遥感总结

第（一）章

遥感之所以能够根据收集到的电磁波来判断地物目标和自然现象，是因为一切物体，由于其种类、特征和环境条件的不同，而具有完全不同的电磁波反射或发射辐射特征。

电磁波具有不同的频率和波长，因而具有不同的特性。遥感应用的光谱范围;

遥感采用的电磁波段可以从紫外线一直到微波波段;遥感就是根据感兴趣的地物的波谱特性，选择相应的电磁波段，通过传感器探测不同的电磁波谱的发射或反射辐射能量而成像的。

绝对黑体——任何波长的电磁辐射全部吸收

光谱吸收率α(λ,T)和光谱反射率ρ(λ,T)，二者之和恒等于1。

黑体辐射通量密度与温度、波长的关系满足普朗克定律：

黑体辐射的三个特性:

1绝对黑体表面上，单位面积发出的总辐射能与绝对温度的四次方成正比，称为斯忒藩－玻耳兹曼公式; (热红外遥感利用此原理来探测和识别目标物)

2分谱辐射能量密度的峰值波长随温度的增加向短波方向移动 (黑体的温度越高,它的辐射峰值波长向短波方向位移) [选择遥感器和确定热红外遥感的最佳波段]

3每根曲线彼此不相交，故温度T越高所有波长上的波谱辐射通量密度也越大。(了解 )

(2)大气对太阳辐射的吸收

• 在紫外、红外与微波区，电磁波衰减的主要原因是大气吸收

• 引起大气吸收的主要成分：氧气、臭氧、水、二氧化碳

• 大气吸收的影响主要是造成遥感影像暗淡。

• 大气对紫外线有很强的吸收作用，因此，现阶段中很少使用紫外线波段。

大气对太阳辐射的散射:

在可见光波段范围内，大气分子吸收的影响很小，主要是分子散射引起的衰减。

散射的方式随电磁波波长与大气分子直径、气溶胶微粒大小之间的相对关系而变, 主要有米氏(Mie)散射、均匀散射、瑞利（Rayleigh）散射等.

•介质中不均匀颗粒的直径a与入射波长λ同数量级时，发生米氏散射；

• 介质中不均匀颗粒的直径a>> 入射波长λ时，发生均匀散射；

• 介质中不均匀颗粒的直径a小于入射波长λ的十分之一时，发生瑞利散射

可知：瑞利散射对可见光影响较大，而对红外的影响较小，对微波基本无影响。

P11，解释现象：天空呈蓝色，太阳呈红色，微波穿云透雾；

(3)大气窗口：有些波段的电磁辐射通过大气后衰减较小，透过率较高，对遥感十分有利，这些波段通常称为“大气窗口”。

可以用作遥感的大气窗口

• 0.30 ~ 1.15μm大气窗口：这个窗口包括全部可见光波段、部分紫外波段和部分近红外波段

• 1.3~2.5μm 大气窗口：属于近红外波段。

• 3.5~5.0μm 大气窗口：属于中红外波段。

• 8~14μm 热红外窗口：热红外窗口，透射率为80% 左右，属于地物的发射波谱。

• 1.0mm~1m微波窗口。

我们用发射率ε来表示它们之间的关系：ε= W′/ W。发射率ε就是实际物体与同温度的黑体在相同条件下辐射功率之比。

基尔霍夫定律：在任一给定温度下，辐射通量密度与吸收率之比对任何材料都是一个常数，并等于该温度下黑体的辐射通量密度。、

1.3 地物的反射辐射

• 光谱反射率：–反射率是物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比，这个反射率是在理想漫反射体的情况下，整个电磁波长的反射率。

• 反射波谱是某物体的反射率（或反射辐射能）随波长变化的规律，以波长为横坐标，反射率为纵坐标所得的曲线即称为该物体的反射波谱特性曲线。• 物体的反射波谱限于紫外、可见光和近红外，

反射波谱特性曲线：

• 不同地物的反射波谱特性（描述，区分）

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第二章遥感平台及运行特点

•遥感平台：遥感中搭载遥感器工具的统称

• 按平台距地面的高度大体上可分为三类:地面平台、航空平台、航天平台。

卫星坐标的测定与解算• 星历表法解算卫星坐标1、卫星在地心直角坐标系中的坐标；2卫星在大地地心直角坐标系中的坐标；3、卫星的地理坐标

2.2.3 卫星姿态角

• 定义卫星质心为坐标原点，沿轨道前进的切线方向为x轴，垂直轨道面的方向为y轴，垂直xy 平面的为z轴，则卫星的姿态有三种情况：绕x轴旋转的姿态角，称之为滚动；绕y轴旋转的姿态角，称俯仰；绕z轴旋转的姿态角，称航偏。

卫星姿态角的测定; • 姿态测量仪[红外姿态测量仪星相机陀螺仪] • GPS 红外姿态测量仪以一定的角频率，周期地对太空和地球作圆锥扫描，根据热辐射能的相位变化来测定姿态角。其精度主要取决于地面辐射的稳定性和对地球的非球性进行校正的程度。

2．3.1陆地卫星及轨道特征

遥感卫星一般有两种绕地球飞行方式：静止轨道和近极地轨道。静止轨道可以

定点观测，而极地轨道（圆形）则可定期观测。

地球静止轨道：气象卫星、通信卫星和广播卫星常采用这种轨道

• 轨道特点–近圆形轨道–近极地轨道–与太阳同步轨道–可重复轨道

2.3.2 高分辨率卫星系列

• IKONOS （美国）• QuickBird（美国）• Orbvi ew（美国）• Geoeye （美国）

2.3.3 高光谱类卫星

• 这类卫星的主要特点是采用高分辨率成像光谱仪，波段数为36—256个，光谱分辨率为5 —10nm，地面分辨率为30 —1000m。

• 目前这类卫星只有军方发射的，民用高光谱类卫星还没有，这类卫星主要用于大气、海洋和陆地探测。

SAR类卫星：

第三章遥感传感器及其成像原理

3.1扫描成像类传感器:

• 对物面扫描的成像仪–对地面直接扫描成像（红外扫描仪、多光谱扫描仪、成像光谱仪）

• 对像面扫描的成像仪–瞬间在像面上先形成一条线图像或一幅二维影像，然后对影像进行扫描成像（线阵列CCD推扫式成像仪）

红外扫描仪的分辨率

红外扫描仪的瞬时视场β= d/f; d探测器尺寸（直径或宽度）f:扫描仪的焦距红外扫描仪垂直指向地面的空间分辨率a0=βH=β*d/f

β在仪器设计时已经确定，所以对于一个使用着的传感器，其地面分辨率的变化只与航高有关。航高大，a0值自然就大，则地面分辨率差。