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一、名词解释1、 （1）太阳常数：一个描述太阳辐射能流密度的物理量。它指在日地平均距离处，单位时间内，垂直于太阳射线的单位面积上，所接收到的全部太阳辐射能，其数值为1.3610-3W/m2。2、 （1）黑体：一个假设的理想郎伯源，既是完全的吸收体，又是完全的辐射体3、 （1）维恩位移定律：描述了物体辐射的峰值波长与温度的定量关系，表示为max = A/T。A为常数，取值为2898mK。4、 （1）大气窗口：大气吸收较弱，透过率较高的波段。5、 （1）瑞利散射：当引起散射的离子直径远小于入射电磁波波长（d）时产生的散射，是一种各向同性散射，且波长越短，散射越强。6、 （1）地表粗糙度：用以描述地面几何形态对入射电磁波反射特性影响的参数，是入射波长的函数。7、 （1）光学厚度：描述介质对入射电磁波吸收强弱的物理量。定义辐射强度衰减到1/e时的光学厚度为1。8、 （1）漫反射：当入射能量在所有方向均匀反射，即入射能量以入射点为中心，在整个半球空间内向四周各向同性的反射能量的现象。又称为郎伯反射。9、 （1）双向反射率分布函数：来自i方向地表辐照度的微增量与其所引起的r方向上反射辐射亮度增量之间的比值。它描述了地物方向性反射的这一特性。10、 （2）地物反射波谱：用以表示地物反射、吸收、发射电磁波的特征的一种二维曲线。11、 （3）太阳同步轨道：卫星以某一特定周期以经线轨道运行，这个周期使得卫星到达每一地区上空时的太阳高度角都相同。12、 （3）高光谱：指成像光谱仪能获得整个可见光，近红外、短波红外、热红外波段的多而很窄的连续光谱波段，波段数多至几十甚至数百个，波段间隔在纳米级内。13、 （4）辐射温度：Radiant Temperature，又称表征温度，即Trad = 1/4Tkin，是物体自身由于热辐射现象而表现出的物体能量状态的一种“外部”表现形式.14、 （4）亮度温度：Brightness Temperature，即Tb = 1/4Tkin，指辐射出与观测物体相等的辐射能量的黑体温度，是衡量物体温度的一个指标，但不是物体的真实温度。15、 （4）热传导率：又称热导系数，是对热量通过物体的速率的量度。指单位时间内通过单位面积的热量与垂直于表面方向上的温度梯度的负值之比。16、 （4）热扩散率：物体内部温度变化的量度。指单位时间没沿法线方向通过单位面积的热量与物质的比热、密度、法向上温度梯度三者的成绩之比。17、 （）热容量：是物体储存热能力的量度。即在一定条件下，物体温度升高o所需要吸收的热量。18、 （4）热惯量：是物质对温度变化的热反应的一种综合量度指标，即量度物质热惰性（阻止物体温度变化）大小的物理量。19、 （4）比辐射率：又称反射率，是物体在温度T、波段出的辐射出射度Ms(T，)与同温度、同波长下的黑体辐射出射度MB(T，)的比值。20、 （4）基尔霍夫定律：在热平衡条件下，物体的光谱发射率等于它的光谱吸收率。即物体在温度不变的情况下，吸收多少能量必然要发射多少能量。21、 （5）体散射：指在介质内部产生的散射，为经多路径散射后产生的总有效散射。22、 （5）多普勒效应：观察者和辐射源的相对运动所引起的电磁发射频率与回波频率的变化。23、 （5）透视收缩：入射角与地面坡角的不同组合，引起的雷达图像上的地面斜坡被明显缩短的现象。24、 （5）合成孔径雷达：为了提高雷达的方位分辨率，在方位上采用“合成天线”技术的雷达。25、 （6）图象判读：可以说是遥感成像过程的逆过程。即从遥感对地面实况的模拟影响中提取遥感信息、反演地面原型的过程。它有两种方法，一种目视解译，一种计算机的数字图像处理。26、 （6）几何纠正：纠正因系统及非系统因素引起的图像变形，从而使之与标准图像或地图的几何整合。27、 （6）监督分类：又称训练分类法，即用被确认类别的样本像元去识别其他未知类别像元的过程。28、 （6）非监督分类：也称聚类分析或点群分析，即在多光谱图像中搜寻、定义其自然相似光谱群集组的过程。29、 （6）主成分分析：一种除去波段之间的多余信息，将多波段的图像信息压缩到比原波段更有效的少数几个转换波段的方法。30、 （6）小波分析：数字图像处理的一种方法。它提供了将图像分解成不同尺度组成的一种数学框架，主要用于决定卷积的特定窗口函数。31、 （6）大气校正：是遥感影像辐射校正的主要内容，主要是为了消除大气对遥感影像的影响。32、 反射因子33、 （6）直方图：遥感图像统计采用的一种方法，它描述了遥感图像中每个亮度值的像元数量的统计分布。