(0684)《遙感原理與應(yīng)用》復習思考題答案

(0684)《遙感原理與應(yīng)用》復習思考題答案一、名詞

1、遙感(Romot。Sensing),從廣義上說是泛指從遠處探測、感知物體或事物

的技術(shù)。即不

直接接觸物體本身，從遠處通過儀器(傳感器)探測和接收來自目標物體的信息

(如電

場、磁場、電磁波、地震波等信息)，經(jīng)過信息的傳輸及其處理分析，識別物

體的屬性

及其分布等特征的技術(shù)。

2、電磁波譜(Eloctramagiticspectrum):將電磁波按照波長的長短排列制成

圖表3、太陽常數(shù):當?shù)厍蛱幱谌盏仄骄嚯x時，單位時間內(nèi)投射到位于地球大氣

上界，且垂直

于太陽光射線的單位面積上的太陽輻射能為1385士7W,in'。此數(shù)值稱為太陽

常數(shù)?4、地物光譜特性：自然界中，不同的地物具有的不同的對電磁波不同波段

范圍的輻射規(guī)律

(反射、發(fā)射、吸收、透射)，稱地物的該特性為其光譜特性。

5、地物反射光譜與地物反射光譜曲線:地物的反射率隨人射波長變化的規(guī)

律，叫做地物反

射光譜。按地物反射率與波長之間關(guān)系繪成的曲線(根坐標為波長值，縱坐標

為反射率)

