中科院遥感考博真题整理

精品文档 1欢迎下载 20112011 年年 3 3 月月 RSRS 真题真题 一 名词解释一 名词解释 1 1 成像光谱仪 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 2 空间分辨率 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 像元 指单个像元所对应的地面面积大小 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 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 3 叶面积指数 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 4 光谱分辨率 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 5 植被指数 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 精品文档 2欢迎下载 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 6 地物方向谱 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 7 主动遥感 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 主要选择电磁波的波长和发射方式 主动遥感一般使用的电磁波是微波波段和激光 多用脉冲信号 有的用连续波束 普通雷达 测试雷达 合成孔径雷达 红外雷达 激光 雷达等都属于主要遥感系统 9 9 植被指数 植被指数 1010 影像匹配 影像匹配 影像匹配是通过对影像内容 特征 结构 关系 纹理及灰度等地对应关系 相似性和 一致性分析 寻求相同影像目标的方法 分为基于灰度的影像匹配和基于特征的影响匹配 两种 前者从参考图像中提取目标去作为匹配的模板 再将其在待配准的图像中滑动 通 过相似性度量来寻找最佳匹配点 后者是从两幅图像中提取出灰度变化明显的某些特征作 为匹配基元 再在两幅图像对应的特征集中利用特征匹配算法将存在匹配关系的特征对选 出来 对于非特征像素点利用插值等方法做处理 以实现两幅图像间的逐像元的配准 后 者较前者匹配计算量小 速度快 当影像分分辨率低且部分被云覆盖 校正时可选用影像 匹配 二 简答二 简答 1 1 几何纠正的主要方法及特征 几何纠正的主要方法及特征 当遥感影像在几何位置上发生了变化 产生如行列不均匀 像元大小与地面大小对应不 准确 地物形状不规则变化等畸变时 说明遥感影像发生了几何畸变 几何纠正的主要目 的就是纠正这些系统及非系统性因素引起的图像变化 从而 与标准图像与地图的几何整合 主要方法及特征 根据卫星轨道公式将卫星的位置 姿态 轨道及扫描特征作为时间 精品文档 3欢迎下载 函数加以计算 来确定每条扫描线上像元坐标 特征 由于遥感器的位置及姿态的测量值 精度不高 其校正图像仍存在不小的几何变形 几何精校正 利用地面控制点和多项式 纠正模型校正影像 步骤为先选择地面控制点 其次选择合适的坐标变换函数式 即数学 纠正模型 最后重采样 选择合适的内拆方法 特征 适合于地面平坦 不需要考虑高程 信息 或地面起伏较大而无高程信息 以及传感器位置和姿态参数无法获取的情况下应用 有时根据遥感平台的各种参数已做过一次校正 但仍不能满足要求 就可以用该方法做遥 感影像相对于地面坐标的配准校正 遥感影像相对于地图投影坐标系统的配准校正 以及 不同类型或不同时相的遥感影像之间的几何配准和复合分析 以得到比较精确地结果 采用影像匹配与相关技术法 分为基于灰度的影响匹配和基于特征的影响匹配 特征 速 度快 适合于短周期 较低分辨率的卫星数据 因为分辨率低及部分被云覆盖 使合格的 地面控制点选取有相当难度 2 2 中巴资源卫星的光谱特征 中巴资源卫星的光谱特征 中巴地球资源卫星 CBERS 简称资源卫星 项目是中国和巴西两国政府的合作项目 自 1999 年 10 月 14 日首飞成功后 至今已经成功发射了 3 颗卫星 获取了大量的观测数据 并广泛用于中巴国民经济建设的许多领域 中巴资源卫星携带三种传感器 CCD 相机 红外多光谱扫描仪 IRMSS 及宽视场成像 仪 WFI CCD 相机在星下点得空间分辨率有 19 5 米 扫描幅度为 113 公里 在可见 近 红外光谱范围内有 4 个波段和 1 个全色波段 具有侧视功能 侧视范围为 32 相机带 有内定标系统 B01 0 45 0 52um 用于水系及浅海水域制图与森林类型制图 空间分辨率为 20 米 B02 0 52 0 59um 识别植被类别与评价植物生产力 空间分辨率为 20 米 B03 0 63 0 69um 区分植物类型 覆盖度 判断植物生长状况 健康状况等 空间分辨 率为 20 米 B04 0 77 0 89um 用于植物识别分类 生物量调查及作物长势测定 