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第三章航空遥感与航空像片航空遥感是以飞机、气球等飞行于大气层中的飞行器作为遥感平台的遥感。
航空遥感获取地面信息的方式有摄影方式和扫描方式两种。
目前航空遥感仍以摄影方式为主，它所获取的地面影像称为航空像片。
航空摄影一般有四种类型，即单镜头框幅摄影、多镜头框幅摄影、全景摄影和多波段摄影等。
应用最多的目前仍然是单镜头摄影。
航空扫描近来主要利用的是热红外扫描和侧视雷达。
第一节航空摄影一、航空摄影机航空摄影机简称航摄仪。
它是安装在飞机等飞行器上从空中对地面拍摄像片的航摄机。
它通过光学系统采用感光材料直接记录地物的反射光谱能量。
航空摄影机与普通摄影机在结构上基本相同。
摄影机由镜头、暗盒、镜箱和座架等构成。
它与普通摄影机的主要区别在于：它是在高空，飞机快速飞行的条件下通过连续摄影来完成摄影作业的，因此在作业中必须考虑以下几种主要的因素：（1）天气条件。
（2）被摄目标的光谱特征。
（3）感光片的性能。
（4）镜头的质量。
（5）分辨率。
（6）滤光片。
（7）曝光时间。
（8）摄影时间间隔等诸多因素。
以便获取更高质量的航片。
二、影像的形成1. 成像过程与一般照相机相同。
即通过快门瞬间曝光，将镜头收集到的地物反射光线（波长在 ）直接在感光胶片上感光，形成负像潜影，然后经显影、定影技术处理，得到像0.3~0.9m片底片；再经过底片接触晒印及显影、定影处理，获得与地面地物亮度一致的（正像）像片，即航空像片。
2.感光材料感光材料包括摄影底片（感光片）和像纸（印像片）。
摄影底片主要由感光乳剂层和片基构成。
感光乳剂层由Agcl、明胶和增感染料组成，它涂抹在片基之上构成底片。
曝光时，Agcl产生光化学反应，形成肉眼看不到的潜影，在显影液还原作用下促使产生大量的还原银粒，逐渐显现出明显的影像。
凡是感光越强的地方，银离子还原的越多，颜色越黑。
再经定影，去掉未感光还原的银离子，得到一张与被摄物体亮度成比例变化的负像。
其黑白变化恰好与实际地物亮度的变化相反，即负片上黑的地方是地物最亮的部位，底片再经晒印后，获得与地面地物亮度一致的真实像片。
航空像片的特点、比例尺、灰阶1、特点：空间分辨率高、灵活性大、
适合于微观研究。
2、像片比例尺：航摄比例尺即像片比例尺，是像片上的单位距离与
实地相应距离之比。
航摄比例尺越大，像片上的影像尺寸也就越大，由此构成的立体像对上的地形起伏程度也就更显著。
反之，实地一样的起伏程度看起来就要缓和。
3、灰阶：在黑白全色像片上色调与地物的亮度有一定的对应关系，即地物的亮度大，其色调则较浅；地物的亮度小，其色调则较深。
不同的亮度对应有不同的色调
级别，称为“灰阶”。
由于摄影技术的发展和感光材料种类的改进，亮度的概念已不能正确表示出地物的波谱特征，因此一般研究地物的波谱特征与色调的关系，即反射
率高的物体，其在像片上的色调较浅，反射率低的物体，其在像片上的色调较深。
灰阶影像色调一般划分为I～10级。
10个级别灰阶分别为白、灰白、淡灰、浅灰、灰、暗灰、深灰、淡黑、浅黑、黑。
由于黑白航空像片上影响地物色调变化
的因素很多，如太阳入射角和像片洗印情况等，判读时往往不是根据地物色调的分级来识别地物，而是根据各地物间色调的相对差异来区别地物的。
第一章1、遥感的概念（狭义）；遥感是应用探测仪器，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，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。
遥感是指从不同高度的平台（Platform）上，使用各种传感器（Sensor），接收来自地球表层的各种电磁波信息，并对这些信息进行加工处理，从而对不同的地物及其特性进行远距离探测和识别的综合技术。