34、 （6）直方图均衡化：对遥感图像进行对比度增强时采用的一种非线性拉伸方法。它根据原图像各量度指出现的频率，使输出的图像中亮度都有相同的频率。 35、 （7）地学相关分析：指的是充分认识地物之间以及地物与遥感信息之间的相关性，并借助这种相关性，在遥感图像图像上寻找目标识别的间接解译标志，通过图像处理与分析，提取出这些相关因子，从而推断和识别目标本身。36、 （7）叠合光谱图：又称多波段响应图表，建立在光谱数据统计分析基础上，直观的显示了不同类别在每一波段中的位置、分布范围、离散程度、可分性大小等。是一种以定量方式对类别数据的光谱特征进行分析与比较，选择最佳波段的波段组合，建立分类树的直观、简便、有效方法。37、 （8）图像融合：是一个对多遥感器的图像数据和其他信息的处理过程。着重于把那些在空间或时间上荣誉或互补的多源数据，按一定规则或算法进行运算处理，获得比任何单一数据更精确、更丰富的信息，生成一幅具有新的空间、波谱、时间特征的合成图像。38、 （12）植被指数：仅用光谱信号，在无其他辅助资料和任何假设条件的情况下，来实现对植物状态信息的表达，以定性和定量的评价植被覆盖、生长活力及生长量等。39、 （12）红边：是指红光波段叶绿素吸收减少部位（约0.7m）之间，健康植物的光谱响应陡然增加（亮度增加约10倍）的这一窄条带区。40、 （14）地表静辐射通量：又称辐射平衡或辐射差额。它指地表面静得的短波辐射与长波辐射的和，即地表辐射能量收支的差额。41、 （14）土壤热通量：土壤内部的热交换，与热流方向的土温梯度、土壤热容量、热扩散成正比，对土壤蒸发、地表能量交换均有影响。42、 （14）显热通量：又称感热通量，他表示在土壤植被大气系统内各种，当把土壤、植被简单的处理为同一层界面时，用于表征下垫面与大气间湍流形式的热交换。43、 （14）潜热通量：又称蒸散，即指下垫面与大气间水分的热交换，即地表吸收热辐射能与蒸发耗热的热交换，包括地面蒸发或植物蒸腾、蒸发的能量。二、简答题1、 （1）为什么日出、日落时天空呈橙或红色，而通常是蓝色？为什么通常农村比城市的天空更“蓝”？瑞利散射是由于大气中的气体分子对可见光的影响而产生的现象。波长越短，瑞利散射越强。当日光与大气相互作用时，可见光中的蓝光散射比其他可见光中其它波段的散射都要强，因此天空呈现蓝色。农村的天空比城市天空更蓝，是因为城市大气污染比农村大，空气中的悬浮颗粒引起米氏散射。米氏散射叠加到瑞利散射之上，会使天空变得阴暗。2、 （1）简述二向性反射率分布函数和二向反射因子的区别。二向性反射分布率函数BRDF被定义为来自i方向地表辐照度的微增量与其所引起的r方向上反射辐射亮度增量之间的比值。而双向反射率是指在相同的辐照条件下，地物向r方向的反射辐射亮度与一个漫反射体在该方向上的反射辐射量度之比值。3、 （2）绿色叶子的光谱反射（0.42m）主要受哪些因素的影响？如何影响？0.42m波段包括可见光（0.40.74m）、近红外（0.741.3m）波段和短波红外（1.32m）波段。在可见光波段，主要受叶绿素含量的控制。叶绿素吸收红光和蓝光，反射绿光。在近红外波段，主要受叶内细胞结构的控制。主要是由于叶子的细胞壁和细胞空隙间折射率不同，导致多重反射而引起的近红外波段的高反射率。在短波红外波段，主要受叶细胞内水分含量的控制。叶子的反射率与叶内总水分含量约呈负相关，即水分含量越少，反射率越高。4、 （2）什么是图像的数字化？数字化时应注意什么问题？图像的数字化指模数变换的抽样与量化过程的结合。抽样指在连续变化的模拟信号的变化轴上，按均匀或非均匀的空间间隔读取或测量连续信号值。量化指按一定规则将模拟样本值转换为一系列离散点值的离散化处理、编码过程。数字化过程中要注意：采样速率必须至少高于原始信号最高频率出现的2倍；量化等级n的取值不应低于6以尽量减小量化引起的误差。5、 （2）简述多波段遥感图像的三类存贮方式。1、BSQ格式：即Band Sequential Format格式，它按波段顺序记录图像数据。2、BIL格式：即Band Interleaved by Line格式，它按扫描行顺序记录图像数据；既行间按波段顺序记录。3、BIP格式：即Band Interleaved by Pixel格式，它按像元顺序记录图像数据，即在一行中按每个像元的波段顺序排列，属个波段数据间（按像元）交叉记录方式。6、 （3）简述可能会影响到航空相片比例尺的原因。相片比例尺表示相片上的单位距离所代表的地面实际距离。影响相片比例尺最主要的原因是像点位移，即采用地面中心投影时，航空像片以像主点为中心呈辐射状，越往边远变形越大，地形起伏越大变形越大，正地形向外移，负地形向内移。