遥感导论-梅安新-复习资料

遥感原理与应用遥感原理与应用 第一章第一章 1 什么是遥感 有何特点 如何分类 有何应用 什么是遥感 有何特点 如何分类 有何应用 遥感遥感 是一种远离目标 在不与目标对象直接接触的情况下 通过某种平台上装载的传 感器获取其特征信息 然后对所获信息进行提取 判定 加工处理及应用分析的 综合性技术 分类分类 按遥感平台分类按遥感平台分类 近地面遥感 航空遥感 航天遥感等 按传感器的探测波段分类按传感器的探测波段分类 紫外遥感 0 05 0 38 可见光遥感 0 38 0 76 红外遥感 0 76 1000 微波遥感 1 mm 10 m 多波段遥感 传感器由若干个窄波段组成 按工作方式分类按工作方式分类 主动遥感 被动遥感 按应用领域分类按应用领域分类 陆地遥感 海洋遥感 农业遥感 城市遥感 特点特点 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 应用 应用 A 土地资源 土地利用及其动态监测 B 农作物的遥感估产 C 重要自然灾害的遥感监测与评估 D 城市发展的遥感监测 E 天气与海洋 F 其他领域如军事 突发事件 2 什么是光谱特性 什么是光谱特性 指地球上每种物质其反射 吸收 透射及辐射电磁波的固有特质 这种对电磁波 固有的波长特性 3 遥感技术系统包括哪些内容 遥感技术系统包括哪些内容 1 被测目标的信息特征 2 信息的获取 3 信息的传输与纪录 4 信息的处理 5 信息的应 用 第二章第二章 1 电磁波及电磁波谱 电磁波及电磁波谱 电磁波电磁波 指电磁振源产生的电磁振荡在空间的传播 电磁波谱电磁波谱 按电磁波在真空中传播的波长或频率 递增或递减排列成的图表 2 紫外线 可见光 红外线的波谱范围及特征 紫外线 可见光 红外线的波谱范围及特征 遥 25 页 3 大气成份与大气结构 大气成份与大气结构 大气成份大气成份 大气中主要包括 N2 O2 H2O CO CO2 N2O CH4 O3 等 微粒有尘埃 冰晶 水滴等形成的气溶胶 云 雾等 以地表为起点 在 80KM 以下的大气中 除 H2O O3 等少数可变气体外 各种气体均匀混 合 比例不变 故称均匀层 在该层中大气物质与太阳辐射相互作用 是太阳辐射衰减的主要原因 大气结构大气结构 大气层没有明显的界线 一般取 1000KM 1 对流层对流层 经常发生气象变化 是 RS 活动的主要区域 是空气作垂直运动而形成对流的一层 在离地面 7 19KM 之间变化 厚度随纬度降低而增加 2 平流层平流层 没有明显对流 几乎没天气变化 因有 O3 层对太阳紫外线的强吸收 温度由下部向上 升高 3 电离层电离层 由下向上分为中间层 热层和散逸层 中间层的气温随高度增加而减少 热层 增温 层的气温随高度增加而急剧递增 电离层对可见光 红外甚至微波都影响较小 基本上是透明的 层中大气十分稀薄 处于电离状态 4 大气外层 大气外层 4 大气对太阳辐射的影响 大气对太阳辐射的影响 遥 24 32 页 1 大气吸收 2 大气散射 3 大气反射 4 大气折射 遥感原理与应用遥感原理与应用 5 大气窗口 大气窗口 通过大气层而较少被吸收 反射或散射的 透射率较高的波段 即大气窗口 6 地物反射光谱特征及反射光谱曲线 地物反射光谱特征及反射光谱曲线 7 环境对地物光谱特征的影响 环境对地物光谱特征的影响 1 与地物的物理性质有关 2 与光源的辐射强度有关 3 与季节有关 4 与探测时间有 关 5 与气象条件有关 第三章第三章 1 遥感有哪些平台 遥感有哪些平台 1 航天平台 300km 36000km 2 航空平台 100m 10km 3 地面平台 0m 50m 