目录
第1章绪论 (1)
§1.1遥感的基本概念 (1)
1.1.1 遥感概述 (1)
1.1.2 遥感技术系统 (2)
1.1.3 遥感的分类 (2)
§1.2遥感技术的形成与发展 (4)
1.2.1 遥感发展历史 (4)
1.2.2 中国遥感技术发展概况 (6)
1.2.3 遥感技术发展趋势 (6)
§1.3遥感技术应用简介 (7)
1.3.1 在军事方面的应用 (7)
1.3.2 在地学方面的应用 (7)
1.3.3 在环境方面的应用 (8)
1.3.4 在测绘方面的应用 (8)
1.3.5 在农林方面的应用 (9)
第1章绪论
遥感技术是近年来蓬勃发展起来的一门综合性学科——空间信息科学。它的功能和价值引起了许多学科和部门的重视，特别在资源勘测、环境管理、全球变化、动态监测等方面，显示了无与伦比的优越性，获得愈来愈广泛的应用，是地球科学和资源环境学科开展研究的基本方法，成为信息科学的主要组成部分和重要支撑技术体系。
§1.1 遥感的基本概念
1.1.1 遥感概述
1 遥感概念
遥感的英文是“Remote Sensing”，意即“遥远的感知”，在日本叫“远隔探知”或“远隔探查”。其科学含义一般理解为：在遥远的地方，感测目标物的“信息”，通过对信息的分析研究，确定目标物的属性及目标物之间的关系。也就是说：不与目标物接触，凭借其发来的某些信息，识别目标。所以有人将遥感技术作为一种侦察技术。
根据遥感的这一概念，人和动物都具有一定的遥感本领。例如人的眼睛识别物体的过程就是一种遥感过程，它是靠物体的色调、亮度、以及物体的形状，大小等信息，来判定物体的属性。蝙蝠能发射超声波，并用接收到的回波来判断障碍物的距离、方位和属性。现代遥感技术就是模仿自然界中的遥感现象和过程而产生的。
目前，对遥感的较一致定义是：在远离被测物体或现象的位置上，使用一定的仪器设备，接收、记录物体或现象反射或发射的电磁波信息，经过对信息的传输、加工处理及分析与解译，对物体及现象的性质及其变化进行探测和识别的理论与技术。
2遥感基本过程
现代遥感技术的基本过程是：在距目标物几米至几千公里的距离以外，以汽车、飞机和卫星等为观测平台，使用光学、电子学和电子光学等探测仪器，接收目标物反射、散射和发射来的电磁辐射能量，以图像胶片或数字磁带形式进行记录；然后把这些信息传送到地面接收站，接收站把这些遥感数据和胶片进一步加工成遥感资料产品；最后结合已知物体的波谱特征，从中提取有用信息，识别目标和确定目标物间的相互关系。因此说遥感是一个接收、传送、处理和分析遥感信息，并最后识别目标的复杂技术过程。如图1-1所示：
图1-1 遥感过程与技术系统
1.1.2 遥感技术系统
现代遥感技术一般由四部分组成：遥感平台、传感器、遥感数据接收与处理系统、遥感资料分析解译系统，其中遥感平台、传感器和数据接收与处理系统是决定遥感技术应用成败的三个主要技术因素，遥感分析应用工作者必须对它们有所了解和掌握。
1 遥感平台(Platform,Cassies)
在遥感中搭载遥感仪器的工具称为平台或载体，它既是遥感仪器赖以工作的场所，又是遥感中“遥”字的具体表现。平台的运行特征及其姿态稳定状况直接影响遥感仪器的性能和遥感资料的质量。目前遥感平台主要有汽车、飞机、火箭和卫星等。
2 传感器(Remote Sensor)
在遥感中，收集、记录和传送遥感信息的装置称为传感器，它是遥感的核心，“感”字的体现。目前应用的传感器主要有：摄影机、摄像仪、扫描仪、雷达、光谱辐射计、高度计等。平台和传感器代表着遥感技术的水平。
3 遥感数据接收处理系统
为了接收从遥感平台传送来的图像胶片和数字磁带数据，必须建立地面接收站。地面接收站是由地面数据接收和记录系统(TRRS)，图像数据处理系统(IDPS)两个部分所组成的，地面数据接收和记录系统的大型抛物天线，能够接收遥感平台发回的数据，这些数据是以电信号的形式传来的，经检波后，被记录在视频磁带上。然后把这些视频磁带，数据磁带或其它形式的图像资料等，送往图像数据处理机构。图像处理机构的任务是将数据接收和记录系统记录在磁带上的视频图像信息和数据，进行加工处理和贮存。最后根据用户的要求，制成一定规格的图像胶片和数据产品，作为商品提供给用户。
4 分析解译系统
用户得到的遥感资料，是经过预处理的图像胶片或数据，然后再根据各自的应用目的，对这些资料进行分析、研究、判断解释，从中提取有用信息，并将其翻译成为我们所用的文字资料或图件，这一工作称为“解译”。目前，解译已经形成一套技术系统。
①常规目视解译技术所谓常规目视解译是指人们用手持放大镜或立体镜等简单工具，凭借解译人员的经验，来识别目标物的性质和变化规律的方法。由于目视解释不需要特殊仪器，简单方便，在野外和室内都可进行。既能获得一定的效果，还可验证仪器方法的准确程度，所以它是一种最基本的解译方法。但是，目视解译既受解译人员专业水平和经验的影响，也受眼睛视觉功能的限制，并且速度慢，不够精确。
②电子计算机解译技术电子计算机解译是20世纪末发展起来的一种解译方法，它利用电子计算机对遥感影像数据进行分析处理，提取有用信息，进而对待判目标实行自动识别和分类。该技术既快速准确，又能直接得到解译结果，是遥感分析解译的发展方向。
1.1.3 遥感的分类
自从遥感问世以来，由于其应用领域广，涉及学科多，各界学者所站的立场不同，所以对遥感的提法很不统一，诸如航空与航天遥感，主动与被动遥感，红外与多光谱遥感，农业、地质遥感等。追其原因主要是各人对遥感分类所持根据不同。
遥感技术根据所使用的平台不同，可分为四种：
①地面遥感平台与地面接触，对地面、地下或水下所进行的遥感和测试，常用平台为汽车、船舰、三角架、塔等。地面遥感是遥感的基础。
②航空遥感平台为飞机或气球，是从空中对地面目标的遥感。它的特点是灵活性大，图像清晰，分辨力高，并且历史悠久，形成了较完整的理论和应用体系。它还可进行各种遥感试验和校正工作。
③航天遥感以卫星、火箭和航天飞机为平台，从外层空间对地球目标物所进行的遥感。它是七十年代发展起来的一种现代遥感技术。其特点是数百公里的高度上，对大范围地区成像，系统收集地表及其周围环境的各种信息，便于宏观地研究各种自然现象和规律；能对同一地区周期性地重复成像，发现和掌握自然界的动态变化和运动规律；能迅速地获得所覆盖地区的各种自然现象的最新资料；不受沙漠、冰雪、高山、海洋和国界等现象和条件的限制，对任何地区都能成像。
④航宇遥感利用人造行星，对地球以外的星球所进行的遥感，目前刚刚开始试验。
2 根据电磁波谱的分类
根据传感器所接收的电磁波谱，遥感技术可分为五种：
①可见光遥感只收集与记录目标物反射的可见光辐射能量，所用传感器有摄影机、扫描仪、摄像仪等。
②红外遥感收集与记录目标物发射或反射的红外辐射能量，所用传感器有摄影机、扫描仪等。
③微波遥感收集与高录目标物发射或反射的微波能量，所用传感器有微波扫描仪，微波辐射计、雷达、高度计等。
④多光谱遥感把目标物辐射来的电磁辐射分割成若干个窄的光谱带，然后同步探测，同时得到一个目标物不同波段的多幅图像。现在使用的多光谱遥感传感器有多光谱摄影机、多光谱扫描仪和反束光导管摄像仪等。
⑤紫外遥感收集与记录目标物的紫外辐射能，目前还在探索阶段。
3 根据电磁辐射能源的分类
根据传感器所接收的能量来源，可把遥感技术分为主动和被动遥感两种：
①被动遥感指不利用人工辐射源，而是直接接收与记录目标物反射的太阳辐射或者目标物本身发射的热辐射遥感。其中目标物反射的电磁波来源不在目标物本身，而是太阳，所以也有人将这种遥感方式称他动遥感。
②主动遥感是指使用人工辐射源从平台上先向目标发射电磁辐射，然后接收和记录目标物反射或散射回来的电磁波的遥感。如雷达、闪光摄影等属此。
另有人主张不管主动还是被动式，只要不和待测物体接触都属遥感，而与待测物体接触，测得的结果经通信系统传递到远处为人们所知的则称遥测；也有人认为多数遥感属被动式，可将其简称为遥感，而把主动遥感称为遥测。
根据用户的具体应用情况，可将遥感分为地质遥感、农业遥感、林业遥感、水利遥感、环境遥感等。
5 根据遥感资料的显示形式，获得方式和波长范围的分类
