遙感復(fù)習(xí)資料

1、 遙感的定義：廣義的“遙感”指各種非接觸的、遠(yuǎn)距離的探測技術(shù)，即不直接接觸物體本身，在遠(yuǎn)處通過傳感器探測和接收來自目標(biāo)物體的電磁信息（如電場、磁場、電磁波、地震波等信息、），經(jīng)過信息的傳輸及其處理分析，識別物體的屬性及其分布等特征的技術(shù)。2、 根據(jù)遙感的定義,遙感技術(shù)系統(tǒng)包括遙感信息獲取、遙感信息傳輸和遙感信息提取應(yīng)用三大部分。3、 遙感平臺是裝載傳感器進(jìn)行遙感探測的運(yùn)載工具，如飛機(jī)、衛(wèi)星、飛船等。按其飛行高度的不同可分為近地平臺、航空平臺和航天平臺。4、 傳感器是遙感技術(shù)中的核心組成部分，是收集和記錄地物電磁輻射能量信息的裝置，如光學(xué)攝影機(jī)、多光譜掃描儀等，是獲取遙感信息的關(guān)鍵設(shè)備。5、 傳感器的性能包括傳感器對電磁波波段的響應(yīng)能力（如探測靈敏度和波譜分辨率）、傳感器的空間分辨率及圖像的幾何特征、傳感器獲取地物電磁波信息量的大小和可靠程度等。6、 遙感監(jiān)測的特點(diǎn)：（1） 監(jiān)測區(qū)域范圍大，受條件限制少。（2） 多尺度動態(tài)重復(fù)獲取數(shù)據(jù)。（3） 電磁信息豐富，信息表達(dá)形式多樣，獲取信息的手段多，信息量大。（4） 獲取信息的速度快。周期短。重現(xiàn)性好。（5） 數(shù)據(jù)可滿足多用途監(jiān)測，可比性強(qiáng)。（6） 效益高。精度高。提高工作效率。7、遙感發(fā)展簡史：1608?1879年的遙感萌芽階段、1880?1956年的攝影遙感階段、1857?1989年的航天遙感階段和1990年開始的現(xiàn)代遙感四個階段。8、 遙感發(fā)展趨勢：（一） 多平臺多傳感器航空航天遙感數(shù)據(jù)獲取趨向高空間分辨率、高光譜分辨率、高時間分辨率發(fā)展。（二） 綜合對地觀測定量化系統(tǒng)的建立（三） 高度綜合化及應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展（四） 遙感和地理信息系統(tǒng)的一體化9、 任何物體本身都具有發(fā)射、吸收和反射電磁波的能力，這是物體的基本特征。10、 光波、熱輻射、微波、無線電波等都是由振源發(fā)出的電磁振蕩在空間的傳播，這些波叫做電磁波。電磁波是在真空或物質(zhì)中通過傳播電磁場的振動而傳輸電磁能量的波，也稱為電磁輻射。11、 電磁波性質(zhì)：①是橫波；②在真空以光速傳播；③滿足:c=fe=hf其中:E-能量，單位J;h-普朗克常數(shù)，h=6.626X J/s;f-頻率；-波長；c-光速，c=3X10"8 m/s④電磁波具有波粒二象性：波長愈短，電磁波的粒子特性愈明顯；波長愈長，波動特性愈明顯。12、 電磁波譜一按電磁波在真空中傳播的波長或頻率，遞增或遞減順序,就構(gòu)成了電磁波譜。波譜以頻率從高到低排列為：Y射線一X射線一紫夕卜線一可見光一紅夕卜線一微波一無線電波13、 記P12表14、 地物的波譜特性：在自然界中任何地物都具有反射和發(fā)射電磁輻射的能力，但物體在不同波長處其反射和發(fā)射電磁輻射的能力是不同的。這種地物輻射能力隨波長而變化的規(guī)律，就是地物的波譜特性。15、 地物的反射率的類型：鏡面反射、漫反射、實(shí)際物體反射。16、 鏡面反射的特征：是指物體的反射滿足反射定律。