电磁辐射Word格式文档下载.doc

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时间分辨率是指在同一区域进行的相邻两次遥感观测的最小时间间隔。

对轨道卫星，亦称覆盖周期。

时间间隔大，时间分辨率低，反之时间分辨率高。

正射投影:

光线平行且垂直投影面，无地形位移。

顶视物体。

中心投影（透视投影）:

光线交于同一点，导致比例尺变化，图像变形。

分子运动温度:

分子平均传递能量的“内部表现形式”，等同于真实温度。

辐射温度:

又称为表征温度，物体辐射能量的一种“外部”表现形式热红外遥感系统记录的就是辐射亮度，经过辐射定标以后得到就是辐射温度亮度温度:

与观测物体同等辐射能量的黑体的温度，等同于辐射温度，物理意义更明确。

辐射分辨率:

数据的辐射分辨率应相同，不同的时候要相互转换。

1.阐述辐射出射度M、辐射照度E、辐射强度I、辐射亮度L的物理意义，其共同点和区别是什么,物理意义:

射出射度M:

物体单位面积上发射出的辐射通量。

辐射照度E:

照射到物体单位面积上的辐射通量。

辐射强度I:

点辐射源在某一方向上单位立体角内发出的辐射

辐射亮度L:

辐射源在单位投影面积上、单位立体角内的辐射通量。

共同点和区别:

通量。

对物体辐射能量的测量，定义的不同表示的物理量也是不同。

2.试说明电磁波的性质及在遥感中的应用。

性质:

1电磁波横波，电场、磁场和电磁波的传播方向三者垂直2电磁波带有能量，电磁波带有能量传播3电磁波在空间的传播接近光速4具有波粒二向性:

传播过程主要表现为波动性，与介质相互作用主要表现为粒子性。

应用:

波长较长的波动性突出（微波，无线电波），较短更多表现为粒子性（光学）。

3.被动遥感的主要能源是什么,试分析它们的特点。

主要能源是太阳辐射和地球辐射。

太阳发射的短波辐射中，30%被大气顶界份反射回空间，19%被大气吸收外，其大部分以直射和与漫射的形式到达地表。

到达地面的太阳入射辐射分为太阳直接辐射和大气散射辐射;

地球辐射主要是长波辐射、短波辐射、中红外辐射。

4.试说明大气散射作用对遥感的影响。

大气散射降低了太阳光直射的强度，改变了太阳辐射的方向;

造成遥感图像辐射畸变、图像模糊。

大气散射产生天空散射光，增强了地面的辐照和大气层本身的“亮度”;

使人们有可能在阴影处得到物体的部分信息，使暗色物体表现比它自身要亮;

降低了遥感影像的对比度、清晰度和灵敏度。

6.大气纠正中的“大气辐射传输模型”主要描述了电磁波在大气中传输的哪几个物理过程，他们各取决于哪些因素,过程:

1、太阳直接辐射:

指经大气的散射、吸收、能量衰减，即目标反射;

此过程取决于入射亮度、吸收或散射物质的密度、光路长度等;

2、大气短波散射:

指大气对太阳辐射的多次散射。

其上行进入传感器的部分——大气程辐射，使非目标物能量被吸收，能量增加，其取决于单次散射反照率、散射物质密度、入射方向立体角，散射方向立体角等;

其下行部分为天空辐射:

与地面相互作用，期取决于波长、大气路径、光学厚度、观测角度等;

3、大气长波辐射:

大气自身发射的能量，其取决于吸收物质的密度、大气的热力学温度、光路长度等。

7.试分析电磁波与地表相互作用的基本物理过程及影响因素。

有三种基本的物理过程:

反射、吸收、投射。

其中，能量反射、吸收、投射的比例及每个过程的性质，对不同的地表特征是变化的，它既依赖于地表特征的性质与状态，又依赖于电磁波的波长。

8.如何理解多波段数据的利用是进行专题特征提取和定量分析的前提,

因为数据表示多变量空间内，通过多波段数据的多变量分析处理，能反映这两个波段光谱数据间的内在关系，从而区分。

9.试说明光谱特性的‘时间效应’与‘空间效应’的含义，及在遥感中的应用,遥感研究时相变化主要反映在地物目标光谱特性的时间变化上，这种光谱特性随时间的变化，称为光谱特性的时间效应;

