工學遙感思考題2009

1、各章思考題第1章1、遙感的基本概念（廣義、狹義）。（遙感與遙控、遙測有何關系）遙感：廣義理解指一切無接觸的遠距離探測，包括對電磁場、力場、機械波等的探測；狹義理解為，遙感是利用探測儀器，不與探測目標物相接觸，從遠處把目標物的電磁波特性記錄下來，通過分析，揭示出物體的特征性質及其變化的綜合性探測技術。遙測：對被測物體某些運動參數(shù)和性質進行遠距離測量的技術，分接觸測量和非接觸測量。遙控：遠距離控制目標物運動狀態(tài)和過程的技術。遙感，特別是空間遙感過程的完成往往需要綜合運用遙測和遙控技術。2、遙感系統(tǒng)組成。被測目標的信息特征、信息的獲取、信息的傳輸與記錄、信息的處理和信息的應用3、遙感分類。按遙感平臺

2、分：地面、航空、航天和航宇遙感四類；按探測波段分：紫外、可見光、紅外、微波和多波段五類；按工作方式分：主動、被動遙感；成像與非成像遙感；按應用領域分：外層空間、大氣、陸地、海洋遙感；資源、環(huán)境、農業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)、地質等遙感。4、主動遙感和被動遙感。主動遙感：由探測器主動發(fā)射一定電磁波能量并接受目標物的后散射信號；被動遙感：傳感器不向目標物發(fā)射電磁波，僅被動接受目標物的自身發(fā)射和對自然輻射源的反射能量。5、遙感的特點。（結合后面內容記憶landset,spot,ikonos快鳥的幾個數(shù)據(jù)）大面積的同步觀測；時效性；數(shù)據(jù)的綜合性和可比性；經濟性；局限性。6、遙感發(fā)展的幾個重要標志性時間。16081

3、838:無記錄的地面遙感階段；183A1857:有記錄的地面遙感階段；18581956:空中攝影遙感階段；1957-一:航天遙感階段。7、傳感器的組成部分？第2章1、電磁波譜的概念（包括排列順序）。按電磁波在真空中傳播的波長或頻率，遞增或遞減排列，則構成了電磁波普。長波、中短波、超短波；微波；紅外波段；可見光波段；紫外線；X射線；丫射線。2、輻射通量與輻射通量密度的關系與區(qū)別。輻射通量：單位時間內通過某一面積的輻射能量。=Dw/dt輻射通量密度E：單位時間內通過單位面積的輻射能量。E=d/dS3、理解絕對黑體的概念及特征。絕對黑體：若一個物體對于任何波長的電磁輻射都全部吸收，則這個物體是絕對黑

4、體。吸收率恒等于1,反射率恒等于0,與物體的溫度和電磁波波長無關。4、根據(jù)下面黑體輻射能量分布曲線，結合圖分析黑體輻射的基本特征。1、溫度越高，輻射通量密度越大。2、黑體溫度越高，其曲線的峰頂就越往左移，即往波長段的方向移動。3、有最大值。OQK5、太陽輻射各波長范圍內輻射能量比例。（P25）太陽輻射的特點?a）太陽輻射接近6000k黑體輻射b）太陽光譜輻照度按波長的分布具有連續(xù)性c）太陽輻射的能量主要集中在可見光波段最大輻射值對應波長0.001d）在距離太陽平均日地距離處太陽的輻射能量總值3.826X1026W，太陽常數(shù)1.360X103W/m26、電磁輻射源的種類？自然輻射源：太陽輻射，地

5、球的電磁輻射人工輻射源：微波輻射源，激光輻射源7、大氣對太陽輻射的作用有哪些？哪個不使太陽輻射衰減？大氣吸收，大氣散射，折射，反射。折射不會使太陽輻射衰弱。8、主動遙感中電磁波受到大氣的作用？大氣吸收，大氣散射，折射，反射。9、散射的類型，發(fā)生的條件。瑞利散射：大氣中粒子的直徑比波長小得多的時候；米氏散射：大氣中粒子的直徑與輻射波長相當?shù)臅r候；無選擇性輻射：大氣中粒子的直徑比波長大得多的時候。10、大氣散射現(xiàn)象有幾種類型？根據(jù)不同散射類型的特點分析可見光遙感與微波遙感的區(qū)別，說明為什么微波具有穿云透霧的能力而可見光不能。瑞利散射，米氏散射，無選擇性散射。散射強度遵循的規(guī)律與波長密切相關，瑞利散