入射波和反射波在同一平面內(nèi)，入射角與反射角相等。17、 漫反射的特征：指不論入射方向如何，雖然反射率P與鏡面反射一樣，但反射方向卻是“四向八方”，也就是把反射出來的能量分散到各個方向因此從某一方向看反射面，其亮度一定小于鏡面反射的亮度。18、 實(shí)際物體反射的特征：(方向反射)多數(shù)都處于兩種理想模型之間即介于鏡面和朗伯面(漫反射向)之間。19、 地物反射波譜曲線：地物的反射率隨入射波長變化的規(guī)律成為地物反射波譜。按地物反射率與波長之間的關(guān)系繪成的曲線稱為地物反射波譜曲線。20、 黑體一對任何波長的電磁輻射都全部吸收的物體?！净颍涸谌魏螚l件下吸收系數(shù)恒等于1的物體，簡稱黑體。】絕對黑體，與物體溫度有關(guān)。21、 大氣的散射作用分幾種情況及特征：瑞利散射：特點(diǎn)一散射強(qiáng)度與波長的四次方呈反比，即：波長越長，放射越弱。米氏散射：特點(diǎn)-散射的強(qiáng)度與波長的二次方呈反比，且散射在光線向前方比在向后方更強(qiáng)方向性更明顯。無選擇性散射：特點(diǎn)一散射強(qiáng)度與波長無關(guān)。22、大氣窗口及常用波段有哪些？通常把通過大氣而較少被反射、吸收或散射的透射率較高的電磁輻射波段稱為大氣窗口.23、遙感平臺的種類：按平臺距地面的高度大體上可分為地面平臺、航空平臺和航天平臺三類。24、 衛(wèi)星的軌道的種類：地球同步軌道、太陽同步軌道。地球同步軌道的概念：地球同步軌道的運(yùn)行周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期，即衛(wèi)星與地球轉(zhuǎn)動的角速度相同，其傳感器總是朝向地球固定的位置，如果從地面上各地方看過去，衛(wèi)星在赤道上的一點(diǎn)是靜止不動的，所以又稱靜止軌道。太陽同步軌道的概念：指的就是衛(wèi)星的軌道平面和太陽始終保持相對固定的取向，軌道傾角（軌道平面與赤道平面的夾角）接近90度，衛(wèi)星要在兩極附近通過，因此又稱之為近極地太陽同步衛(wèi)星軌道。25、 傳感器的分類：（1） 磁波輻射來源的不同，把傳感器分為主動式傳感器和被動式傳感器。（2） 按成像原理和所獲取圖像的性質(zhì)不同，把傳感器分為攝影機(jī)、掃描儀和雷達(dá)三種類型。（3） 按記錄電磁波信息方式的不同，把傳感器分為成像方式的傳感器和非成像方式的傳感器。26、 主動式傳感器：向目標(biāo)發(fā)射電磁波然后收集從目標(biāo)反射回來的信息，如合成孔徑測試?yán)走_(dá)等。被動式傳感器：收集的是地面目標(biāo)反射太陽光的能量或目標(biāo)自身輻射的電磁波能量如攝影相機(jī)和多光譜掃描儀。27、 掃描類型的傳感器按掃描成像方式又可分為光機(jī)掃描儀和推帚式掃描儀；雷達(dá)按其天線形式分為真實(shí)孔徑雷達(dá)和合成孔徑雷達(dá)。28、 常見的掃描方式的傳感器有光機(jī)掃描儀、CCD固體掃描儀和電視攝像機(jī)等。29、 CCD固體掃描儀：是一種用電荷耦合器件CCD制成的傳感器。其特點(diǎn)：具有自掃描、感受波譜范圍寬、畸變小、體積小、重量輕等一系列優(yōu)點(diǎn)，并可制成集成度很高的組合件。30、 成像光譜儀：在一定的波長范圍內(nèi)，傳感器的探測波段分割越多，即波譜采樣點(diǎn)越多，所獲取的數(shù)據(jù)的連續(xù)性就越強(qiáng)，從而使傳感器在獲取目標(biāo)地物圖像的同時，也能獲取反映地物特點(diǎn)的連續(xù)、光滑的光譜曲線。