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遥感概述考试6第六章

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大气遥感第六章：大气效应校正和大气参数反演

大气遥感第六章：大气效应校正和大气参数反演
对于多次散射的计算可以通过求解辐射传输方程（如离散坐标 法），或者直接用蒙特卡洛方法模拟获得。在实际应用中，我们又往往 通过已有的大气辐射传输模式软件来计算，如6S软件，Lowtran软件， Modtran软件等。
（2）对于热红外波段，多次散射一般可以忽略不计，但大气和地表 自身发射必须考虑。
（3）对于中红外波段，则既需要考虑地表与大气自身的发射，同时 又要考虑大气的多次散射作用，因此更加复杂，我们不展开讨论。
23
仅讨论可见光/近红外波段 为了问题的简化，在地表朗伯体、大气水平均一假设条件下， 我们可以得到：
其中
，
； 分别为观测天顶角与太阳天顶角；
为传感器接L受(到v的) 辐射亮度， 为观测方向的路径辐射项； 为地
表反射率；S为大气下界的半球反射率； 为大气层顶与太阳光垂直
方向的通量密度。
9
利用入射太阳辐射项 归一化上式可得：
从物理实质上看，这是地-气系统辐射传输问题，对 地表遥感而言，即为大气效应校正问题，而对大气遥感 而言，则是地表背景作用的扣除问题，确切的说，这是 同一个问题的两个方面。
对同一波长而言，卫星对地观测在同一时刻只有一 个观测值，而至少有两个或者两个以上的未知量（即大 气光学厚度和地表反照率），因此问题的解事不确定的， 必须要增加新信息，以解决反演求解的不确定性。
14
（4）其它大气校正方法
·直方图匹配法(Histogram Matching Methods)：假设晴空条 件与大气浑浊条件下地表反射率的直方图分布相同;算法被ERDAS和PCI 等图像处理软件采用；
·反差减少法（Contrast Reduction Methods）：气溶胶散射 减小地表反射率的差异，因此局部图像方差可以用于估算气溶胶光学厚 度;

遥感概论习题

遥感概论习题

第一章遥感概述1.简述遥感的基本概念2.与传统对地观测手段比较,遥感有什么特点?举例说明.3.简述遥感卫星地面站，其生产运行系统的构成及各自的主要任务。

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。

6.举例说明“3S”集成系统中各子系统的作用GIS：在“3S”技术中具有采集、存储、管理、分析和描述整个或部分地球上与空间和地理分布有关的数据的作用。

GPS：精确的定位能力、准确定时及测速能力、提供实时定位技术RS：GIS数据库的数据源第二章遥感电磁辐射基础1.已知由太阳常数推算出太阳表面的总辐射出射度M=6.284×107 W/㎡,求太阳的有效温度和太阳光谱中辐射最强波长。

2.电磁波波谱区间主要分为哪几段？其中遥感探测利用最多的是什么波段？仔细分析原因。

3.阐述太阳辐射和地球辐射的特点，当这些电磁辐射经过大气时产生哪些物理过程？4.为什么地物光谱的测量十分重要？理解书中介绍的垂直测量和非垂直测量的方法。

5.你能说出几种主要地物的光谱特点吗？6.你能说出地面接受的辐射有哪几个来源，到达传感器时电磁波辐射又含有几部分吗？7.对照卫星传感器所涉及波段区间和大气窗口的波段区间，理解大气窗口对于遥感探测的重要意义。

第三章传感器与遥感图像特点1.传感器主要由哪些部件组成？2.摄影类型传感器与扫描类型传感器的工作原理有何差异？3.简述光谱分辨率与空间分辨率的关系。

4.何谓高光谱遥感？5.成像光谱仪的特点及结构是什么？6.按摄影机主光轴与铅垂线的关系，航空摄影可分为哪几类？7.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？8.比较航空像片光学特性的因素主要有哪些？9.比较航空摄影像片与地形图的投影性质有什么差别？10.什么是像点位移？引起像点位移的主要原因是什么？11.在垂直摄影的航空像片上像点位移有什么规律？12.目前国际上有哪些比较流行的航空成像光谱仪？13.航天遥感与航空遥感相比有什么特点？14.遥感卫星轨道参数有哪些？15.遥感卫星的轨道分类是怎样的？16.航天遥感平台主要有哪些？各有什么特点？17.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？18.AVHRR的光谱段是怎样划分的？为什么？19.地球资源卫星主要有哪些？常用的产品有哪几类？20.海洋卫星有什么用途？21.未来的航天遥感有哪些发展方向？22.ETM+与TM的区别是什么？Mss、TM影像与SPOT的HRV影像的异同？23.微波波段在电磁波谱中的什么位置？微波接其波长或频率又可分为什么波段？24.与可风光和近红外遥感相比，微波遥感有什么优缺点？近年来对其不足有什么改进？25.微波传感器主要分为哪两种？举例说明/26.为什么合成孔径雷达可以提高分辨率？27.简述雷达图像的距离分辨率和方位分辨率与什么有关？它们在图像上的变化规律是什么？28.画图解释透视收缩，叠掩和阴影的产生条件，理解这些几何变形对影像解译的影响。

