国土资源学院2008级2班 遥感导论期末复习要点
尘埃 尘埃对太阳辐射有一定吸收作用,但其吸收量相当少,只有产生火山、沙暴、烟雾等时,大气中尘埃含量急剧增加,才对遥感探测产生影响,但此时，其发射作用远大于吸收作用. （2）大气散射类型
散射作用是指非均匀介质或各向异性介质中，电磁辐射遇到微粒时改变原来传播方向，并向各方向散开过程.大气散射可能削弱到达地面太阳辐射强度，也可能增强到达地面太阳辐射强度。 可将散射作用分为瑞利散射、米氏散射和无选择性散射. 相关自然现象
为何天空呈现蔚蓝色？
答：首先属于瑞利散射，就可见光而言,从红光到蓝光,波长逐渐减小,瑞利散射效应增强.因此,无云的晴天,由于蓝光绝大部分被散射到四面八方,所以天空呈现蔚蓝色. 为何日出和日落呈现橘红色？
答：同样属于瑞利散射。日出或日落时分,由于太阳高度角较小,阳光倾斜射到地表,可见光穿过大气层路径比太阳直射时长,较长传播过程中蓝光被散射殆尽,波长次短的绿光也部分被散射,只剩下波长最长的红光散射最弱,加之剩余的少量绿光,两者混合,使得朝霞和夕阳呈现橘红色. 为何微波具有强穿透性？
答：属于瑞利散射,微波瑞利散射强度与其波长4次方成反比,微波波长越长散射强度越小,所以微波具有最强穿透性.
瑞利散射、米氏散射、无选择性散射对比 散射类型 瑞利散射 直径与波长关系 主要作用微粒 补充知识 由于散射系数与波长4次方成反比,当波长大于1μm时,瑞利散射可忽略不计.换句话说,红外线和微波可不考虑瑞利散射.但可见光必须考虑瑞利散射,而且大气散射主要表现为大气分子对可见光散射 由于0.76-15μm红外线波长与云、雾等悬浮微粒直径相差不多，主要产生米氏散射，所以潮湿天气对米氏散射影响较大. 当散射微粒直径(d)比大气中原子和分子,如电磁辐射波长(λ)小很氮、二氧化碳、臭氧和多时,产生瑞利散射,即: 氧等分子引起。 d＜λ/10 → γ ∝1/λ4 (φ=4) 当散射微粒直径(d)比由大气微粒，如烟、尘电磁辐射波长(λ)相差埃、小水滴及气溶胶等不多时,产生米氏散射,引起。 即: d≈λ → γ∝1/λ2 (φ=2) 当散射微粒直径(d)比由较大直径微粒对较电磁辐射波长(λ)大很短波长电磁辐射引起。 多时,产生无选择性散 射,即: d＞λ → γ∝1/λ0 (φ=0) 米氏散射 无选择性散射 云、雾、水滴和烟尘等微粒直径比可见光波长大很多，产生无选择性散射，各种色光散射强度相同，所以人们看到云雾呈白色或灰白色。
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（3）大气窗口概念
电磁辐射传输过程中，大气吸收、散射和反射都将引起到达地面电磁辐射强度变化，而且都是对一定波长电磁辐射产生作用，只有部分电磁辐射能够穿透大气到达地面。
我们将电磁辐射通过大气层时，较少被吸收、散射和反射，透过率较高的波段称为大气窗口。 常见的大气窗口有：
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.不仅通透反射光,而且通透热辐射.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. 9.地球的辐射及地物波谱
（1）太阳辐射与地球辐射各自集中波段
太阳辐射集中于0.3-2.5μm紫外、可见光到近红外区段，地球辐射集中于大于6μm热红外区段，而2.5-6μm中红外区段太阳辐射和地球辐射都有所体现。 （2）基尔霍夫定律
可见光近红外遥感主要探测实际物体反射太阳辐射特征（简称地物反射光谱特征） 到达地面太阳辐射=吸收能量+透射能量+反射能量，即 P0= Pα+Pτ+Pρ，
1= Pα/P0+Pτ/P0+Pρ/P0， 1=α+τ+ρ （3）地物反射波谱特征
一般说，黑色物体对太阳光有较强吸收能力；绝大多数物体对可见光不具备透射能力，不能透过可见光物体对5cm超长波有较强透射能力；多数情况下，太阳辐射照到地物表面，仅只考虑吸收和反射作用，而且吸收和反射作用相互矛盾。
地物反射率不仅取决于辐射电磁波波长和入射角度，而且取决于地物自身性质，特别是表面粗糙程度。根据地物表面状况，太阳辐射主要产生三种反射:漫反射、镜面反射、实际物体反射。
