《遥感与地理信息系统》笔记总结

1、遥感技术是20世纪60年代兴起的一门综合性探测技术。它是在航空摄影测量的基础上，随着空间技术、电子计算机技术等迅速发展，以及地学、生物学等学科发展的需要，发展形成的一门新兴技术学科。从以飞机为主要运载工具的航空遥感，发展到以卫星、宇宙飞船和航天飞机为运载工具的航天遥感（一）遥感的概念及特点遥感（Remote，从广义上说是泛指从远处探测、感知物体或事物的技术。通常遥感是指空对地的遥感遥感系统（1）信息源任何目标物都有发射，反射，吸收电磁波的性质。目标物与电磁波的相互作用，构成了目标物的电磁波特性，是遥感探测的依据。（2）信息的获取接收，记录目标物电磁波特征的仪器，称为传感器或遥感器。如扫描仪，雷

2、达，摄影机，摄像机，辐射计等。（3）信息的接收数字磁介质或胶片（4）信息的处理高密度的磁介质上（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，或转换为模拟信号（记录在胶片上），才能被用户使用。（5）信息的应用遥感特点：感测范围大：综合与宏观的特点我国全境仅需500余张TM（185km*185km）图像，就可拼接成全国卫星影像图信息量大：手段多与技术先进的特点微波具有穿透云层、冰层和植被的能力；红外线则能探测地表温度的变化等。获取信息快：更新周期短与动态监测特点陆地卫星几天可对全球陆地表面成像一遍，气象卫星可

3、每天覆盖地球一遍。大面积的同步观测瞬时信息获取范围时效性同一地区信息获取的重复周期多波段性同一地区获取不同电磁波段的信息（全天候）信息的综合性和可比性地球表面自然与人文景观的综合反映卫星轨道的确定性、影像分幅的同一性、同一系列传感器信息的兼容性经济性与传统信息获取手段相比二.遥感的分类按遥感平台分类：近地面遥感；航空遥感；航天遥感等。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（传感器设置在航空器上，主要是飞机，气球等），航天遥感（传感器设置在环地球的航天器上，如人造地球卫星，航天飞机，空间站，火箭等），航宇遥感（传感器设置在星际飞船上，指对地月系统外

4、的目标的探测。）按传感器的探测波段分类：紫外遥感：0.050.38m可见光遥感：0.380.76um红外遥感：0.761000口m微波遥感：1mm10mm多波段遥感：传感器由若干个窄波段组成按工作方式分类：主动遥感；被动遥感按应用领域分类：陆地遥感、海洋遥感；农业遥感、城市遥感（三）卫星发展历史无记录的地面遥感阶段（16081838）有记录的地面遥感阶段（18391857）空中摄影遥感阶段（18581956）航空遥感阶段（1957）1957年10月4日前苏联发射了人类第一颗人造地球卫星（四）遥感的应用1、遥感在资源调查方面的应用（1）在国土、农业、林业方面的应用主要涉及土地资源调查，土地利用现

5、状调查，农林病虫害、土壤干旱、盐化、沙化的调查及监测，农作物长势的监测与估产、森林资源的清查等方面。（2）在地质矿产方面的应用主要表现在基础地质、矿产地质、工程地质、地震地质、灾害地质的地质综合调查等方面的应用。（3）在水文、水资源方面的应用主要包括：水资源的调查、流域规划、水土流失调查、冰雪监测、海口海岸带及浅海地形调查、海洋调查研究等方面。红外遥感图像在识别含水层、判断充水断层、查明富水地段位置方面是很有利的（4）在资源动态监测方面的应用2、遥感在自然环境保护方面的应用（1）环境监测方面的应用在环境监测中主要利用遥感提供的瞬间的大范围图像，对大气污染、水体污染、土地污染以及海洋污染等进行监

