遥感导论复习题

第一章
1、广义的遥感：指一切无接触的远距离探测，包括对电磁力、力场、机械波（声波、地震波）等的探测。

2、狭义的遥感：应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处吧目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。

3、遥感系统包括：被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用五大部分。

4、遥感的特点：大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性、经济性、局限性。

第二章
1、辐射测量:辐射能量（W）：电磁辐射的能量。

辐射通量（υ）：单位时间内通过某一面积的能量。

辐射通量密度（E）：单位时间内通过单位面积的能量。

辐照度（I）：被辐射的物体表面单位面积上的辐射通量。

辐射出射度（M）：辐射源物体表面单位面积上的辐射通量。

辐射亮度（L）。

2、绝对黑体：如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收，则这个物体是绝对黑体。

3、黑体辐射规律：⑴普朗克公式，普遍适用，Mλ(λ,T)=2πhc²\λ5(e hc\λkT-1)，式中，c为光速，k为波尔兹曼常数，h为普朗克常数，M为辐射出射度。

⑵斯忒藩-波尔兹曼定律，M=∫Mλ(λ)dλ,用普朗克公式对波长积分，M=σT4。

⑶维恩位移定律，λmax T=b。

4、太阳常数：是指不受大气影响，在距太阳一个天文单位内，垂直于太阳光辐射方向上，单位面积单位时间黑体所接收的太远辐射能量I。

5、大气层次与成分：在垂直方向上自下而上为对流层、平流层、中间层、热层、散逸层，也常把平流层和中间层统称为平流层，热层和散逸层统称为电离层。

大气主要是分子和其他微粒，分子主要有N2和O2。

微粒主要有烟、尘埃、雾霾、小水滴和气溶胶。

6、大气散射：瑞利散射、米氏散射、无选择性散射。

7、太阳辐射与地表的相互作用：当太阳辐射达到地表后，就短波而言，地表反射的太阳辐射成为地表的主要反射来源，而来自地球的自身的辐射，几乎可以忽略不计。

地球自身的辐射主要集中在长波，及6μm以上的热红外区段。

该区段太阳辐射的影响几乎可以忽略不计，因此只考虑地表物体自身热辐射。

在2.5-6μm，即中红外波段，地球对太阳辐射的反射和地表物体自身的辐射均不能忽略。

地球辐射的分段特性6i
8、反射率：物体反射的辐射能量P1占总入射能量P2的百分比，不同物体的反射率不同主要取决物体本身的性质，入射电磁波的波长和入射角度。

反射率总小于等于1。

9、物体的反射分为：镜面反射、漫反射和实际物体反射。

10、反射波谱：地物反射率随波长的变化规律横坐标表示波长，纵坐标表示反射率。

11、地物反射波谱曲线：植物，植物的反射波谱曲线规律性明显而独特；土壤，自然状态下土壤表面的反射率没有明显的峰值和谷值，土质越细反射率越高，有机质含量越高和含水量越高反射率越低；水体，主要在蓝绿光波段，其他波段吸收都很强，特别到了近红外波段吸收更强。

在近红外影像上水体呈黑色。

岩石，反射波谱曲线无统一的特征，矿物成分、矿物含量、风化程度、含水状况、颗粒大小、表面光滑程度、色泽等都会对曲线形态产生影响。

第三章
1、气象卫星的三个发展阶段：20世纪60年代发展了第一代气象卫星；1970-1977年发展了
第二代气象卫星；1978年以后气象卫星进入了第三个发展阶段。

