一、遥感的基本概念

遥感 应用探测仪器,不与探测目标接触,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析揭示处物体特征性质及其变化的综合性探测技术
遥感平台 搭载各种遥感仪器的工具,使其在一定距离对目标进行观测并为其提供技术保障和工作条件的运载工具。
主动遥感 传感器主动发射一定电磁能量并接收目标地物的后向散射信号的遥感方式
被动遥感 探测仪器仅被动接收目标地物自身辐射或反射电磁波信息的遥感方式
可见光遥感 传感器工作波段在可将波段的遥感
红外遥感 主要收集和记录目标地物地物辐射和反射的红外能量
微波遥感 主要收集和记录目标地物地物辐射和反射的微波能量
多光谱遥感 将目标地物辐射的电磁辐射分割成若干个窄波段,同时得到同一目标不同波段的多幅图像
高光谱遥感 成像光谱仪在可见光、红外波段范围内,获取许多非常窄的光谱连续的影像数据的技术
定量遥感 利用遥感器获取的电磁波信息,通过数学的或物理的模型定量地反演或推算出某些地学、生物学及大气等目标定量信息的技术。
传感器、遥感器 收集、探测并记录地物电磁波辐射信息的仪器

二、遥感物理基础

电磁波谱 按电磁波在真空中传播的波长或频率,递增或递减排列成谱
辐射能量 电磁辐射能量的度量
辐射通量 单位时间内通过某一面积的辐射能量
辐射通量密度 单位时间内通过单位面积的辐射能量
辐照度 被辐射物体表面的辐射通量密度
辐射出射度 向外发出辐射的辐射源物体表面的辐射通量密度
辐射亮度(辐射度) 面状辐射源某一方向上,单位投影面积单位立体角的辐射通量
朗伯源 辐射亮度与观察角无关的辐射源
绝对黑体 对任何波长的电磁辐射都全部吸收的物体
太阳常数 不受大气影像,在距太阳一个天文单位内垂直与太阳辐射方向上,单位面积单位时间黑体所接收的太阳辐射能量
大气窗口 通过大气层时较少被反射、吸收或散射的,透射率较高的电磁辐射波段。
普朗克定律 描述黑体辐射通量密度与温度、波长分布的关系。
基尔霍夫定律 绝对黑体的总辐射出射度与黑体的温度的四次方成正比
维恩位移定律 黑体辐射光谱中最强辐射的波长与绝对温度成反比
比辐射率 实际物体与黑体辐射出射度之比
辐射温度 实际物体的总辐射亮度 (包括全部波长) 与绝对黑体的总辐射亮度相等,则黑体的温度称为实际物体的辐射温度。
亮温 同一波长下,若实际物体与黑体的光谱辐射强度相等, 则此时黑体的温度被称为实际物体在该波长下的亮度温度
大气散射 辐射在传输过程中遇到小颗粒而使传播方向发生改变,并向各个方向散开
瑞利散射 大气中微粒直径远小于电磁波波长时发生的散射
米氏散射 大气中微粒直径与电磁波波长接近时发生的散射
无选择性散射 大气中微粒直径远大于电磁波波长时发生的散射
反射率 物体的反射辐射量与入射辐射量之比
反照率 目标物向各个方向反射的全部辐射能量与入射的总辐射能量之比
镜面反射 镜面反射是指物体反射满足反射定律
漫反射 不论入射方向如何,反射方向是四面八分的反射
方向反射 介于两者之间的非朗伯表面,其反射具有明显的方向性
双向反射比因子BRF 一定辐照度和观测条件下,目标的反射辐射通量与同一条件下标准参考面的反射辐射通量之比
双向反射分布函数(BRDF) 给定方向上单位立体角的反射率(反射率随入射方向和反射方向而变化的特性)
太阳同步卫星 太阳同步轨道指的就是卫星的轨道平面和太阳始终保持相对固定的取向
地球同步轨道卫星 卫星绕地球运行周期与地球自转同步
轨道倾角 卫星运行平面与赤道平面的夹角

