遥感原理与应用复习题FinalVersion.doc

遥感原理与应用复习题一、名词概念1. 遥感广义：泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、力场、机械波（声波、地震波）等的探测。 狭义：是应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。2. 传感器传感器是遥感技术中的核心组成部分，是收集和记录地物电磁辐射能量信息的装置，如光学摄影机、多光谱扫描仪等，是获取遥感信息的关键设备。3. 遥感平台遥感平台是转载传感器进行探测的运载工具，如飞机、卫星、飞船等。按其飞行高度不同可分为近地 平台、航空平台和航天平台。4. 地物反射波谱曲线地物的反射率随入射波长变化的规律称为地物反射波谱，按地物反射率与波长之间的关系绘成的曲线称为地物反射波谱曲线（横坐标为波长值，纵坐标为反射率）5. 地物发射波谱曲线地物的发射率随波长变化的规律称为地物的发射波谱。按地物发射率与波长之间的关系绘成的曲线称为地物发射波谱曲线。（横坐标为波长值，纵坐标为总发射）6. 大气窗口通常把通过大气而较少被反射、吸收或散射的透射率较高的电磁辐射波段称为大气窗口。7. 瑞利散射当微粒的直径比辐射波长小许多时，也叫分子散射。8. 遥感平台 遥感平台：遥感中搭载传感器的工具统称为遥感平台。 遥感平台按平台距地面的高度大体上可分为地面平台、航空平台和航天平台三类。9. TM即专题测图仪，是在MSS基础上改进发展而成的第二代多光谱光学-机械扫描仪，采用双向扫描。10. 空间分辨率图像的空间分辨率指像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬间视场或地面物体能分辨最小单元，是用来表征影像分辨地面目标细节能力的指标。通常用像元大小、像解率或视场角来表示。11. 时间分辨率时间分辨率指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。12. 波谱分辨率波谱分辨率指传感器在接收目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔，也称光谱分辨率。间隔愈小，分辨率愈高。13. 辐射分辨率指传感器接收波谱信号时，能分辨的最小辐射度差。14. 传感器传感器，也叫敏感器或探测器，是收集、探测并记录地物电磁波辐射信息的仪器。15. CCD固体自扫描仪CCD固体扫描仪是一种用电荷耦合器件CCD制成的传感器，通过遥感平台的运动对目标地物进行扫描成像。16. 光机扫描仪光机扫描仪，是借助于传感器本身沿着垂直于遥感平台飞行方向的横向光学机械扫描，获取覆盖地面条带图像的成像装置。主要有红外扫描仪和多光谱扫描仪两种。17. 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。按照这种技术原理制成的扫描仪称为成像光谱仪。18. 合成孔径侧视雷达合成孔径雷达就是利用雷达与目标的相对运动把尺寸较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成一较大的等效天线孔径的雷达，也称综合孔径雷达。19. 假彩色合成如果还原合成时破坏了滤光系统的对应关系，合成生成的彩色则与原物体或景观的色彩不一致，称为假彩色合成。20. 标准假彩色合成采用TM4、3、2三波段，分别通过红、绿、蓝滤光系统合成产生的彩色图像是标准假彩色图像。21. 辐射增强处理辐射增强处理是对单个像元的灰度值进行变换达到图像增强的目的。