地理定標器有什麼用

1. envi的特點

ENVI (The Environment for Visualizing Images)是美國ITT Visual Information Solutions公司的旗艦產品。ENVI由遙感領域的科學家採用IDL開發的一套功能強大的遙感圖像處理軟體；它是快速、便捷、准確地從地理空間影像中提取信息的首屈一指的軟體解決方案，它提供先進的，人性化的使用工具來方便用戶讀取、准備、 探測、分析和共享影像中的信息。今天，眾多的影像分析師和科學家選擇ENVI來從地理空間影像中提取信息。已經廣泛應用於科研、環境保護、氣象、石油礦產勘探、農業、林業、醫學、國防&安全、地球科學、公用設施管理、遙感工程、水利、海洋，測繪勘察和城市與區域規劃等行業。
強大的影像顯示、處理和分析系統
ENVI包含齊全的遙感影像處理功能：常規處理、幾何校正、定標、多光譜分析、高光譜分析、雷達分析、地形地貌分析、矢量應用、神經網路分析、區域分析、GPS聯接、正射影象圖生成、三維圖像生成、豐富的可供二次開發調用的函數庫、制圖、數據輸入/輸出等功能組成了圖像處理軟體中非常全面的系統。
ENVI對於要處理的圖像波段數沒有限制，可以處理最先進的衛星格式，如Landsat7、 IKONOS、SPOT, RADARSAT, NASA, NOAA, EROS和TERRA，並准備接受未來所有感測器的信息。
強大的多光譜影像處理功能
ENVI能夠充分提取圖像信息，具備全套完整的遙感影像處理工具，能夠進行文件處理、圖像增強、掩膜、預處理、圖像計算和統計，完整的分類及後處理工具，及圖像變換和濾波工具、圖像鑲嵌、融合等功能。ENVI遙感影像處理軟體具有豐富完備的投影軟體包，可支持各種投影類型。同時，ENVI還創造性地將一些高光譜數據處理方法用於多光譜影像處理，可更有效地進行知識分類、土地利用動態監測。
更便捷地集成柵格和矢量數據
ENVI包含所有基本的遙感影像處理功能，如：校正、定標、波段運算、分類、對比增強、濾波、變換、邊緣檢測及制圖輸出功能，並可以加註漢字。ENVI具有對遙感影像進行配准和正射校正的功能，可以給影像添加地圖投影，並與各種GIS數據套合。ENVI的矢量工具可以進行屏幕數字化、柵格和矢量疊合，建立新的矢量層、編輯點、線、多邊形數據，緩沖區分析，創建並編輯屬性並進行相關矢量層的屬性查詢。
ENVI的集成雷達分析工具助您快速處理雷達數據
用ENVI完整的集成式雷達分析工具可以快速處理雷達SAR數據,提取CEOS信息並瀏覽RADARSAT和ERS-1數據。用天線陣列校正、斜距校正、自適應濾波等功能提高數據的利用率。紋理分析功能還可以分段分析SAR數據。ENVI還可以處理極化雷達數據，用戶可以從SIR-C和AIRSAR壓縮數據中選擇極化和工作頻率，用戶還可以瀏覽和比較感興趣區的極化信號，並創建幅度圖像和相點陣圖像。
地形分析工具
ENVI具有三維地形可視分析及動畫飛行功能，能按用戶制定路徑飛行，並能將動畫序列輸出為 MPEG 文件格式，便於用戶演示成果。
准備您的影像
ENVI提供了自動預處理工具，可以快速、輕松地預處理影像，以便進行查看瀏覽或其他分析。通過ENVI，您可以對影像進行以下處理：
�6�1正射校正
�6�1影像配准
�6�1影像定標
�6�1大氣校正
�6�1創建矢量疊加
�6�1確定感興趣區域（ROIs）
�6�1創建數字高程模型（DEMs）
�6�1影像融合，掩膜和鑲嵌
�6�1調整大小，旋轉，或數據類型轉換
探測影像
ENVI提供了一個直觀的用戶界面和易用的工具，讓您輕松、快速地瀏覽和探測影像。您可以使用ENVI完成的工作包括：瀏覽大型數據集和元數據，對影像進行視覺對比，創建強大的3D場景，創建散點圖，探測像素特徵等。
分析影像
ENVI提供了業界領先的圖像處理功能，方便您從事各種用途的信息提取。ENVI提供了一套完整的經科學實踐證明的成熟工具來幫助您分析影像。
數據分析工具
ENVI包括一套綜合數據分析工具，通過實踐證明的成熟演算法快速、便捷、准確地分析圖像。
�6�1創建地理空間統計資料，如自相關系數和協方差
�6�1計算影像統計信息，如平均值、最小/最大值、標准差
�6�1提取線性特徵
�6�1合成雷達影像
�6�1主成分計算
�6�1變化檢測
�6�1空間特徵測量
�6�1地形建模和特徵提取
�6�1應用通用或自定義的濾波器
�6�1執行自定義的波段和光譜數學函數
光譜分析工具
共享您的信息

2. 遙感軟體envi定標問題

是不是你的頭文件里各波段的波長沒有，為unknow，試著在頭文件里給它賦上單位再試試。
如果利用basi c Tools進行定標的話，注意要給每個波段設置偏差和增益這兩個參數。

3. 遙感信息提取方法

一、ASTER遙感信息提取方法

（一）圖像預處理

本次研究所採用的ASTER數據產品等級是1B和3A01，數據已進行了感測器相關系數輻射校正。在進行幾何精校正過程中，校正控制點主要源於研究區於20世紀70年代完成的1∶100000地形圖，地形圖的精度不高，因此控制點的總平均誤差控制在2個像元內。

依據《ASTER礦物指數處理手冊》的數據處理程序進行暗像元糾正，以消除大氣散射對圖像的影響。依據直方圖找出各波段最小值的像元，像元的每個波段最小值代表或近似於大氣輻射的影響，減去最小值的像元即可。ASTER圖像經過暗像元處理後相當於進行了一次背景值濾波，使短波紅外區間的特徵更加明顯，有利於提取礦物指數，從而提取岩礦信息。

由於研究區下墊面影響因子復雜，必須要消除雲、雪和植被等下墊面復雜因素對基岩信息的干擾，掩膜圖像處理技術可以有效地扣除這些干擾信息。具體處理過程為：首先，在植被、雲及雪覆蓋的原始圖像上提取植被NDVI指數，製作NDVI指數圖像，然後做植被0-1掩膜，再進行雲和雪0-1掩膜，最後將植被掩膜與雲、雪掩膜圖像疊加，在此基礎上進行有用信息的進一步處理，製作掩膜圖像。掩膜圖像的效用有兩個方面，一是壓縮圖像處理樣本的統計空間，使有用的信息相對得到增強，二是排除干擾信息可能引起的假異常。

（二）岩石與礦物信息提取方法

可見光-近紅外波段區域對赤鐵礦、針鐵礦和黃鉀鐵礬等鐵氧化物敏感，而短波紅外波段可以探測粘土和層狀硅酸岩礦物的特徵吸收，實現更為詳細的礦物岩石識別。在熱紅外譜域，8～14μm是最佳大氣窗口，由於硅酸鹽岩在熱紅外區間隨著SiO₂含量的減少，岩石寬緩的吸收帶向長波段方向系統位移，從而能夠探測Si_nO_k、SO₄、CO₃、PO₄等原子基團基頻振動及其微小變化，很容易識別硅酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽、氧化物、氫氧化物等礦物，使困擾遙感地質的岩石識別成為可能，大大拓寬了遙感岩礦識別的廣度與深度，從而彌補連續波段高光譜在熱紅外譜域的不足，使ASTER遙感技術成為岩礦識別的重要補充手段。

本次試驗採用的主要信息提取方法包括基於掩膜圖像的主成分分析、礦物指數和光譜角度填圖方法等。

對於所有ASTER數據，常規圖像均採用通道7、3、1（紅、綠、藍）假彩色合成，這種合成方案盡管植被的信息比較突出，但有利於後續使用者對照其他信息的圖件判別地質體的色調異常與來源於植被的干擾異常。在該類圖像中通常的規律是藍色調大多為碳酸鹽，紫色調的地質體二價鐵含量相對較高。主成分圖像通常採用4～9波段的主成分分析，依照試驗結果，選用不同的主成分，其中3、4、5等弱信息的主成分使用較多。

1.主成分分析

主成分分析是遙感地質最有效和最常用的圖像信息提取方法之一，它是將原始的遙感數據集變換成非常小且易於解譯的不相關變數，這些變數含有原始數據中大部分信息，通過正交變換去除多波段圖像中的相關信息，使新的組分圖像之間互不相關，各自包含不同的地物信息，這是一種重要的圖像增強方法。

在本次研究中，應用預處理後的掩膜圖像進行主成分分析，通過將原始圖像進行主成分變換，得到SWIR系統4到9波段的5個主成分的影像，將其中的PC3、PC4、PC5主成分分別置於綠、紅、藍影像層，生成主成分合成影像，並將該影像與高空間解析度的VNIR段影像進行融合，生成新的主成分彩色合成影像。與傳統的彩紅外合成影像相比，主成分合成影像色差可以識別更細微的岩性差別。

從圖9-6不難看出，對掩膜前後的圖像均採用相同的主成分組合方案，但掩膜後的主成分圖像細節更加突出，中三疊統鬧倉堅溝組（T₂n）板岩（藍色調條帶）被突出了。

2.礦物指數法

ETM數據只能提供一些鐵錳成分異常和羥基蝕變礦物異常等一些籠統的信息，而ASTER的波段劃分更精細，能夠提供更為明確的礦物信息。常見礦物的特徵吸收帶集中在2～2.3μm之間（圖9-1），即在ASTER的5～9波段之間，而ASTER的第4波段盡管沒有特徵吸收存在，但它是地質體反射率統計差異最大的遙感窗口。目前，國際上流行的各類礦物指數方法很多，它們主要是基於上述這些礦物特徵吸收帶的波長位置及其與ASTER波段設置的關系，通過簡單的各類比值運算得來，如《ASTER礦物指數處理手冊》所收集的澳大利亞科工組織（CSIRO）和美國地質調查局等機構經常使用的一些礦物指數（圖9-7）。

圖9-6 溫泉水庫地區ASTER掩膜主成分分析圖像

（短波紅外4～9波段的4、3、5主成分合成圖像）

波段比值是一種經常被用來提取波譜信息的有效手段。根據代數運算的原理，當波段間差值相近但斜率不同時，反射波段與吸收波段的比值處理可增強各種岩性之間的波譜差異，抑制地形的影響，並顯示出動態的范圍。波段比值通常是在對大氣路徑輻射或由多光譜感測器產生的疊加偏移進行初步校正的基礎上，由兩個波段對應像元的亮度值之比或幾個波段組合的對應像元亮度值之比獲得。通常是選擇特定目標的最小或最大反射或輻射波段作為比值波段。一種地物在兩個波段上波譜輻射量的差別，常被稱為波譜曲線的坡度。不同地物在同一波段上坡度有大有小，有正有負。比值法就是增強不同地物以及岩石間的這種微小差別。因而，以岩礦的特徵光譜為基礎，選用適當的波段比值進行彩色合成，可增強岩性和蝕變帶信息，便於提取蝕變信息。

我們選取了20個各類礦物比值進行試驗應用，在圖像處理軟體中進行流程式的批量處理，再依據具體地質背景和圖像質量進行篩選，獲得了較好的應用效果。尤其對粘土類礦物的蝕變和層狀硅酸鹽礦物的岩性識別非常有效，對巴顏喀拉山群淺變質岩岩性劃分具有良好的應用效果。

所採用的各類遙感礦物指數擇要描述如下：

（1）波段12/波段13比值：基性度指數（BDI）。由澳大利亞科工組織Bierwith提出，BDI與岩石中的二氧化硅含量有很好的負相關，高亮度為基性成分高的地質體，低亮度為酸性地質體，可以很好反映地質體的基性程度。在東大灘銅礦區花崗岩體外接觸帶及前寒武紀變質岩區，BDI顯示出很好的異常及其與銅礦之間的關系。

（2）波段14/波段12比值：富石英岩類異常。異常效果良好，是硅化蝕變的重要依據。在昆侖山巴顏喀拉山群地層和溫泉水庫西部的下二疊統中普遍存在該指數的異常，表明均為一套高硅質的淺變質岩系。在卡巴紐爾多南部，沙地表現為高二氧化硅含量的正異常。此外，高山冰緣區土壤濕度存在垂直分帶現象，同樣會引起基性度指數或二氧化硅指數的假異常，這種異常往往沿等高線分布。

