遥感复习资料41881

遥感导论第一章1．遥感：即遥远感知，是应用探测仪器，在不直接接触的情况下，对目标或自然现象远距离的探测和感知的一种技术。

2．遥感系统：由遥感器、遥感平台、信息传输设备、接收装置以及图像处理设备等组成。

P1遥感平台是指装载传感器进行遥感探测的运载工具，如飞机、人造地球卫星、宇宙飞船等。

按其飞行高度的不同可分为近地（面）工作平台，航空平台和航天平台。

遥感器装在遥感平台上，它是遥感系统的重要设备，它可以是照相机、多光谱扫描仪、微波辐射计或合成孔径雷达等。

信息传输与接收设备是飞行器和地面间传递信息的工具。

图像处理设备对地面接收到的遥感图像信息进行处理（辐射校正、几何校正等）以获取反映地物性质和状态的信息。

3．遥感的分类按遥感平台分类：P4近地面遥感、航空遥感、航天遥感。

按传感器的探测波段分类：紫外、可见光、红外、微波。

按工作方式分类：主动遥感，由探测器主动发射一定电磁波能量并接受目标的后向散射信号；被动遥感，传感器不向目标发射电磁波，仅被动接收目标物的自身发射和对自然辐射源的反射能量。

按资料记录形式分类：成像方式、非成像方式。

按应用领域分类：陆地遥感、海洋遥感、农业遥感、城市遥感……4．遥感的特点感测范围大，具有综合、宏观的特点。

信息量大，具有手段多，技术先进的特点。

获取信息快，更新周期短，具有动态监测特点。

遥感还具有用途广，效益高的特点。

大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性、经济性、局限性P65．遥感技术发展趋势3 全（全天候、全天时、全球）3 高（高空间、高光谱、高时间分辨率）3个结合（大-小卫星，航空-航天，技术-应用）第二章1．电磁辐射：这种电磁能量的传递过程（包括辐射、吸收、反射和透射）称为电磁辐射。

2．电磁波谱：将各种电磁波在真空中的波长（或频率）按其长短，依次排列制成的图表。

3．绝对黑体(简称黑体）：对于任何波长的电磁辐射都全部吸收的物体。

基尔霍夫定律说明绝对黑体不仅具有最大的吸收率，也具有最大的发射率，却丝毫不存在反射。

4．黑体辐射：即黑体的热辐射。

5．黑体辐射的三个规律（特性）辐射通量密度随波长连续变化,每条曲线只有一个最大值。

(普朗克热辐射定律)温度越高，辐射通量密度越大，不同温度的曲线不同。

(玻耳兹曼定律)随着温度的升高，辐射通量密度最大值所对应的波长向短波方向移动。

(维恩位移定律)6．发射率（吸收系数或比辐射率，ε）：地物的辐射出射度（单位面积上物体发出的辐射总通量。

辐照度则为接收辐射）M 与同温同波长下的黑体辐射出射度黑M 的比值。

它也是遥感探测的基础和出发点。

黑M M =ε 7．太阳辐射特性：A 是可见光和近红外的主要辐射源；B 常用6000的绝对黑体辐射来模拟太阳辐射；C 辐射波长范围极大，包含整个电磁波范围；D 辐射能量集中0.2-3μm 间。

E 经过大气层的太阳辐射有很大的衰减，且各波段的衰减是不均衡的。

8．吸收作用：大气中的各种成分对太阳辐射有选择性吸收，形成太阳辐射的大气吸收带。

大气物质是太阳辐射衰减的重要原因9．散射：辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变，并向各个方向散开的物理现象。

