1、1.遥感是是指从远距离、高空以至外层空间的平台上,利用可见光、红外、微波等探测仪器,通过摄影或扫描方式,对电磁波辐射能量的感应、传输和处理,从而识别地面物体和运动状态的现代化技术系统。2.一个完整的遥感技术系统应包括地物电磁辐射信息的收集、传输、处理、存贮直至分析与解译(应用)。由空间信息收集系统、地面接收和预处理系统和信息分析应用系统等三大系统构成。3.遥感技术按照遥感平台不同可分为航天遥感、航空遥感、地面遥感;根据遥感工作波长分类可分为紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感和多波段遥感等;根据辐射源分类可分为被动遥感和主动遥感 。4.遥感技术主要的特点有哪些。1、空间特性(探测范围大)
2、视野辽阔,具有宏观特性2、波谱特性(信息丰富) 探测波段从可见光向两侧延伸,大大扩展了人体感官的功能3、时相特性(周期短) 高速度,周期性重复成像4、收集资料方便,不受地形限制5、经济特性 工作效率高,成本低,一次成像,多方受益6、数字处理特性 使其与计算机技术融合在一起,实现了多元信息的复合5遥感地质学作为遥感技术与地球科学结合的一门边缘学科,其理论是建立在物理学的电磁辐射与地质体相互作用的机理基础之上的;技术方法则是建立在“多”技术基础上的。研究对象是是地球表面和表层地质体(如岩石、断裂)、地质现象(如火山喷发)的电磁辐射的各种特性。研究的目的是为了有效识别地质体的物性与运动状态,在此基础
3、上,为地质构造研究、矿产资源勘查、区域地质调查、环境和灾害地质监测等工作服务6.遥感地质学研究的主要内容是什么? 研究各类地质体的电磁辐射特性及其测试、分析与应用 研究遥感数据资料的地学信息提取原理与方法 研究遥感图像的地质解译与编图 研究遥感技术在地质各领域中的具体应用和实效评估 10.世界遥感技术的形成与发展主要经历了早期阶段(航空摄影阶段)阶段、中期阶段(彩色摄影和非摄影方式)阶段和近期阶段(航天遥感)阶段。11.地质遥感的主要应用领域有哪些? 基础地质遥感 区域地质遥感填图 构造地质遥感研究 资源勘查遥感 遥感矿产勘查 能源勘查 地质灾害遥感 地震地质遥感 火山活动与遥感 边坡地质灾害
4、遥感 地面塌陷12.选择(1)下列不是遥感的优势的一项: D _ A. 宏观性好 B. 人为因素少,能客观地反映地表状况C. 与传统资源调查方法相比工作效率高,费用成本低D. 技术含量高,可以精确的反映地表状况,完全可以代替地面的调查。(2)关于遥感技术系统下列说法正确的是:_ C_ A. 空间信息获取系统就是遥感器B. 遥感平台是用于遥感的航天航空飞行器C. 遥感技术系统可以分为软件系统和硬件系统两大类D. 软件不属于遥感技术系统的组成部分(3)下面关于遥感的说法不正确的是:_ D _ A. 遥感是新兴的一门技术,它已经被广泛的应用于国民生产的各个领域B. 人的视觉行为就是遥感的过程,人的眼
5、睛是世界上最好的遥感器C. 遥感探测的媒介质主要是电磁波D. 遥感的历史起源于美国 1972 年发射 LANDSAT13.根据 Maxwell 电磁场理论:变化的电场能够在它的周围激起磁场的变化,同样,变化的磁场也能够在它周围激起电场的变化,这种交变的电磁场在空间由近及远的传播过程称为电磁波。 14. 按照电磁波的波长(频率的大小)长短,依次排列成的图表,在物理学上称为电磁波谱。电磁波谱按频率由高到低排列主要由射线、X 射线、紫外线(UV)、可见光(Visible light)、红外线(Infrared ,IR)、微波(Microwave)、无线电波(Radio wave)等组成。15.电磁波
