复习要点
第一章 遥感概述
遥感定义：遥远的感知。通过遥感器（传感器）这类对电磁波敏感的仪器，在远
离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物，获取其反射、辐射或散射的电磁波信息，进行处理、分析和应用的一门科学和技术。
主动遥感：传感器主动发射一定电磁波能量，并接受目标的后向散射信号。 被动遥感：传感器不向目标发射电磁波，仅被动的接受目标物体的自身发射和对
自然辐射的反射能量。
按遥感平台分：地面遥感、航空遥感、航天遥感、宇航遥感等。
按探测波段分：
紫外遥感：0.05-0.38μm
可见光遥感：0.38-0.76μm
红外遥感：0.76-1000μm
微波遥感：1mm-1000mm
遥感技术系统：遥感信息源信息获取、遥感数据传输与接收、信息处理、信息应用。
遥感特点:5个小标题:
大面积同步观测
时效性强
数据的综合性和可比性好
较高的经济与社会效益
一定的局限性
第二章 电磁辐射与地物光谱特征
2.1 电磁波谱与电磁辐射
横波：在真空中以光速传播。
满足方程：
f λ = c
电磁辐射的度量：辐射能量，辐射通量，辐射通量密度，辐射照度，辐射出射度 绝对黑体：对任何波长的电磁辐射全部吸收
吸收率(,)1T αλ≡，反射率(,)0T ρλ≡，与波长与温度无关。
恒星和太阳的辐射可近似看作黑体辐射。
斯忒藩-玻尔滋蔓定律：p20
绝对黑体的辐射出射度与其温度的4次方成比例：4M T σ= 其中 0()T M M d λλ∞
=?
维恩位移定律：p20,注意p20图2.7和p21表2.2
最强辐射的波长 max λ 与其温度T 成反比：max T b λ?=
基尔霍夫定律:p21-22。公式，0M M ε=
某实际物体与同一温度、同一波长绝对黑体的辐射出射度之间存在关系：0M M α= 其中，α为实际物体的吸收系数， 0M 为绝对黑体的辐射出射度，α也称为比辐射率或发射率，记作0M
M ε=。
2.2 太阳辐射及大气对辐射的影响
太阳辐射: 太阳是遥感主要的辐射源，又叫太阳光。
大气吸收: 大气中的各种成分对太阳辐射有选择性吸收，形成太阳辐射的大气吸收带 。
大气散射
?不同于吸收作用，只改变传播方向，不能转变为内能。
?大气的散射是太阳辐射衰减的主要原因。
?对遥感图像来说，降低了传感器接收数据的质量，造成图像模糊不清。 ?散射主要发生在可见光区。
大气发生的散射主要有三种：（p29-30）
瑞利散射：d <<λ，分子为主，无方向性，可见光，4I λ-∝
米氏散射：d ≈λ，微粒，强度有明显方向性，红外，2I
λ-∝ 非选择性散射：d >>λ ，强度与波长无关。
大气折射：传播方向发生改变。折射虽只改变电磁波的方向，不改变强度，但会
导致传感器接收的地物信号发生形状和比例尺的改变。
大气反射：大气反射主要发生在云层顶部，取决于云量，各波段均会受其影响。 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。
这些波段是被动遥感的工作波段。
2.3 地球辐射及地物波谱
地球辐射：0.3-2.5微米波段（主要在可见光与近红外波段），地表以反射太阳辐射为主，地球自身的辐射可以忽略；2.5-6.0微米波段（主要在中红外波段），地表反射太阳辐射和地球自身的热辐射均为被动遥感的辐射源；6.0微米以上的热红外波段，地球自身的热辐射为主，地表反射太阳辐射可以忽略不计（p34图）。将此现象与维恩位移定律联系起来。
反射率：反射的辐射能量与总入射能量的比值（p37）。
不同电磁波段中地物波谱特性：可见光和近红外波段（0.3~2.5μm）表现为反射与吸收；远红外波段(>6 μm)表现为地物热辐射。
常见地物的波谱特征：了解植被、水体、土壤的波谱曲线的大致形状（p38-40）。第三章遥感成像与影像特征
3.1 摄影成像
垂直摄影相片的几何特征：中心投影。性质：（1）像片比例尺与航度和焦距有关；
（2）投影面倾斜会改变地物各部分的比例；（3）因地形起伏会引起投影点水平位置的位移。
像片的比例尺：（1）已知焦距f和航高H，则比例尺1/m=f/H；（2）已知实地A、B两点间的距离为AB，像片上的距离为ab，则比例尺1/m= ab/ AB。计算比例尺时应将分子化为1。
像点位移及其计算公式（p61-63）。像点位移是有正负的。
3.2 扫描成像
扫描成像:依靠探测元件和扫描境对目标地物以瞬时视场为单位进行的逐点、逐行取样，形成一定谱段的图像。
3.3 微波遥感成像
微波遥感：采用波长在1mm-1m之间的遥感称为微波遥感。微波遥感分主动遥感和被动遥感。一般来说，主动遥感多指微波波段的遥感。而对微波波段的遥感来说，一般指主动遥感。
微波遥感特点：（1）全天候、全天时：能穿透云雾，可在夜间、雨天进行；（2）对冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透力。侧视雷达的分辨率分为距离分辨率和方位分辨率。
合成孔径雷达：与真实孔径雷达相比，其方位分辨率得到提高。
3.4 遥感数据
地球资源卫星数据：以探测陆地资源为目的的卫星叫陆地资源卫星，以这些卫星为平台获取的遥感数据称为地球资源卫星数据，如美国陆地卫星(Landsat)数据，法国陆地观测卫星(SPOT)数据，美国IKONOS数据、美国QUICKBIRD 数据、中巴CBERS数据等。
海洋卫星数据：以探测海洋资源为目的的卫星数据，如美国S E A S A T数据、日本MOS数据等。以微波遥感为主。
气象卫星数据：时间分辨率高，空间分辨率低。如NOAA卫星系列（美国）、GMS 气象卫星系列（日本）、FY气象卫星系列（中国）等。
3.5 遥感图像特征
空间分辨率：对于扫描图像，空间分辨率指像素所代表的地面范围的大小，通常对于方形像素，简略地以其边长代替，如30m、79m等。对于摄影图像，分辨率常以“线对/m”表示，即地面宽度为1m时，图像上所能分辨出的线对数。一线对等于两条线。如某图像的分辨率为1线对/m，则它的的地面分辨率为0.5m。（见p80）
时间分辨率：对同一地点进行重复观测的时间间隔。
波谱分辨率：传感器在接收目标地物辐射时，能分辨的最小波长间隔。
辐射（亮度）分辨率：传感器能分辨的最小辐射度差（最小亮度差）。在遥感图像上表现为像素的辐射量化等级。常见的如256个等级，还有64、1024等。第四章遥感图像处理
4.1 颜色基础颜色性质(p85)：（1）明度：人眼对光源和物体明亮程度的感觉；
（2）色调：色调与混合光谱中主要光波长相联系；（3）饱和度：颜色纯洁的程度，也就是光谱中波长范围是否窄，越窄饱和度越高。
三基色（三原色）：若三种颜色，其中的任一种都不能由其余两种颜色混合相加产生，这三种颜色按一定比例混合，可以形成任何色调的颜色，则称之为三基色，或称三原色。实验证明，红、绿、蓝三种颜色是最优的三基色，可以最方便地产生其他颜色。
颜色加法原理：由红、绿、蓝三基色按不同比例相加，可以产生任何一种颜色。
4.2 数字图像校正
光学图像：是模拟图像，即它是一种模拟量。模拟量是连续变量，即空间和亮度值都是连续的。
数字图像：是用数字量表示的图像。数字量是离散变量，即空间和亮度值都是离散的。数字图像实际是一个矩阵，矩阵的每个数字都代表了图像中一定空间位置的亮度值。
将模拟图像转换成数字图像：包括空间坐标的离散化和亮度值的离散化两个过程。
辐射畸变：进入传感器的辐射强度反映在图像上就是亮度值。该值主要受两个物理量的影响：一是太阳辐射照射到地面的辐射强度，二是地物的光谱反射率。
当太阳辐射相同时，图像上像元亮度值的差异直接反映了地物光谱反射率的差异。但实际测量时，辐射亮度值还受到其他因素的影响而发生改变。这种
改变就是辐射畸变。引起辐射畸变的原因有（1）传感器的误差和（2）大气对辐射的影响。一般用户需要考虑的是大气的影响。大气的影响主要是散射和吸收（Ｐ98）。
问题：如果没有大气散射，是否就没有程辐射度？
直方图：根据图像像素统计的亮度值的频率分布。
辐射畸变的直方图最小值去除法：最小值去除法的基本思想在于一幅图像中如果可以找到某种或几种地物，其辐射亮度值接近于零，如地形起伏较大的山区的阴影，在图像上对应位置的像元亮度值应为零。而实际上不为零，这个值就是大气散射导致的辐射畸变。如果条件满足，即图像上确有辐射亮度应为零的区域，这亮度最小值必定是大气影响引起的增值。校正时，将每一波段中每个像元的亮度值都减去本波段的最小值（p100）。
