遥感与地理信息系统.docx

。遥感与地理信息系统姓名：周学贤学号：20140557045学校：西南林业大学学院：园林学院专业：人文地理与城乡规划-可编辑修改-1、3S：RS；GIS；GPS。 （有24颗卫星，距离地面20200km，包括6个轨道，轨道倾角55。，轨道周期11h58min）GPS的组成：空间部分；用户部分；地面控制部分2、遥感：是从远处探测感知物，也就是不直接接触物体，从远处通过探测仪器接收来自目标地物的电磁波信息。经过对信息的处理，判别出目标地物的属性。3、遥感系统的作用：被测目标的信息特征 信息的获取 信息的传输和记录 信息的处理 信息的应用4、遥感的特点：大面积同步观测 时效性强 数据的综合性和可比性 经济性 局限性5、遥感器：接收从目标反射或辐射电磁波的装置。 遥感分为：被动式遥感和主动式遥感。 遥感图像处理分为：光学处理和数字处理。6、电磁波：由振源发出的电磁振荡在空间的传播，有热辐射、微波、无线电波等，也称为电磁辐射。（横波与纵波是波的两种形式）7、电磁波在传播过程中，主要表现为波动性；在于物质相互作用时，主要表现为粒子性。这就是电磁波的波粒二象性。8、电磁波的性质：是横波 在真空中以光速传播 满足f=c和=hf 电磁波具有波粒二象性反射率（p)=反射能量/入射能量*100%吸收率（a)=吸收能量/入射能量*100%透射率（T)=透射能量/入射能量*100%9、按遥感所在的高度：地面遥感 航空遥感 航天遥感10、遥感常用的光谱：可见光波段（波长：0.380.76um，是常用的波段） 红外波段（波长：0.761000um；全天时遥感） 微波波段（波长：1mm1m；全天时全天候的遥感探测） 紫外线波段（波长：0.010.4um；探测碳酸盐岩的分布和油污的探测） 11、3S：RS：获取和更新空间数据 GIS：接收大量的不同来源的空间数据 GPS：根据影像上预先确定的位置，获取精确的位置坐标 12、遥感数据的应用领域：林业（清查森林资源，监测森林火灾和病虫害） 农业 水文与海洋（水资源调查，水资源动态研究，冰雪监控，海洋渔业） 国土资源 气象 环境监测（水污染，海洋油污染，大气污染。固体垃圾等及其预报） 测绘 城市 考古 地理信息系统 13、电磁辐射的度量： 辐射能量：W，dw辐射通量：，d=dw/dt辐射通量度：E，dE=d/dS辐射出射度：M辐照度：I辐射亮度：L=/(Acos) 朗伯源：=4绝对黑体=朗伯源普朗克公式：M(,T)=2hc2/5ehc/kT-1玻尔兹曼：Mo=0+M(,T)=T4 =5.6710-8wm-2k-4(地物的热辐射强度与温度的四次方成正比)维恩位穆定律：maxT=b b=2.89810-3mk(随着温度的升高，辐射最大值对应的峰值波长向短波方向移动。) 基尔霍夫定律：M1/1=M2/2=Mo=I 吸收系数(在给定的温度下，物体的发射率=吸收率（同一波段）；吸收率越大，发射率也越大。)实际物体辐射：M=Mo 吸收系数14、绝对黑体： 1.对任何波长的辐射,反射率和透射率都等于0的物体 2.黑体是一种理想的吸收体，自然界没有真正的黑体。 3.恒星和太阳的辐射也可以被看作是接近黑体辐射的辐射源。太阳辐射是可见光和近红外遥感的主要辐射源太阳常数：单位面积单位时间黑体所接收的太阳辐射能量(I=1.360*103 W/m2)15、大气窗口：通常把电磁波通过大气层较少被反射、吸收或散射时的透射率较高的电磁辐射波段称为大气窗口。16、地物的反射率P ： P=PG/PQ100%(地物的反射能量与入射总能量的百分比)影响地物反射率大小的因素：入射电磁波的波长 入射角的大小 地表颜色与粗糙度 17、大气对电磁波的吸收、散射和透射的特性，这个特性与波长和大气的成分有关。