2025年遥感概论课后题库附答案

2025年遥感概论课后题库附答案一、选择题1.以下哪种遥感平台的高度最低？（）A.航天遥感平台B.航空遥感平台C.地面遥感平台D.近空间遥感平台答案：C解析：地面遥感平台是设置在地面上的，高度最低；航空遥感平台一般在对流层和同温层的下部飞行；航天遥感平台在大气层以外的宇宙空间；近空间遥感平台位于20-100千米高度的空域。所以答案选C。2.以下属于主动遥感的是（）。A.航空摄影B.陆地卫星遥感C.合成孔径雷达D.气象卫星遥感答案：C解析：主动遥感是指传感器主动发射一定电磁波能量并接收目标的后向散射信号。合成孔径雷达（SAR）是主动向目标发射微波信号并接收回波。而航空摄影、陆地卫星遥感、气象卫星遥感大多是利用太阳辐射等自然源进行被动接收，属于被动遥感。所以选C。3.大气窗口是指（）。A.没有云的天空区域B.电磁波能穿过大气层的局部波段C.电磁波能穿过云层的局部波段D.没有障碍物阻挡的天空区域答案：B解析：大气窗口是指大气对电磁波传输影响相对较小、透过率较高的一些波段。它是从电磁波在大气中传输的特性角度定义的，并非指天空区域或云层情况。所以选B。4.遥感图像的空间分辨率是指（）。A.像元所代表的地面实际尺寸B.传感器能分辨的最小地物尺寸C.图像上可分辨的最小地物尺寸D.以上都对答案：D解析：空间分辨率可以从不同角度理解。像元所代表的地面实际尺寸直观地体现了空间分辨率；传感器能分辨的最小地物尺寸反映了传感器的分辨能力；图像上可分辨的最小地物尺寸则是从最终图像表现的角度来说的。这几种表述本质上都是在描述遥感图像的空间分辨率，所以选D。5.热红外遥感主要探测的是（）。A.地物反射的太阳辐射B.地物自身发射的热辐射C.地物反射的微波辐射D.地物散射的激光辐射答案：B解析：热红外遥感利用的是地物自身发射的热辐射信息。地物在常温下会发射出热红外波段的电磁波，通过探测这些热辐射来获取地物的相关信息。而地物反射的太阳辐射主要用于可见光和近红外遥感；地物反射的微波辐射用于微波遥感；地物散射的激光辐射用于激光雷达等主动遥感方式。所以选B。6.以下哪种地物在可见光波段反射率最高？（）A.水体B.植被C.土壤D.雪地答案：D解析：雪地在可见光波段的反射率通常是最高的，其表面洁白，对可见光的反射能力强。水体在可见光波段对蓝光等有一定吸收，反射率较低；植被在绿光波段有一定反射峰，但整体反射率不如雪地；土壤的反射率因土壤类型而异，但一般低于雪地。所以选D。7.遥感影像的几何校正主要是为了消除（）。A.辐射误差B.几何畸变C.大气影响D.传感器噪声答案：B解析：几何校正的目的是消除遥感影像在获取过程中由于传感器、平台运动、地形起伏等因素导致的几何畸变，使影像的位置和形状能够准确对应实际地面情况。辐射误差需要通过辐射校正来消除；大气影响主要通过大气校正来处理；传感器噪声可通过滤波等方法去除。所以选B。8.监督分类和非监督分类的主要区别在于（）。A.监督分类需要训练样本，非监督分类不需要B.监督分类的精度更高C.非监督分类的速度更快D.以上都是答案：A解析：监督分类需要事先选择已知类别的训练样本，根据这些样本的特征来对影像进行分类；非监督分类则不需要训练样本，它是根据影像中地物的光谱特征的相似性进行自动聚类。虽然一般情况下监督分类可能精度较高、非监督分类速度较快，但这不是两者的主要区别。所以选A。9.雷达遥感中，不同的极化方式可以提供不同的信息，以下哪种极化方式能够同时接收水平和垂直极化回波？（）A.HH极化B.VV极化C.HV极化D.全极化答案：D解析：HH极化是发射水平极化波，接收水平极化回波；VV极化是发射垂直极化波，接收垂直极化回波；HV极化是发射水平极化波，接收垂直极化回波；全极化则可以同时接收水平和垂直极化回波，能提供更丰富的地物信息。所以选D。10.高光谱遥感与多光谱遥感的主要区别在于（）。A.高光谱遥感的波段数更多，光谱分辨率更高B.高光谱遥感的空间分辨率更高C.高光谱遥感的辐射分辨率更高D.