大学遥感概论课程复习资料

1、第一章1、遥感：一种远离目标，在不与目标对象直接接触的情况下，通过某种平台上装载的传感器获得其特征信息，然后对所获得的信息进行提取、判定、加工及应用分析的综合性技术。2、地物光谱特性：地球上任一物质都会反射、吸收、透射及辐射电磁波，物体的这种对电磁波固有的波长特性就叫地物的光谱特性。3、遥感过程：指遥感信息的获取、传输、处理及其判读分析和应用的全过程。4、遥感平台：搭载传感器的载体。5、遥感的分类：n 按工作平台的不同可分为：地面遥感、航空遥感和航天遥感。n 按电磁波的探测工作波段可分为：紫外遥感（0.050.38m）、可见光遥感（0.380.76m）、红外遥感（0.761mm）和微波遥感（1

2、mm10m）。n 按传感器工作原理可分为：主动式遥感和被动式遥感。n 按遥感资料的获取方式可分为：成像遥感和非成像遥感。n 按波段宽度及波谱的连续性可分为：高光谱遥感和常规遥感。6、遥感探测的特点： 宏观观测，大范围获取数据资料（大范围感测）。 动态观测，快速更新监控范围数据。 技术手段多样，可获取海量信息。 应用领域广泛，经济效益高。7、遥感技术的发展趋势： 多分辨率遥感平台并存，多种分辨率普遍提高。 新型传感器不断涌现，微波遥感、高光谱遥感迅速发展。 遥感的综合应用不断深化。 商业遥感时代的到来。8、同物异谱：同类地物具有不同的光谱特征。（例如同一种植物再骑不同的生长阶段在同一影像上表现出

3、不同的色调）9、同谱异物：不同的地物可能具有相似的光谱特征。（例如许多绿色植物具有十分相似的光谱特征）10、地理信息数据的特征：空间性、属性和时间性。11、GPS的组成：空间星座、地面控制系统和用户系统。第二章1、遥感经常会用到的谱段是?（可见光, 红外波段, 微波）2、大气窗口：电磁波通过大气层是较少被反射、吸收或散射的；透过率较高的波段成为大气窗口。3、常用的大气窗口光谱段有哪些？可见光、红外和微波波普区间。具体波段有：0.31.3m（紫外、可见光、近红外波段），1.51.8m、2.03.5m（近、中红外），3.55.5m（中红外），814m（远红外波段），0.82.5cm(微波波段)。4

4、、为什么不选择5.08.0微米波段作为大气窗口？（水汽吸收率大）5、黑体：一种会吸收所有落在它身上电磁波的理想物体。即：无透射，无反射，只有吸收。6、从太阳光谱曲线可以看出： 太阳光谱相当于6000 K的黑体辐射； 太阳辐射的能量主要集中在可见光，其中0.38 0.76 m的可见光能量占太阳辐射总能量的46%，最大辐射强度位于波长0.47 m左右； 到达地面的太阳辐射主要集中在0.3 3.0 m波段，包括近紫外、可见光、近红外和中红外； 经过大气层的太阳辐射有很大的衰减； 各波段的衰减是不均衡的。7、地球自身的辐射接近于300k黑体辐射8、地物反射光（波）谱：研究地面物体反射率随波长的变化规律

5、。（研究地面物体反射率随着波长变化的规律，是一个函数。换句话，对应一定波长的电磁波，地物有着一定的反射率。）9、地表常见几种地物的反射波谱（植物、土壤、水体、岩石、雪）10、电磁波谱：电磁波在真空中传播的频率或波长排列可以形成一个连续的谱带。具体分段看课本。第四章1、地球辐射的分段特性在可见光与近红外波段（0.32.5微米），地表以反射太阳辐射为主，地球自身辐射可以略。在中红外波段（2.56微米），地表反射太阳辐射和地球自身热辐射都是被动遥感的辐射源。在热红外波段（6微米以上），以记录地球自身热辐射为主，地表反射太阳辐射可以忽略计。2、传感器的一般组成收集器、探测器、处理器、输出器。3、传感器