通过辐射增强处理，可以改进图像的亮度、对比度，从而改善图像的质量，主要包括直方图调整和图像拉伸等。22. 直方图直方图是以图象亮度值和像元统计值所做的统计图。确定图像像元的灰度值范围，以适当的灰度间隔为单位将其划分为若干等级，以横轴表示灰度级，以纵轴表示每一灰度级具有的像元数占总像元数的比例值，做出的条形统计图即为灰度直方图。（直方图的峰值偏向坐标左侧，说明图象偏暗。峰值偏向坐标右侧，则说明图象偏亮。峰值提升过陡、过窄，说明图象的高密度值过于集中，造成图象对比度较小，图象质量差。）23. 均值滤波均值滤波：在以每个像元为中心的区域内，取图像的平均值来代替该像元值，以达到去除尖锐噪声和平滑图像的目的的图像平滑方法。P83！24. 解译标志遥感图象上那些能够作为识别、分析、判断景观地物的影象特征。包括直接标志和间接标志。25. 监督分类监督分类需要从研究区域选取代表各类别的已知样本作为训练样区，根据已知训练区提供的样本，选择提取特征参数，建立判别函数，以此对样本样区进行分类，依据样本类别的特征来识别非样本像元的归属类别。26. 非监督分类非监督分类方法是在没有先验类别作为样本的条件下，即事先不知道类别特征，主要根据像元间相似度的大小进行归类合并的方法。27. 植被光谱特征 植物的光谱特征具有非常显著的特征，可使其在遥感影像上有效地与其他地物相区别。同时，不同的植物各有其自身的波谱特征，从而成为区分植被类型、长势及估算生物量的依据。28. 植被指数（NDVI）植被指数是遥感领域中用来表征地表植被覆盖、生长状况的一个简单有效的度量参数。消除综合影响因子：归一化植被指数NDVI【NDVI 近红外-红波 / 近红外+红波】【绪论】1、简述遥感技术系统的主要组成部分？遥感信息获取、遥感信息传输、遥感信息提取应用；2、遥感监测的特点。1、 监测区域范围大，受条件限制少2、多尺度动态重复获取数据3、电磁信息丰富，信息表达式多样，获取信息手段多，信息量大4、获取信息的速度快，周期短，重现性好5、数据可满足多用途监测，可比性强6、效益高，精度高，提高工作效率第一章 【遥感物理基础】1、 遥感探测中常用的电磁波谱有哪些波段？各波段有什么特点？紫外线：波长范围为0.010.38m，太阳光谱中，只有0.30.38m波长的光到达地面，对油污染敏感，但探测高度在2000 m以下。可见光：波长范围：0.380.76m，由红橙黄绿青蓝紫组成，人眼对其可有直接感觉，是遥感技术应用中的重要波段。红外线：波长范围为0.761000m，根据性质分为近红外、中红外、远红外和超远红外，产生热感，因此又称热红外。微波：波长范围为1 mm1 m，穿透性好，不受云雾的影响。2、 根据太阳与地球辐射的特点，分析遥感探测各波段的主要能量来源。太阳辐射是可见光及近红外遥感的主要辐射源， 太阳发射的能量大部分集中在可见光波段，其最强的辐射波长位于0.48m左右。太阳辐射在近紫外到中红外这一波段区间能量最集中，能量相对最稳定，太阳强度变化最小；地球辐射主要指地球自身的热辐射，是远红外遥感的主要辐射源。最强波长是9.66m，属于远红外波段。能量分布在从近红外到微波这一范围内，但大部分集中在630m。波长范围在0.32.5m，属于可见光和近红外波段，能量来源以地表反射太阳辐射为主；波长范围在2.56m ，属于中红外波段，能量来源以地表反射太阳辐射和地表物体自身的热辐射为主；波长范围在大于6m，属于热红外波段，能量来源以地表物体自身的热辐射为主；3、 什么样是地物的反射波谱曲线？根据图分析雪、沙漠、湿地和小麦的反射波谱特征。雪在0.40.6m波段有一个很强的反射峰，反射率几乎接近100，因而呈白色。