(完整word版)遥感原理与方法,复习资料

第一章 遥感物理基础

√1 遥感定义：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；狭义指对地观测，从不同高度工作平台上通过传感器，对地面目标的电磁波反射或辐射进行探测，经信息记录传输处理和解译分析，对地球资源与环境进行探测和监测的综合性技术。 √原理：一切物体，由于其种类、特征和环境不同，而具有完全不同的电磁波的反射或发射辐射特征，遥感根据电磁波来判断地物目标和自然现象。

√分类：按遥感平台分为地面、航空、航天遥感；按工作方式分为主动式、被动式遥感；按工作波段分为紫外、可见光、红外、微波、多光谱和高光谱遥感。

√作用：广泛应用于城市规划、农作物估产、资源调查、地质勘探、环境保护等诸多领域。

√优点：大面积同步观测，时效性、数据客观性、综合性、可比性、经济性。

√2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。

√3绝对黑体：能够完全吸收任何波长电磁辐射的物体

4灰体：在各种波长处的发射率相等的物体。

6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。

7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。

8光谱反射率：物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比。

9波粒二象性：电磁波具有波动性和粒子性。

√10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。

11绝对温度：以-273.16摄氏度为绝对零度表示的温度。

√地球辐射：地球上的能源来自太阳的直射能量（太阳直射光）与天空慢入射的的能量（天空光或天空慢射光），一般白天收入大于支

出，地面温度不断升高；被地表吸收的太阳辐射能，又重新被地表辐射，分短波、长波辐射，短波辐射以地球表面对太

阳的反射为主，地球自身的热辐射可忽略不计；长波辐射只考虑地标物体自身的热辐射，该区域内太阳辐照影响极小，

介于两者之间的中红外波段太阳辐射和热辐射影响均有，不能忽略。

√物体的反射辐射：当电磁波辐射到达两种不同介质的分界面时，入射能量的一部分或全部返回原介质的现象为反射，反射能量占入

射能量的比例为反射率，反射分镜面反射、漫反射、方向反射。

√大气对电磁辐射传输的作用：影响包括散射、吸收、反射、扰动、折射和偏振，对于遥感数据来说，主要的影响因素是散射和吸收。 √散射类型：瑞利散射、米氏散射、无选择性散射。（详细见书P-28）

√1黑体辐射遵循哪些规律？

（1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 不同温度的黑体（物体），在任何波段的辐射通量密度是不同的，绝对温度T 越高，所有波长上的波普辐射通量密度也越大。 √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. 微波、红外波、可见光、紫外

√3物体的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？

（1 温度和波长

（2. b 为常数2897.8 约为9.72um （）常温25摄氏度， 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。

1）沙土：自然状态下，土壤表面反射曲线呈比较平滑的特征，没有明显的峰值和谷值。干燥条件下，土壤的波谱特征主要与成土矿物和土壤有机质有关。土壤含水量增加，土壤的反射率就会下降

√2）植物：在可见光波段绿光附近有一个波峰，两侧蓝、红光部分各有一个吸收带 ，近红外波段（0.8-1.0um ）有一个有一个反射陡坡，至1.1um 附近有一峰值。近红外波段（1.3-2.5um ）吸收率大增反射率下降。

3）水： 水体的反射主要在可见光中的蓝绿光波段，近红外和中红外波段纯净的自然水体的反射率很低，几乎趋近于零。水中含有泥沙，可见光波段反射率会增加，含有水生植物时，近红外波段反射增强。

4 地物光谱反射率受哪些主要的因素影响？

答：太阳位置，传感器位置，地理位置，地形，季节气候变化，地面温度变化，地物本身的变异，大气状况。

√5何为大气窗口？分析形成大气窗口的原因。

b

T =m ax λ

答：大气窗口：有些波段的电磁波的电磁辐射通过大气后衰减较小，透过率较高，对遥感十分有利。

原因：太阳辐射到达地面要穿过大气层，大气辐射.反射共同影响衰减强度，剩余部分才为透射部分，不同电磁波衰减程度不一样，透过率高的对遥感有利。

5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？

答：（1）太阳辐射透过大气并被地表反射进入传感器的能量（2）太阳辐射被大气散射后被地表反射进入传感器的能量（3）太阳辐射被大气散射后直接进入传感器的能量（4）太阳辐射被大气反射后进入传感器的能量（5）被视场以外地物反射进入视场的交叉辐射项(6)目标自身辐射的能量。

