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卫星遥感探测原理与数据应用

发布时间:2023-08-27   来源:ssss   标签:遥感 图像 地物 信息 波段 点击:4
内容提要:不倒嗡嗡 遥感卫星 (Remote Sensing Satellite )用作外层空间遥感平台的人造卫星。用卫星作为平台的遥感技术称为卫星遥感。通常,遥感卫星可在轨道上运行数年。卫星轨道可根据需要来确定。遥感卫星能在规定的时间内覆盖整个地球

卫星遥感探测原理与数据应用,第1张

不倒嗡嗡

遥感卫星 (Remote Sensing Satellite )用作外层空间遥感平台的人造卫星。用卫星作为平台的遥感技术称为卫星遥感。通常,遥感卫星可在轨道上运行数年。卫星轨道可根据需要来确定。遥感卫星能在规定的时间内覆盖整个地球或指定的任何区域,当沿地球同步轨道运行时,它能连续地对地球表面某指定地域进行遥感。所有的遥感卫星都需要有遥感卫星地面站,从遥感集市平台获得的卫星数据可监测到农业、林业、海洋、国土、环保、气象等情况,遥感卫星主要有气象卫星、陆地卫星和海洋卫星三种类型。

气象卫星遥感探测原理

在地球大气系统中各自然表面以及大气本身的辐射过程是一个十分复杂的问题,它涉及到各辐射源的特性和物体和气体的吸收、发射、透射、目标物反射、粒子散射和透射等诸多方面的特性。地球大气系统作为一个整体,它一方面要接受入射的太阳辐射,另一方面又要反射太阳辐射和以其自身的温度发射红外辐射。在它的视场范围内测量到辐射主要有:

1) 地表、云层发出的红外辐射,将卫星在大气窗通道测量的辐射转换成图象就得红外云图。

2)大气中吸收气体发射的红外辐射,由卫星测量到的大气气体发射的辐射,就可反演获取大气的有关参数,如选取CO2 发射的辐射可以得到大气垂直温度,由H2O 发射的辐射可以得到水汽分布。

3)地面、云面反射的大气向下的红外辐射,由于在红外波段卫星测量的地面反射大气辐射很小,可以忽略不计。

4) 地面和云面反射太阳辐射,卫星在可见光-近红外谱段测量的辐射就获取可见光云图。

5)大气分子、气溶胶等对太阳辐射的散射辐射,根据卫星测量的大气分子、气溶胶的后向散射辐射可以获取大气分子、气溶胶的分布。

卫星在空间接收地球大气中各种辐射源发射辐射的相对大小,对于反射太阳辐射部分,卫星测量的主要是云反射的太阳辐射,占入射太阳辐射的20%,其次的空气分子的后向散射辐射仅6%,而地面反射太阳辐射较小4%。卫星接收的红外辐射主要是由H2O、CO2,其次是云发射的,直接收到地面的较小。

01

增加和丰富了气象观测及其它领域资料的内容和范围

气象卫星观测体系的建立,大大地丰富了气象观测的内容和范围,使大气探测技术和气象观测进入了一个新价段,突破了人类只能在大气底层观测大气的局限性。一些难以观测的资料和地区,现在都可以从气象卫星上得到实现。当前气象卫星可以提供以下有价值的资料:

1、每日的可见光、红外和水汽等多谱段图象资料;

2、大气垂直探测资料;

3、微波探测资料;

4、太阳质子、粒子资料等;

以上这些些资料包含有大量地球大气信息,由这些信息可以导得以下气象和其它领域的各种参数和现象:

1、云系的范围分布和各类天气系统的位置、形成、发生发展等;灾害性天气的发生发展;

2、云类、云量、云顶温度(云顶高度)、云的相态等;

3、气溶胶、沙尘暴、吹沙、浮尘、冰雪覆盖等;

4、陆面温度、植被分布、蒸散、土壤湿度、地面反照率等陆面参数;

5、大气温度、湿度垂直分布,大气中水汽总量、臭氧总量;

6、降水量和降水区、地面水资源、洪水等;

7、给定区域的云风矢量;

8、入射地球大气系统的太阳辐射和地球大气系统反射总辐射,长波辐射总量地气系统辐射收支等;

9、海洋表面温度、洋流、悬浮物质浓度、叶绿素浓度和海冰等海洋表面状态;

10、监视森林火灾、森林生长状况;

11、由可见光和近红外云图提取植被指数,监视农作物生长、估计作物产量;

12、监视太阳质子、a 粒子、电子通量密度和能量谱以及卫星高度上的粒子总能量。

02

天气分析预报的重要依据

由于卫星观测范围大,能得到海洋、高原、沙漠等人烟稀疏地区的气象资料,大大地改进了这些地区的天气分析的准确性,加深了对各天气系统的理解,揭露了一些新的天气事实,解释了以前无法解释的天气现象。由于卫星云图有高的时、空分辨率,能连续追踪云系的形成、天气系统发展加强与降水等的相互关系,如对锋面、高空槽和气旋云系的发生发展和演变都有了新的认识和理解。发现了大尺度云系分布的各种云型特征,提出了天气尺度云系演变的概念模式,为预报员准确预报天气提供了依据。在使用了卫星资料后,能及早发现天气系统,从而提高预报的准确性,延长预报时效,如在卫星观测之前,青藏高原资料稀少,许多天气系统常常被遗漏,造成天气预报的失败,有了卫星资料后,发现和掌握了青藏高原上冷、暖锋和急流及其它系统的活动规律,为预报我国东部地区的降水发挥了重要作用。

03

监视暴雨、强雷暴等灾害性天气系统

暴雨和强雷暴(大风和雷电)是灾害性危险天气系统,对人们的生命财产常造成严重损失。这类系统空间尺度小、变化快、生命短、强度大,用常规的观测资料难以抓住它,因此对这类系统的分析和预报一直是大气科学研究的一个重要问题。静止卫星云图能对某一固定区域连续观测,具有高的时、空分辨率,对发现和连续监视暴雨和强雷暴天气系统是很有效的工具,我国预报员利用静止卫星云图监视暴雨强对流的发生发展,制作0—6 小时和0—12 小时短时天气预报,减少了人民生命和财产损失。

04

监视热带洋面上的低压、台风等天气系统

在热带海洋地区,气象测站稀少,资料十分短缺,用常规气象资料很难发现和追踪洋面天气系统的发生发展和移动。卫星云图是监视热带洋面上的低压、台风等天气系统的重要工具。在使用卫星云图以来没有一个台风被遗漏,并总结出一套用卫星云图预报台强度和路径的有效方法,提高了台风预报的准确率,延长了预报时效,保障了人民生命和财产的安全,减少了经济损失。