2、气象卫星的特点：⑴轨道，分为低轨和高轨。

低轨就是近极地太阳同步轨道，轨道高度为800-1600km，南北向绕地球旋转。

高轨是指地球的同步轨道，轨道高度36000km左右绕地球一周要24小时，卫星公转角速度和地球自转角速度相等，称作地球同步卫星或静止气象卫星。

⑵短周期重点观测。

⑶成像面积大，有利于获得宏观同步信息，减少数据处理容量。

⑷资料来源连续、实时性强、成本低。

3、气象卫星资料的应用：⑴天气分析和气象预报。

⑵气候研究和气候变迁的研究。

⑶资源环境其他领域。

4、主要陆地卫星系列：⑴陆地卫星landsat即地球资源卫星计划。

美国内务部和国家宇航局。

⑵斯波特卫星SPOT意思是地球观察卫星系统。

由瑞典、比利时等参加，法国国家空间研究中心CNES设计制造。

⑶中国资源一号卫星—中巴地球资源卫星CBERS。

⑷其他陆地卫星。

⑸主要应用，航天遥感中，应用最广、最深入的就是陆地卫星系列。

其应用几乎涉及到地学和国民经济的各个领域。

5、摄影成像：摄影是通过成像设备获取物体影像的技术。

传统摄影依靠光学镜头及放置在焦平面的感光胶片来记录物体影像。

数字摄影则通过放置在焦平面的光敏元件，经光电转换，以数字信号来记录物体的影像。

依据探测波长的不同，又分为近紫外摄影、可见光摄影、红外摄影、多光谱摄影等。

6、摄影机：是成像遥感最常用的传感器，可装载在地面平台、航空平台以及航天平台上，有分幅式和全景式摄影机。

7、垂直摄影相片的几何特征：像片的投影，常用的大比例尺地形图属于垂直投影或近垂直投影，而摄影像片却属于中心投影。

垂直投影的物体影像是通过互相平行的光线投影到与光线垂直的平面上的，因此像片或地图比例尺处处一致，而且与投影距离无关。

摄影像片是地面物体的中心投影像。

物体通过物镜中心投射到成像面上，形成透视影像。

8、中心投影与垂直投影的区别：第一，投影距离的影响4：垂直投影图像的缩小和放大与投影距离无关，有统一的比例尺。

中心投影则受投影距离影响，像片比例尺与平台高度H 和焦距f有关。

第二，投影面倾斜的影响：垂直投影的影像仅表现为比例尺有所放大。

第三，地形起伏的影响：垂直投影时，随地形起伏变化，投影点之间的距离与地面实际水平距离成比例缩小，相对位置不变。

中心投影时，地面起伏越大，像上投影点水平位置的位移量就越大，产生投影误差。

9、光电扫描成像：光学、机械扫描成像系统，一般在扫描仪的前方安装光学镜头，依靠机械传动装置使镜头摆动，形成对目标地物的逐点逐行扫描。

扫描仪是由一个四方棱镜、若干反射镜和探测元件所组成。

探测元件把接收到的电磁波能量转换成电信号，在磁介质上记录或再经过电光转换成光能量，在设置于焦平面的胶片上形成影像。

10、固体自扫描成像：固体自扫描成像是用固定的探测元件，通过遥感平台的运动对目标地物进行扫描的一种成像方式。

11、微波遥感：是指通过微波传感器获取从目标地物发射或反射的微波辐射，经过判读处理来识别第五代技术。

12、微波遥感的特点：⑴能全天候、全天时工作。

⑵对某些地物具有特殊的波谱特征。

⑶对冰、雪、森林、土壤等具有一定的穿透能力。

