遥感成像原理

电磁波特性及作用：干涉:微波遥感中的雷达应用了干涉原理成像。

雷达影像上的颗粒状特征：影像判读意义重大很难去除衍射: 研究电磁波的衍射现象对设计遥感仪器和提高遥感图像几何分辨率具有重要意义。

另外在数字影像的处理中也要考虑光的衍射现象。

偏振:指电磁波传播的方向性，偏振在微波技术中称为“极化”。

遥感技术中的偏振遥感技术中的偏振摄影和雷达成像利用了电磁波的偏振这一特性。

入射波与再辐射波的偏振状态，在信息传递时起着重要的作用。

他们提供了强度和频率之外的附加信息。

粒子性：量子的能量与波长成反比。

探测热红外波长辐射比探测可见光波段辐射要困难的多的原因。

为了获得足够的能量信号，在给定的时间内必须探测足够大的地表区域。

一般物体的发射辐射：与温度、波长、构成物体材料表面状况等大气的影响及作用：吸收+ 散射+ 反射作用：定大气窗口----波段选择(用户)、卫星传感器波段设计的依据、不能透过的波段---大气研究(天气预报）用MODIS影像白天和夜间影像灰度---热惯量P----裸露土壤含水量-----干旱监测热红外影像-----城市热岛监测地物的反射辐射：限于紫外、可见光和近红外，尤其是后两个波段。

受物体的组成成分、结构、表面状态以及物体所处环境的控制和影响。

引起辐射变形原因：传感器本身的性能引起的、地形影响和光照条件的变化引起的、大气的散射和吸收引起的1 太阳辐射的特点：1) 太阳辐射的光谱是连续的；2) 太阳辐射和黑体辐射基本一致；3) 辐射的能量主要集中在紫外到中红外，且相对稳定；4) x射线、r射线、远紫外和微波波段能力小，且不稳定。

2 遥感中的意义：1) 传感器波段的选择；2) 大气对太阳辐射的影响是很大的。

测量地物反射波谱特性曲线测量步骤及作用：测量步骤：(1) 架设好光谱仪，接通电源并进行预热(2) 安置波长位置，调好光线进入仪器的狭缝宽度；(3)将照准器分别照准地物和标准板，并测量和记录地物、标准板在波长λ1，λ2，……λn处的观测值Iλ和Iλ0测量地物反射波谱特性曲线作用：其一，它是选择遥感波谱段、设计遥感仪器的依据；其二，在外业测量中，它是选择合适的飞行时间的基础资料；第三，它是有效地进行遥感图像数字处理的前提之一，是用户判读、识别、分析遥感影像的基础。

