遥感原理与应用第5章 遥感作业
遥感作业
1. 遥感图像目视解译原理遥感图像解译（Imagery Interpretation）:是从遥感图像上获取目标地物信息的过程：即遥感图像理解（Remote Sensing Imagery Understanding）分为目视解译和计算机解译。
遥感图像目标地物的识别特征1.形状（shape）：目标地物在遥感图像上呈现的外部轮廓.遥感图像上目标地物形状:顶视平面图. 解译时须考虑遥感图像的成像方式。
2.大小3色调（tone）：全色遥感图像中从白到黑的密度比例叫色调（也叫灰度）。
如海滩的砂砾色调标志是识别目标地物的基本依据，依据色调标志，可以区分出目标地物。
4颜色（colour）：是彩色遥感图像中目标地物识别的基本标志。
日常生活中目标地物的颜色:遥感图像中目标地物的颜色:地物在不同波段中反射或发射电磁辐射能量差异的综合反映。
彩色遥感图像上的颜色:真\假彩色.真彩色图像上地物颜色能真实反映实际地物颜色特征，符合人的认知习惯。
目视判读前, 需了解图像采用哪些波段合成，每个波段分别被赋予何种颜色5.阴影（shadow）：遥感图像上光束被地物遮挡而产生的地物的影子,根据阴影形状、大小可判读物体的性质或高度。
不同遥感影像中阴影的解译是不同的.6水系水系标志在地质解译中应用最广泛，它可以帮助我们区分岩性、构造等地质现象。
这里所讲的水系是水流作用所形成的水流形迹，即地面流水的渠道。
它可以是大的江河，也可以是小的沟谷，包括冲沟、主流、支流、湖泊以至海洋等。
在图像上可以呈现有水，也可以呈现无水。
水系的级序，一般是从冲沟到主流，7. 纹理（texture）：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。
如航空像片上农田呈现的条带状纹理。
纹理可以作为区别地物属性的重要依据等八、位置(Location)是指地物的环境位置以及地物间的空间位置关系在像片中的反映。
也称为相关特征。
它是重要的间接判读特征。
九、土壤、植被标志通过对土壤、植被的相关分析，推断其下伏地物的性质。
遥感原理与应用习题
遥感原理与应用习题第一章电磁波及遥感物理基础名词解释：1、遥感2、遥感技术3、电磁波4、电磁波谱5、绝对黑体6、绝对白体7、灰体8、绝对温度9、辐射温度10、光谱辐射通量密度11、大气窗口12、发射率13、热惯量14、热容量15、光谱反射率16、光谱反射特性曲线填空题：1、电磁波谱按频率由高到低排列主要由、、、、、、等组成。
2、绝对黑体辐射通量密度是和的函数。
3、一般物体的总辐射通量密度与和成正比关系。
4、维恩位移定律表明绝对黑体的乘是常数2897.8。
当绝对黑体的温度增高时，它的辐射峰值波长向方向移动。
5、大气层顶上太阳的辐射峰值波长为μm选择题：(单项或多项选择)1、绝对黑体的①反射率等于1 ②反射率等于0 ③发射率等于1 ④发射率等于0。
2、物体的总辐射功率与以下那几项成正比关系①反射率②发射率③物体温度一次方④物体温度二次方⑤物体温度三次方⑥物体温度四次方。
3、大气窗口是指①没有云的天空区域②电磁波能穿过大气层的局部天空区域③电磁波能穿过大气的电磁波谱段④没有障碍物阻挡的天空区域。
4、大气瑞利散射①与波长的一次方成正比关系②与波长的一次方成反比关系③与波长的二次方成正比关系④与波长的二次方成反比关系⑤与波长的四次方成正比关系⑥与波长的四次方成反比关系⑦与波长无关。
5、大气米氏散射①与波长的一次方成正比关系②与波长的一次方成反比关系③与波长无关。
问答题：1、电磁波谱由哪些不同特性的电磁波组成？它们有哪些不同点，又有哪些共性？2、物体辐射通量密度与哪些因素有关？常温下黑体的辐射峰值波长是多少？3、叙述沙土、植物和水的光谱反射率随波长变化的一般规律。
