《遥感信息光学》课件.pptVIP

*******************遥感信息光学遥感信息光学是利用电磁波辐射和散射规律研究地球表面信息的技术。它是遥感技术的基础，涵盖了光学遥感图像的获取、处理、分析和应用。遥感信息的基本概念定义遥感是指利用传感器通过电磁波来探测地球表面，获取信息的过程。类型遥感分为主动遥感和被动遥感两种类型，主动遥感发射电磁波，被动遥感接收电磁波。要素遥感主要包括传感器、平台、数据接收、数据处理和信息应用等要素。光电探测基本原理1光电转换光电探测器将光信号转换为电信号，光电转换的效率取决于探测器材料和结构。2信号放大光电转换产生的信号通常很微弱，需要进行放大处理以提高信噪比，实现有效探测。3数据处理放大后的信号经过数字化处理，并进行校正和分析，以获取目标物体的光谱信息。分光光谱仪基本原理分光光谱仪利用光学原理，将不同波长的光分离，并测量光谱信息。它通过光栅或棱镜将入射光束分解成不同波长的光谱。应用范围在遥感领域，分光光谱仪广泛应用于识别地物类型、监测环境变化、分析物质成分等。分类分光光谱仪可分为各种类型，如紫外可见分光光度计、红外光谱仪、拉曼光谱仪等，根据应用场景和光谱范围进行选择。分光成像系统分光成像系统将光谱信息与空间信息结合起来，实现对目标物体的精细化分析。系统利用光谱仪对目标物体的反射光进行分光，得到不同波段的光谱信息，并与图像传感器结合，形成包含光谱信息的空间图像。光谱反射率与光谱曲线光谱反射率指物体在特定波长下反射的辐射能量与入射辐射能量之比。光谱曲线以波长为横坐标，以光谱反射率为纵坐标绘制的曲线，反映了物体对不同波长光的反射特性。光谱反射率是遥感中重要的物理参数，不同的物体具有不同的光谱反射率，这是遥感识别物体的基础。植被遥感光谱特征11.叶绿素吸收叶绿素吸收蓝光和红光，反射绿光，形成植被的光谱特征。22.水分吸收植被细胞中水分吸收近红外光，导致近红外光反射率下降。33.植被类型差异不同植被类型的光谱特征存在差异，可以用于植被分类。44.季节变化植被的光谱特征随季节变化而变化，例如叶片颜色变化。土壤遥感光谱特征土壤质地土壤质地影响光谱反射率，沙质土壤反射率高，粘土土壤反射率低。土壤水分土壤水分含量影响光谱特征，水分含量越高，反射率越低。土壤有机质土壤有机质含量越高，反射率越低，在可见光和近红外波段表现明显。土壤矿物土壤中矿物成分影响光谱特征，例如铁氧化物含量影响可见光波段。水体遥感光谱特征水体反射率水体对不同波长光线的吸收和反射特性不同。深水区主要吸收红光和近红外光，反射蓝光，因此呈现蓝色。影响因素水体的浑浊度、溶解有机物、悬浮物含量、水深等因素都会影响水体的光谱特征。雪冰遥感光谱特征1高反射率雪和冰对可见光和近红外光具有很高的反射率，这是由于其表面结构和晶体性质。2吸收特性雪和冰在短波红外波段（1.4-2.5μm）处表现出明显的吸收特性，这与水的振动吸收带有关。3季节变化雪和冰的反射率会随着季节变化而变化，例如夏季融化会导致反射率降低。4光谱特征雪和冰的反射光谱特征可以用于识别雪冰类型，如积雪、冰川、冻土等。大气遥感光谱特征大气成分大气主要成分包括氮气、氧气、二氧化碳等。这些成分会吸收和散射电磁辐射，导致光谱特征发生变化。气体吸收带不同气体在特定波长范围内具有吸收带，例如二氧化碳在近红外波段有强吸收带。大气散射大气中的气体分子和气溶胶会散射电磁辐射，导致遥感信号发生衰减和畸变。遥感图像的形成1目标辐射地面目标反射或发射电磁波。2传感器接收传感器接收目标辐射的电磁波。3信号转换将电磁波信号转换为数字信号。4图像生成数字信号经过处理，生成遥感图像。遥感图像的形成是一个复杂的过程，涉及目标辐射、传感器接收、信号转换和图像生成等步骤。不同的传感器和处理方法会影响最终图像的质量和特征。遥感图像的几何变换1几何校正消除几何畸变2图像配准将不同图像对齐3坐标转换将图像坐标转换为地理坐标几何变换是遥感图像处理的重要环节，它能将图像的几何信息与真实地形的几何信息对齐。几何校正是指消除图像中的几何畸变，使图像的几何位置和形状与实际地形一致。图像配准则是将不同时间、不同传感器获取的图像进行对齐，方便对比分析。坐标转换则将图像的坐标系转换为地理坐标系，便于地理信息系统中的应用。遥感图像的辐射校正传感器差异不同传感器对同一地物的辐射亮度值可能不同，需要进行校正以确保数据的一致性。大气影响大气层会吸收和散射太阳辐射，导致地物辐射亮度发生变化，需要进行大气校正以消除大气影响。几何畸变