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遙感成像原理與遙感圖像特征范文1

關鍵詞：遙感地質制圖 蝕變信息提取 構造信息提取 高光譜遙感技術

中圖分類號：P237 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）05（c）-0000-00

一、遙感技術的基本特征

長期以來，地質工作者迫切希望能有一種“窺一斑而知全豹”的方法來找礦，因此遙感技術以其獨有的遠程觀測以及判斷特點在地質找礦中的作用就突顯出來。首先，由于遙感是遠距離探測技術，所以遙感可以不對物體進行接觸而進行探測，正因為如此遙感技術可以覆蓋更廣的范圍，因此在進行找礦工作時，遙感可以將所觀測范圍內地表以及地貌的情況通過影像傳輸給衛星，然后由地面接收站接收圖像，讓工作人員對觀測到的數據進行處理和分析。其次，因為遙感技術覆蓋范圍廣，并且能同時觀測多個區域，所以節省了觀測時間，并且傳輸的圖像信息更加準確，工作人員能夠通過處理后的數據和圖像找到礦產資源的位置，甚至能了解大致的分布范圍，這為找礦工作節省了人力以及物力。通過研究遙感影像上的地質構造與成礦的關系，可認識成礦規律并圈定找礦遠景區，通過對遙感圖像進行增強處理，綜合分析，可提取地質信息，在我國最早使用遙感圖像的行業是地質行業。

遙感技術從字面上可以理解為“遙遠的感知”，因此遙感技術是通過遠距離傳輸來進行觀測和新詞采集的，這就需要電磁波、紅外線以及可見光等的幫助。遙感技術在進行影像分析時，檢測到的影像中會出現特定的光譜特征和紋理特征，含礦區域會呈現出較為明顯的標志。現人們將許多先進的科學技術應用到遙感技術當中，其中對計算機的應用是必不可少的，因為通過遙感技術傳輸到地面的圖像需要經過計算機軟件的圖像和數據處理，才能將含礦區域顯示出來，從而根據顯示的情況進行工作項目計劃的設計以及開展。遙感技術在地質方面的應用一般都是以制圖為主，并與地質圖相套合，使得遙感影像圖與地質圖具有相同的地圖投影坐標系統，這可使工作區遙感概貌與地質圖相互對應的，并能產生立體感較強的畫面，以綜合圖件來反應工作成果。

隨著現有礦產資源不斷地被發現并且開采，導致礦產所在地普遍有自然及地理環境較為惡劣的情況，不便于人工的探測及尋找，因此遙感技術在這種地形條件差、交通不便的高寒地區具有常規地質方法不可替代的優越性。

二、遙感技術的找礦應用

遙感探測礦產的核心就是通過遙感探測器以及遙感圖像等提取巖礦蝕變情況以及區域地質信息。在找礦中的直接應用就是提取遙感蝕變信息，圍巖蝕變是熱液與原巖發生的相互作用，是成礦作用。因此，蝕變巖礦物的存在能夠幫助遙感技術進行探測，因為這種物質有光譜特征，在遙感影像上具有特殊的顯示，因此能夠根據蝕變的類型，預測礦物的種類以及分布。

遙感技術進行礦物探測的原理，是因為地物普遍都能夠進行電磁波的反射和投射，而每種地物因為其結構以及特性不同，所以反射出的光譜也不相同，因此就可以根據地物反射出的光譜特征，判斷地物的種類，并通過光譜圖像進行信息的提取。

遙感技術能夠對地物進行探測，并向地面傳回遙感圖像以及數據，通過對遙感影像的前期處理，進行圖像的降噪，以及真彩色或者假彩色的合成，對遙感影像進行目視解譯，所謂的目視解譯就是通過以往的經驗以及知識，對遙感影像上存在的地物根據其形狀、顏色、周圍環境等情況進行判讀，從而判斷出影像中存在的物體都是什么。在利用遙感影像進行找礦的應用時也是如此，需要針對遙感圖像的內容聯系周邊地質環境判斷是否有成礦的可能。利用遙感技術進行找礦時，可以通過多種空間影像進行信息的提取，比如影像上的線狀區域、環狀區域、帶狀區域等情況，都能夠研究礦物資源是否存在。除此之外，對于色異常以及斷裂構造的信息提取都能夠進行隱秘礦物資源分布的探測，這是找隱伏礦床的重要手段之一，是區域地質填圖的理想技術之一。

三、遙感地質找礦技術的發展趨勢及前景

（一）高光譜數據的應用

遙感技術一直被作為輔助手段應用于地質學中，但隨著計算機領域高新技術的快速發展，遙感技術的進步和應用，尤其是作為現展的技術手段也愈加顯得重要，領域也在不斷的擴大。遙感技術本身包含多方面的內容導致其復雜無比，但是因為高光譜遙感的廣泛應用，利用這種方法輔助地質工作進行探測的技術也開始逐步成熟。高光譜遙感技術在地質找礦中因其高空間分辨率給遙感地質找礦添加新的血液，高光譜是集多種探測及信息處理技術于一體的綜合性技術。它的基礎工作原理是利用成像光譜儀與納米級的光譜分辨率來進行成像，成像的同時記錄下成百條的光譜通道數據，這種技術能夠進行輻射信息、光譜信息、地物空間信息的同步獲取，從每個像元上均可以提取一條連續的光譜曲線。高光譜圖像能夠顯示出豐富的信息，并可通過反演圈出礦化區。