大气物质与太阳辐射相互作用，是太阳辐射减弱的重要原因。18、像的空间分辨率：指像素所代表的地面范围的大，即扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最大单元。19、光谱分辨率：传感器能分辨的最小波长间隔，间隔越小，波谱分辨率越高。辐射分辨率：指传感器接收波谱信号时，能分辨的最小辐射度差，在遥感图像上表现为每一个像元的辐射量化级。时间分辨率：指地球上某一点卫星过境探测间距的时间，即多少时间可以重复获得一次新的。20、陆地卫星的运行特点： 近极地、近圆形的轨道（长短半轴只差13公里） 轨道高度为700900km，中等高度运行周期为99103min/圈，可重复轨道，重复周期为16天（4；5；7号卫星）、18天（1；2；3号卫星）21、气象卫星特点：（1）轨道 （2）短周期重复观测 （3）成像面积大，有利于获得宏观同步信息，减少数据处理容量 （4）资料来源连续、实时性强、成本低22、气象卫星应用领域：天气分析和气象预报 气候研究和气候变迁的研究 资源环境及其他领域23、摄影仪器：分辐式摄影机；全辐式摄影机；多光谱摄影机；数码摄影机。遥感摄影像片的种类：（1）可见光黑白全色像片 （2）黑白红外像片 （3）彩色像片 （4）彩红外像片 （5）多波段摄影像片遥感扫描影像特征：宏观综合概括性强 信息量丰富 动态观测摄影像片的几何特征：可分为垂直摄影和倾斜摄影 1.垂直摄影：摄影机主光轴垂直于地面或偏离垂直线在3以内。取得的像片称为水平像片或垂直像片。航空摄影测量和制图大都是这种像片。 2.倾斜摄影：摄影机主光轴偏离垂线大于3，取得的像片称倾斜像片。像片的投影：属于中心投影；常用大比例尺地形图属于垂直投影或近垂直投影 。 24、扫描成像定义：扫描成像是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的逐点、逐行取样，以得到目标地物电磁辐射特性信息，形成一定谱段的图像。探测波段：可包括紫外、红外、可见光和微波波段。优点（相对于光学摄影遥感）：一是扩大了探测的波段范围；二是便于数据的存储与传输，航天遥感多用这类传感器。25、理想遥感图像：如实而毫不歪曲地反映地物的辐射能量分布和几何特征的图像。26、图像畸变：实际得到的图像都在不同程度上与地物的辐射能量或亮度分布有差异，即存在着畸变和降质，即图像畸变。 辐射畸变：指遥感传感器在接收来自地物的电磁波辐射时，电磁波在大气层中传输和传感器测量中受到遥感传感器本身特性，地物光照条件（地形影响和太阳高度角影响）以及大气作用等影响，而导致的遥感传感器测量值与地物实际的光谱辐射率的不一致。几何畸变：光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，就产生几何畸变。 （几何校正的方法：直方图最小值去除法和回归分析法）几何校正计算方法：最近邻法 双向线性内插法 三次卷积内插法27、辐射畸变的主要原因：传感器本身的性能引起的辐射误差 地形影响和光照条件变化引起的辐射误差 大气散射和吸收引起的辐射误差28、辐射定标：传感器探测值的标定过程，用以确定传感器入口处的准确辐射值。 辐射校正：消除或改正遥感图像成像过程中附加在传感器输出辐射能量中的各种噪声。辐射校正的方法：分析辐射失真的过程，建立辐射失真模型，利用逆过程校正。 利用实地测量29、传感器辐射校正的三个步骤： 进行回归运算 为逐次滤波处理 进行传感器辐射校正30、空间滤波（邻域增强）：中心像元与周围相邻像元间的运算，用于去噪声，图像平滑，锐化和相关运算。对比度变换：点增强，是单个像元的运算，从整体上改善图像质量。 