2 Landsat 有哪些传感器 各有何特点及光谱范围 有哪些传感器 各有何特点及光谱范围 在 landsat1 3 上的传感器是反束光导管摄像机 RBV 和多光谱扫描仪 MSS 在 landsat4 5 上除 MSS 外还有专题制图仪 TM 在 landsat7 上装有增强型专题制图仪 ETM 3 SPOT 卫星的特点及特征 卫星的特点及特征 特点特点 轨道高度 约 830 公里 卫星覆盖周期 26 天 扫描宽度 60 60 公里 最高空间分辨率 全色波段 2 5 米 多光谱波段 10 米 其扫描方向与飞行方向相同 特征特征 卫星搭载的传感器具有倾斜 侧视 能力 可以获取相邻轨道的地表 信息 使重叠率达到 60 构成 立体像对 4 摄影成像及其分类 摄影成像及其分类 摄影成像含义摄影成像含义 通过成像设备获取物体影像的技术 通过光学系统采用感光材料直接记录地物的反 射或发射光谱能量 分类分类 按记录方式分按记录方式分 传统摄影成像 数字摄影成像 按探测波长分 按探测波长分 紫外摄影 可见光摄影 红外摄影 多光谱摄影 按顷斜角分按顷斜角分 垂直摄影 主光轴与地表的夹角小于 3 度 顷斜摄影 大于 3 度 按实施方式按实施方式 单片摄影 航线摄影 航向重叠 53 60 面积摄影 航向重叠 53 60 旁向重叠 30 15 按感光材料分按感光材料分 1 全色黑白摄影 对可见光的各色都感光 2 黑白红外摄影 对可见光 近 红外感光 对水体 植被反映敏感 3 彩色摄影 4 彩色红外摄影 5 多光谱摄影 利用摄像头 和滤光片组合 对同一地区进行不同波段摄影 取得不同波段的像片 5 遥感图象有哪些方面的特征 并说明其内涵 遥感图象有哪些方面的特征 并说明其内涵 1 图象的几何特征 图象的几何特征 空间分辨率空间分辨率 地面分辨率 地面分辨率 指像素所代表的地面范围的大小 即扫描仪的瞬时 视场 或地面物体能分辨的最小单元 空间分辨率与平台高度和传感器焦距有关 2 图象的物理特征图象的物理特征 波谱分辨率波谱分辨率 传感器所能分辨的最小波长间隔 即传感器各个波段的宽度 间隔愈小 分辨率愈高 辐射分辨率辐射分辨率 传感器接受波谱信号时 能分辨的最小辐射度差 即遥感图 象上每一个像元的辐射量化级 3 图象的时间特征图象的时间特征 时间分辩率时间分辩率 对同一地点进行第二次信息获取的时间间隔 即重访周期 动 态监测目标的时间尺度与遥感信息时间分辨率的一致性 可根据实际研究的需要选择不同的时间分 辨率 6 微波遥感特点 微波遥感特点 1 全天候 全天时的信息获取能力 2 对某些地物具有特殊的波谱特征微波波段发射率的差异 因 而可以比较容易的分辨出可见光和红外遥感所不能区别的某些目标物的特性 3 对冰 雪 森林 土壤 尤其对干燥 松散物质 有一定的穿透能力 遥感原理与应用遥感原理与应用 4 适宜对海面动态情况 海面风 海浪 进行监测 5 一般微波传感器分辨率较低 但目标物特性明显 7 中心投影及其特点 中心投影及其特点 含义含义 空间任意直线均通过一个固定点 投影中心 投影到一个平面 上而形成的透射关系 成像特征 成像特征 点的像还是点 线的像还是线 面的像还是面 1 点的像还是点 2 直线的像一般还是直线 但若直线的延长线通过投影中心时则该直线的像就是一 个点 3 空间曲线的像一般还是曲线 但若该曲线在一个平面上而该平面又通过投影中心时其像就为 直线 8 亮度系数 亮度系数 P 在相同照度条件下 某物体的亮度与绝对白体理想表面的亮度之比 第四章第四章 1 请谈阐述加色法和减色法的原理及适用条件 请谈阐述加色法和减色法的原理及适用条件 遥 87 90 页 2 利用标准假彩色影象并结合地物光谱特性 