遙感技術基礎習題

遙感技術基礎[習題]遙感技術基礎[習題]遙感技術基礎[習題]資料僅供參考文件編號：2022年4月遙感技術基礎[習題]版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準:發(fā)布日期：遙感技術基礎習題1、遙感的基本概念。廣義而言，遙感(RemoteSensing)泛指各種非直接接觸的、遠距離探測目標的技術。對目標進行采集主要根據物體對電磁波的反射和輻射特性，利用聲波、引力波和地震波等，也都包含在廣義的遙感之中。通常認為，遙感是從遠距離、高空、以至外層空間的平臺上，利用可見光、紅外、微波等遙感器，通過攝影、掃描等各種方式，接收來自地球表層各類地物的電磁波信息，并對這些信息進行加工處理，從而識別地面物質的性質和運動狀態(tài)的綜合技術。2、遙感探測系統(tǒng)包括哪幾個部分空間信息采集系統(tǒng)（包括遙感平臺和傳感器）遙感傳感器：指搭載遙感器的運載工具按高度大體可分為：地面平臺、空中平臺和太空平臺三大類指搭載遙感器的運載工具，按高度大體可分為：地面平臺、空中平臺和太空平臺三大類遙感平臺：指搭載遙感器的運載工具按高度大體可分為：地面平臺、空中平臺和太空平臺三大類地面接收和預處理系統(tǒng)（包括輻射校正和幾何校正）地面實況調查系統(tǒng)（如收集環(huán)境和氣象數據）信息分析應用系統(tǒng)3、與傳統(tǒng)對地觀測手段比較，遙感有什么特點大面積實時觀測。遙感用航攝飛機飛行高度為10km左右，陸地衛(wèi)星的衛(wèi)星軌道高度達910km左右，從而，可及時獲取大范圍的信息。時效性強，獲取信息的速度快，周期短。由于衛(wèi)星圍繞地球運轉，從而能及時獲取所經地區(qū)的各種自然現象的最新資料，以便更新原有資料，或根據新舊資料變化進行動態(tài)監(jiān)測，這是人工實地測量和航空攝影測量無法比擬的。信息客觀、真實，信息量大。數據的綜合性和可比性好。獲取信息受條件限制少。在地球上有很多地方，自然條件極為惡劣，人類難以到達，如沙漠、沼澤、高山峻嶺等。采用不受地面條件限制的遙感技術，特別是航天遙感可方便及時地獲取各種寶貴資料。4、遙感有哪幾種分類分類依據是什么按遙感平臺的高度分類：航天遙感、航空遙感和地面遙感按所利用的電磁波的光譜段分類：可見光/反射紅外遙感、熱紅外遙感、微波遙感三種類型。按研究對象分類：資源遙感與環(huán)境遙感兩大類。按應用空間尺度分類：全球遙感、區(qū)域遙感和城市遙感。按傳感器的類型分類：主動遙感和被動遙感。5、試述當前遙感發(fā)展的現狀及趨勢。追求更高的空間分辨率隨著傳感器空間分辨率的提高，空間分辨率從1000米、500米、250米、80米、30米、20米、10米、5米發(fā)展到追求更精細的光譜分辨率高光譜遙感的發(fā)展，使遙感波段寬度從（黑白攝影）、（多光譜描）到5～6nm（成像光譜儀），遙感器波段寬度窄化，可以突出特定目標反射峰值波長的微小差異，針對性更強。追求更小的時間分辨率大、中、小衛(wèi)星相互協同，高、中、低軌道相結合，從幾小時到18天不等，形成一個不同時間分辨率的互補系列。由二維測量為主發(fā)展到三維測量多波段、多極化、多模式合成孔徑雷達衛(wèi)星及機載三維成像儀的發(fā)展和應用，將地面目標由二維測量為主發(fā)展到三維測量。全定量化遙感方法將走向實用遙感的目的是獲得有關地物目標的幾何與物理特性。幾何方程是顯式表示的數學方程。物理方程一直是隱式的。目前的遙感解譯與目標識別并沒有通過物理方程反演，而是采用了基于灰度或加上一定知識的統(tǒng)計的、結構的、紋理的影像分析方法。隨著對成像機理、地物波譜反射特征、大氣模型、氣溶膠的深入研究和數據積累，多角度、多傳感器、高光譜及雷達衛(wèi)星遙感技術的成熟，涉及幾何與物理方程式的全定量化遙感方法將逐步由理論研究走向實用化，遙感基礎理論研究將邁步走上新的臺階。