中国科学院遥感应用研究所模拟试卷

一、名词解释（每题4分，共40分）1.光学遥感（P67）遥感可以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（0.38~3.0μm）、热红外遥感（3.0~15μm）、微波遥感三种基本形式，其中前两者可统称为光学遥感，属于被动遥感。2.地物波谱（P50）地物的反射、吸收、发射电磁波的特征是随波长而变化的。因此人们往往以波谱曲线的形式表示，简称地物波谱。3.遥感定标（P45）定标（校准）是将遥感器所得的测量值变换为绝对亮度或变换为与地表反射率、表面温度等物理量有关的相对值的处理过程。或者说，遥感器定标就是建立遥感器每个探测器输出值与该探测器对应的实际地物辐射亮度之间的定量关系。它是遥感定量化的前提。4.植被指数（P372）对多光谱遥感数据进行分析运算（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”。5.监督分类（P194）监督分类，又称训练分类法，即用被确认类别的样本像元去识别其他未知类别像元的过程。6.混合像元（P328）若像元包含不止一种土地覆盖类型，则称为混合像元，它记录的是所对应的不同土地覆盖类型光谱响应特征的综合。7.图像增强（P183）图像增强和变换则是为了突出相关的专题信息，提高图像的视觉效果，使分析者能更容易地识别图像内容，从图像中提取更有用的定量化信息。8.辐射分辨率（P44）辐射分辨率指遥感器对光谱信号强弱的敏感程度、区分能力。即探测器的灵敏度——遥感器感测元件在接收光谱信号时能分辨的最小辐射度差，或指对两个不同辐射源的辐射量的分辨能力。一般用灰度的分级数来表示，即最暗-最亮灰度值（亮度值）间分级的数目——量化级数。9.透视收缩（P152）由于雷达按时间序列记录回波信号，因而入射角与地面坡角的不同组合，使其出现程度不同的透视收缩现象。即雷达图像上的地面斜坡被明显缩短的现象。“收缩”意味着回波能量相对集中，回波信号更强。评分标准：①形成原因2分（雷达记录信号方式、入射角与坡角组合各1分），②斜坡缩短1分，③能量集中、信号更强1分。10.BRDF（P32）BidirectionalReflectanceDistributionFunction，二向性反射率分布函数，是用来描述表面反射特性空间分布的基本参数。它被定义为d()d(,)(,;,)d()d(,)rriirriiLLBRDFEEθφθφθφθφΩ==Ω式中：iθ表示入射辐射天顶角，iφ表示入射辐射方位角；rθ表示反射辐射天顶角；rφ表示反射辐射方位角；、分别表示在入射和反射方向上的两个微小立体角；d(iΩrΩ)iEΩ表示在一个微小面积元上，特定入射光dA(,)iiθφ的辐照度，单位为W·m-2；d()rLΩ表示在一个微小面积元d上，特定反射光A(,)rrθφ的辐亮度，单位为W·m-2·Sr-1。1.遥感系统（P3）遥感系统指不同的遥感平台和遥感器的组合。2.朗伯体（P31-32）当入射能量在所有方向均匀反射，即入射能量以入射点为中心，在整个半球空间内向四周各向同性的反射能量的现象，称为漫反射，也称各向同性反射。一个完全的漫射体称为朗伯体。3.分裂窗（P116）又称多通道法、劈窗法，指在地表温度热红外遥感反演中，利用10~13μm的大气窗口内，两个相邻通道（一般为10.5~11.5μm、11.5~12.5μm）对大气吸收作用的不同（尤其对大气中水汽吸收作用的差异），通过两个通道测量值的各种组合来剔除大气的影响，进行大气和地表比辐射率的订正。4.时间分辨率（P43）时间分辨率是关于遥感影像间隔时间的一项性能指标。遥感探测器按一定的时间周期重复采集数据，这种重复周期，又称回归周期。它是由飞行器的轨道高度、轨道倾角、运行周期、轨道间隔、偏移系数等参数所决定。这种重复观测的最小时间间隔称为时间分辨率。1.黑体（P106）黑体被定义为完全的吸收体和发射体。它吸收和重新发射它所接收到的所有能量（没有反射）。