6、的分类：u 按照数据记录方式分：成像（摄影成像、扫描成像）、非成像u 按照传感器工作的波段分：可见光传感器、红外线传感器、微波传感器u 按照工作方式来分：主动传感器（侧视雷达、激光雷达、微波辐射计）、被动传感器（航空摄影机、多光谱扫描仪、红外扫描仪）最常见的传感器： 成像被动式传感器。4、传感器的性能：表现传感器性能的指标是传感器分辨率。（空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率和温度分辨率）。空间分辨率：像元越小空间分辨率越大。最常见的传感器： 成像被动式传感器5、扫描仪：u 光机型扫描仪：把卫星的飞行方向与利用旋转镜式摆动镜对垂直飞行方向的扫描结合起来，从而收到二维信号。是对地面直接扫描成像。u

7、 推扫型扫描仪：采用线列或面阵探测器作为敏感元件，线列探测器在光学焦面上垂直于飞行方向作横向排列，当飞行器向前飞行完成纵向扫描时，排列的探测器就好象刷子扫地一样扫出一条带状轨迹，从而得到目标物的二维信息。瞬间在像面上先形成一条线图像，一幅图像由若干条线影像拼接而成。第五章1、航空摄影种类：u 按照像片倾角（航摄倾角）分：垂直摄影（a=3度）。u 按照摄影实施方式分：单片摄影、单航线摄影、多航线摄影 。2、像片倾角（航摄倾角）：主光轴和相机铅垂线的夹角（也可说成像片面与水平面的夹角）3、相对：从不同角对对同一地物拍摄的两张的相片。4、航线重叠度：为了保证无航摄漏洞和立体观察，在同一航线上相邻两张

8、相片重叠度要达到53%以上5、旁向重叠度：相邻航线间相邻相片的重叠度。一般为15%30%。6、中心投影：空间任意物点A与投影中心连成的直线或其延长线被像平面所截，则此直线与像平面的交点a就称为A点的中心投影。（类似于凸透镜成像，所有的投影线都经过投影中心）7、中心投影的成像特征：l 在中心投影上，点的像还是点。l 直线的像一般仍是直线，但如果直线的延长线通过投影中心时，则该直线的像就是一个点。l 空间曲线的像一般仍为曲线。但若空间曲线在同一个平面上，而该平面又通过投影中心时，它的像则成为直线。8、像点位移：比较地物在航空相片上与其在平面图上位置，位置产生的移动。产生的原因： 相片倾斜，地形起伏

9、和其他物理因素（材料变形，压平误差，物镜畸变等）9、航空像片的比例尺（主比例尺）K：航片上某段长度和地面相应线段的长度比。K=f/Hf为物镜焦距，H为飞行高度。当焦距固定，H越高，比例尺就越小。影响因素：相片倾斜，地形起伏。只有位于同一水平面上的线段在像片上才具有相同的比例尺。10、投影差$：因为地形起伏，导致航片上的像点与垂直相片像点的差别。特点：地点高程越高，投影差越大；航高越大，投影差越小；像点距离像主点越近，投影差越小（根据$=r*h/H）第六章1、航天遥感：是以人造地球卫星，航天飞机或宇宙飞船以及运行在太空的飞行器作为遥感平台的遥感。2、航天遥感和航空遥感的比较：u 航天遥感视野开阔

10、，观察地面范围大，可以发表地表大面积宏观特征。u 航天遥感的测量时间短，u 航天遥感价格较低，耗费少。u 航天遥感可以对地球进行周期性的，重复观察，利于动态监测。u 航天遥感的分辨率不如航空遥感。3、遥感卫星的轨道参数：- 开普勒六参数：轨道长半轴a、轨道偏心率e、轨道倾角i、升交点赤经、近地点焦距、过近地点的时刻（t0）- 其他参数：卫星高度、运行周期、重复周期、降交点时刻、扫描带的宽度。4、遥感卫星轨道的类型：地球同步轨道（高轨静止卫星）、太阳同步轨道（极轨卫星）。5、太阳同步轨道卫星：卫星轨道面与太阳地球连线在黄道面的夹角，不随着地球绕太阳公转而改变。（卫星轨道面和当时的日心-地心连线保

11、持恒定的角度）- 卫星总是在相同的地方时经过同一位置。- 同纬度地区，卫星经过的地方时相近。6、陆地卫星Landsat系列轨道特征：中等高度，近圆形，近极地，太阳同步，可重复轨道。7、扫描成像的原理：利用光感或者热敏元件,进行光电成像。以光电耦合器CCD为例子, CCD元件受着不同强弱光线照射,经过A/D(模数转换),将电信号转换为大小不同的数字信号. 易于数据的计算和修正、存储。8、扫描图像和摄影图像的区别： 扫描图像：是收集地面反射电磁波(近红外、可见光)通过中心投影的方式，在感光材料上一次过直接曝光，是光学成像，摄影图像的结果是模拟图像， 图像用连续的色彩变化表达。摄影图像需要图像数字化

