遥感概论复习题环科.doc

《遥感概论》课程复习思考题

1.何谓遥感？遥感技术系统主要包括哪几部分？

遥感:顾名思义是遥远感知的意思。它是一种远距离的，不与物体直接接触而取得其信息的一种探测技术。

从广义上说是泛指从远处探测，感知物体或事物的技术。即不直接接触物体本身，从远处通过仪器（传感器）探测和接收来自目标物的信息（如电场，磁场，电磁波，声波，地震波等信息），经过信息的传输及其处理分析，识别物体的属性及其分布特征的技术。狭义遥感是指从远离地面的不同丁?作平台上（如高塔,气球，飞机，火箭，人造地球卫星，宇宙飞船，航天飞机等）通过传感器，对地球表面的电磁波（辐射）信息进行探测，并经信息的传输，处理和判读分析，对地球的资源与坏境进行探测和监测的现代化的综合性技术。

遥感技术系统包括：

一、遥感信息的收集系统

1、遥感传感器。（按电磁波接收方式的不同可分为被动式遥感传感器、主动式遥感传感器）

2、遥感平台

二、遥感信息的接收和预处理系统：地面接收站主要由两套处理系统组成

1、I RRS系统，即进行遥感数据接收和记录的接收系统。

2、I DPS系统，即进行图象预处理的图象数据处理系统。

三、遥感信息的分析和判读系统

1?目视判读

2 .光学处理

3.数字图象处理

2.当前遥感发展的特点如何？

（1）新一代传感器的研制，以获得分辨力更高，质量更好的遥感图象和数据。

随着遥感应用的广泛和深入，对遥感图象和数据的质量提出了更高的要求。其空间分辨力，光谱分辨力及时相分辨力的指标均有待进一步提高。

（2）遥感应用不断深化"

在遥感应用的深度和广度不断扩展的情况下，微波遥感应用领域的开拓，遥感应用成套技术的发展，以及全球系统的综合研究等成为当前遥感发展的又一动向。

⑶地理信息系统的发展与支持是遥感发展的乂…进展和动向。

地理信息系统（GIS）是60年代初发展起来的一种新技术，它是一种管理和分析空间数据的有效工具，是遥感的进一步发展和延伸，成为遥感技术从实验阶段向生产型商品化转化历史进程屮的又一进展，成为当前遥感发展的又一新动向。

3.试述遥感在地学中的主要应用，并举例说明。

一、遥感已成为地理研究的巫要信息源

|.遥感的引入使地理学增加了一种获取信息的现代化手段。

2.遥感的引入为地理学的区域综合分析，区域动态分析的深入研究提供了便利的基础。

3.遥感的数据源种类繁多，为当今地理学的发展开辟了新的途径。

4.这些数据逐渐成为地理学研究的重耍数据源。

二、遥感C成为地理研究的巫要于段和方法。以往地理学传统工作方法常是从点,线实地观测入于，以点、线逐渐过渡到区域而上的分析研究，现今由于遥感信息的应用，则可首先从而上区域分析研究入手，然后有重点地选择若干点，线进行野外验证和检查。这样大大减少了实地观测的野外工作量，节省了人力财力，提奇了效率也提奇了研究工作的楮度和质量。

举例:

A.在地质上，对研究区域人地构造，找金，找煤，找地下水，大型工程的稳定性评价都做了大量的工作。

B.水资源方面，如青藏高原以往300年来先后历经了150多次考察，查出了500多个湖泊，而近年来利用遥感不仅对以往的湖泊面积，形状进行了修正，而且还补充了地面考察或地图上未标明的300多个湖泊