分析为什么在影象中植物呈现红色 湖泊 水库呈蓝 利用标准假彩色影象并结合地物光谱特性 分析为什么在影象中植物呈现红色 湖泊 水库呈蓝 偏黑色 重盐碱地呈偏白色 偏黑色 重盐碱地呈偏白色 遥 38 41 121 健康的植物的反射率在红外到近红外波段有明显的峰值 形成鲜红色影像 水体 如湖泊 水 库 的反射主要在蓝绿波段 在遥感影像 特别是近红外影像上 水体呈黑色 3 遥感图象的解译标志有哪些 请举例说明 遥感图象的解译标志有哪些 请举例说明 直接解译标志直接解译标志 形状 地物的轮廓在影象平面的投影 大小 地物的尺寸 面积 体积等按比例缩小的相似记录 色调 灰阶 黑白 或色别与色阶 彩色 最重要 最直观的解译标志 阴影 图案 如卫星影象上的条带状 绕山分布的梯田 布局 物体间空间配置 如砖厂 烧砖窑的高烟囱 取土坑 堆砖坯的场地 管理办公室 水体 位置 湖边的芦苇 荒漠中的红柳 纹理 如点状 粒状 线状 斑状等 4 遥感数字图象增强的方法有哪些 各有什么特点 遥感数字图象增强的方法有哪些 各有什么特点 1 线性拉伸线性拉伸 以线性函数加大图像的对比度 效果 整幅图像的质量改善 2 分段线性拉伸分段线性拉伸 以分段线性函数加大图像中某个 或某几个 亮度区间的对比度 效果 局部亮度区间的质量改善 3 指数增强指数增强 按指数函数所做的反差增强 效果 是一个渐变增强过程 线性增强是突变 主 要增强高亮度部分 亮度越高 增强效果越明显 4 对数增强对数增强 按对数函数所做的反差增强 效果 是一个渐变增强过程 线性增强是突变 主 要增强低亮度部分 亮度越低 增强效果越明显 5 彩色图象可以分为哪几类 请分别叙述其内涵 彩色图象可以分为哪几类 请分别叙述其内涵 彩色图像可以分为彩色图像可以分为真彩色图像和假彩色图像 真彩色图像真彩色图像上影像的颜色与地物颜色基本一致 利用数字技术合成真彩色图像时 是把红色波 段的影像作为合成图像中的红色分量 把绿色波段的影像作为合成图像中的绿色分量 把蓝色波段 的影像作为合成图像中的蓝色分量进行合成的结果 如 TM321 分别用 RGB 合成的图像 假彩色图像假彩色图像是指图像上影像的色调与实际地物色调不一致的图像 遥感中最常见的假彩色图像 是彩色红外合成的标准假彩色图像 它是在彩色合成时 把近红外波段的影像作为合成图像中的红 色分量 把红色波段的影像作为合成图像中的绿色分量 把绿色波段的影像作为合成图像中的蓝色 分量进行合成的结果 如 TM432 用 RGB 合成的图像为标准假彩色图像 遥感原理与应用遥感原理与应用 6 什么是同物异谱 同谱异物 什么是同物异谱 同谱异物 同物异谱 同物异谱 同一物体或性质相同的物体在不同条件 或相同条件 下具有不 同的反射率 而 表现出不同色调 同谱异物 同谱异物 不同地物可能具有相同或相似的光谱特征不同植被具有相似的光谱特征 7 请说明监督分类方法分类时的步骤 请说明监督分类方法分类时的步骤 1 按照识别目标 选择相应传感器图像 确定特征波段 2 收集并分析相关地面参考信息 相关图件 3 按照识别目标和相关标准 建立分类体系 类别数 4 特征波段预处理 信息增强处理 5 分析各个类别在特征波段中的统计特征 6 确定判别函数 逐像元进行分类识别 7 分类精度验证 实地验证 间接验证 8 修改判别函数 最后分类 结果统计 完成报告 一 名词解释 一 名词解释 1 1 遥感的定义 遥感的定义 广义的概念 无接触远距离探测 磁场 力场 机械波 狭义的概念 在遥感平台的支持下 不与目标地物相接触 利用传感器从远处将目标地物的地 磁波信息记录下来 通过处理和分析 揭示出地物性质及其变化的综合性探测技术 2 2 遥感器 遥感器 遥感器又称为传感器 