遥感10复习资料全.docx

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1、1. 可见光遥感，热红外遥感，微波遥感各自的优缺点是什么？可见光遥感优点： 1，空间分辨率高 2，所获取的信息记录在影像上比拟直观，分析翻译也比拟容易。 缺点：不具有全天时【只能白天工作】 ，全天候【不能透过云雾】 工作能力热红外遥感优点： 1 、空间分辨率较高 2、具有全天时工作能力，夜间能工作 缺点：不能透过云、雾、雨、雪等天气微波遥感优点： 1，具有全天候，全天时工作能力2，较易于实现主动式遥感3 具有穿云透雾的能力缺点： 1，空间分辨率较低【合成孔捷雷达除外】一般为数十几至数百公里2，所获取的资料分析解释比拟复杂2. 何谓遥感？何谓遥感平台和遥感器传感器？遥感的定义 ：利用可见光，红外

2、，微波等电磁辐射探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把海洋，陆地和大气的 信息 物体、外表或现象 的电磁波特性记录下来。通过分析，揭示其特征性质及变化的综合性探测技 术。遥感平台 ：装载传感器的平台称遥感平台。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。根据服 务内容，航天遥感平台分为：气象卫星系列，陆地卫星系列，海洋卫星系列。传感器遥感器 ：接收、记录目标物电磁波特征的仪器。3. 何谓雷达和侧视雷达？雷达 ：无线电测距和定位。其工作波段大都在微波范围，少数也利用其他波段。按工作方式可分为成像雷达和非成 像雷达。成像雷达又可分为真实孔径侧视雷达和合成孔径侧视雷达。雷达是由发射机通过

3、天线在很短的时间内，向 目标地物发射一束很窄的大功率电磁波脉冲， 然后用同一天线接收目标地物反射的回波信号而进行显示的的一种传 感器。侧视雷达 ：它的天线不是安装在遥感平台的正下方，而是与遥感平台的运动方向形成角度，朝向一侧或两侧倾斜安 装，向侧下方发射微波，接收回波信号包括振幅，位相，极化等的。这样，侧向发射范围可以设计的宽一些。有的机载侧视雷达两侧各可探测100km，同时，波束向侧下方发射可使不同地形显示出更大的差异，使雷达图像更具有立体感。4. 大气窗口？ 通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的，透过率较高的波段称为大气窗口。5. 地球同步轨道？又称高轨卫星 ，轨道高度 360

4、00km 左右，绕地球一周需 24 小时，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，故称作地球同步卫星或静止气象卫星。6. 太阳同步轨道？又称极轨卫星，轨道高度为800-1600km,南北向绕地球运转，对东西宽约2800km的带状地域进行观测。由于与太阳同步，使卫星每天在固定的时间地方时经过每个地点的上空，使资料获得时具有相同的照明条件。一日两次 对某一点而言 ，在极地地球观测濒繁。7. 何谓数字摄影成像技术，扫描成像技术，成像光谱技术？数字摄影成像技术 ：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的影像。依据探测波长的不同又可分为近紫外摄影、

5、可见光摄影、红外摄影、多光谱摄影等。扫描成像技术： 是依靠探测元件和扫描镜对目标地物以瞬时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， 形成一定谱段的图像。 其探测波段可包括紫外、 红外、可见光和微波波段， 成像方式有三种： 光学 /机械式扫描、固定自扫描成像、高光谱成像光谱扫描。成像光谱技术： 通常的多波段扫描仪将可见光和红外波段分割成几个到十几个波段。对遥感而言，在一定波长 范围内，被分割的波段数愈多，即波谱取样点愈多，愈接近于连续波谱曲线，因此可以使得扫描仪在取得目标地物 的同时也能获得该地物的光谱组成。 这种既能成像又能获取目标光谱曲线的 “谱像合一 技术， 称为

6、成像光谱技术。8漫反射：是指不管入射方向如何，虽然反射率p与镜面反射一样，但反射方向却是“四面八方。也就是说把反射出来的能量分散到各个方向，因此从某一方面看反射面，其亮度一定小于镜面反射的亮度。9辐射通量密度：辐射通量密度指单位时间内，单位面积上所接受的辐射能量。又称辐照通量密度。符号为巳通常用瓦米表示。为辐射气候学和辐射测量学中的一个根本量。在气象学文献中又常被称为辐射强度radia ntintensity ，但辐射强度严格地说应为辐射源单位立体角上在单位时间内所发射出的辐射通量10.3s技术及作用？参考答案：遥感Remote，地理信息系统Geographic In formation Sy

