够信息和克服各种偶然因素的影响，各类训练样本应该有足够样品数。训练样品的个数与所采用的分类方法、特征空间的维数、各类的大小和分布等有关。例如：当采用最大似然法时，训练样本数目至少要n+1个（n 为特征空间的维数），因为少于这个数协方差矩阵是奇异的，行列式为0，也无逆阵。各类训练样本的数目通常为4－5n 或10n，留有一些余量是为了提供筛选（以满足代表性、分布的要求），不同类的训练样本数目可以不同。
（2）选择训练场地的方法：
a. 特征库法：从已建立的样本特征库中取出同样环境下同种物类的数据。
b. 外推法：从地形图、土地利用图、航片等图件上直接选取训练样本。具体做法是将几何粗校正好的数字图像与比例尺相同的地形图配准后，在数字图像上勾画出各类地物的边界，提取样本。
2）识别分类过程
（1）识别分类及其判别函数的特点：
识别分类又称判别分析分类，是根据某个判别函数的函数值对自变量进行分类的统计分析方法。
在图像处理中，判别函数一般是指一组以各波段的像元值X j为自变量的函数，其函数值可以作为分类界线。
（1）识别分类及其判别函数的特点：
识别分类判别函数的特点：
a. 通过这种函数关系，多波段的像元值向量转化为一个单一的判别值。
b. 两类以上情况，每一类有一个判别函数di(x)，把一个像元值（向量）代入每一个判别函数中，哪一个函数值最大，该像元就归入哪一类。
c. 只有两类的情况下，判别函数的形式可以改变或简化为一个函数，同时确定一个判别点C（常数），如果函数值大于等于C，则归入第一类，否则归入第二类。
（2）识别分类方法：
判别分析可以采用不同的判别函数及分析方法。
监督分类主要有以下三种识别分类方法：
最小距离法（minimum distance classifier）；平行六(多)面体法（parallelepiped/box classifier）；最大似然法（maximum likelihood classifier）
A. 最小距离法（minimum distance classifier）
监督分类法之一。是根据最小距离原则进行分类的方法。在资源遥感分类中，该方法应用较多。
原理：首先由训练组数据得出每一类别的均值向量及标准差向量，然后以均值向量作为该类在多维空间的中心位置，计算输入图像中每个像元到各类中心的距离，到哪一类中心距离最小，则该像元就归入哪一类。
最小距离分类中常用的距离函数有两个：
欧几里德距离：
街道距离：
最小距离分类法原理简单，分类精度不很高，但计算速度快，它可以在快速浏览分类概况中使用。B.平行六(多)面体法（parallelepiped/box classifier）
监督分类法之一。是在三维（或更多维）特征空间中，每类形成一个平行六面体（或多面体），待分个体（样本）落入某平行六面体（或多面体）中，则归属某一类，否则被拒绝。平行六面体，一般以每类均值坐标点为中心，两倍标准差（在每个变量上）为棱长，以使分类满足要求。
平行六（多）面体监督分类方法便于直观理解如何分割特征空间，以及待分类像素如何与分类类别相对
应。但该方法要求分割面总是与各特征轴正交，如果各类别在特征空间中呈现倾斜分布，就会产生分类误差。因此运用平行六（多）面体法分类前，需要先进行主成分分析，或采用其他方法对各轴进行相互独立的正交变换，然后进行分类。
C. 最大似然法（maximum likelihood classifier）
监督分类法之一。它是应用最广泛的监督分类方法，分类中所采用的判别函数是每个像元值属于每一类别的概率或可能性。其基本原理是对每个像元计算其落于各先验类别的概率。概率最大的相应类别，即为该像素的所属类别。
最大似然法分类在分类结果上具有概率统计的意义。但必须注意几点：
a. 为了以较高精度测定平均值及方差、协方差，各类别的训练数据至少要为特征维数的2-3倍。
b. 若2个以上的波段相关性很强，或训练数据几乎都取相同值的情况下，则方差协方差矩阵的逆矩阵
不存在，或极不稳定。此时，最好采用主成分分析法，把维数减到仅剩相互独立的波段。
c. 当总体分布不符合正态分布时，不适于采用以正态分布的假设为基础的最大似然比分类法。其分类
精度也将下降。
思考题
•什么叫监督分类？监督分类的主要方法有哪些？各有什么优缺点。
知识点：（3-4节）
掌握：概念：聚类、聚类分析、专家系统。
典型的聚类分析程序包括的内容。
监督分类与非监督分类的比较。
分类后处理的主要内容。
了解：非监督分类中常用的聚类分析方法。
模糊理论与专家系统在遥感图像计算
机分类中的应用。
进行遥感图像分类必须具备的知识。
6-3 无监督分类方法Unsupervised Classification
1. 无（非）监督分类的方法
无监督分类的主要方法是聚类分析。
聚类（Cluster）是把一组像素按照相似性归成若干类别，即“物以类聚”。它的目的是使得属于同一类别的像素之间的距离尽可能的小而不同类别上的像素间的距离尽可能的大。
聚类分析（cluster analysis）——也叫集群分析，是依据特征空间中相似性样品集合于一定空间范围而形成集群的原理，确定一种反映个体间内在联系的分类结构（谱系图或树状图）。即按照亮度值向量或波谱样式在特征空间聚集的情况划分点群或类别的分类方法。
从几何角度看，一个点群或类别是在N（波段数）维的特征空间里某个众数（概率取最大数的点为众数）的周围数据点（像元）相对密集的区域，亮度值向量之间具有更大的相似性，因此聚类分析首先需要确定对于这种相似性的度量。可以作为这种相似性度量的基本数据特征有两个，一是在特征空间中亮度值向量或波谱样式之间的距离，也可称为相似距离；一是在特征空间中不同区域的数据点密度（像元数目）。同一点群中的距离应该比不同点群中两个样式之间的距离小得多。点群与点群之间是像元比较稀疏的地区。地物类别与点群亦不是完全等同的，一个点群可能包含不同类，一个类也可能包括几个点群。
在缺乏已知类别的训练数据，也不知道有多少类的情况下，由程序来划分符合实际的点群或类别是一个复杂的课题，一般不可能一次完成，需要经过一个反复的检验过程，而且要由分析人员提供一定的参数来控制这个过程。
典型的聚类分析程序包括：
选定初始聚类中心；用最小距离原则进行归类；循回式的检查和修改；输出分类结果
1）选定初始聚类中心
初始聚类中心亦叫“种子（Seed）”，是在程序开始时选定几个均值向量，作为假定的聚类中心，并不一定是真正的聚类中心。
选定方法有两种：
（1）按照一定的算法由程序本身来产生；
（2）由用户根据经验或图像直方图的情况直接提供均值向量数据。
由程序产生初始聚类中心的方法设计可
以是多种多样的。
2）用最小距离原则进行归类
选定了聚类中心后，就要计算每个像元到各个中心之间的距离，用最小距离的原则把像元规划到不同的集群或类别。在最小距离分类中常用的距离函数：
欧几里德距离：
街道距离：
由确定聚类中心到按最小距离归类，构成一个循回。但是，按初始聚类中心划分的点群总是不完善的，还要经过不止一次的检验和修改；每一次都要改变一些聚类中心，然后重新计算距离和归类，这样经过若干次的反复，便使之渐趋完善。从节省运算时间出发，当然希望循回少一些为好。一般来讲，如果初始聚类中心比较接近地物类别的实际，可以经过少数几个循回就可达到分类的要求。
3）检查和修改聚类中心
根据规定的参数来检查前一循回中归类的结果。决定进行再分裂、合并或者取消某些集群。
•再分裂：
（1）已有的集群数小于参数“预期的集群数”；
（2）某一类的像元数大于参数“一类中的最大像元数”，或标准差超过了参数“最大标准差”；
（3）当一个均值的点群或类别的第j个波段的标准差Sj超过了最大标准差时，就分裂为两个新的集群中心。
•合并：把原来已分为两个集群的像元合并到一起，重新计算其中心（均值）。
（1）两个集群之间的统计距离小于确定的阈值（最小集群间距）；
（2）集群的数目超过了规定的“最大分类数”。
•取消：一集群中心像元数太少，小于参数“一类中最少像元数”时，这一点群被取消，其成员分散到相邻的集群中去。点群和类别不一定完全一致。
4）输出分类结果
