完整版遥感原理与应用答案完整版.docx

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第一章电磁波及遥感物理基础

名词解释：

1、电磁波

（变化的电场能够在其周围引起变化的磁场，这一变化的磁场又在较远的区域内引起新的变化电场，并在更远的区域内引起新的变化磁场。

）

变化电场和磁场的交替产生，以有限的速度由近及远在空间内传播的过程称为电磁波。

2、电磁波谱

电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减顺序排列，就能得到电磁波谱。

3、绝对黑体

对于任何波长的电磁辐射都全部吸收的物体称为绝对黑体。

4、辐射温度

如果实际物体的总辐射出射度（包括全部波长）与某一温度绝对黑体的总辐射出射度相等，则黑体的温度称为该物体的辐射温度。

5、大气窗口

电磁波通过大气层时较少被反射、吸收和散射的，透过率较高的电磁辐射波段。

6、发射率

实际物体与同温下的黑体在相同条件下的辐射能量之比。

7、热惯量

由于系统本身有一定的热容量，系统传热介质具有一定的导热能力，所以当系统被加热或冷却时，系统温度上升或下降往往需要经过一定的时间，这种性质称为系统的热惯量。

（地表温度振幅与热惯量P成反比，P越大的物体，其温度振幅越小；反之，其温度振幅越大。

）

8、光谱反射率

ρλ=Eρλ/Eλ（物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比。

）

9、光谱反射特性曲线

按照某物体的反射率随波长变化的规律，以波长为横坐标，反射率为纵坐标所得的曲线。

填空题：

1、电磁波谱按频率由高到低排列主要由γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波等组成。

2、绝对黑体辐射通量密度是温度Ｔ和波长λ的函数。

3、一般物体的总辐射通量密度与绝对温度和发射率成正比关系。

4、维恩位移定律表明绝对黑体的最强辐射波长λ乘绝对温度T是常数2897.8。

当绝对黑体的温度增高时，它的辐射峰值波长向短波方向移动。

5、大气层顶上太阳的辐射峰值波长为0.47μm

选择题：

（单项或多项选择）

1、绝对黑体的（②③）

①反射率等于1②反射率等于0③发射率等于1④发射率等于0。

2、物体的总辐射功率与以下那几项成正比关系（②⑥）

①反射率②发射率③物体温度一次方

④物体温度二次方⑤物体温度三次方⑥物体温度四次方。

3、大气窗口是指（③）

①没有云的天空区域②电磁波能穿过大气层的局部天空区域

③电磁波能穿过大气的电磁波谱段④没有障碍物阻挡的天空区域。

4、大气瑞利散射（⑥）

①与波长的一次方成正比关系②与波长的一次方成反比关系

③与波长的二次方成正比关系④与波长的二次方成反比关系

⑤与波长的四次方成正比关系⑥与波长的四次方成反比关系⑦与波长无关。

5、大气米氏散射（②）

1与波长的一次方成正比关系②与波长的二次方成反比关系③与波长无关。

问答题：

1、电磁波谱由哪些不同特性的电磁波组成？

它们有哪些不同点，又有哪些共性？

电磁波组成：

无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。

不同点：

频率不同（由低到高）。

共性：

a、是横波；b、在真空以光速传播；c、满足f*λ=c  E=h*f；d、具有波粒二象性。

遥感常用的波段：

微波、红外、可见光、紫外。

2、物体辐射通量密度与哪些因素有关？

常温下黑体的辐射峰值波长是多少？

有关因素：

辐射通量（辐射能量和辐射时间）、辐射面积。

常温下黑体的辐射峰值波长是9.66μm 。

3、叙述植物光谱反射率随波长变化的一般规律。

植物：

分三段，可见光波段（0.4～0.76μm）有一个小的反射峰，位置在0.55μm（绿）处，两侧0.45μm（蓝）和0.67μm（红）处有两个吸收带；在近红外波段（0.7～0.8μm）有一反射的“陡坡”，至1.1μm附近有一峰值，形成植被的独有特征；在中红外波段（1.3～2.5μm）受到绿色植物含水量的影响，吸收率大增，反射率大大下降，特别以1.45μm、1.95μm和2.7μm为中心是水的吸收带，形成低谷。