12、，才能在计算机里处理。 摄影图像：用光感器具，逐点或者逐行或者逐面地进行像点能量的记录，得到的是数字图像。图像用离散的像点来表达对应地物的反射能量。9、TM传感器的波段通道和光谱效应：第七章1、微波遥感探测波段：毫米波，厘米波，分米波（1mm1m）2、常用的微波波段有（按波长从短到长分）：Ka（0.75 - 1.1cm）K（1.1 - 1.67cm）Ku（1.67 - 2.4cm）X (2.4 3.75 cm)C (3.757.5cm)S(7.515 cm)L (1530 cm)P (30100cm)3、微波遥感的优点：u 具有穿透云雾、冰雹、灰尘的能力，不容易受到大气散射影响，特别适合探测热

13、带地区，极地地区。u 全天候工作，主要为主动探测。u 穿透能力强。u 对某些地物具有特殊的波谱特征。u 精确探测的能力对海洋，气象探测有特殊意义。4、微波遥感的缺点：数据噪音大，分辨率低，分析复杂；对于导体物质，微波被吸收多，穿透性差。5、微波传感器的类型：按照遥感方式来分： 主动、被动。按照是否成像分为： 成像传感器：微波散射计（主动，测量地物散射或反射特性）、雷达高度计（主动，测量地表高度，海浪高度）非成像传感器：微波辐射计（被动，测量地面各点亮度温度）、侧视雷达（主动，获取地表图像）、合成孔径雷达（主动，获取地表图像）。6、侧视雷达工作原理：- 雷达通过天线在短时间内发射一束能量很强的脉

14、冲波，当遇到地面物体时，被反射回来的信号（简称回波）被接收器接受。- 由于系统与地物距离不同，同时发出的脉冲，接收的时间不同。- 地物的距离差异和反射辐射强弱差异被记录下来，产生了雷达图像。7、雷达图像的分辨率：图像上一个像元对应的水平地面的大小（探测器能区分的最小的距离或者面积），所以分辨率越小越好。8、距离分辨率：沿着侧视方向上的分辨率。（视角q越大，rp越小，分辨率越好；q越小，距离天线越近，分辨率越差）9、方位分辨率：沿着航线方向上的分辨率。（q越大，ra越大，分辨率越差；距离天线越近，分辨率越好；天线越长， 方位分辨率越好）10、合成孔径雷达：通过短天线，沿着飞行方向组成天线阵列，通

15、过天线对于地面目标的相对运动来获得高分辨率（类似于多个点观察一个地物）。最大优点：方位分辨率和距离无关，每个小天线的孔径越小，方位分辨率越好，距离分辨率不变，所以，总像元分辨率变小，像元分辨率变好。11、侧视雷达图像的几何特征：地物和雷达距离的变化，图像上的比例尺也在变化，靠近天线的地物被压缩。12、地形起伏引起的图形畸变：透视收缩、叠掩、雷达阴影（详见作业三）第八章一、数字图像基础知识：1、模拟图像：用光学摄影的方法得到的光学相片。(连续不间断的色彩变化)2、数字图像：能在计算机里存储、运算、显示和输出的图像。（由像点阵列组成，每个像点对应一个数字，这个数字记录成像瞬间对应物体的灰度，由离散

16、的像素点构成。）3、同一地物对应像素在不同波段的亮度都一样? 答：错误, 地物在不同波段的反射值不同, 地物的反射值对应着像素的亮度, 所以同一地物对应像素在不同波段的亮度不一样。4、离散化的单元像元值的涵义？代表什么？ 答：离散的单元拥有的像元值,实际上是成像瞬间对应物体反射光的强度,用灰度表示.当反射光的强度越大, 像元值越大,图像越亮。5、图像数字化：一幅光学图像经过图像空间坐标和灰度函数的离散取样（包括空间采样、灰度级量化），转化为数字图像的过程。即是把一个连续的电磁能量分布函数变成了离散的电磁能量分布函数。所以，采样间距越小或是说,量化值越多，图像的近似程度越好。6、灰度直方图（离散