10．散射作用：大气中的粒子与细小微粒如烟、尘埃、雾霭、小水滴及气溶胶等对大气具有散射作用。

散射的作用使在原传播方向上的辐射强度减弱，增加了向其他各个方向的辐射。

散射作用的结果是降低了遥感数据的质量、使影像模糊，从而影响判读。

11． 三种散射作用P29瑞利散射：当微粒的直径比辐射波长小得多时，此时的散射称为瑞利散射。

d <<λ散射率与波长的四次方成反比， I ∝4λ 。

瑞利散射主要发生在紫外、可见光和近红外波段，对可见光的影响较大，对红外辐射的影响很小，对微波的影响可以不计。

米氏散射：当微粒的直径与辐射波长差不多时的大气散射。

d ≈λ米氏散射发生在近紫外——红外波段，但在红外波段米氏散射的影响超过瑞利散射；在微波波段，由于微波波长远大于云层中水滴的直径，因而属于瑞利散射类型；此时，散射强度与波长的四次方成反比，散射强度相对很弱，透射能力很强，故微波具有穿透云雾的能力无选择性散射：当微粒的直径比辐射波长大得多时所发生的散射。

符合无选择性散射条件的波段中，任何波段的散射强度相同。

d >>λ12.无云的晴天，天空为什么呈现蓝色？为什么多波段中不使用蓝紫光的原因？朝霞和夕阳为什么都偏橘红色？云雾为什么通常呈现白色？为什么微波具有较强的穿透云雾能力？13．大气反射：电磁波传播过程中，若通过两种介质的交界面，会出现反射现象。

主要发生在云层顶部，并与云量密切相关，被动遥感应尽量选择无云的天气接收遥感信号。

14．大气窗口：电磁辐射通过大气后衰减较少，透过率较高的电磁波段。

大气窗口是选择遥感工作波段的重要依据。

15．地球表面的辐射特征温度为300K 的黑体，其电磁辐射的波长范围是：2.5-50μｍ。

地球表面的发射辐射能量集中于近红外波段和热红外波段；在热红外波段，地球的发射辐射能量远远大于太阳的电磁辐射能量，通常称地球的发射辐射为热辐射。

地球表面的热辐射（能量）与自身的发射率、波长、温度有关：),(),(),(0T M T T M λλελ⨯=地球的电磁辐射：小于3 μm 的波长主要是太阳辐射的能量；大于6 μm 的波长，主要是地物本身的热辐射；3-6 μm 之间，太阳和地球的热辐射都要考虑。

16．任何地物都有自身的电磁辐射规律，如反射、发射、吸收电磁波的特性。

少数还有透射电磁波的特性。

地物的这种特性称为：地物的光谱特性。

17．地物的反射波谱：地物的反射率随入射波长变化的规律。

地物反射波谱曲线：根据地物反射率与波长之间的关系而绘成的曲线。

地物电磁波光谱特征的差异是遥感识别地物性质的基本原理。

18．地物反射波谱曲线（1）植被反射波谱曲线规律性明显而独特：可见光波段（0.4～0.76μm）有一个小的反射峰，两侧有两个吸收带。

这是因为叶绿素对蓝光和红光吸收作用强，而对绿光反射作用强。

在近红外波段（0.7～0.8 μm）有一反射的“陡坡”，至 1.lμm附近有一峰值，形成植被的独有特征。

这是由于植被叶细胞结构的影响，除了吸收和透射的部分，形成的高反射率。

在中红外波段（1.3～2.5μm）受到绿色植物含水量的影响，吸收率大增，反射率大大下降，特别是在水的吸收带形成低谷。

植物波谱具有上述的基本特征，但仍有细部差别，这种差别与植物种类、季节、病虫害影响、含水量多少等有关系。

为了区分植被种类，需要对植被波谱进行研究。

（2）土壤反射波谱曲线自然状态下土壤表面的反射率没有明显的峰值和谷值，一般来讲土质越细反射率越高，有机质含量越高和含水量越高反射率越低，此外土类和肥力也会对反射率产生影响。

