遥感导论知识点整理(梅安新版)

遥感导论知识点整理【题型】一、选择题二、填空题三、名词解释四、简答题五、论述题注意：标注页码的地方比较难理解，希望大家多看看书，看看ppt。【第一章】绪论1、【名】遥感（remotesensing）广义：泛指一切无接触的远距离探测；定义：是从远处探测感知物体，也就是不直接接触物体，从远处通过探测仪器接收来自目标地物的电磁波信息，经过对信息的处理，判别出目标地物的属性。2、遥感系统包括：被测目标的信息特征（信息源）、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用。（5个哦亲！详见书第2页图哈~）3、【名】信息源：任何目标具有发射、反射和吸收电磁波的性质，被称为遥感的信息源。4、遥感的类型：a)按照遥感平台分地面遥感、航空遥感、航天（空间）遥感、航宇遥感b)按传感器的探测波段分紫外遥感（0.05μm-0.38μm）、可见光遥感(0.38-0.76μm)、红外遥感（0.76-1000μm）、微波遥感（1mm-10m）c)按工作方式分主动遥感、被动遥感；成像遥感、非成像遥感5、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6、遥感发展简史RemoteSensing的提出：美国学者布鲁伊特于1960年提出，61年正式通过。遥感发展的三个阶段：（1）萌芽阶段1839年，达格雷发表第一张空中相片；1858年，法国人用气球携带照相机拍摄了巴黎的空中照片。1882年，英国人用风筝拍摄地面照片；JNNiepce(1826,France)Theworld’sfirstphotographicimageIntrepidballoon,18621906,KitesPigeons,1903.（2）航空遥感阶段1903年，莱特兄弟发明飞机，创造了条件。1909年，意大利人首次利用飞机拍摄地面照片。一战中，航空照相技术用于获取军事情报。一战后，航空摄影用于地形测绘和森林调查与地质调查。1930年，美国开始全国航空摄影测量。1937年，出现了彩色航空像片。（3）航天遥感阶段1957年，苏联发射第一颗人造地球卫星，意义重大。70年代美国的陆地卫星法国的Spot卫星发展中国家的情况：中国，印度，巴西等。卫星遥感LandsatSpotNOAAEO-1Terra/modisIkonos7、我国遥感发展概况50年代航空摄影和应用工作。60年代，航空摄影工作初具规模，应用范围不断扩大。70年代，腾冲遥感实验获得巨大成功。70.4.24发射第一颗人造地球卫星。80年代是大发展阶段。目前在轨运行卫星：海洋卫星、气象卫星、中巴资源卫星、环境卫星等。8、遥感的应用（1）资源调查与应用1.在农业、林业方面的应用农、林土地资源调查、病虫害、土壤干旱、盐化沙化的调查及监测。土地利用类型调查精细农业作物估产“三北”防护林遥感综合调查2.遥感在地质矿产方面的应用客观真实地反映各种地质现象，形象地反映区域地质构造,地质找矿工程地质、地震地质、水文地质和灾害地质3.在水文、水资源方面的应用水资源调查、流域规划、水土流失调查、海洋调查等。（2）环境监测评价1.在环境监测方面的应用污染物位置、性质、动态变化及对环境的影响；环境制图长江三峡库区环境本底调查、环境演变分析、动态监测等2.在对抗自然灾害中的应用灾害性天气的预报旱情、洪水、滑坡、泥石流和病虫害森林火灾（3）区域分析规划1.区域性是地理学的重要特点2.腾冲、长春、三北防护林等都是遥感区域分析的典范。3.城市化和城市遥感的兴起：城市土地利用、环境监测、道路交通分析、环境地质、城市规划等（4）全球宏观研究1.全球性问题与全球性研究（GlobalStudy）2.人口问题、资源危机、环境恶化等3.利用GPS监测和研究板快的运移；深大断裂活动；全球性气候研究和灾情预报；世界冰川的进退。（5）其它方面1.