這種既能成像又能獲取目標(biāo)光譜曲線的“譜像合一”的技術(shù)，稱為成像光譜技術(shù)。按照這種技術(shù)原理制成的掃描儀稱為成像光譜儀。其特點(diǎn)：成像光譜儀數(shù)據(jù)具有光譜分辨率極高的優(yōu)點(diǎn)，其空間分辨率卻較低（幾十甚至幾百米）。31、 真實(shí)孔徑側(cè)視雷達(dá)的工作原理：天線裝在飛機(jī)或衛(wèi)星的側(cè)面，雷達(dá)發(fā)射天線向平臺行進(jìn)方向的側(cè)向發(fā)射一束寬度很窄的脈沖電磁波束，然后接收從目標(biāo)地物發(fā)射回來的后向散射波，進(jìn)而從接收的信號中獲取地表的圖像。32、 合成孔徑側(cè)視雷達(dá)特點(diǎn)：合成孔徑側(cè)視雷達(dá)的特點(diǎn)是在距離方向上采用脈沖壓縮來提高分辨率，在方位方向上通過合成孔徑原理來提高分辨率。合成孔徑技術(shù)的基本思想是對在平臺前進(jìn)方向的不同位置上所接收的包含相位信息的信號進(jìn)行記錄和處理，得到比采用實(shí)際天線更長的假設(shè)天線進(jìn)行觀察的同樣結(jié)果。33、 陸地衛(wèi)星的傳輸、處理系統(tǒng)包括以下三個部分：地面控制中心、地面接收站、地面數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)。34、 數(shù)據(jù)格式：遙感數(shù)字圖像以二維數(shù)組來表示。在數(shù)組中，每個元素代表一個像素，像素的坐標(biāo)位置隱含。35、 多波段數(shù)字圖像的存儲與分發(fā)，通常采用BSQ、BIP、BIL三種數(shù)據(jù)格式。36、 數(shù)字圖像：數(shù)字圖像指能夠被計(jì)算機(jī)存儲、處理和使用的圖像。37、 數(shù)字量與模擬量的本質(zhì)區(qū)別在于模擬量是連續(xù)變量而數(shù)字量是離散變量。38、 數(shù)字圖像特征：①目標(biāo)地物的大小、形狀及空間分布特點(diǎn)；②目標(biāo)地物的屬性特點(diǎn)；③目標(biāo)地物的變化動態(tài)特點(diǎn)。這三方面信息的表現(xiàn)參數(shù)即為空間分辨率、時間分辨率、波譜分辨率和輻射分辨率。39、 空間分辨率：圖像的空間分辨率指像素所代表的地面范圍的大小，即掃描儀的瞬時視場或地面物體能分辨的最小單元，是用來表征影像分辨地面目標(biāo)細(xì)節(jié)能力的指標(biāo)?？臻g分辨率通常用地面分辨率和影像分辨率來表示。40、 顏色的性質(zhì)由明度、色調(diào)、飽和度來描述。⑴明度—是人眼對光源或物體明亮程度的感覺。（2）色調(diào)，是色彩彼此相互區(qū)分的特性。（3）飽和度----是彩色純潔的程度，也就是光譜中波長段是否窄，頻率是否單一的表示。黑白色只用明度描述，不用色調(diào)、飽和度描述。41、 三原色：若三種顏色，其中的任一種都不能由其余二種顏色混合相加產(chǎn)生，這三種顏色按一定比例混合，可以形成各種色調(diào)的顏色，則稱之為三原色。紅、綠、藍(lán)三種顏色是最優(yōu)的三原色。42、 光學(xué)增強(qiáng)處理的四種方法：改變對比度、相關(guān)掩膜處理方法、顯示動態(tài)變化、邊緣突出。43、 單波段圖像的彩色處理稱為偽彩色合成，多波段遙感圖像的彩色處理稱為假彩色合成。44、 密度分割或密度分層是偽彩色合成方法之一。