2.地物的光谱特性
遥感概论试卷及答案2套及考试要点
遥感概论（A）一、名词解释（每题4分，共20分）1.遥感2.地物光谱特性曲线3.光谱分辨率4.标准假彩色图象ndsat二、判断题（每题2分，共20分）☐ 1 大气对太阳辐射的影响主要是散射与吸收，散射会降低遥感图象的质量。
☐ 2 遥感图象的解译是从遥感图象上获取目标地物信息的过程，目前遥感图象信息提取的方法主要是目视解译，这是信息社会中地学研究和遥感应用的一项基本技能。
☐ 3 随着悬浮泥沙含量的加大，可见光对水体的透射能力减弱，反射能力加强。
☐ 4 植被的光谱曲线最大反射值在绿波段，因此我们观察到的自然界植被为绿色的。
☐ 5 散射主要发生在可见光区，不同于吸收作用，只改变传播方向，不能转变为内能。
☐ 6 陆地卫星Landsat，1972年发射第一颗，已连续31年为人类提供陆地卫星图象，共发射了7颗，产品有MSS,TM,ETM，属于中高度、长寿命的卫星。
☐7 TM1对水体有一定的透视能力，能判读出水下地形；☐8 TM123波段分别赋予RGB三个颜色通道合成的彩色图象就是真彩色合成.☐9 陆地卫星成象时的地面采样大小，在图象上就称为象元，是构成图象的最小成象单元。
☐10 TM1、TM2、TM3、TM4、TM5、TM7波段的图象象元大小为20米。
三、填空题（每空1分，共10分）1.电磁波谱中可见光波长范围是。
2.电磁波谱中近红外波长范围是。
3.目前分辨率最高的卫星是，他的的分辨率为。
ndsat卫星所携带的传感器对地面的采样大小分别是：MSS4-7为，ETM1-ETM5、ETM7为，ETM6 ，ETM-PAN波段为。
5.数字图象的计算机分类主要有两种，即和四、问答题（每题6分，共30分）1.航空象片判读的方法有那些？2.分析彩红外航片上建筑物的信息提取方法？3．植被的光谱特性曲线的特点(可用图示说明)4．传感器的类型有那些？推帚式扫描传感器的成象原理是什么？5．什么是遥感数据的分辨率？影响因素有那些？五、简述题（每题10分，共20分）1.简述遥感的技术系统2.简述遥感的应用遥感概论（B）一、名词解释（每题4分，共20分）1.图象判读标志2.遥感数据3.大气窗口4.SPOT5.空间分辨率二、判断题（每题2分，共20分）1 电磁波是交互变化的电磁场在空间的传播，电磁波是典型的横波。
地物的反射光谱
地物的反射光谱
地物反射光谱是指地物在可见光和近红外光谱范围内的反射特性。
地物反射光谱是研究地球表面遥感信息的重要依据，因为不同地物对光谱的吸收和反射特性不同，从而表现出不同的光谱特征。
地物反射光谱的一般特征如下：
1.波段差异：不同地物在各个波段的反射率存在差异。
例如，植被在绿光波段反射率较高，而建筑物和裸地在绿光波段反射率较低。
2.连续性：地物反射光谱在可见光和近红外范围内呈现出连续的变化。
随着波长的增加，地物的反射率通常先升高后降低。
3.光谱曲线形状：不同地物的反射光谱曲线形状各异。
如植被的光谱曲线通常具有明显的峰值，而建筑物和裸地的光谱曲线则相对平缓。
4.受控因素：地物反射光谱受多种因素影响，如地物的物理性质、化学成分、含水量、植被覆盖度等。
地物的光谱特性
入射电磁波的波长 入射角的大小 地表颜色与粗糙度
2. 地物的反射光谱：地物的反射率随入 射波长变化的规律。
1) 地物反射光谱曲线：根据地物反射率 与波长之间的关系而绘成的曲线。地 物电磁波光谱特征的差异是遥感识别 地物性质的基本原理。
2) 不同地物在不同波段反射率存在差异： 雪、 沙漠、湿地、小麦的光谱曲线
2) 微波辐射比红外辐射弱得多，但技术上 可以经过处理来接收。
3) 瑞里—金斯公式
黑体辐射的微波功率与温度成正比， 与波长的平方成反比。
W( )
2kT
2
微波波段与红外波段发射率的比较：不同地 物之间微波发射率的差异比红外发射率要明显得 多，因此，在可见光和红外波段中不易识别的地 物，在微波波段中则容易识别。（表2-6）
6、地物的发射光谱
① 发射光谱：地物的发射率随波长变化的 规律。
② 发射光谱曲线：按照发射率和波长之间 的关系绘成的曲线。
③ 岩石的发射光谱分析（图2-12）
亮度温度：衡量地物辐射特征的重要指标。指等 物体的辐射功率等于某一黑体的辐射功率时， 该黑体的绝对温度即为亮度温度。 The temperature of the black body which radiates the same radiant energy as an observed object is called the brightness temperature of the object. 亮度温度与实地温度的关系：总小于实地温度。
