第一章绪论
一、遥感的概念：
广义的遥感是指一切无接触的远距离探测，包括电磁场|、力场、机械波等的探测。
狭义的遥感是指应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。
二、遥感系统：
（一）遥感系统的五大部分：1. 被测目标的信息特征
2. 信息的获取
3. 信息的传输与记录
4. 信息的处理
5. 信息的应用
（二）遥感平台：装载传感器的工具。
三．遥感的类型：
（一）按遥感平台划分：
1. 地面遥感（例车载，船载，手提，固定或活动高架平台等）
2. 航空遥感（例飞机，气球等）
3. 航天遥感（例人造地球卫星，航天飞机，空间站，火箭等）
4. 航宇遥感（例星际飞船等）
（二）按传感器的探测波段划分：
1. 紫外遥感：探测波段在0.05~0.38微米之间
2. 可见光遥感：探测波段在0.38~0.76微米之间
3. 红外遥感：探测波段在0.76~1000微米之间
4. 微波遥感：探测波段在1 mm~10mm之间
5. 多波段遥感：指探测波段在可见光波段和红外波段范围内，再分
成若干窄波段来探测目标
（三）按工作方式划分：
1. 主动遥感：由探测器主动发射一定电磁波能量并接收目标的后向
散射信号
2 .被动遥感：传感器不向目标发射电磁波，仅被动接收目标物的自
身发射和对自然辐射源的反射能量
3. 成像遥感：传感器接收的的目标电磁辐射信号可转化成（数字或
模拟）图像
4. 非成像遥感：传感器接收的目标电磁辐射信号不能形成图像。
四．遥感的特点：1. 大面积的同步观测
2. 时效性强
3. 数据的综合性和可比性好
4. 较高的经济和社会效益
5. 一定的局限性
第二章电磁辐射与地物光谱特征
一、电磁波谱与电磁辐射
（一）电磁波：当电磁振荡进入空间，变化的磁场激发了涡旋电场，变化的电场又激发了涡旋磁场，使电磁振荡在空间传播。
（二）电磁波谱：按电磁波波长的长短，依次排列制成的图表叫电磁波谱。
（三）电磁波的性质：1.是横波 2.在真空中以光速传播
3.满足：
4.电磁波具有波粒二象性
（四）电磁辐射的度量：
辐射能量（W）：电磁辐射的能量，单位 J
辐射通量（）：单位时间内通过某一面积的辐射能量
辐射通量密度（E）：单位时间内通过单位面积的辐射能量
辐照度（I）：被辐射的物体表面单位面积上的辐射通量
辐射出射度（M）：辐射源物体表面单位面积上的辐射通量
辐射亮度（ L）：辐射源在某一方向，单位投影表面，单位立体角内
的辐射通量
（五）黑体辐射：
1.绝对黑体：如果一个物体对任何波长的电磁辐射都全部吸收，这个
物体是绝绝对黑体。
2.黑体辐射规律：1）斯忒藩--玻尔兹曼定律：
2）维恩位移定律：
3. 基尔霍夫定律：
二.太阳辐射及大气对辐射的影响
（一）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，单位面积单位时间黑体所接收的太阳辐射能量。
（二）大气散射：1. 瑞利散射：当大气中粒子的直径比波长小得多时发生
的散射。（瑞利散射对可见光的影响很大）
例如：无云的晴空呈蓝色，这是因为蓝光的波长短，散射强度较大， 因此蓝光向四面八方散射，是整个天空呈蓝色。
2. 米氏散射：当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射。
3. 无选择性散射：当大气中粒子的直径比波长大得多时发生的散射。 例如：云、雾粒子直径虽然与红外线波长接近，但相比可见光波段，
云雾中水滴的粒子直径就比波长大很多，因而对可见光中各个 波长的光散射强度相同，所以人们看到云雾呈白色。
（三）大气窗口及透射分析
大气窗口：通常把电磁波通过大气层时较少被反射，吸收或散射的，透 过率较高的波段称为大气窗口。
大气窗口的光谱段主要有：
1. 0.3~1.3微米，即紫外，可见光，近红外波段。
2. 1.5~1.8微米和2.0~
3.5微米，即近，中红外波段。
3. 3.5~5.5微米，即中红外波段。
4. 8~14微米，即远红外波段。
5. 0.8~2.5微米，即微波波段。 三、地球的辐射与地物波谱
（一）太阳辐射与地表的相互作用
1. 太阳辐射近似于温度为6000K 的黑体辐射，最大辐射对应波长为
为0.48μm 。 2. 地球辐射近似于温度为300K 的黑体辐射,最大辐射对应波长为
9.66 μm 。 3. 地球辐射的分段特性：
（二）地表自身热辐射：
（三）地物反射波谱特征
1. 概述
M M ε=),(),(),(0T M T T M λλελ?=
1）到达地表面的太阳辐射能量=反射能量+吸收能量+透射能量
2）黑色物体对太阳光的吸收能力较强
3）绝大多数物体对可见光不具备透射能力
4）水体对0.45-0.56μm的蓝绿光波段有较强的透射能力：一般水体10-20m；混浊水体1-2m；清澈水体100m
2. 反射率与反射波谱
1）反射率：物体反射的辐射能量占总入射能量的百分比。
反射率取决于物体本身的性质（表面状况）、电磁波的波长、入射角度等
2）反射类型：
镜面反射：入射波和反射波在同一平面内，入射角与反射角相等，这种反射叫做镜面反射。（平静的水面）
漫反射：整个表面都均匀地反射入射光称为漫反射。漫反射的反射面称为朗伯面。当入射照度一定时，从任何角度观察反射
面，其反射亮度是一个常数，这种反射面称朗伯面。
实际物体反射：
1）多数实际物体的反射处于镜面反射与漫反射中间，即属于方向反射。它在各个方向都有反射，但其反射亮度不
是常数，而在某一个方向上的反射比其它方向强。
2）实际物体表面在有入射波时，各个方向都有反射能量，但大小不同。
3）入射辐照度相同时，反射辐射亮度的大小即与入射方位角和天顶角有关，也与反射方向的方位角与天顶角有关。
4）从空间对地面观察时，对于平坦地区，并且物体均匀分布，可以看成漫反射；对于地形起伏和地面结构复杂的地区，
为方向反射。
3. 地物反射波谱曲线：
1）反射波谱：地物的反射波谱指地物反射率随波长的变化规律。
2）反射波谱曲线：以二维直角坐标系表示反射波谱的曲线，横坐标
表示波长，纵坐标表示反射率。
3）不同地物的反射曲线不同以外，同种地物在不同情况下其反射波谱曲线也是不同。
4. 植被的反射波谱曲线：
1）共性：可见光波段形成绿反射峰（0.55μm）及其两侧的蓝（0.45
μm ）、红（0.67μm 两个吸收带；近红外0.74-1.3 μm处
形成高反射区；近红外1.35-2.5μm处形成分别以1.45 μm、
1.95 μm和
2.7 μm为中心的三个水吸收带。
2) 差异性：种类；季节；病虫害；含水量
5. 土壤的反射波谱曲线：1）土质越细反射率越高
2）有机质含量越高反射率越低
3）含水量越高反射率越低
4）因土类和肥力状况的不同而不同
5）不同波谱段的遥感影像上区别不明显
6.水体的反射波谱曲线：1）水体的反射主要在蓝绿波段,其他波段吸收很强，
特别是在近红外波段更强。
2）水中含泥沙时，由于泥沙的散射，可见光波段
的反射率增加，峰值出现在黄红区。
3）水中含叶绿素时，近红外波段明显被抬升。
7.岩石的反射波谱曲线：主要受矿物成分、矿物含量、风化程度、含水量、
颗粒大小、表面光滑度、色泽等的影响。
8.雪的反射波普曲线：1）雪的反射光谱和太阳光谱很相似，在0.4—0.6μ
m 波段有一个很强的反射峰，反射率几乎接100%，
因而看上去是白色；
2）随着波长的增加，反射率逐渐降低，进入近红外波
段吸收逐渐增强，而变成了吸收体。
注意：雪的这种反射特性在这些地物中是独一无二的。
第三章遥感成像原理与遥感图像特征
成像遥感技术系统的组成主要包括：遥感平台和传感器
一、遥感平台
（一）遥感平台及其类型
遥感平台：搭载传感器的工具。
类型：航天平台，航空平台，地面平台
（二）卫星轨道参数及轨道类型
1. 遥感中常用的描述卫星平台运行特征的参数主要有：
（1）轨道倾角：轨道倾角（i）——卫星轨道平面与地球赤道平面之
间的夹角。
i=0°道轨赤道，地球静止轨道（地球同步静止卫星）
i=90°极地轨道（观测范围可覆盖全球）
i=其它倾斜轨道
0 °< i <90 °顺行轨道
90 °< i <180 °逆行轨道
轨道倾角决定了卫星轨道平面在空间中的位置以及卫星进行对地观测的覆盖范围。