6、测（2）在对抗自然灾害中的应用气象卫星其他（1）测绘（2）考古（3）军事（五）遥感发展趋势（1）空间观测平台不断完善（2）技术创新不断涌现空间分辨率达0.4m出现多波段遥感（3）高效地面系统建设和数据共享二.航空遥感5000-10000米的高空是以飞机、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。目前航空遥感是以摄影方式为主，其所获取地面的影像称为航空像片。航空摄影一般可分为四种类型，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。常用单镜头框幅摄影扫描：热红外扫描、侧视雷达（一）航空摄影的种类：航空摄影机单镜头框幅航空摄影机、多镜头

7、框幅航空摄影机、条带航空摄影机（常用）和全景航空摄影机2倾斜角一般凡倾斜角小于3的称垂直摄影倾斜角大于3的，称为倾斜摄影，可与水平相片配合使用垂直相片的集合特征：相片比例尺处处一致、且与投影距离无关按摄影的实施方式：单片、航线、面积摄影目前我国常用的航空像片像幅：18cmX18cm、23cm23cm和30cmX30cm等三种。23cmX23cm航空相片的四边：常有框标、时表、水准器、压平线、相片编号单向重叠（上下）和航向重叠（连续）（二）航片的几何特性中心投影与正形投影中心投影，就是空间任意直线均通过一固定点（投影中心）投射到一平面（投影平面）上而形成的透视关系。如航空相片在中心投影上，点的像

8、还是点。直线的像一般仍是直线（点）中心投影和垂直投影区别（投影光线平行且垂直投影面）（1）航片是中心投影，地图是正形投影（2）正形投影：比例尺和投影距离无关中心投影：焦距固定，航高改变，比例尺跟着改变S像/s=f/H（3）地形起伏区别：投影差：与像点距相主点的距离，像点高度有关。中心投影引起航片各部分比例尺不同，偏移量h地面高差（高差为正，地势高，偏离相主点），r像点到像主点的距离（离相主点越远的点，位移量越大）；H摄影高度；H为正，背离像点移动地形起伏对整形投影无影响中心投影相片：1比例尺变动2像点在相片上的位置也变动2、航空像片的主要点和线一般航空像片总会有一定倾斜。P为倾斜像面，S为镜头

9、中心，E为地面，E与P所夹的二面角a是像片倾斜角。像主点：空摄影机主光轴SO与像面的交点。）像底点：通过镜头中心S的地面铅垂线（主垂线）与像面的交点。等角点（：主光轴（SO）与主垂线（SN）的夹角是像片倾斜角a,像片倾角的分角线与像面的交点。当地面平坦时，只有以等角点为顶点的方向角，才是地面与像片上对应相等的角度。c）主纵线与主横线：主垂线SO与主光轴SN的平面称主垂面，主垂面与像面的交线vv称为主纵线，它在像片上是通过像主点和像底点的直线。与主纵线垂直且通过像主点的hOhO称为主横线。主纵线与主横线构成像片上的直角坐标轴。等比线：通过等角点c且垂直于主纵线vv的直线hchc称为等比线。等比线

10、上比例尺不变。在水平像片上，像主点、像底点和等角点重合，主横线和等比线重合。平均比例尺：选择各点的平均高程面H0作为起始面，根据这个起始面计算的像片比例尺，称为水平像片的平均比例尺。1_M=Hoh主比例尺：由航测高差仪记录的航高计算得出的比例尺（三）航空像片的立体观察与量测人眼水晶体的焦距为22.79mm，相应的物距为250mm（明视距离）。2、双眼立体观察用双眼观察空间物体时，可以容易地判定物体的远近，这种现象叫做天然立体观察。双眼观察时，两视轴交会于地物点上，其交角称为交会角（又称视差角）。地物点愈远，交会角愈小；地物愈近，交会角愈大。交会角v可按下式计算：tg（v/2）=b/2D式中：b

