气象遥感期末复习答案总结

（个人总结，仅供参考！）一、判断1、光机扫描用机械转动光学扫描部件来完成单元或多元列阵探测器目标的二维扫描。

（对）(不确定)2、热红外遥感不能在夜晚进行。

（错）3、辐射纠正是清除辐射量失真的处理过程，大气纠正是清除大气影响的处理过程。

（对）5、专题制图仪TM（Thematic Mapper）是NOAA气象卫星上携带的传感器。

（错）6、可见光波段的波长范围是0.38-0.76cm。

(错，应是um)7、利用人工发射源，获取地物反射波的遥感方式叫做被动遥感。

（错）9、太阳辐射能量主要集中在0.3-3um，最大值为0.47um。

（错）(不确定)10、在军事遥感中，利用可见光波段可以识别绿色植物伪装。

（错）(不确定)11、空间分辨率是指一个影像上能详细区分的最小单元的大小，常用的表现形式有：像元、像解率和视场角。

（对）12、直方图均衡化是一种把原图像的直方图变换为各灰度值频率固定的直方图的变换。

（错）16、微波辐射计是主动传感器，微波高度计是被动传感器。

（错）17、气象卫星遥感数据只能应用于气象领域。

（错）18、黑体辐射的总能量与其绝对温度的4次方成正比，峰值波长则与绝对温度成反比，随着温度的降低，最大辐射波长向长波方向移动。

（对）19、所有的物体都是黑体。

(错)20、所有的几何分辨率与像素分辨率是一致的。

（错）21、冬天的影像有利于土壤分析。

（对）22、所有的微波传感器都是主动式传感器。

（错）二、填空1、维恩位移定律表明绝对黑体的__波长λ__乘以__绝对温度T__是常数2897.8。

当绝对黑体的温度增高时，它的辐射峰值波长向___短波____方向移动。

2、电磁波谱按频率由高到低排列主要由γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波等组成。

3、按照传感器的工作频段分类，遥感可以分为紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感。

4、绝对黑体辐射通量密度是_发射物质的温度_和__辐射波长或频率_的函数。

5、散射现象的实质是电磁波在传输中遇到大气微粒而产生的一种衍射现象，按散射粒子与波长的关系，可以分为三种散射：_瑞利散射_、_米散射_和_无选择性散射_。

6、SAR的中文名称是__合成孔径雷达__，它属于__主动___(主动/被动)遥感技术。

7、遥感技术系统一般由遥感平台系统、遥感仪器系统、数据接收与处理系统和分析解译系统组成。

8、彩色三要素指的是__明度__、__色调__和___饱和度___，其中色调反映的是物体对电磁辐射、反射的主波长，明度反映的是物体对电磁辐射的总能量。

9、航空航天遥感传感器数据获取技术趋向三多（多平台、多传感器、多角度）和三高（高空间分辨率、高光谱分辨率和高时相分辨率）。

10、遥感数据获取手段迅猛发展，遥感平台有地球同步轨道卫星（35000Km），太阳同步卫星（600-1000Km）、太空飞船（200-300Km）、航天飞机（240-350Km）。

三、简答2、什么叫发射率？按发射率与波长的关系可将地物分成哪几种类型？发射率：地物的辐射出射度（单位面积上发出的辐射总通量）W与同温下的黑体辐射出射度W黑的比值。

它也是遥感探测的基础和出发点。

按照发射率与波长的关系，把地物分为：黑体或绝对黑体：发射率为1，常数。

灰体：发射率小于1，常数选择性辐射体：发射率小于1，且随波长而变化。

3、什么是遥感图像的空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率？这三种分辨率的改善对地物遥感监测有何作用？空间分辨率指像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时视场，或是地面物体能分辨的最小单元。

