西北农林地理信息系统专业遥感原理与方法课程试题（两套）及答案VIP

西北农林科技大学

学年

第

学期地理信息系统

专业

遥感原理与方法

课程试题（A）

命题教师

审题教师

考试班级

考生姓名

考生学号

考试成绩

1.

名词解释（每个2分，共计10分）电磁波谱

大气窗口

地面分辨率

反差系数

解译标志2.

填空（20分）①遥感技术系统一般由

、

、数据接收与处理系统和

组成；其中核心部分是

，获取信息的基本原理是

、

和

。②波长

的电磁辐射叫红外线,太阳辐射的能量90%集中在

之间，其中最大辐射波长出现在

；大气中对电磁辐射吸收强烈的物质主要有

、

和

，其中对中红外波段吸收强烈的是

。③彩色三要素指的是色调、

和

，其中色调反映的是物体对电磁辐射

，

反映的是物体对电磁辐射反射的总能量。④加色法合成中,等量绿色光与红色光混合得到

，品红色花朵在青色灯光下呈现为

色；减色法合成颜色时所用的三原色是

，等量混合后形成

，红色的补色是

。⑤摄影成像的过程分摄影、

和

三个阶段，其中曝光是可见光与感光物质发生

，在感光片上形成

；彩色影像是根据三基色原理，经过色光的

与

得到的。⑥航空摄影像片用的是

投影，过投影中心与地平面垂直的光线叫

，它与像平面的交点称

，主纵线是通过

与

的连线。⑦航摄像片的倾斜误差位于像点与

的连线上，其大小与

、

成正比,与

成反比，包含像主点的部分，像点

移动。⑧Landsat7卫星绕地球一周的时间是

，每天可绕地球

，覆盖全球一遍所需时间是

，SPOT卫星覆盖全球一遍的轨道数是

。⑨根据地物的波谱特性，在TM1－4影像上,水体色调最深的波段是

，区分水体深浅和泥沙含量的最佳波段是

；在TM4（蓝）、TM3（绿）、TM2（红）合成的彩色影像上，植被为

，水体为

。⑩CBERS-1的成像传感器有

、

和广角相机，其中广角相机的分辨率为

，像幅带宽

。3.

判断下列各题是否正确（每小题判断正确得2分，判断错误扣1分，扣至0分为止）①电磁辐射的本质是具有波粒二象性，所以波动性和粒子性在各个波段同时存在,表现一样明显。

(

)②黑体辐射的总能量与其绝对温度的4次方成正比，峰值波长则与绝对温度成反比，随着温度的降低，最大辐射波长向长波方向移动。

(

)③虽然物体对光具有确定的反射、吸收和透射能力，但是,物体的颜色不是固定不变的，随着光源的颜色不同而变化。

(

)④减色法合成颜色时，等量三原色合成的颜色是灰色，随着三原色浓度的增加，混合色的明度增大，逐渐变为白色。

(

)⑤航空像片比例尺的特点是不固定,即不同部位和海拔高度的地物比例尺不相等,因而地面上大小相同的地物，在航片上大小一定不同。

(

)⑥在水平航摄像片上,地平面上大小相同的物体位于高海拔时影像大,位于低海拔时影像小。

(

)⑦具有相同地物影像、且比例尺大小相近的两张摄影像片,就可以组成一个立体像对，进行立体观察。

(

)⑧依据植物的反射波谱特性推测,在TM3影像上,长势越好的植物色调越深,长势越差的植物色调越浅。

(

)⑨根据黑体辐射定律,温度愈高电磁辐射能力愈强,在发射热红外影像上,亮色调的物体温度高,暗色调的物体温度就低。

(

)⑩扫描影像上像元对应的地面线度随扫描角的增大而逐渐变大。因此,地面上大小相同的物体在影像上位于中心轴线时大,位于两边时小。

(

)4.

简要回答下列各题（25分）①土壤的反射波谱特性②感光片成像原理③航摄像片飞行质量评定内容与标准④遥感影像立体观察条件⑤SPOT卫星传感器及其影像的主要特点5.

