遥感导论-习题及参考答案第二章 电磁辐射与地物光谱特征答案
江苏遥感概论自学考试复习完整版(复习完90分以上)_第2章 电磁辐射与地物光谱特征
强度与波长的四次方成反比，即波长越长，散射越弱。无云的晴空呈现蓝色，就是因为蓝光 波长短，散射强度较大，因此蓝光向四面八方散射，使整个天空蔚蓝，使太阳辐射传播方向 的蓝光被大大消弱。这种现象在日出和日落时更为明显，因为这时太阳高度角小，阳光斜射 向地面，通过的大气层比阳光直射时要厚得多。在过长的传播中，蓝光波长最短，几乎被散 射殆尽，波长此段的绿光散射强度也居其次，大部分被散射掉了。只剩下波长最长的红光， 散射最弱，因此透过大气最多。加上剩余的极少量绿光，最后合成呈现橘红色。所以朝霞和 夕阳都偏橘红色。 16. 应用大气散射解释填空呈蓝色的成因。 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 当微粒直径 d 比辐射波长 小得多时，即 d ，所引起的散射。散射强度与波长的 四次方成反比。 （2）米氏散射 当微粒直径与波长相差不大，即 d 时，所引起的散射。散射强度与波长的平方成反 比。 （3）非选择性散射 当微粒的直径比波长大得多时，即 d 时，所发生得散射称为非选择性散射。散射 强度与波长无关。 对可见光而言，大气中原子和分子比波长小得多，发生瑞利散射，而且瑞利散射的散射 强度与波长的四次方成反比，即波长越长，散射越弱。无云的晴空呈现蓝色，就是因为蓝光 波长短，散射强度较大，因此蓝光向四面八方散射，使整个天空蔚蓝。 17. 应用大气散射解释晴天云雾呈白色的成因。 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 当微粒直径 d 比辐射波长 小得多时，即 d ，所引起的散射。散射强度与波长的 四次方成反比。 （2）米氏散射 当微粒直径与波长相差不大，即 d 时，所引起的散射。散射强度与波长的平方成反 比。 （3）非选择性散射 当微粒的直径比波长大得多时，即 d 时，所发生得散射称为非选择性散射。散射 强度与波长无关。 云或雾粒子直径虽然与红外线波长接近， 但相比可见光波段云雾中水滴的粒子直径就比 波长大很多，因而对可见光中各个波长的光散射强度相同，所以人们看到云雾呈白色。 18. 遥感技术识别地物的原理。 （为什么我们能用遥感识别地物？） 我们之所以能用遥感技术识别不同地物， 是因为不同地物具有不同的光谱特性， 同类地 物具有相似的光谱特性，具体是（1）不同地物在不同波段反射率存在差异；而（2）同类地 物的光谱相似， 但随着该地物的内在差异而有所变化。 当遥感器接收到这些来自于不同地物、 表现出不同差异的光波，再把它记录下来，人们就可以根据这种差异来识别地物了。 19. 计算 已知某一地物对入射波长λ的反射率为 O．5，透射率为 0．4，物体的温度为 27℃， -2 -4 (斯忒藩一玻尔兹曼常量σ=O.06 W·cm ·K ，b=3000 um·K 求：①该地物对波长λ的发射率；
遥感导论课后习题答案解析
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？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。
第二章：6.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。
遥感导论课后习题答案解析
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。
第二章：6.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。
遥感导论-习题及参考答案第二章 电磁辐射与地物光谱特征答案
第二章电磁辐射与地物光谱特征·名词解释辐射亮度：由辐射表面一点处的单位面积在给定方向上的辐射强度称为辐射亮度。
普朗克热辐射定律：在一定温度下，单位面积的黑体在单位时间、单位立体角内和单位波长间隔内辐射出的能量为B(λ，T)=2hc2 /λ5 ·1/exp(hc/λRT)-1灰度波谱：用该类型在该波段上的灰度值反应的波谱曲线黑体辐射：任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领，为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律，物理学家们定义了一种理想物体——黑体(black body)，以此作为热辐射研究的标准物体。
电磁波谱：将电磁波按大小排列制成图表。
太阳辐射：太阳射出的辐射射线瑞利散射：大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射米氏散射：当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射地球辐射：地面吸收太阳辐射能后，向外辐射的射线。
