南京信息工程大学复习参考资料—— 遥感影像判读 第一章绪论 遥感影像判读既是一门学科，又是图像处理的一个过程： 1.作为一门学科，遥感影像判读的目的是为了从遥感图像上得到地物信息所进行的基础理 论和实践方法的研究 2.作为一个过程，它完成地物信息的传递并起到揭示遥感图像内容的作用，其目的是取得 地物各组成部分和存在于其他地物的内涵的信息 分为计算机辅助判读和人工目视判读 遥感影像判读的任务与实施 任务 根据应用范围：巨型、大型、中型和小型地物与现象的判读 实施（组织方法）： 野外判读、飞行器目视判读、室内判读、综合判读 遥感信息的利用方式（5个） 1.瞬时信息的定性分析：确定相关目标是否存在 2.空间信息的定位：空间分布规律 3.瞬时信息的定量分析：定量反演目标参数 4.时间信息的趋势分析：地表物质能量迁移规律 5.多源信息的综合分析 遥感信息的技术支撑（6个） 1.观察与测量仪器的改变 2.产品形式的改变 3.生产工艺的改变 4.新一代传感器的研制 5.地理信息系统的支持 6.遥感应用模型的深化 遥感影像判读的质量要求：分为用户精度（正确分类/所有分为该类制图精度 ）和制图者精度（正确分类/参考数据中的该类） 1.判读结果的完整性（详细性）：与给定任务的符合程度，用质量指标评价 2.判读的可靠性：与实际的符合程度，用质量和数量指标评价 3.判读的及时性：资料及时；指定限期完成 4.判读结果的明显性：便于理解和应用 第二章遥感影像判读的理论基础 地物的电磁辐射特性—— 地物的电磁辐射特性概念： 1.从近紫外到中红外（0.3-6μm）波段区间能量最集中而且相对来说较稳定 2.被动遥感主要利用可见光、红外等稳定辐射 3.对流层：地表到平均高度12km处，航空遥感活动区，侧重研究电磁波在该层内的传输 特性;
上次课主要内容 4.4简单自然地物可识别性分析 4.5复杂地物识别概率(重点理解) ①要素t 的价值②要素总和（t 1，t 2，…，t m ）t 的价值 K -K E ∑ = ③复杂地物识别概率的计算理解p70~71例子
第五章遥感图像特征和解译标志 5.1 解译标志的定义和分类 5.2 遥感图像特征与解译标志的关系 5.3 遥感图像的时空特性 5.4 遥感图像中的独立变量 5.5 地物统计特征的构造
第五章遥感图像特征和解译标志 地物特征 电磁波特性 影像特征 遥感图像记录过程 n 图像解译就是建立在研究地物性质、电磁波性质 及影像特征三者的关系之上 n 图像要素或特征，分“色”和“形”两大类：?色：色调、颜色、阴影、反差； ?形：形状、大小、空间分布、纹理等。“形”只有依靠“色”来解译才有意义。
第五章遥感图像特征和解译标志 5.1 解译标志的定义和分类 n两个定义： ?解译标志定义：遥感图像光谱、辐射、空间和时间特征决定 图像的视觉效果、表现形式和计算特点，并导致物体在图像上 的差别。 l给出了区分遥感图像中物体或现象的可能性； l解译标志包括：色调与色彩、形状、尺寸、阴影、细部（图 案）、以及结构（纹理）等； l解译标志是以遥感图像的形式传递的揭示标志； ?揭示标志定义：在目视观察时借以将物体彼此分开的被感知 对象的典型特征。 l揭示标志包括：形状、尺寸、细部、光谱辐射特性、物体的阴 影、位置、相互关系和人类活动的痕迹； l揭示标志的等级决定于物体的性质、他们的相对位置及与周围 环境的相互作用等；
第五章遥感图像特征和解译标志 5.1 解译标志的定义和分类 n解译标志和揭示标志的关系： ?解译标志是以遥感图像的形式传递的揭示标志； ?虽然我们是通过遥感图像识别地物目标的，但是大多数情况 下，基于遥感图像识别地物并作出决定时，似乎并不是利用解 译标志，而是利用揭示标志。 例如，很多解译人员刚看到图像就差不多在脑海中形成地物的形象， 然后仅仅分析这个形象就能作出一定的决定。实际上，有经验的解译人 员，在研究图像的解译标志并估计到传递信息的传感系统的影响以后， 思想中就建立起地物的揭示标志，并在这些标志的基础上识别被感知物 体。解译人员在实地或图像上都没见过的地物或现象是例外。 n解译标志和揭示标志可以按两种方式进行划分：?直接标志和间接标志； ?永久标志和临时标志；
1.遥感技术系统有哪些部分组成？ 遥感技术系统：目标的信息特性目标信息的传输空间信息采集地面接收与预处理信息处理信息分析与应用 2.什么是遥感反演？ 根据地物电磁波特征产生的遥感影像特征，反推其形成过程中的电磁波状况的技术。遥感影像特征是由地面反射率，大气作用等过程形成的，如果以遥感影像为已知量，去推算大气中某个影响遥感成像的未知参数，即将遥感数据转变为人们实际需要的地表各种特性参数。这个过程就是遥感反演。遥感反演本质上是一个病态反演问题 3.什么是航天遥感？ 航天遥感是以卫星、飞船、空间站或火箭等作为传感器的运载工具。在地球大气层以外的宇宙空间，以人造卫星、宇宙飞船、航天飞机、火箭等航天飞行器为平台的遥感。 4.什么是电磁波谱？ 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。次序为：γ射线—X射线—紫外线—可见光—红外线—微波—无线电波。 5.大气对电磁辐射有哪些影响？ 大气对电磁波的作用——吸收 <0.2um 的电磁波几乎被氮气或氧气吸收）。 对小于0.3 um的电磁波具有极强的吸收能力，所以到达地面的太阳短波辐射中，已不存在小于0.3 um 的短波辐射。 甲烷和水汽。 大气对电磁波的作用——散射 （3）大气对电磁波的作用——折射、反射 ，反射现象出要出现在云顶（云造成的噪声） （3）大气对电磁波的作用——大气窗口 透射率也各不相同。 率较高的波段称为大气窗口。（对地遥感要用的部分） 3）大气对电磁波的作用