C.最近北京师范大学等高校利用遥感和GIS监测影响我国气候的沙尘暴天气。

4.遥感技术中常用的电磁波波段有那些？

主要是紫外到微波的范鬧，

紫外波段0.01“加一0.40“加；（其中只有0.3—0.4“加波长的紫外线部分能穿过大气层到达地面，且能量很小，小于

0.3〃加的紫外线儿乎都被吸收。H前主要用于探测碳酸盐岩石的分布及水面油污染的监测。）

可见光波段0.40“血一0.76“加（鉴別物质特征的主要波段，是遥感最常用的波段）

它可分为：紫色光0.40 jLim—0.43 yin

兰色光0.43 pm—0.47 fim

青色光0.47 pm—0.50 fdm

绿色光0.50 pm—0.56 /Lim

黄色光0.56 pm—0.59 /um

橙色光0.59 /Lim—0.62 jum

红色光0.62 pm—0.76 pm

红外波段0.76//m—1000//m （1mm）,它也是遥感中常用的波段。

它可分为：近红外波段0.76“加一3.0〃加（反射红外或光红外）

中红外波段3.0pn—6 /um（热红外）

远红外波段6jLim—\5pn（热红外）

超远红外波段15/zm—1000/zm （热红外）

微波波段lmm-lmo （全天候遥感，冇主动和被动Z分，具冇穿透能力，发展潜力大）

它可分为：毫米波1—lOnini,厘米波1—10cm,分米波0. 1—lm

5.太阳的电磁辐射与地球的电磁辐射总的特点是什么？两者有何不同。

总的特点：都属于自然辐射源

□然界中最大的两个辐射源是太阳和地球。太阳是可见光和近红外遥感的主要辐射源，地球是远（热）红外遥感的主要辐射源。（1）太阳辐射

1）太阳辐射覆盖了很宽的波长范围。

2）太阳辐射的大部分能量集中在0.4-0.76/zm之间的可见光波段。它占太阳辐射总能量的43.50%,所以太阳辐射一般称为短波辐射。

3）太阳辐射主要由太阳大气辐射所构成，在射出太阳大气后，己有部分太阳辐射能被太阳大气（主耍是氢（H2）利氮（N2））所吸收，使太阳辐射能量受到-?部分损失。

4）太阳辐射以电磁波的形式，通过宇宙空间到达地球表而（约1.5X108km）,全程吋间500秒。地球挡在太阳辐射的路径上，以半个球面承受太阳辐射。地球表面各部分承受太阳辐射的强度不相等。

5）人阳辐射先通过大气圈，然后到达地面，由于大气对太阳辐射冇一定的吸收，散射和反射，所以投射到地球表面上的太阳辐射强度有很大的衰减。

（2）地球的电磁辐射

地球辐射可分为两个部分：短波（0.3-2.5"加），主耍是反射信息（反射太阳的红外辐射），它只能在白天接收太阳的辐射能。另一部分是长波以上）主要是发射信息（热辐射），它既能在白天发射也能在夜间发射。

地球辐射的峰值波长在9.66“加处，属于远红外波段范围。

由太阳和地球辐射的电磁波谱，左边为太阳辐射波谱曲线，右边为地球辐射波谱曲线，两曲线相交于5/Llm上方。由图可得出三个结论：

（1）当A < 时，传感器接收的信息是地面反射太阳辐射的能量，它包括可见光，近红外与近紫外的能量，R

以町见光的能量为主。地球门身的热辎射极弱。

（2）当久〉6“加时，传感器接收的信息是地物发射的长波辐射（热辐射）能量为主，峰值波长在9-1O///72处，故

以远红外为主。发射信息，口天、夜晚均可接收。

（3）当2在3-6“加时，即中红外波段位置时，太阳与地球的热辐射均不能忽视，所以在进行红外遥感时摄影时间

常选择在淸晨时分，H的是尽最减少太阳辐射的影响。

6.大气散射有几种类型？选择性散射与非选择散射有何不同？

根据辐射的波长与散射微粒的大小之间的关系，散射作用可分为三种：

1）瑞利散射：由较小的大气分子引起的，当微粒直径d比辐射波长兄小得多时，即d vv/l,所引起的散射。

7 A 1

-?般地dv —时，0=4 yoc —-

10 才

它主要由大气分子对可见光的散射引起的，所以也叫分子散射。当波长大于时，瑞利散射可不予考虑，故红外线和微波町以不考虑瑞利散射的影响。但在可见光中由丁-波长愈短，瑞利散射的影响愈大，如晴空呈兰色，由于大气屮的气体分子把波长较短的兰光散射到天空中的缘故。

2）米氏散射：当微粒直径与波长相差不大，即d = a时，所引起的散射。卩=2；厂土

A

米氏散射主要山大气中的气溶胶所引起的。由于大气中的云、雾等悬浮粒子的大小与0.76?15“加的红外线的波长相近，因此云、雾对红外线的米氏散射有影响。

瑞利散射和米氏散射都属于选择性散射。即波长越短，散射越强烈。

3）非选择性散射：当微粒的直径比波长人得多时，即〃>>2时，所发生的散射。当d>2时，0 = 0,卩为一常数，

散射强度与波长无关，即任何波长的散射强度相同。因此大气中的水滴、雾、烟尘等气溶胶对太阳辐射常常出现这种散射。常见的云或雾均由大水滴组成，即d? A ,对各种波长的可见光散射均相同，呈白色。这种散射将使传感器接收到的数拥受到严重影响。在可见光和近红外波段，瑞利散射是主要的。由于瑞利散射的缘故，紫外线在地面极弱，也很难作为遥感可用的波段。当波长超过1“加时，瑞利散射的影响可忽略不计，但在波长大丁?0.5“加时，米氏散射超过了瑞利散射的影响。在微波波段，由于波长比云屮