根据遥感资料的显示形式，获得方式和波长范围等综合指标，遥感技术可分成以下类型体系：图像方式遥感和非图像方式遥感。
①图像方式遥感 图像方式遥感是把目标物发射或反射的电磁波能量分布以图像色调深浅来表示，如图1-2所示。
图1-2 图像方式遥感分类
②非图像方式遥感 非图像方式遥感是记录目标物发射或反射的电磁辐射的各种物理参数，最后资料为数据或曲线图，主要包括以下方式：光谱辐射计、散射计、高度计等。
§1.2 遥感技术的形成与发展
1.2.1 遥感发展历史
任何一门科学和技术，在其整个形成与发展过程中，总是和时代的发展和要求相一致，不可能超越时代，遥感技术当然也不例外。它的形成是与空间科学、传感技术、信息科学、宇航技术、通讯技术以及电子计算机技术的发展相联系，与军事侦察、环境监测、资源开发利用和全球变化的需要相适应的。
20世纪50年代以来，随着科学技术的发展，在普通照相机和飞机的基础上，一些新的信息探测系统相继出现。人类观测电磁辐射的能力从可见光扩展到了紫外、红外、微波
等，对目标物信息的收集方式从摄影到非摄影；资料由像片到数据(非图像)；平台由汽车、飞机发展到了卫星、火箭；应用研究从军事、测绘领域扩展到了农、林、水、气象、地质、地理、环境和工程等部门。这就需要引进一个新的术语，以便概括这种信息探测系统及其过程。1960年美国学者伊林·Ｌ·布鲁伊特(Evelyn.L.Pruitt)提出“遥感”这一科学术语，1962年在美国密执安大学召开的《国际环境科学遥感讨论会》上，这一名词被正式通过，从此就标志着遥感这门新学科的形成。
但是，在遥感一词出现以前，就已产生了遥感技术。发展至今，大体经历了三个阶段：常规航空摄影阶段、航空遥感阶段和航天遥感阶段。
1 常规航空摄影阶段(20世纪30年代以前)
根据遥感的概念，1826年摄影技术的发明就标志着遥感技术的诞生。但在1839年以前主要是进行地面摄影。1858年法国人Ｇ·Ｆ·图纳乔（Tournachon）用系留气球摄取了巴黎的“鸟瞰”像片，1859年Ｊ.Ｗ.布莱克(Black)乘气球在空中拍摄了波士顿的像片。此时所用的平台为气球、风筝、鸽子等，影像质量也较差。
1903年W·莱特(Wright)和O·莱特(Wright)发明了飞机，为航空摄影创造了条件，1903年4月24日意大利人威尔伯·赖特驾驶的飞机拍摄了第一张航空像片，1913年根据摄影像片制作了地形图并研制出了立体制图仪，1915年开始生产航摄相机。20世纪20年代以来许多摄影测量仪器相继出现，如蔡斯的精密立体测图仪、多倍仪，1924年产生了彩色胶片，航空摄影正式问世。初期，航空摄影主要用于摄影测量和军事，后来资料应用逐渐向民用部门发展，像片判读技术开始出现并得到迅速的发展，关于摄影测量和判读技术方面的书刊也陆续出版。
2 航空遥感阶段(20世纪30年代－60年代)
20世纪30年代起，航空像片除用于军事外，被广泛应用于地学领域中，以认识地理环境和编制各种专题地图。1930年美国开始进行全国航测，编制中小比例尺地形图和为农业服务的大比例尺专题地图。其后，西欧、苏联等也开始了全国性的航测，与此相应的航测理论和技术都有了迅速发展。1931年出现了感红外的航摄胶片，首次获得了目标物的不可见信息，1937年进行了首次彩色航摄，生产出假彩色红外胶片，并探索进行多光谱和紫外航空摄影。第二次世界大战期间开始应用雷达和红外探测技术，到了50年代，非摄影成像的扫描技术和侧视雷达技术开始产生并应用，打破了用胶片所能响应的波段范围限制，使遥感技术发展到了航空遥感阶段。
随着探测技术的进步，培养专业人员和进行理论研究的工作也得到了相应的发展。1941年A·J·厄德莱（Eardey）的《航空像片：应用与判读》，J·W·巴格莱（Bagley）的《航空摄影与航空测量》等著作出版；美国于1949年在大学中开始开设航摄和像片判读课程，1949年国际地理学会设立了航片应用委员会，1945年美国就创刊出版了《摄影测量工程学》杂志，1975年改名为《摄影测量工程和遥感》。
自从航空遥感问世以来，在国民经济的各个领域，尤其是环境科学、地质学、地理学、农学、林学以及军事侦察方面的应用，取得了很大的成绩，成为对自然资源考察和研究的一个重要手段和基本工具。但是，航空遥感在探测距离上不是很远，传感器覆盖的面积小，取得资料速度慢且数量少，这就促使遥感技术向前发展。
3 航天遥感阶段(20世纪60年代以来)
随着空间技术的发展，1957年苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星，从此，遥感平台从飞机发展到了卫星和飞船。20世纪60年代初，美国从“云雨”(Nimbus)、“泰罗斯”(Tiros)等气象卫星和双子星座(Glimni)、阿波罗(Apllo)飞船上，拍摄了地面像片。后来发射了陆地卫星、气象卫星、海洋卫星等。同时，在传感器方面，继红外片后，多光谱相机，多波段扫描仪，微波辐射计，合成孔径侧视雷达，电视摄象仪等新型传感器陆续问世，使得遥感技术由航空遥感发展到了航天遥感阶段。
在获得遥感资料的技术迅速发展的同时，遥感资料的分辨率和精度也不断提高，遥感图像的分析解译与资料处理技术也取得了飞跃的进步，遥感理论的研究获得了重大成就，培养遥感专业人材的工作也得到了迅速发展，资料被广泛地应用于各个领域，并取得了显著成就，国际交流也日益增多。
1.2.2 中国遥感技术发展概况
20世纪30年代，我国在极少数城市进行过航空摄影，系统的遥感技术发展起始于20世纪50年代初期，主要是引进常规航空摄影技术，进行了大面积航空摄影，并开始航测成图和航空像片的综合利用(主要是进行自然资源勘测)，到了60年代航空摄影与航空像片的应用已形成了一套完整的体系。
70年代以来，随着国际遥感技术的飞速发展，我国开始引进和研究现代遥感技术，一方面是从国外购进一批陆地卫星影像和少量仪器设备，开展图像的解译应用工作；另一方面积极开展我国自己的遥感研究工作，多次发射和回收地球卫星，开展不同自然地理区域的航空遥感试验和地物波谱测试工作，研制成功了多光谱相机、多光谱扫描仪、红外扫描仪、微波辐射计、激光测高仪、合成孔径侧视雷达等各种类型的传感器、彩色合成仪和密度分割仪，数字图像处理系统也研制成功；并建立了地面接收站和发射了资源卫星(科学探测与技术试验卫星、气象卫星、地球资源卫星等)。
在遥感理论研究和人材培养上，中国科学院、高等院校和一些应用部门陆续成立了遥感研究、教育机构，从事理论研究和应用工作，设置了专门培养遥感技术人才的遥感专业和学科，许多专业开设了遥感课程，国家成立了空间科学技术委员会和遥感技术中心，组织、领导和协调全国的遥感工作，积极开展与国外的技术与人才交流。
1.2.3 遥感技术发展趋势
目前，世界范围内遥感技术的发展趋势表现在以下几方面：
①进行地面、航空、航天的多层次综合遥感，建立地球环境卫星观测网络，系统地获取地球表面不同分辨力的遥感图像数据。
②传感器向电磁波谱全波段覆盖，立体遥感，器件固体化、小型化，高分辨力，高灵敏度与高光谱方向发展。
③遥感图像信息处理已实现光学——电子计算机混合处理及实时处理，图像处理与地学数据库结合，建立遥感信息系统，引进人工神经网络、小波变换、分形技术、模糊分类与专家系统等技术和理论，进行自动分类与模式识别。
④加强地物波谱形成机制与遥感信息传输理论进行研究，建立地物波谱与影像特征的关系模型，实现遥感分析解译的定量化和精确化。
⑤遥感(Remote Sensing,简称RS)、地理信息系统(Geographic Information System, 简称GIS)与全球定位系统(Global Positioning System, 简称GPS)相互依存，共同发展，构成一体化的技术体系，被广泛地应用于资源开发利用、环境治理评估、区域发展规划、市政工程建设和交通安全管理等领域，成为资源环境、地球科学、测绘勘探、农林和水利部门开展工作的重要技术方法和辅助决策手段。
§1.3 遥感技术应用简介
遥感是一门综合性很强的空间技术科学，同时也是应用领域很广泛的应用科学。目前，它已经应用到几十个部门，取得了良好的成绩。现仅从以下几方面作一简单介绍。