是接收 记录目标电磁波特性的仪器 常见的传感器有摄影机 扫描仪 雷达 辐射计 散射计等 3 3 电磁波谱 电磁波谱 将电磁波在真空中传播的波长或频率 递增或递减依次排列为一个序谱 将此序谱称为电磁波 谱 次序为 射线 X 射线 紫外线 可见光 红外线 微波 无线电波 4 4 黑体 黑体 对任何波长的电磁辐射都全吸收的假想的辐射体 5 5 大气散射 大气散射 辐射在传播过程中遇到小微粒 气体分子或悬浮微粒等 而使传播方向改变 并向各个方 向散开 从而减弱了原方向的辐射强度 增加了其他方向的辐射强度的现象 6 6 大气窗口 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 7 7 地物波谱 地物波谱 地物的电磁波响应特性随电磁波长改变而变化的规律 称为地表物体波谱 简称地物波谱 地物波谱特性是电磁辐射与地物相互作用的一种表现 8 8 地物反射率 地物反射率 地物的反射能量与入射总能量的比 即 P P0 100 表征物体对电磁波谱的反射 能力 9 9 地物反射波谱 地物反射波谱 是研究可见光至近红外波段上地物反射率随波长的变化规律 表示方法 一般采用二维几 何空间内的曲线表示 地物反射波谱曲线 横坐标表示波长 纵坐标表示反射率 遥感原理与应用遥感原理与应用 1010 摄影成像 摄影成像 依靠光学镜头及放置在焦平面的感光记录介质 胶片 or CCD 来记录物体的影像的成像方 式 1111 扫描成像 扫描成像 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逐点 逐行取样 以得到目标地 物电磁波特性信息 形成一定谱段图像的成像方式 1212 微波遥感 微波遥感 通过微波传感器 获取目标地物在 1mm 1m 光谱范围内发射或反射的电磁辐射 以此为依据 通过判读处理来识别地物的技术 1313 像点位移 像点位移 中心投影的影像上 地形的起伏除引起相片比例尺变化外 还会引起平面上的点位在相片 位置上的移动 这种现象称为像点位移 其位移量就是中心投影与垂直投影在统一水平面上的 投影误差 1414 遥感图像的解译 遥感图像的解译 是利用遥感影像的色调 形状大小 纹理结构特征等判别基础信息 结合地学等专业知识 识别 获取 分析目标地物信息的过程 1515 遥感影像地图 遥感影像地图 以遥感影像和地图符号表现制图对象地理空间分布的地图 1616 遥感制图 遥感制图 以综合自然体为制图对象 编制以遥感影像为主要信息载体的地图过程 1717 遥感数字图像 遥感数字图像 以数字形式表示的遥感影像 便于计算机存储 处理和使用 常用多维矩阵来表示 1818 像元 像元 又称像素 端元 是遥感数字图像的最基本的单位 是遥感成像过程的采用点 又是计算 机图像处理的最小单元 1919 遥感数字图像的计算机分类 遥感数字图像的计算机分类 根据地物的分类特征建立统计识别模式 利用建立的识别模式或算法对遥感数字图像进行 类型识别的过程 以实现地学专题信息的智能化获取 2020 定量遥感的含义 定量遥感的含义 遥感信息定量化 利用遥感器获取地表地物的电磁波信息 在计算机系统的支持下 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 定量的反演或推算出某些地学 生物学及大气 等目标参量 两层含义 位置 信息 2121 遥感信息的复合 遥感信息的复合 含义 遥感图像信息复合是将多源遥感数据在统一的地理坐标系中 采用一定的算法生成一组 新的信息或合成图像的过程 2222 计算机辅助遥感制图 计算机辅助遥感制图 在计算机系统支持下 根据地图制图原理 