中科院遥感考博真题整理Word文档格式.docx

1、6、地物方向谱 地物方向谱主要用来描述地物对太阳辐射反射、散射能力的空间变化的波谱变化。7、主动遥感 按遥感的工作方式分为主动遥感和被动遥感。主动遥感，又称有源遥感，指从遥感平台上的探测器主动发射一定电磁能量的电磁波，再由传感器接收和记录其反射和记录其反射波的遥感系统。其主要特点是不依赖太阳辐射，可以昼夜工作，而且可以根据探测目的的不同，主要选择电磁波的波长和发射方式。主动遥感一般使用的电磁波是微波波段和激光，多用脉冲信号，有的用连续波束，普通雷达、测试雷达、合成孔径雷达、红外雷达、激光雷达等都属于主要遥感系统。9、植被指数10、影像匹配 影像匹配是通过对影像内容、特征、结构、关系、纹理及灰度

2、等地对应关系，相似性和一致性分析，寻求相同影像目标的方法。分为基于灰度的影像匹配和基于特征的影响匹配两种，前者从参考图像中提取目标去作为匹配的模板，再将其在待配准的图像中滑动，通过相似性度量来寻找最佳匹配点；后者是从两幅图像中提取出灰度变化明显的某些特征作为匹配基元，再在两幅图像对应的特征集中利用特征匹配算法将存在匹配关系的特征对选出来，对于非特征像素点利用插值等方法做处理，以实现两幅图像间的逐像元的配准，后者较前者匹配计算量小，速度快。当影像分分辨率低且部分被云覆盖，校正时可选用影像匹配。二、简答1、几何纠正的主要方法及特征 当遥感影像在几何位置上发生了变化，产生如行列不均匀、像元大小与地面

3、大小对应不准确、地物形状不规则变化等畸变时，说明遥感影像发生了几何畸变。几何纠正的主要目的就是纠正这些系统及非系统性因素引起的图像变化，从而 与标准图像与地图的几何整合。 主要方法及特征：根据卫星轨道公式将卫星的位置、姿态、轨道及扫描特征作为时间函数加以计算，来确定每条扫描线上像元坐标。特征：由于遥感器的位置及姿态的测量值精度不高，其校正图像仍存在不小的几何变形。几何精校正，利用地面控制点和多项式纠正模型校正影像。步骤为先选择地面控制点，其次选择合适的坐标变换函数式（即数学纠正模型），最后重采样，选择合适的内拆方法。适合于地面平坦，不需要考虑高程信息，或地面起伏较大而无高程信息，以及传感器位置

4、和姿态参数无法获取的情况下应用。有时根据遥感平台的各种参数已做过一次校正，但仍不能满足要求，就可以用该方法做遥感影像相对于地面坐标的配准校正，遥感影像相对于地图投影坐标系统的配准校正，以及不同类型或不同时相的遥感影像之间的几何配准和复合分析，以得到比较精确地结果。采用影像匹配与相关技术法，分为基于灰度的影响匹配和基于特征的影响匹配。速度快，适合于短周期，较低分辨率的卫星数据，因为分辨率低及部分被云覆盖，使合格的地面控制点选取有相当难度。2、中巴资源卫星的光谱特征 中巴地球资源卫星（CBERS）（简称资源卫星）项目是中国和巴西两国政府的合作项目。自1999年10月14日首飞成功后，至今已经成功发

5、射了3颗卫星，获取了大量的观测数据，并广泛用于中巴国民经济建设的许多领域。 中巴资源卫星携带三种传感器，CCD相机、红外多光谱扫描仪（IRMSS）及宽视场成像仪（WFI）。CCD相机在星下点得空间分辨率有19.5米，扫描幅度为113公里，在可见、近红外光谱范围内有4个波段和1个全色波段，具有侧视功能，侧视范围为+-32，相机带有内定标系统。B01 0.45-0.52um，用于水系及浅海水域制图与森林类型制图，空间分辨率为20米；B02 0.52-0.59um，识别植被类别与评价植物生产力，空间分辨率为20米；B03 0.63-0.69um，区分植物类型、覆盖度，判断植物生长状况、健康状况等，空

6、间分辨率为20米；B04 0.77-0.89um，用于植物识别分类、生物量调查及作物长势测定，空间分辨率为20米；B05 0.51-0.73um，全色波段，空间分辨率为20米。 红外多光谱扫描仪（IRMSS）有1个全色波段、2个短波红波段和1个热红外波段，扫描幅宽119.5公里，可见光、短波红外波段的空间分辨率为78米，热红外波段的空间分辨率为156米，IRMSS带有内定标系统和太阳定标系统。B06 0.5-0.9um，可见光近红外波段空间分辨率为78米；B07 1.55-1.75um，用于植物水分状况与作物长势研究；B08 2.08-2.35um，用于区分主要岩石类型，增加地质探矿的应用；B

