遙感技術(shù)導論知識要點總結(jié).docx

遙感技術(shù)導論知識要點總結(jié)第一章 緒論1. 遙感定義：在遠離被測物體或現(xiàn)象的位置上，使用一定的儀器設備，接收記錄物體或現(xiàn)象反射或發(fā)射的電磁波信息，經(jīng)過對信息的傳輸加工處理以及分析與解譯，對物體及現(xiàn)象的性質(zhì)及其變化進行探測和識別的理論與技術(shù)。（遙感是一個接收傳送處理分析遙感信息，并最后識別目標的復雜技術(shù)過程。）2. 現(xiàn)代遙感技術(shù)系統(tǒng)一般有四部分：遙感平臺（搭載遙感儀器的工具，如飛機，火箭，衛(wèi)星等）傳感器（收集記錄傳送遙感信息的裝置如：攝影機，攝像儀，掃描儀等）遙感數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)（有接受和記錄系統(tǒng)，圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)）分析解譯系統(tǒng)。3. 遙感的分類：按遙感平臺分類：地面，航天，航空；按電磁輻射能源分類：被動，主動；按電磁波譜的分類：可見光，紅外，微波，多光譜，紫外。第二章 電磁輻射及物體的波譜特性一.電磁輻射1. 遙感的本質(zhì)：物體電磁輻射通過傳感器成像得到遙感影像，然后遙感影像接受解譯從而識別出該物體。2. 電磁輻射具有波粒二象性。從波動性來看，電磁輻射在某時空的強度I和波振幅的平方成正比；從粒子性來看，電磁輻射在某時空的強度I與該時空粒子出現(xiàn)的幾率成正比（粒子出現(xiàn)的幾率即單位時間內(nèi)通過單位截面的粒子數(shù)目的多少）。波長較長，能量較小的波動性明顯：波長較短，能量較大的粒子性明顯。3. 電磁波譜：按照電磁輻射的波長或頻率大小，依次排列畫成圖表，這個圖表叫做電磁波譜。遙感主要接收范圍在可見光，紅外線，微波。4. 紫外線波長在3納米到0.38微米，可用感光膠片和光電儀器收進行探測，但是該波段散射嚴重。5. 可見光波長在0.38到0.76微米，具有光電效應和光化作用，在遙感中能用膠片和光電儀器收集記錄。6. 紅外線波長為0.76到1000微米，其中0.76到1.4微米的范圍可用攝影方式探測，所以也稱為攝影紅外；7. 電磁輻射的基本性質(zhì)：A.電磁波傳播的性質(zhì)：電磁波的疊加，干涉，衍射，偏振。 01干涉有利的方面是：利用能量加大趨勢，使圖像清晰，方向性強。不利的方面是：造成同一物質(zhì)所表現(xiàn)的性質(zhì)不同。 02 衍射對遙感的影響很大：1.電磁波通過傳感器的孔徑而被切割時，就發(fā)生衍射，使電磁輻射通量的數(shù)量質(zhì)量方向發(fā)生變化，給目標的解譯帶來困難；2.影響遙感所用儀器的分辨能力，理論上，光學儀器的最小分辨角為=1.22/D（D為光學儀器的孔徑）3.縮小陰影區(qū)域。 03 偏振：進入傳感器的電磁波都具有偏振性。B.電磁輻射的光電效應：電磁輻射的能量激發(fā)物體，釋放出電子，形成光電流。 光電效應具有一定的截止頻率。 光電流的強度和入射的電磁輻射強度成正比， 光電流具有瞬時性， 電子的初動能和電磁輻射的頻率成線性關系。 掃描成像，電視攝像就是利用光電效應把光像變成電子像。8.電磁輻射與物體的相互作用：在遙感中，電磁輻射與物體接觸，會表現(xiàn)他所帶的能量，進行能量的交換，發(fā)生相互作用，作用后，物體使入射輻射發(fā)生反射透射以及吸收和再發(fā)射等。 