1、电磁辐射的能量。辐射通量：单位时间内通过某一面积的辐射能量。辐射通量密度：单位时间内通过单位时间的辐射能量。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：假定有一辐射源成面状，向外辐射的强度随辐射方向而不同则辐射量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。朗伯源：辐射量度与观察角无关的辐射源称为朗伯源。一些粗糙的表面近似看做朗伯源。涂有氧化镁的表面也可以近似看做朗伯源。5、绝对黑体：对于任何波长的电磁辐射都全部吸收。也是完全辐射体，是朗伯源，理想的辐射体。6、黑体辐射规律普朗克公式 c：真空中的光速 k：玻尔兹曼常
2、数， K=1.3810-23J/K h:普朗克常数,h=6.6310-34JsM（,T）:辐射出射度斯忒藩玻耳兹曼定律：绝对黑体的总辐射出射度与黑体温度的四次方成正比。：斯忒藩-玻尔兹曼常数， =5.6710-8Wm-2K-4 维恩位移定律 ：黑体辐射光谱中最强辐射的波长max与黑体绝对温度T成反比 maxT= b b为常数，b2.898103 mKT/K3005001000200030004000500060007000 max（um）9.665.802.901.450.970.720.580.480.41 实际物体的辐射基尔霍夫定律（Kirchhoffs Law ） 把实际物体看作是辐射源
3、，研究其辐射特性，将其与绝对黑体进行比较。 表示实际物体辐射与黑体辐射之比: M=M0 该定律揭示了物体的光谱辐射出射度Mi与同一温度、同一波长绝对黑体辐射出射度的关系，ai为此条件下的吸收系数（率），有时也称为比辐射率或发射率记作。 P22表2.3为常温下，为814 um自然物体的的比辐射率（或发射率）。发射率 （比辐射率）的概念：物体（地物）的辐射出射度与同温度下黑体的辐射出射度之比。 物体的发射率等于该物体的吸收率： = 一般情况下,物体的发射率: 0 1 物体的发射率是温度和波长的函数。物体的发射率与自身的性质、物理状况（如粗糙度、颜色等）有关；物体的表面温度受自身的比热、热惯量、热导
4、率、热扩散率等影响较大。 黑体的 = =1； 灰体的 =常数1; 选择性辐射体的 bo。3）地形起伏的影响：垂直投影起伏变化大，投影点之间的距离与地面实际水平距离成比例缩小，相对位置不变。中心投影时，地面起伏越大，像上投影点水平位置的位移量就越大（见图3.14）产生投影误差。这种误差为有一定的规律。7、像点位移：8、如图所示：a0a或b0b即为位移量（或称投影误差）。 a0a根据摄影比例尺得： 1/ma0a/ A0 A0/ A0 A0 A0 A0/m （3.2）又因 AA0A0Sao设 oar，os，AA0h A0A0/ AA0oa/ osA0A0/ hr/ A0A0r h / （3.3）将式
5、（3.3）代入（3.2）得r h/ m 又因mH所以 r h/ H （3.4）由式（3.4）可以看出：v 位移量与地形高差成正比 ；v 位移量与像主点的距离r成正比；v 位移量与摄影高度（航高）成反比 。9、光/机扫描成像：光学/机械扫描成像系统：一般在扫描仪的前方安装可转动的光学镜头，并依靠机械传动装置使镜头摆动，形成对地面目标的逐点逐行扫描。光机扫描的几何特征取决因素：瞬时视场角（IFOV）：扫描镜在一瞬时时间可以视为静止状态，接收到的目标地物的电磁波辐射，限制在一个很小的角度内，这个角度称为瞬时视场角，即扫描仪的空间分辨率总视场（FOV）：扫描带的地面宽度称总视场，从遥感平台到地面扫描带
6、外侧所构成的夹角，叫总视场角，也叫总扫描角。扫描带对应的地面宽度L, L=2H0tan 式中H为遥感平台高度，2为总的视场角。航空遥感中总的视场角取70120 10、固体自扫描成像优点：与框幅式摄影机相似，某一瞬间获得一幅完整影像，一个中心投影。在某一瞬间得到的是一条线影像，一幅影像是由若干条线影像拼接而成，因此又称为推帚式扫描成像。成像方式在几何关系上同缝隙式摄影机情况相同。11、高光谱成像光谱扫描：成像光谱仪把可见光、红外波谱分割成几十个到几百个波段，每个波段都可以取得目标图像，取样点的波谱特征随波段数越多越接近于连续波谱曲线。既能成像又能获取目标光谱曲线达到“谱像合一”。具有代表性的面阵