只有實現了遙感定量化，才可能真正實現自動化和實時化。7、熟悉顏色的三個屬性。明度、色調、飽和度，選取自然界的某些顏色例如：樹葉、鮮花、土地等，比較它們三種屬性區(qū)別。明度指顏色的亮度。任何色彩都存在明暗變化。其中黃色明度最高，紫色明度最低，綠、紅、藍、橙的明度相近，為中間明度。另外在同一色相的明度中還存在深淺的變化。色調色調是指一幅圖片色彩外觀的基本傾向。?？梢詮纳?、明度、冷暖、純度四個方面來定義一幅作品的色調。飽和度彩色強度的濃度。是指色彩的鮮艷程度，也稱色彩的純度。飽和度取決于該色中含色成分和消色成分(灰色)的比例。含色成分越大，飽和度越大；消色成分越大，飽和度越小。比較：樹葉、鮮花、土地樹葉：綠色。中間明度，冷色調，飽和度較高。鮮花：紅或黃。明度相對高，暖色調，飽和度高。土地：棕色。明度較低，冷色調，飽和度低。6、什么是大氣窗口常用于遙感的大氣窗口有哪些概念太陽光從宇宙空間到達地球表面須穿過地球的大氣層。太陽光在穿過大氣層時，會受到大氣層對太陽光的吸收和散射影響，因而使透過大氣層的太陽光能量受到衰減。但是大氣層對太陽光的吸收和散射影響隨太陽光的波長而變化。通常把太陽光透過大氣層時透過率較高的光譜段稱為大氣窗口。大氣窗口的光譜段主要有:微波波段（300~1GHz），熱紅外波段（8~14um），中紅外波段（~4um），可見光和近紅外波段（~）。常用于遙感的大氣窗口電磁波性質大氣窗口遙感光譜通道應用條件與成像方式反射光譜—μm紫外波段—μm—μm可見光波段—μm近紅外波段—μm—μm必須在強光照下，采用攝影方式和掃描方式成像（即只能在白天作業(yè)）—μm—μm近紅外—μm—μm強光照下白天掃描成像反射和發(fā)射混合光譜—μm中紅外—μm白天和夜間都能掃描成像發(fā)射光譜8—14μm遠紅外10—11μm—μm8—14μm白天和夜間都能掃描成像—300cm—0.30cm—0.63cm—0.83cm—1.13cm—1.67cm—2.75cm—5.2cm—7.69cm—19.4cm—76.9cm—133cm有光照和無光照下都能掃描成像9、航天遙感平臺主要有哪些各有什么特點航天遙感平臺，又稱太空平臺，泛指利用各種太空飛行器為平臺的遙感技術系統(tǒng)，以人造地球衛(wèi)星為主體，包括載人飛船、航天飛機和太空站，有時也把各種行星探測器包括在內。如各種不同高度的人造地球衛(wèi)星、載人或不載人的宇宙飛船、航天站和航天飛機等。衛(wèi)星遙感為航天遙感的組成部分，以人造地球衛(wèi)星作為遙感平臺，主要利用衛(wèi)星對地球和低層大氣進行光學和電子觀測。航天遙感感測面積大、范圍廣、速度快、效果好，可定期或連續(xù)監(jiān)視一個地區(qū)，不受國界和地理條件限制；能取得其他手段難以獲取的信息，對于軍事、經濟、科學等均有重要作用。8、主要遙感平臺有哪些，各有何特點按高度大體可分為地面平臺、空中平臺和太空平臺三大類①地面平臺，主要指以高塔、車、船為平臺的遙感技術系統(tǒng)，地物波譜儀或傳感器安裝在這些地面平臺上，進行各種地物波譜測量，如固定的遙感塔、可移動的遙感車、艦船等。②空中平臺，又稱航空遙感平臺，泛指從飛機、飛艇、氣球等空中平臺對地觀測的遙感技術系統(tǒng)。如各種固定翼和旋翼式飛機、系留氣球、自由氣球、探空火箭等。③太空平臺，又稱航天遙感平臺，泛指利用各種太空飛行器為平臺的遙感技術系統(tǒng)，以人造地球衛(wèi)星為主體，包括載人飛船、航天飛機和太空站，有時也把各種行星探測器包括在內。如各種不同高度的人造地球衛(wèi)星、載人或不載人的宇宙飛船、航天站和航天飛機等。這些具有不同技術性能、工作方式和技術經濟效益的遙感平臺，組成一個多層、立體化的現代化遙感信息獲取系統(tǒng)，為完成專題的或綜合的、區(qū)域的或全球的、靜態(tài)的或動態(tài)的各種遙感活動提供了技術保證。