导图社区 遥感概论重点
遥感概论的所有章节,遥感是应用探测仪器,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。
编辑于2024-01-06 20:52:50重点
第一章
遥感定义
遥感是应用探测仪器,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,
遥感系统
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
信息的应用
遥感类型
按遥感平台分
地面遥感
车载,手提或活动高架平台
航空遥感
飞机,气球
航天遥感
探测波段分
紫外遥感
可见光遥感
红外遥感
微波遥感
多波段遥感
按工作方式分
主动遥感和被动遥感
成像遥感和非成像遥感
应用领域
海洋遥感
陆地遥感
大气层遥感
资源遥感
水文遥感
特点
大面积同步观测
时效性
数据的综合性和可比性
经济性
局限性
第二章
电磁波
定义
这种变化的电场和磁场交替产生,以有限的速度由近及远 在空间内传播的过程称为电磁波。
特性
电磁波是典型的横波
在真空中以光速传播
f×λ=c
波粒二象性
电磁波谱
紫外波段0.01-0.4um
可见光波段0.38-0.76um
红外波段0.76-1000um
微波波段1um-1m
电磁辐射度量
辐射能量W
电磁辐射的能量,单位为焦耳(J)
辐射通量φ
单位时间内通过某一面积的辐射能量
辐射通量密度E
单位时间内通过单位面积的辐射能量
辐照度I
被辐射物体单位面积上所接收的辐射通量
辐射出射度M
辐射源物体表面单位面积上所辐 射出的辐射通量
辐射亮度L
用来确定面辐射源的辐射强度,具有 方向性。指辐射源在某一方向的单位投影表面在 单位立体角内的辐射通量
绝对黑体
定义
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
普朗克公式
斯特潘-玻尔兹曼定律
能量与温度
绝对黑体的总辐射出射度与黑体温度的四次方成正比
温度越高,辐射出射度越高
维恩位移定律
温度与波长
当物体温度一定时,物体在某波长上的辐射量最大。
随着物体温度升高,物体辐射量最大的电磁波波长向短 波方向移动,这就是位移的含义。
如果辐射最大值落在可见光波段,物体的颜色会随着温 度的升高而变化:波长逐渐变短,颜色由红色逐渐变蓝。
基尔霍夫定律
发射率=吸收率
太阳常数
指不受大气影响,在距离太阳一个天文单位内,垂直于太阳光辐射的方向上,单位面积单位时间 黑体所接收的太阳辐射能量。太阳常数可以认为是大气顶端接收的太阳能量。
大气
垂直分层
对流层
平流层
臭氧层
电离层
中间层
热层
散逸层
外层大气
大气对辐射的影响
大气窗口:通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或 散射的,透过率高的波段称为大气窗口。
0.3-1.3um紫外,可见光,近红外波段
1.5-1.8um和2.0-3.5um近,中红外
3.5-5.5um中红外
8.0-14.0um远红外窗口
0.8-2.5um微波窗口
大气散射
定义
散射,是辐射在传播过程中遇到大气分子和其它微粒而使传播方向改变,并向各个方向散开。
类型
瑞利散射
大气粒子的直径d远小于电磁波波长时, 主要是大气中的原子和分子引起的,如O、N、CO2等
散射强度与波长的四次方成反比。波长越短,散射越强, 且前向散射和后向散射强度相同
主要影响的是可见光。天空呈蓝色,朝霞和夕阳呈橘红色
米氏散射
大气粒子的直径d近似等于电磁波波长时。 主要是悬浮粒子引起的,如尘埃、小水滴和气溶胶等。
它的散射强度与波长的二次方成反比。其前向散射大于后向散射,方向性比较明显
主要影响的是红外波段。如云雾的粒子与红外线的波长接近, 所以云雾对红外线的散射主要是米氏散射, 因此,潮湿天气米氏散射影响较大
无选择性散射
大气粒子的直径d远大于电磁波波长时
散射强度与波长无关。任何波长的散射强度相同。
云雾呈现白色
大气吸收
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。
大气折射和反射
大气折射:电磁波穿过大气层时,会产生传播方向的改变,即发生折射。
电磁波传播过程中,通过两种介质的交界面,会出现反射现象。
反射波谱
反射波谱曲线
根据地物反射率与波长之间的关系而绘成的曲线,以二维直角坐标系表示,横坐标是波长,纵坐标是反射率。
不同地物
植被
雪
水体
土壤
第三章
遥感平台分类
对比
太阳同步轨道
指卫星轨道面与太阳地球连线之间在黄道面内的夹角,不随地球绕太阳公转而改变。 卫星经过同一地点的地方时基本相同,
地球同步轨道
卫星公转的角速度和地球的自转角速度相等。卫 星轨道运行周期正好等于地球自转周期,且卫星 公转方向与地球自转方向相同,这样的卫星称地 球同步轨道卫星。
地面平台
遥感车、手提平台、地面观测台
航空平台
飞机、气球、其他航空器
航天平台
火箭,人造卫星、宇宙飞船,空间实验室、航天飞机
