遙感概論復(fù)習(xí)題環(huán)科

1、遙感概論課程復(fù)習(xí)思考題1 何謂遙感？遙感技術(shù)系統(tǒng)主要包括哪幾部分？遙感:顧名思義是遙遠感知的意思。它是一種遠距離的，不與物體直接接觸而取得其信息的一種探測技術(shù)。從廣義上說是泛指從遠處探測，感知物體或事物的技術(shù)。即不直接接觸物體本身，從遠處通過儀器（傳感器）探測和接收來自目標(biāo)物的信息（如電場，磁場，電磁波，聲波，地震波等信息），經(jīng)過信息的傳輸及其處理分析，識別物體的屬性及其分布特征的技術(shù)。狹義遙感是指從遠離地面的不同工作平臺上（如高塔，氣球，飛機，火箭，人造地球衛(wèi)星，宇宙飛船，航天飛機等）通過傳感器，對地球表面的電磁波（輻射）信息進行探測，并經(jīng)信息的傳輸，處理和判讀分析，對地球的資源與環(huán)境進行探

2、測和監(jiān)測的現(xiàn)代化的綜合性技術(shù)。遙感技術(shù)系統(tǒng)包括：一、遙感信息的收集系統(tǒng)1、遙感傳感器。（按電磁波接收方式的不同可分為被動式遙感傳感器、主動式遙感傳感器）2、遙感平臺二、遙感信息的接收和預(yù)處理系統(tǒng)：地面接收站主要由兩套處理系統(tǒng)組成1、IRRS系統(tǒng)，即進行遙感數(shù)據(jù)接收和記錄的接收系統(tǒng)。2、IDPS系統(tǒng)，即進行圖象預(yù)處理的圖象數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。三、遙感信息的分析和判讀系統(tǒng)1.目視判讀2.光學(xué)處理3.數(shù)字圖象處理2 當(dāng)前遙感發(fā)展的特點如何？(1) 新一代傳感器的研制，以獲得分辨力更高，質(zhì)量更好的遙感圖象和數(shù)據(jù)。隨著遙感應(yīng)用的廣泛和深入，對遙感圖象和數(shù)據(jù)的質(zhì)量提出了更高的要求。其空間分辨力，光譜分辨力及時相

3、分辨力的指標(biāo)均有待進一步提高。(2) 遙感應(yīng)用不斷深化。在遙感應(yīng)用的深度和廣度不斷擴展的情況下，微波遙感應(yīng)用領(lǐng)域的開拓，遙感應(yīng)用成套技術(shù)的發(fā)展，以及全球系統(tǒng)的綜合研究等成為當(dāng)前遙感發(fā)展的又一動向。(3) 地理信息系統(tǒng)的發(fā)展與支持是遙感發(fā)展的又一進展和動向。地理信息系統(tǒng)（GIS）是60年代初發(fā)展起來的一種新技術(shù)，它是一種管理和分析空間數(shù)據(jù)的有效工具，是遙感的進一步發(fā)展和延伸，成為遙感技術(shù)從實驗階段向生產(chǎn)型商品化轉(zhuǎn)化歷史進程中的又一進展，成為當(dāng)前遙感發(fā)展的又一新動向。3 試述遙感在地學(xué)中的主要應(yīng)用，并舉例說明。一、遙感已成為地理研究的重要信息源  1.遙感的引入使地理學(xué)增加了一種獲取信息

4、的現(xiàn)代化手段。2.遙感的引入為地理學(xué)的區(qū)域綜合分析，區(qū)域動態(tài)分析的深入研究提供了便利的基礎(chǔ)。3.遙感的數(shù)據(jù)源種類繁多，為當(dāng)今地理學(xué)的發(fā)展開辟了新的途徑。4.這些數(shù)據(jù)逐漸成為地理學(xué)研究的重要數(shù)據(jù)源。二、遙感已成為地理研究的重要手段和方法。以往地理學(xué)傳統(tǒng)工作方法常是從點，線實地觀測入手，以點、線逐漸過渡到區(qū)域面上的分析研究，現(xiàn)今由于遙感信息的應(yīng)用，則可首先從面上區(qū)域分析研究入手，然后有重點地選擇若干點，線進行野外驗證和檢查。這樣大大減少了實地觀測的野外工作量，節(jié)省了人力財力，提高了效率也提高了研究工作的精度和質(zhì)量。舉例：A在地質(zhì)上，對研究區(qū)域大地構(gòu)造，找金，找煤，找地下水，大型工程的穩(wěn)定性評價都做

