《遥感概论》课程 第八章定量遥感基础 主讲教师:秦其明 北京大学地球与空间科学学院
主讲教师：秦其明 主讲教师：秦其明 北京大学地球与空间科学学院 北京大学地球与空间科学学院 第八章 定量遥感基础 《遥感概论 》课程
本节主要目录 定量遥感基础 ■遥感信息模型 定量遥感主要研究内容
本节主要目录 定量遥感基础 遥感信息模型 定量遥感主要研究内容 定量遥感主要研究内容
定量遥感基础 用遥感器获取的地表地物的电磁波信息,在计算 机系统支持下,通过数学的或物理的模型将遥感信 ←息与观测地表目标参量联系起来,定量地反演或推 算出某些地学、生物学及大气等目标参量,是当前 遥感发展的前沿。定量遥感分为: 可见光、近红外波段的定量遥感 热红外波段的定量遥感 微波遥感的对地观测
定量遥感基础 利用遥感器获取的地表地物的电磁波信息，在计算 利用遥感器获取的地表地物的电磁波信息，在计算 机系统支持下，通过数学的或物理的模型将遥感信 机系统支持下，通过数学的或物理的模型将遥感信 息与观测地表目标参量联系起来，定量地反演或推 息与观测地表目标参量联系起来，定量地反演或推 算出某些地学、生物学及大气等目标参量，是当前 算出某些地学、生物学及大气等目标参量，是当前 遥感发展的前沿。定量遥感分为： 遥感发展的前沿。定量遥感分为： - 可见光、近红外波段的定量遥感 可见光、近红外波段的定量遥感 － 热红外波段的定量遥感 热红外波段的定量遥感 － 微波遥感的对地观测 微波遥感的对地观测
可见光、近红外波段定量遥感基础 通酌基本过程可以看作是 Reflection, Scattering 电磁波与大气相互作用过程 and Absorption of coming Sunlight Incoming Solar 以及电磁波与地表的相互作 Radiation 100%6% 20% 用过程的叠加。 Upward Upward Upward } 电磁波与大气相互作用形成大 效应。大气效应是电磁辐射 在太阳-目标物-传感器系统的 19% Absorbed by bed in Gases and Dust 传输过程中受到大气分子、水A 3 Absorbed by Cl 溶胶和尘粒等散射、吸 收和折射等影响 Direct Radiation Absorbed. 6s 20%. at Surface as 地表非朗伯体特性,大多数情 Radiation Radiation> Direct and Scattered Reflected) Indirect Downward Dowman 况下的地面物质都不是均 e1997 Oklahoma Climatological Survey 朗伯体,朗伯体的假设给计算 带来很大的误差,用地表的 反射率分布函数(BRDF)来 描述地表的非朗伯体特性
可见光、近红外波段定量遥感基础 可见光、近红外波段定量遥感基础 遥感的基本过程可以看作是 电磁波与大气相互作用过程 以及电磁波与地表的相互作 用过程的叠加。 –电磁波与大气相互作用形成大 气效应。大气效应是电磁辐射 在太阳-目标物-传感器系统的 传输过程中受到大气分子、水 气、气溶胶和尘粒等散射、吸 收和折射等影响 –地表非朗伯体特性，大多数情 况下的地面物质都不是均一的 朗伯体，朗伯体的假设给计算 带来很大的误差，用地表的二 向反射率分布函数（BRDF）来 描述地表的非朗伯体特性
可见光、近红外波段定量遥感基础 Incoming emr Reflected EMR Emitted er 种种能情的m录常
可见光、近红外波段定量遥感基础 可见光、近红外波段定量遥感基础
热红外波段的定量遥感基础 测定地表温度和比大气吸收、散射和发射 辐射率 n传感器所测量的量 大气 是辐射能 霖橤 地表温度、比辐射率
测定地表温度和比 测定地表温度和比 辐射率 传感器所测量的量 传感器所测量的量 是辐射能 热红外波段的定量遥感基础 热红外波段的定量遥感基础 地表温度、比辐射率 大气吸收、散射和发射 大气