（二）3S技術的結合

所謂的3S技術就是遙感（RS）、地理信息系統（GIS）及全球定位系統（GPS）這三種技術，3S技術是目前地質勘探的業界利器，三種技術各自有各自的優勢。利用GPS能夠通過微信信號進行定位，并能夠測量三維空間數據，在信號足夠好的情況下，探測的數據是十分準確的。地理信息系統作為地理信息的集合，具有儲存、處理地理信息數據等多種功能，并且地理信息系統的數據庫具有高集成、一體化并且儲存空間大的特點，因此地理信息系統與遙感技術的結合，能夠為遙感技術提高海量的數據儲存空間，并且還能夠進行數據以及圖像的管理及瀏覽，并能夠將搜集到的海量地理數據信息然后回饋給信息中心進行分析，然后遙感技術RS負責在地理區域內進行找礦工作。

（三）遙感技術與傳統地物化找礦方法的融合

因為礦床的形成并不是一種物質造成的結果，因此想要實現利用遙感技術進行找礦工作，就必須要將遙感技術與地、物、化找礦方法結合起來，避免因為探測單一的物質而造成的失誤和阻礙情況的發生。目前以遙感信息為主體，建立多源地學數據庫進行綜合信息找礦法勢在必行。

結束語：

遙感技術作為地質勘查的重要手段，對礦產資源的可持續發展有著積極的作用。利用這一高新技術不但破解了我國目前由于資源匱乏而出現的深層次找礦難題，也為我國勘探科學的進步找到了新的出發基點。因為遙感技術實時、準確的特性，被廣泛應用于地質找礦工作中，這項技術在地質找礦中的運用，不僅有效地提高了地質找礦的質量以及數量，還提高了找礦工作的準確性，并且提高了工作效率，因此遙感找礦技術的實運用還擁有更加廣闊的發展空間。

參考文獻

[1] 錢建平，伍貴華，陳宏毅.現代遙感技術在地質找礦中的作用【L】.地質找礦論叢， 2012，27（3）：355-359.

遙感成像原理與遙感圖像特征范文2

關鍵詞：合成孔徑雷達:幾何校正；數字高程模型；

Abstract: With the country"s economic development, there is a growing demand for the topographic maps . High-resolution remote sensing satellites and SAR have had an unprecedented progress and it becomes an important data source for the topographic mapping. SAR as an positive microwave remote sensing, high geometric resolution of its images are very beneficial to mapping. It can be used for mapping topographic maps, produced orthophoto maps, compilation of various thematic maps. This paper describes the principles of radar remote sensing and image geometric correction method.

Keyword: Synthetic Aperture Radar; Geometric Correction; Digital elevation model

中圖分類號：TP7文獻標識碼：A 文章編號：

一、引言

高分辨率遙感衛星以及影像處理系統的相繼出現使得困難地區的地形圖測繪和快速更新大比例尺地形圖成為可能。合成孔徑雷達作為一種特殊的微波遙感器，其影像分辨率在不斷提高，且利用SAR測圖，具有僅用少量控制點、測圖自動化程度高、工作效率高等優勢。因此，深刻理解SAR成像原理，探索如何對SAR圖像進行幾何校正具有很強的理論意義和現實意義。

二、SAR的成像原理

SAR，是用多普勒頻移這一物理現象來改善雷達成像的方位向分辨率的，它利用一個小天線作為單個輻射單元，將此單元沿直線不斷移動，在移動過程中選擇若干位置，在每一個位置上發射一個信號，接收相應發射位置的回波信號存儲記錄下來，同時保存接收信號的相位和幅度。如圖1，假設一個長度為L的真實孔徑雷達天線從點a移動到點b再到點c，被成像點D的雷達斜距則由大變小再變大，雷達接收到從地面點D反射回來的雷達脈沖頻率也會產生變化，即頻率漂移由大變小。通過精確測定接收脈沖的雷達相位延遲并跟蹤頻率漂移，最后可以合成一個脈沖，使方位向的目標被銳化，即提高了方位向分辨率。

圖1 SAR成像幾何原理

三、SAR圖像的特點

雷達側視斜距投影受到地形起伏的影響，使得SAR圖像存在幾何畸變，主要畸變特征有：斜距顯示的近距離壓縮、雷達圖像透視收縮、雷達迭掩、雷達陰影、影像位移等。

(1)斜距顯示的近距離壓縮。在斜距顯示的圖像上，地面上等間距的地物目標間距離均被縮短了，但近距端(即雷達波束照射在距雷達近的一端)要比遠距端縮短得更多，使圖像產生幾何畸變，這種現象稱為圖像沿斜距向的近距離壓縮。

(2)SAR圖像的透視收縮。SAR圖像上斜坡的長度按比例尺換算后總有比實際長度短的現象，稱為透視收縮。如圖2所示，斜坡AB在SAR圖像上的構像A1B1，顯著的縮小了，而BC線段的構像BlC縮小的比較少。

(3)雷達疊掩。SAR成像時，地距大的地物目標的斜距小于或等于地距小的地物目標的斜距，在SAR圖像上表現為斜距小的地物目標先于傾斜大的地物目標成像(如圖3，B點和C點所成的像b和a)，或者表現為一個以上的地物目標點成像為一個像點(如圖3中所示，A點和C點所成的像a)，這種圖像變形稱為雷達疊掩。

圖2 SAR 圖像的透視收縮圖3 雷達疊掩

（4）雷達陰影。雷達波束在山區除了會造成透視收縮和雷達疊掩以外，還會形成陰影，即雷達陰影。在山的后坡雷達波束不能到達，因而就不可能有回波信號，在圖像上的相應位置出現暗區，沒有信息。當側視角與地面坡度α之和大于90º時，在斜坡的背部形成雷達盲區，即有陰影形成。陰影的長度L與地物高度H和側視角有關。

