2013北京师范大学遥感概论

电磁波的性质•电磁波定义在空间传播的交变电磁场。

物质的一种，相互依存的电场和磁场的总和。

同时达到最大/最小波动性粒子性麦克斯韦普朗克爱因斯坦波动性粒子性•波动性偏振面•波动性()[]φωϕ+−=kx t A sin 其中：ω= 2π/Τk = 2π/λ电场强度Maxwell's wave theory Maxwell's Equations粒子性Planck's quantum theory:能量越大，波长越短，粒子性越强，直线性越强。

Radiant energy Q (J)：jouleRadiant flux Φ(W)：(1 J/sec = 1 Watt)单位时间内，由2π空间通过一个任意面（曲面或平面）的辐射能。

powerRadiant flux density ：( W m-2)单位面积的平面表面的辐射通量。

Irradiance ERadiant exitance MRadiant intensity I ：( W sr -1)点辐射源在某一方向单位立体角内的辐射通量。

Radiance L ：( W m -2sr -1)θθθcos cos cos 2Ω==ΩΦ=d dM dA dI dA d d L 单位投影面积上单位立体角内的辐射通量光谱辐射量Solid AngleSolid angle 2rdA d =Ω))(sin (θϕθd r d r dA =各向同性：Lambert's Cosine LawLLd d d L M πϕθθθθπππ==Ω=∫∫∫2022sin cos cosLambert surface•电磁辐射产生于各种形式的能量机械能、化学能、热能、电能、磁能、核能•凡是温度高于绝对零度（-273.16o C ）的物体都发射电磁波，波长由物质内部状态的变化决定伽玛线(放射性衰变)X 射线紫外可见光红外微波107~ 105104~ 102102~ 44 ~ 11 ~ 10-510-4~ 10-5原子核内部的相互作用内层电子的电离作用外层电子的电离外层电子激发分子振动，晶格振动分子旋转及反转，电子自旋和磁场相互作用相应电磁波能量（eV ）内部状态•Planck's Radiation Law for Blackbodies()112,52−⋅=kThc B ehcT M λλπλ•太阳波谱•地球能量谱1020304050102030Wm -2µm -14.6225µm,5.52Wm -2µm -1λ, µ•Stefan-Boltzmann定律•太阳常数1370+7Wm•Inverse Square Law•与普朗克公式相关的定律，kThc e kT hc λλ+≈1•与普朗克公式相关的定律kThc kT hc e e λλ−≈−11•反射光谱ταρταρ++=++=1PPPPPP地物的光谱特性1.光谱反射率植被：Pigmentation internal leaf structures vivo water content、植被（可见光波段的变化）：植被（近红外波段的变化）：植被（近红外波段的变化）：Dorsiventral Structure(typical of dicots)Compact Structure(typical of monocots)植被（近红外波段的变化）：植被（近红外波段的变化）：植被（近红外波段的变化）：植被（近红外波段的变化）：植被（近红外波段的变化）：植被（近红外波段的变化）：植被（中红外波段的变化）：土壤（土壤含水量的影响）：moisture content(土壤含水量), organic matter土壤（土壤有机质含量的影响）：土壤（土壤有机质含量的影响）：土壤（颗粒大小分布的影响）：土壤（颗粒大小分布的影响）：土壤（氧化铁含量的影响）：水（Energy Partitioning ）：水（Energy Partitioning ）：水（深度的影响）：水（体散射——混浊度的影响）：水（体散射——叶绿素的影响）：交叉点:500-510nm云、雪、冰：注意颗粒大小的区别云、雪、冰：云、雪、冰：。

遥感概论1、遥感：广义：泛指一切无法接触的远距离探测，包括对电磁场、力场、机械波等的探测。

狭义：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参数，通过传输、变换、处理、提取有用的信息，实现研究地物形状、位置、性质、变化及与环境的相互关系的一门现代应用技术。

2、主动遥感：遥感仪器主动向目标物体发射一定波长的电磁波，然后接受目标物体反射回来的电磁波能量信息的方式。

3、被动遥感：不依靠人工辐射源，直接由遥感仪器接收目标物体自身发射或反射自然辐射源的电磁波能量信息的方式。

4、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。

绝对黑体的吸收率等于1，反射率等于0，与物体的温度和电磁波波长无关。

5、太阳常数：地球处于日地平均距离处，单位时间内，垂直于太阳射线的单位面积上，所接收到的全部太阳辐射能，其平均值为1.36×10³w/m²。

6、摄影成像：使用光学镜头成像，用感光胶片记录物体影像。

根据使用波长细分为可见光摄影、近红外摄影、多光谱摄影。

7、扫描成像：依靠探测元件和扫描镜，对目标地物以瞬时视场为单位进行逐点、逐行取样，以得到目标地物电磁辐射特征信息，形成一定谱段的图像。

8、直方图匹配：又叫直方图规定化，是指使一幅图像的直方图变成规定形状的直方图而进行的图像增强方法。

9、瞬时视场角：扫描镜在某一瞬时时间可以视为静止状态，此时接收到的目标地物的电磁波辐射限制在一个很小的角度之内，这个角度称为瞬时视场角，即扫描仪的空间分辨率。

10、雷达：是由发射机通过天线在很短时间内，向目标地物发射一束很窄的大功率电磁波脉冲，然后用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。

