遥感导论期末复习资料

（1）按遥感平台分

地面遥感：传感器设置在地面平台上，如车载、船载、手提、固定或活动高架平台等;

航空遥感：传感器设置于航空器上，主要是飞机、气球等;

航天遥感：传感器设置于环地球的航天器上，如人造地球卫星、航天飞机、空间站、火箭等;

航宇遥感：传感器设置于星际飞船上，指对地月系统外的目标的探测。

（2）按传感器的探测波段分

紫外遥感:探测波段在0.05一0.38μm之间;

可见光遥感:探测波段在0.38一0.76μm之间;

红外遥感:探测波段在0.76一1000μm之间;

微波遥感:探测波段在1mm一1m之间;

多波段遥感:指探测波段在可见光波段和红外波段范围内，再分成若干窄波段来探测目标。

（3）按工作方式分

主动遥感和被动遥感

成像遥感与非成像遥感

4）按遥感的应用领域分

从大的研究领域可分为外层空间遥感、大气层遥感、陆地遥感、海洋遥感等;

从具体应用领域可分为资源遥感、环境遥感、农业遥感、林业遥感、渔业遥感、地质遥感、气象遥感、水文遥感、城市遥感、工程遥感及灾害遥感、军事遥感等，还可以划分为更细的研究对象进行各种专题应用。

2、被动遥感：传感器本身不产生电磁波，而是被动地接收和反射其它物体的电磁辐射而获取地物信息的遥感方式。

3、朗伯源：

4、无选择性散射：当质点直径大于电磁波波长时（质点的直径d >λ(电磁波波长)）, 散射率与波长没有关系

5、米氏散射：质点直径和电磁波波长差不多时，即d≈λ时，发生米氏散射。主要是大气中的气溶胶引起的散射。云、雾等的悬浮粒子的直径和0.76－15 μm之间的红外线波长差不多，需要注意。

6、空间分辨率：空间分辨率指像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时视场或者地面物体能分辨的最小单元。常见得TM5 波段的空间分辨率为28.5m*28.5m

7、波谱分辨率：传感器能分辨的最小波长间隔。间隔越小，波谱分辨率越高。如MODIS有36个波段，它比AVHRR的波谱分辨率高

8、辐射分辨率：指传感器接受波谱信号时，能分辨的最小辐射度差。

9、微波辐射计(MSR)：MSR是工作在K频段的双频微波辐射计，主要用于水蒸气量、冰量、雪量、雨量、气温、锋面、油污等的观察。MOMO-1应用于陆地遥感时，其性能优于陆地卫星的MSS。

10、监督与非监督分类

监督分类和非监督分类的根本区别点在于是否利用训练场地来获取先验的类别知识，监督分类根据训练场提供的样本选择特征参数，建立判别函数, 对待分类点进行分类。因此，训练场地选择是监督分类的关键。由于训练场地要求有代表性，训练样本的选择要考虑到地物光谱特征, 样本数目要能满足分类的要求，有时这些还不易做到，这是监督分类不足之处。非监督分类指事先对分类过程不施加任何先验知识，仅凭遥感影像地物的光谱特征的分布规律进行分类，即按自然聚类的特性进行“盲目”分类

11、遥感系统（简述遥感系统的组成）

（1）目标物电磁波特性：不同地物具有不同的发射和反射电磁波的能力，表现为各种地物具有不同的发射和反射波谱曲线；由于大气的存在，使得地物波谱特征受到不同程度的干扰；

（2）信息的获取：通过安装在一定平台上的传感器获取来自地物目标的电磁波信息；

（3）信息的记录和传输：获取的电磁波信息记录在磁介质或胶片上，并通过一定方式传输到地面处理中心；

（4）信息的处理：对信息进行还原、校正、增强、分类或解译等处理；

（5）信息的应用：获取的目标物信息在各行业进行应用。

12、成像光谱技术

13、非成像遥感：非成像遥感传感器接收的目标电磁辐射信号不能形成图像。

14、高光谱：所谓高光谱。就是在0.4μm－2.5μm 之间设置了多达2 百多个波段，每一波段通道很窄，只有几个到十几个毫微米nm。因此传感器在提供图象的同时，对每一个象元可提供一条几乎是连续的光谱曲线。自八十年代中期开始人们追求高空间分辨率及高光谱分辨率，设计出成象光谱仪，但高光谱只是在一些特定的问题上显示出某些优越性，比如便于滤除土壤背景干扰能较正确地估算出叶面积指数，叶绿素含量等以及在地质上对岩性识别有较好的应用效果外，其他方面还达不到人们的期望值