11、为眼基线；D为地物点至眼睛的距离。即明视距离的交会角为15。最大交会角为27-33生理视差立体观察的条件：立体观察：两只眼睛看两张相片必须是由不同的摄影站对同一地区所摄影的两张像片两张像片的比例尺相差不得超过16%两眼必须分别各看两张像片上的相应影像，即左眼看左像，右眼看右像像片所安放的位置，必须能使相应视线成对相交，相应点的连线与眼基线平行工具：桥式立体镜、反光立体镜三航天遥感航天遥感是以人造地球卫星、航天飞机或宇宙飞船及运行于太空的飞行器作为遥感平台的遥感美国资源卫星TMMSS扫描仪分辨率80m陆地卫星特点：1）轨道为与太阳同步的近极地近圆形轨道。即卫星通过每一点的地方时相同。2）北半球中

12、纬度地区上午成像，太阳高度角为25-30度。3）卫星轨道高度为700900km。4）运行周期为99103min/圈；每16天覆盖地球一次。5）旁白重叠度随纬度的增大而增大，如纬度40度处重叠为34%纬度80度处为80%有七个波段蓝青光近红外法国SPOT遥感卫星（1）830KM，轨道参数：轨道高830KM轨道倾角98.7（2）观测仪器：（3）60X60km2数据参数：一景面积6060km分辨率10M重复观察周期（4）共1：5）数据应用范围：14个地面接收站，以陆地观察为主；用于地图制作，的太阳同步圆形近极地轨道HRVIR传感器。（5）可定向的发射镜。立体观测和高程测量。3、美国IKNOS卫星是第

13、一颗提供商用高分辨率图像的卫星。每天绕地球14圈相机的扫描宽度为11km,可采集1m分辨率的黑白影像和4m分辨率的多波段红、绿、蓝、近红外影像。具有太阳同步轨道，倾角为98.1。设计高度681km（赤道上）,轨道周期为98.3min,下降角在上午10:30,重复周期l3d。4美国的Quickbird遥感卫星分辨率：全色0.610.61-0.72m,2.44-+16.5kmX16.5km1-60.72m多光谱2.442.88m类型：全色、多光谱、全色增强成像方式：推扫式成像传感器：全色波段、多光谱辐照宽度：以星上点轨迹为中心,左右各272km成像模式：单景16.5km16.5km轨道高度：450

14、km倾角：98度（太阳同步）重访周期：天（70cm分辨率,取决于纬度高低）美国GeoEye-1遥感卫星2008年9月，美国GeoEye公司发射GeoEye-1（0.4M）GeoEye-2预计在2011年发射，精度将达到0.25M军事侦察卫星：照相侦察、电子侦察、预警卫星气象卫星气象卫星从运行特征来讲,分两大类：一类是与地球同步气象卫星,它位于地球赤道上空,35800km,35800km55,。55,相当于地面宽约3000km。公转方向与地球自转方向一致,角速度相等,又称静止气象卫星。另一类是轨道经过两极地区,轨道高度在1000km左右,与太阳同步的气象卫星,称为极轨气象卫星。这类气象卫星扫描幅

15、度较宽,对地面扫描重复周期短,在环境监测上有其优越性。极轨气象卫星的扫描角较大，有效扫描角约正负55度。用来天气预报极轨气象卫星与陆地卫星不同，其重复观测与覆盖全球的速度比陆地卫星快得多，每一颗卫星每天均可覆盖全球一次。中国有风云系列。气象卫星特点：（1）轨道：低轨：即近极地太阳同步轨道，也称极地轨道，高度8001600Km，视场宽为2800Km就某一点一日两次。高轨：即地球同步卫星。（卫星公传角速度于地球自传速度一致，高度为3600Km覆盖1/4地球，由5颗星组成系统，就某固定地区。每隔2030mir。（2）时间分辨率高：0.51天每次，极地卫星；0.5小时每次，静止卫星。（3）成像面积大有

