遥感技术基础[习题]

遥感技术基础习题

1、遥感的基本概念。

?广义而言，遥感(Remote Sensing)泛指各种非直接接触的、远距离探测目标的技术。对目标进行采集主要根据物体对电磁波的反射和辐射特性，利用声波、引力波和地震波等，也都包含在广义的遥感之中。

?通常认为，遥感是从远距离、高空、以至外层空间的平台上，利用可见光、红外、微波等遥感器，通过摄影、扫描等各种方式，接收来自地球表层各类地物的电磁波信息，并对这些信息进行加工处理，从而识别地面物质的性质和运动状态的综合技术。

2、遥感探测系统包括哪几个部分？

①空间信息采集系统（包括遥感平台和传感器）

?遥感传感器：指搭载遥感器的运载工具

?按高度大体可分为：

地面平台、空中平台和太空平台三大类

?指搭载遥感器的运载工具，按高度大体可分为：

地面平台、空中平台和太空平台三大类

?遥感平台：指搭载遥感器的运载工具

?按高度大体可分为：

地面平台、空中平台和太空平台三大类

②地面接收和预处理系统（包括辐射校正和几何校正）

③地面实况调查系统（如收集环境和气象数据）

④信息分析应用系统

3、与传统对地观测手段比较，遥感有什么特点？

①大面积实时观测。遥感用航摄飞机飞行高度为10km左右，陆地卫星的卫星轨道高度达910km左右，从而，可及

时获取大围的信息。

②时效性强，获取信息的速度快，周期短。由于卫星围绕地球运转，从而能及时获取所经地区的各种自然现象的

最新资料，以便更新原有资料，或根据新旧资料变化进行动态监测，这是人工实地测量和航空摄影测量无法比拟的。

③信息客观、真实，信息量大。

④数据的综合性和可比性好。

⑤获取信息受条件限制少。在地球上有很多地方，自然条件极为恶劣，人类难以到达，如沙漠、沼泽、高山峻岭

等。采用不受地面条件限制的遥感技术，特别是航天遥感可方便及时地获取各种宝贵资料。

4、遥感有哪几种分类？分类依据是什么？

①按遥感平台的高度分类：航天遥感、航空遥感和地面遥感

②按所利用的电磁波的光谱段分类：可见光/反射红外遥感、热红外遥感、微波遥感三种类型。

③按研究对象分类：资源遥感与环境遥感两大类。

④按应用空间尺度分类：全球遥感、区域遥感和城市遥感。

⑤按传感器的类型分类：主动遥感和被动遥感。

5、试述当前遥感发展的现状及趋势。

①追求更高的空间分辨率

随着传感器空间分辨率的提高，空间分辨率从1000米、500米、250米、80米、30米、20米、10米、5米发展到1米、0.6米，军用卫星分辨率实际上已达到0．10米或更小。

②追求更精细的光谱分辨率

高光谱遥感的发展，使遥感波段宽度从0.4um（黑白摄影）、 0.1um（多光谱描）到5～6nm（成像光谱仪），遥感器波段宽度窄化，可以突出特定目标反射峰值波长的微小差异，针对性更强。

③追求更小的时间分辨率

大、中、小卫星相互协同，高、中、低轨道相结合，从几小时到18天不等，形成一个不同时间分辨率的互补系列。

④由二维测量为主发展到三维测量

多波段、多极化、多模式合成孔径雷达卫星及机载三维成像仪的发展和应用，将地面目标由二维测量为主发展到三维测量。

⑤全定量化遥感方法将走向实用

遥感的目的是获得有关地物目标的几何与物理特性。几何方程是显式表示的数学方程。物理方程一直是隐式的。

目前的遥感解译与目标识别并没有通过物理方程反演，而是采用了基于灰度或加上一定知识的统计的、结构的、纹理的影像分析方法。

随着对成像机理、地物波谱反射特征、大气模型、气溶胶的深入研究和数据积累，多角度、多传感器、高光谱及雷达卫星遥感技术的成熟，涉及几何与物理方程式的全定量化遥感方法将逐步由理论研究走向实用化，遥感基础理论研究将迈步走上新的台阶。只有实现了遥感定量化，才可能真正实现自动化和实时化。

