遥感导论。简答

2024年3月23日发(作者：中职教师)

1.

遥感系统包括：被测目标的信息特征、信息获取、信息的传输与记录、信息的处理和信 息的应用。

2.

遥感的特点：①大面积的同步观测；②时效性；③数据的综合性和可比性；④经济性， 投入少、收益高；

⑤局限性，遥感所利用的电磁波有限。

3.

电磁波的性质：①横波；②在真空中以光速传播；③满足

f*

入

=c

,

E=h*f

。

E

为能量，单

位

J

;

h

为普朗克常数，

h=6.626X 10

(

-34

)

J/s

；

f

为频率；入为波长；

c

为光速，

c=3X 10

(

8

)

m/s

。④电磁波具有波粒二象性，即具有波动性和粒子性。

因为蓝色波长短，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削弱。

4.

无云的天空呈现蓝色的原因：

5.

朝霞和夕阳呈现橘红色的原因：日出和日落时，太阳高度角小，阳光斜射

在过长的传播

波长次短的

散射最弱，透过大气最多，加上剩余的极

地面，通过的大 气层比阳光直射时要厚得多，

中，波长最短的蓝光几乎被散射掉，

绿光也大部分被散射掉， 只剩下波长最长的红光，

少量绿光，最后合成呈现橘红色。

6.

云层呈白色的原因：云、雾粒子中水滴的直径比波长大得多，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。

7.

红外辐射影响

大气散射的三种类型：①瑞利散射，是当大气中粒子的直径比

波长小得多时发生的散射， 特点是散射强度与波长的四次方成反比， 即波长越长，散射越弱。瑞利散射对

较小，对可见光影响很大。 ②米氏散射，是当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的 散射，由大气中

的微粒，如烟、尘埃、小水滴及气溶胶等引起。特点是散射强度与波长的二 次方成反比，散射在光线向前方

向比向后方向更强，方向性比较明显。

大气中粒子的直径比波长大得多时发生的散射，

择性散射条件下的波段中，任何波长的散射强度相同。

③无选择性散射，当

特点是散射强度与波长无关，即在符合无选

8.

能力强， 因而称其具

有穿云透雾的能力。

微波为什么具有穿云透雾的能力：微波波长比粒子的直径大得多，属于

波长越长散射强度越小， 所以微波透射瑞利散射的类型， 散射强度与波长四次方成反比，

9.

电磁波穿过大气层时，会发生吸收、散射和折射等现象。

10.

要光谱段有：①

0.3~1.3

卩

m

,即紫外、可见光、近红外段；②

和

2.0~3.5

卩

m

,即近、中红外波段；③

波段；⑤

0.8~2.5 cm,

即微波波段。

大气窗口的主

1.5~1.8

卩

m

3.5~5.5

卩

m

,即中红外波段；④

8~14

卩

m

,即远红外

11.

物体的反射状况有三种：镜面反射、漫反射、实际物体反射。

12.

植被反射波谱曲线的光谱特征：①可见光波段(

0.4~0.76

卩

m

)有一个小的反射峰，

0.55

卩

m

绿处，两侧

0.45

卩

m

蓝和

0.67

卩

m

红有两个吸收带，这是由于叶绿素对蓝光和红光吸

收作用强，对绿光反射作用强。②近红外波段(

0.7~0.8

卩

m

)有一反射陡坡，至

1.1

卩

m

附

近有峰值，形成植被的独有特征，这是由于植被叶细胞结构的影响， 除了吸收和透射的部分，

吸收率大增， 形成的高反射率。③在中红外波段（

1.3~2.5

卩

m

）受到绿色植物含水量的影响，

反射率大大下降，以

1.45

卩

m

、

1.95

卩

m

和

2.7

卩

m

为中心是水的吸收带，形成低谷。

13•

水体反射波谱曲线的光谱特征：水体反射主要在蓝绿色波段，其他波段吸收都很强，到 了近红外波段，

吸收就更强。所以，在遥感影像上，近红外影响上水体呈黑色。水中含泥沙 时，由于泥沙散射，可见光波段

反射率会增加，峰值出现在黄红区。水中含叶绿素时，近红 外波段明显抬升。

14.

气象卫星的特点：①气象卫星的轨道分为高轨和低轨；②短周期重复观测；③成像面积 大，有利于获得

宏观同步信息，减少数据处理容量；④资料来源连续、实时性强、成本低。

15.

摄影机包括：分幅式摄影机、全景摄影机、多光谱摄影机和数码摄影机。

16.

