【遙感原理與應(yīng)用】復(fù)習(xí)資料期末考試整理

1、第一章 緒論¨ 什么是遙感？廣義上：泛指一切無接觸的遠(yuǎn)距離探測，實(shí)際工作中，只有電磁波探測屬于遙感范疇。 狹義上：遙感探測地物基本原理：遙感是應(yīng)用探測儀器，不與探測目標(biāo)相接觸，從遠(yuǎn)處把目標(biāo)的電磁波特性記錄下來，通過分析，揭示出物體的特征性質(zhì)及其變化的綜合性探測技術(shù)。現(xiàn)代遙感:特指在航天平臺(tái)上，利用多波段傳感器，對地球進(jìn)行探測、信息處理和應(yīng)用的技術(shù)。¨ 電磁波的傳輸過程太陽輻射（solar radiation）發(fā)射（Emission）吸收（Absorption）散射（Scattering）反射（Reflection）¨ 遙感技術(shù)系統(tǒng)遙感技術(shù)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)遙感目

2、的的方法論、設(shè)備和技術(shù)的總稱。遙感技術(shù)系統(tǒng)主要有：遙感平臺(tái)系統(tǒng)遙感儀器系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸和接收系統(tǒng)用于地面波譜測試和獲取定位觀測數(shù)據(jù)的各種地面臺(tái)站網(wǎng)；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。分析應(yīng)用系統(tǒng)。¨ 遙感應(yīng)用過程1. 問題聲明(分析問題、假設(shè)建模、指定信息需求）2. 數(shù)據(jù)收集（遙感、實(shí)地觀測）3. 數(shù)據(jù)分析（目視解譯、數(shù)字圖像處理、可視化分析、測試假設(shè)）4. 信息表達(dá)（數(shù)據(jù)庫、誤差報(bào)告、統(tǒng)計(jì)分析、各類圖件）¨ 遙感的發(fā)展趨勢 高分辨率、定量化、智能化、商業(yè)化第二章 電磁波及遙感物理基礎(chǔ)¨ 電磁波、電磁波譜（可見光譜）遙感之所以能夠根據(jù)收集到的電磁波來判斷地物目標(biāo)和自然現(xiàn)象，是因?yàn)橐磺形矬w

3、，由于其種類、特征和環(huán)境條件的不同，而具有完全不同的電磁波反射或發(fā)射輻射特征。電磁波是一種橫波。電磁波的幾個(gè)性質(zhì)：一般的光探測器或感光材料只對光強(qiáng)度有響應(yīng)，因而只能感受到光波場的振幅信息，對相位信息則無響應(yīng)。干涉（interfere）頻率相同、振動(dòng)方向相同、相位差恒定的兩列光/波相遇時(shí)，使某些地方振動(dòng)始終加強(qiáng)（顯得明亮），或者始終減弱（顯得暗淡）的現(xiàn)象，叫光/波的干涉現(xiàn)象。應(yīng)用：雷達(dá)、InSAR衍射（diffraction）光的衍射（Diffraction）指光在傳播路徑中，遇到障礙物或小孔（狹縫）時(shí)，偏離直線繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。偏振（polarization）橫波在垂直于波的傳播方向上

4、，其振動(dòng)矢量偏于某些方向的現(xiàn)象。偏振在微波技術(shù)中稱為“極化”，一般有四種極化方式：HH、VV、HV、VH。應(yīng)用：偏振攝影和雷達(dá)成像 電磁光譜：熱輻射:物體受熱后由于內(nèi)部原子的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)而對外發(fā)射出輻射并向四周傳播，這種因熱引起的以電磁波的形式發(fā)射并傳遞能量的過程稱為熱輻射。¨ 發(fā)射率/比輻射率（據(jù)此對輻射源進(jìn)行分類）發(fā)射率（emissivity）：目標(biāo)物體的輻射量與該物體同溫度下的黑體輻射量之比。（光譜輻射比）據(jù)此對輻射源進(jìn)行分類：絕對黑體、灰體、選擇性輻射體、理想反射體（絕對白體）¨ 黑體絕對黑體：對任何波長的電磁輻射都全部吸收。普朗克（Planck）定律斯特藩-波爾茲曼（