5、了大量的工作。B水資源方面，如青藏高原以往300年來先后歷經(jīng)了150多次考察，查出了500多個湖泊，而近年來利用遙感不僅對以往的湖泊面積，形狀進行了修正，而且還補充了地面考察或地圖上未標(biāo)明的300多個湖泊C最近北京師范大學(xué)等高校利用遙感和GIS監(jiān)測影響我國氣候的沙塵暴天氣。4 遙感技術(shù)中常用的電磁波波段有那些？主要是紫外到微波的范圍，紫外波段 0.010.40；（其中只有0.30.4波長的紫外線部分能穿過大氣層到達地面，且能量很小，小于0.3的紫外線幾乎都被吸收。目前主要用于探測碳酸鹽巖石的分布及水面油污染的監(jiān)測。）可見光波段 0.400.76（鑒別物質(zhì)特征的主要波段，是遙感最常用的波段）它可

6、分為： 紫色光 0.400.43 蘭色光 0.430.47 青色光 0.470.50 綠色光 0.500.56 黃色光 0.560.59橙色光 0.590.62紅色光 0.620.76紅外波段 0.761000（1mm），它也是遙感中常用的波段。 它可分為：近紅外波段 0.763.0（反射紅外或光紅外） 中紅外波段 3.06（熱紅外） 遠紅外波段 615（熱紅外） 超遠紅外波段 151000（熱紅外）微波波段 1mm1m。（全天候遙感，有主動和被動之分，具有穿透能力，發(fā)展?jié)摿Υ螅┧煞譃椋汉撩撞?110mm，厘米波 110cm，分米波 0.11m5 太陽的電磁輻射與地球的電磁輻射總的特點是什么

7、？兩者有何不同。總的特點：都屬于自然輻射源自然界中最大的兩個輻射源是太陽和地球。太陽是可見光和近紅外遙感的主要輻射源，地球是遠（熱）紅外遙感的主要輻射源。（1）太陽輻射1）太陽輻射覆蓋了很寬的波長范圍。之間的可見光波段。它占太陽輻射總能量的43.50%，所以太陽輻射一般稱為短波輻射。3）太陽輻射主要由太陽大氣輻射所構(gòu)成，在射出太陽大氣后，已有部分太陽輻射能被太陽大氣（主要是氫（H2）和氮（N2）所吸收，使太陽輻射能量受到一部分損失。4）太陽輻射以電磁波的形式，通過宇宙空間到達地球表面（約1.5×108km），全程時間500秒。地球擋在太陽輻射的路徑上，以半個球面承受太陽輻射。地球表面

8、各部分承受太陽輻射的強度不相等。5）太陽輻射先通過大氣圈，然后到達地面，由于大氣對太陽輻射有一定的吸收，散射和反射，所以投射到地球表面上的太陽輻射強度有很大的衰減。（2）地球的電磁輻射），主要是反射信息（反射太陽的紅外輻射），它只能在白天接收太陽的輻射能。另一部分是長波（6以上）主要是發(fā)射信息（熱輻射），它既能在白天發(fā)射也能在夜間發(fā)射。地球輻射的峰值波長在9.66處，屬于遠紅外波段范圍。由太陽和地球輻射的電磁波譜，左邊為太陽輻射波譜曲線，右邊為地球輻射波譜曲線，兩曲線相交于5上方。由圖可得出三個結(jié)論：（1）當(dāng)時，傳感器接收的信息是地面反射太陽輻射的能量，它包括可見光，近紅外與近紫外的能量，且以

9、可見光的能量為主。地球自身的熱輻射極弱。（2）當(dāng)時，傳感器接收的信息是地物發(fā)射的長波輻射（熱輻射）能量為主，峰值波長在9-10處，故以遠紅外為主。發(fā)射信息，白天、夜晚均可接收。（3）當(dāng)在3-6時，即中紅外波段位置時，太陽與地球的熱輻射均不能忽視，所以在進行紅外遙感時攝影時間常選擇在清晨時分，目的是盡量減少太陽輻射的影響。6 大氣散射有幾種類型？選擇性散射與非選擇散射有何不同？根據(jù)輻射的波長與散射微粒的大小之間的關(guān)系，散射作用可分為三種：1）瑞利散射：由較小的大氣分子引起的，當(dāng)微粒直徑比輻射波長小得多時，即，所引起的散射。一般地時，=4 它主要由大氣分子對可見光的散射引起的，所以也叫分子散射。當(dāng)

10、波長大于1時，瑞利散射可不予考慮，故紅外線和微波可以不考慮瑞利散射的影響。但在可見光中由于波長愈短，瑞利散射的影響愈大，如晴空呈蘭色，由于大氣中的氣體分子把波長較短的蘭光散射到天空中的緣故。2）米氏散射：當(dāng)微粒直徑與波長相差不大，即時，所引起的散射。=2；米氏散射主要由大氣中的氣溶膠所引起的。由于大氣中的云、霧等懸浮粒子的大小與0.7615的紅外線的波長相近，因此云、霧對紅外線的米氏散射有影響。瑞利散射和米氏散射都屬于選擇性散射。即波長越短，散射越強烈。3） 非選擇性散射：當(dāng)微粒的直徑比波長大得多時，即時，所發(fā)生的散射。當(dāng)時，為一常數(shù)，散射強度與波長無關(guān)，即任何波長的散射強度相同。因此大氣中的

