遥感思考题整理

1、1. 什么是遥感？遥感是从不同高度的平台上，使用各种传感器，不与物体、区域目标或现象直接接触，接收来自地球表层各类地物的电磁波信息，通过信息处理、分析，揭示出目标的结构性质及其变化的综合性空间探测技术。2. 遥感系统由哪几部分组成？（5个）组成部分：1、被测目标的信息特征。2、信息的获取。3、信息的传输与记录 4、信息的处理、解译和分析。5、信息的应用3. 从工作平台、工作方式、波段、应用领域、空间尺度几方面对遥感进行分类。按遥感平台分：地面遥感，航空遥感，航天遥感；按工作方式分：主动遥感，被动遥感；按波段分：紫外遥感，可见光遥感，红外遥感，微波遥感等。按应用领域分：从大的领域可分为外层空间遥

2、感，大气遥感，陆地遥感，海洋遥感，军事侦察等。从具体应用领域可分为资源遥感，环境遥感，农业遥感。林业遥感，气象遥感，城市遥感等。按空间尺度分：全球遥感，区域遥感和城市遥感。4. 与其他技术相比，遥感有什么特点，举例说明？ 宏观性、时效性、连续性、多尺度性、综合性和可比性、普适性、局限性、经济性5. 写出Wien位移定律，并阐述其物理意义。在一定温度下，绝对黑体的与辐射本领最大值相对应的波长和绝对温度T的乘积为一常数，即（m）T=b（微米）。它表明，当绝对黑体的温度升高时，辐射本领的最大值向短波方向移动。维恩位移定律仅与黑体辐射的实验曲线的短波部分相符合。6. 大气散射现象有几种类型？根据不同散

3、射类型的特点分析可见光遥感与微波遥感的区别，说明为什么微波有穿透云雾的能力，而可见光不能。大气散射有三种情况：1.瑞利散射，2.米氏散射，3.无选择性散射。对于可见光，无云的晴空呈现蓝色，就是因为蓝色光波长短，散射强度较大；云雾对可见光遥感影响也较大。对于微波，由于微波波长比粒子的直径大得多，则属于瑞利散射，而其I-4，波长越长散射越弱，所以微波才可能有最小散射，最大透射，而被称为具有穿云透雾的能力。7. 列举几种可见光与近红外波段植被、土壤、水体、岩石的地物反射光谱曲线。8. 简述气象卫星与陆地卫星的主要区别在哪几方面。气象卫星特点：轨道：与太阳同步、地球同步。短周期重复观测，有助于对地面快

4、速变化的动态监测。成像面积大，利于得到宏观同步信息。资料来源连续、实时性强、成本低。波段选择不受大气窗的限制。应用：天气分析和天气预报、气候预测、资源环境等其他领域。陆地卫星的主要任务是调查地下矿藏、海洋资源和地下水资源，监视和协助管理农、林、畜牧业和水利资源的合理使用，预报和鉴别农作物的收成，研究自然植物的生长和地貌，考察和预报各种严重的自然灾害（如地震）和环境污染，拍摄各种目标的图像，借以绘制各种专题图（如地质图、地貌图、水文图）等。9. 结合应用领域，熟悉掌握几种卫星系列。Landsat、Spot、TERRA、中巴资源卫星、气象卫星10. 微波遥感有什么特点？（1） 能全天候、全天时的工

5、作；（2）对某些地物具有具有特殊的光谱特征；（3)对水、雪、森林、土壤等具有一定的穿透能力；（4）对海洋遥感具有特殊的意义：适合于海面动态情况的观测；（5）分辨率较低，但特性明显。11. 从空间分辨率、光谱分辨率、辐射分辨率和时间分辨率方面简述遥感图像的特征。(1)遥感图像归纳为三方面的特征，即几何特征、物理特征和时间特征。这三方面的特征表现为参数空间的分辨率、光谱分辨率、辐射分辨率、时间分辨率，这总称为遥感数据的分辨率。其中：图像的空间分辨率是指像元所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元。波谱分辨率（光谱分辨率）：传感器能分辨的最小波长间隔，间隔越小，波谱分辨

