2026年卫星遥感应用考试题库及答案

2026年卫星遥感应用考试题库及答案一、单项选择题（共15题，每题2分）1.太阳辐射穿过大气层时，受到大气中分子和微粒的吸收、散射和反射等作用，导致能量衰减。在可见光和近红外波段，对电磁波传输影响最大的大气效应是（）。A.大气吸收B.大气散射C.大气反射D.大气折射2.Landsat系列卫星的轨道类型属于（）。A.地球静止轨道B.太阳同步轨道C.极地轨道D.赤道轨道3.在遥感图像处理中，为了突出图像中特定的地物信息，或去除图像中某种不需要的干扰信息，常采用图像增强技术。下列哪种变换主要用于将多波段图像压缩为fewer个波段且信息量损失最小？（）A.比值变换B.缨帽变换C.主成分分析（K-L变换）D.去相关拉伸4.遥感图像的空间分辨率是指遥感器能区分的两相邻目标的最小距离。若某卫星遥感图像的像元大小为30米×30米，则其地面分辨率是（）。A.15米B.30米C.60米D.90米5.植被在可见光波段（0.4-0.7μm）和近红外波段（0.7-1.1μm）的光谱反射特性具有显著差异。健康绿色植物在哪个波段的反射率最高？（）A.蓝光波段B.绿光波段C.红光波段D.近红外波段6.侧视雷达（SAR）图像中，由于地物对雷达波束的遮挡而形成的阴影区域，其特征是（）。A.亮度极高B.亮度极低（黑色）C.亮度适中D.产生斑点噪声7.在监督分类中，训练样区的选择对分类结果至关重要。下列哪项不是评价训练样区质量的主要指标？（）A.可分离性（如Jeffries-Matusita距离）B.样区的purity（纯度）C.样区的数量D.样区的形状必须是矩形8.归一化植被指数（NDVI）的计算公式为（）。A.(B.(C.(D.(9.热红外遥感主要用于探测地物的热辐射。地物的发射率（Emissivity）ϵ的取值范围是（）。A.0B.0C.ϵD.ϵ10.同谱异物现象是指不同地物在某一波段具有相同或相似的光谱特征，导致难以区分。下列哪组地物最容易在可见光波段出现“同谱异物”现象？（）A.植被与水体B.沥青路面与深色屋顶C.雪与云D.沙漠与森林11.在几何校正中，若图像的非线性畸变较为严重，通常需要建立（）来进行坐标变换。A.仿射变换模型B.多项式模型（二次或三次）C.相似变换模型D.线性回归模型12.高光谱遥感与多光谱遥感的主要区别在于（）。A.空间分辨率更高B.时间分辨率更高C.光谱分辨率更高，波段数量多且连续D.辐射分辨率更高13.下列哪种传感器属于主动式遥感传感器？（）A.LandsatTMB.MODISC.QuickBirdD.Sentinel-1SAR14.在遥感图像分类后，为了验证分类精度，通常需要构建混淆矩阵。混淆矩阵中的“用户精度”（User'sAccuracy）是指（）。A.地面上实际为A类的地物被正确分类为A类的概率B.被分类为A类的像元中，实际确实是A类的概率C.整个分类图像的正确分类比例D.A类地物被错误分类为其他类别的比例15.大气校正的主要目的是消除大气层对电磁波传输的影响，反演地物的真实反射率。对于TM/ETM+等图像，常用的简便大气校正方法是（）。A.辐射传输方程法（如MODTRAN）B.暗像元法C.平场域法D.直方图匹配法二、多项选择题（共10题，每题3分）1.遥感技术系统主要由以下哪几个部分组成？（）A.遥感平台B.传感器C.信息接收与处理系统D.地面实况调查系统E.全球定位系统2.下列关于微波遥感特性的描述，正确的有（）。A.具有全天候工作能力B.具有全天时工作能力C.对地物表面粗糙度敏感D.对地物介电常数敏感E.完全不受大气影响3.引起遥感图像几何畸变的主要因素包括（）。A.传感器外方位元素变化（如姿态、位置）B.地形起伏（高差引起的投影误差）C.大气折射D.地球曲率E.地球自转4.以下属于植被指数的有（）。