中科院遥感考博真题整理

1、2021年3月RS真题一、名词解释1、成像光谱仪通常的多波段扫描仪将可见光和红外波段分割成几个到十几个波段，对遥感而言，在一 定的波长范围内，被分割的波段数愈多， 及波段取样点愈多， 愈接近于连续波谱曲线， 一次 可以使扫描仪在取得目标地物图像的同时获得该地物的光谱组成， 这种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， 按该原理制成的扫描仪称为成像光 谱仪。2、空间分辨率针对遥感器或图像而言， 指图像 上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小， 或指遥感区 分两个目标的最小角度或线性距离的度量，反映了两个非常靠近的目标物的识别区分能力， 有时也称为分辨力或解像力； 对

2、地面而言， 指可以识别的最小距离或最小目标物的大小。 一 般有三种表示方法：像元，指单个像元所对应的地面面积大小；线对数，对摄影系统而言，影像最小单元常通过1mm间隔内包含的线对数确定；瞬时视场，指遥感器内单个探测元件的受光角度或观测视场， 单位为毫弧度， 瞬时视场越小， 最小可分辨单元 可分像素 越小，空间分辨率越高。3、叶面积指数叶面积指数LAI是指每单位地外表积的页面面积比例，它对植物光合作用和能量交换 是十分有意义的。 叶片的叶绿素在光照条件下进展光和作用， 产生植物干物质积累， 并使叶 面积增大， 叶面积增大那么光合作用更强， 产生更多的干物质积累， 那么生物量扩大， 同时， 叶面积

3、越大，植物群体的反射辐射越强。 页面指数与植被生态生理、叶片生物化学性质、蒸 散、冠层光截获、地表第一生产力等密切相关， 使它成为研究生态系统一个十分重要的参数。4、光谱分辨率遥感信息的多波段特性，多用光谱分辨率来描述。光谱分辨率指遥感器所选用的波段数 量的多少、各波段的波长，及波长间隔的大小，即选择的通道数、每个通道的中心波长、带 宽这三个因素共同决定光谱分辨率。 光谱分辨率越高， 专题研究的针对性越强， 对物体的识 别精度越高，遥感应用分析的效果越好，如TM在有7个波段，记录了同一物体在7个不同波段的光谱响应特性的差异，而航空可见、红外成像光谱仪 AVIRIS在有 224 个波段，可以捕捉

4、到各种物质特征波长的微小差异。5、植被指数植被指数指选用多光谱遥感数据经分析计算 加、 减、乘、除等线性或非线性组合方式 ， 产生某些对植被长势、 生物量等有一定的指示意义的数值， 它用一种简单而有限的形式 仅 用光谱信号，而不用其他辅助资料，也没有任何假设条件，来实现对植物状态信息的表达， 以定性和定量的评价植被覆盖、 生长活力及生物量等。 在植被指数中， 通常选用对绿色植物 叶绿素引起的强吸收的可见光波段和对绿色植物叶内组织引起的高反射的近红外波段 。6、地物方向谱地物方向谱主要用来描述地物对太阳辐射反射、散射能力的空间变化的波谱变化。7、主动遥感 按遥感的工作方式分为主动遥感和被动遥感。

5、主动遥感，又称有源遥感，指从遥感平台上的探测器主动发射一定电磁能量的电磁波， 再由传感器接收和记录其反射和记录其反射波的遥感系统。其主要特点是不依赖太阳辐射， 可以昼夜工作， 而且可以根据探测目的的不同，多用脉主要选择电磁波的波长和发射方式。 主动遥感一般使用的电磁波是微波波段和激光， 冲信号，有的用连续波束，普通雷达、测试雷达、合成孔径雷达、红外雷达、激光雷达等都 属于主要遥感系统。9、植被指数 10、影像匹配影像匹配是通过对影像内容、特征、构造、关系、纹理及灰度等地对应关系，相似性和 一致性分析， 寻求一样影像目标的方法。 分为基于灰度的影像匹配和基于特征的影响匹配两 种，前者从参考图像中

6、提取目标去作为匹配的模板， 再将其在待配准的图像中滑动， 通过相 似性度量来寻找最正确匹配点； 后者是从两幅图像中提取出灰度变化明显的某些特征作为匹 配基元，再在两幅图像对应的特征集中利用特征匹配算法将存在匹配关系的特征对选出来， 对于非特征像素点利用插值等方法做处理， 以实现两幅图像间的逐像元的配准， 后者较前者 匹配计算量小，速度快。当影像分分辨率低且局部被云覆盖，校正时可选用影像匹配。二、简答1、几何纠正的主要方法及特征当遥感影像在几何位置上发生了变化， 产生如行列不均匀、 像元大小与地面大小对应不准 确、地物形状不规那么变化等畸变时， 说明遥感影像发生了几何畸变。 几何纠正的主要目的

7、就是纠正这些系统及非系统性因素引起的图像变化，从而 与标准图像与地图的几何整合。主要方法及特征：根据卫星轨道公式将卫星的位置、姿态、轨道及扫描特征作为时间 函数加以计算， 来确定每条扫描线上像元坐标。 特征： 由于遥感器的位置及姿态的测量值精 度不高， 其校正图像仍存在不小的几何变形。 几何精校正， 利用地面控制点和多项式纠正 模型校正影像。 步骤为先选择地面控制点， 其次选择适宜的坐标变换函数式 即数学纠正模 型，最后重采样，选择适宜的内拆方法。特征：适合于地面平坦，不需要考虑高程信息， 或地面起伏较大而无高程信息， 以及传感器位置和姿态参数无法获取的情况下应用。 有时根 据遥感平台的各种参