输出的分类结果取决于具体的数据特征和分析人员的要求。并不是循回次数越多越好。一般在达到预先次数，或所有像元已经归入适当地类别，不需要再分裂或合并时，就算完成了。
有时程序中规定了一个移动距离阈值，即前后两个循回间各类均值向量的平均移动距离，用像元值的单位表示，小于这个值就停止。
3.分类后处理
不管是监督分类还是非监督分类，其结果都会产生一些面积很小的图斑。无论从专题制图的角度还是实际应用的角度，都有必要对这些小图斑进行剔除。处理方法：
聚类统计（Clump ）
过滤分析（Sieve ）
去除分析（Eliminate ）
分类重编码（Recode）
聚类统计（Clump ）：通过对分类专题图像计算每个分类图斑的面积、记录相邻区域中最大图斑面积的分类值等操作，产生一个Clump类组输出图像，其中每个图斑都包含Clump类组属性。这是一个中间结果，供下一步处理使用。
过滤分析（Sieve ）：对经Clump处理后的Clump类组图像进行处理，按照定义的数值大小，删除Clump 图像中较小的类组图斑，并给所有小图斑赋予新的属性值0。显然，这引出了一个小图斑归属问题。可以与原分类图对比确定新属性。
去除分析（Eliminate ）：用于删除原始分类图像中的小图斑或小Clump类组，去除分析将删除的小图斑合并到相邻的最大分类中，而且如果输入图像是Clump聚类图像，经过去除处理后，将分类图斑的属
性值自动恢复为Clump处理前的原始分类编码。即结果是简化的分类图像。
分类重编码（Recode）：主要是针对非监督分类而言的，因在非监督分类过程中，用户一般要定义比最终需要多一定数量的分类数；在完全按照像元灰度值通过ISODA TA聚类获得分类方案后，首先是将专题分类图像与原始图像对照，判断每个类别的专题属性，然后对相似或类似的分类通过图像重编码进行合并，并定义分类名称和颜色。分类重编码还可以用在其它方面，作用有所不同。
4.监督/非监督分类方法比较
根本区别点在于是否利用训练样区来获取先验的类别知识。
z监督分类根据训练样区提供的样本选择特征参数，建立判别函数，对待分类像元进行分类。因此，训练场地选择是监督分类的关键。对于不熟悉区域情况的人来说，选择足够数量的训练样区带来很大的工作量，操作者需要将相同比例尺的数字地形图叠在遥感图像上，根据地形图上的已知地物类型圈定分类用的训练样区。由于训练样区要求有代表性，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。
z非监督分类不需要更多的先验知识，它根据地物的光谱统计特性进行分类。因此，非监督分类方法简单，且分类具有一定的精度。严格说来，分类效果的好坏需要经过实际调查来检验。当光谱特征类能够和唯一的地物类型（通常指水体、不同植被类型、土地利用类型、土壤类型等）相对应时，非监督分类可取得较好分类效果。当两个地物类型对应的光谱特征类差异很小时，非监督分类效果不如监督分类效果好。
1. 模糊理论在遥感图像分类中的应用
模糊理论（fuzzy theory）是处理模糊性的理论总称，它是以1965年由Zadeh提出的模糊集合论为基础的。在通常的集合论中，X是否归属于集合A是由二值0和1决定的，而在模糊理论中，最大的区别在于它容许存在灰色。
在遥感图像的分类中，明确地判定分类类别的边界往往比较困难。如：森林和草地的边界不很明显，实际上存在着中间性的过渡类别。因此，在分类类别的定义上存在模糊性。在类别的边界不明显的情况下可以有效地利用模糊理论。此外，在人工图像判读时，采用定性判别的成分要比采用定量判别多，即使在遥感图像的计算机分析中，便于进行定性处理的模糊理论的适用范围也较广泛。
2. 专家系统在遥感图像分类中的应用
专家是利用各种经验性知识，在综合判断的同时进行图像判读的。可是，在利用计算机进行图像分类时就不能充分利用这种专家的知识和综合性判断力。
专家系统（expert system）——就是把某一特定领域的专家知识输入到计算机中，辅助人们解决问题的系统。利用专家系统就可以把判读专家的经验知识综合起来进行遥感图像的计算机分类。
本章小结
•遥感图像的分类原理
•监督分类方法
监督分类中选择训练样本的要求。
监督分类中主要的识别分类方法及其各自特点。
•非监督分类方法
典型的聚类分析程序包括的内容。
监督分类与非监督分类的比较。
分类后处理的主要内容。
•模糊理论与专家系统的应用
第七章遥感图像人工判读
掌握：概念：目视判读、判读标志。
遥感图像的直接判读标志。
遥感图像上经常用到的间接判读标志。
遥感图像目视判读的常用方法。
遥感图像目视判读的步骤。
了解：目视判读的重要性。
遥感图像的影像性质。
7.1 遥感图像人工判读原理
遥感图像的人工判读，又称目视判读（解译）（visual interpretation）——判读者通过直接观察或借助判读仪器（放大镜、立体镜、密度分割仪和彩色合成仪等）研究地物在遥感图像上反映的各种影像特征（如形状、大小、色彩、阴影、图型结构等），并通过地物间的相互关系推理分析，达到识别所需地物信息的过程。
2. 遥感图像人工判读的重要性
z目视判读是信息社会中地学研究和遥感应用的一项基本技能。
通过目视判读遥感图像
–地理学家可以了解山川分布，研究地理环境等
–地质学家可以了解地质地貌或深大断裂
–考古学家可以在荒漠中寻找古遗址和古城堡
由于目视判读需要的设备少，简单方便，可以随时从遥感图像中获取许多专题信息，因此是地学工作者研究工作中必不可少的一项基本功。
z目视判读是遥感图像计算机判读发展的基础和起始点。
遥感图像处理和计算机判读的结果，需要运用目视判读的方法进行抽样核实或检验。通过目视判读，可以核查遥感图像处理的效果或计算机判读的精度，这是遥感图像计算机判读的一项基础工作。忽视目视判读在遥感图像处理中的重要作用，单纯强调计算机判读，有可能成为一种高水平的计算机游戏。计算机技术的日益发展，会更加迫切要求运用目视判读的经验和知识指导遥感图像计算机判读。
z遥感图像目视判读是遥感制图的重要环节。
遥感图像乃是一定比例缩小的地表景观的综合影像，它真实、客观地记录了制图物体的多种特征，预从图像上获取地图信息，必须进行图像判读（或称判读），因而，遥感图像判读是遥感制图的重要环节。
3. 遥感图像的影像性质
从遥感图像的成像原理和图像性质可知，地物的电磁波辐射特征是以不同的成像方式形成各种影像的，而图像判读的过程就是成像的逆过程
因此，要对地球表面的地物进行判读，首先要对影像进行分析，关于遥感图像的几何性质和物理性质，前面已经做了详细的论述，在此，仅对遥感图像的性质进行一些概括性的综合分析。
遥感图像的景物特征主要有光谱特征、空间特征和时间特征。此外，为微波区还有偏振特性。景
物的这些特征在图像上以灰度变化的形式表现出来。因此，图像的灰度是以上三者的函数。
不同的地物，这些特征不同，在图像上的表现形式也不同。因此，判读员可以根据图像上的变化和差异来区分不同的类别。再根据经验、知识和必要的资料，可以判断地物的性质和一些自然现象。
4. 遥感图像的判读标志
1）判读标志的概念与分类：
判读标志（interpretation key）——又称“图像判读要素”，指能帮助我们识别遥感图像上的某些制图物体和现象的影像特征。
判读标志可分为直接判读标志和间接判读标志。
直接判读标志是目标的物理特征和几何特征在影像上的直接表现，主要包括影像的形状、大小、色调或色彩、阴影、影像的纹理、相关布局等。
间接判读标志是用于推断与某些现象相关的其他现象的直接判读标志。
3）间接判读标志：间接判读标志是指能够间接反映和表现目标地物信息的遥感图像的各种特征，借助它可以推断与某地物属性相关的其他现象。遥感图像上经常用到的间接判读标志有：目标地物与其相关指示特征；地物与环境的关系；目标地物与成像时间的关系
1. 遥感图像目视判读的方法
遥感影像目视判读方法是指根据遥感影像目视判读标志和判读经验，识别目标地物的办法与技巧。
常用的目视判读方法有以下几种：直接判读法；对比分析法；信息复合法；综合推理法；地理相关分析法
- 直接判读法