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镜面反射——满足镜面发射规律，自然界仅平静水面可能产生镜面发射。
漫反射——只有朗伯面满足漫反射规律，自然界中氧化镁、硫酸钡、碳酸镁等可近似看作朗伯面。 实际物体反射——实际多数反射介于镜面反射和漫反射之间，入射辐照度相同时，反射亮度既与入射方位角和天顶角有关，又与反射方位角和天顶角有关。
（4）地物反射光谱特征
通常将一定温度下，地物反射率随入射电磁波波长变化而变化规律称地物反射光谱特征，将入射电磁波波长为横轴，地物反射率为纵轴，所建立起来（或绘成）关系曲线称地物反射光谱曲线。 不同地物反射光谱特征和反射光谱曲线都有差异。不仅表现出种类差异,而且表现出空间差异和时间差异。
植被：共性——
可见光波段形成绿反射峰（0.55μm）及其两侧的蓝（0.45 μm ）、红（0.67 μm ）两个吸收带；近红外0.74-1.3 μm处形成高反射区；近红外1.35-2.5 μm处形成分别以1.45 μm、1.95 μm和2.7 μm为中心的三个水吸收带
差异性——
种类、季节、病虫害、含水量 土壤：土质越细反射率越高
有机质含量越高反射率越低 含水量越高反射率越低 土类和肥力不同反射率不同 不同波谱段影像区别不明显
水体：水体的反射主要在蓝绿波段,其他波段吸收很强，特别是在近红外波段更强。
水中含泥沙时，由于泥沙的散射，可见光波段的反射率增加，峰值出现在黄红区。 水中含叶绿素时，近红外波段明显被抬升。 岩石：矿物成分、矿物含量
风化程度、含水量
颗粒大小、表面光滑度、色泽
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第三章 遥感成像原理与遥感图像特征 1.遥感传感器的构成及评价参数
收集器 探测器 处理器 输出器
遥感器自身性能深刻影响遥感构像质量:（1）遥感器探测阵列单元尺寸决定遥感构像空间分辨率.构像空间分辨率指遥感器中探测阵列单元能把两个目标作为清晰实体纪录下来的两目标间最小距离,多用图像清晰度衡量.遥感器探测阵列单元越小,遥感构像空间分辨率越大.
（2）遥感器探测元件辐射灵敏度和有效量化级别决定遥感构像辐射分辨率.在此,辐射分辨率指遥感器探测元件接受电磁辐射信号时,能够分辨最小辐射度差.遥感器辐射灵敏度及有效量化级别越高,遥感构像辐射分辨率越大.
（3）另外,遥感器设计过程中,为了照顾遥感构像光谱分辨率,还必须考虑以下因素: A.如何确定所用电磁波段数量. B.如何确定所用波段跨度范围.
C.如何确定所用波段起始位置.光谱分辨率指遥感器接收地物电磁辐射信息时,所能分辨最小波长间隔.波长间隔越小,光谱分辨率越大.
随着遥感器制造工艺水平提高,遥感所用光谱段正迅速增加.例如:成像光谱仪将可见光-红外波段分割成几百个狭窄波段等. 2.遥感成像方式
摄影成像 扫描成像 3.摄影成像基本知识
摄影是指通过成像设备获取物体影像技术. 依据发展先后分:
(1)传统摄影：依靠光学镜头及放在焦平面上的感光胶片来纪录物体影像。
(2)数码摄影：通过放在焦平面上的光敏元件,经过光/电转换来纪录物体影像。光敏电子器件,例如CCD(电荷耦合器件). 依据探测波段分:
(1)近紫外摄影 用近紫外波段摄影,记载地物近紫外波段光谱信息; (2)可见光摄影 用可见光波段摄影,记载地物可见光波段光谱信息; (4)红外摄影 用红外波段摄影,记载地物红外波段光谱信息;
(5)多光谱摄影 用多光谱波段(可能包括可见光\\近红外)摄影,记载地物多光谱波段光谱信息. 摄影机有哪些类型?
摄影机分为 分幅式摄影机和全景式摄影机，其中全景式摄影机又分为 缝隙式摄影机 和镜头转动式摄影机
4、摄影相片的几何特性
（1）像片投影包括垂直投影和中心投影 （2）中心投影与垂直投影的区别 A.投影距离影响
投影距离包括焦距和航高.垂直投影像面不受投影距离影响.
中心投影存在规律:焦距一定,航高越小,获得像面面积越大,地面细节越清晰;航高一定,焦距越大,获得像面面积越大,地面细节越清晰.
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