第1章 遙感信息的地學(xué)評(píng)價(jià)與影像理解-1

1、遙感地學(xué)分析遙感地學(xué)分析授課人：張授課人：張喜旺喜旺The College of Environment and Planning of Henan University河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院E-mail：單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式2主要內(nèi)容主要內(nèi)容1 1地理空間與影像空間地理空間與影像空間2 2遙感影像的分辨率遙感影像的分辨率3 3遙感影像中的獨(dú)立地學(xué)變量遙感影像中的獨(dú)立地學(xué)變量4 4遙感影像特征的統(tǒng)計(jì)分析遙感影像特征的統(tǒng)計(jì)分析5 5遙感影像的復(fù)雜度分析遙感影像的復(fù)雜度分析6 6遙感影像的理解遙感影像的理解單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式3 引言引言地學(xué)地學(xué)：地學(xué)是對以我們所生活

2、的地球?yàn)檠芯繉ο蟮膶W(xué)科地學(xué)是對以我們所生活的地球?yàn)檠芯繉ο蟮膶W(xué)科的統(tǒng)稱，通常有地理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、海洋學(xué)、大氣的統(tǒng)稱，通常有地理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、海洋學(xué)、大氣物理、古生物學(xué)等學(xué)科。物理、古生物學(xué)等學(xué)科。 地理學(xué)是研究地球表面自然現(xiàn)象和人文現(xiàn)象以及它們之間的相互地理學(xué)是研究地球表面自然現(xiàn)象和人文現(xiàn)象以及它們之間的相互關(guān)系和區(qū)域分異的學(xué)科。簡單說就是研究人與地理環(huán)境關(guān)系的學(xué)科。關(guān)系和區(qū)域分異的學(xué)科。簡單說就是研究人與地理環(huán)境關(guān)系的學(xué)科。 地質(zhì)學(xué)是關(guān)于地球的物質(zhì)組成、內(nèi)部構(gòu)造、外部特征、各圈層間地質(zhì)學(xué)是關(guān)于地球的物質(zhì)組成、內(nèi)部構(gòu)造、外部特征、各圈層間的相互作用和演變歷史的知識(shí)體系。的相互作用和演變歷史的知識(shí)體

3、系。 海洋學(xué)是研究海洋中各種現(xiàn)象及其規(guī)律和各組成部分之間相互聯(lián)海洋學(xué)是研究海洋中各種現(xiàn)象及其規(guī)律和各組成部分之間相互聯(lián)系與作用的科學(xué)。系與作用的科學(xué)。 大氣物理學(xué)是研究大氣的物理現(xiàn)象、物理過程及其演變規(guī)律的大大氣物理學(xué)是研究大氣的物理現(xiàn)象、物理過程及其演變規(guī)律的大氣科學(xué)的分支學(xué)科。氣科學(xué)的分支學(xué)科。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式4 引言引言遙感遙感：通常遙感是指空對地的遙感，即從遠(yuǎn)離地通常遙感是指空對地的遙感，即從遠(yuǎn)離地面的不同工作平臺(tái)上（如高塔、氣球、飛面的不同工作平臺(tái)上（如高塔、氣球、飛機(jī)、火箭、人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、航機(jī)、火箭、人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機(jī)等）通過傳感器，對地球表面的電天

4、飛機(jī)等）通過傳感器，對地球表面的電磁波（輻射）信息進(jìn)行探測，并經(jīng)信息的磁波（輻射）信息進(jìn)行探測，并經(jīng)信息的傳輸、處理和判讀分析，對地球的資源與傳輸、處理和判讀分析，對地球的資源與環(huán)境進(jìn)行探測和監(jiān)測的綜合性技術(shù)。環(huán)境進(jìn)行探測和監(jiān)測的綜合性技術(shù)。 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式5 引言引言 地磁熱輻射與入射電磁波（可見光、紅地磁熱輻射與入射電磁波（可見光、紅外、毫米波、微波）與遙感對象和環(huán)境的外、毫米波、微波）與遙感對象和環(huán)境的相互作用為我們提供了被動(dòng)和主動(dòng)遙感的相互作用為我們提供了被動(dòng)和主動(dòng)遙感的豐富信息。豐富信息。當(dāng)今人們面臨的問題當(dāng)今人們面臨的問題：對知識(shí)的渴望大量數(shù)據(jù)閑置單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式

5、6 引言引言充分利用海量地理空間信息的關(guān)鍵：充分利用海量地理空間信息的關(guān)鍵： 如何解釋其內(nèi)涵，即將原始的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?nèi)绾谓忉屍鋬?nèi)涵，即將原始的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)槿藗兛梢岳斫獾男畔ⅰ槿藗兛梢岳斫獾男畔ⅰ?單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式7 引言引言遙感的局限型：遙感的局限型： 遙感傳感器所獲取的是地表各要素的綜遙感傳感器所獲取的是地表各要素的綜合光譜，主要反映的是地物的群體特性而合光譜，主要反映的是地物的群體特性而不是地物的個(gè)體特性，細(xì)碎的地物及地物不是地物的個(gè)體特性，細(xì)碎的地物及地物的細(xì)節(jié)通常得不到反映。的細(xì)節(jié)通常得不到反映。 單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式8 引言引言單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式9 引言引言地學(xué)分析地學(xué)

6、分析是以地學(xué)規(guī)律為基礎(chǔ)對信息進(jìn)行是以地學(xué)規(guī)律為基礎(chǔ)對信息進(jìn)行的分析處理過程。的分析處理過程。 由于遙感的局限性及遙感信息之間的復(fù)雜相關(guān)由于遙感的局限性及遙感信息之間的復(fù)雜相關(guān)性，決定了遙感信息單純數(shù)字、物理處理結(jié)果的性，決定了遙感信息單純數(shù)字、物理處理結(jié)果的不確定性或多解性，因此地學(xué)分析方法與遙感圖不確定性或多解性，因此地學(xué)分析方法與遙感圖像處理方法有機(jī)地結(jié)合起來，一方面可擴(kuò)大地學(xué)像處理方法有機(jī)地結(jié)合起來，一方面可擴(kuò)大地學(xué)研究本身的視域，提高對區(qū)域的認(rèn)識(shí)水平；另一研究本身的視域，提高對區(qū)域的認(rèn)識(shí)水平；另一方面可改善遙感分析、處理、識(shí)別目標(biāo)的精度。方面可改善遙感分析、處理、識(shí)別目標(biāo)的精度。 地學(xué)

7、分析方法主要有地理相關(guān)分析法、主導(dǎo)因地學(xué)分析方法主要有地理相關(guān)分析法、主導(dǎo)因素法、環(huán)境本底法、交叉分析法、信息復(fù)合等。素法、環(huán)境本底法、交叉分析法、信息復(fù)合等。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式10 引言引言遙感的目的：遙感的目的： 建立模型，從簡單到復(fù)雜地分析圖像，建立模型，從簡單到復(fù)雜地分析圖像，從少到多地利用圖像，從遙感數(shù)據(jù)中獲取從少到多地利用圖像，從遙感數(shù)據(jù)中獲取需要的遙感信息。需要的遙感信息。 人們通過對遙感信息的處理、分析、復(fù)人們通過對遙感信息的處理、分析、復(fù)原和反演來揭示地表各種現(xiàn)象和過程的規(guī)原和反演來揭示地表各種現(xiàn)象和過程的規(guī)律。律。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式11 引言引言遙感信息處理與分