三、成像原理与图像特征

CBERS 中巴资源卫星
landsat OLI 陆地成像仪(MSS多光谱扫描仪、TM专题制图仪、TIRS热红外传感器)
MODIS 中分辨率成像光谱仪
侧视雷达 侧视雷达的天线不是安装在遥感平台的正下方,而是与遥感平台的运动方向形成角度,朝向一侧或两侧倾斜安装,向侧下方发射微波,接收回波信号
真实孔径雷达RAR 由一个实际天线在一个位置上接收同一地物回波信号的侧视雷达
合成孔径雷达RAR 合成孔径雷达是利用遥感平台的前进运动,将一个小孔径的天线安装在平台的侧方,以代替大孔径的天线,提高方位分辨率的雷达。
摄影成像 通过成像设备获取物体影像的技术
垂直摄影 摄影机主光轴垂直于地面或偏离垂线在3度以内。
垂直投影 一束平行光垂直相交于一平面,其交点称为空间点的正射投影或垂直投影
中心投影 航摄时地面点通过镜头中心后聚在焦平面上的投影
扫描成像 依靠探测元件和扫描镜对目标地物以瞬时视场为单位进行逐点逐行取样,得到目标地物电磁辐射信息形成一定的图像
光机扫描成像 在扫描仪前安装光学镜头,依靠机械传动装置使镜头摆动形成对目标地物的逐点逐行扫描
固体自扫描(推帚) 用固定的探测元件,通过遥感平台的移动对目标地物进行扫描的一种成像方式
成像光谱仪 既能成像又能获取目标光谱曲线的“谱像合一”的技术,称为成像光谱技术。按该原理制成的扫描仪称为成像光谱仪。
CCD 一种能把光学影像转化为数字信号,用耦合方式传输信号的探测元件
空间分辨率 遥感影像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小
时间分辨率 对同一目标进行采样的时间间隔
辐射分辨率 传感器接收波谱信号时能分辨的最小辐射度差
光(波)谱分辨率 传感器接收电磁波辐射所能区分的最小波长间隔
瞬时视场角 遥感系统在某一瞬间探测单元对应的瞬时视场
总视场角 传感器对地扫描成像的总角度
雷达图像距离分辨率 又称射向、横向、侧向分辨率,是指沿距离向可分辨两点间的最小距离
方位辨率 又称航向、纵向和几何分辨率,是指沿一条航向线可以分辨的两点间的最小距离
像点位移 当地面起伏、像片倾斜时,地面点在像片位置上的移动。
地物波谱曲线 地物的反射、吸收、发射电磁波的强度是随波长而变化的,以波谱曲线的形式来表示地物的波谱特征

四、遥感图像处理

明度 人眼对光源或物体明暗程度的感觉
色调 色彩彼此相互区分的特性
饱和度 彩色纯洁的程度
遥感数字图像 是以数字形式表述的遥感图像
数字图像 在计算机里存储、处理和使用的图像
像元 是组成数字化影像的最小单元或传感器对地面景物进行扫描采样的最小单元
混合像元 若像元包含多种土地类型,则为混合像元
灰度直方图 一幅图像中所有像素各灰度值出现的频率
几何畸变 遥感图像在几何位置上发生了变化
几何校正 针对几何畸变进行的误差校正
辐射畸变 由于传感器本身和外界原因导致测量值与地物实际的光谱反射率之间的误差
程辐射 散射光向上通过大气直接进入传感器
辐射定标 将图像的亮度灰度值转换为绝对的辐射亮度
辐射校正 对辐射畸变进行的校正,消除或改正因辐射误差而引起影像畸变的过程
大气校正 大气的影响是指大气对阳光和来自目标辐射产生吸收和散射。消除大气影响的校正过程成为大气校正
图像增强 通过图像处理来突出相关的专题信息,提高图像的识别能力和视觉效果的过程
多光谱空间 一个n维坐标系,每一个坐标轴代表一个波段,坐标值为亮度值,坐标系内的每一个点代表一个像元。
空间域增强 直接在图像空间对像元进行处理来增强图像
频率域增强 对图像进行傅里叶变换,对频率域图像的频谱进行修改来达到图像增强
对比度增强 通过改变图像像元的灰度值来改变图像对比度,从而改善图像质量的图像处理方法
邻域运算 在空间域上对图像进行邻域检测的运算
线性拉伸 根据线性或分段线性变换函数对像元灰度值进行变换增强图像对比度的过程
直方图均衡化(非线性) 把原始图像的灰度直方图从比较集中的某个灰度区间变成在全部灰度范围内的均匀分布