随着波长的增加，反射率逐渐降低，进入近红外波段吸收逐渐增强。沙漠在橙光波段0.6m附近有一个强反射峰，因而呈现橙黄色。在波长达到0.8m以上波长范围时，反射率大于雪。湿地在整个波长范围内的反射率均较低，当含水量增加时，其反射率下降，因而在黑白相片上其色调常呈深暗色调。小麦在中心波长为0.45m的蓝光波段和中心波长为0.65m的红光波段上有两个吸收带，其反射率较低。在两个吸收带之间，即在0.55m附近有一个反射峰，处于可见光的绿光波段，因而叶子呈现绿色。约在0.7m附近，由于绿叶很少吸收该波段辐射能，其反射率骤然上升，至1.1m近红外波段范围内反射率达到高峰。4、 地物反射波谱曲线在遥感探测中具有什么意义和作用。 不同的地物具有不同的波谱特征。如：含水量越高的地物其反射率越低，色调更暗，由此可辨别不同地物。 根据区分的地物不同，选择不同波段的遥感影像。根据地物的光谱特征选择最佳波段像片进行判读以得到更好的数据。 卫星监测数据的波普曲线是地物分类的基础。利用地物波谱曲线进行分类是遥感图像处理软件的主要分类方法。 地面地物反射波谱曲线的测定是遥感数据分类的基础。在地面建立标准波谱数据库可供卫星遥感数据对地面监测的波谱曲线进行参照，以保数据准确性。 测定地面所有地物波谱特征曲线可供统一建立波谱数据库。 地物波谱曲线测量是遥感的重要内容。5、 植被的反射波谱曲线具有哪些特点？植被的波谱特征规律性非常明显。在可见光波段范围（0.40.76m）绿波波段有一个小反射峰，两边的蓝波段和红波段有两个吸收带，在曲线上为波谷。在近红外波段0.7m处反射率迅速增大，至1.1m附近有一峰值，形成植被的独有特征。6、 大气对太阳辐射有哪些方面的影响？目前遥感探测技术如何避免和减少大气对遥感探测的影响？大气对太阳辐射有反射、吸收、散射的作用。针对大气的反射作用，可使用微波遥感，或在无云天气接收遥感信号；针对大气的吸收作用，选择大气窗口进行探测；针对大气的散射作用，在图像处理时进行辐射校正。7、 什么叫大气窗口？大气窗口对遥感探测具有什么意义？通常把通过大气而较少被反射、吸收或散射的透射率较高的电磁辐射波段称为大气窗口。意义：电磁辐射与大气相互作用产生的效应，使得能够穿透大气的辐射局限在某些波长范围内，将遥感传感器选择的探测波段包含在大气窗口之内，可剔除受大气反射、散射、吸收作用影响较大的电磁辐射波段，这样一来得到的数据更为优质。第二章 【遥感平台】1、 列举几个进行地球资源监测的卫星及其监测特点。 Landsat陆地卫星：Landsat陆地卫星在700920km的高度上运行，属于中等高度卫星。卫星轨道为近极地轨道，采用太阳同步、准回归轨道，回归周期为18或16天。搭载的传感器有反束光导摄像机（RBV），多光谱扫描仪（MSS，单向扫描），专题制图仪（TM，双向扫描）三种。 SPOT陆地卫星：轨道特征与Landsat相同，属中等高度、准圆形、近极地、太阳同步、准回归轨道。观测模式包括垂直观测和倾斜观测 风云一号气象卫星：属近极地太阳同步气象卫星，全球实时广播或获取卫星观测的局地可见、红外高分辨卫星云图等气象资料。2、 试述TM与SPOT卫星的传感器和成像特点。（1）TM即专题测图仪，是在MSS基础上改进发展而成的第二代多光谱光学-机械扫描仪，采用双向扫描，高效省时，提高了检测器接收灵敏度。TM123 可见光波段0.45m0.69m，对水的穿透力强，可用于植物和水域的叶绿素测定；TM4 近红外波段0.76m0.90m，可用于生物、作物测定，水域的判别；TM5 中红外波段1.55m1.75m，对含水量敏感，易于区分云雪；TM6 热红外波段10.4m12.5m，应用于热制图；TM7 中红外波段2.08m2.35m，应用于测定岩石矿物。