讀《現(xiàn)代遙感導(dǎo)論》筆記

1、通讀：判讀方法：進行航空像片判讀時，應(yīng)遵循先整體后局部，從已知到未知，先易后難，由宏觀到微觀的原則進行。1， 直接判定法，直接判讀標(biāo)志判定2， 對比分析法，待判別的與已知的對比3， 量測法，儀器量測4， 邏輯推理法，利用地質(zhì) 地貌專業(yè)知識推理5， 歷史對比法，利用不同時間重復(fù)成像的航片加以對比分析，從而了解地物與自然現(xiàn)象的變化情況，對自然資源和環(huán)境動態(tài)較適用。第二遍細讀：第一章 緒論通過眼睛觀察圖像而獲得地面信息 稱為遙感圖像的目視解譯。人眼只能觀察到可見光波段的地標(biāo)特征。遙感可以探測到其他波段，如紅外線 紫外線和微波 遙感的特性：空間特性，宏觀；時相特性，周期成像，動態(tài)檢測；波譜特性，目前遙

2、感能探測的電磁波段有紫外線 可見光 紅外線 微波，遙感可以探測到人眼觀察不到的地物的一些特性和現(xiàn)象，擴大了人們觀測的范圍，加深對地物的認識。遙感的優(yōu)勢：信息量巨大，受地面限制條件少，經(jīng)濟效益好，用途廣分類：劃分標(biāo)準分類遙感探測的對象宇宙遙感（宇宙中的天體和其他物質(zhì)）地球遙感（環(huán)境遙感：地球表層環(huán)境；地球資源遙感：以地球表層資源為對象）遙感平臺航天遙感（在航天平臺上的遙感，如探測火箭，衛(wèi)星，宇宙飛船，航天飛機）航空遙感（航空平臺上，如飛機和氣球）地面遙感（三腳架，遙感車，遙感塔，船）遙感獲取的數(shù)據(jù)形式成像方式遙感非成像方式遙感傳感器工作方式被動遙感（傳感器被動接收地物反射的太陽輻射電磁波，目前主

3、要是被動）主動遙感（傳感器本身發(fā)射人工輻射，接收目標(biāo)地物反射回來的輻射，雷達既是）探測的電磁波可見光遙感紅外遙感微波遙感紫外遙感Tip：常用的是前三種，后一種用于特殊場合如檢測海面石油污染遙感應(yīng)用地質(zhì)遙感地貌遙感農(nóng)業(yè)遙感林業(yè)遙感水文遙感遙感技術(shù)系統(tǒng)主要由遙感平臺，傳感器，遙感信息的接收和處理以及遙感圖像的判讀和應(yīng)用4個部分組成。遙感平臺：遙感中搭載傳感器的運載工具 地面平臺：用于安置傳感器的三腳架，遙感塔，遙感車 高度在100m以下。航空平臺：12km以內(nèi)的飛機和氣球平臺。低空平臺，中空平臺，高空平臺航天平臺：150km以上的人造地球衛(wèi)星，宇宙飛船，空間軌道站，航天飛機。目前對地觀測中使用的航

4、天平臺主要是人造地球衛(wèi)星。氣象衛(wèi)星，海洋衛(wèi)星，陸地衛(wèi)星。傳感器：遙感器/探測器 核心部分 遠距離感測和記錄地物環(huán)境輻射或反射電磁波能力，安裝在遙感平臺上。傳感器根據(jù)記錄方式的不同，分為成像方式（傳感器把探測到的地物輻射能量，用圖像形式表示，如航空攝影機，多光譜掃描儀，專題繪圖儀）和非成像方式（傳感器把探測到的地物輻射能量，用數(shù)字或曲線圖表示，如光譜輻射計，微波輻射計，紅外輻射溫度計，激光高度計）。遙感信息的接收和處理：遙感信息主要指由航空遙感和衛(wèi)星遙感所獲取的膠片和數(shù)字圖像。對于航空遙感信息一般是航攝結(jié)束后待航空器返回地面時回收，又叫直接回收方式；衛(wèi)星遙感信息，采用視頻傳輸方式接收。實時傳輸，