辐射畸变的回归分析去除法：散射与波长成反比（p29，瑞利散射与波长的4次方成反比，米氏散射与波长的2次方成反比），对于波长较长的红外波段，受散射的影响较小。可以认为红外波段受大气影响的亮度增值最小，接近于零。设某一红外波段为a，某一波长比它短的波段为b。找出相同像元内此二波段的对应亮度值，作散点图，他们通常接近直线关系。
以红外波段亮度值L a为自变量、波长短的波段L b的亮度值为因变量建立直线回归模型：
L b=α+βL a
β为直线的斜率，α为直线在L b轴上的截距。
如果波段b没有受到大气散射的影响，则截距α应接近于零。如果截距α大于零，则这个数值就是b波段由于受大气影响而产生的辐射增值，b波段的每个像元的亮度值均应减去这个值。相同的方法各波段依次进行。
遥感影像几何变形的原因：遥感平台位置和运动状态变化、地形起伏、地球表面曲率、大气折射、地球自转等（p103）。
几何精校正步骤：（1）选取足够数量的满足要求的控制点；（2）建立校正前后图像坐标的数学模型；(3)将校正后图像的像元中心值依次代入上述模型，求出各像元在原图像中的对应坐标；（4）根据求得的像元在原图像中的对应坐标进行亮度值重采样。
亮度值重采样：图像空间位置校正后，要确定新图像中每个像元的亮度值。常用的有三种方法：（1）最近邻法（只用到1个像素的信息）；（2）双线性内插法（用到周围4个像素的信息）；（3）三次卷积内插法（用到周围16个像素的信息）。用到的像素数越多，图像越平滑（或者说越模糊）。
双线性内插法：要求会计算。举例：新图像某像元中心在校正前图像中的位置为a(0.6,0.4)，求a点的亮度值。先用内插法求出b、c处的亮度值。然后在b、c亮度值的基础上再用线性内插法求出a点的亮度值。数据见下图。
根据内插法可求得b点的亮度值为L b=98+0.6*(178-98)=146.0，c点的亮度值
为L c=65+0.4*(102-65)=79.8，在此两点的基础上可求得a点的亮度值为
L a=79.8+0.6*(146-79.8)=119.52≈120
4.3 数字图像增强
灰度变换：变换前图像的亮度值按一个数学模型变换到新图像的亮度值的过程称为线性变换。一般有线性变换、分段线性变换、非线性变换等3种方法。要求能用线性变换、分段线性变换方法进行计算（p114）。
4.3.2 空间滤波
模板：模板实际上是一个二维数组，此二维数组中有一个元素定为模板中心。模板就是滤波器。
图像卷积运算：要求能用不同的模板进行卷积运算。
低通滤波（平滑滤波）：能减少图像噪声、平滑图像的一类滤波。
高通滤波（锐化滤波）：能突出图像物体边缘、提取物体边界线、锐化图像的一类滤波。模板元素有正有负。
中值滤波：中值滤波也有低通滤波的功能，具有去除噪声、平滑图像的作用。但其在去除噪声的同时，能使图像细节（如图像边缘）得到较好的保留，而平滑滤波在去除噪声的同时，也会损失掉图像细节等有用信息。中值滤波在运算方法上不同于卷积运算，它是将模板覆盖的图像元素进行排序，将得到的中间值作为模板中心元素对应的新图像的亮度值。要求能计算。
4.3.3 彩色合成
伪彩色合成（单波段彩色合成、密度分割）:将单波段图像（黑白图像）的亮度值进行分层，每一层赋予一种彩色，使之成为一幅彩色图像。例如，亮度值0-10作为第1层，赋予第1种彩色，11-20作为第2层，赋予第2种彩色，等等。
假彩色合成（多波段彩色合成）：选择遥感数据的某三个波段，分别赋予红、绿、蓝三种基本色，合成彩色图像。由于基色的选择与遥感波段所代表的真实颜色不同，因此合成的颜色不是地物的真实颜色。
真彩色合成：利用遥感图像数据中的红、绿、蓝3个波段数据，分别赋予红色、绿色、蓝色，这样合成的彩色接近于真彩色。
4.3.4 图像运算
两个波段或多个波段对应像元间的亮度值通过一系列运算，可以达到增强某些信息或去掉某些不必要信息的目的。常见的有差值运算和比值运算。
4.3.5 多光谱主分量变换：
主分量变换的主要目的是进行数据的压缩，去掉冗余数据，变换后数据之间没有相关性。主分量变换是一种线性正交变换。通常遥感数据波段多，
波段间的数据存在较高的相关性，数据冗余度大，利用主分量变换可以
消除这种情况。一般前少数几个主分量就包含了原所有波段的绝大部分
信息。清楚特征值、特征向量、主分量之间的关系，清楚信息含量的计
算方法（见相应的实验指导）。
4.4 多源信息复合
不同传感器的遥感数据复合:有的遥感数据光谱分辨率高，但空间分辨率低，有的则相反，光谱分辨率低，但空间分辨率高。如TM数据和SPOT5数据， TM 数据光谱信息丰富，但地面分辨率只有30米，SPOT5数据光谱信息较差，但地面分辨率高，达5米或2.5米。将这两种数据融合，可以得到光谱信息丰富、地面分辨率又高的数据。复合的步骤一般为配准、复合（p128）。
不同时相的遥感数据复合:为研究地物的动态变化，常需要进行不同时相的遥感数据的复合。
第五章遥感图像目视解译
5.1 概念（p134）
遥感图像目视解译（Visual Interpretation ）: 又称目视判读、目视判译等。
指专业人员通过直接观察或借助辅助仪器在遥感图像上获取目标地物信息的过程。目视解译是遥感应用的一项基本技能，也为研究遥感信息的计算机自动理解提供了基础。
5.2 目视解译标志
解译标志:又称判读标志，它指能够反映和表现目标地物信息的各种遥感影像特征。这些特征能帮助判读者识别遥感图像上的目标地物。
直接解译标志:指能够直接反映和表现目标地物信息的各种遥感图像特征。
直接解译标志有:色调（对单色图像而言）、颜色（对彩色图像而言）、形状、纹理、图型、位置、阴影、大小等。
5.3 目视解译方法
直接判读法：根据目视判读直接标志，直接确定目标地物属性与范围的一种方法。对比分析法：（1）在同一景遥感图像上由已知推未知；（2）选择另一幅熟悉的与要判读的遥感图像区域特征类似的影像，对两幅图像进行对比分析，以已知影像为依据，判读未知影像。（3）利用同一地区不同时相的遥感影像进行对比分析，以辅助判读。
信息覆合法：利用透明专题图或透明地形图与遥感图像重合，根据专题图或地形图提供的多种辅助信息，识别遥感图像上的目标地物。
5.4 目视解译过程
目视解译准备工作阶段：明确任务与要求，如主要判读对象是森林还是农地等，是面判读还是点判读；收集与分析有关资料，如森林分布图等；选择适当的遥感图像。
建立判读标志表：通过典型样区的野外调查，建立判读标志表。典型样区内要包括调查区域内的所有地物类型。判读标志表以表格的形式提供，列出所有地物类型的色调、色彩、形状、纹理等标志。判读标志表也可以用在图面上标出典型地物的方式提供。
室内详细判读:以判读标志表为依据，进行全面判读。
野外验证与补判:目视解译的结果必须经过野外验证，得出解译精度。判读过程中出现的疑难点也需要到野外解决。
目视解译成果的转绘与制图:面判读的结果，通常要以专题图的形式表现出来。
5.5 遥感摄影像片的判读(p149):
摄影像片一般比例尺较大。一般为中心投影，在没有进行过正射纠正的像片上，高差起伏大的地物变形较为严重。
可见光全色黑白像片的解译：在可见光范围内反射率高的地物，像片上表现得较白，反射率低的，较黑。
黑白红外像片的解译：地物在近红外波段的反射率高低，决定了地物在像片上的色调（亮度、灰度）。植被在近红外有较强的反射率，所以植被的色调较浅，这与黑白全色像片正好相反。受大气散射、吸收的影响较小。
彩色像片的解译：彩色像片接近天然彩色。
彩红外像片的解译：
可见光区的彩色摄影易受大气散射、吸收的影响，而彩色红外摄影受其影响要小得多。彩红外像片的彩色合成为：原来绿→蓝，原来红→绿，红
外→红。彩红外像片的彩色是假彩色。由于植被在近红外有一个高反
射区，所以正常生长的植被在彩红外像片上呈现红色。
彩红外像片的解译：可见光区的彩色摄影易受大气散射、吸收的影响，而彩色红外摄影受其影响要小得多。彩红外像片的彩色合成为：原来绿→蓝，原来红→绿，红外→红。彩红外像片的彩色是假彩色。由于植被在近红外有一个高反射区，所以正常生长的植被在彩红外像片上呈现红色。
热红外像片的解译：热红外像片记录的是地物发射热红外线的强度。热的地物呈现亮色，冷的地物呈现暗色。白天与夜间的热红外像片是不同的。夜间不受太阳辐射的干扰，是地面物体热辐射的特征。水体在白天常呈暗色，夜间常呈亮色。高温物体由于热辐射的作用，其影像会比实际尺寸大。冷阴影：阴影的温度比背景低。热阴影：阴影的温度比背景高。
5.6 遥感扫描影像的判读：
遥感扫描影像的空间分辨率差异较大，从几百米到几十厘米不等，其判读方法也相应的不同。高分辨率扫描影像的判读类似于摄影影像的判读。对
于中低分辨率的扫描影像来说，有以下特点：像幅面积大，宏观性强，
同时细节表现差；多时相性和动态观测；多波段性；近垂直投影。
扫描图像的判读要注意反立体现象。