5、Stefan-Boltzmann）定律:用此公式概略推算出物體的總輻射能量或絕對溫度。 應(yīng)用：熱紅外遙感。維恩位移定律：黑體的絕對溫度增高時(shí)，它的輻射峰值波長向短波方向位移。 應(yīng)用：選擇遙感器最佳波段 特性：曲線互不相交，溫度越高，所有波長上的波譜輻射通量密度也越大。在微波波段，黑體的微波輻射亮度與溫度的一次方成正比。¨ Radiant flux（輻射通量）、Radiant intensity（輻射強(qiáng)度/發(fā)光度）、Radiance（輻射亮度/輻射率）、Irradiance（輻射照度）、Radiant exitance/Radiant emittance（輻射出射度）輻射通量：單位時(shí)間

6、內(nèi)的輻射能量，也稱輻射功率e（W）輻射強(qiáng)度/發(fā)光度：單位立體角的輻射能量Ie（Wsr1）輻射亮度/輻射率：單位投影面積、單位立體角的輻射通量Le（Wsr1m2）假定有一面源輻射，向外輻射的強(qiáng)度隨輻射方向而不同，則在指定方向上，單位立體角內(nèi)，單位投影面積上的輻射通量，即為輻射亮度。輻射照度：入射到一個(gè)表面上的能量，也稱入射通量密度Ee（Wm2）輻射出射度：從一個(gè)表面上發(fā)射出的能量Me（Wm2）¨ 輻射溫度、亮度溫度輻射溫度：如果實(shí)際物體的總輻射出射度（包括全部波長）與某一溫度絕對黑體的總輻射出射度相等，則黑體的溫度稱為該物體的輻射溫度，或等效黑體溫度。由于一般物體都不是黑體，其發(fā)射率總

7、是小于1的正數(shù)，故物體的輻射溫度總是小于物體的實(shí)際溫度，物體的發(fā)射率越小，其實(shí)際溫度與輻射溫度的偏離就越大。亮度溫度：若實(shí)際物體在某一波長下的光輻射度（即光譜輻射亮度）與絕對黑體在同一波長下的光譜輻射度相等，則黑體的溫度被稱為實(shí)際物體在該波長下的亮度溫度。簡稱亮溫，可以通過反解普朗克公式獲得。輻射溫度與亮度溫度的區(qū)別：輻射溫度：所有波長的表征溫度。亮度溫度：特定波長的表征溫度。在微波遙感中常用亮度溫度，而在紅外遙感中較多的用到輻射溫度。¨ 太陽輻射光譜的特點(diǎn)1.太陽光譜是連續(xù)的；大氣上界的輻射特性與黑體基本一致。2.紫外到中紅外波段區(qū)間能量集中、穩(wěn)定；遙感主要利用可見光、紅外波段等穩(wěn)

8、定輻射，太陽活動(dòng)對其沒有太大的影響。3.海平面處的太陽輻射照度分布曲線與大氣層外的曲線有很大不同，這主要是地球大氣層對太陽輻射的吸收和散射造成的。¨ 大氣對太陽輻射的影響主要有哪些？瑞利散射：主要由大氣中的原子和分子，如N2，CO2，O3和O2分子等引起的。米氏散射：主要由大氣中的微粒，如煙、塵埃、小水滴及氣溶膠等引起。無選擇性散射：散射強(qiáng)度與波長無關(guān)，即對發(fā)生無選擇性散射的波段，任何波長的散射強(qiáng)度都相同。由于云霧中水滴直徑比可見光波長大很多，所以無論從哪個(gè)角度看，云都是白色的。¨ 大氣對太陽輻射的散射影響自然現(xiàn)象：瑞利散射強(qiáng)度與波長的四次方成反比，因此，波長更短的紫光、藍(lán)

9、光比波長更長的黃光尤其是紅光散射更強(qiáng)。結(jié)果，使天空呈淡藍(lán)色。實(shí)際上是所有可見光經(jīng)過散射混合的結(jié)果，主要是藍(lán)光和綠光。當(dāng)我們凝視太陽的時(shí)候，沒有發(fā)生散射的波長較長的紅光和黃光直接可見，因此，太陽呈微黃色。¨ 程輻射大氣程輻射：從高空對地面進(jìn)行探測的傳感器，入射進(jìn)來的除了有地表反射光和地表熱輻射的光以外，還包含有在傳感器視場內(nèi)的大氣的散射光。這種大氣散射光稱為大氣程輻射。由氣體分子和氣溶膠的散射光組成的，它們的光譜特性反映了大氣的狀態(tài)。¨ 大氣窗口0.301.15m大氣窗口：這個(gè)窗口包括全部可見光波段、部分紫外波段和部分近紅外波段，是遙感技術(shù)應(yīng)用最主要的窗口之一。1.32.5m

