遙感原理簡答

電磁波特性及作用：干涉:微波遙感中的雷達應(yīng)用了干涉原理成像。雷達影像上的顆粒狀特征：影像判讀意義重大很難去除衍射：研究電磁波的衍射現(xiàn)象對設(shè)計遙感儀器和提高遙感圖像幾何分辨率具有重要意義。另外在數(shù)字影像的處理中也要考慮光的衍射現(xiàn)象。偏振:指電磁波傳播的方向性，偏振在微波技術(shù)中稱為“極化”。遙感技術(shù)中的偏振遙感技術(shù)中的偏振攝影和雷達成像利用了電磁波的偏振這一特性。入射波與再輻射波的偏振狀態(tài)，在信息傳遞時起著重要的作用。他們提供了強度和頻率之外的附加信息。粒子性：量子的能量與波長成反比。探測熱紅外波長輻射比探測可見光波段輻射要困難的多的原因。為了獲得足夠的能量信號，在給定的時間內(nèi)必須探測足夠大的地表區(qū)域。一般物體的發(fā)射輻射：與溫度、波長、構(gòu)成物體材料表面狀況等大氣的影響及作用：吸收+散射+反射作用：定大氣窗口----波段選擇（用戶）、衛(wèi)星傳感器波段設(shè)計的依據(jù)、不能透過的波段--大氣研究（天氣預(yù)報）用MODIS影像白天和夜間影像灰度---熱慣量P----裸露土壤含水量-----干旱監(jiān)測熱紅外影像-----城市熱島監(jiān)測地物的反射輻射：限于紫外、可見光和近紅外，尤其是后兩個波段。受物體的組成成分、結(jié)構(gòu)、表面狀態(tài)以及物體所處環(huán)境的控制和影響。引起輻射變形原因：傳感器本身的性能引起的、地形影響和光照條件的變化引起的、大氣的散射和吸收引起的1太陽輻射的特點：1） 太陽輻射的光譜是連續(xù)的；2） 太陽輻射和黑體輻射基本一致；3） 輻射的能量主要集中在紫外到中紅外，且相對穩(wěn)定；4） x射線、r射線、遠紫外和微波波段能力小，且不穩(wěn)定。2遙感中的意義：1） 傳感器波段的選擇；2） 大氣對太陽輻射的影響是很大的。測量地物反射波譜特性曲線測量步驟及作用:測量步驟：（1）架設(shè)好光譜儀，接通電源并進行預(yù)熱（2） 安置波長位置，調(diào)好光線進入儀器的狹縫寬度；（3） 將照準器分別照準地物和標準板，并測量和記錄地物、標準板在波長\1，入2，……入n處的觀測值I入和I入0測量地物反射波譜特性曲線作用：其一，它是選擇遙感波譜段、設(shè)計遙感儀器的依據(jù)；其二，在外業(yè)測量中，它是選擇合適的飛行時間的基礎(chǔ)資料；第三，它是有效地進行遙感圖像數(shù)字處理的前提之一，是用戶判讀、識別、分析遙感影像的基礎(chǔ)。幾何糾正模型：（1） 基于多項式的傳感器模型思想：回避成像的空間幾何過程，用一個適當?shù)亩囗検絹砻枋黾m正前后圖像相應(yīng)點之間的坐標關(guān)系?；诙囗検降膫鞲衅髂Ｐ停涠ㄏ蚓扰c地面控制點的精度、分布和數(shù)量及實際地形有關(guān)。應(yīng)用只限于變形很小的圖像如垂直下視圖像、圖像覆蓋范圍小或者地形相對平坦的地區(qū)圖像。（2）基于有理函數(shù)的傳感器模型能夠獲得與嚴格成像模型近似一致精度的、形式簡單的概括模型。具有獨立于具體傳感器、形式簡單等特點，能滿足傳感器參數(shù)透明化幾何變形影響因素：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位移：地球曲率引起的圖像變形大氣折射引起的圖像變形幾何糾正步驟：（1） 粗幾何糾正（僅做系統(tǒng)誤差改正）LANDSAT衛(wèi)星去斜糾正法:改正地球自轉(zhuǎn)、像素地面尺寸在x,y方向不等、以及軌道面偏斜因素所引起的圖像變形以及圖像頂邊不水平的因素所引起的圖像變形測定參數(shù)法確定投影中心的坐標（衛(wèi)星星歷表解算和全球定位系統(tǒng)測定）傳感器姿態(tài)角的測定掃描角由勺測定（2） 精加工處理：兩個環(huán)節(jié)：像素坐標的變換即將圖像坐標轉(zhuǎn)變?yōu)榈貓D或地面坐標；對坐標變換后的像素亮度值進行重采樣幾何糾正主要處理過程：根據(jù)圖像的成像方式確定影像坐標和地面坐標之間的數(shù)學(xué)模型；根據(jù)所采用的數(shù)字模型確定糾正方案和公式；根據(jù)地面控制點和對應(yīng)像點坐標進行平差計算變換參數(shù)，評定精度；對原始影像進行幾何變換計算，像素亮度值重采樣。