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第一章1、遥感的概念（狭义）；遥感是应用探测仪器，不与探测目标接触，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。遥感是指从不同高度的平台（Platform）上，使用各种传感器（Sensor），接收来自地球表层的各种电磁波信息，并对这些信息进行加工处理，从而对不同的地物及其特性进行远距离探测和识别的综合技术。2、遥感系统的组成；信息源：任何目标物都具有发射、反射和吸收电磁波的性质，这是遥感的信息源。信息获取：传感器接收到目标地物的电磁波信息，记录在数字磁介质或胶片上。胶片是由人或回收舱送至地面回收，而数字磁介质上记录的信息则可通过卫星上的微波天线传输给地面的卫星接收站。信息纪录与传输：地面站接收到遥感卫星发送来的数字信息，记录在高密度的磁介质上（如高密度磁带HDDT或光盘等），并进行一系列的处理，如信息恢复、辐射校正、卫星姿态校正、投影变换等，再转换为用户可使用的通用数据格式，或转换成模拟信号（记录在胶片上），才能被用户使用。信息处理：地面站或用户还可根据需要进行精校正处理和专题信息处理、分类等。信息应用：遥感获取信息的目的是应用。这项工作由各专业人员按不同的应用目的进行。3、遥感的分类（按平台、波段、工作方式）；（1）按遥感平台分地面遥感:传感器设置在地面平台上，如车载、船载、手提、固定或活动高架平台等;航空遥感:传感器设置于航空器上，主要是飞机、气球等;航天遥感:传感器设置于环地球的航天器上，如人造地球卫星、航天飞机、空间站、火箭等;航宇遥感:传感器设置于星际飞船上，指对地月系统外的目标的探测。（2）按传感器的探测波段分紫外遥感:探测波段在0.05一0.38μm之间;可见光遥感:探测波段在0.38一0.76μm之间;红外遥感:探测波段在0.76一1000μm之间;微波遥感:探测波段在1mm一1m之间;多波段遥感:指探测波段在可见光波段和红外波段范围内，再分成若干窄波段来探测目标。（3）按工作方式分主动遥感和被动遥感：主动遥感由探测器主动发射一定电磁波能量并接收目标的后向散射值量;被动遥感的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。成像遥感与非成像遥感：前者传感器接收的目标电磁辐射信号可转换成(数字或模拟)图像;后者传感器接收的目标电磁辐射信号转换成模拟信号或数字化输出。4、遥感的特点1)遥感范围大，可实施大面积的同步观测2)获取信息快，更新周期短，具有动态监测的特点（时效性）多时相性3)数据的综合性和可比性a具有手段多，技术先进的特点。(探测波段、成像方式、成像时间、数据记录等都可以按需要设计)b多波段性（波段的延长使对地球的观测走向了全天候。）4)经济效益高，用途十分广泛比传统方法大大节省人力、物力、财力和时间，具有很高的经济效益与社会效益。5)遥感技术的局限性a已利用电磁波波段有限b已被利用的电磁波波段对许多地物的某些特征尚不能准确反映，需要地面调查等手段配合5、遥感的发展：国外—有纪录的遥感始于摄影术；航天遥感阶段：第一颗人造卫星、第一颗对地长期观测卫星、第一颗地球资源卫星的发射，本阶段遥感发展的体现（平台、传感器、信息处理、应用等方面）(1)无纪录的地面遥感阶段(1608-1838年)(2)有记录的地面遥感阶段(1839-1857)(3)航空摄影遥感阶段(1858-1956年)(4)航天遥感阶段(1957-)6、我国：系统的航空摄影始于20世纪50年代，现已进入业务化阶段；航天：第一颗人造卫星。主要遥感卫星（风云系列，中巴资源卫星）的发射。第二章1、电磁波、电磁波谱的概念、排列、数量级。可见光各色光的波长。1)电磁波：含义：光波、热辐射、微波、无线电波等都是由振源发出的电磁振荡在空间的传播，这些波称为电磁波。