遥感应用基础

一、植被光谱

首先，不同波长对应光线：0.001纳米以下为γ射线，0.001纳米到1纳米为X射线，1纳米到380纳米为紫外线，380纳米到760纳米为可见光，0.76微米到1000微米为红外线，1毫米到一米为微波。

叶绿素强烈吸收可见光(500纳米左右)，仅在绿光波段有稍强反射，叶细胞壁散射作用，会强烈反射近红外波段，在1400纳米和1900纳米左右由于水分吸收会形成两个明显吸收谷。

叶绿素反射规律：450纳米附近(蓝光)有吸收谷，550纳米(绿光)有反射峰，670纳米(红光)有吸收谷。

近红外波段：760纳米处反射率迅速增大，成为红边。1100纳米处达到峰值，1450纳米和1950纳米处水分吸收形成吸收谷。

植被光谱曲线：

影响植被光谱的因素：植被类型、植被生长季节、植被健康状态。

不同植被光谱曲线：

不同生长期植被光谱：

不同湿度植被光谱：

二、植被指数分析

归一化差值植被指数：

NDVI=(PNR-PR)/(PNR+PR)，PNR近红外，PR红光。饱和现象：NDVI难以反映植被病虫害。利用GNDVI减弱饱和现象。

GNDVI=(PNR-PG)/(PNR+PG)，PG绿光。不能完全解决问题。

宽动态范围植被指数：WDRVI=(aPNR-PG)/(aPNR+PG)，a取值(0~1)。

不同植被覆盖度反射率曲线：

三、红外辐射

2013年2月11发射美国Lansat-8，第11波段为12微米。

2008年9月6日发射中国HJ-1B第8波段为11微米。

普朗克黑体辐射：

随着温度增加，辐射能量峰值会向短波方向移动。

海洋温度图：指导远洋捕捞等。

四、卫星轨道参数

六个参数，用于卫星飞行轨道定位。

五、传感器场地标定

由于受大气散射和反射等影响，实际卫星观测到的数值与实际地物辐射值存在差异，这就需要在卫星观测的同时进行定标。

地物实际辐射亮度L与传感器记录的数字值DN受到增益和偏置影响。

场地定标：

反射基法：卫星观测同时进行定标场地观测。

辐亮度基法：利用飞机进行同步观测。可利用无人机进行同步观测，获取真实的辐射值。

六、大气校正

消除大气对遥感卫星传感器接受到数据的影响。

线性校正法：

辐射传输模型法：考虑大气对地表辐射多次反射。

七、红外遥感温度反演

温度反演：从红外遥感影像探测地面目标温度。

亮度温度法：海水水域温度反演有较好效果，对陆地失效。

双温双通道法：解决陆地温度反演问题。采用红外波段中两个波段。

八、遥感异常温度监测

红外波段分布：近红外(0.73-3)、中红外(3-6)、长波红外(6-15)、超远红外(15-1000)。

热红外：中红外+长波红外

温度异常监测原理：将普朗克公式对波长积分，温度增加一倍，辐射能增加16倍。

长波红外门限法：对低温物体可行，不适用高温物体监测，会出现高温饱和现象。

中红外门限法：应用于火灾监测。

九、光谱匹配

原理：不同地物具有不同光谱特征，建立光谱数据库。

十、光谱吸收匹配

原理：利用光谱仪对地面观测目标进行观测，通过反射光谱曲线与吸收光谱相似性进行分析。

谱线匹配法：

谱强匹配法：不同植被水分和叶绿素含量不同，吸收强度也会有所不同。

原理：

不同地物类别分类结果：

十一、水体富营养化遥感监测

氮磷过多造成水体富营养化，引发水生藻类大量繁殖，卫星直接观测藻类变化评估水体富营养化程度。

近红外法：

红边法：在700纳米处，含藻水体和纯净水体反射率存在显著差异。

十二、遥感叶面积指数提取

原理：利用叶片和土壤反射规律不同。

NDVI检测法：土壤湿度不用会导致监测误差。

土壤线分析法：

双线分析法：土壤线、植被线。