4、地物光谱反射率受哪些主要的因素影响？

太阳位置，传感器位置，地理位置，地形，季节气候变化，地面温度变化，地物本身的变异，大气状况。

5、何为大气窗口？

分析形成大气窗口的原因，并列出用于从空间对地面遥感的大气窗口的波长范围。

大气窗口：

有些波段的电磁波的电磁辐射通过大气后衰减较小，透过率较高，对遥感十分有利。

原因：

太阳辐射到达地面要穿过大气层，大气辐射.反射共同影响衰减强度，剩余部分才为透射部分，不同电磁波衰减程度不一样，透过率高的对遥感有利。

6、传感器从大气层外探测地面物体时，接收到哪些电磁波能量？

（1）太阳辐射透过大气并被地表反射进入传感器的能量

（2）太阳辐射被大气散射后被地表反射进入传感器的能量

（3）太阳辐射被大气散射后直接进入传感器的能量

（4）太阳辐射被大气反射后进入传感器的能量

（5）被视场以外地物反射进入视场的交叉辐射项

（6）目标自身辐射的能量。

第二章遥感平台及运行特点

名词解释：

1、遥感平台

遥感中搭载传感器的工具。

2、遥感传感器

测量和记录被探测物体的电磁波特性的工具。

3、卫星轨道参数

升交点赤经Ω、近地点角距ω、轨道倾角i、轨道长半轴a、轨道偏心率（扁率）e、卫星过近地点时刻T。

4、升交点赤经

卫星轨道升交点与春分点间的角距。

5、轨道倾角

i角是指卫星轨道面与地球赤道面之间的两面角。

6、近地点角距

ω是指卫星轨道的近地点与升交点之间的角距。

7、卫星姿态角

以卫星质心为坐标原点，沿轨道前进的切线方向为x轴，垂直轨道面的方向为Y轴，垂直xy平面的方向为z轴，卫星姿态角有三种：

绕x轴旋转的姿态角为滚动：

绕y轴旋转的姿态角为俯仰；绕z轴旋转的为偏航。

8、重复周期

指卫星从某地上空开始运行，经过若干时间的运行后，回到该地上空时所需要的天数。

9、近圆形轨道

实际轨道高度变化在905~918km之间，偏心率为0.0006。

10、与太阳同步轨道

卫星轨道面与太阳地球连线之间在黄道面内的夹角不变，不随地球绕太阳公转而改变。

11、近极地轨道

卫星的轨道倾角为99.125°。

12、小卫星

根据卫星的质量，通常将小于1000公斤的卫星称为广义的小卫星，其中，将500-1000公斤的卫星称为小卫星，100-500公斤的卫星称为微小卫星，10-100公斤的称为显微卫星，小于10公斤的称为纳米卫星。