16、利于获得宏观同步信息，2-3条轨道覆盖我国。可以绘制成等值线图（4）信息量大可见光，红外云图等波段信息。云量、云的分布、大气垂直温度、大气水汽含量、臭氧含量、云顶温度、海面温度、太阳质子x射线物理参数等环境检测数据还兼有通讯卫星的作用。如收集来自气球、飞机、船舶、海上浮站、气象站等各种资料及转发各部门。卫星的相关参数:轨道长半径a卫星轨道偏心率e椭圆面倾斜角i升交点赤径Q近地点角距3卫星过近地点时刻t和运行周期T卫星轨道与赤道面的夹角当0i90时，顺轨卫星（与地球自转方向一致）当i二90时，极轨卫星当90i180时，逆轨卫星（与地球自转方向相反）升交点：卫星由南向北运行时与地球赤道面的交点2卫

17、星离地面的平均距离低轨卫星：150200KM寿命13周举例:多数是军事卫星中轨卫星：3001500KM寿命1年以上举例:陆地卫星、气象卫星、海洋卫星高轨卫星：35800KM寿命很长举例：通信卫星；GPS卫星：22000KM3、三轴定向和姿态控制X卫星运动方向Y垂直X轴和Z轴Z垂直地球3滚动omegad俯仰phik偏航kappa4卫星运行周期：卫星绕地球运行一周所需要的时间（T）卫星覆盖周期：卫星覆盖全球一次的天数、卫星运行周期和覆盖周期（三）遥感卫星传感器类型摄影仪扫描仪（光机、扫帚）成像雷达微波辐射计传感器的组成:收集器：收集来地物（目标）的辐射能量，常见有透镜组、反射镜组、天线等。探测器：

18、将收集的辐射转变成化学能或电能如感光胶化，光电二极管，光敏和热敏探测元件等。处理器：将探测后的化学能和电能进行处理。如：显影及定影，信号放大，变换甚至校正和编码等。输出器：将获取的数据输出来。如：扫描晒象仪、阴极射线管、电视显像管、磁带记录仪等。1.照片成像摄影胶片类型:黑白摄影胶片A.色盲片：只能吸收短波段，对大于0.5微米的电磁波完全不感光B.正色片：感光范围可从蓝光扩大到绿光区C.分色片：感光范围扩大到0.6微米。对绿黄光可区分且较敏感D.全色片：能感受全部可见光。但在绿光部分感光度稍有降低彩色片A.天然彩色片：能较真实地还原出被摄物体的自然色彩，又称真彩色（只有一种真彩色）B.红外彩色

19、片：上层为感红外层（750nm），中层为感绿层550nm），下层为感红层（650nm），显影后分别形成青、黄和品红色影像。在彩色正性感光材料上表现为反射红外光的物体呈红色，反射绿色光的物体呈蓝色，反射红光的物体呈绿色。又称假彩色弱点：传感的波段在可见光附近扫描成像扫描成像是依靠探测元件和扫描镜头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。其探测波段可包括紫外、红外、可见光和微波波段，成像方式有多种。扫描成像1.光/机扫描成像瞬时视场角(空间分辨率)总视场角镜头与扫描带宽两侧的夹角工作原理：扫描镜在机械驱动下，随遥感平台的前进运动而摆动，依

20、次对地面进行扫描，地面物体的辐射波束经扫描镜反射，并经透镜聚焦和分光分别将不同波长的波段分开，再聚焦到感受不同波长的探测元件上。红外扫描仪接受红外辐射，传给传感器元件多光谱扫描仪(MSS)外加一个分光系统专题制图仪(TM)空间分辨率由80米提高30米；探测波段4个增加到7个2固体自扫描成像固体自扫描是用固定的探测元件，通过遥感平台的运动对目标地物进行扫描的一种成像方式。电子耦合器件CCD特点：刷式扫描成像，探测元件数目越多，体积越小，分辨率越高工作原理：光电效应数码相机工作原理：镜头由上到下：增光镜片色块网络感应线路感光面积由微型镜片的表面积决定分色滤色片：RGB(红绿蓝)三原色分色法绿色占1