（5）地形起伏引起的影像位移。由于地形起伏或高大建筑物等具有相對高程，其頂部的雷達回波先于底部被天線接收，故產生影像向底點方向移位的現象，在此稱為影像位移。雷達圖像上地形起伏引起的像點位移與中心投影產生的像點位移相反。

四、SAR圖像的幾何校正方法

目前對SAR圖像進行幾何校正主要有基于地面控制點的校正方法和基于DEM來模擬SAR影像的校正方法。基于地面控制點的校正方法根據校正變換模型的不同又可以分為多項式校正法、共線方程校正法以及基于SAR成像原理的距離多普勒模型校正法。

1、基于地面控制點的多項式校正原理

這類校正方法的主要思路是通過在待校正圖像選擇地面控制點，并獲取其相應的地理坐標，從而在圖像空間與地理坐標空間之間建立一種變換關系模型，實現圖像坐標空間向地理坐標空間的變換。

（1）多項式校正

多項式校正法的基本思想就是回避成像的空間幾何過程，而直接對圖像變形的本身進行數學模擬。它認為雷達圖像的總體變形可以看作是平移、縮放、旋轉、仿射、偏扭、彎曲以及更高次的基本變形的綜合作用結果，因而校正前后圖像相應點之間的坐標關系可以用一個適當的多項式來表達。

一般多項式校正變換公式可表達為:

（式1）

其中：x,y為某像素的原始圖像坐標；

X,Y為同名像素的地理坐標；

（i=0,1…9）,（i=0,1…9）為多項式的待定系數。

多項式的待定系數可用最小二乘法原理求解。先根據(式1)確定所需要的最少控制點數目(N，不小于待定系數的一半)，再按照最小二乘原理求解系數。

這種方法適合于地形比較平坦的地區，但由于簡單，因而利用率最高。

（2）基于地面控制點的共線方程校正原理

傳感器的共線方程本身就是共線法的校正公式。1988年的第16屆國際攝影測量與遙感學會上，國際攝影測量學者G.Konency利用類似的共線方程式構造SAR圖像點與地面點之間的關系，稱之為G.Konency公式

（式2）

其中：

為姿態參數 的方向余弦。

遙感成像原理與遙感圖像特征范文3

[論文摘要]為適應當前高等教育中新型農科人才培養的要求，針對農科本科生的特點，本文明確了遙感課程教學目標，通過分析當前遙感教材的優缺點確定了適宜教材，依據理論聯系實際以及學以致用的原則提出了以應用為目標的主要教學內容。

遙感就是對地球表面的地學過程及特征進行物理量測量，并以數字量的形式客觀地收集、記錄、傳輸、處理和重現這一信息的科學技術，是現代空間信息科學的主要組成部分[1]，涉及到空間、電子、光學、計算機和生物學、地學等學科領域，特別是在資源監測、環境管理、全球變化、動態監測等中應用非常廣泛，顯示其優越性。目前已廣泛應用于農業、林業、地質、地理、水文、海洋、氣象、環境等領域，已發揮重大作用。農業遙感即為將現代遙感技術與農業科學相結合，而應用于農業生產領域的一門新興前沿技術，在當今遙感領域中最為活躍，也是迄今遙感應用最成功的領域之一，一直受相關科研機構、高等院校以及政府的積極關注。其中與農業學科領域關系密切的應用主要有：土壤調查，水分監測，草原調查、估產及監測，農學中的作物長勢監測、營養診斷與作物估產，植保中的病蟲害監測，農業氣象中的農業氣候研究與監測，農業生態中的環境保護和魚情水產研究等[2]。伴隨我國農業信息化進程的快速提升，遙感課程在高校農科本科生教育中的地位日趨重要。面對當前高等教育中新型農科人才需求，許多本科專業，對遙感技術都提出了很高的要求[3]，因此，為適應農業現代化和信息化的要求，必須進一步加強遙感課程教學以及提升學生遙感技術應用水平。基于此，根據筆者近5年的遙感課程教學實踐，本文結合農科本科生的實際特點制定遙感課程教學目標、選擇適宜教材以及調整教學內容。

一、教學目標

通過本課程的教學，使農科本科生了解農業遙感的基本理論、基礎知識、研究現狀及農業遙感技術發展趨勢與應用，了解電磁輻射與電磁波譜的相關知識，學習地物波譜的測定方法，認識地物反射光譜的響應規律，學習繪制地物反射光譜曲線的方法，掌握常規的遙感儀器和軟件的操作方法，理解遙感技術農學機理，掌握遙感圖像處理的基本原理和方法，掌握遙感圖像的地物影像特征、遙感圖像解譯及遙感制圖的基本技能，掌握光譜數據處理方法，使農科本科生掌握研究農業遙感的基本方法和基本技能，注重培養農科本科生的實際操作和應用能力。