空间分辨率为 20 米 B05 0 51 0 73um 全色波段 空间分辨率为 20 米 红外多光谱扫描仪 IRMSS 有 1 个全色波段 2 个短波红波段和 1 个热红外波段 扫 描幅宽 119 5 公里 可见光 短波红外波段的空间分辨率为 78 米 热红外波段的空间分辨 率为 156 米 IRMSS 带有内定标系统和太阳定标系统 B06 0 5 0 9um 可见光近红外波段空间分辨率为 78 米 B07 1 55 1 75um 用于植物水分状况与作物长势研究 B08 2 08 2 35um 用于区分主要岩石类型 增加地质探矿的应用 精品文档 4欢迎下载 B09 10 4 12 5um 用于制备胁迫分析 土壤湿度研究等 及监测与人类有关的热特征 分辨率为 156 米 宽视场成像仪 WFI 有 1 个可见光波段 1 个近红外波段 星下点的可见分辨率为 258 米 扫描幅宽为 890 公里 由于这种传感器具有较宽的扫描能力 因此 它可以在很短的 时间内获得高重复率的地面覆盖 WFI 星上定标系统包括一个漫反射窗口 可进行相对辐 射定标 B10 0 63 0 69um 用于区分植物类型 覆盖度 判断植物生长状况 健康状况等 空间 分辨率为 250 米 B11 0 77 0 89um 用于植物识别分类 生物量调查及作物长势测定 空间分辨率为 250 米 02B 卫星保留了原有 20 米分辨率的 CCD 多光谱相机和 258 米分辨率的宽视场成像仪 WFI 的基础上 增加了 2 36 米分辨率的高分辨率相机 HR 波段范围为 0 5 0 8um 3 3 水体遥感的光谱特征及其应用 水体遥感的光谱特征及其应用 水体的光谱特性 在可见光 0 6um 之前 水的吸收少 反射率较低 大量透射 其中 水面反射率的 5 左右 并随着太阳高度角的变化呈 3 10 不等的变化 水体可见光发射包 括水表面反射 水体底部物质反射及水肿悬浮物质 浮游生物或叶绿素 泥沙及其它物的 反射 3 个方面的贡献 在近红外 短波红外部分几乎吸收全部的入射能量 因此水体在这 两个波段的反射能量很小 应用 水体界线的确定 在可见光范围内 水体的反射率总体上比较低 不超过 10 一般为 4 5 并随着波长的增大逐渐降低 到 0 6um 出约为 2 3 过了 0 75um 水体 几乎成为全吸收体 因此 在近红外的遥感影像上 清澈的水体呈现黑色 为区分水陆界 线 确定地面上有无水体覆盖 应选择近红外波段的图像 也可选用雷达影像 平坦的水 面 后向散射较弱 侧视雷达影像上水体呈现黑色 故用雷达影像确定洪水淹没的范围也 是有效的手段 水中悬浮物质的确定 水中悬浮物主要包括无机的泥沙和有机的叶绿素 含泥沙的浑浊水体与清水比较 光谱反射特征存在差异 浑浊水体的反射波谱曲线整体高 于清水 波谱反射值长波方向移动 红移 随悬浮泥沙浓度的加大 可见光对水体的透射 能力减弱 反射能力加强 波长较短的可见光 如蓝光和绿光对水体穿透能力较强 可反 映出水下一定深度的泥沙分布状况 水中叶绿素的浓度与水体反射光谱存在以下关系 水 体叶绿素浓度增加 蓝光波段的反射率下降 绿光波段的反射率增高 水面叶绿素和浮游 生物浓度高时 近红外波段仍存在一定的反射率 该波段影像中水体不呈黑色 而呈灰色 甚至 是浅灰色 水温的探测 水体的热容量大 在热红外波段有明显特征 白天 水体 在遥感影像上表现为热红外波段辐射低 呈暗色调 夜间 在热红外影像上呈浅色调 夜 间热红外影像可用于寻找泉水 特别市温泉 根据热红外传感器的温度定标 可在热红外 影像上反演水体的温度 水体污染的探测 水体污染物浓度较大且使水色显著地变黑 变红或变黄 并与背景色有较大的差异时 可在可见光波段影像上识别出来 水体高度富 精品文档 5欢迎下载 营养化 受到严重的有机污染 浮游生物浓度高 与背景水体的差异可在近红外波段影像 上被识别 水体受到热污染 与周围水体有明显温差 也可在热红外波段影像上被识别 水深的探测 蓝光波段对平静 清澈的水体有较大的透射能力 并且水底反射波也较强 这时蓝光波段上的灰度可反映水深 4 4 ISODATAISODATA 的聚类过程的聚类过程 三 论述 三选二 三 论述 三选二 1 1 MODISMODIS 的特点与应用的特点与应用 MODIS 数据的特点 36 个光谱通道 0 4 14 3um 其中可见光 短波红外 20 个通道 热红外 16 个通道 谱带窄 可见光 短波红外通道除 0 659 和 2 1um 外 谱带宽度 10 35um 有许多大气纠正的特征波段 便于大气参数的反演 如用 0 41 2 1um 7 个通道 以 精品文档 6欢迎下载 及 3 75um 的通道 可反演大气气溶胶 1 38um 通道可用于校正薄卷云及反演平流层气溶 胶 空间分辨率 CH1 2 为 250m CH3 7 为 500m 其余为 1000m 像元大小随视角而增加 边缘像元可比星下点像元大 4 倍 宽视域 扫描角 55 太阳天顶角与观测天顶角变 化大 扫描宽度为 2330km 考虑到地球曲率 在轨道边缘 地面实际视角约为 60 65 太阳天顶角也会有 20 