8、数已做过一次校正， 但仍不能满足要求， 就可以用该方法做遥感影像相 对于地面坐标的配准校正， 遥感影像相对于地图投影坐标系统的配准校正， 以及不同类型或 不同时相的遥感影像之间的几何配准和复合分析， 以得到比拟准确地结果。 采用影像匹配 与相关技术法， 分为基于灰度的影响匹配和基于特征的影响匹配。 特征：速度快， 适合于短 周期， 较低分辨率的卫星数据， 因为分辨率低及局部被云覆盖， 使合格的地面控制点选取有 相当难度。2、中巴资源卫星的光谱特征中巴地球资源卫星CBERS简称资源卫星工程是中国和巴西两国政府的合作工程。 自 1999 年 10 月 14 日首飞成功后， 至今已经成功发射了 3

9、颗卫星，获取了大量的观测数据， 并广泛用于中巴国民经济建立的许多领域。中巴资源卫星携带三种传感器，CCD相机、红外多光谱扫描仪IRMSS及宽视场成像仪WFI。CCD相机在星下点得空间分辨率有19.5米，扫描幅度为113公里，在可见、近红外光谱范围内有 4 个波段和 1 个全色波段，具有侧视功能，侧视范围为+-32°，相机带有内定标系统。，用于水系及浅海水域制图与森林类型制图，空间分辨率为20米；，识别植被类别与评价植物生产力，空间分辨率为20米；B03 0.63-0.69um ，区分植物类型、覆盖度，判断植物生长状况、安康状况等，空间分辨率 为 20 米；B04 0.77-0.89u

10、m ，用于植物识别分类、 生物量调查及作物长势测定， 空间分辨率为 20米； ，全色波段，空间分辨率为 20米。红外多光谱扫描仪IRMSS有1个全色波段、2个短波红波段和1个热红外波段，扫描 幅宽 119.5 公里，可见光、短波红外波段的空间分辨率为 78 米，热红外波段的空间分辨率 为156米，IRMSS带有内定标系统和太阳定标系统。，可见光近红外波段空间分辨率为78米；，用于植物水分状况与作物长势研究；，用于区分主要岩石类型，增加地质探矿的应用；B09 10.4-12.5um ，用于制备胁迫分析、土壤湿度研究等，及监测与人类有关的热特征，分 辨率为 156 米。宽视场成像仪WFI有1个可见

11、光波段、1个近红外波段，星下点的可见分辨率为258米，扫描幅宽为 890 公里。由于这种传感器具有较宽的扫描能力，因此， 它可以在很短的时 间内获得高重复率的地面覆盖，WFI星上定标系统包括一个漫反射窗口，可进展相对辐射定标。B100.63-0.69um ，用于区分植物类型、覆盖度，判断植物生长状况、安康状况等，空间分辨率为 250 米。B110.77-0.89um ，用于植物识别分类、 生物量调查及作物长势测定， 空间分辨率为 250米。02B卫星保存了原有 20米分辨率的CCD多光谱相机和 258米分辨率的宽视场成像仪 (WFI)的根底上，增加了 2.36米分辨率的高分辨率相机HR，波段范

12、围为。3、水体遥感的光谱特征及其应用水体的光谱特性：在可见光 0.6um 之前，水的吸收少，反射率较低，大量透射。其中， 水面反射率的 5%左右， 并随着太阳高度角的变化呈 3%-10%不等的变化； 水体可见光发射包 括水外表反射、 水体底部物质反射及水肿悬浮物质 浮游生物或叶绿素、 泥沙及其它物的反 射 3 个方面的奉献。 在近红外、 短波红外局部几乎吸收全部的入射能量， 因此水体在这两个 波段的反射能量很小。应用：水体界限确实定。在可见光范围内，水体的反射率总体上比拟低，不超过10%,一般为4%-5%，并随着波长的增大逐渐降低，至U0.6um出约为2%-3%,过了 0.75um，水体几乎成

13、为全吸收体。 因此,在近红外的遥感影像上, 清澈的水体呈现黑色。 为区分水陆界限, 确定地面上有无水体覆盖,应选择近红外波段的图像。也可选用雷达影像,平坦的水面,后向散射较弱, 侧视雷达影像上水体呈现黑色, 故用雷达影像确定洪水淹没的范围也是有效的 手段。 水中悬浮物质确实定。 水中悬浮物主要包括无机的泥沙和有机的叶绿素。 含泥沙的 浑浊水体与清水比拟, 光谱反射特征存在差异： 浑浊水体的反射波谱曲线整体高于清水； 波 谱反射值长波方向移动红移 ；随悬浮泥沙浓度的加大,可见光对水体的透射能力减弱, 反射能力加强； 波长较短的可见光, 如蓝光和绿光对水体穿透能力较强,可反映出水下一定深度的泥沙分

14、布状况。 水中叶绿素的浓度与水体反射光谱存在以下关系：水体叶绿素浓度增加,蓝光波段的反射率下降,绿光波段的反射率增高；水面叶绿素和浮游生物浓度高时,近 红外波段仍存在一定的反射率，该波段影像中水体不呈黑色，而呈灰色甚至是浅灰色。水温的探测。水体的热容量大, 在热红外波段有明显特征。白天,水体在遥感影像上表现为热红外波段辐射低, 呈暗色调, 夜间,在热红外影像上呈浅色调。夜间热红外影像可用于寻找泉水,特别市温泉。根据热红外传感器的温度定标,可在热红外影像上反演水体的温度。 水体污染的探测。 水体污染物浓度较大且使水色显著地变黑、 变红或变黄, 并与背风光有 较大的差异时, 可在可见光波段影像上识