6、射主要發(fā)生在可見光和近紅外波段。大氣云層中，小雨滴的直徑相對其他微粒最大，對可見光只有無選擇性散射發(fā)生，云層越厚，散射越強。而對微波來說，微波波長比粒子直徑大得多,則又屬于瑞利散射的類型，散射強度與波長四次方成反比，波長越長散射強度越小，所以微波才可能有最小散射，最大透射，最具穿云透霧能力。11、大氣窗口的概念，舉出兩種主要大氣出口的波段及名稱。大氣窗口：電磁波通過大氣層時較少被反射、吸收或散射的，透過率較高的波段稱為大氣窗口。紫外、可見光、近紅外波段；近、中紅外波段。12、太陽和地球的最大輻射對應的波長分別是多少？0.48m9.66pm13、地球輻射的分段特性。區(qū)分遙感中地物發(fā)射與發(fā)射特性。

7、波段名稱可見光于近紅外中紅外遠紅外波長0.32.5叫2.56pm6頃輻射特性地表反射太陽輻射為主地表反射太陽輻射和自身的熱輻射地表物體自身熱輻射為主14、植被、水體的反射光譜特性。0.67植被：可見光波段（0.40.76pm）有一個小的反射峰，位置在0.55pm處，兩側則有兩個吸收帶藍（0.45叫）和紅四）。在近紅外波段（0.70.8期）有一反射“陡坡”，至1.1四附近有一峰值。水體：反射主要在藍綠光波段。第3章1、氣象衛(wèi)星的軌道有高軌和低軌兩種，分別是什么？軌道高度？觀測面積？觀測間隔？低軌：近極地太陽同步軌道，軌道高度800-1600km對東西約2800km的帶狀地域觀測，一日兩次。高軌：

8、地球同步軌道，36000km左右，觀測1/4地球面積，24小時。2、資源衛(wèi)星Landsat、Spot、Ikonos、Quickbird(0.61m/2.44m,1-6d)衛(wèi)星的波段情況，圖象的幾何分辨率，重訪周期。P50-52、p154-160Landsat分辨率從80m提高到到30m,Landsat-7的ETM提高到15m。重訪周期為16至18夭Spot分辨率達10m,重訪周期為35天，部分地區(qū)達1天。Ikonos4m彩色1m全色Quickbird0.61m2.44m,1-6d3、氣象衛(wèi)星與資源衛(wèi)星相比特點？1、軌道：高軌與低軌2、短期重復觀測3、成像面積大，有利于獲得宏觀同步信息，減少數(shù)據(jù)

9、處理容量4、資料來源連續(xù)、實時性強、成本低4、垂直攝影與傾斜攝影的區(qū)別。垂直攝影：攝影機主光軸垂直于地面或偏離垂線30以內傾斜攝影：攝影機主光軸偏離垂線大于30。5、中心投影與垂直投影的區(qū)別。I、投影距離的影響：垂直投影圖像的縮小和放大與投影距離無關；中心投影則受投影距離的影響。2、投影面傾斜的影響：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；在中心投影像片上，各點的相對位置和形狀不再保持原來的樣子。3、地形起伏的影像：垂直投影時，隨地面起伏變化，投影點之間的距離與地面實際水平距離成比例小，相對位置不變；中心投影時，地面起伏越大，像上投影點水平位置的位移量就越大。6、光/機掃描成像與固

10、體自掃描成像的掃描方式有何不同？光/機掃描成像：在掃描儀的前方安裝光學鏡頭，依靠機械傳動裝置使鏡頭擺動，形成對目標地物的逐點逐行掃描。固體自掃描成像：用固定的探測元件，通過遙感平臺的運動對目標地物進行掃描。7、攝影成像、掃描成像、微波成像的投影方式？中心投影微波成像：非中心投影(斜距型)7、成像光譜技術。高光譜的特征。既能成像又能獲取目標光譜曲線的“譜像合一”技術。特點：圖像是由多達數(shù)百個波段的非常窄的連續(xù)的光譜波段組成，光譜波段覆蓋了可見光、近紅外、中紅外和熱紅外區(qū)域的全部光譜帶；光譜成像儀采用掃描式或推帚式；每一像元均得到連續(xù)的反射率曲線。9、微波遙感的概念和特點。微波遙感：通過微波傳感器

