遥感概论复习解析

遥感导论复习

第一章：绪论

1.什么是遥感？（狭义）——名词解释

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。 遥感（ Remote Sensing ），即遥远的感知，利用非接触传感器来获取有关目标的时空信息，不仅着眼于解决传统目标的几何定位，更为重要的是对利用外层空间传感器获取的影像和非影像信息进行语义和非语义解译，提取客观世界中各种目标对象的几何与物理特征信息。

几何：由2维影像重建3维模型。

物理：由光谱特性确定物质类别。

现在遥感发展的趋势与展望

1.多分辨率（空间、时间、光谱）多遥感平台并存

2.新型传感器不断涌现,微波遥感、高光谱遥感迅速发展

3.遥感的综合应用不断深化

4.商业遥感时代的到来

第二章：遥感电磁辐射基础

8、斯忒藩-玻尔兹曼定律：绝对黑体的总辐射出射度与黑体温度的四次方成正比。 σ—斯忒藩-玻尔兹曼常数， σ=5.67×10-8 W ·m -2·K -4

9、维恩位移定律

黑体辐射光谱中最强辐射的波长λmax 与黑体绝对温度T 成反比： b —常数

几何意义：在黑体辐射曲线中，黑体温度越高，其曲线的峰值就越往左移，即往波长短的方向移动（位移）。若辐射最大值落在可见光波段，物体的颜色会随着温度的升高而变化，波长逐渐变短，颜色由红外到红色再逐渐变蓝变紫（烟煤燃烧，燃烧越充分，颜色越接近蓝色）。恒星、地球、太阳都可看做绝对黑体。

10、基尔霍夫定律（计算题）

在任何给定温度下，地物的辐射出射度M 与吸收率α之比，对任何地物都是一个常数，并等与该温度下绝对黑体的M 0 。

表现了实际物体的辐射出射度与同一温度、同一波长绝对黑体辐射的关系： 仅与波长和温度有关，与物体本身的性质无关。

注意：斯忒藩-玻尔兹曼定律、维恩位移定律只适用于黑体辐射，但在自然界中，黑体辐射是不存在的，一般地物辐射能量总要比黑体辐射能量要小。故使用基尔霍夫定律。

12.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，即为散射。（了解）

瑞利散射、米氏散射、无选择性散射

瑞利：d <<λ 。大气中的原子和分子，如 O 2、N 2等分子引起。对可见光，散

射强度与波长的四次方成反比。红外和微波，波长长，基本不受影响。 4T M σ=b T =⋅max λ

无云的晴空呈现蓝色，因为蓝光波长短，散射强度大；朝霞和夕阳：太阳高度角小、阳光斜射地面、要穿过厚厚的大气层、在过长的传播中，蓝光波长最短最容易被散射殆尽、波长次之的绿光也大部分被散射了只剩下波长最长的红光散射最弱透过大气层最多。

米氏散射：d ≈λ由大气中的微粒，如烟、尘埃、小水滴及气溶胶引起。潮湿天气米氏散射影响大。散射强度与波长的二次方成反比，散射在光线向前方向比向后方向强，方向性比较明显。

非选择性散射：d >>λ，散射强度与波长无关。（云雾呈白色，因为云雾中水滴的粒子直径比波长大得多，对可见光中各个波长的光散射强度相同。）

14.地物反射波谱测量理论

双向反射分布函数：对于表面dA ，设入射时照度为 ,在方向上由dIi 产生的反射亮度为dLr ，随入射角方向和反射方向的不同，产生一个函数fr ，

称为双向反射分布函数（BRDF ）： 双向反射比因子R(BRF)： 第三章：遥感光学基础

颜色的性质：

1. 颜色性质：明度、色调、饱和度。

（1）明度，是人眼对光源或物体明亮程度的感觉。 在一般情况下，物体反射率越高，明度就越高。所以白色比灰色明度高。对于光源来说，亮度越大，明度越高。

（2）色调，是色彩彼此相互区分的特性。多数情况下，刺激人眼的光波不是单一波长，而常常是一些波长的组合，对于光源来说，则是不同波长的亮度组合，对于反射物体是不同反射率的不同波长组合，共同刺激人眼产生组合后的颜色感觉。

（3）饱和度，是彩色纯洁的程度，也就是光谱中波长是否窄，频率是否单一的表示。对于光源，发出的若是单色光就是最饱和的彩色。对于物体颜色，如果物体对光谱反射有很高的选择性，只反射很窄的波段则饱和度高。如果光源或物体反射光在某种波长中混有许多其他波长的光或混有白光，则饱和度低