11、水滴、霧、煙塵等氣溶膠對太陽輻射常常出現(xiàn)這種散射。常見的云或霧均由大水滴組成，即，對各種波長的可見光散射均相同，呈白色。這種散射將使傳感器接收到的數(shù)據(jù)受到嚴(yán)重影響。在可見光和近紅外波段，瑞利散射是主要的。由于瑞利散射的緣故，紫外線在地面極弱，也很難作為遙感可用的波段。當(dāng)波長超過1時，瑞利散射的影響可忽略不計，但在波長大于0.5時，米氏散射超過了瑞利散射的影響。在微波波段，由于波長比云中小水滴的直徑還要大，所以小雨滴對微波波段是屬于瑞利散射，因此微波有較強的穿透云層的能力。（，很大，很?。?。7 說明反射率、透射率和吸收率之間的關(guān)系和區(qū)別。關(guān)系：按能量守恒與轉(zhuǎn)換定律，物體反射、吸收、透射電磁輻射的

12、能力，可用物體反射能量、吸收能量和透射能量占入射能量的比例系數(shù)（或百分率）來表示。即：E入射/ E入射= E反射/ E入射+ E吸收/ E入射+E透射/ E入射=1也可以寫成：1= （1） （式中：反射率， 吸收率，透射率）對于不透明的物體而言，=0，因此（1）式可寫成：（2） 地物的反射率可以用儀器測定，而吸收率可通過（2）式求出。上式表明，地物反射率越高，其吸收率越低；吸收率高的物體，其反射率就低。自然界中不同的地物反射率是不同的，表現(xiàn)為不同的光譜特性，即使同一地物由于表面情況不同，其光譜特性也會發(fā)生變化。區(qū)別：反射率：地物反射電磁波能力的大小，一般用反射率表示。地物的反射率是地物的反射能

13、量與入射能量之比，其數(shù)值用百分率表示。即：反射率是可見光和近紅外波段遙感的主要判讀依據(jù)。地物的反射率大小與入射電磁波的波長、入射角的大小以及地物表面的顏色和粗糙度等有關(guān)。在一般情況下，當(dāng)入射電磁波波長一定時，反射能力強的地物，反射率大，傳感器記錄的亮度值也大，在黑白遙感圖象上色調(diào)就淺。反之，反射入射光能力弱的地物，反射率小，傳感器記錄的亮度值就小，在黑白遙感圖象上色調(diào)就深。這些色調(diào)的差異就是遙感圖象目視判讀的基本出發(fā)點。 航空遙感技術(shù)中常用亮度系數(shù)表示地物反射電磁波的能力的大小。其含義是指在相同照度條件下，物體表面的亮度與理想的純白色全反射表面的亮度之比，即：透射率：透射是入射光經(jīng)過折射穿過物

14、體后的出射現(xiàn)象。被透射的物體為透明體或半透明體。為了表示透明體透過光的程度，通常用入射光通量與透過后的光通量 之比來表征物體的透光性質(zhì)，稱為光透射率。 吸收率：是指投射到物體上而被吸收的熱輻射能與投射到物體上的總熱輻射能之比。這是針對所有波長而言，應(yīng)稱為全吸收率，通常就簡稱為吸收率。8、什么是大氣窗口？ 太陽輻射與大氣相互作用產(chǎn)生的效應(yīng)，使得能夠穿透大氣的輻射，局限在某些波長范圍內(nèi)。通常把通過大氣而較少被反射，吸收或散射的透射率較高的電磁輻射波段稱為大氣窗口。9、水、植被、土壤的反射光譜特征各有那些特點？地物的反射光譜地物的反射率隨入射波長變化的規(guī)律。地物的反射光譜曲線按地物的反射率與波長之間

15、的關(guān)系繪成的曲線（橫坐標(biāo)為波長值，縱坐標(biāo)為反射率）。1、水體的反射光譜特性。水體的反射率，除鏡面反射方向外，在各個波段內(nèi)都較低，一般在3%左右。清水的反射率一般在可見光部分為45%，在0.6（橙光）處下降至23%，到0.75以后的近紅外波段，水成了吸收體?；鞚崴姆瓷洳ㄗV曲線隨著懸浮泥沙濃度的增加而增高。2、 植被的反射光譜特性。植被是地面分布最廣的地物之一，植物對自然環(huán)境的依賴性又大，所有植物由于葉綠素含量和植物細胞結(jié)構(gòu)的不同，各自具有特殊的光譜效應(yīng)，因而植被在遙感圖象上較易識別，并且成為指示自然環(huán)境（如氣候，水分等）的最好標(biāo)志。植物的基本波譜特征是：1）可見光綠波段0.55附近有1020%