7、09 10.4-12.5um，用于制备胁迫分析、土壤湿度研究等，及监测与人类有关的热特征，分辨率为156米。 宽视场成像仪（WFI）有1个可见光波段、1个近红外波段，星下点的可见分辨率为258米，扫描幅宽为890公里。由于这种传感器具有较宽的扫描能力，因此，它可以在很短的时间内获得高重复率的地面覆盖，WFI星上定标系统包括一个漫反射窗口，可进行相对辐射定标。B10 0.63-0.69um，用于区分植物类型、覆盖度，判断植物生长状况、健康状况等，空间分辨率为250米。B11 0.77-0.89um，用于植物识别分类、生物量调查及作物长势测定，空间分辨率为250米。 02B卫星保留了原有20米分辨

8、率的CCD多光谱相机和258米分辨率的宽视场成像仪（WFI）的基础上，增加了2.36米分辨率的高分辨率相机（HR），波段范围为0.5-0.8um。3、水体遥感的光谱特征及其应用 水体的光谱特性：在可见光0.6um之前，水的吸收少，反射率较低，大量透射。其中，水面反射率的5%左右，并随着太阳高度角的变化呈3%-10%不等的变化；水体可见光发射包括水表面反射、水体底部物质反射及水肿悬浮物质（浮游生物或叶绿素、泥沙及其它物的反射3个方面的贡献。在近红外、短波红外部分几乎吸收全部的入射能量，因此水体在这两个波段的反射能量很小。 应用：水体界线的确定。在可见光范围内，水体的反射率总体上比较低，不超过10

9、%，一般为4%-5%，并随着波长的增大逐渐降低，到0.6um出约为2%-3%，过了0.75um，水体几乎成为全吸收体。因此，在近红外的遥感影像上，清澈的水体呈现黑色。为区分水陆界线，确定地面上有无水体覆盖，应选择近红外波段的图像。也可选用雷达影像，平坦的水面，后向散射较弱，侧视雷达影像上水体呈现黑色，故用雷达影像确定洪水淹没的范围也是有效的手段。水中悬浮物质的确定。水中悬浮物主要包括无机的泥沙和有机的叶绿素。含泥沙的浑浊水体与清水比较，光谱反射特征存在差异：浑浊水体的反射波谱曲线整体高于清水；波谱反射值长波方向移动（红移）；随悬浮泥沙浓度的加大，可见光对水体的透射能力减弱，反射能力加强；波长较

10、短的可见光，如蓝光和绿光对水体穿透能力较强，可反映出水下一定深度的泥沙分布状况。水中叶绿素的浓度与水体反射光谱存在以下关系：水体叶绿素浓度增加，蓝光波段的反射率下降，绿光波段的反射率增高；水面叶绿素和浮游生物浓度高时，近红外波段仍存在一定的反射率，该波段影像中水体不呈黑色，而呈灰色甚至 是浅灰色。水温的探测。水体的热容量大，在热红外波段有明显特征。白天，水体在遥感影像上表现为热红外波段辐射低，呈暗色调，夜间，在热红外影像上呈浅色调。夜间热红外影像可用于寻找泉水，特别市温泉。根据热红外传感器的温度定标，可在热红外影像上反演水体的温度。水体污染的探测。水体污染物浓度较大且使水色显著地变黑、变红或变

11、黄，并与背景色有较大的差异时，可在可见光波段影像上识别出来；水体高度富营养化，受到严重的有机污染，浮游生物浓度高，与背景水体的差异可在近红外波段影像上被识别。水体受到热污染，与周围水体有明显温差，也可在热红外波段影像上被识别。水深的探测。蓝光波段对平静、清澈的水体有较大的透射能力，并且水底反射波也较强。这时蓝光波段上的灰度可反映水深。4、ISODATA的聚类过程三、论述（三选二）1、MODIS的特点与应用 MODIS数据的特点： 36个光谱通道（0.4-14.3um），其中可见光-短波红外20个通道，热红外16个通道；谱带窄，可见光-短波红外通道除0.659和2.1um外，谱带宽度10-35u

