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绪章绪论
绪章
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●0.1绪论
课程简介
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●0.2遥感图像解译任务及实施
遥感图像解释可以归为图像理解系统在复杂自然场景下的自动图像解释（Image Interpretation）。
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●0.3遥感的发展
遥感（remote sensing）是指非接触的，远距离的探测技术。一般指运用传感器/遥感器对物体的电磁波的辐射、反射特性的探测。遥感是通过遥感器这类对电磁波敏感的仪器，在远离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物。 获取其反射、辐射或散射的电磁波信息（如电场、磁场、电磁波、地震波等信息），并进行提取、判定、加工处理、分析与应用的一门科学和技术。
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第一章遥感的物理基础
遥感是跟电磁波息息相关的科学，所以严格来说几乎一切涉及到电磁波的物理理论都是遥感的物理基础
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●1.1电磁波与电磁波谱
在空间传播着的交变电磁场，即电磁波。它在真空中的传播速度约为每秒30万公里。电磁波包括的范围很广。实验证明，无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波。光波的频率比无线电波的频率要高很多，光波的波长比无线电波的波长短很多；而X射线和γ射线的频率则更高，波长则更短。为了对各种电磁波有个全面的了解，人们将这些电磁波按照它们的波长或频率、波数、能量的大小顺序进行排列，这就是电磁波谱。
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●1.2地物的光谱特性
地物光谱特征是自然界中任何地物都具有其自身的电磁辐射规律，如具有反射，吸收外来的紫外线、可见光、红外线和微波的某些波段的特性，它们又都具有发射某些红外线、微波的特性；少数地物还具有透射电磁波的特性，这种特性称为地物的光谱特性。
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●1.3电磁波与地表的相互作用
当电磁波到达地表后,电磁辐射与地表必然要发生相互作用,主要有三种基本物理过程---反射,吸收和透射。
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第二章遥感数据源
遥感数据源是通过主动或被动遥感器获取的一系列波长不同的地物光谱数据。所获取的地物光谱数据转换成数字式的数据后，就能用于地理信息系统。
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●2.1遥感数据的特征
遥感数据具有的基本特征
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●2.2遥感研究对象的波谱特征
遥感中的波谱分析主要是以光学理论为基础，一般波谱增强都是用直方图线性拉伸，K-L,K-T来变换，以物质与光相互作用为条件，建立物质分子结构与电磁辐射之间的相互关系，从而进行物质分子几何异构、立体异构、构象异构和分子结构分析和鉴定的方法
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●2.3遥感数据的获取与显示
利用遥感平台上的传感器获取目标特征原始记录的过程。
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第三章可见光-反射红外遥感
反射红外遥感是利用电磁波谱中反射红外(0.7～2.5μm )波段本身和在大气中传输的物理特性的遥感技术统称。反射红外遥感记录的是地球表面对太阳辐射能的反射辐射能。其关键变量包括大气纯洁度、地物波谱特性、太阳辐射强度、太阳高度角及其他变量
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●3.1摄影系统
遥感摄影在对地观测中的应用日益增多
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●3.2多光谱遥感系统
多光谱遥感器是指在可见光和红外谱段范围同时获得同一目标的多个不同谱段图像的遥感器，又称多谱段遥感器。多光谱遥感按其工作原理可分为多光谱相机(多谱段相机)、多光谱电视和多光谱扫描成像仪3类。
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●3.3高光谱遥感系统
高光谱遥感的出现,是遥感领域的一场革命,使本来在宽波段遥感中不可探测的物质,在高光谱遥感中能被探测。
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第四章热红外遥感
热红外遥感（ infrared remote sensing ）是指传感器工作波段限于红外波段范围之内的遥感。探测波段一般在0.76-1000微米之间。是应用红外遥感器（如红外摄影机、红外扫描仪）探测远距离外的植被等地物所反射或辐射红外特性差异的信息，以确定地面物体性质、状态和变化规律的遥感技术。
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●4.1热红外遥感概况
热红外遥感对研究全球能量变换和可持续发展具有重要的意义，在地表温度反演、城市热岛效应、林火监测、旱灾监测、探矿、探地热，岩溶区探水等领域都有很广泛的研究。
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●4.2热红外遥感原理
所有的物质，只要其温度超过绝对零度，就会不断发射红外能量。常温的地表物体发射的红外能量主要在大于3μm的中远红外区，是热辐射。它不仅与物质的表面状态有关，而且是物质内部组成和温度的函数。在大气传输过程中，它能通过3-5μm和8-14μm两个窗口。热红外遥感就是利用星载或机载传感器收集、记录地物的这种热红外信息，并利用这种热红外信息来识别地物和反演地表参数如温度、湿度和热惯量等。(摘自李小文等，多角度与热红外对地遥感)
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●4.3热红外图像的特征与解译
地球上的不同地区,具有各种不同的物理,化学和生物学特征.所谓全球变化正是由千姿百态区域变化构成的.遥感技术是区域和全球变化研究中的重要手段,热红外遥感信息的时空变化是理解区域环境变化的重要信息.
