遥感复习参考

遥感技术应用复习参考1、遥感的基础是什么，其重要性体现在哪些方面？ 答：遥感的基础是地物发射或反射电磁波的性质不同。根据地物的发射或反射电磁波特性的 不同，可以传感器成像获取图像，利用遥感图像来进行地物分类、识别、变化检测等。2、影响遥感图像目视判读的因素有哪些，目视解译的方法与基本步骤？ 答：影响遥感图像目视判读的因素有： 1）地物本身的复杂性，如存在同谱异物和同物异谱 现象及地物纹理特性的复杂性。 2）传感器特性的影响，如几何分辨率、辐射分辨率、光谱 分辨率和时间分辨率等。 3）目视能力的影响，不同的人视力和色彩分辨力不同，影响目视 判读。遥感目视解译的方法与基本步骤：直接判读法；对比分析法；信息复合法；综合推理法；地 理相关分析法。程序：准备工作阶段；初步解译与判读区的野外考察；室内详细判读；野外 验证与补判；成果的转绘与制图。3、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。4、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。5、多源信息复合：遥感信息与遥感信息，以及遥感信息与非遥感信息的复合。6、空间分辨率与波谱分辨率：像元多代表的地面范围的大小。后者是传感器在接收目标地 物辐射的波谱时，能分辨的最小波长间隔。7、试述大气对太阳辐射的衰减作用。（1）大气的吸收；（2）大气的散射作用；（3）大气的 反射作用。8、试述微波遥感的特点。1）全天候、全天时工作（2）对某些地物有特殊的波谱特征（3） 对冰、雪、森林、土壤等有一定的穿透能力（4）对海洋遥感有特殊意义（5）分辨率较低， 但特性明显。9、光谱反射率是物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比。物体的反射波谱限于紫外、可 见光和近红外 尤其是后两个波段。一个物体的反射波谱的特征主要取决于该物体与入射辐 射相互作用的波长选择，影响地物光谱反射率变化的因素有太阳位置、传感器位置、地理位 置、地形、季节、气候变化、地面湿度变化、地物本身的变异、大气状况等。10、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。根据斯忒藩 - 玻尔兹曼定律 绝对黑 体的辐射出射度与热力学温度的 4 次方成正比 由此可确定物体的辐射温度。由于一般物 体都不是黑体 其发射率总是小于 1 的正数 故物体的辐射温度总是小于物体的实际温度 物体的发射率越小 其实际温度与辐射温度的偏离就越大。11、大气窗口通过大气后衰减较小 透过率较高 对遥感十分有利的电磁辐射波段。12、太阳同步轨道太阳同步轨道指的就是卫星的轨道平面和太阳始终保持相对固定的取向轨 道的倾角（轨道平面与赤道平面的夹角）接近90 度，卫星要在两极附近通过，因此又称之 为近极地太阳同步卫星轨道。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，但是由于季节和地理位置的变化，太阳高度角并不是任何时间都是一致的。与太阳同步 还有利于卫星在固定的时间飞临地面接收站上空，并使卫星上的太阳电池得到稳定的太阳照 度。13、近极地轨道轨道平面与赤道面夹角为 90的人造地球卫星轨道。人造卫星运行时能到 达南北极区上空 即卫星能飞经全球范围的上空。需要在全球范围内进行观测和应用的气象 卫星、导航卫星、地球资源卫星等都采用这种轨道。14、空间分辨率空间分辨率是指遥感影像上能够识别的两个相邻地物的最小距离。对于摄影 影像 通常用单位长度内包含可分辨的黑白”线对”数表示 线对/毫米对于扫描影像通常用瞬时视场角 IFOV 的大小来表示 毫弧度 mrad 即像元 是扫描影像中能 够分辨的最小面积。空间分辨率数值在地面上的实际尺寸称为地面分辨率。15、光谱分辨率遥感器能分辨的最小波长间隔 是遥感器的性能指标。遥感器的波段划分得 越细 光谱的分辨率就越高 遥感影像区分不同地物的能力越强。16、水体的光谱特征是什么？影响因素有哪些？水在可见光、近红外、热红外、微波图像上 的色调特征？水体识别包括哪些内容？ 