《遥感概论》梅安新版考试资料.docx

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《遥感概论》梅安新版考试资料

《遥感概论》复习资料2014.01.08上午考

一：

名词解释

1.遥感的概念:

广义：

遥远的感知。

狭义：

不直接接触物体本身，从远处通过各种传感器探测和接收来自目标物体的信息，经过信息的传输及其处理分析，来识别物体的属性及其分布等特征的综合技术

2.动遥感与被动遥感：

前者是探测器主动发射电磁波并接受信息。

后者是被动接受目标地物的电磁波

3.平台：

用来装载传感器的运载工具。

4.电磁波：

电磁振动在空间的传播。

5.电磁辐射：

物体向外发射电磁波的过程。

6.感光度：

感光材料感光快慢程度。

7.维恩位移定律：

黑体辐射光谱中最强辐射的波长与黑体的绝对温度成反比。

黑体的温度越高，其曲线的峰顶就越往左移，即往短波方向移动。

8.地物的亮度温度：

与地物有着相同辐射量的相应黑体的绝对温度

9.分辨率：

在图像上显示出有差别并能加以区分的两物体间的最小间距。

10、黑体：

能完全吸收入射辐射能量并具有最大发射率的地物。

11.数字图像：

是以数字形式表示的遥感影像。

12.明度、色度及饱和度：

（1）明度：

是人眼对光源或物体明亮程度的感觉。

（2）色度：

是色彩彼此相互区分的特性。

（3）饱和度：

是色彩纯洁的程度。

13.三原色与互补色：

（1）三原色：

三基色：

三基色中的任何一基色都不能由其他二基色混合而

（2）互补色：

若两种颜色混合产生白色或灰色，这两种颜色就称为互补色。

14.辐射校正：

消除图像数据中依附在辐射亮度中的各种失真的过程。

15.亮度系数：

在相同的照度条件下，物体表面的亮度与绝对白体理想表面的亮度之比。

16.太阳常数：

指不受大气影响，在距太阳一个天文单位内，垂直于太阳光辐射方向上，单位面积单位时间内黑体所接收的太阳辐射能量。

17.大气窗口：

电磁波通过大气层时较少地被反射、吸收或散射的，透过率较高的波段称为大气窗口。

18.多源信息复合：

遥感信息图遥感信息，以及遥感信息与非遥感信息的复合。

19.辐射亮度：

辐射源在某一方向，单位投影表面，单位立体角内的辐射通量。

20.高光谱遥感：

高光谱遥感的概念：

在紫外到中红外波段范围内，划分成许多非常窄且光谱连续的波段来进行探测的遥感系统。

21.空间定位系统：

利用多颗导航卫星的无线电信号，对地球表面某地点进行定位、报时或对地表移动物体进行导航的技术系统。

22.空间分辨率：

像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元。

23.遥感影像地图：

一种以遥感影像和一定的地图符号来表现制图对象地理空间分布和环境状况的地图。

24.电磁波谱：

电磁波在真空中传播的波长或频率，递增或递减排列机构成电磁波谱。

25.高轨和低轨（极轨）卫星的概念：

（1）高轨卫星:

卫星公转角速度与地球自转角速度相等的卫星。

（2）低轨（极轨）卫星：

处于近极地太阳同步轨道的卫星。

26.地理信息系统（GIS）：

在计算机硬件和软件支持下，运用地理信息科学和系统工程理论，科学管理和综合分析各种地理数据，提供管理、模拟、决策、规划、预测和预报等任务所需要的各种地理信息的技术系统。

27.全球定位系统（GPS）的概念：

即全球定位系统，是利用多颗导航卫星的无线电信号，对地球表面某地点进行定位、报时或对地表移动物体进行导航的技术系统。

28.加色法：

红绿蓝三原色按一定比例混合形成各种色调的颜色的方法。

29.航空摄影比例尺：

即像片上两点之间的距离与地面上相应两点实际距离之比。

30.“红移”：

当光源远离观测者时，接受的光波频率比其固有频率低，即向红端偏移。

热红外的概念：

波长在3～15微米的电磁波。

31.数字地球:

