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遥感复习 第一章 绪论
1、 遥感的概念：应用探测仪器，不用探测目标接触，在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。
2、 遥感系统包括：被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输和记录、信息的处理、信息的应用 3、 传感器：接收、记录目标物电磁波特征的仪器叫传感器（扫描仪、雷达、摄影机、摄像机、辐射计）
遥感平台：装载传感器的平台称遥感平台 4、 遥感类型
（1） 按遥感平台：地面遥感、航空遥感、航天遥感、航宇遥感
（2） 按波段分：紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多光谱遥感 （3） 按工作方式：主动遥感和被动遥感、成像遥感和非成像遥感 （4） 按应用领域：外层空间遥感、大气层遥感、陆地遥感、海洋遥感 5、 遥感的特点
（1） 大面积同步观测 （2） 时效性
（3） 数据的综合性与可比性 （4） 经济性 （5） 局限性
第二章 电磁辐射与地物光谱特征 一、电磁波谱与电磁辐射
1、电磁波：由振源发出的电磁振荡在空间的传播，电磁波是通过电场和磁场之间相互激发传播的。 2、电磁波谱：电磁波在真空中传播的波长或频率，按递增或递减排列构成电磁波谱 3、电磁波的特性：（1）电磁波是横波
（2）真空中，电磁波的传播速度等于光速
（3）电磁波具有波粒二象性
（4）c =λ ?f (波动性) E = hf = h c /λ（粒子性）
（5）电磁波在介质中（大气）传播过程时，可能发生反射、折射、吸收和透射等现象；
如果传播过程中遇到某些粒子，还可能产生散射等现象。
4、（1）辐射能量:以电磁波的形式向外传送能量，常用W 表示，单位焦(J)
（2） 辐射通量(Φ)：又称辐射功率，指单位时间内通过某一表面积的辐射能量，单位为W(J/s). （3）辐射通量密度(E):单位时间，通过单位面积的辐射能量。单位W/m2 （4）辐照度：被辐射物体表面单位面积上的辐射通量 （5）辐射出射度：辐射源物体表面单位面积上的辐射通量
（6）辐射亮度：沿某个特定方向上单位投影面积内的辐射源在单位立体角内的辐射通量 5、（1）黑体：黑体是指任何温度下，对各种波长电磁辐射，都完全吸收的物体。 （2）黑体辐射特点：a.黑体自身温度越高,黑体辐射出射度越大；
b.随着黑体自身温度升高,黑体辐射出射度最大值向着辐射波长较短方向移动; c.不同温度黑体辐射出射度曲线互不相交,故温度T越高所有波长上的波谱辐射通量密度也越大。
6、郎伯源：辐射亮度L与观察角?无关的辐射源 种类：（1）一些粗糙的表面 （2）涂有氧化镁的表面 （3）太阳
（4）绝对黑体
7、（1）斯波定律：黑体总辐射出射度与温度四次方成正比，随着温度增加而迅速增大 M= σT4 （2）维恩位移定律：随着温度的升高，黑体辐射的峰值波长向短波方向移动。
8、实际物体辐射
（1）基尔霍夫定律：表现了实际物体的辐射出射度与同温度、同一波长黑体辐射出射度的关系。 比辐射率（发射率）ε 发射率ε ＝ 吸收率a ＝ M实/M黑
0< ε <1 M实= ε M黑
（2）根据发射率，可将物体分成几类:
? 黑体的发射率恒等于1；
? 灰体发射率小于1且不随波长变化而变化;
? 选择性辐射体发射率小于1且要随波长变化而变化。
自然界中，绝大多数物体为灰体。
（3）实际物体辐射特点
a.发射率ε ＝ 吸收率a,好的吸收体也是好的辐射体。
b. M实 = ε M黑, 0< ε <1,在相同温度下，实际物体的辐出度比绝对黑体的要低。 c.发射率是一个数字，其值介于0和1之间，反映一辐射源接近黑体的程度。 d.不同地物有不同的ε，同一地物在不同波段的波谱发射率也不同。
二、太阳辐射及大气对辐射的影响 1、太阳辐射的特点：
? （1）相当于6000 K的黑体辐射；
（2）到达地面的太阳辐射主要集中在0.31 ～ 5.6 μm波段，包括近紫外、可见光、近红外和中红
外； 这一区间的太阳辐射最稳定，为被动遥感利用。
? （3）经过大气层的太阳辐射有很大的衰减；（大气吸收） ? （4）各波段的衰减是不均衡的。
2、大气吸收带：大气中的各种成分对太阳辐射有选择性吸收，从而引起这些谱段太阳辐射的衰减，
形成太阳辐射的大气吸收带
O2吸收带 <0.2μm，0.155 μm最强 O3吸收带 0.2～0.36 μm，0.6 μm
H2O吸收带 0.5～0.9 μm , 0.95～2.85 μm，6.25 μm CO2吸收带 1.35～2.85 μm, 2.7 μm,4.3 μm,14.5 μm 尘埃 吸收量很小
3、大气散射
（1）散射：指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。
作用：使原传播方向辐射减弱，而增加其他各方向的辐射。 散射和吸收的本质区别：改变太阳辐射的方向而不是削弱。 散射的影响：增加遥感信号的噪声。
（2）散射的强度影响因素：
电磁波的波长
散射物质的大小及微粒和分子的数量 电磁波通过大气的距离。
（3）瑞利散射：当大气中粒子的直径比波长小的多时发生。d <<λ
散射强度与波长的四次方成反比，γ∝1/λ4 波长越短, 散射强度越大。
造成遥感图像辐射畸变，
图像模糊主要发生在可见光和近红外波段。 波长>1um可忽略瑞利散射。
（4）米氏散射：当散射微粒直径(d)与电磁辐射波长(λ)相当时,产生米氏散射, d≈λ 散射强度与波长的二次方成反比
米氏散射主要由大气微粒，如烟、尘埃、小水滴及气溶胶等引起。
米氏散射对红外遥感影响较大
（5） 无选择性散射：当大气中微粒直径(d)比电磁辐射波长(λ)大很多时,产生无选择性散射, d>>λ 散射强度和波长无关。
4、大气反射：电磁辐射穿过两种介质交界面时还要产生反射现象。 反射现象主要发生在云层顶部，取决于云量
5、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，透过率高的波段称大气窗口
0.3~1.3μm 即紫外线\\可见光和近红外波段.既是最佳摄影成像波段,又是遥感常用扫描成
像波段.例如:美国LANDSAT卫星TM遥感器第1~4波段为可见光和近红外波段.