地物波谱特性：各种地物因种类和环境条件不同,都有不同的电磁波辐射或反射特性反射率：地物反射能量与入射总能量之比。
比辐射率：某一物体在一特定波长和温度下的发射辐射强度与理想黑体在相同波长和温度下所发射的辐射强度之比。
后向散射·问答题地球辐射的分段特性是什么？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自身的热辐射均不能忽略。
什么是大气窗口?试写出对地遥感的主要大气窗口答：大气窗口的定义：通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的，透过率较高的波段成为大气窗口。
包括：部分紫外波段，0.30mμ~0.40mμ，70%透过。
全部可见光波段，0.40mμ~0.76mμ，95%透过。
遥感导论课后题答案
一、名词解释（1）电磁波谱：按电磁波在真空中传播的波长或频率，递增或递减排列，则构成了电磁波谱。
（2）遥感平台：装载传感器的平台称为遥感平台。
（3）黑体：如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收，则这个物体是绝对黑体。
（4）大气窗口：通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的，透过率较高的波段称为大气窗口。
（5）传感器：接收、记录目标地物电磁波特征的仪器，称为传感器或遥感器。
（6）空间分辨率：图像的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）数字图像：数字图像是指能够被计算机存储、处理和使用的图像。
（8）遥感数字图像：是以数字形式表示的遥感图像。
1.遥感：遥感是应用探测仪器，不与探测目标接触，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.遥感系统包括：被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用五大部分3雷达：由发射机通过天线在很短时间内，向目标地物发射一束很窄的大功率电磁波脉冲，然后用同一天线接收目标地物反射的回波信号而进行显示的一种传感器。
二、填空题（1）遥感按工作方式分为主动遥感和被动遥感；成像遥感和非成像遥感。
（2）颜色的性质由明度，色调，饱和度组成。
（3）微波的波长为1mm~1m。
(4) 传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成。
（5）微波遥感的工作方式属于遥感（6）侧视雷达的分辨力分为距离分辨力和方位分辨力，前者与脉冲宽度有关；后者与发射波长，天线孔径，距离目标地物。
（7）遥感探测系统包括信息源、信息获取、信息记录和传输、信息处理、信息应用。
（8）与常规手段相比，RS的特点为大面积同步观测、时效性、数据的综合性和可比性、经济性、局限性。
（9）大气散射包括瑞利散射、米氏散射、无选择性散射。
（10）数字图像增强的方法包括对比度变换、空间滤波、彩色变换、图像运算、多光谱变换。
遥感导论第二章
M
(,
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)
(,
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•
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0
精品PPT
比辐射率（发射率）
波谱特性曲线的形态
特征反映(fǎnyìng)：
地面物体本身的特性，
包括物体本身的组成、
温度、表面粗糙度等
物理特性。
精品PPT
曲线的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(xiāoshī)后，地面发出的
第2章 电磁辐射与地物光谱特征
2.1 电磁波谱与电磁辐射
一、电磁波谱 ；二、电磁辐射的度量（自学为主)
1、电磁波谱按频率由高到低排列主要
由 、 、 、 、 、 、
等组成。
2、遥感(yáogǎn)应用的电磁波波谱段有哪些？有什么特点？
3、名次解释：辐射能量（W）、辐射通量(Φ)、辐射通量密度。
三、黑体(hēitǐ)辐射（问题讨论）
的相互作用
太阳辐射主要
(zhǔyào)集中在0.32.5μm，在紫外、可见
光、到近红外区段
地球(dìqiú)自身辐射
主要集中在6μm以上的
热红外区段
2.5-6μm，即中红外
波段两种辐射共同起
作用（避免太阳辐射）
精品PPT
太阳辐射近似温度为6000K的黑体辐射，而地球
辐射接近于温度为300K的黑体辐射。最大辐射的对
2.2 太阳辐射及大气对辐射的影响
(yǐngxiǎng)
2.3 地球的辐射与地物波谱
精品PPT
2.1 电磁波谱与电磁辐射
(diàn cí fú shè)