15、别出来； 水体高度富营养化, 受至严重的有机污染, 浮游生物浓度高, 与背景水体的差异可在近红外波段影像上被识别。 水体受至热污染, 与周 围水体有明显温差，也可在热红外波段影像上被识别。水深的探测。蓝光波段对平静、清澈的水体有较大的透射能力,并且水底反射波也较强。这时蓝光波段上的灰度可反映水深。4、ISODATA的聚类过程三、论述三选二1、MODIS 的特点与应用MODIS数据的特点：36个光谱通道，其中可见光-短波红外20个通道， 热红外 16个通道；谱带窄， 可见光-短波红外通道除 0.659和 2.1um 外，谱带宽度 10-35um； 有许多大气纠正的特征波段，便于大气参数的反演，如

16、用0.41-2.1um 7个通道，以及3.75um的通道，可反演大气气溶胶；1.38um通道可用于校正薄卷云及反演平流层气溶胶。空间分辨率CH1、2为250m ； CH3-7为500m,其余为1000m ;像元大小随视角而增加，边缘像 元可比星下点像元大 4倍。宽视域扫描角+-55 °太阳天顶角与观测天顶角变化大； 扫描宽度为2330km，考虑到地球曲率，在轨道边缘，地面实际视角约为+- 60 ° -65 °；太阳天顶角也会有 20°的变化,此变化与纬度、季节有关。由于太阳-目标 -遥感器之间几何关系的变化、 大气和目标的方向反射特征, 使后向散射较前向

17、散射有更大的太阳天顶角。 MODIS在对地观测中，每秒可同时获得6.1MB的来自大气、海洋、陆地外表的信息。每1-2天可获得一次全球观测数据 包括白天的可见光图像及白天/夜间的红外图像 。我国的观测时间一般为白天 10:3012:00，夜间21:3023:00.每个MODIS仪器设计寿命 5年，方案发 射4颗。这样利用 MODIS那么可获得15年以上，包含可见光-热红外36个通道的地球综合 信息，为全球资源、环境、气候变化等获得综合研究效劳。具有较高的辐射分辨率，数据 量化等级为2048,。即所有通道都用12bit记录。MODIS探测仪在对地扫描的同时，都对冷空和黑体进展探测,有较高的校正精度

18、和灵敏度。应用： modis 数据不仅直接用于火灾、沙尘暴、冰、雪、洪涝、干旱等多种灾害的研究 和监测,还可以短期气象监测和中长期气候预报,主要分为大气、陆地和海洋三个方面。 大气应用： 大气不仅对地球气候有着重要的作用, 甚至会对动物、 植物乃至人类的发育和 生长造成一定的影响。因此,分析大气组成并探寻其演化规律是地球环境研究的重要课题。 在这一方面, MODIS 提供了水汽、气溶胶、云、大气剖面、大气网络、云掩膜6 种产品。气溶胶，波段 15 743-753nm16 862-877nm波段26 丨反响气溶胶 特性，气溶胶的组成和分布在一定程度上反响了大气污染的状况，是空气质量雾、酸雨、 沙

19、尘暴等 以及全球气候变化研究的重要内容。 水汽， 水汽一方面通过蒸发或凝结吸收或 放出潜热，另一方面它又能强烈地吸收和放出长波辐射， 从而影响地面和空气的温度， MODIS 的近红外波段17 890-920nm丨、18 931-941 nm丨、19 915-965nm和热红外波段261.36-1.39um 、27 6.535-6.895um 、28 7.175-7.475um 均为理想的大气水汽探测波段。 海洋应用： MODIS 的 8-16 波段 405-877nm 是海洋水色要素探测的专用波段，所提供 的叶绿素浓度产品、 悬浮固体产品、 有机物浓度产品等在洋流、喷流、 羽流等海洋研究中有

20、重要作用，为全球生化模式和气候模式的研究提供了数据根底。陆地应用，MODIS提供了地表反射比、地表温度、叶面积指数等 10 种陆地产品，为陆地自然资源监测、生态环境 评估以及其他环境相关学科的研究做出了重要奉献。自然灾害监测：MODIS提供的多种陆地外表观测产品为自然灾害和监测提供了良好的数据支持。全球气候变化监测， MODIS的全球海外表温度产品为研究全球大规模气候现象提供了优质数据源，能够捕捉其变化， 为长期监测及其有关影响的监测、预报提供可靠的数据保障。2、遥感技术在自然技术灾害的监测评估中的作用与缺乏作用： 利用遥感技术，有效开展自然灾害成因的研究 各种自然灾害发生前一般都会出现各种先

21、兆， 而且很多灾害的发生和开展都有一定的时 空规律， 彼此之间常有一定的关系， 这就为自然灾害的预报提供了可能性。 遥感技术获取信 息的范围大、综合性强，根据多时相、多波段、多分辩率遥感图像所提供的数据源，进展灾 害的周期性、重复性、灾害间的相关性、致灾因素的演变和相互作用、灾害开展趋势、灾源 的形成、 灾害载体的运移规律、 以及灾害前兆信息等开展研究和分析， 有助于对不同的灾害 做出准确程度不等的近期、中期、长期和临灾预报。 开展遥感灾害调查，推进自然灾害数据库建立在各种自然灾害中， 地质灾害占有重要的比重。地质灾害中的滑坡、崩塌、泥石流等灾 害个体以及它们组合形成的灾害群体， 在遥感图像上

22、呈现的形态、 色调、 影纹构造等均与周 围背景存在一定的区别。因此，对崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的规模、形态特征及孕育 特征， 均能从遥感影像上直接判读圈定。 利用我国的资源卫星、气象卫星、 环境和灾害卫星 及其他卫星提供的多种遥感信息， 通过地质灾害遥感解译， 可以对目标区域内已经发生的地 质灾害点和地质灾害隐患点进展系统全面的调查，查明各种地质灾害的分布、 发生规模、 形成原因、发育特点、开展趋势以及危害性和影响因素。在此根底上结合GIS技术开展地质灾害区划，划分地质灾害易发区域，评价易发程度，建立灾害要素数据库，构建灾害预测评估和灾后灾害快速评估运行系统。开展遥感灾情调查，为抗灾救灾应