《遥感概论》课程笔记

《遥感概论》课程笔记

《遥感概论》课程笔记第一章：绪论1.1 遥感及其技术系统遥感（Remote Sensing）是指不直接接触对象物体，通过分析从远处感知到的电磁波信息来识别和探测地表及其上方环境的技术。

遥感技术系统是由多个组成部分构成的复杂体系，主要包括以下几部分：- 传感器（Sensor）：用于探测和记录目标物体发射或反射的电磁波的设备。

- 遥感平台（Remote Sensing Platform）：携带传感器的载体，如卫星、飞机、无人机等。

- 数据传输系统（Data Transmission System）：将传感器收集的数据传回地面的设备。

- 数据处理与分析系统（Data Processing and Analysis System）：对遥感数据进行处理、分析和解释的软件和硬件。

1.2 遥感门类及技术特点遥感技术根据不同的分类标准可以分为以下几类：- 按照电磁波波长：可见光遥感、红外遥感、微波遥感等。

- 按照传感器工作方式：主动遥感（如激光雷达）和被动遥感（如摄影相机）。

- 按照平台类型：卫星遥感、航空遥感、地面遥感等。

遥感技术的主要特点包括：- 大范围覆盖：遥感技术可以覆盖广阔的地表区域，对于大规模的地理现象监测具有优势。

- 高效快速：遥感平台可以快速穿越监测区域，获取数据的时间周期短。

- 多维信息：遥感可以提供关于地表及其上方环境的多种信息，如形状、纹理、温度等。

- 非侵入性：遥感技术不需要直接接触目标物体，因此对环境的影响较小。

1.3 遥感行业应用概况遥感技术在多个行业中有着广泛的应用，以下是一些主要的应用领域：- 农业领域：通过遥感技术监测作物生长状况、评估产量、监测病虫害、进行土地资源调查等。

- 环境保护：监测森林覆盖变化、湿地保护、沙漠化趋势、大气污染等环境问题。

- 灾害管理：利用遥感技术进行地震、洪水、飓风、火灾等自然灾害的预警、监测和评估。

- 城市规划：通过遥感图像分析城市扩张、交通布局、土地利用效率等，为城市规划提供依据。

遥感概论复习

遥感概论复习

问题第一章--绪论1、遥感的基本概念2、遥感探测系统组成3、遥感与常规观测手段的区别重点：遥感的概念及应用领域1．遥感的广义理解和狭义理解？P12．遥感探测系统包括哪几个部分？P13．遥感的特点？P54．遥感的信息源？遥感探测的依据？P35．遥感的类型？P3第二章--电磁辐射与地物光谱特征1、电磁波谱与电磁辐射的概念及特点2、太阳辐射及大气对辐射的影响3、地球的辐射与地物波谱重点：地物波谱特征难点：电磁辐射原理1．大气层次与成分？P262．散射现象的实质？P293．大气散射的三种情况？P294．根据不同散射类型的特点分析可见光遥感与微波遥感的区别，说明为什么微波具有穿云透雾能力而可见光不能？P295．物体的反射状况？（镜面反射、漫反射、实际物体反射）P376．大气窗口对于遥感探测的重要意义？P317．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？8．从地球辐射的分段特性说明为什么对于卫星影象解译必须了解地物反射波谱特性？P35 9．黑体辐射定律？P19第三章--电磁辐射与地物光谱特征1、了解主要的遥感平台及各平台的工作特点。

