2022年遥感原理与应用答案完整版 .pdf
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1、第一章电磁波及遥感物理基础名词解释:1、电磁波(变化的电场能够在其周围引起变化的磁场,这一变化的磁场又在较远的区域内引起新的变化电场,并在更远的区域内引起新的变化磁场。)变化电场和磁场的交替产生, 以有限的速度由近及远在空间内传播的过程称为电磁波。2、电磁波谱电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减顺序排列,就能得到电磁波谱。3、绝对黑体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收的物体称为绝对黑体。4、辐射温度如果实际物体的总辐射出射度 (包括全部波长) 与某一温度绝对黑体的总辐射出射度相等,则黑体的温度称为该物体的辐射温度。5、大气窗口电磁波通过大气层时较少被反射、吸收和散射的, 透过率较高的电磁辐射
2、波段。6、发射率实际物体与同温下的黑体在相同条件下的辐射能量之比。7、热惯量由于系统本身有一定的热容量,系统传热介质具有一定的导热能力,所以当系统被加热或冷却时, 系统温度上升或下降往往需要经过一定的时间,这种性质称为系统的热惯量。(地表温度振幅与热惯量P成反比, P越大的物体,其温度振幅越小;反之,其温度振幅越大。)8、光谱反射率=E/ E(物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比。) 9、光谱反射特性曲线按照某物体的反射率随波长变化的规律,以波长为横坐标, 反射率为纵坐标所得的曲线。填空题:1、电磁波谱按频率由高到低排列主要由 射线 、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波等组成。2、
3、绝对黑体辐射通量密度是温度 和 波长 的函数。3、一般物体的总辐射通量密度与绝对温度和 发射率 成正比关精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 21 页系。4、 维恩位移定律表明绝对黑体的最强辐射波长乘 绝对温度 T 是常数 2897.8。 当绝对黑体的温度增高时, 它的辐射峰值波长向短波 方向移动。5、大气层顶上太阳的辐射峰值波长为 0.47 m选择题: (单项或多项选择 ) 1、绝对黑体的( )反射率等于 1 反射率等于 0 发射率等于 1 发射率等于 0。2、物体的总辐射功率与以下那几项成正比关系( )反射率发射率物体温度
4、一次方物体温度二次方物体温度三次方物体温度四次方。3、大气窗口是指( )没有云的天空区域电磁波能穿过大气层的局部天空区域电磁波能穿过大气的电磁波谱段没有障碍物阻挡的天空区域。4、大气瑞利散射( )与波长的一次方成正比关系与波长的一次方成反比关系与波长的二次方成正比关系与波长的二次方成反比关系与波长的四次方成正比关系与波长的四次方成反比关系与波长无关。5、大气米氏散射( ) 与波长的一次方成正比关系与波长的二次方成反比关系与波长无关。问答题:1、电磁波谱由哪些不同特性的电磁波组成?它们有哪些不同点,又有哪些共性?电磁波组成: 无线电波、 红外线、可见光、紫外线、X射线、 射线。不同点:频率不同(
5、由低到高)。共性:a、是横波;b、在真空以光速传播; c、满足 f* =cE=h*f;d、具有波粒二象性。遥感常用的波段:微波、红外、可见光、紫外。2、物体辐射通量密度与哪些因素有关?常温下黑体的辐射峰值波长是多少?有关因素:辐射通量(辐射能量和辐射时间)、辐射面积。常温下黑体的辐射峰值波长是9.66m 。3、叙述植物光谱反射率随波长变化的一般规律。植物:分三段,可见光波段( 0.4 0.76m )有一个小的反射峰,位精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 21 页置在 0.55m (绿)处,两侧0.45m (蓝)和 0.67m
6、 (红)处有两个吸收带;在近红外波段(0.7 0.8m )有一反射的“陡坡”,至 1.1m附近有一峰值,形成植被的独有特征; 在中红外波段(1.3 2.5m )受到绿色植物含水量的影响, 吸收率大增,反射率大大下降,特别以 1.45m 、 1.95m和 2.7m为中心是水的吸收带, 形成低谷。4、地物光谱反射率受哪些主要的因素影响?太阳位置,传感器位置,地理位置,地形,季节气候变化,地面温度变化,地物本身的变异,大气状况。5、何为大气窗口?分析形成大气窗口的原因,并列出用于从空间对地面遥感的大气窗口的波长范围。大气窗口:有些波段的电磁波的电磁辐射通过大气后衰减较小,透过率较高,对遥感十分有利。