卫星成像的原理和应用实例1. 前言卫星成像技术是现代遥感技术的重要组成部分。

通过在太空中搭载成像传感器，卫星能够获取地球表面的高分辨率图像数据。

本文将介绍卫星成像的基本原理以及其在不同领域的应用实例。

2. 卫星成像的基本原理卫星成像的基本原理是利用成像传感器对外界反射、辐射和散射产生的电磁波进行接收和记录，然后根据记录的图像数据生成可视化的图像。

具体来说，卫星成像的原理包括以下几个步骤：2.1 传感器选择卫星上搭载的传感器根据需要对地球表面进行观测的目的和要求来选择。

常见的传感器包括光学成像传感器、微波成像传感器等。

2.2 辐射接收和记录选择的传感器将地球表面反射、辐射和散射的电磁波进行接收，并将其转化为电信号进行记录。

不同类型的传感器对电磁波的波段和波长有着不同的要求和特点。

2.3 数据传输和处理卫星将记录的图像数据通过无线传输技术传回地面控制中心或者地面接收站，然后进行数据处理。

数据处理包括去除噪声、辐射校正、几何纠正等步骤，以获得准确的图像。

2.4 图像生成和可视化经过数据处理后，卫星成像系统将生成可视化的图像。

图像可以呈现为彩色图像、真彩色图像或者假彩色图像，根据实际需求来选择。

3. 卫星成像的应用实例卫星成像技术在各个领域有广泛的应用，下面是一些常见的应用实例：3.1 地质勘探卫星成像技术在地质勘探中发挥重要作用。

通过获取地球表面的高分辨率图像，可以帮助地质学家进行地质构造、矿产资源等的勘探和分析。

•探测矿产资源：卫星成像技术可以探测地下的矿床，通过分析图像数据中的地貌特征和地下物质的分布情况，可以预测矿产资源的位置和质量。

•地质构造分析：卫星成像技术可以获取地球表面的数字高程模型，通过分析地表形态和地形变化，可以研究地质构造和构造活动。

3.2 农业监测卫星成像技术在农业领域有广泛的应用。

通过获取农田的图像数据，可以进行农作物的监测和评估。

•生长状态监测：卫星成像技术可以监测农作物的生长状态，如生长情况、叶绿素含量等。

一．绪论1.遥感的定义：遥感即遥远感知，是在不直接接触的情况下，对目标或自然现象远距离探测和感知的一种技术。

2.遥感的过程:地物发射或反射电磁波通过介质（大气）被传感器接受，通过传感器获取数据，再经计算机对数据处理后，我们提取有用的信息，最后应用于实践。

（地物发射或反射电磁波→介质（大气）→传感器数据获取→计算机数据处理→信息提取→应用）二．电磁波及物理遥感基础1.电磁波的定义：变化的电场和磁场交替产生，以有限的速度由近及远在空间内传播的过程称为电磁波。

2.电磁波的特性：波动性（干涉、衍射、偏振）粒子性（光电转换）3.电磁波谱的定义:按电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减顺序排列，就能得到电磁波谱。

4.（1）地物发射电磁波:①绝对黑体的定义：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。

黑体辐射1.绝对黑体：吸收率α(λ,T)≡1 反射率ρ（λ,T）≡02.绝对白体：吸收率α(λ,T)≡0 反射率ρ（λ,T）≡1 绝对黑体与绝对白体与温度和波长无关。

②遥感的两种形式：被动遥感，主动遥感。

其中太阳是被动遥感最主要的辐射源。

⒈太阳辐射的特点：与黑体特性一致；能量集中在可见光和红外波段。

⒉一般物体的发射辐射：自然界中实际物体的发射和吸收的辐射量都比相同条件下绝对黑体的低。

发射率ε：实际物体与同温度的黑体在相同条件下辐射功率之比。

ε= W′/ W（ε是一个介于0和1的数）►绝对黑体ελ＝ε＝1►灰体ελ＝ε但0＜ε＜1►选择性辐射体ε＝ｆ(λ)►理想反射体（绝对白体）ελ＝ε＝0大多数物体可以视为灰体：W'=εW=εσT4（2）地物反射电磁波：①光谱反射率:物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比。

