遥感复习资料.doc

ch1 绪论1、遥感的定义指从远距离、高空以至外层空间的平台上，利用可见光、红外、微波等（电磁波）探测器，通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理，从地球上空对地球资源进行远距离、大范围的探测，获取目标或景观数据，从而识别地面物质的性质和运动状态的技术。2、遥感技术系统的组成功能及系统的处理过程主要包括五个方面：（1）遥感信息源 所有物体都是遥感信息源（2）空间信息获取 包括遥感平台和传感器（3）遥感数据传输 将遥感器接收记录的地物电磁信息，传输到地面，完成接受和存储（4）遥感数据处理 对地面站接受后的遥感图像进行的各种处理(包括图像校正、增强、融合、分析、解译)（5）遥感信息应用 由专业人员从遥感图像中提取感兴趣的信息，以支持应用领域的决策处理过程包括：A、能量源B大气交互C目标交互D能量探测器E数据传输及数据接收与处理F数据解译与分析G产品应用3、遥感技术的特点优点：大面积同步观测多波段同时观测多时相反复观测不受地面条件限制对地观测观测的时效性强数据的综合性和可比性好系统的经济性好，性价比高安全性好 缺点：波段利用范围有限电磁波谱对地物的某些特征不能准确反映，造成遥感图像解译困难海量数据，处理难度大4、遥感的分类依据及相应类别按遥感对象分类：宇宙遥感、地球遥感（气象遥感、陆地遥感、海洋遥感）按遥感平台分类（高度）：地面遥感、航空遥感（机载遥感）、航天遥感（星载遥感）按遥感器分类：（1）依据遥感器工作方式：主动遥感与被动遥感（2）依据遥感器工作波段范围：紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感（3）依据遥感器工作波段数目：宽波段遥感、多光谱遥感、高/超光谱遥感（4）依据遥感器记录信息的形式：成像遥感与非成像遥感按应用领域分类：环境遥感、气象遥感、资源遥感、城市遥感、工程遥感、灾害遥感、海洋遥感、地质遥感、农业遥感、林业遥感、军事遥感等5、遥感的发展概况发展阶段：（1）地面遥感阶段（2）航空遥感阶段 1946年用火箭从太空拍得首批地球照片（3）航天遥感阶段 目前分辨率最高的卫星是美国1990年发射的KH-12 0.1m 军用光学卫星 目前分辨率最高的商业卫星是美国2008年发射的GeoEye-1，0.41m属民用卫星 1988年发射的长曲棍球为军用SAR卫星 0.3m 目前分辨率最高的商业SAR卫星是2006年德国发射的分辨率为1m的TerraSAR 第一颗高分辨率商业遥感卫星是1999年美国发射的IKNOSS（详见课件）Ch2 遥感基础原理6、电磁辐射电磁能量的传递过程。分为自然辐射源（包括太阳辐射和地球电磁辐射）和人工辐射源（包括微波辐射源和激光辐射源）详见课件！7、电磁波与物体的相互作用（主要是大气对电磁辐射的影响）大气对太阳辐射的影响：吸收、散射、反射散射类型：(1)瑞利散射a 云雾呈白色大气窗口：通过大气而较少被反射、吸收或散射的透过率较高的电磁波段。8、微波为什么具有极强的穿透云层的作用？最小大气散射、最大大气透射（波长较大、遵循锐利散射、散射强度小）Ch3 遥感平台9、遥感平台分类通常依据遥感平台的高度分为三类：地面平台（与地面接触，进行近距离遥感实验研究包括三角架、遥感塔、遥感车、船）、航空平台（悬浮于海拔80km以下的大气平流层、对流层。飞机、气球）、航天平台（高度大于150km人造卫星、航天飞机、宇宙飞船、航天空间站）10、卫星轨道原理（参数及类型）参数：升交点赤经、近地点角距、轨道倾角i、卫星轨道长半轴a、卫星轨道的偏心率e、卫星国近地点时t意义：a、e：轨道的大小和形状；i、：轨道面的位置方向；：椭圆面长轴的方位；t：卫星在轨道上的时间关系，即位置类型：极地轨道（i=90）、地球同步轨道（周期23h56m4s 高度35786km）、地球静止轨道（赤道面的圆形地球同步轨道）、太阳同步轨道、重复轨道（回归轨道和准回归轨道）Ch4 遥感器及其特性11、传感器的组成功能及性能指标组成：收集器（收集地物辐射能量的设备）、探测器（转换收集到的辐射能）、处理器（对收集的信号进行处理）、输出器（输出获取的数据）性能指标：空间分辨率（覆盖范围/幅宽）、光谱分辨率（成像通道/波段数量）、辐射分辨率、时间分辨率12、几种摄影机的原理（1）分幅式摄影机：一次曝光得到一幅影像；拍摄一个地区，按路线分间隔周期拍照（2）缝隙式摄影机：一次曝光得到一条缝隙影像；拍摄一条航带，平台前行，胶片卷绕，连续曝光，同步完成；拍摄一个地区，按航线旁向重叠（3）全景摄影机（4）多光谱摄影机 详见课件！