遥感考试突击

遥感的定义:遥感一词来源于英语的Remote Sensing.是20世纪60年代发展起来的对地观测综合技术，有广义和狭义两种理解：广义：泛指一切无法接触的远距离探测，包括对电磁场，力场，机械波（声波，地震波）等的探测。

狭义：应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。

遥感是不同于遥测和遥控的。

遥测指对被测物体某些运动参数和性质进行远距离测量的技术，分接触测量和非接触测量。

遥控则是指远距离控制目标物运动状态和过程的技术。

遥感系统组成：被测目标的信息特征、信息获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用五大部分。

遥感的分类：按遥感平台分：地面遥感:传感器设置在地面平台上，如车载、船载、手提、固定或活动高架平台等。

航空遥感：传感器设置在航空器上，主要是飞机、气球等。

航天遥感：传感器设置在环地球的航天器上，如人造地球卫星、航天飞机、空间站、飞箭等；航宇遥感：传感器设置于星际飞船上，指对月系统外的目标进行探测。

按传感器控测波段分：紫外遥感:探测波段在0.05—0.38um之间。

可见光遥感：探测波段在0.38—0.76um之间.红外遥感:探测波段在0.76—1000um之间.微波遥感:探测波段在1mm—10m之间多波段遥感:指探测波段在可见光和红外波段范围内，再分成若干窄波段来探测目标。

按工作方式分：主动遥感：探测器主动发射一定电磁波能量并能接收目标的后向散射信；被动遥感：传感器不向目标发射电磁波，仅被动接收目标物自身发射和对自然辐射源的反射能量。

或：成像遥感：传感器接收的目标电磁波信号可以转换成图像。

非成像遥感：传感器接收的目标电磁波辐射信号不能形成图像。

按遥感的应用领域分：从大一点的领域分：外层空间遥感，大气层遥感，陆地遥感，海洋遥感等；从具体应用领域分：资源遥感，环境遥感，农业遥感，林业遥感，渔业遥感，地质遥感，气象遥感，水文遥感，城市遥感，工程遥感及灾害遥感，军事遥感等。

遥感的特点：①大面积的同步观测②时效性③数据的综合性和可比性④经济性⑤具有波段局限性第二章:电磁辐射与地物光谱特征电磁波谱,黑体,太阳辐射,地球辐射特征,大气对电磁辐射的影响,地物反射波谱特与测量.由此理解地物反射对遥感数据的影响和用遥感数据反演地物特征的原理,理解大气吸收,散射,透射特征,大气窗口形成原因及遥感数据校正的必要性.波:振动的传播称为波,电磁振动的传播是电磁波.当电磁振荡进入空间,变化的磁场激发了涡旋电场,变化的电场又激发了涡旋磁场,使电磁振荡在空间传播,这就是电磁波。

电磁波谱以频率从高到低排列，可划分为：r射线，x射线，紫外线，可见光，红外线，无线电波。

电磁波性质：1是横波2在真空中以光速传播满足：f*v=cE=h*f式中：E为能量，单位：Ｊ；h为普朗克常量，h=6.626*10E-34J/s; f为频率；v为波长；c为光速：3*10E8m/s。

电磁辐射的度量：辐射量(W)：电磁辐射的能量，单位：Ｊ；辐射通量：单位时间内通过某一面积的辐射能量，单位是：Ｗ；辐射通量密度(E):单位时间内通过单位面积的辐射通量，单位是：W/平方米; 辐照度(I)：被辐射物体表面单位面积上的辐射通量，单位：W/平方米;辐射出射度(M):辐射源物体表面单位面积上的辐射通量，单位：W/平方米；辐射亮度(L):假定有一辐射源呈面状,向外辐射的强度随辐射方向而不同,则L定义为辐射源在某一方向,单位投影表面,单位立体角内的辐射通量. 辐射亮度L与观察角无关的辐射源称为朗伯源.而严格地说,只有绝对黑体才是朗伯源。

