遥感导论部分课后题答案

遥感导论习题

第一章：

1.遥感的基本概念是什么？应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。

2.遥感探测系统包括哪几个部分？被侧目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用.

3.作为对地观测系统，遥感与常规手段相比有什么特点？

答:①大面积同步观测：传统地面调查实施困难，工作量大，遥感观测可以不受地面阻隔等限制。②时效性：可以短时间内对同一地区进行重复探测，发现地球上许多事物的动态变化，传统调查，需要大量人力物力，用几年甚至几十年时间才能获得地球上大范围地区动态变化的数据。因此，遥感大大提高了观测的时效性。这对天气预报、火灾、水灾等的灾情监测，以及军事行动等都非常重要。（比较多，大家理解性的删除自己不需要的）

③数据的综合性和可比性遥感获得地地物电磁波特性数据综合反映了地球上许多自然、人文信息。由于遥感的探测波段、成像方式、成像时间、数据记录、等均可按照要求设计，使获得的数据具有同一性或相似性。同时考虑道新的传感器和信息记录都可以向下兼容，所以数据具有可比性。与传统地面调查和考察相比较，遥感数据可以较大程度地排除人为干扰。

④经济性遥感的费用投入与所获得的效益，与传统的方法相比，可以大大的节省人力、物力、财力和时间、具有很高的经济效益和社会效益。

⑤局限性遥感技术所利用的电磁波有限，有待进一步开发，需要更高分辨率以及遥感以外的其他手段相配合，特别是地面调查和验证。

4.遥感技术研究（应用领域）内容及发展前景？

答：遥感技术应用领域:

技术遥感在测绘中的应用：主要用来测制和修侧地形图、制作正射影像图、测制各类专题图；

遥感技术在军事上应用：主要用于军事情报侦察、目标定位和识别、地形分析、军事制图、作战任务规划和指挥控制、军事目标打击效果评估、重要目标动态监测、精确打击武器的末端影像匹配等；

遥感技术在农林牧方面的应用：主要是植被遥感。在遥感影像上有效准确的确定植被的分布、类型、长势等信息，以及对植被的生物量做出估算（大面积农作物的遥感估产）、城市绿化调查和生态环境评价、林业资源调查；

遥感技术在水体信息提取中的应用：通过对遥感影响的分析，获得水体的分布、泥沙、有机物质等状况和水深、水温、水体界线、水体悬浮物和水体污染等信息，从而对一个地区的水资源和水环境等做出评价，为水利、交通、和航运以及资源环境等部门提供决策服务；

遥感技术在灾害监测方面的应用：洪灾监测、火灾监测、气象灾害（旱灾、台风、暴雨、强对流天气）监测、地质灾害监测、病虫害监测。以洪灾监测为例说明：在洪灾发生前，可以不断提供有关洪灾发生背景和条件等大量信息，有助于圈定洪灾可能发生的地区、时段以及危险程度，采取必要的防灾措施，减轻灾害造成的损失；在洪灾发生过程中，可以不断监测洪灾的进程和态势，及时把信息传输到各级防灾指挥部门，帮助他们有效组织防洪救灾活动；成灾后，可以迅速准确的查明受灾情。

5.影响遥感技术发展中主要存在的问题：（1）遥感的时效性：实时检测与处理能力不足；（2）遥感的定量反演：精度不能达到实用要求。

6.产生以上问题的原因主要有：（1）遥感技术本身的局限性；（2）人们认识上局限性。

7.发展前景：遥感技术正在进入一个能偶快速准确的提供多种对地观测海量数及应用研究的新阶段，在近一二十年内的倒了飞速发展，目前又将达到一个新的啊高潮！主要发展有以下几个方面：【1】遥感影像的空间分辨率和时间分辨率愈来愈高（例如，民用遥感影像饿空间分辨率达到米级，光谱分辨率达到纳米级，波段数已增加到数十个数百个；军用侦察卫星空间分辨率达到厘米级，如美若的KH-11空间分辨率为0.11m；【2】可获取遥感立体影像；【3】微波遥感迅速发展，未来诸多领域倾向于合成孔径雷达、成像光谱仪的广泛应用；【4】高光谱遥感迅速发展；【5】遥感的综合应用不断深化，表现为从单一信息源分析向包含非遥感数据的多源信息的复合分析的方向发展；从定向判读向信息系统应用模型及专家系统支持下的定量分析；从静态研究向多时相的动态研究发展；【6】商业遥感时代的到来；【7】建立高速、高精度和大容量的遥感数据处理系统，3S一体化。

第二章：

1.大气的散射现象有几种类型？根据不同散射类型的特点分析可见光遥感与微波遥感的区别，说明为什么微波具有穿云浮透雾能力而可见光不能。①瑞利散射（大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射）.②米氏散射（当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射）③无选择性散射（当大气中粒子的直径比波长大的多时发生的散射）.大气散射类型是根据大气中分子或其他微粒的直径小于或相当于辐射波长时才发生。大气云层中，小雨滴的直径相对其他微粒最大，对可见光只有无选择性散射发生，云层越厚，散射越强，而对微波来说，微波波长比粒子的直径大很多，则又属于瑞利散射的类型，散射强度与波长四次方成反比，波长越长散射强度越小，所以微波才有可能有最小散射，

