第一章 1、遥感的概念(狭义) ; 遥感是应用探测仪器,不与探测目标接触,从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。 遥感是指从不同高度的平台(Platform)上,使用各种传感器(Sensor) , 接收来自地球表层的各种电磁波信息,并对这些信息进行加工处理,从而对不同 的地物及其特性进行远距离探测和识别的综合技术。 2、遥感系统的组成; 信息源: 任何目标物都具有发射、 反射和吸收电磁波的性质, 这是遥感的信息源。 信息获取:传感器接收到目标地物的电磁波信息,记录在数字磁介质或胶片上。 胶片是由人或回收舱送至地面回收, 而数字磁介质上记录的信息则可通过卫星上 的微波天线传输给地面的卫星接收站。 信息纪录与传输:地面站接收到遥感卫星发送来的数字信息, 记录在高密度的磁 介质上(如高密度磁带 HDDT 或光盘等) ,并进行一系列的处理,如信息恢复、 辐射校正、卫星姿态校正、投影变换等,再转换为用户可使用的通用数据格式, 或转换成模拟信号(记录在胶片上) ,才能被用户使用。 信息处理: 地面站或用户还可根据需要进行精校正处理和专题信息处理、 分类等。 信息应用:遥感获取信息的目的是应用。这项工作由各专业人员按不同的应用目 的进行。 3、遥感的分类(按平台、波段、工作方式) ; (1)按遥感平台分 地面遥感: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:传感器设置于航空器上,主要是飞机、气球等; 航天遥感:传感器设置于环地球的航天器上,如人造地球卫星、航天飞机、空间 站、火箭等; 航宇遥感:传感器设置于星际飞船上,指对地月系统外的目标的探测。 (2)按传感器的探测波段分 紫外遥感:探测波段在 0.05 一 0.38μ m 之间; 可见光遥感:探测波段在 0.38 一 0.76μ m 之间; 红外遥感:探测波段在 0.76 一 1000μ m 之间; 微波遥感:探测波段在 1mm 一 1m 之间; 多波段遥感:指探测波段在可见光波段和红外波段范围内,再分成若干窄波段来 探测目标。 (3)按工作方式分 主动遥感和被动遥感: 主动遥感由探测器主动发射一定电磁波能量并接收目标的 后向散射值量;被动遥感的传感器不向目标发射电磁波,仅被动接收目标物的自 身发射和对自然辐射源的反射能量。 成像遥感与非成像遥感:前者传感器接收的目标电磁辐射信号可转换成(数字或 模拟)图像;后者传感器接收的目标电磁辐射信号转换成模拟信号或数字化输出。 4、遥感的特点 1)遥感范围大,可实施大面积的同步观测 2)获取信息快,更新周期短,具有动态监测的特点(时效性) 多时相性 3)数据的综合性和可比性 a 具有手段多,技术先进的特点。 (探测波段、成像方式、成像时间、数据记录等都可以按需要设计) b 多波段性 (波段的延长使对地球的观测走向了全天候。 ) 4)经济效益高,用途十分广泛 比传统方法大大节省人力、物力、财力和时间,具有很高的经济效益与社会效 益。 5)遥感技术的局限性 a 已利用电磁波波段有限 b 已被利用的电磁波波段对许多地物的某些特征尚不能准确反映,需要地面调 查等手段配合 5、遥感的发展:国外—有纪录的遥感始于摄影术;航天遥感阶段: 第一颗人造卫星、 第一颗对地长期观测卫星、 第一颗地球资源卫星的 发射,本阶段遥感发展的体现(平台、传感器、信息处理、应用等方 面) (1)无纪录的地面遥感阶段(1608-1838 年) (2) 有记录的地面遥感阶段(1839-1857) (3)航空摄影遥感阶段(1858-1956 年) (4) 航天遥感阶段(1957-) 6、我国:系统的航空摄影始于 20 世纪 50 年代,现已进入业务化阶段;航天: 第一颗人造卫星。 主要遥感卫星(风云系列,中巴资源卫星)的发射。 第二章 1、电磁波、电磁波谱的概念、排列、数量级。可见光各色光的波长。 1)电磁波: 含义:光波、热辐射、微波、无线电波等都是由振源发出的电磁振荡在 空间的传播,这些波称为电磁波。 特点:波长越长,频率越小,辐射能量越小,波动性越明显 波长越短,频率越大,辐射能量越大,粒子性越明显 电磁波的特性——波粒二象性 ① 波动性 C=3×1010cm/s 电磁辐射在传播过程中主要表现为波动性,有干涉、衍射、色散、偏振等现象 ② 粒子性 电磁波由密集的光子微粒组成, 电磁辐射实质上是光子微粒流的有规律运动。 电磁辐射与物质相互作用时,主要表现为粒子性,如让底片感光。 2)电磁波谱: 含义:将各种电磁波在真空中的波长(或频率)按其长短,依次排列制成的图表 称为电磁波谱。 遥感中常用的电磁波段有: 紫外线、可见光、红外线、微波 2、辐射通量与辐射通量密度的概念; 辐射通量(Φ ) :单位时间内通过某一面积的辐射能量; 辐射通量密度(E) :单位时间内通过单位面积的辐射能量.单位W/m2 3、黑体的概念; 斯忒藩-伯尔兹曼定律, 维恩位移定律的内容, 应用。 1)黑体的概念:绝对黑体的简称,是能全部吸收外来电磁波辐射而毫无反射和透 射的理想物体,而且在发射电磁波的能力方面,比同温度的任何其他物体为强。 2)玻耳兹曼定律:绝对黑体的总辐射出射度与黑体温度的四次方成正比。 M=σ T4 (σ 为斯忒藩-伯尔兹曼常数,σ =5.67×10-8W·m-2·K-4) ①辐射通量密度随波长连续变化,每条曲线只有一个最大值 ②温度愈高,辐射通量密度也愈大,不同温度的曲线不相交 温度只要有微小变化,就会引起辐射通量密度的很大变化 3)维恩位移定律:黑体辐射光谱中最强辐射的波长λ max 与黑体绝对温度 T 成 反比。 λ max·T=b (b 为常数,b=2.898×10-3m·K) 随着温度升高,辐射最大值所对应的波长移向短波方向 4、太阳光谱曲线特点,大气层次及对太阳辐射的影响程度; 1)特点:①与温度为 5900K 的黑体辐射相似 ②波长范围