TM图像的判读（美国）：Landsat4 、5的TM共7个波段，除第6波段分辨率为120米外，其余为30米，第6波段为热红外波段，（见p156）。256个亮度级。Landsat7采用了ETM+（增强型）传感器。6波段热红外的分辨率提高到60米，另增加了15米分辨率的全色波段。TM图像的景幅为
185km*185km。
SPOT图像的判读：法国的资源卫星图像。至今已发射了5颗。一景60km*60km 。
SPOT4有4个多光谱波段，空间分辨率20米，一个全色波段，分辨率10m （见p157表5.6）。
SPOT5的4个多光谱波段除了短波红外为20外，其余为10m。全色波段接收的是5m，但用一种特殊的处理方式，可以产出2.5m的图像。
SPOT4和SPOT5均可产生立体像对，但成像的方式不同。SPOT4的立体像对是在不同轨道上接收的，时间差距也大。SPOT5的像对是在同一轨道、几乎同一时间接收的。
高分辨率扫描图像的判读：
（1） QuickBird图像。4个多光谱波段分辨率为2.44m，一个全色波段为0.61m；（2）Ikonos图像。4个多光谱波段分辨率为4m，一个全色波段为1m。
假立体现象：扫描图像一般存在假立体现象。正看图像时（即北在上），山脉像山沟，山沟像山脉；反看图像时（即南在上），则得到的立体感觉与常识相符。
5.7 微波图像的判读：为主动遥感。微波遥感采用的波长范围为1mm-1000mm，
它可以穿透云雾和大气降水，测定云下目标地物发射的辐射，对地表有一定的穿透能力，具有全天候、全天时的工作能力（p163）。
侧视雷达采用非中心投影方式（斜距型成像）。方位向和距离向采用不同的方法记录(参考ｐ７５、７６图)。为了改善方位分辨率，发明了合成孔
径雷达（SAR），提高了方位分辨率
后向散射产生的强回波在影像上呈现白色色调，弱回波呈现暗色调。地物粗糙，回波强，呈亮色。平坦地物易产生镜面反射，使得入射的微波能量
全部被反射掉，呈暗色。对于建筑物，如果与雷达视向角度合适，回波
很强，呈白色；如果角度不合适，回波很弱，呈暗色。
5.8 遥感制图
遥感影像地图：以遥感影像结合一定的地图符号来表示制图区域地理空间信息的地图。
第六章遥感数字图像计算机解译
6.1 遥感数字图像的性质与特点
遥感数字图像：以数字矩阵形式表现的遥感图像。数字图像的基本单元是像素（pixel）。一个像素代表的地面面积称为图像的空间分辨率，但实际中常以像素边长来表示。
遥感数字图像的表示方法：像素的坐标位置是隐含的，必须根据图像的行列数来确定。
6.2 遥感数字图像的自动解译
遥感数字图像自动解译的概念：是通过模式识别理论，利用计算机对遥感图像上的地物进行自动分类、分割、专题信息提取等操作，以获取类似于目视解译的结果。
监督分类与非监督分类：（1）监督分类：需要训练样本（学习样本）的一类方法。训练样本作为分类的依据。（2）非监督分类：不需要训练样本，依据像素间的相似程度进行分类，分类后再对各类别赋予属性。
监督分类的主要方法：最小距离分类法：多级切割分类法、特征曲线窗口法、最大似然分类法等。
最小距离分类法：以特征空间中的距离作为像素分类的依据。与哪一类的距离最近就属于哪一类。
最大似然分类法：通过求出每个像素对于各类别归属概率，把该像素分到归属概率最大的类别中去的方法。
非监督分类概念(p199)的主要方法：分级集群法、动态聚类法（ISODATA）。6.3 遥感图像多种特征的抽取
遥感图像解译，除了利用光谱特征外，还可以利用地物的形状特征。形状特征的提取，可以在未经分类的图像上直接进行，也可以在分类的结果图
像上进行，后者的情况更多。
地物形状一般可分为3类：线状地物、点状地物、面状地物。点状地物可看成是缩小了的面状地物。要对地物进行后续的测量，必须确定地物的边
界。
边界特征的八向链码表示（p206）：0-7八个数字表示边界或线条的走向。
第七章遥感应用
7.1 植被遥感(p240)
植被遥感：以植被为监测对象的遥感，通常包括森林、草原、城市绿地以及农作物等。植被遥感的内容包括从遥感图像上提取植被的分布、类型、结构、健康状况、产量等数据。植被遥感不仅仅限于植被调查本身，它还可以用于与生态环境相关的许多研究领域，比如用于研究植被对大气环境、对降水等的影响。植被也是土壤、水文等要素的解译标志。
植物的光谱特征：
叶绿素：叶绿素对红光、蓝紫光有强的吸收，对绿光有强的反射，从而形成可见光波段的光谱曲线特征。见书上图。叶子的颜色会影响光谱曲线。
细胞构造：叶子海绵组织对0.8~1.3μm的近红外光有强烈的反射，形成光谱曲线上的高峰区。见书上图
含水量：叶子在1.45 μm 、1.95 μm 、2.6~2.7 μm处各有一个吸收谷，这是由含水量造成的。见书上图。随含水量的增加整个光谱曲线降低，
植物光谱曲线的形态更明显。
覆盖程度：植被的覆盖程度（密度）的影响。
植物类型：是区分不同植被的基础。在植被遥感中，植物在近红外波段有强反射这个特性被经常利用。在彩色图像合成中，常将近红外波段赋予红
色，以特出植被。
不同植物类型的区分：
光谱特征：一般不同植物具有不同的光谱特征，特别是近红外波段有较大的差别。
物候差异：如冬季落叶树和常绿树很好区别。
生态条件：利用植物的生态条件区别植物类型。如阴坡和阳坡，不同高度的海拔部位，可能分布着不同的植物类型。
形状与颗粒结构：在航空摄影照片、高分辨率扫描图像上，可根据这些特征解译。
植物生长状况的解译：受病虫害的植物，结构和叶绿素含量发生很大的变化，尤其是近红外波段与健康植物区别最为明显。不同生长阶段的植被，如生长旺盛的幼龄林和生长衰退的成过熟林，其结构和叶绿素含量也是不同的。作物的长势主要用植被指数来监测。
常用的植被指数：要清楚为什么用近红外波段和红波段定义植被指数。
比值：RVI=近红外/红，如TM4/TM3
归一化：NDVI=（近红外-红）/（近红外+红）
差值：DVI= 近红外-红
正交植被指数（对NOAA数据和LANDSAT数据分别为）：
NOAA数据：PVI=1.622 5（NIR）-2.297 8(R)+11.065 6
LANDSAT数据： PVI=0.939（NIR）-0.344（R）+0.09
7.2 地质遥感：不要求。
7.3 水体遥感
水体的光谱特征：遥感器所接受的辐射包括水面反射光、悬浮物反射光、水底反射光和天空散光。不同水体的水面性质、水中悬浮物的性质和数量、水深和水底特性的不同导致反射光谱特性存在差异，这为水体遥感探测提供了基础。总体来说，水体的反射主要在蓝绿波段，其他波段的反射率很低。水中叶绿素含量增加时，蓝光波段反射率降低，绿光波段增高。红光波段也有升高。
7.4 土壤遥感：了解土壤的光谱曲线。
其他：
作业
实验（不涉及操作）
流行的遥感软件：
Erdas(美国)
ENVI（The Environment for Visualizing Images）(美国)
PCI（加拿大PCI公司开发）
Idrisi(美国)
“遥感概论”课程考试试题1 一、名词解释(每题6分，共30分) 1．大气窗口 2．光谱分辨率 3．遥感图像解译专家系统 4．监督与非监督分类 5．遥感图像镶嵌 二、多项选择(每题5分，共30分) 1．到达地面的太阳辐射能量与地面目标作用后可分为三部分，包括：（） (1) 反射；(2)吸收；(3)透射；(4)发射 2．计算植被指数(如NDVl)主要使用以下哪两个波段：（） (1) 紫外波段；(2) 蓝色波段；(3) 红色波段；(4)近红外波段 3．扫描成像的传感器包括：（） (1) 光-机扫描仪；(2)推帚式扫描仪；(3)框幅式摄影机 4．侧视雷达图像上由地形引起的几何畸变包括：（） (1)透视收缩；(2)斜距投影变形；(3)叠掩；(4)阴影 5 ．遥感图像几何校正包括两个方面：（） (1) 像元坐标转换；(2)地面控制点选取；(3)像元灰度值重新计算(重采样)；(4)多项式拟合三．简答题(共90分) 1、下图为一个3x3的图像窗口，试问经过中位数滤波(Median Filter)后，该窗口中心像元的值，并写出计算过程。(10分) 2、简述可见光、热红外和微波遥感成像机理。(20分) 3、设计一个遥感图像处理系统的结构框图，说明硬件和软件各自的功能，并举一应用实例.(30分) 4．遥感图像目视解译方法主要有哪些?列出其中5种方法并结合实例说明它们如何在遥感图像解译中的应用。(30分) 遥感概论”课程考试试题1－－答案 一、名词解释(每题6分，共30分) 1．大气窗口由于大气层的反射、散射和吸收作用，使得太阳辐射的各波段受到衰减的作用轻重不同，因而各波段的透射率也各不相同。我们就把受到大气衰减作用较轻、透射率较高的波段叫做大气窗口。 2．光谱分辨率指遥感器在接收目标辐射的电磁波信息时所能分辨的最小波长间隔。光谱分辨率与传感器总的探测波段的宽度、波段数和各波段的波长范围和间隔有关。间隔愈小，分辨率愈高。 3．遥感图像解译专家系统遥感图像解译专家系统是模式识别和人工智能技术相结合的产物。它用模式识别方法获取地物多种特征，为专家系统解译遥感图像提供依据，同时应用人工智能技术，运用遥感图像解译专家的经验和方法，模拟遥感图像目视解译的具体思维过程，进行遥感图像解译。 4．监督与非监督分类监督分类指根据已知样本区类别信息对非样本区数据进行分类的方法。其基本思想是：根据已知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，然后将未知类别的样本和观测值代入判别函数，再根据判别准则判定该样本的所属类别。
