遥感物理基础
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电磁波谱电磁波段包括无线电波、微波、红外波、可见光、紫外线、x射线、伽玛射线等遥感中所用的主要有微波、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。绝对温度和有关；2897.8um。
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。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。5地物光谱反射率的主要影响因素：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。6大气窗口：有些波段的电磁波的电磁辐射通过大气后衰减较小，透过率较高，对遥感十分有利。（2）原因：太阳辐射到达地面要穿过大气层，大气辐射.反射共同影响衰减强度，剩余部分才为透射部分，不同电磁波衰减程度不一样，透过率高的对遥感有利。
7传感器从大气层外探测地面物体时，接收到哪些电磁波能量？答：（1）太阳辐射透过大气并被地表反射进入传感器的能量（2）太阳辐射被大气散射后被地表反射进入传感器的能量（3）太阳辐射被大气散射后直接进入传感器的能量（4）太阳辐射被大气反射后进入传感器的能量（5）被视场以外地物反射进入视场的交叉辐射项(6)目标自身辐射的能量。地物的发射辐射——地物的辐射波谱——热红外遥感理论；物体的反射辐射——地物的反射波谱——可见光和近红外遥感理论；物体的微波后向散射——
地物的后向散射波谱——微波遥感理论。8遥感卫星轨道的四大特点是什么？这些特点有什么好处？答：（1）近圆形轨道：使在不同地区获得的图像比例尺一致。便于扫描仪用固定扫描频率对地面扫描成像，避免造成扫描行之间不衔接现象。（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：有利于卫星在相近的光照条件下对地面进行观测；有利于卫星在固定的时间飞临地面接收站上空，使卫星上的太阳电池得到稳定的太阳照度（4）可重复轨道：有利于对地面地物或自然现象的文化动态监测。
三遥感平台及运行特点
1目前遥感中使用的传感器答：按有无发射电磁波能力分：主动、被动。按是否成像分：成像传感器、非成像传感器；按利用的电磁波段分：光学传感器、微波传感器。按基本结构原理分：摄影类型的传感器、扫描成像类型的传感器、雷达成像类型的传感器
2遥感传感器包括：1 收集器 收集地物辐射来的能量2探测器 将收集的辐射能转化为化学能或电能。3处理器 对收集的信号进行处理 4输出器 输出获取的数据。3LANDSAT系列卫星上具有全色波段的是哪一颗？其空间分辨率怎样？答： landsat-7，传感器的类型ETM+，15*15米。4利用合成孔径技术能提高侧视雷达的方位分辨率。5实现扫描线衔接应满足的条件是什么？答 由 因为和t为常数，所以只要速度W,高度H之比为常数即可6叙述侧视雷达图像的影像特征：1）直飞行方向的比例尺由小变大。2）山体前倾朝向传感器的山坡影像被压缩，而背向传感器的山坡被拉长与中心投影相反，还会出现不同地物点重影现象 3）差产生的投影差与中心投影影像差位移的方向相反，位移量不同4）斜距投影。7TM与MSS的不同：答：TM是MSS的改进，增加了扫描改正器使扫描行垂直于飞行轨道，往返方向都对地面扫描，具有更高的空间分辨率，更高的频谱选择性，更好的几何真度，更高的辐射准确度和分辨率。8 HRV与TM的不同：HRV推扫式扫描仪是对像面扫描成像，其上装有CCD元件，能瞬间同时得到垂直于航线的一条扫描线，以推扫方式获取沿轨道连续图像；TM是多光谱扫描仪对物面扫描成像，它是靠扫描镜来回扫描获取垂直于轨道的图像线
9、INSAR测量高程原理：通过INSAR获得同一地区的重复观测数据，综合起来形成干涉得到相应的相位差结合观测平台的轨道参数等提取高程信息，可以获得高精度高分辨率的地面高程信息。
1 四遥感传感器
