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《遥感导论》考试大纲题目类型概念
5、填空
20、简答
5、分析22:45-4:455B703遥感的概念广义遥远的感知狭义采用探测仪器,在不直接接触的状况下,收集目标或自然现象的电磁波信息,对电磁波信息进行处理和分析,从而猎取事物特征的综合性探测技术遥感系统的组成:遥感器、遥感平台、信息传输设施、接收装置以及图像处理设施等遥感的分类1依据遥感平台分类近地面遥感、航空遥感、航天遥感2依据传感器的探测波段分类紫外、可见光、红外、微波4依据资料的纪录方式成像方式、非成像方式5依据传感器工作方式分类:主动遥感、被动遥感遥感的特点感测范围大,具有综合、宏观的特点信息量大,具有手段多、技术先进的特点猎取信息快,更新周期短,具有动态监测特点遥感还具有用途广,效益高的特点电磁波谱将各种电磁波在真空中的波长按其长短,依次排列制成的图表肯定黑体对于任何波长的电磁辐射都全部性汲取的物体黑体辐射定律斯蒂芬-波尔兹曼定律即黑体总辐射出射度随温度的增加而快速增加,它与温度的四次方成正比因此,温度的微小变化,就会引起辐射通量密度很大的变化是红外装置测定温度的理论基础维恩位移定律随着温度的上升,辐射通量密度最大值对应的波长向短波方向移动即黑体的峰值波长与温度成反比基尔霍夫定律在肯定温度下,地物单位面积上的辐射通量密度M和汲取率之比,对于任何物体都是一个常数并等于该温度下同面积黑体辐射通量密度M黑黑体辐射的三个特性辐射通量密度随波长连续变化,与温度四次方成正比,每条曲线只有一个最大值黑体温度不同,其辐射通量密度曲线不同;温度越高,辐射通量密度越大随着温度的上升辐射辐射通量密度最大值所对应的波长向短波方向移动大气窗口[通过大气而较少被反射、汲取或散射的透射率较高的电磁辐射波段大气散射的类型及其特点1瑞利散射当微粒的直径比辐射波长小得多时,此时的散射称为瑞利散射d«入其散射强度与波长的4次方成反比波长越短、散射越强主要发生在可见光和近红外2米氏散射当微粒的直径与辐射波长差不多时的大气散射dg入散射强度与波长的二次方成反比,并且散射在光线向前方向比向后方向更强,方向性比较明显3无选择散射当微粒的直径比辐射波长大得多时所发生的散射d»XO散射强度与波长无光,在符合无选择散射的条件波段中任何波长的散射强度相同地球的电磁辐射特性3口川的波长主要是太阳辐射的能量;6um的波长,主要是地物本身的热辐射;3-6Um之间,太阳和地球的辐射都要考虑TM波段1TM
10.45-
0.52um蓝波段对水体穿透强对叶绿素与叶色素反映敏感有助于判别水深及水中叶绿素分布以及水中是否有水华等.TM
20.52-
0.60um绿波段对健康茂密植物的反射敏感对力的穿透力强用于探测健康植物绿色反射率,按绿峰反射评价植物的生活状况,区分林型,树种和反映水下特征.TM
30.63-
0.69UM红波段,叶绿素的主要汲取波段,反映不同植物叶绿素汲取,植物健康状况用于区分植物种类与植物掩盖率其信息量大多为可见光最佳波段广泛用于地貌岩性土壤植被,水中泥沙等方面.TM
40.76-
0.96UM近红外波段对绿色植物类别差异最敏感为植物通用波段用于牧师调查作物长势测量,水域测量.TM
51.55-
1.75UM中红外波段处于水的汲取波段一般
1.4-
1.9UM内反映含水量用于土壤湿度植物含水量调查水分善讨论,作物长势分析从而提高了区分不同作用长势的力量.易于反映云与雪.TM
61.04-
1.25UM热红外波段可以依据辐射响应的差别,区分农林掩盖长势差别表层湿度水体岩石,以及监测与人类活动有关的热特征进行热制图.TM
72.08-
