遥感数字影像处理.ppt

遥感数字影像处理教学目的
本讲从整体上简单介绍了遥感技术的全貌，目的是让同学们对遥感有一个大致的认识。遥感技术的根本目的在于获取目标地物的信息，为了获取这种信息，遥感采用了与传统技术不同的手段、角度、媒介，由此产生了与传统观察方法不同的效果和特点，从而遥感技术得到了广泛的应用。
提纲1绪论遥感的观测对象主要是地球表层的各类地物，也包括大气、海洋和地下矿藏中不同成分。地球表层各类地物都具有两种特征，一是空间几何特征，一是物理、化学、生物的属性特征。
过去的做法：坐井观天（如气象站观测员利用水银管状温度表观测到的地表温度只能代表几平方米；水文工作者测到的土壤水分含量也只能代表几平方米；农业技术员看到小块农田的产量不可能表达大范围的农业情况；地质勘探者在一个点上采集到的岩石标本无法画出地质岩性分布）
局限性：不是万能的。地学遥感的信息源是各种地物的反射电磁波强度纪录，绝大部分应用信息蕴含在这些电磁波信息里。为了提取应用信息，必须进行一个非常重要的步骤——信息转换，必须建立各种应用模型，必须结合地面的辅助信息
现在的做法：遥感模型+GIS，可以作出作物产量、森林积蓄量、草场生物量、地表蒸发量、作物耗水量等参数的区域分布及其总量。地学基础、地学应用和技术科学的交叉学科，高科技产业
1.4特点与优势2遥感物理基础2.1电磁波与电磁波谱2.1.2．电磁辐射
电磁波电磁场在空间的直接传播称为电磁辐射。1887年德国物理学家赫兹由两个带电小球的火花放电实验，证实了电磁场在空间的直接传播，验证了电磁辐射的存在。装载在遥感平台上的遥感器系统，接收来自地表、地球大气物质的电磁辐射，经过成像仪器，形成遥感影象。
2.1.3．电磁波谱
γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线和无线电波（微波、短波、中波、长波和超长波等）在真空中按照波长或频率递增或递减顺序排列，构成了电磁波谱。目前遥感技术中通常采用的电磁波位于可见光、红外和微波波谱区间。可见光区间辐射源于原子、分子中的外层电子跃迁。红外辐射则产生于分子的振动和转动能级跃迁。无线电波是由电容、电感组成的振荡回路产生电磁辐射，通过偶极子天线向空间发射。微波由于振荡频率较高，用谐振腔及波导管激励与传输，通过微波天线向空间发射。由于它们的波长或频率不同，不同电磁波又表现出各自的特性和特点。可见光、红外和微波遥感，就是利用不同电磁波的特性。电磁波与地物相互作用特点与过程，是遥感成像机理探讨的主要内容。
2.1.4电磁辐射的传播
电磁辐射通过不同的介质时，其强度、波长、相位、传播方向和偏振面等将发生变化，这些变化可能是单一的，也可能是复合的。电磁波可以采用频率、相位、能量、极化等物理参数来描述。电磁波在传播中遵循波的反射，折射，衍射，干涉，吸收，散射等传播规律。
2.1.5电磁辐射的测量与度量单位
遥感信息是从遥感器定量记录的地表物体电磁辐射数据中提取的。为了测量从目标地物反射或辐射的电磁波的能量，这里介绍两种电磁辐射的测量方式和度量单位：
辐射测量（radiometry），以伽玛射线到电磁波的整个波段范围为对象的物理辐射量的测定，其度量单位略。
光度测量（photometry），由人眼的视觉特性（标准光度观察）评价的物理辐射量的测定，其度量单位略。2.2地物波谱特征2.2.1太阳辐射与地物反射波谱2)地物反射
太阳光通过大气层射到地球表面，地物会发生反射作用。物体对电磁波谱的反射能力用反射率表示。
3)地物反射波谱
从紫外、可见光至近红外，遥感器接受的主要是来自地物反射太阳辐射的能量，因此，在这一波长范围内的地物波谱研究，主要是研究地物的反射波谱。地物的反射波谱是研究地面物体反射率随波长的变化规律。地物波谱曲线的形态很不相同。除了不同地物反射率不同外，同种地物在不同的内部和外部条件下反射率也不同。一般说来，反射率随波长的变化，有规律可循，从而为遥感影象的判读提供依据。几种典型地物的反射光谱曲线如下：研究发现，在自然界中，大部分地物的波谱值,具有一定的变化范围，同一地物在同一谱段上具有不同的波谱值，多波段地物波谱测量数据分布在一定宽度的条带内。当一类地物波谱变化范围与另一类地物波谱变化范围部分重叠时，地物波谱具有重叠性。2.2.2地物的热辐射
1)热辐射物理基础
大量观测事实证明，宇宙中的各种物体，如太阳、各种星体、一定厚度的大气层、人造飞行器、地球及地球上各种生物、非生物都是热辐射源，它们一刻不停的辐射电磁波。电磁辐射能的强弱及其按波长的分布，决定于物体的性质与温度，这种电磁辐射，称为热辐射，也称为温度辐射。热辐射中的几个概念：
绝对黑体：在任何温度下，对任何波长的入射辐射的吸收系数(率)恒等于1的物体，即l。显然，绝对黑体的反射率＝0，透射率＝0。自然界不存在绝对黑体，试验中的黑体是人工方法制成的。
维恩位