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1、,注册测绘师培训,遥感与摄影测量卷 第3章 遥感基础,主 要 内 容,遥感基础知识,2,遥感图像特征,4,常用遥感卫星简介,遥感图像解译,3.1 遥感基础知识,3.1.1 电磁波谱与电磁辐射传输 1. 电磁波谱 1）紫外（10nm0.4um） 2）可见光（0.40.76um） 3）红外（0.761000um） 4）微波（0.1100cm）,3.1 遥感基础知识,3.1.1 电磁波谱与电磁辐射传输 2. 大气窗口：通过大气层时较少被散射、吸收和反射，具有较高透过率的波段。 常用的大气窗口包括： 1）可见光和部分紫外、近红外（0.31.3um） 2）近、中红外（1.51.8um，2.03.5um）
2、 3）中红外（3.55.5um） 4）远红外（8-14um） 5）微波（1.01m）,3.1 遥感基础知识,3.1.2 遥感图像的辐射定标与大气校正 传感器本身的响应特性、大气散射和吸收、太阳光照条件、地物本身的反射或发射特性、地形坡度坡向等因素的影响，都会导致传感器接收的信号与地物的实际光谱之间存在辐射误差。,3.1 遥感基础知识,3.1.2 遥感图像的辐射定标与大气校正 1）系统辐射定标：传感器的增益与漂移、传感器各个探测元件之间的差异和仪器系统工作产生的误差所造成的散粒噪声、条带等。,3.1 遥感基础知识,3.1.2 遥感图像的辐射定标与大气校正 2）大气校正：消除大气影响的校正过程 校
3、正方法：基于辐射传输模型的大气校正算法、基于实测光谱数据的大气校正算法、基于影像特征的大气校正算法。,3.1 遥感基础知识,3.1.2 遥感图像的辐射定标与大气校正 3）太阳位置引起的辐射误差校正 太阳高度角校正：将太阳光线倾斜照射时获取的图像校正为太阳光垂直照射时获取的图像。 日地距离校正：将图像校正为标准化日地距离情况下获取的图像。,3.1 遥感基础知识,3.1.2 遥感图像的辐射定标与大气校正 4）地形坡度、坡向校正：将图像校正为水平地表情况下的图像。 地形坡度、坡向校正需要已知校正地区的DEM,3.1 遥感基础知识,3.1.3 地物波谱特性 地物波谱特性是指地面物体具有的辐射、吸收、反
4、射和透射一定波长范围电磁波的特性。 物体对电磁波辐射的反射、吸收和发射特性是遥感技术对地观测的基础。 地物波谱的测定：反射波谱、发射波谱和微波波谱。,3.1 遥感基础知识,3.1.3 地物波谱特性 不同地物的波谱反射曲线存在较大差异。,3.1 遥感基础知识,3.1.3 地物波谱特性,红外波段,绿波段,3.1 遥感基础知识,植被的波谱反射特性 蓝、红波段为吸收带 绿波段为弱反射带 近红外波段有强反射带,但含水量造成反射吸收,3.1 遥感基础知识,水体的波谱反射特性 蓝、绿波段为反射带 近、中红外波段为完全吸收带,3.1 遥感基础知识,城市道路、建筑物的波谱反射特性 红外波段较可见光波段反射强 石
5、棉瓦较其他材料反射强 沥青较其他材料反射弱,3.1 遥感基础知识,土壤的波谱反射特性 自然状态下土壤表面的反射率没有明显的峰值和谷值 。 土壤的反射波谱特性曲线与土壤质地组成有关 土壤反射波谱特性曲线较平滑，因此在不同光谱段的遥感影像上，土壤的亮度区别不明显。,3.1 遥感基础知识,影响地物波谱特性的因素,太阳高度（日期、时间）,大气条件,地形（阴影）,地形（坡度）,气候、植物的病变,环境状况,3.2 遥感图像特征,3.2.1 空间分辨率：遥感图像上能详细区分的最小单元的尺寸或大小。,3.2 遥感图像特征,3.2.1 空间分辨率,不同空间分辨率的IKONOS影像,3.2 遥感图像特征,3.2.
