遥感原理与应用复习资料.docx

1、给出遥感的概念，归纳遥感的特点1、遥感：是指应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁特性记录下 来，通过分析处理，揭示出目标物的特征及其变化的的综合性探测技术特点：1、范围广 2、时效性 3、周期性 4、综合性 5、约束少 6、手段多、信息量大 7、经济型2、叙述电磁波遥感过程2、电磁波遥感的过程：1、物体辐射电磁波能量（发射辐射，反射辐射）2、信息获取（获取内容图像数据实况数据姿态数据）3、信息记录与传输（机载星载 实时传输非实时传输）4、数据处理（预处理增强 变换识别分类）5、判读和应用（判读分析制图 评价应用）3、叙述遥感技术发展的趋势遥感平台：航空-航天-多层面遥感传感器 空间分辨率：单一（低）分辨率-多（高）分辨率-影像金字塔 光谱分辨率：多光谱-高光谱（成像光谱仪） 时相：单时相-多时相-任意时相（小卫星群）立体：邻轨立体-同轨立体TNSAR影像处理：光学处理-数字处理（数据压缩、影相融合） 信息提取：目视判读-自动分类-专家系统影像分析：定性-定量软件：人机对话-视窗式-智能化、构件式、集成化 总结：遥感的发展趋势是从一源到多源，从宏观到微观，从静态到动态，从定性到定 量，从目视到自动，从单一到集成，从地球到星球。

4、测定地物波谱特性曲线的意义简述地物波谱特性测定的原理提醒地物波谱包括发射波谱和反射波谱）意义：（1）根据黑体辐射波谱曲线第一特性，传感器可以检测到地物的辐射能后，可 概略算出物体的总辐射能量或绝对温度，这就是热红外遥感探测和识别目标物的机理2） 根据黑体辐射波谱曲线第二特性，可以推算出地物所辐射的波段，根据此原理选 择遥感器和确定对目标物进行热红外遥感的最佳波段3） 根据黑体辐射波谱曲线第三特性，可以计算微波辐射亮度4） 正因为不同地物在不同波段有不同的反射率这一特性，物体的反射波谱特性曲线 才作为判读和分类的物理基础，广泛地应用于遥感影像的分析和评价中原理：各种地物发射辐射电磁波的特性可以通过间接测试各种地物反射辐射电磁波的特 性得到因此，地物波谱特性通常都是用地物反射辐射电磁波的特性来描述即在给定波段 范围内，某地物的电磁波反射率的变化规律地物波谱特征测定的原理，用光谱测定仪器分 别探测地物和标准板，测量记录和计算地物对每个波段的反射率其反射率的变化规律即为 该地物的波谱特性5、叙述沙土、植被和水体的光谱反射率随波长变化的一般规律沙土：自然状态下，土壤表面反射率没有明显的峰值和谷值。

土壤反射波谱特性曲线较 平缓，因此在不同光谱波段的遥感影像上，土壤的亮度区别不明显沙漠的反射率，在橙色 光 0.6 微米附近有峰值但这长波范围里比雪的反射率要高植被：由于植物均进行光合作用，所以各类绿色植物具有很像似的反射波谱特性其特 征在可见光波段0.5 微米附近，有反射率为10%-20%的一个波峰其两侧0.45 微米蓝光和 0.67 微米的红光有两个吸收带这一特征是由于叶绿素的影响造成的叶绿素对蓝光和红 光吸吸收作用强，而对绿色反射作用强在近红外波段0.8到 1.0微米间，有一个反射的陡 坡，至 1.1微米附近有一峰值，形成植被的独有特征这是由于受到植被叶的细胞结构的影 响，电磁波除了被吸收和透射的部分，其余形成高的反射在中红外波段1.3到 2.5微米， 由于受到绿色植物含水量的影响被吸收的电磁波增加，则发生反射的电磁波减少特别是 以 1.45 微米 1.95 米和 2.7 米为中心，是水的吸收带形成低谷水体：水体的反射主要在蓝绿光波段，其他波段吸收率很强，特别是近红外、中红外波 段有很强的吸收带反射率几乎为零，因此，在遥感中常用近红外波段确定水体的位置和轮 廓，在此波段的黑白正片上水体的色调很黑，与周围的植被和土壤有明显的反差，很容易识 别和判读。