15、色调又称为色相，指颜色的外观，用于区别颜色的名称或颜色的种类。色调用红、橙、黄、绿、青、蓝、靛、紫等术语来刻画。用于描述感知色调的一个术语是色彩

16、色度图：

17、互补色：其中，黄色、品红色和青绿色被称作三次色，因为它们是由两种原色所组合成，但同时，它们也被称为互补色；因当两色光混合可产生白光，这两色彩彼此就称为互补色

18、植被遥感植被调查是遥感的重要应用领域。以确定植被的分布、类型、长势为主。植被判读的原理是植物的光谱特性。不同的植物由于结构和叶绿素含量不同，具有不同的光谱特征，特别是近红外波段有较大的差别。利用植物的物候差异也可区分植物类型，如冬季落叶树和常绿树很好区别。利用植物的生态条件区别植物类型。如地形上的阴坡和阳坡，不同高度的地形部位，都分布着不同的植物类型。（）

19、水体遥感.水体是地表重要的覆盖类型，遥感可获得水体的分布、泥沙、有机质、水深、水温等。水体的反射率很低，特别是红外波段，色调为均匀的暗色，加之水体的特殊形状，在图像上很好识别。水体的水面性质、悬浮物的性质和含量、水深、水温能影响水体的反射光谱特性，所形成的光谱差异，成为遥感探测

水体性状的基础。随着悬浮泥沙浓度的加大，水体的反射能力加强，而透射能力减弱，遥感图像上的色调就浅。蓝波段对水体有较大的透射能力，因此该波段的色调可反映水深和浅水区的水下地形。水体的热容量大，在热红外波段的昼夜图像上有明显的色调差异。根据该波段传感器的温度标定，可推算出水温。遥感探测水体的污染很有效，污染物改变了水体的性质，图像上的光谱特性会有很大的差异，而易于区别

假彩色遥感图像

假彩色遥感图像假彩色遥感图像假彩色遥感图像假彩色遥感图像 根据加色法彩色合成原理，选择遥感影像的某三个波段，分别赋予红、绿、篮三种原色合成彩色图像。由于原色的选择与原来遥感波段所代表的真实颜色不同，因而生成的合成色不是地物真实的颜色，通常把这种方式合成的影像叫做假彩色遥感影像。常见的彩红外图像即为假彩色合成图像

简述植被的波谱特征及植被遥感中常用的两种植被指数。

植被的波谱特征主要表现为：植被叶绿素在红光波段的强烈吸收及在近红外波段的强烈反射。因此，通过红光和近红外波段的比值或线性组合运算实现对植被信息的增强和信息提取。

常用的两种植被指数为： 比值植被指数RVI(Ratio VI)： 归一化植被指数NDVI （Normalized VI ）：

3

4TM TM RVI =3434TM TM TM TM NDVI +-=

二、基本原理

1、FY-1卫星

数据来源：中国风云气象卫星。

近极地太阳同步轨道。

卫星上主要的遥感器是两台甚高分辨率扫描辐射计(AVHRR) ,每台有5个通道，各通道的波长范围分别与NOAA AVHRR相同；

AVHRR1和2可获取白天云图及地表图像；AVHRR3和4可获取海洋水色和陆表图像；AVHRR5可获取昼夜云图、海温和地表温度。

FY气象卫星的用途

（1）可连续对我国及周边地区的天气进行实时监测，较大地提高了对影响我国的各种尺度的天气系统的监测能力，所获云图资料可填补我国西部和西亚、印度洋上的大范围气象资料的空白。

（2）可连续监测天气变化。

（3）其视野更广，可覆盖以我国为中心的约1亿km2的地球表面，即亚洲、大洋洲及非洲和欧洲的一部分。观测和提供这一区域内的云图、温度、水气、风场等气象动态，为进行中长期天气预报和灾害预报起重要作用。

3、TM影像各波段的特征

TM1 0.45-0.52 μm ，蓝波段，对水体穿透强, 该波段位于水体衰减系数最小，散射最弱的部位（0.45～0.55um），对水体的穿透力最大，可获得更多水下信息，用于判断水深，浅海水下地形，水体浑浊度，沿岸水，地表水等；能够反射浅水水下特征，区分土壤和植被、编制森林类型图、区分人造地物类型，分析土地利用。对叶绿素与叶色素反映敏感，有助于判别水深及水中叶绿素分布以及水中是否有水华等。

TM2 0.52-0.60 μm ，绿波段，对植物的绿反射敏感该波段位于健康绿色植物的绿色反射率（0.54～0.55um）附近；对健康茂盛植物的反射敏感,主要观测植被在绿波段中的反射峰值,这一波段位于叶绿素的两个吸收带之间,利用这一波段

增强鉴别植被的能力对绿的穿透力强,探测健康植被绿色反射率,按绿峰反射评价植物的生活状况,区分林型,树种，植被类型和评估作物长势对水体有一定的穿透力，可反映水下特征，水体浑浊度，水下地形，沙洲，沿岸沙地等。可区分人造地物类型。

