国土资源遥感课后习题及答案

第一章绪论1.遥感的基本概念是什么？答：应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把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。

2.遥感探测系统包括哪几个部分？答：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。

3.作为对地观测系统，遥感与常规手段相比有什么特点？答：1.大面积同步观测：传统地面调查实施困难，工作量大，遥感观测可以不受地面阻隔等限制。

2.时效性：可以短时间对同一地区进行重复探测，发现地球上许多事物的动态变化，传统调查，需要大量人力物力，用几年甚至几十年时间才能获得地球上大围地区动态变化的数据。

因此，遥感大大提高了观测的时效性。

这对天气预报、火灾、水灾等的灾情监测，以及军事行动等都非常重要。

3.数据的综合性和可比性：遥感获得地地物电磁波特性数据综合反映了地球上许多自然、人文信息。

由于遥感的探测波段、成像方式、成像时间、数据记录、等均可按照要求设计，使获得的数据具有同一性或相似性。

同时考虑道新的传感器和信息记录都可以向下兼容，所以数据具有可比性。

与传统地面调查和考察相比较，遥感数据可以较大程度地排除人为干扰。

4.经济性：遥感的费用投入与所获得的效益，与传统的方法相比，可以大大的节省人力、物力、财力和时间、具有很高的经济效益和社会效益。

5.局限性：遥感技术所利用的电磁波有限，有待进一步开发，需要更高分辨率以及遥感以外的其它手段相配合，特别是地面调查和验证。

第二章电磁辐射与地物光谱特征1.阐述辐射度I，辐射出射度M和辐射亮度L的物理意义，其共同点和区别是什么？答：辐射度，被辐射的物体表面单位面积上的辐射通量；辐射出射度，辐射源物体表面单位面积上的辐射通量；辐射亮度，辐射源在某一方向，单位投影表面，单位立体角的辐射通量。

共同点，辐射度与辐射出射度、辐射亮度都是描述辐射测量的概念。

区别，辐射度与辐射出射度都是辐射通量密度的概念，描述的是辐射量的大小，不过I为物体接受的辐射，M为物体发出的辐射。

它们都是与波长有关。

辐射亮度描述的是辐射量的强弱，为单位立体角的辐射通量。

2.大气的散射现象有几种类型？根据不同散射类型的特点分析可见光遥感与微波遥感的区别，说明为什么微波具有穿透雾能力而可见光不能。

答：①瑞利散射（大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射）.②米氏散射（当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射）③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）.大气散射类型是根据大气中分子或其他微粒的直径小于或相当于辐射波长时才发生。

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。

3.对照书卫星传感器表中所列波段区间和大气窗口的波段区间，理解大气窗口对于遥感探测的重要意义？答:对于遥感传感器而言，只有选择透过率高的波段才有观测意义。

根据卫星传感器的用途选择合适的波段区间进行观测，选择电磁波通过大气层透过率高的大气窗口，以获取更多有效信息.4.综合论述太阳辐射传播到地球表面又返回到遥感传感器这一整个过程中所发生的物理现象。

答：（一）大气的吸收作用；（二）大气的散射作用;大气的反射、折射、散射、透射。

5.从地球辐射的分段特性说明为什么对于卫星影像解译必须了解地物反射波谱特性。

答：当太阳辐射到达地表后，就短波而言，地表反射的太阳辐射成为地表的主要辐射来源，而来自地球本身的辐射，几乎可以忽略不计。

地球自身的辐射主要集中在长波，即6um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的热辐射。

两峰交叉之处是两种辐射共同其作用的部分，在2.5~6um，即中红外波段，地球对太阳辐照的反射和地表物体自身的热辐射均不能忽略。

比辐射率(发射率)波谱特性曲线的形态特征可以反映地面物体本身的特性，包括物体本身的组成、温度、表面粗糙度等物理特性。

特别是曲线形态特殊时可以用发射率曲线来识别地面物体，尤其在夜间，太阳辐射消失后，地面发出的能量已发射光谱为主，单侧起红外辐射及微波辐射并与同样温度条件下的比辐射率（发射率）曲线比较，是识别地物的重要方法之一。

地物反射波普曲线除随不同地物(反射率)不同外，同种地物不同部结构和外部条件下形态表现（发射率）也不同。

一般说，地物发射率随波长变化有规律可循，从而为遥感影像的判读提供依据。

6.列举几种可见光与近红外波段植被、土壤、水体、岩石的地物反射波谱曲线实例？答：1．植物：a.在可见光的0.55μm（绿）附近有一个小反射峰，在0.45μm（蓝）和0.67μm（红）附近有两个明显的吸收带。