（2）升、降交点时间：
a星下点：卫星质心同地心的连线与地球表面的交点。
b星下点轨迹：卫星运行过程中，星下点在地球表面移动的轨迹。
c升交点、降交点：当卫星轨道倾角i≠0时，星下点轨迹与赤道平
面有两个交点：
升交点：卫星由南向北飞行时的交点（北上）
降交点：卫星由北向南飞行时的交点（南下）
（3）轨道高度：卫星在太空绕地球运行的轨道距地球表面的高度。
（4）轨道周期（卫星运行周期）T：卫星围绕地球飞行一圈所需的时间。
（5）覆盖周期（重复周期）D：卫星完成一次全球覆盖所需的时间，即
卫星从某地上空开始运行，经过若干时间的运行后，
重又回到该地上空时所需的天数。
覆盖圈数——卫星完成一次全球覆盖所绕地飞行的圈数。
2. 太阳同步轨道：
太阳同步轨道——卫星轨道平面与太阳光照方向之间的夹角（太阳光照
角）始终保持不变的卫星轨道。
太阳同步轨道的意义：①.保证在相同或相近的光照条件下进行地面观测
②.有利于卫星在固定的地方时间通过地面接收站上空
③.保证了太阳辐射量的大致相同，为遥感资料处理带来方便
二、主要航天平台简介
（一）气象卫星系列：NOAA (美)、EOS-AM (美)、METEOSAT (欧)、FY
(中) 、MASAT(日) 、GMS (日) 等。
1.气象卫星特点：
（1)轨道：低轨（极轨，即近极地与太阳同步,800-1600km）、高轨（静止，与地球同步，35800km）都有
（2）短周期重复观测
（3）成像面积大，有利于获得宏观同步信息，减少数据处理容量
（4）资料来源连续，实时性强，成本低
2.气象卫星资料的应用领域：(1) 天气分析和气象预报
(2)气候研究和气候变迁的研究
(3)资源环境其他领域
(二) 陆地卫星系列：陆地卫星Landsat (美)、斯波特卫星SPOT (法)、ERS (欧)、
IRS (印)、ERS (日)、Almaz(俄)、中国资源一号卫星——
中巴地球资源卫星CBERS (中巴)、Radarsat (加) 等。（三）海洋卫星系列：
1. 海洋遥感的特点：1）需要高空和空间的遥感平台，以进行大面积
的同步覆盖观测（海洋面积广，幅度大，变化快）
（2）以微波为主（1、穿透云层、2、海水温度盐度、
粗糙度的监测）
（3）电磁波与激光、声波的结合是扩大海洋遥感探测手段
的一条新路
（4）海面实测资料的校正
2. 海洋卫星简介：（1）Seasat(美)、Seastar( 美)
（2）“雨云”7号卫星（Nimbus--7）
（3）日本海洋观测卫星（MOSI）
（4）欧空局（ERS）
（5）加拿大雷达卫星（RADARSAT）
三、摄影成像：
1. 数字摄影：通过放置在焦平面的光敏元件，经过光/电转换，以数字信
号来记录物体的影像。
2. 依据波长的不同，数字摄影可分为：
近紫外摄影、可见光摄影、红外摄影、多光谱摄影（一）摄影机：分幅式摄影机和全景式摄影机
1. 全景式摄影机：缝隙式摄影机和镜头转动式摄影机
2. 多光谱摄影机：多相机组合型、多镜头组合型、光束分离性
（二）摄影相片的几何特征：
1. 垂直摄影：摄影机主光轴垂直于地面或偏离垂线在3度以内，取得
的相片称为垂直相片。
2. 倾斜摄影：摄影机主光轴偏离垂线大于3度，取得的相片称为倾斜
相片。
3. 相片的投影：常用的大比例尺地图属于垂直投影或近垂直投影；而
射影像片属于中心投影。
4. 中心投影与垂直投影的区别：
1）投影距离的影响：垂直投影图像的缩小和放大与投影距离无关，
并有统一的比例尺；中心投影则受投影距离（遥感平台高度）影响，像片比例尺与平台高度H和焦距有关。
2）投影面倾斜的影响：当投影面倾斜时，垂直投影的影像仅表现为比例尺有所放大。
3）地形起伏的影响：垂直投影时，随地面起伏变化，投影点之间的距离与地面实际水平距离成比例缩小，相对位置不变。
5. 中心投影的透视规律：
1）地面物体是一个点，在中心投影上仍是一个点。
2）与像面平行的直线，在中心投影上仍是直线，与地面目标物的形状基本一致。
3）平面上的曲线，在中心投影的像片上仍是曲线。
6. 像点位移：在中心投影的像片上，地形的起伏除引起像片比例尺变化
外，还会引起平面上的点位在像片位置上的移动，这种现象
称为像点位移。
四、扫描成像：是依靠探测元件和扫描镜对目标地物以瞬时视场为单位进行的逐
点、逐行取样，以得到目标地物电磁辐射特征信息，形成一定谱
段的图像。
（一）光/机扫描成像
定义：在扫描仪的前方安装光学镜头，依靠机械转动装置使镜头转动，形成对目标地物的逐点逐行扫描的一种成像方式。
（二）固体自扫描成像
定义：用固定的探测元件，通过遥感平台的运动对目标地物进行扫描的一种成像方式。
（三）高光谱成像光谱扫描
五、微波遥感与成像
微波：在电磁波谱中，波长在1mm~1m波段范围称为微波。
（一）微波遥感的特点：1）能全天候、全天时工作
2）对某些地物具有特殊的波谱特征
3）对冰、雪、森林、土壤具有一定穿透能力
4）对海洋遥感具有特殊意义
5）分辨率较低，但特征明显
（二）主动微波遥感
（1）雷达：是由发射机通过天线在很短时间内，向目标地物发射艺术
很窄的大功率电磁波脉冲，然后用同一天线接收目标地物反
射的回波信号而进行显示的一种传感器。
（2）侧视雷达：天线安装在与遥感平台的运动方向形成角度，朝向一
侧或两侧倾斜安装，向侧下方发射微波，接收回波信号
的一种雷达传感器。
（3）合成孔径侧视雷达：是利用遥感平台的前进运动，将一个小孔径
的天线安装在平台的侧方，以代替大孔径的天线，提高
方位分辨力的雷达。
（三）被动微波遥感：通过传感器，接收来自目标地物发射的微波，而达到
探测目的遥感方式。
六、遥感图像的特征：
三方面的特征：几何特征、物理特征、时间特征
相对应的表现参数：空间分辨率、光谱分辨率、辐射分辨率、时间分辨率
第四章遥感图像处理
一、光学原理与光学处理
可见光：电磁波谱中0.38-0.76m的波段能引起人的视觉称为可见光, 简称光光学辐射：可见光加上紫外和红外部分来自原子和分子的发光辐射，称为光学辐射。
（一）颜色视觉
1. 亮度对比：视场中对象与背景的亮度差与背景亮度之比
记作C=（L对象-L背景）/L背景
选择适宜的对象及背景的亮度，可以提高对比，从而提高视觉效果。
两个或多个对象间的对比，即C=L对象/L对象
2. 颜色对比：在视场中，相邻区域的不同颜色相互影响。
（1）两种颜色互相影响的结果，使每种颜色向其影响色的补色变化。
两种颜的边界，对比现象更加明显。
（2）互补色：在色度学中，当两种颜色混合产生白色或灰色时，这
两种颜色称为互补色。绿是品红的补色，蓝是黄的补色
3. 颜色的性质：
颜色的性质由明度、色调、饱和度来描述
（1）明度（Lightness, 强度, Intensity）：是人眼对光源或物体明亮程
度的感觉。
（2）色调（Hue）：色彩彼此间相互区分的特性。从红到紫是可见光
谱上存在的颜色，每种颜色对应一个波长值，是光谱色。
（3）饱和度(Saturation)：彩色纯洁的程度，即光谱中波长段是否窄，
频率是否单一的表示。
注意：黑白色只用明度描述，不用色调、饱和度描述。
（二）加色法与减色法
1. 加色法
(1) 三原色：若三种颜色，其中的任一种都不能由其余二种颜色混
合相加产生，三种颜色按一定比例混合，可以形成各
种色调的颜色，则称之为三原色。
实验证明，红、绿、蓝三种颜色是最优的三原色。
（2）加色法定义：由三原色混合，可以产生其他颜色，称为加色法。
（3）互补色：若两种颜色混合产生白色或灰色，这两种颜色就称为
互补色。
（4）色度图：颜色相加的原理可以用色度图来表现，比加色法示意
图更接近实际情况。因为每种波长的光都可以用红绿
蓝三原色相加产生。
2. 减色法
定义：减色法是从自然光（白光）中，减去一种或二种基色光而生
成色彩的方法。
二、数字图像校正
（一）数字图像：指能够被计算机存储、处理和使用的图像。
（二）辐射校正
1.引起辐射畸变原因：传感器本身产生的误差（生产单位进行校正）；
大气对辐射的影响（用户自行校正）。
2. 大气影响的粗略校正：
方法：直方图最小值去除法、回归分析法
（三）几何校正
几何校正的原因：由于遥感传感器、遥感平台以及地球自转等因素的
影响，遥感成像时往往会引起难以避免的几何畸变。几何
校正就是要校正成像过程中所造成的各种几何畸变。
