遥感概论复习资料[1]

名词解释

1.自然界任何地物都有其自身特有的电磁辐射规律，都具有吸收和反射一定波长电磁波（紫外线、可见光、

红外线和微波）的特性；它们又都具有发射某些红外线、微波的特性；少数地物还具有透射某些波长电磁波的特性，这种特性称为地物的波谱特性。

2．当像片倾斜、地面起伏时，地面点在航摄像片上构像相对于理想情况下的构像所产生的位置差异称像点位移。

3．所谓亮度温度是指物体辐射的功率等于某一黑体辐射功率时，该黑体的绝对温度即为地物的亮度温度。4．在某一瞬间，假定飞行平台固定在空中某一位置不动，扫描仪的平面反射扫描镜也不摆动，传感器所能感测的一小块地面单元，称为传感器的瞬时视场（又称场元或空间分辨率）。

5．所谓黑体是“绝对黑体”的简称，是一个理想的辐射体，指在任何温度下，对于各种波长的电磁辐射的吸收系数恒等于1（100％）的物体（ρ＝0，τ＝0）。

6．数字图像：将一幅光学图像在像幅空间和灰度空间上离散化得到的一个由离散化的坐标和灰度值组成的M?N的数字矩阵，即将其划分为M?N的空间矩阵，并将在每一格上量测的平均灰度值数字化。

7．空间任意点A（物点）与一固定点S（投影中心）连成的直线或其延长线（即中心光线）被一个平面（像平面）所截，则此直线与平面的交点a（像点）称为A点的中心投影。

8．无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线或X射线、γ射线等都是电磁波，只是波源不同，波长（或频率）也各不相同，将各种电磁波按其在真空中的波长（或频率）大小，依次排列制成的图表叫作电磁波谱。

9．通常把通过大气时较少被大气反射、吸收或散射而具有较高透射率的电磁辐射波段称为大气窗口。10．灰度直方图：对数字图像进行灰度统计，把M*N图像上灰度级gi所出项的像元个数ni与图像总像元数N的百分比称为频率，记为Pi。以灰度级g为横坐标，p为纵坐标，表示图像灰度分别情况的图形叫作图像灰度级直方图。

要考虑的问题

1．热红外遥感的理论依据

e = εσT4

上式可见：地物的热辐射强度与温度四次方成正比，若已知地物的温度和吸收率，即可求出地物的热辐射强度。地物微小的温度差异就会引起红外辐射能量明显的改变，这就是热红外遥感的主要依据。

2．中心投影和垂直投影的主要区别

（1）投影距离变化：对于垂直投影，构像比例尺与投影距离无关；对于中心投影，构像比例尺随投影距离（航高）变化而变化。

（2）投影面倾斜的影响：对于垂直投影，投影面总是水平的，图上各部分的比例尺是统一的；对于中心投影，若投影面倾斜时，像片各部分比例尺不一致。

（3）地形起伏的影响：地形起伏对垂直投影没有影响；对中心投影有影响。

3．相关掩膜法进行边缘增强的理论依据

将同一时期同一地区的两张反差相等的一正一负两张模片精确叠掩（利用彩色合成仪或印像机或放大机

使影像重叠），这时正负片上的影像完全重叠，在合成的影像上密度处处相等，影像消失了，然后将模片稍微错开一点距离，那么在合成影像上，地物边界会加粗，其密度将变大或变小，地物边界影像与其两侧地物的影像相比，密度有明显的差别，这样，边缘就突出呈现在合成影像上了，这种方法叫边缘增强。

4．用瑞利-金斯公式来说明亮度温度和地物实际温度的关系

微波区域黑体辐射的微波功率可以用瑞利-金斯公式来表示：W（γ）＝2kT B / λ2式中：W（γ）表示黑体单位表面积、单位立体角和单位频率范围内所辐射的微波功率；k为波尔兹曼常量；T为绝对温度；Ws（γ）＝ε W（γ）＝ 2 ε kT / λ2