05

改进长期天气预报

卫星资料能提供南北半球环流和中低纬度环流间的相互作用的有关资料,又因这些作用在几天或几星期后影响中纬度地区,所以应用这些资料可以帮助制作中长期天气预报。另外由卫星观测资料计算出的洋面温度、地球表面和洋面的冰雪覆盖资料,以及地球—大气和宇宙之间辐射能的交换资料,可以研究海气交换、气候变迁。

由NOAA 气象卫星的高分辨率红外探测器得到的探测资料反演得到的大气温度、湿度分布和各高度上的云迹风,输入到数值模式中,用于提供数值预报的初始场,进一步提高数值天气预报的准确率。

06

在气候研究方面的应用

1)云量、云类

云控制着入射到地球表面的太阳辐射和地球自身发射的红外辐射,所以云对地球的辐射收支有重要影响,从而对地球的增暖和冷却起着直接重要的作用。用卫星资料估算云的时空分布,能用于研究:(1)气候模式和有效性检验;(2)云对气候的影响:(3)云和地球辐射收支:(4)云的气候学变化等。

2)辐射

地球大气顶的辐射收支决定了地气系统的能量输入,辐射能的源和汇导致了大气环流,影响全球的能量和水循环。由卫星观测能确定大气顶的辐射收支,入射地面的太阳辐射,射出长波辐射、总辐射等。

3)降水

用卫星资料估计降水是测量降水的又一新的途径,特别是对于估算大尺度降水是最有效的方法。在热带地区的对流降水及其释放的潜热是大气环流的重要强迫机制之一。卫星估算降水已经是一项重要的业务产品,对于研究降水与气候间的关系,水循环、作物生长等都有是十分有用的。

4)气溶胶、微量气体

CO2、CH4 和N2O,这些气体起着温室效应作用,影响气候变化;臭氧变化影响人类的健康;SO2等有害气体则造成大气污染。

5)冰雪覆盖

中国是世界上中低纬度地区山岳冰川最多的国家之一,冰川面积虽不足全国面积的6%,但其融水量却占全国寺表年总径流量的20%,相当于黄河每年入海年总径流量。利用卫星资料能计算冰川面积、冰川变化等。

冰雪覆盖的改变是气候变化的最重要的信号之一,全球气候模拟表明,温室效应在高纬度最大,极地冰雪一旦融化,地面反照率将发生很大变化,结果更有利于增温。地球上的冰雪覆盖有海冰、雪盖和冰川三部分。用卫星资料可以对冰雪覆盖的水平分布进行详细的观测,对冰川的分析更加系统化和全球化。利用NOAA 卫星资料可以分析雪盖的范围、月、季雪盖频次及其距平;由NOAA-K 卫星16 微米资料更加容易区分积雪和云,积雪的深度;由美国国防气象卫星SSM/I 资料分析积雪深度。由合成孔径雷达可以提供冰的范围、密度、冰期、冰缝等。。

06

为农业提供气象资料

气象卫星可以为农业提供诸如日照、降水、气温、陆面温度、植被分布、蒸散、土壤湿度、地面反照率等气象参数和陆面参数,利用这些资料可以进行农业区划,监视作物长势,监测干旱、虫灾和估算作物产量等。确定反演生态环境预测变量。

西北地区植被分布                          长江中下游植被分布

07

监视森林火灾、地表热异常

森林火灾通常用地面建立了望塔和飞机进行观测,其了望塔的观测范围十分有限,而飞机观测费用十分昂贵。卫星观测有高的时空分辨率,可以对大范围森林火灾进行监视观测,经济费用少,是一个十分有效的工具。

黑龙江省的森林火灾

08

卫星资料在水文方面的应用

(1)估计降水量;

(2)监测洪涝灾害;洪水泛滥可造成重大损失,利用近红外卫星资料,可以制作洪水泛滥图。

(3)地面水资源。水是地面上无处不有,然而又是最多变的矿产资源,对环境水的监测是一件困难而又迫切的问题之一。水是一切有机物体的组成成分之一,没有水就没有生命。利用卫星遥感资料可以帮助寻找地下水,

对于人烟稀少的高原等地区,由卫星观测水资源的分布是十分理想的工具。

09

为海洋活动提供气象资料

1)海洋气象预报和海洋航行保障:全球广阔海洋上大范围海冰、水状态对全球天气有重要影响。卫星观测到的海面温度、海冰、海面风浪状态对制作海洋天气预报有很大帮助。由卫星云图提供的天气实况和天气预报,可以避开不利的天气和海洋上的巨浪,改进海上航行业务。又如根据卫星资料制作的海冰分布图,可以寻找可通行水路的最佳航线,不仅能绕过海上危险的巨大冰山,节省时间和花费。例如在美国每年在海上航运事故造成的损失达5 亿美元,在利用了卫星资料后,可减少损失5—10%。在每年冬季,我国渤海湾地区经常出现冰冻,用飞机或船舶侦察海冰分布,不仅费用大,而且不能满足要求。用卫星资料能准确及时作出海冰分布图,为我国航行事业提供有用资料。

2)海洋环境监视:利用卫星资料能实现环境监视,发现海洋上大范围的污染、赤潮,能获取海洋表面温度、洋流、悬浮物质浓度、叶绿素浓度等海洋表面状态;如石油污染、热污染和固体垃圾污染等海洋污染对生态破坏极大,这些都有可以由卫星监视检测。

3)河口、海岸的研究:使用卫星资料可以研究海岸、河口的形态及沿岸泥沙的搬运。为海港建设、保护海岸和浅海区域施工提供资料。

4)海洋捕捞:卫星资料可以帮助海洋捕捞提供海洋信息,直接或间接反映鱼类生态情况。例如根据卫星提供的海面温度定出冷暖洋流的边界位置,是鱼类活动的区域,由此可以预报鱼群,提高捕鱼产量。

黄海地区的水体分布

10

为航空提供飞行保障

在卫星观测之前,由于缺乏资料,航空天气预报难以作准。在一张航线图上,标出哪些地方有强烈颠簸、哪里有积雨云、哪里能见度差、哪里有危险天气等是很困难的,即使能标出,误差也很大,应用卫星资料后,便改善了这种情况,以上问题很容易解决,为飞机安全飞行提供保障。利用卫星资料可以选取最佳航线,如沿高空急流飞行,可以缩短飞行时间,节省燃料。

11

为军事提供气象服务

气象卫星资料广泛应用于军事保障工作,如空军靶场,着陆预报、远程轰炸机航线天气预报、危险天气警报、特种军事勤务保障、弹道导-弹系统的计算、气象参数对通信和雷达系统的影响计算等,卫星资料起有重要作用。