11、斯忒藩－波尔兹曼定律：绝对黑体的总辐射度与温度的4次方成正比。

定律的数学式为：M(T)＝σT 4，式中σ为斯忒藩－波尔兹曼常数，σ＝5.67×10－8（w·m—2·K—4），该定律说明，当绝对黑体的温度增加1倍时，其总辐射度将增加为原来的16倍。

2004年北京师范大学地遥学院849遥感概论试题一、简答题（每题10分，共60分）1 在遥感常用的波段中，所接收的主要电磁波辐射源有哪些？这些电磁波分别携带地物的哪些特征参数信息？2 天空晴朗时，对于0.4-14微米的所有波长，在野外利用不同波段的遥感设备观测理想的常温黑体合同等温度的灰体表面，观测到的黑体表面的数值总比灰体大吗？为什么？3 要提取山体背阴处的地表信息，相比之下，采用TM数据的近红外波段还是蓝光波段的遥感图像更好，为什么？4 SPOT卫星采用把数据记录在卫星上再间接传送到接收站的方式，请问为什么SPOT卫星要在高纬度设立接收站？5 写出图像进行线性灰度变换的基本公式 6 简述监督分类和非监督分类二、论述题 1 要把地面的实际景物变成计算机屏幕显示的遥感灰度图像，需要经过图像的数字化，包括哪些内容？具体操作时应考虑什么样的原则？（15分）2 叙述图像判读的过程（15分）3 论述辐射量校正所包括的内容（15分）4 叙述地图投影的代表性方法（15分）5 要利用遥感数据监测某省的植被状况，并与往年进行对比分析，从数据收集、处理到分析的角度进行论述，并制定工作计划。

（30分）北京师范大学2008年考研遥感概论试题考研_考试大 [ 2008/11/17 ] 保存本文一、名词解释：（每个5分，共30分）选择性辐射体误差矩阵辐射分辨率大气窗口二向性反射因子（BDRF）二、简答题（每个10分，共80分）1、简述在植被遥感中的植被冠层被植物的BDRF影响的关键因素。

2、（空缺）3、简述遥感图像增强中线性拉伸和直方图均衡化方法的区别。

4、简述K-T变换和图像结果反映了植被的那些信息。

5、（空缺）6、在光学遥感中，大气在遥感中有那些作用。

7、微波遥感的遥感器类型和其特点。

8、某一黑体的温度是290K，请计算当黑体处于最大辐射强度时候的波长。

三、论述题（每小题20分共40分）1、如果要对一个城市的绿地进行遥感测图，请你叙述整个工作流程和其中的注意事项。

遥感概论复习参考资料（一）绪论1.什么是遥感遥感：一种在远离目标，不与目标直接接触的情况下，通过传感器获取其特征信息，并对这些信息进行处理、分析和应用的综合性探测技术。

遥感过程：是指遥感信息的获取、传输、处理，以及分析判读和应用的全过程。

包括遥感信息的获取；遥感信息的处理；遥感信息的应用。

遥感技术系统：是指一个从地面到空中、甚至空间的从遥感信息收集、存储、处理、判读分析和应用的技术系统。

包括：遥感试验系统；遥感信息的获取系统；遥感信息的处理系统；遥感信息的应用系统2.遥感的分类、被动遥感、主动遥感遥感的分类按工作平台：地面遥感、航空遥感、航天遥感按所利用的电磁波的光谱段分：紫外遥感、可见光遥感、反射红外遥感，热红外遥感、微波遥感按传感器的工作原理分：主动遥感，被动遥感按数据获取方式：成像遥感；非成像遥感按研究对象分：资源遥感、环境遥感、空间遥感、大气遥感、陆地遥感、海洋遥感按应用空间尺度分：全球遥感、区域遥感和城市遥感按应用领域分：资源、环境、农业、林业、军事等主动遥感：指从传感器系统上的人工辐射源，向目标物发射一定形式的电磁波，再由传感器接收和记录其反射波的遥感系统。