是根据遥感影像目视判读直接标志，直接确定目标地物属性与范围的一种方法。
- 对比分析法
对比分析法包括：同类地物对比分析法；空间对比分析法；时相动态对比法
•同类地物对比分析法:是在同一景遥感影像上，由已知地物推出未知目标地物的方法。
•空间对比分析法
是根据待判读区域的特点，选择另一熟悉的与遥感图像区域特征类似的影像，将两个影像相互对比分析，由已知影像为依据判读未知影像的一种方法。
•时相动态对比法
是利用同一地区不同时间成像的遥感影像加以对比分析，了解同一目标地物动态变化的一种判读方法。- 信息复合法
利用透明专题图或者透明地形图与遥感图像重合，根据专题图或者地形图提供的多种辅助信息，识别遥感图像上目标地物的方法。
等高线对识别地貌类型、土壤类型和植被类型也有一定的辅助作用。
- 综合推理法
综合考虑遥感图像多种判读特征，结合生活常识，分析、推断某种目标地物的方法。
- 地理相关分析法
根据地理环境中各种地理要素之间的相互依存，相互制约的关系，借助专业知识，分析推断某种地理要素性质、类型、状况与分布的方法。
2. 遥感图像目视判读的步骤
卫星图像目视判读可分为：
-准备工作-初步判读与判读区的野外考察-室内详细判读-野外验证与补判-目视判读成果的转绘与制图
准备工作：
z 明确判读任务与要求；
z 收集与分析有关资料；
z 选择合适波段与恰当时相的遥感影像。
初步判读与判读区的野外考察：
z初步判读的主要任务是掌握判读区域特点，确立典型判读样区，建立目视判读标志，探索判读方法，为全面判读奠定基础。
z初步判读的工作重点是建立影像判读标准，为了保证判读标志的正确性和可靠性，必须进行判读区的野外调查。野外调查之前，需要制定野外调查方案与调查路线。
z在野外调查中，需要填写各种地物的判读标志登记表，以作为建立地区性的判读标志的依据。在此基础上，制订出影像判读的专题分类系统，根据目标地物与影像特征之间的关系，通过影像反复判读和野外对比检验，建立遥感影像判读标志。
室内详细判读：
z在专题判读中，除了遵循“全面观察、综合分析”的原则外，在判读中还应该做到：统筹规划、分区判读，由表及里，循序渐进，去伪存真，静心判读。
z室内详细判读中，对于复杂的地物现象，可以综合运用各种判读方法，可提高影像判读质量。
z无论应用何种判读方法，都应把握目标物体的综合特征，重视判读标志的综合运用，提高判读质量和判读精度。
z在详细判读中，要及时将判读中出现的疑难点、边界不清楚的地方和有待验证的问题详细记录下来，留待野外验证与补判阶段解决。
野外验证与补判：野外验证指再次到遥感影像判读区去实地核实判读的结果。主要内容包括两方面：z 检验专题判读中图斑的内容是否正确。
z 验证图斑界线是否定位准确，并根据野外实际考察情况修正目标地物的分布界线。
疑难问题的补判是对室内目视判读中遗留的疑难问题的再次判读。其方法是根据判读过程中的详细记录，找到疑难问题的地点，通过实际观察或调查，确定其地物属性。若疑难问题具有代表性，应建立新的判读标志。根据野外验证情况，对遥感影像进行再次判读。
目视判读成果的转绘与制图：遥感图像目视判读成果，一般以专题图或遥感影像图的形式表现出来。
一般采用“单项提取、系列成图、综合分析”的方法。
•从卫星图像上提取单项信息，如水体、河流、植被土壤等要素的分布;
•依次作出单要素判读成果图;
•根据专业的需要将其中几个或全部单要素图重叠，据各要素间的相互关系进行综合分析研究，作出进一步的综合判读。
思考题
•简述目视判读的基本方法与过程。
•遥感图像目视解译时，可用作间接解译标志的信息有哪些（列出3种以上）。
知识点：（3-4节）
掌握：概念：专题判读。
遥感图像专题判读主要有那几方面，各专题判读的应用。
了解：遥感图像判读设备。
1. 判读设备的分类
判读设备（仪器）（interpretative instrument ）指遥感图像判读所需的各种仪器设备。
常用的目视判读设备包括：（1）观察（包括增强）仪器。（2）量测仪器。（3）细部转绘仪器。
（1）观察（包括增强）仪器
观察仪器可以对各种图像进行三维或二维观察。立体镜（stereoscope）是其中所用的最重要仪器。
常用的立体镜有：¾透镜式立体镜¾反光式立体镜¾扫描立体镜¾可变焦距立体镜
非立体观察仪器有：¾放大镜¾透光台¾光电增强系统
（2）量测仪器
量测仪器一般可分为五类：¾直线测量仪器¾面积测量仪器¾高度测量仪器¾绘图仪器¾密度测定仪器
如视差杆、求积仪、透明格网模片、立体测图仪等。
（2）细部转绘仪器
用于把判读出的信息转换到底图上去。
细部转绘仪器可分为两类：
¾一类是根据像片转绘原理设计的，如像片转绘仪
¾另一类是应用光学投影原理设计的，如光学投影仪
7.4 遥感图像专题判读Thematic Interpretation of RS Image
专题判读（thematic interpretation）又称“专业判读”。根据各专业部门的需要,在遥感图像上
获取某种专门目标地物信息的过程。例如地质判读，植被判读，土壤判读。。。专题判读主要由有关专业人员进行。
遥感图像专题判读大致可分为：
1、水体判读（water body）
2、地貌判读（geomorphy）
3、地质判读（geology ）
4、土壤植被判读（soil and vegetation）
5、城镇、铁路判读（towns and railway）
6、土地覆盖与土地利用判读（land coverage and land use）
7、大气现象判读（atmospheric phenomena）
1、水体判读（water body）
（1）水系判读
水系由地面上相互有关联的大小河流组成，在卫星图像上可以判读水系的形态特征和密度。
（2）海岸判读
海岸是海水和陆地的交界，由于两者的光谱特性有明显的差异，因而在卫星图像上是清楚的，判读效果较好。
遥感技术的原理及其应用 1. 引言 遥感技术是通过采集、处理和分析地球表面的各种信息而不需直接接触目标的 一种观测技术。它广泛应用于农业、城市规划、环境保护、气象预测等各个领域。本文将介绍遥感技术的原理和其在不同领域的应用。 2. 遥感技术的原理 遥感技术基于电磁波与地物之间的相互作用原理。当电磁波通过地物时，会因 地物的不同特性而产生反射、散射、透射等现象，这些现象会被遥感设备记录下来并通过处理得到有用的信息。 2.1 电磁波的基本概念 电磁波是由电场和磁场交替变化而形成的一种波动现象。它的特性由波长、频 率和振幅来描述。电磁波的频率和波长在不同范围内对应着不同的辐射，如射频、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。 2.2 遥感设备的工作原理 遥感设备通常由传感器、平台和数据处理系统组成。传感器负责接收和记录地 物反射、散射等信息，平台提供传感器的支撑和移动，数据处理系统对传感器接收到的数据进行处理和分析。 2.3 地物与电磁波的相互作用 不同的地物对电磁波的相互作用是基于地物的组成、形态和结构等特性。常见 的相互作用包括反射、散射和透射。 3. 遥感技术的应用 3.1 农业领域 遥感技术在农业领域中的应用包括农作物生长监测、土壤湿度测量、气象预测等。通过遥感技术，可以实时监测农作物的生长状况，提供精准的灌溉和施肥建议，提高农作物产量和品质。
3.2 城市规划 遥感技术对于城市规划的应用主要体现在土地利用调查、建筑物高度测量和城 市扩展规划等方面。通过遥感技术，可以高效地获取大范围的土地利用情况，为城市规划决策提供数据支持。 3.3 环境保护 遥感技术在环境保护中起到了重要的作用。通过遥感技术可以监测森林覆盖率、海洋污染、空气污染等环境指标，及时发现并采取措施解决环境问题。 3.4 气象预测 遥感技术在气象预测中的应用主要体现在天气预报、气候变化分析等方面。通 过遥感技术，可以获取大范围的气象信息，提高气象预测的准确性。 4. 总结 遥感技术以电磁波与地物之间的相互作用为基础，通过采集、处理和分析地球 表面的信息，为农业、城市规划、环境保护、气象预测等各个领域提供了强大的数据支持。随着技术的发展，遥感技术在未来的应用领域将会更加广泛，为人类社会发展带来更多的益处。
