搜索
遥感课程复习重点第一章概论1、遥感的定义：在不直接接触的情况下，对目标物或自然现象远距离感知的一门探测技术。具体地讲：是指在高空和外层空间的各种平台上，运用各种传感器获取反映地表特征的各种数据，通过传输，变换和处理，提取有用的信息，实现研究地物空间形状、位置、性质、变化及其与环境的相互关系的一门现代应用技术科学。2、遥感的分类：（1）按工作平台分类：地面遥感、航空遥感、航天遥感；（2）按照探测电磁波的工作波段分类：可见光遥感、红外遥感、微波遥感；（3）按照遥感应用的目的分类：环境遥感、农业遥感、林业遥感、地质遥感；（4）按照资料的记录方式：成像方式、非成像方式；（5）按照传感器工作方式分类：主动遥感、被动遥感。3、遥感技术特点：（1）宏观性、综合性（2）多源性：多平台、多时相、多波段、多尺度（3）周期性、时效性。第二章电磁波谱与地物波谱特征1、遥感如何辨别地物的，其基础是什么：遥感之所以能够根据收集到的电磁波来判断地物目标和自然现象，是因为一切物体，由于其种类、特征和环境条件的不同，而具有完全不同的电磁波反射或发射辐射特征。因此遥感技术主要是建立在物体反射或发射电磁波的原理之上的。2、维恩位移定律：分谱辐射能量密度的峰值max波长随温度的增加向短波方向移动，且在一定的温度下，绝对黑体的温度与辐射本领最大值相对应的波长乘积为一常数，即bTm)((维恩常量）。3、辐射功率：单位时间内，物体表面单位面积上所发射的总辐射功能，也称为幅出度。一种以辐射形式发射、转移、或接收的功率。物体的总辐射功率：4、电磁波谱、波谱响应曲线的概念与二者的区别：电磁波谱：将电磁波在真空中传播的波长或频率、递增或递减依次排列为一个序谱，将此序谱称为电磁波谱。次序为：γ射线—X射线—紫外线—可见光—红外线—微波—无线电波。波普响应曲线：根据遥感器对波谱的相对响应（用百分数表示）与波长的关系在直角坐标系中描绘出曲线。区别：5、解释下面这张图图中描绘了黑体在5800K时的辐射曲线，在大气层外接收到的太阳辐射照度曲线以及太阳辐射穿过大气层后在海平面接收的太阳辐射照度曲线。从图上可以看出，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。太阳辐射从近紫外到中红外这一波段区间能量最集中而且相对来说较稳定。在X射线、射线、远紫外及微波波段，能量小但变化大。就遥感而言，被动遥感主要利用可见光、红外等稳定辐射，因而太阳的活动对遥感没有太大影响，可以忽略。另外，海平面处的太阳辐射照度曲线与大气层外的曲线有很大不同。这主要是地球大气对太阳辐射的吸收和散射造成的。6、大气窗口：有些波段的电磁辐射通过大气后衰减较小、透过率较高，对遥感十分有利，这些波段通常称为大气窗口。7、地球辐射分段特性：（1）0.3-2.5微米波段（主要在可见光与近红外波段），地表以反射太阳辐射为主，地球自身的辐射可以忽略；（2）2.5-6.0微米波段（主要在中红外波段），地表反射太阳辐射和地球自身的热辐射均为被动遥感的辐射源；（3）6.0微米以上的热红外波段，地球自身的热辐射为主，地表反射太阳辐射可以忽略不计。8、常见的几种地物类型波谱特征，并会绘图，植物的光谱反射率随波长变化的一般规律地物波谱特征：在可见光与近红外波段，地表物体自身的辐射几乎等于零。地物发出的波谱主要以反射太阳辐射为主。太阳辐射到达地面之后，物体除了反射作用外，还有对电磁辐射的吸收作用。电磁辐射未被吸收和反射的其余部分则是透过的部分，即：到达地面的太阳辐射能量＝反射能量＋吸收能量＋透射能量。一般而言，绝大多数物体对可见光都不具备透射能力，而有些物体如水，对一定波长的电磁波透射能力较强，特别是对0.45~0.56μm的蓝绿光波段，一般水体的透射深度可达10~20m，清澈水体可达100m的深度。对于一般不能透过可见光的地面物体，波长5cm的电磁波却有透射能力，如超长波的透射能力就很强，可以透过地面岩石和土壤。