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1、遥感技术与应用考试资料第一、二章1. 遥感：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. 主动遥感：由探测器主动发射一定电磁波能量并接受目标的后向散射信号；被动遥感：传感器步向目标发射电磁波，仅被动接受目标物的自身发射和对自然辐射源的反射能量。3.电磁波：由振源发出的电磁振荡在空气中传播。4.电磁波谱：将各种电磁波在真空中的波长按其长短，依次排列制成的图表。5.辐射通量密度：单位时间内通过单位面积的辐射能量。6.黑体：在任何温度下，对各种波长的电磁辐射的吸收系数等于1（1

2、00%）的物体。7.灰体：没有显著的选择吸收，吸收率虽然小于1，但基本不随波长变化的物体。8.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。9.瑞利散射：当大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射。10.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。11.辐射度：被辐射的物体表面单位面积的辐射通量。12.大气窗口：电磁通过大气层时较少被反射、吸收或散射的，透过率较高的波段。13.发射率（比辐射率）：实际物体的辐射出射度Mi于同一温度、统一波长绝对黑体辐射出射度的关系（比例）M=M014、光谱反射率：物体反射的辐射能量占总入射能量的百分比；15、光谱反射波普曲线：在

3、平面坐标上表示地物反射率随波长变化规律的曲线。遥感的特点视域范围大，具有宏观特性。光谱特性：探测的波段从可见光向两侧延伸,扩大了地物特性的研究范围。周期性：周期成像，有利于进行动态研究和环境监测。多源性：多平台、多时相、多波段(多尺度)遥感的特性航空与航天飞行器运行快、周期短，可获得多时相数据。例如Landsat遥感数据太阳辐射经过大气层到达地面，一部分与地面发生作用后反射或地表辐射，再次经过大气层，到达传感器。传感器将这部分能量记录下来，传回地面，即为遥感数据。遥感系统是一个从地面到空中乃至整个空间，从信息收集、存储、传输、处理到分析、判读、应用的技术体系，眼睛的延伸：空间位置的延伸（距离的

4、延伸），光谱的延伸MSS：多光谱扫描仪TM：专题制图仪ETM+：再增强型专题制图仪太阳同步轨道：卫星轨道平面绕地球运动的角速度与地球绕太阳运动的角速度一致。这一特征使卫星在地球的向光面，以基本相同的当地时间（9:30a.m10:00am)通过赤道上空。全球参考系统（WRSWRS）:LandsatLandsat系统轨道运行的特性产生了一种基于轨道编号和行号的坐标系统。该参考系统可以用于定位获取地球上任一地点的LandsatLandsat影像。WRSWRS将世界大陆的影像分成5778457784景进行编目，每景大约宽185185KMKM、长170170KM.微波遥感微波遥感就是利用某种传感器接收地

5、面各种地物发射或反射的微波信号，籍以识别、分析地物，提取所需的信息。微波遥感分类微波遥感设备按工作原理的不同，可分为两大类，一类是主动遥感器，即探测设备主动发射微波信号，然后再接收被探测目标反射或散射的信号来感知被探测的目标。微波散射计、微波高度计、合成孔径雷达（SARSAR）、真实孔径雷达。另一类是被动遥感，其工作原理类似于光谱探测设备，即采用高灵敏度的微波接收技术，接收目标本身微弱的微波辐射信号。微波辐射计。微波遥感的特点（1）微波穿透云层、雾和雨雪，具有全天侯的能力（2）微波对地物具有一定的穿透能力（3）可提供可见光和红外遥感所不能提供的某些信息雷达遥感的发展趋势多波段、多极化、多视角、

6、多传感器以及干涉测量技术将是雷达卫星及其遥感应用在未来的发展趋势。1、遥感技术系统包括: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。2、按照传感器的工作波段分类，遥感可以分为:紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感。3、电磁波谱按频率由高到低排列主要由:红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等组成。4、绝对黑体辐射通量密度是温度和波长的函数。5、一般物体的总辐射通量密度与温度和波长成正比关系。6、维恩位移定律表明黑体的最强辐射波长乘绝对温度是常数2897.8。当黑体的绝对温度增高时，它的辐射峰值波长向波长短方向移动。7、大气层顶上太阳的辐射峰值波长为0.47m8

