作业帮TM影像、SPOT影像、航空影像的区别
来源：学生作业帮 编辑：拍题作业网作业帮 分类：综合作业 时间：2024/04/29 13:39:16
TM影像、SPOT影像、航空影像的区别
1、遥感的概念
所谓遥感,是从远距离感知目标物,也即从远距离探测目标物的物性.
广义遥感,已拓展到对地观测和对地外星体的观测.
狭义遥感是指不与目标物接触,从远处用探测器接收来自目标物的电磁波信息,通过对信息的处理和分析研究,确定目标物的属性及目标物相互间的关系.
2、遥感的分类
1.按遥感平台分类
(1)航天遥感 高度大于80km.卫星、飞船、火箭、航天飞机
(2)航空遥感 高度小于80km.飞机、气球
(3)地面遥感 平台放在地面上的遥感.遥感车、船、塔
2.按遥感媒介分类
(1)电磁波遥感 以电磁波为信息传播媒介的遥感
(2)声波遥感 以声波为信息传播媒介的遥感
(3)力场遥感 以重力场、磁力场、电力场为媒介的遥感
(4)地震波遥感 以地震波为媒介的遥感
3、遥感分类
按遥感平台分类
(1)航天遥感 高度大于80km.卫星、飞船、火箭、航天飞机
(2)航空遥感 高度小于80km.飞机、气球
(3)地面遥感 平台放在地面上的遥感.遥感车、船、塔
按辐射源分类
(1)被动遥感(无源遥感):探测仪器直接接收记录地物反射来自太阳的电磁波或地物自身发射的电磁波,即电磁波来自天然辐射源——太阳或地球.
(2)主动遥感(有源遥感):传感器本身携带的人工电磁辐射源向地物发射一定能量的电磁波,然后接收从地物反射回来的电磁波.
按成像方式分类
(1)摄影遥感：以光学摄影进行的遥感.
(2)扫描方式遥感：以扫描方式获取图像的遥感.
4、遥感技术的特点
1、空间特性（探测范围大）—— 视野辽阔,具有宏观特性
2、波谱特性（信息丰富）—— 探测波段从可见光向两侧延伸,大大扩展了人体感官的功能
3、时相特性（周期短）—— 高速度,周期性重复成像
4、收集资料方便,不受地形限制
5、经济特性—— 工作效率高,成本低,一次成像,多方受益
6、数字处理特性—— 使其与计算机技术融合在一起,实现了多元信息的复合
5、一个完整的遥感技术系统应包括地物电磁辐射信息的收集、传输、处理、存贮直至分析与解译（应用）.
1、空间信息收集系统:主要完成遥感数据的采集传输工作
① 传感器:是收集、记录地物电磁辐射信息并发送至地面接收站的设备,是遥感工作系统的核心部分.
② 遥感平台:装载传感器的设备,又称为运载工具.
2、地面接收和预处理系统:主要完成遥感数据的接收、处理、存贮、分发和应用开发工作.
① 机载系统—— 一般采用直接回收方式,即信息被记录在胶卷或磁带上,待飞机返回时将得到的信息进行预处理
② 星载系统——地面系统,即卫星地面站地面站接收到的原始信号要经过预处理,制成图像胶片或计算机兼容磁带（CCT）,提供给用户.进过预处理后,还要对资料进行存贮,这是为了方便用户查询而建的资料数据库及自动检索系统.
3、信息分析应用系统
是用户为一定目的而应用遥感信息时所采取的各种技术,主要包括遥感信息的选择技术、应用处理技术、专题信息提取技术等等.
第二章 遥感物理基础
1、电磁波谱
将各种电磁波按波长的大小（或频率的高低）依次排列成图表,就称为电磁波谱.按波长从短到长可分为：
2、大气窗口
电磁波在大气中传输过程中损耗较小,透射率很高的波段.
3、地物波谱特征
概念：地物波谱特征是指各种地物各自所具有的电磁波特性（反射、发射、吸收、透射）.
地物反射波谱特性：地物波谱反射率随波长变化而改变的特性.
地物反射特性曲线：将地物的波谱反射率与波长的关系在直角坐标系中描绘出的曲线.
影响地物反射波谱特征的因素：
1、水份 2、矿物成份 3、可溶盐量 4、风化作用 5、表面结构
6、季节、植被覆盖 7 、产状、坡向 8 、其它：如时间、气候条件等
4、几类常见地物反射波谱特性
1．植物：a.在可见光的0.55μm（绿）附近有一个小反射峰,在0.45μm（蓝）和0.67μm（红）附近有两个明显的吸收带.b.在0.7～0.8μm是一个陡坡,反射率急剧增高,在近红外波段0.8～1.3μm之间形成一个高的,形成反射峰.c.以1.45μm、1.95μm和2.7μm为中心是水的吸收带.