2、遥感系统的组成；信息源：任何目标物都具有发射、反射和吸收电磁波的性质，这是遥感的信息源。
信息获取：传感器接收到目标地物的电磁波信息，记录在数字磁介质或胶片上。
胶片是由人或回收舱送至地面回收，而数字磁介质上记录的信息则可通过卫星上的微波天线传输给地面的卫星接收站。
信息纪录与传输：地面站接收到遥感卫星发送来的数字信息，记录在高密度的磁介质上（如高密度磁带HDDT或光盘等），并进行一系列的处理，如信息恢复、辐射校正、卫星姿态校正、投影变换等，再转换为用户可使用的通用数据格式，或转换成模拟信号（记录在胶片上），才能被用户使用。
信息处理：地面站或用户还可根据需要进行精校正处理和专题信息处理、分类等。
信息应用：遥感获取信息的目的是应用。
这项工作由各专业人员按不同的应用目的进行。
3、遥感的分类（按平台、波段、工作方式）；（1）按遥感平台分地面遥感: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;航空遥感:传感器设置于航空器上，主要是飞机、气球等;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;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。
（2）按传感器的探测波段分紫外遥感:探测波段在0.05一0.38μm之间;可见光遥感:探测波段在0.38一0.76μm之间;红外遥感:探测波段在0.76一1000μm之间;微波遥感:探测波段在1mm一1m之间;多波段遥感:指探测波段在可见光波段和红外波段范围内，再分成若干窄波段来探测目标。
《遥感数字图像处理》习题与答案第一部分1.什么是图像？并说明遥感图像与遥感数字图像的区别。
答：图像（image）是对客观对象的一种相似性的描述或写真。
图像包含了这个客观对象的信息。
是人们最主要的信息源。
按图像的明暗程度和空间坐标的连续性划分，图像可分为模拟图像和数字图像。
模拟图像（又称光学图像）是指空间坐标和明暗程度都连续变化的、计算机无法直接处理的图像，它属于可见图像。
数字图像是指被计算机储存，处理和使用的图像，是一种空间坐标和灰度都不连续的、用离散数字表示的图像，它属于不可见图像。
2.怎样获取遥感图像？答：遥感图像的获取是通过遥感平台搭载的传感器成像来获取的。
根据传感器基本构造和成像原理不同。
大致可分为摄影成像、扫描成像和雷达成像三类。
m=3.说明遥感模拟图像数字化的过程。
灰度等级一般都取2m（m是正整数），说明8时的灰度情况。
答：遥感模拟图像数字化包括采样和量化两个过程。
①采样：将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样。
空间采样可以将模拟图像具有的连续灰度（或色彩）信息转换成为每行有N个像元、每列有M个像元的数字图像。
②量化：遥感模拟图像经离散采样后，可得到有M×N个像元点组合表示的图像，但其灰度（或色彩）仍是连续的，不能用计算机处理。
应进一步离散、归并到各个区间，分别用有限个整数来表示，称为量化。
m=时，则得256个灰度级。
若一幅遥感数字图像的量化灰度级数g=256级，则灰当8度级别有256个。
用0—255的整数表示。
这里0表示黑，255表示白，其他值居中渐变。
由于8bit就能表示灰度图像像元的灰度值，因此称8bit量化。
彩色图像可采用24bit量化，分别给红，绿，蓝三原色8bit，每个颜色层面数据为0—255级。
4.什么是遥感数字图像处理？它包括那些内容？答：利用计算机对遥感数字图像进行一系列的操作，以求达到预期结果的技术，称作遥感数字图像处理。
其内容有：①图像转换。
包括模数（A/D）转换和数模（D/A）转换。
第五章航空遥感§5.1 航空遥感系统航空遥感是以中低空遥感平台为基础进行摄影(或扫描)成像的遥感方式航空遥感所获取的图像空间分辨率较高，且具有较大的灵活性，适合比较微观的空间结构的研究分析一、航空遥感平台航空遥感平台一般是指高度在80 km以下的遥感平台，主要包括飞机和气球两种。