最大透射，而被成为具有穿云透雾的能力。

3.综合论述太阳辐射传播到地球表面又返回到遥感传感器这一整个过程中所发生的物理现象。（一）大气的吸收作用；（二）大气的散射作用;大气的反射、折射、散射、透射（提供者原答案）

4.从地球辐射的分段特性说明为什么对于卫星影像解译必须了解地物反射波谱特性。当太阳辐射到达地表后，就短波而言，地表反射的太阳辐射成为地表的主要辐射来源，而来自地球本身的辐射，几乎可以忽略不计。地球自身的辐射主要集中在长波，即6um以上的热红外区段，该区段太阳辐射的影响几乎可以忽略不计，因此只考虑地表物体自身的热辐射。两峰交叉之处是两种辐射共同其作用的部分，在2.5~6um，即中红外波段，地球对太阳辐照的反射和地表物体

度等物理特性。特别是曲线形态特殊时可以用发射率曲线来识别地面物体，尤其在夜间，太阳辐射消失后，地面发出的能量已发射光谱为主，单侧起红外辐射及微波辐射并与同样温度条件下的比辐射率（发射率）曲线比较，是识别地物的重要方法之一。地物反射波普曲线除随不同地物(反射率)不同外，同种地物在不同内部结构和外部条件下形态表现（发射率）也不同。一般说，地物发射率随波长变化有规律可循，从而为遥感影像的判读提供依据。

4、几类常见地物反射波谱特性.1．植物：a.在可见光的0.55μm（绿）附近有一个小反射峰，在0.45μm（蓝）和0.67μm （红）附近有两个明显的吸收带。b.在0.7～0.8μm是一个陡坡，反射率急剧增高，在近红外波段0.8～1.3μm之间形成一个高的，形成反射峰。c.以1.45μm、1.95μm和2.7μm为中心是水的吸收带。2.土壤：没有明显的波峰波谷，土质越细反射率越高，有机质含量越高含水量越高，反射率越低3. 水体：反射主要在蓝绿波段，其它波段吸收都很强，近红外吸收更强。水中含泥沙时，可见光波段反射率会增加，峰值出现在黄红区。水中含叶绿素时，近红外波段明显抬升。4. 岩石：形态各异，没有统一的变化规律。岩石的反射波谱曲线受矿物成

分、矿物含量、风化程度、含水状况、颗粒大小、表面光滑程度、色泽等影响

第三章：

1.主要遥感平台是什么，各有何特点？

答：地面平台：高度在0～50m范围内，三角架、遥感塔、遥感车和遥感船等与地面接触的平台称为地面平台或近地面平台。它通过地物光谱仪或传感器来对地面进行近距离遥感，测定各种地物的波谱特性及影像的实验研究。航空平台：包括飞机和气球。飞机按高度可以分为低空平台、中空平台和高空平台。低空平台：2000米以内，对流层下层中。中空平台：2000-6000米，对流层中层。高空平台：12000米左右的对流层以上。低空气球：凡是发放到对流层中去的气球称为低空气球；高空气球：凡是发放到平流层中去的气球称为高空气球。可上升到12-40公里的高空。填补了高空飞机升不到，低轨卫星降不到的空中平台的空白。航天平台：包括卫星、火箭、航天飞机、宇宙飞船。高度在150km以上。航天飞机240～350km高度。

卫星：低轨：150～300km，大比例尺、高分辨率图象；寿命短，几天到几周（由于地心引力、大气摩擦），用于军事侦察；中轨：700～1000km，资源与环境遥感；高轨：35860km，地球静止卫星，通信、气象。航天平台目前发展最快，应用最广：气象卫星系列、海洋卫星系列、陆地卫星系列。

2.摄影成像的基本原理是什么？其图像有什么特征？

答：传统摄影依靠光学镜头及放置在焦平面的感光胶片来记录物体影像；数字摄影则通过放置在焦平面的光敏元件，经过光/电转换，以数字信号来记录物体影像。

图象特点：投影：航片是中心投影，即摄影光线交于同一点。

比例尺：航空像片上某一线段长度与地面相应线段长度之比，称为像片比例尺。⑴平均比例尺：以各点的平均高程为起始面，并根据这个起始面计算出来的比例尺。⑵主比例尺：由像主点航高计算出来的比例尺，它可以概略地代表该张航片的比例尺。

像点位移：⑴位移量与地形高差成正比，即高差越大引起的像点位移量也越大。当高差为正时，像点位移为正，是背离像主点方移动；高差为负时，像点位移为负，是朝向像主点方向移动。⑵位移量与像点距离像主点的距离成正比，即距像主点越远的像点位移量越大，像片中心部分位移量较小。像主点无位移。⑶位移量与摄影高度（航高）成反比。即摄影高度越大，因地表起伏的位移量越小。

3.扫描成像的基本原理是什么？扫描图像与摄影图像有何区别？

答：扫描成像是依靠探测元件和扫描镜对目标地物以瞬间视场为单位进行的逐点、逐行取样，以得到目标地物电磁辐射特性信息，形成一定谱段的图象。与摄影图像区别：乳胶片感光技术本身存在着致命的弱点，它所传感的辐射波段仅限于可见光及其附近；其次，照相一次成型，图象存储、传输和处理都不方便。光/机扫描成像利用光电探测器解决了各种波长辐射的成像方法。输出的电学图象数据，存储、传输和处理十分方便。固体自扫描成像具有刷式扫描成

