遥感导论

1、遥感系统

1）目标物的电磁波特性_遥感信息源：任何目标物都具有发射、反射、吸收电磁波的性质。 2）信息的获取：地物空间信息主要有搭载在遥感平台上的遥感器来获取

3）信息的接收：遥感器接收到地物目标的电磁波信息，被记录在胶片或数字磁带上

4）信息的处理—遥感卫星地面站：接收、处理、存档、分发各类地球资源遥感卫星数据并进行相关技术研究，为遥感应用提供数据服务 5）信息的应用

层空间遥感，大气层遥感，陆地遥感，海洋遥感等。 2、遥感的特性

（1）空间特性：视域范围大，具有宏观特性；光谱特性：探测的波段从可见光向两侧延伸,扩大了地物特性的研究范围；时相特性：周期成像，有利于进行动态研究和环境监测

（2）遥感的特点：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 3、辐照度（I ）—单位： W/m2，被辐射的物体表面单位面积的辐射通量。 * I=d Φ/dS ，S 为面积。

辐射出射度（M ）：—单位： W/m2，辐射源物体表面单位面积的辐射通量。 * M=d Φ/dS ，S 为面积。

辐射亮度（L ）—单位：W/（sr·m2），假定有一辐射源呈面状，向外辐射的强度随辐射方向 而不同，则L 定义为辐射源在某一方向，单位投影表面，单位立体角内的辐射通 量，即：

4、玻耳兹曼定律

即黑体总辐射通量随温度的增加而迅速增加，它与温度的四次方成正比。因此，温度的微小变化，就会引起辐射通量密度很大的变化

5、维恩位移定律： 随着温度的升高，辐射最大值对应的峰值波长向短波方向移动。

6、大气吸收特征

7、瑞利散射：当微粒直径远小于辐射波长时的散射。散射强度与波长的四次方成反比 ——小颗粒散射。当波长大于1μm 时，瑞利散射可忽略不计，如红外线、微波；而对于可见光影响较大，如晴朗的天空呈蓝色，就是由于大气中的分子把波长较短的蓝光散射到天空中的缘故。

8、米氏散射：当微粒直径与辐射波长差不多时的散射。散射强度与波长的二次方成反比

主要是由大气中的气溶胶引起的，由于大气中云、雾等悬浮粒子大小与0.76-15μm 的红外线的波长差不多，因此，云、雾对红外线的米氏散射是不可忽视的。

9、非选择性散射：当微粒直径比辐射波长大得多时的散射。此时的散射系数为一常数，散射与波长无关。常见到的云或雾为白色，因为它们是由比较大的水滴组成，对各波长的可见光散射均是相同的。——大颗粒散射

4

001

/1522T d kT ch e hc W σλλλπ=-⋅=⎰∞

b

T =∙max λ

10、受到大气衰减作用较轻、透射率较高的波段叫大气窗口。

11、大气窗口的主要光谱段

12、地球辐射的分段特性

（1）可见光、近红外波段遥感图像上的信息体现地物的反射特性。0.3-2.5μm

（2）中红外波段遥感图像上既有地表反射太阳辐射的信息，也有地表自身的热辐射信息。 2.5-6μm

（3）热红外波段遥感图像上的信息来自地物本身的热辐射特性。6-15μm

13、几种常见地物的反射波谱特征（植被、土壤、水体岩石……）

1）、植被

可见光波段：0.45μm附近吸收谷—蓝波段；0.55μm附近反射峰—绿波段；0.67μm附近吸收谷—红波段近红外波段：0.76μm处反射率迅速增大，形成一个爬升的“陡坡”；1.10μm附近有一个峰值，反射率最大可达50%，形成植被的独有特征

中红外波段：1.5-1.9μm光谱区反射率增大；1.45μm、1.95μm、2.7μm为中心的水吸收带，受植物含水量影响2）、土壤：自然状态下土壤表面反射曲线呈比较平滑的特征，没有明显的反射峰和吸收谷，一般土壤的反射率随波长的增大而增大。在干燥条件下，土壤的波谱特征主要与成土矿物和土壤有机质有关。土壤含水量增加，土壤的反射率就会下降，在水的各个吸收带（1.4μm 、1.9μm 、2.7μm ），反射率的下降尤为明显。