6、率越高。辐射分辨率是指传感器接收波谱信号时，能分辨的最小幅度差。时间分辨率是指对同一地点进行遥感采样的时间间隔，即采样的时间间隔。（2）影响遥感数据分辨率的因素有 ：所选择的遥感数据、记录图像的高度、天气条件及地形起伏和周围环境的差异等因素。12. 为什么传感器要进行辐射定标，辐射定标的方法大致可分为几种？辐射定标是指建立遥感传感器的数字量化输出值DN与其所对应视场中辐射亮度值之间的定量关系。由于天气、雾气、云等影响，以及传感器本身老化，有时反射光谱不能很好反映地物特性，定标后，不同时间的成像就会有可比性 反射率法，辐亮度法，辐照度法。13. 为什么遥感影像要定量化应用必须进行大气校正？由于大

7、气对电磁波具有吸收和散射作用，使得传感器接收到的辐射能量与地表反射的辐射能量不等，从而使地表参数的遥感定量反演产生误差，因此，为了消除大气对遥感信号的影响，必须进行大气校正处理。大气校正就是使用遥感传感器观测到的辐亮度估算地表真实反射率的过程。14. 遥感影像为什么要进行几何校正，影响像元几何位置变化的原因有哪些？当遥感图像在几何位置上发生了变化，产生诸如行列不均匀，像元大小与地面大小对应不准确，地物形状不规则变化等畸变时，即说明遥感影像发生了几何畸变，需要几何校正。影响变化的原因有：（1）遥感平台位置和运动状态变化的影响值运动过程中由于种种原因产生飞行姿势的变化从而引起影像变形。（2）当地形

8、存在起伏时，会产生局部像点的位移，使原来本应是地面点的信号被同一位置上某高点的信号代替。（3）地球表面曲率的影响。（4）大气折射的影响，大气对辐射的传播产生辐射。（5）地球自转的影响。15. 在几何校正过程中，控制点的选取原则有哪些？控制点的选择要以配准对象为依据；一般来说，控制点的选取图像上易分辨且较精细的特征点；所选地物控制点应均匀分布；地物控制点应按顺序编号。16. 理解遥感图像的空间域和频率域。频率域：把图像看成一种二维信号，对其进行基于二维傅里叶变换的信号增强。采用低通滤波（即只让低频信号通过）法，可去掉图中的噪声；采用高通滤波法，则可增强边缘等高频信号，使模糊的图片变得清晰。17.

9、 植被指数的定义并举例。利用卫星不同波段探测数据组合而成的，能反映植物生长状况的指数。比值植被指数18. 简述缨帽变换在农业应用中的实际意义。缨帽变换是一种特殊的主成分分析,和主成分分析不同的是其转换系数是固定的,因此它独立于单个图像,不同图像产生的土壤亮度和绿度可以相互比较。随着植被生长,在绿度图像上的信息增强,土壤亮度上的信息减弱;当植被成熟和逐渐凋落时,其在绿色度图像特征减少,在黄度上的信息增强。这种解释可以应用于不同区域上的不同植被和作物。缨帽变换既可以实现信息压缩,又可以帮助解译分析农业特征。19. 遥感图像目标地物识别特征包括哪些方面。（1）    &

10、#160; 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）。如海滩的砂砾色调标志是识别目标地物的基本依据，依据色调标志，可以区分出目标地物。（2）      颜色：是彩色遥感图像中目标地物识别的基本标志。日常生活中目标地物的颜色:遥感图像中目标地物的颜色:地物在不同波段中反射或发射电磁辐射能量差异的综合反映。彩色遥感图像上的颜色:真假彩色。真彩色图像上地物颜色能真实反映实际地物颜色特征，符合人的认知习惯。目视判读前, 需了解图像采用哪些波段合成，每个波段分别被赋予何种颜色。（3）     阴影：遥感图像上