16、的反射峰。2）近紅外波段0.741.3；0.81.0；0.71.4間具有5060%的強反射峰。3）1.352.5；13部分是一個衰減曲線。在0.45和0.65，近紅外波段1.5、1.9和2.62.7附近具有強烈吸收。究其原因，可見光波段中（0.7）的吸收是由葉綠素吸收引起的。近紅外波段的吸收是由細胞液和細胞膜中的水分子造成的。3、 土壤的反射光譜特性。不同質(zhì)地的土壤，其波譜反射率是不同的。a.粉砂的反射波譜曲線整體都高。b.腐植土最低，反射率在0.1（10%）左右。c.基巖上風(fēng)化殘積物因顆粒較細，反射波譜特征與基巖相似，干燥的殘積物的反射率要比基巖高；較濕潤的殘積物，其反射率比濕潤的基巖還要低

17、，說明反射率與含水分的多少密切相關(guān)。d.土壤中波譜的亮度系數(shù)還與土壤的理化參數(shù)（鹽分類型、含量、堿化度等）有關(guān)。在0.41.05間波譜曲線在總體輪廓上是上升的，鹽漬土反射率要比非鹽漬土高得多，并隨著鹽漬程度得加重，曲線向上平移。10 熱輻射的定律有那些？主要內(nèi)容是什么？1.普朗克定律：普朗克公式給出了黑體輻射的能量與溫度、波長的關(guān)系。指出了黑體在不同溫度下輻射能量隨波長變化的規(guī)律。即表示了黑體輻射通量密度與溫度的關(guān)系以及按溫度、波長分布的情況。Plank公式指出了黑體在不同的溫度下，絕對溫度升高，光譜輻射通量密度增大，為最大能量值。2. 維恩位移定律黑體輻射的三個特性：（1）黑體在不同溫度下具

18、有不同的發(fā)射光譜。（2）在每一給定的溫度下，黑體的光譜輻射通量都有一個極大值。（3）隨著溫度的升高，其輻射通量迅速增高，對應(yīng)的峰值波長向短波方向移動。該定律指出，黑體輻射的峰值波長 與熱力學(xué)溫度的乘積是常量，即 維恩位移定律描述了物體輻射的峰值波長與溫度的關(guān)系，隨著溫度的升高輻射最大值對應(yīng)的峰值波長向短波方向移動。 3.斯蒂芬玻爾茲曼定律:（式中為斯蒂芬玻爾茲曼常數(shù)。）該定律證明了黑體單位面積在單位時間內(nèi)向半球空間輻射的總能量（即黑體總輻射通量密度，單位為）與絕對溫度的四次方成正比。該定律只適用于絕對黑體，對于一般物體則需加以修正后才能適用。根據(jù)基爾霍夫定律和斯蒂芬玻爾茲曼定律可以導(dǎo)出一般物體

19、發(fā)射熱輻射的能量為： 或（為發(fā)射率，為吸收率。）上式表明，一般地物的熱輻射能量與該地物的絕對溫度的四次方及該地物的發(fā)射率成正比，所以只要地物有微小的溫度差異，就會引起較顯著的變化。只要地物的發(fā)射率不同，溫度相同的兩種地物也會表現(xiàn)出不同的輻射特性。斯蒂芬玻爾茲曼定律強調(diào)的是黑體輻射能量是物體表面溫度的函數(shù)這一特性。11感光材料的主要性能指標(biāo)有哪幾個？感光材料的性能指標(biāo)主要有感光度、反差和分辨率等。（1）感光度：指感光材料對光線作用的敏感程度或感光快慢程度。（它是確定曝光時間的主要參數(shù)。感光材料的感光度愈高，曝光時間愈短。）（2）反差和反差系數(shù)：反差即黑白差，即黑白像片（膠片）中明亮與陰暗部分亮度

20、的差別。反差系數(shù)是指影像上表現(xiàn)出的反差與原景物反差的比值，用r表示。r=影像反差/景物反差一般情況下，密度大，反差大；反之，則小。反差小則軟，反差大則硬。（3）分辨率：指感光材料對景物細微部分的表現(xiàn)能力。（常用1毫米內(nèi)能夠看清楚多少黑白相間的平行線對數(shù)來表示，單位為線對/毫米。一般航空攝影膠片的分辨率為40150線對/毫米。）12區(qū)域航空攝影中為什么要有重疊？重疊率是多少？為什么航向重疊要比旁向重疊的重疊 率高？沿著數(shù)條航線對較大區(qū)域進行連續(xù)攝影，稱為面積攝影（或區(qū)域航空攝影），面積攝影要求各航線互相平行。為了使相鄰像片的地物能相互銜接以及滿足立體觀察的需要，相鄰像片間需要有一定的重疊稱航向重

