第27卷 第2期 热 带 气 象 学 报 V ol.27，No.2 2011年04月 JOURNAL OF TROPICAL METEOROLOGY Apr.，2011
周红妹，葛伟强，柏桦，等. 气象卫星大雾遥感自动识别技术研究[J]. 热带气象学报，2011，27(2): 152-160.
文章编号：1004-4965(2011)02-0152-09
气象卫星大雾遥感自动识别技术研究
周红妹，葛伟强，柏桦，刘冬韡，杨引明
(上海市卫星遥感与测量应用中心，上海 201100)
摘 要: 鉴于大雾对城市和沿海地区国民经济和人们生命财产带来的巨大灾害，迫切需要研制快速、有效、
准确的雾遥感监测和识别方法。在对雾的辐射特性与卫星光谱特征试验分析基础上，找出不同时相可见光遥感图像下垫面反射率与云雾反射率之间的相对关系，并通过对图像反射率的相对变化率进行计算分析，自动生成准雾区动态判别阈值，并在准雾区范围初步确定基础上，采用基于图像游程编码的快速连通区域标记技术，结合纹理分形分析、形态分形分析、平滑度分析、模板特征分析等实用方法，对气象卫星遥感图像进行雾自动识别和云雾分离研究，取得了良好的应用效果。
关 键 词：气象卫星；雾；遥感动态监测；自动快速识别方法
中图分类号：P405 文献标识码：A Doi ：10.3969/j.issn.1004-4965.2011.02.002
收稿日期: 2009-10-28
资助项目：上海市科委重点课题“上海城市和沿海大雾遥感监测预警系统研究”(NO. 075115011)资助
通讯作者: 周红妹，女，上海市人，正研级高级工程师，主要从事气象遥感和GIS 应用研究。E-mail: hong_mei@https://www.doczj.com/doc/47439198.html,
1 引 言
大雾是指能见度小于1 km 的天气现象，它对国民经济的影响巨大，是航空、水运、陆路交通以及城市高速公路交通安全的第一杀手。鉴于大雾对国民经济和人们日常生活的巨大影响，以及卫星监测雾具有快速、大范围、分辨率高的特点，国外早在1970年代就开始利用气象卫星进行雾监测研究
[1－3]
，但早期多偏重于典型实例分析
[4－
15]
。德国人研究了阿尔卑斯地区和周围盆地的雾，
提出了一些用于雾分类、图像校正以及结合雾的图像和数字地形模型判定雾高度的方法，给出了一些有应用价值的参考指标和计算方法。瑞士伯尔尼大学用NOAA 卫星对瑞士低洼区域夏季烟雾浓度进行了较系统的分析。Bendix (2006年)用MODIS 1～7通道的反射率进行白天雾的监测，并用辐射传输方程分别计算了典型的极大雾(能见度<50 m ，雾厚400 m)和极小雾(能见度<950 m ，雾厚30 m)情况下各通道的反射率，以此为阈值来判定雾区，并通过反演云底高来分离低云和大雾，也取得了一些效果[16]。近年来，国内也开展了利用气象卫星探测资料遥感雾的研究工作[17]。如1990年代末国家卫星气象中心为配合长江三峡大江截流工程，在白天利用NOAA 卫星可见光和红外探测资料，夜间利用3.7 μm 和11 μm 两个红外通道资料，采用阈值法和统计法，并结合图像处理技术对大雾的覆盖范围进行监测，在实时服务中取得了一定效果。居为民等[18]利用GMS-5卫星资料监测沪宁高速公路大雾获得初步成果；李亚春等[19]利用GMS-5气象卫星资料进行白天大雾的个例研究。
以上研究虽然已取得一定效果，但仅限于个例分析为多，尚不能满足大雾监测预警的业务应用需求。这是由于大雾产生时天空云系通常较为复杂，特别是低云和雾，其光谱、亮度往往十分接近，且云和雾通常会发生粘连，两者难以区别，
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加之地表反射率和比辐射率变化的复杂性，以及不同太阳高度角和气候条件会对卫星辐射值和反射率产生影响，故云雾遥感识别和分离具有较大复杂性。另由于遥感图像数据量大，计算方法复杂，故研制快速、实用的雾遥感自动识别方法，满足业务应用需要便成为目前的当务之急。
本文通过对大量不同时相遥感图像试验分析，找出遥感图像中下垫面反射率与云雾反射率之间的相对关系，以及遥感图像的下垫面、云、雾光谱变化规律和特征，达到准雾区的自动判别。同时，在准雾区识别基础上，结合光谱、纹理、结构特征分析、快速连通区域标记等技术方法，对气象卫星遥感图像进行雾自动识别和云雾分离，进而满足了雾动态、快速、自动识别的业务应用需要。
2 雾遥感识别原理
2.1 雾的辐射特性
雾是由大量靠近地面、飘浮在空气中的极细小的水滴或冰晶微粒组成，其粒子半径范围一般是在几个μm至十几个μm之间，密度可达每立方厘米数千个。当太阳光照射到大气中这种微小粒子時，光会由粒子向四面八方漫射出來，称为散射。而大气中这种粒子的直径与辐射的波长相当或者相近时发生的散射称为米氏散射。
由于卫星可见光和近红外波段主要对太阳光的反射和散射辐射敏感，而雾粒子的大小与可见光和近红外波长接近，故潮湿多雾的天气对米氏散射的影响较大，进而在一定程度上削弱和影响了卫星对地表面的探测。
在红外波段，雾的辐射特性也随波长不同而产生变化。中红外波段(3.7 μm附近)由于位于太阳与地球大气的辐射光谱曲线重叠处，白天雾区不仅自身向上发射辐射，而且还反射太阳辐射；而夜间由于没有阳光照射，所以主要是发射辐射。在长波红外波段(11 μm附近)，由于雾的比辐射率接近1，其辐射性状类似黑体，故主要向上发射辐射。2.2 雾的卫星光谱特征
根据气象卫星光谱原理，在可见光波段内，水体、植被、裸土的反射光谱有着较大差异。其中裸土的反射率最高，其次是水体，植被反射率最低。而云雾的反射率又高于水体、植被和裸土。另云和雾相比，云的反射能力更强，其反射能力随云状、云量、高度和厚度的不同而不同。因此，云、雾以及下垫面介质在可见光波段内的不同光谱特性给云雾判别提供了有利条件。
由雾的辐射特性研究分析表明，雾区具有近红外波段反照率低于可见光波段；雾区可见光、近红外波段反照率高于下垫面，低于中、高云；雾区的红外波段亮温通常低于下垫面，高于中、高云，但在天气伴有逆温层情况下(辐射雾)亮温高于下垫面邻近地区；雾区夜间10.5～11.5 μm 红外波段的亮温要高于11.5～12.5 μm波段的亮温等光谱特征。
2.3 雾的结构以及红外特征
在卫星可见光遥感图像上，由于雾区反照率低于中、高以及厚云，且粒子尺度变化较稳定，故其结构及红外特征表现为：顶部光滑、厚实，不具透射性，亮度变化不明显，纹理较均匀，边缘较清晰，温度更趋近于周围环境，且纹理、形态与地形、地貌具有较好的相似性，地形特征明显等。而云区则具有低亮温，纹理散乱，边界不规则，常伴有阴影区和高亮区等特点[19]。
2.4 雾自动识别和云雾分离原理
为了满足大雾遥感监测业务应用的自动判别需求，根据雾的辐射特征与光谱原理，本文对上海城市及沿海区域内的近年秋、冬季的多幅气象卫星资料进行光谱试验分析，发现白天不同太阳高度角和气候条件会对卫星可见光波段的云、雾、下垫面的辐射值和反射率造成差异(图1)。云、雾区除了在不同太阳高度角情况下的卫星辐射强度不同外，其反射率还受高度、厚度以及气候条件的影响。即云雾区高度越高、厚度越厚，辐射强度越强，则反射率也越大。另春、夏与秋冬季，晴天与阴天，卫星反射率也会有所不同。春、夏季反射率较高，秋、冬季反射率较低；晴天反射
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率高，阴天反射率低。而雾区反射率低于云区，但高于下垫面，处于下垫面和云区之间[20]。