4) 地物的光谱特性具有时间特性和空间特
性。
时间特性
空间特性
地物发射电磁波的能力以发射率作为衡量 标准；地物的发射率是以黑体辐射作为参 照标准。
地物的反射光谱与地物波谱特性
地物的反射光谱曲线
不同的地物在不 同波段反射率存在差 异。
右图为雪地、小
麦地的光谱曲线。
植物反射波谱特性
由于植物均进行光合 作用，因此各类绿色植物 具有很相似的反射波谱特 性： 在可见光波段 0.55μm（绿光）附近有 反射率为10%-20%的一个 波峰； 在近红外波段0.81.0μm间有一个反射的陡 坡，至1.1μm附近有一个 峰值，形成植被的独有特 征。
地物的反射光谱
物体是反射波谱限于紫外、可见光
和近红外，尤其是后两波段。
物体的反射波谱是特征主要取决于该
物体与入射辐射相互作用的波长选择，即：
对入辐射是反射、吸收和投射的选择性，其 中反射作用是主要的。
地物的反射光谱
地物的反射光谱有如下特征： （1）不同的地物在不同波段反射率存在差异 （如雪地、小麦地的光谱曲线） （2）相同地物光谱曲线有相似性，但是也存在 差异性（如患虫害的小麦与正常小麦的光谱曲线） （3）地物光谱特征具有事件性和空间性（不同 时间与空间光谱特征不同
完善等很多问题仍然缺乏一套系统的、规范的我
国典型地物的波普数据。
国外地物波谱库研究现状
美国NASA于70年代初就初步建立了地
球资源信息系统（ERSIS）。包括植被、土
壤、岩矿和水体等2000余种地物的实验室 反射波谱数据。
地物波谱仪
地物波谱仪
逐渐摆脱“看图识字”的阶段，越来越依赖于地
物波谱特性的研究和发展。
我国地物波谱特性发展现状
地物波谱特性是遥感探测的基础，遥感优
化组合的依据，是定量遥感的技术与应用发展的 先决条件，但我国在地物波谱特性研究中还存在 在很多问题，尽管我国近年引进了一大批代表国 际前沿的地物波谱测试的设备，但其辅助装置不
遥感概论名词解释
名词解释1、GPS：GPS是新一代以卫星为基础的电子导航系统，利用多颗低轨卫星实现全球导航定位的系统，它可以直接测定地球表面人一点的三维坐标：经度、纬度、高度。
2、遥感制图：是指以遥感所提供的信息为依据，利用遥感数据分析处理技术和现代地图的制图方法，按照地图的规定和用途（用图）需要，来完成遥感信息的制图表示和制作地图的过程。
3、系列制图：指是从同一地区同一时间内取得的遥感资料所编制的不同专业内容的专题图件。
4、城市遥感：以城市环境、生态作为主要调查研究对象的遥感工程。
5、环境遥感：利用各种遥感技术，对自然与社会环境的动态变化进行监测或做出评价与预报的统称。
由于人口的增长与资源的开发、利用，自然与社会环境随时都在发生变化,利用遥感多时相、周期短的特点，可以迅速为环境监测。
评价和预报提供可靠依据。
6、资源遥感：以地球资源作为调查研究的对象的遥感方法和实践，调查自然资源状况和监测再生资源的动态变化，是遥感技术应用的主要领域之一。
利用遥感信息勘测地球资源，成本低，速度快,有利于克服自然界恶劣环境的限制，减少勘测投资的盲目性。
7、遥感信息处理：（再处理）指对遥感探测所获取的图像信息或磁带数据进行的各种处理，使遥感资料更适于各个专题的分析应用。
8、监督分类：从分析研究的区域内选取有代表性的训练地作为样本，建立具有代表性判别函数或判读标志，然后对样区或样本进行分类。
9、非监督分类：不需要选择取样区和样本，直接依据象元间的相似度大小或仅依靠不同地物的光谱信息和影像信息进行特征提取、归类合并或分析判读的方法。
10、直接判读标志：指目标物体本身的属性在遥感图像上直接反映，它们包括形状、大小、颜色、阴影、组合图案等。
11、间接判读标志：指地物本身的属性不能在资源遥感图像上直接反映，它是通过与判别目标有联系的其它相关地物信息在图像上反映出来的特征，再来推断判别目标物体的属性及影像特征。
如地理位置、排列组合、水系格局、地貌形态、植被分布等。
常见地物的反射光谱特征
常见地物的反射光谱特征嘿，朋友们！咱今天来聊聊常见地物的反射光谱特征，这可有意思啦！你看那绿油油的草地，就像一块大自然的绿色绒毯。