21、疊。航向重疊一般應(yīng)達到60%，至少不小于53%，山區(qū)要提高到70%。航向重疊率高，立體成像的部分面積就大，便于航片的判讀。航線上具有重疊關(guān)系的兩張相鄰的航片稱為一個“像對”。 相鄰航線之間的像片也要有一定的重疊，這種重疊稱為旁向重疊，一般應(yīng)為3015%。這種重疊是為了防止遺漏攝影面積，因此重疊部分可以小一些。13什么是中心投影？中心投影有那些特點？中心投影與垂直投影有那些不同？（1）中心投影就是空間任意點或直線均通過一固定點（投影中心）投影到一平面（投影平面）上而形成的透視關(guān)系。（2）中心投影成像特征：對中心投影而言，點的像還是點；直線的像一般仍是直線，只有空間中的直線，其延長線（指投影光線）

22、通過投影中心時，該直線的像才是一個點。空間曲線的像一般仍為曲線，但若是空間曲線在一個平面上，而該平面又通過投影中心時，它的像則成為直線。（3）中心投影和垂直投影的區(qū)別：航空像片屬中心投影，而地形圖的投影屬垂直投影，兩者的區(qū)別主要表現(xiàn)在三個方面：1.投影距離的影響不同：對于垂直投影，構(gòu)像比例尺與投影距離無關(guān)。而中心投影，則隨投影距離（航高）而化。2.投影面傾斜的影響不同：當(dāng)投影面傾斜時，垂直投影的影像僅表現(xiàn)為比例尺有所放大。而中心投影的影像像主點的一側(cè)比例縮小而另一側(cè)放大。3. 地形起伏的影響：地形起伏對垂直投影沒有影響，而在中心投影中，同一鉛垂線上的不同高程點，在構(gòu)象時，像平面上會引起投影差。

23、 14如何確定航空像片的比例尺？航片上各處的比例尺是否一致，為什么？像片比例尺通常是指在像片上某一線段與地面相應(yīng)線段的長度之比。但在航空像片上這種說法就不一定成立，因為在航片上地形常常有起伏，像片上量得的某一線段很可能是地面的斜距離。所以像片的比例尺可根據(jù)攝影機的焦距和飛機的航高計算。焦距有時標(biāo)注在角隅，若沒有，焦距和航高均可向航測單位索取。測定航片比例尺的方法，通常是選擇分布在四個角，高程大體相近的明顯的地物點，分別量出它們在航片上的距離d1和d2，然后再在地形圖上量取地面長度D1和D2，然后用下列公式求?。焊魈幍谋壤卟灰欢ǘ家恢?.在平坦地區(qū)，攝影時像片通常處于水平位置，則像片的比例尺處

24、處是一致的。像片的比例尺等于焦距f和航高H之比，它與線段的方向，長短無關(guān)。2.多數(shù)情況下，地形是起伏不平的。因此地面到航攝儀鏡頭的距離（真航高）各處就會不同。即使在同一張像片上，像片的比例尺各處也是不同的。地形起伏較大的像片只能求取像片的平均比例尺，實際上每個點的比例尺都是互不相同的。水平像片的比例尺因地形起伏的影響，各處的比例尺是變化的，這是由于航空像片是中心投影的原因。15什么是航空像片的投影誤差？投影誤差的規(guī)律是什么？在這些像片上高出或低于起始面的地物點在像片上的像點位置，與平面上的位置比較產(chǎn)生了位移，這種因地形起伏而引起的像點位移也稱投影誤差。投影誤差的規(guī)律：1. 投影差大小與像點距離

25、像主點的距離成正比，即距離像主點愈遠，投影差愈大。像片中心部分投影差小，像主點是唯一不因高差而產(chǎn)生投影差的點。2. 投影差大小與高差成正比，高差愈大，投影差也愈大。高差為正時，投影差為正，即像點向外移動（遠離中心點）；高差為負時（即低于起始面），投影差為負，即像點向著中心點移動。3. 投影差與航高成反比，即航高愈高，投影差愈小。16航片判讀中主要依據(jù)那些判讀標(biāo)志？人們最常使用的判讀標(biāo)志有：形態(tài)（大小和形狀）、色調(diào)、陰影和紋理圖案等，其中最主要的是形態(tài)和色調(diào)。（一）形態(tài)：包括地物的幾何形狀和大小。任何地物都有一定的形狀和大小。在航片上通過色調(diào)深淺的變化或影像紋理的差異，可以直接判讀出地物的形態(tài)。

