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第一章.什么是被动遥感。
（）答案:传感器从远距离接收和记录目标地物所反射的太阳辐射电磁波以及物体自身发射的电磁波1.（）是一种无需接触地面就能远距离获取地球表面信息的技术。
答案:遥感2.遥感技术利用被测物体发出，反射或衍射的（）的特性答案:电磁波.遥感是通过传感器记录目标物体的下列哪些信息？（）答案:光谱辐射信息；空间几何形状3.以下关于遥感的描述，说法不正确的是（）答案:只记录目标地物对电磁波的反射信息.遥感的信号源包括人工辐射、反射太阳辐射、地表物体发射电磁波三种形式。
（）答案:对4.对长江流域进行遥感监测，比较适合的遥感平台是（）答案:卫星.近地面遥感平台主要用于遥感实验，进行遥感机理研究或者是对地物目标进行精细研究。
（）答案:对5.卫星遥感平台高度很高，大气的气流不会影响遥感平台的稳定性，但是大气会对遥感图像质量产生很大影响。
（）答案:对.无人机遥感平台具有很好的灵活性和机动性，可以在低空作业，获取高分辨率图像，但是受到大气气流的影响，它的平台稳定性较差。
（）答案:对第二章.对地观测中最常用的大气窗口从紫外线到微波不等，下列适宜在夜间成像的电磁波波段包括（）。
答案:微波波段;远红外波段1.大气中的气体和其他微粒（尘埃、雾霾和小水滴等）会对电磁辐射的传输产生影响，主要包括（）。
答案:大气反射;大气透射;大气折射;大气散射.当太阳辐射能量到达地面后，对目标地物的作用主要包括（）。
答案:散射；反射;吸收2.卫星遥感已经广泛应用于监测地球表面物体的变化，其中最常用的电磁波包括（）。
答案:可见光;微波;红外3.自然界物体的反射现象主要体现为（）。
答案:镜面反射;漫反射;方向反射.植被受到叶绿素的影响，对蓝光的吸收作用强，对绿光和红光的反射作用强。
（）答案:错4.植物在生长过程中，当叶绿素受到某种因素胁迫而致使其功能受阻时，植被在红光波段的反射率会降低。
（）答案:错5.瑞利散射中，蓝光波段的散射比红外波段的散射强。
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？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，传统调查，需要大量人力物力，用几年甚至几十年时间才能获得地球上大范围地区动态变化的数据。
因此，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。
（比较多，大家理解性的删除自己不需要的）③数据的综合性和可比性遥感获得地地物电磁波特性数据综合反映了地球上许多自然、人文信息。
由于遥感的探测波段、成像方式、成像时间、数据记录、等均可按照要求设计，使获得的数据具有同一性或相似性。
同时考虑道新的传感器和信息记录都可以向下兼容，所以数据具有可比性。
与传统地面调查和考察相比较，遥感数据可以较大程度地排除人为干扰。
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。
第二章：6.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浮透雾能力而可见光不能。
①瑞利散射（大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射）.②米氏散射（当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射）③无选择性散射（当大气中粒子的直径比波长大的多时发生的散射）.大气散射类型是根据大气中分子或其他微粒的直径小于或相当于辐射波长时才发生。
第一章：1. 遥感的定义遥感是指对地观测，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，并经信息的记录、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。