②反射波谱特征曲线：反射波谱是某物体的反射率（或反射辐射能）随波长变化的规律，以波长为横坐标，反射率为纵坐标所得的曲线即为该物体的反射波谱特性曲线。

同一地物时间效应：地物的光谱特性一般随时间季节变化。

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。

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。

高光谱遥感原理
高光谱遥感是一种使用高光谱仪器获取地物和目标物质光谱信息的遥感技术。

它通过获取不同波长范围内的光谱数据，从而分析和识别地表物质的成分、结构和特征。

高光谱遥感利用高光谱仪器（例如光谱辐射计或光谱成像仪）能够分辨不同的波长，从紫外线到红外线范围的电磁波谱。

这些仪器通常使用分光技术将不同波长范围的光分解成若干个独立的光谱带，可以获取到数百个波段的光谱数据。

在高光谱遥感中，遥感仪器通过航空或卫星平台获取地面上的光谱信息。

当光线照射到地面物体上时，不同的物质会对不同波长的光有特定的反射、散射或吸收特性，形成其独特的光谱信号。

高光谱仪器能够测量并记录这些光谱信号的强度。

通过分析和解译高光谱数据，可以确定地表物质的组成、含量和分布。

不同的物质对不同波段的光具有特定的光谱特征，这些特征可以用来区分不同的地物类型，如植被、岩石、水体等。

高光谱遥感也可以用于环境监测、农业管理、矿产勘探等领域。

总之，高光谱遥感原理是利用高光谱仪器获取地物光谱信息，通过分析和解译这些光谱数据来识别和研究地表物质的特征和属性。

微波遥感和成像侧视雷达工作基本原理概述微波遥感和成像侧视雷达是两种常用的遥感技术，它们通过利用微波的特性来获取地球表面信息。

本文将介绍微波遥感和成像侧视雷达的工作基本原理。

一、微波遥感的工作原理微波遥感是利用微波信号对地球物体和环境进行探测和测量的一种技术。

微波遥感系统由微波源、发射器、接收器和数据处理系统等组成。

1. 微波源微波源是产生微波信号的装置，常见的有微波发射机、毫米波源等。

微波源将电能转化为微波能量，并通过天线辐射出去。

2. 发射器发射器是将微波信号传输到目标物体的装置。

它可以调节微波信号的频率、幅度和极化等参数，并将微波信号辐射出去。

3. 接收器接收器是接收由目标物体反射回来的微波信号的装置。

它可以接收微波信号的幅度、相位和极化等信息。

4. 数据处理系统数据处理系统对接收到的微波信号进行处理和分析，从中提取出地球物体的特征信息。

常见的处理方法有滤波、解调、调幅和解调等。

二、成像侧视雷达的工作原理成像侧视雷达（InSAR）是一种利用雷达波束和合成孔径雷达（SAR）数据生成地表高程和表面形变等信息的技术。

1. SAR数据采集SAR是一种全天候、全时序、全天时的遥感技术。

它通过发射和接收脉冲雷达波束，测量地表物体的反射回波。

2. SAR数据处理SAR数据处理主要包括预处理、图像生成和解译等步骤。

预处理用于去除图像中的噪声和干扰，图像生成则是从原始数据中合成出高质量的成像结果。

3. 多幅SAR图像融合成像侧视雷达通过将多幅SAR图像进行融合，可以获取地表高程和形变等信息。

这是通过计算不同时间和角度下的雷达干涉图生成的。

4. 数据解译融合后的数据可以利用地表参考点进行几何校正和高程校正，进而得到具体的地表高程和形变等信息。

总结微波遥感和成像侧视雷达是两种常用的遥感技术，它们利用微波信号对地球物体和环境进行探测和测量。

微波遥感通过微波源、发射器、接收器和数据处理系统等装置，获得地球物体的特征信息。

第1篇随着科技的飞速发展，遥感技术作为一种非接触式、远距离的地球观测手段，已经在各个领域得到了广泛应用。

遥感技术能够从空中、地面、海洋等多个角度获取地球表面的信息，为我国的经济建设、资源管理、环境保护、灾害监测等领域提供了强大的技术支持。

本文将详细介绍遥感解决方案，包括遥感技术原理、应用领域、数据处理方法以及发展趋势等。

一、遥感技术原理遥感技术是指利用飞机、卫星、飞船等搭载的传感器，从远距离对地球表面进行观测、监测和分析的技术。

其基本原理是利用电磁波在地球表面和大气层之间的传播特性，通过传感器接收地面反射或辐射的电磁波信号，经过信号处理、图像解译和数据分析，实现对地面目标的识别、分类和定量分析。

1. 电磁波谱电磁波谱是指从无线电波到γ射线的所有电磁波。

根据波长和频率的不同，电磁波谱可分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。

遥感技术主要利用可见光、红外线和微波等波段进行地球观测。

2. 传感器传感器是遥感系统的核心部件，它负责接收地面反射或辐射的电磁波信号。

常见的遥感传感器有光电成像仪、微波遥感器、激光雷达等。

不同类型的传感器具有不同的波长范围和分辨率，适用于不同的应用领域。

3. 数据处理遥感数据处理是对原始遥感数据进行预处理、图像处理、特征提取、分类、变化检测等环节，以获取对地面目标有用的信息。

数据处理方法包括：几何校正、辐射校正、图像增强、图像分类、变化检测等。

二、遥感应用领域遥感技术在各个领域都有广泛的应用，以下列举几个主要应用领域：1. 资源调查与监测遥感技术在资源调查与监测方面具有显著优势，如土地利用调查、森林资源监测、矿产资源勘探、水资源调查等。

通过对遥感数据的分析，可以实时掌握资源分布、变化情况，为资源合理利用和环境保护提供科学依据。

2. 环境保护与灾害监测遥感技术在环境保护和灾害监测方面发挥着重要作用，如植被覆盖度监测、水质监测、大气污染监测、地震监测、洪水监测等。

第一章电磁波及遥感物理基础一、名词解释：1、遥感：（1）广义的概念：无接触远距离探测(磁场、力场、机械波）；（2）狭义的概念：在遥感平台的支持下，不与目标地物相接触，利用传感器从远处将目标地物的地磁波信息记录下来，通过处理和分析，揭示出地物性质及其变化的综合性探测技术。

2、电磁波：变化的电场和磁场的交替产生，以有限的速度由近及远在空间内传播的过程称为电磁波。

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、绝对黑体：对于任何波长的电磁辐射都全部吸收的物体称为绝对黑体。