⑷对海洋遥感具有特殊意义。

⑸分辨率较低，但特性明显。

13、微波遥感分为：有源（主动）和无源（被动）。

主动微波遥感是通过向目标地物发射微波并接收其后向散射信号来实现对地观测遥感方式，主要传感器是雷达。

被动微波遥感是通过传感器，接收来自目标地物发出的微波，而达到探测目的的遥感方式。

14、距离分辨力P g=（c\2ω）secΦ=τc\2cosΦ，式中，c是光速，ω是频带宽度ω=1\τ，
τ是脉冲宽度，Φ是俯角。

15、方位分辨力Pa=(λ\D)R, λ是波长，D是雷达天线孔径，R是距目标地物的距离。

16、遥感图像的特征：几何特征、物理特征和时间特征。

表现参数为空间分辨率、光谱分辨率、辐射分辨率和时间分辨率。

17、遥感图像空间分辨率：指像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元。

Rg=Rf/H. Rs表示地面分辨率，f为摄影机焦距，H为摄影机高度。

18、遥感图像波谱分辨率：是指传感器在接收目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。

间隔越小，分辨率越高。

19、遥感图像辐射分辨率：是指传感器接收波谱信号时，能分辨的最小辐射度差。

在遥感图像上表现为每一像元的辐射量化级。

20、遥感图像时间分辨率：是指对同一地点进行遥感采样的时间间隔，即采样的时间频率，也叫重访周期。

第六章遥感数字图像计算机解释
1.遥感数字图像的概念
答：遥感数字图像是以数字形式表示的遥感影像，遥感数字图像最基本的单位是象素，而象素是成像过程的采样点，也是计算机图像处理的最小单位。

2.象素的空间特征和属性特征
答：象素的空间特性是指由于传感器从空间观测地球表面，因此每个像素含有特定的地理位置的信息，并表征一定的面积。

对于多光谱扫描仪提供的数字图像来说，一个象素对应的地表面积是有传感器上瞬间视场角所决定的，瞬间视场角在地表的投影面称象素的地面分辨率（或称空间分辨率），由于传感器种类不同，它的瞬间视场角也不同，因此，对应的地面分辨率是不同的。

象素的属性特征采用亮度值来表达，在不同波段上，相同地点的亮度值可能是不同的，这是因为地物在不同波段上辐射电磁波的特征不同造成的。

通常我们把一个象素内只包含一种地物的称为正象素，如水体，它的亮度值代表了水体的光谱特征。

象素内包括两种或两种以上地物的称为混合象素，如出苗不久的麦田，它的一个象素亮度值内包含麦苗和土壤的光谱特征。

3.遥感数字图像的特点
答：1）便于计算机处理和分析：采用数字形式表示遥感图像，便于计算机处理。

因此，与光学图像处理方式相比，遥感数字图像是一种适于计算机处理的图形表示方法。

2）图像信息损失低：在获取、传输和分发过程中，不会因长期存储而损失信息，也不会因多次传输和复制而产生图像失真。

而模拟方法表现的遥感图像会因多次复制而使图像质量下降。

3）抽象性强：尽管不同类别的遥感数字图像，有不同的视觉效果，对应不同的物理背景，但由于它们都采用数字形式表示，便于建立分析模型，进行计算机解释和运用遥感图像专家系统。