另外，飞行高度、飞行姿态不可避免的会有变化，造成相机光轴的轻微倾斜，使所成的相片也有微弱倾斜。这也可能会影响到航空像片的比例尺。7、 （3）什么是黑白全色片和黑白红外片？简述天然草地和人造草皮在这两种照片中的色调差异。黑白全色片是对整个摄影波段（0.30.9m）的各感光乳胶层均可能有响应的航空相片；而黑白红外片是仅对近红外波段的感光乳胶层有响应的航空相片。人造草皮和天然草地在可见光波段的光谱反射曲线很相似，而在近红外波段，人造草皮为低反射率，而天然草皮为高反射率。因此，在黑白全色片中，天然草地和人造草地的色调差异很小，很难分辨；而在黑白红外片中，人造草皮呈现暗色调，而天然草地呈现亮白色，两者区分十分明显。8、 （3）植物在红外彩色合成（标准假彩色合成）的图像中是什么颜色？为什么？植物在红外彩色合成的图像中呈现红色系。这是因为绿色植物在光合作用中吸收红光、蓝光，反射绿光（约20%）和近红外光（约50%）。在正片上，绿光呈蓝色，红外光呈红色，两者叠加合成品红色影像。但由于红外光的反射率远大于绿光反射率，则正片上的红色远强于蓝色。因而健康绿色植物在红外彩色合成图像中多呈突出的红色系列。9、 （3）陆地卫星（Landsat）采用什么类型的轨道？进行解释说明。陆地卫星采用与太阳同步的近极地圆形轨道。所谓太阳同步近极地轨道是指卫星以某一特定周期以经线轨道运行，这个周期使得卫星到达每一地区上空时的太阳高度角都相同。它保证了北半球中纬度地区获得中等太阳高度角（25o30 o）的上午成像，而且卫星以同一地方时、同一方向通过统一地点，保证遥感观测条件的基本一致。10、 （3）要提取山体背阴处的地表信息，相比之下，采用TM数据的近红外波段还是蓝光波段的遥感图像更好？采用TM数据的近红外波段更好。这是因为山体背阴处光照不足，导致反射辐射能减少。而蓝波段太短，散射会殆尽，而近红外则可以经得住路径更长的散射。11、 （3）简述推扫式扫描仪的成像原理。推扫式扫描仪利用广角光学系统，在整个视场内成像。它所记录的多光谱图像数据是沿着飞行方向的条幅。推扫式扫描仪借助把探测器按扫描方向（垂直于飞行方向）陈列式排列来感应地面响应，以替代机械的真扫描，并利用飞行器的前向运动，来获得二维图像12、 （3）光机扫描成像与CCD成像的比较。光机扫描成像和CCD成像，均是利用飞行器的前向运动，借助于飞行方向垂直的“扫描”线记录而构成二维图像。两者不同的是，光机扫描成像是通过旋转扫描镜，沿扫描线方向逐点轮流采光，扫描成像。而CCD是把探测器按扫描方向阵列式排列来感应地面响应，在扫描方向上所有点同时采光。13、 （3）SPOT卫星采用把数据记录在卫星上再间接传送到接收站的方式。请问，为什么SPOT卫星要在高纬度设立接收站？这是因为SPOT卫星采用了与太阳同步的近极地圆形轨道。所谓太阳同步近极地轨道是指卫星以某一特定周期以经线轨道运行，这个周期使得卫星到达每一地区上空时的太阳高度角都相同。因此，在高纬度地区，SPOT重复感测的周期相对较短。如果在高纬度设立接收站，可大大提高数据接收的及时性。14、 （3）成像光谱仪的特点是什么？对其基本原理和扫描种类进行简要说明。成像光谱仪的特点在于它把成像技术和分光谱技术有机结合了起来。它由完成空间成像的前光学系统和光谱仪组成，两者通过视场光缆连接。前者是把地面目标的光能量采集并汇聚到视场光缆上，后者将地物的辐射能量分离成不同波长的谱能量，再聚焦投射于焦平面的探测元件上直接成像。它按所采用的成像和分光谱技术的不同，可分为四种类型：1、线性探测器 + 光机扫描型：波段全、总视场大，但光谱及辐射分辨率的再提高有难度。2、面阵探测器 + 空间推扫型：灵敏度高、空间分辨率高、体积小、性能稳定，但仅限于可见光-近红外谱段。3、光谱扫描型-傅里叶变换成像光谱仪：集光能力强、信噪比高、光谱分辨率高（试验中）4、光谱、空间交叉扫描型-渐变滤光片成像扫描仪：设计简单、易于实现（试验中）15、 （3）简述光谱角度匹配法。光谱角度匹配法又称光谱角度填图法，即以实验室测量的标准光谱或从图像上提取的已知点的平均光谱为参考，求算图像中每个像元矢量（将像元n个波段的光谱响应作为n维空间的矢量）与参考光谱矢量之间的广义夹角。该广义夹角表征两光谱的匹配程度，夹角越小，两者相似性越大。16、 （4）天空晴朗时，对于0.414m的所有波长，在野外利用不同波段的遥感设备观测理想的常温黑体和同等温度的灰体表面，观测到的黑体表面的数值总比灰体的大吗？为什么？0.414m的这一波段是可见光和红外波段。这一波段内的各种遥感设备记录的都是物体的辐射出射度，即物体的辐射温度而非真实温度。