45、 輻射誤差：傳感器所得到的觀測值與目標(biāo)反射率或輻射亮度等物理量之間的差值。46、 輻射誤差產(chǎn)生的原因：輻射誤差來源于傳感器響應(yīng)、大氣傳輸過程（云和霧）和太陽照射的影響（位置和角度）等。47、 輻射定標(biāo)包括三方面的內(nèi)容：①發(fā)射前的實(shí)驗(yàn)室定標(biāo)；②機(jī)上和星上定標(biāo)③場地定標(biāo)。48、 大氣校正：由于大氣的吸收、散射及其他隨機(jī)因素影響，導(dǎo)致圖像模糊失真造成圖像分辨率和對比度相對下降，消除這些影響的處理過程。49、 遙感圖像的大氣校正方法有多種，按校正后的結(jié)果可以分為絕對大氣校正和相對大氣校正。50、 相對大氣校正方法：校正后得到的圖像，相同的傳感器輸出值表示相同的地物反射率，其結(jié)果不考慮地物的實(shí)際反射率。51、 絕對大氣校正方法：是將遙感圖像的傳感器輸出值轉(zhuǎn)換為地表反射率或地表反射輻亮度的方法。52、 幾何畸變產(chǎn)生的原因：傳感器外方位元素變化、地表起伏的影響、地球曲率的影響、大氣折射的影響。53、 多項(xiàng)式糾正方法：（1）多項(xiàng)式模型：遙感影像的總體變形可以視為平移、縮放、旋轉(zhuǎn)、偏扭、彎曲及其他變形綜合作用的結(jié)果。（2）采集控制點(diǎn)、（3）確定糾正后圖像的邊界范圍、（4）確定糾正后圖像的像元灰度值一圖像重采樣。54、 圖像平滑常用手法：1.均值濾波、2.中值濾波。55、 K—T變換：Kauth-Thomas變換的簡稱，也稱纓帽變換。第一特征為亮度，反映總體反射率的綜合效果，并僅與影響總體反射率的物理過程有關(guān)。第二特征為綠度，是可見光波段植物光合作用吸收與近紅外植物強(qiáng)反射的綜合影響，與地面植被覆蓋、葉面積指數(shù)以及生物量有很大關(guān)系。第三特征為濕度，是可見光、近紅外波段反射能量的綜合與兩處中紅外波段反射能量的差值，反映地面水分條件，特別是土壤的濕度狀態(tài)。56、 目視解譯：也稱目視判讀，又稱目視判譯，指根據(jù)各專業(yè)（部門）的要求，專業(yè)人員通過直接觀察或借助相關(guān)輔助判讀儀器在遙感圖像上獲取特定目標(biāo)地物信息的過程。57、 遙感圖像計(jì)算機(jī)解譯，也稱為遙感圖像理解。58、 遙感圖像的目視解譯影響因裁資料質(zhì)量、環(huán)境情況、人為因素。59、 空間特征：遙感圖像中的目標(biāo)地物空間特征可以概括為“色、形、位”三大類。這里包括目標(biāo)地物的顏色、色調(diào)和陰影等。60、 本影：是地物未被光束直接照射的部分在影像上的構(gòu)圖。落影：是光束直接照射地物而投在地面上的影子的影像構(gòu)圖。61、 陰影:目標(biāo)地物與背景之間的輻射差異造成陰影。62、 微波影像的判讀；（1）色調(diào)：雷達(dá)回波強(qiáng)度在微波影像上的表現(xiàn)。微波圖像色調(diào)變化主要依賴于地形目標(biāo)的后向散射特性，地物后向散射截面產(chǎn)生的強(qiáng)回波在影像正片呈現(xiàn)白色色調(diào).弱回波信號在影像正片上呈現(xiàn)為灰暗色調(diào)。白色、灰色、暗黑色和黑色，它分別與雷達(dá)回波的強(qiáng)、中、弱和無四種程度相對應(yīng)⑵陰影：微波影像上出現(xiàn)的無回波區(qū)。地形起伏是造成微波影像上出現(xiàn)陰影的主要原因之一。