第二章遥感平台及运行特点

名词解释：

√1遥感平台：遥感中搭载传感器的工具统称遥感平台。

√2遥感传感器：测量和记录被探测物体的电磁波特性的工具，是遥感技术的重要组成部分。

√六个卫星轨道参数：确定卫星轨道在空间的具体位置。由升交点，近地点角距，轨道倾角，卫星轨道长半轴，卫星轨道偏心率，卫星近地点时刻组成。

4升交点赤经：卫星轨道升交点与春分点间的经度差。

5 卫星姿态角：以卫星质心为坐标原点，沿轨道前进的切线方向为x轴，垂直轨道面的方向为Y轴，垂直xy平面的方向为z轴，卫

星姿态角有三种：绕x轴旋转的姿态角为滚动：绕y轴旋转的姿态角为俯仰；绕z轴旋转的为偏航。

6与太阳同步轨道：卫星轨道面与太阳地球连线之间在黄道面内的夹角不变，不随地球绕太阳公转而改变

问答题：

√遥感卫星轨道的四大特点是什么？这些特点有什么好处？

答：（1）近圆形轨道：使在不同地区获得的图像比例尺一致。便于扫描仪用固定扫描频率对地面扫描成像，避免造成扫描行之间不衔接现象。

（2）近极地轨道：有利于增大卫星对地面总的观测范围。

（3）与太阳同步轨道：有利于卫星在相近的光照条件下对地面进行观测；有利于卫星在固定的时间飞临地面接收站上空，使卫星上的太阳电池得到稳定的太阳照度。

（4）可重复轨道：有利于对地面地物或自然现象的文化动态监测。

第三章遥感传感器

√对物面直接扫描:对地面直接扫描成像，例红外扫描仪、多光谱扫描仪、自旋和步进式成像仪、多频段频谱仪等。

√雷达成像传感器:雷达本身发射一定波长和功率的微波波束，然后接收并记录目标后向散射的带有目标属性信息的回波信号，从而获取地面目标的微波图象。

√遥感成像原理、过程、特性。（见书P-33）

探测器：将收集的辐射能变为化学能或电磁能的元件。

红外扫描仪：利用红外进行扫描成像的成像仪

多光谱扫描仪：利用光线机械扫描方式测量景物辐射的遥感仪器

推扫式成像仪：一种瞬间在像面上先形成一条图像甚至一副二维影像，以推扫描的方式获取沿轨道的连续图像条带，然后对影像景象进行扫描成像的成像仪

成像光谱仪：以多路，连续并具有高光谱分辨率方式获取图像信息的仪器，可以实现对同一地区同时获取几十个到几百个波段的地物反射光谱图像。

√瞬时视场（IFOV）：形成单个像元的视场，决定地面分辨率

MSS：是一种多光谱扫描仪。成像板上排列24+2个玻璃纤维单元，每列6个纤维单元。每个纤维单元瞬时视场为86微弧。每个像元地面分辨率79x79m，扫描一次每个波段获6条扫描线，地面范围474x185km

TM：是MSS的改进，是一个高级的多光段扫描型的地球资源敏感仪，共有探测器100个，分7个波段，一次扫描地面范围480x185km。√HRV：高分辨率可见光成像系统，是一种线阵列推扫式扫描仪，由于使用CCD元件做探测器，在瞬间能同时得到垂直航向的一条图像线，不需要用摆动的扫描镜，以推扫方式获得沿轨迹的连续图像条带

SAR 合成孔径雷达，用一个小天线做为单个辐射单元，沿直线不断移动，并不断发射信号，来提高雷达方位分辨率的一种技术。INSAR：利用SAR在平行轨道上对同一地区获取两幅（两幅以上）的单视复数影像来形成干涉，进而得到该地区的三维地表信息CCD：称电荷耦合器件，是一种由硅等半导体材料制成的固体器件，受光或电激发产生的电荷靠电子或空穴运载，在固体内移动，达到一路时序输出信号

真实孔径侧视雷达：天线装在飞机侧面，发射机向侧向面内发射一束脉冲，被地物反射后，由天线接收，回波信号经电子处理器处理