10、近紅外窗口。3.55.0m中紅外窗口。814m熱紅外窗口：透射率為80%左右，屬于地物的發(fā)射波譜。1.0mm1m微波窗口。¨ 地物的三種反射類型鏡面反射（Specular reflection）：當(dāng)入射能量全部或幾乎全部按相反方向反射，且反射角等于入射角，稱為鏡面反射漫反射（Diffuse reflection）：當(dāng)入射能量在所有方向均勻反射，即入射能量以入射點(diǎn)為中心，在整個(gè)半球空間內(nèi)向四周各向同性的反射能量的現(xiàn)象，稱為漫反射。 朗伯體：一個(gè)完全的漫射體稱為朗伯體（Lambertian）。從任何角度觀察朗伯體表面，其輻射亮度都相同。 判斷：若表面相對于入射波長是粗糙的，即當(dāng)入射波長比

11、地表高度小或比地表組成物質(zhì)粒度小時(shí)，則表面發(fā)生漫反射方向反射（Directional reflection）：反射具有明顯的方向性，即方向反射。鏡面反射可認(rèn)為是方向反射的一個(gè)特例。¨ 植被、水、土壤的光譜特性（會(huì)畫、會(huì)描述）植被光譜特性1.藍(lán)、紅波段為吸收帶2.綠波段為弱反射帶3.近紅外波段有強(qiáng)反射帶，但含水量造成反射吸收植被光譜特征：可見光波段（0.40.76m）：0.55m（綠光）處有一個(gè)小的反射峰；兩側(cè)0.45m（藍(lán)）和0.67m（紅）則有兩個(gè)吸收帶。這一特征是由于葉綠素對藍(lán)光和紅光的吸收作用強(qiáng)，而對綠光的反射作用強(qiáng)造成的。近紅外波段（0.70.8m）：有一反射“陡坡”，至1.

12、1m附近有一峰值，形成植被獨(dú)有的特征。這是由于植被葉細(xì)胞結(jié)構(gòu)的影響，除了吸收和透射的部分而形成的高反射率。中紅外波段（1.32.5m）：受綠色植被含水量的影響，吸收率大增，反射率下降，特別以1.45m、1.95m和2.7m為中心形成水的吸收谷。水體光譜特性：藍(lán)、綠波段為反射帶近、中紅外波段為完全吸收帶水體的反射主要在藍(lán)、綠波段，其它波段的吸收都很強(qiáng)，特別到了近紅外波段，吸收就更強(qiáng)。因此，在遙感影像上，特別是近紅外影像上，水體呈黑色。但當(dāng)水體中含有其它物質(zhì)時(shí)，反射光譜曲線會(huì)發(fā)生變化。水中含泥沙時(shí)，由于泥沙的散射，可見光波段反射率會(huì)增加，峰值出現(xiàn)在黃紅區(qū)。水中含葉綠素時(shí)，近紅外波段明顯抬升。土壤光

13、譜特性：自然狀態(tài)下，土壤表面的反射率沒有明顯的峰值和谷值。通常，土質(zhì)越細(xì)，反射率越高；有機(jī)質(zhì)、含水量越高，反射率越低；此外，土壤類型和肥力也會(huì)對反射率產(chǎn)生影響。由于土壤反射光譜曲線呈比較平滑的特征，所以在遙感影像的不同光譜波段上，土壤的亮度區(qū)別不明顯。第三章 遙感平臺(tái)及運(yùn)行特點(diǎn)¨ 遙感平臺(tái)的分類（按高度、應(yīng)用分）¨ Landsat、 SPOT、 CBERS、MODIS系列衛(wèi)星（軌道類型、回訪周期、傳感器、相幅大小、波段數(shù)、分辨率、系列星發(fā)射歷史）¨ 陸地衛(wèi)星的軌道特點(diǎn)¨ 常見的米/亞米級衛(wèi)星及其空間分辨率第四章 遙感傳感器及其成像原理¨ 主動(dòng)遙

