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，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

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

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

傳統攝影依靠光學鏡頭及放置在焦平面的感光膠片來記錄物體影像，數字攝影則通過放置在焦平面的光敏元件，經過光/電轉換，以數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。當高差為正時，像點位移為正，是背離像主點方移動；高差為負時，像點位移為負，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地物以瞬間視場為單位進行的逐點、逐行取樣，以得到目標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別

攝影圖像通過對感光材料曝光得到的潛像進行攝影處理得到，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，它是一種電學圖像數據，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數百個波段的非常窄的連續的光譜波段組成，光譜波段覆蓋了可見光、近紅外、中紅外和熱紅外區域全部光譜帶。

4微波成像與攝影、掃描成像有何本質的區別？

答：（1）應用技術

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遙感，可見光遙感使用光學技術，微波遙感則是采用無線電技術。

（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。微波遙感則能夠實現全天時、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成的系統分辨率，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。

（4）圖像的時間分辨率

時間分辨率，又稱重訪周期，是指對同一地點進行采樣的時間間隔，即采樣的時間頻率。時間分辨率對動態監測很重要。