遥感数据的特征 | KuAcha’s BLOG

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遥感数据特征

经过多年遥感的发展，遥感采集手段不断丰富，所获得的遥感数据十分多元。可以认为遥感数据是“多维的”，即可以通过不同的分辨率和特征来描述遥感数据。

1 空间分辨率和空间特征

空间分辨率（Spatial Resolution）

空间特征主要通过地面分辨率或空间分辨率来描述。

地面分辨率对地面而言，指可以识别的最小地面距离或最小目标物的大小。

空间分辨率针对遥感器或图像而言，指图像上可以详细区分的最小单元的尺寸。或者是遥感器区分两个目标的最小角度或线形距离的度量。

以上两种分辨能力反映了两个距离非常近的目标物的识别区分能力。所以也称为分辨力或解像力。

有三种表示方法：

像元（pixel）指单个像元所对应的地面面积大小，单位为m或km。

线对数（line pairs) 对于摄影系统来说，影像最小单元常用1mm间隔内包含的线对数确定。单位为 线对/mm。线对指一对同等大小的明暗条纹或规则间隔的明暗条对。

瞬时视场（IFOV）指遥感器内对单个探测元件的受光角度或观测视野，单位为 毫弧度（mrad）。IFOV越小，最小可分辨单元越小，空间分辨率越高。IFOV取决于遥感器光学系统和探测器的大小。一个瞬时视场内的信息，表示一个像元。

以上三种表示方法意义相仿，之间可以互相转换。例：

空间特征

遥感图像与表示的地表景观特征之间有特定的空间关系。该关系是由遥感器的设计、特定的观测条件、地形起伏和其他因素决定。

地面目标是复杂的多维模型。其有一定的空间分布特征。地面原型是无限的、连续的多维信息源，经过遥感过程转化为有限化、离散化的二维平面的遥感信息。受到大气传输效应和遥感器成像特征的影响，这些地面目标的空间特征被部分歪曲，发生变形。

不同的遥感器的几何成像机理不同，图像的几何畸变的性质也不同。该种集合畸变是可以通过一定的数学变换加以纠正的。

2 光谱分辨率和光谱特征

电磁波谱

电磁波谱是按照电磁波在真空中的波长或频率来划分的。包括无线电波、微波、红外光、可见光、紫外光、X射线、γ射线、宇宙射线等。波谱段划分并没有很严格的物理划分，互相之间是一种相互渗透的过渡关系。

遥感常用的电磁波谱范围主要是紫外UV（0.3~0.38μm）、可见光VIS（0.38~0.76μm）、近红外NIR（0.76~1.3μm）、短波红外SWIR（1.3~3μm)、中红外（3~6μm）、远红外FIR（6~15μm）、微波MW（1mm~1m）。

因为不同波长的电磁波与物质的相互作用有很大差异。人们设计研制不同谱段的遥感器采集信息。

光谱分辨率

遥感信息的光谱特性，多用光谱分辨率（spectral Resolution）来描述。光谱分辨率指遥感器所用的波段数量的多少、各波段的波长位置及波段间隔的大小，即选择的通道数、每个通道的中心波长（遥感器最大光谱响应所对应的波长）、带宽（用最大光谱响应的半宽度来表示），这三个因素共同确定光谱分辨率。光谱波段的中心波长与光谱响应函数的最大值相对应。狭义的光谱分辨率仅指波段宽度（带宽）

光谱分辨率越高，专题研究的针对性就越强，对物体的识别精度越高，遥感应用分析的结果就可能越好。

多波段并非简单的越多越好，需要区别对待。波段分的越细，各波段数据间的相关性就可能越大，增加数据的冗余度，往往相邻波段间内的数据相互交叉、重复，而未能达到预期的识别效果。同时，波段越多，数据量越大，给数据传输、处理和鉴别带来新的困难。

3 时间分辨率和时间特征

时间分辨率

时间分辨率是关于遥感影像时间间隔的一项性能指标。遥感探测器按照一定的时间周期重复采集数据，这种重复周期又称回归周期。它是由飞行器的轨道高度、轨道倾角、运行周期、轨道间隔、偏移系数等参数所决定。这种重复观测的最小时间间隔称为时间分辨率。

时间分辨率划分：

超短或短周期时间分辨率：主要指气象卫星系列，以小时为单位，反应一天内的变化。

中周期时间分辨率：主要以对地观测的资源环境卫星系列，以天为单位，反应月，旬，年内的变化。

长周期时间分辨率：主要指较长时间间隔的各类遥感信息，以年为单位，记录各种长时间范围内的变化。

4 辐射分辨率和辐射测量特征

辐射分辨率

辐射分辨率指遥感器对光谱信号强弱的敏感程度、区分能力。即探测器的灵敏度——遥感器感测元件在接受光谱信号的时候能分辨的最小辐射度差，或指对两个不同辐射源的辐射量的分辨能力。

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