反演的定义

反演在遥感中是什么意思？ 按楼主的需求回答：一句话遥感的本质是反演。具体解释：遥感的本质是反演，而从反演的数学来源讲，反演研究所针对的首先是数学模型。 因此，遥感反演的基础是描述遥感信号或遥感数据与地表应用之间的关系模型， 也就是说，遥感模型是遥感反演研究的对象。要进行遥感反演研究，首先要解决 的问题是对地表遥感像元信息的地学描述。遥感像元尺度上的地学描述是十分有意义的课题，由于地球表面是一个复杂 的系统，对地观测得到的遥感像元从几米到几公里的空间分辨率，人类对地表真 实性的了解需要用多种参数来描述。一般来说，遥感模型描述像元的观测量与地 表实用参数之间的定量关系。这种描述模型的精度与参数量成正比。而精确的模 型需要较多的参数。因此定量遥感面临的首要问题是对地表的精确、实用的地学 描述。对这里所说的地学描述应该有两个方面的要求，第一是精确性，即对地学 描述模型的精度要求，精确的模型具有科学性和定量性；第二是实用性，即地学 描述模型参数的应用性，建立模型需要考虑遥感与应用的衔接，由于模型反演精 度常受到数据源的限制，要注意发挥多种数据组合的优势。定量遥感反演理论定量遥感发展的一个主要障碍是反演理论的研究不足。陆地遥感反演长期局 限于采用处理数据量多于未知量的成熟算法，最小二乘法是高斯以来从大量数据 中反演少量未知参数的成熟方法。但陆地遥感反演的根本问题在于定量遥感往往 需要用少量观测数据估计非常复杂的地表系统的当前状态，本质上是一个病态反 演问题。因而必须在反演过程中尽可能地充分利用一切先验知识，把新观测的信 息量有效地用于时空多变要素的估计上，使新观测中的信息有效分配给这一复杂 系统中的时空多变参数。相关介绍： 国际上对地遥感反演的主流尚未认识到这一点，以 Verstraete 等 (1996) 提出 的反演 IO 个公设小第 3 公设为代表，仍将最小二乘法对数据量的要求作为必 要条件。但反演不可能创造信息，不妥善利用先验知识就不可能很好地分配新观 测的信息到感兴趣的时空多变参数中去。大气遥感界对此有比较清醒的认识，因 而他们对在大气温度和水汽垂直廓线等的反演上如何利用先验知识有比陆地遥 感界远为深入的研究，也更注重知识的积累。陆地遥感界必须迎头赶上。这一方 面我国科学家有比国际陆地遥感界主流更为清醒的认识，如陈述彭、金亚秋等。 我们在这方面已经作了系统性的努力，有可能在陆地遥感反演理论上形成中国特 色的学派，领先世界水平。要充分利用先验知识，我们也必须研究遥感与非遥感 数据的融合，先验知识的积累和在多维 GIS 中的表达。定量遥感的又一个障碍是：我们能反演的不一定是用户所需要的。也就是遥感模 型与农学模型、生态学模型的链接问题。这是 1996 年北京国际多角度遥感讨论 会， 1997 年华盛顿多角度遥感讨论会和 1998 年旧金山 BRDF 讨论会的主要议 题之一。但由于体制上的原因，国际上较难组织这样多学科交叉互补的项目，所 以尽管连续三年作为主题，进展并不明显。国内在这方面已有一些较好的工作基 础，如北京市农林科学院建立的农业智能网络，已与遥感界进行了密切合作，做 了富有成果的工作，等等。