4、地物光谱反射率受哪些主要的因素影响？5、何为大气窗口？分析形成大气窗口的原因，并列出用于从空间对地面遥感的大气窗口的波长范围。
6、传感器从大气层外探测地面物体时，接收到哪些电磁波能量？第二章遥感平台及运行特点名词解释：1、遥感平台2、遥感传感器3、卫星轨道参数4、升交点赤经5、轨道倾角6、近地点角距7、地心直角坐标系8、大地地心直角坐标系9、卫星姿态角10、开普勒第三定理11、重复周期12、近圆形轨道13、与太阳同步轨道14、近极地轨道15、偏移系数16、GPS 17、ERTS_1 18、LANDSAT_1 19、SPOT 20、IRS 21、CBERS 22、ZY_1 23、Space Shuttle 24、MODIS 25、IKONOS 26、Quick Bird 27、Radarsat 28、ERS 29、小卫星填空题：1、遥感卫星轨道的四大特点。
遥感原理与应用答案完整版
第一章电磁波及遥感物理基础名词解释：1、电磁波（变化的电场能够在其周围引起变化的磁场，这一变化的磁场又在较远的区域内引起新的变化电场，并在更远的区域内引起新的变化磁场。
）变化电场和磁场的交替产生，以有限的速度由近及远在空间内传播的过程称为电磁波。
2、电磁波谱电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减顺序排列，就能得到电磁波谱。
3、绝对黑体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收的物体称为绝对黑体。
4、辐射温度如果实际物体的总辐射出射度（包括全部波长）与某一温度绝对黑体的总辐射出射度相等，则黑体的温度称为该物体的辐射温度。
5、大气窗口电磁波通过大气层时较少被反射、吸收和散射的，透过率较高的电磁辐射波段。
6、发射率实际物体与同温下的黑体在相同条件下的辐射能量之比。
7、热惯量由于系统本身有一定的热容量，系统传热介质具有一定的导热能力，所以当系统被加热或冷却时，系统温度上升或下降往往需要经过一定的时间，这种性质称为系统的热惯量。
（地表温度振幅与热惯量P成反比，P越大的物体，其温度振幅越小；反之，其温度振幅越大。
）8、光谱反射率ρλ=Eρλ/ Eλ(物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比。
)9、光谱反射特性曲线按照某物体的反射率随波长变化的规律，以波长为横坐标，反射率为纵坐标所得的曲线。
填空题：1、电磁波谱按频率由高到低排列主要由γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波等组成。
2、绝对黑体辐射通量密度是温度Ｔ和波长λ的函数。
3、一般物体的总辐射通量密度与绝对温度和发射率成正比关系。
4、维恩位移定律表明绝对黑体的最强辐射波长λ乘绝对温度T 是常数。
当绝对黑体的温度增高时，它的辐射峰值波长向短波方向移动。
5、大气层顶上太阳的辐射峰值波长为μm选择题：(单项或多项选择)1、绝对黑体的（②③）①反射率等于1 ②反射率等于0 ③发射率等于1 ④发射率等于0。
2、物体的总辐射功率与以下那几项成正比关系（②⑥）①反射率②发射率③物体温度一次方④物体温度二次方⑤物体温度三次方⑥物体温度四次方。
(完整版)遥感应用分析原理与方法习题和答案
绪论思考题1.如何理解“遥感” 是以电磁波与地球表面物质相互作用为基础来探测、研究地面目标的科学。
遥感—是一种远离目标，通过非直接接触而感知、测量、分析并判定目标性质，其空间展布、类型及其数量的探测技术。
广义上的遥感：泛指一切不接触物体而进行的远距离探测，包括对电磁场、力场、机械波（声波、地震波）等的探测。
狭义上的遥感：指不与探测目标相接触，利用传感器（遥感器），把目标的电磁波特性记录下来，通过对数据的处理、综合分析，揭示出物体的特点及其变化规律的综合性探测技术。
