遥感作业

一、答：由于大气对电磁波的选择性吸收，使大气在不同波段对电磁波的衰减程度各不相同。

换句话说，大气对不同波段的电磁波有不同的透射率，即电磁波在一些波段能顺利透过去，而在另一些波段则透过困难，甚至完全不能透过。

大气对电磁波衰减较少、透射率较高的波段叫“大气窗口”。

①可摄影窗口.波长0.3um～1.3um。

这个窗口短波一端由于臭氧的强烈吸收而截止于0.3um，长波一端则终止于感光胶片最大感光波长1.3um处。

这个窗口包括了全部可见光（0.38um ～0.76um)和部分紫外线(0.3um ～0.38um)以及部分近红外波段(0.76um ～1.3um)。

这个窗口最大的特点是可以用摄影的方法来获取和记录电磁波信息。

此外，这个窗口对电磁波的透射率在90%以上，仅次于微波窗口。

因此，这个窗口是目前遥感上应用最广的窗口。

另外，在这个窗口除了用摄影方法外，还可以用扫描仪、光谱仪、射线仪等来探测记录地物的电磁波信息。

②近红外窗口波长1.5um ～2.4um。

这个窗口位于近红外波段的中段。

这个窗口的两端主要受大气中的水气和二氧化碳气体的吸收作用所控制，而且由于水气在1.8um处有一个吸收带，因而使本窗口又分为两个小窗口：1.5um ～1.75um和2.1um ～2.4um。

通过这个窗口的电磁波仍然属于地面目标的反射光谱，但已不能用胶片摄影，只可用扫描仪和光谱仪来测量和记录了。

该窗口目前应用不多。

③中红外窗口波长2.4um ～5um。

这个窗口位于中红外波段的前中段。

这个窗口的两端同样也主要受水气和二氧化碳气体的吸收带的控制，而且由于二氧化碳气体在4.3um处有一个强吸收带，又使本窗口分为两个小窗口：3.4um ～4.2um和4.6um ～5.0um。

通过这个窗口的电磁波信息可以是地面目标的反射光谱，也可以是地面目标的发射光谱。

这些信息也只能用扫描仪和光谱仪探测和记录。

该窗口目前应用很少。

④远红外窗口波长8um～14um。

这个窗口位于远红外波段的中段，其短波一端主要由于水气在6um处的吸收带所控制，长波一端则主要由二氧化碳在14.5 um处的强吸收带所控制。

这个窗口中在9.6um 处虽有臭氧的强烈吸收带，但因臭氧在大气中含量很低，故未能使本窗口一分为二。

通过这个窗口的电磁波信息属于地面目标的发射（热辐射）光谱。

这个窗口正位于地表常温下地面物体热辐射能量最集中的波段，所以是遥感地质很有用的一个窗口。

目前这个窗口已得到较广泛的使用，主要是用扫描仪和热辐射计来获得地面目标发射的电磁波信息，能有效地探测地面常温物体，并可用于探测大地辐射。

⑤微波窗口波长8mm ～1m。

这个窗口是完全透明的，透过率可达100%，完全不受大气的影响，是全天候的遥感波段。

目前微波传感器常用的工作波段是3mm、5mm、8mm的波段，今后根据需要还可以向更长的波段发展。

二、答：散射实质上是电磁波穿过大气层时，遇到各种微粒（气体分子、尘埃、火山灰、陨石尘、小的冰晶和盐晶、水滴、工业燃烧的废气等）时所发生的一种衍射现象。

分为瑞利散射和米氏散射(1)瑞利散射：d<<波长；大气中的氧气，氮气等对可见光的散射属于此类；强度与波长四次方成反比。

（2）米氏散射：大气粒子直径约等于入射波长；水滴，尘埃，烟，花粉，微生物，海上盐粒，火山灰等气溶胶的散射属于此类。

（3）无选择性散射——散射强度与波长无关波长；大气中云，雾，水滴等的散射。

三、答：地物的反射率随入射波长变化的规律叫做反射光谱。

按地物反射率与波长之间关系绘成曲线图称为地物反射光谱曲线。

四、答：1）对绿光（0.55）有一小的反射峰值，反射率大致为20%，这是绿色植物呈现绿色的原因。

注意这里也正是太阳光的光能峰值。

2）在红光处（0.68）有一吸收谷，这是光合作用吸收谷。

注意此处太阳光能仍很大，若吸收谷减小，则植被发黄、红。

3）在0.7~1.4与1.5 ~ 1.9有很高红外反射峰，反射率可高达70%以上，这两峰与前边红光波谷是植被光谱的特征。

这第一峰波长段还处在太阳光能波谱中主要能量分布区（0.2~1.4）占有全部太阳光能量90.8%，这是遥感识别植被并判断植被状态的主要依据。

4）在 1.45 至1.95有两处吸收谷，表明植被中水分含量。

5）不同种类植物反射光谱曲线的变化趋势相同，而植物与其它地物的反射光谱曲线显著不同，这是遥感可以估测生物量的基础。

6）植物叶片重叠时，反射光能量在可见光部分几乎不变，而在红外却可增加20~40%。

这是因为红外光可透过叶片，又经下层叶片重复反射。

叶片重叠反映作物长势旺盛，生物量高。

7) 植物叶片可见光区反射率有显著的方向性，这是因为植物叶片反射（散射）不是纯粹的朗伯散射，还有方向性。

而在红外区方向性就不显著，这是因为红外光透射性好，透射后重复反射打扰了方向性。

五、答：三原色是红、黄、蓝。

真色彩图像是，在RGB色彩空间，图像深度与色彩的映射关系主要有真rl]伪rl] 真彩色(true-color)是指图像中的每个像素值都分成R、G、B三个基色分量，每个基色分量直接决定其基色的强度，这样产生的色彩称为真彩色。

