遥感地学分析整理
遥感地学分析
一、名词解释
遥感地学分析：是建立在地学规律基础上的遥感信息处理和分析模型，其结合物理手段、数学方法和地学分析等综合型应用技术和理论，通过对遥感信息的处理和分析，获得能反映地球区域分异规律和地学发展过程的有效信息的理论方法。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，这种性质成为系统的热惯量(Thermal inertia)。
叶方位角：法线在水平面上的投影与正北方向的交角称为叶子在该点的方位角。红边：反射光谱的一阶微分最大值所对应的光谱位置.
光合有效辐射：植物光合作用所能利用的可见光部分的太阳辐射。
简答
1、植被遥感中NDVI应用最广泛？
①NDVI是对植被生长状态及植被覆盖度的最佳指示因子。NDVI 与 LAI、绿色生物量、植被覆盖度、光合作用等植被参数有关；NDVI的时间变化曲线可反映季节和人为活动变化；甚至整个生长期的NDVI对半干旱区降雨量、对大气CO2浓度随季节和纬度变化均敏感。
②NDVI经比值处理，可部分消除与太阳高度角、卫星观测角、地形、大气程辐射（云 / 阴影和大气条件有关的辐照度条件变化）等的影响。
③NDVI介于-1和1之间，负值表示地面覆盖为云、水、雪等，对可见光高反射；0表示岩石或裸土等，NIR和R近似相等；正值表示有植被覆盖，且随覆盖度增大而增大。几种典型的地面覆盖类型在大尺度NDVI图象上区分鲜明，植被得到有效的突出。因此，NDVI 特别适用于全球或各大陆等大尺度的植被动态监测。
二、论述题
1、植被指数影响因素。
①物候期、农事历。物候期指自然植物在其生长发育过程中，其生理、外形、结
构等的季节性变化，可通过遥感加以监测。对于农作区，物候期表现为地方农事历，即耕作、播种、发芽、生长、成熟、收获、休闲等季相循环周期。它是由作物的生长特点、地方气候、地方农业耕作方式与习惯等决定的。可见，植被指数提取中遥感数据时相选择的重要性。
②大气效应。大气对组成植被指数的R、NIR波段有不同的衰减系数。大气散射一般使植被的红光辐射增强（上行程辐射增强）、但大气散射和吸收使近红外辐射降低，两者对比度下降。因此，大气对植被指数的总效应是使植被指数信号下降。但其对不同植被指数影响程度却有很大的不同。
③太阳高度角等。太阳天顶角（θ）、方位角及观察角的影响主要反映在大气路径长度和地表二向反射（BRDF）效应，使植被指数值变化较大，致使不同时相的植被指数缺乏可比性。地表的方向反射（BRDF）变化与植被冠层结构有关，而冠层结构受太阳高度角的影响。
③地形效应。在地形起伏的山区、地形的阴影效应，往往掩盖了部分植被，使植被指数发生变化。最简便的方法——比值法或比值合成法可以消除部分阴影的影响，提高植被信息提取的能力。
④遥感器。遥感器本身的辐射定标以及多种遥感器间光谱波段响应函数、空间分辨率、视场角等的差异，均会对植被指数的植被检测能力和数值的可比性发生影响。因而需要对遥感数据进行辐射纠正，以及各波段光谱响应函数间的纠正处理，以保证多源数据的综合分析和大尺度植被遥感动态监测的可靠性。
2、植被指数与植被覆盖度的地面测量方法。（采样法）
①植被覆盖度指植被冠层的垂直投影面积与土壤总面积之比。即植/土比。
②植被覆盖度的地面测量法：
采样法，通过各种测量方法获得样地内植被出现的概率，将其作为研究样地的植被覆盖度。特点是操作复杂，测量周期长，受条件限制多，效率低但精度较高。包括样线法、样点法、阴影法、树冠投影法。①样线法：在植被研究区内选定样线，可选择不止一条，以空间上垂直交叉的形式设置。将植株接触样线的长度占样线总长的百分比作为样线所在区域的植被覆盖度，再把几条样线结果平均后得到样方的覆盖度。杨线法相当于以线估面。②样点法：在空间上采样，每个样点只对应着很小的空间范围，样点只有植被和非植被两种情况，通过多个样点的统