2、摄影成像的基本原理及图像特征。

3、扫描成像的基本原理及扫描图像的特征。

4、微波成像与摄影、扫描成像的区别。

5、评价遥感图像质量的方法。

重点：摄影成像的基本原理及图像特征、评价遥感图像质量的方法难点：中心投影的原理1．主要遥感平台是什么，各有何特点？P462．摄影成像的基本原理是什么？其图象有什么特征？P53、P573．扫描成像的基本原理是什么？P674．扫描成像和摄影图象有何区别？5．微波成像与摄影、扫描成像有何本质的区别？6．如何评价遥感图象的质量？P80-P837．气象卫星特点？P488．海洋遥感的特点？P529．中心投影与垂直投影的区别？P5810．中心投影的透视规律？P5911．光/机扫描成像的概念？P6712．瞬时视场角（像元）的概念？P6813．总视场角的概念？P6814．固体自扫描成像的概念？P6915．高光谱成像光谱扫描的概念？P7016．微波遥感的特点？P7217．微波遥感方式和传感器？P74-P8018．遥感解译人员需要通过遥感图像获取的信息？P8019．遥感图像的特征？P80-P83第四章--遥感图象处理1、光学原理与光学处理2、数字图像的校正3、数字图像增强4、多源信息复合重点：数字图象的增强难点：数字图象的校正及数字图象增强的原理与计算方法1．影响亮度值的两个物理量？P982．引起辐射畸变的两个原因？P983．辐射校正的方法（直方图最小值去除法、回归分析法）？P1004．遥感影像变形的原因？P1035．几何畸变校正的方法（最近邻法、双线性内插法、三次卷积内插法）？P1076．空间滤波的概念以及手段？P1167．彩色变换？P1208．图像运算（差值运算、比值运算）？P1229．多光谱变换（主成分变换、缨帽变换）？P12310．遥感信息的复合（不同传感器的遥感数据复合、不同时相的遥感数据复合）？P128 11．遥感与非遥感信息的复合？P13012．简述多波段彩色变换的不同方法？P120第五章--遥感图像目视解译与制图1、遥感图像目视解译原理2、遥感图像目视解译基础3、遥感制图1．遥感图像目标地物识别特征？P1352．图像知觉形成的客观条件？P1423．摄影像片的特点？P1454．摄影像片的解译标志？P1455．遥感摄影像片的判读方法？P1496．遥感扫描影像的判读？P1537．遥感扫描影像特征？P1618．遥感影像主要解译方法？P1619．微波影像的特点？P16310．微波影像解译标志及地物影像特征？P16611．微波影像的判读方法？P17112．目视解译方法？P17113．目视解译步骤？P17414．遥感影像地图的主要特征？P17615．对比分析MSS影像与TM影像的不同特点？P154第六章--遥感数字图像计算机解译1、遥感数字图像的性质与特点2、遥感数字图像的计算机分类3、遥感图像多种特征的抽取重点与难点：遥感数字图像的计算机分类方法1．遥感数字图像计算机解译的概念及其难度？P1872．按波段数量，遥感数字图像的类型？P1903．多波段数字图像的存储与分发通常采用的数据格式？P1904．航空像片的数字化过程？P1925．遥感数字图像计算机分类原理？P1936．遥感数字图像计算机分类方法（监督分类方法、非监督分类方法）？P195、P196 7．遥感数字图像计算机分类基本过程？P1958．植被、水体及土壤反射波谱特征？P399．计算机分类存在的问题？P20110．地物边界跟踪的方法？P20311．遥感图像解译专家系统的组成？P214-P21712．计算机解译的主要技术发展趋势？P219第七章--遥感应用1、地质遥感的主要原理与应用2、水体遥感的主要原理与应用3、植被遥感的主要原理与应用4、土壤遥感的主要原理与应用5、高光谱遥感的应用1．地质遥感的任务？基础？P2252．从遥感影像上识别地质构造的内容？P2313．岩石的反射光谱特征是什么？如何对沉积岩、岩浆岩、变质岩的影像进行识别？P225-P230 4．如何进行地质构造识别？P2315．水体的光谱特征是什么？水体识别可包括哪些内容？P237-P2396．植物的光谱特征是什么？如何区分植物类型，监测植物长势？P240-P2447．作物估产的原理和方法是什么？P2458．土壤的光谱特征是什么？如何进行土类的识别？P249-P2529．什么是高光谱遥感？它与传统遥感手段有何区别？P25310．高光谱提取地质矿物成分的主要技术方法是什么？P25411．高光谱在植被研究中有哪些应用？主要技术方法是什么？P256第八章--3S综合应用1．GIS的基本概念及其基本功能？P2612．GPS的基本原理、作用及其组成？P2643．RS的作用？P267概念第一章--绪论1．传感器（遥感器）：接收、记录目标物电磁波特征的仪器2．遥感平台：装载传感器的平台，包括地面平台、空中平台、空间平台3．地面遥感：传感器设置在地面平台上，如车载、船载、手提、固定或活动高架平台等4．航空遥感：传感器设置于航空器上，主要是飞机、气球等5．航天遥感：传感器设置于环地球的航天器上，如人造地球卫星、航天飞机、空间站、火箭等6．航宇遥感：传感器设置于星际飞船上，指对地月系统外的目标的探测7．主动遥感：由探测器主动发射一定电磁波能量并接收目标的后向散射信号8．被动遥感：传感器不向目标发射电磁波，仅被动接收目标物的自身发射和对自然辐射源的反射能量9．成像遥感：传感器接收的目标电磁辐射信号可转换成（数字或模拟）图象10．非成像遥感：传感器接收的目标电磁辐射信号不能形成图象第二章--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或频率，递增或递减排列2．朗伯源：辐射亮度与观察角无关的辐射源3．绝对黑体：一个对于任何波长的电磁辐射都全部吸收的物体4．太阳常数：不受大气影响，在距太阳一个天文单位内，垂直于太阳光辐射方向上，单位面积单位时间黑体所接收的太阳辐射能量5．太阳光谱：通常指光球产生的光谱，是连续光谱，且辐射特性与绝对黑体辐射特性基本一致6．散射：辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变，并向各个方向散开7．大气窗口：电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或者散射的，透过率较高的波段8．比辐射率=发射率第三章--电磁辐射与地物光谱特征1．遥感平台：搭载传感器的工具2．低轨：近极地太阳同步轨道，卫星每天在固定的时间（地方时）经过每个地点的上空，使资料获得时具有相同的照明条件3．高轨：指地球同步轨道4．摄影机：成像遥感最常用的传感器，有分幅式和全景式摄影机之分，通常的遥感探测和制图大都采用分幅式摄影5．垂直摄影：摄影机主光轴垂直于地面或偏离垂线在3°以内，取得的像片称水平像片或垂直像片6．倾斜摄影：摄影机主光轴偏离垂线大于3°，有时为了获取较好的立体效果且对制图要求不高时采用7．像点位移：在中心投影的像片上，地形的起伏除引起像片比例尺变化外，还会引起平面上的点位在像片位置上的移动的现象，位移量就是中心投影与垂直投影在同一水平面上的"投影误差"，位移量与摄影高度（航高）成反比8．感光特征曲线：横坐标为曝光量的对数值，纵坐标为胶片的光学密度9．光学密度：指胶片经感光显影后，影象表现出的深浅程度10．感光度：指胶片的感光速度。