7、stem 与全球定位系统Global Positio ning System 的英文名称中最后一个单词均含有“S'，人们习惯将这三种技术合称之为“3S'技术。遥感的主要作用是提供对地观测数据和信息，全球定位系统的主要作用是提供空间定位数据，地理信息系统的主要作用是对数据进行空间分析。11. 何谓空间分辨率，时间分辨率，波谱分辨率？空间分辨率：每个像元能识别的地面范围。时间分辨率：重访同一地点的时间间隔。光谱分辨率：波段设置的宽度。辐射分辨率：量化的级别。12. 我国气象卫星是如何命名的？我国主要的卫星有哪些？1我国气象卫星以“风云命名，用单、双数来区别是极轨卫星还是静止卫星。极

8、轨卫星用单数序号表示，第 一代极轨气象卫星命名为风云一号，第二代极轨气象卫星命名为风云三号。静止卫星用双数序号表示，第一代静止气象卫星命名为风云二号，第二代静止气象卫星命名为风云四号。用英文字母A、B、C等命名同一代卫星中先后发射的在轨运行卫星。例如，第二代极轨气象卫星中的第一颗星命名为风云三号A星，代号为FY73A。2 “风云一号气象卫星是我国发射的第一颗环境遥感卫星。1990年9月3号，风云一号的第二颗 FY-1-B发射 额成功。风云二号FY-2于1997年6月10号由长征三号火箭从西昌发射中心发射升空。我国主要卫星：H 1A&B 陆地的，风云系列1,2,3气象的,BJ1 陆地的，

9、HY 1A 已坏,HY- 1B海洋的【世界第一颗卫星升空时间：海洋卫星1978陆地卫星1972大气卫星1960 】13野外光谱测量的作用、原理、测量步骤和测量时需要注意的事项各是什么？答：电磁波谱中，可见光和近红外波段0.32.5um 是地表反射的主要波段，多数传感器使用这一区间，其地物光谱的测试由三个方面的作用：1 传感器波段选择、验证、评价的依据；2建立地面、航空和航天遥感数据的关系；3 将地物光谱数据直接与地物特征进行相关分析并建立模型野外地物波谱测量的时双向反射比因子。其定义是，在给定的立体角锥体所限定的方向内，在一定辐照度和观测条件下，目标的发射辐射通量与处于同意辐照度和观测条件下的

10、标准参考面的反射辐射通量之比。野外测量光谱时，1测量参考板，测量假设干条曲线；2测量目标物，测量假设干条曲线；3测量参考板，测量假设干条曲线。将第一组参考板假设干条曲线求平均值，将第二组参考板假设干条曲线求平均值，然后两者再求平均值，作为参考板测定值Vs。将目标物假设干条曲线求平均值，作为目标物的测定值V.然后根据以下公式，计算目标物的反射率V ()Vs()s() (2 分)式中，为被测物体的反射率；s为参考板的反射率。野外观测时要注意的事项：1测量时保证天空是均匀的要么晴天，要么阴天，不要时阴时晴的情况下；2测量参考板和目标物时，时间间隔尽可能短。3测量时，站在背光面，保证测量目标物和参考板

11、不受任何遮挡。4穿深色衣服。13论述大气散射在遥感原理中所起的作用答：大气散射分为三种类型：瑞利散射、米氏散射、无选择性散射。当大气中离子的直径比波长小得多时发生的散 射，称为瑞利散射，这种散射主要由大气中的原子和分子，如氮、二氧化碳、臭氧和氧分子等引起，其特点是散射 强度与波长的四次方成反比。当大气中离子的直径与辐射的波长相当时发生的散射，称为米氏散射。这种散射主要 由大气中的微粒，如烟、尘埃、小水滴及气溶胶等引起，其特点是散射强度与波长的二次方成反比。当大气中离子 的直径比波长大得多时发生的散射，称为无选择性散射，这种散射主要由大气中的云、雾等引起，其特点是散射强 度与波长无关。水体的反射

12、主要在蓝绿光波段，其他波段的吸收都很强，特别是到了近红外波段，吸收就更强，正因为如此， 在遥感影像上，特别是近红外影像上，水体呈黑色，根据水体的光谱特征，在近红外波段以上水体几乎完全吸收太阳辐射，由于瑞利散射和气溶胶散射的存在，传感器接收到的物理量一般不为零。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 于微波来说，微波波长比粒子的直径大得多，那么又属于瑞利散射的类型，散射强度与波长的四次方成反比，波长越 长散射强度越小，所以微波才可能具有最小散射、最大透射，而被称为具有穿云透雾的能力。14 比照分析交叉轨道或垂直轨道扫描仪与沿轨或推帚式扫描