2. 加色法和减色法原理及应用：

加色法：用红、绿、蓝三原色光按不同比例相加而取得其他色彩的一种方法。 颜色相加原理:

互补色：若两种颜色混合产生白色或灰色，这两种颜色就成为互补色。（如黄和蓝、红和青、绿和品红）

三原色：若三种颜色，其中的任一种都不能由其余两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，称为三原色。（红、绿、蓝） 混合后的颜色只是一种视觉效果上的颜色，完全失去了颜色的光谱意义。 白光是由相同数量的红、绿、蓝三原色组成，红=绿=蓝=1/3，红+绿+蓝=1 颜色相减原理：

减色法：是从白光中按不同比例减去原色来实现色彩再现的一种方法。通俗地说，减色法就是运用青、品红、黄三种补色重叠起来合成色彩的一种方法。每一种颜色是从白光中减去与它互成补色的颜色。

当白光先后通过两块滤光片的过程就是颜色的减法过程。

(,)i i i dI φθ(,)(,)r i i r r r i i i dL f dI φθφθφθ=R =目标的反射辐射通量标准参考面的反射辐射通量

减法三原色：指加法三原色的补色，即黄、品红和青色。一般用于颜料的配制、彩色印刷、彩色相片的染印等。

黄＝白－蓝＝红＋绿；青＝白－红＝蓝＋绿

加色法主要是用三个原色光相加再现色彩，而减色法则是用三个补色的透明色素相叠或染料相混合再现色彩，这就是它们的根本区别。

3.彩色合成

根据加色法原理或减色法原理，选用不同波段的正片或负片组合，进行彩色合成。

真彩色合成：如果所采用的滤光系统与波段一一对应，称为真彩色合成，彩色与原物体或景观的色彩一样。

假彩色合成：选择遥感影像的某三个波段，分别赋予红、绿、蓝三种原色，由于原色的选择与原来遥感波段所代表的真实颜色不同，因此生成的合成色不是地物真实的颜色，这种合成叫做假彩色合成.。

标准假彩色合成：在彩色合成时，选择4、3、2波段，分别赋予红、绿、蓝时，即绿波波段赋予蓝、红波波段赋予绿，红外波段赋予红时，这一合成方案被称为标准假彩色合成。

第四章传感器

1.遥感图像特征：（掌握4个分辨率的定义）

空间分辨率：指像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元。

温度分辨率：热红外传感器分辨地表热辐射最小差异的能力

光谱分辨率：传感器所能记录的电磁波谱中，某一特定的波长范围值。

时间分辨率：对同一目标进行重复探测，相邻两次探测的时间间隔。

2.扫描成像类型的传感器是逐点逐行地以时序方式获取二维图像，有两种主要的形式，

一是对物面扫描的成像仪，它的特点是对地面直接扫描成像，这类仪器如红外扫描仪、多光谱扫描仪、成像光谱仪、自旋和步进式成像仪及多频段频谱仪等；

二是瞬间在像面上先形成一条线图像，甚至是一幅二维影像，然后对影像进行扫描成像，这类仪器有线阵列CCD推扫式成像仪，电视摄像机等。

3.摄影类型的传感器

（1）框幅式摄影机：曝光一次获得目标物的一幅完整影像。投影性质：单中心投影。（2）推扫式摄影机：即缝隙式摄影机，又称航带摄影机，工作方式是通过焦平面前方设置的与飞行方向垂直的狭缝快门获取横向的狭带影像。这是由于在摄影机焦平面前方放置一开缝的挡板，将缝隙外的影像全挡去的缘故。

投影性质：多中心投影，一幅影像是由若条缝隙影像拼接而成的，不同缝隙对应的中心投影是不同的。

（3）面阵CCD传感器获取图像的方式与框幅式摄影机相似，某一瞬间获得一幅完整的影像，因而是一个单中心投影，其构像关系可直接使用框幅式中心投影的航空像片的构像关系式。

（4）线阵列传感器获取图像的方式与推扫式摄影机相似，即线阵列方向与飞行方向垂直，在某一瞬间得到的是一条线影像，一幅影像由若干条线影像拼接而成，所以又称为推扫式扫描成像。这种成像方式在几何关系上与缝隙摄影机相同。