1. 遥感影像变形的原因：
（1）遥感平台位置和运动状态变化的影响
（2）地形起伏影响
（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
2.几何畸变校正
（1）思路：通过计算机对图象每个象元逐个地解析纠正处理完成，可
以较精确改正线性和非线性变形误差。
（2）包括两个方面（基本环节）：1）像元坐标变换；
2）像元灰度值重新计算（重采样）。
（3）图像灰度值的重采样：几何校正过程中，由于校正前后图像的像元大小可能变化、像元点位置的相对变化等，不能简单用原图像像元灰度值
代替输出像元灰度值。因此，需要插值（重采样）
三种插值方法：最邻近法、双向线性内插法、三次卷积内插法
三、数字图像增强
数字图像处理方法：对比度扩展、空间滤波、图像运算、多光谱变换（一）对比度变换
定义：是一种通过改变图像像元的亮度值来改变图像像元对比度，从而改善图像质量的图像处理方法。
常用的方法：线性变换和非线性变换
（二）空间滤波
主要包括：平滑和锐化
1.平滑：均值平滑和中值滤波
2.锐化的方法：罗伯特梯度、索伯尔梯度、拉普拉斯算法、定向检测
（三）图像运算
概念：两幅或多幅单波段影像，完成空间配准后，通过一系列运算，可以实现图像增强，达到提取某些信息或去掉某些不必要信息的目的。
四、多源信息复合
概念：是将多种遥感平台，多时相遥感数据之间以及遥感数据与非遥感数据之间的信息组合匹配的技术。
第五章遥感图像目视解译与制图
遥感图像解译：从遥感图像上获取目标地物信息的过程。
分为目视解译和计算机解译。
目视解译：又称目视判读，指专业人员通过直接观察或借助判读仪器在遥感图像上获取特定目标地物信息的过程。
特点：精度较高、效率高、投资低
遥感图像计算机解译：又称遥感图像理解，以计算机系统为支撑，利用模式识别技术与人工智能技术，根据遥感图像中目标地物的各种影像特
征（颜色、形状、纹理与空间位置），结合专家知识库中目标地
物的解译经验和成像规律等知识进行分析和推理，实现对遥感
图像的理解，完成信息提取的过程。
一、遥感图像目视解译原理
（一）遥感图像目标地物识别特征
1. 目标地物特征：遥感图像中目标地物特征是地物电磁波辐射差异在遥
感影像上的典型反映。按其表现形式的不同，可以概括
为“色、形、位”三大类：
（1）色：目标地物在遥感影像上的颜色，包括色调、颜色和阴影等
（2）形：目标地物在遥感影像上的形状，包括形状、纹理、大小和图形等（3）位：目标地物在遥感影像上的空间位置，包括空间位置、相关布局等
2. 目标地物识别特征：
形状(Shape)、大小(Size)、色调(Tone)、颜色(Color)、阴影(Shadow)、图
型（样式）(Pattern)、布局(Association)、纹理(Texture)、位置(Site) 二、遥感图像目视解译基础
（一）遥感摄影像片的判读
1. 遥感摄影像片的种类：（1）可见光黑白全色像片
（2）黑白红外像片
（3）彩色像片
（4）彩红外像片
（5）多波段摄影像片
（6）热红外摄影像片
2. 遥感摄影像片特点与解译标志
（1）摄影像片的特点：
1）遥感摄影像片绝大部分为大中比例尺像片,在像片中各种人造地物的形状特征与图型结构清晰可辨；
2）遥感摄影像片绝大部分采用中心投影；
3）从航空像片上可以看到地物的顶部轮廓，与我们日常生活中观察目标地物的视角不同。
（2）遥感摄影像片的解译标志
定义：遥感摄影像片解译标志又称判读标志，指能够反映和表现目标地物信息的遥感影像的各种特征，这些特征能够帮助判读
者识别遥感图像上目标地物或现象。
类型：直接判读标志和间接判读标志
1）直接判读标志：是能够直接反映和表现目标地物信息的遥感图
像的各种特征。它包括遥感摄影像片上的色调、
色彩、形状、大小、阴影、纹理、图型等。
2）间接解译标志：指能够间接反映和表现地物信息的遥感图像的各种
特征，借助它可推断与某地物属性相关的其他现象。
三、常见遥感扫描影像的类型：
MSS影像、TM图像、SPOT图像、其他遥感影像
四、微波影像的判读
（一）微波影像的特点：
1. 侧视雷达采用非中心投影方式成像，与摄像机中心投影方式完全不同。
2. 微波影像中的分辨率是由成像雷达的斜距分辨率和方位向分辨率决定
的，它们分别由脉冲的延迟时间和波束宽度来控制。
3. 比例尺在横向上产生畸变。
4. 地形起伏位移。
（二）微波影像的应用范围
雷达影像的应用领域：1）海洋环境调查
2）地质制图和非金属矿产资源调查
3）洪水动态监测与评估
4）地貌研究与地图测绘
5）军事侦察
（三）遥感图像目视解译的原则是：总体观察、综合对比分析、尊重影像的
客观实际、解译图像细心认真、重点突出（四）目视解译方法：1）直接判读法
2）对比分析法
3）信息复合法
4）综合推理法
5）地理相关分析法
“遥感概论”课程考试试题1 一、名词解释(每题6分，共30分) 1．大气窗口 2．光谱分辨率 3．遥感图像解译专家系统 4．监督与非监督分类 5．遥感图像镶嵌 二、多项选择(每题5分，共30分) 1．到达地面的太阳辐射能量与地面目标作用后可分为三部分，包括：（） (1) 反射；(2)吸收；(3)透射；(4)发射 2．计算植被指数(如NDVl)主要使用以下哪两个波段：（） (1) 紫外波段；(2) 蓝色波段；(3) 红色波段；(4)近红外波段 3．扫描成像的传感器包括：（） (1) 光-机扫描仪；(2)推帚式扫描仪；(3)框幅式摄影机 4．侧视雷达图像上由地形引起的几何畸变包括：（） (1)透视收缩；(2)斜距投影变形；(3)叠掩；(4)阴影 5 ．遥感图像几何校正包括两个方面：（） (1) 像元坐标转换；(2)地面控制点选取；(3)像元灰度值重新计算(重采样)；(4)多项式拟合三．简答题(共90分) 1、下图为一个3x3的图像窗口，试问经过中位数滤波(Median Filter)后，该窗口中心像元的值，并写出计算过程。(10分) 2、简述可见光、热红外和微波遥感成像机理。(20分) 3、设计一个遥感图像处理系统的结构框图，说明硬件和软件各自的功能，并举一应用实例.(30分) 4．遥感图像目视解译方法主要有哪些?列出其中5种方法并结合实例说明它们如何在遥感图像解译中的应用。(30分) 遥感概论”课程考试试题1－－答案 一、名词解释(每题6分，共30分) 1．大气窗口由于大气层的反射、散射和吸收作用，使得太阳辐射的各波段受到衰减的作用轻重不同，因而各波段的透射率也各不相同。我们就把受到大气衰减作用较轻、透射率较高的波段叫做大气窗口。 2．光谱分辨率指遥感器在接收目标辐射的电磁波信息时所能分辨的最小波长间隔。光谱分辨率与传感器总的探测波段的宽度、波段数和各波段的波长范围和间隔有关。间隔愈小，分辨率愈高。 3．遥感图像解译专家系统遥感图像解译专家系统是模式识别和人工智能技术相结合的产物。它用模式识别方法获取地物多种特征，为专家系统解译遥感图像提供依据，同时应用人工智能技术，运用遥感图像解译专家的经验和方法，模拟遥感图像目视解译的具体思维过程，进行遥感图像解译。 4．监督与非监督分类监督分类指根据已知样本区类别信息对非样本区数据进行分类的方法。其基本思想是：根据已知样本类别和类别的先验知识，确定判别函数和相应的判别准则，然后将未知类别的样本和观测值代入判别函数，再根据判别准则判定该样本的所属类别。