鉴于不同太阳高度角和气候条件会对卫星可见光通道辐射值和反射率产生影响，以及每幅卫星可见光图像中云雾和下垫面介质反射特征的差异，造成了雾区判别阈值的不确定性。因此，本
文根据以上气象卫星可见光波段云雾的反射率特性，经过对秋、冬季(雾产生季节)多幅遥感资料进行充分研究和反复试验，发现雾区反射率随时间发生变化。早晨到上午雾区反射率随时间呈迅速上升趋势，中午11：30达到最强；而后随时间迅速减弱(图2)。
图1 FY-2C 卫星白天7:00—16:00时的雾、云、地面反射率峰值分布
图2 FY-2C 卫星白天7:00—14:00时的雾反射率分布
另由于不同面积、高度、厚度的云雾反射率的各项异性散射作用，对下垫面反射率亦会造成影响。如高云、冷云或对流云顶的散射作用会造成下垫面反射率的增强，其增强的幅度与云雾反射率的强度密切相关。
因此，本文通过找出不同时相可见光遥感图像雾区反射率特征和规律，以及下垫面反射率与云雾反射率之间的相对关系，并对不同时相图像雾区反射率的相对变化率进行计算分析，自动生成准雾区动态判别阈值。并在准雾区范围初步确定基础上，进而采用基于图像游程编码的快速连通区域标记以及多种纹理分析、数学形态分析等实用方法，进行雾检测和云雾分离，从而提高了雾区判别精度和计算效率。
3 雾遥感自动、快速检测方法
3.1 卫星资料选择
鉴于雾动态监测的时间分辨率要求，以中国FY-2C 和日本MTSAT 静止卫星为主(可见光波段地面分辨率分别为1.25和1 km ，红外波段地面分辨率分别为5和 4 km)，以地球观测卫星EOS/MODIS 资料为辅(可见光波段地面分辨率为250 m ，红外波段地面分辨率为1 km)，结合地面观测资料，根据雾的光谱特征和辐射特性，研制雾遥感快速检测方法，进行雾区动态检测和信息提取。
3.2 雾遥感检测方法
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3.2.1 准雾区动态判别门限自动生成
由于太阳高度角和天气气候条件的变化，使得接收到的每幅遥感图像的反射率和亮度均有所不同。为了满足动态、快速、自动的雾区监测需要，达到对每幅遥感图像实行云、雾和下垫面自动识别和分离目的，本文根据下垫面介质、云、雾区的不同光谱特性，通过对不同时相遥感图像反射率自动跟踪计算，找出不同时相的下垫面介质反射率和云区反射率之间的关系，并根据计算得出的下垫面介质、云区反射率与大雾反射率之间的相对变化率，自动生成准雾区范围动态判别门限，进而实现雾区与下垫面介质、中高云的初步分离，屏蔽了大量雾区之外的象元，提高了计算效率和后续算法的识别精度。FY-2C卫星准雾区反射率动态变化门限为，
F1(t，x，y)=h(t)＋w(t)+p(x，y) (1) 以及：
F2(t，x，y)=h(t)－w(t)+p(x，y) (2) 其中：
h(t)＝－0.239t3 + 6.137t2－46.50t+115.3 (3) w(t)=－0.427t2+9.315t－38.48 (4) 式中F1(t，x，y)为随时间t变化的准雾区判别上门限，F2(t，x，y)为随时间t变化的准雾区判别下门限；h(t)为雾区随时间t变化的反射率均值函数；w(t)为雾区反射率随时间t变化的相对波动范围函数，t为雾区持续时间；p(x，y)为下垫面受云区反射率影响参数，变量x为遥感图像中下垫面最小反射率，y为云区最高反射率，x、y由每幅遥感图像计算所得；p(x，y)参数由大量遥感资料实验分析得出。
根据以上方法计算得出准雾区动态判别门限，并结合反射率概率密度直方图分析，进而实现准雾区与下垫面、云区的初步分离，得到准雾区遥感图像。
3.2.2 基于游程编码的快速连通区域标记方法
在气象卫星准雾区范围确定基础上，针对雾区的空间分布为连续或成片特点，找出雾区的连通区域，以每个连通域作为一个独立处理对象进行分析处理。在连通域分析算法中，连通区域标记是影响计算时效性和复杂性的重要因素。连通区域标记过程的目的就是要寻找图像中所有的目标对象，将属于同一目标对象的所有像素用唯一的标记值进行标记。通过研究位于一个完整目标对象内所有像素的特性，从而获得被研究目标对象的整体性能和参数。连通域示意图见图3。
图3 连通域示意图
鉴于雾识别业务的快速响应需要，本文采用基于图像游程编码的快速连通区域标记方法，即用树形式表示游程之间的关系。通过两次扫描基于游程表示的图像，进而完成连通区域的快速标记和标号在树内的传播。
其主要技术思路：鉴于树具有树根、树干和树枝，则对应游程编码具有根游程编码、祖父游程编码、父游程编码。一个游程编码具有父节点游程编码，是指在它的上三角邻域中存在具有邻域关系节点的游程编码；如一个游程编码没有父节点游程编码，但具有祖父节点游程编码，则可以通过中间过程的父子关系建立它们之间亲缘关系的游程编码。根游程编码为一个独立的(既没有父游程编码也没有祖父游程编码)游程编码，属于一个目标对象的所有游程编码仅有一个根游程编码。除了根游程编码以外，所有其它的游程编码与根游程编码之间是否具有亲缘回溯关系，即任何两个游程编码之间是否归属于同一个目标对象，只需判定这两个游程编码是否具有亲缘关系(或者具有同一个根游程编码)即可。
标记过程是对游程编码后的图像进行连通性分析，本文采用游程八连通进行分析。对游程编码后的图像进行两次扫描便可以完成标记。
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采用以上基于游程编码的连通区域标记方法进行雾识别，具有计算速度快和存储量小，易于实现等优势，从而较好满足了雾检测业务应用需要。
3.2.3 雾结构特征识别方法 3.2.3.1 分形纹理分析
纹理信息是图像的空间信息，它能很好地兼顾图像的宏观性质及细部结构。在数学分形特征分析中，分数维的提出有效地体现了纹理的复杂度和粗糙度，揭示了纹理内在的自相似性。在气象卫星遥感图像中，云、雾灰度表面纹理粗细不一样，即对应着不同的分形维数，具有很好的分形特性。云的纹理粗糙和杂乱，对应的分形维数较大；雾的纹理较细，对应的分形维数较小，因此可利用分形维数进行云雾识别。分形维数有多种，为计算方便，本文采用了计盒维数纹理分析法对雾进行检测和分析。计算原理如下。
设 F 是R n 上任意非空的有界子集，N δ(F )是直径最大为δ、可以覆盖F 集的最少个数，则F 的下、上盒维数分别定义为，
δδδlog )(log lim
0?=→F N F Dim B (5)
δδδlog )
(log lim
0?=→F N F Dim B (6)
如果这两个值相等，则称这两个值为F 的盒维数，记为，
δδδlog )(log lim 0?=→F N F Dim B (7)
考虑到云雾的特点，选用了Sarkar 和Chaudhuri 共同提出的方法：设图像大小为M ×M ，按比例尺缩小到s ×s ，1
图像的分形维数(图4)。
图4 计盒维数示意图
3.2.3.2 形态分形分析
由于雾区(不包括峡谷雾区)在可见光通道具有清晰而规则的边界，因此通过分析该波段雾区边缘的规则度则可以判别是否非雾，即能排除非雾区等噪声地带。
形态分形维数FD 计算公式为，
FD =2ln(p /4)/ln(A ) (8)
其中p 是某一连通域的周长，A 是该连通域的面积。经实验计算表明，当FD 大于1.1时可以认为非雾区，为噪声区域。 3.2.3.3 平滑度分析
平滑度分析是衡量卫星值域波动程度的一个度量指标。鉴于雾区分布较均匀，灰度值域波动较小，则利用平滑度检验分析可达到对卫星可见光通道数据进行雾检测目的。如果某一连通域不够平滑，则判为雾区的可能性比较小。
平滑度P 计算公式为， P =2
1
2)(11x x n n
i i ∑=?×?