3.35UM中红外波段为地质学家追加波段处于水的强汲取带,水体呈黑色可用于区分主要岩石类型岩石的热蚀度探测与交代岩石有关的粘土矿物.植被、水体及土壤反射波谱的特征以PPT为准植被的反射波谱特性.可见光波段在
0.45微米四周区间有一个汲取谷,在
0.55微米四周区间有一个反射峰,在
0.67微米四周区间有一个汲取谷.近红外波段从
0.76微米处反射率快速增大,形成一个爬升的“陡坡”,至L1微米四周有一峰值,反射率最大可达50%形成植被的独有特征.中红外波段在
1.5-
1.9微米光谱区反射率增大,在
1.45微米,在
1.95微米和
2.7微米为中心的四周区间受到绿色植物含水量的影响,是水的汲取带,反射率下降,形成低谷土壤的反射波谱特性.自然状态下土壤表面的反射率没有明显的峰值和谷值,一般来讲土质越细反射率越高,有机质含量越高和含水量越高反射率越低,此外土类和肥力也会对反射率产生影响.由于土壤反射波谱曲线呈比较平滑的特征,所以在不同光谱段的遥感影像上,土壤的亮度区分不明显水体的反射波谱特性.纯洁水体的反射主要在可见光中的蓝绿光波段,可见光其他波段反射率很低.近红外和中红外波段纯洁的自然水体反射率很低,几乎趋近于零3水中含有泥沙,可见光波段反射率会增加,峰值消失在黄红区.水中含有水生植物叶绿素时近红外波段反射明显抬高遥感卫星系列气象卫星系列、陆地卫星系列、海洋卫星系列遥感姿势角滚动、俯仰、航偏高轨和低轨极轨卫星的概念1高轨卫星:卫星公转角速度与地球自转角速度相等的卫星相对于地球好像固定于高空某一点,故也叫地球同步卫星或静止气象卫星
(2)低轨(极轨)卫星处于近极地太阳同步轨道的卫星由于与太阳同步,使卫星每天在固定时间(地方时)经过每个地点的上空,使资料获得时具有相同的时间照明主动与被动遥感的概念
(1)主动遥感通过向目标地物放射微波并接受其后向辐射信号来实现对地观测的遥感方式
(2)被动遥感通过传感器,接受来自目标地物放射的微波,而达到探测目的的遥感方式遥感影像特征空间辨别率指遥感图像上能够具体区分的最小单元的尺寸或大小,是用来表征影像辨别地面目标细节力量的指标波谱辨别率是指传感器在接收目标辐射的波谱时能辨别的最小波长间隔辐射辨别率是指传感器接收波谱信号时,能辨别的最小辐射度差时间辨别率指对同一地点进行重复观测的最小时间间隔,即重访周期明度、色度及饱和度
(1)明度(亮度)是人眼对光源或物体光明程度的感觉通常用反光率表示明度大小
(2)色相又称色调,是颜色彼此相互区分的特性
(3)饱和度是颜色纯洁的程度也就是光谱中波长段是否窄、频率是否单一的表示三原色与互补色
(1)三原色若三种颜色,其中的任一种都不能由其余二种颜色混合相加产生,这三种颜色按肯定比例混合,可以形成各种色调的颜色,则称之为三原色红绿蓝
(2)互补色若两种颜色混合产生白色或灰色,这两种颜色就称为互补色黄、品红、青土地采用现状调查运用遥感技术进行土地采用现状调查,以摸清土地的数量及分布状况,是遥感应用中最早、讨论最多的一项基础性工作土地采用现状调查方法步骤1)遥感数据及帮助资料的收集2)遥感图像的预处理3)解译标志的建立4)室内遥感图象判读5)野外查证与调绘土地采用现状图绘制7)地类面积量算8)成果总结遥感应用植被遥感、水体遥感、土地遥感、地质遥感、土壤遥感
一、辐射校正
1、为什么进行辐射校正?由于辐射畸变,即由遥感检测系统、大气散射和汲取等缘由引起的图像模糊失真、分辩率和对比度下降等辐射失真
2、引起辐射畸变的缘由是什么?遥感图像的辐射畸变三个主要因素大气对辐射的影响光照条件的影响传感器仪器本身的误差