11、獲取從目標地物發(fā)射或反射的微波輻射，經過判讀處理來識別地物的技術。特點：1、能全天候、全天時工作2、對某些地物具有特殊的波譜特征3、對冰、雪、森林、土壤等具有一定得穿透能力4、對海洋遙感具有特殊意義5、分辨率較低，但特征明顯10、微波遙感中的雷達天線為何要側視？側向發(fā)射范圍可以設計的寬一些，波束向側下方發(fā)射可使不同地形顯示出更大的差別，使雷達圖像更具立體感。II、如何評價遙感圖像的質量？需要通過遙感圖像獲取三方面的信息：目標地物的大小、形狀及空間分布特點；目標地物的屬性特點；目標地物的變化動態(tài)特點?？蓺w納為三個特征：幾何、物理、時間特征。其表現(xiàn)參數(shù)為：遙感圖像的空間分辨率；遙感圖像的波譜分辨率

12、；遙感圖像的輻射分辨率；遙感圖像的時間分辨率。第4章1、引起輻射畸變的原因？如何校正？原因有兩個：一是傳感器儀器本身產生的誤差；二是大氣對輻射的影響。直方圖最小值去除法；回歸分析法。2、程輻射對遙感影像的影響？相當部分的散射光向上通過大氣直接進入傳感器，這部分輻射成為程輻射。程輻射雖然增強了信號，卻不是有用的3、如果忽略地物自身輻射部分，傳感器接收的電磁波包括哪些？反射、散射反射（漫入射）、程輻射4、直方圖的概念。直方圖以統(tǒng)計圖的形式表示圖像亮度值與像元數(shù)之間的關系。5、P132-8引起遙感影像位置畸變的原因是什么耘口果不作幾何校正，遙感影像有什么問題？如果作了幾何校正，又會產生什么新的問題？

13、原因：1、遙感平臺位置和運動狀態(tài)變化的影響若不作幾何校正，產生畸變的圖像會給定幾何校正往往根據(jù)遙感平臺、地球、傳感器的各種參數(shù)進行處理,而用戶拿到這種產品后，由于使用目的不同或投影及比例尺的不同，仍需進一步的幾何校正。2、地形起伏的影響量分析及位置配準造成困難。3、地球表面曲率的影響4、大氣折射的影響5、地球自轉的影響6、幾何校正后的圖像發(fā)生哪些變化？校正后的圖像亦由等間距的網格點組成，且以地面為標準，符合某種投影的均勻分布，圖像中網格的交點可以看作是像元的中心。7、確定校正后的圖像各點的亮度值的方法？最近鄰法，雙向線性內插法，三次卷積內插法8、校正控制點的數(shù)量和選取原則？控制點數(shù)目的最低限是

14、按未知數(shù)的多少來確定控制點的選擇要以配準對象為依據(jù)9、圖象經過對比度變換（拉伸、壓縮）后，圖象質量有何變化？圖像經過對比度變換后，對比度增加了，圖像的質量比以前提高了；10、從圖像直方圖形態(tài)判斷圖像質量（亮度高低、反差高低）。若直方圖的峰值偏向亮度坐標軸左側，則說明圖像偏暗；峰值偏向坐標軸右側，則說明圖像偏亮；峰值提升過陡、過窄，說明圖像的高密度值過于集中。11、平滑與銳化的概念。平滑：圖像中出現(xiàn)某些亮度過大的區(qū)域，或出現(xiàn)不該有的亮點，采用平滑的方法可以減小變化，使亮度平緩或去掉不必要的“噪聲”點。銳化：為了突出圖像的邊緣、線狀目標或某些亮度變化率大的部分，可采用銳化的方法。12、用LANDS

15、AT數(shù)據(jù)舉例說明圖像比值運算可去除地形對植被解譯影響。0）就是比值運算。比值運算：兩幅同樣行、列數(shù)的圖像，對應像元的亮度值相除（除數(shù)不為13、多源信息復合的種類？TM與SPOT影像復合的方法與優(yōu)越性？遙感信息的復合：1、不同傳感器的遙感數(shù)據(jù)復合；2、不同時相的遙感數(shù)據(jù)復合遙感與非遙感信息的復合：1、地理數(shù)據(jù)的網絡化；2、最優(yōu)遙感數(shù)據(jù)的選??；3、配準復合14、多源信息復合時必須做何處理？配準處理第5章1、遙感圖像解譯分為幾種方法？遙感攝影像片的種類？遙感圖像解譯：從遙感圖像上獲取目標地物信息的過程。分為：目視解譯；遙感圖像計算機解譯（遙感圖像理解）像片種類：可見光黑白全色像片、黑白紅外像片、彩色