(9)
∑=×=n
i i
x n x 11 (10)
其中x i 为象元值，n 为象元个数。 3.2.3.4 模板特征分析
鉴于雾区具有顶部较光滑、低亮度，空间分布较规则、稳定；而云区具有高亮度、空间分布
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特征不稳定、起伏大等特征，采用模板特征分析法进行云雾识别和分离可取得较好效果。其主要技术思想为采用适当维数模板，通过计算和分析相近邻域灰度或物理量均值、方差以及采用邻域加权等不同方法，找出云、雾不同分布规律和物理特征，达到云雾自动分离目的。
(1) 均方差模板分析。
由于雾的分布结构较均匀、平缓、连续，以及云的空间分布特征为起伏大、结构散乱，故采用n ×n 维数模板，计算模板区域内均值和均方差，如该区域内均值以及均方差同时满足以下条件将其判别为雾。
即满足条件：
μ[∈β1，β2]， R 2 <ε，
其中均值μ和方差R 2计算公式分别为，
μ= ∑=n
i i A n 1
1 (i =1，2，3，……，n ) (11)
R 2
=∑∑==?n i n
i i A n 11
)(1μ (i =1，2，3，……，n ) (12)
其中A i 为象素灰度级或物理量；β1、β2为雾灰度级或物理量的上、下限区间，可采用光谱分析法给定；ε为雾范围允许误差，该值可根据不同气象卫星资料经试验所得。
(2) 选择平均法分析。
采用n ×n 维数模板，计算模板区域内中心点(P 点)周围点的均值μ和标准偏差η，如该区域内μ、η同时满足以下条件为雾。即，
μ、P [∈β1，β2]，
η<ε，
其中均值μ和标准偏差η分别为，
μ =∑=?×n
i i A n n 1
)1(1
(i =1，2，3，……，n ) (13) η=
2
1
)()1(1
∑=??×n
i i A n n μ(i =1，2，3，……，n )(14) 其中A i 、β1、β2、ε参数意义同前所述。 3.2.4 雾红外亮温识别法
夜间卫星仅有红外波段资料，无法得到可见光图像，故云雾遥感识别较困难。但在卫星辐射
特性上，由于夜间低层云雾在热红外通道(11 μm 左右)的辐射特性近似于黑体，其比辐射率约为1，而在中红外通道(3.7 μm 左右)的比辐射率明显小于1，云雾的比辐射率在两个红外波段的差异，在相应通道的红外云图上会造成亮温的差异，而陆地和海洋却不存在这样的差异。因此，在同时具有中红外和热红外通道资料情况下，本文利用两个红外通道间的亮温差异，即使用双谱法来识别夜间的低层云雾。 3.3 雾检测方法比较
雾检测方法通常可分成光谱分析和结构分析法。本文中光谱分析主要通过找出不同时相遥感图像的雾区、云区、下垫面的光谱关系和分布规律，设立动态判别阈值，进而达到雾区与高云、冷云以及下垫面介质的自动分离。该种方法具有客观性强、计算速度快、操作简便等特点；缺陷是有时会出现同物异谱现象，由于低云、层云的光谱与雾区光谱类似，故纯粹运用光谱法还不能将雾区与云区完全分开，还需进一步运用结构分析法判别、区分云雾区。
结构分析主要是通过研究分析云雾区的不同纹理、形态、平滑度以及边缘状况，进而达到进一步区分云、雾，提高雾检测精度目的。纹理分析是根据云雾灰度表面的分形维数(纹理粗细)来进行云、雾判别和划分，其特点是对灰度散乱、粗糙的对流云、锋面云系等区分效果较好，但对顶部光滑的层云检测效果有所欠缺。形态分形分析是通过分析图像连通域边缘的规则度判别云区或雾区。由于雾区通常具有较规则边界，故运用该法可取得一定检测效果，但当空中个别云系也具有规则边界特征时，就有可能错分。平滑度和模板特征分析主要针对雾区顶部较光滑、低亮度，空间分布较规则，而云区具有高亮度、空间分布特征不稳定、起伏大等特征进行云雾划分。该法去除对流云、锋面云等效果较明显，但对顶部光滑的层云检测效果有所限制。对于光谱、纹理等特征与雾区类似的层云，本文则采用亮温法进行云雾判别。这是层云相对于雾区具有较低的亮温，故可进行两者分离。
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综上所述，雾检测方法各具优势和缺陷。鉴于云、雾光谱类似，且经常产生粘连之复杂状况，凭单个特征不能完全将雾从下垫面和云区中分离，故本文从遥感图像的云雾检测原理出发，根据以上研究的多种云雾检测实用方法，采用优势互补、逐层次、渐进细化的逐步逼近方式来判别
雾区。
3.4 雾检测与云雾分离流程
对于雾检测的业务应用则是根据有利于雾区信息提取的先决条件，实行先光谱后结构的有序方式进行(图5)。
图5 雾遥感检测实施流程
4 雾检测应用分析
4.1 检测精度分析
由于雾区通常是成片产生，而地面气象观测点布局为点状分布，故本文采用点-点统计法对大雾检测精度进行分析。即将近年(2007年10月—2008年12月)73幅上海及华东地区的不同时相FY-2C 遥感资料提取的雾区信息为检验样本，将同时次的地面雾气象观测资料作为检验标准，计算遥感雾区与对应地面实测雾区的平均相对误差。如遥感雾区与地面观测同为雾区则认为判断正确，否则为误判。检验公式为，
∑=?=?n
i i i i V V W n 1
1 (15)
其中?为雾区遥感识别相对误差；W i 为空、地对应的遥感雾点数；V i 为地面实测雾点数；n 为遥感资料检验样本幅数。
经检验，采用以上遥感方法检测出的雾区平
均相对误差为 19.43%。 4.2 应用实例 4.2.1 实例1
图6是2008年11月15日8时01分接收的FY-2C 静止卫星资料，经采用以上方法进行判别后自动生成的大雾产品。由图可见河北省东南部与山东省交界处出现较大范围雾区，山西中部以及安徽南部、江西等部分地区出现大雾。经计算，大雾分布面积达59 728 km 2。将判识的雾区结果与临近时次的MICAPS 气象观测实况资料进行对比(图7)，雾区分布情况基本吻合。 4.2.2 实例2
图8为2008年1月9日10时13分的NOAA -17静止气象卫星经自动判别后生成的大雾产品。上海地区、江苏区域、山东南部、安徽北部、浙江北部等区域出现大雾，大雾分布面积达57 142 km 2。将监测结果与临近时次的MICAPS 大雾分布实况图(图9)进行对比，雾区检测基本吻合。
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图6 2008年11月15日8时01分大雾遥感分布
图7 2008年11月15日08时MICAPS 大雾分布实况
图8 2008年1月9日10时13分大雾遥感分布
图9 2008年1月9日08时MICAPS 大雾实况分布
5 结 论
(1) 根据下垫面介质、云、雾区的不同光谱特性，建立不同时相遥感可见光图像下垫面反射率与云雾反射率之间的相对关系，并通过对图像反射率的相对变化率进行计算分析，自动生成准雾区范围动态判别阈值，对于实现雾自动检测，提高雾检测时效性、客观性是行之有效的。
(2) 采用基于图像游程编码的快速连通区域标记方法，结合纹理分形分析、形态分形分析、平滑度分析、模板特征分析等实用分析技术，进
行雾遥感检测可取得快速、客观、自动化程度高等效果。
(3) 由于夜间卫星仅有红外波段资料，无法得到可见光图像，故云雾遥感识别较困难。一般情况下，根据低层云雾在热红外通道(11 μm 左右)和中红外通道(3.7 μm 左右)的亮温差异，使用双谱法来识别夜间的低层云雾。该法虽在一定情况下有效，但在识别准确度上存在局限性。
(4) 以上雾遥感自动检测方法适用于静止和极轨卫星。在有条件情况下，采用空中卫星和下垫面气象实时观察的点面结合方式将使雾监测精度得到较大提高。
160 热 带 气 象 学 报 27卷参 考 文 献：
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RESEARCH ON AUTOMATIC FOG IDENTIFICATION TECHNOLOGY BY METEOROLOGICAL SATELLITE REMOTE SENSING
ZHOU Hong-mei , GE Wei-qiang , BAI Hua , LIU Dong-wei , YANG Ying-min
(Shanghai Center for Satellite Remote-sensing and Application, Shanghai 201100, China)
Abstract: There is an urgent need for the development of a method that can undertake rapid, effective, and accurate monitoring and identification of fog by satellite remote sensing, since heavy fog can cause enormous disasters to China’s national economy and people's lives and property in the urban and coastal areas. In this paper, the correlative relationship between the reflectivity of land surface and clouds in different time phases is found, based on the analysis of the radiative and satellite-based spectral characteristics of fog. Through calculation and analyses of the relative variability of the reflectivity in the images, the threshold to identify quasi-fog areas is generated automatically. Furthermore, using the technique of quick image run-length encoding, and in combination with such practical methods as analyzing texture and shape fractures, smoothness, and template characteristics, the automatic identification of fog and fog-cloud separation using meteorological satellite remote sensing images are studied, with good results in application.