分析计算(第1题10分,第2题5分)①系统分析航空摄影像片投影误差规律。②己知：H0=2150m，ha=950m,Lo=291mm,La=219mm

Lb=231mm，求B点海拔高度?6.

画图表示出日光下白、红、绿、蓝、黄、品红、青和黑色物体在如下所示的感光片上的色彩再现过程（10分）：感光负片结构：感蓝层+品红色成色剂，感绿层+青色成色剂，感红层+黄色成色剂感光正片(相纸)用普通天然彩色相纸。色彩再现过程：物体原色

曝光

显影

漂定

负片影像

正片影像

参考答案与评分标准1.

名词解释（每个2分，共计10分）电磁波谱：为了便于比较电磁辐射的内部差异和进行描述，按照它们的波长(或频率)大小，依次排列画成图表，这个图表就叫做电磁波谱。大气窗口：是指大气对电磁辐射的吸收和散射都很小，而透射率很高的波段。换句话说，就是电磁辐射在大气中传输损耗很小，能透过大气的电磁波段。地面分辨率：用来表征传感器获得的影像反映地表景物细节能力的指标，亦称为空间分辨率，定义为影像上能够详细区分的最小单元所代表的地面距离的大小。反差系数：是指摄影后，影像的明暗程度与原景物明暗程度的比值，它用来度量感光材料对景物反差的表达能力，以特性曲线直线部分的密度差与相应两点曝光量对数差的比值来表示。解译标志：是指那些能够用来区分目标物的影像特征，它又可分为直接解译标志和间接解译标志两类。能够直接反映物体或现象的那些影像特征称为直接解译标志；通过与之有联系的其它地物在影像上反映出来的影像特征，称为间接解译标志。2.

填空（20分）①平台，传感器，分析解译系统；传感器，光化效应，光电效应，光温效应。②0.76-1000μm，0.2-1.4(3.0)μm，0.5μm，O3，CO2，水汽，水汽。③饱和度，明度，反射的主波长，明度。④黄色，蓝色；黄、品红、青色，黑色（灰色），青色。⑤负片过程，正片过程，光化效应，潜影，分解，合成。⑥中心，主垂线，像底点，像主点，像底点。⑦等角点，倾角，辐射距，焦距，向内。⑧98.9分，14.56圈，16天，369。⑨TM4，TM1，蓝（青）色，黄（红）色。⑩CCD相机，红外扫描仪，256m，890km带宽。3.

判断下列各题是否正确（每小题判断正确得2分，判断错误扣1分，扣至0分为止）①(错误)，

②(正确)，③(正确)，④(错误)，⑤(错误)，⑥(正确)，⑦(错误)，⑧(正确)，⑨(错误)，⑩(正确)。4.

简要回答下列各题（25分）①土壤的反射波谱特性土壤对电磁辐射的反射状况很复杂，许多可变因素，如土壤类型、表面粗糙度、矿物成份、太阳高度角和水分含量等，都影响土壤的反射波谱特性。一般在可见光区土壤的反射率高于植物，而在近红外波段则相反。1）土壤类型不同，反射波谱相异

如半沙漠地区的土壤，反射率较高，在近红外波段和植物的反射率几乎相当，而在红光波段相差很大；黑土的反射率在所有波段都很低。2）土壤颗粒小的表面反射率大，大的反射率小。3）含水量

干燥土壤具有较高的反射率，如果土壤中所含水分不超过某一湿度界线时，潮湿土壤的反射率几乎不变；当土壤中所含水量大于某一湿度界线时，反射率显著降低；当土壤被一薄水层包围时，反射率再次上升。4）矿物成份

石英含量高时，土壤有较高的反射率，黑云母的含量高时，则反射率低。土壤中腐殖质与铁的氧化物之比较小时，光谱曲线在红光段有一个最大的反射值。如果土壤表面形成一层盐壳，在可见光波段具有相当高的反射率(60～85％)。②感光片成像原理感光片成像主要利用光化效应，将电磁辐射转化成光学影像。(1)潜影的形成:摄影曝光时，短波电磁辐射到达感光片乳剂层，卤化银结晶体的负离子吸收光子(辐射能hν)，放出自由电子，形成中性卤原子，银离子吸收电子中和成银原子，当数量足够时形成潜影(不可见影像)。