12、m；有许多大气纠正的特征波段，便于大气参数的反演，如用0.41-2.1um 7个通道，以及3.75um的通道，可反演大气气溶胶；1.38um通道可用于校正薄卷云及反演平流层气溶胶。空间分辨率CH1、2为250m；CH3-7为500m，其余为1000m；像元大小随视角而增加，边缘像元可比星下点像元大4倍。宽视域（扫描角+-55），太阳天顶角与观测天顶角变化大；扫描宽度为2330km，考虑到地球曲率，在轨道边缘，地面实际视角约为+-（60-65）；太阳天顶角也会有20的变化，此变化与纬度、季节有关。由于太阳-目标-遥感器之间几何关系的变化、大气和目标的方向反射特征，使后向散射较前向散射有更大的太阳

13、天顶角。MODIS在对地观测中，每秒可同时获得6.1MB的来自大气、海洋、陆地表面的信息。每1-2天可获得一次全球观测数据（包括白天的可见光图像及白天/夜间的红外图像）。我国的观测时间一般为白天10:3012:00，夜间21:3023:00.每个MODIS仪器设计寿命5年，计划发射4颗。这样利用MODIS则可获得15年以上，包含可见光-热红外36个通道的地球综合信息，为全球资源、环境、气候变化等获得综合研究服务。具有较高的辐射分辨率，数据量化等级为2048,。即所有通道都用12bit记录。MODIS探测仪在对地扫描的同时，都对冷空和黑体进行探测，有较高的校正精度和灵敏度。应用：modis数据不

14、仅直接用于火灾、沙尘暴、冰、雪、洪涝、干旱等多种灾害的研究和监测，还可以短期气象监测和中长期气候预报，主要分为大气、陆地和海洋三个方面。大气应用：大气不仅对地球气候有着重要的作用，甚至会对动物、植物乃至人类的发育和生长造成一定的影响。因此，分析大气组成并探寻其演化规律是地球环境研究的重要课题。在这一方面，MODIS提供了水汽、气溶胶、云、大气剖面、大气网络、云掩膜6种产品。气溶胶，波段15（743-753nm），16（862-877nm），波段26（1.36-1.39um）反应气溶胶特性，气溶胶的组成和分布在一定程度上反应了大气污染的状况，是空气质量（雾、酸雨、沙尘暴等）以及全球气候变化研究的

15、重要内容。水汽，水汽一方面通过蒸发或凝结吸收或放出潜热，另一方面它又能强烈地吸收和放出长波辐射，从而影响地面和空气的温度，MODIS的近红外波段17（890-920nm）、18（931-941nm）、19（915-965nm）和热红外波段26（1.36-1.39um）、27（6.535-6.895um）、28（7.175-7.475um）均为理想的大气水汽探测波段。海洋应用：MODIS 的8-16波段（405-877nm）是海洋水色要素探测的专用波段，所提供的叶绿素浓度产品、悬浮固体产品、有机物浓度产品等在洋流、喷流、羽流等海洋研究中有重要作用，为全球生化模式和气候模式的研究提供了数据基础。陆

16、地应用，MODIS提供了地表反射比、地表温度、叶面积指数等10种陆地产品，为陆地自然资源监测、生态环境评估以及其他环境相关学科的研究做出了重要贡献。自然灾害监测：MODIS提供的多种陆地表面观测产品为自然灾害和监测提供了良好的数据支持。全球气候变化监测，MODIS的全球海表面温度产品为研究全球大规模气候现象提供了优质数据源，能够捕捉其变化，为长期监测及其有关影响的监测、预报提供可靠的数据保障。2、遥感技术在自然技术灾害的监测评估中的作用与不足 作用： 利用遥感技术，有效开展自然灾害成因的研究各种自然灾害发生前一般都会出现各种先兆，而且很多灾害的发生和发展都有一定的时空规律，彼此之间常有一定的关

17、系，这就为自然灾害的预报提供了可能性。遥感技术获取信息的范围大、综合性强，根据多时相、多波段、多分辩率遥感图像所提供的数据源，进行灾害的周期性、重复性、灾害间的相关性、致灾因素的演变和相互作用、灾害发展趋势、灾源的形成、灾害载体的运移规律、以及灾害前兆信息等开展研究和分析，有助于对不同的灾害做出准确程度不等的近期、中期、长期和临灾预报。开展遥感灾害调查，推进自然灾害数据库建设在各种自然灾害中，地质灾害占有重要的比重。地质灾害中的滑坡、崩塌、泥石流等灾害个体以及它们组合形成的灾害群体，在遥感图像上呈现的形态、色调、影纹结构等均与周围背景存在一定的区别。因此，对崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的规模、

