定量遥感基础：概念与方法解析

"这篇资料主要涉及定量遥感的基本概念，以MATLAB电机仿真的精华案例为背景，由潘晓晟和郝世勇编著。内容包括辐射源、大气、植被、地面或土壤以及探测器等多个遥感成像过程的关键因素，并以赵英时在2013年全国遥感研究生暑期班的讲解为补充，讨论了遥感面临的问题、定量遥感的基本内容与方法。" 定量遥感是遥感领域的一个重要分支，它侧重于对遥感数据进行精确的分析和解释，以获取地表参数和现象的量化信息。这一过程涵盖了从数据采集到信息提取的多个步骤，涉及众多的物理和环境参数。 首先，辐射源（{a}）是遥感成像的能量来源，包括太阳辐射和大气散射，这些能量的强度、方向和波长对成像质量有直接影响。了解辐射源的特性对于准确反演地表特征至关重要。 其次，大气层（{b}）对遥感信号产生复杂的影响，如吸收、散射和折射。大气中的成分，如悬浮微粒、水汽和臭氧，会影响到达地表的辐射量，以及从地表反射回探测器的辐射量。 接着，植被（{c}）作为重要的地表覆盖物，其光学和结构参数对遥感信号的反射、透射有显著作用。植被状态如叶绿素含量、生物量、水分状况等都会随着波长、时间及空间变化而变化，这些变化在遥感数据分析中必须考虑。 再者，地面或土壤（{d}）的特性，如反射率、吸收率、粗糙度和含水量，也会影响遥感图像的形成。不同地物类型的反射特性差异是遥感识别地表特征的基础。 最后，探测器（{e}）的性能，如波谱响应函数、校准和位置，决定了遥感数据的质量和可用性。探测器的选择和使用方式直接影响到遥感数据的准确性。 在赵英时的讲座中，他强调了定量遥感面临的问题，如遥感数据的有效信息匮乏、数据处理方法的发展需求、基础理论研究的深化以及遥感应用模型的构建。他还提到了尺度效应、方向性与多角度遥感、病态反演问题以及遥感模型与应用模型的链接等关键议题。 遥感技术的进步，如高光谱、高分辨率、多角度和多类型遥感器的开发，正在逐步解决这些问题，提高遥感数据的利用效率。例如，通过多角度观测（如MISR），可以更好地理解地表物体的三维结构和光照条件的影响，从而提高反演精度。同时，高定位精度的实现，如GPS、微波测距和三维立体观测，增强了遥感数据的空间定位能力。 定量遥感是一个涉及多学科交叉的领域，需要综合运用物理学、大气科学、地球科学、计算机科学等知识，以解决实际应用中的遥感数据处理和分析问题。通过深入理解和掌握这些基本概念，可以更好地利用遥感数据服务于环境监测、农业管理、气候变化研究等多种领域。