14、感、被動(dòng)遙感主動(dòng)遙感：先由探測器向目標(biāo)物發(fā)射電磁波，然后接收目標(biāo)物的回射。被動(dòng)遙感：不由探測器向目標(biāo)物發(fā)射電磁波，只接收目標(biāo)物的自身發(fā)射和對天然輻射源的反射能量。¨ 撣掃式（Whiskbroom）、推掃式（Pushbroom scanner）成像各自的特點(diǎn)撣掃式成像的主要特點(diǎn)：空間掃描通過掃描鏡擺動(dòng)在物方完成，總視場角大、像元配準(zhǔn)好、光譜覆蓋范圍寬（可從可見光到熱紅外波段）。多用于航空遙感，其原因是飛行速度足夠慢。對像元攝像時(shí)間短，進(jìn)一步提高光譜分辨率和輻射靈敏度就比較困難。推掃式特點(diǎn)是：空間掃描由器件的固體掃描完成，像元的攝像時(shí)間長，這樣系統(tǒng)的靈敏度和空間分辨率均可以得到提高；在可

15、見光波段，由于CCD元件材料技術(shù)成熟，集成度高，光譜分辨率可以提高到1-2nm量級。¨ 瞬時(shí)視場角（Instanteneous Field Of View，IFOV）¨ 空間分辨率、輻射分辨率、光譜分辨率、時(shí)間分辨率¨ 成像光譜儀¨ 雷達(dá)、雷達(dá)成像儀的工作原理及特點(diǎn) 雷達(dá)的工作原理：發(fā)射機(jī)產(chǎn)生脈沖信號，由轉(zhuǎn)換開關(guān)控制，經(jīng)天線向觀測地區(qū)發(fā)射；地物反射脈沖信號，也由轉(zhuǎn)換開關(guān)控制進(jìn)入接收機(jī)，接收的信號在顯示器上顯示，或記錄在磁帶上。雷達(dá)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生足夠的電磁能量，經(jīng)過收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)傳送給天線。天線將這些電磁能量輻射至大氣中，集中在某一個(gè)很窄的方向上形成波束，向前傳

16、播。電磁波遇到波束內(nèi)的目標(biāo)后，將沿著各個(gè)方向產(chǎn)生反射，其中的一部分電磁能量反射回雷達(dá)的方向，被雷達(dá)天線獲取。天線獲取的能量經(jīng)過收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)送到接收機(jī)，形成雷達(dá)的回波信號。由于在傳播過程中電磁波會(huì)隨著傳播距離而衰減，雷達(dá)回波信號非常微弱，幾乎被噪聲所淹沒。接收機(jī)放大微弱的回波信號，經(jīng)過信號處理機(jī)處理，提取出包含在回波中的信息，送到顯示器，顯示出目標(biāo)的距離、方向、速度等。雷達(dá)成像儀的特點(diǎn)：主動(dòng)式遙感、雷達(dá)信號（距離、方位、相對速度、反射特性）、穿透特性、全天時(shí)、全天候¨ 合成孔徑雷達(dá)、方位分辨率、距離分辨率合成孔徑雷達(dá)：利用天線與目標(biāo)的相對運(yùn)動(dòng)把尺寸較小的真實(shí)天線孔徑用數(shù)據(jù)處理的方法合成

17、較大的等效天線孔徑 ，從而達(dá)到改善空間分辨率的目的。合成孔徑雷達(dá)的工作過程：用一個(gè)小天線作為單個(gè)輻射單元，將此單元沿一直線不斷移動(dòng)；在移動(dòng)中選擇若干個(gè)位置，在每個(gè)位置上發(fā)射一個(gè)信號，接收相應(yīng)發(fā)射位置的回波信號并記錄下來，存儲(chǔ)時(shí)必須同時(shí)保存接收信號的幅度和相位；每個(gè)信號由于目標(biāo)到飛機(jī)之間球面波的距離不同，相位和幅度也不同；如果把真實(shí)孔徑天線劃分成許多小單元，則每個(gè)小單元接收回波信號的過程與合成孔徑天線在不同位置上接收回波的過程相似；由接收信號形成的圖像是相干圖像，需經(jīng)處理后，才能恢復(fù)地面的實(shí)際圖像。距離分辨率（Range Resolution）：在脈沖發(fā)射的方向上，能分辨兩個(gè)目標(biāo)的最小距離。 特

