遥感导论第四章 ppt
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遥感概论PPT课件
----天为什么是蓝的？日出日落时天空是橙红色？
☆ 米氏散射：当大气中粒子的直径与波长相当时发生的散射；
主要由大气中的烟尘、小水滴和气溶胶引起。散射强度与波长的
二次方成反比， I ∝ λ-2 。米氏散射在光线前进方向比向后方的
散射更强。
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☆ 非选择性散射：当大气中粒子的直径比波长大得多时发生 的散射；散射强度与波长无关 。
☆ 物体的发射率等于该物体的吸收率： αλ=ελ 一般情况下,物体的发射率: 0＜ ελ ＜1
☆ 物体的发射率是温度和波长的函数。物体的发射率与身 的性质、物理状况（如粗糙度、颜色等）有关；物体的表面温 度受自身的比热、热惯量、热导率、热扩散率等影响较大。
☆ 黑体的ελ = ε=1；灰体的ελ =ε=常数<1;选择性辐射体的
1.5 ~ 1.8 μｍ 和 2.0 ~ 3.5 μｍ
3.5 ~ 5.5 μｍ
8 ~ 14 μｍ
0.8 ~ 2.5 cｍ
第14页/共88页
7、地球电磁辐射的基本特征
根据课本34页图2.20。自行总结
第15页/共88页
8、地球表面的热辐射特征 ☆ 温度为300K的黑体，其电磁辐射的波长范围是：2.5~50μｍ。
洋面及陆表温度
6
1.58 ~ 1.64
作物水分及地表温度
7
0.43 ~ 0.48
海洋水色
8
0.48 ~ 0.53
海洋水色
9
☆ 地球表面的发射辐射能量集中于近红外波段和热红外波段； 在热红外波段，地球的发射辐射能量远远大于太阳的电磁辐射能 量，通常称地球的发射辐射为热辐射。
☆ 地球表面的热辐射（能量）与自身的发射率、波长、温度有 关： M（λ，T）= ε（ λ，T）× M0（ λ，T）
《遥感导论》 第四章1PPT幻灯片
互补色：若两种颜色混合产生白色或灰色 , 这两种颜色就 称为互补色。
4.1.2 加色法与减色法(二)：色度图
颜色相加的原理可以用色度图来表现，比加色法示意图更 接近实际情况，因为每种波长的光都可以用红绿蓝三原色 相加产生。
对任何一种颜色的光，当匹配的各波长光谱能量相同（等 能光谱）时，都可以推算出其所需要的红绿蓝三原色的数 量值。
用白光由红、绿、蓝三色组成这种理想模型来理解，可以 认为黄色，是减去蓝色的的红绿组合；同样地，品红色是减 去绿色的红蓝组合，青色是减去红色的蓝绿组合。这样，黄 、品红、青便是减色法的三原色。
将彩色涂料的三色叠加时，由于光线依次通过减红、减绿 、减蓝层就成黑色。只有当涂料浓度不够，减色不彻底时才 会出现灰白色，但这仍是减色法而不是加色法。
度高
白
光源：亮度越大，明度越高
黑白图象：灰度、灰阶
浅灰
中灰 深灰
黑 （a）明度轴
灰度（明度）、灰阶
4.1.1 颜色视觉(二)——颜色的性质：色调(Hue)
色调：是色彩彼此间相互区分的特性。可见光波段的不同 波长刺激人眼产生了不同色彩（红—紫）的感觉。
颜色环
从红到紫是可见光谱上存在的颜色，每种颜色对 应一个波长值，是光谱色。
明度（Lightness, 强度, Intensity） 色调（Hue） 饱和度(Saturation)
4.1.1颜色视觉(二)——颜色的性质：明度(Lightness)
明度：是人眼对光源或物体明亮程度的感觉。与电磁波辐 射亮度的概念不同，明度受人的视觉感受性和经验影响。
物体反射率越高，明度就越高。白比灰明度高，黄比红明
4.1 光学原理与光学处理
1 颜色的性质和颜色立体 2 加色法与减色法 补充：遥感数字影像的表现形式： 黑白影像与彩色影像 光学处理（了解）
4.1.2 加色法与减色法(二)：色度图
颜色相加的原理可以用色度图来表现，比加色法示意图更 接近实际情况，因为每种波长的光都可以用红绿蓝三原色 相加产生。
对任何一种颜色的光，当匹配的各波长光谱能量相同（等 能光谱）时，都可以推算出其所需要的红绿蓝三原色的数 量值。
用白光由红、绿、蓝三色组成这种理想模型来理解，可以 认为黄色，是减去蓝色的的红绿组合；同样地，品红色是减 去绿色的红蓝组合，青色是减去红色的蓝绿组合。这样，黄 、品红、青便是减色法的三原色。
