卫星遥感考试试题及参考答案

卫星遥感考试试题及参考答案考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、单项选择题1.卫星遥感系统的核心组成部分不包括（）。A.遥感平台B.传感器C.地面接收站D.目标地物2.光学卫星中，Landsat8卫星搭载的主要传感器是（）。A.TMB.ETM+C.OLID.ETM3.下列关于空间分辨率的描述，正确的是（）。A.空间分辨率是指传感器所能分辨的最小地面尺寸B.空间分辨率越高，图像的几何畸变越大C.空间分辨率仅与卫星轨道高度有关D.空间分辨率越高，图像的色调越丰富4.下列哪颗卫星主要用于监测全球海洋颜色和植被状况？（）A.SPOTB.MODISC.IKONOSD.RADARSAT5.遥感图像的辐射分辨率通常用（）来表示。A.像素数B.灰度等级C.比例尺D.重访周期6.影响遥感图像空间分辨率的因素不包括（）。A.传感器的像素大小B.传感器的瞬时视场角C.卫星的轨道高度D.地面的大气透明度7.在遥感图像处理中，为了突出图像中的线性地物（如道路、河流），通常采用的处理方法是（）。A.低通滤波B.高通滤波C.空间平均D.直方图均衡化8.下列关于微波遥感的说法，错误的是（）。A.微波遥感不受天气条件的影响B.微波遥感具有穿透云雾的能力C.微波遥感可以全天候工作D.微波遥感只能探测地物的后向散射信息9.植被指数NDVI的计算公式中，近红外波段（NIR）与红光波段（R）的比值反映了地物的（）特性。A.热辐射B.植被覆盖度C.大气成分D.纹理特征10.遥感图像的几何校正主要包括（）。A.辐射定标B.大气校正C.像元重采样D.去除条带二、多项选择题1.遥感图像的分辨率主要包括（）。A.空间分辨率B.光谱分辨率C.时间分辨率D.辐射分辨率E.分辨率2.下列属于光学遥感传感器的是（）。A.主动式微波雷达B.摄影相机C.光谱扫描仪D.合成孔径雷达（SAR）E.红外扫描仪3.影响遥感图像几何精度的因素包括（）。A.传感器内部畸变B.地球曲率C.地形起伏D.大气折射E.太阳高度角4.遥感图像增强技术主要包括（）。A.辐射增强B.光谱增强C.空间增强D.特征增强E.几何增强5.常见的遥感图像分类方法有（）。A.监督分类B.非监督分类C.目视解译D.自动化分类E.遥感反演6.以下属于高光谱遥感特点的是（）。A.通道数量多B.光谱分辨率高C.能够获取连续的光谱曲线D.信息量比多光谱少E.主要用于地质矿产勘查7.下列关于热红外遥感的说法，正确的有（）。A.热红外遥感探测的是地物的热辐射能量B.热红外遥感可以探测地物的温度信息C.热红外遥感主要用于夜间成像D.热红外遥感受大气水汽影响较大E.热红外遥感可以探测植被的热状况8.遥感数据的主要来源包括（）。A.航天遥感数据B.航空遥感数据C.地面遥感数据D.实验室遥感数据E.虚拟遥感数据9.下列关于多光谱遥感的说法，正确的是（）。A.只能探测几个特定的波段B.具有较高的光谱分辨率C.能够提取地物的光谱特征D.只能获取黑白图像E.常用于土地利用分类10.遥感图像的预处理步骤通常包括（）。A.辐射定标B.大气校正C.几何校正D.图像镶嵌E.图像裁剪三、填空题1.遥感技术主要由遥感平台、传感器、数据传输与处理系统三部分组成，其中________是遥感信息的直接获取者。2.空间分辨率的常用单位是________，通常指图像中两个可分辨的相邻像元在地面上的距离。3.TM影像的波段数为7个，其中第7波段主要用于________探测。4.植被指数NDVI的计算公式为：NDVI=(NIR-RED)/(NIR+RED)，其中NIR代表________波段，RED代表________波段。5.主动式遥感传感器发射的是________，通过接收地物的________来获取信息。6.遥感图像的几何校正过程中，最常用的重采样方法有________、________和双线性内插法。7.光学遥感主要利用的是地物的________特性，而微波遥感主要利用的是地物的________特性。8.MODIS传感器的主要特点是________，能够实现对地球表面进行大范围的动态监测。9.在监督分类中，常用的分类器有最大似然法、最小距离法、________和神经网络法等。10.