中心投影与垂直投影的区别：①投影距离的影响，垂直投影图像的缩小和放大与投影距

离无关，并有统一的比例尺；中心投影则受投影距离影响，像片比例尺与平台高度和焦距有 关。②投影面倾

斜的影响，当投影面倾斜时， 垂直投影的影响比例尺有所放大，像点相对位

置保持不变，但像点与地面点相比， 比例有所夸大；中心投影像片上像点的比例关系有显著 变化，各点的相

对位置和形状不再保持原来的样子，地面上

AO=BO

，而像片上的

ao

>

bo

。

③地形起伏的影响， 垂直投影时，随地面起伏变化，投影点之间的距离与地面实际水平距离 成比例缩小，相

对位置不变；中心投影时，地面起伏越大，像上投影点水平位置的位移量就 越大，产生投影误差。

17.

摄影像片的几何特征：根据摄影机主光轴与地面的关系，可分为垂直摄影和倾斜摄影。

18.

扫描成像的成像方式有三种：光机扫描成像、固体自扫描成像和高光谱成像光谱扫描。

19.

微波遥感的特点：①能全天候、全天时工作；②对某些地物具有特殊的波谱特征；③对 冰、雪、森林、

土壤等具有一定穿透能力；④对海洋遥感具有特殊意义；⑤分辨率较低，但 特性明显。

20.

微波遥感分为：主动微波遥感、被动微波遥感。

21.

通过遥感所获取的信息有：目标地物的大小、形状及空间分布特点；目标地物的属性特 点；目标地物的

变化动态特点。

22.

遥感图像的三方面特征：几何特征、物理特征和时间特征，其表现参数即为空间分辨率、 光谱分辨率、

辐射分辨率和时间分辨率。

23.

颜色的性质：由明度、色调、饱和度来描述。①明度，即人眼对光源或物体明亮程度的 感觉，物体反射

率越高，明度就越高，亮度越大，明度越高。②色调，即色彩彼此互相区分 的特性。③饱和度，即彩色纯洁

的程度，就是光谱中波长段是否窄、频率是否单一的表示。

24.

数字量与模拟量的本质区别：模拟量是连续变量而数字量是离散变量。

25.

大气影响的粗略校正原理：纠正程辐射度，从而改善图像质量。方法有一一①直方图最 小值去除法。直

方图以统计图的形式表示图像亮度值与像元数之间的关系；②回归分析法。

找红外波段一找待校正波段一作二维光谱空间一回归分析一值减去

b

（截距）。即将波段

b

中每个像元的亮度值减去

a

,来改善图像，去掉程辐射，然后依次完成其它较长波段的校正。

26.

几何校正原理及流程：确定校正后图像的行列数值，然后找到新图像中每一像元的亮度

值。具体步骤一一①用已知数据来建立模型；

点亮度值之间。

②计算每一点的亮度值， 新点的亮度值介于邻

控制点的选取：①数目确定，控制点数目的最低限是按未知系数的多少来确定的；

点的最少数目来校正图像，

最低数很多。②选取原则，控制点的选择要以配准对象为依据。

做地面控制点，有时也用地图或遥感图像作为控制点标准。

建立待匹配的两种坐标系的对应点关系。

选取控制

效果比较不好，在条件允许的情况下， 控制点数的选取都要大于

以地面坐标为匹配标准的叫

无论用哪一种坐标系， 关键在于

27.

几何校正计算亮度值的方法有三种：最近邻法、双向线性内插法、三次卷积内插法。

28•

非线性变换的意义：包括指数变换和对数变换。①指数变换的意义一一在亮度值较高的 部分扩大亮度间

隔， 属于拉伸；在亮度值较低部分缩小亮度间隔，

意义是在亮度值较低的部分拉伸，而在亮度值较高的部分压缩。

属于压缩。②对数变换的

29.

几何增强处理：平滑、锐化

30.

彩色变换包括：单波段彩色变换、多波段彩色变换、

31.

图像运算：差值运算、比值运算。

32.

