遥感导论复习.docx

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遥感导论复习

遥感导论复习重点

第一章

1.遥感：

应用探测仪器,不与探测目标相接触,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。

2.遥感系统的基本构成:

被测目标的信息特征,信息的获取,信息的传输与记录,信息的处理和信息的应用五大部分。

传感器：

接收、记录目标物电磁波谱特征的仪器称为传感器。

3.遥感分类

按遥感平台：

地面、航空、航天、航宇.

按传感器的探测波段：

紫外、可见光、红外、微波、多波段。

按工作方式：

主动遥感和被动遥感；成像遥感和非成像遥感。

按遥感的应用领域分：

资源、环境、林业、渔业、农业、地质、气象、水文、城市、工程等。

4.遥感的特点:

1）大面积的同步观测2）时效性3）数据的综合性和可比性4）经济性5）局限性。

第二章

1.电磁波：

当电磁振荡进入空间，变化的磁场激发了涡旋电场，变化的电场又激发了涡旋磁场，使电磁振荡在空间传播。

其方向是由电磁振荡向各个不同方向传播的。

2.电磁波谱：

按照电磁波在真空中传播的波长和频率进行递增或递减排列形成一条连续的谱条。

3.辐射源：

任何物体都是辐射源。

不仅能够吸收其他物体对他的辐射，也能向外辐射。

绝对黑体：

如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收，则这个物体是绝对黑体。

黑体辐射规律：

1）绝对黑体的总辐射出射度与黑体温度的四次方成正比。

2）黑体辐射光谱中最强辐射的波长与黑体绝对温度成反比。

3）黑体温度越高，其曲线的峰顶就越往波长短的方向移动。

4.大气对辐射的吸收：

太阳辐射穿过大气层时，大气分子对电磁波的某些波段有吸收作用。

5.散射：

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，称散射。

6.瑞利散射：

当大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射。

其强度与波长的四次方成反比。

米氏散射相当时（二次方）

无选择性散射大得多

7.折射：

电磁波穿过大气层时，除发生吸收和散射外，还会出现传播方向的改变，即发生折射。

电磁波传播过程中，若通过两种介质的交界面，还会出现反射现象。

8.大气窗口：

把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的，通过率较高的波段称为大气窗口。

主要为紫外、可见光、近红外波段。

9.地球反射的分段特性

波长名称可见光与近红外中红外远红外

波长0.3~2.5微米2.5~6>6微米

辐射特性地表反射太阳辐射为主地表反射太阳辐射和自身的热辐射地表物体自身热辐射为主

10.反射率：

物体反射的反射能量Pp占总入射能量P.的百分比，称为反射率。

反射波谱：

地物反射率随波长的变化规律。

物体的反射：

镜面反射、漫反射、实际物体反射。

第三章

1.主要遥感平台：

航天平台、航空平台和地面平台

2.气象卫星的特点：

1〉轨道（低轨和高轨）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。

3.应用领域：

1〉天气分析和气象预报2气候研究和气候变迁的研究3〉资源环境其他领域

4.陆地卫星：

（1）陆地卫星（Landsat）、

（2）斯波特卫星（SPOT）、（3）中巴地球资源卫星（CBERS）、（4）其他陆地卫星：

美国的天空实验室、欧空局的空间实验室等。

5.海洋遥感的特点：

需要高空和空间的遥感平台，以进行大面积同步覆盖的观测；以微波为主；电磁波与激光、声波的结合是扩大海洋遥感探测手段的一条新路；海面实测资料的校正。

垂直摄影相片的几何特征：

像片的投影；像片的比例尺；像点的位移。

中心投影与垂直投影的区别：

投影距离的影响；投影面倾斜的影响；地形起伏的影响。

6.中心投影透视规律：

1〉地面物体是一个点，在中心投影上仍然是一个点。

如果有几个点同在一投影线上，它的影像便重叠成一个点2〉与像面平行的直线，在中心投影上仍然是直线，与地面目标的形状基本一致3〉平面上的曲线，在中心投影的像片上仍为曲线4〉面状物体的中心投影相对于各种线的投影的组合

像点位移规律：

1〉位移量与地形高差成正比2〉位移量与像主点的距离成正比3〉位移量与摄影高度成反比。

7.扫描成像：

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。

成像方式有三种：

（1）光/机扫描成像：

光/机扫描成像系统，一般在扫描仪的前方安装光学镜头，依靠机械转动装置使镜头摆动，形成对目标地物的逐点逐行扫描。

光机扫描的几何特征取决于它的瞬时视场角<扫描镜在一瞬时时间可以视为静止状态，此时接受到的目标地物的电磁波辐射限制在一个很小的角度内，称为瞬时视场角>和总视场角<扫描带的地面宽度称为总视场，从遥感平台到扫描带外侧所构成的夹角，叫总扫描角>。

