第二章：地物光谱特征与遥感数字图像信息提取1.地物的光谱特性：自然界中任何地物都具有其自身的电磁辐射规律，如具有反射、吸收外来的紫外线、可见光、红外线和微波的某些波段的特性;它们又都具有发射某些红外线、微波的特性;少数地物还具有透射电磁波的特性，这种特性被称为地物的光谱特性。
2.电磁辐射能量入射到地物表面上的三个过程：当电磁辐射能量入射到地物表面上，将会出现三种过程：一部分入射能量被地物反射;一部分入射能量地物吸收，成为地物本身内能或部分再发射出来，一部分人射能量被物透射。
3.物体对电磁波的反射形式1. 镜面反射:当入射能量全部或几乎全部按相反方向反射，且反射角等于入射角，称为镜面反射。
若表面相对于入射波长是光滑的，则出现镜面反射。
对可见光而言，在镜面、光滑金属表面、平静水体表面均可发生镜面反射;而对微波而言，由于波长较长，故马路面也符合镜面反射规律。
2. 漫反射:当人射能量在所有方向均匀反射，即人射能量以人射点为中心，在整个半球空间内向四周各向同性的反射能量的现象，称为漫反射。
若表面相对于入射波长是粗糙的，即当入射波长比地表高度小或比地表组成物质粒度小时，则表面发生漫反射。
如对可见光而言，土石路面、均一的草地表面均属漫射体。
漫射体保留了反射表面的光谱信息(颜色或亮度)，因而在遥感领域被广泛应用。
3. 方向反射:朗伯体表面实际上是一个理想化的表面，它被假定为介质是均匀的、各向同性的，并在遥感中多用以作为近似的自然表面。
4.地物发射电磁辐射能力以发射率为基准，地物发射率以发射光谱为基准5.根据发射率与波长的关系，将地物分为三种类型1.黑体：发射率＝1，即黑体发射率对所有波长都是一个常熟2.灰体：其发射率等于常数＜1，即灰体的发射率始终小于1，发射率不随波长变化3.选择性辐射体，其发射率小于1，发射率随波长变化。
6.岩石的反射光谱特性。
岩石反射波谱曲线不同于植被那样具有明显的相似特征，其曲线形态与矿物成分、矿物含量、风化程度、含水状况、颗粒大小、表面光滑程度、色泽等都有关系。
岩石的反射光谱特征与岩石本身的矿物成分和颜色密切相关。
石英等浅色矿物为主组成的岩石具有较高的光谱反射率，在可见光遥感影像上表现为浅色调。
铁镁质等深色矿物组成的岩石，总体反射率较低，在影像上表为深色调。
总之，岩浆岩中，随着二氧化硅的含量的减少和暗色矿物含量的增高，岩石的颜色由浅变深，光谱反射率也随之降低。
其次，岩石光谱反射率受组成岩石的矿物颗粒大小和表面糙度的影响。
矿物颗粒较细，表面比较平滑的岩石，具有较高的反射率。
反之，光谱反射率较低。
岩石表面湿度对反射率也有影响。
一般来说，岩石表面较湿时，颜色变深，反射率降低。
岩石表面风化程度的影响，主要决定于风化物的成分、颗粒大小等因素。
风化物颗粒细时，使覆盖的岩石表面较平滑，若风化物颜色较浅，则反射率较高。
如果风化物颗粒粗，使表面粗糙，则会降低反射率。
比如红砂岩，干燥情况下反射率总体高于潮湿时。
由于风化物为三氧化镁钙，干燥时色调比较浅，反射率高于岩石的新鲜面。
在通常情况下，完整的岩石表面比破碎的岩石表面反射率要高些。
在野外，岩石的自然露头往往有土壤和植被覆盖，这些覆盖物对光谱的影响取决于覆盖程度和特点。
如果岩石上全部被植物覆盖，遥感影像上显示的均为植被的信息；如果部分覆盖，则遥感影像上显示出综合光谱特征。
7.土壤的光谱特性土壤的反射光谱特征主要受到土壤中的原生矿物和次生矿物、土壤水分含量、土壤有机质、铁含量、土壤质地等因素的影响。
