遥感试卷

1遥感导论期末试卷1一、填空题（每空1分，共计21分）1.微波是指波长在1mm--1m之间的电磁波2.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，按散射粒子与波长的关系，可以分为三种散射：瑞利散射、米氏散射和无选择性散射。3.就遥感而言，被动遥感主要利用可见光、红外等稳定辐射，使太阳活动对遥感的影响减至最小。4.1989年，我国第一颗地球资源遥感卫星（中巴地球资源卫星）在太原卫星发射中心发射成功。5.Landsat和SPOT的传感器都是光电成像类的，具体是光机扫描仪、CCD阵列(列出具体传感器类型)6.SPOT-1、2、3卫星上携带的HRV--高分辨率可见光扫描仪，可以作两种观测：垂直观测、倾斜观测，这也是SPOT卫星的优势所在。7.美国高分辨率民用卫星有IKONOS、Quickbird8.SAR的中文名称是合成孔径雷达，它属于主动（主动/被动）遥感技术。9..雷达的空间分辨率可以分为两种：空间分辨率、距离分辨率10.灰度重采样的方法有：最近邻法、双线性内插法、三次卷积法二、名词解释（每小题4分，共计12分）1.黑体：如果一个物体对于任何波长的电磁波都全部吸收，则为黑体。其特点是吸收率为1，反射率为0。黑体具有最大发射能力。自然界不存在完全的黑体，黑色烟煤被认为最相似。2.邻域增强：根据像元与周围相邻像元的关系，改变各像元的数值，获得新图像，从而突出某些信息的方法。像元的亮度值不再由它自己决定，而是由它和周围像元共同决定。3.空间分辨率与波谱分辨率：空间分辨率是指遥感图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小，通常用像元或视场角来表示。波谱分辨率是指传感器在接收目标地物辐射的波谱时，能分辨的最小波长间隔。波长范围越宽，波谱分辨率越低三、问答题（共计67分）1.为什么我们能用遥感识别地物？(5分)我们之所以能用遥感技术识别不同地物，是因为不同地物具有不同的光谱特性，同类地物具有相似的光谱特性，具体是不同地物在不同波段反射率存在差异；而同类地物的光谱相似，但随着该地物的内在差异而有所变化。当遥感器接收到这些来自于不同地物、表现出不同差异的光波，再把它记录下来，人们就可以根据这种差异来识别地物了。2.引起遥感影像变形的主要原因是什么？6分主要原因有以下五点：1.遥感平台位置和运动状态变化的影响；2.地形起伏的影响；3.地球表面曲率的影响；4.大气折射的影响；5地球自转的影响3.与可见光和红外遥感相比，微波遥感有什么特点？10分与可见光和红外遥感相比，微波遥感有以下特点：1.微波遥感可以全天候、全天时工作。可见光和近红外是利用太阳辐射，只能白天成像；而热红外影像可以在夜间可成像，但受天气雨云的影响，若天气不好，则成像效果较差，微波因为波长较长，具有穿云透雾的能力，可不受天气影响，同时多为主动遥感，夜间亦可成像。2.微波对冰、雪、森林、土壤等有一定的穿透能力，而可见光和红外几乎不具备穿透能力。3.与可见光和红外遥感相比，微波遥感有什么特点2具有精确测距能力、测量土壤含水量能力。微波差分干涉测量技术可计算地形高度、微地形变化，且微波对土壤含水量的敏感性强。4.对海洋遥感有特殊意义，由于其不受天气的影响，同时对地形起伏比较敏感，在海洋监测中有很重要的应用。4.简述非监督分类的过程。8分非监督分类的基本过程是：1.确定初始类别参数；2.计算每一像元与各类别中心的距离，选择与中心距离最短的一类作为该像元的归属类；3.根据事先设定阈值，将类别合并或分裂；4.计算新的类别中心，把新值与原中心值对比，有差异则用新值为集群中心；5.重复2—4的步骤；6.聚类中心的位置不再变化或到达迭代次数，运算停止5.侧视雷达是怎么工作的？其工作原理是什么？8分侧视雷达所使用天线为真实孔径天线，工作原理和过程如下：1.通过天线不断发出强脉冲波，间隔为微秒。2.脉冲遇到地面物体，一部分被吸收，一部分被反射回来，反射方向与入射方向与180度。3.