应用数字图像处理技术和数字地图编辑加工技 术 实现遥感影像地图制作和成果表现的技术方法 2323 遥感图像的空间分辨率 遥感图像的空间分辨率 像素所代表的地面范围的大小 即扫描仪的瞬时视场 2424 遥感图像的时间分辨率 遥感图像的时间分辨率 又称重返周期 对同一地点进行遥感采样的时间间隔 次 天 次 小时 遥感原理与应用遥感原理与应用 二 简答二 简答 1 1 遥感的特点 遥感的特点 宏观性 时效性 可比性 经济性 光谱性 地域性 真实性 局限性 动态 3W When Where What 宏观 3 全 全天候 全天时 全球 准确 3 高 高空间 高光谱 高时相 系统 3 组合 星座 地空 技用 2 2 遥感的构成 遥感系统 遥感的构成 遥感系统 目标地物的电磁波特性 信息的采集与获取 信息的传输和接收 地面定标及实况调查 信息的处理和加工 信息的分析与应用 3 3 全天侯遥感 全天侯遥感 在云雨天气时 在云层中 小雨滴的直径相对其他微粒为最大 对可见光只有非选择性散 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得多 则又属于瑞利 散射类型 散射强度与波长四次方成方比 波长越长散射强度越小 因此微波相对于可见光和 红外波段 具有较小的散射和较大的透射 具有穿云透雾能力 这就是全天候遥感 4 4 可见光和近红外地物反射光谱测试的作用 可见光和近红外地物反射光谱测试的作用 传感器波段的选择 验证 评价的依据 建立地面 航空和航天遥感数据的定量关系 将地物光谱数据直接与地物特征进行相关分析并建立应用模型 5 5 气象卫星和海洋遥感的特点 气象卫星和海洋遥感的特点 气象卫星的特点 高时间分辨率 短周期 扫描范围广 探测面积大 数据连续 实时性强 成本低廉 海洋遥感的特点 需高空平台 以便大面积同步覆盖观测 以微波为主 实现全天候全天时实时观测 海面实测资料校正 协同发挥作用 6 6 微波遥感的特点 微波遥感的特点 能全天后全天时工作 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 但特征明显 7 7 遥感图像变形的原因 遥感图像变形的原因 遥感平台与运动状态的影响 航高 航速 俯仰 翻滚 偏航 遥感原理与应用遥感原理与应用 地形起伏影响 投影差 地表曲率的影响 大气折射的影响 地球自转影响 8 8 遥感图像增强的主要内容 遥感图像增强的主要内容 对比度变换 空间滤波 彩色变换 图像运算 多光谱变换 I 对比度变换 含义 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 因为亮度值是辐射强度的反映 所以也称之为辐射增强 对图像偏暗 偏亮等 的调整 常用的方法 线性变换 含分段线性变换 和非线性变换 根据变换函数的不同 II 空间滤波 含义 通过像元与其周围相邻像元的关系 采用空间域的邻域处理方法 开窗卷积运算 以重点突出图像上某些特征的图像处理方法 常用算法 平滑 锐化 平滑的效果 去除尖锐 噪声 平缓图像亮度 锐化的效果 突出边缘和线状目标 III 彩色变换 含义 按一定的变换方法 使得黑白图像变换成为彩色图像 或通过改变色彩模式的变换 方法 提高图像的目视效果的图像处理方法 常见的三种变换方法 1 单波段彩色变换 密度分割法 2 多波段色彩变换 彩色合成 波段赋色 3 HLS IHS 变换 RGB 色彩模式 HLS 色彩模式 IV 图像运算 含义 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的图像处理方法 常见运算 1 差值运算 目标与背景反差较小的信息提取 