遥感地学分析-地物光谱特征与遥感数字图像信息提取

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1、第3章遥感图像识别与信息提取《遥感地学分析》课程小组编写GeographyAnalysisforRemoteSensing遥感地学分析内容提要3.1遥感图像地物特征与识别3.1.1遥感图像地物特征3.1.2典型地物的反射光谱特征3.2遥感图像的目视解译3.2.1目视解译标志3.2.2目视解译方法与步骤3.3遥感图像的计算处理3.3.1遥感数字图像的概念3.3.2遥感数字图像预处理3.3.3遥感数字图像分类处理3.3.4遥感数字图像定量反演3.1遥感图像地物特征与识别3.1.1遥感图像地物特征地物的反射光谱特性地物的发射光谱

2、特性地物的透射光谱特性3.1.1遥感图像地物特征在可见光与近红外波段，地表物体自身的辐射几乎等于零。地物发出的波谱主要以反射太阳辐射为主。太阳辐射到达地面之后，物体除了反射作用外，还有对电磁辐射的吸收作用。电磁辐射未被吸收和反射的其余部分则是透过的部分，即：到达地面的太阳辐射能量＝反射能量＋吸收能量＋透射能量一般而言，绝大多数物体对可见光都不具备透射能力，而有些物体如水，对一定波长的电磁波透射能力较强，特别是对0.45~0.56μm的蓝绿光波段，一般水体的透射深度可达10~20m，清澈水体可达100m的深度。对于一般不能透

3、过可见光的地面物体，波长5cm的电磁波却有透射能力，如超长波的透射能力就很强，可以透过地面岩石和土壤。3.1.1遥感图像地物特征1、地物的反射光谱特性反射率地物的反射能量Pe占总入射能量Po的百分比，称为反射率ρ反射类型镜面反射（Specularreflection）入射波与反射波在同一平面内，入射角与反射角相等时，所形成的反射现象漫反射（Diffusereflection）无论入射波方向如何，其反射波分散到各个方向3.1.1遥感图像地物特征方向反射：朗伯体表面实际上是一个理想化的表面。它被假定为介质是均匀的、各向同性的，

4、并在遥感中多用以作为近似的自然表面。电磁波的反射的三种形式3.1.1遥感图像地物特征2、地物的发射光谱特性发射率地物发射电磁辐射的能力，以黑体辐射作为基准－指单位面积上观测地物发射的某一波长的辐射通量密度；－指与观测地物同温度下黑体的辐射通量密度；3.1.1遥感图像地物特征通常，根据发射率与波长的关系，将地物分为三种类型黑体，其发射率ελ=1，即黑体发射率对所有波长都是一个常数，并且等于1。灰体，其发射率ελ=常数＜1。即灰体的发射率始终小于1，发射率ελ不随波长变化。选择性辐射体，其发射率ελ＜1，发射率ελ随波长而变化

5、。地物的发射波谱特性曲线3.1.1遥感图像地物特征太阳辐射3.1.1遥感图像地物特征3、地物的透射光谱特性透射率即地物透射的能量与入射总能量的百分率，称之为投射率τ=Eτ/Eο×100%3.1.2典型地物的反射光谱特征1、岩石的反射光谱特征岩石的波谱特征是地质遥感的基础，不同的矿物成分、矿物含量、风化程度、含水状况、颗粒大小、表面的光滑程度、色泽等都会影响到其反射波谱特征。3.1.2典型地物的反射光谱特征2、土壤的反射光谱特征自然状况的土壤表面的反射率没有明显的峰值和谷值，一般来说土质越细，反射率越高，有机质含量越高和含水

6、量越高反射率越低。此外土壤的肥力也会对反射率产生影响。3.1.2典型地物的反射光谱特征不同含水量的土壤反射光谱曲线三种土壤反射波谱曲线比较3.1.2典型地物的反射光谱特征3、水体的反射光谱特征水体的反射主要在蓝光波段，其他波段吸收都很强，特别在近红外以后水体便成为一个吸收体。光谱反射特性可能包括来自三方面的贡献：水的表面反射、水体底部物质的反射和水中悬浮物质的反射。光谱吸收和透射特性不仅与水体本身的性质有关，而且还明显地受到水中各种类型和大小的物质——有机物和无机物的影响。3.1.2典型地物的反射光谱特征水体的反射光谱特征

7、3.1.2典型地物的反射光谱特征4、植被的反射光谱特征植被的反射波谱曲线规律性明显而独特，主要分为三个波段：可见光波段（0.4~0.76m)有一个小的反射峰，位于0.55m(绿光波段）处，两侧蓝光波段（0.45m）和红光波段(0.67m)则有两个吸收带；近红外波段（0.7~0.8m）有一反射徒坡，至1.1m附近有一峰值；中红外波段（1.3~2.5m）受绿色植物含水量的影响，吸收率大增，反射率下降，在1.45、1.95和2.7m为中心是水的吸收带，开成低谷。3.1.2典型地物的反射光谱特征矿区红杉林反射曲线的

8、蓝移现象绿色植物有效光谱响应特征3.2遥感图像目视解译目视解译是用肉眼或借助于简单的工具如放大镜、立体镜、投影观察器等，直接由肉眼来识别图像特性，从而提取有用信息，即人把物体与图像联系起来的过程。具备的基本知识：专业知识、地理区域知识、遥感系统知识。3.2.1目视解译标志1、直接解译标志色调（tone）