电磁波及遥感物理基础

《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。

一．绪论1.遥感的定义：遥感即遥远感知，是在不直接接触的情况下，对目标或自然现象远距离探测和感知的一种技术。

2.遥感的过程:地物发射或反射电磁波通过介质（大气）被传感器接受，通过传感器获取数据，再经计算机对数据处理后，我们提取有用的信息，最后应用于实践。

（地物发射或反射电磁波→介质（大气）→传感器数据获取→计算机数据处理→信息提取→应用）二．电磁波及物理遥感基础1.电磁波的定义：变化的电场和磁场交替产生，以有限的速度由近及远在空间内传播的过程称为电磁波。

2.电磁波的特性：波动性（干涉、衍射、偏振）粒子性（光电转换）3.电磁波谱的定义:按电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减顺序排列，就能得到电磁波谱。

4.（1）地物发射电磁波:①绝对黑体的定义：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1.绝对黑体：吸收率α(λ,T)≡1 反射率ρ（λ,T）≡02.绝对白体：吸收率α(λ,T)≡0 反射率ρ（λ,T）≡1 绝对黑体与绝对白体与温度和波长无关。

②遥感的两种形式：被动遥感，主动遥感。

其中太阳是被动遥感最主要的辐射源。

⒈太阳辐射的特点：与黑体特性一致；能量集中在可见光和红外波段。

⒉一般物体的发射辐射：自然界中实际物体的发射和吸收的辐射量都比相同条件下绝对黑体的低。

发射率ε：实际物体与同温度的黑体在相同条件下辐射功率之比。

ε= W′/ W（ε是一个介于0和1的数）►绝对黑体ελ＝ε＝1►灰体ελ＝ε但0＜ε＜1►选择性辐射体ε＝ｆ(λ)►理想反射体（绝对白体）ελ＝ε＝0大多数物体可以视为灰体：W'=εW=εσT4（2）地物反射电磁波：①光谱反射率:物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比。

②反射波谱特征曲线：反射波谱是某物体的反射率（或反射辐射能）随波长变化的规律，以波长为横坐标，反射率为纵坐标所得的曲线即为该物体的反射波谱特性曲线。

同一地物时间效应：地物的光谱特性一般随时间季节变化。

遥感物理电磁波的产生原理遥感物理电磁波的产生原理涉及到电磁场的概念和电磁波的特性。

电磁波是一种由电场和磁场相互作用而产生的波动现象，它的产生和传播在遥感领域具有重要的应用。

首先，我们来了解电磁场的概念。

电磁场是由电荷和电流产生的一种物理场。

任何电荷和电流都会产生电场和磁场，它们是相互作用的，互相影响。

电场是由电荷在空间中形成的，根据库仑定律，电荷之间的相互作用力是通过电场进行传递的。

磁场则是由电流产生的，根据安培定律，电流在周围形成的闭合环路上产生磁场。

在遥感物理中，电磁波是一种通过空间传播的电磁辐射。

电磁波具有特定的频率和波长，可以分为不同的频段，如无线电波、可见光、红外线、紫外线、X射线和γ射线等。

电磁波可以在真空和介质中传播，速度为光速。

那么，电磁波是如何产生的呢？它的产生涉及到一个物体的振荡和加速运动。

当一个物体振动或加速运动时，它会在周围产生变化的电场和磁场。

如果振动或加速运动的频率和电场波长相匹配，物体周围的电荷就会被激发，导致电荷的运动和电流的产生。

以无线电波为例，当一个带电物体振动或加速运动时，会产生电场和磁场的变化。

根据麦克斯韦方程组，变化的电场会产生变化的磁场，而变化的磁场又会产生变化的电场，这样形成的电场和磁场的变化就是电磁波。

电磁波会沿着传播方向传播，并且速度为光速。

当这些电磁波到达接收器时，可以被接收，并转化为我们可以理解和利用的信号。

在遥感领域，电磁波的产生和传播是非常重要的。

我们可以通过遥感传感器向地球表面发射电磁波，然后接收并记录反射回来的电磁波。

通过分析接收到的电磁波信号，我们可以获取到地表的信息，如地表的反射率、温度、湿度、地形等。

这样的遥感技术在农业、测绘、城市规划、环境保护等方面有重要的应用。

总之，遥感物理电磁波的产生原理是基于电磁场相互作用而产生的。

当物体振动或加速运动时，会产生变化的电场和磁场，形成电磁波进行传播。

通过遥感技术，我们可以利用电磁波向地球发送和接收信号，获取地表的信息。

第二章遥感物理基础遥感技术是建立在物体电磁波辐射理论基础上的。

由于不同物体具有各自的电磁波反射或辐射特性，才可能应用遥感技术探测和研究远距离的物体。

理解并掌握地物的电磁波发射、反射、散射特性，电磁波的传输特性，大气层对电磁波传播的影响是正确解释遥感数据的基础。

本章重点是掌握可见光近红外、热红外和微波遥感机理，以及地物波谱特征。

图2-1第一节电磁波与电磁波谱2.1.1 电磁波与电磁波谱1. 电磁波一个简单的偶极振子的电路，电流在导线中往复震荡，两端出现正负交替的等量异种电荷，类似电视台的天线，不断向外辐射能量，同时在电路中不断的补充能量，以维持偶极振子的稳定振荡。