的变化 此变化与纬度 季节有关 由于太阳 目标 遥感 器之间几何关系的变化 大气和目标的方向反射特征 使后向散射较前向散射有更大的太 阳天顶角 MODIS 在对地观测中 每秒可同时获得 6 1MB 的来自大气 海洋 陆地表面 的信息 每 1 2 天可获得一次全球观测数据 包括白天的可见光图像及白天 夜间的红外图 像 我国的观测时间一般为白天 10 30 12 00 夜间 21 30 23 00 每个 MODIS 仪器设计 寿命 5 年 计划发射 4 颗 这样利用 MODIS 则可获得 15 年以上 包含可见光 热红外 36 个 通道的地球综合信息 为全球资源 环境 气候变化等获得综合研究服务 具有较高的 辐射分辨率 数据量化等级为 2048 即所有通道都用 12bit 记录 MODIS 探测仪在对地扫 描的同时 都对冷空和黑体进行探测 有较高的校正精度和灵敏度 应用 modis 数据不仅直接用于火灾 沙尘暴 冰 雪 洪涝 干旱等多种灾害的研 究和监测 还可以短期气象监测和中长期气候预报 主要分为大气 陆地和海洋三个方面 大气应用 大气不仅对地球气候有着重要的作用 甚至会对动物 植物乃至人类的发育 和生长造成一定的影响 因此 分析大气组成并探寻其演化规律是地球环境研究的重要课 题 在这一方面 MODIS 提供了水汽 气溶胶 云 大气剖面 大气网络 云掩膜 6 种产 品 气溶胶 波段 15 743 753nm 16 862 877nm 波段 26 1 36 1 39um 反应气 溶胶特性 气溶胶的组成和分布在一定程度上反应了大气污染的状况 是空气质量 雾 酸雨 沙尘暴等 以及全球气候变化研究的重要内容 水汽 水汽一方面通过蒸发或凝 结吸收或放出潜热 另一方面它又能强烈地吸收和放出长波辐射 从而影响地面和空气的 温度 MODIS 的近红外波段 17 890 920nm 18 931 941nm 19 915 965nm 和热红外 波段 26 1 36 1 39um 27 6 535 6 895um 28 7 175 7 475um 均为理想的大气水 汽探测波段 海洋应用 MODIS 的 8 16 波段 405 877nm 是海洋水色要素探测的专用 波段 所提供的叶绿素浓度产品 悬浮固体产品 有机物浓度产品等在洋流 喷流 羽流 等海洋研究中有重要作用 为全球生化模式和气候模式的研究提供了数据基础 陆地应 用 MODIS 提供了地表反射比 地表温度 叶面积指数等 10 种陆地产品 为陆地自然资源 监测 生态环境评估以及其他环境相关学科的研究做出了重要贡献 自然灾害监测 MODIS 提供的多种陆地表面观测产品为自然灾害和监测提供了良好的数据支持 全球气 候变化监测 MODIS 的全球海表面温度产品为研究全球大规模气候现象提供了优质数据源 能够捕捉其变化 为长期监测及其有关影响的监测 预报提供可靠的数据保障 2 2 遥感技术在自然技术灾害的监测评估中的作用与不足 遥感技术在自然技术灾害的监测评估中的作用与不足 作用 利用遥感技术 有效开展自然灾害成因的研究 各种自然灾害发生前一般都会出现各种先兆 而且很多灾害的发生和发展都有一定的 精品文档 7欢迎下载 时空规律 彼此之间常有一定的关系 这就为自然灾害的预报提供了可能性 遥感技术获 取信息的范围大 综合性强 根据多时相 多波段 多分辩率遥感图像所提供的数据源 进行灾害的周期性 重复性 灾害间的相关性 致灾因素的演变和相互作用 灾害发展趋 势 灾源的形成 灾害载体的运移规律 以及灾害前兆信息等开展研究和分析 有助于对 不同的灾害做出准确程度不等的近期 中期 长期和临灾预报 开展遥感灾害调查 推进自然灾害数据库建设 在各种自然灾害中 地质灾害占有重要的比重 地质灾害中的滑坡 崩塌 泥石流等 灾害个体以及它们组合形成的灾害群体 在遥感图像上呈现的形态 色调 影纹结构等均 与周围背景存在一定的区别 因此 对崩塌 滑坡 泥石流等地质灾害的规模 形态特征 及孕育特征 均能从遥感影像上直接判读圈定 利用我国的资源卫星 气象卫星 环境和 灾害卫星及其他卫星提供的多种遥感信息 通过地质灾害遥感解译 可以对目标区域内已 经发生的地质灾害点和地质灾害隐患点进行系统全面的调查 查明各种地质灾害的分布 发生规模 形成原因 发育特点 发展趋势以及危害性和影响因素 在此基础上结合 GIS 技术开展地质灾害区划 划分地质灾害易发区域 评价易发程度 建立灾害要素数据库 构建灾害预测评估和灾后灾害快速评估运行系统 开展遥感灾情调查 为抗灾救灾应急决策提供快速信息支持 地震 洪涝 台风等突发性自然灾害发生时 常规手段难以实现迅速 准确 动态的 监测与预报 遥感技术不受地面条件限制 可以快速获取灾害发生后灾区的全面景观 根 据灾害分类分级及影像模型 判读图像 快速确定灾情 为应急救援工作提供第一手资料 从而在最短的时间内实现对自然灾害的应急响应 开展遥感灾情动态监测 提高次生灾害的预测预报能力 做好次生灾害的排查与监测预警工作 防范地震等灾害可能引发的火灾 水灾 爆炸 山体滑坡和崩塌 泥石流 地面塌陷等次生灾害 是减少和降低灾害损失的重要措施 利 