地物波谱特性然界任何物体都具有反射、吸收、发射电磁波的能力，这是由于组成物质的最小微粒不同运动状态造成的；不同的物质由于物质组成和内部结构、表面状态不同，具有相异的电磁波谱特性，这是遥感识别目标的前提；地物波谱特征可通过各种光谱测量仪器测得。
遥感的物理基础任何物体都具有发射、反射和吸收电磁波的性质，物体与电磁波的相互作用，形成了物体的电磁波特性，这是遥感探测物体的依据。
2.遥感的特点（优势）主要有哪些？遥感的特点（优势）：面状信息获取：时效性：快速准确连续性：动态观测多维信息：平面、高程（立体）生动、形象、直观：经济：节约人力、物力、财力、时间……3. 说明遥感应用的基本步骤。
遥感应用的基本步骤：• 根据研究的目标选择合适的遥感数据源考虑空间分辨率、时间分辨率、光谱波段等因素，目标不同、尺度不同、时相要求不同、光谱特点不同• 进行图像的（预）处理多时相图像配准、几何纠正、图像镶嵌、数据融合• 特征参数选择波段选择band selection、特征提取feature extraction（通过一定的数学方法对原始波段进行处理，得到能反映目标地物特性的新的参数，如植被指数、主成分等等）• 建立分类系统各类及亚类分类指标（定性、定量）• 专题信息提取（分类）与综合分析分类，并对分类结果进行分析（数量、质量、分布、发展变化特点与趋势、产生的原因）• 结果检验与成果输出对结果进行验证（直接验证、间接验证），满足需要则输出结果，反之，返回第三步、第四步，进行相关的修改、调整。
遥感作业(1)
1.概念遥感：泛指一切无接触的远距离探测，它是一种远距离目标，在不与目标对象直接接触的情况下，通过某种平台上装载的传感器获取其特征信息，然后对所获取的信息进行提取、判定、加工处理及应用分析的综合性技术。
遥感平台：搭载传感器的载体。
电磁辐射：具有能量传递的，且其能量与与其传播的频率成正比的电磁波。
电磁波谱：按照电磁辐射在真空中传播的频率或波长进行递增或递减排列形成一个连续的谱带，这个谱带就是电磁波谱。
大气窗口：指电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的透射率较高的波段幅照度：实际物体在单位光谱区间内的辐射出射度与吸收系数的比值辐射通量：单位时间内通过某一面积的辐射能量。
（它是辐射能流的单位，记为φ=dW/dt。
用W（J/s）表示；辐射通量是波长的函数，总辐射通量是各波段辐射通量之和。
（压力)）反射率：地面物体反射的能量占入射总能量的百分比黑体：如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收，则称物体为黑体。
地物反射波谱：研究地面物体反射率随波长的变化规律瑞利散射：由大气中原子、分子，如氮、二氧化碳、臭氧和氧分子等引起的散射。
（条件：粒子直径比波长小很多）加色法：由三原色混合，可以产生其他颜色的方法。
减色法：减色法是从自然光（白光）中，减去一种或二种基色光而生成色彩的方法。
（一般适用于颜料配色、彩色印刷等色彩的产生。
）光谱色：圆环上把光谱色按顺序标出，从红到紫是可见光谱存在的颜色，每种颜色对应一个波长值空间分辨率：指遥感图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小，是用来表征影像分辨地面目标细节能力的指标主光轴：通过物镜中心并与主平面（或焦平面）垂直的直线像主点：主光轴与感光片的交点航向重叠：为了使相邻航片之间没有航摄漏洞，也为了做立体观察，应使相邻航片之间有一部分重叠，这一重叠部分就叫航向重叠中心投影：空间任意点（物点）与一固定点（投影中心）连成的直线或其延长线（中心主线）被一平面（像平面）所截，则此直线与平面的交点像点位移：地物反映到航空相片上的像点与其平面位置相比产生位置的移动传感器：获取地面目标电磁辐射信息的装置距离分辨率：侧视方向上的雷达图像分辨率方位分辨率：沿航线方向上的雷达图像分辨率合成孔径雷达：也称侧视雷达，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透视收缩：指山上面向雷达的一面在图像上被压缩且表现为较高亮度的现象。