11、光束被地物遮挡而产生的地物的影子。根据阴影形状、大小可判读物体的性质或高度。不同遥感影像中阴影的解译是不同的。（4）     形状：目标地物在遥感图像上呈现的外部轮廓。遥感图像上目标地物形状:顶视平面图。  解译时须考虑遥感图像的成像方式。（5）       纹理（texture）：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。如航空像片上农田呈现的条带状纹理。纹理可以作为区别地物属性的重要依据。（6）     大小：指遥感图像上目标物体

12、的形状、面积与体积的度量。判读地物大小时必须考虑图像的比例尺。影响图像上物体大小的因素有地面分辨率，物体本身亮度与周围亮度的对比关系。（7）     位置：只目标地物分布的地点。位置分为地理位置、相对位置。依据遥感图像周框注记的地理经纬度位置，可以推断出区域所处的温度带，依据相对位置，可以为具体目标地物解译提供重要判据。（8）   图型：目标地物有规律的排列而成的图形结构。（9）   相关布局：多个目标地物只讲的空间配置关系。可以推断目标地物的属性。20. 解释直接解译标志和间接解译标志。直接标

13、志是地物本身的有关属性在图像上的直接反映。如形状、大小、色调、阴影等。间接标志是指与地物的属性有内在联系,通过相关分析能够推断其性质的影像特征。21. 了解目视解译的方法与基本步骤。方法：1、直判法 2、邻比法 3、对比法 4、逻辑推理法 5、历史对比法步骤：1、准备工作 2、初步解译，建立解译标志 3、室内解译 4、野外验证 5、成果整理22. 结合TM/ETM+和SPOT影像，简述各波段的主要应用领域。B1 为蓝色波段，该波段位于水体衰减系数最小的部位，对水体的穿透力最大，用于判别水深，研究浅海水下地形、水体浑浊度等，进行水系及浅海水域制图；B2 为绿色波段，该波段位于绿色植物的反射峰附近

14、，对健康茂盛植物反射敏感，可以识别植物类别和评价植物生产力，对水体具有一定的穿透力，可反映水下地形、沙洲、沿岸沙坝等特征；B3 为红波段，该波段位于叶绿素的主要吸收带，可用于区分植物类型、覆盖度、判断植物生长状况等，此外该波段对裸露地表、植被、岩性、地层、构造、地貌、水文等特征均可提供丰富的植物信息；B4 为近红外波段，该波段位于植物的高反射区，反映了大量的植物信息，多用于植物的识别、分类，同时它也位于水体的强吸收区，用于勾绘水体边界，识别与水有关的地质构造、地貌等；B5 为短波红外波段，该波段位于两个水体吸收带之间，对植物和土壤水分含量敏感，从而提高了区分作物的能力，此外，在该波段上雪比云的

15、反射率低，两者易于区分，B5 的信息量大，应用率较高；B6 为热红外波段，该波段对地物热量辐射敏感，根据辐射热差异可用于作物与森林区分、水体、岩石等地表特征识别；B7 为短波外波段，波长比 B5 大，是专为地质调查追加的波段，该波段对岩石、特定矿物反应敏感，用于区分主要岩石类型、岩石水热蚀变，探测与交代岩石有关的粘土矿物等；B8 为全色波段（Pan），该波段为 Landsat-7 新增波段，它覆盖的光谱范围较广，空间分辨率较其他波段高，因而多用于获取地面的几何特征。23. 遥感图像分类的主要依据是什么？分类的主要依据是的光谱特征，分类采用全局统计特征变量和局部统计特征变量，利用遥感图像像素的相