2. 遥感的分类（1）按遥感平台分类：地面遥感、航空遥感、航天遥感（2）按工作方式：主动式遥感、被动式遥感（3）按工作波段：紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多光谱和高光谱遥感（4）按记录方式：成像遥感、非成像遥感（5）按遥感应用领域分类：从大的研究领域：外层空间遥感、大气遥感、陆地遥感、海洋遥感），从具体应用领域（城市遥感、环境遥感、农业遥感和林业遥感、地质遥感、气象遥感、军事遥感）3. 遥感技术系统的组成部分：信息获取、信息记录与传输、信息处理、信息应用第二章：1.电磁波谱：将电磁波按波长或频率递增或递减顺序排列红外波段：0.76-1000um(近红外(识别植物类型，分析植物长势，监测植被的病虫害) （热红外遥感主要使用3-15um的红外线，探测地下热源、火山、森林火灾、热岛效应）2.辐射通量：电磁辐射单位时间内通过某一表面的能量辐射通量密度：通过单位面积的辐射通量辐射出射度：单位面积发射出的辐射通量辐射照度（辐照度）：投射到单位面积上的辐射通量3.绝对黑体：如果一个物体对任何波长的电磁辐射都全部吸收而毫无反射和透射，则称这个物体为绝对黑体（黑体辐射与温度成正相关）4.（1）太阳辐射的特性：1地球上的能源来源于太阳，太阳是被动遥感最主要的辐射源2在距离地球一个天文单位内，太阳辐射在大气上界处的垂直入射的辐射通量密度称为太阳常数3地球大气层以外的太阳光谱辐照度曲线为平滑的连续曲线（2）地球辐射特性：1地球上的能源来源于太阳的直射能量与天空漫入射的能量2被地表吸收的太阳辐射能，又重新被地表辐射（3）比辐射率：单位面积上地物发射的某一波长的辐射通量密度与同温度下黑体在同一波长上的辐射通量密度之比，又称发射率6.电磁辐射能与地表的相互作用有三种基本物理过程：反射、吸收和透射（1）物体对电磁波的反射可表现的三种形式：镜面反射：当入射能量全部或几乎全部按相反方向反射，且反射角等于入射角漫反射：当入射能量在所有方向均匀反射，即入射能量以入射点为中心在整个半球空间内向四周各向同性反射能量的现象（即伯朗反射）一个完全的漫反射体称为伯朗体方向反射：介于伯朗表面和镜面之间的，其反射方向各不相同，而具有明显的方向性，即在某些方向上反射最强烈的现象7.光谱反射率：地物在某波段的反射通量与该波段的入射通量之比地物的反射波谱特性：地物波谱反射率随波长变化而改变的特性8.水体的反射主要在蓝绿光波段，在近红外、中红外有很强的吸收带植物在绿光附近有一个反射波峰，两侧的蓝光和红光有两个吸收带9.影像地物反射光谱特性的因素：1太阳位置即太阳高度和方位角2传感器位置即观测角和方位角3不同的地理位置、太阳位置、地理景观、海拔高度大气透明度4地物本身性质的变异5时间的变化、季节的变化10.大气对电磁辐射传输作用大气对电磁辐射传输的作用过程的影响包括：散射、吸收、反射、扰动、折射和偏振，对遥感数据，主要是散射和吸收（1）大气吸收：将电磁波辐射能量转换成分子的热运动，使能量减少，主要吸收水蒸气、二氧化碳和臭氧电磁波辐射在大气传输中透过率较高的波段称为大气窗口（2）大气散射：电磁波在传播过程中遇到微粒而使传播方向发生改变，并向各个方向散开瑞利散射：引起散射的大气粒子直径远小于入射电磁波波长（蓝天）米氏散射：。
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，传统调查，需要大量人力物力，用几年甚至几十年时间才能获得地球上大范围地区动态变化的数据。
因此，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。
（比较多，大家理解性的删除自己不需要的）③数据的综合性和可比性遥感获得地地物电磁波特性数据综合反映了地球上许多自然、人文信息。
由于遥感的探测波段、成像方式、成像时间、数据记录、等均可按照要求设计，使获得的数据具有同一性或相似性。
同时考虑道新的传感器和信息记录都可以向下兼容，所以数据具有可比性。
与传统地面调查和考察相比较，遥感数据可以较大程度地排除人为干扰。
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。
第二章：6.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浮透雾能力而可见光不能。
①瑞利散射（大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射）.②米氏散射（当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射）③无选择性散射（当大气中粒子的直径比波长大的多时发生的散射）.大气散射类型是根据大气中分子或其他微粒的直径小于或相当于辐射波长时才发生。
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？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，传统调查，需要大量人力物力，用几年甚至几十年时间才能获得地球上大范围地区动态变化的数据。