遥感：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。 遥感与遥控遥测的区别：遥感不同于遥测和 遥控。遥测是指对被测物体某些运动参数和性质进行远距离测量的技术，分接触测量和非接触测量。遥控是指远距离控制目标物运动状态和过程的技术。 遥感系统包括：被测目标的信息特征、信息 的获取、信息的接收、信息的处理、信息的 应用 遥感的类型：按遥感平台分：地面遥感、航 空遥感、航天遥感、航宇遥感 按探测波段分：紫外遥感、可见光遥感、红 外遥感、微波遥感、多波段遥感 按工作方式分：主动遥感和被动遥感、成像 遥感与非成像遥感 按应用领域分：外层空间遥感、大气层遥惑、陆地遥感、海洋遥感等 遥感的特点：大面积的同步观测、时效性、 数据的综合性和可比性、经济性、局限性 电磁波谱：按照波长或频率、波数、能量的 顺序把电磁波排列起来，这就是电磁波谱。 波段划分：长波，中波和短波，超短波，微波，红外波段 电磁辐射：电场和磁场的交互变化产生电磁波,电磁波向空中发射或泄露的现象,叫电磁辐射。 辐射测量内容：辐射能量、辐射通量、辐照度、辐射出射度、辐射亮度 绝对黑体：如果一个物体对于任何波长的电 磁辐射都全部吸收，则这个物体是绝对黑体。大气散射有三种情况：瑞利散射、米氏散射、无选择性散射 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。 大气窗口对应的光谱段： 0.3—1.3ym，即紫外、可见光、近红外波段。 1.5-1.8pm和 2.0— 3.5tm，即近、中红外波段。 3.5—5.5_um，即中红外波段。 8-14pm，即远红外波段。 0.8～2.5cm，即微波波段。 地球辐射的分段特性： 可见光与近红外：波长0.3-2.5辐射特性-地 表反射太阳辐射为主 中红外：波长2.5-6辐射特性-地表反射太阳 辐射和自身的热辐射 远红外：波长>6辐射特性-地表物体自身热辐 为主 遥感平台：遥感平台是搭载传感器的工具。 分类：航天平台、航空平台、地面平台 航天比例尺（像片比例尺）：即像片上两点之 间的距离与地面上相应两点实际距离之比。 扫描成像成像方式：光／机扫描成像、固体 自扫描成像、高光谱成像光谱扫描 微波遥感：是指通过微波传感器获取从目标 地物发射或反射的微波辐射，经过判读处理来识别地物的技术。微波遥感特点： 能全天候、全天时工作 对某些地物具有特殊的波谱特征 对冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透能力 对海洋遥感具有特殊意义 分辨率较低，但特性明显 主动微波遥感:是指通过向目标地物发射微波 并接收其后向散射信号来实现对地观测遥感 方式。 雷达:意为无线电测距和定位。 遥感图像特征:几何特征、物理特征、时间特 征 表现参数:空间分辨率、光谱分辨率、辐射分 辨率、时间分辨率 颜色的性质：由明度、色调、饱和度来描述 遥感摄影像片解译标志：又称判读标志，它 指能够反映和表现目标地物信息的遥感影像各 种特征，这些特征能帮助判读者识别遥感图像 上目标地物或现象。解译标志分为直接判读标 志和间接解译标志。 热红外像片的解译： 直接解译标志包括：色调、形状与大小、地物 大小、阴影、 地物的解译：水体与道路、树林与草地、土壤 与岩石： 遥感图像目视解译步骤： (1)目视解译准备工作阶段 (2)初步解译与判读区的野外考察 (3)室内详细判读 (4)野外验证与补判 (5)目视解译成果的转绘与制图 遥感影像地图：是一种以遥感影像和一定的 地图符号来表现制图对象地理空间分布和环境 状况的地图。 遥感数据与非遥感数据的复合步骤如下： 1．地理数据的网格化 (1)网格数据生成、(2)与遥感数据配准： 2．最优遥感数据的选取 3．配准复合 数字图像的校正：辐射校正、几何校正 几何校正三层次：遥感影像变形的原因、几 何畸变校正、控制点的选取 控制点的选取： (1)数目确定：控制点数目的最低限是按未知 系数的多少来确定的。 (2)选取原则：控制点的选择要以配准对象为 依据。以地面坐标为匹配标准的，叫做地面控 制点。有时也用地图作地面控制点标准，或用 遥感图像作为控制点标准。无论用哪一种坐标 系，关键在于建立待匹配的两种坐标系的对应 点关系。 数字图像增强的5种方法：对比度变换、空 间滤波、彩色变换、图像运算、多光谱变换 多波段数字图像数据格式：BSQ、BIP、BIL 度量特征空间中的距离经常采用的算法：绝 对值距离、欧氏距离、马氏距离、均值向量的 混合距离、相关系数 遥感图像的计算机分类方法：包括监督分类 和非监督分类。 水体遥感：是通过对遥感影像的分析，获得 水体的分布、泥沙、有机质等状况和水深、水 温等要素的信息，从而对一个地区的水资源和 水环境等作出评价，为水利、交通、航运及资 源环境等部门提供决策服务。 水体遥感的研究内容：水体的光谱特征、水 体界线的确定、水体悬浮物质的确定、水温的 探测、水体污染的探测、水深的探测 植物的光谱特征：可使其在遥感影像上有效 地与其他地物相区别。同时，不同的植物各有 其自身的波谱特征，从而成为区分植被类型、 长势及估算生物量的依据。 健康植物的反射光谱特征：健康植物的波谱 曲线有明显的特点，在可见光的0.55附近有 一个反射率为10%～20%的小反射峰。在0.45 和0.65附近有两个明显的吸收谷。在0.7-0.8 是一个陡坡，反射率急剧增高。在近红外波段 0.8—1.3之间形成一个高的，反射率可达40% 或更大的反射峰。在1.45，1.95和2.6—2.7 处有三个吸收谷。 影响植物光谱的因素： 主要因素有植物叶子的颜色、叶子的细胞构造 和植物的水分等。植物的生长发育、植物的不 同种类、灌溉、施肥、气候、土壤、地形等因 素 不同植物类型的区分： 1．不同植物由于叶子的组织结构和所含色素 不同，具有不同的光谱特征。 2·利用植物的物候期差异来区分植物 3．根据植物生态条件区别植物类型 大面积农作物的遥感估产三方面内容： 农作物的识别与种植面积估算、长势监测、 估产模式的建立。 高光谱遥感与一般遥感区别（特点）在于： 高光谱遥感的成像光谱仪可以分离成几十甚至 数百个很窄的波段来接收信息；每个波段宽度 仅小于10nm;所有波段排列在一起能形成一条 连续的完整的光谱曲线；光谱的覆盖范围从可 见光到热红外的全部电磁辐射波谱范围。 应用领域：在地质调查中的应用、在植被研 究中的应用、在其他领域中的应用 中心投影与垂直投影的区别： 1.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，并有统一的比例尺。中心 投影则受投影距离影响，像片比例尺与平台高 度和焦距有关 2.投影面倾斜的影响：当投影面倾斜时，垂直 投影的影像仅表现为比例尺有所放大，像点相 对位置保持不变。在中心投影的像片上其比例 关系有显著的变化，各点的相对位置和形状不 再保持原来的样子 3.地形起伏的影响：垂直投影时，随地面起伏 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位移量就 越大
1.什么是遥感国内外对遥感的多种定义有什么异同点 定义：从不同高度的平台（Platform）上，使用各种传感器（Sensor），接收来自地球表层的各种电磁波信息，并对这些信息进行加工处理，从而对不同的地物及其特性进行远距离探测和识别的综合技术。 平台：地面平台、航空平台、航天平台；传感器：各种光学、电子仪器 电磁波：可见光、红外、微波 根据你对遥感技术的理解，谈谈遥感技术系统的组成。 3.什么是散射大气散射有哪几种其特点是什么 辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变，并向各个方向散开称为散射；大气散射有三种：分别为瑞利散射：特点是散射强度与波长的四次方成反比，既波长越长，散射越弱； 米氏散射：散射强度与波长的二次方成反比。云雾对红外线的散射主要是米氏散射 无选择性散射：特点是散射强度与波长无关。 4.遥感影像变形的主要原因是什么 （1）遥感平台位置和运动状态变化的影响；（2）地形起伏的影响； （3）地球表面曲率的影响；（4）大气折射的影响；（5）地球自转的影响。 5.遥感图像计算机分类中存在的主要问题是什么 （1）未充分利用遥感图像提供的多种信息；（2）提高遥感图象分类精度受到限制：包括大气状况的影响、下垫面的影像、其他因素的
