遙感基礎入門知識

1遙感根底2060年月進展起來的對地觀測綜合性技術無記錄的地面遙感階段(1608~1838)；有記錄的地面遙感階段(1839~1857)；空中攝影遙感階段(1858~1956);航天遙感階段(1957年至今)。遙感技術具有以下幾個特點經濟效益和社會效益高。隨著科技的進展，遙感技術也在不斷進步，遙感探測的波段不斷延長，波段的分割越的空間區(qū)分率不斷提高；數字成像技術的進展，打破了傳統(tǒng)攝影與掃描成像的界限。此外，GPS的集成可同時取得經緯度坐標和地面高程數據。遙感信息融合包括數據層融合、特征層融合和決策層融合。決策層融合有望在高光譜光譜遙感信息可以和其他信息進展融合，對于高空間區(qū)分率或其它遙感信息分類精度不夠、同物異譜或同譜異物現象可以通過高光譜遙感信息關心解決，最終將分類結果驚醒融合即可。其中一個關鍵的技術問題是如何依據不同狀況設計有效的融合算法。高光譜遙感技術的特點：高光譜遙感是高光譜區(qū)分率遙感(HyperspectralRemoteSensing)的技術。高光譜遙感技術的特點：1〕高光譜遙感的成像光譜儀可以分別成幾十甚至數百個很窄的波段來承受信息，光譜區(qū)分率高(5~10nm)，波段連續(xù)性強(在0.4um~2.5um范圍內有幾百個波段)；2〕全部波段排列在一起能形成一條連續(xù)的完整的光譜曲線；3〕光譜的掩蓋范圍從可見光到熱紅外的全部電磁輻射波譜范圍；4〕高光譜數據是一個光譜圖像的立方體，現了遙感數據圖像維與光譜維信息的有機融合。高光譜遙感信息智能處理的優(yōu)勢和意義主要在于：促進當前高光譜遙感信息處理中一集成處理供給支持。多譜段遙感信息的處理過程是：①數據治理：地面臺站接收的原始信息經過攝影處理、變換、數字化后被轉換成為正片或計算機兼容的磁帶，將得到的照片裝訂成冊，并編目供給用戶選用。②預處理：利用處理設備對遙感圖像的幾何外形和位置誤差、圖像輻射強度信息誤差等系統(tǒng)誤差進展幾何校正和輻射校正。多譜段遙感信息的處理過程是：①數據治理：地面臺站接收的原始信息經過攝影處理、變換、數字化后被轉換成為正片或計算機兼容的磁帶，將得到的照片裝訂成冊，并編目供給用戶選用。②預處理：利用處理設備對遙感圖像的幾何外形和位置誤差、圖像輻射強度信息誤差等系統(tǒng)誤差進展幾何校正和輻射校正。③精處理：消退遙感平臺隨機姿勢誤差和掃描速度誤差引起的幾何畸變，稱為幾何精校正；消退因不同譜段的光線通過大氣層時受到不同散射而引起的畸變，稱為大氣校正。④信息提?。喊从脩粢筮M展多譜段分類、相關掩模、假彩色合成、圖像增加、密度分割等。⑤信息綜合：將地面實況調查與不同高度、不同譜段遙感獲得的信息綜合編輯，并繪制成各種專題圖。從遙感影像中去除大氣的影像，即進展大氣校正。是高光譜遙感數據處理中極為重要的環(huán)節(jié)。通過應用大氣校正模型FLAASH，爭論選擇了適宜的大氣模式、水汽含量、氣溶膠模型、波譜區(qū)分率和多散射模型等參數。國內外已經提出了不少的大氣校正模型，主要有：輻射傳輸模型法、黑暗像元法、不變目標法和直方圖匹配法等。校正精度較高的方法是輻射傳輸模型法。該方法是利用電磁波大氣中的輻射傳輸原理6S、MORTRAN、LOWTRANATCOR模型。大氣對電磁輻射的影像主要是吸取和散射，它提高了大氣層的平均亮度值，并疊加在質組成。