对于黑体而言，物体的辐射温度（Trad）等于它的真实温度（Tkin），但对于真实物体，Trad =1/4Tkin。这说明由于发射率这一热学性质的存在，灰体的辐射温度总小于他的真实温度。也即，对于相同温度的黑体和灰体来说，遥感设备记录的黑体温度总是大于灰体的温度。17、 （4）判断“在同样的光照和大气环境下，利用814m波段的红外测温仪测量空旷地面上两个物体的亮度温度，该波段范围内总的比辐射率高的物体总是拥有高的亮温”陈述的正误，并说明理由。814m属于热红外波段。利用这一波段的红外测温仪实质上测量的是物体的亮度温度。对于真实物体，亮度温度Tb =1/4Tkin（Tkin为物体的真实温度）。可见，亮温不仅与物体的比辐射率有关，还与物体的真实温度有关。所以，题中的陈述是不正确的。只有当在物体真实温度相同的情况下，题中陈述才是正确的。18、 （5）遥感实验中，利用脸盆装水，忽略表面反射，是否可以直接测量出水的体散射？为什么？不可以。体散射是指在介质内部产生的散射，为经多路径散射后产生的总有效散射。而用脸盆装水，虽然忽略了水的表面反射，但脸盆对透射光的反射并没有考虑。只有排除了脸盆的影响之后，才能间接的测量出水的体散射。19、 （5）利用雷达探测地物的机理及其优势。雷达天线发射雷达信号照射地物，再通过天线接收地面返回的能量。后向散射能是发射脉冲与地面相互作用的产物，带有大量的地物特征信息。雷达利用返回能量波的时间差异何来区分地物和生成图像。其优势在于：雷达系统是主动遥感，它不依赖于太阳光，具有很强的穿透能力，可以全天时、全天候的工作。而且可获得高空间分辨率的影像，利用影像特定的几何特性进行立体观察。20、 （5）雷达图像在距离方向的亮度如何变化，为什么？雷达图像在距离方向上亮度从中间（飞行方向与距离方向的交点）向两边逐渐减弱。这是因为雷达图像亮度依赖于雷达回波的强弱。回波越强，亮度越大。而雷达回波强度取决于后向散射强度。在垂直入射时，后向散射强度达到最大。21、 （5）地形的影响在雷达中有哪几种？分别说明其原因。斜距图像的比例失真：即近距点部位比远距点部位被压缩更大，图像距离方向的比例尺不均匀，致使图像失真。透视收缩：因雷达波入射角与地面坡角的不同组合，使雷达图像上的地面斜坡被明显缩短的现象。叠掩现象：发射雷达脉冲的曲率使近目标（即高目标的顶部）回波先到达，远目标（即高目标的底部）回波后到达，形成顶底位移的现象。雷达视差：当雷达沿两条不同轨道观察高于地面的同一目标时，不同的起伏位移造成图像视差。雷达视差为两掌重叠图像上两个像点分别所产生的位移量之差。22、 （6）写出图像进行线性灰度变换的基本公式。线性灰度变换是将图像的亮度值范围扩展到整个输出线使范围。用MIN和MAX代表一幅图像中最小和最大的亮度值， DN和DN分别代表拉伸前和拉伸后图像中每个像元的亮度值，则图像进行线形灰度变换的基本公式为：DN = (DN-MIN)/(MAX-MIN)*25523、 （6）简述遥感数字影像增强处理的目的，列举一种增强处理方法，说明其原理和步骤。遥感数字影像增强处理是将图像中的亮度值范围拉伸或压缩成显示系统指定的亮度显示范围，从而提高图像全部或局部的对比度。比如直方图均衡化方法。直方图均衡化算法是根据原图像各亮度值出现的频率，使输出图像中亮度都有相同的频率，从而使原本具有不相同亮度值的像元具有了相同的亮度，而原来一些相似的亮度值被拉开。24、 （6）简述监督分类和非监督分类。监督分类又称训练分类法，即用被确认类别的样本像元去识别其他未知类别像元的过程。在这种分类中，分析者在图像上对每一种类别选取一定数量的训练区，计算机计算每种训练区样本的统计或其他信息，每个像元和训练样本作比较，按照不同规则将其划分到其最相似的样本类。非监督分类也称聚类分析或点群分析，即在多光谱图像中搜寻、定义其自然相似光谱群集组的过程。非监督分类不需要人工选择训练样本，仅需极少的人工初始输入，计算机按一定规则自动地根据像元光谱或空间等特征组成集群组，然后分析者将每个组合参考数据比较，将其划分到某一类别中去。25、 （8）图像融合有哪些关键技术？图像融合的关键技术包括：1、数据配准，包括空间配准和数据关联；2、融合模型的建立与优化，包括确立融合目的，并依据融合目的选择合适的融合数据集； 3、融合方法的选择，即根据融合目的、数据源类型、特点，选择合适的融合方法。26、 （11）简述土地覆盖和土地利用的区别。土地覆盖指地球表面当前所具有的自然和人为影响所形成的覆盖物。它以土地类型为主体，是具有一系列自然属性和特征的综合体。土地利用研究地球表面各种土地的社会利用现状，包括人为何天然状况。它仅反映土地实际用途而不表示它的潜在用途和适用性。