二、適宜教材

依據農科特點和遙感在農業領域中的應用現狀，選擇適宜教材是比較困難。如教育部面向21世紀課程教材《遙感導論》[2]，這部教材的特點是內容豐富，涉及技術原理較多、較深，對于農科本科生而言，技術原理顯得過深、有些內容較為陳舊，尤其應用案例。《植被與生態遙感》[4]教材內容系統，編排合理，理論分析深入、學術價值較高，但有關遙感基礎概念和基本技能甚少，作為農科本科生教材尚不合適。《遙感概論》[5]內容編排邏輯性強，概念清晰易懂，實驗內容簡單而易開展，但很多應用案例比較陳舊，不能滿足當今新型農科本科生人才需求。21世紀高等院校教材《遙感技術導論》[6]內容系統，理論構架完整，概念清晰易懂，技術注解詳細，但對于農業應用涉及較少，所選應用案例也較老化。《農業定量遙感基礎與應用》[7]是一本系統闡述農業遙感新應用的專著，可作為農科本科生教學的參考書，但由于技術理論基礎體系不完整、內容因偏重于農情遙感而顯得覆蓋面不夠廣泛，不適宜作為農科本科生教材。為此，筆者講解遙感原理時選擇《遙感技術導論》作為教材，講解較新遙感農業應用案例時選擇《農業定量遙感基礎與應用》作為教材，這樣可有效地提高學生的遙感理論和實踐應用水平，以適應新型農科人才培養的要求。

三、教學內容

科學地選擇教學內容，優化教學內容，合理教學分配，是《遙感導論》教學的關鍵環節[8]。主要內容為遙感的基本概念、類型、特點、發展概況與在不同應用領域中所發揮的作用、電磁輻射與地物光譜特征、遙感成像原理與遙感圖像特征、遙感圖像處理、遙感圖像目視解譯與制圖、遙感在農業領域的應用等。

電磁輻射與地物光譜特征主要講解斯忒藩-玻爾茲曼定律、維恩位移定律、基爾霍夫定律、黑體輻射規律或普朗克公式、大氣的成份和結構、典型植被光譜反射特性以及地物反射三種形式（鏡面反射、漫反射和方向反射），重點解釋該內容所涉及到的一些術語或概念，比如電磁波譜、光譜特征、輻照度、輻射出射度、朗伯源、絕對黑體、太陽常數、大氣窗口、光的干涉和衍射、反射率及反射波譜等，該內容要配套開展光譜測定儀的使用及光譜數據處理操作方法等光譜實驗。遙感成像原理與遙感圖像特征主要講解世界范圍內主要的陸地衛星、氣象衛星、對地觀測系統（EOS）衛星和海洋遙感衛星平臺、攝像像片的幾何特征（垂直攝像、傾斜攝像、幾何特征、中心投影、垂直投影和像片的比例尺）、微波遙感的概念和特點以及四種分辨率（光譜分辨率、空間分辨率、時間分辨率和輻射分辨率）間的關系。遙感圖像處理主要講解光學原理（亮度對比、顏色對比、顏色性質、明度、色調、飽和度以及加色法和減色法等）、遙感影像的預處理（包括輻射校正、幾何校正、對比度增強、空間濾波、彩色變換、圖像運算、多光譜變換等）和多源信息復合等，該內容要配套開展輻射校正、幾何校正、拼接、鑲嵌、掩膜、融合、link等上機操作性實驗。遙感圖像目視解譯與制圖主要講解遙感影像的目視解譯、遙感影像的監督分類和非監督分類及其誤差和精度評價、專題圖制作等。遙感在農業領域的應用主要講解植被遙感、土壤遙感、水體遙感等。

四、結語

遙感技術是20世紀60年代興起的一種從遠距離不實際接觸物體而感知地表目標物及其特征的綜合性探測技術，是現代空間信息科學的主要組成部分，涉及到多種學科領域，它的功能和價值引起了許多學科的關注。

近5年，面向農科本科生基礎知識的實際情況，筆者以學生發展為本緊扣教學大綱開展遙感課程教學，教學目標制定明確，教材選用適宜，教學內容豐富，覆蓋面廣，應用實例典型且較新。結合遙感技術在農業領域中的應用，主要內容涵蓋了農業資源與農田環境監測、數字農作技術、精確農業、農情監測預報等主要應用領域，集中體現遙感可視為農業資源利用的“好管家”、農田管理的“好幫手”、農情監測的“千里眼”等重要作用。

課程教學目標定位合理，重點突出，符合農科本科生實際，適應當前新型農科人才發展的需求。所選用的教材互補性強，主次分明，難易程度適中，有利于農科本科生人才培養。教學內容本著理論聯系實際以及學以致用的總體原則進行系統講授，概念講解透徹，有明顯的重點和難點，遙感圖像解譯方法適應當前農業應用需求，覆蓋面較廣，且系統性強，適應當前高等教育中新型農科人才培養的要求。

近5年教學實踐證實，針對農科本科生的特點，本文該課程的教學目標、教材和教學內容是合理的，與當前高等教育中新型農科人才培養的要求是相適應的。

[參考文獻]

[1]楊邦杰.農情遙感監測[M].北京：中國農業出版社，2005.

[2]梅安新，彭望琭，秦其明，等.遙感導論[M].北京：高等教育出版社，2001.

[3]王鵬新，嚴泰來，張超，等.農業院校研究生遙感科學與技術系列課程建設初探[J].高等農業教育，2008，06：80-83.

[4]張佳華，張國平，王培娟.植被與生態遙感[M].北京：科學出版社，2010.

[5]彭望琭.遙感概論[M].北京：高等教育出版社，2002.

[6]常慶瑞，蔣平安，周勇等.遙感技術導論[M].北京：科學出版社，2004.