式中：ε为地物在微波波段的发射率。

发射率随波长变化的规律称为地物的发射光谱。按地物发射率和波长之间的关系绘成的曲线，称为地物发射光谱曲线。常用亮度温度T B来衡量地物的辐射特征。所谓亮度温度是指物体辐射的功率等于某一黑体辐射功率时，该黑体的绝对温度即为地物的亮度温度。T B＝εT因为0≤ε≤1，因此，地物的两度温度总是小于其实际温度。

5．瞬时视场、空间分辨率、地面分辨率和胶片分辨率的区别和联系

瞬时视场：在某一瞬间，假定飞行平台固定在空中某一位置不动，扫描仪的平面反射扫描镜也不摆动，传感器所能感测的一小块地面单元，称为传感器的瞬时视场。

空间分辨率：扫描仪能够观测到的最小的地面单元

注：在光机扫描下瞬时视场与空间分辨率是同一概念，只不过瞬时视场是以大小衡量，而空间分辨率是以高低衡量，瞬时视场越大，空间分辨率越低；反之亦然。而在扫描成像下，不存在瞬时视场的概念，而用空间分辨率代替。

地面分辨率：指图像能分辩地面要素的能力，或在地面图像上能分辩最小地物的实际线度或面积

胶片分辨率：在高倍放大镜观察下1mm宽度内能够分辨的黑白线对的数目。由感光乳剂的颗粒大小决定。

6．陆地卫星与太阳同步的确切的含义与意义

含义：是指卫星轨道平面的移动和太阳在黄道上的移动保持同步的轨道，陆地卫星的轨道与太阳同步，即从地球上看去，轨道相对与太阳静止不动。

意义：使卫星通过任意纬度上空的地方时保持不变，从而使卫星传感器能够在太阳光照角相同的条件下对地面摄影，这就给陆地卫星资料的处理带来很大的方便和好处。如果陆地卫星能在同一地方时经过相同纬度各地上空，就能保证卫星传感器在较为理想又较为一致的光照条件下对地面进行探测，以获得质量较高的图像，同时也便于不同时期的卫星图像上同各地物及色调的对比，而只有通过轨道与太阳同步才能达到这一目的，与太阳同步还有利于卫星在固定的时间飞临地面接收站上空，并使卫星上的太阳电池得到稳定的太阳照度。

7．光机扫描图像、地面分辨率或空间分辨率的变化规律是什么？（没经过几何校正之前）

8．可见光、近红外波段的航天遥感受大气的影响

太阳辐射会受到大气层的两次衰减。

在晴天，太阳辐射主要受到大气分子的瑞利散射，一部分向上散射被传感器接收，另一部分向下散射再经由地面反射再被传感器接收。阴天时，主要是气溶胶分子的影响。

波长越短，瑞利散射越强。（对可见光影响较大，对红外辐射影响很小，但对红外线的米氏散射不可忽视）

9．波动方程的波函数如何解释电磁波的时空周期性

电磁波是物质存在的一种形式，以场的形式表现出来。不管是机械波还是电磁波，在运动形式上都是波动。

波动的基本特点是时空周期性，时空周期性可以由波动方程的波函数表示：

?＝A?sin[(ωt-kx)+φ]

式中：?－波函数；A－振幅；(ωt-kx)+φ－位相；

φ－初位相；ω－圆频率，ω＝2π/T；

k－圆波数，k＝2π/λ；t，x－时空变量

当kx为定值时，时间周期T= 2π/ω；当ωt为定值时，空间周期T’=2π/k=λ；所以当kx、ωt同时变化时，电磁波就具有时空周期性。

10．侧视雷达图像、距离像分辨率的形成机制

距离分辨率：是在脉冲发射方向上，能分辩两个目标的最小距离。它与脉冲的宽度有关，至少是一个脉冲的后沿与下一个脉冲的前沿相挨着才能分辩。

11．监督分类的过程与原理；TM、HRV传感器的波段范围并以其为例来说明监督分类的过程答题步骤：①概念：监督分类是在工作区通过实况调查取得分类样本（训练区）统计数据的情况后进行的。通过样本的已知数据，从中找出分类参数、条件及建立判别函数，然后对图像各像