土壤水分是土壤的重要组成部分，当土壤的含水量增加时，土壤的反射率就会下降，反射率的下降尤为明显（1.4/1.9/2.7um吸收带）对于植物和土壤，造成这种现象显然是同一原因，即入射辐射在水的特定吸收带处被水强烈吸收所致。
土壤有机质是指土壤中那些生物来源（主要是植物和微生物）的物质.其中腐殖质是土壤有机质的主体。
一般来说，随土壤有机质的增加，土壤的光谱反射率减小（影响最大是在0.6-0.8吸收带）铁在土壤中的存在形式主要是氧化铁，氧化铁是影响土壤光谱反射特性的重要成分，其含量的增加会使反射率减小。
土壤质地是指土壤中各种粒径的颗粒所占的相对比例。
它对土壤光谱反射特性的影响，主要表现在两个方面：1.一是影响土壤持水能力，进而影响土壤光谱反射率2.二是土壤颗粒大小本身也对土壤的反射率有很大影响。
随土壤颗粒变小，颗粒间的空隙减少，表面积增大，表面更趋于平滑，是土壤中粉沙粒的反射率比砂粒高。
此外，土壤质地影响反射特性的因素不仅是粒径组合及其表面状况,还与不同粒径组合物质的化学组成密切有关。
当土壤表面有楦被覆盖时，如覆盖度小于15%，其光谱反射特征仍与裸土相近。
植被覆盖度在15%〜70%时，表现为土壤和植被的混合光谱，光谱反射值是两者的加权平均。
植被覆盖度大于70%时，基本上表现为植被的光谱特征。
8.水体的反射光谱特性水体的光谱特征主要是由水本身的物质组成决定，同时又受到各种水体状态的影响。
水体的反射光谱特性概括起来有以下特点：(1) 水体的反射光谱的贡献主要由水的表面反射、水体底部物质的反射和水中悬浮物质决定的。
(2) 水体的吸收和透射特性不仅与水体本身的性质有关，而且还明显地受到水中各种类型和大小的物质——有机物和无机物的影响。
(3) 水体在近红外和中红外波段几乎吸收了其全部的能量，即纯净的自然水体在近红外波段更近似于一个“黑体”。
因此，在1. 1〜2. 5um波段，较纯净的自然水体的反射率很低，几乎趋近于零。
9.植被的反射光谱特征1.健康植物的波谱曲线有明显的特点在可见光的0.55 um附近有一个反射率为10%〜20%的小反射峰。
在0.45 um和0.65 um附近有两个明显的吸收谷。
在0.7〜0.8um 是一个陡坡，反射率急剧增高。
在近红外波段0.8〜1.3 um之间形成一个高的，反射率可达40%或更大的反射峰。
在1.45 um、1. 95 um和2_ 6〜2. 7 um处有三个吸收谷。
2.光子与叶片的相互作用1.叶片光谱反射；2.叶片的漫反射3.光合作用的光能吸收4.来自叶片背面的透射光5.叶片背面的反射和散射光，它增加了叶片的透光率3.影响植被光谱特征的主要因素（☆）1. 有限的一些光谱敏感成分(植物上皮组织、栅栏叶肉细胞、海绵状叶肉细胞、有叶孔的下皮组织）；2. 这些植被组成部分的相对含量(包括水分），是植被自身生长及其环境变化的指示性标准；3. 植被的外形结构对其反射光谱特征有强烈的影响；4. 植被的光谱特征与光谱测量的空间尺度有很大的关系。
4.不同波段植被的光谱影响主导因素1•植被可见光和近红外(350—800 nm)反射光谱特性差异主要来源于植物体内叶绿素和其他色素成分；2.植被近红外(800—1 300 nm)反射光谱特性差异主要来源于植物细胞组织散射；3•植被短波红外(1 300—2 500 nm)光谱特性主要由植物细胞组织内的液态水吸收决定；4.植被红外(800—2 500 nm)光谱的其他影响因子还包括与淀粉、蛋白质、油质、糖、本质素和纤维素等6.遥感图像解译方法1.直接解译标志1. 色调色调是地物电磁辐射能量在影像上的模拟记录，在黑白影像上表现为灰度，在彩色影像上表现为颜色，它是一切解译标志的基础。