精幾何糾正方法：基于多項式的遙感圖像糾正基于共線方程的遙感圖像糾正基于有理函數(shù)的幾何糾正基于小面元的微分糾正圖像輻射增強方法：線性變換；直方圖均衡；直方圖正態(tài)化；直方圖匹配；密度分割；灰度反轉(zhuǎn)；特征變化及特點：（1）穗帽變換是一種坐標空間發(fā)生旋轉(zhuǎn)的線性變換，旋轉(zhuǎn)后的坐標軸指向與地面景物有密切關(guān)系的方向主要。針對TM圖像數(shù)據(jù)和MSS數(shù)據(jù).（4）比值變換和生物量指標變換影響監(jiān)督分類精度的幾個方面：特征變換和特征選擇分類的類別數(shù)與實際是否相符訓(xùn)練樣區(qū)的選擇判決函數(shù)和判決規(guī)則數(shù)據(jù)樣本均勻去噪監(jiān)督分類步驟：1） 確定每個類別的樣區(qū)2） 學(xué)習或訓(xùn)練3） 確定判別函數(shù)和相應(yīng)的判別準則4） 計算未知類別的樣本觀測值函數(shù)值5） 按規(guī)則進行像元的所屬判別監(jiān)督法分類的優(yōu)缺點：優(yōu)點：根據(jù)應(yīng)用目的和區(qū)域，有選擇的決定分類類別，避免出現(xiàn)一些不必要的類別；可以控制訓(xùn)練樣本的選擇可以通過檢查訓(xùn)練樣本來決定訓(xùn)練樣本是否被精確分類，從而避免分類中的嚴重錯誤分類精度高避免了非監(jiān)督分類中對光譜集群的重新歸類分類速度快缺點主觀性；由于圖象中間類別的光譜差異，使得訓(xùn)練樣本沒有很好的代表性；訓(xùn)練樣本的獲取和評估花費較多人力時間；只能識別訓(xùn)練中定義的類別?！鮽?cè)視雷達圖像的色調(diào)特征（1）與入射角有關(guān)（2）與地面粗糙程度有關(guān)（3）與地物的電特性有關(guān)側(cè)視雷達圖像的其他特征有較強的穿透能力它能穿透云層、樹木和水,得到下面的地表信息另一方面微波在物體內(nèi)產(chǎn)生體散射，因此能將地下的一些狀況反映出來1多參數(shù)(多頻段、多極化和多視角)能夠得到更加豐富的地物信息2.干涉SAR單道干涉，將雙天線剛性安裝在一個飛行平臺上，在一次飛行中完成干涉測量，又稱為空間基線方式；雙道干涉，屬于單天線結(jié)構(gòu)，分時進行二次測量，要求二次飛行軌道相互平行，又稱為時間基線方式；差分干涉，在航跡正交向安裝雙天線的單道干涉與第3個測量相結(jié)合，測量微小起伏和移位的干涉。3聚束SARSAR有多種成像體制，主要是帶狀成像(Stripmap)和聚束成像(Spotlight)兩種。帶狀SAR的天線波束與飛行航跡成固定交角，隨著載體的移動，在地面形成條狀的連續(xù)觀測帶，適于大面積觀測。2)聚束SAR的天線波束在合成孔徑時間內(nèi)始終凝視著照射區(qū)域，實現(xiàn)小區(qū)域成像。SAR天線波束中心視角沿雷達載體飛行方向不斷轉(zhuǎn)動變化，達到較長時間聚集照射于成像區(qū)域的中心，這種波束視角轉(zhuǎn)動變化提供了比條帶式SAR更長的合成孔徑時間，從而得到比一般條帶式SAR更寬的多普勒帶寬信號，達到提高方位向空間分辨率的目的.聚束SAR比帶狀SAR具有較高的分辨能V獲得的圖像信息比帶狀SAR更加豐富力大多數(shù)目標的散射特性隨觀測角劇烈地改變，由于聚束SAR在寬觀測角范圍內(nèi)成像，因而獲得的圖像信息比帶狀SAR更加豐富。4.SAR衛(wèi)星星座研制對地觀測小型衛(wèi)星星座，才是解決動態(tài)偵察的最有效辦法例如SIR-C與X-SAR的聯(lián)合飛行，ERS/Envisat或Radarsat的SAR編隊飛雷達成像原理：側(cè)視雷達利用發(fā)射的電磁波作為照射源，由發(fā)射機、接收機、轉(zhuǎn)換開關(guān)和天線等構(gòu)成。后向散射回波：天線將高功率微波短脈沖，側(cè)向發(fā)射出去，以窄的扇形波束掃過地面一條窄帶。微波遇目標后發(fā)生反射和散射，其中沿發(fā)射方向返回的部分一稱后向散射回波影像灰度--后向散射回波強度每發(fā)射一個脈沖形成一條影像線，而與平臺運行速度同步移動的膠片完成航向地面覆蓋形成連續(xù)條帶狀雷達影像真實孔徑雷達：地面各點到飛機的距離不同，接收機接收到許多信號，以它們到飛機距離的遠近，先后依序記錄信號的強度與輻照帶內(nèi)各種地物的特性、形狀和坡向