4.遥感数字图像的计算机分类原理
答：计算机遥感图像分类是统计模式识别技术在遥感领域中的具体应用。

统计模式识别的关键是提取待识别模式的一组统计特征值，然后按照一定准则作出决策，从而对数字图像予以识别。

遥感图像分类的主要依据是地物的光谱特征，即地物电磁波辐射的多波段测量值，这些测量值可以用作遥感图像分类的原始变量。

分类过程中采用的统计特征变量包括：全局统计特征变量和局部统计特征变量。

全局统计特征变量是将整个数字图像作为研究对象，从整个图像中获取或进行变化处理后获取变量。

局部统计特征变量是将数字图像分割成不同识别单元，在各个单元内分别抽取的统计特征变量。

5.遥感图像分类方法包括哪些？
答：遥感图像分类方法包括监督分类和非监督分类。

监督分类方法，首先需要从研究区域选取有代表性的训练场地作为样本。

根据已知训练区提供的样本，通过选择特征参数，建立判
别函数，据此对样本像元进行分类，依据样本类别的特征来识别非样本像元的归属类别。

非监督分类方法，是在没有先验类别作为样本的条件下，即事先不知道类别特征，主要根据像元间相似度的大小进行归类合并的方法。

6.简述遥感数字图像计算机分类的基本过程
答：1）首先明确遥感图像分类的目的及其需要解决的问题，在此基础上根据应用目的选取特定区域的遥感数字图像。

2）根据研究区域，收集与分析地面参考信息与有关数据。

为提高计算机分类的精度，需要对数字图像进行辐射校正和结合纠正。

3）对图像分类方法进行比较研究，掌握各种分类方法的优缺点，然后根据分类要求和图像数据的特征，选择合适的图像分类方法和算法。

4）找出代表这些类别的统计特征。

5）为了测定总特征，在监督分类中可选择具有代表性的训练场地进行采样，测定其特征。

在无监督分类中，可用聚类等方法对特征相似的象素进行归类，测定其特征。

6）对遥感图像中各象素进行分类。

包括对每个像素进行分类和对预先分割均匀的区域进行分类。

7）分类精度检查。

在监督分类中把已知的训练数据及分类类别与分类结果进行比较，确认分类的精度及可靠性。

在非监督分类中，采用随机抽样方法，分类效果的好坏需经实际检验或利用分类区域的调查材料、专题图进行核查。

8）对判别分析的结果统计检验。

7.监督分类中常用的具体分类方法包括哪些？
答：1)最小距离分类法最小分类法是以特征空间中的距离作为象素分类的依据，包括最小距离判别法和最近邻域分类法。

最小距离判别法要求对遥感图像中每一个类别选一个具有代表意义的统计特征量，首先计算待分像元与已知类别之间的距离，然后将其归属于距离最小的一类。

2)多级切割分类法通过设定在各轴上的一系列分割点，将多维特征空间划分成分别对应不同分类类别的互不重叠的特征子空间的分类方法。

3）特征曲线窗口法特征曲线是地物光谱特征参数构成的曲线。

其分类的依据是：相同的地物在相同的地域环境及成像条件下，其特征曲线是相同或相近的，而不同地物的特征曲线差别明显。

4）最大似然比分类法其分类法是经常使用的监督分类方法之一，它是通过求出每个像素对于各类别的归属概率，把该象素分到归属概率最大的类别中去的方法。

8.非监督分类常用的方法包括哪些？
答：1）分级集群法当同类物体聚集分布在一定的空间位置上，他们在同样条件下应具有相同的光谱信息特征，这时其他类别的物体应聚集分布在不同的空间位置上。

其过程如下，第一，确定评价跟样本相似程度所采用的指标；第二，初定分类总数N；第三，计算样本间的距离，根据距离最近的原则判定样本归并到不同类别；第四，归并后的类别作为新类，与剩下的类别重新组合，然后再计算并改正其距离。

2）动态聚类法其方法是在初始状态给出图像粗糙的分类，然后基于一定原则在类别间重新组合样本，直到分类比较合理为止。

其过程为，第一，按照某个原则选择一些初始聚类中心。

第二，计算象素与初始类别中心的距离，把该象素分配到最近的类别中。

第三，计算并改正重新组合的类别中心，如果重新组合的象素在最小允许值以下，则将该类别取消，并使总类别数减1。

第七章遥感应用
1.遥感器所接收的辐射就包括水面反射光、悬浮物反射光、水底反射光和天空散射光。

在
近红外的遥感影像上，清澈的水体是黑色的。

2.水体悬浮物泥沙的确定
答：含有泥沙的浑浊水体与清水比较，光谱反射特征存在以下差异。

1）浑浊水体的反射波普曲线整体高于清水，随着悬浮泥沙浓度的增加，差别加大。

2）波普反射峰值向长波方向移动（红移）。

清水在0.75um处反射率接近于零，而含沙的浑浊水至0.93um处反射率才接近零。

3）随着悬浮泥沙浓度的加大，可见光对水体的透射能力减弱，反射能力加强。

4）波长较短的可见光，如蓝光和绿光对水体穿透能力较强，可反映出水面下一定深度的泥沙分布
状况。

3.水体悬浮物叶绿素的确定
答：水中叶绿素的浓度与水体反射光谱特征存在以下关系。

1)水体叶绿素浓度增加，蓝光波段的反射率下降，绿光波段的反射率增高；2）水面叶绿素和游浮生物浓度高时，近红外波段仍存在一定的反射率，该波段影像中水体不呈黑色，而是呈灰色，甚至是浅灰色。