小水滴的真径还要大，所以小雨滴对微波波段是属于瑞利散射，因此微波有较强的穿透云层的能力。7-说明反射率.透射率和吸收率之间的关系和区别。

关系：按能戢守恒与转换定律，物体反射、吸收、透射电磁辐射的能力，可用物体反射能量.吸收能量和透射能量占

入射能量的比例系数（或百分率）来表示。即:E入射/E入沪E SM/E M+E吸枚/E入转+E酬/E入射=1

也可以写成：1 =/7 + Q + f （1）（式中：p—反射率，（X—吸收率，T—透射率）

对于不透明的物体而言，r=o,因此（1）式可写成：p + a = l（2）

地物的反射率可以用仪器测定，而吸收率可通过（2）式求出。

上式表明，地物反射率越高，其吸收率越低；吸收率高的物体，其反射率就低。自然界屮不同的地物反射率是不同的, 表现为不同的光谱特性，即使同一地物由丁-表面情况不同，英光谱特性也会发生变化。

区别：反射率：地物反射电磁波能力的大小，一般用反射率表示。地物的反射率是地物的反射能量与入射能量之比，其数值用百分率表示。即：

反射率是可见光和近红外波段遥感的主要判读依据。地物的反射率大小与入射电磁波的波长、入射角的大小以及地物表面的颜色和粗糙度等有关。在-?般情况下，当入射电磁波波长一定时，反射能力强的地物，反射率大，传感器记录的亮度值也大，在黑白遥感图彖上色调就浅。反Z,反射入射光能力弱的地物，反射率小，传感器记录的亮度值就小，在黑白遥感图象上色调就深。这些色调的差异就是遥感图象目视判读的基本出发点。

航空遥感技术中常用亮度系数表示地物反射电磁波的能力的人小。其含义是指在相同照度条件下，物体表面的亮度与理想的纯白色全反射表而的亮度之比，即：

透射率：透射是入射光经过折射穿过物体后的出射现象。被透射的物体为透明体或半透明体。为了表示透明体透过光的程度，通常（了OC

用入射光通量与透过后的光通量Z比T來表征物体的透光性质，T称为光透射率。吸收率：是指投射到物体上而被吸收的热辐射能与投射到物体上的总热辐射能Z比。这是针对所有波长而言，应称为全吸收率，通常就简称为吸收率。

8、什么是大气窗口？

太阳辐射与大气相互作用产生的效应，使得能够穿透大气的辐射，局限在某些波长范围内。通常把通过人气而较少被反射, 吸收或散射的透射率较高的电磁辐射波段称为大气窗口。

9、水、植被、土壤的反射光谱特征各有那些特点？

地物的反射光谱一一地物的反射率随入射波长变化的规律。

地物的反射光谱曲线一一按地物的反射率与波长之间的关系绘成的曲线（横坐标为波长值，纵坐标为反射率）。

1、水体的反射光谱特性。

水体的反射率，除镜血反射方向外，在各个波段内都较低，一般在込左右。清水的反射率一般在可见光部分为4?5%,在0.6（橙光）处下降至2?3%,到0.75以后的近红外波段，水成了吸收体。混浊水的反射波谱曲线随着悬浮泥沙浓度的增加而增高。

2、植被的反射光谱特性。

植被是地面分布最广的地物之一，植物对口然坏境的依赖性又人，所有植物由于叶绿素含量利植物细胞结构的不同, 各自具有特殊的光谱效应，因而植被在遥感图象上较易识别，并且成为指示自然环境（如气候，水分等）的最好标志。

植物的难本波谱特征是：

1）可见光绿波段0.55 /urn附近有10?20%的反射峰。

2）近红外波段0.741.3“加；0.8?1.0“加；0.7?1.4“加间具有50?60%的强反射峰。

3）1.35?2.5“加；1?3“"2部分是一个衰减曲线。在0.45 /J1TI和0.65 /Llm，近红外波段L5 “m、1.9 “m和2.6?2.7 “加附近具冇强烈吸收。究其原因，可见光波段川（0.7“加）的吸收是由叶绿素吸收引起的。近红外波段的吸收是由细胞液和细胞腸中的水分子造成的。

