遥感原理与应用复习重点整理

绪论

1、遥感的概念：在不直接接触的情况下，在地面，高空和外层空间的各种平台上，运用各种传感器获取各种数据，通过传输，变换和处理，提取有用的信息，实现研究地物空间形状、位置、性质、变化及其与环境的关系的一门现代应用技术学科。

遥感概念：在不直接接触的情况下，对目标或自然现象远距离探测和感知的一种技术。

2、遥感的分类：按照遥感的工作平台分类：地面遥感、航空遥感、航天遥感。

按照探测电磁波的工作波段分类：可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多光谱遥感等。

按照遥感应用的目的分类：环境遥感、农业遥感、林业遥感、地质遥感等。

按照资料的记录方式：成像方式、非成像方式。

按照传感器工作方式分类：主动遥感、被动遥感。

3、遥感起源于航空摄影、摄影测量等。

第一章

1、电磁波：通过变化电场周围产生变化的磁场，而变化的磁场又产生变化的电场之间的相互联系传播的过程。电磁波的特性：具有二象性，即波动性（干涉、衍射、偏振现象）和粒子性。

2、波长最长的是无线电波，最短的是γ射线。

3、电磁波谱图：按电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减顺序排列制成的图案。

4、地物的反射率概念：地物对某一波段的反射能量与入射能量之比。反射率随入射波长变化而变化。反射类型：漫反射、镜面反射、方向反射。

5、影响地物反射率的3个因素：入射电磁波的波长，入射角的大小，地表颜色与粗糙程度。

附：影响地物光谱反射率变化的因素：

a太阳的高度角和方位角。B传感器的观测角和方位角c不同的地理位置d地物本身的变异e时间、季节的变化

6、地物反射光谱曲线：根据地物反射率与波长之间的关系而绘成的曲线。1.不同地物在不同波段反射率存在差异2. 同类地物的反射光谱具有相似性，但也有差异性。不同植物；植物病虫害3. 地物的光谱特性具有时间特性和空间特性。（同物异谱，同谱异物）。

7、地物发射电磁波的能力以发射率作为衡量标准；地物的发射率是以黑体辐射作为参照标准。

8、绝对黑体：对任何波长的电磁波辐射都全部吸收的物体。（灰体发射率小于1）。

9、黑体辐射的三个特性：a.辐射通量密度随波长连续变化，每条曲线只有一个最大值。b.温度越高，辐射通量密度越大，不同温度的曲线不同。（绝对黑体表面，单位面积发出的总辐射能与绝对温度的四次方成正比）c.随着温度的升高，辐射最大值所对应的波长向短波方向移动。（维恩位移定律）

10、大气的垂直分层：对流层（航空遥感活动区）、平流层、电离层和外大气层。在可见光波段，引起电磁波衰减的主要原因是分子散射。在紫外、红外与微波区，引起衰减的主要原因是大气吸收。引起大气吸收的主要成分是：氧气、水（0.7~1.95）、臭氧（0.3以下）、二氧化碳（2.6~2.8）。

11、散射作用：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。

12、三种散射方式：米氏散射：当微粒的直径与辐射波长差不多时的大气散射。

均匀散射：当微粒的直径比辐射波长大得多时发生的散射。

瑞利散射：当微粒的直径比辐射波长小得多时发生的散射。

13、大气窗口的概念：通过大气而较少被反射、吸收或散射，衰减程度较小，透过率较高的电磁辐射波段。

第二章

1、遥感平台的概念与分类

遥感平台：遥感中搭载传感器的工具。有：地面平台、航空平台、航天平台。

2、全球定位系统GPS的组成有：地面控制部分（主控站、地面天线。监测站和通信辅助系统组成）空间部分（21颗工作卫星，3颗备用卫星组成），用户部分（天线、接收机、微处理机和输入输出设备组成）。