6、的内在本性是具有波粒二象性。在传播过程中它主要表现波动性,当辐射与其它物质相互作用时,主要表现为粒子性。16.电磁辐射能与地表的相互作用,主要有三种基本的物理过程:反射、吸收、透射。17.物体对电磁波的反射有三种形式:镜面反射、角反射、方向反射。18.当当微粒直径小于波长时,出现瑞利散射;当质点直径和电磁波波长差不多时,出现米氏散射;当质点直径大于电磁波波长时,出现无选择性散射。19.热辐射是指同时任何物体只要其温度高于绝对零度,都会不断向外界发射电磁波。地物的电磁波发射能力主要与它的温度有关20.太阳辐射主要为短波辐射,即太阳辐射总能量的 40集中于 0.40.76um 的可见光范围内,51
7、在红外部分;地球辐射能量集中在中红外(36m)及热红外(615m)谱段。太阳辐射波谱曲线与地球的辐射曲线在约 3m 处相交。21.大气作为一种传输介质,对电磁辐射的影响主要表现为散射与选择性吸收,致使电磁辐射强度减弱,其光谱成分也发生一定的变化。22.大气吸收电磁辐射的主要物质是:水、二氧化碳和臭氧。其中,二氧化碳主要在红外区,臭氧主要在紫外线。23.目前遥感技术中所用的可见光波段,近红外波段的能量来源主要来自太阳。而地球是目前热红外遥感的主要辐射源。24.黑体指能够在热力学定律所允许的范围内,最大限度地把热能转变成辐射能的理想辐射体。或者说能全部吸收外来电磁波辐射而毫无反射和透射能力的理想物
8、体。自然界中并不存在这种绝对的黑体。25.维恩定律表明:黑体辐射的峰值波状与绝对温度温度 T 成反比。即随着温度的增加,其峰值辐射波长向短波方向移动。 26.什么叫大气窗口?常用的大气窗口有哪些?电磁波在大气中传输过程中吸收和散射很小,透射率很高的波段。1)0.31.4um: 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)1.42.5um: 近红外窗口,6095,扫描成像,白天记录3)3.55.5um: 中红外窗口,6070,白天夜间,扫描成像记录4)814 um: 远红外窗口,超过 80, 白天夜间,扫描记录5)
9、1.4300mm: 微波窗口, 白天夜间,扫描记录。 14.彩色三要素分别指色调(H)、饱和度(S)、强度(I)。27.若三种颜色,其中任何一种都不能由其余两种混合相加产生,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。28.按照发射率(恒等于吸收率)的大小及其与波长的关系,可以把物体分为三类:绝对黑体:在任何温度下对任何波长的电磁波的光谱发射率恒等 1 的物体、灰体:在任何温度下对任何波长的电磁波的光谱发射率都小于 1,且不随波长而变化的物体和选择性辐射体:光谱发射率随波长而变化的物体。29.选择(1)大气中的气体分子 02、N 2等对可见光的散射属于 A _A瑞利散射B
10、米氏散射C无选择性散射(2)大气窗口是指 C_A.没有云的天空区域 B.电磁波能穿过大气层的局部天空区域 C.电磁波能穿过大气的电磁波谱段 D.没有障碍物阻挡的天空区域(3)大气瑞利散射 C_A.与波长成正比关系 B.与波长的四次方成正比关系C.与波长的四次方成反比关系 D.与波长无关(4)大气米氏散射 B _A.与波长的一次方成正比关系B.与波长的二次方成反比关系 C.与波长的四次方成反比关系D.与波长无关。(1)瑞利散射: 当 d 1 m 时 瑞利散射可以忽略不计。 紫外线是红光散射的 30 倍0.4 微米的蓝光是 4 微米红外线散射的 1 万倍。瑞利散射对可见光的影响较大 对红外辐射的影