元作出判别归类。

→

↑

③举例说明

12．设计一个简单的拉普拉斯算子将线性地物表现出来

13．航空摄影、雷达图像、地形图、光机扫描图像分别属于什么投影性质

航空摄影属于中心投影、侧视雷达图像属于旋转斜距投影、地形图属于垂直投影、光机扫描图像属于多中心投影。

14．根据发射率和波长的关系可以把地物分成那几类辐射体

根据发射率与波长的关系，可将地物分为三种类型：

a、黑体或绝对黑体，其发射率ελ＝ε＝ 1，即黑体的发射率对所有波长都是一个常数1。

b、灰体，其发射率ελ＝ε＝常数 < 1，即灰体的发射率始终小于1，ε不随波长变化。

c、选择性辐射体，其发射率随波长而变化，而且ελ< 1（因吸收率a也随波长而变化并且 a < 1）。

可以在某些波段范围内把选择性辐射体看成灰体。

15．遥感的分类

1、按工作平台高度分：近地（地面）遥感、航空遥感、航天遥感

2、按传感器工作波段分：紫外遥感（探测波段范围：0.05～0.38μm）、可见光遥感（0.38～0.76μm）、红

外遥感（0.76～1000μm）、微波遥感（1mm～1m）

3、按应用目的分：环境遥感、农业遥感、林业遥感、地质遥感、海洋遥感等

4、按遥感信息的记录方式分：成像遥感和非成像遥感

5、按传感器工作方式分：主动式遥感和被动式遥感

16．微波、热红外、中红外、近红外、紫外遥感分别适合探测什么样的地物信息

a、热红外：主要探测常温物体发射的红外线。常温物体发射红外线的波长多在3～40 μm 。

b、紫外光：主要用于探测碳酸盐岩分布和监测水面油污。

c、微波：主要探测土壤含水量、波浪高度、风速。微波的特点是能穿透云雾、雨滴、一定厚度的植被、

冰层和土壤，可获得其它波段无法获得的信息。

d、中红外：主要探测热污染、火山、森林火灾等。

17．航空摄影按照感光胶片的不同可分为哪几类

普通黑白摄影、黑白红外摄影、彩色摄影、彩色红外摄影、多光谱摄影

18．SPOT卫星上的HRV传感器有哪两种观测模式，有哪两种光谱记录模式以及每一种光普记录模式的空间分辨率

两种光谱记录模式：多光谱模式（地面分辨率：20×20m2）和全色模式（10×10 m2）。

两种观测模式：天底点视野模式（垂直观测模式）和倾斜观测模式（离开天底点视野模式）。

19．TM 1-7波段每个波段波长的范围

TM 1：0.45～0.52μm 兰光波段

TM 2：0.52～0.60μm 绿光波段

TM 3：0.63～0.69μm 红光波段

TM 4：0.76～0.90μm 近红外短波

TM 5：1.55～1.75μm 近红外中波

TM 6：10.4～12.50μm 远红外波段

TM 7：2.08～2.35μm 近红外长波

20．遥感所用的电磁辐射源主要有哪两类

遥感的辐射源可分为自然辐射源和人工电磁辐射源两类。自然辐射源又包括太阳辐射和地物的热辐射；

人工辐射源包括微波辐射源和激光辐射源等。

21．陆地卫星的轨道特征是什么

a、近圆形、近极地轨道。陆地卫星的轨道接近于圆形，而且轨道经过南北极附近地区，故又称“极轨卫星”

b、轨道与太阳同步。陆地卫星的轨道是太阳同步轨道，即在轨道上每一个点上的地方时降保持不变。

c、中等高度

22．遥感数字图像增强可分为哪两种运算方式，遥感数字图像边缘增强有哪两种算法

遥感图像数字增强的方法有多种，其中根据图像数据的特征参数在原图像上直接施行某种数字变换的理论主要有点运算和局部运算两种；遥感数字图像边缘增强算法有梯度算子和拉氏算子。

