遥感终结版.doc

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1、遥感:是一种远离目标,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取其特征信息,然后对其所获取的信息进行提取、判定、加工处理及应用分析的综合性技术。遥感技术系统:是一个从地面到空中,乃至空间,从信息收集、存储、处理到分析判读和应用的完整技术系统遥感技术系统的组成 信息源;信息的获取;信息的记录和传输;信息的处理;信息的应用遥感探测的特点:1、 宏观观测,大范围获取数据资料2、动态监测,快速更新监控范围数据3、 技术手段多样,可获取海量信息4、应用领域广泛,经济效益高遥感卫星地面站:是一个复杂的高技术系统,它的任务是接受、处理、存档和分发各类遥感卫星数据,并进行卫星接收方式、数据

2、处理方法及相关技术的研究,其生产运行系统主要包括接收站、数据处理中心和光学处理中心。遥感的分类:1、 按遥感平台分:地面遥感、 航空遥感 、航天遥感 。2、 按传感器探测波段分类:紫外遥感(0.05-0.38m);可见光遥感(0.38-0.76m); 红外遥感(0.76-1000m);微波遥感(1mm-10m)。3、 按传感器工作方式分类:被动遥感,主动遥感 被动遥感:传感器不向目标发射电磁波,仅被动接收目标物的自身发射和对自然辐射源的反射能量 主动遥感:传感器主动发射一定电磁波能量,并接收目标的后向散射信号4、按遥感资料的获取方式分类:成像遥感、非成像遥感5、按波段宽度及波普的连续性分类:高

3、光谱遥感、常规遥感6、按应用领域不同分类:环境遥感、城市、农业、海洋、地质、气象、军事遥感等。当前遥感发展的主要现状和趋势1、 多分辨率多遥感平台并存,空间分辨率、时间分辨率及光谱分辨率普遍提高2、 新型传感器不断涌现,微波遥感、高光谱遥感迅速发展3、 遥感的综合应用不断深化 4、商业遥感时代的到来举例说明“3S”集成系统中各子系统的作用:GIS:在“3S”技术中具有采集、存储、管理、分析和描述整个或部分地球上与空间和地理分布有关的数据的作用。 GPS:精确的定位能力、准确定时及测速能力、提供实时定位技术RS:GIS数据库的数据源电磁波:电磁场在空间以一定速度的传播。也称电磁辐射(1887年由

4、赫兹试验证实)电磁波的性质:1在真空中以光速传播2、反射、吸收、透射现象3、散射;4、偏振电磁波谱:按照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。电磁波波谱区间主要分为几段?其中遥感探测利用最多的是什么波段?分析原因?以波长为界:无线电波1m:长波3000m以上;中波和短波10-3000m;超短波1-10m。微波:1mm-1m红外波段:0.76-1000um:超远红外波段15-1000um;远红外6-15um;中红外3-6um;近红外0.76-3um可见光0.38-0.76um:红0.62-0.76um;橙0.59-0.62um;黄0.56-0.59uum;绿0.50-0.5

5、6um;青0.47-0.50um;蓝0.43-0.47um;紫0.38-0.43um 紫外波段10-33.8*10-1 um X射线10-610-3um 射线10-6um 遥感技术中较多使用可见光、红外和微波波谱区间。太阳光是地球的光源,可见光部分可以被人眼观察到,所以在遥感探测中使用非常广泛。红外区间探测不可见的辐射信息,远红外区间可以探测热辐射,扩大了遥感的应用。而微波辐射的探测更可以称为全天候探测,不受白天黑夜和天气状况的影响,在遥感研究中应用前景广泛。电磁波谱:不同点:传播的方向性、穿透性、可见性、颜色不同。 共性:传播速度相同; 遵守相同的反射、折射、透射、吸收和散射定律;都是横波,

6、遵循横波的一切特性太阳辐射和地球辐射的分段性:1) 太阳辐射。接近于温度为6000K的黑体辐射,最大辐射的对应波长为0.47mm,主要集中于波长较短的部分,从紫外、可见光到近红外区域,即0.3-2.5 mm,在这一波段地球的辐射主要是反射太阳的辐射。2) 地球辐射。接近于温度为300K的黑体辐射,最大辐射对应波长为9.66 mm,自身发出的辐射主要集中在波长较长的部分,即6 mm以上的热红外区段。3) 在2.5-6 mm的中红外波段,地球对太阳辐照的反射和地表物体自身的热辐射均不能忽略电磁辐射经大气时物理过程:大气折射,大气反射,大气吸收,大气散射,大气透射。到达传感器的电波:地物对直射辐射的

