遙感概論深刻復知識題環(huán)科

體直接接觸而取得其信息的一種探測技術。從廣義上說是泛指從遠處探測，感知物體或事物的技術。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的信息(如電場，磁場，電磁波，聲波，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狹義遙感是指從遠離地面的不同工作平臺上(如高塔，氣球，飛機，火箭，人造地球衛(wèi)星，宇宙飛船，航天飛機等)通過傳_________________1、遙感傳感器。(按電磁波接收方式的不同可分為被動式遙感傳感器、主動式遙感傳感器)2.光學處理3.數(shù)字圖象處理(1)新一代傳感器的研制，以獲得分辨力更高，質(zhì)量更好的遙感圖象和數(shù)據(jù)。隨著遙感應用的廣泛和深入，對遙感圖象和數(shù)據(jù)的質(zhì)量提岀了更高的要求。其空間分辨力，光譜分辨力及時相分辨力的指標均有待進一步提 (2)遙感應用不斷深化。 ⑶地理信息系統(tǒng)的發(fā)展與支持是遙感發(fā)展的又一進展和動向。 地理信息系統(tǒng)(GIS)是60年代初發(fā)展起來的一種新技術，它是一種管理和分析空間數(shù)據(jù)的有效工具，是遙感的進一步發(fā)展和延伸，成為遙感技術從實驗階段向生產(chǎn)型商品化轉(zhuǎn)化歷史進程中的又一進展，成為當前遙感發(fā)展的又一新動向。3.試述遙感在地學中的主要應用，并舉例說明。研究的重要信息源2.遙感的引入為地理學的區(qū)域綜合分析，區(qū)域動態(tài)分析的深入研究提供了便利的基礎。3.遙感的數(shù)據(jù)源種類繁多，為當今地理學的發(fā)展開辟了新的途徑。4.這些數(shù)據(jù)逐漸成為地理學研究的重要數(shù)據(jù)源。二、遙感已成為地理研究的重要手段和方法。以往地理學傳統(tǒng)工作方法常是從點，線實地觀測入手，以點、線逐漸過渡到區(qū)驗證和檢查。這樣大大減少了實地觀測的野外工作量，節(jié)省了人力財力，提高了效率也提高了研究工作的精度和質(zhì)量。A?在地質(zhì)上，對研究區(qū)域大地構(gòu)造，找金，找煤，找地下水，大型工程的穩(wěn)定性評價都做了大量的工作。以往的湖泊面積，形狀進行了修正，而且還補充了地面考察或地圖上未標明的300多個湖泊C.最近北京師范大學等高校利用遙感和GIS監(jiān)測影響我國氣候的沙塵暴天氣。有那些？范圍，mm(其中只有0.3—0.4m波長的紫外線部分能穿過大氣層到達地面，且能量很小，小于可見光波段0.40m—0.76m(鑒別物質(zhì)特征的主要波段，是遙感最常用的波段)(1mm)，它也是遙感中常用的波段。(1mm)，它也是遙感中常用的波段。3m—1000 —0.430.430.47m-0.470.470.50m-0.500.500.56m-0.560.560.59m-mm它可分為：近紅外波段0.76m—3.0m(反射紅外或光紅外)0.62—0.7中紅外波段3.0m—6m(熱紅外)遠紅外波段6m—15m(熱紅外)超遠紅外波段15m—1000m(熱紅外)它可分為：毫米波1—10mm，厘米波1—10cm，分米波0.1—1m5.太陽的電磁輻射與地球的電磁輻射總的特點是什么？兩者有何不同射源的兩個輻射源是太陽和地球。太陽是可見光和近紅外遙感的主要輻射源，地球是遠(熱)紅外遙感的主要輻射 (1)太陽輻射2)太陽輻射的大部分能量集中在040.76m之間的可見光波段。它占太陽輻射總能量的43.50%，所以太陽輻射一3)太陽輻射主要由太陽大氣輻射所構(gòu)成，在射出太陽大氣后，已有部分太陽輻射能被太陽大氣(主要是氫(H2)和氮 (N2))所吸收，使太陽輻射能量受到一部分損失。4)太陽輻射以電磁波的形式，通過宇宙空間到達地球表面(約1.5xi08km)，全程時間500秒。地球擋在太陽輻射的路徑上，5)太陽輻射先通過大氣圈，然后到達地面，由于大氣對太陽輻射有一定的吸收，散射和反射，所以投射到地球表面上的太陽輻射強度有很大 (2)地球的電磁輻射地球輻射可分為兩個部分：短波(0.3-2.5m)，主要是反射信息(反射太陽的紅外輻射)，它只能在白天接收太陽的輻射能。