Key words: meteorological satellites; fog; dynamic remote sensing monitoring; rapid and automatic identification methods
2000年遥感图像处理 一、基础部分 1.简述傅立叶变换和小波变换的特点及其适用条件 2.分别从空域和频域上解释图像增强原理,并说明它们的关系 3.写出图像退化模型,并简述各个量的意义及其求法 4.简述局部自适应几何纠正的原理及优点. 5.试述SSDA(序贯相似性检测)图像配准算法的原理 6.如何抑制斑点噪声?如何去除不均匀光照的影响? 二、综合部分(40) 在已学过（或从事过）的遥感图像处理内容中，选择你最熟悉的一个方向并结合自己的理解进行论述（包括：1.该方向所要解决的主要的问题2.目前的发展状况与主要存在的问题.3.可能的解决途径等）。 2001年遥感图像处理 一、 基础部分 1.如何利用傅立叶变换计算卷积（图示）? 2.如何判定并消除斑点噪声? 3.简述几何精纠正的步骤 4.如何利用直方图进行色调调整? 5.设一幅图像大小为N=64*64,有8个灰度级,其灰度概率分布如下表: k r k n k n /n o r =0 790 0.19 7/11=r 1023 0.25 7/22=r 850 0.21 7/33=r 656 0.16 7/44=r 329 0.08 7/55=r 245 0.06 7/66=r 122 0.03 7如何对图像进行直方图均衡化处理。 6.假设薄云覆盖下地面景物的成象模型为: s(x,y)=L*r(x,y)* t(x,y) 其中， s(x,y)表示所成的象， r(x,y)表示地面景物的发射率，代表原始信号， t(x,y)表示云层的透射率，代表云层噪声，L 为太阳光强度。试问采用什么方法可以实现薄云覆盖下地面景物的恢复，简述恢复原理及过程。 二、综合部分：试分析为什么目前自动图像分类方法不能完全取代人工，并指出可能的突破点。 2002年遥感图像处理 一、考试内容包括 1.如何抑制斑点噪声? 2.说明什么情况下进行线形拉伸处理. 3.什么叫灰度共生矩阵? 4.计算二维离散傅立叶变换时,用到傅立叶变换的那些性质? 5.试述RS 图像的几何纠正过程. 二、考试内容包括 1.试述图像分类的方法及原理，并指出不同分类方法的区别与联系。 2.假设薄云覆盖下地面景物的成象模型为: s(x,y)=L*r(x,y)* t(x,y)
中国科学院遥感应用研究所 硕士研究生入学考试样题 科目：《程序设计与算法语言》 一填空题（每空2分，共30分） 1、对于一个具有n个结点的二元树，当它为一棵________二元树时具有最小高 度，当它为一棵________时，具有最大高度。 2、设数组a[1..50,1..80]的基地址为2000，每个元素占2个存储单元，若以行序 为主序顺序存储，则元素a[45,68]的存储地址为_________;若以列序为主序顺序存储，则元素a[45,68]的存储地址为____________。 3、对于一个具有n个结点的单链表，在已知的结点*p后插入一个新结点的时间 复杂度为________,在给定值为x的结点后插入一个新结点的时间复杂度为______________。 4、已知int*p(),(*q)();则p是________________,而q是______________。 5、已知一棵二叉树的前序序列为abdecfhg,中序序列为dbeahfcg，则该二叉树 的根为__________，左子树中有___________，右子树中有___________。 6、己知有序表为(12,18,24,35,47,50,62,83,90,115，134)当用二分法查找90 时，需__________次查找成功，47时__________成功，查100时，需__________次才能确定不成功。 7、XML在地理空间信息领域的应用是____________。利用它可以存储和发布各 种特征的地理信息，并控制地理信息在Web浏览器中的显示。 二选择题（每小题2分，共70分） 1、用来表示一个变量的地址或者表示另一变量的地址的变量是（）。 A.函数； B.指针； C.数组； D.结构体； 2、在C语言中，若函数调用时实参是数组名，则传递给对应形参的是（）。 A．数组空间的首地址；B．数组的第一个元素值；C．数组中元素的个数； D．数组中所有的元素； 3、int a = 2，则执行完表达式a+=a+=a-=a*a;后，a的值是（） A．-4；B．0；C．-8；D．16；
2000年中科院遥感所博士入学考试（GIS） 一、名词解释（每个4分，共20分） 1. 空间拓扑关系 2. 地址匹配 3. 元数据 4. 栅格数据结构 5. 空间数据精度 二、简答题（每个10分，共30分） 1. 简述地理信息系统的组成 2. 数字地形模型（DTM）的构建与应用 3. 叠加分析 三、问答题（任选二，每个25分，共50分） 1. 地理信息系统的发展及趋势 2. 时空动态数据结构研究 3. 结合你的专业，论述GIS应用的关键技术问题 2001年中科院遥感所博士入学考试（GIS） 一、名词解释 1. 地址匹配 2. 地图精度 3. 关系数据库 4. 四叉树 二、简答题 1. GIS的特点及应用 2. GIS的结构及功能 3. 空间分析方法及应用 三、论述题 1. GIS的发展趋势 2. GIS与RS、GPS的集成方法 3. GIS空间分析功能的缺陷及改进方法 2002年中科院遥感所博士入学考试（GIS） 一、名词解释 1. 地理空间 2. 行程编码 3. 地址匹配 4. 拓扑关系 5. 空间数据元数据 二、简答 1. 地理信息系统的组成与功能 2. 数字地形模型的建立方法与特点 3. 地理信息系统互操作
三、问答 1. GIS的发展历程 2. 结合你的专业，谈一谈gis的应用与关键点 2003中科院遥感所GIS部分试题（版本一） 一、名词解释 1. GIS 2. 数据挖掘 3. 空间索引 二、简答题： 1、GIS标准化的意义及作用 2、数据质量标准 三、论述 1、关于长江三峡搬迁的，求几个数据。很麻烦。 2、关于温度梯度的 2003年GIS试题（版本二） 一名词解释 DEM、TIN、平移转换、栅格结构 二、简答 1、GIS的组成 2、空间拓扑分析 3、GIS互操作 三、论述（任选二个） 1、GIS的发展简史和趋势 2、WebGIS的核心模型及其应用 3、结合您的专业，谈谈GIS的应用关键和潜在领域 2005年中国科学院遥感所GIS考博试题 一、简答题 1. 传统数据库管理空间数据的缺陷 2. GIS中TIN的生成步骤 3. 空间信息分析的基本方法有哪些 4. GIS标准化的内容 5．地理信息系统的开发策略 6．谈谈GIS与RS的关系 7. 开放式地理信息系统实现技术 8. 电子地图的特征 9. 空间索引有哪些，特点是什么 二、论述题 1. 印度洋海啸造成重大伤亡。请设计一个海啸预警、检测、评估系统的系统方案。
《精确农业》结课论文 遥感在农业中的应用 学生姓名：崔雪微 学号：20104075040 所在学院：信息技术学院 专业：电子信息工程 中国·大庆 2013年11月
遥感在农业中的应用 遥感技术在人们的生活中应用越来越多，发展迅猛，与许多学科有联系，在许多领域得到应用并且取得了非常好的效果，我将针对遥感在农业中的应用，特别是高光谱遥感对农业的发展起到的作用进行报告。农业是遥感应用中最 重要和最广泛的领域之一。20世纪20年代航空遥感刚一转入民用，便被用于农业土地调查。尤其是20世纪60年代将多光谱原理应用于遥感后，人们根据各种植物和土壤的光谱反射时特性，建立了丰富的地物波谱与遥感图像解译标志，在农业资源调查与动态监测、生物产量估计、农业灾害预报与灾后评估等方面，开展了大量的和成功的应用。 农作物长势是作物生育状况总体评价的综合参数。农作物长势监测指对作物的苗情、生长状况及其变化的宏观监测。我国早期的农业遥感的重点也是 在估产。从“六五”计划开始，开展了农作物遥感估产研究并在区域尺度上 开展估产试验。遥感技术具有客观、及时的特点，可以在短期内连续获取大范围的地面信息，用于农情监测具有得天独厚的优势。近20多年，农作物遥感监测一直是遥感应用的一个重要主题。从“七五”利用气象卫星数据进行北方十一省市小麦估产起步，经过“八五”重点产粮区主要农作物估产研究，到“九五”建立全国遥感估产系统，使我国的遥感技术在农业领域的应用不断向实用化迈进。 1 遥感估产的原理及农作物估产的方法 1.1 遥感估产的基本原理 任何物体都具有吸收和反射不同波长电磁波的特性，这是物体的基本特性。人眼正是利用这一特性，在可见光范围内识别各种物体的，遥感技术也是基于同样的原理，利用搭载在各种遥感平台(地面、气球、飞机、卫星等)上的传感器(照相机、扫描仪等)接收电磁波，根据地面上物体的波谱反射和辐射特性，