因此，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。
（比较多，大家理解性的删除自己不需要的）③数据的综合性和可比性遥感获得地地物电磁波特性数据综合反映了地球上许多自然、人文信息。
由于遥感的探测波段、成像方式、成像时间、数据记录、等均可按照要求设计，使获得的数据具有同一性或相似性。
同时考虑道新的传感器和信息记录都可以向下兼容，所以数据具有可比性。
与传统地面调查和考察相比较，遥感数据可以较大程度地排除人为干扰。
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。
第二章：6.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浮透雾能力而可见光不能。
①瑞利散射（大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射）.②米氏散射（当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射）③无选择性散射（当大气中粒子的直径比波长大的多时发生的散射）.大气散射类型是根据大气中分子或其他微粒的直径小于或相当于辐射波长时才发生。
遥感概论知识点(总8页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-遥感概论—刘朝顺第一章绪论一、遥感的概念1.广义：：泛指各种非接触的、远距离的探测技术，包括对电磁场、力场、机械波（声波、地震波）等的探测。
2.狭义：：是一门新兴的科学技术，主要指从远距离、高空以至外层空间的平台上，利用可见光、红外、微波等探测器，通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理，从而识别地面物质的性质和运动状态的现代化技术系统。
二、什么是传感器1.地物空间信息主要由搭载在遥感平台上的传感器来获取。
2.传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
3.分类：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；非图像类型的传感器。
4.构造：1）收集器：收集地物辐射来的能量。
具体的元件如透镜组、反射镜组、天线等。
2）探测器：将收集的辐射能转变成化学能或电能。
具体的无器件如感光胶片、光电管、光敏和热敏探测元件、共振腔谐振器等。
3）处理器：对收集的信号进行处理。
如显影、定影、信号放大、变换、校正和编码等。
具体的处理器类型有摄影处理装置和电子处理装置。
4）输出器：输出获取的数据。
输出器类型有扫描晒像仪、阴极射线管、电视显像管、磁带记录仪、XY彩色喷笔记录仪等等。
三、遥感的特点1空间特性：视域范围大，具有宏观特性。
2.光谱特性：探测的波段从可见光向两侧延伸,扩大了地物特性的研究范围。
3.时相特性：周期成像，有利于进行动态研究和环境监测。
4.大面积的同步观测。
5.时效性 - 动态、快速获取监测范围数据。
6.数据的综合性和可比性。
7.经济性－应用领域多，经济效益高。
8.局限性。
四、遥感的发展历史1.无记录的地面遥感阶段2.有记录的地面遥感阶段（萌芽阶段）3.航空遥感阶段4.航天遥感阶段第二章电磁辐射与地物光谱特征（理解PPT）一、电磁波谱1.电磁波谱：按照电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减排列形成的一个连续谱带称为电磁波谱。
第五章 散射和吸收(Scatter and Absorption )§5.1 复折射率和衰减（Complex Index of Refraction and Attenuation ）复折射率（Complex Index of Refraction ）定义如下"n 'n i n -= (5-1)它的实部n ’是折射率，它表明电磁波在两介质的界面处传播速度和方向的变化。
在海-气界面，反映这种变化的斯奈尔（Snell ）折射定律是vc sin sin 'n 21=θθ= (5-2) 式中n ’是电磁波从空气向海水传播时在海水的折射率，θ1 是入射角，θ2 是折射角，c 和 v 分别是电磁波在空气和海水中传播的相速度。
图 5-1： 折射和反射使用折射仪可测得在可见光范围介质的折射率n ’。
如果已知海水的温度和盐度，则可使用 r εn = (5-3)计算在微波波段的复折射率n = n ’+ i n ”；在微波波段里，相对电容率εr 可从德拜方程获得。
复折射率的虚部系数表示电磁波在介质中传播的衰减程度。