3、土壤的反射光谱特性。

不同质地的土壤，其波谱反射率是不同的。

a.粉砂的反射波谱曲线幣体都高。

b.腐植土最低，反射率在0.1 （10%）左右。

c.基岩上风化残积物因颗粒较细，反射波谱特征与肚岩和似，干燥的残积物的反射率要比基岩高；较湿润的残积物，反射率

比湿润的基岩还要低，说明反射率与含水分的多少密切相关。

d.土壤中波谱的亮度系数还与土壤的理化参数（盐分类型、含量、碱化度等）冇关。

在0.4?1.05“加间波谱曲线在总体轮廓上是上升的，盐渍土反射率要比非盐渍土高得多，并随着盐渍程度得加重，曲线向上平移。

10?热辐射的定律有那些？主要内容是什么？

诸朗克定律:W第

1

^ch/AkT1 e — 1

普朗克公式给出了黑体辐射的能戢与温度、波长的关系。指出了黑体在不同温度下辐射能戢随波长变化的规律。即表示了黑体辐射通量密度与温度的关系以及按温度、波长分布的情况。Plank公式指出了黑体在不同的温度下，绝对温度升高, 光谱辐射通量密度增大，为最大能量值。

2.维恩位移定律

黑体辎射的三个特性：

（1）黑体在不同温度下具有不同的发射光谱。

（2）在每一给定的温度下，黑体的光谱辐射通量都有一个极大值。

（3）随着温度的升高，英辐射通量迅速增高，对应的蜂值波长向短波方向移动。

该定律指出，黑体辐射的峰值波长与热力学温度的乘积是常量，即

维恩位移定律描述了物体辐射的峰值波长与温度的关系，随着温度的升高辐射最大值对应的峰值波长向短波方向移动。

3 ?斯蒂芬一玻尔兹曼定律:

W.=oT4 =「竺L. _必

久 "八一1 （式中。■为斯蒂芬一玻尔兹曼常数。）

该定律证明了黑体单位面积在单位时间内向半球空间辐射的总能战W（）（即黑体总辐射通量密度，单位为w-cm'2）与绝

对温度丁的四次方成正比。

该定律只适用于绝对黑体,对于一般物体则需加以修正后才能适用。根据基尔霍夫定律和斯蒂芬一玻尔兹曼定律可以

导出一般物体发射热辐射的能量为：

w = ￡oT"或W=（￡为发射率，°为吸收率。）

上式表明，一般地物的热辐射能戢与该地物的绝对温度的四次方及该地物的发射率成正比,所以只要地物有微小的温度差异,

就会引起较显著的变化。只要地物的发射率不同，温度相同的两种地物也会表现出不同的辐射特性。

斯蒂芬一玻尔兹曼定律强调的是黑体辐射能量是物体表面温度的函数这一特性。11?感光材料的主要性能指标有哪几个？

感光材料的性能指标主要有感光度、反差和分辨率等。

（1）感光度：指感光材料对光线作用的敏感程度或感光快慢程度。（它是确定曝光时间的主要参数。感光材料的感光度愈高，曝光时间愈短。）

（2）反差和反差系数：反差即黑白差，即黑白像片（胶片）中明亮少阴暗部分亮度的差別。反差系数是指影像上表现出的反差与原景物反差的比值，用I■表示。r=影像反差/景物反差

--般情况下，密度大，反差大；反之，则小。反差小则软，反差大则硬。

（3）分辨率：指感光材料对景物细微部分的表现能力。（常用1亳米内能够看清楚多少黑白相间的平行线对数来表示, 单位为线对/毫米。一般航空摄影胶片的分辨率为40-150线对/毫米。）

12?区域航空摄影中为什么要有重叠？重叠率是多少？为什么航向重叠要比旁向重叠的重叠

率高?

沿着数条航线对较大区域进行连续摄影，称为面积摄影（或区域航空摄影），面积摄影要求各航线互相平行。为了使粗

邻像片的地物能相耳衔接以及满足立体观察的需要,相邻像片间需要冇一定的重叠称航向重叠°航向重叠一般应达到60%,

至少不小丁53%,山区耍提高到70%。航向重叠率高，立体成像的部分曲积就大，便丁?航片的判读。航线上具冇重叠关系的两张相邻的航片称为一个“像对”。

相邻航线之间的像片也要有一定的重叠，这种重叠称为旁向重叠，一般应为30?15%。这种重叠是为了防止遗漏摄影面积,因此重叠部分可以小一些。

13?什么是中心投影？中心投影有那些特点？中心投影与垂直投影有那些不同？

（1）中心投影——就是空间任意点或直线均通过一固定点（投影中心）投影到一平而（投影平而）上而形成的透视关系。（2）中心投影成像特征：对中心投影而言，点的像还是点；直线的像一般仍是直线，只有空间中的直线，其延长线（指投影光线）通过投影中心时，该肓线的像才是一个点。空间曲线的像一般仍为曲线，但若是空间曲线在一个平面上，而该平面又通过投影中心时，它的像则成为直线。