遥感：泛指一切无接触的远距离探测，包括 对电磁场、力场、机械波（声波、地震波） 等的探测。 遥感与遥控遥测的区别：遥感不同于遥测和 遥控。遥测是指对被测物体某些运动参数和性质进行远距离测量的技术，分接触测量和非接触测量。遥控是指远距离控制目标物运动状态和过程的技术。 遥感系统包括：被测目标的信息特征、信息 的获取、信息的接收、信息的处理、信息的 应用 遥感的类型：按遥感平台分：地面遥感、航 空遥感、航天遥感、航宇遥感 按探测波段分：紫外遥感、可见光遥感、红 外遥感、微波遥感、多波段遥感 按工作方式分：主动遥感和被动遥感、成像 遥感与非成像遥感 按应用领域分：外层空间遥感、大气层遥惑、陆地遥感、海洋遥感等 遥感的特点：大面积的同步观测、时效性、 数据的综合性和可比性、经济性、局限性 电磁波谱：按照波长或频率、波数、能量的 顺序把电磁波排列起来，这就是电磁波谱。 波段划分：长波，中波和短波，超短波，微波，红外波段 电磁辐射：电场和磁场的交互变化产生电磁波,电磁波向空中发射或泄露的现象,叫电磁辐射。 辐射测量内容：辐射能量、辐射通量、辐照度、辐射出射度、辐射亮度 绝对黑体：如果一个物体对于任何波长的电 磁辐射都全部吸收，则这个物体是绝对黑体。大气散射有三种情况：瑞利散射、米氏散射、无选择性散射 大气窗口：通常把电磁波通过大气层时较少 被反射、吸收或散射的，透过率较高的波段称为大气窗口。 大气窗口对应的光谱段： 0.3—1.3ym，即紫外、可见光、近红外波段。 1.5-1.8pm和 2.0— 3.5tm，即近、中红外波段。 3.5—5.5_um，即中红外波段。 8-14pm，即远红外波段。 0.8～2.5cm，即微波波段。 地球辐射的分段特性： 可见光与近红外：波长0.3-2.5辐射特性-地 表反射太阳辐射为主 中红外：波长2.5-6辐射特性-地表反射太阳 辐射和自身的热辐射 远红外：波长>6辐射特性-地表物体自身热辐 为主 遥感平台：遥感平台是搭载传感器的工具。 分类：航天平台、航空平台、地面平台 航天比例尺（像片比例尺）：即像片上两点之 间的距离与地面上相应两点实际距离之比。 扫描成像成像方式：光／机扫描成像、固体 自扫描成像、高光谱成像光谱扫描 微波遥感：是指通过微波传感器获取从目标 地物发射或反射的微波辐射，经过判读处理来识别地物的技术。微波遥感特点： 能全天候、全天时工作 对某些地物具有特殊的波谱特征 对冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透能力 对海洋遥感具有特殊意义 分辨率较低，但特性明显 主动微波遥感:是指通过向目标地物发射微波 并接收其后向散射信号来实现对地观测遥感 方式。 雷达:意为无线电测距和定位。 遥感图像特征:几何特征、物理特征、时间特 征 表现参数:空间分辨率、光谱分辨率、辐射分 辨率、时间分辨率 颜色的性质：由明度、色调、饱和度来描述 遥感摄影像片解译标志：又称判读标志，它 指能够反映和表现目标地物信息的遥感影像各 种特征，这些特征能帮助判读者识别遥感图像 上目标地物或现象。解译标志分为直接判读标 志和间接解译标志。 热红外像片的解译： 直接解译标志包括：色调、形状与大小、地物 大小、阴影、 地物的解译：水体与道路、树林与草地、土壤 与岩石： 遥感图像目视解译步骤： (1)目视解译准备工作阶段 (2)初步解译与判读区的野外考察 (3)室内详细判读 (4)野外验证与补判 (5)目视解译成果的转绘与制图 遥感影像地图：是一种以遥感影像和一定的 地图符号来表现制图对象地理空间分布和环境 状况的地图。 遥感数据与非遥感数据的复合步骤如下： 1．地理数据的网格化 (1)网格数据生成、(2)与遥感数据配准： 2．最优遥感数据的选取 3．配准复合 数字图像的校正：辐射校正、几何校正 几何校正三层次：遥感影像变形的原因、几 何畸变校正、控制点的选取 控制点的选取： (1)数目确定：控制点数目的最低限是按未知 系数的多少来确定的。 (2)选取原则：控制点的选择要以配准对象为 依据。以地面坐标为匹配标准的，叫做地面控 制点。有时也用地图作地面控制点标准，或用 遥感图像作为控制点标准。无论用哪一种坐标 系，关键在于建立待匹配的两种坐标系的对应 点关系。 数字图像增强的5种方法：对比度变换、空 间滤波、彩色变换、图像运算、多光谱变换 多波段数字图像数据格式：BSQ、BIP、BIL 度量特征空间中的距离经常采用的算法：绝 对值距离、欧氏距离、马氏距离、均值向量的 混合距离、相关系数 遥感图像的计算机分类方法：包括监督分类 和非监督分类。 水体遥感：是通过对遥感影像的分析，获得 水体的分布、泥沙、有机质等状况和水深、水 温等要素的信息，从而对一个地区的水资源和 水环境等作出评价，为水利、交通、航运及资 源环境等部门提供决策服务。 水体遥感的研究内容：水体的光谱特征、水 体界线的确定、水体悬浮物质的确定、水温的 探测、水体污染的探测、水深的探测 植物的光谱特征：可使其在遥感影像上有效 地与其他地物相区别。同时，不同的植物各有 其自身的波谱特征，从而成为区分植被类型、 长势及估算生物量的依据。 健康植物的反射光谱特征：健康植物的波谱 曲线有明显的特点，在可见光的0.55附近有 一个反射率为10%～20%的小反射峰。在0.45 和0.65附近有两个明显的吸收谷。在0.7-0.8 是一个陡坡，反射率急剧增高。在近红外波段 0.8—1.3之间形成一个高的，反射率可达40% 或更大的反射峰。在1.45，1.95和2.6—2.7 处有三个吸收谷。 影响植物光谱的因素： 主要因素有植物叶子的颜色、叶子的细胞构造 和植物的水分等。植物的生长发育、植物的不 同种类、灌溉、施肥、气候、土壤、地形等因 素 不同植物类型的区分： 1．不同植物由于叶子的组织结构和所含色素 不同，具有不同的光谱特征。 2·利用植物的物候期差异来区分植物 3．根据植物生态条件区别植物类型 大面积农作物的遥感估产三方面内容： 农作物的识别与种植面积估算、长势监测、 估产模式的建立。 高光谱遥感与一般遥感区别（特点）在于： 高光谱遥感的成像光谱仪可以分离成几十甚至 数百个很窄的波段来接收信息；每个波段宽度 仅小于10nm;所有波段排列在一起能形成一条 连续的完整的光谱曲线；光谱的覆盖范围从可 见光到热红外的全部电磁辐射波谱范围。 应用领域：在地质调查中的应用、在植被研 究中的应用、在其他领域中的应用 中心投影与垂直投影的区别： 1.投影距离的影响：垂直投影图像的缩小和放 大与投影距离无关，并有统一的比例尺。中心 投影则受投影距离影响，像片比例尺与平台高 度和焦距有关 2.投影面倾斜的影响：当投影面倾斜时，垂直 投影的影像仅表现为比例尺有所放大，像点相 对位置保持不变。在中心投影的像片上其比例 关系有显著的变化，各点的相对位置和形状不 再保持原来的样子 3.地形起伏的影响：垂直投影时，随地面起伏 变化，投影点之间的距离与地面实际水平距离 成比例缩小，相对位置不变。中心投影时，地 面起伏越大，像上投影点水平位置的位移量就 越大
1．遥感的基本概念。 广义：泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、重力场、声波、地震波的探测； 狭义：应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。 2．结合P2图，阐述遥感系统的组成。 被侧目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用. 3．按遥感平台、探测波段、传感器的工作方式来分，遥感可分成哪几种类型。 按遥感平台分类：地面遥感、航空遥感、航天遥感、航宇遥感 按探测波段分类：紫外遥感：探测波段在0.05-0.38微米； 可见光探测：探测波段为0.38-0.76微米； 红外遥感：探测波段在0.76-1000微米； 微波遥感：探测波段在1mm-1m，收集与记录目标物发射、散射的微波能量。 按工作方式分类：主动和被动遥感：二者主要区别在于传感器是否发射电磁波。被动式遥感是被动地接受 地表反射的电磁波，受天气状况的影响比较大。主动式遥感多为微波 波段，受天气和云层影响较小。 成像和非成像遥感：成像方式：把目标物发射或反射的电磁波能量以图像形式来表示。 非成像方式：将目标物发射或反射的电磁辐射的各种物理参数记录为 数据或曲线图形式，包括：光谱辐射计、散射计、高度计等。4．阐述遥感的特点。 ①大面积同步观测：传统地面调查实施困难，工作量大，遥感观测可以不受地面阻隔等限制。 ②时效性：可以短时间内对同一地区进行重复探测，发现地球上许多事物的动态变化，遥感大大提高了观测的时效性。这对天气预报、火灾、水灾等的灾情监测，以及军事行动等都非常重要。 ③数据的综合性和可比性：综合性是指，可以根据地物在不同波段的光谱特性，选取相应的波段组合来判断地物的属性。可比性是指，可以将不同传感器得到的数据或图像进行对比。 ④经济性：遥感的费用投入与所获得的效益，与传统的方法相比，可以大大的节省人力、物力、财力和时间、具有很高的经济效益和社会效益。 ⑤局限性：遥感技术所利用的电磁波有限，有待进一步开发，需要更高分辨率以及遥感以外的其他手段相配合，特别是地面调查和验证。 5．地物辐射和反射电磁波的特点有哪些。 6．什么叫电磁波谱。 按电磁波在真空中传播的波长或频率，递增或递减排列，则构成了电磁波谱。 7. 目前遥感所使用的电磁波有哪些波段（其波长范围、特点、应用）。 可见光波段：0.38-0.76 μm，作为鉴别物质特征的主要波段，是遥感中最常用的波段 红外波段：0.76—1000μm，采用热感应方式探测地物本身的辐射（如热污染、火山、森林火灾等），可进行全天时遥感。 微波波段：1mm—1m，能穿透云、雾而不受天气影响，能进行全天时全天候的遥感探测。能直接透过植被、冰雪、土壤等表层覆盖物。 紫外线波段：0.01—0.4μm，主要用于探测碳酸盐岩的分布和油污染的监测。由于大气层中臭氧对紫外线的强烈吸收和散射作用，通常探测高度在2000米以下。 8.大气对太阳辐射的影响有哪些。 吸收、散射及反射作用、折射。 11.大气对太阳辐射的吸收带主要位于哪几个波段? 在紫外——微波之间，具明显吸收作用的主要是O3、O2、CO2和H20；此外NO2、CH4对电磁辐射也有吸收，多种成份吸收特定波和的电磁波，形成相应的吸收带。