(完整)《遥感原理与应用》习题答案
遥感原理与应用习题第一章遥感物理基础一、名词解释1 遥感：在不接触的情况下，对目标或自然现象远距离感知的一门探测技术。
2遥感技术：遥感技术是从人造卫星、飞机或其他飞行器上收集地物目标的电磁辐射信息,判认地球环境和资源的技术.3电磁波：电磁波（又称电磁辐射)是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量和动量。
电磁辐射可以按照频率分类，从低频率到高频率,包括有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、4电磁波谱:把各种电磁波按照波长或频率的大小依次排列，就形成了电磁波谱5绝对黑体：能够完全吸收任何波长入射能量的物体6灰体：在各种波长处的发射率相等的实际物体.7绝对温度：热力学温度，又叫热力学温标,符号T，单位K（开尔文，简称开)8色温：在实际测定物体的光谱辐射通量密度曲线时，常常用一个最接近灰体辐射曲线的黑体辐射曲线作为参照这时的黑体辐射温度就叫色温.9大气窗口：电磁波通过大气层时较少被反射、吸收和散射的，透过率较高的波段称。
10发射率：实际物体与同温度的黑体在相同条件下的辐射功率之比.11光谱反射率：物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比。
12波粒二象性：电磁波具有波动性和粒子性.13光谱反射特性曲线：反射波谱曲线是物体的反射率随波长变化的规律，以波长为横轴，反射率为纵轴的曲线。
问答题1黑体辐射遵循哪些规律？(1 由普朗克定理知与黑体辐射曲线下的面积成正比的总辐射通量密度W随温度T的增加而迅速增加。
(2 绝对黑体表面上,单位面积发射的总辐射能与绝对温度的四次方成正比。
（3 黑体的绝对温度升高时,它的辐射峰值向短波方向移动。
(4 好的辐射体一定是好的吸收体.(5 在微波段黑体的微波辐射亮度与温度的一次方成正比。
2电磁波谱由哪些不同特性的电磁波段组成？遥感中所用的电磁波段主要有哪些？a。
包括无线电波、微波、红外波、可见光、紫外线、x射线、伽玛射线等 b。
遥感作业
作业：一、名词解释：1、电磁波2、电磁波谱3、绝对黑体4、光谱辐射通量密度5、大气窗口6、发射率7、光谱反射率8、光谱反射特性曲线填空题：1、电磁波谱按频率由高到低排列主要由____ 、 ____ 、 ____ 、 ____ 、 ____ 、____ 、 ____ 等组成。
2、绝对黑体辐射通量密度是 ____ 和 ____ 的函数。
3、一般物体的总辐射通量密度与 ____ 和 ____ 成正比关系。
4、维恩位移定律表明绝对黑体的 ____ 乘 ____ 是常数2897.8。
当绝对黑体的温度增高时，它的辐射峰值波长向 ____ 方向移动。
选择题：(单项或多项选择)1、绝对黑体的①反射率等于1 ②反射率等于0 ③发射率等于1 ④发射率等于0。
2、物体的总辐射功率与以下那几项成正比关系①反射率②发射率③物体温度一次方④物体温度二次方⑤物体温度三次方⑥物体温度四次方。
3、大气窗口是指①没有云的天空区域②电磁波能穿过大气层的局部天空区域③电磁波能穿过大气的电磁波谱段④没有障碍物阻挡的天空区域。
4、大气瑞利散射①与波长的一次方成正比关系②与波长的一次方成反比关系③与波长的二次方成正比关系④与波长的二次方成反比关系⑤与波长的四次方成正比关系⑥与波长的四次方成反比关系⑦与波长无关。