计获得样方的植被覆盖度。相当于以点估面。几种代表性测量方法：针刺法(将一根根样针在植被中垂直放下，接触到植物枝叶的样针数与总样针数之比，即为植被覆盖度。（草地））；正方形视点框架法(该框架由两根上下对齐并等距钻有十个小孔的水平杆构成，观测者从上端水平杆的小孔向下看，以观察到植被的小孔数占总孔数的百分比作为植被覆盖度。)；抬头望法(用于森林郁闭度测算。以样地两条对角线上的林木作为调查对象，沿着对角线走一步抬头看一次天，将能看见林冠的次数占抬头总次数的百分比作为林地郁闭度。(乔木林))。③称尺测法，把一把标有刻度的尺子放置在地面，平行于作物的行方向，沿垂直于行的方向每隔一定距离依次移动，分别读取尺子上阴影长度，总阴影长度占尺子总长度的百分比即为植被覆盖度。该法一般多适用于行播作物，且要尽量在正午时测量。（灌木林或行播作物）④树冠投影法：用于乔木等高大植被郁闭度的估算。在样方内将每株林木进行空间定位，再将每株树木的树冠投影进行测量，按照一定比例尺标在绘图纸上。根据树木投影总面积和样方总面积来获得样方的郁闭度。（林地）
绪论
1、遥感的分类（选择、判断）
①按遥感平台划分：地面、航空、航天、航宇遥感。
②按探测电磁波段划分：紫外(0.05-0.38um)、可见光(0.38-0.76um)、红
外(0.76-1000um) 、微波(1mm-1m) 、多光谱(在可见光和红外范围内，
分成若干窄波段)、高光谱遥感。
③按电磁辐射源划分：被动、主动遥感。
④按应用领域划分：地质、农业、林业、水利、海洋、环境、灾害遥感等。
2、遥感地学分析：是建立在地学规律基础上的遥感信息处理和分析模型，其结
合物理手段、数学方法和地学分析等综合型应用技术和理论，通过对遥感信息的处理和分析，获得能反映地球区域分异规律和地学发展过程的有效信息的理论方法。
3、空间分辨率的三种表示形式：象元、线对数、瞬时视场(IFOV)
4、瞬时视场（IFOV）越小，最小可分辨单元(可分像素)越小，空间分辨率越高。
5、光谱分辨率决定因素：波段数量的多少、各波段的波长位置、及波长间隔的
大小，即通道数、每个通道中心波长，及带宽
通道数、中心波长、带宽（选择、填空）
6、光谱分辨率高、空间分辨率的高低情况
7、光谱分辨率越高，专题研究的针对性越强，对物体的识别精度越高，遥感应
用分析的效果也就越好。（判断）
8、空间分辨率越大，将伴之以辐射分辨率的降低。可见，高空间分辨率与高辐
射分辨率难以两全，它们之间必须有个折衷。
9、一般瞬时视场IFOV越大，最小可分像素越大，空间分辨率越低；但是，IFOV
越大，光通量即瞬时获得的入射能量越大，辐射测量越敏感，对微弱能量差异的检测能力越强，则辐射分辨率越高。（选择、判断）
10、水体光谱反射特性可能包括来自三方面的贡献：水的表面反射、水体底部物质的反射和水中悬浮物质的反射。（填空）
11、植被的反射波谱曲线规律性明显而独特，主要分为三个波段：可见光波段（0.4~0.76m )有一个小的反射峰，位于0.55 m (绿光波段）处，两侧蓝光波段（0.45m ）和红光波段(0.67m )则有两个吸收带；近红外波段（0.7~0.8 m ）有一反射徒坡，至 1.1m 附近有一峰值；中红外波段（1.3~2.5m ）受绿色植物含水量的影响，吸收率大增，反射率下降，在1.45、1.95和2.7m 为中心是水的吸收带，形成低谷。（看一看，选择、判断）
