遥感的物理基础 (2)

《遥感原理与应用》习题答案解析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）就是由同相震荡且互相横向的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向旋转轴电场与磁场形成的平面，有效率的传达能量和动量。

电磁辐射可以按照频率分类，从高频率至高频率，包含存有无线电波、微波、红外线、红外线、紫外光、4电磁波五音：把各种电磁波按照波长或频率的大小依次排序，就构成了电磁波五音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，又叫做热力学温标，符号t，单位k（开尔文，缩写上开）8色温：在实际测量物体的光谱电磁辐射通量密度曲线时，常常用一个最吻合灰体电磁辐射曲线的黑体电磁辐射曲线做为参考这时的黑体电磁辐射温度就叫做色温。

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：物体的散射电磁辐射通量与入射光电磁辐射通量之比。

12波粒二象性：电磁波具备波动性和粒子性。

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黑体电磁辐射遵从哪些规律？（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，单位面积升空的总辐射能与绝对温度的四次方成正比。

(3黑体的绝对温度增高时，它的电磁辐射峰值向短波方向移动。

(4不好的辐射体一定就是不好的吸收体。

(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电磁波五音由哪些相同特性的电磁波段共同组成？遥感技术中所用的电磁波段主要存有哪些？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物体的电磁辐射通量密度与短萼有关？常温下黑体的电磁辐射峰值波长就是多少？（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。

遥感导论复习重点第一章遥感概述§1-1遥感的基本概念及其特点一、遥感概念遥感（RemoteSening）是20世纪60年代发展起来对地观测综合性技术。

有广义和狭义之分。

1、广义遥感：泛指一切无接触的远距离探测（对电磁场、力场、机械波等）2、狭义遥感：即是应用探测仪器，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测控技术。

遥测：对目标的某些运动参数和性质进行远距离册测量的技术。

分接触和非接触测量。

遥控：远距离控制目标的运动状态和过程的技术。

二、遥感的特点1.大面积同步观测：探测范围大，具有综合、宏观的特点，受地面条件限制少。

2.时效性：获取信息速度快，更新周期短，具有动态监测特点。

3.数据综合性先进性：信息量大，具有手段多，技术先进的特点。

4.经济性：用途广，效益高的特点。

5.局限性：利用的电磁波段有限。

§1-2遥感过程及系统一、遥感过程的实现光谱特性：一切物体固有的对电磁波反射、透射、吸收的能力。

由于环境不同，物体的反射、辐射电磁波是不同的。

数据获取→数据处理分析→数据应用遥感是一个接收、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。

二、遥感的技术系统依据遥感过程遥感系统分为：1.信息源2.信息的获取和接收传感器遥感平台地面站：是为了接收和记录遥感平台传送来得图像胶片或数字磁带数据而建立的。

由地面数据接收和记录系统（TRRS）和图像数据处理系统（IDPS）两部分组成。

3.信息的处理4.信息的应用-1-§1-3遥感的类型遥感的分类方法多种多样，主要有以下几种分类方法：1.按照遥感平台分：地面遥感、航空遥感、航天遥感、航宇遥感2.按照传感器的探测波段分：紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感 3.按工作方式分：主动遥感、被动遥感；成像遥感、非成像遥感4.按信息获取方式分：5.按照波段宽度及波谱的连续性分：6.按应用领域分：较多§1-4遥感的发展简史一、遥感发展概况（一）遥感的萌芽及其初期发展时期（二）现代遥感发展时期从以下四个阶段了解遥感发展过程无记录的地面遥感阶段（1608-1838）有记录的地面遥感阶段（1839-1857）空中摄影遥感阶段（1858-1956）航天遥感阶段（1957-）二、我国遥感发展概况及其特点三、当前遥感发展主要特点与展望新一代传感器的研制，获得分辨率更高，质量更好的图象和数据；遥感应用不断深化；地理信息系统的发展与支持是遥感发展的又一新动向；复习题1.试述遥感的探测系统及其实现过程。

第一章绪论第一节遥感概述一、遥感的概念及特点1、概念2、特点①感测范围大②信息量大③获取信息快④其他特点：用途广、效益高、全天候、全方位、资料性二、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：0.3~0.4μm②可见光遥感：0.4~0.76μm③红外遥感：0.76~14μm④微波遥感：1000μm ~30cm⑤多波段遥感：0.5-0.6，0.6-0.7，0.7-0.8，0.8-0.95、根据遥感的应用领域分类：气象、海洋、地质、军事三、遥感过程及其技术系统1、遥感实验：前期工作，主要获得地物的光谱特性。