（2）固体自扫描成像：

是用固定的探测元件，通过遥感平台的运动队目标地物进行扫描的一种成像方式。

（3）高光谱成像光谱扫描：

光谱仪成像时多采用扫描式或推帚式，可以收集200或200以上波段的数据，使得图像中的每一象元均得到连续的反射率曲线。

8.微波遥感是指通过微波传感器获取从目标地物发射或反射的微波辐射，经过判读处理来识别地物的技术。

特点是：

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能力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：

通过向目标地物发射微波并接收其后向散射信号来实现对地物观测的遥感方式。

传感器：

雷达、侧视雷达（距离分辨力、方位分辨力）。

9.遥感图像的特征：

遥感图像的空间分辨率：

指像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时市场。

图象的光谱分辨率：

波谱分辨率是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。

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。

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。

第四章

1.数字图像是指能够被计算机存储、处理和使用的图像。

最小单位是像元。

影响辐射强度的因素：

太阳辐射照射到地面的辐射强度；地物的光谱反射率。

2.辐射畸变：

在实际测量时，辐射强度值受到其他因素的影响而发生改变，这一改变的部分就是需要矫正的部分，故称之为辐射畸变。

辐射畸变产生的原因：

一是传感器仪器本身产生的误差；二是大气对辐射的影响

3.引起遥感影像变形的原因：

1〉遥感平台位置和运动状态变化的影响2〉地形起伏的影响3〉地球表面曲率的影响4〉大气折射的影响5〉地球自转的影响

4.几何矫正的基本思路：

校正前的图像，图像中象元点间所对应的地面距离并不相等，校正后的图像以地面为标准，符合某种投影的均匀分布，图像中格网的交点可以看作是象元的中心。

具体步骤：

1〉找到一种树关系，建立变换前图像坐标与变换后图像坐标的关系2〉计算每一点的亮度值。

矫正后亮度值的计算方法：

最近邻法，双向线性内插法和三次卷积内插法。

优缺点：

最近邻法简单易用，计算量小，但处理后图像的亮度具有不连续性，影响了精确度；双线性内插法精度明显提高，但会对图像起到平滑作用，使对比度明显的分界线变得模糊；三次卷积内插法图像质量很好，细节表现清楚，但计算量很大。

控制点的选取：

数目确定；选取原则<控制点的选取要以配准对象为依据、应选取图像上易分辨且较精细的特征点、特征变化大的地物多选>。

5.数字图像增强处理的主要方法：

对比度扩展、空间滤波、图像运算和多光谱变换。

其目的是都是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处理。

对比度变换：

通过改变图像像元的亮度值来改变图像像元对比度，从而改善图像质量的图像处理方法。

线性变换、非线性变换。

6.空间滤波是以重点突出图像上的某些特征为目的，通过象元与其周围相邻象元的关系，采用空间域中的邻域处理方法。

主要方法：

1〉图像卷积运算：

是在空间域上对图像作局部检测的运算，以实现平滑和锐化的目的。

2〉平滑：

采用平滑的方法可以减小变化，使亮度值平缓或去掉不必要的噪声点。

具体方法有均值平滑和中值滤波3〉锐化：

为了突出图像的边缘、现状目标或某些亮度变化率大的部分，可采用锐化的方法。

具体方法有罗伯特梯度、索伯尔梯度和拉普拉斯算法和定向检测

7.彩色变换的主要方法：

单波段彩色变换、多波段彩色变换和HLS变换。

单波段彩色变换：

单波段黑白遥感图像可按亮度分层，对每层赋予不同的色彩，使之成为一副彩色图像。

多波段彩色变换：

根据加色法彩色合成原理，选择遥感影像的某三个波段，分别赋予红绿蓝三种原色，就可以合成彩色影像。

HLS代表色调，明度和饱和度的色彩模式。

8.图像运算的类型：

差值运算、比值运算。

差值运算：

两幅同样行、列数的图像，对应像元的亮度值相减就是差值运算。

比值运算：

相除（除数不为0）。

作用：

差值运算有利于目标与背景反差较小的信息提取，还可研究同一地区不同时相的动态变化；比值运算可以检测波段的斜率信息并加以扩展，以突出不同波段间地物光谱的差异，提高对比度，对去除地形影响也十分有效。