航空平台的飞行高度较低，机动灵活，而且不受地面条件限制，调查周期短，资料回收方便，因此其应用十分广泛。
(一)气球早在1858年，法国人就开始用气球进行航空摄影。
它是一种廉价的、操作简单的航空平台，气球上可携带照相机、摄像机、红外辐射计等简单传感器。
按其在空中的飞行高度，可分为低空气球和高空气球两类。
凡是发送到对流层中的气球都叫做低空气球，其中大多数可人工控制在空中固定位置上进行遥感，用绳子系在地面上的气球叫做系留气球，最高可升至地面上空5km处；凡是发送到平流层中的气球均称为高空气球，它们大多是自由漂移的，可升至12～40km高空。
(二)飞机飞机是航空遥感中最常用的、也是用得最早、最广泛的一种遥感平台。
航空摄影测量和早期军事侦察都是采用飞机作为工作平台的。
飞机平台在高度、速度上可以控制，也可以根据需要在特定的地区、时间飞行，它可以携带多种传感器，信息回收方便，而且仪器可以及时得到维修。
按飞行高度可分为低空飞机、中空飞机、高空飞机三种。
飞行高度的界限划分有不同的方式，其中一种划分方式是：低空飞机飞行高度在地面上空2 km以下，直升机最低可飞行距地面上空1Om左右，遥感试验时飞机通常在1～1.5km高度。
中空飞机飞行高度为2～6km，通常遥感试验时其飞行高度在3km以上。
高空飞机飞行高度为1 2～30km，有人驾驶机一般飞行在12km高度左右，无人驾驶机可飞到20～30km高度。
二、航空摄影方式为了获得航空遥感的基础资料，首先要进行航空摄影。
通常需进行以下工作：一是摄影前的准备工作。
当航空摄影区域较大和区域内地形起伏明显时，应在旧的地图上将区域划分为若干分区。
——内江师范学院遥感：是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，获取被测目标、区域和现象的有用信息。
遥感分类：按平台高度分为航空、航天和地面测量；按遥感波段分为光学和微波；按成像信号能量来源分为被动式和主动式；按应用分为多种，从空间尺度分为全球遥感、区域遥感和局地遥感，从地表类型分为海洋遥感、陆地遥感和大气遥感，从行业分为环境遥感、农业遥感、林业遥感、水文遥感和地质遥感等。
航天遥感目前的另外一个发展趋势是小卫星。
小卫星：主要是指体积小、重量轻和功能单一的卫星，使用小火箭或搭载发射，研制周期短，卫星成本大为降低。
EOS计划的目标，主要是科学认识全球尺度范围内整个地球系统及其各圈层之间的相互作用及其作用机理等，进而预测未来10年到1个世纪地球系统的变化及其人类的影响。
EOS计划的主要特点：①一个史无前例的规模巨大的国际综合性空间计划；②计划的提出和实施过程都以科技研究为先导；③EOS是空间、遥感、电子和计算机等世界领先技术的最高水平的集中体现。
地物的空间特征：①现状特征②点状特征③面特征构成地物的十项基本特征即为尺寸、形状、阴影、色调/颜色、纹理、图案、高程/深度、地形/地势、位置和相关布局。
辐射亮度与方向无关的辐射源就是漫辐射源介质的固有光学特性可以由吸收系数和体散射相函数来决定。
但截至目前在遥感中的大多数地物波普库中，几乎没有包含介质的固有光学特性。
大气散射包括大气分子的锐利散射和大粒子气溶胶的米氏散射。
到达地面的辐照度主要有以下几个影响因素：①太阳直射辐照度；②天空漫射辐照度；③地表与大气之间的多次散射漫射辐照度。
均匀一致朗伯地物的地表与大气信号：观测像元的经大气光束衰减后的地表反射信号，大气对太阳光的散射信号，和周围像元的信号贡献。
航空遥感的特点：①可以居高临下地观察②可以记录动态现象③扩大了光谱感应范围④可以提高空间分辨率和几何保真航天遥感的用途：①对太空飞行器上装载的遥感器进行模拟实验，辩证其可靠性和有效性，如MAS和MODIS的航空模拟遥感器。