（3）波段13/波段14比值：碳酸鹽岩異常。該比值由於熱紅外14通道的雜訊較大，應用效果並不理想，僅在溫泉水庫和昆侖山一帶有較好的顯示。

（4）波段4/波段5比值：鐵礬土異常。Bierwith定義為鐵礬土，而Volesky定義為硅酸鹽蝕變。高濃度異常的大面積分布通常具有重要的找礦指示意義。

圖9-7 《ASTER礦物指數處理手冊》中常用礦物指數匯總

（5）波段5/波段3+波段1/波段2比值：二價鐵異常。該比值需要謹慎對待，尤其在高山區，雪在1波段的高反射常常引起假異常，需要結合常規合成圖像具體分析。

（6）波段4/波段2比值：鐵帽異常。試驗區圖像效果較差，尚未發現有意義的異常，但由於鐵帽在找礦中的重要意義，以及其負異常的突出特徵，保留這一指數是必要的。

（7）波段7/波段5比值：高嶺土礦物異常，該比值不確定性較強。溝谷中條帶狀分布的異常可能與表生作用下的風化高嶺土有關，大面積的團塊狀異常才具有內生蝕變礦物的意義。

（8）（波段4+波段6）/波段5比值：明礬石和高嶺土指數。在納赤台萬保溝群中大面積出現這種異常，但實地考察屬硅化大理岩異常。

（9）波段7/波段6比值：白雲母異常。白雲母在2.2μm附近的特徵吸收（ASTER第6波段）較強，實踐證明該指數較為敏感，對板岩類有良好的識別能力。

（10）（波段5×波段7）/（波段6×波段6）比值：粘土礦物蝕變異常。具有明確的找礦指示意義，在水泥廠東北部存在這種異常。

（11）（波段7+波段9）/波段8比值：碳酸鹽-綠泥石-綠簾石組合異常。主要分布在1∶5萬水泥廠幅東北部和溫泉水庫西部。可以與波段13/波段14比值圖像碳酸鹽異常對比，進一步區分碳酸鹽異常和綠泥石-綠簾石異常。

（12）波段5/波段6比值：多硅雲母異常。

（13）（波段5+波段7）/波段6比值：絹雲母-白雲母-伊利石組合異常。該組礦物高濃度異常具有明確的找礦指示意義，但大面積異常通常意味著變質岩區的片岩，如內蒙古狼山地區的大面積異常與該地區偉晶岩化、雲母片岩、板岩等區域變質或侵入接觸變質作用有關。在東昆侖試驗區也具有很好的效果，昆侖山巴顏喀拉山群和溫泉水庫西部的下二疊統均有大面積的該類礦物異常。

必須指出的是，實際信息提取過程中，白雲母和高嶺土異常經常在空間上相伴生，在昆侖山和1∶250000填圖區北部出現這種情況，很有可能僅僅是一種異常。在變質岩區有可能僅僅是白雲母，而非高嶺土。從圖9-1不難看出，高嶺石和白雲母的特徵吸收帶都出現在ASTER的第6通道，波長位置的細微差別有可能是ASTER礦物指數方法容易產生混淆的原因。在1∶50000填圖區東北部的異常也同樣出現類似狀況，綠簾石、綠泥石、角閃石和碳酸鹽均出現異常。實際上這種異常均出現在第8通道附近，這幾種礦物均存在較強的吸收帶。這種情況可能僅僅是碳酸鹽，但它們與典型的碳酸鹽（731為藍色調）又有明顯的區別。

盡管如此，礦物指數方法在實際應用中也存在一些問題，從典型礦物曲線和ASTER波段的對比中不難看出有可能出現幾種易混淆的礦物組：如高嶺土-白雲母和方解石-白雲石-綠簾石-綠泥石-角閃石等礦物組。因此，集中在第6和第8通道的異常僅僅說明具有顯著的某種礦物類的異常，而不能明確說明是何種礦物。在復雜條件下只能明確礦物類，可以在此基礎上進行野外驗證，從而確定礦物種類。

在熱紅外區間，岩石的二氧化硅含量與Si-O₂振動強吸收帶的波長位置呈現反比的系統位移規律，這是ASTER識別硅酸鹽岩的基本依據。此外，碳酸鹽岩在ASTER的14波段的強吸收也是識別該岩類的基本依據，但14通道紅外輻射能量最弱，雜訊大，應用效果不理想。

3.光譜角度填圖方法

光譜角度填圖方法（SAM）是Boardman開發的一種演算法程序，一般用於超光譜圖像的監督分類。該方法給出一系列光譜記錄來逐一定義每個岩石類型，將每個像元看作n維圖像資料庫空間的一個向量，並計算與光譜資料庫中光譜數據記錄（參考光譜）之間的向量夾角。像元光譜與光譜記錄（參考光譜）的光譜角度相匹配，即可分類為該類岩石。SAM方法的優越性在於只考慮像元光譜與參考光譜的相似性，不考慮像元相對亮度的影響，這在一定程度上改善了陰影，或者土壤濕度的干擾，因為角度的匹配不考慮向量模的大小。

該方法應用的條件是圖像數據必須進行反射率反演，使像元的「視反射率」能夠與光譜資料庫中的參考光譜進行匹配。但實際應用中，由於大氣條件和圖像質量等各方面的原因，較難完成反射率反演這道科學程序，從而限制了該方法的實際應用。因為ASTER的數據質量不理想，參考光譜選用的是典型的像元光譜。

光譜角度填圖方法試驗區選在納赤台北部的東昆中斷裂帶附近的花崗岩內外接觸帶（圖9-8）。試驗中選取的典型岩類有5個，構成參考光譜資料庫。提取的像元光譜是1～9波段，依照這組波段曲線，它們的光譜角度最大差異的區間分布在4～9波段的近紅外-短波紅外譜段，因此將其作為SAM處理的6維向量空間，角度匹配的閾值為5度。從結果中能夠看出，SAM方法不僅可以克服花崗岩中不同亮度值對分類的影響，能夠進行陰影中的分類，而且能夠區分常規合成圖像中容易混淆的 白雲石（藍色）和高嶺土（黃色）。但萬保溝群中的部分岩性段被歸入花崗岩體（紅色），說明該方法還不能區分「同譜異質」的地質體。

圖9-8 納赤台北部ASTER數據4～9通道光譜角度填圖

上圖—光譜角度填圖結果；中圖—ASTER7、3、1常規合成圖像；下圖—基於像元的分類參考光譜

說明：橫軸為ASTER1-9波段；縱軸為像元視反射率。

二、IRS-P6遙感礦物指數試驗

IRS-P6在地質上的應用國內外少有報道，主要原因是它波段分布有限，尤其缺少短波紅外區間的設置，因此缺乏對羥基類地質體信息的識別能力（表9-7），但它的地面解析度高於ETM，在ETM數據缺乏或者質量不佳的情況下也不失為一種可以替代的數據資源。本次試驗也對其在地質填圖中的應用效果進行了比值指數的初步應用。

表9-7 IRS-P6和ETM的波段設置對比

在可見和近紅外區間，鐵的特徵吸收佔光譜的主導因素。依據常見鐵氧化礦物的吸收特徵，針對0.9μm附近三價鐵的寬緩吸收帶，波段2和波段3良好地反映了該處的吸收特徵。因此選用CH2/CH3作為三價鐵氧化礦物的指數。如果沒有鐵氧化礦物存在，吸收帶就不存在，這個比值將會是很低的。所使用幾個比值指數如下：三價鐵氧化礦物CH2/CH3；二價鐵或暗色岩系CH1/CH4平的特徵；碳酸鹽岩CH1/CH2，依據碳酸鹽岩一般缺乏鐵礦物，缺少鐵族礦物在近紫外區間很強的電子躍遷引起的吸收。

但在卡巴紐爾多南部局部地區，採用了4/3.2/3和1/2幾種比值組合，完全是針對該區廣泛分布的砂板岩，依據試驗效果的一種選擇。

IRS-P6的應用效果不如ETM，但應用上述比值合成的假彩色圖像在解譯應用中也能夠與ETM圖像取長補短。如溫泉水庫西部，IRS-P6有更加概括的岩性信息，而ETM由於短波紅外信息的加入，圖斑細碎，不宜於解譯成圖。

三、Hyperion遙感信息提取方法

由於高光譜遙感具有多個波段和高光譜解析度的特點，高光譜的窄波段可以有效地區別礦物的吸收特徵，利用各種礦物和岩石在電磁波譜上顯示的診斷性光譜特徵可以識別礦物，使礦物識別和區域地質制圖成為高光譜技術主要的應用領域之一。

為了實現研究區內岩礦高光譜遙感的識別和分類，並考慮到研究區復雜的地質、地貌、氣候和地表覆蓋等特點對所採用的遙感圖像的影響，在高光譜岩礦填圖中採用地面光譜和圖像光譜相結合的處理分析方法。

（一）岩石光譜測量

為了最大限度地滿足光譜測量精度的要求，在本次野外光譜測量中所採用的儀器為美國ASD公司的最新產品FieldSpec FR便捷式地物波譜儀（圖9-9），該儀器主要參數見表9-8。此儀器不僅具有攜帶方便、速度快、高信噪比、高可靠性、高重復性、操作簡單和軟體包功能強勁等特點，而且還可以進行實時測量和觀察輻射、輻射度、CIE顏色、反射和透射。

圖9-9 野外光譜採集

數據採集軟體採用的是美國ASD公司的FieldSpec FR數據採集分析軟體包，該軟體具有速度快、實時測量、操作界面簡單、靈敏度高和功能強大等優點，另外它所獲取的數據可以直接被ENVI軟體讀取，極大地促進了後期數據處理進程。

由於研究區域特殊地理位置和復雜的氣候條件，而且氣候多變，考慮到諸多不利因素對光譜採集質量的影響，我們於2008年7月進行了野外光譜數據採集，此時該地區的大氣、空氣濕度、風、光照和雲層覆蓋等條件適宜於野外光譜數據採集，而且採集到的數據和選用的遙感圖像數據時間匹配性好，滿足研究精度要求和填圖需要。

為了最大限度地滿足高光譜遙感礦物填圖的要求，採用了野外和室內測量相結合的測量方法。另外，在研究區域內還選擇了多個具有代表性的開闊地帶作為平場並進行了多次重復測量。

野外完成了包含花崗岩、變質岩、流紋岩、千枚岩、大理岩、板岩、頁岩、鐵礦石、銅礦石、金礦石、鉛礦石、鋅礦石等多達100多種不同類型以及同種類型不同狀態（如岩礦石的風化面、新鮮面等）的岩礦石的光譜數據室內和野外採集工作，並且經過系統編號整理建立了各種岩礦石與其光譜數據的對應表（圖9-10），為圖像解譯和填圖工作提供了較為完備的基礎數據。

表9-8 FieldSpec FR便捷式地物波譜儀相關參數

圖9-10 野外實測光譜資料庫

（二）礦物光譜測量

採用南京地質調查中心研發的BJKF-III型攜帶型近紅外礦物分析儀，對礦化樣品進行光譜曲線測量，得到典型蝕變礦物光譜曲線，其礦物包括方解石（圖9-11a）、高嶺石（圖9-11b）、綠泥石（圖9-11c）和孔雀石（圖9-11d）等。黃銅礦為銅的硫化物礦石，具有不透明礦物的典型特徵，遙感較難識別，而孔雀石存在二價銅離子引起的特徵吸收帶。

圖9-11 東大灘銅礦典型礦物光譜曲線圖

通過駝路溝鈷金礦床野外調查取樣，利用攜帶型近紅外礦物光譜儀對樣品進行光譜測量，進一步驗證了遙感圖像提取孔雀石和黃鉀鐵礬等礦物信息（圖9-12）。同時，在駝路溝礦區斷裂帶內還檢測出遙感圖像未能解譯出的石膏等礦物（圖9-12d）。

（三）數據預處理

Hyperion高光譜數據經過斑點去除、回波糾正、背景去除、輻射糾正、壞像元恢復以及圖像質量檢查等一系列處理過程，用戶拿到的數據應該不再有壞像元或條紋，但實際上卻仍然存在，在進行圖像應用之前，必須對圖像進行預處理，糾正不正常的像元。預處理主要包括去除未定標及受水汽影響的波段、絕對輻射值轉換、壞線修復及誤差條帶的去除、反射率定標和大氣校正等。