5、绝对白体：反射所有波长的电磁辐射。

6、光谱辐射通量密度：单位时间内通过单位面积的辐射能量。

8、大气窗口：电磁波通过大气层时较少被反射、吸收和散射的，透过率较高的电磁辐射波段。

11、光谱反射率：ρ=Pρ/P0 X 100%，即物体反射的辐射能量Pρ占总入射能量P0 的百分比，称为反射率ρ。

12、光谱反射特性曲线：按照某物体的反射率随波长变化的规律，以波长为横坐标，反射率为纵坐标所得的曲线。

二、填空题：1、电磁波谱按频率由高到低排列主要由γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波等组成。

2、绝对黑体辐射通量密度是温度Ｔ和波长λ的函数。

（19页公式）3、一般物体的总辐射通量密度与绝对温度和发射率成正比关系。

4、维恩位移定律表明绝对黑体的最强辐射波长λ乘绝对温度T 是常数2897.8。

当绝对黑体的温度增高时，它的辐射峰值波长向短波方向移动。

5、大气层顶上太阳的辐射峰值波长为 0.47 μm。

三、选择题：(单项或多项选择)1、绝对黑体的（②③）①反射率等于1 ②反射率等于0 ③发射率等于1 ④发射率等于0。

2、物体的总辐射功率与以下那几项成正比关系（⑥）①反射率②发射率③物体温度一次方④物体温度二次方⑤物体温度三次方⑥物体温度四次方。

3、大气窗口是指（③）①没有云的天空区域②电磁波能穿过大气层的局部天空区域③电磁波能穿过大气的电磁波谱段④没有障碍物阻挡的天空区域。

遥感原理与应用绪论1.遥感的概念遥感：即遥远感知,是在不直接接触的情况下,对目标或自然现象远距离探测和感知的一种技术.广义遥感：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.狭义遥感：电磁波遥感,即应用传感器,不与探测目标接触,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,揭示物体的特征性质及其变化的技术.2.遥测与遥控遥测：对被测物体某些运动参数和性质进行远距离测量的技术.遥控：远距离控制目标物体运动状态和过程的技术.3.遥感的分类按遥感平台分：地面遥感、航空遥感、航天遥感、宇航遥感.按传感器的探测波段范围分：紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感.按工作方式分：主动遥感、被动遥感 .按记录信息的表现形式分：成像遥感、非成像遥感.按遥感的应用领域分：外层空间遥感、大气层遥感、陆地遥感、海洋遥感、资源遥感、农业遥感、林业遥感、地质遥感、城市遥感、军事遥感等等.4.遥感三要素目标物传感器测量方法5.遥感的主要特点1)获取信息真实、客观2)获取信息的速度快,周期短3)获取信息受条件限制少,范围大4)获取信息的手段多,信息量大6.遥感的过程地物发射或反射电磁波传感器获取数据数据处理信息提取应用7.遥感的应用①利用多时相影像发现土地利用变化、农业作物估产、林业资源调查、自然灾害监测、全球和局部环境监测；②利用高分辨率影像提取城市信息交通道路网络；③军事应用越来越重要：重要目标定位与侦察、导航与武器制导、打击效果评估、战场环境监测等；④高光谱遥感在精准农业中的应用；⑤在建设数字城市、数字省区和数字中国中的应用：DOM、DEM和DLG.第一章电磁波及遥感物理基础1.电磁波传播原理：交互变化的电磁场在空间的传播.描述特性指标：波长、频率、振幅、相位等.特性：波动性、粒子性、横波2.干涉基本原理：波的叠加原理叠加条件：频率相同、震动方向相同、具有固定位相关系3.衍射概念：光通过有限大小的障碍物时偏离直线路径的现象.爱里斑：衍射实验中观察屏上的中央亮斑,其角半径为衍射角.瑞利判据：如果一个点光源的衍射图象的中央最亮处刚好与另一个点光源的衍射图象第一个最暗环相重合时,这两个点光源恰好能被这一光学仪器所分辨.4.偏振概念：如果光矢量E在一个固定水平面内只沿一个方向作振动,则这种光称为偏振光.偏振态：光矢量在垂直于传播方向的平面内可能存在的不同振动状态偏振面振动面：振动方向光矢量方向与光传播方向构成的平面偏振态分类：完全偏振线偏振、圆偏振、椭圆偏振,非偏振,部分偏振5.