11、响很小 对微波的影响可以不计。它多在910 km 的晴朗高空发生 (“兰天”正是瑞利散射的一种表现) (2)米氏散射: 当 d 时出现。主要是由大气中的气溶胶引起。对近紫外 红外波段的影响都存在。云、雾的粒子大小与红外线的波长接近 所以云雾对红外线的米氏散射不可忽视。米氏散射多在大气低层 05 km 其强度受气候影响较大。它叠加于瑞利散射之上使天空变得阴暗。散射系数与波长的负二次方成正比 (3)无选择性散射 : 当 d 时 出现无选择性散射 其散射强度与波长无关。大气中云、雾、水滴、尘埃(一般直径 5100 m )的散射属此类。它大约同等的散射所有可见光、近红外波段。因而云、雾呈白色、灰白色。
12、(5)绝对黑体的 C _A.反射率等于 1B.反射率等于 0 C.发射率等于 1D.发射率等于 0作业题:1、图像根据明暗程度和空间坐标的连续性可划分为数字图像和模拟图像。2、遥感图像实质上是一幅反映地物目标电磁辐射的能量分布图,考虑一系列因素,可综合表达为:L(x,y;,t,p)=(x ,y; ,t,p)I(x,y;,t )+1-(x,y;,t,p)e( ) 。式中 L(x,y)点的波谱辐射量;x,y图像的空间位置坐标;t图像的成像时间;传感器电磁波工作波段的波长;p 电磁波段极化性质;(x,y)点的波谱反射率;I (x,y) 点的入射辐射量;e() 黑体的波谱发射本领 3、下列不是遥感图像
13、函数 g(x,y)的特点的是:(C )(A)图像函数的连续性(B)图像函数定义域的限定性(C)图像函数的离散性(D)图像函数数值物理意义的明确性遥感图像函数 g(x,y)有以下三个基本特点: 函数值物理意义的明确性。 函数定义域的限定性。 (视域) 函数值的限定性。 (电磁辐射能非负有界) 图像函数的连续性。 (几何空间和灰度空间连续)4、遥感图像的数字化可包括空间取样(抽样)和灰度量化两个步骤。5、储存一幅大小为 MN,灰度级为 G 的图像,所需的存储空间或称图像的数据量为:MNG(bit) 。6、遥感数字图像的分辨率一般从哪几个方面来衡量?u 空间分辨率u 光谱分辨率u 时间分辨率u 亮度
14、(灰度、辐射)分辨率u 温度分辨率7、试简要阐述遥感图像数字处理的一般流程。P689、下图为一 ETM+影像的几个波段图像,试分别从候选波段中选出下列灰度图像对应的波段号(候选波段:B3/B4/B6/B7/B8) ,并概括 ETM+影像这几个波段的解译特点。( a) (b) (c) (d) (e)10、简要阐述 ETM+影像各波段的波谱范围、空间分辨率及解译特点。ETM+波段 波长(m) SNR 分辨率(m) 主要作用全色波段 0.52-0.90 17 15 增强分辨率Band1蓝绿波段0.45-0.52 54 30 水体穿透,分辨土壤植被Band2绿色波段0.52-0.60 52 30 分辨
15、植被Band3红色波段0.63-0.69 34 30 叶绿素吸收区Band4近红外0.76-0.90 45 30 估算生物量Band5中红外1.55-1.75 26 30 分辨道路水体裸土,较好的穿透大气能力Band6热红外10.40-12.50 30 感应发出热辐射的目标Band7中红外2.09-2.35 14 30 岩石、矿物、湿润土壤的分辨11、补充完成以下主要卫星传感器的相关参数。空间分辨率/m卫星传感器 波段数全色波段 多光谱波段ETM+ 8 15 30,60(Band 6)SPOT5 5 10 20CBers2 CCD 相机 5 19.5 19.5Ikonos 5 1 4Quick