第1章植被遥感
1、植物叶片结构：表皮、叶肉和叶脉。
2、叶片对紫外线吸收很大。叶片对可见光以吸收为主，且蓝-紫光和橙-红光的光合有效辐射吸收最大，超过90%，绿光吸收最少，吸收率为50%-90%，反射峰达到10%-20%。（判）
3、低的地方是含有叶绿体，高的地方
是细胞多孔隙的结构，1.4、1.9和
2.7um，出现的液态水吸收带的控制。
（填）
4、叶片生化组分包括水、叶绿素、胡萝卜素、纤维素和蛋白质等，它们决定了叶片的吸收特性。
5、在可见光谱段内，植物光谱特性主要受叶内各种色素（叶绿素和胡萝卜素等）的支配，其中叶绿素起最主要的作用。
6、叶绿素主导作用，在蓝光波段和红光波段强吸收（吸收峰），绿光波段高反射（判）
7、胡萝卜素、叶黄素导致0.43μm-0.48μm范围内形成强烈的吸收带。
8、随着植物由茂盛到衰老，叶绿素减少、其它色素增加、黄、红光附近反射率上升，近红外反射率下降。（选、判）
9、蛋白质、纤维素+木质素的吸收在波长大于1.9um后有增加趋势，因此，可利用短波红外光谱判断植物是否缺肥并可进行氮含量的定量估算。（选、判、填）10、在0.7μm - 1.3μm近红外谱段，植物光谱特性主要取决于叶片内部的细胞结构，不同植物在近红外区的反射差异比在可见光区大的多，用近红外谱段进行植物类型区分。（选、判、填）
11、双子叶植物(苹果、棉花、向日葵)反射率高于单子叶植物(小麦、水稻、竹子)反射率。
12、由于年轻，不成熟稀疏结构叶片相较于年长树叶叶绿素含量较低、空隙率较少，它们反映了更多的可见光辐射和较少的红外辐射。
13、叶片表面发丝状物和蜡状物也是影响叶片反射率的重要因素。(选)
14、在近红外谱段冠层的反射率高于单叶片。（选、判）
15、简化的植被结构特征，分为：水平均匀植被（连续植被：草地、幼林、生长茂盛农作物）和离散植被(疏林地、果园、灌丛等)两种。（填、选、判）
16、叶面积指数LAI：单位土地面积上的柱体内全部植物叶子面积（仅叶片向上半面）之和。(判、选)
17、叶倾角：叶子向上半面某一点上的法线方向与Z轴（垂直于水平面指向天空）的交角，称为叶子在该点的倾角。
18、当绿色植物叶绿素含量高，生长旺盛时，“红边”会向波长增加的方向偏移，称“红移”。
19、当植物由于受金属元素“毒害”、感染病虫害、污染受害或者缺水缺肥等原因而“失绿”时，则“红边”会向波长短的方向移动，称“蓝移”。
20、比值植被指数(RVI)①是绿色植物的灵敏指示参数，②它与叶面积指数（LAI）、叶干生物量（DM）、叶绿素含量相关性高，被广泛用于估算和监测绿色植物生物量。③在植被高密度覆盖情况下，它对植被十分敏感，与生物量的相关性最好。但当植被覆盖度小于 50% 时，它的分辨能力显著下降。④对大气状况很敏感(选择项)
21、NDVI 更适用于植被发育中期或中等覆盖度植被检测。（选、判）
22、L是一个土壤调节系数，它由实际区域条件所决定的常量，L一般接近于0.5。
23、太阳垂直照射要比倾斜照射（θ＞40 °），VI(植被指数)与LAI(叶面积指数)的预测能力低；选用45°的太阳高度角时，VI与 LAI相关性好。(选、判) 24、LAI测量方法：1、直接测量法:在野外或实验室内直接观测采集叶片的面积进而估算LAI的方法。采集方式：①破坏采摘法：适用于植株较小的生态系统，如草地、农作物、苔原等②落叶收集法：适用于森林生态系统。特点：耗时费力，但精度最高，可作为间接测量法测量结果的有效验证。(选、判)2、间接估算法:使用LAI-2000LAI叶面积指数仪。