23、急决策提供快速信息支持 地震、洪涝、台风等突发性自然灾害发生时，常规手段难以实现迅速、准确、动态的监 测与预报， 遥感技术不受地面条件限制， 可以快速获取灾害发生后灾区的全面景观， 根据灾 害分类分级及影像模型， 判读图像， 快速确定灾情，为应急救援工作提供第一手资料， 从而 在最短的时间内实现对自然灾害的应急响应。开展遥感灾情动态监测，提高次生灾害的预测预报能力。 做好次生灾害的排查与监测预警工作，防范地震等灾害可能引发的火灾、水灾、爆炸、 山体滑坡和崩塌、泥石流、地面塌陷等次生灾害， 是减少和降低灾害损失的重要措施。 利用 卫星遥感技术实时监测地震次生灾害， 使这些次生灾害在成灾前或成灾过

24、程中得到及时解决， 防患于未然。开展遥感灾情调查评估，为灾后重建规划提供决策依据地震等重大自然灾害发生后， 灾区的重建规划是抗灾救灾的一项重要工作。 如地震灾后 恢复重建规划应当根据地质条件和地震活动断层分布以及资源环境承载能力，重点对城镇和乡村的布局、 根底设施和公共效劳设施的建立、 防灾减灾和生态环境以及自然资源和历史文 化遗产保护等作出安排。 城镇和工程选址时要充分考虑灾害综合区划， 既防止类似的灾害重 复发生， 也要防御其他自然灾害的侵袭。 利用遥感技术开展地震灾害损失调查评估， 可以获 得地质、土地、气象、水文、环境等根底资料，这是编制地震灾后恢复重建规划的依据。在2021 年四川汶

25、川大地震发生后，我国利用航天和航空遥感，及时开展汶川地震灾情评估工 作，完成不同烈度人口影响评估，以及房屋倒损、 道路损毁、 人员伤亡等灾情及次生灾害评 估、灾情综合评估、 地震灾害范围评估、 地震灾害经济损失评估等工作，为灾区重建规划提 供了科学依据和决策咨询。卫星遥感技术的开展，为提高我国地震预测预报水平提供了可能 地震的预测预报是一个世界性的难题。 我国破坏性地震频繁发生， 损失极为沉重。 及时、 准确地获取反映地震孕育和发生过程的各种地震前兆信息及其演化规律就有可能有效地预 测预报地震， 卫星遥感以其观测手段多、 覆盖面广、 资料连续更新、 重复观测周期短等优势， 成为开展地震灾害预测

26、预报的有效手段，为提高地震灾害的预测预报水平提供了可能。第 21届ISPRS大会说明，遥感技术用于监测和评估地震灾害已成为研究地震的一大热门。目前，遥感方法中合成孔径雷达干预测量 InSAR技术在监测地震形变方面的潜力已得到广泛认 同。缺乏 ：现在遥感在自然灾害监测应用中还存在不少问题， 突出表现在根底地理信息不充 分、遥感应急速度比拟慢、 组织还有待加强、 可用的数据源匮乏以及遥感科技力量储藏缺乏 等问题。1 根底地理信息不充分这次汶川地震灾害遥感监测暴露出我国的根底地理信息不充分。为了更好的进展灾害监测与评估，国家应该建立 12 m分辨率的根底影像库，有条件的地区还应该建立1 : 10万到

27、1 : 5万比例尺的根底地理信息数据库和数字高程模型DEM。我国的中巴地球资源卫星02B星HR数据分辨率已经到达了 2.36 m，而且该数据对国内是免费的，建议有关部门充分 利用国产数据建立高分辨率背景影像库。2遥感应急相应速度比拟慢从地震发生后到 5月 13 日上午第一颗遥感卫星过境并下传遥感数据，整整用了 21 个小时；一直到地震发生后的第四天，5月 14 日国内才出现了震区震后的遥感分析图。在大灾害面前，遥感显得非常缓慢。因此，提高遥感对于重大自然灾害的快速反响能力非常必要。 发挥遥感在重大自然灾害监测中排头兵的作用就是要求遥感在灾害发生几个小时后作出反 响。3缺乏统一的组织在这次汶川地

28、震科技救灾中， 遥感队伍可谓浩浩荡荡。 但是这次遥感大会战缺乏一个统 一的组织， 很多工作比拟混乱和重复。 因此， 建议编制自然灾害遥感应急预案和自然灾害遥 感监测技术规程， 这个技术规程应该包括遥感数据获取与共享、 遥感数据的格式与参考投影 系统、 评估的技术流程与精度控制等等。 这样在一个统一的框架下， 才能使遥感的作用充分 表现出来。4可用的遥感数据很匮乏 很多大的自然灾害发生时，天气都不是很好，像今年发生的南方雪灾和汶川地震灾害。 光学遥感成像十分困难， 即使成像后云覆盖也太多影响了数据的有效性。 合成孔径雷达可以 穿透云雾成像， 但是在灾害发生过程中为了获得高分辨率的观测数据， 大多

