成都理工大学3s技术资料.doc

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名词解释

1.遥感技术：

就是不直接接触物体，从远处通过探测仪器接收来自目标地物的电磁波信息，经过对信息的处理，从而判别出目标地物属性的一种综合技术。

2.微波遥感技术：

是指通过微波传感器获取从目标地物发射或反射的微波辐射，经过判读处理来识别地物的技术。

3.可选择性辐射体：

把发射率随波长变化的物体称为选择性辐射体。

4.像主点和像底点：

像主点是航空摄影机主光轴与像平面的交点；像底点是通过镜头中心的地面铅垂线（主垂线）与像平面的交点。

5.断层三角面：

断层活动形成断层崖后，受横穿断层崖的河流侵蚀，完整的断层崖被分割成许多三角形的断层崖，称断层三角面。

有时断层（正断层或平移断层）直接切割山嘴，也能形成断层三角面。

6.色光三要素和（色彩）三原色：

色彩三要素是色相、饱和度、明度，其中表示色所具有的亮度和暗度被称为明度，表示不同波长的色的情况称为色相，用数值表示色的鲜艳或鲜明的程度称之为饱和度；（色彩三原色是黄、品红、青，用其可以调配出其他色彩）。

色光三原色是红、绿、蓝，用其可以产生其他色光颜色。

7.大气窗口和可摄影窗口：

电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的，透射率较高的波段叫做大气窗口；可摄影窗口是指波长在0.3-1.3μm之间的波段。

地面目标反射光谱的电磁波信息可全部通过这一波段。

此波段最大特点是可以用摄影的方法来获取和记录地物的电磁波信息。

故称为可摄影窗口。

这个窗口对电磁波的透射率在90%以上，仅次于微波窗口，因此，该窗口是目前遥感上应用最广的窗口。

8.主动遥感和被动遥感：

传感器本身发射人工辐射，接收目标地物反射回来的辐射，这种探测地物信息的遥感即为主动遥感，如雷达；传感器只能被动地接收地物反射的太阳辐射电磁波信息进行遥感，这样的遥感即为被动遥感，是目前主要的遥感方式。

9.地物的反射波谱特性：

通常在一定条件下，地物波谱反射率随入射电磁波波长变化而变化的规律称地物反射波谱特性。

10.地物的发射波谱特性：

温度一定时，地物的发射率随波长的变化而变化的规律称地物发射波谱特性。

11.（遥感图像的）空间分辨率：

是指图像能分辨具有不同反差、相距一定距离相邻目标的能力。

12.远红外图像：

远红外图像是指用远红外传感器接收来自地物自身发射的红外线（6~15um）所成的图像，其中远红外又叫热红外和发射红外。

13.遥感图像解译标志和信息提取：

遥感图像解译中，通常将表征地物和地质现象遥感信息的影像特征称之为图像解译标志；将提取遥感信息的过程称之为图像解译或信息提取。

14.黑体和灰体：

黑体（blackbody），是绝对黑体的简称，指在任何温度下，对各种波长的电磁辐射的吸收系数恒等于1的物体；灰体（greybody），把发射率小于1，同时发射率在所有波段都是恒定值的物体称为灰体。

15.影像分辨率和地面分辨率：

影像分辨率是指用显微镜观察影像时，1mm宽度内所能分辨出的相间排列的黑白线对数（线对/mm）。

它受光学系统分辨率、感光材料（或显示器）分辨率、影像比例尺、相邻地物间的反差等因素的综合影响；地面分辨率是指遥感图像上能分辨的地物的最小尺寸。

扫描影像常用遥感器探测单元的瞬间视场大小表示，如陆地卫星TM图像的地面分辨率为30m。

16.多波段遥感技术：

又称多光谱遥感技术，是利用具有两个以上波谱通道的传感器对地物进行同步成像的一种遥感技术，它将物体反射或辐射的电磁波信息分成若干波谱段进行接收和记录。

17.多波段遥感图像：

多波段，又叫多光谱，是指对地物辐射中多个单波段的摄取。

得到的影像数据中会有多个波段的光谱信息。

对各个不同的波段分别赋予RGB颜色将得到彩色影象。

例如，将R，G，B分别赋予R，G，B三个波段的光谱信息，合成将得到模拟真彩色图象。

多波段遥感影象可以得到地物的色彩信息，但是空间分辨率较低。

18.遥感平台与传感器：

遥感平台，是指遥感中搭载传感器的运载工具，可分为地面平台、航空平台和航天平台；传感器，也称遥感器或探测器，是远距离感测和记录地物环境辐射或反射电磁波能量的遥感仪器，通常安装在不同类型和不同高度的遥感平台上。