常见地物的光谱曲线比较：（1）植物的波谱曲线：在可见波段0.55μm（绿光）附近有反射率为10%~20%的一个波峰，两侧0.45μm（蓝）和0.67μm（红）则有两个吸收带；在近红外波段0.8~1.0μm有一反射的陡坡，至1.1μm附近有一峰值，形成植被的独有特征；在近红外波段1.3~2.5μm受植物含水量影响，吸收率大增，反射率大大下降，特别是1.45μm、1.95μm和2.7μm为中心是水的吸收带，形成低谷。这一特征是由叶绿素的影响造成的。（2）土壤的波谱曲线：自然状态下，土壤表面的反射率没有明显的峰值和谷值；土壤的光谱特性曲线与土壤类别、含水量、有机质含量、砂、土壤表面的粗糙度、粉砂相对百分含量、土壤颗粒大小等因素有关；潮湿土壤反射波谱特性曲线较平滑，因此在不同光谱段的遥感影像上，土壤亮度区别并不明显。（3）水体的波谱曲线：水体的反射主要在蓝绿波段，其他波段吸收率都很强，特别在近红外、中红外波段有很强的吸收带，反射率几乎为零。纯净水在蓝光波段最高，随波长增加反射率降低。水含泥沙时，由于泥沙的散射作用，可见波段反射率会增加，峰值出现在黄红区。水中含有叶绿素时，近红外波段明显抬升。含叶绿素的清水反射率峰值在绿光段，水中叶绿素越多则峰值越高。这一特征可监测和估算水藻浓度。而浑浊水、泥沙水反射率高于以上，峰值出现在黄红区。（4）岩石的波谱曲线：岩石反射曲线无统一特征，矿物成分、矿物含量、风化程度、含水状况、颗粒大小、表面光滑度、色泽都有影响。例如：浅色矿物与暗色矿物对其影响较大，浅色矿物反射率高，暗色矿物反射率低。自然界岩石多被植、被土壤覆盖，所以与其覆盖物也有关。例题叙述沙土、植物、和水的光谱反射率随波长变化的一般规律。答：（1）沙土：自然状态下，土壤表面反射曲线呈比较平滑的特征，没有明显的峰值和谷值。干燥条件下，土壤的波谱特征主要与成土矿物和土壤有机质有关。土壤含水量增加，土壤的反射率就会下降；（2）植物：在可见光波段绿光附近有一个波峰，两侧蓝、红光部分各有一个吸收带，近红外波段（0.8-1.0um）有一个有一个反射陡坡，至1.1um附近有一峰值。近红外波段（1.3-2.5um）吸收率大增反射率下降；（3）水：水体的反射主要在可见光中的蓝绿光波段，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，可见光波段反射率会增加，含有水生植物时，近红外波段反射增强。第三章遥感技术基础1、遥感平台的定义：遥感中搭载传感器的工具遥感平台的分类：答案一（PPT）：地球同步轨道卫星（36000km）太阳同步轨道卫星（500-1000km）高高度航空飞机（10000-12000m）中低高度航空飞机（500-8000m）直升飞机（100-2000m）低空载体（800m以下）地面车辆（0-30m）航天飞机（240-350km）答案二（课本）：按平台距地面的高度大体分为三类：地面平台、航空平台、航天平台。地面遥感平台指用于安置遥感器的三脚架、遥感塔、遥感车等，高度在100m以下；航空平台在100m以上，100km以下；航天平台一般指高度在240Km以上的航天飞机和卫星等。遥感平台种类还可按其他方式分，如航天的还可分为载人的（宇宙飞船、空间站、航天飞机等）和非载人的（一般的卫星）；从重量来分，有小卫星和其他卫星。2、卫星绕地球运行轨道的种类：（1）地球静止轨道（卫星与地球绕地轴作同步运转，卫星看起来似乎悬在空中不动）；（2）极地轨道；（3）倾斜轨道；（4）太阳同步轨道3、卫星轨道及运行特点：卫星轨道在空间的具体形状位置，由六个轨道参数来确定：（1）升交点赤经Ω；（2）近地点角距ω；（3）轨道倾角i；（4）卫星轨道的长半轴a；（5）卫星轨道的偏心率（或称扁率）e=c/a（c—卫星椭圆轨道的焦距）；（6）卫星过近地点时刻T。六个轨道参数中，a和e则决定了卫星轨道的形状；Ω、ω、i和T决定了卫星轨道面与赤道面的相对位置；倾角i决定了轨道面与赤道面，或与地轴之间的关系。其中，e越大，轨道越偏，e越小，轨道越接近圆形。当e固定时，a越大则轨道离地高度H越大。