用卫星遥感技术实时监测地震次生灾害 使这些次生灾害在成灾前或成灾过程中得到及时 解决 防患于未然 开展遥感灾情调查评估 为灾后重建规划提供决策依据 地震等重大自然灾害发生后 灾区的重建规划是抗灾救灾的一项重要工作 如地震灾 后恢复重建规划应当根据地质条件和地震活动断层分布以及资源环境承载能力 重点对城 镇和乡村的布局 基础设施和公共服务设施的建设 防灾减灾和生态环境以及自然资源和 历史文化遗产保护等作出安排 城镇和工程选址时要充分考虑灾害综合区划 既防止类似 的灾害重复发生 也要防御其他自然灾害的侵袭 利用遥感技术开展地震灾害损失调查评 估 可以获得地质 土地 气象 水文 环境等基础资料 这是编制地震灾后恢复重建规 划的依据 在 2008 年四川汶川大地震发生后 我国利用航天和航空遥感 及时开展汶川地 震灾情评估工作 完成不同烈度人口影响评估 以及房屋倒损 道路损毁 人员伤亡等灾 情及次生灾害评估 灾情综合评估 地震灾害范围评估 地震灾害经济损失评估等工作 为灾区重建规划提供了科学依据和决策咨询 卫星遥感技术的发展 为提高我国地震预测预报水平提供了可能 精品文档 8欢迎下载 地震的预测预报是一个世界性的难题 我国破坏性地震频繁发生 损失极为惨重 及 时 准确地获取反映地震孕育和发生过程的各种地震前兆信息及其演化规律就有可能有效 地预测预报地震 卫星遥感以其观测手段多 覆盖面广 资料连续更新 重复观测周期短 等优势 成为开展地震灾害预测预报的有效手段 为提高地震灾害的预测预报水平提供了 可能 第 21 届 ISPRS 大会表明 遥感技术用于监测和评估地震灾害已成为研究地震的一大 热门 目前 遥感方法中合成孔径雷达干涉测量 InSAR 技术在监测地震形变方面的潜力 已得到广泛认同 不足不足 现在遥感在自然灾害监测应用中还存在不少问题 突出表现在基础地理信息不 充分 遥感应急速度比较慢 组织还有待加强 可用的数据源匮乏以及遥感科技力量储备 不足等问题 1 基础地理信息不充分 这次汶川地震灾害遥感监测暴露出我国的基础地理信息不充分 为了更好的进行灾害 监测与评估 国家应该建立 1 2 m 分辨率的基础影像库 有条件的地区还应该建立 1 10 万到 1 5 万比例尺的基础地理信息数据库和数字高程模型 DEM 我国的中巴地球资源卫 星 02B 星 HR 数据分辨率已经达到了 2 36 m 而且该数据对国内是免费的 建议有关部门 充分利用国产数据建立高分辨率背景影像库 2 遥感应急相应速度比较慢 从地震发生后到 5 月 13 日上午第一颗遥感卫星过境并下传遥感数据 整整用了 21 个 小时 一直到地震发生后的第四天 5 月 14 日国内才出现了震区震后的遥感分析图 在大 灾害面前 遥感显得非常迟缓 因此 提高遥感对于重大自然灾害的快速反应能力非常必 要 发挥遥感在重大自然灾害监测中排头兵的作用就是要求遥感在灾害发生几个小时后作 出反应 3 缺乏统一的组织 在这次汶川地震科技救灾中 遥感队伍可谓浩浩荡荡 但是这次遥感大会战缺乏一个 统一的组织 很多工作比较混乱和重复 因此 建议编制自然灾害遥感应急预案和自然灾 害遥感监测技术规程 这个技术规程应该包括遥感数据获取与共享 遥感数据的格式与参 考投影系统 评估的技术流程与精度控制等等 这样在一个统一的框架下 才能使遥感的 作用充分表现出来 4 可用的遥感数据很匮乏 很多大的自然灾害发生时 天气都不是很好 像今年发生的南方雪灾和汶川地震灾害 光学遥感成像十分困难 即使成像后云覆盖也太多影响了数据的有效性 合成孔径雷达可 以穿透云雾成像 但是在灾害发生过程中为了获得高分辨率的观测数据 大多采用单极化 的工作方式 这种单波段单极化的 SAR 图像解译十分困难 从这个意义上说 可用于自然 灾害遥感监测的数据还是比较匮乏的 5 遥感科技力量储备不够 虽然我国近几年在遥感技术研发和教育方面都有较快的发展 但是在大灾面前仍显得 遥感科技力量储备严重不足 这表现在以下三个方面 1 遥感技术硬件储备不足 比如各 种遥感器及其数据设备 2 遥感技术软件储备不足 遥感快速应急的相关处理程序和技术 精品文档 9欢迎下载 规程都还比较缺乏 3 遥感要从理论走向实践 从办公室走向自然灾害的第一线 加大遥 感科技力量储备是应对灾害突发事件必须要解决的问题 3 3 卫星遥感的技术的发展趋势 卫星遥感的技术的发展趋势 有点老 随着传感器技术 航空航天技术和数据通讯技术的不断发展 现代遥感技术已经进入一 个能动态 快速 多平台 多时相 高分辨率地提供对地观测数据地新阶段 5s 技术的联合应用 遥感本身就是多学科的综合 多种技术的联合应用将大大拓宽遥感技术的应用范围 占领更广阔的市场 具有代表性的是智能引导系统 系统本身是在国 际先进的超图数据结 构 HBDS 理论基础上 实现遥感 RS 全球定位系统 GPS 地理信息系统 GIS 智能 系统 IS 和多媒体系统 MMS 即五 S 的联合 在电子地图的支持下可对光盘 CD ROM 进 行检索 采用分层技术 为用户提供自定义 多层次目标库 用户可自己定义起点 终点 绕行点 必经点 智能模块为用户提供最佳路径及最短距离 