1.去除未定標及受水汽影響的波段

Hyperion數據的242個波段中，經過輻射定標的獨立波段實際上只有196個，但有些波段受水汽影響非常嚴重，無法應用，經去除處理後只有158個波段可用（表9-9）。

2.絕對輻射值轉換

Hyperion的L1產品數據集以有符號的整型數據記錄，數值范圍為-32767～+32767。但實際上地物的輻射值非常小，產品生成時對VNIR和SWIR波段都採用了擴大因子，系數分別為40和80。因此，需要把圖像的亮度值轉換為絕對輻射值，將VNIR和SWIR波段分別除以40和80，生成絕對輻射值圖像。

圖9-12 駝路溝鈷金礦典型礦物光譜曲線圖

表9-9 剔除和保留的波段

3.壞線修復及誤差條帶的去除

由於Hyperion感測器的個別通道存在壞的探測元，致使圖像存在著不正常數據，DN值為零或者非常小的稱為死像素列，即壞線。對壞線用相鄰行或列的平均值進行修復，壞線修復前與修復後效果見圖9-13。

Hyperion光譜儀採用推掃式的對地觀測方式，所以系統中CCD的排列方式垂直於航跡方向。由於不同行中的感測器對光譜響應值不同，在光譜入射時會導致在每個譜段上出現豎條紋，即列向條帶雜訊。條紋嚴重影響圖像的質量及實際應用，應用時需要對條紋雜訊進行去除處理。

本項目採用ENVI軟體中的傅里葉變換及聯合概率濾波平滑方法去除影像的條紋雜訊，並用MNF進行效果評價。修復效果見圖9-14。

圖9-13 VNIR第56波段壞線修復前後圖像

圖9-14 垂直條紋去除前後圖像對比

4.反射率定標

高光譜遙感數據定標的首要任務就是對成像光譜儀定標，將遙感器探測到的數據變換為絕對亮度或與地表反射率、表面溫度等物理量有關的相對值的處理過程。通過原始圖像提取的波譜曲線為太陽輻射與大氣輻射共同作用的結果，這些波譜剖面曲線都是相似的，表示的是輻射亮度曲線，而不是反射率波譜曲線。因此，需要將輻射亮度曲線轉換為反射率波譜曲線，以消除大氣吸收、散射、地形起伏及感測器本身誤差所帶來的各種失真對數據的影響，恢復地物光譜數據的原貌。將影像的輻射亮度值轉換成表觀反射率的過程，稱為反射率定標或地物光譜重建。

主要校正定標的方法有平場域定標、內部平均相對反射率定標以及經驗線性定標。本次研究針對星載高光譜數據，主要採用了基於大氣輻射傳輸理論的FLAASH定標模型，並進了分析總結，得到了比較好的應用效果。

5.大氣校正

遙感衛星感測器接收到的目標物反射及發射能量輻射在傳輸過程中需要通過大氣層，使高光譜遙感影像記錄的是包含地面反射光譜信息和大氣輻射傳輸效應引起的地面反射輻照度變化等綜合信息。大氣校正的目的是消除大氣和光照等因素對地物反射的影響，獲得地表的真實物理模型參數，如地物反射率、輻射率和地表溫度等。圖像是否需要進行大氣校正，主要取決於圖像的質量及用途。對於空間分布均勻的影像，如果只是用單時像的數據分類，由於大氣對分類的影響是一致的，就沒有必要進行大氣校正。對於空間分布不均勻的影像，如有些區域有霧或者下雨等現象，就有必要糾正大氣的影響。因此，將表示反射率亮度的原始遙感影像DN值數據轉換為反射率數據，對正確利用遙感數據進行定量分析及信息提取十分關鍵。由於本次研究利用實測地物光譜與美國USGS光譜庫標准光譜相結合的方法進行識別分類，所以需要進行大氣校正。

目前，基於大氣輻射傳輸理論的輻射校正模型主要包括：5S、6S、ATREM、MODTRAN、ACORN和FLAASH等。針對Hyperion高光譜數據的特點，本項目主要利用ENVI軟體中的FLAASH模塊進行大氣校正處理。

為了驗證FLAASH大氣校正的效果，分別使用了校正前後的雪、岩石及水體的混合波譜曲線進行對比見圖9-15，並採用野外實測波譜曲線與校正後的圖像的波譜曲線進行對比，總的效果較好。

圖9-15 大氣校正前後雪、岩石和水體的波譜曲線對比

6.幾何糾正

圖像預處理的最後一步工作為圖像的幾何糾正。本研究採用了1∶100000納赤台幅地形圖，應用二次多項式和雙線性內插重采樣方法，共選取了117個控制點，對高光譜數據進行了幾何精度校正。

（四）圖像鑲嵌與裁剪

本項目共定購東大灘地區5景Hyperion數據，其中KL2與KL3景在夏天獲取，KL4-KL6在冬天獲取，所以地物色調相差較大，進行鑲嵌時必須進行調色處理。由於Hyperion數據覆蓋面積寬7.7km，長85km，南北向覆蓋區域較長，應用時需做剪裁處理。經過鑲嵌與剪裁之後數據的覆蓋范圍見圖9-5。

（五）信息提取

經過去除未定標和受水汽影響的波段、進行絕對輻射值轉換、壞線及條紋修復、smile效應去除、大氣校正和幾何精度校正等過程，得到反射率數據。利用波譜分析工具Spectral Analyst進行波譜分析鑒別礦物，選擇美國地質調查局波譜庫，該庫包括近500種礦物波譜，波長范圍0.4～2.5μm。本次岩礦蝕變信息提取主要應用USGS波譜庫作為端元波譜，結合野外實測光譜曲線，應用純凈像原指數法（PPI）作為輔助方法提取端元波譜，最後利用光譜角（SAM）填圖法和波譜特徵擬合法（SFF）成圖。

本項目各類遙感圖像覆蓋面積達18850km²。除受風成黃土、植被、雪被、草甸土、陰影以及冰緣凍融作用所產生的碎屑坡積物等因素干擾不能有效提取信息外，其他地區均提取出大量岩石、構造和礦化蝕變信息。野外驗證表明，不同的遙感數據均可有效地提取地質信息，但是適用范圍和提取信息量存在差別。本項目選擇溫泉水庫地區和玉珠峰巴顏喀拉山群分布區進行ASTER遙感岩性填圖與納赤台地區Hyperion高光譜礦物填圖試驗，評價國內目前尚未普及、但極具應用前景的ASTER和Hyperion等遙感信息在岩性與礦物填圖中的應用潛力。

4. 海洋監視衛星有什麼功能

首先，獲取衛星遙測參數，按預定時間完成衛星軌道預報，制定衛星探測計劃，生成並傳輸衛星遙控指令。

其次，實時接收衛星遙感載荷探測的下行遙感數據，並對接收資料的質量具有動態監視和統計能力。

第三，對衛星上兩個遙感載荷進行輻射校正，對遙感反演結果進行真實性檢驗。

第四，對衛星資料進行預處理，生成經過地理定位、輻射校正的1級產品。基於國內外已有演算法及演算法研發成果，由衛星資料處理生成定量化的海洋水色要素的2、3級產品，並製作各類圖像、圖形等專題產品。

第五，基於資料庫管理系統和文件管理系統，建立衛星產品存檔與分發系統，實現產品信息的遠程查詢和檢索，對用戶提供數據分發服務，提供各級產品；利用衛星數據結合其它數據。建立應用示範系統，為全國用戶服務。提供決策支持。

第六，實現地面站、測控中心、處理中心之間的通信傳輸聯系，並建立全系統運行的網路管理系統；負責系統的時間統一、作業運行和指揮調度，統計分析系統運行的質量狀況，遇有異常或突發事件，及時組織排障，保持全系統的正常運行。

第七，獲取國內外其它可用於海洋監測的遙感衛星數據。

應用系統組成。接收預處理分系統：在北京、三亞、牡丹江三地分別建立衛星地面接收系統，接收衛星下行數據，並進行定位、定標等預處理，生成0級、1級產品。

在軌運行期間，「海洋一號B」衛星獲取了大量的海洋監測數據，在海洋科學研究和國民經濟建設中發揮出十分重要的作用。

5. 大氣校正

遙感器接收目標輻射或反射的電磁波所形成的遙感原始圖像與目標相比是失真的，這是因為在太陽-大氣-目標-大氣-遙感器的光線傳播路徑中，許多因素的影響造成接收的信號不能准確的反映地表物理特徵。這些因素歸結為以下幾個方面：

（1）大氣內容物的影響

大氣主要由大氣分子和氣溶膠組成，這兩者的影響行為是不相同的。大氣分子瑞利散射、氣溶膠的Mie散射；大氣分子與氣溶膠的吸收及兩者的耦合作用。一方面，大氣的吸收導致消光，減少了輻射量，降低了圖像對比度，使圖像變得暗淡；另一方面，大氣散射導致的程輻射，增加了輻射量。

（2）表面因素的貢獻

在一般的應用中，為了簡化計算，假定地表為朗伯體，反射與方向無關。事實上任何錶面在物理特性與物質結構上都不是理想朗伯體，因此認為地面是朗伯體會帶來誤差，而當地表方向反射特性突出時，假設地面是朗伯體的大氣糾正方法精度受到限制。另一個因素是由於大氣散射的存在，鄰近像元的反射光也會進入目標視場從而影響輻射量，即交叉輻射。

（3）地形因素的影響

目標高度與坡向會對輻射造成影響。

（4）太陽輻射光譜的影響

太陽本身是一個黑體，其光譜輻射按照普朗克定律有一定的形狀，這個因素在反射率反演中需要予以考慮。

由以上可知，大氣對光學遙感的影響是十分復雜的。為此，學者們嘗試著提出不同的大氣糾正模型來模擬大氣的影響。但是對於任一幅圖像，其對應的大氣數據幾乎是永遠變化的，且難以獲得，因而應用完整的模型糾正每個像元是不可能的。最早的大氣糾正方法是從圖像本身來估計大氣參數，反復運用大氣模擬模型進行糾正。結合地面實況數據進行大氣校正是另一種方法，其包括兩種類型：一種是通過地面測定大氣參數（如可見光近紅外的氣溶膠的密度及紅外區域的水汽濃度），再結合輻射傳輸方程作近似求解；另一種是測得地面目標物的反射率，再與圖像數據進行比較來消除大氣的影響。地面同步測量有助於提高精度，但是卻需要人力物力，且應用區域也有限。此外還有一些大氣糾正的方法。例如在同一平台上，除了安裝獲取目標圖像的遙感器以外，也安裝上專門測量大氣參數的遙感器，利用這些數據進行大氣校正。

3.4.1 基於影像特徵的校正模型

基於圖像特徵的相對校正法是在沒有條件進行地面同步測量的情況下，借用統計方法進行圖像相對反射率轉換。從理論上來講，基於圖像特徵的大氣校正方法都不需要進行實際地面光譜及大氣環境參數的測量，而是直接從圖像特徵本身出發消除大氣影響，進行反射率反演，基本屬於數據歸一化的范疇。精確的大氣校正需要精確的測量大氣參數和復雜的運算，這些在許多遙感應用中，往往很難滿足。並且在某些應用中不一定需要絕對的輻射校正。此時，這種基於圖像的相對校正就能滿足其要求。

基於圖像特徵的相對校正法主要有內部平均法、平場域法、對數殘差法等。

（1）內部平均法

假定一幅圖像內部的地物充分混雜，整幅圖像的平均光譜基本代表了大氣影響下的太陽光譜信息。因而，把圖像DN值與整幅圖像的平均輻射光譜值的比值確定為相對反射率光譜，即

ρ_λ ＝ R_λ /F_λ （3.21）

式中：R_λ為像元在該波段的輻射值；F_λ為整幅圖像的平均輻射光譜值；ρ_λ為該像元的相對反射率。

（2）平場域法

平場域法是選擇圖像中一塊面積大且亮度高而光譜響應曲線變化平緩的區域，利用其平均光譜輻射值來模擬飛行時大氣條件下的太陽光譜。將每個像元的DN值與該平均光譜輻射值的比值作為地表反射率，以此來消除大氣的影響。

ρ_λ ＝ R_λ /F_λ （3.22）

式中：R_λ為像元在該波段的輻射值；F_λ為平場域的平均輻射光譜值；ρ_λ為該像元的相對反射率。

利用平場域消除大氣影響並建立反射率光譜圖像有兩個重要的假設條件：一個是平場域自身的平均光譜沒有明顯的吸收特徵；另一個是平場域輻射光譜主要反映的是當時大氣條件下的太陽光譜。