1、光学影像与数字影像的关系和不同点。：1）联系：他们都是以空间域为表现形式的影像2)光学影像:可以看成是一个二维的连续光密度
通过率函数，相片上的密度随xy变化而变化，是一条连续的曲线，密度函数非负且有限。而数字影像：是一个二维的离散光密度函数，数字影像处理要比光学影像简捷快速，而且可以完成一些光学处理方法所无法完成的各种特殊处理，成本低，具有普遍性。
2光学影像变成数字影像：把一个连续的光密度函数变成一个离散的光密度函数，经过图像数字化，图像采样，灰度级量化过程处理。
3、空间域图像与频率域图像的关系和不同点。：空间域图像以空间坐标（x，y）的函数，地球表面影像较直观；频率域是频率坐标Vx，Vy的函数，用F（Vx，Vy）表示，黑白点影像，不形象。采用傅里叶变换和逆变换。图像从空间域变为频率域是采用傅立叶变换，反之采用逆变换。4遥感图像的存贮格式：BSQ,BIL,TIFF,BMP 遥感图像处理软件的基本功能：1图像文件管理 2图像处理 3图像校正 4多影像处理 5图像信息获取 6图像分类 7遥感专题图的制作 8与GIS系统的接口
2 五遥感图像几何处理
1最近邻法、双线性内插法和双三次卷积重采样原理和优缺点：1最邻近像元采样法 取距离被采样点最近的已知像元素的亮度I作为采样亮度。 优点：简单，辐射保真度较好 缺点：几何精度较其他两种方法差 2双线性内插法：取被采样点P周围4个已知像素的亮度值用三角形线性函数计算其亮度值的方法 优点：简单，具有一定的亮度采样精度 缺点：图像模糊 3双三次卷积采样：取被采样点P周围16个已知像素的亮度值用三维采样函数计算其亮度值的方法 优点：精度高 缺点：计算量大2图像之间配准的两种方式（1）相对配准：以多源图像中的一幅图像为参考图像，其他图像与之配准，其坐标系是任意的。（2）绝对配准：即选择某个地图坐标系，将多源图像变换到这个地图坐标系以后来实现坐标系的统一。3两幅影像进行数字镶嵌应解决哪些关键问题？数字镶嵌的过程。：第一如何在几何上将多幅不同的图像连接在一起 第二如何保证拼接后的图像反差一致，色调相近，没有明显接缝。 过程：1图像几何纠正2镶嵌边搜索 3亮度和反差调整 4边界线平滑4多项式拟合法纠正卫星图像的原理和步骤：遥感图像几何变形有多种因素引起，变化规律复杂，用一适当多项式来描述纠正前后图像相应点的坐标关系利用已知点地面控制点求解多项式系数（1）列误差方程式（2）构成法方程（3）计算多项式系数（4）精度评定。5多项式的一二三次项纠正：当选用一次项纠正时，可以纠正图像因平移旋转比例尺变化和仿射变形等引起的线性变形：当选用二次时，则在改正一次项各种变形的基础上改正二次非线
性变形 而三次项纠正则改正更高次的非线性变形
3 六遥感图像辐射处理
4 1遥感数字图像增强处理的目的，说明其原理。答：目的：突出遥感图像中的某些信息，消弱或除去某些不需要的信息，使图像更易判读。原理:空间域处理，直接对图像进行各种运算得到需要的增强结果。2频率域处理，先将空间域图像变成频率图像率域，然后在频率域中对图像的频谱进行处理。2遥感图像大气校正及原因答：1）消除大气影响的校正过程；2)由于电磁波透过大气层时，大气不仅改变光线的方向，也会影响遥感图像的辐射特征，故消除大气影响非常重要。3图像频率域增强处理的一般步骤：空间域图像变换成频率域图像，然后在频率域中对图像的频谱进行处理。4两幅图像运算或融合的基本前提是：首先要求多源图像精确。配准，分辨率不一致的要求重采样后保持一致5以美国陆地卫星TM图像的波段为例，假彩色合成图像在地物识别上有何优越性？1) 答定义：把黑白图像的各不同灰度级按照线性或非线性的映射变换函数变换成不同的彩色，得到一幅彩色图像。2）彩色合成的目的在于彩色增强而不是彩色复原，比真彩色图像更能体现地物之间差别。6图像融合的三个层次？图像融合的方法？答：像素级，特征机，决策级。方法：加权融合，基于HIS变换，主分量变换，比值变换，乘积变换融合，小波变换。基于特征融合，基于分类融合。7叙述对ETM影像分辨率为30米的5、4、3波段与分辨率为15米的全色波段影像进行融合处理的“基于HIS变换”的方法的原理和步骤。答：过程：1待融合的全色图像和多光谱图像进行几何配准，并将多光谱图像重采样与全色分辨率相同。