5、大气米氏散射①与波长的一次方成正比关系②与波长的一次方成反比关系③与波长无关。
问答题：1、电磁波谱由哪些不同特性的电磁波组成？它们有哪些不同点，又有哪些共性？2、物体辐射通量密度与哪些因素有关？常温下黑体的辐射峰值波长是多少？3、叙述沙土、植物和水的光谱反射率随波长变化的一般规律。
4、地物光谱反射率受哪些主要的因素影响？5、何为大气窗口？分析形成大气窗口的原因，并列出用于从空间对地面遥感的大气窗口的波长范围。
6、传感器从大气层外探测地面物体时，接收到哪些电磁波能量？二、名词解释：1、遥感平台2、遥感传感器3、卫星轨道参数4、升交点赤经5、轨道倾角6、近地点角距填空题：1、遥感卫星轨道的四大特点 ____________ ________ ____ ________ __________ 。
5遥感技术与应用-航空遥感
第5章 航空遥感
(airborne sensing)
航空遥感：以中低空遥感平台为基础进 行摄影（或扫描）成像的遥感方式 本章提要(„)
5.1 航空遥感系统 航空遥感平台、航空摄影方式、优缺点 5.2 航空像片的物理特性 5.3 航空像片的几何特征
5.4 像片投影差
5.5 像片视差 （立体测量） *5.6 航摄飞行计划（自学）
23
航空摄影方式
多航线摄影：
沿数条互相平行的直线航线对一个广大地区进行的 连续的、布满全区的摄影。 由几个相互平行、相互连续并有一定重叠部分的单 航线摄影组成。 旁向重叠：相邻航线的各相邻像片间的重叠 旁向重叠度：旁向重叠面积与一张像片总面积之比。 一般为15%-30%。 为避免飞行偏差，一般航线长度限制在60-120km。
航向重叠 旁向重叠
Flightl ine #2 20 ?30% sidel ap Flightl ine #3
Jensen, 2000 26
航空摄影方式
（3）按摄影所用的波段分
普通黑白摄影：城市航空摄影测量使用的基 本资料
天然彩色摄影：蓝、绿、红三种感光乳剂
黑白红外摄影：对可见光、近红外波段感光 彩色红外摄影：绿、红、红外波段感光（主 要类型） 多光谱摄影：多个波段航空像片 机载侧视雷达
航空遥感灵活，适用于一些专题遥感研究
根据用户的需求, 灵活选择具有特定空间分辨率、波谱分辨率、时间分 辨率的传感器, 设计航空遥感飞行的方案和路线等 ；
航空遥感作为实验性技术系统,是各种星载遥感 仪器的先行检验者
检测传感器的功能；一切星载遥感仪器都是以机载试验为前提的
信息获取方便
可以随时随地对需要侦察或普查的地区进行遥感
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第五章遥感图像几何纠正
名词解释：构像方程几何变形 RFM 多项式纠正间接法纠正重采样图像配准图像镶嵌 DEM
1、 构像方程：是指地物点在图像上的图像坐标（x，y）和其在地
面对应点的大地坐标（X，Y，Z）之间的数学关系。
2、 几何变形：是指原始图像上各地物的几何位置、形状、尺寸、
方位等特征与在参照系统中的表达要求不一致时产生的变形。
3、 RFM：有理函数模型，是利用分子和分母都采用多项式来形成比
值得到的多项式模型。
4、 多项式纠正：回避成像的空间几何过程，直接对图像变形的本
身进行数学模拟，用一个适当的多项式来描述纠正前后图像相
应点之间的坐标关系。
5、 间接法纠正：是从空白的输出图像阵列出发，亦按行列的顺序
依次对每个输出像素点位反求原始图像坐标中的位置。
6、 重采样：采用适当的方法把该点位周围邻近整数点位上亮度值
对该点的亮度贡献累积起来，构成该点位的新亮度值，这个过
程称为重采样。
7、 图像配准：实质就是遥感图像的几何纠正，是根据图像的几何
畸变特点，采用一种几何变换将图像归化到统一的坐标系中的
过程。