19.遥感图像判译标志：

不同地物有其不同的影像特征，这些影像特征是判读各种地物的依据，称为遥感图像判译标志，如形状、大小、色调/色彩及阴影、组合图案/纹理结构等要素都是常用的判译标志。

20.遥感图像的空间分辨率和波（光）谱分辨率：

遥感图像的空间分辨率是指遥感图像上能区分的地面最小地物的尺寸，是用来表征影像分辨地面目标细节能力的指标，也叫地面分辨率；波谱分辨率是指传感器在接收目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔，间隔愈小，波谱分辨率越高。

21.数字地球：

是可以嵌入海量数据的多分辨率和三维的地球表示，它以国家信息基础设施（NII）为基础，以国家空间数据基础设施（NSDI）为依托，在指导虚拟外交、打击犯罪活动、适居型社区建设、增加农业生产、保护生物多样性和灾害快速反应等领域有着广泛的应用。

22.多波段遥感图像：

多波段，又叫多光谱，是指对地物辐射中多个单波段的摄取。

得到的影象数据中会有多个波段的光谱信息。

对各个不同的波段分别赋予RGB颜色将得到彩色影象。

例如，将R，G，B分别赋予R，G，B三个波段的光谱信息，合成将得到模拟真彩色图象。

多波段遥感图象可以得到地物的色彩信息，但是空间分辨率较低。

23.遥感图像数据融合：

将不同类型传感器获取的同一地区的图像数据经过几何配准，采用一定的算法将各图像数据中所含的信息优势或互补性有机地结合起来产生的新图像数据技术。

24.地物的反射波谱特性曲线：

地物反射率随波长是变化的，以波长作为横坐标，反射率作为纵坐标，将地物反射率随波长的变化绘制成曲线，即地物的反射率随波长变化的曲线，叫做地物的反射光谱曲线。

25.遥感图像数字处理和信息提取：

即用计算机对数字化了的影像进行几何校正、增强等专门处理，达到提取目标物属性特征信息的目的。

26.漫反射和镜面反射：

漫反射是指任何方向的反射辐射亮度是相等的反射；镜面反射满足反射定律，即入射光是平行的，入射角等于反射角。

27.米氏散射和瑞利散射：

当微粒的直径与太阳辐射光的波长接近时，所发生的散射称为米氏散射；当大气中微粒直径相对于波长来说很小时，发生瑞利散射，如尘埃、氮或氧气分子等，它们的直径相对于可见光和近红外波长来说小很多，所以瑞利散射也叫分子散射，是纯净大气所发生的散射，其散射的量随波长的变短而增加，一般与波长的四次方成反比。

28.遥感图像判译标志的可变性和局限性：

由于遥感图像是地面的瞬间记录，而且地物随着季节和环境条件的变化，其影像特征都要发生变异，这样判译标志就具有时空的局限性和可变性，所以遥感图像的判译标志都只能适用于特定的时间和地区。

29.数字国土：

数字国土即国土资源综合信息系统，是以国土资源为研究对象，以遥感技术、地理信息系统技术、计算机网络技术为支撑，融合多源，多分辨率数据，并可用多媒体和虚拟仿真技术对成果进行表达，是一具有空间化、数字化、时间化、网络化和可视化的技术系统，是“数字地球”在国土资源领域的应用和实现。