A.NDVI（归一化植被指数）B.EVI（增强型植被指数）C.NDBI（归一化建筑指数）D.MNDWI（改进归一化水体指数）E.SAVI（土壤调整植被指数）5.遥感图像解译标志包括直接判读标志和间接判读标志。下列属于直接判读标志的有（）。A.形状B.大小C.纹理D.位置E.相关布局6.在遥感图像的计算机分类中，非监督分类的主要算法包括（）。A.最大似然法B.最小距离法C.K-Means算法（K-均值）D.ISODATA算法（迭代自组织数据分析算法）E.神经网络法7.下列关于Landsat8OLI传感器波段设置的描述，正确的有（）。A.Band1为海岸/气溶胶波段B.Band4为近红外波段C.Band5为短波红外波段D.Band9为卷云波段E.Band10和11为热红外波段8.图像融合的目的是综合不同传感器图像的优势。常用的图像融合方法包括（）。A.IHS变换融合B.主成分分析融合C.Brovey变换融合D.Gram-Schmidt变换E.高通滤波融合9.遥感在自然灾害监测中的应用广泛，下列场景中适宜使用合成孔径雷达（SAR）进行监测的有（）。A.洪水淹没范围监测（特别是多云天气）B.森林火灾火点监测C.地震同震形变监测D.海面溢油监测E.赤潮监测10.影响地物光谱反射率的因素主要包括（）。A.入射光的波长B.地物的化学成分C.地物的物理性质（如表面粗糙度、含水量）D.传感器的高度E.季节和时间三、填空题（共15题，每题2分）1.维恩位移定律表明，黑体辐射光谱中最强辐射的波长与黑体绝对温度T成反比，其公式常写作·T=b，其中常数b约为2.遥感影像的辐射校正主要包括传感器系统校正、________校正和________校正。3.在雷达遥感中，后向散射系数是衡量地物散射特性的重要参数。一般来说，光滑表面对雷达波产生________反射，粗糙表面则产生________反射。4.遥感图像的空间分辨率、________分辨率、________分辨率和时间分辨率是衡量遥感数据质量的四个主要指标。5.在遥感图像分类中，Kappa系数用于评价分类结果的一致性，其取值范围在________到________之间，值越接近________说明分类精度越高。6.缨帽变换（TasseledCap）是一种线性变换，对于LandsatTM/ETM+数据，变换后的第一分量通常称为________，主要反映土壤亮度信息；第二分量称为________，主要反映植被绿度信息。7.若某幅图像的量化级数为256，则其辐射分辨率（比特深度）为________bit。8.大气窗口是指电磁波谱中能够穿透大气层并被遥感器接收的特定波段范围。常见的微波大气窗口包括________、C波段、X波段等。9.在使用多项式模型进行遥感图像几何校正时，控制点（GCP）的数量应满足N≥，其中n10.归一化差分水体指数（MNDWI）利用绿波段和________波段来抑制建筑用地噪声，从而提取水体信息。11.Sentinel-2卫星是欧空局哥白尼计划的一部分，其重访周期为________天（单星）。12.当光线照射到朗伯体表面时，其反射亮度在各个方向上________（填“相同”或“不同”）。13.遥感图像中，“同物异谱”现象是指________，“同谱异物”现象是指________。14.在干涉合成孔径雷达测量中，两幅SAR图像的相位差包含________信息和地形信息。15.高光谱影像的数据量通常比多光谱影像大得多，这种被称为“Hughes现象”的问题是指在样本数量有限的情况下，特征维数的增加会导致分类精度________。四、名词解释（共6题，每题4分）1.大气窗口2.空间分辨率3.混淆矩阵4.辐射定标5.几何精校正6.监督分类五、简答题（共6题，每题8分）1.简述瑞利散射、米氏散射和非选择性散射的特点及其对遥感成像的影响。2.简述监督分类与非监督分类的主要区别及各自的优缺点。