特点：波长越长,频率越小,辐射能量越小,波动性越明显波长越短,频率越大,辐射能量越大,粒子性越明显电磁波的特性——波粒二象性①波动性C＝3×1010cm/s电磁辐射在传播过程中主要表现为波动性，有干涉、衍射、色散、偏振等现象②粒子性电磁波由密集的光子微粒组成，电磁辐射实质上是光子微粒流的有规律运动。电磁辐射与物质相互作用时，主要表现为粒子性，如让底片感光。2)电磁波谱:含义：将各种电磁波在真空中的波长（或频率）按其长短，依次排列制成的图表称为电磁波谱。遥感中常用的电磁波段有：紫外线、可见光、红外线、微波2、辐射通量与辐射通量密度的概念；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．单位Ｗ／m23、黑体的概念；斯忒藩-伯尔兹曼定律，维恩位移定律的内容，应用。1）黑体的概念:绝对黑体的简称，是能全部吸收外来电磁波辐射而毫无反射和透射的理想物体，而且在发射电磁波的能力方面，比同温度的任何其他物体为强。2）玻耳兹曼定律：绝对黑体的总辐射出射度与黑体温度的四次方成正比。M=σT4（σ为斯忒藩-伯尔兹曼常数，σ=5.67×10-8W·m-2·K-4）①辐射通量密度随波长连续变化，每条曲线只有一个最大值②温度愈高，辐射通量密度也愈大，不同温度的曲线不相交温度只要有微小变化，就会引起辐射通量密度的很大变化3）维恩位移定律：黑体辐射光谱中最强辐射的波长λmax与黑体绝对温度T成反比。λmax·T=b（b为常数，b=2.898×10-3m·K）随着温度升高，辐射最大值所对应的波长移向短波方向4、太阳光谱曲线特点，大气层次及对太阳辐射的影响程度；1）特点:①与温度为5900K的黑体辐射相似②波长范围很宽，但辐射能主要集中在0.1~3微米段，大部分集中在可见光波段③太阳大气的吸收以及地球大气的吸收、散射和反射，使投射到地表的太阳辐射强度有很大衰减2）影响程度:80km高度的均匀层大气是太阳辐射衰减的主因。对流层:平流层:中气层:热层（增温层）:大气外层（散逸层）:折射现象：电磁波穿过大气层时出现传播方向的改变。反射：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。被云层和其它大气成分反射回宇宙空间的辐射能占入射太阳辐射总能量的30%。太阳辐射通过大气层时，大气层中某些成分对其产生选择性吸收，即把部分太阳辐射能转换为本身内能。氧气0.2μm紫外波段臭氧0.2~0.36μm,0.6μm附近水0.5~0.9μm0.95~2.85μm6.25μm附近——红光、红外波段二氧化碳1.35~2.85μm2.7μm、4.3μm——红外波段尘埃吸收量很少，只有沙暴、烟雾、火山爆发时吸收才较明显。大气散射作用：占入射太阳辐射总能量的22%散射不会强辐射能转变为质点本身内能，而只改变电磁波传播的方向。散射是造成太阳辐射衰减的主要原因，波长越长，散射越弱。5、三种散射的特点，造成的影响。（1）瑞利散射dλ/10时Φ=4γ∝1/λ4（波长越长，散射越弱。对可见光的影响很大）（2）米氏散射d≈λ时Φ=2γ∝1/λ2（方向性比较明显）（3）非选择性散射dλ时Φ=0γ为常数，与波长无关（散射强度与波长无关）散射是造成太阳辐射衰减的主要原因，波长越长，散射越弱。6、大气窗口的概念，主要光谱段。概念：通常把通过大气而较少被反射、吸收或散射的透射率较高的电磁辐射波段称为大气窗口。(1)0.32~1.3μm全部可见光及部分紫外、近红外波段反射光谱区(2)1.3~2.5μm近红外反射光谱区(3)3.5~4.2μm中红外包括地物的反射光谱和发射光谱(4)8~14μm远红外主要为地物的发射光谱(5)微波大气窗口0.8cm3cm5cm8cm主动遥感7、辐射到达地物表面后的三个过程:反射、吸收、透射，到达地面的太阳辐射能量=反射能量+吸收能量+透射能量。反射率、反射波谱的概念。几种典型地物（植物、土壤、雪、水体）的反射波谱特征。R反射反射率ρ=反射能量/入射总能量A吸收吸收率α=吸收能量/入射总能量透明体：ρ+α+τ=1T透射透射率τ=透射能量/入射总能量不透明体;ρ+α=1反射率：物体反射的辐射能力占总入射能量的百分比。反射波普：反射率随波长变化的规律。