极化概念：极化是指电磁波的电场振动方向的变化趋势.水平极化H极化：卫星向地面发射信号时,电磁波的振动方向是水平方向.垂直极化V极化：卫星向地面发射信号时,电磁波的振动方向是垂直方向.6.电磁波波谱紫外线：波长范围为～μm,太阳光谱中,只有～μm波长的光到达地面,对油污染敏感,但探测高度在2000 m以下.可见光：波长范围：～μm,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～1000μm,根据性质分为近红外、中红外、远红外和超远红外.微波：波长范围为1 mm～1 m,穿透性好,不受云雾的影响.7.黑体绝对黑体：在任何温度下,对各种波长的电磁辐射的吸收系数等于1100%的物体.黑体辐射：黑体的热辐射称为黑体辐射.黑体辐射的三个特性：温度越高,总的辐射通量密度越大,不同温度的曲线不同.随着温度的升高,辐射最大值所对应的波长向短波方向移动.辐射通量密度随波长连续变化,每条曲线只有一个最大值.8.太阳辐射概念：太阳是被动遥感主要的辐射源,又叫太阳光.太阳常数：不受大气影响,在距太阳一个天文单位内,垂直于太阳辐射方向,单位面积单位时间黑体所接受的太阳辐射能量.1353W/m2特点：①太阳光谱相当于5800 K的黑体辐射；②太阳辐射的能量主要集中在可见光,其中～μm的可见光能量占太阳辐射总能量的46%,最大辐射强度位于波长μm左右；③到达地面的太阳辐射主要集中在～μm波段,包括近紫外、可见光、近红外和中红外；④经过大气层的太阳辐射有很大的衰减；⑤各波段的衰减是不均衡的；9.大气大气垂直分层：对流层、平流层、电离层和外大气层大气对太阳辐射的作用：大气吸收主要原因、散射、反射引起吸收的主要成分：氧气、臭氧、二氧化碳、水蒸气散射的概念：电磁波与物质相互作用后电磁波偏离原来的传播方向的一种现象.主要发生在可见光波段散射方式：米散射、均匀散射、瑞利散射大气散射特点：群体散射强度是个体散射强度的线性和.大气散射系数与高度的关系分子散射与气溶胶散射光强之比随角度和能见度的变化规律.大气窗口：电磁波通过大气层时较少被反射,吸收和散射的,透射率较高的波段称为大气窗口.遥感大气窗口：10.地物发射辐射发射率：地物的辐射出射度单位面积上发出的辐射总通量W与同温下的黑体辐射出射度W黑的比值.它也是遥感探测的基础和出发点.影响因素：地物的性质、表面状况、温度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：发射率小于1,且随波长而变化.地物的发射光谱发射光谱：地物的发射率随波长变化的规律.发射光谱曲线：按照发射率和波长之间的关系绘成的曲线.亮度温度：它是衡量地物辐射特征的重要指标.指当物体的辐射功率等于某一黑体的辐射功率时,该黑体的绝对温度即为亮度温度.等效温度：为了分析物体的辐射能力,常用最接近灰体辐射曲线的黑体辐射曲线来表达,这时黑体辐射温度称为该物体的等效辐射温度.11.地物辐射地物辐射特性：①在～波段主要在可见光和近红外波段,地表以反射太阳辐射为主,地球自身的辐射可以忽略 .②在～波段主要在中红外波段,地表反射太阳辐射和地球自身的热辐射均为被动遥感的辐射源.③在以上的热红外波段,以地球自身的热辐射为主,地表反射太阳辐射可以忽略.热红外成像地物辐射的分段特性的意义：①可见光和近红外波段遥感图像上的信息来自地物反射特性.②中红外波段遥感图像上,既有地表反射太阳辐射的信息,也有地球自身的热辐射的信息.③热红外波段遥感图像上的信息来自地球自身的热辐射特性.12.不同电磁波段中地物波谱特性可见光和近红外波段：主要表现地物反射作用和地物的吸收作用.热红外波段：主要表现地物热辐射作用.微波波段：主动遥感利用地物后向散射；被动遥感利用地物微波辐射.13.地物反射辐射反射率ρ：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.地物的反射：太阳光通过大气层照射到地球表面,地物会发生反射作用,反射后的短波辐射一部分为遥感器所接收.影响因素：表面颜色、粗糙度和湿度地物反射类型：镜面反射、漫反射、方向反射14.地物波谱特性定义：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.