随距离天线远近，脉冲返回的时候不同，天线按接收脉冲的时间来记录电信号的强弱，记录下距离和强度。天线发射和接收雷达脉冲交替进行。6.请结合所学Landsat和SPOT卫星的知识，谈谈陆地卫星的特点15分陆地卫星属陆地资源卫星，都属近极地太阳同步卫星，这种轨道卫星的特点观测范围宽，可以覆盖南北纬80度间的地球范围。而且每天在几乎同一地方时经过各区上空。Landsat是9点至10点多，SPOT是10：30至11点多，保证了接收图象在色调上的一致性。具有较高的分辨率：陆地资源卫星的分辨率都较高，一般为几十米，Landsat是79-30m不等，SPOT则可达到2.5-20m的空间分辨率。回归周期较长，对同一点的重复观测能力较差。由于陆地资源卫星是为探测资源而用，所以回归周期较长，Landsat为16-18天，SPOT卫星可达26天。但随着现代技术的发展，传感器可以作倾斜观测，这样对同一个点的观测周期可以大幅度缩短，SPOT可以达到1-4天不等。现在陆地卫星的发展趋势是传感器具有侧摆功能，观测灵活性增加；除多光谱波段外，增设全色波段；多为推扫式传感器。如新的商业陆地资源卫星IKONOS、Quickbird等的出现7.请结合所学遥感知识，谈谈遥感技术的发展趋势15分现代遥感技术的发展趋势是：1.波谱分辨力提高，波谱范围增加，技术成熟。随着热红外成像、机载多极化合成孔径雷达和高分辨力穿透雷达、星载合成孔径雷达技术的日益成熟，遥感波谱域从最早的可见光向近红外、短波红外、热红外、微波方向发展，波谱域的扩展将进一步适应各种物质反射、辐射波谱的特征峰值波长的宽域分布。2.大、中、小卫星相互协同，高、中、低轨道相结合，在时间分辨率上从几小时到18天不等，形成一个不同时间分辨率的互补系列。3.随着高空间分辨率新型传感器的应用，遥感图像空间分辨率从1km、500m、250m、80m、30m、20m、10m、5m发展到1m，军事侦察卫星传感器可达到15cm或者更高分辨率，空间分辨率的提高，有利于分类精度的提高，但也增加了计算机分类的难度。4.高光谱遥感的发展，使得遥感波段宽度从早期的0.4um（黑白摄影）、0.1um（多光谱扫描）到5nm（成像光谱仪），遥感器波段宽度窄化，针对性更强，可以突出特定地物反射峰值波长的微小差异；同时，成像光谱仪等的应用，提高了地物光谱分辨力，有利于区别各类物质在不同波段的光谱响应特性。5.机载三维成像仪和干涉合成孔径雷达的发展和应用，将地面目标由二维测量为主发展到三维测量遥感导论期末试卷2一、填空题（每空1分，共计30分）5.我们使用四种分辨率来衡量传感器的性能，具体是：空间分辨率、光谱分辨率、时间分3辨率、温度分辨率12.数字图像增强的主要方法有对比度变换；空间滤波；彩色变换；图像运算；多光谱变换。二、名词解释（每小题4分，共计8分）三、问答题（共计62分）1.什么是地球辐射的分段性？6分地球大气层中的电磁波，按其来源和波长差异可以分为三段：0.3-2.5um：主要为可见光与近红外波段，地表以反射太阳辐射为主，地球自身的辐射可以忽略；2.5-6um：主要为中红外波段，地表反射太阳辐射和地球自身的热辐射均为被动遥感的辐射源；6um以上的热红外波段，地球自身的热辐射为主，地表反射太阳辐射可以忽略不计。2.按遥感所使用波段，可以将遥感技术分为哪三类？在这三类中，大气散射对它们分别有什么影响？8分按遥感所使用波段，可以将遥感技术分为三类：可见光遥感、红外遥感、微波遥感。太阳辐射在大气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，是谓大气散射。根据散射粒子和光波直径的对比，可以分为三种散射：瑞利散射、米氏散射、无选择性散射。在这三类中，大气散射分别有如下影响：对可见光和近红外：晴朗时以瑞利散射为主；有云雾及颗粒物时－无选择性散射对红外波段：云雾及颗粒物－米氏散射微波波段：主要为瑞利散射，但散射强度极弱3.为什么要对遥感影像进行辐射纠正，辐射误差产生的原因有哪些？10分由于种种原因，影像中的色调不能代表地物真实辐射强度，为了保证遥感定量分析的准确性，在使用遥感图象之前要对它进行辐射校正。