将彩色涂料的三色叠加时，由于光线依次通过减红、减绿 、减蓝层就成黑色。只有当涂料浓度不够，减色不彻底时才 会出现灰白色，但这仍是减色法而不是加色法。
度高
白
光源：亮度越大，明度越高
黑白图象：灰度、灰阶
浅灰
中灰 深灰
黑 （a）明度轴
灰度（明度）、灰阶
4.1.1 颜色视觉(二)——颜色的性质：色调(Hue)
色调：是色彩彼此间相互区分的特性。可见光波段的不同 波长刺激人眼产生了不同色彩（红—紫）的感觉。
颜色环
从红到紫是可见光谱上存在的颜色，每种颜色对 应一个波长值，是光谱色。
明度（Lightness, 强度, Intensity） 色调（Hue） 饱和度(Saturation)
4.1.1颜色视觉(二)——颜色的性质：明度(Lightness)
明度：是人眼对光源或物体明亮程度的感觉。与电磁波辐 射亮度的概念不同，明度受人的视觉感受性和经验影响。
物体反射率越高，明度就越高。白比灰明度高，黄比红明
4.1 光学原理与光学处理
1 颜色的性质和颜色立体 2 加色法与减色法 补充：遥感数字影像的表现形式： 黑白影像与彩色影像 光学处理（了解）
《遥感导论》 第四章2剖析
最近邻法
双线性法
三次卷积法
4、控制点的选取
1）控制点的类型： 控制点的选择以配准对象为依据。 a以地面坐标为匹配标准的，叫地面控制点。 GCP（Ground control point) b以地图作为地面控制点标准。 c以遥感影象作为控制点标准。
2）控制点数目的确定 一次多项式纠正 N>=3 二次多项式纠正 N>=6 三次多项式纠正 N>=10 （N为控制点数量） 一般来说GCP的数量至少要大于 (n+1)(n+2)/2，n是多项式的阶数。
三次卷积内插法
基于计算点周围相邻的16个点进行内插
4
3 2 W ( x0 ) 1 2 x0 x0 , (0 x0 1) 3 2 W ( x ) 4 28 x 5 x x 0 0 0 0 , (1 x0 2) W ( x0 ) 0, 其他
第二节 数字图像的校正
辐射校正
(Radiometric Correction) 几何校正 (Geometric Correction)
一、数字图像
数字图像：能被计算机存储、处理和使用 的图像（用数字记录遥感信号）Digital 光学图像（模拟图像）Analog D/A变换；A/D变换 模拟量是连续变量；数字量是离散变量 （模拟图像的灰度/颜色变化是连续的） 灰阶/色标（灰标/色阶）：实质是进行离散 化表示
一景TM影像185×185km，其一个波段（=6166行 ×6166列=38M，分辨率30m）数据压缩
遥感数字图像的表示 数字图像可以用矩阵和矢量来表示。比较直观的 就是矩阵表示（设为m行、n列的图像）：
f (1,1) f (2,1) f (i, j ) f (m,1)
第四章-海洋表面温度遥感--海洋遥感分解PPT课件
利用可见光波段除了可以检测出部分高云外，还可以检 测出具有较高温度的低云；而热红外波段则可以检测出温度 较低的中、高云。
2021/4/1
4.3 热红外辐射计海表温度反演
3.反演过程
a. 单通道阈值法-示例
By visual band
2021/4/1
by TIR band
by visual and TIR
kTBi ( ,) 2
f
2021/4/1
4.2 微波辐射计海表温度反演
2.微波辐射计海温测量的原理
（1）微波辐射计测量的亮度温度Ta
Sensor T0
Ta TA (1)T0
2021/4/1
η为天线的辐射效率， TA 为天线的亮度温度， T0 为天线的物理温度。
区分几个参数 的不同意义
Ta,T0,TA ,TAP
天线主瓣效率
2021/4/1
TML
4
TAmPGn ()d
4
Gn ()d
TAsPGn ()d
TSL 4
Gn ()d
4
（3）微波辐射计测量计算过程
正
反
演
演
过
过
程
程
2021/4/1
4.2 微波辐射计海表温度反演
3.微波辐射计海温测量的实际应用
从以上可知，微波辐射计测量海面温度对技术要求较 高，目前尚不能达到业务化应用的要求。
2021/4/1
2006-6-22 MODIS反演海温