4.水体污染的探测（出现下列情况时，有可能采用遥感的方法探测到水体的污染）
答：1）水体污染物浓度较大且使水色显著地变黑、变红或变黄，并与背景水色有较大的差异时。

2）水体高度富营养化，受到严重的有机污染，浮游生物浓度高时，与背景水体的差异也可以在近红外波段影像上被识别。

3）水体受到热污染，与周围水体有明显温差，可以在热红外波段影像上被识别。

4）其他情况，如水上油溢污染可使紫外波段和近红外波段的反射率增高，有可能被探测出来。

5.从植物的典型波普曲线来看，控制植物反射率的主要因素有哪些？
答：1）植物叶子的颜色植物叶子中含有多种色素，如叶青素、叶红素、叶黄素、叶绿素等，在可见光范围内，其反射峰值落在相应的波长范围内。

2）叶子的细胞组织构造绿色植物的叶子是由上表皮、叶绿素颗粒组成的栅栏组织和多孔薄壁细胞组织构成。

3）叶子的含水量叶子在1.45um，1.95um和2.6----2.7um处各有一个吸收谷，这主要由叶子的细胞液、细胞膜及吸收水分所形成。

6.不同植物类型的区分有哪些方法？
答：不同植被类型，由于组织结构不同，季节不同，生态条件不同而具有不同的光谱特征、形态特征和环境特征，在遥感影像中可以表现出来。

1）不同植物由于叶子的组织结构和所含色素不同，具有不同的光谱特征。

2）利用植物的物侯区差异来区分植物，也是植被遥感重要方法之一。

3）根据植物生态条件区别植物类型。

不同种类的植物，有不同的适宜生态条件，如温度条件、水分条件、土壤条件、地貌条件等等。

7.大面积农作物的遥感估产包括哪些方面？
答：1）可以根据作物的色调、图像结构等差异最大的物候期的遥感影像和特定的地理位置等的特征，将其与其他植被区分开来。

2）利用高时相分辨率的卫星影像对作物生长的全过程进行动态观测。

3）建立农作物估产模式，用选定的植物灌浆期植被指数与某一作物的单产进行回归分析，得到回归方程。

8.遥感植被解译有哪些方面的应用？
答：1）植被制图应用遥感影像进行植被的分类制图，尤其是大范围的植被制图，是一种非常有效而且节约大量人力物力的工作，已被广泛的使用。

2）城市绿化调查与生态环境评价，改善城市的生态环境，提高城市绿化水平是我国城市生态建设的重要问题。

3）草场资源调查，草场上牧草的长势好坏与牧草的产量直接相关，而产草量载畜量的决定因素。

4）林业资源调查，林业部门是我国采用遥感技术进行资源调查最早的部门之一，在我国的各大林区都应用过遥感影像制作森林分布图、宜林地分布图等，并对林地的面积变化进行动态监测。

第八章综述题
简述地理信息系统、遥感、GPS的综合运用实例。

答：1、在车辆导航与车辆监控系统中的综合应用。

2、在海洋渔业资源开发中的综合应用。

3、在精细农业发展中的综合应用。

4、在土地技术研究中的应用。

5、在全球变化研究领域中的应用。

6、在其他领域中的应用：A、环境动态监测和环境保护B、防灾、减灾、救灾C、城市规划和管理。

GPS：1、数据采集2、地理数据管理3、空间分析和属性分析4、地理信息可视化GPS：1精确定位2、准确定时及测速RS：1、GIS的数据源2、获取地面高程，更新GIS数据。