光谱分辨率是指传感器在接收目标辐射的光谱时能分辨的最小波长间隔。

间隔越小，分辨率越高。

时间分辨率指对同一地点进行遥感采样的时间间隔，集采样的时间频率。

也称重访周期。

（遥感图像的空间分辨率是针对传感器或图像而言，可以区别的最小单元的尺寸或大小，不同的自然现象有不同的空间分辨率和尺度，并不一定是空间分辨率越大越好，观测越细微越好这并不否定系统的高精度的实地观测，而是说明需要适当的距离和空间分辨率，才能有效、完整地观察。

时间分辨率：对同一地区遥感影像重复覆盖的频率，是指重复观测的最小时间间隔，可用于动态监测与预报，自然历史变迁和动力学分析、利用时间差提高遥感的成像率和解像率，更新数据库等。

光谱分辨率：指传感器所选用的波段数量的多少，各波段的波长位置、及波长间隔的大小。

用于开拓遥感应用领域等。

光谱分辨率越高，专题研究的针对性越强，对物体的识别精度越高，遥感应用分析的效果也就越好。

但是面对大量多波段信息以及它所提供的这些微小的差异，要直接地将他们与地物特征联系起来综合解译是比较困难的。

而多波段的数据分析可以改善识别和提取信息特征的概率和精度）4、微波遥感的特点有哪些？（1）全天候、全天时工作（2）对某些地物有特殊的波谱特征（3）对冰、雪、森林、土壤等有一定的穿透力（4）对海洋遥感有特殊意义（5）分辨率较低，但特性明显5、论述MODIS数据在大气遥感中的任一应用。

简述它的遥感原理和所选取的MODIS通道。

(1)利用MODIS光学厚度遥感产品研究北京及周边地区的大气污染。

选用的通道是MODIS的通道1（620~670nm）和通道3（459~479nm）的地表反射率与通道7（近红外2105~2155nm）观测到的表观反射率。

它们在密集植被地区甚至较暗反照率土壤地区呈现良好的线性相关，而且近红外通道7的观测基本不受气溶胶的影响，因此利用这一通道的数据区分暗背景和亮背景，并得到通道1 和通道3 在暗背景情况下的反照率。

气溶胶类型则利用通道1 和通道3的路径辐射比来首先判断是否为沙尘类型，对于不是沙尘类型的气溶胶，则根据预先的设定确定其类型。

7、大气遥感分为主动式和被动式两类。

论述这两类方法的主要优缺点，并分别举两个主动式和两个被动式大气遥感的例子。

主动式主要优点是：不依赖太阳辐射，可以昼夜工作，而且可以根据探测目的的不同，主动选择电磁波的波长和发射方式。

主要缺点：由于增加了高功率的信号发射设备，探测系统的体积、重量和功耗比被动式大气遥感要增加几十倍以上，因此较多地应用于地面大气探测和飞机探测。

普通雷达、侧视雷达，合成孔径雷达，红外雷达、激光雷达等都属于主动遥感系统。

被动式优缺点：被动式大气遥感探测系统主要由信号接收、分析和结果显示等3部分所组成。

由于这种遥感不需要信号发射设备，探测系统的体积、重量和功耗都大为减小。

但是，被动式大气遥感系统探测器所接收到的，是探测器视野内整层大气的大气信号的积分总效应，要从中足够精确地反演出某层大气成分或气象要素铅直分布（廓线）的精细结构还很困难。