稱為地物反射光譜曲線

6、黑體:所謂黑體是“絕對黑體”的簡稱，指在任何溫度下，對于各種波長

的電磁輻射的

吸收系數(shù)恒等于1（100,）的物體。

7、基爾霍夫定律:在任一給定溫度下，地物的輻射通量密度和吸收率之比，

對任何地物都

是一個常數(shù)，并且等于該溫度下黑體輻射通量密度。（T一定WN/a=W入黑）

8、大氣窗口:大氣層的反射，吸收和散射作用，削弱了大氣層對電磁輻射的透明

度。通常

把通過大氣而較少被反射、吸收或散射的透射率較高的電磁輻射波段稱為大氣

窗口9、飽和度:純度，色彩純粹和色彩鮮艷的程度

10、傳感器:遙感中用來探測和記錄地物電磁波輻射信息的儀器。11、反差

contrast:感光材料的乳劑層上使影象表達出所攝物體各部分在光量方面有差別的

能力，稱為反差。根據(jù)感光材料的反差大小可將感光材料分為軟性片、中性片、硬

性片12、乳劑分辨率:感光材料區(qū)分景物細微部分的能力，通常以1mm寬度內(nèi)能

夠清楚分辨出的平行線對數(shù)表示

13、像對stereopair:從不同的角度對同一個地物所拍攝的兩張相片14、航

向重疊（longitudinaloverlap）;為了使同一條航線上相鄰相片的地物能相互銜接

以及滿足立體觀察的需要，相鄰相片間需要有一定的重疊，稱為航向重疊。重疊率

為53-60%

15、旁向重疊（lateraloverlap）:為了使相鄰兩條航線上相鄰相片的地物能

相互銜接，相鄰相片間需要有一定的重疊，稱為旁向重疊。重疊率為15-30%16、

中心投影，就是空間任意直線均通過一固定點（投影中心）投射到一平面嫩影平面）

上而形成的透視關(guān)系。

17、像點位移;地物在航空相片（中心投影）上的位置與其在平面圖（垂直投影）

上的位置比較，產(chǎn)生的位置移動。

18、投影差:因地形起伏而引起的地物在航空相片（中心投影）上的位置與其在

平面圖（垂直投影）上的位置比較，產(chǎn)生的位置移動。

19、傾斜差:因相片傾斜而引起的地物在航空相片（中心投影）上的位置與其在

平面圖（垂直投影）上的位置比較，產(chǎn)生的位置移動。

20、航空相片的使用面積:工作中只使用航空相片的中央部分稱為使用航空相

片的使用面積;通常以鄰片重疊部分中線（可偏移1cm）所圍成的區(qū)域表示。

21、判讀標志:不同的地物在航空相片上具有不同的影象特征，其中一些影象

特征構(gòu)成

了我們認識地物的依據(jù)，將其稱為判讀標志。

22、亮度系數(shù):亮度系數(shù)是指在相同照度條件下，共物體表面的亮度度（B）與

絕對白體理想表面的亮度（B0）之比0

23、立體觀察:用光學儀器或肉眼對一定重疊率的像對進行觀察，獲得地物和

地形的光學立體模"，稱為像片的立體觀察，它的原理是根據(jù)人對物體的雙眼觀察

24、主比例尺:航測部門提供的航高計錄，是用航測高差儀記錄的主點航高，用它

計算，出來的像片比例尺稱為“主比例尺”，它只概略地代表該張像片的比例尺°

25、平均比例尺:水平像片比例尺的一般公式應(yīng)允選擇各點的平均高程面作為起始

面，根據(jù)這個起始面計算的像片比例尺，稱為水平像片的平均比例尺.

26、多光譜掃描儀MSS:多光譜掃描儀是把來自地面上地物的電磁波輻射（反

射、發(fā)射）分成幾個不同的光譜波段，同時掃描成像的一種傳感器

27、專題制圖儀TM:新型關(guān)學機械掃描儀，與MSS相比，具有更好的波譜選擇

性、更好的集合保真度、更高的輻射準確度和分辨率

28、灰階;地面上各種地物的輻射強度不同表現(xiàn)在衛(wèi)星圖象上是色調(diào)深淺的不

同，對色調(diào)深淺的分級成為灰階（或）灰度），是區(qū)分地物輻射強度和影象色調(diào)深淺

的標準。灰階的視覺標志成為灰標。

29、衛(wèi)片空間分辨率:對于陸地衛(wèi)星而言，空間分辨率即地面分辨率。相當于

傳感器探測地面上瞬時視場的大小

30、衛(wèi)片空間分辨率可辨性:原則上與實際上:與背景相關(guān)

31、監(jiān)督分類;一種有先驗（已知）類別標準的分類方法。對于待研究對象或區(qū)

域，先用已知類別或訓練樣本建立分類標準，而后對樣品的觀測數(shù)據(jù)進行分類，是

一種受控的信息類別識別過程°

32、非監(jiān)督分類:一種無先驗（已知）類別標準的分類法。對于待研究的對象或

區(qū)域，沒有已知類別或訓練樣本作標準，而直接依據(jù)樣品觀測資料的內(nèi)在聯(lián)系進行

分類。33、圖象增強處理:應(yīng)用計算機或光學設(shè)備改善圖像視覺效果的處理。處

理模型是根據(jù)人眼對光亮度觀察的特性確定的，目的是提高圖像的可判讀性°

34、密度分割:將圖像的光密度或亮度值分成若干間隔或等級，每級賦予指定

編碼的處理方法。當這些編碼作為彩色編碼去控制彩色顯示設(shè)多時，可產(chǎn)生假彩色

密度分割圖像。密度分割常用于像片及膠片圖像輸入數(shù)字化，或數(shù)字圖像的等值線

化、閾值化等35、吸收率:物質(zhì)吸收的輻射通量與總?cè)肷漭椛渫恐戎怠３Ｓ?/p>

a表示，是個無量綱的量。

36、透射率:透過物體的電磁波強度與入射波強度之比。對于同一物體，透射

率是波長的函數(shù).例如，可見光對清水的透射率，隨波長增加而迅速減小.常用

丁表示，是個無量綱的量。

37、反射率:表面的反射波強度與入射波強度之比。即由反射引起的出射度與

入射到表面的輻照度之比。常用符號P表示，其數(shù)值在0——1之間。

38、灰體:對于各種波長的電磁波，吸收系數(shù)為常數(shù)的物體。即吸收系數(shù)與波

長無關(guān)的物體，其吸收系數(shù)介于0與1之間。

39、維恩定律:黑體的光譜出射度極值對應(yīng)波長入max與溫度T成反比。定律

的數(shù)學式：Xmax?T=bo式中b為常數(shù)（=2.897X10E-3米?開）。

40、斯特藩-玻耳茲定律:反映絕對黑體的總輻射出射度隨溫度變化的宣關(guān)