2.土壤：没有明显的波峰波谷,土质越细反射率越高,有机质含量越高含水量越高,反射率越低
3. 水体：反射主要在蓝绿波段,其它波段吸收都很强,近红外吸收更强.水中含泥沙时,可见光波段反射率会增加,峰值出现在黄红区.水中含叶绿素时,近红外波段明显抬升.
4. 岩石：形态各异,没有统一的变化规律.岩石的反射波谱曲线受矿物成分、矿物含量、风化程度、含水状况、颗粒大小、表面光滑程度、色泽等影响
第三章 遥感图像类型及特性
1、中心投影
是设想地物投射出一束投影直线,经过投影中心聚焦至投影面上成像.在航空摄影中,地面景物是投影物,镜头为投影中心,摄影胶片即为投影面.其特点为：
① 点的投影仍为点
② 直线的投影仍是直线,仅当直线的延长线通过投影中心,该直线的像就成 为一个点
③ 面的投影仍为面,只有通过投影中心的平面其像为一直线
2、彩色合成
真彩色合成：图像上显示的色调与地物的真实颜色相同或相近.
假彩色合成：任意三个波段或者经过处理产生的三个分量图像分别用红、绿、蓝显示而合成彩色.
3、彩红外航片
像片上影像的色调与实际地物不一致.它在摄影时加用黄滤光片,滤去蓝光,并使用彩色红外胶片摄影而得.
4、至少五个卫星图像
Landsat陆地卫星（MSS、TM、ETM传感器）.SPOT卫星（HRV传感器）.中巴资源一号卫星CBERS-1(CCD、WFI、IRMSS传感器).IKONOS卫星.Quickbird数据
5、各波段卫星图像的解译特点
①TM1（0.45～0.52μm）属蓝光波段
对水体有较强的穿透力,有利于浅水底部地貌判读；一般地物在此波段的反射率较低,而雪的反射率最大,所以在此波段图像上的雪地与其他地物分界明显,植被最暗,水体次之,新鲜雪最浅.但蓝光波段影像受大气散射影响严重,有时影像会模糊不清.
②MSS4（0.5～0.6μm）、TM2（0.52～0.6μm）属绿光波段
对水体有一定的透视能力,在清澈的水域,能反映几十米的深度,有利于观察水下地形,这在海岸带调查中作用很大.
植被在此波段的反射率相对出现峰值,图像上易于区分植被的分布范围及生长密度,可用于林业资料分布,草场分布情况的调查.
对水体污染（特别是由污染）情况也有好的反映.
对陆地上颜色较浅的地层岩性和第四系松散沉积物、城市居民区、道路、采石场等均有明显的反映（呈浅色调）.
③MSS5（0.6～0.7μm）、TM3（0.63～0.69μm）属红光波段
对水体有一定的透视能力,有利于反映水体混浊程度和泥沙流动情况.
各类岩石（沉积岩、岩浆岩、变质岩）在此波段有较大差别,同时该波段图像能较好地反映地貌特征,有利于地质地貌判读.
能区分健康植被和病害植被.在这一波段,健康植被反射率低,呈深色调,病害植被具有较高反射率,呈浅色调.
④MSS6（0.7～0.8μm）、MSS7（0.8～1.1μm）、TM4（0.76～0.9μm）属深红－近红外
这几个波段效应相似,是水的强吸收和植被的强反射阶段
对水和湿地反应灵敏,水陆边界清晰,有利于研究水体分布、岸线轮廓、土壤含水性、浅层地下水等方面的调查.
对平原区与水体有关的地质体有良好反映.如充水断层为黑色、淡黑线段,隐伏隆起与凹陷为浅与深相间组成的环带,此外,对研究平原区的石油构造、第四纪沉积物类型、新老洪积扇的划分等有帮助.
对植被反映敏感,易于圈定植被分布范围,能区分树林、农作物、草地,对植被的病虫害调查较好,健康植被对近红外波段具有较强的反射,为明亮的浅色调,而病害植被为较深色调.
从整体上说,MSS7、TM4的图像清晰、立体感强,能较清楚地显示各种地物细节.