高光谱遥感的时间分辨率更高答案：A解析：高光谱遥感具有大量连续的波段，光谱分辨率高，能够更精细地识别地物的光谱特征。而空间分辨率、辐射分辨率和时间分辨率与高光谱和多光谱遥感的本质区别并无直接关联。所以选A。二、填空题1.遥感技术系统主要由遥感平台、传感器、数据传输与接收、数据处理和数据分析与应用等部分组成。解析：遥感平台用于搭载传感器，使其处于合适的观测位置；传感器是获取遥感数据的核心设备；数据传输与接收负责将传感器获取的数据传输到地面并接收；数据处理对原始数据进行校正、增强等操作；数据分析与应用则是将处理后的数据用于各种领域的研究和决策。2.按照电磁波的波长，可将遥感分为紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感等。解析：不同波长的电磁波具有不同的物理特性和与地物的相互作用方式，因此可以根据波长进行分类。紫外遥感利用紫外线波段；可见光遥感使用人眼可见的波段；红外遥感分为近红外、中红外和热红外等不同波段；微波遥感则利用微波波段。3.遥感影像的辐射分辨率是指传感器能区分的最小辐射量变化，通常用比特数来表示。解析：比特数决定了影像能够表示的灰度级数量，比特数越高，辐射分辨率越高，传感器能够区分的辐射量变化就越细微。4.植被在近红外波段有很高的反射率，这是因为植被的细胞结构对近红外光具有强烈的散射作用。解析：植被的叶片内部具有复杂的细胞结构，这种结构使得近红外光在植被内部多次散射，从而导致植被在近红外波段有很高的反射率。5.常用的遥感影像融合方法有主成分变换法、乘积变换法、小波变换法等。解析：主成分变换法通过将多源影像进行主成分分析，实现影像的融合；乘积变换法是将不同影像进行简单的乘积运算；小波变换法利用小波分析的原理，在不同尺度上对影像进行融合，以综合不同影像的优势信息。6.地理信息系统（GIS）与遥感（RS）的结合方式主要有分离结合、表面结合和整体结合。解析：分离结合是指GIS和RS作为独立的系统，通过数据交换实现一定的协同；表面结合是在操作界面等方面进行一定的集成；整体结合则是将两者的功能深度融合，形成一个统一的系统。7.雷达遥感的成像原理基于微波的发射和接收，通过测量微波的往返时间和回波强度来获取地物信息。解析：雷达向目标发射微波信号，然后接收地物反射回来的回波。往返时间可以用于计算地物与雷达的距离，回波强度则反映了地物的散射特性，从而可以获取地物的形状、结构等信息。8.遥感图像的增强处理主要包括对比度增强、空间滤波和彩色增强等方法。解析：对比度增强用于改善图像的亮度和对比度，使图像更清晰；空间滤波可以去除图像中的噪声、突出边缘等特征；彩色增强则通过对图像的颜色进行调整，提高图像的视觉效果和信息表达能力。9.非监督分类的常用算法有K-均值聚类算法、ISODATA算法等。解析：K-均值聚类算法是一种迭代的聚类算法，通过不断调整聚类中心来实现数据的分类；ISODATA算法（迭代自组织数据分析算法）在K-均值算法的基础上进行了改进，具有自动调整聚类数等功能。10.高光谱遥感数据的处理和分析主要包括光谱特征提取、光谱匹配和混合像元分解等步骤。解析：光谱特征提取是从高光谱数据中提取能够代表地物特征的光谱信息；光谱匹配是将未知光谱与已知光谱库进行匹配，以识别地物；混合像元分解则是将包含多种地物信息的混合像元分解为不同地物的组分。三、简答题1.简述遥感的基本概念和特点。答案：遥感是指不直接接触目标物，利用传感器从远处探测目标物的电磁波信息，并经过处理、分析，识别目标物的性质和状态的技术。其特点包括：-大面积同步观测：可以在短时间内对大范围区域进行同步观测，获取丰富的信息。-时效性：能够快速获取最新的地表信息，为动态监测提供支持。-数据的综合性和可比性：可以获取多种类型的数据，并且不同时间和地点获取的数据具有可比性。-经济性：相比传统的地面调查方法，遥感可以节省大量的人力、物力和时间成本。