2、遥感信息的获取：中心工作。

传感器3、遥感信息的接受和处理：利用各种技术手段4、遥感信息的应用：最终目的。

遥感信息的认识（判读、解译）第二节遥感的发展与应用一、遥感的发展1、国外遥感的发展概况“遥感”：①无记录的地面遥感阶段（1608-1838）望远镜的产生：②有记录的地面遥感阶段（1839-1857）摄影技术的发明：③空中摄影的遥感阶段（1858-1956）系留气球、飞机、彩色摄影技术产生④航天遥感阶段（1957-）人造地球卫星产生、计算机技术的应用、GIS⑤遥感的发展趋势：platform：气球-飞机-卫星-飞船-航天飞机-空间站传感器：分辨率变高、稳定性变好、手段变多遥感信息的接收和处理：自动解译、自动分类遥感的应用：广、深入2、我国遥感的发展概况起步晚、发展快①20世纪60年代末设立遥感学科②20世纪70年代，航空测量应用③20世纪70年代末，引进美国卫星技术和卫星资料、设备仪器，促进我国遥感技术与国际领先水平接近。

遥感概论期末复习知识点一遥感的定义遥感是应用探测仪器，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科学及综合性探测技术。

二遥感的基本原理自然界的任何物体本身都具有发射、吸收、反射以及折射电磁波的能力，遥感是利用传感器主动或被动地接受地面目标反射或发射的电磁波，通过电磁波所传递的信息来识别目标，从而达到探测目标物的目的。

三遥感的物理基础（一）电磁波电磁波是遥感技术的重要物理理论基础。

1、电磁波的性质：具有波的性质和粒子的性质（波粒二相性）2、波长越短（频率越高），能量越高。

3、电磁波谱电磁波几个主要的分段：宇宙射线、伽玛射线、X射线、紫外、可见光、红外（近、中、远）、微波、无线电波。

遥感常用的电磁波段主要是近紫外、可见光、红外、微波紫外：紫外线是电磁波谱中波长从0.01～0.38um辐射的总称，主要源于太阳辐射。

由于太阳辐射通过大气层时被吸收，只有0.3～0.38um波长的光能穿过大气层到达地面，且散射严重。

由于大气层中臭氧对紫外线的强烈吸收与散射作用，紫外遥感通常在2000m 高度以下的范围进行。

可见光：是电磁波谱中人眼可以感知的部分，遥感常用的可见光是蓝波段（0.45um附近）、绿波段（0.55um附近）和红波段（0.65um附近）红外，红外线是波长介乎微波与可见光之间的电磁波，波长在0.7um至1mm之间，遥感常用的在0.7um-100mm微波，波长在0.1毫米~1米之间的电磁波。

微波波段具有一些特殊的特性：①受大气层中云、雾的散射影响小，穿透性好，不受光照等条件限制，白天、晚上均可进行地物微波成像，因此能全天候的遥感。

②微波遥感可以对云层、地表植被、松散沙层和干燥冰雪具有一定的穿透能力。

微波越长，穿透能力越强。

4、黑体辐射定律辐射出射度：在单位时间内从物体表面单位面积上发出的各种波长的电磁波能量的总和。

黑体：如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收，又能全部发射，则该物体是绝对黑体。

828遥感导论本大纲适用于石河子大学景观生态学专业的硕士研究生入学考试。

《遥感导论》课程的主要内容包括遥感的物理基础与成像机理、遥感图像处理与分析和遥感应用等。

要求考生对其基本概念有较深入的理解，能够系统地掌握地物电磁波谱和数字图像处理的基本内容，掌握遥感对地观测技术和方法，并具有综合应用遥感信息分析地理现象和特征的能力，了解遥感研究现状、遥感技术发展趋势与应用领域，并具有灵活应用各部分知识综合分析问题和解决问题的能力。

本大纲分为三部分，第一部分为考试内容，第二部分为考试要求，第三部分为相关说明。

一、考试内容（一）遥感的基本概念1、遥感的概念、特点、类型2、遥感系统的组成3、遥感的发展概况及其展望（二）遥感的物理基础1、电磁波谱与电磁辐射2、太阳辐射及大气对辐射的影响3、地球辐射与地物波谱（三）遥感成像原理与图像特征1、摄影成像、扫描成像及微波成像的原理及图像特征2、常用遥感图像（TM、ETM+、SPOT、CBERS、MODIS等）的基本技术参数和各波段的主要应用范围等3、遥感图像的特征（空间、时间、光谱、辐射分辨率）（四）遥感信息提取1、遥感图像（光学图像和数字图像）的基础知识2、遥感图像目视解译原理、解译标志及解译方法3、遥感图像的校正与增强处理方法4、遥感图像计算机分类（五）遥感的应用1、了解遥感在植被、水体、土壤及地质、环境等方面的应用2、3S技术的综合应用二、考试要求（一）遥感的基本概念理解并掌握遥感的基本概念、特点、类型，了解遥感过程及其技术系统；了解遥感的发展与前景。

（二）遥感的物理基础理解并掌握电磁波、电磁波谱及电磁辐射等基本概念与专业术语；理解并掌握太阳辐射及大气对太阳辐射的影响；理解并掌握地球辐射与地物波谱；掌握反射率及反射波谱等基本概念，掌握常见地物反射波谱特征，理解环境对地物光谱特性的影响。

（三）遥感平台与遥感成像了解遥感平台；理解并掌握光学遥感和微波遥感的成像机理和图像特征；了解目前常用的传感器及其主要技术参数和各波段的主要应用范围等；熟悉遥感图像的特征。