⑤TM5（1.55～1.75μm）属近红外波段
主要用于探测地物含水量、土壤湿度（植物含水量）植被长势的调查,及地质调查中的岩石分类（不少岩石的反射高峰值在此波段内）.并能区分雪与云,雪比云深.
⑥TM7（2.08～2.35μm）属近红外波段
这是应地质工作者的要求而专门设计的.
主要用于探测岩石类型,对粘土类矿物、碳酸盐类矿物及其岩性的研究有利（暗色调）.有利于区域地质填图、大型蚀变带的研究.
在TM7图像上水体呈黑色,其它物体影像与可见光差不多.
⑦MSS8（10.4～12.6μm）、TM6（10.4～12.5μm）属热红外波段
此波段记录的是地物自身的热辐射信息.提供热显示的温度场资料.探测与热异常有关的石油天然气、煤、铀、硫化矿床氧化带等矿产,探测地热、森林火灾（3～5μm）等.
6、四个分辨率
空间分辨率：指像素所代表的地面范围的大小,即扫描仪的瞬时视场,或地面物体能分辨的最小单元.
波谱分辨率：传感器能分辨的最小波长间隔.间隔越小,波谱分辨率越高.
辐射分辨率：是指传感器接收波谱信号时,能分辨的最小辐射差.表现为每一个像元的辐射量化级.
时间分辨率：指对同一地点进行遥感采样的时间间隔,即采样的时间频率,也称重访周期.
7、像元
是组成数字化影像的最小单元.在遥感数据采集,如扫描成像时,它是传感器对地面景物进行扫描采样的最小单元.
8、瞬时视场角
从卫星到这最小面积间构成的空间立体角称瞬时视场.卫星的空间分辨率与卫星的高度有关,卫星高度越高,分辨率越低,而且与卫星视角有关,视角越倾斜,观测面积越大,分辨率就差.
9、真实孔径侧视雷达
RAR直接将地物目标的回波信号记录在移动的照像胶卷上.通过增大安装在平台上（飞机）的天线长度和缩短工作波长来改变方位分辩率,缺点是分辩率随距离增大迅速变坏.
10、合成孔径侧视雷达
合成孔径是利用平台的前移把实际的天线看成是天线阵列中的一个独立收发单元,对雷达回波信号进行专门的存贮处理来合成的.SAR可以在远距离获得高分辩率图像,而不用增加天线的长度,但是其设备复杂、造价昂贵,需要很复杂的信号处理技术.
所谓遥感,是从远距离感知目标物,也即从远距离探测目标物的物性.
广义遥感,已拓展到对地观测和对地外星体的观测.
狭义遥感是指不与目标物接触,从远处用探测器接收来自目标物的电磁波信息,通过对信息的处理和分析研究,确定目标物的属性及目标物相互间的关系.
2、遥感的分类
1.按遥感平台分类
(1)航天遥感 高度大于80km.卫星、飞船、火箭、航天飞机
(2)航空遥感 高度小于80km.飞机、气球
(3)地面遥感 平台放在地面上的遥感.遥感车、船、塔
2.按遥感媒介分类
(1)电磁波遥感 以电磁波为信息传播媒介的遥感
(2)声波遥感 以声波为信息传播媒介的遥感
(3)力场遥感 以重力场、磁力场、电力场为媒介的遥感
(4)地震波遥感 以地震波为媒介的遥感
3、遥感分类
按遥感平台分类
(1)航天遥感 高度大于80km.卫星、飞船、火箭、航天飞机
(2)航空遥感 高度小于80km.飞机、气球
(3)地面遥感 平台放在地面上的遥感.遥感车、船、塔
按辐射源分类
(1)被动遥感(无源遥感):探测仪器直接接收记录地物反射来自太阳的电磁波或地物自身发射的电磁波,即电磁波来自天然辐射源——太阳或地球.
(2)主动遥感(有源遥感):传感器本身携带的人工电磁辐射源向地物发射一定能量的电磁波,然后接收从地物反射回来的电磁波.
按成像方式分类
(1)摄影遥感：以光学摄影进行的遥感.
(2)扫描方式遥感：以扫描方式获取图像的遥感.
4、遥感技术的特点
1、空间特性（探测范围大）—— 视野辽阔,具有宏观特性
2、波谱特性（信息丰富）—— 探测波段从可见光向两侧延伸,大大扩展了人体感官的功能
3、时相特性（周期短）—— 高速度,周期性重复成像
4、收集资料方便,不受地形限制
5、经济特性—— 工作效率高,成本低,一次成像,多方受益
6、数字处理特性—— 使其与计算机技术融合在一起,实现了多元信息的复合
5、一个完整的遥感技术系统应包括地物电磁辐射信息的收集、传输、处理、存贮直至分析与解译（应用）.