29、采用单极化的工 作方式。这种单波段单极化的 SAR 图像解译十分困难。从这个意义上说，可用于自然灾害 遥感监测的数据还是比拟匮乏的。5遥感科技力量储藏不够 虽然我国近几年在遥感技术研发和教育方面都有较快的开展，但是在大灾面前仍显得遥感科技力量储藏严重缺乏。这表现在以下三个方面：(1)遥感技术硬件储藏缺乏，比方各种遥感器及其数据设备； (2)遥感技术软件储藏缺乏，遥感快速应急的相关处理程序和技术规 程都还比拟缺乏； (3)遥感要从理论走向实践，从办公室走向自然灾害的第一线。加大遥感 科技力量储藏是应对灾害突发事件必须要解决的问题。3、卫星遥感的技术的开展趋势 |。有点老随着传感器技术、航空航天技

30、术和数据通讯技术的不断开展，现代遥感技术已经进入一个能动态、快速、多平台、多时相、高分辨率地提供对地观测数据地新阶段。5s技术的联合应用遥感本身就是多学科的综合，多种技术的联合应用将大大拓宽遥感技术的应用范围，占领更广阔的市场。具有代表性的是智能引导系统。系统本身是在国际先进的超图数据构造（HBDS理论根底上，实现遥感（RS、全球定位系统 （GPS）地理信息系统（GIS）智能系统（IS） 和多媒体系统 （MMS）即五“S的联合。在电子地图的支持下可对光盘CD- ROM进展检索，采用分层技术，为用户提供自定义、多层次目标库，用户可自己定义起点、终点、绕行点、 必经点。智能模块为用户提供最正确路径

31、及最短距离。高光谱分辨率传感器是未来空间遥感开展的核心内容高光谱分辨率传感器是指既能对目标成像又可以测量目标物波谱特性的光学传感器，其 特点是光谱分辨率高、波段连续性强。其传感器在0.4回-2.5问范围内可细分成几十个，甚至几百个波段，光谱分辨率将到达5 nm -10 nm。但目前其开展仍停留在航空实验和应用阶段，预计下个世纪将会在轨道高度崭露头角，如澳大利亚的资源信息与环境卫星 （ARIES-1）美国一些公司或组织及空军、海军等部门也都在研制和发射自己的成像光谱卫星。美国Geosat Committee目前正在对高光谱传感器 Probe-1进展矿产、油气、环境及农业等 4 大领域的应用试验。

32、 人们希望通过高光谱遥感数据对矿物、岩石的类型，农作物、森林的种类，环境中各种污染物质的成份进展遥感定量分析。高光谱和超高光谱传感器的研制和应用将是未来遥感技术开展的重要方向。高空间分辨率已达米级，高光谱分辨率已达纳米级，波段数已达数十甚至数百个。微波遥感技术微波遥感技术（如合成孔径雷达等 ）是当前国际遥感技术开展重点之一，其全天候性、 穿透性和纹理特性是其它遥感方法不具备的。利用这一特性对解决我国海况监测，恶劣气象条件下的灾害监测，冰雪覆盖区、云雾覆盖区、松散层掩盖区及国土资源勘查等将有重大作 用。微波遥感的开展进一步表达为多极化技术、多波段技术和多工作模式，小卫星群方案为协调时间分辨率和空

33、间分辨率这对矛盾，小卫星群方案将成为现代遥感的另一开展趋势。例如，可用 6颗小卫星在 23天内完成一次对地重复观测，可获得高于1 m的高分辨率成像光谱仪数据。除此之外，机载和车载遥感平台，以及超低空无人机载平台等多平台的遥感技术与卫星遥感相结合，将使遥感应用呈现出一派五彩缤纷的景象。版本二随着科学技术的进步，光谱信息成像化，雷达成像多极化，光学探测多向化，地学分析智能化，环境研究动态化以及资源研究定量化，大大提高了遥感技术的实时性和运行性，使其向多尺度、多频率、全天候、高精度和高效快速的目标开展。1. 遥感影像获取技术越来越先进1随着高性能新型传感器研制开发水平以及环境资源遥感对高精度遥感数据

34、要求的提高， 高空间和高光谱分辨率已是卫星遥感影像获取技术的总开展趋势。遥感传感器的改良和突破主要集中在成像雷达和光谱仪，高分辨率的遥感资料对地质勘测和海洋陆地生物资源调查十 分有效。2雷达遥感具有全天候全天时获取影像以及穿透地物的能力，在对地观测领域有很大优 势。干预雷达技术、被动微波合成孔径成像技术、三维成像技术以及植物穿透性宽波段雷达 技术会变得越来越重要，成为实现全天候对地观测的主要技术，大大提高环境资源的动态监 测能力 3开发和完善陆地外表温度和发射率的别离技术，定量估算和监测陆地外表的能量交换 和平衡过程，将在全球气候变化的研究中发挥更大的作用。4由航天、航空和地面观测台站网络等组

35、成以地球为研究对象的综合对地观测数据获取 系统，具有提供定位、定性和定量以及全天候、全时域和全空间的数据能力，为地学研究、 资源开发、环境保护以及区域经济持续协调开展提供科学数据和信息效劳。2. 遥感信息处理方法和模型越来越科学神经网络、小波、分形、认知模型、地学专家知识以 及影像处理系统的集成等信息模型和技术， 会大大提高多源遥感技术的融合、 分类识别以及 提取的精度和可靠性。 统计分类、 模糊技术、 专家知识和神经网络分类有机结合构成一个复 合的分类器，大大提高分类的精度和类数。多平台、多层面、多传感器、多时相、多光谱、 多角度以及多空间分辨率的融合与复合应用， 是目前遥感技术的重要开展方