7、、散射现象的实质是电磁波在传输中遇到大气微粒而产生的一种衍射现象。这种现象只有当大气中的分子或其他的微粒粒径小于或相当于辐射波长时才会发生。大气散射的三种情况是瑞利散射、米氏散射、无选择性散射。选择：(单项或多项选择)1、绝对黑体的反射率等于1反射率等于0发射率等于1发射率等于02、大气米氏散射与波长的一次方成正比关系与波长的二次方成反比关系与波长无关。3、大气瑞利散射与波长的一次方成正比关系与波长的一次方成反比关系与波长的二次方成正比关系与波长的二次方成反比关系与波长的四次方成正比关系与波长的四次方成反比关系与波长无关。4、物体的总辐射功率与以下那几项成正比关系反射率发射率物体温度一次方物体

8、温度二次方物体温度三次方物体温度四次方5、大气窗口是指没有云的天空区域电磁波能穿过大气层的局部天空区域电磁波能穿过大气的电磁波谱段没有障碍物阻挡的天空区域问答：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？遥感常用的是哪些波段？电磁波组成：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、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*=cE=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

9、温下黑体的辐射峰值波长是9.66m3.叙述沙土、植物和水的光谱反射率随波长变化的一般规律。沙土：自然状态下土壤表面的反射率没有明显的峰值和谷值，一般来讲土质越细反射率越高，有机质含量越高和含水量越高反射率越低，此外土类和肥力也会对反射率产生影响。土壤反射波普曲线呈比较平滑的特征。植物：分三段，可见光波段（0.40.76m）有一个小的反射峰，位置在0.55m（绿）处，两侧0.45m（蓝）和0.67m（红）则有两个吸收带；在近红外波段（0.70.8m）有一反射的“陡坡”，至1.1m附近有一峰值，形成植被的独有特征；在中红外波段（1.32.5m）受到绿色植物含水量的影响，吸收率大增，反射率大大下降，

10、特别以1.45m、1.95m和2.7m为中心是水的吸收带，形成低谷。水：水体的反射主要在蓝绿光波段，其他波段吸收都很强，特别到了近红外波段，吸收就更强。4. 地物光谱反射率受哪些主要的因素影响？主要影响因素：物体本身的性质（表面状况）、入射电磁波的波长和入射角度。5.试述大气对太阳辐射的衰减作用。大气的吸收作用：太阳辐射穿过大气层时，大气分子对电磁波的某些波段有吸收作用。吸收作用是辐射能量转变为分子的内能，从而引起这些波段太阳辐射强度的衰减，甚至某些波段的电磁波完全不能通过大气。大气散射作用：辐射在传播过程中遇到小微粒而是传播方向改变，并向各个方向散开，使原传播方向的辐射强度减弱。大气反射作用

11、：电磁波传播过程中，若通过两种介质的交界面，还会出现反射现象。主演发生在云层顶部，取决于云量，而且个波段均受到不同程度的影响，削弱了电磁波到达地面的强度。6.微波为何具有穿云透雾的能力？微波波长比粒子的直径大得多，则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，所以微波才可能有最小散射，最大透射，而被称具有穿云透雾的能力。7. 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。通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的，透过率较高的波段成为大气窗口。形成大气窗口的原因：不同波段的反射率、吸收率、散射程度不同。波长范围：0.31.

12、3m，即紫外、可见光、近红外波段。1.51.8m和2.03.5m，即近、中红外波段。3.55.5m，即中红外波段。814m，即远红外波段。0.82.5cm，即微波波段。第三章概念：1、遥感平台：遥感平台是搭载传感器的工具。根据运载工具的类型可分为航天平台、航空平台和地面平台。2、极地轨道：极地轨道，即低轨，就是近极地太阳同步轨道。3、地球同步卫星：卫星公转角速度和地球自转角速度相等，相对于地球似乎固定于高空某一点。4、像片比例尺：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5、投影误差：中心投影时，地面起伏越大，像上投影点水平位置的位移量就越大，产生投影误差。这种误差有一定的规

13、律。6、灰雾度：未经感光的胶片，显影后仍产生轻微的密度，呈浅灰色，故称灰雾度7、解像力：通称感光胶片的分辨力，解像力的大小以每毫米范围内分辨出的线条数表示。单位：线对/毫米8、色盲片：以卤化银为感光材料，未加增感剂，只能吸收短波段，对大于0.5微米的电磁波完全不感光。9、全色片：能感受全部可见光。但在绿光部分感光度稍有降低10、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内，这个角度称为瞬时视场角。即扫描仪的空间分辨率。11、总视场角：扫描带的地面宽度称总视场。从遥感平台到地面扫描带外侧所构成的夹角，叫总视场角。12、高光谱：是高光谱