大氣以兩種方式影響著傳感器所記錄的地面目標的“亮度”或“輻射亮度〕的吸取及散射作用使到達目標的太陽輻射能量和從目標反射的能量均衰減；2〕大氣本身作為一個反射體〔散射體〕的程輻射使得能量增加，但它與所探測的地面信息無關。1〕基于閱歷或統(tǒng)計的方法：這類方法與模式大多建立在某種特定或抱負條件下，有用性收到肯定限制；2〕基于大氣輻射傳輸模型的方法：利用基于簡單的輻射傳輸原理建立起來的精度較高大氣校正模型射傳輸原理建立起來的模型對遙感圖像進展大氣校正。大氣輻射傳輸模型能比較合理地描述大氣散射、大氣吸取和反射等過程，而且可以產列的大氣環(huán)境參數〔如大氣光學厚度、溫度、氣壓、濕度和大氣分布狀況等〕進展測量，而且校正模式的準確性取決于輸入的大氣參數的準確性。應用大氣輻射傳輸模型進展遙感影像的大氣校正需要解決兩個關鍵性的問題：1〕有關大氣介質特征參數的獵??；2〕具體使用的大氣輻射傳輸模型的爭論。高光譜遙感與常規(guī)遙感的區(qū)分在于常規(guī)遙感又稱寬波段遙感，波段寬一般為100nm,且波段在波譜上不連續(xù)，并不完全掩蓋整個可見光至紅外光〔0.4~24um〕光譜范圍。高光譜遙感使原來在寬波段遙感中不行探測的物質在高光譜遙感中能被探測到。葉面積指數通常是指單位面積土地上全部葉片外表積的綜合，或單位面積上植物葉片構造化的定量信息。葉面積指數是與生物量和葉綠素是衡量作物生長狀況的重要指標。高光譜遙感信息智能處理的根本思想是：針對高光譜遙感數據的特點，在人工智能、關心信息和背景數據等作為處理過程中直接和間接的判據程是前提，優(yōu)化的處理策略是根底，牢靠的領域學問是關鍵，有效的推理機制是保證。GIS在高光譜遙感信息處理中可以發(fā)揮的作用主要包括：1〕供給訓練區(qū)或參考區(qū)，作為高光譜遙感信息處理的背景信息；2〕:3〕GIS中的局部信息或數據惡意直接參與分類和信息處理或作為關心的解譯依據；4〕GIS對處理結得更好的效果，決策層融合有望在高光譜遙感信息智能處理中發(fā)揮重要作用。高光譜遙感信息具有數據量大、波段多、波段相關性強、信息榮譽多、圖譜一體化等智能處理有助于解決當前高光譜遙感信息處理中存在的諸如數據量大、處理過程簡單、速度慢、效率低、過多依靠于專家閱歷和人工參與等問題。智能信息處理的核心和關鍵是學問和推理機制的引入，以高光譜遙感信息中典型地物域。識獵取方法之一，其依據特定的任務要求，充分英語領域專家具有的專業(yè)技能和學問，形成對特定對象的規(guī)章化描述作為后續(xù)信息處理的指導。早期高光譜遙感信息處理中往往要通過轉接獵取一些特定的規(guī)章與特定，如通過對某類地物光譜無限的分析和不同地物光譜曲線的比較定對特定地物分類或提取有效的波段和特征。統(tǒng)計歸納是一種簡潔易行的學問獵取方法。通過對原操作數據集或某一子集的同級、取，分別組成假設干集合，通過集合求交等運算，覺察該類地物識別中有效特征的波段位置。分兩類地物有用的波段和相應的特征。依據高光譜遙感信息的特點，學問可以承受產生式規(guī)章、決策樹等方法進展描述，產生式規(guī)章多用于分類處理，而決策樹組織的學問則可以應用于典型信息提取和地物識別。高光譜遙感信息處理中一些有待結局的問題包括波段選擇與數據壓縮、混合像元分解、高光譜分類、地物細分識別、定量反演等。波段選擇的任務是從幾十、上百個波段中選擇假設干最有效的組合方案用于信息提取、干波段進展分析，在保證精度的同時降低了數據量，提高了運算效率?