遥感原理与应用第二章作业.doc

遥感原理与应用第一次作业一、 名词解释遥感：遥感是指非接触的，远距离的探测技术。一般指运用传感器/遥感器对物体的电磁波的辐射、反射特性的探测。电磁波谱：为了对各种电磁波有个全面的了解，人们将这些电磁波按照它们的波长或频率、波数、能量的大小顺序进行排列，这就是电磁波谱。绝对黑体：投射到物体上的辐射热全被该物体吸收时，此物体称为绝对黑体。灰体：如果某一物体的单色吸收率与投射到该物体的辐射能的波长无关，即=常数，则称为灰体。色温：色温是照明光学中用于定义光源颜色的一个物理量。即把某个黑体加热到一个温度，其发射的光的颜色与某个光源所发射的光的颜色相同时，这个黑体加热的温度称之为该光源的颜色温度，简称色温。其单位用“K”（开尔文温度单位）表示。大气窗口：电磁波通过大气层较少被反射、吸收和散射的那些透射率高的波段称为大气窗口。通常把太阳光透过大气层时透过率较高的光谱段称为大气窗口。发射率：发射率为该波长的一个微小波长间隔内，真实物体的辐射能量与同温下的黑体的辐射能量之比。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即光反射比。波粒二象性：指的是所有的基本粒子或量子不仅可以部分地以粒子的术语来描述，也可以部分地用波的术语来描述。光谱反射特性曲线：反射光谱曲线系指地物反射电磁辐射的能力，随所反射的电磁波波长而变化的特性。如以横坐标表示波长的变化，纵坐标表示其反射率（或反射亮度系数）可构成反映反射光谱特性的曲线，称为反射光谱（特性）曲线。二、 问答题1、 黑体辐射遵循哪些规律？答：（1 由普朗克定理知与黑体辐射曲线下的面积成正比的总辐射通量密度W随温度T的增加而迅速增加。(2 绝对黑体表面上，单位面积发射的总辐射能与绝对温度的四次方成正比。(3 黑体的绝对温度升高时，它的辐射峰值向短波方向移动。(4 好的辐射体一定是好的吸收体。(5 在微波段黑体的微波辐射亮度与温度的一次方成正比。2、 电磁波谱由哪些不同特性的电磁波段组成？遥感中所用的电磁波段主要有哪些？答：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线。遥感中主要运用无线电波和微波。3、 物体的辐射通量密度与哪些因素有关？常温下黑体的辐射峰值波长是多少？答：光谱反射率、太阳在地面上的光谱照度、大气光谱透射率、光度计视场角、光度计有效接收面积。常温下黑体的辐射峰值波长是9.66m。4、 叙述沙土、植物、和水的光谱反射率随波长变化的一般规律。答：沙土：自然状态下土壤表面的反射率没有明显的峰值和谷值，一般来讲土质越细反射率越高，有机质含量越高和含水量越高反射率越低，此外土类和肥力也会对反射率产生影响。土壤反射波普曲线呈比较平滑的特征。植物：分三段，可见光波段（0.40.76m）有一个小的反射峰，位置在0.55m（绿）处，两侧0.45m（蓝）和0.67m（红）则有两个吸收带；在近红外波段（0.70.8m）有一反射的“陡坡”，至1.1m附近有一峰值，形成植被的独有特征；在中红外波段（1.32.5m）受到绿色植物含水量的影响，吸收率大增，反射率大大下降，特别以1.45m、1.95m和2.7m为中心是水的吸收带，形成低谷。水：水体的反射主要在蓝绿光波段，其他波段吸收都很强，特别到了近红外波段，吸收就更强。5、 何为大气窗口？分析形成大气窗口的原因。答：通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的，透过率较高的波段成为大气窗口。 形成大气窗口的原因：不同波段的反射率、吸收率、散射程度不同。6、 传感器从大气层外探测地面物体时，接收到哪些电磁波能量？答：（1）太阳辐射透过大气并被地表反射进入传感器的能量（2）太阳辐射被大气散射后被地表反射进入传感器的能量（3）太阳辐射被大气散射后直接进入传感器的能量（4）太阳辐射被大气反射后进入传感器的能量（5）被视场以外地物反射进入视场的交叉辐射项(6)目标自身辐射的能量。三、 能力训练题1. 地物反射光谱数据库建设与使用（1）查阅资料，综述国内外地物反射光谱数据库现状；（2）如何获得地物反射光谱数据？（3）分析影响地物光谱反射率的的主要因素（4）设计地物反射波谱曲线数据库结构以及数据库建立技术流程。答：（1）随着遥感技术向更高的光谱分辨率方向发展,数字化地物反射光谱数据库的建立和开发越发显得重要,它是遥感应用研究中一项基础性的研究内容和研究方向.遥感应用越来越依赖于地物波谱特征,并且已经发展到定量分析的新阶段,近年国际和国内已建立了包括荒漠、植物、地质、土壤、矿物、云层、雪、大气、岩石、水体、陨石、月球、人造材料、混合物、挥发物、液体等的多种数据库研究现状,并对数字化地物反射光谱数据库的建设中存在的诸如没有统一的光潜数据库国家标准、缺乏地物划分的统一标准、不同数据库之间缺乏可比性、无法进行数据共享机制等问题提出了相应建议。（2）直接利用地物光谱仪进行测量、利用成像光谱遥感数据绝对定标与地物光谱反射率进行反演。（3）有很多因素会引起反射率的变化，如：太阳位置、传感器位置、地理位置、地形、季节、气候变化、地面湿度变化、地物本身的变异、大气状况等。太阳位置主要是指太阳高度角和方位角，如果太阳高度角和方位角不同，则地面物体入射照度也就发生变化。为了减小这两个因素对反射率变化的影响，遥感卫星轨道大多设计在同一地方时