一．中科院遥感所博士专业选修课介绍 一、近年开设课程 1．高光谱遥感 40学时/2学分（张兵） 2．遥感物理 54学时/3学分（牛铮、柳钦火） 3．微波遥感 40学时/2学分（李震） 4．地球系统科学 40学时/2学分（毕思文） 5．遥感图像处理 60学时/4学分（唐娉） 6．虚拟地理环境 30学时/2学分（龚建华） 7．网络空间信息技术 30学时/2学分（杨崇俊） 8．数字城市 30学时/2学分（池天河） 9．量子遥感 10学时/1学分（毕思文） 10．滑坡遥感 10学时/1学分（王治华） 11. 遥感应用方法论 60学时/3学分（吴炳方） 12. 海洋遥感 30学时/2学分（唐军武） 13. 热红外遥感 10学时/1学分（陈良富） 14. 定量遥感反演 15学时/1学分（薛勇） 15. 遥感数据智能处理、程序设计与应用（马建文） 16. 遥感图像解译（刘亚岚、魏成阶） 二、年度授课情况 2006博士专业课（秋季） 1．遥感物理54学时/3学分（牛铮、柳钦火） 2．热红外遥感 10学时/1学分（陈良富） 3. 高光谱遥感 20学时/2分（张兵） 4. 定量遥感反演 15学时/1学分（薛勇） 5、海洋遥感 30学时/2学分 07年博士专业课（春季）所开课程 1．遥感图像解译 12学时/1学分（刘亚岚、魏成阶） 2．“数字城市”理论、技术与方法30学时/2学分（池天河等）3、遥感数据智能处理、程序设计与应用 21学时/2学分（马建文）07年博士专业课（秋季）开设课程 1、遥感物理 54学时/3学分（牛铮、柳钦火） 2、微波遥感 40学时/2学分（李震） 3、遥感应用方法论 40学时/2学分（吴炳方等） 08年博士专业课（春季）课程 1、遥感图像解译 12学时/1学分（刘亚岚、魏成阶） 2、遥感数据智能处理、程序设计与应用 21学时/2学分（马建文） 3、遥感图像处理 21学时/2学分（唐娉）
中科院遥感应用研究所2003年GIS专业硕士研究生入学考试试卷 一、名词解释（每题3分，共15分） 1、地理信息系统 2、空间信息网格 3、空间数据挖掘 4、数据互操作性 5、空间索引 二、填空题（每空答对得2分，不答或答错不扣分，共40分） 1、地理信息系统萌芽于（）年代。 2、我国的地理信息系统工作起始于（）年代，其标志是（）。 3、（）、（）和（）是地理空间分析的三大要素。 4、地理信息系统中的数据转换主要包括（）和（）。 5、地理信息系统的空间分析分为（）、（）和（）三个层次。 6、空间关系通常分为（）、（）和（）三类。 7、手扶跟踪数字化的精度受（）、（）和（）三种条件的影响。 8、空间信息查询方式主要有（）、（）和（）三种方式。 三、判断题（请根据判断在每题的括弧中写入“对”或“错”，每一题答对得4分，答错不扣分，共20分） 1、若某一弧段的左、右多边形分别为A和B，则A、B两个多边形相邻。（） 2、若弧段A和多边形P无交点，则A和P是分离关系。（） 3、利用游程编码数据结构一定能够减少数据存储空间。（） 4、对于等角投影，面积越大，造成的畸变越大，因而大面积的区域制图不适合使用等角投影。（） 5、开放式GIS的目的是实现异构分布数据的共享和不同系统之间的互操作。（） 四、简答题（共三题，每题10分，共30分） 1、简述地理空间数据库的特点及发展趋势 2、简述空间数据质量的标准要素 3、简述地理信息系统标准化的内容及意义 五、论述题（共两题，45分）
1、长江三峡工程是举世注目的重大水利工程。若根据蓄水前后的水位计算淹没区范围、淹没耕地面积及淹没区移民数量，你需要哪些基本数据？并结合GIS 的功能给出详细的技术方案和实现过程。（25分） 2、给定某一海域的海面观测点分布地图及每个点的海面日平均温度观测数据，现需要计算该海域内某一天的海面温度等值线分布及温度变化梯度分布，请利用GIS的功能给出求解方法和步骤。（20分） 中科院遥感应用研究所2005年GIS专业硕士研究生入学考试试卷 一、填空题 1.数据建模的三个步骤： 2.空间分析的三种类型： 3.矢量对象按其维数分为五类：分别判断集中对象是人为、还是自然空间对象。 4.GIS的硬件的四个组成部分 5.地图投影按几何畸变分为三种类型：高斯投影为哪种投影。 6.数据库的类型 二、简答题 1.简述地理信息的组成部分。 2.元数据的概念和作用。 3.关于空间分析 三、论述题 1、为测定区域的水土分布情况，在区域内布设100个观测点，问如何布设？如何根据这100个观测值，分析区域的水土分布情况。（大意就是这样） 2、给出遥感数据的行程编码，你能将数据还原为原来的形式。并转换为二维的Morton码，然后求第5行第6列的Morton码是多少？ 3、数据质量的各个要素和内容？ 4、地理信息系统开发的步骤？ 中科院遥感应用研究所2006年GIS专业硕士研究生入学考试试卷 一、名词解释：（4' X 5） 1、虚拟现实 2、空间信息网格 3、空间信息挖掘 4、数据互操作性 5、空间索引 二、填空（大概意思，不全，少4空，望补充！顺序不对）（每空2分，答错倒扣1分） 1、数据建模三步骤（）（）（）
2011年3月RS真题 一、名词解释 1、成像光谱仪 通常的多波段扫描仪将可见光和红外波段分割成几个到十几个波段，对遥感而言，在一定的波长范围内，被分割的波段数愈多，及波段取样点愈多，愈接近于连续波谱曲线，一次可以使扫描仪在取得目标地物图像的同时获得该地物的光谱组成，这种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。 2、空间分辨率 针对遥感器或图像而言，指图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小，或指遥感区分两个目标的最小角度或线性距离的度量，反映了两个非常靠近的目标物的识别区分能力，有时也称为分辨力或解像力；对地面而言，指可以识别的最小距离或最小目标物的大小。一般有三种表示方法：①像元，指单个像元所对应的地面面积大小；②线对数，对摄影系统而言，影像最小单元常通过1mm间隔内包含的线对数确定；③瞬时视场，指遥感器内单个探测元件的受光角度或观测视场，单位为毫弧度，瞬时视场越小，最小可分辨单元（可分像素）越小，空间分辨率越高。 3、叶面积指数 叶面积指数（LAI）是指每单位地表面积的页面面积比例，它对植物光合作用和能量交换是十分有意义的。叶片的叶绿素在光照条件下进行光和作用，产生植物干物质积累，并使叶面积增大，叶面积增大则光合作用更强，产生更多的干物质积累，则生物量扩大，同时，叶面积越大，植物群体的反射辐射越强。页面指数与植被生态生理、叶片生物化学性质、蒸散、冠层光截获、地表第一生产力等密切相关，使它成为研究生态系统一个十分重要的参数。4、光谱分辨率 遥感信息的多波段特性，多用光谱分辨率来描述。光谱分辨率指遥感器所选用的波段数量的多少、各波段的波长，及波长间隔的大小，即选择的通道数、每个通道的中心波长、带宽这三个因素共同决定光谱分辨率。光谱分辨率越高，专题研究的针对性越强，对物体的识别精度越高，遥感应用分析的效果越好，如TM在0.45-12.5um有7个波段，记录了同一物体在7个不同波段的光谱响应特性的差异，而航空可见、红外成像光谱仪AVIRIS，在0.4-2.45有224个波段，可以捕捉到各种物质特征波长的微小差异。 5、植被指数 植被指数指选用多光谱遥感数据经分析计算（加、减、乘、除等线性或非线性组合方式），产生某些对植被长势、生物量等有一定的指示意义的数值，它用一种简单而有限的形式—仅用光谱信号，而不用其他辅助资料，也没有任何假设条件，来实现对植物状态信息的表达，以定性和定量的评价植被覆盖、生长活力及生物量等。在植被指数中，通常选用对绿色植物（叶绿素引起的）强吸收的可见光波段（0.6-0.7um）和对绿色植物（叶内组织引起的）高反射的近红外波段（0.7-1.1um）。 6、地物方向谱 地物方向谱主要用来描述地物对太阳辐射反射、散射能力的空间变化的波谱变化。 7、主动遥感 按遥感的工作方式分为主动遥感和被动遥感。主动遥感，又称有源遥感，指从遥感平台上的探测器主动发射一定电磁能量的电磁波，再由传感器接收和记录其反射和记录其反射波的遥感系统。其主要特点是不依赖太阳辐射，可以昼夜工作，而且可以根据探测目的的不同，