遥感技术的原理与应用 遥感，也叫遥测遥感技术，是指利用传感器和卫星等远距离探 测技术获取地球表面信息的技术。遥感技术可以获取地球大范围、连续的、实时的、快速的不同层次、不同时间尺度的图像和数据，为自然资源调查、环境监测、水文水资源调查、灾害预警、城市 规划、农业生产、林业经营、海洋调查等领域提供了广阔的应用 前景。 遥感技术的原理 遥感技术的基本原理是利用物体对电磁波的反射、辐射或传输 特性来提取有关于物体的信息。电磁波包括可见光、近红外线、 红外线、微波等，在地球大气不同层次的介质中传播，与地球上 不同的物体交互作用并被散射、反射、透过、辐射等，再由探测 器返回地面。 遥感技术的应用 1.自然资源调查
利用遥感技术可以进行大规模的土地资源调查，对土地利用状态和方式进行监测、评估、预测和分析，为农业生产、生态环境保护、城市规划等提供数据支持。 2.环境监测 遥感技术可以快速、广泛、动态地监测环境污染源、污染程度和污染物在大气、水源等介质中的扩散和运移过程，为环境保护和生态环境治理提供数据支持。 3.水文水资源调查 利用遥感技术可以获取地表水资源、地下水资源、水土流失等水文水资源信息，辅助决策和规划。 4.灾害预警 遥感技术可以对自然灾害的形成、演变、影响范围等进行及时监测和预警，提供预防自然灾害的预警和指导信息。
5.城市规划 遥感技术可以获取城市空间结构、土地利用变化、建筑物高度、道路交通情况等信息，为城市规划和土地利用管理提供数据支持。 6.农业生产 利用遥感技术可以进行农业作物遥感监测，提高农业生产效益，为农业决策和精准农业提供技术支持。 7.林业经营 遥感技术可以实现森林资源动态监测、调查、统计和土地分类 以及森林病虫害的应对等一系列生态和经济管理活动的支持，为 林业经营管理提供数据支持。 8.海洋调查
遥感技术的工作原理及应用 1. 什么是遥感技术 遥感技术是一种通过空中或卫星等设备获取地球表面信息的技术。它采用不接触的方式，利用传感器等设备获取地球表面的电磁波辐射信息，并通过数据处理和分析，得到各种地理和环境信息。遥感技术可以实现对地球表面的全球性、快速、大范围的观测，并且具有较高的时空分辨率，被广泛应用于地球科学、环境保护、农业、城市规划等领域。 2. 遥感技术的工作原理 遥感技术的工作原理主要包括以下几个步骤： 2.1 辐射传输 地球表面上的物体会反射、辐射和透射电磁波，这些电磁波包括可见光、红外线和微波等波段。当这些电磁波通过大气层时，会受到散射、吸收和透射等作用，从而改变它们的能量和方向。 2.2 感应器接收 感应器是用来接收电磁波的设备，它可以通过摄像机、卫星、飞机等设备进行观测。感应器接收到地球表面反射、辐射和透射的电磁波后，会将其转换为数字信号，并传送到数据处理系统进行处理。 2.3 数据处理 数据处理是将感应器接收到的数字信号进行处理和分析的过程。在数据处理过程中，需要进行辐射校正、大气校正、几何校正、影像去噪等处理，以获取准确的地球表面信息。 2.4 数据分析与应用 数据处理完成后，可以进行数据分析和应用。通过对遥感图像和数据进行解译和分析，可以获得地表温度、植被覆盖度、土地利用类型等信息，用于环境监测、气候变化分析、农业生产预测等领域。 3. 遥感技术的应用 遥感技术在各个领域都有广泛的应用，以下列举几个典型的应用案例：
3.1 农业 遥感技术可以用于农业生产的监测和管理。通过获取植被的生长状况和土地利 用类型等信息，可以进行农作物的生长预测、灾害监测和农田规划等工作，提高农业生产的效率和质量。 3.2 环境保护 遥感技术可以用于环境保护和资源管理。通过获取地表水质、土壤湿度和森林 覆盖率等信息，可以监测和评估环境的变化和破坏，及时采取相应的措施进行保护。 3.3 城市规划 遥感技术可以用于城市规划和城市管理。通过获取城市的地貌、建筑物分布和 道路网络等信息，可以进行城市规划、交通管理和资源分配等工作，提高城市的发展和管理水平。 3.4 气候变化 遥感技术可以用于气候变化研究和气象预测。通过获取大气温度、湿度和云量 等信息，可以分析和预测气候的变化趋势，为气象预报和气候变化研究提供依据。 3.5 自然资源管理 遥感技术可以用于自然资源的管理和开发。通过获取地表水资源、矿产资源和 森林资源等信息，可以进行资源调查和资源规划，合理利用和保护自然资源。 结论 遥感技术通过感应器接收地球表面的电磁波辐射信息，并通过数据处理和分析，得到各种地理和环境信息。它具有全球性、快速、大范围的观测能力，并且被广泛应用于地球科学、环境保护、农业、城市规划等领域。随着技术的不断发展，遥感技术的应用范围和精度将会进一步提高，对于人类社会的发展和环境保护具有重要意义。
简述遥感的基本原理和应用 1. 遥感的基本原理 遥感是指通过对地球上物质进行无接触的感知和测量，利用各种传感器从遥远 的地方收集地球各种信息的技术手段。其基本原理如下： 1.1 电磁波辐射与传感器 遥感技术利用电磁波辐射与地物之间的相互作用来获取地物信息。电磁波辐射 包括可见光、红外线、微波等多种波段，各波段的电磁波辐射与地物的相互作用方式不同。遥感传感器是用于接收地球表面辐射的装置，根据不同波段的特点选择相应的传感器。 1.2 传感器数据获取 遥感传感器能收集地球表面各种辐射信息，根据辐射信息即可获取地物的相关 特征参数。获取传感器数据可通过主动传感和被动传感两种方式。主动传感是指激发地物辐射并收集其反射或散射回来的辐射，如雷达遥感；被动传感是指记录地物本身发射的辐射，如红外遥感。 1.3 数字图像处理 通过遥感传感器获取到的数据需要经过数字图像处理，以提取出有关地物的特 征信息。数字图像处理包括图像预处理、特征提取、分类等步骤。预处理用于去除图像中的噪声和其他干扰，特征提取则利用数学方法提取图像中地物的特征参数，分类则是将图像中的地物划分为不同的类别。 2. 遥感的应用 遥感技术在各个领域有广泛的应用，包括但不限于以下方面： 2.1 农业 农业生产是遥感应用的一个重要领域。通过使用多光谱遥感图像，可以监测农 田的植被生长状态，提早发现植物病虫害等问题。遥感技术还能用于土壤水分监测、农作物估产、农田利用评估等方面。 2.2 城市规划 在城市规划中，遥感技术可以提供大规模、高精度的地表覆盖信息，帮助城市 规划者进行土地利用分析、城市扩展规划以及基础设施建设规划。通过遥感图像中的建筑、道路等地物信息，可以进行城市景观分析和环境评估。
遥感的应用与原理 1. 遥感的定义 遥感是指利用航空器、卫星等远离待观测对象的探测平台，通过对地面反射、散射、辐射等物理量的测量与分析，获得地球表面物理、化学、生物等特征信息的科学方法。 2. 遥感的基本原理 遥感的基本原理是通过探测平台获取地面反射、辐射等信息，然后将这些信息转化为数字信号，进行进一步分析、处理与应用。 2.1 电磁波的发射与传播 •遥感利用的是电磁波在空间传播的性质。 •电磁波包括可见光、红外线、微波等不同波段。 •不同波段的电磁波在地球大气中的传播和散射特性各有不同。 2.2 传感器的工作原理 •传感器是记录和接收地面反射、辐射等信息的装置。 •传感器可以是光学传感器、红外传感器、微波传感器等。 •传感器对不同波段的电磁波有不同的敏感度和分辨率。 3. 遥感的应用领域 遥感技术在许多领域都有广泛的应用，下面列举了其中几个重要的应用领域： 3.1 农业 •遥感可以帮助监测农作物的生长状况，提供农作物的生长速度、病虫害等信息。 •遥感还可以用于土壤湿度监测、农作物施肥等农业管理方面。 3.2 环境保护 •遥感可以用于监测森林植被的覆盖状况，判断森林的健康程度和生态环境状况。 •遥感还可以用于监测水质变化，掌握水资源的分布和污染状况。 3.3 城市规划 •遥感可以帮助城市规划师获取城市地貌、土地利用信息，辅助确定合理的城市规划。