10、什么叫輻射誤差，其主要來源有哪些輻射誤差遙感成像時，由于各種因素的影響（傳感器測量值與目標的光譜反射率或光譜輻射亮度等物理量是不一致的，這是因為測量值中包含了太陽位置和角度條件、薄霧等大氣條件所引起的失真），使得遙感圖像存在一定的幾何畸變和輻射量的失真現象，這些畸變和失真影響了圖像的質量和應用，即是輻射誤差。主要來源①大氣對電磁波輻射的散射和吸收；②太陽高度與傳感器觀察角的變化；③地形起伏引起的輻射強度變化；④傳感器探測系統(tǒng)性能差異，如光學系統(tǒng)或不同探測器在靈敏度、光譜響應和透光性能上的差異；⑤影像處理，如攝影處理等。影像灰度失真與影像空間頻率有關。空間頻率愈高，即目標愈小時，輻射誤差愈大。輻射校正實際上是影像恢復（或稱復原）的一個內容。11、什么叫幾何校正，其主要來源有哪些幾何校正：圖像中的像元在圖像坐標系中的坐標與其在地圖坐標系等參考系統(tǒng)中的坐標之間的差異，消除這種差異的過程稱為幾何校正。幾何變形可分為：靜態(tài)變形和動態(tài)變形兩大類。靜態(tài)變形：圖像形成過程中傳感器相對于地球表面呈靜止狀態(tài)時所具有的各種變形誤差動態(tài)變形：圖像形成過程中傳感器的運動造成的圖像變形。12、簡述遙感影像目視判讀的具體方法與步驟。遙感影像目視解譯/判讀：是解譯者通過直接觀察或借助一些簡單工具(如放大鏡等)識別所需地物信息的過程(顏色、形狀、紋理、位置、大小、陰影等)。方法與步驟：1)了解影像的輔助信息:平臺、遙感器、成像日期2)分析已知專業(yè)資料:地面實況3)建立解譯標志:影像特征4)預解譯:根據解譯標志對影像進行解譯,形成預解譯圖(直接判讀法、對比分析法、信息覆蓋法、綜合推理法、地理相關法等)5)地面實況調查:野外實地調查與檢證6)詳細解譯:修正預解譯圖中的錯誤，形成正式的解譯原圖7)類型轉繪與制圖:解譯原圖上的類型界線轉繪到地理底圖13、比較監(jiān)督分類與非監(jiān)督分類的優(yōu)缺點。監(jiān)督分類的優(yōu)點：①可根據應用目的和區(qū)域，有選擇地決定分類類別，避免出現一些不必要的類別；②可控制訓練樣本的選擇；③可通過檢查來決定訓練樣本是否被精確分類，從而避免分類中的嚴重錯誤；④避免了非監(jiān)督分類中對光滑集群組的重新歸類。監(jiān)督分類的缺點：①由于人為因素，分類系統(tǒng)的確定、訓練樣本的選擇，分析定義的類別也許并不是圖像中存在的自然類別，致多維數據空問中各類別問并非獨一無二，而是有重疊，分析者所選擇的訓練樣本也可能并不代表圖像中的真實情形；②由于圖像中同一類的光譜差異，如同一森林類，由于森林密度、年齡、陰影等的差異，其森林類的內部方差大，造成訓練樣本沒有很好的代表性；③訓練樣本的選取和評估需要花費較多的人力和時間；④只能識別訓練樣本中所定義的類別，若某類別由于訓練者不知道或者其數量太少未被定義，則監(jiān)督分類不能被識別。非監(jiān)督分類優(yōu)點：①不需要預先對所要分類的區(qū)域有廣泛的了解和熟悉，但分析者仍需要一定的知識來解釋分類得到的集群組；②人為誤差的機會減少，所產生的類別比監(jiān)督分類的更均質；③獨特的、覆蓋量小的類別均能夠被識別，而不會像監(jiān)督分類那樣被分析者的失誤所丟失。非監(jiān)督分類缺點：①所產生的光譜集群組并不一定對應于分析者想要的類別，因此分析者面臨著如何將它們和想要的類別相匹配的問題，實際上幾乎很少有一對一的對應關系；②分析者較難對產生的類別進行控制，因此其產生的類別也許并不能讓分析者滿意；③圖像中各類別的光譜特征會隨時間、地形等變化，不同圖像以及不同時段的圖像之間的光譜集群組無法保持其連續(xù)性，從而使不同圖像之間的對比變得困難。14、何為圖像融合圖像融