13、仪成像方式优缺点。 参考答案：答 交叉轨道或垂直轨道扫描仪是在扫描仪的前方安装光学镜头，依靠机械传动装置使镜头摆动，形成 对目标地物的逐点逐行扫描。优点： 1每次旋转定标一次； 2随着离开天底方向的角度增加； ，FOV 大小也增加并且其形状从圆形变为椭圆形，它的面积能够到很大，因而其刈幅很宽。缺点：出现“双眼皮效应。对于这 类扫描仪，镜子旋转率的设置是为了到达在连续扫描中星下点是彼此相邻的效果。因此，对于非星下点 FOV 增加， 它们的区域是局部重叠的。由于 FOV 面积的这种增加，整个扫描的形状类似一个双眼皮，其中这种随着离开星下点 的扫描角度的增加， FOV 的面积也增加的现象称为“双眼皮

14、效应 。 沿轨或推帚式扫描仪是使用一个长的线性阵列传感器观测垂直轨道的地面。该技术的优点：是传感器聚焦在地面上 的时间或时间间隔比垂直轨道长。它比垂直轨道仪器有更大的信噪比和更高的空间分辨率，这个扫描方式增加的停 留时间是垂直轨道仪器最有用的特点。 缺点：多个传感器可能失去相对定标，降低了仪器的精确度。另外，对于大带宽高分辨率仪器来说，需要在垂直轨 道方向上安置大量的传感器。15 谈谈你对 MODIS 传感器的认识参考答案：答：MODIS的全称为中分辨率成像光谱仪moderate-resolution imaging spectroradiometer ，是搭载在terra和 aqua 卫星上

15、的一个重要的传感器，是卫星上唯一将实时观测数据通过x 波段向全世界直接播送，并可以免费接收数据并无偿使用的星载仪器，全球许多国家和地区都在接收和使用modis数据。Modis是一个带有490个探测器，36个光谱波段的被动式成像光谱辐射计1分。MODIS的空间分辨率：0.251km之间，其中250 m波段12；500m 波段37 ； 1000m 波段836,辐射分辨率：12bits，时间分辨率：每 12天观测地球外表一次；光谱分辨 率：不等；MODIS仪器内设置有多种定标器，包括太阳漫射器、太阳漫射稳定监视仪、分光辐射度定标组件、板状 黑体和天空视频窗。仪器操作时定期地使用太阳漫射器，黑体分光辐

16、射度仪等三个定标装置进行定标。16分析典型地物植被和水体的反射波谱曲线特征。 前年考过植被：植被的反射波谱曲线光谱特征规律性明显而独特，主要分三段：可见光波段有一个小的反射峰，位置在 0.55um 绿处，两侧 0.45um 蓝和0.67um 红那么有两个吸收带。这一特征是由于叶绿 素的影响， 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 0.7-0.8um 有一反射的 “陡坡， 至 1.1um 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，除了吸收和透射的局部，形成的 高反射率。在中红外波段受到绿色植物含水量的影响，吸收率大增，反射率大大下降，特别以1.

17、45um、1.95um 和 2.7um 为中心是水的吸收带，形成低谷。 植物波谱在上述根本特征下仍有细部差异，这种差异与植物种类、季节、病虫害影响、含水量多少等有关系。为了 区分植被种类，需要对植被波谱进行研究。植被指数 =NDVI。17 谈谈你对辐射三定律在遥感中作用的认识。 1 斯忒潘 -珀尔兹曼定律2维恩位移定律3基尔霍夫定律 18可见光遥感、热红外遥感、微波遥感的辐射源和探测物理量分别是什么。探测物理量【反射率】探测物理量【温度】可见光：辐射源【太阳光】遥感【可见光，近红外】热红外：辐射源【地物本身】遥感【热红外】微波：辐射源【雷达】遥感【微波遥感】探测物理量【返回的波长】19 谈谈你

18、对 SeaWiFs 传感器的认识SeaWIFSSea-viewing wide-Field-of view sensor海视宽视野传感器：是美国于1997年7月发射的海洋卫星，SEASTA所携 带的一个针对海洋水色进行专门探测的遥感器，主要用于探测和监视海洋现象，包括：海洋初级生产力和浮游植物 变化过程，海洋对气象过程的影响存储热量和气溶胶形成过程以及监视二氧化碳、硫磺和氮的循环。水体： 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。正因为如 此，在遥感影像上，特别是近红外影像上，水体呈黑色。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，由于