18、形态特征及孕育特征，均能从遥感影像上直接判读圈定。利用我国的资源卫星、气象卫星、环境和灾害卫星及其他卫星提供的多种遥感信息，通过地质灾害遥感解译，可以对目标区域内已经发生的地质灾害点和地质灾害隐患点进行系统全面的调查，查明各种地质灾害的分布、发生规模、形成原因、发育特点、发展趋势以及危害性和影响因素。在此基础上结合GIS技术开展地质灾害区划，划分地质灾害易发区域，评价易发程度，建立灾害要素数据库，构建灾害预测评估和灾后灾害快速评估运行系统。开展遥感灾情调查，为抗灾救灾应急决策提供快速信息支持地震、洪涝、台风等突发性自然灾害发生时，常规手段难以实现迅速、准确、动态的监测与预报，遥感技术不受地面条

19、件限制，可以快速获取灾害发生后灾区的全面景观，根据灾害分类分级及影像模型，判读图像，快速确定灾情，为应急救援工作提供第一手资料，从而在最短的时间内实现对自然灾害的应急响应。开展遥感灾情动态监测，提高次生灾害的预测预报能力。做好次生灾害的排查与监测预警工作，防范地震等灾害可能引发的火灾、水灾、爆炸、山体滑坡和崩塌、泥石流、地面塌陷等次生灾害，是减少和降低灾害损失的重要措施。利用卫星遥感技术实时监测地震次生灾害，使这些次生灾害在成灾前或成灾过程中得到及时解决，防患于未然。开展遥感灾情调查评估，为灾后重建规划提供决策依据地震等重大自然灾害发生后，灾区的重建规划是抗灾救灾的一项重要工作。如地震灾后恢复

20、重建规划应当根据地质条件和地震活动断层分布以及资源环境承载能力，重点对城镇和乡村的布局、基础设施和公共服务设施的建设、防灾减灾和生态环境以及自然资源和历史文化遗产保护等作出安排。城镇和工程选址时要充分考虑灾害综合区划，既防止类似的灾害重复发生，也要防御其他自然灾害的侵袭。利用遥感技术开展地震灾害损失调查评估，可以获得地质、土地、气象、水文、环境等基础资料，这是编制地震灾后恢复重建规划的依据。在2008年四川汶川大地震发生后，我国利用航天和航空遥感，及时开展汶川地震灾情评估工作，完成不同烈度人口影响评估，以及房屋倒损、道路损毁、人员伤亡等灾情及次生灾害评估、灾情综合评估、地震灾害范围评估、地震灾

21、害经济损失评估等工作，为灾区重建规划提供了科学依据和决策咨询。卫星遥感技术的发展，为提高我国地震预测预报水平提供了可能地震的预测预报是一个世界性的难题。我国破坏性地震频繁发生，损失极为惨重。及时、准确地获取反映地震孕育和发生过程的各种地震前兆信息及其演化规律就有可能有效地预测预报地震，卫星遥感以其观测手段多、覆盖面广、资料连续更新、重复观测周期短等优势，成为开展地震灾害预测预报的有效手段，为提高地震灾害的预测预报水平提供了可能。第21届ISPRS大会表明，遥感技术用于监测和评估地震灾害已成为研究地震的一大热门。目前，遥感方法中合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术在监测地震形变方面的潜力已得到

22、广泛认同。不足：现在遥感在自然灾害监测应用中还存在不少问题，突出表现在基础地理信息不充分、遥感应急速度比较慢、组织还有待加强、可用的数据源匮乏以及遥感科技力量储备不足等问题。1）基础地理信息不充分这次汶川地震灾害遥感监测暴露出我国的基础地理信息不充分。为了更好的进行灾害监测与评估，国家应该建立12 m分辨率的基础影像库，有条件的地区还应该建立110万到15万比例尺的基础地理信息数据库和数字高程模型（DEM）。我国的中巴地球资源卫星02B星HR数据分辨率已经达到了2.36 m，而且该数据对国内是免费的，建议有关部门充分利用国产数据建立高分辨率背景影像库。2）遥感应急相应速度比较慢从地震发生后到5

23、月13日上午第一颗遥感卫星过境并下传遥感数据，整整用了21个小时；一直到地震发生后的第四天，5月14日国内才出现了震区震后的遥感分析图。在大灾害面前，遥感显得非常迟缓。因此，提高遥感对于重大自然灾害的快速反应能力非常必要。发挥遥感在重大自然灾害监测中排头兵的作用就是要求遥感在灾害发生几个小时后作出反应。3）缺乏统一的组织在这次汶川地震科技救灾中，遥感队伍可谓浩浩荡荡。但是这次遥感大会战缺乏一个统一的组织，很多工作比较混乱和重复。因此，建议编制自然灾害遥感应急预案和自然灾害遥感监测技术规程，这个技术规程应该包括遥感数据获取与共享、遥感数据的格式与参考投影系统、评估的技术流程与精度控制等等。这样在