它的吸收率和发射率均为1。也就是说，在任何温度下，对各种波长的电磁辐射能的吸收系数恒等于1的物体称为黑体。2.地表反照率（P34，P321）反射率的特征也可表示为反照率（Albedo），又称半球反射率，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与入射总辐射能量E之比），常用α表示为：α=M/E。以太阳光作为入射光的地表半球反射率，称为地表反照率（即自然物体的半球反射率）。3.多角度遥感即利用传感器从不同方向多个角度对同一地物进行观测，以获取地物信息的技术手段称为多角度遥感。多角度遥感与常规单一方向遥感相比，能够获取更多的地物信息，这将有助于提高遥感定量反演的精度。评分标准：①多个角度观测2分，②获取更多信息1分，③与常规遥感手段比较1分。4.亮度温度（P115）物体的亮度温度（Tb）是指辐射出与观测物体相等的辐射能量的黑体温度。即44skinbMTTεσσ==，1/4bskinTTε=式中：ε为物体的比辐射率（发射率）；σ为波耳兹曼常数；M为物体的辐射出射度；Tskin为物体的动力学温度（分子运动温度）。5.空间分辨率（P36）空间分辨率，又称地面分辨率。后者是针对地面而言，指可以识别的最小地面距离或最小目标物的大小。前者是针对遥感器或图像而言的，指图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小，或指遥感器区分两个目标的最小角度或线性距离的度量。它们均反映对两个非常靠近的目标物的识别、区分能力，有时也称分辨力或解像力。一般有像元、线对数、瞬时视场三种表示方法。6.热点效应由于太阳方向与观测方向不同，在一个像元内存在光照植被、光照土壤、阴影植被和阴影土壤四个分量。当观测方向与太阳方向完全重合时，像元内只能观测到光照植被和光照土壤，此时像元最亮，这称为热点（苏理宏，李小文等，植被冠层热点的季相和日相变化，遥感学报，2002年第4期）。7.辐照度（P13）辐射照度（Irradiance），简称辐照度，指面辐射源在单位时间内，从单位面积上接收的辐射能量，即照射到物体单位面积上的辐射通量，常用E表示，单位为瓦/米2（W·m-2），表达为d/dEAφ=式中：dφ为面辐射源辐射通量微元，dA为面辐射源的面积微元。8.6S模型（P28）一种大气校正模型，英文全称为theSecondSimulationofSatelliteSignalintheSolarSpectrum（太阳光谱中卫星信号的二次模拟）。它是法国大气光学实验室的Tanre等人在原有的5S模型基础上提出、发展的改进版。6S大气校正模型适用于可见光-近红外（0.25~4μm）的多角度数据。它对不同情况下（不同的遥感器、不同地面状况）太阳光在太阳-地面目标-遥感器整个传输路径中所受到的大气影响进行了描述。9.图像地理编码（P177）图像地理编码（Geo-coding）：是一种特殊的图像纠正方式，把图像纠正到一种统一标准的坐标系，以使地理信息系统中来自不同遥感器的图像和地图能方便地进行不同层之间的操作运算和分析。10.成像光谱仪（P94）成像光谱仪仍属多光谱扫描仪的范畴。它在结构和成像原理方面与光机扫描仪、推扫式扫描仪有不少的相似。由于采用成像光谱技术，成像光谱仪具有高光谱分辨率、图谱合一、高空间分辨率、高信噪比等突出特点。与传统的多光谱扫描仪相比，成像光谱仪能够得到上百通道、连续波段的图像，每个图像像元可以提取一条光谱曲线。成像光谱仪不是在“点”上的光谱测量，而是在连续空间上进行光谱测量，因此它是光谱成像的；其光谱通道不是离散的而是连续的，因此从它的每个像元均能提取一条平滑而完整的光谱曲线。成像光谱仪的出现，解决了传统科学领域“成像无光谱”和“光谱不成像”的历史问题（童庆禧、张兵、郑兰芬，《高光谱遥感的多学科应用》，电子工业出版社，2006.5）。评分标准：①多光谱扫描仪1分，②上百个通道、连续波段1分，③提取光谱曲线1分，④其他特点1分。一、名词解释（每题4分，共40分）1.