由于土壤反射波谱曲线呈比较平滑的特征，所以在不同光谱段的遥感影像上，土壤的亮度区别不明显。

（3）水体反射波谱曲线水体的反射主要在蓝绿光波段，其他波段吸收都很强，特别到了近红外波段，吸收就更强，所以水体在遥感影像上常呈黑色。

但当水中含有其他物质时，反射光谱曲线会发生变化。

水中含泥沙时，由于泥沙散射，可见光波段反射率会增加，峰值出现在黄红区。

水中含叶绿素时，近红外波段明显抬升，这些都成为影像分析的重要依据。

（3）岩石反射波谱曲线岩石的反射波谱曲线无统一的特征，矿物成分、矿物含量、风化程度、含水状况、颗粒大小、表面光滑程度、色泽等都会对曲线形态产生影响。

19．地物的波谱特性：①不同地物在不同波段反射率存在差异②同类地物的反射光谱具有相似性，但也有差异性。

③地物的光谱特性具有时间特性和空间特性。

20. ρτα++=1，式中α—吸收率，τ—透射率，ρ—反射率对于不透射电磁波的物体：ρα+=1，则有ραε-==1发射光谱曲线是指地物自身发（辐）射电磁波的能力，随其波长变化的特性。

如以横坐标表示波长的变化，纵坐标表示发射率（比辐射率），即构成反映发射光谱特性的曲线，称为发射光谱曲线。

不同地物由于所处温度环境不同，热容量不同，其发射光谱特性曲线也不同。

反射光谱曲线是指地物反射电磁辐射的能力，随所反射的电磁波波长而变化的特性。

如以横坐标表示波长的变化，纵坐标表示其反射率（或反射亮度系数）可构成反映反射光谱特性的曲线，称为反射光谱（特性）曲线。

不同性质的地物，或相同属性的地物在其成份、颜色、表面结构、含水性（率）等不同时，其反射光谱特性也不同，构成反射光谱曲线的差异。

遥感探测即是根据获取和记录不同地物不同波段的反射电磁波信息，通过分析其差异性，来识别地物属性的。

吸收光谱曲线是指地物吸收电磁波的能力，随其波长变化而变化的特性。

如以横坐标表示波长的变化，纵坐标表示其吸收率，可构成反映吸收光谱特性的曲线。

课后思考题：6．大气的散射现象有几种类型？根据不同散射类型的特点分析可见光遥感与微波遥感的区别，说明为什么微波具有穿云透雾的能力而可见光不能。

8.综合论述太阳辐射传播到地球表面又返回到遥感传感器这一整个过程中所发生的物理现象。

太阳→地球表面：在空中有散射、吸收、反射；在地面上有反射、吸收和部分透射。

地球表面→传感器：在空中有散射、吸收和反射。

10.列举几种可见光（0.38-0.76µm）与近红外波段（0.8-3µm）植被、土壤、水体、岩石的地物反射波谱实例。

第三章1.遥感卫星的轨道类型地球同步轨道（Geosynchronous satellite orbit ）地球静止轨道（geostationary satellite orbit）能够长时间观测特定地区，卫星高度高，能将大范围的区域同时收入视野，应用于气象和通讯领域卫星运行周期与地球自转周期相同的轨道称为地球同步卫星轨道(Geosynchronous satellite orbit)(简称同步轨道)；在无数条同步轨道中，有一条圆形轨道，它的轨道平面与地球赤道平面重合，在这个轨道上的所有卫星，从地面上看都像是悬在赤道上空静止不动，这样的卫星称为地球静止轨道卫星，简称静止卫星，这条轨道就称为地球静止卫星轨道，简称静止卫星轨道，高度大约是35800公里。

人们通常简称的同步轨道卫星一般指的是静止卫星。

太阳同步轨道（ sun-synchronous satellite orbit ）：卫星的轨道面以与地球的公转方向相同方向而同时旋转的近圆形轨道。

卫星的轨道平面与赤道平面的夹角一般是不会变的, 但会绕地球自转轴旋转。

轨道平面绕地球自转轴旋转的方向与地球公转的方向相同, 旋转的角速度等于地球公转的平均角速度, 即0.9856度/日或360度/年, 这样的轨道称为太阳同步轨道。

卫星轨道倾角很大，绕过极地地区，也称极轨卫星。

在太阳同步轨道上，卫星于同一纬度的地点，每天在同一地方时同一方向通过。

2.陆地卫星系列☆美国陆地卫星系列 Landsat：产品主要有MSS,TM,ETM，属于中高度、长寿命的卫星。