7、原因:太阳辐射到达地面要穿过大气层,大气辐射. 反射共同影响衰减强度,剩余部分才为透射部分,不同电磁波衰减程度不一样,透过率高的对遥感有利。6、传感器从大气层外探测地面物体时,接收到哪些电磁波能量?(1)太阳辐射透过大气并被地表反射进入传感器的能量(2)太阳辐射被大气散射后被地表反射进入传感器的能量(3)太阳辐射被大气散射后直接进入传感器的能量(4)太阳辐射被大气反射后进入传感器的能量(5)被视场以外地物反射进入视场的交叉辐射项(6)目标自身辐射的能量。第二章 遥感平台及运行特点名词解释:1、遥感平台遥感中搭载传感器的工具。2、遥感传感器测量和记录被探测物体的电磁波特性的工具。3、卫星轨道参数
8、升交点赤经 、 近地点角距 、 轨道倾角 i 、 轨道长半轴 a 、轨道偏心率(扁率) e 、 卫星过近地点时刻T 。4、升交点赤经卫星轨道升交点与春分点间的角距。5、轨道倾角i 角是指卫星轨道面与地球赤道面之间的两面角。6、近地点角距精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 21 页 是指卫星轨道的近地点与升交点之间的角距。7、卫星姿态角以卫星质心为坐标原点, 沿轨道前进的切线方向为x 轴,垂直轨道面的方向为 Y轴,垂直 xy 平面的方向为 z 轴,卫星姿态角有三种:绕x 轴旋转的姿态角为滚动:绕y 轴旋转的姿态角为俯仰;绕z
9、轴旋转的为偏航。8、重复周期指卫星从某地上空开始运行, 经过若干时间的运行后, 回到该地上空时所需要的天数。9、近圆形轨道实际轨道高度变化在905918km之间,偏心率为 0.0006。10、与太阳同步轨道卫星轨道面与太阳地球连线之间在黄道面内的夹角不变,不随地球绕太阳公转而改变。11、近极地轨道卫星的轨道倾角为99.125。12、小卫星根据卫星的质量,通常将小于1000 公斤的卫星称为广义的小卫星,其中,将 500-1000 公斤的卫星称为小卫星,100-500 公斤的卫星称为微小卫星, 10-100 公斤的称为显微卫星,小于10 公斤的称为纳米卫星。填空题:1、 遥感卫星轨道的四大特点近圆
10、性轨道近地性轨道与太阳同步轨道可重复轨道。2、 卫星轨道参数有升交点赤经 、近地点角距 、轨道倾角 i 、轨道长半轴 a 、 轨道偏心率(扁率) e 、卫星过近地点时刻 T 。3、卫星姿态角是滚动(绕 x 轴旋转 )、俯仰 ( 绕 y 轴旋转) 、 航偏(绕 z 轴旋转 ) 。4、遥感平台的种类可分为航天平台、 航空平台、 地面平台三类。5、卫星姿态角可用红外线测量、恒星摄影机、 GPS等方法测定。6、与太阳同步轨道有利于卫星在相近条件下对地面进行观测,有利于卫星在固定的时间飞临地面接收站上空,使卫星上的太阳电池得到稳定的太阳照度。7、LANDSAT 系列卫星带有 TM探测器的是 Landsa
11、t4 和 Landsat5 ;带有 ETM+ 探测器的是 Landsat6 。8、SPOT 系列卫星可产生异轨立体影像的是 SPOT15 ;可产生同轨精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 21 页立体影像的是 Spot 5 。9、ZY-1 卫星空间分辨率为 19. 5m 。10、美国高分辨率民用卫星有 IKONOS 、 Quick Bird、 Orbview-3 、GeoEye-1 。11、小卫星主要特点包括卫星重量轻,功能单一,使用小型火箭或搭载便可以入。12、可构成相干雷达影像的欧空局卫星是 ENVISAT 。选择题: (
12、单项或多项选择 ) 1、卫星轨道的升交点和降交点是卫星轨道与地球( )黄道面的交点地球赤道面的交点地球子午面的交点。2、卫星与太阳同步轨道指()卫星运行周期等于地球的公转周期卫星运行周期等于地球的自转周期卫星轨道面朝向太阳的角度保持不变。3、卫星重复周期是卫星( )获取同一地区影像的时间间隔经过地面同一地点上空的间隔时间卫星绕地球一周的时间。4、以下哪种仪器可用作遥感卫星的姿态测量仪( )AMS TM HRV GPS 星相机。问答题:1、以 Landsat-1 为例,说明遥感卫星轨道的四大特点及其在遥感中的作用。(1)近圆形轨道:使在不同地区获得的图像比例尺一致。便于扫描仪用固定扫描频率对地面