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第五章微波遥感
微波遥感用微波设备来探测、接收被测物体在微波波段（波长为一毫米至一米）的电磁辐射和散射特性，以识别远距离物体的技术。是六十年代后期发展起来的一门遥感新技术。
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●5.1微波遥感基础
微波遥感理论研究是从理论上说明某种特性的观测目标能产生多大强度的,与哪些观测参数有关的辐射、散射、吸收量。反之,从微波遥感器获得的数据或图像中建立起目标的性质和状态。
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●5.2雷达图像的特征
由于微波的波长比可见光、红外线要长几百至几百万倍，因而，微波遥感器所获得的图象，空间分辨力较低。为提高微波遥感器的分辨力，正在用各种相干信号处理技术（如合成孔径技术）进行改进。
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●5.3雷达图像的解译
微波遥感器不受或很少受云、雨、雾的影响,不需要光照条件,可全天候、全天时地取得图像和数据。它所取得的信息与被观测物体的结构、电学特性以及表面状态有关。又因为微波有一定的穿透能力,故能获得较深层的信息。在毫米波亚毫米波波段有些气体有谐振谱线,利于检测。也就是说,微波遥感能得到更丰富的被测对象的特征信息,能实现定量遥感。
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第六章遥感图像解译与处理
遥感图像的解译是从遥感图像的影像特征入手的。影像特征不外乎色、形两个方面。前者指影像的色调、颜色、阴影等，其中色调与颜色反映了地物的物理性质，是地物电磁波能量的记录，而阴影则是地物三维空间特征在影像色调上的反映；后者指影像的图形结构特征，如大小、形状、纹理结构等，它是色调颜色的空间排列，反映了地物的几何性质和空间关系。任何目的的解译均要通过基本解译要素和具体的解译标志来完成。
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●6.1遥感图像解译要素
遥感图像的解译是从遥感图像的影像特征入手的。影像特征不外乎色、形两个方面。前者指影像的色调、颜色、阴影等，其中色调与颜色反映了地物的物理性质，是地物电磁波能量的记录，而阴影则是地物三维空间特征在影像色调上的反映；后者指影像的图形结构特征，如大小、形状、纹理结构等，它是色调颜色的空间排列，反映了地物的几何性质和空间关系。任何目的的解译均要通过基本解译要素和具体的解译标志来完成。
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●6.2解译标志
遥感图像目视解译标志解译标志有直接标志和间接标志
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●6.3图像分析与特征提取
遥感图像分析与特征提取
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第七章遥感综合分析方法
综合分析方法是以遥感填图方法为主,同时结合地球物理、岩石同位素资料进行综合分析,建立划分填图单元的一种方法。
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●7.1地学相关分析方法
综合分析方法是以遥感填图方法为主，同时结合地球物理、岩石同位素资料进行综合分析，建立划分填图单元的一种方法。其应用的目的在于使填图单元建立划分的更加准确，地质信息提取的更加丰富，并从不同角度解决填图问题。
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●7.2分层分类方法
遥感分层分类法就是对某个特定区域范围内景物总体结构进行逐级分类。
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第八章图像数据融合
图像融合，是将低分辨率的多光谱影像与高分辨率的单波段影像重采样生成一幅高分辨率多光谱影像遥感的图像处理技术，使得处理后的影像既有较高的空间分辨率，又具有多光谱特征。
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●8.1图像融合的概念、意义和框架
图像融合的概念、意义和框架
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●8.2像素级图像融合方法
图像融合，是将低分辨率的多光谱影像与高分辨率的单波段影像重采样生成一幅高分辨率多光谱影像遥感的图像处理技术，使得处理后的影像既有较高的空间分辨率，又具有多光谱特征。 变换的方法有IHS变换、Brovey变换、PCA变换、Gram-schmidt Pan Sharpening（GS）等，其中Gram-schmidt Pan Sharpening（GS）是较为常用的一种方法。可以分为相同传感器的图像融合与不同传感器的图像融合。
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●8.3图像融合方法评价
图像融合各种方法的评价