16、Bird 5 0.61 2.4412、遥感图像的 CCT 磁带记录格式主要有三种,即 BIP、BIL 和 BSQ,其中 BIP 有利于作子区处理,BSQ 便于单波段处理和提取,而 BIL 适用于多波段运算和分类。 13、请根据以下波谱曲线分析该地物的波谱曲线特征(结合 ETM+) ,并从候选地物中选出其分别代表何种地物特征(候选地物:干的土壤、植被、水体) 。14、图像的基本统计量主要有均值、中值、众数、方差及标准差、数值域和反差等,其中,均值是反映地物的平均反射强度;众数是一幅图像中最大地物类型反射能量的反映;方差及标准差描述了像元值与图像平均值的离散程度。15、下列影像直方图分别反映低反射
17、率景物/高反射率景物/ 低反差景物/高反差景物的是( A.B.C.D)(A) (B ) (C ) (D )16、在 TM 的 7 个不同波段中,TM1、2、3 相关系数较大,属于一组;TM5、7 均为红外波段,相关系数较大,成为一组;TM4 与其它波段的相关性都很小,单独成为一组;TM6因其几何分辨率较其它波段都低,无法与其它波段进行相关分析,也单独为一组。17、试简要阐述 TM7 个不同波段的相关分组性。TM1、2、3 相关系数较大,属于一组 TM5、7 均为红外波段,相关系数较大,成为一组 TM4 与其它波段的相关性都很小,单独成为一组 TM6 因其几何分辨率较其它波段都低,无法与其它波段
18、进行相关分析,也单独为一组。 波段相关系数大小受自然地理条件、气候、地质环境变化等因素的影响。18、以下哪一个不是辐射畸变产生的原因:(A )(A)传感器的成像方式(B)光学镜头的非均匀性引起的边缘减光现象(C)太阳位置的不同(D)大气的散射和吸收19、大气散射的影响主要在短波波段,为处理问题的方便,把近红外图像当作无散射影响的标准图像,通过对不同波段的对比分析计算出大气干扰值。一般有两种方法:回归分析法和直方图法。20、简述辐射校正的定义、主要目的及辐射畸变产生的原因。 消除影像中依附在辐射亮度中的各种失真的过程称为辐射校正。 目的是尽可能恢复图像的本来面目,为遥感图像的识别,分类,解译等后
19、续工作打下基础。 辐射畸变产生的原因 传感器的灵敏度特性产生的误差光学镜头的非均匀性引起的边缘减光现象光电变换系统的灵敏度特性引起的辐射误差 光照条件的差异太阳高度角的不同(太阳位置)地面的倾斜(地形起伏) 大气的散射和吸收21、以下不是遥感影像几何变形产生的主要影响因素的是:(B)(A)传感器的成像方式(B)大气的散射和吸收(C)地形起伏(D)大气的折射22、简要阐述遥感影像几何变形的主要影响因素。一、 传感器成像方式引起的图像变形二 、传感器外方位元素变化的影响三 、地形起伏引起的像点位移四、地球曲率引起的图像变形五、大气折射引起的图像变形六、地球自转的影响七、运行速度变化引起的变形八、卫
20、星运行所引起的扫描行倾斜九、其它变形误差23、简要阐述遥感影像几何校正的原理及步骤。原理:遥感图像的数字纠正是通过计算机对图像每个像元逐个地解析纠正处理完成的,所以能够精确地改正线性和非线变形误差。它一般包括两方面:一是像元坐标变换,二是像元灰度值重新计算(重采样)步骤:4.2 2125、以下关于控制点选择原则不正确的是:(D )(A)一般先在图像的四角和对角线交点处选择控制点,然后逐渐加密,保证均匀分布。(B)尽可能选在固定的地物交叉点上,无精确定位的标志情况下,利用半固定的地形地物交叉点(山顶、河流交叉处) 。如道路交叉点,标志物,水域的边界,山顶,小岛中心,机场等。 (特征明显)(C)在