36、向。 不确定性遥 感信息模型和人工智能决策支持系统的开发应用也有待进一步研究。3、一体化计算机和空间技术的开展、信息共享的需要以及地球空间与生态环境数据的空间 分布式和动态时序等特点，将推动3S 一体化。全球定位系统为遥感对地观测信息提供实时或准实时的定位信息和地面高程模型； 遥感为地理信息系统提供自然环境信息， 为地理现象 的空间分析提供定位、 定性和定量的空间动态数据； 地理信息系统为遥感影像处理提供辅助， 用于图像处理时的几何配准和辐射订正、 选择训练区以及辅助关心区域等。 在环境模拟分析 中，遥感与地理信息系统的结合可实现环境分析结果的可视化。 3S 一体化将最终建成新型 的地面三维信

37、息和地理编码影像的实时或准实时获取与处理系统。4. 建立高速、高精度和大容量的遥感数据处理系统随着3S 一体化，资源与环境的遥感数据量和计算机处理量也将大幅度增加，遥感数据处理系统就必须要有更高的处理速度和精度。 神经网络具有全并行处理、 自适应学习和联想功能等特点， 在解决计算机视觉和模式识别等 特大复杂的数据信息方面有明显优势。 认真总结专家知识， 建立知识库， 寻求研究定量准确 化算法， 开展快速有效的遥感数据压缩算法， 建立高速、 高精度和大容量的遥感数据处理系 统。5. 建立国家环境资源信息系统国家环境资源信息是重要的战略资源，环境资源数据库是国家环境资源信息系统的核心。 我们要提高

38、对环境资源的宏观调控能力， 为我国社会经济和资源 环境的协调可持续开展提供科学的数据和决策支持。6. 建立国家环境遥感应用系统国家环境遥感应用系统将利用卫星遥感数据和地面环境监测 数据，建立天地一体化的国家级生态环境遥感监测预报系统以及重大污染事故应急监测系统， 可定期报告大气环境、 水环境和生态环境的状况。 环境遥感地理信息系统是其支撑系统， 在 各种应用软件的辅助下实现环境遥感数据的存储、 处理和管理； 环境遥感专业应用系统是其 应用平台， 在环境专业模型的支持下实现环境遥感数据的环境应用； 环境遥感决策支持系统 是其最上层系统， 在环境预测评价和决策模型的驱动下进展环境预测评价分析， 制

39、定环境保 护的辅助决策方案； 数据网络环境是其数据输入和输出的开放网络环境， 实现环境海量数据 的快速流通。总之，遥感技术在环境科学领域有广泛应用， 随着科学的进步， 遥感技术会越来越先进， 其所发挥的作用也会越来越大。2021年3月 RS一、名词解释：1、成像光谱仪 20212、光谱分辨率 20213、监视分类： 监视分类，又称为训练分类法，即用被确认类别的样本像元去识别其他未知 像元的过程。 首先需要从研究区域选取有代表性的训练场地作为样本， 根据训练区提供的样 本，通过选择特征函数 如像素亮度均值、 方差等，建立判别函数， 据此对样本像元分类， 依据样本类别的特征来 非样本像元的归属类别

40、。监视分类可分为两个步骤：选择训练样本 和提取统计信息、 选择适宜的分类算法。 常用的算法有平行算法、 最小距离法及最大似然法 等。4、植被指数 20215、地物方向波谱 2021 二、简答 :1、数据融合方法及特征 图像融合是一个对多遥感器的图像数据和其它信息的处理过程。它着重于把那些在空间 或时间上冗余或互补的多源数据，按一定的规那么 算法进展运算处理，获得比任何单一 数据更准确、更丰富的信息，生成一幅具有新的空间、波谱、时间特征的合成图像。它不仅 仅是数据间的简单复合， 而强调信息的优化， 以突出有用的专题信息， 消除或抑制无关的信 息，改善目标识别的图像环境， 从而增加解译的可靠性，

41、减少模糊性 即多义性、 不完全性、 不确定性和误差 、改善分类、扩大应用范围和效果。图像融合分为多源遥感数据融合和遥感信息与非遥感信息的融合。多源遥感数据融合的方法和特征为：彩色技术，包括RGB彩色合成，HIS变换，照度-色度变换。特征：彩色合成有利于对多波段图像的解译。HIS彩色变换把标准 RGB图像有效地别离为代表空间信息的明度I和代表波谱信息的色别H、饱和度S，对颜色属 性易于识别和量化，色彩的调整数学变换方便、灵活。彩色编码系统YIQY 指图像亮度，1指红色减去青色，Q指品红色减去绿色，丫IQ的三成分间比RGB三成分间相关性减小， 因而YIQ变换更能增强图像。算术运算，“加与“乘，差值

42、与比值运算，混合运算。特征：“加与“乘对于增加图像的比照度很有效。 差值与比值图像对于变化检测很有效， 尤其是比值方法对微弱的信号变化有更强的增强能力。 采用加减乘除的混合运算或各波段图 像数据间的相关性加权运算， 可以不同程度的消除大气影响， 增强相关信息特征。 图像变 换，包括主成分分析、相关统计分析、空间滤波分析、回归变量代换、小波变换等。特征： 主成分分析， 实现了数据压缩，也可作为分类前的特征选择，突出了主要信息，到达了图像增强的目的。 变换后的主分量空间坐标系统的坐标轴指向数据信息量较大的方向，变换后的新波段主分量， 包含的信息量逐渐较少。 相关统计分析， 是基于对被融合图像之间波

43、谱 特性的相关统计分析。 空间滤波分析， 多用于不同空间分辨率的图像数据的融合， 分为高 通滤波和低通滤波， 高通滤波提高空间分辨率， 低通滤波平滑原图像的细节。 回归变量代 换，应用于增强空间数据或变化监测。小波变换，具有变焦性，信息保持性和小波基选择的灵活性等优点， 可用于以非线性的对数方式融合不同类型的数据， 是融合后的图像既保存 原高分辨率遥感影像的构造信息， 又融合多光谱影像丰富的光谱信息， 提高影像的解译能力、 分类精度。遥感信息与非遥感信息融合方法和特征： 融合步骤地理数据的网格化， 使地理数据成 为网格化的数据， 地面分辨率与遥感数据一致， 对应地面位置与遥感影像配准。 最优遥