b.在0.7～0.8μm是一个陡坡，反射率急剧增高，在近红外波段0.8～1.3μm之间形成一个高的，形成反射峰。

c.以1.45μm、1.95μm和2.7μm为中心是水的吸收带。

2.土壤：没有明显的波峰波谷，土质越细反射率越高，有机质含量越高含水量越高，反射率越低3. 水体：反射主要在蓝绿波段，其它波段吸收都很强，近红外吸收更强。

水中含泥沙时，可见光波段反射率会增加，峰值出现在黄红区。

水中含叶绿素时，近红外波段明显抬升。

4. 岩石：形态各异，没有统一的变化规律。

岩石的反射波谱曲线受矿物成分、矿物含量、风化程度、含水状况、颗粒大小、表面光滑程度、色泽等影响。

第三章遥感成像原理与遥感图像特征1、概念中心投影：把光由一点向外散射形成的投影。

静止卫星：位于地球赤道上空距地面约3.6万千米处相对地面静止的卫星。

瞬时视场角:扫描镜在一瞬时时间可以视为静止状态，此时，接受到的目标物的电磁波辐射，限制在一个很小的角度之，这个角度称为瞬时视场角。

即扫描仪的空间分辨率。

像点位移:在中心投影的像片上，地形的起伏除引起像片比例尺变化外，还会引起平面上的点位在像片上的位置移动，这种现象称为像点位移。

合成孔径雷达：合成孔径雷达( SAR) 是一种高分辨率成像雷达，可以在能见度极低的气象条件下得到类似光学照相的高分辨雷达图像。

利用雷达与目标的相对运动把尺寸较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成一较大的等效天线孔径的雷达，也称综合孔径雷达。

太阳同步回归轨道：太阳同步轨道指的就是卫星的轨道平面和太阳始终保持相对固定的取向，轨道倾角（轨道平面与赤道平面的夹角）接近90度，卫星要在两极附近通过，因此又称之为近极地太阳同步卫星轨道。

遥感平台：是搭载传感器的工具。

成像光谱仪：利用既能成像又能获取目标光谱曲线的“谱像合一”的技术制成的扫面议。

微波遥感：是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地物的技术。

图像空间分辨率：指像素所代表的地面围的大小。

LANDSAT卫星：指陆地卫星。

SPOT卫星：是地球观测卫星系统。

2.试述可见光、热红外、微波遥感的物理基础及其数据的主要用途。

答：遥感应用的电磁波波谱段紫外线：波长围为0.01～0.38μm，太谱中，只有0.3～0.38μm波长的光到达地面，对油污染敏感，但探测高度在2000 m以下。

可见光：波长围：0.38～0.76μm，人眼对可见光有敏锐的感觉，是遥感技术应用中的重要波段。

红外线：波长围为0.76～1000μm，根据性质分为近红外、中红外、远红外和超远红外。

微波：波长围为1 mm～1 m，穿透性好，不受云雾的影响。

中红外：3.0～6.0 µm，地面常温下的辐射波长，有热感，又叫热红外。

远红外：6.0～15.0 µm，地面常温下的辐射波长，有热感，又叫热红外。

3.推帚扫描(CCD)与光机扫描有何异同?答：光机扫描，概念：依靠机械传动装置使光学镜头摆动，形成对目标地物逐点逐行扫描。

探测元件把接受到的电磁波能量能转换成电信号，在磁介质上记录或再经电/光转换成为光能量，在设置于焦平面的胶片上形成影像。

CCD，概念：固体自扫描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。

4.论述气象卫星的特点及其应用围。

答：特点1：轨道气象卫星的轨道分为两种，即低轨和高轨。

2：短周期重复观测3：成像面积大，有利于获得宏观同步信息，减少数据处理容量4: 资料来源连续、实时性强、成本低。

应用领域天气分析和天气预报气候研究和气候变迁的研究资源环境其他领域如海洋研究、森林火灾、水污染等。

5.何谓航空像片的比例尺、平均比例尺？引起像片比例尺变化的主要因素有哪些？答：航空像片比例尺指在航空相片上，某一段与地面上相应线段的长度之比。

平均比例尺指焦距与像片各点平均航高之比。

像片的比例尺大小取决于摄影平台的高度和摄影机的焦距。

6.主要遥感平台是什么，各有何特点？答：地面平台：高度在0～50m围，三角架、遥感塔、遥感车和遥感船等与地面接触的平台称为地面平台或近地面平台。

它通过地物光谱仪或传感器来对地面进行近距离遥感，测定各种地物的波谱特性及影像的实验研究。

航空平台：包括飞机和气球。

飞机按高度可以分为低空平台、中空平台和高空平台。

低空平台：2000米以，对流层下层中。

中空平台：2000-6000米，对流层中层。

高空平台：12000米左右的对流层以上。

低空气球：凡是发放到对流层中去的气球称为低空气球；高空气球：凡是发放到平流层中去的气球称为高空气球。

可上升到12-40公里的高空。

填补了高空飞机升不到，低轨卫星降不到的空中平台的空白。

航天平台：包括卫星、火箭、航天飞机、宇宙飞船。

高度在150km以上。

航天飞机240～350km高度。

卫星：低轨：150～300km，大比例尺、高分辨率图象；寿命短，几天到几周（由于地心引力、大气摩擦），用于军事侦察；中轨：700～1000km，资源与环境遥感；高轨：35860km，地球静止卫星，通信、气象。

航天平台目前发展最快，应用最广：气象卫星系列、海洋卫星系列、陆地卫星系列。

7. 摄影成像的基本原理是什么？其图像有什么特征？答：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，经过光/电转换，以数字信号来记录物体影像。

图象特点：投影：航片是中心投影，即摄影光线交于同一点。

比例尺：航空像片上某一线段长度与地面相应线段长度之比，称为像片比例尺。

⑴平均比例尺：以各点的平均高程为起始面，并根据这个起始面计算出来的比例尺。

⑵主比例尺：由像主点航高计算出来的比例尺，它可以概略地代表该航片的比例尺。

像点位移：⑴位移量与地形高差成正比，即高差越大引起的像点位移量也越大。

当高差为正时，像点位移为正，是背离像主点方移动；高差为负时，像点位移为负，是朝向像主点方向移动。