9.多源信息符合：

将多种遥感平台，多时相遥感数据之间以及遥感数据与非遥感数据之间的信息组合匹配的技术。

复合后的图像数据将更有利于综合分析。

（1）不同传感器的遥感数据复合步骤：

配准、复合；

（2）不同时相的遥感数据复合步骤：

配准、直方图调整、复合。

遥感数据域非遥感数据的复合

步骤：

（1）地理数据的网格化；

（2）最优遥感数据的选取；（3）配准复合。

第五章

1.遥感图像目视解译的概念：

它指专业人员通过直接观察或借助辅助判读仪器在遥感图像上获取目标地物信息的过程。

遥感图像计算机解译：

以计算机系统为支撑环境，利用模式识别技术与人工智能技术相结合，根据遥感图像中目标地物的各种影像特征，结合专家知识库中目标地物的解译经验和成像规律等知识进行分析和推理，实现对遥感图像的理解，完成对遥感图像的解译。

2.目标地物特征：

色（色调、颜色、阴影）；形（形状、纹理、大小、图形）；位（目标地物的空间位置、相关布局）。

遥感图像目标地物识别特征：

色调，颜色，阴影，形状，纹理，大小，位置，图型，相关布局。

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。

3.遥感影像目视解译方法：

是指根据遥感影像目视解译标志和解译经验，识别目标地物的方法和技巧。

常用方法：

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。

步骤：

目视解译准备工作阶段，初步解译与判读区的野外考察，野外验证与判断，目视解译成果的转绘与制图。

4.遥感影像地图与影像图和普通地图相比的优点：

遥感影像地图具有丰富的地面信息，内容层次分明，图面清晰易读，充分表现出影像与地图的双重优势。

其发展趋势：

电子影像地图，多媒体影像地图，立体全息影像地图。

遥感影像地图的特点：

1〉丰富的信息量2〉直观形象性3〉具有一定的数学基础4〉现势性强。

5.计算机辅助遥感制图是在计算机系统支持下，根据地图制图原理，应用数字图像处理技术和数字地图编辑加工技术，实现遥感影像地图制作和成果表现的技术方法。

基本步骤：

（1）遥感影像信息选取与数字化；

（2）地理基础底图的选取与数字化；（3）遥感影像几何纠正与图像处理；（4）遥感影像镶嵌于地理基础底图拼接；（5）地理基础底图与遥感影像复合；（6）符号注记图层生成；（7）影像地图图面配置；（8）遥感影像地图制作与印刷。

第六章

1.遥感数字图像计算机解译：

以遥感数字图像为研究对象，在计算机系统的支持下，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。

遥感数字图像是以数字形式表示的遥感图像。

最小单位是像素，像素具有空间特征和属性特征。

2.遥感数字图像的特点：

便于计算机处理和分析，图像信息损失低，抽象性强。

遥感数字图像的分类：

单波段数字图像，彩色数字图像，多波段数字图像。

3.航空相片的数字化的过程：

空间采样、属性量化。

4.遥感数字图像的基础工作是遥感数字图像的计算机分类，其依赖的理论方法是统计模式识别。

遥感图像分类的主要依据是地物的光谱特征，遥感图像计算机分类的主要依据是遥感图像像素的相似度，在分类过程中常使用距离和相关系数来衡量相似度。

5.监督分类和非监督分类的根本区别点在于是否利用训练场地获取先验的类别知识。

监督分类根据训练场提供的样本选择特性参数,建立判别函数,对待分类电进行分类.因此,训练场地的选择是监督分类的关键。

非监督分类不需要更多的先验知识,它根据地物的光谱统计特性进行分类.因此,非监督分类方法简单,且分类具有一定的精度.当光谱特征类能够和唯一的地物类型相对应时,非监督分类可取的较好的分类效果.当两个地物类型对应的光谱特征类差异很小时,非监督分类效果不如监督分类效果好。

监督分类：

首先需要从研究区域选取有代表性的训练场地作为样本,根据已知训练区提供的样本,通过选择特征参数,建立判别函数,据此对样本像元进行分类,依据样本类别的特征来识别非样本像元的归属类别。

6.遥感图像解译专家系统是模式识别与人工智能技术相结合的产物。

它用于模式识别方法获取地物多种特征，为专家系统解译遥感图像提供证据，同时应用人工智能技术，运用遥感图像解译专家的经验和方法，模拟遥感图像目视解译的具体思维过程，进行遥感图像解译。

遥感图像解译专家系统的组成：

图像处理与特征提取子系统；遥感图像解译知识获取系统；狭义的遥感图像解译专家系统。

7.计算机解译的主要技术发展趋势：

（1）抽取遥感图像多种特征并综合利用这些特征进行识别；

（2）逐步完成GIS各种专题数据库的建设，利用GIS数据减少自动解译中的不确定性；（3）建立适用于遥感图像自动解译的专家系统，提高自动解译的灵活性；（4）模式识别与专家系统相结合；（5）计算机解译新方法的应用。