（3）中心投影和垂直投影的区别：航空像片属中心投影，而地形图的投影属垂直投影，两者的区别主要表现在三个方册：1?投影距离的影响不同:对于垂直投影，构像比例尺?与投影距离无关。而中心投影，则随投影距离（航高）而化。

2.投影面倾斜的影响不同:当投影而倾斜时，垂直投影的影像仅表现为比例尺有所放大。而中心投影的影像像主点的一侧比例缩小而另一侧放大。

3.地形起伏的影响:地形起伏对垂直投影没冇影响，而在小心投影屮，同一铅垂线上的不同高程点，在构象时，像平面上会引起投影差。

14.如何确定航空像片的比例尺？航片上各处的比例尺是否一致，为什么？

像片比例尺通常是指在像片上某一线段与地血相应线段的长度Z比。但在航空像片上这种说法就不一定成立，因为在航片上地形

常常冇起伏，像片上量得的某一线段很町能是地面的斜距离。所以像片的比例尺可根据摄影机的焦距和飞机的航高计算。

焦距有时标注在角隅，若没有，焦距和航高均可向航测单位索取。测定航片比例尺的方法，通常是选择分布在阿个角，离程大体相近的明显的地物点，分别量出它们在航片上的距离dl和d2,然后再在地形图上量取地面长度D1和D2,然后用卞列

公式求取: 1d2

°2

各处的比例尺不一定都一致

1.在平坦地区，摄影时像片通常处于水平位置，则像片的比例尺处处是一致的。像片的比例尺等于焦距f和航高HZ比，它与线段的方向，长短无关。

2.多数情况下，地形是起伏不平的。因此地面到航摄仪镜头的距离（真航高）各处就会不同。即使在同一张像片上，像片的比例尺各处也是不同的。

地形起伏较大的像片只能求取像片的平均比例尺，实际上每个点的比例尺都是互不相同的。水平像片的比例尺因地形起伏的影响，各处的比例尺是变化的，这是由于航空像片是中心投影的原因。

15.什么是航空像片的投影误差？投影误差的规律是什么？

在这些像片上高出或低丁起始面的地物点在像片上的像点位置，与平面上的位置比较产生了位移，这种因地形起伏而引起的像点位移也称投影误差。

投影误差的规律：

1.投影差大小与像点距离像主点的距离成正比,即距离像主点愈远，投影差愈大。像片中心部分投影差小，像主点是唯一不因高差

而产生投影差的点。

2.投影差人小少高羌成止比，高羌愈人，投影羌也愈人。高差为正时，投影差为正，即像点向外移动（远离小心点）；高差为负

时（即低于起始血），投影差为负，即像点向着中心点移动。

3.投影差与航高成反比，即航高愈高,投影差愈小。

16.航片判读中主要依据那些判读标志？

人们最常使用的判读标志冇：形态（大小和形状）、色调、阴影和纹理图案等，英屮最主要的是形态和色调。

（一）形态：包括地物的几何形状和人小。任何地物都冇一定的形状和大小。在航片上通过色调深浅的变化或彤像纹理的差异，可以直接判读岀地物的形态。例如公路、铁路、河流等其外部形态呈线状或带状。

（二）色调：指地物在航片上反映的黑口深浅程度，称为“灰度”或“灰阶”。它是地物对入射光线反射率高低的客观记录。（色调是航窣像片判读的重要标志）

影响影像色调的主要因素冇以下几个方面：

（D地物的反射特征。亮度系数大，像片上的色调浅，亮度系数小，色调就深。

（2）物体本身的颜色。（3）地物的表面结构。（4）湿度大小。（5）摄影季节。

（三）阴影：是像片上阳光被地物遮挡产生的影子。在像片上表现为地物背光而形成的深色或黑色的色调。借助于地物的阴影，有助于建立立体感，也能帮助我们观察到物体的侧面形态，弥补垂貢摄影的不足。但地物的阴影常常掩盖物体的细节，给像片的判读带來不利。