摄影成像
几何特征
像片的摄影
中心投影和垂直投影的区别
投影距离与焦距的影响
中心投影:投影距离不同,焦距不同,则像片的比例尺不同。
垂直投影:投影距离不同与像片的比例尺无关。(不存在焦距
投影面倾斜的影响
中心投影:投影面的倾斜造成各点的相对位置和形状的变化。
垂直投影:仅表现为比例尺有所放大。
地形起伏的影响
中心投影:地形起伏造成像点位移。
垂直投影:不存在像点位移。
中心投影的透视规律
点
点的像仍然是点。
直线
直线的像一般是直线。如果空间直线EF延长后通过投影中心,它的像则是一个点。
曲线
平面曲线的像一般是曲线。 当包含曲线的平面通过投影中心时,则该曲线的像是一条直线。 不在同一平面内的空间曲线的像在任何情况下都是曲线。
平面
平面的像一般是平面。只有当平面通过投影中心时,像为一条直线。
像片的比例尺
像点位移
空间分辨率
瞬时视场IFOV
定义
指遥感器内单个探测元件的观测视野。
计算
扫描成像
扫描成像逐点,逐行地以时序方式获取二维图像。
遥感图像特征
空间分辨率
定义
空间分辨率: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位
表现方法
像元
线对数
瞬时视场
计算
波谱分辨率
传感器在接收目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。
辐射分辨率
反映了传感器对电磁波探测的灵敏度。
时间分辨率
时间分辨率,对同一地点进行遥感采样的时间 间隔,即采样的时间频率,也称重访周期。
常见遥感卫星
陆地卫星
Landsat卫星 (美)
MSS 78
TM 30
ETM 15
SPOT卫星 (法)
HRV 10
HRG
HRS 立体成像
中巴地球资源卫星CBERS
CCD
IR-MSS
WFI
高空间分辨率遥感卫星
IKONOS数据
全色 1m分辨率,多光谱4m分辨率
QuickBird
微波遥感
定义
微波
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
能全天候、全天时工作 对某种地物具有特殊的波谱特性 对冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透能力 对海洋遥感具有特殊意义 分辨率较低,但特性明显
传感器(雷达)
距离分辨力
在脉冲发射的方向上,能分辨两个目标的最小距离。理论上等于脉冲宽度的一半。
方位分辨力
合成孔径侧视雷达
合成孔径侧视雷达的方位分辨力,只与天线的孔径D有关。
第四章
遥感图像的存储形式
BSQ
波段顺序
BIP
行交叉排列
BIL
像元顺序
辐射校正
定义
消除图像数据中依附在辐射亮度中的各种噪声的过程
过程
辐射定标
大气校正
太阳高度和地形校正
如何进行辐射校正
无大气影响时
有大气影响时
吸收和散射
程辐射
漫入射
几何校正
分类
几何粗校正
几何粗校正是针对引起畸变原因而进行的校正,这种畸变按照比较简单和相对固定的几何关系分布在图像中的,校正时只需将传感器原校准数据、遥感平台的位置以及卫星运行姿态等一系列测量数据代入理论校正公式即可。几何粗校正主要校正系统变
几何精校正
几何精校正是利用控制点进行的几何校正,它是用一种数学模型来近似描述遥感图像的几何畸变过程,并利用畸变的遥感图像与标准地图之间的一些对应点(即控制点(GC P))求得这个几何畸变模型,然后利用此模型进行几何畸变校正,这种校正不考虑畸变的具体形成原因,而只考虑如何利用畸变模型来校正遥感图像。
畸变来源
像元坐标变换和像元灰度值重采样
遥感器引起的畸变
外部因素
遥感平台位置和运动状态变化的影响
地形起伏的影响
地球表面曲率的影响
大气折射的影响
地球自转的影响
处理过程中
计算
最近邻法
双线性法
双线性内插法
三次卷积法
图像增强
方法
对比度变换
空间滤波
卷积
彩色变换
图像运算
多光谱变换
第五章
解译标志
直接解译标志
色调,颜色,形状,大小,阴影,纹理,图型,位置,相关布局
间接解译标志
目标地物与其相关指示特征
地物与环境的关系
目标地物与成像时间的关系
目视解译原则
先图外,后图内
先整体,后局部
勤对比,多分析
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
微波遥感
阴影
无回波区
热红外遥感
色调
地物亮度温度(最重要)
形状
地物大小
比实际尺寸要大
阴影
第六章
非监督分类
定义
没有先验类别(训练场地)作为样本的条件下, 即事先不知道类别特征,主要根据像元间相似度 的大小进行归类合并(即相似的像元归为一类)的方法。
方法
K-Means
ISODATA
监督分类
定义
选择具有代表性的典型实验区或训练区,用训练区 获得识别各类地物的判别函数和规则,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。
方法
最小距离分类
支持向量机
深度学习
精度评价
混淆矩阵
总精度
用户精度
生产者精度