4.3 热红外辐射计海表温度反演
5.反演精度的影响分析
产生遥感SST误差的因素很多，卫星遥感和SST反演 的许多环节都会产生误差。
（1）热红外传感器本身的精度和辐射定标精度可产 生0.15℃左右的误差，在遥感SST图像上可发现许多由 遥感仪器造成的噪音；
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4.3 热红外辐射计海表温度反演
3.反演过程
a. 单通道阈值法-示例
By visual band
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by TIR band
by visual and TIR
kTBi ( ,) 2
f
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4.2 微波辐射计海表温度反演
2.微波辐射计海温测量的原理
（1）微波辐射计测量的亮度温度Ta
Sensor T0
Ta TA (1)T0
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η为天线的辐射效率， TA 为天线的亮度温度， T0 为天线的物理温度。
区分几个参数 的不同意义
Ta,T0,TA ,TAP
天线主瓣效率
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TML
4
TAmPGn ()d
4
Gn ()d
TAsPGn ()d
TSL 4
Gn ()d
4
（3）微波辐射计测量计算过程
正
反
演
演
过
过
程
程
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4.2 微波辐射计海表温度反演
3.微波辐射计海温测量的实际应用
从以上可知，微波辐射计测量海面温度对技术要求较 高，目前尚不能达到业务化应用的要求。
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2006-6-22 MODIS反演海温
4.3 热红外辐射计海表温度反演
5.反演精度的影响分析
产生遥感SST误差的因素很多，卫星遥感和SST反演 的许多环节都会产生误差。
（1）热红外传感器本身的精度和辐射定标精度可产 生0.15℃左右的误差，在遥感SST图像上可发现许多由 遥感仪器造成的噪音；
梅安新 《遥感导论》 ppt教案
遥感( Remote Sensing )概念
广义：泛指一切无接触的远距离探测，包括对 电磁场、力场、机械波（声波、地震波）等的探 测。 遥感定义：是从远处探测感知物体，也就是不 直接接触物体，从远处通过探测仪器接收来自目 标地物的电磁波信息，经过对信息的处理，判别 出目标地物的属性。
To be continued…
本节结束
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下一节
§5 遥感数据的类型
按平台分
地面遥感、航空遥感、航天遥感数据。
按电磁波段分
可见光遥感、红外遥感、微波遥感、紫外遥 感数据等。
按传感器的工作方式分
主动遥感、被动遥感数据。
本节结束
返回 下一节
§6 遥感数据的应用领域(一)
林业：清查森林资源、监测森林火灾和病虫害。 农业：作物估产、作物长势及病虫害预报。 水文与海洋：水资源调查、水资源动态研究、冰 雪监控、海洋渔业。 国土资源：国土资源调查、规划和政府决策。 气象：天气预报、气候预报、全球气候演变研究。 To be continued…
§7 遥感的发展简况(二)
20世纪60年代以来，苏美空间技术竟相发展，分别发射 了一系列的空间计划卫星，促进了航天遥感技术的发展。 20世纪70年代，空间技术转向为人类服务，地球资源技 术卫星诞生。 20世纪80年代，地球资源技术卫星的传感器技术不断提 高。 20世纪90年代，除美苏外，其他国家均发射了各种资源 卫星。 目前，高分辨率的商业卫星发展迅速。 本节结束 本章结束
第4章 遥感图像处理 4.1 光学原理与光学处理 4.3 数字图像的增强
第六章 遥感数据的信息提取 第七章 遥感应用
第八章 3S技术的集成应用