填空题：

1、遥感卫星轨道的四大特点近圆性轨道近地性轨道与太阳同步轨道可重复轨道。

2、卫星轨道参数有升交点赤经Ω、近地点角距ω、轨道倾角i、轨道长半轴a、轨道偏心率（扁率）e、卫星过近地点时刻T。

3、卫星姿态角是滚动（绕x轴旋转）、俯仰（绕y轴旋转）、航偏（绕z轴旋转）。

4、遥感平台的种类可分为航天平台、航空平台、地面平台三类。

5、卫星姿态角可用红外线测量、恒星摄影机、GPS等方法测定。

6、与太阳同步轨道有利于卫星在相近条件下对地面进行观测，有利于卫星在固定的时间飞临地面接收站上空，使卫星上的太阳电池得到稳定的太阳照度。

7、LANDSAT系列卫星带有TM探测器的是Landsat4和Landsat5；带有ETM+探测器的是Landsat6。

8、SPOT系列卫星可产生异轨立体影像的是SPOT1~5；可产生同轨立体影像的是Spot5。

9、ZY-1卫星空间分辨率为19.5m。

10、美国高分辨率民用卫星有IKONOS、QuickBird、Orbview-3、GeoEye-1。

11、小卫星主要特点包括卫星重量轻，功能单一，使用小型火箭或搭载便可以入。

12、可构成相干雷达影像的欧空局卫星是ENVISAT。

选择题：

（单项或多项选择）

1、卫星轨道的升交点和降交点是卫星轨道与地球（②）

①黄道面的交点②地球赤道面的交点③地球子午面的交点。

2、卫星与太阳同步轨道指（③）

①卫星运行周期等于地球的公转周期②卫星运行周期等于地球的自转周期

③卫星轨道面朝向太阳的角度保持不变。

3、卫星重复周期是卫星（②）

①获取同一地区影像的时间间隔②经过地面同一地点上空的间隔时间

③卫星绕地球一周的时间。

4、以下哪种仪器可用作遥感卫星的姿态测量仪（①④⑤）

①AMS②TM③HRV④GPS⑤星相机。

问答题：

1、以Landsat-1为例，说明遥感卫星轨道的四大特点及其在遥感中的作用。

（1）近圆形轨道：

使在不同地区获得的图像比例尺一致。

便于扫描仪用固定扫描频率对地面扫描成像，避免造成扫描行之间不衔接现象。

（2）近极地轨道：

有利于增大卫星对地面总的观测范围。

（3）与太阳同步轨道：

有利于卫星在相近的光照条件下对地面进行观测；有利于卫星在固定的时间飞临地面接收站上空，使卫星上的太阳电池得到稳定的太阳照度。

（4）可重复轨道：

有利于对地面地物或自然现象的文化动态监测。

2、LANDSAT系列卫星、SPOT系列卫星、RADARSAT系列卫星传感器各有何特点？

Landsat系列卫星上装载的是MSS多光谱、TM专题制图仪、ETM+传感器。

通过扫描镜的摆动，获取垂直飞行方向上两边共185km范围内的来自景物的辐射能量，配合卫星的往前飞行获得地表的二维图像。

SPOT系列卫星上装载的是2台相同的HRV或HRVIR扫描仪，使用CCD元件做探测器，在瞬间能同时得到垂直航向的一条图像线，不需要用摆动的扫描镜，以推扫方式获得沿轨迹的连续图像条带。

单台HRV图像幅宽为60km，两台HRV图像幅宽为117km，有3km的重叠。

HRV的平面反射镜可绕卫星前进方向滚动轴（X轴）旋转，平面向左右两侧偏离垂直方向最大可达，从天底点向轨道任意一侧可观测到450km附近的景物，可在邻近轨道间获取立体影像。

Radarsat系列卫星上装载的是合成孔径雷达，具有50km、75km、150km、300km和500km多种扫描宽度和从10~100m的不同分辨率，带宽分别为11.6MHz、17.3HMz和30MHz，使分辨率可调，SAR在C波段采用HH极化，波长入射角在~范围可调，主要探测目标对海洋是海冰、海浪和海风等，对陆地是地质和农业。