31、控制点的选取：一控制点数目的确定其最低限是按未知系数的多少来确定的。一次多项式有6个系数，就需要有6个方程来求解，需3个控制点的3对坐标值，即6个坐标数。 2次多项式有 12个系数，需要 12个方程（6个控制点）。依次类推，n次多项式，控制点的最少数目为(n+1)(n+2)/2。二控制点选取的原则 控制点的选择要以配准对象为依据。以地面坐标为匹配标准的，叫做地面控制点（记作GCP）。有时也用地图作地面控制点标准，或用遥感图像（如用航空像片）作为控制点标准。无论用哪一种坐标系，关键在于建立待匹配的两种坐标系的对应点关系。4376821589958913107912151181110141332、计算 以 1/9 1/9 1/9 1/9 1/9 1/9 1/9 1/9 1/9 为模板（1） 均值 （2）中值33、滤化 （对角相减再相减，再取绝对值）2 2 10 10 10 0 16 0 0 02 2 10 10 10 滤化 0 16 0 0 02 2 10 10 10 0 8 16 16 162 2 2 2 2 0 0 0 0 02 2 2 2 2 0 0 0 0 034、热红外解释：直接解释标志：色调深浅：热辐射的强弱和地物温度还受天气状况的影响 形状大小：物体“热分布”形状 地物大小：地物与背景温差大，比实际尺寸大 阴影：有目标地物与背景的辐射差造成，分冷阴影和热阴影两种35、主要解释方法：“先图外，后图内” “先整体，后局部” “勤对比，多分析”36、取样、量化-在空间和数值上都离散化 取样间隔、取样孔径大，所得图像小单元数少，空间分辨率低，质量差，严重时出现马赛克现象。 取样间隔、取样孔径小，所得图像小单元数多，空间分辨率高，图像质量好，数据量大。 量化等级多，所得图像层次丰富，灰度分辨率高，图像质量好，数据量大。 量化等级少，所得图像层次欠丰富，灰度分辨率低，会出现假轮廓现象，图像质量差，数据量小。37、常见地物的解释分析：水体与道路 树林与草地(白天和黑夜成像不同色调不同，夜间比白天的解释效果要好，黎明前最佳) 土壤和岩石38、目视解译的方法: 直接判读法(通过遥感影像的解译标志，能够直接确定某一地物或现象的存在和属性的一种直观解译方法。) 对比分析法(包括同类地物对比分析法、空间对比分析法和时相动态对比法。) 信息覆盖法 综合推理法 地理相关分析法39、空间信息特点：空间性：空间位置：坐标数据，不同坐标之间可以转换属性：属非空间数据时间性：空间特征，属性特征独立地随时间变化40、空间实体的属性信息分类：二元型（有无，是否） 等级型（地位级等） 数量级（面积，重量等） 非数量级（坡位，植被等）41、空间实体的度量信息： 定位信息：点，线，面等用坐标对，坐标串，闭合坐标串描述 无约束的几何距离 有约束条件的距离：有效距离42、编码原则：系统性和科学性 一致性 标准化和通用性 简捷性 可扩展性43、拓扑关系概念：是明确定义空间关系的一种数学方法。拓扑关系的特点：独立于坐标系统的几何关系 不随几何实体平移，旋转，缩放而变化44、拓扑属性：一个点在一个弧段的端点 一个弧段是一个简单的弧段 一个点在一个区域的边界上 一个点在一个区域的内部 一个点在一个区域的外部 一个面是一个简单的面(无岛) 一个面的连通性非拓扑属性：两点之间的距离 一个点指向另一个点的方向弧段的长度 一个区域的周长 一个区域的面积拓扑关系的关联表达分为：全隐式表达和半隐式表达45、GPS与GIS的集成的应用目标： 定位：如LBS 测量：记录GPS测量轨迹，通过GIS计算距离、面积等 监控与导航：车辆、飞机等移动物体的动态监控、调度与导航46、47、GIS在精细农业中的应用具体包括： 绘制作物产量分布图。 