2.2 太阳辐射及大气对辐射的影响太阳是被动遥感最主要的辐射源。

习惯上，太阳辐射称为太阳光。

2.2.1 太阳辐射太阳光谱是指光球产生的光谱，其发射的能量大部分集中于可见光波段。

从大气层外太阳辐射照度曲线看，太阳辐射的光谱是连续光谱，且辐射特性与绝对黑体辐射特性基本一致。

但使用高分辨率光谱仪观察太阳光谱时，在连续光谱的明亮背景上有许多离散的暗谱线，叫做夫琅和费吸收线。

太阳入射光线与地平面垂线的夹角，即为天顶距或天顶角。

2.2.2 大气吸收遥感所用的波段都比无线电波短的多,因此可以穿过电离层,辐射强度不受影响.800米以上的散逸层,空气极为稀薄,已对遥感产生不了什么影响.因此,真正对太阳辐射影响最大的是对流层和平流层.太阳辐射穿过大气层时,大气分对电磁波的某些波段有吸收作用.吸收作用使辐射能量转变为分子的内能,从而引起这些波段太阳辐射强度的衰减,甚至某些波段的电磁波完全不能通过大气,可能在电磁波到达地面时形成某些缺失带.§2 太阳辐射太阳辐射：太阳是遥感主要的辐射源，又叫太阳光，在大气上界和海平面测得的太阳辐射曲线如图所示。

太阳辐射的能量主要集中在可见光，其中0.38 ～0.76 μm的可见光能量占太阳辐射总能量的46%，最大辐射强度位于波长0.47 μm左右；到达地面的太阳辐射主要集中在0.3 ～3.0 μm波段，包括近紫外、可见光、近红外和中红外；§3 太阳辐射与大气的作用一、大气结构二、大气成分三、大气吸收作用四、大气散射作用五、大气窗口§4 太阳辐射与地物的作用：地物的反射率漫反射镜面反射太阳辐射与地表的相互作用：太阳辐射到达地表后，一部分反射，一部分吸收，一部分透射，即：到达地面的太阳辐射能量＝反射能量＋吸收能量＋透射能量地表反射的太阳辐射成为遥感记录的主要辐射能量。

一般而言，绝大多数物体对可见光都不具备透射能力，而有些物体如水，对一定波长的电磁波则透射能力较强，特别是0. 45~0. 56μm的蓝绿光波段。

一般水体的透射深度可达10～20 m，清澈水体可达100 m的深度。

地表吸收太阳辐射后具有约300 K的温度，从而形成自身的热辐射，其峰值波长为9.66 μm，主要集中在长波，即6μm以上的热红外区段。

反射率（ρ）：地物的反射能量与入射总能量的比，即ρ=(Pρ/ P 0)×100%。

地物在不同波段的反射率是不同的。

反射率是可以测定的。

反射率也与地物的表面颜色、粗糙度和湿度等有关。

地物的反射光谱曲线：反射率随波长变化的曲线。

不论入射方向如何，其反射出来的能量在各个方向是一致的。

一般地物的反射近似漫反射，但各个方向反射的能量大小不同物体的反射满足反射定律，入射角等于反射角。

只有在反射波射出的方向才能探测到电磁波，水面是近似的镜面反射，在遥感图像上水面有时很亮，有时很暗，就是这个原因造成的。

2.2.3 大气散射辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变,并向各个方向散开,称散射.散射使原传播方向的辐射强度减弱,而增加其它各方向的辐射.散射现象的实质是电磁波在传输中遇到大气微粒而产生的一种衍射现象,也就是说,这种现象只有在大气中分子或其它微粒的直径小于或相当于辐射波长时才发生.大气散射有三种情况:1.瑞利散射:大气中粒子的直径比波长小的多. 主要由大气中的原子和分子引起,对可见光而言,这种散射非常明显.2.米氏散射:大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生. 主要由大气中的微粒,如烟,尘埃,,小水滴及气溶胶等引起.云雾对红外线的散射主要是米氏散射,潮湿的天对米氏散射影响比较大.3.无选择性散射:大气中的粒子直径比波长大的多时发生.这种散射的特点是:散射强度与波长没有关系,对任何波长的散射强相同.2.2.4 大气窗口及透射分析1.折射现象：电磁波穿过大气层时,除发生吸引和散射外,还会出现传播方向的改变,即发生折射.大气的折射率与大气密度相关,密度越大折射率越大。