21、 ENVI 软件中,一般要求控制点数量 (n+1)2,每景宜在 2535 个左右,山区或丘陵区适当增加。 (n 为多项式次数) (数量足够)(D)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,采用平均值法进行系数的确定,使得到的系数最佳。 (n 为多项式次数)(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。ENVI: (degree + 1)2 ) 26、以下关于多项式纠正法注意事项不正确的是:(B )(A)多项式纠正法的精度与地面控制点 (GCP)的精度、分布、数量及纠正范围有关。GCP的位置
22、精度越高,则几何纠正精度越高。(B)对于一般齐次多项式,GCP 的个数至少不得低于多项式的系数个数。而且越多越好。(C)GCP 应尽可能在整幅图像内均匀分布,否则会在 GCP 密集区几何纠正精度较高,而在 GCP 分布稀疏区将出现较大的拟合误差。(D)适当增加 GCP 的数量,可以提高几何纠正的精度,但过多地增加 GCP 的数量,不仅不会显著提高纠正精度,而且会增大选择 GCP 的工作量,有时甚至难以选出大量的GCP。27、遥感数据产品一般分为四级,其中经过辐射校正,但未经过几何校正的产品级别是(B)(A)0 级产品 (B)1 级产品(C)2 级产品 (D)3 级产品28、遥感数据产品一般分为
23、四级,其中经过系统级的几何校正,即利用卫星所提供的轨道和姿态等参数、以及地面系统中的有关处理参数对原始数据进行过几何校正的产品级别是(C)(A)0 级产品 (B)1 级产品(C)2 级产品 (D)3 级产品29、遥感数据产品一般分为四级,其中经过几何精校正,即在几何校正过程中利用地面控制点对系统几何校正模型进行修正,使之更精确地描述卫星与地面位置之间的关系。该几何校正的产品级别是(D)(A)0 级产品 (B)1 级产品(C)2 级产品 (D)3 级产品u 0 级产品:未经过任何纠正;u 1 级产品:经过辐射校正,但未经过几何校正;u 2 级产品:经过系统级的几何校正,即利用卫星所提供的轨道和姿
24、态等参数、以及地面系统中的有关处理参数对原始数据进行几何校正。产品的几何精度由上述参数和处理模型决定。u 3 级产品:经过几何精校正,即在几何校正过程中利用地面控制点对系统几何校正模型进行修正,使之更精确地描述卫星与地面位置之间的关系。产品的几何精度在亚象元量级上。31、下列关于遥感影像数字镶嵌的说法中不正确的是(A)(A)在遥感影像镶嵌的灰度调整中,对于多波段的图像文件,一般方法是选择一个信息量相对丰富的波段作为匹配“标准波段” ,对其它所有波段进行统一的“直方图匹配”处理。(B)镶嵌要有足够宽的重叠区,最好不少于图像的 l5 如果过于狭窄会影响镶嵌精度,特别是图像边缘会出现扭曲。(C)镶嵌
25、时相邻的图像往往色调(对彩色图像)或灰度值不一致( 对灰度图像),此时需要其中一幅图像进行诸如“直方图匹配”等处理。对于彩色图像,需要从红绿蓝三个波段分别进行灰度的调整;对于多波段的图像文件,需要进行一一对应的多个波段的灰度调整。(D)要参加拚接的图像必须具有统一的坐标系,即首先进行图像的几何纠正。此外具有相同的波段数(像元大小可以不一样) 。(E)如果镶嵌后需要某种地图投影变换,最好依据该地图投影方式先分幅校正,然后再镶嵌,这样精度会更高些。32、ENVI 软件中提供了哪些影像裁剪方法?u 查询框裁切出规则的遥感影像u AOI 工具裁切出规则或不规则遥感影像u 矢量格式的界线文件裁切33、下
26、列不属于 ENVI 软件中影像裁切方式的是( D)(A)查询框规则裁切方式 (B)AOI 规则裁切方式(C)键盘输入坐标范围规则裁切方式 (D)坐标 ascii 文本文件方式(E)其他图像文件范围方式 (F)矢量界线裁切方式34、试简要阐述遥感影像增强的目的和类型。目的:突出图像中的有用信息,扩大不同影像特征(亮度值)之间的差别,以提高对图像的解译和分析能力,使之更适合实际应用。类型:按照主要增强的信息内容可分为:波谱特征增强:突出不同地物之间波谱特征的差别空间特征增强:突出空间形态特征、边缘、线条、纹理结构特点时间信息增强:提取多时相图像中波谱与空间特征随时间变化的信息按照参加处理运算的波段