作用：物体波谱曲线形态,反映出该地物类型在不同波段的反射率,通过测量该地物类型在不同波段的反射率,并以此与遥感传感器所获得的数据相对照,可以识别遥感影像中的同类地物.研究地表的主要波段：可见光和近红外波段可见光和近红外地物光谱测试的作用：①传感器波段的选择、验证、评价；②建立地面、航空和航天遥感数据的定量关系；③地物光谱数据与地物特征的相关分析.第二章遥感平台及运行特点1.遥感平台组成：由遥感传感器、数据记录装置、姿态控制仪、通信系统、电源系统、热控制系统等组成.功能：在不同高度进行多平台遥感,可获得不同比例尺、分辨率和地面覆盖面积的遥感图像.类型：按遥感平台距地面的高度分为地面平台、航空平台和航天平台.2.遥感平台的作用地面平台：地面平台稳定性高,能够进行近距离测量,可以测定各类地物的波谱特性；航空平台：能够快速进行航空摄影测量,各种大范围调查和侦察.航天平台：进行各地点和时期期的地球观测,空间调查与实验,提供各种数据.3.卫星轨道及运行特点春分点：黄道面与赤道面在天球上的交点升交点：卫星由南向北运行时与赤道面的交点降交点：卫星由北向南运行时与赤道面的交点近地点：卫星轨道离地球最近的点远地点：卫星轨道离地球最远的点卫星在空间的位置和形状是由6个轨道参数来决定的.它们是：升交点赤经Ω: 春分点R逆时针方向到升交点K的弧长近地点角距ω: 从升交点K沿轨道到近地点A的角距过近地点时刻 t: 卫星S与近地点A间的角距长半轴 a:轨道椭圆的长半径偏心率 e:轨道椭圆的偏心率倾角 i:轨道平面与赤道平面的夹角卫星坐标解算方法：利用星历参数解算、用GPS测定.卫星的姿态：通常用 X前进的切线方向、Y垂直与轨道面方向、Z垂直与ＸＹ面三轴定向表示:绕Ｘ轴称滚动；绕Ｙ轴称俯仰；绕Ｚ轴称航偏.测量的方法有：红外姿态测量仪、恒星相机测定法、GPS 方法4.遥感中常用卫星轨道参数轨道周期：卫星在轨道上绕地球一周所需的时间；覆盖周期：卫星从某点开始,经过一段时间飞行后,又回到该点用的时间.赤道轨道：i＝0°轨道平面与赤道平面重合地球静止轨道：i＝0°且卫星运行方向与地球自转方向一致,运行周期相等倾斜轨道：顺行轨道--0°＜i＜90°卫星运行方向与地球自转方向一致--可覆盖最高南北纬度为i ；逆行轨道--90°＜i＜180°卫星运行方向与地球自转方向相反--可覆盖最高南北纬度为180°－i .星下点: 卫星质心与地心连线同地球表面的交点星下点轨迹地面轨迹: 星下点在卫星运行过程中在地面的轨迹卫星速度、星下点速度、卫星平均高度同一天相邻轨道间在赤道的距离每天卫星绕地球的圈数5.陆地卫星用途：用于陆地资源和环境探测平台要求：①对全球表面进行周期性成像覆盖;②保证在卫星通过北半球中纬度地区时有最佳光照条件；③同一地点、不同日期的成像地方时间、太阳光照角基本一致.轨道特征：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卫星轨道近圆形地球资源卫星的偏心率很小③与太阳同步轨道：卫星轨道平面与太阳光之间的夹角太阳光照角始终保持一致的轨道.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；第三章遥感传感器及其成像原理1.传感器基本组成：收集系统、探测系统、信号转换系统处理器、记录系统输出器收集系统：接收地物辐射电磁波将其聚焦成像探测系统.探测系统：对电磁辐射敏感、将辐射能转换成电信号.信号转换系统：将电信号转换为便于显示、记录、处理的光信号.记录系统：将探测系统或信号转换系统输出的电磁波信息光信号记录、存储到遥感信息载体,以影像或数字形式输出.2.描述遥感器的特性参数空间分辨率：表示按地物几何特征尺寸和形状和空间分布,即在形态学基础上识别目标的能力.光谱分辨率：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,即遥感器的工作波段数目、波长及波长间隔波带宽度 .辐射分辨率辐射灵敏度：辐射分辨率指遥感器探测元件在接收波谱辐射信号时,能分辨的最小辐射度差.时间分辨率：为分析、识别目标所必须具有的最小时间间隔,称时间分辨率.3.