1）植被：可见波段有一个小的反射峰，位置在0.55微米处，两侧则有两个吸收带；在近红外波段有一个反射的“陡坡”，至1.1微米附近有一峰值（植被特有）；在中红外波段形成低谷。2）土壤：自然状态下土壤表面的反射率没有明显的峰值与谷值，呈比较平滑的特征。（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）8、计算：P44第1题第三章1、极轨轨道（太阳同步轨道）的特点，静止轨道（地球同步轨道）的特点；①地球同步轨道是运行周期与地球自转周期相同的顺行轨道。②太阳同步轨道是绕着地球自转轴，干洗机方向与地球公转方向相同，旋转角速度等于地球公转的平均角速度（360度/年）的轨道，它距地球的高度不超过6000千米。③极地轨道是倾角为90度的轨道，在这条轨道上运行的卫星每圈都要经过地球两极上空，可以俯视整个地球表面。2、主要的气象卫星：美（泰罗斯、诺阿），中（风云系列）采用什么轨道？气象卫星的特点。轨道：近圆形太阳同步轨道。近极地太阳同步轨道。气象卫星的特点（1）轨道：低轨和高轨。（2）成像面积大，有利于获得宏观同步信息，减少数据处理容量。（3）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。（4）资料来源连续、实时性强、成本低。3、陆地卫星（地球资源卫星）：陆地卫星系列、spot系列、中巴地球资源卫星、IKNOS的轨道特点，传感器波段，空间分辨率。（书P50）4、航空摄影：航空像片的几何特征（什么是垂直摄影倾斜摄影？中心投影与垂直投影的区别，中心投影的透视规律。像片比例尺计算）像点位移的概念、特点。通过像点位移计算地面高差（或已知地面高差计算像点位移）。垂直摄影：摄影机主光轴垂直于地面或偏离垂线在3°以内倾斜摄影：影机主光轴偏离垂线大于3°1)中心投影与垂直投影的区别（P58）（1）投影距离的影响1/M=f/H（2）投影面倾斜的影响（3）地面起伏的影响2)中心投影的透视规律：A地面物体是一个点，在中心投影上仍然是一个点；B平面上的曲线，在中心投影的像片上仍为曲线；3)像片比例尺计算：1/m=f/H=ab/AB4)像点位移：在中心投影的像片上，地形的起伏除引起像片比例尺变化外，还会引起平面上的点位在像片位置上的移动，这种现象称为像点位移。特点：a位移量与地形高差h成正比，即高差越大引起的像点位移量也越大；b位移量与摄影高度（航高）成反比，即摄影高度越大，因此地表起伏引起的位移量越小；c位移量与像主点的距离r成正比，即距主点越远的像点位移量越大，像片中心部分位移量较小。5）通过像点位移计算地面高差位移量=hr/H补充：航空像片上某一线段长度与地面相应线段长度之比大比例尺航片：1:5000～1:10000。中比例尺航片：1:10000～1:30000。小比例尺航片：1:30000～1:100000。5、微波遥感的特点1）能全天候、全天时工作2）对某些地物具有特殊的波普特性3）对冰、雪、森林、土壤等具有一定的穿透能力4）对海洋遥感具有特殊意义5）分辨率较低，但特性明显6、遥感图像空间分辨率、波谱分辨率、辐射分辨率、时间分辨率的含义空间分辨率：指像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元。波谱分辨率：传感器在接收目标辐射才波普时能分辨的最小波长间隔。间隔越小，波谱分辨率越高。辐射分辨率：传感器接收波普信号时能分辨的最小辐射度差。时间分辨率：指对同一地点进行遥感采样的时间间隔，即采样的时间频率。（重访周期）第四章1、颜色性质（明度、色调、饱和度的含义），颜色立体示意模型（图4.1）性质：颜色是对某段波长的光有选择地反射而对其他波长吸收的结果。不同波长的光显现出不同颜色。单一波长的光对应单一的颜色但同一种颜色并不对应单一的波长其性质由明度、色调、饱和度来描述明度:彩色光的亮度。彩色光的亮度越高，明度就越高。发光物体的亮度越高，明度也越高。非发光物体反射比越高，明度越高。彩色物体表面的光反射率越高，明度就越高。色调:色彩彼此相互区