系，即絕對黑體的總輻射出射度M（T）與溫度T的四次方成正比。定律的數(shù)學式為

M（T）=O*TM4O式中。=5.67X10E-8[瓦/米"2?開N],稱“斯特藩-玻耳茲曼常

數(shù)”。

41、發(fā)射率:即“比輻射率”。物體的輻射出射度與同溫度的黑體的輻射出射

度的比值。

常用￡表示。黑體的￡恒等于1,其他物體的￡皆小于1。非透明物體的比

輻射率與其吸收率相等

42、減色法原理:光經(jīng)過顏色濾光器或其他光吸收介質(zhì)，組合而產(chǎn)生不同于原

來光的顏色6吸收的色光愈多，被的射呈現(xiàn)的色彩就愈深暗.用于顏色減法混合的

基本色，稱“減色法原理”，通常采用紅、綠、藍的補色青、品紅和黃三種原色。

43、加色法原理:將幾種顏色光同時或快速地先后地刺激人的視覺器官;或以

人眼有能分辨的鑲嵌方式射入人眼，使產(chǎn)生與原來顏色有關(guān)的另一新的顏色感覺，

就是顏色的相加混合。

二、簡答及論述題

1、簡述遙感概念及特點

遙感（RemoteSensing）,從廣義上說是泛指從遠處探測、感知物體或事物的技

術(shù)。即不直接接觸物體本身，從遠處通過儀器（傳感器）探測和接收來自目標物體的

信息（如電場、磁場、電磁波、地震波等信息），經(jīng)過信息的傳輸及其處理分析，識

別物體的屬性及其分布等特征的技術(shù)。

?感測范圍大，具有綜合、宏觀的特點。

遙感從飛機上或人造地球王星上。居高臨下獲取的航空像片或衛(wèi)星圖像，比在

地面上觀察視域范圍大得多。又不受地形地物阻隔的影響，景觀一覽無余，為人們

研究地面各種自然、社會現(xiàn)象及其分布規(guī)律提供了便利的條件。

?信息量大，具有手段多，技術(shù)先進的特點。

遙感是現(xiàn)代科技的產(chǎn)物，它不僅能獲得地物可見光波段的信息，而且可以獲得

紫外、紅外，微波等波段的信息。不僅能用攝影方式獲得信息，而且還可以用掃描

方式獲得信息。遙感所獲得的信息量遠遠超過了用常規(guī)傳統(tǒng)方法所獲得的信息量。

這無疑擴大了人們的觀測范圍和感知領(lǐng)域，加深了對事物和現(xiàn)象的認識。

?獲取信息快，更新周期短，具有動態(tài)監(jiān)測特點。

遙感通常為瞬時成像，可獲得同一瞬間大面積區(qū)域的景觀實況，現(xiàn)實性好;而

且可通過不同時相取得的資料及像片進行對比、分析和研究地物動態(tài)變化的情況

（版圖），為環(huán)境監(jiān)測以及研究分析地物發(fā)展演化規(guī)律提供了基礎(chǔ)。

?其他特點

此外，遙感還真有用途廣，效益高，資料性，全天候，全方位的特點。2、遙

感的分類

1、根據(jù)遙感平臺的高度和類型分類

?地面遙感:L5"300nb車、船、塔，主要用于究地物光譜特征

?航空遙感：9~50km,飛機、氣球，較微觀地面資源調(diào)查

?航天遙感:100~36000kin,衛(wèi)星、飛船、火箭、天飛機、空間站

2、根據(jù)傳感器的工作方式分類

?主動遙感:雷達

?被動遙感:被動接受地物反射、發(fā)射的電磁波:攝影機、掃描儀

3、根據(jù)遙感信息的記錄方式分類

?成像遙感:以圖象方式記錄:航空性片、衛(wèi)星圖象

?非成像遙感;圖形、電子數(shù)據(jù);數(shù)字磁帶、光盤

4、根據(jù)遙感使用的探測波段分類

?紫外遙遙:0.3~0.4um

