遥感原理和物理基础ppt - 摄影测量与遥感论坛- powered by bbsxp

遥感基础和影像解译原理徐开明2003-01-011什 么 是 遥 感 ？ 使用某种与被研究目标 非接触性的设备 获得数据，经过传输、处理，从中提取人们感兴趣的有关信息的科学和技术。航天遥感 -人造卫星（地球资源卫星）航空遥感 -航空摄影地面遥感 -测地雷达、照相机2遥 感 系 统 的 组 成传感器接收系统图像处理视觉分析、解译用户大气光源地表覆盖3遥感卫星类型 按传感器特点分类被动式传感器 主动式传感器大气吸收地表云 云直接射线衍射散射反射可见光近红外热辐射反向散射微波雷达热红外4 被动式： 只接收太阳反射的可见光，近红外，或物体发射的热红外线、微波； 航空摄影相机，光电传感系统，被动式微波 主动式： 产生自己的能源，既发射也接收 。 雷达、声纳系统遥感卫星类型 按传感器特点分类5遥感卫星类型 按卫星轨道类型分类地球同步卫星，相对静止在赤道某一点上空。太阳同步卫星，轨道近似穿越极地，通过地球上同一点上空的时间一致。赤道6遥感卫星类型 按空间分辨率分类高分辨率： 、中等分辨率： ，低分辨率： NOAA/AVHRR(1.1km); SPOT-4/Vegetation(1.1km)7几种主要地球资源卫星技术指标卫 星 传 感器 波段 空 间 分辨率（米） 光 谱 范 围 覆盖范 围SPOT-5 HRG全色B1: greenB2: redB3:near infraredB4:short-wave infrared (SWIR)2.5 or 5101010200.48 - 0.710.50 - 0.590.61 - 0.680.78 - 0.891.58 - 1.7560 kmSPOT-4 HRVIR全色B1: greenB2: redB3:near infraredB4:short-wave infrared (SWIR)10202020200.61 - 0.680.50 - 0.590.61 - 0.680.78 - 0.891.58 - 1.7560 kmSPOT-1SPOT-2SPOT-3HRV全色B1: greenB2: redB3:near infrared102020200.50 - 0.730.50 - 0.590.61 - 0.680.78 - 0.8960kmLandsat 7 ETM+全色B1: blueB2: greenB3: redB4:near infrared B5: mid infraredB7: mid infraredB6:thermal infrared153030303030301200.50 0.900.45 0.520.52 0.600.63 0.690.76 0.901.55 1.752.08 2.3510.4 - 12.5185 kmIKONOS全色B1: blueB2: greenB3:redB4:near infrared1.04.04.04.04.00.45 0.900.45 0.520.51 0.600.63 0.700.76 0.8511 kmQuickBird全色B1: blueB2: greenB3: redB4:near infrared0.612.442.442.442.440.45 - 0.900.45 0.520.52 - 0.600.63 0.690.76 0.9016.5 km 8电 磁 波 波 谱Gamma 射线 X 射线 紫外线 可见光 红外线 微 波 无线波紫 蓝 绿 黄 红频率波长遥感信息获取，一般指收集、探测、记录地物的电磁波特征，即地物的发射、辐射或反射电磁波特性。由于电磁波传播的是能量，实际上也是记录辐射能量的过程。电磁波具有不同的频率和波长，因而具有不同的特性。9遥感应用的光谱范围 可见光 ： 0.4 0.7 m 红 外 线 ： 0.7 14 m 0.7 1.3 m ：近 红 外 1.3 3 m ：中 红 外 3 5 m ： 热红 外（地表 发 射） 5 8 m ：大气吸收 微 波 ： 3mm 30cm 由于遥感信息记录的是物体的电磁波特性，而各种物体都有各自的电磁波谱，遥感信息处理的原理就是把各种物体的波谱从遥感信息中分离出来。