1、完整版遥感导论知识点整理梅安新版遥感导论知识点整理【题型】一、选择题二、填空题三、名词解释四、简答题五、论述题注意：标注页码的地方比较难理解，希望大家多看看书，看看ppt。【第一章】绪论1、【名】遥感（remote sensing） 广义：泛指一切无接触的远距离探测； 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地物的电磁波信息，经过对信息的处理，判别出目标地物的属性。2、遥感系统 包括：被测目标的信息特征（信息源）、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用。（5个哦亲！详见书第2页图哈）3、【名】信息源：任何目标具有发射、反射和吸收电磁波的性质
2、，被称为遥感的信息源。4、遥感的类型：a)按照遥感平台分地面遥感、航空遥感、航天（空间）遥感、航宇遥感b)按传感器的探测波段分 紫外遥感（0.05m-0.38m）、可见光遥感(0.38-0.76m)、红外遥感（0.76-1000m）、微波遥感（1mm-10m）c)按工作方式分主动遥感、被动遥感；成像遥感、非成像遥感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6、遥感发展简史 Remote Sensing 的提出：美国学者布鲁伊特于 1960年提出，61年正式通过。遥感发展的三个阶段：（1）萌芽阶段1839年，达格雷发表第一张空中相片；1858年，法国人用气球携带照相机
3、拍摄了巴黎的空中照片。1882年，英国人用风筝拍摄地面照片；J N Niepce (1826, France)The worlds first photographic imageIntrepid balloon, 18621906, KitesPigeons, 1903.（2）航空遥感阶段1903年，莱特兄弟发明飞机，创造了条件。1909年，意大利人首次利用飞机拍摄地面照片。一战中，航空照相技术用于获取军事情报。一战后，航空摄影用于地形测绘和森林调查与地质调查。1930年，美国开始全国航空摄影测量。1937年，出现了彩色航空像片。（3）航天遥感阶段1957年，苏联发射第一颗人造地球卫星，意义
4、重大。70年代美国的陆地卫星法国的Spot卫星发展中国家的情况：中国，印度，巴西等。卫星遥感 Landsat Spot NOAA EO-1 Terra/modis Ikonos7、我国遥感发展概况50年代航空摄影和应用工作。60年代，航空摄影工作初具规模，应用范围不断扩大。70年代，腾冲遥感实验获得巨大成功。70.4.24发射第一颗人造地球卫星。80年代是大发展阶段。目前在轨运行卫星：海洋卫星、气象卫星、中巴资源卫星、环境卫星等。8、遥感的应用（1）资源调查与应用1. 在农业、林业方面的应用农、林土地资源调查、病虫害、土壤干旱、盐化沙化的调查及监测。土地利用类型调查精细农业作物估产“三北”防护
5、林遥感综合调查2.遥感在地质矿产方面的应用客观真实地反映各种地质现象，形象地反映区域地质构造,地质找矿工程地质、地震地质、水文地质和灾害地质3. 在水文、水资源方面的应用水资源调查、流域规划、水土流失调查、海洋调查等。（2）环境监测评价1. 在环境监测方面的应用污染物位置、性质、动态变化及对环境的影响；环境制图长江三峡库区环境本底调查、环境演变分析、动态监测等2. 在对抗自然灾害中的应用灾害性天气的预报旱情、洪水、滑坡、泥石流和病虫害森林火灾（3）区域分析规划1.区域性是地理学的重要特点2.腾冲、长春、三北防护林等都是遥感区域分析的典范。3.城市化和城市遥感的兴起：城市土地利用、环境监测、道路