平場域模型已廣泛應用於遙感數據處理中，它是在內部平均法模型基礎上發展起來的，這種模型克服了內部平均法模型易受像幅內吸收特徵影響而出現假反射峰的弱點，而且計算量更小，其不足之處在於選取光譜地理平台單元時，會引入人為的誤差，而且需要對研究區內地物光譜有一定的先驗了解，當選取具有不同反射率等級的地理平台單元時，會引出不同處理結果。當研究區位於山區或其他地形起伏較大的復雜地區時，選擇地理平台單元較為困難。

（3）對數殘差法

對數殘差法的意義是為了消除光照及地形因子的影響。按照一定的規則調節每個像元值，使其在每一個被選定的波段上的值等於整個圖幅的最大值，然後對每一個波段減去其歸一化後的平均值。假設有：

DN_ij ＝ T_iR_ijI_j （3.23）

式中：DN_ij為像元i的j波段的灰度值；T_i 為像元i處表徵表面變化的地貌因子，對確定的像元所有的波段該值都相同；R_ij為像元i波段j的反射率；I_j為波段j的光照因子。

由表3.12我們可以看出，以上三種方法中，只有殘差圖像法是真正意義上的輻射校正。

表3.12 高光譜基於圖像特徵的相對校正法對各種影響輻射的物理因素的補償能力比較

3.4.2 地面線性回歸經驗模型

基於地面線性回歸經驗模型法是一個比較簡便的定標演算法，國內外已多次成功地利用該模型進行遙感定標實驗。它首先假設地面目標的反射率與遙感器探測的信號之間具有線性關系，通過獲取遙感影像上特定地物的灰度值及其成像時相應的地面目標反射光譜的測量值，建立兩者之間的線性回歸方程式，在此基礎上對整幅遙感影像進行輻射校正。該方法數學和物理意義明確，計算簡單，但必須以大量野外光譜測量為前提，因此成本較高，對野外工作依賴性強，且對地面定標點的要求比較嚴格。這種方法僅適用於地面實況數據特定的地區及時間。

3.4.3 利用波段特性進行大氣校正

在利用衛星遙感中，有相當部分的大氣散射光未經過地物反射，通過大氣吸收後，直接進入感測器。我們叫這種輻射為程輻射。嚴格地說，程輻射的大小與像元位置有關，隨大氣條件、太陽照射方向和時間變化而變化，但因其變化量微小而忽略。可以認為，程輻射度在同一幅圖像的有限面積內是一個常數，其值的大小隻與波段有關。一般來說，程輻射度主要來自米氏散射，即散射主要發生在短波波段，其散射強度隨波長的增大而減小，到紅外波段基本接近於零。可以把近紅外波段作為無散射影響的標准圖像，通過對不同波段圖像的對比分析來計算大氣影響。根據這個原理主要有三種方法：單影像直方圖調整法、單影像回歸分析法和多時相影像歸一化分析法。

（1）單影像直方圖調整法

採用單影像直方圖調整方法的前提條件是在一幅影像中存在某種地物如深海水體、高山背陰處等，其輻亮度值或反射率接近於0，這時其圖像直方圖的最小值就應該為0，如果不為0，就認為是大氣散射導致的。

（2）單影像回歸分析法

假定某紅外波段，程輻射影響接近於零，設為波段a，現需要找到其他波段相應的亮度最小值，這個值一定比a波段的亮度最小值大一些，設為波段b。分別以a，b波段的像元亮度值為坐標，作二維光譜空間，兩個波段中對應像元在坐標系內用一個點表示。由於波段之間的相關性，通過回歸分析在眾多點中一定能找到一條直線與波段b的亮度L_b 軸相交，即用最小二乘法擬合出一條直線，回歸方程為

L_b ＝ KL_a ＋ c （3.24）

式中：c為擬合的直線在L_b軸的截距；K為擬合直線的斜率。

高光譜遙感技術原理及礦產與能源勘查應用

高光譜遙感技術原理及礦產與能源勘查應用

式中：L_a為假定波段亮度最小值；

為所選黑區的像元均值。C是波段a中的亮度值為0時，在波段b中所具有的亮度值。可認為C就是波段b的程輻射值。然後將波段b中的所有像元值都減去這個截距值C，來去掉波段b中的程輻射值。

（3）多時相影像歸一化分析法

多時相影像歸一化首先要選取基準影像（設為b），然後對不同時相的所有其他影像的光譜特徵進行轉換，使它們具有與基準影像基本相同的輻射量級。多時相影像歸一化分析方法的一個重要步驟是選取偽不變特徵（Pseudo-Invariant Features，PIFs），也稱為輻射地面控制點。偽不變特徵具有如下特點：盡管某些變化是不可避免的，偽不變特徵的光譜特性應該隨時間變化很小，如深海水體、裸土。大屋頂或其他同質地物都是不錯的選擇；在一景影像中，偽不變特徵與其他地方的高程應該大致相同，山頂偽不變特徵在估計近海面大氣條件中的作用不大，因為大氣中的多數氣溶膠都出現在低於1000 m的大氣中；偽不變特徵包含的植被應盡可能少，由於環境脅迫和氣候周期的影響，植被光譜反射率會隨時間變化；偽不變特徵應該選在相對平坦的區域，使太陽高度角的逐日變化與所有歸一化目標的太陽光直射光束之間具有增加或減小的比例。

利用基準影像與其他時相影像的PIFs光譜特性之間的聯系進行回歸分析。該方法是假定時相b-1或b＋1的影像像元與基準影像b相同位置上的像元是線性相關的。這意味著，采樣像元的光譜反射特性在這一段時間內沒有發生變化，所以多時相影像回歸分析的關鍵是選取偽不變特徵。

地面覆蓋的遙感分類能力依賴於遙感亮度值（BV）和實際地表條件的穩定聯系。然而，太陽高度角、日地距離、各種不同感測器系統的探測器定標差異、大氣條件和太陽-目標感測器的幾何關系等因素會影響像元亮度值。影像歸一化減少了由非地表因素引起的像元亮度值變化，使不同時相的像元亮度值變化與地表條件的實際變化相聯系。歸一化處理使得從基準影像中得到的像元分類可用於其他的歸一化影像上。

3.4.4 大氣輻射傳輸模型理論方法

1972年，Turner與Spencer提出的通過模擬大氣-地表系統來評估大氣影響的方法，可作為最早的大氣輻射傳輸模型之一，當時研究的重點在於消除大氣對影像對比度的影響。20世紀80年代，許多學者對衛星影像的大氣校正研究做了大量工作，在模擬地-氣過程的能力上有了很大提高，發展了一系列輻射傳輸模型，例如我們熟知的LOWTRAN系列模型和5S模型。

自1990年以來，許多的輻射傳輸模型被用於大氣校正演算法中，涌現出一大批新的大氣校正模型，其中有的方法使用一些先進的數學演算法提高計算速度（如6S），試圖尋找精度與速度的最佳平衡點。

基於大氣輻射傳輸理論的大氣糾正模型主要考慮的問題有以下幾個方面：

1）構成大氣的氣體分子和氣溶膠的散射和吸收特性及兩者耦合效果的研究。其中，各模型主要考慮的是吸收及氣溶膠散射。大氣輻射傳輸模型中用到的大氣參數包括氣溫、氣壓、水汽含量、臭氧含量、能見度、水平氣象視距、灰塵顆粒度等，這些參數用於計算輻射傳輸方程中大氣的吸收透過率與散射透過率，以及氣溶膠光學厚度，因此輸入大氣參數的精度直接影響大氣校正的最終結果。同步實地觀測可以為大氣校正提供所需的大氣參數，但同步實地觀測需耗費大量人力物力，且對歷史數據無能為力。為此，6S和MODTRAN中提供了一系列既定參數供用戶選擇，這些參數是對大量觀測數據統計分析得到的，旨在模擬遙感器過境時的大氣狀況，但這與實際的大氣狀況存在差距。

2）地表特性的假設。高精度的大氣校正必須考慮地表非朗伯體特性。在6S中可以選擇均一非朗伯體模型。

3）模型中演算法的選擇。更精確的演算法往往會伴隨巨大的計算量，以往大氣糾正的過程中，學者往往會犧牲一定的精度來滿足計算速度的需求，現在隨著計算機科技的發展，越來越多的模型選擇了復雜而更精確的演算法來滿足高精度的需求。

在已有的模型中，最著名的輻射傳輸模型是MODTRAN和6S。分別是在對LOWTRAN與5S改進的基礎上發展而來。由於高光譜相機波段范圍是400～2500nm，擬分別採用6S 輻射傳輸模型和MODTRAN輻射傳輸模型進行大氣糾正。6S源代碼開放，可以很方便地進行修改和移植；MODTRAN可供自定義的參數多，均適合於相應的地表反射率反演系統開發。利用若干典型區域的長期地基觀測數據（如AERONET觀測站點所在區域），建立起局地氣溶膠模式和類型，結合6S和MODTRAN分別建立針對這些區域的大氣糾正模式。同時，在實驗驗證的基礎上對重點區域大氣輻射傳輸方程進行簡化，在不降低反演精度的前提下，減少運算次數，提高高光譜圖像在這些區域的地表反射率反演效率。

6S模型是1997年由Vermote和Tanre等人用Fortran語言編寫的適用於太陽反射波段（0.25～4μm）的大氣輻射傳輸模式。由於計算機水平和其他相關知識的發展，6S模型對5S模型提出了一系列的改進。主要改進如下：

1）在5S模型中，瑞利散射的大氣函數ρ，T，S被製成表，給使用帶來不便。在6S中，用滿足精度的解析表達式代替。

2）6S模型選用高精度的SOS模型代替原有方法處理分子和氣溶膠散射。SOS模型可以精確模擬機載遙感，並且提供處理非朗伯體（BRDF）臨近問題所需的輸入參數。

3）5S模型假定吸收作用與散射作用可以耦合，就像吸收粒子位於散射層的上面一樣。6S假設散射和吸收互不影響，主要考慮水汽吸收和氣溶膠散射的三種極端耦合情況：水汽吸收粒子覆在氣溶膠層之上；水汽吸收粒子在氣溶膠層之下；有一半水汽吸收粒子與氣溶膠輻射路徑混在一起。

4）5S中，氣體吸收傳輸用的是隨機波段模型。這個模型有兩個主要問題：首先，使用的是AFGL在1982年公布的大氣吸收線性參數，並沒有考慮太陽反射光譜段的一些其他吸收氣體；其次，採用20 cm^-1的波段間隔（過大）模擬寬波段輻射計（如1000 cm^-1）的吸收，這個較寬的波段間隔不適用於模擬更高光譜解析度（如100 cm^-1）光譜儀器的吸收情況。在6S中，不僅考慮新的吸收分子種類的影響，並且氣體的吸收以10 cm^-1的光譜間隔來計算。

5）為了兼顧計算效率，5S代碼僅模擬海平面上均勻朗伯體目標的反射率。在6S中，目標高程Z_t 可作為一項輸入：可依據Z_t 去除目標高度以下的大氣層，計算新的大氣廓線；由於Z_t對主要分布在低層大氣中的H₂ O產生很大的影響，故可根據Z_t 重新計算H₂ O含量，同理，可根據Z_t 重新計算氣溶膠的含量；6S將光學厚度視為目標高度處壓強的比例函數，從而很高精度的計算了Z_t 對分子光學厚度的影響。

6S模型定義了地表的反射率模型，包括均一地表和非均一地表兩種情況，在均一地表中又考慮了無方向性反射問題，在考慮方向性問題時用了九種不同的模型。利用較高精度的新模型解釋BRDF作用和臨近效應。