遙感成像原理與遙感圖像特征范文4

隨著空間技術的不斷發展，空間遙感活動中所使用的遙感器的工作波段得到了充分擴展，空間分辨率也在迅速的提高，同時遙感影像的數據量也在成幾何倍數地增加。面向對象的遙感信息提取技術是最近幾年才發展起來的遙感圖像解譯新方法，與以往采用面向圖像基元的圖像解譯不同，它是以影像中的像素集合為分析對象，通過對各對象的特征分析進行信息提取。

關鍵詞:高空間分辨率;面向對象

中圖分類號： TP7文獻標識碼：A 文章編號：

1遙感信息提取的概念

所謂遙感信息提取是指從海量、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機的實際應用遙感影像數據中提取出蘊涵在其中的大量的對用戶有用的信息例如建筑物、植被、溫度等，并將其形成結構化的數據放入數據庫中或以其它形式提供給用戶查詢使用的過程。

2高分辨率遙感影像信息數據獲取與特點

2.1遙感影像信息獲取方式的發展

遙感技術的發展經歷了四個階段:無記錄的地面遙感階段、有記錄的地面遙感階段、空中攝影遙感階段、航天遙感階段。

20世紀年代70初，美國成功發射了世界上第一顆地球資源衛星Landsat-1，此衛星傳感器所獲得的MSS影像數據空間分辨率為88米。其后Landsat-2、3、4、5相繼發射，所獲得的影像數據空間分辨率為30米，SPOT衛星發射成功，可見光傳感器的地面分辨率提高到10米。長期以來，航天影像測圖一直局限在中小比例尺的水平，這與國土資源監測、城市規劃、城市管理和工程建設等領域對大比例尺地圖越來越迫切的需求存在很大的供求不平衡性，發展高空間分辨率對地觀測技術勢在必行。

當前，高分辨率遙感衛星的成功發射，高分辨率遙感衛星影像獲取技術的高速發展，讓我們能夠獲得更多的信息，但是，如何使用和處理這些數據并成功運用到具體的實際當中去成為當前急待解決的問題。目前已有許多學者開發出了許多遙感信息處理系統，并取得了成功，但是在影像的自動信息提取方面還是遠遠不能滿足實際當中的需要，因此，提高信息的提取速度以及盡可能多的提取出有用的信息是遙感數據處理領域最重要的研究方向。

2.2高分辮率遙感影像的特點

高空間分辨率遙感影像與低空間分辨率遙感影像相比具有以下特點:

（1）遙感影像的數據量顯著增加，空間信息量更加豐富，空間地物的幾何信息、拓撲信息、紋理信息等表現更加明顯。

（2）成像光譜波段變窄，單色波段的光譜分辨率明顯提高，從而極大地提高了利用光譜空間特征來區分和判定地物類別的精度。

(3)遙感影像的二維信息量更加豐富，使得利用遙感數據復原地物二維形態成為可能。

(4)同一地區遙感成像時間周期顯著縮短。重復軌道周期都縮短在一天之內，使得動態監測地表環境的運動變化和人類活動成為可能。

(5)地物影像中的噪聲信息更加明顯，“同物異譜”、“異物同譜”現象更加凸顯，迫切需要改變傳統的面向像元的遙感信息提取方法。

2.3常用的遙感圖像解譯方法

遙感圖像解譯分為兩種:一種是目視解譯，它指專業人員直接觀察或借助輔助判讀儀器在遙感圖像上獲取特定目標地物信息的過程。另一種是遙感圖像計算機解譯，它以計算機系統為支撐環境，利用模式識別技術和人工智能技術相結合，根據遙感圖像中目標地物的各種影像特征(顏色、形狀、紋理與空間位置)，結合專家知識庫中目標地物的解譯經驗和成像規律等知識進行分析和推理，實現對遙感圖像的理解，完成對遙感圖像的解譯。其中計算機解譯通常又可分為基十像元的遙感目標識別和面向對象的遙感目標識別兩種。

2.3.1基于像元的遙感目標識別

基于像元的目標識別是將圖像的所有像元按其性質分為若干個類別的技術過程，也就是通過對各類地物的光譜特征分析來選擇特征參數，將特征空間劃分為互不重疊的子空間(類別)，然后將圖像內各個像元劃分到各個子空間中去，從而實現遙感目標的識別。本文中簡單介紹幾種傳統的基十像元的遙感目標識別方式。

監督分類與非監督分類

監督分類是一種有先驗類別標準的分類方法。首先要從欲分類的圖像區域選定一些訓練樣區，在這些訓練樣區中地物類別是已知的，通過學習，用它建立分類標準，然后計算機將按同樣的標準對整個圖像進行識別和分類[1]。

非監督分類是一種無先驗類別標準的分類方法。對于待研究的對象和區域，沒有已知類別或訓練樣本作為標準，而是利用圖像數據本身能在特征測量空間中聚集成群的特點，先形成各個數據集，然后再核對這些數據集所代表的物體類別。

3、面向對象的遙感目標識別

遙感影像中的地物信息不僅僅表現在單純的色彩上，還表現在形狀、紋理、空間位置關系等特征上。當目標的光譜特征比較接近的時候，紋理及其它特征對十區分目標會起到積極的作用。在影像分析中如果單純以像元的光譜信息識別地物類別，缺乏空間信息與紋理特征的描述，類別錯分的現象將會十分嚴重，為使最終結果達到一定的精度要求，需要花很大的精力來進行人工干涉。

面向對象的影像分類方法的特點:

(1)由十分類目標都有其特有的尺度，所以尺度分析是面向對象分類方法的重要特性。多尺度分割就是按照給定的尺度將具有明顯區分的像元劃分到不同的基元對象中。

(2)分割后的均質對象去掉了大量的冗余信息，減少了參與分類的單元，分類過程更快，分類結果中也不會出現椒鹽現象。

(3)分割后分類基礎單元為有意義的實體，分類過程中能夠綜合運用地學中的空間語義關系等信息，識別結果更為精確。

(4)不同分辨率的分類目標可以在不同尺度的層面進行識別，不同層次之間的分類結果互相聯系，豐富用十分類的語義關系，可以更好達到分類目的。

(5)面向對象的遙感目標識別方法是以矢量基元作為信息處理基礎的，該方式能夠更加方便的運用諸如拓撲關系等各種地學數據，識別結果更有說服力。

4、面向對象的目標數據提取

面向對象的目標提取方法首先利用波譜、形狀等信息，使用合適的尺度對影像進行分割，以分割后的基元為基本單位，綜合利用建筑物的各項特征屬性，識別并處理建筑物基元，實現對建筑物的提取。