把（5-1）和（5-2）代入(4-2), 可得到)v z t (z c "n 0x )z c 'n t (z c "n 0x )z c "n 'n t (i 0x x e e E e e E e E )z ,(E -ωω--ωω---ω===ωi i i (5-4)我们知道，辐照度E( f ) 通过单位面积的辐射通量，辐射通量是单位时间里通过一个面积的能量，能量与电场强度E X (ω,z )的平方成比例，所以2x )z ,(E ~)f (E ω 2)v z t (i z c "n 220x z 0e e E ~e )f (E -ωω--a k (5-5)式中，k a 是衰减系数（也称为体消光系数），它表示电磁波辐射在传播过程中衰减的快慢程度，E 0 是辐照度在传播过程开始点（z = 0）的振幅，E x0 是电场在传播过程开始点（z = 0）的振幅。
对比式 (5-5)的两侧,可得到z c "n 2z k e ea ω⋅--= (5-6)因而 c"n 2k a ω= (5-7) 上式表明了衰减系数 k a 与复折射率的虚部系数n ”的关系，这个公式直接地揭示了n ”的物理意义。
§5.2 衰减系数和光学厚度（Attenuation Coefficient & Optical Thickness ）衰减系数(Attenuation Coefficient)又称为体消光系数，单位是[m -1])。
衰减系数k a 可由透射定律（Transmittance Law ）计算dz)z (dE )(E 1k a ，）（λλ-=λ (5-8) 式中E (λ,z )是辐照度，可由水下辐照度测量仪测量。
衰减系数k a 也可从另一种形式的透射定律获得： dz)z ,(dL )(L 1k a λλ-=λ）（ (5-9) 式中L (λ,z )是辐射度。
在实验室中，海水的衰减系数可用分光光度计（spectrophotometer ）间接测得。
在海上调查中，海水的衰减系数可用水下辐照度测量仪间接测得。
严格地讲，使用水下辐照度测量仪首先测得的在z 和z+dz 两处的辐照度，然后由(5-8)计算出的是漫衰减系数，因为它包括多次散射的增益；使用分光光度计首先测得的在z 和z+dz 两处的辐射度，然后由(5-9)计算出的是光束衰减系数，因为它不包括多次散射的增益。
衰减系数是固有光学量，它的值是由介质内部的组成成分的物理吸收特性、几何散射特性以及组成成分的浓度决定的，与外部光源（或电磁波源）本身的强度无关，但是与外部光源的强度在空间变化的梯度有关。
辐照度和辐射度是表观光学量，它们的初始值依赖于外部光源强度，它们在空间的分布取决于外部光源强度和介质内部衰减率这两个方面。
吸收和散射都引起衰减，所以衰减系数（attenuation coefficient ）k a 是吸收系数（absorptioncoefficient ）k ab 和散射系数（scattering coefficient ）k sc 的总和sc ab a k k k += (5-10)等式(5-7) 和 (5-8)是朗伯-比尔（Lamber-Beer ）定律的微分形式；而⎰=21z z a a dz k τ (5-11)被称为从位置z 1 到 z 2的光学厚度(Optical Thickness ：Optical thickness is a measure of how muchsolar radiation is not allowed to travel through a column of atmosphere or ocean ), 也被称为光学深度（Optical Depth ）或不透明度 (Opacity)，式中k a , k ab 和 k sc 的单位是[m -1], τa 没有量纲, z 1 和 z 2是介质中电磁波路径的边界。
对（5-8）和（5-9）求积分，并使用（5-11）可得到]exp[)z ,(E )z ,(E a 0τ-λ=λ (5-12)和]exp[)z ,(L )z ,(L a 0τ-λ=λ (5-13)以上两个公式是朗伯-比尔（Lamber-Beer ）定律的积分形式。
当只考虑吸收引起的衰减时，式中τ a 应改为τab 。
图 5-2 显示了MODIS/Terra 遥感探测的2001年4月云层的月平均光学厚度的全球分布。
该图为我们显示了云层光学厚度的全球分布，直观地表现了它可能发挥的在全球气候系统的作用。
图 5-2： MODIS/Terra 遥感探测的2002年4月云层的平均光学厚度的全球分布(引自/gallery/index.php#，Image courtesy MODIS Atmosphere Group, NASA GSFC )穿透深度与光学厚度相反的概念，光学厚度越厚，穿透深度越小。