25、叶面积指数一般大于1，小于10。(选)
26、NDVI与LAI存在饱和现象，即随着绿色生物量的增加达到一定程度后，NDVI 不再增长，而处于“饱和”状态。当LAI超过2或3时，NDVI对LAI的变化不敏感。(选)
27、叶子生长初期，叶绿素含量与辐射能吸收间几乎直线相关，即叶绿素含量增多，蓝、红波段吸收增强，绿波段反射率降低，近红外反射率增强，植被指数增大；当叶绿素含量增加到一定程度后，吸收率近于饱和，反射率变化小，植被指数的差异不明显，因而植物在生长旺季较难区分。(选)
28、且以质量/面积为量纲的叶绿素含量表示方法与各光谱指数的相关性要优于以质量/干重为量纲的叶绿素含量表示法与光谱指数的相关性，说明若利用遥感数据提取叶绿素含量，应以质量/面积量纲为宜。这是因为光线在叶片内的消光作用分为散射和吸收，与光线在叶片内走过的光程有关，而光程又是和单位面积内的散射吸收物质直接相关。(选、判)
29、绿PAR（Green PAR）是指去除木质材料由绿叶所吸收的PAR。APAR，植被冠层吸收的参与光合生物量累积的光合有效辐射部分。FAPAR，也作FPAR或fAPAR，吸收光合有效辐射比例，是指植被吸收的光合有效辐射（PAR）占入射太阳辐射的比例。(选、判)
30、FAPAR的定义是针对植被提出的，不包括被植物反射的入射太阳辐射和由背景(包括土壤、地衣和林下枯枝落叶层)吸收的太阳辐射，但必须包括由背景反射并且被植被吸收的部分。
第2章水环境遥感
1、水中可见光反射包含水表面反射、水体底部物质反射及水中悬浮物质的反射
3方面的贡献。（填空）
2、对于清水（H2O），浅层表现为无色，水深为浅蓝色。在蓝-绿光波段反射率4%-5%；近红外部分几乎吸收全部的入射能量；在热红外，晚上比陆地地物亮，白天则相反。在微波雷达中回波强度因镜面反射而很小。清水主要表现为蓝绿光的反射，红光更少，几乎没有近红外（选择）
3、随泥沙含量增加，峰值波长向长波方向移动（选择）
4、纯水光谱吸收特性：可见光区，蓝光透射率最大，红光衰减最强。
5、遥感器接收到的光包括天空散射光、水面反射光和水中光；水底反射光与后向散射光一起组成水中光（填空）
6、后向散射光随水体浑浊度的增加而增加，两者呈正相关；水体底部反射光强度与水深呈负相关，且随水体浑浊度的增大而减小。（选择）
7、考虑到结合遥感手段（近红外、可见光）进行水深探测对于坝前及上部水深大于3O 米的区域、上游库区、清澈的地方。（选择）
8、
图6.8和图6.9中可看出：
0.44μm处有吸收峰。0.4-0.48μm反射辐射随浓度加大而降低；
0.52μm处出现“节点”，即该处辐射值不随叶绿素含量而变化；
0.55μm处出现反射峰值，并随着叶绿素含量增加，反射率上升；
0.685μm附近有明显荧光峰（图6.8）。这是由于浮游植物分子吸收光后，再发射引起的拉曼效应一即进行水分子破裂和氧分子生成的光合作用，激发出的能量荧光化的结果。
从图中可知，波峰-波谷带宽较窄，为获取有指示意义的信息，需选择波段间隔
不宜宽，最好小于或等于±5nm。（选择、判断）
10、随着海水中悬浮物质浓度增加，0.52μm附近的叶绿素光谱“节点”会向长波方向移动。（判断）
11、赤潮水体和非赤潮水体光谱有两个明显不同：一：在400—560nm 的蓝绿光范围内, 赤潮水体的光谱反射率比正常水体低, 或者说吸收率较高, 而且变化较快。二、在680 nm 左右有明显的反射峰, 即叶绿素荧光峰。（选择）