26、例如公路、鐵路、河流等其外部形態(tài)呈線狀或帶狀。（二）色調(diào)：指地物在航片上反映的黑白深淺程度，稱為“灰度”或“灰階”。它是地物對入射光線反射率高低的客觀記錄。（色調(diào)是航空像片判讀的重要標(biāo)志） 影響影像色調(diào)的主要因素有以下幾個方面： （1）地物的反射特征。亮度系數(shù)大，像片上的色調(diào)淺，亮度系數(shù)小，色調(diào)就深。 （2）物體本身的顏色。 （3）地物的表面結(jié)構(gòu)。 （4）濕度大小。 （5）攝影季節(jié)。（三）陰影：是像片上陽光被地物遮擋產(chǎn)生的影子。在像片上表現(xiàn)為地物背光面形成的深色或黑色的色調(diào) 。借助于地物的陰影，有助于建立立體感，也能幫助我們觀察到物體的側(cè)面形態(tài)，彌補垂直攝影的不足。但地物的陰影常常掩蓋物體的細

27、節(jié)，給像片的判讀帶來不利。（1）本影地物本身未被陽光直接照射到的陰暗部分的影像。在山區(qū)，山體的陽坡色調(diào)亮，陰坡色調(diào)暗，山越高，山脊越尖，山體兩坡的色調(diào)差越大，界線越分明。這種色調(diào)的分界線就是山脊線。因此，利用山體的本影可以識別山脊、山谷、沖溝等地貌形態(tài)特征。 （2）落影光線斜照時，在地面上出現(xiàn)的物體的投落陰影。落影有助于識別地物的側(cè)面形態(tài)及一些細微特征。并可根據(jù)其長度，估計或測量出物體的高度。（四）紋理圖案：又稱影紋圖案或紋理，是通過色調(diào)或顏色變化表現(xiàn)的細紋或細小的圖案，這種細紋或細小的圖案在某一確定的圖象區(qū)域中以一定的規(guī)律重復(fù)出現(xiàn)。17試說明熱紅外圖像的幾何特征和物理特征。（一）幾何特征1.

28、 投影性質(zhì)：屬于動態(tài)多中心投影。2. 比例尺（瞬時視場角，H航高，掃描角）隨著掃描角的增大，比值逐漸變小。即圖像邊緣比例尺比圖像中央小。 3. 地面分辨率：取決于掃描儀瞬時視場角的大小（為一常數(shù)）、航高和掃描角。瞬時視場角越小，航高越低，掃描角越小，瞬時視場的線度就越小（瞬時視場線度，就是掃描儀能分辨的地面目標(biāo)的最小尺寸），地面分辨率越高。反之，分辨率越低。4. 幾何畸變主要表現(xiàn)在兩個方面：（1）掃描畸變（2）圖像的不規(guī)則性（二）物理特性1. 光譜分辨力（區(qū)分地物發(fā)射光譜特征中微小差異的能力）：它主要取決于傳感器所使用的波段數(shù)目，波段波長以及波段寬度。2. 溫度分辨力（指能區(qū)分地面微小溫度差異

29、的能力）：它主要取決于傳感器探測元件的性能。3. 解像力（指熱紅外圖象能夠被判讀的能力）：它與溫度分辨力、光譜分辨力有關(guān)，也與成像時間有關(guān)。一般說來，熱紅外圖象的解像力低于可見光圖象，但在某些方面又優(yōu)于可見光圖像。 18熱紅外圖像的判讀標(biāo)志有那些，它與常規(guī)判讀標(biāo)志有何不同？1. 色調(diào)標(biāo)志：（色調(diào)是熱紅外圖象判讀的重要依據(jù)）淺色代表強輻射體，說明其表面溫度高，又稱暖色調(diào)；暗色代表弱輻射體，說明其表面溫度低，又稱冷色調(diào)。因此利用熱紅外圖象可以區(qū)分具有溫度差異的地物。但用色調(diào)標(biāo)志判讀時，應(yīng)注意以下問題：（1）在許多情況下，溫度相同，即紅外發(fā)射能量相同的地物，不一定就是同一地物。即不同的地物有時也具有

30、相同的圖象色調(diào)。因此不能單純的依據(jù)色調(diào)來區(qū)分地物。（2）地物具有周日變化規(guī)律。因此色調(diào)的分析要注意成像時間。2. 形態(tài)標(biāo)志熱紅外掃描圖象上的地物形態(tài)輪廓很模糊，而且形狀大小也與實際地物不完全相同，特別是那些溫度較高的地物會在圖象上產(chǎn)生比原物體大許多倍的影像稱熱暈效應(yīng)，但它們可作為判讀地物屬性的標(biāo)志。如圓形的煙筒，線狀的公路，方形的建筑等。3. 陰影特征陰影有兩種：光陰影和熱陰影?？梢姽鈭D象上的陰影是光陰影。一旦太陽落山，光陰影也就立即消失。熱紅外圖象上的陰影是熱陰影。白天由于光照形成溫差，其面積和大小與可見光基本相似，而太陽落山或被云層覆蓋后在一段時間內(nèi)熱陰影還會繼續(xù)存在。（如機場上的飛機白天

