第3章　遙感成像原理與遙感圖像特征

1．主要遙感平臺是什么，各有何特點？

答：主要的遙感平臺有以下三種，遙感平臺簡述和其特點為：

（1）地面平臺

高度在0～50m范圍內(nèi)，與地面接觸的平臺稱為地面平臺或近地面平臺。它通過地物光譜儀或傳感器來對地面進(jìn)行近距離遙感，測定各種地物的波譜特性及影像的實驗研究。

（2）航空平臺

航空平臺包括飛機和氣球，按高度可以分為低空平臺、中空平臺和高空平臺。

（3）航天平臺

航天平臺包括衛(wèi)星、火箭、航天飛機、宇宙飛船。衛(wèi)星包括氣象衛(wèi)星系列、海洋衛(wèi)星系列、陸地衛(wèi)星系列，可應(yīng)用于獲取大比例尺、高分辨率圖像，軍事偵察，資源與環(huán)境遙感，通信和氣象等方面。航天平臺目前發(fā)展最快，應(yīng)用最廣。

2攝影成像的基本原理是什么？其圖像有什么特征？

答：（1）基本原理

傳統(tǒng)攝影依靠光學(xué)鏡頭及放置在焦平面的感光膠片來記錄物體影像，數(shù)字?jǐn)z影則通過放置在焦平面的光敏元件，經(jīng)過光/電轉(zhuǎn)換，以數(shù)字信號來記錄物體影像。

（2）圖像特征

①投影

航片是中心投影，即攝影光線交于同一點。

②比例尺

航空像片上某一線段長度與地面相應(yīng)線段長度之比，稱為像片比例尺。

a．平均比例尺：以各點的平均高程為起始面，并根據(jù)這個起始面計算出來的比例尺。

b．主比例尺：由像主點航片高計算出來的比例尺，它可以概略地代表該張航片的比例尺。

③像點位移

a．位移量與地形高差成正比，即高差越大引起的像點位移量也越大。當(dāng)高差為正時，像點位移為正，是背離像主點方移動；高差為負(fù)時，像點位移為負(fù)，是朝向像主點方向移動。

b．位移量與像點距離像主點的距離成正比，即距像主點越遠(yuǎn)的像點位移量越大，像片中心部分位移量較小。像主點無位移。

c．位移量與攝影高度（航高）成反比。即攝影高度越大，因地表起伏的位移量越小。

3掃描成像的基本原理是什么？掃描圖像與攝影圖像有什么區(qū)別？

答：（1）掃描成像的基本原理

掃描成像是依靠探測元件和掃描鏡對目標(biāo)地物以瞬間視場為單位進(jìn)行的逐點、逐行取樣，以得到目標(biāo)地物電磁輻射特性信息，形成一定譜段的圖像的方法。

（2）掃描成像與攝影圖像的區(qū)別

攝影圖像通過對感光材料曝光得到的潛像進(jìn)行攝影處理得到，相片上所有像點共用一個攝影中心和同一個像面，攝影圖像一般記錄在感光膠片上，感光技術(shù)所傳感的輻射波段僅限于可見光及其附近。攝影圖像照相一次成型，圖像存儲、傳輸和處理都不方便。

掃描圖像由光電探測器得到，可由各種波長輻射成像，它是一種電學(xué)圖像數(shù)據(jù)，可十分方便地存儲、傳輸和處理。高光譜成像光譜掃描圖像是多達(dá)數(shù)百個波段的非常窄的連續(xù)的光譜波段組成，光譜波段覆蓋了可見光、近紅外、中紅外和熱紅外區(qū)域全部光譜帶。

4微波成像與攝影、掃描成像有何本質(zhì)的區(qū)別？

答：（1）應(yīng)用技術(shù)

微波成像即微波遙感方式，攝影、掃描成像即可見光遙感可見光遙感屬于光學(xué)遙感，可見光遙感使用光學(xué)技術(shù)，微波遙感則是采用無線電技術(shù)。

（2）探測波段

可見光遙感探測波段范圍0.38～0.76um，微波遙感探測波段范圍通常大于1mm，但其中的激光雷達(dá)波段范圍在可見光與紅外波段。

（3）采集的信息

可見光遙感只能夠采集地表信息，而微波卻具有穿透性，能夠探測地表以下一定深度范圍內(nèi)的信息。

（4）受大氣狀況的影響程度

可見光遙感對大氣狀況有要求，天氣因素影響大。微波遙感則能夠?qū)崿F(xiàn)全天時、全天候探測，具有穿透云霧的能力。

5如何評價遙感圖像的質(zhì)量？

答：（1）遙感圖像的空間分辨率

遙感圖像的空間分辨率指像素所代表的地面范圍的大小。地面分辨率取決于膠片的分辨率和攝影鏡頭的分辨率所構(gòu)成的系統(tǒng)分辨率，以及攝影機焦距和航高。

（2）圖像的光譜分辨率

光譜分辨率是指傳感器在接受目標(biāo)輻射的波譜時能分辨的最小波長間隔，波長間隔愈小，光譜分辨率愈高。傳感器的波段選擇必須考慮目標(biāo)的光譜特征值。

（3）輻射分辨率

輻射分辨率是指傳感器接受波譜信號時能分辨的最小輻射度差，在遙感圖像上表現(xiàn)為每一像元的輻射量化級。某個波段遙感圖像的總信息量與空間分辨率、輻射分辨率有關(guān)。

（4）圖像的時間分辨率

時間分辨率，又稱重訪周期，是指對同一地點進(jìn)行采樣的時間間隔，即采樣的時間頻率。時間分辨率對動態(tài)監(jiān)測很重要。