一种可以嵌入海量地理数据、多分辨率和三维的地球表示。

32.波谱分辨率：

传感器在接受目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。

33.几何校正：

消除或改正遥感影像几何误差的过程。

34.空间滤波：

通过像元与其周围相邻像元的相互关系，采用空间域的领域处理方法。

35.辐射畸变与辐射校正：

图像像元上的亮度直接反映了目标地物的光谱反射率的差异，但也受到其他严肃的影响而发生改变，这一改变的部分就是需要校正的部分，称为辐射畸变。

通过简便的方法，去掉程辐射，使图像的质量得到改善，称为辐射校正。

36.平滑与锐化；图像中某些亮度变化过大的区域，或出现不该有的亮点时，采取的一种减小变化，使亮度平缓或去掉不必要的“燥声”点，有均值平滑和中值滤波两种。

锐化是为了突出图像的边缘、线状目标或某些亮度变化大的部分。

37.多光谱变换；通过函数变换，达到保留主要信息，降低数据量；增强或提取有用信息的目的。

本质是对遥感图像实行线形变换，使多光谱空间的坐标系按照一定的规律进行旋转

38.比值植被指数：

遥感影像中近红外波段与红光波段之比。

39.减色法：

从白光中减去一种或几种光，形成彩色。

40、邻域增强：

根据像元与周围相邻像元的关系，改变各像元的数值，获得新图像，从而突出某些信息的方法。

像元的亮度值不再由它自己决定，而是由它和周围像元共同决定。

41.判读标志：

在遥感图像上，不同的地物有其不同的影像特征，这些影像特征是识别各种地物的依据称为判读标志。

42.侧视雷达的距离分辨率与方位分辨率的概念：

（1）距离分辨率：

同一个雷达探测方向上，雷达能分辨的两个目标物之间的最小距离。

（2）方位分辨率：

指相邻的两束脉冲之间，能分辨两个目标的最小距离。

44.辐射分辨率：

是指传感器接收波谱信号时，能分辨的最小辐射度差。

45.时间分辨率：

对同一地点进行遥感采样的时间间隔，即采样的时间频率，也称重访周期。

46.瑞利散射与米氏散射：

前者是指当大气中的粒子直径比波长小得多的时候所发生的大气散射现象。

后者是指气中的粒子直径与波长相当时发生的散射现象。

47.监督分类与非监督分类：

包括利用训练样本建立判别函数的“学习”过程和把待分像元代入判别函数进行判别的过程。

二：

选择题

1、根据发射率与波长的不同关系，把红外辐射源分为哪--a---类

a.3b.4c.5

2、投影误差----c-----。

a.与高差成反比、与航高成正比b.与高差成正比、与航高成反比

c.与高差成正比、与航高成反比还与到像点到像主点的距离成正比

3、遥感数字图像像素的基本特征是----a--。

a.空间特征属性特征b.正像素混合像素c.数字图像离散变量

4、中巴卫星上有--b---种传感器

a.2b.3c,4

5、自然土壤是在----c----综合因素下形成的。

a．气候、植被、母质、地形与人类活动b.气候、植被、地形、时间与人类活动

c.气候、植被、母质、地形、时间因素

二：

填空题

1、遥感系统包括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、信息的应用五部分。

2、遥感中较多的使用可见光、红外、微波三个波段。

3、遥感图像的分类依据是地物光谱特征。

4、遥感图像中目标地物识别特征有色调、颜色、阴影、形状、纹理、大小、位置、图型相关布局。

5、热红外相片的色调是地物温度　　　的构像。

6、白光依次透过黄、蓝滤光片后得到绿色是减色法　原理。

7、进行信息复合前要先进行配准操作。