像特点。探测元件数目越多，体积越小，分辨率就越高。高光谱成像光谱扫描图象是多达数百个波段的非常窄的连续的光谱波段组成，光谱波段覆盖了可见光、近红外、中红外和热红外区域全部光谱带。可以收集200或200以上波段的收据数据。

4.如何评价遥感图像的质量？

答：一、遥感图像的空间分辨率：指像素所代表的地面范围的大小。地面分辨率取决于胶片的分辨率和摄影镜头的分辨率所构成的系统分辨率，以及摄影机焦距和航高。

二、图象的光谱分辨率：波谱分辨率是指传感器在接受目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。间隔愈小，分辨率愈高。传感器的波段选择必须考虑目标的光谱特征值。

三、辐射分辨率：辐射分辨率是指传感器接受波谱信号时，能分辨的最小辐射度差。在遥感图像上表现为每一像元的辐射量化级。某个波段遥感图像的总信息量与空间分辨率、辐射分辨率有关。

四、图象的时间分辨率：时间分辨率指对同一地点进行采样的时间间隔，即采样的时间频率，也称重访周期。时间分辨率对动态监测很重要。

5.中心投影与垂直投影的区别？

答：第一：投影距离的影响：垂直投影图像的缩小和放大与投影距离无关，并有统一比例尺；

中心投影则受距离影响，相片比例与平台高度H和焦距f有关。

第二：投影面倾斜的影响：投影面倾斜时，垂直投影的影像比例尺有所放大，但是想点的相对位置不变；中心投影时，比例尺明显变化，且各点的相对位置和形状也发生变化。

第三：地形起伏的影响：垂直投影时，随地面起伏的变化，投影点之间的距离与地面实际水平距离成比例缩小，相对位置不变；中心投影时，地面起伏越大，像上投影点水平位置的唯一量就越大，产投影误差。

第四章：

1.引起遥感影像位置畸变的原因是什么？几何校正的步骤是什么？如果不作几何校正，遥感影像有什么问题？如果作了几何校正，又会产生什么新的问题？

答：几何畸变：遥感图像在几何位置上发生变化，产生诸如行列不均匀，像元大小与地物大小对应不正确，地物形状不规则变化等畸变，称几何畸变，即图像上像元在图像坐标系中的坐标与在地图坐标系等参考系统中的坐标之间的差异。

遥感影像变形的原因: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。

几何校正的一般过程：

图像几何校正是从具有几何变形的图像中消除变形的过程。一般步骤如下：

（1）确定校正方法：根据遥感图像几何畸变的性质和可用于校正的数据确定校正方法。

（2）确定校正公式：确定原始图像上的像点和几何校正后图像上的像点之间的变换公式，并根据控制点等数据确定变换公式中的位置参数。

（3）验证校正方法、校正公式的有效性。

（4）对原始输入图像进行重采样，得到修熬出几何畸变的图像。

如果不作几何校正，遥感图像则有在几何位置上发生变化，产生诸如行列不均匀，像元大小与地面大小对应不准确，地物形状不规则变化等。有时根据遥感平台的各种参数已做过一次校正，但仍不能满足要求，就需要作遥感影响相对于地面坐标、地图投影坐标系统的配准校正，以及不同类型或不同时相的遥感影响之间的几何配准复合分析，以得到比较精确的结果。

2.在作几何较正时，控制点的选取很重要。若图像一角没有任何控制点，估计几何校正后这一角的位置畸变将缩小还是增大？为什么？

位置畸变增大。在图象边缘处，在地面特征变化大的地区，如河流拐弯处等，由于没有控制点，而靠计算推出对应点，会使图像变形。图象一角若没有任何控制点，则会出现外推现象。

3.结合地物光谱特征解释比值运算能够突出植被覆盖的原因。

答：植被反射波谱曲线规律性明显而独特。可见光波段（0.4～0.76μm）有一个小的反射峰，两侧有两个吸收带。这是因为叶绿素对蓝光和红光吸收作用强，而对绿光反射作用强。在近红外波段（0.7～0.8 μ rn）有一反射的“陡坡”，至1.lμm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，特别是在水的吸收带形成低谷。比值运算可以检测波段的斜率信息并加以扩展，以突出不同波段间地物光谱的差异，提高对比度。该运算常用于突出遥感影像中的植被特征、提取植被类型或估算植被生物量。

4、结合遥感与地理信息系统的发展，谈谈遥感与非遥感信息符合的重要意义。

答：信息复合着重于同一区域内各遥感信息之间或遥感与非遥感信息之间的匹配复合，包括空间配准和内容复合，以便在统一的地理坐标系统下构成一组新的空间信息或合成一幅新的图像。

