可见光-反射红外遥感

遥感可以根据探测能量的波长和探测方式、应用目的分为可见光-反射红外遥感、微波遥感三种基本形式，前两者可统称为光学遥感。
可见光-反射红外遥感：记录的是地球表面对太阳辐射能的反射辐射能。
热红外遥感：记录的是地球表面的发射辐射能。地表发射的能量主要来自吸收太阳的短波辐射能，并转化为热能，然后再辐射较长波长的能量。
微波遥感：有主动、被动之分。记录的是地球表面对人为微波辐射能，属于主动遥感，其主动在于它自身提供能源，而不依赖于太阳和地球辐射，最具代表性得主动遥感器为成像雷达。而记录地球表面发射得微波辐射能得属于被动遥感。
摄影系统所选用的主要波段为紫外-近红外(0.3~0.9um)谱段的电磁辐射能量，通过照相机(摄影机)直接成像。短波的紫外线多被大气吸收与辐射，在遥感中很少被利用，因此人们常把可见光-近红外(0.38um-0.9um)谱段作为光学摄影波段。摄影系统是一种分幅成像系统，一副像片的所有内容都是瞬间同时获得的。
像点位移：对于中心投影的图像，地面起伏除了会引起图像比例尺的变化外，还会引起图像上物体的移动，这种现象就叫做像点位移。
多光谱扫描成像系统较多光谱摄影系统感的结构复杂，但是具有一些优势：
1.多光谱扫描系统运用电子探测器，可将波段拓展到0.3~15um，包括紫外、可见光、近红外、中红外、热红外谱区，且可以感应很窄的光谱波段；而摄影系统的波谱区域仅限于在0.3-0.9um的光学摄影波段内。
2.扫描成像系统是数字记录形式，能根据要求迅速发送、记录、分析或处理输出的电信号，并可实时显示；而摄影系统则是以回收胶片的方式为主，而胶片的和图像的转换需要由地面完成。
3.扫描系统的数据是由电子产生，更适合于定标，可给出定量的辐射数据；而摄影系统的图像是由胶片光化学过程获得，辐射定标困难。
4.扫描系统的电子格式允许记录很宽范围的值，即探测器的动态范围，通常比摄影胶片大，且在探测过程中，探测器并不损耗。
5.多光谱扫描系统用同一光电系统同时采集整个光谱波段的数据，再经过分光系统分解成不同波长的光；而多光谱摄影系统用多个分离的光学系统独立地采集每个波段的图像，这将会导致各分波段图像在空间和辐射方面存在可比性问题。
光-机扫描系统，利用平台的行进和旋转镜对平台行进的垂直方向的地面进行扫描，获得二维遥感数据，故又称为物面扫描系统。
搭载光-机扫描系统常见的卫星有lansat、NOAA、风云气象卫星系列
这里主要说一下lansat主要波段及其主要作用
TM数据的特点：
TM1：蓝波段，该波段对水体衰减系数最小，对水体的穿透能力最大，获得更多水下细节。
TM2：绿波段，该波段位于健康植被的绿色反射峰附近，对植物的绿色反射敏感，可用于识别植物类别和评价植物的生产力。
TM3：红波段，该波段位于叶绿素的主要吸收谷附近，该波段对裸露地表、植被、土壤、岩性、地层、构造、地貌、人文特征等可提供丰富的信息，为可见光的最佳波段。
TM4:近红外波段，该波段位于植被的高反射区，光谱特征受植被细胞结构控制，反映大量植被信息，故对植被的类别、密度、生长力、病虫害等的变化最敏感，用于植物类别、生物量调查以及农作物长势测定，为植被通用波段。
TM5：短波红外波段，一般来说，TM5信息量大，利用率高。
TM7：短波红外波段，主要用于区分岩石类型，是地质学家追加的波段。
TM6：热红外波段，常用于进行热测定和热制图。
推扫式扫描系统：
推扫式扫描系统，又称“像面”扫描系统，用广角光学系统在整个视场内成像，它所记录的多光谱图像数据是沿着飞行方向的条幅。一般线阵列扫描系统由多个CCD电荷耦合器件组成。CCD为一种固态光电转换元件。
线阵列的推扫式扫描系统较镜扫描的光机扫描系统有许多优点：
1.线阵列系统可以为每个探测器提供较长的停留时间，以便更充分的测量每个地面分辨单元的能量。因此，它能够有更强的记录信号和港大的感应范围(动态范围)，增加了相对信噪比，从而得到更高的空间和辐射分辨率。
2.由于记录每行数据的探测器元件之间有固定的关系，且它消除了因扫描过程中扫描镜速度变化引起的几何误差，具有更大的稳定性。因此，线阵列系统的几何完整性更好、几何精度更高。
3.由于CCD是固态微电子装置，一般它们的体积小、重量轻、能耗低。
4.由于没有光机扫描仪的机械运动部件，线性系统稳定性好，且结构的可靠性高，使用寿命更长。
推扫式扫描系统也具有它自身的问题，如大量探测器之间的灵敏度的差异，往往会产生带状噪声，需要进行校准；目前长于近红外波段的CCD探测器的光谱灵敏度尚受到限制；推扫式扫描仪的总视场一般不如光机扫描仪。
常见的搭载推扫式扫描系统的卫星有SPOT、CBERS、资源卫星系列。
高光谱遥感系统
高光谱遥感就是在可见光、近红外、短波红外波段内，获取大量窄而多的光谱成像技术的遥感。
其中高光谱遥感所采用的光谱仪器称为成像光谱仪。
常见的搭载高光谱系统的卫星有：MODIS、Hyperion
高光谱特点：
1.高光谱分辨率
成像光谱仪能获得整个可见光、近红外、短波红外波段的多而窄的连续光谱波段。波段数(或通道数)多至几十甚至数百个，波段间隔在纳米级，因而称之为高光谱。
2.图谱合一
成像光谱仪在获得数十、数百个光谱图像得同时，可以获得图像中每个像元得连续光谱数据，“图谱合一”可以反映目标得精细光谱差异，因而称之为成像光谱
3.空间分辨率较高
成像光谱仪的空间分辨率由其瞬时视场决定。航空成像光谱仪均具有较高的空间分辨率，一般瞬时视场角为1.0~3.0mrad，个别小于1mrad.
辐射定标：指确定系统各波段对辐射量的响应能力，即建立成像光谱仪输入的光谱辐射亮度值与成像光谱仪输出的数字量化值之间的定量关系，确定成像光谱仪各光谱通道的响应，求得定标系数，对实际图像进行辐射校正。
光谱匹配识别方法
1.光谱数据编码匹配
2.光谱角度匹配
光谱角度匹配法又称光谱角度填图法，即以实验室测量的标准光谱或从图像上提取的已知点的平均光谱作为参考，求得图像中每个像元矢量与参考光谱矢量之间的广义夹角。
3.导数光谱波形匹配识别法
***以上内容参考《遥感应用原理与方法》赵英时第二版

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