遥感原理与应用复习题

0章1、遥感定义:遥感是指不与目标物直接接触，应用探测仪器，接收目标物的电磁波信息，并对这些信息进行加工分析处理，从而识别目标物的性质及变化的综合性对地观测技术。2、遥感系统组成信息源:目标物发射、反射的电磁波信息获取：遥感平台(地面、空中、空间)，遥感器(传感器)信息接收：模拟信息人工回收，数字信息卫星接收站接收信息处理：信息的恢复、校正、增强、分类、统计等信息应用：专业应用、综合应用3、遥感有哪几种分类方法及哪些分类？有六种不同的分类方法：1.按平台（载体）分：地面、航空、航天和航宇遥感2.按电磁波段分：紫外、可见光、红外、微波遥感3.按传感器工作方式分：主动式和被动式遥感4.按资料获取方式分：成像和非成像遥感5.按应用范围分：外层空间、大气层、陆地、海洋遥感6.按应用领域分：农业、林业、水利、地质、环境、资源、海洋遥感等4、遥感与常规手段相比有哪些特性？空间特性—全局与局部观测并举，宏观与“微观”信息兼取光谱特性—探测波段向两侧延伸，扩大了探测范围时相特性—能够快速周期成像，有利于动态监测和研究经济特性—应用领域广泛，经济效益高,投入与产出比例大5、遥感发展的几个里程碑？1858年，法国首次用气球在空中拍摄了巴黎的照片。1957.10.4前苏联发射第一颗人造地球卫星。1972.7.23美国发射第一颗地球资源卫星，Landsat-11999.10.4中国发射第一颗地球资源卫星，CBERS－12003.10.15“神舟”五号载人飞船发射成功，杨利伟叩访太空遥感发展的几个里程碑1970.4.24中国发射第一颗人造地球卫星，“东方红号”2007.10.24“嫦娥”一号，奔月而去，…1.9.25“神舟”七号发射，实现太空行走2010.3.５,12:55，我国在酒泉成功发射“遥感卫星九号”第一章1.名词解释：电磁波：物体所固有的发射和反射在空间传播交变电磁场的物理量。（电磁振动的传播形成电磁波）电磁波谱：按电磁波波长的长短（或频率的大小），依次排列制成的图表叫做电磁波谱。绝对黑体：对于任何波长的电磁辐射都全部吸收的物体叫绝对黑体。辐射通量：单位时间内通过某一面积的各种波长辐射的辐射能量。辐射通量密度：指单位时间内，单位面积上所接受的辐射能量。辐照度：在某一指定表面上单位面积上所接受的辐射能量。辐照出射度：从辐射源表面单位面积发射出的辐射通量。大气效应：当太阳辐射经过大气层时与大气层中的离子、分子、颗粒、水汽等发生吸收、散射、反射和透射等物理过程，这个过程称为大气效应。太阳常数：是指不受大气影响，在距太阳一个天文单位内，垂直于太阳光辐射方向上，单位面积单位时间内黑体所接收的太阳辐射能量。比辐射率：单位面积上地物发射的某一波长的辐射通量密度与同温下黑体在同一波长上的辐射通量密度之比。瑞利散射：尺度远小于入射光波长的粒子所产生的散射现象。米氏散射：大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射。光谱反射率：被物体反射的光通量与入射到物体的光通量之比。光谱反射曲线：被物体反射的光通量与入射到物体的光通量之比即光反射比与波长之间的关系曲线。地物光谱特性：不同地物对入射的电磁辐射能有不同程度的反射、吸收和透射，不同的地物也发射不同波长的电磁波，这种有选择性的反射、发射、吸收和透射的性质，就是地物的的光谱特性。AtmosphericWindow：在太阳辐射能经过大气层的过程中，被吸收、散射、反射的比例较小，而透射率较高的波段，也就是传输损耗率很小的波段，称为大气窗口。（≥60%）2.辐射源是如何分类的？举例说明。辐射源分为天然辐射源：地球、太阳等；人工辐射源如雷达、闪关灯等。3.常用的大气窗口有哪些？其波长范围和透射率各是多少？4.地球辐射有哪些特点？5.绿色植物的光谱反射曲线有哪些特点？6.地物光谱特性测量的原理是什么？用光谱测定仪器分别探测地物和标准版、测量、记录和计算地物对每个波普段的反射率，其反射率的变化规律即为该地物的波普特性。