遥感图像的辐射校正主要包括________校正和________校正。四、名词解释1.空间分辨率2.辐射分辨率3.重访周期4.大气窗口5.监督分类五、简答题1.简述光学遥感与微波遥感的主要区别。2.遥感图像预处理主要包括哪些步骤？其目的是什么？3.简述影响空间分辨率的主要因素。4.什么是植被指数？常用的植被指数有哪些？NDVI在农业监测中有什么应用？5.简述遥感图像分类的基本流程。六、综合应用题1.某研究区获取了Landsat8OLI影像，其中第5波段（近红外，NIR）的DN值为100，第4波段（红光，RED）的DN值为50。假设已进行了辐射定标，将DN值转换为反射率（假设反射率=DN值/10000）。请计算该像元的NDVI值，并判断该像点的植被覆盖状况（NDVI取值范围：<-0.1为水体，0-0.2为稀疏植被，>0.6为茂密植被）。2.某城市拟利用遥感技术进行土地利用现状调查，请设计一个基于遥感的技术路线，包括数据获取、预处理、图像分类、精度验证等主要环节，并说明如何提高分类精度。试卷答案一、单项选择题1.D解析：遥感系统的核心组成部分通常包括遥感平台（载体）、传感器（获取信息）、地面接收站（数据接收）和数据传输与处理系统。地物是遥感探测的目标，不属于系统组成。2.C解析：Landsat8卫星搭载了OLI（陆地成像仪）和TIRS（热红外传感器）两个主要传感器。TM、ETM+是Landsat5和7的传感器名称。3.A解析：空间分辨率是指图像上能够分辨的最小地物单元的尺寸（地面分辨率）。空间分辨率越高，通常图像越清晰，几何畸变相对越小（但高分辨率影像受大气影响更明显）。B选项中分辨率越高，几何畸变（如拉伸、压缩）可能越复杂；C选项不仅与高度有关，还与传感器孔径有关；D选项分辨率影响的是细节和纹理，而非单纯的色调。4.B解析：MODIS（中分辨率成像光谱仪）具有很高的重访周期和宽覆盖能力，常用于全球海洋颜色、植被状况、气溶胶和火灾监测。5.B解析：辐射分辨率是指传感器能区分的辐射能量等级，通常用灰度级或比特数来表示。A是空间，C是比例尺，D是时间。6.D解析：大气透明度主要影响遥感图像的辐射质量（信噪比），导致图像变暗或出现噪声，但不改变传感器的物理几何分辨率（即传感器能看清多小的物体）。7.B解析：高通滤波器（High-passfilter）能保留图像的高频信息（边缘、线条），从而突出线性地物；低通滤波器则用于平滑图像。8.D解析：微波遥感（SAR）探测的是地物的后向散射能量。虽然它探测的是能量，但与光学遥感探测地物的反射能量在物理机制上不同。D选项说“只能探测地物的后向散射信息”是正确的描述，但通常作为干扰项，因为SAR也能探测辐射，只是机制不同。不过，在多项选择题中，D常作为干扰项出现。但在本题语境下，更标准的错误描述是“只能探测……”这类绝对化表述。实际上，雷达主要探测的是后向散射系数。9.B解析：植被在近红外波段反射率高，在红光波段吸收率高。NDVI通过计算两者的比值，反映了植被的茂密程度和生物量。10.C解析：辐射校正（A、B）和几何校正（C）是遥感图像预处理的三大步骤（加上图像增强）。图像镶嵌（D）和裁剪（E）通常属于图像处理流程的中间步骤。二、多项选择题1.A、B、C、D解析：遥感分辨率主要包括空间、光谱、时间、辐射四个维度。2.B、C、E解析：光学遥感是指使用可见光、近红外、短波红外等波段，利用地物反射太阳光的传感器（如相机、扫描仪）。微波雷达（D）属于主动式微波遥感，不属于光学遥感。3.A、B、C、D解析：地球曲率、地形起伏、大气折射、传感器内部结构（如焦距变化、扫描镜抖动）都会导致几何畸变。太阳高度角主要影响阴影的长度和方向，属于几何因素。4.A、B、C、D解析：遥感图像增强技术包括辐射增强（对比度拉伸）、光谱增强（主成分分析等）、空间增强（卷积滤波）和特征增强。5.A、B、C、D解析：遥感图像分类方法主要包括监督分类（基于训练样本）、非监督分类（基于聚类）、目视解译（人工分类）以及现代的深度学习自动分类。6.A、B、C、E解析：高光谱遥感的特点是波段数量多、光谱分辨率高、能获得连续的光谱曲线，主要用于精细的地质矿物填图。D选项错误，高光谱信息量远大于多光谱。7.A、B、D、E解析：热红外遥感探测的是地物的热辐射能量，可以昼夜工作（白天受太阳辐射影响大，夜间主要探测地物自身热辐射）。