它可以通过遥感来动态检测，提高目标识别能力和遥感应用效果。

同种地物在同一时刻、不同空间位置会具有不同的光谱响应，这种光谱特性随地点的变化，称为光谱的空间效应;

如作物行距或植物形态变化造成“植/土”的变化。

10.多光谱扫描成像系统与多光谱摄影成像系统的对比。

1）波谱范围;

摄影系统仅局限在0.3-0.9um光学摄影普段内;

多波段扫描系统可感应0.3-15um普段的微弱信息。

2）记录方式;

摄影系统是以回收胶片方式，胶片/图像的转换，由地面完成;

扫描系统是数字记录快速传输，处理，实时显示。

3）摄影系统的图像辐射定标困难;

扫描系统的数据更适合定标可给出定量的辐射数据。

4）扫描系统中探测器的动态范围通常比摄影胶片大5）多光谱摄影系统用多个分离的光学系统独立采集各波段图像。

多光谱扫描系统用同一光电系统同时采集整个光谱波段的数据。

11.试说明彩红外像片与标准假彩色影像的区别与影像色彩的相似性;

并结合地物光谱特性，说明为什么在此类图像中植被呈现红色系列，水体、裸地或土壤、盐碱地、居民地等一般会呈现何种色彩,彩红外航空像片呈现红绿蓝的不同组合色;

各乳胶层感光度不同成色差别较大，色反差增大，则色彩更鲜艳。

层次更丰富;

滤去散射蓝光，图像更清晰;

增加了NIR的信息。

则信息更丰富，识别地物的能力更强。

植被:

绿色植物叶子反射绿光和近红外光。

在彩红外的相片上，健康的绿色植物呈现红色系列（如水稻-暗红色，作物生长旺季-鲜红色，针叶林——紫红色。

阔叶林-红色，幼林-粉红色）水体;

强烈吸收红外光，并吸收红光而反射兰绿光，在正片上呈兰，黑的兰黑色，兰灰色。

当水体含泥沙或者被污染时，便较多的反射红光、红外光。

则影像色彩从兰?

青?

黄色变化。

裸地或土壤:

对红外、红、绿、兰光均有反射。

随着水分和有机质的含量不同颜色变化较大。

若水分含量少，则呈淡黄、棕色;

若湿度大些则呈不同的灰青色。

如盐碱地、沙地为白色、黄白色。

云鹤雪呈亮白色居民地;

因多为水泥材料材料，青灰色屋顶反射兰绿光且反射率较低，而呈灰兰色，若为红瓦房反射较强的红光、红外光而呈淡黄色。

12.Landsat/TM波段特点,Landsat/TM特征波段可提取哪些主要的特征变量,第一波段0.45-0.52um（蓝光）这个波段增强了对水体的穿透能力，同时可以支持土地利用、土壤和植被特征的分析。

该波段的下界正好在清洁水体峰值透射率以下，波段上界是健康绿色植被在蓝光处的叶绿素吸收的界限，当波长<

0.45时，收到大气散射和吸收的影响显著。

第二波段0.52-0.60um（绿光）这个波段跨越蓝光和红光这两个叶绿素吸收波段之间的区域。

对健康植物的绿光反射有影响。

第三波段0.63-0.69um（红光）这是健康绿色植被叶绿素吸收波段，可以用于区分植被，也可以用来提取边界和地质界限的信息。

该波段的高端值0.69um很重要，因为它代表光谱区0.68-0.75um的开始，植被反射有交叉效应，这种效应会降低植被的调查精度。

第四波段0.76-0.90um（近红外）这个波段的低端正好在对之北的生物量有很好的响应。

它对于识别农作物以及突出土壤/农作物、陆地/水体的对比度很有作用。

第五波段1.55-1.75um（中红外）这个波段对植物中水分的含量很敏感，这些信息在农作物干旱研究和植被生长状况调查中很有用。

该波段是少数能区分云、雪和冰的波段之一。

第六波段10.4-12.5um（热红外）这个波段测度来自表面发射的红外辐射能。

表观温度是表面发射率

及其真是温度的函数，它对于确定地热活动、地质调查中的热惯量制图、植被分类、植被胁迫分析和土壤水分研究都很有作用。

该波段常常能获得独特的山区坡向的差异信息。

第七波段2.08-2.35um（中红外）这个波段是区分地质岩层的重要波段，对鉴别岩石中的水热蚀变带亦很有效。

13.阐述‘高光谱遥感’的概念,与传统遥感手段相比有何优势,高光谱遥感;