7、反射,地物对散射辐射的反射,大气对太阳辐射的反射大气窗口:通常把电磁波通过大气层时较少被反射,吸收或散射的,透过率较高的波段称为大气窗口,此波段为遥感成像波段。地物的波谱特征:地物的电磁波响应特性随电磁波长改变而变化的规律,称为地物波谱,地物波谱随波长而变的特性叫做地物波谱特性,是遥感识别地物的基础。主要地物的波谱反射特征:1. 植被的光谱曲线可分为三段:1) 0.4-0.76mm: 有一个小的反射峰,位于绿色波段(0.55 mm ),两边(蓝、红)为吸收带2) 0.76-1.3 mm: 高反射,在0.7 mm处反射率迅速增大,至1.1处有峰值3) 1.3-2.5 mm: 受植物含水量影响,吸

8、收率增加,反射率下降,形成几个低谷2. 岩石:形态各异,没有统一的变化规律3. 土壤:没有明显的波峰波谷。土质越细,反射率越高,有机质含量越高、含水量越高,反射率越低 4. 水体:反射主要在蓝绿波段,其它波段吸收都很强,近红外吸收更强。与含沙量、叶绿素含量等有关;含沙量越高、反射率越高 测量地物的反射波谱特性曲线主要作用:它是选择遥感波谱段、设计遥感仪器的依据 。在外业测量中,它是选择合适的飞行时间的基础资料 。它是有效地进行遥感图像数字处理的前提之一,是用户判读、识别、分析遥感影像的基础。 地物光谱的测量方法:样品的实验室的测量; 野外测量(垂直测量,非垂直测量)垂直测量:为了使所有数据能和

9、航空,航天传感器所获得的数据进行比较,一般情况下测量数据仪器均用垂直向下测量的方向,以便和多数传感器采集数据的方向一致。认为实际目标与标准板的测量值之比就是反射率之比。 为被测物体的反射率; 为标准板的反射率; 分别为测量物体和标准板的仪器测量值 非垂直测量:在野外更精确的测量是测量不同角度的方向反射比因素,考虑到辐射到地物的光线主要由来自太阳的直射光(近似定向入射)和天空的散射光(近似半球入射),因此方向反射的比因子用两者的加权和计算。 彩色三要素:表示颜色的类别与深浅程度。 明度:颜色的明暗程度。人眼对明亮程度的感觉。物体反射率越高,明度就越高。色调,指彩色的类别,是彩色彼此相互区分的特性

10、。 饱和度:彩色纯洁的程度,即光谱中波长段是否窄,频率是否单一的表示。加色法:由两种以上色光相混合,呈现另一种色光的方法,称为色光加色法。加色法本质:具有不同能量的色光混合时,可以导致混合色光能量的变化 减色法:白光中减去一些色光,从而显示为剩余色光综合后的颜色,即相减混合。减色法本质:颜色物质从白光中选择吸收性色光标准假彩色合成:在TM影像的7个波段中,当4(近红外),3(红),2(绿)波段被分别赋予红、绿、蓝色时,即绿波段赋蓝,红波段赋绿,近红外波段赋红时,这一合成方案被称为标准假彩色合成。真彩色合成:根据彩色合成原理,可选择同一目标的单个多光谱数据合成一幅彩色图像,当合成图像的红绿蓝三色

11、与三个多光谱段相吻合,这幅图像就再现了地物的彩色原理,就称为真彩色合成。遥感光学处理方法:1、 利用加色法或减色法实现彩色合成2、 光学增强处理3、 光学信息处理传感器是收集、探测、记录地物电磁波辐射信息的工具。(它的性能决定遥感的能力,即传感器对电磁波段的响应能力、传感器的空间分辨率及图像的几何特征、传感器获取地物信息量的大小和可靠程度。)传感器的组成 收集器:收集来自地物目标辐射的电磁波能量。 探测器:将收集的辐射能转变成化学能或电能。 处理器:将探测后的化学能或电能等信号进行处理 输出器:数据输出的装置。传感器的分类 按记录方式:成像传感器(摄影成像、扫描成像)、非成像传感器(记录地物的

12、一些物理参数) 按传感器工作的波段:可见光传感器、红外传感器光学传感器、微波传感器 按工作方式:主动传感器、被动传感器传感器的性能:空间分辨率;􀂾光谱分辨率;􀂾时间分辨率;􀂾温度分辨率空间分辨率:遥感影像上地面物体能分辨的最小单元的尺寸或大小,表征影像分辨地面目标细节能力的指标。它决定了地面物体所能分辨的最小单元。波谱分辨率(光谱分辨率):传感器在所能记录的电磁波谱中,某一特定的波长范围值,波长范围越宽,光谱分辨率越低。时间分辨率:对同一地点进行重复探测时,相邻两次探测的时间间隔,即重访周期,能够提供地物动态变化的信息。(包括超短周期时间分

