遥感复习要点.docx
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遥感复习要点
遥感复习要点（总8页）
遥感复习要点
第一章：
绪论
1、遥感的概念：
即不直接接触物体本身，从远处通过仪器（传感器）探测和接收来自目标物体的信息（如电场、磁场；电磁波、地震波等），经过信息的传输及其处理分析，来识别物体的属性及其分布等特征。
2、遥感技术的特点：
从不同高度的平台上，使用各种传感器，接收来自地球表层各类地物的各种电磁波信息，并对这些信息进行加工（分析）处理，从而对不同的地物及其特（征）性进行远距离的探测和识别的综合技术。
宏观性、综合性：
覆盖范围大、信息丰富。
一景TM影像为185×185平方公里；影像包含各种地表景观信息，有可见的，也有潜在的；
多波段性：
波段的延长使对地球的观测走向了全天候；
多时相性：
重复探测，有利于进行动态分析。
3、遥感技术组成
遥感平台：
装载传感器的运载工具：
近地面平台、航空平台、航天平台；
传感器：
传感器是遥感技术系统的核心部分，记录地物电磁波能量的装置。
地面控制系统：
地面指挥和控制传感器与平台，并接收信息的系统
4、遥感过程：
遥感实验、信息的获取、信息的接收、信息的处理、信息的应用。
5、遥感发展史：
初级阶段：
完成了地面到空中获取像片的手段；对象片的几何特性、物理特性尚未深入研究。
发展阶段：
成像技术成熟（彩色、雷达、多光谱）；平台多样（气球、飞机、火箭）；出现判读仪器（放大、缩小等）；对象片的几何特性、物理特性有一定的认识；主要用于军事侦察、地形测图。
飞跃阶段：
成像覆盖面积大，基本全球成像，获取速度快，传感器技术成熟，应用范围广，实现五个W，即：
Whoever,Wherever,Whenever,Whomever,Whatever
航天遥感技术成熟标志：
1972年美国发射ERTS—1（EarthRemoteTechnologySatellite，后改为Landsat系列卫星）；法国SPOT系列卫星；欧空局ERS系列卫星；印度IRS卫星；日本、巴西等
6、遥感技术发展趋势
进行地面遥感、航空遥感、航天遥感的多层次遥感试验，系统地获取地球表面不同比例尺，不同地面分辨力的影像数据。
传感器的研制正向电磁波谱全波段可能覆盖的方向发展，向立体遥感、全息遥感，器件固体化、小型化、高分辨力、高灵敏度、高光谱方向发展。
遥感图像信息处理实现光学-电子计算机混合处理及实时处理，图像处理与地学数据库结合，建立遥感信息系统，引进人工神经网络、小波变换、分形技术、模糊分类与专家系统等技术和理论，进行自动分类与模式识别。
加强地物波谱形成机制与遥感信息传输理论研究，建立地物波谱与影像特征的关系模型，以实现遥感分析解译的定量化和精确化。
“3S”（GIS、GPS、RS）技术结合，构成一体化的技术体系，广泛应用于军事侦察、地图测绘、资源调查、资源开发与利用、环境监测及农业生产管理方面，并向更多的地学科学领域内推广应用，为有关部门提供辅助决策手段。
6、遥感应用：
土地遥感、城市遥感、土壤遥感、地质遥感、水文遥感、植被遥感灾、害遥感、其他方面。
第二章：
遥感的物理基础
1、电磁波：
在真空或物质中传播的交变电磁场，具有波动性和粒子性。
2、、电子波谱：
按照电磁波的波长的长短（或频率的大小），依次排列成的图表。
3、常用的遥感波段有：
紫外线、可见光、红外线、微波
紫外线：
波长范围，太阳辐射只有μm到达地面，能量较少；可探测的高度在2000m以下，目前多用于探测碳酸岩分布，油污染的监测，能提供土壤水份和作物病类信息。
可见光：
波长范围，人眼对该波段具有敏锐的分辨能力，是鉴别物质的主要波段。