5、非實時傳輸（待衛(wèi)星通過地面接收站接收范圍時） 通過輻射校正和幾何校正，才能提供給用戶使用。遙感圖像判讀和應(yīng)用：將遙感圖像的光譜信息轉(zhuǎn)化為用戶的類別信息，也就是為了有效利用遙感數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行分析分類和解譯，從而將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為能解決實際問題的有用信息。圖像判讀分為 目視判讀 和 計算機分類（依據(jù)圖像灰度值的統(tǒng)計特征，采用一定算法對數(shù)字圖像進行歸類，形成分類圖）遙感的幾個基本術(shù)語：地物光譜差異；輻射記錄差異；空間分辨率差異；幾何誤差（任何影像都具有一定的位置誤差，由傳感器鏡頭的觀察角度，掃描儀上的運動，地形起伏和地球的曲率造成）；像片格式與數(shù)字格式的可轉(zhuǎn)換性；遙感成像系統(tǒng)；大氣作用（傳感器所接收

6、的能量必須要經(jīng)過相當(dāng)厚度的地球大氣層，太陽輻射的強度和波長在經(jīng)過地球大氣層時會與大氣中的粒子和氣體發(fā)生吸收和散射作用，這會影響遙感影像的質(zhì)量，降低解譯精度）遙感的應(yīng)用：農(nóng)林，地質(zhì)礦產(chǎn)，水文海洋，環(huán)境保護，測繪第二章 遙感電磁輻射基礎(chǔ)自然界中任何地物都具有發(fā)射，反射，吸收電磁波的性質(zhì)遙感的基本原理：太陽是一種電磁輻射源，它所發(fā)出的光也是一種電磁波。當(dāng)太陽光從宇宙空間經(jīng)大氣層照射到地球表面時，地面上的物體就會對太陽輻射進行反射和吸收。由于每一種物體的物理和化學(xué)特性不同，因此它們對不同波長的入射率也不同。遙感探測正是將遙感儀器所接受到的目標(biāo)物的電磁波信息與物體的反射或發(fā)射光譜相比較，從而對地面的物體

7、進行識別和分類。電磁波是震蕩的電磁場在空間的傳播。電磁波傳播的方向與電磁震蕩的方向是垂直的，因此，電磁波是橫波。r射線，X射線，紫外線，可見光，紅外線，微波，無線電波等都是電磁波。電磁波譜按照波長由短至長可依次分為：r X.目前遙感所能應(yīng)用的主要波段是紫外線，可見光，紅外線和微波。物體在不同波段的光譜特征差異很大。各電磁波段的主要特性：r射線：大多數(shù)會被地球大氣層阻擋，觀測必須在地球之外進行，具有極強穿透能力X射線：能穿透對可見光不透明的物質(zhì)，如墨紙，木料，肉眼看不見的射線可使固體材料發(fā)生可見的熒光，使照相底片感光。紫外線：測定碳酸鹽分布，油污的檢測可見光：具有很高地面分辨率，易于判讀，地圖制

8、圖性能較好的黑白全色或彩色航空影像紅外線：晝夜工作微波：穿透性好 不受云層影響 對云層 地表植被 松散沙層 干燥冰雪有一定穿透能力 能全天工作 通常用于雷達 通信技術(shù)中無線電波：廣播 通信輻射基本定律：黑體輻射；普朗克輻射定律（輻射能量與波長成反比）；斯特藩玻爾茲曼定律（隨著溫度的增加，輻射能的增加是很迅速的）；基爾霍夫輻射定律（地面地物微小的溫度差異，會引起紅外輻射能量顯著的變化）；維恩位移定律太陽輻射：在大氣上界測得的太陽輻射光譜曲線為平滑的連續(xù)的光譜曲線。太陽輻射的能量分布從X射線到無線電波的整個電磁波譜區(qū)內(nèi)。太陽輻射從近紫外到中紅外這一波段區(qū)間能量最集中，相對來說最穩(wěn)定，輻射強度變化最