13、辨率一天内的变化,以小时为单位;中周期时间分辨率一年内的变化,以天为单位;长周期时间分辨率以年为单位)辐射分辨率(温度分辨率):传感器在接收波谱信号时,能分辨的最小辐射度差。即传感器将接收到电磁辐射强度划分等级时,其间隔大小。光学成像传感器主要包括:框幅式摄影机;缝隙式摄影机;全景摄影机;多光谱摄影机(多镜头型、多摄影机型、光束分离型)成像光谱仪:特点:获取窄波段连续光谱数据 结构:带面阵成像光谱仪:夹缝;色散型分光器;透镜;阵列遥感器 带线阵成像光谱仪:物镜;入射光圈;平行光管;离散元件;线阵高光谱遥感: 在电磁波谱的紫外、可见光、近红外和中红外区域,获取许多非常窄且光谱连续的图象数据的遥感

14、技术航空遥感:是以中低空遥感平台为基础进行摄影(或扫描)成像的遥感方式。航空遥感获取信息的方式:光学摄影方式:采用航空摄影机进行摄影;光学扫描方式航空遥感的特点:1、航空遥感空间分辨率高、信息容量大2、航空遥感灵活,适用于一些专题遥感研究3、航空遥感作为实验性技术系统,是各种星载遥感仪器的先行检验者4、信息获取方便航空摄影的分类:1、 按摄影机主光轴与铅垂线的关系分:垂直航空摄影;倾斜航空摄影2、 摄影所用波段分:普通黑白摄影;天然彩色摄影;黑白红外摄影;彩色红外摄影;多光谱摄影;机载侧视雷达3、 按摄影实施方式分类:单片摄影;航线摄影;面积摄影;航向重叠;旁向重叠航空相片比例尺的因素:比例尺

15、:1/M=f/H物镜的焦距(f);飞行器的相对航高(H)地形起伏,相片是否倾斜影响航空相片光学特征的因素:1.地面表面亮度;2、感光材料;3、摄影技术航空摄影像片(中心投影)与地形图投影(正射投影)性质差别:航空像片属于中心投影 :地物的反射光线通过镜头中心面上,在底片上构成的是负像得到正像。负像:物体和投影面位于投影中心的两侧。地图是正射投影:摄影光线平行且垂直投影面。像点位移:指在中心投影的相片上,由于地形的起伏等的影响而引起的平面上像点位置的移动。 引起像点位移的主要原因:像片倾斜;地形起伏。垂直摄影的航空像片上像点位移的规律(投影差分布规律):1.投影差大小与像点距离像主点的距离成正比

16、,即距离像主点愈远,投影差愈大。像片中心部分投影差小,像主点是唯一不因高差而产生投影差的点。2.投影差大小与高差成正比。高差为正时,投影差为正即像点离像点向外移动;高差为负时(即低于起始面),投影差为负,即像点向着中心点移动。3.投影差与航高成反比,即航高愈高,投影差愈小。人造立体视觉具备的条件:1、 两张像片必须是在两张不同位置对同一景物摄取的立体像对2、 两只眼睛必须能分别观察像对的一张像片3、 两像片上相同景物(同名像点)的连线与眼基线应大致平行4、 两像片的比例尺相接近(差别15%)目前国际上比较流行的航空成像光谱仪:1、航空成像光谱仪(AIS) 2、多用途航空成像光谱仪(AISA)3

17、、先进的固态陈列光谱辐射仪(ASAS)4、航空可见光/红外成像光谱仪(AVIRIS)5、小型机载成像光谱仪(CASI)与航空遥感相比,航天遥感的特点:1、平台多,视野开阔,观察范围大,可以发现地表大面积内宏观的、整体的特征;2、相同时间段内,观察范围大,效率高得多3、就人造卫星而言,运行时间长,不需供给燃料和其他物资4、获取等量数据,费用低廉5、可进行周期性、重复观察,有利于对地球表面的资源、环境、灾害等实施动态监测6、航高高,地面分辨率低,对地面细部的变现力不如航空遥感遥感卫星轨道参数:一、 开普勒的六个参数:1、轨道长半轴;2、轨道偏心率;3、轨道倾角;4、升交点赤 经;5、近地点角距;6