-局限性：受到大气条件、传感器性能等因素的限制，可能会影响数据的质量和信息的提取。2.说明大气对遥感信号的影响及常用的大气校正方法。答案：大气对遥感信号的影响主要有：-吸收：大气中的水汽、二氧化碳、臭氧等成分会吸收特定波段的电磁波，导致遥感信号减弱。-散射：大气中的分子、气溶胶等会使电磁波发生散射，改变其传播方向，降低图像的清晰度和对比度，还会产生辐射误差。-反射：大气对部分电磁波有反射作用，减少了到达地面和传感器的能量。常用的大气校正方法有：-基于辐射传输模型的方法：通过建立大气辐射传输模型，考虑大气的吸收、散射等因素，计算大气对遥感信号的影响并进行校正。例如6S模型、MODTRAN模型等。-经验线性法：利用已知反射率的地面目标，建立遥感影像像元值与地面反射率之间的线性关系，从而消除大气影响。-直方图匹配法：假设两幅影像的大气条件不同，但地物的反射特性相似，通过对两幅影像的直方图进行匹配来校正大气影响。3.简述监督分类的基本步骤。答案：监督分类的基本步骤如下：-确定分类类别：根据研究目的和需求，确定要分类的地物类别，如植被、水体、建筑用地等。-选择训练样本：在遥感影像上选择具有代表性的已知类别的区域作为训练样本。训练样本应能够充分反映各类地物的光谱特征。-特征提取：从训练样本中提取用于分类的特征，如光谱特征、纹理特征等。-选择分类器：根据数据特点和分类要求，选择合适的分类器，如最大似然分类器、决策树分类器等。-分类训练：将训练样本的特征输入到分类器中进行训练，使分类器学习各类地物的特征模式。-影像分类：使用训练好的分类器对整个遥感影像进行分类，将每个像元划分到相应的类别中。-分类结果评价：通过与已知的参考数据进行比较，评价分类结果的准确性，常用的评价指标有总体精度、Kappa系数等。如果分类精度不满足要求，可能需要重新选择训练样本或调整分类器参数。4.比较光学遥感和雷达遥感的优缺点。答案：光学遥感-优点：-数据直观：获取的影像与人类视觉感知接近，易于理解和判读，能够清晰地显示地物的形状、颜色等特征。-光谱信息丰富：可以获取从紫外到近红外等多个波段的光谱信息，有助于地物的识别和分类。-应用广泛：在地质、农业、林业、城市规划等众多领域都有广泛的应用。-缺点：-受天气影响大：云、雾等天气条件会严重影响光学遥感数据的质量，甚至导致无法获取有效数据。-夜间无法工作：主要依赖太阳辐射作为光源，夜间或光照不足时无法进行观测。-穿透能力弱：对地表以下或被植被覆盖的地物信息探测能力有限。雷达遥感-优点：-全天时、全天候工作：不受天气和光照条件的限制，能够在夜间和恶劣天气下进行观测。-穿透能力强：微波可以穿透一定厚度的植被、土壤等，获取地表以下的信息，对于地质构造、土壤湿度等探测有优势。-对地表粗糙度敏感：可以通过不同的极化方式和入射角，获取地物的表面粗糙度信息，用于监测地形变化、冰川运动等。-缺点：-数据解译复杂：雷达影像的几何特征和辐射特征与光学影像不同，数据解译需要专门的知识和技术。-数据成本高：雷达遥感设备的制造和运行成本较高，数据获取成本也相对较高。-空间分辨率相对较低：在一些情况下，雷达遥感的空间分辨率不如光学遥感。5.简述遥感在农业中的应用。答案：遥感在农业中的应用主要包括以下几个方面：-农作物种植面积监测：通过对遥感影像进行分类处理，可以准确地统计不同农作物的种植面积，为农业规划和政策制定提供数据支持。-农作物长势监测：利用植被指数（如NDVI）等方法，通过遥感数据监测农作物的生长状况，包括植被覆盖度、叶绿素含量、生物量等指标，及时发现农作物生长过程中的问题。-农作物病虫害监测：病虫害会导致农作物的光谱特征发生变化，通过分析遥感影像的光谱差异，可以及时发现病虫害的发生区域和程度，为病虫害的防治提供决策依据。-土壤水分监测：遥感可以通过微波等波段监测土壤的水分含量，了解土壤墒情，为灌溉决策提供信息，提高水资源利用效率。-农业灾害评估：在发生干旱、洪涝、霜冻等农业灾害后，利用遥感技术可以快速评估灾害的影响范围和损失程度，为救灾和恢复生产提供支持。