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遥感导论
媒体名称:admin   发布时间:2020-03-12

第一章 绪论

遥感的基本概念

广义的遥感:英文Remote Sensing 即“遥远的感知”。广义理解,泛指一切无接触的远距离探测、包括对电磁场、力场、机械波(声波、地震波)等的探测。

狭义的遥感:遥感是应用探测仪器,不与探测目标相接触,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。

遥感技术系统:是一个从地面到空中直至空间;从信息收集、存储、传输处理到分析判读、应用的完整技术系统。

遥感系统的组成:信息源、信息获取、 信息记录和传输、信息处理、 信息应用。

按工作方式:主动遥感和被动遥感。

按遥感平台分:地面、航空、航天、航宇。

按传感器探测波段范围:紫外、可见光遥感、热红外遥感、微波遥感、多波段。

遥感的特点:宏观性、综合性、多波段性。


第二章 电磁辐射与地物光谱特征

电磁波谱

在空间传播着的交变电磁场,即电磁波,依照波长的长短、频率以及波源的不同,电磁波谱大致分为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、伽马射线。

太阳辐射及大气对辐射的影响:太阳辐射是地球上生物、地球大气运动的能源,也是被动式遥感系统中遥感器接收信息的主要来源。到达地面的太阳辐射与地面目标相互作用后能量可分为三部分反射、吸收、投射。

大气吸收:大气中各种成分,对电磁波辐射在其中传播时的吸收作用。

大气散射:太阳辐射在长波过程中遇到小微粒而使传播方向改变,并向各个方向散开。改变了电磁波的传播方向;干扰传感器的接收;降低了遥感数据的质量、影像模糊,影响判读。大气散射集中在太阳辐射能量最强的可见光区。因此,散射是太阳辐射衰减的主要原因。

大气散射包括:瑞利散射,米氏散射,无选择性散射

大气窗口:通过大气而较少被反射、吸收或散射的投射率较高的电磁辐射波段。大气窗口是选择遥感工作波段的重要依据。

常见的大气窗口:可见光0.3 - 1.1 mm、蓝光0.4 - 0.5 mm、绿光0.5 - 0.6 mm、红光0.6 - 0.7 mm、近红外0.7 - 1.1 mm、反射红外15 - 2.4 mm、热红外3 - 14 mm、微波>0.6 cm

地物波普曲线概念: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。不同地物在不同波段反射率存在差异,地物具有反射、发射、透射的特性 

绿色植被:植被的反射波普曲线规律性明显而独特,主要分三段:可见光(绿)段有一个小的反射峰,两侧(蓝)(红)有两个吸收带。由于叶绿素对蓝光和红光的吸收作用强对绿光反射作用强。在近红外波段有个反射高峰,形成植被独有的特征。叶细胞结构影响。

地物反射波普特征:物体的反射波谱的特征主要取决于该物体与入射辐射相互作用的波长选择,即对入射辐射的反射、吸收和透射的选择性。

影响地物反射率大小的因素:入射电磁波的波长、入射角的大小、地表颜色与粗糙度、地物的物理性状、光源的辐射强度:纬度与海拔高度、季节:太阳高度不同、探测时间:时间不同,反射率不同、

气象条件。


第三章 遥感图像特征

四个分辨率:遥感图像的空间分辨率、遥感图像的波普分辨率、遥感图像的辐射分辨率、遥感图像的时间分辨率


第四章 遥感图像处理

数字图像概念:数字图像是指能够被计算机储存、处理和使用的图像。

直方图:直方图以统计图的形式表示图像亮度值与像元数之间的关系。图像直方图是描述图像质量的可视化图表。在图像处理中,可以通过调整图像直方图的形态,改善图像显示的质量,以达到图像增强的目的。