1、空间信息收集系统:主要完成遥感数据的采集传输工作
① 传感器:是收集、记录地物电磁辐射信息并发送至地面接收站的设备,是遥感工作系统的核心部分.
② 遥感平台:装载传感器的设备,又称为运载工具.
2、地面接收和预处理系统:主要完成遥感数据的接收、处理、存贮、分发和应用开发工作.
① 机载系统—— 一般采用直接回收方式,即信息被记录在胶卷或磁带上,待飞机返回时将得到的信息进行预处理
② 星载系统——地面系统,即卫星地面站地面站接收到的原始信号要经过预处理,制成图像胶片或计算机兼容磁带（CCT）,提供给用户.进过预处理后,还要对资料进行存贮,这是为了方便用户查询而建的资料数据库及自动检索系统.
3、信息分析应用系统
是用户为一定目的而应用遥感信息时所采取的各种技术,主要包括遥感信息的选择技术、应用处理技术、专题信息提取技术等等.
第二章 遥感物理基础
1、电磁波谱
将各种电磁波按波长的大小（或频率的高低）依次排列成图表,就称为电磁波谱.按波长从短到长可分为：
2、大气窗口
电磁波在大气中传输过程中损耗较小,透射率很高的波段.
3、地物波谱特征
概念：地物波谱特征是指各种地物各自所具有的电磁波特性（反射、发射、吸收、透射）.
地物反射波谱特性：地物波谱反射率随波长变化而改变的特性.
地物反射特性曲线：将地物的波谱反射率与波长的关系在直角坐标系中描绘出的曲线.
影响地物反射波谱特征的因素：
1、水份 2、矿物成份 3、可溶盐量 4、风化作用 5、表面结构
6、季节、植被覆盖 7 、产状、坡向 8 、其它：如时间、气候条件等
4、几类常见地物反射波谱特性
1．植物：a.在可见光的0.55μm（绿）附近有一个小反射峰,在0.45μm（蓝）和0.67μm（红）附近有两个明显的吸收带.b.在0.7～0.8μm是一个陡坡,反射率急剧增高,在近红外波段0.8～1.3μm之间形成一个高的,形成反射峰.c.以1.45μm、1.95μm和2.7μm为中心是水的吸收带.
2.土壤：没有明显的波峰波谷,土质越细反射率越高,有机质含量越高含水量越高,反射率越低
3. 水体：反射主要在蓝绿波段,其它波段吸收都很强,近红外吸收更强.水中含泥沙时,可见光波段反射率会增加,峰值出现在黄红区.水中含叶绿素时,近红外波段明显抬升.
4. 岩石：形态各异,没有统一的变化规律.岩石的反射波谱曲线受矿物成分、矿物含量、风化程度、含水状况、颗粒大小、表面光滑程度、色泽等影响
第三章 遥感图像类型及特性
1、中心投影
是设想地物投射出一束投影直线,经过投影中心聚焦至投影面上成像.在航空摄影中,地面景物是投影物,镜头为投影中心,摄影胶片即为投影面.其特点为：
① 点的投影仍为点
② 直线的投影仍是直线,仅当直线的延长线通过投影中心,该直线的像就成 为一个点
③ 面的投影仍为面,只有通过投影中心的平面其像为一直线
2、彩色合成
真彩色合成：图像上显示的色调与地物的真实颜色相同或相近.
假彩色合成：任意三个波段或者经过处理产生的三个分量图像分别用红、绿、蓝显示而合成彩色.
3、彩红外航片
像片上影像的色调与实际地物不一致.它在摄影时加用黄滤光片,滤去蓝光,并使用彩色红外胶片摄影而得.
4、至少五个卫星图像
Landsat陆地卫星（MSS、TM、ETM传感器）.SPOT卫星（HRV传感器）.中巴资源一号卫星CBERS-1(CCD、WFI、IRMSS传感器).IKONOS卫星.Quickbird数据
5、各波段卫星图像的解译特点
①TM1（0.45～0.52μm）属蓝光波段
对水体有较强的穿透力,有利于浅水底部地貌判读；一般地物在此波段的反射率较低,而雪的反射率最大,所以在此波段图像上的雪地与其他地物分界明显,植被最暗,水体次之,新鲜雪最浅.但蓝光波段影像受大气散射影响严重,有时影像会模糊不清.
