遥感导论知识点整理

1遥感导论知识点整理1、遥感概念广义：泛指一切无接触的远距离探测，包括对地磁场、力场、机械波（声波、地震波）等的探测。遥感定义：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底物的电磁波信息，经过对信息的处理，判别出目标地物的属性。2、遥感系统组成包括：被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用。3、传感器一般由信息收集、探测系统、信息处理和信息输出4部分组成。4、传感器是收集、量测和记录遥远目标的信息仪器，是遥感技术系统的核心。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、局限性。6、遥感的数据类型：按平台分为地面遥感、航空遥感、航天遥感数据；按电磁波段分可见光遥感、红外遥感、微波遥感、紫外遥感数据；按传感器的工作方式分主动遥感、被动遥感数据。7、电磁波谱：按照电磁波在真空中传播的波长或频率进行递增/递减排列形成的一个连续谱带。8、遥感机理：遥感是利用传感器主动或被动地接受地面目标反射或发射的电磁波，通过电磁波所传递的信息来识别目标，从而达到探测目标地物的目的。9、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）。10、自然辐射源是被动遥感的辐射源包括太阳辐射、地球辐射。11、地球辐射：地球表面和大气电磁辐射的总称。12、地球辐射是被动遥感中传递地物信息的载体。13、人工辐射源是主动式遥感的辐射源。14、地物波谱：地物的电磁波响应特性随电磁波长改变而变化的规律，称为地表物体波谱，简称地物波谱。15、大气窗口：通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的，透过率较高的波段称为大气窗口。16、反射率：地物的反射能量与入射总能量的比，即ρ=（Pρ/p0）×100％。表征物体对电磁波谱的反射能力。17、地物反射类型根据地表目标物体表面性质的不同分为镜面反射、漫反射、实际物体的反射三种类型。18、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。表示方法：一般采用二维几何空间内的曲线表示，横坐标表示波长，纵坐标表示反射率。19、遥感平台的组成（根据运载工具类型）可分为：地面平台（三角架、遥感塔、遥感车和遥感船等与地面接触的平台称为地面平台或近地面平台）；航空平台（包括飞机和气球、飞艇。飞机按高度可分为低空平台、中空平台和高空平台）；航天平台（包括卫星、火箭、航天飞机、宇宙飞船）。20、气象卫星特点：①轨道：低轨和高轨；②成像面积大，有利于获得宏观同步信息，减少数据处理容量；③短周期重复观测；④资料来源连续、实时性强、成本低。21、气象卫星观测的优势和特点：时间取样优势、资料一致性估计、综合参数观测优势。22、陆地卫星系列：①地球资源卫星即陆地卫星(Landsat)②斯波特卫星(SPOT)③中国资源一号卫星-中巴地球资源卫星（CBERS）④其他陆地卫星：Skylab,Bnaskara,Spacelab。23、根据摄影机主光轴与地面的关系可分为垂直摄影和倾斜摄影。24、垂直摄影像片的几何特征：像片的投影、像片的比例尺、像点位移。225、像片的投影：①中心投影和垂直投影。航片是中心投影，即摄影光线交于一点；地图是正射投影，即摄影光线平行且垂直投影面。②中心投影和垂直投影的区别：正射投影比例尺和投影距离无关；总是水平的，不存在倾斜问题；地形起伏对正射投影无影响。中心投影：焦距固定，航高改变，其比例尺也随之改变；中心投影，若投影面倾斜，航片各部分的比例尺不同；对中心投影引起投影差各部分的比例尺不同。26、像片比例尺：航空像片上某一线段长度与地面相应线段长度之比，称为像片比例尺。平均比例尺：以各点的平均高程为起始面，并根据这个起始面计算出来的比例尺。