美国还专门发射国防气象卫星(DMPS),建立军事气象卫星体系,得到比民用气象卫星分辨率还高的气象资料,在越战和中东战争中广泛使用军事气象卫星资料,发挥了作用。随着我国国防现代化、空间科学和尖端武器的发展,对气象保障工作提出越来越高的要求。例如,卫星发射和着陆回收的地区人烟稀少,气象资料缺乏,卫星可以提供及时而有效的资料。

在战时,气象卫星可以获取敌区的气象资料,为战争服务。同时,若敌方对我方实行封锁,气象情报来源中断,此时气象卫星可以发挥更大的作用。

12

空间环境监视

气象卫星上装有空间环境监测器(SEM),测量太阳质子、电子流密度、a粒子、能量谱和总粒子能量等,确定卫星周围的磁场强度和方向、估计太阳X 射线流量,探测太阳风和环绕地球辐射带中的能量粒子,为高层大气物理和空间科学研究提供资料。

无人机用传感器收集目标物的电磁波信息,经处理、分析后,识别目标物,揭示其几何、物理性质和相互关系及其变化规律的现代科学技术。 换言之,即是“遥远的感知”,按传感器搭载平台划分,包括航天遥感、航空遥感、地面遥感。,使用领域有自然灾害,如国家和地方灾情监测、预警、评估、应急救助指挥体系,民用领域等。

遥感(RS-Remote Sensing)——不接触物体本身,用传感器收集目标物的电磁波信息,经处理、分析后,识别目标物,揭示其几何、物理性质和相互关系及其变化规律的现代科学技术。 换言之,即是“遥远的感知”,按传感器搭载平台划分,包括航天遥感、航空遥感、地面遥感。

无人机遥感(UAVRS)技术作为航空遥感手段,具有续航时间长、影像实时传输、高危地区探测、成本低、高分辨率、机动灵活等优点,是卫星遥感与有人机航空遥感的有力补充,在国外已得到广泛应用。其利用高分辨CCD相机系统获取遥感影像,利用空中和地面控制系统实现影像的自动拍摄和获取,同时实现航迹的规划和监控、信息数据的压缩和自动传输、影像预处理等功能,可广泛应用于国家生态环境保护、矿产资源勘探、海洋环境监测、土地利用调查、水资源开发、农作物长势监测与估产、农业作业、自然灾害监测与评估、城市规划与市政管理、森林病虫害防护与监测、公共安全、国防事业、数字地球等领域。

遥感信息模型描述了遥感数据的结构和内容,以及数据在空间、光谱和时间维度上的特征。以下是常见的遥感信息模型:

                                   

1 光谱信息模型:光谱信息模型描述了遥感数据在不同波段上的光谱特征。遥感数据通常包括多个波段,如可见光、红外线和微波波段。通过分析和解译不同波段的光谱反射率或辐射数据,可以获得有关地物类型、植被健康状态、水体特性等方面的信息。

2 空间信息模型:空间信息模型描述了遥感数据的空间分布和几何特征。它包括像元分辨率、像元大小、数据投影和地理坐标系统等内容。通过空间信息模型,可以确定遥感数据在地球表面的准确位置,并进行地物的空间分析和空间关系的建模。

3 时间信息模型:时间信息模型描述了遥感数据在时间维度上的特征和演变过程。它可以包括单幅遥感图像的获取时间、多时相遥感数据的时间序列、周期性观测数据的时间间隔等。时间信息模型对于监测地表变化、分析动态过程和制定时序决策非常重要。

4 三维信息模型:三维信息模型描述了遥感数据的高程或立体结构特征。它可以包括数字地面模型(Digital Elevation Model,DEM)或数字表面模型(Digital Surface Model,DSM)等数据,用于建立地形模型、提取地物高度信息等。

5 属性信息模型:属性信息模型描述了遥感数据中与地物属性相关的属性数据。例如,地物类别、土地利用类型、植被指数、温度值等都可以作为属性信息模型的一部分。

这些信息模型在遥感数据的分析、处理和应用中发挥重要作用,可以帮助用户理解和提取数据中的有用信息,支持地学研究、资源管理、环境监测等应用领域。

[编辑本段]遥感(RS)简介

遥感是以航空摄影技术为基础,在20世纪60年代初发展起来的一门新兴技术。开始为航空遥感,自1972年美国发射了第一颗陆地卫星后,这就标志着航天遥感时代的开始。经过几十年的迅速发展,目前遥感技术已广泛应用于资源环境、水文、气象,地质地理等领域,成为一门实用的,先进的空间探测技术。

遥感是利用遥感器从空中来探测地面物体性质的,它根据不同物体对波谱产生不同响应的原理,识别地面上各类地物,具有遥远感知事物的意思。也就是利用地面上空的飞机、飞船、卫星等飞行物上的遥感器收集地面数据资料,并从中获取信息,经记录、传送、分析和判读来识别地物。

[编辑本段](一)遥感技术主要特点

1.可获取大范围数据资料。遥感用航摄飞机飞行高度为10km左右,陆地卫星的卫星轨道高度达910km左右,从而,可及时获取大范围的信息。例如,一张陆地卫星图像,其覆盖面积可达3万多km2。这种展示宏观景象的图像,对地球资源和环境分析极为重要。

2.获取信息的速度快,周期短。由于卫星围绕地球运转,从而能及时获取所经地区的各种自然现象的最新资料,以便更新原有资料,或根据新旧资料变化进行动态监测,这是人工实地测量和航空摄影测量无法比拟的。例如,陆地卫星4、5,每16天可覆盖地球一遍,NOAA气象卫星每天能收到两次图像。Meteosat每30分钟获得同一地区的图像。

3.获取信息受条件限制少。在地球上有很多地方,自然条件极为恶劣,人类难以到达,如沙漠、沼泽、高山峻岭等。采用不受地面条件限制的遥感技术,特别是航天遥感可方便及时地获取各种宝贵资料。

4.获取信息的手段多,信息量大。根据不同的任务,遥感技术可选用不同波段和遥感仪器来获取信息。例如可采用可见光探测物体,也可采用紫外线,红外线和微波探测物体。利用不同波段对物体不同的穿透性,还可获取地物内部信息。例如,地面深层、水的下层,冰层下的水体,沙漠下面的地物特性等,微波波段还可以全天候的工作。

遥感技术所获取信息量极大,其处理手段是人力难以胜任的。例如Landsat卫星的TM图像,一幅覆盖185km×185km地面面积,象元空间分辨率为30m,象元光谱分辨率为28位的图,其数据量约为6000×6000=36Mb。若将6个波段全部送入计算机,其数据量为:

36Mb×6=216Mb

为了提高对这样庞大数据的处理速度,遥感数字图像技术随之得以迅速发展。

目前,遥感技术已广泛应用于农业、林业、地质、海洋、气象、水文、军事、环保等领域。在未来的十年中,预计遥感技术将步入一个能快速,及时提供多种对地观测数据的新阶段。遥感图像的空间分辨率,光谱分辨率和时间分辨率都会有极大的提高。其应用领域随着空间技术发展,尤其是地理信息系统和全球定位系统技术的发展及相互渗透,将会越来越广泛。

遥感(Remote Sensing),从广义上说是泛指从远处探测、感知物体或事物的技术。即不直接接触物体本身,从远处通过仪器(传感器)探测和接收来自目标物体的信息(如电场、磁场、电磁波、地震波等信息),经过信息的传输及其处理分析,识别物体的属性及其分布等特征的技术。

通常遥感是指空对地的遥感,即从远离地面的不同工作平台上(如高塔、气球、飞机、火箭、人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等)通过传感器,对地球表面的电磁波(辐射)信息进行探测,并经信息的传输、处理和判读分析,对地球的资源与环境进行探测和监测的综合性技术。

当前遥感形成了一个从地面到空中,乃至空间,从信息数据收集、处理到判读分析和应用,对全球进行探测和监测的多层次、多视角、多领域的观测体系,成为获取地球资源与环境信息的重要手段。

遥感在地理学中的应用,进一步推动和促进了地理学的研究和发展,使地理学进入到一个新的发展阶段。

遥感信息应用是遥感的最终目的。遥感应用则应根据专业目标的需要,选择适宜的遥感信息及其工作方法进行,以取得较好的社会效益和经济效益。

遥感技术系统是个完整的统一体。它是建筑在空间技术、电子技术、计算机技术以及生物学、地学等现代科学技术的基础上的,是完成遥感过程的有力技术保证。

[编辑本段](二)遥感的原理与实践

--以上海市第三轮航空遥感调查为例

在人类即将告别20世纪,并迈步跨入21世纪之际,上海市人民政府要求: 对20世纪末的上海城市发展状况,作一次全面的航空遥感调查,这是继1988年和1994年前两轮航空遥感调查之后的上海市第三轮航空遥感调查。本次航空遥感调查的目的是:运用现代信息技术手段,将20世纪末的上海城市发展状况,以数字化的形式真实、详细地记录下来,建立相应的遥感影像资料数据库,并对这些数据充分加以分析和利用,以便为未来的上海城市发展提供信息服务和决策参考。

(一)基本概念

遥感一词来源于英语“Remote Sensing”,其直译为“遥远的感知”,时间长了人们将它简译为遥感。遥感是20世纪60年代发展起来的一门对地观测综合性技术。自20世纪80年代以来,遥感技术得到了长足的发展,遥感技术的应用也日趋广泛。随着遥感技术的不断进步和遥感技术应用的不断深入,未来的遥感技术将在我国国民经济建设中发挥越来越重要的作用。 关于遥感的科学含义通常有广义和狭义两种解释: 广义的解释: 一切与目标物不接触的远距离探测。 狭义的解释: 运用现代光学、电子学探测仪器,不与目标物相接触,从远距离把目标物的电磁波特性记录下来,通过分析、解译揭示出目标物本身的特征、性质及其变化规律。

(二)系统的组成

遥感是一门对地观测综合性技术,它的实现既需要一整套的技术装备,又需要多种学科的参与和配合,因此实施遥感是一项复杂的系统工程。根据遥感的定义,遥感系统主要由以下四大部分组成:

1、信息源 信息源是遥感需要对其进行探测的目标物。任何目标物都具有反射、吸收、透射及辐射电磁波的特性,当目标物与电磁波发生相互作用时会形成目标物的电磁波特性,这就为遥感探测提供了获取信息的依据。

2、信息获取 信息获取是指运用遥感技术装备接受、记录目标物电磁波特性的探测过程。信息获取所采用的遥感技术装备主要包括遥感平台和传感器。其中遥感平台是用来搭载传感器的运载工具,常用的有气球、飞机和人造卫星等; 传感器是用来探测目标物电磁波特性的仪器设备,常用的有照相机、扫描仪和成像雷达等。

3、信息处理 信息处理是指运用光学仪器和计算机设备对所获取的遥感信息进行校正、分析和解译处理的技术过程。信息处理的作用是通过对遥感信息的校正、分析和解译处理,掌握或清除遥感原始信息的误差,梳理、归纳出被探测目标物的影像特征,然后依据特征从遥感信息中识别并提取所需的有用信息。

4、信息应用 信息应用是指专业人员按不同的目的将遥感信息应用于各业务领域的使用过程。信息应用的基本方法是将遥感信息作为地理信息系统的数据源,供人们对其进行查询、统计和分析利用。遥感的应用领域十分广泛,最主要的应用有: 军事、地质矿产勘探、自然资源调查、地图测绘、环境监测以及城市建设和管理等。

(三)遥感原理

振动的传播称为波。电磁振动的传播是电磁波。电磁波的波段按波长由短至长可依次分为: γ-射线、X-射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波。电磁波的波长越短其穿透性越强。遥感探测所使用的电磁波波段是从紫外线、可见光、红外线到微波的光谱段。 太阳作为电磁辐射源,它所发出的光也是一种电磁波。太阳光从宇宙空间到达地球表面须穿过地球的大气层。太阳光在穿过大气层时,会受到大气层对太阳光的吸收和散射影响,因而使透过大气层的太阳光能量受到衰减。但是大气层对太阳光的吸收和散射影响随太阳光的波长而变化。通常把太阳光透过大气层时透过率较高的光谱段称为大气窗口。大气窗口的光谱段主要有: 紫外、可见光和近红外波段。 地面上的任何物体(即目标物),如大气、土地、水体、植被和人工构筑物等,在温度高于绝对零度(即0°k=-27316℃)的条件下,它们都具有反射、吸收、透射及辐射电磁波的特性。当太阳光从宇宙空间经大气层照射到地球表面时,地面上的物体就会对由太阳光所构成的电磁波产生反射和吸收。由于每一种物体的物理和化学特性以及入射光的波长不同,因此它们对入射光的反射率也不同。各种物体对入射光反射的规律叫做物体的反射光谱。遥感探测正是将 8幸瞧魉�邮艿降哪勘晡锏牡绱挪ㄐ畔⒂胛锾宓姆瓷涔馄紫啾冉希�佣�梢远缘孛娴奈锾褰�惺侗鸷头掷唷U饩褪且8兴�捎玫幕�驹�怼nbsp;

