遥感导论习题部分答案

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1、1 1.遥感的基本概念是什么？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.遥感探测系统包括哪几个部分？被侧目标的信息特征、信息的获取、 信息的传输与记录、 信息的处理和信息的应用. 3.作为对地观测系统，遥感与常规手段相比有什么特点？答 :大面积同步观测：传统地面调查实施困难，工作量大， 遥感观测可以不受地面阻隔等限制。时效性：可以短时间内对同一地区进行重复探测，发现地球上许多事物的动 态变化，传统调查，需要大量人力物力，用几年甚至几十年时间才能获得地球上大范围地区动态变化的数据。因此， 遥感大大提高了观测

2、的时效性。数据的综合性和可比性遥感获得地地物电磁波特性数据综合反映了地球上许多自 然、人文信息。由于遥感的探测波段、成像方式、成像时间、数据记录、等均可按照要求设计，使获得的数据具有 同一性或相似性。同时考虑道新的传感器和信息记录都可以向下兼容，所以数据具有可比性。与传统地面调查和考 察相比较，遥感数据可以较大程度地排除人为干扰。 经济性遥感的费用投入与所获得的效益，与传统的方法相比，可以大大的节省人力、物力、财力和时间、具有很 高的经济效益和社会效益。局限性遥感技术所利用的电磁波有限，有待进一步开发 第二章： 1.大气的散射现象有几种类型？根据不同散射类型的特点分析可见光遥感与微波遥感的区别

3、，说明为什么微 波具有穿云浮透雾能力而可见光不能。瑞利散射 （大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射）.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）无选择性散射（当大气中粒子的直径比波长大的多时发生的 散射） .大气散射类型是根据大气中分子或其他微粒的直径小于或相当于辐射波长时才发生。大气云层中，小雨滴的 直径相对其他微粒最大，对可见光只有无选择性散射发生，云层越厚，散射越强，而对微波来说，微波波长比粒子 的直径大很多，则又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，所以微波才有 可能有最小散射，最大透射，而被成为具有穿云透雾的能力。2.综合论述太

4、阳辐射传播到地球表面又返回到遥感传感器这一整个过程中所发生的物理现象。 （一）大气的吸收作用； （二）大气的散射作用;大气的反射、折射、散射、透射 3.从地球辐射的分段特性说明为什么对于卫星影像解译必须了解地物反射波谱特性。当太阳辐射到达地表后，就短波 而言，地表反射的太阳辐射成为地表的主要辐射来源，而来自地球本身的辐射，几乎可以忽略不计。地球自身的辐 射主要集中在长波，即6um 以上的热红外区段，该区段太阳辐射的影响几乎可以忽略不计，因此只考虑地表物体自 身的热辐射。两峰交叉之处是两种辐射共同其作用的部分，在2.56um，即中红外波段，地球对太阳辐照的反射和地 表物体自身的热辐射均不能忽略。

5、 波 段 名 称可见光与近红外中红外远红外波长0.32.5um 2.56um 6um 辐 射 特 性地表辐射太阳辐射为 主地表辐射太阳辐射和自身的热辐 射地表物体自身热辐射为主比辐射率 (发射率 )波谱特性曲线的形态特征可以反映地面物体本身的特性，包括物体本身的组成、温度、表面粗糙度 等物理特性。特别是曲线形态特殊时可以用发射率曲线来识别地面物体，尤其在夜间，太阳辐射消失后，地面发出 的能量已发射光谱为主，单侧起红外辐射及微波辐射并与同样温度条件下的比辐射率（发射率）曲线比较，是识别 地物的重要方法之一。地物反射波普曲线除随不同地物(反射率 )不同外，同种地物在不同内部结构和外部条件下形态 表

6、现（发射率）也不同一般说，地物发射率随波长变化有规律可循，从而为遥感影像的判读提供依据。 4、几类常见地物反射波谱特性.(1)植物：a.在可见光的0.55 m（绿）附近有一个小反射峰， 在 0.45 m（蓝）和 0.67 m （红）附近有两个明显的吸收带。b.在 0.70.8m 是一个陡坡，反射率急剧增高，在近红外波段0.81.3m 之间形 成一个高的，形成反射峰。c.以 1.45m 、1.95m 和 2.7m 为中心是水的吸收带。 (2).土壤：没有明显的波峰波谷，土质越细反射率越高，有机质含量越高含水量越高，反射率越低 (3). 水体：反射主要在蓝绿波段，其它波段吸收都很强，近红外吸收更强

7、。 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。 (4). 岩石：形态各异，没有统一的变化规律。岩石的反射波谱曲线受矿物成分、矿物含量、风化程度、含水状况、颗 粒大小、表面光滑程度、色泽等影响 第三章 ：1.主要遥感平台是什么，各有何特点？ (1)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。(2)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：200

8、0 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。(3)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2 侦察；中轨： 7001000km，资源与环境遥感；高轨：35860

9、km，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。 2.摄影成像的基本原理是什么？其图像有什么特征？答：传统摄影依靠光学镜头及放置在焦平面的感光胶片来记录物 体影像；数字摄影则通过放置在焦平面的光敏元件，经过光/电转换，以数字信号来记录物体影像。 图象特点 ：投影：航片是中心投影，即摄影光线交于同一点。 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。平均比例尺：以各点的平均高程 为起始面，并根据这个起始面计算出来的比例尺。主比例尺：由像主点航高计算出来的比例尺，它可以概略地代 表该张航片的比例尺。像点位移：位移量