6.什么是地物光谱曲线？ 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 反射波谱曲线 律。 7.从光谱机理解释为什么天空是蓝色的？ 大气层中气体分子的尺度要远远小于可见光的波长，这种尺度的微粒对不同颜色的光线具有不同的散射强度。其散射强度与入射光的波长的四次方成反比。红光的波长较长，被散射的红光强度就很弱，而蓝、紫光的波长较短，散射强度就强。所以，大气分子就好比一张滤网，把太阳光中长波的成分过滤掉，将剩下的蓝、紫光洒向大地。而我们人类的眼睛对紫色光非常不敏感，因此我们看到的天空就是蓝色的。 8.什么是黑体辐射？ 黑体辐射（Black Body Radiation）：黑体的热辐射称为黑体辐射。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。 9.什么是大气窗口？ 在地球表面有一层浓厚的大气，由于地球大气中各种粒子与天体辐射的相互作用(主要是吸收和反射)，大部分波段范围内的天体辐射无法到达地面。人们把能到达地面的波形形象的称为大气窗口。 10.什么是地球同步卫星？ 地球同步卫星即地球同步轨道卫星，又称对地静止卫星，是运行在地球同步轨道上的人造卫星， 11.陆地轨道的四个特点：与太阳同步，近极地，近圆形，可重复观测，分别有什么作用？ 1、近极地轨道卫星，轨道平面与地球赤道平面的夹角近90度，轨道倾角越大，覆盖地球表面的面积越大。 2、卫星轨道近圆形作用：获取图像有相近的比例尺；成像扫描仪具有固定的扫描频率。3太阳同步轨道作用：1）可使卫星通过同一纬度的平均地方时不变（2）有利于在最佳光照条件下获取高质量影像和多时相影像色调对比4、可重复观测地球资源卫星的按一定的周期运行，一个重复周期对地球扫描一次；然后，接着进行下一个重复周期。。。。实现可重复观测。 12.什么是主动式遥感？ 亦称“有源遥感”，是指由遥感器向目标物发射一定频率的电磁辐射波，然后接收从目标物返回的辐射信息进行的遥感技术。 13.什么是多光谱扫描仪？ 扫描仪安装在飞行器上。扫描仪的扫描镜旋转，使接收的瞬时视场作垂直于飞行方向的运动，从而实现行扫描。由于飞行器的向前运动，扫描仪遂完成二维扫描。地物景像被逐点扫过，并逐点分波段测量，从而
遥感影像解译不确定性的评估与表达 摘自《遥感数据的不确定性问题》 承继成郭华东史文中等编著 遥感数据的精度评估研究是从1975 年开始的(1973 年发射第一个遥感卫星)。最早Hord 和Brooner(1976)，Van Genderen 和Lock(1977)及Ginevan(1979) 曾提出了建立测试评估地图的标准和技术的建议。Roslnfield(1982)，Congalton(1983)，Aronoff(1985)对遥感数据精度的评估标准和技术进行了较深入的研究，以后又有更多的人参与了该项研究工作。误差矩阵是主要的方法，它能很好地表达专题图的精度，已经成为普遍采用的方法。 一、遥感影像解译不确定性评估综述 遥感解译有人工目视判读和计算机自动分类处理。在本章中我们主要指计算机自动分类。造成遥感影像解译不确定性的原因有遥感数据固有的不确定性（包括地物波谱的固有的不确定性和遥感影像数据固有的不确定性等）和遥感数据获取、处理、传输、分类过程造成的误差。因此遥感数据解译过程中的不确定性是客观存在、不可避免的。任何解译的成果图件在不同程度上都存在着一定的不确定性，符合“任何人工模拟产品与客观真实世界之间总是存在一定差异”的原理。 遥感影像数据的不确定性是普遍存在的。一些遥感影像的分辨率很低，经过各种处理影像分类的可信度尽管有所提高但仍然存在不确定性( 表1)，一些地物的可信度仍很低。 表 1 遥感影像分类的可信度(%)( 据吴连喜,2002)
遥感数据分类的不确定性度量方法通常用误差矩阵来度量。从误差矩阵中可以计算出分类精度的指标，如“正确分类比”。另一种指标是由Cohen 提出来的Kappa 系数，后来经Foody(1992) 修正后称为Tau 系数。 遥感数据分类的专题不确定性是指专题值与其真值的接近程度,其度量随专题数据类型的不同而不同（Lanter and Veregin,1992）。专题数据的类型有两种：分类专题数据(categorical thematic data) 和连续专题数据(continuous thematic data), 也有将其分为定性数据(qualitative data) 和定量数据的(quantitative data)。连续数据的不确定性度量指标与位置不确定性的度量指标相类似，如方差等(Lanter and Veregin,1992；Heuvelink,1993；Goodchild et al,1992)。 遥感数据不确定性的度量一般采用基于像元的分类结果评估，其不确定性度量评估流程如图1（Lunetta et al，1991）。