高光谱分辨率传感器是未来空间遥感发展的核心内容 高光谱分辨率传感器是指既能对目标成像又可以测量目标物波谱特性的光学传感器 其 特点是光谱分辨率高 波段连续性强 其传感器在 0 4 2 5 范围内可细分成几十个 甚至几百个波段 光谱分辨率将达到 5 10 但目前其发展仍停留在航空实验和应 用阶段 预计下个世纪将会在轨道高度崭露头角 如澳大利亚的资源信息与环境卫星 ARIES 1 美国一些公司或组织及空军 海军等部门也都在研制和发射自己的成像光谱卫 星 美国 Geosat Committee 目前正在对高光谱传感器 Probe 1 进行矿产 油气 环境及农 业等 4 大领域的应用试验 人们希望通过高光谱遥感数据对矿物 岩石的类型 农作物 森林的种类 环境中各种污染物质的成份进行遥感定量分析 高光谱和超高光谱传感器的 研制和应用将是未来遥感技术发展的重要方向 高空间分辨率已达米级 高光谱分辨率已 达纳米级 波段数已达数十甚至数百个 微波遥感技术 微波遥感技术 如合成孔径雷达等 是当前国际遥感技术发展重点之一 其全天候性 穿透性和纹理特性是其它遥感方法不具备的 利用这一特性对解决我国海况监测 恶劣气 象条件下的灾害监测 冰雪覆盖区 云雾覆盖区 松散层掩盖区及国土资源勘查等将有重 大作用 微波遥感的发展进一步体现为多极化技术 多波段技术和多工作模式 小卫星群计划 为协调时间分辨率和空间分辨率这对矛盾 小卫星群计划将成为现代遥感的另一发展 趋势 例如 可用 6 颗小卫星在 2 3 天内完成一次对地重复观测 可获得高于 1 m 的 高分辨率成像光谱仪数据 除此之外 机载和车载遥感平台 以及超低空无人机载平台等 多平台的遥感技术与卫星遥感相结合 将使遥感应用呈现出一派五彩缤纷的景象 版本二 随着科学技术的进步 光谱信息成像化 雷达成像多极化 光学探测多向化 地学分 析智能化 环境研究动态化以及资源研究定量化 大大提高了遥感技术的实时性和运行性 精品文档 10欢迎下载 使其向多尺度 多频率 全天候 高精度和高效快速的目标发展 1 遥感影像获取技术越来越先进 1 随着高性能新型传感器研制开发水平以及环境资源遥感对高精度遥感数据要求的提高 高空间和高光谱分辨率已是卫星遥感影像获取技术的总发展趋势 遥感传感器的改进和突 破主要集中在成像雷达和光谱仪 高分辨率的遥感资料对地质勘测和海洋陆地生物资源调 查十分有效 2 雷达遥感具有全天候全天时获取影像以及穿透地物的能力 在对地观测领域有很大优 势 干涉雷达技术 被动微波合成孔径成像技术 三维成像技术以及植物穿透性宽波段雷 达技术会变得越来越重要 成为实现全天候对地观测的主要技术 大大提高环境资源的动 态监测能力 3 开发和完善陆地表面温度和发射率的分离技术 定量估算和监测陆地表面的能量交换 和平衡过程 将在全球气候变化的研究中发挥更大的作用 4 由航天 航空和地面观测台站网络等组成以地球为研究对象的综合对地观测数据获取 系统 具有提供定位 定性和定量以及全天候 全时域和全空间的数据能力 为地学研究 资源开发 环境保护以及区域经济持续协调发展提供科学数据和信息服务 2 遥感信息处理方法和模型越来越科学神经网络 小波 分形 认知模型 地学专家知识 以及影像处理系统的集成等信息模型和技术 会大大提高多源遥感技术的融合 分类识别 以及提取的精度和可靠性 统计分类 模糊技术 专家知识和神经网络分类有机结合构成 一个复合的分类器 大大提高分类的精度和类数 多平台 多层面 多传感器 多时相 多光谱 多角度以及多空间分辨率的融合与复合应用 是目前遥感技术的重要发展方向 不确定性遥感信息模型和人工智能决策支持系统的开发应用也有待进一步研究 3 一体化计算机和空间技术的发展 信息共享的需要以及地球空间与生态环境数据的空间 分布式和动态时序等特点 将推动 3S 一体化 全球定位系统为遥感对地观测信息提供实时 或准实时的定位信息和地面高程模型 遥感为地理信息系统提供自然环境信息 为地理现 象的空间分析提供定位 定性和定量的空间动态数据 地理信息系统为遥感影像处理提供 辅助 用于图像处理时的几何配准和辐射订正 选择训练区以及辅助关心区域等 在环境 模拟分析中 遥感与地理信息系统的结合可实现环境分析结果的可视化 3S 一体化将最终 建成新型的地面三维信息和地理编码影像的实时或准实时获取与处理系统 4 建立高速 高精度和大容量的遥感数据处理系统随着 3S 一体化 资源与环境的遥感数据 量和计算机处理量也将大幅度增加 遥感数据处理系统就必须要有更高的处理速度和精度 神经网络具有全并行处理 自适应学习和联想功能等特点 在解决计算机视觉和模式识别 等特大复杂的数据信息方面有明显优势 认真总结专家知识 建立知识库 寻求研究定量 精确化算法 发展快速有效的遥感数据压缩算法 建立高速 高精度和大容量的遥感数据 处理系统 精品文档 11欢迎下载 5 建立国家环境资源信息系统国家环境资源信息是重要的战略资源 环境资源数据库是国 家环境资源信息系统的核心 我们要提高对环境资源的宏观调控能力 为我国社会经济和 资源环境的协调可持续发展提供科学的数据和决策支持 6 建立国家环境遥感应用系统国家环境遥感应用系统将利用卫星遥感数据和地面环境监测 