7、推帚型机载成像光谱仪是加拿大的CASI系统，中国研制的成像光谱仪PHI。12、微波遥感的特点：v 1.能全天候全天时的工作。v 2.对某些地物具有特殊的波谱特征。v 3.对冰,雪,森林,土壤具有一定的穿透能力。v 4.对海洋遥感具有特殊的意义。v 5.分辨率较低,但特性明显。13、微波遥感的方式：1）主动微波遥感：是指通过向目标地物发射微波并接受其后向散射信号来实现对地物观测遥感方式。主要传感器是雷达，此外还有微波高度计和微波散射计。2）被动微波遥感：通过传感器接收来自目标地物发射的微波，而达到探测目的的遥感方式。14、遥感的图形特征：空间分辨率 ：指遥感图像上像素所代表的地面范围的大小，即扫
8、描仪的瞬时视场或地面物体能分辨的最小单元。是用来表征影像分辨地面目标细节能力的指标。通常用像素大小、像解率或瞬时视场来表示波谱分辨率：是指传感器在接收目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。间隔越小，分辨率愈高。.辐射分辨率：指传感器接收波谱信号时，能分辨的最小辐射差。在遥感图像上表现为每一像元的辐射量化级时间分辨率：是指对同一地点进行遥感采样的时间间隔，即采样的时间分辨率，也叫重访周期。第四章遥感图像处理1、颜色视觉的相关概念亮度对比：是视场中对象与背景的亮度差与背景亮度之比。记作：C|L对象L背景| L背景 颜色对比：在视场中，相邻区域的不同颜色的相互影响叫做颜色对比。明度：是人眼对光源或物
9、体明亮程度的感觉。与电磁波辐射亮度的概念不同，明度受视觉感受性和经验性的影响。一般来说，物体的反射率越高，明度就越高。对光源而言，亮度越大，明度越高。色调：是色彩彼此相互区分的特性。可见光谱段的不同波长刺激人眼产生了红橙黄绿青蓝紫等彩色的感觉。饱和度：是彩色纯洁的程度。即光谱中波长段是否窄，频率是否单一的表示。2、三原色：分析各种颜色可以找到三种颜色，其中的任一颜色都不能由其余颜色（两种）混合相加产生，这三种颜色可以按一定的比例混合形成各种色调的颜色。则称之为三原色。实验证明：红、绿、蓝三种颜色是最优的三原色。混合后的颜色只是视觉上效果上的颜色，已完全失去了颜色的光谱意义。3、数字图像：是指能
10、够被计算机存储、处理和使用的图像。光学图像称为模拟量，而数字图像又称作数字量。他们之间的转换称模数（数/模）转换，记作A/D或D/A。数字量和模拟量的本质区别在于模拟量是连续变量而数字量是离散变量。灰度：观察一幅黑白照片，其黑白的程度称为灰度，对于光学图像黑白变化是逐渐变化的没有阶梯状的图像数字化：一幅光学图像经过扫描仪或数字摄影机等外部设备送入到计算机时，就是对图像的位置变量进行离散化和灰度值进行量化的过程。数字图像中像元值可以是正型、实型和字符型。为了节省存储空间字节型最常用，即每个像元记录为一个字节，8未。彩色38=24位。4、引起辐射畸变的原因：1） 遥感器仪器本身产生的误差光学摄影机
11、内部辐射误差；光电扫描仪内部辐射误差，有光电转换误差和探测器增益变化引起的误差。2）大气对辐射的影响3）地形的影响5、大气影响的粗略矫正1）直方图最小值去除法基本思想：在于一幅图像中总可以找到某种或某几种地物，其辐射亮度或反射率接近0，例如，地形起伏地区的山的阴影处，反射率极低的深海水体处等，这时图像中对应的亮度值应为0。实测表明这些位置的的像元亮度不为0。这个值应该是大气散射导致的程辐射值。一般来说，由于程辐射主要来自米氏散射，其散射强度随波长的增大而减小，到红外波段也有可能接近0。校正方法：首先确定条件满足，校正时将每一波段中的每个像元的亮度值都减去该波段的最小值。使图像亮度的动态范围得到
12、改善，对比度增强，从而提高影像的质量。2）回归分析法：假定某红外波段，存在程辐射为主的大气影响，且亮度增值最小。接近于0。设为波段a。现需要找到其他波段对应的最小值，这个值一定比a波段的值大一些，设为b波段，分别以a、b波段的像元亮度值为坐标，作为二维光谱空间，两个波段中对应像元在坐标系内用一个点来表示（见图4.20）。由于波段之间的相关性，通过回归分析在众多点中一定能找到一条直线与波段b的亮度Lb轴相交，且满足如下公式：式中a是波段a中的亮度为零处在波段b所具有的亮度。可以认为a就是波段b的程辐射度3、遥感影像变形的原因：（1）遥感器的内部畸变：由于遥感器结构、性能等引起的畸变，如成像几何形