它对太阳光的反射可特别啦！绿光被它反射得那叫一个欢快，就好像草地在向我们展示它的生机勃勃呢！这要是跟镜子比，镜子那是直愣愣地全反射，草地可就聪明多了，它知道该把哪些光留下，哪些光送回去。
再说说那清澈的湖水吧，平静得像一面大镜子似的。
但它的反射光谱特征和镜子可不一样哦！水会吸收一些光，然后又把一部分光温柔地反射出来。
就好像湖水有自己的小脾气和喜好，它会挑选着来反射呢！你想想，要是湖水像镜子一样啥都反射，那我们看到的湖水不就成了一个晃眼的大灯泡啦？还有那黄澄澄的沙漠呀，阳光照上去，那反射出来的光都带着一股热气。
沙漠就像个大大咧咧的家伙，啥光都不挑，来者不拒地反射着。
你说它是不是特别豪爽？那树林呢，就像是一个神秘的绿色城堡。
树叶们把阳光玩得团团转，有的光被吸收了，用来进行光合作用，让树木茁壮成长；有的光则被巧妙地反射出来，让整个树林看起来都充满了生机和活力。
这就好像树林有一套自己的魔法，能把光变得不一样。
咱平时走在路上，看到的这些地物，可都有着它们独特的反射光谱特征呢！这就好比每个人都有自己的性格特点一样。
你不觉得这很神奇吗？这些地物通过它们的反射光谱特征，向我们展示着它们的美丽和独特。
想想看，如果没有这些不同的反射光谱特征，我们的世界该多单调啊！草地不再是那可爱的绿色，湖水失去了它的灵动，沙漠也没了那股热气腾腾的感觉，树林也不再神秘。
那多无趣呀！所以啊，我们要好好珍惜这些常见地物的反射光谱特征，它们可是让我们的世界变得丰富多彩的大功臣呢！我们要用心去感受它们，去欣赏它们的独特之处。
让我们一起享受这个充满奇妙反射光谱特征的美丽世界吧！这难道不是一件特别棒的事情吗？。
地物的光谱特性名词解释
地物的光谱特性名词解释一、引言地物的光谱特性是遥感技术中重要的概念，它涉及到遥感图像的解释与分析。
本文旨在阐述与解释地物的光谱特性相关的一些重要名词，为读者提供相关知识和背景。
二、光谱光谱是指将可见光按照波长的长短排列成一列连续的颜色带。
它包含了波长范围从紫外线到红外线的所有可见光线。
而地物的光谱特性指的是地物在不同波段下的反射与吸收特性。
三、反射率反射率是指光线照射到地物上后被地物表面反射回来的光线所占的比例。
不同地物的反射率不同，反射率与物体的光谱特性有关。
四、吸收率吸收率是指地物对光线吸收的能力。
不同地物对不同波长的光线有不同的吸收率。
通过对吸收率的研究，可以了解地物在不同波段下的吸收特性，进而进行地物分类与识别。
五、透射率透射率是指光线穿过地物并透射到地物下方的能力。
地物的透射率与物体的光谱特性密切相关，它可以帮助我们了解地物内部结构和组成物质的特性。
六、高光谱高光谱是指对地物反射光谱进行连续而详细的测量和获取。
相比于传统的遥感技术只能获取少数波段的信息，高光谱技术可以获得相对较多的波段信息，提供更丰富的光谱特性数据。
七、光谱曲线光谱曲线是指表示地物在不同波段下反射率或吸收率的曲线图。
通过光谱曲线的分析和对比，我们可以判断地物的特征和成分，实现地物分类和定量分析。
八、光谱特征提取光谱特征提取是指从遥感图像中提取地物的光谱信息并进行分析。
通过光谱特征提取，可以实现地物的识别、分类和定量分析，为地理信息系统和环境监测提供支持。
九、光谱库光谱库是指存储各种地物光谱信息的数据库。
它包含了不同地物在不同波段下的光谱曲线和光谱特征数据。
光谱库可用于地物识别、图像解译和环境监测等应用。
十、遥感图像的光谱解译遥感图像的光谱解译是指通过对遥感图像中的光谱信息进行解读和分析，来推断地物的类型和特征。
光谱解译是遥感技术中重要的应用之一，有助于了解地物的分布和变化，提供环境管理和资源监测的信息。
十一、结论地物的光谱特性是遥感技术中重要的概念，涉及到地物的反射、吸收和透射特性。
反射类别及地物的发射光谱特点
14
2.典型地物反射波谱特征
岩石：形态各异，没有统一的变 化规律
15
2.典型地物反射波谱特征
岩石的反射波谱曲线受：
• 矿物成分 • 矿物含量 • 风化程度 • 含水状况 • 颗粒大小 • 表面光滑程度 • 色泽等影响
电磁波与物体间的相互作用图
4