影响。 6.谈谈你对遥感影像解译标志的理解。 为了提高摄影像片解译精度与解译速度，掌握摄影像片的解译标志很有必要。遥感摄影像片解译标志又称判读标志，它指能够反映和表现目标地物信息的遥感影像各种特征，这些特征能帮助判读者识别遥感图像上目标地物或现象。解译标志分为直接判读标志和间接解译标志。直接判读标志是指能够直接反映和表现目标地物信息的遥感图像各种特征，它包括遥感摄影像片上的色调、色彩、形状、阴影、纹理、大小、图型等，解译者利用直接解译标志可以直接识别遥感像片上的目标地物。间接解译标志是指航空像片上能够间接反映和表现目标地物的特征，借助间接解译标志可以推断与某地物的属性相关的其他现象。遥感摄影像片上经常用到的间接解译标志有：目标地物与其相关指示特征。例如，像片上呈线状延伸的陡立的三角面地形，是推断地质断层存在的间接标志。像片上河流边滩、沙咀和心滩的形态特征，是确定河流流向的间接解译标志；地物及与环境的关系。任何生态环境都具有代表性地物，通过这些地物可以指示它赖以生活的环境。如根据代表性的植物类型推断它存在的生态环境，“植物是自然界的一面镜子”，寒温带针叶林的存在说明该地区属于寒温带气候；目标地物与成像时间的关系。一些目标地物的发展变化与季节变化具有密切联系。了解成像日期和成像时刻，有助于对目标地物的识别。例如，东部季风区夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，土壤含水量因此具有季节变化，河流与水库的水位也有季节变化。 7. 何谓遥感、地理信息系统、全球定位系统简要回答三者之间的相互
1．遥感的基本概念。 广义：泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、重力场、声波、地震波的探测； 狭义：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．结合P2图，阐述遥感系统的组成。 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．按遥感平台、探测波段、传感器的工作方式来分，遥感可分成哪几种类型。 按遥感平台分类：地面遥感、航空遥感、航天遥感、航宇遥感 按探测波段分类：紫外遥感：探测波段在0.05-0.38微米； 可见光探测：探测波段为0.38-0.76微米； 红外遥感：探测波段在0.76-1000微米； 微波遥感：探测波段在1mm-1m，收集与记录目标物发射、散射的微波能量。 按工作方式分类：主动和被动遥感：二者主要区别在于传感器是否发射电磁波。被动式遥感是被动地接受 地表反射的电磁波，受天气状况的影响比较大。主动式遥感多为微波 波段，受天气和云层影响较小。 成像和非成像遥感：成像方式：把目标物发射或反射的电磁波能量以图像形式来表示。 非成像方式：将目标物发射或反射的电磁辐射的各种物理参数记录为 数据或曲线图形式，包括：光谱辐射计、散射计、高度计等。4．阐述遥感的特点。 ①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。 ②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，遥感大大提高了观测的时效性。这对天气预报、火灾、水灾等的灾情监测，以及军事行动等都非常重要。 ③数据的综合性和可比性：综合性是指，可以根据地物在不同波段的光谱特性，选取相应的波段组合来判断地物的属性。可比性是指，可以将不同传感器得到的数据或图像进行对比。 ④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。 ⑤局限性：遥感技术所利用的电磁波有限，有待进一步开发，需要更高分辨率以及遥感以外的其他手段相配合，特别是地面调查和验证。 5．地物辐射和反射电磁波的特点有哪些。 6．什么叫电磁波谱。 按电磁波在真空中传播的波长或频率，递增或递减排列，则构成了电磁波谱。 7. 目前遥感所使用的电磁波有哪些波段（其波长范围、特点、应用）。 可见光波段：0.38-0.76 μm，作为鉴别物质特征的主要波段，是遥感中最常用的波段 红外波段：0.76—1000μm，采用热感应方式探测地物本身的辐射（如热污染、火山、森林火灾等），可进行全天时遥感。 微波波段：1mm—1m，能穿透云、雾而不受天气影响，能进行全天时全天候的遥感探测。能直接透过植被、冰雪、土壤等表层覆盖物。 紫外线波段：0.01—0.4μm，主要用于探测碳酸盐岩的分布和油污染的监测。由于大气层中臭氧对紫外线的强烈吸收和散射作用，通常探测高度在2000米以下。 8.大气对太阳辐射的影响有哪些。 吸收、散射及反射作用、折射。 11.大气对太阳辐射的吸收带主要位于哪几个波段? 在紫外——微波之间，具明显吸收作用的主要是O3、O2、CO2和H20；此外NO2、CH4对电磁辐射也有吸收，多种成份吸收特定波和的电磁波，形成相应的吸收带。
一、名词解释 （1）电磁波谱：按电磁波在真空中传播的波长或频率，递增或递减排列，则构成了电磁波谱。 （2）遥感平台：装载传感器的平台称为遥感平台。 （3）黑体：如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收，则这个物体是绝对黑体。（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）传感器：接收、记录目标地物电磁波特征的仪器，称为传感器或遥感器。 （6）空间分辨率：图像的空间分辨率指像素所代表的地面围的大小，即扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元。 （7）数字图像：数字图像是指能够被计算机存储、处理和使用的图像。 （8）遥感数字图像：是以数字形式表示的遥感图像。 1.遥感：遥感是应用探测仪器，不与探测目标接触，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.遥感系统包括：被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用五大部分 3雷达：由发射机通过天线在很短时间，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一种传感器。 二、填空题 （1）遥感按工作方式分为主动遥感和被动遥感；成像遥感和非成像遥感。 （2）颜色的性质由明度，色调，饱和度组成。 （3）微波的波长为1mm~1m。 (4) 传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成。 （5）微波遥感的工作方式属于遥感 （6）侧视雷达的分辨力分为距离分辨力和方位分辨力，前者与脉冲宽度有关；后者与发射波长，天线孔径，距离目标地物。 （7）遥感探测系统包括信息源、信息获取、信息记录和传输、信息处理、信息应用。（8）与常规手段相比，RS的特点为大面积同步观测、时效性、数据的综合性和可比性、经济性、局限性。 （9）大气散射包括瑞利散射、米氏散射、无选择性散射。 （10）数字图像增强的方法包括对比度变换、空间滤波、彩色变换、图像运算、多光谱变换。 (11)遥感探测系统包括：被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理、信息的应用。 （12）遥感特点：大面积的同步观测、时效性、数据和综合性和可比性、经济性、局限性。（13）大气散射类型：瑞利散射、米氏散射、无选择性散射。 （14）图像质量评价：空间分辩率、波普分辩率、辐射分辩率、时间分辩率。 （15）遥感平台分：航天平台、航空平台、地面平台。 三、简答题 8.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，说明为什么微波具有穿云透雾能力而可见光不能？ 答：散射有瑞利散射、米氏散射、无选择性散射。大气云层中，小雨滴的直径比其他微粒最大，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得多，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，所以微波才能有最小散射，最大透射，而被称为具有穿云透雾的能力。
