遥感概论知识点整理

第一章绪论第一章绪论 遥感遥感 广义泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、力场、机械波等的探测。 狭义应用探测仪器，不与探测目标接触，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。 遥感探测系统遥感探测系统 根据通感的定义，遥感系统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五大部分 主动遥感和被动遥感主动遥感和被动遥感 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收目标的后 向散射信号；被动遥感的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 与常规观测相比，遥感观测的特点与常规观测相比，遥感观测的特点 遥感观测可以实现大面积同步观测，并且不受地形阻隔等限制。 遥感探测，尤其是空间遥感探测，可以在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。 与传统地面调查和考察比较，遥感数据可以较大程度地排除人为干扰。 与传统的方法相比，可以大大地节省人力、物力、财力和时间，具有很高的经济效 益和社会效益。 分别从遥感平台、传感器类型、工作方式和应用简述遥感类型分别从遥感平台、传感器类型、工作方式和应用简述遥感类型 遥感平台地面遥感，航空遥感，航天遥感，航宇遥感 传感器紫外遥感，可见光遥感，红外遥感，微波遥感，多波段遥感 工作方式主动遥感和被动遥感，成像遥感和非成像遥感 应用外层空间遥感，大气层遥感，陆地遥感，海洋遥感 第二章电磁辐射与地物光谱特征第二章电磁辐射与地物光谱特征 基本概念基本概念 电磁波谱电磁波谱 按电磁波在真空中传播的波长或频率，递增或递减排序，构成了电磁波谱。 按照波长递减的顺序 长波，中波和短波，超短波，微波，红外波段（超远红外，远红外，中红外，近红 外） ，可见光（红橙黄绿青蓝紫，0.380.76 微米） ，紫外线，X 射线，γ射线。 朗伯源、朗伯面朗伯源、朗伯面 辐射亮度 L 与观察角无关的辐射源，称为朗伯源。一些粗糙的表面可近似看做朗伯 源。严格来说，只有绝对黑体才是朗伯源。对于漫反射面，当入射幅照度一定时， 从任何角度观察反射面，其反射亮度是一个常数，这种反射面称朗伯面。把反射比 为 1 的朗伯面叫做理想朗伯面。 绝对黑体、灰体、选择辐射体绝对黑体、灰体、选择辐射体 绝对黑体 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。 灰体没有显著的选择吸收，吸收率虽然小于 1，但基本不随波长变化，这种物体 叫灰体。如果发射率与波长无关，那么可把物体叫作灰体，否则叫选择性辐射体 太阳常数太阳常数 是指不受大气影响，在距太阳一个天文单位内，垂直于太阳光辐射方向上，单位面 积单位时间黑体所接收的太阳辐射能量。I1.360*103W/m2。可以认为太阳常数 是在大气顶端接受的太阳能量。 夫琅和费吸收线夫琅和费吸收线 夫琅和费谱线太阳光谱中的吸收线。1814 年德国物理学家 J.夫琅和费利用自制光 谱装置观察太阳光时，在明亮彩色背景上观察到576 条狭细的暗线。其中最明显的 8 条用 A 到 H 字母标记。这些暗线被称为夫琅和费谱线。实际上约有3 万多条。这 些谱线是处于温度较低的太阳大气中的原子对更加炽热的内核发射的连续光谱进行 选择吸收的结果。 辐照度、辐射出射度、辐亮度辐照度、辐射出射度、辐亮度 辐照度被辐射的物体表面单位面积上的辐射通量。 辐射出射度辐射源物体表面单位面积上的辐射通量。 辐射亮度假定有一辐射源呈面状，向外辐射的强度随辐射方向而不同，则辐射亮 度定义为辐射源在某一方向，单位投影表面，单位立体角内的辐射通量。 大气窗口大气窗口 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，通过率较高的 波段称为大气窗口。 光学厚度光学厚度 大气质量与大气的垂直光学厚度的乘积即为光学厚度。 双向反射分布函数、双向反射因子双向反射分布函数、双向反射因子 简述问题简述问题 简述电磁波性质并按频率排列电磁波谱简述电磁波性质并按频率排列电磁波谱 电磁波是典型的横波，传播方向可以是垂直振动方向的任何方向，且振动方向一般 会随时间变化。电磁波具有偏振现象。 电磁波谱以频率从高到低排列，可以划分为γ射线，X 射线，紫外线，可见光，红 外线，无线电波。 简述基尔霍夫定律简述基尔霍夫定律 简述黑体辐射定律简述黑体辐射定律 简述大气结构及其对遥感的影响简述大气结构及其对遥感的影响 大气垂直方向自下而上分为对流层、平流层、中间层、热层。近来，也常把平流层 和中间层统称为平流层，热层和散逸层统称为电离层，电离层再向上为外大气层空 间。 平流层由于存在臭氧层，吸收紫外线。热层是人造地球卫星运行的高度，热层和中 间层由于空气稀薄，大气中 O2,N2 等分子手太阳辐射的紫外线，X 射线影响， ，处于 电离状态。这些电离层的主要作用是反射地面发射的无线电波。遥感所用波段都比 无线电波短得多， 因此可以穿过电离层， 辐射强度不受影响。 800km 以上的散逸层， 空气极为稀薄，对遥感产生不了影响，因此真正对太阳辐射影响最大的是对流层和 平流层。 简述大气中散射的主要类型，特点并说明微波遥感具有全天候简述大气中散射的主要类型，特点并说明微波遥感具有全天候 工作的能力工作的能力 大气散射有三种情况，瑞利散射，米氏散射，无选择性散射。 瑞利散射是大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射，其特点是散射强度与波 长的四次方成正比，即波长越长，散射越强。 米氏散射的散射强度与波长的二次方成反比，并且散射在光线向前方向比向后方向 更强，方向性比较明显。 无选择性散射的特点是散射强度与波长无关，也就是说，在复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。 按瑞利散射原理，散射的强度与波长的四次方成正比，由于微波的波长比红外波要 长得多，因而散射要小得多，所以与红外波相比，在大气中衰减较少，对云层、雨 区的穿透能力较强，基本上不受烟、云、雨、雾的限制。所以说微波遥感具有全天 候的工作能力。 综述太阳辐射传播到地球表面并被传感器接收整个过程中的综述太阳辐射传播到地球表面并被传感器接收整个过程中的 物理现象物理现象 能源太阳辐射能 ↓ 大气传输 部分被大气中微粒散射和吸收而衰减.波长位于大气窗口的能量才能通过 大气层,并经大气衰减后到达地表 ↓ 与地表相互作用不同波长的能量到达地表后,被选择性反射,吸收,透射,折射. ↓ 再次通过大气层包含不同地表特征波谱响应的能量 ,再次经大气吸收,散射衰减.不 仅使传感器接收的地面辐射强度减弱 ,而且由于散射产生天空散射光使遥感影像反 差降低并引起遥感数据的辐射,几何畸变,图像模糊,直接影像到图像的清晰度,质量和 解译精度. ↓ 遥感系统通过遥感系统记录辐射值. 遥感器接受的信号包括两大部分 一是大气本身作为一个反射体（散射体）的程辐射,此部分不包含地物的信息. 二是地面目标对遥感器的贡献,包含四个部分 （1）光线直接入射到地面并经地面反射到遥感器的部分 （2）光线经大气散射到达地面并经地面直接反射到遥感器的部分 （3）光线直接入射到地面并经地面反射和大气散射到遥感