21、/2CMYG补色法感光层将滤色片透过的光转化为电信号处理：基础：计算机世界里红绿蓝三种颜色分别表示为一个8Bit数据的灰度值0-255(28-1)，一个灰度值对应一个像素。每个像点是这三种颜色的组合值，因此可以得到224种颜色。这就是计算机的RGB颜色表示法。CCD上存在着很多感应颜色灰度值的点，也就是我们平时所说的CCD上的一个像素，一个像素专门感知一种颜色灰度，完成采样灰度。RGB三种颜色的点数量比是1:2:1，人眼对绿色敏感数码相机的底片：RAW格式文件，它存的就是这些颜色的灰度信息紫边是镜头导因和插值算法导致的3高光谱成像光谱扫描成像光谱仪：既能成像又能获取目标光谱曲线的谱像合的技术，

22、称为成像光谱技术。按该原理制成的扫描仪称为成像光谱仪。其图象是多达数百个波段的非常窄的连续的光谱波段组成，光谱波段覆盖了可见光、近红外、中红外和热红外区域全部光谱带高光谱与前面扫描成像的不同点1）10nm；）通过分光装置（棱镜，衍射光栅）分成几十或上百个很窄的波段，一般小于10nm2）窄波段可以组成连续光谱；3）光谱段覆盖了可见光，近红外、中红外和热红外区4）可以使将扫描仪在取得目标地物图象的同时也能获取该地物的光谱组成，即“谱像合一”分全部光谱段；技术。微波遥感微波:lmm-lm毫米波、厘米波、分米波通过传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。微波遥感的特点（

23、1）能全天候、全天时工作（2）对某些地物具有特殊的波谱特征（3）对冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透力（4）对海洋遥感具有特殊意义（5）分辨率较低，但特性明显主动微波遥感指通过向目标物发射微波并接收其后向散射信号来实现对地观测遥感方式方式:雷达侧视雷达1）方位分辨力（平行于飞行方向）。要提高方位分辨力，只有加大天线孔径、缩短探测距离和工作波长。2）距离分辨力（垂直于飞行的方向）俯角越大，距离分辨力越低；俯角越小，距离分辨力越大。要提高距离分辨力，必须降低脉冲宽度。但脉冲宽度过低则反射功率下降，实际应用采用脉冲压缩的方法。（3）合成孔径侧视雷达合成孔径侧视雷达的方位分辨力与距离无关，只与天线的孔径

24、有关。所以，可用于高轨卫星。天线越小，方位分辨力越高。被动微波遥感通过传感器，接收来自目标地物发射的微波，而达到探测目的的遥感方式，称被动微波遥感。雷达：微波遥感主要是主动遥感，以侧视雷达为主。雷达成像。雷达遥感的信息特征（1）雷达影像的色调差异主要取决于回波的强弱距离近的物体回波强距离远的物体回波较弱金属物体往往都有较强的回波平行于航向的物体回波较强受地形起伏影响雷达波不能到达之处形成雷达阴影受天线角度影响地面镜面目标无回波在雷达影像上线状地物一般比较清晰雷达影像的立体感较强雷达的用途：用于测定目标的位置、方向、距离和运动目标的速度。分类：非成像雷达成像雷达：a.真实孔径侧视雷达距离方向的扫

25、描：根据后向反射回电磁波返回时间排列距离分辨率R(垂直)方位方向的扫描：扫描面在地面上的移动方位分辨率R(平行)B俯角越小，分辨率越高，这也是为什么雷达成像必须侧视的原因；减小脉冲宽度可以提高距离分辨率，但这样会使微波作用距离减小，为了使其有一定的作用距离，就必须加大发射功率，从而又造成设备的庞大，费用的昂贵。目前方法：脉冲后缩技术方位分辨率：相邻脉冲之间，能分辨两个目标的最小距离人3=0、R二詈、RP波瓣角入波长D天线的孔径R斜距提高方位分辨率的措施采用波长较短的电磁波；加大天线孔径；缩短观测距离；b.合成孔径侧视雷达用一小天线沿一直线方向不断运动，在运动中每一位置上发射一个信号，收接相应位