1.3.1 在军事方面的应用
遥感技术最先是从军事上发展起来的，现在有许多技术方法和仪器设备还处在领先地位，不向民用部门推广。它在军事上的作用，在于可以进行立体侦察，及时地获取敌区的情报。如：
①利用红外遥感识别伪装第二次世界大战期间，英国利用红外彩色航摄，探出了德国在法阿拉斯北部Ｖ－１武器制造基地，而用黑白航空摄影进行过两个星期的重点侦察，均未发现目标。用机载红外扫描仪，侧视雷达可进行全天时、全天候侦察。
②军事侦察侦察卫星不侵犯领空，范围广，速度快，它占卫星总数的80％。分辨力过去较低，现在正逐步提高，由第一代的3－6ｍ，到第四代的0.3ｍ(大鹏(鸟)侦察卫星)。现在正向全天候、高分辨率实时传输发展。
1.3.2 在地学方面的应用
遥感为地质、地理、环境科学等方面的勘测提供了新的手段和最新资料，为地球宏观规律的研究，地球环境的监测和评价，自然资源的开发利用创造了有利条件。
1 地质方面
①地质构造对线状特征和圆形构造(环状断裂)判读效果相当好，如在非洲撒哈拉沙漠发现2500km的断裂带，陕北环状断裂，秦岭北麓的线型形迹和洪积扇群。
②岩石由于不同岩石的反射和发射谱波不同，因此在同一波段的图像上，不同岩石的影像会产生不同的色调和密度，据此可鉴定岩石种类。
③矿床勘探主要是根据矿床成因类型间接进行，利用雾状异常图像寻找石油，在沉积盆地环境中，只要有构造圈闭、含油褶皱基底的脆弱带等部位就可能发现石油的所在。如在安纳达盆地，发现雾状异常76处，其中59处与现有油气田相符。利用温度异常勘探煤矿、铜矿、地热资源，如在巴基斯坦境内找到一铜矿在断层裂隙交接带处，在断层及裂隙交接带处寻找内生金属矿床，利用现代沉积找砂矿。
2 海洋方面
利用遥感可测定海岸地形、浅海海底地貌、海流边界、方向、流速、海面温度、浮游生物区和生物量、盐分、水质等。
3 水文方面
①水资源利用红外摄影，发现雨水渗入地下，经过透水层流入海洋，由于海水温度高于地下水的温度，在像片上发现色调较深的地下水流入色调较浅的海水之中。如在夏威夷群岛附近浅海中找到200多处淡水。
②湖泊在南美发现了320个新的干盐湖和咸水湖，对原来86个的边界作了修改，并在86个地方画出了湖泊和季节潜水区。我国青藏高原，经过30多年的考察，有500多个湖泊，应用卫星影像又发现了300多个新的湖泊，对原有的许多位置、大小作了改正，并能划出一些咸、淡水湖。另外可反映水质、水深、泥沙等。
③河流利用遥感可查清大江、大河的源头，水流的特点，泥沙状况，河流变迁等；进行旱涝灾害监测、调查、预报与评价，调洪管理；利用不同年份的遥感影像，对比研究河流、湖泊、水库的演变过程和规律。
④冰雪利用卫星影像可测出雪盖面积，分布范围，雪线高度；分析冰川的进退，动态；监测海冰运动。
1.3.3 在环境方面的应用
①水污染利用红外遥感，可以区分出正常水和污染水，并能确定出其范围，测定水温、密度和追溯污染源。
②大气污染利用红外、微波，可获得大气的成分、温度、湿度、密度等资料。
③地表污染通过遥感，可以监测到某些污染物所引起的生态环境的变化，如植被、土地、地下水受污染情况。
④地震利用遥感随时监视断裂活动和地面升降，为地震预报提供依据。如美国在1973年利用遥感影像，在我国唐山地区发现几组地质断裂线的交会，1976年发生了震惊中外的唐山大地震。
⑤火山活动：通过遥感可以收集到放在火山口里的自动记录仪器记录的许多有关火山活动的信息，通过分析可作出预报。
1.3.4 在测绘方面的应用
遥感在测绘中的应用开始很早，现在已发展到了应用专门的卫星或卫星上配置专门的测绘传感器。
①制作地形图航空摄影测量是测制地形图的主要方法，目前已开始利用航天遥感资料制作地形图。如亚马孙流域的热带雨林地形图利用常规测法，需花70亿美元，100年才能完成，用侧视雷达，不到1年完成了1∶40万的雷达图像。喀麦隆用航测，20年完成了9％，侧视雷达仅90天就完成。
②校正更新现有地图据有关资料，现有地图70％资料不足，30％资料陈旧，用常规方法更新需50年。只有利用遥感资料才能快速、准确地校正更新。
③制作影像地图影像地图是最近发展起来的新图种，由遥感影像加上了等高线，符号注记形成。所以更形象、逼真、精确，具有信息量丰富，按模型比例尺自然选择，便于系列成图和观察动态变化等优点。如美国完成了1∶100万全美陆地卫星影像镶嵌图，我国完成了1∶250万中国陆地卫星影像镶嵌图。
④制作专题地图遥感影像信息量丰富，现势性强，各专业都可利用，制作各种专题地图，具成本低，时间少和质量高的特点。如美国试验用地面测量、航摄和卫星资料编制1∶100万～1∶25万的土地利用图，每平方公里的费用分别是20美元、６美元和0.4美元。
1.3.5 在农林方面的应用
遥感技术在农林方面的应用很广泛，有人认为农林是遥感的最大用户，也是遥感的最大受益者，特别是对一些发展中国家和国土面积较大的国家作用尤为明显。
①资源调查各种资源是人类赖以生存的基础，所以对其数量和质量进行掌握很必要，目前最好的方法就是遥感。现在主要是制作土地类型图、利用现状图、土壤类型图，进行森林资源、草场资源和土地资源清查、评价。
②资源监测各种资源因自然和人为影响时刻都发生变化，利用遥感可对其进行动态监测。如草场退化、森林减少、土壤沙土和盐渍化、水土流失等。
③作物估产利用遥感资料可确定作物种植面积，识别作物类型判定生长状况，再根据观测资料和实地调查，建立模式，确定单产，进行总产预报。有时要作样方调查，分层抽样调查等。这种估产对贸易、储运、加工具有重要意义。
④病虫害监测预报病害虫是农林生产的大敌，可破坏植物体叶绿素，引起植物体的波谱特性发生变化。它的产生与生态条件有关，利用遥感可以监测到病虫害的产生和生长环境，进而预报。
⑤生产管理根据作物生长过程的遥感影像和作物生长日志，确定作物的长势和需要水肥情况，适时进行灌溉和施肥，也可发现灾情，及时采取防灾救灾措施。
第一章 1、遥感的定义：通过不接触被探测的目标，利用传感器获取目标数据，通过对数据进行分析，获取被探测目标、区域和现象的有用信息 2、广义的遥感：在不直接接触的情况下，对目标物或自然现象远距离感知的一种探测技术。 3、狭义的遥感：指在高空和外层空间的各种平台上，应用各种传感器（摄影仪、扫描仪和雷达等）获取地表的信息，通过数据的传输和处理，从而实现研究地面物体形状、大小、位置、性质以及环境的相互关系。 4、探测依据：目标物与电磁波的相互作用，构成了目标物的电磁波特性。（信息被探测的依据）传感器能收集地表信息，因为地表任何物体表面都辐射电磁波，同时也反射入照的电磁波。地表任何物体表面，随其材料、结构、物理/化学特性，呈现自己的波谱辐射亮度。 5、遥感的特点：1)手段多，获取的信息量大。波段的延长（可见光、红外、微波）使对地球的观测走向了全天候全天时。 2)宏观性，综合性。覆盖范围大，信息丰富，一景TM影像185×185km2，可见的，潜在的各类地表景观信息。 3)时间周期短。重复探测，有利于进行动态分析 6、遥感数据处理过程 7、遥感系统：1）被探测目标携带信息 2）电磁波辐射信息的获取 3）信息的传输和记录 4）信息的处理和应用 第三章 1、电磁波的概念：在真空或物质中电场和磁场的相互振荡以及振动而进行传输的能量波。 2、电磁波特征（特征及体现）：1)波动性：电磁辐射以波动的形式在空间中传播 2)粒子性：以电磁波形式传播出去的能量为辐射能，其传播也表现为光子组成的粒子流的运动 紫外线、X射线、γ射线——粒子性 可见光、红外线——波动性、粒子性 微波、无线电波——波动性 3、叠加原理：当空间同时存在由两个或两个以上的波源产生的波时，每个波并不因其他的波的存在而改变其传播规律，仍保持原有的频率（或波长）和振动方向，按照自己的传播方向继续前进，而空间相遇的点的振动的物理量，则等于各个独立波在该点激起的振动的物理量之和。 4、相干性与非相干性：由叠加原理可知，当两列频率、振动方向相同，相位相同或相位差恒定的电磁波叠加时，在空间会出现某些地方的振动始终加强，另一些地方的振动始终减弱或完全抵消，这种现象叫电磁波的相干性。没有固定相位关系的两列电磁波叠加时，没有一定的规律可循，这种现象叫电磁波的非相干性