Hale Waihona Puke 比较概念： 地表反射率：地面反射辐射量与入射辐射量之比，表征地面对太阳辐射的吸收 和反射能力。反射率越大，地面吸收太阳辐射越少；反射率越小，地面吸收太 阳辐射越多，表示：surface albedo 表观反射率（apparent reflectance ）：表观反射率就是指大气层顶的反射率,辐 射定标的结果之一，大气层顶表观反射率，简称表观反射率，又称视反射率。 =地表反射率+大气反射率。所以需要大气校正为地表反射率。“5S”和“6S” 模型输入的是表观反射率而MODTRAN模型要求输入的是辐射亮度。 反照率（albedo）：反照率是指地表在太阳辐射的影响下，反射辐射通量与入 射辐射通量的比值。它是反演很多地表参数的重要变量，反映了地表对太阳辐 射的吸收能力。 它与反射率的概念是有区别的：反射率（reflectance)是指某一波段向一定方向 的反射，因而反照率是反射率在所有方向上的积分；反射率是波长的函数，不 同波长反射率不一样，反照率是对全波长而言的。反照率的定义是地物全波段 的反射比,反射率为各个波段的反射系数。因此,反照率为地物波长从0 到∞的反 射比。
地物的反射辐射
主讲教师:刘丹丹
主要 内容
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•
W W黑
遥感原理
按照发射率与波长的关系，把地物分为： 黑体或绝对黑体：发射率为1，常数。 灰体(grey body)：发射率小于1，常数 选择性辐射体：反射率小于1，且随波长而 变化。
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2) 基尔霍夫定律：在一定温度下，地物单 位面积上的辐射通量W和吸收率之比，对 于任何物体都是一个常数，并等于该温 度下同面积黑体辐射通量W 黑。
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遥感原理
1. 地物的反射率（反射系数或亮度系数）： 地物对某一波段的反射能量与入射能量 之比。反射率随入射波长而变化。 影响地物反射率大小的因素：
入射电磁波的波长 入射角的大小 地表颜色与粗糙度
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遥感原理
2. 地物的反射光谱：地物的反射率随入
4、地物的发射率和基尔霍夫定律
1) 发射率(Emissivity )：地物的辐 射出射度（单位面积上发出的 辐射总通量）W与同温下的黑 体辐射出射度W黑的比值。它也 是遥感探测的基础和出发点。
影响地物发射率的因素： 地物的性质、表面状况、温度 （比热、热惯量）：比热大、 热惯量大，以及具有保温作用 的地物，一般发射率大，反之 发射率就小。
TB T
遥感原理
• 透射率：入射光透射过地物的能量与入射总
能量的百分比。 • 透射率随着电磁波的波长和地物的性质而不同。 • 可见光、红外、微波的透射能力。
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W
W黑
W W黑
4
在给定的温度下，物体的发射率=吸收率（同一波 段）；吸收率越大，发射率也越大。
地物的热辐射强度与温度的四次方成正比，所以，地物 微小的温度差异就会引起红外辐射能量的明显变化。这 种特征构成了红外遥感的理论基础。
W T
遥感原理
5、黑体的微波辐射
1)
2)
任何物体在一定的温度下，不仅向外发 射红外辐射，也发射微波辐射。二者基 本相似。但微波是地物低温状态下的重 要辐射特性，温度越低，微波辐射越明 显。 微波辐射比红外辐射弱得多，但技术上 可以经过处理来接收。
(2)玻耳兹曼定律
Stefan-Boltzmann's law 即黑体总辐射通量随温度的增加而 迅速增加，它与温度的四次方成正比。 因此，温度的微小变化，就会引起辐 射通量密度很大的变化。是红外装置 测定温度的理论基础。
2 2hc 1 W0 d T 4 0 5 ech / kT 1
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1. Power Source: Blackbody Radiation
Planck’s Law: The amount and spectrum of radiation emitted by a blackbody is uniquely determined by its temperature
遥感原理
地物的光谱特性
任何地物都有自身的电磁辐射规律， 如反射、发射、吸收电磁波的特性。少 数还有透射电磁波的特性。地物的这种 特性称为：地物的光谱特性。