27、影像数目可分为: 单波段图像增强:对单一波段数据处理,如反差扩展多波段图像增强:对多个波段数据处理,如彩色合成从作用域出发,可分为空间域增强和频率域增强两种。空间域增强是在图像的空间变量范围内进行的局部计算,使用空间二维卷积方法,直接对图像各像素进行处理;频率域增强是采用傅立叶分析方法,通过修改原图像的傅立叶变换实现滤波,即对图像经傅立叶变换后的频谱成分进行处理,然后逆傅立叶变换获得所需的图像。从图像处理的数学形式看:点处理(点运算)和邻域处理36、针对右图图像数据,请分别根据以下空间卷积模板写出卷积滤波后的结果图像数据。77(图像) 37、试简要阐述波谱信息增强的主要方法。4.3 6波谱信息
28、增强方法有单波段运算和多波段运算两类,前者包括反差扩展、密度分割等,后者有比值法、差值法、主组分分析及其它线性变化。38、下列反差扩展函数中属于扩展影像直方图暗区(对数扩展)/影像直方图亮区(指数扩展)/影像直方图中部(正弦扩展)/ 影像直方图两端(正切扩展)的是(B.C.A.D) (a) (b)(A) (B) (C) (D)39、试简要阐述反差扩展或调整的目的、定义及原理。目的:主要是充分利用显示设备的能力,使人的视觉能力从影像中分辨出尽可能多的亮度等级。定义:是一种通过拉伸或扩展图像的亮度数据分布,使之占满整个动态范围(0255) ,以达到扩大地物之间亮度差异,分出更多亮度等级的一种处理技
29、术。原理:在反差扩展中,输出的像元值 y,是输入的像元值 x 的函数:y=f(x) 0), 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 。(2)大气吸收大气吸收电磁辐射的主要物质是:水、二氧化碳和臭氧。(3)反射作用主要是大气中的云层,大的尘埃。 1)( 2)( 1云量越多、云层越厚, 反射越强。 大气对太阳辐射的衰减总体规律:大气吸收 15, 散射和反射 42,其余 43 太阳辐射到达地面。又一说:大气吸收 17, 散射 22,反射 30,其余 31 太阳辐射到达地面5.大气窗口:电磁波在大气中传输过程中吸收和散射很小,透射率很高的波段。 6.常见地物反射波谱特征a
30、.植被的光谱曲线:可分为三段:1、0.4-0.76 m: 有一个小的反射峰,位于绿色波段(0.55 m ) ,两边(蓝、红)为吸收带(凹谷)2、0.76-1.3 m: 高反射,在 0.7 m 处反射率迅速增大,至 1.1 处有峰值3、1.3-2.5 m: 受植物含水量影响,吸收率增加,反射率下降,形成几个低谷b.水体的光谱曲线水体的反射主要在蓝光波段,其他波段吸收都很强,特别在近红外以后水体便成为一个吸收体。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类型和大小的物质有机物和无机
31、物的影响c.土壤的光谱曲线没有明显的波峰波谷土质越细反射率越高,有机质含量越高含水量越高,反射率越低自然状况的土壤表面的反射率没有明显的峰值和谷值,一般来说土质越细,反射率越高,有机质含量越高和含水量越高反射率越低。此外土壤的肥力也会对反射率产生影响。7. 任何物体只要它的温度在绝对零度以上,就存在着分子的热运动,它能够不断地向外发射电磁波。在红外波段这种辐射则为热辐射。地物的电磁波发射能力主要与它的温度有关。为了衡量地物发射电磁波能力的大小,常以黑体辐射作为度量的标准。、黑体是指能够在热力学定律所允许的范围内,最大限度地把热能转变成辐射能的理想辐射体。或者说能全部吸收外来电磁波辐射而毫无反射
