[工学]遥感图像处理_第1讲遥感机理.ppt

一 遥感图像处理 教学目的 掌握和了解 遥感图像的机理 遥感图像的处理方法和过程 如何从遥感数据中获取自己所需要的信息 课程安排 教学方式 授课为主、鼓励课堂交流 理论为主，与应用相结合 如何考核 出勤率 15% 完成作业情况 25% 课堂表现 10% 期末考核 50% 遥感成像原理与遥感图像特征 遥感系统 地物光谱反射特性 遥感平台 摄影成像 扫描成像 微波成像的原理 遥感图像的特征 遥感系统 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、信息的处理及信息的应用五大部分 ： 目标物的电磁波特性 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。目标物与电磁波的相互作用，构成了目标物的电磁波特性，它是遥感探测的依据。 遥感系统 信息的获取 接收、记录目标物电磁波特征的仪器称为传感器或遥感器。如扫描仪、雷达、摄影机、摄像机、辐射计等。 装载传感器的平台称遥感平台，主要有地面平台（如遥感车、手提平台、地面观测台等）、空中平台（如飞机、气球、其他航空器等）、空间平台（如火箭、人造卫星、宇宙飞船、空间实验室、航天飞机等） 信息的接收 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。 遥感系统 信息的处理 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。 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。 遥感系统 信息的应用 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。在应用过程中，也需要大量的信息处理和分析，如不同遥感信息的融合及遥感与非遥感信息的复合等。 遥感系统 总之，遥感技术是一个综合性的系统，它涉及到航空、航天、光电、物理、计算机和信息科学以及诸多的应用领域，它的发展与这些学科紧密相关。 遥感系统 地物波谱反射 地物反射波谱特征 地物波谱特性的测量 地物反射波谱特征 概述 在可见光与近红外波段（0.3～2.5 μm），地表物体自身的热辐射几乎等于零。地物发出的波谱主要以反射太阳辐射为主。当然，太阳辐射到达地面后，物体除了反射作用外，还有对电磁辐射的吸收作用，如黑色物体的吸收能力较强。最后，电磁辐射未被吸收和反射的其余部分则是透过的部分，即 到达地面的太阳辐射能量= 反射能量+吸收能量+透射能量 地物反射波谱特征 概述 一般说，绝大多数物体对可见光都不具备透射能力，而有些物体，例如水，对一定波长的电磁波则透射能力较强，特别是0.45～0.56μm的蓝、绿光波段，一般水体的透射深度可达 10～20 m，混浊水体则为 1～2 m，清澈水体甚至可透到100 m的深度。 地物反射波谱特征 概述 对于一般不能透过可见光的地面物体对波长 5 cm的电磁波则有透射能力，例如，超长波的透过能力就很强，可以透过地面岩石、土壤。 利用这一特性制作成功的超长波探测装置探测地下的超长波辐射，可以不破坏地面物体而探测地下层面情况，在遥感界和石油地质界取得了令人瞩目的成果。 地物反射波谱特征 概述 在物体反射、吸收、透射等物理性质中，使用最普遍最常用的仍是反射这一性质，也是本节的主要内容。 地物反射波谱特征 反射率和反射光谱 反射率 物体反射的辐射能量Pρ占总入射能量P0的百分比，称为反射率ρ ： 不同物体的反射率也不同，这主要取决于物体本身的性质（表面状况），以及入射电磁波的波长和入射角度。反射率的范围总是≤1，利用反射率可以判断物体的性质。 地物反射波谱特征 反射率和反射光谱 物体的反射 物体的反射状况根据其表面状况的不同分为三种： 镜面反射 漫反射 实际物体反射 镜面反射 是指物体的反射满足反射定律。入射波和反射波在同一平面内，入射角与反射角相等。当镜面反射时，如果入射波为平行入射，只有在反射波射出的方向上才能探测到电磁波，而其他方向则探测不到。对可见光而言，其他方向上应该是黑的。自然界中真正的镜面很少，非常平静的水面可以近似认为是镜面。 漫反射 指不论入射方向如何，虽然反射率ρ与镜面反射一样，但反射方向却是“四面八方”。也就是把反射出来的能