二、辨析题 1.在真彩色合成影像中植被呈现绿色。(5分) 答：正确。 植物在绿光波段（0.52-0.6μm）有一个反射峰值，两侧0.45μm（蓝）和0.67μm （红）则有两个吸收带，TM3、2、1按照红绿蓝顺序合成刚好符合植物的反射特性，并且TM1、TM2、TM3波段的波谱范围大致与自然界中的蓝、绿、红相仿，故植物在真彩色合成影像中呈现绿色。 三、简答题 1.为了使图像直方图匹配获得更好的结果，两幅影像应具有哪些相似的特征？（5分） 答：(1) 图像直方图总体形状应类似； (2) 图像中黑与亮特征应相同； (3) 对某些应用，图像的空间分辨率应相同； (4) 图像上地物分布应相同，尤其是不同地区的图像匹配； (5) 如果一幅图像里有云，而另一幅没有云，那么在直方图匹配前，应将其中一幅 里的云去掉。 2.伪彩色增强有哪几种方法？ 答：伪彩色增强的方法有： (1)假彩色合成:将一幅自然彩色图像或者是同一景物的多光谱图像通过影射函数变换成新的三基色分量进行彩色合成，使增强图像中各目标呈现出与原图像中不同的彩色的技术称为假彩色增强技术。 (2)真彩色合成：指从多多波段图像中选择其中三幅影像在显示屏上合成一幅影像，该三幅影像的波段范围与自然界中的红绿蓝光的波长范围大致相同。 (3)伪彩色变换：由输入的单波段影像，通过3个独立的数学变换，产生R、G、B，3个分量影像，然后合成为伪彩色影像。彩色的含量由变换函数的形状决定。 3.简述多光谱四则运算的作用 (1)减法运算：当为两个不同波段的图像时，通过减法运算可以增加不同地物间光谱反射率以及在两个波段上变化趋势相反时的反差。当为两个不同时相同一波段图像相减时，可以提取波段间的变化信息。 (2)加法运算：通过加法运算可以加宽波段，如绿色波段和红色波段图像相加可以得到近似全色图像；而绿色波段、红色波段和近红外波段图像相加可以得到全色红外图像。 (3)乘法运算：乘法运算和加法运算结果类似。 (4)除法运算：通过比值运算能压抑因地形坡度和方向引起的辐射量变化，消除地形起伏的影响。也可以增强某些地物之间的反差。如植物、土壤、水在红色波段和红外波段反射率是不同的，通过比值运算可以加以区分。 四、计算题
第一章电磁波及遥感物理基础 名词解释： 1、电磁波 （变化的电场能够在其周围引起变化的磁场，这一变化的磁场又在较远的区域内引起新的变化电场，并在更远的区域内引起新的变化磁场。） 变化电场和磁场的交替产生，以有限的速度由近及远在空间内传播的过程称为电磁波。 2、电磁波谱 电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减顺序排列，就能得到电磁波谱。 3、绝对黑体 对于任何波长的电磁辐射都全部吸收的物体称为绝对黑体。 4、辐射温度 如果实际物体的总辐射出射度（包括全部波长）与某一温度绝对黑体的总辐射出射度相等，则黑体的温度称为该物体的辐射温度。 5、大气窗口 电磁波通过大气层时较少被反射、吸收和散射的，透过率较高的电磁辐射波段。 6、发射率 实际物体与同温下的黑体在相同条件下的辐射能量之比。 7、热惯量 由于系统本身有一定的热容量，系统传热介质具有一定的导热能力，所以当系统被加热或冷却时，系统温度上升或下降往往需要经过一定的时间，这种性质称为系统的热惯量。（地表温度振幅与热惯量P成反比，P越大的物体，其温度振幅越小；反之，其温度振幅越大。）8、光谱反射率 ρλ=Eρλ/ Eλ(物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比。) 9、光谱反射特性曲线 按照某物体的反射率随波长变化的规律，以波长为横坐标，反射率为纵坐标所得的曲线。 填空题： 1、电磁波谱按频率由高到低排列主要由γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波等组成。 2、绝对黑体辐射通量密度是温度Ｔ和波长λ的函数。 3、一般物体的总辐射通量密度与绝对温度和发射率成正比关
系。 4、维恩位移定律表明绝对黑体的最强辐射波长λ乘绝对温度T 是常数。当绝对黑体的温度增高时，它的辐射峰值波长向短波方向移动。 5、大气层顶上太阳的辐射峰值波长为μm 选择题：(单项或多项选择) 1、绝对黑体的（②③） ①反射率等于1 ②反射率等于0 ③发射率等于1 ④发射率等于0。 2、物体的总辐射功率与以下那几项成正比关系（②⑥） ①反射率②发射率③物体温度一次方 ④物体温度二次方⑤物体温度三次方⑥物体温度四次方。 3、大气窗口是指（③） ①没有云的天空区域②电磁波能穿过大气层的局部天空区域 ③电磁波能穿过大气的电磁波谱段④没有障碍物阻挡的天空区域。 4、大气瑞利散射（⑥） ①与波长的一次方成正比关系②与波长的一次方成反比关系 ③与波长的二次方成正比关系④与波长的二次方成反比关系 ⑤与波长的四次方成正比关系⑥与波长的四次方成反比关系⑦与波长无关。 5、大气米氏散射（②） ①与波长的一次方成正比关系②与波长的二次方成反比关系③与 波长无关。 问答题： 1、电磁波谱由哪些不同特性的电磁波组成它们有哪些不同点，又 有哪些共性 电磁波组成：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。不同点：频率不同（由低到高）。 共性：a、是横波；b、在真空以光速传播；c、满足f*λ=c E=h*f； d、具有波粒二象性。 遥感常用的波段：微波、红外、可见光、紫外。 2、物体辐射通量密度与哪些因素有关常温下黑体的辐射峰值波 长是多少 有关因素：辐射通量（辐射能量和辐射时间）、辐射面积。 常温下黑体的辐射峰值波长是μm 。 3、叙述植物光谱反射率随波长变化的一般规律。 植物：分三段，可见光波段（～μm）有一个小的反射峰，位置在μm
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。
学习好资料欢迎下载 绪论 1、遥感的概念：在不直接接触的情况下，在地面，高空和外层空间的各种平台上，运用各 种传感器获取各种数据，通过传输，变换和处理，提取有用的信息，实现研究地物空间形状、 位置、性质、变化及其与环境的关系的一门现代应用技术学科。 遥感概念：在不直接接触的情况下，对目标或自然现象远距离探测和感知的一种技术。 2、遥感的分类：按照遥感的工作平台分类：地面遥感、航空遥感、航天遥感。 按照探测电磁波的工作波段分类：可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多光谱遥感等。 按照遥感应用的目的分类：环境遥感、农业遥感、林业遥感、地质遥感等。 按照资料的记录方式：成像方式、非成像方式。 按照传感器工作方式分类：主动遥感、被动遥感。 3、遥感起源于航空摄影、摄影测量等。 第一章 1、电磁波：通过变化电场周围产生变化的磁场，而变化的磁场又产生变化的电场之间的相 互联系传播的过程。电磁波的特性：具有二象性，即波动性（干涉、衍射、偏振现象）和粒 子性。 2、波长最长的是无线电波，最短的是γ 射线。 3、电磁波谱图：按电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减顺序排列制成的图案。 4、地物的反射率概念：地物对某一波段的反射能量与入射能量之比。反射率随入射波长变 化而变化。反射类型：漫反射、镜面反射、方向反射。 5、影响地物反射率的 3 个因素：入射电磁波的波长，入射角的大小，地表颜色与粗糙程度。 附：影响地物光谱反射率变化的因素： a 太阳的高度角和方位角。 B 传感器的观测角和方位角 c 不同的地理位置 d 地物本身的变异 e时间、季节的变化 6、地物反射光谱曲线：根据地物反射率与波长之间的关系而绘成的曲线。 1.不同地物在不 同波段反射率存在差异 2. 同类地物的反射光谱具有相似性，但也有差异性。不同植物；植 物病虫害 3. 地物的光谱特性具有时间特性和空间特性。（同物异谱，同谱异物）。 