；旌舷裨纸馐歉吖庾V遙感信息處理中一個相仿重要的問題，目前所應用的一些模型包括線性分解模型、非線性分解模型〔往往先線性化后再分解、修正的高斯模型、光譜吸取法的缺乏。GIS支持下的高光譜遙感信息處理：GIS中的空間信息和空間分析功能與高光譜遙感信息相結合，有望為高光譜遙感信息智能處理供給支持。名詞解釋輻射畸變是指遙感傳感器在接收來自地物的電磁波輻射能時〔地形影響和太陽高度角影響以及大氣作用等影響，而導致的遙感傳感器測量值與地物實際的光譜輻射率的不全都。幾何畸變是指圖像中的幾何圖形與該物體在選定投影中幾何圖形的差異地球自轉，地面曲率、地形起伏等引起的。遙感信息處理遙感信息智能處理當前幾個重要的方向包括遙感信息自動分類、基于學問的遙感影像分類、GIS支持下的遙感分類和信息提取、遙感影像理解專家系統(tǒng)、遙感數據挖掘、遙感影像人工神經網分類等。人工神經網絡應用于高光譜遙感信息處理集中可行的方法包括：1〕先進展降維操作，然后應用于人工神經網絡處理；2〕將多種神經網絡相結合；3〕多層并行神經網絡。GIS在高光譜遙感信息處理中可以發(fā)揮的作用主要包括：供給訓練區(qū)或參考區(qū)，作為高光譜遙感信息處理的背景信息；供給圖像處理中需要的空間分析功能；GIS中的局部信息或數據可以直接參與分類和信息處理或作為關心的解譯依據；GIS對處理構造進展推斷或分析等后處理。應用遙感對城市擴展進展爭論主要通過以下三種信息處理策略：1〕土地掩蓋分類與變化分析〔轉移矩陣、景觀格局參數等；〕專題信息提取I建筑用地等3〕城市生態(tài)物理參數遙感定量反演〔地表溫度、制備掩蓋度等；遙感的4大組成局部：遙感信息在介質中的傳播理論和時空規(guī)律；地物微波遙感信息處理及成像機理分析；遙感信息處理(remote-sensinginformationprocessing)是對遙感器獲得的信息進展加工處理的技術。遙感信息通常以圖像的形式消滅，故這種處理也稱遙感圖像信息處理。遙感圖像信息處理的主要目的是：①消退各種輻射畸變和幾何畸變，使經過處理后的要的專題信息。遙感信息處理分為模擬處理和數字處理兩類。模擬處理方法是首容量的計算機，不易到達實時處理的要求。遙感影像綜合處理平臺：航天量子擁有功能強大、系統(tǒng)配套的遙感信息工程系列軟件，包括大型綜合遙感平臺PCIGeomaticaTeraMatirx、高區(qū)分率影像信息自動提取工具eCognition、專業(yè)級的SAREarthView、大數據量遙感影像漫游和情報解譯工具等，可以供給遙感信息工程應用領域技術先進、功能完善、包羅萬象的解決方案。Geomatica9GIS空間分供給了一個較為完善的平臺。TeraMatirx是一個功能完善的遙感數據處理軟件，具有通用遙感圖像處理系統(tǒng)的各種主要功能。包括多種格式影像的輸入輸出、影像預處理、圖像增加、圖像濾波、影像配準、正射訂正、影像融合、影像鑲嵌和勻光、以及制圖和整飭等功能。eCognition是世界上第一個面對對象的高空間區(qū)分率遙感影像的特征分析和信息提取工信息自動提取系統(tǒng)。遙感影像綜合處理大型綜合遙感平臺Ia和多功能的遙感數據處理軟種常用遙感圖像、柵格及矢量格式數據，可進展多種多樣的遙感影像綜合處理。常規(guī)圖像處理：包括幾何校正、大氣校正、反差調整、圖象增加、圖像拉伸、圖像濾波、數據融合等；顏色與色調處理：包括顏色自動匹配、直方圖匹配、最小平方直方圖匹配、色調平衡與校正、顏色過渡與平滑處理等；DEMDEM矢量-柵格轉換等；光譜分析處理：包括多光譜分析、高光譜