30.近红外波段和远红外波段：

一般将红外光谱段中波长在0.76~3.0um的波段称近红外波段，波长在6~15um的波段称远红外波段，远红外波段又叫热红外或发射红外。

也有将0.76~1.5um的波段或0.7~1.1um的波段称为近红外。

31.DEM、DTM、DRG、DLG和DOM：

DEM是数字高程模型（digitalelevationmodel）的英文缩写，以数字形式表达的地形起伏数据；DLG是数字线画地图（digitallinegraphic）的英文缩写，现有地形图要素的矢量数据；DRG是数字栅格地图（digitalrastergraphic）的英文缩写，现有纸质地图经计算机处理后得到的栅格数据文件；DOM是数字正射影像图（digitalorthophotomap）的英文缩写，是对遥感数字影像，经逐像元进行投影差改正、镶嵌，按国家基本比例尺地形图图幅范围剪裁生成的数字正射投影影像数据，是一种栅格形式的数据；DTM是数字地形模型（digitalterrainmodel）的英文缩写，它是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述，即用数字化的形式表达的地形信息。

32.MSS遥感图像、TM6遥感图像、ETM遥感图像、SPOT遥感图像和QB遥感图像：

MSS遥感图像是由Landsat-1~Landsat-5号卫星上装有的多光谱扫描仪（multi-spectralscanner，MSS）所提供的图像，除了Landsat-3号卫星上的MSS增加了一个热红外波段MSS8（10.4~12.6um）外，其余都采用4个工作波段，分别是绿色波段MSS4（0.5~0.6um）、红色波段MSS5（0.6`~0.7um）、近红外波段MSS6（0.7~0.8um）、近红外波段MSS7（0.8~1.1um），其分辨率都为79m，其中热红外为240m；TM6遥感图像是由Landsat-4~Landsat-5号卫星上装有的专题制图仪（thematicmapper，TM）的第六个波段热红外波段TM6（10.40~12.50um）所提供的图像，地面分辨率为120m，用来探测地面的热特性；ETM遥感图像是由Landsat-7号卫星上装有的增强型专题制图仪（Enhancedthematicmapper，ETM）所提供的图像，它一共有8个波段，与TM相比增加了一个波长0.5~0.9um的Pan（全色）波段，且ETM6的地面分辨率提高到了60m，其他和TM一样为30m，Pan为15m。

SPOT遥感图像是指由以法国为主设计的一颗名叫“地球观测实验系统”（SPOT）的卫星所提供的遥感图像，该卫星采用的传感器是高分辨率可见光扫描仪（HRV），它属于CCD推帚式扫描仪，共有5个波段，分别是绿色波段（0.50~0.59um）、红色波段（0.61~0.68um）、近红外波段（0.78~0.89um）、短波红外波段（1.58~1.75um）、全色波段（0.50~0.73um）,其分辨率可达到5m和10m；QB遥感图像是由美国的一个高分辨率商业卫星QuickBird所提供的图像，其图像分辨率为2.44m和0.61m，是目前分辨率最高的遥感数据，数据有多波段和全波段，分别是蓝波段（0.45~0.52um）、绿波段（0.52~0.62um）、红波段（0.63~0.69um）、近红外波段（0.76~0.90um）和全波段（0.45~0.90um）。

33.InSAR、DInSAR：

InSAR即干涉雷达或合成孔径雷达干涉测量技术（INSAR，InterferometricSyntheticApertureRadar）是以同一地区的两张SAR图像为基本处理数据，通过求取两幅SAR图像的相位差，获取干涉图像，然后经相位解缠，从干涉条纹中获取地形高程数据的空间对地观测新技术；DInSAR（DifferentialInterferometricSyntheticApertureRadar）即通常所说的差分干涉测量，它是利用同一地区不同时相的SAR影像，通过差分干涉，获取该地区地表形变信息的技术手段。

34.正射影像与正射影像地图：

正射影像（orthophoto）利用光学仪器或电脑软件，采用表征地面起伏特征的DEM对像点位移带来的几何偏差进行消除，这个工作叫做“正射纠正”，得到的图像称正射影像；正射影像地图（orthophotomap）是利用正射影像镶嵌成图幅，或一张正射影像一幅图，经过编图处理，增加地名注记和图廓整饰，制作成的影像地图。

35.数据挖掘和数据融合：

数据挖掘（DataMining），又称为数据库中的知识发现（KnowledgeDiscoveryinDatabase,KDD），就是从大量数据中获取有效的、新颖的、潜在有用的、最终可理解的模式的非平凡过程，简单的说，数据挖掘就是从大量数据中提取或“挖掘”知识；数据融合指的是把不同分辨率的影像融合为一幅影像，如将同一地区低空间分辨率的多光谱影像与高分辨率的全色影像进行组合。