18、點(diǎn)：距離分辨率與距離并無關(guān)系； 可采用減小脈沖寬度（pulse duration）的方法改善距離向分辨率，但減小脈沖寬度是有一定限度的。 目前通常采用脈沖壓縮技術(shù)來提高距離分辨率。方位分辨率（Angular Resolution）：指相鄰的兩束脈沖之間，能分辨兩個(gè)目標(biāo)的最小距離。 特點(diǎn)：要提高方位分辨率，理論上可采用波長較短的電磁波，加大天線孔徑和縮短觀測距離的方法；但三種方法，使用時(shí)均受到一定限制?？刹捎煤铣煽讖郊夹g(shù)來改善方位分辨率。¨ 成像雷達(dá)為什么要用側(cè)視（side-looking）方式，而不是正視？1.側(cè)視時(shí)，不同地物至雷達(dá)的斜距不同，微波返回的時(shí)間也就不同，因此記錄的信號是

19、可以分辨的；正視時(shí)，會(huì)存在斜距相同的不同地物，因此同一時(shí)刻會(huì)接收到不同地物的回波，這樣就會(huì)存在混淆。2.提高距離分辨率。3.覆蓋更大的空間范圍。¨ 側(cè)視雷達(dá)的幾何特征（透視收縮、疊掩、陰影）比例尺：垂直飛行方向（y）的比例尺由小變大。透視收縮（Foreshortening）：山體前傾，朝向傳感器的山坡影像被壓縮，背向傳感器的山坡被拉長。疊掩（Layover）：會(huì)出現(xiàn)不同地物的重影現(xiàn)象。陰影（Shadowing）：陰影區(qū)地物無回波信號。¨ SAR、InSAR原理SAR原理：通過安裝在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的雷達(dá)天線不斷地發(fā)射脈沖信號，接收它們在地面的回波信號，經(jīng)信號的成像處理形成二維SA

20、R影像，影像中的每一像素的幅度只與目標(biāo)的后向散射系數(shù)有關(guān)。InSAR原理：將SAR影像復(fù)數(shù)據(jù)（幅度+相位）推導(dǎo)出的雷達(dá)信號的相位信息作為信息源，進(jìn)而獲取地表的高精度三維信息通過兩副天線同時(shí)觀測（單軌模式）或兩次平行觀測（重復(fù)軌道模式），獲取地面同一景觀的復(fù)數(shù)影像對。由于目標(biāo)與天線位置的幾何關(guān)系，在復(fù)圖像上產(chǎn)生相位差，形成干涉條紋圖（interferogram）。干涉條紋圖包含了斜距向上的點(diǎn)與兩天線位置之差的精確信息。利用傳感器高度，雷達(dá)波長，波束視向及天線基線距之間的幾何關(guān)系，可以精確地測量出圖像中每一點(diǎn)的三維位置。第五章 遙感圖像數(shù)字處理的基礎(chǔ)知識(shí)¨ 多波段影像數(shù)據(jù)常用三種組織方式

21、：¤ 波段順序格式（BSQ，band sequential）按每次一個(gè)波段的方式存儲(chǔ)影像的信息。也就是說，首先存儲(chǔ)波段 1 中所有像素的數(shù)據(jù)，然后是波段 2 中所有像素的數(shù)據(jù)，依此類推。¤ 波段按行交叉格式（BIL，band interleaved by line）數(shù)據(jù)針對影像的每一行按波段存儲(chǔ)像素信息。例如，有一個(gè)三波段影像，所有這三個(gè)波段的數(shù)據(jù)將被寫入第 1 行，然后是第 2 行，依此類推，直至達(dá)到影像的總行數(shù)。¤ 波段按像元交叉格式 (BIP，band interleaved by pixel) 數(shù)據(jù)與 BIL 數(shù)據(jù)類似，不同之處在于每個(gè)像素的數(shù)據(jù)是按波段寫

22、入的。以同一個(gè)三波段影像為例，波段 1、2 和 3 中第一個(gè)像素的數(shù)據(jù)將寫入第 1 列中，然后是第 2 列，依此類推。¨ 位深（理解、會(huì)用）第六章 遙感圖像的幾何處理¨ 遙感圖像幾何誤差的來源傳感器成像方式引起的圖像變形 傳感器外方位元素變化的影響 地形起伏引起的像點(diǎn)位移地球曲率引起的圖像變形 大氣折射引起的圖像變形 地球自轉(zhuǎn)的影響¨ 幾何粗糾正、精糾正幾何粗糾正：也稱為粗糾正，基于構(gòu)像方程進(jìn)行系統(tǒng)誤差的改正。包括：投影中心坐標(biāo)的測定和解算、衛(wèi)星姿態(tài)角的測定、掃描角的測定遙感圖像的精糾正是指消除圖像中的幾何變形，產(chǎn)生一幅符合某種地圖投影或圖形表達(dá)要求的新圖像。它包