第二章1、人造地球卫星如何分类？2、卫星轨道基本参数有哪些？其它参数有哪些？六个基本参数：轨道倾角、升交点赤经、近地点幅角、长半轴、扁心率和近地点时刻其它参数：1卫星运行速度2卫星运行周期3卫星高度4）每天绕地圈数5）重复周期6）轨道间隔3、什么是太阳同步轨道和地球同步轨道？太阳同步轨道是指卫星轨道面与赤道面的夹角保持不变的轨道。卫星运行周期与地球自转周期(23h56’04”)相同的轨道称为地球同步轨道，简称同步轨道。4、比较CBERS－1与的LANDSAT－7轨道运行参数。卫星CBERS－1LANDSAT－7类型太阳同步太阳同步高度/km778705倾角/度98.598.7降交点时间10:3010:00±5周期/min100.2698.9重复周期/d26165、解释陆地卫星的影像的重叠特征☆陆地卫星的影像与航空像片一样，也有重叠。☆其航向重叠一般固定为10%，因为扫描仪的扫描是连续的，没有重叠，所以10%是数据处理中心在分幅时人为设定的。☆因为地球是一个椭圆体，而陆地卫星采用近极地轨道，所以其旁向重叠随纬度的增高而增高。(赤道附近为14%，而在80°的高纬区，其旁向重叠高达85%。纬度/°01020304050607080重叠度/%141519263445577085)☆虽有重叠，但立体观察的效果不好。☆要想观察立体，需邻轨斜向扫描或同轨前后扫描。(如SPOT、CBERS)6、海洋遥感的特点及其主要应用。特点：（1）需要高空和空间遥感平台，进行大面积同步覆盖观测；（2）以具备全天候、全天时遥感特性的微波遥感为主；（3）电磁波与激光、声波结合，扩大探测手段；（探深）（4）海洋遥感资料与海面实测资料相互补充和校正。主要应用：1、海洋温度场；2、海流的位置、界线、流向、流速；3、海浪的周期、速度、波高；4、水团的温度、盐度、颜色、叶绿素含量；5、海冰的类型、密集度、数量、范围；6、水下信息、海洋环境、海洋净化等方面的动态监测。7、什么是小卫星？它有哪些特点？根据卫星的质量，通常将小于1000公斤的卫星称为广义的小卫星。将500-1000公斤的卫星称为小卫星特点：（1）重量轻、体积小（2）研制周期短，成本低（3）发射灵活，启用速度快，抗毁性强（4）技术性能高8、气象卫星有哪些分系统组成？（1）姿态稳定系统－用以保持卫星能对准地面进行观测。（2）能源系统－由太阳能电池和蓄电池组成。（3）热控系统－保持各种仪器处在适宜的环境温度下。（4）指令通讯系统－用来接收地面遥控命令，把资料按指令发送到地面。（5）观测系统－用各种传感器来接收地面传来的各种电磁波信息。以可见光和红外多光谱扫描辐射仪为主。9、如何利用气象卫星监测旱涝灾害？1)利用水体影像估测水位由于水体在波长小于0.5um和大于0.8um的探测器上均表现反射力弱的暗色调，这样，我们可以利用遥感影像来监测河流与水库的水位变化情况，从而推断旱涝灾害的发生。当河流泛滥时，从卫星图像上可以看到泛滥范围，还可以利用不同时相的正负胶片重叠来分析和计算水淹面积及积水时间，从而推断受灾程度。干旱时，河道变干及水位下降，通过于正常时的河水宽度和水库水位比较便可大体判断干旱发生的程度。2)利用云系判读估算降水量一个地区旱与涝的直接原因是降雨量造成的。利用卫星云图资料，可以估算大范围的降雨量，特别是气象观测站比较稀少的地区，更有意义。3)利用土壤湿度估算旱涝情况农田土壤湿润状况可以直接反映旱涝程度。为了探测土壤湿度，气象卫星设置了两个谱段，即可见光谱段和红外谱段。两个谱段从不同的方面反映土壤湿度情况。4)对冻土及雪覆盖监测利用可见光通道和雪的强反射，可以观测雪覆盖情况。利用热红外通道可探测地面温度状况，从而了解冻土及雪的融化情况。进而监测水旱灾害。10、人造地球卫星有哪些系列？每系列举三个典型例子。陆地卫星系列：美国陆地卫星（Landsat）、法国斯波特卫星（SPOT）、印度陆地卫星系列（IRS）、中巴地球资源卫星（CBERS）高分辨率卫星系列：QuickBird、IRS-P5、Geoeye-1（地球眼）小卫星系列：CRSS、LOSAT---X高光谱卫星系列：EO-1(EarthObservingOne）、PROBA、ARIES-1SAR卫星系列:1.