4、卫星轨道倾角的分类：（1）0i时轨道面与赤道面重合；（2）90i时轨道面与地轴重合；（3）90i时轨道面接近地轴，这时的轨道称近极地轨道。5、遥感平台姿态的类型：卫星质心为坐标原点，沿轨道前进的切线方向为x轴，垂直轨道面的方向为y轴，垂直xy平面的为z轴，则卫星的姿态有三种：滚动：绕x轴旋转的姿态角俯仰：绕y轴旋转的姿态角航偏：绕z轴旋转的姿态角6、太阳同步轨道：由于地球扁率（地球不是圆球形，而是在赤道部分隆起），卫星轨道平面绕地球自转轴旋转。如果卫星轨道平面绕地球自转轴的旋转方向和角速度与地球绕太阳公转的方向和平均角速度相同，则这种卫星轨道叫太阳同步轨道。与太阳同步轨道：所谓卫星轨道与太阳同步，是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。7、实现扫描线衔接应满足的条件：假定旋转棱镜扫描一次的时间为t，一个探测器地面分辨率为a，若要使两条扫描带的重叠度为零，但又不能有空隙，则必须taW（W为飞机的地速、a为空间分辨率）当aWt时，将出现扫描漏洞，当aWt时，则有部分重叠。将Ha代入式子得到：tHW其中瞬时视场和扫描周期t都为常数，所以只要速度W与航高H之比为一常数，就能使扫描线正确衔接，不出现条纹图像。8、覆盖周期：指地球观测卫星对地表重复覆盖一次所需的时间Landsat系列卫星：Landsat-1~3运行周期是103.267min，重复周期是18d，Landsat4/5运行周期是98.9min（99min），重复周期是16d，Landsat-7运行周期是99min，重复周期是16d；Spot卫星：运行周期是101.4min，重复周期是26d；nova卫星：运行周期是107min。9、遥感器基本组成部分及功能：（1）收集器：收集地物辐射来的能量。（2）探测器：将收集的辐射能转变成化学能或电能。（3）处理器：对收集的信号进行处理。（4）输出器：输出获取的数据10、遥感器的分类：（1）摄影类型的传感器；（2）扫描成像类型的传感器；（3）雷达成像类型的的传感器；（4）非图像类型的传感器；11、多光谱传感器的类别及成像原理：产品类别：（1）粗加工产品，它是经过了辐射校准（系统噪声改正）、几何校正（系统误差改正）、分幅注记（28.6s扫描390次分一幅）；（2）精加工产品，它是在粗加工的基础上，用地面控制点进行了纠正（去除了系统误差和偶然误差）；（3）特殊处理产品。成像原理：12、常见几种卫星遥感平台及特点：13、TM、MODIS、SPOT、快鸟等常见遥感影像波段数、分辨率：TM：7个波段，Landsat-7全波段分辨率是15mMODIS：16个波段，2个波段的分辨率是250m，5个波段的分辨率是500m，其余9个波段的分辨率是1000m；SPOT：快鸟：分辨率是0.6m14、遥感卫星平台发展趋势第四章遥感图像辐射校正1、遥感图像的几种分辨率概念：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：指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：指传感器接收波谱信号时，能分辨的最小辐射度差在遥感图像上表现为每一像元的辐射量化级。时间分辨率：时间分辨率指对同一地点进行遥感来样的时间间隔，即采样的时间频率，也称重访周期。2、模拟图像：普通像片那样的灰度级及颜色连续变化的图像（金属银聚集而成，密度高影像黑）。数字图像：是一个二维的离散的光密度（或亮度）函数。空间坐标和密度上都已离散化，是一种以二维数组（矩阵）形式表示的图像。光学图像数字化主要步骤：把一个连续的光密度函数变成一个离散的光密度函数———空间坐标离散化——采样，幅度（光密度）离散化——量化，整个过程称为图像数字化。3、遥感图像的数据级别：（1）0级产品：未经任何校正的原始图像产品；（2）1级产品：经过初步辐射校正的图像数据；（3）2级产品：经过了系统级的几何校正，即根据卫星的轨道和姿态等