8、 图像镶嵌：当感兴趣的研究区域在不同的图像文件时，需要将
不同的图像文件合在一起形成一幅完整的包含感兴趣区域的图
像，这就是图像镶嵌。
9、DEM：是一定范围内规则格网点的平面坐标（X，Y）及其高程
（Z）的数据集，它主要是描述区域地貌形态的空间分布，是通
过等高线或相似立体模型进行数据采集（包括采样和量测），
然后进行数据内插而形成的。
问答题：
1． 根据通用构像方程，写出中心投影影像、推扫式影像、逐点扫描影像和侧视雷达影像的构像方程。
中心投影构像方程： 其中是成像比例尺分母，A为旋转矩阵。
推扫式影像：
逐点扫描式影像： 其中
侧视雷达影像：
2． 分别指出Landsat-7、SPOT-5、TERRASAR—X的瞬时等效像点坐标。
Landsat-7使用的传感器是ETM+，属于逐点扫描式传感器，每个像元坐标都是（x=0,y=0），由其构像方程可得其瞬时等效像点坐标为：
SPOT-5搭载的传感器是HRV线阵列推扫式扫描仪，瞬时像点坐标是（0,y,-f）,瞬时等效像点坐标是：(垂直成像时)
(侧视成像时)
TerraSAR-X卫星是德国发射的SAR卫星，其传感器是合成孔径雷达，其瞬时等效像点坐标为：
3． 根据中心投影影像姿态产生的变形误差公式，推导出推扫式影像、逐点扫描影像和侧视雷达影像的像点位移公式。
中心投影影像姿态产生的像点位移公式为：
推扫式图像中x=0,y=y,带入方程得到：
逐点扫描式中像点坐标为x=0,y=0,但中心投影是在垂直摄影的前提下，故需将侧视投影转换到垂直投影下来即得到带入方程得到的像点位移公式为：
侧视雷达等效为中心垂直投影时的像点坐标为,代入方程得到像点位移公式为：
4． 叙述多项式拟合法纠正卫星图像的原理和步骤。
原理：回避成像的空间几何过程，直接对图像变形的本身进行数学
模拟，而遥感图像的几何变形是多方面的，难以用一个确定的数学
模型来进行表达，所以就用多项式来表达纠正前后图像之间的坐标
关系。
步骤：1）根据控制点列出平差模型，求解多项式系数；
2）确定纠正后图像的边界，利用间接法或者直接法进行图像的纠正变换；
3）对纠正后的数字图像进行灰度重采样；
4）对纠正结果进行评价。
5． 直接法纠正和间接法纠正的主要区别是什么？
两种纠正变换方法的主要区别在于纠正变换函数的不同，互为逆变
换，直接法是从原始图像出发得到纠正后图像位置，间接法是从空
白图像出发逐点得到对应原始图像的位置；另外，在纠正后像素获
得灰度值的方法上也有所不同，直接法是亮度重配置，间接法是亮
度重采样。
6． 两幅影像进行图像镶嵌应解决哪些关键问题？
1） 两幅不同图像的连接。
不同的图像的几何位置和变形是不一样的，解决几何连接的方法就是几何纠正，将所有图像纠正
到一个统一的坐标系下去掉重叠部分连成一幅图像。
2） 保证拼接后的图像反差一致，色调相近，没有明显的接缝。
这个问题采用最佳镶嵌边搜索的方法得到最佳镶嵌边，然后
进行色调和反差的调整，最终进行边界线的平滑就可以处理
了。
7． 图像配准和图像镶嵌的异同点是什么？
相同点：两者的实质都是图像的几何纠正。
不同点：图像配准只是利用几何纠正将不同的图像进行对准实现所有图像在统一的坐标系下；而图像镶嵌是将不同图像合并在一起得到一幅包
含完整感兴趣区域的图像。
计算题
若P(i,j)=G表示在影像上第i行第j列的像元灰度值为G。
对于P(101，
56)=50、P(101，57)=20、P(102，56)=40、P(102，57)=30的四个像
元，分别利用双线性内插和双三次卷积计算像元P(101.6，56.4)的灰度。
答：1、利用双线性内插
P（101.6,56.4）==39.2
灰度值取整得到P（101.6,56.4）=39
2、双三次卷积
此时计算时需要P（101.6,56.4）周围4*4=16个像素的
灰度值，此时只有4个像素，故无法进行双三次卷积运算。