3.什么是辐射校正？它通常包括哪些主要步骤？4.简述雷达遥感与光学遥感的主要区别。5.在遥感图像目视解译中，常用的判读标志有哪些？请结合具体地物举例说明。6.简述热红外遥感中温度反演面临的难点（如大气影响、发射率不确定等）。六、综合应用与计算题（共3题，每题15分）1.应用题：假设你正在利用Landsat8OLI影像对某区域进行土地利用覆盖分类，主要分为水体、植被、建筑用地和裸地四种类型。(1)请设计一个简单的决策树分类流程或波段运算逻辑，利用不同波段的光谱特性区分这四种地物。（5分）(2)在分类完成后，你如何利用地面实测数据构建混淆矩阵，并计算总体精度和Kappa系数？（5分）(3)发现建筑用地与裸地容易混分，你建议采取什么改进措施？（5分）2.计算题：某卫星传感器的轨道高度为H=705km，传感器的瞬时视场角（IFOV）为(1)计算该传感器星下点的空间分辨率（地面像元大小）。（5分）(2)若该传感器为侧视成像，侧视角为θ=(3)简述空间分辨率随侧视角增加而变化对影像几何特征的影响。（5分）3.综合分析题：某研究区位于湿润地区，常年云雾较多，且地表起伏较大。为了监测该区域的滑坡灾害及地表形变，需要选择合适的遥感数据源。(1)从光学遥感和微波遥感的角度，分析哪种数据源更适合该任务，并说明理由。（6分）(2)若采用合成孔径雷达（SAR）数据进行形变监测，请简述D-InSAR（差分干涉测量）技术的基本原理和流程。（6分）(3)在利用D-InSAR技术时，最大的干扰因素是时间和基线去相干及大气延迟。请解释“去相干”的含义及其对形变测量的影响。（3分）答案与解析一、单项选择题1.B解析：在可见光和近红外波段，大气分子和气溶胶的散射作用（尤其是瑞利散射和米氏散射）是导致能量衰减和图像模糊的主要原因，吸收作用主要在特定波段（如水汽、二氧化碳吸收带）。2.B解析：Landsat系列卫星采用太阳同步准回归轨道，保证能在大致相同的本地时间经过同一地点上空，便于光照条件对比。3.C解析：主成分分析（K-L变换）旨在去除波段间的相关性，将信息集中到前几个分量，实现数据压缩。4.B解析：对于数字图像，通常将一个像元对应的地面尺寸定义为空间分辨率。5.D解析：健康植物由于叶肉细胞结构的原因，在近红外波段产生强反射（可达40%-60%），在绿光波段有弱反射（所以看起来是绿色），在红光波段被叶绿素强烈吸收。6.B解析：雷达阴影是指雷达波束被地物阻挡，照射不到的区域，因此没有回波信号，图像上显示为黑色。7.D解析：样区的形状不影响质量，只要样区具有代表性、纯度高且数量足够即可。8.A解析：NDVI的标准公式。9.B解析：发射率是地物辐射出射度与同温度下黑体辐射出射度之比。黑体发射率为1，绝对白体为0，一般地物介于0到1之间。10.B解析：沥青和深色屋顶在可见光波段光谱曲线相似，都呈低反射特征。雪和云在可见光都高反射，但在近红外有差异（云高，雪有吸收）。11.B解析：仿射变换处理线性变形（平移、缩放、旋转、剪切），对于非线性畸变（如地形起伏、镜头畸变），需要使用高阶多项式模型。12.C解析：高光谱的核心特征是波段多（数百个）、光谱分辨率高（纳米级）、波段连续。13.D解析：Sentinel-1是合成孔径雷达，自身发射微波并接收回波，属于主动遥感。Landsat,MODIS,QuickBird均为被动光学遥感。14.B解析：用户精度是指对于分类结果中的某一类，有多少像元是正确的（即CommissionError的补集）。15.B解析：暗像元法假设图像中存在反射率为0或接近0的区域（如深水体、阴影），其亮度值主要由大气散射引起，以此进行校正。二、多项选择题1.ABCD解析：GPS可以作为辅助手段进行定位，但不属于遥感技术系统的核心组成部分（平台、传感器、接收处理、应用）。