北京市 北京市测绘设计研究院 北京勘察技术工程公司 中国科学院遥感应用研究所 北京市市政工程设计研究总院 北京华星勘查新技术公司 中国航天建筑设计研究院勘察公司 中兵勘察设计研究院 国家林业局调查规划设计院 中国国土资源航空物探遥感中心 北京海淀长地计算机公司 北京国电华北电力工程有限公司 铁道部专业设计院 中国测绘科学研究院 中国地图出版社 中国四维测绘技术总公司 中航勘察设计研究院 北京市城建勘测设计测绘院有限责任公司国家基础地理信息中心(国家测绘资料档案馆） 中国土地勘测规划院中国科学院地理科学与资源研究所 建设部综合勘察研究设计院(建设部遥感制图中心) 北京国电华北电力工程有限公司 天津市 天津水运工程勘察设计院 天津市海岸带公司 天津市地质工程勘察院 天津市水利勘测设计院 天津航道勘察设计研究院 天津市测绘院 铁道部第三勘测设计院 中国地震局第一地形变监测中心 中交第一航务工程勘察设计院 水利部天津水利水电勘测设计研究院 国家海洋信息中心 天津海上安全监督局海测大队 天津市市政工程设计研究院 天津市勘察院 河北省
河北省第三测绘院 河北省建设勘察研究院 河北省第二测绘院 石家庄市勘察测绘设计研究院 冶金工业部第一地质勘查局测绘大队 河北省第一测绘院 地矿部河北地勘局测绘院 核工业航测遥感中心 中国石油天然气管道工程有限公司 中国兵器工业北方勘察设计研究院 中国化学工程第一岩土工程有限公司 华北石油勘察设计研究院 中国石化集团勘察设计院 核工业第四勘察院 冶金工业部勘察研究总院 水利部河北水利水电勘测设计研究院 河北煤田地质局物测地质队 河北省制图院 保定地质图制印厂 石油地球物理勘探局测绘工程中心 中国有色金属工业总公司地质勘查总局测绘中心中国建筑材料工业地质勘查中心河北总队秦皇岛市测绘大队 山西省 山西省基础地理信息院 山西省地质矿产局测绘队 山西省工程测绘院 太原市勘察测绘研究院 山西省第六地质工程勘察院 山西省电力勘测设计院 水利部山西水利水电勘测设计研究院 山西省勘察设计研究院 山西省第二地质工程勘察院 山西省地图集编篡委员会编辑部 西山煤田（集团）有限责任公司 山西煤田地质综合普查队 内蒙古自治区 内蒙古自治区测绘院 内蒙古自治区航空遥感测绘院 内蒙古自治区地质测绘院 内蒙古自治区水利水电勘测设计院
北京市 数学与系统科学研究院 力学研究所 物理研究所 高能物理研究所 声学研究所 理论物理研究所 国家天文台 渗流流体力学研究所 自然科学史研究所 理化技术研究所 化学研究所 过程工程研究所 生态环境研究中心 古脊椎动物与古人类研究所大气物理研究所 地理科学与资源研究所 遥感应用研究所 空间科学与应用研究中心 对地观测与数字地球科学中心地质与地球物理研究所 数学科学学院 物理学院 化学与化工学院 地球科学学院 资源与环境学院 生命科学学院 计算机与控制学院 管理学院 人文学院
外语系 工程管理与信息技术学院 材料科学与光电技术学院 电子电气与通信工程学院 华大教育中心 动物研究所 植物研究所 生物物理研究所 微生物研究所 遗传与发育生物学研究所 心理研究所 计算技术研究所 工程热物理研究所 半导体研究所 电子学研究所 自动化研究所 电工研究所 软件研究所 国家科学图书馆 微电子研究所 计算机网络信息中心 科技政策与管理科学研究所 北京基因组研究所 青藏高原研究所 光电研究院 国家纳米科学中心 信息工程研究所 空间应用工程与技术中心（筹）天津市 天津工业生物技术研究所
河北省 渗流流体力学研究所 遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心山西省 山西煤炭化学研究所 辽宁省 大连化学物理研究所 沈阳应用生态研究所 沈阳计算技术研究所 金属研究所 沈阳自动化研究所 吉林省 长春人造卫星观测站 长春应用化学研究所 东北地理与农业生态研究所 长春光学精密机械与物理研究所 上海市 上海应用物理研究所 上海天文台 声学研究所东海研究站 上海有机化学研究所 上海硅酸盐研究所 上海生命科学研究院 上海药物研究所 上海微系统与信息技术研究所 上海光学精密机械研究所 上海技术物理研究所 上海巴斯德研究所
中国科学院遥感应用研究所XXXX年硕士生入学考试试题遥感概论 一、名词解释（每题4分，共20分） 1.辐射出射度 2.信噪比 3.极化雷达 4.数字地形模型 5.叶面积指数 二、填空题（每空2分，共20分） 1. 一个光子的能量频率为3.75*1014赫兹（Hz）,则该光子的能量为 焦耳，其对应的波长为微米，波数为厘米-1。（已知普朗克常数为6.626*10-34焦耳秒,光速为3*108米/秒） 2. 已知标准漫反射板在某一波长的反射率为50％，在相同的入射角度和观测角度条件下，分别测量目标和反射板在相同波长处的辐射亮度，得到观测仪器的读数分别为800和2500，则在该入射角度和观测角度条件下目标的双向反射率因子BRF为，双向反射率BRDF为。 3．在地球大气层顶测得太阳的平均辐照度为1380瓦／米2，地球大气层顶到太阳中心的距离为1.5*1011米，则太阳的总辐射功率为：瓦。 4. 空间数据结构主要有和。 5.请列出2个你熟悉的植被指数和。 三、多项选择题（每题2分，共20分） 1.决定大气散射特性的主要因素包括: ( ) (a) 大气粒子的成分; (b) 大气粒子的大小; (c) 大气粒子的含量; (d) 波长; (e)观测仪器。 2．属于遥感传感器的包括: （） (a) TM; (b) NOAA; (c) SIR-C; (d) MODIS; (e) SPOT; (f) AVHRR 3．下面关于植被光谱特征的描述是正确的包括：（） (a) 0.45微米和0.67微米波段为叶绿素吸收谷； (b) 0.54微米为胡萝卜素的吸收谷； (c) 0.74-1.3微米波段为木质素的吸收谷； (d) 1.4微米,1.9微米,2.7微米波段为水吸收谷。 4．热红外遥感的大气窗口主要包括：（） (a)0.4-0.7微米；(b)1-2微米；(c)3-5微米；(d)6-7微米;(e)8－14微米；(f) 15－17微米。 5．颜色的属性包括：（） (a)明度；(b)波长；(c)色调；(d)饱和度；(e)频率。 6．空间数据的基本属性主要包括: （） (a)空间属性；(b)相位属性；(c)专题属性；(d)偏振属性；(e)时间属性。 7．土地覆盖分类中的主要问题有：（） (a)同物异谱；(b)同物同谱；(c)同谱异物；(d)异谱异物。 8．海洋水色遥感包括以下方面的应用：（） (a) 通过叶绿素吸收波段测定浮游生物分布； (b) 利用海水浑浊度遥感海洋悬浮沉积物含量； (c) 通过遥感黄色物质含量测定海水盐度 (d) 通过海洋初级生产力分布研究海洋生物过程和海洋生态系统； (e) 通过海洋近红外波段的吸收特性反演海面温度。
遥感领域两院院士和中科院遥感所研究员遥感领域两院院士和中科院遥感所研究员 陈述彭，中国科学院院士 中国科学院遥感应用研究所，中国科学院地理科学与资源研究所 研究方向：GIS及遥感应用 被誉为中国的“遥感之父”。中国遥感和GIS的开拓者。20世纪50年代，积极推动中国国家地图集的编制.60年代倡导航空像片系列制图与计算机辅助制图.70年代致力于开拓遥感应用,组织自然资源与城市环境航空遥感实验.80年代负责研制中国资源与环境信息系统国家规范,筹建资源与环境信息系统国家重点开放实验室. 著有《地学的探索》文集6卷(1990-2003),《石坚文存》(1999);合著《遥感地学分析》(1985,1990)、《地理信息系统导论》二种教材,主编《地球系统科学》及《遥感大词典》(1990)二种工具书;主编《地学信息图谱》(2001);主编《地球信息科学》(1997一)及《遥感信息》(1986一)两种期刊. 徐冠华，中国科学院院士 国家科技部原部长，原中科院遥感所所长 研究方向：资源遥感和地理信息系统
