遥感地学分析期末整理(部分)

第一章

广义的遥感：广义的角度来理解遥感，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）等的探测。

狭义的遥感：狭义的角度来理解遥感，指应用探测仪器，不与探测目标接触，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。

遥感是一种以物理手段、数学方法和地学分析为基础的综合性应用技术

遥感技术系统一般由四部分组成：遥感平台、传感器、遥感数据接收与处理系统、遥感资料分析处理系统。遥感信息源的类型①按遥感平台划分：地面遥感，航空遥感，航天遥感，航宇遥感

②按探测的电磁波段划分

可见光遥感：波段在0.38-0.76μm

红外遥感：波段在0.76-1000μm

微波遥感：波段在1mm-1m

紫外遥感：波段在0.05-0.38μm

多光谱遥感：多光谱摄影机、多光谱扫描仪等

高光谱遥感：成像高光谱和非成像高光谱

③按电磁辐射源划分：被动遥感，主动遥感

④按应用领域划分：地质遥感、农业遥感、林业遥感、水利遥感、海洋遥感、环境遥感、灾害遥感等。

遥感的特点

①大面积的同步观测：遥感平台越高，视角越宽广，可以同步探测到的地面范围越大，从而可观测地物的空间分布规律。

②时效性：遥感技术可以在短时间内对同一地区进行重复探测。

③数据的综合性和可比性：遥感技术获取的数据反映地表的综合特性，包括自然、人文等方面。

④经济性：可节省大量的人力、物力和财力。

⑤局限性：波谱的有限性、电磁波段的准确性、空间分辨率低等。

遥感信息源的综合特征：①多源性②空间宏观性③遥感信息的时间性④综合性、复合性⑤波谱、辐射量化性

空间分辨率（Spatial resolution）

①像元大小（pixel size）：针对传感器或图像而言，指图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小

②地面分辨率（Ground resolution）：针对地面而言，指可以识别的最小地面距离或最小目标物的大小

空间分辨率的表示形式

①象元（pixel size)——瞬时视域所对应的地面面积象元(pixe1)，即与一个象元大小相当的地面尺寸，单位：米(m)。

②瞬时视场(IFOV)，指遥感器内单个探测元件的受光角度或观测视野，单位：毫弧度(mrad)。IFOV越小，最小可分辨单元(可分像素)越小，空间分辨率越高。一个瞬时视场内的信息，表示一个象元。

线对：成像平面上1毫米间距内能分辨开的黑白相间的线条对数

光谱分辨率：传感器所选用的波段数量的多少、各波段的波长位置、及波长间隔的大小（带宽）

光谱分辨率在遥感中的意义: 开拓遥感应用领域; 专题研究中波段选择针对性; 图像处理中多波段的应用提高判识效果

时间分辨率:对同一地区遥感影像重复覆盖的频率

时间分辨率的意义: 动态监测与预报；自然历史变迁和动力学分析；利用时间差提高遥感的成像率和解像率；更新数据库

辐射分辨率指传感器对光谱信号强弱的敏感程度、区分能力。即探测器的灵敏度(遥感器感测元件在接收光谱信号时能分辨的最小辐射度差，或指对两个不同辐射源的辐射量的分辨能力)，一般用灰度的分级数来表示，即最暗—最亮灰度值(亮度值)间分级的数目——量化级数。

有效量化的级数，一般由动态范围和信噪比S／N所确定

动态范围—传感器可测量的最大信号与最小信号之比。所谓最大信号指在此值以外无论输入的信号多强，响应也无变化的饱和区：所谓最小信号指在此值以外为对输入的弱信号无响应的无感应区；而仅在动态范围内，输入与输出信号几乎呈线性关系。

信噪比（S/N）—有效信号(signal)与噪声(noise)之比。即信号功率与噪声功率之比。而为了实用方便，信噪比常定义为信号均方根电压和噪声均方根电压之比，单位均为分贝(dB) 。

传感器是收集、探测、记录地物电磁波辐射信息的工具。

传感器的分类：按工作方式分

①主动方式传感器：侧视雷达、激光雷达、微波辐射计。

②被动方式传感器：航空摄影机、多光谱扫描仪（MSS）、TM、ETM、HRV、红外扫描仪等。

微波遥感的传感器

⑴主动微波遥感：（雷达；侧视雷达；合成孔径侧视雷达）。通过向目标地物发射微波并接受其后向辐射信号来实现对地观测的遥感方式。主要传感器为雷达，此外还有微波高度计和微波散射计。

⑵被动微波遥感：通过传感器，接受来自目标地物发射的微波，而达到探测目的的遥感方式。被动接受目标地物微波辐射的传感器为微波辐射计，被动探测目标地物微波散射特性的传感器为微波散射计。

常用遥感系统: 卫星遥感系统; 航空遥感系统; 地面遥感数据采集系统

陆地资源卫星：以探测陆地资源为目的的卫星叫陆地资源卫星。

美国陆地卫星(Landsat)

法国陆地观测卫星(SPOT)

欧空局地球资源卫星(ERS)

俄罗斯钻石卫星(ALMAZ)

日本地球资源卫星(JERS)

印度遥感卫星(IRS)

中-巴地球资源卫星（CBERS）

气象卫星系列：气象卫星是广泛应用于国民经济领域和军事领域的一种卫星，是太空中的自动化高级气象站。它能连续、快速、大面积地探测全球大气变化情况。

海洋卫星系列：海洋卫星主要用于海洋温度场，海流的位置、界线、流向、流速，海浪的周期、速度、波高，水团的温度、盐度、颜色、叶绿素含量，海冰的类型、密集度、数量、范围以及水下信息、海洋环境、海洋净化等方面的动态监测。

航空遥感是指载体为飞机或气球所进行的遥感，它是遥感技术一个非常重要的组成部分。

航空遥感成像

①航空摄影成像：通过成像设备获取物体的影像技术

②航空扫描成像：依靠探测元件和扫描镜对目标物体以瞬时视场为单位进行的逐点、逐行取样，以得到目标物的电磁辐射特性信息，形成一定谱段的图像

③航空微波雷达成像：具有全天时、全天候的特点

航空遥感图像的主要类型及其特征

彩色红外航空像片：①由地物反射的光线进入摄影机镜头，使彩色红外感光底片产生光化学反应，由该底片印出的像片称为彩红外像片。②彩色红外感光片没有感蓝层和黄滤色层，有感绿、感红和感红外层。因此不受大气散射蓝光的影响，像片清晰度很高，适合城市航空摄影。

热红外图像：不受光照条件限制，昼夜成像；主要波段为3～5微米(中红外)和8～14微米（热红外)

热红外图像的特点：①几何畸变②图像的不规则性③图像的温度标定④热红外图像的成像时段

侧视雷达图像：具有特性——地面方位分辨力和距离分辨力

常规航空摄影遥感系统：分幅式摄影机；全景摄像机（又称扫描摄影机）；镜头转动式摄影机；多光谱摄影机