14、分辨率遥感的简称，它是在电磁波谱可见光、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数据的技术；13、微波遥感：指通过传感器获取从目标地物发射或反射的微波辐射，经过判读处理来认识地物的技术。14、空间分辨率：指像素所代表的地面范围的大小15、辐射分辨率：传感器接收波谱信号时，能分辨的最小辐射度差。16、光谱分辨率：传感器早期癌接收目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。17、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18、扫描成像：依靠探测元件和扫描镜对目标物体以瞬时视场为单位进行的逐点、逐行的取样，得到目标地物电磁辐射特性信息，形成一定谱段的图像。19、光/

15、机扫描成像：一般在扫描仪的前方安装光学镜头，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20、固体自扫描成像：用固定的探测原件，通过遥感平台的运动队目标物进行扫描的一种成像方式。21、谱像合一：既能成像又能获取目标光谱曲线的“谱像合一”的技术填空:1、遥感平台的种类可分为航天平台、航空平台、地面平台三类。与太阳同步轨道有利于使资料获得时具有相同的照明条件。2、1978年以后，气象卫星进入了第三个发展阶段，主要以NOAA系列为代表。我国的气象卫星发展较晚，“风云一号”气象卫星是中国于1998年9月7日发射的第一颗环境遥感卫星。3、LANDSAT系列卫星携带的探测器为多光谱扫描仪MS

16、S、专题制图仪TM、改进型增强专题制图仪ETM+；4、陆地卫星landsat的轨道是太阳同步的近极地圆形轨道，其图像覆盖范围约为185km*185km。SPOT卫星较之陆地卫星，其最大优势是最高空间分辨率达到_2.5米。CBERS携带的传感器的最高空间分辨率是19.5m。5、美国高分辨率商用小卫星主要有IKONOS、QICKBIRD。6、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。目前常用的探测元件是电荷耦合器件CCD，它是一种用电荷量表示信号大小，用耦合方式传输信号的探测元件。问答:1、主要遥感平台是什么？各有何特点？地面平台：三角架、遥感塔、遥感车和遥

17、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。高度均在0-50m。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，高度在百米至十余千米不等。航天平台：包括卫星、火箭、航天飞机、宇宙飞船。高度在150km以上，其中最高的是静止卫星。根据航天遥感平台的服务内容，可将其分为气象、陆地、海洋卫星系列。2、气象卫星的特点有哪些？轨道：低轨和高轨。（1）成像面积大，有利于获得宏观同步信息，减少数据处理容量。（2）短周期重复观测：静止气象卫星30分钟一次；极轨卫星半天一次，利于动态监测。（3）

18、资料来源连续、实时性强、成本低。3、中心投影的成像特征有哪些？（1）点的像仍然是点。(2)与像面平行的直线的像还是直线；如果直线垂直于地面，有两种情况：第一；当直线与像片垂直并通过投影中心时，该直线在像片上的像为一个点；第二；直线的延长线不通过投影中心，这时直线的投影仍为直线，但该垂直线状目标的长度和变形情况则取决于目标在像片中的位置。（3）平面上的曲线，在中心投影的像片上一般仍为曲线。（4）面状物体投影仍为一平面。垂直面的投影依其所处的位置而变化，当位于投影中心时，投影所反映的是其顶部的形状，呈一直线；在其他位置时，除其顶部投影为一直线外，其侧面投影成不规则的梯形。（5）中心投影变形规律是以

19、像主点为中心呈辐射状，越往边缘变形越大，地形起伏越大变形越大；（6）正地形向外移，负地形向内移；（7）位于像主点的地物，仅能看到其顶部，位于其它部位的地物可看到顶部与边部。4、扫描成像的基本原理是什么？扫描镜在机械驱动下，随遥感平台的前进运动而摆动，依次对地面进行扫描，地面物体的辐射波束经扫描镜反射，并经透镜聚焦和分光分别将不同波长的波段分开，再聚焦到感受不同波长的探测元件上。5、光机扫描成像与固体自扫描成像的比较。前者利用旋转扫描镜，一个像元一个像元的轮流采光，即沿扫描线逐点扫描成像；后者是把探测器按扫描方向阵列式排列来感应地面响应，代替机械扫描6、试述微波遥感的特点。1、能全天候、全天时工