?可見光遙感:0.4~0.76um

?紅外遙感:0.7~14um

?微波遙感:0.r30cm

?多波段遙感:0.5-0.6,0.6-0,7,0.7-0.8,0.8-0.9

5、根據(jù)遙感的應(yīng)用領(lǐng)域分類:氣象、海洋、地質(zhì)、軍事

3、簡述微波電磁波的特性：

微波電磁波的波長范圍為:hnnrhn,其特性有5方面：

A：容易聚集成束，便于發(fā)射

B:近直線傳播，不受電離層反射影響

C:能夠區(qū)分在可見光、紅外電磁波范圍內(nèi)不容易區(qū)分的許多地物

D:可以全天候成象

E:可以穿透一定地物:云層、冰層

4、試舉例闡述研究地物反射光譜的意義：

地物的反射率隨人射波長變化的規(guī)律，叫做地物反射光譜。按地物反射率與波

長之間關(guān)系繪成的曲線（根坐標為波長值，縱坐標為反射率）稱為地物反射光譜曲

線？地物反射光譜是遙感識另L地物性質(zhì)的基礎(chǔ)和依據(jù):例子之所以能夠在遙感資料

上區(qū)分不同的地物，是因為它們具有不同的反射光譜。如

?地物反射光譜是遙感選擇工作波段的依據(jù):如區(qū)分雪與植被，最好選取可見

光為工作波段，因為二者在該波段內(nèi)反射率差異大，成象后圖象色調(diào)差異就大，容

易辨別。？異物同譜現(xiàn)象:指不同的地物在某一波段范圍內(nèi)具有相似的反射光譜的

現(xiàn)象。要求在判讀遙感資料時，要綜合使用多種判讀標志進行。如松樹與水杉，在

可見光范圍內(nèi)成象的色調(diào)就非常一致。

?同物異譜現(xiàn)象:同類的地物具有相似的反射光譜曲線、同類甚至同一地物在

不同的條件下（時間、健康、地點）反射光譜會有所不同、利用上述特征進一步了解

地物的各種性質(zhì):如可以利用健康的植物與病蟲害的植物在反射光譜上的不同而在

遙感圖象區(qū)分它們。5、黑體輻射定律

?在丁一定的條件下，輻射通量密度隨波長連續(xù)變化，每條曲線只有一個最大

值。

愈高，輻射通量密度也愈大，不同溫度的曲線是不相交的（在X一定的條件

下）。對?溫度

應(yīng)斯帝芬-玻爾滋曼定律:杵。T4

?隨著溫度的升高，輻射最大值所對應(yīng)的波長移向短波方向。對應(yīng)維恩定

律：入maxXT=b6、分析為什么晴朗的天空呈現(xiàn)蘭色,云呈現(xiàn)白色，

天空呈現(xiàn)蘭色的原因：

?晴朗的天空里主要成分是大氣分子，其直徑與可見光的關(guān)系滿足d<X/10,當

太陽輻射碰到它們時，發(fā)生瑞利散射。4?瑞利散射的公式為丫？"入，即散射系

數(shù)與波長的4次方成反比。

?由于散射系數(shù)與波長的四次方成反比，當波長大于lum時，瑞利散射基本上

可以忽略不計。因此紅外線、微波可以不考慮瑞利散射的影響，但對可見光來說，

由于波長較短，瑞利散射影響較大。如晴朗天空呈碧藍色，就是由于大氣中的氣體

分子把波長較短的藍光散射到天空中的緣故.

云呈現(xiàn)白色的原因：

?常見到的云或霧都是由比較大的水滴組成的，符合d〉人的條件，當太陽輻射

碰到它們時，發(fā)生非選擇性散射。

?非選擇性散射的散射系數(shù)與波長無關(guān)；

?云或霧之所以看起來是白色，是因為它對各種波長的可見光散射均是相同

的。7、中心投影與垂直投影的關(guān)系

航空像片是中心投影，地形圖是垂直投影。兩類投影的關(guān)系如下:

（1）中心投影與垂直投影的區(qū)別

A:定義:所謂中心投影，就是空間任意直線均通過一固定點（投影中心）投射到

一平面嫩影平面）上而形成的透視關(guān)系;所謂垂直投影，即所有投影線垂直于投影

面形成的透視關(guān)系

B:投影距離的影響：

垂直投影:無影響

中心投影:有，只是比例尺的變化

C：投影面傾斜的影響

垂直投影:無影響

中心投影:有，影響位置

D:地形起伏的影響：

垂直投影:無影響

中心投影:有，影響位置

（2）聯(lián)系：

A;都是投影方式

B:當傾角為0、地形平坦時效果相同

8、像對的立體觀察條件

?必須有像對

?比例尺差不得過16%

?分隔左右視線（左眼看左像，右眼看右像，左眼看右像，右眼看左像，）

?相應(yīng)視線成對相交

?相應(yīng)點連線與眼基線平行

9、什么是航空相片判讀標志,試舉例說明常用判讀標志。

?不同的地物在航空相片上具有不同的影象特征，其中一些影象特征構(gòu)成了我

們認識地物的依據(jù)，將其稱為判讀標志。直接判讀標志:地物本身的影象特征(如本

身形狀等)間接判讀標志:與地物相關(guān)的其他地物的影象特征(如位置)

?形狀判讀標志(Shape);如可以根據(jù)河流成象后獨有的形狀特點認識河流

?大小(Size):量化特征，如可以根據(jù)湖泊的大小量算面積

?色調(diào)(Ton。、Colour),最重要的判讀標志，是其他的基礎(chǔ)。如可以根據(jù)兩種

地物成象后色調(diào)不同而區(qū)分他們

?陰影(shadow):可以增強影響的立體感

?組合圖案(patten),如果園紋理，可以認識果園的性質(zhì)

?位置(site):地理位置，植物，立地條件，從已知地物性質(zhì)推斷未知地物性

質(zhì)。如可以根據(jù)松樹與冷杉的立地條件區(qū)分他們

10、舉例闡述航空相片常用判讀方法。

?直接判定法

根據(jù)判讀標志可以直接判定地物的性質(zhì)，識別出地物。如：

?對比分析法(最重要方法)

這種方法是將像片上待判別的影像，與已知地物影像或標準航片(樣片、標片)

上的影像進行對比分析，以判定該地物的性質(zhì).標準航空像片是預先選定的典型樣

片，像片上地物性質(zhì)是己知的c如:對比分析法在巖性、植被等專業(yè)判讀中經(jīng)常采

用。

?邏輯推理法:利用各種現(xiàn)象之間的關(guān)系，依照專業(yè)邏輯推理進行的判讀。如：

例如上述泉水露頭成線狀展布的地方，一般都有斷層存在。

?鄰比法;在一張航空相片上或相臨遙感圖象上進行鄰近對比，從而區(qū)分地物界

線方法如:

?動態(tài)對比法:利用相同地區(qū)不同時相的航空相片進行對比分析，得到地物的運

動、發(fā)展、變化的規(guī)律。如：

11、分析影響地物在黑白全色航空相片上成像色調(diào)的因索。

A;地物本身性質(zhì)

a：地物本身的顏色:黃色偏淺、蘭色、紅色灰色、綠色紫色偏深。

b:地物本身反射特性:地物的反射光譜（曲線）。地物反射率越大，成象后色越

淺。

c:地物表面光滑程度:越光滑，色越淺

d:含水量:大,深，小，淺。如：

B:環(huán)境條件

a：光照條件:強度、方向、高度角。如:

b:相片沖印效果:如

c:攝影季節(jié)、時間:如

12、在黑白全色航空相片上，怎樣區(qū)分鐵路與公路，怎樣區(qū)分田與土，

形狀大小色調(diào)間接判讀

鐵寬窄一致、轉(zhuǎn)路面等較均勻灰1、與其他道路正交路彎較緩的線狀或帶

寬，單軌5米，色2、連接城市之間

狀延伸長3、沿線有停車站、水塔等附

屬建筑

公寬窄不一、轉(zhuǎn)路面寬與路面材1、與其他道路不一定正路彎較急（高等級公

窄不定（4米料、光滑度、積交

路亦緩）的線狀或以上），延伸水等有關(guān)，從淺2、連接城市、鎮(zhèn)之間

帶狀長到深都有

形狀色調(diào)間接判讀

水較明顯，平原有莊稼:均勻灰色，與作用坎明顯，沿等高線延伸田格狀,

丘陵月形，物有關(guān)多位于坡沿、溝谷、平地等

耕作面為水平面無莊稼:有水時色深或很能蓄水的地方

淺，無水是均勻灰色，與土壤

有關(guān)