23、括兩個(gè)環(huán)節(jié)：一是像素坐標(biāo)的變換，即將圖像坐標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)榈貓D或地面坐標(biāo)；二是對坐標(biāo)變換后的像素亮度值進(jìn)行重采樣。¨ 幾何糾正的步驟1.根據(jù)圖像的成像方式確定影像坐標(biāo)和地面坐標(biāo)之間的數(shù)學(xué)模型。2.根據(jù)地面控制點(diǎn)和對應(yīng)像點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行平差計(jì)算變換參數(shù)，評定精度。3.對原始影像進(jìn)行幾何變換，像素亮度值重采樣。¨ 控制點(diǎn)的個(gè)數(shù)及選取原則先整體后局部先易后難順序布點(diǎn)均勻布點(diǎn)同名地物、相對穩(wěn)定的特征點(diǎn)、邊廓點(diǎn)數(shù)量：理論值的6-10倍¨ 灰度重采樣方法校正前后圖像的分辨率變化或像元位置相對變化引起輸出圖像陣列中的同名點(diǎn)灰度值變化。坐標(biāo)值不為整數(shù)的像元灰度值取決于周圍陣列點(diǎn)上像元的灰度值對

24、其所作的貢獻(xiàn)。最鄰近插值法（Nearest Neighbor Interpolation）：距離實(shí)際位置最近的像元的灰度值作為輸出圖像像元的灰度值。特點(diǎn)：方法簡單易用，計(jì)算量小，在幾何位置上精度小于0.5個(gè)像元，但處理后圖像的亮度具有不連續(xù)性，會(huì)產(chǎn)生鋸齒（blocky）現(xiàn)象。雙線性插值法（Bilinear Interpolation）：其核心思想是依次在三個(gè)方向上執(zhí)行線性插值。作為一個(gè)整體，其是二次的。特點(diǎn)：圖像亮度連續(xù)，幾何上較精確，但具有低通濾波的性質(zhì)，使圖像變得模糊。雙三次插值法（Bicubic Interpolation）：用一個(gè)三次重采樣函數(shù)來近似表示sinc函數(shù)。特點(diǎn)：圖像量度連續(xù)

25、，幾何精度高，較好的保留高頻部分。但計(jì)算量大。¨ 常用的幾何糾正方法有哪些目前常用的糾正方法有多項(xiàng)式法、共線方程法和有理函數(shù)模型等。第七章 遙感圖像的輻射處理¨ 遙感圖像輻射誤差的來源及組成1.傳感器本身的性能引起的輻射誤差；2.地形影響和光照條件的變化引起的輻射誤差；3.大氣的散射和吸收引起的輻射誤差（大氣校正）。¨ 輻射校正、輻射定標(biāo)、大氣校正概念及關(guān)系輻射校正（Radiometric correction）：指消除或改正遙感圖像成像過程中附加在傳感器輸出的輻射能量中的各種噪聲的過程。輻射定標(biāo)（Radiometric calibration）：指傳感器探測值的

26、標(biāo)定過程方法，用以確定傳感器入口處的準(zhǔn)確輻射值。大氣校正：太陽高度角、地形引起的輻射誤差校正廣義上，通過消除大氣影響獲得真實(shí)的地表反射率、輻射率及地表溫度等物理參數(shù)的過程都叫大氣校正。¨ 大氣校正的方法主要有哪些？基于輻射傳輸模型（Radiative transfer models）的方法暗像元法（Dark Object Subtraction technique，DOS；Dark target approach）不變目標(biāo)法（Invariable-object methods）直方圖匹配法（Histogram match methods）其它方法，如大氣阻抗植被指數(shù)法（Atmosph