6）6S對5S資料庫的改進：

光譜積分步長達到了2.5nm（相比於原來的5nm）。

增加了新的吸收氣體（如CO₂，N₂O，CH₄），6S模型用HITRAN資料庫以10cm^-1解析度計算波段吸收參數。

IRC定義的四種基本氣溶膠微粒以更好的步長重新計算一次。

且6S中新加了5S中難以計算的氣溶膠模型（平流層型、沙漠型，以及生物燃燒產生的氣溶膠類型）。

6S給定了九種比較成熟的BRDF供用戶選擇，也可以自定義BRDF函數，作為參數輸入到6S，驗證研究反射率與地表BRDF的關系（表3.13 ，表3.14）。

表3.13 6S模型輸入參數

表3.14 6S模型輸出參數

LOWTRAN和MODTRAN模型是由美國空軍地球物理實驗室研製的大氣輻射模擬計算程序，在遙感領域被廣泛應用於圖像的大氣校正。

LOWTRAN是一個光譜解析度為20 cm^-1的大氣輻射傳輸實用軟體，它提供了六種參考大氣模式的溫度、氣壓、密度的垂直廓線；水汽、臭氧、甲烷、一氧化碳、一氧化二氮的混合比垂直廓線；其他13種微量氣體的垂直廓線；城鄉大氣氣溶膠、霧、沙塵、火山噴發物、雲、雨的廓線；輻射參量（如消光系數、吸收系數、非對稱因子的光譜分布）及地外太陽光譜。它可以根據用戶的需要，設置水平、傾斜及垂直路徑，地對空、空對地等各種探測幾何形式，適用對象廣泛。LOWTRAN的基本演算法包括透過率計算方法，多次散射處理和幾何路徑計算。

（1）多次散射處理

LOWTRAN採用改進的累加法，自海平面開始向上直至大氣的上界，全面考慮整層大氣和地表、雲層的反射貢獻，逐層確定大氣分層每一界面上的綜合透過率、吸收率、反射率和輻射通量。再用得到的通量計算散射源函數，用二流近似解求輻射傳輸方程。

（2）透過率計算

該模型在單純計算透過率或僅考慮單次散射時，採用參數化經驗方法計算帶平均透過率，在計算多次散射時，採用k分布法。

（3）光線幾何路徑計算

考慮了地球曲率和大氣折射效應，將大氣看作球面分層，逐層考慮大氣折射效應。

MODTRAN模型可以計算0到50000 cm^-1的大氣透過率和輻亮度，它在440 nm到無限大的波長范圍精度是2cm^-1 ，在22680cm^-1到50000cm^-1紫外波（200～440nm）范圍的精度是20cm^-1 ，在給定輻射傳輸驅動、氣溶膠和雲參數、光源與遙感器的幾何立體對和地面光譜信息的基礎上，根據輻射傳輸方程來計算大氣的透過率以及輻亮度。

開發MODTRAN是為了改進 LOWTRAN 的光譜解析度，MODTRAN 將光譜的半高全寬度（full width half maximum，FWHM）由LOWTRAN的20cm^-1減少到2cm^-1 ，目前的MODTRAN4.0它的光譜解析度已經達到2 cm^-1 ，改進了瑞利散射和復折射系數的計算精度，增加了DISORT計算太陽散射貢獻的方位角相關選項，並將七種BRDF模型引進到模型中，使地表的參數化輸入成為可能。

MODTRAN以卡片的形式來進行參數設置，操作起來清晰簡潔，可以在文本格式下直接對其輸出輸入參數文件進行修改。

6. 遙感什麼是TM 什麼是ETM+

一、TM

含義：TM 是Thematic mapper的縮寫，意為「專題繪圖儀」，是美國陸地(LANDSAT)衛星搭載的一種成像儀。

特點：具較高空間解析度、波譜解析度、極為豐富的信息量和較高定位精度。

波段及作用：

1、TM1為0.45～0.52微米為藍波段，該波段位於水體衰減系數最小的部位，對水體的穿透力最大，用於判別水深，研究淺海水下地形、水體渾濁度等，進行水系及淺海水域制圖；

2、TM2為0.52～0.60微米為綠波段，該波段位於綠色植物的反射峰附近，對健康茂盛植物反射敏感，可以識別植物類別和評價植物生產力，對水體具有一定的穿透力，可反映水下地形、沙洲、沿岸沙壩等特徵；

3、TM3為0.63～0.69微米為紅波段，該波段位於葉綠素的主要吸收帶，可用於區分植物類型、覆蓋度、判斷植物生長狀況等，此外該波段對裸露地表、植被、岩性、地層、構造、地貌、水文等特徵均可提供豐富的植物信息；

4、TM4為0.76～0.90微米，為近紅外波段，該波段位於植物的高反射區，反映了大量的植物信息，多用於植物的識別、分類，同時它也位於水體的強吸收區，用於勾繪水體邊界，識別與水有關的地質構造、地貌等；

5、TM5為1.55～1.75微米，短波紅外波段，該波段位於兩個水體吸收帶之間，對植物和土壤水分含量敏感，從而提高了區分作物的能力，信息量大，應用率較高。

6、TM6為10.40～12.50微米，為熱紅外波段，該波段對地物熱量輻射敏感。

7、TM7為2.08～2.35微米，為中紅外波段，是專為地質調查追加的波段；

二、ETM+

含義：ETM+(Enhanced Thematic Mapper)是增強型專題制圖儀。

特點：增強型專題繪圖儀 ETM+(Enhanced Thematic Mapper)，星上設絕對定標，提高了對地觀測解析度和定位質量，調整了輻射測量精度、范圍和靈敏度，通過增益減少了強反射體造成的高亮度飽和效應。

增加了一個15m解析度的全色波段，熱紅外通道的空間解析度也提高了一倍，達到了60m，每一景覆蓋面積:185km*170km，重疊率:赤道上相鄰兩景圖像旁向重疊率7.3%，軌道方向重疊率為5%，band6分別具有高、低增益兩種圖像數據，bandl-5、7增益隨季節變化可調整。

波段即作用：

波段1，波長范圍(μm)0.450～0.515，地面解析度/米30米。

波段2，波長范圍(μm)0.525～0.605，地面解析度/米30米。

波段3，波長范圍(μm)0.630～0.690，地面解析度/米30米。

波段4，波長范圍(μm)0.775～0.900，地面解析度/米30米。

波段5，波長范圍(μm)1.550～1.750，地面解析度/米30米。

波段6，波長范圍(μm)10.40～12.50，地面解析度/米60米。

波段7，波長范圍(μm)2.090～2.350，地面解析度/米30米。

波段8，波長范圍(μm)0.520～0.900，地面解析度/米15米。

(6)地理定標器有什麼用擴展閱讀：

TM影像特徵：

在4，3，2（RGB）的波段組合下，各種地表覆蓋物類型的特點如下：

1、森林——森林顯示出棕色、紅色、褐色等一系列多變的色調。在高海拔地區，成熟針葉林為很濃的棕色或暗紅色；在中低海拔地區，森林的顏色多變，從棕色到紅色到暗綠色都有，部分落葉林在冬季呈現出銹黃色；