(2)可见影像的产生:潜影经过显影、定影等化学过程，形成稳定的可见影像。①显影

利用适当的化学药品—显影液，处理已经感光的底片，继续使卤化银还原成银，使潜影逐渐变成可见的影像。经过显影，乳剂中已曝光的卤化银还原出109个银原子，其黑色沉淀人眼可见；末曝光的卤化银还原出来的银原子极少，对影像几乎没有什么影响,这样形成了密度不同的黑—灰色影像。②定影

利用定影液来清除卤化银，使显影的影像稳定下来，不致遭受破坏。经过定影的感光胶片再经过水洗与干燥后就成为一张具有稳定影像的感光片了，用它可加工各种遥感资料。③航摄像片飞行质量评定内容与标准(1)像片重叠度：航空摄影一般规定：航向重叠度为60％，最小不得小于53％；旁向重叠度为30％，最小不得小于15％。(2)像片倾斜角：在空中摄影曝光的一瞬间，像平面与水平面的夹角称影片的倾斜角，像片的倾斜角一般应小于２°，最大不得超过３°。(3)航线弯曲度：航线弯曲度它等于整条航线的长度Ｌ与最大弯曲的矢距δ之比，一般要求航线弯曲度不超过３％。(4)像片旋角(航偏角)：相邻像片两像主点的连线与航线方向像幅上两框标连线之间的夹角，称像片旋角或航偏角。一般要求它不超过5°，最大不超过8°。如图7-3所示。(5)底片压平质量：压平质量由压平线进行检查，一般要求压平线弯曲不得大于0.05－0.1mm。④遥感影像立体观察条件在不同的摄影站，用同一焦距的航摄仪对同一地物进行摄影，得到两张像片，称作立体像对，它是具有相同地物的一对影像。利用航片进行立体观察，必须满足下列条件：１）观察两张相邻的具有一定重叠的像对。２）两眼分别同时各看一张像片。３）像片安放时，相应点的连线必须与眼基线平行，且两像片间的距离要适中。４）两张像片的比例尺尽可能一致，最大差值不宜超过16％。⑤SPOT卫星传感器及其影像的主要特点SPOT卫星上装载的主要传感器HRV，是一种由CCD（电荷耦合器件）材料制成的线阵列推扫式扫描仪。SPOT卫星上并排安装两台HRV仪器，每台仪器视场宽度都为60km，两者之间有3km的重叠，因此总的视场宽度为117km。赤道处相邻轨道间的距离约为108km，垂直地面观测时，相邻轨道间的影像约有9km的重叠。HRV可绕卫星前进方向滚动轴旋转，侧视获取影像，从而实现不同轨道间的立体观测。向左右两侧偏离垂直方向最大可达±27°，从天底点向轨道任意一侧可观测到450km内的景物。每台HRV的观察角最多可分91级，级间间隔为0.6°。SPOT卫星的传感器HRV分成两种形式，多光谱（XS）和全色（PA）。多光谱HRV分为三个波段，地面分辨率为20m，灰度等级分为28；全色HRV地面分辨率为10m，灰度等级分为26。5.

分析计算(第1题10分,第2题5分)①航空摄影像片投影误差规律。由于地面起伏，高于或低于基准面的地面点，在像片上的像点对于它在基准面上的垂直投影点的像点所产生的直线位移，叫做投影误差。(1)投影误差像点位移的路线和方向由地面起伏引起的像点位移是在像点与像底点的连线上。当Δh为正值时(即地面点高于基准面)，像点由原位置背离像底点方向移动，当Δh为负值时(即地面点低于基准面)，像点则由原位置向着像底点方向移动。(2)投影误差δｈ的计算公式

δh＝Δh·

式中：δh表示投影误差，ｒ为像点至像底点的辐射距，Δh为地物点相对基准面的高差，Ｈ为基准面航高，由上式可得：1)投影误差与辐射距成正比，即像点离像底点越远，投影误差越大，像片中心部位投影误差小，像底点处不存在投影误差。2)投影误差与航高成反比，航高愈大，引起的像点位移愈小。3)投影误差与高差成正比，高差越大，投影差越大，反之就小。②己知：H0=2150m，ha=950m,Lo=291mm,La=219mm

Lb=231mm，求B点海拔高度?解：Δhb-a＝

·Ha

＝

·（2150-950）＝

·1200＝-240(m)

hb=ha+Δhb-a=950-240=710(m)答：

B点海拔高度为710m6.