8、大气散射有米氏散射、瑞利散射、无选择性散射三种散射。

9、多波段彩色合成的波段选取以合成后的信息量最大和波段间的信息相关最小为最佳目标。

10、白光依次透过黄、蓝滤光片后得到绿色是减色原理。

11、遥感影像变形的原因有遥感平台位置和运动状态变化的影响、地形起伏的影响、地球表面曲率的影响、大气折射的影响　、　地球自转的影响　　　　。

12、大面积农作物遥感估产主要包括农作物的识别与种植面积估算、长势监测和估产模式的建立、

13、高光谱遥感应用于地质调查的主要技术方法有光谱微分技术、光谱匹配技术和混合光谱分解技术、光谱分类技术、光谱维特征提取方法、模型方法。

14、3S技术是指RS，GIS，GPS。

15、地物的空间关系主要表现为方位关系、包含关系、相邻关系、相交关系和相贯关系五种关系。

16、遥感影像地图的主要特点有丰富的信息量、直观形象性、具有一定数学基础、现势性强。

17、遥感数字图像计算机分类有监督分类和非监督分类两种方法，其区别在是否使用训练场地。

18、常用的锐化方法有罗伯特梯度、索伯而提速、拉普拉斯算法、定向检测。

19、热红外影像上的阴影是目标地物与背景之间辐射差异造成的。

20、线状地物上多点位于面状地物边界，两者是相邻关系。

21、试举三个陆地卫星Landsat、SPOT、CBERS。

22、按遥感传感器的探测波段遥感分为紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感。

23、点状地物位于线状地物的某一点，两者是相交关系。

24、常用的彩色变换的方法有单波段彩色变换、多波段彩色变换、HLS变换。

25、平滑是为了达到去处噪声的目的

26、遥感影像变形的原因有遥感平台位置和运动状态变化的影响、地形起伏的影响、地球表面曲率的影响、大气折射的影响、地球自转的影响。

27、微波影像上的阴影是雷达和目标地物之间存在障碍物阻挡了雷达波的传播所造成的。

29、微波是指波长在1mm--1m之间的电磁波

30、就遥感而言，被动遥感主要利用_可见光_、_红外____等稳定辐射，使太阳活动对遥感的影响减至最小。

31、1999年，我国第一颗地球资源遥感卫星（中巴地球资源卫星）在太原卫星发射中心发射成功。

32、我们使用四种分辨率来衡量传感器的性能，具体是：

空间分辨率、光谱分辨率、时间分辨率、温度分辨率

33、Landsat和SPOT的传感器都是光电成像类的，具体是光机扫描仪、CCD阵列（列出具体传感器类型）

34、.SPOT-1、2、3卫星上携带的HRV--高分辨率可见光扫描仪，可以作两种观测：

垂直观测、倾斜观测.，这也是SPOT卫星的优势所在。

35、美国高分辨率民用卫星有IKONOS、Quickbird。

36、SAR的中文名称是_合成孔径雷达______，它属于__主动____（主动/被动）遥感技术。

37、雷达的空间分辨率可以分为两种：

空间分辨率、距离分辨率

38、灰度重采样的方法有：

最近邻法、双线性内插法、三次卷积法

39、数字图像增强的主要方法有对比度变换、空间滤波、彩色变换、图像运算、多光谱变换。

1.中红外是指波长为3---6微米的电磁波，是自然界中----高温地物-----辐射的能量

2.斯忒藩－玻尔兹曼定律意义是-------黑体的总辐射出射度与温度的四次方成正比。

3.大气吸收主要影响------大气窗口--------------。

4.利用航空像片看地形起伏时需要了解------时钟---------注记。

5.在倾斜航空像片上，---包含像主点的部分----包含像主点的部分---------比例尺变小。