遥感技术中主要用摄影和扫描方式接收和纪录地物对可见光的反射特征，是现在遥感中最常用的波段。
红外线：
波长范围μm，分为近红外（-3μm），中红外（3--6μm）、远红外（6--15μm）、超远红外（15--1000μm）。
近红外同可见光相似，常称为光红外，常用；中红外、远红外和超远红外时产生热感的原因，常称为热红外，常用的是3--15μm，如热污染、火山、火灾。
微波:
波长范围1mm---1m，分为毫米波、厘米波、分米波，也具有热辐射性质，波长较长，有一定穿透能力（云层、水体、土壤等），主要应用于雷达成像，不受天气影响，可进行全天候全天时遥感探测。
4、地物的反射光谱特性：
地物的反射率随入射波长变化的规律，叫地物的反射光谱。
按地物反射率与波长之间的关系绘成的曲线（横坐标为波长值，纵坐标为反射率）称为地物反射光谱曲线。
5、地物的发射光谱：
地物的发射率随波长变化的规律，称为地物的发射光谱。
地物发射率的不同是红外遥感技术的重要依据。
6、地物的光谱特性与遥感图像
色：
指目标地物在遥感影像上的颜色，包括色调、颜色和阴影。
形：
指目标地物在遥感影像上的形状，包括形状、纹理、大小、图形等。
位：
指目标地物在遥感影像上的空间位置，包括目标地物分布的空间位置、相关布局等。
7、大气窗口：
电磁波在大气中传输过程中吸收和散射很小，透射率很高的波段称为大气窗口。
8、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、季节-太阳高度角、探测时间、气象条件
9、四种典型地物的反射光谱曲线（图4-24）
第三章：
遥感数据特征
1、遥感数据的特征：
遥感数据具有多源性，即
多平台、多波段、多视场、多时相、多角度、多极化等，从这个意义上说，遥感数据是“多维的”。
这种多维性可以通过不同的分辨率和特性来度量和描述。
2、空间分辨率：
图像上能识别的最小地面距离或最小目标的大小。
3、光谱分辨率：
传感器在接受目标辐射的光谱时能分辨的最小波长间隔，间隔越小，分辨率越高。
4、辐射分辨率：
传感器接受波谱信号时，能分辨的最小辐射度差异，在遥感图像上表现为每一像元的辐射量化级。
5、时间分辨率：
指在同一区域进行的相邻两次遥感观测的最小时间间隔。
对轨道卫星，亦称覆盖周期。
时间间隔大，时间分辨率低，反之时间分辨率高。
6、可见光与色彩：
电磁辐射中能引起视觉反映的一定波长范围的波段称为可见光谱或可见辐射，简称光，色彩是可见光作用到人眼里，并刺激了色觉神经而产生的一种主观感觉。
可见光的波长范围一般为μｍ～μｍ。
不同的波长产生的色觉不同，如μｍ为红色、μｍ为黄色、μｍ为绿色、μｍ为蓝色。
可见光是不同波长可见辐射的混合，其颜色决定于进入人眼的可见光谱不同波长辐射的相对功率分布。
7、彩色的三要素：
色调、亮度、饱和度。
非彩色只有亮度的差别
8、
9、色彩的分解与还原：
分解：
在遥感技术应用方面，为了重新获得物体的天然彩色或进行假彩色合成，传感器需对反射上来的可见光、红外线等按预选的波段分别接受，成单色数据记录，得到的是分光光谱图像。
还原：
主要是指对遥感获取分光图像重新合成的逆过程。
即将分光底片通过滤光系统，并准确地套合，得到彩色图像的处理方法。
当还原显现的色彩与原地物一致时，称模拟真彩色合成。
不一致时成为假彩色合成。
第四章：
航空遥感
1、航空遥感：
航空遥感是以飞机、气球等飞行于大气层中的飞行器作为遥感平台的遥感。
（在飞行的机动性及空间分辨率方面通常优于卫星遥感）
2、航空遥感的特点：
3、航摄基本要求有那些
对飞行质量的要求
摄影比例尺（平均比例尺、主比例尺）：
