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遥感作业1.doc

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遥感作业1.doc

1.概念

遥感：

泛指一切无接触的远距离探测，它是一种远距离目标，在不与目标对象直接接触的情况下，通过某种平台上装载的传感器获取其特征信息，然后对所获取的信息进行提取、判定、加工处理及应用分析的综合性技术。

遥感平台：

搭载传感器的载体。

电磁辐射：

具有能量传递的，且其能量与与其传播的频率成正比的电磁波。

电磁波谱：

按照电磁辐射在真空中传播的频率或波长进行递增或递减排列形成一个连续的谱带，这个谱带就是电磁波谱。

大气窗口：

指电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的透射率较高的波段

幅照度：

实际物体在单位光谱区间内的辐射出射度与吸收系数的比值

辐射通量：

单位时间内通过某一面积的辐射能量。

（它是辐射能流的单位，记为φ=dW/dt。

用W（J/s）表示；辐射通量是波长的函数，总辐射通量是各波段辐射通量之和。

（压力））

反射率：

地面物体反射的能量占入射总能量的百分比

黑体：

如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收，则称物体为黑体。

地物反射波谱：

研究地面物体反射率随波长的变化规律

瑞利散射：

由大气中原子、分子，如氮、二氧化碳、臭氧和氧分子等引起的散射。

（条件：

粒子直径比波长小很多）

加色法：

由三原色混合，可以产生其他颜色的方法。

减色法：

减色法是从自然光（白光）中，减去一种或二种基色光而生成色彩的方法。

（一般适用于颜料配色、彩色印刷等色彩的产生。

）

光谱色：

圆环上把光谱色按顺序标出，从红到紫是可见光谱存在的颜色，每种颜色对应一个波长值

空间分辨率：

指遥感图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小，是用来表征影像分辨地面目标细节能力的指标

主光轴：

通过物镜中心并与主平面（或焦平面）垂直的直线

像主点：

主光轴与感光片的交点

航向重叠：

为了使相邻航片之间没有航摄漏洞，也为了做立体观察，应使相邻航片之间有一部分重叠，这一重叠部分就叫航向重叠

中心投影：

空间任意点（物点）与一固定点（投影中心）连成的直线或其延长线（中心主线）被一平面（像平面）所截，则此直线与平面的交点

像点位移：

地物反映到航空相片上的像点与其平面位置相比产生位置的移动

传感器：

获取地面目标电磁辐射信息的装置

距离分辨率：

侧视方向上的雷达图像分辨率

方位分辨率：

沿航线方向上的雷达图像分辨率

合成孔径雷达：

也称侧视雷达，利用雷达与目标的相对运动把尺寸较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成一较大的等效天线孔径的雷达

透视收缩：

指山上面向雷达的一面在图像上被压缩且表现为较高亮度的现象。

数字图像：

能在计算机里存储、运算、显示和输出的图像

灰度直方图：

用平面直角坐标系表示一幅灰度范围为0~n的数字图像像元分布状态，横轴表示灰度级，纵轴（Pi=mi/M）表示灰度级为gi的像元个数mi占像元总数M的百分比。

将2n个Pi绘于图上，所形成的统计直方图

大气校正：

指消除主要由大气散射引起的辐射误差的处理过程

空间滤波：

根据需要，舍弃不需要的频率曲线，选择适宜和需要的频率波形曲线，重新构成新的图像，使一些地物或现象得到突出显示。

假彩色密度分割：

单波段黑白遥感图像可按亮度分层，对每层赋予不同的色彩，使之成为一幅彩色图像的方法。

二、简答

1.遥感的分类？

分类依据？

（1）根据工作平台的不同，可分为地面遥感，航空遥感和航天遥感；

（2）根据电磁波的工作波段不同，可分为紫外遥感，探测波段在0.05~0.38um之间；可见光遥感，探测波段在0.38~0.76um之间；红外遥感，探测波段在0.76~1000um之间和微波遥感，探测波段在1mm~10m之间

（3）根据传感器工作原理，可分为主动式遥感和被动式遥感。

（4）根据遥感资料获取方式，可分为成像遥感和非成像遥感。

（5）根据波段宽度及波谱的连续性，可分为高光谱遥感和常规遥感

2.遥感探测的特点？

（1）宏观观测，大范围获取数据资料；

（2）动态监测，快速更新监控范围数据；（3）技术手段多样，可获取海量信息；（4）应用领域广泛，经济效应高

3.太阳幅射与地球辐射的分段特性?