3）、水体：

可见光：纯净水体的反射主要在蓝绿波段，其它波段反射很低；

近红外和中红外：纯净的自然水体的反射率很低，几乎趋近于零；

水中含有泥沙，可见光波段反射率会增加，峰值出现在黄红区。

水中含有水生植物叶绿素时，近红外波段反射明显抬高。

4）、岩石：岩石反射波谱与下列因素相关：矿物成分、矿物含量、物质结构等

岩石反射波谱影响因素：岩石风化程度；岩石含水状况；矿物颗粒大小；岩石表面光滑程度；岩石色泽等。

14、传感器的定义及组成

（1）传感器是收集、探测、记录地物电磁波辐射信息的工具

（2）传感器的组成：收集器：收集地物辐射能量。地物目标镜、天线；探测器：将收集的辐射能转变成化学能或电能；处理器：将探测后的化学能或电能等信号进行处理；输出：将获取的数据输出

15、摄影成像的原理：通过成像设备获取物体影像的技术。依靠光学镜头及放置在焦平面的感光胶片来记录物体影像。数字摄影则通过放置在焦平面的光敏元件，经光/电转换，以数字信号来记录物体的影像。

16、心投影和垂直投影的区别

投影距离的影响 ：垂直投影:比例尺和投影距离无关；中心投影:焦距固定，航高改 变，其比例尺也随之改变

投影面倾斜的影响：垂直投影:其影像比例尺有所放大；中心投影，各点相对位置 及形状发生变化。

地形起伏的影响：垂直投影地形起伏使投影点距与地面实距成比例缩小，相对位置不变；对中心投影引起投影差航片各部分的比例尺不同

17、 像点位移：在中心投影的像片上，地形的起伏除引起像片比例尺变化外，还会引起平面上的点位在像片上的位置

移动，这种现象称为像点位移。

（1）位移量与地形高差成正比，即高差越大引起的像点位移量也越大。

（2）位移量与像点距离像主点的距离成正比，即距像主点越远的像点位移量越大，像片中心部分位移量较小。像主点无位移。

（3）位移量与摄影高度（航高）成反比。即摄影高度越大，因地表起伏的位移量越小。 18、 航空像片的特性 什么是航片(…) ？

航片属于中心投影。

中心投影上，点的像还是点，线的像还是线，面的像还是面。 航片的比例尺随航高而改变。

地形的起伏和投影面的倾斜会引起航片上像点的位置的变化，叫像点位移。 航空像片用亮度系数来表示地物的反射率。

19、扫描成像的原理：依靠探测元件和扫描镜对目标地物以瞬时视场为单位进行的逐点、逐行取样，以得到目标地物的电磁辐射特性信息，形成一定谱段的图像。探测波段包括紫外、可见光、红外和微波波段。 20、 什么是“谱像合一”既能成像又能获取目标光谱曲线的“谱像合一”的技术，称为成像光谱技术

21、 微波成像的原理指通过传感器获取从目标地物发射或反射的微波辐射，经过判读处理来认识地物的技术。 22、 距离分辨力和方位分辨力：

在侧视方向的分辨率—距离分辨率

俯角越小 ，距离分辨率越高，即：距离越近，距离向分辨率越低 沿航线方向的分辨率—方位分辨率，沿迹分辨率 Pa= β*R

β 波束宽度， R 天线到该像元的倾斜距离 β

=λ/D, λ波长， D 天线孔径 Pa = (λ/D)*R

天线孔径越大， Pa 越小，方位分辨率越高 23、 遥感数据的分辨率

（1）图像的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。 （2）波谱分辨率是指传感器在接受目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。 间隔愈小，分辨率愈高。传感器的波段选择必须考虑目标的光谱特征值

（3）辐射分辨率是指传感器接受波谱信号时，能分辨的最小辐射度差

（4）时间分辨率指对同一地点进行采样的时间间隔，即采样的时间频率，也称重访周期。 24、颜色的性质（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。 物体反射率越高，明度就越高。 （2）色调：是色彩彼此相互区分的特性。 （3）饱和度：是色彩纯洁的程度.

Φ

=

Φ=

cos 2cos c

d P r τ