4.1 數據的提取方法

4.2.1最小距離分類法

最小距離分類(Minimum Distance Classifier)法是以特征空間中的距離作為基元分類的依據。首先由訓練組數據得出每一類別的的均值向量和辦方差矩陣，然后以各類的均值向量作為該類在多維空間中的中心位置[2]。計算輸入圖像中每個基元到各類中心的距離，到哪一類的距離最小，就將像元歸入哪一類，因此這種方法中距離就是一個辨別函數。

4.2.2隸屬度函數法

隸屬度函數是一個以[0，1}同一范圍來表達任意特征范圍的簡單方法。在評估完形成每個類的每個特征后，會由隸屬度函數返回一個在0和1之間的隸屬度值。這些值可以通過邏輯運算符組合起來進行類賦值的計算。隸屬度函數提供了組合不同維數不同范圍值的可能性。隸屬函數可以是任意形式的曲線，取什么形狀取決十具體的分類目的，唯一的約束條件是隸屬函數的值域[0 l]。

5小結

本文所講的高分辨率影像數據的提取主要是采用面向對象的研究思路，通過影像預處理、目標特征分析、目標提取等環節實現高空間分辨率遙感影像中的目標信息的提取。介紹了常用的兩種目標提取的方法，為高空間分辨率遙感影像在城市規劃、測繪等領域的應用打下基礎。

參考文獻

遙感成像原理與遙感圖像特征范文5

關鍵詞∶遙感技術;水文地質;應用探索

本文利用新興的綜合性遙感技術作為探測數據來源，其原理主要是依據遙感器對地表物體進行探測，利用波譜的不同反應來識別地面上的各類地物。利用遙感技術對地下水勘察相關因素信息進行科學準確的評價、判斷。通過對地表含水斷層、線性構造、裂隙、地面濕度等信息，準確地評價一個地區的地下水資源。同時，微波遙感還能夠直觀的對地下潛水層進行探測，使地下水資源的開發利用更為全面、科學。

1.遙感技術應用概述

1.1遙感技術概念及特征

目前，人們對于遙感技術的普遍定義為從遠處探測和感知事物和物體的技術的統稱。因此遙感技術有以下幾個特征。首先，遙感技術相較于其他探測技術來說，探測的覆蓋范圍較大。其次，遙感技術獲取的探測數據，信息種類眾多，手段多樣，技術也相對先進。最后，探測信息表現大多是通過圖像的形式來表現，獲取探測數據信息方式更為直接、快速。同時整個探測用時也相對較短。

1.2遙感技術體系概述

遙感技術的應用體系一般為探測信息的獲取、傳輸、解譯和應用。其中信息的獲取主要通過對地表物體波譜進行探測。通過專業的遙感探測數據傳播設備和軟件對初步信息進行傳輸，然后再對原始探測信息進行對比統計處理。信息的解譯則是主要通過模式識別、模擬實驗和地物分析等方法進行信息的細化。最后對這些經過解譯的系統性數據信息進一步的應用加工。

1.3遙感技術水文勘察中具體應用流程概述

在水文勘察中，遙感技術的具體應用重視對地下水位有關的環境因素的綜合分析，同時注重對遙感圖像數據的處理方法。具體應用流程如下∶首先，對勘察地區背景進行必要了解，同時，確立明確的水文勘察目標。根據目標收集相關原始資料。其次，圍繞勘察目標對遙感技術的相關原始資料進行分類。對各遙感資料信息進行細致的遙感圖像信息處理。同時，根據各類信息不同的遙感圖像波段，進行合成波段的合理選擇。以此對各類遙感探測圖像信息進行解譯。然后，再加工各類相關資料信息的解譯結果。綜合分析地下水位的分布情況，根據土壤的水分、反射率、像元關系等原理，構建科學合理的地下水位分布模型。根據土壤水分以及地下水位分布模型，對單波段以及多波段地下水位進行詳細估算。把估算結果和地區背景資料、歷史勘察資料等進行對比，檢驗勘察結果。最后，構建更為全面合理的地下水位分布模型，進行詳盡專業的勘察結論以及勘察土建制作。

2.水文氣象條件概述

水文氣候條件是影響地下水資源最為直接的環境條件。其主要包括地表水文條件以及氣象環境條件。地表水文條件包括地區的河流、湖泊等地表水系環境，以及這些地表水系分布位置地表蓄水量。地區地表水系條件的優劣對判斷地下水資源有很好的參考價值。氣象環境條件包括地區降雨量、地區季節溫度、風速等氣候條件。降雨量也是判斷地區地下水資源的重要參考依據。溫度包括日照時長日照強度等，通過這些條件能夠準確地判斷地區水分蒸況。同樣道理，也要對地區風速進行詳細定量偵測。這些氣候環境條件的數據獲取首先要以年為單位，判斷地區長期所處的氣候環境。同時還要獲取地區短期的氣候環境數據。通過當前氣候環境的變量來判斷地區所處的水文氣象條件。