航空摄影系统，红外扫描系统等属于被动遥感系统。

（主动遥感的仪器费用高而且需要看护，被动遥感的仪器结构相对比较简单，可以无人看守地观测。

）8、简要介绍微波辐射计测量大气水汽总量的原理和方法。

MP一3000A微波辐射计是一种新型35通道微波辐射计。

它可以连续得到从地面到10km高分辨率的温度、相对湿度和水汽廓线以及较低分辨率的液态水廓线。

它采用的反演方法是神经网络方法，利用该地区探空的历史资料来正向模拟微波辐射量。

它包括两个频率段的子系统，温度廓线子系统和水汽廓线子系统。

温度廓线子系统选择51~59GHz之间的7个频率氧气吸收带进行天空亮温观测，水汽廓线子系统选择22～30GHz之间的水汽吸收带进行天空亮温观测。

基本原理：微波廓线方法是利用大气在22至200GHz的频率带中的微波辐射进行测量的。

根据水汽分布的气压高度表现的压力加宽；通过观测来自于水汽线压力增宽的辐射的强度和形状的信息，可以得到水汽廓线。

22GHz附近适合进行相对潮湿地区的地基廓线反演。

较敏感的1 83GHz适合干环境的地基水汽廓线反演。

水汽的发射物在高纬度地区显示为一个很窄的线条，而在低纬度地区显示较宽。

发射强度与水蒸气密度和温度成正比。

通过扫描光谱分布和数学反演观测数据，可以得到水汽廓线。

微波辐射计共生成三类数据，第一类为电压值，第二类为各个通道的亮温值，第三类为神经网络反演得到的地面到10kin的温度、湿度、水汽液态水廓线。

神经网络是运用斯图加特神经网络模拟器(Stuttgart Neural Network Simulator)和探空廓线的历史资料得出的。

标准后向传播(back—propagation)算法用于同化，标准前馈网络用于廓线的得出。

廓线从0到10km共58个反演层。

在约7kin以上，大气中的水汽密度和温度接近气候平均值。

9、论述大气遥感的研究内容，研究特点及其在大气科学领域的地位和作用。

大气遥感以探测大气参数和过程为目标,主要研究内容包括遥感原理、探测技术、反演理论与方法、遥感实验与应用4个方面。

对未来大气遥感研究特点概括为如下几点：（1）大气遥感与大气科学其他学科分支的相互交融与综合发展（2）人类生存环境与气候变化研究为中心（3）地球观测系统与数字化大气相结合的发展战略（4）未来技术与理论创新的最主要使命：大气遥感的高精度、高分辨率的定量化（5）高新技术应用与市场相结合的大气遥感技术发展路线（6）实验科学与应用物理学的紧密结合大气遥感被广泛应用于气象卫星、空间实验室、飞机和地面气象观测，成为气象观测中具有广阔发展前景的重要领域。

11、什么是大气窗区？常用于遥感的大气窗区有哪些？由于大气层的反射、散射和吸收作用，使得太阳辐射的各波段受到衰减的作用轻重不同，因而各波段的透射率也各不相同。

我们把受到大气衰减作用较轻、透射率较高的波段称作大气窗区。

包括可见光窗区、红外窗区和射电窗区。

大气窗区的光谱段主要有:微波波段（300~1GHz），热红外波段（8~14um），中红外波段（3.5~4um），可见光和近红外波段（0.4~2.5um）。

常用于遥感的大气窗区有：0.3—0.3um,1.5-1.8um,8-14um。

12、说明健康植物的反射光谱特性，以及影响植物光谱的因素有哪些？健康植物的反射光谱特征：在可见光的0.55微米附近有一个反射率为10%-20%的小反射峰；在0.45和0.65附近有两个明显的吸收谷（叶绿素吸收）。

在0.7-0.8是一个陡坡，反射率急剧增高（细胞构造引起的）；在红外波段0.8-1.3之间形成一个反射率高达40%的或更大的反射峰；在1.45，1.95和2.6-2.7处有三个吸收谷（水分吸收）。

影响植物光谱的因素有：叶绿素的含量、叶子的组织结构、叶片水分的含量、植物的覆盖度等。

14、为什么微波具有穿透云雾能力而可见光不能？大气云层中，小雨滴的直径相对其他微粒最大，对可见光只有无选择性散射（当大气中粒子的直径比波长大的多时发生的散射）发生，云层越厚，散射越强，而对微波来说，微波波长比粒子的直径大很多，则又属于瑞利散射的类型，散射强度与波长四次方成反比，波长越长散射强度越小，所以微波才有可能有最小散射，最大透射，而被成为具有穿云透雾的能力。