7、地物发射电磁波的能力以发射率作为衡量标准；地物的发射率是以黑体辐射作为参照 标准。 8、绝对黑体：对任何波长的电磁波辐射都全部吸收的物体。（灰体发射率小于1）。 9、黑体辐射的三个特性： a.辐射通量密度随波长连续变化，每条曲线只有一个最大值。 b. 温度越高，辐射通量密度越大，不同温度的曲线不同。（绝对黑体表面，单位面积发出的总 辐射能与绝对温度的四次方成正比） c.随着温度的升高，辐射最大值所对应的波长向短波方向 移动。（维恩位移定律） 10、大气的垂直分层：对流层（航空遥感活动区）、平流层、电离层和外大气层。在可见光波段， 引起电磁波衰减的主要原因是分子散射。在紫外、红外与微波区，引起衰减的主要原因是大气吸 收。引起大气吸收的主要成分是：氧气、水（ 0.7~1.95）、臭氧（ 0.3 以下）、二氧化碳 （ 2.6~2.8）。 11、散射作用：太阳辐射在长波过程中遇到小微粒而使传播方向改变，并向各个方向散开。 改变了电磁波的传播方向；干扰传感器的接收；降低了遥感数据的质量、影像模糊，影响判 读。 12、三种散射方式：米氏散射：当微粒的直径与辐射波长差不多时的大气散射。 均匀散射：当微粒的直径比辐射波长大得多时发生的散射。 瑞利散射：当微粒的直径比辐射波长小得多时发生的散射。 13、大气窗口的概念：通过大气而较少被反射、吸收或散射，衰减程度较小，透过率较高的
学习-----好资料 第一章电磁波及遥感物理基础 一、名词解释： 1遥感：（1）广义的概念：无接触远距离探测（磁场、力场、机械波）； （2）狭义的概念：在遥感平台的支持下，不与目标地物相接触，利用传感器从远处将目标 地物的地磁波信息记录下来，通过处理和分析，揭示出地物性质及其变化的综合性探测技术。2、电磁波：变化的电场和磁场的交替产生，以有限的速度由近及远在空间内传播的过程称为电磁波。 3、电磁波谱：将电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减依次排列为一个序谱，将此序谱称为电磁波谱。 4、绝对黑体：对于任何波长的电磁辐射都全部吸收的物体称为绝对黑体。 5、绝对白体：反射所有波长的电磁辐射。 6、光谱辐射通量密度：单位时间内通过单位面积的辐射能量。 8、大气窗口：电磁波通过大气层时较少被反射、吸收和散射的，透过率较高的电磁辐射波 段。 11、光谱反射率：p =P P/P O X 100%，即物体反射的辐射能量P P占总入射能量R的百分比，称为反射率p。 12、光谱反射特性曲线：按照某物体的反射率随波长变化的规律，以波长为横坐标，反射率为纵坐标所得的曲线。 二、填空题： 1、电磁波谱按频率由高到低排列主要由丫射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波等组成。 2、绝对黑体辐射通量密度是温度T 和波长入的函数。（19页公式） 3、一般物体的总辐射通量密度与绝对温度和发射率成正比关系。 4、维恩位移定律表明绝对黑体的最强辐射波长入乘绝对温度T是常数2897.8。当绝对 黑体的温度增高时，它的辐射峰值波长向短波方向移动。 5、大气层顶上太阳的辐射峰值波长为0.47 卩m。 三、选择题：（单项或多项选择） 1、绝对黑体的（②③） ①反射率等于1②反射率等于0③发射率等于1④发射率等于0。
A卷参考答案要点 名词解释 1．绝对黑体：指能够全部吸收而没有反射电磁波的理想物体。 2．大气窗口：大气对电磁波有影响，有些波段的电磁波通过大气后衰减较小，透过率较高的波段。3．图像融合：由于单一传感器获取的图像信息量有限，难以满足应用需要，而不同传感器的数据又具有不同的时间、空间和光谱分辨率以及不同的极化方式，因此，需将这些多源遥感图像按照一定的算法，在规定的地理坐标系，生成新的图像，这个过程即图像融合。 4．距离分辨力：指测视雷达在发射脉冲方向上能分辨地物最小距离的能力。它与脉冲宽度有关，而与距离无关。 5．特征选择：指从原有的m个测量值集合中，按某一规则选择出n个特征，以减少参加分类的特征图像的数目，从而从原始信息中抽取能更好的进行分类的特征图像。即使用最少的影像数据最好的进行分类。 二、简答题（45） 1．分析植被的反射波谱特性。说明波谱特性在遥感中的作用。 由于植物进行光合作用，所以各类绿色植物具有相似的反射波谱特性，以区分植被与其他地物。 （1）由于叶绿素对蓝光和红光吸收作用强，而对绿色反射作用强，因而在可见光的绿波段有波峰，而在蓝、红波段则有吸收带； （2）在近红外波段（0.8-1.1微米）有一个反射的陡坡，形成了植被的独有特征； （3）在近红外波段（1.3-2.5微米）受绿色植物含水量的影响，吸收率大增，反射率大大下降；但是，由于植被中又分有很多的子类，以及受到季节、病虫害、含水量、波谱段不同等影响使得植物波谱间依然存在细部差别。 波谱特性的重要性： 由于不同地物在不同波段有着不同的反射率这一特性，使得地物的波谱特性成为研究遥感成像机理，选择遥感波谱段、设计遥感仪器的依据；在外业测量中，它是选择合适的飞行时间和飞行方向的基础资料；有效地进行遥感图像数字处理的前提之一；用户判读、识别、分析遥感影像的基础；定量遥感的基础。 2．遥感图像处理软件的基本功能有哪些？ 1）图像文件管理——包括各种格式的遥感图像或其他格式的输入、输出、存储以及文件管理等； 2）图像处理——包括影像增强、图像滤波及空间域滤波，纹理分析及目标检测等； 3）图像校正——包括辐射校正与几何校正； 4）多图像处理——包括图像运算、图像变换以及信息融合； 5）图像信息获取——包括直方图统计、协方差矩阵、特征值和特征向量的计算等； 6）图像分类——非监督分类和监督分类方法等； 7）遥感专题图制作——如黑白、彩色正射影像图，真实感三维景观图等地图产品； 8）三维虚拟显示——建立虚拟世界； 9）GIS系统的接口——实现GIS数据的输入与输出等。 3．遥感图像目视判读的依据有哪些，有哪些影响因素？ 地物的景物特征：光谱特征、空间特征和时间特征。 影响因素包括：地物本身复杂性，传感器的性能以及目视能力。
1：[论述题] 参考答案： 1、简述遥感概念及特点 遥感（Remote Sensing），从广义上说是泛指从远处探测、感知物体或事物的技术。即不直接接触物体本身，从远处通过仪器（传感器）探测和接收来自目标物体的信息（如电场、磁场、电磁波、地震波等信息），经过信息的传输及其处理分析，识别物体的属性及其分布等特征的技术。 ①感测范围大，具有综合、宏观的特点。 遥感从飞机上或人造地球卫星上。居高临下获取的航空像片或卫星图像，比在地面上观察视域范围大得多。又不受地形地物阻隔的影响，景观一览无余，为人们研究地面各种自然、社会现象及其分布规律提供了便利的条件。 ②信息量大，具有手段多，技术先进的特点。 遥感是现代科技的产物，它不仅能获得地物可见光波段的信息，而且可以获得紫外、红外，微波等波段的信息。不仅能用摄影方式获得信息，而且还可以用扫描方式获得信息。遥感所获得的信息量远远超过了用常规传统方法所获得的信息量。这无疑扩大了人们的观测范围和感知领域，加深了对事物和现象的认识。 ③获取信息快，更新周期短，具有动态监测特点。 遥感通常为瞬时成像，可获得同一瞬间大面积区域的景观实况，现实性好；而且可通过不同时相取得的资料及像片进行对比、分析和研究地物动态变化的情况（版图），为环境监测以及研究分析地物发展演化规律提供了基础。 ④其他特点 此外，遥感还真有用途广，效益高，资料性，全天候，全方位的特点。 2、遥感的分类 1、根据遥感平台的高度和类型分类 ①地面遥感：1.5~300m，车、船、塔，主要用于究地物光谱特征 ②航空遥感：9~50km，飞机、气球，较微观地面资源调查 ③航天遥感：100~36000km，卫星、飞船、火箭、天飞机、空间站 2、根据传感器的工作方式分类 ①主动遥感：雷达 ②被动遥感：被动接受地物反射、发射的电磁波：摄影机、扫描仪 3、根据遥感信息的记录方式分类 ①成像遥感：以图象方式记录：航空性片、卫星图象 ②非成像遥感：图形、电子数据：数字磁带、光盘 4、根据遥感使用的探测波段分类 ①紫外遥遥：0.3~0.4μm ②可见光遥感：0.4~0.76μm ③红外遥感：0.7~14μm ④微波遥感：0.1~30cm ⑤多波段遥感：0.5-0.6，0.6-0.7，0.7-0.8，0.8-0.9