6.在倾斜航空像片中，最有意义的一个点是-----等角点--------------------。

7.在同一幅航空像片中，影响地物反射率的因素主要是地物的颜色与-----粗糙度------------。

8.立体感觉产生的原因是-----生理视差------------。

9.左右视差是指----------像对上同名地物像点的横坐标之差------------------------------------。

10.加色法相加的结果是光线的------亮度的加强---------------。

11.光学法合成的原理是-------加色法-----------------。

12本影在航空像片判读中的意义是----了解地形起伏--------------。

13.在红外像片中，水体的色调为---深色调--------。

14.夏季的卫星图像对了解植被的---------分布范围---------------效果较好。

15.遥感图像分类的主要依据是什么-------地物光谱----------------------。

16.监督分类方法也叫做------先学习后分类--------------------。

17.水中悬浮物主要有无机的泥沙与----有机的叶绿素-----------------。

18.植被的反射光谱特征主要是由-------叶子色素--------------决定的。

19.沉积岩判读标志是----条带状或成层性------------。

20.彩色红外像片与--------标准假彩色卫星合成图像-----------------------色彩效果是一样的。

一、简答题或论述题

1、如何评价遥感图像的质量？

答案：

从四个方面评价：

空间分辨率、波谱分辨率、辐射分辨率、时间分辨率。

2、水体的光谱特征是什么？

水体识别可包括哪些内容？

答案：

（1）包括水面反射光、悬浮物反射光、水地反射光和天空散射光。

（2）包括水界线的确定、水体悬浮物质的确定、水温的探测、水体污染的探测、水深的探测。

3、比较监督分类与非监督分类的优缺点。

答案：

根本区别在于是否利用训练场地来获取先验的类别知识，监督分类是根据样本选择特征参数，所以训练场地要求有代表性，样本数目要满足分类的要求，有时这些不容易做到;非监督分类不需要更多的先验知识，他根据地物的光谱统计特征进行分类，所以非监督分类方法简单，且具有一定的精度。

4、扫描遥感影像的特点有哪些？

答案：

宏观综合概括性强，信息量丰富，动态观测。

5、遥感的特点？

答案：

大面积的同步观测，时效性，数据的综合性和可比性，经济性，局限性。

6、简述有关热辐射的3个定律？

答案：

1、斯忒潘-波尔兹曼定律：

绝对黑体的总辐射出射度与黑体温度的四次方成正比。

2、维恩位移定律-黑体辐射光谱中最强辐射的波长与黑体绝对温度成反比。

3、基尔霍夫定律：

每个物体向外辐射和吸收的能量必然相等。

7、岩石的反射光谱特征是什么？

答案：

岩石的反射光谱特征与岩石本身的矿物成分和颜色密切相关，岩石光谱反射率受组成岩石的矿物颗粒大小和表面糙度的影响，岩石表面湿度对反射率也有影响。

8、航空摄影的种类？

答案：

依据原理分为传统的光学摄影和数字摄影，依据探测波长的不同分为近紫外摄影、可见光摄影、红外摄影、多光谱摄影等。

9、陆地卫星TM的波谱特征？

答案：

蓝色，对水体有透射力；绿色，探测健康植被绿色反射率；红色，可量测植物绿色素吸收率；近红外，测定生物量和作物长势；短波红外，探测植物含水量及土壤湿度；热红外，探测热辐射；短波红外，探测高温辐射源。