画图表示出日光下白、红、绿、蓝、黄、品红、青和黑色物体在如下所示的感光片上的色彩再现过程（10分）：色彩再现过程：物体原色

曝光

显影

漂定

负片影像

物体原色

曝光（3分）

显影（1.5分）

漂定（1.5分）负片影像（2分）

正片影像（2分）

物体原色：白、红、绿、蓝、黄、品红、青和黑色

负片影像：黑、黄、青、品红、绿、红、蓝和白色

正片影像：白、蓝、红、绿、品红、青、黄和黑色黑红绿蓝黄品红青白

曝光

▓

▓▓▓123456788888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

▓

▓

▓▓

▓

▓▓

▓

显影

▓

▓▓▓123456788888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

▓

▓

▓▓

▓

▓▓

▓

漂定

▓

▓▓▓

▓

▓

▓▓

▓

▓▓

▓

负片影像白黄青品红绿红蓝黑

正片影像黑蓝红绿品红青黄白

西北农林科技大学

学年

第

学期地理信息系统

专业

遥感原理与方法

课程试题（B）

命题教师

审题教师

考试班级

考生姓名

考生学号

考试成绩

1.

名词解释（每个2分，共计10分）反射波谱特性

基尔霍夫定律

地面分辨率

宽容度

图型2.

填空（20分）①波长

的电磁辐射叫紫外线,太阳辐射的能量90%集中在

之间，其中最大辐射波长出现在

；大气中对电磁辐射吸收强烈的物质主要有

、

和

，其中波长大于14μm的红外线被

吸收。②彩色三要素指的是

、

和饱和度，其中饱和度反映的是物体对电磁辐射

，

反映的是物体对电磁辐射反射的主波长。③加色法合成中,等量蓝色光与红色光混合得到

，品红色花朵在黄色灯光下呈现为

色；彩色影像是根据三基色原理，经过色光的

与

得到的，现在使用的彩色胶片是根据

原理制成的。④航摄像片质量评价中一般要求航向重叠度

，旁向重叠度

，像片倾角

，航线弯曲度

，像片旋角

。⑤过投影中心与像平面垂直的光线叫

，它与像平面的交点称

，等比线是通过

与

的像水平线；航空摄影像产生像点位移的主要原因有

和

。⑥航摄像片的投影误差位于像点与

的连线上，其大小与

、

成正比,与

成反比，要减小投影误差，必须

航高。⑦扫描影像的分辨率随扫描角的增大而

，所以地面上大小相同的地物,离航线越远形成的影像

；雷达的距离分辨率随扫描角的增大而

，所以影像上大小相同的地物，离星下点越远，对应的实际大小

。⑧Landsat卫星运行的特征是

，

，

；SPOT卫星覆盖全球一遍所需时间是

，轨道数是

。⑨根据地物的波谱特性，在TM1－4影像上,植被色调最深的波段是

，在该波段上，随着病虫危害的加重，色调逐渐

；水体色调最深的波段是

；在TM4（红）、TM3（绿）、TM2（蓝）合成的彩色影像上，植被为

，水体为

。⑩CBERS-1卫星覆盖地球一遍的时间是

，其中CCD可见光传感器的分辨率是

，红外扫描仪的分辨率为

，像幅带宽

；广角相机的分辨率为

，像幅带宽

。3.