多光谱变换包括：①

K-L

变换，即主成分变换，特点一一变换后的主分量空间坐标系与变

换前的多光谱空间坐标系相比旋转了一个角度，

向；变换后的新波段主分量所包括的信息量不同，

新坐标系的坐标轴指向数据信息量较大的方

呈逐渐减少趋势，第一主分量集中了最大

HLS

变换（色调、明度、饱和度）。

的信息量，占

80

%以上。②

K-T

变换，即缨帽变换，是一种坐标空间发生旋转的线性变换， 旋转后的坐标轴

指向的是与地面景物有密切关系的方向，其应用主要针对

TM

数据和

MSS

数

据，它抓住了地面景物，特别是植被和土壤在多光谱空间中的特征，有利于扩大陆地卫星

TM

影像数据分析在农业方面的应用。

33•

遥感图像解译分为两种：目视解译、遥感图像计算机解译。

34•

遥感图像目标地物特征：①色，目标地物的色调、颜色和阴影；②形，目标地物的形状、 纹理、大小、

图形等；③位，目标地物分布的空间位置、相关布局等。

35•

摄影像片的特点：①大部分为中小比例尺像片，像片中人造地物的形状特征与图型结构 清晰可辨；②绝

大部分采用中心投影方式成像；③可看到地物顶部轮廓。

36•

直接解译标志与间接解译标志：①直接判读标志，能够直接反映和表现目标地物信息的

遥感图像的各种特征，包括遥感摄影像片上的色调、 色彩、大小、形状、阴影、纹理、图型、

借助

地物及环境的关

位置等。②间接解译标志，能够间接反映和表现目标地物信息的遥感图像的各种特征，

它可判断与某地物属性相关的其他现象， 包括目标地物与其相关指示特征、

系、目标地物与成像时间的关系，间接判读标志因地域和专业而异。

37•

①彩色像片上，清澈水体呈现蓝

-

绿色，含有淤泥的水体为浅绿色。②彩色红外像片上， 正常生长的绿色

植物呈红色，遭受病虫害的植物显现为暗红色， 甚至浅青色；生长正常的针

叶林呈红色到品红色， 枯萎的植被呈暗红色， 即将枯死的植被呈青色； 富营养化的水体呈棕 褐色至暗红

色，含有泥沙或淤泥的水体呈青色至浅蓝色，

洁净时呈深蓝到暗黑色。

清洁的浅水呈青蓝色， 水体很深且

披盖绿色 ③近红外像片上，用植物枝叶伪装的目标地物呈紫红色，

伪装物的目标地物呈蓝色，正常植被呈红色。 ④热红外像片上，白天水体呈暗色调，道路呈

白天树林呈暗灰色至灰黑 灰浅色至白色；夜晚，水体呈浅灰色至灰白色，道路呈现暗黑色；

色，草地呈浅灰色至灰白色；夜晚，树林呈浅灰色调至灰白色，草地呈黑色调或暗灰色；夜 间土壤含水量高

的呈灰色或灰白色调， 含水量低的呈暗灰色或深灰色； 裸露的岩石在夜间的

热红外影像上呈浅灰色，玄武岩一般呈灰色至灰白色，花岗岩呈灰色至暗灰色。

最佳解译时间：夜间的热红外航空像片比白天的解译效果好，

这是因为夜间不受太阳辐射的干扰，

外线的能力。

黎明前的热红外像片效果最佳，

热红外像片色调差异主要取决于地物的温度和辐射热红

38•

目视解译方法：指根据遥感影像目视解译标志和解译经验，识别目标地物的办法和技巧。 常用的有：直

接判读法、对比分析法、信息符合法、综合推理法、地理相关分析法。

39•

遥感图像目视解译步骤：①准备工作阶段一一明确解译任务与要求；收集与分析有关资 料；选择合适波

段与恰当时相的遥感影像。

主要任务是掌握解译区域特点，

②初步解译与判读区的野外考察一一初步解译的

确立典型解译样本，建立目视解译标志，探索解译方法，为

在野外调查中是为了 全面解译奠定基础； 在室内初步解译的工作重点是建立影像解译标准；

建立研究区的判读标志。 ③室内详细判读。④野外验证与补判 野外验证是再次到遥感影 像判读区去实地核

实影像解译结果。 ⑤目视解译成果的转绘与制图一一手工转绘； 在精确几

何基础的地理地图上采用转绘仪进行转绘成图。

40•

计算机辅助遥感制图流程：①遥感影像信息选取与数字化；②地理基础底图的选取与数 字化；③遥感影

像几何纠正与图像处理； ④遥感影像镶嵌与地理基础底图拼接； ⑤地理基础

底图与遥感影像复合； ⑥符号注记图层生成， 图例、指北针、比例尺；⑦影像地图图面配置； ⑧遥感影像

地图制作与印刷。

41.