当电磁振荡进入空间，变化的磁场激发了涡旋电场，变化的电场又激发了涡旋磁场，使电磁振荡在空间传播，这就是电磁波。

2. 电磁辐射电磁场在空间的直接传播称为电磁辐射。

1887 年德国物理学家赫兹由两个带电小球的火花放电实验，证实了电磁场在空间的直接传播，验证了电磁辐射的存在。

装载在遥感平台上的遥感器系统，接收来自地表、地球大气物质的电磁辐射，经过成像仪器，形成遥感影像。

3. 电磁波谱γ射线、X 射线、紫外线、可见光、红外线和无线电波（微波、短波、中波、长波和超长波等）在真空中按照波长或频率递增或递减顺序排列，构成了电磁波谱。

目前遥感技术中通常采用的电磁波位于可见光、红外和微波波谱区间。

可见光区间辐射源于原子、分子中的外层电子跃迁。

红外辐射则产生于分子的振动和转动能级跃迁。

无线电波是由电容、电感组成的振荡回路产生电磁辐射，通过偶极子天线向空间发射。

微波由于振荡频率较高，用谐振腔及波导管激励与传输，通过微波天线向空间发射。

由于它们的波长或频率不同，不同电磁波又表现出各自的特性和特点。

可见光、红外和微波遥感，就是利用不同电磁波的特性。

电磁波与地物相互作用特点与过程，是遥感成像机理探讨的主要内容。

图2-2电磁辐射的性质4. 电磁辐射的性质电磁辐射在传播过程中具有波动性和量子性两重特性。

第一章电磁波及遥感物理基础名词解释：1、遥感2、遥感技术3、电磁波4、电磁波谱5、大气窗口6、光谱反射率7、光谱反射特性曲线问答题：1、叙述沙土、植物和水的光谱反射率随波长变化的一般规律。

2、地物光谱反射率受哪些主要的因素影响？3、何为大气窗口？分析形成大气窗口的原因，并列出用于从空间对地面遥感的大气窗口的波长范围。

第二章遥感平台及运行特点名词解释：1、遥感平台2、遥感传感器3、卫星轨道参数4、升交点赤经5、轨道倾角5、近地点角距6、卫星姿态角7、重复周期8、近圆形轨道9、与太阳同步轨道10、近极地轨道11、小卫星问答题：2、以Landsat-1为例，说明遥感卫星轨道的四大特点及其在遥感中的作用。

3、叙述地心直角坐标系与地心大地直角坐标系的差别和联系。

4、获得传感器姿态的方法有哪些？简述其原理。

5、简述遥感平台的发展趋势。

6、LANDSAT系列卫星、SPOT系列卫星、RADARSAT系列卫星传感器各有何特点？第三章遥感传感器及其成像原理名词解释：1、遥感传感器2、红外扫描仪3、多光谱扫描仪4、推扫式成像仪5、成像光谱仪6、MSS7、TM8、HRV9、SAR 10、INSAR 11、CCD 12、真实孔径侧视雷达13、合成孔径侧视雷达14、全景畸变15、动态全景畸变16、静态全景畸变17、距离分辨率18、方位分辨率19、雷达盲区20、粗加工产品21、精加工产品22、多中心投影填空题：1、目前遥感中使用的传感器大体上可分为等几种。

2、遥感传感器大体上包括几部份。

3、MSS成像板上有个探测单元;TM有个探测单元。

4、LANDSAT系列卫星具有全色波段的是,其空间分辨率为。

5、利用合成孔径技术能堤高侧视雷达的分辨率。

6、扫描仪产生的全景畸变，使影像分辨率发生变化，x方向以变化，y 方向以变化。

7、实现扫描线衔接应满足。

选择题：(单项或多项选择)1、全景畸变引起的影像比例尺变化在X方向①与COSθ成正比②在X方向与COSθ成反比③在X方向与COS²θ成正比④在X方向与COS²θ成反比。

遥感原理与应用复习要点(详细版)遥感技术是通过使用传感器从远距离获取信息的技术。

遥感的主要用途是获取地球表面的各种信息以及地球上的自然和人造资源。

其中，遥感原理是遥感技术的基础，而应用则是遥感技术的具体实践。

本文将介绍遥感原理和应用的复习要点。

一、遥感原理1. 电磁波与遥感电磁波是遥感技术中最重要的物理概念之一。

电磁波是指在真空或物质中传播的物质波，包括无线电波、红外线、可见光线和紫外线等。

不同波长的电磁波与地物的反射或辐射有关，因此可以用来获取地物的信息。

遥感技术通常使用的是可见光和红外线。

2. 光谱与遥感光谱是指一个连续的波长范围内的电磁波，通常包括可见光、红外线和紫外线等。

地物与光谱的相互作用决定了其在遥感图像中的表现形式。

因此，光谱分析是遥感技术的核心。

3. 传感器与遥感传感器是遥感技术中的重要组成部分。

传感器是指能够将地物反射或辐射的电磁波转换成数字数据的装置。

传感器的特性决定了遥感图像的质量和特点。

常用的传感器包括光学传感器、微波雷达和激光雷达等。

4. 遥感图像的处理和解译遥感图像的处理和解译是遥感技术中的关键步骤。

处理包括图像的增强、去噪、校正和地理空间校准等。

解译是指从图像中提取有价值的信息，包括分类、目标检测和变化检测等。

二、遥感应用1. 地质勘查遥感技术在地质勘查中有广泛应用。

遥感图像可以快速获取大范围的地表地貌、地形和地质构造等信息，有助于识别地质资源，确定潜在的矿产藏区和研究地球的地质演化过程。

2. 大气与海洋遥感遥感技术可以用来监测大气和海洋的的动态变化。

例如，遥感技术可以用来观测气象、海洋温度、叶绿素含量和海洋流速等。

这些信息对于天气预报、海洋生态环境的研究和资源开发有很大的帮助。

3. 城市规划遥感技术可以用来获取城市地表的信息，包括建筑物、道路、水系和绿地等。

这些信息有助于城市规划和管理，特别是在城市拓展、交通建设和环境保护方面。

4. 农业生产管理遥感技术在农业生产管理中也有很大的应用。