•遥感还可以监测城市的环境污染和交通情况，提供有关的数据支持。 3.4 矿产资源勘探 •遥感可以通过对地形、土地覆盖等信息的分析，辅助矿产资源的勘探和开发。 •遥感还可以发现潜在的矿产资源，并评估其价值和开采潜力。 3.5 天气变化预测 •遥感可以监测大气层的各种物理特征，提供天气变化的数据支持。 •遥感还可以对气候变化进行长期监测和研究。 4. 遥感技术的优势和局限性 •遥感技术可以获取广泛的地理信息，覆盖范围广，不受地理位置限制。 •遥感技术可以提供大量的数据，用于分析和研究。 •遥感技术还可以实时监测和预警自然灾害。 然而，遥感技术也有一些局限性： - 遥感数据的分辨率有限，不能获取极小尺 度的地面信息。 - 遥感数据的解释需要与地面实地考察相结合，才能得出准确的结论。 - 遥感设备和数据处理需要专业人员进行，并且成本较高。 5. 结论 遥感技术在当前社会的许多领域都有广泛而重要的应用，它通过探测平台和传 感器获取地面反射、辐射信息，并通过分析和处理这些信息，为农业、环境保护、城市规划、矿产资源勘探、天气变化预测等领域提供可靠的数据支持。虽然遥感技术有一些局限性，但随着技术的不断发展和进步，其应用前景依然非常广阔。
遥感原理与应用知识点 遥感原理与应用是研究地表物体的信息通过传感器获取后进行处理和 分析的一门学科。遥感技术通过使用传感器捕获电磁辐射能量，并将其转 化为数值数据，通过分析和解释这些数据，可以获取地理空间信息，从而 应用于地理信息系统、环境保护、农业、林业、地质勘探、城市规划等领域。以下是一些关于遥感原理与应用的知识点。 1.传感器类型：遥感传感器有光学传感器、热红外传感器、微波传感 器等。光学传感器包括可见光和红外线传感器，可以捕捉可见光和红外线 辐射。热红外传感器用于捕捉地球表面的热量辐射。微波传感器则利用微 波的性质来获取地球表面的信息。 2.电磁辐射谱：电磁辐射谱是指从长波到短波的一系列电磁波的频率 和能量范围。电磁辐射谱包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。不同波段的电磁辐射在捕捉地表物体的信息时具有不 同的特点和应用。 3.多光谱遥感：多光谱遥感是利用多个波段的光学传感器捕捉地表物 体的信息。不同波段的光谱可以提供地表不同特征的信息，如植被生长、 土壤质量、水体含量等。多光谱遥感可以用来监测环境变化、农作物生长 情况等。 4.高光谱遥感：高光谱遥感是利用波段数较多的光学传感器获取地表 物体的高光谱信息。高光谱遥感可以提供比多光谱遥感更丰富的地表特征 信息。通过对地表的高光谱数据进行分析，可以识别和分类不同类型的地 表物体，如植被、水体、建筑物等。
5.雷达遥感：使用雷达传感器进行遥感观测的技术被称为雷达遥感。 雷达遥感利用微波辐射可以透过云层和大气，获取地表物体的信息。雷达 遥感可以应用于地表的三维测量、地形地貌的研究、灾害监测等领域。 6.遥感数据处理：获取到的遥感数据需要通过一系列的处理和分析方 法来提取有用的信息。数据处理包括预处理、影像增强、影像分类、特征 提取等步骤。遥感数据处理的目的是将原始数据转化为可用的地理空间信息。 7.地理信息系统（GIS）应用：遥感数据可以与地理信息系统结合使用，实现地理空间数据的管理、分析和可视化。通过遥感数据和GIS技术 的结合，可以实现地理信息的快速获取、大范围的分析和决策支持。 8.环境保护应用：遥感技术可以用于监测环境变化、气候变化等。通 过遥感数据，可以实时观测和监测大气污染、土地利用变化、水体污染等 环境问题，从而进行环境保护和生态管理。 9.农业应用：遥感技术可以用于农作物的监测和管理。通过遥感数据，可以识别不同农田的植被生长状态、土壤湿度等信息，帮助农民进行农田 管理和决策。 10.城市规划应用：遥感数据可以用于城市规划和发展。通过遥感数 据的分析，可以了解城市的土地利用情况、人口密度分布等信息，从而优 化城市规划和管理。 总之，遥感原理与应用是一门研究如何获取、处理和分析地表物体信 息的学科。通过遥感技术，可以实现对地理空间信息的获取和分析，应用 于地理信息系统、环境保护、农业、城市规划等领域，对于社会的可持续 发展具有重要的意义。
遥感的工作原理和应用 工作原理 遥感是利用传感器对地球表面物体的电磁辐射进行探测和测量的技术。它基于物体对不同波段的辐射具有不同的反射、散射、吸收特性这一原理。遥感技术主要包括被动遥感和主动遥感两种形式。 被动遥感 被动遥感是指传感器接收地球表面反射和发射的自然辐射。传感器通过不同波段（如可见光、红外线、微波等）接收地表反射出的辐射，然后进行记录和分析。被动遥感可用于获取地表反射率、植被覆盖度、气温变化等信息。 主动遥感 主动遥感是指传感器通过发射电磁波并接收其返回信号来获取地表信息。常见的主动遥感技术包括雷达和激光雷达。雷达利用电磁波在地表和大气中的传播特性来探测地表目标，可用于获取地表高程、地表形状等信息。激光雷达则利用激光束对地表进行扫描，并通过接收返回的激光信号来获取地表的距离和形状等信息。 应用领域 遥感技术在地球科学、农业、环境保护、城市规划等领域有着广泛的应用。 地球科学 遥感技术在地球科学领域扮演着重要的角色。通过遥感技术，科学家可以获得大范围的地表地貌、地质构造、水文等信息，从而深入研究地球的演化历史、自然灾害等。遥感技术还可用于监测地壳的运动、火山活动、地震预警等。 农业 遥感技术在农业领域的应用主要体现在农作物管理和精准农业方面。通过遥感图像，农民和农业专家可以获得农田植被的生长状态、病虫害的发生情况，从而及时采取措施进行管理。遥感技术还可以用于农田的土壤质量评估、水分监测等，实现农业生产的精准化管理。 环境保护 遥感技术在环境保护领域的应用广泛而深入。通过遥感技术，可以监测大气污染、水体污染、森林砍伐等环境问题。遥感技术还可以用于监测和预测自然灾害，如洪水、干旱和森林火灾等，从而提前做出应对措施。
遥感的原理与应用 1. 遥感的定义 遥感是通过对地球表面进行远距离观测与感知的技术，利用传感器获取地球表 面物体的信息并进行分析和解释。遥感技术利用电磁波辐射与物体相互作用的特性，通过记录、测量和解释该辐射，可以获取地表和大气的信息。 2. 遥感原理 遥感的基本原理是通过感知和测量地球表面物体物理特性与光辐射之间的相互 关系。当遥感器传播出电磁波辐射时，其与物体相互作用后会发生散射、吸收或反射。这些辐射回到传感器被接收和记录，并通过数据处理进行解释和分析。 3. 遥感的应用领域 3.1 地球科学 遥感技术在地球科学领域有着广泛的应用。通过遥感技术，可以监测地球表面 的变化，如环境变化、土地覆盖变化、通量变化等。通过长期的遥感监测，可以对地球环境进行评估和预测。 3.2 城市规划和土地利用 遥感技术在城市规划和土地利用方面的应用也十分重要。通过遥感技术可以获 取到城市的地形、道路、建筑、绿化等信息，进而为城市规划和土地利用提供数据支持。 3.3 农业和林业 遥感技术在农业和林业领域也有着广泛的应用。通过遥感技术可以对农作物的 生长状况、土壤质量、水资源利用等进行监测和评估，能够为农业生产提供技术支持。同时，遥感技术也可以用于林业资源的监测和保护。 3.4 海洋科学 遥感技术在海洋科学研究中也发挥着重要作用。通过遥感技术可以获取海洋的 温度、盐度、色素含量等信息，能够对海洋生态环境进行监测和评估，为海洋研究提供数据支持。
3.5 灾害监测与防范 遥感技术在灾害监测和防范方面也有着重要的应用。通过遥感技术可以对洪水、干旱、地震、火灾等自然灾害进行实时监测和预警，提供及时的灾害信息，帮助相关部门进行灾害应对和救援工作。 3.6 环境监测与保护 遥感技术在环境监测和保护方面扮演着重要的角色。通过遥感技术可以监测大 气污染、水体污染、土壤污染等环境问题，为环境保护提供数据支持。 4. 遥感的发展趋势 随着科技的不断发展，遥感技术也在不断创新和进步。以下是遥感技术的一些 发展趋势： •高分辨率遥感技术的发展，可以获取更精准的地表信息。 •多光谱遥感技术的发展，可以获取更多的地面特征参数。 •合成孔径雷达遥感技术的发展，可以在云层和降雨等不良环境下获取地表信息。 •数据处理与分析技术的进步，可以更好地对遥感数据进行解释和应用。 5. 结论 遥感技术通过对地球表面物体及其光辐射进行感知和测量，可以获取地表和大 气的相关信息，并应用于地球科学、城市规划、农林业、海洋科学、灾害监测与防范、环境监测与保护等方面。随着技术的进步和创新，遥感技术将继续在各个领域发挥着重要作用。