(四)遥感的分类

为了便于专业人员研究和应用遥感技术,人们从不同的角度对遥感作如下分类: 1、按搭载传感器的遥感平台分类 根据遥感探测所采用的遥感平台不同可以将遥感分类为: 地面遥感,即把传感器设置在地面平台上,如车载、船载、手提、固定或活动高架平台等;航空遥感,即把传感器设置在航空器上,如气球、航模、飞机及其它航空器等; 航天遥感,即把传感器设置在航天器上,如人造卫星、宇宙飞船、空间实验室等。 2、按遥感探测的工作方式分类 根据遥感探测的工作方式不同可以将遥感分类为: 主动式遥感,即由传感器主动地向被探测的目标物发射一定波长的电磁波,然后接受并记录从目标物反射回来的电磁波; 被动式遥感,即传感器不向被探测的目标物发射电磁波,而是直接接受并记录目标物反射太阳辐射或目标物自身发射的电磁波。 3、按遥感探测的工作波段分类 根据遥感探测的工作波段不同可以将遥感分类为: 紫外遥感,其探测波段在03~038um之间; 可见光,其探测波段在038~076um之间; 红外遥感,其探测波段在076~14um之间; 微波遥感,其探测波段在1mm~1m之间; 多光谱遥感,其探测波段在可见光与红外波段范围之内,但又将这一

(五)遥感技术的特点

遥感作为一门对地观测综合性技术,它的出现和发展既是人们认识和探索自然界的客观需要,更有其它技术手段与之无法比拟的特点。遥感技术的特点归结起来主要有以下三个方面: 1、探测范围广、采集数据快 遥感探测能在较短的时间内,从空中乃至宇宙空间对大范围地区进行对地观测,并从中获取有价值的遥感数据。这些数据拓展了人们的视觉空间,为宏观地掌握地面事物的现状情况创造了极为有利的条件,同时也为宏观地研究自然现象和规律提供了宝贵的第一手资料。这种先进的技术手段与传统的手工作业相比是不可替代的。 2、能动态反映地面事物的变化 遥感探测能周期性、重复地对同一地区进行对地观测,这有助于人们通过所获取的遥感数据,发现并动态地跟踪地球上许多事物的变化。同时,研究自然界的变化规律。尤其是在监视天气状况、自然灾害、环境污染甚至军事目标等方面,遥感的运用就显得格外重要。 3、获取的数据具有综合性 遥感探测所获取的是同一时段、覆盖大范围地区的遥感数据,这些数据综合地展现了地球上许多自然与人文现象,宏观地反映了地球上各种事物的形态与分布,真实地体现了地质、地貌、土壤、植被、水文、人工构筑物等地物的特征,全面地揭示了地理事物之间的关联性。并且这些数据在时间上具有相同的现势性。

定量遥感是利用遥感传感器获取的地表地物的电磁波信息,在先验知识和计算机系统支持下,定量获取观测目标参量或特性的方法与技术。作为新兴的遥感信息获取与分析方法,定量遥感强调通过数学的或物理的模型将遥感信息与观测地表目标参量联系起来,定量地反演或推算出某些地物目标参量。

遥感定量反演也称遥感定量化研究,主要指从对地观测电磁波信号中定量提取地表参数的技术和方法研究,区别于仅依靠经验判读的定性识别地物的方法。

它有两重含义:遥感信息在电磁波的不同波段内给出的地表物质的定量物理量和准确的空间位置;从这些定量的遥感信息中,通过实验的或物理的模型将遥感信息与地学参量联系起来,定量的反演或推算某些地学或生物学信息。

遥感图像是地表现实世界较为真实反映,地表不同地物类型通过在遥感图像上不同反射率、不同纹理组合特征,即不同颜色和色调等反映出来。地物对某一波段光谱反射率越高、反射越强,在遥感图像上颜色越浅(越亮),反之亦然。通过遥感图像反射率差异,通过经验和计算机技术,也可以推算和估算地物类型和含量。这不同于以往遥感图像目视或人机交互解译,定性研究地物类型,半定量分类和分级,可以同时、大面积定量调查和研究地物和其中某种物质的含量。

根据以往工作经验,可见光及近红外遥感图像上,黑土土壤中有机质含量与反射率呈反比关系,即土壤中有机质含量越高,遥感图像上颜色越黑、色调越深;含量越低,颜色越浅、越亮。根据遥感图像上反射率高低,通过某种数学模型和有限的前提条件,即可建立反射率与黑土有机质含量之间的定量关系,推算出土壤中实际有机质含量。

1、遥感信息提取方法分类

常用的遥感信息提取的方法有两大类:一是目视解译,二是计算机信息提取。

11目视解译

目视解译是指利用图像的影像特征(色调或色彩,即波谱特征)和空间特征(形状、大小、阴影、纹理、图形、位置和布局),与多种非遥感信息资料(如地形图、各种专题图)组合,运用其相关规律,进行由此及彼、由表及里、去伪存真的综合分析和逻辑推理的思维过程。早期的目视解译多是纯人工在相片上解译,后来发展为人机交互方式,并应用一系列图像处理方法进行影像的增强,提高影像的视觉效果后在计算机屏幕上解译。

1)遥感影像目视解译原则

遥感影像目视解译的原则是先“宏观”后“微观”;先“整体”后“局部”;先“已知”后“未知”;先“易”后“难”等。一般判读顺序为,在中小比例尺像片上通常首先判读水系,确定水系的位置和流向,再根据水系确定分水岭的位置,区分流域范围,然后再判读大片农田的位置、居民点的分布和交通道路。在此基础上,再进行地质、地貌等专门要素的判读。

2)遥感影像目视解译方法

(1)总体观察

观察图像特征,分析图像对判读目的任务的可判读性和各判读目标间的内在联系。观察各种直接判读标志在图像上的反映,从而可以把图像分成大类别以及其他易于识别的地面特征。

(2)对比分析

对比分析包括多波段、多时域图像、多类型图像的对比分析和各判读标志的对比分析。多波段图像对比有利于识别在某一波段图像上灰度相近但在其它波段图像上灰度差别较大的物体;多时域图像对比分析主要用于物体的变化繁衍情况监测;而多各个类型图像对比分析则包括不同成像方式、不同光源成像、不同比例尺图像等之间的对比。

各种直接判读标志之间的对比分析,可以识别标志相同(如色调、形状),而另一些标识不同(纹理、结构)的物体。对比分析可以增加不同物体在图像上的差别,以达到识别目的。

(3)综合分析

综合分析主要应用间接判读标志、已有的判读资料、统计资料,对图像上表现得很不明显,或毫无表现的物体、现象进行判读。间接判读标志之间相互制约、相互依存。根据这一特点,可作更加深入细致的判读。如对已知判读为农作物的影像范围,按农作物与气候、地貌、土质的依赖关系,可以进一步区别出作物的种属;河口泥沙沉积的速度、数量与河流汇水区域的土质、地貌、植被等因素有关,长江、黄河河口泥沙沉积情况不同,正是因为流域内的自然环境不同所至。