同一地区不同时相的动态变化 突出 边缘的几何增强 2 比值运算 突出不同波段间的地物光谱差异 去除地形影像 隐伏构造信息有关的 信息特征增强 V 多光谱变换 含义 通过函数变换 达到保留主要信息 降低数据量 增强或提取有用信息目的的图像 处理方法 常见算法 主成分变换 K L 变换 消除波段信息的相关性 获取主要信息的几个特征分量 数据 的降维压缩 缨帽变换 K T 变换 与植物生长过程和土壤有关 帮助解译分析农业特征 9 9 遥感与非遥感信息的复合主要步骤 遥感与非遥感信息的复合主要步骤 1 地理数据网格化 2 最优遥感数据的选择 3 配准复合 栅格与栅格 彩色合成 数学运算 栅格与矢量 不同数据层的叠合显示 1010 遥感图像目视解译方法 遥感图像目视解译方法 遥感原理与应用遥感原理与应用 1 直接判读法 利用遥感影像解译标志和解译者的经验 直接确定目标地物属性的方法 2 对比分析法 通过对比由已知推未知的方法 包括同类地物对比分类法 空间对比分 析法 时相动态对比分析法 3 信息复合法 利用地理信息系统 将辅助地理信息与遥感影像进行融合或复合 根据专 业信息与地理空间的诸多信息综合识别遥感图像的各类目标地物的方法 4 综合分析法 综合考虑遥感图像的多种解译特征 结合生活常识 分析 推断某种目 标地物的方法 5 地理相关分析法 根据地理环境中各种地理要素之间的相互依存 相互制约的关系 借助专业知识 分析推断出某种地理要素性质 类型 状况与分布的方法 1111 遥感图像目视解译流程 遥感图像目视解译流程 目视解译准备工作阶段 室内 初步解译与判读区的野外考察 室内 室外 详细判读阶段 室内 验证与补判阶段 室外 成果的转绘与制图阶段 室内 1212 遥感影像地图特征 遥感影像地图特征 丰富的信息量 直观形象性 具有一定的数学基础 现势性强 1313 计算机辅助遥感制图流程 计算机辅助遥感制图流程 基础资料的选取 数据处理分析 遥感图象基础地理底图图 几何校正几何校正 变换增强变换增强 解译标志建立解译标志建立 与影像解译与影像解译 地理信息提取地理信息提取 数字化扫描数字化扫描 专题要素提取专题要素提取 分类系统的确定分类系统的确定 地理信息系统 遥感专题图与底图匹配 注记 整饰 出图注记 整饰 出图 1414 遥感数字图像计算机分类的基本流程 遥感数字图像计算机分类的基本流程 I 根据应用目的选像 制定分类规程 II 根据研究区域 全面收集地面参考资料 III 遥感数字图像的分类前预处理工作 遥感原理与应用遥感原理与应用 IV 确定分类系统 选择分类方法 选定统计特征 V 选定实验样区 调整确定用于分类的统计特征 VI 根据选定的方法 对遥感数字图像像元归类 VII 根据分类规程 进行分类后处理 IIX 对照相关资料 进行定性 定量精度检查 1515 遥感数字图像计算机分类方法 遥感数字图像计算机分类方法 分类思路 利用遥感图像进行分类是按一定的方法和规则 区分出图像中所含的多个目标 物 并对对每个像元或比较匀质的像元组别给出对应其特征的名称 在分类中常采用的是各像 元的灰度 纹理等特征 监督分类 非监督分类 监督分类 含义 从研究区域选取有代表性的训练场地 训练区 作为样本 根据样本 通过选择特征变 量或参数 建立判别函数 据此对样本像元进行分类 学习 依据样本类别的特征来识别其它 像元的归属类别的遥感数字图像分类方法 监督分类中常见的方法 最小距离分类法 多级切割分类法 特征曲线窗口法 最大似然 比分类法 非监督分类 含义 在没有训练样本的情况下 直接根据像元之间距离和相关系数的大小进行合并归类的遥 感数字图像处理方法 非监督分类中常见的方法 分级集群法 动态聚类法 