6、交通分析、环境地质、城市规划等（4）全球宏观研究1.全球性问题与全球性研究（Global Study）2.人口问题、资源危机、环境恶化等3.利用GPS监测和研究板快的运移；深大断裂活动；全球性气候研究和灾情预报；世界冰川的进退。（5）其它方面1.在测绘制图方面的应用卫星遥感可以覆盖全球的每一个角落，不再有资料的空白区重复探测，为动态制图和利用地图进行动态分析提供了信息保障可以缩短成图周期，降低制图成本数字卫星遥感信息可直接进入计算机进行处理，省去了图像扫描数字化的过程改变了传统的从大比例尺逐级缩编小比例尺地图的逻辑程序2.在历史遗迹、考古调查方面的应用3.在军事上的应用【第二章】电磁辐射与地物
7、光谱特征1、【名】电磁波：由振源发出的电磁振荡在空气中传播2、【名】电磁波谱：按照电磁波的波长（频率的大小）长短，依次排列成的图表3、书第15页的表2.1以及17页的图很重要4、【名】辐射能量：电磁辐射的能量，单位为焦耳（J）5、【名】辐射通量：单位时间内通过某一面的辐射能量，单位是瓦（W），表示为：=d /dt6、【名】辐射通量密度E：单位时间内通过单位面积的辐射能量，E= d/dS7、【名】辐射照度I：被辐射物体表面单位面积上所接收的辐射通量，单位是瓦/米2（W/m2）。表示为I=d/dS8、【名】辐射出射度M：辐射源物体表面单位面积上辐射出的辐射通量，单位是瓦/米2（W/m2）。表示为
8、M=d/dS9、【名】辐射亮度L：指辐射源在某一方向的单位投影表面在单位立体角内的辐射通量，单位是瓦/米2球面度（W/(m2Sr)）。10、【名】绝对黑体：对任何波长的辐射，都全部吸收，反射率和透射率都等于0的物体。黑体是一种理想的吸收体，自然界没有真正的黑体。11、书25页图2.11，很重要12、大气对辐射的吸收作用（书28页）：氧气：小于0.2 m；0.155为峰值。高空遥感很少使用紫外波段的原因。臭氧：数量极少，但吸收很强。两个吸收带；对航空遥感影响不大。水：吸收太阳辐射能量最强的介质。到处都是吸收带。主要的吸收带处在红外和可见光的红光部分。因此，水对红外遥感有极大的影响。二氧化碳：量少
9、；主要在红外区。1.352.85m 之间有3个弱吸收带，2.7，4.3， 14.5 m 为强吸收带。可以忽略不计。13、大气散射：瑞利散射：当微粒的直径比辐射波长小得多时，此时的散射称为瑞利散射。散射率与波长的四次方成反比，因此，瑞利散射的强度随着波长变短而迅速增大。米氏散射：质点直径和电磁波波长差不多时。散射强度与波长的二次方程反比。主要是大气中的气溶胶引起的散射。 云、雾等的悬浮粒子的直径和0.7615 m之间的红外线波长差不多，需要注意。无选择性散射：当质点直径大于电磁波波长时（d ）, 散射率与波长没有关系。人看到的云和雾是白色的，就是非选择性散射的结果。14、大气窗口定义：通过大气而
10、较少被反射、吸收或散射的透射率较高的电磁辐射波段。常用大气窗口：1）0.31.3m： 包括全部可见光（95），部分紫外光（70），部分近红外光（80）。摄影和扫描成像的方式在白天感测和记录目标电磁波辐射信息。2）1.52.8m和2.03.5m：近、中红外窗口，6095，扫描成像，白天记录3）3.55.5m：中红外窗口，6070，白天夜间，扫描成像记录4）814 m：远红外窗口，超过80， 白天夜间，扫描记录5）0.82.5cm：微波窗口， 白天夜间，扫描记录。15、【名】反射率：地物的反射率（反射系数或亮度系数）：地物对某一波段的反射能量与入射能量之比。16、【名】地物的反射光谱：地物的反射率