答：水体的光谱特征是：水体的反射主要在蓝绿光波段，其他波段吸收都很强，特别在近红 外波段，吸收更强。但当水中含有其他物质时，反射光谱曲线会发生变化。水中含泥沙时， 可见光波段反射率会增加，峰值出现在黄红区。水中含叶绿素时，近红外波段明显抬升。影 响因素：水体水面性质、水体中悬浮物的性质和含量（如同一波段下，泥沙含量越大，反射 率越高）、水深（水越深，色调越深）和水底特性。水体色调特征：可见光：反射率总体比较低，一般为4%-5%，且随波长增大逐渐降低，所以 水体呈黑色。近红外：水体几乎全为吸收体，清澈水体呈深黑色。热红外：白天，水体水体 将太阳辐射吸收存储，升温比陆地慢，呈暗色调；夜间，水温比周围地物温度高，热辐射高， 呈浅色调。微波：反射率低，平坦水面后向散射很弱，所以影像上水体呈黑色。水体识别的内容包括：（1）水体界限的确定；（2）水体悬浮物质的确定（泥沙的确定和叶绿素的确定）；（4）水温的探测；（5）水深的探测；（6）水体污染的探测。17、植被的光谱特征？影响植物光谱的因素？控制植物反射率的主要因素？如何区分植物类 型？答：健康植物的反射光谱特征：在可见光的 0.55 微米附近有一个反射率为 10%-20%的小反 射峰；在0.45和0.65附近有两个明显的吸收谷（叶绿素吸收）。在0.7-0.8是一个陡坡，反 射率急剧增高（细胞构造引起的）；在红外波段 0.8-1.3 之间形成一个反射率高达 40%的或 更大的反射峰；在1.45，1.95和2.6-2.7处有三个吸收谷（水分吸收）。影响植物光谱的因素除了植物本身的结构特征，同时也受到外界的影响。外界影响主要包括 季节的变化，植被的健康状况，植物的含水量的变化，植株营养物质的缺乏与否等等。但外 界的影响总是通过植物本身生长发育的特点在有机体的结构特征反映出来的。从植物的典型波谱曲线来看，控制植物反射率的主要因素有植物叶子的颜色、叶子的细胞构 造和植物的水分等。植物的生长发育、植物的不向种类、灌溉、施肥、气候、土壤、地形等 因素都对有机物的光谱特征发生影响，使其光谱曲线的形态发生变化。植物类型区分：（1）不同植物叶子组织和所含色素不同，具有不同的光谱特征；（2）利用植 物的物候差异来区分植物；（3）根据植物生态条件区别植物类型；（4）在高分辨率遥感影像 上，还可以直接看到植物顶部和部分侧面的形状、阴影、群落结构等，据此刻比较直接的确 定乔木、灌木、草地等类型（草本植物：大片均匀色调，因植物低矮，阴影不明显；灌木木： 不均匀的细颗粒结构，阴影不明显；乔木：形体高大，阴影明显，落影刻看到侧面轮廓）。18、植被指数的概念、特点、三种常用的植被指数及其适用条件（1）概念：利用卫星不同波段探测数据组合而成的，能反映植物生长状况的指数。（ 2 ）特点： 植被指数主要反映植被在可见光、近红外波段反射与土壤背景之间差异的指标，各个植被 指数在一定条件下能用来定量说明植被的生长状况。 健康的绿色植被在NIR和R的反射差异比较大，原因在于R对于绿色植物来说是强吸收的， NIR 则是高反射高透射的； 建立植被指数的目的是有效地综合各有关的光谱信号，增强植被信息，减少非植被信息 植被指数有明显的地域性和时效性，受植被本身、环境、大气等条件的影响。（3）三种常用的植被指数 RVI比值植被指数：RVI=NIR/R,或两个波段反射率的比值。 绿色健康植被覆盖地区的 RVI 远大于 1，而无植被覆盖的地面（裸土、人工建筑、水体、植 被枯死或严重虫害）的RVI在1附近。植被的RVI通常大于2；RVI是绿色植物的灵敏指示参数，与LAI、叶干生物量（DM）、叶绿素含量相关性高，可用于 检测和估算植物生物量；植被覆盖度影响RVI,当植被覆盖度较高时，RVI对植被十分敏感；当植被覆盖度50%时， 这种敏感性显著降低；RVI 受大气条件影响，大气效应大大降低对植被检测的灵敏度，所以在计算前需要进行大气 校正，或用反射率计算 RVI。 NDVI归一化植被指数：NDVI=（NIR-R）/（NIR+R），或两个波段反射率的计算。NDVI 的应用：检测植被生长状态、植被覆盖度和消除部分辐射误差等；-1=NDVI=1，负值表示地面覆盖为云、水、雪等，对可见光高反射；0表示有岩石或裸土 等， NIR 和 R 近似相等；正值，表示有植被覆盖，且随覆盖度增大而增大；NDVI 的局限性表现在，作物生长初期 NDVI 将过高估计植被覆盖度，而在作物生长的结束季 节，NDVI值偏低。