遙感地學分析-地物光譜特征與遙感數字圖像信息提取.ppt

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1、第3章遙感圖像識別與信息提取《遙感地學分析》課程小組編寫GeographyAnalysisforRemoteSensing遙感地學分析內容提要3.1遙感圖像地物特征與識別3.1.1遙感圖像地物特征3.1.2典型地物的反射光譜特征3.2遙感圖像的目視解譯3.2.1目視解譯標志3.2.2目視解譯方法與步驟3.3遙感圖像的計算處理3.3.1遙感數字圖像的概念3.3.2遙感數字圖像預處理3.3.3遙感數字圖像分類處理3.3.4遙感數字圖像定量反演3.1遙感圖像地物特征與識別3.1.1遙感圖像地物特征地物的反射光譜特性地物的發(fā)射光譜特性地物的透射光譜特性

2、3.1.1遙感圖像地物特征在可見光與近紅外波段，地表物體自身的輻射幾乎等于零。地物發(fā)出的波譜主要以反射太陽輻射為主。太陽輻射到達地面之后，物體除了反射作用外，還有對電磁輻射的吸收作用。電磁輻射未被吸收和反射的其余部分則是透過的部分，即：到達地面的太陽輻射能量＝反射能量＋吸收能量＋透射能量一般而言，絕大多數物體對可見光都不具備透射能力，而有些物體如水，對一定波長的電磁波透射能力較強，特別是對0.45~0.56μm的藍綠光波段，一般水體的透射深度可達10~20m，清澈水體可達100m的深度。對于一般不能透過可見光的地面物體，波長5cm的電磁波卻有透

3、射能力，如超長波的透射能力就很強，可以透過地面巖石和土壤。3.1.1遙感圖像地物特征1、地物的反射光譜特性反射率地物的反射能量Pe占總入射能量Po的百分比，稱為反射率ρ反射類型鏡面反射（Specularreflection）入射波與反射波在同一平面內，入射角與反射角相等時，所形成的反射現象漫反射（Diffusereflection）無論入射波方向如何，其反射波分散到各個方向3.1.1遙感圖像地物特征方向反射：朗伯體表面實際上是一個理想化的表面。它被假定為介質是均勻的、各向同性的，并在遙感中多用以作為近似的自然表面。電磁波的反射的三種形式3.1.

4、1遙感圖像地物特征2、地物的發(fā)射光譜特性發(fā)射率地物發(fā)射電磁輻射的能力，以黑體輻射作為基準－指單位面積上觀測地物發(fā)射的某一波長的輻射通量密度；－指與觀測地物同溫度下黑體的輻射通量密度；3.1.1遙感圖像地物特征通常，根據發(fā)射率與波長的關系，將地物分為三種類型黑體，其發(fā)射率ελ=1，即黑體發(fā)射率對所有波長都是一個常數，并且等于1。灰體，其發(fā)射率ελ=常數＜1。即灰體的發(fā)射率始終小于1，發(fā)射率ελ不隨波長變化。選擇性輻射體，其發(fā)射率ελ＜1，發(fā)射率ελ隨波長而變化。地物的發(fā)射波譜特性曲線3.1.1遙感圖像地物特征太陽輻射3.1.1遙感圖像地物特征3、

5、地物的透射光譜特性透射率即地物透射的能量與入射總能量的百分率，稱之為投射率τ=Eτ/Eο×100%3.1.2典型地物的反射光譜特征1、巖石的反射光譜特征巖石的波譜特征是地質遙感的基礎，不同的礦物成分、礦物含量、風化程度、含水狀況、顆粒大小、表面的光滑程度、色澤等都會影響到其反射波譜特征。3.1.2典型地物的反射光譜特征2、土壤的反射光譜特征自然狀況的土壤表面的反射率沒有明顯的峰值和谷值，一般來說土質越細，反射率越高，有機質含量越高和含水量越高反射率越低。此外土壤的肥力也會對反射率產生影響。3.1.2典型地物的反射光譜特征不同含水量的土壤反射光譜

6、曲線三種土壤反射波譜曲線比較3.1.2典型地物的反射光譜特征3、水體的反射光譜特征水體的反射主要在藍光波段，其他波段吸收都很強，特別在近紅外以后水體便成為一個吸收體。光譜反射特性可能包括來自三方面的貢獻：水的表面反射、水體底部物質的反射和水中懸浮物質的反射。光譜吸收和透射特性不僅與水體本身的性質有關，而且還明顯地受到水中各種類型和大小的物質——有機物和無機物的影響。3.1.2典型地物的反射光譜特征水體的反射光譜特征3.1.2典型地物的反射光譜特征4、植被的反射光譜特征植被的反射波譜曲線規(guī)律性明顯而獨特，主要分為三個波段：可見光波段（0.4~0.

7、76?m)有一個小的反射峰，位于0.55?m(綠光波段）處，兩側藍光波段（0.45?m）和紅光波段(0.67?m)則有兩個吸收帶；近紅外波段（0.7~0.8?m）有一反射徒坡，至1.1?m附近有一峰值；中紅外波段（1.3~2.5?m）受綠色植物含水量的影響，吸收率大增，反射率下降，在1.45、1.95和2.7?m為中心是水的吸收帶，開成低谷。3.1.2典型地物的反射光譜特征礦區(qū)紅杉林反射曲線的藍移現象綠色植物有效光譜響應特征3.2遙感圖像目視解譯目視解譯是用肉眼或借助于簡單的工具如放大鏡、立體鏡、投影觀察器等，直接由肉眼來識別圖像特性，從而提取

8、有用信息，即人把物體與圖像聯系起來的過程。具備的基本知識：專業(yè)知識、地理區(qū)域知識、遙感系統(tǒng)知識。3.2.1目視解譯標志1、直接解譯標志色調（tone）