(1) 电磁波谱
◆电磁波：
◆电磁波性质
遥感课后习题答案
遥感导论课后习题答案第一章；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？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。
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。
遥感导论：第二章 电磁辐射与地物波谱特征
二、电磁波谱
1. 电磁波谱：将各种电磁波在真空中的波长按其长
短，依次排列制成的图表。
在电磁波谱中，波长最长的是无线电波，其次是 红外线、可见光、紫外线、X射线；波长最短的是γ
射线
电磁波的波长不同，是因为产生它的波源不同。
无线电波是振荡电路中自由电子作周期性的运动产生 的．红外线是由于分子的振动和转动能级跃迁时产生的.可 见光、紫外线是原子外层电子受激发产生的． X射线是原 子内层电子受激发产生的．γ射线是原子核受激发产生的．
• 遥感技术得以实现的基础就是不同地物具有不 同的吸收、反射和发射电磁辐射能力。
第二章 电磁辐射与地物光谱特征
本章主要内容
➢ 电磁波谱与电磁辐射 ➢ 太阳辐射及大气对辐射的影响 ➢ 地球的辐射与地物波谱
第一节 电磁波谱与电磁辐射
❖电磁波及其特性 ❖电磁波谱 ❖电磁辐射的度量 ❖黑体辐射
一、电磁波及其特性
3．偏振 （Polarization）
通常把电场振动方向的平面称为偏振面。若偏振面方向固定， 不随时间而改变，则为线性偏振（线性极化或平面极化）。沿一个固 定方向振动的光为偏振光。
一些人造“光源”（如激光和无线电、雷达发射）常有明确的极 化状态；太阳光是非偏振光（所有方向的振幅相等，无一优势方向）； 介于两者之间的为部分偏振光--许多散射光、反射光、透射光均属 此类。
3）电磁波具有波粒二象性：电磁波在传播过程中，主
要表现为波动性 Asint kx ；在与物质相互作用时，
主要表现为粒子性，这就是电磁波的波粒二象性。
❖ 波动性：把电磁振动的传播作为光滑连续的波对待， 用波长、频率、振幅等来描述。
❖ 粒子性：把电磁辐射能分解为非常小的微粒子---光 子，其能量大小用频率来描述。
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第二章电磁辐射与地物光谱特征
·名词解释
辐射亮度：由辐射表面一点处的单位面积在给定方向上的辐射强度称为辐射亮度。
普朗克热辐射定律：在一定温度下，单位面积的黑体在单位时间、单位立体角内和单位波长间隔内辐射出的能量为B(λ，T)=2hc2 /λ5 ·1/exp(hc/λRT)-1
灰度波谱：用该类型在该波段上的灰度值反应的波谱曲线
黑体辐射：任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领，为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律，物理学家们定义了一种理想物体——黑体(black body)，以此作为热辐射研究的标准物体。
电磁波谱：将电磁波按大小排列制成图表。
太阳辐射：太阳射出的辐射射线
瑞利散射：大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射
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
地球辐射：地面吸收太阳辐射能后，向外辐射的射线。
地物波谱特性：各种地物因种类和环境条件不同,都有不同的电磁波辐射或反射特性
反射率：地物反射能量与入射总能量之比。
比辐射率：某一物体在一特定波长和温度下的发射辐射强度与理想黑体在相同波长和温度下所发射的辐射强度之比。
后向散射
·问答题
地球辐射的分段特性是什么？
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自身的热辐射均不能忽略。
什么是大气窗口?试写出对地遥感的主要大气窗口
答：大气窗口的定义：通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的，透过率较高
的波段成为大气窗口。
包括：部分紫外波段，0.30
m
μ~0.40m
μ，70%透过。
全部可见光波段，0.40
m
μ~0.76m
μ，95%透过。
部分近红外波段，0.76
m
μ~1.3m
μ，80%透过。
近红外窗口：1.5
m
μ~2.4m
μ，90%透过，可区分蚀变岩石。
包括两个小窗口：1.5
m
μ~1.75m
μ
2.1
m
μ~2.4m
μ。
中红外窗口：3.5
m
μ~5.5m
μ，反射和发射并存。
包括两个小窗口（反射和发射混合光谱）：3.5
m
μ~4.2m
μ
4.6
m
μ~5m
μ
远红外窗口：8
m
μ~14m
μ，发射电磁波，热辐射。
微波窗口：0.5cm~300cm。