遥感是以不同空间、时间、波谱、辐射分辨率提供电磁波谱不同谱段的数据。由于成像原理不同和技术条件的限制，任何一个单一遥感器的遥感数据都不能全面反映目标对象的持征，也就是都有一定的应用范围和局限性。各类非遥感数据(包括地学常规手段获得的信息)也有它自身的特点和局限性。倘若将多种不同特征的数据(包括各种遥感及非遥感的)结合起来，相互取长补短，便可以发挥各自的优势、弥补各自不足、有可能更全面地反映地面目标．提供更强的信息解译能力和更可靠的分析结果。这样不仅扩大厂各数据的应用范围、而且提高了分析精度，应用效果和实用价值。例子：如遥感影像与地图复合生成影像地图——既利用了遥感影像直观、形象的丰富信息，又利用了地图的数学基础和地理要素；在地形起伏的山区，遥感图像数据与数字高程模型(DEM)的融合，不仅可以用来纠正因地形起伏所造成的图像畸变，还可以用来提高遥感对上地覆盖、森林覆盖等的分类精度。

5.遥感图像处理软件的基本功能有哪些？

答：【1】图像文件管理-----包括各种格式的遥感图像或其他格式的输入、输出、存储以及文件管理等；【2】图像处理----包括影像增强、图像滤波以及空间域滤波，纹理分析及目标检测；【3】图像校正-----包括辐射校正和几何校正；【4】多图像处理----包括图像运算、图像变换以及信息融合；【5】图像信息获取----包括直方图统计、协方差矩阵、特征值、特征向量的计算；【6】图像分类----监督分类、非监督分类；【7】遥感专题地图制作----如黑白、彩色正射影像图，真实感三维景观图等；【8】三维虚拟----建立虚拟世界；【9】GIS系统的接口----实现GIS数据的驶入与输出。

第五章:

1.对照一幅实际图像，指出目标地物识别特征在该图像中的表现，并说明你指出的特征是什么地物特征？

答：目标地物识别特征：1.色调：全色遥感图像中从白到黑的密度比例叫色调（也叫灰度）.2.颜色：是彩色图像中目标地物识别的基本标志。3.阴影：是图像上光束被地物遮挡而产生的地物的影子。据此可判读物体性质或高度.4.形状：目标地物在遥感图像上呈现的外部轮廓。5.纹理：也叫内部结构，指遥感图像中目标地物内部色调有规则变化造成的影像结构。6.大小：指遥感图像上目标物的形状、面积与体积的度量。7.位置：指目标地物分布的地点。8.图型：目标地物有规律的排列而成的图形结构。9.相关布局：多个目标地物之间的空间配置关系。

目标地物的特征:1.色：指目标地物在遥感影像上的颜色，包括色调、颜色和阴影。2.形：指目标地物在遥感影像上的形状，包括形状、纹理、大小、图形等。3.位：指目标地物在遥感影像上的空间位置，包括目标地物分布的空间位置、相关布局等。分析请根据具体图就上述特点描述即可。

2.选择一幅遥感影像，按照书中介绍的基本步骤，试做遥感影像解译并作图，体会整个解译过程中的关键点。

答：遥感图像目视解译步骤：1.目视解译准备工作阶段①明确解译任务与要求；②收集与分析有关资料；③选择合适波段与恰当时相的遥感影像。2.初步解译与判读区的野外考察①初步解译的主要任务是掌握解译区域特点，确立典型解译样区，建立目视解译标志，探索解译方法，为全面解译奠定基础。②野外考察：填写各种地物的判度标志登记表，以作为建立地区性的判度标志的依据。在此基础上，制定出影像判度的专题分类系统，建立遥感影像解译标志。

3.室内详细判读①统筹规划、分区判读②由表及里、循序渐进③去伪存真、静心解译。

4.野外验证与补判①野外验证包括：检验专题解译中图斑的内容是否正确;检验解译标志.②疑难问题的补判：对室内判读中遗留的疑难问题的再次解译。

5.目视解译成果的转绘与制图.一种是手工转绘成图；一种是在精确几何基础的地理地图上采用转绘仪进行转绘成图.

3.计算机辅助遥感制图的基本过程？

答：1）遥感影像信息的、选取和数字化；2）地理基础地图的选取与数字化；3）遥感影像的集合纠正与图像处理；4）遥感影像镶嵌与地理基础地图拼接；5）地理地图与遥感影像的复合；6）符号注记层的生成；7）影像地图图面配置；8）影像地图的制作与印刷。

3、微波影像解译标志和判读方法？

答：解译标志【1】色调：雷达回波强度在微波影像上的表现，主要依赖于地物目标的后向散射特性，强，色调浅，反之深；【2】阴影：微波影像上出现的物回波区，由于雷达和目标地物之间存在障碍物阻挡了雷达波传播造成的。阴影特征：形状，大小，方向，色调；【3】形状：指目标轮廓或外形的雷达回波在微波影像上的构像，自然地物的轮廓形状不规则，人造地物一般有规则的几何形状；【4】纹理：指微波影像上周期性或随机性的色调变化。有微细纹理（大多数雷达系统固有的一种影像特征，是多雷达信号衰减进行抽样统计处理产生的，而不是由相对平坦地面上的植被引起的）；中等纹理（由若干分辨单元空间排列的不均匀性或者是更多分辨单元横跨了若干微细纹理单位而产生的，它的组成与植物群落内的结构、个体空间分布有关);大纹理（指地形结构特征，它的排列是地质地貌解译的关键因素）。【5】图型：是某一群落各个要素在空间排列组合的构象，因土壤、植被、地表温度状况以及地貌要素形状不同而不同。微波影像判读：在掌握微波与目标地物相互作用规的基础上，应用适当的判读方法。