雷達(dá)陰影的長度與地形起伏的高度有關(guān)，同時又與雷達(dá)高度，隆起障礙物與雷達(dá)的距離等因索有關(guān)。（3） 形狀：目標(biāo)地物輪廓或外形的雷達(dá)回波在微波影像上的構(gòu)像。自然地物外形不規(guī)則，人造地物外形規(guī)則（4） 紋理：微波影像上的周期性或隨機(jī)性的色調(diào)變化。微細(xì)紋理：是大多數(shù)雷達(dá)系統(tǒng)固有的一種影像特征，它是對雷達(dá)信號衰減進(jìn)行抽樣統(tǒng)計(jì)處理而產(chǎn)生的。而不是由相對平坦地面上的植被引起的。63、 微波影像的特點(diǎn):（1）測試?yán)走_(dá)采用非中心投影方式成像，它與攝像機(jī)中心投影方式完全不同。（2）比列尺在橫向上產(chǎn)生畸變，在雷達(dá)波束照射區(qū)內(nèi)，地面各點(diǎn)對應(yīng)的入射角不等，距離雷達(dá)航跡越遠(yuǎn)，入射角越大，使得影像比列尺產(chǎn)生畸變，其規(guī)律是距離雷達(dá)航跡愈遠(yuǎn)比列尺愈小。（3）地形起伏移位在地學(xué)研究領(lǐng)域，經(jīng)常采用Ka及X波段成像雷達(dá)進(jìn)行資源與環(huán)境調(diào)查。64、 遙感數(shù)字圖像是以數(shù)字形式表示的遙感影像。遙感數(shù)字圖像最基本的單位是像素。65、 像素具有空間特征和屬性特征。66、 遙感數(shù)字圖像的特點(diǎn)：便于計(jì)算機(jī)處理與分析、圖像信息損失低、抽象性強(qiáng)。67、 遙感圖像分類的理論依據(jù)是圖像像素的相似度。68、 非監(jiān)督分類法:又稱聚類法。是在沒有先驗(yàn)類別（訓(xùn)練場地）作為樣本的條件下，即事先不知道類別特征，主要根據(jù)像元間相似度的大小進(jìn)行歸類合并（將相似度大的像元?dú)w為一類）的方法。69、 監(jiān)督分類法:又稱訓(xùn)練場地法或先學(xué)習(xí)后分類法。首先需要從研究區(qū)域選取代表各類別的已知樣本作為訓(xùn)練場地（訓(xùn)練區(qū)）。根據(jù)已知訓(xùn)練區(qū)提供的樣本,在樣本上選擇提取特征參數(shù)（如像素亮度均值、方差等），建立判別函數(shù)，據(jù)此對樣本像元進(jìn)行分類，依據(jù)樣本類別的特征來識別非樣本像元的歸屬類別。70、 非監(jiān)督分類與監(jiān)督分類方法的比較：非監(jiān)督分類與監(jiān)督分類方法的更本區(qū)別在于是否利用訓(xùn)練樣區(qū)來獲取先驗(yàn)的類別知識。監(jiān)督分類根據(jù)訓(xùn)練樣區(qū)提供的樣本選擇特征參數(shù)，建立判別函，對待分類點(diǎn)像元進(jìn)行分類。因此，訓(xùn)練場地選擇是監(jiān)督分類的關(guān)鍵。相比之下，非監(jiān)督分類不需要先驗(yàn)知識，根據(jù)地物的光譜統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行分類。因此，非監(jiān)督分類方法簡單。當(dāng)光譜特征類能夠和地物類型相對應(yīng)時，非監(jiān)督分類也可取得較好的分類結(jié)果。當(dāng)兩個地物類型對應(yīng)的光譜特征類差異很小時，非監(jiān)督分類效果不如監(jiān)督分類效果好。非監(jiān)督分類在很多地方上將地物劃分錯誤，而監(jiān)督分類錯誤較少。