16、像片、彩紅外像片、多波段攝影像片和熱紅外攝影像片。2、什么是判讀標志（分為幾種？各包括哪些內容？），論述目視判讀的方法和一般過程。判讀標志：能夠反映和表現(xiàn)目標地物信息的遙感影像各種特征，這些特征能夠幫助判讀者識別遙感圖像上目標地物或現(xiàn)象。分為：直接判讀標志：形狀、大小、陰影、紋理、圖型、位置；間接解譯標志：目標地物與其相關指示特征，地物及與環(huán)境的關系，目標地物與成像時間的關系。目視判讀的方法：直接判讀法，對比分析法，信息復合法，綜合推理法，地理相關分析法。一般過程：目視解譯準備工作階段，初步解譯與判讀區(qū)的野外考察，室內詳細判讀，野外驗證與補判，目視解譯成果的轉繪與制圖。3、遙感掃描影像的判讀原

17、則？先圖外、后圖內；先整體、后局部；勤對比、多分析。4、可見光、熱紅外、微波遙感中陰影產生的原因有何不同？可見光：地物未被陽光直接照射到（本影），地物被陽光直接照射到，物體投在地面上的影子（落影）。熱紅外：目標地物與背景之間輻射差異造成的；微波：雷達和目標地物之間存在的障礙物阻擋了雷達波的傳播造成的。5、植物在彩紅外像片上的光譜特征。植物的葉子因反射紅外線而呈現(xiàn)為紅色用TM數(shù)據(jù)組合真彩色、假彩色（彩紅外）圖像（寫出波段組合）。P156遙感中最常見的假彩色圖像是彩色紅外合成的標準假彩色圖像。它是在彩色合成時，把近紅外波段的影像作為合成圖像中的紅色分量、把紅色波段的影像作為合成圖像中的綠色分量、把

18、綠色波段的影像作為合成圖像中的藍色分量進行合成的結果。6、遙感影像地圖的特點。1、豐富的信息量2、直觀形象性3、具有一定數(shù)學基礎4、現(xiàn)勢性強7、簡述計算機輔助制圖的基本過程。1、遙感影像信息選取與數(shù)字化；2、地理基礎底圖的選取與數(shù)字化；3、遙感影像幾何糾正與圖像處理；4、遙感影像鑲嵌與地理基礎底圖拼接；5、地理基礎底圖與遙感影像復合；6、符號注記圖層生成；7、影像地圖圖面配置；8、遙感影像地圖制作與印刷。第6章1、遙感數(shù)字圖像的計算機解譯的概念。遙感數(shù)字圖像的計算機解譯：以遙感數(shù)字圖像為研究對象，在計算機系統(tǒng)支持下，綜合運用地學分析、遙感圖像處理、地理信息系統(tǒng)、模式識別與人工智能技術，實現(xiàn)地學

19、專題信息的智能化獲取。2、遙感圖像的計算機分類的兩種方法。監(jiān)督分類方法；非監(jiān)督分類方法。3、多波段數(shù)字圖像的存貯與分發(fā)，通常采用的數(shù)據(jù)格式。BSQ、BIP、BIL數(shù)據(jù)格式4、論述遙感數(shù)字圖像計算機分類的基本過程。1、明確遙感圖像分類的目的及其需要解決的問題；2、根據(jù)研究區(qū)域，收集與分析地面參考信息與有關數(shù)據(jù)；3、對圖像分類方法進行比較研究；4、找出代表這些類別的統(tǒng)計特征；5、測定總體特征；6、對遙感圖像中各像素進行分類；7、分類精度檢查；8、對判別分析的結果統(tǒng)計檢驗。5、遙感圖像計算機分類的兩種方法的根本區(qū)別是什么？監(jiān)督分類法有先驗類別作為樣本；非監(jiān)督分類法無先驗類別作為樣本。第7章1、水體遙