在卫星数字图处理研究方面,发展了边界决策、训练样地分析、图分类、图斑综合、生物量估测等的理论和技术,研制成功中国最早的遥感卫星数字图处理系统;发展了遥感综合调查和 系列制图的理论和方法,领导编制了第一部再生资源遥感综 合调查与系列制图技术规程,在分类系统、制图比例尺、技术流程、专题图种类等方面具有开拓性和创造性;领导的"三北"防护林遥感综合调查课题在空间遥感应用规模、技术难度和时间要求上均取得突破. 童庆禧，中国科学院院士 中国科学院遥感应用研究所，北京大学 研究方向：遥感技术与应用 早年从事气候学、太阳辐射和地物遥感波谱特征研究.在中国首先提出关于多光谱遥感波段选择问题,并在理论、技术和方法上进行了研究.主持了中国科学院航空遥感系统的研制,"七五"攻关中发展成为具有国际先进水平的"高空机载遥感实用 系统".倡导和开展了高光谱遥感研究,在岩石矿物识别、信息提取和蚀变带制图方面取得突破.根据植被光谱特征研究发 展的高光谱导数模型和光谱角度相似性匹配模型等为高光 谱遥感这一科技前沿的发展与应用奠定了基础. 李小文，中国科学院院士 中国科学院遥感应用研究所，北京师范大学 研究方向：遥感信息处理
中国科学院数学与系统科学研究院 *中国科学院数学研究所 *中国科学院应用数学研究所 *中国科学院系统科学研究所 *中国科学院计算数学与科学工程计算研究所 中国科学院物理研究所 中国科学院理论物理研究所 中国科学院高能物理研究所 中国科学院力学研究所 中国科学院声学研究所 中国科学院理化技术研究所 中国科学院化学研究所 中国科学院生态环境研究中心 中国科学院过程工程研究所 中国科学院地理科学与资源研究所 中国科学院国家天文台 *中国科学院云南天文台 *中国科学院乌鲁木齐天文工作站 *中国科学院长春人造卫星观测站 *中国科学院南京天文光学技术研究所 中国科学院遥感应用研究所 中国科学院地质与地球物理研究所 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所 中国科学院大气物理研究所 中国科学院植物研究所 中国科学院动物研究所 中国科学院心理研究所 中国科学院微生物研究所 中国科学院生物物理研究所 中国科学院遗传与发育生物学研究所 *中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心（原中国科学院石家庄农业资源研究所） 中国科学院计算技术研究所 中国科学院软件研究所 中国科学院半导体研究所 中国科学院微电子研究所 中国科学院电子学研究所 中国科学院自动化研究所 中国科学院电工研究所 中国科学院工程热物理研究所 中国科学院空间科学与应用研究中心 中国科学院自然科学史研究所 中国科学院科技政策与管理科学研究所
中国科学院光电研究院 北京基因组研究所 中国科学院青藏高原研究所 国家纳米科学中心 院直属事业单位（京外） 中国科学院山西煤炭化学研究所 中国科学院沈阳分院 中国科学院大连化学物理研究所 中国科学院金属研究所 中国科学院沈阳应用生态研究所 中国科学院沈阳自动化研究所 中国科学院海洋研究所 青岛生物能源与过程研究所(筹) 烟台海岸带可持续发展研究所（筹） 中国科学院长春分院 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国科学院长春应用化学研究所 中国科学院东北地理与农业生态研究所 *中国科学院东北地理与农业生态研究所农业技术中心（原中国科学院黑龙江农业现代化研究所） 中国科学院上海分院 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院上海光学精密机械研究所 中国科学院上海硅酸盐研究所 中国科学院上海有机化学研究所 中国科学院上海应用物理研究所（原子核研究所） 中国科学院上海天文台 中国科学院上海生命科学院 *生物化学与细胞生物学研究所 *神经科学研究所 *药物研究所 *植物生理生态研究所 *国家基因研究中心 *健康科学研究中心 *中国科学院上海生命科学信息中心 *营养科学研究所 *中国科学院上海生物工程研究中心 中国科学院上海巴斯德研究所（筹） 中国科学院福建物质结构研究所 中国科学院城市环境研究所 中国科学院宁波材料技术与工程研究所(筹) 中国科学院南京分院
中科院地理信息系统概论——中国科学院遥感应用研究所硕士入学考试试卷 来源：作者：发布时间：2007-11-17 新浪ViVi Yahoo书签和讯网摘添加到百度搜藏+ https://www.doczj.com/doc/47439198.html, Google书签搜狐网摘365Key网摘天极网摘我摘POCO网摘博采网摘天天收藏igooi网摘收藏到QQ书签 考研故事考研经验考研数学考研英语考研政治考研资讯 中国科学遥感应用究所 XXXX年硕士究生入学试试卷（3页） 科目：地理信息系统概论（总分150分）时间：180分钟 （一名词解释，二填空题，三判断题答在试卷上；四简答题，五论述题答在答题纸上） 一、名词解释（每题3分，15分） 1、地理信息系统 2、空间信息网格 3、空间数据挖掘 4、数据互操作性 5、空间索引 二、填空题（每空答对得2分，不答或答错不扣分，40分） 1、地理信息系统萌芽于（）年代。 2、我国的地理信息系统工作起始于（）年代，其标志是（）。 3、（）、（）和（）是地理空间分析的三大要素。 4、地理信息系统中的数据转换主要包括（）和（）。
5、地理信息系统的空间分析分为（）、（ ）和（）三个层次。 6、空间关系通常分为（）、（）和（）三类。 7、手扶跟踪数字化的精度受（）、（）和（）三种条件的影响。 7、空间信息查询方式主要有（）、 （）和（） 三种方式。 三、判断题（请根据判断在每题的括弧中写入“对”或“错”，每一题答对得4分，答错不扣分，20分） 1、若某一弧段的左、右多边形分别为A和B，则A、B两个多边形相邻。（） 2、若弧段A和多边形P无交点，则A和P是分离关系。（） 3、利用游程编码数据结构一定能够减少数据存储空间。（） 4、对于等角投影，面积越大，造成的畸变越大，因而大面积的区域制图不适合使用等角投影。（） 5、开放式GIS的目的是实现异构分布数据的享和不同系统之间的互操作。（） 四、简答题（三题，每题10分，30分） 1、简述地理空间数据库的特点及发展趋势 2、简述空间数据质量的标准要素 3、简述地理信息系统标准化的内容及意义 五、论述题（两题，45分） 1、长江三峡工程是举世注目的重大水利工程。若根据蓄水前后的水位计算淹没区范围、淹没耕地面积及淹没区移民数量，你需要哪些基本数据？并结合GIS的功能给出详细的技术方案和实现过程。（25分） 2、给定某一海域的海面观测点分布地图及每个点的海面日平均温度观测数据，现需要计算该海域内某一天的海面温度等值线分布及温度变化梯度分布，请利用GIS的功能给出求解
我国遥感领域的科研院所及国家机关、发展现状以 及最新趋势文献综述 朱培雄 1249075 摘要：遥感是以航空摄影技术为基础，在20世纪60年代初发展起来的一门新兴技术。中国遥感事业起始于1950年代组建专业飞行队伍开展航摄和应用。随着全球化战略不断深化以及全球环境问题日益突出，遥感技术作为人类快速大范围获取对地观测信息的唯一手段，受到国际社会的高度重视。而我国的遥感领域的研究也不断进步，从科学研究、政策管理、学科建设和人才培养方面都有长足发展。本文在统计分析的基础上，总结了我国遥感领域的重点科研院所及国家机关，介绍了我国遥感信息技术的发展及应用现状，并对我国遥感领域的最新趋势做出归纳和展望。 