应该说，遥感直接得到土地覆盖信息，而要确定具体利用情况，尚需其他辅助信息支持。27、 （12）简述植被指数的影响因素。植被指数是仅用光谱信号，不需其他辅助资料，也没有任何假设条件，来实现对植物状态信息的表达，以定性和定量地评价植被覆盖、生长活力及生物量等。植被指数除了受土壤背景的影响外，还受物候期农事历、作物排列方式、大气效应、太阳高度角与方位角、地形效应及遥感器等因素的影响。28、 从理论上解释曝光色散的原因（即焦平面的中心曝光最强，周边变弱）。曝光色散是由像点与中心的距离不同引起的焦平面曝光度不同，原因有三：、当在离开光轴的区域成像时，有效地透镜孔的聚光面积随cos成比例减小（A=Acos）。2、从摄影透镜到焦平面的距离f与1/cos成正比，即有f = f/ cos。因为曝光与此距离的平方成反比，故随cos2成比例减小。3、胶片面积元素的有效尺寸dA，当偏离光轴时，在垂直于光束的方向上的投影面积随cos成正比的减少，即有dA = dA cos。综合以上影响，对于离开光轴点的胶片曝光，理论上的减少值是：E = E0cos4，从而产生曝光色散。29、 简述航空摄影遥感制定飞行计划时要考虑的几何参数。需考虑的几何参数包括：所有摄影机的焦距、像幅的大小、所需的相片比例尺、所要摄影地区的大小、摄影地区平均高程、航向重叠程度、旁向重叠程度、所用飞机飞行的地面速度等。30、 简述USGS制定的用于遥感数据的土地利用和土地覆盖分类体系所依据的标准。USGS制定的用于遥感数据的土地利用和土地覆盖分类体系所依据的标准为：1、利用遥感数据的解译精度至少不低于85%；2、各种类型的解译精度应该大约相等；3、不同解译员的解译和不同的时间数据来源的结果应能重复；4、分类体系应可适用于广大领域；5、应该可从土地覆盖类型推断出土地利用的种类；6、分类体系应该适用于一年中不同时间获取的遥感数据；7、能从各类中细分出能从大比例尺影像和地面调查得到的亚类；8、各类应是可合并的；9、能与将来的土地利用和土地覆盖相比较；10、可能情况下，应考虑土地的多种利用形式。31、 晴空时大气对可见光遥感和红外遥感的影响有何特点？大气对可见光遥感和红外遥感的影响取决于可见光波段和红外波段的大气窗口。对于可见光波段，在大气窗口内的辐射衰减主要是因散射引起的，其吸收的能量仅占衰减能量3%；对于红外波段，大气的主要影响是吸收，而不是散射；在热红外波段，大气自身的发射也是大气效应中的重要部分。32、 在遥感常用的波段中，所接收的主要电磁波辐射源有哪些？这些电磁波分别携带地物的哪些特征参数信息？三、论述题1、 （2）分别叙述遥感数据的空间、光谱、时间和辐射分辨率所对应的物理含义。空间分辨率：针对遥感器或图像而言的，指图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小，或指遥感器区分两个目标的最小角度或线性距离的度量。有三种表示方法：像元、线对数和瞬时视场。光谱分辨率：指遥感器所选用的波段数量的多少，各波段的波长位置及波长间隔的大小。即选样的通道数，每个通道的中心波长和带宽。时间分辨率：遥感探测器按一定的时间周期重复采集数据，这种重复观测的最小时间间隔成为时间分辨率。辐射分辨率：指遥感器对光谱信号强弱的敏感程度，区分能力。即探测器的灵敏度遥感器感测元件在接收光谱信号时能分辨的最小辐射度差，或指对两个不同辐射源的辐射量的分辨能力。一般瞬时视场IFOV越大，最小可分像素越大，空间分辨率越低；但是，IFOV越大，光通量即瞬时获得的入射能量越大，辐射测量越敏感，对胃弱能量差异的监测能力越强。2、 （2）以植被为例，叙述地物波谱特性的影响因素。健康绿色植物的波谱特征主要取决于它的叶子。在可见光波段，主要受叶的各种色素的支配，其中叶绿素起最主要的作用。由于色素的强烈吸收，叶的反射和透射很低。在以0.45m为中心的蓝波段及以0.67m为中心的红波段叶绿素吸收辐射能（90%）而呈吸收谷。在这两个吸收谷之间（0.54m附近）吸收相对减少，形成绿色反射峰（10%20%）而呈现绿色植物。假若植物受到某种形式的抑制，导致叶绿素含量降低，叶绿素在蓝、红波段的吸收减少反射增强，特别是红反射率升高，以至于植物转为黄色。在近红外波段，主要受叶片内部的细胞结构。叶的反射及透射能相近（各占入射能的45%50%），而吸收能很低（5%）。在0.74m附近，反射率急剧增加。在近红外0.741.3谱段内形成高反射峰。这是由于叶子的细胞壁和细胞空隙间折射率不同，导致多重反射引起的。此外，在近红外波段，植物光谱往往表现出以0.96m、1.1m处的两个水吸收带，虽然强度不大，但在多层叶片下，对反射率仍有显著影响。