16、似度。24. 遥感图像分类中主要采用哪些方法衡量相似度，举例说明？采用距离衡量相似度时，距离越小相似度越大。采用相关系数衡量相似度时，相关和度越大，相似度越大。25. 什么是监督分类和非监督分类，二者的区别是什么？ 监督分类：根据已经训练区提供的样本，通过选择选择特征参数，建立判别函数，把图像中各个像元点归化到给定类中的分类处理。非监督分类：根据图像数据本身的统计特征及点群的分布情况，从纯统计学的角度对图像数据进行类别划分的分类处理。26. 解释最大似然分类方法。最大似然分类方法：是经常使用的监督分类方法之一，它是能过求出每个像素对于各类别的归属概率最大的类别中去的方法。最大似然法假定训练区地

17、物的光谱特征和自然界大部分随机现象一样，近似服从正态分布，利用训练区可求出均值、方差以及协方差等特征参数，从而可求出总体的先验概率密度函数。27. 制约遥感图像分类精度提高的主要因素有哪些？1.大气影响：为了提高遥感影像的分类精度，必须在分类前进行大气校正.2.下垫面的影响：下垫面的覆盖类型和起伏对分类具有一定影响3.其他因素的影响。28. 监督分类中对训练区选取的主要原则有哪些？训练样区的选择要注意准确性、代表性和统计性三个问题。准确性就是要确保选择的样区与实际地物的一致性。代表性一方面指所选择区为某一地物的代表，另一方面还要考虑到地物本身的复杂性，所以必须在一定程度上反映同类地物光谱特性的

18、波动情况。统计性是指选择的训练样区内必须有足够多的像元。29. 简述遥感在水体探测方面有哪些应用?1.水文要素遥感研究：水深的探测、水温探测、径流估算2.水域变化监测研究：河流水系的变化、湖泊演变、水质遥感监测、水体富营养化遥感监测、水体悬浮固体遥感监测、石油污染监测、废水污染监测、热污染遥感监测30. 简述遥感监测水环境原理。 水既可以吸收也可以散射通过水汽界面的波谱辐射能量 (Ed)，但水的散射会增加天空辐射能量(Eu)，而水的吸收则会同时减少 Ed和 Eu。遥感探测的波谱信息就是这种吸收和散射过程综合作用的结果。因而可以通过高空遥感手段探测水中光和水面反射光，以获得水色、水温、水面形态等

19、信息，并由此推测有关浮游生物、浑浊水、污水等的质量和数量以及水面风、浪等有关信息。31. 植被的光谱特征有哪些?地面植物具有明显的光谱反射特征，不同于土壤、水体和其他的典型地物，植被对电磁波的响应是由其化学特征和形态学特征决定的，这种特征与植被的发育、健康状况以及生长条件密切相关。在可见光波段内，各种色素是支配植物光谱响应的主要因素，其中叶绿素所起的作用最为重要。在中心波长分别为0.45m（蓝色）和0.65m（红色）的两个谱带内，叶绿素吸收大部分的摄入能量，在这两个叶绿素吸收带间，由于吸收作用较小，在0.54m（绿色）附近行程一个反射峰，因此许多植物看起来是绿色的。除此之外，叶红素和叶黄素在0

20、.45m（蓝色）附近有一个吸收带，但是由于叶绿素的吸收带也在这个区域内，所以这两种黄色色素光谱响应模式中起主导作用。在光谱的近红外波段，植被的光谱特性主要受植物叶子内部构造的控制。健康绿色植物在近红外波段的光谱特征是反射率高（45%-50%），透过率高（45%-50%），吸收率低（<5%）。在可见光波段与近红外波段之间，即大约0.76m附近，反射率急剧上升，形成“红边”现象，这是植物曲线的最为明显的特征，是研究的重点光谱区域。许多种类的植物在可见光波段差异小，但近红外波段的反射率差异明显。同时，与单片叶子相比，多片叶子能够在光谱的近红外波段产生更高的反射率（高达85%），这是因为附加反射率的原因，因为辐射能量透过最上层的叶子后，将被第二层的叶子反射，结果在形式上增强了第一层叶子的反射能量。在光谱的中红外阶段，