第5章 遥感数字图像目视解释与制图 第6章 遥感数字图像的计算和解释 第7章 遥感应用
广义：泛指一切无接触的远距离探测，包括对 电磁场、力场、机械波（声波、地震波）等的探 测。 遥感定义：是从远处探测感知物体，也就是不 直接接触物体，从远处通过探测仪器接收来自目 标地物的电磁波信息，经过对信息的处理，判别 出目标地物的属性。
To be continued…
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§5 遥感数据的类型
按平台分
地面遥感、航空遥感、航天遥感数据。
按电磁波段分
可见光遥感、红外遥感、微波遥感、紫外遥 感数据等。
按传感器的工作方式分
主动遥感、被动遥感数据。
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§6 遥感数据的应用领域(一)
林业：清查森林资源、监测森林火灾和病虫害。 农业：作物估产、作物长势及病虫害预报。 水文与海洋：水资源调查、水资源动态研究、冰 雪监控、海洋渔业。 国土资源：国土资源调查、规划和政府决策。 气象：天气预报、气候预报、全球气候演变研究。 To be continued…
§7 遥感的发展简况(二)
20世纪60年代以来，苏美空间技术竟相发展，分别发射 了一系列的空间计划卫星，促进了航天遥感技术的发展。 20世纪70年代，空间技术转向为人类服务，地球资源技 术卫星诞生。 20世纪80年代，地球资源技术卫星的传感器技术不断提 高。 20世纪90年代，除美苏外，其他国家均发射了各种资源 卫星。 目前，高分辨率的商业卫星发展迅速。 本节结束 本章结束
第4章 遥感图像处理 4.1 光学原理与光学处理 4.3 数字图像的增强
第六章 遥感数据的信息提取 第七章 遥感应用
第八章 3S技术的集成应用
第5章 遥感数字图像目视解释与制图 第6章 遥感数字图像的计算和解释 第7章 遥感应用
遥感导论ppt课件
编辑课件
To be continued… 17
§1 辐射校正
大气对辐射影响定量分析:
对于入射辐照度为E0λ的垂直入射的太阳辐射而
言，当其到达地表之后，被近似朗伯体的地表所 反射，则，在最大出射方向上，其辐射亮度为：
E0λ* R λ，在进入传感器时，仪器有一个系统的 增益因子S λ，此时，传感器所接受到的辐射亮度
§1 辐射校正
而在实际测量时，辐射强度值还受到其他因素的影响 而发生改变。这部分就是需要矫正的部分，这也就 是所谓的辐射畸变。引起辐射畸变的原因有两个方 面：
1.传感器本身所具有的误差（……） 2.大气对辐射的影响。
编辑课件
To be continued… 16
§1 辐射校正
大气对辐射的影响:
进入大气的太阳辐射会发生反射、 折射、吸收、散射和透射等现象。 其中，对传感器影响较大的是散射 和吸收。吸收主要是减弱了地物反射 光线进入传感器的强度，而散射光 进入传感器后，使其获取的遥感信 息中带有一定的非目标地物的成像信息，降低了图像对比度， 影响了图像的质量。
遥感导论
第一章 遥感—碧空慧眼 第二章 电磁辐射与地物光谱特征 第三章 遥感数据 第四章 数字遥感图像的校正 第五章 遥感图像的处理
编辑课件
1
遥感系统构成
传感器
分析结果、图表 输出
编辑课件
接收 预处 理
用户应用 处理
2
第四章 遥感数据的校正
编辑课件
3
第四章 遥感数据的校正
➢§1 辐射校正 ➢§2 几何校正 ➢§3 镶嵌处理
自从人类获取第一幅遥感影像开始，遥感学者就对大气校正产生了 浓厚的兴趣。大气校正研究始于20世纪70年代，目前较为成熟 大气校正方法有：
遥感原理与应用 第四章
收集器：收集来自地物目标镜、天线。 探测器：将收集的辐射能转变成化学能或电能。 处理器：将探测后的化学能或电能等信号进行处 理。 输出：将获取的数据输出。
4
遥感原理与应用
4.1传感器概述
➢ 收集系统：收集来自目标的辐射，送往检测系统。在紫外线、可见光、 红外波段中，收集系统的主要元件是透镜或反射镜，在微波 中是微波天线。
11
遥感原理与应用
4.1传感器概述 三、传感器的性能
2、图象的光谱分辨率（Spectral Resolution）