8、析遙感信息處理與分析是以建立遙感信息模是以建立遙感信息模型為基礎(chǔ)，對地球表層資源與環(huán)境進(jìn)行探型為基礎(chǔ)，對地球表層資源與環(huán)境進(jìn)行探測、分析，并揭示其要素的空間分布特征測、分析，并揭示其要素的空間分布特征與時(shí)空變化規(guī)律。與時(shí)空變化規(guī)律。 遙感地學(xué)分析遙感地學(xué)分析是建立在地學(xué)規(guī)律基礎(chǔ)上的是建立在地學(xué)規(guī)律基礎(chǔ)上的遙感信息處理和分析模型，其結(jié)合物理手遙感信息處理和分析模型，其結(jié)合物理手段、數(shù)學(xué)方法和地學(xué)分析等綜合型應(yīng)用技段、數(shù)學(xué)方法和地學(xué)分析等綜合型應(yīng)用技術(shù)和理論，通過對遙感信息的處理和分析，術(shù)和理論，通過對遙感信息的處理和分析，獲得能反映地球獲得能反映地球區(qū)域分異規(guī)律區(qū)域分異規(guī)律和地學(xué)發(fā)展和地學(xué)發(fā)展過

9、程的有效信息的理論方法。過程的有效信息的理論方法。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式12 1.1 地理空間與影像空間地理空間與影像空間1.1.1 1.1.1 地理空間地理空間- -基本概念基本概念牛頓認(rèn)為空間是一個(gè)內(nèi)在虛無的客觀實(shí)體。牛頓認(rèn)為空間是一個(gè)內(nèi)在虛無的客觀實(shí)體。愛因斯坦證明物質(zhì)的存在確實(shí)包含著空間。愛因斯坦證明物質(zhì)的存在確實(shí)包含著空間。19801980年法國地理學(xué)界認(rèn)為：年法國地理學(xué)界認(rèn)為： 空間空間- -自然，指自然的生態(tài)資源的空間物質(zhì)部分；自然，指自然的生態(tài)資源的空間物質(zhì)部分； 空間空間- -基點(diǎn)，指空間作為地表物質(zhì)存在的基地而言，它基點(diǎn)，指空間作為地表物質(zhì)存在的基地而言，它是城市工業(yè)用地

10、、居住用地、地價(jià)理論的研究對象；是城市工業(yè)用地、居住用地、地價(jià)理論的研究對象； 空間空間- -區(qū)位，指位置上的意義，地理科學(xué)中的區(qū)位論、區(qū)位，指位置上的意義，地理科學(xué)中的區(qū)位論、中心地理論與之有密切關(guān)系；中心地理論與之有密切關(guān)系； 空間空間- -形態(tài)，指人類的社會(huì)關(guān)系在地表留下的印記，是形態(tài)，指人類的社會(huì)關(guān)系在地表留下的印記，是社會(huì)地理、文化地理的研究對象。社會(huì)地理、文化地理的研究對象。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式13 1.1 地理空間與影像空間地理空間與影像空間1.1.1 1.1.1 地理空間地理空間- -基本概念基本概念從遙感的角度看，地理空間則是指不同來源從遙感的角度看，地理空間則是指不同來

11、源的事物及事態(tài)間的相互連接構(gòu)成的整體。的事物及事態(tài)間的相互連接構(gòu)成的整體。與地理空間及遙感影像分析相關(guān)的一個(gè)重要與地理空間及遙感影像分析相關(guān)的一個(gè)重要的概念是的概念是區(qū)域區(qū)域，指用特定指標(biāo)劃分出來的，指用特定指標(biāo)劃分出來的，在空間上表現(xiàn)為一連續(xù)的地段，其中心具有在空間上表現(xiàn)為一連續(xù)的地段，其中心具有一定程度的共性，屬性特征表現(xiàn)為類型。一定程度的共性，屬性特征表現(xiàn)為類型。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式14 1.1 地理空間與影像空間地理空間與影像空間1.1.1 1.1.1 地理空間地理空間- -基本特征基本特征 空間域中的多尺度特征；空間域中的多尺度特征； 屬性域中的綜合特征；屬性域中的綜合特征； 時(shí)

12、域中的變化序列（空間和屬性）時(shí)域中的變化序列（空間和屬性） 。 * * 有無有無 * * 幾何特征改變幾何特征改變 * * 內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式15 1.1 地理空間與影像空間地理空間與影像空間1.1.2 1.1.2 影像空間影像空間- -基本概念基本概念 不同區(qū)域、不同時(shí)相、不同傳感器特征的遙感不同區(qū)域、不同時(shí)相、不同傳感器特征的遙感影像所表達(dá)的地理空間稱為影像所表達(dá)的地理空間稱為影像空間影像空間。 遙感信息的多源性使不同來源的遙感信息具有遙感信息的多源性使不同來源的遙感信息具有不同的物理屬性，即不同的空間分辨率、波普分辨不同的物理屬性，即不同的空間分辨率、波普分

13、辨率、時(shí)間分辨率。率、時(shí)間分辨率。 遙感信息的多源性同時(shí)也反映了遙感影像中地遙感信息的多源性同時(shí)也反映了遙感影像中地物對象也蘊(yùn)涵著物對象也蘊(yùn)涵著三個(gè)地學(xué)屬性三個(gè)地學(xué)屬性，即，即空間分布空間分布、波普波普反射和輻射特征反射和輻射特征、時(shí)相變化時(shí)相變化，這也是一切地物在遙，這也是一切地物在遙感影像上得到反映的基本形式。感影像上得到反映的基本形式。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式16 1.1 地理空間與影像空間地理空間與影像空間1.1.2 1.1.2 影像空間影像空間- -地學(xué)應(yīng)用地學(xué)應(yīng)用針對不同的地學(xué)分析目的，需要了解由于不同平臺(tái)針對不同的地學(xué)分析目的，需要了解由于不同平臺(tái)和不同時(shí)間所獲取的遙感信息的特點(diǎn)

14、以及他們應(yīng)用和不同時(shí)間所獲取的遙感信息的特點(diǎn)以及他們應(yīng)用的可能性和局限性。（汶川地震為例）的可能性和局限性。（汶川地震為例） 不同成像機(jī)理；不同成像機(jī)理； 多光譜；多光譜； 多空間分辨率；多空間分辨率； 多時(shí)相；多時(shí)相；單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式17 1.1 地理空間與影像空間地理空間與影像空間1.1.2 1.1.2 影像空間影像空間- -綜合特征綜合特征遙感信息在物理及地學(xué)屬性等方面具有以下遙感信息在物理及地學(xué)屬性等方面具有以下特征特征: : 多源性（多平臺(tái)、多波段、多時(shí)相）；多源性（多平臺(tái)、多波段、多時(shí)相）； 空間宏觀性；空間宏觀性； 時(shí)間周期性；時(shí)間周期性； 綜合性；綜合性； 波普、輻射量

15、化性；波普、輻射量化性；單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式18 1.1 地理空間與影像空間地理空間與影像空間1.1.2 1.1.2 影像空間影像空間- -綜合特征綜合特征影像空間表現(xiàn)出以下性質(zhì)影像空間表現(xiàn)出以下性質(zhì): : 復(fù)合特征；復(fù)合特征； 瞬時(shí)特征；瞬時(shí)特征； 間接特征；間接特征；單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式19 復(fù)合特征復(fù)合特征主要表現(xiàn)在主要表現(xiàn)在: : 反應(yīng)的地理要素的多樣化；反應(yīng)的地理要素的多樣化； 即反應(yīng)的是地質(zhì)、地貌、水文、土壤、植被和社會(huì)生態(tài)即反應(yīng)的是地質(zhì)、地貌、水文、土壤、植被和社會(huì)生態(tài)等相互關(guān)系的自然和社會(huì)現(xiàn)象的綜合。等相互關(guān)系的自然和社會(huì)現(xiàn)象的綜合。 遙感信息本身的綜合性；遙感信息本身