遥感数字图像的特点：①便于计算机处理与分析；②图像信息损失低；③抽象性强。

42•

遥感数字图像的类型：二值数字图像、单波段数字图像、彩色数字图像、多波段数字图 像。

43•

多波段数字图像的存贮与分发常采用三种数据格式：①

BSQ

数据格式，一种按波段顺序

依次排列的数据格式， 第一波段位居第一，第二波段位居第二…第一波段中数据依据行号顺

序依次排列，每一行内的数据按像素号顺序排列。②

叉排列。③

BIL

数据格式，是逐行按波段次数排列的格式。

BIP

数据格式，每个像元按波段次序交

44•

航空像片的数字化过程：①空间采样，确定空间采样间距，将图像进行空间分割，使之 成为由多个网格

单元构成的图像， 每个格网分别代表一个像素点。 ②属性量化，将每个像素

用有限个 点对应的连续变化的亮度、颜色或者其他模拟量进一步离散化并归并到各个区间，

整数表示。航空像片数字化一般采用均匀采样和等距量化处理。

45•

遥感图像计算机分类方法：统计分类法、结构分类法、专家系统。

统计特征变量包括全局统计特征变量和局部统计特征变量。

遥感图像分类的主要依据是地物的光谱特征。

遥感图像计算机分类算法设计的主要依据是地物光谱数据。

遥感图像计算机分类的依据是遥感图像像素的相似度，常使用距离和相关系数来衡量。

度量空间中的距离常采用：绝对值距离、欧氏距离、马氏距离、像元

合距离、相关系数。

遥感图像的计算机分类方法包括监督分类和非监督分类。

i

到第

g

类类均值的混

46•

监督分类与非监督分类的比较：①根本区别在于是否利用训练场地来获取先验的类别知

识；②训练场地选择是监督分类的关键，

处；③非监督分类不需要更多的先验知识，

且训练场地要求有代表性，训练样本的选择要考虑

有时这些不易做到， 这就是监督分类不足之

它根据地物的光谱统计特性进行分类， 分类方法

非监督分类可取

到地物光谱特征，样本数目要能满足分类要求，

简单，且具有一定的精度；④当光谱特征类能和唯一的地物类型相对应时，

得较好分类效果，当两个地物类型对应的光谱特征类差异很小时，监督分类效果比较好。

47•

监督分类 包括：最小距离 分类法、多级切割 分类法、特征曲线窗口法、最大似然比 分类 法。

48•

非监督分类包括：分级集群法、动态聚类法。

专家系统是利用 符号知识 来模拟人类专家行为 的计算机程序。

49. 3S

综合应用实例：①车辆导航与车辆监控系统， 通过对车辆等的导航、 动态跟踪、监控、

检查与服务等功能，来完成车辆的综合管理与控制。在车辆导航与监控系统中，

数字图像方式提供城市范围内道路与相关因子动态变化的信息，可以在

字地图使用，也可以利用遥感图像来及时更新道路数据库；

事件时，可得到及时救援。②海洋渔业资源开发中，

数据可获得大面积、准实时的渔场综合环境参数；

实时状态。③精细农业发展中，

间操作与田间管理的技术手段；

奠定了基础。④土地研究中，

确位置等信息，同时该车辆的位置信息可通过无线集群通讯网接入控制中心局域网，

RS

技术以

GIS

中作为电子数

当突发

GPS

提供了车辆目前所处的精

RS

技术与

GIS

综合应用，从海洋遥感

GPS

与

GIS

结合，

GIS

提供岛屿、暗礁、

GPS

则提供当前船只的 洋流、主要鱼群洄游路线和渔场分布范围等信息的数字电子地图，

GPS

和

GIS

结合提供了科学种田需要的定位和定量进行田

RS

与

GIS

结合提供了多种数据源，为建立农田基础数据库

RS

可对土地进行资源调查和土地利用动态监测；

GIS

包括土

GIS

对各

地管理信息系统、土地利用动态监测系统和地籍管理信息系统；

技术进行全球变化数据检索与查询、

GPS

在土地调查中进行空

间定位。⑤全球变化研究领域，利用遥感技术获取全球变化信息，时间周期很短；利用

承担全球变化方面的各种分析、进行相互关联的区域要

素间的相关分析，利用地理数据库的各种数据，预测全球变化对某一区域的演变趋势，

种可能出现的结果进行模拟；利用

GPS

定位技术检测气候变暖导致的海平面上升，利用高

精度

GPS

测量地球表层的板块运动；⑥在其他领域，如环境动态监测与环境保护；防灾减 灾救灾；城市规

划与城市管理等。