波谱分辨率是指传感器在接受目标辐射的波谱时能分辨 的最小波长间隔。间隔愈小，分辨率愈高。传感器的波 段选择必须考虑目标的光谱特征值。
12
遥感原理与应用
4.1传感器概述 三、传感器的性能
4.4微波成像类传感器
微波波段的特征
微波穿透云层、雾和小雨的 能力
微波具有穿透云层、雾和小雨的能 力，而且太阳辐射对辐射测量没有 太大的影响。因此微波辐射测量既 可在恶劣的气候条件下，也可以在 白天和黑夜发挥作用，具有较强的 全天候、全天时的工作能力，这一 特性优于可见光和红外波段的探测 系统。
遥感原理与应用
遥感原理与应用
4.4微波成像类传感器
微波信号穿过植被的穿透性
1厘米波长
1米波长
由树顶反射的微波信号
由树顶、树干、 地面反射的信号
由树顶、树干反 射的信号
遥感原理与应用
4.4微波成像类传感器
微波可以穿透土壤深度与土壤湿度、类型及工作频率有关。
不同类型土壤的穿透深度与土壤湿度的关系
遥感原理与应用
4.4微波成像类传感器
17
遥感原理与应用
4.2摄影型传感器
➢ 摄影成像：得到的象片信息量大，分辨率高；但由于受感光乳剂的限制，
4
遥感原理与应用
4.1传感器概述
➢ 收集系统：收集来自目标的辐射，送往检测系统。在紫外线、可见光、 红外波段中，收集系统的主要元件是透镜或反射镜，在微波 中是微波天线。
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遥感原理与应用
4.1传感器概述 三、传感器的性能
2、图象的光谱分辨率（Spectral Resolution）
波谱分辨率是指传感器在接受目标辐射的波谱时能分辨 的最小波长间隔。间隔愈小，分辨率愈高。传感器的波 段选择必须考虑目标的光谱特征值。
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遥感原理与应用
4.1传感器概述 三、传感器的性能
4.4微波成像类传感器
微波波段的特征
微波穿透云层、雾和小雨的 能力
微波具有穿透云层、雾和小雨的能 力，而且太阳辐射对辐射测量没有 太大的影响。因此微波辐射测量既 可在恶劣的气候条件下，也可以在 白天和黑夜发挥作用，具有较强的 全天候、全天时的工作能力，这一 特性优于可见光和红外波段的探测 系统。
遥感原理与应用
遥感原理与应用
4.4微波成像类传感器
微波信号穿过植被的穿透性
1厘米波长
1米波长
由树顶反射的微波信号
由树顶、树干、 地面反射的信号
由树顶、树干反 射的信号
遥感原理与应用
4.4微波成像类传感器
微波可以穿透土壤深度与土壤湿度、类型及工作频率有关。
不同类型土壤的穿透深度与土壤湿度的关系
遥感原理与应用
4.4微波成像类传感器
17
遥感原理与应用
4.2摄影型传感器
➢ 摄影成像：得到的象片信息量大，分辨率高；但由于受感光乳剂的限制，
遥感导论第四章PPT
基本环节有两个： 一是像素坐标变换； 二是像素亮度重采样。
x,y为校正前的影像 坐标；
u,v为变换后对应的 坐标；
二次多项式间接法 纠正变换公式为：
衬底1
2、几何畸变校正
控制点的选取(P111)
数目的确定:最小数目；6倍于最小数目。 选择的原则
○ 易分辨、易定位的特征点：道路的交叉口，水库坝址，河流弯曲点等。 ○ 特征变化大的地区应多选些。 ○ 尽可能满幅均匀选取。
常用的 波段组合
红绿 蓝
特点
真彩色：可见光组成，符合人眼对自然物体的观 3 2 1 察习惯。对于水体和人工地物表现突出。
假彩色 ：城市地区，植被种类。 43 2
假彩色：增强对植被的识别 54 3
假彩色：增强对植被的识别，以及矿物、岩石类 7 4 3 别的区分。
第二节 数字图像的 校正
遥感数字图像处理：利用计 算机对遥感图像及其资料进 行的各种技术处理。
1、遥感影像变形的原因
遥感平台位置和运动状态变化的影响： 航高、航速、俯仰、翻滚、偏航。P104
地形起伏的影响：产生像点位移。 地球表面曲率的影响：一是像点位置的移
动；二是像元对应于地面宽度不等，距星 下点愈远畸变愈大，对应地面长度越长。 大气折射的影响：产生像点位移。 地球自转的影响：产生影像偏离。
俯仰：遥感平台的俯仰变化能引起影像上下方向的变化， 即星下点俯时后移，仰时前移，发生行间位置错动。