在短波红外波段，主要受叶细胞内水分含量的控制。叶子的反射率与叶内总水分含量约呈负相关，即水分含量越少，反射率越高。由于叶子细胞间及内部的水分含量，绿色植物的光谱反射率受到以1.4m、1.9m、2.7m为中心的水吸收带的控制，而呈跌落状态的衰减曲线。位于三个吸收带之间的1.6m和2.2m处有两个反射峰。3、 （2）要把地面的实际景物变成计算机屏幕显示的遥感灰度图象，需要经过图像的数字化，包括哪些内容？具体操作时应考虑什么样的原则？遥感器的数据记录通常是模拟的电信号，这些模拟信号需要通过A/D模数转换器转换成成数据值。所谓模数变化即模拟-数字转化，是将连续变化的模拟量转化为离散数字点集的过程。模数变换包括两个过程抽样和量化。所谓“抽样”指在连续变化的模拟信号的变化轴上，按均匀或非均匀的空间间隔，读取或测量连续信号值。即把模拟图像分割成同样形式的小单元像元/像素的空间离散化处理过程。所谓“量化”指按一定规则将模拟样本值转换为一系列离散点值，即离散化处理、编码过程。为了使模拟信号的数字表示能以足够的精度再现这种信号的信息量，必须对信号进行足够数量的采样，且采样速率必须至少高于原始信号最高频率出现的2倍。考虑量化引起的误差，量化等级n取值不应低于6。4、 （6）叙述遥感解译中的8个基本要素。遥感解译的8个基本要素包括：1、色调或颜色（Tone or Color），指图像的相对明暗程度（相对亮度），在彩色图像上色调表现为颜色。色调是地物反射、辐射能量强弱在影像上的表现。2、阴影(Shadow)，指因倾斜照射，地物自身遮挡能源而造成影像上的暗色调。它反映了地物的空间结构特征。3、大小(Size)，指地物尺寸、面积、体积在图像上的记录。它是地物识别的重要标志，直观的反映地物相对于其它目标的大小。4、形状(Shape)，指地物目标的外形、轮廓。它是识别地物的重要而明显的标志。5、纹理(Texture)，即图像的细部结构，指图像上色调变化的频率，它是一种单一细小特征的组合。6、图案(Pattern)，即图型结构，指个体目标重复排列的空间形式，它反映地物的空间分布特征。7、位置(Site)，指地理位置，它反映地物所处的地点与环境。8、组合(Association)，指某些目标的特殊表现和空间组合关系，它指物体间一定的位置关系和排列方式，即空间配置和布局。5、 （6）论述辐射量校正所包括的内容。辐射校正包括：1、遥感器校准：由遥感器的灵敏度特征引起的畸变是由其光学系统，或光电变换系统的特征所形成的。对于前者通常进行cosn校准，对于后者则根据地面测量值进行定期校准。2、大气校正：大气对光学遥感的影响是很复杂的，消除大气影响的方法包括：、通过大气纠正模型；、通过辐射传输方程的近似求解。3、太阳高度和地形校正：以获取每个像元真实的光谱反射。4、高光谱图像的校准和归一化：高光谱图像光谱分辨率高，每个波段受大气影响的程度和它相邻的波段不一样；不同操作条件下，整个图像光谱系统中光谱波段会有小的位移。因此需对这些进行校正。6、 （6）叙述监督分类的流程及注意事项。监督分类可分为以下几个基本操作步骤： 1、收集有关分类区的信息，包括地图、航空像片或实地资料等，以了解该区主要的分类类别及分布状况；2、对图像进行检查，对照已有的参考数据或者实地考察经验，评价图像质量，检查其直方图，决定是否需要别的预处理，如地形纠正、配准等，并确定其分类系统；3、在图像上对每一类别按照前面提到的标准选择训练样本，训练样本必须是容易识别的，均匀分布于全图；4、对每一类别的训练样本，显示和检查其直方图，计算和检查其均值、方差、协方差矩阵，以及其对应的特征空间相关波谱椭圆形图不同的只是其分离度的统计指数等，从而评估训练样本的有效性；5、根据4种的检查和评估，修改训练样本，必要时可重新选择和评估训练样本；6、选择合适的分类算法，常用的算法包括平行算法、最小距离法和最大似然法；7、将训练样本的信息运用于分类过程。7、 （10）叙述应用线性混合光谱模型对数据分析时的关键问题。线性光谱混合模型（LSMM）是混合像元分解的常用方法。它被定义为：像元在某一光谱波段的反射率（亮度值）是由构成像元的基本组分（endmember）的反射率以其所占像元面积比例为权重系数的线性组合。在应用线性混合光谱模型对数据分析时，要注意以下几个关键问题：1、Endmember类型和数量的确定：Endmember类型的确定应当具有代表性，是影像所对应区域内的大多数像元的一个有效组成成分。Endmember数量的确定，应当符合影像所对应区域内的大多数像元的实际。2、选择Endmember的代表值：这是决定最终分析精度的关键。