11、随入射波长变化的规律。17、漫反射定律（朗伯定律）：当目标物的表面足够粗糙，以至于它对太阳短波辐射的散射辐射亮度在以目标物的中心的2空间中呈常数，即散射辐射亮度不随观测角度而变，称该物体为漫反射体，亦称朗伯体。严格讲自然界中只存在近似意义下的朗伯体。只有黑体才是真正的朗伯体。18、遥感常用的电磁波波段的特性紫外线(UV)：0.05-0.38m，碳酸盐岩分布、水面油污染。可见光：0.38-0.76 m，鉴别物质特征的主要波段；是遥感最常用的波段。红外线(IR) ：0.76-1000 m。近红外0.76-3.0 m；中红外3.0-6.0 m；远红外6.0-15.0 m；超远红外15-1000 m。
12、（近红外又称光红外或反射红外；中红外和远红外又称热红外。）微波：1mm-1m。全天候遥感；有主动与被动之分；具有穿透能力；发展潜力大。19、电磁辐射源1.自然辐射源太阳辐射：是可见光和近红外的主要辐射源；常用5900K的黑体辐射来模拟；其辐射波长范围极大；辐射能量集中-短波辐射。大气层对太阳辐射的吸收、反射和散射。地球的电磁辐射：小于3 m的波长主要是太阳辐射的能量；大于6 m的波长，主要是地物本身的热辐射；3-6 m之间，太阳和地球的热辐射都要考虑。2.人工辐射源：主动式遥感的辐射源。雷达探测。分为微波雷达和激光雷达。微波辐射源：0.8-30cm激光辐射源：激光雷达测定卫星的位置、高度、速度
13、、测量地形等。20、地物反射波谱特征（综合题）：几种典型地物的光谱特性（如植被、土壤、水体、岩石等）见书38-41页（1）矿物的光谱特性在0.41.3 m的光谱特性主要取决于矿物晶格结构中存在的铁、铜、镍、锰等过渡性金属元素的电子跃迁；1.32.5 m的光谱特性是由矿物组成中的碳酸根（CO3 2 ）、羟基（OH ）及可能存在的水分子（H2O）决定的；35 m的光谱特性是由Si-O，Al-O 等分子键的振动模式决定的。（2）城市人工目标的光谱特性城市建筑材料主要包括沥青、油毡、水泥、瓦和各种颜色的涂料。城市中的道路主要铺面材料为水泥和沥青两大类。灰白色石棉瓦屋顶反射率最高；沥青粘砂屋顶由于其表面
14、铺着反射率较高的沙石而决定了其发射率高于灰色的水泥平顶；铁皮屋顶表面呈灰黑色，反射率低且起伏小，曲线平坦；绿色塑料棚顶的波谱曲线在绿波段处有一个反射峰值，与植被相似，但它没有0.68 m处的吸收谷和近红外波段的“高反射坪”；人工建筑物热红外的发射特征取决于建筑材料的热特性；（3）水体光谱特性地表较纯洁的自然水体对0.42.5 波段的电磁波吸收明显高于绝大多数其它地物。在光谱的可见光波段内，水体中的能量-物质相互作用比较复杂，光谱反射特性可能包括来自三方面的贡献： 水的表面反射、水体底部物质的反射和水中悬浮物质的反射。光谱吸收和透射特性不仅与水体本身的性质有关，而且还明显地受到水中各种不同类型和
15、大小的物质有机物和无机物的影响。在光谱的近红外和中红外波段，水几乎吸收了其全部的能量，即纯净的自然水体在近红外波段更近似于一个“黑体”，因此，在1.12.5 波段，较纯净的自然水体的反射率很低，几乎趋近于零。【第三章】遥感成像原理与遥感图像特征1、航天遥感平台可以分为：气象卫星系列、陆地卫星系列、海洋卫星系列2、气象卫星的特点:a)轨道分为低轨和高轨，其特性分别为（书48页）：低轨：150km-300km, 高分辨率图象，寿命比较短，几天几周； 用途：军事侦察高轨：35860km, 地球静止卫星； 用途：通讯，气象b)短周期重复观测：静止气象卫星30分钟一次；极轨卫星半天一次。利于动态监测。c