2、灌叢和草甸——相對於臨近的森林斑塊，灌叢和草甸呈現出明亮許多的紅色到淺紅色。在高海拔地區，大片的草地在夏季可能為淺紅或銹紅色，而冬季則呈現青綠色；

3、湖泊、河流——湖泊通常為邊界清晰的黑色斑塊，河流則顯示為黑色或深藍色。在冬季，水面結冰或覆蓋有雪則顯示出不同深淺的紫紅色；

4、城鎮——很明顯的比較亮的灰色或青灰色斑塊，通常可見有規則的灰色線條（公路）穿過；

5、農田——顏色多變的綠色、灰色、淡紫色、淺紅色斑塊，通常沿河谷兩側不規則分布，在平原區則大片分布。河道邊的水田往往顯示出富含水分的青灰色。

7. 遙感器和遙感平台如何影響遙感圖像的總體特徵

遙感影像目視解譯原理

遙感影像目視解譯原理
在遙感影像上，不同的地物有不同的特徵，這些影像特徵是判讀識別各種地物的依據，這些都稱為判讀或解譯標志。解譯標志包括直接和間接解譯標志：
1 直接判讀標志
（1）形狀
影像的形狀是指物體的一般形式或在輪廓上的反映。各種物體都具有一定的形狀和特有的輻射特性。同種物體在圖象上有相同的灰度特徵，這些同灰度的像素在圖象上的分布就構成與物體相似的形狀。隨著圖像比例尺的變化，「形狀」的含義也不相同，一般情況下，大比例尺圖像上所代表的是物體本身的幾何形狀，而小比例尺圖象上則表示同類物體的分布形狀。有些物體的形狀非常特殊，其平面圖形是該物體的結構、組成和功能的生要標志，有時甚至是關鍵，所以「形狀」是判讀的重要工具。
（2）大小
物體在圖像上的大小也是判讀標志之一。「大小」的含義隨圖像比例尺的變化而不同：大比例尺圖像上，量測的是單個物體的大小，而小比例尺圖像上，只能量測同類物體分布范圍的大小。
（3）顏色和色調
顏色一般指彩色圖像而言，當彩色攝影和假彩色合成技術發展起來之後，顏色的差別可以進一步反映了地物間的細小差別，為判讀人員提供更多的信息。人眼對彩色的分辨能力遠比對黑白色調差的解析度能力強，因而顏色可作為彩色圖像判讀的標志。對多波段彩色合成圖像的判讀，往往可依據顏色的差別來確定地物與地物間或地物與背景間的邊緣線，從而區分出各類物體。
色調是人眼對圖像灰度大小的生理感受。人眼不能確切地分辨出灰度值，但能感受到灰度大小的變化，灰度大者色調深，灰度小者色調淺。
圖像色調的深與淺，與物體的輻射特性是緊密相關的。一般情況下，反射率高的物體，接收的能量大，圖像的色調就淺；反之則深。因此同一環境條件下的圖像上色調的差異即是不同物體在圖像上的反映。
（4）陰影
陰影的形式與物體輻射能量的方向有關，對反射輻射能來說與方向反射因子有關。在導出輻射傳輸方程式時，是把地表當作朗伯反射體看；而實際上地表的坡向和坡度都嚴重影響感測器方向的反射能量大小，以及物體之間的相互遮擋，都使圖像上產生陰影。陰影有本影和落影之分。本影是象片上地物未被陽光直接照射到的陰暗部分；落影是在地物背光方向地物投射到地面的陰影在象片上的構象。
陰影會對目視判讀產生相互矛盾的影響。一方面，人們可以利用陰影的立體感，判讀地形地貌特徵，大比例尺圖像上，還可利用陰影判讀物體的側視圖形，按落影的長和成像時間的太陽高度角量測物體的高度、單株樹木的干粗等。另一方面，陰影區中的物體不易判讀甚至根本無法判讀。
（5）位置
自然界的物體之間往往存在一定的聯系，有時甚至是相互依存的。例如橋梁與道路和水系，居民地與道路，土質與植被，地貌與地質等。因此物體所處的位置也是幫助判讀人員確定物體屬性的重要標志之一。
（6）結構（圖案）
指自然界與人文特徵重復出現的排列格式，如農業復合體（農田與果園），地形特徵，建築物布局等組成一定的格式。
（7）紋理
紋理指微色調的變化，紋理特徵有光滑的、波紋形的、斑紋形的、線性的和不規則的等多種形態。利用紋理特徵可以區分色調總體相同的兩類物體，紋理也可以作為分類圖像再細分的基本准則。
（8）解析度
分辯率比其他許多圖像特徵（標志），更取決於遙感系統本身，而與物體的特性關系則小些。感測器本身因素包括性能、設計要求和遙感過程中的環境條件、以及獲取數據以後的處理等。當圖像上的物體小於圖像解析度時，則不能進行判讀。
（9）立體外貌
對有一定重疊度圖像，可以進行立體觀察。各物體的立體外貌，在立體模型中的顯示與真實情況相似。當其他標志都相同或相近時，立體外貌則是很好的判讀標志。
以上這些直接判讀標志，雖然在圖像上都可以直接判讀出來，即能直接確定物體的屬性。但對於不同的圖像類型，不同的圖像比例尺和不同的分析研究目的，各直接判讀標志的重要性也有所不同。例如，假彩色圖像比其他圖像更強調色調（顏色）的差別，因為同一幅圖像上顏色的微小差別，即代表不同的物體特徵；細微分類比粗略分類更強調紋理特徵；進行高差判讀時則以陰影為主要標志等。
2 間接判讀標志
各判讀標志都隨圖像比例尺縮小而逐漸失去其直接性。有許多判讀目的不能根據圖像的直接判讀標志判讀出來，例如城市人口數判讀，某一社會階層的經濟狀況等。這些專題的判讀，可以按下述間接標志為依據：
（1）水系
水系的類型和結構受地形和基岩類型的控制，基岩的岩性、走向決定了地形地貌的結構和走向，因而也就決定了水系類型和結構。反言之，水系的類型結構也就指示出基岩岩性和地貌特徵。
水系密度大，表示地表徑流發育、支流多，土壤和岩石的透水性差，顆粒細，易於被流水侵蝕。密度小，表示地表徑流不發育，土壤的透水性能好，水系稀疏，水土流失少。
水系分布均勻時，表示岩性均勻一致。岩性復雜地區水系的流水方向常急轉彎，河流縱斷面高差突變多形成瀑布、跌水等河段。
各種水系結構、類型都表示基岩的不同特性及地質構造，氣候條件、地貌類型、植被覆蓋密度和人工活動等。
水系在遙感圖像上反映最明顯，最易判讀。在水系判讀的基礎上，可以根據水系的特徵分析推斷出其它地表特徵。
（2）地貌
各種地貌形態由不同的岩性、造山運動、風蝕和水蝕作用形成。岩性不同抵抗風、水等外等侵蝕的能力也不同，一般抗外力能力強的岩石形成陡峻山地地貌，抗外力弱的岩石則形成平緩的丘陵或平地。
地貌形態特徵決定了水系的類型，植被子的分布、土壤的特性等。因此，在圖像上判讀出了地貌形態後，可按其他要素與地貌的關系，推斷出圖像上無直接標志的特徵。如植被子類型、土壤類型甚至植物種類等。
遙感圖像上地貌類型的顯示和水系一樣明顯，由於遙感圖像一般是低太陽高度角成像，地形起伏產生的陰影十分明顯，按陰影的長度和色調的深淺，能確定坡度和比高、進而確定地貌類型——山地、丘陵、平地等。
（3）土質
土質包括各類土壤、裸露岩石、戈壁、沙漠等，各種土質所處的自然環境不同其水分、鹽分、鹼分和腐殖質含量亦不相同。土壤的成因不同，又有不同的顏色——黑土、褐土、黃土、紅壤等，這些區別都造成不同的輻射特性。
另外，土質和植被是緊密相關的，一定類型的土質，生長一定類型的植被。反之，植被的生長發育又影響到土質的組成成分。
土質在遙感圖像上的表徵除大片沙漠、戈壁和裸露岩石外，不是很明顯的，要判斷出土壤類型需根據土壤與其他易判讀要素之間的聯系來分析判斷。
（4）植被
植被的種類、生長狀況、分布規律，在一定程度上受岩性、地貌、土質、氣候等因素的控制。不同種類的植物要在一定的自然環境中才能生長，一般而言，受氣候條件的影響最大，但由於基岩的分布以及沉積物的成分、粒度、含水性、礦化度、鹽鹼度及有害元素等的影響，使植物群落的外貌、種屬、生長狀態等都發生了一些生態變化。
植物在遙感圖像上的反映也是相當明顯的，用植物的特徵來分析判斷與之有關的其他要素，效果很好。反之，也可以按其他影響植物發育的自然地理因素的分布規律，來判斷植物群落的分布、類型和種類等。
大比例尺圖像判讀，植被往往是一種有害因素，茂密的森林往往掩蓋大量地形特徵，尤其對立體觀測的影響較大。
（5）氣候
地球上氣候變化很有規律性，人們按其變化規律分成各類氣候帶：由赤道向兩極，由沿海向內陸分成水平氣候帶；由山下向山頭分成垂直氣候帶。
氣候條件控制植物生長特徵，水系發育特徵，地貌土質發育特徵等。這些要素反過來又影響氣候條件，形成區域氣候。
氣候條件在遙感圖像上毫無特徵標志，但人們根據自然地理位置可以了解其氣候變化情況，進而分析判斷受氣候條件控制的各要素的特徵，諸如植物種屬、密度；地貌特徵；土壤性質；水第結構等。
（6）人文活動
人文活動往往局部地改變自然環境，使其有利於人類社會的發展。但計劃的開發自然資源，往往又會造成生態平衡嚴重破壞，使自然地理要素的內在聯系遭到破壞。
遙感圖像反映人文活動的痕跡，大部分能在大比例尺圖像上判讀出來，小比例尺圖像上只能反映大型人文活動的痕跡，如鐵路建築、堤壩工程、圍湖造田、防護林帶、城市發展、工礦設施及農業活動等。
人類活動對環境生態的破壞，用多時相圖像對比分析，也是顯而易見的。
上述各類判讀標志中，在航空遙感圖像判讀時，直接判讀中起主導作用；但在航天遙感圖像判讀中，間接判讀標志與直接判讀標志起著同等重要的作用。
四 遙感影像目視解譯的原則和方法
1 遙感影像目視解譯原則
遙感影像目視解譯的原則是先「宏觀」後「微觀」；先「整體」後「局部」；先「已知」後「未知」；先「易」後「難」等。一般判讀順序為，在中小比例尺象片上通常首先判讀水系，確定水系的位置和流向，再根據水系確定分水嶺的位置，區分流域范圍，然後再判讀大片農田的位置、居民點的分布和交通道路。在此基礎上，再進行地質、地貌等專門要素的判讀。
2 遙感影像目視解譯方法
（1）總體觀察
觀察圖像特徵，分析圖像對判讀目的任務的可判讀性和各判讀目標間的內在聯系。觀察各種直接判讀標志在圖像上的反映，從而可以把圖像分成大類別以及其他易於識別的地面特徵。
（2）對比分析
對比分析包括多波段、多時域圖像、多類型圖像的對比分析和各判讀標志的對比分析。多波段圖像對比有利於識別在某一波段圖像上灰度相近但在其它波段圖像上灰度差別較大的物體；多時域圖像對比分析主要用於物體的變化繁衍情況監測；而多各個類型圖像對比分析則包括不同成像方式、不同光源成像、不同比例尺圖像等之間的對比。
各種直接判讀標志之間的對比分析，可以識別標志相同（如色調、形狀），而另一些標識不同（紋理、結構）的物體。對比分析可以增加不同物體在圖像上的差別，以達到識別目的。
（3）綜合分析
綜合分析主要應用間接判讀標志、已有的判讀資料、統計資料，對圖像上表現得很不明顯，或毫無表現的物體、現象進行判讀。間接判讀標志之間相互制約、相互依存。根據這一特點，可作更加深入細致的判讀。如對已知判讀為農作物的影像范圍，按農作物與氣候、地貌、土質的依賴關系，可以進一步區別出作物的種屬；河口泥沙沉積的速度、數量與河流匯水區域的土質、地貌、植被等因素有關，長江、黃河河口泥沙沉積情況不同，正是因為流域內的自然環境不同所至。
地圖資料和統計資料是前人勞動的可靠結果，在判讀中起著重要的參考作用，但必須結合現有圖像進行綜合分析，才能取得滿意的結果。實地調查資料，限於某些地區或某些類別的抽樣，不一定完全代表整個判讀范圍的全部特徵。只有在綜合分析的基礎上，才能恰當應用、正確判讀。
（4）參數分析
參數分析是在空間遙感的同時，測定遙感區域內一些典型物體（樣本）的輻射特性數據、大氣透過率和遙感器響應率等數據，然後對這些數據進行分析，達到區分物體的目的。
大氣透過率的測定可同時在空間和地面測定太陽輻射照度，按簡單比值確定。儀器響應率由實驗室或飛行定標獲取。
利用這些數據判定未知物體屬性可從兩個方面進行。其一，用樣本在圖像上的灰度與其他影像塊比較，凡灰度與某樣本灰度值相同者，則與該樣本同屬性；其二，由地面大量測定各種物體的反射特性或發射特性，然後把它們轉化成灰度。然後根據遙感區域內各種物體的灰度，比較圖像上的灰度，即可確定各類物體的分布范圍。
第二部分
【正文快照】：
圖象紋理分析已在許多學科得到廣泛的應用。如細胞圖象、金相圖象等均具有明顯的紋理特徵，分析它們的紋理結構，可以得到鑒別細胞性質的信息及反映金相結構的物理信息〔1〕。氣象衛星雲圖大多也是紋理型的。由於生成雲的大氣環流、雲內氣流、水汽含量等的差異，導致雲的形態、密度、雲頂高度的不同，在雲圖上反映出色調、分布及紋理的多樣性。正確判別衛星雲圖中的雲類特徵可為人類提供豐富的天氣信息，應用於天氣分析、降水預報等領域，因而十分重要。郁凡等〔2〕曾作過這方面的工作。本文根據數字化衛星雲圖的灰度分布，抽取紋理特徵量…

解析度是用於記錄數據的最小度量單位，一般用來描述在顯示設備上所能夠顯示的點的數量(行、列)，或在影像中一個像元點所表示的面積。
因為遙感拍攝的像片是由位於不同高度，裝在不同載體(如飛機、衛星等)上的不同清晰度(解析度)照相設備，以不同的照相(採集)方式，獲取的遙感像片(圖像、數據、影像等)，這些遙感圖像是具有不同清晰度、不同解析度的照片。類似我們在生活中用135 照相機拍攝一棵樹，從汽車上拍一張，然後再從飛機上拍一張，兩張135底片在放大同一棵樹時，其放大效果是不一樣的。肯定是高度低的135照片放大後的效果最清晰，也就是說解析度最高。
遙感衛星的飛行高度一般在4000km～600 km之間，圖像解析度一般從1 km～1m之間。圖像解析度是什麼意思呢？可以這樣理解，一個像元，代表地面的面積是多少。像元是什麼意思呢？像元相當於電視屏幕上的一個點(電視是由若干個點組成的圖像畫面)，相當於計算機顯示屏幕上的一個象素，相當於一群舉著不同色板拼成畫圖的人中的一個。合肥市五里飛虹衛星遙感影像.jpg
當解析度為1km時，一個像元代表地面1kmX1km的面積，即1km2；當解析度為30m時，一個像元代表地面30m×30m的面積；當解析度為1m時，也就是說，圖像上的一個像元相當於地面1m x 1m的面積，即1m2。
在您使用遙感圖像數據時，請您千萬注意，您所要解決的工作問題，應選擇相應解析度的遙感數據資料。有關遙感數據樣板，請您查看本網站衛星遙感影像欄目。

8. 誰有初中物理知識點和考點總結

初二物理
☆ 開爾文:K 攝氏度:℃ 熱力學溫度T與攝氏度t之間的關系: T(K)=t(℃)+273℃
┌—————升華——————————放熱—————┐
│┌——液化——放熱——┐┌——凝固——放熱——┐│
↓↓ │↓ ││
氣態 液態 固態
││ ↑│ ↑↑
│└——氣化——吸熱——┘└——熔化——吸熱——┘│
└—————凝華——————————吸熱—————┘
☆ m→質量 V→體積 ρ→密度 ρ=m/V
單位:1kg/m3=1×10-3g/cm3 國際單位:kg/m3
☆ 一個物體相對於另一個物體位置的改變,叫做機械運動,通常簡稱為運動
一切物體都在運動,絕對不動的物體是沒有的,這就是說運動是絕對的,我們平常說的運動和靜止都是相對於另一個物體（參照物）而言的,所以,對運動的描述是相對的
研究機械運動時被選作標準的物體叫參照物
參照物並不都是相對地面靜止不動的物體,只是選哪個物體為參照物,我們就假定物體不動
參照物可任意選取,但選取的參照物不同,對同一物體的運動情況的描述可能不同
兩個以同樣快慢、向同一方向運動的物體,或它們之間的位置不變,則這兩個物體相對靜止
快慢不變、經過的路線是直線的運動,叫做勻速直線運動
勻速直線運動是最簡單的機械運動
v→速度 s→路程 t→時間 v=s/t
單位:1m/s=36km/h 國際單位:m/s
☆ 聲音的傳播需要介質,真空不能傳聲
聲音在傳播過程中,遇到障礙物被反射回來人再次聽到的聲音叫回聲
區別回聲與原聲的條件:回聲到達人的耳朵比原聲晚01秒以上
低於01秒時,則反射回來的聲間只能使原聲加強