一般有两种确定Endmember光谱值的方法：一是实地测量或直接从光谱数据库获得；二是从图像分析中获得。3、最佳波段的选择：应是独立性强、相关性小、地类可分性大，即不同地类光谱差异大的波段，以保证丰富的信息、一定的精度，以及避免数据冗余，减少计算量。4、模型求解：即求算Endmember在像元中的比例。这需要结合先验知识，用简单的“阈值法”或“概率统计中的最大似然法”。8、 （12）要利用遥感数据监测某省的植被状况，并于往年进行对比分析，从数据收集、处理到分析的角度进行论述，并制定工作计划。检测省区域的植被状况，属于中尺度的植被检测，可选用多时相NOAA/AVHRR图像数据。1、遥感资料的预处理。选择植物生长季节，4个不同时相的无云图像，对这些图像数据进行大气纠正，UTM投影变化，是不同时相的图像在空间上严格配准；2、求算比值植被指数RVI，作4个时相的植被指数图像。不同RVI值反映植物光合作用的强弱，也是植物类型差异的一种表现。多时相的RVI可提供更多的植物信息。3、对4个时相的RVI图像进行主成分分析（K-L变化）。即实现时间维的植被指数RVI的空间坐标旋转。第一主成分集中了绝大部分的植被信息，且各植物类别间差别最大。4、运用图像分割技术（即密度分割），采用阈值方法，对上述第一主成分图像进行空间分割。先对第一主成分图像进行灰度线性拉伸，根据直方图上每个特征峰的形状和位置等细节，确定分割端点，端点即为阈值。图像分割的级数代表识别出来的作物类型数。5、图像分割后生成了植被类型图，将分割图像与该地的植被图进行比较，使各色调分别代表不同的地表覆盖类型。将往年的植被图像也进行以上处理，将这两张分割图像进行对比分析，可以看出：山地森林和密灌丛，因为在时间和空间上均稳定，几乎不受气候波动的影响，因此两张图上的色调基本一致；而草原植被类型随季节和年份呈现很大波动，反映出季节和降水波动的结果。9、 （12）要对华北地区的冬小麦进行遥感作物估产，其中涉及哪些主要内容？请阐述你的具体方法，并说明理由。主要涉及三方面的内容：作物识别、作物面积提取、作物长势分析。、作物识别与作物面积提取结合进行首先，遥感数据的采集与预处理。选择气象卫星AVHRR和陆地卫星TM的遥感影响数据，以获得合适的空间、时间和光谱分辨率高。时间选择依据是：华北冬小麦9月下旬播种，6月中上旬收获，其中11月中旬至12月中旬出苗期，3月上旬至4月上旬返青拔节抽穗期，冬小麦与背景差异最大，最易识别；4至6月，拔节抽穗扬花灌浆期，是构成产量的关键时段。数据的预处理包括辐射纠正、大气纠正、几何纠正、空间配准、加行政界线等。其次，作物专题信息的提取。可采用植被指数法来提取作物专题信息。NDVI与作物覆盖度关系密切，可以有效提取作物面积信息；RVI反映作物长势，可以提取作物生物量信息。PVI可有效地滤去土壤背景及大气的干扰。然后，作物面积的自动提取。可采用绿度分层技术来实现。选择11月中旬至12月中旬、3月上旬至4月上旬，小麦地与背景差异较大时段的TM影像，经TM数据的几何纠正、投影变换后，构建多维绿度图，再采用模式识别技术，分层自动提取纯麦地、套种麦地等。最后，进行精度评价。为了提高估产精度，必须解决混合像元分解问题。可采用线性混合光谱模型。线性光谱混合模型被定义为：像元在某一光谱波段的反射率（亮度值）是由构成像元的基本组分（endmember）的反射率以其所占像元面积比例为权重系数的线性组合。2、作物长势分析作物长势分析是一个动态过程，需要多时相遥感信息来反映植物生长过程的节律特点。可以用数量化的植被指数作为评价作物生长状态的定量标准。当面积相对稳定，植被指数的变化主要与作物长势有关，可直接建立绿度与作物长势的关系。通过以上的作物遥感识别，作物专题信息提取、作物长势分析，提取了作物生长及与产量有关的参数，可建立多波段遥感数据生成的植被指数VI与作物单产的统计关系（线性回归模型），从而实现东北地区冬小麦的遥感估产。10、 与理想遥感系统相比，实际遥感系统有哪些共同的缺点？理想遥感系统包括6方面：均衡能源、无干扰大气、地球表面一系列特有的能量-物质相互作用、高级传感器、实时数据处理和供应系统和多数据用户。实际遥感系统相比理想遥感系统的缺点也表现在这六个方面：1、能源方面，所有被动遥感系统都依赖于从地球表面地物反射和发射的能量。太阳能量水平随时间和位置的不同而有明显的变化，而不同地面物体发射能量也有不同的功率级别。2、大气方面，在一定程度上，大气总是会改变由传感器吸收的能量的强度和光谱分布。就光谱而言，它限制了我们能够观察的范围。3、地球表面能量-物质的相互作用方面，不同地物类型根本上有很大的光谱相似性，区别起来很困难，而且我们对于地表地物的能量-物质相互作用的一般理解还处于很低的水平。