3、如何进行辐射校正(校正的方法、原理、步骤)?直方图法基本思想(原理)一幅图像中总可以找到某种或某几种地物,其辐射亮度或反射率接近0实测表明,这些位置上的像元亮度不为零,这个值就应当是大气散射导致的程辐射度值前提图像中必需存在反射值为零的区域,如高山阴影区或面积大且水体深的水域步骤通过视窗viewer的图标ffl查找最小灰度值,采用空间建模工具Modeler-ModelMaker建立模型,图像象元灰度值减去该最小灰度值即可线性回归分析法原理大气散射主要影响短波部分,波长较长的波段几乎不受影响,因此用长波数据来校正短波数步骤PPT在不受大气影响的波段(如TM5或7)和待校正的某一波段图像中,选择由最亮至最暗的一系列目标,将每个目标的两个待比较的波段灰度值提取出来进行回归分析,建立线性回归方程试验报告步骤在视窗viewer打开要校正的图像,Raster-ProfileTools采用SpectralProfile中的图标+选取一系列由暗到亮的目标地物点,在对话框中得到地物点在各个波段的的光谱曲线,通过SpectralProfile对话框viewerfTabularData查看地物点在各个波段的的具体光谱灰度值采用一系列目标地物点的灰度值建立线性回归分析,求出线性方程的常数项,该值即为大气影响值,在空间建模工具中,图像灰度值减去该值即可消退大气散射对图像影响
二、遥感图像的几何校正原理采用实地测量的地物的真实坐标值,查找实测值与畸变之后的图像之间的函数关系,从而改正原始影像的几何变形,产生一幅符合某种地图投影或图形表达要求的新图像基本环节一是建立订正变换函数;二是像元灰度值重采样掌握点的选取原则掌握点应选取图像上易辨别且较精细的特征点,这很简洁通过目视方法辨别如道路交叉点、河流弯曲或分叉处、湖泊边缘等特征变化大的地区应多选些点图像边缘部分肯定要选取掌握点应尽可能满幅匀称选取三种内插方法比较
三、图像增加K-L变换(主成分变换)的特征及目的主成分变换的特征⑴从几何意义来看,变换后的主重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⑵就变换后的新波段主重量而言,它们所包括的信息量不同,呈渐渐削减趋势主成分变换的应用(目的)⑴数据压缩⑵图像增加
四、遥感图像的目视解释(非试验)目视解译,又称目视判读:指专业人员通过直接观看或借助帮助判读仪器在遥感图像上猎取特定目标地物信息的过程目视解译原理——目标地物特征色目标地物的颜色、色调、阴影形外形、大小、图型、纹理(局部地域范围内的图形结构)位目标地物分布的空间位置与相关布局遥感影像解译标志色调、颜色(颜色)、阴影、外形、大小、纹理、图型、空间位置、相关布局解译步骤过程
(1)目视解译预备工作阶段
(2)初步解译与判读区的野外考察
(3)室内具体判读
(4)野外验证与补判
(5)目视解译成果转绘与制图
五、遥感图像计算机解译监督分类基本过程确定感爱好的类别数特征变换和特征选择确定判决函数和判决规章选择训练样区依据判决函数和判决规章对非训练样区的图像区域进行分类监督分类与非监督分类方法比较1)根本区分在于是否采用训练场地来猎取先验的类别学问2)监督分类的关键是选择训练场地训练场地要有代表性,样本数目要能够满意分类要求此为监督分类的不足之处3)非监督分类不需要更多的先验学问,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方法优点缺点最近邻法简洁易用,计算量小处理后的影像亮度具有不连续性,影响精确度双线性内插法精度明显提高,特殊是对亮度不连续现象或线状特征计算量增加,且对影像起到平滑作用,从而使对比度明显的的块状化现象有明显的改善分界线变得模糊三次卷积内插法更好的影像质量,细节表现更为清晰工作量很大。