9、小。被動遙感主要利用近紫外，可見光，紅外等穩(wěn)定輻射，使太陽活動對遙感的影響減至最小。電磁波（太陽輻射）與大氣的相互作用主要有兩種基本的物理過程，即吸收和散射（分為瑞利散射，米氏散射，非選擇性散射）。大氣窗口：把受到大氣衰減作用較輕，透射率較高的波段叫做大氣窗口。對于遙感傳感器而言，只能選擇透射率高的波段，才能形成質(zhì)量好的遙感觀測圖像。大氣矯正：直接大氣矯正（根據(jù)大氣狀況對遙感圖像測量值進行調(diào)整，以消除大氣影響）間接大氣矯正（對一些遙感常用函數(shù)，如NDVI植被指數(shù)進行重新定義，形成新的函數(shù)形式，以減少對大氣的依賴，這種不必知道大氣各種參數(shù)）太陽輻射與地面的相互作用：太陽輻射能量入射到任何地物表面

10、上，都會發(fā)生3種過程：一部分能量被地物反射；一部分能量被地物吸收，成為自身的內(nèi)能再發(fā)射出來；一部分被地物透射。即到達地面的太陽輻射能量=反射能量+吸收能量+透射能量。一般而言，大部分物體對可見光都不具備透射能力，而水對一定波長的電磁波透射能力較強。對于一般不能透過可見光的地面物體其主要是吸收和反射。地物吸收了太陽輻射能量后有一定溫度會形成自身的輻射，但地表物體自身的輻射在可見光與紅外波段幾乎為零，因此可見光和紅外波段的遙感主要以地面地物反射太陽輻射而進行。反射分為鏡面反射，漫反射，實際地面反射反射率：地物的反射能量占總?cè)肷淠芰康陌俜直确瓷渎矢叩牡匚铮湮章示驮降?。地物的反射率可以用光譜輻射計

11、測量，吸收率通過反射率推算。反射率受波長，粗糙，環(huán)境，季節(jié)影響。反射率大，傳感器記錄的亮度值大，遙感圖像表現(xiàn)為色調(diào)淺，反之色調(diào)深。反射光譜曲線：必須熟悉常見地物類型的反射光譜曲線，如植被，水體，土壤和巖石，是遙感圖像判讀分析和計算機圖像的基本原理和基礎(chǔ)。植被光譜曲線：所有植物的反射光譜曲線呈雙峰雙谷的特點。不論植物種類，或是同種植物的不同生長階段，植物光譜曲線的基本形態(tài)是一致的，只是反射峰和吸收谷的值有高低差異。水體光譜曲線：遙感圖像上呈深色調(diào)甚至黑色。水體中含有泥沙時，反射峰值出現(xiàn)在黃紅區(qū)，含有葉綠素時，近紅外波段反射率增加。這是分析水體泥沙含量和葉綠素含量的重要依據(jù)。土壤光譜曲線：土質(zhì)越細

12、，反射率越高，有機質(zhì)含量越高反射率越低，土壤含水量越高反射率越低。巖石的光譜曲線：吸收作用 發(fā)射率 地物發(fā)射光譜透射作用三種遙感模式：可見光/近紅外遙感（最簡單模式，影響因素包括大氣清澈度 目標(biāo)物的光譜性質(zhì) 太陽入射角度 太陽光的強度 濾光器 膠卷）熱紅外遙感（被動遙感 地表發(fā)射的能量主要來源于其吸收的太陽短波輻射 然后以長波形式再發(fā)射）雷達（傳感器自身發(fā)射能量 主動傳感 可以全天候運行）第三章 傳感器傳感器是收集，探測，記錄地物電磁波輻射能量的裝置，是遙感技術(shù)的核心部分。由 收集器（收集電磁波能量） 探測器（輻射能轉(zhuǎn)變化學(xué)能或電能） 處理器（將化學(xué)能或電能處理，如膠片的顯影及定影，電信號的放