关键词：遥感技术科研院所国家机关发展趋势 Research Institute and Government departments , Development and the New Trend in the Field of Remote Sensing In China Peixiong Zhu 1249075 Abstract:Remote sensing technology is based on aerial photography,which is a new technique developed in the early 1960s.Chinese remote sensing career began in the 1950 s to form a professional flight team for carrying out aerial and application.With the deepening globalization strategy and the global environment problem increasingly prominented, remote sensing technology which is the only means as human’s fast large range for earth observation information , attaches great importance to by the international society.And remote sensing in our country, from the scientific research get great progress in research, it has a rapid development in policy, management, discipline construction and talent cultivation .On the basis of statistical analysis, this paper sums up the key research institutes in the field of remote sensing in China and the state organs, introduces the remote sensing information technology development and application status in our country, and the latest trends in the field of remote sensing in China to make a summary and outlook. Key Words:remote sensing;government departments;development; trend 1 引言 遥感(Remote sensing)就是不直接接触被研究目标区域或现象,而是通过某种装置或设备来获取有关光热以及无线电波等电磁能量的数据,借助这些数据来探测地物的各种特性,从而获得人们所需要信息的一门科学和[1]技术遥感技术以航空摄影技术为基础把人类研究地表信息的能力由陆地推向太空,极大地拓宽人类的研究视野,使得人类能够宏观、及时、准确、综合进行对地观测和监测。 1.1遥感技术及特点 遥感是一门对地观测综合性技术，它的实现既需要一整套的技术装备，又需要多种学科的参与和配合，因此实施遥感是一项复杂的系统工程。根据遥感的定义，遥感系统主要由以下四大部分组成： 1.1.1信息源：信息源是遥感需要对其进行探测的目标物。任何目标物都具有反射、吸收、透射及辐射电磁波的特性，当目标物与电磁波发生相互作用时会形成目标物的电磁波特性，这就为遥感探测提供了获取信息的依据。 1.1.2信息获取：信息获取是指运用遥感技术装备接受、记录目标物电磁波特性的探测过程。信息获取所采用的遥感技术装备主要包括遥感平台和传感器。其中遥感平台是用来搭载传感器的运载工具，常用的有气球、飞机和人造
地理信息：是用于表征地理系统诸要素的质量、数量、分布特征、相互联系和变化规律的文字、数字、图形和图像的总称。 地图学与地理信息系统：可简单的定义为用于采集、模拟、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机信息系统。其以空间数据库为基础，采用地理模型分析，实现地理信息的采集、存储、检索、分析、显示、预测。 地理信息系统是用于采集、存储、查询、分析和显示地理参照数据的计算机系统。地理参照数据又称地理空间数据，适用于描述位置和空间要素属性的数据。 地理信息系统的组成： 1)计算机系统，可分为硬件系统和软件系统两部分。硬件系统包括执行程序的中央处理器、 保存数据和程序的存储设备以及用于数据输入、显示、和传输的外围设备（数据采集设备、输出设备及网络设备）等。软件系统包括可运行GIS软件的操作系统和GIS软件，其中GIS软件包括程序和用于驱动硬件的用户界面。 2)地理数据库系统：地理数据库系统由数据库实体AW地理数据库管理系统组成。地理数 据库管理系统主要用于数据维护、操作、查询检索等。地理数据库的地理数据分为几何数据和属性数据。可以用栅格和矢量两种形式表示，几何数据表现了地理空间实体的位置、大小、形状、方向以及拓扑几何关系。 3)地理信息系统的应用人员及基础设施：GIS需要专业人员进行系统管理、制定解决方案 以及处理应用问题。基础设施是指维护GIS运行所需要的物理的、组织的、行政和文化的环境。 GIS的基本功能 1)数据采集、检验与编辑：主要用于获取数据，保证地理信息系统数据库中的数据在内容 与空间上的完整性，数据值逻辑一致，无错等。 2)数据格式化、转换和概化，通常称作数据操作。数据的格式化是指不同数据结构的数据 间变换，是一种耗时、易错，需要大量计算量的工作，应尽可能避免。数据转换包括数据格式转化、数据比例尺的变换等。数据概化包括数据平滑、特征集结等。 3)数据的存储与组织：这是一个数据集成的过程，也是建立地理信息系统数据库的关键步 骤，涉及到空间数据和属性数据的组织。属性数据的组织方式有层次结构、网络结构与关系数据库管理系统等。 4)查询、检索、统计、计算功能和空间分析。查询、统计和计算是地理信息系统所具备的 最基本的分析功能。空间分析是地理信息系统的核心功能，也是地理信息系统与其它计算机系统的根本区别。模型分析是指在地理信息系统支持下，分析和解决问题的方法体现，它是地理信息系统应用深化的重要标志。空间分析可分为三个不同的层次，空间检索、空间拓扑叠加分析和空间模拟分析。 5)可视化功能：地理信息系统为用户提供了许多显示地理数据的工具，其表达形式既可以 是计算机屏幕显示，也可以是集成在报告、表格、照片、地图等图件中，尤其要强调的是地理信息系统的地图输出功能。 地理国情监测：综合利用空间信息技术，对自然和人文现象进行定量化的动态监测，形成反映各类资源、环境、生态、经济等要素的空间分布及变化规律的统计数据。 2018 云GIS:云计算与GIS的结合，是将云计算的各种特征用于支撑地理空间信息的各要素，包括建模、存储、处理等等，从而改变用户传统的GIS应用方法和建设模式，以一种更加友好的
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） Bidirectional Reflectance Distribution Function，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
1、 地理信息系统2、空间信息网格3、空间数据挖掘 4、 数据互操作性 5、空间索引 二、 1、 地理信息系统萌芽于（ ）年代。 2、 我国的地理信息系统丁.作起始于（ ）年代，其标志是（ 3、 ）、（ ）和（ ）是地理空间分析的三大要素。 4、 地理信息系统中的数据转换主要包括（ 5、 地理信息系统的空间分析分为（ 个层次。 6、空间关系通常分为（ ）三类。 7、手扶跟踪数字化的精度受（ ）三种条件的影响。 ）三种方式。 中科院遥感应用研究所2003年GIS 专业硕士研究生入学考试试卷 名词解释（每题3分，共15分） 填空题（每空答对得2分，不答或答错不扣分，共4（）分） 8、空间信息查询方式主要有（ 三、判断题（请根据判断在每题的括弧中写入“对”或“错”，每一题答对得 4分，答错不扣分，共20分） 1、若某一?弧段的左、右多边形分别为A 和B,则A 、B 两个多边形相邻.（ 2、若弧段A 和多边形P 无交点，则A 和P 是分离关系。（ 3、利用游程编码数据结构一定能够减少数据存储空间。（ 4、对于等角投影，面积越大，造成的畸变越大，因而大面积的区域制图不适合 使用等角投影。（ 5、开放式GIS 的目的是实现异构分布数据的共享和不同系统之间的互操作。 （ ） 四、简答题（共三题，每题10分，共30分） 1、 简述地理空间数据库的特点及发展趋势 2、 简述空间数据质量的标准要素 3、 简述地理信息系统标准化的内容及意义 五、论述题（共两题，45分） 1、 长江三峡T.程是举世注月的重大水利工程。若根据蓄水前后的水位计算淹没 区范围、淹没耕地面积及淹没区移民数量，你需要哪些基本数据？并结合GIS 的功