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遥感概论复习题

《遥感概论》复习纲要

第1章遥感概述

一、本章知识点

1、遥感概念2、遥感技术系统3、遥感探测的特点

4、遥感的分类5、遥感的应用领域6、发展历程和发展趋势

7、RS、GIS、GPS的结合

二、思考题

1、名词解释

（1）遥感：

是从远处探测感知物体。

是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，然后对所获取信息进行提取、判定、加工处理及解译应用的综合性技术。

（2）光谱特性：

地球上所有物体都在不停地发射、反射、吸收电磁波，而且不同物体对电磁波的发射、反射、吸收的特性不同。

物体的这种对电磁波固有的波长特性叫做光谱特性。

（3）遥感过程：

是指遥感信息的获取、传输、处理及其判读分析和应用的全过程。

（4）遥感技术系统：

是一个从地面到空中直至空间；从信息收集、

存储、传输处理到分析判读、应用的完整技术系统。

是一个多维、多平台、多层次的立体化观测系统。

2、与传统对地观测手段比较，遥感有什么特点？

（1）空间特性：

宏观观测，大范围获取数据（范围广）

（2）时相特性：

动态监测，更新快（动态性）

（3）光谱特性：

技术手段多样，信息量大（信息量大）

（4）应用特性:

应用领域广，经济效益高（领域多）

3、简述遥感卫星地面站，其生产运行系统的构成及各自的主要任务

遥感卫星地面站：

是一个复杂的高技术系统，它的任务是接收、处理、存档和分发各类遥感数据，并进行卫星接收方式、数据处理方法及相关技术的研究。

（1）接收站：

主要负责完成捕获跟踪卫星、传送接收卫星数据的任务。

（2）数据处理中心：

将原始遥感数据做一系列复杂的辐射校正及

几何校正处理，消除畸变，恢复图像，提供给用户使用。

（3）光学处理中心:

可以生产应用于不同用途的各种比例尺的图像产品。

4、遥感有哪几种分类？

分类依据是什么？

（1）按遥感平台分类：

近地面遥感；航空遥感；航天遥感。

（2）按传感器的探测波段分类：

紫外0.05-0.38；可见光0.38-0.76；红外0.76-1000微米；微波1mm-1m；多波段遥感。

（3）按传感器工作方式分类：

主动遥感；被动遥感。

（4）按遥感资料获取方式：

成像遥感；非成像遥感获得信号是曲线、数据。

（5）按波段宽度及波谱的连续性：

高光谱遥感；常规遥感。

（6）按应用领域分类：

陆地遥感、海洋遥感；农业遥感；城市遥感……

5、试述当前遥感发展的现状及趋势

（一）发展趋势

（1）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。

（2）新型传感器不断涌现，微波遥感、高光谱遥感迅速发展。

（3）遥感的综合应用不断深化

（4）商业遥感时代的到来

（二）亟待解决的问题

（1）定量遥感的精度问题

（2）遥感海量数据的存储、管理与使用的技术问题

（3）遥感数据的融合压缩与自动识别技术

（4）定量遥感、新型技术处理技术与生产应用的差距

（5）高分辨率带来的负面影响

6、说明“3S”集成系统中各子系统的作用

（1）RS作为一种获取和更新空间数据库的强有力手段，为GIS提供及时、客观、准确的大范围的可用于动态监测的各种资源环境数据。

（2）GIS能接收大量的不同来源的空间数据，并能根据用户的不同需要对这些数据进行有效的存储、检索、分析和显示。

（3）GPS接收机根据影像上预先确定的位置，可获得精确的位置坐标，并自动提供几何校正时所需的成像信息。

第2章遥感电磁辐射基础

1、本章知识点

1、电磁波谱与黑体辐射2、太阳辐射和地球辐射

3、地球大气及其对太阳辐射的影响4、地面物体反射光谱

2、思考题

1、名词解释

（1）电磁波:

电磁震动的传播就是电磁波,亦称电磁辐射。

（2）电磁波散射：

辐射传播中，若遇到小粒子，会向四面八

方去，电磁波强度和方向发生各种变化，即散射。

强度随波长

改变。

（3）偏振现象：

通常电场强度在各方向是相等的，若其总是固

定在某个方向振动，则称电磁波在该方向被偏振（极化）。

（4）辐射通量（Φ）：

单位时间通过某一面积的辐射能量，单

位瓦特。

（5）辐射通量密度（E）：

单位时间通过单位面积的辐射能量。

（6）电磁波谱：

按电磁波在真空中传播的波长（频率），依次

排列形成一个连续的带谱。

依次为：

γ射线—X射线—紫外线—可

见光—红外线—微波—无线电波。

（7）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。

（8）地物光谱发射率：

（也称比辐射率）地物发射某一波长的辐

射出射度（辐射通量密度）与同温下黑体在同一波长上的辐射出射

度之比。

（9）大气窗口：

一般将大气的衰减作用相对较轻、透射率较高、

能量较易通过的电磁波段定义为大气窗口。

（10）反射率：

地物表面反射能量与入射总能量之比值。

（11）反射波谱特性曲线：

以波长为横坐标，反射率为纵坐标

所得的曲线即称为该物体的反射波谱特性曲线。

2、判断

（1）电磁波是一种横波，振动方向与传播方向垂直。

（）

（2）电磁波反射、吸收和透射的能量和等于入射的总能量。

（）

（3）一般可见近红外波段称偏振，微波波段称极化。

（）

（4）辐射通量是波长的函数，总辐射通量应该是各谱段辐射

通量之和或其积分值。

（）

（5）辐照度与辐射出射度都是描述辐射通量的密度。

（）

（6）当绝对黑体的温度增加1倍时，其总辐射出射度将增

加为原来的16倍。

（）

（7）高温物体发射较短的电磁波，低温物体发射较长的电磁波。

（8）好的吸收体也是好的发射体。

（）

（9）微波波段发生的散射是属于瑞利反射。

（）

（10）只有位于大气窗口的波段才能被用于生成遥感图像。

（）

（11）方向反射,是镜面反射和漫反射的结合。

（）

3、选择

（1）波长短、频率高，具很大能量，很高的穿透能力，且来自

放射性矿物的可被低空遥感所探测，有遥感前景的电磁波段（）。

A、γ射线B、X射线C、微波D、无线电波

（2）电磁波谱中不能被用于遥感两个波段是（）

A、γ射线、X射线B、微波、无线电波

C、红外线、紫外线D、无线电波、x射线

（3）红外装置测试温度的理论根据（）

A、斯忒藩一玻尔兹曼定律B、维恩位移定律

C、基尔霍夫辐射定律D、斯蒂芬－玻尔兹曼定律

（4）人看到的云和雾是白色的，是（）散射的结果。

A、瑞利散射B、米氏散射

C、无选择性散射D、非条件散射

3、简答

（1）简述太阳辐射和地球辐射的分段特性

太阳辐射近似6000K的黑体辐射，能量集中在0.3～2.5um波

段之间（可见光和近红外）。

最大辐射的对应波长λmax日＝0.47

μm。

地球自身热辐射近似300K的黑体辐射，能量集中在6.0um以

的波段（热红外）。

最大辐射的对应波长λmax地＝9.66μm。

（2）微波为什么具有极强的穿透云层的作用？

对于微波而言，粒子的直径比微波波长小很多，则属于瑞利散

射的类型，散射与波长的四次方成反比，波长越越长，散射强度

越小。

在一定条件下，微波探测便可以发挥优越性，将最小的散

射，最大的透射，而具有“穿云透雾”的能力。

（3）简述大气窗口的光谱段及其主要用途

0.3～1.3μm，即紫外、可见光、近红外波段。

这一波段是

摄影成像的最佳波段，也是许多卫星传感器扫描成像的常用波段，

如Landsat卫星的TM1－4波段SPOT卫星的HRV波段。

1.5～l.8μm和2.0－3.5μm，即近、中红外波段；是白天日

照条件好时扫描成像的常用波段，如TM的5，7波段等，用以探测

植物含水量以及、云、雪，或用于地质制图等。

3.5～5.5μm，即中红外波段。

该波段除通透反射光外，也通

透地面物体自身发射的热辐射能量。

如NOAA卫星的AVHRR传感器

用3.55～3.93mm探测海温度，获得昼夜云图。

8～14μm，即远红外波段。

主要通透来自地物热辐射的能量，

仅适于夜间成像。

0.8～2.5cm，即微波波段。

由于微波穿透云雾能力强，这一区

间可以全天候观测，而且是主动遥感方式，如侧视雷达。

Radarsat

的卫星雷达影像也在这一区间，常用的波段为0.8cm、3cm、5cm、

10cm，甚至可将该窗口扩展至0.05～300cm。

（4）简述几种主要地物的光谱特点

植物：

其反射波普主要可以分为三段。

①由于叶绿素的影响，

对绿光和红光的吸收作用强，对绿光的反射作用强。

（表现为：

可

见光波段范围，位置大约为绿光0.55um,有一个小峰。

）；②因为

物叶子除了吸收和透射的部分，叶内细胞壁和胞间层的多层反射形

成高反射率。

（表现为：

在近红外波段0.7um处反射率显著增大，

至1.1um有一个显著的高峰。

）③受到绿色植物含水量的影响，吸

收率大大增加，反射率大大下降，形成几个低估。

但是由于不在大

气窗口内部，因此不是遥感关注的区间（表现为：

在中红外波段

1.3-2.5um）。

岩石：

没有明显的规律性，受到形态、矿物成分、矿物含量、

风化程度、含水状况、颗粒大小、表面光滑程度、色泽有关系。

土壤:

没有明显的波峰波谷土质越细反射率越高，有机质含量

越高含水量越高，反射率越低。

水体：

反射主要在蓝绿波段，其它波段吸收都很强，近红外吸

收更强。

水中含泥沙时，可见光波段反射率会增加，峰值出现在黄

红区。

水中含叶绿素时，近红外波段明显抬升。

4、论述

（1）晴朗的天空为什么呈现蓝色？

朝霞和夕阳为什么都偏橘色？

晴朗的天空，可见光中的蓝光受散射影响最大，所以天空呈蓝

色。

在过长的传播过程中，蓝光波长最短，几乎被散射殆尽，波长

次短的绿光散射强度也居其次，大部分被散射掉了，只剩下波长最

长的红光，散射最弱，因此透过大气最多加上剩下的极少量绿光，

最后合成呈现橘红色，所以朝霞和夕阳都偏橘红色。

5、计算

（1）已知由太阳常数推算出太阳表面的总辐射出射度

M=6.284*10^7W/m^2,求太阳的有效温度和太阳光谱中辐射最强的

波长。

（2）没有显著的选择吸收，就是吸收率虽然小于1，但基本

不随波长变化，这种物体叫做灰体。

一般金属材料都可以近似看成

灰体，已知氧化铜表面的温度为1000K，比辐射率为0.7，求这时

物体的总辐射出射度M。

6、读图

（1）从太阳光谱曲线图你可以看出哪些规律：

♦太阳光谱是连续的光谱，相当于6000K的黑体辐射；

♦太阳辐射能量各个波段所占比例不同，近紫外、可见光、近

红外和中红外部分太约占太阳总辐射的84.62%。

且能量集中，相对

稳定，强度变化最小。

♦在可见光，其中0.38～0.76μm的可见光能量占太阳辐射

总能量的46%，最大辐射强度位于波长0.47μm左右；

♦到达地面的太阳辐射主要集中在0.3～3.0μm波段，包括

近紫外、可见光、近红外和中红外；

♦经过大气层的太阳辐射有很大的衰减；

♦各波段的衰减是不均衡的。

第3章遥感光学基础

1、本章知识点

1、颜色性质和颜色立体2、加色法与减色法

3、黑白影像与彩色影像4、遥感光学处理简介

3、思考题

1、名词解释

（1）光：

能够被眼睛感觉到并且产生视觉现象的辐射才是可见辐射或可见光，简称为“光”。

（2）颜色对比：

在视场中，相邻区域的不同颜色相互影响。

（3）互补色：

在色度学中，当两种颜色混合产生白色或灰色时，这两种颜色称为互补色。

（4）明度（亮度）：

指色彩本身的明暗程度。

（5）色调（色相）：

各种彩色之间“质的区别”，亦即彩色的类别。

（6）饱和度：

指彩色的纯净程度，即彩色相对于光谱色的纯洁度。

（7）三原色：

若三种色，其中任何一种色不能通过其它两种混合相加产生，且按一定比例混合可形成各种色调的颜色，则称这三种色为三原色。

（8）滤光片：

意指该片只是对某种波长光“放行”，其余光一概阻隔。

如蓝光滤色片，则仅允许蓝光透过，其余各光都被滤掉。

（9）光谱色：

从0.38～0.76um可见光波长范围内的单色光所对应的颜色。

2、判断

（１）人眼能分辨一百多种不同颜色，彩色图象能表现更丰富的信息量。

（　）

（２）所有颜色都是对某段波长有选择地反射而对其它波长吸收的结果。

（　）

（3）三种颜料等量混合，白光中的红、绿、蓝全部被吸收，所以呈现黑色。

（）

（4）彩色摄影片生成也需要是曝光、显影、定影这一系列处理过程。

（）

（5）遥感影像的光学处理现在被广泛地应用。

（）

3、选择

（1）下面需要用到加色法的（）。

A、对彩色原稿的分色B、彩色印刷C、颜色混合D、剧场照明

（2）下面需要用到减色法的（）。

A、颜色的测量和匹配B、彩色电视

C、剧场照明D、颜色混合

（3）下列适合适合城市航空摄影的遥感图片的是（）。

A、真彩色影像B、彩红外影像C、假彩色影像D、伪彩色影像

4、简答

（1）简述黑白片感光原理

卤族元素和银的化合物能在光照射下分离出银。

（2）简述彩红外影像生成的原理，并说明其不同之处

由地物反射的光线进入摄影机镜头，使彩色红外感光底片产生光化学反应，由该底片出的像片称为彩红外像片。

彩色红外感光片有感绿、感红和感红外层。

因此不受大气散射蓝光的影响，像片清晰度很高，适合城市航空摄影。

5、论述

（1）简述加色法和减色法原理上有什么不同

（2）在遥感影像生成过程中，真彩色片和假彩色片有什么不同？

真彩色片：

由自然景物反射来的彩色光分别通过红、绿、蓝三个滤光片成为单光色，分别使曝光，产生黑白负片。

由负片在产生黑白透明正片，影像上的灰度变化分别反映了景物的红、绿、蓝光谱辐射强弱变化。

假彩色片：

只是滤光片更换成绿、红、近红外滤光片，投射出的分光辐射经过光学处理形成四幅黑白负片。