传感器类型及优缺点①摄影类型的传感器优点：成本低易操作信息量大缺点：局限性大 ,影像畸变较严重,成像受气侯、光照和大气效应的限制影像须回收胶片②扫描成像类型传感器优点：可对全部五个大气窗口的电磁辐射进行探测,可进行多波段、超多波段遥感--波谱分辨率高缺点：空间分辨率相对较低③雷达成像类型传感器④非图像类型传感器⑤成像光谱仪⑥推扫式传感器4.TM特点①TM中增加一个扫描改正器,使扫描行垂直于飞行轨道②往返双向都对地面扫描MSS仅单向扫描；③地面分辨率由79米到30米；④波段由5个增加到7个；⑤有热红外通道TM6 .5.ETM+ 特点①增加了全色波段,分辨率为15米;②采用双增益技术使热红外波段的分辨率提高到60米；③改进后太阳定标器使卫星的辐射定标误差小于5%.D三种主要功能光电转换：入射辐射在MOS电容CCD元上产生与光亮度成正比的电荷电荷积累：当电压加到CCD电极上时—在硅层形成电位势阱--电荷在势阱内积累电荷转移：加高压形成深势阱, 加低压形成的势阱浅--电荷可进行转移--实现信号传输7.瞬时视场:在扫描成像过程中一个光敏探测元件通过望远镜系统投射到地面上的直径或对应的视场角度.8.传感器误差倾斜误差：因遥感器姿态角引起像点移位投影误差：地形起伏引起的像点移位,仅在扫描方向上.9.雷达遥感分辨率距离向分辨率：脉冲在脉冲发射的方向上距离向能分辨两个目标的最小距离.分为斜距分辨率和地距分辨率方位向分辨率：在辐射波垂直的方向上方位向相邻的两束脉冲之间能分辨的两个目标的最小距离.10.影响后向散射系数的主要因素雷达系统的工作参数：主要包括雷达传感器的工作波长、波束的入射角、入射波的极化方式等地面目标的特性引起：即地表的粗糙度和地物目标的复介电常数和雷达光斑等因素11.雷达影像几何特性透视收缩、雷达阴影、叠掩12.遥感图像与遥感影像遥感影像:由遥感器对地球表面摄影或扫描获得的影像遥感图像:遥感影像经过处理或再编码后产生的与原物相似的形象13.遥感图像基本属性波谱特性、空间特性、时间特性第四章遥感图像数字处理的基础知识1.遥感传感器记录地物电磁波的形式胶片或其它光学成像载体形式光学图像数字形式数字图像2.图像数字化实质：把一个连续的光密度函数变成一个离散的光密度函数采样：空间坐标离散化——图像坐标数字化量化：幅度光密度离散化——图像灰度数字化第六章遥感图像的几何处理1.遥感图像的几何变形概念：原始图像上各地物的几何位置、形状、尺寸、方位等特征与在参照系统中的表达要求不一致时产生的形变.研究前提：必须确定一个图像投影的参照系统,即地图投影系统.影响因素：①传感器成像方式引起的图像变形②传感器外方位元素变化的影响③地形起伏引起的像点位移④地球曲率引起的图像变形⑤大气折射引起的图像变形⑥地球自转的影响2.遥感图像变形误差静态误差：传感器相对于地球表面呈静止状态时所具有的各种变形误差.动态误差：由于地球的旋转等因素所造成的图像变形误差.内部误差：由于传感器自身的性能技术指标偏移标称数值所造成的.外部变形误差：由传感器以外的各种因素所造成的误差,如传感器的外方位元素变化,传感器介质不均匀,地球曲率,地形起伏以及地球旋转等因素引起的变形误差.3.遥感图像的几何处理遥感图像的粗加工处理：遥感图像的精纠正处理①多项式纠正②共线方程纠正③有理函数模型①投影中心坐标的测定和解算②卫星姿态角的测定③扫描角θ的测定遥感图像的精纠正处理：消除图像中的几何变形,产生一幅符合某种地图投影或图形表达要求的新图像.①多项式纠正②共线方程纠正③有理函数模型几何精校正的两个环节①像素坐标的变换,即将图像坐标转变为地图或地面坐标；②坐标变换后的像素亮度值进行重采样.4.遥感图像纠正处理过程①根据图像的成像方式确定影像坐标和地面坐标之间的数学模型.②根据所采用的数字模型确定纠正公式.③根据地面控制点和对应像点坐标进行平差计算变换参数,评定精度.④对原始影像进行几何变换计算,像素亮度值重采样.⑤目前的纠正方法有多项式法,共线方程法和有理函数模型等5.遥感图像多项式模型纠正同名点的选择原则①在图像上为明显的地物点,易于判读②在图像上均匀分布③数量要足够图像灰度值重采样方法①最近邻像元法②双线性内插法③双三次卷积法6.