主比例尺：由像主点航高计算出来的比例尺它可以概略代表该航片的比例尺。27、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。28、光机扫描的几何特征取决于它的瞬时视场角和总视场角。29、微波遥感：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技术。30、微波遥感特点：①能全天候、全天时工作；波长长，被散射少；②对某些地物具有特殊的波谱特征；水与冰区别；③对冰、雪、森林、土壤具有一定穿透力；④对海洋遥感具有特殊意义；海面动态监测；⑤分辨率较低，但特征明显。提高分辨路加大天线。31、空间分辨率：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。32、扫描成像：依靠探测元件和扫描镜对目标地物以瞬间视场为单位进行的逐点逐行取样，以得到目标地物电磁辐射特征信息，形成一定谱段的图像（包括紫外、红外、可见光、微波波段）。与摄影成像对比：如胶片感光技术所传感的辐射波段仅限于可见光及其附近；其次，照相一次成型。扫描成像方式分为：光/机扫描成像、固体自扫描成像、高光谱成像光谱扫描。33、遥感数字图像：指以数字形式表述的遥感影像。最基本单位是像素，每个像素具有其空间位置特征和属性特征。34、遥感数字图像的基本特点：便于计算机处理和分析；图像信息损失低；图像抽象性强；图像保存方便。35、遥感数字图像处理：利用计算机对遥感图像及其资料进行各种技术处理。36、遥感数字图像处理特点：图像信息损失低，处理的精度高；抽象性强，再现性好；通用性广，灵活性高；适应地理信息系统的发展。37、数字量（数字图像）与模拟量（模拟图像）的本质区别在于模拟量是连续变量而数字量是离散变量。38、引起辐射畸变有两个原因：一是传感器仪器本身产生误差；二是大气对辐射的影响。39、辐射畸变：地物目标的光谱反射率的差异在实际测量时，受到传感器本身、大气辐射等其他因素的影响而发生改变。这种改变称辐射畸变。40、大气影响的粗略校正：通过简单的方法去掉程辐射度（散射光直接进入传感器的那部分），从而改善图像质量。41、几何畸变：当遥感图像的几何位置上发生了变化，产生诸如行列不均匀，像元大小与地面大小对应不准确，地物形状不规则等变形。42、几何畸变（相对于地面真实状态）是平移、缩放、旋转、偏扭、弯曲等作用的结果。43、遥感影像变形的原因：①遥感平台位置和运动状态的影响：航高、航速、俯仰、翻滚、偏航。②地形起伏的影响：产生像点位移。③地球表面曲率的影响：一是像点位置的移动；二是像元对应于地面宽度不等，距星下点愈远畸变愈大。对应地面长度越长。④大气折射的影响：产生像点位移。⑤地球自转的影响：产生影像偏离。344、几何变形的校正：①几何粗校正：是针对引起几何畸变的原因进行的，地面接收站在提供给用户资料前，已按常规处理方案与图像同时接收到有关运行姿态、传感器性能指标、大气状态、太阳高度角对该幅图像几何畸变进行了校正。几何粗校正是针对卫星运行和成像过程中引起的畸变进行的校正，即卫星姿态不稳，地球自转、地球曲率、地形起伏、大气折射等因素的影响。②几何精校正：利用地面控制点进行的几何校正称为几何精校正。45、基本思路：把存在的几何畸变的图像，纠正成符合某种地图投影的图像，且要找到新图像中每一像元的亮度值。46、控制点选取：数目的确定：最小数目；6倍于最小数目。控制点选取原则：①易分辨、易定位的特征点；②特征变化大的地区应多选；③图像边缘部分一定要选取控制点，以避免外推；④尽可能满幅均匀选取。47、对比度变换：是一种通过改变图像像元的亮度值来改变图像像元对比度，从而改善图像质量的图像处理方法。将图像中过于集中的像元分布区域（亮度值分布范围）拉开扩展，扩大图像反差的对比度，增强图像表现的层次性，又叫辐射增强。常用方法有对比度线性变换和非线性变换。48、对比度扩展的辐射增强是通过单个像元的运算从整体上改善图像质量。49、空间滤波是以重点突出图像上的某些特征为目的，如突出边缘或纹理等，是通过像元与周围相邻像元的关系，采用空间域中的邻域处理方法，包括平滑和锐化。