定量遥感定量遥感是当前遥感发展的前沿。它利用遥感器获取的地表地物的电磁波信息，在计算机系统支持下，通过数学的或物理的模型将遥感信息与观测地表目标参量联系起来，定量地反演或推算出某些地学、生物学及大气等目标参量或地物定量信息。2.图像镶嵌（P179）当研究区超出单幅遥感图像所覆盖的范围时，通常需要将两幅或多幅图像拼接起来形成—幅或一系列覆盖全区的较大图像，这个过程就是图像镶嵌。3.朗伯余弦定律（P32）一个完全的漫射体称为朗伯体，其电磁波的反射服从于朗伯余弦定律。从任何角度观察朗伯表面，其反射辐射能量（反射辐射亮度）都相同。朗伯余弦定律的表达式为式中：θ为观测方向与法线的夹角；I(θ)为θ方向的辐射强度；I0为法线方向的辐射强度。注意到辐射亮度L(θ)与辐射强度I(θ)的关系：()()/cosLIAθθ=，因此上式转换成辐射亮度后有即反射辐射亮度与方向无关。4.纹理（P168）纹理（Texture）即图像的细部结构，指图像上色调变化的频率。它是一种单一细小持征的组合。这种单一持征可以很小，以至于不能在图像上单独识别。目视解译中，纹理指图像上地物表面的质感（平滑、粗糙、细腻等印象），一般以平滑/粗糙度划分不同层次。5.极化（P11）极化又称偏振，是横波中呈现出的一种特殊现象。电磁波作为一种横波，其相互垂直的电场和磁场的振动方向是与传播方向垂直的。传播方向确定后，其振动方向并不是惟一的。它可以是垂直于传播方向（x轴）的任何方向（即y、z平面内的任一方向）。它可以是不变的，也可以随时间按一定方式变化或按一定规律旋转。电场的极化是用来描述给定位置电场矢量的方向随时间的变化，定义为空间某点处固定位置电场方向矢量的终点随时间变化所形成的轨迹（郭华东《雷达对地观测理论与应用》，科学出版社，2000）。评分标准：两种回答都可以，但都应说明电磁场振动方向（即电场矢量方向）随时间变化。6.合成孔径雷达（P147）即采用“合成天线”技术制成的雷达。这种技术考虑到在雷达探测过程中，由于目标与飞行器的相对运动，目标在雷达波束中将有一段停留时间，同时雷达可在飞行轨道的不同位置对目标进行观测。因此，可以通过线性调频调制的“方位压缩技术”，构成“合成天线”。它如同一个沿直线方向运动着的线列小天线，移动到每个位置（或时间）发射一个信号，接收并分别存储每点的目标回波信号的振幅和相位信息，然后把存储的不同时刻的全部回波信号，进行合成处理（补偿因时间和距离不同所引起的相位差），方能得到地面的实际图像。这个处理过程相当于组成一个比实际天线大得多的合成天线，以获得高的方位分辨率。7.彩色红外片（P74）彩红外胶片的三层感光乳胶层中，以感红外光层替代了天然彩色胶片的感蓝光层，因此，片基以上依次为感红层，感绿层，感红外层。当目标反射0.5~0.9μm波长范围内的电磁波能量入射到胶片上时，其中的红外分量、绿光分量、红光分量分别在相应的乳胶层感光，经显影、定影处理后，在胶片（负片）上分别呈青、黄、品红影像，面在像片（正片）上分别呈现红、蓝、绿（负片色彩的互补色）的彩色影像。8.重采样（P178）遥感图像几何校正中，重新定位后的像元在原图像中分布是不均匀的，即输出图像像元点在输入图像中的行列号不是或不全是整数关系。因此需要根据输出图像上的各像元在输入图像中的位置，对原始图像按一定规则重新采样，进行亮度值的插值计算，建立新的图像矩阵。常用的重采样方法包括：①最邻近像元法，②双线性内插法，③三次卷积内插法等。评分标准：①重新定位后像元行列号不是或不全是整数关系2分，②亮度值插值计算1分，③常用方法1分。9.分类树（P223）在遥感图像分类中，根据地面景物的总体规律及内在联系而建立的一种树状结构的框架，即称为分类树。建立分类树后可以根据分类树的结构逐级分层次地把所研究的目标一一区分、识别出来，即分层分类法。10.DN值（P172）数字图像是由一系列像元组成，每个像元有一数值（DN——DigitalNumber）表示，称为像元的亮度值或灰度值。评分标准：答出像元的亮度值或灰度值即可