另一部分是長波(6m以上)主要是發(fā)射信息(熱輻射)，它既能在白天發(fā)射也能在夜間發(fā)射。m外波段范圍。由太陽和地球輻射的電磁波譜，左邊為太陽輻射波譜曲線，右邊為地球輻射波譜曲線，兩曲線相交于 (1)當 144它主要由大氣分子對可見光的散射引起的，所以也叫分子散射。當波長大于d2)d如晴空呈蘭色，由于大氣中的氣體分子把波長較=2;米氏散射主要由大氣中的氣溶膠所引起的。由于大氣中的云、霧等懸浮粒子的大小與0.76~15m的紅外線的波長相近，短，散射越強烈。3)非選擇性散射：當微粒的直徑比波長大得多時，即d0,為一常數(shù),散射強度與波長無關，即任何波長的散射強度相同。因此大氣中的水滴、霧、煙塵等氣溶膠對太陽輻射常常岀現(xiàn)這種散射。d以小雨滴對微波波段是屬于瑞利散射，因此微波有較強的穿透云層的能力。17.說明反射率、透射率和吸收率之間的關系和區(qū)別。系數(shù) EEEEE吸收/E入射+E透射/E入射=1地物的反射率可以用儀器測定，而吸收率可通過(2)式求出。上式表明，地物反射率越高，其吸收率越低；吸收率高的物體，其反射率就低。反射入射光能力弱的地物，反射率小，傳感器記錄的亮度值就小，在黑白遙感圖象上色調(diào)就深。這些色調(diào)的差異就是遙感圖象目視判讀的基本岀發(fā)航空遙感技術中常用亮度系數(shù)表示地物反射電磁波的能力的大小。其含義是指在相同照度條件下，物體表面的亮度與理想的純白色全反射表與透過后的光通量之比T來表征物體的透光性質(zhì)，T稱為光透射率。吸收率：是指投射到物體上而被吸收的熱輻射能與投射到物體上的總熱輻射能之比。這是針對所有波長而言，應稱為全吸收率，通常就簡稱為吸收太陽輻射與大氣相互作用產(chǎn)生的效應，使得能夠穿透大氣的輻射，局限在某些波長范圍內(nèi)。通常把通過大氣而較少被反射,吸收或散射的透射率較地物的反射光譜曲線一一按地物的反射率與波長之間的關系繪成的曲線(橫坐標為波長值，縱坐標為反射率)水體的反射率，除鏡面反射方向外，在各個波段內(nèi)都較低，一般在3%左右。清水的反射率一般在可見光部分為0.6m(橙光)處下降至2~3%，至U0.75m以后的近紅外波段，水成了吸收體。混濁水的反射波譜曲線隨著懸浮泥沙濃度的增加而增高。各自具有特殊的光譜效應，因而植被在遙感圖象上較易識別，并且成為指示自然環(huán)境(如氣候，水分等)的最好標志。植物的基本波譜特征是：0.55m附近有10~20%的反射峰。2.6~2.7m附近具有強烈吸收。究其原因，可見光波段中(0.7m)的吸收是由葉綠素吸收引起的。近紅外波段的吸收a.粉砂的反射波譜曲線整體都高。b.腐植土最低，反射率在0.1(10%)左右。C.基巖上風化殘積物因顆粒較細，反射波譜特征與基巖相似，干燥的殘積物的反射率要比基巖高；較濕潤的殘積物，d.土壤中波譜的亮度系數(shù)還與土壤的理化參數(shù)(鹽分類型、含量、堿化度等)有關。mW(,T)52hC5ch/T11nk恩位移定律 (1)黑體在不同溫度下具有不同的發(fā)射光譜。 (2)在每一給定的溫度下，黑體的光譜輻射通量都有一個極大值。 (3)隨著溫度的升高，其輻射通量迅速增高，對應的峰值波長向短波方向移動。該定律指岀，黑體輻射的峰值波長與熱力學溫度的乘積是常量，即，隨著溫度的升高輻射最大值對應的峰值波長向短波方向移動。斯蒂芬一玻爾茲曼定律：WT40^5^ch/^.de1 為斯蒂芬一玻爾茲曼常數(shù)。)該定律證明了黑體單位面積在單位時間內(nèi)向半球空間輻射的總能量Wo(即黑體總輻射通量密度，單位為Wcm2)該定律只適用于絕對黑體，對于一般物體則需加以修正后才能適用。根據(jù)基爾霍夫定律和斯蒂芬一玻爾茲曼定律可以44WT或WT(為發(fā)射率，為吸收率。)度相同的兩種地物也會表現(xiàn)岀不同的輻射特性。溫度的函數(shù)這一特性。11.感光材料的主要性能指標有哪幾個？感光材料的性能指標主要有感光度、反差和分辨率等。 (2)反差和反差系數(shù)：反差即黑白差，即黑白像片(膠片)中明亮與陰暗部分亮度的差別。反差系數(shù)是指影像上表現(xiàn)r表示。r=影像反差/景物反差 單位為線對/毫米。一般航空攝影膠片的分辨率為40?150線對/毫米。)重疊沿著數(shù)條航線對較大區(qū)域進行連續(xù)攝影，稱為面積攝影(或區(qū)域航空攝影)，面積攝影要求各航線互相平行。為了使相稱 60% 相鄰航線之間的像片也要有一定的重疊，這種重疊稱為 旁向重疊，一般應為30~15%。這種重疊是為了防止遺漏攝 (1)中心投影一一就是空間任意點或直線均通過一固定點(投影中心)投影到一平面(投影平面)上而形成的透視關系。 (2)中心投影成像特征：對中心投影而言，點的像還是點；直線的像一般仍是直線，只有空間中的直線，其延長線(指投影光線)通過投影中。 面： 。 2.投影面傾斜的影響不同:當投影面傾斜時，垂直投影的影像僅表現(xiàn)為比例尺有所放大。而中心投影的影像像主點的一側(cè)比例縮小而另一側(cè)放大。 點，在構(gòu)象時，像平面上會引起投影差。 ？像片比例尺通常是指在像片上某一線段與地面相應線段的長度之比。地形常常有起伏，像片上量得的某一線段很可能是地面的斜距離。所以像片的比例尺可根據(jù)攝影機的焦距和飛機的航高計算。點，分別量出它們在航片上的距離d1和d2，然后再在地形圖上量取地面長度D1和D2，然后用下各處的比例尺不一定都一致1.在平坦地區(qū)，攝影時像片通常處于水平位置，則像片的比例尺處處是一致的。像片的比例尺等于焦距f和航高H之比，它片的比例尺各處也是不同影響，各處的比例尺是變化的，這是由于航空像片是中心投影的原因。規(guī)律： 1.投影差大小與像點距離像主點的距離成正比，即距離像主點愈遠，投影差愈大。像片中心部分投影差小，像主點是唯 2.投影差大小與高差成正比，高差愈大，投影差也愈大。高差為正時，投影差為正，即像點向外移動(遠離中心點);高差為負時(即低于起始面)，投影差為負，即像點向著中心點移動。3.投影差與航高成反比，即航高愈高，投影差愈小。16?航片判讀中主要依據(jù)那些判讀標志?人們最常使用的判讀標志有：形態(tài)(大小和形狀)、色調(diào)、陰影和紋理圖案等，其中最主要的是形態(tài)和色調(diào)。 (2)圖像的不規(guī)則性外部形態(tài)呈線狀或帶狀。 為“灰度”或“灰階”。它是地物對入射光線反射率高低的客觀記錄。(色調(diào)是航空像片判讀的重要標志) (1)地物的反射特征。亮度系數(shù)大，像片上的色調(diào)淺，亮度系數(shù)小，色調(diào)就深。 (2)物體本身的顏色。(3)地物的表面結(jié)構(gòu)。(4)濕度大小。(5)攝影季節(jié)。 上陽光被地物遮擋產(chǎn)生的影子。在像片上表現(xiàn)為地物背光面形成的深色或黑色的色調(diào)。借助于地物 (1)本影一地物本身未被陽光直接照射到的陰暗部分的影像。在山區(qū)，山體的陽坡色調(diào)亮，陰坡色調(diào)暗，山越高，山 細紋或細小的圖案，這種細紋或細小的圖案在某17?試說明熱紅外圖像的幾何特征和物理特征。 (一)幾何特征比例尺3.地面分辨率：取決于掃描儀瞬時視場角的大小(為一常數(shù))、航高和掃描角。的地面目標的最小尺寸)，地面分辨率越高。反之，分辨率越低。兩個方面:(1)掃描畸變21?試說明側(cè)視雷達圖像的幾何特征 (二)物理特性1.光譜分辨力(區(qū)分地物發(fā)射光譜特征中微小差異的能力)：它主要取決于傳感器所使用的波段數(shù)目波段波長2.溫度分辨力(指能區(qū)分地面微小溫度差異的能力)：它主要取決于傳感器探測元件的性能。3.解像力(指熱紅外圖象能夠被判讀的能力)：它與溫度分辨力、光譜分辨力有關，也與成像時間有關。一般說來，。 此色調(diào)的分析要注意成像時間。陰影有兩種：光陰影和熱陰影?？梢姽鈭D象上的陰影是光陰影。一旦太陽落山，光陰影也就立即消失。熱紅外圖象上的陰影是熱陰影。