第一章遥感概述 1、阐述遥感的基本概念。 2、 遥感探测系统包括哪几个部分？ 3、与传统对地观测手段比较，遥感有什么特点？举例说明。 4、遥感有哪几种分类？分类依据是什么？ 5、 试述当前遥感发展的现状及趋势。 第二章 遥感的物理基础 1、大气对通过其中传播的电磁波的散射有哪几类？他们各有什么特点。 2、 什么是大气窗口？常用于遥感的大气窗口有哪些？ 3、 综合论述太阳辐射传播到地球表面又返回到遥感传感器这一整个过程中所发生的物理现象。 4、请绘出小麦、湿地、沙漠、雪的典型光谱曲线图，并分别对这些光谱反射率曲线的特征及其成因作出说明。 5、 遥感某火电厂冷却水的热污染（温度梯度为90-50度），试问在哪个波段、选用何种传感器，在每天什么时刻及天气状况下，遥感最为有利，为什么（b=2.898×10-3m.K，计算精确到0.1um）。 6、 熟悉颜色的三个属性。明度、色调、饱和度，选取自然界的某些颜色例如：树叶、鲜花、土地等，比较它们三种属性区别。 7、 光的合成怎样推算新颜色？用色度图说明。 8、加色法和减色法在原理上有什么不同？举例说明什么时候用加色法，什么时候用减色法？ 9、 利用标准假彩色影像并结合地物光谱特征，说明为什么在影像中植被呈现红色，湖泊、水库呈蓝偏黑色，重盐碱地呈偏白色。 第三章
遥感图象获取原理 1、主要遥感平台有哪些，各有何特点？ 2、摄影成像的基本原理是什么？其图像有何特征？ 3、 扫描成像的基本原理是什么？扫描图像与摄影图像有何区别？ 4、如何评价遥感图像的质量？ 第四章 航空遥感与航空像片 1、按摄影机主光轴与铅垂线的关系，航空摄影可公为哪几类？ 2、 影响航空像片比例尺的因素有哪些？怎样测定像片的比例尺？ 3、比较航空摄影像片与地形图的投影性质有什么差别？ 4、 什么是像点位移？引起像点位移的主要原因是什么？ 第五章航天遥感与卫星图像 1、 试从技术特性和应用两方面，对航天（卫星）遥感与航空遥感作一比较。 2、航天遥感平台主要有哪些？各有什么特点？ 3、 地球资源卫星主要有哪些？常用的产品有哪几类？ 4、简述卫星图像的主要特征。 第六章遥感数字图像处理 1、数字图像的基本概念是什么？ 2、 什么叫辐射误差，其主要来源有哪些？ 3、什么叫大气校正？试说明回归分析和直方图校正的原理。 4、 几何校正过程中为什么要进行像元灰度重采样？有几种方法？各有何优劣？几何校正时对GCP有何要求？ 5、
第五章遥感图像目视解译与制图 ·名词解释 色调：全色遥感图像中从白到黑的密度比 纹理特征：也叫内部结构，指遥感图像中目标地物内部色调有规则变化造成的影像结构。 光机扫描成像：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，形成一定谱段的图像。 目视解译标志：直接标志和间接标志.直接标志是地物本身的有关属性在图像上的直接反映。间接标志是指与地物的属性有内在联系,通过相关分析能够推断其性质的影像特征。 目视解译过程：是解译者通过直接观察或借助一些简单工具(如放大镜等)识别所需地物信息的过程。遥感制图：通过对遥感图像目视判读或利用图像处理系统对各种遥感信息进行增强与几何纠正并加以识别、分类和制图的过程。 ·问答题 阐述遥感图像目视解译的方法和具体工作步骤 答：遥感图像目视解译步骤： 1.目视解译准备工作阶段 ①明确解译任务与要求；②收集与分析有关资料；③选择合适波段与恰当时相的遥感影像。 2.初步解译与判读区的野外考察 ①初步解译的主要任务是掌握解译区域特点，确立典型解译样区，建立目视解译标志，探索解译方法，为全面解译奠定基础。 ②野外考察：填写各种地物的判度标志登记表，以作为建立地区性的判度标志的依据。在此基础上，制定出影像判度的专题分类系统，建立遥感影像解译标志。 3.室内详细判读 ①统筹规划、分区判读②由表及里、循序渐进③去伪存真、静心解译。 4.野外验证与补判 ①野外验证包括：检验专题解译中图斑的内容是否正确;检验解译标志. ②疑难问题的补判：对室内判读中遗留的疑难问题的再次解译。 5.目视解译成果的转绘与制图 一种是手工转绘成图；一种是在精确几何基础的地理地图上采用转绘仪进行转绘成图 简述可见光、热红外和微波遥感成像机理 答：可见光成像是对目标的反射率的分布进行记录。热红外成像原理：红外热成像使人眼不能直接看到目标的表面温度分布，变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。微波成像原理发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传送给天线。天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反射回接收机的方向，被天线获取。 遥感图像目视解译方法主要有哪些?列出其中5种方法并结合实例说明它们如何在遥感图像解译中的应用。 答：方法：直接解译法/对比法/综合解译法/逻辑推理法/地学分析法