判断下列各题是否正确（每小题判断正确得1.5分，共计15分；判断错误倒扣1分，扣至0分为止）①电磁辐射的本质是具有波粒二象性，在电磁辐射的短波部分，粒子性明显；在电磁辐射的长波部分，波动性明显。

(

)②黑体辐射的总能量与其绝对温度的4次方成正比，峰值波长则与绝对温度成反比，随着温度升高，最大辐射波长向短波方向移动。

(

)③由于物体对光具有确定的反射、吸收和透射能力，所以，物体的颜色是固定不变的。

(

)④减色法合成颜色时，等量三原色合成的颜色是灰色，且随着原色浓度的增加，混合色的明度下降，逐渐变为黑色。

(

)⑤像片比例尺的特点是不固定,即不同部位和海拔高度的地物比例尺不相等,因而地面上大小相同的地物在航片上大小一定不同。

(

)⑥在倾斜航摄像片上，地平面上大小相同的物体，位于像主点一侧时一定小，位于像底点一侧时必然大。

(

)⑦具有相同的地物影像（区域），且比例尺大小相等的两张像片,就可以组成一个立体像对，用于立体观察。

(

)⑧根据黑体辐射定律,温度愈高电磁辐射能力愈强,在发射热红外影像上,亮色调的物体温度高,暗色调的物体温度就低。

(

)⑨雷达影像上的方位分辨率随着远离航线而逐渐降低。因此,地面上大小相同的物体，在影像上距离航线越近图像越大,越远离航线图像越小。

(

)⑩依据植物的反射波谱特性推测,在SOPT卫星HRV3影像上,长势越好的植物色调越深,长势越差的植物色调越浅。

(

)4.

简要回答下列各题（30分）①红外线和微波的基本性质（6分）②水体波谱特性（5分）③感光片成像原理（7分）④遥感影像立体观察条件（5分）⑤TM影像光谱特征（7分）5.

分析计算(第1题10分,第2题5分)①系统分析航空摄影像片倾斜误差规律。②己知：H0=2650m，ha=850m，Lo=316mm，La=218mm，Lb=226mm，求B点海拔高度?6.

画图表示出日光下黑、红、黄、绿、青、蓝、品红和白色物体在如下所示的感光片上的色彩再现过程（10分）感光负片结构：感蓝乳剂+青色成色剂，感绿乳剂+黄色成色剂感红乳剂+品红色成色剂感光正片(相纸)用普通天然彩色相纸。色彩再现过程：物体原色

曝光

显影

漂定

负片影像

正片影像参考答案与评分标准1.

名词解释（每个2分，共计10分）反射波谱特性:物体对不同波长的电磁辐射反射能力的变化，亦即物体的反射系数(率)随入射波长的变化规律叫做该物体的反射波谱。基尔霍夫定律：在给定温度下，物体对任一波长的发射本领和它的吸收本领成正比，比值与物体的性质无关，只是波长和温度的函数。地面分辨率：用来表征传感器获得的影像反映地表景物细节能力的指标，亦称为空间分辨率，定义为影像上能够详细区分的最小单元所代表的地面距离的大小。宽容度:是指胶片复现被摄景物亮度范围的能力，用感光特性曲线直线部分的最大曝光量与最小曝光量之差来表示。图型：图型又称结构，是个体可辨认的许多细小地物重复出现所组成的影像特征，它包括不同地物在形状、大小、色调、阴影等方面的综合表现。2.

填空（20分）①3nm-0.38μm，0.2-1.4(3.0)μm，0.5μm，O3，CO2，水汽，CO2。②色调，明度，反射的选择性程度，色调。③品红色，红色；分解、合成，减色法。④>60%（≥53%）、>30%（≥15%）、<2°（≤3°）、≤3%、<5°（≤8°）⑤主光线（轴），像主点，等角点，像片倾斜、高低起伏。⑥像底点，高差，辐射距，航高，增加。⑦降低（减小）、越小，提高（增加）、越小。⑧准圆形、近极地，与太阳同步，中高度回归轨道；26天、369。⑨TM3，变亮，TM4，红（品红）色，蓝（青）色。⑩26天，19.5m，80-160m，120（113）km，256m，890km。3.

判断下列各题是否正确（每小题判断正确得1.5分，判断错误扣1分，扣至0分为止）①(正确)，②(正确)，③(错误)，④(正确)，⑤(错误)，⑥(正确)，⑦(错误)，⑧(错误)，⑨(正确)，⑩(错误)。4.