19、泥沙散射，可见光波段反射率会增加，峰值出现在黄红区。水中含有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。 遥感器所接收到的辐射包括水面反射光、悬浮物反射光、水低反射光和天空散射光。由于不同水体的水面性质、水 体中悬浮物的性质和含量、 ，水深和水底特性等不同，从而形成传感器上接收到的反射光谱特征存在差异，为遥感 探测水体提供了根底。19 谈谈你对可见光 -近红外遥感中地物对太阳辐射的反射机理的理解， 并说明可见光 -近红外遥感中传感器接受到的 辐射包括哪些？答： 可见光 -近红外遥感主要是利用不同地物对太阳辐射的反射辐射来确定地物的类型和特征。其辐射源主要为太 阳，其探测目标是地

20、物的反射辐射反射率 。其探测机理为：太阳光通过地球大气照射到地面，经过地面物体反 射又返回， 再经过大气到达传感器。 这时传感器探测到的辐射强度与太阳辐射到达地球大气上空时的辐射强度相比， 已有了很大的变化，包括入射与反射后二次经过大气的影响和地物反射的影响。如果传感器设在吸收波段，那么穿过 大气到达地面被进行了第一次吸收，地面反射后的太阳辐射穿过大气进入传感器，太阳辐射就被大大衰减了，即信 息量减弱了。进入大气的太阳辐射会发生反射、折射、吸收、散射和透射。其中对传感器接受影响较大的是吸收和散射。由于大 气影响的存在，实际到达传感器的辐射亮度是三局部之和：L=大气程辐射LP+大气漫辐射ED砌体

21、辐射L0大气程辐射LP和大气漫辐射 ED属于噪声，需要去掉，即进行大气校正，才能得到地物的反射辐射，从而计算 出地物的反射率。20 谈谈你对微波遥感具有全天时、全天候观测特点的理解。 答：微波遥感中，其被动传感器接收的是地物自身的辐射，与太阳辐射无关。主动传感器接收的是传感器自身发出 的辐射的回波辐射，也是与太阳无关，因而，微波遥感可在白天和晚上工作，即具有全天时的特点。到达传感器的辐射，在穿过大气时大气中的分子和颗粒物对辐射产生散射，即使辐射的传播方向发生改变，并 向各个方向散开。当大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射，称为瑞利散射，其特点是散射强度与波长的四 次方成反比。大气云层中，小

22、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，而对于微波来说，电磁波波长在1mm以上，微波波长比粒子的直径大得多，因而属于瑞利散射，散射强度与波长的四次方成反比，波长越长散射强度越小，所以微波才可能具有最小散射、最大透射，具有穿云透雾的能力，即 可全天候观测。21 谈谈你对遥感中被测目标信息特征的理解。答： 任何目标物都具有发射、反射和吸收电磁波的性质。在可见光 -近红外遥感中波长范围 0.4-1.3um ，地物自 身辐射几乎为零，因而在此波段范围中主要探测的是地物对太阳辐射的反射，即反射辐射。在热红外遥感中波长 范围8-14um,地物对太阳辐射的反射几乎为零

23、，因而在此波段范围中主要探测的是地物由于温度的存在自身发射 的辐射，即热辐射。在微波遥感中波长范围1 mm-1m，对于被动遥感，传感器主要探测的是地物在微波波段的自身辐射，对于主动遥感雷达 ，由雷达传感器自身发射辐射，到达地面后返回，因而探测的是回波辐射。22 论述你对美国陆地卫星 LANDSAT卫星系列的认识包括卫星性质，发射系列，TM波段设置，各波段设置及主要应用范围，时间分辨率和空间分辨率等方面参考答案：LANDSA卫星即“地球资源卫星方案，在美国内务部和国家宇航局的共同努力下，于1972年7月23日发射了第一颗地球资源卫星1975年改名为陆地卫星。陆地卫星已经成功发射了7颗，目前仅La

24、ndsat-5仍在运转工作。从第4颗卫星开始，其上搭载的 MSS专感器改名为TM,空间分辨率由80m提高到30m TM的时间分辨率 为16天，第1-5 , 7波段空间分辨率为 30米，第6波段为热红外波段，空间分辨率为 120mTM波段设置及主要应用范围波段序号波长范围/um波段名称主要应用领域10.450.52蓝色对水体有透射能力，能够反映浅水水下特征， 可区分土壤和植被、编制森林类型图、区分 人造地物类型20.520.60绿色探测健康植被绿色反射率、可区分植被类型 和评估作物长势，区分人造地物类型，对水 体有一定透射能力30.630.69红色可测量植物绿色吸收率，并依次进行植物分 类，可区