比较 P201 1616 遥感图像解译专家系统 遥感图像解译专家系统 含义 遥感图像解译专家系统是模式识别与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证据 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 利 用遥感图像专家系统 可以实现遥感图像的智能化解译和信息获取 逐步实现遥感图像的理解 遥感图像解译专家系统的组成 1 图像处理与特征提取子系统 2 遥感解译和特征获取子系统 3 狭义的遥感图像解译专家系统 1717 地质 水体 植被 土壤遥感的任务 地质 水体 植被 土壤遥感的任务 地质遥感的任务 通过遥感影像的解译确定一个地区的岩石性质和地质构造 分析构造 运动状况 为地质制图 矿产资源的探索 工程地质和水文地质调查等服务 水体遥感的任务 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 从而为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 植被遥感的任务 通过对遥感影像的分析 确定植被的分布 类型 长势等信息 以及 对植被生物量作出估算 为环境监测 生物多样性保护 农业 林业等有关部门提供信息服务 土壤遥感的任务 通过遥感影像的解译 识别和划分出土壤类型 制作土壤图 分析土 壤的分布规律 为改良土壤 合理利用土壤服务 1818 水体的光谱特征 水体的光谱特征 水面性质 遥感原理与应用遥感原理与应用 水体中悬浮物的性质和含量 水深水底的性质 一 遥感名词解释一 遥感名词解释 1 1 遥感平台遥感平台 遥感中搭载传感器的工具统称为遥感平台 常见的有气球 飞机 人 造地球卫星和载人航天 器 2 2 微波遥感微波遥感 指利用某种传感器接收地面各种地物发射或者反射的微波信号 籍以识别 分析地物 提取 所需的信息 常用有 SAR 和 INSAR 两种方式 3 3 辐射亮度辐射亮度 假定有一辐射源呈面状 向外辐射的强度随辐射方向不同而不同 则辐射亮度定义为辐射源 在某一方向单位投影表面单位立体角内的辐射通量 观察者以不同的观测角观察辐射源时 辐射亮度不同 4 4 光谱反射率光谱反射率 物体对光谱中某个波段的电磁波的反射辐射通量与入射辐射通量之比 用式子表示为 P E 反 E 入 100 5 5 合成孔径雷达合成孔径雷达 指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 SAR 的方位分辨力与距离无关 只与天线的孔径有关 天线孔径愈小 方位 分辨力愈高 6 6 假彩色遥感图像假彩色遥感图像 根据加色法彩色合成原理 选择遥感影像的某三个波段 分别赋予红 绿 篮三种原 色合成彩色图像 由于原色的选择与原来遥感波段所代表的真实颜色不同 因而生成的合成色不是地物真实 的颜色 通常把这种方式合成的影像叫做假彩色遥感影像 常见的彩红外图像即为假彩色合成图像 7 7 大气窗口大气窗口 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 8 8 立体观察立体观察 用肉眼或者借助光学仪器 立体眼镜 对有一定重叠率的像对进行观察 可以获得地物和地 形的光学立体模型 称为像片的立体观测 9 9 图像空间分辨率图像空间分辨率 指像素所代表的地面范围的大小 即扫描仪的瞬时视场或者地面物体能分辨的最小单 元 常见得 TM5 波段的空间分辨率为 28 5m 28 5m 1010 NDVINDVI 即归一化差分植被指数 NDVI NIR R NIR R 或两个波段反射率的计算 