1.什么是遥感国内外对遥感的多种定义有什么异同点 定义：从不同高度的平台（Platform）上，使用各种传感器（Sensor），接收来自地球表层的各种电磁波信息，并对这些信息进行加工处理，从而对不同的地物及其特性进行远距离探测和识别的综合技术。 平台：地面平台、航空平台、航天平台；传感器：各种光学、电子仪器 电磁波：可见光、红外、微波 根据你对遥感技术的理解，谈谈遥感技术系统的组成。 3.什么是散射大气散射有哪几种其特点是什么 辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变，并向各个方向散开称为散射；大气散射有三种：分别为瑞利散射：特点是散射强度与波长的四次方成反比，既波长越长，散射越弱； 米氏散射：散射强度与波长的二次方成反比。云雾对红外线的散射主要是米氏散射 无选择性散射：特点是散射强度与波长无关。 4.遥感影像变形的主要原因是什么 （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。 5.遥感图像计算机分类中存在的主要问题是什么 （1）未充分利用遥感图像提供的多种信息；（2）提高遥感图象分类精度受到限制：包括大气状况的影响、下垫面的影像、其他因素的
影响。 6.谈谈你对遥感影像解译标志的理解。 为了提高摄影像片解译精度与解译速度，掌握摄影像片的解译标志很有必要。遥感摄影像片解译标志又称判读标志，它指能够反映和表现目标地物信息的遥感影像各种特征，这些特征能帮助判读者识别遥感图像上目标地物或现象。解译标志分为直接判读标志和间接解译标志。直接判读标志是指能够直接反映和表现目标地物信息的遥感图像各种特征，它包括遥感摄影像片上的色调、色彩、形状、阴影、纹理、大小、图型等，解译者利用直接解译标志可以直接识别遥感像片上的目标地物。间接解译标志是指航空像片上能够间接反映和表现目标地物的特征，借助间接解译标志可以推断与某地物的属性相关的其他现象。遥感摄影像片上经常用到的间接解译标志有：目标地物与其相关指示特征。例如，像片上呈线状延伸的陡立的三角面地形，是推断地质断层存在的间接标志。像片上河流边滩、沙咀和心滩的形态特征，是确定河流流向的间接解译标志；地物及与环境的关系。任何生态环境都具有代表性地物，通过这些地物可以指示它赖以生活的环境。如根据代表性的植物类型推断它存在的生态环境，“植物是自然界的一面镜子”，寒温带针叶林的存在说明该地区属于寒温带气候；目标地物与成像时间的关系。一些目标地物的发展变化与季节变化具有密切联系。了解成像日期和成像时刻，有助于对目标地物的识别。例如，东部季风区夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，土壤含水量因此具有季节变化，河流与水库的水位也有季节变化。 7. 何谓遥感、地理信息系统、全球定位系统简要回答三者之间的相互
第一章绪论 1、遥感的基本概念： v广义：泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、力场、机械波（声波、地震波）等的探测。 v 狭义：应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。也是一门科学。 2、遥感系统的组成部分： 1）被测目标的信息特征 目标物电磁波特性，既是遥感的信息源，也是遥感探测的依据。 2）信息的获取 信息获取主要由遥感平台、遥感器等协同完成。 3）信息的传输与接收 空间数据传输与接收是空间信息获取和空间数据应用中必不可少的中间环节。 4）信息的处理 首先地面站进行一系列的预处理，如信息的恢复、辐射校正、几何纠正、卫星姿态校正、投影变换等；地面站和用户再根据需要进行精校正处理和专题信息的处理和分类。 5）遥感信息的应用 遥感获取信息的目的就是应用。 3、遥感的类型：按遥感平台分 地面遥感、航空遥感、航天遥感航宇遥感 按传感器的探测波段分 紫外遥感：探测波段在0.05～0.38μm之间；可见光遥感：探测波段在0.38～0.76μm之间；红外遥感：探测波段在0.76～1000μm之间；微波遥感：探测波段在1mm～10m之间； 多波段遥感：指探测波段在可见光波段和红外波段范围内，再分成若干窄波段来探测目标。按工作方式分 （1）主动遥感和被动遥感：主动遥感由探测器主动发射一定的电磁波能量并接收目标的后向散射信号；被动遥感的传感器不向目标发射电磁波，仅被动接收目标物的自身发射和对自然辐射源的反射能量。（2）成像遥感与非成像遥感：前者传感器接收的目标电磁辐射信号可转换成（数字或模拟）图像；后者传感器接收的目标电磁辐射信号不能形成图像。按遥感的应用领域 （1）从大的研究领域可分为外层空间遥感、大气层遥感、陆地遥感和海洋遥感等。 （2）从具体应用领域可分为资源遥感、环境遥感、农业遥感、林业遥感、渔业遥感、地质遥感、气象遥感、水文遥感、城市遥感、工程遥感及灾害遥感、军事遥感等。 4、遥感的特点：1）大面积的同步观测2）时效性3）数据的综合性和可比性4）经济性5）局限性 5、航天遥感阶段概述（1957-）P8-10 遥感平台方面：传感器方面： 1）波谱分辨率提高：单一波段多波段高光谱; 2）光学成像技术数字成像技术 14、 植物的光谱曲线 从植物典型的波谱曲线来看，控制植物反射率的主要因素有植物叶子的颜色、叶子的细胞构造和植物的水分等。植物的生长发育、植物的不同种类、灌溉、施肥、气候、土壤、地形等因素都对植物的光谱特征发生影响，使其光谱曲线的形态发生变化。土壤的光谱曲线 土壤光谱曲线与土壤本身的颜色、质地的粗细、有机质和含水量等因素影响。水体的光谱曲线清水在可见光范围：水体的反射率总体是比较低。不超过10％，一般为4～5％，并随波长的增加而不断减低，到了0.6um处大约为2～3％。过了0.75um，水体几何成全吸收体。 在近红外波段清澈的水：为全吸收体，色调深，与地物有明显的界线，可以区分水陆界线；热红外晚间成像水体呈浅色调；根据热红外传感器的温度定标，可在热红外影像上反演出水体的温度。所以夜间的热红外影像可用于寻找泉水，特别是温泉。
复习要点 第一章 遥感概述 遥感定义：遥远的感知。通过遥感器（传感器）这类对电磁波敏感的仪器，在远 离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物，获取其反射、辐射或散射的电磁波信息，进行处理、分析和应用的一门科学和技术。 主动遥感：传感器主动发射一定电磁波能量，并接受目标的后向散射信号。 被动遥感：传感器不向目标发射电磁波，仅被动的接受目标物体的自身发射和对 自然辐射的反射能量。 按遥感平台分：地面遥感、航空遥感、航天遥感、宇航遥感等。 按探测波段分： 紫外遥感：0.05-0.38μm 可见光遥感：0.38-0.76μm 红外遥感：0.76-1000μm 微波遥感：1mm-1000mm 遥感技术系统：遥感信息源信息获取、遥感数据传输与接收、信息处理、信息应用。 遥感特点:5个小标题: 大面积同步观测 时效性强 数据的综合性和可比性好 较高的经济与社会效益 一定的局限性 第二章 电磁辐射与地物光谱特征 2.1 电磁波谱与电磁辐射 横波：在真空中以光速传播。 满足方程： f λ = c 电磁辐射的度量：辐射能量，辐射通量，辐射通量密度，辐射照度，辐射出射度 绝对黑体：对任何波长的电磁辐射全部吸收 吸收率(,)1T αλ≡，反射率(,)0T ρλ≡，与波长与温度无关。 恒星和太阳的辐射可近似看作黑体辐射。 斯忒藩-玻尔滋蔓定律：p20