36.同谱异物和同物异谱：

不同地物的反射光谱曲线通常不同，但不排除在特定条件下不同的地物（在某个波段或某几个波段）具有相似的反射光谱特征，这种现象称为“异物同谱”；相同类型的地物在不同的条件下光谱曲线也可能存在差异，这种现象称为“同物异谱”。

37.遥感图像增强处理：

对经过恢复处理的数据通过某种数学变换，扩大影像间的灰度差异，以突出目标信息或改善图像的视觉效果，提高可解译性。

主要包括有反差增强、彩色增强、空间滤波、图像变换增强处理等方法。

38.遥感图像亮度直方图：

以横坐标表示亮度级，纵坐标表示每一亮度级的像元数或频率，绘制出的统计图，称为遥感图像的亮度直方图。

二、填空题

1.3“s”技术是指：

 遥感技术、地理信息系统、全球定位系统，英文名称是RS—RemoteSensing，GIS—GeographicalinformationSystem，GPS—GlobalPositioningSystem。

2.各种遥感图像的灰度或色彩都是其响应波段内电磁辐射能量大小的反映，黑白全色像片、天然彩色像片反映地物对可见光（0.38—0.76um）的反射能量；黑白近红外像片和彩色近红外像片反映的是地物在部分可见光和摄影红外波段0.38—1.3um的反射能量；热红外图像反映地物在热红外波段（8—14um）的热辐射能量（辐射温度）；成像雷达图像反映地物对人工发射微波（0.8—100um）后向散射回波能量的强弱；多波段、超多波段图像灰度则是其各自响应波段辐射能量大小的反映。

3.按遥感资料获取方式的不同，遥感技术可以分为成像方式和非成像方式两大类，前者就是把所探测的地物辐射的电磁波强度，用深浅不同的色调构成图像，如航空像片、卫星图像等；后者则是以数据、曲线等形式表现。

按传感器的工作方式，遥感技术可分为主动和被动遥感。

区别在于前者使用人工电磁波辐射源，如雷达遥感；后者使用太阳光等自然辐射源，如摄影遥感。

在遥感应用中，按遥感平台类型可将遥感图像分称为

4.遥感图像基本特性包括图像的空间（几何）特性、时间特性和波谱特性。

5.遥感图像信息提取的方法主要有遥感图像的目视解译、遥感图像的光学处理和遥感图像的数字处理，三者各有特点。

6.卫星遥感图像的处理一般要经过辐射误差校正、几何误差校正和图像增强处理等步骤。

7.陆地卫星MSS/ETM图像、法国SPOT图像、帧幅式航空相片和一般地形图的投影性质分别为多中心投影、多中心投影、一维中心投影和垂直投影。

8.在高山地区，一幅遥感图像上各像点地物的比例尺应该是不同的，其中地物所在点的地形起伏及地形的相对高差是引起变化的主要因素。

只有在同一高程的地物，影像比例尺才相同。

9.遥感图像的像点位移与像点至像主点的距离和高差成正比、与航高成反比。

10.这些技术缩写名词SAR、InSAR、DInSAR和PSInSAR的中文叫法是：

SAR—合成孔径侧视雷达、InSAR—合成孔径雷达干涉测量技术、DInSAR—合成孔径雷达差分干涉测量技术和PSInSAR—永久散设体（permanentscatterers）干涉雷达测量技术。

三、问答题

1.简述当前国内外遥感技术发展动态、发展趋势及应用特点。

答：

遥感技术的发展动态、发展趋势及应用特点有以下四个方面。

一是多分辨率多遥感平台并存，空间分辨率、时间分辨率及光谱分辨率普遍提高。

遥感平台和传感器已从过去的单一型向多样化发展，并能在不同平台上获得不同空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率的遥感影像，如民用遥感影像的空间分辨率达到米级，光谱分辨率达到纳米级，时间分辨率达到几天甚至十几个小时。

随着遥感应用领域对高分辨率遥感数据需求的增加及高新技术自身不断的发展，各类遥感分辨率的提高成为普遍发展趋势。

二是微波遥感、高光谱遥感迅速发展。

微波具有穿透性强、不受天气影响的特性，可全天时、全天候工作，微波遥感技术是近十几年发展起来的具有良好应用前景的主动式探测方法，成像雷达、激光雷达等的发展越来越引起人们的关注。