遥感原理与方法习题库

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遥感原理与方法习题集第一章遥感概述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。

遥感习题

遥感习题

第一章电磁波及遥感物理基础名词解释：1、遥感2、遥感技术3、电磁波4、电磁波谱5、大气窗口6、光谱反射率7、光谱反射特性曲线问答题：1、叙述沙土、植物和水的光谱反射率随波长变化的一般规律。

2、地物光谱反射率受哪些主要的因素影响？3、何为大气窗口？分析形成大气窗口的原因，并列出用于从空间对地面遥感的大气窗口的波长范围。

第二章遥感平台及运行特点名词解释：1、遥感平台2、遥感传感器3、卫星轨道参数4、升交点赤经5、轨道倾角5、近地点角距6、卫星姿态角7、重复周期8、近圆形轨道9、与太阳同步轨道10、近极地轨道11、小卫星问答题：2、以Landsat-1为例，说明遥感卫星轨道的四大特点及其在遥感中的作用。

3、叙述地心直角坐标系与地心大地直角坐标系的差别和联系。

4、获得传感器姿态的方法有哪些？简述其原理。

5、简述遥感平台的发展趋势。

6、LANDSAT系列卫星、SPOT系列卫星、RADARSAT系列卫星传感器各有何特点？第三章遥感传感器及其成像原理名词解释：1、遥感传感器2、红外扫描仪3、多光谱扫描仪4、推扫式成像仪5、成像光谱仪6、MSS7、TM8、HRV9、SAR 10、INSAR 11、CCD 12、真实孔径侧视雷达13、合成孔径侧视雷达14、全景畸变15、动态全景畸变16、静态全景畸变17、距离分辨率18、方位分辨率19、雷达盲区20、粗加工产品21、精加工产品22、多中心投影填空题：1、目前遥感中使用的传感器大体上可分为等几种。