我们将(5-6)代入(5-5), 可获得另一种电场的表达形式)z c 'n t (i z 2k 0x x e e E )z ,(E a -ω⋅-=ω (5-14)如果在z=d 处的电场强度E X （ω,d ）衰减为初始值E X （ω,0）的1/e ，那么我们定义从z=0 到 z=d的距离为穿透深度(或译皮层深度，Skin Depth)。
电场强度衰减为初始值的1/e ，这意味着辐射度衰减为初始值的（1/e ）2，这里e 是自然数，e ≈2.71828。
又考虑（5-7），我们有"fn 2c "n c k 2d a π=ω== (5-15) 式中d 是穿透深度。
如果使用某种仪器测得了海水对于可见光和红外光的衰减系数或穿透深度，那么我们可使用公式（5-15）来计算海水对于可见光和红外光的复折射率的虚部系数。
对于400nm 的蓝光，纯净海水的穿透深度是约75m ；对于700nm 的红光，纯净海水的穿透深度是约3m ；对于频率为5GHz 的C 波段微波，纯净海水的穿透深度是0.5cm 。
对10GHz 的X 波段微波，海水在20˚C 时的介电常数大约是：（请核对计算结果）i ε3752r -=，i εi n 66.310.7"n 'n r -==-= (5-16)由 n ”=3.66, 可得mm 3.1d ≅ ， 1a )mm (154.0k -≅。
这就是说，频率为10GHz 的微波在进入海水1.3mm 时，辐射度就已衰减到初始值的（1/e ）2≈0.135。
因此，对于这个频率来说海水基本不透明，并且可以说对于这个频率来说海水是理想导体。
§5.3 衰减和粒子（Attenuation and Particles ）公式（5-8）和（5-9）已经显示了：虽然衰减系数(Attenuation Coefficient) k a 是固有光学量，但是我们可依据透射定律发现它与某些表观光学量例如辐射度的联系，并通过这种联系获得对衰减系数的估计。
在本节我们将发现，从微观角度认识衰减系数具有同样重要的意义。
米氏散射和瑞利散射理论就是从微观角度对电磁波衰减的理论模型研究。
考虑介质内部的每一个粒子对电磁波衰减的贡献，我们可以合理地推断⎰∞σ=0a a dA )A ()A (D k (5-17)式中A 是粒子的半径（particle radius ，单位是[μm]），尺度为A 的单个粒子造成的衰减由σa (A)（单位是[m 2]）表示。
D(A)是粒子的密度分布函数（density distribution of particles ，单位[m -3·μm -1]）,它表明了单位体积的粒子数（number of particles per unit volume ）和粒子尺度（size of particles ）的关系。
因此有⎰⎰∞∞==00dA )A (D dN N (5-18)式中N 是介质内部单位体积中的总粒子数 (total number of particles per unit volume of the medium, 单位是[m -3] )， dN 是单位体积中尺度在A 和A+dA 之间的粒子数(number of particles per unit volumewithin a size range from A to A+dA ，单位是[m -3] )。
请注意到，粒子的密度分布函数D(A)没有被标准化，它是有量纲的函数。
对于较大的雾、云、雨的粒子，常用的密度分布函数如下)A exp(A )A (D γ-α=β (5-19)式中参数的典型值已被列入表5-1中。
表5-1：粒子尺度分布参数(Drop-size Distribution Parameters)在公式(5-17)中，σa (A) 被称为单粒子衰减截面(attenuation cross section of single particle with sizeof A)，它的定义如下)A (ΦΦ)A (2a a π=σ (5-20)式中Φ是入射到单个粒子上的辐射通量(radiant flux), Φa 是粒子衰减的辐射通量, πA 2是横截面积。
请注意，粒子半径A 在式(3-2)中的单位是[μm]，而在式(3-5)中的单位是[m]。
单粒子总衰减截面(attenuation cross-section) σa 由两部分组成ab sc a σ+σ=σ (5-21)式中σsc 是散射衰减截面(scattering cross-section)，σab 是吸收衰减截面(absorption cross section)。