简述遥感的基本原理及应用 1. 遥感的基本原理 遥感是指通过从远处获取地球地表物体的信息，通常是利用航空器或卫星等平台搭载的遥感传感器对地球表面进行观测和记录，然后利用这些观测数据进行分析和解译。遥感的基本原理可以概括为以下几点： •电磁波辐射：遥感利用的是地球表面物体自然辐射或人工辐射的电磁波，包括可见光、红外线、微波等不同波长的电磁波。 •传感器接收：遥感传感器可以接收和记录电磁波辐射的能量，不同传感器对不同波段的电磁波有不同的灵敏度。 •光谱特征：每种物质对电磁波有不同的吸收、辐射和散射特性，形成物质的光谱特征，这些特征可以用于遥感图像的解译。 •数字图像处理：遥感图像一般是数字图像，利用数字图像处理方法可以提取出图像中的有用信息，如物体的位置、形状、光谱等特征。 2. 遥感的应用领域 遥感技术在各个领域都得到广泛应用，下面列举了几个常见的应用领域： 2.1 农业 •土地利用监测：利用遥感技术可以对农田进行监测和分析，包括农作物类型、覆盖程度、生长状态等信息，以便农业管理和规划。 •病虫害监测：通过遥感图像可以判断植被的健康状况，及时发现和监测农作物的病虫害情况，实现精细化农业管理。 2.2 城市规划 •地形测量：利用遥感技术可以获取地表地形信息，包括高程、坡度、坡向等，为城市规划和土地开发提供数据支持。 •城市扩张监测：通过遥感图像可以观测和记录城市的扩张情况，包括新建楼房、道路等基础设施，为城市规划和管理提供依据。 2.3 环境保护 •水资源监测：利用遥感技术可以对水体进行监测，包括河流、湖泊、水库等，以便及时发现水质问题和水体的变化。
•森林火灾监测：通过遥感图像可以监测森林火灾的发生和蔓延情况，及时采取措施进行应对和救援。 2.4 自然资源调查 •矿产资源调查：利用遥感技术可以进行矿产资源的调查和探测，包括矿山的开采状况、矿物质的分布等，为资源开发提供数据支持。 •土地评估：通过遥感图像可以评估土地的质量、适宜程度等，为土地的合理利用和管理提供参考。 结论 遥感技术在农业、城市规划、环境保护和自然资源调查等领域都起到了重要的作用。基于电磁波辐射、光谱特征和数字图像处理的原理，通过遥感技术可以获取大范围、高分辨率的地表信息，为各个领域的应用提供了数据支持和决策依据。随着遥感技术的不断发展和创新，相信其在未来会有更多的应用和发展。
遥感原理与应用复习要点(详细版) 遥感技术是通过使用传感器从远距离获取信息的技术。遥感的主要用途是获取地球表面的各种信息以及地球上的自然和人造资源。其中，遥感原理是遥感技术的基础，而应用则是遥感技术的具体实践。本文将介绍遥感原理和应用的复习要点。 一、遥感原理 1. 电磁波与遥感 电磁波是遥感技术中最重要的物理概念之一。电磁波是指在真空或物质中传播的物质波，包括无线电波、红外线、可见光线和紫外线等。不同波长的电磁波与地物的 反射或辐射有关，因此可以用来获取地物的信息。遥感技术通常使用的是可见光和红 外线。 2. 光谱与遥感 光谱是指一个连续的波长范围内的电磁波，通常包括可见光、红外线和紫外线等。地物与光谱的相互作用决定了其在遥感图像中的表现形式。因此，光谱分析是遥感技 术的核心。 3. 传感器与遥感 传感器是遥感技术中的重要组成部分。传感器是指能够将地物反射或辐射的电磁波转换成数字数据的装置。传感器的特性决定了遥感图像的质量和特点。常用的传感 器包括光学传感器、微波雷达和激光雷达等。 4. 遥感图像的处理和解译
遥感图像的处理和解译是遥感技术中的关键步骤。处理包括图像的增强、去噪、校正和地理空间校准等。解译是指从图像中提取有价值的信息，包括分类、目标检测和变化检测等。 二、遥感应用 1. 地质勘查 遥感技术在地质勘查中有广泛应用。遥感图像可以快速获取大范围的地表地貌、地形和地质构造等信息，有助于识别地质资源，确定潜在的矿产藏区和研究地球的地质演化过程。 2. 大气与海洋遥感 遥感技术可以用来监测大气和海洋的的动态变化。例如，遥感技术可以用来观测气象、海洋温度、叶绿素含量和海洋流速等。这些信息对于天气预报、海洋生态环境的研究和资源开发有很大的帮助。 3. 城市规划 遥感技术可以用来获取城市地表的信息，包括建筑物、道路、水系和绿地等。这些信息有助于城市规划和管理，特别是在城市拓展、交通建设和环境保护方面。 4. 农业生产管理 遥感技术在农业生产管理中也有很大的应用。例如，遥感技术可以使用多光谱影像来识别庄稼的生长状态，监测农作物的产量和质量，以及预测天气变化等。
遥感传感器的原理与应用 1. 引言 遥感技术是一种通过从远距离获取信息的技术。遥感传感器是遥感技术的核心 组成部分，它能够通过感知和记录电磁辐射的能力来获取地球表面的信息。本文将介绍遥感传感器的原理及其在各个领域的应用。 2. 遥感传感器的原理 遥感传感器的原理可以简单概括为接收地球表面发出或反射的电磁波，并转化 成能够被记录和分析的电信号。以下是常见的遥感传感器的原理： 2.1 光学传感器 光学传感器利用电磁波中的可见光和近红外波段的特性来获取地表信息。其原 理是通过光学透镜和光电转换器将入射的光通过光敏元件转换成电信号。光学传感器的应用非常广泛，可以用于地理环境监测、农业资源管理、气象预测等。 2.2 红外传感器 红外传感器利用地球表面和大气中的红外辐射来获取信息。红外辐射的特点是 能够反映地物的温度分布、热量分布等。红外传感器可以用于火灾监测、旱情监测、气候研究等。 2.3 雷达传感器 雷达传感器利用微波辐射来获取地球表面的信息。雷达传感器的原理是通过发 送微波信号，并接收回波信号来获取地物的位置、形状等。雷达传感器的应用十分广泛，例如地物测绘、气象预报、军事侦察等。 3. 遥感传感器的应用 3.1 土地利用与覆盖分类 遥感传感器可以通过获取不同波段的电磁波信息来实现土地利用与覆盖的分类。通过对地面特征的识别和分类，可以为土地资源的合理管理提供数据支持。 3.2 环境监测与保护 遥感传感器可以通过监测大气、水体、土壤等环境要素的变化来实现环境监测 与保护。例如，通过监测水体中的蓝藻水华来预警水质问题，通过监测森林破坏情况来提供生态保护建议等。
3.3 气象预测与灾害预警 遥感传感器可以通过获取大气中的电磁波信息来实现气象预测与灾害预警。通过监测大气中的云状、温度等信息，可以提前预警暴雨、台风等自然灾害，帮助人们做好相关准备。 3.4 农业资源管理 遥感传感器在农业领域有广泛的应用。通过监测农田的土壤湿度、作物的生长情况等信息，可以帮助农民科学管理农田、调整灌溉计划、提高农作物的产量。 3.5 城市规划与管理 遥感传感器可以通过获取城市地表的信息来实现城市规划与管理。例如，通过获取城市的建筑物密度、交通流量等数据，可以为城市规划和交通管理提供参考。 4. 结论 遥感传感器作为遥感技术的重要组成部分，具有广泛的应用前景。通过光学、红外、雷达等传感器的原理，可以实现对地球表面信息的获取。在土地利用、环境监测、气象预测、农业资源管理和城市规划等领域，遥感传感器都发挥着重要的作用。 通过遥感技术的发展和创新，相信在未来，遥感传感器将不断提高其分辨率、灵敏度和可靠性，为各个领域的应用提供更加精确和全面的数据支持。