第三章遥感传感器及其成像原理

名词解释：

1、遥感传感器

获取遥感数据的关键设备。

2、探测器

将收集的辐射能变为化学能或电磁能的元件。

3、红外扫描仪

利用红外进行扫描成像的成像仪。

4、多光谱扫描仪

利用光线机械扫描方式测量景物辐射的遥感仪器

5、成像光谱仪

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

6、瞬时视场

形成多个像元的视场，决定地面分辨率

7、真实孔径侧视雷达

天线装在飞机侧面，发射机向侧向面内发射一束脉冲，被地物反射后，由天线接收，回波信号经电子处理器处理后形成的图象线被记录

8、合成孔径侧视雷达

是一个小天线作为单个辐射单元，将此单元沿一直线不断移动，在移动中选择若干个位置，在每个位置上发生一个信号，接收相应发生位置的回波信号储存记录下来

9、全景畸变

全景摄影机的像距不变，物距随扫描角增大而增大，由此所产生影像由中心到两边比例尺逐渐缩小的畸变

填空题：

1、MODIS影像含有个波段,其中250米分辨率的包括波段。

2、RADARSAT-1卫星空间分辨率最高可达,共有种工作模式。

3、多极化的卫星为。

4、目前遥感中使用的传感器大体上可分为摄影类型的传感器；扫描成像类型的传感器；雷达成像类型的传感器；非图像类型的传感器等几种。

5、遥感传感器大体上包括收集器，探测器处理器输出器几部份。

6、MSS成像板上有个探测单元;TM有个探测单元。

7、LANDSAT系列卫星具有全色波段的是,其空间分辨率为。

8、利用合成孔径技术能堤高侧视雷达的分辨率。

9、实现扫描线衔接应满足。

选择题：

（单项或多项选择）

1、TM专题制图仪有（③）

①4个波段②6个波段③7个波段④9个波段。

2、TM专题制图仪每次同时扫描（①）

①6条扫描线②12条扫描线③16条扫描线④20条扫描线。

3、HRV成像仪获得的影像（②）

①有全景畸变②没有全景畸变。

4、SPOT卫星获取邻轨立体影像时，HRV中的平面镜最大可侧旋（）

①10º②16º③27º④32º。

5、真实孔径侧视雷达的距离分辨率与（）

①天线孔径有关②脉冲宽度有关③发射的频率有关。

问答题：

1、叙述侧视雷达图像的影像特征

①垂直飞行方向的比例尺由小变大。

②造成山体前倾朝向传感器的山坡影像被压缩，而背向传感器的山坡被拉长与中心投影相反，还会出现不同地物点重影现象

③高差产生的投影差与中心投影影像差位移的方向相反，位移量不同

④斜据投影

2、MSS、TM、ETM+影像各有何特点？

A、MSS多光谱扫描仪：

MSS多光谱扫描仪常用于LANDSAT卫星系列。

多光谱扫描仪的优点是：

①工作波段宽，从近紫外、可见光到热红外波段，波长范围达0.35～20微米；

②各波段的数据容易配准。

这两个特点非其他遥感器所能具有，因而多光谱扫描仪是气象卫星和“陆地卫星”的主要遥感器。

B、TM专题制图仪：

Landsat4,5上的TM专题制图仪是一个高级的多光谱扫描型的地球资源扫描仪器，与多光谱扫描仪MSS性能相比，它具有更高的空间分辨率，更好的频谱选择性，更好的几何保真度，更高的辐射准确度和分辨率。

C、ETM+增强型专题制图仪（P65）：

ETM+常用于Landsat6，7，它比TM灵敏度更高，与之相比，它做了三个方面的改进：

（1）增加了PAN（全色）波段，分辨率为15M，因而是数据速率增加；

（2）采取双增益技术使远红外波段6分辨率提高到60M，也增加了数据率；

（3）改进后的太阳定标器使卫星的辐射定标误差小于5%，其精度比提高数倍，辐射校正有了很大改进。

3、对物面扫描的成像仪为什么会产生全景畸变？

像距不变，物距随扫描角增大而增大，当观测视线倾斜时，地面分辨率随扫描角发生变化，而使扫描影像产生畸变

4、TM专题制图仪与MSS多光谱扫描仪有何不同？

TM是MSS的改进，增加了扫描改正器使扫描行垂直于飞行轨道，往返方向都对地面扫描，具有更高的空间分辨率，更高的频谱选择性，更好的几何真度，更高的辐射准确度和分辨率