（2）SPOT卫星传感器包括HRV、HRVIR、HRG，采用双HRV传感器同步扫描，方式有垂直观测和倾斜观测。第四章 【传感器】1、 试分析光机扫描仪与CCD固体自扫仪获取数据的特点。（1）光机扫描仪获取数据的特点：由点到线再到面 棱镜旋转扫描获取地面辐射能，反射聚焦在分光器； 分光器处理后照射在相应的探测器上； 探测器转化辐射能为视频信号，经放大调整后在阴极射管上显像，底片曝光记录，为一个像元； 随着棱镜的旋转依次成像，一条影像线被记录； 影像线相互衔接最后形成连续的地面条带影像。（2）CCD固体扫描仪获取数据的特点： 线阵列传感器：线阵列方向垂直于飞行方向，扫描瞬间得到的是线影像，一条条线影像拼接形成一幅影像。（推扫式扫描成像） 面阵列传感器：扫描瞬间得到的是一幅完整的影像。（单中心投影）第五章 【遥感数据传输与遥感图图像特征】1、 简述遥感数字图像的特征。空间分辨率、时间分辨率、波谱分辨率、辐射分辨率第六章 【遥感图像处理】2、 几何畸变产生的原因。遥感图像的几何变形误差可以分为静态误差和动态误差两大类。静态误差指在成像过程中，传感器相对于地球表面呈静止状态时所具有的各种变形误差；动态误差则主要是由于在成像过程中地球的旋转所造成的图像变形误差。3、 遥感图像几何校正主要包括哪些步骤？ 构建多项式模型； 采集控制点； 确定纠正后图像的边界范围； 确定纠正后图像的像元灰度值图像重采样；4、 遥感图像辐射畸变产生的原因是什么？辐射校正主要包括哪些方面？辐射误差来源于传感器响应、大气传输过程和太阳照射的影响等。辐射校正主要包括：遥感器校正、大气校正、太阳高度和地形校正等。5、 什么是辐射增强？包括哪些内容？辐射增强处理是对单个像元的灰度值进行变换达到图像增强的目的。主要包括直方图调整、图像拉伸等。6、 什么是空间增强？包括哪些内容？空间增强也称空间滤波，指在图像空间域（x,y）对输入图像应用滤波函数对原始图像进行改进的一种处理技术。包括卷积运算、图像平滑、图像锐化。7、 图像平滑和税化有什么区别？图像平滑处理可达到去锐降噪、弱化图像边缘的效果；图像锐化处理可突出图像边缘、线状目标或某些亮度变化率大的部分。8、 P83，11题第七章 【目视解译】1、 目视解译主要应用遥感图像目标地物的哪些特征？光谱特征、空间特征和时间特征。2、 遥感图像解译标志包括哪些？直接解译标志：形状、大小、图案、纹理、色调、阴影、布局、位置间接解译标志：水系、地貌、土质、植被、气候、人类活动3、 常用的遥感图像目视译方法有哪些？试举例说明它们的应用。 直接判读法 使用的直接判读标志有色调、色彩、大小、形状、阴影、纹理、图案等。 对比分析法 同类地物对比分析、空间对比分析、时相动态对比法。 信息复合法 利用透明专题图或透明地形图与遥感图像复合，根据专题图或者地形图提供的多种辅助信息，识别遥感图像上目标地物的方法。 综合推理法 综合考虑遥感图像多种解译特征，结合生活常识，分析、推断某种目标地物的方法。 地理相关分析法 根据地理环境中各种地理要素之间的相互依存，相互制约的关系，借助专业知识，分析推断某种地理要素性质、类型、状况与分布的方法。第八章 【遥感图像计算机分类】1. 简述遥感图像计算机分类的基本过程遥感图像的计算机分类，是以数字图像为研究对象的，在计算机系统支持下，综合运用地学分析、遥感图像处理、地理信息系统、模式识别与人工智能技术，对遥感图像中各类地物的光谱信息和空间信息进行分析处理，依据其特征变量，将特征空间划分为互不重叠的子空间，把各个像元划归到各个子空间的过程。1）根据图像分类目的的选取特定区域的遥感数字图像，需考虑图像的空间分辨率、光谱分辨率、成像时间、图像质量等。