16、的綜合性； 遙感信息是不同波普分辨率、空間分辨率和時(shí)間分辨率遙感信息是不同波普分辨率、空間分辨率和時(shí)間分辨率的遙感信息的綜合。的遙感信息的綜合。應(yīng)用中，根據(jù)研究對象和目的的不同，從不應(yīng)用中，根據(jù)研究對象和目的的不同，從不同角度，運(yùn)用不同方法，從這個(gè)同角度，運(yùn)用不同方法，從這個(gè)“綜合信息綜合信息”中提取相關(guān)的專題信息。中提取相關(guān)的專題信息。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式20 瞬時(shí)特征瞬時(shí)特征遙感的重復(fù)觀察能力保證不斷獲取具有良好遙感的重復(fù)觀察能力保證不斷獲取具有良好時(shí)間序列性的空間數(shù)據(jù)，為地學(xué)研究提供有時(shí)間序列性的空間數(shù)據(jù)，為地學(xué)研究提供有力支持。遙感信息的時(shí)相意義主要表現(xiàn)為力支持。遙感信息的時(shí)相意義

17、主要表現(xiàn)為: : 獲取遙感信息的遙感儀器的時(shí)間分辨率；獲取遙感信息的遙感儀器的時(shí)間分辨率； 遙感信息的時(shí)間序列性；遙感信息的時(shí)間序列性；單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式21 瞬時(shí)特征瞬時(shí)特征（1 1）時(shí)相周期，提供地物時(shí)間變化的各種）時(shí)相周期，提供地物時(shí)間變化的各種規(guī)律規(guī)律 多年變化：氣候周期、土壤侵蝕，人類活動(dòng)；多年變化：氣候周期、土壤侵蝕，人類活動(dòng)； 年際變化：水文動(dòng)態(tài)、地域農(nóng)業(yè)應(yīng)用差異；年際變化：水文動(dòng)態(tài)、地域農(nóng)業(yè)應(yīng)用差異； 季相變化：森林、草甸、農(nóng)田；季相變化：森林、草甸、農(nóng)田； 大氣變化：災(zāi)害。大氣變化：災(zāi)害。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式22 瞬時(shí)特征瞬時(shí)特征（2 2）時(shí)效性）時(shí)效性地物的時(shí)相變

18、化要求根據(jù)研究的目的，選擇地物的時(shí)相變化要求根據(jù)研究的目的，選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)效遙感數(shù)據(jù)。有兩層意思：適當(dāng)?shù)臅r(shí)效遙感數(shù)據(jù)。有兩層意思： 選擇切當(dāng)時(shí)相的影像；選擇切當(dāng)時(shí)相的影像； 在特定的時(shí)間段內(nèi)獲取影像；在特定的時(shí)間段內(nèi)獲取影像；如農(nóng)業(yè)監(jiān)測、土壤侵蝕監(jiān)測如農(nóng)業(yè)監(jiān)測、土壤侵蝕監(jiān)測單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式23 間接特征間接特征辨別地物的直接特征：辨別地物的直接特征：色調(diào)（顏色）、形狀、圖型、位置、陰影、大小、相對關(guān)色調(diào)（顏色）、形狀、圖型、位置、陰影、大小、相對關(guān)系等。系等。此外，應(yīng)用地學(xué)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)、判讀經(jīng)驗(yàn)可以推此外，應(yīng)用地學(xué)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)、判讀經(jīng)驗(yàn)可以推理判斷影像上確實(shí)存在但不易識(shí)別的間接特征，

19、如理判斷影像上確實(shí)存在但不易識(shí)別的間接特征，如依據(jù)影像紋理判斷是否為斷裂破碎帶，水系和沖積依據(jù)影像紋理判斷是否為斷裂破碎帶，水系和沖積扇排列確定地下水分布扇排列確定地下水分布。多級(jí)運(yùn)算解決某些地學(xué)問題：多級(jí)運(yùn)算解決某些地學(xué)問題： 像元值像元值- -綠度值綠度值- -農(nóng)作物葉面積指數(shù)農(nóng)作物葉面積指數(shù)- -農(nóng)作物產(chǎn)量。農(nóng)作物產(chǎn)量。 監(jiān)測牛奶產(chǎn)量的想法。監(jiān)測牛奶產(chǎn)量的想法。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式24 1.1 地理空間與影像空間地理空間與影像空間1.1.3 1.1.3 地理空間與影像空間的轉(zhuǎn)換地理空間與影像空間的轉(zhuǎn)換- -映射關(guān)系映射關(guān)系地理空間和影像空間通過遙感成像相互連接與實(shí)現(xiàn)。地理空間和影像空

20、間通過遙感成像相互連接與實(shí)現(xiàn)。地物（原型）地物（原型） 地物波普地物波普（物理屬性）（物理屬性） 成像方式成像方式（幾何投影）（幾何投影）遙感成像遙感成像影像（模型）影像（模型） 灰度或色標(biāo)灰度或色標(biāo)（物理性質(zhì)）（物理性質(zhì)） 坐標(biāo)位置坐標(biāo)位置（幾何性質(zhì)）（幾何性質(zhì)）解譯分析解譯分析單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式25 1.1 地理空間與影像空間地理空間與影像空間遙感信息模型是通過對現(xiàn)實(shí)世界中的地理現(xiàn)遙感信息模型是通過對現(xiàn)實(shí)世界中的地理現(xiàn)象不斷抽象的過程形成的。象不斷抽象的過程形成的。遙感信息模型對現(xiàn)實(shí)的反映，除了幾何上相遙感信息模型對現(xiàn)實(shí)的反映，除了幾何上相似、運(yùn)動(dòng)方式上相似、數(shù)值定量上相似，還似、運(yùn)

21、動(dòng)方式上相似、數(shù)值定量上相似，還表現(xiàn)在圖像可視。表現(xiàn)在圖像可視。1.1.3 1.1.3 地理空間與影像空間的轉(zhuǎn)換地理空間與影像空間的轉(zhuǎn)換- -映射關(guān)系映射關(guān)系單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式26 1.1 地理空間與影像空間地理空間與影像空間地學(xué)現(xiàn)象與過程地學(xué)現(xiàn)象與過程地學(xué)認(rèn)知地學(xué)認(rèn)知地面目標(biāo)地面目標(biāo)過程時(shí)序分解過程時(shí)序分解抽象抽象空間位置空間位置空間信息空間信息屬性特征屬性特征波普信息波普信息時(shí)間時(shí)間時(shí)相信息時(shí)相信息綜合度綜合度綜合與分解性綜合與分解性遙感信息遙感信息地理地理空間空間影像影像空間空間地理空間與影像空間的關(guān)系地理空間與影像空間的關(guān)系單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式27 1.1 地理空間與影像空間

22、地理空間與影像空間綜合綜合：由高空間分辨率數(shù)據(jù)向低空間分辨率：由高空間分辨率數(shù)據(jù)向低空間分辨率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。分解分解：由低空間分辨率數(shù)據(jù)向高空間分辨率：由低空間分辨率數(shù)據(jù)向高空間分辨率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。不同遙感平臺(tái)數(shù)據(jù)的空間綜合和分解是多源不同遙感平臺(tái)數(shù)據(jù)的空間綜合和分解是多源遙感數(shù)據(jù)復(fù)合的空間技術(shù)基礎(chǔ)。遙感數(shù)據(jù)復(fù)合的空間技術(shù)基礎(chǔ)。1.1.3 1.1.3 地理空間與影像空間轉(zhuǎn)換地理空間與影像空間轉(zhuǎn)換- -影像綜合與分解影像綜合與分解單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式28 1.1 地理空間與影像空間地理空間與影像空間 遙感地學(xué)分析需要遙感信息、地理信息、遙感地學(xué)分析需要遙感信息、地理信息、地學(xué)知識(shí)