航空像片比例尺分母的相对误差一般不超过5%。
像片倾角：
一般要求倾角不大于2°，最大不超过3°；
摄影航高：
同一航带内最大航高于最小航高之差不得大于30m，实际航高与设计航高之差不得大于50m，分区实际航高不超过预定的5%；
航向重叠、旁向重叠
像片旋偏角：
一般应小于6°，个别不大于8°，而且不允许连续三张像片超过6°；
航带弯曲：
弯曲度一般规定不得超过3％。
航片质量：
摄影时间一般在上午九时至下午四时之间
4、中心投影：
若空间任意点与某一固定点连成的直线或其延长线被一平面所截，则直线与平面的交点称为空间点的中心投影。
中心投影的特点：
点和曲线依然是点和曲线，线有可能是点和线。
5、航片的判读标志
框标：
像片四边中部的黑色箭头（或在四角隅的“×”标志），对称的两个框标连线的交点为象片中心点，通常与象主点重合。
时钟：
记录本张象片的拍摄时刻。
水准器：
水准气泡位置说明本张象片摄影时光轴的倾斜情况。
水准气泡居中时为水平。
水准器为同心圆，每圈为1°（或°），读数从中心算起。
压平线：
像片四边“井”字形直线叫压平线，其弯曲度说明摄影时感光胶片未压平而产生的影像变形情况。
像片编号：
表示航摄区的位置、摄影时间、本张像片在整个图幅及本条航线内的顺序。
6、判读方法及要领
方法：
直接判读法、对比分析法、信息复合法、综合推理法、地理相关分析法
要领：
居民点：
城市居民点房屋稠密，面积较大，建筑物排列整齐，能判读建筑物的形状。
高度和周边环境；农村居民点小而分散，有农田包围，能判读居民地的外形和面积及通向居民地的道路；
道路网：
线状分布，色调较亮；
水系：
河流的界限明显，弯曲自然、宽窄不一的条带状；
图外到图内、整体到局部、宏观到微观、已知到未知。
水系、流域>植被、农田、城镇、居民点>交通网>细部特征。
黑白像片识别与判读的规律是：
可见光范围内反射率高的地物，在航空像片（正片）上呈现淡白色调，反射率低的地物，在像片上呈现暗灰色调，
7、目视判读的一般程序
了解影像辅助信息分析已知专业资料建立判读标志预判读地面实况调查
详细判读类型转绘与制图
第五章：
航天遥感
1、卫星轨道的类型
地球同步轨道：
运行周期与地球自转周期相同（其中的静止轨道，倾角为零，距地球赤道上空35786km，地球同步轨道有无数条，而地球静止轨道只有一条）（通讯卫星、广播卫星、气象卫星）
太阳同步轨道：
轨道平面绕地球自转轴旋转，旋转方向与地球公转方向相同，旋转角速度等于地球公转角速度，特点：
相同方向经过同一纬度的当地时间相同。
（地球资源卫星）
极轨轨道：
倾角为90o轨道，观察范围最大，可获得全球资料，静止轨道，可获得赤道附近小于三分之一的资料。
（气象卫星、地球资源卫星、侦察卫星）
2、航天遥感的特点
范围大、宏观性；周期性、动态性；多谱段识别多种地物；成图快；收集资料方便，不受地形限制。
3、TM各波段参数及其遥感意义
：
~μm，蓝波段；对水体的穿透力强，对叶绿素与叶色素浓度反映敏感，有助于判别水深、水中叶绿素分布、沿岸水和近海水域制图等；
：
~μm，绿波段；在两个叶绿素吸收带间，相应于健康植物的绿色；对健康茂盛植物反映敏感，对水的穿透力较强；
：
~μm，红波段；为叶绿素的主要吸收波段；反映不同植物的叶绿素吸收、植物健康状况，用于区分植物种类与植物覆盖度；
：
~μm，近红外波段；对绿色植物类别差异最敏感，用于生物量调查、作物长势测定、进行农作物估产等。
：
~μm，中红外波段；处于水的吸收带（~μm）内，反映含水量敏感，用于土壤湿度、植物含水量调查、水分状况、地质研究，作物长势分析等，提高区分不同作物类型的能力，易于区分云、冰与雪。
：
