在实际应用时可去掉第四分量，只选取前三个分量，从而使数据的结构更加清楚，并且数据量被压缩。

Y1--- 亮度分量，实际上是TM六个波段亮度值的加权和，反映了总体的亮度变化；

Y2---绿度分量，与亮度分量垂直，是近红外与可见光波段的对比。从变换矩阵B的第二行系数可以看出，波长较长的红外波段5和7相互抵消很大，而近红外波段4与可见光波段1、2、3部分的差值与图像上绿色植物的数量密切相关。

Y3—湿度分量，与土壤的湿度有关。从变换矩阵B的第三行系数可以看出，这个分量反映了可见光与近红外（1~4）波段及红外波段（5、7）的差值，而5、7波段对土壤和植被的湿度最为敏感。

K—T变换图形反映出：植被开始生长于土壤平面，随着植被的成长，它向绿色植被区方向逼近，在达到发展的顶点后，植物开始衰落、变黄，波谱特征又向土壤面回落

36、什么是监督分类和非监督分类？

? 监督分类法：选择具有代表性的典型实验区或训练区，用训练区中已知地面各类地物样本的光谱特性来“训练”计算机，获得识别各类地物的判别函数或模式，并以此对未知地区的像元进行分类处理，分别归入到已知的类别中。 ? 非监督分类：是在没有先验类别（训练场地）作为样本的条件下，即事先不知道类别特征，主要根据像元间相似度的大小进行归类合并（即相似度大的像元归为一类）的方法。

监督分类与非监督分类方法比较根本区别在于是否利用训练场地来获取先验的类别知识。

? 监督分类的关键是选择训练场地。训练场地要有代表性，样本数目要能够满足分类要求。此为监督分类的不足之处。

? 非监督分类不需要更多的先验知识，据地物的光谱统计特性进行分类。当两地物类型对应的光谱特征差异很小时，分类效果不如监督分类效果好。

1、植物

1）植被的光谱特征 （1）、健康植物的反射光谱特征：有两个反射峰、五个吸收谷。 （2）、影响植物光谱的因素 植物叶子的颜色

? 叶子的组织结构与植物的覆盖度：细胞结构的不同以及叶子的稠密程度

的影响主要表现在近红外部分

? 色素的影响主要在0.4~0.7μm的可见光区域

? 叶子的含水量：植物叶子的含水量变化，以1.3 μm以后的红外部分表

现更明显。

2）、不同植物类型的区分 （1）、不同植物由于叶子的组织结构和所含色素不同，具有不同的光谱特征。 在近红外光区，草本植物的反射高于阔叶树，阔叶树高于针叶树。 （2）、利用植物的物候期差异来区分植物。

（3）、根据植物的生态条件区别植物类型。 3）、植物生长状况的解译

健康的绿色植物具有典型的光谱特征。遭受病虫害的植物其反射光谱曲线的波状特征被拉平。

主要由叶子的色素、细胞结构和含水量等因素形成 2、 土壤

土壤是在地形,气候等多种成土因素的综合作用下形成的。在遥感影像上，不同的土壤类型的特征不如水体,植被等要素明显，而且，土壤的性状主要表现在剖面上，而不是在土壤的表面。土壤判读主要通过综合分析，并依靠间接解译标志.

1） 土壤反射波谱曲线与土壤类别有关，与其含水量、有机质含量、氧化铁

含量，粘土、砂、粉砂相对百分含量以及土壤表面的粗糙度有关

2） 自然状态下土壤表面的反射率没有明显的峰值和谷值，一般来讲土质越

细反射率越高，有机质含量越高和含水量越高反射率越低，此外土类和肥力也会对反射率产生影响。由于土壤反射波谱曲线呈比较平滑的特征，所以在不同光谱段的遥感影像上，土壤的亮度区别不明显。

3） 地表植被稀少的情况下，土壤的光谱曲线与其机械组成和颜色密切相

关。土壤表面有植被覆盖时,覆盖度小于15%,光谱特征与裸土相似;在15%-70%,表现为混合光谱.

3、水体

水体反射特性变化取决于水中悬浮泥沙的含量和叶绿素浓度以及天然的和人造物质的注入。还与水的状态有关，当水深较浅时与水底物质有关，与水的光谱透射率有关。

水体的反射主要在蓝绿光波段，其他波段吸收都很强，特别到了近红外波段，吸收就更强，所以水体在遥感影像上常呈黑色。但当水中含有其他物质时，反射光谱曲线会发生变化。水中含泥沙时，由于泥沙散射，可见光波段反射率会增加，峰值出现在黄红区。水中含叶绿素时，近红外波段明显抬升，这些都成为影像分析的重要依据。 1）、水体的光谱特征：