本質(zhì)：入射到物體的電磁輻射使物體表面的自由電荷和束縛電荷發(fā)生震蕩運動，這種運動轉(zhuǎn)而輻射出次級場返回初始介質(zhì)或者向前進入第二種介質(zhì)。二.電磁輻射的反射9.電磁輻射的反射：電磁輻射與物體作用后產(chǎn)生的次級波返回原來的介質(zhì)，此現(xiàn)象即為反射。 該次級波稱為反射波（輻射）。 任何地物都具有反射和自己特有頻率不同的外來輻射的能力。10.反射強度主要與物體的性質(zhì)（電學性質(zhì)和磁學性質(zhì)），以及物體表面粗糙程度有關。11.物體的反射能力常用反射系數(shù)來表示，即菲涅爾反射系數(shù)r。反射系數(shù)是反射的電矢量振幅與入射的電矢量振幅之比。12.物體表面狀況對反射的影響：根據(jù)物體表面對反射的影響分為兩類：光滑表面和粗糙表面，這是一個相對概念。劃分準則：瑞利準則，關系式是：d=/8cos，式子中是入射波的波長，是入射角。如果物體表面的起伏度h小于等于d，則該表面為鏡面（光滑表面）。 上述表明：入射輻射的波長決定了反射表面的粗糙度。入射波長不一樣，同一物體的表面可顯示不同的粗糙度，凡是物體表面的顆粒限度h遠小于入射波的波長，該表面光滑。入射角對表面的粗糙度也有影響。入射角越大，表面粗糙度越小。13.反射類型：鏡面反射：可以用菲涅爾反射系數(shù)表示反射能力大小，且反射波具有高度的方向性，位相相干。漫反射：反射強度遵循朗博定律，反射波很少有方向性，相位不相干。方向反射：物體的表面即非鏡面，也非粗糙，電磁輻射在各個方向上都有反射，但在某一方向上，反射波要強一些，這種現(xiàn)象稱為方向反射。三.電磁輻射的發(fā)射自然界溫度高于絕對0度的物體都具有發(fā)射電磁輻射的能力，其能力的大小主要取決于物體的溫度和本身的性質(zhì)。14.黑體：黑體是指一個完全的輻射吸收和輻射發(fā)射體。（任何溫度下對所有波長的電磁輻射都能完全吸收，同時在熱力學定律所允許最大范圍內(nèi)最大限度把熱能變成輻射能的理想輻射體。）15.黑體的輻射通量密度按波長或頻率的分布是穩(wěn)定的，僅與其本身的溫服有關，而與黑體的材料和性質(zhì)無關。16.黑體輻射定律：a.普朗克定律：在給定溫度下黑體的光譜出射率并不是一切波長都一樣，而是隨波長變化。同時，溫度越高，光譜輻射能力越強。b.斯蒂芬-玻爾茲曼定律：黑體的總出射率隨溫度的升高而迅速增大，相當小的溫度變化就可以引起輻射通量密度（出射率）的很大變化。c.維恩位移定律：黑體的峰值波長與其絕對溫度成反比，當溫度增加時，黑體的出射率的極大值向短波方向移動。17.物體的發(fā)射：a.基爾霍夫定律：在一定的溫度下，物體對任一波長的發(fā)射本領和它的吸收本領成正比，比值與物體的性質(zhì)無關，只是波長和溫度的函數(shù)。即好的吸收體也是好的發(fā)射體，即物體對某一波長的電磁輻射吸收能力強，則該物體發(fā)射這一波長的電磁輻射能力也強。b.光譜發(fā)射率：自然界中的物體都不是黑體，其吸收率永遠小于1，因而對任何波長的光譜出射率，總是小于同溫度下的黑體的光譜出射率。發(fā)射率表示物體的發(fā)射能力，它是物體的輻射通量密度和同溫度下的黑體輻射通量密度之比。為了使用方便，常采用光譜發(fā)射率（物體的光譜出射率與黑體的光譜出射率之比）的概念，以表示一個物體把熱能轉(zhuǎn)變成輻射能的轉(zhuǎn)變效率。