31、光照后在其下部形成熱陰影，一旦飛機飛走，仍可推斷出飛機的停機位置。熱陰影的特征時間取決于地物的熱慣量和熱容量，這些在判讀時十分有用。應(yīng)用舉例：（1）煤層燃燒（2）森林火災(zāi)（3）城市熱島（4）地?zé)岱植颊{(diào)查（5）火山地質(zhì)（6）水文地質(zhì) ）20側(cè)視雷達圖像的地面分辨率由哪兩種分辨率組成？從近射程至遠射程是如何變化的？1. 距離分辨率（指垂直于航線方向的分辨率）：由近射程至遠射程，俯角由大逐漸變小時，距離分辨率由低逐漸增高。2. 方位分辨率（指航向上的分辨率）：方位分辨率在近射程部分要比遠射程部分高，天線愈長，方位分辨率愈高。21試說明側(cè)視雷達圖像的幾何特征。1、投影性質(zhì)為旋轉(zhuǎn)斜距投影，其地面分辨率為

32、互不相關(guān)的方位分辨率和距離分辨率。2、距離畸變：由于距雷達天線的距離不等，即雷達波束的俯射角不同，在圖象上表現(xiàn)為長短不一。近距離端的圖象被壓縮造成幾何失真。3、 透視收縮：雷達波輻射到地面上斜坡的時間長短，決定了斜坡在雷達圖象上的長短。所有面向雷達的斜坡，其雷達圖象長度都比實際長度短，這種現(xiàn)象稱為雷達的透視收縮。4、雷達疊掩：一些坡度很大的目標(biāo)，如陡峭的山峰等，在大俯角情況下，頂部比底部離雷達天線近，頂部先于底部成像，產(chǎn)生目標(biāo)倒置的視覺效果，這種現(xiàn)象稱為雷達疊掩（或稱頂?shù)孜灰疲?。雷達疊掩多出現(xiàn)在近距離端，后坡不會產(chǎn)生疊掩5、雷達陰影：雷達波沿直線傳播，當(dāng)受到高大目標(biāo)阻擋時，目標(biāo)背面將有雷達波照

33、射不到的盲區(qū)，因此不會有回波返回雷達，在圖象的相應(yīng)位置形成黑色調(diào)的盲區(qū)，這種暗區(qū)稱為雷達陰影。22側(cè)視雷達圖像的色調(diào)變化與哪些因素有關(guān)？試說明各種因素是如何影響的。側(cè)視雷達圖象上色調(diào)深淺反映了地物后向散射回波的強弱，回波愈強的圖象上色調(diào)愈淺，回波愈弱的圖象上色調(diào)愈深。地物后向散射回波的強弱與許多因素有關(guān)，主要影響因素如下：1. 地物表面的粗糙度（是影響側(cè)視雷達圖象色調(diào)的最重要因素）：光滑表面在側(cè)視雷達圖象上的色調(diào)很黑很深，如靜止的水面和光滑的水泥路面呈黑色調(diào)。粗糙表面對雷達產(chǎn)生回波產(chǎn)生漫反射，呈較淺的色調(diào)。中等粗糙表面對雷達微波產(chǎn)生混合反射，呈中等灰色調(diào)2. 雷達波束的照射俯角對于光滑表面，當(dāng)

34、俯角較小和中等時，在雷達圖象上顯示很深的色調(diào)俯角很大在圖象上呈現(xiàn)很淺的色調(diào)對于粗糙表面俯角的影響不明顯3. 雷達波長和極化性質(zhì)同一地物在不同的波長下的回波有很大不同。一般波長短，圖象分辨率高，但穿透能力差。波長越長，有一定的穿透能力，但圖象分辨率差。極化性質(zhì)是指其電場強度矢量方向隨時間變化的方式。微波極化性質(zhì)不同，地物產(chǎn)生的回波強度就不同，因而圖象上的色調(diào)也隨之不同。4. 地物的物理電學(xué)性質(zhì)復(fù)介電常數(shù)大或?qū)щ娐矢叩牡匚铮ㄈ缃饘贅蛄海┒寄墚a(chǎn)生較強的回波信號，在圖象上色調(diào)較淺。在干旱的沙漠區(qū)，可獲得較好的穿透效果。23陸地衛(wèi)星的傳感器有幾種？波段是怎樣劃分的？各種傳感器中各個波段的分辨率是多少。（