在测绘制图方面的应用卫星遥感可以覆盖全球的每一个角落，不再有资料的空白区重复探测，为动态制图和利用地图进行动态分析提供了信息保障可以缩短成图周期，降低制图成本数字卫星遥感信息可直接进入计算机进行处理，省去了图像扫描数字化的过程改变了传统的从大比例尺逐级缩编小比例尺地图的逻辑程序2.在历史遗迹、考古调查方面的应用3.在军事上的应用【第二章】电磁辐射与地物光谱特征1、【名】电磁波：由振源发出的电磁振荡在空气中传播2、【名】电磁波谱：按照电磁波的波长（频率的大小）长短，依次排列成的图表3、书第15页的表2.1以及17页的图很重要4、【名】辐射能量Ｗ：电磁辐射的能量，单位为焦耳（J）5、【名】辐射通量Φ：单位时间内通过某一面的辐射能量，单位是瓦（W），表示为：Φ=dｗ/dt6、【名】辐射通量密度E：单位时间内通过单位面积的辐射能量，E=dΦ/dS7、【名】辐射照度I：被辐射物体表面单位面积上所接收的辐射通量，单位是瓦/米2（W/m2）。表示为I=dΦ/dS8、【名】辐射出射度M：辐射源物体表面单位面积上辐射出的辐射通量，单位是瓦/米2（W/m2）。表示为M=dΦ/dS9、【名】辐射亮度L：指辐射源在某一方向的单位投影表面在单位立体角内的辐射通量，单位是瓦/米2·球面度（W/(m2·Sr)）。10、【名】绝对黑体：对任何波长的辐射，都全部吸收，反射率和透射率都等于0的物体。黑体是一种理想的吸收体，自然界没有真正的黑体。11、书25页图2.11，很重要12、大气对辐射的吸收作用（书28页）：氧气：小于0.2μm；0.155为峰值。高空遥感很少使用紫外波段的原因。臭氧：数量极少，但吸收很强。两个吸收带；对航空遥感影响不大。水：吸收太阳辐射能量最强的介质。到处都是吸收带。主要的吸收带处在红外和可见光的红光部分。因此，水对红外遥感有极大的影响。二氧化碳：量少；主要在红外区。1.35－2.85μm之间有3个弱吸收带，2.7，4.3，14.5μm为强吸收带。可以忽略不计。13、大气散射：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。散射率与波长的四次方成反比，因此，瑞利散射的强度随着波长变短而迅速增大。米氏散射：质点直径和电磁波波长差不多时。散射强度与波长的二次方程反比。主要是大气中的气溶胶引起的散射。云、雾等的悬浮粒子的直径和0.76－15μm之间的红外线波长差不多，需要注意。无选择性散射：当质点直径大于电磁波波长时（dλ）,散射率与波长没有关系。人看到的云和雾是白色的，就是非选择性散射的结果。14、大气窗口定义：通过大气而较少被反射、吸收或散射的透射率较高的电磁辐射波段。常用大气窗口：1）0.3－1.3μm：包括全部可见光（95％），部分紫外光（70％），部分近红外光（80％）。摄影和扫描成像的方式在白天感测和记录目标电磁波辐射信息。2）1.5－2.8μm和2.0—3.5μm：近、中红外窗口，60％－95％，扫描成像，白天记录3）3.5－5.5μm：中红外窗口，60％－70％，白天夜间，扫描成像记录4）8－14μm：远红外窗口，超过80％，白天夜间，扫描记录5）0.8—2.5cm：微波窗口，白天夜间，扫描记录。15、【名】反射率：地物的反射率（反射系数或亮度系数）：地物对某一波段的反射能量与入射能量之比。16、【名】地物的反射光谱：地物的反射率随入射波长变化的规律。17、漫反射定律（朗伯定律）：当目标物的表面足够粗糙，以至于它对太阳短波辐射的散射辐射亮度在以目标物的中心的2π空间中呈常数，即散射辐射亮度不随观测角度而变，称该物体为漫反射体，亦称朗伯体。严格讲自然界中只存在近似意义下的朗伯体。只有黑体才是真正的朗伯体。18、遥感常用的电磁波波段的特性紫外线(UV)：0.05-0.38μm，碳酸盐岩分布、水面油污染。可见光：0.38-0.76μm，鉴别物质特征的主要波段；是遥感最常用的波段。红外线(IR)：0.76-1000μm。近红外0.76-3.0μm；中红外3.0-6.0μm；远红外6.0-15.0μm；超远红外15-1000μm。