1.5~1.8μm及2.0~3.5μm 即近红外和中红外波段.属白天常用扫描成像波段.例如:美国
LANDSAT卫星TM遥感器第5\\第7波段为近红外\\中红外波段,主要探测植物含水量等.
3.5~5.5μm 即中红外波段.既有反射又有发射，例如:NOAA卫星AVHRR遥感器用3.55
~3.93μm波段获取卫星遥感昼夜云图, 探测海面温度
8~14μm 即远红外波段.通透来自地物热辐射能量,适于夜间成像.
0.8~2.5cm 即微波波段.波长较长,具有较强穿透云雾能力,可以进行全天时\\全天候遥感成
像,是主动遥感常用波段.例如:侧视雷达常用0.8cm,3.0cm,5.0cm, 10.0cm进行微波遥感探测.
三、地球辐射与地物波谱
1、地球辐射的分段特性（p35）
0.3~0.25μm 可见光和近红外波段 地表反射太阳辐射为主
2.5~6μm 中红外波段 地表反射太阳辐射和自身的热辐射 >6μm 远红外 地表物体自身热辐射为主 2、植被反射光谱特征（p39）
第三章 遥感成像原理与遥感图像特征 一、遥感平台
1、遥感平台：装载传感器的平台称遥感平台
2、遥感平台类型：航空平台（100m至十余公里）
? 地面平台（0~50m）
航天平台（>150km） 气象卫星系列（NOAA/风云一号）
陆地卫星系列（Landsat、SPOT、中巴地球资源卫星） 海洋卫星系列（seasat1、雨云、MOS1、ERS、RADARSAT）
3、（1）太阳同步轨道：南北向绕地球运转，要在两极附近通过，又称之为近极地太阳同步卫星轨道（极
轨）
（2）地球同步轨道：运行周期等于地球的自转周期，相对地球似乎固定于赤道上空的某一点（静止卫
星）
二、摄影成像
1、摄影概念：通过成像设备获取物体影像的技术
? 分类：传统摄影、数字摄影、近紫外摄影、可见光摄影、红外摄影、多光谱摄影 2、摄影成像特点：主要平台：航空
? 光学摄影波段 0.3～0.9微米 ? 胶片光谱响应范围窄 ? 空间分辨率高 ? 几何完整性好
? 灵活性，成本低，作为星载传感器的实验性系统 3、摄影像片的几何特征
（1）一些概念 主光轴：通过物镜中心并与主平面（焦平面）垂直的直线； 主光轴垂直于像片面 ? 像主点：主光轴与感光片的交点 ? 像片倾角（航摄倾角）：主光轴与铅垂线的夹角； （2）按摄影机主光轴与铅垂线的关系分： 垂直摄影 航摄倾角≤3° 获得近水平的航空像片
（3）垂直摄影像片的几何特征
①像片的投影：垂直投影：投射线都垂自于投射平面的投影，如大比例尺地形图 中心投影：投射线会聚于一点的投影方式。 中心投影与垂直投影的区别 投影距离的影响 投影面倾斜的影响 地形起伏的影响 中心投影：投影距离（平台高度） 中心投影：投影面的倾斜造成同 中心投影：地形起伏造成像点位移 不同或焦距不同则像片的比例尺 一个像片不同部位比例尺的差异。 也不同。 垂直投影：投影距离不同与像片比 垂直投影：不存在投影面的倾斜。 垂直投影：不存在像点位移 例尺无关 中心投影的透视规律 a.点的像还是点;
直线的像还是直线; 空间曲线的像仍为曲线. b.水平面投影仍为一平面;
垂直面（位于投影中心时）的投影呈一直线，
于其它位置时，顶部投影为一直线，侧面投影成不规则的梯形。
②像片的比例尺：像片上两点之间的距离与地面上相应两点实际距离之比 ? 焦距：成正比 ? 航高：成反比
? 地形起伏：会造成像点位移，引起比例尺的变化。
? 投影方式：中心投影像片比例尺在中心和边缘是不同的。
倾斜摄影 航摄倾角>3° 获得倾斜航空像片 航空遥感图象的主要获取方法 一般用于科学研究