2将多光谱图像变换到IHS空间。3对全色图像I’和IHS空间中的亮度分量I进行直方图匹配，4用全色图像I’代替IHS空间分量，5将I’HS逆变换到RGB空间的到融合图像。原理：吧图像的亮度色调饱和度分开，图像融合只在亮度通道上进行，图像色调饱和度不变。8评价遥感图像融合的效果？答：融合评价方法分为两种：定性评价和定量评价。定性评价以目视判读为主，目视判读是一种简单直接的评价方法，可以根据图像融合前后对比做出定性评价。缺点是因人而异，具有主观性。定量评价从融合图像的信息量和分类精度两方面进行，可以弥补定性评价的不足。9大气校正方法的类型：1）基于辐射传输方程的大气校正，包括：6S模型、LOWTRAN模型、MORTARN模型、ATCOR模型。2）基于地面数据或辅助数据进行辐射校正包括：回归法、直方图法
七遥感图像判读 1遥感图像判读主要应用景物的哪些特征。答：光谱特征，空
间特征，时间特征，微波波段有偏振特征。2地物的光谱特性曲线与波谱响应曲线的关系和不同点。答：关系：地物的波谱响应曲线与光谱特性曲线变换趋势是一致的。2）不考虑大气影响，波谱响应值域该波段内光谱反射亮度积分值值对应2不同点：光谱特性曲线表示反射率与波长的关系，波谱响应曲线表示密度或亮度值与波段的关系3多光谱图像比单波段图像能判读出更多的信息原因答：多光谱相片显示景物的光谱特征比单波谱强得多，它能显示出景物在不同波普反射率的变化。而仅用单波段图像易混类，确定图像的类别的把握也不大。4遥感影像解译标志的理解。答：分为直接判读的标志和间接判读标志。直接判读标志有：光谱判读标志、空间判读标志、时间判读标志、。间接判读标志：地质构造类型、地貌类型、土壤类型。5遥感技术识别地物的原理。答：光谱具有光谱特征，空间特征，时间特征，微波波段有偏振特征。景物的这些特征在图像上以灰度变化的形式表现出来，因此图像的灰度是以上三者的函数。不同地物的这些特征不同，在图像上的表现形式也不同。因此，判读员可以根据图像上的变化和差别来区分不同的类别。再利用已有资料，对描述的目标特征，结合判读员的经验，通过推理分析将目标识别。6特征空间及其据类的特性。答“为了度量图像中地物的光谱特征，建立一个以各波段图像的亮点分布的为子空间的多维光谱特征空间。特征：1不同地物由于光谱特征不同，将分布在特征空间的不同位置。2同类地物的各取样点在光谱特征空间中的特征点将不可能只表现为同一点，而是形成一个相对聚集的点集群，不同类地物的点集群在特征空间内一般是相互分离的。3地物在特征空间的聚类通常用特征点分布的概率密度函数表示。7特征选择及方法答：希望能用最少的影像数据最好的分类。方法：1）定性：结合影像本身特征，针对所希望的类别问题进行选择2）定量：距离测度，散布矩阵测度。8监督分类与非监督分类的区别。答：1监督分类先学习后分类，非监督分类边学习边分类。2监督分类的精度高，与实际类别吻合较好；非监督分类与实际类别相差较大，但工作量小，容易实现。3有先验知识用监督分类，没有用非监督分类。9评价分类精度答：1) 非位置精度：不考虑位置因素，以一个简单的数值（如面积、像元数等）表示分类精度，所得精度往往偏高。2)采用混淆矩阵。对检核分类精度的样区内所有像元，统计其分类图中的类别与实际类别之间的混淆程度，列出混淆矩阵。3）位置精度：将分类结果与其空间位置统一检查，
多采用混淆矩阵。5遥感图像计算机自动分类的精度受哪些因素的影响？如何进一步提高分类的精度？ 答：原因：1遥感数据制约：1) 光谱特性：同物异谱，同谱异物；光谱类与信息类不对应2)空间分辨率：混合像元 2 分类方法制约：1）基于像元的分类2）空间结构信息未充分利用； 提高精度方法：1)分类前预处理:大气校正、几何校正，特征选择与变换，空间信息的提取（纹理）
2) 分类树与分类层次：一次性分类出现类间混淆而又难以解决时，可采取逐次分类的方法。3)使用多种不同的分类方法： 如监督分类和非监督分类结合的方法。4)多种信息复合:遥感信息、非遥感信息复合5)GIS支持下的分类:GIS与遥感数据复合分类\间接支持分类\GIS数据用于图像纠正、辅助训练区和检验样本的选择