遥感地学分析复习题2012

1、题型：1、 简答题：地表温度反演20分；简答10分。2、判断题：2 x 10 = 20分；3、填空题：2 x 10 = 20分；4、选择题：2 x 5 = 10分；5、名词解释：4 x 5 = 20分。名词解释：1、植被指数：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一一即所谓的植被指数”。2、红边：反射光谱的一阶微分最大值所对应的光谱位置，对应红光区外叶绿素吸收减少部位到近红外高反射肩之间，健康植物的光谱响应陡然增加的（量度增 加约10倍）的这一窄条区。通常位丁 0.680.75 m之间。3、遥感地学分析：建立在地学规律

2、基础上的遥感信息处理和分析模型，其结合 物理手段、数学方法和地学分析等综合型应用技术和理论，通过对遥感信息的处 理和分析，获得能反映地球区域分异规律和地学发展过程的有效信息的理论方法。4、叶面积指数LAI :单位土地面积上的柱体内全部植物叶子面积（仅叶片向上 半面）之和。5、叶倾角：叶子向上半面某一点上的法线方向与 Z轴（垂直丁水平面指向天空） 的交角，称为叶子在该点的倾角。6、光合有效辐射：植物光合作用是植物叶片的叶绿素吸收光能和转化光能的过程。植物光合作用所能利用的仅仅是太阳光的可见光部分（0.40.7um）,这个波 长范围的太阳辐射也称为光合有效辐射7、劈窗算法：是利用相邻两个热红外通道

3、来进行地表温度反演的方法，是目前 为止发展最为成熟的地表温度反演算法。8、水体富营养化：当大量的营养盐进入水体后，在一定条件下引起藻类的大量 繁殖，而后在藻类死亡分解过程中消耗大量溶解氧， 从而导致鱼类和贝类的死亡。 这一过程称为水体的富营养化。填空题：1、水体的反射光谱特性三方面的贡献：包含 水表面反射、水体底部物质反射及 水中悬浮物质的反射3方面的贡献。2、 1.3um以外植物含水量的三个吸收波段：1.4、1.9和2.7um。3、Landsat TM缨帽变换为6维空间，前三维分量有意义，包括：亮度，反映总体亮度变换绿度GVI ,反映地面植物的绿度湿度4、 对水体的反射波谱影响最大的4个组分

4、：纯水、浮游植物、悬浮物、黄色物 质。5、 维恩位移定律：地面物体的温.度在 300k时，辐射峰俏波长在 9.7um 附诉。6、Landsat MSS缨帽变换为四维空间，刖三位分量的含义：土壤亮度指数SBI,反映土壤反射率变化的信息绿色植被指数GVI ,反映地面植物的绿度黄色成分：说明植物的枯萎程度7、 植被结构分两类，分为：水平均匀植被（连续植被） 和离散植被两种。8、植物的光谱特性受叶子总含水量的控制，在可见光谱段内，植物光谱特性主 要受叶内各种色素（叶绿素和胡萝卜素等）的支配，其中叶绿素起最主要的作用9、传感器对水面反射所接收到的光包括 天空散射光、水面反射光 和水中光。10、水中光（或

5、称离水反射辐射）是由 水底反射光和后向散射光一起组成的。11、遥感探测活洁水深的最佳波段是 蓝光0.47国m0.55u m。12、反照率感念：指在地表向上半球的可见光和近红外波段的反射能量之和。13、 土壤修正植被指数L的取值为：0.5。判断题：（判断题要点）1、不同色素影响反射率（PPT2-19、20、21）植物叶子中含有多种色素，如叶宵素、叶红素、叶黄素、叶绿素等，在可见光范围内，其反射峰值落在相应波长范围内0.40$a.60.7 OS波长A/fimSenescence鄂心*街._ JL *Yellow-行 5Gee随着植物生长，叶绿素减少、其它色素增加、红光附近反射率上升2、阴影对反射的