第四章遥感图像数字处理的基础知识

名词解释：

1、光学影像

一种以胶片或者其他的光学成像载体的形式记录的影像。

2、数字影像

以数字形式记录的影像

3、空间域图像

用空间坐标xy的函数表示的形式。

有光学影像和数字影像。

4、频率域图像

以频率域坐标表示的影像形式。

5、图像采样

图像空间坐标（x，y）的数字化

6、灰度量化

幅度（光密度）数字化

7、BSQ

按波段记载数据文件，每个文件记载某一个波段图像数据的一种遥感数据格式。

8、BIL

一种按照波段顺序交叉排列的遥感数据格式

填空题：

1、光学图像是一个函数。

2、数字图像是一个函数。

3、光学图像转换成数字影像的过程包括等步骤。

4、图像数字化中采样间隔取决于图像的，应满足（公式）。

5、一般图像都由不同的、、、的周期性函数构成。

6、3S集成一般指、和的集成。

选择题：

（单项或多项选择）

1、数字图像的（④）

①空间坐标是离散的，灰度是连续的②灰度是离散的，空间坐标是连续的

③两者都是连续的④两者都是离散的。

2、采样是对图像（②）

①取地类的样本②空间坐标离散化③灰度离散化。

3、量化是对图像（②）

①空间坐标离散化②灰度离散化③以上两者。

4、图像数字化时最佳采样间隔的大小（③）

①任意确定②取决于图像频谱的截止频率③依据成图比例尺而定。

5、图像灰度量化用6比特编码时，量化等级为（②）

①32个②64个③128个④256个。

6、BSQ是数字图像的（①）

①连续记录格式②行、波段交叉记录格式③象元、波段交叉记录格式。

问答题：

1、叙述光学图像与数字图像的关系和不同点。

1）联系：

他们都是以空间域为表现形式的影像。

2）光学影像:

可以看成是一个二维的连续光密度通过率函数，相片上的密度随xy变化而变化，是一条连续的曲线，密度函数非负且有限。

而数字影像：

是一个二维的离散光密度函数，数字影像处理要比光学影像简捷快速，而且可以完成一些光学处理方法所无法完成的各种特殊处理，成本低，具有普遍性。

2、怎样才能将光学图像变成数字图像。

把一个连续的光密度函数变成一个离散的光密度函数，经过图像数字化，图像采样，灰度级量化过程处理。

3、叙述空间域图像与频率域图像的关系和不同点。

空间域图像以空间坐标（x，y）的函数，频率域是频率坐标Vx，Vy的函数，用F（Vx，Vy）表示。

4、叙述储存遥感图像有哪几种方法，列举2~3种数字图像存储格式，并说明其特点。

BSQ,BIL,TIFF,BMP

第五章遥感图像几何处理

名词解释：

1、共线方程

地物点在图像坐标（x，y）和其在地面对应点的大地坐标（x，y，z）之间的数学关系。

2、外方位元

3、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位置上的移动，这种现象称为像点位移。

4、几何变形

指原始图像上各地物的几何位置，形状，尺寸，方位等特征与参照系统中的表达要求不一致时产生的变形。

5、几何校正

指消除或改正遥感影像几何误差的过程。

6、图像配准

实质是遥感图像纠正，根据图像的几何畸变的特点，采用一种几何变换将图像规划到同一的坐标系中。

7、数字镶嵌

将不同的图像文件合在一起形成一幅完整的包含感兴趣的区域的图像。

填空题：

1、遥感图像的变形误差可以分为静态误差和_动态误差，又可以分为内部误差和外部误差。

1、外部误差是指在传感器仪器处于正常的工作状态下，由传感器本身所引起的误差。

包括地形起伏、地球表面曲率、大气折射、地球自转等因素引起的变形误差。

2、传感器的六个外方位元素中线元素的变化对图像的综合影响使图像产生线性变化，而角元素使图像产生非线性变形。

3、TM卫星图像的粗纠正使用的参数有，，，纠正的变形有，。

4、遥感图像几何纠正的常用方法有，，。

5、多项式拟合法纠正中，一次项纠正线性变形，二次项纠正二次非线性变形，三次项纠正更高层次的非线性变形。

7、多项式拟合法纠正中控制点的数量要求，一次项最少需要3个控制点，二次项最少项需要6个控制点，三次项最少需要10个控制点。

13、常用的灰度采样方法有最近邻法，双向线性内插法、三次卷积内插法。

14、数字图象配准的方式有相对配准，绝对配准。

15、数字图像镶嵌的关键如何在几何上将多幅不同图像连接在一起，如何保证拼接后的图像反差一致，色调相近，没有明显的接缝，。

选择题：

（单项或多项选择）

1、垂直航线方向距离越远比例尺越小的影像是（②③）

①中心投影影像②推扫式影像（如SPOT影像）

③逐点扫描式影像（如TM影像）④真实孔径侧视雷达影像。

2、垂直航线方向距离越远比例尺越大的影像是（④）

①中心投影影像②推扫式影像（如SPOT影像）

③逐点扫描式影像（如TM影像）④真实孔径侧视雷达影像。

3、真实孔径天线侧视雷达影像上高出地面的物点其象点位移（投影差）（①）

①向底点方向位移②背向底点方向位移③不位移。

4、逐点扫描式影像（如TM影像）上高差引起的像点位移（投影差）发生在（②）

①像底点的辐射方向②扫描方向。

5、多项式纠正用一次项时必须有（③）

①1个控制点②2个控制点③3个控制点④4个控制点。

6、多项式纠正用二次项时必须有（④）

①3个控制点②4个控制点③5个控制点④6个控制点。

7、多项式纠正用一次项可以改正图像的（①）

①线性变形误差②非线性变形误差③前两者。

8、共线方程的几何意义是在任何情况下（②）

①像主点、像底点和等角点在一直线上②像点、物点和投影中心在一直线上

③主点、灭点和像点在一直线上。

问答题：

1．两幅影像进行数字镶嵌应解决哪些关键问题？

解决的基本方法是什么？

第一，如何在几何上将多幅不同的图像连接在一起。

第二，如何保证拼接后的图像反差一致，色调相近，没有明显接缝。

过程：

1图像几何纠正2镶嵌边搜索3亮度和反差调整4边界线平滑

2．叙述多项式拟合法纠正卫星图像的原理和步骤。

遥感图像几何变形有多种因素引起，变化规律复杂，用一适当多项式来描述纠正前后图像相应点的坐标关系。

利用已知点地面控制点求解多项式系数

（1）列误差方程式

（2）构成法方程（3）计算多项式系数（4）精度评定

3．多项式拟合法选用一次项、二次项和三次项，各纠正遥感图像中的哪些变形误差？

当选用一次项纠正时，可以纠正图像因平移旋转比例尺变化和仿射变形等引起的线性变形：

当选用二次时，则在改正一次项各种变形的基础上改正二次非线性变形而三次项纠正则改正更高次的非线性变形。

4．叙述数字图像镶嵌的过程。

5.画出各个外方位元素变化引起的图形变化情况

第六章遥感图像辐射处理

名词解释：

1、辐射定标

指建立传感器每个探测元所输出信号的数值量化值与该探测器对应像元内的实际地物辐射亮度值之间的定量关系

2、辐射校正

3、大气校正

消除大气影响的校正过程

4、图像增强

突出遥感图像中的某些信息，消弱或除去某些不需要的信息，使图像更易判读

5、图像直方图

反映一副图像中灰度级与其出现概率之间的关系的图像

6、密度分割

将原始图像灰度值分成等间隔的离散灰度级，对每一层赋予新的灰度值的过程。

7、图像融合

将多源遥感图像按照一定的算法，在规定的地理坐标系生产新的图像过程

8、直方图匹配

是通过非线性变换使得一个图像的直方图与另一个图像直方图类似。

9、直方图均衡

将随机分布的图像修改成均匀分布的值方图即进行非线性拉伸

填空题：

1、常用的图像增强处理技术有计算机图像处理技术、数字图像处理方法（空间域处理、频率预处理）、。

2、NDVI=。

3、图像融合的层次，，。

4、IHS中的I指，H指，S指。

图像融合的常用算法，，，，

等。

选择题：

（单项或多项选择）

1、图像增强的目的（）

①增加信息量②改善目视判读效果。

2、图像增强（）

①只能在空间域中进行②只能在频率域中进行③可在两者中进行。

3、从图面上看直方图均衡后的效果是（）

①增强了占图面面积小的灰度（地物）与周围地物的反差

②减弱甚至于淹没了占图面面积小的灰度（地物）与周围地物的反差

③增强了占图面面积大的灰度（地物）与周围地物的反差

④减弱占图面面积大的灰度（地物）与周围地物的反差。

4、标准假彩色合成（如TM4、3、2合成）的卫星影像上大多数植被的颜色是（）①绿色②红色③蓝色。

5、图像边缘增强采用（）

①低通滤波②高通滤波。

6、消弱图像噪声采用（）

①低通滤波②高通滤波。

7、图像融合前必须先进行（