PART ONE
滚：遥感平台姿态翻滚是指以前进方 为轴旋转了一个角度。可导致星下点 扫描线方向偏移，使整个影像的行向 滚角引起偏离的方向错动。
偏航：指遥感平台在前进过程中，相对于 原前进航向偏转了一个小角度，从而引起 扫描行方向的变化，导致影像的倾斜畸变。
x,y为校正前的影像 坐标；
u,v为变换后对应的 坐标；
二次多项式间接法 纠正变换公式为：
衬底1
2、几何畸变校正
控制点的选取(P111)
数目的确定:最小数目；6倍于最小数目。 选择的原则
○ 易分辨、易定位的特征点：道路的交叉口，水库坝址，河流弯曲点等。 ○ 特征变化大的地区应多选些。 ○ 尽可能满幅均匀选取。
常用的 波段组合
红绿 蓝
特点
真彩色：可见光组成，符合人眼对自然物体的观 3 2 1 察习惯。对于水体和人工地物表现突出。
假彩色 ：城市地区，植被种类。 43 2
假彩色：增强对植被的识别 54 3
假彩色：增强对植被的识别，以及矿物、岩石类 7 4 3 别的区分。
第二节 数字图像的 校正
遥感数字图像处理：利用计 算机对遥感图像及其资料进 行的各种技术处理。
1、遥感影像变形的原因
遥感平台位置和运动状态变化的影响： 航高、航速、俯仰、翻滚、偏航。P104
地形起伏的影响：产生像点位移。 地球表面曲率的影响：一是像点位置的移
动；二是像元对应于地面宽度不等，距星 下点愈远畸变愈大，对应地面长度越长。 大气折射的影响：产生像点位移。 地球自转的影响：产生影像偏离。
俯仰：遥感平台的俯仰变化能引起影像上下方向的变化， 即星下点俯时后移，仰时前移，发生行间位置错动。
PART ONE
滚：遥感平台姿态翻滚是指以前进方 为轴旋转了一个角度。可导致星下点 扫描线方向偏移，使整个影像的行向 滚角引起偏离的方向错动。
偏航：指遥感平台在前进过程中，相对于 原前进航向偏转了一个小角度，从而引起 扫描行方向的变化，导致影像的倾斜畸变。
《遥感导论》电子教案终稿新-课件(PPT-精)277页PPT
《遥感导论》电子教案终稿新-课件 （PPT-精）
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一—格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一—格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
现在遥感导论 PPT整理
现在遥感导论PPT整理（共六章）来源：潘顺的日志第一章绪论一、基本概念：1.遥感（Remote Sensing）广义：无接触的远距离探测。
狭义：遥感是应用探测仪器，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，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。
2.遥感系统（Remote Sensing System)遥感系统包括：被测目标的信息特征；信息的获取、信息的传输与记录；信息的处理；信息的应用五大部分。
一、遥感的分类（1）按遥感平台分类：近地面遥感；航空遥感（100m－10000m）；航天遥感（>150Km）；航宇遥感。
（2）按传感器的探测波段分类：紫外遥感： 0.05 ~ 0.38 μｍ可见光遥感： 0.38 ~ 0.76 μｍ红外遥感： 0.76 ~ 1000μｍ微波遥感： 1 mm ~ 10 m多波段遥感：传感器由若干个窄波段组成（3）按工作方式分类：主动遥感；被动遥感主动遥感：探测器主动发射一定电磁波能量并接收目标的后向散射信号。
被动遥感：传感器不向目标发射电磁波，仅被动接收目标物的自身发射和对自然辐射源的反射能量。
（4）按应用领域分类：陆地遥感、海洋遥感；农业遥感；城市遥感……三、遥感的特点（1）大面积的同步观测（空间特性） ---- 探测范围大、具有宏观、综合的特点，可以实施大面积的同步观测。