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。
电磁波：在真空或介质中通过传播电磁场的振动而传输电磁能量的波。 电磁波谱：按电磁波在真空中波长或频率依递增或递减顺序划分波段，排列成谱。 方向反射：实际地物表面由于地形起伏，在某个方向上反射最强烈，这种现象称为方向反射。水体的光谱反射特性： –蓝、绿波段为反射带 –近、中红外波段为完全吸收带 植被的光谱反射特性： –蓝（0.45um）、红（0.67um）波段为吸收带 –绿波段（0.55um）为弱反射带 –近红外波段0.7-0.8um反射陡坡，0.8-1.3um有强反射带,但含水量造成反射吸收（1.45um、1.95um、2.7um） 土壤的光谱反射特性： –自然状态下土壤表面的反射率没有明显的峰值和谷值。 –土壤的反射波谱特性曲线与土壤质地组成有关 –土壤反射波谱特性曲线较平滑，因此在不同光谱段的遥感影像上，土壤的亮度区别不明显。
浑水与清水的光谱反射 ? 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，无选择 性散射 ? 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 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”。 辐射传输方程 地表反射率 气层外太阳辐射照度 遥感数字图像：是以数字形式表示的遥感图像。 几何校正：就是从具有几何畸变的图像中消除畸变的过程。其任务是定量地确定图像上的像元坐标（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） 多项式校正过程中应注意以下问题： （1）多项式纠正的精度与地面控制点的精度、分布和数量及纠正的范围有关。地面控制点的精度越高、分布越均匀、数量越多，几何纠正的精度就越高。 （2）采用多项式纠正时，在GCP 处的拟合较好，但在其他点的误差可能会较大。平均误差小，并不能保证图像各点的误差都小。 （3）多项式阶数的确定，取决于对图像中几何变形程度的认识。如果变形不复杂，那么1阶多项式就可以满足要求了，并非多项式的阶数越高，纠正的精度越高。 ()()()()[]{}() ()↑+=↑+-?+↓+-=↑+-=λλ λλλλλλλλλλλλτθδεθδθλρθδd g d V e d g d V g s L L L W E E L L L sec exp sec exp cos sec exp 220λρg ()λ0 E
第一章： 1.遥感影像判读： 既是一门学科，又是图像处理的一个过程 作为一门学科，遥感影像判读的目的是为了从遥感图像上得到地物信息所进行的基础理论和实践方法的研究 作为一个过程，它完成地物信息的传递并起到揭示遥感图像内容的作用，其目的是取得地物各组成部分和存在于其他地物的内涵的信息 2.遥感影像判读的任务与实施： 任务根据应用范围：巨型、大型、中型和小型地物与现象的判读 实施组织方法：野外判读、飞行器目视判读、室内判读、综合判读 3.遥感信息的利用方式： 瞬时信息的定性分析：确定相关目标是否存在 空间信息的定位：空间分布规律 瞬时信息的定量分析：定量反演目标参数 时间信息的趋势分析：地表物质能量迁移规律 多源信息的综合分析 4.遥感信息的技术支撑： 观察与测量仪器的改变、产品形式的改变、生产工艺的改变、新一代传感器的研制、 地理信息系统的支持、遥感应用模型的深化 5.遥感影像判读的质量要求： 判读结果的完整性（详细性）：与给定任务的符合程度，用质量指标评价 判读的可靠性：与实际的符合程度，用质量和数量指标评价 判读的及时性：资料及时；指定限期完成 判读结果的明显性：便于理解和应用 用户精度：正确分类/所有分为该类制图精度 制图精度：正确分类/参考数据中的该类 对角线：正确分类 总体精度： 第二章： 1.遥感常用电磁波波段： 紫外线：0.01-0.38μm，碳酸盐岩分布、水面油污染 可见光：0.38-0.76μm，鉴别物质特征的主要波段；遥感最常用的波段 红外线：0.76-1000μm，近红外0.76-3.0μm; 中红外 3.0-6.0μm; 远红外6.0-15.0μm; 超远红外15-1000μm （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）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 2.地物的电磁辐射特性概念： 3.从近紫外到中红外（0.3-6μm）波段区间能量最集中而且相对来说较稳定 4.被动遥感主要利用可见光、红外等稳定辐射 5.对流层：地表到平均高度12km处，航空遥感活动区，侧重研究电磁波在该层内的传输特性;电离层：在80~1000 km，卫星的运行空间
航空摄影测量与遥感 复习重点