简要回答下列各题（30分）①红外线和微波的基本特性红外线波长λ为0.76－1000μｍ，可分成近红外、中红外、远红外、超远红外和赫兹波。近红外是地球反射来自太阳的红外辐射，中远红外等是物体发射的热辐射，所以也叫热红外，它只能用光学机械扫描方式获取信息。红外线对人眼睛不起作用，能聚焦、色散、反射，具有光电效应，对一些物体有特殊反映：叶绿素、水、半导体、热等。微波波长λ为0.1－100cm，可分为毫米波、厘米波和分米波，微波的特点是能穿云透雾，甚至穿透冰层和地面松散层，其它辐射和物体对它干扰小。物体辐射微波的能量很弱，接收和记录均较困难，要求传感器非常灵敏。②水体波谱特性水体的反射率在整个波段范围内都很小，从蓝光段的15％降至红光段的２％，进入红外波段后几乎等于零。影响水体反射率的主要因素是水的混浊度、水深、以及波浪起伏、水面污染、水中生物等。洁净的水对蓝紫光有一些反射，其余波段大部分被吸收；蓝紫光也能穿透一定深度的水层（２－20ｍ）。如果水较深，逐渐被吸收，如果水较浅，部分光线可反射返回地面。水中的悬浮沙粒径大于太阳光谱波长，结果产生米氏散射，使水的反射率在各波段都有所提高，尤其在黄红波段，增加更大。水中的浮游生物由于其含叶绿素，所以在红外波段有较高的反射率，水面因石油污染形成的油膜通常在紫外波段有较高的反射率。水面波浪起伏也可增加反射率。③感光片成像原理感光片成像主要利用光化效应，将电磁辐射转化成光学影像。(1)潜影的形成:摄影曝光时，短波电磁辐射到达感光片乳剂层，卤化银结晶体的负离子吸收光子(辐射能hν)，放出自由电子，形成中性卤原子，银离子吸收电子中和成银原子，当数量足够时形成潜影(不可见影像)。

(2)可见影像的产生:潜影经过显影、定影等化学过程，形成稳定的可见影像。①显影

利用适当的化学药品—显影液，处理已经感光的底片，继续使卤化银还原成银，使潜影逐渐变成可见的影像。经过显影，乳剂中已曝光的卤化银还原出109个银原子，其黑色沉淀人眼可见；末曝光的卤化银还原出来的银原子极少，对影像几乎没有什么影响,这样形成了密度不同的黑—灰色影像。②定影

利用定影液来清除卤化银，使显影的影像稳定下来，不致遭受破坏。经过定影的感光胶片再经过水洗与干燥后就成为一张具有稳定影像的感光片了，用它可加工各种遥感资料。④遥感影像立体观察条件在不同的摄影站，用同一焦距的航摄仪对同一地物进行摄影，得到两张像片，称作立体像对，它是具有相同地物的一对影像。利用航片进行立体观察，必须满足下列条件：１）观察两张相邻的具有一定重叠的像对。２）两眼分别同时各看一张像片。３）像片安放时，相应点的连线必须与眼基线平行，且两像片间的距离要适中。４）两张像片的比例尺尽可能一致，最大差值不宜超过16％。⑤TM影像光谱特性TM1：0.45～0.52μm，对叶绿素与叶色素浓度反映敏感，有助于判别水深、水中泥沙分布和进行近海水域制图等。TM2：0.52～0.60μm，这个波段在两个叶绿素吸收带之间，对健康茂盛植物反映敏感，对水的穿透力较强；用于探测健康植物绿色反射率。TM1和TM2合成，显示水体的蓝绿比值，能估测可溶性有机物和浮游生物。TM3：0.63～0.69μm，为叶绿素的主要吸收波段，反映不同植物的叶绿素吸收、植物健康状况，用于区分植物种类与植物覆盖度；广泛用于地貌、岩性、土壤、植被、水中泥沙流等方面。TM4：0.76～0.90μm，对绿色植物类别差异最敏感（受植物细胞结构控制），相应