负片上灰度的变化反映了这一波段辐射的强弱变化，光强处密度低，透过率高，发白；光弱处密度高，透过率低，发黑。

6、读图

色度图可以粗略推算两种颜色相混合得到的中间色，M和N两种颜色按照一定比例合成，一定能得到MN连线上的中间色K（只要比例合适，MN上其他的点也可得到）

▲连接C点与色度图曲线内的一点，可得该点的光谱，例如连接C与K，可得K点的光谱色（0.573um）

▲该点距离C点的远近反映了C点的饱和度

▲过C点的直线与边缘交于两个点，则两个点对应的颜色一定是互补色，两者混合可产生白光。

第四章传感器

一、本章知识点

1、传感器的类型2、传感器的性能3、摄影类型析传感器4、光电成像类型的传感器5、成像光谱仪

二、思考题

1、名词解释

（1）光谱分辨率：

是指遥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，波谱分辨率愈高，反之则低。

一般认为，当最小波长间隔在不同量级变化时，其遥感类型命也不同。

（2）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，是像素所代表的地面范围的大小，或地面物体能分辨的最小单元，用来表征分辨目标细节能力的指标。

通常用像元（像素）大小、像解率或视场角表示。

（3）时间分辨率:

对同一目标进行重复探测时，相邻两次探测的时间间隔，称为遥感图像的时间分辨率。

（4）温度分辨率:

指热红外传感器分辨地表热辐射（温度）最小差异的能力。

（5）影像分辨率:

是用于记录数据的最小度量单位，一般用来描述在显示设备上所能够显示的点的数量（行、列），或在影像中一个像元点所表示的面积。

（6）红外扫描仪:

根据被测地物自身的红外辐射，借助仪器本身的光学机械扫描和遥感平台沿飞行方向移动形成图像的遥感仪器。

（8）成像光谱仪:

既能成像又能获取目标光谱曲线的“谱像合一”的技术称为成像光谱技术，按该原理制成的遥感器称为成像光谱仪。

（9）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。

（10）CCD传感器：

CCD传感器称电荷耦合器件，是一种用电荷量表示信号大小，用耦合方式传输信号的探测元件。

（11）多光谱摄影机：

对同一地区，在同一瞬间摄取多个波段影像的摄影机。

2、简答题

（1）遥感传感器由哪些基本部件组成？

收集器，探测器，处理器，输出器。

（2）摄影类型传感器与扫描类型传感器工作原理有何差异？

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。

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。

（3）多光谱摄影机可分为哪三种基本类型。

多摄影机型,多镜头型,光束分离型。

（4）试比较光学摄影类型传感器与光电成像类型传感器的优点

和缺点。

差别：

光学摄影类型的传感器是将收集到的地物反射光在感光胶片

上直接曝光成像，而光电成像类型的传感器是将收集到的电磁波能量通过仪器内的光敏或热敏元件转变成电能后再记录下来。

优点：

扩大了探测的波段范围；便于数据的存储与传输

第5章航空遥感

1、本章知识点

1、航空遥感系统2、航空像片的几何特征与物理特性

3、像片视差和立体观测4、高光谱航空遥感

二、思考题

1、试述航空遥感的特点及局限性。

航空遥感特点

（1）航空遥感空间分辨率高、信息量大。

（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。

局限性：

（1）航空遥感受天气等条件限制大；

（2）航空遥感的观测范围受到限制；

（3）.航空遥感数据的周期性和连续性不如航天遥感。

2、航空像片立体观测的条件是什么？

（1）两张像片必须是在两个不同位置对同一景物摄

取的立体像对；

（2）两只眼睛必须只能分别观察像对的一张像片；

（3）两像片上相同景物（同名像点）的连线与眼基

线应大致平行；

（4）两像片的比例尺相近（差别≤15%）

3、绘图推导航空像片投影差的计算公式

结束语:

此资料由老师提供的PPT以及书本，整理而成，以思考题为主，囊括了所有重点知识点，其中第五章中，知识点涉及不足，请读者自己补充，此资料仅作复习参考之用，祝取得好的成绩！

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GIS12101班班委会编制

主编：

吴峥荣

2014年1月11日