主要用于检测植被生长状态 植被覆盖度和消除部分辐射误差等 二 二 简述题简述题 1 近红外遥感机理与在植被监测中的应用 答 1 近红外遥感机理 在近红外波段 地表物体自身的辐射几乎等于零 地物发出的波谱主要以反射太 阳辐射为主 太阳辐射到达地面之后 物体除了反射作用外 还有对电磁辐射的吸收作用 电磁辐射未被吸 收和反射的其余部分则是透过的部分 即 到达地面的太阳辐射能量 反射能量 吸收能量 透射能量 传感器主要接收经过衰减后的反射能量成像 2 在植被监测中的应用 植被的反射波谱曲线在近红外波段 0 7 m 0 8 m 有一反射的 陡坡 至 1 1 m 附近有一峰值 形成植被的独有特征 利用此特征可用于植物监测和植物生物量评估 通常利用各种 植被指数作为监测指标 即近红外波段与红外波段的各种组合运算 比值 RVI 近红外 红 如 TM4 TM2 归一化 RVI 近红外 红 近红外 红 差值 DVI 近红外 红 正交植被指数 对 NOAA 数据和 LANDSAT 数据分别为 遥感原理与应用遥感原理与应用 NOAA 数据 PVI 1 622 5 NIR 2 297 8 R 11 065 6 LANDSAT 数据 PVI 0 939 NIR 0 344 R 0 09 2 近极地太阳同步准回归轨道卫星的特点及其在对地观测中的作用 答 1 近极地太阳同步准回归轨道卫星的特点 卫星轨道平面与太阳始终保持相对固定的取向 卫星轨道的倾角接近 90 卫星几乎在同一地方时经过各 地上空 轨道平面随地球公转的同时 为了保持与太阳的固定取向 每天要自西向东作大约 1 的转动 轨道近似为圆形 轨道预告 资料接收和资料定位都方便 可以观测全球 尤其可以观测两地极地区 观 测时有合适的照明 可以得到充足的太阳能 虽然可以观测全球 但是观测间隔长 对某一地区 一颗卫星在红外波段可以取得两次资料 但是可见光 波段只能取得一次资料 为了提高观测次数 只能增加卫星的数目 由于观测数目少 不利于分析变化快 生命短的小尺度过程 而且相邻两条轨道的资料也不是同一时刻的 卫星高度高 视野广阔 一个静止卫星可以对地球南北 70 东西 140 个经度 约占地球表面 1 3 的面 积进行观测 2 在对地观测中的作用 此类卫星主要应用于陆地资源和环境探测 如 Landsat 系列 SPOT 系列等等 三 论述题三 论述题 1 遥感图像解译标志 判读标志 有那些 结合实例说明它们如何在图像解译中的应用 答 遥感图像解译标志 判读标志 及其实际应用如下 色调 即灰度 判读前通过反差调整和彩色增强后 成为目视判读的重要标志 如海滩的沙砾因含水量不 同在遥感黑白像片中的色调也不同 干燥的沙砾色调发白 而潮湿的沙砾发黑 颜色 是目视判读最直观的标志 如在真彩色影像中 森林和农作物看上去同为绿色 由于存在微小色差 有经验的的目视解译人员仍然能够判别出树种及作物的种类 大小 根据地物间的相对大小 区分地物 根据物体的大小可以推断物体的属性 有些地物如湖泊和池塘 主要依据它们的大小来区别 阴影 可判读地物的高度 但也遮挡部分地物信息 如航空像片判读时利用阴影可以了解铁塔及高层建筑 物等的高度及结构 形状 目标地物在影像上呈现的外部轮廓 如飞机场和港湾设施在遥感图像中均具有特殊形状 纹理 指目标地物内部色调有规则变化造成的影像结构 如航空像片上农田呈现条带状纹理 位置 目标地物分布的地点 例如水田临近沟渠 位于沼泽地的土壤多数为沼泽土 图型 目标地物有规律排列而成的图形结构 如住宅区建筑群和农田与周边防护林都构成特殊的图型 在 影像上很容易判出 相关布局 多个目标地物之间的空间配置关系 如学校教室与操场 货运码头与货物存储堆放区都有很强 的相关性