17、后灰度概率密度曲线）：用平面直角坐标系表示一幅灰度范围为0n的数字图像像元灰度分布状态，横轴表示灰度级，纵轴表示某一灰度级（或范围）的像元个数占像元总数的百分比。7、解译：对遥感图像上各种地物的特征进行综合分析、比较、推理、判断，最后提取感兴趣的信息, 也叫做判读。8、遥感图像处理系统：计算机、图像输入输出设备、专用处理设备、外存设备、显示器、软件部分。9、遥感图像计算机处理的主要内容：图像校正、增强处理、图像变换、计算机信息提取 。二、图像校正：（一）、辐射校正：包括系统辐射校正、大气校正（直方图校正法）1、为什么要进行图像辐射校正?由于传感器响应特性和大气的吸收、散射及其它随机因素影响，导

18、致图像模糊失真，造成图像分辨率和对比度相对下降。这些都需要通过辐射校正复原。（一）、几何校正：常见的方法是多项式纠正法。1、为什么要进行图像几何校正?遥感图像在获取过程中由于各种原因导致了景物中目标物相对位置的坐标关系在图像中发生了变化，出现了几何畸变。我们需要量测图像上景物的大小,角度等,从而得到它们之间的真实的几何关系,这样需要将有几何畸变的图形进行校正。2、相片产生几何畸变的原因：传感器自身投影影响，传感器平台外方位元素变化，地形起伏，地球曲率，大气折射和地球自转等。3、如何对有几何畸变的图形进行精确纠正呢?知道图上点和相应地面点的几何关系，确立一个函数关系式把图上点坐标转换成地面点坐标

19、,使得图形重新组合,通过这个函数关系式对原图进行几何校正。4、如何得到这个函数关系式?假设图上点(u,v)和相应地面点(x,y)之间的关系是一个多项式关系,建立它们之间的对应关系。5、地面控制点：已知图上坐标和相对应的地面坐标的点。6、使用二元二次多项式求解几何变换函数,6个地面控制点足够了么?（选择控制点应注意的事项）多项式纠正法的精度与地面控制点（GCP）的精度、分布、数量及纠正范围有关；GCP的位置精度越高，则几何纠正的精度越高。GCP点不得少于多项式的系数个数，适当增加GCP的个数，可以提高几何纠正的精度。GCP点应该尽可能的在整幅图像内均匀分布。否则在GCP密集区精度较高，在GCP分

20、布稀疏区出现较大误差。7、灰度重采样：数字图像几何校正过程中,由于校正前后图像分辨率可能变化,像元点位置相对变化的原因,不能简单地用原图图像像元灰度值代替输出图像像元灰度值。8、灰度重采样的计算办法：最近邻法（用距离投影点最近象元灰度值代替输出象元灰度值）、双线型内插法、,双三次卷积法。9、数字图像几何纠正的主要处理过程：准备工作输入原始数字影像建立纠正变换函数确定输出影像范围像元坐标变换像元灰度值重采样输出纠正后的图像三、图像增强：1、为什么要进行图像增强?主要是为了提高图像目视的效果,方便人工目视解译,图像分类中的样本选取, 处理后的图像比原图像更适合于特定的应用要求。2、图像增强的方法：

21、彩色增强（假彩色合成、假彩色密度分割）、空间域增强（反差增强、领域法增强）、频率域增强。3、什么是多波段假彩色合成及其作用？4、反差增强（点增强）的方法：线性、非线性灰度拉伸，直方图均衡化，直方图匹配。u 线性灰度增强：把个模糊不清,没有灰度层次的图像通过线性灰度拉伸增强灰度级别，图像对比度加大，有效地提高视觉效果。u 灰度分段线性增强：为了突出感兴趣目标所在的灰度区间,抑制那些不感兴趣的灰度区间。u 灰度非线性增强：对数变换，对像低灰度较大拉伸,高灰度区压缩，这样中间灰度得到较大增强；指数变换，对于高亮度区进行拉伸。u 直方图均衡化：原图像通过某种变换,得到一幅灰度直方图分布均匀的新图像。u 直方图匹配：把原图象的直方图变换为某种指定形状的直方图或某一参考图象的直方图，然后按照已知的指定形态的直方图调整原图象各象元的灰级，最后得到一个直方图匹配的图象。5、领域法增强的方法：平滑、锐化(