? 传感器所接受的辐射包括水面反射光、悬浮物反射光、水底反射光和天

空散射光。

? 不同水体的水面性质、水中悬浮物的性质和数量、水深 和水底特性的不

同，传感器上接收的反射光谱特性存在差异,为遥感探测水体提供了基础。

2）、水体界线的确定

? 在近红外图像上，水体呈黑色； ? 在雷达图像上，水体呈黑色。 3）、水体悬浮物的确定 （1）、泥沙的确定

? 浑浊水体的反射光谱曲线整体高于清水； ? 波谱反射峰值向长波方向移动。（“红移）

? 随着悬浮泥沙浓度的加大，可见光对水体的透射能力减弱，反射能力加

强。

? 波长较短的可见光，如蓝光和绿光对水体的穿透力较强，可反映出水面

下一定深度的泥沙分布状况。

（2）、叶绿素的确定

? 水体叶绿素浓度增加，蓝光波段的反射率下降，绿光波段的反射率增高； ? 水面叶绿素和浮游生物浓度高时，近红外波段仍存在一定的反射率，该

波段影像中水体不呈黑色，而呈灰色，甚至浅灰色。

4）、水温的探测

? 热红外影像上，白天水体为暗色调，夜晚为浅色调。 5）、水体污染的探测 （1）、水体污染物浓度大且使水色显著地变黑、红、黄等，与背景水色有较大差异时，在可见光波段的影像上可识别出来。 （2）、水体高度富营养化，可在近红外波段影像上识别出来。 （3）、水体受到热污染，可在热红外波段影像上被识别。 （4）、水上油溢污染可使紫外波段和近红外波段的反射率增高，可被探测出来。 6）、水深的探测

? 蓝光波段影像上的灰度可反映水深。

遥感光学基础

一、可见光谱与色彩

1、可见光谱：电磁辐射中引起视觉反映的一定波长范围的波段。或称可见辐射，简称光。

波长范围一般为：0.38μm～0.76 μm。

2、 色彩：可见光作用到人眼里，并刺激了色觉神经而产生的一种主观感觉。 3、 光谱色：不能被棱镜再分解的、单一波长的光，也叫单色光。 4、根据物体发射电磁辐射的辐射通量密度，把物体分成： 1）发光体：颜色由其发出的可见辐射的波长而定。

2）非发光体：颜色由其对可见光所固有的吸收、反射和透射性能决定的。 ? 消色物体：即非彩色物体，它对入射的白光无分解能力，呈无选择吸收

和反射。

吸收少、反射多时呈白色 吸收多、反射少时呈黑色 中间状态时为灰色。

? 彩色物体：对入射的白光有分解能力，呈选择性吸收和反射。 5、彩色的特性

颜色的性质由明度、色调、饱和度来描述。它们又称彩色的三要素。 消色物体：只有明度的差别，没有色调和饱和度这两种特性。

（1）明度（value） ：是人眼对光源或物体明亮程度的感觉。常称为灰度，或量化后称为灰阶。

一般来说，物体反射率越高，明度就越高。 （2）色调（hue）：即色别，指彩色的类别，是色彩彼此相互区分的特性。 （3）饱和度（saturation） ：是色彩纯洁的程度，即光谱中波长段是否窄，频率是否单一的表示。 二、视觉

1、明视觉：在光亮条件下，锥体细胞能够分辨颜色和物体的细节。 2、暗视觉：在较暗条件下，杆体细胞起作用，不能分辨颜色和细节。 3、暗适应：在黑暗中视觉感受性逐步增强的过程。

4、颜色适应：人眼在颜色刺激的作用下所造成的颜色视觉变化。

对某一颜色光适应以后再观察另一颜色时，后者会发生变化，而带有适应光的补色成分。一般对某一颜色光适应后，再观察其他颜色，则其他颜色的明度和饱和度都会降低。

（1）亮度对比：对象相对于背景的明亮程度。改变对比度，可以提高图像的视觉效果。

（2）颜色对比：在视场中，相邻区域的不同颜色的相互影响叫做颜色对比。两种颜色相互影响的结果，使每种颜色会向其影响色的补色变化。在两种颜色的边界，对比现象更为明显。因此，颜色的对比会产生不同的视觉效果。 三、光的合成

1、三原色：若三种颜色，其中的任一种都不能由其余二种颜色混合相加产生，这三种颜色按一定比例混合，可以形成各种色调的颜色，则称之为三原色。红、绿、蓝。

2、 互补色：若两种颜色混合产生白色或灰色，这两种颜色就称为互补色。黄和蓝、红和青、绿和品红。

3、相加混色：两种或两种以上的基色光同时作用于人眼，可以产生另一色觉，叫色光的相加或相加混色。

4、相减混色：两种或三种颜色的物质重叠后产生的反射光谱作用于人眼后产生色觉的方法，叫相减混色。

其本质：是每种颜色的物质从白光中吸收一种色光，几种物质混合，从白光中减去几种色光，剩余的色光被反射出来，形成混合后的颜色。 5、减法三原色:黄（“减蓝”原色）、品红（“减绿”原色） 、青（“减红”原色）