遥感原理与应用知识点总结 遥感原理与应用是地理信息科学和地球科学领域中的重要学科，主要涉及利用遥感技术获取地球表面信息的方法、原理和应用。以下是遥感原理与应用的重要知识点总结： 1、遥感定义：遥感是指通过非接触传感器，从远处获取地球表面各类信息的技术。 2、电磁波谱：遥感技术主要利用电磁波谱中的可见光、红外线、微波等波段，不同波段的信息携带的地面信息不同。 3、辐射与反射：遥感传感器接收到的辐射包括目标物体的自身辐射和反射太阳光。反射率是物体反射能量与入射能量之比，是遥感影像分析的重要参数。 4、分辨率：分辨率是遥感影像中能够识别的最小细节，可分为空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率。 5、图像增强：通过图像处理技术，对遥感影像进行色彩调整、滤波、边缘增强等操作，以提高影像的可读性和目标物体的识别精度。 6、图像分类：基于遥感影像的像素值和特征，利用计算机视觉和图像处理技术进行自动或半自动的分类，得到专题图层。 7、动态监测：遥感技术可以对同一地区不同时相的影像进行对比分析，发现地表信息的动态变化，如土地利用变化、环境污染监测等。 8、应用领域：遥感技术在环境保护、城市规划、资源调查、灾害监测、全球变化研究等领域有广泛应用。 9、遥感数据融合：将不同来源的遥感数据融合在一起，可以提高遥感影像的质量和精度，为应用提供更加准确可靠的数据支持。 10、3S技术：遥感（Remote Sensing）、地理信息系统（Geographic Information System）和全球定位系统（Global Positioning System）的结合，可以实现空间数据的快速获取、处理和应用。 以上知识点是遥感原理与应用学科的核心内容，理解和掌握这些知识点有助于更好地应用遥感技术解决实际问题。同时，随着遥感技术的发展，新的理论和方法不断涌现，需要不断学习和更新知识。 除了上述知识点外，遥感原理与应用还包括许多其他重要内容。例如，传感器设计和制造涉及的技术和标准，遥感数据的预处理和后处理方法，以及遥感应用中涉及的法规和政策等。此外，随着人工智能和机器学习技术的发展，遥感图像的自动解译和目标识别成为新的研究热点。 总之，遥感原理与应用是一门综合性、应用性很强的学科，需要掌握扎实的理论基础和实践技能。通过不断学习和实践，可以更好地应用遥感技术为人类社会和经济发展服务。同时，随着科技的不断进步和创新，遥感技术将在未来发挥更加重要的作用，为人类探索未知世界和解决实际问题提供更多可能性。
遥感原理与应用的总结 1. 什么是遥感 遥感（Remote Sensing）是指利用卫星、飞机、无人机等载体将地球表面信息 转化为人类可以观测和分析的数据的技术和科学方法。通过遥感技术可以获取地球表面的环境和地理信息，帮助我们更好地认识和管理地球。 2. 遥感的原理 遥感依靠电磁辐射与地物的相互作用来获取信息。电磁辐射是自然界普遍存在 的一种能量传播方式，包括可见光、红外线、微波、雷达波等。遥感技术通过测量和分析地球表面的电磁辐射来了解地球的环境和地貌。 遥感的原理可以简单概括为以下几个步骤： 2.1 辐射源发射 地球表面的物体会向周围环境发射各种波长的电磁辐射。这些辐射可以是自然 发射的，也可以是人为引起的，比如太阳辐射、人工光源辐射等。 2.2 辐射传输 辐射从辐射源处传播到地球大气和地表的过程称为辐射传输。这个过程受到大 气中的气体、水汽、颗粒物等的吸收、散射和折射等影响。 2.3 辐射接收 遥感载体（比如卫星、飞机、无人机）上的接收器会接收地球表面发出的辐射，形成遥感图像或数据。接收到的辐射信号会受到大气的影响，需要进行辐射校正处理。 2.4 图像处理 接收到的遥感图像或数据需要进行处理，包括辐射定标、几何校正、空间重采样、切片和拼接等操作。通过图像处理，可以提取出地表特征和信息。 3. 遥感的应用 遥感技术在各个领域中都有广泛的应用，主要包括：
3.1 大气环境监测 遥感技术可以监测大气污染物的浓度和排放源，用于环境保护和预警。通过遥 感技术，可以实时监测大气中的二氧化碳、臭氧、颗粒物等污染物的分布情况和运动轨迹。 3.2 农业资源调查 遥感技术可以通过监测农田的植被生长情况、土地利用状况和水资源分布等数据，为农业生产提供决策支持。利用遥感技术可以对农田进行精准测绘，提高农作物的产量和品质。 3.3 水资源管理 遥感技术可以监测水体的面积、水质和蓄水量等信息，用于水资源的管理和保护。通过遥感技术，可以实时监测水资源的使用情况，为水资源的合理分配提供数据支持。 3.4 灾害监测与评估 遥感技术可以快速获取灾害发生区域的图像和数据，用于灾害的监测和评估。 通过遥感技术，可以及时获取受灾区域的信息，为灾后的救援和重建提供支持。 3.5 城市规划与管理 遥感技术可以提供城市发展和规划所需的空间数据，包括土地利用状况、城市 扩张趋势、建筑物分布等。利用遥感技术可以对城市进行精确测绘，为城市规划和管理提供科学依据。 4. 结论 遥感技术作为一种强大的信息获取工具，已经在许多领域中得到了广泛的应用。通过遥感技术，我们可以获取丰富的地球信息，帮助我们更好地认识和管理地球。随着技术的不断发展，遥感技术将在更多领域展现出更大的应用潜力和价值。
简述遥感的原理及应用 1. 遥感的基本原理 遥感（Remote Sensing）是指利用各种传感器对地球上的目标进行感知和记录，通过获取目标的反射、辐射、散射、辐射等信息来间接获取目标对象的特征和状态的一门科学技术。遥感技术主要包含以下原理： 1.1 电磁辐射原理 遥感技术利用目标物体对电磁波的反射、辐射和散射现象进行监测和测量。目 标物体吸收、反射、传输和发射不同波段的电磁能量，通过收集和分析这些电磁信号，可以获取目标物体的信息，如物体的颜色、纹理、温度等。 1.2 传感器原理 传感器是接收、记录和传输电磁信号的装置，它是遥感技术的核心所在。传感 器有多种类型，常见的包括光学传感器、雷达传感器和微波传感器等。不同的传感器能够感知和记录不同波段的电磁信号，从而获取目标物体的不同特征。 1.3 数字图像处理原理 获取到的遥感图像通常是以数字形式表示的，数字图像处理原理主要涉及图像 的增强、分类、变换和分析等操作。通过数字图像处理技术，可以对遥感图像进行提取和分析，进一步获取目标物体的特征和信息。 2. 遥感的应用领域 遥感在各个领域具有广泛的应用，大大提高了人们对地球和目标物体的认知和 理解。以下是遥感技术的一些常见应用领域： 2.1 地质勘探 遥感技术在地质勘探中发挥了重要作用。通过获取不同波段的遥感图像，可以 识别地表岩石、矿物和沉积物的类型和分布，辅助地质勘探人员找到矿藏和地下水资源。 2.2 农业监测 农业是遥感技术的典型应用领域之一。通过遥感技术获取的图像可以获得农田 的植被状况、土壤湿度、作物病虫害情况等信息，为农业生产提供有价值的数据支持。
2.3 环境监测 遥感技术在环境监测方面也具有广泛的应用。通过遥感技术可以监测大气污染 物的排放情况、水体的污染程度以及土地利用和覆盖变化等环境指标，为环境保护和管理提供科学依据。 2.4城市规划 遥感技术为城市规划提供了重要的数据支持。通过获取城市的遥感图像，可以 分析城市的用地分布、道路交通情况、建筑物高度和密度等信息，帮助城市规划师进行合理的城市规划和设计。 2.5 灾害监测与评估 遥感技术在灾害监测和评估中发挥了关键的作用。通过遥感图像的获取和分析，可以实时监测地震、洪水、火灾等灾害的发生和蔓延情况，提供重要的灾害信息和预警。 3. 总结 遥感技术作为一门重要的科学技术，应用广泛且日益成熟。通过对电磁辐射原理、传感器原理和数字图像处理原理的理解，可以更好地利用遥感技术进行地质勘探、农业监测、环境监测、城市规划和灾害监测等领域的研究和应用。遥感技术的不断发展和创新，将为人们对地球和目标物体的认知与保护提供更多有价值的信息和支持。
第一篇名词解释 1、遥感技术：在遥感平台的支持下，不与探测目标接触，从远处吧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、遥感器：遥感器又称为传感器，是接收、记录目标电磁波特性的仪器。 常见的传感器有摄影机、扫描仪、雷达、辐射计、散射计等。 3、电磁波谱：将电磁波在真空中传播的波长或频率、递增或递减依次排列为一个序谱，将此序谱称为电磁波谱。 4、黑体：对任何波长的电磁辐射都全吸收的假想的辐射体。 5、大气散射：辐射在传播过程中遇到小微粒（气体分子或悬浮微粒等）而使传播方向改变，并向各个方向散开，从而减弱了原方向的辐射强度、增加了其他方向的辐射强度的现象。 6、大气窗口：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。 7、地物波谱：地物的电磁波响应特性随电磁波长改变而变化的规律，称为地表物体波谱，简称地物波谱。地物波谱特性是电磁辐射与地物相互作用的一种表现。 8、地物反射率：地物的反射能量与入射总能量的比，即ρ=(Pρ/P0 )×100%。表征物体对电磁波谱的反射能力。 9、地物反射波谱：是研究可见光至近红外波段上地物反射率随波长的变化规律。表示方法：一般采用二维几何空间内的曲线表示(地物反射波谱曲线)，横坐标表示波长，纵坐标表示反射率。 10、摄影成像：依靠光学镜头及放置在焦平面的感光记录介质（胶片or CCD）来记录物体的影像的成像方式 11、扫描成像：依靠探测元件和扫描镜对目标地物以瞬时视场为单位进行逐点、逐行取样，以得到目标地物电磁波特性信息，形成一定谱段图像的成像方式。