伪彩色增强 把一幅黑白图像的不同灰度按一定的函数关系变换成彩色
密度分割 单波段黑白遥感图像可按照灰度范围分段,对每段赋予不同的色彩,使之成为彩色图像。
彩色变换 将用RGB颜色模型表示的图像变换为用HIS颜色模型表示的图像处理方法。
真彩色影像 彩色合成中选择的波段的波长与对应红绿蓝的波长相同时合成的影像
假彩色图像 彩色合成中选择的波段的波长与对应红绿蓝的波长相同时合成的影像
多波段彩色合成 对多波段遥感图像,选择其中的某三个波段分辨赋予红绿蓝三种颜色合成的彩色图像
标准假彩色合成 将 TM 数据的三个 4、3、2 波段分别赋予红绿蓝三色时 叫标准假彩色合成
多光谱变换 对多光谱图像进行函数变换,减少波段间冗余,保留主要信息,增强或提取有用信息的方法
主成分K-L变换 是在尽量不丢失信息的情况下,通过正交变换将多光谱图像转换到比原波段更少波段的方法
缨帽K-T变换 一种坐标空间发生旋转的线性变换方法,旋转后坐标轴指向与地物有密切关系的方向
最邻近法 最邻近法是遥感分类的一种常用方法。它的基本思想是,根据待分类的遥感像元与已知类别的训练样本的空间位置关系,将待分类像元分到与其最近邻训练样本所属类别中。
双线性内插法 双线性内插法是图像镶嵌的一种常用方法。它的基本思想是,根据待镶嵌图像与镶嵌图像之间的相对位置关系,通过双线性内插法对待镶嵌图像进行插值处理,以获得与镶嵌图像相同分辨率的图像。
三次卷积法 三次卷积法是图像镶嵌的一种常用方法。