13、扫描式成像遥感器及其成像原理遥感原理 复习资料 （2）2010-01-07 17:07扫描成像原理：（1）遥感器逐点逐行地以时序方式获取二维图像；多种扫描方式；探测波段为紫外、可见光、红外、微波（2）扫描成像仪组成：收集器（收集地面电磁波信息，及扫描系统）、分光器（将地面电磁波信息分解成所需要的光谱成分）、探测器（探测分光后的电磁波并把它转换成电信号）、处理器（将探测器处理的低电平信号，放大和限制带宽，及前置放大器）、输出器（3）光电探测器工作原理：利用光电效应的原理，在外界辐射照射直接引起探测元件电学性质的改变（4）扫描成像方式：光机扫描仪、固体扫描仪、高光谱扫描仪、电子扫描成像光机扫描仪组成成像过程以及优缺点详见课件！Ch5 遥感图像校正14、遥感图像辐射校正基本概念辐射误差：通过遥感器探测得到的地面目标辐射亮度与目标本身辐射能量出现的差异辐射校正：消除图像数据中依附在辐射亮度中的各种失真的过程遥感图像辐射处理过程：绝对辐射定标、辐射定标、辐射校正、辐射精度评估、遥感图像增强15、遥感图像几何校正基本概念遥感图像的几何变形：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变形；图像上像元坐标与地图坐标系统中相应坐标之间的差异几何校正:从具有几何畸变的图像中消除畸变的过程Ch6 遥感图像增强16、基本概念（1）目的（定义）：增强目视效果提高图像质量和突出所需信息有利于分析判读或作进一步的处理（2）主要方法：对比度增强、空间滤波（图像平滑、图像锐化）17、遥感图像彩色变换常用彩色变换方法单波段彩色变换（伪彩色变换，密度分割）多波段彩色变换（假彩色变换，彩色合成）多波段彩色合成原理：选择多光谱遥感图像某三个波段，分别赋予红、绿、蓝三原色，依照加色法彩色合成原理，合成一个彩色影像的过程（彩色合成、假彩色变换）实现方法：波段选择、通道赋色、彩色合成合成方案:真彩色合成和假彩色合成；标准假彩色合成（432合成方案）方案选择：最佳目标是合成后的信息量最大，波段之间的信息相关最小18、遥感图像复合定义：将多源（多传感器、多时相、多波段等）遥感图像，在统一的坐标系，按一定的算法，生成更高质量的新图像的过程方法：加权融合法、单变量图像插值法、图像比值法HIS变换主成分变换小波变换其他步骤：图像配准、图像融合方法确定、逐像元融合方法计算、图像重采样HIS变换原理及过程（详见课件！） 过程：图像配准、正变换、分量替代、逆变换 19、遥感图像融合的原理及应用将多源（多传感器、多时相、多波段等）遥感图像，在统一的坐标系，生成一组新的信息或合成图像的过程。应用：图像复合目标识别变换检测Ch7 遥感图像目标判读20、遥感图像解译含义对遥感图像上的各种特征进行综合分析、比较、推理和判断，最后获取感兴趣目标地物信息的过程。21、遥感图像目标地物的识别特征判读标志分类：直接判读标志 目标的物理特征和几何特征在影像上的直接表现间接判读标志 间接反映和表现目标地物信息的遥感图像各种特征；需要分析推理；由人工判读实现直接判读特征（10个）：色调、颜色（波谱特征）、阴影、形状、纹理、大小、排列、位置/区位、相关布局/空间关系（空间特征）、活动特征（时间特征）Ch8 微波遥感22、微波遥感原理（掌握基本概念）微波遥感定义以微波（0.3300cm）为煤质的遥感技术；通过遥感器获取从目标地物发射或反射的微波辐射，经过判读处理来认识地物的技术；发射微波的传感器统称为雷达，所以又称为雷达遥感。微波遥感的基本原理通过微波与目标的相互作用，可以测量目标的后向散射特性、多普勒效应、偏振特性，以此反演目标的物理特性、几何特性多种有用信息微波遥感的特点：全天时、全天候工作雷达图像信息丰富，对某些地物具有特殊的波谱特征雷达信号的穿透能力图像判读和解译困难23、合成孔径雷达距离向：采用脉冲压缩，减小脉冲宽度 方位向：天线阵列合成孔径成像机理：把一个小天线在不同方位上的回波信号接受并存储下来，然后对这些信号进行相干累加处理Ch9 3s集成及其军事应用24、3s技术的军事应用常见军事应用战场态势感知、军事地形测绘、态势综合显示与训练仿真、指挥控制/辅助决策、精确制导、C4ISR一体化作战应用战场态势感知（详见课件！）战场态势：反应作战空间一切目标与事件的状态与变化的趋势；作战空间内敌我友各方兵力部署、武器配备和战场环境等信息。战场感知：参战部队和支援保