16、)成像面积大，有利于获得宏观同步信息，减少数据处理容量d)资料来源连续、实时性强、成本低3、主要的陆地卫星系列有：陆地卫星（Landsat）、斯波特卫星（SPOT）、中国资源一号卫星中巴地球资源卫星（CBERS）Landsat 轨道特点：南北纬70度之间，陆地卫星由北往南运行中，地方时大约在上午9时多至11时多。这样就保证了卫星传感器能在较为一致的光照条件下对地面进行探测，以获得质量较高的图像。SPOT 系列卫星轨道：近极地轨道；太阳同步轨道；近圆形轨道；可重复轨道SPOT卫星的特色：在不同的轨道以不同角度拍摄地面上的同一点。有利于大面积的测图；立体观测能力：不同的角度对同一地区的摄影构成立体
17、像对，提供了立体观测地面、描绘等高线或建立数字高程模型的可能性。4、海洋卫星系列：海洋遥感的特点：a)需要高空和空间的遥感平台，以进行大面积同步覆盖的观测；b)以微波遥感为主；c)电磁波与激光、声波的结合是扩大海洋遥感探测手段的一条新路。d)海面实测资料的校正。美国的海洋卫星（Seasat1):1978年发射；近极地太阳同步轨道；扫描覆盖海洋的宽度1900km；五种传感器，以微波为主。日本的海洋观测卫星系列（MOS-1)：获取大陆架浅海的海洋数据。欧洲海洋卫星系列（ERS）：主要用于海洋学、海冰学、海洋污染监测等领域。加拿大的雷达卫星（RADARSAT）:加、美、德、英共同设计，1995年发射
18、。5、摄影成像的方式：分幅式、全景式、多光谱摄影机6、摄影成像的原理：？7、摄影成像的几何特征：像片的投影：垂直投影、倾斜投影像片的比例尺像点位移8、中心投影与垂直投影的区别：a)投影距离的影响：正射投影:比例尺和投影距离无关；中心投影:焦距固定，航高改变，其比例尺也随之改变b)投影面倾斜的影响：正射投影:总是水平的，不存在倾斜问题；中心投影，若投影面倾斜，航片各部分的比例尺不同c)地形起伏的影响：地形起伏对正射投影无影响；对中心投影引起投影差航片各部分的比例尺不同9、中心投影的透视规律：a)点的像仍然是点。 b)与像面平行的直线的像还是直线；如果直线垂直于地面，有两种情况： 第一:当直线与像
19、片垂直并通过投影中心时，该直线在像片上的像为一个点； 第二:直线的延长线不通过投影中心，这时直线的投影仍为直线，但该垂直线状目标的长度和变形情况则取决于目标在像片中的位置。 c)平面上的曲线，在中心投影的像片上一般仍为曲线。d)面状物体的中心投影相对于各种线的投影的组合。10、像片的比例尺：航片上两点之间的距离与地面上相应两点实际水平距离之比，称之为摄影比例尺1/m。平坦地区、摄影时像片处于水平状态（垂直摄影），则像片比例尺等于像机焦距（f）与航高（H）之比。11、【名】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
20、。12、【名】扫描成像：依靠机械传动装置使光学镜头摆动，形成对目标地物逐点逐行扫描。探测元件把接收到的电磁波能量能转换成电信号，在磁介质上记录或再经电/光转换成为光能量，在设置于焦平面的胶片上形成影像。13、【名】瞬时视场角：扫描镜在一瞬时时间可以视为静止状态，此时，接受到的目标物的电磁波辐射，限制在一个很小的角度之内，这个角度称为瞬时视场角。即扫描仪的空间分辨率。14、【名】总视场角：扫描带的地面宽度称总视场。从遥感平台到地面扫描带外侧所构成的夹角，叫总视场角。15、光机扫描仪可以分为单波段和多波谱两种。16、“谱像合一”技术：既能成像又能获取目标光谱曲线。17、光谱仪成像时多采用扫描式或推
21、帚式。18、微波遥感的特点：书72-73页19、微波遥感的方式：分为有源（主动）和无源（被动）两大类：a)主动微波遥感的类型：雷达、测试雷达、合成孔径侧视雷达侧视雷达的分辨力：一般表示为：距离分辨率（指沿距离向可分辨的两点间的最小距离）；方位分辨率（指沿一条航向线(方位线)可以分辨的两点间的最小距离），可称为面分辨率。它代表地面分辨单元的大小。合成孔径侧视雷达（书78页“合成孔径侧视雷达”中1、2段重点看）：为了加大雷达天线孔径，发展了“合成天线”技术。即通过线性调频调制的“方位压缩技术”，构成“合成天线”它如同一个运动着的线列天线，通过处理相当于组成一个比实际天线大得多的合成天线，以获得高的