绝对黑体的辐射出射度与其温度的4次方成比例：4M T σ= 其中 0()T M M d λλ∞ =? 维恩位移定律：p20,注意p20图2.7和p21表2.2 最强辐射的波长 max λ 与其温度T 成反比：max T b λ?= 基尔霍夫定律:p21-22。公式，0M M ε= 某实际物体与同一温度、同一波长绝对黑体的辐射出射度之间存在关系：0M M α= 其中，α为实际物体的吸收系数， 0M 为绝对黑体的辐射出射度，α也称为比辐射率或发射率，记作0M M ε=。 2.2 太阳辐射及大气对辐射的影响 太阳辐射: 太阳是遥感主要的辐射源，又叫太阳光。 大气吸收:大气中的各种成分对太阳辐射有选择性吸收，形成太阳辐射的大气吸收带。 大气散射 ?不同于吸收作用，只改变传播方向，不能转变为内能。 ?大气的散射是太阳辐射衰减的主要原因。 ?对遥感图像来说，降低了传感器接收数据的质量，造成图像模糊不清。 ?散射主要发生在可见光区。 大气发生的散射主要有三种：（p29-30） 瑞利散射：d <<λ，分子为主，无方向性，可见光，4I λ-∝ 米氏散射：d ≈λ，微粒，强度有明显方向性，红外，2I λ-∝ 非选择性散射：d >>λ，强度与波长无关。 大气折射：传播方向发生改变。折射虽只改变电磁波的方向，不改变强度，但会 导致传感器接收的地物信号发生形状和比例尺的改变。 大气反射：大气反射主要发生在云层顶部，取决于云量，各波段均会受其影响。 大气窗口：电磁波通过大气层时较少被反射、吸收和散射的，透过率较高的波段。 这些波段是被动遥感的工作波段。 2.3 地球辐射及地物波谱
1.什么是遥感？国内外对遥感的多种定义有什么异同点？ 定义：从不同高度的平台（Platform）上，使用各种传感器（Sensor），接收来自地球表层的各种电磁波信息，并对这些信息进行加工处理，从而对不同的地物及其特性进行远距离探测和识别的综合技术。 平台：地面平台、航空平台、航天平台；传感器：各种光学、电子仪器 电磁波：可见光、红外、微波 //2. 根据你对遥感技术的理解，谈谈遥感技术系统的组成。 3. 什么是散射？大气散射有哪几种？其特点是什么？ 辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变，并向各个方向散开称为散射；大气散射有三种：分别为瑞利散射：特点是散射强度与波长的四次方成反比，既波长越长，散射越弱； 米氏散射：散射强度与波长的二次方成反比。云雾对红外线的散射主要是米氏散射 无选择性散射：特点是散射强度与波长无关。 4. 遥感影像变形的主要原因是什么？ （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。 5.遥感图像计算机分类中存在的主要问题是什么？ （1）未充分利用遥感图像提供的多种信息；（2）提高遥感图象分类精度受到限制：包括大气状况的影响、下垫面的影像、其他因素的
影响。 6.谈谈你对遥感影像解译标志的理解。 为了提高摄影像片解译精度与解译速度，掌握摄影像片的解译标志很有必要。遥感摄影像片解译标志又称判读标志，它指能够反映和表现目标地物信息的遥感影像各种特征，这些特征能帮助判读者识别遥感图像上目标地物或现象。解译标志分为直接判读标志和间接解译标志。直接判读标志是指能够直接反映和表现目标地物信息的遥感图像各种特征，它包括遥感摄影像片上的色调、色彩、形状、阴影、纹理、大小、图型等，解译者利用直接解译标志可以直接识别遥感像片上的目标地物。间接解译标志是指航空像片上能够间接反映和表现目标地物的特征，借助间接解译标志可以推断与某地物的属性相关的其他现象。遥感摄影像片上经常用到的间接解译标志有：目标地物与其相关指示特征。例如，像片上呈线状延伸的陡立的三角面地形，是推断地质断层存在的间接标志。像片上河流边滩、沙咀和心滩的形态特征，是确定河流流向的间接解译标志；地物及与环境的关系。任何生态环境都具有代表性地物，通过这些地物可以指示它赖以生活的环境。如根据代表性的植物类型推断它存在的生态环境，“植物是自然界的一面镜子”，寒温带针叶林的存在说明该地区属于寒温带气候；目标地物与成像时间的关系。一些目标地物的发展变化与季节变化具有密切联系。了解成像日期和成像时刻，有助于对目标地物的识别。例如，东部季风区夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，土壤含水量因此具有季节变化，河流与水库的水位也有季节变化。 7. 何谓遥感、地理信息系统、全球定位系统？简要回答三者之间的相
遥感导论知识点整理 【题型】 一、选择题 二、填空题 三、名词解释 四、简答题 五、论述题 注意：标注页码的地方比较难理解，希望大家多看看书，看看ppt。【第一章】绪论 1、【名】遥感（remote sensing） 广义：泛指一切无接触的远距离探测； 定义：是从远处探测感知物体，也就是不直接接触物体，从远处通过探测仪器接收来自目标地物的电磁波信息，经过对信息的处理，判别出目标地物的属性。 2、遥感系统 包括：被测目标的信息特征（信息源）、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用。（5个哦亲！详见书第2页图哈~） 3、【名】信息源：任何目标具有发射、反射和吸收电磁波的性质，被称为遥感的信息源。 4、遥感的类型： a)按照遥感平台分 地面遥感、航空遥感、航天（空间）遥感、航宇遥感 b)按传感器的探测波段分 紫外遥感（0.05μm-0.38μm）、可见光遥感(0.38-0.76μm)、红外遥感（0.76-1000μm）、微波遥感（1mm-10m） c)按工作方式分 主动遥感、被动遥感；成像遥感、非成像遥感 5、遥感的特点：大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性、经济性 6、遥感发展简史 Remote Sensing 的提出：美国学者布鲁伊特于1960年提出，61年正式通过。 遥感发展的三个阶段：
（1）萌芽阶段 1839年，达格雷发表第一张空中相片； 1858年，法国人用气球携带照相机拍摄了巴黎的空中照片。 1882年，英国人用风筝拍摄地面照片； J N Niepce (1826, France) The world’s first photographic image Intrepid balloon, 1862 1906, Kites Pigeons, 1903. （2）航空遥感阶段 1903年，莱特兄弟发明飞机，创造了条件。 1909年，意大利人首次利用飞机拍摄地面照片。 一战中，航空照相技术用于获取军事情报。 一战后，航空摄影用于地形测绘和森林调查与地质调查。 1930年，美国开始全国航空摄影测量。 1937年，出现了彩色航空像片。 （3）航天遥感阶段 1957年，苏联发射第一颗人造地球卫星，意义重大。 70年代美国的陆地卫星 法国的Spot卫星 发展中国家的情况：中国，印度，巴西等。 卫星遥感 Landsat Spot NOAA EO-1 Terra/modis Ikonos 7、我国遥感发展概况 50年代航空摄影和应用工作。 60年代，航空摄影工作初具规模，应用范围不断扩大。 70年代，腾冲遥感实验获得巨大成功。 70.4.24发射第一颗人造地球卫星。 80年代是大发展阶段。 目前在轨运行卫星：海洋卫星、气象卫星、中巴资源卫星、环境卫星等。 8、遥感的应用 （1）资源调查与应用 1. 在农业、林业方面的应用 农、林土地资源调查、病虫害、土壤干旱、盐化沙化的调查及监测。 土地利用类型调查 精细农业 作物估产 “三北”防护林遥感综合调查