23、綜合集成，其目的是提供更多的視地學(xué)知識(shí)綜合集成，其目的是提供更多的視覺信息，挖掘更深層次的隱含空間知識(shí)，降覺信息，挖掘更深層次的隱含空間知識(shí)，降低空間數(shù)據(jù)間的冗余度，提高遙感影像分類低空間數(shù)據(jù)間的冗余度，提高遙感影像分類和專題特征提取的精度。和專題特征提取的精度。1.1.4 1.1.4 遙感地學(xué)分析中的多尺度多源數(shù)據(jù)遙感地學(xué)分析中的多尺度多源數(shù)據(jù)單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式29 1.1 地理空間與影像空間地理空間與影像空間地理信息描述地理實(shí)體、地理系統(tǒng)特征、時(shí)地理信息描述地理實(shí)體、地理系統(tǒng)特征、時(shí)間變化、空間分布等空間信息，因此空間、間變化、空間分布等空間信息，因此空間、屬性、時(shí)間是其三要素。屬性

24、、時(shí)間是其三要素。廣義上，地理信息是關(guān)于自然、人文現(xiàn)象的廣義上，地理信息是關(guān)于自然、人文現(xiàn)象的時(shí)空分布與組合的信息。時(shí)空分布與組合的信息。 是一個(gè)時(shí)空過程，存在于一定物質(zhì)、能量載體中，并可是一個(gè)時(shí)空過程，存在于一定物質(zhì)、能量載體中，并可以從一個(gè)載體向另一個(gè)載體傳遞，形成信息流；以從一個(gè)載體向另一個(gè)載體傳遞，形成信息流； 是一個(gè)運(yùn)動(dòng)過程，包括產(chǎn)生、發(fā)展、獲取、傳輸、處理、是一個(gè)運(yùn)動(dòng)過程，包括產(chǎn)生、發(fā)展、獲取、傳輸、處理、認(rèn)知、響應(yīng)、反饋等過程。認(rèn)知、響應(yīng)、反饋等過程。地理信息地理信息單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式30 1.1 地理空間與影像空間地理空間與影像空間 類型屬性；類型屬性； 空間位置；空間位

25、置； 空間地理相關(guān)性；空間地理相關(guān)性； 時(shí)間屬性。時(shí)間屬性。地理信息的屬性地理信息的屬性單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式31 1.1 地理空間與影像空間地理空間與影像空間 地理現(xiàn)象分布位置的不確定性；地理現(xiàn)象分布位置的不確定性； 地理現(xiàn)象空間關(guān)系的不確定性；地理現(xiàn)象空間關(guān)系的不確定性； 地理單元的類型屬性的不確定性；地理單元的類型屬性的不確定性； 地理過程時(shí)間發(fā)展上的不確定性地理過程時(shí)間發(fā)展上的不確定性 地理信息傳輸過程中信息的熵增、熵減、地理信息傳輸過程中信息的熵增、熵減、誤導(dǎo)。誤導(dǎo)。地理信息的復(fù)雜性和不確定性地理信息的復(fù)雜性和不確定性單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式32 1.1 地理空間與影像空間地理空間

26、與影像空間遙感信息是指以電磁波為載體，經(jīng)介質(zhì)傳輸遙感信息是指以電磁波為載體，經(jīng)介質(zhì)傳輸而由航空或航天遙感平臺(tái)所收集到的反應(yīng)地而由航空或航天遙感平臺(tái)所收集到的反應(yīng)地球表層系統(tǒng)現(xiàn)象的空間信息。球表層系統(tǒng)現(xiàn)象的空間信息。是通過遙感系統(tǒng)對地表的成像過程獲得的反是通過遙感系統(tǒng)對地表的成像過程獲得的反映地表物理、化學(xué)、幾何、生物及相關(guān)地學(xué)映地表物理、化學(xué)、幾何、生物及相關(guān)地學(xué)特征等屬性的信息。具有多源性、宏觀性、特征等屬性的信息。具有多源性、宏觀性、周期性、綜合性和量化等特點(diǎn)。周期性、綜合性和量化等特點(diǎn)。遙感信息遙感信息單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式33 1.1 地理空間與影像空間地理空間與影像空間 同質(zhì)異譜、

27、同譜異質(zhì)；同質(zhì)異譜、同譜異質(zhì)； 混合像元；混合像元； 時(shí)相變化；時(shí)相變化； 傳輸過程中引起的遙感信息衰減與增益；傳輸過程中引起的遙感信息衰減與增益； 遙感影像地物單元空間分布相互交錯(cuò)關(guān)系遙感影像地物單元空間分布相互交錯(cuò)關(guān)系的復(fù)雜性；的復(fù)雜性； 遙感影像中地物紋理特征的復(fù)雜性。遙感影像中地物紋理特征的復(fù)雜性。遙感信息的復(fù)雜性和不確定性遙感信息的復(fù)雜性和不確定性單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式34主要內(nèi)容主要內(nèi)容1 1地理空間與影像空間地理空間與影像空間2 2遙感影像的分辨率遙感影像的分辨率3 3遙感影像中的獨(dú)立地學(xué)變量遙感影像中的獨(dú)立地學(xué)變量4 4遙感影像特征的統(tǒng)計(jì)分析遙感影像特征的統(tǒng)計(jì)分析5 5遙感影

28、像的復(fù)雜度分析遙感影像的復(fù)雜度分析6 6遙感影像的理解遙感影像的理解單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式35 1.2 遙感影像的分辨率遙感影像的分辨率圖像分辨率指成像系統(tǒng)對圖像細(xì)節(jié)分辨能力圖像分辨率指成像系統(tǒng)對圖像細(xì)節(jié)分辨能力的一種度量，也是圖像中目標(biāo)細(xì)微程度的指的一種度量，也是圖像中目標(biāo)細(xì)微程度的指標(biāo)，表示景物信息的詳細(xì)程度：標(biāo)，表示景物信息的詳細(xì)程度： 空間分辨率空間分辨率(Spatial Resolution)(Spatial Resolution)； 光譜分辨率光譜分辨率(Spectral Resolution)(Spectral Resolution)； 輻射分辨率輻射分辨率(Radiometr

29、ic Resolution)(Radiometric Resolution)； 時(shí)間分辨率時(shí)間分辨率(Temporal Resolution)(Temporal Resolution)。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式36 1.2 遙感影像的分辨率遙感影像的分辨率尺度尺度：是指考察事物（或現(xiàn)象）特征與變化是指考察事物（或現(xiàn)象）特征與變化的時(shí)間和空間范圍。的時(shí)間和空間范圍。空間尺度空間尺度：在研究自然地理要素的空間分布在研究自然地理要素的空間分布時(shí)時(shí), ,空間尺度是指研究區(qū)域的空間尺度是指研究區(qū)域的空間范圍空間范圍以及以及空間分辨率空間分辨率的高低；時(shí)間尺度是指插值要素的高低；時(shí)間尺度是指插值要素特征值

30、所表達(dá)的時(shí)間范圍。特征值所表達(dá)的時(shí)間范圍。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式37 1.2.1 多分辨率的遙感數(shù)據(jù)多分辨率的遙感數(shù)據(jù)1 1 高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)19721972年美國宇航局發(fā)射年美國宇航局發(fā)射Landsat-1Landsat-1，開拓了，開拓了地球資源衛(wèi)星先河，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，空地球資源衛(wèi)星先河，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，空間分辨率從幾十米級(jí)發(fā)展到現(xiàn)在的亞米級(jí)。間分辨率從幾十米級(jí)發(fā)展到現(xiàn)在的亞米級(jí)。ADEOS: Pan 8m, MS 16m;ADEOS: Pan 8m, MS 16m;Spot5: Pan 2.5m, MS 10m;Spot5: Pan 2.5m, MS 10