26、置的回波信号，并储存接收信号的振幅和相位。合成孔径天线对同一目标信号是在(1)不同时刻得到、(2)不同位置得到；即目标物与飞行器的距离不同，所以其相位和强度不同，但这种变化是有规律的，经处理后才能恢复成地面的实际图象(四)遥感图像特征1空间分辨率图像的空间分辨率指像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元。地面分辨率取决于胶片的分辨率和摄影镜头的分辨率所构成的系统分辨率，以及摄影机焦距和航高。由公式所得的地面分辨率的单位是线对/m。而实际地面分辨的最小间隔（图像能够被分辨出来的地面上两个目标的最小距离）应为线/m。即地面分辨率/22）图象的波谱分辨率波谱分辨率是

27、指传感器在接受目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。间隔愈小，分辨率愈高。传感器的波段选择必须考虑目标的光谱特征值。3）辐射分辨率辐射分辨率是指传感器接受波谱信号时，能分辨的最小辐射度差。在遥感图像上表现为每一像元的辐射量化级。某个波段遥感图像的总信息量与空间分辨率（以像元n表示）有关、辐射分辨率（灰度量化级D表示）在多波段遥感中，遥感图像总信息量还取决于波段数4）图象的时间分辨率时间分辨率指对同一地点进行采样的时间间隔，即采样的时间频率，也称重访周期。时间分辨率对动态监测很重要（五）遥感的物理基础概念：1波2电磁波3.电磁辐射电磁能量的传递过程（包括辐射、吸收、反射和透射）称为电磁辐射特性：

28、横波、波粒二象性、光速传播电磁波谱：波长最长的是无线电波，其按波长可分为长波、中波、短波和微波。波长最短的是Y射线12Iw108620L5紫外IA可见区外区min-gm)3辎射能力0.20.40.60.81.0玉口讪遥感常用的电磁波波段的特性紫外线（UV）：0.01-0.40.4um，碳酸盐岩分布、水面油污染。可见光：0.40.4-0.76um，鉴别物质特征的主要波段；是遥感最常用的波段。红外线（IR）:0.760.76-1000口m。近红外0.760.76-3.0口m中红外3.03.0-6.0口m远红外6.0-15.0口m超远红外15-1000口m（近红外又称光红外或反射红外；中红外和远红外

29、又称热红外）微波：1mm-1m。全天候遥感；有主动与被动之分；具有穿透能力；发展潜力大3、电磁辐射源1）自然：太阳辐射：是可见光和近红外的主要辐射源；其辐射波长范围极大；辐射能量集中；短波辐射。大气层对太阳辐射的吸收、反射和散射。地球的电磁辐射：小于3um的波长主要是太阳辐射的能量；太阳辐射主要集中波长较短的紫外、可见光、近红外区段。此阶段地球电磁辐射主要是反射太阳辐射。大于6口m波长，主要是地物本身的热辐射地球自发的辐射主要集中在波长较长的6um以上的热红外；波长介于两者之间，都要考虑2）人工：主动遥感：激光雷达：测定卫星的位置、高度、速度、测量地形等微波雷达：0.8-30cm4、地物的光谱

30、特性任何地物都有自身的电磁辐射规律：反射、发射、吸收、（透射）电磁波（1）地物的反射光谱特性对于某波段反射率高的地物，其吸收率就低，即为弱辐射体；反之，吸收率高的地物，其反射率就低。地物的反射率（反射系数或亮度系数）：地物对某一波段的反射能量与入射能量之比。反射率随入射波长而变化。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地物的反射光谱：地物的反射率随入射波长变化的规律。地物反射光谱曲线：根据地物反射率与波长之间的关系而绘成的曲线。地物电磁波光谱特征的差异是遥感识别地物性质的基本原理。地物的光谱特性：时间、空间特性（2）地物的发射光谱特性地物发射电磁波的能力以发射率