10、简要回答4种以上的航天影像？

答案：

landsat影像、SPOT影像、TM影像、CBERS影像。

11、季节环境因子对图象信息的影响？

答案：

冬季落叶树叶子凋谢，在可见光和近红外光区总体的反射率下降，而常绿的树木仍然保持植物反射光谱曲线特征，两者很容易辨别。

12、遥感类型的划分依据及其基本情况？

答案：

按遥感平台分：

地面遥感，航空遥感，航天遥感，航宇遥感。

按传感器的探测波段分：

紫外遥感，可见光遥感，红外遥感，微波遥感，多波段遥感。

按工作方式分：

主动遥感，被动遥感。

按遥感的应用领域分：

外层空间遥感，大气层遥感，陆地遥感，海洋遥感。

13、画图表示太阳辐照度分布曲线？

答案：

14、黑体辐射的三个基本特征？

答案：

（1）绝对黑体的总辐射出射度与黑体温度的四次方成正比。

（2）黑体辐射光谱中最强辐射的波长与黑体绝对温度成反比。

（3）同一波长黑体的温度越高，黑体辐射出射度越大

15、画出四种常见地物的反射光谱曲线？

答案：

16、简述航空遥感影像的特点？

答案：

中心投影，空间分辨率高，可看到地物顶部轮廓。

17、什么是大气窗口？

列举遥感中常用的大气窗口？

答案：

电磁波通过大气层时较少被反射、系收或散射的，透过率较高的波段。

0.3—0.3um,1.5-1.8um,8-14um。

18、水体的光谱特征是什么？

答案：

入射到水体的光，大部分被水体吸收，部分被水中悬浮物反射，少部分透射到水底，被水底吸收和反射。

19、简述植物的光谱特征。

答案：

在0.55um有小的反射峰，在0.7—0.8un附近有一反射陡坡，在1.3—2.5un反射率大大下降。

20、什么是地球辐射的分段性？

答案：

地球大气层中的电磁波，按其来源和波长差异可以分为三段：

0.3-2.5um：

主要为可见光与近红外波段，地表以反射太阳辐射为主，地球自身的辐射可以忽略；2.5-6um：

主要为中红外波段，地表反射太阳辐射和地球自身的热辐射均为被动遥感的辐射源；6um以上的热红外波段，地球自身的热辐射为主，地表反射太阳辐射可以忽略不计。

21、按遥感所使用波段，可以将遥感技术分为哪三类？

在这三类中，大气散射对它们分别有什么影响？

答案：

按遥感所使用波段，可以将遥感技术分为三类：

可见光遥感、红外遥感、微波遥感。

太阳辐射在大气传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变，并向各个方向散开，是大气散射。

根据散射粒子和光波直径的对比，可以分为三种散射：

瑞利散射、米氏散射、无选择性散射。

在这三类中，大气散射分别有如下影响：

对可见光和近红外：

晴朗时以瑞利散射为主；有云雾及颗粒物时－无选择性散射。

对红外波段：

云雾及颗粒物－米氏散射。

微波波段：

主要为瑞利散射，但散射强度极弱

22、为什么要对遥感影像进行辐射纠正，辐射误差产生的原因有哪些？

答案：

由于种种原因，影像中的色调不能代表地物真实辐射强度，为了保证遥感定量分析的准确性，在使用遥感图象之前要对它进行辐射校正。

辐射误差产生的原因大致有三类，分别是：

（1）传感器本身的特性所引起的误差，具体又可分为两类：

A由于光学摄影机镜头中心与边缘的透射光强不同所引起的误差；B由于光电转换和探测器增益所引起的误差。

（2）大气对于电磁辐射的衰减（散射、反射和吸收），致使来自地物的电磁波受到衰减，同时有一部分非地物电磁波进入传感器，引起误差。

（3）地物光照条件不同引起的辐射误差，具体可分为地形起伏造成的影响和太阳高度角的影响。

形成“同物异谱，异物同谱”现象。

从以上原因看来，遥感图象不能全部真实地反映不同地物地特征，影响了数字图象的质量，在使用之前，要对它进行辐射校正。

23、合成孔径雷达的工作原理和过程？

答案：

合成孔径雷达是侧视雷达的一种。

其基本原理是：

利用短天线，通过修改数据记录和处理技术，产生很长孔径天线的效果。

最终能有效提高方位分辨率，且方位分辨率与距离无关，图象连续性增强。

距离分辨率也得到提高。

其具体作法如下：

（1）在沿飞行航线上形成一个天线阵列；

（2）各短天线在不同位置上接收同一地物的回波信号，其回波信号的时间、相位、强度都不同，形成相干影像。

（3）经过处理，得到高分辨率的影像，相当于长天线所得影像的分辨率。

24、什么是平滑和锐化，请分别说明其在遥感技术中的应用？

答案：

平滑和锐化是两种图象增强方法，都是邻域增强方法在图象增强中的应用，名字来源于其处理效果。

平滑是当图像中存在某些亮度变化过大的区域，或出现不该有的亮点时，采取的一种减小变化，使亮度平缓或去掉不必要的“燥声”点，有均值平滑和中值滤波两种。

锐化是为了突出图像的边缘、线状目标或某些亮度变化大的部分，而使用的一种梯度计算方法。

25、影响遥感图像分类精度的因素有哪些？

答案：

计算机分类的精度和可靠性与分类方法本身的优劣有关，一般说来，最大似然法的分类精度要优于最小距离法、平等多面体法等，而神经网络法、分类树法、模糊分类法又能在一些特定情况下进一步提高分类精度。