（2）时效性（时相特性）---- 在很短时间内对同一地区能够进行重复成像，有利于动态监测（3）信息的综合性和可比性---- 地球表面自然与人文景观的综合反映---- 卫星轨道的确定性、影像分幅的同一性、同一系列传感器信息的兼容性（4）经济性 ---- 与传统信息获取手段相比（5）局限性 ---- 相对于整个电磁波谱段而言四、遥感技术发展趋势1.遥感发展现状（1）自1960年美国发射第一颗气象卫星以来开创了从空间对地球观测的新时代，1972年美国发射了第一颗地球资源卫星后各国向空间发射了大量的对地观测卫星，目前还有20余颗尚在运行；（2）遥感平台方面（3）传感器方面：伊克诺斯 (IKONOS)卫星影像（4）遥感信息处理方面（5）遥感应用方面2.遥感技术发展趋势² 3 全（全天候、全天时、全球）² 3 高（高空间、高光谱、高时间分辩率）² 3个结合（大—小卫星，航空—航天，技术—应用六、遥感技术应用领域举例Ø 土地资源、土地利用及其动态监测Ø 主要农作物的遥感估产Ø 重要自然灾害的遥感监测与评估Ø 城市发展的遥感监测Ø 天气与海洋Ø 其他领域如军事、突发事件等第二章电磁辐射与地物光谱特征遥感信息源：任何目标物都具有发射、反射和吸收电磁波的性质。
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近红外波段——红色 红色波段—— 绿色 绿色波段—— 蓝色
红色： 生长期的植物
亮青色：裸露土地
黑色：水
暗青色：成熟作 物或叶子干枯的 植物
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19
遥感影像的表现形式——TM多光谱合成结果
常用的 波段组合
红绿 蓝
特点
真彩色：可见光组成，符合人眼对自然物体的观 3 2 1 察习惯。对于水体和人工地物表现突出。
-
29
原采 理样
的
采样
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30
采样
-
31
量化
量 化 的 概 念
-
32
4. 数字图像直方图：以每个像元为单位，表示图像中
各亮度值或亮度值区间像元出现的频率的分布图。
5. 直方图的作用：直观地了解图像的亮度值分布范围、
峰值的位置、均值以及亮度值分布的离散程度。直方图的 曲线可以反映图像的质量差异。
假彩色 ：城市地区，植被种类。 43 2
假彩色：增强对植被的识别 54 3
假彩色：增强对植被的识别，以及矿物、岩石类 7 4 3 别的区分。
-
20
第二节 数字图像的校正
➢ 遥感数字图像处理：利用计算机对遥感图像
及其资料进行的各种技术处理。
➢ 数字图像处理的优点
✓ 快捷、准确、客观地提取遥感信息 ✓ 适应地理信息系统的发展
不同色调的亮度变化
最亮
最暗
相同色调的亮度变化
亮
暗
-
4
3、颜色立体
（1）颜色立体：中间垂直轴代表明度 ；中间水平
面的圆周代表色调；圆周上的半径大小代表饱和度。 图4.1
（2）孟赛尔颜色立体：中轴代表无色彩的明度
等级；在颜色立体的水平剖面上是色调；颜色立体中 央轴的水平距离代表饱和度的变化。图4.2
第四章 遥感图像处理
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2
第一节 光学原理与光学处理
一、颜色视觉
1、亮度对比和颜色对比 （1）亮度对比：对象相对于背景的明亮程度。改变
对比度，可以提高图象的视觉效果。
（2）颜色对比：在视场中，相邻区域的不同颜色的
相互影响叫做颜色对比。两种颜色相互影响的结果， 使每种颜色会产生 不同的视觉效果。
格网的数值=像元值=亮度值=灰度
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26
一景Landsat 5/TM影像，7个波段。可见 光和近红外的每个波段大小为6166*6166， 代表地面185*185km的范围。那么存储7 个波段需要多大的空间？
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27
给定一幅模拟图像，如何存储至计算机？
-
28
一、数字图像及其直方图
2. 数字化：将连续的图像变化，作等间距的抽样和
量化。通常是以像元的亮度值表示。 数字量和模拟量 的本质区别：连续变量，离散变量。 把模拟影像分割成同样形状的小单元，以各个小单元 的平均亮度值或中心部分的亮度值作为该单元的亮度 值进行数字化的影像。