（1）本影一地物本身未被阳光直接照射到的阴暗部分的影像。在山区，山体的阳坡色调亮，阴坡色调暗，山越高,III 脊越尖，山体两坡的色调羞越大，界线越分明。这种色调的分界线就是山脊线。因此，利用山体的本影可以识别山脊、山谷、冲沟等地貌形态特征。

（2）落影一光线斜照时，在地面上出现的物体的投落阴影。落影有助于识别地物的侧面形态及一些细微特征。并可根据其长度，估计或测量出物体的高度。

（四）纹理图案：又称影纹图案或纹理，是通过色调或颜色变化表现的细纹或细小的图案，这种细纹或细小的图案在菜一确定的图象区域中以-?定的规律重复出现。

17?试说明热红外图像的几何特征和物理特征。

（一）几何特征

1.投影性质：属于动态多中心投影。

2.比例尺

0 = 0H2a（0一瞬时视场角，H—航高，。一扫描角）

随着扫描角的增大，比值逐渐变小。即图像边缘比例尺比图像中央小。

3?地面分辨率：取决于扫描仪瞬时视场角的大小（为一常数）、航高和扫描角。

瞬时视场角越小，航高越低，扫描角越小，瞬时视场的线度就越小（瞬时视场线度，就是扫描仪能分辨的地面

目标的最小尺寸），地面分辨率越高。反Z,分辨率越低。

4.几何畸变

主要表现在两个方面：

（1）扫描畸变

（2）图像的不规则性

（二）物理特性

1.光谱分辨力（区分地物发射光谱特征中微小差异的能力）：它主要取决于传感器所使用的波段数目，波段波长

以及波段宽度。

2.温度分辨力（指能区分地面微小温度差异的能力）：它主要取决于传感器探测元件的性能。

3.解像力（指热红外图象能够被判读的能力）：它与温度分辨力、光谱分辨力有关，也与成像时间有关。一般说来,

热红外图象的解像力低于可见光图象，但在某些方面又优于可见光图像。

18.热红外图像的判读标志有那些，它与常规判读标志有何不同？

1.色调标志：（色调是热红外图象判读的重要依据）

浅色代表强辐射体，说明英表面温度高，又称暖色调；

暗色代表弱輻射体，说明其表面温度低，又称冷色调。

因此利用热红外图象可以区分具有温度差异的地物。但用色调标志判读时，应注意以下问题：（1）在许多情况下，温度相同, 即红外发射能量相同的地物，不…定就是同…地物。即不同的地物有时也具有相同的图象色调。因此不能单纯的依据色调来区分地物。（2）地物具有周日变化规律。因此色调的分析要注意成像时间。

2.形态标志

热红外扫描图彖上的地物形态轮魔很模糊,而且形状大小也与实际地物不完全相同，特別是那些温度较高的地物会在图彖上产生比原物体大许多倍的影像一称热晕效应,但它们可作为判读地物属性的标志。如岡形的烟筒，线状的公路，方形的建筑等。

3.阴影特征

阴影有两种：光阴影和热阴影。可见光图象上的阴影是光阴影。一旦太阳落山，光阴影也就立即消失。热红外图象上的阴影是热阴影.白天由于光照形成温差，其面积和人小与可见光基木相似，而太阳落山或被云层覆盖后在一段时间内热阴影还会继续存在。（如机场上的飞机白天光照后在其下部形成热阴影，一旦飞机飞走，仍可推断出飞机的停机位置。热阴影的特征时间取决于地物的热惯量和热容:ft,这些在判读时十分有用。应用举例：（1）煤层燃烧（2）森林火灾（3）城市热岛（4）地热分布调查（5）火山地质（6）水文地质）

20?侧视雷达图像的地面分辨率由哪两种分辨率组成？从近射程至远射程是如何变化的？

1.距离分辨率（指垂直于航线方向的分辨率）：

宙近射程至远射程，俯角由人逐渐变小时，距离分辨率由低逐渐增高。

2.方位分辨率（指航向上的分辨率）：

方位分辨率在近射程部分要比远射程部分离,天线愈长，方位分辨率愈离。

21?试说明侧视雷达图像的几何特征。

1、投影性质为旋转斜距投影，其地面分辨率为互不相关的方位分辨率和距离分辨率。

2、距离畸变:山于距雷达天线的距离不等，即雷达波束的俯射角不同，在图象上表现为长短不一。近距离端的图象被压缩造成儿何失真。

3、透视收缩:雷达波辎射到地面上斜坡的时间长短，决定了斜坡在雷达图象上的长短。所冇面向雷达的斜坡，其雷达图彖长度都比实际长度短，这种现象称为雷达的透视收缩。

4、雷达叠掩:一些坡度很大的目标，如陡山肖的山峰等，在大俯角情况下，顶部比底部离雷达天线近，顶部先于底部成像，产生H

标倒置的视觉效果，这种现象称为雳达叠掩（或称顶底位移）。雷达叠掩多出现在近距离端，后坡不会产生叠掩

5、宙达阴影:雷达波沿H线传播，当受到高大H标阻描时，H标背面将有雷达波照射不到的盲区，因此不会有回波返回雷达，在图象的相应位置形成黑色调的盲区，这种喑区称为雷达阴影。