☆ 光在均勻介質中是沿直線傳播的,光在不同物質中傳播的速度一般不同,真空中最快,光在真空中的傳播速度:C = 3×108 m/s,在空氣中的速度接近於這個速度,水中的速度為3/4C,玻璃中為2/3C
光從一種介質射向另一種介質的交界面時,一部分光返回原來介質中,使光的傳播方向發生了改變,這種現象稱為光的反射
入射光線與法線的夾角叫做入射角,反射光線與法線的夾角叫做反射角
入射角=反射角 反射:鏡面反射和漫反射
實像是實際光線會聚而成的,可以用屏接到,當然也能用眼看到
虛像不是由實際光線會聚成的,而是實際光線反向延長線相交而成的,只能用眼看到,不能用屏接收
平面鏡成的像是正立的虛像,像和物的大小,像和物的連線與鏡面垂直,像和物到鏡的距離相等
光從一種介質斜射入另一種介質時,傳播方向一般會發生變化,這種現象叫光的折射
☆ 透鏡:透明物質製成,至少有一個表面是球面的一部分,且透鏡厚度遠比其球面半徑小的多
凸透鏡:邊緣薄,中央厚,對光匯聚 凹透鏡:邊緣厚,中央薄,對光發散
主光軸:通過兩個球心的直線 光心:主光軸上有個特殊的點,通過它的光線傳播方向不變 焦點:凸透鏡能使跟主軸平行的光線會聚在主光軸上的一點,這點叫透鏡的焦點,用「F」表示 焦距:焦點到光心的距離叫焦距,用「f」表示 物距:離開透鏡的距離
物距(u) 成像大小 像的虛實 像的位置 相距(f) 應用
u > 2f 縮小 實像 透鏡兩側 f < v <2f 照相機
u = 2f 等大 實像 透鏡兩側 v = 2f
f < u <2f 放大 實像 透鏡兩側 v > 2f 幻燈機
u = f 不成像
u < f 放大 虛像 透鏡同側 v > u 放大鏡
凸透鏡成像規律
一: 「一焦分虛實,二焦分大小,虛像同側正,實像異側倒,物運像變小」
二: 「三物距,三界限,成像隨著物距變,物遠實像小而近,物近實像大而遠,如果物放焦點內,正立放大虛像現,幻燈放像像好大,物處一焦二焦間,相機縮你小不點,物處二倍焦距遠」
三:」凸透鏡,本領大,照相、幻燈和放大,二倍焦外倒實小,二倍焦內倒實大,若是物放焦點內,像物同側虛像大,一條規律記在心,物近像遠像變大」
☆ 力是物體對物體的作用
物體間力的作用是相互的 力的三要素:大小.方向.作用點
發生力時,一定有兩個力存在,也就是說,沒有物體就不會有力的作用
可使物體的運動狀態發生改變運動狀態的改變包括運動快慢改變和運動的方向改變
可使物體的形狀與大小發生改變
力的單位:牛－N
重力大小:G = mg 方向:總是豎直向下 作用點:重力的作用點在物體的重心上其中形狀規則,質量分布均勻物體的重心在它的幾何中心
當兩力方向相同時,合力大小等於兩個力之和,方向與兩力的方向相同 數學表述:F合 =F1 + F2
當兩力方向相反時,合力大小等於兩個力之差,方向為較大力的方向 數學表述:F合 = │F1 — F2 │
☆ 垂直作用於物體單位面積上的力叫做壓力 物體的單位面積上受到的壓力的大小叫做壓強 壓力相等時，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯 受力面積相等時，壓力越大，壓力的作用效果越明顯 標准大氣壓=1.01×105Pa
p→壓強 F→壓力 S→受力面積 p=F/S
單位:Pa=1N/m2
液體壓強的計算公式是 p＝ρgh ρ液,單位用kg/m3 g＝9.8N/kg h液體深度,單位用m p為液體壓強,單位用Pa.
F浮=ρ水gV物 F浮=ρ物gV物 F浮=ρ液gV排
F浮=p水gV物 F浮=p物gV物 F浮=p液gV排

回答者： xiupengyuan - 總兵 十一級 2009-6-28 10:40

檢舉初二物理 復習綱要
一、長度的測量
1、長度的測量
長度的測量是最基本的測量，最常用的工具是刻度尺。
2、長度的單位及換算
長度的國際單位是米(m)，常用的單位有千米（Km），分米（dm）厘米（cm），毫米（mm）微米（um）納米（nm）
1Km 103 m 10 m 10 dm 10 cm 10 mm 103um 103 nm
長度的單位換算時，小單位變大單位用乘，大單位換小單位用除
3、正確使用刻度尺
（1）使用前要注意觀察零刻度線、量程、分度值
（2）使用時要注意
① 尺子要沿著所測長度放，尺邊對齊被測對象，必須放正重合，不能歪斜。
② 不利用磨損的零刻度線，如因零刻線磨損而取另一整刻度線為零刻線的，切莫忘記最後讀數中減掉所取代零刻線的刻度值。
③ 厚尺子要垂直放置
④ 讀數時，視線應與尺面垂直
4、正確記錄測量值
測量結果由數字和單位組成
（1） 只寫數字而無單位的記錄無意義
（2） 讀數時，要估讀到刻度尺分度值的下一位
5、誤差
測量值與真實值之間的差異
誤差不能避免，能盡量減小，錯誤能夠避免是不該發生的
減小誤差的基本方法：多次測量求平均值，另外，選用精密儀器，改進測量方法也可以減小誤差
6、特殊方法測量
（1）累積法 如測細金屬絲直徑或測張紙的厚度等
（2）卡尺法
（3）代替法
二、簡單的運動
1、 機械運動
物體位置的變化叫機械運動
一切物體都在運動，絕對不動的物體是沒有的，這就是說運動是絕對的，我們平常說的運動和靜止都是相對於另一個物體（參照物）而言的，所以，對運動的描述是相對的
2、參照物
研究機械運動時被選作標準的物體叫參照物
（1） 參照物並不都是相對地面靜止不動的物體，只是選哪個物體為參照物，我們就假定物體不動
（2） 參照物可任意選取，但選取的參照物不同，對同一物體的運動情況的描述可能不同
3、相對靜止
兩個以同樣快慢、向同一方向運動的物體，或它們之間的位置不變，則這兩個物體相對靜止。
4、勻速直線運動
快慢不變、經過的路線是直線的運動，叫做勻速直線運動
勻速直線運動是最簡單的機械運動。
5、速度
（1） 速度是表示物體運動快慢的物理量。
（2） 在勻速直線動動中，速度等於運動物體在單位時間內通過的路程
（3） 速度公式：v= S t
（4） 速度的單位
國際單位 ：m/s 常用單位：km/h 1m/s = 3.6 km/h
6、平均速度
做變速運動的物體通過某段路程跟通過這段路程所用的時間之比，叫物體在這段路程上的平均速度
求平速度必須指明是在哪段路程或時間內的平均速度
7、測平均速度
原理：v = s / t
測理工具：刻度尺、停表（或其它計時器）
三、聲現象
1、聲音的發生
一切正在發聲的物體都在振動，振動停止，發聲也就停止。
聲間是由物體的振動產生的，但並不是所有的振動都會發出聲間
2、聲間的傳播
聲音的傳播需要介質，真空不能傳聲
（1）聲間要靠一切氣體，液體、固體作媒介傳播出去，這些作為傳播媒介的物質稱為介質。登上月球的宇航員即使面對面交談，也需要靠無線電，那就是因為月球上沒有空氣，真空不能傳聲
（2）聲間在不同介質中傳播速度不同
3、回聲
聲音在傳播過程中，遇到障礙物被反射回來人再次聽到的聲音叫回聲
（1） 區別回聲與原聲的條件：回聲到達人的耳朵比原聲晚0.1秒以上。
（2） 低於0.1秒時，則反射回來的聲間只能使原聲加強。
（3） 利用回聲可測海深或發聲體距障礙物有多運
4、音調
聲音的高低叫音調，它是由發聲體振動頻率決定的，頻率越大，音調越高。
5、響度
聲音的大小叫響度，響度跟發聲體振動的振幅大小有關，還跟聲源到人耳的距離遠近有關
6、音色
不同發聲體所發出的聲音的品質叫音色
7、雜訊及來源
從物理角度看，雜訊是指發聲體做無規則地雜亂無章振動時發出的聲音。從環保角度看，凡是妨礙人們正常休息、學習和工作的聲音都屬於雜訊。
8、聲間等級的劃分
人們用分貝來劃分聲音的等級，30dB—40dB是較理想的安靜環境，超過50dB就會影響睡眠，70dB以上會干擾談話，影響工作效率，長期生活在90dB以上的雜訊環境中，會影響聽力。
9、雜訊減弱的途徑
可以在聲源處、傳播過程中和人耳處減弱
四、熱現象
1、溫度
物體的冷熱程度叫溫度
2、攝氏溫度
把冰水混合物的溫度規定為0度，把1標准大氣壓下沸水的溫度規定為100度。
3、溫度計
（1） 原理：液體的熱脹冷縮的性質製成的
（2） 構造：玻璃殼、毛細管、玻璃泡、刻度及液體
（3） 使用：使用溫度計以前，要注意觀察量程和認清分度值
使用溫度計做到以下三點
① 溫度計與待測物體充分接觸
② 待示數穩定後再讀數
③ 讀數時，視線要與液面上表面相平，溫度計仍與待測物體緊密接觸
4、體溫計，實驗溫度計，寒暑表的主要區別

構 造 量程 分度值 用 法
體溫計 玻璃泡上方有縮口 35—42℃ 0.1℃ ① 離開人體讀數
② 用前需甩
實驗溫度計 無 —20—100℃ 1℃ 不能離開被測物讀數，也不能甩
寒暑表 無 —30 —50℃ 1℃ 同上
5、熔化和凝固
物質從固態變成液態叫熔化，熔化要吸熱
物質從液態變成固態叫凝固，凝固要放熱
6、熔點和凝固點
（1） 固體分晶體和非晶體兩類
（2） 熔點：晶體都有一定的熔化溫度，叫熔點
凝固點：晶體者有一定的凝固溫度，叫凝固點
同一種物質的凝固點跟它的迷熔點相同
7、物質從液態變為氣態叫汽化，汽化有兩種不同的方式：蒸發和沸騰，這兩種方式都要吸熱
8、蒸發現象
（1） 定義：蒸發是液體在任何溫度下都能發生的，並且只在液體表面發生的汽化現象
（2） 影響蒸發快慢的因素：液體溫度高低，液體表面積大小，液體表面空氣流動的快慢
9、沸騰現象
（1） 定義：沸騰是在液體內部和表面同時進行的劇烈的汽化現象
（2） 液體沸騰的條件：①溫度達到沸點②繼續吸收熱量
10、升化和凝化現象
（1） 物質從固態直接變成氣態叫升華，從氣態直接變成固態叫凝華
（2） 日常生活中的升華和凝華現象（冰凍的濕衣服變干，冬天看到霜）
11、升華吸熱，凝華放熱
五、光的反射
1、光源：能夠發光的物體叫光源
2、光在均勻介質中是沿直線傳播的
大氣層是不均勻的，當光從大氣層外射到地面時，光線發了了彎折
3、光速
光在不同物質中傳播的速度一般不同，真空中最快，
光在真空中的傳播速度：C = 3×108 m/s，在空氣中的速度接近於這個速度，水中的速度為3/4C，玻璃中為2/3C
4、光直線傳播的應用
可解釋許多光學現象：激光準直，影子的形成，月食、日食的形成、小孔成像等
5、光線
光線：表示光傳播方向的直線，即沿光的傳播路線畫一直線，並在直線上畫上箭頭表示光的傳播方向（光線是假想的，實際並不存在）