-农产品产量预测：结合农作物的生长状况、种植面积等信息，利用遥感数据建立产量预测模型，对农产品的产量进行预测，为粮食安全保障提供参考。四、论述题1.论述遥感技术在城市规划中的应用及发展趋势。答案：遥感技术在城市规划中的应用-城市土地利用现状调查：通过对高分辨率遥感影像进行分类，可以准确地识别城市中的各种土地利用类型，如居住用地、商业用地、工业用地、绿地等，为城市规划提供基础数据。同时，还可以分析土地利用的空间分布特征和变化趋势，发现不合理的土地利用现象，为土地资源的合理配置提供依据。-城市扩张监测：利用不同时期的遥感影像，可以监测城市的扩张过程，分析城市扩张的方向、速度和规模。了解城市扩张与人口增长、经济发展的关系，评估城市扩张对生态环境和资源的影响，为城市的可持续发展规划提供参考。-城市生态环境监测：遥感技术可以监测城市的植被覆盖、水体质量、大气污染等生态环境指标。例如，通过植被指数监测城市绿地的分布和变化情况，评估城市的生态服务功能；利用热红外遥感监测城市热岛效应，分析热岛的分布和成因，为改善城市生态环境提供建议。-城市基础设施监测：可以通过遥感影像识别城市中的道路、桥梁、建筑物等基础设施的分布和建设情况。监测基础设施的建设进度和使用状况，发现基础设施存在的问题，为城市基础设施的规划和维护提供支持。-城市灾害评估与预警：在发生地震、洪水、火灾等城市灾害后，遥感技术可以快速获取受灾区域的影像信息，评估灾害的损失程度，为救灾和恢复重建提供决策依据。同时，还可以通过对地质、气象等数据的综合分析，进行城市灾害的预警。发展趋势-高分辨率与多源数据融合：随着传感器技术的不断发展，遥感影像的空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率将不断提高。同时，将遥感数据与地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）等多源数据进行融合，能够提供更全面、准确的城市信息，为城市规划提供更有力的支持。-智能化分析与决策支持：利用人工智能、机器学习等技术，对海量的遥感数据进行智能化分析和处理。例如，通过深度学习算法自动识别城市中的地物和变化信息，提高信息提取的效率和准确性。同时，结合城市规划的模型和算法，为城市规划提供决策支持，实现城市规划的科学化和智能化。-动态监测与实时反馈：建立城市遥感动态监测系统，实现对城市的实时、动态监测。及时掌握城市的变化情况，为城市规划的实时调整和优化提供依据。例如，通过卫星遥感和无人机遥感的结合，实现对城市建设项目的实时监测，确保项目的建设符合规划要求。-公众参与与社会应用：随着互联网和移动技术的发展，遥感数据将更加开放和共享，公众可以通过互联网平台获取城市的遥感信息，参与城市规划的讨论和决策。同时，遥感技术在城市管理、社区服务等社会领域的应用也将不断拓展，提高城市的管理水平和居民的生活质量。2.论述如何提高遥感影像分类的精度。答案：提高遥感影像分类精度可以从以下几个方面入手：数据预处理-辐射校正：消除影像中的辐射误差，包括传感器本身的误差、大气影响等。通过辐射校正可以使影像的像元值更准确地反映地物的真实反射率，为分类提供更可靠的数据基础。-几何校正：纠正影像的几何畸变，使影像的位置和形状能够准确对应实际地面情况。几何校正可以提高不同影像之间的配准精度，避免因几何误差导致的分类错误。-噪声去除：采用滤波等方法去除影像中的噪声，提高影像的质量。噪声会干扰地物的光谱特征，影响分类的准确性，去除噪声可以使地物的光谱特征更加清晰。特征选择与提取-多光谱特征：充分利用遥感影像的多个波段信息，选择对分类有重要作用的波段进行分析。不同地物在不同波段的反射率存在差异，合理选择波段可以提高分类的区分能力。-纹理特征：除了光谱特征外，地物的纹理特征也可以作为分类的依据。例如，城市中的建筑、农田等具有不同的纹理特征，通过提取纹理特征可以增加分类的信息维度，提高分类