10几种主要地物的光谱信号特征蓝 绿 红 近红外水植被雪干燥含钙土地反射率波长11 岩石和土壤：与矿物质、表面的变化、纹理、结构、水的含量有关； 植被：与光合作用的活跃程度、植物的生物特性、叶子的形状和水的含量有关； 水体：低反射率；大部分的射线被吸收、散射。反射由于水面的悬浮物质（有机物，藻类），或者水的深度而改变。几种主要地面目标的反射特点12绿叶的光谱反射特征蓝 绿 红 近红外 中红外波长较高（绿）较低（红）高（近红外）反射率色素 绿叶构造 水含量13作物不同生长期的反射率变化生长衰老反射率波长蓝 绿 红 近红外 中红外14影响光谱信号的因素太阳高度（日期、时间） 大气条件 地形（阴影）地形（坡度） 气候、植物的病变 环境状况15裸露土地在红波段高反射率（亮）在近红外低反射率（暗）绿色植被在红波段低反射率（暗）在近红外高反射率（亮）光谱信号在影像上的结果红色波段 近红外波段16LANDSAT TM影像各个波段的特点波段号 波 长 光 谱 位置 特点1 0.450.52蓝 针对 水体；尤其是海岸水体，另外 对 于土壤、植被、森林的 类别，以及人造地物（路、城市街道、建筑等）。2 0.520.60绿 辨 别 水、 绿 色植被及 对 其生 长 能力的 评 估；人造地物（路、城市街道、建筑等）3 0.630.69红 在叶 绿 素吸收范 围 ，也用于区 别 植物的种 类 ；人造地物（路、城市街道、建筑等）4 0.760.90近 红 外 用于 测 定植被种 类 、活 跃 性、数量和内容；描述水体、 鉴别 土壤的湿度。（ 农 作物）5 1.55-1.75中 红 外 表示植被或者土壤的湿度。有利于区 别 雪和云6 10.412.5热红 外（ 120m）植被分布分析， 热辐 射 图绘 制7 2.082.35中 红 外 区 别矿 物或岩石 类 型；同 时对 植被湿气含量很敏感。人工建筑17遥感影像的表现遥感传感器利用不同的电磁波波段获得地面目标的光谱反射或者散射的值，以规则的格网记录，因此遥感影像的实质是记录亮度值的点的矩阵；每个格网是一个像元。例如标准一景 SPOT影像是 60KM X 60 KM，全色波段的分辨率为 10M（代表地面 10M X 10M的范围），其格网的行列数为： 6000 X 6000。其位置由格网所在的行列号代表。格网的数值 =像元值 =亮度值 =灰度18像元：坐标数值行、列定义像元位置数值通常用 8bits 记录28 = 256灰度值范围为 0-255每个像元是图像的基本元素遥感影像的表现19传感器量测的数值1 显示灰度级暗 亮2 对应的彩色灰度级，从紫到红3 设定数值和颜色对照表，根据需要给不同的灰度值以不同的颜色。遥感影像的表现 单波段的显示20 颜色的概念：1、色彩 是人类视觉系统对外界感受的一种精神现象。2、白色的光可以分解为系列单色的 可见光3、三种原色：红、绿、蓝三种补色：黄、品、青黄 =红 +绿品 =红 +蓝青 =绿 +蓝任何一种颜色都可以用 3原色或者 3补色来组合遥感影像的表现 多波段的显示21遥感影像的表现形式 颜色的组合红绿 蓝黄 品红青黄青 品红红绿蓝22遥感影像的表现 多波段的显示色彩合成不同的波段赋予不同的原色23像元波段波段： XS1XS2XS3行列光谱定位空间定位遥感影像的表现 SPOT 多光谱相邻像元24遥感影像的表现形式 SPOT多光谱合成结果近红外波段 红色红色波段 绿色绿色波段 蓝色亮青色：裸露土地暗青色：成熟作物或叶子干枯的植物红色：生长期的植物黑色：水25遥感影像的表现形式 TM多光谱合成结果常用的波段 组 合 特 点红 绿 蓝3 2 1真彩色：可 见 光 组 成，符合人眼 对 自然物体的观 察 习惯 。 对 于水体和人工地物表 现 突出。4 3 2假彩色 ：城市地区，植被种 类 。5 4 3假彩色：增 强 对 植被的 识别7 4 3假彩色：增 强 对 植被的 识别 ，以及 矿 物、岩石类别 的区分。26遥感影像的分辨率 空间分辨率一个像元代表的实地的最小尺寸 时间分辨率： 同一个地区可获得的两个影像最小的时间间隔 光谱分辨率： 传感器所能记录的波段数或者电磁波的间隔 辐射分辨率： 传感器接受信号的敏感程度27遥感影像的空间分辨率80m Landstat MSS30m Landstat TM20m SPOT XS街道 房屋树草地注：影像的最小分辨率并不代表能够分辨的最小目标的大小28航空影像 (0.5m) IKONOS(1.0m) SPOT-4 (10m)QuickBi