复习要点 第一章 遥感概述 遥感定义：遥远的感知。通过遥感器（传感器）这类对电磁波敏感的仪器，在远 离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物，获取其反射、辐射或散射的电磁波信息，进行处理、分析和应用的一门科学和技术。 主动遥感：传感器主动发射一定电磁波能量，并接受目标的后向散射信号。 被动遥感：传感器不向目标发射电磁波，仅被动的接受目标物体的自身发射和对 自然辐射的反射能量。 按遥感平台分：地面遥感、航空遥感、航天遥感、宇航遥感等。 按探测波段分： 紫外遥感：0.05-0.38μm 可见光遥感：0.38-0.76μm 红外遥感：0.76-1000μm 微波遥感：1mm-1000mm 遥感技术系统：遥感信息源信息获取、遥感数据传输与接收、信息处理、信息应用。 遥感特点:5个小标题: 大面积同步观测 时效性强 数据的综合性和可比性好 较高的经济与社会效益 一定的局限性 第二章 电磁辐射与地物光谱特征 2.1 电磁波谱与电磁辐射 横波：在真空中以光速传播。 满足方程： f λ = c 电磁辐射的度量：辐射能量，辐射通量，辐射通量密度，辐射照度，辐射出射度 绝对黑体：对任何波长的电磁辐射全部吸收 吸收率(,)1T αλ≡，反射率(,)0T ρλ≡，与波长与温度无关。 恒星和太阳的辐射可近似看作黑体辐射。 斯忒藩-玻尔滋蔓定律：p20
绝对黑体的辐射出射度与其温度的4次方成比例：4M T σ= 其中 0()T M M d λλ∞ =? 维恩位移定律：p20,注意p20图2.7和p21表2.2 最强辐射的波长 max λ 与其温度T 成反比：max T b λ?= 基尔霍夫定律:p21-22。公式，0M M ε= 某实际物体与同一温度、同一波长绝对黑体的辐射出射度之间存在关系：0M M α= 其中，α为实际物体的吸收系数， 0M 为绝对黑体的辐射出射度，α也称为比辐射率或发射率，记作0M M ε=。 2.2 太阳辐射及大气对辐射的影响 太阳辐射: 太阳是遥感主要的辐射源，又叫太阳光。 大气吸收:大气中的各种成分对太阳辐射有选择性吸收，形成太阳辐射的大气吸收带。 大气散射 ?不同于吸收作用，只改变传播方向，不能转变为内能。 ?大气的散射是太阳辐射衰减的主要原因。 ?对遥感图像来说，降低了传感器接收数据的质量，造成图像模糊不清。 ?散射主要发生在可见光区。 大气发生的散射主要有三种：（p29-30） 瑞利散射：d <<λ，分子为主，无方向性，可见光，4I λ-∝ 米氏散射：d ≈λ，微粒，强度有明显方向性，红外，2I λ-∝ 非选择性散射：d >>λ，强度与波长无关。 大气折射：传播方向发生改变。折射虽只改变电磁波的方向，不改变强度，但会 导致传感器接收的地物信号发生形状和比例尺的改变。 大气反射：大气反射主要发生在云层顶部，取决于云量，各波段均会受其影响。 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。 这些波段是被动遥感的工作波段。 2.3 地球辐射及地物波谱
1. 主动遥感：由探测器主动发射一定电磁波能量并接收目标的后向散射信号。 2. 被动遥感：传感器不向目标发射电磁波，仅被动接收目标物的自身发射和对自然辐射源的反射能量。 3. 太阳常数：是指不受大气影响，在距太阳一个天文单位内，垂直于太阳光辐射方向上，单位面积单位时间黑体所接收的太阳辐射能量。 4. 大气散射：大气辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变，并向各个方向散开。 5. 大气窗口：电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的，透过率高的波段称为大气窗口。 6. 像点位移：在中心投影的像片上，地形的起伏除引起像片比例尺变化外，还会引起平面上的点位在像片位置上的移动。 7. 空间分辨率：像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元。 8. 光谱分辨率：传感器在接收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。 9. 辐射分辨率：传感器接收波谱信号时，能分辨的最小辐射差。 10. 互补色：若两种颜色混合产生白色或灰色，这两种颜色称为互补色。 11. 三原色：若三种颜色，其中的任一种都不能由其余二种颜色混合想加产生，这三种颜色按一定比例混合，可以形成各种色调的颜色，称之为三原色。 12. 遥感的特点：大面积的同步观测；时效性；数据的综合性和可比性；经济性；局限性。 13. 电磁辐射的性质：是横波；在真空以光速传播；电磁波具有玻粒二象性；满足fλ＝c E＝hf 14. 绝对黑体：如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收，则这个物体是绝对黑体。 黑体辐射的特性：辐射通量密度随波长连续变化，每条曲线只有一个最大值；温度越高，辐射通量密度越大，不同温度的曲线不同；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。 15. 大气散射的三种情况：瑞利散射、米氏散射、无选择性散射。 无云的晴空呈现蓝色，就是因为蓝光波长段，散射强度大，因此蓝光向四面八方散射，使整个天空蔚蓝，使太阳辐射传播方向的蓝光被大大削弱。这种现象在日出和日落时更为明显，因为这时太阳高度角小阳光斜射向地面，通过的大气层比阳光直射时要厚得多。在过长的传播中，蓝光波长最短，几乎被散射殆尽，波长次短的绿光散射强度也居其次，大部分被散射掉了。只剩下波长最长的红光，散射最弱，因此透过大气最多。加上剩余的少量绿光，最后合成呈现橘红色。所以朝霞和夕阳都偏橘红色。无选择性散射，当大气中粒子的直径比波长大得多时发生的散射。这种散射的特点是散射强度与波长无关，也就是说，在符合无选择性散射的条件波段中，任何波长的散射强度相同。如云、雾粒子直径虽然与红外波长接近，但相比可见光波段，云雾中的水滴的粒子直径就比波长大很多，因而对可见光中各个波长的光散射强度相同，所以人们看到云雾呈现白色。 16. 0.3～1.3μm，紫外线，可见光，近红外波段。1.5～1.8和2.0～3.5.近、中红外波段。3.5～5.5中红外波段。8～14远红外波段。0.8～2.5微波波段。 17. 亮度温度：衡量地物辐射特征的重要指标。指当物体的辐射功率等于某一黑体的辐射功率时，该黑体的绝对温度即为该物体的亮度温度。 18. 同物异谱：是指一种地物对应几种不同的光谱特征（有周围环境，时相上的原因）例如坡度，破向，密度，季，相，覆盖度以及地物的组合方式。 异物同谱：不同类型的地物具有相同的波谱特征。 19. 气象卫星的特点：（1）轨道，有低轨和高轨两种，运行中每条轨道都要经过地球南北两极附近上空。优点：每天对全球扫描两遍，获取全球气象资料，得全球大气变化宏观资料；缺点：对一定特定区域一天只能观测2次，不能取得连续变化观测。 （2）短周期重复观测（3）成像面积大，有利于获得宏观同步信息，减少数据处理容量（4）资料来源连续、实时性强、成本低。 20. 摄影机分类：分幅式摄影机、全景摄影机、多光谱摄影机、数码摄影机。 21. 中心投影与垂直投影的区别：①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，并没有统一的比例尺。中心投影则受投影距离（遥感平台高度）影响，像片比例尺与平台高度H和焦距f有关。②投影面倾斜的影响：当投影面倾斜时，垂直投影的影像仅表现为比例尺有所放大。在中心投影的像片上，比例尺有显著的变化。 ③地形起伏的影响：垂直投影时，随地面起伏变化，投影点之间的距离与地面实际水平距离成比例缩小版，相对位置不变。中心投影时，地面起伏越大，像上投影点水平位移量就越大，产生投影误差。 22. 像点位移的特征：①位移量与地形高差h成正比。即高差越大引起的像点位移量也越大。②位移量与像主点的距离r成正比。即距主点越远的像点位移量越大，像片中心部分位移量较小。③位移量与摄影高度成反比。即摄影高度越大，因地表起伏引起的位移量就越小。 23. 微波遥感的特点：能全天候，全天时工作；对某一地物具有特殊的波谱特征；对冰，雪，森林，土壤等具有一定的穿透力；对海洋遥感具有特殊意义；分辨率较低，但特性明显。