农业专题地图分析，数据叠加，关联分析，生成新的专题图 48、RS技术在土地领域的应用 土地资源调查 土地利用和土地覆盖的动态变化 GIS技术在土地领域的应用 土地管理信息系统（LIS） 土地利用动态监测系统 GPS技术在土地领域的应 土地资源调查中的精确定位 遥感的辅助定位49、地图的分类（一）按内容和性质分类 1地形图 2普通地理图 3专题地图（二）按比例尺分类 1大比例尺地图(比例尺大于和等于1:10万的地图) 2中比例尺地图(比例尺小于1:10万，大于1:100万的地图为中比例尺地图) 3小比例尺地图(1:100万和更小比例尺的地图为小比例尺地图)（3） 按制图区域分类：一般分为世界图、半球图、大洋图、分洲图、分国图、分省图、分县图等。（4） 按用途分类：军事地图；挂图；影象地图；地图集；多色图50、地图的构成要素：数学要素 地理要素 辅助要素51、空间数据处理分析的类型：算数运算；布尔运算；统计运算；多元统计运算；矩阵运算；平面几何运算；拓扑几何运算52、叠加分析分为三类：(1). 视觉叠加 (2).矢量图层叠加 (3). 栅格图层叠加： “点对点”的叠加运算（单点变换 ） “掩膜”（Cover）叠加操作 相交”（Intersection）叠加操作 53、邻域分析：对于目标点规定的邻域范围内的变量建立函数进行特征化来表达目标的特征或某范围内的属性54、泰森多边形定义：设平面有n个互不重叠的离散数据点，则其中任意一个离散数据点Pi都有一个临近范围Bi，在Bi中的任一点同Pi点间的距离都小于它们同其它离散数据点间的距离，其中Bi是一个不规则多边形，称为泰森多边形 。55、缓冲区分析：基于点、线、面等地理空间目标，按指定条件，在其周围建立一定空间区域作为分析对象，该区域称为缓冲区。56、网络分析：网络由一组线状要素（一系列联结的弧段）相互联结组成的，是物质、信息流通的通道，非计算机网络。(1).网络基本要素：结点：网络中任意两条线的交点 链：连通路线，连结两点的段要素 转弯：从一条链上经结点转向另一条链 停靠点(站点)：资源沿着网络流动时，被分配或收集的位置，如公交车站，邮件投放站等 中心：收发资源的结点处的设施，如邮局，电站，水库等 障碍：资源不能通过的结点(2).应用查找路径 最短路径或最佳路径 动态最佳路径分析选择最佳位置 选择最佳位置 确定最佳服务范围爆管分析最短路径：确定起点、终点和要经过的中间点、中间连线，求最短路径或最佳路径。动态最佳路径：实际网络中权值是随权值关系式变化的，可能还会临时出现一些障碍点，需要动态计算最佳路径。57、DEM：（Digital Elevation Models），是国家基础空间数据的重要组成部分，它表示地表区域上地形的三维向量的有限序列，即地表单元上高程的集合，数学表达为：z = f（x，y）。 58、DEM的表示法：等高线法:被存储成一个有序的坐标点序列，可以认为是一条带有高程值属性的简单多边形或多边形弧段TIN 法:利用所有采样点取得的离散数据，按照优化组合的原则，把这些离散点（各三角形的顶点）连接成相互连续的三角面规则格网法:把DEM表示成高程矩阵59、等高线的绘制：等高线追踪 等高线光滑60、GIS的类型：地理信息系统按其内容分为三大类： 专题地理信息系统 区域地理信息系统 工具地理信息系统 61、GIS的组成：计算机硬件系统 计算机软件系统 空间数据 系统使用管理和维护人员62、地理信息系统软件的组成：数据输入和检查 数据存贮和数据库管理 数据处理和分析 数据传输与显示 用户界面63、GIS 主要应用领域：资源管理；灾害监测；环境评估 宏观决策；区域和城乡规划 作战指挥；商业金融、通讯邮电、交通运输、日常生活等各领域64、信息：是用文字、数字、符号、语言、图形、图像、声音等介质来表示事件、事物