把前一部分的空间离散化处理叫采样（sampling）， 而后一部分的亮度值的离散化处理叫量化（quantization）， 以上两种过程结合起来叫影像的数字化（digitization）。
加色法三原色
减色法三原色
-
10
假彩色合成原理
-
11
1. 例如描述一个人身高为 180cm；
2. 越高数字越大；
3. 用数字来量化身高；
4. 同样，可以用190尺来 表示身高。
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12
243
180
-
13
153 189
54
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14
0.45-0.52微米蓝绿波段； 0.52-0.60微米绿色波段； 0.63-0.69微米红色波段 0.76-0.90微米近红外波；0.55-1.75微米- 中红外波段;2.08-2.3155微米中红外波段
每个像元是 图像的基本 元素
-
24
遥感影像的表现——单波段的显示
传感器量测的数值
暗
亮
1 显示灰度级
2 对应的彩色灰度 级，从紫到红
3 设定数值和颜 色对照表，根据需 要给不同的灰度值 以不同的颜色。
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25
遥感影像的表现
遥感传感器利用不同的电磁波波段获得地面目标的光谱反射或者散射的值，以规 则的格网记录，因此遥感影像的实质是记录亮度值的点的矩阵；每个格网是一个 像元。例如标准一景SPOT影像是60KM X 60 KM，全色波段的分辨率为10M （代表地面10M X 10M的范围），其格网的行列数为：6000 X 6000。其位置由 格网所在的行列号代表。
总像元数
X100%
低反射
高反射
灰度值
反差：最大灰度值和最小灰度值之差。 直方图范围窄，说明反差很小- ；直方图延伸很宽，表明34反差大
二、辐射校正（Radiometric correction ）
1. 辐射畸变： 地物目标的光谱反射率的差 异在实际测量时，受到传感器本身、大 气辐射等其他因素的影响而发生改变。 这种改变称为辐射畸变。
✓ 正态分布：反差适中，亮度分布均匀，层次丰富，图
像质量高。
✓ 偏态分布：图像偏亮或偏暗，层次少，质量较差。
小结 图像直方图是描述图像质量的可视化图表。在图像 处理中，可以通过调整图像直方图的形态，改善图像显示的 质量，以达到图像增强的目的。
遥感影像增强
频率
灰度级直方图
频率F=
每个灰度值出现的次数
一、数字图像及其直方图
遥感数据有光学图像和数字图像之分。
数字图像：能被计算机存储、处理和使用的用数字表 示的图像。(数字量) 光学图像：普通像片那样的灰度级及颜色连续变化的 影像（模拟量）
区别： 模拟量是连续变量，而数字量是离散变量。
？
遥感影像的表现
像元：坐标 数值
行、列定义像元位置
数值通常用8bits 记录 28 = 256 灰度值范围为0-255
321 432 743
多光谱合成图像
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遥感影像的表现——多波段的显示
不同的波段赋予不同的原色
色彩合成
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近红外波段——红色 红色波段—— 绿色 绿色波段—— 蓝色
植物---主要反射绿色波段和近红外波段
绿波段用蓝色表示，近红外用红色表示；
蓝色+红色=品红；
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遥感影像的表现形式——SPOT多光谱合成结果
二、加色法与减色法
1. 颜色相加原理
① 三原色：若三种颜色，其中的任一种都不能由 其余二种颜色混合相加产生，这三种颜色按一 定比例混合，可以形成各种色调的颜色，则称 之为三原色。红、绿、蓝。
② 互补色：若两种颜色混合产生白色或灰色，这 两种颜色就称为互补色。黄和蓝、红和青、绿 和品红。
③ 色度图：可以直观地表现颜色相加的原理,更 准确地表现颜色混合的规律.图4.5