②MSS4（0.5～0.6μm）、TM2（0.52～0.6μm）属绿光波段
对水体有一定的透视能力,在清澈的水域,能反映几十米的深度,有利于观察水下地形,这在海岸带调查中作用很大.
植被在此波段的反射率相对出现峰值,图像上易于区分植被的分布范围及生长密度,可用于林业资料分布,草场分布情况的调查.
对水体污染（特别是由污染）情况也有好的反映.
对陆地上颜色较浅的地层岩性和第四系松散沉积物、城市居民区、道路、采石场等均有明显的反映（呈浅色调）.
③MSS5（0.6～0.7μm）、TM3（0.63～0.69μm）属红光波段
对水体有一定的透视能力,有利于反映水体混浊程度和泥沙流动情况.
各类岩石（沉积岩、岩浆岩、变质岩）在此波段有较大差别,同时该波段图像能较好地反映地貌特征,有利于地质地貌判读.
能区分健康植被和病害植被.在这一波段,健康植被反射率低,呈深色调,病害植被具有较高反射率,呈浅色调.
④MSS6（0.7～0.8μm）、MSS7（0.8～1.1μm）、TM4（0.76～0.9μm）属深红－近红外
这几个波段效应相似,是水的强吸收和植被的强反射阶段
对水和湿地反应灵敏,水陆边界清晰,有利于研究水体分布、岸线轮廓、土壤含水性、浅层地下水等方面的调查.
对平原区与水体有关的地质体有良好反映.如充水断层为黑色、淡黑线段,隐伏隆起与凹陷为浅与深相间组成的环带,此外,对研究平原区的石油构造、第四纪沉积物类型、新老洪积扇的划分等有帮助.
对植被反映敏感,易于圈定植被分布范围,能区分树林、农作物、草地,对植被的病虫害调查较好,健康植被对近红外波段具有较强的反射,为明亮的浅色调,而病害植被为较深色调.
从整体上说,MSS7、TM4的图像清晰、立体感强,能较清楚地显示各种地物细节.
⑤TM5（1.55～1.75μm）属近红外波段
主要用于探测地物含水量、土壤湿度（植物含水量）植被长势的调查,及地质调查中的岩石分类（不少岩石的反射高峰值在此波段内）.并能区分雪与云,雪比云深.
⑥TM7（2.08～2.35μm）属近红外波段
这是应地质工作者的要求而专门设计的.
主要用于探测岩石类型,对粘土类矿物、碳酸盐类矿物及其岩性的研究有利（暗色调）.有利于区域地质填图、大型蚀变带的研究.
在TM7图像上水体呈黑色,其它物体影像与可见光差不多.
⑦MSS8（10.4～12.6μm）、TM6（10.4～12.5μm）属热红外波段
此波段记录的是地物自身的热辐射信息.提供热显示的温度场资料.探测与热异常有关的石油天然气、煤、铀、硫化矿床氧化带等矿产,探测地热、森林火灾（3～5μm）等.
6、四个分辨率
空间分辨率：指像素所代表的地面范围的大小,即扫描仪的瞬时视场,或地面物体能分辨的最小单元.
波谱分辨率：传感器能分辨的最小波长间隔.间隔越小,波谱分辨率越高.
辐射分辨率：是指传感器接收波谱信号时,能分辨的最小辐射差.表现为每一个像元的辐射量化级.
时间分辨率：指对同一地点进行遥感采样的时间间隔,即采样的时间频率,也称重访周期.
7、像元
是组成数字化影像的最小单元.在遥感数据采集,如扫描成像时,它是传感器对地面景物进行扫描采样的最小单元.
8、瞬时视场角
从卫星到这最小面积间构成的空间立体角称瞬时视场.卫星的空间分辨率与卫星的高度有关,卫星高度越高,分辨率越低,而且与卫星视角有关,视角越倾斜,观测面积越大,分辨率就差.
9、真实孔径侧视雷达
RAR直接将地物目标的回波信号记录在移动的照像胶卷上.通过增大安装在平台上（飞机）的天线长度和缩短工作波长来改变方位分辩率,缺点是分辩率随距离增大迅速变坏.
10、合成孔径侧视雷达
合成孔径是利用平台的前移把实际的天线看成是天线阵列中的一个独立收发单元,对雷达回波信号进行专门的存贮处理来合成的.SAR可以在远距离获得高分辩率图像,而不用增加天线的长度,但是其设备复杂、造价昂贵,需要很复杂的信号处理技术.