6、光的反射
光從一種介質射向另一種介質的交界面時，一部分光返回原來介質中，使光的傳播方向發生了改變，這種現象稱為光的反射
7、光的反射定律
反射光線與入射光線、法線在同一平面上；反射光線和入射光線分居在法線的兩側；反射角等於入射角
可歸納為：「三線一面，兩線分居，兩角相等」
理解：
（1） 由入射光線決定反射光線，敘述時要「反」字當頭
（2） 發生反射的條件：兩種介質的交界處；發生處：入射點；結果：返回原介質中
（3） 反射角隨入射角的增大而增大，減小而減小，當入射角為零時，反射角也變為零度
8、兩種反射現象
（1） 鏡面反射：平行光線經界面反射後沿某一方向平行射出，只能在某一方向接收到反射光線
（2） 漫反射：平行光經界面反射後向各個不同的方向反射出去，即在各個不同的方向都能接收到反射光線
注意：無論是鏡面反射，還是漫反射都遵循光的反射定律
9、在光的反射中光路可逆
10、平面鏡對光的作用
（1）成像 （2）改變光的傳播方向
11、平面鏡成像的特點
（1）成的像是正立的虛像 （2）像和物的大小 （3）像和物的連線與鏡面垂直，像和物到鏡的距離相等
理解：平面鏡所成的像與物是以鏡面為軸的對稱圖形
12、實像與虛像的區別
實像是實際光線會聚而成的，可以用屏接到，當然也能用眼看到。虛像不是由實際光線會聚成的，而是實際光線反向延長線相交而成的，只能用眼看到，不能用屏接收。
13、平面鏡的應用
（1）水中的倒影 （2）平面鏡成像 （3）潛望鏡
六、光的折射
1、光的折射
光從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向一般會發生變化，這種現象叫光的折射
理解：光的折射與光的反射一樣都是發生在兩種介質的交界處，只是反射光返回原介質中，而折射光則進入到另一種介質中，由於光在在兩種不同的物質里傳播速度不同，故在兩種介質的交界處傳播方向發生變化，這就是光的折射。
注意：在兩種介質的交界處，既發生折射，同時也發生反射
2、光的折射規律
光從空氣斜射入水或其他介抽中時，折射光線與入射光線、法線在同一平面上，折射光線和入射光線分居法線兩側；折射角小於入射角；入射角增大時，折射角也隨著增大；當光線垂直射向介質表面時，傳播方向不變，在折射中光路可逆。
理解：折射規律分三點：（1）三線一面 （2）兩線分居（3）兩角關系分三種情況：①入射光線垂直界面入射時，折射角等於入射角等於0°；②光從空氣斜射入水等介質中時，折射角小於入射角；③光從水等介質斜射入空氣中時，折射角大於入射角
3、在光的折射中光路是可逆的
4、透鏡及分類
透鏡：透明物質製成（一般是玻璃），至少有一個表面是球面的一部分，且透鏡厚度遠比其球面半徑小的多。
分類：凸透鏡：邊緣薄，中央厚
凹透鏡：邊緣厚，中央薄
5、主光軸，光心、焦點、焦距
主光軸：通過兩個球心的直線
光心：主光軸上有個特殊的點，通過它的光線傳播方向不變。（透鏡中心可認為是光心）
焦點：凸透鏡能使跟主軸平行的光線會聚在主光軸上的一點，這點叫透鏡的焦點，用「F」表示
虛焦點：跟主光軸平行的光線經凹透鏡後變得發散，發散光線的反向延長線相交在主光軸上一點，這一點不是實際光線的會聚點，所以叫虛焦點。
焦距：焦點到光心的距離叫焦距，用「f」表示。
每個透鏡都有兩個焦點、焦距和一個光心。如圖

6、透鏡對光的作用
凸透鏡：對光起會聚作用（如圖）
凹透鏡：對光起發散作用（如圖）

7、凸透鏡成像規律
物 距
（u） 成像
大小 像的
虛實 像物位置 像 距
( v ) 應 用
u > 2f 縮小 實像 透鏡兩側 f < v <2f 照相機
u = 2f 等大 實像 透鏡兩側 v = 2f
f < u <2f 放大 實像 透鏡兩側 v > 2f 幻燈機
u = f 不 成 像
u < f 放大 虛像 透鏡同側 v > u 放大鏡
凸透鏡成像規律口決記憶法
口決一：
「一焦分虛實，二焦分大小；虛像同側正；實像異側倒，物運像變小」
口決二：
三物距、三界限，成像隨著物距變；
物遠實像小而近，物近實像大而遠。
如果物放焦點內，正立放大虛像現；
幻燈放像像好大，物處一焦二焦間；
相機縮你小不點，物處二倍焦距遠。
口決三：
凸透鏡，本領大，照相、幻燈和放大；
二倍焦外倒實小，二倍焦內倒實大；
若是物放焦點內，像物同側虛像大；
一條規律記在心，物近像遠像變大。
8、為了使幕上的像「正立」（朝上），幻燈片要倒著插。
9、照相機的鏡頭相當於一個凸透鏡，暗箱中的膠片相當於光屏，我們調節調焦環，並非調焦距，而是調鏡頭到膠片的距離，物離鏡頭越遠，膠片就應靠近鏡頭。
七、質量和密度
1、質量
（1） 定義：物體中含有物質的多少叫質量。用字母「m」表示。
（2） 質量是物體的一種屬性：
對於一個給定的物體，它的質量是確定的，它不隨物體的形狀、位
置，狀態和溫度的改變而改變。
（3）質量的單位及換算：
質量的主單位是千克(kg )。常用單位有噸（t ）、克（g）和毫克（mg）
1t 103 kg 103 g 103 mg
2、質量的測量
生活中稱質量的工具是秤，在物理實驗室里，用天平稱質量，其中包括托盤天平和物理天平。
（1） 天平的使用方法：
① 把天平放在水平台上，將游碼放在標尺左端的零刻線處
② 調節橫梁右端的平衡螺母，使指針指在分度盤的中線處，這時橫梁平衡
③ 估計被測物的質量，把被測物放在左盤里，用鑷子向右盤里加減砝碼並調節游碼在標尺上的位置，直到橫梁恢復平衡。
（2）使用天平的注意事項：
①天平調好後，左右兩托盤不能互換，否則要重新調節橫梁平衡
②被測物體的質量不能超過最大秤量
③砝碼要輕拿輕放，不能用手拿，要用鑷子，以免因為手上的汗而腐蝕砝碼
④ 保持天平盤乾燥、清潔。不要直接放潮濕或有腐蝕性的物體。
（3） 天平的稱量和感量：
每台天平能夠稱的最大質量叫天平的最大稱量，也叫秤量。
感量表示天平所能測量的最小質量數，就是標尺上最小刻度所代表的質量數。
3、密度
密度是物質的一種特性。
（1）定義：單位體積的某種物質的質量，叫密度。用字母「ρ」表示。
（2）密度的計算公式：
（3）單位：國際單位是kg/m3，實驗中常用單位是g/cm3，1g/cm3=103kg/m3
八、力
1、力的定義
（1） 定義：力是物體對物體的作用
（2） 說明：定義中的「作用」是推、拉、提、吊、壓等具體動作的抽象概括
2、力的概念的理解
（1） 發生力時，一定有兩個（或兩個以上）的物體存在，也就是說，沒有物體就不會有力的作用
（2） 當一個物體受到力的作用時，一定有另一個物體對它施加了力，受力的物體叫受力物體，施力的物體叫施力物體。所以沒有施力物體或沒有受力物體的力是不存在的。
（3） 相互接觸的物體間不一定發生力的作用，沒有接觸的物體之間也不一定沒有力「接觸與否」不能成為判斷是否發生力的依據。
（4） 物體間力的作用是相互的。
① 施力物體和受力物體的作用是相互的，這一對力總是同時產生，同時消失。
② 施力物體、受力物體是相對的，當研究對象改變時，施力物體和受力物體也就改變了
3、力的作用效果——由此可判定是否有力存在
（1） 可使物體的運動狀態發生改變。運動狀態的改變包括運動快慢改變和運動的方向改變。
（2） 可使物體的形狀與大小發生改變。
4、力的單位
國際單位制中，力的單位是牛頓，簡稱牛，用符號N來表示。1N大小相當於拿起2個雞蛋的力。
5、力的測量
（1） 工具：測力計，實驗室中常用的測力計是彈簧秤
（2） 彈簧秤的原理：彈簧受到的拉力越大，彈簧伸長就越長
6、彈簧秤的正確使用
（1） 觀察彈簧秤的量程、分度值和指針是否指在零刻線上
（2） 讀數時，視線、指針和刻度線應在同一水平面
7、力的三要素
力的大小、方向、作用點叫力的三要素，都能影響力的作用效果
8、力的圖示：用一根帶箭頭的線段把力的三要素表示出來
9、力的圖示的做圖方法
（1） 畫出受力物體：一般可以用一個正方形或長方形代表，球形可用圓圈表示。
（2） 確定作用點：作用點畫在受力物體上，且畫在受力物體和施力物體的接觸面的中點，如受力物體和施力物體不接觸或同一物體上受二個以上的力，作用點畫在受力物體的幾何中心。
（3） 確定標度：如用1厘米線段長代表多少牛頓。
（4） 畫線段：從力的作用點起，按所定標度沿力的方向畫一條直線，用來表示力的大小
（5） 力的方向：在線段的末尾畫上箭頭，表示力的方向
（6） 將所圖示的力的符號和數值標在箭頭的附近
10、力的示意圖
某些情況下，只需要定性地描述物體的受力情況，不需要精確地表示出力的大小，則可以畫力的示意圖。
11、重力的概念
（1） 定義：地面附近物體由於地球吸引而受到的力叫重力
（2） 理解：①重力的施力物體是地球，它的受力物體是地面附近的一切物體。②重力的大小與物體的質量有關。
12、重力的三要素
（1） 大小：G = mg
（2） 方向：總是豎直向下（垂直水平面向下）
（3） 作用點：重力的作用點在物體的重心上。其中形狀規則，質量分布均勻物體的重心在它的幾何中心
13、合力的概念
（1） 合力：如果一個力產生的效果跟兩個力共同作用產生的效果相同，這個力就叫做那兩個力的合力
（2） 理解：①合力的概念是建立在「等效」的基礎上，也就是合力「取代了分力，因此合力不是作用在物體上的另外一個力，它只不過是替了原來作用的兩個力，不要誤認為物體同時還受到合力的作用。②兩個力合成的條件是這兩個力須同時作用在一個物體上，否則求合力無意義。
14、力的合成
已知幾個力的大小和方向，求合力的大小和方向叫做力的合成
（1）當兩個力方向相同是時，其合力的大小等於這兩個力之和；方向與兩力的方向相同
數學表述：F合 =F1 + F2
（2）當兩下力方向相反時，其合力的大小等於這兩個力之差，方向為較大力的方向
數學表述：F合 = F1 — F2 （其中

9. 遙感圖像處理軟體有哪些

常用的遙感圖像處理軟體有：ERDAS、PCI、ENVI等。各軟體的特點如下：

1.ERDAS：ERDAS是一款遙感圖像處理系統軟體。 它以其先進的圖像處理技術，友好、靈活的用戶界面和操作方式，面向廣闊應用領域的產品模塊，

服務於不同層次用戶的模型開發工具以及高度的RS/GIS集成功能，為遙感及相關應用領域的用戶提供了內容豐富而功能強大的圖像處理工具，該軟體功能強大，在該行業中佔有一定市場份額。

2.PCI：PCI集成到一個具有同一界面、同一使用規則、同一代碼庫、同一開發環境的一個新產品系列，該產品系列被稱之為 PCI GEOMATICA。

對於20多年來一直致力於向地學界提供全方位解決方案的PCI公司來說，始終堅持領先一步的原則，地理咨訊永遠在變遷，而地理咨訊軟體更處於變遷的前沿。

3.ENVI：ENVI是一個完整的遙感圖像處理平台，應用匯集中的軟體處理技術覆蓋了圖像數據的輸入/輸出、圖像定標、圖像增強、糾正、正射校正、鑲嵌、數據融合以及各種變換、信息提取、圖像分類、基於知識的決策樹分類、與GIS的整合、DEM及地形信息提取、雷達數據處理、三維立體顯示分析。

(9)地理定標器有什麼用擴展閱讀

遙感圖像處理功能

1、遙感圖像校正

遙感圖像校正是指糾正變形的圖像數據或低質量的圖像數據，從而更加真實地反映其情景。圖像校正主要包括輻射校正與幾何校正兩種。

2、遙感圖像增強

遙感圖像增強是通過增加圖像中各某些特徵在外觀上的反差來提高圖像的目視解譯性能。主要包括對比度變換、空間濾波、彩色變換、圖像運算和多光譜變換等。

圖像校正是以消除伴隨觀測而產生的誤差與畸變．使遙感觀測數據更接近於真實值為主要目的的處理，而圖像增強則把重點放在使分析者能從視覺上便於識別圖像內容之上。

3、遙感圖像鑲嵌

遙感圖像鑲嵌是將兩幅或多幅數字圖像(它們有可能是在不同的攝影條件下獲取的)拼接在一起，構成一幅更大范圍的遙感圖像。

4、遙感圖像融合

遙感圖像融合是將多源遙感數據在統一的地理坐標系中採用一定演算法生成一組新的信息或合成圖像的過程。遙感圖像融合將多種遙感平台、多時相遙感數據之問以及遙感數據與非遙感數據之間的信息進行組合匹配、信息補充，融合後的數據更有利於綜合分析。

5、遙感圖像自動判讀

遙感圖像自動判讀是根據遙感圖像數據特徵的差異和變化，通過計算機處理，自動輸出地物目標的識別分類結果。它是計算機模式識另Ⅱ技術在遙感領域的具體應用，可提高從遙感數據中提取信息的速度與客觀性。自動判讀的方法主要包括監督分類法和非監督分類法。