32、和透射能力的理想物体。黑体的热辐射称为黑体辐射。 、黑体辐射定律(1) 普朗克定律1900 年,普朗克用量子论的概念推导出黑体的热辐射定律,阐明了黑体辐射的能量做为温度的函数沿波长分布的情况式中:w黑体辐射能量 w/m311252 kTchehcW h 普朗克常数(h=6.626*10-34w/s2)k 波耳滋曼常数(k=1.38*10-23ws/k )波长,m C光速(C=3*108m/s)T黑体的绝对温度 K从上式可以看出 w 与 T 和辐射能量的波长 有关。以 T 为第一变量, 为第二变量可在直角平面坐标系中绘出 w 与 T、 的关系曲线。该曲线也叫做黑体的波谱辐射曲线。变化特点:a 辐
33、射通量密度随波长连续变化,只有一个最大值;b 温度越高,辐射通量密度越大,不同温度的曲线不相交;c 随温度升高,辐射最大值向短波方向移动。(2)维恩定律峰值波长与绝对温度的关系。对普朗克公式微分并求极值:得 maxT 2897.8K上式表明,黑体辐射的峰值波状与绝对温度温度 T 成反比,即温度越高, max 愈小,即向短波方向移动。3)斯蒂芬玻耳兹曼定律将普朗克公式对波长从零到无穷大范围内作积分求得上式表明黑体辐射能量与绝对温度四次方成正比.即温度越高,黑体辐射的能量愈大,被遥感器记录的能量也愈大;反之亦然.这说明不同温度的物体具有不同的辐射能量,记录下它们之间的辐射能量差别就为区别它们提供了
34、基础.这也是在遥感图像上识别不同物体的基础. (4)、基尔霍夫定律在任何一个给定的温度下,任何一个物体的发射能量 W (T)与其吸收率 (T)之比都等于在同一温度 T 下的黑体的发射能量 W 黑(T).即8.地物发射率与三大发射体地物的发射率是地物的发射能量与同一温度下的黑体发射能量的比值(T)W(T)/W 黑(T)按照发射率(恒等于吸收率)的大小及其与波长的关系,可以把物体分为三类: 绝对黑体:在任何温度下对任何波长的电磁波的光谱发射率恒等 1 的物体。 灰体:在任何温度下对任何波长的电磁波的光谱发射率都小于 1,且不随波长而变化的物体。0W40 TdW 选择性辐射体:光谱发射率随波长而变化
35、的物体 9.三原色三原色:任何一种单色光不能通过其它两种混合而成。即红(R) 、绿(G) 、蓝(B)()、加色法三间色R+GY( 黄)G+BC(青) 黄、青、品红为三间色R+B M(品红)R+G+BW(白)两种原色按照等量叠加得到一种补色。三原色等量叠加得到 白光。如果两种色光叠加后得到 白光(黑光) ,则称这两种色为互补色。非互补色不等量叠加得到两者之间的中间色。红(多) 绿(少) 橙色红(少) 绿(多) 黄绿色(2):减色法互补色白光三原色中任何一种互补色W-RG+BC(青) 红、青为互补色W-GR+BM(品红) 绿、品红为互补色W-BR+GY(黄) 蓝、黄为互补色三原色相加为白色,三补色
36、相加为黑色 Y+M+CBL( 黑) 减色法一般用于颜料的配制、彩色印刷、彩色相片的染印等。颜料的颜色是由于染料选择性吸收了白光中的某些波长,反射出白光中未被吸收的色光而产生。黄 白蓝 红绿 黄青 白红 蓝绿 青三种颜料等量混合,白光中的红、绿、蓝 全部被吸收,所以呈现 黑色 10、彩色合成: 任何一种颜色,均可由三种原色进 行合成。不同波段的图像利用三种原色进行合成,则会重现彩色。 11.彩色三要素彩色可以用色调、饱和度和强度三要素来描述 色调(H):即颜色的类别,相当于光的平均波长饱和度(S):相当于颜色的“纯度” ,产生某种颜色的波长范围越窄,则饱和度越高。强度(I):相当于颜色的亮暗程度