22、方位分辨率。b)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。其传感器分为：微波辐射计和微波散射计。20、遥感图像的特征：（喔亲，这里的内容不好整理，最好把书80-83页都看一下吧）a)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。空间分辨率三种表示方法：（1）像元（2）线对数（3）瞬时视场b)波谱分辨率：指传感器在接受目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。间隔愈小，分辨率愈高。传感器的波段选择必须考虑目标的光谱特征值。c)辐射分辨率表征遥感器的辐射灵敏程度，是指遥感器的探测器件在接受电磁波辐射信号时能够分辨的最小辐
23、射度差。d)时间分辨率：指对同一地点进行采样的时间间隔，即采样的时间频率，也称重访周期。21、开普勒定律开普勒第一定律：所有行星轨道均为一椭圆，太阳位于椭圆的二焦点之一上。卫星轨道也为一椭圆（圆形轨道只是椭圆轨道的一个特例）。这时位于椭圆两焦点之一的是地球。轨道离地最近的点叫近地点，反之为远地点。开普勒第二定律：行星的向径（行星至太阳的连线）在相等的时间内扫过相等的面积。卫星的向径（卫星至地心的连线）也遵循这一规律。也就是说，卫星在离地近的地方经过时速度要快些，在离地远的地方运行的速度要慢些。开普勒第三定律：行星公转的周期的平方与它的轨道平均半径的立方成正比。同样，卫星绕地球的运行周期的平方与
24、其轨道的平均半径的立方成正比。=C 开普勒常数C=2.757310-8min2/km31）升交点赤经(Longitude of ascending node)升交点赤经：卫星轨道升交点与离春分点的之间角距。升交点：卫星由南向北运行时，与地球赤道平面的交点；反之与赤道平面的另一个交点为“降交点”。春分点：为黄道面与赤道面在天球上的交点。可理解为太阳从南向北半球运动时，跟地球赤道平面的交点。黄道面：地球公转轨道面延伸与天球相交的大圆，即太阳在天球上的视运动。2）近地点角距(Argument of perigee)近地点角距：卫星轨道的近地点与升交点之间的角距，即地心与升交点连线和地心与近地点连线之
25、间的夹角。由于入轨后其升交点和近地点是相对稳定的，所以近地点角距通常是不变的，它可以决定轨道在轨道平面内的方位。3）轨道倾角（Orbital inclination）轨道倾角：卫星轨道面与地球赤道面之间的两面角，即从升交点一侧的轨道量至赤道面。当0 i90 时，卫星运动方向与地球自转方向一致，因此叫“正方向卫星”；当90 i180 时，卫星运动与地转方向相反，叫“反方向卫星”；当i=90 时，卫星绕过两极运行，叫极轨卫星；当i=0 或180 时，卫星绕赤道上空运行，叫“赤道卫星”4）卫星过近地点时刻(Time of passage of the perigee )5）轨道半长轴(Orbital
26、 semimajor axis)卫星轨道远地点到椭圆轨道中心的距离，标志卫星轨道的大小。6）轨道偏心率(Orbital eccentricity)卫星椭圆轨道焦点与半长轴的比值，用以表示轨道的形状。轨道偏心率越小轨道接近圆形，有利于在全球范围内获取影像比例尺趋于一致。星下点卫星与地心的连线与地面的交点星下点轨迹同一轨道星下点的连线卫星运行周期T卫星绕地球一周所需的时间。（升交点下一升交点）重复周期D【第四章】遥感图像处理1、颜色的性质：颜色的性质由明度、色调、饱和度来描述。a)明度：是人眼对光源或物体明亮程度的感觉。物体反射率越高，明度就越高。b)色调：是色彩彼此相互区分的特性。c)饱和度：是