18、、过近地点时刻二、其他一些常用遥感卫星参数:1卫星高度2、运行周期3、重复周期4、降交点时刻;5、扫描带宽度 遥感卫星的轨道分类:地球同步轨道:其运行周期等于地球自转周期,从地面各个地方看去,卫星在赤道上的一点静止不动,又称静止轨道卫星。太阳同步轨道卫星:卫星的轨道面以与地球的公转方向相同方向而同时旋转的近圆形轨道。又称极地卫星。航天遥感的平台及特点:1、 气象卫星:轨道:低轨和高轨;成像面积大,有利于获得宏观同步信息,减 少数据处理容量;短周期重复观测:静止气象卫星30分钟一次;极轨卫星半天一次。利于动态监测;资料来源连续、实时性强、成本低。2、陆地卫星:轨道特征: 中等高度、近圆形、近极地

19、、太阳同步、可重复轨道;中等高度轨道;可重复轨道,重复周期为18天或16天3、海洋卫星:轨道特征:近极地近圆形太阳同步轨道;中等高度轨道;短周期重复;覆盖率高,探测宽度广;4、 地球资源卫星:轨道特征:太阳同步圆形轨道;中等高度轨道;扫描成像的基本原理: 扫描成像是依靠探测元件和扫描镜对目标地物以瞬间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,形成一定谱段的图象。扫描图像与摄影图像的区别乳胶片感光技术本身存在着致命的弱点,它所传感的辐射波段仅限于可见光及其附近;其次,照相一次成型,图象存储、传输和处理都不方便。光/机扫描成像利用光电探测器解决了各种波长辐射的成像方法。输出的

20、电学图象数据,存储、传输和处理十分方便。固体自扫描成像具有刷式扫描成像特点。探测元件数目越多,体积越小,分辨率就越高。高光谱成像光谱扫描图象是多达数百个波段的非常窄的连续的光谱波段组成,光谱波段覆盖了可见光、近红外、中红外和热红外区域全部光谱带。可以收集200或200以上波段的收据数据。AVHRR的光谱段划分:通道1黄红谱段(0.580.68m),天气预报、云边景图、冰雪探测;通道2为深红近红(0.7251.10m)水体位置、冰雪融化、植被和农作物评价及草场调查;通道3为中红外光谱(3.553.95m),海面温度、夜间云覆盖、水陆边界、森林火灾、禾草燃烧探测;通道4(10.3011.30m)和

21、通道5(11.5012.50m)海面温度、昼夜云量、土壤湿度。地球资源卫星:IKONOS卫星;中巴地球资源卫星(CBERS);地球观测卫星。产品主要有陆地资源卫星和海洋资源卫星。海洋卫星的用途:用于海洋温度场,海流的位置、界限、流向、流速,海浪的周期、速度、波高,水团的温度、盐度、颜色、叶绿素含量,海水的类型、密集度、数量、范围以及水下信息、海洋环境等方面的动态监测。未来航天遥感的发展方向1、 大容量、高可靠、高性能和寿命长2、 技术基础的提高,卫星的批量化生产3、 扩大卫星的应用产业,提高应用水平,加强业务化服务,建立卫星数据的公益型和商业型模式,形成产业链条4、 完善宏观管理,加强统筹规划

22、和应用政策引导,加强军事、天地、制造与应用的链接,加强卫星数据的共享数字图像:数字图像指能被计算机存储,运算,显示和输出的图像。图像数字化:一幅光学图像经离散取样,转化为数字化图像的过程。(1、图像空间位置的数字化,即图像的空间取样;2、图像灰度的数字化,即指从图像灰度的连续变化过程中进行离散的采样)数字图像增强方法:灰度变换、彩色合成、边缘增强、图像运算、多光谱变换。计算机图像处理系统的构成:1、 计算机2、图像输入输出设备3、专用处理设备4、外村设备5、显示器6软件部分。辐射误差:由于传感器响应特性和大气的吸收、散射以及其他随机因素影响,导致图像模糊失真,造成图像的分辨率和对比度相对下降。

23、遥感图像计算机处理的主要内容:1、 图像校正;2、增强处理;3、图像变换;4、计算机信息提取辐射校正:消除或改正遥感图像成像过程中附加在传感器输出辐射能量中的各种误差大气校正:指大气散射校正,即消除大气散射对辐射失真的影响。几何校正:从具有几何变形的图象中消除变形的过程几何精校正:利用地面控制点进行的几何校正称为几何精校正。辐射畸变:地物目标的光谱反射率的差异在实际测量时,受到传感器本身、大气辐射等其他因素的影响而发生改变。这种改变称为辐射畸变。造成遥感图像辐射畸变的因素:传感器仪器本身产生的误差大气对辐射的影响太阳高度及地形引起的辐射失真几何畸变:当遥感图像在几何位置上发生了变化,产生诸如行