4、传感器方面，所有实际传感器的光谱灵敏度都有固定的限度，没有一个传感器能对所有波长都敏感；空间分辨率的提高也有限度。5、处理数据和供应系统方面，当前遥感传感器生产数据的能力远远超过了处理这些数据的能力。而且血多遥感数据源不能向用户提供想得到的准确地区和时间跨度的数据。6、多数据用户方面，没有任何一个数据获取和分析过程的结合能满足所有数据用户的需要。11、 叙述图像判读的过程。遥感图像是探测目标地物综合信息的最直观、最丰富的载体，人们运用丰富的专业背景知识，通过肉眼观察，经过综合分析、逻辑推理、验证检查把这些信息提取和解析出来的过程叫目视判读。空间结构、时间特点、化学组分、物理属性成像方式、探测波段、投影方式、时空因素大小形状、色调灰阶、畸变失真、成图比例大小形状、色调灰阶、畸变失真、成图比例增强处理、信息提取、逻辑推理、对比分析空间结构、时间特点、化学组分、物理属性遥感成像过程图像判读过程遥感影像上那些能够作为分析、判断景观地物的影像特征称判读标志或解译标志。（一）直接解译标志直接解译标志是判读目标自身特点在影像上的直接表现形式，一般包括： 1.色调：是地物电磁辐射能量在影像上的模拟记录，在黑白像片上表现为灰阶；在彩色像片上表现为色别与色阶。 2.阴影； 3.形状；4.大小；5.位置；6.布局；7.图案； 8.纹理；（二）间接解译标志-目视判读的方法1 遥感资料的准备：遥感影像资料、一般背景资料；2 增强处理判读前期准备3 判读具体方法( 1 ）对比法。是指将判读的遥感图像，与另一已知的遥感图像赶片进行对照，确认地物属性为方法。(2 ）邻比法。在同一张遥感图像或相邻遥感图像上进行邻近比较，从而区分出不同目标的方法，称为邻比法。这种方法通常只能将地物的不同类型界线区分出来，但不一定能鉴别地物的属性。 ( 3）逻辑推理法。它是借助各种地物或自然现象之问的内在联系，用逻辑推理方法，间接判断某一地物或自然现象的存在和属性。例如，当发现河流两侧有小路通至岸边，可推断该处是渡口或涉水处遥感影像判读步骤准备工作室内判读野外工作成图总结准备资料；准备影像；分析影像；建立解译标志；初步解译；核实解决疑难；检查成果精度；其他野外工作；制图；提交成果；12、 谈一谈如何利用遥感进行环境监测（至少包括原理和步骤）。在大气监测领域大气环境遥感是利用遥感技术监测大气的结构、状态及其变化, 对全球环境变化的监测和预测都具有极为重要的意义。影响大气环境质量的主要因素是气溶胶含量和各种有害气体,这些物理量通常不可能直接识别。水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量气体成分具有各自分子所固有的辐射和吸收光谱,所以,实际上是通过测量大气的散射、吸收及辐射的光谱而从其结果中推算出来的,或者通过监测与有害气体相关的植被变化(可见光遥感)作出判断。在水体监测领域在水体监测方面,遥感的任务是通过对遥感影像的分析,获得水体的分布、泥沙、有机质等状况和水深、水温等要素的信息,从而对一个地区的水资源和水环境等作出评价,为环境部门提供决策服务。为了进行水质监测,可以采用以水体光谱特性和水色为指标的遥感技术。在城市污水监测中,由于城市大量排放的工业废水和生活污水中带有大量有机物, 它们分解时耗去大量氧 ,使污水发黑发臭。运用遥感技术来探测时,水体的反射率显著降低。而使用红外传感器, 能根据水中含有的染料、氢氧化合物等物质的红外辐射光谱弄清楚水污染的状况。水体富营养化是指水域中一些浮游生物暴发性繁殖引起水色异常的现象,又叫赤潮。由于浮游植物体内含的叶绿素对可见和近红外光具有特殊的“陡坡效应”,随浮游植物含量的增高,其光谱曲线与绿色植物的反射光谱越近似。在可见光的0.45m和0. 65m附近有两个明显的吸收谷,因此在彩色红外图像上,富营养化水体呈红褐色或紫红色。在城市热岛监测领域中的应用大部分城市市区温度普遍高于郊区,称之为“城市热岛”。由于热岛的热动力作用,往往会形成由郊区吹向市区的局地风,从而把市区扩散到郊区的污浊空气又送回市区,加剧市区空气污染。对城市环境而言,城市热岛也是一种大气热污染现象。红外遥感图像能反映地物辐射温度的差异,可为研究城市热岛提供依据。根据不同时相的遥感资料,还可对城市热岛的日变化和年变化规律进行研究,在此基础上,总结城市热岛与下垫面性质的相关关系, 这对于制约那些形成城市热岛的因素, 防止城市环境的进一步恶化具有重要的现实意义。0.38 0.72可见光0.72 1.3近红外1.3 3短波红外3 6中红外6 15远红外8 14热红外0.1 1000微波13