2、遥感传感器大体上包括几部份。

3、MSS成像板上有个探测单元;TM有个探测单元。

4、LANDSAT系列卫星具有全色波段的是,其空间分辨率为。

5、利用合成孔径技术能堤高侧视雷达的分辨率。

6、扫描仪产生的全景畸变，使影像分辨率发生变化，x方向以变化，y 方向以变化。

7、实现扫描线衔接应满足。

选择题：(单项或多项选择)1、全景畸变引起的影像比例尺变化在X方向①与COSθ成正比②在X方向与COSθ成反比③在X方向与COS²θ成正比④在X方向与COS²θ成反比。

遥感物理讲座 第六章 微波辐射与雷达


根据热辐射原理，地球表面除辐射可见光 、红外线等以外，也辐射微弱的微波。黑体 的热辐射用普朗克定律表示，而微波领域的 辐射则遵循瑞利 — 金斯辐射定律。从热辐射 中测量物理温度时必须用发射率 ε 进行修正 。目标的物理温度 T和被测的亮度温度 TB的关 系为：TB=ε T。
物体的发射率通常为 0 ＜ ε ＜1，因为发射 率是随物体的介电常数及表面的粗糙度等物 理性质和频率、偏振特性、入射角、方位角 而变化，所以亮度温度也根据这些性质和条 件而变化。
图 粘土及海水的发射率与入射角的关系
表 典型物质在掠射角30o、45o时的发射率
三、微波的散射特性（散射计）
微波的表面散射
在两个均匀介质的分界面上，当电磁波从一个介质中射 人时，会在分界面上产生散射，这种散射叫表面散射。在地 表及海面等面上产生的微波散射就是表面散射。 表面散射的强度随介质表面的复介电常数的增加而增大 ，其散射角特性由表面的粗糙度决定。由光滑表面引起的电 磁波的反射如图(a)所示，称镜面反射，它在与入射波相反的 方向上具有较大的散射成分。如果表面粗糙，则如图(b)所示 ，除产生镜面反射成分以外还有散射成分。 镜面反射成分称为相干成分，散射成分称为扩散成分或非 相干成分。这种扩散成分分布在一切角度方向上，当表面粗 糙度较小时，它小于镜面反射成分，如果表面粗糙度逐渐增 大，则镜面反射成分减小，扩散成分相对增加。当表面粗糙 度进一步增大直到成为完全的粗糙面时，则如图(c)所示，镜 面反射成分没有了，仅剩下扩散成分。随机的表面散射的程 度取决于采用的电磁波波长与观测物体的表面粗糙度的特征 尺度的相对关系，表面粗糙度的指标通常使用瑞利判据及更 严格的夫琅和费判据。
《遥感物理》课程讲座-6 ----地物微波辐射特性

遥感地学分析课件——第6章 水环境遥感


悬浮泥沙
水体浑浊
在MSS5像片上呈浅色调,在彩色红外片上呈淡蓝、 灰白色调,染
油膜覆盖水面
在紫外、可见光、近红外、微波图像上呈浅色调, 在热红外图像上呈深色调,为不规则斑块状
废水污染 水色水质发生变化
热污染 固体漂浮物
水温升高
单一性质的工业废水随所含物质的不同色调有差异, 城市污水及各种混合废水在彩色红外像片上呈黑色
6.3 水体污染监测
从原理上说，遥感传感器记录的是地表物体的电磁 波辐射特性（强弱变化及空间变化），因此只有在较大 程度上直接或间接影响水体的电磁波辐射性质的水环境 化学物质才有可能通过遥感技术加以探测，并非所有水 环境化学研究的内容都可以辅以遥感手段。
6.3 水体污染监测
利用遥感技术研究水环境化学包括定性和定量两种 方法。定性遥感方法是通过分析遥感图像的色调（或颜 色）特征或异常对水环境化学现象进行分析评价的，这 往往需要了解水环境化学现象与遥感图像的色调（或颜 色）之间的关系，建立图像解译标志。定量遥感方法建 立在定性方法的基础之上，为了消除随机因素的影响， 通常需要获得与遥感成像同步（或准同步）的实测数据， 以标定定量数学模型。
6.3 水体污染监测
在江河湖海各种水体中，污染物种类繁多。为了便 于用遥感方法研究各种水污染，习惯上将其分为富营养 化、悬浮泥沙、石油污染、废水污染、热污染和固体漂 浮物等几种类型。
6.3 水体污染监测
污染类型
生态环境变化
遥感影像特征
富营养化 浮游生物含量高
在彩色红外图像上呈红褐色或紫红色, 在MSS7图像上呈浅色调
最为突出，效果明显。这是因为，一是水域面积大，变 化快，形态独特；二是水在各波段具有明显的特性；三 是水域演变后多能在原地保留一定湿度和形态， 即“痕 迹”较为明显。因而，在遥感图像上图斑清晰，信息丰 富，较易辨别。 （1）河流、水系变化 （2）湖泊演变 （3）河口三角洲演变 （4）海岸带演变