10、与地形高差成正比，即高差越大引起的像点位移量也越大。当高差为 正时，像点位移为正，是背离像主点方移动；高差为负时，像点位移为负，是朝向像主点方向移动。位移量与像 点距离像主点的距离成正比，即距像主点越远的像点位移量越大，像片中心部分位移量较小。像主点无位移。位 移量与摄影高度（航高）成反比。即摄影高度越大，因地表起伏的位移量越小。 3.扫描成像的基本原理是什么？扫描图像与摄影图像有何区别？答：扫描成像是依靠探测元件和扫描镜对目标地物以 瞬间视场为单位进行的逐点、逐行取样，以得到目标地物电磁辐射特性信息，形成一定谱段的图象。与摄影图像区 别：乳胶片感光技术本身存在着致命的弱点，它所传感的辐射波段

11、仅限于可见光及其附近；其次，照相一次成型， 图象存储、传输和处理都不方便。光/机扫描成像利用光电探测器解决了各种波长辐射的成像方法。输出的电学图象 数据，存储、传输和处理十分方便。固体自扫描成像具有刷式扫描成像特点。探测元件数目越多，体积越小，分辨 率就越高。高光谱成像光谱扫描图象是多达数百个波段的非常窄的连续的光谱波段组成，光谱波段覆盖了可见光、 近红外、中红外和热红外区域全部光谱带。可以收集200 或 200 以上波段的收据数据。 4.如何评价遥感图像的质量？答：一、遥感图像的空间分辨率：指像素所代表的地面范围的大小。地面分辨率取决于 胶片的分辨率和摄影镜头的分辨率所构成的系统分辨率，以及

12、摄影机焦距和航高。 二、图象的光谱分辨率：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， 能分辨的最小辐射度差。在遥感图像上表现为每一像元的辐射量化级。某个波段遥感图像的总信息量与空间分辨率、 辐射分辨率有关。四、图象的时间分辨率：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。时间分辨率对动态监测很重要。 5.中心投影与垂直投影的区别？答：第一：投影距离的影响：垂直投影图像的缩小和放大与投影距离无关，并有统一 比例尺；中心投影则受

13、距离影响，相片比例与平台高度H 和焦距 f 有关。第二：投影面倾斜的影响：投影面倾斜 时，垂直投影的影像比例尺有所放大，但是想点的相对位置不变；中心投影时，比例尺明显变化，且各点的相对位 置和形状也发生变化。第三：地形起伏的影响：垂直投影时，随地面起伏的变化，投影点之间的距离与地面实际水 平距离成比例缩小，相对位置不变；中心投影时，地面起伏越大，像上投影点水平位置的唯一量就越大，产投影误 差。 第四章： 1.引起遥感影像位置畸变的原因是什么？几何校正的步骤是什么？如果不作几何校正，遥感影像有什么问 题？如果作了几何校正，又会产生什么新的问题？答：几何畸变：遥感图像在几何位置上发生变化，产生诸如

14、行列 不均匀，像元大小与地物大小对应不正确，地物形状不规则变化等畸变，称几何畸变，即图像上像元在图像坐标系 中的坐标与在地图坐标系等参考系统中的坐标之间的差异。 遥感影像变形的原因:遥感平台位置和运动状态变化的影响：航高、航速、俯仰、翻滚、偏航。地形起伏的影 响：产生像点位移。地球表面曲率的影响：一是像点位置的移动；二是像元对应于地面宽度不等，距星下点愈远 畸变愈大，对应地面长度越长。大气折射的影响：产生像点位移。地球自转的影响：产生影像偏离。 几何校正的一般过程： 图像几何校正是从具有几何变形的图像中消除变形的过程。一般步骤如下：（1）确定校正方法：根据遥感图像几何 畸变的性质和可用于校正的

15、数据确定校正方法。（2）确定校正公式：确定原始图像上的像点和几何校正后图像上的 像点之间的变换公式，并根据控制点等数据确定变换公式中的位置参数。（3）验证校正方法、 校正公式的有效性。（4） 对原始输入图像进行重采样，得到修熬出几何畸变的图像。如果不作几何校正，遥感图像则有在几何位置上发生 变化，产生诸如行列不均匀，像元大小与地面大小对应不准确，地物形状不规则变化等。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，就需要作遥感影像相对于地面坐标、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响之间的几何配准复合分析，以得到比较精确的结果。 2.在作几何较正时， 控制

16、点的选取很重要。若图像一角没有任何控制点，估计几何校正后这一角的位置畸变将缩小还 是增大？为什么？位置畸变增大。在图象边缘处，在地面特征变化大的地区，如河流拐弯处等，由于没有控制点， 而靠计算推出对应点，会使图像变形。图象一角若没有任何控制点，则会出现外推现象。3.结合地物光谱特征解释比值运算能够突出植被覆盖的原因。答：植被反射波谱曲线规律性明显而独特。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.l m 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，特别是在水的吸收带形成低谷。3 比值运算可以检测波段的斜率信息并加以扩展，以突出不同波段间地物光谱的差异，提高对比度。该运算常用于突 出遥感影像中的植被特征、提取植被类型或估算植被生物量。 4、结合遥感与地理信息系统的发