3.地下水資源遙感勘察具體應用方法概述

遙感技術對地下水資源的勘察主要依賴于衛星拍攝的當地地形變化以及氣候特征等因素信息，然后通過地質學解譯標志進行處理。解譯標志的方法大致可以分為兩種。一種是直接解譯標志，一種為間接解譯標志。本文采用的是人機交互式的間接解譯標志中的人機交互式解譯方式。首先，應該對地下水資源相關的地形地貌遙感圖像、以及巖性構造、土壤植被、地表水系特征等進行遙感特征分析。其次，通過對遙感圖像中光譜信息的提取分析，判斷地層巖性情況。確定地區是否存在潛水含水層以及易存水性地層巖性構造。最后，通過數學統計學技巧以及模型學技巧等信息處理方法，對地下水位進行單波段和多波段的評估模型構建。同時，對評估結果進行進一步實測印證，確保遙感技術勘察數據能夠更加準確的反映地區地下水資源分布情況。

4.遙感信息分析方法概述

本次所采用的信息數據分析方法主要通過對遙感圖像的解譯，再結合地區水質氣象環境條件的探測以及對地區地形地貌的判斷，對地層巖性以及具置信息的判斷，最后，通過綜合多波段模型呈現的水文數據的變化規律等信息，分析地下含水層分布情況。從而能從多個角度對影響地下水資源分布的各個因素進行具體判斷。更加準確的對地區的地下水含水層數量、地下水儲存量、地下水深度、水質、形成年代等進行分析，為開發利用當地地下水資源提供更加全面、科學的勘察數據。

5.遙感圖像數據處理以及水文地質信息提取方法分析

5.1遙感數據類型的選取

由于不間斷的遙感影像成像方式以及獨特的對地物的表現方式，遙感圖像數據也有明顯的特征。因此，在進行遙感圖像解析之前應該選擇更為適合的遙感圖像類型，然后再根據不同圖像類型的地物波譜特性曲線來選擇合適的解譯波段。例如對于水體多采用TM1波段進行解譯，巖性識別則一般會用TM5或TM1波段進行，而對于植被則采用TM2波段進行。影響遙感數據類型選擇的因素主要包括環境因素以及解譯目標等影響。首先，環境因素包括，遙感探測時間以及地形特點等。如對于地質、地貌等遙感數據的解譯一般選擇在冬天進行遙感影像探測。而對于植被的遙感探測多選擇在春季和秋季。另外，考慮解譯目標的面積大小以及時間跨度等因素的不同，所選擇的遙感影像尺寸以及波段變化組合等也要符合解譯目標的實際需求。

5.2遙感數據的處理

在遙感數據處理中，由于遙感數據特殊的傳輸處理方式，很容易對遙感數據在傳輸過程中或軟件工具處理過程中出現對比度下降、幾何變形等失真現象。因此，首先要對出現失真現象的遙感圖像進行科學的誤差校正，而誤差校正要分兩個部分進行。首先，對遙感數據輻射量的校正。遙感圖像的輻射量主要是指圖像的光譜輻射特征。光譜輻射特征會在經過大氣層或傳感設備本身是受到一定的影響而出現輻射量誤差。因此，應該根據具體的數據對比、數據分析等手段確定誤差的范圍。然后通過對傳感器的工作參數進行微調來校正這種誤差。其次，遙感圖像幾何位置的誤差。對于遙感圖像像元位置的誤差，可以通過以一個典型的準確的地物作為空間位置的控制點，根據控制點對地表坐標和遙感圖像坐標進行統一校正。

5.3圖像合成波段的選擇

大多數勘察對象的地物組成成分都較為復雜，不同地質結構的遙感波段參數也不同，其表現出的光譜特征也有差異。同時，同樣的地物在不同波段上所表現出來的光譜特征也不一樣。因此，大多數情況下，都要選擇遙感圖像合成波段對地區地物組合進行全面分析。我們可以依據地區水文地質勘察結果以及圖像數據提取目標、各種巖層光譜效應以及各個波段光譜信息等因素，綜合考慮，選擇更為合適的遙感圖像合成波段。

6.結論

本文通過對遙感技術的應用特征以及應用技巧入手，對遙感技術在水文地質勘察中的應用流程進行了進一步說明。本文認為在進行復雜地質環境的水文地質勘察工作時，可以應用遙感技術把水文地質勘察工作。通過對地物遙感圖像的定量分析，對影響水文地質的各方面因素進行科學評析。繼而更加準確客觀的全面判定地區的地下水資源狀況。由于本人能力有限，缺乏遙感技術實際應用經驗，對于遙感技術的應用知識系統和實踐經驗不足。可能會對遙感數據的解譯過程出現一些不夠嚴謹的理解。對于這方面的欠缺，希望能在今后的工作學習中得到補充。

參考文獻：

［1］馬瀚青,高峰,黃新宇,等.《遙感技術與應用》30年趨勢［J］.遙感技術與應用,2016,31(6):1215-1222.

［2］朱鶴.遙感技術在地表水源地水體監測中的應用研究［D］.中國水利水電科學研究院,2013.

［3］劉紅,張清海,林紹霞,等.遙感技術在水環境和大氣環境監測中的應用研究進展［J］.貴州農業科學,2013,41(1):187-191.

［4］王潤生,熊盛青,聶洪峰,等.遙感地質勘查技術與應用研究［J］.地質學報,2011,85(11):1699-1743.