1.什么是遥感？国内外对遥感的多种定义有什么异同点？ 定义：从不同高度的平台（Platform）上，使用各种传感器（Sensor），接收来自地球表层的各种电磁波信息，并对这些信息进行加工处理，从而对不同的地物及其特性进行远距离探测和识别的综合技术。 平台：地面平台、航空平台、航天平台；传感器：各种光学、电子仪器 电磁波：可见光、红外、微波 //2. 根据你对遥感技术的理解，谈谈遥感技术系统的组成。 3. 什么是散射？大气散射有哪几种？其特点是什么？ 辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变，并向各个方向散开称为散射；大气散射有三种：分别为瑞利散射：特点是散射强度与波长的四次方成反比，既波长越长，散射越弱； 米氏散射：散射强度与波长的二次方成反比。云雾对红外线的散射主要是米氏散射 无选择性散射：特点是散射强度与波长无关。 4. 遥感影像变形的主要原因是什么？ （1）遥感平台位置和运动状态变化的影响；（2）地形起伏的影响； （3）地球表面曲率的影响；（4）大气折射的影响；（5）地球自转的影响。 5.遥感图像计算机分类中存在的主要问题是什么？ （1）未充分利用遥感图像提供的多种信息；（2）提高遥感图象分类精度受到限制：包括大气状况的影响、下垫面的影像、其他因素的
影响。 6.谈谈你对遥感影像解译标志的理解。 为了提高摄影像片解译精度与解译速度，掌握摄影像片的解译标志很有必要。遥感摄影像片解译标志又称判读标志，它指能够反映和表现目标地物信息的遥感影像各种特征，这些特征能帮助判读者识别遥感图像上目标地物或现象。解译标志分为直接判读标志和间接解译标志。直接判读标志是指能够直接反映和表现目标地物信息的遥感图像各种特征，它包括遥感摄影像片上的色调、色彩、形状、阴影、纹理、大小、图型等，解译者利用直接解译标志可以直接识别遥感像片上的目标地物。间接解译标志是指航空像片上能够间接反映和表现目标地物的特征，借助间接解译标志可以推断与某地物的属性相关的其他现象。遥感摄影像片上经常用到的间接解译标志有：目标地物与其相关指示特征。例如，像片上呈线状延伸的陡立的三角面地形，是推断地质断层存在的间接标志。像片上河流边滩、沙咀和心滩的形态特征，是确定河流流向的间接解译标志；地物及与环境的关系。任何生态环境都具有代表性地物，通过这些地物可以指示它赖以生活的环境。如根据代表性的植物类型推断它存在的生态环境，“植物是自然界的一面镜子”，寒温带针叶林的存在说明该地区属于寒温带气候；目标地物与成像时间的关系。一些目标地物的发展变化与季节变化具有密切联系。了解成像日期和成像时刻，有助于对目标地物的识别。例如，东部季风区夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，土壤含水量因此具有季节变化，河流与水库的水位也有季节变化。 7. 何谓遥感、地理信息系统、全球定位系统？简要回答三者之间的相
遥感：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。 遥感与遥控遥测的区别：遥感不同于遥测和遥控。遥测是指对被测物体某些运动参数和性质进行远距离测量的技术，分接触测量和非接触测量。遥控是指远距离控制目标物运动状态和过程的技术。 遥感系统包括：被测目标的信息特征、信息的获取、信息的接收、信息的处理、信息的应用 遥感的类型： 按遥感平台分：地面遥感、航空遥感、航天遥感、航宇遥感 按探测波段分：紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感 按工作方式分：主动遥感和被动遥感、成像遥感与非成像遥感 按应用领域分：外层空间遥感、大气层遥惑、陆地遥感、海洋遥感等 遥感的特点：大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性、经济性、局限性 电磁波谱：按照波长或频率、波数、能量的顺序把电磁波排列起来，这就是电磁波谱。 波段划分：长波，中波和短波，超短波，微波，红外波段 电磁辐射：电场和磁场的交互变化产生电磁波,电磁波向空中发射或泄露的现象,叫电磁辐射。 辐射测量内容：辐射能量、辐射通量、辐照度、辐射出射度、辐射亮度 绝对黑体：如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收，则这个物体是绝对黑体。 大气散射有三种情况：瑞利散射、米氏散射、无选择性散射 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。大气窗口对应的光谱段： 0.3—1.3ym，即紫外、可见光、近红外波段。 1.5-1.8pm和 2.0— 3.5tm，即近、中红外波段。 3.5—5.5_um，即中红外波段。 8-14pm，即远红外波段。 0.8～2.5cm，即微波波段。 地球辐射的分段特性： 可见光与近红外：波长0.3-2.5辐射特性-地表反射太阳辐射为主 中红外：波长2.5-6辐射特性-地表反射太阳辐射和自身的热辐射 远红外：波长>6辐射特性-地表物体自身热辐为主 遥感平台：遥感平台是搭载传感器的工具。 分类：航天平台、航空平台、地面平台 航天比例尺（像片比例尺）：即像片上两点之间的距离与地面上相应两点实际距离之比。 扫描成像成像方式：光／机扫描成像、固体自扫描成像、高光谱成像光谱扫描 微波遥感：是指通过微波传感器获取从目标地物发射或反射的微波辐射，经过判读处理来识别地物的技术。 微波遥感特点： 能全天候、全天时工作 对某些地物具有特殊的波谱特征 对冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透能力 对海洋遥感具有特殊意义 分辨率较低，但特性明显 主动微波遥感:是指通过向目标地物发射微波并接收其后向散射信号来实现对地观测遥感 方式。 雷达:意为无线电测距和定位。 遥感图像特征:几何特征、物理特征、时间特征 表现参数:空间分辨率、光谱分辨率、辐射分辨率、时间分辨率
遥感导论课程试卷10答案 一、名词解释：（每小题３分，共计１５分） 1、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、电磁波通过大气层地较少被反射、吸收或散射的，透过率较高的波段称为大气窗口。 3、辐射源在某一方向，单位投影表面，单位立体角内的辐射通量。 4、在电磁波谱的可见光、近红外、中红外和热红外波段范围内，获取许多非常窄的光谱连续的影像数据的技术。 5、利用多颗导航卫星的无线电信号，对地球表面某地点进行定位、报时或对地表移动物体进行导航的技术系统。 二、填空题（每空1分，共计20分） 1、目标物的电磁波特性、信息的获取、信息的接收、信息的处理、信息的应用 2、可见光、红外、微波 ３、地物光谱特征 ４、色调、颜色、阴影、形状、纹理、大小、位置、图型 ５、温度 ６、减色法 ７、配准 三、判断题：（每小题１分，共计１０分）1、X 2、√3、√4、X 5、√6、X 7、√8、√9、X 10、X 四、简答题：（每小题５分，共计2５分） 1、从四个方面评价：空间分辨率、波谱分辨率、辐射分辨率、时间分辨率。 2、（1）包括水面反射光、悬浮物反射光、水地反射光和天空散射光。 （2）包括水界线的确定、水体悬浮物质的确定、水温的探测、水体污染的探测、水深的探测。 3、根本区别在于是否利用训练场地来获取先验的类别知识，监督分类是根据样本选择特征参数，所以训练场地要求有代表性，样本数目要满足分类的要求，有时这些不容易做到;非监督分类不需要更多的先验知识，他根据地物的光谱统计特征进行分类，所以非监督分类方法简单，且具有一定的精度。 4、从成像方式、成像特点两方面来分析。 5、有植被类型的识别与分类，植被制图，土地覆盖利用变化的探测，生物物理和生物化学参数的提取与估计等。技术有多元统计分析技术，基于光谱波长位置变量的分析技术，光学模型方法，参数成图技术， 五、论述题：（每小题１０分，共计３０分） 1、第一次经过大气：反射、散射、吸收、折射；到达地面后：吸收、第二次经过大气：反射、散射、吸收、折射、漫入射。 2、共同点：都有色、形、位；区别：航空是摄影（中心成像、像点位移、大比例尺），卫星是扫描成像（宏观综合概括性强、信息量丰富、动态观测）。 3、更好的发挥了不同遥感数据源的优势互补，弥补了某一种遥感数据的不足之处，提高了遥感数据的可应用性。如洪水监测：气象卫星—--时相分辨率高、信息及时、可昼夜获取、