7、熟悉颜色的三个属性。明度、色调、饱和度，选取自然界的某些颜色例如：树叶、鲜花、土地等，比较它们三种属性区别。

?明度

指颜色的亮度。任何色彩都存在明暗变化。其中黄色明度最高，紫色明度最低，绿、红、蓝、橙的明度相近，为中间明度。另外在同一色相的明度中还存在深浅的变化。

?色调

色调是指一幅图片色彩外观的基本倾向。常可以从色相、明度、冷暖、纯度四个方面来定义一幅作品的色调。

?饱和度

彩色强度的浓度。是指色彩的鲜艳程度，也称色彩的纯度。饱和度取决于该色中含色成分和消色成分(灰色)的比例。含色成分越大，饱和度越大；消色成分越大，饱和度越小。

?比较：树叶、鲜花、土地

树叶：绿色。中间明度，冷色调，饱和度较高。

鲜花：红或黄。明度相对高，暖色调，饱和度高。

土地：棕色。明度较低，冷色调，饱和度低。

6、什么是大气窗口？常用于遥感的大气窗口有哪些？

?概念

太从宇宙空间到达地球表面须穿过地球的大气层。太在穿过大气层时，会受到大气层对太的吸收和散射影响，因而使透过大气层的太能量受到衰减。但是大气层对太的吸收和散射影响随太的波长而变化。通常把太透过大气层时透过率较高的光谱段称为大气窗口。大气窗口的光谱段主要有:微波波段（300~1GHz），热红外波段（8~14um），中红外波段（3.5~4um），可见光和近红外波段（0.4~2.5um）。

?常用于遥感的大气窗口

9、航天遥感平台主要有哪些？各有什么特点？

航天遥感平台，又称太空平台，泛指利用各种太空飞行器为平台的遥感技术系统，以人造地球卫星为主体，包括载人飞船、航天飞机和太空站，有时也把各种行星探测器包括在。如各种不同高度的人造地球卫星、载人或不载人的宇宙飞船、航天站和航天飞机等。

卫星遥感为航天遥感的组成部分，以人造地球卫星作为遥感平台，主要利用卫星对地球和低层大气进行光学和电子观测。

航天遥感感测面积大、围广、速度快、效果好，可定期或连续监视一个地区，不受国界和地理条件限制；能取得其他手段难以获取的信息，对于军事、经济、科学等均有重要作用。

8、主要遥感平台有哪些，各有何特点？

按高度大体可分为地面平台、空中平台和太空平台三大类

①地面平台，主要指以高塔、车、船为平台的遥感技术系统，地物波谱仪或传感器安装在这些地面平台上，进

行各种地物波谱测量，如固定的遥感塔、可移动的遥感车、舰船等。

②空中平台，又称航空遥感平台，泛指从飞机、飞艇、气球等空中平台对地观测的遥感技术系统。如各种固定

翼和旋翼式飞机、系留气球、自由气球、探空火箭等。

③太空平台，又称航天遥感平台，泛指利用各种太空飞行器为平台的遥感技术系统，以人造地球卫星为主体，

包括载人飞船、航天飞机和太空站，有时也把各种行星探测器包括在。如各种不同高度的人造地球卫星、载人或不载人的宇宙飞船、航天站和航天飞机等。

这些具有不同技术性能、工作方式和技术经济效益的遥感平台，组成一个多层、立体化的现代化遥感信息获取系统，为完成专题的或综合的、区域的或全球的、静态的或动态的各种遥感活动提供了技术保证。

10、什么叫辐射误差，其主要来源有哪些？

?辐射误差

遥感成像时，由于各种因素的影响（传感器测量值与目标的光谱反射率或光谱辐射亮度等物理量是不一致的，这是因为测量值中包含了太阳位置和角度条件、薄雾等大气条件所引起的失真），使得遥感图像存在一定的几何畸变和辐射量的失真现象，这些畸变和失真影响了图像的质量和应用，即是辐射误差。