~μm，热红外波段；在这个波段来自表面发射的辐射量，按照发射能力和温度（表面）测定，根据辐射响应的差别，区分农、林覆盖类型，辨别表面湿度、水体、岩石以及监测与人类活动的热特征，进行热测量与制图，对于植物分类和估算收成很有用。
：
~μm，近红外波段；处于水的强吸收带，为探测岩石发射光谱特性而选择的，用于城市土地利用与制图，岩石光谱反射及地质探矿与地质制图，特别是热夜变岩页环的制图。
4、SPOT卫星由瑞典、比利时等国家参加，法国国家空间研究中心（CNES）设计制造。
波段
波长（μｍ）
分辨率
用途
XS1
绿色
20m
位于植被叶绿素光谱反射曲线最大值的波长附近，对植被识别有利，同时位于水体最小衰减值的长波一边，能探测水的混浊度和10-20米的水深。
XS2
红色
20m
位于叶绿素吸收带，为可见光最佳波段，用于识别作物、裸露土壤和岩石表面状况。
XS3
近红外
20m
能很好地穿透大气，植被表现得特明亮，水体表现很暗。
SPOT1-4:
较高的地面分辨率，SPOT5:
极高的地面分辨率。
5、CBERS中巴地球资源卫星是1988年中国和巴西两国政府联合议定书批准，在中国资源一号原方案基础上，由中、巴两国共同投资，联合研制的卫星（代号CBERS）。
并规定CBRES投入运行后，由两国共同使用。
CBERS-01/02
CBERS-02B
CBERS-03/04
HJ-1A/1B
HJ-1C
轨道类型
太阳同步回归轨道
轨道高度
778km
778km
778km
650km
500km
轨道倾角
°
°
°
°
°
轨道回归周期
26天
26天
26天
31天
31天
降交点（地方时）
10:
30AM
10:
30AM
10:
30AM
10:
30AM
6:
00AM
第六章：
图像的增强处理
1、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。
包括对原始图像复原的恢复处理；为使图像更加清晰，目标地物更为突出明显，便于信息提取和识别的增强处理；以及进行自动识别和信息提取的分类处理。
图像恢复：
是指借助某些方法,改正成像过程中因仪器性能弱点和大气干扰等因素所导致的误差,并期望使图像失真缩小到最低程度。
图像增强：
是指利用光学仪器或电子计算机等手段,改变图像的表现形式和影像特征,使图像变得更加清晰可判,目标物更加突出易辨。
图像分类：
则是通过电子计算机对遥感图像上的目标进行自动识别和类型划分，直接得到解译结果。
2、直方图的概念及其与图像的关系
直方图：
图像的灰度级（亮度值）的统计分布图，模拟灰度级（亮度值）的分布函数，横坐标表示亮度值，纵坐标表示每个亮度所包含的像元数。
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。
小结：
图像直方图是描述图像质量的可视化图表。
在图像处理中，可以通过调整图像直方图的形态，改善图像显示的质量，以达到图像增强的目的。
3、图像增强的方法
反差增强：
指调整影像反差，增大对比度的方法。
边缘增强：
在边缘处产生附加（额外）的亮度变化率，以适应人眼的视觉特征，使边缘得到突出。
图像运算：
两幅或多幅单波段影像，完成空间配准后，通过一系列运算，可以实现图像增强，达到提取某些信息或去掉某些不必要信息的目的。
辐射校正：
是指对由于外界因素，数据获取和传输系统产生的系统的、随机的辐射失真或畸变进行的校正，消除或改正因辐射误差而引起影像畸变的过程。
1、世界是由物质构成的。
我们身边的书、橡皮、电灯、大树、动物、植物包括我们自己都是由物质构成的。
多光谱变换：
针对多光谱影象存在的一定程度上的相关性以及数据冗余现象，通过函数变换，达到保留主要信息，降低数据量,增强或提取有用信息目的的方法。