但是当水中含有其他物质时，反射波谱曲线会发生变化，水含泥沙时，由于泥沙 的散射作用，可见光波段反射率会增加，峰值出现在黄红区6、地物波谱反射率有哪些主要的因素影响？(1) 太阳位置，主要指太阳高度角和方位角2) 测定仪器位置，指观测角和方位角3) 地理位置、地形、季节等会引起太阳高度角和方位角不同4) 气候变化、大气状况、地面水热变化、地物本身变异都会引起反射率变化7、什么是波谱响应？它在遥感中有什么意义？波谱响应：到达传感器端的各种辐射能量通过光/电信号转换器以及模/数(A/D)转换 器转换成影像数字信号的过程意义：用传感器对地面物体所测得的光谱响应常能分辨出它们的类型和条件，既区分同 类型不同个体的地物条件同时，光谱响应标志是具有可变性的8、参比数据在遥感应用中有什么意义？如何获取参比数据？意义：1帮助遥感数据的分析和解译； 2校准传感器；3验证遥感数据所提取的信息 如何获取参比数据：1.各种专题地图 2.DEM 数据 3.航空遥感影像 4.实地野外调绘9、何为大气窗口？简要分析形成大气窗口的原因大气窗口：不同电磁波通过大气层后衰减的程度是不一样的，因而遥感所能够使用的电 磁波是有限的。

有些波段的电磁辐射通过大气后衰减较少，透射率较高，对遥感十分有利 这些波段通常称为大气窗口原因：大气反射，吸收，散射的共同作用10、根据下图，分析传感器从大气层外探测地面物体时，传感器入瞳处接收到哪些电磁波能量？1 地物目标反射出来的辐射能量；2 太阳发射出的能量；3 入射到环境表面的辐射波 被反射后的能量；4 各种辐射能量经大气层上界散射后的能量11、陆地资源遥感应用对遥感平台有何要求？说明其原因(1) 近圆形轨道：近圆形轨道可以保证在不同地区获取的影像比例尺接近一致2) 近极地轨道：有利于增大卫星对地面总的观测范围(3) 与太阳同步轨道：卫星轨道与太阳同步是指卫星轨道面与太阳地球连线之间在黄道 面内的夹角，不随地球绕太阳公转而改变4) 可重复轨道：轨道的重复性有和于保证对地面地物或自然现象的变化作动态监测12、常用的传感器有哪些？说明不同传感器获取的影像特点举出 3个即可选做)常见的传感器：摄影类型传感器、扫描成像类型传感器、雷达成像类型传感器、非影像 类型传感器摄影类型传感器影像特点：真彩色、假彩色影像，但会有影像畸变高光谱扫描传感器影像特点：l.lOnm窄波段；2•光谱连续；3.在0.4微米到2.4微 米之间分有 200多个波段，可得到地物的完整光谱曲线。

热红外扫描传感器的影像特点：1.地面分辨率随扫描角发生变化，扫描影像也会发生 全景畸变;2•会存在温度分辨率的问题，红外系统的噪声等效温度限制在0.1K-0.5K之间；3. 需要保证扫描线的正确衔接，不出现条纹影像；4.温度的变化能使热红外影像产生较高 的色调差别13、 在应用遥感影像的过程中，选择所需要遥感影像的依据是什么1. 在对获取地物大小、形状及空间分布特点（几何特征）时所依据的参数为空间分辨率；2. 获取地物的属性特点（物理特征）所依据的参数是波谱分辨率、辐射分辨率；3. 获取目标地物的动态变化特点（时间特征）的依据参数是时间分辨率14、 典型的遥感平台有哪些？列出几种遥感平台携带的传感器有哪 些？对应的主要性能指标典型的遥感平台：高分辨卫星系列；中分辨率卫星系列；低空遥感平台；激光雷达系统； 航天飞机等高分辨率卫星平台：俄罗斯 Resurs-P 卫星可以获得高精度的 1m 全色波段影像和 4m 的五个波段多光谱影像；拥有幅宽25KM、光谱分辨率5-10nm、空间分辨率25m的高光谱 传感器和97-441km超幅宽，空间分辨率12-120m的多光谱传感器中分辨率卫星平台：SPOT系列，SPOT-1/2/3卫星搭载的传感器为两台高分辨率可见 光成像仪，0.50-0.89微米波段的空间分辨率为20m，幅宽60km，量化等级8bit； SPOT- 4搭载两台高分辨率可见光红外成像仪，规格与SPOT-1/2/3相同；SPOT-5搭载高分辨 率几何成像仪和高分辨率立体成像仪，0.50-0.89微米波段的空间分辨率为 10m。