20、作；2、对某些地物具有特殊的波谱特征；3、对冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透力；4、对海洋遥感具有特殊意义；5、分辨率较低，但特性明显。7、遥感图象的分辨率有几种描述？其意义各是什么？1、遥感图像的空间分辨率（Spatialresolution），图像的空间分辨率指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。二、图象的光谱分辨率（SpectralResolution），波谱分辨率是指传感器在接受目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。间隔愈小，分辨率愈高。传感器的波段选择必须考虑目标的光谱特征值。三、辐射分辨率，辐射分辨率是指传感器接受波谱信号时，能分辨的最小辐射

21、度差。在遥感图像上表现为每一像元的辐射量化级。四、时间分辨率，时间分辨率指对同一地点进行采样的时间间隔，即采样的时间频率，也称重访周期。可根据不同的遥感目的，采用不同时间分辨率。第四章遥感影像处理概念：1、辐射畸变：地物目标的光谱反射率的差异在实际测量时，受到传感器本身、大气辐射等其他因素的影响而发生改变，这种改变称为辐射畸变。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。2、几何校正：从具有几何畸变的图像中消除畸变的过程。也可以说是定量地确定图像上的像元坐标图像坐标）与目标物的地理坐标（地图坐标等）的对应关系（坐标变换式）。3、程辐射：相当部分的散射光向上通过大气直接进入传感器，

22、着部分辐射称为程辐射度。4、空间滤波：以突出图像上的某些特征为目的，通过像元与周围相邻像元的关系，采取空间域中的邻域处理方法进行图像增强。5、锐化：突出图像的边缘、线状目标或某些亮度变化率大的部分。平滑：图像中出现某些亮度值过大的区域，或出现不该有的亮点时，采用平滑方法可以减小变化，使亮度平缓或去掉不必要的亮点。6、密度分割：单波段黑白遥感图像可按亮度分层，对每层赋予不同的色彩，使之成为一幅彩色图像。7、假彩色合成：根据加色法彩色合成原理，选择遥感影像的某三个波段，分别赋予红、绿、蓝三种原色，就可以合成彩色影像。由于原色的选择与原来遥感波段所代表的真实颜色不同，因此生成的合成色不是地物真实的颜

23、色，因此这种合成叫做假彩色合成。8、KL变换：是离散变换的简称，又称作主成分变换。它是对某一多光谱图像X，利用KL变换矩阵A进行线性组合，而产生一组新的多光谱图像Y。9、缨帽变换：KT变换也称缨帽变换，是一种坐标空间发生旋转的线性变换，但旋转厚的坐标轴不是指向主成分方向，而是指向与地面景物有密切关系的方向。10、多光谱变换：多光谱变换方法可通过函数变换，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。11、多源信息复合：将多种遥感平台，多时相遥感数据之间以及遥感数据与非遥感数据之间的信息组合匹配的技术。12、数字图象直方图：以每个像元为单位，表示图像中各亮度值或亮度值区间像元出现的频率

24、的分布图。13、全景畸变：假定原地面真实景物是一条直线，成像时中心窄，边缘宽，但图像显示时像元大小相同，这时直线被显示成反S形弯曲，这种现象又叫全景畸变。14、辐射增强：是通过改变图像像元的亮度值来改变图像像元对比度，从而改善图像质量的图像处理方法。因为亮度值是辐射强度的反映，所以也称之为辐射增强。15、标准假彩色合成：当4，3，2波段被分别赋予红、绿、蓝色时，即绿波段赋蓝，红波段赋予绿，红外波段赋予红时，这一合成方案被称为标准假彩色合成。16、植被指数：突出遥感影像中的植被特征、提取植被类别或估算植被生物量，这种算法的结果称为植被指数。填空：1.颜色的性质由明度、色调、饱和度来描述。2.TM

