遥感图像分析与处理试题答案

遥感图像处理与分析作业

一、名词解释

1.辐射亮度：辐射源在某一方向的单位投影表面在单位立体角内的辐射通量。

2.光谱反射率：被物体反射的光通量与入射到物体的光通量之比。

3.合成孔径雷达：合成孔径雷达就是利用雷达与目标的相对运动把尺寸较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成一较大的等效天线孔径的雷达。利用遥感平台的移动，将一个小孔径的天线安装在平台侧方，以代替大孔径的天线，提高方位分辨率的雷达。

4.假彩色遥感图像：根据加色法合成原理，选择遥感影像的某三个波段分别赋予红、绿、蓝三种原色，就可以合成彩色影像。

5.大气窗口：由于大气层的反射、散射和吸收作用，使得太阳辐射的各波段受到衰减的作用轻重不同，因而各波段的透射率也各不相同。把受到大气衰减作用较轻、透射率较高的波段叫大气窗口

6.图像空间分辨率：指像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元。

7.NDVI: (Normal Differential Vegetation Index)归一化植被指数。被定义为近红外波与可见光红波段图像灰度值之差和这两个波段图像灰度值之和的比值。

8.像点位移：地形的起伏和投影面的倾斜会引起航片上像点的位置的变化，叫像点位移。

9.后向散射：在两个均匀介质的分界面上，当电磁波从一个介质中入射时，会在分界面上产生散射，这种散射叫做表面散射。在表面散射中，散射面的粗糙度是非常重要的，所以在不是镜面的情况下必须使用能够计算的量来衡量。通常散射截面积是入射方向和散射方向的函数，而在合成孔径雷达及散射计等遥感器中，所观测的散射波的方向是入射方向，这个方向上的散射就称作后向散射。

10.大气校正：大气校正就是指消除由大气散射引起的辐射误差的处理过程。

11.漫反射：当一束平行的入射光线射到粗糙的表面时，表面会把光线向着四面八方反射，所以入射线虽然互相平行，由于各点的法线方向不一致，造成反射光线向不同的方向无规则地反射，这种反射称之为“漫反射”或“漫射”。

12.中心投影：把光由一点向外散射形成的投影，叫做中心投影。

13.瞬时视场角：扫描镜在一瞬时时间可以视为静止状态，此时接收到的目标地物的电磁波辐射，限制在一个很小的角度之内，这个角度称为瞬时视场角。

14.亮度温度：若实际物体在某一波长下的光辐射度 (即光谱辐射亮度) 与绝对黑体在同一波长下的光谱辐射度相等,则黑体的温度被称为实际物体在该波长下的亮度温度。

15.红外遥感：（infrared remote sensing）是指传感器工作波段限于红外波段范围之内的遥感。探测波段一般在0.76——1000微米之间。是应用红外遥感器（如红外摄影机、红外扫描仪）探测远距离外的植被等地物所反射或辐射红外特性差异的信息，以确定地面物体性质、状态和变化规律的遥感技术。

二、简述题

1. 近红外遥感机理与在植被监测中的应用。

答：近红外遥感以遥感器接收目标物反射或辐射近红外谱段所形成的图像。近红外窗口是指波长在1.5-2.4μm之间的大气窗口，位于近红外波段的中段。通过该窗口的电磁波信息属于地面目标的反射光谱，因摄影胶片已不能感光，只可用扫描仪和光谱仪来测量和记录。该窗口的两端主要受大气中的水气和CO2的吸收作用控制，而且由于水气在1.8μm处有一个吸收带，因而使该窗口又分为两个小窗口：1.5-1.75μm和2.1-2.4μm，它们的射透率都将近80%。

植被是生长在地球表层内各种植物类型的总称，它是地球表层内重要的再生资源。植被通过光合作用从大气中大量吸收二氧化碳气体(CO2)，同时放出氧气，并在光照的作用下产生蒸腾。根据这样的特征近红外遥感在植被检测中的应用主要包括以下要内容：(1)通过遥感影像从土壤背景中区分出植被覆盖区域，并对植被类型进行划分，是森林还是草场或者农田，进而可以划分是什么类型的森林，什么类型的草场，什么样的农作物，等等。(2)从遥感数据中反演出植被的各种重要参数，例如叶面积指数(LAI)、叶子宽度，平均叶倾角，植被层平均高度，树冠形状等等，这一类问题属于更深层次的遥感数据的定量分析方法与反演技术问题。(3)准确地估算出与植被光合作用有关的若干物理量，例如植被表面水份蒸腾量，光合作用强度(干物质产生率)，叶表面温度等等。

2. 什么是大气窗口?常用于遥感的大气窗口有哪些?

答：电磁波辐射在大气传输中透过率较高的波段成为大气窗口。目前在遥感中使用的一些大气窗口为：（1）0.3～1.155μm,包括部分紫外光、全部可见光和部分近红外。即紫外、可见光、近红外波段。这一波段是摄影成像的最佳波段，也是许多卫星遥感器扫描成像的常用波段。（2）1.4～1.9μm，近红外窗口，透过率为60%～95%，其中1.55～1.75μm透过率较高。（3）2.0～2.5μm，近红外窗口，透过率为80%。（4）3.5～5.0μm，中红外窗口，透过率为60%～70%。该波段物体的热辐射较强。（5）8.0～14.0μm，热红外窗口，透过率为80%。主要来自物体热辐射的能量，适于夜间成像，测量探测目标的地物温度。

（6）1.0～1.8mm，微波窗口，透过率约为35%～40%。（7）2.0～5.0mm，微波窗口，透过率为50%～70%。（8）8.0～1000.0mm，微波窗口，透过率为100%。由于微波具有穿云透雾的能力，这一区间可以全天候工作，而且由其他窗口区间的被动遥感工作方式过渡到主动遥感的工作方式。

3. 什么是高分辨率遥感影像，简述高分辨率遥感影像的具体应用。

答：高分辨率遥感影像一般指图像空间分辨率达到10m以内的航天、航空遥感图像。其应用领域非常广泛，已经成功地应用于包括农业、林业、测绘、城市规划、生态、环境、基础设施建设以及军事等多个领域。

4. 试述植被、水、岩石、雪的反射光谱具有哪些特点？

答：植被：植被反射光谱曲线，在可见光波段（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）则有两个吸收带。这一特征是由于叶绿素的影响，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（0.7～0.8μm）有一反射的“陡坡”，至1.1μm附近有一峰值。这是由于植被叶细胞结构的影响，除了吸收和透射的部分，形成的高反射率。在中红外波段（1.3～2.5μm）受绿色植物含水量的影响，吸收率大增，反射率大大下降，特别是以1.45μm、1.95μm和2.7μm为中心是水的吸收带。

水体：水体的反射主要在蓝绿光波段，其它波段吸收都很强，特别到近红外波段，吸收就更强。

岩石：岩石的反射光谱特征与岩石本身的矿物成分和颜色密切相关。由石英等浅色矿物为主组成的岩石具有较高的光谱反射率，在可见光遥感影像上表现为浅色调。铁镁质等深色矿物组成的岩石，总体反射率较低，在影像上表现为深色调。其次，岩石光谱反射率受组成