白天由于光照形成溫差，其面積和大小與可見光基本相似，而太陽落山或被云層覆蓋后在一段時間內(nèi)熱陰影還會繼續(xù)存在。(如機場上的飛機白天光照后在其下部形成熱陰影，一旦飛機飛走，仍可推斷岀飛機的停機位置。熱陰影的特征時間取決于地物的熱慣量和熱容量，這些在判讀時十分有用。應用舉地熱分布調(diào)查(5)火山地質(zhì)(6)水文地質(zhì))1.距離分辨率(指垂直于航線方向的分辨率)：2.方位分辨率(指航向上的分辨率)：上表現(xiàn)為長短不一。近距離端的圖象被壓縮造成幾何失真。產(chǎn)生目標倒置的視覺效果，這種現(xiàn)象稱為雷達疊掩(或稱頂?shù)孜灰?。雷達疊掩多岀現(xiàn)在近距離端，后坡不會產(chǎn)生疊掩22?側(cè)視雷達圖像的色調(diào)變化與哪些因素有關？試說明各種因素是如何影響的。深。1.地物表面的粗糙度(是影響側(cè)視雷達圖象色調(diào)的最重要因素)：光滑表面在側(cè)視雷達圖象上的色調(diào)很黑很深，如靜止的水面和光滑的水泥路面呈黑色調(diào)。 2.雷達波束的照射俯角 俯角很大在圖象上呈現(xiàn)很淺的色調(diào)對于粗糙表面俯角的影響不明顯 3.雷達波長和極化性質(zhì) 極化性質(zhì)是指其電場強度矢量方向隨時間變化的方式。4.地物的物理電學性質(zhì)復介電常數(shù)大或?qū)щ娐矢叩牡匚?如金屬橋梁)都能產(chǎn)生較強的回波信號，在圖象上色調(diào)較淺。在干旱的沙漠區(qū)，可23?陸地衛(wèi)星的傳感器有幾種？波段是怎樣劃分的？各種傳感器中各個波段的分辨率是多 (一)多光譜掃描儀波段4(MSS—1)0.5—0.6波段5(MSS—2)0.6—0.7波段6(MSS—3)0.7—0.8波段7(MSS—4) (二)專題制圖儀TM0.8—1.10.45—0.52可見光(藍)地壤與植被分類0.52—0.60可見光(綠)健康植物的綠色反射率0.63—0.69可見光(紅)探測不同植物的葉綠素吸收與植被分類健康植物的綠色反射率探測不同植物的葉綠素吸收生物量測量，水體制圖植物濕度測量，區(qū)分云與雪植物熱強度測量，其它熱制圖熱法制圖，地質(zhì)采礦 0.45—0.520.52—0.600.63—0.690.76—0.901.55—1.7510.4—12.52.08—2.35熱(中)紅外率 1234567 (三)增強型專題制圖儀ETM增加了一個15m分辨率的全色通道，同時將熱紅外通道的分辨率提高到60m。M —0.525——15575——09——0.9035率 綠紅1234567陸地衛(wèi)星軌道要與太陽同步?陸地衛(wèi)星的軌道是太陽同步軌道，即在軌道上每一個點上的地方時間保持固定不變。衛(wèi)星在由北向南運行中，由于軌道 傾角設計為98度左右，使衛(wèi)星到達任一相同緯度上所有的點都具有相同的地方時。這樣就保證了衛(wèi)星傳感器能在較為一致 高的圖象。也便于不同時相的圖像比較。25?什么是太陽同步衛(wèi)星？什么是地球同步衛(wèi)星?0.79—0.79—0.894.13°20mX20m0kmm°10mX10m0km時。所謂太陽同步軌道是指衛(wèi)星的軌道平面和太陽始終保持相對固定的取向。軌道高度在700千米至1000千米之間。由地靜地球的高度約為36000km，衛(wèi)星的運行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同、運行軌道為位于地球赤道平面上圓形軌道、運行周期1.SPOT衛(wèi)星的傳感器有兩個波段，一個為全色波段(地面分辨率：10*10m地面寬度60km)，另一個為多光譜波段 m面寬度：60km)，因此SPOT衛(wèi)星的分辨率高于陸地衛(wèi)星相應波段的分辨率。它們的主要性能如 m0.51—0.73m儀器視場角地面分辨率地面寬度0.50—0.590.61—0.68 傳感器稱高分辨率可見光掃描儀。它的掃描方式與陸地衛(wèi)星的MSS和TM有所不同, 它不是垂直于衛(wèi)星軌道方向掃描，而是與衛(wèi)星運行方向相同的掃描。 3、它采用CCD裝置(電