太阳辐射接近于温度6000k的黑体辐射，最大辐射的对应波长为=0.47um。

地球辐射接近于温度为300k的黑体辐射，最大辐射的对应波长=9.66um,两者相差较远。

一般来说，太阳的电磁辐射主要集中在波长较短的部分，从紫外、可见光到近红外区段。

即0.3~2.5um，在这一波段地球的辐射主要是反射太阳的辐射。

地球自身发出的辐射主要集中在波长较长的部分即6um以上的热红外区段。

在2.5~6um这一中红外波段，地球对太阳辐射的反射和地表物体自身的热辐射均不能忽略，这就是地球辐射的分段特性。

4.大气的散射类型有哪些？

（1）瑞利散射

特点：

散射强度与波长的四次方成反比，波长越长，散射越弱。

米氏散射

特点：

米氏散射的散射强度与波长的二次方成反比，且散射光的向前方向比向后方向的散射强度更强，方向性较明显。

无选择性散射

特点：

散射强度与波长无关，任何波长的散射强度相同。

5.简述绿色植物的反射波普特点？

（图像在P50）

绿色植物的反射波谱曲线可分为三段，由于叶绿素的影响，对蓝光和红光吸收作用强，对绿光反射作用强。

表现在可见光谱范围有一个小的反射峰，位置大约在绿色波段（0.55um），两边蓝波段和红波段有两个吸收带，在曲线上为凹谷。

（2）在近红外波段（0.76~1.3um）因为植被叶子除了吸收和透射的部分，叶内细胞壁和胞间层的多重反射形成高光反射率，表现在反射线上从0.7um处反射率迅速增大，至1.1um附近有一峰值，形成植被的独有特征。

（3）在中红外波段（1.3~2.5um）受绿色植被含水量的影响，吸收率大大增加，反射率大大降低，形成几个低谷。

6.在遥感影像生成过程中，真彩色与假彩色有什么不同？

P68

（1）真彩色合成是红、绿、蓝三个滤光片，而假彩色是绿、红和红外三个滤光片；

（2）真彩色合成影像：

用白光照射黑白透明底片，同时加上影像生成时时相同的滤光片来恢复原有景物，而假彩色合成影像：

用白光照射黑白透明底片，在原来绿的色通道加上蓝光滤光片，在原来的红色通道加上绿色滤光片，在红外通道加上红色滤光片，这样才能出现合成的彩色影像

7.传感器主要由哪些部件组成？

（1）收集器，负责收集地面目标辐射的电磁波能量；

（2）探测器，将收集到的电磁辐射能转变为化学能或电能；

（3）处理器，对转换后的信号进行各种处理；

（4）输出器，输出信息的装置。

8.传感器的类型有哪些？

（1）按数据记录方式可分为成像方式传感器和非成像方式传感器

（2）按传感器工作波段可分为可见光传感器、红外传感器和微波传感器

（3）按工作方式可分为主动传感器和被动传感器

9.传感器的性能指标？

传感器最具有实用意义的性能指标是分辨率。

包括：

空间分辨率：

遥感图像上能够详细区分的最后单元的尺寸或大小

（2）光谱分辨率：

传感器所能记录的电磁波谱中，某一特定的波长范围值（3）时间分辨率：

对同一目标进行探测时，相邻两次探测的时间间隔（4）温度分辨率：

热红外传感器分辨地表热辐射最小差异的能量。

10.摄影类型传感器与扫描类型传感器的工作原理有何异同？

摄影类型的传感器原理：

有物镜收集电磁波，并聚焦到感光胶片上，通过感光材料的探测与记录，在感光胶片上留下目标的潜像，然后经过摄影处理，得到可见的影像。

扫描类型传感器原理：

将收集到的地磁波能量通过仪器内的光敏或热敏原件（探测器）转变成电能后在记录下来。

11.何谓高光谱遥感？

它是利用很多狭窄的电磁波波段（波段宽度小于10nm）产生光谱连续的图像数据。

12.航空遥感的优缺点？

优点：

（1）航空遥感空间分辨率高、信息容量大；

（2）航空遥感灵活，适用于一些专题遥感研究；（3）航空遥感作为实验性技术系统，是各种星载遥感仪器的先行检验者；（4）信息获取方便

缺点：

主要表现在航空感受天气等条件限制大；航空遥感的观测范围受到限制；航空遥感数据的周期性和连续性不如航天遥感

13.航空遥感平台主要有哪些？

（1）气球，它是一种廉价的、操作简单的航空平台，按其在空中飞行高度，可分为低空气球、系留气球和高空气球。

低空气球：

发送到对流层的气球;系留气球：

用绳子系在地面;高空气球：

发送到平流层的气球，可达12-40公里

（2）飞机，是航空遥感中最常用的最广泛的遥感平台。

飞机平台在高度、速度上可以控制，也可以根据需要在特定的地区、时间飞行，他可以携带多种传感器，信息回收方便，而且仪器可以及时得到维修。

按飞行高度可分为低空飞机（2公里以下）、中空飞机（2-6公里）和高空飞机（12-30公里）。

14.航空相片的投影原理？

属中心投影原理，航空摄影时地面上每一物点所反射的光线，通过镜头中心在安装在焦平面上的感光胶片上成像。

其中有一条光线为中心光线，所以每一物点在像面上的像可视为中心光线与底片的交点，在底片上构成负像，经过接触晒印得到航空相片。

15.航空相片视差产生的原因？

主要由像片倾斜、地面点相对于基准面的高差和物理因素（如摄影材料变形、压平误差、摄影物镜畸变、大气折光和地球曲率等）产生。

16.引起像点位移的主要原因是什么？

主要是由像片倾斜、地面点相对于基准面的高差和物理因素（摄影材料变形、压平误差、摄影物镜畸变、大气折光和地球曲率等）产生。

17.在垂直摄影的航空像时像点位移有什么规律?