13、扫描成像,避免造成扫描行之间不衔接现象。(2)近极地轨道:有利于增大卫星对地面总的观测范围。(3)与太阳同步轨道:有利于卫星在相近的光照条件下对地面进行观测;有利于卫星在固定的时间飞临地面接收站上空,使卫星上的太阳电池得到稳定的太阳照度。(4)可重复轨道:有利于对地面地物或自然现象的文化动态监测。2、LANDSAT 系列卫星、 SPOT系列卫星、 RADARSAT 系列卫星传感器各有何特点?Landsat 系列卫星上装载的是MSS 多光谱、TM专题制图仪、 ETM+ 传感器。通过扫描镜的摆动, 获取垂直飞行方向上两边共185km范围内的来自景物的辐射能量,配合卫星的往前飞行获得地表的二维图像。
14、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 21 页SPOT 系列卫星上装载的是2 台相同的 HRV 或 HRVIR扫描仪,使用 CCD元件做探测器, 在瞬间能同时得到垂直航向的一条图像线,不需要用摆动的扫描镜, 以推扫方式获得沿轨迹的连续图像条带。单台 HRV 图像幅宽为 60km ,两台 HRV 图像幅宽为 117km ,有 3km的重叠。 HRV 的平面反射镜可绕卫星前进方向滚动轴(X轴)旋转,平面向左右两侧偏离垂直方向最大可达, 从天底点向轨道任意一侧可观测到450km附近的景物,可在邻近轨道间获取立体影像。Radarsat
15、系列卫星上装载的是合成孔径雷达,具有50km 、75km 、150km 、300km和 500km多种扫描宽度和从10100m的不同分辨率,带宽分别为 11.6MHz 、17.3HMz和 30MHz ,使分辨率可调, SAR在 C波段采用 HH极化,波长入射角在 范围可调, 主要探测目标对海洋是海冰、海浪和海风等,对陆地是地质和农业。第三章 遥感传感器及其成像原理名词解释:1、遥感传感器获取遥感数据的关键设备。2、探测器将收集的辐射能变为化学能或电磁能的元件。3、红外扫描仪利用红外进行扫描成像的成像仪。4、多光谱扫描仪利用光线机械扫描方式测量景物辐射的遥感仪器5、成像光谱仪以多路,连续并具有高
16、光谱分辨率方式获取图像信息的仪器6、瞬时视场形成多个像元的视场,决定地面分辨率7、真实孔径侧视雷达天线装在飞机侧面,发射机向侧向面内发射一束脉冲, 被地物反射后,由天线接收,回波信号经电子处理器处理后形成的图象线被记录8、合成孔径侧视雷达是一个小天线作为单个辐射单元,将此单元沿一直线不断移动,在移动中选择若干个位置, 在每个位置上发生一个信号, 接收相应发生位置的回波信号储存记录下来9、全景畸变全景摄影机的像距不变, 物距随扫描角增大而增大, 由此所产生影像精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 21 页由中心到两边比例尺逐渐缩
17、小的畸变填空题:1、MODIS影像含有个波段 , 其中250 米分辨率的包括波段。2、RADARSAT-1 卫星空间分辨率最高可达 ,共有种工作模式。3、多极化的卫星为。4、目前遥感中使用的传感器大体上可分为摄影类型的传感器;扫描成像类型的传感器;雷达成像类型的传感器;非图像类型的传感器 等几种。5、 遥感传感器大体上包括收集器, 探测器 处理器 输出器 几部份。6、MSS 成像板上有个探测单元 ;TM有个探测单元。7、LANDSAT 系列卫星具有全色波段的是 ,其空间分辨率为。8、利用合成孔径技术能堤高侧视雷达的分辨率。9、实现扫描线衔接应满足。选择题: (单项或多项选择 ) 1、TM专题制
18、图仪有( ) 4 个波段 6 个波段 7 个波段 9 个波段。2、TM专题制图仪每次同时扫描( )6 条扫描线 12 条扫描线 16 条扫描线 20 条扫描线。3、HRV 成像仪获得的影像( )有全景畸变没有全景畸变。4、SPOT卫星获取邻轨立体影像时,HRV中的平面镜最大可侧旋()10o16o27o32o。5、真实孔径侧视雷达的距离分辨率与()天线孔径有关脉冲宽度有关发射的频率有关。问答题:1、叙述侧视雷达图像的影像特征垂直飞行方向的比例尺由小变大。造成山体前倾朝向传感器的山坡影像被压缩,而背向传感器的山坡被拉长与中心投影相反,还会出现不同地物点重影现象高差产生的投影差与中心投影影像差位移的