2）根据研究区域，收集、分析地面参考信息与有关数据。3）根据分类要求和图像数据的特征，选择合适的图像分类方法和算法。4）找出代表这些类别的统计特征。5）为了测定总体特征，在监督分类中可选择具有代表性的训练场地进行采样，测定其特征。6）对遥感图像中各像素进行分类。7）分类精度检查。8）对判定分析的结果进行统计检验。2. 比较监督分类与非监督分类的优缺点。（一）非监督分类的优点1）非监督分类不需要预先对所要分类的区域深入的了解。2）人为误差的概率很小。在进行非监督分类时，分析人员仅仅只需要设定分类的数量。3）只要设立足够多的类别，就可以对图像进行全部分类。（二）监督分类的优点1）分析人员可以控制，适用于研究，需要区域地理特征的信息特征。2）可控制训练样区和训练样本的选择。3）运用监督分类不必担心光谱类别和地物类别的匹配问题。4）通过检验训练样本精度，确定分类是否正确，估算监督分类中的误差。5）避免了非监督分类中对光谱集群类别的重新归类。（三） 非监督分类的缺点和限制1）非监督分类形成的光谱类别并不一定与地物类别对应。2）分析人员很难控制分类产生的类别并进行识别。3）由于地物类别的光谱特征随着时间而变化，因此，地物类别与光谱类别间的关系并不是固定的。（四）监督分类的缺点和局限1）分类体系和训练样区的选择有主观因素的影响2）训练样区的代表性问题。3）有时训练样区的选择很困难。4）只能分类出训练样本所定义的类别，对于未被分析人员定义的类别则不能识别，容易造成类别的遗漏。第九章 【植被遥感】1、 植物的光谱特征是什么？规律性明显而独特。 可见光波段（0.40.76m）有一个小的反射峰，两侧有两个吸收带。这是因为叶绿素对蓝光和红光吸收作用强，而对绿光反射作用强。 在近红外波段（0.70.8 rn）有一反射的“陡坡”，至 1.lm附近有一峰值，形成植被的独有特征。这是由于植被叶细胞结构的影响，除了吸收和透射的部分，形成的高反射率。 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，特别是在水的吸收带形成低谷。2、 遥感在植物监测中主要有哪些方面应用？植物类型区分；植物生长监测；生物物理参量反演和产量估算；大面积农作物的遥感估产；3、 试举例说明遥感在植物监测中是如何发挥作用的。森林火灾预防监测；监测植物病虫害； 第十章 【土地遥感】简答：设计你所在县市土地遥感动态监测技术方案。 遥感数据的选择； 遥感图像预处理； 土地覆盖分类系统的选择； 土地覆盖分类判读标志的建立； 土地覆盖分类方法的选择和应用； 分类精度的评价；第十一章 【水体遥感】1、 简述水体的光谱特征。 进入水体的光线主要受两个方面的影响：纯净水体的吸收和散射；水体中悬浮微粒的散射、反射和衍射。 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，所以水体在遥感影像上常呈黑色。 在近红外波段，由于水体的吸收作用太强，以至于只能用该波段判断水体边界。 水体的光谱特征会随着杂质的混入而发生改变。2、 水体边界识别常用的遥感数据类型有哪些？说明选用这些数据的原因。（1） 近红外影像、微波雷达影像；（2） 在这些影像上的水体呈黑色，水陆边界非常清晰，便于确认。3、 水体悬浮物有哪些类型？分述其浓度高低对水体反射光谱的影响。（1） 主要包括无机的泥沙和有机的叶绿素两种。（2） 水中含泥沙时，由于泥沙散射，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，这些都成为影像分析的重要依据。