定量遥感-第六章热红外定量遥感

（4）必须把大气的发射和吸收同时考虑； （5）假定大气是水平均一的。
20
§6.2 热红外辐射在大气中的传输
2. 热红外辐射的大气传输方程
通过大气中某一水平面的长波辐射通量密度 F 应当由该面 上的辐射亮度 L 对半球空间积分求得，即：
F d
0
2
/2
0
L ( , ) cos sind
3. 比辐射率获取
2001/04/21 08:00
2001/04/21 10:00
2001/04/21 12:00
2001/04/21 14:00
2001/04/21 16:00
2001/04/21 18:00
2001/04/21 20:00
2001/04/22 00:00
12
冬小麦辐射方向性分布变化
§6.4 陆面温度反演
17
§6.2 热红外辐射在大气中的传输
1. 大气热红外辐射的性质
• 吸收
H2O 吸收带 CO2 吸收带 O3 吸收带
6.3微米
4.3微米、15微米 9.6微米
大气的长波辐射性质很复杂， 不仅与吸收物质分布有关，而且 与大气温度、压力有关。
大气在14微米以上，可以看成是近于黑体。 地面14微米以上的远红外辐射，不能透过大气 传向空间。
40可选 85.92
美国 美国 美国
10 90 90 100
8.2-12.7 2.5-7.0 6.0-14.5 1.0-5.2
始于1993年 始于1989年 始于1993年
70 1.3 0.7
2.0 0.5 0.77
16
第六章 热红外定量遥感
§6.1 热红外遥感基本定律 §6.2 热红外辐射在大气中的传输 §6.3 海面温度反演

遥感概论第06章_气象卫星与海洋卫星

（2）成像面积大 气象卫星扫描宽度可达2800 km，2～3条轨道就可 以覆盖我国。 静止气象卫星的观测面积可达1.7×108km2，约为 地球表面的1/3。
（3）资料来源连续及一致性 气象卫星是在较长一段时期内使用同一仪器对全 球进行观测，资料的相对可比较性强、分布均匀、 一致性好。
第六章 气象和海洋卫星 及其影像特征
6.1.2 气象卫星主要观测内容
①卫星云图的拍摄； ②云顶温度、云顶状况、云量和云内凝结物相位的观测； ③大气中水汽总量、湿度分布、降水区和降水量的分布； ④大气中臭氧的含量及其分布； ⑤太阳的入射辐射、地气体系对太阳辐射的总反射率以 及地气体系向太空的红外辐射； ⑥陆地表面状况的观测，如冰雪和风沙，以及海洋表面 状况的观测，如海洋表面温度、海冰和洋流等；
承担国家 美国
俄罗斯
卫星名称 NOAA 系列 Meteop 系列
卫星监视区域
从 800～1500km 高度，南北向绕地球运 行，对东西约 3000km 的带状地域进行观 测，一日两次。在极地地区观测特别密集。
极轨气象卫星
第六章 气象和海洋卫星 及其影像特征
6.1 气象卫星概况 6.2 美国气象卫星 6.3 中国气象卫星 6.4 海洋卫星概况 6.5 主要的海洋卫星
6.1 气象卫星概况 6.2 美国气象卫星 6.3 中国气象卫星 6.4 海洋卫星概况 6.5 主要的海洋卫星
国家海洋大气管理局（NOAA）
是美国商业部的一个科技部门，于1807年成立，旨在探测大气、 地球和海洋的变化，进而提出预测，并对海洋和沿海资源进行 维护、管理、开发和利用，以适应经济、社会和环境的需求， 具体内容包括提供海图和空图、天气预报、暴风天气预警、气 候监测、渔业管理、沿海资源开发利用和保护等。
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第六章
基础知识：
◆遥感数字图像的基本单位为像素（像元），是成像过程的采样点，也是计算机图像处理的最小单元。