12、在赤潮形成过程中，表层海水叶绿素a浓度呈持续或螺旋状上升，而总的趋势都是较快地上升到赤潮峰值, 非赤潮海水的叶绿素 a 浓度虽然也会增加,但增加速度缓慢。
13、海表温度法遥感监测赤潮：对于正常海水, 其表层温度变化是一个相对缓慢的过程, 发生赤潮的海区海水温度变异则大大超过日温差, 所以当表层海水温度日变化率达到一定数值时即可判断赤潮形成。（发生赤潮水体和没发生赤潮水体温度均上升，但发生赤潮水体温度上升快，日的累计变化量大，没发生赤潮的水体温度上升慢）。（选择、判断）
14、
随着水中悬浮固体浓度的增加及泥沙粒径的增大，水体的反射率增大，反射峰值向长波方向移动，但由于受到0.93μm、1.13μm红外强吸收的影响，反射峰值不会越过0.93μm。（选择）
15、反射：常温下，油膜可见光波段的反射率较水体高，且污油浓度越高，反射率越高。热红外图像上，夜晚未污染水区呈白色条带，排油区呈黑色条带。16、油膜对紫外光的反射率比海水高1.2-1.8倍，有较好的亮度反差，但仅对厚度小于5mm的各种水面油膜敏感，因此，利用紫外波段电磁波可把海面薄油膜显示出来。
17、比辐射率-物体在温度T，波长λ处的辐射出射度M1（T，λ）与同温度，同波长下的黑体辐射出射度M2（T，λ）的比值。
18、在侧视雷达和合成孔径雷达图像上，油膜成暗色调。
第3章城市遥感1
1、城市用地指数：NDBI =（TM5 - TM4）/（TM5 +TM4）NDBI>0的地物则认为是城镇用地。（填空）
2、城市气温与郊区同期（瞬时、日平均、月平均、年平均等）气温差值大小，则称为城市热岛强度。（填空）
3、根据维恩位移定律就可以得出温度300k 时，辐射峰值波长在9.7um 附近。
4、亮度温度:遥感器在卫星高度所观测到的热辐射强度相对应的温度。利用Planck公式计算特定热辐射强度下的亮度温度；（填空）
5、亮度温度、地表比辐射率、大气透射率（水汽含量）是进行地表温度反演主要考虑的三大参数。（填空）
6、劈窗算法是两个波段，单窗算法是一个波段。
第4章土壤遥感
1、土壤反射率从可见光的短波段起随波长的增加而逐渐抬升。
2、铁氧化物的存在导致土壤在整个波段范围的反射率下降。
3、有机质含量高时, 土壤颜色越深，反射率越低。
4、不能笼统地说, 土壤颗粒越细, 反射率越高。（还与含水量、有机质有关）
5、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，这种性质成为系统的热惯量。
6、在实际应用时,通常使用表观热惯量(ATI) 来代替真实热惯量(P)。（填空）
7、反照度，即地表光谱反照率ABE，与地表方向反射率ρ不同，是地物波长从0到∞的反射比。地表光谱反照率具有全波段、半球视场及各向异性的特点。地表方向反射率ρ具有非连续、窄波段、窄视场。（选择）
8、惯量法-限制1：土层深度的增加表观热惯量与土壤含水量之间的相关性逐渐降低。（选择）
9、热惯量法-限制2：法反演土壤含水量需要对研究区昼夜两幅遥感图像进行严
格配准,通过亮温得到昼夜温差。由于遥感图像受到云的影响,很难得到同一研究区昼夜无云的图像,因而计算昼夜温差的精度很难保证。
10、热惯量法-限制3：土壤植被覆盖度高时,由于受到植被蒸腾及土壤水分交换的影响,反演土壤含水量时的精度会大大降低。因此,表观热惯量仅适用于裸土或低植被覆盖的土壤。
11、蒸散法缺陷：在有植被覆盖的条件下，作物缺水指数法监测土壤水分的精度高于热惯量法，但是其计算复杂。
12、归一化植被指数可以间接地反映旱情，但在时间上有一定的滞后性，在干旱初期，很难通过植被指数监测出来。
13、植被指数进行旱情监测，山区效果比平原好。