遥感影像判读

南京信息工程大学复习参考资料——

遥感影像判读

第一章绪论

遥感影像判读既是一门学科，又是图像处理的一个过程：

1.作为一门学科，遥感影像判读的目的是为了从遥感图像上得到地物信息所进行的基础理

论和实践方法的研究

2.作为一个过程，它完成地物信息的传递并起到揭示遥感图像内容的作用，其目的是取得

地物各组成部分和存在于其他地物的内涵的信息

分为计算机辅助判读和人工目视判读

遥感影像判读的任务与实施

任务

根据应用范围：巨型、大型、中型和小型地物与现象的判读

实施（组织方法）：

野外判读、飞行器目视判读、室内判读、综合判读

遥感信息的利用方式（5个）

1.瞬时信息的定性分析：确定相关目标是否存在

2.空间信息的定位：空间分布规律

3.瞬时信息的定量分析：定量反演目标参数

4.时间信息的趋势分析：地表物质能量迁移规律

5.多源信息的综合分析

遥感信息的技术支撑（6个）

1.观察与测量仪器的改变

2.产品形式的改变

3.生产工艺的改变

4.新一代传感器的研制

5.地理信息系统的支持

6.遥感应用模型的深化

遥感影像判读的质量要求：分为用户精度（正确分类/所有分为该类制图精度

）和制图者精度（正确分类/参考数据中的该类）

1.判读结果的完整性（详细性）：与给定任务的符合程度，用质量指标评价

2.判读的可靠性：与实际的符合程度，用质量和数量指标评价

3.判读的及时性：资料及时；指定限期完成

4.判读结果的明显性：便于理解和应用

第二章遥感影像判读的理论基础

地物的电磁辐射特性——

地物的电磁辐射特性概念：

1.从近紫外到中红外（0.3-6μm）波段区间能量最集中而且相对来说较稳定

2.被动遥感主要利用可见光、红外等稳定辐射

3.对流层：地表到平均高度12km处，航空遥感活动区，侧重研究电磁波在该层内的传输

特性;

4.电离层：在80~1000 km，卫星的运行空间

遥感常用电磁波波段：

1.紫外线：0.01-0.38μm，碳酸盐岩分布、水面油污染

2.可见光：0.38-0.76μm，鉴别物质特征的主要波段；遥感最常用的波段

3.红外线：0.76-1000μm，近红外0.76-3.0μm; 中红外3.0-6.0μm; 远红外6.0-15.0μm;

超

4.远红外15-1000μm （近红外又称光红外或反射红外；中红外和远红外又称热红外）

5.微波：1mm-1m，全天候遥感；有主动与被动之分；具有穿透能力；发展潜力大

大气对太阳辐射的影响:

大气吸收：大气中有些物质能吸收一定波长的辐射能而转变成为热能(臭氧、二氧化碳、水) 1.臭氧吸收带：紫外区0.3μm以下强吸收;远红外9.6μm 强吸收;0.6μm，4.75μm和

14μm 弱吸收

2.二氧化碳：低层大气，含量少；主要在红外区

3.水：吸收太阳辐射能量最强的介质,对红外遥感有极大的影响

（大气吸收影响主要是造成遥感影像暗淡.）

大气散射:太阳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

1.瑞利散射：α<< λ，散射率与波长的四次方成反比，瑞利散射的强度随着波长变短而

迅速增大

2.米氏散射：α≈λ，散射强度与波长的二次方成反比

3.无选择性散射：α>>λ，散射强度与波长无关, 云雾通常呈现白色, 阴天不宜遥感（原

因：散射，反射）

大气的散射作用:大气散射集中在太阳辐射能量最强的可见光

散射是太阳辐射衰减的主要原因之一

影响：改变了电磁波的传播方向; 干扰传感器的接收; 降低了遥感数据的质量

大气窗口:通过大气而较少被反射、吸收或散射的透射率较高的电磁辐射波段

地球辐射的特性:

1.可见光与近红外(0.3-

2.5 µm):地表反射,太阳辐射为主

2.中红外(2.5-6 µm):地表反射太阳辐射和自身的热辐射

3.远红外(大于6 µm):地表物体自身热辐射为主

植被电磁辐射特性:

植被反射波谱特性:

1.可见光波段：在0.55μm附近有反射率为10%~ 20%的一个波峰，0.45μm蓝光和0.67

μm红光处有两个吸收带，受叶绿素的影响

2.近红外波段：0.7μm~ 0.8μm间有一个反射陡坡，至0.8-1.3μm有一峰值，反射率高

达40%或更高，受植被叶细胞结构的影响，形成植被的独有特征

1.3~

2.7μm波段，受含水量影响，吸收率大增，反射率下降，在1.45μm、1.95μm和

2.6 ~ 2.7μm处形成低谷，对应1.6μm和2.2μm是反射峰

红边：红光区外叶绿素吸收减少部位，到近红外高反射肩之间，健康植物的光谱响应陡然增加( 其亮度增加约10倍)的窄条带区(约0.7~0.75μm)

1.红移：叶绿素含量高，生长旺盛时，“红边”会向波长增加的方向偏移

2.蓝移：受金属元素“毒害”、感染病虫害、受污染或缺水缺肥等原因“失绿”时，“红

边”会向波长短的方向移动

植被冠层的反射:

由叶的多次反射和阴影的共同作用而成，阴影所占的比例受到光照度、叶的形状、大小、倾

角等的影响

冠层的反射低于单叶的实验室测量值，但在近红外谱段冠层的反射更强

植被的发射辐射:(热红外波段)

遵循普朗克黑体辐射定律，辐射出射度与植被的温度和波长直接相关

植被的发射率随植物类别、水分含量等的变化而变化，健康的绿色植被的发射率一般在0.96~0.99

植被的微波辐射:(微波波段)

1.被动：植被的微波辐射能量（微波亮度温度）与植物及土壤的水分含量有关

2.主动：植物的后向散射强度（即主动微波辐射）与其介电常数和表面粗糙度有关

（反映了植物水分含量和植物群体的几何结构）

土壤的电磁辐射特性:

土壤的反射光谱:

1.没有明显的峰值和谷值

2.土壤反射光谱曲线较平滑，在不同波段的遥感图像上，土壤亮度区别不明显

3.土壤的反射率与土壤水分和土壤有机质含量、土壤类型、土壤粗糙度和土壤质地土壤的

矿物组成等有一定的关系

土壤的发射波谱特性:

1.土壤的发射辐射是由土壤温度状况决定的

2.土壤温度与水分的蒸腾散失、风化和化学溶解，微生物活性及有机质的分解速度，种子

萌发和植物生长有关

3.影响土壤温度最重要的因素是土壤水分和土壤空气温度

土壤的微波特性:

1.影响土壤微波辐射特性的主要因素是土壤的表面结构（粗糙度和粒度）和土壤的电特性

（介电常数和导电率）

2.土壤水分是影响土壤介电常数的主要因素

水体的电磁辐射特性

水体的反射光谱特性:

1.传感器接收的能量包括：水中光、水面的反射光、天空散射光，其前两部分包含有水的

信息（水色、海面形态等信息）

2.水体的反射主要在蓝绿光波段

3.总体上，水体反射率不高，约在2~4%左右，其它波段吸收较强，特别是近红外波段，

吸收就更强

4.水体的反射光谱特性受水体自身的光学性质和水的状态（水体中所含的有机、无机悬浮

物的浓度，类型，颗粒大小等）影响

5.水色主要取决于水体中浮游生物含量（叶绿素浓度）、悬浮泥沙含量、营养盐含量（黄

色物质、溶解有机物质、盐度指标）以及其它污染物、底部形态（水下地形）、水深等因素

水体的发射光谱特性:

1.史蒂芬玻尔兹曼定律和基尔霍夫定律:M=εσT4

2.水体在热红外图像上，白天时表现为黑色，夜间时表现为亮白色

水体的微波辐射特性

水体发射率低；可获得水面状况以及水面以下一定深度的温度、盐度和几何性质结构

遥感影像的信息性能

1.影像判读的可能性：地物的识别概率