微波与目标地物相互作用规律

雷达波长与地物目标粗糙程度：雷达波长可从两个方面影像目标的回波规律，第一，按波长去衡量地物表面粗糙程度，

波长不同，其有效粗糙程度不同，对雷达波束的作用不同（光滑，反射率高，回波率高，色调浅；若产生镜面反射，回波信号则很弱，色调成暗色调；若粗糙，产生漫反射或方向反射，回波信号相对较强，呈浅色调）；

第二，波长不同，复介电常数不同，影响地物目标反射能力大大小和电磁波穿透能力的大小；

目标几何特征：（1）人造地物目标：有规则的几何特征，在微波影像上的构象随成像雷达的视向不同而不同。例如：在城市建筑群微波成像中，平行于航线的街道，影像上成一条条明亮清晰的平行线，二垂直航线的街道几乎没有任何表现。（2）自然地物目标：有不规则的结合特征，地形高低起伏会改变雷达波束入射角。地面平坦时，入射角保持不变；地形坡度沿途改变时有两种情况：坡向面向雷达时，有效入射角随坡度增大而增大；坡向背向雷达时，有效入射角随坡角增大而减小。（3）地物完全遮挡雷达波束时产生阴影，同样高度的山地，离飞机越近，阴影越长，反之越短。

复介电常数：它是描述物体表面导电性能的复数常数，地物微波散射率是复介电常数的幅度函数，是对电磁能量的反射率和导电率的指标。复介电常数越大，雷达回波作用越强，穿透力越小，后向散射强，影像色调越浅。

微波影像判读方法：

采用由已知到未知的方法：利用有关资料熟悉解译区域，也可以拿微波影像到实地调查，从或那个光特征入手，对需要判读的内容对照其影像特征，建立地物解译标志，彩瓷基础上完胜微波影像解译。

对微波影像进行投影纠正：颗与TM或SPOT等影像进行信息复合，构成假彩色影像，增加辅助解译信息，从而进行影像解译。

利用同一（或不同）航高的侧视雷达在同一侧对同一侧地区两次成像，获得可产生视差的影响，对微波影像进行立体观察，获取不同地形或高差，或对其他目标进行解译。

4、MSS图像特点？

答：MSS图像为多光谱扫描仪后去的影像。

应用范围：

波段四（0.5-0.6）：绿色：对水体有一定透射能力，可判读浅水地形和近海海水泥沙，还可以探测健康植被绿色反射率；

波段五（0.6-0.7）：红色：用于城市研究，对道路、大型建筑工地、沙砾场合采矿区反映明显；地质研究；区分沼泽地和沙地；利用植物绿色素吸收率进行植物分类；

波段六（0.7-0.9）：近红外：区分健康与病虫害植被；水体在此波段有强烈吸收作用，可依此区分水体（暗黑色调）与湿地（深色调）；

波段七（0.8-1.1）：近红外：植被在此波段反射强烈，依次可测定生物量和作物长势；水体与湿地色调更深，海陆界限清晰；地质研究，划出大型地质体的边界，区分规模较大的构造行迹或岩体；

波段八（10.4-12.6）：热红外：监测地物热辐射和水体的热污染；区分一些岩石与矿物；也可用于热制图。

5.TM图像的特点。

答：TM图像时专题绘图仪获取的图像。

【1】光谱分辨率方面：采用7个波段来记录遥感获取的目标地物信息，与MSS图像比较，增加了三个新波段，即蓝色（蓝绿）波段、短波红外波段、热红外波段；

【2】辐射分辨率上：采用双向扫描，改进了辐射测量精度，目标地物模拟信号经模/数转换后，以256级辐射亮度来描述不同地物的光谱特性。一些在MSS中无法察觉出的地物电磁波辐射中的细小变化，可以在TM波段内观测到。

地面分辨率上：TM瞬时视场角对应的地面分辨率为30m（第6波段除外）。

TM图像主要应用范围：

波段一：蓝色（0.45-0.52）：对水体有透射能力，能够反射水下特征，可以区分土壤和植被、编制森林类型图、区分人造地物类型；

波段二：绿色(0.52-0.60)：探测健康植被绿色反射率、可以区分植被类型和评估作物长势，区分人造地物类型，对水体有一定透射能力；

波段三：红色(0.63-0.69)：可测量植物绿色素吸收率，并以此进行植物分类，区分人造地物类型；

波段四：近红外(0.76-0.90)：测定生物量和作物长势，区分植被类型，绘制水体边界、探测水中生物的含量和土壤湿度；

波段五：短波红外(1.55-1.75)：探测植物含水量以及土壤湿度，区别云与雪；

波段六：热红外(10.4-12.5)：探测地球表面不同物质的自身热辐射的主要波段，可用于热分布制图，岩石识别和地址探矿等方面；

波段七：短波红外(2.08-2.35)：探测高温辐射源，如监测森林火灾、火山活动等，区分人造地物类型。

6、SPOT图像特点？

答：最突出的两个特点：【1】具有高的地面分辨率，全色图像地面分辨率为10m，多光谱辨率为20m；【2】可利用两个线性列阵探测器分别从不同角度对目标观测，获取统一地区的立体图像。