低空遥感平台：小型无人机，搭载加速度计、陀螺仪、磁罗盘与气压传感器15、 叙述高、中、低的三类分辨率卫星的应用范围高分辨率：城市交通密度、建筑密度 中分辨率：作物估产、水土保持、土地利用 低分辨率：区域地理、矿产资源、海洋地质等16、 分析遥感平台和传感器发展的趋势遥感平台发展趋势：随着科学技术的进步与全球发展的需要，遥感平台发展呈现多平台、 多层次和多确度的趋势其中，发展的趋势之一是高分辨率卫星的出现到现在，已经发展 出陆地资源卫星、高光谱卫星、雷达卫星、环境卫星、海洋卫星、气象卫星、小卫星以及针 对外星的平台等各类遥感平台传感器发展趋势：到目前为止，传感器的种类非常丰富，有框幅式光学相机、全景相机、数码相机，光机扫描仪、光电扫描仪、CCD线阵、面阵扫描仪、微波散射计雷达测高仪、激 光扫描仪和合成孔径雷达等，几乎覆盖了可透过大气窗口的所有电磁波段成像方式从被动 式遥感传感器发展到主动式遥感传感器17、 各国政府及企业发射众多的遥感卫星，说明了什么问题？说明各国越来越重视遥感卫星在各领域的重要性，特别是在对国防，民生的重要性发 射遥感卫星的数量够多，获取的数据足够多元化，才能对其它行业的发展提供足够的基础数 据。

例如：高分辨率卫星可以更快捷、更经济地获得最新地球影像微观信息，可以从大尺度 范围对地球目标进行观测；还可以部分替代航空遥感，广泛应用于城市、港口、土地、森林、 环境、灾害的调查，军事目标动态监测和国家级数据库的建设、更新高分辨率卫星是发射 量最多的遥感卫星种类中分辨率卫星可用与陆地资源调查，变化监测、灾害监测对国民 经济有着极大的贡献一个国家必须拥有自己的遥感卫星，这样国家命脉、国防安全才能掌 握在自己手里，民生才能得到保障18、 以多光谱扫描仪为例，叙述获取地面影像的过程采用了多光谱摆扫成像的原理，依靠探测元件和扫描镜对目标地物以瞬时视场为单位进 行逐行取样，得到目标地物的电磁辐射特性等信息，形成一定谱段的影像其中每个探测器的瞬时视场为86urad,卫星高915KM，扫描瞬间每个像元的地面分 辨率为79M*79M,每个波段由六个相同大小的探测元与飞行方向平行排列，每扫描一次每个 波段获取六条扫描线影像平台不断的飞行，扫描线会与前进方向成垂直关系，而覆盖连续 的扫描线，可以进行扫描线的衔接，因而得到一条相互衔接且连续的地面影像19、 比较主动式传感器与被动式传感器成像的相同点与不同点。

以ETM+、CCD、RADAR 影像为例进行说明被动式成像利用太阳光作为照明源，主动式利用发射的电磁波作为照射源； 被动式是根据系统视角记录数据的，主动式在于它是根据回波时间记录的数据； ETM+、CCD主要是太阳光照射到物体上，不同的物体反射的波是不一样的，根据物体 的波普特性曲线，来识别物体的性质ETM+的影像覆盖八个光谱波段（可见光波段、红外波段、微米全色波段），时间分辨 率是16天随扫描角的变化，ETM+的影像会产生全景畸变，它的影像还需要扫描线的衔 接与CCD不同，ETM+还存在着温度分辨率的问题，温度越高，影像越亮，色调越浅CCD的影像同样需要扫描线的衔接，CCD获取的影像可以保证定位精度，空间分辨率比 ETM+高，但覆盖的光谱波段比ETM+少（SPOT只有四个谱段），对短波的探测能力较弱雷达是用人工方法向目标发射某一波长的微波讯号，用仪器接收目标物反射的回波， 根据他们反射回来的微波特征的不同识别物体；雷达的影像可以获取当地的三维地表信 息；雷达的扫描方式与CCD、ETM+。