地图资料和统计资料是前人劳动的可靠结果,在判读中起着重要的参考作用,但必须结合现有图像进行综合分析,才能取得满意的结果。实地调查资料,限于某些地区或某些类别的抽样,不一定完全代表整个判读范围的全部特征。只有在综合分析的基础上,才能恰当应用、正确判读。

(4)参数分析

参数分析是在空间遥感的同时,测定遥感区域内一些典型物体(样本)的辐射特性数据、大气透过率和遥感器响应率等数据,然后对这些数据进行分析,达到区分物体的目的。

大气透过率的测定可同时在空间和地面测定太阳辐射照度,按简单比值确定。仪器响应率由实验室或飞行定标获取。

利用这些数据判定未知物体属性可从两个方面进行。其一,用样本在图像上的灰度与其他影像块比较,凡灰度与某样本灰度值相同者,则与该样本同属性;其二,由地面大量测定各种物体的反射特性或发射特性,然后把它们转化成灰度。然后根据遥感区域内各种物体的灰度,比较图像上的灰度,即可确定各类物体的分布范围。

12计算机信息提取

利用计算机进行遥感信息的自动提取则必须使用数字图像,由于地物在同一波段、同一地物在不同波段都具有不同的波谱特征,通过对某种地物在各波段的波谱曲线进行分析,根据其特点进行相应的增强处理后,可以在遥感影像上识别并提取同类目标物。早期的自动分类和图像分割主要是基于光谱特征,后来发展为结合光谱特征、纹理特征、形状特征、空间关系特征等综合因素的计算机信息提取。

121自动分类

常用的信息提取方法是遥感影像计算机自动分类。首先,对遥感影像室内预判读,然后进行野外调查,旨在建立各种类型的地物与影像特征之间的对应关系并对室内预判结果进行验证。工作转入室内后,选择训练样本并对其进行统计分析,用适当的分类器对遥感数据分类,对分类结果进行后处理,最后进行精度评价。遥感影像的分类一般是基于地物光谱特征、地物形状特征、空间关系特征等方面特征,目前大多数研究还是基于地物光谱特征。

在计算机分类之前,往往要做些预处理,如校正、增强、滤波等,以突出目标物特征或消除同一类型目标的不同部位因照射条件不同、地形变化、扫描观测角的不同而造成的亮度差异等。

利用遥感图像进行分类,就是对单个像元或比较匀质的像元组给出对应其特征的名称,其原理是利用图像识别技术实现对遥感图像的自动分类。计算机用以识别和分类的主要标志是物体的光谱特性,图像上的其它信息如大小、形状、纹理等标志尚未充分利用。

计算机图像分类方法,常见的有两种,即监督分类和非监督分类。监督分类,首先要从欲分类的图像区域中选定一些训练样区,在这样训练区中地物的类别是已知的,用它建立分类标准,然后计算机将按同样的标准对整个图像进行识别和分类。它是一种由已知样本,外推未知区域类别的方法;非监督分类是一种无先验(已知)类别标准的分类方法。对于待研究的对象和区域,没有已知类别或训练样本作标准,而是利用图像数据本身能在特征测量空间中聚集成群的特点,先形成各个数据集,然后再核对这些数据集所代表的物体类别。

与监督分类相比,非监督分类具有下列优点:不需要对被研究的地区有事先的了解,对分类的结果与精度要求相同的条件下,在时间和成本上较为节省,但实际上,非监督分类不如监督分类的精度高,所以监督分类使用的更为广泛。

122纹理特征分析

细小地物在影像上有规律地重复出现,它反映了色调变化的频率,纹理形式很多,包括点、斑、格、垅、栅。在这些形式的基础上根据粗细、疏密、宽窄、长短、直斜和隐显等条件还可再细分为更多的类型。每种类型的地物在影像上都有本身的纹理图案,因此,可以从影像的这一特征识别地物。纹理反映的是亮度(灰度)的空间变化情况,有三个主要标志:某种局部的序列性在比该序列更大的区域内不断重复;序列由基本部分非随机排列组成;各部分大致都是均匀的统一体,在纹理区域内的任何地方都有大致相同的结构尺寸。这个序列的基本部分通常称为纹理基元。因此可以认为纹理是由基元按某种确定性的规律或统计性的规律排列组成的,前者称为确定性纹理(如人工纹理),后者呈随机性纹理(或自然纹理)。对纹理的描述可通过纹理的粗细度、平滑性、颗粒性、随机性、方向性、直线性、周期性、重复性等这些定性或定量的概念特征来表征。

相应的众多纹理特征提取算法也可归纳为两大类,即结构法和统计法。结构法把纹理视为由基本纹理元按特定的排列规则构成的周期性重复模式,因此常采用基于传统的Fourier频谱分析方法以确定纹理元及其排列规律。此外结构元统计法和文法纹理分析也是常用的提取方法。结构法在提取自然景观中不规则纹理时就遇到困难,这些纹理很难通过纹理元的重复出现来表示,而且纹理元的抽取和排列规则的表达本身就是一个极其困难的问题。在遥感影像中纹理绝大部分属随机性,服从统计分布,一般采用统计法纹理分析。目前用得比较多的方法包括:共生矩阵法、分形维方法、马尔可夫随机场方法等。共生矩阵是一比较传统的纹理描述方法,它可从多个侧面描述影像纹理特征。

123图像分割

图像分割就是指把图像分成各具特性的区域并提取出感兴趣目标的技术和过程,此处特性可以是像素的灰度、颜色、纹理等预先定义的目标可以对应单个区域,也可以对应多个区域。

图像分割是由图像处理到图像分析的关键步骤,在图像工程中占据重要的位置。一方面,它是目标表达的基础,对特征测量有重要的影响;另一方面,因为图像分割及其基于分割的目标表达、特征抽取和参数测量的将原始图像转化为更抽象更紧凑的形式,使得更高层的图像分析和理解成为可能。

图像分割是图像理解的基础,而在理论上图像分割又依赖图像理解,彼此是紧密关联的。图像分割在一般意义下是十分困难的问题,目前的图像分割一般作为图像的前期处理阶段,是针对分割对象的技术,是与问题相关的,如最常用到的利用阈值化处理进行的图像分割。

图像分割有三种不同的途径,其一是将各象素划归到相应物体或区域的象素聚类方法即区域法,其二是通过直接确定区域间的边界来实现分割的边界方法,其三是首先检测边缘象素再将边缘象素连接起来构成边界形成分割。

1)阈值与图像分割

阈值是在分割时作为区分物体与背景象素的门限,大于或等于阈值的象素属于物体,而其它属于背景。这种方法对于在物体与背景之间存在明显差别(对比)的景物分割十分有效。实际上,在任何实际应用的图像处理系统中,都要用到阈值化技术。为了有效地分割物体与背景,人们发展了各种各样的阈值处理技术,包括全局阈值、自适应阈值、最佳阈值等等。