旱形狀不明顯，有莊稼:均勻灰色，與作坎不明顯地耕作面為坡面物有關(guān)

2、多位于坡頂、坡腰等不

無莊稼:均勻灰色，與土易蓄水地帶

壤有關(guān)

13、簡述航空相片的判讀原則

?總體觀察原則:先整體后局部，由宏觀到微觀

?綜合分析原則:綜合應(yīng)用各種判讀標志、綜合應(yīng)用各種資料

?重點分析原則:根據(jù)判讀要求，對重點地物重點分析

14、簡述陸地衛(wèi)星軌道運行特征，為什么設(shè)定這樣的特征，

A;近極地軌道:軌道面與赤道面夾角近90度

?可以保證獲得地球上絕大多數(shù)地方的信息

?保證衛(wèi)星與太陽同步

B:近圓形軌道918:905;

?使全球衛(wèi)星圖象比例尺近一致

?保證成像精度

C:與太陽同步

?保證各地成象時的太陽高度角（地方時）一致。

?保證成像具有周期性

15、陸地衛(wèi)星軌道為什么與太陽同步，怎么實現(xiàn)，

?原因

A:保證每個地方成像時光照條件一致，從而保證傳感器在相同的條件下成像,

使衛(wèi)星圖象效果相近，便于比較等。一般早上9T1點。

B;保證衛(wèi)星的運行周期

?實現(xiàn)

A:軌道傾角大于90度

B:軌道面偏轉(zhuǎn)角速度等于地球?qū)μ柕慕撬俣龋ǖ厍蚬D(zhuǎn)速度:0,986度）16、

比較航空相片與衛(wèi)星相片的航向、旁向重疊

?相同點：

?航空相片與衛(wèi)星相片的航向、旁向重疊的作用之一都是為了相臨地物的銜接

?航空相片與衛(wèi)星相片的航向重疊可以進行立體觀察，衛(wèi)星圖象的旁向重疊也

可以進行立體觀察。

?不同點：

?:航向重疊:航空相片的航向重疊的目的是為了相臨地物的銜接以及立體觀察

了需要;重疊率高，為60%左右，可以看作相對，可以進行立體觀察。

衛(wèi)星相片的航向重疊僅僅是為了相片銜接的需要;重疊率不高，不是相對，不

能進行立體觀察

?:旁向重疊:主要是重疊率不同。航空相片的率為20-30%,一般不用來進行立

體觀

察;衛(wèi)星圖象的旁向重疊率從赤道向兩極增加（如LANDSAT-4,重疊率從7.5增

加到

80*多），高緯度地區(qū)的圖象可以進行立體觀察

17、分析MSS、TM圖象各波段圖象的光譜效應(yīng)。采用不同波段的圖象判讀，

識別地物的能力和判讀效果是不一樣的，稱為光譜效應(yīng)2分一、MSS圖象光譜效

應(yīng)

波段光譜效應(yīng)

屬藍綠光波段。對水體具有一定的透視能力，透視深度一般可達10—20m,

MSS-K4)水質(zhì)清澈時，甚至可達100叫對于陸地的地層巖性，松散的沉積物以及

植0.5—0.6um被有明顯的反映;對于水體的污染，尤其是對于金屬和化學污染具

有較好

的反映。

MSS-2(5)屬橙紅光波段°對于水體的渾濁程度、泥沙流、懸移質(zhì)有明顯的反

映;對0.6—0.7口m于巖性也有較好的反映;因該波段位于葉綠素吸收帶，所以植

被具有較略

的色調(diào)，而偽裝的樹枝、病樹則有較淺的色調(diào)。

MSS-3(6)0.7一屬可見光中的紅光和近紅外波段.對于水體及濕地反映明顯，

水體為深色