第一章遥感概述 1、阐述遥感的基本概念。 2、 遥感探测系统包括哪几个部分？ 3、与传统对地观测手段比较，遥感有什么特点？举例说明。 4、遥感有哪几种分类？分类依据是什么？ 5、 试述当前遥感发展的现状及趋势。 第二章 遥感的物理基础 1、大气对通过其中传播的电磁波的散射有哪几类？他们各有什么特点。 2、 什么是大气窗口？常用于遥感的大气窗口有哪些？ 3、 综合论述太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。 4、请绘出小麦、湿地、沙漠、雪的典型光谱曲线图，并分别对这些光谱反射率曲线的特征及其成因作出说明。 5、 遥感某火电厂冷却水的热污染（温度梯度为90-50度），试问在哪个波段、选用何种传感器，在每天什么时刻及天气状况下，遥感最为有利，为什么（b=2.898×10-3m.K，计算精确到0.1um）。 6、 熟悉颜色的三个属性。明度、色调、饱和度，选取自然界的某些颜色例如：树叶、鲜花、土地等，比较它们三种属性区别。 7、 光的合成怎样推算新颜色？用色度图说明。 8、加色法和减色法在原理上有什么不同？举例说明什么时候用加色法，什么时候用减色法？ 9、 利用标准假彩色影像并结合地物光谱特征，说明为什么在影像中植被呈现红色，湖泊、水库呈蓝偏黑色，重盐碱地呈偏白色。 第三章
遥感图象获取原理 1、主要遥感平台有哪些，各有何特点？ 2、摄影成像的基本原理是什么？其图像有何特征？ 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？ 4、如何评价遥感图像的质量？ 第四章 航空遥感与航空像片 1、按摄影机主光轴与铅垂线的关系，航空摄影可公为哪几类？ 2、 影响航空像片比例尺的因素有哪些？怎样测定像片的比例尺？ 3、比较航空摄影像片与地形图的投影性质有什么差别？ 4、 什么是像点位移？引起像点位移的主要原因是什么？ 第五章航天遥感与卫星图像 1、 试从技术特性和应用两方面，对航天（卫星）遥感与航空遥感作一比较。 2、航天遥感平台主要有哪些？各有什么特点？ 3、 地球资源卫星主要有哪些？常用的产品有哪几类？ 4、简述卫星图像的主要特征。 第六章遥感数字图像处理 1、数字图像的基本概念是什么？ 2、 什么叫辐射误差，其主要来源有哪些？ 3、什么叫大气校正？试说明回归分析和直方图校正的原理。 4、 几何校正过程中为什么要进行像元灰度重采样？有几种方法？各有何优劣？几何校正时对GCP有何要求？ 5、
《遥感原理与应用》试卷（B） 一、名词解释（15）： 1．大气窗口 2．监督法分类 3．传感器定标 4．方位分辨力 5．特征变换二、简答题（45） 1．遥感的基础是什么，其重要性体现在哪些方面？ 2．影响遥感图像目视判读的因素有哪些，有哪些判读方法？ 3．为何要进行图像融合，其目的是什么？ 4．叙述遥感的基本概念、特点以及发展趋势？ 5．写出SPOT多光谱，ETM，MODIS三类传感器获取图像的植被指数计算公式。 6．写出SPOT图像的共线方程（旁向倾斜θ角），在其纠正模型中涉及到的未知参数有哪些？ 7．写出ISODATA的中文全称和步骤。 8．写出MODIS中文全称，指出其特点。 9．请你说出与遥感有关的书和专业杂志（至少各3种）？ 三、论述题（40） 1．写出利用多时相图像来进行变化检测的流程图，写出相应的步骤和方法。2．比较SPOT多光谱CCD，LANDSAT的ETM以及SAR三类传感器以及获取的图像的特点。
B卷参考答案要点 一、名词解释： 1.大气窗口：太阳辐射透过大气时，要发生反射、散射、吸收，从而使辐射强度发生衰减。对传感器而言，某些波段的电磁辐射通过大气衰减较小，透过率高，对遥感十分有利，成为遥感的重要探测波段，这些波段就是大气窗口。 2.监督法分类：根据已知的样本类别和类别的先验知识，确定判别函数和相应的判别准则，其中利用一定数量的已知类别函数中求解待定参数的过程称之为学习或训练，然后将未知类别的样本的观测值代入判别函数，再依据判别准则对该样本的所属类别作出判定。 3.传感器定标：指传感器探测值的标定过程方法，用以确定传感器入口处的准确辐射值。 4.方位分辨力：在航向上所能分辨出的两个目标的最小距离称为方位分辨率。 5.特征变换：将原始图像通过一定的数字变换生成一组新的特征图像，这一组新图像信息集中在少数几个特征图像上。 二、简答题 1.遥感的基础是什么，其重要性体现在哪些方面？ 答：遥感的基础是地物发射或反射电磁波的性质不同。根据地物的发射或反射电磁波特性的不同，可以传感器成像获取图像，利用遥感图像来进行地物分类、识别、变化检测等。 2.影响遥感图像目视判读的因素有哪些，有哪些判读方法？ 答：影响遥感图像目视判读的因素有： 1）地物本身的复杂性，如存在同谱异物和同物异谱现象及地物纹理特性的复杂性。 2）传感器特性的影响，如几何分辨率、辐射分辨率、光谱分辨率和时间分辨率等。 3）目视能力的影响，不同的人视力和色彩分辨力不同，影响目视判读。 为了很好的克服上述问题，有这么些常用判读方法：直接判读法、对比分析法、事项动态对比分析法、信息复合法、综合推理法和地理相关分析法。 3.为何要进行图像融合，其目的是什么？ 答：单一传感器获取的图像信息量有限，往往难以满足应用的需求，通过图像融合可以从不同的遥感图像中获取的更多的有用的信息，补充单一传感器的不足。图像融合是指将多元遥感图像按照一定的算法，在规定的地理坐标系，生成新的图像的过程。图像融合可以分成像素级，特征级和决策级。像素级融合对原始图像及预处理各阶段上产生的信息分别进行融合处理，以增加图像中的有用信息成分，改善图像处理效果。特征级融合能以高的置信度来提取有用的图像特征。决策级融合允许来自多元数据在最高抽象层次上被有效利用。 4.叙述遥感的基本概念、特点以及发展趋势？ 答：遥感是在不直接接触的情况下，对目标物或自然现象远距离感知的一门探测技术。具体是指在高空和外层空间的各种平台上，运用各种传感器获取反映地表特征的各种数据，通过传输，变幻和处理，提取有用的信息，实现研究地物空间形状、位置、性质、变化及其与环境的相互关系得一门现代应用技术科学。 遥感有如下特点： 1）波谱辐射量化性；2）宏观性：探测范围大，可以进行大面积同步观测；3）多源性：多平台、多时性、多波段（多尺度）；4）周期性、时效性，可以及时发现问题以及变化情况；5）综合性和可比较性；6）经济性；7）获取信息的手段灵活；8）应用广泛；9）遥感信息的复杂性遥感的发展趋势： 1）传感器分辨率的大幅提高；2）遥感平台有遥感卫星、宇宙飞船、航天飞机有一定时间间隔的短中期观测发展为以国际空间站为主的、多平台、多层面、长期的动态观测；3）光谱探测能力急剧提高，成像谱段范围拉大，光谱分辨率提高；4）遥感图像处理硬件系统从光学处理设备全面转向数字
