遥感(复习重点)

遥感遥感从远处探测、感知物体或事物的技术。即不直接接触物体本身，从远处通过各种传感器探测和接收来自目标物体的信息，经过信息的传输及其处理分析，来识别物体的属性及其分布等特征的综合技术。遥感技术的特点1、宏观性、综合性：覆盖范围大、信息丰富。一景TM影像为185×185平方公里；影像包含各种地表景观信息，有可见的，也有潜在的。2、多波段性：波段的延长使对地球的观测走向了全天候。3、多时相性：重复探测，有利于进行动态分析遥感物理基础定律包括地物的电磁波特性、太阳辐射、大气对太阳辐射的影响、大气窗口的概念、地物反射太阳光谱的特性、地物的热辐射、地物与微波的作用机理。电磁波交互变化的电磁场在空间的传播。电磁波谱按电磁波波长的长短，依次排列制成的图表叫电磁波谱。电磁波波普波段紫外线：波长范围为0.01～0.38μm，太阳光谱中，只有0.3～0.38μm波长的光到达地面，对油污染敏感，但探测高度在2000m以下。可见光：波长范围：0.38～0.76μm，人眼对可见光有敏锐的感觉，是遥感技术应用中的重要波段。红外线：波长范围为0.76～1000μm，根据性质分为近红外、中红外、远红外和超远红外。微波：波长范围为1mm～1m，穿透性好，不受云雾的影响。红外线的划分近红外：0.76～3.0µm，与可见光相似。中红外：3.0～6.0µm，地面常温下的辐射波长，有热感，又叫热红外。远红外：6.0～15.0µm，地面常温下的辐射波长，有热感，又叫热红外。超远红外：15.0～1000µm，多被大气吸收，遥感探测器一般无法探测。绝对黑体如果一个物体在任何温度下对任何波长的电磁辐射全部吸收（即吸收系数恒等于1），则这个物体称为绝对黑体。大气对太阳辐射的影响及相关概念大气对辐射的吸收大气中氮气对电磁波的作用都在紫外光以外的范围内（0.2um的电磁波几乎被氮气或氧气吸收）。大气上层臭氧的存在，而臭氧对小于0.3um的电磁波具有极强的吸收能力，所以到达地面的太阳短波辐射中，已不存在小于0.3um的短波辐射。真正对电磁波传播起重要吸收作用的是一些非常少量的气体，其中作用最为显著的有臭氧，二氧化碳，甲烷和水汽大气散射散射的概念：电磁波与物质相互作用后电磁波偏离原来的传播方向的一种现象。不同于吸收作用，只改变传播方向，不能转变为内能。大气的散射是太阳辐射衰减的主要原因。对遥感图像来说，降低了传感器接收数据的质量，造成图像模糊不清。散射主要发生在可见光区。大气发生的散射主要有三种：瑞利散射：dλ米氏散射：d≈λ非选择性散射：dλ瑞利散射由于气体分子的尺度远小于光波的波长时发生的散射，属小颗粒散射。米氏散射大气中的气溶胶颗粒，云滴，雨云滴等的直径与入射光的波长可以比拟或大于入射光的波长时发生的散射。大气窗口电磁波通过大气层时较少被反射，吸收和散射的，透射率较高的波段称为大气窗口地物反射波谱曲线地物反射波谱：是研究可见光至近红外波段上地物反射率随波长的变化规律。重要地物波谱反射的特征植物的波谱特征在可见光波段在0.45um附近（蓝色波段）有一个吸收谷；在0.55um附近（绿色波段）有一个反射峰；在0.67um附近（红色波段）有一个吸收谷。从0.76um处反射率迅速增大，形成一个爬升的“陡坡”,至1.1um附近有一个峰值，反射率最大可达50％，形成植被的独有特征。1.5～1.9um光谱区反射率增大；以1.45um，1.95um，2.70um为中心是水的吸收带，其附近区间受到绿色植物含水量的影响，反射率下降，形成低谷。土壤的波谱特征自然状态下土壤表面的反射曲线呈比较平滑的特征，没有明显的反射峰和吸收谷。在干燥条件下，土壤的波谱特征主要与成土矿物（原生矿物和次生矿物）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（1.4um、1.9um、2.7um处附近区间），反射率的下降尤为明显。水体的波谱特征纯净水体的反射主要在可见光中的蓝绿光波段，在可见光其它波段的反射率很低。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0。岩石矿物的波谱特征岩石的反射波谱主要由矿物成分、矿物含量、物质结构等决定。影响岩石矿物波谱曲线的因素包括岩石风化程度、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。地物反射波谱曲线不同植被类型的光谱曲线比较三种不同类型土壤在干燥环境下的光谱曲线叶绿素含量不同时水体的光谱曲线岩石的光谱曲线微波遥感特性：能全天候、全天时工作；对某些地物具有特殊的波谱特征；对冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透能力；对海洋遥感具有特殊意义；分辨率较低，但特征明显。遥感变形因素分析遥感图像的几何变形有两层含义一是指卫星在运行过程中，由于姿态、地球曲率、地形起伏、地球旋转、大气折射、以及传感器自身性能所引起的几何位置偏差。二是指图像上像元的坐标与地图坐标系统中相应坐标之间的差异。遥感目视解译的方法与基本步骤：方法1.直接判读法:使用的直接判读标志有色调、色彩、大小、形状、阴影、纹理、图案等。2.对比分析法:同类地物对比分析、空间对比分析、时相动态对比法。3.信息复合法:利用透明专题图或透明地形图与遥感图像复合，根据专题图或者地形图提供的多种辅助信息，识别遥感图像上目标地物的方法。4.综合推理法:综合考虑遥感图像多种解译特征，结合生活常识，分析、推断某种目标地物的方法。5.地理相关分析法:根据地理环境中各种地理要素之间的相互依存，相互制约的关系，借助专业知识，分析推断某种地理要素性质、类型、状况与分布的方法。步骤1.目视解译准备工作阶段明确解译任务与要求；收集与分析有关资料；选择合适波段与恰当时相的遥感影像。2.初步解译与判读区的野外考察初步解译的主要任务是掌握解译区域特点，确立典型解译样区，建立目视解译标志，探索解译方法，为全面解译奠定基础。野外考察：填写各种地物的判度标志登记表，以作为建立地区性的判度标志的依据。在此基础上，制定出影像判度的专题分类系统，建立遥感影像解译标志。3.室内详细判度统筹规划、分区判度，由表及里、循序渐进，去伪存真、静心解译。4、野外验证与补判野外验证包括：检验专题解译中图斑的内容是否正确;检验解译标志.疑难问题的补判：对室内判读中遗留的疑难问题的再次解译。5.目视解译成果的转绘与制图一种是手工转绘成图；一种是在精确几何基础的地理地图上采用转绘仪进行转绘成图。图像镶嵌图像融合高斯投影归一化植被指数监督分类主动遥感被动遥感空间叠合分析维恩位移定律空间分辨率光谱分辨率标准假彩色常见地物判别MSSAVHRR高斯投影特征分带投影与编号方法分辨率分类及定义遥感识物原理图像解译过程与标志数字直方图概念图像增强方法遥感图像校正过程