2.ABCD解析：微波具有穿透云雾的能力，因此全天候；主动式故全天时。其散射受粗糙度和介电常数（含水量）影响。微波也会受大气（特别是雨）的影响，并非完全不受。3.ABCDE解析：所有选项均是引起几何畸变的主要因素。4.ABE解析：NDBI用于建筑指数，MNDWI用于水体指数。5.ABC解析：位置和相关布局通常属于间接判读标志，需结合地学规律推断。6.CD解析：K-Means和ISODATA是非监督分类的典型算法；最大似然法、最小距离法、神经网络法通常需要训练样本，属监督分类（尽管神经网络也可无监督，但典型归为监督）。7.ADE解析：Landsat8Band4是红光，Band5是近红外。BC描述错误。8.ABCDE解析：五项均为常见的图像融合方法。9.ACD解析：SAR穿云透雾，适合多云天气监测。火灾火点通常用热红外监测更直接（尽管SAR可测烧毁范围）。溢油因表面张力改变粗糙度，SAR效果很好。10.ABCE解析：传感器高度不影响地物本身的光谱反射率特性，只影响接收到的辐照度。三、填空题1.2.898×2.大气；太阳高度角/地形（光照）3.镜面（或单向）；漫散射（或散射/双向）4.光谱（或辐射）；辐射（或光谱）5.0；1；16.亮度；绿度7.88.L波段9.次数（或阶数）；610.短波红外（SWIR）11.1012.相同13.同一种地物具有不同的光谱特征；不同的地物具有相同的光谱特征14.地表形变15.下降四、名词解释1.大气窗口：指电磁波谱中那些能够穿透大气层且衰减较小，能够被遥感传感器有效接收的特定波长范围。例如，可见光区、近红外区的部分波段、以及微波区等。2.空间分辨率：指遥感图像上能够详细区分的最小单元所对应的地面尺寸，通常用像元大小（如30m×30m）或线对数表示。它决定了图像对地物细节的分辨能力。3.混淆矩阵：用于评价遥感图像分类精度的一种矩阵。矩阵的行代表实际的地面参考类别，列代表分类后的类别，矩阵中的元素表示相应类别的样本数。通过它可以计算各种精度指标。4.辐射定标：将记录的原始DN值（数字量化值）转换为具有物理意义的辐射亮度值或大气层顶反射率的过程。它是定量遥感的基础，消除传感器本身误差的影响。5.几何精校正：利用地面控制点（GCP）建立畸变图像与地理坐标系之间的数学变换模型，从而消除图像中的几何畸变，将图像纠正到某种标准地图投影坐标系中的过程。6.监督分类：一种需要预先选取已知类别的训练样区，通过计算机分析训练样区的光谱特征，建立判别函数，然后将图像中其他像元根据判别规则归入相应类别的分类方法。五、简答题1.简述瑞利散射、米氏散射和非选择性散射的特点及其对遥感成像的影响。瑞利散射：发生于粒子直径远小于波长时（如大气分子）。强度与波长的四次方成反比（）。影响：导致短波长（蓝紫光）散射最强，这是晴朗天空呈蓝色的原因；在遥感中，它会引起可见光图像的蒙雾，降低对比度。米氏散射：发生于粒子直径与波长相当时（如气溶胶、云滴）。散射强度与波长关系较弱，趋向于前向散射。影响：导致图像模糊，降低清晰度，是云雾天成像质量差的主要原因，在可见光至近红外波段均有影响。非选择性散射：发生于粒子直径远大于波长时（如云、雾）。散射强度与波长无关。影响：云和雾呈现白色，因为所有可见光波段都被等量散射。2.简述监督分类与非监督分类的主要区别及各自的优缺点。区别：监督分类：需要预先选择训练样区，先学习后分类。非监督分类：无需先验知识，直接根据图像光谱特征的统计规律进行聚类，后定义类别属性。优缺点：监督分类：优点：可充分利用先验知识，分类结果受控，精度通常较高。缺点：训练样区选取工作量大，且具有主观性，对地物光谱变化敏感。非监督分类：优点：无需人工干预，操作简单，能识别出独特的光谱类别，避免了人为误差。缺点：聚类结果与地物实际类别可能不对应，需后处理，光谱混分现象严重，精度通常低于监督分类。3.什么是辐射校正？