26041001 答案仅供参考 第一章遥感物理基础 √1 遥感定义：在不接触的情况下对目标或自然现象远距离感知的一门探测技术；狭义指对地观测，从不同高度工作平台上通过传感器，对地面目标的电磁波反射或辐射进行探测，经信息记录传输处理和解译分析，对地球资源与环境进行探测和监测的综合性技术。 √原理：一切物体，由于其种类、特征和环境不同，而具有完全不同的电磁波的反射或发射辐射特征，遥感根据电磁波来判断地物 目标和自然现象。 √分类：按遥感平台分为地面、航空、航天遥感；按工作方式分为主动式、被动式遥感；按工作波段分为紫外、可见光、红外、微 波、多光谱和高光谱遥感。 √作用：广泛应用于城市规划、农作物估产、资源调查、地质勘探、环境保护等诸多领域。 √优点：大面积同步观测，时效性、数据客观性、综合性、可比性、经济性。 √2电磁波谱：把各种电磁波按照波长或频率的大小依次排列，就形成了电磁波谱。 √3绝对黑体：能够完全吸收任何波长电磁辐射的物体 4灰体：在各种波长处的发射率相等的物体。 6大气窗口：电磁波通过大气层时较少被反射、吸收和散射的，透过率较高的波段。 7发射率：实际物体与同温度的黑体在相同条件下的辐射功率之比。 8光谱反射率：物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比。 9波粒二象性：电磁波具有波动性和粒子性。 √10光谱反射特性曲线：反射波谱曲线是物体的反射率随波长变化的规律，以波长为横轴，反射率为纵轴的曲线。 11绝对温度：以-273.16摄氏度为绝对零度表示的温度。 √地球辐射：地球上的能源来自太阳的直射能量（太阳直射光）与天空慢入射的的能量（天空光或天空慢射光），一般白天收入大于支 出，地面温度不断升高；被地表吸收的太阳辐射能，又重新被地表辐射，分短波、长波辐射，短波辐射以地球表面对太 阳的反射为主，地球自身的热辐射可忽略不计；长波辐射只考虑地标物体自身的热辐射，该区域内太阳辐照影响极小， 介于两者之间的中红外波段太阳辐射和热辐射影响均有，不能忽略。 √物体的反射辐射：当电磁波辐射到达两种不同介质的分界面时，入射能量的一部分或全部返回原介质的现象为反射，反射能量占入 射能量的比例为反射率，反射分镜面反射、漫反射、方向反射。 √大气对电磁辐射传输的作用：影响包括散射、吸收、反射、扰动、折射和偏振，对于遥感数据来说，主要的影响因素是散射和吸收。 √散射类型：瑞利散射、米氏散射、无选择性散射。 （详细见书P-28）√1黑体辐射遵循哪些规律？ （1与黑体辐射曲线下的面积成正比的总辐射通量密度W 随温度T 的增加而迅速增加。 (2 绝对黑体表面上，单位面积发射的总辐射能与绝对温度的四次方成正比。 (3 黑体的绝对温度升高时，它的辐射峰值向短波方向移动。 (4 好的辐射体一定是好的吸收体。 (5 不同温度的黑体（物体），在任何波段的辐射通量密度是不同的，绝对温度 T 越高，所有波长上的波普辐射通量密度也越大。 √2电磁波谱由哪些不同特性的电磁波段组成？遥感中所用的电磁波段主要有哪些？ a.包括无线电波、微波、红外波、可见光、紫外线、x 射线、伽玛射线等 b.微波、红外波、可见光、紫外√3物体的辐射通量密度与哪些因素有关？常温下黑体的辐射峰值波长是多少？ （1 温度和波长 （2. b 为常数2897.8 约为9.72um （）常温25摄氏度，3叙述沙土、植物、和水的光谱反射率随波长变化的一般规律。 1）沙土：自然状态下，土壤表面反射曲线呈比较平滑的特征，没有明显的峰值和谷值。干燥条件下，土壤的波谱特征主要与成 土矿物和土壤有机质有关。土壤含水量增加，土壤的反射率就会下降 √2）植物：在可见光波段绿光附近有一个波峰，两侧蓝、红光部分各有一个吸收带 ，近红外波段（0.8-1.0um ）有一个有一个反射陡 坡，至 1.1um 附近有一峰值。近红外波段（ 1.3-2.5um ）吸收率大增反射率下降。3）水：水体的反射主要在可见光中的蓝绿光波段，近红外和中红外波段纯净的自然水体的反射率很低，几乎趋近于零。水中含 有泥沙，可见光波段反射率会增加，含有水生植物时，近红外波段反射增强。 4地物光谱反射率受哪些主要的因素影响？ 答：太阳位置，传感器位置，地理位置，地形，季节气候变化，地面温度变化，地物本身的变异，大气状况。 √5何为大气窗口？分析形成大气窗口的原因。b T m ax
（0684）《遥感原理与应用》复习思考题答案 一、名词 1、遥感（Remote Sensing），从广义上说是泛指从远处探测、感知物体或事物的技术。即不 直接接触物体本身，从远处通过仪器（传感器）探测和接收来自目标物体的信息（如电场、磁场、电磁波、地震波等信息），经过信息的传输及其处理分析，识别物体的属性及其分布等特征的技术。 2、电磁波谱（Electramagitic spectrum）：将电磁波按照波长的长短排列制成图表 3、太阳常数：当地球处于日地平均距离时，单位时间内投射到位于地球大气上界，且垂直 于太阳光射线的单位面积上的太阳辐射能为1385士7W／m’。此数值称为太阳常数。 4、地物光谱特性：自然界中，不同的地物具有的不同的对电磁波不同波段范围的辐射规律 （反射、发射、吸收、透射），称地物的该特性为其光谱特性。 5、地物反射光谱与地物反射光谱曲线：地物的反射率随人射波长变化的规律，叫做地物反 射光谱。按地物反射率与波长之间关系绘成的曲线（根坐标为波长值，纵坐标为反射率）称为地物反射光谱曲线 6、黑体：所谓黑体是“绝对黑体”的简称，指在任何温度下，对于各种波长的电磁辐射的 吸收系数恒等于1（100％）的物体。 7、基尔霍夫定律：在任一给定温度下，地物的辐射通量密度和吸收率之比，对任何地物都 是一个常数，并且等于该温度下黑体辐射通量密度。（T一定Wλ/α= Wλ黑） 8、大气窗口：大气层的反射，吸收和散射作用，削弱了大气层对电磁辐射的透明度。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 9、饱和度：纯度，色彩纯粹和色彩鲜艳的程度 10、传感器：遥感中用来探测和记录地物电磁波辐射信息的仪器。 11、反差contrast：感光材料的乳剂层上使影象表达出所摄物体各部分在光量方面有差别的能力，称为反差。根据感光材料的反差大小可将感光材料分为软性片、中性片、硬性片12、乳剂分辨率：感光材料区分景物细微部分的能力，通常以1mm宽度内能够清楚分辨出的平行线对数表示 13、像对stereopair：从不同的角度对同一个地物所拍摄的两张相片 14、航向重叠（longitudinal overlap）：为了使同一条航线上相邻相片的地物能相互衔接以及满足立体观察的需要，相邻相片间需要有一定的重叠，称为航向重叠。重叠率为53-60% 15、旁向重叠（lateral overlap）：为了使相邻两条航线上相邻相片的地物能相互衔接，相邻相片间需要有一定的重叠，称为旁向重叠。重叠率为15-30% 16、中心投影，就是空间任意直线均通过一固定点（投影中心）投射到一平面嫩影平面〕上而形成的透视关系。 17、像点位移：地物在航空相片（中心投影）上的位置与其在平面图（垂直投影）上的位置比较，产生的位置移动。 18、投影差：因地形起伏而引起的地物在航空相片（中心投影）上的位置与其在平面图（垂直投影）上的位置比较，产生的位置移动。 19、倾斜差：因相片倾斜而引起的地物在航空相片（中心投影）上的位置与其在平面图（垂直投影）上的位置比较，产生的位置移动。 20、航空相片的使用面积：工作中只使用航空相片的中央部分称为使用航空相片的使用面积；通常以邻片重叠部分中线（可偏移1cm）所围成的区域表示。 21、判读标志：不同的地物在航空相片上具有不同的影象特征，其中一些影象特征构成
遥感原理与应用习题 第一章电磁波及遥感物理基础 名词解释： 1、遥感 广义的概念：无接触远距离探测(磁场、力场、机械波） 狭义的概念：在遥感平台的支持下，不与目标地物相接触，利用传感器从远处将目标地物的地磁波信息记录下来，通过处理和分析，揭示出地物性质及其变化的综合性探测技术 2、电磁波：变化的电场和磁场的交替产生，以有限的速度由近及远在空间内传播的过程称为电磁波 3、电磁波谱：将电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减依次排列为一个序谱，将此序谱称为电磁波谱 4、绝对黑体：对于任何波长的电磁辐射都全部吸收的物体称为绝对黑体 5、绝对白体：反射所有波长的电磁辐射 6、灰体：在各波长处光谱发射率相等 7、光谱辐射通量密度：单位时间内通过单位面积的辐射能量 8、大气窗口：电磁波通过大气层时较少被反射、吸收和散射的，透过率较高的电磁辐射波段 9、发射率：实际物体与同温度的黑体在相同条件下的辐射功率之比 10、热惯量：由于系统本身有一定的热容量，系统传热介质具有一定的导热能力，所以当系统被加热或冷却时，系统温度上升或下降往往需要经过一定的时间，这种性质称为系统的热惯量 11、光谱反射率：ρλ=Eρλ / Eλ (物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比 12、光谱反射特性曲线：按照某物体的反射率随波长变化的规律，以波长为横坐标，反射率为纵坐标所得的曲线 填空题： 1、电磁波谱按频率由高到低排列主要由γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波等组成。 2、绝对黑体辐射通量密度是温度Ｔ和波长λ 的函数。 3、一般物体的总辐射通量密度与绝对温度和发射率成正比关系。 4、维恩位移定律表明绝对黑体的最强辐射波长λ 乘绝对温度T 是常数2897.8。当绝对黑体的温度增高时，它的辐射峰值波长向短波方向移动。 5、大气层顶上太阳的辐射峰值波长为0.47 μm 选择题：(单项或多项选择)