31、作为衡量标准；地物的发射率是以黑体辐射作为参照标准。黑体黑体：在任何温度下，对各种波长的电磁辐射的吸收系数等于1的物体。黑体辐射即黑体的热辐射辐射通量密度随波长连续变化，每条曲线只有一个最大值。1）黑体红外辐射：温度越高，辐射通量密度越大，不同温度的曲线不同。随着温度升高，辐射最大值所对应的波长向短波方向移动。辐射发射率（W黑）：地物的辐射出射度（单位面积上发出的辐射总通量）与同温下的黑体辐射出射度的比值。它也是遥感探测的基础和出发点。影响地物发射率的因素：地物的性质、表面状况、温度（比热、热惯量）：比热大、热惯量大，以及具有保温作用的地物，一般发射率大，反之发射率就小。地物分类：黑体（辐射率

32、=1）灰体（辐射率VI常数）选择性发射体（辐射率V1随波长变化在一定温度下，地物单位面积上的辐射通量W和吸收率a之比，对于任何物体都是一个常数，并等于该温度下同面积黑体辐射通量W黑T给定，发射率二吸收率地物的热辐射强度与温度的四次方成正比，所以，地物微小的温度差异就会引起红外辐射能量的明显变化。这种特征构成了红外遥感的理论基础2）黑体的微波辐射：微波辐射是地物低温状态下的重要辐射特性，温度越低，微波辐射越明显。微波辐射比红外辐射弱得多微波波段与红外波段发射率的比较：不同地物之间微波发射率的差异比红外发射率要明显得多，因此，在可见光和红外波段中不易识别的地物，在微波波段中则容易识别。5大气和环境

33、对遥感的影响大气具有对电磁波的吸收、散射和透射的特性。这种特性与波长、大气成分有关。大气成分：多种气体、固态和液态悬浮的微粒。大气物质与太阳辐射相互作用，是太阳辐射衰减的重要原因。对流层（航空遥感）、平流层、中气层、热层（电离层、有卫星）、大气外层大气对太阳辐射的影响方何最后去问r地面实阪播收反射44%24%云20隔地面#4尢空51%下20%云2（脱地面间揍呱收20%上6%T怵尘埃6%T10%吒体樂堤10%施面间搖殴收l（Ko吸收:邮云孩损失1气体尘埃16%搁失地面21托育接喊收21%1）大气的吸收作用：氧气：小于0.20.155为峰值。高空遥感很少使用紫外波段的原因。臭氧：数量极少，但吸收很

34、强。两个吸收带；对航空遥感影响不大。：吸收太阳辐射能量最强的介质。水：到处都是吸收带。主要的吸收带处在红外和可见光的红光部分。因此，水对红外遥感有极大的影响。二氧化碳：量少；吸收作用主要在红外区内。可以忽略不计。2）大气的散射作用太阳辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变，并向各个方向散开。散射改变了电磁波的传播方向，干扰了传感器的接收，降低了遥感数据的质量。使得影像模糊，影响判读。大气散射集中在太阳辐射能量最强的可见光区。散射：微粒直径与辐射波长的比较瑞利散射：当微粒的直径比辐射波长小得多时，此时的散射称为瑞利散射。瑞利散射对可见光的影响较大，对红外辐射的影响很小，对微波的影响可以不计。

35、例子：多波段中不使用蓝紫光的原因？为什么晴朗的天空是蔚蓝的？米氏散射：当微粒的直径与辐射波长差不多时的大气散射。云、雾的粒子大小与红外线的波长接近，所以云雾对对红外线的米氏散射不可忽视。无选择性散射：当微粒的直径比辐射波长大得多时所发生的散射。符合无选择性散射条件的波段中，任何波段的散射强度相同。水滴、雾、尘埃、烟等气溶胶常常产生非选择性散射。云雾为什么通常呈现白色？（2）大气窗口影响通过大气层而较少被反射、吸收或散射，透射率较高的电磁辐射波段。（可见光波段）大气窗口是选择遥感工作波段的重要依据（3）环境对地物光谱特性的影响地物的物理性状光源的辐射强度：纬度与海拔高度季节：太阳高度不同探测时间