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第九章遥感变化检测
遥感变化检测,顾名思义,就是利用多张静态的遥感图像所反应的信息,在相互比较、多种处理手段下获取各种地表信息动态变化的方式。
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●9.1遥感变化检测的基本概念
遥感变化检测的正式概念是：利用多时相遥感数据，采用多种图像处理和模式识别方法提取变化信息，并定量分析和确定地表变化的特征与过程。
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●9.2遥感变化检测方法
变化检测的方法主要可以分成三大类：光谱特征分析法、光谱变化向量分析法以及时间序列分析法。
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●9.3遥感变化检测的实例
遥感变化检测的实例
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第十章土地遥感
土壤遥感是依据土壤的波谱特征，解译遥感影像，识别和划分土壤类型，监测土壤属性，制作土壤图，分析土壤的分布规律，为改良土壤、合理利用土壤服务。
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●10.1土地覆盖与土地利用遥感制图
土地是一个综合的自然地理学概念,是地表某一地段各种自然要素相互作用及人类活动影响在内的自然综合体。
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●10.2土地覆盖/土地利用动态监测
遥感对土地的宏观研究主要包括土地覆盖（land cover）、土地利用（land use）、土地资源评价（land resource assessment）以及土地退化动态监测（land degradation monitoring）等。
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●10.3土地资源评价
土地资源评价又可称土地评价，是在土地资源调查、土地类型划分完成以后，在对土地各构成因素及综合体特征认识的基础上，以土地合理利用为目标，根据特定的目的或针对一定的土地用途来对土地的属性进行质量鉴定和数量统计，从而阐明土地的适宜性程度、生产潜力、经济效益和对环境有利或不利的后果，确定土地价值的过程。
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第十一章植被遥感
陆地表面的植被常常是遥感观测和记录的第一表层，是遥感图像反映的最直接的信息。我们可以通过遥感提供的制备信息及其变化来提取与反演各种植被参数，监测其变化过程与规律。
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●11.1植被遥感原理
早期的植被遥感主要集中在植被和土地覆盖类型的识别分类上。之后逐步转向专题信息的提取与表达如植被指数、参数等。随着定量遥感的逐步深入，植被遥感研究向实用化、定量化的方向发展，建立了多种植被遥感模型定量反演地表植被参数（生物物理参数和生化组分等）及其与地表生态环境参数的关系以提高植被遥感的应用精度，并深入探讨植被在地表物质能量交换中的作用。
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●11.2植被指数
植被指数，根据植被的光谱特性，将卫星可见光和近红外波段进行组合,形成了各种植被指数。植被指数是对地表植被状况的简单、有效和经验的度量
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●11.3植被指数与地表参数的关系
植被指数与地表参数的关系
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第十二章水体遥感
水体遥感的任务是通过对遥感影像的分析，获得水体的分布、泥沙、有机质等状况和水深、水温等要素的信息，从而对一个地区的水资源和水环境等作出评价，为水利、交通、航运及资源环境等部门提供决策服务。
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●12.1水体遥感
使用遥感来对水体与海洋进行监测主要使用两种技术手段：光学遥感和微波遥感。
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第十三章地质遥感
地质遥感又称遥感地质，是综合应用现代遥感技术来研究地质规律，进行地质调查和资源勘察的一种方法。它从宏观的角度，着眼于由空中取得的地质信息，即以各种地质体对电磁辐射的反应作为基本依据，结合其他各种地质资料及遥感资料的综合应用，以分析、判断一定地区内的地质构造情况。
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●13.1地质遥感
地貌遥感
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●13.2地质构造遥感
地质构造遥感
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●13.3地质构造解译
遥感地质解译