五、遥感信息解译

遥感图像解译 从遥感图像上获取目标地物信息的过程称为遥感图像解译
目视解译 通过直接观察或借助辅助判读仪器在遥感影像上获取特定目标地物信息的过程
计算机解译 在计算机系统的支持下,综合运用地学分析、遥感图像处理、地理信息系统、模式识别和人工智能技术,获取遥感专题信息
解译标志 遥感影像上能够反映和表现目标地物信息的特征
直接解译标志 直接反映和表现目标地物信息的遥感图像的各种特征
纹理 地物影像轮廓内色调变化的频率
图像数字化 将连续色调的模拟图像经采样量化后转换成数字图像的过程
灰度值 黑白图像中点的颜色深度
图像分类 根据地物的光谱信息和空间信息特征,将图像中的所有像素按其性质分为若干类别的过程
监督分类 依据典型样本建立识别函数对未知地物进行分类的技术
非监督分类 不加入先验知识、仅根据遥感影像数据的光谱特征的相似性进行分类的技术
动态聚类法(K-均值) K-均值聚类是一种基于动态分配的聚类方法,其中K表示聚类的类别数。该算法通过迭代地调整聚类中心的位置,将数据分配到最近的类中,并重新计算类中心,直到满足收敛条件为止。
ISODATA聚类法 ISODATA聚类是一种基于自动化聚类过程的方法,其中包括数据初始化、类中心更新、聚类划分和类别合并等步骤。该算法能够自动判断聚类的类别数量,并通过迭代调整类中心来实现数据聚类。
决策树分类 决策树分类是一种基于树结构的监督学习算法,它通过对数据进行层层分类,从而形成决策树,根据决策树的分类规则对新的数据进行分类预测。
遥感制图 遥感制图是指利用遥感影像数据进行地理信息绘制的过程,包括遥感影像绘制、地物绘制、地名绘制等。
计算机辅助遥感制图 计算机辅助遥感制图是一种利用计算机技术来处理、分析遥感影像数据,并进行地理信息可视化的方法。
混淆矩阵 混淆矩阵是分类结果评估的常用指标。它用来描述分类器在测试数据集上的预测结果与真实类别的差异。
Kappa系数 Kappa系数是一种度量分类模型预测准确性的指标。它可以衡量分类器预测结果与真实类别的一致性。
数值运算 数值运算是指用数学方法来解决问题的过程。例如,在遥感数据处理中,可以使用数值运算来计算遥感影像中不同波段的均
比值运算 比值运算是指对两个数值进行除法运算,以计算两个数值之间的比值。例如,在遥感数据处理中,可以使用比值运算来计算遥感影像中不同波段之间的比值。
差值运算 差值运算是指对两个数值进行减法运算,以计算两个数值之间的差值。例如,在遥感数据处理中,可以使用差值运算来计算遥感影像中不同波段之间的差值。
高通滤波 高通滤波是一种滤波方法,它可以提取图像中的高频信息。高通滤波可以用来增强图像的细节信息,并去除低频噪声。
低通滤波 低通滤波是一种滤波方法,它可以提取图像中的低频信息。低通滤波可以用来增强图像的整体特征,并去除高频噪声。
带通滤波 带通滤波是一种滤波方法,它可以提取图像中指
空间卷积 空间卷积是一种常用的图像处理方法。它可以通过计算图像的卷积来实现图像的平滑、边缘检测、锐化等操作。
中值滤波 中值滤波是一种图像滤波方法。它可以通过对图像中每个像素周围的像素值进行排序,并取其中值来实现图像的平滑处理。
均值滤波 均值滤波是一种图像滤波方法。它可以通过对图像中每个像素周围的像素值求平均值来实现图像的平滑处理。
BSQ数据格式 BSQ数据格式是一种遥感影像数据的存储格式。它按照波段、扫描行、扫描列的顺序来存储遥感影像数据,以便进行数据处理和分析。
BIP BIP数据格式是一种遥感影像数据的存储格式。它按照波段、扫描行、扫描像元的顺序来存储遥感影像数据,以便进行数据处理和分析。
BIL BIL数据格式是一种遥感影像数据的存储格式。它按照扫描行、波段、扫描像元的顺序来存储遥感影像数据,以便进行数据处理和分析。
图像镶嵌 图像镶嵌是指将两张不同分辨率或不同投影的图像进行叠加,使其表面光滑连续的技术。遥感数据处理中常用图像镶嵌方法有双线性内插法和三次卷积法。
数据融合 数据融合是指将多种不同来源、不同时间、不同波段的遥感数据进行综合处理,以获得更全面、更精确的信息的技术。遥感数据融合包括多源信息复合、多源信息融合和多源信息融合分析。
多源信息复合 多源信息复合是指将多种不同波段的遥感数据通过数学运算结合在一起,以获得更丰富、更全面的信息。常用的多源信息复合方法有数值运算、比值运算和差值运算。
最小距离法 最小距离法是遥感分类的一种常用方法。它的基本思想是,根据待分类的遥感像元与已知类别的训练样本的欧氏距离,将待分类像元分到与其最近的训练样本所属类别中。
最大似然法 最大似然法是遥感分类的一种常用方法。它的基本思想是,根据待分类的遥感像元与已知类别的训练样本的相似性,将待分类像元分到其最相似的训练样本所属类别中。
支持向量机法 支持向量机法是遥感分类的一种机器学习方法。它的基本思想是,通过构造一个多维空间的超平面,将待分类的遥感像元分到超平面的两侧,以实现遥感像元的分类。
人工神经网络 人工神经网络法是遥感分类的一种机器学习方法。它的基本思想是,通过构建一个神经网络模型,使用训练数据对模型进行训练,然后利用训练得到的模型对待分类的遥感像元进行分类。
分类集群法

六、遥感应用

土地覆盖 由植被、土壤、水体、建筑物、道路等覆盖物所构成的物质组合。
植被遥感 指利用遥感技术对植被进行监测、评估和研究的一种方法。通常利用遥感传感器获取的遥感影像作为数据源,通过数据处理和分析技术,对植被的种类、生长状况、分布情况等进行研究。
NDVI 用来描述植被状态的常用指数。它是通过利用遥感传感器获取的可见光波段和近红外波段的遥感影像,计算出可见光与近红外光的比值,来反映植被状态的一种指标。
叶面积指数 用来描述植被状态的常用指数。它是通过测量植物叶片面积并将其累加,来反映植被叶片面积密度的一种指标。
植被盖度 指植被覆盖地表的程度。通常利用遥感影像作为数据源,通过数据处理和分析技术,计算出植被覆盖的比例来表征植被盖度。