24、列不均匀,像元大小与地面大小对应不准确,地物形状不规则变化等畸变时,即说明遥感影像发生了几何畸变。几何畸变可分为系统性畸变和随机性畸变。遥感影像产生几何畸变的原因:.遥感器本身引起的畸变 .外部因素引起的畸变.处理过程中引起的畸变采用多项式纠正法应注意:1、 多项式纠正法的精确度与地面控制点(GCP)的精度、分布、数量及纠正范围有关。2、 GCP应尽可能在整幅图像内均匀分布,否则会在GCP密集区几何纠正精度较高,而在GCP分布稀疏区将出现较大拟合误差。像元灰度重采样的原因:纠正后的新图像的每一个像元,根据变换函数,可以得到它在原始图像上的位置。如果求得的位置为整数,则该位置处的像元灰度就是新图

25、像的灰度值。 几种采样方法的优缺点:1)最近邻法:算法简单且保持原光谱信息不变;缺点是几何精度较差,图像灰度具有不连续性,边界出现锯齿状。2) 双线性插值:计算较简单,图像灰度具有连续性且采样精度比较精确;缺点是细节丧失3)三次卷积法:计算量大,图像灰度具有连续性且采样精度比较精确多波段彩色合成:利用计算机将同一地区三个波段的影像,分别赋予红、绿、蓝三原色,进行单基色变换(色阶),然后使各影像准确套合叠置显示,依照彩色合成原理,构成彩色合成影像。假彩色合成:各工作波段被赋予的颜色,与波段所代表的真实颜色不同,合成色不是地物真实的颜色,因此这种合成叫做假彩色合成直方图均衡化:将原图像的直方图通过

26、变换变为均匀直方图,从而得到一幅灰度均匀分布的图像直方图的性质: 1、直方图反映了灰度的出现频率,不包含象素的位置信息 2、同一图像的直方图唯一,反之不成立3、一幅图像的直方图等于其各部分图像直方图之和多光谱变换:K-L变换(主成分变换):特点是变换后的主分量空间坐标系与变换前的多光谱空间坐标系相比旋转了一个角度;意义是实现数据压缩,图像增强。 K-T变换(缨帽变换):在农业应用方面具有重要意义;亮度、绿度、湿度。线性拉伸:若增强前后灰度函数关系符合二元一次线性关系,则称为线性增强,也叫线性拉伸。分段线性拉伸:将图像灰值划分为干区段a1,a2、a2,a3、a3,a4, 分别对应b1,b2、b2

27、,b3、b3,b4分段用同的线性函数进变换,把每段伸到指定的显示范围。非线性增强:变换函数z=f(z) 为非线性时。 方法:1、对数拉伸:与人眼的视觉特征相匹配,扩张低的灰度,压缩高的灰度区。 2、指数拉伸:扩展高灰度区间。图像融合:是指将多源信道所采集到的关于同一目标的图像数据经过图像处理和计算机技术等,最大限度的提取各自信道中的有利信息,最后综合成高质量的图像,以提高图像信息的利用率、改善计算机解译精度和可靠性、提升原始图像的空间分辨率和光谱分辨率,利于监测。图像融合的方法:用TM和SPOT、TM全色波段(PAN)与其他波段、航片与TM,雷达图像与TM数据。影像色调与地物性质有何关系:色调

28、标志是识别目标地物的基本依据,依据色调标志,可以区分目标地物。在一些情况下,还可以识别出目标地物的属性。地物在影像上的形状、大小取决于何种因素:形状取决于:成像方式不同,飞行姿态的改变或地形起伏的变化,都会造成同一目标物呈现出不同的形态;大小取决于:地面分辨率,物体本身亮度与周围亮度的对比关系等。遥感图像解译 :从遥感影像获取信息的基本过程。即根据各专业(部门)要求,借助各种技术手段和方法对遥感图像进行综合分析、比较、推理和判断,识别出地物或测算出某种数量指标的过程。目视解译(判读):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特定目标地物信息的过程。解译标志:即判读标志,指可用来