24、一个统一的框架下，才能使遥感的作用充分表现出来。4）可用的遥感数据很匮乏很多大的自然灾害发生时，天气都不是很好，像今年发生的南方雪灾和汶川地震灾害。光学遥感成像十分困难，即使成像后云覆盖也太多影响了数据的有效性。合成孔径雷达可以穿透云雾成像，但是在灾害发生过程中为了获得高分辨率的观测数据，大多采用单极化的工作方式。这种单波段单极化的SAR图像解译十分困难。从这个意义上说，可用于自然灾害遥感监测的数据还是比较匮乏的。5）遥感科技力量储备不够虽然我国近几年在遥感技术研发和教育方面都有较快的发展，但是在大灾面前仍显得遥感科技力量储备严重不足。这表现在以下三个方面：（1）遥感技术硬件储备不足，比如各种

25、遥感器及其数据设备；（2）遥感技术软件储备不足，遥感快速应急的相关处理程序和技术规程都还比较缺乏；（3）遥感要从理论走向实践，从办公室走向自然灾害的第一线。加大遥感科技力量储备是应对灾害突发事件必须要解决的问题。3、卫星遥感的技术的发展趋势。 （有点老） 随着传感器技术、航空航天技术和数据通讯技术的不断发展，现代遥感技术已经进入一个能动态、快速、多平台、多时相、高分辨率地提供对地观测数据地新阶段。 5s技术的联合应用 遥感本身就是多学科的综合，多种技术的联合应用将大大拓宽遥感技术的应用范围，占领更广阔的市场。具有代表性的是智能引导系统。系统本身是在国 际先进的超图数据结构 （HBDS）理论基础

26、上，实现遥感 （RS）、全球定位系统 （GPS）、地理信息系统（GIS）、智能系统 （IS）和多媒体系统 （MMS）即五“S”的联合。在电子地图的支持下可对光盘 CD- ROM进行检索，采用分层技术，为用户提供自定义、多层次目标库，用户可自己定义起点、终点、绕行点、必经点。智能模块为用户提供最佳路径及最短距离。 高光谱分辨率传感器是未来空间遥感发展的核心内容 高光谱分辨率传感器是指既能对目标成像又可以测量目标物波谱特性的光学传感器，其特点是光谱分辨率高、波段连续性强。其传感器在0.4-2.5范围内可细分成几十个，甚至几百个波段，光谱分辨率将达到 5-10。但目前其发展仍停留在航空实验和应用阶段

27、，预计下个世纪将会在轨道高度崭露头角，如澳大利亚的资源信息与环境卫星 （ARIES-1）。美国一些公司或组织及空军、海军等部门也都在研制和发射自己的成像光谱卫星。美国Geosat Committee目前正在对高光谱传感器Probe-1进行矿产、油气、环境及农业等 4大领域的应用试验。人们希望通过高光谱遥感数据对矿物、岩石的类型，农作物、森林的种类，环境中各种污染物质的成份进行遥感定量分析。高光谱和超高光谱传感器的研制和应用将是未来遥感技术发展的重要方向。高空间分辨率已达米级，高光谱分辨率已达纳米级，波段数已达数十甚至数百个。微波遥感技术 微波遥感技术（如合成孔径雷达等 ）是当前国际遥感技术发展

28、重点之一，其全天候性、穿透性和纹理特性是其它遥感方法不具备的。利用这一特性对解决我国海况监测，恶劣气象条件下的灾害监测，冰雪覆盖区、云雾覆盖区、松散层掩盖区及国土资源勘查等将有重大作用。微波遥感的发展进一步体现为多极化技术、多波段技术和多工作模式，小卫星群计划 为协调时间分辨率和空间分辨率这对矛盾，小卫星群计划将成为现代遥感的另一发展趋势。例如，可用 6颗小卫星在 2 3天内完成一次对地重复观测，可获得高于 1 m的高分辨率成像光谱仪数据。除此之外，机载和车载遥感平台，以及超低空无人机载平台等多平台的遥感技术与卫星遥感相结合，将使遥感应用呈现出一派五彩缤纷的景象。版本二随着科学技术的进步，光谱信息成像化，雷达成像多极化，光学探测多向化，地学分析智能化，环境研究动态化以及资源研究定量化，大大提高了遥感技术的实时性和运行性，使其向多尺度、多频率、全天候、高精度和高效快速的目标发展。1.遥感影像获取技术越来越先进（1）随着高性能新型传感器研制开发水平以及环境资源遥感对高精度遥感数据要求的提高，高空间和高