2.大气的反射：电磁波在传播过程中，如果通过两种介质的交界面，会出现反射现象。

反射主要发生在云层顶部，取决于云量，而且各波段受到不同程度的影响，因此应尽量选择无云的天气接收遥感信号。

3.大气窗口: 通常把电磁波通过大气层时较少被反向，吸引或散射的，通过率较高的波段，称为大气窗口。

4.大气透射的定量分析第三章:遥感成像原理与遥感图像平台.遥感平台是搭载传感器的工具.根据运载工具的类型,可分为:1)航天平台(高度在150 km 以上,其中以静止空卫星最高,位于赤道上空36000 km的高空) 2)航空平台(百米至十余千米不等）3)地面平台(0—50 m范围）而根据航天遥感平台的服务内容，航天遥感可分为：1）气象卫星2）陆地卫星3）海洋卫星2、气象卫星特点：（1）轨道：分低轨和高轨两种。

低轨是近极地太阳同步轨道，简称同步轨道；高轨是指地球同步轨道；（2）短周期重复观测；（3）成像面积大，有利于获得宏观同步观测；（4）资料来源连续，实时性很强，成本低。

3气象卫星资料的应用领域1）天气分析和气象预报2）气候研究和气候变迁的研究3）资源环境其他领域。

陆地卫得系列是指地球资源卫星。

应用：陆地卫星是航天遥感中应用最广，最深入的，几乎涉及到地学和国民经济各个领域。

1、海洋遥感的特点：（1）需要高空和空间的遥感平台，以进行大面积同步覆盖的观测；（2）以微波为主；（3）电磁波与激光、声波的结合是扩大海洋遥感探测手段的一条新路；（4）海面实测资料的校正。

摄影成像是指通过成像设备获取物体影像的技术。

传统摄依靠光学镜头及放置在焦平面的感光胶片来记录物体影。

数据摄影测量能过放置在焦平面的光敏元件，经光/电转换，以数字信号来记录物体的影像。

3.2.2 摄影像片的几何特征摄影机从飞行器上对地摄影时，根据摄影机主光轴与地面的关系，可分为垂直摄影和倾斜摄影。

1、垂直摄影：摄影机主光轴垂直于地面，或偏离生线在3度以内。

取得的像片称水平像片或垂直像片。

航空摄影测量和制图大都是这类像片。

2、倾斜摄影: 摄影机主光轴偏离生线大于3度，取得的像片称倾斜像片。

垂直摄影像片的几何特征:(1)像片的投影:常用大比例尺地形图属于垂直投影或近垂直投影，而摄影像片却属于中心投影1）中心投影与垂直投影的区别：第一、投影距离的影响：垂直投影图像的缩小和放大与投影距离无关，并有统一的比例尺。

中心投影则受到投影距离（遥感平台高度），像片比例尺与平台高度H和焦距f 有关。

第二、投影面倾斜的影响：当投影面倾斜时，垂直投影的影像仅表现为比例尺有所放大；而在中心投影的像片上，各点的相对位置和形状不再保持原来的样子。

第三、地形起伏的影响：垂直投影时，随地面起伏变化，投影点之间距离与地面实际水平距离成比例缩小,相对位置不变,而中心投影时,地面起伏越大,像上投影点的水平位置的移量就越大,产生投影误差. 2)中心投影的透视规律:地面物体是一个,在中心投影上仍然是一个点.如果有几个点同在一投影线上,它的影像便重叠成一个点。

与像平面平行的直线，在中心投影上仍然是直线，与地面目标的形状基本一致。

平面上的曲线，在中心投影的像片上仍是曲线。