44、感 数据的选取， 选取适合需要的遥感波段。 配准复合。 栅格数据与栅格数据之间采用两种方 法：非遥感数据与遥感数据组成三个波段，实行假彩色合成； 两种数据也可直接叠加， 波段 之间可作加法或其他数学运算， 也可做适当的布尔运算。 栅格数据与矢量数据采用不同数据 格式的复合和不同数据层的复合。 不同数据格式的复合指两种数据直接叠加， 如在遥感影像 上叠加行政边界。 不同数据层的复合指计算和记录时， 将不同的图像记录到不同的层上， 显 示时可以分别显示， 也可一起叠合显示。 特征：不同遥感数据源的优势互补，进展复合增加 信息量。 遥感数据和非遥感数据可在空间上对应一致， 又可在成因上互相说明， 已

45、到达深入 分析的目的。2、几何纠正的几种方法和特征20213、水体遥感的光谱特征及其应用20214、大气对地物光谱的物理过程地物反射的电磁波要经过大气才能被传感器接收， 由于大气的成分非常的复杂而且多变， 加上电磁波本身的一些特性， 此次电磁波在大气传输过程中会发生很多变化， 包括大气的吸 收、散射、透射等。大气吸收。 电磁辐射经过大气层时， 大气分子对电磁波的某些波段有吸收作用， 吸收 作用使电磁波的强度衰减， 甚至有些波段完全不能通过大气。 大气中几种主要分子对电磁辐 射的的吸收带位置为，水的吸收带主要有2.5-3.0um ， 5-7um， 0.94um ， 1.13um ，1.38um

46、，1.86um ,3.24um以及24um以上对微波的强吸收带； 二氧化碳的吸收峰主要是 2.8um和4.3um ; 臭氧在 10-40km 高度对 0.2-0.32um 有很强的吸收带，此外 0.6um 和 9.6um 的吸收也很强； 氧气主要吸收小于 0.2um 的辐射， 0.6um 和 0.76um 也有窄带吸收。此外大气中的其它微粒 虽然也有吸收作用，但不起主导作用。大气散射。 辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变， 并向各个方向散开， 称 散射。 散射使原传播方向的辐射强度减弱， 而增加向其他各方向的辐射。 散射现象的实质是 电磁波在传输中遇到大气微粒而产生的一种衍射现象。 大

47、气散射包括瑞利散射、 米氏散射和 无选择性散射。 瑞利散射， 当大气中粒子的直径比波长小的多时发生的散射。 这种散射主 要由大气中的原子和分子，如氮、二氧化碳、臭氧和氧分子等引起的。对可见光而言，瑞利 散射现象非常明显， 因为这种散射的特点是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， 当大气中粒子的直径与波长相当时发生米氏散射。 这种散射主要由大 气中的微粒，如烟、 尘埃， 小水滴及气溶胶等引起。 米氏散射的散射强度与波长的二次方成 反比， 并且散射在光线向前方比向前方方向更强， 方向性比拟明显。 潮湿天气米氏散射影响 较大。无选择性散射，当大气中粒子比波长大的多时发

48、生的散射，散射强度与波长无关， 任何波长的散射强度一样。 总的来说， 由大气分子、 原子引起的瑞利散射主要发生在可见光 和近红外波段； 大气微粒引起的米氏散射从近紫外到红外波段都有影响，当波长进入红外波段后，米氏散射的影响超过瑞利散射； 大气云层中， 小雨滴对可见光只有无选择性散射发生。大气折射，电磁波经过大气时，还会出现传播方向的改变，即折射。大气的折射率与大气密度相关，密度越大折射率越大。大气反射，电磁波传播过程中，假设通过两种介质的交界面，会出现反射现象。反射主要发生在云层顶部， 取决于云量， 且各波段均受到不同程度的影响， 消弱了电磁波的强度。大气窗口，折射改变电磁波的方向，但不改变强

49、度。就辐射强度而言，电磁波经过大 气传输后，主要是反射、 吸收和散射的共同影响衰减了辐射强度， 剩余局部即为透过的局部， 只有选择透过率高的波段， 才对观测有意义。 通常把电磁波通过大气层时较少被反射、 吸收 或散射的，透过率较高的波段成为大气窗口。三、论述：1 、 Modis 特点及应用 2021 2、 遥感在自然灾害中的监测评估中的作用及缺乏20213、遥感技术的开展趋势 20212021 年中科院地理所遥感概论博士考题一、名词解释 4 分 *5 共 20 分1. 成像光谱仪 2021、 20212. 光谱分辨率 2021、 20213. 监视分类2021、 20214. 合成孔径雷达合成

50、孔径雷达是利用雷达与目标的相对运动把尺寸较小真实天线孔径用数据处理的方法 合成一较大等效天线孔径的雷达， 合成孔径雷达的特点是分辨率高， 能全天候工作， 能有效 识别伪装和穿透掩盖物， 所得到的高方位分辨力相当于一个大孔径天线所能提供的方位分辨 力。合成孔径雷达的工作原理为： 遥感平台在匀速前进运动中， 以一定的时间间隔发射一个 脉冲信号，天线 在不同位置上接收回波信号，并记录和贮存下来。将这些在不同位置上接 收的信号合成处理， 得到与真实天线接收同一目标信号一样的结果， 这样就使一个小孔径天 线起到了大孔径天线的同样作用。5. 叶面积指数 2021二、简答题 10 分*4 共 40 分1.