23．理解

①每一散射对应的具体现象

1天空在万里无云时呈现青色/小雨滴对微波波段散射——瑞利散射

2 当大气中含有水汽、烟尘、气溶胶等分子直径接近辐射的电磁波长时，米氏散射便变强，且数量越多，

散射强度越大——米氏散射

3天空中受云、雾及大气污染物影响出现灰白色——非选择性散射

②倾斜误差与投影差的变形规律

投影差的几点规律：

1投影差大小跟像点与像主点的距离成正比，即距离像主点越远，投影差越大。像片中心部分投影差小，像主点是唯一不因高差而产生投影差的点。

2投影差大小与高差成正比，高差越大，投影差也越大。高差成正时，投影差也为正，即像点离开中心点向外移动；高差为负时，投影差也为负，即像点向着中心点移动。

3投影差与航高成反比，即航高越高，投影差越小。

倾斜误差的几点规律：

1倾斜误差的方向是在像点与等角点的连线上

2倾斜误差跟像点距等角点距离的平方成正比

3当?＝0或?＝180°时，δa＝0 ，即等比线上的像点不因像片倾斜而产生位移

4当?＝90°或?＝270°时， | sin? |＝1，即在主纵线上像点倾斜误差最大。

5 δa的符号因sin?而定，当0≤?≤180°时,δa为负，即像点向着等角点方向移动；当180°≤?≤ 360°

时，δa为正，即像点背着等角点方向移动。

6由于sin(180 °+?) = - sin?，所以当rc为定值时，对称于等角点的像点，其倾斜误差大小相等，方向相反。

③比值、边缘、彩色、反差增强的作用

反差增强：改善影像密度的差异，提高地物影像的对比度，以利判读。

彩色增强：把以灰度显示的黑白图像变换为彩色图像，大大增强图像判读效果。

比值增强：能扩大不同地物的微小差异，也可用于消除或减弱光照条件的影响。

边缘增强：增强地面上具有线性特征的地物在影像上的显示。

④反射红外、摄影红外、近红外的波段范围

摄影红外：0.76－1.3um

反射红外：0.76－3um

近红外：0.76－3um

⑤遥感数字图像的对数增强与指数增强的效果是什么

对数变换：是一种非线性变换。经过对数变换后，原来像元值较低的像元之间的差异加大，而原来像元值较高的像元之间差异却减少了。这种方法一般用于大多数像元集中于低亮度的情况。Z'＝Blg（A?Z）＋C 指数变换：经过指数变换后，原来像元值较低的像元之间的差异减小，原来像元值较高的像元之间的差异却加大了。Z'＝B exp(A?Z) ＋C。指数变换适用于大多数像元集中于高亮度的情况。

⑥光学反差增强所用的膜片组合是怎样的

反差增强调整：调整反差的方法很多，例如选择不同性能的感光材料和不同性能的显影液、或者采用不同的曝光时间、显影温度、显影时间来实现。

1）提高反差：将同谱段同地区的一张密度差（反差）适中的黑白模片负片和一张密度差（反差）较小的负片，分别放在彩色合成仪的两个通道上，不加彩色滤色片，使两个影像在录影板上完全重合，曝光印出一张新像片（正片），其密度差会比原图像高。也可以在印像机或放大机的底片夹中，将两张正片叠在一起，印出一张等大的或放大的胶片（负片），其密度差也会提高。

2）降低反差：把一张负片和一张正片叠在一起，可降低密度差（反差），若负片和正片密度差相等，则重叠后，影像密度处处相等，影像消失了。

⑦普朗克定律反映的黑体辐射的基本规律

Wλ(λ,T) = 2πhc2/ λ5 . 1/e ch/ λkT-1

普朗克公式表示出了黑体辐射通量密度与温度的关系及按波长分布的情况。反映黑体辐射的三个特性：

1、辐射通量密度Wλ(λ,T)随波长连续变化，温度一定时，辐射通量密度随波长变化的曲线只有一个最大值

2、温度越高，辐射通量密度也越大，不同温度下的曲线不相交。

3、随着温度的升高，辐射最大值所对应的波长向短波方向移动。