遥感地学分析-地物光谱特征及遥感数字图像信息提取.ppt

第3章 遥感图像识别与信息提取 《遥感地学分析》课程小组编写 内容提要 3.1 遥感图像地物特征与识别 3.1.1 遥感图像地物特征 3.1.2 典型地物的反射光谱特征 3.2 遥感图像的目视解译 3.2.1 目视解译标志 3.2.2 目视解译方法与步骤 3.3 遥感图像的计算处理 3.3.1 遥感数字图像的概念 3.3.2 遥感数字图像预处理 3.3.3 遥感数字图像分类处理 3.3.4 遥感数字图像定量反演 3.1 遥感图像地物特征与识别 3.1.1 遥感图像地物特征 地物的反射光谱特性 地物的发射光谱特性 地物的透射光谱特性 3.1.1 遥感图像地物特征 在可见光与近红外波段，地表物体自身的辐射几乎等于零。地物发出的波谱主要以反射太阳辐射为主。太阳辐射到达地面之后，物体除了反射作用外，还有对电磁辐射的吸收作用。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 一般而言，绝大多数物体对可见光都不具备透射能力，而有些物体如水，对一定波长的电磁波透射能力较强，特别是对0. 45 ~ 0. 56μm的蓝绿光波段，一般水体的透射深度可达10~20 m，清澈水体可达100 m的深度。 对于一般不能透过可见光的地面物体，波长5 cm的电磁波却有透射能力，如超长波的透射能力就很强，可以透过地面岩石和土壤。 3.1.1 遥感图像地物特征 1、地物的反射光谱特性 反射率 地物的反射能量Pe占总入射能量Po的百分比，称为反射率ρ 反射类型 镜面反射（Specular reflection） 入射波与反射波在同一平面内，入射角与反射角相等时，所形成的反射现象 漫反射（Diffuse reflection） 无论入射波方向如何，其反射波分散到各个方向 3.1.1 遥感图像地物特征 方向反射：朗伯体表面实际上是一个理想化的表面。它被假定为介质是均匀的、各向同性的，并在遥感中多用以作为近似的自然表面。 3.1.1 遥感图像地物特征 2、地物的发射光谱特性 发射率 地物发射电磁辐射的能力 ，以黑体辐射作为基准 －指单位面积上观测地物发射的某一波长的辐射通量密度； －指与观测地物同温度下黑体的辐射通量密度； 3.1.1 遥感图像地物特征 通常，根据发射率与波长的关系，将地物分为三种类型 黑体，其发射率ελ=1，即黑体发射率对所有波长都是一个常数，并且等于1。 灰体，其发射率ελ=常数＜1。即灰体的发射率始终小于1，发射率ελ不随波长变化。 选择性辐射体，其发射率ελ＜1， 发射率ελ随波长而变化。 3.1.1 遥感图像地物特征 3.1.1 遥感图像地物特征 3、地物的透射光谱特性 透射率 即地物透射的能量与入射总能量的百分率，称之为投射率 3.1.2 典型地物的反射光谱特征 1、岩石的反射光谱特征 岩石的波谱特征是地质遥感的基础，不同的矿物成分、矿物含量、风化程度、含水状况、颗粒大小、表面的光滑程度、色泽等都会影响到其反射波谱特征。 3.1.2 典型地物的反射光谱特征 2、土壤的反射光谱特征 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。 3.1.2 典型地物的反射光谱特征 3.1.2 典型地物的反射光谱特征 3、水体的反射光谱特征 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——有机物和无机物的影响。 3.1.2 典型地物的反射光谱特征 3.1.2 典型地物的反射光谱特征 4、植被的反射光谱特征 植被的反射波谱曲线规律性明显而独特，主要分为三个波段：可见光波段（0.4~0.76 ? m )有一个小的反射峰，位于0.55 ? m (绿光波段）处，两侧蓝光波段（0.45 ? m ）和红光波段(0.67 ? m )则有两个吸收带；近红外波段（0.7~0.8 ? m ）有一反射徒坡，至1.1 ? m 附近有一峰值；中红外波段（1.3~2.5 ? m ）受绿色植物含水量的影响，吸收率大增，反射率下降，在1