第一章 一、名词解释 遥感：广义：泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、力场、机械波（声波、地震波）等的探测。 狭义：遥感是应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。 二、遥感系统包括：被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用。 三、简述遥感（技术）的特点 （1） 大面积的同步观测 （2） 时效性 （3） 数据的综合性和可比性 （4） 经济性 （5） 局限性（信息的提取方法、数据挖掘技术、思维方式等有等改善） 四、论述遥感应用的主要方面： （1） 在资源调查方面的应用 （2）在环境测评及对抗自然灾害方面的应用 （3） 在区域分析及建设规划方面的应用 （4） 在全球性宏观研究中的应用 （5） 在其他方面的应用：<1>在测绘制图方面的应用 <2>在历史遗迹、考古调查方面的应用 <3>在军事上的应用 5、 遥感的类型 按遥感平台分：地面遥感、航空遥感、航天遥感、航宇遥感 根据传感器的工作方式不同，可分为 主动式传感器：主动遥感 被动式传感器：被动遥感 成像方式：成像遥感 非成像方式：非成像遥感 按传感器的探测波段分 可见光遥感、红外遥感、微波遥感、紫外遥感数据等。 按应用领域分 大的研究领域：外层空间遥感、大气层遥感、陆地遥感、海洋 遥感。 具体应用领域：资源遥感、环境遥感、农业遥感、林业遥感、渔 业遥感、地质遥感、气象遥感、水文遥感、城市遥感、工程遥 感、灾害遥感、军事遥感等等。 第二章 一、名词解释
1、电磁波：光波、热辐射、微波、无限电波等由振源发出的电磁振荡 在空间的传播，这些波叫电磁波。 2、电磁波谱：电磁波在真空中传播的波长或频率，递增或递减排列， 构成了电磁波谱。 3、大气窗口 ：通常把透过大气而较少被吸收、散射的透射率较高的电 磁辐射波称为大气窗口。 4、地物反射光谱：地物的反射率随波长变化的规律。 5、地物反射光谱曲线：按地物反射率与波长之间关系绘成的曲线（横 轴为波长，纵轴为反射率） 。 6、反射率：物体反射的辐射能量占总入射能量的百分比。 7、发射率：表示实际物体辐射与黑体辐射之比。 8、瑞利散射：当微粒的直径比辐射波长小许多时发生的散射。 9、米氏散射：当微粒与辐射光波长接近时发生的散射。 10、非选择性散射：当微粒的直径比辐射波长长很多时发生的散射。 二、遥感技术常用的电磁波有哪些？各有什么特性？ 遥感中较多地使用紫外线、可见光、红外和微波波段。 紫外线：波长范围为0.01～0.38μm，太阳光谱中，只有0.3～0.38μm波长的光到达地面，对油污染敏感，但探测高度在2000m以下。 可见光：0.4—0.76um。它由红、橙、黄、绿、青、蓝紫色光组成。人眼对可见光可直接感觉，不仅对可见光的全色光，而且对不同波段的单色光，也具有这种能力。所以可见光是作为鉴别物质的主要波段。 红外线：0.76—1000um，为了实际应用方便，又将其划分为：近红外（0.76—3.0 um）,中红外（3.0—6.0um），远红外（6.0—15.0um）和超远红外（15-1000um）。 微波：1mm—1m。来源于地物的热辐射由于其波长比可见光、红外线要长，受大气层中云、雾的散射干扰要小，因此能全天候进行遥感。 三、大气散射有何特点？它分为哪几种散射，各有什么特点？ 散射作用：是指辐射在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。散射使原传播方向辐射减弱，而增加其他各方向的辐射。 大气的散射集中于太阳辐射能量较强的可见光区。因此，大气对太阳辐射的散射是太阳辐射衰减的主要原因。散射强度可用散射系数γ来表示：γ∞1/λw，γ散射系数、w为波长指数, 由大气微粒直径（d）决定。 <1>瑞利散射d<<λ当微粒的直径比辐射波长小许多时，也叫分子散射。W(4)，大气对可见光 的影响很大。 <2>米氏散射d≈λ当微粒与辐射光波长接近时，是由于大气溶胶所引起的，其W(2) 。云、雾对红 外线的米氏散射是不可忽视的。 <3>非选择性散射d>>λ当微粒的直径比辐射波长长很多时的情况，W(0) 任何波长散射强度相 同。 四、什么是大气窗口?试写出对地遥感的主要大气窗口. 遥感是怎样利 用大气窗口的？ (1) 通常把透过大气而较少被吸收、散射的透射率较高的电磁辐射波称为大气窗口。
第一章： 1.遥感的基本概念是什么？ 应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。 2.遥感探测系统包括哪几个部分？ 被侧目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用. 3.作为对地观测系统，遥感与常规手段相比有什么特点？ ①大面积同步观测：传统地面调查实施困难，工作量大，遥感观测可以不受地面阻隔等限制。 ②时效性：可以短时间内对同一地区进行重复探测，发现地球上许多事物的动态变化，传统调查，需要大量人力物力，用几年甚至几十年时间才能获得地球上大范围地区动态变化的数据。因此，遥感大大提高了观测的时效性。这对天气预报、火灾、水灾等的灾情监测，以及军事行动等都非常重要。（比较多，大家理解性的删除自己不需要的）③数据的综合性和可比性遥感获得地地物电磁波特性数据综合反映了地球上许多自然、人文信息。由于遥感的探测波段、成像方式、成像时间、数据记录、等均可按照要求设计，使获得的数据具有同一性或相似性。同时考虑道新的传感器和信息记录都可以向下兼容，所以数据具有可比性。与传统地面调查和考察相比较，遥感数据可以较大程度地排除人为干扰。 ④经济性遥感的费用投入与所获得的效益，与传统的方法相比，可以大大的节省人力、物力、财力和时间、具有很高的经济效益和社会效益。 ⑤局限性遥感技术所利用的电磁波有限，有待进一步开发，需要更高分辨率以及遥感以外的其他手段相配合，特别是地面调查和验证。 第二章： 6.大气的散射现象有几种类型？根据不同散射类型的特点分析可见光遥感与微波遥感的区别，说明为什么微波具有穿云浮透雾能力而可见光不能。 ①瑞利散射（大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射）. ②米氏散射（当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射） ③无选择性散射（当大气中粒子的直径比波长大的多时发生的散射）. 大气散射类型是根据大气中分子或其他微粒的直径小于或相当于辐射波长时才发生。大气云层中，小雨滴的直径相对其他微粒最大，对可见光只有无选择性散射发生，云层越厚，散射越强，而对微波来说，微波波长比粒子的直径大很多，则又属于瑞利散射的类型，散射强度与波长四次方成反比，波长越长散射强度越小，所以微波才有可能有最小散射，最大透射，而被成为具有穿云透雾的能力。 7.对照书内卫星传感器表中所列波段区间和大气窗口的波段区间，理解大气窗口对于遥感探测的重要意义。 对于遥感传感器而言，只有选择透过率高的波段才有观测意义。根据卫星传感器的用途选择合适的波段区间进行观测，选择电磁波通过大气层透过率高的大气窗口，以获取更多有效信息。 8.综合论述太阳辐射传播到地球表面又返回到遥感传感器这一整个过程中所发生的物理现象。 ○1大气的吸收作用；○2大气的散射作用;大气的反射、折射、散射、透射 9.从地球辐射的分段特性说明为什么对于卫星影像解译必须了解地物反射波谱特性。 当太阳辐射到达地表后，就短波而言，地表反射的太阳辐射成为地表的主要辐射来源，而来自地球本身的辐射，几乎可以忽略不计。地球自身的辐射主要集中在长波，即6um以上的热红外区段，该区段太阳辐射的影响几乎可以忽略不计，因此只考虑地表物体自身的热辐射。两峰交叉之处是两种辐射共同其作用的部分，在2.5~6um，即中红外波段，地球对太阳辐照的反射和地表物体自身的热辐射均不能忽略。