例如图像深度为24，用R:G:B=8:8:8来表示色彩，则R、G、B各占用8位来表示各自基色分量的强度，每个基色分量的强度等级为2^8=256种。

图像可容纳2^24=16M种色彩(24位色)。

24位色被称为真彩色，它可以达到人眼分辨的极限，发色数是1677万多色，也就是2的24次方。

但32位色就并非是2的32次方的发色数，它其实也是1677万多色，不过它增加了256阶颜色的灰度，为了方便称呼，就规定它为32位色。

少量显卡能达到36位色，它是24位发色数再加512阶颜色灰度。

但其实自然界的色彩是不能用任何数字归纳的，这些只是相对于人眼的识别能力，这样得到的色彩可以相对人眼基本反映原图的真实色彩，故称真彩色。

伪彩色(pseudo-color)图像的每个像素值实际上是一个索引值或代码，该代码值作为色彩查找表CLUT(Color Look-Up Table)中某一项的入口地址，根据该地址可查找出包含实际R、G、B的强度值。

这种用查找映射的方法产生的色彩称为伪彩色。

用这种方式产生的色彩本身是真的，不过它不一定反映原图的色彩。

在VGA显示系统中，调色板就相当于色彩查找表。

从16色标准VGA调色板的定义可以看出这种伪彩色的工作方式。

伪彩色一般用于65K色以下的显示方式中。

标准的调色板是在256K色谱中按色调均匀地选取16种或256种色彩。

一般应用中，有的图像往往偏向于某一种或几种色调，此时如果采用标准调色板，则色彩失真较多。

因此，同一幅图像，采用不同的调色板显示可能会出现不同的色彩效果。

调配色(direct-color)的获取是通过每个像素点的R、G、B分量分别作为单独的索引值进行变换，经相应的色彩变换表找出各自的基色强度，用变换后的R、G、B强度值产生的色彩。

调配色与伪彩色相比，相同之处是都采用查找表，不同之处是前者对R、G、B分量分别进行查找变换，后者是把整个像素当作查找的索引进行查找变换。

因此，调配色的效果一般比伪彩色好。

调配色与真彩色比，相同之处是都采用R、G、B分量来决定基色强度，不同之处是前者的基色强度是由R、G、B经变换后得到的，而后者是直接用R、G、B决定。

在VGA显示系统中，用调配色可以得到相当逼真的彩色图像，虽然其色彩数受调色板的限制而只有256色假标准彩色图像是掌握图像颜色的表示，掌握真彩色、假彩色、密度分割的概念。

</p><p>答：图像颜色的表示：加色原理：基色为红绿蓝，不同比例的三基色光相加得到彩色称为相加混色。

</p><p>减色原理：基色为黄、品红和青，通常为绘画颜料或染料，颜料能吸收入射光光谱中的某些成分，为吸收的部分被反射，从而形成了该颜料特有的彩色。

</p><p>表示颜色的颜色模型有三种：RGB模型、CMYK模型和HIS模型</p><p>RGB：主动产生颜色光源(显示器、遥感图像)</p><p>CMYK：与RGB互补的颜色模型，用于印刷和绘画等</p><p>HIS：用于调整颜色分量</p><p>一幅图像在计算机中用RGB空间表示。

用RGB或HIS空间编辑处理；如果要印刷，则要转换成CMYK四幅印刷分色图，用于套印彩色印刷品。

</p><p>真彩色合成：在进行彩色还原合成时，要保持分解和还原过程中所采用的滤光系统波段的一一对应关系，此时还原得到的彩色与原物体或景观的色彩一样。

如TM中TM！、TM2、TM3三个不同波段图像，按加色法分别通过蓝、绿、红滤光系统合成得到的彩色图像为近似（天然彩色合成）真彩色。

</p><p>假彩色：如果还原合成时破坏了滤光系统的这种对应关系，合成生成的彩色则与原物体或景观的色彩不一致。

如TM4、TM3和TM2三波段，分别通过红、绿、蓝滤光系统合成产生的彩色图像则是标准假彩色图像，在此图像中绿色植物为红色。

</p><p>密度分割：若将一幅图像的亮度值变化，按一定量级进行分割，分成若干等级（即相当于对图像中密度值进行分割，划分若干等级），每一等级用一种颜色表示，生成一幅彩色图像，此彩色图像就称为假彩色等密度分割图像。

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