在可见光，近红外，中红外和热红外波段范围内，获取许多非常窄的光谱连续的影像数据的技术。

高光谱成像光谱仪可以收集到上百个非常窄的光谱波段信息。

高光谱遥感与一般遥感的区别:

1）高光谱遥感从十几到数百很窄的波段;

一般遥感从几个到十几个波段2）高光谱遥感每个波段小于10nm;

一般遥感没个波段大于100nm3）高光谱遥感从可见光到热红外范围电磁波谱连续;

一般遥感电磁波谱不连续。

14.什么是比辐射率,地物比辐射率受哪些主要因素影响,比辐射率是物体在温度T、波长λ处得辐射出射度Ms（T,λ）与同温度、同波长下的黑体辐射出射度MB（T，λ）的比值。

影响因素:

表面组成部分、表面状态（表面粗糙度等）、表面其他物理参数（介电常数、含水量等）、波长、观测角度。

15.试说明地-气间‘热辐射传输方程’主要描述了电磁波在大气中传输的哪几个物理过程（图示），它们各取决于哪些因素,

（1）太阳直接辐射（短波），指经大气的散射、吸收，能量衰减，即目标反射，此过程取决于入射亮度（即地面物体的反射、发射能量）、吸收或散射物质的密度、光路长度等;

（2）大气短波散射，指大气对太阳辐射的多次散射。

其上行进入传感器的部分—大气程辐射，使非目标物能量被吸收，能量增加，其取决于单次散射反照率、散射物质密度、入射方向立体角，散射方向立体角等;

（3）其下行部分为天空辐射（天空光—来自整个半球天空）;

与地面相互作用-多次散射，其取决于波长、大气路径、光学厚度，观测角度等;

（4）大气长波辐射:

16.热红外遥感中波段选择的依据是什么,地表物体的温度一般在-40?

到40?

之间，平均环境温度为27?

（相当于300K）。

根据维恩位移定律，地面物体的辐射峰值波长在9.26-12.43μm之间，正是在热红外波段8-14μm的大气窗口内。

地表高温目标，如火燃等，其温度达600K以上，辐射峰值波长为4.8μm，在红外谱段3-5μm的大气窗口内，据此选择探测不同温度范围物体的红外波段。

17.试说明分子动力学温度、辐射温度、亮度温度的含义、相互关系，并说明研究地表真实温度的意义:

分子动力学温度，又称为真实温度，它是物质内部分子不规则运动的平均热能，是组成物体的分子均传递能量的内部表现形式。

辐射温度又称为表征温度，它是物体向外辐射能量状态的一种外部表现形式，可用热遥感器（如热辐射计、热扫描仪等）来探测。

大多数热红外遥感系统记录的是物体的辐射亮度，京辐射定标，直接表征物体的辐射温度。

亮度温度是指当一个物体的辐射亮度与某一黑体的辐射亮度相等时，该黑体的物理温度就被称之为该物体的亮度温度，即辐射出与观测物体相等的辐射能量的黑体的温度。

意义:

从热遥感器输出的是物体辐射温度的量度。

但许多热红外遥感应用中，人们的兴趣在于物体的真实温度。

它是地表物质的热红外辐射的综合定量形式，是地表热量平衡的结果。

只有地表真实温度能与水热能量交换相联系，作为一个重要的基本参数，直接参与相关模型（全球环流模型、地表潜热、显热通量方程、土壤热流量方程等）的计算。

18.试说明热红外图像的特征，及与红外反射图像的本质区别。

1、热图像记录地物的热辐射特性（一种人眼看不见的性质），它依赖地物的发射能量可昼夜成像，热图像是地物辐射温度分布的记录图像2、由于热扩散作用的影响，热红外图像中反应目标的信息往往偏大，且边界不十分清晰3、热红外扫描图像具有所有扫描图像所固有的几何畸变4、热红外扫描图像具有不规则性，这种不规则性可以是由多种因素引起的。

19.试说明水体的热学特征，及在热图像识别中的