6、影响（PPT2-37）自然状态下植被冠层是由多重叶层组成，上层叶的阴影挡住了下层叶，整个冠层的反射是由叶的多次反射和阴影的共同作用而成的。冠层阴影所占比例受光照角度，叶的形状、大小、倾角等的影响。阴影一般会导致冠层的反射低丁单叶的实验室测定反射值。但在近红外谱段冠层的反射率高丁单叶片，这是由多层叶子的多次透射一反射导致，且冠层反射随层数增加而增加，大致8层叶片的冠层结构其反射率3、植被冠层反射率和单叶反射率的比较（PPT2-37同上）4、石油污染：油膜的发射率远低丁水体，故在热红外图像上，夜晚未污染水区 呈白色条带，排油区呈黑色条带。5、影响植被光谱特性的因素（PPT2-23、24）蛋白质、纤

7、维素+木质素的吸收在波长大丁 1.9um后有增加趋势，即该类化 学成分在可见光-近红外区对植物反射率影响很小，但在短波红外影响增大。 因此，可利用短波红外光谱判断植物是否缺肥并进行氮含量的定量估算。6、双子叶与单子叶植物的光谱特性比较（PPT2-29）双子叶植物反射率高丁单子叶植物反射率。7、红边的判断：红移、蓝移（PPT2-46）红边”定义为反射光谱的一阶微分最大值所对应的光谱位置，对应红光 区外叶绿素吸收减少部位到近红外高反射肩之间，健康植物的光谱响应陡 然增加的（量度增加约10倍）的这一窄条区。通常位于0.680.75 m之间 当绿色植物叶绿素含量高，生长旺盛时，红边”会向波长增加的方向

8、偏移， 称红移”。当植物由丁受金届元素蠹害”、感染病虫害、污染受害或者缺水缺肥等原 因而 失绿”时，则 红边”会向波长短的方向移动，称 蓝移”。8、比值植被指数和归一化植被指数的优缺点：比值植被指数（PPT2-72、73、74）优点：比值植被指数能增强植被与土壤背景之间的辐射差异。比值植被指数可提供植被反射的重要信息，是植被长势、丰度的度量方法之一。比值植被指 数可从多种遥感系统中得到。它与叶面积指数（ LAI ）、叶它生物量（DM ）、叶 绿素含量相关性高，被广泛用丁估算和监测绿色植物生物量。的相关性最 好。但当植被覆盖度小丁 50%时，它的分辨能力显著下降。RVI对大气状况很 敏感，大气效

9、应大大地降低了它对植被检测的灵敏度，尤其是当RVI值高时。因此，最好运用经大气纠正的数据，或将两波段的灰度值（ DN）转换成反射率 后再计算RVI,以消除大气对两波段不同非线性衰减的影响。归一化植被指数（PPT2-76、77、78）优点：几种典型的地面覆盖类型在大尺度 NDVI图象上区分鲜明，植被得到 有效的突出。因此，NDVI特别适用丁全球或各大陆等大尺度的植被动态监测； 是植被生长状态及植被覆盖度的最佳指示因子；NDVI经比值处理，可部分消除与太阳高度角、卫星观测角、地形、大气程辐射（云/阴影和大气条件有关的辐照度条件变化）等的影响。同时，NDVI的归一化处理，使因传感器标定衰退 的影响降

10、低（对单波段从10-30%降到对NDVI的0-6%）,并使由地表二向反射 和大气效应造成的角度影响减小。因此，NDVI增强了对植被的响应能力。缺点：实验表明，作物生长初期 NDVI将过高估计植被覆盖度，而作物生长 结束季节，NDVI值偏低。NDVI更适用丁植被发育中期或中等覆盖度植被检测9、热的活水表面反射特性与发射特性（PPT3-198）在热图像（远红外）上，热水温度高，发射的能量多，呈浅色调；冷水或冰 发射的能量少，呈深色调。热排水口排出的水流，通常呈白色或灰白色羽毛状，称热水羽流。羽流的影 像，由羽根到羽尖，色调由浅逐渐变深，由羽流的中轴向外，色调也由浅变深；热水羽流的形状是羽状或流线型