13、态的影响。（2）遥感平台位置和运行状态变化的影响：包括由于平台的高度变化、速度变化 及姿态变化引起的图像畸变（3）地球本身对遥感图像的影响：包括地形起伏、地球曲率、地球的自转等引起的图像畸（4）大气折射的影响4、几何畸变校正的具体步骤第一步：像元坐标变换是构建一个模拟几何畸变的数学模型，以建立原始畸变图像空间与标准图像空间的某种对应关系，实现不同图像空间中像元位置的变换；第二步：像元灰度值的重新计算（重采样）是利用这种对应关系把原始畸变图像空间中全部像素变换到标准图像空间中的对应位置上，完成标准图像空间中每一像元亮度值的计算。5、为了确定校正后图像上每点的亮度值，只要求出其原图对应点（x，）的
14、亮度值。通常采用的方法有三种：I.最近邻法，II.双向线性内插法和III.三次卷积内插法。6、控制点的选取：v 控制点数目确定 控制点数目的最低限是按未知系数的多少来确定。如一次多项式6个系数，需要3个控制点。二次多项式12个系数需要6个点。三次多项式至少需要10个控制点，n次多项式需要最少数目是（n1）（n2）/2。在条件允许的情况下。控制点数目要大于最低限很多（甚至6倍）选取的原则 控制点的选取要以配准对象为依据。无论用哪一种坐标系，关键在于建立待匹配的两种坐标系的对应点关系。 控制点应选取在图像上易分辨且较精细的特征点上，很容易通过目视法辨别（如道路交叉点、河流弯曲和分叉点、海岸线弯曲处
15、、湖泊边缘、飞机场城廓边缘等）。特征变化大的地区应多选。图廓边缘部分一定要选取控制点，以避免外推。尽可能满幅均匀选取，特别是实在不明显的大面积区域（如沙漠），可用求延长线交点的办法来弥补。但应尽可能的避免这样做，以避免造成人为误差。7、数字图像增强：1）对比度变换：该法是一种通过改变图像像元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。因为亮度值是辐射强度的反映，所以也称之为辐射增强。常用的方法有对比度线性变换和非线性变换2）空间滤波空间滤波是以重点突出图像上的某些特征为目的的，如突出边缘或纹理等，因此通过像元与周围相邻像元的关系，采用空间域的邻处理方法，属于一种几何增强处理，空
16、域滤波增强是基于邻域处理的增强方法。主要包括平滑和锐化。（1） 图像卷积运算：是在区域上对图像做局部检测的运算，以实现平滑和锐化的目的，（2） 平滑：图像中某些变化过大的区域，或出现不该有的亮点（噪声）时，采用平滑的方法可以减小变化，使亮度平缓或去掉不必要的“噪声”点。具体的方法有均值平滑和中值平滑均值平滑：是将每个像元在以其为中心的区域内取平均值来代替改像元值已达到去掉尖锐噪声和平滑图像的目的，中值滤波：是将每个像元以其为中心的临域内取中间亮度值来代替该像元值。（3） 锐化：突出图像的边缘、线状目标或某些亮度变化率大的部分，锐化后的图像已不再具有原遥感图像的特征而成为边缘图像。 罗伯特梯度：
17、该算法意义：在于用交叉的方法检测出像元与其邻域在上下、左右或斜方向之间的差异，最终产生一个梯度影象，达到提取边缘信息的目的。索伯尔梯度拉普拉斯算法与前两种方法不同，它不检测均匀的亮度变化，而是检测变化率的变化率，相当于二阶微分。计算出的图像更加突出亮度值突变的位置有时也用原图像减去模板运算结果的整倍数。这样的计算结果保留了原图像作为背景，边缘之处加大了对比度，更突出了边界位置。8、彩色变化1）单波段彩色变化：密度变化：单波段黑白遥感图像可按亮度分层，对每层赋予不同的色彩，使之成为一幅彩色图像，这种方法又叫密度分割，即按照图像的密度进行分层每一层所包含的亮度值范围可以不同。2）多波段彩色变换：根据加色法彩色合成原理，选择遥感影像的某三个波段，分别赋予红、绿、蓝三种原色，就可以合成彩色影像。3）HLS变换：HLS代表色调，明度和饱和度的色彩模式。这种模式可以用