第一章： 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：①大面积同步观测；②时效性；③数据的综合性和可比性；④经济性；⑤局限性 4.遥感技术研究（应用领域）内容及发展前景？ 答：遥感技术应用领域: （一）技术遥感在测绘中的应用； （二）遥感技术在军事上应用； （三）遥感技术在农林牧方面的应用； （四）遥感技术在水体信息提取中的应用； （五）遥感技术在灾害监测方面的应用。 影响遥感技术发展中主要存在的问题：（1）遥感的时效性：实时检测与处理能力不足；（2）遥感的定量反演：精度不能达到实用要求。 产生以上问题的原因主要有：（1）遥感技术本身的局限性；（2）人们认识上局限性。 发展前景：遥感技术正在进入一个能偶快速准确的提供多种对地观测海量数及应用研究的新阶段，在近一二十年内的倒了飞速发展，目前又将达到一个新的啊高潮！主要发展有以下几个方面：【1】遥感影像的空间分辨率和时间分辨率愈来愈高（例如，民用遥感影像饿空间分辨率达到米级，光谱分辨率达到纳米级，波段数已增加到数十个数百个；军用侦察卫星空间分辨率达到厘米级，如美若的KH-11空间分辨率为0.11m；【2】可获取遥感立体影像；【3】微波遥感迅速发展，未来诸多领域倾向于合成孔径雷达、成像光谱仪的广泛应用；【4】高光谱遥感迅速发展；【5】遥感的综合应用不断深化，表现为从单一信息源分析向包含非遥感数据的多源信息的复合分析的方向发展；从定向判读向信息系统应用模型及专家系统支持下的定量分析；从静态研究向多时相的动态研究发展；【6】商业遥感时代的到来；【7】建立高速、高精度和大容量的遥感数据处理系统，3S一体化。
※遥感的涵义: 在一定距离的空间，不与目标物接触，通过信息系统去获取有关目标物的信息，经过对信息的分析研究，确定目标物的属性及目标物之间的相互关系。简言之，泛指一切无接触的远距离探测。 ※广义遥感是指以现代工具为技术手段，对目标进行遥远感知的整个过程。 ※狭义遥感技术是指从远距离高空以至外层空间的平台上，利用紫外线、可见光、红外、微波等探测仪器，通过摄影或扫描方式，对目标电磁波辐射能量的感应、接收、传输、处理和分析，从而识别目标物性质和运动状态的现代化技术系统。 ※传感器或者遥感器：接受、记录目标物电磁波特征的仪器。 ※遥感系统:被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录信息的处理和信息的应用。 ※遥感的分类1按遥感平台分航宇遥感航天遥感航空遥感地面遥感 2按传感器的探测波段分紫外遥感（0.05—0.38 μm）可见光遥感（0.38—0.76 μm）红外遥感（0.76—1000μm）微波遥感（1mm—10m）多波段遥感(探测波段在可见光和红外波段范围内，再分成若干个窄波段来探测目标)。 3按工作方式分主动遥感和被动遥感：前者是由探测器主动向目标发射一定能量的电磁波，并接收目标的反射或散射信号。后者是被动接收目标物的自身发射和自然辐射源的反射能量。 ※成像遥感与非成像遥感：前者传感器接收的目标电磁辐射信号可转换成(数字或模拟)图像；后者传感器接收的目标电磁辐射信号不能形成图像。 ※遥感的特点：大面积的同步观测-视域广；时效性-定时、定位观测；数据的综合性和可比性-信息丰富，综合反映了地球上许多自然、人文信息。包括紫外线、可见光、红外、微波、多波段遥感，能提供超出人的视觉以外的地面信息；经济性-效率高、速度快，精度高、成本低；局限性-波段有限，技术有限。 ※电磁波及其特性由振源发出的电磁振荡在空间的传播叫做电磁波。 ※电磁波谱：按电磁波在真空中的传播的波长或者频率，递增或者递减排列，构成了电磁波谱。频率高到低：Y射线，X射线，紫外线，可见光，红外线，无线电波。 ※电磁辐射源：凡是能够产生电磁辐射的物体都是辐射源。 ※绝对黑体：在任何温度下，对任何波长的入射辐射的吸收系数（率）α（λ，T）恒等于1，即α（λ，T）=1的物体称为绝对黑体（简称黑体） ※斯忒藩-玻尔兹曼定律：绝对黑体的总辐射出射度与黑体温度的四次方成正比。 ※维恩位移定律：黑体辐射光谱中最大辐射的峰值波长λmax与黑体绝对温度T成反比。※基尔霍夫定律：在研究电磁辐射传输过程中，在给定的温度下，物体辐射出射度和吸收率之比，对任何材料都是一个常数，并等于该温度下黑体的辐射出射度。这就是基尔霍夫定律。其表达式为：M′/ α=M M′为真实物体的辐射出射度；α为吸收率。 ※实际物体的辐射：表示实际物体辐射与黑体辐射之比M= εM0 ε：比辐射率或发射率※太阳光谱：光球产生的光谱，光球发射的能量大部分集中于可见光波段。0.1—6μ可见光※地球辐射：地球辐射的能量主要来源于太阳的短波辐射和地球内部的热能。地球辐射的波谱可分为三个部分：3—6μ：为反射太阳光和地球自身辐射，属混合辐射。8—14μ：为地球表面物体自身的热辐射，其峰值波段在9—10μ处，属远红外或称热红外。15—30μ：属超远红外。 ※散射：辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变，并向各个方向散开。 ※瑞利散射是指比波长小得多的大气分子引起的散射，其散射强度与波长的四次方成反比，即波长越长，散射强度越弱，波长越短，散射强度越强。 ※米氏散射：当大气中粒子的直径与辐射波长相当时发生的散射。如烟、尘埃、小水滴、气
1、什么就是遥感？国内外对遥感的多种定义有什么异同点？ 定义:从不同高度的平台(Platform)上,使用各种传感器(Sensor),接收来自地球表层的各种电磁波信息,并对这些信息进行加工处理,从而对不同的地物及其特性进行远距离探测与识别的综合技术。 平台:地面平台、航空平台、航天平台;传感器:各种光学、电子仪器 电磁波:可见光、红外、微波 //2、根据您对遥感技术的理解,谈谈遥感技术系统的组成。 3、什么就是散射？大气散射有哪几种？其特点就是什么？ 辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变,并向各个方向散开称为散射;大气散射有三种:分别为瑞利散射:特点就是散射强度与波长的四次方成反比,既波长越长,散射越弱; 米氏散射:散射强度与波长的二次方成反比。云雾对红外线的散射主要就是米氏散射 无选择性散射:特点就是散射强度与波长无关。 4、遥感影像变形的主要原因就是什么？ (1)遥感平台位置与运动状态变化的影响;(2)地形起伏的影响;(3)地 球表面曲率的影响;(4)大气折射的影响;(5)地球自转的影响。 5、遥感图像计算机分类中存在的主要问题就是什么？ (1)未充分利用遥感图像提供的多种信息;(2)提高遥感图象分类精度受 到限制:包括大气状况的影响、下垫面的影像、其她因素的影响。 6、谈谈您对遥感影像解译标志的理解。 为了提高摄影像片解译精度与解译速度,掌握摄影像片的解译标志很有必要。遥感摄影像片解译标志又称判读标志,它指能够反映与表现
目标地物信息的遥感影像各种特征,这些特征能帮助判读者识别遥感图像上目标地物或现象。解译标志分为直接判读标志与间接解译标志。直接判读标志就是指能够直接反映与表现目标地物信息的遥感图像各种特征,它包括遥感摄影像片上的色调、色彩、形状、阴影、纹理、大小、图型等,解译者利用直接解译标志可以直接识别遥感像片上的目标地物。间接解译标志就是指航空像片上能够间接反映与表现目标地物的特征,借助间接解译标志可以推断与某地物的属性相关的其她现象。遥感摄影像片上经常用到的间接解译标志有:目标地物与其相关指示特征。例如,像片上呈线状延伸的陡立的三角面地形,就是推断地质断层存在的间接标志。像片上河流边滩、沙咀与心滩的形态特征,就是确定河流流向的间接解译标志;地物及与环境的关系。任何生态环境都具有代表性地物,通过这些地物可以指示它赖以生活的环境。如根据代表性的植物类型推断它存在的生态环境,“植物就是自然界的一面镜子”,寒温带针叶林的存在说明该地区属于寒温带气候;目标地物与成像时间的关系。一些目标地物的发展变化与季节变化具有密切联系。了解成像日期与成像时刻,有助于对目标地物的识别。例如,东部季风区夏季炎热多雨,冬季寒冷干燥,土壤含水量因此具有季节变化,河流与水库的水位也有季节变化。 7、何谓遥感、地理信息系统、全球定位系统？简要回答三者之间的 相互关系与作用。 地理信息系统:就是在计算机硬件与软件支持下,运用地理信息科学与系统工程理论,科学管理与综合分析各种地理数据,提供管理、模拟、决策、规划、预测与预报等任务所需要的各种地理信息的技术系统。