（1）对于相对高差相等的点，像点位移亦相等；像点到像主点的距离为零时，像点位移也为零，像主点无像点位移；

（2）像点位移与地面离差成正比，地面离差大于零，像点背离像主点方向位移，像点位移大于零；地面离差小于零，像点朝向像主点方向位移，像点位移小于零

（3）像点位移与摄影行高成反比

18.遥感卫星轨道参数有哪些？

（1）开普勒的六个参数：

轨道长半轴（a，卫星轨道远地点到椭圆轨道中心的距离），轨道偏心率（e，椭圆轨道焦距与长半轴之比），轨道倾角（i，轨道面与赤道面的交角），升交点赤经（Ω,轨道上由南向北自春分点到升交点的弧长），近地点角距（ω,轨道面内近地点与升交点之间的地心角），过近地点时刻（t0，以近地点为基准表示轨道面内卫星位置的量）

19.航天遥感与航空遥感相比有什么特点？

航空遥感具有技术成熟，成像比例尺大，地面分辨率高，适用于大面积地形测绘和小面积详查以及不需要复杂的地面设备等优点。

缺点是飞行高度、续航能力、姿态控制、全天候作业能力以及大范围的动态监测能力较差。

航天遥感具有以下特点：

由于航天平台比航空平台高得多，航天遥感比航空遥感开阔，观察的地面范围大，可以发现地表大面积内宏观的、整体的特征；在同样长的时间内，航天遥感的观察范围远远大于航空遥感，因此，航天遥感的效率比航空遥感高得多。

20.微波遥感有什么优缺点？

（1）微波具有穿云透雾能力，这使遥感探测可以不受天气影响的进行。

（2）微波可以全天候工作；

（3）微波对地表面的穿透能力强；

（4）微波具有某些独特的探测能力，是海洋探测的重要波段，适于精确地距离测量、海面波动、风力等。

21.为什么合成孔径雷达可以提高分辨率？

因为合成孔径侧视雷达的方位分辨力与距离无关，只与天线的孔径有关。

所以，可用于高轨卫星。

天线越小，方位分辨力越高。

而合成孔径雷达的方位分辨率的大小为小天线的一半，天线双程相移，这将提供很高的分辨率。

22.举例说明根据直方图形状如何分析图像特点？

P186

a，直方图均值靠近低值区，表示地物反射率低的像元多，图像较暗

b,表示地物反射率高的像元多，图像较亮；c，表示低反差图像；d，表示高反差图像

23.试说明回归分析和直方图校正的原理？

回归分析法原理：

大气散射主要影响短波部分，波长较长的波段几乎不受影响，因此可用其校正其它波段数据。

直方图校正原理：

在假设水体（或阴影）等物体的灰度值为0，大气散射导致图像上这些物体的灰度值不为0（辐射偏置量）的前提下，从图像象元亮度值中减去一个辐射偏置量，辐射偏置量等于图像直方图中最小的亮度值。

24.几何校正为什么要进行像元灰度重采样？

（1）几何校正过程中，由于校正前后图像的像元大小可能变化、象元点位置的相对变化等，不能简单用原图像象元灰度值代替输出象元灰度值。

（2）对应的坐标值可能不是整数。

因此，需要插值（重采样）

25.遥感图像中“岩层三角面”的概念是什么，有什么特殊意义，影响岩层三角面形状的因素有哪些？

地质界线与地形等高线相交，并受地形影响发生转折，或通过山脊沟谷，出现岩层三角面。

利用岩层三角面可分析甚至测量岩石产状。

因素：

岩层产状、地形

26.举例说明遥感图像目视判读中的直接标志一般包括哪些?

色调：

全色遥感图像中从白到黑的密度比例叫色调（也叫灰度）颜色：

是彩色图像中目标地物识别的基本标志。

阴影：

是图像上光束被地物遮挡而产生的地物的影子。

据此可判读物体性质或高度。

形状：

目标地物在遥感图像上呈现的外部轮廓。

纹理：

也叫内部结构，指遥感图像中目标地物内部色调有规则变化造成的影像结构。

大小：

指遥感图像上目标物的形状、面积与体积的度量。

位置：

指目标地物分布的地点。

图形：

目标地物有规律的排列而成的图形结构。