51、多源遥感信息融合的主要方法及其特征；2. 遥感影像几何纠正的主要方法及其特征；3. 植被指数的含义及其应用；含义：选用多光谱遥感数据经分析运算加、减、乘、除等线性或非线性组合方式 ， 产生某些对植被长势、 生物量等有一定指示意义的数值 即所谓的 “植被指数。它用一种 简单而有效的形式 仅用光谱信号，不需要其他辅助资料， 也没有任何假设条件，来实现对 植被状态信息的表达， 以定性和定量地评价植被覆盖、 生长活力及生物量等。 在植被指数中， 通常选用对绿色植物叶绿素引起的强吸收的可见光红波段 0.6-0.7um 和对绿色植物 叶内组织引起的高反射和高透射的近红外波段0.7-1.1um ，这两个波段

52、不仅是植物光谱、光合作中的最重要的波段， 而且他们对同一生物物理现象的光谱响应截然相反， 形成的 明显反差，这种反差随着叶冠构造、植被覆盖度而变化，因此可以对它们用比值、差分、线 性组合等多种组合来增强或提醒隐含的植被信息。应用：反演生物物理参数。植被指数与植被生物物理参数如叶面积指数LAI、植被覆盖度、绿色生物量、生物量、叶绿素浓度、光合有效吸收辐射FAPAR等之间存在相关关系，可以作为获取这些生物物理参数的“中间变量“，或得到两者之间的转换系数。目前利 用遥感数据来估算植被生物物理参数， 主要采用两种方法， 一是统计模型 即建立植被指数 与植被生物物理参数的回归方程。它简便易行，被广泛应用

53、，但适普性差、要有先验知识， 且不考虑非植被因素土壤背景特征、地形、大气特征 。二是理论模型 几何光学模型与 辐射传输模型， 它物理意义明确， 描述了植被方向反射与植被冠层构造之间的关系， 可反演 各种类型植被的生物物理参数， 但模型复杂， 需要的参数较多， 一定程度上限制了它的应用。 反演地表生态环境参数。植被指数与气候参数降水、气温和日照、植物蒸散及土壤水分有关。以 NDVI 为例， NDVI 常被认为是气候、地形、植被 /生态系统和土壤 / 水分变量的函 数。通过建立 NDVI 与降水之间的统计性关系，说明 NDVI 可以识别气候干旱程度；通过提 取 NDVI 与亮度温度及外表温度梯度之

54、间的线性关系，可研究不同地表类型外表温度的植被 效应； NDVI 能够反映植被状况，而植被状况与植被蒸发量、土壤水分是有关的。4. 水体的主要光谱特征及其应用意义。三、综合题任选二题，每题 20 分，共 40 分1. 试论述当前光学遥感开展的特点和未来趋势； 遥感根据探测能量的波长和探测方式、应用目的分为可见光-反射红外遥感、热红外遥感、微波遥感三种根本形式，其中前两者可统称为光学遥感，属于被动遥感。2. 遥感技术在自然灾害中监测的作用和最在的缺乏；2021、 20213. 我国中巴资源卫星数据的主要特点和应用前景。（主要特点为光谱特征 ）中巴地球资源卫星是 1988 年中国和巴西两国政府联合

55、议定书批准， 由中、巴两国共同投资，联合研制的卫星代号CBERS°1999年10月14日，中巴地球资源卫星 01星CBERS-01成功发射，在轨运行 3年10个月；02星CBERS-02于2003年10月21日发射升空，目 前仍在轨运行。2007年9月19日，02B在中国太原卫星反射中心发射，2021年12月29“资源一号"02C星成功发射。主要特点：2021 年中科院地理所遥感概论博士考题一、名词解释 2 分*5 ，共 10 分1. 波谱反射率 波谱反射率是物体反射的辐射能量占总入射能量的百分比，称为反射率，以百分数表示， 其值在 0-1 之间。 物体的光谱反射率随波长变

56、化的曲线称为光谱反射率曲线， 它的形状反响 了地物的波谱特征。 影响反射率的因素不仅是波长， 还包括物质类别、 组成、构造、入射角、 物体的电学性质电导、介电、磁学性质 、及其外表特征粗糙质、质地等。对遥感应 用而言， 任何物体的反射性质是提醒目标本质的最有用信息，地物反射波谱特征的研究， 对遥感来说十分重要。2. 地面反照率地物反射的特征也可表示为反照率 albedo ，又称为半球反射率，可定义为目标物的出 射度与入射度之比即单位时间、单位面积上各个方向出射的总辐射能量 M 与入射的总辐 射能量E之比，常用a表示为c=M/E，以太阳光作为入射光的地表半球反射率，成为地表 反照率即自然物体的半

57、球反射率 。地表反照率可以通过遥感所提供的辐射亮度值L 或者反射率、二向反射率分布函数 BRDF来获得。3. 辐射能量 电磁辐射源电磁振源以电磁波的形式向外传送能量，辐射能量指以电磁波形式向外传送能量，常用Q表示，单位为焦J。不同辐射源可以向外辐射不同强度和不同波长的辐射 能量，利用遥感探测物体，实际上是对物体辐射能量的测定与分析。4. 合成孔径雷达5. 水色遥感水色遥感是唯一可穿透海水一定深度的卫星海洋遥感技术。它利用星载可见红外扫描辐射计接收海面向上的光谱辐射，经过大气校正， 根据生物光学特性， 获取海中叶绿素浓度、悬 浮物浓度及黄色物质等海洋环境要素， 因而它对海洋初级生产力、 海洋生态环境、 海洋通量、 渔业资源、赤潮监测等具有重要意义。二、简述题 6 分*5，共 30分1. 中巴资源卫星光谱成像特征；光