数字图像的预处理包括:辐射校正、几何校正

数字图像的增强概念:图象增强是指对图像的某些特征,如边缘、轮廓、对比度进行强调或尖锐化,以便于显示、观察或进一步地分析与处理。

目的:改善图象的视觉效果;提高图像质量和突出所需信息,有利于分析判读或作进一步的处理 。

方法:对比度扩展、空间滤波、图像运算和多光谱变换等,通过增加颜色提高图像目视效果也不失为图像增强的方法之一。


空间滤波 模板 均值 中值 计算

空间域滤波增强采用模板处理方法对图像进行滤波,去除图像噪声或增强图像的细节。模板本身被称为空间滤波器

均值平滑是将每个像元在以其为中心的区域内取平均值来代替该像元值,已达到去掉尖锐噪声和平滑图像目的的。

中值滤波是将每个像元在以其为中心的邻域内取中间亮度值来代替该像元值,以达到去尖锐噪声和平滑图像目的的。

 

计算

差值运算:f(i,j)= f1(i,j)-f2(i,j)

比值运算:采用比值方法Rmn(j,K)=Fm(j,K)/F n(j,K)


彩色变换 彩色增强  标准假彩色合成

真彩色合成:真彩色图像上影像的颜色与地物颜色基本一致。

假彩色合成:假彩色图像是指图像上影像的色调与实际地物色调不一致的图像。

遥感中最常见的假彩色图像是彩色红外合成的标准假彩色图像。它是在彩色合成时,把近红外波段的影像作为合成图像中的红色分量、把红色波段的影像作为合成图像中的绿色分量、把绿色波段的影像作为合成图像中的蓝色分量进行合成的结果。如TM432用RGB合成的图像为标准假彩色图像。  


图像运算 植被指数

近红外波段/红波段 或 (近红外-红)/(近红外+红)


遥感信息的复合 增强的一种

概念:多源信息的复合是将多种遥感平台,多时相遥感数据以及遥感数据与非遥感数据之间的信息组合匹配的技术。

目的:突出有用的专题信息,消除或抑制无关的信息,以改善目标识别的图像环境,提高数据的可应用性。

内容:它包括空间配准和内容复合两个方面,从而在统一地理坐标系统下,构成一组新的空间信息、一种新的合成图象。

如果这章有类似矩阵的计算题我建议放弃


第五章 目视解译

基本要素九大:色调、颜色、阴影、形状、纹理、大小、位置、图形、相关布局。


第六章 


图像分类方法

监督分类概念:监督分类是遥感图像分类的一种,即用被确认类别的样本像元去识别其他未知类别像元的过程。已被确认类别的样本像元是指那些位于训练区的像元。

原理:分析者在图像上对每一种类别选取一定数量的训练区,计算机计算每种训练样区的统计或其他信息,每个像元和训练样本作比较,按照不同规则将其划分到和其最相似的样本类。(流程)监督分类可分两个基本步骤:选择训练样本和提取统计信息,以及选择分类算法。

具体方法最小距离分类法、多级切割分类法、特征曲线窗口发


遥感技术发展趋势(各个环节平台算法应用)

1.多国发射卫星的局面已经形成;

2.高分辨率小型商业卫星发展迅速;

3.雷达卫星遥感日益受到青睐;

4.星载主动式遥感的发展,是探测手段更趋多样化;

5.高光谱分辨率传感器是未来空间遥感发展的核心内容;

6.高光光谱分辨率传感器是指既能对目标物成像有可以测量目标物波谱特性的光学传感器。

地理信息系统的发展与支持是遥感发展的又一进展和动向。


GIS的概念遥感手段获得的丰富信息GIS的科学管理 遥感应用有赖于GIS提供多种信息源进行信息复合及其综合分析。因此,GIS是遥感的进一步发展和延伸,成为遥感发展的一个新动向。

 

遥感已成为地理研究的重要信息源

地理学研究的传统方法:地图及其特点

遥感信息的准确性、客观性;

遥感信息的实时性与及时性;

遥感信息的周期性:动态研究;

遥感信息的多样性:多波段信息;图像信息与数字化信息;二维平面信息与三维空间信息;从而使获得的信息形成多层次、多方式、多侧面全方位,拓宽了地理学研究的深度和广度。


遥感已成为地理研究的重要手段和方法

遥感方法改变了地理研究的工作模式,遥感方法为地理分析提供了基础,也为地理分析从定性到定量,从静态到动态创造了条件。遥感与地理信息系统的结合,为地理研究提供了广阔的发展前景。


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