加拿大的Radarsat2.欧洲空间局的ERS3.日本的ALOS中国遥感卫星系列:遥感二号、遥感三号、遥感五号海洋卫星系列：seasat-1（美）、HY—1(中)、ERS—2(欧)气象卫星系列：FY－1DFY－1C2FY－1B第三章1.成像传感器的分类。（1）摄影成像：画幅式，缝隙式、全景式，多光谱，数码式（2）扫描成像：掸扫式，推扫式（3）微波成像：真实孔径雷达（RAR），合成孔径雷达(SAR)2.评价传感器性能的技术指标有哪些？传感器的空间分辨率、波谱分辨率、辐射分辨率、时间分辨率和视场角3.MSS的成像工作原理。（多光谱扫描仪（MSS）LANDSAT）在扫描仪的前方安装可转动的光学镜头，并依靠机械传动装置使镜头摆动，形成对地面目标的逐点逐行扫描。属于光学---机械扫描仪的一种。4.HRV的成像工作原理。（SPOT的HRV(HighResolutionVisiblerangeinstrument)高分辨率可见光扫描仪）采用线列（或面阵）探测器作为敏感元件，线列探测器在垂直于飞行方向上做X向排列，当飞行器向前飞行完成Y向扫描时，线列探测器就向刷子扫地一样实现带状扫描。5.TM各波段图像特点。通道特点TM1TM2TM3TM4TM5TM6TM76.微波遥感的特点有哪些？1、全天候、全天时工作2、对某些地物具有特殊的波谱特性3、对冰、雪、森林、土壤具有一定的穿透能力4、对海洋遥感具有特殊的意义5、分辨率较低，但特性明显7.RAR的设计思路及工作原理?（真实孔径侧视雷达）★侧视雷达的天线不是安装在遥感平台的正下方，而是朝向一侧或两侧倾斜安装，向侧下方发射微波，接收地物回波信号(振幅、位相、极化)。★这种设计可使发射范围更宽，如能达到每侧100KM。★波束向侧下方发射可使不同地形显示出更大的区别，使雷达图像更具有立体感。8.SAR的设计思路及工作原理。基本设想：利用雷达与目标的相对运动，将一个小孔径的天线安装在平台侧方，以代替大孔径的天线,它在空中沿直线匀速运动过程中,每个特定位置的天线元接收特定位相的目标反射回波。将它们储存起来进行合成相干处理就得到相当于由多个天线元构成的长天线操作的结果。这种合成天线的原理,可以制成高分辨率的成像雷达。9.解释SAR/INSAR/DINSAR的概念及工作原理。Radar(雷达)SAR（合成孔径侧视雷达）INSAR（干涉合成孔径雷达DINSAR（差分干涉合成孔径雷达）合成孔径雷达技术是干涉雷达和差分干涉雷达技术的基础，而干涉雷达和差分干涉雷达技术则是合成孔径雷达技术的应用延伸和扩展。干涉雷达测量技术（INSAR)是以同一地区的两张SAR图像为基本处理数据，通过求取两幅SAR图像的相位差，获取干涉图像，然后经相位解缠，从干涉条纹中获取地形高程数据的空间对地观测新技术。差分干涉雷达测量技术（D-INSAR）是指利用同一地区的两幅干涉图像，其中一幅是通过形变事件前的两幅SAR获取的干涉图像，另一幅是通过形变事件前后两幅SAR图像获取的干涉图像，然后通过两幅干涉图差分处理（除去地球曲面、地形起伏影响）来获取地表微量形变的测量技术。10.雷达遥感的信息特征有哪些。(1)雷达影像的色调差异主要取决于回波的强弱(2)一般来说,距离近的物体回波强,距离远的物体回波较弱(3)金属物体往往都有较强的回波(4)平行于航向的物体回波较强(5)受地形起伏的影响,雷达波不能到达之处,形成雷达阴影(6)受天线角度影响,地面镜面目标无回波(7)在雷达影像上,线状地物一般比较清晰(8)雷达影像的立体感较强11.卫星影像有哪些优缺点？1、优点：A、像幅面积大,宏观性强→B、多波段性→C、多时相性→D、近似垂直投影,误差小,比例尺一致E、时间统一，便于影像分析F、信息资料数字化,便于计算机处理G、不受地区和国界限制F、成本低廉2、缺点A、