高光谱遥感使本来在宽波段遥感中不可探测的物质，在高光谱遥感中能被探测，它将可能形成遥感突破性的发展。

总之，不断提高传感器的性能指标，研制出新型传感器，开拓新的工作波段，获取更高质量和精度的遥感数据是今后遥感发展的一个必然趋势。

三是遥感的综合应用不断深化。

表现为从单一信息源分析向包含非遥感数据的多源信息的复合分析方向发展；从定性判读向信息系统应用模型及专家系统支持下的定量分析发展；从静态研究向多时相的动态研究发展。

四是遥感不断走向商业时代。

国际上商业遥感卫星系统得到了迅速发展，产业界特别是私营企业直接参与或独立进行遥感卫星的研制、发射和运行，甚至提供端对端服务，也是目前遥感发展的一大趋势。

2.简述3S（RS、GIS和GPS/GNSS）技术多功能一体化集成及应用特点。

RS（RemoteSensing）、GIS（GeographicInformationSystem）、GPS（GlobalPositioningSystem）、GNSS（GlobalNavigationSatelliteSystem）

答：

3S各具优点和不足。

GIS具有较强的空间查询，分析和综合处理能力，但获取数据困难；RS能高效地获取大面积的区域信息，但受光谱段的限制，且数据定位及分类精度差；GPS/GNSS能快速地给出目标的位置，对空间数据的精确定位具有特殊意义，但它本身通常无法给出目标点的地理属性。

因此，只有三者有机结合起形成一个多功能一体化集成的技术系统，才能发挥更大的作用。

在3S系统中，简单的说，GIS相当中枢神经，RS相当传感器，GPS相当定位器，三者的共同作用将使地球能实时感受自身的变化，使其在资源环境和区域管理等众多领域中发挥巨大作用。

具体结合如下，GIS与RS的结合主要表现在RS对GIS动态地提供和更新各种数据，而GIS作为空间数据处理分析的技术工具，可大大提高RS空间数据的分析能力及分析精度；GPS和RS都可看作GIS的数据源的获取系统，其中GPS的精确定位功能解决了RS获取目标信息定位困难的问题，而RS数据实现GPS定位遥感信息查询；GPS和GIS的结合使GPS的定位信息在电子地图上获得实时的准确的形象的反映及漫游查询，而GPS为GIS及时采集、更新或修正数据。

总之，3S的集成，将使测绘、遥感、制图、地理和管理决策等科学相融合，称为快速实时的空间信息分析和决策支持的强有力的技术工具。

3.何谓遥感图像的解译标志？

遥感图像解译标志有哪几种？

举例说明其特点有哪些？

（必要时画图说明），举例说明遥感图像解译标志的可变性和局限性（必要时画图说明）？

答：

通常将表征地物和地质现象遥感信息的影像特征称之为遥感图像解译标志。

遥感图像解译标志包括直接和间接解译标志。

直接判读标志有形状、大小、颜色和色调、阴影、位置、结构（图案）、纹理等；间接判读标志有水系格局、地貌特征、土壤、植被、气候、水文和人文活动遗迹等。

遥感图像解译标志具有局限性和可变性，如一种地质体的解译标志仅在自然地理条件基本一致的区域内适应，即解译具有件基本一致的区域内适应，即解译具有局

限性；同种地质体，在同一地区内，当其出露面积，所处构造地位，岩层产状，覆盖程度发生明显变化时，微地貌特征，色调，纹形图案等也要发生变化，即解译具有可变性。

4.目前国际上比较成熟的卫星导航系统有哪四套（写出名称及国家）？

简要对比分析其异同点。

答：

美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯“格洛纳斯”系统（CLONASS）、欧洲“伽利略”系统（GALILEO）、中国“北斗”系统。

美国GPS由24颗卫星组成，轨道高度约为20200km，分布在6条交点互隔60度的轨道面上，精度约为10米，用途为军民两用。

是世界上第一个全球卫星导航系统，也是目前使用最多的全球卫星导航定位系统，它是一个接收型的定位系统，只转播信号，用户接收就可以定位了，不受容量限制；俄罗斯GLONASS由24颗卫星组成，精度约为10米，用途为军民两用。

