遥感地学分析复习

名词解释

1.光合有效辐射：绿色植物进行光合作用过程中，吸收的太阳辐射中使叶绿素分子呈激发

状态的那部分光谱能量。

2.红边：反射光谱的一阶微分最大值所对应的光谱位置。通常位于0.68~0.75μm之间。

3.热惯量法：是一种综合指标，是物质对温度变化热反应的一种量度，即量度物质热惰性

大小的物理量。

4.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。

5.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。

6.缨帽变换：是指在多维光谱空间中，通过线性变换、多维空间的旋转，将植物、土壤信

息投影到多维空间的一个平面上，在这个平面上使植被生长状况的时间轨迹（光谱图形）和土壤亮度轴相互垂直。

改：根据多光谱遥感中土壤、植被等信息在多维光谱空间中信息分布结构对图像作出的经验性正交变换，是一种经验性的多波段图像的线性变换。

7.叶面积指数：是指每单位土壤表面积的叶面面积比例。它对植物光合作用和能量传输是

十分有意义的。

8.城市蔓延：指城市边缘与城镇中的低密度发展，其特征是缺乏规划、土地消耗大、汽车

依赖严重、设计与环境脱节。

9.植被指数：选用多光谱遥感数据经分析运算，产生某些对植被长势，生物量等具有一定

指示意义的数值。

10.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。

简答题

1、褶皱构造的解译标志有哪些？

1) 色调、图形标志：遥感图像上表现为由不同色调的平行状条带所组成的闭合图形。由于不同岩性风化后产生色彩、地形地貌、含水性、植被类型和疏密等差异，有圆形、椭圆形、长条形以及其他不规则图形等多种形态，并具有明显的对称性。图形——同心环状、横跨主要构造线的弧形、“之”字形折线、随风飘舞的绸带状影像；地形——长条形、弧形、“之”字形延伸的岭脊。

2) 构造地貌对称性分布：岩层三角面、单面山、猪背岭等构造地貌沿某一界面对称性重复出现。岩层三角面对褶皱构造解译有着重要意义：岩层三角面尖端指向相背（向斜）或相向（背斜），可说明褶皱的存在。单面山地形的对称分布也可判断褶皱的存在，因为正常

褶皱的两翼，倾斜坡总是相对或相背分布。

3) 影像相同或相近的岩层对称重复出现—褶皱构造的重要标志：图像上主要表现为不同色调的条带呈对称重复分布；其次，岩性差异明显时，地形、地貌特征构成的纹形图案对称重复。

4) 转折端标志的确认——褶皱构造的重要标志之一：图形——同心环状、横跨主要构造线的弧形、“之”字形折线、随风飘舞的绸带状影像；地形——长条形、弧形、“之”字形延伸的岭脊，常表现为一坡陡、一坡缓的类似单面山地形。

5) 水系标志：褶皱两翼的大河流通常沿着两坚硬岩层间的软弱岩层平行于岩层走向流动，支流则顺着顺向坡及逆向坡流下，褶皱转折端可能由主流的弯曲绕行及散开状或收敛状的水系型式反映出来。

2、主动微波遥感和被动微波遥感进行土壤水分反演的原理有哪些不同？

主动微波遥感监测土壤水分（0-5cm）的物理基础是土壤的介电特性和它的水分含量间有密切关系，即水和干土间的介电常数相差很大，随着物体含水量的增加，其介电常数几乎呈线性增加，土壤水分含量不同，介电特性不同，回波信号不一。

被动微波遥感反演土壤水分的物理基础在于，土壤亮温由土壤介电常数和发射率决定，而土壤介电常数与发射率和土壤水分密切相关，因此，被动微波遥感监测土壤水分主要依赖于用微波辐射计对土壤的微波发射或亮度温度进行测量。

3、NDBI公式是什么？怎么与NDVI结合去除低植被影响。

NDBI=(TM5-TM4）/(TM5+TM4)；NDBI值大于0的地物，则认为是城镇用地。

在Landsat TM影像上DN值TM5高于TM4的除了城镇用地还有裸地以及含土壤背景信息的低密度植被覆盖区。因此，利用NDBI提取城镇用地的精度必然会受到一定程度的影响。考虑到归一化植被指数NDVI反映的是植被信息，那么（1-NDVI）反映的就是非植被信息，即主要是居民地、裸地以及河流。由于NDBI主要反映的是城镇和裸露地信息，所以将NDBI 和（1-NDVI）相加就可以更加突出居民地信息。即，改进的归一化裸露指数，即MNDBI=NDBI+(1-NDVI)。

4、阐述NDVI的局限性

1)低植被覆盖度时（＜15%），植被NDVI值高于裸土NDVI值，植被可被检测出来，但因植被覆盖度很低（如干旱、半干旱地区），其 NDVI很难指示区域生物量；

2)中植被覆盖度时（25—80%）， NDVI值随生物量的增加呈线性迅速增加；

3)高植被覆盖度时（＞80%）， NDVI值增加延缓而呈现饱和状态，对植被检测灵敏度下降。植被高覆盖区NDVI值趋近于饱和，导致低植被覆盖区的植被指数被夸大，高覆盖区的植被指数被压缩。实验表明，作物生长初期NDVI将过高估计植被覆盖度，而作物生长结束季节，NDVI值偏低。NDVI 更适用于植被发育中期或中等覆盖度植被检测。

4)NDVI对大气状况敏感。

5、对照光谱曲线判断叶绿素浓度。根据光谱曲线怎么进行富营养化监测，选取怎样的数据源

水生生物体中的叶绿素与藻胆素等会改变纯水在近红外波段的强吸收性，使曲线多少显示出近红外的“陡坡”效应，其程度则取决于水生生物量的多寡。由此提供了遥感监测海洋赤潮和湖泊富营养化暴发水华的依据。

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；由于选择性吸收效应，纯水在750-760nm处吸收达到最大，在其它波段存在若干窄的吸收带。

浮游植物的吸收和散射特性：浮游植物散射光谱特征和叶绿素的光谱特征相似。

可见光及近红外波段范围，随浮游植物的含量增加，水体反射率增加；且随浮游植物浓度的增大，反射峰值位置向长波方向移动。在550nm附近有一反射峰，在685nm附近有明显的荧光峰。

数据源：

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，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。

论述题：

1、植被指数影响因素有哪些以及怎样影响的？

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。

④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。

⑤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、举例说明基于可见光、近红外、热红外和微波的角度进行土壤反演的数据，并阐述各种数据源土壤水分反演的原理。你认为每一种方式适合什么状况的土壤反演，从对象、内容、大气状况、时空分辨率、光谱分辨率来说。