第七章：
图像分类处理
1、遥感图像计算机分类的概念和原理
5、铁生锈变成了铁锈，这是一种化学变化。
水分和氧气是使铁生锈的原因。
概念：
:
以遥感数字图像为研究对象，在计算机系统支持下，综合运用地学分析、遥感图像处理、地理信息系统、模式识别与人工智能技术，实现地学专题信息的智能化获取；
9、在17世纪，人们发现把两个凸透镜组合起来明显提高了放大能力，这就是早期的显微镜。
原理：
遥感图像分类的主要依据是同类地物的光谱相似性和异类地物的光谱差异性。
图像分类的实际上是将图像上的每个像元点或区域归属于若干个地物类别中的一类，或若干个专题要素中的一种，完成图像数据从二维灰度空间转换到目标模式空间的工作。
分类的结果是将图像空间划分为若干个子空间，每个子区域代表一种实际的地物。
2、监督分类、非监督分类的概念、区别
监督分类：
选择具有代表性的典型实验区或训练区，用训练区中已知地面各类地物样本的光谱特性来“训练”计算机，获得识别各类地物的判别函数或模式，并以此对未知地区的像元进行分类处理，分别归入到已知的类别中。
6、蚜虫是黄色的，在植物的嫩枝上吸食汁液，每个蚜虫只有针眼般大小，在10倍放大镜下我们可以看清它们的肢体。
非监督分类：
纯粹依靠不同光谱数据组合在统计上的差别来进行分类，事后再对已分出各类的地物属性进行确认的过程。
在铁制品表面涂上油漆或菜油，用完铁制品后擦干放在干燥的地方等。
监督分类和非监督分类的区别：
20、在水中生活着许我微生物，常见的有草履虫、变形虫、喇叭虫、眼虫、团藻等。
根本区别在于是否利用训练场地来获取先验的类别知识。
答：
放大镜的中间厚，边缘薄，光线在透过放大镜时会产生折射，因此会把物图像放大。
监督分类的关键是选择训练场地。
训练场地要有代表性，样本数目要能够满足分类要求。
此为监督分类的不足之处。
非监督分类不需要更多的先验知识，据地物的光谱统计特性进行分类。
当两地物类型对应的光谱特征差异很小时，分类效果不如监督分类效果好。
一、填空：
3、遥感制图的要素和制图过程
一、填空：
制图要素：
遥感影像、栅格数据、矢量图层、统计图表、注记、图例、比例尺、经纬网、指北针、图名、图框
遥感影像地图的制作过程：
选择信息源影像几何纠正和镶嵌影像辐射纠正与图像增强处理图像识别和分类符号、注记层数据准备图面设计：
页面尺寸、制图区、图例位置、大小布局等添加影像和制图要素编辑和调整制图要素制图输出
第八章：
图像的校正处理
1、几何校正、镶嵌、配准、融合的概念
几何校正：
消除遥感图像中的平移、缩放、旋转、偏扭、弯曲及其他变形的过程称为几何校正；
影像镶嵌：
是将两幅或多幅影像拼在一起，构成一幅整体影像的技术过程。
影像配准：
是将同一地区的不同特性的相关影像（如不同传感器，不同日期，不同波段或传感器在不同位置获取的同一地区地物）在几何上互相匹配，即实现影像与影像间地理坐标及像元空间分辨率上的统一；
将不同类型传感器获得的同一地区的数据进行空间配准后，将各数据中的优势或互补性有机结合起来产生新数据的技术过程。
融合：
是由分散信息到信息富集的综合过程。
经过融合后的信息比直接从原来各信息源获得的信息更简洁、更少冗余、更有用途。
2、几何校正过程中控制点选取的原则、方法、要求
选取原则：
均匀分布、特征明显、足够数量
选取方法：
固定的地形地物交叉点对角线选取->棋盘方式加密->蛇形加密（主城区和山区）
选取要求：
选择控制点时，注意控制点的数目，太少则几何纠正精度不够，太大则计算量太大，控制点的数量：
每景宜在20-30个。
第九章：
土地遥感
1、遥感土地调查的概念、程序
2.1概念：
