遥感概论复习资料总结

遥感概论复习资料 第一章 遥感的基本概念 （1）广义泛指一切无接触的远距离探测技术。包括对电磁场、力场、机械波声波、地震波等的探测。 （2） 狭义是应用探测仪器，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。不同于遥测和遥控。 遥感系统包括 （1）被测目标的信息特征 （2）信息的获取（通过传/遥感器、遥感平台） （3）信息的传输与记录 （4）信息的处理 （5）信息的应用 遥感的构成（遥感系统） ◇目标地物的电磁波特性、 ◇信息的采集与获取、 ◇信息的传输和接收 ◇地面定标及实况调查、 ◇信息的处理和加工、 ◇信息的分析与应用 遥感的类型 （1）按遥感平台分类地面遥感、航空遥感、航天遥感、航宇遥感 （2）按遥感器的探测波段分类 紫外遥感探测波段在之间 可见光遥感探测波段在之间 红外遥感探测波段在之间 微波遥感探测波段在1mm-1m之间 多波段遥感探测波段在可见光和红外波段范围内，再分成若干窄波段来探测目标。 （3）按工作方式分类主动遥感和被动遥感 主动遥感，由探测器主动发射一定电磁波能量并接受目标的后向散射信号； 被动遥感，传感器不向目标发射电磁波，仅被动接收目标物的自身发射和对自然辐射源的反射能量。 （4）按是否成像分类成像遥感和非成像遥感 遥感的特点 （1）大面积同步观测 传统地面调查实施困难，工作量大，遥感观测可以不受地面阻隔等限制。 （2）时效性 可以短时间内对同一地区进行重复探测，发现地球上许多事物的动态变化，传统调查，需要大量人力物力，用几年甚至几十年时间才能获得地球上大范围地区动态变化的数据。因此，遥感大大提高了观测的时效性。这对天气预报、火灾、水灾等的灾情监测，以及军事行动等都非常重要。 （3）数据的综合性和可比性 遥感获得地地物电磁波特性数据综合反映了地球上许多自然、人文信息。由于遥感的探测波段、成像方式、成像时间、数据记录、等均可按照要求设计，使获得的数据具有同一性或相似性。同时考虑道新的传感器和信息记录都可以向下兼容，所以数据具有可比性。 与传统地面调查和考察相比较，遥感数据可以较大程度地排除人为干扰。 （4）经济性 遥感的费用投入与所获得的效益，与传统的方法相比，可以大大的节省人力、物力、财力和时间、具有很高的经济效益和社会效益。 （5）局限性 遥感技术所利用的电磁波有限，有待进一步开发，需要更高分辨率以及遥感以外的其他手段相配合，特别是地面调查和验证。 第二章 电磁波谱概念 按电磁波在真空中传播的波长或频率，递增或递减排列，构成电磁波谱。 电磁波谱区段的界线是渐变的，一般按产生电磁波的方法或测量电磁波的方法来划分。 可见光电磁波谱划分（表） 可 见 光 红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 - μm - μm - μm - μm - μm - μm - μm - μm 绝对黑体概念（自然界中不存在绝对黑体） 如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收，则这个物体是绝对黑体。 辐射亮度L辐射源在某一方向的单位投影面积在单位立体角内的辐射通量单位W/sr*m2。 辐射通量单位时间内通过某一面积的辐射能量。 辐射能量从目标物体中辐射或反射的电磁波的能量 吸收作用大气中的各种成分对太阳辐射有选择性吸收，形成太阳辐射的大气吸收带。大气物质是太阳辐射衰减的重要原因 散射辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变，并向各个方向散开的物理现象。 大气反射电磁波传播过程中，若通过两种介质的交界面，会出现反射现象。主要发生在云层顶 大气吸收电磁辐射的主要物质是水、二氧化碳和臭氧。 大气散射 辐射在传播过程中遇到小微粒（气体分子或悬浮微粒等）而使传播方向改变，并向各个方向散开，从而减弱了原方向的辐射强度、增加了其他方向的辐射强度的现象。 大气散射的（类型、发生条件、散射特点、典型自然现象） P29 （1）瑞利散射 发生条件大气中粒子的直径比波长小得多，即d λ，一般认为（d λ/10） 散射特点散射强度与波长的四次方成反比， 即波长越长，散射越弱。 当向四面八方的散射光线较弱时，原传播方向上的透过率便越强。当太阳辐射垂直穿过大气层时，可见光波段损失的能量可达10％。 典型自然现象 瑞利散射对可见光的影响很大。无云的晴空呈现蓝色，就是因为蓝光波长短，散射强度较大，因此蓝光向四面八方散射，使整个天空蔚蓝，使太阳辐射传播方向的蓝光被大大削弱。 这种现象在日出和日落时更为明显，因为这时太阳高度角小，阳光斜射向地面，通过的大气层比阳光直射时要厚得多。在过长的传播中，蓝光波长最短，几乎被散射殆尽，波长次短的绿光散射强度也居其次，大部分被散射掉了。只剩下波长最长的红光，散射最弱，因此透过大气最多。加上剩余的极少量绿光，最后合成呈现橘红色、所以朝霞和夕阳都偏橘红色。瑞利散射对于红外和微波，由于波长更长，散射强度更弱，可以认为几乎不受影响。 （2）米氏散射 发生条件大气中粒子的直径与辐射的波长相当（d ≈ λ） 散射特点（1）散射强度与波长的二次方成反比 （2）散射在光线向前方向比向后方向更强，方向性比较明显。 典型自然现象 主要是大气中的微粒，如烟、尘埃、小水滴及气溶胶引起的散射。云雾的粒子大小与红外线15um的波长接近，所以云雾对红外线的散射主要是米氏散射。因此，潮湿天气米氏散射影响较大。 （3） 无选择性散射 发生条件大气中粒子的直径比波长大得多（d λ）。 散射特点散射强度与波长没有关系 也就是说，在符合无选择性散射的条件的波段中，任何波长的散射强度相同。 典型自然现象 云、雾粒子直径虽然与红外线波长接近，但相比可见光波段，云雾中水滴的粒子直径就比波长大很多，因而对可见光中各个波长的光散射强度相同，所以人们看到云雾呈白色，并且无论从云下还是乘飞机从云层上面看．都是白色。 大气窗口概念 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。 大气窗口的主要光谱段 1），即紫外、可见光、近红外波段。这一波段是摄影成像的最佳波段，也是许多卫星传感器扫描成像的常用波段，如Landsat卫星的TM14波,段，SPOT卫星的HRV波段。 2）一和一,即近、中红外波段。是白天日照条件好时扫描成像的常用波段，如TM的5，7波段等，用以探测植物含水量以及云、雪，或用于地质制图等。 3），即中红外波段。该波段除通透反射光外，也通透地面物体自身发射的热辐射能量。如NOAA卫尽的AVHRR传感器用探测海面温度，获得昼夜云图。