25、影像为专题制图仪获取的图像，其在光谱分辨率、辐射分辨率、地面分辨率方面都比MSS图像有较大改进。3.Landsat的轨道是太阳同步的近极地圆形轨道，SPOT卫星较之陆地卫星，其最大优势是最高空间分辨率达到10m。4.大气影响的粗略校正指通过比较简便的方法去掉程辐射度。其主要方法有直方图最小值去除法和回归分析法。5.线性变换是图像增强处理最常用的方法。6.光学图像转换成数字影像的过程包括离散化和灰度值量化等步骤。7.HIS变换中的H指色调，I指明度，S指饱和度。8遥感信息复合主要指_不同传感器的遥感数据的复合_和_不同时相的遥感数据复合_。9.导致遥感影像变形的主要因素有遥感平台位置和运动状态变

26、化的影响、地形起伏的影响、地球表面曲率的影响、大气折射和地球自转的影响。10.数字图像和模拟图像的本质区别是模拟量是连续变量而数字量是离散变量。问答和论述：1、辐射校正的一般方法。直方图最小值去除法和回归分析法。直方图最小值去除法是将每一波段中每个像元的亮度值都减去本波段的最小值。回归分析法:校正的方法是将波段b中每个像元的亮度值减去a，来改善图像，去掉程辐射。2、几何校正的步骤和技术关键。步骤：1.重采样。（1）找到一种数学关系，建立变换前图像坐标（x，y）与变换后图像坐标（u，v）的关系，通过每一个变换后图像像元的中心位置（u代表行数，v代表列数，均为整数）计算出变换前对应的图像坐标点（x

27、，y）。（2）计算校正后图像中的每一点所对应原图中的位置（x，y）。计算时按行逐点计算，每行结束后进入下一行计算，直到全图结束。2.内插计算。计算每一点的亮度值。由于计算后的（x，y）多数不在原图的像元中心处，因此必须重新计算新位置的亮度值。一般来说，新点的亮度值介于邻点亮度值之间，所以常用内插法计算。3、主成分变换的特征和目的。主成分变换（KL变换）的特点：变换后的主分量空间与变换前的多光谱空间坐标系相比旋转了一个角度。新坐标系的坐标轴一定指向数据量较大的方向。目的是实现数据压缩和图像增强。5、试述遥感数字图像增强的主要方法。对比度变换：是一种通过改变图像像元的亮度值来改变图像像元对比度，从

28、而改善图像质量的图像处理方法。因为亮度值是辐射强度的反映，所以也称之为辐射增强。常用的方法有对比度线性变换和非线性变换。空间滤波：以突出图像上的某些特征为目的，通过像元与周围相邻像元的关系，采取空间域中的邻域处理方法进行图像增强。彩色变换：根据色度学理论，将多幅单波段灰度图像叠加显示，形成彩色图像，或者是把单波段灰度图像通过密度分割，分别赋予不同色彩的图像处理方法。：图像运算：两幅同样行、列数的图像，对应像元的亮度值相减。多光谱变换：针对多光谱影象存在的一定程度上的相关性以及数据冗余现象，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目的的方法。6、简述图像复合的目的和过程。举

29、例说明不同遥感器的遥感数据复合的优越性。目的：突出有用的专题信息，消除或抑制无关的信息，以改善目标识别的图像环境。过程：不同传感器的遥感数据复合（1）配准（2）复合；不同时相的遥感数据复合：（1）配准（2）直方图调整（3）复合；7、遥感数据与非遥感数据的复合：（1）地理数据的网格化（2）最优遥感数据的选取（3）配准复合。例如TM影像有7个波段，光谱信息丰富，特别是5和7波段。SPOT数据就没有，但SPOT数据分辨率高，全色波段可达10m，比TM的30m和SPOT多光谱传感器的20m都高，两者复合既可以提高新图像的空间分辨率又可以保持较丰富的光谱信息。再如，侧视雷达图像可以反映地物的微波反射特性，地物的介电常数较达，微波反射率越高，色调越发白，这种特性对于反映土壤、水体、山地、丘陵、居民点，以及道路、渠道等线性地物明显优于陆地卫星影像，因此如将雷达影像与陆地卫星影像复合，可以既反映出可见光，近红外的反射特性，又可以反映出微波的反射特性，有利于综合分析。第五章遥感图像目视解译与制图一、概念：1、目视解译/目视判读：专业人员通过直接观察或借助辅助判读仪器在遥感图像上获取特定目标地物信息的过程。2、解译标志/判读标志：指能够反映和表现目标地物信息的遥感影像各种特征，这些特征能帮