应用范围：

主要任务：监测自然资源分布，特别是监测农业、林业和矿产资源，观测植被生长状况啊和农田含水量，对农作物进行估产，了解城市建设和城市土地利用状况。

波段一（0.50-0.59）：绿色：以叶绿素反射曲线次高峰（0.55）为中点，可区分植被类型和评估作物长势；对水体有一定探测能力，可区分人造地物类型；

波段二（0.60-0.69）：红色：叶绿素反射率低，依此识别农作物类型；地质解译，识别石油带、岩石与矿物；

波段三（0.79-0.89）:近红外：叶绿素反射率高，依此区分植被类型，监测作物长势；绘制水体边界；探测土壤含水量；

波段四（1.5-1.75）：短波红外：探测植物含水量、土壤湿度，区别云与雪；

全色波段（0.51-0.73）：分辨率为10m。用于调查城市土地利用、区分城市主干道、识别大型建筑物，了解城市发展状况。

第六章:

1、比较监督分类与非监督分类的优缺点。根本区别在于是否利用训练场地来获取先验的类别知识。监督分类的关键是选择训练场地。监督分类法优点是：简单实用，运算量小。缺点是：受训练场地个数和训练场典型性的影响较大。受环境影响较大，随机性大。训练场地要有代表性，样本数目要能够满足分类要求。此为监督分类的不足之处。非监督分类优点是：事先不需要对研究区了解，减少人为因素影响，减少时间，降低成本。不需要更多的先验知识，据地物的光谱统计特性进行分类。缺点是：运算量大。当两地物类型对应的光谱特征差异很小时，分类效果不如监督分类效果好。

第七章：

1 、水体的光谱特征是什么？影响因素有哪些？水在可见光、近红外、热红外、微波图像上的色调特征？水体识别包括哪些内容？

答：水体的光谱特征是：水体的反射主要在蓝绿光波段，其他波段吸收都很强，特别在近红外波段，吸收更强。但当水中含有其他物质时，反射光谱曲线会发生变化。水中含泥沙时，可见光波段反射率会增加，峰值出现在黄红区。水中含叶绿素时，近红外波段明显抬升。

影响因素：水体水面性质、水体中悬浮物的性质和含量（如同一波段下，泥沙含量越大，反射率越高）、水深（水越深，色调越深）和水底特性。

水体色调特征：可见光：反射率总体比较低，一般为4%-5%，且随波长增大逐渐降低，所以水体呈黑色。近红红外：水体几乎全为吸收体，清澈水体呈深黑色。热红外：白天，水体水体将太阳辐射吸收存储，升温比陆地慢，呈暗色调；夜间，水温比周围地物温度高，热辐射高，呈浅色调。微波：反射率低，平坦水面后向散射很弱，所以影像上水体呈黑色。

水体识别的内容包括：（１）水体界限的确定；（２）水体悬浮物质的确定（泥沙的确定和叶绿素的确定）；（4）水温的探测；（5）水深的探测；（6）水体污染的探测。

2、岩石的反射光谱特征是什么？如何对岩浆岩、沉积岩、变质岩的影像进行识别？

答：岩石的反射光谱特征是岩石的反射率随波长的变化规律。

主要影响因素如下：

岩石本身的矿物成分和颜色：如颜色较浅的石英含量越多，光谱反射率较高，反之较低；

岩石的矿物颗粒大小和表面粗糙程度：颗粒较细，表面较平滑的岩石，反射率较高；

岩石表面湿度:较湿颜色较深，反射率降低；

岩石表面风化程度，主要取决于风化物成分、颗粒大小等因素：风化物颗粒小，颜色较浅时，覆盖的岩石表面较平滑，反射率较高，反之较低；

岩石的自然露头有土壤和植被覆盖时，取决于覆盖程度和特点：如全被植被覆盖时，则表现为植被信息，部分覆盖时，表现为综合光谱特征。

（一）沉积岩的影像特征及识别：【1】最大特点：成层性，常常形成不同的地貌特点；【2】其解译着重标志性岩层的建立；【3】疏松的陆湘碎屑岩直接与形成的地貌有关。

（二）岩浆岩的影像特征及识别：【1】成团块状和短的脉状，与沉积岩在形状结构上有明显的差别；【2】区分酸性岩、中性岩和基性岩。酸性岩以花岗岩为代表，在影像上色调较浅，易于围岩区分，平面形态长成圆形、椭圆形和多边形；基性岩色调最深，容易风化剥蚀成负地形（如基性玄武岩经侵蚀形成方山和台地）；中性岩色调介于二者之间，岩体被区域性裂隙分割成棱角清楚地山岭和“V”行河谷，水系密度中等，其中新近喷发火山岩色调深，沿着低洼的谷底流动，影像上，熔岩流呈“绳状”或“蠕虫状”，最易识别。

（三）变质岩的影像特征及识别：影像上与原始母岩特征相似，但经受过变质，是影像特征更为复杂。

3、如何进行地质构造识别？

答：

4、植被的光谱特征？如何区分植物类型，监测植物长势？

答：健康植物的反射光谱特征：在可见光的0.55微米附近有一个反射率为10%-20%的小反射峰；在0.45和0.65附近有两个明显的吸收谷（叶绿素吸收）。在0.7-0.8是一个陡坡，反射率急剧增高（细胞构造引起的）；在红外波段0.8-1.3之间形成一个反射率高达 40%的或更大的反射峰；在1.45，1.95和2.6-2.7处有三个吸收谷（水分吸收）。