2)梯度与图像分割

当物体与背景有明显对比度时,物体的边界处于图像梯度最高的点上,通过跟踪图像中具有最高梯度的点的方式获得物体的边界,可以实现图像分割。这种方法容易受到噪声的影响而偏离物体边界,通常需要在跟踪前对梯度图像进行平滑等处理,再采用边界搜索跟踪算法来实现。

3)边界提取与轮廓跟踪

为了获得图像的边缘人们提出了多种边缘检测方法,如Sobel, Canny edge, LoG。在边缘图像的基础上,需要通过平滑、形态学等处理去除噪声点、毛刺、空洞等不需要的部分,再通过细化、边缘连接和跟踪等方法获得物体的轮廓边界。

4)Hough变换

对于图像中某些符合参数模型的主导特征,如直线、圆、椭圆等,可以通过对其参数进行聚类的方法,抽取相应的特征。

5)区域增长

区域增长方法是根据同一物体区域内象素的相似性质来聚集象素点的方法,从初始区域(如小邻域或甚至于每个象素)开始,将相邻的具有同样性质的象素或其它区域归并到目前的区域中从而逐步增长区域,直至没有可以归并的点或其它小区域为止。区域内象素的相似性度量可以包括平均灰度值、纹理、颜色等信息。

区域增长方法是一种比较普遍的方法,在没有先验知识可以利用时,可以取得最佳的性能,可以用来分割比较复杂的图像,如自然景物。但是,区域增长方法是一种迭代的方法,空间和时间开销都比较大。

124面向对象的遥感信息提取

基于像素级别的信息提取以单个像素为单位,过于着眼于局部而忽略了附近整片图斑的几何结构情况,从而严重制约了信息提取的精度,而面向对象的遥感信息提取,综合考虑了光谱统计特征、形状、大小、纹理、相邻关系等一系列因素,因而具有更高精度的分类结果。面向对象的遥感影像分析技术进行影像的分类和信息提取的方法如下:

首先对图像数据进行影像分割,从二维化了的图像信息阵列中恢复出图像所反映的景观场景中的目标地物的空间形状及组合方式。影像的最小单元不再是单个的像素,而是一个个对象,后续的影像分析和处理也都基于对象进行。

然后采用决策支持的模糊分类算法,并不简单地将每个对象简单地分到某一类,而是给出每个对象隶属于某一类的概率,便于用户根据实际情况进行调整,同时,也可以按照最大概率产生确定分类结果。在建立专家决策支持系统时,建立不同尺度的分类层次,在每一层次上分别定义对象的光谱特征、形状特征、纹理特征和相邻关系特征。其中,光谱特征包括均值、方差、灰度比值;形状特征包括面积、长度、宽度、边界长度、长宽比、形状因子、密度、主方向、对称性,位置,对于线状地物包括线长、线宽、线长宽比、曲率、曲率与长度之比等,对于面状地物包括面积、周长、紧凑度、多边形边数、各边长度的方差、各边的平均长度、最长边的长度;纹理特征包括对象方差、面积、密度、对称性、主方向的均值和方差等。通过定义多种特征并指定不同权重,建立分类标准,然后对影像分类。分类时先在大尺度上分出"父类",再根据实际需要对感兴趣的地物在小尺度上定义特征,分出"子类"。

我们当时的复习大纲,希望对你有用~

第一章 遥感概述

1 简述遥感的基本概念

2 与传统对地观测手段比较,遥感有什么特点举例说明

3 简述遥感卫星地面站,其生产运行系统的构成及各自的主要任务。

4 遥感有哪几种分类?分类依据是什么?

5 试述当前遥感发展的现状及趋势。

6 举例说明“3S”集成系统中各子系统的作用

GIS:在“3S”技术中具有采集、存储、管理、分析和描述整个或部分地球上与空间和地理分布有关的数据的作用。

GPS:精确的定位能力、准确定时及测速能力、提供实时定位技术

RS:GIS数据库的数据源

第二章 遥感电磁辐射基础

1 已知由太阳常数推算出太阳表面的总辐射出射度M=6284×107 W/㎡,求太阳的有效温度和太阳光谱中辐射最强波长。

2 电磁波波谱区间主要分为哪几段?其中遥感探测利用最多的是什么波段?仔细分析原因。

3 阐述太阳辐射和地球辐射的特点,当这些电磁辐射经过大气时产生哪些物理过程?

4 为什么地物光谱的测量十分重要?理解书中介绍的垂直测量和非垂直测量的方法。

5 你能说出几种主要地物的光谱特点吗?

6 你能说出地面接受的辐射有哪几个来源,到达传感器时电磁波辐射又含有几部分吗?

7 对照卫星传感器所涉及波段区间和大气窗口的波段区间,理解大气窗口对于遥感探测的 重要意义。

第三章 传感器与遥感图像特点

1 传感器主要由哪些部件组成?

2 摄影类型传感器与扫描类型传感器的工作原理有何差异?

3 简述光谱分辨率与空间分辨率的关系。

4 何谓高光谱遥感?

5 成像光谱仪的特点及结构是什么?

6 按摄影机主光轴与铅垂线的关系,航空摄影可分为哪几类?

7 影响航空像片比例尺的因素有哪些?怎样测定像片的比例尺?

8 比较航空像片光学特性的因素主要有哪些?

9 比较航空摄影像片与地形图的投影性质有什么差别?

10 什么是像点位移?引起像点位移的主要原因是什么?

11 在垂直摄影的航空像片上像点位移有什么规律?

12 目前国际上有哪些比较流行的航空成像光谱仪?

13 航天遥感与航空遥感相比有什么特点?

14 遥感卫星轨道参数有哪些?

15 遥感卫星的轨道分类是怎样的?

16 航天遥感平台主要有哪些?各有什么特点?

17 扫描成像的基本原理是什么?扫描图像与摄影图像有何区别?

18 AVHRR的光谱段是怎样划分的?为什么?

19 地球资源卫星主要有哪些?常用的产品有哪几类?

20 海洋卫星有什么用途?

21 未来的航天遥感有哪些发展方向?

22 ETM+与TM的区别是什么?Mss、TM影像与SPOT的HRV影像的异同?

23 微波波段在电磁波谱中的什么位置?微波接其波长或频率又可分为什么波段?

24 与可风光和近红外遥感相比,微波遥感有什么优缺点?近年来对其不足有什么改进?

25 微波传感器主要分为哪两种?举例说明/

26 为什么合成孔径雷达可以提高分辨率?