31、m;IKONOS: Pan 1.0m, MS 4m;IKONOS: Pan 1.0m, MS 4m;IRS-P5: Pan 2.5m;IRS-P5: Pan 2.5m;QuickbirdQuickbird: Pan 0.61m, MS 2.44m;: Pan 0.61m, MS 2.44m;Orbview-5: Pan 0.41m, MS 1.65m;Orbview-5: Pan 0.41m, MS 1.65m;Radarsat-2Radarsat-2雷達(dá)衛(wèi)星超精細(xì)模式雷達(dá)衛(wèi)星超精細(xì)模式3 3米；米； Cosmo-Cosmo-SkymedSkymed雷達(dá)衛(wèi)星的分辨率為雷達(dá)衛(wèi)星的分辨率為1 1米

32、米; ;單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式38 1.2.1 多分辨率的遙感數(shù)據(jù)多分辨率的遙感數(shù)據(jù)1 1 高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)Spot5, 2.5mQuickbird, 0.61m單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式39 1.2.1 多分辨率的遙感數(shù)據(jù)多分辨率的遙感數(shù)據(jù)1 1 高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)IKONOS, 1mGeoEye, 0.41m單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式40 1.2.1 多分辨率的遙感數(shù)據(jù)多分辨率的遙感數(shù)據(jù)1 1 高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)Radarsat-2, 3mCosmo-Skymed, 1m單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式41 1.2.1 多分辨率的遙

33、感數(shù)據(jù)多分辨率的遙感數(shù)據(jù)Radarsat-1, 震前Radarsat-1, 震后單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式42 多空間尺度的海量遙感數(shù)據(jù)，特別是米級(jí)數(shù)多空間尺度的海量遙感數(shù)據(jù)，特別是米級(jí)數(shù)據(jù)極大地促進(jìn)遙感應(yīng)用的發(fā)展，同時(shí)也帶來據(jù)極大地促進(jìn)遙感應(yīng)用的發(fā)展，同時(shí)也帶來了問題，即如何處理、分析和綜合利用這些了問題，即如何處理、分析和綜合利用這些多尺度的遙感數(shù)據(jù)：多尺度的遙感數(shù)據(jù)： 多源遙感信息的表達(dá)；多源遙感信息的表達(dá)； 多源遙感數(shù)據(jù)的融合；多源遙感數(shù)據(jù)的融合； 混合像元的分解；混合像元的分解；1 1 高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)1.2.1 多分辨率的遙感數(shù)據(jù)多分辨率的遙感數(shù)據(jù)單擊此處編輯

34、母版標(biāo)題樣式43 光譜分辨率的提高是遙感發(fā)展的趨勢之一：光譜分辨率的提高是遙感發(fā)展的趨勢之一： MSSMSS：4 4波段，波段間隔波段，波段間隔100-200nm100-200nm； TMTM： 7 7波段，波段間隔波段，波段間隔60-8060-80，150-1100nm150-1100nm； MODISMODIS：3636波段；波段； 日本日本ADEOS-2ADEOS-2：3636波段；波段； OrbimageOrbimage公司的公司的OrbviewOrbview衛(wèi)星衛(wèi)星280280波段；波段； NASANASA的的LEWISLEWIS小衛(wèi)星小衛(wèi)星384384波段；波段； 美國美國EO-1

35、EO-1衛(wèi)星的衛(wèi)星的ALIALI遙感器遙感器542542波段波段2 2 高光譜遙感數(shù)據(jù)高光譜遙感數(shù)據(jù)1.2.1 多分辨率的遙感數(shù)據(jù)多分辨率的遙感數(shù)據(jù)單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式44 1.2.1 多分辨率的遙感數(shù)據(jù)多分辨率的遙感數(shù)據(jù)高光譜數(shù)據(jù)的特點(diǎn)之一是對地物的識(shí)別和分類能力的提高。高光譜數(shù)據(jù)的特點(diǎn)之一是對地物的識(shí)別和分類能力的提高。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式45 另外數(shù)十至數(shù)百波段的遙感數(shù)據(jù)是海量的，另外數(shù)十至數(shù)百波段的遙感數(shù)據(jù)是海量的，目前的數(shù)據(jù)處理和分析能力無法滿足實(shí)用要目前的數(shù)據(jù)處理和分析能力無法滿足實(shí)用要求。目前關(guān)注：求。目前關(guān)注： 光譜的比較與匹配；光譜的比較與匹配； 混合像元處理；混合像

36、元處理； 高光譜數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、傳輸、實(shí)時(shí)處理；高光譜數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、傳輸、實(shí)時(shí)處理； 光譜信息的可視化；光譜信息的可視化； 專題信息的提取；專題信息的提??； 應(yīng)用地學(xué)知識(shí)，建立有效的應(yīng)用模型；應(yīng)用地學(xué)知識(shí)，建立有效的應(yīng)用模型；1.2.1 多分辨率的遙感數(shù)據(jù)多分辨率的遙感數(shù)據(jù)單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式46 與光學(xué)遙感的差別：與光學(xué)遙感的差別： 光學(xué)遙感觀測的是目標(biāo)對太陽輻射的反射，是光學(xué)遙感觀測的是目標(biāo)對太陽輻射的反射，是被動(dòng)遙感；被動(dòng)遙感； 成像雷達(dá)是主動(dòng)發(fā)射電磁波能量，反映了地面成像雷達(dá)是主動(dòng)發(fā)射電磁波能量，反映了地面粗糙度、地表物質(zhì)的介電系數(shù)，特別是多波段多極粗糙度、地表物質(zhì)的介電系數(shù)，特別是多波

37、段多極化散射特征、極化測量及干涉成像方式等；化散射特征、極化測量及干涉成像方式等； 微波與光學(xué)遙感中，電磁波與物質(zhì)的相互作用微波與光學(xué)遙感中，電磁波與物質(zhì)的相互作用機(jī)理不同，因此得到的遙感信息也不同，反映的地機(jī)理不同，因此得到的遙感信息也不同，反映的地面性質(zhì)也不同。面性質(zhì)也不同。3 3 雷達(dá)遙感數(shù)據(jù)雷達(dá)遙感數(shù)據(jù)1.2.1 多分辨率的遙感數(shù)據(jù)多分辨率的遙感數(shù)據(jù)單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式47 雷達(dá)遙感成像機(jī)理雷達(dá)遙感成像機(jī)理 雷達(dá)發(fā)射器通過雷達(dá)發(fā)射器通過天線在很短的微秒級(jí)天線在很短的微秒級(jí)時(shí)間內(nèi)發(fā)射一束能量時(shí)間內(nèi)發(fā)射一束能量很強(qiáng)的脈沖波，當(dāng)遇很強(qiáng)的脈沖波，當(dāng)遇到地面物體時(shí)，被反到地面物體時(shí)，被反射回

38、來的信號(hào)再被天射回來的信號(hào)再被天線接收。線接收。 由于系統(tǒng)與地物由于系統(tǒng)與地物距離不同，同時(shí)發(fā)出距離不同，同時(shí)發(fā)出的脈沖，接收的時(shí)間的脈沖，接收的時(shí)間不同。不同。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式48 有關(guān)術(shù)語有關(guān)術(shù)語A：飛行方向；飛行方向；B：天底方向；天底方向；C：掃描寬度；：掃描寬度；D：距離向；：距離向；E：方位向；方位向；單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式49 A入射角; B 視角; C斜距; D地距;俯角有關(guān)術(shù)語有關(guān)術(shù)語單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式50 成像雷達(dá)遙感數(shù)據(jù)分辨率成像雷達(dá)遙感數(shù)據(jù)分辨率在在側(cè)視方向的分辨率側(cè)視方向的分辨率距離分辨率距離分辨率 Pg=c /2sin 脈沖持續(xù)期（脈沖寬度），脈沖持