摄影测量学定义：是利用光学或数码摄影机获取的影像，经过处理以获取被摄物体的形状、大小、位置、性质和相互关系的一门学科。 摄影测量的分类：（1）按摄站位置：1.航天摄影测量2.航空摄影测量3.地面摄影测量（2）按研究对象：1.地形摄影测量2.非地形摄影测量（3）按处理方法：1.模拟摄影测量2.解析摄影测量3.数字摄影测量 摄影测量的主要任务：1.包括定量的（几何处理）：解决是多少的问题、定性的（解译处理）：解决是什么的问题 摄影测量的发展历程：模拟摄影测量(1851-1960’s)，解析摄影测量(1950’s-1980’s)，数字摄影测量(1970’s-现在）。 遥感定义：是指通过非接触传感器遥测物体的几何与物理特性的一门学科。 遥感类型：按传感器探测波段分：1.紫外遥感：0.05～0.38um2.可见光遥感：0.38～0.76um3.红外遥感：0.76～1000um4.微波遥感：1mm～10m5.多光谱遥感：可见光和近红外，多个波段。2.按成像方式分：摄影遥感、扫描方式遥感；雷达遥感。 遥感技术系统的组成：由平台、传感、接收、处理应用各子系统所组成 遥感特点与作用：1.大面积同步观测2.时效性强3.数据的综合性和可比性好4.较高的经济与社会效益5.一定的局限性。 摄影测量与遥感的关系：遥感技术为摄影测量提供了多种数据来源，从而扩大了摄影测量的应用领域。 航空摄影：又称航拍，是指在飞机或其他航空飞行器上利用航空摄影机摄取地面景物像片的技术。 航摄仪的类型：胶片航摄仪、数字航摄仪。
航空摄影测量的基本要求（主要是航向、旁向重叠度）航摄像片与地形图的区别 像片倾斜角、摄影比例尺的概念 航空像片上的三点两线、类型 第二部分航空摄影测量基础 第二章航测外业 摄影测量外业工作任务 像片判读、像片调绘 像控点的选择原则（了解） 像片调绘的内容（了解） 第二部分航空摄影测量基础 第三章内业加密 像点位移的含义 航空摄影测量两大坐标系统及其分类 航空像片的内、外方位元素 共线方程的含义、作用 摄影测量解析计算的过程（理解四个流程的目的） 数字摄影测量中的影像匹配有哪三种方式（了解） 第二部分航空摄影测量基础 第四章 4D产品生产 解析空中三角测量的定义、分类 理解GPS、POS辅助空中三角测量（了解）
遥感图像解译课程 综合实习 实习报告 学院：遥感信息工程学院 班级：10011 学号：20103025900 姓名：李祥 指导老师：刘继琳
一、实习目的与意义 1.掌握遥感影像的目视判读方法和流程，能够对快鸟影像、SPOT影像和航拍 影像进行目视解译； 2.学会使用图纸制作遥感影像底图并清绘遥感影像； 3.掌握实地调绘、核实和补测的基本方法； 4.学会使用ERDAS软件进行数字化成图，并制作专题图。 二、实习资料与设备 在进行内业清绘和外业调绘阶段，实习资料有2002年的快鸟影像一张、2002年的SPOT影像一张、2007年的航空影像一张、转印纸三张。 在进行室内计算机成图阶段，实习资料有2007年的航空影像一张、2002年的快鸟影像一张以及ERDAS软件。 三、实习原理 一）遥感图像解译标志 1)色调（tone）：全色遥感图像中从白到黑的密度比例叫色调（也叫灰度）。如 海滩的砂砾色调标志是识别目标地物的基本依据，依据色调标志，可以区分出目标地物。 2)颜色（colour）：是彩色遥感图像中目标地物识别的基本标志。日常生活中目 标地物的颜色:遥感图像中目标地物的颜色:地物在不同波段中反射或发射电磁辐射能量差异的综合反映。彩色遥感图像上的颜色:真\假彩色 3)阴影（shadow）：遥感图像上光束被地物遮挡而产生的地物的影子 根据阴影形状、大小可判读物体的性质或高度。不同遥感影像中阴影的 解译是不同的 4)形状（shape）：目标地物在遥感图像上呈现的外部轮廓。 遥感图像上目标地物形状:顶视平面图 解译时须考虑遥感图像的成像方式。 5)纹理（texture）：内部结构，指遥感图像中目标地物内部色调有规则变化造成 的影像结构。如航空像片上农田呈现的条带状纹理。纹理可以作为区别地物属性的重要依据。 二）目视解译流程
遥感图像解译实习报告 遥感图像解译课程 综合实习 实习报告 学院：遥感信息工程学院 班级：10011 学号：20213025900 姓名：李祥指导老师：刘继琳 一、实习目的与意义 1. 掌握遥感影像的目视判读方法和流程，能够对快鸟影像、SPOT影像和航拍 影像进行目视解译； 2. 学会使用图纸制作遥感影像底图并清绘遥感影像； 3. 掌握实地调绘、核实和补测的基本方法； 4. 学会使用ERDAS软件进行数字化成图，并制作专题图。 二、实习资料与设备 在进行内业清绘和外业调绘阶段，实习资料有2002年的快鸟影像一张、2002年的SPOT影像一张、20xx年的航空影像一张、转印纸三张。 在进行室内计算机成图阶段，实习资料有20xx年的航空影像一张、2002年的快鸟影像一张以及ERDAS软件。 三、实习原理