27、erically resistant vegetation index，ARVI）、綜合大氣校正等¨ 遙感衛(wèi)星輻射校正場及其選擇標(biāo)準(zhǔn)高度的空間均一性（相對像元大小）；應(yīng)位于一個(gè)足夠大的區(qū)域的中心，以適應(yīng)大量像元的采樣，并最小化（由于光從外部目標(biāo)區(qū)域的散射產(chǎn)生的）大氣臨近效應(yīng)的影響；表面反射率應(yīng)當(dāng)大于0.3，以提供更高的信噪比，并減少由于大氣程輻射引起的不確定性；高度的光譜均一性，有助于減小地面光譜與衛(wèi)星傳感器光譜之間錯(cuò)誤匹配的影響；地表特性（反射率、雙向散射分布函數(shù)、光譜）應(yīng)當(dāng)是不隨季節(jié)變化的，具有時(shí)間上的穩(wěn)定性，這意味著這樣的區(qū)域必須是無植被或少植被、無雪或少雪、無云天氣較多，干旱

28、區(qū)域往往更可能滿足這樣的條件；區(qū)域表面盡可能平面，并接近朗伯體表面；海拔至少1km（減少大氣氣溶膠的量并避免因預(yù)測氣溶膠垂向分布帶來的不確定性），遠(yuǎn)離海洋（減少大氣中水汽的影響），遠(yuǎn)離城市和工業(yè)區(qū)（減少人為氣溶膠的影響）。¨ 直方圖直方圖：數(shù)字圖像中各灰度級與其出現(xiàn)的頻數(shù)間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系，可表示為：¨ 根據(jù)直方圖進(jìn)行圖像增強(qiáng)的原理（理解、會(huì)用）圖像增強(qiáng)：不考慮圖像降質(zhì)的原因，根據(jù)具體的應(yīng)用目的，采用一系列技術(shù)有選擇地突出感興趣的信息，同時(shí)抑制不需要的信息，以改善圖像的視覺效果，更適于人機(jī)分析和處理，增強(qiáng)圖像的解譯力。¨ 直方圖均衡化原理及步驟直方圖均衡化：通過原始圖像

29、的灰度非線性變換，使其直方圖變成均勻分布，以增加圖像灰度值的動(dòng)態(tài)范圍，從而達(dá)到增強(qiáng)圖像整體對比度的目的，使圖像變清晰。變換后的圖像在每個(gè)灰度級上都具有大致相同的像元數(shù)目。¨ 圖像融合圖像融合是指將多源信道所采集到的關(guān)于同一目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)的有利信息綜合到一幅圖像中的圖像處理技術(shù)。¨ 圖像融合的方法有哪些？常用圖像融合方法（PCA、小波、IHS）的原理。方法：加權(quán)融合、基于IHS變換的圖像融合、基于主成分變換的圖像融合、基于小波變換的圖像融合、比值變換融合乘積變換融合、基于特征的圖像融合、基于分類的圖像融合PCA原理 ：基于主成分變換的圖像融合。方法一：對多光譜圖像的多個(gè)波段進(jìn)行

30、主分量變換（Principal Component Transformation）；將高分辨率圖像和主成分第一分量進(jìn)行直方圖匹配，使高分辨率圖像與主成分第一分量圖像有相近的均值和方差；用直方圖匹配后的高分辨率圖像代替第一主成分進(jìn)行主成分逆變換（inverse principal components transformation）。方法二：將高分辨率圖像作為一個(gè)波段和多光譜圖像組合在一起進(jìn)行主成分變換，變換后圖像信息的再分配達(dá)到高分辨率圖像和多光譜圖像的融合。基于IHS變換的圖像融合原理：對于遙感圖像，IHS具有明確的物理含義：亮度intensity主要表現(xiàn)的是圖像空間結(jié)構(gòu)的信息，由圖像的地物

31、反射能力決定；色度H是指組成色彩的主波長，由紅綠藍(lán)三色的比重決定；飽和度是顏色的純度飽和度，表示的是相對中性灰度而言的顏色的純度，即顏色的鮮艷度，它與色度合稱為色品，主要反映地物的光譜信息。據(jù)此，通過將多光譜圖像變換到IHS空間中，得到亮度分量I和表征色品信息的H和S分量，保持包含光譜信息的H、S不變，將I分量替換成描述空間細(xì)節(jié)能力更好的全色圖像，然后進(jìn)行反變換可以得到光譜信息和空間細(xì)節(jié)信息都較好的融合圖像。IHS變換將圖像處理常用的RGB彩色空間變換到IHS空間。IHS空間用亮度（Intensity）、色調(diào)（Hue）、飽和度（Saturation）表示。IHS（亮度Intensity、色度H