11、絮状， 色调最浅的为排水口附近地区。浑浊 水体中的悬浮物是良好的热载体，当水体流速极小时，水温不易扩散，使水面呈 弥漫的雾状或黑白相问的絮状。10、 自然水体与纯净水体的反射率的高低：（PPT3-12、13）11、 海水中悬浮物质浓度增加， 0.52 p m附诉的叶绿素光谱“节点”会向长波方 向移动。（PPT3-103）选择题：（选择题要点）1、不同的遥感数据分别适合做什么地址遥感监测：（PPT1-5482）高等分辨率（510m）： IKONOS、QuickBird。主要应用丁 ：城市绿地规划， 进行比较详细的城市土地利用现状和变化分析、获取城市建筑类型分布状况信 息、进行城市交通研究、开展城

12、市灾害和垃圾研究以及为城市GIS提供有关数据。中等分别率（1080m）: MSS、TM、MODIS。主要应用丁 ：资源调查、环 境和灾害监测、农业、林业、水利、地质矿产和城建规划等。MSS、TM :城市土地利用，湖波水体信息提取，土地利用/覆被变化、水环 境监测、植被遥感监测、城市热岛效应监测、灾害遥感监测；MODIS :陆地和海洋表面的温度和地面火情、海洋彩色，水中沉积物和叶绿素、全球植被测绘和变化探测、云层表征、 汽溶胶的浓度和特性、大气温度和湿度的探测，雪的覆盖和表征、海洋流低分辨率：NOAA气象卫星、中国风云系列卫星。广泛应用丁宏观观测的对 象，如：气象预报和观测海洋表面深度海浪、海冰

13、等。2、土地利用变换应用哪种数据源：3、NDVI 的计算，优缺点（PPT2-76、77、78）:优点：几种典型的地面覆盖类型在大尺度 NDVI图象上区分鲜明，植被得到 有效的突出。因此，NDVI特别适用丁全球或各大陆等大尺度的植被动态监测； 是植被生长状态及植被覆盖度的最佳指示因子；NDVI经比值处理，可部分消除与太阳高度角、卫星观测角、地形、大气程辐射（云 /阴影和大气条件有关的 辐照度条件变化）等的影响。同时，NDVI的归一化处理，使因传感器标定衰退 的影响降低（对单波段从10-30%降到对NDVI的0-6%）,并使由地表二向反射 和大气效应造成的角度影响减小。因此， NDVI增强了对植被

14、的响应能力。缺点：NDVI对土壤背景的变化较为敏感。实验表明，作物生长初期 NDVI 将过高估计植被覆盖度，而作物生长结束季节， NDVI值偏低。NDVI更适用丁 植被发育中期或中等覆盖度植被检测4、 水体的光谱特征中阐述有误的项：（PPT3-15）5、土壤的反射率（PPT2-84）:土壤在R与NIR波段的反射率具有线性关系。则在 NIR R通道的二维坐 标中，土壤（植被背景）光谱特性的变化，表现为一个由近丁原点发射的直线， 称为十壤线”。6、赤潮与非赤潮的光谱区别，叶绿素浓度的变化（PPT3-102、103、104）。7、赤潮发生时海表温度的变化（PPT3-146）:赤潮水体的表面温度高丁非

15、赤潮 水体8、石油遥感监测特征：（PPT3-181184）可见光：可见光中0.63-0.68Hm的使油膜和周围干净海水的反差达到最大。 因此，用红光波段监测海面油膜，次之为蓝光波段来，多波段组合使可见光航遥 油测效果最佳。油膜对紫外光的反射率比海水高1.2-1.8倍,有较好的亮度反差，但仅对厚度小丁 5mm的各种水面油膜敏感，因此，利用紫外波段电磁波可把海 面薄油膜显示出来。近红外：厚度大丁 0.3mm的油膜，热红外比辐射率在 0.95-0.98之间，海水 的比辐射率为0.993。因此，当油膜与海水实际温度相同时，它们的热红外辐射 强度是不同的。厚度小丁 1mm的油膜，具比辐射率随厚度的增加而