一） 遥感图像解译标志 1) 色调（tone）：全色遥感图像中从白到黑的密度比例叫色调（也叫灰度）。如 海滩的砂砾色调标志是识别目标地物的基本依据，依据色调标志，可以区分出目标地物。 2) 颜色（colour）：是彩色遥感图像中目标地物识别的基本标志。日常生活中目 标地物的颜色:遥感图像中目标地物的颜色:地物在不同波段中反射或发射电磁辐射能量差异的综合反映。彩色遥感图像上的颜色:真\\假彩色 3) 阴影（shadow）：遥感图像上光束被地物遮挡而产生的地物的影子 根据阴影形状、大小可判读物体的性质或高度。不同遥感影像中阴影的解译是不同的 4) 形状（shape）：目标地物在遥感图像上呈现的外部轮廓。 遥感图像上目标地物形状:顶视平面图解译时须考虑遥感图像的成像方式。 5) 纹理（texture）：内部结构，指遥感图像中目标地物内部色调有规则变化造成 的影像结构。如航空像片上农田呈现的条带状纹理。纹理可以作为区别地物属性的重要依据。二）
名词概念 遥感广义：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。 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。 遥感平台 :搭载传感器的载体。 传感器 :收集、探测、记录地物电磁波辐射信息的工具，是遥感技术系统中数据获取的关键设备。 遥感过程 :遥感信息的获取、传输、处理、及其判读分析和应用的全过程。 空间分辨率 :又可称地面分辨率，前者就记录的图像而言，后者就地表而言，其意义相同。能够详细区分最小单元的尺寸或大小，直接影响图像质量 与清晰度。 像元:是将地面信息离散化而形成的网格单元，单位为米(m)。 辐射畸变: 当太阳辐射相同时，图像上像元亮度值的差异直接反映了地物目标光谱反射率的差异。但实际测量时，辐射强度值还收到其他因素的影响而 发生改变。这一改变的部分就是需要改变的部分，故称为辐射校正。 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图像中发生变化。（几何位置上发生诸如行列不均匀、像元大小 与地面大小对应不准确、地物形状不规则变化等畸变） 电磁波谱: 按电磁波波长的长短，依次排列制成的一个连续的带谱叫电磁波谱。绝对黑体: 如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收，则这个物体是绝对黑体。 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。 反射率 :地物的反射能量与入射总能量的比。 扫描成像 :是依靠探测元件和扫描镜头对目标地物以瞬时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。 摄影成像 瞬时视场角 :瞬时视场(IFOV)，指遥感器内单个探测元件的受光角度或观测视野，单位为毫弧度(mrad)。IFOV越小，最小可分辨单元(可分像素)越小， 空间分辨率越高。 趋肤深度 :电磁波通过介质时，部分被吸收，强度要衰减。故将电磁波振幅减少1/e倍（37%）的穿透深度定义为趋肤深度H 色调 :地物电磁辐射能量在像片上的模拟记录，在黑白像片上表现为灰度，在彩色像上表现为色彩。 饱和度:（彩度、纯度、色度）指彩色的纯净程度，即彩色相对于光谱色的纯洁度。亮度（明度、光度）指色彩本身的明暗程度。 主成分分析 :是设法将原来众多具有一定相关性（比如P个指标），重新组合成
一.遥感图像的预处理 在遥感图像的应用之前，常常需要对遥感图像进行一些必要的处理，如不同格式的遥感数据的输入输出处理、多波段彩色合成处理、遥感图像的辐射校正处理、几何校正处理、拼接处理、裁切处理等，这些都称为遥感图像的预处理。 1.遥感数据的输入输出和多波段合成 获得遥感数据之后，利用遥感数据之前，首先需要把各种格式的原始遥感数据输入到计算机中，转换为各种遥感图像处理软件能够识别的格式，才能够进行下一步的应用，这就需要对原始数据进行输入输出并转换为所需要的格式。单波段的原始遥感数据合成为多波段的彩色遥感数据，因为人眼对彩色物体的分辨能力大大高于对黑白物体的分辨能力，彩色遥感图像的信息量更大；而且利用多波段的彩色遥感图像，还可以进行三个不同波段的遥感图像的彩色合成，以提高对不同地物的识别能力。彩色遥感影像要求选择不少于3个波段的多光谱图像，各波段的配准误差不大于0.2m m。 2.遥感图像的辐射校正 由于传感器本身的特性和大气、地形因子以及其它各种生态环境因子的影响，使传感器所接收的地物光谱反射信息，不能全部真实地反映图同地物的特征，影响了图像的识别精度，因此必须进行辐射校正，改进图像质量。 辐射校正主要包括三个方面： ●传感器的灵敏度特征引起的辐射误差校正，如光学镜头的 非均匀性引起的边缘减光现象的校正、光电变换系统的灵 敏度特性引起的辐射误差校正等。 ●光照条件的差异引起的辐射误差校正，如太阳的高度角的 不同引起的辐射误差校正、地面的倾斜引起的辐射误差校 正等。 ●大气的散射和吸收引起的辐射误差校正等。 3.图像几何校正 几何校正是指从具有几何畸变的图像中消除畸变的过程，也就是定量地确定图像上像元坐标与地理坐标的对应关系，即把数据投影到平面上，使之符合投影系统的过程。为了将所获取的数据投影到理性的空间平面上产生精确的换算模型，需要借助一组地面控制点来进行几何校正。控制点选择应均匀分布而且在影像图与地形图上都容易确定的同名地物点上。所选点位图像清晰，在地形图及图像上均能正确识别和定位。如农田林网的交叉点，小沟系上道路桥的两端位置，小河流、渠的交叉点，道路交叉点，水库坝上的拐角