35、一）多光譜掃描儀1.簡稱MSS，它把來自地面上的電磁波輻射（反射或發(fā)射）分成四個波段進行記錄，分別命名為： 波段4（MSS1） 0.50.6 波段5（MSS2） 0.60.7 波段6（MSS3） 0.70.8 波段7（MSS4） 0.81.1注：波段47編號為陸地衛(wèi)星13號，MSS1MSS4為陸地衛(wèi)星4/5號編號，對應(yīng)波段如上表所示。（2） 專題制圖儀TM 0.450.52 可見光（藍） 地壤與植被分類0.520.60 可見光 (綠) 健康植物的綠色反射率0.630.69 可見光（紅）探測不同植物的葉綠素吸收表5-2 TM圖象的性質(zhì)波段光譜范圍（微米）光譜性質(zhì)地面分辨率（米）主 要 應(yīng) 用10

36、.450.52可見光30地壤與植被分類20.520.60可見光30健康植物的綠色反射率30.630.69可見光30探測不同植物的葉綠素吸收40.760.90近紅外30生物量測量，水體制圖51.551.75中紅外30植物濕度測量，區(qū)分云與雪610.412.5熱（中）紅外120植物熱強度測量，其它熱制圖72.082.35中紅外30水熱法制圖，地質(zhì)采礦（三）增強型專題制圖儀ETM增加了一個15m分辨率的全色通道，同時將熱紅外通道的分辨率提高到60m。表5-3 ETM+各通道的主要參數(shù)波段類型光譜范圍（微米）探測器地面分辨率（米）1藍綠0.450.515Si302綠0.5250.605Si303紅0.

37、630.69Si304近紅外0.7750.90Si305短波紅外1.551.75Insb306熱紅外10.412.5HgCdTe607短波紅外2.092.35Insb30Pan全色0.520.90Si1524為什么陸地衛(wèi)星軌道要與太陽同步？陸地衛(wèi)星的軌道是太陽同步軌道，即在軌道上每一個點上的地方時間保持固定不變。衛(wèi)星在由北向南運行中，由于軌道傾角設(shè)計為98度左右，使衛(wèi)星到達任一相同緯度上所有的點都具有相同的地方時。這樣就保證了衛(wèi)星傳感器能在較為一致的光照條件下對地面進行探測，以獲得質(zhì)量較高的圖象。也便于不同時相的圖像比較。25什么是太陽同步衛(wèi)星？什么是地球同步衛(wèi)星？太陽同步衛(wèi)星：是指沿與地球公

38、轉(zhuǎn)方向及其周期相同的軌道運行的衛(wèi)星。陸地衛(wèi)星的軌道是太陽同步衛(wèi)星，即在軌道衛(wèi)星到達每一個地點的地方時間保持固定不變。衛(wèi)星在由北向南運行中，在任一給定的相同緯度上所有的點都具有相同的地方時。所謂太陽同步軌道是指衛(wèi)星的軌道平面和太陽始終保持相對固定的取向。軌道高度在700千米至1000千米之間。由于這種軌道的傾角接近90°，衛(wèi)星要在極地附近通過，所以又稱它為近極地太陽同步衛(wèi)星軌道。地球同步衛(wèi)星：指繞地球運行的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同的人造衛(wèi)星。地球同步衛(wèi)星即地球同步軌道衛(wèi)星，又稱對地靜止衛(wèi)星，即指衛(wèi)星定位在赤道上空，并以與地球相同的速度繞地球旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星。是運行在地球同步軌道上的人造衛(wèi)星，星

39、距離地球的高度約為36000 km，衛(wèi)星的運行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同、運行軌道為位于地球赤道平面上圓形軌道、運行周期與地球自轉(zhuǎn)一周的時間相等，即23時56分4秒，其運行角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度。26SPOT衛(wèi)星傳感器的特點與陸地衛(wèi)星有何不同？1.SPOT 衛(wèi)星的傳感器有兩個波段，一個為全色波段（地面分辨率：10*10m地面寬度60km），另一個為多光譜波段（地面分辨率:20*20m地面寬度:60km），因此SPOT衛(wèi)星的分辨率高于陸地衛(wèi)星相應(yīng)波段的分辨率。它們的主要性能如表5-6所示：表5-6 SPOT衛(wèi)星傳感器的波段多光譜波段全色波段光譜波段儀器視場角地面分辨率地面寬度0.500.590.610.680.790.894.13°20m×20m60km0.510.731.13°10m×10m60km2. SPOT 衛(wèi)星安裝了兩臺HRV傳感器稱高分辨率可見光掃描儀。它的掃描方式與陸地衛(wèi)星的MSS和TM有所不同，它不是垂直于衛(wèi)星軌道方向掃描，而是與衛(wèi)星