6、2 光谱分辨率：传感器所能记录的电磁波谱中，某一特定波长范围值。,3.2 遥感图像特征,3.2.2 光谱分辨率,3.2 遥感图像特征,3.2.3 时间分辨率：对同一目标进行重复探测时，相邻两次探测的时间间隔。,3.2 遥感图像特征,3.2.3 时间分辨率,Las Vegas, 1992,Las Vegas, 1986,Las Vegas, 1972,3.3 常用遥感卫星简介,3.3.1 卫星分辨率与成图比例尺的关系,3.3 常用遥感卫星简介,3.3.2 常用卫星及其传感器简介 1）Landsat卫星系列,3.3 常用遥感卫星简介,1972年7月23日美国发射了第一颗地球资源卫星（ERTS-1）
7、，后改称陆地卫星（Landsat-1）,MSS多光谱扫描仪（4 bands） RBV多光谱电视摄像仪 空间分辨力80米 遥感专用卫星,Landsat 1 MSS image of Mount McKinley and environs, Alaska Range, Alaska, on 25 Aug 1972,3.3 常用遥感卫星简介,1982年美国发射陆地卫星4号（Landsat-4）,TM专题制图仪 7 bands 空间分辨力30米,This is a thematic mapper color composite image of Amazonas, Brazil, acquired u
8、sing the Landsat-4 and 5 satellites on August 15, 1988.,3.3 常用遥感卫星简介,1999年美国发射陆地卫星7号（Landsat-7）,ETM+ 增强型专题制图仪 7 bands 空间分辨力30米 全色波段分辨率为15米,Landsat 7 image of Singapore 14.25 meter resolution Data acquisition: 2000-04-28,3.3 常用遥感卫星简介,3.3.2 常用卫星及其传感器简介 2）SPOT卫星系列,3.3 常用遥感卫星简介,SPOT1-4 HRV（ High Resolut
9、ion Visible ） 平排安装两台HRV 通过侧摆可在不同轨道上形成异轨立体 全色HRV(10m)，6000个CCD组成一行 三波段HRV (20m), 3000个CCD组成一行,3.3 常用遥感卫星简介,SPOT5 HRG (High Resolution Geometry) 通过侧摆可在不同轨道上形成异轨立体 两条线阵CCD在同一焦平面上 多光谱（G、R、NIR）10m 短波红外（SWIR）20m 全色 5m 超级模式（Supermode）2.5m,3.3 常用遥感卫星简介,SPOT5 HRS（High Resolution Stereoscopic ） 由前视后视相机组成，形成同轨
10、立体 飞行方向10m,线阵方向5m 全色,3.3 常用遥感卫星简介,3.3.2 常用卫星及其传感器简介 3）新型高分辨遥感卫星,3.3 常用遥感卫星简介,IKONOS-2是世界上第一颗米级高分辨率卫星。 IKONOS-2全色影像分辨率达到1米，可以满足1：10000比例尺测图精度要求。 IKONOS-2通过CCD相机前后摆动获取同轨立体影像。,First IKONOS Image -Taken of Washington D.C. Very large image 7833*2209,3.3 常用遥感卫星简介,QuickBird-2是全球第二高分辨率(0.61m)的商业遥感卫星(仅次于Worl
11、dView)。 QuickBird-2也具有推扫、横扫成像能力，可以获取同轨、异轨立体像对，一般以同轨立体为主。,San Francisco QuickBird 0.61m,3.3 常用遥感卫星简介,IRS卫星是印度的资源卫星系列，其中具有高空间分辨和立体测图能力的是IRS-P5。 IRS-P5又名Cartosat-1，空间分辨率为2.5m，可以获取高性能测量的立体图像，制作地形的数字地图和比例为1:10000的测绘地图，其地形高程的确定精度5m。,3.3 常用遥感卫星简介,ALOS卫星是日本高分辨率的陆地卫星，用于绘制日本和亚太地区国家的地表图。 ALOS卫星上装载的PRISM是世界上第一台