29、识别遥感图像上目标地物或现象及其属性的各种影像特征分类: 直接解译标志:直接反映或表现目标地物信息的各种影像特征。如色调、阴影、形状、 大小、位置、布局、图案、文理或质地。间接解译标志:间接反映或表现目标地物信息的各种影像特征。如空间位置、地物与环境的关系、目标地物的季节变化等,间接判读标志的运用需要相关专业背景遥感资料选择遵循原则:1、根据目的选择2、根据条件选择3、多方利用、提高效益目视判读原则:1、多种信息综合分析,2、多手段、多方法相结合,3、内外结合、保证精度。目视判读的方法:1、直接判定法,2、对比判定法,3、逻辑推理法,4、信息复合法目视解译的特点:直观、速度快;运用人脑进行的定

30、性分析;常用于对评价影像增强处理效果、评价计算机解译效果、分析航空像片;决定于影像质量和判读人员的专业水平、判读经验;是一个需要反复分析、对比、推理和判断的过程目视解译的影响因素:判读者的知识和经验;心理惯性;对工作地区的了解;遥感成像时期与成像质量;工作地区的情况复杂度;需解译内容是否明显反映三大岩石类判读方法:1、 沉积岩判读:层理是沉积岩最基本的标志,色调变化也是显著特点,在不同分辨率影像上产状、形状各不相同。2、 岩浆岩判读:随浅色矿物石英、长石增加和暗色矿物质减少,色调基本由深变浅,可见光内有不同颜色。3、 变质岩判读:变质岩影像上地形地貌和花纹图案显得比较单调,色调也比较均匀,水系

31、形态以树枝状、角形树枝状为主,大比例尺上可观察到片理、劈理。岩性目视判读的方法:1、直接判读分析;2、综合分析、逻辑推理背向斜区分:两翼岩层倾向相向的是向斜,岩层倾向相背的是背斜。背斜转折端的岩层倾向一律向外倾斜,向斜转折端的岩层倾向一律向内倾。转折端处水系向内收拢的多为向斜,向外散开的多为背斜。还可以根据褶皱转折端的单层影像的出露宽度特点分析背向斜,由褶皱里面向外,岩层的出露宽度逐渐加大的是向斜;组成褶皱里面的岩层出露宽度大于外围岩层出露宽度的是背斜。从组成转折端的岩层形态来分析,弯曲的岩层在靠近褶皱核部的弧度较大,、向外弧度变小的是背斜,反之是向斜。断裂构造判读标志:1、直接判读标志:许多

32、断层要素都可以再航片和卫片上直接看到,如地层、岩脉矿体、褶皱等各种地质体被切断、错开的现象;2、间接解译标志:水系形态是断裂构造重要的间接解译标志,还有山前洪积扇形态也可作为判读断裂构造特别是活动构造的标志。遥感土地利用判读特点:1、区域性与时间性 2、遥感数据类型与成图比例尺 3、精度要求监督分类:包括利用训练区样本建立判别函数的“学习”过程和把待分像元代入判别函数进行判别的过程。非监督分类:主要采用聚类分析方法,聚类是把一组像素按照相似性归成若干类别,即“物似类聚”。监督分类和非监督分类的优缺点:根本区别在于是否利用训练场地来获取先验的类别知识监督分类优点:根据应用目的和区域,有选择的决定

33、分类类别,避免出现一些不必要的类别;可以控制训练样本的选择;可以通过检查训练样本来决定训练样本是否被精确分类。从而避免分类中的严重错误;避免了非监督分类中对光谱集群的重新归类缺点:训练场地要求有代表性,训练样本的选择要考虑到地物光谱特征,样本数且要能满足分类的要求,有时这些不易做到非监督分类优点:不需要预先对所分类别的区域有广泛的了解,需要用一定的知识来解释得到的集群组;人为误差的机会减小;最小的类别能被区分缺点:得到的集群组类别不一定对应分析者想要的类别;难对产生的类别进行控制;不同图像之间对比困难监督分类法:最小距离法、特征曲线窗口分类法、线性判别分析、最大似然判别法、神经网络分类非监督分

34、类法: 聚合法:在初始状态给出图像粗糙的分类,然后基于一定原则在类别间重新组合样本,直到分类比较合理为止。分裂法:用所谓分裂方法来实现。遥感图像分类精度评价方法:1、基于面积的评价。2、基于位置的评价,误差矩阵的评价神经网络:神经网络系统是由大量处理单元(神经元)相互连接的网络结构,是人脑的某种抽象、简化和模拟。影响计算机分类精度的原因和解决办法:原因:1、遥感数据制约2、分类方法制约方法:1、分类前处理2、分类树与分层分类3、使用不同分类方法4、多种信息的复合5、GIS技术支持下的分类改进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2、 逐步完成GIS各种专题数据库的建设,利用G