摄影测量学定义：是利用光学或数码摄影机获取的影像，经过处理以获取被摄物体的形状、大小、位置、性质和相互关系的一门学科。 摄影测量的分类：（1）按摄站位置：1.航天摄影测量2.航空摄影测量3.地面摄影测量（2）按研究对象：1.地形摄影测量2.非地形摄影测量（3）按处理方法：1.模拟摄影测量2.解析摄影测量3.数字摄影测量 摄影测量的主要任务：1.包括定量的（几何处理）：解决是多少的问题、定性的（解译处理）：解决是什么的问题 摄影测量的发展历程：模拟摄影测量(1851-1960’s)，解析摄影测量(1950’s-1980’s)，数字摄影测量(1970’s-现在）。 遥感定义：是指通过非接触传感器遥测物体的几何与物理特性的一门学科。 遥感类型：按传感器探测波段分：1.紫外遥感：～.可见光遥感：～.红外遥感：～1000um4.微波遥感：1mm～10m5.多光谱遥感：可见光和近红外，多个波段。2.按成像方式分：摄影遥感、扫描方式遥感；雷达遥感。遥感技术系统的组成：由平台、传感、接收、处理应用各子系统所组成 遥感特点与作用：1.大面积同步观测2.时效性强3.数据的综合性和可比性好4.较高的经济与社会效益5.一定的局限性。 摄影测量与遥感的关系：遥感技术为摄影测量提供了多种数据来源，从而扩大了摄影测量的应用领域。 航空摄影：又称航拍，是指在飞机或其他航空飞行器上利用航空摄影机摄取地面景物像片的技术。 航摄仪的类型：胶片航摄仪、数字航摄仪。 航空摄影测量的基本要求（主要是航向、旁向重叠度） 航摄像片与地形图的区别 像片倾斜角、摄影比例尺的概念 航空像片上的三点两线、类型 第二部分航空摄影测量基础 第二章航测外业 摄影测量外业工作任务 像片判读、像片调绘
摄影测量与遥感复习 要点
1 相对定向:恢复两张像片的相对位置，建立立体模型。 2 绝对定向:将立体模型纳入到地面测量坐标系中，并规化为所需的模型比例尺 3 立体像对：在立体摄影测量中由不同摄影站对同一地面景物摄取的，具有一定影像重叠的两张像片称为立体像对。 4 像片纠正：将中心投影的构像经过投影变换转变为正射投影，同时消除像片倾斜所引起的像点位移，使其相当于水平像片的构想，符合规定的比例尺，此变换过程为像片纠正。 5 解析空三：只测定少量必需的外业控制点，在室内测出一批测图所需要的像片点坐标，通过解析的方法（一定的数学模型平差）计算出相应地面点的地面坐标。 6 核线相关：核面与两像片的交线为同名核线，同名像点必定在同名核线上，沿核线相关计算，寻找同名像点。 7 数字高程模型:是国家基础空间数据的重要组成部分，表示地表区域上地形的三维向量的有限序列，即地表单元高程的集合Z=f(x,y)研究地表起伏。 8 GPS辅助空三：利用GPS动态定位原理，采用机械GPS接收机与地面基准站的GPS接收机同时，快速。连续地记录相同的GPS信号，通过相对定位技术的离线数据处理后，获得航摄飞行中摄站点相对与该地面基准点的三维坐标，并将作为辅助数据应用于光束法区域平差中。 9 内方位元素：确定摄影中心与像片间相关位置的参数为内方位元素。 10外方位元素：确定摄影中心和像片在地面坐标系中的位置与姿态的参数为外方位元素。 11 像片调绘：利用航摄像片所提供的影像特征，对照实地进行识别，调查和做必要的注记，并按照规定的取舍原则，图示符号表示在航片上的工作。 12 4D产品：DEM（数字高程模型）DOM（数字正摄影像）DRG（数字栅格地图）DLG（数字线划地图） 1航空摄影测量的定义与任务：定义：利用飞机或其他飞行器所载的摄影机在空中拍摄地面像片。结合地面控制点测量，调绘和立体测绘等步骤，绘制出地形图的作业。任务：测制各种比例尺地形图和影像地图，建立地形数据库，并为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础依据。 2 航空摄影特殊点，线，面： 点：摄影中心S，像主点O，地底点N，等角点C主合点i 线：摄影机轴SO,垂线SN,主纵线W，主横线h o h o等比线h c h c摄影方向线vv,透视轴TT，合线h i h i 面：像平面P，地平面E，主垂面W，合面E s。 3航空摄影测量有哪些常用的坐标系？各怎样定义的？ （1）像方坐标系 像平面坐标系：用于表示像点在像平面上的位置，以像主点为原点的像平面 坐标系用0-XY表示。 2像框标坐标系：使用航摄像片的框标来定义像平面坐标系 3像空间坐标系：为便于进行像点的空间坐标转换建立的能够描述像点空间位置的坐标系。