37、,是所有波长的总的亮度,类似于反照率。用这三个变量可以构成彩色坐标系统。通过彩色坐标的数学变换,可以增强图像中的色彩差异,提高解译和识别的效果。 HIS色度空间RGB彩色空间12.根据图像的明暗程度和空间坐标的连续性划分:数字图像:被计算机存储、处理和使用的图像,是 一种空间坐标和灰度均不连续、用离散数学表示的图像,它属于不可见图像模拟图像:空间坐标和明暗程度都连续变化的、计算机无法直接处理的图像,它属于可见图像模拟图像 数字图像 模数转换,记 A/D 转换数字图像 模拟图像 数模转换,记 D/A 转换13. 遥感图像是通过远距离探测而记录的地球表面、大气层、以及其它星球表面等物体在不同的电磁
38、波波段所反射或发射的能量的分布和时空变化的产物。遥感数字图像(digital image)是指以数字形式表述的遥感影像。最基本单位是像元(Pixel,或称像素) ,像素是成像过程的采样点,或者是在A/D 转换中的取样点,也是计算机图像处理的最小单元,具有空间位置特征和属性特征。14.图像函数的数字化图像函数 g(x,y)的数字化就是把连续函数图像转换为数字图像,图像函数的数字化 ,通常包括以下两个方面的内容:1) 、空间取样(抽样): 进行像幅空间坐标的数字化,即沿像幅 X 轴和 Y 轴等距离地分割为 MN 个像元(即网格化) ,并分别量测这些像元的平均灰度值,这一过程称为抽样。2) 、灰度量
39、化:对量测的灰度值进行数字化。即将灰度值转换成二进制字码代表的某一灰度级。经过量化后,数字图像的灰度值不是像元的平均辐射值,而是像元平均辐射值所在的编码区间的级数。灰度级的级数 i 一般用 2 的指数 m,即 i=2m (m=1,2,8)当 m=1 时,灰度有黑白两级(二值化)当 m=8 时,则灰度有 256 级,0255,0 为黑,255 为白。如 MSS 的量化级 26 TM、SPOT 的量化级 2815.遥感数字图像的分辨率空间分辨率(单个像元所对应的地面面积大小) ,光谱分辨率(遥感仪器能感应到的电磁波波谱中特定波长间隔(波段或通道)的数量和大小) ,时间分辨率(重复周期) ,亮度(灰
40、度、辐射)分辨率,温度分辨率16.图像的统计量 基本统计量是指一组数值或一幅单波段图像数据的中心趋势统计量和变化程度统计量。1)、 均值:是一幅图像中所有像元亮度值的算术平均值2)、 中值:是指图像中所有不同亮度值的中间值3)、 众数(Mode):是图像中出现最多的一个亮度值4) 数值域:亮度值的动态变化范围,即最大和最小亮度值之 间的差值gange=gmax-gmin5) 方差和标准差:是由每个像元值 Xi 与均值的差异所累积形成的总的离散程度方差和标准差描述了像元值与图像平均值的离散程度,是图像信息量大小的标志。方差是衡量一个波段中像元值差别的大小或分散的程度,一定程度上也是信息量多少的量度。方差小,亮度值比较集中,图像反差小;方差大,亮度值比较分散,图像反差大。6)、反差:C1DNmax/DNminC2DNmax-DNminC3Sb(标准差) 标准差大,反差大17.图像的直方图1)、图像直方图的基本概念:直方图是图像中的每个波段亮度值的分布曲线。图像直方图的横坐标表示图像的灰度级变化 ,直方图的纵坐标表示图像中某个灰度级像元数目占整个图像象元数目的百分比或累计百分比。直方图是图像灰度分布的直观描述,它能够反映图像的信息量及分布特征。2)、图像直方图的基本类型 频数直方图:纵坐标值是某个灰度级的像元在图像中出现的百分数,频数直方图相当于概率密度曲线