C选项错误，热红外遥感主要用于全天时监测，而非仅限夜间。8.A、B、C解析：遥感数据的主要来源是航天、航空和地面平台获取的数据。实验室数据和虚拟数据属于数据来源的衍生或模拟。9.A、C、E解析：多光谱遥感是指在可见光、近红外、短波红外等几个特定的波段内获取图像。它不具备高光谱那样的连续波段，且波段数量较少。10.A、B、C解析：预处理主要包括辐射定标（将DN值转辐射亮度）、大气校正（去除大气影响）和几何校正（纠正位置误差）。镶嵌和裁剪是后续处理步骤。三、填空题1.传感器解析：传感器是遥感系统中直接收集、记录地物电磁辐射信息的装置。2.米（或米/像素）解析：空间分辨率通常指单个像素对应的地面实际尺寸，单位为米。3.短波红外解析：Landsat5/7TM影像第6波段为热红外波段，第7波段为短波红外波段。4.近红外，红光解析：NDVI利用近红外波段（NIR）对植被的高反射和红光波段（RED）对植被的高吸收特性。5.电磁波，后向散射解析：主动式遥感（如雷达）需要主动发射电磁波，并接收地物反射回来的电磁波（后向散射）。6.最邻近法，双线性内插法解析：图像重采样常用的方法有最近邻法、双线性内插法和三次卷积法。7.反射，后向散射解析：光学遥感主要利用地物对太阳光的反射特性；微波遥感主要利用地物对雷达波的散射特性（后向散射）。8.宽覆盖（或高时间分辨率）解析：MODIS具有较宽的扫描幅宽，能够对地球表面进行大范围、高频次的监测。9.支持向量机（或决策树）解析：除了最大似然法和最小距离法外，支持向量机（SVM）和决策树是常见的监督分类器。10.辐射定标，大气校正解析：辐射校正包括辐射定标（去除传感器噪声）和大气校正（去除大气吸收和散射影响）。四、名词解释1.空间分辨率指遥感图像上能够分辨的最小地物单元的尺寸，即图像中两个可分辨的相邻像元在地面上的实际距离。它决定了图像的几何细节水平。2.辐射分辨率指传感器所能感知的辐射能量等级的精细程度，通常用图像的灰度级或比特数来表示。比特数越高，能区分的辐射能量差异越小，图像层次越丰富。3.重访周期指卫星或遥感平台绕地球飞行一圈后，再次经过同一地点进行观测所需的时间。重访周期越短，获取数据的时效性越好。4.大气窗口指大气层对电磁波吸收和散射较弱、透射率较高的波段区域。只有位于大气窗口内的电磁波才能被地表传感器有效接收。5.监督分类指利用已知类别的训练样本（地物特征），建立判别函数，将图像中的未知像元划分到已知类别的一种分类方法。五、简答题1.简述光学遥感与微波遥感的主要区别。光学遥感利用地物反射的太阳光或自身的热辐射（被动），工作在可见光、红外等波段，受天气（云、雾）影响大，无法全天候工作，但图像直观，分辨率高。微波遥感利用传感器发射的微波并接收地物的后向散射（主动），工作在微波波段，具有穿透云雾的能力，可全天候工作，但对金属目标反射强，且分辨率通常低于同量级的光学卫星。2.遥感图像预处理主要包括哪些步骤？其目的是什么？预处理主要包括辐射定标、大气校正和几何校正。目的：辐射定标是为了将原始的数字量化值（DN值）转换为具有物理意义的辐射亮度值；大气校正是为了消除大气散射和吸收对遥感图像的影响，恢复地物的真实反射率；几何校正是为了消除因传感器姿态、地球曲率等因素引起的图像几何畸变，使图像与地理坐标匹配。3.简述影响空间分辨率的主要因素。主要因素包括：传感器的瞬时视场角（IFOV）、传感器的轨道高度、地面采样距离（GSD）、传感器的焦距以及地形的起伏（投影差）。4.什么是植被指数？常用的植被指数有哪些？NDVI在农业监测中有什么应用？植被指数是利用遥感数据中不同波段组合计算出的，能够定量表征植被生长状态的参数。常用的有归一化植被指数（NDVI）、比值植被指数（RVI）等。NDVI在农业监测中主要用于：监测作物长势（通过变化监测）、估算生物量和产量、识别植被类型、监测植被健康状况（如病虫害、缺水）以及估算叶面积指数。5.简述遥感图像分类的基本流程。基本流程为：图像预处理（辐射、几何校正）->图像增强或变换->特征提取（如特征波段选择）->选择训练样本->训练分类器（确定判别规则）->图像分类->后处理（如聚类分析、去除噪声）->分类结果统计与验证。六、综合应用题1.解析：近红外波段（NIR）反射率=100/10000=0.01（或1%）红光波段（RED）反射率