27、色彩纯洁的程度，即光谱中波长段是否窄，频率是否单一的表示。2、颜色相加原理：书87页3、减色法：减色过程:白色光线先后通过两块滤光片的过程4、【名】互补色：若两种颜色混合产生白色或灰色，这两种颜色就称为互补色。黄和蓝、红和青、绿和品红。5、【名】三原色：若三种颜色，其中的任一种都不能由其余二种颜色混合相加产生，这三种颜色按一定比例混合，可以形成各种色调的颜色，则称之为三原色。红、绿、蓝。6、颜色相减原理：当两块滤光片组合产生颜色混合时，入射光通过每一滤光片时都减掉一部分辐射，最后通过的光是经过多次减法的结果。7、加色法、减色法色彩合成：书91、92页8、光学增强处理的方法：相关掩膜处理方法、改
28、变对比度、显示动态变化、边缘突出9、【名】数字图像：遥感数据的表示光学图像和数据图像之分。数字图像是能被计算机存储、处理和使用的用数字表示的图像。10、【名】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。这种改变称为辐射畸变。11、引起辐射畸变的原因：a)传感器本身的特性，b)大气对于电磁辐射的衰减；（散射、 反射和吸收）c)地形因子的影响阴影d)其它生态环境因子12、大气影响的粗略校正：a)直方图最小值去除法（以红外波段最低值校正可见光波段）：将每一波段中每个像元的亮度值都减去本波段的最小值。使图像亮度动态范围得到改善，对比度增强，从而
29、提高了图像质量。b)回归分析法：根据波段间的相关性，由一已知波段的程辐射推断其余波段程辐射。建立直线回归方程，将波段b中每个像元的亮度值减去，来改善图像，去掉程辐射。13、遥感图像变形的原因：a)遥感平台位置和运动状态变化的影响b)地形起伏的影响c)地球表面曲率的影响d)大气折射的影响e)地球自转的影响14、几何校正的具体步骤：书107页15、灰度重采样的计算方法（109页）：a)最近邻法：距离实际位置最近的像元的灰度值作为输出图像像元的灰度值b)双线性内插法：以实际位置临近的4个像元值，确定输出像元的灰度值c)三次卷积内插法：以实际位置临近的16个像元值，确定输出像元的灰度值16、控制点的选
30、取：数目的确定：数量应当超过多项式系数的个数（(n+1)*(n+2)/2）。当控制点的个数超过多项式的系数个数时，采用最小2乘法进行系数的确定，使得到的系数最佳。选择的原则：在几何精校正中，GCP点的选择是最重要，也是工作量最大的，对于一个精确的校正必须使用精确的地面控制点，图像中所有其它点的校正坐标均由地面控制点外推所得。被定位的地面控制点必须散布在整幅图像上，GCP点分布越均匀，数量越多，校正的可靠性越高。所选的点在图像上要容易辨认，地面可以实测，具有较固定的特征；要便于实行和可重复操作。低精度图像应与高精度图像配准（在高精度图像上选GCP）。影像分辨率与相应比例尺的地形图配准。17、对比度变换：线性变换：为了改善图像的对比度，必须改变图像像元的亮度值，并且这种改变需符合一定的数学规律，即在运算过程中有一个变换函数。如果变换函数是线性的或分段线性的，这种变换就是线性变换。线性变换是图像增强处理最常用的方法。非线性变换：当变换函数是非线性时，即为非线性变换。非线性变换的函数很多，常用的有指数变换和对数变换。18、“空间滤波”：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的质量。而空间滤波则是以重点突出图像上的某些特征为目