图像间的自动配准和数字镶嵌图像间的自动配准配准的目的：多源数据进行比较和分析,图像融合、变化检测.配准的实质：几何纠正.采用一种几何变换将图像归化到统一的坐标系中. 配准的方式：图像间的匹配、绝对配准.步骤：在源图上选择足够同名点、解算多项式模型参数并配准数字图像镶嵌图像镶嵌：将不同的图像文件合在一起形成一幅完整的包含感兴趣区域图像.要求：不同时间同一或不同传感器获取,图像间要有一定的重叠度实质：几何纠正步骤：图像的几何纠正、搜索镶嵌边、亮度和反差调整、平滑边界线第八章遥感图像自动识别分类1.特征变换的方法和目的①主分量变换②哈达玛变换③生物量指标变换④比值变换⑤穗帽变换目的：①减少特征之间的相关性,使得用尽可能少的特征来最大限度地包含所有原始数据的信息.②使得待分类别之间的差异在变换后的特征中更明显,从而改善分类效果.选择方法：定性：了解变换前后图像的特征定量：距离测度和散布矩阵测度.2.监督分类监督分类法：选择有代表性的试验区来训练计算机,再按一定的统计判别规则对未知地区进行自动分类的方法.监督分类的方法：最大似然法、最小距离法、盒式分类法步骤：①确定感兴趣的类别数.②特征变换和特征选择③选择训练样区④确定判别函数和判别规则⑤根据判别函数和判别规则对非训练样区的图像区域进行分类.监督分类的缺点：①主观性；②由于图象中间类别的光谱差异,使得训练样本没有很好的代表性；③训练样本的获取和评估花费较多人力时间；④只能识别训练中定义的类别.3.非监督分类非监督分类：是指人们事先对分类过程不施加任何的先验知识,而仅凭遥感影像地物的光谱特征的分布规律,即自然聚类的特性,进行“盲目”的分类.非监督分类的方法： K-均值聚类法、ISODATA聚类分析法、平行管道聚类分析法论述题遥感技术未来的发展趋势主要体现在哪些方面我的答案：答：遥感技术未来的发展趋势主要体现在：1、概念的发展.2、平台与观测技术的发展.3、定位技术的发展.4、处理技术的发展.5、遥感应用领域的拓展.6、遥感基础理论的发展.7、应用于环境科学.比如应用遥感技术监测和检测水体水体污染；对大气的监测；城市环境的监测以及管理；监测自然灾害、生态系统等等.简答题简述地物辐射的分段特性及了解地物辐射的分段特性的意义.我的答案：地物辐射的分段特性：地球自身的辐射主要集中在长波,该区段太阳辐射的影响几乎可以忽略不计,因此只考虑地表物体自身的热辐射.两峰交叉之处是两种辐射共同其作用的部分,在~6um,即中红外波段,地球对太阳辐照的反射和地表物体自身热辐射均不能忽略.辐射波段分为：1、可见光与近红外波段：波长为微米,辐射特性以地表辐射、太阳辐射为主.2、中红外波段：波长为微米,辐射特性以地表辐射、太阳辐射和自身热辐射为主.3、远红外波段：波长为>6微米,辐射特性以地表物体自身热辐射为主.地物辐射的分段特性的意义:1、波谱特性曲线的形态特征反映地面物体本身的特性,包括物体本身的组成、温度、表面粗糙度等物理特性.曲线形态特殊时可以用发射率曲线来识别地面物体,在夜间,太阳辐射消失后,地面发出的能量已发射光谱为主,单侧起红外辐射及微波辐射并与同样温度条件下的发射率曲线比较,是识别地物的重要方法之一.2、地物反射波普曲线除随不同地物不同外,同种地物在不同内部结构和外部条件下形态表现发射率也不同.一般说,地物发射率随波长变化有规律可循,从而为遥感影像的判读提供依据.论述题遥感平台的类型有哪些每种类型的遥感平台各有什么功能我的答案：遥感平台的类型：可分为地面平台、空中平台和太空平台三大类.遥感平台的功能：地面平台：主要指以高塔、车、船为平台的遥感技术系统,地物波谱仪或传感器安装在这些地面平台上,进行各种地物波谱测量,如固定的遥感塔、可移动的遥感车、舰船等.空中平台：又称航空遥感平台,泛指从飞机、飞艇、气球等空中平台对地观测的遥感技术系统.如各种固定翼和旋翼式飞机、系留气球、自由气球、探空火箭等.太空平台：又称航天遥感平台,泛指利用各种太空飞行器为平台的遥感技术系统,以人造地球卫星为主体,包括载人飞船、航天飞机和太空站,有时也把各种行星探测器包括在内.如各种不同高度的人造地球卫星、载人或不载人的宇宙飞船、航天站和航天飞机等.这些具有不同技术性能、工作方式和技术经济效益的遥感平台,组成一个多层、立体化的现代化遥感信息获取系统,。