数据 建立天地一体化的国家级生态环境遥感监测预报系统以及重大污染事故应急监测系 统 可定期报告大气环境 水环境和生态环境的状况 环境遥感地理信息系统是其支撑系 统 在各种应用软件的辅助下实现环境遥感数据的存储 处理和管理 环境遥感专业应用 系统是其应用平台 在环境专业模型的支持下实现环境遥感数据的环境应用 环境遥感决 策支持系统是其最上层系统 在环境预测评价和决策模型的驱动下进行环境预测评价分析 制定环境保护的辅助决策方案 数据网络环境是其数据输入和输出的开放网络环境 实现 环境海量数据的快速流通 总之 遥感技术在环境科学领域有广泛应用 随着科学的进步 遥感技术会越来越先 进 其所发挥的作用也会越来越大 20102010 年年 3 3 月月 RSRS 一 名词解释 一 名词解释 1 1 成像光谱仪 成像光谱仪 20112011 2 2 光谱分辨率 光谱分辨率 20112011 3 3 监督分类 监督分类 监督分类 又称为训练分类法 即用被确认类别的样本像元去识别其他未知 像元的过程 首先需要从研究区域选取有代表性的训练场地作为样本 根据已知训练区提 供的样本 通过选择特征函数 如像素亮度均值 方差等 建立判别函数 据此对样本像 元分类 依据样本类别的特征来 非样本像元的归属类别 监督分类可分为两个步骤 选择 训练样本和提取统计信息 选择合适的分类算法 常用的算法有平行算法 最小距离法及 最大似然法等 4 4 植被指数 植被指数 20112011 5 5 地物方向波谱 地物方向波谱 20112011 精品文档 12欢迎下载 二 简答二 简答 1 1 数据融合方法及特征 数据融合方法及特征 图像融合是一个对多遥感器的图像数据和其它信息的处理过程 它着重于把那些在空间 或时间上冗余或互补的多源数据 按一定的规则 算法 进行运算处理 获得比任何单一 数据更精确 更丰富的信息 生成一幅具有新的空间 波谱 时间特征的合成图像 它不 仅仅是数据间的简单复合 而强调信息的优化 以突出有用的专题信息 消除或抑制无关 的信息 改善目标识别的图像环境 从而增加解译的可靠性 减少模糊性 即多义性 不 完全性 不确定性和误差 改善分类 扩大应用范围和效果 图像融合分为多源遥感数据融合和遥感信息与非遥感信息的融合 多源遥感数据融合的方法和特征为 彩色技术 包括 RGB 彩色合成 HIS 变换 照 度 色度变换 特征 彩色合成有利于对多波段图像的解译 HIS 彩色变换把标准 RGB 图像 有效地分离为代表空间信息的明度 I 和代表波谱信息的色别 H 饱和度 S 对颜色 属性易于识别和量化 色彩的调整 数学变换 方便 灵活 彩色编码系统 YIQ Y 指图像 亮度 I 指红色减去青色 Q 指品红色减去绿色 YIQ 的三成分间比 RGB 三成分间相关性 减小 因而 YIQ 变换更能增强图像 算术运算 加 与 乘 差值与比值运算 混合 运算 特征 加 与 乘 对于增加图像的对比度很有效 差值与比值图像对于变化检 测很有效 尤其是比值方法对微弱的信号变化有更强的增强能力 采用加减乘除的混合运 算或各波段图像数据间的相关性加权运算 可以不同程度的消除大气影响 增强相关信息 特征 图像变换 包括主成分分析 相关统计分析 空间滤波分析 回归变量代换 小 波变换等 特征 主成分分析 实现了数据压缩 也可作为分类前的特征选择 突出了 主要信息 达到了图像增强的目的 变换后的主分量空间坐标系统的坐标轴指向数据信息 量较大的方向 变换后的新波段主分量 包含的信息量逐渐较少 相关统计分析 是基 于对被融合图像之间波谱特性的相关统计分析 空间滤波分析 多用于不同空间分辨率 的图像数据的融合 分为高通滤波和低通滤波 高通滤波提高空间分辨率 低通滤波平滑 原图像的细节 回归变量代换 应用于增强空间数据或变化监测 小波变换 具有变 焦性 信息保持性和小波基选择的灵活性等优点 可用于以非线性的对数方式融合不同类 型的数据 是融合后的图像既保留原高分辨率遥感影像的结构信息 又融合多光谱影像丰 富的光谱信息 提高影像的解译能力 分类精度 遥感信息与非遥感信息融合方法和特征 融合步骤 地理数据的网格化 使地理数据 成为网格化的数据 地面分辨率与遥感数据一致 对应地面位置与遥感影像配准 最优 遥感数据的选取 选取适合需要的遥感波段 配准复合 栅格数据与栅格数据之间采用 两种方法 非遥感数据与遥感数据组成三个波段 实行假彩色合成 两种数据也可直接叠 加 波段之间可作加法或其他数学运算 也可做适当的布尔运算 栅格数据与矢量数据采 用不同数据格式的复合和不同数据层的复合 不同数据格式的复合指两种数据直接叠加 如在遥感影像上叠加行政边界 不同数据层的复合指计算和记录时 将不同的图像记录到 不同的层上 显示时可以分别显示 也可一起叠合显示 特征 不同遥感数据源的优势互 精品文档 13欢迎下载 补 进行复合增加信息量 遥感数据和非遥感数据可在空间上对应一致 又可在成因上互 相说明 已达到深入分析的目的 2 2 几何纠正的几种方法和特征 几何纠正的几种方法和特征 20112011 3 3 水体遥感的光谱特征及其应用 