电子科技大学：《定量遥感》课程教学资源（课件讲稿）第1章 绪论 1.2 定量遥感的基本理论问题

太阳 大气 辐射 反射必 am 目标 次7Y派

1.2定量遥感的基本理论问题 Surface Scene radiative Atmospheric properties transfer radiative transfer Remotely Mapping and sensed data Sensor Navigation binning system system Forward Inverse 遥感模型系统（引自Liang,2004)

遥感模型系统（引自Liang，2004） 1.2 定量遥感的基本理论问题

遥感理论体系 ◆寻找适合遥感对象的数学和物理学规律 遥感基础建模 ★电磁波与物体相互作用的规律 光学遥感模型：几何光学模型、辐射传输模型、M-C模拟模型 微波遥感理论模秘：波解析理论、矢量辐射传输方程 地学从性质上不同于经典物理学。定量遥感不仅需要新的 物理学规律，而且需要寻找相应的数学手段，使遥感定量表达 更简洁、明晰

遥感理论体系 寻找适合遥感对象的数学和物理学规律 电磁波与物体相互作用的规律 光学遥感模型：几何光学模型、辐射传输模型、M-C模拟模型 微波遥感理论模型：波解析理论、矢量辐射传输方程 地学从性质上不同于经典物理学。定量遥感不仅需要新的 物理学规律，而且需要寻找相应的数学手段，使遥感定量表达 更简洁、明晰。 遥感基础建模

定量遥感反演 ◆建模与反演 卫星传感器的可测参数一般为电磁波的属性参数（辐射强度、 偏振度和相位差) 我们的目的：从可测参数中获得有关目标的物理的、地理的、 化学的和生物学等参数 需要在可测参数与目标状态参数间建立某种函数关系，即建模 反演是基于模型知识的基础上，依据可测参数值去反推目标的 实时状态参数

建模与反演 卫星传感器的可测参数一般为电磁波的属性参数（辐射强度、 偏振度和相位差） 我们的目的：从可测参数中获得有关目标的物理的、地理的、 化学的和生物学等参数 需要在可测参数与目标状态参数间建立某种函数关系，即建模 反演是基于模型知识的基础上，依据可测参数值去反推目标的 实时状态参数 定量遥感反演

大气校正 大气上界 散射 被云反射 大气吸收和发射 反射 透射 地表发射 ◆大气效应纠正与大气参数反演 介于目标与传感器之间的大气是电磁波的必经之路，大气将对遥感 信号施加影响。 大气效应概括起来有两类：吸收和散射 大气效应纠正与大气参数反演是实现地表参数反演所必须跨越的障 碍

大气效应纠正与大气参数反演 介于目标与传感器之间的大气是电磁波的必经之路，大气将对遥感 信号施加影响。 大气效应概括起来有两类：吸收和散射 大气效应纠正与大气参数反演是实现地表参数反演所必须跨越的障 碍 大气校正

混合像元分解 ◆混合像元的信息分解与融合 如何理解混合像元测量值的物理含义？它与组分对应量之 间存在何种关系？ 当像元尺度发生变化时，不同尺度对应的同一物理量之间 该发生何种关联 ◆遥感影象的地学理解 遥感影像解译 海量空间数据与有效信息 (知识)匮乏 原因：遥感数据与遥感信息之间缺乏地学理解和遥感成像 机理深入研究，存在明显的知识间隙

混合像元的信息分解与融合 如何理解混合像元测量值的物理含义？它与组分对应量之 间存在何种关系？ 当像元尺度发生变化时，不同尺度对应的同一物理量之间 该发生何种关联 遥感影象的地学理解 海量空间数据与有效信息（知识）匮乏 原因：遥感数据与遥感信息之间缺乏地学理解和遥感成像 机理深入研究，存在明显的知识间隙 混合像元分解 遥感影像解译

建模和反演是定量遥感中的两个基本问题 遥感的优势在于能以不同的时空尺度不断地提供多种 地表特征信息。这对于传统的以稀疏离散点为基础的 对地观测手段是一场革命性的变化。 目前面临的问题是：大量的遥感数据仍未得到真正有 效的利用。出现这种矛盾的原因除遥感本身的原因外 (遥感数据的质量和专题信息提取水平)，一个相当 重要的原因在于对遥感应用中的一些基本理论问题缺 乏深入的研究，导致人们对于遥感数据的认识与理解 还很不充分

建模和反演是定量遥感中的两个基本问题 遥感的优势在于能以不同的时空尺度不断地提供多种 地表特征信息。这对于传统的以稀疏离散点为基础的 对地观测手段是一场革命性的变化。 目前面临的问题是：大量的遥感数据仍未得到真正有 效的利用。出现这种矛盾的原因除遥感本身的原因外 （遥感数据的质量和专题信息提取水平），一个相当 重要的原因在于对遥感应用中的一些基本理论问题缺 乏深入的研究，导致人们对于遥感数据的认识与理解 还很不充分

为了更好地理解电磁波与地表特征间的相互作用，国 内外学者们将经典的数学物理理论与遥感实践相结合， 建立了近百种不同的遥感模型。这些模型大体可分为经 验统计模型、物理模型、半经验模型三种。 “经验统计模型”理论基础不完备，缺乏对物理机理 的足够理解和认识，参数之间缺乏逻辑关系，模型缺 乏普适性；

为了更好地理解电磁波与地表特征间的相互作用，国 内外学者们将经典的数学物理理论与遥感实践相结合， 建立了近百种不同的遥感模型。这些模型大体可分为经 验统计模型、物理模型、半经验模型三种。 “经验统计模型”理论基础不完备，缺乏对物理机理 的足够理解和认识，参数之间缺乏逻辑关系，模型缺 乏普适性；

“物理模型”理论基础完备，模型参数具有明确的 物理意义，并对作用机理进行数学描述，如描述植 被二向性反射的辐射传输模型、几何光学模型等 。 此类模型通常是非线性的，输入参数多、方程复杂， 需要对非主要因素进行忽略或假定。 半经验模型”综合了统计模型和物理模型的优点 模型所用的参数往往虽是经验参数，但又有一定的 物理意义

“物理模型”理论基础完备，模型参数具有明确的 物理意义，并对作用机理进行数学描述，如描述植 被二向性反射的辐射传输模型、几何光学模型等。 此类模型通常是非线性的，输入参数多、方程复杂， 需要对非主要因素进行忽略或假定。 “半经验模型”综合了统计模型和物理模型的优点。 模型所用的参数往往虽是经验参数，但又有一定的 物理意义

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