TM3 0.62-0.69 μm ，红波段，对水中悬浮泥沙反映敏感。该波段位于含沙浓度不同的水体辐射峰值（0.58～0.68um）附近，对水中悬浮泥沙反映敏感。叶绿素的主要吸收波段，能增强植被覆盖与无植被覆盖之间的反差，亦能增强同类植被的反差，反映不同植物叶绿素吸收,植物健康状况，用于区分植物种类与植物覆盖率，测量植物绿色素吸收率，并以此进行植物分类；此外其信息量大，广泛用于对裸露地表、植被、岩性、地层、构造、地貌等，为可见光最佳波段，可区分人造地物类型

TM4 0.76-0.96 μm 近红外波段，对绿色植物类别差异最敏感，为植物通用波段，用于牧场调查、作物长势监测，处于水体强吸收区，水体轮廓清晰，用于勾勒水体，绘制水体边界、探测水中生物的含量和土壤湿度；区分土壤湿度及寻找地下水，识别与水有关的地质构造、地貌、土壤、岩石类型等均有利。测量生物量和作物长势，区分植被类型，用来增强土壤-农作物与陆地-水域之间的反差。TM5 1.55-1.75 μm ，中红外波段，该波段位于水的吸收带（1.4～1.9um）之间，受两个吸收带的影响，反映植物和土壤水分含量敏感。探测植物含水量和土壤湿度，区别雪和云。适合农作物缺水现象的探测、作物长势分析，从而提高了区分不同作物长势的能力。

TM6 1.04-1.25 μm，热红外波段，可以根据辐射响应的差别，区分农林覆盖长势差别、表层湿度、水体及岩石，监测与人类活动有关的热特征，如城市热岛效应研究、森林火灾的监测等，进行热制图；

TM7 2.08-3.35 μm ，中红外波段，为地质学家追加波段，处于水的强吸收带，水体呈黑色，可用于区分主要岩石类型、岩石的热蚀度、探测与岩石有关的粘土矿物。

思考：要合成自然色彩的卫星影像，应该由哪些波段来合成？

4、CBERS的CCD光谱段

高分辨率CCD像机具有与陆地卫星的TM类似的几个谱段(5个谱段)，其星下点分辨率为19.5m，高于TM；覆盖宽度为113 km。

B1:0.45～0.52μm，蓝。

B2:0.52～0.59μm，绿。

B3:0.63～0.69μm，红。

B4:0.77～0.89μm，近红外。

B5:0.51～0.73μm，全波段。

5、法国SPOT卫星的波段特征

SPOT的HRV波谱段

光谱段光谱特性分辨率

0.50~0.59 μm 绿20 m

0.61~0.68 μm 红20 m

0.79~0.89 μm 近红外20 m

0.51~0.73 μm 绿—红全波段10 m

6、了解ETM与TM的主要区别

7、掌握太阳同步卫星、地球同步卫星特点和差别

8、了解大气的主要成分，在真实大气条件下传感器实际接收到的太阳辐射及其

意义

9、高光谱成像光谱仪的工作原理和基本类

10、微波遥感的特征

（1）全天候、全天时工作（2）对某些地物有特殊的波谱特征（3）对冰、雪、森林、土壤等有一定的穿透能力（4）对海洋遥感有特殊意义（5）分辨率较低，但特性明显

11、影响雷达影像色调的主要因素

12、遥感摄影像片上经常用到的直接解译标志和间接解译标志

直接：形状、大小、色调与颜色、阴影、纹理、图型、位置

间接：目标地物与其相关指示特征；地物及与环境的关系；目标地物与成像时间的关系

13、遥感影像变形的原因？

影响影像几何畸变的因素主要包括以下三类：

（1）遥感器的内部畸变：由遥感器结构引起的畸变，如遥感器扫描运动中的非直线性等。

（2）遥感平台的运行状态：包括由于平台的高度变化、速度变化、轨道偏移及姿态变化引起的图像畸变。

（3）地球本身对遥感影像的影响：包括地球的自转、高程的变化、地球曲率、大气折射等引起的图像畸变。

参考答案：①遥感平台位置和运动状态变化的影响：航高、航速、俯仰、翻滚、偏航。②地形起伏的影响：产生像点位移。③地球表面曲率的影响：一是像点位置的移动；二是像元对应于地面宽度不等，距星下点

愈远畸变愈大，对应地面长度越长。④大气折射的影响：产生像点位移。⑤地球自转的影响：产生影像偏离。

14、遥感图像几何校正的方法和选取控制点的一般原则

方法：从具有几何畸变的影像中消除畸变的过程。也可以说是定量地确定影像上的像元坐标（影像坐标）与目标物的地理坐标（地图坐标等）的对应关系（坐标变换式）。

控制点的选择原则:

表征空间位置的可靠性，道路交叉点，标志物，水域的边界，山顶，小岛中心，机场等。

同名控制点要在图像上均匀分布；

清楚辨认；

数量应当超过多项式系数的个数（（n+1）*（n+2）/2）。当控制点的个数超过多项式的系数个数时，采用最小2乘法进行系数的确定，使得到的系数最佳。

15、遥感影像地图的类型、遥感影像地图发展的主要趋势

类型：按内容分：普通地图、专题影像地图

按传感器分：航空摄影影像地图、扫描影像地图、雷达影像地图

16、水体的光谱特征

太阳光照射到水面，少部分(约占3.5％)被水面反射回空中，大部分入射到水体。

入射到水体的光，又大部分被水体吸收，部分被水中悬浮物(泥沙、有机质等)反射，少部分透射到水底，被水底吸收和反射。被悬浮物反射和被水底反射的辐射，部分返回水面，折回到空中。

因此遥感器所接收到的辐射就包括水面反射光、悬浮物反射光、水底反射光和天空散射光。（由于不同水体的水面性质、水体中悬浮物的性质和含量、水深和水底特性等不同，从而形成传感器上接收到的反射光谱特征存在差异，为遥感探测水体提供了基础）。

17、水体遥感的“红移”现象、遥感应用于探测水体污染的基本原理，

含有泥沙的浑浊水体与清水比较，光谱反射特征差异：

浑浊水体的反射波谱曲线整体高于清水，随着悬浮泥沙浓度的增加，差别加大；波谱反射峰值向长波方向移动（“红移”）。清水在0.75微米处反射率接近于零，而含有泥沙的浑浊水至0.93微米处反射率才接近于零；

随着悬浮泥沙浓度的加大，可见光对水体的透射能力减弱，反射能力加强。有时，近岸的浅水区，水体浑浊度与水深呈一定的对应关系，浅水区的波浪和水流对水底泥沙的扰动作用比较强烈，使水体浑浊，故遥感影像上色调较浅。而深水处扰动作用较弱，水体较清，遥感影像上色调较深。这种情况下，遥感影像的色调间接地反映了水体的相对深度。

18、清洁水体和非清洁水体的波谱曲线特征（叶绿素）

水体叶绿素浓度增加，蓝光波段的反射率下降，绿光波段的反射率增高；

水面叶绿素和浮游生物浓度高时，近红外波段仍存在一定的反射率，该波段影像中水体不呈黑色，而是呈灰色，甚至是浅灰色。

水温可在热红外波段有明显特征

19、土壤的光谱特征，不同土壤质地的光谱曲线特征

（1）在地面植被稀少时，土壤的反射曲线与其机械组成和颜色密切相关。颜色浅的土壤具有较高的反射率，颜色较深的土壤反射率较低。黑土反射率远低于浅色的黄壤。

（2）在干燥条件下同样物质组成的细颗粒的土壤，表面比较平滑，具有较高的反射率，而较粗的颗粒具有相对较低的反射率。有机质含量高，也使反射率降低。

（3）土壤水的含量增加，使反射率曲线平移下降，并有两个明显的水分吸收谷，但当土壤水超过最大毛管持水量时，土壤的反射光谱不再降低，而当土壤水处于饱和状态或过饱和状态，使土壤表面形成一层薄薄的水膜，在地表平坦时，接近于镜面反射，其反射率反而增高。

（4）当土壤表面有植被覆盖时，如覆盖度小于15%，其光谱反射特征仍与裸土相近。植被覆盖度在15%～70%时，表现为土壤和植被的混合光谱，光谱反射值是两者的加权平均。植被覆盖度大于70%时，基本上表现为植被的光谱特征。此外，土壤的光谱特征还受到地貌、耕作特点等影响。

20、灵活掌握遥感图像的总信息量的计算和辐射分辨率的计算、地面分辨率的计算

21、灵活掌握斯忒藩-玻尔兹曼定律、维恩位移定律和基尔霍夫定律的概念及其应用

对普朗克定律在全波段内积分，得到斯蒂芬－玻尔兹曼定律。辐射通量密度随温度增加而迅速增加，与温度的4次方成正比。4T

=

Mσ

3）维恩位移定律b=

λb=2897.8常数

?T

m a x

基尔霍夫定律：给定温度下，任何地物的辐射通量密度M与吸收率α之比是常数，即等于同温度下黑体的辐射通量密度。

发射率等于吸收率。好的吸收体也是好的发射体，如果不吸收某些波长的电磁波，也不发射该波长的电磁波。

22、灵活掌握侧视雷达的距离分辨力和方位分辨力的概念和计算

距离分辨率（垂直于飞行的方向）和方位分辨率（平行于飞行的方向）。