35、IS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一、 名词解释1、遥感:泛指一切无接触的远距离探测,包括对电磁场、力场、机械波等的探测。(广义) 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。(狭义)2、遥感技术系统:是一个从地面到空中直至空间,从信息收集、存储、传输处理到分析判读、应用的完整技术系统3、电磁波:电磁场在空间以一定速度的传播。也称电磁辐射。(1887年由赫兹试验证实)4、电磁破的偏振:如果电

36、磁波在各方向上振幅大小不相同,且各方向振动之间没有固定位相关系,极大值与极小值之间的夹角为90,则称该波发生了偏振现象。5、电磁波谱:按照电磁波的波长(频率的大小)长短,依次排列成的图表。按电磁波在真空中传播的波长和频率,递增或递减排列,则构成了电磁波谱。该波谱以频率从高到低排列,可以划分为射线X射线紫外线可见光红外线微波无线电波。6、绝对黑体:对于一个物体对于任何波长的电磁波辐射都全部吸收。7、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,透过率较高的波段称为大气窗口,此波段为遥感成像波段。8、标准假彩色合成:在TM影像的7个波段中,当4(近红外),3(红),2(绿)波段被分别

37、赋予红、绿、蓝色时,即绿波段赋蓝,红波段赋绿,红外波段赋红时,这一合成方案被称为标准假彩色合成。9、真彩色合成:根据彩色合成原理,可选择同一目标的单个多光谱数据合成一幅彩色图像,当合成图像的红绿蓝三色与三个多光谱段相吻合,这幅图像就再现了地物的彩色原理,就称为真彩色合成。10传感器是收集、探测、记录地物电磁波辐射信息的工具。11、空间分辨率:遥感影像上地面物体能分辨的最小单元的尺寸或大小,表征影像分辨地面目标细节能力的指标。它决定了地面物体所能分辨的最小单元。像元:对于数字影像,指将地面信息离散化而形成的格网单元,单位为米。即每个记录数字对应的地面面积。像解率:对于光学影像像片,单位距离内能分

38、辨的线宽或间隔相等的平行细线的条数来表示,单位为线/毫米或对/毫米。视场角:指传感器所能记录的张角即瞬间视域,又称传感器的角分辨率。12、波谱分辨率(光谱分辨率):传感器在所能记录的电磁波谱中,某一特定的波长范围值,波长范围越宽,光谱分辨率越低。即传感器在接收目标辐射时能分辨出的最小波长间隔,间隔越小,分辨率越高。13、时间分辨率:对同一地点进行重复探测时,相邻两次探测的时间间隔,即重访周期,能够提供地物动态变化的信息。(包括超短周期时间分辨率一天内的变化,以小时为单位;中周期时间分辨率一年内的变化,以天为单位;长周期时间分辨率以年为单位)14、辐射分辨率(温度分辨率):传感器在接收波谱信号时

39、,能分辨的最小辐射度差。即传感器将接收到电磁辐射强度划分等级时,其间隔大小。15、航空遥感:以飞机、气球等飞行于大气层中的飞行器作为工作平台的遥感(80km)16、像点位移:指在中心投影的相片上,由于地形的起伏等的影响而引起的平面上像点位置的移动17、数字图像:数字图像指能被计算机存储,运算,显示和输出的图像。18、图像数字化:一幅光学图像经离散取样,转化为数字化图像的过程。19、灰阶:黑白相片黑白的程度。黑白变化是逐步过渡,人为设置灰标。20、灰度变换:是一种通过改变图像像元的亮度值来改变图像像元的对比度,从而改善图像质量的图像处理方法21、计算机自动解译:是通过模式识别理论,利用计算机对遥

40、感图像上的地物进行自动分类、分割、专题信息提取等操作,以获取类似于目视解译的结果。22、目视解译(判读):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特定目标地物信息的过程。23、相关系数:指像素间的关联程度,采用相关系数衡量相似度时,相关程度越大,相似度越大,相关程度越小,相似度越小。24、监督分类:包括利用训练区样本建立判别函数的“学习”过程和把待分像元代入判别函数进行判别的过程。25、非监督分类:主要采用聚类分析方法,聚类是把一组像素按照相似性归成若干类别,即“物似类聚”。26、高光谱遥感:是高光谱分辨率遥感的简称,是在电磁波谱的可见光、近红外、中红外和热红外波段范围内,获取