36、：时间不同，反射率不同气象条件第四章:遥感图像处理1概念:遥感图像处理是指对遥感探测所获取的图像或资料进行的各种技术处理处理的目的是使遥感图像或资料更适于应用。处理的办法主要有：图像校正、交换、增强、分类、融合等。从处理模式看，主要有光学处理和计算机数字图像处理。2图像：对客观存在的物体的某种属性的描述使用图像的通常是人，人约80的信息由视觉获得。3光学图像和数字图像：遥感图像有光学图像和数字图像之分。数字图像是能被计算机存储、处理和使用的用数字表示的图像。1)光学图像可以通过专用软件数字化，即将连续的图像变化，作等间距的抽样和量化。通常是以像元的亮度值表示。2)数字图像用数字表示的图像。数字

37、图像可用二维函数f(x,y)表示，其中x,y是平面的二维坐标，f(x,y)表示点(x,y)灰度值或色彩属性值。数字图像可以以有序的数字反映地物或景观反射或发射电磁波的特征及其变化。数字图像直方图：以每个像元为单位，表示图像中各亮度值或亮度值区间像元出现的频率的分布图。直方图的作用：直观地了解图像的亮度值分布范围、峰值的位置、均值以及亮度值分布的离散程度。直方图的曲线可以反映图像的质量差异。正态分布：反差适中，亮度分布均匀，层次丰富，图像质量高。偏态分布：图像偏亮或偏暗，层次少，质量较差。4)感光器件：CIS生产成本低，只能贴近物件扫描CCD块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高

38、摄像机点阵CCD扫描仪线性CCD遥感图像分类：波段数量：单波段数字图像：例如，SPOT的全色波段多波段数字图像:例如，ETM的7个波段数据人眼构造：人的眼睛是一个平均直径约为20mm的球体，前端有一个晶状体，内壁有一层视网膜。色调、明度、饱和度三原色与互补色：三原色：若三种颜色，其中的任一种都不能由其余二种颜色混合相加产生，这三种颜色按一定比例混合，可以形成各种色调的颜色，则称之为三原色。分类：色光三原色：红绿蓝(白光分解后得到的主要色光)色料三原色：青、品红、黄互补色：若两种颜色混合产生白色或黑色，这两种颜色就称为互补色。黄和蓝、红和青、绿和品红。色度图：可以直观地表现颜色相加的原理,更准确

39、地表现颜色混合的规律。颜色相加原理：由两种以上色光相混合，呈现另一种色光的方法，称为色光混合。色光的相加（混合）所获得的新色光其亮度增加，故称色光的混合为加色法减色过程：白色光线通过滤光片的过程黄、品红、青也可以叫做三减色颜色相减原理把不同色彩的色料（颜料）混合在一起,生成新的颜色,称色料混合。色料的相加（混合）所获得的颜色其明度降低，故称色料的混合为减色法。不同色调的亮度变化：黄色最亮，紫色最暗色彩混合（加色法与减色法比较表）比较项目：加色法减色法原色：色光色料原色色相：红、绿、蓝R、G、B品红、黄、青M、Y、C原色与色谱关系：每一原色仅辐射一个光谱区色光；每一原色吸收一个光谱区色光，反射两个光谱区色光颜色混合时色彩的基本变化规律：红+绿=黄，蓝+红=品红，绿+蓝=青，红+绿+蓝=白；品红+黄二红，品红+青二蓝，黄+青二绿，品红+黄+青二黑混合效果：光源直间混合新颜色的亮度为各混合光的亮度和，颜色饱和；两原色叠合新颜色的亮度降低，新颜色的亮度为各原色亮度的平均匀值，颜色不饱