13、大） 輸出器（輸出獲得的圖像，數(shù)據(jù)）組成分類：按工作方式：主動/被動 ；按記錄方式：非成像/成像攝影方式/掃描方式（光機掃描儀、推帚式掃描儀、高光譜傳感器、側(cè)視雷達傳感器）/雷達第4章 航空遙感數(shù)據(jù)航空遙感平臺一般在海拔12km以下的大氣（平流層，對流層）低空飛機：高度在地面上空2000m以下，能獲得大比例尺，中比例尺航空遙感圖像。中空飛機：20006000m，中小比例尺高空飛機：1200030000m航空攝影機是航空遙感的傳感器，一般安裝在飛機平臺上。種類主要有四種，單鏡頭框幅航空攝影機，多鏡頭框幅航空攝影機，條帶航空攝影機，全景航空攝影機。以單鏡頭框幅航空攝影機最為常用。類型：按航攝傾角（

14、垂直攝影/傾斜攝影）按攝影實施方式（單片攝影/單航線攝影/多航線攝影）按感光片和波段分類（全色黑白攝影/黑白紅外攝影/彩色攝影/彩色紅外攝影，適合城市航空攝影/多光譜攝影）按比例尺（大比例尺航空攝影/中/小/超小）航空攝影測量航空掃描成像航空像片的物理特性是指航空像片的色調(diào)或色彩、灰階、亮度系數(shù)等，主要由地物的反射特性和感光材料的感光特性決定。彩紅外像片上的目視判讀：水體：藍黑、藍灰；清澈的凈水呈藍色，當(dāng)水含泥沙或受污染，從藍向青、黃變化。清潔的深水呈深藍到暗黑色，清潔的淺水呈青藍色，渾水呈青色，褐色的水呈綠色，氧含量少的污水呈乳白色，被藻類覆蓋的水呈紅色，藻類含量高的嚴重污染區(qū)呈暗紅色，中度

15、和輕度污染區(qū)分別為棕褐色和棕黃色。河流：界線明顯，自然彎曲，寬窄不一的帶狀，河流上常有堤壩、橋梁、船舶、碼頭等人工建筑物。湖泊：均勻的深色調(diào)，湖岸線呈自然彎曲的閉合曲線，輪廓較為明顯，但當(dāng)湖泊中有水草和其他植物時，邊界變得模糊，色調(diào)也較絮亂。海岸附近的淺海海域，一般為淺藍色，深海為深藍色，海、陸界線較明顯。由于海浪影響，淺海域色調(diào)一般不太均勻，根據(jù)水涯線可判讀出潮浸地帶和高潮、低潮的位置。潮浸地帶一般沒有植被生長，多為新的沉積物，在反光立體鏡下，用視差桿可量測出高潮和低潮海水面的高差。海岸帶沉積物的搬運方向，可以根據(jù)河口泥沙流的方向判讀。泥沙流一般白灰-黃色。植被：植被隨季節(jié)變化，判讀標(biāo)志也是

16、變化不穩(wěn)定的。綠色植物在彩色紅外像片上的色彩為藍色（綠藍）和紅色（近紅外紅）兩色的疊加，而生成品紅色。植物種類不同，物候期各異，不同植物一般在品紅到紅色、深紅之間變化。居民地：分為城市、集鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村。青瓦房呈灰藍色，紅瓦房、新草房呈淺黃色，舊草房呈灰色、深灰色。城市特點是面積大，房屋稠密，除有廣大居住區(qū)分布外，還有工廠。商業(yè)區(qū)、學(xué)校、公園等建筑?？擅黠@識別出建筑類別、道路、公園、行道樹、綠地、廣場等；集鎮(zhèn)分布在公路和鐵路沿線，通常有車站等建筑物。集鎮(zhèn)面積比城市小，街道窄且不太規(guī)則。有1-2條主要大街形成商業(yè)區(qū)，周圍有農(nóng)田和菜地分布；鄉(xiāng)村居民地比較小且分散，我國北方農(nóng)村比南方農(nóng)村面積大，更集中。平