41、许多非常窄的光谱连续的影像数据的技术。27、直方图均衡化:将原图像的直方图通过变换变为均匀直方图,从而得到一幅灰度均匀分布的图像28、图像增强:用于改善图像质量或突出图像中感兴趣的信息,加强图像判读和识别效果的图像处理方法29、辐射增强:一种直接通过改变图像中象元的亮度值来改变图像的对比度,从而改善图像质量的处理方法 二、简答1、遥感探测的特点:宏观观测,大范围获取数据资料;动态监测,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2、遥感的分类:按遥感平台分:地面遥感、 航空遥感 、航天遥感 。按传感器探测波段分类:紫外遥感(0.05-0.38m);可见光遥感(0

42、.38-0.76m);红外遥感(0.76-1000m);微波遥感(1mm-1m)。按传感器工作方式分类:被动遥感,主动遥感3、当前遥感发展的主要现状和趋势多分辨率多遥感平台并存,空间分辨率、时间分辨率及光谱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4、太阳辐射特点: 太阳辐射的光谱是连续的它的辐射特性与绝对黑体的辐射特性基本一致 从近紫外到中红外(0.3-6m)这一波段区间能量最集中而且相对来说较稳定;被动遥感主要利用可见光、红外等稳定辐射 5、太阳辐射和地球辐射的分段性:1)太阳辐射。接近于温度为6000K的黑体辐射,最大辐射的对应

43、波长为0.47mm,主要集中于波长较短的部分,从紫外、可见光到近红外区域,即0.3-2.5 mm,在这一波段地球的辐射主要是反射太阳的辐射。2)地球辐射。接近于温度为300K的黑体辐射,最大辐射对应波长为9.66 mm,自身发出的辐射主要集中在波长较长的部分,即6 mm以上的热红外区段。3)在2.5-6 mm的中红外波段,地球对太阳辐照的反射和地表物体自身的热辐射均不能忽略6、图文解释遥感成像过程中的辐射传输过程?答:传感器接受的三部分信号大气散射:太阳辐射经过大气层中气体及其颗粒的散射作用直接传到传感器。地物反射:太阳辐射经过大气层的衰减作用到达地面,经过地物的选择性反射再次经过大气的衰减作

44、用传到传感器。地面交叉反射:电磁波经过大气削弱,到达地面,地物与地物之间反射后,再次经过大气削弱,到达传感器。7、遥感影像对应颜色的法则1、单个工作波段上的影像显示为黑白影像: 反射率越大用越明亮的白色,反射率越小用越接近黑色的灰色,反射率居中则用不同程度的灰色表示。2、单个工作波段上的影像表示为某种不同明度的颜色: 用某种颜色的不同明度(色阶)实现,明亮度最低代表在反射率最低,明亮度最大代表反射率最高,不同程度明亮度代表中间过度的反射率。3、单个工作波段上的影像表示为彩色: 反射率:大-中-小 明亮:白色-灰色-黑色 单色:暗红-淡红-鲜红 彩色: 黑- 彩色-白色 反射率越大要选用越明亮的

45、色彩,反射率越小要选用明亮度越小的色彩。4、三个工作波段的影像可以叠加显示为彩色:利用三原色原理,每个工作波段影像选用一个原色,用该原色的不同明度表示;三幅影像叠加在一起,则得到彩色效果。8、传感器的组成 收集器:收集来自地物目标辐射的电磁波能量。 探测器:将收集的辐射能转变成化学能或电能。 处理器:将探测后的化学能或电能等信号进行处理 输出:数据输出的装置。9、航空遥感的特点:1、航空遥感空间分辨率高、信息容量大;2、航空遥感灵活,适用于一些专题遥感研究;3、航空遥感作为实验性技术系统,是各种星载遥感仪器的先行检验者; 4、信息获取方便10、航空摄影像片(中心投影)与地形图投影(正射投影)性

46、质差别:航空像片属于中心投影 :地物的反射光线通过镜头中心面上,在底片上构成的是负像得到正像。负像:物体和投影面位于投影中心的两侧地图是正射投影 :摄影光线平行且垂直投影面。11、垂直摄影的航空像片上像点位移的规律(投影差分布规律):1.投影差大小与像点距离像主点的距离成正比,即距离像主点愈远,投影差愈大。像片中心部分投影差小,像主点是唯一不因高差而产生投影差的点。2.投影差大小与高差成正比。高差为正时,投影差为正即像点离像点向外移动;高差为负时(即低于起始面),投影差为负,即像点向着中心点移动。3.投影差与航高成反比,即航高愈高,投影差愈小。12、与航空遥感相比,航天遥感的特点:1、平台多,视野开阔,观察范

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