22?侧视雷达图像的色调变化与哪些因素有关？试说明各种因素是如何影响的。

侧视雷达图彖上色调深浅反映了地物后向散射回波的强弱，回波愈强的图彖上色调愈浅，回波愈弱的图彖上色调愈深。地物后向散射回波的强弱与许多因素有关，主要影响因素如下：

1.地物表而的粗糙度（是影响侧视雷达图象色调的最巫要因素）：

光滑表而在侧视雳达图象上的色调很黑很深,如静止的水而和光滑的水泥路而呈黑色调。

粗糙表面对宙达产生回波产生漫反射，呈较浅的色调O

小等粗糙表面对宙达微波产纶混合反射，呈小等灰色调

2.雷达波束的照射俯角

对于光滑衣而，当俯和较小和中等时,在雷达图象上显示很逢的色调

俯角很大在图象上呈现很浅的色调

对于粗糙表面俯角的影响不明显

3.雷达波长和极化性质

同一地物在不同的波长下的回波有很大不同。一般波长短，图象分辨率高，但穿透能力茅。波长越长，有一定的穿透能力, 但图象分辨率差。

极化性质是指其电场强度欠戢方向随时间变化的方式。

微波极化性质不同，地物产生的回波强度就不同，因而图象上的色调也随Z不同。

4.地物的物理电学性质

复介电常数人或导电率高的地物（如金属桥梁）都能产生较强的回波信号，在图象上色调较浅。在干旱的沙漠区，可获得较好的穿透效果。

23?陆地卫星的传感器有几种？波段是怎样划分的？各种传感器中各个波段的分辨率是多少。（一）多光谱扫描仪

1.简称MSS,它把來口地曲上的电磁波辐射（反射或发射）分成四个波段进行记录，分别命名为：

波段4(MSS—1)0.5—0.6 如

0.6—0.7 "加

波段5(MSS—2)

波段6(MSS—3)0.7—0.8 如

波段7(MSS—4)0.8—1.1^

注：波段4一7编号为陆地卫星1一3号，MSS-1?MSS-4为陆地卫星4/5号编号，对应波段如上表所示。

（二）专题制图仪TM

0.45—0.52可见光（蓝）地壤与植被分类

0.52-0.60可见光（绿）健康植物的绿色反射率

0.63-0.69可见光（红）探测不同植物的叶绿素吸收

表5-2 TM图象的性质

（三）增强型专题制图仪ETM

增加了一个15m分辨率的全色通道，同时将热红外通道的分辨率提高到60mo

表5

3 ETM+各通道的主要参数

24.为什么陆地卫星轨道要与太阳同步？

陆地卫星的轨道是太阳同步轨道，即在轨道上每-个点上的地方吋间保持固定不变。卫星在由北向南运行中，由于轨道 倾角设计为98度左右，使卫星到达任一相同纬度上所有的点都具有相同的地方时。这样就保证了卫星传感器能在较为一致 的光照条件卜-对地面进行探测，以获得质量较高的图彖。也便丁-不同时相的图像比较。

25?什么是太阳同步卫星？什么是地球同步卫星？

太阳同步卫星：是指沿与地球公转方向及其周期相同的轨道运行的卫星。陆地卫星的轨道是太阳同步卫星，即在轨道卫 星到达每一个地点的地方时间保持周定不变。卫星在由北向南运行中，在任一给定的相同纬度上所有的点都具有相同的地方 时。所谓太阳同步轨道是指卫星的轨道平面和太阳始终保持相对固定的取向。轨道高度在700千米至1000千米Z 间。由于 这种轨道的倾角接近90°，卫星要在极地附近通过，所以又称它为近极地太阳同步卫星轨道。