水体遥感的光谱特征及其应用 20112011 4 4 大气对地物光谱的物理过程 大气对地物光谱的物理过程 地物反射的电磁波要经过大气才能被传感器接收 由于大气的成分非常的复杂而且多 变 加上电磁波本身的一些特性 此次电磁波在大气传输过程中会发生很多变化 包括大 气的吸收 散射 透射等 大气吸收 电磁辐射经过大气层时 大气分子对电磁波的某些波段有吸收作用 吸 收作用使电磁波的强度衰减 甚至有些波段完全不能通过大气 大气中几种主要分子对电 磁辐射的的吸收带位置为 水的吸收带主要有 2 5 3 0um 5 7um 0 94um 1 13um 1 38um 1 86um 3 24um 以及 24um 以上对微波的强吸收带 二氧 化碳的吸收峰主要是 2 8um 和 4 3um 臭氧在 10 40km 高度对 0 2 0 32um 有很强的吸收带 此外 0 6um 和 9 6um 的吸收也很强 氧气主要吸收小于 0 2um 的辐射 0 6um 和 0 76um 也 有窄带吸收 此外大气中的其它微粒虽然也有吸收作用 但不起主导作用 大气散射 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 称散射 散射使原传播方向的辐射强度减弱 而增加向其他各方向的辐射 散射现象的实 质是电磁波在传输中遇到大气微粒而产生的一种衍射现象 大气散射包括瑞利散射 米氏 散射和无选择性散射 瑞利散射 当大气中粒子的直径比波长小的多时发生的散射 这 种散射主要由大气中的原子和分子 如氮 二氧化碳 臭氧和氧分子等引起的 对可见光 而言 瑞利散射现象非常明显 因为这种散射的特点是散射强度与波长的四次方成反比 波长越长 散射越弱 米氏散射 当大气中粒子的直径与波长相当时发生米氏散射 这 种散射主要由大气中的微粒 如烟 尘埃 小水滴及气溶胶等引起 米氏散射的散射强度 与波长的二次方成反比 并且散射在光线向前方比向后方方向更强 方向性比较明显 潮 湿天气米氏散射影响较大 无选择性散射 当大气中粒子比波长大的多时发生的散射 散射强度与波长无关 任何波长的散射强度相同 总的来说 由大气分子 原子引起的瑞 利散射主要发生在可见光和近红外波段 大气微粒引起的米氏散射从近紫外到红外波段都 有影响 当波长进入红外波段后 米氏散射的影响超过瑞利散射 大气云层中 小雨滴对 可见光只有无选择性散射发生 大气折射 电磁波经过大气时 还会出现传播方向的改变 即折射 大气的折射率 与大气密度相关 密度越大折射率越大 大气反射 电磁波传播过程中 若通过两种介质的交界面 会出现反射现象 反射 主要发生在云层顶部 取决于云量 且各波段均受到不同程度的影响 消弱了电磁波的强 度 精品文档 14欢迎下载 大气窗口 折射改变电磁波的方向 但不改变强度 就辐射强度而言 电磁波经过 大气传输后 主要是反射 吸收和散射的共同影响衰减了辐射强度 剩余部分即为透过的 部分 只有选择透过率高的波段 才对观测有意义 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 三 论述 三 论述 1 1 ModisModis 特点及应用 特点及应用 20112011 2 2 遥感在自然灾害中的监测评估中的作用及不足 遥感在自然灾害中的监测评估中的作用及不足 20112011 3 3 遥感技术的发展趋势 遥感技术的发展趋势 20112011 2009 年中科院地理所遥感概论博士考题 一 一 名词解释 名词解释 4 4 分分 5 5 共共 2020 分 分 1 1 成像光谱仪 成像光谱仪 20112011 20102010 2 2 光谱分辨率 光谱分辨率 20112011 20102010 3 3 监督分类监督分类 20112011 20102010 4 4 合成孔径雷达合成孔径雷达 合成孔径雷达是利用雷达与目标的相对运动把尺寸较小真实天线孔径用数据处理的方法 合成一较大等效天线孔径的雷达 合成孔径雷达的特点是分辨率高 能全天候工作 能有 效识别伪装和穿透掩盖物 所得到的高方位分辨力相当于一个大孔径天线所能提供的方位 分辨力 合成孔径雷达的工作原理为 遥感平台在匀速前进运动中 以一定的时间间隔发 射一个脉冲信号 天线 在不同位置上接收回波信号 并记录和贮存下来 将这些在不同位 置上接收的信号合成处理 得到与真实天线接收同一目标信号相同的结果 这样就使一个 小孔径天线起到了大孔径天线的同样作用 5 5 叶面积指数 叶面积指数 20112011 二 简答题 二 简答题 1010 分分 4 4 共共 4040 分 分 1 1 多源遥感信息融合的主要方法及其特征 多源遥感信息融合的主要方法及其特征 2 2 遥感影像几何纠正的主要方法及其特征 遥感影像几何纠正的主要方法及其特征 3 3 植被指数的含义及其应用 植被指数的含义及其应用 含义 选用多光谱遥感数据经分析运算 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 它用一种 精品文档 15欢迎下载 简单而有效的形式 仅用光谱信号 不需要其他辅助资料 