遥感原理与应用复习资料完整版

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）及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波段。

6、发射率

实际物体及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。（地表温度振幅及热惯量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

ρλ=Eρλ/ Eλ(物体的反射辐射通量及入射辐射通量之比。)

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γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波等组成。

2、绝对黑体辐射通量密度是温度Ｔ和波长λ的函数。

3、一般物体的总辐射通量密度及绝对温度和发射率成正比关系。

4、维恩位移定律表明绝对黑体的最强辐射波长λ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0.47μm

选择题：(单项或多项选择)

1、绝对黑体的（②③）

①反射率等于1 ②反射率等于0 ③发射率等于1 ④发射率等于0。

2、物体的总辐射功率及以下那几项成正比关系（②⑥）

①反射率②发射率③物体温度一次方

④物体温度二次方⑤物体温度三次方⑥物体温度四次方。

3、大气窗口是指（③）

①没有云的天空区域②电磁波能穿过大气层的局部天空区域

③电磁波能穿过大气的电磁波谱段④没有障碍物阻挡的天空区域。

4、大气瑞利散射（⑥）

①及波长的一次方成正比关系②及波长的一次方成反比关系

③及波长的二次方成正比关系④及波长的二次方成反比关系

⑤及波长的四次方成正比关系⑥及波长的四次方成反比关系⑦及波长无关。

5、大气米氏散射（②）

①及波长的一次方成正比关系②及波长的二次方成反比关系③及

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、γ射线。不同点：频率不同（由低到高）。

共性：a、是横波；b、在真空以光速传播；c、满足f*λ=c E=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、物体辐射通量密度及哪些因素有关？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9.66μm 。

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（0.4～0.76μm）有一个小的反射峰，位置在0.55μm（绿）处，两侧0.45μm（蓝）和0.67μm（红）处有两个吸收带；在近红外波段（0.7～0.8μm）有一反射的“陡坡”，至1.1μm附近有一峰值，形成植被的独有特征；在中红外波段（1.3～2.5μm）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1.45μm、1.95μm和2.7μm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。

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

升交点赤经Ω、近地点角距ω、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

卫星轨道升交点及春分点间的角距。

5、轨道倾角

i 角是指卫星轨道面及地球赤道面之间的两面角。

6、近地点角距

ω 是指卫星轨道的近地点及升交点之间的角距。

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905~918km之间，偏心率为0.0006。

10、及太阳同步轨道

卫星轨道面及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性轨道近地性轨道及太阳同步轨道可重复轨道。

2、卫星轨道参数有升交点赤经Ω、近地点角距ω、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、及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Landsat4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SPOT1~5 ；可产生同

轨立体影像的是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：(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及地球（②）

①黄道面的交点②地球赤道面的交点③地球子午面的交点。

2、卫星及太阳同步轨道指（③）

①卫星运行周期等于地球的公转周期②卫星运行周期等于地球的自转周期

③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（②）

①获取同一地区影像的时间间隔②经过地面同一地点上空的间隔时间

③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（①④⑤）

①AMS②TM③HRV④GPS⑤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）及太阳同步轨道：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。

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10~100m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，由此所产生影像由中心到两边比例尺逐渐缩小的畸变

填空题：

1、MODIS影像含有个波段,其中250米分辨率的包括波段。