地球同步卫星：指绕地球运行的周期与地球自转周期相同的人造卫星。地球同步卫星即地球同步轨道卫星，乂称对地静 止卫星，即指卫星定位在赤道上空，并以与地球相同的速度绕地球旋转的卫星。是运行在地球同步轨道上的人造卫星，星距 离地球的高度约为36000 km,卫星的运行方向与地球自转方向相同、运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道、运行周期 ■U 地球门转一周的时间相等，即23时56分4秒，其运行角速度等于地球门转的角速度。

26. SPOT 卫星传感器的特点与陆地卫星有何不同？

1.SPOT 卫星的传感器有两个波段，一个为全色波段（地面分辨率：10*10m 地面宽度60km ）,另一个为多光谱波段（地 面分辨率:20*20m 地面宽度:60km ）,因此SPOT 卫星的分辨率高于陆地卫星相应波段的分辨率。它们的主要性能如表5-6 所示：

表5?6 SPOT 卫星传感器的波段

2. SPOT 卫星安装了两台HRV 传感器称高分辨率可见光扫描仪。它的扫描方式与陆地卫星的MSS 和TM 冇所不同， 它不是垂直于卫星轨道方向扫描，而是与卫星运行方向相同的扫描。

3、 它采用CCD 装置（电荷耦合器）的线性阵列，使线性阵列上每个点都同时曝光，保证了每个点都有最大限度的曝 光时间。

与MSS和TM不同的是它简化了机械部件（如取消了扫描镜的来回摆动），使图象的儿何精度比较高，灵敏度也很高, 在良好的光照条件下可以探测低T- 0.5%的地面反射变化。

HRV可以进行垂肖摄影，也对以进行倾斜摄影。

4、SPOT卫星的图幅宽度为60千米，而陆地卫星为185千米。

27.试说明极轨气象卫星图象分辨率和扫描宽度。

分辨率和扫描宽度

泰罗斯气彖卫星图彖少风云一号气象卫星图彖的分辨率基木相同，星下点的地面分辨率为l.lkm,向两边分辨率逐渐降低，在边缘部分约为4km。

28?与可见光和近红外遥感相比，微波遥感有什么优点？

1、能全天候、全天时工作

可见光遥感只能在口天工作，红外遥感虽可克服障碍，但不能穿透云雾。由于微波的波长比红外波要长得多，所以与红外波相比，微波在大气中衰减较少，对云层、雨区的穿透能力较强，基本上不受云、雨、雾的限制。

2、对某些特殊地物具有特殊的波谱特征

许多地物间，微波辐射能力弟别较大，因而可以较容易地分辨出可见光和红外遥感的所不能去别的荣些目标物的特性。

3、对冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透能力

该特性可用来探测隐藏在林下的地形、地质构造、军事目标、以及埋藏于地下的工程、矿藏、地下水等。

4、对海洋遥感具有特殊的意义

微波对海水特别敏感，其波长很适合于海面动态情况的观测

5、分辨率较低，但特性明显

微波传感器的分辨率一般分辨率都比较低，由于微波的特殊物理性质，是红外测虽精度远不及微波，也要差儿个数屋级

29 ?名词解释：

辐射通量：单位时间内通过某一面积的辐射能量

辐射通量密度：单位时间内通过单位面枳的辐射能量。

辐射出射度：辐射源物体表而单位而积上的辐射通量，是从地而上辐射电磁波时的术语。

30.电磁波一一通过电磁振荡在空间屮传播和传递能量的波。电磁波是一种交变的电磁场在空间的传播，它是物质运动和能量传递的一种特姝形式。

电磁波的性质：

（1）电磁波传播是以场的形式表现出来，因此其在空间的传播是不需要媒介的，即使在真空中也能传播。电磁波在传播过程中，电场强度（用E表示），磁场强度（用II表示）和传播方向（用x表示）都是矢量，三者之间始终保持相互垂直的关系，所以说电磁波是一?种横波。

（2）电磁波?光波性质相同，其在真空屮的传播速度就是光速，即速度=波长*频率。

（3）电磁辐射具有波粒二象性，即具有波动性和粒子性（量子性）两方面特征。电磁波的波长不同电磁波的性质也不同。波长愈短的电磁波，辐射的粒子特性愈明显，波长愈长的电磁波粒子性愈不明显，而波动特性则与此相反。遥感技术正是利用这两方而的特性来探测H标物所发出的电磁辐射信息。（紫外线、x射线一一光子能量大，表现为粒子性；微波、无线电波光子能量小，表现为波动性；可见光、红外具有粒子、波动两重性）。

31.红、绿、兰的互补色分別是：青、品红和黄。

32.美国高分辨率卫星1KNOS,其全色波段分辨率为101,多光谱波段分辨率为4m。