50、彩色变换：把数字图像组合转换成彩色图形，或者把各种增强或分类图形组合叠加，以彩色图像显示出来。常用方法：单波段彩色变换（密度分割）；多波段彩色变换（假彩色合成）；HLS变换（色调hue、明度lightness、饱和度saturation）。51、图像运算：两幅或多幅单波段影像，完成空间配准后，通过一系列运算，可以实现图像增强，达到提取某些信息或去掉某些不必要信息的目的。原理：地物不同波段的光谱差异。52、多光谱变换：针对多光谱影像存在的一定程度上的相关性以及冗余现象，通过函数变换，达到保留主要信息，降低数据量，增强或提取有用信息目的的方法。多光谱变换的本质：对遥感图像实行线性变换，使光谱空间的坐标按一定规律进行旋转。53、多源信息复合：将多种遥感平台，多时相遥望数据之间以及遥感数据与非遥感数据之间的信息组合匹配技术。54、遥感信息的复合：不同传感器的遥感数据复合，其步骤是配准、融合。不同时相的遥感数据复合，其步骤是配准、直方图调整、融合。遥感与非遥感信息的复合，其主要步骤：⑴地理数据网格化①网格数据生成②与遥感数据配准⑵最优遥感数据的选取⑶配准复合①栅格数据与栅格数据②栅格数据与矢量数据。55、遥感影像制图：是一种以遥感影像和一定的地图符号来表现制图对象地理空间分布和环境状况地图。在遥感影像地图中，图面内容主要由影像构成，辅助以一定地图符号来表现或说明制图对象。其特征：信息量丰富、形象直观、具有一定数学基础、现势性强。56、常规制作遥感影像图方法上与常规方法进行普通地图编制、生产流程基本相同，主要区别在于：①主要用影像表现信息，需进行影像处理；②制图综合简单得多。生产流程：设计、选图像、选底图、影像纠正、制版、套印。57、计算机辅助制图方法：计算机辅助遥感制图是在计算机系统支持下，根据地图制图原理，应用数字图像处理技术和数字地图编辑加工技术，实现遥感影像地图制作和成果表现的技术方法。计算机系统：硬件：输入设备，处理设备，输出设备；软件：图像处理软件、地图编辑处理软件、专用制图软件。生产流程：①选图像、数字化；②选底图、数字化；③影像纠正与图像处理；④影像相嵌、地图拼接；⑤影像与地图复合；⑥制作与地图复合；⑦制作符号注记层；⑧图面配置；图件输出。58、遥感数字图像计算机解译：又称遥感数字图像理解，以遥感数字图像为研究对象，在计4算机系统支持下，综合运用地学分析、遥感图像处理、地理信息系统、模式识别与人工智能技术，根据图像中目标地物各种影像特征（颜色、纹理与空间位置），结合专家知识库目标地物的解译经验和成像规律等知识进行分析和推理，实现地学专题信息的智能化获取，完成遥感图像的解译。基本目标：将人工目标解译遥感图像发展为计算机支持下的遥感图像理解。59、遥感数字图像特点：（与光学图像相比）便于计算机处理（数字存储方式）；图像信息损失低；抽象性强。60、航空像片的数字化：非数字式遥感图像（通常为航空摄影像片），进行数字图像处理、解译前，需转换为数字图像。航空像片的数字化过程包括空间采样、属性量化。61、遥感数字图像的计算机分类，分类过程采用的统计特征变量包括：全局统计特征变量和局部统计特征变量。62、遥感图像计算机分类依据是遥感图像像素的相似度。相似度是两类模式之间的相似程度。在遥感图像分类过程中，常使用距离和相关系数来衡量相似度。63、图像分类方法：监督分类、非监督分类。64、专家系统：把某一特定领域的专家知识与经历形式化后输入到计算机中，由计算机模仿专家思考问题与解决问题，是代替专家解决专业问题的技术系统。65、遥感图像解译专家系统组成：图像处理与特征提取子系统、遥感图像解译知识获取子系统、狭义的遥感图像解译专家系统。66、计算机解译的主要技术发展趋势：①抽取遥感图像多种特征②逐步完成GIS各种专题数据库的建设，利用GIS数据减少自动解译中的不确定性③建立适用于遥感图像自动解译的专家系统，提高自动解译灵活性④模式识别与专家系统相结合⑤计算机解译新方法的应用。小彭整理2014年6月20日