71、 控制植物反射率的主要因素有植物葉子的顏色、葉子的細(xì)胞構(gòu)造和植物水分等。72、 植被遙感在植物類型區(qū)分、植物生長監(jiān)測、生物物理參量反演和產(chǎn)量估算等科研、生產(chǎn)和管理工作中得到很好的應(yīng)用。73、 土地利用遙感調(diào)查的步驟：一般包括遙感數(shù)據(jù)的選擇、土地利用/土地覆蓋分類系統(tǒng)的選擇、遙感圖像預(yù)處理與增強(qiáng)處理、土地利用/土地覆蓋分類判讀標(biāo)志建立、土地利用/土地覆蓋遙感分類與精度評價(jià)、土地利用/土地覆蓋時空變化分析等。74、 遙感數(shù)據(jù)的選擇：選擇遙感數(shù)據(jù)源要考慮分辨率、時相、價(jià)格、覆蓋范圍等因素。75、 水體的光譜特征主要取決于水體內(nèi)部對入射光線的散射和反射，因?yàn)樗l(fā)生在水體的一定深度范圍內(nèi)而非水面，所以稱之為“水體反射氣76、 水體遙感的應(yīng)用領(lǐng)域很多，主要包括水體邊界的確定（洪澇災(zāi)害）、水體懸浮物質(zhì)的確定（含沙量與富營養(yǎng)化）、水體污染范圍的確定，以及水體溫度和水體深度探測等。77、 水體懸浮物質(zhì)的確定：1、 泥沙含量：自然因素和人類活動造成水土流失、河流侵蝕，河流帶走了大量泥沙入湖入海，是水中懸浮泥沙物質(zhì)的主要來源。這些泥沙物質(zhì)進(jìn)入水體，引起水體的光譜特性發(fā)生變化。水體反射率與水體混濁度之間存在著密切的相關(guān)關(guān)系（正相關(guān)）。隨著水中懸浮泥沙濃度增加，即水的混濁度增加，水體在整個可見光譜段的反射亮度增加，同時反射峰值波長向長波方向移動（“紅移”），即從藍(lán)（B）—綠（G）T更長波段（0.5um以上）移動，而且反射峰值本身形態(tài)變得更寬。水中葉綠素含量：水中葉綠素濃度是浮游生物分布的指標(biāo)，是衡量水體初級生產(chǎn)力（水生植物的生物量）和富營養(yǎng)化作用的最基本的指標(biāo)。它與水體光譜響應(yīng)間關(guān)系的研究是十分重要的。當(dāng)然，這種指示作用的有效性海域還與浮游植物光合作用的環(huán)境因素（如營養(yǎng)鹽、溫度、透明度等）以及葉綠素含量變化的制約條件有關(guān)。78、 巖性識別：巖性即巖石的性質(zhì)，可以簡單的理解為巖石的歸屬一沉積巖、巖漿巖還是變質(zhì)巖。79、 沉積巖的識別：松散沉積物解譯（1）松散沉積物的成分及成因與地貌密切相關(guān)；（2）色調(diào)深淺與含水程度有關(guān)；（3）紋形圖案是重要的解譯標(biāo)志。＞固結(jié)沉積巖：沉積巖最大特點(diǎn)是成層性沉積巖常常形成不同的地貌特點(diǎn)；＞沉積巖的解譯應(yīng)著重標(biāo)志性巖層的建立；＞疏松的陸相碎屑巖直接與形成的地貌有關(guān)。（—）礫巖多呈似層狀、透鏡狀、條塊狀、層理不明顯，色調(diào)較暗。沿大型節(jié)理方向常出現(xiàn)陡坎、懸崖、脊?fàn)钲鈲?；分水嶺尖峭，地形崎嶇。礫巖分布區(qū)殘積物少，崩積物多；植被稀疏而不均，故影像粗糙，常顯斑狀紋理。水系稀疏，且主要受斷裂控制。二） 砂巖：節(jié)理較發(fā)育，常成組出現(xiàn)，對水系控制作用明顯，故以樹枝狀-格狀水系圖形最常見；沖溝橫斷面一般為“V”形。產(chǎn)狀近水平的厚層砂巖常形成方山峽谷地貌，圖像上表現(xiàn)為斑塊狀紋理。傾斜產(chǎn)出時，常構(gòu)成單面山，影像為折線狀