遥感原理与方法期末考试复习 第一章绪论 ★遥感的定义？遥感对地观测有什么特点？ 广义遥感：泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、力场（磁力、重力）、机械波（声波、地震波）等的探测。实际工作中，重力、磁力、声波、地震波等的探测被划为物探（物理探测）的畴，只有电磁波探测属于遥感的畴。 狭义：是指对地观测，即从不同高度的工作平台上通过传感器，对地球表面目标的电磁波反射或辐射信息进行探测，并经信息记录、传输、处理和解译分析，对地球的资源与环境进行探测和监测的综合性技术。 定义：遥感是指不与目标物直接接触，应用探测仪器，接收目标物的电磁波信息，并对这些信息进行加工分析处理，从而识别目标物的性质及变化的综合性对地观测技术。 英文定义：Remote Sensing 简写为RS(3S之一) 空间特点—全局与局部观测并举，宏观与微观信息兼取 时相特点—快速连续的观测能力 光谱特点—技术手段多样，可获取海量信息 经济特点—应用领域广泛，经济效益高 ★遥感技术系统有哪几部分组成？每部分的作用。 信息获取是遥感技术系统的中心工作 信息记录与传输工作主要涉及地面控制系统 信息处理通过各种技术手段对遥感探测所获得的信息进行各种处理 信息应用是遥感的最终目的，包括专业应用和综合应用 ☆遥感有哪几种分类方法及哪些分类？ 1）按遥感平台分：地面遥感、航空遥感和航天遥感 2）按工作方式分：主动式和被动式遥感.ps【主动式遥感是指传感器自身带有能发射电磁波的辐射源，工作时向探测区发射电磁波，然后接收目标物反射或散射的电磁波信息。被动式遥感是传感器本身不发射电磁波，而是直接接受地物反射的太线或地物自身的热辐射。】 3）按工作波段分：紫外、可见光、红外、微波遥感、多光谱和高光谱遥感 4）按记录方式分：成像和非成像遥感 5）按应用领域分：外层空间、大气层、陆地、海洋遥感等，具体应用领域可分为城市遥感、环境、农业和林业遥感、地质、气象、军事遥感等。 遥感对地观测技术现状及发展展望？ 现状（国）： 1）民用遥感卫星像系列化和业务化方向发展 2）传感器技术发展迅速 3）航空遥感系统日趋完善 4）国产化地球空间信息系统软件发展迅速 5）应用领域不断扩展 发展展望： 1）研制新一代传感器，以获得分辨率更高、质量更好的遥感数据 2）遥感图像信息处理技术发展迅速
遥感原理与应用习题 第一章遥感物理基础 一、名词解释 1遥感：在不接触的情况下，对目标或自然现象远距离感知的一门探测技术。 2遥感技术：遥感技术是从人造卫星、飞机或其他飞行器上收集地物目标的电磁辐射信息，判认地球环境和资源的技术。 3电磁波：电磁波（又称电磁辐射）是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量和动量。电磁辐射可以按照频率分类，从低频率到高频率，包括有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、4电磁波谱：把各种电磁波按照波长或频率的大小依次排列，就形成了电磁波谱 5绝对黑体：能够完全吸收任何波长入射能量的物体 6灰体：在各种波长处的发射率相等的实际物体。 7绝对温度：热力学温度，又叫热力学温标，符号T，单位K（开尔文，简称开） 8色温：在实际测定物体的光谱辐射通量密度曲线时，常常用一个最接近灰体辐射曲线的黑体辐射曲线作为参照这时的黑体辐射温度就叫色温。 9大气窗口：电磁波通过大气层时较少被反射、吸收和散射的，透过率较高的波段称。 10发射率：实际物体与同温度的黑体在相同条件下的辐射功率之比。 11光谱反射率：物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比。 12波粒二象性：电磁波具有波动性和粒子性。
13光谱反射特性曲线：反射波谱曲线是物体的反射率随波长变化的规律，以波长为横轴，反射率为纵轴的曲线。 问答题 1黑体辐射遵循哪些规律？ （1 由普朗克定理知与黑体辐射曲线下的面积成正比的总辐射通量密度W随温度T的增加而迅速增加。 (2 绝对黑体表面上，单位面积发射的总辐射能与绝对温度的四次方成正比。 (3 黑体的绝对温度升高时，它的辐射峰值向短波方向移动。 (4 好的辐射体一定是好的吸收体。 (5 在微波段黑体的微波辐射亮度与温度的一次方成正比。 2电磁波谱由哪些不同特性的电磁波段组成？遥感中所用的电磁波段主要有哪些？ a. 包括无线电波、微波、红外波、可见光、紫外线、x射线、伽玛射线等 b. 微波、红外波、可见光 3物体的辐射通量密度与哪些因素有关？常温下黑体的辐射峰值波长是多少？ （1 与光谱反射率，太阳入射在地面上的光谱照度，大气光谱透射率，光度计视场角，光度计有效接受面积。 （2.b为常数2897.8 4叙述沙土、植物、和水的光谱反射率随波长变化的一般规律。 1）沙土：自然状态下，土壤表面反射曲线呈比较平滑的特征，没有明显的峰值和谷值。干燥条件下，土壤的波谱特征主要与成土矿物和土壤有机质有关。土壤含水量增加，土壤的反射率就会下降 2）植物：在可见光波段绿光附近有一个波峰，两侧蓝、红光部分各有一个吸收带，近红外波段（0.8-1.0um）有一个有一个反射陡坡，至1.1um附近有一峰值。近红外波段（1.3-2.5um）吸收率大增反射率下降。
2014——2015年度《遥感原理与应用》考试复习题 （命题：2011级土管系） 第一章绪论 主要内容： ①遥感信息科学的研究对象、研究内容、应用领域 ②电磁波及遥感的物理基础 ③遥感平台和传感器 第二章遥感图像处理的基础知识 主要内容： 1.图像的表示形式 2.遥感数字图像的存储 3.数字图像处理的数据 4.数字图像处理的系统 考题： 第一二章（A卷）
1.电磁波谱中（A）能够监测油污扩散情况，（D）可以穿透云层、冰层。 （2分） A．紫外电磁波（） B．可见光红外电磁波 0μm) C．微波电磁波(1mm-1m) 2.遥感按遥感平台可分为地面遥感、航空遥感、航天遥感。（2分） 3.遥感数字图像的存储格式包括BS、BIL、GeoTIFF。（1分） 4.遥感传感器由收集器、探测器、处理器、输出器几部分组成。（2分） 5.地图数据有哪些类型？（3分） 答：DEM 数字高程模型 DOM 数字正射影像图 DLG 数字线划图 DRG 数字栅格图 6.何谓遥感？遥感具有哪些特点？（5分） 答：遥感，即遥远的感知，是在不直接接触的情况下，使用传感器，接收记录物体或现象反射或发射的电磁波信息，并对信息进行传输加工处理及
分析与解译，对物体现象的性质及其变化进行探测和识别的理论与技术。特点：①感测范围大，具有综合、宏观的特点②信息量大，具有手段多，技术先进的特点③获取信息快，更新周期短，具有动态监测的特点④其他特点：用途广，效益高，资料性、全天候、全方位等. B卷 1.绿色植物在光谱反应曲线可见光部分中的反射峰值波长是（ B ）。（1 分） A μm B μm C μm D μm 2.遥感数字图像处理的数据源包括多光谱数据源、高光谱数据源、全色波 段数据源和SAR数据源。（3分） 3.数字化影像的最小单元是像元，它具有位置和灰度两个属性。（2分） 4.函数I=f（x，y，z，λ，t）表示的是一幅三维彩色动态图。（1分） 5.遥感在实际中的应用有哪些方面？（4分） 答：资源调查应用 环境监测评价 区域分析及建设规划 全球性宏观研究。