25、分人造地物类型40.760.90近红外测量生物量和作物长势，区分植被类型，绘 制水体边界、探测水中生物的含量和土壤湿 度51.551.75短波红外用于探测植物含水量及土壤湿度，区别云与 雪610.412.5热红外探测地球外表不同物质的自身辐射的主要波 段，可用于热分布制图，岩石识别和地质探 矿等方面72.082.35短波红外探测高温辐射源，如监测森林火灾、火山活 动等，区分人造地物类型23普朗克定律在热红外遥感中的作用是什么？2 he21M ( ,T)普朗克定律描述的是绝对黑体的辐射出射度与波长和温度的关系。其表达式为,he/ kTe式中，e为 真空中的光速，e=3*10 8m/s, k为波尔

26、兹曼常数，k=1.38*10 -23J/K , h为普朗克常数，h=6.63*10 -34Js , M 为辐射出射度。用普朗克公式对波长积分便导出斯蒂芬-波尔兹曼定律，其物理表达式为：M T4为斯蒂芬-波尔兹曼常数，=5.67*10 -8W. m-2.K-4物理意义：绝对黑体的总辐射出射度与黑体温度的四次方成正比。因而利用遥感热红外波段获得的热辐射值，根 据普朗克定律可计算出绝对黑体的温度。但实际物体不是黑体，根据基尔霍夫定律，实际物体的出射辐射度M与同一温度、同一波长绝对黑体的出射辐射度的关系为M=£ M,£为物体的比辐射率或称发射率。因而在热红外遥感应用中，必须考虑物体

27、的比辐射率，才能得到地物的真实温度。24谈谈你对海洋卫星分类的理解？卫星类型主要用途探测器海洋水色卫星探测叶绿素、悬浮泥沙、可溶性有 机物、海表温度、污染、海流、海 冰水色仪、CCD相机、中分辨率成像光谱仪MODIS海洋地形卫星探测海面咼度、有效波咼、海面风 度、海面重力场、冰面拓扑、大地 水准面、潮汐海流、大气水汽雷达高度计、微波辐射计海洋动力环境卫星探测海洋风速风向、海面高度、冰 面拓扑、波高、波向、波谱、海洋 重力场、大地水准面、海流、潮汐、 内波、海岸带、水下地形、污染等合成孔径雷达、微波辐射计、微波 散射计、雷达高度计、红外辐射计26遥感特点：1需要高空和空间的遥感平台，以进行大面积

28、同步覆盖的观测。2以微波为主。3电磁波与激光、声波的结合是扩大海洋遥感探测手段的一条新路。 海面实测资料的校正27高空间分辨率陆地卫星 IKONOS的波段设置。IKONOS使用线性阵列技术获得 4个波段的4m分辨率多光谱数据和一个波段的 1m分辨率的全色数据。其波段分配 为：多光谱波段1 蓝色0.45 0.53 m,波段2 绿色卩叫波段3 红色叩，波段4 近红 外0.77-0.88 ym。全色波段 0.45-0.90 m。28在卩m范围内，水汽的主要吸收带有哪些？29发射率的定义。也称比辐射率，物体通过外表向外辐射的电磁能与同温度的黑体在相同条件下所辐射的电磁能的比值。是在0与1之间变化的衡量

29、物体辐射能力强弱的数值。30基尔霍夫定律的物理意义把实际物体看作辐射源，研究其辐射特性，将其与绝对黑体进行比拟。首先，研究实际物体在单位光谱区间内的辐 射出射度31朗伯体的定义对漫反射面，当入射辐照度I一定时，从任何角度观察反射体，其反射辐射亮度是一个常数，这种反射体叫做朗伯体32扫描成像的成像方式有哪三种1、光/机扫描成像2、固体字扫描成像 3、高光谱成像光谱扫描33颜色的性质由哪些参数来描述。颜色的性质由明度、色调、饱和度来描述34光/机扫描成像和固体自扫描成像的定义光学/机械扫描成像系统，一般在扫描仪的前方安装光学镜头，依靠机械传动装置使镜头，形成对目标物的逐点逐 行扫描。扫描仪是有一个四方棱镜，假设干反射镜和探测元件所组成。四方棱镜旋转一次，完成四次光学扫描。入射 的平行波束经四方棱镜的两个反射面反射后，被分成两束，每束光经平面反射后，又汇成一束平行光投射到聚焦反 射镜，使能量会聚到探测器的探测元件上。探测元件把接收到的电磁波能量能转换成电信号，在磁介质上记录或再 经电/光转换成为光能量，在设置于焦平面的胶片上形成影像。