39、續(xù)期（脈沖寬度）， 視角，視角，c光速光速越大（俯角（越大（俯角（90- ）越?。?，越?。?Pg越小，分辨率越高越小，分辨率越高即：即：距離越近，距離向分辨率距離越近，距離向分辨率越低越低單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式51 成像雷達(dá)遙感數(shù)據(jù)分辨率成像雷達(dá)遙感數(shù)據(jù)分辨率距離越近，方位分辨率越高；與距離向分辨率變化規(guī)律相反距離越近，方位分辨率越高；與距離向分辨率變化規(guī)律相反沿航線方向的分辨率沿航線方向的分辨率方位分辨率方位分辨率，沿跡分辨率，沿跡分辨率 Pa= *R波束寬度，波束寬度， R天線到該像元的傾斜距離天線到該像元的傾斜距離= /l, 波長，波長， l天線長度天線長度 Pa = ( /l)*R

40、天線越長，天線越長， Pa越小，方位分辨率越高越小，方位分辨率越高單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式52 極化（偏振）極化（偏振）振動(dòng)方向?qū)τ趥鞑シ较虻牟粚ΨQ性叫做偏振動(dòng)方向?qū)τ趥鞑シ较虻牟粚ΨQ性叫做偏振（微波遙感中稱為極化），它是橫波區(qū)振（微波遙感中稱為極化），它是橫波區(qū)別于其他縱波的一個(gè)最明顯的標(biāo)志，只有別于其他縱波的一個(gè)最明顯的標(biāo)志，只有橫波才有偏振現(xiàn)象。橫波才有偏振現(xiàn)象。電磁波中電振動(dòng)矢量電磁波中電振動(dòng)矢量E E和磁振動(dòng)矢量和磁振動(dòng)矢量H H都與都與傳播速度傳播速度v v垂直，因此電磁波是橫波，具垂直，因此電磁波是橫波，具有偏振性（微波具有極化性質(zhì)）。有偏振性（微波具有極化性質(zhì)）。單擊此處編輯母

41、版標(biāo)題樣式53 極化（偏振）極化（偏振）極化方式極化方式(Polarization(Polarization）: V: V垂直極化；垂直極化；H H水平極化，即電磁場的振動(dòng)方向，衛(wèi)星水平極化，即電磁場的振動(dòng)方向，衛(wèi)星向地面發(fā)射信號(hào)時(shí)，所采用的無線電波的向地面發(fā)射信號(hào)時(shí)，所采用的無線電波的振動(dòng)方向可以有多種方式，目前所使用的振動(dòng)方向可以有多種方式，目前所使用的有：有： 極化方式線極化圓極化水平極化垂直極化圓極化橢圓極化單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式54 成像雷達(dá)數(shù)據(jù)成像雷達(dá)數(shù)據(jù)單波段、單極化系統(tǒng)：單波段、單極化系統(tǒng)： 前蘇聯(lián)的金剛石衛(wèi)星雷達(dá)；前蘇聯(lián)的金剛石衛(wèi)星雷達(dá)； 日本地球資源衛(wèi)星雷達(dá)（日本地球資源

42、衛(wèi)星雷達(dá)（JERSJERS）；）； 歐空局遙感衛(wèi)星雷達(dá)（歐空局遙感衛(wèi)星雷達(dá)（ERSERS系列）；系列）； 加拿大雷達(dá)衛(wèi)星（加拿大雷達(dá)衛(wèi)星（RadarsatRadarsat）；）；多波段多極化雷達(dá)系統(tǒng)：多波段多極化雷達(dá)系統(tǒng)： 美、意、德聯(lián)合研制的美、意、德聯(lián)合研制的SIR-C/X-SAR;SIR-C/X-SAR;單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式55 根據(jù)事先擬定的研究對象與目標(biāo)，遙感平臺(tái)根據(jù)事先擬定的研究對象與目標(biāo)，遙感平臺(tái)上往往都安裝系列化的傳感器，如日本上往往都安裝系列化的傳感器，如日本NASDANASDA發(fā)射的發(fā)射的ADEOSADEOS衛(wèi)星，安裝了衛(wèi)星，安裝了: : AVNIR( AVNIR(高級(jí)

43、可見光和近紅外輻射計(jì)高級(jí)可見光和近紅外輻射計(jì)) )； OCTS OCTS（海洋水色水溫掃描儀）；（海洋水色水溫掃描儀）； NSCAT( NSCAT(微波散射計(jì)微波散射計(jì)) )； TOMS( TOMS(總臭氧測量分光計(jì)總臭氧測量分光計(jì)) ) 等六種傳感器等六種傳感器為多層次多方位地研究環(huán)境問題提供了豐富為多層次多方位地研究環(huán)境問題提供了豐富的信息源。的信息源。4 4 衛(wèi)星群與一星多遙感器數(shù)據(jù)衛(wèi)星群與一星多遙感器數(shù)據(jù)1.2.1 多分辨率的遙感數(shù)據(jù)多分辨率的遙感數(shù)據(jù)單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式56 目前許多傳感器都有明確的目的性和專業(yè)特目前許多傳感器都有明確的目的性和專業(yè)特點(diǎn)，有專門研究海水溫度的傳感器

44、，有專門點(diǎn)，有專門研究海水溫度的傳感器，有專門找礦的傳感器，有專門研究植被變化的傳感找礦的傳感器，有專門研究植被變化的傳感器器傳感器的專業(yè)特點(diǎn)愈強(qiáng)，研究的準(zhǔn)確傳感器的專業(yè)特點(diǎn)愈強(qiáng)，研究的準(zhǔn)確性就可能愈高，專題研究就可能愈深入。性就可能愈高，專題研究就可能愈深入。如：根據(jù)中國月球探測工程的四項(xiàng)科學(xué)任務(wù)，在嫦娥一號(hào)如：根據(jù)中國月球探測工程的四項(xiàng)科學(xué)任務(wù)，在嫦娥一號(hào)上搭載了上搭載了8 8種種2424臺(tái)件科學(xué)探測儀器，重臺(tái)件科學(xué)探測儀器，重130130千克，即微波探千克，即微波探測儀系統(tǒng)、測儀系統(tǒng)、射線譜儀、射線譜儀、X X射線譜儀、激光高度計(jì)、太陽高射線譜儀、激光高度計(jì)、太陽高能粒子探測器、太陽風(fēng)離

45、子探測器、能粒子探測器、太陽風(fēng)離子探測器、CCDCCD立體相機(jī)、干涉成立體相機(jī)、干涉成像光譜儀。像光譜儀。4 衛(wèi)星群與一星多遙感器數(shù)據(jù)衛(wèi)星群與一星多遙感器數(shù)據(jù)單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式57 小衛(wèi)星群的開發(fā)應(yīng)用：小衛(wèi)星群的開發(fā)應(yīng)用：小型對地觀測衛(wèi)星成本低、效率高，可以專小型對地觀測衛(wèi)星成本低、效率高，可以專業(yè)化、機(jī)動(dòng)靈活、易于適應(yīng)對地面分辨率、業(yè)化、機(jī)動(dòng)靈活、易于適應(yīng)對地面分辨率、覆蓋面積、重復(fù)觀測周期等不同的技術(shù)指標(biāo)覆蓋面積、重復(fù)觀測周期等不同的技術(shù)指標(biāo)要求，易于組網(wǎng)，周期短，見效快。要求，易于組網(wǎng)，周期短，見效快。歐空局發(fā)射的歐空局發(fā)射的ProbaProba小衛(wèi)星；小衛(wèi)星；意大利提出意大利提出