运用遥感技术，对一定区域内的土地资源的数量、质量、分布和利用状况及变化规律的调查。
（需辅以常规调查方法！
）
程序：
1、准备工作2、野外概查3、室内预判4、外业调绘5、内业转绘6、土地面积量算7、成果整理8、检查验收
2、不同的土地利用类型在遥感影像上的表现详见P267
3、土地利用动态遥感监测的概念：
指利用遥感技术，对土地资源类型、质量、数量、社会经济属性以及土地利用的动态变化规律和特征，进行系统研究的过程。
4、土地利用动态遥感监测的技术流程：
1、多元数据的选取2、数据预处理3、变化信息提取及变化类型确定4、外业核查5、变化信息后处理6、监测精度评定7、监测成果的整理与提交8、检查验收
第十章：
土壤遥感
1、不同的地貌类型在遥感影像上的特征
平原在一个较大范围内呈平面形态，受光均匀，故无明显的受光面与背光面之分，在卫星图像上表现为较均一的色调，并常伴有水系形成的花纹，耕地形成的色斑以及不同色调的城镇。
山地：
由于地面起伏不平，有以岭脊为界的阴阳坡,故光的反射强度有明显差异，影像上阳坡为浅色调，阴坡为深色调。
山越高，切割越深，色调的差异越大。
脊线较宽平、色调差异小的，则山势比较平缓。
丘陵是介于平原和山地的过渡地带，在影像上山地多分布于山地的边缘或呈小面积独立成片存在。
2、土壤遥感解译的概念和基本方法
概念：
根据航片、卫片上各种地物的光谱信息、影像特征和分布规律，做出对该地物的性质和数量的辨认，综合分析成土因素、土壤景观要素、成土过程，从而对土壤类型、分布规律和土壤界线做出判断的过程，称为土壤遥感解译。
基本方法：
成土因素分析法、图型分析法、景观分析法。
一般情况下，最好首先使用景观分析法以确定景观结构和景观单元，而对卫片来说则先进行地形图分析，然后可用详细的因素分析方法研究调查地区的土壤形成规律，最后运用图型分析法来绘制该地区其余部分的土壤图
3、通用土壤流失方程
方程式：
E=R·K·S·L·C·P（E为土壤流失量，R为降雨量，K为土壤抗蚀性，S为坡度，L为坡长，C为植被覆盖或土地利用状况，P为土壤保持措施。
除R因子外，其他因素都可以利用影像进行提取。
）
4、土壤遥感调查：
就是利用遥感技术对成土因素、土壤景观进行调查，分析研究成土过程、土壤分布规律和动态变化规律，确定土壤类型及其特征特性，并测绘土壤分布图和进行面积量算的整个过程。
第十一章：
农业遥感
1、农业遥感估产的原理
应用遥感卫星多光谱扫描资料和电子计算机图象自动识别，从不同区域、不同土壤的农作物地域中，对主要农作物进行识别和分类;
、使用由遥感卫星多光谱资料的分类所获得的农作物解译资料，来估测农作物例如小麦、玉米、水稻等的种植面积;
精确、及时地对由遥感卫星多光谱资料获得的农作物面积以及长势进行估测，同时根据地面实况及历年统计资料、气象卫星所获得的地面降雨与温度等资料进行农作物单产估测，最后进行整个农作物的总产量或增产减产的估测。
2、主要植被指数的含义
植被指数：
是最为普遍用来反映绿色植物生长状况和分布的特征指数,
各种植被指数无论如何变化，都利用了绿色植物在红光区是吸收带而在近红外光区是高反射的特性。
所以把红光和红外波段的不同组合统被称为植被指数。
比值植被指数：
近红外波段亮度值和红波段亮度值之比；
归一化植被指数：
近红外波段与可见光波段亮度值之差与这两个波段亮度值之和的比值；
差值植被指数又称环境植被指数：
被定义为近红外波段与可见光红波段数值之差。
3、遥感在水资源调查中的主要应用
水域界线的确定水温的探测水深的探测水污染遥感监测遥感洪涝灾害监测
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