病虫害植物：农作物缺乏营养和水分生长不良时，海面组织受破坏，叶子叶绿素比例变化，使得可见光的两个吸收谷不明显；植物叶子损伤，0.55处反射峰变低、变平；近红外光区变化更明显，峰值被削低，甚至消失---整个反射光谱曲线的波状特征被拉平。

根据健康植物与不健康植物的光谱反射曲线特征，可以确定植物受伤程度，监测植物长势。

植物类型区分：【1】不同植物叶子组织和所含色素不同，具有不同的光谱特征；【2】利用植物的物候差异来区分植物；【3】根据植物生态条件区别植物类型；【4】在高分辨率遥感影像上，还可以直接看到植物顶部和部分侧面的形状、阴影、群落结构等，据此刻比较直接的确定乔木、灌木、草地等类型（草本植物：大片均匀色调，因植物低矮，阴影不明显；灌木：不均匀的细颗粒结构，阴影不明显；乔木：形体高大，阴影明显，落影刻看到侧面轮廓）。

5、做物估产的原理和方法是什么？

答：大面积农作物的遥感估主要包括三方面内容：农作物识别与种植面积估算、长势监、估产模式的建立。

（一）农作物识别与种植面积的估算：根据作物的色调、图形结构等差异最大植物候期（时相）的遥感影像和特定的地理位置等的特征，将其与其他植被区分开来。估产时，使用空间分辨率较低的卫星遥感影像（如NOAA的AVHRR，我国的FY-1）和中等分辨率的影像（Landsat）做出农作物的分布图，使用较高分辨率SPOT影像高分辨率遥感影像（IKONOS 和航空遥感影像）对农作物进行抽样检查，修正农作分布图，求出农作物面积。

（二）利用高时相分辨率的卫星影像对农作物生长的全过程进行动态监测。监测作物长势的有效方法：利用卫星多光谱通道影像的反射值得到植被指数（比值植被指数、归一化植被指数、差值植被指数、正交植被指数）。

（三）建立农作物估产模式。（如用选定的植物灌浆期植被指数与某一作物的单产进行回归分析，建立回归方程）

6.土壤的光谱特征，怎样进行土壤的类别确定？

答：土壤的光谱特征：地面植被较少的情况下，土壤的反射光谱特征与其机械组成和颜色密切相关：【1】颜色浅，反射率高；【2】干燥条件下：同样物质组成的土壤，颗粒细，表面平滑，反射率高，反之低；【3】有机质含量高，反射率低；【4】含水量增加，反射率低，且反射曲线哟偶两个明显的水分吸收谷。

土壤表面有植被时：覆盖度小于15%时，光谱反射特征与土壤相近；15%-70%时，两者的加权平均；大于70%时，基本表现为制备的光谱反射特征。

土壤类别的确定：首先确定土类。土类是根据一个地区的生物气候条件来决定的。先确定基带（水平地理地带），在此基础上，由于地形的变化产生地形地带的垂直分异，尤其是海拔高度的变化，引起水热条件、成土因子变化，土壤发生垂直方向更替，可把遥感影像、地形图的判断以及少量野外调查得出的自然规律与遥感影像结合起来，确定土壤类别。其次确定亚类。土壤的亚类，土壤的亚类是在成土过程中受局部条件影响使土类发生变化，形成的次一级类型。土属（在亚类基础上）划分以地区性条件为依据；土种划分依据据土壤剖面。

综合分析和间接解译时注意问题：土壤发育变化落后于气候水温变化及制备更替，容易造成误判，所以在解译过程中一是必须重视历史变化，二是对两种土壤的过渡和边缘地区要进行适当的现场验证，以提高解译精度。

7.何为高光谱遥感？与传统遥感手段有何区别？

答: 高光谱遥感：是高光谱分辨率遥感的简称。它是在电磁波的可见光、近红外、中红外和热红外波段范围内，获取许多非常窄的光谱连续的影像数据的技术。

区别：（1）高光谱遥感的成像光谱仪可以分成几十甚至数百个很窄的波段来接收信息；（2）每个波段宽度仅小于10nm；（3）所有波段排列在一起能形成一条连续的完整的光谱曲线；（4）光谱覆盖范围可从可见光到热红外的全部电磁辐射波谱范围。

