遥感技术导论知识要点总结

遥感技术导论知识要点总结
第一章绪论
1.遥感定义：在远离被测物体或现象的位置上，使用一定的仪器设
备，接收·记录物体或现象反射或发射的电磁波信息，经过对信息的传输·加工处理·以及分析与解译，对物体及现象的性质及其变化进行探测和识别的理论与技术。

（遥感是一个接收·传送·处理·分析遥感信息，并最后识别目标的复杂技术过程。

）
2.现代遥感技术系统一般有四部分：遥感平台（搭载遥感仪器的工
具，如飞机，火箭，卫星等）·传感器（收集记录传送遥感信息的装置如：摄影机，摄像仪，扫描仪等）·遥感数据接收处理系统（有接受和记录系统，图像数据处理系统）·分析解译系统。

3.遥感的分类：按遥感平台分类：地面，航天，航空；按电磁辐射
能源分类：被动，主动；按电磁波谱的分类：可见光，红外，微波，多光谱，紫外。

第二章电磁辐射及物体的波谱特性
一.电磁辐射
1.遥感的本质：物体电磁辐射通过传感器成像得到遥感影像，然后
遥感影像接受解译从而识别出该物体。

2.电磁辐射具有波粒二象性。

从波动性来看，电磁辐射在某时空的
强度I和波振幅的平方成正比；从粒子性来看，电磁辐射在某时空的强度I与该时空粒子出现的几率成正比（粒子出现的几率即单位时间内通过单位截面的粒子数目的多少）。

波长较长，能量较
小的波动性明显：波长较短，能量较大的粒子性明显。

3.电磁波谱：按照电磁辐射的波长或频率大小，依次排列画成图表，
这个图表叫做电磁波谱。

遥感主要接收范围在可见光，红外线，微波。

4.紫外线波长在3纳米到0.38微米，可用感光胶片和光电仪器收进
行探测，但是该波段散射严重。

5.可见光波长在0.38到0.76微米，具有光电效应和光化作用，在
遥感中能用胶片和光电仪器收集记录。

6.红外线波长为0.76到1000微米，其中0.76到1.4微米的范围可
用摄影方式探测，所以也称为摄影红外；
7.电磁辐射的基本性质：
A.电磁波传播的性质：电磁波的叠加，干涉，衍射，偏振。

01
干涉有利的方面是：利用能量加大趋势，使图像清晰，方向性强。

不利的方面是：造成同一物质所表现的性质不同。

02 衍射对遥感的影响很大：1.电磁波通过传感器的孔径而被切割时，就发生衍射，使电磁辐射通量的数量·质量·方向发生变化，给目标的解译带来困难；2.影响遥感所用仪器的分辨能力，理论上，光学仪器的最小分辨角为θ=1.22λ/D（D为光学仪器的孔径）3.
缩小阴影区域。

03 偏振：进入传感器的电磁波都具有偏振性。

B.电磁辐射的光电效应：电磁辐射的能量激发物体，释放出电子，形成光电流。

光电效应具有一定的截止频率。

光电流的强度和
入射的电磁辐射强度成正比，光电流具有瞬时性，电子的初动能和电磁辐射的频率成线性关系。

扫描成像，电视摄像就是利用光电效应把光像变成电子像。

8.电磁辐射与物体的相互作用：在遥感中，电磁辐射与物体接触，会表现他所带的能量，进行能量的交换，发生相互作用，作用后，物体使入射辐射发生反射·透射以及吸收和再发射等。