16、增加。因此,可通过红外影像的灰度层次进行油膜厚度反演，基丁油膜的厚度和分布，进而推算总溢油量。微波石油遥感监测波段特征： 微波波长较长（1mm-30cm）,具有很强的绕射 透射能力，可以穿透云、雨、雾。运用微波波段的被动式和主动式传感器，均有 监测海面溢油的能力。波长8mm、1.35cm和3cm的微波，不论入射角和油膜厚 度如何，比辐射率比海水高。这样，用微波辐射计可以观测海面油膜。油膜的微 波比辐射率随其厚度变化，反映到微波辐射计影像上灰度随油膜厚度变化， 因此, 用微波辐射计亦可监测油膜厚度。雷达石油遥感监测波段特征： 油膜对海面起平滑作用，使海面粗糙度降低， 受油膜覆盖的海面，对雷达脉冲

17、波的后向散射系数明显比周围无油膜区小得多， 因此在侧视雷达和合成孔径雷达图像上， 油膜成暗色调。雷达和微波遥感可以全 天时、全天候地进行海上石油监测，缺点是地面分辨率低。9、 遥感探测水深(PPT3-30):水面入射光谱中，仅有可见光400-760nm能够投射 入水，其它波段入射光或被大气吸收或被水体表层吸收；蓝光 400-500nm波段 对水体的穿透性最好，对丁活水可达几十米。故可以认为0.47 m m0.55 m是遥 感探测活洁水深的最佳波段。10、 热惯量：热惯量是表示物体阻碍其自身热量变化的一种量度。 是热红外遥感 的基础。热红外遥感接收物体的热量变化， 从而得到地物的热惯量，根据不同

18、地 物的热惯量特性对地表进行研究。简答题：1、地表温度反演20分。2、请简单简述无任何杂质的活水的反射光谱特征：答：活水浅层表现为无色，水深为浅蓝色。反射波谱从可见光到近红外波段呈递减的趋势。在蓝-绿光波段反射率4%-5%。0.6um以下的红光部分反射率降 到2%-3%。近红外部分几乎吸收全部的入射能量。3、请简述不同叶绿素含量水面的光谱反射曲线特征：答：0.44 m处有吸收峰。0.4-0.48 H m反射辐射随浓度加大而降低；0.52m处出现“节点”，即该处辐射值不随叶绿素含量而变化；0.55 m处出现反射峰值，并随着叶绿素含量增加，反射率上升；0.685卜m附近有明显荧光峰(图 6.8)。

19、这是由丁浮游植物分子吸收光后，再发射引起的拉曼效应一即进行水分子 破裂和氧分子生成的光合作用，激发出的能量荧光化的结果。从图中可知，波峰-波谷带宽较窄，为获取有指示意义的信息，需选择波段 间隔不宜宽，最好小丁或等丁土 5nm。地表温度反演：1.1.1TM/ETM 波段的热辐射传导方程：B6(T6)=t6(q)e6B6(Ts)+(1-e6)I6+I6_Ts是地表温度；T6是TM6的亮度温度；t6是大气透射率；e6是地表辐射率。B6(T6)表示TM6遥感器所接收到的热辐射强度；B6(Ts)是地表在TM6波段区间内的实际热辐射强度，直接决取于地表温度;I6和I6_分别是大气在TM6波段区间内的向上和向下热辐射强度。1.1.2化简后最终的单窗体算法模型计算Ts （地表温度）Ts=a(1-C-D)+b(1-C+D)+C+DT6-DTa/C 式中C6=t6e6(e6为比辐射率，t6为透射率)D6=(1-t6)