它通常包括哪些主要步骤？定义：辐射校正是指消除遥感图像在获取过程中由传感器自身性能、大气传输环境、太阳光照条件等因素引起的辐射畸变，恢复地物真实电磁波辐射特性的过程。主要步骤：1.传感器系统校正：消除传感器内部故障（如坏线、条带）和定标误差。2.大气校正：消除大气散射、吸收对电磁波的影响，获取地表真实反射率。包括基于模型的方法和经验/半经验方法（如暗像元法）。3.太阳高度角和地形校正：消除因太阳高度角变化或地形起伏（阴影、坡度坡向）造成的地面光照不均的影响。4.简述雷达遥感与光学遥感的主要区别。工作方式：光学遥感是被动式，依赖太阳辐射；雷达遥感是主动式，自身发射并接收微波。成像条件：光学遥感受光照条件和天气影响大（不能全天时、全天候）；雷达遥感具有全天候（穿透云雨）、全天时工作能力。成像机理：光学遥感记录地物的反射/发射光谱特征；雷达遥感记录地物的后向散射强度，主要受地物介电常数、表面粗糙度影响。几何特性：光学遥感通常为中心投影；雷达为侧视距离投影，存在透视收缩、叠掩、阴影等特有的几何畸变。分辨率：光学分辨率通常指瞬时视场对应的地面大小；雷达分距离向和方位向分辨率，且理论上与距离无关。5.在遥感图像目视解译中，常用的判读标志有哪些？请结合具体地物举例说明。形状：地物的外部轮廓。如河流呈条带状，湖泊呈封闭斑块状，机场跑道呈直线状。大小：地物的尺寸或面积。有助于区分地物类型（如区别居民地和街区，或区分大型体育场和小型操场）。颜色/色调：地物的光谱特征在影像上的表现。如植被在真彩色影像上呈绿色，深水体呈黑色或深蓝色。阴影：地物背光面的灰度。可用于判断地物的高度（如高塔、山脉的阴影）或侧面轮廓。纹理：地物内部色调有规律的重复排列。如森林呈现粗糙的斑状纹理，草地呈现细腻的绒状纹理。图案/图型：地物的空间排列形式。如农田的条格状图案，居民地的网格状图案。位置及布局：地物所处的空间环境及相关关系。如桥梁总是横跨河流或道路交叉处。6.简述热红外遥感中温度反演面临的难点。大气影响：大气中的水汽、二氧化碳等气体对热红外波段有强烈的吸收和辐射作用，且大气自身的发射辐射与地物辐射混合，难以剥离。发射率不确定：地物的发射率随波长、表面粗糙度、含水量等因素变化。自然地物通常不是黑体（ϵ<地表温度的非均一性：像元内可能包含多种组分（如土壤和植被），其温度分布不均，传感器测得的是混合亮温。传感器噪声与定标：热红外传感器灵敏度较低，定标精度要求高。环境辐照度：周围地物的热辐射反射进入传感器视场，特别是对于低发射率地物，反射贡献较大。六、综合应用与计算题1.应用题解析：(1)分类逻辑（示例）：第一步：提取水体。使用MNDWI指数（如MNDW第二步：在剩余非水体中提取植被。使用NDVI指数（如ND第三步：在剩余部分区分建筑用地与裸地。建筑用地在NIR波段通常高于裸土，或者使用NDBI指数（ND决策树逻辑：根节点->判断是否为水体（MNDWI）->是：水体；否：判断是否为植被（NDVI）->是：植被；否：判断NDBI->正：建筑用地；负：裸地。(2)精度评价：在图像上随机选取若干样本点（或利用实测ROI），获取其实际地物类别（GroundTruth）和分类结果类别。构建矩阵：行代表实际类别，列代表分类类别，填入样本数。总体精度=（主对角线元素之和/总样本数）×100Kappa系数：利用公式K=计算，其中为总体精度，为期望一致性（即随机分类正确的一致性）。(3)改进措施：增加辅助数据：如利用纹理特征（建筑纹理粗糙，裸土相对平滑）、DEM数据（建筑通常在平坦区或特定地形）。采用更复杂的分类器：如面向对象的分类方法（考虑形状特征），或随机森林、支持向量机等机器学习算法。使用指数组合：构建专门的建筑指数结合植被抑制。多时相分析：建筑用地光谱稳定，裸地随时间变化大。2.计算题解析：(1)星下点分辨率：公式：AHβA答：