32、ue、飽和度Saturation）變換可以把圖像的亮度、色調(diào)和飽和度分開，圖像融合只在強(qiáng)度通道上進(jìn)行，圖像的色調(diào)和飽和度保持不變。待融合的全色圖像和多光譜圖像進(jìn)行幾何配準(zhǔn)，并將多光譜圖像重采樣與全色分辨率相同；將多光譜圖像變換轉(zhuǎn)換到IHS空間；對全色圖像和IHS空間中的亮度分量I進(jìn)行直方圖匹配；用直方圖匹配后的全色圖像代替IHS空間的亮度分量，即IHSIHS；將IHS逆變換到RGB空間，即得到融合圖像。基于小波變換的圖像融合舉例：假如有一幅5m分辨率的全色影像，一幅40m分辨率的多光譜影像。前者具有更高的空間分辨率，后者具有更高的光譜分辨率。因此，可以將從5m分辨率的全色影像中獲取的高通信息（

33、high-pass information）與40m分辨率的多光譜影像融合，以獲得5m分辨率的多光譜影像。利用小波變換，可以將5m分辨率的全色影像經(jīng)過幾次迭代，生成40m分辨率的低通影像（近似分量）和一些對應(yīng)的高通影像（細(xì)節(jié)分量）。然后，將40m分辨率的低通影像用40m分辨率的多光譜影像來代替，執(zhí)行小波逆變換，就可以得到5m分辨率的多光譜影像。需要注意的是，高空間分辨率的影像為單波段影像，因此替代影像也必須是單波段的。為此，可以利用IHS變換得到的I分量、PCA得到的第一主成分或者直接提取單一波段的方法來完成。¨ NDVINDVI（Normalized Difference Vege

34、tation Index）歸一化植被指數(shù)，又稱標(biāo)準(zhǔn)化植被指數(shù)，在使用遙感圖像進(jìn)行植被研究以及植物物候研究中得到廣泛應(yīng)用，它是植物生長狀態(tài)以及植被空間分布密度的最佳指示因子，與植被分布密度呈線性相關(guān)。-1<=NDVI<=1，負(fù)值表示地面覆蓋為云、水、雪等，對可見光高反射；0表示有巖石或裸土等，NIR和R近似相等；正值，表示有植被覆蓋，且隨覆蓋度增大而增大。第八章 遙感圖像判讀¨ 遙感圖像解譯遙感圖像解譯（Interpretation）：從影像識(shí)別地物及其屬性的過程。根據(jù)各行業(yè)的要求，借助一定的技術(shù)手段和方法，通過對遙感影像進(jìn)行綜合分析、比較、推理和判斷，從而識(shí)別出所需要的地

35、物或測算出某種數(shù)量指標(biāo)的過程。 ¨ 常用的解譯標(biāo)志有哪些？直接解譯標(biāo)志包括色調(diào)、顏色、形狀、大小、陰影、位置、圖型、相關(guān)布局。間接解譯標(biāo)志：位置、相關(guān)布局第九章 遙感圖像分類¨ 圖像分類的依據(jù)1.Make sense of a landscape（Place landscape into categories (classes)、Forest, Agriculture, Water, etc）2.Provide context（Landscape planning or assessment、Research projects）3.Drive models（Global c

36、arbon budgets、Meteorology、Biodiversity）¨ 特征空間、圖像空間、光譜空間¨ 特征變換、特征選擇特征選擇（Feature Selection）：從原始特征中挑選出一些最有代表性、可分性能最好的特征來。特征變換（Feature Transformation）：希望通過變換消除原始特征之間的相關(guān)或減少冗余，得到新的特征。¨ 主成分變換為什么能起到降維的作用？其原理是什么？¨ 纓帽變換的原理¨ 非監(jiān)督分類的原理（K-mean、ISODATA）非監(jiān)督分類也稱聚類或聚類分析（clustering analysis）?；驹恚菏紫冗x擇若干個(gè)模式點(diǎn)作為聚類中心。每一中心代表一個(gè)類別，按照某種相似性度量方法（如最小距離方法）將各模式歸于各聚類中心所代表的類別，形成初始分類。然后由聚類準(zhǔn)則判斷初始分類是否合理，如果不合理就