像素具有空间特征和属性特征。

◆遥感数字图像的特点：
1）便于计算机处理与分析；2）图像信息损失低；3）抽象性强。

◆遥感数字图像的类型：
1）二值数字图像；2）单波段数字图像；3）多波段数字图像。

◆遥感数字图像的计算机分类是通过模式识别理论，利用计算机将遥感图像自动分成若干地物类别的方
法。

◆遥感图像分类的基本原理：不同的地物具有不同的光谱特征，同类地物具有相同或相似的光谱特征。

图像分类是基于数字图像中反映的同类地物的光谱相似性和异类地物的光谱差异性。

依据是遥感图像像素的相似度。

常用距离和相关系数衡量相似度。

问题：
1.监督分类和非监督分类的区别，各自有什么方法，各有什么优缺点，适用条件？
●监督分类：通过选择代表各类别的已知样本（训练区）的象元光谱特征，事先取得个类别的参数，确
定判别函数，从而进行分类。

（在监督分类中，先定义信息类，然后检验它们的光谱可分性。

）
●非监督分类：根据事先制定的某一准则，而进行计算机自动判别归类，无须人为干预，分类后确定地
面类别。

（在非监督分类中，先确定光谱可分的类别，然后定义它们的信息类。

）主要采用聚类法，使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。

（From PDF第6章）
●监督分类和非监督分类的根本区别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。

●监督分类中常用的具体分类方法：①最小距离分类法：（其中包含两点）⑴最小距离分类法，⑵最近
邻域分类法；②多级切割分类法；③特征曲线窗口法；④最大似然比分类法。

●非监督分类中常用的具体分类方法：①分类集群法；②动态聚类法。

●非监督分类的好处：不需要更多的先验知识，根据地物的光谱统计特性进行分类，方法简单，具有一
定的精度。

不足：精度有限。

●监督分类的好处：分类精度高；不足：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
性，样本数目要能满足分类的要求，有时这些不容易做到。

●适用条件：光谱特征类与地物信息类一一对应，非监督分类效果好；两个地物类型对应的光谱特征类
差异很小时，监督分类效果好。

（From 课本201页）
2.简述波谱分类原理和应用条件。

同物异谱：同类地物具有不同的光谱特性。

同谱异物：不同的地物可能具有相似的光谱特征。

如：同一作物，生长状态不同，光谱特征有差异；不同的植被类型可能有相似的光谱特征。

（From PPT 第6章28页）
3.简述聚类分析，分类方法过程，通常有哪些方法来控制分类过程结束（就是分类过程结束的条件）。

在初始状态给出图像粗糙的分类，然后基于一定原则在类别间重新组合样本，直到分类比较合理为止，这种聚类方法就是动态聚类。

下面给出分类过程：
a)按照某个原则选择一些初始类聚类中心；
b)计算像素与初始类别中心的距离，把该像素分配到最近的类别中；
c)计算并改正重新组合的类别中心，如果重新组合的像素数在最小允许值以下，则将该类别取消，
并使总类别数减1。

结束条件：当类别数在一定的范围，类别中心间的距离在阈值以上，类别内的方差的最大值为阈值以下时，可以看做动态聚类的结束。

（From 书本200页）
4.用框图方式说明最大似然法分类过程。

最大似然比分类法(maximum likelihood classifier) 是经常使用的监督分类方法之一，它是通过求出每个像素对于各类别归属概率，把该像素分到归属概率最大的类别中去的方法。

最大似然比分类法在多类别分类时，常采用统计学方法建立起一个判别函数集，然后根据这个判别函数集计算各待分像元的归属概率。

这里，归属概率是指：对于待分像元x ，它从属于分类类别k 的（后验）概率。

（这里没有找到框图方式的分类过程！就只到了定义。

）
5.说明模糊分类与邻域分类的基本方法。

遥感数字图像的计算机分类的分类（classification）执行方式有：监督分类、非监督分类。

分类模型或分类器：统计分类、模糊分类、邻域分类、神经网络分类等。

（From PDF第6章16页）
模糊分类方法在图像识别中的应用，基本方法是：首先，建立最大似然比模糊分类模型；然后利用最大似然比模糊性分类法对过渡类别进行分类。

