浙江工商大学遥感导论期末复习资料.

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1、一、遥感的概念 广义遥感，泛指一切无接触的远距离探测。包括对电磁波（光、热、无线电等）、力（重力、磁力等）、声波、地震波的探测。 遥感：通过探测仪器（遥感器这类对电磁波敏感的仪器），在远离目标和非接触目标物条件下探测目标地物，记录目标的反射、发射或散射等电磁波信息，进行处理、分析，揭示物体特征性质及其变化的一门科学和技术。二、遥感系统 遥感信息源目标的电磁波特性 信息的获取 遥感数据的传输与接收 遥感图像处理 遥感信息提取与分析三、遥感的类型 按遥感平台分：地面遥感：传感器设置于地面平台，为航空和航天遥感 作校准和辅助工作。航空遥感：传感器设置于航空器，主要是飞机和气球。航天遥感：传感器设置于

2、航天器，如人造地球卫星、航天飞机、空间站。80km以上的平台。航宇遥感：传感器设置于星际飞船上，探测地月系统外的目标。四、遥感的特点 大面积同步观测 时效性 数据具有综合性和可比性 较高的经济效益与社会效益 一定局限性第一节 电磁波谱与电磁辐射6、遥感应用的电磁波波谱段紫外线（较少用）：波长范围为0.010.38m，太阳光谱中，只有0.30.38m波长的光到达地面，对油污染敏感，但探测高度在2000 m以下。可见光：波长范围：0.380.76m，人眼对可见光有敏锐的感觉，是遥感技术应用中的重要波段。红外线：波长范围为0.761000m，根据性质分为近红外、中红外、远红外。微波：波长范围为1 m

3、m1 m，穿透性好，不受云雾的影响。第二节 太阳辐射及大气对辐射的影响一、太阳辐射二、大气的层次与成分三、大气吸收四、大气散射五、大气窗口及透射分析太阳辐射背景值分析大气作用第二节 太阳辐射及大气对辐射的影响三、大气的吸收 太阳辐射穿过大气层时，大气分子对太阳辐射有选择性地吸收，引起某些波段太阳辐射强度的衰减。 电子跃迁电子分层分布、各层电子激发或电离，其能量有变化；产生紫外和可见光的辐射和吸收。 原子振动原子偏离原来平衡位置的微小位移；产生近红外辐射和吸收。 分子转动原子通过化学键连接组成分子，改变键角、伸长、收缩旋转等不同方向的运动，均辐射或吸收不同的能量。产生微波和远红外的辐射和吸收。

4、大气中有三种气体对太阳辐射能的吸收最有效，分别为臭氧（O3）、二氧化碳（ CO2 ）和水汽（ H2O ）。第二节 太阳辐射及大气对辐射的影响四、大气散射散射：电磁波与物质相互作用后电磁波偏离原来的传散射：电磁波与物质相互作用后电磁波偏离原来的传播方向，并向各方向散开的现象。与吸收作用不同，播方向，并向各方向散开的现象。与吸收作用不同，只改变传播方向，不能转变为内能。只改变传播方向，不能转变为内能。对遥感图像来说，降低了传感器接收数据的质量，造对遥感图像来说，降低了传感器接收数据的质量，造成图像模糊不清。成图像模糊不清。大气发生的散射主要有三种：大气发生的散射主要有三种： 瑞利散射：瑞利散射：d

5、 d 第二节 太阳辐射及大气对辐射的影响散射类型粒径要求引发物质影响波段散射强度与波长关系散射方向发生高度对遥感数据的影响瑞利散射d d 云、雾、水滴同等散射可见光。与波长无关第二节 太阳辐射及大气对辐射的影响 折射现象： 电磁波穿过大气层时出现传播方向的改变，大气密度越大折射率越大。 反射现象： 电磁波传播过程中，通过两种介质的交界面时会出现反射现象。反射现象主要发生在云顶。第二节 太阳辐射及大气对辐射的影响大气窗口大气窗口波段波段透射率透射率/%/%应用举例应用举例紫外可见光紫外可见光近红外近红外0.30.31.3 m1.3 m9090TM1-4TM1-4、SPOTSPOT的的HRVHRV