美国的GPS从卫星回馈到地面的信号很弱，如果对方采取多种干扰，会使地面接收机无法正常工作，而俄罗斯GLONNASS系统的卫星具有更强的抗干扰能力；欧洲GALILEO由30颗卫星组成，轨道高度为24126km,位于3个倾角为56度的轨道平面内，主要为民用，其民用信号精确度最高可达1m（1米），比美国的GPS精确10倍，正在验证系统，预计2018年完成；中国“北斗”系统是既有定位又有通信的系统，但是容量有限制。

由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，用途为军民两用,目前已覆盖亚太区域，计划2020年完成全球的部署。

5.何谓像点位移？

像点位移的规律如何？

研究像点位移规律的意义何在？

答：

地形起伏和投影面的倾斜会引起航片上像点位置的变化，叫像点位移。

因地形起伏引起的像点位移称投影差，其规律

（1）投影差大小与像点至像主点的距离成正比，即距离像主点越远，投影差越大。

像片中心部分投影差小，像主点是唯一不因高差而产生投影差的点。

（2）投影差大小与高差成正比，高差越大，投影差也越大。

高差为正时，投影差为正，即影像的像点离开中心点向外移动；高差为负时（即低于起始面），投影差为负，即影像的像点向着中心点移动。

（3）投影差与航高成反比，即航高越高，投影差越小；因像片倾斜引起的像点位移称倾斜误差，其规律

（1）倾斜误差的方向是在像点与等角点的连线上。

（2）倾斜误差与像点距等角点距离的平方成正比。

（3）当等比线与像点像径之间的夹角为0度或者180度时，即等比线上的像点不因像片倾斜而产生位移。

（4）像片边缘的倾斜误差是相当大的，因此尽可能地使用像片中心部分。

研究像点位移规律可以帮助利用遥感影像制作地图时进行的几何纠正，以及帮助选择变形较小的像片。

6.何谓大气窗口？

简述常用的大气窗口特点及其用途。

答：

将电磁波辐射在大气传输过程中损耗较小，透射率较高的波段称为大气窗口。

常用的大气窗口有

（1）0.3~1.3um。

这个窗口包括部分紫外（0.3~0.38um）、可见光全部（0.40~0.76um）和部分近红外波段（0.76~1.3um）,称为地物的反射光谱。

在日照条件好的情况下，可以采用摄影方式成像，也可以用扫描方式成像；

（2）1.5~1.8um和2.0~3.5um，分别是近红外和中红外波段。

该窗口也属于地物反射光谱，但不能用胶片摄影，仅能用光谱仪和扫描仪来记录地物的电磁波信息。

且近红外窗口某些波段对区分蚀变岩石有较好的效果，因此在遥感地质应用方面很有潜力；（3）3.5~5.5um。

这个窗口称为中红外波段，既可以是地物反射光谱，也可以是地物发射光谱，目前只能用扫描方式成像；（4）8~14um。

这个窗口称为远（热）红外波段，是热辐射光谱，是地物在常温下热辐射能量最集中地波段，所以对遥感地质有用，主要用扫描仪和热辐射计来获得地物发射的电磁波信息；（5）0.8~25cm。

这个窗口称为微波窗口，属于发射光谱，该窗口不受大气干扰，是完全透明的，透射率可达100%，为全天候的遥感波段。

7.何谓遥感图像地质解译标志？

如何在遥感图像上区分三大岩类。

答：

将表征地物和地质现象遥感信息的影像特征称之为遥感图像解译标志。

区分三大岩类：

（1）先从地形、地貌、颜色、水系、纹路等空间特性出发，对遥感图像进行初步岩性划分做好特征区的选择与对比，确定好特征区后再结合光谱解译方法作进一步的判定；

（2）沉积岩的最大特点是具有层性，胶结良好的沉积岩，出露充分时，可在较大范围内成条带状延伸。

在高分辨率的遥感影像上可显示出岩层的走向和倾向。

坚硬的沉积岩，常形成与岩层走向一致的山脊，而松软的沉积岩则行成条带状谷地；岩浆岩与沉积岩在遥感