20、感中，遙感器所接收的輻射包括哪些？水體遙感的光譜特征、任務？水面反射光，懸浮物反射光，水底反射光，天空散射光。太陽光照射到水面，少部分被反射到空中，大部分入射到水體。入射到水體的光，又大部分被水體吸收，部分被水體懸浮物反射。被懸浮物反射和被水底反射的輻射，部分返回水面，折回到空中。任務：通過對遙感影像的分析，獲得水體的分布、泥沙、有機質等狀況和水深、水溫等要素的信息，從而對一個地區(qū)的水資源和水環(huán)境等作出評價，為水利、交通、航運及資源環(huán)境等部門提供決策服務。2、為何水體在側視雷達影像上呈黑色？在可見光范圍內，水體的反射率總體上比較低，過了0.75四，水體幾乎成為全吸收體。因此，在近紅外的遙感影像

21、上，清澈的水體成黑色。3、說明“紅移”現(xiàn)象？“紅移”：波譜反射峰向長波方向移動。清水在0.75叫出反射率接近于0,而含有泥沙的渾濁水至0.93四處反射率才接近于0.4、含有泥沙的渾濁水體與清水比較，光譜反射特征存在的差異。1、渾濁水體的反射波譜曲線整體高于清水，隨著懸浮泥沙濃度的增加，差別增大；2、“紅移”3、隨著懸浮泥沙濃度的加大，可見光對水體的透射能力減弱，反射能力加強；4、波長較短的可見光，對水體穿透能力強，可反映出水面下一定深度的泥沙分布狀況。5、水中葉綠素的濃度與水體反射光譜特征的關系？1、水體葉綠素濃度增加，藍光波段的反射率下降，綠光波段的反射率增加；2、水面葉綠素和浮游生物濃度高

22、時，近紅外影像中水體不呈黑色，而是呈灰色，甚至是淺灰色。6、為何可用熱紅外波段探測水溫？水體的熱容量大，在熱紅外波段有明顯特征。白天增溫比陸地慢，呈暗色調；晚上水溫必周圍地物高，為淺色調。根據(jù)熱紅外傳感器的溫度標定，可在熱紅外影像上繁衍出水體的溫度。7、健康植物的反射光譜特征？在可見光的0.55期附近有一個反射率為10%20%的小反射峰；在0.45叫和0.65四附近有兩個明顯的吸收谷；在0.7一0.8叫是一個陡坡，反射率急劇增高。在近紅外波段，0.81.3之間形成一個高的，反射率可達40%或更大的反射峰；在1.45頃、1.95和2.62.7處有三個吸收谷。8、影響植物光譜的因素？植物本身的結構

23、特征：葉子的顏色、組織結構、含水量；此外，植物的覆蓋程度也對植物的光譜曲線產生影響。9、下圖給出不同健康水平的植物的典型反射波譜，假如有ETM各波段數(shù)據(jù)(TM1:0.450-0.515期，TM2:0.525-0.605四，TM3:0.630-0.69叫，TM4:0.775-0.90m,TM5:1.55-1.75四，TM6:10.4-12.5期，TM7:2.09-2.35期)可用，試擬定恰當?shù)牟噬铣煞桨?，以突出顯示植物健康水平的差別，并描述它們在合成片上的色調特征。(提示：理想組合是RGB342,TM2(藍)、TM3(紅)、TM4(綠)，為什么，結合曲線，分析不同健康水平植物在各通道的色調、合

24、成后的色調)至一皂-哲婦外景物色彩10、如果在地物表面涂上一層綠油漆，遙感怎樣將其偽裝與綠色植物區(qū)分開來。綠色植物的反射光譜會有波動，而綠漆的反射光譜不會有波動。11、什么是高光譜遙感？高光譜遙感與一般遙感的主要區(qū)別。高光譜遙感是在電磁波譜的可見光，近紅外，中紅外和熱紅外波段范圍內，獲取許多非常窄的光譜連續(xù)的影像數(shù)據(jù)的技術。區(qū)別：成像光譜儀可以分離成幾十甚至數(shù)百個很窄的波段來接收信息；每個波段寬度僅小于10nm;所有波段排列在一起能形成一條連續(xù)的完整的光譜曲線；光譜曲線的覆蓋范圍從可見光到熱紅外的全部電磁輻射波范圍。12、幾種植被指數(shù)：比值植被指數(shù)：RVI=NIR/R差值植被指數(shù)：DVI=NIR-R差比值植被指數(shù)：PVI=1.6225(NIR)-2.2978(R)+11.0656歸一化差值植被指數(shù)：NVI=(NIR-R)/(