46、“地中海周邊地區(qū)小衛(wèi)星星座地中海周邊地區(qū)小衛(wèi)星星座”；中國北京一號(hào)小衛(wèi)星；中國北京一號(hào)小衛(wèi)星；4 衛(wèi)星群與一星多遙感器數(shù)據(jù)衛(wèi)星群與一星多遙感器數(shù)據(jù)單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式58 1.2.2 空間尺度空間尺度1 1 尺度問題尺度問題在遙感的整個(gè)信息傳遞過程中，從始至終涉在遙感的整個(gè)信息傳遞過程中，從始至終涉及空間尺度的概念。有四種形式的尺度問題：及空間尺度的概念。有四種形式的尺度問題： 地理尺度；地理尺度； 操作尺度；操作尺度； 比例尺；比例尺； 空間分辨率?？臻g分辨率。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式59 地理尺度地理尺度地理尺度指區(qū)域大小或空間范圍。理解空間地理尺度指區(qū)域大小或空間范圍。理解空間模式和

47、現(xiàn)象變化需要更大的范圍。在尺度定模式和現(xiàn)象變化需要更大的范圍。在尺度定義中，最關(guān)心的是目標(biāo)的大小與它的空間表義中，最關(guān)心的是目標(biāo)的大小與它的空間表達(dá)或綜合。達(dá)或綜合。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式60 地理尺度地理尺度鎮(zhèn)村莊布點(diǎn)規(guī)劃與村級(jí)規(guī)劃對比單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式61 操作尺度操作尺度操作尺度源于地理現(xiàn)象，指環(huán)境中某過程操操作尺度源于地理現(xiàn)象，指環(huán)境中某過程操作的尺度，如特征識(shí)別（房屋、道路、水體）作的尺度，如特征識(shí)別（房屋、道路、水體）采用多個(gè)像素組成的對象，通常以操作尺度采用多個(gè)像素組成的對象，通常以操作尺度為觀測現(xiàn)象的最佳尺度。為觀測現(xiàn)象的最佳尺度。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式62 比例尺比

48、例尺比例尺指圖上的距離與實(shí)地相應(yīng)距離的比值。比例尺指圖上的距離與實(shí)地相應(yīng)距離的比值。大比例尺地圖覆蓋較小的區(qū)域面積，包含更大比例尺地圖覆蓋較小的區(qū)域面積，包含更細(xì)致的信息；相反小比例尺地圖覆蓋較大區(qū)細(xì)致的信息；相反小比例尺地圖覆蓋較大區(qū)域，包含較少的細(xì)節(jié)。域，包含較少的細(xì)節(jié)。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式63 空間分辨率空間分辨率空間分辨率指能詳細(xì)區(qū)分的最小單元的尺寸空間分辨率指能詳細(xì)區(qū)分的最小單元的尺寸或大小，如遙感影像中的像素大小或生態(tài)研或大小，如遙感影像中的像素大小或生態(tài)研究中的采樣間隔。究中的采樣間隔。它定義了一個(gè)影像上能詳細(xì)區(qū)分的最小單元它定義了一個(gè)影像上能詳細(xì)區(qū)分的最小單元的尺寸或大小，

49、但是每一地物在圖像上可分的尺寸或大小，但是每一地物在圖像上可分辨的程度不完全決定于空間分辨率的絕對值，辨的程度不完全決定于空間分辨率的絕對值，而是與對象的形狀、大小及它與周圍物體的而是與對象的形狀、大小及它與周圍物體的相對亮度及結(jié)構(gòu)有關(guān)。相對亮度及結(jié)構(gòu)有關(guān)。與比例尺有聯(lián)系也有區(qū)別。與比例尺有聯(lián)系也有區(qū)別。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式64 1.2.2 空間尺度空間尺度2 2 遙感信息傳輸過程中的空間尺度遙感信息傳輸過程中的空間尺度（1 1）地球表面的變化依賴于尺度）地球表面的變化依賴于尺度尺度被定義為尺度被定義為“空間和時(shí)間被量測的間隔空間和時(shí)間被量測的間隔”。幾乎所有的地學(xué)過程都依賴于尺度：幾乎所

50、有的地學(xué)過程都依賴于尺度： 氣象學(xué)、海洋學(xué)研究把整個(gè)地球作為一氣象學(xué)、海洋學(xué)研究把整個(gè)地球作為一個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)來考慮，需要宏觀尺度；個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)來考慮，需要宏觀尺度； 巖石節(jié)理的統(tǒng)計(jì)分析、尋找礦源則需要巖石節(jié)理的統(tǒng)計(jì)分析、尋找礦源則需要小尺度范圍；小尺度范圍；單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式65 特征尺度定義了某個(gè)地理現(xiàn)象能被監(jiān)測到的特征尺度定義了某個(gè)地理現(xiàn)象能被監(jiān)測到的時(shí)間、空間尺度大小。時(shí)間、空間尺度大小。通過了解地球表面變化的相關(guān)尺度或變化的通過了解地球表面變化的相關(guān)尺度或變化的尺度特征，可以指導(dǎo)遙感和尺度特征，可以指導(dǎo)遙感和GISGIS數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)采集、處理和解釋。處理和解釋。不同尺度下對同一對象

51、的研究結(jié)果不一定具不同尺度下對同一對象的研究結(jié)果不一定具有相關(guān)性，而與地物的空間分布模式有關(guān)。有相關(guān)性，而與地物的空間分布模式有關(guān)。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式66 （2 2）由地理現(xiàn)象尺度選擇最佳遙感數(shù)據(jù)）由地理現(xiàn)象尺度選擇最佳遙感數(shù)據(jù)根據(jù)不同的應(yīng)用目的和研究對象選擇合適空根據(jù)不同的應(yīng)用目的和研究對象選擇合適空間分辨率的遙感數(shù)據(jù)；間分辨率的遙感數(shù)據(jù)；選擇合適的空間分辨率，必須研究像幅表達(dá)選擇合適的空間分辨率，必須研究像幅表達(dá)內(nèi)容的特征，尤其是隨分辨率變化像幅變化內(nèi)容的特征，尤其是隨分辨率變化像幅變化模式。模式。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式67 不同學(xué)者觀點(diǎn)：不同學(xué)者觀點(diǎn)：SimoneetSimone

52、et和和CoinerCoiner研究發(fā)現(xiàn)包含多種土地覆研究發(fā)現(xiàn)包含多種土地覆蓋種類的像素?cái)?shù)目是像幅復(fù)雜性和傳感器空蓋種類的像素?cái)?shù)目是像幅復(fù)雜性和傳感器空間分辨率的函數(shù)。間分辨率的函數(shù)。WoodcockWoodcock和和StrahlerStrahler建議利用局部變量方法建議利用局部變量方法尋找研究影像的最佳尺度和分辨率。尋找研究影像的最佳尺度和分辨率。環(huán)境科學(xué)家在多空間和時(shí)間尺度下給出了不環(huán)境科學(xué)家在多空間和時(shí)間尺度下給出了不同應(yīng)用領(lǐng)域中的遙感數(shù)據(jù)空間分辨率的選擇，同應(yīng)用領(lǐng)域中的遙感數(shù)據(jù)空間分辨率的選擇，如圖如圖1-71-7。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式68 很多學(xué)者認(rèn)為遙感影像的最佳空間分辨率

