定量遥感课件：定量遥感基础.ppt

1、是什么物质、分布在什么地方、有多少？是什么物质、分布在什么地方、有多少？ 为国民经济为国民经济持续稳定发展持续稳定发展提供提供动态基础数据动态基础数据和科学决策依据和科学决策依据 为国家为国家重大自然灾害重大自然灾害提供及时准确的提供及时准确的监测评监测评估估数据及图件数据及图件 持续不断地开展持续不断地开展再生资源再生资源的监测、的监测、预测预测和评估和评估 地质矿产地质矿产资源调查资源调查与大型与大型工程评价工程评价 天气预报天气预报和和气候预测气候预测 海洋监测海洋监测和和海洋开发海洋开发 土地适用性评价、生态评价和工程评价土地适用性评价、生态评价和工程评价反照率反照率地表温度地表温度叶

2、面积指数叶面积指数叶绿素含量叶绿素含量 土壤水分含量土壤水分含量地表蒸发地表蒸发强烈需求强烈需求干旱地区缺水状况区域生物碳循环数值天气预报全球变化作物受胁状况及估产有力推动有力推动定量遥感与各学科之间的关系定量遥感与各学科之间的关系定量地学描述定量遥感 高新技术高新技术(传感器、平台设计制造传感器、平台设计制造)观测时空尺度 物理学物理学定律、定理定律、定理 数学生态学生态学化学化学计算机科学环境保护，全球变化，减灾防灾环境保护，全球变化，减灾防灾尺度效应分形、分维.反演、优化.定量遥感在多学科交叉中的定位尺度效应问题尺度效应问题角度问题角度问题病态反演问题病态反演问题 不同的自然现象有不同的

3、不同的自然现象有不同的最佳观测距离最佳观测距离和和尺尺度度，并不一定是距离越近越好，观测越细微越好。，并不一定是距离越近越好，观测越细微越好。观察地物需要适当的观察地物需要适当的距离距离和和比例尺比例尺，才能有效、，才能有效、完整地观察。完整地观察。尺度效应问题尺度效应问题草色遥看近却无角度问题角度问题 定量遥感的反演问题定量遥感的反演问题，简言之，简言之，就是就是根据观测信息和前向物理模型，根据观测信息和前向物理模型，求解或推算描述地面实况的应用参求解或推算描述地面实况的应用参数数(或目标参数或目标参数)。 而而定量遥感反演的困难定量遥感反演的困难，在于，在于应应用参数往往不是控制遥感信息的

4、主用参数往往不是控制遥感信息的主导因子导因子，或者说是非敏感参数，只能为遥，或者说是非敏感参数，只能为遥感信息提供弱信号。感信息提供弱信号。病态反演问题病态反演问题 目前国际上对地遥感反演的主流仍坚持沿目前国际上对地遥感反演的主流仍坚持沿用高斯的用高斯的最小二乘法最小二乘法，坚持，坚持“定量遥感反演定量遥感反演的必要条件是独立观测的个数大于未知数的个的必要条件是独立观测的个数大于未知数的个数数”(简称简称“第三公设第三公设”)。 地表是一个复杂的开放的巨系统，未知的地表是一个复杂的开放的巨系统，未知的参数几乎是无穷的，而遥感数据总是有限的，参数几乎是无穷的，而遥感数据总是有限的，接受第三公设，

5、采用最小二乘法，其结果是只接受第三公设，采用最小二乘法，其结果是只能估计最敏感的少量几个参数，而这几个参数能估计最敏感的少量几个参数，而这几个参数往往往往不包括不包括应用所需的应用所需的时空多变要素时空多变要素.定量遥感本质上是欠定问题定量遥感本质上是欠定问题，必须综，必须综合考虑未知参数的敏感性与不确定性，尽量把遥合考虑未知参数的敏感性与不确定性，尽量把遥感获取的宝贵信息分配给时空多变要素，而不是感获取的宝贵信息分配给时空多变要素，而不是反复反演相对稳定、相对已知的敏感因素、在低反复反演相对稳定、相对已知的敏感因素、在低水平上重复。水平上重复。 最小二乘法最小二乘法是解决是解决超定问题超定问

6、题的基本方法的基本方法，遥感获取信息的瞬时性、有限性和地表遥感模，遥感获取信息的瞬时性、有限性和地表遥感模型的复杂性，使我们不能把解决超定问题的成熟型的复杂性，使我们不能把解决超定问题的成熟办法当作教条。所以我们对传统的遥感反演理论办法当作教条。所以我们对传统的遥感反演理论的的第三公设第三公设提出了挑战，并且已有一些创造性提出了挑战，并且已有一些创造性的解法。的解法。 定量遥感的反演问题是一个病态反演问题定量遥感的反演问题是一个病态反演问题 病态反演就要求知识库的支撑：病态反演就要求知识库的支撑：中国典型地物结构波谱库中国典型地物结构波谱库数字地形模型库数字地形模型库地表覆盖类型库地表覆盖类型库