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遥感原理
•
地物的反射率、吸收率和透射率
– 对于某波段反射率高的地物，其吸收率就低， 即为弱辐射体；反之，吸收率高的地物，其反 射率就低。
2hc2 1 W (、T ) 5 ch/ kT 1 e
遥感原理
黑体辐射的三个特性( p20 )
A.
B.
C.
辐射通量密度随波长连续变化，每条曲 线只有一个最大值。 温度越高，辐射通量密度越大，不同温 度的曲线不同。 随着温度的升高，辐射最大值所对应的 波长向短波方向移动。
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3) 瑞里—金斯公式 黑体辐射的微波功率与温度成正比， 与波长的平方成反比。
W( )
2kT
2
微波波段与红外波段发射率的比较：不同地 物之间微波发射率的差异比红外发射率要明显得 多，因此，在可见光和红外波段中不易识别的地 物，在微波波段中则容易识别。（表2-6）
射波长变化的规律。
1)
地物反射光谱曲线：根据地物反射率 与波长之间的关系而绘成的曲线。地 物电磁波光谱特征的差异是遥感识别 地物性质的基本原理。 不同地物在不同波段反射率存在差异： 雪、 沙漠、湿地、小麦的光谱曲线
2)
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遥感原理
传感器探测波段的设计，是通过分析 比较地物光谱数据而确定的。 多光谱扫描仪（MSS）的波段设计：
Leabharlann 时间特性 空间特性烟台师范学院地理与资源管理学院
遥感原理
地物发射电磁波的能力以发射率作为衡量 标准；地物的发射率是以黑体辐射作为参 照标准。 1. 黑体：在任何温度下，对各种波长的电磁 辐射的吸收系数等于1（100%）的物体。 2. 黑体辐射(Black Body Radiation )：黑体的 热辐射称为黑体辐射。
遥感原理
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遥感原理
6、地物的发射光谱
发射光谱：地物的发射率随波长变化的 规律。 发射光谱曲线：按照发射率和波长之间 的关系绘成的曲线。 岩石的发射光谱分析（图2-12）
① ② ③
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亮度温度：衡量地物辐射特征的重要指标。指等 物体的辐射功率等于某一黑体的辐射功率时， 该黑体的绝对温度即为亮度温度。 The temperature of the black body which radiates the same radiant energy as an observed object is called the brightness temperature of the object. 亮度温度与实地温度的关系：总小于实地温度。
(3)维恩位移定律：Wien's displacement law
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。
max T b
温度 波长 300 9。66 500 5。80 1000 2。90 2000 1。45 3000 0。97 4000 0。72 5000 0。58 6000 0。48 7000 0。41
Max Planck (1858 – 1947) Nobel Prize 1918
620 K
380 K
Emission from warm bodies peak at short wavelengths
wavelength
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3、黑体辐射定律
(1)朗克热辐射定律
表示出了黑体辐射通量 密度与温度的关系以及 按波长分布的规律。
MSS1(0.5-0.6 μm) MSS2(0.6-0.7 μm) MSS3(0.7-0.8 μm) MSS4(0.8-1.1 μm)
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遥感原理
3) 同类地物的反射光谱具有相似性，但也 有差异性。不同植物；植物病虫害 4) 地物的光谱特性具有时间特性和空间特 性。