本质：入射到物体的电磁辐射使物体表面的自由电荷和束缚电荷发生震荡运动，这种运动转而辐射出次级场返回初始介质或者向前进入第二种介质。

二.电磁辐射的反射
9.电磁辐射的反射：电磁辐射与物体作用后产生的次级波返回原来的介质，此现象即为反射。

该次级波称为反射波（辐射）。

任何地物都具有反射和自己特有频率不同的外来辐射的能力。

10.反射强度主要与物体的性质（电学性质和磁学性质），以及物体表面粗糙程度有关。

11.物体的反射能力常用反射系数来表示，即菲涅尔反射系数r。

反射系数是反射的电矢量振幅与入射的电矢量振幅之比。

12.物体表面状况对反射的影响：
根据物体表面对反射的影响分为两类：光滑表面和粗糙表面，这是一个相对概念。

划分准则：瑞利准则，关系式是：d=λ/8cosθ，式子中λ是入射波的波长，θ是入射角。

如果物体表面的起伏度h小于等于d，则该表面为镜面（光滑表面）。

上述表明：入射辐射的波长决定了反射表面的粗糙度。

入射波长不
一样，同一物体的表面可显示不同的粗糙度，凡是物体表面的颗粒限度h远小于入射波的波长，该表面光滑。

入射角对表面的粗糙度也有影响。

入射角越大，表面粗糙度越小。

13.反射类型：
镜面反射：可以用菲涅尔反射系数表示反射能力大小，且反射波具有高度的方向性，位相相干。

漫反射：反射强度遵循朗博定律，反射波很少有方向性，相位不相干。

方向反射：物体的表面即非镜面，也非粗糙，电磁辐射在各个方向上都有反射，但在某一方向上，反射波要强一些，这种现象称为方向反射。

三.电磁辐射的发射
自然界温度高于绝对0度的物体都具有发射电磁辐射的能力，其能力的大小主要取决于物体的温度和本身的性质。

14.黑体：黑体是指一个完全的辐射吸收和辐射发射体。

（任何温度下对所有波长的电磁辐射都能完全吸收，同时在热力学定律所允许最大范围内最大限度把热能变成辐射能的理想辐射体。

）
15.黑体的辐射通量密度按波长或频率的分布是稳定的，仅与其本身的温服有关，而与黑体的材料和性质无关。

16.黑体辐射定律：
a.普朗克定律：在给定温度下黑体的光谱出射率并不是一切波长都一样，而是随波长变化。

同时，温度越高，光谱辐射能力越强。

b.斯蒂芬-玻尔兹曼定律：黑体的总出射率随温度的升高而迅速增大，
相当小的温度变化就可以引起辐射通量密度（出射率）的很大变化。

c.维恩位移定律：黑体的峰值波长与其绝对温度成反比，当温度增加时，黑体的出射率的极大值向短波方向移动。

17.物体的发射：
a.基尔霍夫定律：在一定的温度下，物体对任一波长的发射本领和它的吸收本领成正比，比值与物体的性质无关，只是波长和温度的函数。

即好的吸收体也是好的发射体，即物体对某一波长的电磁辐射吸收能力强，则该物体发射这一波长的电磁辐射能力也强。

b.光谱发射率：自然界中的物体都不是黑体，其吸收率永远小于1，因而对任何波长的光谱出射率，总是小于同温度下的黑体的光谱出射率。

发射率表示物体的发射能力，它是物体的辐射通量密度和同温度下的黑体辐射通量密度之比。

为了使用方便，常采用光谱发射率（物体的光谱出射率与黑体的光谱出射率之比）的概念，以表示一个物体把热能转变成辐射能的转变效率。

物体的光谱发射率等于物体的光谱吸收率。

物体的反射率越大，发射率（吸收率）就越小；吸收率+反射率+透射率=1；反射率与发射率不仅是温度和波长的函数，且与物体性质有关。

c.根据物体光谱发射率的变化，将物体分为三类，黑体，灰体，选择性辐射体。

18.凡是能够产生电磁辐射的物体，叫做辐射源。

分为人工和天然辐射源。

主动遥感方式接收的是人工辐射源发出的电磁辐射的回波，被动遥感方式接受的是天然辐射源的电磁辐射。

19.太阳的主要能量在0.2到3微米间。

太阳辐射的峰值在0.5微米附近，相当于可见光中的绿色光。

遥感常用的波段在0.32到1.1微米间。

地面物体的电磁辐射信息包括两部分：一部分是反射信息，他只能在白天接收，一部分是发射信息，既能在白天接收也能在晚上接收。

课后习题:
1. 简述遥感的基本概念。

2. 简述遥感技术系统的组成。

3. 遥感有哪几种分类？分类依据是什么？
4. 试述当前遥感发展的现状及趋势。

5. 简述遥感技术的应用
1. 电磁波谱由哪些不同特性的电磁波组成？它们有哪些不同点，又有哪些共性？
2. 电磁辐射是如何产生的？
3. 遥感的基本原理是什么？
4. 什么是黑体？简述黑体辐射基本定律。

5. 遥感辐射源主要有哪些?
6. 什么是地物波谱特性?什么是地物反射波谱特性？
7. 简述岩石、水体、植被和土壤在可见光和红外波段的反射波谱特性。

8. 大气对电磁辐射有何影响? 对遥感有何影响？
9. 何为大气窗口？分析形成大气窗口的原因，常用的大气窗口有哪些？
1. 彩色的三特性是什么？
2. 简述相加混色和相减混色的基本原理。

3.孟塞尔颜色系统是如何对颜色进行表示和度量的？
4. CIE标准色度学系统是如何对颜色进行表示和度量的？它与孟塞尔颜色系统有何区别？
1. 什么叫遥感平台？按其高度不同可以分为那几种？各种遥感平台的作用是什么？
2. 简述传感器的概念及其组成。

3.传感器的遥感能力以哪些特性参数进行衡量?它们的具体意义是什么?
1. 简述摄影成像过程及其基本原理。

2. 什么是感光特性曲线？简述感光特性曲线的分段特性。

3. 比较反差，景物反差，光学影像反差，胶片影像反差的区别。

4. 什么是感色性？根据感色兴可以把胶片分为那几类?
5. 什么是多波段遥感？
6. 简述彩色影像获得的基本原理。

7. 简述彩色胶片负片和正片色彩形成过程并绘图表示。

8. 联系色彩合成相关理论分析彩红外影像上的色彩特征。

1. 扫描探测器主要有哪些？
2. 简述电子扫描成像的基本过程。

3. 简述光机扫描仪的成像过程。

4. 简述瞬时视场角、像点、地面分辨率、扫描角、总视场角的概念。

5. 简述固体自扫描成像的基本原理。

1. 简述航空摄影基本过程。

2. 简述航摄质量评定的内容和方法。

3. 航空摄影资料主要有哪些？
4. 什么是中心投影？简述中心投影的构像规律。

5. 航摄像片上的特征点、线有哪些？
6. 什么是像点位移？引起像点位移的原因主要有哪些？
7. 简述投影误差产生原理并分析其误差规律。

8. 简述倾斜误差产生原理并分析其误差规律。

9. 简述航片立体观察的条件、方法和效应。

10．简述航摄像片立体两侧的原理与方法。

11. 简述航摄像片的纠正与转绘方法。

12．何谓航空像片的比例尺、平均比例尺？引起像片比例尺变化的主要因素有哪些？
1. 卫星遥感技术系统包括哪几个子系统？
2. 简述Landsat的运行特征。

3. 陆地卫星4/5数据是目前利用得最多的遥感数据，请简要说明tm 各波段的光谱特性及其适用领域。

4. 简述Spot的成像方式及其光谱特性。

5. 简述中巴资源卫星的传感器类型及其特性。

6. 论述气象卫星的特点及其应用范围。

7. 简述中分辨率成像光谱仪MODIS性能及数据特点。