17、原比山區(qū)面積大而集中。道路：分為鐵路、公路、鄉(xiāng)村大路和小路。鐵路深灰色、線狀、轉(zhuǎn)彎較平滑均勻。沿線有停車站、水塔。無論公路或大路一般為垂直交叉通過鐵路；公路轉(zhuǎn)彎較急，與鄉(xiāng)村大路相交不一定成直角；鄉(xiāng)村道路多為淺灰色或白色的線條，寬窄不一，邊緣往往不清晰。鄉(xiāng)村大路，在經(jīng)過規(guī)劃的地區(qū)，多為直線或折線狀，在山區(qū)多為曲線。農(nóng)村小路比大路窄，常為淺色的細線。第5章 地球資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)遙感衛(wèi)星按照探測目的可以分為地球資源衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星和海洋衛(wèi)星。地球資源衛(wèi)星是以探測地球資源為目的而設(shè)計的，它要求有較高的空間分辨率和較長的壽命。特點：視域范圍大、宏觀性強、周期性重復(fù)成像、多波段成像。廣泛應(yīng)用于世界范圍的制圖，地

18、球環(huán)境變化的檢測等Landsat衛(wèi)星衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的目視判讀：衛(wèi)星圖像的空間分辨率與航空像片不同，數(shù)據(jù)格式也不同，衛(wèi)星圖像是數(shù)字數(shù)據(jù)格式，更適合數(shù)字分析和分類，其目視判讀是基礎(chǔ)，航空像片是膠片格式，主要是目視判讀。一般將衛(wèi)星圖像的多波段在計算機處理軟件中合成假彩色或標(biāo)準假彩色圖像后，再進行目視判讀。衛(wèi)星圖像有周期成像特點衛(wèi)星圖像以組合圖案、色調(diào)/色彩、形狀、陰影和大小為判讀標(biāo)志的順序，而航空像片為形狀、大小、色調(diào)/色彩、陰影和組合圖案。水體：在近紅外圖像上，呈封閉的自然平面狀，色調(diào)均勻且深，一般呈淺黑或黑色調(diào)，常表現(xiàn)與周圍地物明顯的界線；在TM4、TM3與TM2合成的標(biāo)準假彩色圖像上，水體呈藍黑

19、色、深藍色。河流、海洋、湖泊、水庫、池塘等不同水體類型的識別，主要結(jié)合其平面形狀、大小、位置、以及水源條件、人工建筑等輔助工程（水壩）綜合判斷。植被：在TM2、TM3波段的衛(wèi)星圖上呈深色調(diào)，TM4波段圖像呈淺色調(diào)， TM4、TM3、TM2合成的標(biāo)準假彩色圖像上呈紅色，一般幼嫩的植物呈粉紅色，長勢好的為紅色，成熟的為鮮紅色，受到傷害的為暗紅色，干枯的為青色，闊葉林比針葉林較鮮紅，灌叢的顏色淡一點，水稻呈暗紅色。春末秋初判讀植被最有利。城鎮(zhèn)：在TM或MSS圖像上，呈較淺色調(diào)，在TM4、TM3、TM2合成的標(biāo)準假彩色圖像上，顯淺藍色或藍灰色，城鎮(zhèn)的中心色調(diào)較深一些。采用高分辨率的TM和SPOT衛(wèi)星HRV圖像，可清楚看出細節(jié)。衛(wèi)星圖像城鎮(zhèn)判讀偏重于對大、中城市，而對一些小城鎮(zhèn)，一般只做定位判讀。以圈定城市輪廓，確定城市發(fā)展規(guī)模，以及利用不同時相進行城市發(fā)展、環(huán)境動態(tài)檢測和分析工作為主，適合城市詳細規(guī)劃和管理應(yīng)用。法國地球資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)（SPOT）https:/www.spotimage.fr SPOT衛(wèi)星網(wǎng)站 中國衛(wèi)星遙感地面站 SPOT衛(wèi)星數(shù)據(jù)的中國代理，北京視寶衛(wèi)星圖像有限公司印度資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)（IRS）中巴地球資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)（CBERS） 中國衛(wèi)星遙感地面站日本地球資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)（JERS