6、近红外近红外1.51.51.8 m1.8 m8080TM5TM5近近- -中红外中红外2.02.03.5 m3.5 m8080TM7TM7中红外中红外3.53.55.5 m5.5 mNOAANOAA的的AVHRRAVHRR远红外远红外8 814 m14 m60607070TM6TM6微波微波0.80.82.5cm2.5cm100100RadarsatRadarsat第三节 地球的辐射与地物波谱波段名称波段名称紫外、可见紫外、可见光与近红外光与近红外中红外中红外远红外远红外波长波长0.30.32.5 2.5 mm2.5 2.5 6m6m6m6m辐射特性辐射特性地表反射太地表反射太阳辐射为主阳辐射

7、为主地表反射地表反射太阳辐射太阳辐射和自身的和自身的热辐射热辐射地表物体自地表物体自身热辐射为身热辐射为主主第三节 地球的辐射与地物波谱以可见光谱为例：雪在蓝光0.49m处有峰值，蓝、绿、红谱段反射率均较高；蓝白小麦在绿光0.54m附近有个峰值；绿色沙漠在橙光0.6m附近有个峰值；浅黄湿地反射较弱呈暗灰色。第三节 地球的辐射与地物波谱可见光谱段内，植物的光谱特性主要受叶的各种色素的支配。叶绿素在0.45m、0.67m处有两个吸收谷。在两个吸收谷之间（0.54m）处，吸收相对减少，形成绿色反射峰（10%-20%）。在近红外谱段内，植物的光谱特征取决于叶片内部的细胞结构。0.74-1.3m的高反射

8、带。短波红外谱段内（1.3m以外），植物的光谱特性受叶子总含水量的控制。受到以1.4m、1.9m、2.7m为中心的水吸收带的控制。第三节 地球的辐射与地物波谱可见光波段，由于叶子色素的变化，反射率变化明显，差异显著。近红外波段，叶片的细胞结构变化不大，所以反射率差异小。第三节 地球的辐射与地物波谱纯净水体的反射主要在可见光中的蓝绿波段，可见光其他波段反射很低，在近红外和中红外波段纯净的自然水体的反射率很低，几乎趋近于零。水中含有泥沙时，由于泥沙散射，可见光波段反射率会增加，峰值出现在黄红区。第三节 地球的辐射与地物波谱 当叶绿素浓度增加时，可见光的蓝光部分的光谱反射率明显下降，但绿光部分的反射

9、率则上升。第三节 地球的辐射与地物波谱第三节 地球的辐射与地物波谱 红树林（红树林（Mangrove）指生长在热带、亚热）指生长在热带、亚热带低能海岸潮间带上部，受周期性潮水浸带低能海岸潮间带上部，受周期性潮水浸淹，以红树植物为主体的常绿灌木或乔木淹，以红树植物为主体的常绿灌木或乔木组成的潮滩湿地木本生物群落。组成的物组成的潮滩湿地木本生物群落。组成的物种包括草本、藤本红树。它生长于陆地与种包括草本、藤本红树。它生长于陆地与海洋交界带的滩涂浅滩，是陆地向海洋过海洋交界带的滩涂浅滩，是陆地向海洋过度的特殊生态系。度的特殊生态系。 第二节 摄影成像 一、遥感器的组成第三节 扫描成像 扫描成像是依靠

10、探测元件和扫描镜对目标地物以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的信息，形成一定谱段的图像。地物电磁辐射特性的信息，形成一定谱段的图像。传统摄影成像系统与扫描成像系统对比分析类型类型成像原理成像原理记录方式记录方式传输方传输方式式存储介存储介质质缺点缺点优点优点摄影摄影成像成像系统系统透镜收集透镜收集电磁波，电磁波，并聚焦到并聚焦到胶片胶片通过感光通过感光乳胶片的乳胶片的光化学反光化学反映记录数映记录数据。据。回收胶回收胶片为主片为主感光乳感光乳胶片胶片乳胶片性质不稳定。乳胶片性质

11、不稳定。图象存储、图象存储、 传输和处传输和处理都不方便。理都不方便。空间分辨空间分辨率高、视率高、视场角大、场角大、几何完整几何完整性好利于性好利于精确测量精确测量分析。分析。扫描扫描成像成像系统系统光电成像，光电成像，收集到的收集到的电磁波能电磁波能量通过探量通过探测器转变测器转变成电压差。成电压差。将电压差将电压差经过模数经过模数变换变为变换变为亮度值存亮度值存储数据。储数据。通过输通过输出电信出电信号传输号传输到地面。到地面。磁带、磁带、磁盘、磁盘、光盘光盘与摄影成像对比扫描与摄影成像对比扫描成像系统成本高、几成像系统成本高、几何完整性差，空间分何完整性差，空间分辨率低。辨率低。可以迅