遥感第2章--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。

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》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。

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。

遥感原理与方法习题集第一章遥感概述1、阐述遥感的基本概念。

2、遥感探测系统包括哪几个部分？3、与传统对地观测手段比较，遥感有什么特点？举例说明。

4、遥感有哪几种分类？分类依据是什么？5、试述当前遥感发展的现状及趋势。

第二章遥感的物理基础1、大气对通过其中传播的电磁波的散射有哪几类？他们各有什么特点。

2、什么是大气窗口？常用于遥感的大气窗口有哪些？3、综合论述太阳辐射传播到地球表面又返回到遥感传感器这一整个过程中所发生的物理现象。

4、请绘出小麦、湿地、沙漠、雪的典型光谱曲线图，并分别对这些光谱反射率曲线的特征及其成因作出说明。

5、遥感某火电厂冷却水的热污染（温度梯度为90-50度），试问在哪个波段、选用何种传感器，在每天什么时刻及天气状况下，遥感最为有利，为什么（b=2.898×10-3m.K，计算精确到0.1um）。

6、熟悉颜色的三个属性。

明度、色调、饱和度，选取自然界的某些颜色例如：树叶、鲜花、土地等，比较它们三种属性区别。

7、光的合成怎样推算新颜色？用色度图说明。

8、加色法和减色法在原理上有什么不同？举例说明什么时候用加色法，什么时候用减色法？9、利用标准假彩色影像并结合地物光谱特征，说明为什么在影像中植被呈现红色，湖泊、水库呈蓝偏黑色，重盐碱地呈偏白色。

第三章遥感图象获取原理1、主要遥感平台有哪些，各有何特点？2、摄影成像的基本原理是什么？其图像有何特征？3、扫描成像的基本原理是什么？扫描图像与摄影图像有何区别？4、如何评价遥感图像的质量？第四章航空遥感与航空像片1、按摄影机主光轴与铅垂线的关系，航空摄影可公为哪几类？2、影响航空像片比例尺的因素有哪些？怎样测定像片的比例尺？3、比较航空摄影像片与地形图的投影性质有什么差别？4、什么是像点位移？引起像点位移的主要原因是什么？第五章航天遥感与卫星图像1、试从技术特性和应用两方面，对航天（卫星）遥感与航空遥感作一比较。

2、航天遥感平台主要有哪些？各有什么特点？3、地球资源卫星主要有哪些？常用的产品有哪几类？4、简述卫星图像的主要特征。