※遥感的涵义: 在一定距离的空间，不与目标物接触，通过信息系统去获取有关目标物的信息，经过对信息的分析研究，确定目标物的属性及目标物之间的相互关系。简言之，泛指一切无接触的远距离探测。 ※广义遥感是指以现代工具为技术手段，对目标进行遥远感知的整个过程。 ※狭义遥感技术是指从远距离高空以至外层空间的平台上，利用紫外线、可见光、红外、微波等探测仪器，通过摄影或扫描方式，对目标电磁波辐射能量的感应、接收、传输、处理和分析，从而识别目标物性质和运动状态的现代化技术系统。 ※传感器或者遥感器：接受、记录目标物电磁波特征的仪器。 ※遥感系统:被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录信息的处理和信息的应用。 ※遥感的分类1按遥感平台分航宇遥感航天遥感航空遥感地面遥感 2按传感器的探测波段分紫外遥感（0.05—0.38 μm）可见光遥感（0.38—0.76 μm）红外遥感（0.76—1000μm）微波遥感（1mm—10m）多波段遥感(探测波段在可见光和红外波段范围内，再分成若干个窄波段来探测目标)。 3按工作方式分主动遥感和被动遥感：前者是由探测器主动向目标发射一定能量的电磁波，并接收目标的反射或散射信号。后者是被动接收目标物的自身发射和自然辐射源的反射能量。 ※成像遥感与非成像遥感：前者传感器接收的目标电磁辐射信号可转换成(数字或模拟)图像；后者传感器接收的目标电磁辐射信号不能形成图像。 ※遥感的特点：大面积的同步观测-视域广；时效性-定时、定位观测；数据的综合性和可比性-信息丰富，综合反映了地球上许多自然、人文信息。包括紫外线、可见光、红外、微波、多波段遥感，能提供超出人的视觉以外的地面信息；经济性-效率高、速度快，精度高、成本低；局限性-波段有限，技术有限。 ※电磁波及其特性由振源发出的电磁振荡在空间的传播叫做电磁波。 ※电磁波谱：按电磁波在真空中的传播的波长或者频率，递增或者递减排列，构成了电磁波谱。频率高到低：Y射线，X射线，紫外线，可见光，红外线，无线电波。 ※电磁辐射源：凡是能够产生电磁辐射的物体都是辐射源。 ※绝对黑体：在任何温度下，对任何波长的入射辐射的吸收系数（率）α（λ，T）恒等于1，即α（λ，T）=1的物体称为绝对黑体（简称黑体） ※斯忒藩-玻尔兹曼定律：绝对黑体的总辐射出射度与黑体温度的四次方成正比。 ※维恩位移定律：黑体辐射光谱中最大辐射的峰值波长λmax与黑体绝对温度T成反比。※基尔霍夫定律：在研究电磁辐射传输过程中，在给定的温度下，物体辐射出射度和吸收率之比，对任何材料都是一个常数，并等于该温度下黑体的辐射出射度。这就是基尔霍夫定律。其表达式为：M′/ α=M M′为真实物体的辐射出射度；α为吸收率。 ※实际物体的辐射：表示实际物体辐射与黑体辐射之比M= εM0 ε：比辐射率或发射率※太阳光谱：光球产生的光谱，光球发射的能量大部分集中于可见光波段。0.1—6μ可见光※地球辐射：地球辐射的能量主要来源于太阳的短波辐射和地球内部的热能。地球辐射的波谱可分为三个部分：3—6μ：为反射太阳光和地球自身辐射，属混合辐射。8—14μ：为地球表面物体自身的热辐射，其峰值波段在9—10μ处，属远红外或称热红外。15—30μ：属超远红外。 ※散射：辐射在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。 ※瑞利散射是指比波长小得多的大气分子引起的散射，其散射强度与波长的四次方成反比，即波长越长，散射强度越弱，波长越短，散射强度越强。 ※米氏散射：当大气中粒子的直径与辐射波长相当时发生的散射。如烟、尘埃、小水滴、气
遥感导论知识点小结 1．遥感技术系统的组成 被测目标的信息特征、信息的火枪、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用。2．遥感的类型 1）按遥感平台分为地面遥感、航空遥感、航天遥感； 2）按工作方式分为主动遥感和被动遥感； 3）按探测波段分为：紫外遥感（0.3-0.4）；可见光（0.4-0.7）；红外（0.7-14mm）； 微波（0.1-100cm）等。 3．遥感技术的特点 大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性、经济性、局限性。 4．电磁波的主要参数 1）波长（Wavelength）：指波在一个振动周期内传播的距离。即沿波的传播方向，两个相邻的同相位点（如波峰或波谷）间的距离。 2）周期：波前进一个波长那样距离所需的时间。 3）频率（frequency）：指单位时间内，完成振动或振荡的次数或周期（T），用V示。 注：一般可用波长或频率来描述或定义电磁波谱的范围。在可见光——红外遥感中多用波长，在微波遥感中多用频率。 4）振幅（Amplitude）：表示电场振动的强度。它被定义为振动物理量偏离平衡位置的最大位移，即每个波峰的高度。 5）电磁波谱：将各种电磁波在真空中的波长按其长短，依次排列制成的图表。5．常用电磁波波段特性 1）紫外线（UV）：0.01-0.4μm，碳酸盐岩分布、水面油污染； 2）可见光：0.4-0.76 μm，鉴别物质特征的主要波段；是遥感最常用的波段； 3）红外线（IR）：0.76-1000 μm。近红外0.76-3.0 μm’中红外3.0-6.0 μm；远红外6.0-15.0 μm；超远红外15-1000 μm；（近红外又称光红外或反射红外；中红外和远红外又称热红外。） 4）微波：1mm-1m。全天候遥感；有主动与被动之分；具有穿透能力；发展潜力大。6．地物的反射光谱特性
一．名词解释： ★1.遥感：广义：泛指一切无接触的远距离探测，从远处探测感知物体，通过探测仪器接收来自目标地物的电磁波信息，经过对信息的处理，判别出目标地物的属性。 ★2.电磁波：交互变化的电磁场在空间的传播。 ★3.绝对黑体：物体对于任何波长的电磁辐射都全部性吸收。 ★4.大气窗口：电磁波受到大气衰减作用较轻、透射率较高的波段。 5.反射率（ρ）：地物的反射能量与入射总能量的比，即ρ=(Pρ/ P 0)×100%。 6.反射波谱：地物反射率随波长的变化规律。 ★7.雷达：是由发射机通过天线在很短的时间内，向目标地物发射一束很窄的大功率电磁波脉冲，然后用同一天线接收目标地物反射的回波信号而进行显示的一种传感器。 8.相关掩膜处理方法：指对于几何位置完全配准的原片，利用感光条件和摄影处理的差别，制成不同密度，不同反差的正片或负片，通过它们的各种不同叠加方案改变原有影像的显示效果，达到信息增强目的的方法。 9.数字图像：能够被计算机存储，处理和使用的图像。 ★10.数字图象增强：利用计算机图像处理技术，通过增加颜色提高图像质量和突出所需信息，利于做进一步的分析或判读。 11.多种信息源的复合：是将多种遥感平台，多时相遥感数据之间以及遥感数据之间的信息组合匹配的技术。 ★12.目视解译：它指专业人员通过直接观察或借助辅助判读仪器在遥感图像上获取特定目标地物信息的过程。 ★13．遥感影像地图：以遥感影像和一定的地图符号表现制图对象地理空间分布和环境状况。 ★14. 计算机辅助遥感制图：在计算机系统支持下，根据制图原理，应用数字图像处理技术和地图编辑加工技术，实现遥感影像制图和成果表现的技术方法。 ★15.正像素和混合像素：一个像素内只包含一种地物；像素内包含两种或两种以上的地物。 ★16.监督分类：是根据已知试验样本提出的特征参数建立判读函数，对各待分类点进行分类的方法。 ★17. 非监督分类：是事先并不知道待分类点的特征，而是仅根据各待分点特征参数的统计特征，建立决策规则并进行分类的一种方法。 ★18.高光谱遥感：光谱分辨率很高的遥感的简称。 ★19.光谱角填图法：是一种监督分类技术，将图像波谱直接同参考波谱匹配的一种交互式分类方法，是一种比较图像波谱与已知地物波谱或波谱库中地物波谱的自动分类方法。SAM以实验室/野外测量的标准光谱或从图像上提取的已知点的平均光谱为参考，将图像中每一像元矢量与参考光谱矢量求广义夹角，夹角越小相似度越大。 二．简答题： ★1.遥感的类型 1）按遥感平台分为：地面遥感、航空遥感、航天遥感 2）按工作方式分为：主动遥感和被动遥感。又可分为成像遥感与非成像遥感。 2. 遥感技术的特点：大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性、经济性、局限性。 ★3.微波遥感的特点 1）能全天候，全天时工作 2）对某些地物具有特殊的波谱特征 3）对冰，雪，土壤具有一定的穿透能力