如主动传感器：雷达被动遥感：指由传感器从远距离接收和记录目标物所反射的太阳辐射电磁波及物体自身发射的电磁波( 主要是热辐射) 的遥感系统。

如各种摄像机、扫描仪、辐射计3.遥感技术的特点:1)感测范围大，具有综合、宏观性。

便于发现和研究宏观现象2)信息量大，手段多、技术先进。

可提供丰富的光谱信息，根据应用目的不同可选用不同功能的传感器和工作波段3)获取信息快，更新周期短，具有动态监测特点。

能用于洪水，土地利用，农作物长势、森林火灾等监测4)用途广，效益高5)约束少，不受地利、交通、国界等限制（二）电磁辐射与地物光谱特征1电磁波谱、电磁辐射的度量、黑体辐射等基本概念；遥感中常用的电磁波谱段答: 电磁波谱：按照电磁波在真空中传播的波长或频率排列形成的一个连续谱带。

目　录2013年首都师范大学835地理信息系统与遥感概论考研真题2012年首都师范大学地理信息系统考研真题2011年首都师范大学地理信息系统考研真题2010年首都师范大学地理信息系统考研真题2009年首都师范大学地理信息系统考研真题2008年首都师范大学地理信息系统考研真题2004年首都师范大学地理信息系统考研真题2003年首都师范大学地理信息系统考研真题2013年首都师范大学835地理信息系统与遥感概论考研真题2012年首都师范大学地理信息系统考研真题一、名词解释（每小题4分，共40分）1．空间索引2．空间信息可视化3．四叉树编码4．空间插值5．空间数据结构6．辐射畸变7．大气窗口8．灰度共生矩阵9．合成孔径雷达10．光谱角分类法二、简答题（每小题5分，共50分）1．简述栅格向矢量转换处理的目的和方法流程。

2．试以实例说明空间数据的基本特征及其在计算机中的表示方法。

3．何为拓扑关系？举例解释并阐述它对数据处理、空间分析的意义。

4．试述建立数字高程模型的基本方法，并说明根据该模型能派生出哪些地学信息及其意义。

5.GIS中常规的网络分析功能一般包括哪些？试举例说明。

6．影响遥感图像变形的原因有哪些？7．什么是NDVI？其设计的原理是什么？其值的大小代表什么含义？8．什么是微波遥感？它具有哪些特点？9．进入传感器的辐射由哪几部分组成？10．表1为某具有3个波段的数字图像的灰度值，每个波段具有3行3列。

请按照BIP格式重新将该图像组成一幅数字图像。

表1　某具有3个波段的BSQ格式数字图像111213212223313233414243515253616263717273818283919293前3行是BAND 1　中间3行是BAND 2 最后3行是BAND 3三、论述题（60分）1．结合自己所学专业设计一个GIS应用的实例，包括应用需求、数据获取、处理方法和结果分析等方面，阐述你的具体方法，并说明理由。

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。

01，02年还不是849.北师大真题重复率挺高的，把握好真题。

（特别近几年）2006年真题一：名解亮度温度红边植被指数直方图几何纠正主成分分析二：简答1.贮存多波段的影像，有三种格式，其中一种为BSQ,请叙述这三类贮存方法，并举例适用场合2.何为黑白全色片和黑白红外片？简述天然草地以及人造草地在这两种图片的差异3.在同样的光照以及大气环境条件下，利用8-14微米波段的红外测温仪测量空旷地面上两个物体的亮度温度，该波段范围内的比辐射率高的物体总有高的亮温试判断上局正误，明理。

4.在遥感试验中，利用脸盆装水，忽略表面反射，是否可以直接测量谁的体散射？5.简述可能会影响到航空相片比例尺的因素6.从理论上解释光色散原因（即焦平面的中心曝光最强，周边变弱）7.雷达影像在距离方向上的亮度如何变化，为何？8.简述航空摄影遥感中制定飞行计划时要考虑的几何参数9.简述USGS制定的用于遥感数据土地利用与覆盖分类体系所依据的标准10.简述植被指数的影响因素三：与理想的遥感系统相比，实际遥感系统缺点四：叙述应用线性混合光谱模型对数据分析时的关键问题五：叙述监督分类流程以及注意事项2007年真题名解：辐射通量ifov 辐射分辨率光谱分辨率地形叠掩简答1.说明光学遥感传感器成像过程中接收到的信号组成部分2.说明标准假彩色合成的多光谱影像中植被以及水体颜色，说明原因3.简述遥感图像增强中线性拉伸和直方图均衡化的区别4.简述图像解译主要因素5.简述监督分类以及非监督分类各自特点6.简述高光谱遥感特点以及优势7.根据雷达遥感原理，说明湖泊、土壤、城市在其中特征三：论述论述利用多时相遥感数据进行变化检测的基本过程和主要误差来演论述遥感图像分类结果精度评价方法、指标和评价过程中的只要注意事项1990-2000年某省土地覆盖状况变化情况，从数据搜集分析处理的角度论述如何进行2008年真题名解选择性辐射体朗伯体误差矩阵辐射分辨率大气窗口BDR F简答影响遥感观测植被冠层BDRF的主要因素根据典型地物的电磁波反射特性，说明NDVI为何能突出植被涨势简述遥感图像增强中线性拉伸和直方图均衡化的区别简述K-T变换以及结果所反应的信息几何纠正主要过程和影响几何纠正精度的关键在光学遥感中，大气对电磁波的作用有哪些简要说明微波遥感的主要传感器类型和各自特点某黑体温度290k，计算最强辐射温度对应波长论述对某城市的绿地调查，设计流程，并说明各环节注意的问题论述在全球区域生态检测中，遥感的潜力，局限，克服局限的方法2009年真题名解辐射亮度激光雷达太阳天顶角高光谱遥感主成分分析低通滤波简答雷达距离、方位分辨率的特点以及决定因素结合相关原理，水体、草地。