辐射误差产生的原因大致有三类，分别是：1.传感器本身的特性所引起的误差，具体又可分为两类：A由于光学摄影机镜头中心与边缘的透射光强不同所引起的误差；B由于光电转换和探测器增益所引起的误差。2.大气对于电磁辐射的衰减（散射、反射和吸收），致使来自地物的电磁波受到衰减，同时有一部分非地物电磁波进入传感器，引起误差。3.地物光照条件不同引起的辐射误差，具体可分为地形起伏造成的影响和太阳高度角的影响。形成“同物异谱，异物同谱”现象。从以上原因看来，遥感图象不能全部真实地反映不同地物地特征，影响了数字图象的质量，在使用之前，要对它进行辐射校正。4.合成孔径雷达的工作原理和过程10分合成孔径雷达是侧视雷达的一种。其基本原理是：利用短天线，通过修改数据记录和处理技术，产生很长孔径天线的效果。最终能有效提高方位分辨率，且方位分辨率与距离无关，图象连续性增强。距离分辨率也得到提高。其具体作法如下：1.在沿飞行航线上形成一个天线阵列；2.各短天线在不同位置上接收同一地物的回波信号，其回波信号的时间、相位、强度都不同，形成相干影像。3.经过处理，得到高分辨率的影像，相当于长天线所得影像的分辨率。5.什么是平滑和锐化，请分别说明其在遥感技术中的应用8分平滑和锐化是两种图象增强方法，都是邻域增强方法在图象增强中的应用，名字来源于其处理效果。平滑是当图像中存在某些亮度变化过大的区域，或出现不该有的亮点时，采取的一种减小变化，使亮度平缓或去掉不必要的“燥声”点，有均值平滑和中值滤波两种。锐化是为了突出图像的边缘、线状目标或某些亮度变化大的部分，而使用的一种梯度计算方法。6.影响遥感图像分类精度的因素有哪些？10分计算机分类的精度和可靠性与分类方法本身的优劣有关，一般说来，最大似然法的分类精4度要优于最小距离法、平等多面体法等，而神经网络法、分类树法、模糊分类法又能在一些特定情况下进一步提高分类精度。除分类方法之外，分类精度还取决于一些其它的因素：1.训练场地和训练样本的选择问题2.地形因素的影响3.混合像元问题4.分类变量的选择问题5.空间信息在分类中的应用问题6.图像分类的后期处理问题7.请结合所学知识，谈谈你对高光谱遥感的认识10分高光谱成像仪是遥感发展的新技术，其图象是多达数百个波段的非常窄的连续的光谱波段组成，光谱波段覆盖了可见光、近红外、中红外和热红外区域全部光谱带。光谱仪成像时多采用扫描式和推帚式，可以收集200或200以上波段的收据数据。使图象中的每一像元均得到连续的反射率曲线，而不像其他一般传统的成像谱光仪在波段之间存在间隔。其优点是能够区分某些特殊地物及地物之间的微弱差异，它成像时所使用的传感器叫成像光谱仪：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。按该原理制成的扫描仪称为成像光谱仪。虽然高光谱遥感具有多谱段连续成像的特点，能够区别微弱地物差异，将某些在别类遥感技术中难以探测的地物及地物特征区别出来，但它也具有某些缺点，大致有：1.光谱分辨率高，空间分辨率低，MODIS的分辨率仅为250-1000m，远低于其他遥感卫星，现多用于航空遥感中，其技术尚不成熟，尚属于试验阶段。2.数据量大，有时会遮掩有用信息。遥感导论课程试卷3名词解释(每小题5分，共计20分)空间分辨率：像素所代表的地面范围的大小。波谱分辨率：传感器在接受目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。2．归一化植被指数：遥感影像中近红外波段与红光波段之查处一它两之和。比值植被指数：遥感影像中近红外波段与红光波段之比。3．辅照度：被辐射的物体表面单位面积上的辐射通量。辐射出射度：辐射源物体表面单位面积上的辐射通量。4.加色法：调节红、绿、蓝三原色的亮度比例，形成各种彩色。减色法：从白光中间去一种或几种光，形成彩色。5.全球定位系统：利用多颗导航卫星的无线电信号，对地球表面某地点进行定位、报时或对地表移动物体进行导航的技术系统。三、填空题（每空1分