也没有任何假设条件 来实现 对植被状态信息的表达 以定性和定量地评价植被覆盖 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 强吸收的可见光红波段 0 6 0 7um 和对绿 色植物 叶内组织引起的 高反射和高透射的近红外波段 0 7 1 1um 这两个波段不仅 是植物光谱 光合作中的最重要的波段 而且他们对同一生物物理现象的光谱响应截然相 反 形成的明显反差 这种反差随着叶冠结构 植被覆盖度而变化 因此可以对它们用比 值 差分 线性组合等多种组合来增强或揭示隐含的植被信息 应用 反演生物物理参数 植被指数与植被生物物理参数 如叶面积指数 LAI 植 被覆盖度 绿色生物量 生物量 叶绿素浓度 光合有效吸收辐射 FAPAR 等 之间存在相 关关系 可以作为获取这些生物物理参数的 中间变量 或得到两者之间的转换系数 目前利用遥感数据来估算植被生物物理参数 主要采用两种方法 一是统计模型 即建立 植被指数与植被生物物理参数的回归方程 它简便易行 被广泛应用 但适普性差 要有 先验知识 且不考虑非植被因素 土壤背景特征 地形 大气特征 二是理论模型 几何 光学模型与辐射传输模型 它物理意义明确 描述了植被方向反射与植被冠层结构之间的 关系 可反演各种类型植被的生物物理参数 但模型复杂 需要的参数较多 一定程度上 限制了它的应用 反演地表生态环境参数 植被指数与气候参数 降水 气温和日照 植物蒸散及土壤水分有关 以 NDVI 为例 NDVI 常被认为是气候 地形 植被 生态系统和 土壤 水分变量的函数 通过建立 NDVI 与降水之间的统计性关系 说明 NDVI 可以识别气候 干旱程度 通过提取 NDVI 与亮度温度及表面温度梯度之间的线性关系 可研究不同地表类 型表面温度的植被效应 NDVI 能够反映植被状况 而植被状况与植被蒸发量 土壤水分是 有关的 4 4 水体的主要光谱特征及其应用意义 水体的主要光谱特征及其应用意义 三 综合题 任选二题 每题三 综合题 任选二题 每题 2020 分 共分 共 4040 分 分 1 1 试论述当前光学遥感发展的特点和未来趋势 试论述当前光学遥感发展的特点和未来趋势 遥感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 热红外遥 感 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 2 遥感技术在自然灾害中监测的作用和最在的不足 遥感技术在自然灾害中监测的作用和最在的不足 20112011 20102010 3 3 我国中巴资源卫星数据的主要特点和应用前景 我国中巴资源卫星数据的主要特点和应用前景 主要特点为光谱特征主要特点为光谱特征 中巴地球资源卫星是 1988 年中国和巴西两国政府联合议定书批准 由中 巴两国共同 投资 联合研制的卫星 代号 CBERS 1999 年 10 月 14 日 中巴地球资源卫星 01 星 CBERS 01 成功发射 在轨运行 3 年 10 个月 02 星 CBERS 02 于 2003 年 10 月 21 日 发射升空 目前仍在轨运行 2007 年 9 月 19 日 02B 在中国太原卫星反射中心发射 2011 年 12 月 29 资源一号 02C 星成功发射 精品文档 16欢迎下载 主要特点 精品文档 17欢迎下载 20082008 年中科院地理所遥感概论博士考题年中科院地理所遥感概论博士考题 一 名词解释 一 名词解释 2 2 分分 5 5 共 共 1010 分 分 1 1 波谱反射率波谱反射率 波谱反射率是物体反射的辐射能量占总入射能量的百分比 称为反射率 以百分数表示 其值在 0 1 之间 物体的光谱反射率随波长变化的曲线称为光谱反射率曲线 它的形状反 应了地物的波谱特征 影响反射率的因素不仅是波长 还包括物质类别 组成 结构 入 射角 物体的电学性质 电导 介电 磁学性质 及其表面特征 粗糙质 质地 等 对 遥感应用而言 任何物体的反射性质是揭示目标本质的最有用信息 地物反射波谱特征的 研究 对遥感来说十分重要 2 2 地面反照率地面反照率 地物反射的特征也可表示为反照率 albedo 又称为半球反射率 可定义为目标物的出 射度与入射度之比 即单位时间 单位面积上各个方向出射的总辐射能量 M 与入射的总辐 射能量 E 之比 常用 表示为 M E 以太阳光作为入射光的地表半球反射率 成为地表 反照率 即自然物体的半球反射率 地表反照率可以通过遥感所提供的辐射亮度值 L 或者 反射率 二向反射率分布函数 BRDF 来获得 3 3 辐射能量辐射能量 电磁辐射源 电磁振源 以电磁波的形式向外传送能量 辐射能量指以电磁波形式向外传 送能量 常用 Q 表示 单位为焦 J 不同辐射源可以向外辐射不同强度和不同波长的辐 精品文档 18欢迎下载 射能量 利用遥感探测物体 实际上是对物体辐射能量的测定与分析 4 4 合成孔径雷达合成孔径雷达 5 5 水色遥感水色遥感 水色遥感是唯一可穿透海水一定深度的卫星海洋遥感技术 它利用星载可见红外扫描