12、微波遥感：通过微波传感器,获取目标地物在1mm—1m光谱范围内发射或反射的电磁辐射，以此为依据，通过判读处理来识别地物的技术。 13、像点位移：中心投影的影像上，地形的起伏除引起相片比例尺变化外，还会引起平面上的点位在相片位置上的移动，这种现象称为像点位移，其位移量就是中心投影与垂直投影在统一水平面上的投影误差。 14、遥感图像的解译：是利用遥感影像的色调、形状大小、纹理结构特征等判别基础信息，结合地学等专业知识，识别、获取、分析目标地物信息的过程。就是从遥感图像上获取目标地物信息的过程。 15、遥感影像地图：以遥感影像和地图符号表现制图对象地理空间分布的地图. 16、遥感制图：以综合自然体为制图对象，编制以遥感影像为主要信息载体的地图过程。 17、遥感数字图像：以数字形式表示的遥感影像；特点：a、便于计算机存储与分析，b、图像信息损失低，c、抽象性强。 18、像元：又称像素、端元，是遥感数字图像的最基本的单位，是遥感成像过程的采用点，又是计算机图像处理的最小单元。 19、遥感数字图像的计算机分类 根据地物的分类特征建立统计识别模式，利用建立的识别模式或算法对遥感数字图像进行类型识别的过程，以实现地学专题信息的智能化获取。 20、定量遥感的含义 •遥感信息定量化 •利用遥感器获取地表地物的电磁波信息，在计算机系统的支持下，通过数学的或物理的模型将遥感信息与观测地表目标参量联系起来，定量的反演或推算出某些地学、生物学及大气等目标参量。
遥感的原理与应用心得体会 一、遥感的原理 遥感是指通过使用感知设备获取目标物体的信息，而不需要直接接触物体。它 通过感知设备记录和测量不同波段的能量，从而提供有关地球表面各种特征的信息。遥感的原理主要包括以下几个方面： 1. 电磁能量的辐射与传播 遥感主要利用电磁能量的辐射与传播特性来实现目标物体信息的获取。电磁能 量在不同波段之间以不同的速度传播，不同波段的电磁辐射能量与物体的特性有关，因此可以通过测量不同波段的电磁辐射能量来获取目标物体的信息。 2. 电磁能量与物体的相互作用 当电磁波束照射到物体表面时，它会与物体表面发生相互作用。根据物体的不 同特性，电磁能量可以被反射、吸收和散射。通过测量电磁能量的反射、吸收和散射情况，可以获取物体的特性信息。 3. 遥感数据的获取与处理 遥感数据的获取主要通过使用感知设备，如卫星、飞机或地面测量仪器来获取。通过这些感知设备，可以获取到不同波段的电磁辐射能量数据。然后，使用遥感技术对这些数据进行处理和分析，提取出目标物体的信息。 二、遥感的应用 遥感技术在许多领域都有广泛的应用。它可以提供大量的地球表面信息，对于 环境监测、资源管理、农业、气象预测等都有重要意义。以下是一些典型的遥感应用： 1. 地质勘查与矿产资源评估 遥感技术可以提供大面积的地质和矿产信息，通过分析遥感数据，可以快速准 确地识别地质构造和矿产类型，提供重要的地质勘查信息。 2. 环境监测与生态保护 遥感技术可以对环境污染、森林砍伐、湿地损失等进行监测和评估，帮助制定 环保政策和保护措施，维护生态平衡。
3. 农业生产监测与精准农业 遥感技术可以监测农作物的种植情况、生长状态、土壤湿度等，提供精准的农 业生产监测和决策支持，提高农业生产效益。 4. 城市规划与土地管理 遥感技术可以提供大规模的城市地貌、土地利用、建筑物分布等信息，用于城 市规划、土地管理和资源调配。 5. 自然灾害监测与预警 遥感技术可以对地震、洪水、火灾等自然灾害进行监测和预警，帮助及时采取 应对措施，减少灾害损失。 三、心得体会 在学习遥感的过程中，我深刻体会到遥感技术对地球科学、社会经济和生态环 境的重要性。遥感技术可以提供大范围、多时段、多参数的地球表面信息，对于研究地球变化、预测自然灾害、保护生态环境等具有重要的意义。 同时，学习遥感也需要具备一定的理论基础和实践能力。遥感技术涉及到光学、电磁学、地理学等多个学科的知识，在实践中需要掌握遥感数据的获取、处理和分析方法。 此外，遥感技术的应用也需要与其他学科相结合，如计算机科学、人工智能等。通过结合遥感技术和其他学科的知识，可以进一步提高遥感技术的应用效果。 综上所述，遥感技术在现代科学和社会发展中具有重要的地位和应用前景。我 们应该加强对遥感技术的学习和研究，不断探索遥感技术在各个领域的应用，为人类社会的进步做出更大的贡献。
遥感技术的工作原理和应用 1. 概述 遥感技术是一种通过接收、记录和解释来自地球表面的电磁辐射，以获取有关 地球表面特征的信息的技术。它可以利用卫星、飞机等遥感平台来获取大范围、多角度的遥感影像，使我们能够实时监测和分析地表变化，广泛应用于地球科学、环境保护、气象预测等领域。 2. 工作原理 遥感技术的工作原理主要包括以下几个步骤： 2.1 辐射传输 地球表面的目标物体会发射或反射电磁辐射，这些辐射会经过大气层的传输。 在辐射传输过程中，大气层对不同波长的辐射有不同的吸收、散射和透射作用，因此需要对大气层进行辐射校正，以消除大气层的影响。 2.2 接收和记录 接收和记录是指通过遥感平台（如卫星、飞机等）接收传感器所接收到的电磁波，并将其转化为数字数据记录下来。遥感平台上的传感器通常包括光学传感器、红外传感器和微波传感器等，它们可以接收不同波长的电磁波。 2.3 数字图像处理 接收和记录的数字数据需要经过一系列的图像处理步骤，以提取出有用的信息。常用的图像处理方法包括图像增强、图像分类、图像变换等。这些处理过程可以帮助我们更好地理解和分析遥感图像，从而获取目标物体的信息。 2.4 信息提取 信息提取是指根据处理后的遥感图像，通过不同的算法和技术，提取出目标物 体的特征和属性。这些特征和属性可以包括目标物体的位置、形状、颜色等，可以用于进行地表变化监测、环境质量评估等应用。 3. 应用领域 遥感技术在各个领域都有广泛的应用，以下为一些常见的应用领域：
3.1 地球科学 利用遥感技术可以获取地球表面的各种信息，如土地利用、地形地貌、植被覆盖等，有助于地球科学家了解地球表面的变化和演化过程。在地震、火山等自然灾害监测和预测中也有重要应用。 3.2 环境保护 遥感技术可以监测大气、水质、土壤和植被等环境要素的变化，可以用于环境质量评估、水源保护、森林管理等方面。例如，通过监测海洋表面温度来预测和监测海洋生态系统的变化。 3.3 城市规划 遥感技术可以提供大量的城市信息，如道路网络、建筑物布局、绿地分布等，对城市规划和地理信息系统有着重要的作用。例如，通过分析遥感图像可以评估城市的土地利用情况，为城市规划提供依据。 3.4 农业与林业 遥感技术可以监测农作物生长状况、土壤湿度、林木覆盖度等农林要素，为农业生产和林业管理提供决策支持。例如，通过遥感图像可以监测农田的植被指数，判断作物生长情况和施肥需求。 3.5 气象预测 遥感技术可以获取大气层的各种气象要素，如温度、湿度、云量等，用于天气预测和气候模拟。通过监测大气的辐射、云量等参数，可以提高气象预测的准确性和时效性。 4. 结论 遥感技术是一种通过接收、记录和解释来自地球表面的电磁辐射，以获取有关地球表面特征的信息的技术。它的工作原理包括辐射传输、接收和记录、数字图像处理和信息提取等步骤。遥感技术在地球科学、环境保护、城市规划、农业林业和气象预测等领域都有广泛的应用。通过遥感技术，我们可以更好地了解和监测地球表面的变化，为各个领域的决策制定提供科学依据。