北京师范大学遥感概论试题一、选择题（每题2分，共50分）1. 遥感是指通过______获取地球表面信息的一种技术手段。

A. 飞机B. 卫星C. 雷达D. 红外线2. 遥感图像能够提供______地球表面的信息。

A. 二维B. 三维C. 四维D. 五维3. 遥感技术在下列哪个领域具有重要应用？A. 农业B. 旅游C. 体育D. 文化4. 遥感技术中，可见光谱范围为______纳米。

A. 1-3B. 10-100C. 400-700D. 1000-20005. 遥感图像解译主要分为______个阶段。

A. 1B. 2C. 3D. 4......二、简答题（每题10分，共50分）1. 请简要说明遥感数据的分类及其特点。

2. 什么是遥感图像解译？请简要说明遥感图像解译的基本步骤。

3. 遥感技术在城市规划中的应用有哪些优势？4. 请简要描述数字图像的基本特征。

5. 请简要介绍Landsat卫星及其遥感数据应用领域。

......三、应用题（每题20分，共100分）1. 请根据给定的遥感影像进行解译，标注图中的河流、湖泊、山脉等地貌要素，并简要描述该地区的地理特征。

2. 假设你是一名遥感专家，根据卫星遥感图像，分析某地区的植被覆盖情况，并提出相应的措施，以促进当地生态环境的改善。

3. 选择一个你感兴趣的城市区域，利用遥感数据分析该区域的土地利用情况，并对未来的城市规划提出建议。

......四、论述题（共50分）请从科学家、农民、城市规划师三个角度，分别论述遥感技术对社会发展的重要性和作用。

以及遥感技术在环境监测和灾害预警方面的应用。

......以上为《北京师范大学遥感概论试题》的试题内容。

望参试者认真审题，准确回答。

《遥感概论》课程笔记第一章：绪论1.1 遥感及其技术系统遥感（Remote Sensing）是指不直接接触对象物体，通过分析从远处感知到的电磁波信息来识别和探测地表及其上方环境的技术。

遥感技术系统是由多个组成部分构成的复杂体系，主要包括以下几部分：- 传感器（Sensor）：用于探测和记录目标物体发射或反射的电磁波的设备。

- 遥感平台（Remote Sensing Platform）：携带传感器的载体，如卫星、飞机、无人机等。

- 数据传输系统（Data Transmission System）：将传感器收集的数据传回地面的设备。

- 数据处理与分析系统（Data Processing and Analysis System）：对遥感数据进行处理、分析和解释的软件和硬件。

1.2 遥感门类及技术特点遥感技术根据不同的分类标准可以分为以下几类：- 按照电磁波波长：可见光遥感、红外遥感、微波遥感等。

- 按照传感器工作方式：主动遥感（如激光雷达）和被动遥感（如摄影相机）。

- 按照平台类型：卫星遥感、航空遥感、地面遥感等。

遥感技术的主要特点包括：- 大范围覆盖：遥感技术可以覆盖广阔的地表区域，对于大规模的地理现象监测具有优势。

- 高效快速：遥感平台可以快速穿越监测区域，获取数据的时间周期短。

- 多维信息：遥感可以提供关于地表及其上方环境的多种信息，如形状、纹理、温度等。

- 非侵入性：遥感技术不需要直接接触目标物体，因此对环境的影响较小。

1.3 遥感行业应用概况遥感技术在多个行业中有着广泛的应用，以下是一些主要的应用领域：- 农业领域：通过遥感技术监测作物生长状况、评估产量、监测病虫害、进行土地资源调查等。

- 环境保护：监测森林覆盖变化、湿地保护、沙漠化趋势、大气污染等环境问题。

- 灾害管理：利用遥感技术进行地震、洪水、飓风、火灾等自然灾害的预警、监测和评估。

- 城市规划：通过遥感图像分析城市扩张、交通布局、土地利用效率等，为城市规划提供依据。