3、卫星姿态角定义：定义卫星质心为坐标原点，沿轨道前进的切线方向为x轴，垂直轨道的方向为y轴，垂直xy平面的为z轴，则卫星的姿态角有三种情况：绕x轴旋转的姿态角为滚动角，绕y轴旋转的姿态角为俯仰角，绕z轴旋转的姿态角为航偏角。用姿态测量仪测定：红外姿态测量仪、星相机、陀螺仪。

4、卫星运行周期：指卫星绕地一圈所需要时间，即从升交点开始运行到下次过升交点时的时间间隔。重复周期：指卫星从某地上空开始运行，经过若干时间的运行后，回到该地上空时所需要的天数。

5、陆地卫星的种类：高分辨陆地卫星，高光谱陆地卫星，合成孔径雷达，小卫星。

6、Landsat卫星的特点：近圆形，近极地，与太阳同步（卫星轨道面与太阳地球连线之间在黄道面内的夹角，不随地球绕太阳公转而改变），可重复的轨道。

7、landsat-7(美)传感器改型为ETM+、spot卫星（法）、IRS系列卫星（印度）、中国资源一号卫星系列（中国与巴西），合成孔径雷达型：SAR类卫星，Radarsat系列卫星（加拿大），ERS系列（欧洲），ENVISAT卫星，ALOS卫星（日），Terrasar-x卫星（德）。小卫星：a重量轻，体积小b研制周期短，成本低c发射灵活，启动速度快，抗毁性强d技术性能高。

8、什么是TM影像：指美国陆地卫星4～5号专题制图仪（thematic mapper）所获取的多波段扫描影像。分为7个波段。主要特点为具较高空间分辨率、波谱分辨率、极为丰富的信息量和较高定位精度。

多光谱扫描仪（MSS）、反速光导管摄像机（RBV）、增强型专题制图仪（ETM+）

第三章

1、遥感传感器可分为四类：

（1）、摄影类型的传感器。（2）、扫描成像类型的传感器。（3）、雷达成像型的传感器。（4）、非图像类型的传感器。

2、扫描成像类传感器是逐点逐行以时序方式获取的二维图像，有两种，一对物面扫描的成像仪（如：红外扫描仪、MSS多光谱扫描仪、成像光谱仪等）。二对像面扫描的成像仪（如：线阵列CCD推扫式成像仪、电视摄像机等）。

3、TM是一个高级的多波段扫描型的地球资源敏感仪器，与多波段扫描仪MSS性能相比，它具有更高的空间分辨率，更好的频谱选择性，更好的几何保真度，更高的辐射准确度和分辨率。Tm增加了一个扫描改正器。