遙感成像原理與遙感圖像特征范文6

隨著全球環境問題日益突出,環境災害與環境事故頻發,衛星遙感技術在環境監測與管理中得到大量應用,在環境保護中發揮的作用受到國際社會的高度重視。美國、日本及歐洲的一些國家近年來都在大力發展環境遙感監測技術。目前在軌運行的和計劃發展的國內外衛星傳感器提供數據的空間分辨率已從公里級發展到亞米級,重復觀測頻率從月周期發展到幾小時,光譜波段跨越了可見光、紅外到微波,光譜分辨率從多波段發展到超光譜,遙感數據獲取技術正走向實時化和精確化,衛星遙感應用正在向定量化和業務化快速發展[1]。當前,我國環境監測任務十分繁重,特別是對基于衛星遙感技術的環境遙感監測有著迫切需求。

1、遙感技術簡介

遙感技術(remotesensing,簡稱rs)是在現代物理學、空間技術、計算機技術、數學方法和地球科學理論的基礎上建立和發展起來的邊緣科學,是一門先進的、實用的探測技術,目前正進入一個能快速、及時提供多種對地觀測及測量數據的新階段。按遙感平臺的高度大體上可分為航天遙感、航空遙感和地面遙感,按所利用的電磁波的光譜段分類可分為可見反射紅外遙感,熱紅外遙感、微波遙感3種類型,按研究對象可分為資源遙感與環境遙感兩大類。隨著熱紅外成像、機載多極化合成孔徑雷達和高分辨力表層穿透雷達和星載合成孔徑雷達技術日益成熟,遙感波譜域從最早的可見光向近紅外、短波本文由收集整理紅外、熱紅外、微波方向發展。波譜域的擴展將進一步適應各種物質反射、輻射波譜的特征峰值波長的寬域分布。高光譜遙感的發展,使得遙感波段寬度從早期的0.4μm(黑白攝影)、0.1μm多光譜掃描)到5nm(成像光譜儀),遙感器波段寬度窄化,針對性更強,可突出特定地物反射峰值波長的微小差異;同時,成像光譜儀等的應用,提高了地物光譜分辨力,有利于區別各類物質在不同波段的光譜響應特性。

2、環境遙感基礎工作的應用技術

水環境遙感監測方面,初步開展了水環境可遙感指標體系研究,對葉綠素a懸浮物有色可溶性有機物溶解性有機碳水面溫度透明度等監測指標的光譜特征和規律進行了研究;初步開展了環境一號衛星在水環境領域中的應用潛力分析研究;初步開展了水環境指標(如葉綠素a懸浮物水溫)遙感反演與信息提取的技術流程研究大氣環境遙感監測方面,初步開展了大氣可遙感指標體系研究,對氣溶膠懸浮顆粒物o3,so2,no2,co2,ch4等監測指標的光譜特征和規律進行了研究;初步開展了環境一號衛星在大氣環境領域中的應用潛力分析研究以及大氣環境指標(如氣溶膠光學厚度)遙感反演與信息提取的技術流程研究[2]。

2.1 可見光、反射紅外遙感技術

用可見光和反射紅外遙感器進行物體識別和分析的原理是基于每一物體的光譜反射率不同來獲得有關目標物的信息。該類技術可以監測大氣污染、溫室效應、水質污染、固體廢棄物污染、熱污染等,是比較成熟的遙感技術,目前國際上的商業和非商業衛星遙感器多屬此類。該類遙感技術用于環境污染監測,目前主要是要提高傳感器多個譜段信息源的復合,發展圖像處理技術和信息提取方法,提高識別污染物的能力。重點發展其在大氣污染、溫室效應、水質污染、固體廢棄物污染、熱污染等監測中的應用。

2.2 熱紅外遙感技術

自然界中的所有物質,無論白天或夜間,都以一定波長向外輻射能量。在熱紅外遙感中,所有被觀測的電磁波的輻射源都是目標物。目前紅外探測器所使用的電磁波段,主要有3～5μm和8～14μm兩個波段,對地表常溫物體的探測通常使用8～14μm波段。熱紅外遙感主要探測目標物的輻射特性(發射率和溫度),鑒別出物質材料的類型,評價出各種現象根據熱輻射特征。

2.3 高光譜遙感技術

高光譜遙感技術的發展是人類在對地觀測方面所取得的重大技術突破之一,是21世紀的遙感前沿技術。高光譜遙感數據的特點高光譜分辨率和高空間分辨率,它將傳統的圖像維與光譜維信息融合為一體,在獲取地表空間圖像的同時,得到每個地物的連續光譜信息,從而實現依據地物光譜特征的地物成份信息反演及地物識別,因此在環境污染物監測中發揮主要作用。

3、遙感技術在生態環境監測與保護中的應用

我國的生態環境日益惡化,因此,如何在保護和改善生態環境的前提下發展生產已經提到了決策者們的議事日程上來。建立生態監測信息系統已經成為當務之急。這樣的生態監測系統集生態環境信息管理、數據庫管理、生態環境各要素的實時監測、時間和空間查詢分析等多功能為一體,可滿足實時動態、分時段監測、查詢和分析的要求[3]。

目前,環境污染已成為一些國家的突出問題,利用遙感技術可以快速、大面積監測水污染、大氣污染和土地污染以及各種污染導致的破壞和影響。近些年來,我國利用航空遙感進行了多次環境監測的應用試驗,對沈陽等多個城市的環境質量和污染程度進行了分析和評價,包括城市熱島、煙霧擴散、水源污染、綠色植物覆蓋指數以及交通量等的監測,都取得了重要成果。國家海洋局組織的在渤海灣海面油溢航空遙感實驗中,發現某國商船在大沽錨地違章排污事件,以及其它違章排污船20艘,并作了及時處理,在國內外產生了較大影響。隨著遙感技術在環境保護領域中的廣泛應用,一門新的科學——環境遙感誕生了。