（From 书本223页，在这里是计算机解译遥感图像的新方法的应用中的其中一点。

）
最近邻域分类法，归属于监督分类中的最小距离分类法。

最近邻域分类法的基本方法：在多波段遥感图像中，每一类别具有多个统计特征量。

最近邻域分类法首先计算待分像元到每一类中每一个统计特征量间的距离，这样，该像元到每一类都有几个距离值，取其中最小的一个距离作为该像元到该类别的距离，最后比较该待分像元到所有类别间的距离，将其归属于距离最小的一类。

该方法原理简单，分类精度不高，但计算速度快。

（From 书本197页，建议简化一下答案，太长了。

）
6.说明分类精度评价的概念与基本方法。

分类精度评价也就是分类精度与误差分析。

分类精度检查，在监督分类中把已知的训练数据及分类类别与分类结果进行比较，确认分类的精度及可靠性。

在非监督分类中，采用随机抽样方法，分类效果的好坏需经实际检验或利用分类区域的调查材料或专题图进行核查。

（From 书本220页，与分类精度评价有点擦边，不过书本就只有这个了。

）
7.简述影响计算机分类精度的原因和解决方法？
制约遥感图像分类精度的几个客观因素：
（1）大气状况的影响：地物辐射电磁波，必须经过大气层才能到达传感器，大气的吸收和散射会对目标地物的电磁波产生影响，其中大气吸收使得目标地物的电磁波辐射被衰减，到达传感器的
能量减少，散射会引起电磁波行进方向的变化，非目标地物发射的电磁波也会因为散射而进入
传感器，这样就导致遥感图像灰度级产生一个偏移量。

对多时相图像进行分类处理时，由于不
同时间大气成分以及适度不同，散射影响也不同，因此遥感图像中的灰度值不完全反应目标地
物辐射电磁波的特征。

为了提高遥感图像分类的精度，必须在图像分类以前进行大气校正。

（2）下垫面的影响：下垫面的覆盖类型和起伏状态对分类具有一定影响。

下垫面的覆盖类型多种多样，受传感器空间分辨率的限制，农田中的植被、土壤和水渠，石质山地稀疏的灌丛和裸露的
岩石均可以形成混合像元，它们对遥感图像分类的精度影响很大。

这种情况可以在分类前首先
进行混合像元分解，把它们分解成子像元后在分类。

分布在山区向阳面与背阳面的同一类地物，单位面积上接受太阳光能不同，地物电磁波辐射能
量也不相同，其灰度值也存在差异，容易造成分类错误。

在地形起伏变化较大时，可以采用比
值图像代替原图像进行分类，以消除地形起伏的影响。

(3) 其他因素影响：
图像中的云朵会遮盖目标地物的电磁波辐射，影响图像分类。

对于图像中仅有少量云朵时，分类前可以采用去噪音方法进行清除。

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(8) 遥感信息计算机提取发展趋势。

计算机解译的技术发展趋势表现在以下几方面：
1 、抽取遥感图像多种特征并综合利用这些特征进行识别；
2 、逐步完成 GIS 各种专题数据库的建设，利用 GIS 数据减少自动解译中的不确定性；
3 、建立适用于遥感图像自动解译的专家系统，提高自动解译的灵活性；
4 、模式识别与专家系统相结合。

（From 书本219页）
8.图像的卷积运算，中值滤波，均值滤波，加减乘除运算。

9.什么是计算机图像处理，包含哪些内容，如何用计算机图像处理方法来提高遥感图像的解译效果。

遥感图像处理是在计算机系统支持下对遥感图像加工的各种技术方法的统称。

图像处理包括校正、拼接、裁剪、重采样、误差等。

（From PDF 第六章(2)第40页）
遥感图像处理包括以下几个阶段：图像的校正（预处理），图像的变换，图像的增强，图像的分类。

（From 类似于课本的电子书）
对遥感图像解译专家系统来说，图像处理功能主要表现在遥感图像滤波、增强、大气校正、几何精校正和正射纠正等几个方面。

经过这些方法处理后的图像更有利于进行分类与特征提取，从图像中抽取光谱特征、图像形状特征和空间特征，这些图像特征将是专家系统进行推理、判断及分析的客观依据。

（From 课本214页，答案似乎有点不着边，改进一下？）
6不确定、9找不到、10的最后一问不确定。