4、ETM+是一台8谱段的多光谱扫描辐射计。HRV是一种线阵列推扫式扫描仪。

5、成像光谱概念：是以多路、连续并具有高光谱分辨率方式获取图像信息的仪器，基本上属于多光谱扫描仪。

6、真实孔径侧视雷达的分辨率包括距离分辨率和方位分辨率。

距离分辨率指在脉冲发射方向上，能分辨两个目标的最小距离，与脉冲宽度有关，与距离无关。（采用脉冲压缩技术来提高）。

方位分辨率指：在雷达飞行方向上，能分辨两个目标的最小距离。（采用波长较短的电磁波，加大天线孔径，缩短观测距离来提高）。

7、INSAR数据处理的步骤：影像配准，干涉图生成，噪声滤除，基线估算，平地效应消除，相位解缠，高程计算和纠正等。

第四章

1、图像的表示形式：光学图像和数字图像。

光学图像：是一个二维的连续的光密度函数。数字图像：是一个二维的离散的光密度函数。

光学图像转化为数字图像指：把一个连续的光密度函数转化为一个离散的光密度函数。

2、贮存的格式有三种：BSQ格式即按波段记载数据文件，BIL格式即按照波段顺序交叉排列的遥感数据格式，GeoTIFF格式是一种通用的图像格式。

3、主流遥感图像处理系统主要有：envi,pci,erdas imagine等。

第五章

1、遥感图像的几何变形

（1）、传感器成像方式引起的图像变形。

（2）、传感器外方位元素变化的影响。

（3）、地形起伏引起的像点位移。

（4）、地球曲率引起的图像变形。

（5）、大气折射引起的图像变形。

（6）、地球自转的影响。

2、遥感影像的几何处理

（1）粗加工处理即做系统误差的改正。

（2）精纠正处理。（消除图像中的几何变形，产生一副符合某种地图投影要求的新图像）

3、遥感影像精纠正处理的过程：

（1）像素坐标的变换，即将图像坐标转变为地图或地面坐标。

（2）对坐标变换后的像素亮度值进行重采样。

具体如下：

（1）根据图像的成像方式确定图像坐标和地面坐标之间的数学模型。

（2）根据地面控制点和对应像点坐标进行平差计算变换参数，评定精度。

（3）对原始图像进行几何变换计算，像素亮度值重采样。

4、纠正方法有：基于多项式的遥感图像纠正，基于共线方程的遥感图像纠正，基于有理函数的遥感图像纠正。

5、直接法与间接法纠正的概念。

答：直接法方案是从原始图像阵列出发，按行列的顺序依次对每个原始像素点位求其地面坐标系中的正确位置。间接法方案是从空白的输出图像阵列出发，按行列的顺序依次对每个输出像素点位反求原始图像坐标的位置。

6、雷达图像几何纠正是在粗校正图像的基础上，消除由地形引起的几何位置的误差，生成地理编码的正射图像。

7、图像间的自动配准是以spot影像为基准，TM影像为配准的。

第6章

1、为什么要进行辐射纠正？

答：传感器输出的能量包含了由于太阳位置和角度条件、大气条件、地形影响和传感器本身的性能等所引起的各种失真，这些失真不是地面目标本身的辐射，对图像的使用和理解造成影像，必须加以校正和消除。

2、 辐射定标和辐射校正是遥感数据定量化的最基本环节。

3、辐射误差来源：

答：1）传感器本身的性能引起的辐射误差；2）大气的散射和吸收引起的辐射误差。

3）地形影响和光照条件的变化引起的辐射误差；

4、传感器的辐射定标：建立传感器每个探测元所输出的信号的数值量化值与该探测器对应像元内的实际地物辐射亮度值之间的定量关系。

5、遥感图像的辐射增强的实质是增强感兴趣目标和周围背景图像间的反差。

6、图像增强技术可分为两大类：空间域处理和频率域处理。空间域处理是指直接对图像进行各种运算以得到需要的增强效果。频率域处理指将空间域图像变换成频率域图像，然后在频率域中对图像的频谱进行处理，已达到增强图像的目的。

7、图像融合的概念：将多源遥感图像按照一定的算法，在规定的地理坐标系，生成新的图像的过程。

第7章

1、景物特征主要有：光谱特征、空间特征和时间特征。

2、空间特征指景物的各种几何形态。判读标志是：形状、大小、图形、阴影、位置、纹理、类型等。

3、影响景物判读的因素：地物本身的复杂性，传感器特性的影响，目视能力的影响。

第8章

1、遥感图像的计算机分类概念？

答：就是利用计算机对地球表面及其环境在遥感图像上的信息进行属性识别和分类，以达到识别图像信息所对应的实际地物，提取所需地物信息的目的。

2、遥感图像自动分类常用的特征变换有：主分量变换、哈达玛变换、生物量指标变换、比值变换和恵帽变换等。

3、计算机分类主要有：监督分类和非监督分类。监督分类是基于我们对遥感图像上样本区内地物的类别已知，利用这些样本类别的特征作为识别非样本数据类别的依据。而非监督分类是人们事先对分类过程不施加任何的先验知识。仅凭遥感影像的光谱特征的分布规律进行“盲目”的分类过程。其结果只是区分不同的类不能确定类别的属性特征。