遥感原理与应用_期末试题(安徽农业大学)

遥感：遥感实在远距离探测目标处，使用一定的空间运载工具和电子、光学仪器，接收并记录目标的电磁波特性，通过对电磁波特性进行传输、加工、分析和识别处理，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。

电磁辐射：电磁能量的传递过程。

电磁波谱：将不同波长的电磁波，按照其在真空中传播波长的长短或频率的大小递增或递减的顺序依次排列得到的图表。

绝对黑体：如果一个物体在任何温度对任何波长电磁辐射都全部吸收，而没有任何反射，则这个物体是绝对黑体，简称黑体。

反射波谱：地物的反射率随射入波长变化而变化的规律。

大气窗口：电磁波通过大气层时，较少被反射、吸收或散射，透过率较高的电磁辐射波段空间分辨率：遥感影像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小，是用来表征影像分辨地面目标细节能力的指标

波普分辨率：传感器探测器件接收电磁波辐射所能区分的最小波长范围，或接收目标辐射时能分辨的最小波长间隔

时间分辨率：是相邻两次对地面同一区域进行观测的时间间隔。

朗伯源：辐射亮度与观察角无关的辐射源

传感器是收集、量测和记录遥远目标的信息的仪器，是遥感技术系统的核心

遥感图像目视解译：指专业人员通过直接观察或借助判读仪器在遥感图像上获取特定目标地物信息的过程

遥感图像计算机解译：以计算机系统为支撑环境，利用模式识别技术与人工智能技术相结合，根据遥感图像中目标地物的各种影像特征，结合专家知识库中目标地物的解译经验和成像规律等知识进行分析和推理，完成对遥感图像的解译

图像融合：遥感平台按高度可分为地面平台、航空平台、航天平台；按传感器探测波段遥感可分为紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感.

散射的三种类型：瑞利散射、米氏散射、无选择性散射.

遥感常用的电磁波波段：紫外线、红外线、可见光、微波波段.

遥感技术系统包括：信息获取、信息传输、信息接收、处理与分析等组成部分.

目标地物特征包括：色、形、位三大类，

目标地物的识别特征包括：形态、大小、色调、阴影、图型、纹理、布局等.

航空图像为中心投影，投影误差主要与地面起伏、像径、航高相关，图像上主点的误差为0，投影误差最大部位位于图像边部.

侧视雷达的距离分辨力和俯角相关，而方位分辨力则与发射电磁波波长及雷达天线孔径有关.

遥感数字图像中像元的位置由行列号决定，像元的灰度值代表地面物体的平均电磁辐射强度.

在可见光波段地物的电磁辐射以反射为主,在热红外波段地物电磁辐射主要表现为热辐射，色调在可见光图像上反映的是地物的反射率，而在热红外影像上反映的是地物的地表温度.

1遥感的特点及发展趋势:优点（1）空间覆盖范围广，有利于同步观测（2）光谱覆盖范围广，信息量大（3）时效性强，可在短时间内对同一地区进行重复性和周期性观测（4）数据的综合性和可比性（5）经济性，大大地节省人力物力财力和时间

缺点（6）遥感技术本身的局限性（7）工作量大，周期长（8）现有遥感图像处理技术不能满足实际需要（9）易受天气条件影响（10）遥感数据共享和集成难度较大

发展趋势（1）遥感波普域从最早的可见光向近红外、短波红外、热红外、微波方向发展

（2）不同时间分辨率互补（3）空间分辨率越来越高（4）光谱分辨率越来越高（5）多角度遥感（6）海量遥感数据处理、融合（7）遥感分析技术从定性向定量分析（8）遥感图像自动解译的专家系统（9）3S-一体化（10）遥感商业化。

2主要的大气窗口光谱波段及影响因素：0.3-1.3μm，即紫外、可见光、近红外波段。这一波段是摄影成像的最佳波段，也是许多卫星传感器扫描成像的常用波段。比如，Landsat 卫星的TM的1-4波段，SPOT卫星的HRV波段等。1.5-1.8μm, 2.0-3.5μm，即近、短波、中红外波段，在白天日照条件好的时候扫描成像常用这些波段，比如TM的5、7波段等用以探测植物含水量以及云、雪或用于地质制图等。3.5-5.5μm，即中红外波段，物体的热辐射较强。这一区间除了地面物体反射光谱反射太阳辐射外，地面物体也有自身的发射能量。如NOAA卫星的A VHRR传感器用3.55-3.93μm探测海面温度，获得昼夜云图。8-14μm，即远红外波段主要来自物体热辐射的能量，适于夜间成像，测量探测目标的地物温度。

0.8-2.5cm至更长, 即微波波段，由于微波穿云透雾的能力，这一区间可以全天候工作。而且工作方式为主动遥感。其常用的波段为0.8cm，3cm，5cm, 10cm等等, 有时也可将该窗口扩展为0.05cm至300cm 波段。

3扫描型传感器工作原理与区别

扫描成像原理：依靠探测元件和扫描镜对目标地物以瞬时视场为单位进行的逐点、逐行取样，以得到目标地物电磁辐射特性信息，形成一定谱段的图像传感器区别：光机扫描仪是借助遥感平台沿飞行方向运动与遥感器自身的光机对目标地物逐点、逐行横向扫描，达到地面覆盖，得到地面条带图像的成像装置；

推扫式扫描仪将固体光电转换元件排成一排作为探测器的传感器，又称为线阵列推扫式扫描仪，由于大多采用电荷耦合器件CCD制成，又称为CCD固体扫描仪，具有自扫描、感受波普范围宽、畸变小、体积小、重量轻等优点；

成像光谱仪是以多路、连续并具有高光谱分辨率方式获取图像信息的仪器，其构造与CCD线阵列推扫式扫描仪和多光谱扫描仪相同，区别仅在于通道数多，各通道的波段宽度很窄

成像光谱仪特点在可见光到短波红外波段，光谱分辨率高达纳米(nm)数量级;通常具有波段多的特点，光谱通道数多达数十甚至数百个以上; 各光谱通道间往往是连续的，每个像元可提取一条光谱曲线

4遥感数字图像发生畸变的因素及几何校正和辐射校正方法：

（1）辐射失真是传感器自身条件、薄雾等大气条件、太阳位置和角度条件及某些不可避免的噪声引起的传感器的测量值与目标的反射率或光谱辐射亮度等物理量之间的差异，辐射校正方法主要有传感器校正、大气校正（回归分析法和直方图法）、太阳高度和地形校正；

（2）几何变形的原因有遥感器的内部畸变、遥感平台位置和运行状态变化的影响、地球本身对遥感图像的影响、大气折射的影响；几何校正方法步骤：第一步：像元坐标变换是构建一个模拟几何畸变的数学模型，以建立原始畸变图像空间与标准图像空间的某种对应关系，实现不同图像空间中像元位置的变换；第二步：像元灰度值的重新计算（重采样）是利用这种对应关系把原始畸变图像空间中全部像素变换到标准图像空间中的对应位置上，完成标准图像空间中每一像元亮度值的计算。

5典型地物的反射波谱特性曲线：