12、真正的星载三线阵测绘相机。 PRISM前、正、后视相机固定的几何关系, 前视和后视相机的倾角为23.8, 基高比1.0, 非常适合立体成像。,3.3 常用遥感卫星简介,WorlView卫星是DigitGloble公司经继QuickBird之后的下一代高分辨率遥感卫星。 WorldView-I是目前地球上分辨率最高(0.41m)、机动覆盖能力极强的商业成像卫星(1.7 天)。 WorldView-I卫星具备更高的地理定位精度(无控制点5.8-7.6m ，有控制点2m),3.3 常用遥感卫星简介,GeoEye 系列卫星是IKONOS和OrbView-3的下一代卫星。 GeoEye-I卫星的全色影像
13、分辨率0.41m，4波段的多光谱影像分辨率1.64m，影像幅宽15.2km。 GeoEye-I卫星每天能获取120万平方公里的影像，重访周期小于1.5天。,3.3 常用遥感卫星简介,3.3.2 常用卫星及其传感器简介 4）国产卫星系列 资源一号（CBERS）卫星：我国第一个传输型陆地光学遥感卫星 资源二号卫星：我国的高分辨率传输型遥感卫星 资源三号卫星：我国的测绘卫星系列 环境1号卫星：环境与灾害监测预报小卫星 北京一号小卫星：中高分辨率双遥感器的对地观测小卫星 清华一号微小卫星：我国第一颗实验性的微小卫星 TS-1卫星：我国第一颗传输型的测绘微小卫星 遥感一号卫星 遥感二号卫星 遥感三号卫星
14、,3.4 遥感图像解译,3.4.1 遥感图像解译的任务 任务：目标是什么？目标在哪里？目标怎么样？ 遥感图像的解译过程是遥感成像过程的逆过程,成像,解译,3.4 遥感图像解译,遥感图像获取的信息包括：目标地物的大小、形状及空间分布特点，目标地物的属性特点，目标地物的变化动态特点。 遥感信息提取途径：目视解译、数字图像处理,3.4 遥感图像解译,3.4.2 遥感图像的解译标志 解译标志：可以识别和区分不同地物的典型影像特征。 直接解译标志：形状、大小、阴影、色调、颜色、纹理、图案、位置、布局。 间接解译标志：建立相关事物之间的联系。,3.4 遥感图像解译,光学影像的直接解译标志,耕地,农村居民地
15、,城镇居民地,机场,公路,铁路,河流,湖泊,3.4 遥感图像解译,雷达影像的直接解译标志,道路,耕地,居民地,水系,铁路,植被,3.4 遥感图像解译,单波段影像解译 色调特征和空间特征 图像增强,3.4 遥感图像解译,多波段影像解译 光谱特性曲线 比较判读 假彩色合成,3.4 遥感图像解译,热红外影像解译 温度、发射率 热特性热容量、热传导率、热惯量,3.4 遥感图像解译,雷达影像解译 色调特征：入射角，地面粗糙度，地物电特性 几何特征：比例尺失真，地形起伏，投影差，反立体 穿透特性：可以得到地面图象 散射特性：可以反映地下状况,3.4 遥感图像解译,3.4.3 遥感图像的目视解译 1. 目视
16、解译的一般原则和步骤 原则：总体观察，综合分析，对比分析，观察方法正确，尊重影像的客观实际，解译图像耐心认真，有价值的地方重点分析。 步骤：从已知到未知，先易后难，先山区后平原，先地表后深部，先整体后局部，先宏观后微观，先图形后线性。,3.4 遥感图像解译,3.4.3 遥感图像的目视解译 2. 目视解译的主要方法 1）直判法：直接利用解译标志 2）对比法：与已知图像对照 3）邻比法：同幅或邻幅图像比较 4）动态对比法：同一区域不同时相图像对比 5）逻辑推理法：借助地物和自然现象的内在联系,3.4 遥感图像解译,3.4.3 遥感图像的目视解译 3. 目视解译的一般程序 1）了解影像的辅助信息：平台、传感器、成像方式、成像日期、季节、地区范围、比例尺、空间分辨率、彩色合成方案等； 2）分析已知专业资料； 3）建立解译标志：根据影像特征建立影像与师弟目标物之间的对应关系； 4）预解译：运用解译方法进行解译，勾绘类型界线，标注地物类别，形成预解译图； 5）地面实况调查：野外实地调查验证； 6）详细解译：根据野外实地调查结果，进行解译修正； 7）类型转绘与制图。,本章结束,