复习重点： 一、名词解释 瑞利散射和米氏散射瑞利散射（分子散射）：当大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射；主要由大气中的原子和分子引起。散射强度与波长的四次方成反比。（大气颗粒对可见光，距离地面9-10km ，电磁波长小于1um ）米氏散射：当大气中粒子的直径与波长相当时发生的散射；主要由大气中的烟尘、小水滴和气溶胶引起。散射强度与波长的二次方成反比。米氏散射在光线前进方向比向后方的散射更强。（云雾对红外的散射、潮湿天气；距地面0－5km ，电磁波长集中在0.76－15um ） 瑞利散射——分子散射 发生条件：当微粒直径 D<<电磁波波长入 散射效应（规律）：散射系数丫 *（ 1/入4 ）短波强于长波 米氏散射：主要大气中固态微粒引起 发生条件：当微粒直径 D ~电磁波波长入 散射效应（规律）：散射系数丫 *（ 1/入2 ） 主动遥感与被动遥感主动遥感，遥感器发射人工探测信号，到达目标后信号反射回来被传感器接收从而对目标性质、数量、空间位置进行识别的遥感方式。如，夜晚拍照通常要在相机上装闪光灯。主要是“微波遥感” . 被动遥感：遥感本身并不发射任何人工探测信号，只是被动接收来自于目标的信号，从而实现对目标性质、数量、空间位置等特征进行识别的遥感方式。“无源遥感” ，如中午拍照。 电磁波谱与大气窗口 电磁波谱 :按照波长的长短顺序将各种电磁波依次排列而制成的一张图表,从左到右按波长 增加排列为：宇宙射线— r 射线— X 射线—紫外线—可见光—红外—微波—无线电波和工业用波 大气窗口 :是指在大气中传播受到衰减作用较轻因而透射率较高的电磁波段加色法与减色法 加色法 :用于物理学、计算机中颜色合成 .是指用两种或两种以上的原色按一定比例混合而得到新颜色的方法，就成为加色法。 减色法 :常用于颜料色混合、印刷出版业 .是指颜料吸收了白光中一种或一种以上的原色将剩余色光反射出来而获得新颜色的方法。减色法三原色：黄、品红、青。 影像解译与直接解译标志遥感图像解译：根据遥感图像所提供的影像特征及其对应目标的特点进行推理和判断将目标识别出来，并进行定性、定量分析的工作就称为遥感图像解译（判读）. 直接解译标志：能在遥感影像上直接看到可供判读的影像特征，如形状、大小、阴影、纹理、色调等 . 遥感图像的光谱分辨率与时间分辨率光谱分辨率：指遥感器所选用的波段数量的多少、各波段的波段位置及波长间隔的大小。即选用通道数、每个通道的中心波长、带宽，三者共同决定光谱分辨率。光谱分辨率越高，专题研究的针对性越强，对物体的识别精度越高，遥感应用分析的效果就越好。光谱分辨率越高，越容易捕捉到各种物质特征波长的微小差异，便于找到那些识别不同地物类型的” 诊断波谱“。所以高光谱遥感就有利于探测目标物之间波谱特征的细微差异,光谱分辨率越
第四章遥感图像的特征 一空间分辨率 二光谱分辨率 三时间分辨率 四辐射分辨率 五遥感系统的信息容量 一空间分辨率 空间分辨率(s p a t i a l r e s o l u t i o n)，又称地面分辨率 ●前者是针对传感器或图像而言的，指图像上能够详细区分的最小单元的尺寸 或大小； ●后者是针对地面而言，指可以识别的最小地面距离或最小目标物的大小。 空间分辨率的三种表示法： (1)象元(p i x e l) (2)线对数 (3)瞬时视场 空间分辨率的三种表示法： (1)象元(p i x e l)，指瞬时视域内所对应的地面面积，即与一个象元大小相当的地面尺寸，单位为米(m)。 如L a n d s a t T M一个象元相当地面28.5×28.5m的范围，简称空间分辨率30m……。 象元是扫描影像的基本单元，是成像过程中或用计算机处理时的基本采样点。 (2)线对数(L i n e P a i r s)，对于摄影系统而言，影像最小单元的确定往往通过l毫米间隔内包含的线对数，单位为线对／毫米(1／m m)。 所谓线对指一对同等大小的明暗条纹或规则间隔的明暗条对 (3)瞬时视场(I F O V)，指遥感器内单个探测元件的受光角度或观测视野，单位为毫弧度(m r a d)。
I F O V越小，最小可分辨单元(可分像素)越小，空间分辨率越高。 一个瞬时视场内的信息，表示一个象元 遥感数据的概括能力 地面目标是个多维的真实模型，是个无限、连续的信息源(时空尺度上)；遥感数据是对地面信息源有限化、离散化的二维平面记录。 像元的大小反映了离散化程度。 从地面原型到遥感信息，即把地面信息有限化、离散化过程必然要损失部分信息，这本身就是一种概括能力。其概括程度是随着空间分辨率的增大而增加的。这种概括能力对于宏观概念的建立是有意义的 几何特性 每张遥感图像与所表示的地表景观特征之间有特定的几何关系。这种几何关系是由遥感仪器的设计、特定的观测条件、地形起伏和其它因素决定的。 地面目标均有其一定的空间分布特征(位置、形状、大小、相互关系)。 从地面原型经遥感过程转为遥感信息后，受大气传输效应和传感器成像特征的影响，这些地面目标的空间特征被部分歪曲，发生变形 全景摄影图像的几何畸变 常规象片（A）与扫描图象（B）几何畸变比较 二光谱分辨率 光谱分辨率——指传感器在接收目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。 ●决定了传感器所选用的波段数量的多少、各波段的波长位置、及波 长间隔的大小 光谱分辨率越高，专题研究的针对性越强，对物体的识别精度越高，遥感应用分析的效果也就越好。 但是，多波段信息直接地综合解译是较困难的，而多波段的数据分析，可以改善识别和提取信息特征的概率和精度