27 简述雷达图像的距离分辨率和方位分辨率与什么有关?它们在图像上的变化规律是什么?

28 画图解释透视收缩,叠掩和阴影的产生条件,理解这些几何变形对影像解译的影响。

29 理解微波遥感图像的主要信息特点及对图像解译的影响,举例说明

30 加拿大遥感卫星RADARSAT的轨道特点和雷达传感器特点是什么?它的主要优点是什么?

31 比较已发射的雷达卫星和计划发射的雷达卫星,说明微波遥感的发展方向。

32 简述可见光、热红外和微波遥感成像机理。

33 陆地卫星4/5数据是目前利用得最多的遥感数据,请简要说明TM各波段的光谱特性及其适用领域。

第四章 遥感光学基础和图像校正与增强

1 熟悉颜色立体和色度图,说明什么是光谱色?什么是非光谱色?

2 光的合成怎样推算新颜色?用色度图说明。

3 加色法和减色法在原理上有什么不同?举例说明什么时候用加色法,什么时候用减色法?

4 在遥感影像生成过程中,真彩色片和假彩色有什么不同?

5 熟悉摄影负片和正片生成原理。熟悉彩红外影像生成原理,并与摄影片生成过程比较相同与不同之处。

6 遥感光学处理方法主要有哪些?解决然什么问题?

7 数字图像的基本概念是什么?

8 计算机图像处理系统的基本构成是什么?

9 什么叫辐射误差,其主要来源有哪些?

10 什么叫大气校正?试说明回归分析和直方图校正的原理。

11 遥感图像几何畸变概念和畸变产生的主要原因有哪些?

12 几何校正过程中为什么要进行像元灰度重采样?有几种方法,各有何优劣?

13 几何校正时对GCP有何要求?

14 什么叫多波段假彩色合成?

15 简答直方图概念,并举例说明根据直方图形状,如何分析图像特点?

16 什么叫线性拉伸和分段线性拉伸,其作用有哪些?

17 常用非线性增强方法有哪几种?

18 试说明直方图均衡化简单原理。

19 K-L和K-L的主要作用是什么?

20 图像融合的主要目的和常用方法是什么?

第五章 遥感图像目视判读

1 影像色调与地物性质有何关系?

2 地物在影像上的形状、大小取决于何种因素?

3 举例说明什么叫直接标志,一般包括哪些?

4 选择遥感数据要注意哪些事项?

5 简述遥感目视判读具体方法。

6 试总结遥感土地利用判读特点。

7 说明各种地貌类型的影像特点。

8 试举例说明岩性判读方法。

9 分述三大岩类主要判读标志。

10 如何区分遥感影像上的背向斜?

11 断裂构造的主要判读标志。

12 遥感图像解译标志(判读标志)有那些?结合实例说明它们如何在图像解译中的应用。

13 遥感图像目视解译方法主要有哪些列出其中5种方法并结合实例说明它们如何在遥感图像解译中的应用。

第六章 遥感图像计算机解译

1 简述监督分类与非监督分类的区别,各有何优点和适用条件?

2 什么叫非监督分类,本章各介绍了哪几种方法?

3 简述波谱分类原理与应用条件。

4 简述聚类分析分类方法过程,通常可用哪些方法控制分类过程结束?

5 用框图方式说明最大似然法分类过程。

6 简述神经网络概念,神经网络用于遥感图像分类有何优缺点?

7 理解神经网络BP模型原理。

8 说明模糊分类和邻域分类的基本方法。

9 说明分类精度评价的概念与基本方法。

10 简述影响计算机分类精度的原因和解决方法。

11 举例说明图像分割提取空间信息原理。

12 理解专家系统原理,它在遥感信息计算机提取中有何作用?

13 简述遥感信息计算机提取发展趋势。

124 126 127

120 150 125

115 119 123

14 下图为一个3x3的图像窗口,试问经过中位数滤波(Median Filter)后,该窗口中心像元的值,并写出计算过程。

15 什么是计算机图像处理,它包含那些内容,如何运用计算机图像处理方法来提高遥感图像的解译效果?

第七章 遥感技术应用

1 近红外遥感机理与在植被监测中的应用。

2 高光谱遥感技术特点是什么?举例说明它在植被研究中的应用?

3 遥感、地理信息系统与全球定位系统在精确农业综合应用中各自的作用是什么?

4 森林资源清查工作中,从遥感图像上判读植被的依据是什么?

5 洪水的光谱特征是什么?以气象卫星为例,说明洪涝水体的判别方法。

6 遥感动态监测的常用方法有哪些?以土地利用/覆盖变化为例,简述遥感动态监测的工作流程。

名词:

大气窗口、辐射亮度、光谱反射率、遥感平台、假彩色遥感图像、标准假彩色遥感图像、遥感图像空间分辨率、遥感图像光谱分辨率、遥感图像灰度分辨率、遥感图像时间分辨率、植被指数、NDVI、监督与非监督分类、遥感图像镶嵌、遥感图像复合、遥感图像解译专家系统、光-机扫描仪、推帚式扫描仪、框幅式摄影机、可见光遥感、热红外遥感、微波遥感、合成孔径雷达、地面控制点、透视收缩、斜距投影变形、像点位移、

遥感技术在农业中的应用如下:

公司产品实现了作物长势特征的大面积监测,并实现分级(长势好、长势较好、长势一般、长势较差、长势差)显示。根据用户的需求,可实现不同精度的遥感数据服务。

农田土壤养分遥感监测通过作物生长模型和遥感数据结合实现了农田养分的精准监测分析,监测指标包括速效氮、有效磷、速效钾,旱地作物监测精度达到90%以上,水田精度在80%左右。

农田土壤水分遥感监测实现了农田土壤水分动态的遥感监测,检测精度达到90%左右。四、作物产量及成熟期遥感监测

根据结合作物生长模型以及遥感数据光谱信息,可实现作物产量预测,预测准确度达到90%左右。基于作物生化组分变化规律与遥感反演的作物参数的相耦合,将遥感获取的作物冠层水分和叶绿素含量与作物成熟期临近阶段的生化组分变化规律相结合,预测作物成熟期,预测准确度达到90%左右。

作物病虫害监测与预报植被对诸如病虫害、肥料缺乏等胁迫的反应随胁迫的类型和程度的不同而变化,包括生物化学变化(纤维素、叶片等)和生物物理变化(冠层结构、覆盖、LAI等),相应的,植物特征吸收曲线特别是红色区和红外区的光谱特性就会发生相应变化,所以在病害早期就可通过遥感探测到。

可选择病害叶片中对叶绿素敏感的波段,结合实测叶绿素含量,建立叶片叶绿素含量的估算模型,提取病虫害信息。可周期性提取病虫害作物面积、空间分布等。

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