?主要来源

①大气对电磁波辐射的散射和吸收；

②太阳高度与传感器观察角的变化；

③地形起伏引起的辐射强度变化；

④传感器探测系统性能差异，如光学系统或不同探测器在灵敏度、光谱响应和透光性能上的差异；

⑤影像处理，如摄影处理等。影像灰度失真与影像空间频率有关。空间频率愈高，即目标愈小时，辐射误差愈

大。辐射校正实际上是影像恢复（或称复原）的一个容。

11、什么叫几何校正，其主要来源有哪些？

?几何校正：

图像中的像元在图像坐标系中的坐标与其在地图坐标系等参考系统中的坐标之间的差异，消除这种差异的过程称为几何校正。

?几何变形可分为：静态变形和动态变形两大类。

?静态变形：图像形成过程中传感器相对于地球表面呈静止状态时所具有的各种变形误差

?动态变形：图像形成过程中传感器的运动造成的图像变形。

12、简述遥感影像目视判读的具体方法与步骤。

?遥感影像目视解译/判读：

是解译者通过直接观察或借助一些简单工具(如放大镜等)识别所需地物信息的过程(颜色、形状、纹理、位置、大小、阴影等)。

?方法与步骤：

1) 了解影像的辅助信息: 平台、遥感器、成像日期

2) 分析已知专业资料 : 地面实况

3) 建立解译标志: 影像特征

4) 预解译: 根据解译标志对影像进行解译,形成预解译图(直接判读法、对比分析法、信息覆盖法、综合推理法、地理相关法等)

5) 地面实况调查: 野外实地调查与检证

6) 详细解译: 修正预解译图中的错误，形成正式的解译原图

7) 类型转绘与制图: 解译原图上的类型界线转绘到地理底图

13、比较监督分类与非监督分类的优缺点。

?监督分类的优点：

①可根据应用目的和区域，有选择地决定分类类别，避免出现一些不必要的类别；

②可控制训练样本的选择；

③可通过检查来决定训练样本是否被精确分类，从而避免分类中的严重错误；

④避免了非监督分类中对光滑集群组的重新归类。

?监督分类的缺点：

①由于人为因素，分类系统的确定、训练样本的选择，分析定义的类别也许并不是图像中存在的自然类别，致

多维数据空问中各类别问并非独一无二，而是有重叠，分析者所选择的训练样本也可能并不代表图像中的真实情形；

②由于图像中同一类的光谱差异，如同一森林类，由于森林密度、年龄、阴影等的差异，其森林类的部方差

大，造成训练样本没有很好的代表性；

③训练样本的选取和评估需要花费较多的人力和时间；

④只能识别训练样本中所定义的类别，若某类别由于训练者不知道或者其数量太少未被定义，则监督分类不能

被识别。

?非监督分类优点：

①不需要预先对所要分类的区域有广泛的了解和熟悉，但分析者仍需要一定的知识来解释分类得到的集群组；

②人为误差的机会减少，所产生的类别比监督分类的更均质；

③独特的、覆盖量小的类别均能够被识别，而不会像监督分类那样被分析者的失误所丢失。

?非监督分类缺点：

①所产生的光谱集群组并不一定对应于分析者想要的类别，因此分析者面临着如何将它们和想要的类别相匹配

的问题，实际上几乎很少有一对一的对应关系；

②分析者较难对产生的类别进行控制，因此其产生的类别也许并不能让分析者满意；

③图像中各类别的光谱特征会随时间、地形等变化，不同图像以及不同时段的图像之间的光谱集群组无法保持

其连续性，从而使不同图像之间的对比变得困难。

14、何为图像融合？

图像融合是指将多源遥感图像按照一定的算法，在规定的地理坐标系，生成新的图像的过程。

15、地面分辨率？光谱分辨率？

?地面分辨率：

是衡量遥感图像（或影像）能有差别地区分开两个相邻地物的最小距离的能力。超过分辨率的限度，相邻两物体在图像（影像）上即表现为一个单一的目标。通常用单位长度所能分辨出来的黑白相间的线对数（线对/毫米）来表示分辨率的大小。对于扫描图像，通常以像元的大小来表示其分辨率（即能分辨的最小面积）。分辨率数值在地面上的实际距离，称为地面分辨率。

?光谱分辨率：

是指把光谱特征峰分辩和分离的能力。