2•形状形状是地物外貌轮廓在影像上的相似记录，任何物体都具有一定的外貌轮廓，在遥感影像上表现出不同的形状3．大小大小是地物的长度、面积、体积等在影像上按比例缩小的相似记录,它是识别地物的重要标志之一。
4. 阴影阴影是指地物电磁辐射能量较低部分在影像上形成暗区，可以把它看成是一种深色到黑色的特殊色调5．纹理纹理又称质地，是由于像片比例尺的限制，物体的形状不能以个体的形式明显地在影像上表现出来，而是以群体的色调、形状重复所构成的6. 图型图型又称结构，是个体可辨认的许多细小地物重复出现所组成的影像特征2.遥感图像的目视解译。
(1) 直判法。
直判法是指通过遥感影像的解译标志能够直接判定某一地物或现象的存在和属性的一种直观解译方法。
一般具有明显形态、色调特征的地物和现象，多运用这种方法进行解译。
(2) 邻比法。
在同一张遥感影像或相邻较近的遥感影像上，进行邻近比较，进而区分出两种不同目标的方法。
这种方法通常只能将不同类型地物的界线区分出来，但不一定能鉴别出来地物的属性。
如同一农业区种有两种农作物，此法可把这两种作物的界线判出，但不一定能判定是何种作物。
用邻比法时，要求遥感影像的色调保持正常，邻比法最好是在同一张影像上进行。
(3) 对比法。
对比法是指将解译地区遥感影像上所反映的某些地物和自然现象与另一已知的遥感影像样片相比较，进而判定某些地物和自然现象的属性。
对比必须在各种条件相同下进行，如地区自然景观、气候条件、地质构造等应基本相同，对比的影像应是相同的类型、波段，遥感的成像条件(时间、季节、光照、天气、比例尺和洗印等)也应相同或相近。
(4) 逻辑推理法。
借助各种地物或自然现象之间的内在联系所表现的现象，间接判断某一地物或自然现象的存在和属性。
当利用众多的表面现象来判断某一未知对象时，要特别注意这些现象中哪些是可靠的间接解译标志，哪些是不可靠的，从而确定未知对象的存在和属性。
如当在影像上发现河流两侧均有小路通至岸边，由此就可联想到该处是渡口处或是涉水处。
如进一步解译时，当发现河流两岸登陆处连线与河床近似直交时，则可说明河流速较小;如与河床斜交，则表明流速较大，斜交角度愈小，流速愈大。
(5) 历史对比法。
利用不同时间重复成像的遥感影像加以对比分析，从而了解地物与自然现象的变化情况，称为历史对比法。
这种方法对自然资源和环境动态的认识尤为重要，如土壤侵蚀、农田面积减少、沙漠化移动速度、冰川进退、洪水泛滥等。
7.遥感数字图像处理（p49）8.遥感图像信息定量反演方法（了解）1.辐射传输模型（RT模型）2.几何光学模型（GO模型）3.几何光学-辐射传输混合模型（GORT模型）4.计算机模拟模型。
第三章：土壤遥感1. 土壤遥感能对某些土壤性状、水分含量、养分供应状况,以及对土壤盐溃化、沼泽化、风沙化、水土流失、土壤污染等变化进行动态监测，为合理开发、利用与管理土壤资源及时提供科学数据。
2.土壤反射光谱影响因素3. 关于土壤的微波辐射特性，不论何种土壤类型，在105°C烘干状态下，其介电常数均在5左右，加水之后，介电常数近线性上升，不同类型的土壤，上升幅度稍有差异，表明土壤的介电常数主要由土壤含水量决定，与土壤成分和性质有一定关系但不是很大。
4. 影响土壤微波后向散射系数的另两个重要因素是表层土粒粗细与土壤结构状况。
土粒粗细的机械组成即质地表征，这个因素比较稳定。
土壤结构状况在农区将随耕作管理等措施而变化，不过对于使用波长较长的雷达遥感而言，结构变化幅度一般不超过表面粗糙度判据范围，这时可忽略不计。