除分类方法之外，分类精度还取决于一些其它的因素：

（1）训练场地和训练样本的选择问题；

（2）地形因素的影响；（3）混合像元问题；（4）分类变量的选择问题；（5）空间信息在分类中的应用问题；（6）图像分类的后期处理问题。

26、请结合所学知识，谈谈你对高光谱遥感的认识？

答案：

高光谱成像仪是遥感发展的新技术，其图象是多达数百个波段的非常窄的连续的光谱波段组成，光谱波段覆盖了可见光、近红外、中红外和热红外区域全部光谱带。

光谱仪成像时多采用扫描式和推帚式，可以收集200或200以上波段的收据数据。

使图象中的每一像元均得到连续的反射率曲线，而不像其他一般传统的成像谱光仪在波段之间存在间隔。

其优点是能够区分某些特殊地物及地物之间的微弱差异，它成像时所使用的传感器叫成像光谱仪：

既能成像又能获取目标光谱曲线的“谱像合一”的技术，称为成像光谱技术。

按该原理制成的扫描仪称为成像光谱仪。

虽然高光谱遥感具有多谱段连续成像的特点，能够区别微弱地物差异，将某些在别类遥感技术中难以探测的地物及地物特征区别出来，但它也具有某些缺点，大致有：

（1）光谱分辨率高，空间分辨率低，MODIS的分辨率仅为250-1000m，远低于其他遥感卫星，现多用于航空遥感中，其技术尚不成熟，尚属于试验阶段。

（2）数据量大，有时会遮掩有用信息。

27、为什么我们能用遥感识别地物？

我们之所以能用遥感技术识别不同地物，是因为不同地物具有不同的光谱特性，同类地物具有相似的光谱特性，具体是不同地物在不同波段反射率存在差异；而同类地物的光谱相似，但随着该地物的内在差异而有所变化。

当遥感器接收到这些来自于不同地物、表现出不同差异的光波，再把它记录下来，人们就可以根据这种差异来识别地物了。

28、引起遥感影像变形的主要原因是什么？

主要原因有以下五点：

（1）遥感平台位置和运动状态变化的影响；

（2）地形起伏的影响；（3）地球表面曲率的影响；（4）大气折射的影响；（5）地球自转的影响

29、与可见光和红外遥感相比，微波遥感有什么特点？

与可见光和红外遥感相比，微波遥感有以下特点：

（1）微波遥感可以全天候、全天时工作。

可见光和近红外是利用太阳辐射，只能白天成像；而热红外影像可以在夜间可成像，但受天气雨云的影响，若天气不好，则成像效果较差，微波因为波长较长，具有穿云透雾的能力，可不受天气影响，同时多为主动遥感，夜间亦可成像。

（2）微波对冰、雪、森林、土壤等有一定的穿透能力，而可见光和红外几乎不具备穿透能力。

（3）具有精确测距能力、测量土壤含水量能力。

微波差分干涉测量技术可计算地形高度、微地形变化，且微波对土壤含水量的敏感性强。

（4）对海洋遥感有特殊意义，由于其不受天气的影响，同时对地形起伏比较敏感，在海洋监测中有很重要的应用。

30、简述非监督分类的过程。

非监督分类的基本过程是：

（1）确定初始类别参数；

（2）计算每一像元与各类别中心的距离，选择与中心距离最短的一类作为该像元的归属类；（3）根据事先设定阈值，将类别合并或分裂；（4）计算新的类别中心，把新值与原中心值对比，有差异则用新值为集群中心；（5）重复2—4的步骤；（6）聚类中心的位置不再变化或到达迭代次数，运算停止。

31、侧视雷达是怎么工作的？

其工作原理是什么？

侧视雷达所使用天线为真实孔径天线，工作原理和过程如下：

（1）通过天线不断发出强脉冲波，间隔为微秒。

（2）脉冲遇到地面物体，一部分被吸收，一部分被反射回来，反射方向与入射方向与180度。

（3）随距离天线远近，脉冲返回的时候不同，天线按接收脉冲的时间来记录电信号的强弱，记录下距离和强度。

（4）天线发射和接收雷达脉冲交替进行。

32、请