因此，NDVI更适用于植被发育中期或中等覆盖度的植被检测。NDVI 能反映出植物冠层的背景影响，如土壤、潮湿地面、学、枯叶、粗超度等，且与植被 覆盖有关； DVIEVI差值环境植被指数：DVI=NIR-R，或两个波段反射率的计算。 对土壤背景的变化极为敏感；19、作物估产的原理和方法是什么？ 答：大面积农作物的遥感估主要包括三方面内容：农作物识别与种植面积估算、长势监、估 产模式的建立。（一）农作物识别与种植面积的估算：根据作物的色调、图形结构等差异最大植物候期（时 相）的遥感影像和特定的地理位置等的特征，将其与其他植被区分开来。估产时，使用空间 分辨率较低的卫星遥感影像（如NOAA的AVHRR，我国的FY-1）和中等分辨率的影像（Landsat） 做出农作物的分布图，使用较高分辨率SPOT影像高分辨率遥感影像（IKONOS和航空遥感影 像）对农作物进行抽样检查，修正农作分布图，求出农作物面积。（ 二）利用高时相分辨率的卫星影像对农作物生长的全过程进行动态监测。监测作物长势的有 效方法：利用卫星多光谱通道影像的反射值得到植被指数（比值植被指数、归一化植被指数、 差值植被指数、正交植被指数）。（三）建立农作物估产模式。（如用选定的植物灌浆期植被指数与某一作物的单产进行回归 分析，建立回归方程）20、土壤的光谱特征？ 答：土壤的光谱特征：地面植被较少的情况下，土壤的反射光谱特征与其机械组成和颜色密 切相关：（1）颜色浅，反射率高；（2）干燥条件下：同样物质组成的土壤，颗粒细，表面平 滑，反射率高，反之低；（3）有机质含量高，反射率低；（4）含水量增加，反射率低，且反 射曲线哟偶两个明显的水分吸收谷。土壤表面有植被时：覆盖度小于15%时，光谱反射特征 与土壤相近； 15%-70%时，两者的加权平均；大于70%时，基本表现为植被的光谱反射特征。21、主要遥感平台是什么，各有何特点？答：地面平台：高度在050m范围内，三角架、遥感塔、遥感车和遥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。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。低空平 台： 2000 米以内，对流层下层中。中空平台： 2000-6000米，对流层中层。高空平台： 12000 米左右的对流层以上。低空气球：凡是发放到对流层中去的气球称为低空气球；高空气球： 凡是发放到平流层中去的气球称为高空气球。可上升到12-40公里的高空。填补了高空飞机 升不到，低轨卫星降不到的空中平台的空白。航天平台：包括卫星、火箭、航天飞机、宇宙飞船。高度在150km以上。航天飞机240350km 高度。卫星：低轨：150300km，大比例尺、高分辨率图象；寿命短，几天到几周（由于 地心引力、大气摩擦），用于军事侦察；中轨：7001000km,资源与环境遥感；高轨:35860km, 地球静止卫星，通信、气象。航天平台目前发展最快，应用最广：气象卫星系列、海洋卫星 系列、陆地卫星系列。22、目标地物的识别特征？答：目标地物识别特征： 1.色调：全色遥感图像中从白到黑的密度比例叫色调（也叫灰度，.2. 颜色：是彩色图像中目标地物识别的基本标志。3.阴影：是图像上光束被地物遮挡而产生的 地物的影子。据此可判读物体性质或高度.4.形状：目标地物在遥感图像上呈现的外部轮廓。5.纹理：也叫内部结构，指遥感图像中目标地物内部色调有规则变化造成的影像结构。6.大 小：指遥感图像上目标物的形状、面积与体积的度量。7.位置：指目标地物分布的地点。8. 图型：目标地物有规律的排列而成的图形结构。9.相关布局：多个目标地物之间的空间配置 关系。目标地物的特征： 1.色：指目标地物在遥感影像上的颜色，包括色调、颜色和阴影。2.形：指目标地物在遥感影像上的形状，包括形状、纹理、大小、图形等。3.位：指目标地物在遥 感影像上的空间位置，包括目标地物分布的空间位置、相关布局等。23、一般草原和森林火场的温度在600900K之间，如何确定遥感监测草原和森林火灾的最 佳波段。