物體的光譜發(fā)射率等于物體的光譜吸收率。物體的反射率越大，發(fā)射率（吸收率）就越?。晃章?反射率+透射率=1；反射率與發(fā)射率不僅是溫度和波長的函數(shù)，且與物體性質(zhì)有關。c.根據(jù)物體光譜發(fā)射率的變化，將物體分為三類，黑體，灰體，選擇性輻射體。18.凡是能夠產(chǎn)生電磁輻射的物體，叫做輻射源。分為人工和天然輻射源。主動遙感方式接收的是人工輻射源發(fā)出的電磁輻射的回波，被動遙感方式接受的是天然輻射源的電磁輻射。19.太陽的主要能量在0.2到3微米間。太陽輻射的峰值在0.5微米附近，相當于可見光中的綠色光。遙感常用的波段在0.32到1.1微米間。 地面物體的電磁輻射信息包括兩部分：一部分是反射信息，他只能在白天接收，一部分是發(fā)射信息，既能在白天接收也能在晚上接收。課后習題:1.簡述遙感的基本概念。2.簡述遙感技術(shù)系統(tǒng)的組成。3.遙感有哪幾種分類？分類依據(jù)是什么？4.試述當前遙感發(fā)展的現(xiàn)狀及趨勢。5.簡述遙感技術(shù)的應用1.電磁波譜由哪些不同特性的電磁波組成？它們有哪些不同點，又有哪些共性？2.電磁輻射是如何產(chǎn)生的？3.遙感的基本原理是什么？4.什么是黑體？簡述黑體輻射基本定律。5.遙感輻射源主要有哪些?6.什么是地物波譜特性?什么是地物反射波譜特性？7.簡述巖石、水體、植被和土壤在可見光和紅外波段的反射波譜特性。8.大氣對電磁輻射有何影響?對遙感有何影響？9.何為大氣窗口？分析形成大氣窗口的原因，常用的大氣窗口有哪些？1.彩色的三特性是什么？2.簡述相加混色和相減混色的基本原理。3.孟塞爾顏色系統(tǒng)是如何對顏色進行表示和度量的？4. CIE標準色度學系統(tǒng)是如何對顏色進行表示和度量的？它與孟塞爾顏色系統(tǒng)有何區(qū)別？1.什么叫遙感平臺？按其高度不同可以分為那幾種？各種遙感平臺的作用是什么？2.簡述傳感器的概念及其組成。3.傳感器的遙感能力以哪些特性參數(shù)進行衡量?它們的具體意義是什么?1.簡述攝影成像過程及其基本原理。2.什么是感光特性曲線？簡述感光特性曲線的分段特性。3.比較反差，景物反差，光學影像反差，膠片影像反差的區(qū)別。4.什么是感色性？根據(jù)感色興可以把膠片分為那幾類?5.什么是多波段遙感？6.簡述彩色影像獲得的基本原理。7.簡述彩色膠片負片和正片色彩形成過程并繪圖表示。8.聯(lián)系色彩合成相關理論分析彩紅外影像上的色彩特征。1.掃描探測器主要有哪些？2.簡述電子掃描成像的基本過程。3.簡述光機掃描儀的成像過程。4.簡述瞬時視場角、像點、地面分辨率、掃描角、總視場角的概念。5.簡述固體自掃描成像的基本原理。1.簡述航空攝影基本過程。2.簡述航攝質(zhì)量評定的內(nèi)容和方法。3.航空攝影資料主要有哪些？4.什么是中心投影？簡述中心投影的構(gòu)像規(guī)律。5.航攝像片上的特征點、線有哪些？6.什么是像點位移？引起像點位移的原因主要有哪些？7.簡述投影誤差產(chǎn)生原理并分析其誤差規(guī)律。8.簡述傾斜誤差產(chǎn)生原理并分析其誤差規(guī)律。9.簡述航片立體觀察的條件、方法和效應。10簡述航攝像片立體兩側(cè)的原理與方法。11.簡述航攝像片的糾正與轉(zhuǎn)繪方法。12何謂航空像