(一) 遥感的基本概念

遥感即遥远感知，指在不直接接触有关目标物的情况下，在飞机、飞船、卫星等遥感平台上，使用光学或电子光学仪器即传感器接收地面物体反射或发射的电磁波信号，并以图像胶片或数据磁带记录下来，传送到地面，经过信息处理、判读分析和野外实地验证，最终服务于资源勘探、动态监测和有关部门的规划决策。遥感技术即整个接收、记录、传输、处理和分析判读遥感信息的全过程，包括遥感手段和遥感应用。遥感中搭载传感器的工具统称为遥感平台，包括人造卫星、航天航空飞机乃至气球、地面测量车、海洋测量船等;遥感传感器即用于接收、量化地物发射或反射的电磁波信息的光学或电子光学仪器，这些信息被记录在胶片或磁带上，然后进行光学或计算机处理，最终得到可供几何定位或图像解译的遥感图像。

(二) 遥感物理基础

(1) 电磁波谱。凡是温度高于绝对温度0K(即-273℃)的物体都能发射电磁波。电磁波有很多类型，其波长、频率也不一样，从波长最短的宇宙射线开始，依次有γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波和低频电波等，组成一个连续的电磁波谱。目前遥感技术所能够利用的主要限于紫外线、可见光、红外线和微波的某些波段。

(2) 电磁波辐射源。自然界中最大的天然辐射源是太阳和地球。地球上的一切物体都能够同时反射和发射电磁波，其中反射的电磁波主要来自太阳，物体本身发射的电磁波也与太阳辐射有关。地面物体的电磁波辐射信息包括两部分: 一部分是反射信息，它只能在白天接收;另一部分是发射信息，它既能在白天接收，也能在夜间接收。

(3) 大气窗口。通常把电磁波通过大气层时未被反射、吸收和散射的那些透射能力很强的波段范围称为大气窗口，是遥感技术经常使用的电磁波波段。大气窗口大致分为可摄影窗口(0.32—1.3μm)、中红外窗口(1.3—2.5μm)、中红外窗口(3.5—4.2μm)、远红外窗口(8—14μm)和微波窗口(0.8—25cm)等。

(4) 地物光谱特性。不同的物体由于其表面特征及内部组成情况不同，或同一物体在不同环境条件下，由于入射辐射能量不同，它们就具有不同的反射、发射、透射电磁波特性，即地物光谱特性。地物光谱特性是遥感技术的主要理论依据，决定了传感器工作波段的选择，也是遥感数据正确分析和判读的理论基础，还可以作为计算机数字图像处理和分类的参考标准。

(三) 遥感影像的分辨率

遥感影像分辨率是遥感影像适应不同行业的研究和应用要求的最重要的指标，包括空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率和温度分辨率。遥感影像的空间分辨率是用来表征影像能够分辨地面目标细节的能力。数字影像的空间分辨率通常用地面分辨率和影像分辨率来表示。其中，地面分辨率是影像最小单元(像素)对应的地面尺寸大小;影像分辨率是地面分辨率在一定比例尺影像上的反映，随影像比例尺的不同而变化。遥感影像的时间分辨率是指传感器对同一目标区域进行重复探测时，相邻两次探测的时间间隔。遥感影像的光谱分辨率是指传感器所用的波段数、波长及波段宽度。遥感影像的温度分辨率是指热红外传感器分辨地表热辐射(温度)最小差异的能力。

(四) 遥感图像的处理

把由传感器接收的原始遥感信息作适当的技术加工，制作成为有一定精度和质量的影像，以及从中提取有用信息的过程，称为遥感影像处理，包括数据预处理、数据校正和影像处理等几种方式。(www.daowen.com)

(1) 数据预处理。传感器接收的遥感信息受传感器性能、飞行条件、环境等因素的影响，为获得研究区域的真实信息，使用遥感数据前要进行多方面的预处理，主要包括数据转换和数据压缩。数据转换即将遥感数据记录形式转换成符合数据处理系统输入、输出及用户要求相一致的形式或格式。数据压缩即为了不影响计算机数据处理的速度，需要对庞大的遥感影像数据进行压缩，去除无用的或多余的数据，并以特征值和参数的形式保存有用数据。

(2) 数据校正。为了保证所获得信息的可靠性，必须对存在误差的数据进行校正，包括辐射校正和几何校正。由于传感器接收的是目标本身发射的能力和反射的太阳能及其周围环境辐射量的综合辐射量，因此，需要进行辐射量校正，包括对整个图像进行补偿或根据像点的位置进行逐点校正两种方式。此外，遥感成像过程中会由于各种误差而使得遥感影像存在复杂的几何变形，因而，必须对影像进行几何校正，以改正各种因素引起的几何误差。

(3) 遥感影像处理。遥感影像处理包括遥感影像的几何处理、灰度处理和特征提取等。几何处理依照不同传感器的成像原理有所不同，对于无立体重叠的影像主要是几何纠正和形成地学编码;对于有立体重叠的卫星影像，还要求解地面目标的三维坐标和建立数字高程模型。影像的灰度处理包括影像复原和影像增强、影像重采样、灰度均衡、影像滤波。特征提取是从原始影像上通过各种数学工具和算子提取用户有用的特征。

(五) 遥感影像的解译

遥感技术应用的重要环节是运用人工或计算机自动、半自动方法，判别遥感影像中与专题研究相关的人工地物和自然地物，即遥感解译。遥感解译以对影像要素或特征的分析和理解为基础，基本上可分为人工目视解译和计算机自动解译两种方法。

1. 目视解译

目视解译就是借助立体镜、放大镜和光电仪器，通过肉眼来观察和分析遥感影像的基本方法。目视解译人员在掌握各种遥感影像特性的基础上，依据影像的解译标志，并根据专业工作的实践经验，对影像进行合理解译。影像的解译标志分为直接解译标志和间接解译标志。其中直接解译标志是地物本身属性在影像上的直接表现，如影像的形状、大小、色调、色彩、阴影、图案、布局、纹理和位置等;间接解译标志是通过一些与解译对象有密切联系的现象或地物在影像上反映出来的特征，进行分析、研究、推理、判断，从而识别解译对象的属性。目视解译的一般原则是首先纵观全局，把握整体，然后分析研究细节，从已知到未知，将熟悉地物的影像特征作为解译标志，逐步解译其他类似的未知影像;此外，目视解译还必须遵循先易后难、先清楚后模糊、先山区后平原、先地表后隐伏、先整体后局部、先宏观后微观的解译原则。目视解译主要有直判法、对比法、邻比法、历史比较法和逻辑推理法等方法。

2. 计算机自动解译

计算机自动解译是运用计算机软件，在一定算法和法则的支持下，依据影像解译标志，对遥感影像进行自动解译，达到对地物属性进行识别和分类的目的。遥感影像的自动识别是利用计算机技术，依据影像信息特征，对影像的内容进行分析和判别，掌握影像中各种线条、轮廓、色调、图案、纹理等所对应的地物属性和状态。其本质是分类，将影像合理分类之后，便可以参照地面类型对影像进行识别。常用的分类方法有监督法分类和非监督法分类，很多遥感影像处理软件(如常用的ERDAS，ENVI，PCI，Image Info等)都具备这些功能。