8.高光谱提取地质矿物成分的技术手段和方法有哪些？

答:【1】光谱微分技术：是对反射光谱进行数学模拟和计算不同阶数的微分，来确定光谱曲线的完曲点和最大最小反射率的对应波长位置。

【2】光谱匹配技术：是对地物光谱和实验室测量的参考光谱进行匹配或地物光谱与参考光谱数据库比较，求得它们之间的相似或差异性，一达到识别目的。

混合光谱分解技术：用以确定在同一像元内不同地物光谱成分所占的比例或非已知成分。

光谱分类技术：常用有最大似然法、人工神经网络分类法、高光谱角度制图法。

【5】光谱维特征提取方法：可以按照一定的准则直接从原始空间中选出一个子空间；或在原特征空间与新特征空间之间找到某种映射关系。是以主成分分析为基础的改进方法。

【6】模型法：是模拟矿物和岩石反射光谱的各种模型方法。

9：高光谱在植被研究中有哪些应用，采用的技术方法有什么？

答：书本256页（下半部分）-258页。

应用：在植物生态学中研究叶面积指数的估计，植物群落和种类的识别，冠层各种状态的评价，并进行研究生物量和

植物长势。

主要技术：【1】多元统计技术：用原始的光谱反射率或经过微分变换。对数变换、植被指数变换或其他数学变换后的数据作为自变量，一以叶面积指数、生物量、叶绿素含量等作为因变量，建立多元回归预测模型来估计或预测生物量和生物化学参数。【2】基于光谱波长位置变量的分析技术：是根据波长或其他参数的变化量为自变量，求得与因变量的关系来估计因变量。【3】光学模型方法：是基于光学辐射传输理论的模型。【4】参数成图技术：根据所选择的预测模型，通过高光谱影像对每个像元计算单参数预测值，并将其分类成图。

第八章：

1.3S主要应用领域是什么，试举数例。

答：3S是全球定位系统GPS、遥感RS和地理信息系统GIS的简称。主要应用领域有：遥感技术可应用于植被资源调查、气候气象的观测预报、作物产量估测、病虫害预测、环境质量检测、交通线路网络与旅游景点分布等方面。例如，在大比例尺的遥感图像上，可以直接统计烟窗的数量、直径、分布以及机动车的数量、类型，找出其与燃煤，烧油量的关系，求出相关系数，并结合城市实测资料以及城市气象、风向频率、风速变化等因素，估算城市大气状况。同样，遥感图像能够反映水体的色调、灰阶、形态、纹理等特征的差别，根据这些影像显示，一般可以识别水体的污染源、污染范围、面积和浓度。另外可以利用热红外遥感图像能够对城市热岛效应进行有效的调查。地理信息系统技术现已在资源调查、数据库建设与管理、土地利用及其与适宜性评价、区域规划、生态规划、作物估产、灾害监测与预报、精确农业等方面得到广泛应用。GPS测量技术能够快速、高效、准确地提供点、线、面的要素精确三维坐标以及其他相关信息。具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，广泛用于军事、民用交通（船舶、飞机、汽车等）导航、大地测量、摄影测量、野外考察探险、土地综合利用、精确农业以及日常生活（人员跟踪、休闲娱乐）等不同领域。

三者组成的系统中，GIS相当于中枢神经，用于存储、查询、分析、模拟、输出地理空间数据为遥感技术的应用提供强有力的工具；RS相当于传感器，具有强大的信息采集与获取能力，是GIS的重要数据源和更新手段；GPS相当于定位器，其全球性、全天候、高精度的实时导航功能为GIS、RS提供精确的空间定位信息。三者的结合，在资源调查与合理规划利用、环境监测、自然灾害动态监测与防治等领域以及工业、农业、交通、军事、通讯等行业和部门得到了广泛深入的应用。

2.GIS、RS、GPS在3S技术中的作用是什么？

答：3S概念：遥感（Remote Sensing）、地理信息系统（Geographic Information System）与全球定位系统（Global Position System）的英文名称中最后一个单词均含有“S”，习惯上将这三种技术合称为“3S”技术。

（一）地理信息系统（GIS）

是在计算机硬件和软件支持下，运用地理信息科学和系统工程理论，科学管理和综合分析各种地理数据，提供管理、模拟、决策、规划、预测和预报等任务所需要的各种地理信息的技术系统。

作用：(1)地理数据采集功能；(2)地理数据管理功能；(3)空间分析和属性分析；(4)地理信息可是化表现；(5)与Internet 结合，构成WebGIS，在互联网上发布地理信息，为用户提供电子地图服务。

（二）全球定位系统GPS：是利用多颗导航卫星的无线电信号，对地表某点进行定位、报时或对地表物体进行导航的技术系统。

作用：（1）精确定位；(2)准确定时及时测速。

（三）RS作用：（1）遥感数字图像可以作为GIS数据库中一种重要的数据源，从遥感图像中可以获取不同的专题数据，更新GIS数据库中的地学专题图；（2）利用遥感数字影像获取地面高程，更新GIS中高程数据。

3、3S技术下的精细农业。

答：3S技术下的精细农业特点：技术性强；定量化；定位化。代表未来农业的一个发展方向。RS、GPS、GIS在精细农业中的作用如下：

（一）RS遥感技术可以客观、准确、及时的提取作物生态环境和作物生长的各

信息，是田间数据的重要数据来源。

作用：农作物播种面积遥感监测和估算；遥感监测作物长势和作物产量估算；作物生态环境监测；灾害损失评估。（二）GPS：GPS接收机与农田机械结合，随着农田机械在田间作业，同时进行精确定位、田间作业自动导航以及测量地形起伏。

（三）GIS：绘制作物产量分布图；农业专题地图分析（与传统地图相比，最大优点是能很快将各种专题要素地图组合在一起，产生出新的地图，颗也可以分析出各种限制因子对农作物的相互影响与相互作用）；

综合应用：GPS与GIS结合，提供了科学种田需要的定位和定量进行田间操作与田间管理技术手段；RS与GIS结合提供多种数据源，为农田数据库奠定基础。

有待解决的目前面临的问题：深入开展遥感激励和农业遥感图像解译机理；提高作业定位精度；加强农田基础数据库自动更新研究；重视新型农田机械与3S技术的集成。