53、隨很多學(xué)者認(rèn)為遙感影像的最佳空間分辨率隨研究分析的目的和像幅內(nèi)在特征而改變。研究分析的目的和像幅內(nèi)在特征而改變。同時(shí)地理現(xiàn)象和過程在模式和結(jié)構(gòu)上的分級(jí)同時(shí)地理現(xiàn)象和過程在模式和結(jié)構(gòu)上的分級(jí)特征決定了使用多層次尺度和空間分辨率的特征決定了使用多層次尺度和空間分辨率的遙感影像會(huì)獲得更好的理解效果。遙感影像會(huì)獲得更好的理解效果。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式69 1.2.2 空間尺度空間尺度3 3 地物分布與空間分辨率的關(guān)系地物分布與空間分辨率的關(guān)系影像的空間結(jié)構(gòu)標(biāo)示了環(huán)境和空間分辨率的影像的空間結(jié)構(gòu)標(biāo)示了環(huán)境和空間分辨率的結(jié)構(gòu)，所以選擇合適的尺度，必須理解圖像結(jié)構(gòu)，所以選擇合適的尺度，必須理解圖像的空間

54、結(jié)構(gòu)組成。的空間結(jié)構(gòu)組成。通過對同一地區(qū)不同分辨率數(shù)據(jù)中局部變量通過對同一地區(qū)不同分辨率數(shù)據(jù)中局部變量分析，選擇最佳尺度。分析，選擇最佳尺度。單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式70 航空影像航空影像(0.5m) IKONOS(1.0m) SPOT-4 (10m)QuickBird (0.61m) SPOT-5(2.5m)Landsat-7 ETM+(15m)小街區(qū)：小街區(qū)：24,000m2在在1/3000比例尺下，六種影象上提取的小塊街區(qū)比例尺下，六種影象上提取的小塊街區(qū)不同空間分辨率的影像比較不同空間分辨率的影像比較單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式71主要內(nèi)容主要內(nèi)容1 1地理空間與影像空間地理空間與影像空間

55、2 2遙感影像的分辨率遙感影像的分辨率3 3遙感影像中的獨(dú)立地學(xué)變量遙感影像中的獨(dú)立地學(xué)變量4 4遙感影像特征的統(tǒng)計(jì)分析遙感影像特征的統(tǒng)計(jì)分析5 5遙感影像的復(fù)雜度分析遙感影像的復(fù)雜度分析6 6遙感影像的理解遙感影像的理解單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式72 1.3 遙感影像中的獨(dú)立地學(xué)變量遙感影像中的獨(dú)立地學(xué)變量遙感信息的提取可概括為遙感信息的提取可概括為影像分類影像分類和和物理參物理參量反演量反演兩種模式。兩種模式。影像分類目視解譯自動(dòng)分類基于像元的分類面向?qū)ο蟮姆诸悊螕舸颂幘庉嬆赴鏄?biāo)題樣式73 1.3 遙感影像中的獨(dú)立地學(xué)變量遙感影像中的獨(dú)立地學(xué)變量反演反演：研究遙感影像各波段的物理意義，從：研

56、究遙感影像各波段的物理意義，從接收的電磁波信息反推地物的特性，可以提接收的電磁波信息反推地物的特性，可以提取多種獨(dú)立變量和復(fù)雜的變量。取多種獨(dú)立變量和復(fù)雜的變量。地物特性幾何特性物理特性介電常數(shù)土壤粗糙度氣溶膠土壤濕度、溫度隨機(jī)統(tǒng)計(jì)量由物質(zhì)本身性質(zhì)決定的量單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式74 1.3.1 光學(xué)域的遙感光學(xué)域的遙感單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式75 光學(xué)域的遙感，其可見光部分的灰度值直接光學(xué)域的遙感，其可見光部分的灰度值直接代表了不同地物的亮度；而熱紅外和中紅外代表了不同地物的亮度；而熱紅外和中紅外波段代表了地物的溫度。波段代表了地物的溫度。1.3.1 光學(xué)域的遙感光學(xué)域的遙感單擊此處編輯母版

57、標(biāo)題樣式76 由于植被在近紅外波段上的高反射，有紅波由于植被在近紅外波段上的高反射，有紅波段和近紅外波段可以組合多種模式代表植被段和近紅外波段可以組合多種模式代表植被的綠度。的綠度。1.3.1 光學(xué)域的遙感光學(xué)域的遙感單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式77 NOAA/AVHRRNOAA/AVHRR： 輻射分辨率，量化等級(jí)輻射分辨率，量化等級(jí)10241024； 溫度分辨率溫度分辨率11； 極高的時(shí)間分辨率極高的時(shí)間分辨率12h12h； 星下點(diǎn)空間分辨率星下點(diǎn)空間分辨率1.1km1.1km。以上特點(diǎn)決定了其廣泛用于宏觀區(qū)域變化和以上特點(diǎn)決定了其廣泛用于宏觀區(qū)域變化和可持續(xù)發(fā)展研究，以及動(dòng)態(tài)性很強(qiáng)的應(yīng)急系可持

58、續(xù)發(fā)展研究，以及動(dòng)態(tài)性很強(qiáng)的應(yīng)急系統(tǒng)中。統(tǒng)中。NOAA/AVHRR影像數(shù)據(jù)特征影像數(shù)據(jù)特征單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式78 植被指數(shù)：植被指數(shù)：植物葉面在可見光紅光波段有很強(qiáng)的吸收特性，在植物葉面在可見光紅光波段有很強(qiáng)的吸收特性，在近紅外波段有很強(qiáng)的反射特性，通過這兩個(gè)波段測近紅外波段有很強(qiáng)的反射特性，通過這兩個(gè)波段測值的不同組合可得到不同的植被指數(shù)。值的不同組合可得到不同的植被指數(shù)。植被指數(shù)主要反映植被在可見光、近紅外波段反射植被指數(shù)主要反映植被在可見光、近紅外波段反射與土壤背景之間差異的指標(biāo)，各個(gè)植被指數(shù)在一定與土壤背景之間差異的指標(biāo)，各個(gè)植被指數(shù)在一定條件下能用來定量說明植被的生長狀況。條件

59、下能用來定量說明植被的生長狀況。NOAA/AVHRR影像數(shù)據(jù)特征影像數(shù)據(jù)特征單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式79 對植被指數(shù)的理解：對植被指數(shù)的理解： 健康的綠色植被在健康的綠色植被在NIRNIR和和R R的反射差異比較大，原的反射差異比較大，原因在于因在于R R對于綠色植物來說是強(qiáng)吸收的，對于綠色植物來說是強(qiáng)吸收的，NIRNIR則是高則是高反射高透射的；反射高透射的； 建立植被指數(shù)的目的是有效地綜合各有關(guān)的光譜建立植被指數(shù)的目的是有效地綜合各有關(guān)的光譜信號(hào)，增強(qiáng)植被信息，減少非植被信息；信號(hào)，增強(qiáng)植被信息，減少非植被信息； 植被指數(shù)有明顯的地域性和時(shí)效性，受植被本身、植被指數(shù)有明顯的地域性和時(shí)效性，

60、受植被本身、環(huán)境、大氣等條件的影響。環(huán)境、大氣等條件的影響。NOAA/AVHRR影像數(shù)據(jù)特征影像數(shù)據(jù)特征單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式80 RVIRVI（比值植被指數(shù)）（比值植被指數(shù)）=NIR/R=NIR/R，或兩個(gè)波段，或兩個(gè)波段反射率的比值：反射率的比值： 綠色健康植被覆蓋地區(qū)的綠色健康植被覆蓋地區(qū)的RVIRVI遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)大于1 1，而無植被覆蓋的地面（裸土、，而無植被覆蓋的地面（裸土、人工建筑、水體、植被枯死或嚴(yán)重蟲害）的人工建筑、水體、植被枯死或嚴(yán)重蟲害）的RVIRVI在在1 1附近。植被的附近。植被的RVIRVI通通常大于常大于2 2； RVI RVI是綠色植物的靈敏指示參數(shù)，與是綠色植物的