（近红外又称光红外或反射红外；中红外和远红外又称热红外。）微波：1mm-1m。全天候遥感；有主动与被动之分；具有穿透能力；发展潜力大。19、电磁辐射源1.自然辐射源太阳辐射：是可见光和近红外的主要辐射源；常用5900K的黑体辐射来模拟；其辐射波长范围极大；辐射能量集中-短波辐射。大气层对太阳辐射的吸收、反射和散射。地球的电磁辐射：小于3μm的波长主要是太阳辐射的能量；大于6μm的波长，主要是地物本身的热辐射；3-6μm之间，太阳和地球的热辐射都要考虑。2.人工辐射源：主动式遥感的辐射源。雷达探测。分为微波雷达和激光雷达。微波辐射源：0.8-30cm激光辐射源：激光雷达—测定卫星的位置、高度、速度、测量地形等。20、地物反射波谱特征（综合题）：几种典型地物的光谱特性（如植被、土壤、水体、岩石等）见书38-41页（1）矿物的光谱特性在0.4～1.3µm的光谱特性主要取决于矿物晶格结构中存在的铁、铜、镍、锰等过渡性金属元素的电子跃迁；1.3～2.5µm的光谱特性是由矿物组成中的碳酸根（CO32−）、羟基（OH−）及可能存在的水分子（H2O）决定的；3～5µm的光谱特性是由Si-O，Al-O等分子键的振动模式决定的。（2）城市人工目标的光谱特性城市建筑材料主要包括沥青、油毡、水泥、瓦和各种颜色的涂料。城市中的道路主要铺面材料为水泥和沥青两大类。灰白色石棉瓦屋顶反射率最高；沥青粘砂屋顶由于其表面铺着反射率较高的沙石而决定了其发射率高于灰色的水泥平顶；铁皮屋顶表面呈灰黑色，反射率低且起伏小，曲线平坦；绿色塑料棚顶的波谱曲线在绿波段处有一个反射峰值，与植被相似，但它没有0.68µm处的吸收谷和近红外波段的“高反射坪”；人工建筑物热红外的发射特征取决于建筑材料的热特性；（3）水体光谱特性地表较纯洁的自然水体对0.4～2.5波段的电磁波吸收明显高于绝大多数其它地物。在光谱的可见光波段内，水体中的能量-物质相互作用比较复杂，光谱反射特性可能包括来自三方面的贡献：水的表面反射、水体底部物质的反射和水中悬浮物质的反射。光谱吸收和透射特性不仅与水体本身的性质有关，而且还明显地受到水中各种不同类型和大小的物质——有机物和无机物的影响。在光谱的近红外和中红外波段，水几乎吸收了其全部的能量，即纯净的自然水体在近红外波段更近似于一个“黑体”，因此，在1.1～2.5波段，较纯净的自然水体的反射率很低，几乎趋近于零。【第三章】遥感成像原理与遥感图像特征1、航天遥感平台可以分为：气象卫星系列、陆地卫星系列、海洋卫星系列2、气象卫星的特点:a)轨道分为低轨和高轨，其特性分别为（书48页）：低轨：150km-300km,高分辨率图象，寿命比较短，几天－几周；用途：军事侦察高轨：35860km,地球静止卫星；用途：通讯，气象b)短周期重复观测：静止气象卫星30分钟一次；极轨卫星半天一次。利于动态监测。c)成像面积大，有利于获得宏观同步信息，减少数据处理容量d)资料来源连续、实时性强、成本低3、主要的陆地卫星系列有：陆地卫星（Landsat）、斯波特卫星（SPOT）、中国资源一号卫星——中巴地球资源卫星（CBERS）Landsat轨道特点：南北纬70度之间，陆地卫星由北往南运行中，地方时大约在上午9时多至11时多。这样就保证了卫星传感器能在较为一致的光照条件下对地面进行探测，以获得质量较高的图像。SPOT系列卫星轨道：近极地轨道；太阳同步轨道；近圆形轨道；可重复轨道SPOT卫星的特色：在不同的轨道以不同角度拍摄地面上的同一点。有利于大面积的测图；立体观测能力：不同的角度对同一地区的摄影构成立体像对，提供了立体观测地面、描绘等高线或建立数字高程模型的可能性。4、海洋卫星系列：海洋遥感的特点：a)需要高空和空间的遥感平台，以进行大面积同步覆盖的观测；b)以微波遥感为主；c)电磁波与激光、声波的结合是扩大海洋遥感探测手段的一条新路。d)海面实测资料的校正。美国的海洋卫星（Seasat1):1978年发射；近极地太阳同步轨道；扫描覆盖海洋的宽度1900km