19、方向相反,位移量不同精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 21 页斜据投影2、MSS 、TM 、ETM+ 影像各有何特点?A、MSS 多光谱扫描仪: MSS多光谱扫描仪常用于LANDSAT 卫星系列。多光谱扫描仪的优点是:工作波段宽, 从近紫外、可见光到热红外波段, 波长范围达 0.3520 微米;各波段的数据容易配准。这两个特点非其他遥感器所能具有,因而多光谱扫描仪是气象卫星和“陆地卫星”的主要遥感器。B、TM专题制图仪: Landsat4,5 上的 TM专题制图仪是一个高级的多光谱扫描型的地球资源扫描仪器,与多光谱扫描仪
20、MSS 性能相比,它具有更高的空间分辨率,更好的频谱选择性,更好的几何保真度,更高的辐射准确度和分辨率。C、ETM+ 增强型专题制图仪( P65):ETM+ 常用于 Landsat6,7,它比TM灵敏度更高,与之相比,它做了三个方面的改进:(1) 增加了 PAN (全色)波段,分辨率为15M ,因而是数据速率增加;(2) 采取双增益技术使远红外波段6 分辨率提高到 60M ,也增加了数据率;(3) 改进后的太阳定标器使卫星的辐射定标误差小于5% ,其精度比提高数倍,辐射校正有了很大改进。3、对物面扫描的成像仪为什么会产生全景畸变?像距不变,物距随扫描角增大而增大,当观测视线倾斜时,地面分辨率随
21、扫描角发生变化,而使扫描影像产生畸变4、TM专题制图仪与 MSS 多光谱扫描仪有何不同?TM是 MSS 的改进,增加了扫描改正器使扫描行垂直于飞行轨道,往返方向都对地面扫描,具有更高的空间分辨率,更高的频谱选择性,更好的几何真度,更高的辐射准确度和分辨率第四章 遥感图像数字处理的基础知识名词解释:1、光学影像一种以胶片或者其他的光学成像载体的形式记录的影像。2、数字影像以数字形式记录的影像3、空间域图像精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 21 页用空间坐标 xy 的函数表示的形式。有光学影像和数字影像。4、频率域图像以频率域
22、坐标表示的影像形式。5、图像采样图像空间坐标( x,y)的数字化6、灰度量化幅度(光密度)数字化7、BSQ 按波段记载数据文件,每个文件记载某一个波段图像数据的一种遥感数据格式。8、BIL 一种按照波段顺序交叉排列的遥感数据格式填空题:1、光学图像是一个函数。2、数字图像是一个函数。3、光学图像转换成数字影像的过程包括等步骤。4、图像数字化中采样间隔取决于图像的,应满足(公式)。5、一般图像都由不同的、的周期性函数构成。6、3S集成一般指、和的集成。选择题: (单项或多项选择 ) 1、数字图像的()空间坐标是离散的, 灰度是连续的灰度是离散的,空间坐标是连续的两者都是连续的两者都是离散的。2、
23、采样是对图像( )取地类的样本空间坐标离散化灰度离散化。3、量化是对图像( )空间坐标离散化灰度离散化以上两者。4、图像数字化时最佳采样间隔的大小( )任意确定取决于图像频谱的截止频率依据成图比例尺而定。5、图像灰度量化用 6 比特编码时,量化等级为( )32 个64 个128个256个。6、BSQ 是数字图像的( )精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 21 页连续记录格式行、 波段交叉记录格式象元、 波段交叉记录格式。问答题:1、叙述光学图像与数字图像的关系和不同点。1)联系:他们都是以空间域为表现形式的影像。2) 光学影
24、像 : 可以看成是一个二维的连续光密度通过率函数,相片上的密度随 xy 变化而变化, 是一条连续的曲线, 密度函数非负且有限。而数字影像: 是一个二维的离散光密度函数,数字影像处理要比光学影像简捷快速,而且可以完成一些光学处理方法所无法完成的各种特殊处理,成本低,具有普遍性。2、怎样才能将光学图像变成数字图像。把一个连续的光密度函数变成一个离散的光密度函数,经过图像数字化,图像采样,灰度级量化过程处理。3、叙述空间域图像与频率域图像的关系和不同点。空间域图像以空间坐标(x,y)的函数,频率域是频率坐标Vx,Vy的函数,用 F(Vx,Vy)表示。4、叙述储存遥感图像有哪几种方法, 列举 23种数
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