热红外波段的定量遥感基础 在热学中,温度是物质分子热运动平均动能的量 度,描述了物质内部分子热运动的剧烈程度。正 是由于物质内部微观粒子的运动导致了物质向外 发射电磁波,即热辐射 热红外波段遥感测量的正是地表物质的热辐射 地球环境的代表性温度为300,.它对应的线近 10μm,正接近热红外大气窗口区 对于非黑体而言,由于其辐射亮度受自身比辐射 率的影响,所以比辐射率是联系亮温与真实温度 的桥梁
热红外波段的定量遥感基础 热红外波段的定量遥感基础 在热学中，温度是物质分子热运动平均动能的量 度，描述了物质内部分子热运动的剧烈程度。正 是由于物质内部微观粒子的运动导致了物质向外 发射电磁波，即热辐射 热红外波段遥感测量的正是地表物质的热辐射。 地球环境的代表性温度为300K，它对应的接近 10μm，正接近热红外大气窗口区 对于非黑体而言，由于其辐射亮度受自身比辐射 率的影响，所以比辐射率是联系亮温与真实温度 的桥梁
微波遥感的对地观测基础 成孔径雷达二维成像过程是通过安装在运动平 台上的雷达天线不断地发射脉冲信号,接受它们在 地面的回波信号,经信号的成像处理形成二维SAR 影像,影像中的每一像素的幅度只与目标的后向散 射系数有关 随着应用的需要,不仅希望得到SAR照射场景的一 维信息,而且希望能得到该区域的高度信息 获取地表形态垂直变化的遥感测量传感器主要有 干涉雷达,即干涉测量合成孔径雷达
微波遥感的对地观测基础 微波遥感的对地观测基础 合成孔径雷达二维成像过程是通过安装在运动平 合成孔径雷达二维成像过程是通过安装在运动平 台上的雷达天线不断地发射脉冲信号 台上的雷达天线不断地发射脉冲信号,接受它们在 地面的回波信号 地面的回波信号,经信号的成像处理形成二维 经信号的成像处理形成二维SAR 影像,影像中的每一像素的幅度只与目标的后向散 影像中的每一像素的幅度只与目标的后向散 射系数有关 随着应用的需要，不仅希望得到 随着应用的需要，不仅希望得到SAR照射场景的二 维信息，而且希望能得到该区域的高度信息 维信息，而且希望能得到该区域的高度信息 获取地表形态垂直变化的遥感测量传感器主要有 获取地表形态垂直变化的遥感测量传感器主要有 干涉雷达，即干涉测量合成孔径雷达 干涉雷达，即干涉测量合成孔径雷达
定量遥感主要研究内容 遥感器定标 大气纠正 定量遥感模型 尺度效应与混合像元分解 a多角度遥感
定量遥感主要研究内容 定量遥感主要研究内容 遥感器定标 大气纠正 定量遥感模型 尺度效应与混合像元分解 尺度效应与混合像元分解 多角度遥感
遥感器定标 定标是指建立遥感器每个探测元件所输出 号的数值量化值与该探测器对应像元内的实际地物 辐射亮度值之间的定量关系 』由于卫星运行时所获取的遥感信息受到诸多因素影 响,如遥感器系统的畸变、大气传播的干扰、地形 影响等都会造成遥感器采集到的辐射能量与眉标地 物实际的辐射能量之间存在较大偏差 遥感器定标是遥感数据定量化处理中的最基傘环节, 遥感器的定标精度直接影响到遥感数据的可靠性和 精度 遥感器实验室定标 遥感器星上内定 遥感器场地外定标
遥感器定标 遥感器定标是指建立遥感器每个探测元件所输出信 遥感器定标是指建立遥感器每个探测元件所输出信 号的数值量化值与该探测器对应像元内的实际地物 号的数值量化值与该探测器对应像元内的实际地物 辐射亮度值之间的定量关系 辐射亮度值之间的定量关系 由于卫星运行时所获取的遥感信息受到诸多因素影 由于卫星运行时所获取的遥感信息受到诸多因素影 响，如遥感器系统的畸变、大气传播的干扰、地形 响，如遥感器系统的畸变、大气传播的干扰、地形 影响等都会造成遥感器采集到的辐射能量与目标地 影响等都会造成遥感器采集到的辐射能量与目标地 物实际的辐射能量之间存在较大偏差 物实际的辐射能量之间存在较大偏差 遥感器定标是遥感数据定量化处理中的最基本环节， 遥感器定标是遥感数据定量化处理中的最基本环节， 遥感器的定标精度直接影响到遥感数据的可靠性和 遥感器的定标精度直接影响到遥感数据的可靠性和 精度 –遥感器实验室定标 遥感器实验室定标 –遥感器星上内定标 遥感器星上内定标 –遥感器场地外定标 遥感器场地外定标